CN115917339A - 电池诊断设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池诊断设备和方法，并且更具体地，涉及能够基于多个电池模块的电阻来诊断其中每个电池模块的状态的电池诊断设备和方法。根据本发明的一个方面，根据所测量的内阻是否在第一电阻区或第二电阻区来诊断电池模块的状态，因此可以根据更严格的标准来诊断电池模块的状态。因此，可以提高由电池诊断设备诊断电池的状态的诊断准确度。

Description

电池诊断设备和方法
技术领域
本申请要求于2020年11月5日在大韩民国提交的韩国专利申请第10-2020-0146828号的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用并入本文中。
本公开涉及电池诊断设备和方法，并且更具体地，涉及能够基于多个电池模块的电阻来诊断每个电池模块的状态的电池诊断设备和方法。
背景技术
近来，对便携式电子产品例如笔记本计算机、视频摄像装置和便携式电话的需求已经急剧增加，并且电动车辆、储能电池、机器人、卫星等已经得到大力发展。因此，正在积极地研究允许重复充电和放电的高性能电池。
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。在这些电池中，锂电池因其与镍基电池相比几乎没有记忆效应并且还具有非常低的自充电率和高能量密度而备受瞩目。
由于电池单元具有有限的容量，因此主要使用多个电池单元串联和/或并联连接的电池模块。然而，如果电池模块中所包括的电池单元的数目增加，则由于电池单元本身的问题和/或电池单元之间的连接问题，针对电池单元可能出现异常情况。
例如，多个电池单元之间的连接可能被释放，由于根据电池单元的安装位置的热不平衡的累积而可能导致不均匀劣化，以及/或者由于不均匀劣化而可能出现电流集中现象。
因此，需要开发用于准确且快速地诊断电池模块和电池模块中所包括的多个电池单元的状态的技术。
发明内容
技术问题
本公开被设计为解决相关技术的问题，并且因此本公开涉及提供一种能够更准确地诊断电池模块的状态的电池诊断设备和方法。
本公开的这些和其他目的和优点可以根据以下详细描述理解，并且根据本公开的示例性实施例将变得更加明显。此外，将容易地理解的是，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方式来实现。
技术方案
根据本公开的一个方面的电池诊断设备可以包括：电阻测量单元，其被配置成测量包括一个或更多个电池单元的多个电池模块中的每一个的内阻；以及控制单元，其被配置成：从电阻测量单元接收关于多个电池模块中的每一个的内阻的电阻信息；基于电阻信息来计算多个电池模块的第一标准电阻和电阻偏差；基于计算出的第一标准电阻和计算出的电阻偏差来设置第一电阻区间；基于电阻信息来将多个电池模块中的一部分选择为目标模块；基于电阻信息来计算目标模块的第二标准电阻；基于计算出的第二标准电阻以及多个电池模块中的每一个中所包括的电池单元之间的连接结构来设置第二电阻区间；以及基于所测量的内阻、第一电阻区间和第二电阻区间来诊断多个电池模块中的每一个的状态。
控制单元可以被配置成在多个电池模块中将被计算出的内阻属于第一电阻区间和第二电阻区间两者的电池模块的状态诊断为正常状态。
控制单元可以被配置成在多个电池模块中将被计算出的内阻不属于第一电阻区间或第二电阻区间的电池模块的状态诊断为异常状态。
控制单元可以被配置成：基于多个电池模块的内阻来计算第一标准电阻；以及基于计算出的第一标准电阻与多个电池模块中的每一个的内阻之间的差来计算电阻偏差。
控制单元可以被配置成：通过从第一标准电阻中减去电阻偏差来计算第一下限值；通过将电阻偏差与第一标准电阻相加来计算第一上限值；以及基于计算出的第一下限值和计算出的第一上限值来设置第一电阻区间。
控制单元可以被配置成：计算计算出的第一标准电阻与多个电池模块中的每一个的内阻之间的绝对偏差；以及通过使用预定的比例因子来将计算出的绝对偏差转换为电阻偏差。
第一标准电阻可以是多个电池模块的内阻的中值。
控制单元可以被配置成在多个电池模块中将被计算出的内阻等于或小于所述第一标准电阻的电池模块选择为目标模块。
控制单元可以被配置成：基于多个电池模块中的每一个中所包括的电池单元的并联连接的数目来计算并联偏差；以及根据第二标准电阻和计算出的并联偏差来设置第二电阻区间。
