用于诊断电池状态的设备和方法与流程

本申请要求于2020年6月3日在韩国提交的韩国专利申请第10-2020-0067296号的优先权，其公开内容以引用方式并入本文。

本公开涉及一种用于诊断电池的状态的设备和方法，并且更具体地，涉及一种基于电池曲线来诊断电池的状态的设备和方法。

背景技术

近来，诸如笔记本计算机、视频摄像机和便携式电话之类的便携式电子产品已经急剧增加，并且电动汽车、储能电池、机器人、卫星等都得到了大力发展。因此，正在积极地研究允许重复充电和放电的高性能电池。

目前可商用的电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等。在它们之间，锂电池与镍基电池相比，几乎没有记忆效应并且还具有非常低的自放电率和高能量密度，因此备受关注。

然而，电池可能通过重复的充电或放电而劣化。例如，在电池的正极处，电解可能被氧化或结晶结构可能被破坏，从而使电池劣化。在负极处，金属锂可能会析出而使电池劣化。因此，传统地，基于在电池充电时获得的电池曲线来诊断电池的劣化。

图1是示意性地示出电池曲线(battery profile)的示例的图。图2是示意性地示出了电池微分曲线的示例的图。

具体地，图1是例示基于电池的电压(V)和容量(Q)的电池曲线的图。图2是基于图1的电池曲线的微分曲线，并且是示出针对电池的电压(V)和微分容量(dQ/dV)的微分曲线的图。

例如，在图1的电池曲线中的点a处，电压值可以是Va[V]，并且容量值可以是Qa[mAh]。

图2的微分曲线可以包括多个峰值。例如，图2的微分曲线可以包括第一峰值p1、第二峰值p2、第三峰值p3和第四峰值p4。另外，图2的第一峰值p1、第二峰值p2、第三峰值p3和第四峰值p4分别可以分别与图1的点a、点b、点c和点d相对应。

传统地，基于包括在电池的微分曲线中的峰值的行为来诊断电池的状态。然而，传统地，使用充电曲线(在充电过程中获得的曲线)或放电曲线(在放电过程中获得的曲线)来诊断电池的状态，或者针对每个峰值，只能有限地诊断电池是否具有正极劣化或负极劣化。

因此，有必要开发一种基于包括在电池的微分曲线中的峰值的行为从各个方面更准确地诊断电池的状态的技术。

技术实现要素：

技术问题

本公开被设计为解决相关领域的问题，并且因此本公开旨在提供一种用于基于在电池被充电和放电的情况下分别获得的微分曲线来诊断各种方面的电池的状态的设备和方法。

本公开的这些和其它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变得更加显而易见。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。

技术方案

在本公开的一个方面中，提供了一种用于诊断电池的状态的设备，该包括：曲线获得单元，曲线获得单元被配置为在电池充电时获得针对电池的电压和容量的第一曲线，并且在电池放电时获得针对电池的电压和容量的第二曲线；微分曲线转换单元，微分曲线转换单元被配置为从曲线获得单元接收第一曲线和第二曲线，并且将第一曲线和第二曲线转换为针对电池的电压和微分容量的第一微分曲线和第二微分曲线；以及控制单元，控制单元被配置为从微分曲线转换单元接收第一微分曲线和第二微分曲线，确定包括在第一微分曲线中的多个峰值当中的第一目标峰值，根据所确定的第一目标峰值与预设的第一参考峰值之间的比较结果来诊断电池的第一状态，确定包括在第二微分曲线中的多个峰值当中的第二目标峰值，根据所确定的第二目标峰值和预设的第二参考峰值之间的比较结果来诊断电池的第二状态并且通过使用经诊断的第一状态和经诊断的第二状态中的至少一个状态来诊断电池的状态。

控制单元可以被配置为：将第一状态诊断为待定状态或负极劣化状态，并且将第二状态诊断为正常状态、正极劣化状态和负极劣化状态中的任何一个。

当经诊断的第一状态是待定状态时，控制单元被配置为诊断第二状态。

控制单元可以被配置为：基于第一参考峰值的电压值来设置预定的参考电压，当第一目标峰值的电压值大于参考电压时，将第一状态诊断为负极劣化状态，并且当第一目标峰值的电压值等于或小于参考电压时，将第一状态诊断为待定状态。

控制单元可以被配置为：基于第二参考峰值的电压值来设置预定的参考区域；当大于参考区域的上限时，将第二状态诊断为负极劣化状态，当第二目标峰值的电压值小于参考区域的下限时，将第二状态诊断为正极劣化状态，并且当第二目标峰值的电压值落入参考区域内时，将第二状态诊断为正常状态。

控制单元可以被配置为：基于第二参考峰值的微分容量值来设置预定的微分容量区域；当第二目标峰值的电压值大于参考区域的上限并且第二目标峰值的微分容量值小于微分容量区域的下限时，将第二状态诊断为负极劣化状态，当第二目标峰值的电压值小于参考区域的下限并且第二目标峰值的微分容量值大于微分容量区域的上限时，将第二状态诊断为正极劣化状态，并且当第二目标峰值的电压值落入参考区域内并且第二目标峰值的微分容量值落入微分容量区域内时，将第二状态诊断为正常状态。

根据本公开的另一方面的用于诊断电池的状态的设备还可以包括存储单元，存储单元被配置为存储由微分曲线转换单元在多个循环转换的多个第一微分曲线和多个第二微分曲线。

控制单元可以被配置为：确定存储在存储单元中的多个第一微分曲线中的每一个中的第一目标峰值，进一步基于多个所确定的第一目标峰值在每次循环的电压的变化来诊断电池的第三状态，确定存储在存储单元中的多个第二微分曲线中的每一个中的第二目标峰值，进一步基于多个所确定的第二目标峰值在每次循环的微分容量的变化和电压的变化来诊断电池的第四状态，并且进一步通过使用经诊断的第三状态和经诊断的第四状态中的至少一个来诊断电池的劣化加速状态。

