本申请要求于2022年5月30日在韩国提交的韩国专利申请10-2022-0066254的优先权,其公开内容通过引用并入本文。本公开涉及一种电池诊断设备和方法,更具体地涉及一种能够诊断电池状态的电池诊断设备和方法。
背景技术:
1、近来,诸如笔记本电脑、摄像机、手机之类的便携式电子产品的需求急剧增加,并且电动车辆、储能电池、机器人、卫星等得到大力发展。因此,正在积极研究允许重复充电和放电的高性能电池。
2、目前市售的电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等。其中,锂电池备受瞩目,因为与镍基电池相比,锂电池几乎没有记忆效应,而且还具有极低的自充电率和高能量密度。
3、正在对这些电池在提高容量和密度方面进行大量研究,但改善使用寿命和安全性也很重要。为此,需要抑制在电极表面上的与电解液的分解反应,并且防止过充电和过放电。
4、尤其,需要防止在负极的表面上的锂析出(镀锂、li镀)。当锂在负极的表面上析出时,引起与电解质的副反应并改变电池的动力学平衡,导致电池劣化。此外,随着锂金属在负极的表面上析出,可能会发生电池的内部短路,因此存在由于内部短路而造成的点燃或爆炸的风险。因此,需要开发一种可以检测在负极的表面上是否已析出金属锂的技术。
技术实现思路
1、技术问题
2、本发明旨在解决相关技术的问题,因此本发明旨在提供一种电池诊断设备和方法,其能够诊断电池中的锂析出。
3、本公开的这些和其他目的和优点可以从下面的详细描述中理解,并且将从本公开的示例性实施方式中变得更加明显。此外,将容易理解的是,本公开的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中所示的手段来实现。
4、技术方案
5、根据本公开的一个方面的电池诊断设备可以包括:电压测量单元,所述电压测量单元被配置为在电池的放电过程期间测量所述电池的电压;脉冲输出单元,所述脉冲输出单元被配置为在每个预定周期产生放电脉冲并且向所述电池输出所产生的放电脉冲;以及控制单元,所述控制单元被配置为基于由所述放电脉冲造成的所述电池的电压偏差计算所述电池的电阻值,基于所计算的电阻值确定预设初始放电区间中的电阻模式,并且根据所确定的电阻模式诊断在所述电池中是否存在锂析出。
6、所述控制单元可以被配置为计算所述初始放电区间中包括的多个目标电阻值的电阻变化率,比较所计算的电阻变化率与预设标准变化率,并且基于比较结果将所述电阻模式确定为第一电阻模式或第二电阻模式。
7、所述控制单元可以被配置为计算所述初始放电区间中包括的所述多个目标电阻值的平均变化率,并且将所计算的平均变化率计算为所述电阻变化率。
8、所述控制单元可以被配置为当所计算的电阻变化率小于所述标准变化率时,将所述电阻模式确定为所述第一电阻模式。
9、所述控制单元可以被配置为当所计算的电阻变化率等于或大于所述标准变化率时,将所述电阻模式确定为所述第二电阻模式。
10、所述控制单元可以被配置为当所述电阻模式是所述第一电阻模式时诊断所述电池中已析出锂。
11、所述脉冲输出单元可以被配置为在所述电池开始放电的放电起始点输出所述放电脉冲。
12、所述初始放电区间可以被预设为从所述电池开始放电的放电起始点到目标点的区间。
13、所述目标点可以被预设为在预设成与所述电池对应的标准曲线中从起始点开始达到最小电阻值时所对应的点。
14、所述控制单元可以被配置为基于与所述放电脉冲对应的电流量及所述电压偏差在每个预定周期计算所述电池的电阻值。
15、根据本公开的另一个方面的电池组可以包括根据本公开的一个方面的电池诊断设备。
16、根据本公开的又一个方面的车辆可以包括根据本公开的一个方面的电池诊断设备。
17、根据本公开的又一个方面的电池诊断方法可以包括:电压测量步骤,在电池的放电过程期间测量所述电池的电压;放电脉冲输出步骤,在每个预定周期产生放电脉冲并且向所述电池输出所产生的放电脉冲;电阻值计算步骤,基于由所述放电脉冲造成的所述电池的电压偏差计算所述电池的电阻值;电阻模式确定步骤,基于所计算的电阻值确定预设初始放电区间中的电阻模式;以及诊断步骤,根据所确定的电阻模式判断在所述电池中是否存在锂析出。
18、有益效果
19、根据本公开的一个方面,电池诊断设备具有的优点在于,基于电池在初始放电区间中的电阻变化率来诊断电池的状态。换言之,电池诊断设备具有的优点在于,通过计算电池在初始放电点的电阻值来快速诊断电池中的锂析出。
20、此外,根据本公开的一个方面,由于在电池的放电过程期间进行诊断,即,在减少电池能量的过程中进行诊断,因此具有的优点在于,可以安全诊断电池中的锂析出。
21、本公开的效果不限于上述效果,并且本领域技术人员将从权利要求的描述中清楚地理解未提及的其他效果。
1.一种电池诊断设备,所述电池诊断设备包括:
2.根据权利要求1所述的电池诊断设备,
3.根据权利要求2所述的电池诊断设备,
4.根据权利要求2所述的电池诊断设备,
5.根据权利要求2所述的电池诊断设备,
6.根据权利要求1所述的电池诊断设备,
7.根据权利要求1所述的电池诊断设备,
8.根据权利要求7所述的电池诊断设备,
9.根据权利要求1所述的电池诊断设备,
10.一种电池组,所述电池组包括根据权利要求1至9中的任一项所述的电池诊断设备。
11.一种车辆,所述车辆包括根据权利要求1至9中的任一项所述的电池诊断设备。
12.一种电池诊断方法,所述电池诊断方法包括: