特表2023-531569電池放電のアンダー電圧保護方法、電池装置及び電気機器
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-25
(54)【発明の名称】電池放電のアンダー電圧保護方法、電池装置及び電気機器
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20230718BHJP
G01R 31/3835 20190101ALI20230718BHJP
G01R 31/374 20190101ALI20230718BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20230718BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20230718BHJP
【ＦＩ】
H02J7/00 302D
H02J7/00 X
H02J7/00 P
H02J7/00 Y
G01R31/3835
G01R31/374
H01M10/44 P
H01M10/48 P
H01M10/48 301
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021540790
(86)(22)【出願日】2021-05-21
(85)【翻訳文提出日】2021-07-13
(86)【国際出願番号】 CN2021095187
(87)【国際公開番号】W WO2022241766
(87)【国際公開日】2022-11-24
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520124888
【氏名又は名称】東莞新能安科技有限公司
【氏名又は名称原語表記】Ｄｏｎｇｇｕａｎ Ｐｏｗｅｒａｍｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１ Ｘｉｎｇｈｕｉ Ｒｏａｄ， Ｓｏｎｇｓｈａｎ Ｌａｋｅ Ｐａｒｋ， Ｄｏｎｇｇｕａｎ Ｃｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， ５２３０００， Ｐｅｏｐｌｅ’ｓ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】110002262
【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】沈 正斌
【テーマコード（参考）】
2G216
5G503
5H030
【Ｆターム（参考）】
2G216AB01
2G216AB05
2G216BA03
2G216BA17
5G503BA01
5G503BB01
5G503BB02
5G503CA11
5G503CB11
5G503DA13
5G503EA05
5G503EA08
5G503FA06
5H030AA01
5H030AS20
5H030BB21
5H030FF22
5H030FF44
(57)【要約】
本願は、電池放電のアンダー電圧保護方法、電池装置及び電気機器を開示し、電池技術分野に関する。本願の一実施例の電池放電のアンダー電圧保護方法は、電池の温度値及び第１電圧値を取得し、温度値から電池の放電深さを確定し、前記第１電圧値に基づいて、前記電池の第１残存容量比を確定し、第１残存容量比、放電深さ及び第１アンダー電圧閾値に基づいて第２アンダー電圧閾値を確定して、電池の放電容量比を大きくする。本願は、異なる温度区間でのアンダー電圧閾値を確定し、異なる温度の下で異なるアンダー電圧閾値を選択することにより、アンダー電圧閾値に対する動的調整を実現し、電池の低温での放電容量比を大きくする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池放電のアンダー電圧保護方法であって、電池の温度値及び第１電圧値を取得するステップと、
前記温度値に基づいて、前記電池の放電深さを確定するステップと、
前記第１電圧値に基づいて、前記電池の第１残存容量比を確定するステップと、
前記電池の放電容量比を大きくするために、前記第１残存容量比、前記放電深さ及び第１アンダー電圧閾値に基づいて第２アンダー電圧閾値を確定するステップと、を含み、
前記第１アンダー電圧閾値は、予め定められたアンダー電圧閾値であり、前記第２アンダー電圧閾値は、動的に調整された後のアンダー電圧閾値であることを特徴とする電池放電のアンダー電圧保護方法。
【請求項2】
前記温度値に応じて、前記電池の放電深さを確定するステップは、前記温度値に対応する温度区間を確定することと、
前記温度区間に基づいて、前記温度区間に対応する前記放電深さを確定することと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の電池放電のアンダー電圧保護方法。
【請求項3】
前記第１電圧値に基づいて、前記電池の第１残存容量比を確定するステップは、前記電池のパラメータ対応関係から前記第１電圧値に対応する前記第１残存容量比を確定することを含み、
前記パラメータ対応関係とは、残存容量比と開回路電圧との対応関係を指すことを特徴とする請求項１に記載の電池放電のアンダー電圧保護方法。
【請求項4】
前記第１残存容量比、前記放電深さ及び第１アンダー電圧閾値に基づいて第２アンダー電圧閾値を確定するステップは、前記第１残存容量比と前記放電深さとに基づいて、前記電池の第２残存容量比を確定することと、
前記パラメータ対応関係に基づいて、前記第２残存容量比に対応する第２電圧値を確定することと、
前記第２電圧値と前記第１電圧値とに基づいて、前記電池の電圧値の変化量を確定することと、
前記電圧値の変化量と前記第１アンダー電圧閾値とに基づいて、前記第２アンダー電圧閾値を確定することと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の電池放電のアンダー電圧保護方法。
【請求項5】
前記第１残存容量比、前記放電深さ及び第１アンダー電圧閾値に基づいて、第２アンダー電圧閾値を確定した後に、前記電池の放電遮断後の第３電圧値を取得して、前記第２アンダー電圧閾値と前記第３電圧値とに基づいて、前記電池に対してアンダー電圧保護を行なうか否かを確定することをさらに含むことを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の電池放電のアンダー電圧保護方法。
