專利名稱：電池診斷裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種用于確定電池劣化狀態(tài)和當(dāng)前價值的技術(shù)和設(shè)備。
背景技術(shù)：
安裝在電動車輛(EV)上的電池價格昂高，并且這樣的電池的價格相對于電動車輛價格的比率高于電池的價格相對于諸如筆記本電腦或便攜電話的電子裝置的價格的比率。例如，有些人指出電動車輛高成本的最大因素是昂貴的電池。因此，當(dāng)電動車輛投入二手車市場時，了解每個電池的當(dāng)前價格是必需的。然而，電池的劣化程度隨著使用狀態(tài)而變化，并且那些電池的價值不能僅僅通過使用年數(shù)或充電和放電循環(huán)的次數(shù)來計算。因此，難以在二手車市場或類似場合設(shè)定每塊電池的當(dāng)前價格。為了解決這個問題，已經(jīng)提出了各種關(guān)于確定電池劣化程度的方法的建議。例如，已經(jīng)提出了使用電池的內(nèi)阻來確定電池劣化程度的方法。在其他的建議中， 通過充電/放電電流的累積值來確定電池的當(dāng)前容量，并且計算當(dāng)前容量相對于初始電池容量的比率來確定劣化程度。然而，影響電池容量和功率的電池內(nèi)阻分量不僅僅是DC電阻，該DC電阻是電解液的電阻分量。因此，通過僅僅使用DC電阻分量的確定方法難以預(yù)測未來的劣化趨勢。而且，如果指示具有相同電池容量的電池已經(jīng)如何劣化的歷史記錄(劣化樣式 (pattern))彼此不同，那么未來的劣化狀態(tài)將不是必然彼此相同的。因此，僅僅通過基于電池容量的劣化程度來確定的當(dāng)前價值可能是不可靠的。通常，相比于待用于其他目的的電池而言，要求安裝在電動車輛上的電池表現(xiàn)出諸如大電流和大容量的高性能。因此，已經(jīng)被用于車輛中但不再滿足那些高要求的電池可能仍然足以實(shí)現(xiàn)其他目的。由于在車輛中已經(jīng)沒用的電池可能對于其他目的仍然是有用的，因此每塊電池的當(dāng)前價格需要通過考慮電池的未來使用目的來確定。如上所述，存在以高精度確定電池劣化狀態(tài)以及根據(jù)未來使用目的確定電池當(dāng)前價值的合理指標(biāo)的方法的需求。

發(fā)明內(nèi)容
在一些實(shí)施例中，公開了一種設(shè)備，該設(shè)備包括用于確定電池O01)的溶液電阻 Rstjl和電荷遷移電阻R。t的電阻測量單元；以及包括代碼的至少一個計算機(jī)可讀的非易失性存儲介質(zhì)013)，當(dāng)由至少一個處理器(122，210)執(zhí)行時，所述代碼用于通過以下方式提供電池(201)的當(dāng)前價值的估計將I^1和I 。t與歷史劣化轉(zhuǎn)變信息進(jìn)行比較；使用該比較，估計在電池O01)達(dá)到放電容量下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)；以及使用該比較，估計在電池O01)達(dá)到放電時間下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)。該設(shè)備還可包括AC振蕩器，該AC振蕩器掃描具有多個頻率的AC電壓并將所述AC 電壓施加到至少一個電池的兩端；以及電壓測量單元和電流測量單元，該電壓測量單元和電流測量單元分別測量每個頻率下所述至少一個電池的兩端產(chǎn)生的電壓變化和電流變化， 其中電阻分量確定單元根據(jù)每個頻率下所測量的電壓變化和所測量的電流變化，將每個頻率下所述電池的阻抗確定為復(fù)數(shù)表示，并且確定所述電池的溶液電陽Ri和電荷遷移電阻 RCT，以使得包含和Rct的等效電路的阻抗擬合于所述復(fù)數(shù)表示的所述阻抗。該設(shè)備還可包括AC振蕩器，該AC振蕩器將具有多個頻率的其上疊加有正弦波的 AC電壓施加到至少一個電池的兩端；以及電壓測量單元和電流測量單元，該電壓測量單元和電流測量單元分別測量所施加的AC電壓在所述至少一個電池的所述兩端產(chǎn)生的電壓變化和電流變化；其中電阻分量確定單元通過對所述電壓變化和所述電流變化的波形執(zhí)行傅立葉變換，將每個頻率下所述電池的阻抗確定為復(fù)數(shù)表示，并且確定所述電池的溶液電阻 Rsol和電荷遷移電阻RCT，以使得包含和Rct的等效電路的阻抗擬合于所述復(fù)數(shù)表示的所述阻抗。該設(shè)備還可包括充電-放電單元，該充電-放電單元對包含至少一個電池的電池組執(zhí)行充電和放電，其中，在確定^和ReT時，電阻分量確定單元控制所述充電一放電單元以調(diào)整所述電池組的充電狀態(tài)SOC到大約50%。在其他實(shí)施例中，公開了一種設(shè)備，該設(shè)備包括電阻分量確定單元，該電阻分量確定單元確定電池的溶液電阻(RsJ和電荷遷移電阻(Rct)；充電-放電單元，該充電-放電單元對包含至少一個電池的電池組執(zhí)行步降(st印-down)充電和放電；電池容量確定單元， 該電池容量確定單元通過操作所述充電-放電單元并利用多個電流控制充電和放電，確定各個C速率下的電池容量；以及當(dāng)前價值指標(biāo)計算單元，該當(dāng)前價值指標(biāo)計算單元獲取包含表示所述電池的特性的所述各個C速率下的電池容量以及Iisa和Rct的歷史信息；將所述歷史信息與參考劣化數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以選擇與所述參考劣化數(shù)據(jù)最相似的劣化數(shù)據(jù)；基于所選擇的劣化數(shù)據(jù)，將所述電池的當(dāng)前劣化狀態(tài)轉(zhuǎn)換為與各個特性相關(guān)的數(shù)字值；以根據(jù)未來使用目的的系數(shù)對所述數(shù)字值進(jìn)行加權(quán)以產(chǎn)生新的數(shù)字值；以及將所述新的數(shù)字值相加以產(chǎn)生所述電池的當(dāng)前價值指標(biāo)。該設(shè)備還可包括AC振蕩器，該AC振蕩器掃描具有多個頻率的AC電壓并將所述 AC電壓施加到至少一個電池的兩端；以及電壓測量單元和電流測量單元，該電壓測量單元和電流測量單元分別測量每個頻率下所述至少一個電池的所述兩端產(chǎn)生的電壓變化和電流變化，其中電阻分量確定單元根據(jù)每個所述頻率下所測量的電壓變化和所測量的電流變化，將每個頻率下所述電池的阻抗確定為復(fù)數(shù)表示，并且確定所述電池的所述溶液電阻和所述電荷遷移電阻RCT，以使得包含和Rct的等效電路的阻抗擬合于所述復(fù)數(shù)表示的所述阻抗。