控制单元可以被配置为将第三状态诊断为待定状态或负极劣化加速状态，并且将第四状态诊断为正常状态、正极劣化加速状态和负极劣化加速状态中的任何一个。

控制单元可以被配置为：当多个第一目标峰值在每次循环的电压增大时，将第三状态诊断为负极劣化加速状态。

控制单元可以被配置为：当经诊断的第三状态是待定状态时，诊断电池的第四状态。

控制单元可以被配置为：当多个第二目标峰值在每次循环的电压值增大并且多个第二目标峰值在每次循环的微分容量值减小时，将第四状态诊断为负极劣化加速状态，并且当多个第二目标峰值在每次循环的电压值减小并且多个第二目标峰值在每次循环的微分容量值增大时，将第四状态诊断为正极劣化加速状态。

在本公开的又一方面，还提供了一种电池组，该电池组包括根据本公开的实施方式的用于诊断电池的状态的设备。

在本公开的又一方面中，提供了一种用于诊断电池的状态的方法，该方法包括一下步骤：在电池充电时获得针对电池的电压和容量的第一曲线并且在电池放电时获得针对电池的电压和容量的第二曲线的曲线获得步骤；将第一曲线和第二曲线转换为针对电池的电压和微分容量的第一微分曲线和第二微分曲线的微分曲线转换步骤；确定包括在第一微分曲线中的多个峰值当中的第一目标峰值，并且根据所确定的第一目标峰值与预设的第一参考峰值之间的比较结果来诊断电池的第一状态的第一状态诊断步骤；确定包括在第二微分曲线中的多个峰值当中的第二目标峰值并且根据所确定的第二目标峰值和预设的第二参考峰值之间的比较结果来诊断电池的第二状态的第二状态诊断步骤；以及通过使用经诊断的第一状态和经诊断的第二状态中的至少一个状态来诊断电池的状态的电池状态诊断步骤。

有益效果

根据本公开的一个方面，由于通过考虑与电池的充电相关的第一微分曲线和与电池的放电相关的第二微分曲线两者来诊断电池的状态，所以存在更准确地诊断电池的状态的优点。

另外，根据本公开的一个方面，存在不仅诊断电池是否劣化，而且根据充电/放电循环来诊断电池的劣化是否加速的优点。

本公开的效果并不限于上述，并且本领域技术人员可以从所附权利要求中清楚地理解本文未提及的其它效果。

附图说明

附图示出了本公开的优选实施方式，并且与前述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是示意性地示出电池曲线的示例的图。

图2是示意性地示出电池微分曲线的示例的图。

图3是示意性地示出了根据本公开的实施方式的用于诊断电池的状态的设备的图。

图4是示意性地示出根据本公开的实施方式的由用于诊断电池的状态的设备获得的参考曲线的图。

图5是示意性地示出根据本公开的实施方式的由用于诊断电池的状态的设备获得的第一电池的第一参考曲线和第一微分曲线的图。

图6是示意性地示出根据本公开的实施方式的由用于诊断电池的状态的设备获得的第一电池的第二参考曲线和第二微分曲线的图。

图7是示意性地示出了根据本公开的实施方式的由用于诊断电池的状态的设备来诊断电池的状态的过程的图。

图8是示意性地示出根据本公开的实施方式的由用于诊断电池的状态的设备获得的第二电池的第一参考曲线和第一微分曲线(differential profile)的图。

图9是示意性地示出了根据本公开的实施方式的由用于诊断电池的状态的设备获得的第二电池的第二参考曲线和第二微分曲线的图。

图10是示意性地示出根据本公开的实施方式的用于诊断电池的状态的第三电池和第四电池的微分曲线的图。

图11是示出根据本公开的实施方式的包括用于诊断电池的状态的设备的电池组的示例性配置的图。

图12是示意性地示出了根据本公开的另一实施方式的用于诊断电池的状态的方法的图。

具体实施方式

应当理解，在说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般和字典含义，而是基于允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。

因此，本文提出的描述仅是出于说明的目的的优选示例，而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，可以对其进行其它等效和修改。

另外，在描述本公开时，当认为对相关的已知元件或功能的详细描述使本公开的关键主题含糊不清时，在本文中省略了详细描述。

包括诸如“第一”、“第二”等的序数的术语可以用于将各种元件当中的一个元件与另一个区分开，但是不旨在通过这些术语限制元件。

在整个说明书中，当一部分被称为“包含”或“包括”任何元件时，除非另外特别说明，否则这意指该部分还可以包括其它元件，而不排除其它元件。

此外，在说明书中描述的术语“控制单元”是指处理至少一个功能或操作的单元，并且可以由硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。

另外，在整个说明书中，当一部分被称为“连接”到另一部分时，其不限于“直接连接”的情况，而是还包括它们“间接连接”的情况，其中另一元件插置于它们之间。

在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。

图3是示意性地示出根据本公开的实施方式的用于诊断电池的状态的设备100的图。

参照图3，根据本公开的实施方式的用于诊断电池的状态的设备100可以包括曲线获得单元110、微分曲线转换单元120和控制单元130。

这里，电池可以包括电池单元或电池模块。具体地，电池单元是指一个独立的包括负极端子和正极端子的电池单元，并且是物理上可分离的。例如，一种袋型锂聚合物电池可以被认为是电池单元。此外，电池模块可以是指其中一个或多个电池单元串联和/或并联连接的电池单元组件。

曲线获得单元110可以被配置为在电池充电时获得针对电池的电压和容量的第一曲线。另外，曲线获得单元110可以被配置为在电池放电时获得针对电池的电压和容量的第二曲线。

