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CN104769767B - 用于估计包含混合正极材料的二次电池的功率的设备和方法 - Google Patents

用于估计包含混合正极材料的二次电池的功率的设备和方法 Download PDF

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CN104769767B CN201480002904.6A CN201480002904A CN104769767B CN 104769767 B CN104769767 B CN 104769767B CN 201480002904 A CN201480002904 A CN 201480002904A CN 104769767 B CN104769767 B CN 104769767B
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Abstract

本发明公开了用于估计包含混合正极材料的二次电池的功率输出的设备和方法。根据本发明的设备包括用于测量二次电池的放电电流的传感器和控制器。所述二次电池包括正极、负极和隔膜，其中所述正极包括混合正极材料，其中混合了至少第一正极材料和第二正极材料，并且所述第一正极材料的工作电压范围高于所述第二正极材料的工作电压范围。所述控制器估计所述二次电池的充电状态；通过利用在放电电流的量小于阈值电流量的第一条件下对应于所述充电状态的“预定义值的第一电阻”和在放电电流的量大于阈值电流量的第二条件下对应于所述充电状态的“预定义值的第二电阻”来确定所述二次电池的放电电压；并且根据所确定的放电电压和所测量的放电电流确定所述二次电池的功率输出。

Description

用于估计包含混合正极材料的二次电池的功率的设备和方法
技术领域
本公开涉及估计包含混合正极材料的二次电池的功率的设备和方法。
本申请要求于2013年3月4在韩国日提交的韩国专利申请No.10-2013-0022963和2014年2月月17日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2014-0017727的优先权，其的公开内容通过引用被包含在此。
背景技术
电池是通过电化学氧化和还原反应产生电能的装置，并具有范围广泛的各种应用。例如，电池的应用领域逐渐扩展到下列装置的动力源：手持便携式装置，例如移动电话、膝上电脑、数字照相机、摄影机、平板电脑和电动工具；各种类型的电驱动装置，例如电动自行车、电动摩托车、电动汽车、混合动力汽车、电动船和电动飞行器；用于储存通过发电厂的新再生能源或过剩电力产生的电力的储能系统；和用于各种类型的信息和通信装置包括伺服计算机和通讯基站的稳定动力供应的不间断电源。
电池包括三个基本要素；一个是包含放电期间在氧化的同时发射电子的材料的负极，另一个是包含放电期间在还原的同时接受电子的材料的正极，剩下的一个是允许离子在所述负极和正极之间传送的电解液。
电池可以分类为在放电之后不能再利用的一次电池，和由于至少部分可逆的电化学反应可反复充电和放电的二次电池。
作为二次电池，铅-酸电池、镍-镉电池、镍-锌电池、镍-铁电池、银-氧化物电池、镍金属氢化物电池锌-二氧化锰电池、锌-溴电池、金属-空气电池、和锂二次电池是已知的。在它们之中，锂二次电池具有比其它二次电池更高的能量密度、更高的电池电压和更长的寿命，并且因为这些原因，在商业方面吸引了最大的关注。
锂二次电池特征在于在正极和负极处发生锂离子的嵌入和脱嵌反应。也就是说，在放电期间，从负极包含的负极材料脱嵌的锂离子通过电解液移动到正极并嵌入正极材料中，并且当充电时反之。
在锂二次电池中，因为用作正极材料的材料明显影响所述二次电池的性能，已经进行了各种尝试以提供具有能量容量同时在高温下保持稳定性以及具有低制造成本的正极材料。然而，在只用一种正极材料满足全部所述工业性能标准上仍然有局限性。
最近，随着对化石燃料的耗尽以及空气污染的顾虑的增长，对生态友好型能量的需求有强烈的增加。在这种背景下，发达国家正在促进以二次电池供应的电能为动力和运行的电驱动汽车例如电动汽车或混合动力汽车的商业化。
电驱动汽车的速度与二次电池的功率成正比。因此，电驱动汽车的控制单元具有监测二次电池可提供多少功率的功能。还有，所述控制单元控制各种类型的驱动装置包括电动机，以在所述二次电池可提供的功率范围内安全驱动所述电驱动汽车。因此，为了优化电驱动汽车的行进性能，需要准确计算二次电池的功率的方法。
发明内容
技术问题
二次电池的功率受正极材料的电化学性质的影响。因此，所述二次电池可以基于二次电池中包含的正极材料类型，表现出独特的电化学行为。在这种情况下，准确估计所述二次电池的功率是困难的。
本公开涉及提供用于准确估计包含混合正极材料并由于所述混合正极材料表现出独特电化学行为的二次电池的功率的设备和方法，所述混合正极材料考虑到所述二次电池在市场上需要的性能，包含至少两种正极材料。
技术方案
为了达到上述目的，根据本公开的用于估计二次电池功率的设备包括：传感器，被配置成测量二次电池的放电电流，所述二次电池包括包含混合正极材料的正极、负极和隔膜，所述混合正极材料包括至少第一正极材料和第二正极材料，所述第一正极材料的工作电压范围高于所述第二正极材料的工作电压范围；和控制单元，被配置成估计所述二次电池的充电状态，利用在第一条件下对应于所述充电状态的预定义的第一电阻和在第二条件下对应于所述充电状态的预定义的第二电阻来确定所述二次电池的放电电压，其中在所述第一条件下放电电流的量值小于临界电流量值，在所述第二条件下放电电流的量值大于所述临界电流量值，以及根据估计的放电电压和测量的放电电流来估计所述二次电池的功率。
在此，工作电压范围代表在所述二次电池放电期间在其中发生电化学反应的电压范围。例如，在锂二次电池的情况下，因为在放电期间发生锂离子嵌入正极材料中的电化学反应，所述工作电压范围代表其中锂离子嵌入正极材料中的电压范围。
因为所述第一正极材料的工作电压范围相对高于所述第二正极材料的工作电压范围，当所述二次电池连续放电时，所述第一正极材料较早参与电化学反应。此外，当所述第一正极材料的电化学反应接近完成时，所述第二正极材料参与所述电化学反应。所述第二正极材料开始参与电化学反应处的电压可以只基于所述第一正极材料和所述第二正极材料的类型和混合比确定。在本公开中，所述第二正极材料开始参与电化学反应时的电压被定义为过渡电压。