控制单元可以被配置成：通过从第二标准电阻中减去并联偏差来计算第二下限值；通过将并联偏差与第二标准电阻相加来计算第二上限值；以及基于计算出的第二下限值和计算出的第二上限值来设置第二电阻区间。
控制单元可以被配置成：基于并联连接的数目来计算多个电池模块的并联系数；以及通过将计算出的并联系数乘以第二标准电阻来计算并联偏差。
第二标准电阻可以是目标模块的内阻的平均值。
根据本公开的另一方面的电池组可以包括根据本公开的一方面的电池诊断设备。
根据本公开的又一方面的电池诊断方法可以包括：电阻测量步骤，用于测量包括一个或更多个电池单元的多个电池模块中的每一个的内阻；第一标准电阻和电阻偏差计算步骤，用于基于关于在电阻测量步骤中测量的多个电池模块中的每一个的内阻的电阻信息来计算多个电池模块的第一标准电阻和电阻偏差；第一电阻区间设置步骤，用于基于第一标准电阻和在第一标准电阻和电阻偏差计算步骤中计算出的电阻偏差来设置第一电阻区间；目标模块选择步骤，用于基于电阻信息来将多个电池模块中的一部分选择为目标模块；第二标准电阻计算步骤，用于基于电阻信息来计算目标模块的第二标准电阻；第二电阻区间设置步骤，用于基于在第二标准电阻计算步骤中计算出的第二标准电阻以及多个电池模块的每一个中所包括的电池单元之间的连接结构来设置第二电阻区间；以及状态诊断步骤，用于基于所测量的内阻、第一电阻区间和第二电阻区间来诊断多个电池模块中的每一个的状态。
有益效果
根据本公开的一个方面，由于根据所测量的内阻是否属于第一电阻区间和第二电阻区间来诊断电池模块的状态，因此可以以更严格的标准来诊断电池模块的状态。因此，可以提高由电池诊断设备所诊断的电池的状态的诊断准确度。
本公开的效果不限于上面提及的效果，并且本领域技术人员将根据对权利要求的描述清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施例，并且与前述的公开内容一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，并且因此，本公开不被解释为限于附图。
图1是示意性地示出根据本公开的实施例的电池诊断设备的图。
图2是示意性地示出根据本公开的实施例的第一电阻区间的图。
图3是示意性地示出根据本公开的实施例的第二电阻区间的图。
图4是示意性地示出根据本公开的另一实施例的电池组的示例性配置的图。
图5是示意性地示出根据本公开的又一实施例的电池诊断方法的图。
具体实施方式
应当理解，本说明书和所附权利要求中使用的术语不应当被解释为限于一般和字典含义，而是在允许发明人适当地定义术语以用于最佳说明的原则的基础上基于与本公开的技术方面对应的含义和概念进行解释。
因此，本文中所提出的描述仅是仅用于说明的目的的优选示例，并不旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其做出其他的等效和修改。
另外地，在描述本公开时，当认为对相关已知元件或功能的详细描述使本公开的关键主题模糊时，本文中省略该详细描述。
包括诸如“第一”、“第二”等的序数的术语可以用于在各个元件中将一个元件与另一个元件区分开，但是并不旨在通过这些术语来限制这些元件。
贯穿本说明书，当一部分被称为“包含”或“包括”任意元件时，意指该部分还可以包括其他元件而不排除其他元件，除非另有特别说明。
另外，本说明书中描述的诸如控制单元的术语意指处理至少一个功能或操作的单元，所述单元可以被实现为硬件或软件、或者硬件和软件的组合。
另外，贯穿本说明书，当一部分被称为“连接”至另一部分时，并不限于它们“直接连接”的情况，而是还包括它们“间接连接”、在它们之间***另一元件的情况。
在下文中，将参照附图详细地描述本公开的优选实施例。
图1是示意性地示出根据本公开的实施例的电池诊断设备100的图。
参照图1，根据本公开的实施例的电池诊断设备100可以包括电阻测量单元110和控制单元120。
电阻测量单元110可以被配置成测量包括一个或更多个电池单元的多个电池模块中的每一个的内阻。
在此，电池模块可以包括串联和/或并联连接的一个或更多个电池单元。另外，电池单元意指具有负极端子和正极端子的物理上可分离的一个独立电池。例如，一个袋型锂聚合物电池可以被视为电池单元。
电阻测量单元110可以当开始充电时或当终止放电时测量电池模块的电阻。优选地，电阻测量单元110可以被配置成测量电池模块的电压。