例如，第一曲线是基于在电池充电时获得的电池的电压和电流的曲线，并且可以是针对电池的电压和容量的电池曲线。第二曲线是基于在电池放电时获得的电池的电压和电流的曲线，并且可以是针对电池的电压和容量的电池曲线。

微分曲线转换单元120可以被配置为从曲线获得单元110接收第一曲线和第二曲线。

例如，可以连接微分曲线转换单元120和曲线获得单元110以彼此进行通信。另外，微分曲线转换单元120可以从曲线获得单元110接收第一曲线和第二曲线。

微分曲线转换单元120可以被配置为分别将第一曲线和第二曲线转换为针对电池的电压和微分容量的第一微分曲线和第二微分曲线。

具体地，微分曲线转换单元120可以转换针对电池的电压和容量的第一曲线，以获得针对电池的电压和微分容量(dQ/dV)的第一微分曲线。另外，微分曲线转换单元120可以转换针对电池的电压和容量的第二曲线，以获得针对电池的电压和微分容量的第二微分曲线。

将参照图4至图6描述由微分曲线转换单元120转换的微分曲线的示例。

图4是示意性地示出根据本公开的实施方式的由用于诊断电池的状态的设备100获得的参考曲线的图。图5是示意性地示出根据本公开的实施方式的由用于诊断电池的状态的设备100获得的第一电池的第一参考曲线10和第一微分曲线11的图。图6是示意性地示出根据本公开的实施方式的由用于诊断电池的状态的设备100获得的第一电池的第二参考曲线20和第二微分曲线21的图。

在图4至图6的实施方式中，参考曲线可以是针对参考单元的微分曲线。具体地，第一参考曲线10是在参考电池的充电过程期间获得的微分曲线。另外，第二参考曲线20是在参考电池的放电过程期间获得的微分曲线。优选地，第一参考曲线10和第二参考曲线20可以提前存储。

另外，优选地，参考电池是处于BOL(寿命开始)状态的电池，并且可以是未劣化的电池。例如，参考电池可以在制造或运输之后立即进行，或者在小于预定的充电/放电循环(例如，10次循环)内驱动的电池。

在图4至图6的实施方式中，第一微分曲线11和第二微分曲线21可以是针对第一电池的微分曲线。具体地，第一微分曲线11是在第一电池的充电过程期间获得的微分曲线。另外，第二微分曲线21是在第一电池的放电过程期间获得的微分曲线。

控制单元130可以被配置为从微分曲线转换单元120接收第一微分曲线11和第二微分曲线21。

例如，控制单元130可以通信地连接到微分曲线转换单元120。另外，控制单元130可以从微分曲线转换单元120获得第一微分曲线11和第二微分曲线21。

在图5和图6的实施方式中，控制单元130可以从微分曲线转换单元120获得第一微分曲线11和第二微分曲线21。

控制单元130可以被配置为确定包括在第一微分曲线11中的多个峰值当中的第一目标峰值tp11。

参照图5，多个峰值可以被包括在第一微分曲线11中。包括在第一微分曲线11中的峰值可以是斜率(微分容量相对于电压变化量的变化量)为0的点。优选地，包括在第一微分曲线11中的峰值可以是斜率为0的点，低电位侧相对于峰值的斜率为正，并且高电位侧的斜率为负。例如，在图5的实施方式中，包括在第一微分曲线11中的峰值可以指向上凸出的点。

在图5的实施方式中，控制单元130可以确定具有3.44[V]的电压值作为包括在第一微分曲线11中的多个峰值当中的第一目标峰值tp11的峰值。

具体地，参照图1，当电池开始充电时，电池的电压可能由于初始电阻而快速增加，并且电池的电压可以从点a逐渐增加。另外，参照图1和图2，与点a相对应的峰值可以是第一峰值p1。控制单元130可以将与第一微分曲线11中的第一峰值p1相对应的峰值确定为第一目标峰值tp11。

作为具体示例，在使用石墨作为负极活性材料的电池的微分曲线的情况下，可以将首次位于低电位侧上的峰值确定为第一目标峰值tp11。作为另一示例，在使用石墨和硅作为负极活性材料的电池的微分曲线中，可以将第二次位于低电位侧的峰值确定为第一目标峰值tp11。也就是说，考虑到在微分曲线中的位置、电池的活性材料的类型以及电池开始充电时由于初始电阻引起的突然的电压升高结束的点，可以确定第一目标峰值tp11。

控制单元130可以被配置为根据所确定的第一目标峰值tp11与预设的第一参考峰值rp1之间的比较结果来诊断电池的第一状态。

这里，第一参考峰值rp1可以被预设为包括在第一参考曲线10中的多个峰值中的任何一个。具体地，与包括在第一参考曲线10中的多个峰值当中的图2的第一峰值p1相对应的峰值可以被预设为第一参考峰值rp1。也就是说，第一参考曲线10的第一参考峰值rp1和第一微分曲线11的第一目标峰值tp11可以彼此对应。

例如，在图5的实施方式中，第一参考峰值rp1的电压值可以是3.44[V]，并且第一目标峰值tp11的电压值可以是3.44[V]。

控制单元130可以将第一参考峰值rp1的电压值与第一目标峰值tp11的电压值进行比较，并且将第一参考峰值rp1的微分容量值与第一目标峰值的微分容量值进行比较。另外，控制单元130可以被配置为基于比较结果将电池的第一状态诊断为待定状态或负极劣化状态。

这里，待定状态可以意指控制单元130未能将电池的第一状态确定为正常状态、正极劣化状态或负极劣化状态的状态。也就是说，待定状态可以是控制单元130保留对电池状态的确定的状态。