該設(shè)備還可包括AC振蕩器，該AC振蕩器將具有多個頻率的其上疊加有正弦波的AC電壓施加到至少一個電池的兩端；以及電壓測量單元和電流測量單元，該電壓測量單元和電流測量單元分別測量所施加的AC電壓在所述至少一個電池的所述兩端產(chǎn)生的電壓變化和電流變化，其中電阻分量確定單元通過對所述電壓變化和所述電流變化的波形執(zhí)行傅立葉變換，將每個頻率下所述電池的阻抗確定為復(fù)數(shù)表示，并且確定所述電池的所述溶液電阻&1和所述電荷遷移電阻RCT，以使得包含和Rct的等效電路的阻抗擬合于所述復(fù)數(shù)表示的所述阻抗。在其他實(shí)施例中，公開了一種設(shè)備，該設(shè)備包括電阻分量確定單元，該電阻分量確定單元確定電池的溶液電阻I^I和電荷遷移電阻Rct ；充電單元，該充電單元對包含至少一個電池的電池組執(zhí)行步降充電；時間信息獲取單元，該時間信息獲取單元通過操作所述充電單元以多個步降電流控制充電，并且獲取關(guān)于從以第一電流充電的結(jié)束時刻至以最后一個電流充電的結(jié)束時刻的時間的信息；以及當(dāng)前價值指標(biāo)計算單元，該當(dāng)前價值指標(biāo)計算單元獲取包含表示所述電池的特性的時間信息以及&1和Rct的歷史信息；將所述歷史信息與參考劣化數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以選擇與所述參考劣化數(shù)據(jù)最相似的劣化數(shù)據(jù)；基于所選擇的劣化數(shù)據(jù)，將所述電池的當(dāng)前劣化狀態(tài)轉(zhuǎn)換為與各個特性相關(guān)的數(shù)字值；以根據(jù)未來使用目的的系數(shù)對所述數(shù)字值進(jìn)行加權(quán)以產(chǎn)生新的數(shù)字值；以及將所述新的數(shù)字值相加以產(chǎn)生所述電池的當(dāng)前價值指標(biāo)。在其他實(shí)施例中，公開了一種電池組，該電池組包括電池模塊，該電池模塊具有至少多個串聯(lián)連接的電池；電壓和溫度測量單元，該電壓和溫度測量單元測量所述電池的電壓和溫度；通信端子，該通信端子連接用于與診斷裝置交換信息的通信線路；第一端子，該第一端子連接從至少一個電池的兩端延伸的線路；第二端子，該第二端子連接從所述電池模塊的兩端延伸的線路；以及線路傳導(dǎo)孔，用于連接到在所述電池模塊的外部中形成的至少一個電池的兩端。通過所連接的診斷裝置經(jīng)由所述通信端子獲取電池容量和I^sa和RCT， 以及所述電池容量、Rsol和RCT，以及由所述電壓和溫度測量單元測量的溫度信息被作為歷史信息存儲在存儲器中。通過所連接的診斷裝置經(jīng)由所述通信端子獲取時間信息和&1和 Rct，所述時間信息、&1和Rct，以及由所述電壓和溫度測量單元測量的溫度信息被作為歷史信息存儲在存儲器中，以及所述時間信息是關(guān)于從以第一電流充電的結(jié)束時刻至以最后一個電流充電的結(jié)束時刻的時間的信息，通過所述診斷裝置控制所述電池以多個步降電流進(jìn)行充電來獲取所述時間信息。在其他實(shí)施例中，公開了一種方法，該方法包括通過將診斷裝置連接到電池并獲取各個C速率下的電池容量以及和Rct來累積歷史信息；獲取包含表示所述電池的特性的各個C速率下的電池容量以及和Rct的歷史信息；將所述歷史信息與參考劣化數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以選擇與所述參考劣化數(shù)據(jù)最相似的劣化數(shù)據(jù)；基于所選擇的劣化數(shù)據(jù)，將所述電池的當(dāng)前劣化狀態(tài)轉(zhuǎn)換為與各個特性相關(guān)的數(shù)字值；以及以根據(jù)未來使用目的的系數(shù)對所述數(shù)字值進(jìn)行加權(quán)；以及將新的數(shù)字值相加以產(chǎn)生所述電池的當(dāng)前價值指標(biāo)。在其他實(shí)施例中，公開了一種方法，該方法包括通過將診斷裝置連接到電池并獲取時間信息、Ri和Rct來累積歷史信息；獲取包含表示所述電池的特性的時間信息以及IW 和ReT的歷史信息；將所述歷史信息與參考劣化數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以選擇與所述參考劣化數(shù)據(jù)最相似的劣化數(shù)據(jù)；基于所選擇的劣化數(shù)據(jù)，將所述電池的當(dāng)前劣化狀態(tài)轉(zhuǎn)換為與各個特性相關(guān)的數(shù)字值；以及以根據(jù)未來使用目的的系數(shù)對所述數(shù)字值進(jìn)行加權(quán)；以及將新的數(shù)字值相加以產(chǎn)生所述電池的當(dāng)前價值指標(biāo)，所述時間信息是關(guān)于從以第一電流充電的結(jié)束時刻至以最后一個電流充電的結(jié)束時刻的時間的信息，通過所述診斷裝置控制所述電池以多個步降電流進(jìn)行充電來獲取所述時間信息。
在其他實(shí)施例中，公開了一種方法，該方法包括確定電池的溶液電阻Rsol和電荷遷移電阻Rct ；以及通過以下方式提供所述電池的當(dāng)前價值的估計將Rsol和Rct與歷史劣化轉(zhuǎn)變信息進(jìn)行比較；使用所述比較，估計在所述電池達(dá)到放電容量下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)；以及使用所述比較，估計在所述電池達(dá)到放電時間下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)。所述電池的當(dāng)前價值的估計包括在達(dá)到放電容量下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)或在達(dá)到放電時間下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)中的較小者。Rsol用于估計在達(dá)到放電容量下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)。Rct用于估計在達(dá)到放電時間下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)。


