电池的状态诊断装置及其状态诊断方法与流程

本发明涉及电池的状态诊断装置及其状态诊断方法，更具体地，涉及用于诊断电池的异常状态并确定异常状态的类型的技术。

背景技术：

1、电池系统是指两个或更多个电池彼此串联或并联连接而成的两个或更多个电池的集群。换句话说，在电池系统中，数百个电池电芯或数千个电池电芯彼此串联或并联连接。例如，当数百个电池电芯或数千个电池电芯中的一个发生劣化时，由于热传递，会对相邻的电池电芯产生影响。换句话说，即使仅一个电芯发生异常，整个电池系统也可能发生热失控。特别是，由于锂析出（lithium plating）或类似现象，电池电芯中可能会出现微短路（msc）、内部短路（isc）或类似问题。这可能会直接导致电池系统的热失控和起火。

2、此外，通常认为导致电池故障的决定性缺陷因素是内部短路。然而，电池的异常状态是由电池电芯之间的相互依赖和相互影响引起，目前尚不明确这种异常状态的机制。例如，如果电池电芯的电极-电解质界面处的离子扩散受到阻碍，则锂析出的概率可能会增加，从而导致电池电芯发生短路。换句话说，电池的异常状态可能存在除短路之外的多种因素。需要能够诊断电池的异常状态的技术。

3、为了解决上述问题，针对电池电芯的异常状态诊断开展了大量研究。例如，已经开发了这样一种技术，其在设置于电动车辆的电池管理系统（bms）中监测设置于电池电芯中的传感器的感测值，或者基于感测值的变化诊断电池电芯的状态。

4、然而，能够考虑到电动车辆搭载的电池的大规模生产条件并且适用于动态驾驶环境的电池诊断技术几乎还没有开发出来。例如，现有的电池状态诊断技术利用监测感测值的被动诊断方案，这只能诊断电池电芯是否短路。换句话说，现有的电池状态诊断技术在诊断电池电芯的异常状态方面具有局限性。因此，基于适用于电动车辆的环境条件分析电池的电化学状态的主动诊断技术的必要性日益凸显。特别是，需要一种能够以时间序列确定电池系统中特定的电池电芯是否存在异常状态并确定异常状态的类型和程度的技术。

技术实现思路

1、本发明致力于解决现有技术中出现的上述问题，同时完整保留由现有技术实现的优点。

2、本发明的一方面提供了一种电池的状态诊断装置及其状态诊断方法，其基于电池电芯的数据确定异常状态的类型。

3、本发明的另一方面提供了一种电池的状态诊断装置及其状态诊断方法，其量化电池的异常状态并且分析异常状态。

4、本发明所要解决的技术问题不限于上述问题，并且本发明所属领域的技术人员将通过以下描述将清楚地理解本文未提及的任何其它技术问题。

5、根据本发明的一方面，一种电池的状态诊断装置可以包括收发器模块和处理器，所述收发器模块接收至少一个电池电芯的电池数据；所述处理器基于接收到的电池数据计算微分容量；基于计算出的微分容量确定至少一个电池电芯的异常状态的异常类型；基于确定出的异常类型计算异常值；基于计算出的异常值确定与异常状态相对应的诊断类型。

6、在实施方案中，处理器可以基于电池数据计算根据电压的微分容量的曲线，并且可以基于计算出的曲线计算峰或谷的至少一者的轮廓。

7、在实施方案中，处理器可以基于曲线设置多个电压值。多个电压值可以包括第一电压值和第二电压值。

8、在实施方案中，处理器可以计算与第一电压值相对应的微分容量的第一相对值，并且可以计算与第二电压值相对应的微分容量的第二相对值。

9、在实施方案中，处理器可以确定第一相对值是否在第一基准范围内，可以确定第二相对值是否在第二基准范围内，并且可以根据确定出的结果确定异常类型。

10、在实施方案中，处理器可以基于与峰或谷的至少一者的轮廓以及异常类型相对应的权重来计算异常值。

11、在实施方案中，处理器可以确定异常值是否大于或等于阈值，并且可以根据确定出的结果确定与异常值相对应的诊断类型。

12、在实施方案中，如果异常值大于或等于阈值，则处理器可以将诊断类型确定为短期诊断。

13、在实施方案中，处理器可以通过对特定持续时间内的异常值进行累积来计算累积异常值，如果累积异常值大于或等于阈值累积值，则可以将诊断类型确定为长期诊断。

14、在实施方案中，处理器可以基于电池电芯的特性预先设置异常类型和诊断类型。

15、根据本发明的另一方面，一种电池的状态诊断装置的状态诊断方法可以包括：接收至少一个电池电芯的电池数据；基于接收到的电池数据计算微分容量；基于计算出的微分容量确定至少一个电池电芯的异常状态的异常类型；基于确定出的异常类型计算异常值；基于计算出的异常值确定与异常状态相对应的诊断类型。

