本技術(shù)要求于2022年11月8日提交的韓國專利申請no.10-2022-0147912的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益。本發(fā)明涉及一種反映由于大容量電池單體的充電和放電而導(dǎo)致的發(fā)熱及內(nèi)阻的快速充電協(xié)議的建立方法、能夠建立這樣的快速充電協(xié)議的電池管理系統(tǒng)、以及包括該電池管理系統(tǒng)的電池組（battery?pack）。

背景技術(shù)：

1、近年來，對諸如筆記本電腦、便攜電話的便攜式電子產(chǎn)品的需求已經(jīng)急劇增加，并且對電動推車、電動輪椅、電動自行車的需求也增加了，且對可重復(fù)充電和放電的高性能電池的研究也活躍地進行。近年來，隨著碳能源逐漸枯竭和環(huán)保意識增強，在全球范圍內(nèi)混合電動車輛（hev）和電動車輛（ev）的需求也不斷增加。因此，越來越多的關(guān)注和研究聚焦在作為hev和ev核心部件的車輛電池上，且存在開發(fā)能夠快速對電池進行再充電的快速充電技術(shù)的迫切需要?？焖俪潆娛且豁椫陵P(guān)重要的能力，尤其是對于沒有額外能源的ev。

2、對電池充電的過程涉及將電流引入到電池中以積累電荷和能量，并且必須小心控制此過程。一般而言，過大的充電電流（c速率）或充電電壓能夠使電池的性能永久老化并最終導(dǎo)致電池完全故障，或?qū)е峦蝗还收?，諸如高腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的泄漏或爆炸。

3、在用恒定電流對電池充電時，如果充電電流的電流速率小，則需要很長的時間以將電池完全充電。另一方面，如果充電電流的電流速率過高，電池將快速老化。因此，在恒定電流充電過程中，需要根據(jù)電池的狀態(tài)逐漸調(diào)整充電電流的電流速率。

4、具有“多階段恒定電流充電協(xié)議”的充電圖通常被利用于以逐步方式調(diào)整恒定電流充電期間的電流速率。充電圖包括至少一個數(shù)據(jù)陣列，其中記錄了多個電流速率與多個轉(zhuǎn)換條件之間的關(guān)系。每當滿足每個轉(zhuǎn)換條件時，可以將以下電流速率序列作為充電電流提供給電池。電流速率（也可以稱為“c速率”）是充電電流除以電池的最大容量，使用單位“c”。

5、傳統(tǒng)上，為了導(dǎo)出這樣的多階段恒定電流充電協(xié)議，制造50mah單單體型三電極單體，并將每個充電電流的在負極發(fā)生鋰沉積的充電狀態(tài)（soc）設(shè)定為充電極限。

6、然而，三電極單體難以制造且需要專用的充電器和放電器進行充電和放電，因此存在諸如三電極單體的完整性、三電極單體的制造時間、專用充電器和放電器的制備的許多制約。此外，在將這些三電極單體中識別的極限充電狀態(tài)應(yīng)用于具有容量范圍為40-200ah的大容量電池單體時，不存在反映大容量電池單體的電阻或快速充電期間的發(fā)熱的技術(shù)。此外，使用三電極單體來建立充電協(xié)議的方法受實驗者的主觀性影響，因為隨著充電電流變得更小以及負極組成變得更有利于快速充電，鋰沉積區(qū)不再明顯區(qū)分，因此在電池單體的偏差的情況下難以建立表現(xiàn)出相似電壓曲線的充電協(xié)議。

7、因此，有必要開發(fā)一種無需制造三電極單體的技術(shù)并導(dǎo)出一種在存在電池單體差異的情況下能夠產(chǎn)生相似電壓曲線，同時考慮到大容量電池單體的電阻和快速充電期間的發(fā)熱狀態(tài)的充電協(xié)議。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、[技術(shù)問題]

2、本發(fā)明被設(shè)計為解決上述問題，且目的在于提供一種導(dǎo)出不需要預(yù)先制造三電極單體來通過充電電流導(dǎo)出極限充電狀態(tài)的充電協(xié)議的方法、一種導(dǎo)出考慮大容量電池單體的電阻和快速充電期間的發(fā)熱狀態(tài)的充電協(xié)議的方法、和一種能夠建立這樣的充電協(xié)議的電池管理系統(tǒng)以及安裝有該系統(tǒng)的電池組。

3、[技術(shù)方案]