假设电池的正极劣化。在电池的充电过程中，可以将从正极提取的锂离子插入到负极中。另外，可以首先从正极的表面而不是正极的芯部生成来自正极的锂离子的提取。当从正极的表面提取锂离子时，电阻受影响较小，因此即使电池的正极劣化，电池的电压值和微分容量值也与在充电开始时的参考电池的电压值和微分容量值相同或非常接近。因此，基于第一参考峰值rp1与第一目标峰值tp11之间的比较结果，不可能准确地诊断电池的正极是否劣化。为此，控制单元130可以基于第一参考峰值rp1和第一目标峰值tp11之间的比较结果，将电池的第一状态诊断为待定状态或负极劣化状态。

控制单元130可以被配置为确定包括在第二微分曲线21中的多个峰值当中的第二目标峰值tp12。

优选地，当经诊断的第一状态是待定状态时，控制单元130可以被配置为诊断第二状态。

例如，如果经诊断的第一状态是负极劣化状态，则控制单元130可以将电池的状态诊断为负极劣化状态。具体地，控制单元130可以将电池的状态诊断为可用锂损失的状态。此外，如果诊断的第一状态是待定状态，则控制单元130可以基于与电池的放电相关的第二微分曲线21来补充地诊断电池的状态。

参照图6，第二微分曲线21中可以包括多个峰值。包括在第二微分曲线21中的峰值可以是斜率(微分容量相对于电压变化量的变化量)为0的点。优选地，包括在第二微分曲线21中的峰值可以是斜率为0的点，低电位侧相对于峰值的斜率为负，并且高电位侧的斜率为正。例如，在图6的实施方式中，包括在第二微分曲线21中的峰值可以意指向下凸出的点。

应当注意，第一微分曲线11的峰值是向上凸出的点，而第二微分曲线21的峰值是向下凸出的点，这是基于根据充电和放电的微分容量的符号的差异。例如，参照图4，在充电过程中，电压值可以从低电位增大到高电位，并且容量值可以从低容量增大到高容量。因此，微分容量值可以被表示为正数。相反，在放电过程中，电压值可以从高电位减小到低电位，并且容量值可以从高容量减小到低容量。因此，微分容量值可以被表示为负数。

在下文中，为了便于描述，将描述与充电相关的曲线的微分容量值(例如，第一参考曲线10和第一微分曲线11)是正值，并且与放电相关的曲线的微分容量值(例如，第二参考曲线20和第二微分曲线21)是负值。然而，应当注意，与放电相关的曲线的微分容量值不被限制地解释为用绝对值代替的正值。

具体地，电压可以在放电结束时急剧减小。在包括在第二微分曲线21中的多个峰值当中，控制单元130可以将与在第二曲线的放电结束时电池的电压开始快速减小的点相对应的峰值确定为第二目标峰值tp12。

在图6的实施方式中，控制单元130可以将包括在第二微分曲线21中的多个峰值当中电压值为3.34[V]的位置处的峰值确定为第二目标峰值tp12。

也就是说，由控制单元130确定的第一微分曲线11的第一目标峰值tp11和第二微分曲线21的第二目标峰值tp12可以彼此对应。在图5和图6的实施方式中，应当注意，因为第一目标峰值tp11是基于在电池的充电过程中获得的第一曲线和第一微分曲线11的峰值，并且第二目标峰值tp12是基于在电池的放电过程中获得的第二曲线和第二微分曲线21的峰值，所以第一目标峰值tp11的电压值和第二目标峰值tp12的电压值彼此不同。

控制单元130可以被配置为根据所确定的第二目标峰值tp12与预设的第二参考峰值rp2之间的比较结果来诊断电池的第二状态。

这里，第二参考峰值rp2可以被预设为包括在第二参考曲线20中的多个峰值的任何一个。具体地，与包括在第二参考曲线20中的多个峰值当中的图5的第一参考峰值rp1相对应的峰值可以被预设为第二参考峰值rp2。也就是说，第二参考曲线20的第二参考峰值p2和第二微分曲线21的第二目标峰值tp12可以彼此对应。

例如，在图6的实施方式中，第二参考峰值rp2的电压值可以是3.38[V]，并且微分容量值可以是-5。另外，第二目标峰值tp12的电压值可以是3.34[V]，并且微分电容值可以是-3.1。

优选地，控制单元130可以被配置为将第二状态诊断为正常状态、正极劣化状态和负极劣化状态中的任何一个。

通常，如果电池的负极劣化(具体地，如果可用锂损失)，则在电池的放电结束时，电阻可能会受到来自负极的锂离子的提取的影响。例如，在放电开始时从负极的表面中提取锂离子，但是在放电结束时从负极的芯部中提取锂离子，因此与锂离子提取相关的电阻可能在放电结束时而不是在放电开始时受到更大影响。由于在放电结束时与锂离子提取相关的电阻可能会随着负极劣化得更多而起到更大的作用，所以第二目标峰值tp12的电压值和微分容量值可以在放电结束时改变。因此，控制单元130可以基于第二参考峰值rp2与第二目标峰值tp12之间的比较结果来诊断电池的负极是否劣化。

另外，如果电池的正极劣化，则可能因为能够使正极反应的面积减小而损失正极容量。由于正极容量的损失，第一目标峰值tp11的电压值和微分容量值可能由于放电结束时的过电压效应而改变。因此，控制单元130可以基于第二参考峰值rp2与第二目标峰值tp12之间的比较结果来不仅诊断电池的负极是否劣化，还诊断正极是否劣化。

控制单元130可以被配置为通过使用经诊断的第一状态和经诊断的第二状态中的至少一个状态来诊断电池的状态。

图7是示意性地示出根据本公开的实施方式的由用于诊断电池的状态的设备100来诊断电池的状态的过程的图。

参照图7，控制单元130可以基于第一参考峰值rp1与第一目标峰值tp11之间的比较结果来诊断电池的第一状态。如果经诊断的第一状态是负极劣化状态，则控制单元130可以将电池的状态诊断为负极劣化状态。

