KR20140034811A - 전기화학 에너지 저장 장치를 위한 측정 방법 및 측정 장치 - Google Patents
전기화학 에너지 저장 장치를 위한 측정 방법 및 측정 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140034811A KR20140034811A KR20137032292A KR20137032292A KR20140034811A KR 20140034811 A KR20140034811 A KR 20140034811A KR 20137032292 A KR20137032292 A KR 20137032292A KR 20137032292 A KR20137032292 A KR 20137032292A KR 20140034811 A KR20140034811 A KR 20140034811A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- energy storage
- electrochemical energy
- storage device
- charge
- measuring
- Prior art date
Links
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 194
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 2
- 229910002102 lithium manganese oxide Inorganic materials 0.000 description 12
- VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido-oxo-(oxomanganiooxy)manganese Chemical compound [Li+].[O-][Mn](=O)O[Mn]=O VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 5
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 4
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- 229910013275 LiMPO Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N cobalt lithium Chemical compound [Li].[Co] CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical group [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
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]
- G01R31/382—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
-
- 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]
-
- 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
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/63—Control systems
- H01M10/633—Control systems characterised by algorithms, flow charts, software details or the like
-
- 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
- G01R31/386—Arrangements for measuring battery or accumulator variables using test-loads
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
전기화학 에너지 저장 장치를 위한 본 발명에 따른 측정 방법에 따라 전기화학 에너지 저장 장치는 수용 장치(S1)에 수용되어 접촉된다(S2). 전기화학 에너지 저장 장치는 예정된 제 1 충전 상태까지 충전된다(S3). 전기화학 에너지 저장 장치는 예정된 제 2 충전 상태까지 충전된다(S4). 측정 수단에 의해 전기화학 에너지 장치의 물리적 파라미터에 대한 적어도 하나의 측정값이 검출되고(S5), 이 경우 물리적 파라미터는 전기화학 에너지 저장 장치의 작동 상태에 대한 추론을 가능하게 한다.
Description
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 우선권 출원 10 2011 100 605의 전체 내용을 참조로 포함한다.
기술분야
본 발명은 전기화학 에너지 저장 장치를 위한 측정 방법 및 특히 측정 방법을 실시하기 위한 측정 장치에 관한 것이다. 본 발명은 실질적으로 각기둥형 전기화학 에너지 저장 장치와 관련해서 설명된다. 본 발명은 배터리 전지의 형상과 무관하게 응용될 수 있음이 참조된다.
재충전될 수 있는 전기화학 에너지 저장 장치와 관련해서 충전 사이클도 언급된다. 충전 사이클이란 전기화학 에너지 저장 장치의 충전과 예를 들어 컨슈머에 전력 공급을 위한 후속하는 방전을 의미하고, 이 경우 일반적으로 충전 과정은 방전 과정 후에도 이루어진다. 감당해야 하는 충전 사이클 횟수가 증가할수록 통상적으로 전기 에너지를 흡수하고 방출하는 이러한 에너지 저장 장치의 기능이 떨어진다. 이러한 에너지 저장 장치의 품질의 척도는 충전 사이클의 횟수이고, 상기 충전 사이클의 횟수에 따라 에너지 저장 장치는 처음의 충전량 또는 에너지의 예정된 양의 흡수 또는 방출을 유지할 수 있거나, 또는 에너지 저장 장치는 뚜렷한 노후화 현상 없이 상기 충전 사이클 횟수를 감당한다. "장기 안정성"은 이 경우 감당할 수 있는 이러한 충전 사이클의 횟수에 대한 다른 용어이다.
선행기술에 재충전될 수 있는 가능한 전기화학 에너지 장치가 공지되어 있고, 상기 장치의 장기 안정성은 불충분한 것으로 보인다.
본 발명의 과제는 전기화학 에너지 저장 장치의 작동 성능에 대한 정보를 얻을 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라 독립 청구항의 교리에 의해 해결된다. 청구항 제1항은 전기화학 에너지 저장 장치의 측정 방법에 관한 것이다. 청구항 제5항은 특히 측정 방법을 실시하기 위한 전기화학 에너지 저장 장치를 위한 측정 장치에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예 및 개선예는 종속 청구항의 대상이다.
전기화학 에너지 저장 장치를 위한 본 발명에 따른 측정 방법에 따라 전기화학 에너지 저장장치는 수용 장치에 수용되고(S1) 접촉된다(S2). 전기화학 에너지 저장 장치는 예정된 충전 전류(IL(t))로 예정된 제 1 충전 상태까지 충전된다(S3). 전기화학 에너지 저장 장치는 예정된 방전 전류(IE(t))로 예정된 제 2 충전 상태까지 방전된다(S4). 측정 수단에 의해 전기화학 에너지 저장 장치의 물리적 파라미터에 대한 적어도 하나의 측정값이 검출되고(S5), 이 경우 물리적 파라미터는 전기화학 에너지 저장 장치의 작동 상태에 대한 추론을 가능하게 한다.
전기화학 에너지 저장 장치란 본 발명과 관련해서, 특히 전기 에너지의 방출과 흡수에 이용되고, 전기 에너지가 화학 에너지로 변화되거나 또는 역으로 변환되는 장치이다. 이를 위해 전기화학 에너지 저장 장치는 전극 어셈블리를 포함한다. 전극 어셈블리는 적어도 하나의 애노드와 캐소드를 포함한다. 또한, 전극 어셈블리는 분리막을 포함하고, 이 경우 분리막은 실질적으로 전자에 대해 비투과성이다. 또한, 전기화학 에너지 저장 장치는 적어도 하나 또는 2개의 폴 콘택을 포함한다. 또한, 전기화학 에너지 저장 장치는 케이싱을 포함하고, 상기 케이싱은 특히 전극 어셈블리를 주변으로부터 제한한다. 전극 어셈블리는 바람직하게 실질적으로 각기둥형 전극 스택으로서, 실질적으로 실린더형 전극 와인딩, 소위 플랫 와인딩으로서, 또는 z 형상으로 접혀진 분리막 스트립을 가진 전극 스택으로서 형성된다. 바람직하게 전기화학 에너지 저장 장치는 실질적으로 사각형으로 형성되고, 실질적으로 평행하게 대향 배치된 2개의 경계면을 갖는다.
수용 장치란 본 발명과 관련해서 특히 전기화학 에너지 저장 장치를 측정 방법 동안 형상 끼워 맞춤 결합 방식으로, 특히 비 형상 끼워 맞춤 결합 방식으로 둘러싸는 장치이다. 바람직하게 수용 장치는 하나 또는 2개의 지지 장치를 포함하고, 상기 지지 장치들은 전기화학 에너지 저장 장치의 형상에 맞게 조정된다. 바람직하게 특히 지지 장치는 전기화학 에너지 저장 장치의 경계면의 접촉에 이용된다. 특히 바람직하게 적어도 하나의 지지 장치는 플레이트 형태로 형성된다. 바람직하게 특히 플레이트 형상의 지지 장치는 실질적으로 사각형 전기화학 에너지 저장 장치의 경계면의 접촉 및/또는 템퍼링 장치의 접촉에 이용된다.
바람직한 실시예에 따라 수용 장치는 실질적으로 플레이트 형태의 2개의 지지 장치를 포함하고, 상기 지지 장치들은 실질적으로 서로 평행하게 배치된다. 특히 플레이트 형태의 지지 장치들은 서로 상대 이동 가능하게 배치된다. 또한, 수용 장치는 가이드 장치를 포함한다. 가이드 장치는 지지 장치들 중 하나의 지지 장치를 안내하는데 이용된다. 바람직하게 가이드 장치는 실질적으로 수직으로 제 1 지지 장치로부터 제 2 지지 장치의 방향으로 연장된다. 제 2 지지 장치는 가이드 장치에 의해 상대 이동 가능하게 지지된다. 특히 바람직하게 가이드 장치는 2개, 3개 또는 4개의 가이드 칼럼을 포함하고, 상기 가이드 칼럼은 제 2 지지 장치의 개구를 통해 연장된다.
수용이란 본 발명과 관련해서 특히, 전기화학 에너지 저장 장치가 측정 방법 동안 수용 장치에 의해 특히 지지 장치 사이에 지지되는 것이다. 바람직하게는 측정 방법 동안 특히 경계면에 특히 지지 장치들 중 하나의 지지 장치로부터, 특히 지지 장치들 중 하나의 지지 장치의 자기 중량 또는 힘 조절 장치로부터 최소 압착력이 전기화학 에너지 저장 장치의 표면에 작용한다. 따라서 측정 방법 동안 전기화학 에너지 저장 장치의 바람직하지 않은 변위가 저지된다.