圖1是示出與二次電池性能相關(guān)的指標(biāo)的各自轉(zhuǎn)變的曲線圖；圖2是示出診斷裝置和電池組之間連接的視圖；圖3是示出將由診斷裝置中的控制器執(zhí)行的測量操作的流程圖；圖4是以Cole-Cole繪圖示出測量結(jié)果的曲線圖；圖5是將在裝置中使用的電池的等效電路的視圖；圖6示出存儲在非易失性存儲器中的信息的示例；圖7圖示說明了計算能夠被使用的循環(huán)次數(shù)的方法；圖8是示出通過執(zhí)行充電和放電確定各個C速率下的容量的操作的流程圖；圖9是示出通過執(zhí)行充電和放電獲得的累積電流量之間的關(guān)系圖；圖10示出與各個C速率下的容量相關(guān)的參考信息的示例；圖11示出與和Rct相關(guān)的參考信息的示例；圖12示出用于確定點(diǎn)數(shù)(score)的點(diǎn)數(shù)表；圖13示出根據(jù)電池的使用目的的系數(shù)的系數(shù)表；以及圖14示出通過執(zhí)行充電獲得的時間Th4和時間Tm之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式根據(jù)實(shí)施例，一種診斷裝置包括電阻分量確定單元，其確定電池的溶液電阻
和電荷遷移電阻Rct ；以及指標(biāo)計算單元，其參考關(guān)于每個具有已使用循環(huán)次數(shù)作為參數(shù)的 ^^和ReT的劣化轉(zhuǎn)變信息，估計所確定的^^和ReT中具有較大劣化者的一個電阻分量的已使用循環(huán)的當(dāng)前次數(shù)，以及使用所估計的已使用循環(huán)的當(dāng)前次數(shù)，設(shè)定指示電池的當(dāng)前價值的指標(biāo)，該指標(biāo)是放電容量達(dá)到其下限所需的剩余循環(huán)次數(shù)和放電時間達(dá)到其下限所需的剩余循環(huán)次數(shù)中的較小者。根據(jù)另一個實(shí)施例，能夠連接到上述診斷裝置的電池組包括具有至少多個串聯(lián)連接的電池單元的電池模塊；電壓和溫度測量單元，其測量電池單元的電壓和溫度；通信端子，其連接用于與診斷裝置交換信息的通信線路；第一端子，其連接從至少一個電池單元的兩端延伸的線路；以及第二端子，其連接從電池模塊的兩端延伸的線路；線路傳導(dǎo)孔，用于連接到在電池模塊的外部中形成的一個電池單元的兩端。根據(jù)又一個實(shí)施例，創(chuàng)建電池價值指標(biāo)的方法包括通過將診斷裝置連接到電池并獲取各個C速率下的電池容量以及和ReT來累積歷史信息；獲取包含表示電池的特性的各個C速率下的電池容量以及Iisa和Rct的歷史信息，將該歷史信息與參考劣化數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以選擇與參考劣化數(shù)據(jù)最相似的劣化數(shù)據(jù)，并基于所選擇的劣化數(shù)據(jù)，將電池的當(dāng)前劣化狀態(tài)轉(zhuǎn)換為與各個特性相關(guān)的數(shù)字值；以及以根據(jù)未來使用目的的系數(shù)對該數(shù)字值進(jìn)行加權(quán)，以及將該新的數(shù)字值相加以產(chǎn)生電池的當(dāng)前價值指標(biāo)。C速率是電池標(biāo)稱容量可在在一小時內(nèi)以其放電的電流值。例如，8C表示電流值是IC電流的8倍。20Ah電池單元的 IC 是 20A。通常，電池的內(nèi)阻經(jīng)常意味著在電池中現(xiàn)存的DC電阻分量。然而，當(dāng)DC電壓繼續(xù)施加到電池時，離子隨著時間聚集到電極，并且電流停止平順地流動。這一現(xiàn)象暗示不僅存在歐姆電阻，還存在導(dǎo)致電流與電壓之間相位差的阻抗分量。在電池中，通常存在溶液電阻&1和電荷遷移電阻ReT，該溶液電阻^是DC電阻分量并由電解液產(chǎn)生，該電荷遷移電阻Rct是AC電阻分量。本公開的第一實(shí)施例提供了一種通過考慮電阻分量Rct和確定二次電池的當(dāng)前價值的方法。圖1是示出與二次電池的性能相關(guān)的指標(biāo)的各自轉(zhuǎn)變的曲線圖。圖1中的橫坐標(biāo)軸指示二次電池的已使用循環(huán)的次數(shù)。左側(cè)的縱坐標(biāo)軸指示連續(xù)放電時間(min)和已放電容量(Ah)，以及右側(cè)縱坐標(biāo)軸指示Rct (m Ω )和Rsol (m Ω )。如圖1所示，Rsol線性增加直到900次循環(huán)，但是，此后，幾乎以不連續(xù)的方式急劇增加。當(dāng)感測到電阻中的這一急劇增加時，能夠檢測到電池劣化的加速。另一方面，如從二次電池的性能指標(biāo)所示的連續(xù)放電時間和已放電容量的轉(zhuǎn)變曲線可以看到的，在的改變之前，在大約700次循環(huán)時檢測到性能劣化。然而，Rsol的轉(zhuǎn)變曲線沒有示出在大約700 次循環(huán)處向增加趨勢的轉(zhuǎn)變。因此，顯然不能僅僅通過測量來檢測劣化。另一方面，Rct已經(jīng)指示在大約700次循環(huán)處的增加趨勢，并且這一趨勢在大約900 次循環(huán)處變得更加顯著。通常，由于二次電池的使用，薄膜沉積在電極的表面，并且Rct相應(yīng)地增加。在薄膜沉積在電極表面的情況下，Rct線性增加。當(dāng)二次電池中發(fā)生電極的晶體結(jié)構(gòu)崩塌或稱為 “塊狀裂化(bulk cracking) ”的電極微型化現(xiàn)象時，薄膜也沉積在微型化結(jié)構(gòu)的間隙中。由于電極的表面面積隨著電極被微型化而變得更大，Rct以加速的速率增加。圖1中的Rct曲線準(zhǔn)確地示出了這一特征。最初諸如晶體結(jié)構(gòu)崩塌和塊狀裂化的現(xiàn)象不影響DC電阻分量Ι ι。然而，不久之后，形成在電極上薄膜的生長被加速，并且電池性能傾向于快速劣化。Rsol的轉(zhuǎn)變曲線指示了這一方面，如沒有示出其增加趨勢在大約700次循環(huán)處的改變而在900次循環(huán)之后急劇增加?？紤]到上述內(nèi)容，不能僅僅通過測量?。棵髞頊?zhǔn)確地預(yù)測電池劣化，并且必須一起測