具体地，电阻测量单元110可以在电池模块的充电开始的第一时间点处测量电池模块的电压，并且可以在从第一时间点经过预定时间的第二时间点处测量电池模块的电压。另外，电阻测量单元110可以计算分别在第一时间点处与第二时间点处测量的电池模块的电压之间的电压差。另外，电阻测量单元110可以通过使用计算出的电压差和电池模块的充电电流来计算电池模块的内阻。在此，充电电流(或放电电流)的幅值可以是预设值或由电阻测量单元110直接测量的值。另外，电阻测量单元110可以从外部接收充电电流(或放电电流)的幅值。
例如，电阻测量单元110可以在第一时间点处测量电池模块的第一电压，并且在从第一时间点已经经过5秒时的第二时间点处测量电池模块的第二电压。另外，电阻测量单元110可以基于第二电压与第一电压之间的差来测量电池模块的电阻。
在下文中，假设可以以恒定电流对电池模块进行充电和/或放电。
在这种情况下，电阻测量单元110可以通过下面的式1测量电池模块的电阻。
[式1]
Figure BDA0003959235290000061
在此，DCIR为电池模块的电阻[Ω]，并且I为电池模块的充电电流[mA]或放电电流[mA]。△V是电池模块在预定时间内的电压差[mV]。i为指示每个电池模块的索引，并且可以为1或更大且n或更小。n可以为要被电池诊断设备100诊断状态的多个电池模块的总数目。
例如，电阻测量单元110可以在充电开始的第一时间点处测量电池模块的第一电压(V1)。另外，电阻测量单元110可以在从第一时间点已经经过预定时间的第二时间点处测量电池模块的第二电压(V2)。电阻测量单元110计算“V2-V1”以计算电池模块在第一时间点与第二时间点之间的电压差。在这种情况下，由于电池模块的充电电流(I)的幅值是恒定的，因此电阻测量单元110可以基于电压差(ΔV)和电流(I)来测量电池模块的电阻(DCIR)。
控制单元120可以被配置成从电阻测量单元110接收关于多个电池模块中的每一个的内阻的电阻信息。
控制单元120和电阻测量单元110可以连接成能够彼此通信。电阻测量单元110可以测量多个电池模块中的每一个的内阻，并且将关于所测量的内阻的电阻信息发送至控制单元120。
控制单元120可以被配置成基于电阻信息来计算多个电池模块的第一标准电阻R1和电阻偏差。
第一标准电阻R1是通过考虑多个电池模块的所有内阻计算出的值，并且可以是表示多个电池模块的内阻的值。另外，电阻偏差可以是基于多个电池模块中的每一个的内阻和第一标准电阻R1计算出的值。
例如，第一标准电阻R1是表示多个电池模块的内阻的值，并且可以应用中值或平均值。优选地，第一标准电阻R1可以是多个电池模块的内阻的中值。
控制单元120可以被配置成基于计算出的第一标准电阻R1和计算出的电阻偏差来设置第一电阻区间。
图2是示意性地示出根据本公开的实施例的第一电阻区间的图。具体地，图2是以图形的形式示出多个电池模块B的内阻的图，并且包括第一标准电阻R1、第一上限值U1和第一下限值L1。在图2中，Y轴可以表示内阻[Ω]，并且X轴可以是电池模块B的序号。也就是说，X轴的值是与内阻无关的值，并且可以不受限制地应用，只要它是可以标识多个电池模块B中的每一个的因素即可。
参照图2，第一下限值L1和第一上限值U1可以关于第一标准电阻R1对称地设置。可以将从第一下限值L1至第一上限值U1的电阻区间设置为第一电阻区间。另外，在图2的实施例中，多个电池模块B的所有内阻都可以包括在第一电阻区间中。
控制单元120可以被配置成基于电阻信息来将多个电池模块B中的一部分选择为目标模块。
例如，控制单元120可以在多个电池模块B中将两个或更多个电池模块B选择为目标模块。优选地，控制单元120可以被配置成在多个电池模块B中将被计算出的内阻等于或小于第一标准电阻R1的电池模块B选择为目标模块。
第一标准电阻R1可以采用多个电池模块B的中值或平均值。如果第一标准电阻R1是多个电池模块B的内阻的平均值，则可以将内阻等于或小于该平均值的电池模块B选择为目标模块。相反地，如果第一标准电阻R1是多个电池模块B的内阻的中值，则可以将内阻属于下50％的电池模块B选择为目标模块。
控制单元120可以被配置成基于电阻信息来计算目标模块的第二标准电阻R2。
第二标准电阻R2是通过考虑由控制单元120选择的多个目标模块的所有内阻计算出的值，并且可以是表示多个目标模块的内阻的值。也就是说，第二标准电阻R2可以是表示多个目标模块的内阻的电阻值，并且第一标准电阻R1可以是表示多个电池模块B的内阻的电阻值。
例如，第二标准电阻R2是表示多个目标模块的内阻的值，并且可以应用中值或平均值。优选地，第二标准电阻R2可以是多个目标模块的内阻的平均值。
