JP2023123498A - バッテリーの微分電圧カーブを決定するための装置及び方法、並びに前記装置を含むバッテリーパック - Google Patents

バッテリーの微分電圧カーブを決定するための装置及び方法、並びに前記装置を含むバッテリーパック Download PDF

Info

Publication number
JP2023123498A
JP2023123498A JP2023092928A JP2023092928A JP2023123498A JP 2023123498 A JP2023123498 A JP 2023123498A JP 2023092928 A JP2023092928 A JP 2023092928A JP 2023092928 A JP2023092928 A JP 2023092928A JP 2023123498 A JP2023123498 A JP 2023123498A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
constant current
unit
current
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023092928A
Other languages
English (en)
Inventor
キム、ヨン－ドク
Young-Deok Kim
ジー、ス－ウォン
Su-Won Jee
キム、デ－スー
Dae-Soo Kim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of JP2023123498A publication Critical patent/JP2023123498A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4285—Testing apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

【課題】バッテリーの微分電圧カーブを決定するのに所要する時間を短縮できる装置等を提供する。【解決手段】装置は、定電流部１２０と、単位時間ごとのバッテリーＢの電圧及び電流を示すセンシング信号を出力するセンシング部１１０と、センシング信号に基づき、単位時間ごとのバッテリーの電圧及び充電量を示す制御履歴を決定する制御部１３０と、を含む。制御部は、充電量が関心範囲外である場合、充電量に基づいて第１要請メッセージを定電流部に出力する。制御部は、充電量が関心範囲内である場合、第２要請メッセージを定電流部に出力する。定電流部は、第１要請メッセージに応じて、第１電流レートの定電流でバッテリーを放電し、第２要請メッセージに応じて、第１電流レートよりも低い第２電流レートの定電流でバッテリーを放電する。制御部は、充電量が臨界値に到達したとき、制御履歴に基づいて微分電圧カーブを決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリーの微分電圧カーブを決定するための技術に関する。
本出願は、２０１９年４月２２日出願の韓国特許出願第１０－２０１９－００４６８４０号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
最近、ノートブックＰＣ、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急増し、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれ、反復的な充放電の可能な高性能二次電池についての研究が活発に進行しつつある。
現在、商用化したバッテリーとしては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウムバッテリーなどがあり、このうち、リチウムバッテリーは、ニッケル系のバッテリーに比べてメモリ効果がほとんど起こらず、充放電が自由で、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
バッテリーの退化状態を診断するための多様な技術が存在する。例えば、特許文献には、微分電圧分析法（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｖｏｌｔａｇｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ，「ＤＶＡ」とも称する。）を活用して、バッテリーの微分電圧カーブ（「Ｑ－ｄＶ／ｄＱカーブ」または「Ｑ－ｄＶ／ｄＳＯＣカーブ」と称することがある。）からバッテリーの退化状態に関わる情報を取得することが開示されている。Ｑ－ｄＶ／ｄＱカーブは、Ｑ軸とｄＶ／ｄＱ軸を有するグラフとして示され得る。ここで、Ｑはバッテリーの充電量（残存容量を意味する。）、Ｖはバッテリーの電圧、ｄＱはＱの変化量、ｄＶはＶの変化量、ｄＶ／ｄＱはｄＱに対するｄＶの割合を示す。例えば、Ｑ－ｄＶ／ｄＱカーブで示される特徴点の位置や特徴点同士の間隔などに基づき、バッテリーの退化状態を推定することができる。
バッテリーの電圧Ｖは、バッテリーの内部抵抗（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）や温度などに敏感であるため、高電流レートの定電流でバッテリーを充電または放電して得たＱ－ｄＶ／ｄＱカーブは、バッテリーの退化状態を精密に決定するのに適切ではない。したがって、Ｑ－ｄＶ／ｄＱカーブを決定するために、低電流レート（例えば、０．０５Ｃ）の定電流でバッテリーの充電または放電を行うことが通常である。
ところが、低電流レートを用いてバッテリーのＱ－ｄＶ／ｄＱカーブを決定するには、よほど長い時間が要求されるという短所がある。例えば、満充電されたバッテリーを０．０５Ｃの定電流で完全放電するには、約２０時間がかかる。
特開２００９－２５２３８１（公開日：２００９．１０．２９）
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーの充電量（または充電状態）が関心範囲内にある否かに基づき、バッテリーの充電または放電のための定電流の電流レートを調節することで、バッテリーの微分電圧カーブ（Ｑ－ｄＶ／ｄＱカーブ）を決定するのに所要する時間を短縮できる装置、方法及びバッテリーパックを提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
本発明の一面による装置は、バッテリーの微分電圧カーブを決定するための装置である。前記装置は、前記バッテリーの電流を制御するように構成される定電流部と、単位時間ごとの前記バッテリーの電圧及び電流を示すセンシング信号を出力するように構成されるセンシング部と、前記センシング部に動作可能に結合する制御部と、を含む。前記制御部は、前記センシング信号に基づき、前記単位時間ごとの前記バッテリーの電圧及び充電量を示す制御履歴を決定するように構成される。前記制御部は、前記充電量が第１関心範囲外である場合、前記充電量に基づいて第１要請メッセージを前記定電流部に選択的に出力するように構成される。前記制御部は、前記充電量が前記第１関心範囲内である場合、第２要請メッセージを前記定電流部に出力するように構成される。前記定電流部は、前記第１要請メッセージに応じて、第１電流レートの定電流で前記バッテリーを放電するように構成される。前記定電流部は、前記第２要請メッセージに応じて、前記第１電流レートよりも低い第２電流レートの定電流で前記バッテリーを放電するように構成される。前記制御部は、前記充電量が臨界値に到達したとき、前記制御履歴に基づいて前記微分電圧カーブを決定するように構成される。
前記制御部は、前記充電量が前記第１関心範囲の下限値と第２関心範囲の上限値との間である場合、第３要請メッセージを前記定電流部に出力するように構成され得る。前記定電流部は、前記第３要請メッセージに応じて、前記第２電流レートよりも高い第３電流レートの定電流で前記バッテリーを放電するように構成され得る。
前記制御部は、前記充電量が前記第２関心範囲内である場合、第４要請メッセージを前記定電流部に出力するように構成され得る。前記定電流部は、前記第４要請メッセージに応じて、前記第３電流レートよりも低い第４電流レートの定電流で前記バッテリーを放電するように構成され得る。
前記第４電流レートは、前記第２電流レート以下であり得る。
前記臨界値は、前記第２関心範囲の下限値以下であり得る。
前記制御部は、前記バッテリーの最大容量をインデックスとして用いて、最大容量と関心範囲との対応関係が記録された第１データテーブルから、前記バッテリーの最大容量に関わる前記第１関心範囲を決定するように構成され得る。
前記制御部は、前記バッテリーの最大容量をインデックスとして用いて、最大容量と電流レートとの対応関係が記録された第２データテーブルから、前記バッテリーの最大容量に関わる前記第１電流レート及び前記第２電流レートを決定するように構成され得る。
前記制御部は、前記充電量が前記第１関心範囲の上限値よりも大きい場合、前記第１要請メッセージを前記定電流部に出力するように構成され得る。
前記制御部は、前記充電量が前記第２関心範囲の上限値よりも小さい場合、前記第４要請メッセージを前記定電流部に出力するように構成され得る。
本発明の他面によるバッテリーパックは、前記装置を含む。
本発明のさらに他面による方法は、前記装置を用いて前記微分電圧カーブを決定するためのことである。前記方法は、前記制御部が、前記単位時間ごとの前記バッテリーの電圧及び充電量を示す制御履歴を決定する段階と、前記制御部が、前記充電量が第１関心範囲外である場合、前記充電量に基づいて前記定電流部が第１電流レートの定電流で前記バッテリーを放電するように誘導する第１要請メッセージを前記定電流部に選択的に出力する段階と、前記制御部が、前記充電量が前記第１関心範囲内である場合、前記定電流部が前記第１電流レートよりも低い第２電流レートの定電流で前記バッテリーを放電するように誘導する第２要請メッセージを出力する段階と、前記制御部が、前記充電量が臨界値に到達したとき、前記制御履歴に基づいて前記微分電圧カーブを決定する段階と、を含む。
本発明の実施例の少なくとも一つによれば、バッテリーの充電量（または充電状態）が関心範囲内にあるか否かに基づき、バッテリーの充電または放電のための定電流の電流レートを調節することで、バッテリーの微分電圧カーブを決定するのに要する時間を短縮することができる。
また、バッテリーの最大容量に基づいて関心範囲を変更することで、バッテリーが退化するにつれて位置が変化するバッテリーの微分電圧カーブにおける主要特徴点を効果的に追跡することができる。
また、バッテリーの最大容量に基づいて関心範囲内または外でバッテリーを充電または放電するための定電流の電流レートを変更することで、バッテリーの微分電圧カーブにおける主要特徴点の強度または位置が歪曲される現象を低減することができる。
本発明の効果は前述の効果に制限されず、言及されていない他の効果は、請求範囲の記載から当業者に明確に理解されるだろう。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするものであるため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施例によるバッテリーパックの構成を例示的に示す図である。 初期状態のバッテリーの充電量－電圧カーブ及び退化したバッテリーの充電量－電圧カーブを例示的に示すグラフである。 図１の装置を用いてバッテリーの微分電圧カーブを決定する方法を例示的に示すフローチャートである。 図３の方法を説明するのに参照されるグラフである。 図１の装置を用いてバッテリーの微分電圧カーブを決定する他の方法を例示的に示すフローチャートである。 図５の方法を説明するのに参照されるグラフである。 比較例１による微分電圧カーブを例示的に示すグラフである。 比較例２による微分電圧カーブを例示的に示すグラフである。 図５の方法によって得られた微分電圧カーブを例示的に示すグラフである。 図１の装置を用いてバッテリーの微分電圧カーブを決定するさらに他の方法を例示的に示すフローチャートである。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素のうちいずれか一つを残りと区別する目的として使用され、このような用語によって構成要素が限定されることではない。
なお、明細書の全体にかけて、ある部分が、ある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反する記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書に記載の「制御部」のような用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を示し、これはハードウェアやソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの結合せにより具現され得る。
さらに、明細書の全体に亘って、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されているとするとき、これは、「直接的に連結（接続）」されている場合のみならず、その中間に他の素子を介して「間接的に連結（接続）」されている場合も含む。
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーパックの構成を例示的に示す図であり、図２は、初期状態であるバッテリーのＱ－Ｖカーブ及び退化したバッテリーのＱ－Ｖカーブを例示的に示すグラフである。
図１を参照すれば、バッテリーパック１０は、電気システム１（例えば、電気車両）に装着可能に提供され、バッテリーＢ、スイッチＳＷ及び装置１００を含む。装置１００は、バッテリー管理システム（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）として具現され得る。
バッテリーＢの正極端子及び負極端子は、装置１００に電気的に接続する。バッテリーＢは、リチウムイオンバッテリーなどのような再充電可能なバッテリーであり得る。
スイッチＳＷは、バッテリーＢの充放電のための電流経路に電気的に接続する。スイッチＳＷは、コイルの磁気力によってオンオフされる機械式リレーであるか、またはＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のような半導体スイッチであり得る。スイッチＳＷがターンオンされている間に、バッテリーＢの充放電が可能である。スイッチＳＷがターンオフされている間に、バッテリーＢの充放電は、中断される。スイッチＳＷは、第１制御信号（例えば、ハレベル電圧）に応じて、ターンオンされ得る。スイッチＳＷは、第２制御信号（例えば、ローレベル電圧）に応じて、ターンオフされ得る。
装置１００は、バッテリーＢの退化状態を決定するように提供される。装置１００は、センシング部１１０、定電流部１２０、制御部１３０及びメモリ部１４０を含む。装置１００は、インターフェース部１５０をさらに含み得る。装置１００は、スイッチドライバー２００をさらに含み得る。
センシング部１１０は、電圧センサー１１１及び電流センサー１１２を含む。電圧センサー１１１は、バッテリーＢの正極端子及び負極端子に電気的に接続する。電圧センサー１１１は、バッテリーＢが充電または放電する間に、バッテリーＢの両端にかかった電圧を所定の単位時間（例えば、１ｍｓ）ごとに周期的に測定するように構成される。電流センサー１１２は、バッテリーＢの充放電のための電流経路に設けられる。電流センサー１１２は、バッテリーＢが充電または放電する間に、バッテリーＢを通じて流れる電流を単位時間ごとに周期的に測定するように構成される。センシング部１１０は、電圧センサー１１１及び電流センサー１１２によって測定された、単位時間ごとのバッテリーＢの電圧及び電流を示すセンシング情報を制御部１３０に出力するように構成される。
