相關申請的交叉引用本申請要求分別于2022年11月25日和2023年11月20日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2022-0160930號和第10-2023-0160489號的優先權和權益,其全部內容通過引用并入本文。本文公開的實施方式涉及soh預測裝置及其操作方法。
背景技術:
1、近來,對二次電池的研究和開發已經積極地進行。此處,二次電池是能夠進行充電和放電的電池,并且包括所有最近的鋰離子電池,例如常規的ni/cd電池和ni/mh電池。在二次電池中,鋰離子電池具有如下優點:具有比常規的ni/cd電池和ni/mh電池等高得多的能量密度。另外,鋰離子電池可以被制造得更小且更輕,并且因此被用作用于移動裝置的電源,并且近來,鋰離子電池由于使用范圍擴展到用于電動車輛的電源而作為下一代能量存儲介質引起關注。
2、電池交換系統作為與這些二次電池相關的服務而存在。電池交換系統可以向用戶提供將放電電池與充電電池進行交換的服務。
3、這樣的電池交換系統可以使用測量用于服務的電池的壽命的方法。例如,電化學阻抗譜(eis)可以被用作用于測量電池的壽命的方法。
4、技術問題
5、為了通過電化學阻抗譜(eis)預測電池的壽命,應該根據各種條件(例如,溫度、充電狀態(soc)和健康狀態(soh))重復收集數據。
6、然而,存在以下問題:以1℃為單位收集eis數據昂貴且耗時。
7、另外,即使在將eis數據擬合至等效電路中并且基于擬合數據預測soh的情況下,也不能確保針對實際soh的預測,因為實際的等效電路根據soh和soc而變形。
8、本文公開的實施方式的目的不限于上面所描述的目的,并且本領域技術人員根據以下描述將能夠清楚地理解未提及的其他目的。
9、技術方案
10、根據本文公開的一個實施方式的健康狀態(soh)預測裝置可以包括:電化學阻抗譜(eis)數據獲取單元,該eis數據獲取單元被配置成獲取電池的eis數據;特征點識別單元,該特征點識別單元被配置成識別eis數據中的特征點;電阻參數計算單元,該電阻參數計算單元被配置成基于特征點計算電池的電阻參數;以及soh確定單元,該soh確定單元被配置成根據獲取eis數據時的溫度、電阻參數和soh之間的關系數據,根據電阻參數來確定電池的soh。
11、根據一個實施方式,特征點中的第一特征點可以基于eis數據的實部的大小來確定。
12、根據一個實施方式,特征點中的第一特征點可以表示在eis數據中具有最小實部的阻抗或者從具有最小實部的阻抗起在預設范圍內的阻抗。
13、根據一個實施方式,特征點中的第二特征點可以基于eis數據的虛部的大小來確定。
14、根據一個實施方式,特征點中的第二特征點可以表示在eis數據中出現瓦爾堡阻抗的頻率和比出現瓦爾堡阻抗的頻率低的頻率的頻帶中,虛部的阻抗的大小的絕對值最小的點處的阻抗或者從絕對值最小的點起在預設范圍內的阻抗。
15、根據一個實施方式,電阻參數可以基于通過從特征點中的第二特征點的實部的值減去第一特征點的實部的值而獲得的值來確定。
16、根據一個實施方式,關系數據可以通過在指定的時間條件下在指定的充電狀態(soc)、指定的soh和指定的第一溫度下獲取的參考電池的第一eis數據與在所述指定的時間條件下在所述指定的soc、所述指定的soh和指定的第二溫度下獲取的參考電池的第二eis數據之間的比較來獲取,并且第一溫度和第二溫度可以彼此不同。
17、根據一個實施方式,soh預測裝置可以包括關系數據生成單元,該關系數據生成單元被配置成:生成表示第一eis數據的趨勢的式候選;通過第二eis數據選擇式候選中具有最小誤差的式;以及通過具有最小誤差的式生成在與第一溫度和第二溫度不同的第三溫度下的電阻參數與soh之間的關系數據。
18、根據一個實施方式,第一溫度的溫度范圍可以包括第二溫度的溫度范圍。
19、根據本文公開的一個實施方式的操作健康狀態(soh)預測裝置的方法包括:獲取包括至少一個電池單元的電池的電化學阻抗譜(eis)數據的操作;識別eis數據中的特征點的操作;基于特征點計算電池的電阻參數的操作;以及根據獲取eis數據時的溫度、電阻參數和soh之間的關系數據,根據電阻參數來確定電池的soh的操作。
20、根據一個實施方式,特征點中的第一特征點可以基于eis數據的實部的大小來確定。
21、根據一個實施方式,特征點中的第一特征點可以表示在eis數據中具有最小實部的阻抗或者從具有最小實部的阻抗起在預設范圍內的阻抗。
22、根據一個實施方式,特征點中的第二特征點可以基于eis數據的虛部的大小來確定。
23、根據一個實施方式,特征點中的第二特征點可以表示在eis數據中出現瓦爾堡阻抗的頻率和比出現瓦爾堡阻抗的頻率低的頻率的頻帶中,虛部的阻抗的大小的絕對值最小的點處的阻抗或者從絕對值最小的點起在預設范圍內的阻抗。
24、根據一個實施方式,電阻參數可以基于通過從特征點中的第二特征點的實部的值減去第一特征點的實部的值而獲得的值來確定。