접촉이란 본 발명과 관련해서 특히, 전기화학 에너지 저장 장치의 폴 콘택들이 각각의 전류 공급 장치에 연결되는 것이다. 바람직하게 전류 공급 장치는 전류 케이블, 버스바, 전력선 또는 이와 유사한 것으로서 형성된다. 바람직하게 접촉 후에 전기화학 에너지 저장 장치에 전기 에너지가 제공되거나 또는 전기화학 에너지 저장 장치에서 인출될 수 있다.
전기화학 에너지 저장 장치의 충전 상태(L)란 본 발명과 관련해서 특히 하기 비율을 의미한다:
이 경우, QN은 전기화학 에너지 저장 장치의 공칭 충전량[Ah] 또는 최대 충전량이고, Qt는 전기화학 에너지 저장 장치의 현재 인출 가능한 충전량이다. 또한, 전기화학 에너지 저장 장치와 관련해서 충전량 대신에 일반적으로 충전 용량이 언급된다. 대안적으로 충전 상태는 특히 전기화학 에너지 저장 장치로부터 현재 인출할 수 있는 에너지 [J]와 이론적으로 최대로 인출할 수 있는 에너지의 비율에 의해 결정된다. 예정된 충전 상태(L)는 본 발명과 관련해서 특히 대략 0.5의 정수배이고, 바람직하게 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95 및 1이다. 제 1 충전 상태는 본 발명에 따라 제 2 충전 상태보다 더 높고 최대 충전에 가깝다. 바람직하게 제 1 충전 상태는 공칭 충전량 또는 최대 충전량에 가깝게 선택되고, 이 경우 전기화학 에너지 저장 장치의 과충전은 방지되어야 한다. 바람직하게 제 2 충전 상태는 실질적으로 전기화학 에너지 저장 장치의 완전 방전에 가깝게 또는 추가 방전이 전기화학 에너지 저장 장치의 손상을 일으키는 충전 상태, 즉 방지되어야 하는 소위 딥 방전(deep discharge)에 가깝게 선택될 수 있다.
또한, 충전 상태(L)란 단자 전압과 이론 전압의 비율이다. 실질적으로 전기화학 에너지 저장 장치의 완전한 충전은 최대 허용된 단자 전압에 의해 규정된다. 또한, 전기화학 에너지 저장 장치의 방전 상태는 적어도 하나의 허용 단자 전압에 의해 규정된다. 바람직하게 적어도 하나의 허용 단자 전압은 2.5; 2.7; 3.0; 3.1; 3.2; 3.3; 3.4; 3.5; 3.6; 3.7; 3.8; 3.9; 4.0; 4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5; 4.6; 4.7; 4.8; 4.9; 5.0; 5.1; 5.2 또는 5.3 V이다.
물리적 파라미터란 본 발명과 관련해서 특히, 전기화학 에너지 저장 장치의 상태에 대한 정보를 제공하는 파라미터이다. 물리적 파라미터란 이 경우 특히 전압, 단자 전압, 전류, 저항, 온도, 압력, 특히 전기화학 에너지 저장 장치의 길이, 높이, 두께, 직경, 중량 등과 같은 치수이다. 전기화학 에너지 저장 장치로부터 접촉하는 별도의 바디에 가해지는 힘도 본 발명과 관련해서 물리적 파라미터일 수 있다. 특히 전기화학 에너지 저장 장치의 충전 상태처럼 평가되는 파라미터도 본 발명과 관련해서 물리적 파라미터에 포함된다. 물리적 파라미터의 조합은 전기화학 에너지 저장 장치의 작동 상태를 특징화한다.
측정 수단이란 본 발명과 관련해서 특히, 물리적 파라미터를 검출하는데 이용되는 수단이다. 바람직하게 측정 수단은 하기 프로브들 중 적어도 하나의 프로브, 특히 전류계, 전압계, 온도 센서, 힘 측정기, 압력 측정기, 거리 측정기이다. 특히 바람직하게 측정 수단은 다양한 물리적 파라미터를 위한 다양한 프로브를 포함한다. 바람직하게 측정 수단은 측정값을 대표하는, 특히 바람직하게 측정값에 비례하는 전압 또는 전류를 구할 수 있다. 바람직하게 전류 또는 전압은 디스플레이 장치, 출력 장치 및/또는 제어장치에 의한 추가 처리에 적합하다.
바람직하게 충전 전류 및/또는 방전 전류가 검출된다. 바람직하게 측정 방법에 의해 다양한 부하에서 전기화학 에너지 저장 장치의 성능이 검출되고, 이 경우 이러한 성능은 특히 전류, 특히 전류-시간-특성곡선 및/또는 전류-시간-적분에 관련된다. 바람직하게는 전기화학 에너지 저장 장치의 적어도 하나의 전압, 특히 단자 전압이 검출된다. 바람직하게 측정 방법에 의해 다양한 전압에서 전기화학 에너지 저장 장치의 성능이 검출된다. 전류 측정과 전압 측정의 측정값들이 특히 내부 저항에 관련되면, 바람직하게 다양한 부하에서 전기화학 에너지 저장 장치의 성능이 결정될 수 있다. 바람직하게 전기화학 에너지 저장 장치의 적어도 하나의 온도, 특히 전기화학 에너지 저장 장치의 폴 콘택의 온도가 검출된다. 특히 바람직하게 전기화학 에너지 저장 장치의 다양한 위치에서 온도가 검출된다. 바람직하게 측정 방법에 의해 전류-시간-특성곡선 및/또는 전류-시간-적분에 따라 다양한 전류에서 전기화학 에너지 저장 장치의 성능이 검출된다. 바람직하게 수용 장치에 수용된 전기화학 에너지 저장 장치의 적어도 하나의 치수 변동이 검출된다. 바람직하게 측정 방법에 의해 다양한 충전 상태에서, 다양한 온도에서, 예정된 힘, 특히 가압력이 가해진 상태에서 및/또는 전류-시간-특성곡선에 따라 전기화학 에너지 저장 장치의 치수 변동이 검출된다.
본 발명에 따라 전기화학 에너지 저장 장치의 단계 S1에 따른 "수용"은 반드시 단계 S2에 따른 "접촉"에 선행하는 것은 아니다. 측정 장치의 형성에 따라, 특히 접촉을 용이하게 하기 위해, 단계 S1 전에 단계 S2가 이루어진다.
본 발명에 따라, 단계 S3 및 단계 S4 전에 단계 S2가 이루어진다. 또한, 본 발명에 따라 전기화학 에너지 저장 장치의 단계 S3에 따른 "충전"이 반드시 단계 S4에 따른 "방전"에 선행하는 것은 아니다. 바람직하게 전기화학 에너지 저장 장치는 그 충전 상태가 제 1 충전 상태보다 제 2 충전 상태에 가까운 경우에는 먼저 충전될 수 있다. 그러나 전기화학 에너지 저장 장치의 충전 상태가 제 1 충전 상태에 가까운 경우에는, 전기화학 에너지 저장 장치는 바람직하게 먼저 방전될 수 있다.
적어도 제 1 충전 상태와 제 2 충전 상태에서 단계 S5에 따라 측정된다. 바람직하게 단계 S5에 따른 측정값들의 검출은 단계 S3에 따른 전기화학 에너지 저장 장치의 충전 과정 동안 반복해서 이루어진다. 바람직하게 단계 S5에 따른 측정값 검출은 단계 S4에 따른 방전 과정 동안 반복해서 이루어진다. 특히 바람직하게 전기화학 에너지 저장 장치의 충전 또는 방전 동안 S5에 따른 측정값 검출은 예정된 길이의 시간 간격 후에, 특히 적어도 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000, 10000, 20000, 50000 초 이상이 지난 후에 주기적으로 이루어진다.
본 발명에 따라 측정 방법이 실행됨으로써, 전기화학 에너지 저장 장치는 제 1 충전 상태 및 제 2 충전 상태가 된다.
본 발명에 따라 가장 간단한 경우에 충전 전류 또는 방전 전류는 시간에 따라 일정하다. 바람직하게 충전 전류는 시간에 따라 변동된다. 먼저, 예정된 단자 전압이 측정될 수 있을 때까지, 바람직하게 정전류로 충전된다. 후속해서 충전 전류가 최저값에 미달 될 때까지, 바람직하게 정전압으로 충전된다. 바람직하게 충전 전류는 펄스 형태이고, 이 경우 펄스 전압은 시간이 경과함에 따라 증가하고, 충전 과정의 종료 즈음에 목표 전압에 이른다. 바람직하게 방전 전류는 시간에 따라 변경되고, 특히 바람직하게 컨슈머의 실제 공급에 따른 방전 전류 프로파일에 맞게 조정된다. 따라서 방전 전류는 자동차의 중간의 가속 주행에 따라 간격을 갖는다. 바람직한 실시예에 따라 방전 전류는 표준 주행 사이클에 의한 부하에 해당한다.
