JP2024534776A - 充電プロトコル検査装置およびその動作方法 - Google Patents

充電プロトコル検査装置およびその動作方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2024534776A
JP2024534776A JP2024508730A JP2024508730A JP2024534776A JP 2024534776 A JP2024534776 A JP 2024534776A JP 2024508730 A JP2024508730 A JP 2024508730A JP 2024508730 A JP2024508730 A JP 2024508730A JP 2024534776 A JP2024534776 A JP 2024534776A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery cell
charging
internal resistance
resistance value
charging protocol
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
JP2024508730A
Other languages
English (en)
Inventor
キュン ヨーン、イェオ
イン ユ、ジェオン
ジュン キム、ヨン
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 JP2024534776A publication Critical patent/JP2024534776A/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]
    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • 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
    • G01R19/10—Measuring sum, difference or ratio
    • 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
    • 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
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16576—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/08—Measuring resistance by measuring both voltage and current
    • 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]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • 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]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G01R31/387—Determining ampere-hour charge capacity or SoC
    • G01R31/388—Determining ampere-hour charge capacity or SoC involving voltage 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
    • 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
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • 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
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/446—Initial charging measures
    • 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

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

Abstract

本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置は、電池セルの充電プロトコルに関する情報、前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧（ＯＣＶ）値、および前記電池セルの基準内部抵抗値を取得する情報取得部と、前記充電プロトコルに関する情報および前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値に基づいて、前記電池セルの充電時の内部抵抗値を算出する抵抗算出部と、前記電池セルの基準内部抵抗値と前記電池セルの充電時の内部抵抗値とを比較する比較部と、を含むことができる。

Description

本発明は、２０２１年１２月１０日付けの韓国特許出願第１０－２０２１－０１７６３２８号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。
本文書に開示された実施形態は、充電プロトコル検査装置およびその動作方法に関する。
近年、二次電池に対する研究開発が活発に行われている。ここで、二次電池は、充放電が可能な電池であり、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などと、最近のリチウムイオン電池とをいずれも含む意味である。二次電池の中でも、リチウムイオン電池は、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などに比べて、エネルギー密度が遥かに高いという長所がある。また、リチウムイオン電池は、小型、軽量に作製することができるため、移動機器の電源として用いられており、近年、電気自動車の電源にまでその使用範囲が拡張され、次世代エネルギー貯蔵媒体として注目を浴びている。