25、根據一個實施方式,關系數據可以通過在指定的時間條件下在指定的充電狀態(soc)、指定的soh和指定的第一溫度下獲取的參考電池的第一eis數據與在所述指定的時間條件下在所述指定的soc、所述指定的soh和指定的第二溫度下獲取的參考電池的第二eis數據之間的比較來獲取,并且第一溫度和第二溫度可以彼此不同。
26、根據一個實施方式的操作soh預測裝置的方法還可以包括:生成表示第一eis數據的趨勢的式候選的操作;通過第二eis數據選擇式候選中具有最小誤差的式的操作;以及通過具有最小誤差的式生成在與第一溫度和第二溫度不同的第三溫度下的電阻參數與soh之間的關系數據的操作。
27、根據一個實施方式,第一溫度的溫度范圍可以包括第二溫度的溫度范圍。
28、有益效果
29、在根據本文公開的各種實施方式的soh預測裝置及其操作方法中,可以根據電阻參數預測soh,甚至無需在所有溫度下收集eis數據。因此,在根據本文公開的各種實施方式的根據電阻參數的soh預測裝置及其操作方法中,可以減少用于收集eis數據的成本和時間。
30、在根據本文公開的各種實施方式的soh預測裝置及其操作方法中,可以通過eis數據的重構和坐標化來近似電阻參數,防止將eis數據擬合至等效電路中而引起的問題。
31、根據本文獻的公開內容的soh預測裝置及其操作方法的效果不限于上面所描述的效果,并且本領域技術人員根據本文獻的公開內容將能夠清楚地理解未提及的其他效果。
技術實現思路
1.一種健康狀態(soh)預測裝置,包括:
2.根據權利要求1所述的soh預測裝置,其中,所述特征點中的第一特征點基于所述eis數據的實部的大小來確定。
3.根據權利要求2所述的soh預測裝置,其中,所述特征點中的第一特征點表示在所述eis數據中具有最小實部的阻抗或者從具有所述最小實部的所述阻抗起在預設范圍內的阻抗。
4.根據權利要求1所述的soh預測裝置,其中,所述特征點中的第二特征點基于所述eis數據的虛部的大小來確定。
5.根據權利要求4所述的soh預測裝置,其中,所述特征點中的第二特征點表示在所述eis數據中出現瓦爾堡阻抗的頻率和比出現所述瓦爾堡阻抗的所述頻率低的頻率的頻帶中,所述虛部的阻抗的大小的絕對值最小的點處的阻抗或者從所述絕對值最小的所述點起在預設范圍內的阻抗。
6.根據權利要求1所述的soh預測裝置,其中,所述電阻參數基于通過從所述特征點中的第二特征點的實部的值減去第一特征點的實部的值而獲得的值來確定。
7.根據權利要求1所述的soh預測裝置,其中,所述關系數據通過在指定的時間條件下在指定的充電狀態(soc)、指定的soh和指定的第一溫度下獲取的參考電池的第一eis數據與在所述指定的時間條件下在所述指定的soc、所述指定的soh和指定的第二溫度下獲取的所述參考電池的第二eis數據之間的比較來獲取,并且
8.根據權利要求7所述的soh預測裝置,包括關系數據生成單元,所述關系數據生成單元被配置成:生成表示所述第一eis數據的趨勢的式候選;通過所述第二eis數據選擇所述式候選中具有最小誤差的式;以及通過具有最小誤差的所述式生成在與所述第一溫度和所述第二溫度不同的第三溫度下的電阻參數與soh之間的關系數據。
9.根據權利要求7所述的soh預測裝置,其中,所述第一溫度的溫度范圍包括所述第二溫度的溫度范圍。
10.一種操作健康狀態(soh)預測裝置的方法,包括:
11.根據權利要求10所述的操作soh預測裝置的方法,其中,所述特征點中的第一特征點基于所述eis數據的實部的大小來確定。
12.根據權利要求11所述的操作soh預測裝置的方法,其中,所述特征點中的第一特征點表示在所述eis數據中具有最小實部的阻抗或者從具有所述最小實部的所述阻抗起在預設范圍內的阻抗。
13.根據權利要求10所述的操作soh預測裝置的方法,其中,所述特征點中的第二特征點基于所述eis數據的虛部的大小來確定。
14.根據權利要求13所述的操作soh預測裝置的方法,其中,所述特征點中的第二特征點表示在所述eis數據中出現瓦爾堡阻抗的頻率和比出現所述瓦爾堡阻抗的所述頻率低的頻率的頻帶中,所述虛部的阻抗的大小的絕對值最小的點處的阻抗或者從所述絕對值最小的所述點起在預設范圍內的阻抗。
15.根據權利要求10所述的操作soh預測裝置的方法,其中,所述電阻參數基于通過從所述特征點中的第二特征點的實部的值減去第一特征點的實部的值而獲得的值來確定。
16.根據權利要求10所述的操作soh預測裝置的方法,其中,所述關系數據通過在指定的時間條件下在指定的充電狀態(soc)、指定的soh和指定的第一溫度下獲取的參考電池的第一eis數據與在所述指定的時間條件下在所述指定的soc、所述指定的soh和指定的第二溫度下獲取的所述參考電池的第二eis數據之間的比較來獲取,并且
17.根據權利要求16所述的操作soh預測裝置的方法,還包括:
18.根據權利要求16所述的操作soh預測裝置的方法,其中,所述第一溫度的溫度范圍包括所述第二溫度的溫度范圍。