특히 실제로 공칭 용량(C[Ah])이라고도 하는 주어진 공칭 충전량(QN[Ah])을 갖는 전기화학 에너지 저장 장치의 충전 상태를 결정하기 위한 충전 전류 또는 방전 전류는 특히 전기화학 에너지 저장 장치의 공칭 충전량(QN) 또는 공칭 용량(C)의 배수 또는 분수배(fractional multiple)로서 선택된다. 바람직하게 하나의 충전 사이클 또는 다수의 연속하는 충전 사이클의 충전 전류 또는 방전 전류는 서로 매칭된다:
- 특히 0.1C/0.1C; 0.25C/0.25C; 0.5C/0.5C; 1C/1C; 2C/2C; 3C/3C; 4C/4C; 5C/5C; 6C/6C; 7C/7C; 8C/8C; 9C/9C 또는 10C/10C인, 특히 동일한 충전 전류(제 1값, 슬래시 앞)와 방전 전류(제 2 값, 슬래시 뒤);
- 특히 1C/2C; 1C/3C; 1C/4C; 1C/5C; 2C/1C; 2C/3C; 2C/4C; 2C/5C; 3C/1C; 3C/2C; 3C/4C; 3C/5C; 4C/1C; 4C/2C; 4C/3C; 4C/5C; 5C/1C; 5C/2C; 5C/3C; 5C/4C 또는 다른 조합의 특히 상이한 충전 전류(제 1값, 슬래시 앞)와 방전 전류(제 2 값, 슬래시 뒤).
바람직한 실시예에 따라 충전/-방전 전류는 특히 하기에 따른 전류 강도로 펄스 형태로 규정된다:
- 특히 2초, 8초, 10초, 18초의 시간 범위에 걸쳐 4배의 공칭 용량 C 또는 QN;
- 특히 2초, 8초, 10초, 18초의 시간 범위에 걸쳐 5배의 공칭 용량 C 또는 QN;
- 특히 2초, 8초, 10초, 18초의 시간 범위에 걸쳐 10배의 공칭 용량 C 또는 QN.
본 발명에 따른 측정 방법에 의해 당업자는 선택된 제 1 및 제 2 충전 상태 사이에서 수용 장치에 의해 수용된 전기화학 에너지 저장 장치의 작동 성능에 대한 정보를 얻는다. 특히 바람직하지 않게 높은 온도에 대처하기 위해, 당업자는 상기 정보를 이용해서 전류 강도 및 전류의 지속시간에 따라, 충전 전류를 전기화학 에너지 저장 장치가 감당할 수 있는 정도로 제한할 수 있다. 따라서 바람직하게 전기화학 에너지 저장 장치의 노후화를 가속화하는 비가역적 화학 반응이 저지된다. 온도 정보로 당업자는 전기화학 에너지 저장 장치의 적절한 템퍼링, 특히 개선된 냉각을 위한 조치를 취할 수 있다. 정보를 이용해서 당업자는, 상이한 충전 상태에서 가변적인 치수로 인해 수용부에서 전기화학 에너지 저장 장치의 불완전한 고정이 야기되지 않도록 전기화학 에너지 저장 장치의 수용부를 형성할 수 있다. 이로써 특히 충격 또는 진동으로 인한 손상이 바람직하게 저지된다. 정보를 이용해서 당업자는, 상이한 충전 상태에서 가변적인 치수로 인해 전기화학 에너지 저장 장치에 손상을 가하는 힘이 야기되지 않도록 전기화학 에너지 저장 장치의 수용부를 형성할 수 있는데, 그 이유는 특히 수용부가 너무 꼭 맞게 치수 설계되어 전기화학 에너지 저장 장치가 스퀴징될 수 있기 때문이다. 바람직하게 당업자는 수용부의 디자인에 의해 더 높은 충전 상태에서 전기화학 에너지 저장 장치의 일시적인 "확장"을 위한 공간을 제공할 수 있다. 따라서 전극의 손상이 방지된다. 이렇게 당업자는 전기화학 에너지 저장 장치의 개선된 디자인, 전기화학 에너지 장치의 더 안전한 작동, 장시간 작동을 위해 배터리 내에 상기 전기화학 에너지 저장 장치의 수용을 위한 정보를 얻는다. 이로써 기본 과제들이 해결된다.
하기에서 본 발명에 따른 측정 방법의 바람직한 실시예들이 설명된다.
하기에서 M1이라고 하는, 본 발명에 따른 측정 방법의 바람직한 실시예에 따라 전기화학 에너지 장치는, 적어도 하나의 축선을 따른, 특히 가이드 장치를 따른 전기화학 에너지 저장 장치의 연장이 작동시 적어도 억제되도록, 바람직하게는 실질적으로 중단되도록, 수용 장치 내에, 특히 지지 장치들 사이에 지지된다. 이 경우, 전기화학 에너지 저장 장치로부터 수용 장치에 가해지는 적어도 하나의 힘은 특히 다양한 물리적 파라미터에 따라, 특히 다양한 충전 상태에 따라 측정된다. 바람직하게 배터리의 실질적으로 비가요성 수용부에서 전기화학 에너지 저장 장치의 성능이 조정된다. 바람직하게 실험실에서 상기와 같은 수용부에서 전기화학 에너지 저장 장치의 특히 장기간 결과에 대한 정보가 확인될 수 있다. 바람직하게는 전기화학 에너지 장치의 바람직하지 않은 스퀴징을 방지하는 배터리 하우징을 형성하기 위한 정보가 얻어질 수 있다.
하기에서 M2라고 하는 본 발명에 따른 측정 방법의 다른 바람직한 실시예에 따라, 전기화학 에너지 저장 장치는, 작동 시 적어도 하나의 축선을 따른 전기화학 에너지 저장 장치의 연장이 가능해지도록 수용 장치에, 특히 지지 장치 사이에 지지된다. 이때 상기 축선에 따른 전기화학 에너지 저장 장치의 적어도 하나의 치수의 확장은 특히 다양한 물리적 파라미터에 따라, 특히 다양한 충전 상태에 따라 측정된다.
본 발명에 따른 측정 방법의 다른 바람직한 실시예에 따라 특히 예정된 전류-시간-특성곡선에 따른 방전이 이루어진다.
특히 실질적으로 공칭 용량(C[Ah])이라고도 하는 주어진 공칭 충전량(QN[Ah])을 갖는 전기화학 에너지 저장 장치의 충전 상태를 결정하기 위한 충전 전류 또는 방전 전류는 특히 전기화학 에너지 저장 장치의 공칭 충전량(QN) 또는 공칭 용량(C)의 배수 또는 분수배로서 선택된다. 바람직하게 하나의 충전 사이클 또는 다수의 연속하는 충전 사이클의 충전 전류 또는 방전 전류는 서로 매칭된다:
- 특히 전기화학 에너지 저장 장치에 공급된 및/또는 방출된 충전량[Ah]이 결과되는 실제 주행 사이클,
- 특히 0.1C/0.1C; 0.25C/0.25C; 0.5C/0.5C; 1C/1C; 2C/2C; 3C/3C; 4C/4C; 5C/5C; 6C/6C; 7C/7C; 8C/8C; 9C/9C 또는 10C/10C인, 특히 동일한 충전 전류(제 1값, 슬래시 앞)와 방전 전류(제 2 값, 슬래시 뒤);
- 특히 1C/2C; 1C/3C; 1C/4C; 1C/5C; 2C/1C; 2C/3C; 2C/4C; 2C/5C; 3C/1C; 3C/2C; 3C/4C; 3C/5C; 4C/1C; 4C/2C; 4C/3C; 4C/5C; 5C/1C; 5C/2C; 5C/3C; 5C/4C 또는 다른 조합의 특히 상이한 충전 전류(제 1값, 슬래시 앞)와 방전 전류(제 2 값, 슬래시 뒤).
바람직한 실시예에 따라 충전/-방전 전류는 특히 하기에 따른 전류 강도로 펄스 형태로 규정된다:
- 특히 2초, 8초, 10초, 18초의 시간 범위에 걸쳐 4배의 공칭 용량 C 또는 QN;
- 특히 2초, 8초, 10초, 18초의 시간 범위에 걸쳐 5배의 공칭 용량 C 또는 QN;
- 특히 2초, 8초, 10초, 18초의 시간 범위에 걸쳐 10배의 공칭 용량 C 또는 QN.