量RcT。接下來，描述測量I^sql和Rct的方法。圖2是示出根據(jù)第一實(shí)施例的診斷裝置100與電池組200之間連接的視圖。電池組200通常安裝在電動車輛等中，并提供功率。診斷裝置100連接到電池組200，并測量和RCT。在電池組200中，電池模塊201和202被串聯(lián)連接以形成組裝電池。在圖2中，串聯(lián)連接的電池模塊的數(shù)量是兩個，但可以是兩個或更大的任意數(shù)量。每個電池模塊包括八個電池單元(cell)，但可以包括兩個或更多個電池單元或任意數(shù)量的電池單元。而且，電池單元可以不是串聯(lián)連接，而可以并聯(lián)連接來代替。該組裝電池的正電極連接到連接端子203，而負(fù)電極經(jīng)由電流檢測器212連接到連接端子204。在每個電池模塊的外部中形成有孔，并且電線(wire)從一個電池單元的正電極和負(fù)電極連接到端子205。信號線從用于測量Iisa和Rct的診斷裝置100連接到端子205。電池模塊201和202的電池單元的端子也被連接到電壓和溫度測量單元211。為了監(jiān)測的目的，電壓和溫度測量單元211周期性地測量包含在電池模塊201和202中的電池單元的電壓和溫度。來自電壓和溫度測量單元211的測量信息被輸入到BMS(電池管理系統(tǒng))210。 BMS210還經(jīng)由信號線(未示出)接收由電流檢測器212檢測到的電流值。BMS210收集上述的電壓、溫度和電流值，并基于所收集的值計算諸如充電狀態(tài)(SOC)的指示值 (indicator)0BMS210進(jìn)一步經(jīng)由通信端子206與外部裝置(諸如汽車引擎控制裝置E⑶和診斷裝置100)通信以交換各種信息。BMS210還將已收集信息、已計算信息和已交換信息存儲到非易失性存儲器213中。診斷裝置100包括AC阻抗技術(shù)測量單元110、充電-放電單元120、啟動開關(guān)121 和控制器122。AC阻抗技術(shù)測量單元110包括AC振蕩器111、電壓測量單元112和電流測量單元 113。AC阻抗技術(shù)測量單元110經(jīng)由端子205向電池提供以來自AC振蕩器111的頻率掃描的AC電壓。AC阻抗技術(shù)測量單元110使用電壓測量單元112和電流測量單元113測量電壓和電流。充電-放電單元120能夠執(zhí)行快速充電和放電。充電-放電單元120的正電極連接到電池組200的連接端子203，以及充電-放電單元120的負(fù)電極連接到電池組200的連接端子204。基于從AC阻抗技術(shù)測量單元110傳送的測量信號，控制器122控制充電-放電單元120的操作，并測量和ReT。啟動開關(guān)121指令控制器122啟動測量操作的時序?？刂破?22通過通信線路連接到充電-放電單元120，以及AC阻抗技術(shù)測量單元 110中的AC振蕩器111、電壓測量單元112以及電流測量單元113?？刂破?22進(jìn)一步通過通信線路連接到電池組200的BMS210。接下來，描述將由診斷裝置100執(zhí)行的測量IW和Rct的操作。為了進(jìn)行電動車輛的周期性診斷，測量者將電池組200與電動車輛斷開，并將電池組200連接到診斷裝置100。在如圖2所示連接電池組200和診斷裝置100之后，測量者開始進(jìn)行測量。圖3是示出由診斷裝置100的控制器122執(zhí)行的測量操作的要點(diǎn)的流程圖。在步驟SOl，控制器122感測到電池組200連接到診斷裝置以及啟動開關(guān)121被按壓。在步驟S02，控制器122與BMS210通信，并接收電池的當(dāng)前S0C。在步驟S03，控制器122通過通信設(shè)備與BMS210交換信息，并執(zhí)行操作以設(shè)定電池的當(dāng)前SOC在50%。具體而言，如果SOC是50%或更高，則控制器122控制快速充電-放電單元執(zhí)行放電。如果SOC低于50%，則控制器122控制快速充電-放電單元執(zhí)行充電。在此，SOC被設(shè)定在50%，以防止電池在后面將要執(zhí)行的AC阻抗測量期間的充電和放電中被過充電或過放電。由于由BMS210計算的SOC是整個電池組200的S0C，因此不能基于步驟S03的過程結(jié)果，確定將進(jìn)行AC阻抗測量的電池單元的SOC是否為50%。然而，設(shè)定SOC在50%的操作被執(zhí)行以防止如上所述的過充電狀態(tài)，且因此，電池單元的SOC 可以不是準(zhǔn)確的50%。在步驟S04，AC阻抗技術(shù)測量單元110掃描頻率在ImHz到IOOkHz范圍內(nèi)以10倍增量(lmHz, IOmHz, IOOmHz,. · ·，1000kHz)的具有士 IOmV電壓幅值的AC電壓，并將該AC電壓施加到電池單元。結(jié)合這一操作，電流測量單元113和電壓測量單元112分別測量電池單元中的電流和電壓?？刂破?22隨后獲取表示來自電流測量單元113和電壓測量單元112的每個頻率下的電流變化和電壓變化的波形?？刂破?22隨后從由電流-電壓比率獲得的阻抗的復(fù)數(shù)表示提取實(shí)部和虛部。在步驟S05，控制器122通常通過使用稱為Cole-Cole繪圖或復(fù)數(shù)平面繪圖的表示方法表示關(guān)于每個頻率的測量數(shù)據(jù)。圖4是示出由Cole-Cole繪圖表示的測量結(jié)果的曲線圖。在圖4中，縱坐標(biāo)軸指示阻抗的虛部，而橫坐標(biāo)軸指示阻抗的實(shí)部。測量點(diǎn)在執(zhí)行掃描的各個頻率處以三角形標(biāo)
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心 fe U4 ο在步驟S06，控制器122通過執(zhí)行擬合來確定電池的等效電路的各個參數(shù)，以使得該些參數(shù)與所獲得的測量值相匹配。圖5是示出在裝置中使用的電池的等效電路的視圖。根據(jù)這個等效電路，C的阻抗在高頻區(qū)域可以被忽略，并且等效電路等效于僅包含^的電路。因而，電路阻抗的虛部變?yōu)榱?。因此，從Cole-Cole繪圖中的起始點(diǎn)到第一次在實(shí)部軸上執(zhí)行繪示的點(diǎn)的距離等效于Ι ι。在低頻區(qū)域，C的阻抗被認(rèn)為是無窮大的，而代表擬合結(jié)果的半圓曲線的直徑等效于Rct。上述等效電路是表示電池阻抗的模型，并且存在其他等效電路的變型。這個實(shí)施例公開通過對表示阻抗的等效電路執(zhí)行擬合來確定和RCT。除了上述方法之外，可以使用對等效電路執(zhí)行擬合的以下方法。AC振蕩器111預(yù)先施加其上疊加有每個頻率的正弦波的AC電流?？刂破?22通過對所獲得的電壓和電流波形執(zhí)行傅立葉變換來確定對應(yīng)于各個頻率的阻抗分量。在步驟S07中，控制器122經(jīng)由通信線路傳送所獲得的和Rct到BMS210。BMS210對與由電壓和溫度測量單元211測量的電池組的各個組件的溫度和電壓相關(guān)的信息，以及所傳送的和ReT進(jìn)行加密。此后，BMS210將該信息存儲到非易失性存儲器213。圖6是示出存儲在非易失性存儲器213中信息的示例的視圖。雖然上述實(shí)施例中，電池組中的一個具體電池單元被進(jìn)行測量，但是可以對多于一個電池單元進(jìn)行測量。此外，待進(jìn)行測量的電池單元不限于位于電池模塊中心部分的電池單元，還可以是位于溫度條件較差的端部的電池單元?？梢詫﹄姵亟M中的所有電池單元執(zhí)行上述測量，但是這樣的操作會導(dǎo)致診斷裝置100成本的增加。待進(jìn)行測量的電池單元的數(shù)量可以通過考慮與成本增加之間的關(guān)系來確定。