【請求項6】
前記第２アンダー電圧閾値と前記第３電圧値とに基づいて、前記電池に対してアンダー電圧保護を行なうか否かを確定するステップは、前記第３電圧値に基づいて、第４電圧値を特定し、前記第４電圧値が前記第２アンダー電圧閾値より小さければ、前記電池をアンダー電圧保護すると確定することを含むことを特徴とする請求項５に記載の電池放電のアンダー電圧保護方法。
【請求項7】
前記電池のパラメータ対応関係から前記第１電圧値に対応する前記第１残存容量比を確定する前に、前記電池の容量がフル容量に達するまで前記電池を充電することと、
前記フル容量に応じた満充電電圧を取得することと、
前記電池の電圧が放電遮断電圧に達するまで前記電池を放電することと、
前記電池の放電中の電圧値と前記電圧値に応じた荷電状態を取得することと、
前記電圧値と前記電圧値に対応する電荷状態とに基づいて、前記パラメータ対応関係を確定することと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の電池放電のアンダー電圧保護方法。
【請求項8】
前記第１残存容量比と前記放電深さとに基づいて、前記電池の第２残存容量比を確定するステップは、前記第１残存容量比に基づいて、前記電池の第１放電容量比を確定することと、
前記第１放電容量比と前記放電深さとに基づいて、前記第２残存容量比を確定することと、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の電池放電のアンダー電圧保護方法。
【請求項9】
電池と、プロセッサと、メモリとを備え、前記メモリには、コンピュータプログラムが記憶され、前記コンピュータプログラムが前記プロセッサにより実行されると、請求項１から８のいずれか一項に記載の電池放電のアンダー電圧保護方法を実現することを特徴とする電池装置。
【請求項10】
負荷と、請求項９に記載の電池装置とを備え、前記電池装置は、前記負荷に電気エネルギーを供給することを特徴とする電気機器。
【請求項11】
ドローン、電気自動車、電動工具及びエネルギー貯蔵製品のいずれかを含むことを特徴とする請求項１０記載の電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、電池技術分野に関し、詳しくは、電池放電のアンダー電圧保護方法、電池装置、及び電気機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電池のアンダー電圧保護制御には、通常、固定的なアンダー電圧保護点を設ける方法を採用する。固定的なアンダー電圧保護点は、２．８Ｖ～３．０Ｖの範囲内に設けられる。共通の保護点は、一級のアンダー電圧アラーム３．０Ｖ、二級のアンダー電圧保護２．９Ｖ、三級のアンダー電圧保護２．８Ｖである。しかしながら、電池を低温条件下で放電すると、電池の放電容量比が急激に小さくなり、電池の低温での容量要求を満たすことができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
そこで、本願は、電池の低温での放電容量比が減少するという問題を解決することができる電池放電のアンダー電圧保護方法、電池装置及び電気機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本願の一実施例に係る電池放電のアンダー電圧保護方法は、電池の温度値及び第１電圧値を取得するステップと、前記温度値に基づいて、前記電池の放電深さを確定するステップと、前記第１電圧値に基づいて、前記電池の第１残存容量比を確定するステップと、前記電池の放電容量比を大きくするために、前記第１残存容量比、前記放電深さ及び第１アンダー電圧閾値に基づいて第２アンダー電圧閾値を確定するステップと、を含む。ここで、前記第１アンダー電圧閾値は、予め定められたアンダー電圧閾値であり、前記第２アンダー電圧閾値は、動的に調整された後のアンダー電圧閾値である。
【0005】
一態様において、前記温度値に応じて、前記電池の放電深さを確定するステップは、前記温度値に対応する温度区間を確定することと、前記温度区間に基づいて、前記温度区間に対応する前記放電深さを確定することと、を含む。
【0006】
他の態様において、前記第１電圧値に基づいて、前記電池の第１残存容量比を確定するステップは、前記電池のパラメータ対応関係から前記第１電圧値に対応する前記第１残存容量比を確定することを含み、ここで、前記パラメータ対応関係とは、残存容量比と開回路電圧との対応関係である。
【0007】
他の態様において、前記第１残存容量比、前記放電深さ及び第１アンダー電圧閾値に基づいて第２アンダー電圧閾値を確定するステップは、前記第１残存容量比と前記放電深さとに基づいて、前記電池の第２残存容量比を確定することと、前記パラメータ対応関係に基づいて、前記第２残存容量比に対応する第２電圧値を確定することと、前記第２電圧値と前記第１電圧値とに基づいて、前記電池の電圧値の変化量を確定することと、前記電圧値の変化量と前記第１アンダー電圧閾値とに基づいて、前記第２アンダー電圧閾値を確定することと、を含む。
【0008】
他の態様において、前記第１残存容量比、前記放電深さ及び第１アンダー電圧閾値に基づいて、第２アンダー電圧閾値を確定した後、
前記電池の放電遮断後の第３電圧値を取得して、前記第２アンダー電圧閾値と前記第３電圧値とに基づいて、前記電池に対してアンダー電圧保護を行なうか否かを確定することをさらに含む。
前記電池の放電遮断後の第３電圧値を取得して、前記第２アンダー電圧閾値と前記第３電圧値とに基づいて、前記電池に対してアンダー電圧保護を行なうか否かを確定することをさらに含む。
【0009】
他の態様において、前記第２アンダー電圧閾値と前記第３電圧値とに基づいて、前記電池に対してアンダー電圧保護を行なうか否かを確定するステップは、
前記第３電圧値に基づいて、第４電圧値を特定し、前記第４電圧値が前記第２アンダー電圧閾値より小さければ、前記電池をアンダー電圧保護すると確定することを含む。
前記第３電圧値に基づいて、第４電圧値を特定し、前記第４電圧値が前記第２アンダー電圧閾値より小さければ、前記電池をアンダー電圧保護すると確定することを含む。