此外，如果经诊断的第一状态是待定状态，则控制器130可以基于第二参考峰值rp2和第二目标峰值tp12之间的比较结果来诊断电池的第二状态。诊断的第二状态可以是正常状态、正极劣化状态或负极劣化状态。

例如，在图5的实施方式中，假设第一参考峰值rp1和第一目标峰值tp11的电压值和微分容量值相同。由于第一参考峰值rp1和第一目标峰值tp11的电压值和微分容量值相同，所以控制单元130可以将第一电池的第一状态诊断为待定状态。此后，由于第一电池的经诊断的第一状态是待定状态，所以控制单元130可以比较第二参考峰值rp2和第二目标峰值tp12的电压值和微分容量值。

在图6的实施方式中，假设第二参考峰值rp2的电压值大于第二目标峰值tp12的电压值。另外，假设第二参考峰值rp2的微分容量值小于第二目标峰值tp12的微分容量值。控制单元130可以根据第二参考峰值rp2和第二目标峰值tp12的电压值和微分容量值的比较结果来将第一电池的第二状态诊断为正极劣化状态。因此，控制单元130可以将第一电池的状态诊断为正极劣化状态。

根据本公开的实施方式的用于诊断电池的状态的设备100可以通过考虑在电池的放电过程中获得的第一微分曲线11和在电池的放电过程中获得的第二微分曲线21两者来准确地诊断电池的状态。也就是说，由于用于诊断电池的状态的设备100可以考虑电池的充电和放电情况来诊断电池的状态，所以与仅考虑充电情况或放电状况来诊断电池的状态的情况相比，可以更准确地诊断电池的状态。

另外，用于诊断电池的状态的设备100可以基于电池的诊断状态来调整电池的充电状态的上限和下限、温度、充电C率(C-rate)和放电C率中的至少一个，使得电池不再劣化。例如，控制单元130可以降低针对电池的充电C率和/或放电C率。另外，控制单元130可以降低电池充电状态的上限并且提高充电状态的下限。另外，控制单元130可以将电池的温度维持在预定的较高水平。

此外，包括在根据本公开的实施方式的用于诊断电池的状态的设备100中的控制单元130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执行下面公开的各种控制逻辑。另外，当控制逻辑以软件的形式实现时，控制单元130可以被实现为一组程序模块。此时，程序模块可以被存储在存储器中并且由控制单元130执行。存储器可以设置在控制单元130中或控制单元130外部，并且可以通过各种公知的方式连接到控制单元130。

在下文中，将详细地描述控制单元130通过使用第一参考峰值rp1和第一目标峰值tp11来诊断电池的第一状态和第二状态的内容。

控制单元130可以被配置为基于第一参考峰值rp1的电压值设置预定的参考电压。

例如，在图5的实施方式中，即使第一电池的实际状态是正常状态或正极劣化状态，第一参考峰值rp1的电压值和第一目标峰值tp11的电压值也可能不相同。也就是说，由于在测量第一电池的电压的过程中可能出现的误差，第一参考峰值rp1的电压值和第一目标峰值tp11的电压值可能不相同。因此，在考虑到在测量第一电池的电压的过程中可能出现的误差时，控制单元130可以基于第一参考峰值rp1的电压值来设置预定的参考电压。

例如，如果第一参考峰值rp1的电压值是3.44[V]，则控制单元130可以将参考电压设置为3.45[V]。

另外，控制单元130可以将第一目标峰值tp11的电压值与参考电压进行比较。

例如，如果第一目标峰值tp11的电压值大于参考电压，则控制单元130可以被配置为将第一状态诊断为负极劣化状态。

作为另一示例，如果第一目标峰值tp11的电压值等于或小于参考电压，则控制单元130可以被配置为将第一状态诊断为待定状态。

在图5的实施方式中，第一参考峰值rp1的电压值可以是3.44[V]，参考电压可以是3.45[V]，并且第一目标峰值tp11的电压值可以是3.44[V]。由于第一目标峰值tp11的电压值(3.44[V])小于参考电压(3.45[V])，所以控制单元130可以将第一电池的第一状态诊断为待定状态。此后，控制单元130可以通过比较第二参考峰值rp2与第二目标峰值tp12来诊断第一电池的第二状态。

首先，控制单元130可以被配置为基于第二参考峰值rp2的电压值来设置预定的参考区域。这里，可以考虑在测量电池的电压的过程中可能发生的误差来设置参考区域。

例如，在图6的实施方式中，如果第二参考峰值rp2的电压值是3.38[V]，则控制单元130可以将参考区域设置为3.37[V]以上且3.39[V]以下。

另外，控制单元130可以将第二目标峰值tp12的电压值与参考区域进行比较。

例如，如果第二目标峰值tp12的电压值大于参考区域的上限，则控制单元130可以被配置为将第二状态诊断为负极劣化状态。

作为另一示例，如果第二目标峰值tp12的电压值小于参考区域的下限，则控制单元130可以被配置为将第二状态诊断为正极劣化状态。

作为另一示例，如果第二目标峰值tp12的电压值落入参考区域内，则控制单元130可以被配置为将第二状态诊断为正常状态。

在图6的实施方式中，第二参考峰值rp2的电压值可以是3.38[V]，参考区域可以是3.37[V]以上且3.39[V]以下，并且第二目标峰值tp12的电压值可以是3.34[V]。由于第二目标峰值tp12的电压值(3.34[V])小于参考区域的下限(3.37[V])，因此控制单元130可以将第一电池的第二状态诊断为正极劣化状态。

也就是说，参照图5和图6，基于第一微分曲线11将第一电池的第一状态诊断为待定状态，但是基于第二微分曲线21将第一电池的第二状态诊断为正无电极劣化状态。

因此，由于根据本公开的实施方式的用于诊断电池的状态的设备100考虑第一微分曲线11和第二微分曲线21两者来诊断电池的状态，因此存在更准确地诊断电池的状态的优点。

当诊断电池的第二状态时，控制单元130还可以考虑第二目标峰值tp12的微分容量值以及电压值。

首先，控制单元130可以被配置为基于第二参考峰值rp2的微分容量值来设置预定的微分容量区域。这里，可以考虑在测量电池的容量并将所测量的容量转换成微分容量的过程中可能出现的误差来设置微分容量区域。

例如，在图6的实施方式中，如果第二参考峰值rp2的微分容量值是5，则控制单元130可以将微分容量区域设置为-5.5以上且-4.5以下。

另外，控制单元130可以将第二目标峰值tp12的电压值与参考区域进行比较，并且将微分容量值与微分容量区域进行比较。

例如，如果第二目标峰值tp12的电压值大于参考区域的上限，并且第二目标峰值tp12的微分容量值小于微分容量区域的下限，则控制单元130可以被配置为将第二状态诊断为负极劣化状态。

作为另一示例，如果第二目标峰值tp12的电压值小于参考区域的下限并且第二目标峰值tp12的微分容量值大于微分容量区域的上限，则控制单元130可以被配置为将第二状态诊断为正极劣化状态。

作为又一示例，如果第二目标峰值tp12的电压值落入参考区域内并且第二目标峰值tp12的微分容量值落入微分容量区域内，则控制单元130可以被配置为将第二状态诊断为正常状态。

在图6的实施方式中，第二参考峰值rp2的电压值可以是3.38[V]，参考区域可以是3.37[V]以上以及3.39[V]以下，并且第二目标峰值tp12的电压值可以是3.34[V]。另外，第二参考峰值rp2的微分容量值可以是-5，微分容量区域可以是-5.5以上且-4.5以下，并且第二目标峰值tp12的微分容量值可以是-3.1。由于第二目标峰值tp12的电压值(3.34[V])小于参考区域的下限(3.37[V])并且第二目标峰值tp12的微分容量值(-3.1)大于微分容量区域的上限(-4.5)，所以控制单元130可以将第一电池的第二状态诊断为正极劣化状态。

根据本公开的实施方式的用于诊断电池的状态的设备100不仅可以通过考虑第一微分曲线11和第二微分曲线21来诊断电池的状态，而且通过考虑第二微分曲线21中的电池的电压值和微分容量值来诊断电池的状态。因此，可以更准确地诊断电池的状态。

在下文中，将参照图8和图9描述控制单元130诊断第二电池的状态的实施方式。

图8是示意性地示出根据本公开的实施方式的由用于诊断电池的状态的设备100获得的第二电池的第一参考曲线10和第一微分曲线12的图。图9是示意性地示出根据本公开的实施方式的由用于诊断电池的状态的设备100获得的第二电池的第二参考曲线20和第二微分曲线22的图。

在图8的实施方式中，第一参考峰值rp1的电压值可以是3.44[V]，参考电压可以被设置为3.45[V]，并且第二电池的第一目标峰值tp21的电压值可以是3.46[V]。由于第二电池的第一目标峰值tp21的电压值(3.46[V])大于参考电压(3.45[V])，因此控制单元130可以将第二电池的第一状态诊断为负极劣化状态。另外，可以不诊断第二电池的第二状态。

与上述不同，在图8的实施方式中，假设第二电池的第一目标峰值tp21的电压值是3.45[V]。在这种情况下，由于第二电池的第一目标峰值tp21的电压值(3.45[V])与参考电压(3.45[V])相同，所以控制单元130可以将第二电池的第一状态诊断为待定状态。也就是说，如果第二电池的第一目标峰值tp21的电压值落入第一参考峰值rp1的电压值的误差范围内，则控制单元130可以诊断第二电池的第二状态。

在图9的实施方式中，第二参考峰值rp2的电压值可以是3.38[V]，参考区域可以是3.37[V]以上且3.39[V]以下，并且第二目标峰值tp22的电压值可以是3.4[V]。另外，第二参考峰值rp2的微分容量值可以是-5，微分容量区域可以是-5.5以上且-4.5以下，并且第二目标峰值tp22的微分容量值可以是-6.4。由于第二目标峰值tp22的电压值(3.4[V])大于参考区域的上限(3.39[V])并且第二目标峰值tp22的微分容量值(-6.4)小于下限(-5.5)，所以控制单元130可以将第二电池的第二状态诊断为负极劣化状态。

由于根据本公开的实施方式的用于诊断电池的状态的设备100还通过使用第一微分曲线12诊断电池的状态之后使用第二微分曲线22来补充地诊断电池的状态，所以可以更准确地诊断电池的状态。

在下文中，将描述控制单元130诊断电池的劣化加速状态的实施方式。然而，为了便于描述，将省略与上述内容交叠的内容的描述。

首先，参照图3，根据本公开的实施方式的用于诊断电池的状态的设备100还可以包括存储单元140。

存储单元140可以被配置为存储由微分曲线转换单元120在多个循环转换的多个第一微分曲线和多个第二微分曲线。

具体地，存储单元140可以通信地连接到微分曲线转换单元120。微分曲线转换单元120可以在电池的每个充电/放电循环获得第一微分曲线和第二微分曲线，并且将其存储在存储单元140中。也就是说，存储单元140可以在电池的每个充电/放电循环存储第一微分曲线和第二微分曲线。

这里，存储单元140可以存储控制单元130所需的程序、数据等以诊断电池的状态。也就是说，存储单元140可以存储用于诊断电池的状态的设备100的每个部件的操作和功能所需的数据、在执行操作或功能的过程中生成的数据等。存储单元140的种类并不特别限制，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140可以存储由控制单元130可执行的处理器执行的程序代码。