控制单元120可以被配置成基于计算出的第二标准电阻R2以及多个电池模块B中的每一个中所包括的电池单元之间的连接结构来设置第二电阻区间。
在此，电池单元之间的连接结构意指每个电池模块B中所包括的多个电池单元彼此连接的串联或并联结构。另外，控制单元120所考虑的电池单元之间的连接结构可以是针对多个电池单元形成的并联连接结构的数目。
例如，假设电池模块B中包括总共16个电池单元，8个电池单元串联连接以形成两个单元模块，并且这两个单元模块彼此并联连接。在这种情况下，控制单元120可以确定电池模块B中所包括的多个电池单元之间的并联连接结构的数目为两个。优选地，多个电池模块B可以是具有所包括的多个电池单元的相同连接结构的模块。也就是说，在前面的实施例中，多个电池模块B全部都可以包括16个电池单元，这16个电池单元可以通过8个电池单元串联连接以形成两个单元模块，并且所形成的两个单元模块可以彼此并联连接。
图3是示意性地示出根据本公开的实施例的第二电阻区间的图。具体地，图3是以图形的形式示出多个电池模块B的内阻的图，并且包括第二标准电阻R2、第二上限值U2和第二下限值L2。类似于图2，在图3中，Y轴表示内阻[Ω]，并且X轴可以是电池模块B的序号。也就是说，X轴的值是与内阻无关的值，并且可以不受限制地应用，只要它是可以标识多个电池模块B中的每一个的因素即可。具体地，在图2和图3的实施例中，所描绘的多个电池模块B可以是相同的。
参照图3，第二下限值L2和第二上限值U2可以关于第二标准电阻R2对称地设置。可以将从第二下限值L2至第二上限值U2的电阻区间设置为第二电阻区间。另外，在图3的实施例中，多个电池模块B的所有内阻都可以包括在第一电阻区间中。
控制单元120可以被配置成基于所测量的内阻、第一电阻区间和第二电阻区间来诊断多个电池模块B中的每一个的状态。
控制单元120可以通过考虑第一电阻区间和第二电阻区间两者而不是仅考虑第一电阻区间和第二电阻区间中的一个来诊断多个电池模块B的状态。
优选地，控制单元120可以被配置成在多个电池模块B中将被计算出的内阻属于第一电阻区间和第二电阻区间两者的电池模块B的状态诊断为正常状态。相反地，控制单元120可以被配置成在多个电池模块B中将被计算出的内阻不属于第一电阻区间或第二电阻区间的电池模块B的状态诊断为异常状态。
例如，参照图2的实施例，多个电池模块B中的第一电池模块B1和第二电池模块B2的所测量的内阻可以包括在第一电阻区间中。也就是说，第一电池模块B1和第二电池模块B2的所测量的内阻可以大于第一标准电阻R1，但是可以小于第一上限值U1。
然而，参照图3的实施例，多个电池模块B中的第一电池模块B1和第二电池模块B2的所测量的内阻可以不包括在第二电阻区间中。也就是说，第一电池模块B1和第二电池模块B2的所测量的内阻可以大于第二标准电阻R2并且大于第二上限值U2。
因此，控制单元120可以将第一电池模块B1和第二电池模块B2的状态诊断为异常状态。
也就是说，第一电阻区间可以是针对多个电池模块B设置的电阻区间，但是第二电阻区间可以是针对多个目标模块T设置的电阻区间。因此，第一电阻区间和第二电阻区间可能彼此不同。由于电池诊断设备100根据所测量的内阻是否属于第一电阻区间和第二电阻区间来诊断电池模块B的状态，因此可以以更严格的标准诊断电池模块B的状态。另外，由于电池诊断设备100基于两个独立的电阻区间来诊断电池模块B的状态，因此存在下述优点：可以提高由电池诊断设备100所诊断的电池的状态的诊断准确度。
另外，电池诊断设备100可以存储关于被诊断为异常状态的电池模块B的信息或者将该信息输出至外部。因此，可以精确地更换和/或检查被诊断为异常状态的电池模块B。也就是说，可以预先防止可能因异常状态下的电池模块B的连续使用而发生的诸如***和火灾的事故。
同时，设置到电池诊断设备100的控制单元120可以可选地包括本领域中已知的处理器、专用集成电路(ASIC)、另一芯片组、逻辑电路、寄存器、通信调制解调器和数据处理装置等以用于执行在本公开中执行的各种控制逻辑。另外，当控制逻辑以软件实现时，控制单元120可以实现为程序模块的集合。此时，程序模块可以存储在存储器中并由控制单元120执行。存储器可以设置在控制单元120内部或外部，并且可以通过各种公知的方式连接至控制单元120。
