用于电动车辆的电池劣化确定装置及其方法
【专利说明】用于电动车辆的电池劣化确定装置及其方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年12月5日提交给韩国知识产权局的第10-2013-0150698号的韩国专利申请的优先权和权益，通过引用将其全部内容结合在此。
技术领域
[0003]本发明涉及一种用于电动车辆的电池劣化确定装置及其方法。更具体地，本发明涉及一种利用维持设置在电动车辆内的电池的恒定电压模式的时间确定电池劣化的用于电动车辆的电池劣化确定装置及其方法。
【背景技术】
[0004]电动车辆使用通过由电池输出的电能来操作的电池动力电动机。因为电动车辆主要使用由包括多个可再充电/可再放电的二次电池的一个电池组形成的电池，所以电动车辆的优点在于并不输出排放气体且低噪音。混合动力车辆通常指汽油电动混合动力车辆，即，使用汽油向内燃机提供动力和使用电池向电动机提供动力。
[0005]因此，因为电动车辆的性能依赖于电池的性能，所以需要电池管理系统通过测量各个电池单元的电压和整个电池的电压和电流来管理各个电池单元的充电和放电，并且通过确定各个电池单元的劣化来确保电池单元的性能。具体地，电动车辆所使用的电池因连续使用而劣化，并且因此电池性能恶化。当电池性能恶化时，行驶距离减少并且车辆在相同电荷状态(SOC)下的加速期间的输出劣化。
[0006]本部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明【背景技术】的理解，且因此可包括不形成此国家中本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种用于确定电池是否劣化的用于车辆的电池劣化确定装置及其方法。
[0008]根据本发明的示例性实施方式的一种用于电动车辆的电池劣化确定装置可包括:充电器，充电器被配置为以恒定电流模式将电池充电至预定电压，并且当电池电压达到预定电压时以恒定电压模式对电池充电；测量器，测量器被配置为从充电器测量用于维持恒定电压模式的时间；以及劣化计算器，劣化计算器被配置为使用由测量器测量的用于维持恒定电压模式的时间来计算电池的劣化度。充电器、测量器、和劣化计算器可由具有处理器或者存储器的控制器执行。
[0009]用于电动车辆的电池劣化确定装置可进一步包括劣化确定器，劣化确定器也由控制器执行并且被配置为使用由劣化计算器计算的电池劣化确定电池是否劣化。此外，用于维持恒定电压模式的时间可基于电池劣化呈指数增加。用于维持恒定电压模式的时间为从电池的电压以恒定电流模式达到预定电压的时间至电池的SOC达到预定水平(level)的时间。
[0010]根据本发明的另一示例性实施方式的一种用于电动车辆的电池劣化确定方法可包括:通过控制器测量电池的电压和温度；通过控制器确定是否满足确定电池劣化的条件；通过控制器测量用于电池快速充电时的维持恒定电压模式的时间；并且通过控制器从用于维持恒定电压模式的时间计算电池的劣化度。
[0011]当电池温度在室温范围内时，则能够满足确定电池劣化的条件。用于维持恒定电压模式的时间为从电池的电压以恒定电流模式至达到预定电压时的时间至电池的SOC达到预定水平时的时间。劣化确定器可被配置为当电池的劣化度大于预定水平时确定电池是劣化的，并且劣化确定器可被配置为将指示电池检查的警报输出给驾驶员。
【附图说明】
[0012]提供附图以在描述本发明的示例性实施方式时作为参考，并且不得仅通过附图解释本发明的精神。
[0013]图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于根据电动车辆的电池劣化度来维持恒定电压模式的时间的示例曲线图；
[0014]图2是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于维持恒定电压模式的时间与电动车辆的电池的劣化的关系的示例曲线图；
[0015]图3是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于电动车辆的电池劣化确定装置的示例性框图；并且
[0016]图4是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于电动车辆的电池劣化的确定方法的示例性流程图。
【具体实施方式】
[0017]在下文中，将参考附图更为充分地描述本发明，其中，示出了本发明的示例性实施方式。本领域技术人员应当认识到，在不背离本发明的实质或者范围内，可以各种不同方式修改所描述的实施方式。
[0018]应当理解，本文中所使用的术语“车辆(vehicle)”或“车辆的(vehicular) ”或其他类似术语包括广义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆；包括各种小船、海船的船只；航天器等；并且包括混合动力车辆、电动车辆、燃油车、插电混合动力车、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，燃料来源于非汽油能源)。如本文所指，混合动力车辆为具有两种或两种以上动力源的测量，例如，汽油动力和电动力车辆。