近年、電池の場合、急速充電機能を備えている。急速充電は、充電プロトコルの設定方式に応じて電池の急速充電寿命とも関連があり得る。したがって、充電プロトコルを設定するための方法が必要であるが、モノセルタイプの三電極を作製して充電深度を確認し、確認されたモノセルタイプの充電深度に基づいてラージセルの充電プロトコルを導出する方法が存在する。ただし、モノセルからラージセルに変換する過程で、ラージセルの抵抗や急速充電時の発熱などの考慮することができない要因が多いという問題が発生し得る。
本文書に開示された実施形態の一目的は、電池セルの内部抵抗値を算出し、算出された内部抵抗値に基づいて充電プロトコルの適合度を判断することができる充電プロトコル検査装置およびその動作方法を提供することにある。
本文書に開示された実施形態の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していないまた他の技術的課題は、下記の記載から当業者に明らかに理解できるものである。
本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置は、電池セルの充電プロトコルに関する情報、前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧（ＯＣＶ）値、および前記電池セルの基準内部抵抗値を取得する情報取得部と、前記充電プロトコルに関する情報および前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値に基づいて、前記電池セルの充電時の内部抵抗値を算出する抵抗算出部と、前記電池セルの基準内部抵抗値と前記電池セルの充電時の内部抵抗値とを比較する比較部と、を含むことができる。
一実施形態において、前記電池セルの充電プロトコルに関する情報は、前記電池セルを前記充電プロトコル別に充電する場合に前記電池セルのＳＯＣに応じた電圧値を含むことができる。
一実施形態において、前記抵抗算出部は、前記電池セルのＳＯＣに応じた電圧値と前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値との差である前記電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を算出し、前記算出された電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を前記電池セルに流れる電流で割って前記電池セルの充電時の内部抵抗値を算出することができる。
一実施形態において、前記抵抗算出部は、前記電池セルの充電時の内部抵抗値を前記充電プロトコル別に算出することができる。
一実施形態において、前記比較部は、前記電池セルの基準内部抵抗値と前記電池セルの充電時の内部抵抗値とをＳＯＣ別に比較することができる。
一実施形態において、前記比較部は、前記電池セルの基準内部抵抗値と前記電池セルの充電時の内部抵抗値とを充電プロトコル別に比較することができる。
一実施形態において、前記充電プロトコル別の比較結果に基づいて前記電池セルの基準充電プロトコルとの類似度を判断する判断部をさらに含むことができる。
一実施形態において、前記比較部は、前記ＳＯＣの特定の区間で、前記電池セルの基準内部抵抗値と前記電池セルの充電時の内部抵抗値とを比較することができる。
一実施形態において、前記充電プロトコルは、前記電池を充電するのに要される時間に応じて、前記電池をステップ（ｓｔｅｐ）に従って充電する電流に関する情報に設定されることができる。
一実施形態において、前記充電プロトコルは、急速充電のためのプロトコルに設定されることができる。
一実施形態において、前記充電プロトコルは、急速充電する時間別に設定されることができる。
本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置の動作方法は、電池セルの充電プロトコルに関する情報、前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧（ＯＣＶ）値、および前記電池セルの基準内部抵抗値を取得するステップと、前記充電プロトコルに関する情報および前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値に基づいて、前記電池セルの充電時の内部抵抗値を算出するステップと、前記電池セルの基準内部抵抗値と前記電池セルの充電時の内部抵抗値とを比較するステップと、を含むことができる。
一実施形態において、前記電池セルの充電プロトコルに関する情報は、前記電池セルを前記充電プロトコル別に充電する場合に前記電池セルのＳＯＣに応じた電圧値を含むことができる。
一実施形態において、前記充電プロトコルに関する情報および前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値に基づいて、前記電池セルの充電時の内部抵抗値を算出するステップは、前記電池セルのＳＯＣに応じた電圧値と前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値との差である前記電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を算出するステップと、前記算出された電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を前記電池セルに流れる電流で割って前記電池セルの充電時の内部抵抗値を算出するステップと、を含むことができる。
本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置およびその動作方法は、それぞれの充電プロトコルに対して電池セルの内部抵抗値を算出することができ、算出された内部抵抗値に基づいて充電プロトコルが好適であるか否かを判断することができる。