所述充电状态是指示所述二次电池中剩余的余量充电量的参数，并且在本公开所属领域中，它由参数SOC或z表示。参数SOC用于以％的尺度指示充电状态，而参数z用于以0-1的归一化范围表示充电状态。
当从所述二次电池具有的工作电压范围的上限放电到下限时，所述充电状态可以作为当前剩余的可放电容量与所述二次电池的总放电容量的相对比率确定。
所述充电状态可以通过本领域已知的方法估计，例如，利用所述二次电池的充电电流和放电电流的积分的计算方法，根据所述二次电池的开路电压的估计方法，利用卡尔曼滤波(Kalman filter)或扩展卡尔曼滤波的估计方法，等等。
因此，所述充电状态可以容易地通过选择性应用本公开所属领域中已知的的许多方法来估计。
当放电电流流出所述二次电池预定时间段时，所述二次电池的放电电压相当于所述二次电池的电压。所述二次电池的放电电压随着放电电流量值增加而降低。
在所述二次电池包含一种正极材料的情况下，所述二次电池的放电电压随着所述二次电池的放电电流量值增加而线性降低。此外，所述放电电压的下降斜率与所述二次电池的电阻对应，并且不考虑放电电流的量值，所述下降斜率倾向于具有固定值。
在包含具有不同工作电压范围的所述第一正极材料和第二正极材料的二次电池中，参与所述电化学反应的正极材料种类基于所述电压范围而改变，并且当所述正极材料发生改变时，所述二次电池的电阻相应地改变。
因而，当在所述二次电池放电期间所述第二正极材料开始参与电化学反应时，所述放电电压的下降斜率，亦即，所述二次电池的电阻改变。
当所述二次电池的充电状态属于适当的范围并且放电电流量值增加时，发生所述电阻改变现象，从而在所述第二正极材料开始参与电化学反应处电压下降到所述过渡电压。
换句话说，当所述二次电池的充电状态过高时，即使放电电流量值增加，所述二次电池的电压也不降到所述过渡电压。此外，当所述二次电池的充电状态过低时，因为所述第一正极材料的电化学反应实际完成并且只有所述第二正极材料开始参与所述电化学反应，所以不发生由于正极材料的改变引起的电阻改变。
在本公开中，其中在所述二次电池放电期间可观察到所述二次电池电阻改变的预定充电状态范围定义为电阻改变范围。
此外，在本公开中，开始显著观察到所述二次电池的电阻改变时的放电电流定义为临界电流。
此外，在本公开中，电阻改变之前所述二次电池的电阻定义为第一电阻，和电阻改变之后所述二次电池的电阻定义为第二电阻。
随着在所述电阻改变范围内所述二次电池的充电状态增加，临界电流的量值变得更大。原因在于如果在所述电阻改变范围内所述充电状态增加，则当放电电流量值充分增加时所述二次电池的电压下降到过渡电压。
所述第一电阻和第二电阻可以通过试验针对所述二次电池的每种充电状态预定义。随着所述二次电池的充电状态在所述电阻改变范围内变低，所述第一电阻增加。此外，即使所述二次电池的充电状态在所述电阻改变范围内改变，所述第二电阻也不显示显著的变化。
优选地，为了得到所述第一电阻和/或第二电阻，所述控制单元可以参考对于每种充电状态预定义的第一电阻和/或第二电阻有关的数据。
优选地，所述控制单元可以通过参考对每种充电状态预定义的临界电流量值有关的数据而得到与所述估计充电状态对应的临界电流量值，并且可以确定所述第一条件和第二条件。
根据一个方面，所述控制单元可以在所述第一条件下利用根据所述第一电阻和所述测量放电电流计算的第一电压变化量，估计所述二次电池的放电电压。在此，所述第一电压变化量可以通过欧姆定律计算。
优选地，所述控制单元可以通过从对应于所述估计充电状态预定义的所述二次电池的第一电压降低所述第一电压变化量，来估计所述二次电池的放电电压。
在此，所述第一电压是所述二次电池对应于所述估计充电状态的开路电压。为了得到所述第一电压，所述控制单元可以参考针对所述二次电池的每种充电状态预定义的开路电压有关的数据。
与所述开路电压有关的数据可以通过在基于所述充电状态可以准确测量所述二次电池的开路电压的条件下进行所述二次电池的放电试验而得到。
根据另一个方面，所述控制单元可以在所述第一条件下利用根据所述第二电阻和测量的放电电流计算的第二电压变化量，估计所述二次电池的放电电压。在此，所述第二电压变化量可以通过欧姆定律计算。
优选地，所述控制单元可以通过从对应于所述估计充电状态而预定义的所述二次电池的第二电压降低所述第二电压变化量，来估计所述二次电池的放电电压。
所述第二电压可以只基于所述第一正极材料和所述第二正极材料的类型和混合比率确定。所述第二电压可以通过基于当处于任何充电状态的二次电池放电时放电电流的量值，试验性观察所述二次电池的放电电压如何改变而得到。对于所述二次电池的每种充电状态，所述第二电压可以预定义为固定值或可变值(例如，过渡电压)。此外，随着所述二次电池降级，所述第二正极材料在低压范围中运行。因此，所述第二电压可以预定义为根据所述二次电池降级的程度来降低它的值。
根据又一个方面，根据本公开用于估计二次电池的功率的设备还可以包括与所述控制单元连接的存储单元，并且所述控制单元可以将所述二次电池的估计功率储存在所述存储单元中。
根据再一个方面，根据本公开用于估计二次电池的功率的设备还可以包括与所述控制单元连接的通信接口，并且所述控制单元可以将所述二次电池的估计功率通过所述通信接口输出到外部装置。
根据再一个方面，根据本公开用于估计二次电池的功率的设备还可以包括与所述控制单元连接的显示单元，并且所述控制单元可以通过所述显示单元将所述二次电池的估计功率作为图形界面显示。
在本公开中，所述存储单元可以储存和更新关于选自针对每种充电状态定义的所述第一电阻、第二电阻、临界电流的量值、第一电压和第二电压的至少一种的数据。
根据另一个方面，根据本公开用于估计二次电池的功率的设备可以包含在利用所述二次电池作为能源的各种电驱动装置中。
为了达到上述目的，根据本公开用于估计二次电池功率的方法包括：测量二次电池的放电电流，所述二次电池包括包含混合正极材料的正极、负极和隔膜，所述混合正极材料包括至少第一正极材料和第二正极材料，并且所述第一正极材料的工作电压范围高于所述第二正极材料的工作电压范围；估计所述二次电池的充电状态；利用在第一条件下对应于所述充电状态的预定义的第一电阻和在第二条件下对应于所述充电状态的预定义的第二电阻来确定所述二次电池的放电电压，其中在所述第一条件下放电电流的量值小于临界电流量值，在所述第二条件下放电电流的量值大于所述临界电流量值，并根据估计的放电电压和测量的放电电流来估计所述二次电池的功率。
可选地，根据本公开用于估计二次电池功率的方法还可以包括储存所述二次电池的估计功率，和/或将所述二次电池的估计功率输出到外部，和/或将所述二次电池的估计功率作为图形界面显示。