另外，电池诊断设备100还可以包括存储单元130。存储单元130可以存储电池诊断设备100的每个部件的操作和功能所必需的数据或程序、在执行操作或功能的过程中生成的数据等。存储单元130在其种类方面没有特别限制，只要它是可以记录、擦除、更新和读取数据的已知信息存储装置即可。作为示例，信息存储装置可以包括RAM、闪存、ROM、EEPROM、寄存器等。另外，存储单元130可以存储其中限定了可由控制单元120执行的处理的程序代码。
例如，存储单元130可以存储由电阻测量单元110测量的多个电池模块B的电阻信息。控制单元120可以从电阻测量单元110直接接收电阻信息或者访问存储单元130以获取所存储的电阻信息。
在下文中，将详细地描述控制单元120设置第一电阻区间的内容。
控制单元120可以被配置成基于多个电池模块B的内阻来计算第一标准电阻R1。
例如，控制单元120可以计算由电阻测量单元110测量的多个电池模块B的内阻的中值。另外，控制单元120可以将计算出的中值设置为多个电池模块B的第一标准电阻R1。也就是说，当多个电池模块B的内阻按幅值的顺序布置时，控制单元120可以将位于中央处的值设置为第一标准电阻R1。
控制单元120可以被配置成根据计算出的第一标准电阻R1与多个电池模块B中的每一个的内阻之间的差来计算电阻偏差。
具体地，控制单元120可以计算计算出的第一标准电阻R1与多个电池模块B中的每一个的内阻之间的绝对偏差。更具体地，控制单元120可以计算第一标准电阻R1与多个电池模块中的每一个的内阻之间的中值绝对偏差(MAD)。
例如，控制单元120可以使用下面的式2来计算第一标准电阻R1与多个电池模块B中的每一个的内阻之间的中值绝对偏差。
[式2]
D＝median(|DCIRi-R1|)，(1≤i≤n)
在此，i为指示每个电池模块B的索引，并且可以为1或更大且n或更小。n可以为状态要被电池诊断设备100诊断的多个电池模块B的总数目。R1为第一标准电阻，以及DCIRi为第i个电池模块B的内阻。median()为输出|DCIRi-R1|的中值的函数，并且D可以为中值绝对偏差(在下文中被描述为绝对偏差)。也就是说，D可以为第一标准电阻R1与多个电池模块B的内阻(DCIRi)之间的绝对偏差。
在计算出多个电池模块B中的每一个的绝对偏差(Di)之后，控制单元120可以将计算出的绝对偏差(Di)转换为电阻偏差(S)。
具体地，控制单元120可以被配置成通过使用预定的比例因子来将计算出的绝对偏差转换为电阻偏差。
例如，控制单元120可以使用下面的式3来计算比例因子。
[式3]
Figure BDA0003959235290000111
在此，C为比例因子，erfcinv(a)为逆互补误差函数，并且a为常数。例如，当a为3/2时，erfcinv(3/2)可以为逆互补误差函数关于输入值3/2的输出值。
控制单元120可以通过使用下面的式4来将绝对偏差转换为电阻偏差。
[式4]
S＝D×C
在此，S为转换后的电阻偏差，D为根据式2的第一标准电阻R1与多个电池模块B的内阻的绝对偏差，并且C为根据式3的比例因子。
控制单元120可以通过从第一标准电阻R1减去电阻偏差来计算第一下限值L1。
例如，控制单元120可以通过从第一标准电阻R1减去电阻偏差来计算第一下限值L1。具体地，在图2的实施例中，控制单元120可以通过从第一标准电阻R1中减去根据式4的电阻偏差S来计算第一下限值L1。也就是说，控制单元120可以计算“R1-S”以计算第一下限值L1。
另外，控制单元120可以被配置成通过将电阻偏差与第一标准电阻R1相加来计算第一上限值U1。
例如，控制单元120可以通过将电阻偏差与第一标准电阻R1相加来计算第一上限值U1。具体地，在图2的实施例中，控制单元120可以通过将根据式4的电阻偏差S与第一标准电阻R1相加来计算第一上限值U1。也就是说，控制单元120可以计算“R1+S”以计算第一上限值U1。
最后，控制单元120可以被配置成基于计算出的第一下限值L1和计算出的第一上限值U1来设置第一电阻区间。
例如，控制单元120可以将计算出的第一下限值L1设置为第一电阻区间的下限阈值，并且将计算出的第一上限值U1设置为第一电阻区间的上限阈值。也就是说，控制单元120可以将与“R1-S至R1+S”对应的电阻区间设置为第一电阻区间。
在下文中，将详细地描述控制单元120设置第二电阻区间的内容。
控制单元120可以被配置成基于多个电池模块B中的每一个中所包括的电池单元的并联连接的数目来计算并联偏差。