【0010】
他の態様において、前記電池のパラメータ対応関係から前記第１電圧値に対応する前記第１残存容量比を確定する前に、
前記電池の容量がフル容量に達するまで前記電池を充電することと、
前記フル容量に応じた満充電電圧を取得することと、
前記電池の電圧が放電遮断電圧に達するまで前記電池を放電することと、
前記電池の放電中の電圧値と前記電圧値に応じた荷電状態を取得することと、
前記電圧値と前記電圧値に対応する電荷状態とに基づいて、前記パラメータ対応関係を確定することと、をさらに含む。
前記電池の容量がフル容量に達するまで前記電池を充電することと、
前記フル容量に応じた満充電電圧を取得することと、
前記電池の電圧が放電遮断電圧に達するまで前記電池を放電することと、
前記電池の放電中の電圧値と前記電圧値に応じた荷電状態を取得することと、
前記電圧値と前記電圧値に対応する電荷状態とに基づいて、前記パラメータ対応関係を確定することと、をさらに含む。
【0011】
他の態様において、前記第１残存容量比と前記放電深さとに基づいて、前記電池の第２残存容量比を確定するステップは、
前記第１残存容量比に基づいて、前記電池の第１放電容量比を確定することと、
前記第１放電容量比と前記放電深さとに基づいて、前記第２残存容量比を確定することと、を含む。
前記第１残存容量比に基づいて、前記電池の第１放電容量比を確定することと、
前記第１放電容量比と前記放電深さとに基づいて、前記第２残存容量比を確定することと、を含む。
【0012】
本願の一実施形態に係る電池装置は、電池と、プロセッサと、メモリとを備え、前記メモリには、コンピュータプログラムが記憶され、前記コンピュータプログラムが前記プロセッサにより実行される時に、本願実施形態の電池放電のアンダー電圧保護方法を実現する。
【0013】
本願の一実施形態に係る電気機器は、負荷と、電池装置とを備え、前記電池装置は、前記負荷に電気エネルギーを供給する。
【0014】
なお、一実施形態において、前記電気機器は、ドローン、電気自動車、電動工具及びエネルギー貯蔵製品のいずれかを含む。
【発明の効果】
【0015】
本願の実施形態は、電池の温度値、第１電圧値及び第１アンダー電圧閾値によって、第２アンダー電圧閾値を確定し、さらに異なる温度区間でのアンダー電圧閾値を確定して、異なる温度区間で異なるアンダー電圧閾値を選択することにより、アンダー電圧閾値に対する動的調整を図り、前記電池の低温での放電容量比を大きくする。さらに、本願の実施形態は、前記電池が放電を遮断した後の第３電圧と前記第２アンダー電圧閾値とに基づいて、電池に対してアンダー電圧保護を行なうか否かを確定し、前記電池をあまりにも早期にアンダー電圧保護することを回避し、前記電池の低温での放電容量比を保証する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】電池の異なる温度における電圧と放電容量比とのグラフである。
【図2】本開示の一実施形態に係る電池装置のブロック図である。
【図3】本開示の一実施形態に係る電池放電のアンダー電圧保護方法のフローチャートである。
【図4】本開示の他の実施形態による電池放電のアンダー電圧保護方法のフローチャートである。
【図5】本開示の他の実施形態による電池放電のアンダー電圧保護方法のフローチャートである。
【図6】本開示の他の実施形態による電池放電のアンダー電圧保護方法のフローチャートである。
【図7】本開示の他の実施形態による電池放電のアンダー電圧保護方法のフローチャートである。
【図8】電池の異なる作動状態における開回路電圧の曲線である。
【図9】電池が放電を遮断した後の異なる温度での開回路電圧の曲線である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本願の上記目的、特徴及び利点をより明確に理解できるように、以下、図面及び具体的実施例を併せて本願について詳細に説明する。なお、衝突しない場合、本願の実施例及び実施例における特徴は互いに組み合わせることができる。以下の説明において、本願を十分に理解するために具体的な細部も多数記載されているが、あらゆる実施例ではなく、本願の一部の実施例のみである。
【0018】
なお、フローチャートには論理的な順序が示されているが、いずれの場合も、図示または説明したステップをフローチャートと異なる順序で実行してもよい。本願実施例に開示される方法は、方法を実現するための一または複数のステップまたは動作を含む。方法ステップ及び／または動作は、特許請求の範囲を逸脱することなく相互に入れ替えられてもよい。言い換えれば、ステップまたは動作の特定の順序を指定しない限り、特定のステップおよび／または動作の順序および／または使用は、特許請求の範囲から逸脱することなく修正され得る。
【0019】
図１は、電池の異なる温度における電圧と放電容量比とのグラフである。ただし、Ｓ１１は、０．３Ｃ放電倍率及び４５℃での電圧と放電容量比の曲線である。Ｓ１２は、０．３Ｃ放電倍率及び２５℃での電圧と放電容量比とのグラフである。Ｓ１３は、０．３Ｃ放電倍率及び１５℃での電圧と放電容量比とのグラフである。Ｓ１４は、０．３Ｃ放電倍率及び０℃での電圧と放電容量比とのグラフである。Ｓ１５は、０．３Ｃ放電倍率及び－１０℃での電圧と放電容量比とのグラフである。Ｓ１６は、０．３Ｃ放電倍率及び－２０℃での電圧と放電容量比とのグラフである。
【0020】
図１に示すように、同じ放電倍率（例えば０．３Ｃ）では、電池の異なる温度での放電容量比が異なる。温度が低くなるにつれて、電池の放電容量比が急激に低下する。
【0021】
本願の実施例において、温度とは環境温度を意味し、電池が異なる温度にあるとは電池が異なる環境温度にあることを意味する。
【0022】
本願の実施例において、電圧とは、電池の開回路電圧（Open Circuit Voltage，OCV）を意味し、即ち、電池の開回路状態における端子電圧である。
【0023】
本願の実施例において、放電容量比とは、電池が放出する容量が定格容量を占める割合を意味する。
【0024】
