用于诊断电池电芯缺陷的装置和方法
【专利说明】用于诊断电池电芯缺陷的装置和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年2月18日提交的韩国专利申请N0.10-2014-0018740的优先权权益，其全部内容通过弓I用结合于此。
技术领域
[0003]本发明构思涉及一种电池诊断技术，尤其涉及用于诊断电池电芯缺陷的装置和方法，其使用高电压电池电芯的实际使用电力、电压行为、电压偏差等来检测由电池电芯缺陷导致的故障。
【背景技术】
[0004]正在开发各种类型的环保汽车，并且电动汽车作为环保汽车倍受关注。
[0005]由于电动汽车使用电池组的充电/放电能量来驱动，因此电动车辆在优异的燃料效率和减少的污染物的性能方面与发动机车辆相比深受消费者的青睐。因此，电池作为电动车辆的核心部件是感兴趣的研究主题。
[0006]因此，电池的安全性随着使用电池的产品增加而显得尤为重要。而且，由于电动车辆具有这样的结构，即一个电池组包括多个电池电芯作为二次电芯并且一个高容量电池包括多个电池组，因此电动车辆的电池与通常的便携式电子产品的电池相比需要进行更加安全的维护。
[0007]尤其是，构成电池的电池电芯衰老或连接电池电芯的母线的断开(release,释放)产生了电阻。一旦此电阻增加，电池中就会产生热量由此损坏电池的内部电路或电池自身。此外，这可能会使电池爆炸导致火灾。
[0008]因此，需要一项诊断电池故障的技术。在该技术中，电池故障通常只使用电池电芯之间的电压偏差来诊断。尤其是，鉴于防止误测的不利情况，检测条件应尽可能设置较宽。结果，可以检测感测电路的异常，而不可以检测电池电芯缺陷，因此缺陷诊断是不可能的。
[0009]而且，由于电压偏差通常在IV的范围内产生，因此当由于电池电芯缺陷而发生现场声明时，与其相关的诊断故障码(DTC)不可以被操作。
[0010]另外，即使当电池电芯正常时，电池电芯之间的电压偏差也会在高电压电池被过度使用时增加。因此，当电芯电压通过电压偏差达到给定的下限电压时，电池在其放电期间的可用电力是有限的，从而对汽车的性能造成影响。
【发明内容】
[0011]本发明构思的一方面涉及一种用于诊断电池电芯缺陷的装置和方法，其检测电芯缺陷而不检测感测电路的异常。
[0012]本发明构思的另一方面涉及一种用于诊断电池电芯缺陷的装置和方法，其能够在车辆的可操作性差到驾驶员能感受到的程度时执行缺陷检测以便存储诊断故障码(DTC)。
[0013]本发明构思的另一方面涉及一种用于诊断电池电芯缺陷的装置和方法，其中异常电压偏差可以区别于待检测的正常电压偏差。
[0014]为了实现上述目的，本发明构思提供了一种用于诊断电池电芯缺陷的装置和方法，其检测电芯缺陷而不检测感测电路的异常。
[0015]本发明构思的一个方面涉及一种用于诊断电池电芯缺陷的装置，包括:具有多个电池电芯的电池；感测部，被配置为感测电池以生成感测信息；计算部，被配置为使用所生成的感测信息计算多个电池电芯的每个电芯电压和实际使用电力；监测部，被配置为使用所计算的实际使用电力来以电力监测集的形式存储关于电池是否被过度使用的信息；以及确定部，被配置为当所计算的电芯电压达到预设下限电压值时，使用电力监测集和电芯电压偏差来确定多个电池电芯中的每一个是否出现故障。
[0016]电力监测集可以是指示比较针对第一时间段的所计算的实际使用电力是否大于可用电力极限值的结果的数据。
[0017]该数据可以是数字数据，并且当所计算的实际使用电力大于当前可用电力极限值时，该数据可以为“ 1”，而当所计算的实际使用电力小于当前可用电力极限值时，该数据可以为“O”。
[0018]可用电力极限值可以根据预设查找表与电池的感测信息的匹配情况来确定。