本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置およびその動作方法は、内部抵抗値の変化が負極に起因したものと分析されるので、充電プロトコルのガイドとして使用することができるため、内部抵抗値に基づいて充電プロトコルの適合度を判断することができる。
本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置およびその動作方法は、モノセルタイプの三電極を作製せず、ラージセル自体的に充電プロトコルに関する適合度を判断することができる。
この他に、本文書により、直接的または間接的に把握される多様な効果が提供可能である。
本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置を示すブロック図である。 本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコルの例示を示す図である。 本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル別の内部抵抗値の変化を示す図である。 本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置の動作方法を示すフローチャートである。 本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置の動作方法を具体的に示すフローチャートである。 本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置の動作方法を行うためのコンピューティングシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
以下、本文書に開示された実施形態を例示的な図面により詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付するにおいて、同一の構成要素に対しては他の図面上に表示される際にも可能な限り同一の符号を付するようにしていることに留意しなければならない。また、本文書に開示された実施形態を説明するにおいて、関連した公知の構成または機能に関する具体的な説明が本文書に開示された実施形態に対する理解を妨げると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。
本文書に開示された実施形態の構成要素を説明するにおいて、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を用いてもよい。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものにすぎず、その用語により当該構成要素の本質や順番または順序などが限定されることはない。また、他に定義しない限り、技術的または科学的な用語を含めてここで用いられる全ての用語は、本文書に開示された実施形態が属する技術分野における通常の知識を有する者により一般的に理解されるものと同一の意味を有する。一般的に用いられる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上の意味と一致する意味を有するものと解釈されなければならず、本出願において明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されない。
図１は、本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置を示すブロック図である。
図１を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置１００は、情報取得部１１０、抵抗算出部１２０、および比較部１３０を含むことができる。一実施形態において、充電プロトコル検査装置１００は、判断部１４０をさらに含むことができる。
一実施形態において、充電プロトコルは、電池を充電するのに要される時間に応じて、電池をステップに従って充電する電流に関する情報に設定されることができる。例えば、充電プロトコルは、急速充電のためのプロトコルに設定されることができる。他の例を挙げると、充電プロトコルは、急速充電する時間別に設定されることができる。実施形態により、急速充電する時間は２１分または３０分などに設定されることができ、これに限定されない。
情報取得部１１０は、電池セルの充電プロトコルに関する情報を取得することができる。例えば、電池セルの充電プロトコルに関する情報は、電池セルを充電プロトコル別に充電する場合に電池セルのＳＯＣに応じた電圧値を含むことができる。
情報取得部１１０は、電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）値を取得することができる。例えば、情報取得部１１０は、ＳＯＣごとにＯＣＶ値を取得することができる。
情報取得部１１０は、電池セルの基準内部抵抗値を取得することができる。例えば、情報取得部１１０は、電池セルが基準Ｃ－ｒａｔｅで充電される場合の内部抵抗値を取得することができる。他の例を挙げると、Ｃ－ｒａｔｅは、電池セルがステップ（ｓｔｅｐ）別に充電される電流の程度を意味し得る。また他の例を挙げると、基準Ｃ－ｒａｔｅは０．３３Ｃであってもよい。
実施形態により、情報取得部１１０は、取得した情報を抵抗算出部１２０または比較部１３０に伝達することができる。
抵抗算出部１２０は、充電プロトコルに関する情報および電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値に基づいて、電池セルの充電時の内部抵抗値を算出することができる。例えば、抵抗算出部１２０は、電池セルのＳＯＣに応じた電圧値と電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値との差である電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を算出することができる。この場合、抵抗算出部１２０は、過電圧値を電池セルのＳＯＣごとに算出することができる。
