本申請(qǐng)基于2023年2月10日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)no.?10-2023-0018298并要求其優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過(guò)引用整體并入本文。本公開涉及一種電池管理裝置、電池管理方法以及包括該電池管理裝置的電池組。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，對(duì)包括膝上型計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、以及移動(dòng)電話的便攜式電子產(chǎn)品的需求已經(jīng)急劇增加，并且電動(dòng)車輛、儲(chǔ)能電池、機(jī)器人、以及衛(wèi)星的發(fā)展已經(jīng)加速。在這種情形下，正在積極進(jìn)行對(duì)高性能可再充電電池的研究。

2、目前，市售的電池包括鎳鎘電池、鎳氫電池、鎳鋅電池和鋰電池。在這些電池當(dāng)中，鋰電池正成為最受歡迎的電池，因?yàn)榕c鎳基電池相比，鋰電池不受記憶效應(yīng)的影響，并且因此是可自由再充電的，具有低自放電率，并且具有高能量密度。

3、在石墨基電池中，當(dāng)鋰被嵌入到石墨層中時(shí)，可能會(huì)發(fā)生分階（staging）現(xiàn)象。在與鋰嵌入反應(yīng)相關(guān)的分階現(xiàn)象中，隨著鋰插入濃度增加，會(huì)觀察到從高階到低階的轉(zhuǎn)變。相反，在鋰脫嵌反應(yīng)（放電反應(yīng)）中，轉(zhuǎn)變相反地發(fā)生。

4、其中發(fā)生石墨分階現(xiàn)象的soc（充電狀態(tài)）帶可以被稱為分階帶。與當(dāng)在分階帶外充電和放電相比，當(dāng)在分階帶中充電和放電時(shí)可能加速電池的退化。例如，在分階帶中已經(jīng)連續(xù)地充電和放電的電池可能比尚未在分階帶中充電和放電的電池更快地退化。

5、因此，需要開發(fā)用于通過(guò)限制可能影響電池的退化的帶中的充電和放電來(lái)改進(jìn)電池的預(yù)期壽命的技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開被設(shè)計(jì)以解決上述問(wèn)題，并且本公開提供一種用于控制電池的充電和放電以延長(zhǎng)電池的壽命的電池管理裝置和電池管理方法，以及包括該電池管理裝置的電池組。

2、本公開的優(yōu)點(diǎn)可以從下文的描述中理解，并且可以從本公開的實(shí)施例中更清楚地領(lǐng)會(huì)。此外，將顯而易見的是，本公開的目的和優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)權(quán)利要求中限定的手段及其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，一種電池管理裝置可以包括：測(cè)量單元，該測(cè)量單元測(cè)量彼此串聯(lián)連接的多個(gè)電池的電壓；以及控制單元，該控制單元基于測(cè)量到的電壓來(lái)估計(jì)多個(gè)電池的充電狀態(tài)（soc），并且控制多個(gè)電池的充電和放電以使所估計(jì)的多個(gè)電池的soc落入預(yù)設(shè)為與多個(gè)電池相對(duì)應(yīng)的多個(gè)可用soc帶內(nèi)。

4、多個(gè)可用soc帶可以基于預(yù)設(shè)的不可用soc帶被劃分，并且被設(shè)置為彼此不重疊。

5、控制單元可以控制并聯(lián)連接到布置在多個(gè)電池中的每個(gè)的旁路路徑中的旁路開關(guān)的操作狀態(tài)，以控制所述多個(gè)電池的所述充電和放電。

6、在多個(gè)電池的充電期間，控制單元可以選擇目標(biāo)電池，其具有達(dá)到與目標(biāo)電池相對(duì)應(yīng)的可用soc帶的上限值的soc，并且將并聯(lián)連接到目標(biāo)電池的旁路開關(guān)的操作狀態(tài)控制為接通狀態(tài)。

7、在多個(gè)電池的放電期間，控制單元可以選擇目標(biāo)電池，其具有達(dá)到與目標(biāo)電池相對(duì)應(yīng)的可用soc帶的下限值的soc，并且將并聯(lián)連接到目標(biāo)電池的旁路開關(guān)的操作狀態(tài)控制為接通狀態(tài)。

8、當(dāng)盡管多個(gè)電池的soc已經(jīng)達(dá)到與多個(gè)電池相對(duì)應(yīng)的可用soc帶的下限值，但仍請(qǐng)求對(duì)多個(gè)電池進(jìn)行放電時(shí)，控制單元可以按照多個(gè)可用soc帶的帶值的降序設(shè)置多個(gè)可用soc帶當(dāng)中的優(yōu)先級(jí)，并且從與具有最高優(yōu)先級(jí)的可用soc帶相對(duì)應(yīng)的電池到與具有最低優(yōu)先級(jí)的可用soc帶相對(duì)應(yīng)的電池對(duì)多個(gè)電池進(jìn)行放電。

9、當(dāng)進(jìn)一步放電的電池的soc達(dá)到具有下一優(yōu)先級(jí)的可用soc帶的下限值時(shí)，控制單元可以進(jìn)一步對(duì)與具有下一優(yōu)先級(jí)的可用soc帶相對(duì)應(yīng)的電池進(jìn)行放電。