在此，并联偏差可以是电池模块B中所包括的多个电池单元的并联连接的数目。例如，假设电池模块B中包括16个电池单元，8个电池单元串联连接以形成两个单元模块，并且两个单元模块彼此并联连接。在这种情况下，由控制单元120计算出的电池模块B的并联连接的数目可以为2。
此后，控制单元120可以根据并联连接的数目计算并联系数，并且基于计算出的并联系数和第二标准电阻R2来计算并联偏差。
具体地，控制单元120可以被配置成基于并联连接的数目来计算多个电池模块B的并联系数。
在此，并联系数是与电池模块B中所包括的多个电池单元的并联连接的数目相关的值，并且可以根据下面的式5来计算。
[式5]
Figure BDA0003959235290000121
其中，μ为并联系数，并且m为并联连接的数目。b为常数，并且例如可以为0或1。也就是说，并联系数(μ)可以与并联连接的数目(m)的倒数相关。
另外，控制单元120可以被配置成通过将计算出的并联系数乘以第二标准电阻R2来计算并联偏差。例如，控制单元120可以根据下面的式6来计算并联偏差。
[式6]
P＝R2×μ
在此，P为并联偏差，R2为第二标准电阻，并且μ为根据式5的并联系数。
控制单元120可以被配置成根据第二标准电阻R2和计算出的并联偏差来设置第二电阻区间。
控制单元120可以被配置成通过从第二标准电阻R2中减去并联偏差来计算第二下限值L2。
例如，控制单元120可以通过从第二标准电阻R2中减去并联偏差来计算第二下限值L2。具体地，在图3的实施例中，控制单元120可以通过从第二标准电阻R2中减去根据式6的并联偏差P来计算第二下限值L2。也就是说，控制单元120可以计算“R2-P”以计算第二下限值L2。
此外，控制单元120可以被配置成通过将并联偏差与第二标准电阻R2相加来计算第二上限值U2。
例如，控制单元120可以通过将并联偏差与第二标准电阻R2相加来计算第二上限值U2。具体地，在图3的实施例中，控制单元120可以通过将根据式6的并联偏差P与第二标准电阻R2相加来计算第二上限值U2。也就是说，控制单元120可以计算“R2+P”以计算第二上限值U2。
最后，控制单元120可以被配置成基于计算出的第二下限值L2和计算出的第二上限值U2来设置第二电阻区间。
例如，控制单元120可以将计算出的第二下限值L2设置为第二电阻区间的下限阈值，并且将计算出的第二上限值U2设置为第二电阻区间的上限阈值。也就是说，控制单元120可以将与“R2-P至R2+P”对应的电阻区间设置为第二电阻区间。
根据本公开的电池诊断设备100可以应用于BMS(电池管理***)。也就是说，根据本公开的BMS可以包括上面所描述的电池诊断设备100。在该配置中，电池诊断设备100的至少一些部件可以通过补充或添加常规BMS中所包括的配置的功能来实现。例如，电阻测量单元110、控制单元120和存储单元130可以实现为BMS的部件。
另外，可以将根据本公开的电池诊断设备100设置到电池组1。也就是说，根据本公开的电池组1可以包括上面所描述的电池诊断设备100和至少一个电池模块B。另外，电池组1还可以包括电气设备(继电器、熔断器等)和壳体。
图4是示意性地示出根据本公开的另一实施例的电池组1的示例性配置的图。
参照图4，电池组1可以包括电池10和电池诊断设备100。另外，充电和放电单元200可以包括在电池组1中，或者可以设置在电池组1的外部并且连接至电池组1的正极端子P+和负极端子P-。
在图4的实施例中，电池10可以包括多个电池模块B。另外，每个电池模块B可以包括具有相同连接结构的多个电池单元。也就是说，多个电池模块B的并联系数(根据式5的并联系数(μ))可以相同。
在图4的实施例中，电阻测量单元110可以当充电和放电单元200开始电池10的充电或终止放电时测量电池10的电阻。具体地，电阻测量单元110可以通过第一感测线SL1和第二感测线SL2连接至电池10。电阻测量单元110可以基于在第一感测线SL1和第二感测线SL2中的每一个处测量的电压值来测量电池10的电压。另外，电阻测量单元110可以基于式1来测量电池10的内阻。优选地，电阻测量单元110可以测量电池10中所包括的多个电池模块B中的每一个的内阻。
另外，控制单元120可以基于由电阻测量单元110测量的多个电池模块B的电阻信息来诊断多个电池模块B中的每一个的状态。
图5是示意性地示出根据本公开的又一实施例的电池诊断方法的图。
在下文中，为了便于描述，应当注意的是，与前面描述的内容重叠的内容将被省略或简要地描述。