接下來，描述確定電池當(dāng)前價值的方法?；谒@得的^和Rct以及通過電池評估獲得的劣化趨勢數(shù)據(jù)，通過計算剩余可用循環(huán)的次數(shù)來確定電池的當(dāng)前價值。圖7是圖示說明計算可用循環(huán)的次數(shù)的方法的曲線圖。在圖7中，使用已使用循環(huán)的次數(shù)作為共同參數(shù)來示出在特定使用條件下與標(biāo)準(zhǔn)電池性能的劣化趨勢有關(guān)的數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)變。圖7的曲線的坐標(biāo)與圖1的曲線的坐標(biāo)相同，因此在此省略對它們的詳細(xì)解釋。作為在特定點(diǎn)電阻值的測量結(jié)果，是20πιΩ，以及‘是5!!^。各個測量點(diǎn)在圖7中的Ka和Rct曲線上被繪出。在圖7中，測量點(diǎn)由三角形標(biāo)志和圓形標(biāo)志表示。當(dāng)Iisa曲線示出已經(jīng)使用大約600次循環(huán)時，Rct曲線示出已經(jīng)使用大約700次循環(huán)。如從這些曲線可以看到的，Rct已經(jīng)比I^sa劣化得更厲害。因此，Rct被用作后面步驟中用于確定的指標(biāo)。然而，待使用于電動車輛中的電池的下限性能示出6Ah或更高的已放電容量以及 8分鐘的放電時間的情況下，達(dá)到各個下限值所需的循環(huán)次數(shù)根據(jù)由R。T確定的當(dāng)前循環(huán)次數(shù)(700次循環(huán))來計算。當(dāng)放電時間達(dá)到下限時，循環(huán)次數(shù)是950，且因此，剩余循環(huán)次數(shù)是250。當(dāng)已放電容量達(dá)到下限時，循環(huán)次數(shù)是900，且因此，剩余循環(huán)次數(shù)是200。由于能夠預(yù)測已放電容量達(dá)到下限所需的剩余循環(huán)次數(shù)小于放電時間達(dá)到下限所需的剩余循環(huán)次數(shù)，因此在這個例子中電池的當(dāng)前價值被確定為剩余200次循環(huán)可被使用。已放電容量與放電時間之間的關(guān)系，以及^和Rct隨著電池的類型不同而改變。 因此，圖7所示的各個參考曲線根據(jù)該電池和類似物的類型形成。第二實(shí)施例第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于電池的當(dāng)前價值是使用所測量的電流容量以及所測量與ReT來確定的。因此，與第一實(shí)施例相同的組件由在第一實(shí)施例使用的相同附圖標(biāo)記來表示，并且在此省略對它們的詳細(xì)解釋。在第二實(shí)施例中，電動車輛或類似物的周期性診斷中，當(dāng)電池組200連接到診斷裝置100時測量Iisa與Rct，如第一實(shí)施例中所述。接下來，測量不同的C速率下的電池容量。診斷裝置100的充電-放電單元120具有執(zhí)行步降放電和步降充電的功能，并能夠測量各個C速率1C、2C、4C以及8C下的電池容量。圖8是示出通過執(zhí)行充電或放電確定各個C速率下的容量的操作要點(diǎn)的流程圖。在步驟S11，控制器122被切換到用于控制充電和放電的模式。當(dāng)啟動開關(guān)121被接通時，在步驟S12，控制器122首先控制充電-放電單元120執(zhí)行8C放電。在此，“1C”意味著在一小時內(nèi)標(biāo)稱容量被放電時觀察到的電流。因此，“8C”指示以大于IC電流8倍的電流執(zhí)行放電。在步驟S13，當(dāng)通過與BMS210的通信感測到電池組200的總電壓已經(jīng)達(dá)到用于檢測過放電而設(shè)定的閾值電壓VL時，控制器122停止放電?？刂破?22接著通過與BMS210 的通信在這個點(diǎn)獲取放電累積電流量QLl，并記錄累積電流量QLl。在步驟S14，控制器122控制充電-放電單元120開始4C放電。當(dāng)使用小于8C放電電流的4C放電電流時，電壓由于內(nèi)阻變得更小而下降。因此，電池組200的總電壓變得高于閾值電壓VL，并且可以執(zhí)行進(jìn)一步放電。在步驟S15，如在8C放電的情況下一樣，感測到總電壓已經(jīng)達(dá)到閾值電壓VL，控制器122停止放電，并記錄在該時間期間放電的累積電流量QL2。在步驟S16，控制器122控制充電-放電單元120開始2C放電。在步驟S17到S19 中，執(zhí)行如上的相同步驟直到IC放電被執(zhí)行，并且獲得累積電流量QL3和QL4。在步驟S20，控制器122控制充電-放電單元120執(zhí)行8C充電。在S21，當(dāng)感測到電池組200的總電壓已經(jīng)達(dá)到用于檢測過充電的閾值VH時，控制器122控制充電-放電單元120停止充電，并記錄在該時間期間已放電的累積電流量QH1。在步驟S22，控制器122控制充電-放電單元120執(zhí)行4C充電。在步驟S23到步驟S27中，執(zhí)行如上的相同步驟直到IC充電被執(zhí)行，并且獲得累積電流量QH2、QH3和QH4。 隨后停止充電和放電。在步驟S28中，控制器122計算各個C速率下的容量。圖9是示出通過充電和放電獲得的累積電流量QLl到QL4以及QHl到QH4之間關(guān)系的視圖。根據(jù)圖9下部示出的等式，控制器122計算各個C速率下的容量。此后，控制器122通知BMS210在1C、2C、4C和8C的各自電池組容量。在加密后， BMS210將用于充電和放電的溫度和各個C速率下的容量記錄到非易失性存儲器213中。在此記錄的內(nèi)容是在圖6中示出的信息以及各個C速率下的容量。接下來，描述確定電池組200的當(dāng)前價值的方法?？刂破?22與BMS210通信，以獲得關(guān)于過去RSOL與RCT，以及各個C速率下的電池容量的歷史信息?？刂破?22接著從所獲得的歷史信息中提取與15到25°C的測量溫度相對應(yīng)的信息。因?yàn)殡姵匦阅苁軠囟扔绊?，所以測量溫度被用于提取。通過電池的特性以及具有安裝在其中的電池的汽車所使用的區(qū)域可以確定溫度范圍。已獲得的歷史信息接著按照笛卡爾坐標(biāo)繪示，橫坐標(biāo)軸為時間軸。已繪示的歷史信息與參考信息比較。參考信息是指示在評估電池組的各種條件下所測量的電池的劣化趨勢的數(shù)據(jù)。準(zhǔn)備關(guān)于不同溫度條件的信息，并且選擇關(guān)于與指定的溫度條件最相似的溫度條件的信息作為參考信息。參考信息包括多于一個用于單個溫度條件的樣式。