抵抗算出部１２０は、算出された電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を電池セルに流れる電流で割って電池セルの充電時の内部抵抗値を算出することができる。例えば、抵抗算出部１２０は、電池セルの充電時の内部抵抗値を電池セルのＳＯＣ別に算出することができる。他の例を挙げると、電池セルに流れる電流は、情報取得部１１０から取得してもよく、電池セルが含まれる電池パックから取得してもよい。
実施形態により、抵抗算出部１２０は、電池セルの充電時の内部抵抗値を充電プロトコル別に算出することができる。例えば、抵抗算出部１２０は、それぞれの充電プロトコルに対応して電池セルのＳＯＣ別の充電時の内部抵抗値を算出することができる。
比較部１３０は、電池セルの基準内部抵抗値と電池セルの充電時の内部抵抗値とを比較することができる。例えば、比較部１３０は、情報取得部１１０から取得した電池セルの基準内部抵抗値と、抵抗算出部１２０で算出された電池セルの充電時の内部抵抗値とを比較することができる。
一実施形態において、比較部１３０は、電池セルの基準内部抵抗値と電池セルの充電時の内部抵抗値とをＳＯＣ別に比較することができる。例えば、比較部１３０は、ＳＯＣの特定の区間で、電池セルの基準内部抵抗値と電池セルの充電時の内部抵抗値とを比較することができる。他の例を挙げると、比較部１３０は、充電プロトコル別に電池セルの基準内部抵抗値と電池セルの充電時の内部抵抗値との差を算出することができる。また他の例を挙げると、比較部１３０は、充電プロトコル別に電池セルの基準内部抵抗値と電池セルの充電時の内部抵抗値との差の絶対値を全て合算することができる。さらに他の例を挙げると、比較部１３０は、電池セルの基準内部抵抗値と電池セルの充電時の内部抵抗値との差を特定のＳＯＣにおいてサンプリングして比較することができる。
一実施形態において、比較部１３０は、電池セルの基準内部抵抗値と電池セルの充電時の内部抵抗値とを充電プロトコル別に比較することができる。例えば、比較部１３０は、電池セルの基準内部抵抗値と電池セルの充電時の内部抵抗値とをＳＯＣ別に比較した結果に基づいて、充電プロトコル別に比較することができる。
本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置１００は、判断部１４０をさらに含むことができる。判断部１４０は、比較部１３０で比較された充電プロトコル別の比較結果に基づいて電池セルの基準充電プロトコルとの類似度を判断することができる。例えば、基準充電プロトコルは、電池セルの基準内部抵抗値を決めるためのプロトコルであってもよい。他の例を挙げると、基準充電プロトコルは、電池セルが基準Ｃ－ｒａｔｅで充電されるプロトコルであってもよい。他の例を挙げると、Ｃ－ｒａｔｅは、電池セルがステップ（ｓｔｅｐ）別に充電される電流の程度を意味し得る。また他の例を挙げると、基準Ｃ－ｒａｔｅは０．３３Ｃであってもよい。
判断部１４０は、比較の結果、基準充電プロトコルの内部抵抗値とさらに類似した内部抵抗値を有する充電プロトコルを判断することができる。例えば、判断部１４０は、充電プロトコル別に基準充電プロトコルの内部抵抗値との類似度を算出することができ、算出された類似度に基づいて、さらに類似した内部抵抗値を有する充電プロトコルを判断することができる。他の例を挙げると、類似度は、基準内部抵抗値と抵抗算出部１２０で算出された内部抵抗値との差の絶対値の総和に基づいて算出されることができる。また他の例を挙げると、類似度は、基準内部抵抗値と抵抗算出部１２０で算出された内部抵抗値との差の平均値、平均二乗偏差、または標準偏差に基づいて算出されることができる。実施形態により、判断部１４０は、類似度が高いものと算出された充電プロトコルが他の充電プロトコルよりも寿命が長いと判断することができる。この場合、寿命は、当該充電プロトコルで電池セルを充電することが可能なサイクルの回数であってもよい。
一実施形態において、情報取得部１１０、抵抗算出部１２０、比較部１３０、および判断部１４０のうち少なくとも一部は、１つのモジュールとして実現されることができる。例えば、ＭＣＵにおいて、情報取得部１１０、抵抗算出部１２０、比較部１３０、および判断部１４０の役割を全て行うことができる。ただし、これに限定されず、情報取得部１１０、抵抗算出部１２０、比較部１３０、および判断部１４０それぞれは、別個のモジュールとして役割が行われることができる。
本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置は、それぞれの充電プロトコルに対して電池セルの内部抵抗値を算出することができ、算出された内部抵抗値に基づいて充電プロトコルが好適であるか否かを判断することができる。
本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置は、内部抵抗値の変化が負極に起因したものと分析されるので、充電プロトコルのガイドとして使用することができるため、内部抵抗値に基づいて充電プロトコルの適合度を判断することができる。
本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置は、モノセルタイプの三電極を作製せず、ラージセル自体的に充電プロトコルに関する適合度を判断することができる。
図２は、本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコルの例示を示す図である。
図２を参照すると、２５．４分の充電プロトコル（１０）のＣ－ｒａｔｅが３３分の充電プロトコル（２０）のＣ－ｒａｔｅよりも大きいことを確認することができる。電池セルの充電をさらに速くするためには、高いＣ－ｒａｔｅで充電することが有利であるため、２５．４分の充電プロトコル（１０）は、３３分の充電プロトコル（２０）よりも高いＣ－ｒａｔｅで充電が行われることができる。