表１は、電池の異なる温度での放電容量比の状況を示している。図１と表１とを併せて参照すると、まず、同じ温度（例えば２５℃）の下で、同じ充電倍率（例えば０．３Ｃ）で電池を充電する。次に、前記電池の電圧が放電遮断電圧（例えば２．５Ｖ）になるまで、同じ放電倍率（例えば０．３Ｃ）及び異なる温度で前記電池を放電させる。最後に、前記電池の放電容量比を確定する。表１から明らかなように、温度が低下するにつれて、前記電池の放電容量比が急激に低下する。
【0025】
【0026】
電池の低温での放電容量比が急激に減少するため、電池の低温での放電容量が必要を満たすことができなくなる。
【0027】
これに基づき、本願は、電池の低温での放電容量比を大きくすることができる電池放電のアンダー電圧保護方法、電池装置及び電気機器を提供する。
【0028】
図２は、電池装置２０のブロック図である。図２に示すように、電池装置２０は、メモリ２１と、プロセッサ２２と、電池２３と、センサー２４とを備えており、これらの要素間はバスを介して接続されてもよく、直接接続されてもよい。
【0029】
前記メモリ２１は、プログラムコードと各種のデータを記憶し、且つ電池装置２０の動作中にプログラムまたはデータのアクセスを完了するために使用される。前記メモリ２１は、電池装置２０に内蔵された内部メモリであっても良い。他の実施形態では、前記メモリ２１は、電池装置２０の外部メモリ、即ち、電池装置２０に外接されたメモリであってもよい。
【0030】
前記メモリ２１は、デジタル汎用ディスク（Digital Versatile Disc，DVD）や他の光ディスク、磁気ディスク、ハードディスク、スマートメモリカード（Smart Media Card，SMC）、セキュリティデジタル（Secure Digital，SD）カード、フラッシュカード（Flash Card）などの揮発性または不揮発性の記憶デバイスを含む。
【0031】
前記プロセッサ２２は、中央処理ユニット（Central Processing Unit，CPU）、デジタル信号プロセッサ（Digital Signal Processor，DSP）、専用集積回路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field-Programmable Gate Array，FPGA）、または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理デバイス、ディスクリートハードウェア組立体などを含む。
【0032】
一実施形態では、前記電池２３は充電可能な電池であり、前記電池装置２０に電気エネルギーを供給するために使用される。例えば、前記電池２３は、鉛酸電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、リチウム高分子電池及びリン酸鉄リチウム電池などであっても良い。前記電池２３は、電気セルを含む。前記センサー２４は、前記電気セルの表面に設けられ、電気セルの表面の温度を測定することにより、環境温度を得ることができる。一実施形態では、前記センサー２４は負の温度係数（Negative Temperature Coefficient，NTC）のサーミスタである。前記電池装置２０は、電圧センサー、電流センサー、光センサー、ジャイロスコープ、湿度計、赤外線センサーなどの他のセンサーを含んでもよいことが理解される。
【0033】
また、電池装置２０は、より多くまたはより少ない素子を含んでもよく、または異なる素子構成を有してもよい。前記電池装置２０は、電気機器１０に適用されてもよい。前記電気機器１０は、無人機、電気自動車、電動工具、エネルギー貯蔵製品などを含むが、これらに限定されない。前記電動工具は、電動ドライバー、電気ドリル、電動レンチ、角研削機、鋼材機、電気ハオ、電気ハンマー、雲石機、ワイヤーソーなどを含むが、これらに限らない。前記エネルギー貯蔵製品は、携帯電話、タブレットコンピュータ、電子書籍リーダー、コンピュータ、ワークステーション、サーバ、パーソナルデジタルアシスタント（Personal Digital Assistant，PDA）、携帯式マルチメディアプレーヤー（Portable Multimedia Player，PMP）、モバイル医療機器、カメラ、着用可能設備、光伏インバータ、風電変流器、エネルギー貯蔵システム、新エネルギー自動車駆動システム及び太陽光発電設備などを含むが、これらに限定されない。
【0034】
一実施形態では、前記電気機器１０は、前記電池装置２０と負荷１１とを備え、前記電池装置２０は、前記負荷１１に電気エネルギーを供給するために用いられる。
【0035】
前記負荷１１は、冷蔵庫、コールドドリンクマシン、エアコン、扇風機、換気扇、冷熱器、空気吸湿器、洗濯機、衣類乾燥機、電気アイロン、掃除機、床ワックスがけ機、電子レンジ、電磁レンジ、オーブン、炊飯器、皿洗い機、電気温水器、電気毛布、電気布団、電熱服、空間加熱器、電気シェーバー、電気ドライヤー、整髪器、超音波洗顔器、電気マッサージ器、マイクロプロジェクター、テレビ、ラジオ、録音機、ビデオレコーダー、ビデオカメラ、オーディオ、花火警報器、ベル、電灯、コンピュータなどを含むが、これらに限定されるものではない。
【0036】
一実施形態では、電池装置２０は、電池管理システム（Battery Management System，BMS）をさらに含む。前記電池２３は、前記電池管理システムを介して前記プロセッサ２２に接続されて、前記電池管理システムによって充電、放電及び電力消費管理などの機能を実現する。電池管理システムは、エネルギー変換器（Power Conversion System，PCS）と通信可能に接続されている。
【0037】
図３は、一実施形態による電池放電のアンダー電圧保護方法のフローチャートである。前記電池放電のアンダー電圧保護方法は、次のステップを含む。
【0038】
Ｓ３１では、前記電池２３の温度値と第１電圧値Ｕ１とを取得する。
【0039】
本実施例では、前記電池２３の温度値とは、前記電池２３がある環境の温度値を意味する。前記電池２３が静置状態にあるときに、前記電池２３の温度値と第１電圧値Ｕ１を取得する。前記静置状態とは、前記電池２３の充電または放電電流が０Ａに近い状態を指す。一実施形態では、前記電池２３の充電または放電電流が０．５Ａより小さい状態を静置状態と定義する。
【0040】