本公开的目的也可以通过计算机可读记录介质达成，所述计算机可读记录介质上具有了用于执行估计所述二次电池功率的方法的计算机程序。
有益效果
根据本公开，可以在所述二次电池电阻改变的充电状态范围内，容易而简单地估计包含混合正极材料的二次电池的功率。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施方式并且与前面的公开内容一起，用来提供本公开技术精神的进一步理解，并因此，本公开不被解释为限于附图。其中
图1是显示在二次电池以5c的放电速率脉冲放电期间，测量根据充电状态所述二次电池的电阻的结果的图。
图2是显示在二次电池以5c的放电速率脉冲放电期间，测量根据充电状态所述二次电池的开路电压的结果的图。
图3是显示当二次电池以不同的放电速率量值脉冲放电时，通过根据改变充电状态来测量放电电压的变化模式而得到的I-V曲线的图。
图4是根据本公开的示例性例子，示出用于估计二次电池功率的设备的构造的框图。
图5是显示本公开的第一电阻和第二电阻与I-V曲线的左侧和右侧上直线段的每个斜率对应。
图6是根据本公开的示例性例子示出用于估计二次电池功率的方法的流程图。
具体实施方式
以下将参考所述附图详细描述本公开的示例性实施例。在描述之前，应该理解，说明书和权利要求书中使用的术语不应该被解释为限于一般的和词典的含义，而是在允许发明人为了最佳说明而恰当定义术语的原则基础上，根据与本公开的技术方面相对应的含义和概念进行解读。因此，本文中提出的描述只是仅仅为了说明目的的优选例子，不打算限制本公开的范围，因此应该理解，可在不背离本公开的精神和范围下对其作出其它等效替换和修改。
下面描述的实施例涉及本公开的技术方面应用于锂二次电池的情况。在此，锂二次电池表示在充电和放电期间锂离子担任工作离子并在正极和负极处引起电化学反应的二次电池。所述工作离子表示在二次电池的充电或放电期间参与电化学氧化和还原反应的离子，并且例如，锂可以如此工作。因此，即使二次电池的名称根据锂二次电池中使用的电解液或隔膜的类型、用于包装所述二次电池的盒的、所述锂二次电池的内部或外部结构等而改变，利用锂离子作为工作离子的任何二次电池都应该被视为包括在锂二次电池的范围内。
此外，本公开可以应用于锂二次电池以外的其它二次电池。因此，即使工作离子不是锂离子，可以应用本公开的技术方面的任何二次电池无论都应该视为包括在本公开的范围内，与它的类型无关。
此外，二次电池不限于构成所述二次电池的元件的数量。因此，所述二次电池应该解释为不仅包括包含负极、电解液和正极作为基本单位的单位电池胞，而且包括单位电池胞的组件、包含多个串联和/或并联连接的组件的模块、包含多个串联和/或并联连接的组件的电池组、包含多个串联和/或并联连接的电池组的电池系统等等。
在本公开的示例性实施例中，二次电池包括LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NMC正极材料)和LiFePO4(LFP正极材料)分别作为第一正极材料和第二正极材料。所述NMC正极材料与所述LFP正极材料的混合比是7:3(重量比)。二次电池中包括的负极材料是石墨，并且作为电解液，使用其中向碳酸乙烯酯(EC):碳酸二甲酯(DMC):碳酸乙基甲酯以3:4:3的混合比(重量比)的溶剂添加锂盐LiPF6的电解液。使用在多孔聚烯烃基底表面上涂有无机粒子的隔膜。二次电池制造成袋型二次电池，并且具有43.05Ah的容量。二次电池制成允许它基于开路电压(OCV)在2.6V至4.2V的范围内充电和放电。
图1和2是分别显示在二次电池以5c的放电速率脉冲放电期间，测量根据充电状态(SOC)二次电池的电阻和开路电压的结果的图。
参考图1，可观察到，在特定的SOC范围(大约在20至40％的范围内)形成二次电池的电阻部分增加然后降低的凸起图形，两个拐点(参见虚线圆)出现在所述凸起图形顶点的之前和之后。
参考图2，可观察到在所述特定的SOC范围内包括所述拐点的电压坪(见虚线框)。在此，所述电压坪表示相对于拐点电压变化小的曲线部分。
在二次电池的电阻和开路电压曲线中观察到凸起图形和电压坪的原因是因为，在所述特定的SOC范围内二次电池放电期间，嵌入锂离子的正极材料的类型从NMC正极材料改变为LFP正极材料。
也就是说，当二次电池在比所述引起正极材料改变的SOC范围高的SOC范围内放电时，锂离子主要嵌入NMC正极材料，并且随着嵌入所述NMC正极材料的锂离子的量增加，二次电池的开路电压变低。相反，当二次电池在比所述引起正极材料改变的SOC范围低的SOC范围内放电时，锂离子主要嵌入LFP正极材料，并且随着嵌入所述LFP正极材料的锂离子的量增加，二次电池的开路电压变低。此外，当二次电池在所述引起正极材料改变的SOC范围内放电时，因为消耗了可观部分的锂离子嵌入NMC正极材料的容量，锂离子开始嵌入LFP正极材料中。甚至在锂离子正嵌入所述LFP正极材料的同时，所述锂离子仍继续嵌入所述NMC正极材料中，当所述NMC正极材料消耗了接受锂离子嵌入的全部容量时，从那时起锂离子只嵌入所述LFP正极材料中。
当二次电池在与接近3.2V的电压范围相当的SOC范围内放电时，发生正极材料类型的改变，在此电压范围下在图2显示的OCV曲线上形成所述拐点。
参考图1所示的凸起图形，在所述顶点右侧的SOC范围内，二次电池的电阻突然增加，而相反，在所述顶点左侧的SOC范围内，二次电池的电阻再次降低。
在此，二次电池的电阻在所述凸起的图形中突然增加的原因是因为，由于所述NMC正极材料消耗了接受锂离子的大部分容量，所述NMC正极材料的电阻突然增加。
此外，二次电池的电阻在所述凸起图形中再次降低的原因是因为，随着锂离子开始嵌入所述LFP正极材料中，所述LFP正极材料的低电阻特性表现为二次电池的电阻。
此外，能够看出当二次电池在比所述引起正极材料改变的SOC范围低的SOC范围内放电时，随着SOC变低，二次电池的电阻再次增加。这种电阻增加是由负极材料(石墨)引起的，其电阻在所述较低的SOC范围内增加。
图3是显示了在二次电池以具有不同量值的放电电流脉冲放电期间，通过在改变二次电池的SOC的同时测量放电电压(Vdis)的变化模式而得到的I-V曲线的图。
图3所示的图的水平轴代表从所述放电电流的量值转换的放电速率(c-速率)，而纵轴表示二次电池的放电电压(Vdis)。在纵轴上，考虑到二次电池的使用电压范围2.60–4.20V，指出了总使用电压范围。显然，二次电池的使用电压范围可以基于所述第一正极材料和第二正极材料的类型和混合比而改变。