圖10是示出與各個C速率下的容量相關(guān)的參考信息的示例的曲線圖。圖11是示出與RSOL與RCT相關(guān)的參考信息的示例的曲線圖。圖10中的左上坐標(biāo)作為示例描述。繪示了關(guān)于通過測量獲得的8C速率的電池容量的歷史信息。通過三角形標(biāo)志指示該歷史信息。從所示為參考信息的各個樣式(樣式A 到C)中選擇與該歷史信息最相似的樣式。在這個示例中，選擇樣式A。以如上相同的方式從其他指標(biāo)中選擇樣式。結(jié)果，如圖10所示，選擇樣式B用于速率4C下的電池容量。選擇樣式C用于速率2C下的電池容量。選擇樣式A用于速率IC 下的電池容量。如圖11所示，選擇樣式C用于RS0L。選擇樣式B用于RCT。接下來，針對每個指標(biāo)確定點(diǎn)數(shù)(score)。圖12示出用于確定點(diǎn)數(shù)的點(diǎn)數(shù)表。電池的使用年數(shù)為兩年。對于速率8C下的電池容量，選擇樣式A，并且因此，點(diǎn)數(shù)為9。對于速率4C下的電池容量，選擇樣式B，并且因此，點(diǎn)數(shù)為7。對于速率2C下的電池容量，選擇樣式C，并且因此，點(diǎn)數(shù)為6。對于速率IC下的電池容量，選擇樣式A，并且因此，點(diǎn)數(shù)為9。對于RS0L，選擇樣式C，并且因此，點(diǎn)數(shù)為5。對于RCT，選擇樣式B，并且因此，點(diǎn)數(shù)為7。在上面提到的點(diǎn)數(shù)表中，點(diǎn)數(shù)越高，則價值越高。然而，僅僅通過合計點(diǎn)數(shù)并不能正確地評估電池的價值，因?yàn)檫@里確定的點(diǎn)數(shù)是基于過去歷史的點(diǎn)數(shù)。電池的價值應(yīng)該根據(jù)未來使用來確定。因此，根據(jù)未來使用的類型或使用目的對每個指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)。圖13示出適合電池各個使用目的系數(shù)的系數(shù)表。通過將以上指標(biāo)乘以從這個系數(shù)表中得到的系數(shù)而獲得的值是電池組的當(dāng)前價值。例如，未來將用于車輛的電池的價值是洸.6( = 9X1+7X0. 5+6X0. 2+9X0. 1+5 X 1. 0+7XI. 0) ο未來用于摩托車的電池的價值是19. 7( = 9X0. 4+7X0. 5+6X0. 3+9X0. 3 +5X0. 5+7X0. 8)。如上所述，針對電池的各個特性獲取歷史信息，并且基于該歷史信息，將劣化狀態(tài)轉(zhuǎn)化為與各個特性相關(guān)的數(shù)字值。已獲得的數(shù)字值根據(jù)未來使用的系數(shù)進(jìn)行加權(quán)，并獲得新的數(shù)字值。該數(shù)字值被相加，并且所得值用作電池的評估值。以這種方式，能夠合理地確定電池的當(dāng)前價值。此外，RSOL與RCT被用作待使用的電池的特性，從而能夠高精度地確定電池的劣化狀態(tài)。第三實(shí)施例在第二實(shí)施例中，通過充電-放電單元120控制充電和放電操作以測量1C、2C、4C 和8C的各個電流的電池容量。第三實(shí)施例與第二實(shí)施例的區(qū)別在于僅僅通過充電操作來測量指標(biāo)。因此，與第一實(shí)施例相同的組件使用與第一實(shí)施例中相同的附圖標(biāo)記表示，并且在此省略它們的詳細(xì)解釋。圖14示出通過充電獲得的時間TH4和時間THl之間的關(guān)系。參考圖14，描述控制器122的操作。診斷裝置100被連接到電池組200，控制器122被切換到用于控制充電的模式，并且啟動開關(guān)121被接通?？刂破?22接著控制充電-放電單元120執(zhí)行8C充電。當(dāng)通過與BMS210通信，感測到電池組200的總電壓已經(jīng)達(dá)到用于檢測過充電的閾值電壓VH時，控制器122控制充電-放電單元120停止充電?？刂破?22接著記錄該點(diǎn)的時間TH1，并執(zhí)行 4C充電。在4C充電時，當(dāng)感測到電池組200的總電壓已經(jīng)達(dá)到用于檢測過充電的閾值電壓 VH時，控制器122停止充電?？刂破?22接著以如上相同的方式執(zhí)行2C充電和IC充電，并當(dāng)IC結(jié)束時記錄時間TH4。此后，控制器122向電池組200中的BMS210通知所獲得的時間信息(TH4-TH1)。 BMS210加密用于充電的溫度和時間信息(TH4-TH1)，并接著將已加密的信息記錄到非易失性存儲器213。隨著電池劣化和電池內(nèi)阻變得更高，上述時間(TH4-TH1)被認(rèn)為也變得更長。因此，當(dāng)大量電流流動時，上述時間能夠替代電池容量的劣化趨勢指標(biāo)。通過利用本公開第一實(shí)施例中描述的診斷裝置100的評估方法，可以高精度地確定未來待使用的電池的當(dāng)前價值。通過利用由第二實(shí)施例典型實(shí)現(xiàn)的診斷裝置100的確定方法，可以根據(jù)未來使用目的執(zhí)行價值計算。通過第三實(shí)施例中描述的診斷方法，從步降充電中的高速率充電的結(jié)束時刻到低速率充電的結(jié)束時刻的時間用作高速率的電池容量的替代指標(biāo)。通過這種方法，充電-放電單元120不需要具有放電功能。因此，能夠簡化診斷裝置100的設(shè)計，并且能夠降低成本。此外，BMS210加密已測量的數(shù)據(jù)并將已加密數(shù)據(jù)存儲到諸如非易失性存儲器的數(shù)據(jù)存儲器。因此，能夠防止數(shù)據(jù)篡改，并且能夠確保電池價值的合理計算。在上述實(shí)施例中，歷史信息被存儲在電池組200的非易失性存儲器213中。然而， 本公開不限于此，例如，歷史數(shù)據(jù)可以有選擇地存儲在數(shù)據(jù)管理公司，該數(shù)據(jù)管理公司有選擇地管理用于評估電池的價值的信息。在數(shù)據(jù)管理公司中，可以執(zhí)行由每個實(shí)施例的診斷裝置執(zhí)行的電池價值的確定。在以上實(shí)施例中描述的各個功能可以通過使用硬件來形成，或可以使用軟件通過讀取指定各個功能的程序的計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)?？商鎿Q地，各個功能可以通過選擇所需的軟件或硬件形成。進(jìn)一步地，各個功能可通過讀取存儲在記錄介質(zhì)(未圖示)中的程序的計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)施例中的記錄介質(zhì)可以具有任何種類的記錄格式，只要程序能夠被記錄在記錄介質(zhì)中并能夠被計算機(jī)讀取。