具体的には、前記電池装置２０は、前記センサー２４により、前記電池２３の温度値（例えば－２０℃～５０℃におけるいずれかの温度値）を取得する。前記電池装置２０は、電池管理システムにより、前記電池２３の第１電圧値Ｕ１（例えば、２．０Ｖ～３．６Ｖにおけるいずれかの電圧値）を取得する。
【0041】
本実施例では、前記電池装置２０は、前記電池２３の温度値と第１電圧値Ｕ１とをリアルタイムに取得したり、予め設定された時間間隔（例えば、１ｓまたは２ｓなど）で前記電池２３の温度値と第１電圧値Ｕ１を取得したりすることができる。前記プリセット時間間隔は、具体的な需要に応じて決められる。
【0042】
Ｓ３２では、前記温度値に基づいて前記電池２３の放電深さ（Depth Of Discharge，DOD）を確定する。
【0043】
本実施例では、放電深さ（DOD）とは、電池２３が放出する容量が定格容量を占める割合を意味する。本願の実施例では、電池２３の放電深さの取得値は、放電容量比の取得値と等しいことが理解される。
【0044】
一実施形態では、前記電池装置２０は、収集された前記温度値に基づいて、前記温度値に対応する温度区間を確定する。前記放電深さは、前記温度区間と一定の対応関係がある。前記電池２３は、異なる温度区間にある場合には、前記放電深さもそれぞれ異なる。前記温度区間が確定されると、前記放電深さもそれに応じて確定される。例えば、前記温度区間が１５℃～４５℃であると、前記放電深さは９５％である。前記温度区間が－２０℃～－１０℃であると、前記放電深さは７０％である。
【0045】
また、前記放電深さと前記温度区間との対応関係は、前記電池２３の設計ニーズに応じて決められる。例えば、電池２３が設計された最初に、異なる温度区間での前記電池２３の放電深さを予め設定することができる。
【0046】
Ｓ３３では、前記第１電圧値Ｕ１に基づいて、前記電池２３の第１残存容量比Ｑ１を確定する。
【0047】
本実施例では、電池２３の残存容量比Ｑと開回路電圧Ｕとは、一定の対応関係がある。前記開回路電圧Ｕの設定値が確定されると、前記残存容量比Ｑの設定値も相応的に確定される。例えば、前記開回路電圧Ｕが３．６Ｖである場合には、前記残存容量比Ｑは１００％である。前記開回路電圧Ｕが３．３Ｖである場合には、前記残存容量比Ｑは８０％である。
【0048】
本実施形態では、残存容量比Ｑとは、電池２３の残容量が定格容量を占める割合を意味する。本願の実施例において、電池２３の残存容量比Ｑの設定値と放電容量比の設定値との和が１００％である。
【0049】
また、残存容量比Ｑと開回路電圧Ｕとの対応関係は、前記電池２３の設計ニーズに応じて決められてもよい。例えば、電池２３の設計の最初に、前記残存容量比Ｑと開回路電圧Ｕとの対応関係が予め設定されてもよい。一実施形態では、前記残存容量比Ｑと開回路電圧Ｕとの対応関係は正相関関係である。
【0050】
一実施形態では、前記電池装置２０は、前記電池２３のパラメータ対応関係に基づいて、前記第１電圧値Ｕ１に対応する前記第１残存容量比Ｑ１を確定する。ここで、前記パラメータ対応関係とは、残存容量比Ｑと開回路電圧Ｕとの対応関係を意味する。
【0051】
本願の実施例では、前記第１電圧値Ｕ１及び以下に記載する第２電圧値U２、第３電圧値U３、第４電圧値Ｕ４は、いずれも前記電池２３の開回路電圧値である。
【0052】
一実施形態では、図４に示すように、ステップＳ３３の前に、前記電池放電のアンダー電圧保護方法は、以下のステップをさらに含んでもよい。
【0053】
Ｓ４１では、前記電池２３の容量がフル容量になるまで、前記電池２３に充電する。
【0054】
本実施例では、フル容量とは、前記電池２３の荷電状態（State of Charge，SOC）が１００％であることを意味する。
【0055】
本実施例では、前記電池装置２０は、前記電池２３に対して、定電流充電（Constant-Current Charging，CC）方式で充電してもよいし、定圧充電（Constant -Voltage Charging，CV）方式で充電してもよいし、定電流定圧充電（CC-CV）方式で充電してもよい。本願は、前記電池２３の充電方式を限定するものではない。
【0056】
Ｓ４２では、前記フル容量に対応する満充電電圧を取得する。
【0057】
本実施例では、充電電流が予め設定された充電倍率（例えば０.０５Ｃ）を超えず、且つ前記電池２３の容量が前記フル容量に達した場合、前記電池装置２０は前記電池２３の電圧値を取得する。前記電圧値は、所謂満充電電圧値である。
【0058】
Ｓ４３では、前記電池２３の電圧が放電遮断電圧に達するまで、前記電池２３に対して放電させる。
【0059】
本実施例において、前記放電遮断電圧とは、前記電池２３が過度に放電するのを防止して、前記電池２３の放電を停止するための電圧である。
【0060】
また、前記放電遮断電圧は、前記電池２３の設計ニーズに応じて決められてもよいことが理解される。例えば、前記温度区間が１５℃～４５℃である場合には、前記放電遮断電圧が２.８Ｖとして設定される。前記温度区間が－２０℃～－１０℃である場合には、前記放電遮断電圧が２.１Ｖとして設定される。
【0061】
本実施例では、前記電池装置２０は、予め設定された放電倍率（例えば、０.３Ｃ、０.５Ｃ、または１.０Ｃなど）によって前記電池２３を放電することができる。本願は、前記予め設定された放電倍率の設定値を制限しない。
【0062】
Ｓ４４では、前記電池２３の放電中の電圧値と前記電圧値に対応する荷電状態（SOC）を取得する。
【0063】
本実施例では、前記電池２３が放電されるときに、前記電池装置２０は、前記電池管理システムにより、前記電池２３の電圧値と前記電圧値に対応する負荷状態（SOC）とをリアルタイムに取得することができる。前記荷電状態（SOC）の値は、前記残存容量比Ｑの値と等しい。
【0064】
Ｓ４５では、前記電圧値と前記電圧値に対応する荷電状態（SOC）とに基づいて、前記電池２３のパラメータ対応関係を確定する。
【0065】
本実施例では、前記パラメータ対応関係とは、残存容量比Ｑと開回路電圧Ｕとの対応関係を指す。
【0066】
本実施例では、前記電池装置２０は、前記電池２３の放電中の電圧値と前記電圧値に対応する負荷状態（SOC）に応じて、前記電池２３の開回路電圧と荷電状態（OCV-SOC）の特性曲線をシミュレートすることができる。