이러한 변화도는 측정 방법 동안 전기화학 에너지 저장 장치에 영향을 미친다. 상기 변화도는 바람직하게 컨슈머의 실제 작동으로부터 얻어진다. 바람직하게 작동시 나타나는 전기화학 에너지 저장 장치의 거동은 실험실에서 조정될 수 있다.
본 발명에 따른 측정 방법의 다른 바람직한 실시예에 따라 전기화학 에너지 저장 장치의 충전 또는 방전 동안 측정값 검출은 공급된 충전량(Q+) 및/또는 인출된 충전량(Q-)에 의존한다. 또한, 바람직하게, 0, 1, 2, 5, 10, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 Ah(Q+ 또는 Q-) 또는 이상이 하나의 충전 사이클 또는 다수의 연속하는 충전 사이클 내에서 전기화학 에너지 저장 장치에 의해 교체된다. 특히 바람직하게 다수의 충전 사이클을 지나서는 적어도 0, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 200, 500, 1000 kAh 또는 이상이 교체된다.
방법의 다른 바람직한 실시예에 따라 단계 S5에 따른 측정값 검출은 전기화학 에너지 저장 장치의 충전 또는 방전 중에 전기화학 에너지 저장 장치의 공칭 충전량[Ah] 또는 최대 충전량(QN)에 대한 공급된 충전량(Q+) 또는 인출된 충전량(Q-)의 비율에 의존하여 이루어진다. 특히 바람직하게 분수 Q/QN가 0.1의 정수배에 해당하는 경우에, 측정값 검출이 이루어진다.
본 발명에 따른 측정 방법의 다른 바람직한 실시예에 따라 측정값 검출은 전기화학 에너지 저장 장치의 충전 또는 방전 동안 특히 바람직하게 단자 전압이 0, 2.5; 2.7; 3.0; 3.1; 3.2; 3.3; 3.4; 3.5; 3.6; 3.7; 3.8; 3.9; 4.0; 4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5; 4.6; 4.7; 4.8; 4.9; 5.0; 5.1; 5.2 또는 5.3 V일 때, 단자 전압에 의존해서 이루어진다.
본 발명에 따른 측정 방법의 다른 바람직한 실시예에 따라 충전 및 방전 단계는 여러 번 연속해서 실시된다. 따라서 전기화학 에너지 저장 장치는 여러 번 연속해서 제 1 충전 상태와 제 2 충전 상태가 된다. 이때 전기화학 에너지 저장 장치는 사전 설정된 횟수의 충전 사이클, 바람직하게 10, 20, 50, 100, 200, 500, 750, 1000, 1250, 1500, 1750, 2000회 이상의 충전 사이클을 실행한다. 충전 사이클의 횟수가 증가할수록 전기화학 에너지 저장 장치는 노후화된다. 측정 방법의 이러한 실행 시 바람직하게는 노후화가 진행 중인 전기화학 에너지 저장 장치의 성능에 대한 정보가 얻어진다. 특히 바람직하게 전기화학 에너지 저장 장치의 치수 변화, 온도 및/또는 단자 전압이 검출된다.
하기에서 M3라고 하는 본 발명에 따른 측정 방법의 다른 바람직한 실시예에 따라 전기화학 에너지 저장 장치가 수용 장치에 의해 수용되는 동안 특히 예정된 온도 변화에 따라 상기 전기화학 에너지 저장 장치의 템퍼링이 이루어진다. 이러한 변화도는 바람직하게 컨슈머에 의한 계획된 및/또는 실행된 작동으로부터 얻어진다. 본 발명에 따라 방법 M3는 M1 또는 M2와 조합될 수 있다. 바람직하게 전기화학 에너지 저장 장치에 -40℃, -30℃, -20℃, -10℃, 0℃, 10℃, 20℃, 30℃, 40℃, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃(체크 요망)의 온도가 제공된다. 바람직하게 전기화학 에너지 저장 장치에는 예정된 열 흐름이 제공된다. 바람직하게 전기화학 에너지 저장 장치의 작동 성능에 관한 정보는 냉각 시 및/또는 정상 작동 시 그리고 더 높은 주변 온도에서 얻어질 수 있다. 바람직하게 목표 온도만큼, 특히 40℃만큼 변하는 온도로 온도 처리가 이루어진다. 바람직하게 차량 내의 냉각 장치의 작용은 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 측정 방법의 다른 바람직한 실시예에 따라, 제 1 전기화학 에너지 저장 장치의 충전과 제 2 전기화학 에너지 저장 장치의 방전이 동시에 이루어진다. 바람직하게 제 1 전기화학 에너지 저장 장치의 전기 에너지는 제 2 전기화학 에너지 저장 장치에 제공된다.
바람직하게 전기 에너지에서 화학 에너지로 변환에 의한 손실은 특히 충전 장치(아래 참조)에 의해 보상된다.
바람직하게 검출된 적어도 하나의 측정값은 바람직하게 측정 시점의 대표값과 함께 데이터 저장 장치에 저장된다.
바람직하게 제어장치는 단계 S3, S4, S5, S6 및/또는 S7을 특히 사전 설정된 측정 프로그램 또는 측정 규정에 기초하여 제어한다.
바람직하게 검출된 측정값은 디스플레이 유닛에 의해 표시되고 및/또는 출력 장치에 제공된다.
바람직하게 방법 M1, M2 및 M3은 리튬을 포함하는 전기화학 에너지 저장 장치에 응용된다.
바람직하게 본 발명에 따른 방법 M1, M2 및 M3은 비전자 전도성이거나 또는 불충분하게만 전자 전도성이고 적어도 부분적으로 물질 투과성 캐리어로 이루어진 분리막을 포함하는 전기화학 에너지 저장 장치에 적용된다. 바람직하게 상기 캐리어의 적어도 한 측면은 무기 물질로 코팅된다. 적어도 부분적으로 물질 투과성인 캐리어로서 유기 물질이 사용되고, 상기 물질은 바람직하게 부직포로서 형성된다. 바람직하게 중합체 및 특히 바람직하게 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 유기 물질은 바람직하게 이온 전도성 무기 물질로 코팅되고, 상기 물질은 바람직하게 -40 ℃ 내지 200 ℃의 온도에서 이온 전도성이다. 무기 물질은 바람직하게 원소 Zr, Al, Li 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 산화물, 인산염, 황산염, 티탄산염, 규산염, 알루미노규산염 그룹의 적어도 하나의 화합물, 특히 바람직하게는 지르코늄 산화물을 포함한다. 바람직하게 무기 이온 전도성 물질은 100 nm보다 작은 최대 직경을 갖는 입자를 포함한다. 이러한 분리막은 예를 들어 독일 Evonik AG의 상표명 "Separion®"으로 판매된다.
바람직하게 본 발명에 따른 방법 M1, M2 및 M3은 전극, 특히 바람직하게 캐소드를 포함하는 전기화학 에너지 저장 장치에 적용되고, 상기 캐소드는 분자식 LiMPO4와 관련한 화합물을 포함하고, 상기 분자식에서 M은 원소 주기율표 제 1족의 적어도 하나의 전이 금속 양이온이다. 전이 금속 양이온은 바람직하게 Mn, Fe, Ni 및 Ti 또는 상기 원소들의 조합으로 이루어진 그룹에서 선택된다. 화합물은 바람직하게 올리빈 구조, 바람직하게 상위 올리빈을 갖는다.
바람직하게 본 발명에 따른 방법 M1, M2 및 M3은 전극, 특히 바람직하게 캐소드를 포함하는 전기화학 에너지 저장 장치에 적용되고, 상기 캐소드는 분자식 LiMPO4와 관련한 화합물을 포함하고, 상기 분자식에서 M은 원소 주기율표 제 1족의 적어도 하나의 전이 금속 양이온이다. 전이 금속 양이온은 바람직하게 Mn, Fe, Ni 및 Ti 또는 상기 원소들의 조합으로 이루어진 그룹에서 선택된다. 화합물은 바람직하게 올리빈(olivine) 구조, 바람직하게는 상위 올리빈을 갖고, 이 경우 Fe가 특히 바람직하다. 다른 실시예에서 바람직하게 전기화학 에너지 저장 장치의 적어도 하나의 전극, 특히 바람직하게 적어도 하나의 캐소드는 망간산 리튬, 바람직하게 스피넬 구조의 LiMn2O4 , 코발트산 리튬, 바람직하게 LiCoO2 , 또는 니켈산 리튬, 바람직하게 LiNiO2 , 또는 2개 또는 3개의 상기 산화물의 혼합물, 또는 망간, 코발트 및 니켈을 포함하는 리튬 혼합 산화물을 포함한다.
바람직하게 본 발명에 따른 방법 M1, M2 및 M3은 캐소드 전극을 포함하는 전기화학 에너지 저장 장치에 적용되고, 상기 전극은 바람직한 실시예에서 적어도 활성 물질을 포함하고, 상기 활성 물질은 스피넬 구조가 아닌 리튬-니켈-망간-코발트-혼합 산화물(NMC)과 스피넬 구조의 리튬-망간-산화물(LMO)로 이루어진 혼합물을 포함한다. 바람직하게, 활성 물질은 캐소드 전극의 활성 물질의 전체 몰 양에 대해서(활성 물질 외에도 전도성 염, 결합제, 안정화제 등을 포함할 수 있는 캐소드 전극 전체에 대해서가 아님) 각각 적어도 30 Mol%, 바람직하게는 적어도 50 Mol%의 NMC와 동시에 적어도 10 Mol%, 바람직하게 적어도 30 Mol%의 LMO를 포함한다. 바람직하게 NMC와 LMO는 함께 캐소드 전극의 활성 물질의 전체 몰 양에 대해서(활성 물질 외에도 전도성 염, 결합제, 안정화제 등을 포함할 수 있는 캐소드 전극 전체에 대해서가 아님) 활성 물질의 적어도 60 Mol%를 차지하고, 더 바람직하게는 적어도 70 Mol%, 더 바람직하게는 적어도 80 Mol%, 더 바람직하게는 90 Mol%를 차지한다. 또한, 바람직하게 활성 물질은 실질적으로 NMC와 LMO로 이루어지고, 즉 2 Mol% 이상의 다른 활성 물질을 포함하지 않는다. 더 바람직하게는 캐리어에 도포된 물질은 실질적으로 활성 물질이고, 즉 물질의 전체 중량에 대해서 (활성 물질 외에도 전도성 염, 결합제, 안정화제 등을 포함할 수 있는, 캐리어를 제외한 캐소드 전극 전체에 대해서) 각각 캐소드 전극의 캐리어에 도포된 물질의 80 내지 95 중량%, 더 바람직하게 86 내지 93 중량%가 전술한 활성 물질이다. 활성 물질인 NMC와 활성 물질인 LMO의 중량부의 비와 관련해서 바람직하게, 상기 비는 9(NMC) : 1(LMO) 내지 3(NMC) : 7(LMO)이고, 이 경우 7(NMC) : 3(LMO) 내지 3(NMC) : 7(LMO)이 바람직하고, 6(NMC) : 4(LMO) 내지 4(NMC) : 6(LMO)은 더 바람직하다.
본 발명은 또한, 전기화학 에너지 저장 장치를 위한 측정 장치에 관한 것이다. 측정 장치는 적어도 하나의 수용 장치를 포함하고, 상기 수용 장치는 적어도 하나의 전기화학 에너지 저장 장치를 수용하기 위해 제공된다. 또한, 측정 장치는 적어도 하나의 물리적 파라미터를 검출하기 위한 측정 수단을 포함하고, 상기 파라미터는 수용 장치에 수용된 전기화학 에너지 저장 장치의 작동 상태에 대한 추론을 제공한다. 또한, 측정 장치는 적어도 일시적으로 수용 장치에 수용된 전기화학 에너지 저장 장치에 전기 에너지를 공급하고 전기화학 에너지 저장 장치에서 인출하기 위해 제공된 충전 장치를 포함한다.
바람직하게 에너지 공급 또는 방출은 시간에 따라 가변적인 전류에 의해 이루어진다. 본 발명에 따라 충전 전류와 방전 전류는 간단한 경우에 시간에 따라 일정하다. 바람직하게 충전 전류는 시간에 따라 가변적이다. 먼저, 예정된 단자 전압이 측정될 수 있을 때까지 바람직하게 정전류로 충전된다. 후속해서 바람직하게, 충전 전류가 최저값에 미달 될 때까지 정전압으로 충전된다. 바람직하게 충전 전류는 펄스 형태이고, 이 경우 펄스 전압은 시간이 지날수록 증가하고, 충전 과정의 종료 즈음에 목표 전압에 이른다. 바람직하게 방전 전류는 시간에 따라 가변적이고, 특히 바람직하게 컨슈머의 실제 공급에 따른 방전 전류 프로파일에 맞게 조정된다. 따라서 방전 전류는 차량의 중간의 가속 주행에 따른 간격을 갖는다. 바람직하게 방전 전류는 표준 주행 사이클에 의한 부하에 해당한다. 바람직하게 방전 전류는 실제 환경 조건에 대해서도 조정된다.
특히, 실제로 공칭 용량(C[Ah])이라고도 하는 주어진 공칭 충전량(QN[Ah])을 갖는 전기화학 에너지 저장 장치의 충전 상태를 결정하기 위한 충전 전류 또는 방전 전류는 특히 전기화학 에너지 저장 장치의 공칭 충전량(QN) 또는 공칭 용량(C)의 배수 또는 분수배로서 선택된다. 바람직하게 하나의 충전 사이클 또는 다수의 연속하는 충전 사이클의 충전 전류와 방전 전류는 서로 매칭된다:
- 전기화학 에너지 저장 장치에 공급된 및/또는 방출된 충전량[Ah]이 결과는 특히 실제 주행 사이클,
- 특히 0.1C/0.1C; 0.25C/0.25C; 0.5C/0.5C; 1C/1C; 2C/2C; 3C/3C; 4C/4C; 5C/5C; 6C/6C; 7C/7C; 8C/8C; 9C/9C 또는 10C/10C인, 특히 동일한 충전 전류(제 1값, 슬래시 앞)와 방전 전류(제 2 값, 슬래시 뒤);
- 특히 1C/2C; 1C/3C; 1C/4C; 1C/5C; 2C/1C; 2C/3C; 2C/4C; 2C/5C; 3C/1C; 3C/2C; 3C/4C; 3C/5C; 4C/1C; 4C/2C; 4C/3C; 4C/5C; 5C/1C; 5C/2C; 5C/3C; 5C/4C 또는 다른 조합의 특히 상이한 충전 전류(제 1값, 슬래시 앞)와 방전 전류(제 2 값, 슬래시 뒤).
바람직한 실시예에 따라 충전/-방전 전류는 특히 하기에 따른 전류 강도로 펄스 형태로 규정된다:
- 특히 2초, 8초, 10초, 18초의 시간 범위에 걸쳐 4배의 공칭 용량 C 또는 QN;
- 특히 2초, 8초, 10초, 18초의 시간 범위에 걸쳐 5배의 공칭 용량 C 또는 QN;
- 특히 2초, 8초, 10초, 18초의 시간 범위에 걸쳐 10배의 공칭 용량 C 또는 QN.
전기화학 에너지 저장 장치, 수용 장치, 측정 장치, 물리적 파라미터의 용어들은 앞에서 설명하였다.
바람직한 실시예에 따라 수용 장치는 실질적으로 플레이트 형태의 2개의 지지 장치를 포함하고, 상기 지지 장치들은 서로 실질적으로 평행하게 배치된다. 플레이트 형태의 지지 장치들은 서로 상대 이동 가능하게 배치된다. 상기 지지 장치들 중 적어도 하나의 지지 장치는 특히 전기화학 에너지 저장 장치의 경계면 또는 템퍼링 장치의 접촉에 이용된다. 또한, 수용 장치는 가이드 장치를 포함한다. 가이드 장치는 지지 장치들 중 하나의 지지 장치를 안내하는데 이용된다. 바람직하게 가이드 장치는 실질적으로 수직으로 제 1 지지 장치로부터 제 2 지지 장치를 향해 연장된다. 제 2 지지 장치는 가이드 장치에 의해 특히 가이드 장치를 따라 상대 이동 가능하게 지지된다. 바람직하게 지지 장치들 중 하나의 지지 장치는 가이드 장치에 특히 비형상 끼워 맞춤 결합 방식으로, 특히 클램핑 장치에 의해 연결될 수 있고 또는 고정될 수 있다. 특히 바람직하게 가이드 장치는 2개, 3개 또는 4개의 가이드 칼럼을 갖고, 상기 가이드 칼럼들은 제 2 지지 장치의 개구를 통해 연장된다.