10、控制單元可以將多個(gè)可用soc帶的間隔設(shè)置為彼此相等。

11、控制單元可以將不同的電池的數(shù)量設(shè)置為與多個(gè)可用soc帶中的每個(gè)相對(duì)應(yīng)。

12、控制單元可以設(shè)置不同的電池的數(shù)量，使得可用soc帶的帶值越大，與soc帶相對(duì)應(yīng)的電池的數(shù)量越大。

13、根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，一種電池組可以包括上述電池管理裝置。

14、根據(jù)本公開的又一個(gè)方面，一種電池管理方法可以包括：測(cè)量彼此串聯(lián)連接的多個(gè)電池的電壓；基于電壓來(lái)估計(jì)多個(gè)電池的soc；以及控制多個(gè)電池的充電和放電以使多個(gè)電池的soc落入預(yù)設(shè)為與多個(gè)電池相對(duì)應(yīng)的多個(gè)可用soc帶內(nèi)。

15、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，電池管理裝置可以控制多個(gè)電池的充電和放電，使得多個(gè)電池中的每個(gè)的soc（充電狀態(tài)）不落入不可用soc帶內(nèi)。

16、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，存在的優(yōu)點(diǎn)在于延長(zhǎng)多個(gè)電池的預(yù)期壽命并且防止多個(gè)電池的退化的不平衡。

17、本公開的效果不限于在上面提到的效果，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員將從權(quán)利要求中清楚地理解未提到的其他效果。

技術(shù)特征：

1.一種電池管理裝置，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池管理裝置，其中，所述多個(gè)可用soc帶基于預(yù)設(shè)的不可用soc帶被劃分，并且被設(shè)置為彼此不重疊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池管理裝置，其中，所述控制單元控制并聯(lián)連接到布置在所述多個(gè)電池中的每個(gè)的旁路路徑中的旁路開關(guān)的操作狀態(tài)，以控制所述多個(gè)電池的所述充電和放電。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池管理裝置，其中，在所述多個(gè)電池的所述充電期間，所述控制單元選擇目標(biāo)電池，所述目標(biāo)電池具有達(dá)到與所述目標(biāo)電池相對(duì)應(yīng)的可用soc帶的上限值的soc，并且將并聯(lián)連接到所述目標(biāo)電池的所述旁路開關(guān)的所述操作狀態(tài)控制為接通狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池管理裝置，其中，在所述多個(gè)電池的所述放電期間，所述控制單元選擇目標(biāo)電池，所述目標(biāo)電池具有達(dá)到與所述目標(biāo)電池相對(duì)應(yīng)的可用soc帶的下限值的soc，并且將并聯(lián)連接到所述目標(biāo)電池的所述旁路開關(guān)的所述操作狀態(tài)控制為接通狀態(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池管理裝置，其中，當(dāng)盡管所述多個(gè)電池的所述soc已經(jīng)達(dá)到與所述多個(gè)電池相對(duì)應(yīng)的所述可用soc帶的下限值，但仍請(qǐng)求對(duì)所述多個(gè)電池進(jìn)行放電時(shí)，所述控制單元按照所述多個(gè)可用soc帶的帶值的降序設(shè)置所述多個(gè)可用soc帶當(dāng)中的優(yōu)先級(jí)，并且從與具有最高優(yōu)先級(jí)的可用soc帶相對(duì)應(yīng)的電池到與具有最低優(yōu)先級(jí)的可用soc帶相對(duì)應(yīng)的電池對(duì)所述多個(gè)電池進(jìn)行放電。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池管理裝置，其中，當(dāng)已放電的電池的所述soc達(dá)到具有下一優(yōu)先級(jí)的可用soc帶的下限值時(shí)，所述控制單元對(duì)與具有所述下一優(yōu)先級(jí)的所述可用soc帶相對(duì)應(yīng)的電池進(jìn)行放電。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池管理裝置，其中，所述控制單元將所述多個(gè)可用soc帶的間隔設(shè)置為彼此相等。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池管理裝置，其中，所述控制單元將不同的電池的數(shù)量設(shè)置為與所述多個(gè)可用soc帶中的每個(gè)相對(duì)應(yīng)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池管理裝置，其中，所述控制單元設(shè)置所述不同的電池的數(shù)量，使得可用soc帶的帶值越大，與所述soc帶相對(duì)應(yīng)的所述電池的數(shù)量越大。

11.一種電池組，包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的電池管理裝置。

12.一種電池管理方法，包括：

技術(shù)總結(jié)
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池管理裝置包括：測(cè)量單元，其用于測(cè)量彼此串聯(lián)連接的多個(gè)電池的電壓；以及控制單元，其用于基于電壓來(lái)估計(jì)多個(gè)電池的SOC，并且控制多個(gè)電池的充電和放電使得多個(gè)電池的SOC被包括在預(yù)設(shè)為與多個(gè)電池相對(duì)應(yīng)的多個(gè)可用SOC區(qū)段中。

技術(shù)研發(fā)人員：金榮德,金大洙,崔淳柱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株式會(huì)社LG新能源
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6