【0067】
また、前記電池２３の開回路電圧Ｕと残存容量比Ｑの特徴曲線（即ち、前記パラメータ対応関係）は、前記開回路電圧と荷電状態（OCV-SOC）の特性曲線と同じである。
【0068】
また、上記のステップＳ４１～Ｓ４５は、前記電池２３のパラメータ対応関係を取得する一実施形態の具体的なステップである。
【0069】
Ｓ３４では、第１残存容量比Ｑ１、前記放電深さ及び第１アンダー電圧閾値Ｕ０に基づいて、第２アンダー電圧閾値Ｕｅを確定する。
【0070】
本願の実施例において、前記第１アンダー電圧閾値U０は、予め設定されたアンダー電圧閾値（例えば、２.８Ｖ、２.９Ｖ、または３.０Ｖなど）である。前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅは、動的に調整された後のアンダー電圧閾値（例えば、２.１Ｖ、２.２Ｖ、または２.４Ｖなど）である。
【0071】
一実施形態では、図５に示すように、ステップＳ３４は、以下のサブステップを含んでもよい。
【0072】
Ｓ３４１では、前記第１残存容量比Ｑ１及び前記放電深さに基づいて、前記電池２３の第２残存容量比Ｑ２を確定する。
【0073】
本実施例では、前記電池装置２０は、前記第１残存容量比Ｑ１及び前記放電深さに基づいて、前記電池２３の第２残存容量比Ｑ２を確定することができる。
【0074】
一実施形態にでは、図６に示すように、ステップＳ３４１は、以下のサブステップを含んでもよい。
【0075】
Ｓ３４１１では、前記第１残存容量比Ｑ１に基づいて、前記電池２３の第１放電容量比を確定する。
【0076】
本実施例では、前記第１残存容量比Ｑ１と前記第１放電容量比との和が１００％である。前記第１残存容量比Ｑ１に基づいて、前記第１放電容量比が（１００％-Ｑ１）であることを計算し得る。
【0077】
Ｓ３４１２では、前記第１放電容量比と前記放電深さとに基づいて、前記第２残存容量比Ｑ２を確定する。
【0078】
本実施例では、前記放電深さをＤＯＤｘとし、前記第１放電容量比が前記放電深さに等しい場合（即ち、１００％－Ｑ１＝ＤＯＤｘ）、現在の温度値が前記電池２３の放電容量比に影響せず、前記第２残存容量比Ｑ２が前記第１残存容量比Ｑ１に等しい（即ち、Ｑ２＝Ｑ１）ことを表明する。このとき、前記第１アンダー電圧閾値Ｕ０を調整する必要はない。
【0079】
前記第１放電容量比が前記放電深さ（即ち、１００％－Ｑ１＜ＤＯＤｘ）よりも小さい場合、現在の温度値によって、前記電池２３の放電容量比が減少され、前記第２残存容量比Ｑ２＝１００％－ＤＯＤｘであることを表明する。このとき、前記電池２３の放電容量比を大きくするために、前記第１アンダー電圧閾値Ｕ０を小さくし、即ち、前記第１アンダー電圧閾値Ｕ０を前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅに調整する必要がある。
【0080】
また、低温影響により、前記電池２３の第１放電容量比Ｑ１は、予め設定された前記放電深さＤＯＤｘに比べて小さくなることが分かる。つまり、前記電池２３は、低温で一部の放電容量比であるＤＯＤｘ－（１００％－Ｑ１）が損なわれている。前記電池２３の低温での放電容量比を大きくしようとすると、前記第１アンダー電圧閾値Ｕ０を小さくすることで、前記電池２３の低温で損失された放電容量比を補う必要がある。
【0081】
前記第１アンダー電圧閾値Ｕ０が小さくされる（即ち、放電遮断電圧が低減される）と、前記電池２３はより多くの容量を放出することが可能である。
【0082】
Ｓ３４２では、前記パラメータ対応関係に基づいて、前記第２残存容量比Ｑ２に対応する第２電圧値Ｕ２を確定する。
【0083】
本実施例では、前記電池装置２０は、前記電池２３のパラメータ対応関係に基づいて、前記第２残存容量比Ｑ２に対応する第２電圧値Ｕ２を確定することができる。
【0084】
また、前記第１放電容量比が前記放電深さ（即ち、１００％－Ｑ１＜ＤＯＤｘ）よりも小さい場合、前記第１残存容量比Ｑ１は、前記第２残存容量比Ｑ２よりも大きい（即ち、Ｑ１＞Ｑ２）。これに応じて、前記第１電圧値Ｕ１は、前記第２電圧値Ｕ２よりも大きい（即ち、Ｕ１＞Ｕ２）。
【0085】
Ｓ３４３では、前記第２電圧値Ｕ２と前記第１電圧値Ｕ１とに基づいて、前記電池２３の電圧値の変化量ΔＵを確定する。
【0086】
本実施例では、前記電池２３の電圧値の変化量ΔＵ＝Ｕ１－Ｕ２である。前記電圧値の変化量ΔＵは、前記電池２３が低温の影響を受けることに起因すると理解される。
【0087】
Ｓ３４４では、前記電圧値の変化量ΔＵと前記第１アンダー電圧閾値Ｕ０とに基づいて、前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅを確定する。
【0088】
本実施例では、前記電池２３が低温で損失する放電容量比（即ち、ＤＯＤｘ－（１００％－Ｑ１））を補償するために、前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅ＝Ｕ０－ΔＵである。
【0089】
また、前記第１アンダー電圧閾値Ｕ０を第２アンダー電圧閾値Ｕｅ＝Ｕ０－ΔＵに調整すると、前記電池２３の放電を継続可能な容量比がＤＯＤｘ－（１００％－Ｑ１）であると理解できる。
【0090】
図７に示すように、図７は、一実施形態に係る電池放電のアンダー電圧保護方法のフローチャートである。放電倍率が０．３Ｃで、前記電池２３の温度値が－１０℃で、第１電圧値が３．２５Ｖで、予め設定された第１アンダー電圧閾値が２．８Ｖであるものとする。
【0091】
前記放電倍率の値が異なる場合には、前記第１アンダー電圧閾値の値もそれに応じて調整されるべきであると理解できる。
【0092】
前記電池放電のアンダー電圧保護方法は、以下のステップを含む。
【0093】
Ｓ７１では、予め設定された温度区間と放電深さとの対応関係に基づいて、－１０℃の温度値に対応する放電深さが８０％であると確定する。
【0094】
本実施例では、予め設定された温度区間と放電深さとの対応関係から、－１０℃～０℃の温度区間に対応する放電深さはいずれも８０％である。
【0095】
Ｓ７２では、予め設定された開回路電圧と残存容量比との対応関係に基づき、第１電圧値３．２５Ｖに対応する第１残存容量比が３０％であると確定する。