在此，放电电压(Vdis)表示在二次电池脉冲放电10秒之后立即测量的二次电池的电压。此外，当二次电池以多种不同量值的放电电流脉冲放电时，二次电池在开始脉冲放电之前的开路电压设定得相等。因此，同一曲线上的多个点指示当二次电池在相同的SOC条件下以具有不同量值的放电电流脉冲放电时，测量所述放电电压(Vdis)的结果。
在图3中，每个曲线相交Y轴的点指示二次电池在开始脉冲放电之前的电压，并且与开路电压基本对应。
例如，对应于SOC100％的I-V曲线(①)显示当二次电池的开路电压是4.20V时，二次电池分别在放电速率5c和10c的条件下放电10秒时，放电电压(Vdis)如何改变。
图3的纵轴上指出的使用电压范围可以分成第一电压范围(ΔV1)、过渡电压范围(ΔVt)、和第二电压范围(ΔV2)。
其中Y轴截点(即，开路电压)属于第一电压范围(ΔV1)和第二电压范围(ΔV2)的I-V曲线具有斜率恒定的放电电压(Vdis)的下降图形。相反，其中Y轴截点(即，开路电压)属于过渡电压范围(ΔVt)的曲线具有放电电压(Vdis)的下降斜率改变这样的图形。
首先，当二次电池的开路电压属于第一电压范围(ΔV1)时，在二次电池脉冲放电的同时，所述工作离子嵌入主要所述NMC正极材料中。因此，不考虑二次电池的放电速率，放电电压(Vdis)降低，同时显示对所述NMC正极材料的电阻特性的依赖性。
能够看出，其中二次电池的开路电压属于第一电压范围(ΔVt)的I--V曲线(①-⑤)的下降斜率接近恒定，并且在所述第一电压范围(ΔV1)内随着开始放电之前的开路电压变低，所述I-V曲线并行向下移位。
所述I-V曲线(①-⑤)的下降斜率是放电电压改变与放电速率改变的比率，并且因此，基本上与二次电池的电阻对应。然而，因为所述I-V曲线(①-⑤)的下降斜率恒定，能够看出开路电压属于所述第一电压范围(ΔV1)的二次电池即使放电电流的量值改变，仍然保持所述电阻。
随后，当二次电池的开路电压属于过渡电压范围(ΔVt)时的I-V曲线(⑥-⑨)具有在3.2V左右下降斜率改变的特征。
所述3.2V与嵌入锂离子的正极材料从NMC正极材料改变为LFP正极材料时的过渡电压(参见图2中的虚线框)对应。因此，当放电电流量值增加得足以将二次电池的电压下降到大约3.2V时，锂离子开始嵌入LFP正极材料中。此外，当LFP正极材料开始参与电化学反应时，出现二次电池的电阻改变。参考图3，从I-V曲线(⑥-⑨)的下降斜率改变上明确观察到在3.2V左右处二次电池电阻改变的现象，并且能够看出下降斜率的改变只在与过渡电压范围(ΔVt)对应的SOC范围内出现。
本公开定义，预定的SOC范围作为电阻变化范围，预定SOC范围中可以按照I-V曲线的斜率改变来观察二次电池在二次电池放电期间的电阻改变。
此外，本公开定义，二次电池出现电阻改变时的放电电流量值作为临界电流量值。在图3的图形中，临界电流的量值可以大致从直线A会合I-V曲线(⑥-⑨)处的点的放电速率计算。此外，能够看出，随着二次电池的SOC在电阻变化范围内增加，临界电流的量值增加。这是因为随着SOC增加，当放电电流量值充分增加时，二次电池的电压变低，足以让第二正极材料参与电化学反应。
此外，本公开定义，二次电池在电阻改变之前的电阻作为第一电阻，并且二次电池在电阻改变之后的电阻作为第二电阻。
第一电阻对应于位于I-V曲线相交直线A的点的左侧的直线段的下降斜率。此外，第二电阻对应于位于I-V曲线相交直线A的点的右侧的直线段的下降斜率。
观察I-V曲线(⑥-⑨)的直线段，交点左侧的直线段具有不同的下降斜率，并且随着开始放电之前的SOC变低，下降斜率增加。这是因为交点左侧的直线段对应于NMC正极材料参与电化学反应的范围，并且因为随着SOC变低，锂离子更难以嵌入NMC正极材料中，因此二次电池的电阻增加得同样多。
此外，即使开始放电之前的SOC改变，交点右侧的直线段也难以经历下降斜率的改变。这是因为交点右侧的直线段对应于LFP正极材料参与电化学反应的范围，并且即使在不同的放电前SOC下，LFP正极材料也没有经历大的电阻改变。
将前述事项纳入考虑，发现随着二次电池的SOC在电阻改变范围内降低，第一电阻增加，并且即使二次电池的SOC在电阻改变范围内变化，第二电阻也没有表现出明显的改变。
随后，开始放电之前的开路电压属于第二电压范围(ΔV2)，在二次电池脉冲放电时，不考虑放电电流的量值，锂离子主要嵌入LFP正极材料。因此，I-V曲线(⑩-)在总放电速率范围内具有斜率恒定的线性下降图形，并且I-V曲线(⑩-)的斜率在第二电压范围(ΔV2)内随着开始放电之前的开路电压变低而增加。这是因为随着开路电压变低，用作负极材料的材料的电阻增加并且因此二次电池的电阻增加。
因为I-V曲线①-⑤和⑩-具有恒定斜率，即使二次电池的放电速率改变，二次电池的电阻可以说是恒定。相反，可以说随着二次电池的放电速率增加，I-V曲线⑥-⑨逐渐下降并且会聚在预定值上。
本公开基于以上提到的试验观察进行设计，并且提供了用于估计二次电池功率的设备和方法，其可以对出现电阻改变的SOC范围内的每个SOC预定义第一电阻和第二电阻，在第一电阻值和第二电阻当中基于放电电流的量值选择用于估计二次电池的放电电压的电阻值，利用所选择的电阻值估计二次电池的放电电压，和利用估计的放电电压和放电电流的量值估计二次电池的功率。
图4是根据本公开的示例性例子，示意性地示出用于估计二次电池功率的设备100的构造的框图。
参考图4，根据本公开用于估计二次电池功率的设备100包括传感器110和控制单元120。
为了估计在正极中包括混合正极材料的二次电池130的功率，设备100可以在二次电池130和负荷135之间连接。
混合正极材料包括至少第一正极材料和第二正极材料，并且第一正极材料的工作电压范围高于第二正极材料的。因此，当二次电池持续放电时，第一正极材料主要在高电压范围参与电化学反应并且第二正极材料主要在低电压范围参与电化学反应。
例如，第一正极材料和第二正极材料分别可以是NMC正极材料和LFP正极材料。
二次电池130可以是锂二次电池，然而本公开不限于电池类型。
二次电池130可以安装在能够通过电能工作的各种类型电驱动装置中，并且电驱动装置不限于特定的类型。
在一种实施例中，电驱动装置可以是便携式电脑装置例如移动电话、膝上电脑和平板电脑，或手持多媒体装置包括数字照相机、摄影机和音频/视频显示装置。
在另一种实施例中，电驱动装置可以是能够通过电力移动的电动力装置，例如电动汽车、混合动力汽车、电动自行车、电动摩托车、电动火车、电动船和电动飞行器，或包括电动机的动力工具，例如电钻和电磨机。