定電流部１２０は、バッテリーＢの充放電のための電流経路に電気的に接続する。定電流部１２０は、制御部１３０からの命令に応じて、バッテリーＢの充電または放電のための定電流の電流レートを調節するように構成される。定電流部１２０は、少なくとも二つの電流レートを選択的に用いて、バッテリーＢを充電または放電し得る。このために、定電流部１２０は、相異なる電流レートでバッテリーＢを充電または放電するように構成される、少なくとも二つの定電流回路を含み得る。
制御部１３０は、ハードウェア的に、ＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）、マイクロプロセッサー（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、その他の機能の遂行のための電気的ユニットの少なくとも一つを用いて具現され得る。
制御部１３０は、定電流部１２０及びセンシング部１１０に動作可能に結合する。制御部１３０は、センシング部１１０からのセンシング情報に基づき、単位時間ごとの制御履歴を決定するように構成される。制御履歴は、単位時間ごとのバッテリーＢの電圧及び充電量を示すデータを含む。制御履歴は、単位時間ごとのバッテリーＢの電圧の変化量及び充電量の変化量を示すデータをさらに含み得る。バッテリーＢの充電量は、バッテリーＢに保存されている電荷量を示し、単位時間ごとのバッテリーＢの電流を積算することで決定され得る。 バッテリーＢの充電量は、充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ－Ｏｆ－Ｃｈａｒｇｅ）に代替され得る。バッテリーＢのＳＯＣは、バッテリーＢの最大容量に対するバッテリーの充電量の割合を示し、通常０～１または０～１００％で表される。単位時間ごとの制御履歴は、制御部１３０によってメモリ部１４０に記録され得る。
制御部１３０は、単位時間ごとの制御履歴に基づき、単位時間ごとの充電量の変化量ｄＱに対する電圧の変化量ｄＶの割合ｄＶ／ｄＱを決定し得る。
制御部１３０は、所定のイベントの少なくとも一つが発生した場合、スイッチＳＷをターンオンすることをスイッチドライバー２００に命令し得る。その外の状況では、制御部１３０は、スイッチＳＷをターンオフすることをスイッチドライバー２００に命令し得る。
メモリ部１４０は、制御部１３０に動作可能に結合する。メモリ部１４０は、センシング部１１０にも動作可能に結合し得る。メモリ部１４０は、センシング部１１０からの単位時間ごとのセンシング情報を保存するように構成され得る。メモリ部１４０は、制御部１３０による演算動作に要求されるデータ及びプログラムを保存し得る。メモリ部１４０は、制御部１３０による演算動作の結果（例えば、制御履歴）を示すデータを保存し得る。
メモリ部１４０は、例えば、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ（登録商標） ｍｅｍｏｒｙ ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ）、ＳＳＤタイプ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ，ソリッドステートディスクタイプ）、ＳＤＤタイプ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ ｔｙｐｅ，シリコンディスクドライブタイプ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃａｒｄ ｍｉｃｒｏ ｔｙｐｅ）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ，ランダムアクセスメモリ）、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ，スタティックランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（ｒｅａｄ‐ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ，リードオンリメモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ‐ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ，エレクトリカリーイレーサブルリードオンリメモリ）、ＰＲＯＭ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ，プログラマブルリードオンリメモリ）の少なくとも一つのタイプの保存媒体を含み得る。
スイッチドライバー２００は、装置１００及びスイッチＳＷに電気的に結合する。スイッチドライバー２００は、装置１００からの命令に応じて、前記第１制御信号または前記第２制御信号をスイッチＳＷに選択的に出力するように構成される。第２制御信号を出力するというのは、第１制御信号の出力を中断するということを意味し得る。
図２を参照すれば、相異なる二つの充電量－電圧カーブ２０１、２０２を確認しできる。充電量－電圧カーブは、「Ｑ－Ｖカーブ」と称し得る。Ｑ－Ｖカーブ２０１は、バッテリーＢが初期状態（ＢＯＬ：Ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ Ｏｆ Ｌｉｆｅ）であったときのバッテリーＢの充電量Ｑと電圧Ｖとの関係を示す。Ｑ－Ｖカーブ２０２は、バッテリーＢが退化したときのバッテリーＢの充電量 Ｑと電圧Ｖとの関係を示す。制御部１３０は、単位時間ごとの制御履歴に基づいてＱ－Ｖカーブ２０２を決定する。Ｑ－Ｖカーブ２０１は、メモリ部１４０に予め保存されていてもよい。
所定の充電終止電圧Ｖｍａｘにおいて、Ｑ－Ｖカーブ２０１の充電量ＱＢＯＬよりもＱ－Ｖカーブ２０２の充電量Ｑｋが小さい。充電量ＱＢＯＬは、バッテリーＢが新品であった初期状態におけるバッテリーＢの最大容量を示す。充電量Ｑｋは、バッテリーＢが退化した特定の時点におけるバッテリーＢの最大容量を示す。このことから、バッテリーＢが退化するほど充電量Ｑｋが徐々に減少し、充電量ＱＢＯＬと充電量Ｑｋとの差が大きくなるということが分かる。
特定の充電量Ｑｘにおいて、Ｑ－Ｖカーブ２０１の電圧Ｖ１はＱ－Ｖカーブ２０２の電圧Ｖ２よりも低い。即ち、同一の充電条件（または同一の放電条件）において、バッテリーＢが退化するほどバッテリーＢの電圧が速く変化する。
インターフェース部１５０は、制御部１３０と電気システム１の上位コントローラ２（例えば、ＥＣＵ： Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）との間の有線通信または無線通信を支援するように構成される。有線通信は、例えば、ＣＡＮ（ｃｏｎｔｏｌｌｅｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）通信であり得、無線通信は、例えば、ジグビー（登録商標）やブルートゥース（登録商標）通信であり得る。勿論、制御部１３０と上位コントローラ２との間の有無線通信を支援するものであれば、通信プロトコールの種類は特に限定されない。インターフェース部１５０は、制御部１３０によって行われたバッテリーＢの退化状態に関わるプロセスの結果を使用者が認識可能な形態で提供するディスプレイや、スピーカーなどのような出力デバイスを含み得る。インターフェース部１５０は、使用者からのデータを受けるマウス、キーボードなどのような入力デバイスを含み得る。
制御部１３０は、下記の数式１を用いて、バッテリーＢの最大容量Ｑｋを決定し得る。
Figure 2023123498000002
数式１において、ＳＯＣ１は、時点ｔ１におけるバッテリーＢの充電状態、ＳＯＣ２は、時点ｔ２におけるバッテリーＢの充電状態、ΔＳＯＣは、時点ｔ１と時点ｔ２との間におけるＳＯＣ変化量、ｉｔは、時点ｔ１と時点ｔ２との間における時点ｔで電流センサー１１２によって検出された電流を示す電流値、ΔＣは、時点ｔ１と時点ｔ２との間の期間における電流積算値、Ｑｋは、時点ｔ２におけるバッテリー２０の最大容量を示す。数式１に関り、ΔＳＯＣが小さすぎる場合、Ｑｋが実際の最大容量とは大きい差を示し得る。したがって、制御部１３０は、ΔＳＯＣが所定の値（例えば、０．５）以上である場合に限り、数式１を用いてバッテリー２０の最大容量Ｑｋを決定するように構成され得る。制御部１３０は、ΔＳＯＣが所定の値（例えば、０．５）未満である間には、最後に推定された最大容量を現在の最大容量（または容量維持率）として活用し得る。
制御部１３０は、最大容量ＱＢＯＬと最大容量Ｑｋとの差に基づき、バッテリーＢの退化率を決定し得る。バッテリーＢの退化率は、バッテリーＢの最大容量Ｑｋが最大容量ＱＢＯＬからどのくらい減少したかを示す。制御部１３０は、下記の数式２を用いて、バッテリーＢの退化率を決定し得る。
Figure 2023123498000003
数式２において、ＱＢＯＬは初期状態の最大容量（「設計容量」と称することがある。）、Ｑｋは前記特定の時点におけるのバッテリーＢの最大容量、Ｄｋは前記特定の時点におけるバッテリーＢの退化率を示す。例えば、ＱＢＯＬが５０Ａｈ、Ｑｋが４５Ａｈである場合、Ｄｋは１０％である。
以下、バッテリーＢの微分電圧カーブを決定する方法を詳しく説明する。以下で使用された用語である「関心範囲」とは、バッテリーＢの微分電圧カーブに登場する全ての特徴点のうち、バッテリーＢの退化状態に関わる主要特徴点が明らかに現れる充電量の範囲（またはＳＯＣ範囲）である。各関心範囲に関わるデータは、バッテリーＢと同じ電気化学的な特性を有するように製作された他のバッテリーに対する事前実験によって得られ、メモリ部１４０に予め保存され得る。
図３は、図１の装置１００を用いてバッテリーＢの微分電圧カーブを決定する方法を例示的に示すフローチャートであり、図４は、図３の方法を説明するのに参照されるグラフである。図３の方法は、制御部１３０がカーブ決定モードに入ることで開始され、バッテリーＢの充電量が所定の臨界値に到達するまで単位時間ごとに繰り返され得る。制御部１３０は、バッテリーＢが満充電された状態でカーブ決定モードに入り得る。図３の方法が行われる間に、制御部１３０は、スイッチＳＷをターンオン状態に維持し得る。
図３を参照すれば、段階Ｓ３００で、制御部１３０はセンシング信号に基づいて、バッテリーＢの電圧Ｖ及び充電量Ｑを示す制御履歴を決定する。
段階Ｓ３１０で、制御部１３０は、バッテリーＢの最大容量Ｑｋをインデックスとして用いて、メモリ部１４０に保存された第１データテーブルから、最大容量Ｑｋに関わる関心範囲を決定する。第１データテーブルには、最大容量と関心範囲との対応関係が予め記録されている。バッテリーＢが退化するほど、バッテリーＢの微分電圧カーブにおける主要特徴点の位置が徐々に変化する。段階Ｓ３１０によって、バッテリーＢの退化率に対応する最大容量Ｑｋによって、関心範囲の上限値及び下限値の少なくとも一つが変更されることで、バッテリーＢの微分電圧カーブにおける主要特徴点の位置変化を効果的に追跡できる。一例で、最大容量Ｑｋが減少するほど、段階Ｓ３１０で決定される関心範囲の上限値及び下限値の少なくとも一つは減少し得る。
または、関心範囲は、最大容量Ｑｋとは関係なく、予め決定され得る。この場合、段階Ｓ３１０は省略可能である。例えば、関心範囲の上限値及び下限値は、各々ＳＯＣ６０％における充電量およびＳＯＣ５％における充電量であり得る。
段階Ｓ３２０において、制御部１３０は、バッテリーＢの最大容量Ｑｋをインデックスとして用いて、メモリ部１４０に保存された第２データテーブルから、最大容量Ｑｋに関わる少なくとも第１及び第２電流レートを決定する。メモリ部１４０に保存された第２データテーブルから、最大容量Ｑｋに関わる第３電流レートをさらに決定し得る。第２データテーブルには、最大容量と第１～第３電流レートとの対応関係が予め記録されている。バッテリーＢが退化するほど、バッテリーＢを通して流れる電流の小さい変化でもバッテリーＢの電圧が大幅変化し得る。その原因の一つは、バッテリーＢの内部抵抗の増加が挙げられる。段階Ｓ３２０によって、バッテリーＢの退化率に対応する最大容量Ｑｋに応じて、バッテリーＢの微分電圧カーブを決定するのに用いる定電流の電流レートが変更されることで、バッテリーＢの微分電圧カーブから主要特徴点の位置（即ち、特徴点の充電量Ｑ）や強度（即ち、特徴点の微分電圧値ｄＶ／ｄＱ）が歪曲される現象を防止することができる。一例で、最大容量Ｑｋが減少するほど、段階Ｓ３２０で決定される第１～第３電流レートの少なくとも一つは減少し得る。
または、第１～第３電流レートは、最大容量Ｑｋとは関係なく、予め決められ得る。この場合、段階Ｓ３２０は、図３の方法から省略され得る。
以下では、第１～第３電流レートが段階Ｓ３２０で決定されたか、または予め決められていると仮定する。第１電流レート及び第３電流レートは、第２電流レートよりも大きく、第３電流レートは第１電流レート以下であり得る。
段階Ｓ３３０において、制御部１３０は、バッテリーＢの充電量Ｑが関心範囲の上限値ＱＵ以上であるか否かを判定する。段階Ｓ３３０の値が「はい」である場合、段階Ｓ３４０へ進む。段階Ｓ３３０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ３５０へ進む。
段階Ｓ３４０において、制御部１３０は、定電流部１２０に第１要請メッセージ（第１要請信号）を出力する。第１要請メッセージは、定電流部１２０が第１電流レートＩ１（例えば、０．２～１Ｃ）の定電流でバッテリーＢを放電するように誘導するためのものである。定電流部１２０は、第１要請メッセージに応じて、第１電流レートＩ１の定電流でバッテリーＢを放電する。
段階Ｓ３５０において、バッテリーＢの充電量Ｑが関心範囲の下限値ＱＬ以下であるか否かを判定する。段階Ｓ３５０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ３６０へ進む。段階Ｓ３５０の値が「はい」である場合、段階Ｓ３７０へ進む。
段階Ｓ３６０において、制御部１３０は、第２要請メッセージ（第２要請信号）を定電流部１２０に出力する。第２要請メッセージは、定電流部１２０が第１電流レートＩ１よりも低い第２電流レートＩ２（例えば、０．０５Ｃ）の定電流でバッテリーＢを放電するように誘導するためのものである。定電流部１２０は、第２要請メッセージに応じて、第２電流レートＩ２の定電流でバッテリーＢを放電する。
段階Ｓ３７０において、制御部１３０は、バッテリーＢの充電量Ｑが所定の臨界値ＱＴＨ１に到達したか否かを判定する。臨界値ＱＴＨ１は、関心範囲の下限値ＱＬ以下であり得る。段階Ｓ３７０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ３８０へ進む。段階Ｓ３７０の値が「はい」である場合、段階Ｓ３９０へ進む。
段階Ｓ３８０において、制御部１３０は、第３要請メッセージ（第３要請信号）を定電流部１２０に出力する。第３要請メッセージは、定電流部１２０が第２電流レートＩ２よりも高い第３電流レートＩ３の定電流でバッテリーＢを放電するように誘導するためのことである。定電流部１２０は、第３要請メッセージに応じて、第３電流レートＩ３の定電流でバッテリーＢを放電する。臨界値ＱＴＨ１が関心範囲の下限値ＱＬと同一の場合、段階Ｓ３７０及びＳ３８０は省略可能である。
段階Ｓ３９０において、制御部１３０は、前記カーブ決定モードにある間に単位時間ごとにメモリ部１４０に記録された制御履歴に基づいて微分電圧カーブを決定する。段階Ｓ３９０で決定される微分電圧カーブが、バッテリーＢの現在の退化状態を示す情報を含むということは、当業者であれば容易に理解できる。