２５．４分の充電プロトコル（１０）は、充電深度（Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｃｈａｒｇｉｎｇ）が３０までは３ Ｃ－ｒａｔｅで充電を行い、充電深度が３５までは２．７５ Ｃ－ｒａｔｅで充電を行い、充電深度が４０までは２．５ Ｃ－ｒａｔｅで充電を行うことができる。このように、充電深度に応じてＣ－ｒａｔｅが異なる理由は、高いＣ－ｒａｔｅで充電を行う場合に電池セルに含まれたイオンの析出が速く進行することができるため、充電深度が高くなるほど、低いＣ－ｒａｔｅで充電を行わなければならないためである。
２５．４分の充電プロトコル（１０）および３３分の充電プロトコル（２０）において、充電深度に応じたＣ－ｒａｔｅの変化は、ステップ（ｓｔｅｐ）として参照されることができる。すなわち、充電プロトコルは、電池セルを充電するのに要される時間に応じて、電池セルをステップに従って充電する電流に関する情報（例えば、Ｃ－ｒａｔｅ）に設定されることができる。
図３は、本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル別の内部抵抗値（Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）の変化を示す図である。
図３を参照すると、ＳＯＣに応じた内部抵抗値の変化を示したグラフであって、０．３３ Ｃ－ｒａｔｅで充電する場合の内部抵抗値（基準内部抵抗値、３０）、２５．４分の充電プロトコルで充電する場合の内部抵抗値（４０）、および３３分の充電プロトコルで充電する場合の内部抵抗値（５０）を確認することができる。
充電プロトコル検査装置１００は、２５．４分の充電プロトコルで充電する場合の内部抵抗値（４０）および３３分の充電プロトコルで充電する場合の内部抵抗値（５０）と、基準内部抵抗値（３０）との類似度を判断することができる。例えば、充電プロトコル検査装置１００は、特定のＳＯＣ区間で、２５．４分の充電プロトコルで充電する場合の内部抵抗値（４０）および３３分の充電プロトコルで充電する場合の内部抵抗値（５０）と、基準内部抵抗値（３０）との類似度を判断することができる。一実施形態において、特定のＳＯＣ区間は、ＳＯＣ ６０からＳＯＣ ８０までの区間であってもよく、充電プロトコル検査装置１００は、３３分の充電プロトコルで充電する場合の内部抵抗値（５０）と基準内部抵抗値（３０）との類似度が、２５．４分の充電プロトコルで充電する場合の内部抵抗値（４０）と基準内部抵抗値（３０）との類似度よりも大きいと判断することができる。この場合、充電プロトコル検査装置１００は、３３分の充電プロトコルで電池を充電することが、２５．４分の充電プロトコルで電池を充電することよりも好適であると判断することができ、３３分の充電プロトコルで電池を充電する場合の電池のサイクル寿命がさらに高いと判断することができる。
図４は、本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置の動作方法を示すフローチャートである。
図４を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置１００の動作方法は、電池セルの充電プロトコルに関する情報、電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧（ＯＣＶ）値、および電池セルの基準内部抵抗値を取得するステップ（Ｓ１１０）と、充電プロトコルに関する情報および電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値に基づいて、電池セルの充電時の内部抵抗値を算出するステップ（Ｓ１２０）と、電池セルの基準内部抵抗値と電池セルの充電時の内部抵抗値とを比較するステップ（Ｓ１３０）と、を含むことができる。
電池セルの充電プロトコルに関する情報、電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧（ＯＣＶ）値、および電池セルの基準内部抵抗値を取得するステップ（Ｓ１１０）において、情報取得部１１０は、電池セルの充電プロトコルに関する情報、電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧（ＯＣＶ）値、および電池セルの基準内部抵抗値を取得することができる。例えば、電池セルの充電プロトコルに関する情報は、電池セルを充電プロトコル別に充電する場合に電池セルのＳＯＣに応じた電圧値を含むことができる。他の例を挙げると、情報取得部１１０は、電池セルのＳＯＣごとにＯＣＶ値を取得することができる。また他の例を挙げると、電池セルの基準内部抵抗値は、電池セルが基準Ｃ－ｒａｔｅで充電される場合の内部抵抗値であってもよい。実施形態により、Ｃ－ｒａｔｅは、電池セルがステップ（ｓｔｅｐ）別に充電される電流の程度を意味し得る。例えば、基準Ｃ－ｒａｔｅは０．３３Ｃであってもよい。
充電プロトコルに関する情報および電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値に基づいて、電池セルの充電時の内部抵抗値を算出するステップ（Ｓ１２０）において、抵抗算出部１２０は、充電プロトコルに関する情報および電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値（ＯＣＶ）に基づいて、電池セルの充電時の内部抵抗値を算出することができる。例えば、抵抗算出部１２０は、電池セルの充電時の内部抵抗値を電池セルのＳＯＣ別に算出することができる。
電池セルの基準内部抵抗値と電池セルの充電時の内部抵抗値とを比較するステップ（Ｓ１３０）において、比較部１３０は、電池セルの基準内部抵抗値と、抵抗算出部１２０で算出された電池セルの充電時の内部抵抗値とを比較することができる。例えば、比較部１３０は、電池セルの基準内部抵抗値と電池セルの充電時の内部抵抗値とを電池セルのＳＯＣ別に比較することができる。他の例を挙げると、比較部１３０は、電池セルの基準内部抵抗値と電池セルの充電時の内部抵抗値とを充電プロトコル別に比較することができる。また他の例を挙げると、比較部１３０は、特定のＳＯＣ区間で、電池セルの基準内部抵抗値と電池セルの充電時の内部抵抗値とを比較することができる。