[0019]尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性处理，但是应当理解，也可由一个或者多个模块执行该示例性处理。此外，应当理解，术语控制器/控制单元指代包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置为对模块进行存储，并且处理器具体地被配置为执行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个处理。
[0020]进一步地，本发明的控制逻辑可体现为非暂时性计算机可读介质，在计算机可读介质上包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括但并不限于:R0M、RAM、光盘(⑶)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动、智能卡和光学数据存储器设备。计算机可读介质也可分布在网络耦合的计算机系统中，从而以分布式方式内存并且例如由车载通信服务器(telematics server)或控制器局域网络(CAN)执行该计算机可读介质。
[0021]本文中所使用的措辞仅是为了描述特定实施方式而并不旨在对本发明进行限制。除非上下文另有明确说明，否则如本文中所使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”及“该”也旨在包括复数形式。还应当理解，当术语“包括”和/或“包含”用于本说明书时，其描述了存在所述特征、整体、步骤、操作、元件及/或组件，但并不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件及/或其组合。作为本文中所用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任何及所有组合。
[0022]除非在上下文中明确指出或者是显而易见的，否则本文中所使用的术语“约”被理解为在本领域中正常误差的范围内，例如在2个平均标准差内。“约”可以被理解为在所述值的 10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.I %、0.05% 或 0.01 % 内。除非上下文另明确说明，本文中提供的所有数值由术语“约”修饰。
[0023]在本发明的说明中，将省去与说明无关的部分。通篇说明书，相同参考标号一般指代相同元件。此外，为了更好的理解和便于描述，附图中所示的各配置的尺寸和厚度为任意示出，但本发明并不局限于此。在附图中，为清晰起见，对层、膜、面板、区域等的厚度可进行放大。
[0024]通常，用于电动车辆的电池的快速充电方法可被分类为恒定电流模式(CC模式)和恒定电压模式(CV模式)。当对电池快速充电时，在充电的初始状态下，根据预定电流对照(map)以恒定电流模式对电池充电。当通过以恒定电流模式对电池充电使电池的电压达到预定电压(例如，大约4.2V)之后，可以恒定电压模式对电池充电。当电池的充电状态(S0C，荷电状态)达到预定水平(例如，大约80% )时，可确定电池充电完成。
[0025]恒定电流模制下的充电时间可以是电池电压达到预定电压的持续时间。因为电池的初始SOC可以不同，所以恒定电流模式下的充电时间可根据不同电池而变化。此外，恒定电压模式下的充电时间可以是从电池电压达到预定电压(例如，大约4.2V)时至正常充电条件(例如，大约80%的S0C)的时间。换言之，恒定电压模式下的充电时间可能与电池的初始SOC无关。因此，用于维持恒定电压模式的时间可能大致相同。然而，因为电池可根据连续使用而劣化，所以电池的内部电阻可能增加。
[0026]图1示出了根据电动车辆的电池劣化度的用于维持恒定电压模式的时间的示例曲线图。如图1所示，将用于维持劣化了大约11% (参考图1中的实线)的电池的恒定电流模式的时间与用于维持劣化了大约33 % (参考图1中的虚线)的电池的恒定电流模式的时间进行比较，用于维持劣化了大约11%的电池的恒定电流模式(t0-t2)的时间大于用于维持劣化了大约33 %的电池的恒定电流模式(tO-tI)的时间。
[0027]此外，将用于维持劣化了大约11% (参考图1中的实线)的电池的恒定电压模式的时间与用于维持劣化了大约33% (参考图1中的虚线)的电池的恒定电压模式的时间进行比较，用于维持劣化了大约11%的电池的恒定电压模式(t2-t3)的时间小于用于维持劣化了大约33%的电池的恒定电压模式(t2-t4)的时间。
[0028]如图1所示，基于电池的劣化，用于维持恒定电流模式的时间可能减少并且用于维持恒定电压模式的时间可能增加。本发明的技术特征包括由控制器利用基于电池的劣化量而变化的用于维持恒定电压模式的时间来确定电池是否劣化。
[0029]图2是示出了电动车辆的电池的用于维持恒定电压模式的时间与劣化之间的关系的示例曲线图。如图2所示，用于维持恒定电压模式的时间根据电