図５は、図１の装置を用いてバッテリーＢの微分電圧カーブを決定する他の方法を例示的に示すフローチャートであり、図６は、図５の方法を説明するのに参照されるグラフである。図５の方法は、制御部１３０がカーブ決定モードに入ることで開始され、バッテリーＢの充電量Ｑが所定の臨界値に到達するまで単位時間ごとに繰り返され得る。制御部１３０は、バッテリーＢが満充電された状態でカーブ決定モードに入り得る。図５の方法が行われる間、制御部１３０は、スイッチＳＷをターンオン状態に維持する。図５の方法は、二つの関心範囲を活用するという点で、単一の関心範囲を活用する図３の方法と相違する。
図５を参照すれば、段階Ｓ５００において、制御部１３０は、センシング信号に基づき、バッテリーＢの電圧Ｖ及び充電量Ｑを示す制御履歴を決定する。
段階Ｓ５１０において、制御部１３０は、バッテリーＢの最大容量Ｑｋをインデックスとして用いて、メモリ部１４０に保存された第１データテーブルから、最大容量Ｑｋに対応する第１及び第２関心範囲を決定する。第１データテーブルには、最大容量と第１及び第２関心範囲との対応関係が予め記録されている。一例で、最大容量Ｑｋが減少するほど、段階Ｓ５１０で決定される第１関心範囲及び第２関心範囲の少なくとも一つの上限値及び下限値の少なくとも一つは減少し得る。
または、第１関心範囲及び第２関心範囲は、最大容量Ｑｋとは関係なく、予め決定され得る。この場合、段階Ｓ５１０は省略され得る。
第１関心範囲と第２関心範囲とは相互に重ならない。例えば、第１関心範囲の上限値ＱＵ１及び下限値ＱＬ１は、各々ＳＯＣ６０％における充電量とＳＯＣ４０％における充電量であり得、第２関心範囲の上限値ＱＵ２と下限値ＱＬ２は、各々ＳＯＣ２０％における充電量とＳＯＣ５％における充電量であり得る。
段階Ｓ５２０において、制御部１３０は、バッテリーＢの最大容量Ｑｋをインデックスとして用いて、メモリ部１４０に保存された第２データテーブルから、最大容量Ｑｋに関わる第１～第４電流レートを決定する。第２データテーブルには、最大容量と第１～第４電流レートとの対応関係が予め記録されている。一例で、最大容量Ｑｋが減少するほど、段階Ｓ５２０で決定される第１～第４電流レートの少なくとも一つは減少し得る。
または、第１～第４電流レートは、最大容量Ｑｋとは関係なく、予め決められ得る。この場合、段階Ｓ５２０は省略可能である。
以下では、第１～第４電流レートが段階Ｓ５２０で決定されたか、または予め決められていると仮定する。第１及び第３電流レートは、第２及び第４電流レートよりも大きい。第３電流レートは第１電流レート以下であり、第４電流レートは第２電流レート以下であり得る。
段階Ｓ５３０において、制御部１３０は、バッテリーＢの充電量Ｑが第１関心範囲の上限値ＱＵ１以上であるか否かを判定する。段階Ｓ５３０の値が「はい」である場合は、バッテリーＢの充電量Ｑが第１関心範囲外にあることを意味する。段階Ｓ５３０の値が「はい」である場合、段階Ｓ５４０へ進む。段階Ｓ５３０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ５５０へ進む。
段階Ｓ５４０において、制御部１３０は、第１要請メッセージを定電流部１２０に出力する。第１要請メッセージは、定電流部１２０が第１電流レートＩ１１（例えば、０．２～１Ｃ）の定電流でバッテリーＢを放電するように誘導するためのものである。定電流部１２０は、第１要請メッセージに応じて、第１電流レートＩ１１の定電流でバッテリーＢを放電する。
段階Ｓ５５０において、バッテリーＢの充電量Ｑが第１関心範囲の下限値ＱＬ１以下であるか否かを判定する。段階Ｓ５５０の値が「いいえ」である場合は、バッテリーＢの充電量Ｑが第１関心範囲内にあることを意味する。段階Ｓ５５０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ５６０へ進む。段階Ｓ５５０の値が「はい」である場合、段階Ｓ５７０へ進む。
段階Ｓ５６０において、制御部１３０は、第２要請メッセージを定電流部１２０に出力する。第２要請メッセージは、定電流部１２０が第１電流レートＩ１１よりも低い第２電流レートＩ１２（例えば、０．０５Ｃ）の定電流でバッテリーＢを放電するように誘導するためのものである。定電流部１２０は、第２要請メッセージに応じて、第２電流レートＩ１２の定電流でバッテリーＢを放電する。
段階Ｓ５７０において、制御部１３０は、バッテリーＢの充電量Ｑが第２関心範囲の上限値ＱＵ２以上であるか否かを判定する。段階Ｓ５７０の値が「はい」である場合は、バッテリーＢの充電量Ｑが第１関心範囲の下限値と第２関心範囲の上限値との間であることを意味する。段階Ｓ５７０の値が「はい」である場合、段階Ｓ５８０へ進む。段階Ｓ５７０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ５９０へ進む。
段階Ｓ５８０において、制御部１３０は、第３要請メッセージを定電流部１２０に出力する。第３要請メッセージは、定電流部１２０が第２電流レートＩ１２よりも高い第３電流レートＩ１３の定電流でバッテリーＢを放電するように誘導するためのものである。定電流部１２０は、第３要請メッセージに応じて、第３電流レートＩ１３の定電流でバッテリーＢを放電する。
段階Ｓ５９０において、バッテリーＢの充電量Ｑが臨界値ＱＴＨ２に到達したか否かを判定する。臨界値ＱＴＨ２は、第２関心範囲の下限値ＱＬ２以下であり得る。段階Ｓ５９０の値が「いいえ」である場合は、バッテリーＢの充電量Ｑが第２関心範囲内であることを意味する。段階Ｓ５９０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ５９２へ進む。段階Ｓ５９０の値が「はい」である場合、段階Ｓ５９４へ進む。
段階Ｓ５９２において、制御部１３０は、第４要請メッセージ（第４要請信号）を定電流部１２０に出力する。第４要請メッセージは、定電流部１２０が第３電流レートＩ１３よりも低い第４電流レートＩ１４の定電流でバッテリーＢを放電するように誘導するためのものである。定電流部１２０は、第４要請メッセージに応じて、第４電流レートＩ１４の定電流でバッテリーＢを放電する。
段階Ｓ５９４において、制御部１３０は、制御部１３０が前記カーブ決定モードにある間に単位時間ごとにメモリ部１４０に記録された制御履歴に基づいて微分電圧カーブを決定する。段階Ｓ５９４で決定される微分電圧カーブが、バッテリーＢの現在退化状態を示す情報を含むということは、当業者であれば、容易に理解できる。
一方、第２関心範囲の下限値ＱＬ２が臨界値ＱＴＨ２よりも大きいと仮定してみよう。もし、バッテリーＢの充電量Ｑが下限値ＱＬ２と臨界値ＱＴＨ２との間であれば、段階Ｓ５９２の代わりに、段階Ｓ５４０、Ｓ５６０またはＳ５８０へ進んでもよい。
図７は、比較例１による微分電圧カーブを例示的に示すグラフであり、図８は、比較例２による微分電圧カーブを例示的に示すグラフであり、図９は、図５の方法によって得られた微分電圧カーブを例示的に示すグラフである。
図７～図９を参照すれば、微分電圧カーブ７００は、比較例１（従来技術）によるものであって、負極材料として黒鉛を含む負極を用いて製作されたハフセルを０．０５Ｃの定電流で放電する実験（約２０時間所要）によって決定された。
微分電圧カーブ８００は、比較例２によるものであって、前記ハフセルを０．１Ｃの定電流で放電する実験（約１０時間所要）によって決定された。
微分電圧カーブ９００は、図５の方法によるものであって、前記ハフセルを第１関心範囲及び第２関心範囲内では０．０５Ｃの定電流で放電し、第１関心範囲及び第２関心範囲外では０．０５Ｃよりも大きい０．３３Ｃの定電流で放電する実験（約９時間４８分所要）によって決定された。第１関心範囲は、２．８８～４．３２ｍＡｈ（ＳＯＣ４０～６０％に該当）にし、第２関心範囲は、０ ～１．４４ｍＡｈ（ＳＯＣ０～２０％に該当）にした。便宜上、微分電圧カーブ９００は、第１関心範囲及び第２関心範囲内におけるｄＶ／ｄＱ変化のみを示した。