在又一种实施例中，电驱动装置可以是安装在电网中以储存通过发电厂的新再生能源或过剩电力所产生的电力的大容量储能系统，和在紧急情况例如停电下向各种类型的信息和通信装置包括伺服计算机和移动通信设备供电的不间断电源。
负荷135包括在各种类型的电驱动装置中，并代表电驱动装置中包含的通过当二次电池130放电时供应的电能进行工作的能量消耗装置。
作为非限制性例子，负荷135可以是旋转装置例如电动机或能量转换装置例如变换器，然而本公开不限于负荷类型。
传感器110可以在控制单元120的控制下测量二次电池的放电电流，并将放电电流的测量值输出到控制单元120。
传感器110可以从控制单元120接收用于测量放电电流的控制信号。当收到控制信号时，传感器110将放电电流的测量值输出到控制机构120。
传感器110还可以在控制单元120的控制下测量二次电池130的充电电流，并将充电电流的测量值输出到控制单元120。
传感器110还可以在控制单元120的控制下测量二次电池130的电压，并将电压的测量值输出到控制单元120。
传感器110还可以在控制单元120的控制下测量二次电池130的温度，并将温度的测量值输出到控制单元120。
当传感器110测量来自二次电池130的电流、电压和温度的多个特征值时，传感器110可以分别包括能够测量每个特征值的元件，并且显然能够测量每个特征值的元件可以是分开的。
控制单元120可以在二次电池130运行期间通过传感器110接收测量的充电电流值和测量的放电电流值的输入，并通过安培计数法估计二次电池130的SOC。
也就是说，控制单元120可以通过计算从二次电池130流出的电流的积分量与二次电池130预定义的全充电容量的相对比，估计SOC。例如，当流出电流的积分量与全充电容量的相对比是20％时，SOC是80％。
当估计二次电池130的SOC时，控制单元120不仅可以使用安培计数法，而且可以使用本领域已知的方法，例如，从二次电池的开路电压计算SOC的方法、利用卡尔曼滤波或扩展的卡尔曼滤波计算SOC的方法等等。
当需要估计二次电池130的功率时，控制单元120可以通过控制传感器110而得到测量的放电电流，并且当放电电流的量值小于临界电流的量值时，可以基于第一条件来估计二次电池130的功率，并且相反，当放电电流的量值大于临界电流的量值时，基于第二条件来估计二次电池130的功率。
根据一个方面，可以对二次电池130的每个SOC预定义临界电流的量值。在这种情况下，控制单元120可以确定与二次电池130的当前SOC对应的“预定义的临界电流量值”，并且可以确定通过比较放电电流的量值与确定的临界电流量值来估计二次电池130的功率所使用的条件。
临界电流的量值可以通过放电试验获得如图3所示的I-V曲线而容易地定义。如前所述，临界电流的量值可以定义为与电阻改变范围相对应的每个I-V曲线通过过渡电压(例如3.2V)时的点相对应的放电电流的量值。
根据另一个方面，临界电流的量值可以利用与二次电池130的当前SOC对应的′预定义的I-V曲线′实时计算。
图5是显示了针对属于电阻改变范围的当前SOC的预定义I-V曲线的图。
如图5所示，当二次电池130的SOC属于电阻改变范围时，I-V曲线的斜率存在改变，代表了放电电压基于放电电流量值的改变。
然而，因为I-V曲线的左侧和右侧具有大致直线段，所以I-V曲线可以通过组合左直线段200和右直线段300来近似。
因此，I-V曲线的临界电流量值可以大致定义为与左直线段200和右直线段300会合处的点对应的放电电流的量值(I*)。
与左直线段200和右直线段300和临界电流量值对应的线性方程可以定义为以下方程1。
<方程1>
Vdis＝V1–Idis*R1
Vdis＝V2-Idis*R2
I*＝(V1-V2)/(R1-R2)
在此，V1表示与左直线段200的线性方程的Y轴截点对应的电压，并且对应于二次电池130放电之前的开路电压。对于二次电池130的每个SOC，可以预定义V1。
V2表示与右直线段300相对应的线性方程的Y轴截点相对应的电压，并且假定不考虑二次电池130放电期间放电电流的量值，二次电池130的电阻具有与右直线段300的斜率相对应的电阻值，它与二次电池130放电之前的开路电压相对应。对于二次电池130的每个SOC，可以预定义V2。可替选地，V2可以设置为固定值，例如，二次电池130的过渡电压(参见图3中的3.2V)。过渡电压大致对应于第二正极材料开始参与电化学反应处的电压。过渡电压可以预定义为随着二次电池130的降级逐渐增加，它的值降低。
Idis表示当二次电池130放电时测量的放电电流量值。
R1对应于左直线段200的斜率，并且代表当在二次电池130放电期间第一正极材料主要参与电化学反应时二次电池130具有的电阻，其对应于本公开的第一电阻。R1可以针对二次电池130的每个SOC预定义，并且例如，可以定义为在临界电流的左侧观察的I-V曲线的平均斜率。
R2对应于右直线段300的斜率，并且代表当在二次电池130放电期间第二正极材料主要参与电化学反应时二次电池130具有的电阻，其对应于本公开的第二电阻。R2可以针对二次电池130的每个SOC预定义，并且例如，可以定义为在临界电流的右侧观察的I-V曲线的平均斜率。
Vdis表示当二次电池130在放电电流Idis下放电时的放电电压。
当I-V曲线定义为由以上方程1表示的两个线性方程时，与I-V曲线对应的临界电流的量值对应于与两个线性方程的交点对应的放电电流量值。
关于对应于线性方程的参数的V1、V2、R1和R2的数据可以根据通过试验得到的多个I-V曲线，对于每个SOC预定义。在这种情况下，控制单元120可以通过参考预定义的参数来确定对应于二次电池130的当前SOC的V1、V2、R1和R2，并利用确定的参数和以上方程1来计算临界电流的量值。
在控制单元120确定与二次电池130的SOC对应的临界电流的量值之后，控制单元120将临界电流的量值与流出二次电池130的放电电流的量值进行比较。
当满足其中临界电流的量值小于放电电流的量值的第一条件时，控制单元120通过利用与二次电池130的SOC对应的预定义第一电阻(R1)和二次电池130的测量放电电流来计算响应二次电池130放电的第一电阻变化量(ΔVdis1)，来确定二次电池130的放电电压(Vdis1)。此外，控制单元120从测量的放电电流和确定的放电电压(Vdis1)确定二次电池130的功率(Pdis1)。
当满足其中临界电流的量值等于或大于放电电流的量值的第二条件时，控制单元120通过利用与二次电池130的SOC对应的预定义第二电阻(R2)和二次电池130的测量放电电流来计算响应二次电池130放电的第二电阻变化量(ΔVdis2)，来确定二次电池130的放电电压(Vdis2)。此外，控制单元120从测量的放电电流和确定的放电电压(Vdis2)确定二次电池130的功率(Pdis2)。