控制单元130可以通信地连接到存储单元140。具体地，控制单元130可以访问存储单元140以获得存储在存储单元140中的多个第一微分曲线和多个第二微分曲线。

控制单元130可以被配置为确定存储在存储单元140中的多个第一微分曲线中的每一个的第一目标峰值。

例如，针对相同的电池，第三电池可以意指在充电/放电循环的次数为100时的电池，并且第四电池可以意指在第一电池的充电/放电循环的次数为200时的电池。

控制单元130可以访问存储单元140以获得第三电池的第一微分曲线13。此外，控制单元130可以获得第四电池的第一微分曲线14。另外，控制单元130可以确定第三电池的第一微分曲线13中的第一目标峰值，并且确定第四电池的第一微分曲线14中的第一目标峰值。

控制单元130可以被配置为进一步基于所确定的多个第一目标峰值在每次循环的电压的变化来诊断电池的第三状态。

例如，控制单元130可以被配置为将第三状态诊断为待定状态或负极劣化加速状态。具体地，如果多个第一目标峰值在每次循环的电压增大，则控制单元130可以被配置为将第三状态诊断为负极劣化加速状态。

随着电池的负极劣化，第一目标峰的电压值可变为高电位侧。因此，如果多个第一目标峰值的电压随着充电/放电循环的次数增加而增大，则控制单元130可以将电池的第三状态诊断为负极劣化加速状态。

此后，控制单元130可以被配置为确定存储在存储单元140中的多个第二微分曲线中的每一个中的第二目标峰值。

控制单元130可以访问存储单元140以获得第三电池的第二微分曲线23。此外，控制单元130可以获得第四电池的第二微分曲线24。另外，控制单元130可以确定第三电池的第二微分曲线23中的第二目标峰值，并且确定第四电池的第二微分曲线24中的第二目标峰值。

控制单元130可以被配置为进一步基于在每个循序的多个确定的第二目标峰值的电压的变化和微分容量的变化来诊断电池的第四状态。

具体地，控制单元130可以被配置为将第四状态诊断为正常状态、正极劣化加速状态和负极劣化加速状态中的任何一个。

例如，当多个第二目标峰值在每次循环的电压值增大并且多个第二目标峰值在每次循环的微分容量值减小时，控制单元130可以被配置为将第四状态诊断为负极劣化加速状态。

作为另一示例，当多个第二目标峰值在每次循环的电压值减小并且多个第二目标峰值在每次循环的微分容量值增大时，控制单元130可以被配置为将第四状态诊断为正极劣化加速状态。

作为又一示例，当多个第二目标峰值在每次循环的电压值相同并且在每次循环的多个第二目标峰值的微分电容值相同时，控制单元130可以被配置为将第四状态诊断为劣化非加速状态。

控制单元130可以被配置为通过使用经诊断的第三状态和经诊断的第四状态中的至少一个来进一步诊断电池的劣化加速状态。

优选地，如果经诊断的第三状态是待定状态，则控制单元130可以被配置为诊断电池的第四状态。

也就是说，如果经诊断的电池的第三状态是负极劣化加速状态，则控制单元130可以将电池的状态诊断为负极劣化加速状态。相反，如果经诊断的电池的第三状态是待定状态，则控制单元130可以诊断电池的第四状态并且基于经诊断的第四状态来诊断电池的状态。

根据本公开的实施方式的用于诊断电池的状态的设备100不仅可以诊断电池是否劣化，而且可以诊断电池的劣化是否加速。因此，用于诊断电池的状态的设备100可以基于经诊断的劣化是否加速来调整电池的上充电状态、下充电状态、温度、充电C率和放电C率中的至少一个，以使得电池的劣化不被加速。

在下文中，将参照图10描述其中控制单元130诊断第一电池的劣化是否被加速的具体实施方式。

图10是示意性地示出了通过根据本公开的实施方式的用于诊断电池的状态的设备100获得的第三电池和第四电池的微分曲线的图。

在图10的实施方式中，针对第一电池，第三电池可以意指在充电/放电循环的次数是100次时的第一电池，并且第四电池可以意指在充电/放电循环的次数是200时的第一电池。

控制单元130可以确定第一微分曲线13中的第三电池的第一目标峰值tp31。另外，控制单元130可以确定第一微分曲线14中的第四电池的第一目标峰值tp41。第三电池的第一目标峰值tp31的电压值和第四电池的第一目标峰值tp41的电压值可以是3.44[V]。

由于第三电池的第一目标峰值tp31的电压值和第四电池的第一目标峰值tp41的电压值同样是3.44[V]，所以控制单元130可以将第一电池的第三状态诊断为待定状态。也就是说，当第一电池的充电/放电循环的次数为200时，控制单元130可以将第一电池的第三状态诊断为待定状态。

另外，由于经诊断的第三状态是待定状态，所以控制单元130可以通过将第三电池的第二目标峰值tp32和第四电池的第二目标峰值tp42的电压值和微分容量值进行比较来诊断第一电池的第四状态。

首先，控制单元130可以确定第二微分曲线23中的第三电池的第二目标峰值tp32。另外，控制单元130可以确定第二微分曲线24中的第四电池的第二目标峰值tp42。

例如，在图10的实施方式中，第三电池的第二目标峰值tp32的电压值可以是3.35[V]，并且微分容量值可以是-37。另外，第四电池的第二目标峰值tp42的电压值可以是3.31[V]，并且微分容量值可以是-25。

由于第三电池的第二目标峰值tp32的电压值(3.35[V])大于第四电池的第二目标峰值tp42的电压值(3.31[V])，并且第三电池的第二目标峰值tp32的微分容量值(-37)小于第四电池的第二目标峰值tp42的微分容量值(-25)，所以控制单元130可以将第一电池的第四状态诊断为正极劣化加速状态。也就是说，当第一电池的充电/放电循环的次数是200时，控制单元130可以将第一电池的第四状态诊断为正极劣化加速状态。

