[發明專利]用于校準電池的充電狀態的電池管理裝置和方法

有效

• 申請號: 201780033340.6
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN109313236B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 車善英;趙源泰
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: G01R31/378
• 分類號: G01R31/378;H01M10/42
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 穆森;戚傳江

公開的是一種用于校準磷酸鐵鋰(LFP)電池的充電狀態(SOC)的電池管理裝置和方法。根據本發明的實施例的電池管理裝置：在當進入校準模式時，計算在預定時間內的從電壓測量單元接收的電壓值的平均電壓值；計算在預定時間內的從電流測量單元接收的電流值的平均電流值；基于平均電壓值和平均電流值計算在預定時間內的LFP電池的平均內阻值；確定平均內阻值是否等于或大于預設的參考電阻值；并且當平均內阻值等于或大于參考電阻值時，將當前SOC校準到預設的參考SOC。

技術領域

本申請要求于2017年1月2日在韓國提交的韓國專利申請No.10-2017-0000359的優先權，其公開內容通過引用被合并在此。

本公開涉及一種電池管理裝置，并且更具體地，涉及一種用于校準磷酸鐵鋰電池的充電狀態(SOC)的裝置和方法。

背景技術

電池能夠被重復地充電和放電，并且因此它們被用作各種領域的電源。例如，鋰離子電池在諸如移動電話、筆記本電腦、數碼相機、攝像機、平板電腦和電動工具的手持式設備，以及包括電動自行車、電動摩托車、電動車輛、混合動力電動汽車、電動船和電動飛機的各種類型的電力系統中被使用。

為了穩定地使用從電池接收能量的各種類型的設備或系統，與電池的充電狀態(SOC)相關聯的準確信息是必要的。特別地，SOC是電池將會穩定使用多長時間的指示。例如，諸如膝上型計算機、移動電話和車輛的安裝了電池的設備估計SOC并且給用戶提供與從估計的SOC轉換的可用時間相關聯的信息。

電池的SOC通常被表達為當前剩余容量與工廠設計容量的百分比，并且在這種情況下，電流積分方法(安培計數)被廣泛用于確定SOC。

電流積分方法是通過周期性地對流過電池的充電/放電電流的測量值對時間進行積分來估計電池中剩余容量的方法，并且可以可選地考慮電池的溫度。

然而，電流積分方法的缺點是，由于電流傳感器的測量誤差，精度隨時間流逝逐漸降低。換句話說，電流積分方法基于來自電流傳感器的測量電流值，并且從電流傳感器輸出的測量電流值與實際流過電池的電流之間存在差異。這種差異很小，使得能夠在非常短的時間內被忽略，但是當差異隨時間累積時，累積的誤差很大，使得不能再被忽略。

作為用于解決電流積分方法的問題的現有技術，公開了專利文獻1(韓國專利No.10-1651829)。專利文獻1提供使用電池的OCV-SOC曲線從電池的開路電壓(OCV)估計SOC。為了使用OCV-SOC曲線估計SOC，需要如下前提條件，其中應當響應于電池的SOC的變化看到OCV的明確變化。

磷酸鐵鋰電池(下文中稱為“LFP電池”)是使用磷酸鐵鋰(Li_XFePO₄)作為正極活性材料的電池。LFP電池具有長壽命優勢。但是，從圖1中能夠看到，在磷酸鐵鋰電池的情況下，OCV的變化在最佳使用范圍(例如，SOC 30％～95％)期間比其他類型的電池更小。具體而言，圖1示意性地圖示當恒定地保持預定溫度同時執行的先前實驗中所示的鋰離子電池和LFP電池中的每一個的充電曲線。圖1中用◆標記的線示出使用LiCoO₂用于正電極的鋰離子電池的OCV-SOC曲線，并且標有●的線示出使用LiFePO₄用于正電極的LFP電池的OCV-SOC曲線，LFP電池在除了充電結束和放電結束之外的SOC范圍內在OCV中幾乎沒有變化。因此，使用OCV-SOC曲線的SOC估計或校準不適合用于LFP電池。

發明內容

技術問題

在如上所述的現有技術的背景下設計本公開，并且因此，本公開針對于提供一種考慮到作為磷酸鐵鋰(LFP)電池的充電狀態(SOC)的函數的OCV和內阻的變化特性，精確地校準LFP電池的SOC的電池管理裝置以及使用其的用于校準SOC的方法。

技術解決方案