[0019]感测信息可以是电池的温度和荷电状态(SOC)中的至少一个。
[0020]第一时间段可以是可用电力极限值达到特定值之前的时间段。
[0021]多个电池电芯中的每一个的故障确定可以根据是否满足第一条件、第二条件和第三条件来执行，其中在第一条件下可用电力极限值达到特定值，在第二条件下电芯电压偏差大于或等于预设参考值，在第三条件下第一条件和第二条件被维持第二时间段。
[0022]所计算的电芯电压可以是电芯最小电压。
[0023]装置还可以包括存储部，存储部被配置为根据故障状态以诊断故障码(DTC)的形式存储缺陷检测。
[0024]装置还可以包括输出端，存储部被配置为以图形、文字、声音和警示灯照明的组合形式输出缺陷检测。
[0025]本发明构思的另一个方面包含一种用于诊断电池电芯缺陷的方法，包括:感测电池以生成感测信息。使用所生成的感测信息来计算多个电池电芯中的每一个的电芯电压和实际使用电力。通过使用所计算的实际使用电力以电力监测集的形式存储关于电池是否被过度使用的信息来执行监测操作。确定所计算的电芯电压是否达到预设下限电压值。当确定所计算的电芯电压达到下限电压值作为确定结果时，使用电力监测集和电芯电压偏差来确定多个电池电芯的故障。
[0026]故障确定可以包括识别可用电力极限值是否达到特定值，同时识别电芯电压偏差是否大于或等于预设参考值。当被识别为可用电力极限值达到特定值的第一条件并且被识别为电芯电压偏差大于或等于预设参考值的第二条件时，确定第一条件和第二条件是否被维持了第二时间段。当第一条件和第二条件被维持了第二时间段时，确定检测到缺陷。
[0027]确定故障还可以包括根据故障状态以诊断故障码(DTC)的形式存储缺陷检测。
[0028]该方法还可以包括以图形、文字、声音和警示灯照明的组合形式输出缺陷检测。
【附图说明】
[0029]本发明构思的上述和其他目的、特征和优点将从以下结合附图的详细描述中变得更加明显，在附图中相同编号在不同视图中可以指代相同或类似的部件。附图不必按比例绘出，而是重点示出本发明构思的实施方式的原理。
[0030]图1是示出了根据本发明构思的实施方式的用于诊断电池电芯缺陷的装置的配置的框图。
[0031]图2是示出了图1中所示的电池管理系统(BMS)的详细配置的框图。
[0032]图3和图4是示出了根据本发明构思的实施方式的只有当电池在电力极限值内使用时才通过监测电芯电压偏差来诊断缺陷的过程的流程图。
[0033]图5是示出了典型的电芯电压偏差的产生原理的概念图。
[0034]图6是示出了图5的分析结果的比较表。
【具体实施方式】
[0035]下面将参照附图更详细描述本发明构思的示例性实施方式。然而，本发明构思可以以不同的形式实施并且不应被解释为局限于本文中阐述的实施方式。相反，这些实施方式的提供使得公开内容是全面且完整的，并向本领域的技术人员完整传达了本发明构思的范围。因此，应该理解，本发明构思的范围和精神能够扩展到除了本发明构思的附图之外的所有变型、等价物或替代。
[0036]在整个公开中，在本发明构思的各个图和实施方式中相同的编号指的是相同的部件。
[0037]此外，包括表达比如第一和/或第二的术语在本发明构思的说明书中使用，可以用来描述本发明构思的各个元件。然而，本发明构思的元件不应受到在本发明构思的说明书中使用的术语的限制。换句话说，这些术语只用来将本发明构思的一个元件与另一个元件区分开来。
[0038]例如，在不偏离本发明构思的范围和精神的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件也可以被称为第一元件。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列举项目的任何组合和所