因此，控制单元130可以将第一电池的状态诊断为正极劣化加速状态。

因此，根据本公开的实施方式的用于诊断电池的状态的设备100具有如下优点：不仅诊断电池是否劣化，而且还根据充电/放电循环跟踪和诊断电池的劣化是否加速。

根据本公开的用于诊断电池的状态的设备100可以应用于BMS(电池管理系统)。也就是说，根据本公开的BMS可以包括用于诊断电池的状态的设备100。在该配置中，用于诊断电池的状态的设备100的部件中的至少一些可以通过补充或添加包括传统BMS的部件的功能来实现。例如，用于诊断电池的状态的设备100的曲线获得单元110、微分曲线转换单元120、控制单元130和存储单元140可以被实现为BMS的部件。

图11是示出根据本公开的实施方式的包括用于诊断电池的状态的设备100的电池组1的示例性配置的图。

参照图11，用于诊断电池的状态的设备100可以被提供给电池组1。也就是说，根据本公开的电池组1可以包括用于诊断如上所述的电池的状态的设备100和至少一个电池B。另外，电池组1还可以包括被配置为测量电池B的电压和/或电流的测量单元200、被配置为对电池B进行充电和/或放电的充电和放电单元300、电气设备(继电器、保险丝等)、外壳等。另外，电池组1还可以包括能够发热以增加电池B的温度的加热单元(未示出)。

具体地，测量单元200可以被配置为通过第一感测线SL1和第二感测线SL2来测量电池B的电压。此外，测量单元200可以通过连接到电流测量单元A的第三感测线SL3来测量电池B的电流。曲线获得单元110可以通过从测量单元200获得电池B的电压信息和电流信息来获得第一曲线和第二曲线。

图12是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的用于诊断电池的状态的方法的图。用于诊断电池的状态的方法的各个步骤可以由用于诊断电池的状态的设备100执行。

参照图12，用于诊断电池的状态的方法可以包括曲线获得步骤(S100)、微分曲线转换步骤(S200)、第一状态诊断步骤(S300)、第二状态诊断步骤(S400)和电池状态诊断步骤(S500)。

曲线获得步骤(S100)是在电池充电时获得电池的电压和容量的第一曲线的步骤，以及在电池放电时获得电池的电压和容量的第二曲线，并且可以由曲线获得单元110执行。

例如，第一曲线和第二曲线可以是电池的曲线电压和容量。

微分曲线转换步骤(S200)是分别将第一曲线和第二曲线转换为针对电池的电压和微分容量的第一微分曲线11和第二微分曲线21的步骤，并且可以由微分曲线转换单元120执行。

例如，第一微分曲线11和第二微分曲线21可以是针对电池的电压和微分容量的曲线。

第一状态诊断步骤(S300)是确定包括在第一微分曲线11中的多个峰值当中的第一目标峰值tp11并且根据所确定的第一目标峰值tp11和预设的第一参考峰值rp1之间的比较结果来诊断电池的第一状态的步骤，并且可以由控制单元130执行。

优选地，控制单元130可以将电池的第一状态诊断为待定状态或负极劣化状态。

例如，控制单元130可以基于第一参考峰值rp1的电压值设置预定的参考电压。如果第一目标峰值tp11的电压值大于参考电压，则控制单元130可以将第一状态诊断为负极劣化状态。相反，如果第一目标峰值tp11的电压值等于或小于参考电压，则控制单元130可以将第一状态诊断为待定状态。

第二状态诊断步骤(S400)是确定包括在第二微分曲线21中的多个峰值当中的第二目标峰值tp12并且根据所确定的第二目标峰值tp12和预设第二参考峰值rp2之间的比较结果来诊断电池的第二状态的步骤，并且可以由控制单元130执行。

优选地，当诊断的第一状态是待定状态时，控制单元130可以诊断第二状态。

例如，控制单元130可以基于第二参考峰值rp2的电压值来设置预定的参考区域。如果第二目标峰值tp12的电压值大于参考区域的上限，则控制器130可以将第二状态诊断为负极劣化状态。另选地，如果第二目标峰值tp12的电压值小于参考区域的下限，则控制单元130可以将第二状态诊断为正极劣化状态。相反，如果第二目标峰值tp12的电压值落入参考区域内，则控制单元130可以将第二状态诊断为正常状态。

电池状态诊断步骤S500是通过使用经诊断的第一状态和经诊断的第二状态中的至少一个状态来诊断电池的状态的步骤，并且可以由控制单元130执行。

如果经诊断的第一状态是负极劣化状态，则控制单元130可以将电池的状态诊断为负极劣化状态。另选地，如果诊断出的第一状态是待定状态，则控制单元130可以根据经诊断的第二状态来将电池的状态诊断为正常状态、正极劣化状态或负极劣化状态。

以上所描述的本公开的实施方式不一定通过设备和方法来实现，而是还可以通过用于实现与本公开的配置相对应的功能的程序或记录该程序的记录介质来实现。根据对实施方式的以上描述，本领域技术人员可以容易地执行这种实现。

已经详细描述了本公开。然而，应当理解的是，在指示本公开的优选实施方式的同时仅以说明的方式给出详细描述和具体示例，本公开的范围内的各种改变和修改对于本领域的技术人员从该详细描述将变得显而易见。

另外，在不脱离本公开的技术方面的情况下，本领域技术人员可以对上文描述的本公开进行许多替换、修改和改变，并且本公开不限于上述实施方式，并且每个实施方式可以选择性地部分地或整体地组合以允许各种修改。

(附图标记)

1：电池组

100：用于诊断电池的状态的设备

110：曲线获得单元

120：微分曲线转换单元

130：控制单元

140：存储单元

200：测量单元

300：充电和放电单元

B：电池