优选地，电池诊断方法的每个步骤可以由电池诊断设备100执行。参照图5，电池诊断方法可以包括电阻测量步骤(S100)、第一标准电阻和电阻偏差计算步骤(S200)、第一电阻区间设置步骤(S300)、目标模块T选择步骤(S400)、第二标准电阻计算步骤(S500)、第二电阻区间设置步骤(S600)和状态诊断步骤(S700)。
电阻测量步骤(S100)是测量包括一个或更多个电池单元的多个电池模块B中的每一个的内阻的步骤，并且可以由电阻测量单元110执行。
例如，电阻测量单元110可以当开始电池模块B的充电或终止放电时测量多个电池模块B中的每一个的电阻。优选地，电阻测量单元110可以在两个不同的时间点处测量多个电池模块B中的每一个的电压，并且可以基于式1来测量多个电池模块B中的每一个的电阻。
第一标准电阻和电阻偏差计算步骤(S200)是基于关于在电阻测量步骤(S100)中测量的多个电池模块B中的每一个的内阻的电阻信息来计算多个电池模块B的第一标准电阻R1和电阻偏差的步骤，并且可以由控制单元120执行。
例如，控制单元120可以计算用于表示由电阻测量单元110测量的多个电池模块B中的每一个的内阻的值作为第一标准电阻R1。在此，控制单元120可以计算多个电池模块B的内阻的平均值或中值作为为第一标准电阻R1。
另外，控制单元120可以根据式2来计算绝对偏差D，根据式3来计算比例因子C，并且根据式5来计算电阻偏差S。
第一电阻区间设置步骤(S300)是基于在第一标准电阻和电阻偏差计算步骤(S200)中计算出的第一标准电阻R1和电阻偏差来设置第一电阻区间的步骤，并且可以由控制单元120执行。
例如，控制单元120可以通过将电阻偏差S与第一标准电阻R1相加来计算第一上限值U1，并且通过从第一标准电阻R1中减去电阻偏差S来计算第一下限值L1。另外，控制单元120可以将第一下限值L1至第一上限值U1的电阻区间设置为第一电阻区间。
目标模块T选择步骤(S400)是基于电阻信息来将多个电池模块B中的一部分选择为目标模块T的步骤，并且可以由控制单元120执行。
例如，控制单元120可以在多个电池模块B中将具有等于或小于第一标准电阻R1的内阻的电池模块B选择为目标模块T。
第二标准电阻计算步骤(S500)是基于电阻信息来计算目标模块T的第二标准电阻R2的步骤，并且可以由控制单元120执行。
例如，控制单元120可以计算用于表示多个目标模块T中的每一个的内阻的值作为第二标准电阻R2。在此，控制单元120可以计算多个目标模块T的内阻的平均值或中值作为第二标准电阻R2。
优选地，控制单元120可以不同地设置第一标准电阻R1的计算条件和第二标准电阻R2的计算条件。例如，当第一标准电阻R1被计算为多个电池模块B的内阻的中值时，第二标准电阻R2可以被计算为多个目标模块T的内阻的平均值。
第二电阻区间设置步骤(S600)是基于在第二标准电阻计算步骤(S500)中计算出的第二标准电阻R2以及多个电池模块B中的每一个中所包括的电池单元之间的连接结构来设置第二电阻区间的步骤，并且可以由控制单元120执行。
例如，控制单元120可以考虑电池模块B中所包括的多个电池单元的连接结构，根据式5来计算并联系数(μ)。另外，控制单元120可以根据式6来计算并联偏差P。
状态诊断步骤(S700)是基于所测量的内阻、第一电阻区间和第二电阻区间来诊断多个电池模块B中的每一个的状态的步骤，并且可以由控制单元120执行。
例如，控制单元120可以在多个电池模块B中将被计算出的内阻属于第一电阻区间和第二电阻区间两者的电池模块B的状态诊断为正常状态。相反地，控制单元120可以在多个电池模块B中将被计算出的内阻不属于第一电阻区间或第二电阻区间的电池模块B的状态诊断为异常状态。
上面所描述的本公开的实施例不仅能通过设备和方法来实现，而且可以通过用于实现与本公开的实施例的配置对应的功能的程序或者其上记录有该程序的记录介质来实现。本领域技术人员可以根据上面对实施例的描述容易地实现所述程序或记录介质。
已经详细地描述了本公开。然而，应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了本公开的优选实施例，但仅以说明的方式给出，这是因为根据该详细描述，本公开的范围内的各种更改和修改对于本领域技术人员来说将变得明显。
另外地，本领域技术人员可以在不脱离本公开的技术方面的情况下对上文描述的本公开进行许多替换、修改和更改，并且本公开不限于上面所描述的实施例和附图，而是每个实施例可以部分或全部选择性地组合以允许各种修改。
(附图标记)
1：电池组
10：电池