その結果、第１関心範囲及び第２関心範囲に関り、微分電圧カーブ９００の主要特徴点９０１、９０２と微分電圧カーブ７００の主要特徴点７０１、７０２とは、位置及び強度がかなり類似であることが確認された。一方、微分電圧カーブ９００の主要特徴点９０１、９０２及び微分電圧カーブ８００の主要特徴点８０１、８０２は、位置（即ち、充電量Ｑ）及び強度（即ち、微分電圧値ｄＶ／ｄＱ）において大きい差を示すことが確認された。
図１０は、図１の装置を用いてバッテリーＢの微分電圧カーブを決定するさらに他の方法を例示的に示すフローチャートである。図１０の方法は、制御部１３０がカーブ決定モードに入ることで開始され、バッテリーＢの充電量Ｑが所定の臨界値に到達するまで単位時間ごとに繰り返され得る。図３及び図５の方法とは異なり、制御部１３０は、バッテリーＢが完全放電した状態でカーブ決定モードへ入り得る。図１０の方法が行われる間、制御部１３０は、スイッチＳＷをターンオン状態に維持する。図１０の方法は、二つの関心範囲を活用するという点で、単一の関心範囲を活用する図３の方法と相違する。
図１０を参照すれば、段階Ｓ１０００において、制御部１３０は、センシング信号に基づいて、バッテリーＢの電圧Ｖ及び充電量Ｑを示す制御履歴を決定する。
段階Ｓ１０１０において、制御部１３０は、バッテリーＢの最大容量Ｑｋをインデックスとして用いて、メモリ部１４０に保存された第１データテーブルから、最大容量Ｑｋに対応する第１及び第２関心範囲を決定する。第１データテーブルには、最大容量と第１及び第２関心範囲との対応関係が予め記録されている。
または、第１関心範囲及び第２関心範囲は、最大容量Ｑｋとは関係なく、予め決められ得る。この場合、段階Ｓ１０１０は省略可能である。
第１関心範囲と第２関心範囲とは相互に重ならない。例えば、図５～図９に関わる実施例とは異なり、図１０による実施例では、第１関心範囲の下限値及び上限値は、各々ＳＯＣ０％における充電量及びＳＯＣ２０％における充電量であり得、第２関心範囲の下限値及び上限値は、各々ＳＯＣ４０％における充電量及びＳＯＣ６０％における充電量であり得る。
段階Ｓ１０２０において、制御部１３０は、バッテリーＢの最大容量Ｑｋをインデックスとして用いて、メモリ部１４０に保存された第２データテーブルから、最大容量Ｑｋに関わる第１～第４電流レートを決定する。第２データテーブルには、最大容量と第１～第４電流レートとの対応関係が予め記録されている。または、第１～第４電流レートは、最大容量Ｑｋとは関係なく、予め決められ得る。この場合、段階Ｓ１０２０は省略可能である。
以下では、第１～第４電流レートが、段階Ｓ１０２０で決められたか、または予め決められていると仮定する。第１及び第３電流レートは、第２及び第４電流レートよりも大きい。第３電流レートは第１電流レート以下であり、第４電流レートは第２電流レート以下であり得る。
段階Ｓ１０３０において、制御部１３０は、バッテリーＢの充電量Ｑが第１関心範囲の下限値以下であるか否かを判定する。段階Ｓ１０３０の値が「はい」である場合、段階Ｓ１０４０へ進む。段階Ｓ１０３０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ１０５０へ進む。
段階Ｓ１０４０において、制御部１３０は、第１要請メッセージを定電流部１２０に出力する。第１要請メッセージは、定電流部１２０が第１電流レート（例えば、０．２～１Ｃ）の定電流でバッテリーＢを充電するように誘導するためのものである。定電流部１２０は、第１要請メッセージに応じて、第１電流レートの定電流でバッテリーＢを充電する。
段階Ｓ１０５０において、バッテリーＢの充電量Ｑが第１関心範囲の上限値以上であるか否かを判定する。段階Ｓ１０５０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ１０６０へ進む。段階Ｓ１０５０の値が「はい」である場合、段階Ｓ１０７０へ進む。
段階Ｓ１０６０において、制御部１３０は、第２要請メッセージを定電流部１２０に出力する。第２要請メッセージは、定電流部１２０が第１電流レートよりも低い第２電流レート（例えば、０．０５Ｃ）の定電流でバッテリーＢを充電するように誘導するためのものである。定電流部１２０は、第２要請メッセージに応じて、第２電流レートの定電流でバッテリーＢを充電する。
段階Ｓ１０７０で、制御部１３０は、バッテリーＢの充電量Ｑが第２関心範囲の下限値以下であるか否かを判定する。段階Ｓ１０７０の値が「はい」である場合、段階Ｓ１０８０へ進む。段階Ｓ１０７０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ１０９０へ進む。
段階Ｓ１０８０において、制御部１３０は、第３要請メッセージを定電流部１２０に出力する。第３要請メッセージは、定電流部１２０が第２電流レートよりも高い第３電流レートの定電流でバッテリーＢを充電するように誘導するためのものである。定電流部１２０は、第３要請メッセージに応じて、第３電流レートの定電流でバッテリーＢを充電する。
段階Ｓ１０９０において、バッテリーＢの充電量Ｑが臨界値に到達したか否かを判定する。臨界値は、第２関心範囲の上限値以上であり得る。段階Ｓ１０９０の値が「いいえ」である場合、段階Ｓ１０９２へ進む。段階Ｓ１０９０の値が「はい」である場合、段階Ｓ１０９４へ進む。
段階Ｓ１０９２において、制御部１３０は、第４要請メッセージを定電流部１２０に出力する。第４要請メッセージは、定電流部１２０が第３電流レートよりも低い第４電流レートの定電流でバッテリーＢを充電するように誘導するためのものである。定電流部１２０は、第４要請メッセージに応じて、第４電流レートの定電流でバッテリーＢを充電する。
段階Ｓ１０９４において、制御部１３０は、制御部１３０が前記カーブ決定モードにある間に単位時間ごとにメモリ部１４０に記録された制御履歴に基づいて、微分電圧カーブを決定する。段階Ｓ１０９４で決定される微分電圧カーブが、バッテリーＢの現在退化状態を示す情報を含むということは、当業者であれば、容易に理解できる。
一方、第２関心範囲の上限値が臨界値よりも小さいと仮定してみよう。もし、バッテリーＢの充電量Ｑが第２関心範囲の上限値と臨界値との間であれば、段階Ｓ１０９２の代わりに、段階Ｓ１０４０、Ｓ１０６０またはＳ１０８０へ進んでもよい。
以上で説明した本発明の実施例は、必ずしも装置及び方法を通じて具現されることではなく、本発明の実施例の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じて具現され得、このような具現は、本発明が属する技術分野における専門家であれば、前述した実施例の記載から容易に具現できるはずである。
以上、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
また、上述の本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想から脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であるため、上述の実施例及び添付された図面によって限定されず、多様な変形が行われるように各実施例の全部または一部を選択的に組み合わせて構成可能である。

Claims (5)

  1. バッテリーの微分電圧カーブを決定するための装置であって、
    前記バッテリーの電流を制御するように構成される定電流部と、
    前記バッテリーの電圧及び電流を示すセンシング信号を出力するように構成されるセンシング部と、
    前記センシング部に動作可能に結合する制御部と、を含み、
    前記制御部は、前記センシング信号に基づき、前記バッテリーの電圧及び充電量を示す制御履歴を決定し、
    前記制御部は、前記充電量が関心範囲の上限値よりも大きい場合、前記充電量に基づいて第１要請信号を前記定電流部に選択的に出力し、前記充電量が前記関心範囲の下限値よりも小さい場合、第３要請信号を前記定電流部に出力し、
    前記制御部は、前記充電量が前記関心範囲内である場合、第２要請信号を前記定電流部に出力し、
    前記定電流部は、前記第１要請信号に応じて、第１電流レートの定電流で前記バッテリーを放電するように構成され、
    前記定電流部は、前記第２要請信号に応じて、前記第１電流レートよりも低い第２電流レートの定電流で前記バッテリーを放電するように構成され、
    前記定電流部は、前記第３要請信号に応じて、前記第２電流レートよりも高い第３電流レートの定電流で前記バッテリーを放電するように構成され、
    前記制御部は、前記充電量が臨界値に到達したとき、前記制御履歴に基づいて前記微分電圧カーブを決定するように構成され、
    前記関心範囲は、前記バッテリーのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ－Ｏｆ－Ｃｈａｒｇｅ）５％からＳＯＣ６０％までの充電量の範囲である
    装置。
  2. 前記制御部が、前記バッテリーの最大容量をインデックスとして用いて、最大容量と関心範囲との対応関係が記録された第１データテーブルから、前記バッテリーの最大容量に関わる前記関心範囲を決定するように構成される、請求項１に記載の装置。
  3. 前記制御部が、前記バッテリーの最大容量をインデックスとして用いて、最大容量と電流レートとの対応関係が記録された第２データテーブルから、前記バッテリーの最大容量に関わる前記第１電流レート及び前記第２電流レートを決定するように構成される、請求項１または２に記載の装置。
  4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の装置を含む、バッテリーパック。
  5. 請求項１から３のいずれか一項に記載の装置を用いて前記微分電圧カーブを決定するための方法であって、
    前記制御部が、単位時間ごとの前記バッテリーの電圧及び充電量を示す制御履歴を決定する段階と、
    前記制御部が、前記充電量が関心範囲の上限値よりも大きい場合、前記充電量に基づいて前記定電流部が第１電流レートの定電流で前記バッテリーを放電するように誘導する第１要請信号を前記定電流部に選択的に出力する段階と、
    前記制御部が、前記充電量が前記関心範囲内である場合、前記定電流部が前記第１電流レートよりも低い第２電流レートの定電流で前記バッテリーを放電するように誘導する第２要請信号を出力する段階と、
    前記制御部が、前記充電量が関心範囲の下限値よりも小さい場合、前記充電量に基づいて前記定電流部が前記第２電流レートよりも高い第３電流レートの定電流で前記バッテリーを放電するように誘導する第３要請信号を前記定電流部に出力する段階と、
    前記制御部が、前記充電量が臨界値に到達したとき、前記制御履歴に基づいて前記微分電圧カーブを決定する段階と、を含み、
    前記関心範囲は、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ－Ｏｆ－Ｃｈａｒｇｅ）５％からＳＯＣ６０％までの充電量の範囲である
    方法。
JP2023092928A 2019-04-22 2023-06-06 バッテリーの微分電圧カーブを決定するための装置及び方法、並びに前記装置を含むバッテリーパック Pending JP2023123498A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190046840A KR102659679B1 (ko) 2019-04-22 2019-04-22 배터리의 미분 전압 커브를 결정하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리 팩
KR10-2019-0046840 2019-04-22
PCT/KR2020/005323 WO2020218826A1 (ko) 2019-04-22 2020-04-22 배터리의 미분 전압 커브를 결정하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리 팩
JP2021505826A JP7326656B2 (ja) 2019-04-22 2020-04-22 バッテリーの微分電圧カーブを決定するための装置及び方法、並びに前記装置を含むバッテリーパック

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021505826A Division JP7326656B2 (ja) 2019-04-22 2020-04-22 バッテリーの微分電圧カーブを決定するための装置及び方法、並びに前記装置を含むバッテリーパック

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023123498A true JP2023123498A (ja) 2023-09-05

Family

ID=72941103

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021505826A Active JP7326656B2 (ja) 2019-04-22 2020-04-22 バッテリーの微分電圧カーブを決定するための装置及び方法、並びに前記装置を含むバッテリーパック
JP2023092928A Pending JP2023123498A (ja) 2019-04-22 2023-06-06 バッテリーの微分電圧カーブを決定するための装置及び方法、並びに前記装置を含むバッテリーパック

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021505826A Active JP7326656B2 (ja) 2019-04-22 2020-04-22 バッテリーの微分電圧カーブを決定するための装置及び方法、並びに前記装置を含むバッテリーパック

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11460506B2 (ja)
EP (1) EP3828570B1 (ja)
JP (2) JP7326656B2 (ja)
KR (1) KR102659679B1 (ja)
CN (1) CN112639499B (ja)
PL (1) PL3828570T3 (ja)
WO (1) WO2020218826A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102259415B1 (ko) * 2018-08-29 2021-06-01 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량
KR20220094469A (ko) * 2020-12-29 2022-07-06 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치, 배터리 진단 방법, 배터리 팩 및 전기 차량
CN115149118A (zh) * 2021-03-31 2022-10-04 比亚迪股份有限公司 Lfp电池中电芯电压拐点的确定方法和装置、介质、设备
KR20220159818A (ko) * 2021-05-26 2022-12-05 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모니터링 장치 및 방법
CN113671379B (zh) * 2021-08-20 2022-02-15 深圳市爱图仕影像器材有限公司 确定电池剩余使用时间的方法、介质及一种影视灯设备

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4190766B2 (ja) * 2002-01-25 2008-12-03 古河電気工業株式会社 車両に搭載された蓄電池の残存容量推定方法と装置
JP4561859B2 (ja) * 2008-04-01 2010-10-13 トヨタ自動車株式会社 二次電池システム
