用于估计电池的直流内阻的方法以及用于提供该方法的电池系统与流程

本发明涉及用于估计电池电阻的方法以及用于提供该方法的电池系统。

背景技术：

1、可以重复充电和放电的电池作为化石能源的替代品已经崭露头角。电池主要用于传统的手持设备，例如移动电话、视频摄像装置和电动工具。然而，近年来，电池的应用领域倾向于逐渐扩展到由电力驱动的电动车辆(ev、hev、phev)、大容量储能系统(ess)和不间断电力供应系统(ups)。

2、在电池的情况下，当容量降低时，电阻可能增加，从而增加作为热量损失的电能。因此，当电池的容量降低到临界值以下时，电池的性能可能显著恶化，并且所产生的热的量可能增加，需要检查或更换。

3、同时，在包括并联连接的多个电池组的电池系统a中，在更换多个电池组中的具有降低性能的一些电池组的情况下，健康状态(soh)在已经安装并使用了预定时段的电池组(在下文中，称为“旧电池组”)和新安装的电池组(在下文中，称为“新电池组”)之间可能不同。

4、在这种情况下，有必要确切地知道旧电池组已经劣化了多少，以便计划高效地使用新安装的新电池组和旧电池组的操作策略。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明提供一种用于估计电池电阻以估计直流内阻(dcir)的方法以及提供该方法的电池系统，直流内阻是指示电池组的健康状态(soh)的因素之一。

3、技术方案

4、本发明的示例性实施方式提供了一种电池系统，该电池系统包括：电池，该电池包括其内阻值已知的新电池组和其内阻值需要估计的目标电池组，以及主电池管理系统(bms)，该主电池管理系统(bms)基于1)当新电池组和目标电池组并联连接时流动的第一补偿电流的电流值、2)新电池组的新电阻值、以及3)与新电池组和目标电池组之间的第一组电压差值对应的第二补偿电流的电流值、第一参考电阻值和第二参考电阻值，来估计目标电池组的目标电阻值。

5、第二补偿电流可以是具有与第一组电压差值相等的第二组电压差值的第一参考电池组和第二参考电池组并联连接时流动的补偿电流，第一参考电阻可以是第一参考电池组的内阻，并且第二参考电阻可以是第二参考电池组的内阻。

6、该电池系统还可以包括：存储器，存储器存储查找表，在查找表中，映射和记录与多个第二组电压差值中的每一个对应的1)第二补偿电流的电流值，以及2)第一参考电阻值和第二参考电阻值。

7、主bms可以从多个第二组电压差值中选择具有与第一组电压差值的电压值相同的电压值的第二组电压差值，以及通过提取映射到第二组电压差值的第二补偿电流的电流值、第一参考电阻值和第二参考电阻值来估计目标电池组的目标电阻值。

8、主bms可以通过将第一补偿电流(im)的电流值、新电阻值(rnew)、第二补偿电流(id)的电流值、第一参考电阻(rref_1)值和第二参考电阻(rref_2)值代入以下式(1)来估计目标电阻(rold_t)值：

9、im(rold_t+rnew)＝id(rref_1+rref_2)-式(1)

10、新电池组和目标电池组中的每一个可以包括：电池模块，该电池模块包括多个电池单元；电压传感器，该电压传感器测量作为电池模块两端的电压的组电压；电流传感器，该电流传感器测量电池模块中流动的组电流；组开关，该组开关通过接通(on)操作将电池模块并联连接至电池系统，以及从bms，该从bms通过与主bms通信来发送来自电压传感器和电流传感器的测量结果并且接收用于控制组开关的开关操作的控制信号。

11、主bms可以接收在新电池组和目标电池组并联连接之前测量的新电池组的第一组电压值和目标电池组的第二组电压值，以及在新电池组和目标电池组并联之后测量的第一补偿电流的电流值，并且计算作为第一组电压值与第二组电压值之间的差值的第一组电压差值。

12、本发明的另一示例性实施方式提供了一种用于估计电池电阻的方法，作为用于估计电池系统中的目标电池组的内阻值的方法，电池系统包括其内阻值已知的新电池组和其内阻值需要估计的多个旧电池组，该方法包括：根据预定标准从多个旧电池组中选择目标电池组；并联连接新电池组和目标电池组；接收在并联连接的新电池组和目标电池组之间流动的第一补偿电流的电流值、新电池组的第一组电压值以及目标电池组的第二组电压值；并且基于1)第一补偿电流的电流值、2)新电池组的新电阻值、以及3)与新电池组和目标电池组之间的第一组电压差对应的第二补偿电流的电流值、第一参考电阻值和第二参考电阻值，来估计目标电池组的目标电阻值。

13、第二补偿电流可以是当具有与第一组电压差值相等的第二组电压差值的第一参考电池组和第二参考电池组并联连接时流动的补偿电流，第一参考电阻是第一参考电池组的内阻，并且第二参考电阻是第二参考电池组的内阻。

14、估计目标电池组的目标电阻值可以包括：计算作为第一组电压值与第二组电压值之间的差值的第一组电压差值；以及从查找表中提取与第二组电压差值对应的第二补偿电流的电流值、第一参考电阻值和第二参考电阻值，第二组电压差值是与第一组电压差值相同的电压值。

15、在估计目标电池组的目标电阻值中，在从查找表中提取之后，可以通过将第一补偿电流(im)的电流值、新电阻值(rnew)、第二补偿电流(id)的电流值、第一参考电阻(rref_1)值和第二参考电阻(rref_2)代入以下式(1)来估计目标电阻(rold_t)值：

16、im(rold_t+rnew)＝id(rref_1+rref_2)-式(1)

17、接收可以包括接收在新电池组和目标电池组并联连接之前测量的新电池组的第一组电压值和目标电池组的第二组电压值，以及在新电池组和目标电池组并联连接之后测量的第一补偿电流的电流值。

18、有益效果

19、根据本发明，可以通过简单的方法估计已经安装在电池系统a中并且使用了预定时间段的旧电池组的直流内阻(dcir)，而无需移除旧电池组。

20、根据本发明，即使当存在多个旧电池组时，也可以高精度地估计旧电池组中的每一个的内阻(dcir)。

技术特征：

1.一种电池系统，包括：

2.根据权利要求1所述的电池系统，其中：

3.根据权利要求2所述的电池系统，还包括：

4.根据权利要求3所述的电池系统，其中：

5.根据权利要求2所述的电池系统，其中：

6.根据权利要求1所述的电池系统，其中：

7.根据权利要求6所述的电池系统，其中：

8.一种用于估计电池电阻的方法，作为用于估计电池系统中的目标电池组的内阻值的方法，所述电池系统包括其内阻值已知的新电池组和其内阻值需要估计的多个旧电池组，其中，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其中：

10.根据权利要求9所述的方法，其中：

11.根据权利要求10所述的方法，其中：

12.根据权利要求8所述的方法，其中：

技术总结
本发明涉及用于估计电池的电阻的方法和提供该方法的电池系统。本发明的电池系统包括：电池，电池包括其内阻值已知的新电池组和其内阻值需要估计的目标电池组，以及主电池管理系统(BMS)，主电池管理系统(BMS)用于基于1)当新电池组和目标电池组并联连接时流动的第一补偿电流的电流值、2)新电池组的新电阻值、以及3)与新电池组和目标电池组之间的第一组电压差值对应的第二补偿电流的电流值、第一参考电阻值和第二参考电阻值，来估计目标电池组的目标电阻值。

技术研发人员：李喆洙
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6