100：电池诊断设备
110：电阻测量单元
120：控制单元
130：存储单元
200：充电和放电单元

Claims (13)

1.一种电池诊断设备，包括：
电阻测量单元，其被配置成测量包括一个或更多个电池单元的多个电池模块中的每一个的内阻；以及
控制单元，其被配置成：从所述电阻测量单元接收关于所述多个电池模块中的每一个的内阻的电阻信息；基于所述电阻信息来计算所述多个电池模块的第一标准电阻和电阻偏差；基于计算出的第一标准电阻和计算出的电阻偏差来设置第一电阻区间；基于所述电阻信息来将所述多个电池模块中的一部分选择为目标模块；基于所述电阻信息来计算所述目标模块的第二标准电阻；基于计算出的第二标准电阻以及所述多个电池模块中的每一个中所包括的电池单元之间的连接结构来设置第二电阻区间；以及基于所测量的内阻、所述第一电阻区间和所述第二电阻区间来诊断所述多个电池模块中的每一个的状态。
2.根据权利要求1所述的电池诊断设备，
其中，所述控制单元被配置成在所述多个电池模块中将被计算出的内阻属于所述第一电阻区间和所述第二电阻区间两者的电池模块的状态诊断为正常状态，以及
其中，所述控制单元被配置成在所述多个电池模块中将被计算出的内阻不属于所述第一电阻区间或所述第二电阻区间的电池模块的状态诊断为异常状态。
3.根据权利要求1所述的电池诊断设备，
其中，所述控制单元被配置成：基于所述多个电池模块的内阻来计算所述第一标准电阻；以及基于计算出的第一标准电阻与所述多个电池模块中的每一个的内阻之间的差来计算所述电阻偏差。
4.根据权利要求3所述的电池诊断设备，
其中，所述控制单元被配置成：通过从所述第一标准电阻中减去所述电阻偏差来计算第一下限值；通过将所述电阻偏差与所述第一标准电阻相加来计算第一上限值；以及基于计算出的第一下限值和计算出的第一上限值来设置所述第一电阻区间。
5.根据权利要求3所述的电池诊断设备，
其中，所述控制单元被配置成：计算计算出的第一标准电阻与所述多个电池模块中的每一个的内阻之间的绝对偏差；以及通过使用预定的比例因子来将计算出的绝对偏差转换为所述电阻偏差。
6.根据权利要求5所述的电池诊断设备，
其中，所述第一标准电阻是所述多个电池模块的内阻的中值。
7.根据权利要求1所述的电池诊断设备，
其中，所述控制单元被配置成在所述多个电池模块中将被计算出的内阻等于或小于所述第一标准电阻的电池模块选择为所述目标模块。
8.根据权利要求1所述的电池诊断设备，
其中，所述控制单元被配置成：基于所述多个电池模块中的每一个中所包括的电池单元的并联连接的数目来计算并联偏差；以及根据所述第二标准电阻和计算出的并联偏差来设置所述第二电阻区间。
9.根据权利要求8所述的电池诊断设备，
其中，所述控制单元被配置成：通过从所述第二标准电阻中减去所述并联偏差来计算第二下限值；通过将所述并联偏差与所述第二标准电阻相加来计算第二上限值；以及基于计算出的第二下限值和计算出的第二上限值来设置所述第二电阻区间。
10.根据权利要求8所述的电池诊断设备，
其中，所述控制单元被配置成：基于所述并联连接的数目来计算所述多个电池模块的并联系数；以及通过将计算出的并联系数乘以所述第二标准电阻来计算所述并联偏差。
11.根据权利要求10所述的电池诊断设备，
其中，所述第二标准电阻是所述目标模块的内阻的平均值。
12.一种电池组，包括根据权利要求1至11中任一项所述的电池诊断设备。
13.一种电池诊断方法，包括：
电阻测量步骤，用于测量包括一个或更多个电池单元的多个电池模块中的每一个的内阻；
第一标准电阻和电阻偏差计算步骤，用于基于关于在所述电阻测量步骤中测量的所述多个电池模块中的每一个的内阻的电阻信息来计算所述多个电池模块的第一标准电阻和电阻偏差；
第一电阻区间设置步骤，用于基于所述第一标准电阻以及在所述第一标准电阻和电阻偏差计算步骤中计算出的电阻偏差来设置第一电阻区间；
目标模块选择步骤，用于基于所述电阻信息来将所述多个电池模块中的一部分选择为目标模块；
第二标准电阻计算步骤，用于基于所述电阻信息来计算所述目标模块的第二标准电阻；
第二电阻区间设置步骤，用于基于在所述第二标准电阻计算步骤中计算出的第二标准电阻以及所述多个电池模块的每一个中所包括的电池单元之间的连接结构来设置第二电阻区间；以及
状态诊断步骤，用于基于所测量的内阻、所述第一电阻区间和所述第二电阻区间来诊断所述多个电池模块中的每一个的状态。
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