바람직하게 지지 장치들 중 하나의 지지 장치와 가이드 장치 사이의 분리 가능한 연결은 측정 장치의 상이한 2개의 작동 모드, M1 및 M2(위 참조)를 구현하는데 이용된다. 가요성 수용 장치를 이용하는 작동 모드 M2를 위해 하나의 지지 장치는 특히 전기화학 에너지 저장 장치의 치수 변화로 인해 편향되도록 형성된다. 이 경우 측정 장치는 거리 측정기를 포함하고, 거리 측정기는 특히 충전 상태가 증가할 때, 특히 수용 장치에 수용된 전기화학 에너지 저장 장치의 치수 변화를 검출한다. 비가요성 수용 장치를 이용하는 작동 모드 M1을 위해 지지 장치는 전기화학 에너지 저장 장치를 수용한 후에 실질적으로 변경되지 않은 간격을 갖는다. 이 경우 측정 장치는 힘 측정기를 포함하고, 상기 힘 측정기는 특히 충전 상태가 증가할 때, 수용된 전기화학 에너지 저장 장치로부터 수용 장치로의 힘을 측정한다.
충전 장치란 본 발명과 관련해서, 특히 전기화학 에너지 저장 장치로 전류를 공급하고 전기화학 에너지 저장 장치로부터 전류를 인출하는데 이용되는 장치이다. 바람직하게 충전 장치는 전기화학 에너지 저장 장치의 충전을 위해 에너지원, 특히 전기 회로망 및/또는 다른 특수한 전기화학 에너지 저장 장치로부터 전기 에너지를 얻는다. 바람직하게 충전 장치는 전기화학 에너지 저장 장치의 방전을 위해 에너지 싱크에, 특히 전기 회로망 및/또는 다른 특수한 전기화학 에너지 저장 장치에 전기 에너지를 제공한다. 바람직하게 충전 장치는 제 1 전기화학 에너지 저장 장치 및 전류 회로망으로부터 제 2 전기화학 에너지 저장 장치에 에너지를 공급한다. 특히 바람직하게 전지- 또는 배터리 테스트 장치가 사용된다.
본 발명에 따른 측정 장치는, 실험실에서 수용된 전기화학 에너지 저장 장치의 충전량 변화를 실행하고, 수용된 전기화학 에너지 저장 장치의 성능을 프로브로 검출하는 것을 가능하게 한다. 이러한 측정에서 얻은 정보를 이용해서 당업자는, 특히 바람직하지 않게 높은 온도에 대처하기 위해, 전류 강도 및 전류 지속 시간에 따라 전기화학 에너지 저장 장치가 감당할 수 있는 정도로 충전 전류를 제한할 수 있다. 바람직하게 전기화학 에너지 저장 장치의 노후화를 가속화하는 비가역적 화학 반응이 저지된다. 온도 정보를 이용해서 당업자는 전기화학 에너지 저장 장치의 최적화된 템퍼링, 특히 개선된 냉각을 위한 조치를 취할 수 있다. 정보를 이용해서 당업자는, 상이한 충전 상태에서 가변적인 치수로 인해 수용부 내에서 전기화학 에너지 저장 장치의 불완전한 고정이 야기되지 않도록 전기화학 에너지 저장 장치의 수용부를 형성할 수 있다. 따라서 바람직하게 충격 또는 진동으로 인한 손상이 방지된다. 정보를 이용해서 당업자는, 상이한 충전 상태에서 가변적인 치수로 인해 전기화학 에너지 저장 장치에 손상을 가하는 힘이 야기되지 않도록 전기화학 에너지 저장 장치의 수용부를 형성할 수 있는데, 그 이유는 수용부가 너무 꼭 맞게 치수 설계되어 전기화학 에너지 저장 장치가 스퀴징될 수 있기 때문이다. 바람직하게 당업자는 수용부의 디자인에 의해 더 높은 충전 상태에서 전기화학 에너지 저장 장치의 일시적인 "확장"을 위한 공간을 제공할 수 있다. 따라서 전극의 손상이 방지된다. 이렇게 당업자는 전기화학 에너지 저장 장치의 개선된 디자인, 전기화학 에너지 장치의 더 안전한 작동, 장시간 작동을 위해 배터리 내에 상기 전기화학 에너지 저장 장치의 수용을 위한 정보를 얻는다. 이로써 기본 과제들이 해결된다.
하기에서 본 발명에 따른 측정 장치의 바람직한 개선예에 대해 설명된다.
바람직한 실시예에 따라 측정 장치는 힘 조절 장치를 포함한다. 힘 조절 장치는 수용 장치에 수용된 전기화학 에너지 저장 장치에 특히 예정된 힘을 제공하는데 이용된다. 예정된 힘은 특히 작동 모드 M2 동안 가동적인 지지 장치의 위치 설정을 위해 이용된다. 작동 모드 M1에서 힘 조절 장치는, 수용 장치에서 전기화학 에너지 저장 장치의 바람직하지 않은 변위에만 이용되는 힘을 수용 장치에 수용된 전기화학 에너지 저장 장치에 제공하는데 이용된다.
다른 바람직한 실시예에 따라 측정 장치는 적어도 하나의 템퍼링 장치를 포함한다. 템퍼링 장치는 특히 수용 장치에 수용된 전기화학 에너지 저장 장치에 -40℃, -30℃, -20℃, -10℃, 0℃, 10℃, 20℃, 30℃, 40℃, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃의 예정된 온도 및/또는 예정된 열 흐름을 제공하는데 이용된다. 바람직하게 실험실에서 작동 조건은 조정될 수 있다. 바람직하게 템퍼링 장치는 수용 장치에 수용된 전기화학 에너지 저장 장치에 열 전도 방식으로 접촉한다. 바람직하게 템퍼링 장치는 템퍼링 매체에 의해 관류되고, 전기 가열되고 및/또는 제어될 수 있다. 바람직한 실시예에서 온도 센서는 수용 장치에 수용된 전기화학 에너지 저장 장치의 폴 콘택의 온도를 검출하기 위해 제공 및 배치된다. 바람직하게 폴 콘택의 온도는 템퍼링 장치의 가열 출력을 조절하는데 이용된다.
다른 바람직한 실시예에 따라 측정 장치는, 동시에 2개, 3개, 4개 이상의 전기화학 에너지 저장 장치를 수용하도록 형성된다. 바람직하게 측정을 위한 시간이 절약된다.
바람직하게 측정 장치는 콘택 장치를 포함하고, 상기 콘택 장치는 특히 수용된 전기화학 에너지 저장 장치의 접촉에 이용된다. 특히 바람직하게 콘택 장치는 특히 스프링 하중을 받는 잭, 스프링 클립, 콘택 슈, 특히 스프링 하중을 받는 콘택 레일로서 형성된다. 바람직하게 수용된 전기화학 에너지 저장 장치들의 접촉은 시간이 절약되도록 이루어진다. 특히 바람직하게 콘택 장치는 다수의 전기화학 에너지 저장 장치들의 접촉을 위해 제공된다.
바람직하게 측정 장치는 특히 분리 가능한 데이터 저장 장치를 포함하고, 이 경우 데이터 저장 장치는 바람직하게 측정 시점의 대표값과 함께, 적어도 하나의 물리적 파라미터를 저장하기 위해 제공된다. 바람직하게 데이터 저장 장치는 비휘발성 메모리로서, 특히 바람직하게 SD-카드, USB 스틱으로서 형성된다.
바람직하게 측정 장치는 디스플레이 장치를 포함하고, 이 경우 디스플레이 장치는 검출된 적어도 하나의 측정값을 디스플레이하기 위해 제공된다. 바람직하게 디스플레이 장치는 특히 실질적으로 동일한 시점에 검출된 다양한 측정값들을 동시에 디스플레이한다. 특히 바람직하게 디스플레이 장치는 스크린으로서 형성된다.
바람직하게 측정 장치는 제어장치를 포함하고, 이 경우 제어장치는 특히 충전 장치 및/또는 측정 장치를 제어하기 위해 제공된다. 특히 제어장치는 특수한 휴대용 컴퓨터로서 형성된다.
본 발명의 다른 장점들, 특징들 및 세부 사항들은 하기 설명에 도면과 관련해서 제시된다.
도 1은 본 발명에 따른 측정 장치를 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 측정 장치(1)를 도시한다. 측정 장치(1)는 수용 장치(3)를 포함하고, 이 경우 개방된 상태에서 도시된다. 수용 장치(3)에 3개의 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)가 수용된다. 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)는 상하로 배치된다. 또한, 수용 장치(3)에 2개의 템퍼링 장치(6a, 6b)가 수용된다. 템퍼링 장치(6a, 6b)는 템퍼링 매체에 의해 관류되고, 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)를 냉각 및 가열할 수 있다. 템퍼링 장치(6a, 6b)의 에너지 공급을 위한 파이프는 도시되지 않는다. 템퍼링 장치(6a)는 하부 전기화학 에너지 저장 장치(21a)와 접촉한다. 수용 장치(3)가 폐쇄된 후에야 템퍼링 장치(6b)는 상부 전기화학 에너지 저장 장치(21c)와 접촉한다. 중간 전기화학 에너지 저장 장치(21b)는 인접한 전기화학 에너지 저장 장치들(21a, 21c)과 열 전도 방식으로 접촉한다.