优选地，控制单元120可以利用以下方程2来确定二次电池130的放电电压(Vdis1，Vdis2)。V1和V2基于二次电池的SOC预定义的值。
<方程2>
Vdis1＝V1–Idis*R1
Vdis2＝V2-Idis*R2
根据一个方面，控制单元120可以与存储单元140电连接。此外，控制单元120可以在存储单元140中储存和更新所有预定义的参数，例如，关于第一电压、第二电压、临界电流、第一电阻和第二电阻的数据，并且可以储存在第一条件和第二条件下确定的二次电池130的功率(Pdis1，Pdis2)。
如果存储单元140是能够记录和消除信息的存储介质的话，它不限于特定的类型。例如，存储单元140可以是随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、寄存器、硬盘、光记录介质或磁记录介质。此外，储存机构140可以通过例如数据总线连接到控制单元120，以允许控制单元120访问。此外，存储单元140可以储存和/或更新和/或消除和/或传输程序，包括由控制单元120执行的各种控制逻辑，和/或通过执行控制逻辑产生的数据，例如，Vdis1、Vdis2、Idis、Pdis1和Pdis2。储存机构140可以合乎逻辑地分成至少两个，并且不限于包含在控制单元120中。
根据另一个方面，控制单元120可以与通信接口150电连接，以与外部装置交换数据。此外，控制单元120可以将确定的二次电池130的功率通过通信接口150传输到外部装置。
外部装置可以是配备负荷135的装置的控制机构。例如，在二次电池130安装在电动车辆的情况中，控制单元120可以将确定的二次电池130的功率传输到控制器，控制器以整合方式控制电动汽车的操作机构。然后，控制器可以利用所接收的功率信息有效控制二次电池130的放电。
根据又一个方面，控制单元120可以与显示单元160电连接。此外，控制单元120可以将确定的二次电池130的功率通过显示单元160作为图形界面显示。图形界面可以包括数字、符号、图、画、或其组合。
显示机构160可以是液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、电泳墨水(E-墨水)显示器、软性显示器等等。显示机构160可以直接或间接与控制机构130连接。当采用后者时，显示机构160可以位于与控制单元120所处的区域物理分离的区域。此外，第三方控制机构(未显示)可以介于显示机构160和控制单元120之间，以从控制单元120接收要在显示机构160上显示的信息并让信息显示在显示机构160上。为此，第三方控制机构可以通过通讯线路与控制单元120连接。
显示机构160不一定包含在本公开的设备中，并且可以包含在与本公开的设备连接的其它设备中。在这种情况下，显示机构160可以借助包含在其它设备中的控制机构与控制单元120间接连接而不是直接连接。因此，应该理解显示机构160和控制单元120的电连接包括这种间接连接法。
为了执行各种控制逻辑和/或计算逻辑，控制单元120可以任选包括处理器、专用集成电路(ASIC)、芯片组、逻辑电路、寄存器、通信调制解调器和数据处理装置，这是本领域公知的。此外，当在软件中执行控制逻辑时，控制单元120可以作为程序模块集执行。在这种情况下，程序模块可以储存在存储器中并由处理器执行。存储器可以布置在处理器内部或外部，并可以通过各种已知的机构与处理器连接。此外，存储器可以包含在存储单元140中。此外，存储器通常代表储存信息的所有装置，与装置类型无关，并且不指示特定的存储装置。
在本公开各种实施例的描述中，应该理解称为“单元”的元件是以功能而不是以物理区分的。因此，每个元件可以选择性地与其它元件整合，或者为了有效执行控制逻辑，每个元件可以分成子元件。然而，本领域普通技术人员显而易见的是，即使元件是整合的或分开的，如果发现功能一致，则整合或分开的元件应该视为落在本公开的范围内。
选择性组合控制单元120的各种控制逻辑和/或计算逻辑的至少一种可以变成根据本公开用于估计二次电池功率的方法的实施例。在用于估计二次电池功率的方法的以下描述中，以前描述过的公开内容的重复描述在此省略。
图6是根据本公开的示例性例子按序示出用于估计二次电池功率的方法的流程图。
首先，在S10中，控制单元120从存储单元140读取估计二次电池的功率所需要的控制逻辑并执行控制逻辑。
随后，在S20中，控制单元120确定估计功率的条件是否满足。
在此，可以当通过通信接口150从外部装置接收功率概算请求信号时，建立功率估计条件。为此，控制单元120可以监测是否通过通信接口150接收功率估计请求信号。可替选地，功率估计条件可以每次在度过预定时间后开始建立。为此，控制单元120可以计算时间，并且当计算时间达到预置的参考时间时，决定建立功率估计条件。
在S20中，当确定功率估计条件被满足时，控制单元120转到过程中的S30。相反，在S20中，当没有确定功率估计条件被满足时，控制单元120阻止过程的进展。
在S30中，控制单元120通过控制传感器110测量二次电池130的放电电流(Idis)。随后，在S40中，控制单元120评价二次电池130的SOC。例如，SOC可以通过安培计算法估计。然而，本公开不限于此。
在S50中，控制单元120确定与所估计的SOC对应的临界电流(I*)的量值。临界电流(I*)的量值可以通过参考针对每种SOC预定义并且储存在存储单元140中的数据来确定。可替选地，临界电流(I*)的量值可以通过方程1实时确定。
在S60中，控制单元120确定对应于估计SOC的第一电阻(R1)和第二电阻(R2)。第一电阻(R1)和第二电阻(R2)可以通过参考针对每种SOC预定义并且储存在存储单元140中的数据来确定。
在S70中，控制单元120将放电电流(Idis)的测量量值与临界电流(I*)的量值比较。如果放电电流(Idis)的测量量值小于临界电流(I*)的量值，控制单元120确定第一条件被满足并转向过程中的S80。相反，如果放电电流(Idis)的测量量值不小于临界电流(I*)的量值，控制单元120确定第二条件被满足并转向过程中的S120。