図５は、本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置の動作方法を具体的に示すフローチャートである。
図５を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置１００の動作方法は、電池セルのＳＯＣに応じた電圧値と電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値との差である電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を算出するステップ（Ｓ２１０）と、算出された電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を電池セルに流れる電流で割って電池セルの充電時の内部抵抗値を算出するステップ（Ｓ２２０）と、を含むことができる。一実施形態において、Ｓ２１０ステップおよびＳ２２０ステップは、図４のＳ１２０ステップに含まれることができる。
電池セルのＳＯＣに応じた電圧値と電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値との差である電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を算出するステップ（Ｓ２１０）において、抵抗算出部１２０は、電池セルのＳＯＣに応じた電圧値と電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）との差である電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を算出することができる。
算出された電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を電池セルに流れる電流で割って電池セルの充電時の内部抵抗値を算出するステップ（Ｓ２２０）において、抵抗算出部１２０は、電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を電池セルに流れる電流で割って電池セルの充電時の内部抵抗値を算出することができる。例えば、電池セルに流れる電流は、電池セルを当該充電プロトコルで充電する場合にＳＯＣに応じて電池セルに流れる電流であってもよい。
図６は、本文書に開示された一実施形態に係る充電プロトコル検査装置の動作方法を行うためのコンピューティングシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
図６を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係るコンピューティングシステム１０００は、ＭＣＵ１０１０、メモリ１０２０、入出力Ｉ／Ｆ１０３０、および通信Ｉ／Ｆ１０４０を含むことができる。
ＭＣＵ１０１０は、メモリ１０２０に格納されている各種プログラム（例えば、電池パックの電圧または電流収集プログラム、電池パックに含まれたリレーの制御プログラム、内部抵抗の算出プログラムなど）を実行させ、このようなプログラムを介して電池の内部抵抗、および電池の内部抵抗と基準内部抵抗との比較情報を含む各種情報を処理し、前述した図１に示した充電プロトコル検査装置の機能を行うようにするプロセッサであってもよい。
メモリ１０２０は、電池のログ情報の収集および診断に関する各種プログラムを格納することができる。また、メモリ１０２０は、電池の電流、電圧、内部抵抗値、ＯＣＶ値、充電プロトコル情報などの各種情報を格納することができる。
このようなメモリ１０２０は、必要に応じて複数備えられてもよい。メモリ１０２０は、揮発性メモリであってもよく、不揮発性メモリであってもよい。揮発性メモリとしてのメモリ１０２０は、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなどが用いられることができる。不揮発性メモリとしてのメモリ１０２０は、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＡＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなどが用いられることができる。上記で列挙したメモリ１０２０の例は単なる例示にすぎず、これらの例に限定されるものではない。
入出力Ｉ／Ｆ１０３０は、キーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置（図示せず）と、ディスプレイ（図示せず）などの出力装置と、ＭＣＵ１０１０との間を連結してデータを送受信できるようにするインターフェースを提供することができる。
通信Ｉ／Ｆ１０４０は、サーバと各種データを送受信できる構成であり、有線または無線通信を支援できる各種装置であってもよい。例えば、電池管理装置は、通信Ｉ／Ｆ１０４０を介して、別に備えられた外部サーバから電池パックに含まれたリレーの制御プログラムや各種電池パックの電流、電流、または内部抵抗値のような情報を送受信することができる。
このように、本文書に開示された一実施形態に係るコンピュータプログラムは、メモリ１０２０に記録され、ＭＣＵ１０１０により処理されることで、例えば、図１に示した各機能を行うモジュールとして実現されてもよい。
以上の説明は本文書に開示された技術思想を例示的に説明したものにすぎず、本文書に開示された実施形態が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本文書に開示された実施形態の本質的な特性から逸脱しない範囲内で多様な修正および変形が可能である。
したがって、本文書に開示された実施形態は本文書に開示された技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであって、このような実施形態により本文書に開示された技術思想の範囲が限定されるものではない。本文書に開示された技術思想の保護範囲は後述の特許請求の範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本文書の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (14)