또한, 측정 장치(1)는 2개의 프로브(4a, 4b)를 포함하고, 상기 프로브들은 거리 측정기(4a) 및 로드 셀(4b)로서 구현된다. 또한, 측정 장치(1)는 2개의 힘 조절 장치(15)를 포함하고, 이 경우 힘 조절 장치는 공압 실린더로서 구현된다. 힘 조절 장치(15)의 역할은 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)에 예정된 힘을 가하는 것이다.
충전 장치, 접촉 장치, 제어장치, 데이터 메모리 및 디스플레이 장치는 도시되지 않는다.
또한, 측정 장치(1)가 수용된 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)의 각각의 폴 콘택에 열 전도성으로 연결된 3개의 온도 센서를 포함하는 것은 도시되지 않는다. 바람직하게 3개의 온도 센서는 특히 템퍼링 장치(6a, 6b)의 가열 출력의 조절을 지원하기 위해, 수용된 전기 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)의 폴 콘택의 온도를 검출한다.
수용 장치(3)는 제 1 지지 장치(3a)와 제 2 지지 장치(3b)를 포함하고, 상기 지지 장치들은 플레이트로서 형성된다. 지지 장치들(3a, 3b)의 디자인은 이 경우 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)의 각기둥 형상을 따른다. 4개의 실린더형 칼럼을 가진 가이드 장치(3c)는, 이 경우 압입 끼워 맞춤에 의해 하나의 지지 장치(3a)에 연결된다. 제 2 지지 장치(3b)는 볼 부싱에 의해 지지된 채, 가이드 장치(3c)의 컬럼에서 제 1 지지 장치(3a)에 대해 상대 이동 가능하게 작동한다.
또한, 가이드 장치(3c)의 칼럼에 상부 힘 조절 장치 지지 플레이트(3e)가 연결된다. 힘 조절 장치 지지 플레이트(3e)는 힘 조절 장치(15) 및 거리 측정기(4a)를 지지한다. 힘 조절 장치(15)는 이동 가능한 요크 플레이트(3d;Yoke plate)에 작용한다. 요크 플레이트(3d)는 볼 부싱에 의해 가이드 장치(3c)의 컬럼에서 상대 이동 가능하게 지지된다. 힘 조절 장치(15)는 요크 플레이트(3d)를 이동시킨다. 요크 플레이트(3d)는 인가된 힘을 로드 셀(4b)을 통해 제 2 지지 장치(3b)에 전달한다. 로드 셀(4b)은 요크 플레이트(3d)와 제 2 지지 장치(3b)에 연결된다.
거리 측정기(4a)는 특히 힘 조절 장치 지지 플레이트(3e)와 제 2 지지 장치(3b) 사이에 연장된 측정 로드에 의해 바람직하게 지지 장치(3a, 3b) 사이의 거리를 측정한다. 거리 측정기(4a)는 바람직하게 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)의 치수 변화, 이 경우 두께를 측정할 수 있다.
측정을 위해 먼저 적어도 하나의 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)는 수용 장치(3)에 의해 특히 형상 끼워 맞춤 결합 방식으로 수용된다. 바람직하게 적어도 하나의 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)는 적어도 응력(F)에 의해 수용 장치(3)에 지지되고, 이 경우 F는 적어도 0.1 N, 0.2 N, 0.5 N, 1 N, 2 N, 5 N, 10 N 이상이다. 후속해서 적어도 하나의 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)가 전기 접촉된다. 특수한 실시예에 따라 적어도 하나의 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)의 접촉은 수용 장치(3)에 수용되기 전에 이루어진다.
후속해서 적어도 하나의 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)는 예정된 충전 전류(IL(t))에 의해 예정된 제 1 충전 상태로 이행된다(S3). 바람직하게 적어도 하나의 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)는 공칭 충전량(QN[Ah])의 적어도 66%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%로 충전된다.
후속해서 적어도 하나의 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)는 예정된 방전 전류(IE(t))에 의해 예정된 제 2 충전 상태로 이행된다(S4). 바람직하게 적어도 하나의 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)는 공칭 충전량(QN[Ah])의 최대 66%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5%, 2% 로 방전된다.
단계 S3 및 S5 동안에 적어도 하나의 전기화학 에너지 저장 장치(21a, 21b, 21c)의 작동 상태에 대한 추론을 제공하는 물리적 파라미터가 측정 수단(4, 4a, 4b)에 의해 특히 반복해서 측정된다. 바람직하게 물리적 파라미터의 검출은 예정된 길이의 시간 간격 후에, 특히 적어도 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000, 10000, 20000, 50000초 이상이 경과한 후에 주기적으로 이루어진다. 바람직한 실시예에 따라 물리적 파라미터의 검출은 예정된 충전 상태에 도달한 후에, 특히 공칭 충전량의 66%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5%, 2%에 도달한 후에 이루어진다.
바람직하게 단계 S3과 S5는 여러 번 연속해서 실시된다.
비가요성 수용 장치(3)를 이용하는 제 1 측정 방법(M1)을 위해 힘 조절 장치(15)는, 제 2 지지 장치(3b)가 충전 및 방전 과정 동안 실질적으로 변위되지 않도록 제어된다. 이를 위해 도시되지 않은 제어장치는 제 2 지지 장치(3b)의 거의 변경되지 않은 위치에 대한 거리 측정기(4a)와 로드 셀(4b)의 신호를 처리한다.
가요성 수용 장치(3)를 이용하는 제 2 측정 방법 M2을 위해 힘 조절 장치는, 제 2 지지 장치(3b), 요크 플레이트(3d) 및 로드 셀(4b)의 통합 중량을 실질적으로 보상하도록 제어된다.