在第一条件下执行S80中，当放电电流(Idis)利用第一电阻(R1)流动时，控制单元120计算第一电压变化量(ΔVdis1)。此外，在S90中，控制单元120利用第一电压变化量(ΔVdis1)确定放电电压(Vdis1)。优选地，放电电压(Vdis1)可以通过以上方程2确定，并且方程2的参数V1可以通过参考针对每种SOC预定义并储存在存储单元140中的开路电压数据来确定。此外，在S100中，控制单元120从确定的放电电压(Vdis1)和测量的放电电流(Idis)量值来确定二次电池130的功率(Pdis1)。此外，在S110中，控制单元120可以将确定的功率(Pdis1)储存在存储单元140中，和/或通过显示单元160将它作为图形界面显示，和/或通过通信接口150将它传输到外部装置。
在满足第二条件时执行S120中，当放电电流(Idis)利用第二电阻(R2)流动时，控制单元120计算第二电压变化量(ΔVdis2)。此外，在S130中，控制单元120利用第二电压变化量(ΔVdis2)确定放电电压(Vdis2)。优选地，放电电压(Vdis2)可以通过以上方程2确定，并且方程2的参数V2可以通过参考针对每种SOC预定义并储存在存储单元140中的电压数据来确定。此外，在S140中，控制单元120从确定的放电电压(Vdis2)和测量的放电电流(Idis)量值来确定二次电池130的功率(Pdis2)。此外，在S110中，控制单元120可以将确定的功率(Pdis2)储存在存储单元140中，和/或通过显示单元160将它作为图形界面显示，和/或通过通信接口150将它传输到外部装置。
在本公开中，控制单元120的各种控制逻辑和/或计算逻辑的至少一种可以选择性组合，并且所组合的控制逻辑可以写入计算机可读代码并记录在计算机可读记录介质中。
如果记录介质是计算机中包含的处理器可访问的，则它不限于特定的类型。例如，记录介质包括选自ROM、RAM、寄存器、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁带、硬盘、软盘和光学数据记录装置的至少一种。
此外，计算机可读代码可以在特定时间点调制到载波信号并包含在通讯载体中，并且可以在联网计算机系统上分布，以便计算机可读代码以分布方式储存和执行。此外，用于实施组合的控制逻辑的功能程序、代码和代码段可以由本公开所属技术领域的程序员容易地推断。
在本公开中，对可以用作第一正极材料和第二正极材料的材料没有特别的限制，只要它们是具有不同工作电压范围的材料即可。
根据一个方面，第一正极材料可以是由通用化学式A[AxMy]O2+z表示的碱金属化合物(A包括Li、Na和K的至少一种；M包括选自Ni、Co、Mn、Ca、Mg、Al、Ti、Si、Fe、Mo、V、Zr、Zn、Cu、Al、Mo、Sc、Zr、Ru、和Cr的至少一种元素；x≥0，1≤x+y≤2，-0.1≤z≤2；选择M中包含的元素的x、y、z和化学计量系数使得化合物保持电中性)，或碱金属化合物，如US 6,677,082和US6,680,143中公开的，xLiM1O2-(1-x)Li2M2O3(M1包括平均氧化态等于3的至少一种元素；M2包括平均氧化态等于4的至少一种元素；0≤x≤1)。
根据另一个方面，第二正极材料可以是由通用化学式LiaM1 xFe1-xM2 yP1-yM3 zO4-z表示的锂金属磷酸盐(M1包括选自Ti、Si、Mn、Co、Fe、V、Cr、Mo、Ni、Nd、Mg和Al的至少一种元素；M2包括选自Ti、Mn、Co、Fe、Cr、Mo、Ni、Nd、Al、Mg、As、Sb、Si、Ge、V和S的至少一种元素；M3包括选自包括F的卤族的至少一种元素；0<a≤2，0≤x≤1，0≤y<1，0≤z<1；选择M1、M2和M3中包含的元素的a、x、y、z和化学计量系数使得化合物保持电中性)或Li3M2(PO4)3[M包括选自Ti、Si、Mn、Fe、Co、V、Cr、Mo、Ni、Mg和Al的至少一种元素]。
根据又一个方面，第一正极材料可以是Li[LiaNibCocMndO2+z[a≥0；a+b+c+d＝1；b、c和d的至少一个不为零；-0.1≤z≤2]，并且第二正极材料可以是LiFePO4，LiMnxFeyPO4(0<x+y≤1)或Li3Fe2(PO4)3。
根据再一个方面，第一正极材料和/或第二正极材料可以包括涂层。涂层可以包括碳层，或者可以包括包含选自Ti、Mn、Co、Fe、Cr、Mo、Ni、Nd、Mg、Al、As、Sb、Si、Ge、V和S的至少一种元素的氧化物层或氟化物层。
在本公开中，在考虑想要制造的二次电池的使用目的和性能的同时，选择第一正极材料和第二正极材料的类型和混合比，使得凸起图形出现在放电电阻曲线上或至少一个电压坪出现在电压曲线中。
在一种实施例中，在需要具有高放电功率的二次电池的情况下，可以选择Li[Ni1/ 3Mn1/3Co1/3]O2和LiFePO4分别作为第一正极材料和第二正极材料，并且第一正极材料和第二正极材料的混合比可以设置为5:5。
在另一种实施例中，在需要具有高温稳定性的二次电池的情况下，可以选择Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2和LiFePO4分别作为第一正极材料和第二正极材料，并且第一正极材料和第二正极材料的混合比可以设置为2:8。
在又一种实施例中，在需要低成本二次电池的情况下，可以选择Li[Ni1/3Mn1/ 3Co1/3]O2和LiFePO4分别作为第一正极材料和第二正极材料，并且第一正极材料和第二正极材料的混合比可以设置为1:9。
在再一种实施例中，在需要具有放电功率和高温稳定性的二次电池的情况下，可以选择[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O2和LiFePO4分别作为第一正极材料和第二正极材料，并且第一正极材料和第二正极材料的混合比可以设置为4:6。
在还一种实施例中，在需要单位重量具有大容量的二次电池的情况下，可以选择Li[Ni0.5Mn0.3Co0.2]O2和LiFePO4分别作为第一正极材料和第二正极材料，并且第一正极材料和第二正极材料的混合比可以设置为9:1。
选择第一正极材料和第二正极材料的方法和调节混合比只是一个例子。因此，本领域普通技术人员显而易见的是，可以根据混合的正极材料特征性电化学性质的相对权重和平衡来适当选择第一正极材料和第二正极材料及其混合比。
在本公开中，可以包含在混合正极材料中的正极材料数量不限于两种。作为一种实施例，混合正极材料可以包含三种不同的正极材料，例如，混合正极材料包含LiMn2O4、Li[LiaNixCoyMnzO2[a≥0；x+y+z＝1；x、y和z的至少一个不为零]、和LiFePO4。作为另一种实施例，混合正极材料可以包含四种不同的正极材料，例如，混合正极材料包含LiNiO2、LiMn2O4、Li[LiaNixCoyMnzO2[a≥0；x+y+z＝1；x、y和z的至少一个不为零]、和LiFePO4。