  1. 電池セルの充電プロトコルに関する情報、前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧（ＯＣＶ）値、および前記電池セルの基準内部抵抗値を取得する情報取得部と、
    前記充電プロトコルに関する情報および前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値に基づいて、前記電池セルの充電時の内部抵抗値を算出する抵抗算出部と、
    前記電池セルの基準内部抵抗値と前記電池セルの充電時の内部抵抗値とを比較する比較部と、
    を含む、充電プロトコル検査装置。
  2. 前記電池セルの充電プロトコルに関する情報は、
    前記電池セルを前記充電プロトコル別に充電する場合に前記電池セルのＳＯＣに応じた電圧値を含む、請求項１に記載の充電プロトコル検査装置。
  3. 前記抵抗算出部は、
    前記電池セルのＳＯＣに応じた電圧値と前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値との差である前記電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を算出し、
    前記算出された電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を前記電池セルに流れる電流で割って前記電池セルの充電時の内部抵抗値を算出する、請求項２に記載の充電プロトコル検査装置。
  4. 前記抵抗算出部は、
    前記電池セルの充電時の内部抵抗値を前記充電プロトコル別に算出する、請求項１に記載の充電プロトコル検査装置。
  5. 前記比較部は、
    前記電池セルの基準内部抵抗値と前記電池セルの充電時の内部抵抗値とをＳＯＣ別に比較する、請求項１から４のいずれか一項に記載の充電プロトコル検査装置。
  6. 前記比較部は、
    前記電池セルの基準内部抵抗値と前記電池セルの充電時の内部抵抗値とを充電プロトコル別に比較する、請求項１から４のいずれか一項に記載の充電プロトコル検査装置。
  7. 前記充電プロトコル別の比較結果に基づいて前記電池セルの基準充電プロトコルとの類似度を判断する判断部をさらに含む、請求項６に記載の充電プロトコル検査装置。
  8. 前記比較部は、
    前記ＳＯＣの特定の区間で、前記電池セルの基準内部抵抗値と前記電池セルの充電時の内部抵抗値とを比較する、請求項１から４のいずれか一項に記載の充電プロトコル検査装置。
  9. 前記充電プロトコルは、
    前記電池セルを充電するのに要される時間に応じて、前記電池セルをステップに従って充電する電流に関する情報に設定される、請求項１から４のいずれか一項に記載の充電プロトコル検査装置。
  10. 前記充電プロトコルは、
    急速充電のためのプロトコルに設定される、請求項１から４のいずれか一項に記載の充電プロトコル検査装置。
  11. 前記充電プロトコルは、
    急速充電する時間別に設定される、請求項１から４のいずれか一項に記載の充電プロトコル検査装置。
  12. 電池セルの充電プロトコルに関する情報、前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧（ＯＣＶ）値、および前記電池セルの基準内部抵抗値を取得するステップと、
    前記充電プロトコルに関する情報および前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値に基づいて、前記電池セルの充電時の内部抵抗値を算出するステップと、
    前記電池セルの基準内部抵抗値と前記電池セルの充電時の内部抵抗値とを比較するステップと、
    を含む、充電プロトコル検査装置の動作方法。
  13. 前記電池セルの充電プロトコルに関する情報は、
    前記電池セルを前記充電プロトコル別に充電する場合に前記電池セルのＳＯＣに応じた電圧値を含む、請求項１２に記載の充電プロトコル検査装置の動作方法。
  14. 前記充電プロトコルに関する情報および前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値に基づいて、前記電池セルの充電時の内部抵抗値を算出するステップは、
    前記電池セルのＳＯＣに応じた電圧値と前記電池セルのＳＯＣに応じた開回路電圧値との差である前記電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を算出するステップと、
    前記算出された電池セルのＳＯＣに応じた過電圧値を前記電池セルに流れる電流で割って前記電池セルの充電時の内部抵抗値を算出するステップと、を含む、請求項１２または１３に記載の充電プロトコル検査装置の動作方法。
JP2024508730A 2021-12-10 2022-09-30 充電プロトコル検査装置およびその動作方法 Pending JP2024534776A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210176328A KR102706438B1 (ko) 2021-12-10 2021-12-10 충전 프로토콜 검사 장치 및 그것의 동작 방법
KR10-2021-0176328 2021-12-10
PCT/KR2022/014850 WO2023106583A1 (ko) 2021-12-10 2022-09-30 충전 프로토콜 검사 장치 및 그것의 동작 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024534776A true JP2024534776A (ja) 2024-09-26

Family