本公開不限于上述實(shí)施例，并且在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，在實(shí)踐階段可以對它們的組件進(jìn)行修改。此外，能夠通過適當(dāng)組合在上述實(shí)施例中公開的組件來開發(fā)出各種不同的發(fā)明。 例如，在上述實(shí)施例中公開的一些組件可以被去除。另外，從兩個或更多的實(shí)施例中選擇的組件可以合適地組合。如到目前為止所描述的，本公開能夠提供一種高精度地確定電池劣化狀態(tài)，以及根據(jù)未來使用目的確定電池合理的當(dāng)前價值的指標(biāo)的方法。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括電阻測量單元，用于確定電池的溶液電阻Rstjl和電荷遷移電阻R。t ；以及包括代碼的至少一個計算機(jī)可讀的非易失性存儲介質(zhì)，在由至少個處理器執(zhí)行時，所述代碼用于通過如下方式提供所述電池的當(dāng)前價值的估計 將Rs。i和R。t與歷史劣化轉(zhuǎn)變信息進(jìn)行比較；使用所述比較，估計所述電池在達(dá)到放電容量下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)；以及使用所述比較，估計所述電池在達(dá)到放電時間下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括AC振蕩器，其掃描具有多個頻率的AC電壓并將所述AC電壓施加到至少一個電池的兩端；以及電壓測量單元和電流測量單元，其分別測量在每個所述頻率下所述至少一個電池的所述兩端產(chǎn)生的電壓變化和電流變化，其中電阻分量確定單元根據(jù)每個所述頻率下所測量的電壓變化和所測量的電流變化， 將每個頻率下所述電池的阻抗確定為復(fù)數(shù)表示，并且確定所述電池的所述溶液電阻和所述電荷遷移電阻Rct，以使得包含和Rct的等效電路的阻抗擬合于所述復(fù)數(shù)表示的所述阻抗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括AC振蕩器，其將具有多個頻率的其上疊加有正弦波的AC電壓施加到至少一個電池的兩端；以及電壓測量單元和電流測量單元，其分別測量由所施加的AC電壓在所述至少一個電池的所述兩端產(chǎn)生的電壓變化和電流變化；其中電阻分量確定單元通過對所述電壓變化和所述電流變化的波形執(zhí)行傅立葉變換， 將每個頻率下所述電池的阻抗確定為復(fù)數(shù)表示，并且確定所述電池的所述溶液電阻和所述電荷遷移電阻Rct，以使得包含和Rct的等效電路的阻抗擬合于所述復(fù)數(shù)表示的所述阻抗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括充電-放電單元，其對包含至少一個電池的電池組執(zhí)行充電和放電， 其中，在確定和Rct時，電阻分量確定單元控制所述充電-放電單元以調(diào)整所述電池組的充電狀態(tài)SOC到大約50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述電池的當(dāng)前價值的估計包括達(dá)到放電容量下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)或達(dá)到放電時間下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)中的較小者。
6.一種設(shè)備，包括電阻分量確定單元，其確定電池的溶液電阻(RsJ和電荷遷移電阻(Rct)； 充電-放電單元，其對包含至少一個電池的電池組執(zhí)行步降充電和放電； 電池容量確定單元，其通過操作所述充電-放電單元并利用多個電流控制充電和放電，確定各個C速率下的電池容量；以及當(dāng)前價值指標(biāo)計算單元，其獲取包含表示所述電池的特性的所述各個C速率下的電池容量以及&1和Rct的歷史信息；將所述歷史信息與參考劣化數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以選擇與所述參考劣化數(shù)據(jù)最相似的劣化數(shù)據(jù)；基于所選擇的劣化數(shù)據(jù)，將所述電池的當(dāng)前劣化狀態(tài)轉(zhuǎn)換為與各個特性相關(guān)的數(shù)字值；以根據(jù)未來使用目的的系數(shù)對所述數(shù)字值進(jìn)行加權(quán)以產(chǎn)生新的數(shù)字值；以及將所述新的數(shù)字值相加以產(chǎn)生所述電池的當(dāng)前價值指標(biāo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，還包括AC振蕩器，其掃描具有多個頻率的AC電壓并將所述AC電壓施加到至少一個電池的兩端；以及電壓測量單元和電流測量單元，其分別測量每個頻率下所述至少一個電池的所述兩端產(chǎn)生的電壓變化和電流變化，其中電阻分量確定單元根據(jù)每個所述頻率下所測量的電壓變化和所測量的電流變化， 將每個頻率下所述電池的阻抗確定為復(fù)數(shù)表示，并且確定所述電池的所述溶液電阻Ra^和所述電荷遷移電阻Rct，以使得包含和Rct的等效電路的阻抗擬合于所述復(fù)數(shù)表示的所述阻抗。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，還包括AC振蕩器，其將具有多個頻率的其上疊加有正弦波的AC電壓施加到至少一個電池的兩端；以及電壓測量單元和電流測量單元，其分別測量由所施加的AC電壓在所述至少一個電池的所述兩端產(chǎn)生的電壓變化和電流變化，其中電阻分量確定單元通過對所述電壓變化和所述電流變化的波形執(zhí)行傅立葉變換， 將每個頻率下所述電池的阻抗確定為復(fù)數(shù)表示，并且確定所述電池的所述溶液電阻Ra^和所述電荷遷移電阻Rct，以使得包含和Rct的等效電路的阻抗擬合于所述復(fù)數(shù)表示的所述阻抗。
