用于估计电池的阻抗谱的装置和方法及包括其的系统与流程

本技术要求于2021年11月3日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2021-0149820和于2022年11月3日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2022-0145075的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。本发明涉及一种用于估计电池的阻抗谱的装置和方法，以及包括其的系统，并且更具体地涉及一种用于估计电池的阻抗谱的装置和方法，以及包括其的系统，其根据组或模块-单元电池阻抗谱测量值估计单体-单元电池阻抗谱值。

背景技术：

1、对于操作或重复使用的电池，诊断状态是最重要的。

2、通常，为了诊断电池的状态，会检查电池的充电状态(soc)和寿命状态(soh)。

3、为了检查电池的充电状态(soc)和寿命状态(soh)，在相关技术中通过电阻抗谱(在下文中称为eis)测量电池单体的阻抗谱。

4、在相关技术中使用eis装置测量电池单体的阻抗谱时，以组或模块的形式设置的电池以单体为单元进行拆卸，并且通过将eis测量装置连接到相应的分解单体的阳极(+)和阴极(-)引线来测量阻抗谱，如图1中所图示的。

5、通常，在将电池组拆卸为模块单元时，可以通过移除和拆卸用于电池模块之间的连接的总线条来进行非破坏性拆卸。然而，在拆卸电池模块中的单体单元时，应当通过使用激光或超声破坏单体引线的焊接部分来拆卸电池模块，因此除非更换单体引线，否则很难将单体重新组装为电池模块，并且应当通过将电池单体以零件为单元进行拆卸以便更换单体引线来重新组装电池单体。

技术实现思路

1、技术问题

2、为了解决该问题，本发明的目的是要提供一种用于估计高效低成本电池的阻抗谱的装置，该装置根据组或模块-单元电池组件的阻抗谱测量值估计单体-单元电池阻抗谱值。

3、为了解决该问题，本发明的另一个目的是要提供一种用于估计高效低成本电池的阻抗谱的方法，该方法根据组或模块-单元电池组件的阻抗谱测量值估计单体-单元电池阻抗谱值。

4、为了解决该问题，本发明的又一目的是要提供一种用于估计高效低成本电池的阻抗谱的系统，该系统根据组或模块-单元电池组件的阻抗谱测量值估计单体-单元电池阻抗谱值。

5、技术方案

6、为了实现该目的，根据本发明的实施例的用于估计电池单体的阻抗谱的装置包括：存储器；以及处理器，该处理器执行存储在存储器中的至少一个命令，其中至少一个命令包括：指示获取电池组件的电阻抗谱(eis)测量值的命令，指示基于eis测量值来对电池组件的等效电路模型(ecm)进行建模并确定等效电路的初始参数值的命令，指示通过经由使用预定义的转换常数转换初始参数值中的至少一个来导出第一参数值并基于第一参数值来计算第一单体电压值的命令，指示获取通过对电池单体充电或放电测量的第二单体电压值的命令，指示比较第一单体电压值和第二单体电压值并基于比较结果来校正转换常数的命令，指示基于经校正的转换常数来计算最终参数值的命令，以及指示通过将最终参数值应用于等效电路来获取电池单体的eis估计值的命令。

7、这里，等效电路的初始参数值可以包括电阻、电容器、电感器和恒定相位元件(cpe)中的至少一个的参数值。

8、此外，转换常数可以是用于将电池组件的等效电路转换为电池单体的等效电路的常数。

9、同时，指示计算第一单体电压值的命令可以包括：指示将等效电路转换为针对时间的阻抗函数并通过将初始参数值应用于阻抗函数来获取内部阻抗的命令，以及指示通过将内部阻抗乘以电流值来计算第一单体电压值的命令。

10、在这种情况下，阻抗函数可以是通过使用预定义的微分方程将等效电路转换为针对时间的函数的函数。

11、同时，第二单体电压值可以是通过电池单体的放电脉冲电流测量的单体电压值。

12、此外，指示校正转换常数的命令可以包括：指示校正转换常数使得将第一单体电压值与第二单体电压值之间的差最小化的命令。

13、为了实现该目的，根据本发明的另一个示例性实施例的用于估计电池单体的阻抗谱的方法包括：获取电池组件的电阻抗谱(eis)测量值；基于eis测量值来对电池组件的等效电路模型(ecm)进行建模，并确定等效电路的初始参数值；通过经由使用预定义的转换常数转换初始参数值中的至少一个来导出第一参数值，并基于第一参数值来计算第一单体电压值；获取通过对电池单体充电或放电测量的第二单体电压值；比较第一单体电压值和第二单体电压值，并基于比较结果来校正转换常数；基于经校正的转换常数来计算最终参数值；以及通过将最终参数值应用于等效电路来获取电池单体的eis估计值。

14、这里，等效电路的至少一个初始参数值可以包括电阻、电容器、电感器和恒定相位元件(cpe)中的至少一个的参数值。

15、此外，转换常数可以是用于将电池组件的等效电路转换为电池单体的等效电路的常数。

16、同时，第一单体电压值的计算可以包括：将等效电路转换为针对时间的阻抗函数，并通过将初始参数值应用于阻抗函数来获取内部阻抗，以及通过将内部阻抗乘以电流值来计算第一单体电压值。

17、在这种情况下，阻抗函数可以是通过使用预定义的微分方程将等效电路转换为针对时间的函数的函数。

18、同时，第二单体电压值可以是通过电池单体的放电脉冲电流测量的单体电压值。

19、此外，转换常数的校正可以包括校正转换常数，使得将第一单体电压值与第二单体电压值之间的差最小化。

20、为了实现该目的，根据本发明的又一个示例性实施例的用于估计电池单体的阻抗谱的系统包括：电阻抗谱(eis)装置，该电阻抗谱(eis)装置测量电池组件的阻抗谱值；电池单体的阻抗估计装置，该电池单体的该阻抗估计装置计算用于电池单体的第一单体电压，并获取电池单体的eis估计值；以及电池充电/放电测量装置，该电池充电/放电测量装置通过对电池单体充电或放电来测量第二单体电压，其中电池单体的阻抗估计装置基于eis装置测量值来对电池组件的等效电路模型(ecm)进行建模，并确定等效电路的初始参数值中的至少一个，通过经由使用预定义的转换常数转换初始参数值中的至少一个来导出第一参数值，并基于第一参数值来计算第一单体电压值，通过比较计算出的第一单体电压值和由电池充电/放电测量装置测量的第二单体电压值来校正转换常数，基于经校正的转换常数来计算最终参数值，以及通过将最终参数值应用于等效电路来获取电池单体的eis估计值。

21、有益效果

22、根据本发明的实施例和实验示例，一种用于估计电池的阻抗谱的装置和方法，以及包括其的系统，可以提供一种用于估计高效低成本电池的阻抗谱的装置和方法，以及包括其的系统，其通过从测量组或模块-单元电池组件的阻抗谱值的电阻抗谱(eis)装置和通过向组或模块-单元电池组件施加脉冲电流来测量通过充电或放电的特定参数值的电池充电/放电测量装置获取测量值，来估计单体-单元电池阻抗谱值，以通过使得能够在不将电池拆卸成单体单元的情况下进行非破坏性测量来有助于重新组装并降低成本。