ID=86730592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024508730A Pending JP2024534776A (ja) 2021-12-10 2022-09-30 充電プロトコル検査装置およびその動作方法

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4365610A1 (ja)
JP (1) JP2024534776A (ja)
KR (2) KR102706438B1 (ja)
CN (1) CN117716245A (ja)
CA (1) CA3226710A1 (ja)
WO (1) WO2023106583A1 (ja)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101222220B1 (ko) * 2009-09-18 2013-01-15 파나소닉 주식회사 비수 전해질 이차전지의 충전방법 및 충전장치
JP2016091830A (ja) * 2014-11-05 2016-05-23 トヨタ自動車株式会社 電池システム
KR102448627B1 (ko) * 2015-07-08 2022-09-28 현대모비스 주식회사 차량용 배터리 충전 상태(soc) 추정 장치 및 방법
KR102571525B1 (ko) * 2015-11-25 2023-08-29 한국전력공사 에너지 저장 장치의 상태 진단 장치 및 방법
KR20210004122A (ko) * 2019-07-03 2021-01-13 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지의 급속충전 시스템 및 그 방법
KR20210007698A (ko) * 2019-07-12 2021-01-20 삼성전자주식회사 배터리를 포함하는 전자 장치 및 그의 배터리 충전 제어 방법
KR20210074001A (ko) * 2019-12-11 2021-06-21 주식회사 엘지에너지솔루션 전극의 상대적 퇴화도를 이용한 이차 전지의 동작 제어 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230087787A (ko) 2023-06-19
CN117716245A (zh) 2024-03-15
EP4365610A1 (en) 2024-05-08
KR102706438B1 (ko) 2024-09-13
KR20240131959A (ko) 2024-09-02
WO2023106583A1 (ko) 2023-06-15
CA3226710A1 (en) 2023-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111180817B (zh) 电池组均衡方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质
KR20200122111A (ko) 배터리의 퇴화 상태를 결정하기 위한 장치, 방법 및 배터리 팩
EP4446760A1 (en) Apparatus for calculating depth of charge of battery, and operation method thereof
CN110068409B (zh) 锂电池应力预测方法和装置
CN116068408B (zh) 电池老化数据确定方法、装置、计算机设备和存储介质
US20240006670A1 (en) Battery management apparatus and method
JP2024534776A (ja) 充電プロトコル検査装置およびその動作方法
US20240353497A1 (en) Charge Protocol Inspection Apparatus and Operating Method Thereof
KR20220031412A (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
JP2024518896A (ja) 電池寿命予測装置およびその動作方法
CN112240987A (zh) 功率测试方法、系统、计算机设备和存储介质
JP7524469B2 (ja) 電池管理装置および方法
KR20230143889A (ko) 배터리 셀 진단 장치 및 그것의 동작 방법
EP4394407A1 (en) Battery management device and operation method thereof
US20240219470A1 (en) Battery control system and method for guiding soc level
EP4446764A1 (en) Battery state management device and operation method thereof
KR20240036410A (ko) 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법
Sausen et al. PROPOSITION OF AN EXTENSION TO THE PEUKERT’S LAWMODEL APPLIED TO THE PREDICTION OF THE BATTERIESLIFETIME
CN116819341A (zh) 一种锂电池加速参数辨识方法、系统及电子设备
KR20230157186A (ko) 충전 프로토콜 관리 시스템 및 충전 프로토콜 관리 방법
CN118613391A (zh) 电池管理装置和服务器
KR20240002211A (ko) 배터리 진단 장치 및 방법
KR20240142225A (ko) 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법
CN117725499A (zh) 电池故障预测方法、装置、电子装置和存储介质
KR20190071342A (ko) 배터리 셀 진단 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240220