【0096】
本実施例では、開回路電圧と残存容量比との対応関係が正相関関係である。予め設定された開回路電圧と残存容量比との特性曲線に基づき、第１電圧値３．２５Ｖに対応する第１残存容量比が３０％であると確定できる。
【0097】
Ｓ７３では、前記第１残存容量比３０％に基づいて、第１放電容量比が７０％であることを算出した。
【0098】
本実施例では、前記第１残存容量比と前記第１放電容量比との和は、１００％である。
【0099】
Ｓ７４では、前記放電深さ８０％と前記第１放電容量比７０％とに基づいて、前記電池２３の－１０℃の低温で損失される放電容量比が１０％であることを算出した。
【0100】
前記電池２３は低温での放電容量比が小さくなることが分かる。本実施例では、－１０℃の低温における前記電池２３の放電容量比は、１０％減少した。
【0101】
Ｓ７５では、８０％の放電深さに基づいて、第２残存容量比が２０％であることを算出した。
【0102】
本実施例では、前記放電深さと前記第２残存容量比との和は、１００％である。
【0103】
Ｓ７６では、予め設定された開回路電圧と残存容量比との対応関係に基づいて、２０％の前記第２残存容量比に対応する第２電圧値が３．１５Ｖであることを確定する。
【0104】
本実施例では、予め設定された開回路電圧と残存容量比との特性曲線から、２０％の前記第２残存容量比に対応する第２電圧値が３．１５Ｖであると判定できる。
【0105】
Ｓ７７では、第１電圧値３．２５Ｖ及び第２電圧値３．１５Ｖに基づいて、前記電池２３が－１０℃の低温で発生する電圧値の変化量を０．１Ｖとして算出する。
【0106】
また、前記電池２３が－１０℃の低温で発生する電圧値の変化量０．１Ｖは、損失した１０％の放電容量比に対応することが分かる。
【0107】
Ｓ７８では、前記第１アンダー電圧閾値２．８Ｖと、前記電池２３が－１０℃の低温で発生する電圧値の変化量０．１Ｖとに基づいて、第２アンダー電圧閾値を２．７Ｖとして算出する。
【0108】
また、前記第１アンダー電圧閾値２．８Ｖを前記第２アンダー電圧閾値２．７Ｖに調節すると、前記電池２３は放電を継続できる容量比が１０％であり、前記電池２３の－１０℃の低温で損失した１０％の放電容量比を補償できる。
【0109】
前記ステップＳ７１～Ｓ７８は、前記電池２３が－１０℃の低温で調整を必要とするアンダー電圧閾値を確定するための一実施形態の具体的なステップである。上記ステップＳ７１～Ｓ７８における各パラメータ値はそれぞれ例示的な値である。つまり、他のシナリオでは、予め設定された各パラメータ値が異なることに伴って、前記電池装置２０で測定されたパラメータ値と、算出されたパラメータ値もそれに応じて異なる。他の実施形態では、動的に調整された後のアンダー電圧閾値を確定することは、具体的な応用シーンによって決められる。
【0110】
図８に示すように、図８は、前記電池２３の異なる作動状態における開回路電圧の曲線である。前記動作状態は、静置状態、充電状態、及び放電状態を含む。前記電池２３の充電状態での開回路電圧の曲線から、満充電電圧と充電オフ電圧を確定することができる。前記電池２３の放電状態での開回路電圧の曲線から、第１アンダー電圧閾値Ｕ０または前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅである放電遮断電圧を確定することができる。前記電池２３の静置状態での開回路電圧の曲線からは、前記電池２３が上記満充電電圧から完全放電時までの放電深さの変化が分かる。前記電池２３の放電状態での開回路電圧の曲線からは、前記電池２３が前記充電オフ電圧から前記放電遮断電圧までの放電深さの変化と、放電オフ後の電圧変化とが分かる。前記放電遮断電圧を低減することにより、前記電池２３の放電深さはそれに応じて増大し、前記電池２３の放電容量比もそれに応じて増大することが明らかになった。
【0111】
ある実施形態において、前記電池装置２０は、異なる温度区間における前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅを予め設定して、異なる温度区間において異なるアンダー電圧閾値を選択することにより、アンダー電圧閾値の動的調整を実現することができる。
【0112】
表２は、前記電池２３の異なる温度区間におけるアンダー電圧閾値と放電容量比の状況を示している。まず、同じ温度（例えば２５℃）の下で、同じ充電倍率（例えば０．３Ｃ）で前記電池２３を充電する。次に、前記電池２３の電圧が放電遮断電圧に達するまで、同じ放電倍率（例えば０．３Ｃ）及び異なる温度で前記電池２３を放電する。温度区間を区画する。例えば、第１温度区間が１５℃～４５℃であり、第２温度区間が０℃～１５℃であり、第３温度区間が－１０℃～０℃であり、第４温度区間が－２０℃～－１０℃である。最後に、前記電池２３の異なる温度区間と前記第１アンダー電圧閾値（例えば２．８Ｖ）との下の放電容量比、及び前記電池２３の異なる温度区間と前記第２アンダー電圧閾値（例えば２．８Ｖ、２．４Ｖ、２．２Ｖ、２．１Ｖなど）との下の放電容量比を確定する。表２から明らかなように、０℃以下であれば、前記第１アンダー電圧閾値（即ち、予め設定されたアンダー電圧閾値）における前記電池２３の放電容量比に対して、前記第２アンダー電圧閾値（即ち、動的に調整後のアンダー電圧閾値）における前記電池２３の放電容量比が顕著に増大している。前記第１アンダー電圧閾値を前記第２アンダー電圧閾値に調整することによって、前記電池２３の低温での放電性能を顕著に改善できることが表明される。例えば、－２０℃～－１０℃の前記第４温度区間において、前記第１アンダー電圧閾値（即ち、２．８Ｖ）を前記第２アンダー電圧閾値（即ち、２．１Ｖ）に調整した後、前記電池２３の放電容量比が３０％から７０％に増大し、前記電池２３の低温での放電性能が大きく改善される。
【0113】
【0114】
一実施形態において、ステップＳ３４の後、前記電池放電のアンダー電圧保護方法は、さらに、以下のステップを含んでもよい。
【0115】
Ｓ３５では、前記電池２３の放電を遮断した後の第３電圧値Ｕ３と前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅとに基づいて、前記電池２３に対してアンダー電圧保護を行なうか否かを判断する。