KR20130108332A (ko) * 2010-09-03 2013-10-02 엔비아 시스템즈 인코포레이티드 리튬 풍부한 캐소드 물질을 가진 리튬 이온 전지의 매우 긴 사이클링
US8928286B2 (en) 2010-09-03 2015-01-06 Envia Systems, Inc. Very long cycling of lithium ion batteries with lithium rich cathode materials
JP5315369B2 (ja) 2011-03-01 2013-10-16 株式会社日立製作所 リチウム二次電池の異常充電状態検出装置及び検査方法
CN102522796B (zh) * 2011-12-26 2014-05-28 惠州市亿能电子有限公司 一种动力电池系统功率稳定给定方法
JP5779528B2 (ja) 2012-03-16 2015-09-16 株式会社日立製作所 リチウムイオン二次電池システムおよびリチウムイオン二次電池システムの制御方法
JP5354416B1 (ja) 2012-11-05 2013-11-27 東洋システム株式会社 二次電池評価方法および評価プログラム
KR102008358B1 (ko) * 2013-02-25 2019-10-21 온세미컨덕터코리아 주식회사 전압 측정 장치 및 이를 포함하는 배터리 관리 시스템
JP6118906B2 (ja) * 2013-08-22 2017-04-19 株式会社日立製作所 リチウムイオン電池の充放電制御方法および充放電制御装置
JP2015104138A (ja) 2013-11-20 2015-06-04 株式会社Ｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 二次電池の充電方法およびそれを用いた充電装置
US10063072B2 (en) 2013-11-29 2018-08-28 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Battery module and assembled battery
KR102248599B1 (ko) * 2014-05-20 2021-05-06 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 충전방법 및 이를 위한 배터리 관리 시스템
EP2990818B1 (en) * 2014-09-01 2019-11-27 Yokogawa Electric Corporation Secondary battery capacity measurement system and secondary battery capacity measurement method
JP6123844B2 (ja) 2014-09-01 2017-05-10 横河電機株式会社 二次電池容量測定システム及び二次電池容量測定方法
JP6299623B2 (ja) * 2015-02-10 2018-03-28 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン電池の初期充電方法
KR101897859B1 (ko) 2015-08-24 2018-09-12 주식회사 엘지화학 리튬 석출 탐지 방법, 이를 이용한 이차전지 충전 방법과 장치 및 이차전지 시스템
US10666066B2 (en) * 2015-12-24 2020-05-26 Yazaki Corporation Differential voltage measurement device
JP6053982B1 (ja) * 2016-02-22 2016-12-27 Ｂａｓｆ戸田バッテリーマテリアルズ合同会社 非水電解質二次電池用の正極活物質粒子及びその製造方法、並びに非水電解質二次電池
JP2017156272A (ja) * 2016-03-03 2017-09-07 大和製罐株式会社 電池の劣化状態推定装置及び、その劣化状態推定方法
US10606339B2 (en) 2016-09-08 2020-03-31 Qualcomm Incorporated Coherent interconnect power reduction using hardware controlled split snoop directories
JP6797656B2 (ja) * 2016-12-09 2020-12-09 矢崎総業株式会社 差電圧測定装置
CN106786879B (zh) * 2016-12-21 2023-07-18 杰华特微电子股份有限公司 电池组充电控制方法和充电组件
JP2019056595A (ja) * 2017-09-20 2019-04-11 三菱自動車工業株式会社 二次電池システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20210199723A1 (en) 2021-07-01
KR102659679B1 (ko) 2024-04-19
EP3828570A1 (en) 2021-06-02
KR20200123658A (ko) 2020-10-30
US11460506B2 (en) 2022-10-04
JP2021533363A (ja) 2021-12-02
EP3828570A4 (en) 2021-12-29
WO2020218826A1 (ko) 2020-10-29
CN112639499B (zh) 2023-08-29
EP3828570B1 (en) 2024-01-24
CN112639499A (zh) 2021-04-09
JP7326656B2 (ja) 2023-08-16
PL3828570T3 (pl) 2024-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7326656B2 (ja) バッテリーの微分電圧カーブを決定するための装置及び方法、並びに前記装置を含むバッテリーパック
JP7151044B2 (ja) バッテリーの退化度を決定するための装置及び方法、並びにその装置を含むバッテリーパック
EP3923007A1 (en) Battery management device, battery management method, battery pack, and electric vehicle
JP7124258B2 (ja) バッテリーの退化状態を決定するための装置、方法、バッテリーパック及び電気車両
JP2023527137A (ja) バッテリー診断装置、バッテリー診断方法、バッテリーパック及び電気車両
JP7159524B2 (ja) バッテリー管理装置、バッテリー管理方法、バッテリーパック及び電気車両
KR20220021433A (ko) 배터리 관리 시스템, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량
JP2022550185A (ja) バッテリー管理システム、バッテリー管理方法、バッテリーパック及び電気車両
JP7338101B2 (ja) バッテリー管理システム、バッテリーパック、電気車両及びバッテリー管理方法
US20230191942A1 (en) Battery Management System, Battery Management Method, Battery Pack, and Electric Vehicle
JP7331327B2 (ja) バッテリー管理システム、バッテリー管理方法、バッテリーパック及び電気車両
JP2023516720A (ja) バッテリーのための過電圧特性評価装置及び過電圧特性評価方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240507