[发明专利]电池诊断装置和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2009年12月25日提交的日本专利申请No.2009-295627的优先权权益，其全部内容在此引入作为参考。

技术领域

本公开涉及一种用于确定电池劣化状态和当前价值的技术和设备。

背景技术

安装在电动车辆(EV)上的电池价格昂高，并且这样的电池的价格相对于电动车辆价格的比率高于电池的价格相对于诸如笔记本电脑或便携电话的电子装置的价格的比率。例如，有些人指出电动车辆高成本的最大因素是昂贵的电池。因此，当电动车辆投入二手车市场时，了解每个电池的当前价格是必需的。

然而，电池的劣化程度随着使用状态而变化，并且那些电池的价值不能仅仅通过使用年数或充电和放电循环的次数来计算。因此，难以在二手车市场或类似场合设定每块电池的当前价格。

为了解决这个问题，已经提出了各种关于确定电池劣化程度的方法的建议。

例如，已经提出了使用电池的内阻来确定电池劣化程度的方法。在其他的建议中，通过充电/放电电流的累积值来确定电池的当前容量，并且计算当前容量相对于初始电池容量的比率来确定劣化程度。

然而，影响电池容量和功率的电池内阻分量不仅仅是DC电阻，该DC电阻是电解液的电阻分量。因此，通过仅仅使用DC电阻分量的确定方法难以预测未来的劣化趋势。

而且，如果指示具有相同电池容量的电池已经如何劣化的历史记录(劣化样式(pattern))彼此不同，那么未来的劣化状态将不是必然彼此相同的。因此，仅仅通过基于电池容量的劣化程度来确定的当前价值可能是不可靠的。

通常，相比于待用于其他目的的电池而言，要求安装在电动车辆上的电池表现出诸如大电流和大容量的高性能。因此，已经被用于车辆中但不再满足那些高要求的电池可能仍然足以实现其他目的。

由于在车辆中已经没用的电池可能对于其他目的仍然是有用的，因此每块电池的当前价格需要通过考虑电池的未来使用目的来确定。

如上所述，存在以高精度确定电池劣化状态以及根据未来使用目的确定电池当前价值的合理指标的方法的需求。

发明内容

在一些实施例中，公开了一种设备，该设备包括用于确定电池(201)的溶液电阻R_sol和电荷迁移电阻R_ct的电阻测量单元；以及包括代码的至少一个计算机可读的非易失性存储介质(213)，当由至少一个处理器(122，210)执行时，所述代码用于通过以下方式提供电池(201)的当前价值的估计：将R_sol和R_ct与历史劣化转变信息进行比较；使用该比较，估计在电池(201)达到放电容量下限之前的剩余充电循环次数；以及使用该比较，估计在电池(201)达到放电时间下限之前的剩余充电循环次数。

该设备还可包括AC振荡器，该AC振荡器扫描具有多个频率的AC电压并将所述AC电压施加到至少一个电池的两端；以及电压测量单元和电流测量单元，该电压测量单元和电流测量单元分别测量每个频率下所述至少一个电池的两端产生的电压变化和电流变化，其中电阻分量确定单元根据每个频率下所测量的电压变化和所测量的电流变化，将每个频率下所述电池的阻抗确定为复数表示，并且确定所述电池的溶液电阳R_SOL和电荷迁移电阻R_CT，以使得包含R_SOL和R_CT的等效电路的阻抗拟合于所述复数表示的所述阻抗。

该设备还可包括AC振荡器，该AC振荡器将具有多个频率的其上叠加有正弦波的AC电压施加到至少一个电池的两端；以及电压测量单元和电流测量单元，该电压测量单元和电流测量单元分别测量所施加的AC电压在所述至少一个电池的所述两端产生的电压变化和电流变化；其中电阻分量确定单元通过对所述电压变化和所述电流变化的波形执行傅立叶变换，将每个频率下所述电池的阻抗确定为复数表示，并且确定所述电池的溶液电阻R_SOL和电荷迁移电阻R_CT，以使得包含R_SOL和R_CT的等效电路的阻抗拟合于所述复数表示的所述阻抗。

该设备还可包括充电-放电单元，该充电-放电单元对包含至少一个电池的电池组执行充电和放电，其中，在确定R_SOL和R_CT时，电阻分量确定单元控制所述充电一放电单元以调整所述电池组的充电状态SOC到大约50％。