此外，为了提高混合正极材料的性质，可以向混合正极材料添加其它添加剂，例如导电材料、粘合剂等等，并且对其没有具体的限制。因此，任何包含至少两种正极材料的混合正极材料可以视为包括在本公开的范围内，与正极材料的数量和其它添加剂的存在无关。
以上已经详细描述了本公开。然而，应该理解，详细描述和具体的例子，在表明本公开的优选实施例的同时，只作为说明给出，因为根据这种详细描述，在本公开的精神和范围内的各种改变和修改将对本领域技术人员变得显而易见。

Claims (24)

1.一种用于估计二次电池功率的设备，包括：
传感器，所述传感器被配置成测量二次电池的放电电流，所述二次电池包括含有混合正极材料的正极、负极和隔膜，所述混合正极材料至少包括第一正极材料和第二正极材料，并且所述第一正极材料的工作电压范围的最大值高于所述第二正极材料的工作电压范围的最大值，使得当所述二次电池连续放电时，所述第一正极材料比所述第二正极材料更早地参与所述二次电池的电化学反应；和
控制单元，所述控制单元被配置成：
估计所述二次电池的充电状态，
利用在第一条件下对应于所述充电状态的预定义的第一电阻和在第二条件下对应于所述充电状态的预定义的第二电阻来确定所述二次电池的放电电压，其中在所述第一条件下放电电流的量值小于临界电流量值，在所述第二条件下放电电流的量值大于所述临界电流量值，以及
根据所确定的放电电压和所测量的放电电流来确定所述二次电池的功率。
2.根据权利要求1所述的用于估计二次电池功率的设备，其中，所述控制单元被配置成在所述第一条件下利用第一电压变化量来确定所述二次电池的放电电压，所述第一电压变化量是根据所述第一电阻和所述放电电流的量值计算的。
3.根据权利要求2所述的用于估计二次电池功率的设备，其中，所述控制单元通过从对应于所估计的充电状态的预定义的所述二次电池的第一电压降低所述第一电压变化量来确定所述二次电池的放电电压。
4.根据权利要求3所述的用于估计二次电池功率的设备，其中，在所述二次电池的放电开始之前，所述第一电压是开路电压。
5.根据权利要求1所述的用于估计二次电池功率的设备，其中，所述控制单元被配置成在所述第二条件下利用第二电压变化量来确定所述二次电池的放电电压，所述第二电压变化量是根据所述第二电阻和所述放电电流的量值计算的。
6.根据权利要求5所述的用于估计二次电池功率的设备，其中，所述控制单元通过从对应于所估计的充电状态的预定义的所述二次电池的第二电压降低所述第二电压变化量来确定所述二次电池的放电电压。
7.根据权利要求6所述的用于估计二次电池功率的设备，其中，所述第二电压是当所述二次电池放电时所述第二正极材料开始参与电化学反应时的电压。
8.根据权利要求1所述的用于估计二次电池功率的设备，其中，所述临界电流的量值是基于所述二次电池的充电状态预定义的值。
9.根据权利要求1所述的用于估计二次电池功率的设备，其中，所述临界电流的量值根据对应于所述二次电池的充电状态的I-V曲线确定。
10.根据权利要求1所述的用于估计二次电池功率的设备，还包括：
存储单元，所述存储单元与所述控制单元连接，
其中，所述控制单元被配置成在所述存储单元中储存所确定的所述二次电池的功率。
11.根据权利要求1所述的用于估计二次电池功率的设备，还包括：
通信接口，所述通信接口与所述控制单元连接，
其中，所述控制单元被配置成通过所述通信接口把所确定的所述二次电池的功率输出到外部。
12.根据权利要求1所述的用于估计二次电池功率的设备，还包括：
显示单元，所述显示单元与所述控制单元连接，
其中，所述控制单元被配置成通过所述显示单元把所确定的所述二次电池的功率显示为图形界面。
13.根据权利要求1、3、6或8所述的用于估计二次电池功率的设备，还包括：
存储单元，所述存储单元被配置成储存预定义的值。
14.一种电驱动装置，其包含根据权利要求1至12中的任一项所述的用于估计二次电池的功率的设备。
15.一种用于估计二次电池的功率的方法，包括：
(a)测量二次电池的放电电流，所述二次电池包括含有混合正极材料的正极、负极和隔膜，所述混合正极材料至少包括第一正极材料和第二正极材料，并且所述第一正极材料的工作电压范围的最大值高于所述第二正极材料的工作电压范围的最大值，使得当所述二次电池连续放电时，所述第一正极材料比所述第二正极材料更早地参与所述二次电池的电化学反应；
(b)估计所述二次电池的充电状态；
(c)利用在第一条件下对应于所述充电状态的预定义的第一电阻和在第二条件下对应于所述充电状态的预定义的第二电阻来确定所述二次电池的放电电压，其中在所述第一条件下放电电流的量值小于临界电流量值，在所述第二条件下放电电流的量值大于所述临界电流量值；和
(d)根据所确定的放电电压和所测量的放电电流来确定所述二次电池的功率。
16.根据权利要求15所述的估计二次电池功率的方法，其中，所述步骤(c)包括在所述第一条件下利用根据所述第一电阻和所述放电电流的量值计算的第一电压变化量来确定所述二次电池的放电电压。
17.根据权利要求16所述的估计二次电池功率的方法，其中，所述二次电池的放电电压通过从对应于所估计的充电状态的预定义的所述二次电池的第一电压降低所述第一电压变化量来确定。
18.根据权利要求17所述的估计二次电池功率的方法，其中，在所述二次电池的放电开始之前，所述第一电压是开路电压。
19.根据权利要求15所述的估计二次电池功率的方法，其中，所述步骤(c)包括在所述第二条件下利用根据所述第二电阻和所述放电电流的量值计算的第二电压变化量来确定所述二次电池的放电电压。
20.根据权利要求19所述的估计二次电池功率的方法，其中，所述二次电池的放电电压通过从对应于所估计的充电状态的预定义的所述二次电池的第二电压降低所述第二电压变化量来确定。
21.根据权利要求20所述的估计二次电池功率的方法，其中，所述第二电压是当所述二次电池放电时所述第二正极材料开始参与电化学反应时的电压。
22.根据权利要求15所述的估计二次电池功率的方法，其中，所述临界电流的量值是基于所述二次电池的充电状态预定义的值。
23.根据权利要求15所述的估计二次电池功率的方法，其中，所述临界电流的量值根据基于所述二次电池的充电状态预定义的I-V曲线确定。
24.根据权利要求15所述的估计二次电池功率的方法，还包括：
储存所述确定的二次电池的功率；
把所确定的二次电池的功率输出到外部；或
把所确定的二次电池功率显示为图形界面。
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