9.一種設(shè)備，包括電阻分量確定單元，其確定電池的溶液電阻和電荷遷移電阻Rct ； 充電單元，其對包含至少一個電池的電池組執(zhí)行步降充電；時間信息獲取單元，其通過操作所述充電單元以多個步降電流控制充電，并且獲取關(guān)于從以第一電流充電的結(jié)束時刻至以最后一個電流充電的結(jié)束時刻的時間的信息；以及當(dāng)前價值指標(biāo)計算單元，其獲取包含表示所述電池的特性的時間信息以及I^sa和ReT的歷史信息；將所述歷史信息與參考劣化數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以選擇與所述參考劣化數(shù)據(jù)最相似的劣化數(shù)據(jù)；基于所選擇的劣化數(shù)據(jù)，將所述電池的當(dāng)前劣化狀態(tài)轉(zhuǎn)換為與各個特性相關(guān)的數(shù)字值；以根據(jù)未來使用目的的系數(shù)對所述數(shù)字值進(jìn)行加權(quán)以產(chǎn)生新的數(shù)字值；以及將所述新的數(shù)字值相加以產(chǎn)生所述電池的當(dāng)前價值指標(biāo)。
10.一種電池組，包括電池模塊，其具有至少多個串聯(lián)連接的電池；電壓和溫度測量單元，其測量所述電池的電壓和溫度；通信端子，其連接用于與診斷裝置交換信息的通信線路；第一端子，其連接從至少一個電池的兩端延伸的線路；第二端子，其連接從所述電池模塊的兩端延伸的線路；以及線路傳導(dǎo)孔，用于連接到在所述電池模塊的外部中形成的至少一個電池的兩端。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電池組，其中通過所連接的診斷裝置經(jīng)由所述通信端子獲取電池容量和I^sa和Rct，以及所述電池容量、I^dPRCT，以及由所述電壓和溫度測量單元測量的溫度信息被作為歷史信息存儲在存儲器中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池組，其中通過所連接的診斷裝置經(jīng)由所述通信端子獲取時間信息和&1和Rct， 所述時間信息、RmJPRct，以及由所述電壓和溫度測量單元測量的溫度信息被作為歷史信息存儲在存儲器中，以及所述時間信息是關(guān)于從以第一電流充電的結(jié)束時刻至以最后一個電流充電的結(jié)束時刻的時間的信息，通過所述診斷裝置控制所述電池以多個步降電流進(jìn)行充電來獲取所述時間信息。
13.一種方法，包括通過將診斷裝置連接到電池并獲取各個C速率下的電池容量以及Iisa和Rct來累積歷史信息；獲取包含表示所述電池的特性的各個C速率下的電池容量以及和Rct的歷史信息； 將所述歷史信息與參考劣化數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以選擇與所述參考劣化數(shù)據(jù)最相似的劣化數(shù)據(jù)； 基于所選擇的劣化數(shù)據(jù)，將所述電池的當(dāng)前劣化狀態(tài)轉(zhuǎn)換為與各個特性相關(guān)的數(shù)字值；以及以根據(jù)未來使用目的的系數(shù)對所述數(shù)字值進(jìn)行加權(quán)；以及將新的數(shù)字值相加以產(chǎn)生所述電池的當(dāng)前價值指標(biāo)。
14.一種方法，包括通過將診斷裝置連接到電池并獲取時間信息、Rsol和Rct來累積歷史信息； 獲取包含表示所述電池的特性的時間信息以及^和Rct的歷史信息；將所述歷史信息與參考劣化數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以選擇與所述參考劣化數(shù)據(jù)最相似的劣化數(shù)據(jù)；基于所選擇的劣化數(shù)據(jù)，將所述電池的當(dāng)前劣化狀態(tài)轉(zhuǎn)換為與各個特性相關(guān)的數(shù)字值；以及以根據(jù)未來使用目的的系數(shù)對所述數(shù)字值進(jìn)行加權(quán)；以及將新的數(shù)字值相加以產(chǎn)生所述電池的當(dāng)前價值指標(biāo)，所述時間信息是關(guān)于從以第一電流充電的結(jié)束時刻至以最后一個電流充電的結(jié)束時刻的時間的信息，通過所述診斷裝置控制所述電池以多個步降電流進(jìn)行充電來獲取所述時間信息。
15.一種方法，包括確定電池的溶液電阻Rsol和電荷遷移電阻Rct ；以及通過以下方式提供所述電池的當(dāng)前價值的估計 將Rsol和Rct與歷史劣化轉(zhuǎn)變信息進(jìn)行比較；使用所述比較，估計在所述電池達(dá)到放電容量下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)；以及使用所述比較，估計在所述電池達(dá)到放電時間下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述電池的所述當(dāng)前價值的估計包括在達(dá)到放電容量下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)或在達(dá)到放電時間下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)中的較小者。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中Rsol用于估計在達(dá)到放電容量下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中Rct用于估計在達(dá)到放電時間下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種設(shè)備，其包括用于確定電池的溶液電阻Rsol和電荷遷移電阻Rct的電阻測量單元；以及包括代碼的至少一個計算機(jī)可讀的非易失性存儲介質(zhì)，當(dāng)由至少一個處理器執(zhí)行時，所述代碼用于以下方式提供電池的當(dāng)前價值的估計將Rsol和Rct與歷史劣化轉(zhuǎn)變信息進(jìn)行比較；使用該比較估計在電池達(dá)到放電容量下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)；以及使用該比較估計在電池達(dá)到放電時間下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)。電池的當(dāng)前價值的估計包括在達(dá)到放電容量下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)或在達(dá)到放電時間下限之前的剩余充電循環(huán)次數(shù)中的較小者。
文檔編號H01M10/48GK102183730SQ20101062502
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者原田康宏, 大家央, 小杉伸一郎, 早瀨健夫, 松居昭宏, 森本孝司, 水谷麻美, 門田行生, 高見則雄, 黑田和人 申請人:株式會社東芝