[发明专利]用于估算包含混合正极材料的二次电池的充电状态的设备和方法

权利要求书

1.一种用于估算二次电池的充电状态(SOC)的设备，所述二次电池包含：(i)正极，所述正极包含具有第一正极材料和第二正极材料的混合正极材料，其中所述第一正极材料和第二正极材料具有不同的运行电压范围；(ii)包含负极材料的负极；和(iii)隔膜，所述隔膜用于将所述正极与所述负极隔开，所述设备包含：

传感器，所述传感器被构造为在所述二次电池的充电期间对所述二次电池的动态电压进行测量；和

控制单元，所述控制单元被构造为将所述二次电池的动态电压曲线识别为过渡区域电压图案，计算所述过渡区域电压图案的参数，并通过使用所述参数与SOC之间的预定关系，根据计算的参数对所述二次电池的SOC进行估算。

2.根据权利要求1的用于估算二次电池的SOC的设备，其中当所述动态电压曲线具有拐点，所述动态电压曲线具有不同曲率，或所述动态电压曲线的一阶微分值具有最大值时，所述控制单元将所述动态电压曲线识别为过渡区域电压图案。

3.根据权利要求1的用于估算二次电池的SOC的设备，

其中所述过渡区域电压图案具有至少一个拐点，以及

其中计算的参数包括选自如下参数中的至少一个参数：

初始充电电压(V_初始)，在所述初始充电电压(V_初始)处在识别的过渡区域电压图案中电压开始升高；

最终充电电压(V_最终)，在所述最终充电电压(V_最终)处在识别的过渡区域电压图案中电压停止升高；

时间(τ)，所述时间(τ)是在识别的过渡区域电压图案中从电压开始升高的时间点直至出现所述拐点所花费的时间；

在所述拐点处的dV/dt(V＝动态电压)；

在所述拐点处的dV/dSOC(V＝动态电压，SOC＝SOC)；

时间(△T)，所述时间(△T)是所述二次电池的动态电压从初始充电电压变化到最终充电电压所花费的时间；

整个识别的过渡区域电压图案的积分值；以及

通过对在所述拐点之前或之后在预定时间范围内的所述过渡区域电压图案进行积分而得到的积分值。

4.根据权利要求1的用于估算二次电池的SOC的设备，其中所述预定关系是其中定义了所述参数与所述SOC之间的关系的查找表。

5.根据权利要求1的用于估算二次电池的SOC的设备，其中所述预定关系是其中所述参数为输入变量且所述SOC为输出变量的查找函数。

6.根据权利要求4的用于估算二次电池的SOC的设备，还包含其中存储所述查找表的存储单元。

7.根据权利要求5的用于估算二次电池的SOC的设备，还包含其中存储所述查找函数的存储单元。

8.根据权利要求1的用于估算二次电池的SOC的设备，其中在与测量动态电压的充电条件相同的充电条件下预先确定所述关系。

9.根据权利要求1或8的用于估算二次电池的SOC的设备，其中估算的SOC为在充电开始之前的SOC或在充电完成之后的SOC。

10.根据权利要求9的用于估算二次电池的SOC的设备，

其中所述传感器测量充电期间所述二次电池的电流，以及

其中所述控制单元估算充电开始之前的SOC，然后将测量的电流积分以计算SOC的变化量，并将所述SOC的变化量应用于估算的SOC以估算充电完成之后的SOC。

11.根据权利要求1的用于估算二次电池的SOC的设备，其中所述充电是在时间间隔下重复的脉冲充电。

12.根据权利要求11的用于估算二次电池的SOC的设备，其中每当重复所述脉冲充电时，所述控制单元对所述二次电池的SOC进行估算。

13.根据权利要求11的用于估算二次电池的SOC的设备，其中在各次脉冲充电期间，当确立将所述动态电压曲线识别为所述过渡区域电压图案的条件时，所述控制单元对所述二次电池的SOC进行估算。

14.根据权利要求1的用于估算二次电池的SOC的设备，还包含用于通过图形界面显示估算的SOC的显示单元，

其中所述控制单元将估算的SOC输出到所述显示单元。