16、在另一实施方案中，微分容量的计算可以包括：基于电池数据计算根据电压的微分容量的曲线，基于计算出的曲线计算峰或谷的至少一者的轮廓。

17、在另一实施方案中，微分容量的计算可以进一步包括基于曲线设置多个电压值。多个电压值可以包括第一电压值和第二电压值。

18、在另一实施方案中，微分容量的计算可以进一步包括：计算与第一电压值相对应的微分容量的第一相对值，并且计算与第二电压值相对应的微分容量的第二相对值。

19、在另一实施方案中，确定异常类型可以包括：确定第一相对值是否在第一基准范围内，确定第二相对值是否在第二基准范围内，并且根据确定出的结果确定异常类型。

20、在另一实施方案中，异常值的计算可以包括：基于与峰或谷的至少一者的轮廓以及异常类型相对应的权重来计算异常值。

21、在另一实施方案中，确定诊断类型可以包括：确定异常值是否大于或等于阈值，并且根据确定出的结果确定与异常值相对应的诊断类型。

22、在另一实施方案中，确定诊断类型可以进一步包括：如果异常值大于或等于阈值，将诊断类型确定为短期诊断。

23、在另一实施方案中，确定诊断类型可以进一步包括：通过对特定持续时间内的异常值进行累积来计算累积异常值，如果累积异常值大于或等于阈值累积值，则将诊断类型确定为长期诊断。

24、在另一实施方案中，状态诊断方法可以进一步包括：基于电池电芯的特性预先设置异常类型和诊断类型。

1.一种电池的状态诊断装置，所述状态诊断装置包括：

2.根据权利要求1所述的电池的状态诊断装置，其中，所述处理器进一步配置为：

3.根据权利要求2所述的电池的状态诊断装置，其中，所述处理器进一步配置为：

4.根据权利要求3所述的电池的状态诊断装置，其中，所述处理器进一步配置为：

5.根据权利要求4所述的电池的状态诊断装置，其中，所述处理器配置为：

6.根据权利要求2所述的电池的状态诊断装置，其中，所述处理器进一步配置为：基于与峰或谷的至少一者的轮廓以及异常类型相对应的权重来计算异常值。

7.根据权利要求6所述的电池的状态诊断装置，其中，所述处理器进一步配置为：

8.根据权利要求7所述的电池的状态诊断装置，其中，所述处理器进一步配置为：当异常值大于或等于阈值时，将诊断类型确定为短期诊断。

9.根据权利要求7所述的电池的状态诊断装置，其中，所述处理器进一步配置为：

10.根据权利要求1所述的电池的状态诊断装置，其中，所述处理器进一步配置为：基于电池电芯的特性预先设置异常类型和诊断类型。

11.一种电池的状态诊断装置的状态诊断方法，所述状态诊断方法包括：

12.根据权利要求11所述的状态诊断方法，其中，计算微分容量包括：

13.根据权利要求12所述的状态诊断方法，其中，计算微分容量进一步包括：

14.根据权利要求13所述的状态诊断方法，其中，计算微分容量进一步包括：

15.根据权利要求14所述的状态诊断方法，其中，确定异常类型包括：

16.根据权利要求12所述的状态诊断方法，其中，计算异常值包括：

17.根据权利要求16所述的状态诊断方法，其中，确定诊断类型包括：

18.根据权利要求17所述的状态诊断方法，其中，确定诊断类型进一步包括：当异常值大于或等于阈值时，将诊断类型确定为短期诊断。

19.根据权利要求17所述的状态诊断方法，其中，确定诊断类型进一步包括：

20.根据权利要求11所述的状态诊断方法，进一步包括：基于至少一个电池电芯的特性预先设置异常类型和诊断类型。