【0116】
前記電池装置２０は、前記電池管理システムにより前記第３電圧値Ｕ３を採取可能であることが分かる。前記電池２３が放電を遮断した後、次の２つの状況がある。
【0117】
（１）前記電池２３の第３電圧値Ｕ３は、前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅよりも大きい（即ち、Ｕ３＞Ｕｅ）。即ち、前記第３電圧値Ｕ３は、放電遮断電圧（即ち、前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅ）に達していない。このとき、前記電池２３は放電を継続でき、勿論、前記電池２３に対してアンダー電圧保護する必要もない。
【0118】
（２）前記電池２３の第３電圧値Ｕ３は、前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅと等しく（即ちＵ３＝Ｕｅ）、即ち、前記第３電圧値Ｕ３が前記放電遮断電圧（即ち、前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅ）に達している。前記電池２３が放電を継続すると、前記電池２３の容量に不可逆的な損失が生じる可能性がある。このとき、前記電池２３に対してアンダー電圧保護を行なう必要がある。
【0119】
以下、上記のステップＳ３５について、具体的な応用シーンを介して述べる。
【0120】
前記電池２３の温度値が－１０℃であると仮定し、予め設定された第１アンダー電圧閾値２．８Ｖから、調整後の第２アンダー電圧閾値が２．２Ｖであると確定する。即ち、放電遮断電圧が２．２Ｖであると判断する。
【0121】
前記電池２３が放電を遮断した後に、前記電池管理システムが収集した第３電圧値が２．３Ｖであるとき、第３電圧値２．３Ｖが放電遮断電圧２．２Ｖよりも大きく、前記電池２３の電圧が放電遮断電圧２．２Ｖに達していないことを表明し、前記電池２３は放電を継続することができる。即ち、前記電池２３に対してアンダー電圧保護する必要がない。
【0122】
また、第３電圧値２．２Ｖは、前記電池管理システムが収集した第３電圧値が２．２Ｖのときに、放電遮断電圧２．２Ｖに等しく、前記電池２３が放電を継続すると、前記電池２３の容量が不可逆的に失われる可能性がある。このとき、前記電池２３に対してアンダー電圧保護を行なう必要がある。
【0123】
前記電池２３が放電を遮断した後、前記第３電圧値Ｕ３は動的に変化し、一定の時間を経たこそ、前記第３電圧値Ｕ３は安定していく。本実施例において、前記第３電圧値Ｕ３が安定していくとは、予め設定された期間において、前記第３電圧値Ｕ３の変化率が０に近づく傾向である。本実施例では、安定する傾向にある前記第３電圧値Ｕ３を第４電圧値Ｕ４と定義する。
【0124】
一実施形態において、前記電池２３の放電を遮断した後の第４電圧値Ｕ４と前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅとに応じて、前記電池２３に対してアンダー電圧保護を行なうか否かを判断する。
【0125】
具体的には、前記第４電圧値Ｕ４が前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅよりも大きければ（即ち、Ｕ４＞Ｕｅ）、前記電池２３を継続的に放電させる。前記第４電圧値Ｕ４が前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅよりも小さければ（即ち、Ｕ４＜Ｕｅ）、前記電池２３に対してアンダー電圧保護を行なう。
【0126】
図９に示すように、図９は、前記電池２３が放電を遮断してから異なる温度の下での開回路電圧の曲線である。ここで、Ｓ９１は、０．３Ｃ放電倍率及び４５℃での電圧と放電容量比とのグラフである。Ｓ９２は、０．３Ｃ放電倍率及び２５℃での電圧と放電容量比とのグラフである。Ｓ９３は、０．３Ｃ放電倍率及び１５℃での電圧と放電容量比とのグラフである。Ｓ９４は、０．３Ｃ放電倍率及び０℃での電圧と放電容量比とのグラフである。Ｓ９５は、０．３Ｃ放電倍率及び－１０℃での電圧と放電容量比とのグラフである。Ｓ９６は、０．３Ｃ放電倍率及び－２０℃での電圧と放電容量比とのグラフである。曲線Ｓ９３、Ｓ９４、Ｓ９５及びＳ９６では、電圧が前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅに到達した後、破線部分は電圧の反発傾向を示している。
【0127】
同じ放電倍率（例えば０．３Ｃ）及び異なる温度で前記電池２３を放電させる。明らかなように、同じ放電倍率では、異なる温度値に対応する第２アンダー電圧閾値Ｕｅが異なる。温度が低くなるにつれて、前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅは小さくなる。温度が変化すると、前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅを動的に調整する必要がある。
【0128】
一実施形態において、前記電池装置２０は、前記電池管理システムにより、前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅを自動的に調整することができる。例えば、温度値が－１０℃から－２０℃に低下すると、前記電池管理システムは、前記第２アンダー電圧閾値Ｕｅを２．２Ｖから２．１Ｖに調整する。
【0129】
以上、図面を参照して本願の実施例を詳細に説明したが、本願は上記実施例に限られるものではなく、本技術分野の一般の技術者が備える知識の範囲内で、本願の要旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。また、衝突しない場合、本願の実施例及び実施例における特徴は互いに組み合わせることができる。
【符号の説明】
【0130】
１０ 電気機器
１１ 負荷
２０ 電池装置
２１ メモリ
２２ プロセッサ
２３ 電池
２４ センサー
１１ 負荷
２０ 電池装置
２１ メモリ
２２ プロセッサ
２３ 電池
２４ センサー
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】