4、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種電池管理系統(tǒng)。該電池管理系統(tǒng)包括：測量部，其被配置為針對具有正極和負極的雙電極電池單體，當以不同的充電電流（i）充電時，分別測量根據(jù)充電狀態(tài)（socx）的閉路電壓（ccvsocx）和開路電壓（ocvsocx）；存儲器部，其被配置為收集并存儲內(nèi)阻曲線，內(nèi)阻曲線通過將測量的ccvsocx和ocvsocx代入下面的公式1中以計算根據(jù)充電狀態(tài)的內(nèi)阻值（rsocx）來繪制根據(jù)每個充電電流（i）的充電狀態(tài)的內(nèi)阻值（rsocx）；以及控制部，其被配置為根據(jù)內(nèi)阻曲線確定與每個充電電流對應(yīng)的極限充電狀態(tài)，并基于此來建立充電協(xié)議。

5、[公式1]

6、根據(jù)充電狀態(tài)的內(nèi)阻值（rsocx）=（ccvsocx-ocvsocx）/i

7、在示例性實施例中，控制部可以被配置為將在內(nèi)阻曲線的圖形形狀從平坦改變?yōu)橄陆第厔莸狞c處的充電狀態(tài)（socx）值確定為極限充電狀態(tài)。

8、在示例性實施例中，控制部可以被配置為通過在電池單體的重復(fù)充電和放電期間周期性地導(dǎo)出與每個充電電流對應(yīng)的新的極限充電狀態(tài)來重新建立充電協(xié)議。

9、在示例性實施例中，電池管理系統(tǒng)還包括連接部，該連接部被配置為與充電設(shè)備連接以根據(jù)由控制部建立的充電協(xié)議向電池單體供應(yīng)充電電流。

10、在示例性實施例中，測量部被配置為測量電池單體的狀態(tài)信息，該狀態(tài)信息包括電池單體的電壓和充電狀態(tài)中的至少一個。

11、在示例性實施例中，充電電流（i）從0.33c至6.0c的范圍選擇。

12、根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例，提供了一種包括上述的電池管理系統(tǒng)的電池組。

13、在示例性實施例中，電池組可以包括具有容量為40至200ah的多個電池單體。

14、根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例，提供了一種建立鋰二次電池充電協(xié)議的方法。建立鋰二次電池充電協(xié)議的方法包括：（a）針對具有正極和負極的雙電極電池單體，當以不同的充電電流（i）充電時，分別測量根據(jù)充電狀態(tài)（socx）的閉路電壓（ccvsocx）和開路電壓（ocvsocx）；

15、（b）將測量的ccvsocx和ocvsocx代入下面的公式1中以計算根據(jù)充電狀態(tài)的內(nèi)阻值（rsocx），并收集內(nèi)阻曲線，內(nèi)阻曲線針對每個充電電流（i）繪制根據(jù)充電狀態(tài)的內(nèi)阻值（rsocx）；以及

16、（c）根據(jù)所收集的內(nèi)阻曲線確定與每個充電電流對應(yīng)的極限充電狀態(tài)；

17、[公式1]

18、根據(jù)充電狀態(tài)的內(nèi)阻值（rsocx）=（ccvsocx-ocvsocx）/i

19、在示例性實施例中，在過程（c）中，極限充電狀態(tài)被確定為在內(nèi)阻曲線的圖形形狀從平坦改變?yōu)橄陆第厔莸狞c處的充電狀態(tài)（soc）值。

20、在示例性實施例中，雙電極電池單體具有40至200ah的容量。

21、在示例性實施例中，在過程（a）中，充電電流（i）從0.33c至6.0c的范圍中選擇。

22、在示例性實施例中，在過程（a）中，以0.1c至1.0c的間隔設(shè)置充電電流（i）。

23、根據(jù)示例性實施例的建立充電協(xié)議的方法還包括基于根據(jù)充電電流的極限充電狀態(tài)來映射充電協(xié)議，其中，映射過程映射使得每個充電電流以對應(yīng)的充電電流進行充電達到極限充電狀態(tài)，但隨著充電狀態(tài)增加，充電電流降低。

24、[有益效果]

25、根據(jù)本發(fā)明的電池管理系統(tǒng)和充電協(xié)議設(shè)置方法具有提供反映直接來自大容量電池單體的電阻和發(fā)熱，而無需制造難以制造的三電極單體的的充電協(xié)議的效果。

26、此外，根據(jù)本發(fā)明的電池管理系統(tǒng)和充電協(xié)議設(shè)置方法具有即使在電池單體的操作期間非破壞性地識別電池單體的劣化程度，并更新充電協(xié)議以反映電池單體的劣化的效果。

27、此外，根據(jù)本發(fā)明的電池管理系統(tǒng)和充電協(xié)議設(shè)置方法即使在低至1.0c的充電電流下也可以導(dǎo)出極限充電狀態(tài)，從而提供有利于快速充電的充電協(xié)議。