1 : 측정 장치
3, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e : 수용 장치
4, 4a, 4b : 측정 수단
5 : 충전 장치
6, 6a, 6b : 템퍼링 장치
21, 21a, 21b, 21c : 전기화학 에너지 저장 장치
3, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e : 수용 장치
4, 4a, 4b : 측정 수단
5 : 충전 장치
6, 6a, 6b : 템퍼링 장치
21, 21a, 21b, 21c : 전기화학 에너지 저장 장치
Claims (7)
- 전기화학 에너지 장치를 위한 측정 방법으로서,
(S1) 수용 장치(3, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e)에 적어도 하나의 전기화학 에너지 저장 장치(21, 21a, 21b, 21c)를 수용하는 단계,
(S2) 적어도 하나의 전기화학 에너지 저장 장치(21, 21a, 21b, 21c)를 전기 접촉하는 단계,
(S3) 전기화학 에너지 저장 장치(21, 21a, 21b, 21c)를 예정된 충전 전류(IL(t))로 예정된 제 1 충전 상태까지 충전하는 단계,
(S4) 전기화학 에너지 저장 장치(21, 21a, 21b, 21c)를 예정된 방전 전류(IE(t))로 예정된 제 2 충전 상태까지 방전하는 단계, 및
(S5) 전기화학 에너지 저장 장치(21, 21a, 21b, 21c)의 작동 상태에 대한 추론을 제공하는 적어도 하나의 물리적 파라미터를 측정 수단(4, 4a, 4b)에 의해 검출하는 단계를 포함하는 측정 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 단계들(S3, S4)은 여러 번 연속해서 실시되는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
(S6) 전기화학 에너지 저장 장치(21, 21a, 21b, 21c)를 템퍼링 장치(6, 6a, 6b)에 의해 바람직하게 예정된 온도 프로파일로 템퍼링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
(S7) 특히 상기 템퍼링 장치(6, 6a, 6b)의 적어도 하나의 온도를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법. - 특히 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 측정 방법을 실시하기 위한 전기화학 에너지 저장 장치(21, 21a, 21b, 21c)의 측정 장치(1)에 있어서,
적어도 하나의 전기화학 에너지 저장 장치(21, 21a, 21b, 21c)를 수용하기 위해 제공된 수용 장치(3, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e),
상기 수용 장치(3, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e)에 수용된 전기화학 에너지 저장 장치(21, 21a, 21b, 21c)의 작동 상태에 대한 추론을 제공하는 적어도 하나의 물리적 파라미터를 검출하기 위해 제공된 측정 수단(4, 4a, 4b), 및
적어도 일시적으로 상기 수용 장치(3, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e)에 수용된 전기화학 에너지 저장 장치(21, 21a, 21b, 21c)에 전기 에너지, 특히 예정된 시간에 따른 전류(I(t))를 공급하고 전기화학 에너지 저장 장치에서 인출하기 위해 제공된 충전 장치(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치. - 제 5 항에 있어서, 수용 장치에 수용된 전기화학 에너지 저장 장치(21, 21a, 21b, 21c)에 특히 예정된 힘을 가하기 위해 제공된 힘 조절 장치(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 적어도 일시적으로 전기화학 에너지 저장 장치(21, 21a, 21b, 21c)와 열 에너지를 교환하기 위해 제공된 템퍼링 장치(6, 6a, 6b)를 포함하고, 이 경우 측정 수단(4, 4a, 4b)은 적어도 하나의 온도 센서(4c, 4d, 4e)를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102011100605.6 | 2011-05-05 | ||
| DE201110100605 DE102011100605A1 (de) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | Messverfahren für eine elektrochemische Energiespeichereinrichtung und Messvorrichtung |
| PCT/EP2012/001797 WO2012150017A1 (de) | 2011-05-05 | 2012-04-26 | Messverfahren für eine elektrochemische energiespeichereinrichtung und messvorrichtung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140034811A true KR20140034811A (ko) | 2014-03-20 |
Family
ID=46027905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20137032292A KR20140034811A (ko) | 2011-05-05 | 2012-04-26 | 전기화학 에너지 저장 장치를 위한 측정 방법 및 측정 장치 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20140178720A1 (ko) |
| EP (1) | EP2705379A1 (ko) |
| JP (1) | JP2014519678A (ko) |
| KR (1) | KR20140034811A (ko) |
| CN (1) | CN103502830A (ko) |
| DE (1) | DE102011100605A1 (ko) |
| WO (1) | WO2012150017A1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170041538A (ko) * | 2015-10-07 | 2017-04-17 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 배터리 셀 두께 측정 장치 |
| US10184778B2 (en) | 2014-11-26 | 2019-01-22 | Lg Chem, Ltd. | Device and method for measuring thickness of secondary battery cell |
| US11631846B2 (en) | 2018-06-04 | 2023-04-18 | Lg Energy Solutions, Ltd. | Battery cell, secondary battery, and method of manufacturing battery cell |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102192676B1 (ko) * | 2017-01-24 | 2020-12-17 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 모듈 변형 예측 장치 |
| DE102017216223A1 (de) * | 2017-09-13 | 2019-03-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Energiespeichereinheit |
| DE102018216189A1 (de) * | 2018-09-24 | 2020-03-26 | Robert Bosch Gmbh | Vorspannvorrichtung für ein Energiespeicherelement |
| DE102019105064A1 (de) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Prüfvorrichtung und Verfahren zum Testen einer Speicherzelle |
| DE102019113716B4 (de) | 2019-05-23 | 2023-06-07 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Elektrischer Energiespeicher mit einer Kühleinrichtung mit einem Drucksensor, Kraftfahrzeug sowie Verfahren |
| FR3105416B1 (fr) * | 2019-12-20 | 2021-12-17 | Commissariat Energie Atomique | Banc de caracterisation mecanique d’objets minces a fiabilite augmentee |
| AT524291B1 (de) * | 2020-10-01 | 2022-10-15 | Avl List Gmbh | Vorrichtung zum testen zumindest einer batteriezelle |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5438249A (en) * | 1993-06-08 | 1995-08-01 | Valence Technology, Inc. | Method of state-of-charge indication by measuring the thickness of a battery |
| US6177799B1 (en) * | 2000-01-21 | 2001-01-23 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Natural Resources | Rechargeable battery electrode testing device |
| JP4666712B2 (ja) * | 2000-02-22 | 2011-04-06 | パナソニック株式会社 | 電池の短絡検査方法 |
| US8125193B2 (en) * | 2004-03-26 | 2012-02-28 | Eaton Power Quality Company | Method of testing an electrochemical device |
| US7576545B2 (en) * | 2006-10-18 | 2009-08-18 | Honeywell International Inc. | Lithium-ion battery prognostic testing and process |
| DE102008024793A1 (de) * | 2008-05-23 | 2009-11-26 | Enerday Gmbh | Batterietemperierung |
| DE102008031538A1 (de) * | 2008-07-03 | 2010-01-07 | Li-Tec Battery Gmbh | Akkumulator mit verlängerter Lebensdauer |
| DE102008034461A1 (de) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | Ford Global Technologies, LLC, Dearborn | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Betriebszustandes einer Fahrzeugbatterie |
| CN102116846B (zh) * | 2011-01-04 | 2013-01-23 | 武汉理工大学 | 蓄电池能量效率测量方法 |
-
2011
- 2011-05-05 DE DE201110100605 patent/DE102011100605A1/de not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-04-26 JP JP2014508711A patent/JP2014519678A/ja active Pending
- 2012-04-26 CN CN201280021919.8A patent/CN103502830A/zh active Pending
- 2012-04-26 WO PCT/EP2012/001797 patent/WO2012150017A1/de active Application Filing
- 2012-04-26 US US14/115,486 patent/US20140178720A1/en not_active Abandoned
- 2012-04-26 KR KR20137032292A patent/KR20140034811A/ko not_active Application Discontinuation
- 2012-04-26 EP EP12718915.7A patent/EP2705379A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10184778B2 (en) | 2014-11-26 | 2019-01-22 | Lg Chem, Ltd. | Device and method for measuring thickness of secondary battery cell |
| KR20170041538A (ko) * | 2015-10-07 | 2017-04-17 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 배터리 셀 두께 측정 장치 |
| US11631846B2 (en) | 2018-06-04 | 2023-04-18 | Lg Energy Solutions, Ltd. | Battery cell, secondary battery, and method of manufacturing battery cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103502830A (zh) | 2014-01-08 |
| JP2014519678A (ja) | 2014-08-14 |
| DE102011100605A1 (de) | 2012-11-08 |
| DE102011100605A8 (de) | 2013-01-10 |
| EP2705379A1 (de) | 2014-03-12 |
| US20140178720A1 (en) | 2014-06-26 |
| WO2012150017A1 (de) | 2012-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20140034811A (ko) | 전기화학 에너지 저장 장치를 위한 측정 방법 및 측정 장치 | |
| Baghdadi et al. | State of health assessment for lithium batteries based on voltage–time relaxation measure | |
| EP3287801B1 (en) | Method for predicting battery charge limit, and method and apparatus for rapidly charging battery using same | |
| US10044210B2 (en) | Diffusion-limited adaptive battery charging | |
| US9660299B2 (en) | Strain measurement based battery testing | |
| CN103809123B (zh) | 状态推定装置、状态推定方法 | |
| CN109244573A (zh) | 蓄电设备的短路检查方法和蓄电设备的制造方法 | |
| Lin et al. | Measurement of heat generation in a 40 Ah LiFePO4 prismatic battery using accelerating rate calorimetry | |
| US10483779B2 (en) | Status determining method for secondary battery, status determining apparatus for secondary battery, secondary battery system, and charge/discharge control apparatus having status determining apparatus | |
| US7595611B2 (en) | Electrochemical thermodynamic measurement system | |
| CN104142476B (zh) | 通过估计由电池单元的尺寸变化引起的效应来确定soc | |
| US9331513B2 (en) | Adaptive surface concentration battery charging | |
| US10591550B2 (en) | Secondary-battery monitoring device and prediction method of battery capacity of secondary battery | |
| US20120316815A1 (en) | Method for evaluating deterioration of lithium ion secondary battery, and battery pack | |
| CN103314303B (zh) | 用于测定蓄电池的开路电压的方法、具有用于测定开路电压的模块的蓄电池以及具有相应的蓄电池的机动车 | |
| CN109791181A (zh) | 蓄电元件的soc估计装置、蓄电装置、蓄电元件的soc估计方法 | |
| Kopczyński et al. | Parametric analysis of Li-ion battery based on laboratory tests | |
| KR20160088890A (ko) | 전기화학 시스템에 통합된 비교 전극의 인 시츄 재교정 방법 | |
| JP4606641B2 (ja) | リチウム二次電池の劣化判定方法と劣化判定装置 | |
| KR20180116988A (ko) | 자동차용 lfp 전지의 soc 산출 시스템 및 방법 | |
| WO2022202318A1 (ja) | 推定装置、蓄電モジュール、推定方法及びコンピュータプログラム | |
| Garg | Safe temperature control of lithium ion battery systems for high performance and long life |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |