[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR101245281B1 - 금속 부품의 부식 정도를 모니터링하는 배터리 관리 장치, 배터리 팩 및 배터리 관리 방법 - Google Patents

금속 부품의 부식 정도를 모니터링하는 배터리 관리 장치, 배터리 팩 및 배터리 관리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101245281B1
KR101245281B1 KR1020100130745A KR20100130745A KR101245281B1 KR 101245281 B1 KR101245281 B1 KR 101245281B1 KR 1020100130745 A KR1020100130745 A KR 1020100130745A KR 20100130745 A KR20100130745 A KR 20100130745A KR 101245281 B1 KR101245281 B1 KR 101245281B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
salinity
concentration
battery management
salt concentration
Prior art date
Application number
KR1020100130745A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120069265A (ko
Inventor
장진수
정창기
김철택
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020100130745A priority Critical patent/KR101245281B1/ko
Publication of KR20120069265A publication Critical patent/KR20120069265A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101245281B1 publication Critical patent/KR101245281B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/488—Cells or batteries combined with indicating means for external visualization of the condition, e.g. by change of colour or of light density
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/22—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators
    • G01N31/227—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators for nitrates or nitrites
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3646—Constructional arrangements for indicating electrical conditions or variables, e.g. visual or audible indicators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

본 발명은 차량 운행 중에서 누적된 공기 중의 염분 농도에 따라 사용자에게 배터리 금속 부품의 부식 점검에 관련된 안내 메시지를 출력하는 배터리 관리 장치 및 배터리 관리 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르는 배터리 관리 장치는, 차량의 배터리 주변의 공기 중에 포함된 염분의 농도를 측정하는 염분 센서 모듈; 및 상기 염분 센서 모듈이 측정한 염분 농도를 시간으로 적분하여 누산하고, 누산된 염분 농도에 따라 배터리 부식 점검과 관련된 안내 메시지를 출력하는 중앙 제어 모듈를 포함하여 구성된다. 본 발명에 따르면, 사용자는 차량 배터리의 부식 점검과 관련된 안내 메시지를 안내받고 정기적으로 배터리를 검사함으로써 안전 운행을 할 수 있다

Description

금속 부품의 부식 정도를 모니터링하는 배터리 관리 장치, 배터리 팩 및 배터리 관리 방법{Apparatus for monitoring erosion of battery metal parts, battery pack and method thereof}
본 발명은 배터리 관리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기 중의 염분 농도에 의한 배터리 금속 부품의 부식 정도를 모니터링하여 배터리 점검 안내를 출력하는 배터리 관리 장치 및 배터리 관리 방법에 관한 것이다.
외부에 노출된 금속의 표면은 공기 중의 산소와 수분에 의하여 서서히 부식된다. 금속의 부식은 화학적으로 부식 전위를 형성하는 전기적 반응에 의하여 일어난다. 그런데 공기 중에 염분이 함유되어 있으면 금속의 부식이 더 빠르게 진행된다. 염분이 공기 중의 수분에 의하여 이온화되어 금속 표면에 부식 전위를 활발하게 형성하기 때문이다.
배터리 시스템은 배터리, 제어 회로 기판, 케이스 등으로 구성된다. 이들 구성 부품에는 금속이 포함되어 있으므로 금속의 부식에 유의할 필요가 있다. 예를 들어, 배터리의 전극 단자에 부식이 발생하는 경우, 내부 충전물의 누수 등으로 배터리의 성능이 저하되며, 결국에는 배터리의 수명이 다하여 배터리 교체가 필요하게 된다.
해안 근처에서 배터리 시스템이 사용되는 경우, 공기 중의 수분에 함유된 염분의 작용에 의해 타 지역보다 배터리 시스템 내에 포함된 금속 부품의 부식이 더 빠르게 진행된다. 그리고 금속 부품의 부식에 의하여 배터리의 수명도 단축된다.
한편, 하이브리드 차 또는 전기차의 경우, 차량의 운행을 위해 전력을 공급하는 내장 배터리는 대용량 고효율의 배터리로서 상대적으로 고가이다. 해안과 같은 염분 노출 환경에서 주로 운행되는 하이브리드 차 또는 전기차는 정기적인 배터리 점검으로 부식을 미연에 방지하여 고가의 배터리 수명을 연장하는 관리가 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 인식 하에 창출된 것으로서, 공기 중에 함유된 염분 농도량을 측정하여 누적된 염분 농도량에 따른 차량 배터리의 부식 점검과 관련된 안내를 사용자에게 출력하는 배터리 관리 장치 및 배터리 관리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 누적된 염분 농도량을 단계별로 구분하여 개별 단계가 도래할 때마다 대응하는 배터리 부식 점검의 단계별 안내를 사용자에게 출력하는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는, 차량의 배터리 주변의 공기 중에 포함된 염분의 농도를 측정하는 염분 센서 모듈; 및 상기 염분 센서 모듈이 측정한 염분 농도를 시간으로 적분하여 누산하고, 누산된 염분 농도에 따라 배터리 부식 점검과 관련된 안내 메시지를 출력하는 중앙 제어 모듈를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 염분 센서 모듈은, 배터리 팩의 외부에 설치될 수 있다.
선택적으로, 상기 염분 센서 모듈은, 전기 전도율 측정법 또는 질산은 적정법을 이용하여 염분 농도를 측정할 수 있다.
여기서, 상기 배터리 관리 장치는, 염분 센서 모듈의 측정 시간을 계수하는 타이머 모듈을 더 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 중앙 제어 모듈는, 누산된 염분 농도가 임계 조건으로 설정한 값 이상이면 안내 메시지를 출력한다.
여기서, 상기 임계 조건으로 설정한 값은, 배터리 셀의 종류에 따른 퇴화 수준을 고려하여 설정된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 임계 조건은, 복수의 임계 레벨로 분할하여 정의되고, 상기 중앙 제어 모듈는 누산된 염분 농도가 각각의 상기 임계 레벨 이상이 될 때마다 경고 수준이 다른 안내 메시지를 출력한다.
바람직하게, 상기 배터리 관리 장치는, 염분 센서 모듈로부터 수신된 값, 시간으로 적분한 염분 농도값. 누산된 염분 농도값, 안내 메시지를 저장하는 메모리 모듈을 더 포함한다.
또한, 상기 배터리 관리 장치는, 상기 출력되는 메시지를 수신하여 외부의 오디오 장치 또는 그래픽 장치로 안내 메시지를 전송하는 출력 모듈을 더 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 관리 방법은, 배터리 관리 장치가 차량에 탑재된 배터리 금속 부품의 부식 정도를 관리하는 방법에 있어서, (a)배터리 주변의 공기 중에 포함된 염분의 농도를 측정하는 단계; (b)측정된 염분 농도를 시간으로 적분하여 누산하는 단계; (c)누산된 염분 농도를 이용하여 배터리 부식 점검의 필요성을 판단하는 단계; 및 (d)배터리 부식 점검의 필요성이 판단되면 배터리 부식 점검과 관련된 안내 메시지를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 외부 공기 중에 포함된 염분의 농도를 측정하여 배터리 금속 부품의 부식 점검과 관련된 안내 메시지를 출력하여 배터리의 안전한 사용을 도모할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 누적된 염분 농도값에 따른 단계별 안내 메시지를 제공받은 운전자가 정기적 점검에 의하여 배터리 금속 부품의 부식을 제거하고 부식 방지를 위한 조치를 취함으로써 배터리 수명을 연장할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 개략적 내부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 염분 농도와 시간의 관계 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 방법의 개략적 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(1)를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(1)는 차량 배터리(100)에 설치되어 배터리의 충전 및 방전 기능을 제어하는 것으로서, 모니터 장치와 연결되어 수신된 명령에 따라서 배터리의 충/방전 기능을 제어하고, 배터리 용량 및 현재 제어 상태를 송신한다.
본 발명에서 차량 배터리(100)는 충전 및 방전 기능에 의하여 전원 공급의 주체가 되는 복수의 배터리 셀의 집합체를 말한다. 배터리 팩(100)은 요구되는 전력량에 따라 개별 배터리 셀을 직렬 또는 병렬 연결하여 다양한 크기 및 용량의 전력 공급원으로 제작될 수 있다. 차량 배터리(100)는 전기차(Electric Vehicle), 하이브리드 차량 및 일반 가솔린/디젤 차량 등에서 사용된다.
그리고 상기 배터리 관리 장치(1)(BMS : Battery Management System)는 주문형 반도체(ASIC), 메모리, 스위치 회로 등이 포함되는 PCB 기판 형태로 제작되어 차량 배터리(100)와 결합된다.
본 발명에서는, 상기 배터리 관리 장치(1)가 차량 배터리(100)의 주변에 설치된 염분 감지 센서(2)를 이용하여 공기 중에 함유된 염분의 농도를 측정한다. 그리고 배터리 관리 장치(1)가 측정된 염분 농도의 누적값을 이용하여 차량 배터리(100)를 구성하는 각종 금속 부품의 부식 위험이 판단되면, 부식 점검과 관련된 안내 메시지를 출력한다. 안내 메시지를 확인한 사용자가 자가 점검 또는 정비소 점검을 하면, 차량 배터리(100)의 부식 제거 또는 교체의 점검 결과를 진단받아 배터리 수명을 연장(부식 제거)할 수 있고 안전 운행(배터리 교체)을 할 수 있다.
상기 염분 감지 센서(2)는 차량 배터리(100)의 임의 위치의 외면에 설치될 수 있다. 도 1에서는 배터리 관리 장치(1)와 염분 감지 센서(2)가 유선에 의하여 연결되어 있는 것으로 도시하였으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고, 무선 통신 인터페이스를 통하여 무선으로 연결되어도 무방하다. 나아가, 염분 감지 센서(2)를 배터리 관리 장치(1)와 하나의 통합 회로로 구현하는 것도 얼마든지 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(1)의 개략적 내부 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(1)는 공기 중의 염분 농도를 측정하는 염분 센서 모듈(11), 염분 센서 모듈(11)로부터 염분 농도값을 수신하여 시간으로 적분하고 누적 염분 농도에 누산한 후 배터리 금속 부품의 부식 점검과 관련된 안내 메시지의 출력 여부를 판단하는 중앙 제어 모듈(12), 중앙 제어 모듈(12)의 제어에 따른 각종 프로그램과 데이터를 저장하는 메모리 모듈(13) 및 중앙 제어 모듈(12)의 제어에 따라 배터리의 부식 점검 안내 메시지의 출력을 인가하는 출력 모듈(14)을 포함하여 구성된다.
상기 염분 센서 모듈(11)은 차량의 운행 과정에서 공기 중에 함유된 염분의 농도값을 생성하여 중앙 제어 모듈(12)로 출력한다. 그러면 중앙 제어 모듈(12)은 생성된 염분 농도값을 메모리 모듈(13)에 저장한다.
여기서, 염분 센서 모듈(11)은 전기 전도율 측정법 또는 질산은 적정법을 이용하여 염분 농도를 측정할 수 있다. 먼저, 전기 전도율 측정법은 물속의 이온 농도가 전기의 흐름과 비례하는 점을 이용하여 전기 전도율을 측정하는 방법이다. 즉 전기 전도율 측정법은 공기 중에 함유된 염화 이온(Cl_)의 전기 전도율을 측정하여 염분 농도를 측정할 수 있다. 다음으로, 질산은 적정법은 염화 이온의 농도를 질산은으로 적정해서 계산하는 방법입니다. 양자 모두 공지된 염분 농도의 측정법으로서 차량의 외부 공기를 펌프 같은 것으로 흡입하는 과정에서 필터에 여과되는 염분을 포집하여 그 농도를 측정한다. 본 발명에서는 전술한 2가지 방식 이외에 다른 측정 방식이 적용될 수 있음은 물론이다. 따라서, 상기한 염분 농도의 측정 방식 이외에도 여러 가지 변형 실시예가 가능할 것임은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
상기 중앙 제어 모듈(12)은 배터리 관리 장치(1)의 기능에 따른 데이터 처리를 제어한다. 중앙 제어 모듈(12)이 염분 센서 모듈(11)로부터 염분의 농도값을 수신하면, 수신된 염분 농도값을 이용하여 일련의 계산 과정을 수행한다.
먼저, 중앙 제어 모듈(12)은 현재 수신된 염분 농도를 시간으로 적분하여 시간당 염분의 영향력을 평가한다. 그리고 적분된 당해 염분 농도값을 현재까지 누적된 염분 농도값(누적 염분 농도)에 합산(누산)한다.
다음으로, 누적 염분 농도가 합산되면, 상기 중앙 제어 모듈(12)은 실시간 합산된 누적 염분 농도를 메모리 모듈(13)로부터 조회한 임계치 염분 농도와 비교하여 배터리의 금속 부품에 대한 부식 점검의 필요성 여부를 판단한다. 만약, 누적 염분 농도가 임계치 염분 농도 이상이 되면, 중앙 제어 모듈(12)은 부식 점검의 필요성이 있다고 판단한다. 그러면, 중앙 제어 모듈(12)은 메모리 모듈(13)로부터 대응하는 안내 메시지를 조회하여 출력 모듈(14)로 전송하여 안내 메시지의 출력을 제어한다. 한편, 중앙 제어 모듈(12)이 상기와 같은 동작을 수행하는 과정에서 획득하는 각종 수신값 및 중간 처리 계산값의 데이터는 메모리 모듈(13)에 저장되어 관리된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 중앙 제어 모듈(12)은 상기 임계치 염분 농도에 대하여 복수의 레벨을 설정할 수 있다. 그리고 레벨이 증가할수록 안내 메시지를 통한 경고 수준을 점점 상향시킬 수 있다. 예를 들어, 중앙 제어 모듈(12)은 임계 염분 농도가 낮은 레벨일 때에는 배터리 금속 부품에 대한 자가 점검 메시지를 출력하고, 임계 염분 농도가 높은 레벨일 때에는 정비소에서의 전문가 점검이 필요하다는 메시지를 출력한다. 또한, 임계 레벨이 최고 수준에 이르면 배터리의 교체를 권장하는 메시지를 출력할 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 본 발명은 중앙 제어 모듈(12)의 레벨별 안내 메시지 출력에 의하여 운전자의 배터리 안전에 대한 점검 의식을 고취시키고, 정기적 검사를 통하여 배터리 금속 부품의 부식 제거 및 예방을 도모할 수 있다. 또한, 정기 점검을 통하여 적절한 시기에 배터리를 교체하여 미연의 사고를 사전 예방할 수 있다.
상기 중앙 제어 모듈(12)은 전술한 여러 가지 기능을 수행하기 위해 마이크로 프로세서를 포함하는 PCB 보드로 구현될 수도 있고, ASIC 칩과 같은 원 칩 형태로 구현되어도 무방하다. 또한, 상기 중앙 제어 모듈(12)이 수행하는 기능은 컴퓨터가 판독 가능한 프로그램으로 코딩되어 상기 중앙 제어 모듈(12)의 기능을 구현하는 하드웨어 장치의 기억 수단에 기록되어 실행될 수 있다. 또한, 상기 중앙 제어 모듈(12)이 수행하는 기능은 아날로그 또는 디지털 로직 회로로 구현되는 것도 가능하다. 상기 중앙 제어 모듈(12)이 수행하는 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 부품을 작동 가능하게 결합하고 마이크로프로세서의 동작을 위해 필요한 각종 프로그램을 설치하는 것은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
상기 메모리 모듈(13)은 제어 프로그램과 염분 농도 측정값, 적산된 염분 농도값, 누적 염분 농도값, 임계치 염분 농도 등을 비롯한 각종 데이터를 저장한다. 상기 메모리는 플래시 메모리, 카드 메모리, 디스크 등의 기록 매체로서 특별한 기종과 동작 방식에 제한을 두지 않는다.
상기 출력 모듈(14)은 중앙 제어 모듈(12)의 안내 메시지 출력 제어에 따라 안내 메시지를 수신하여 차량의 음성 출력 수단(오디오 장치) 또는 화면 표시 수단(그래픽 장치)으로 출력을 인가한다. 예를 들면, 상기 출력 모듈(14)은 "본 차량은 공기 중에 염분이 함유된 지역을 과도하게 운행하였으므로 배터리 금속 부품의 부식 여부에 대한 점검이 필요합니다"라는 메시지를 운전자에게 음성 또는 그래픽의 형태로 출력할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(1)는 타이머 모듈(15)을 더 포함할 수 있다. 타이머 모듈(15)이 측정하는 시간 계수값은 중앙 제어 모듈(12)이 수신한다. 배터리 관리 장치(1)는 염분 센서 모듈(11)로부터 수신한 염분 농도값을 시간으로 적분할 때 타이머 모듈(15)로부터 수신된 시간 계수값을 이용한다.
만약, 배터리 관리 장치(1)가 염분 측정 주기를 사용자로부터 설정받을 수 있다고 가정하면, 배터리 관리 장치(1)는 사용자의 설정 주기값을 타이머 모듈(15)에 세팅하여 설정 주기 간격으로 염분 센서 모듈(11)을 제어하여 염분 농도값을 수신한다. 예를 들어, 사용자가 60초로 염분 측정 주기를 세팅한 경우, 중앙 제어 모듈(12)은 60초 간격으로 염분 센서 모듈(11)로부터 염분 농도값을 수신하고 60초를 기준으로 적분 염분 농도를 계산한 후 계산된 적분 염분 농도를 누적 염분 농도에 합산한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 염분 농도와 시간의 관계 그래프이다.
상기 중앙 제어 모듈(12)은 염분 센서 모듈(11)로부터 염분 농도값을 수신하여 수신 시각과 함께 메모리 모듈(13)에 저장한다. 그리고 t1- t0로 계산된 소정 주기(예 : 10분) 간격으로 염분 농도를 시간을 기준으로 적분한다.
적분을 통하여 적분 염분 농도가 구해지면, 중앙 제어 모듈(12)은 기존의 누적 염분 농도에 당해 t1 ~ t0 구간의 적분 염분 농도를 합산한다.
상술한 본 발명에 따른 배터리 관리 장치(1)는 일 예로 BMS(Battery Management System)라고 불리는 배터리 관리 시스템에 통합될 수 있다. 여기서, 상기 BMS로 구현되는 경우, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치(1)는 내부의 배터리 전지와 함께 배터리 팩을 형성한다. 다른 예로, 상기 배터리 관리 장치(1) 및 상기 배터리 팩은 차량 내의 각종 전자 장비의 통합 제어를 담당하는 전장 컴퓨터인 ECU(Electronic Control Unit)에 통합될 수 있다. 다른 예로, 상기 배터리 관리 장치(1)는 독립된 장치로 차량에 장착되는 것도 특별히 제한하지 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 방법의 개략적 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속 부품의 부식 정도를 모니터링하는 배터리 관리 방법은 전술한 배터리 관리 장치(1)를 통하여 바람직하게 실현될 수 있다.
먼저, 배터리 관리 장치(1)의 염분 센서 모듈(11)은 차량 배터리(100)의 외부 공기 중에 함유된 염분의 농도를 측정하여 염분 농도값을 중앙 제어 모듈(12)로 출력한다(S11).
염분 농도값이 생성 및 출력되면, 중앙 제어 모듈(12)은 타이머 모듈(15)로부터 현재 시간을 수신한 후 메모리 모듈(13)에 측정된 염분 농도 및 현재 시간을 저장한다(S12)
이후, 중앙 제어 모듈(12)은 수신된 염분 농도값을 측정 시간으로 적분하여 적분 염분 농도값을 계산한다(S13). 그리고 중앙 제어 모듈(12)은 기존 누적 염분 농도값에 당해 계산된 적분 염분 농도값을 합산한다(S14). 적분 염분 농도와 누적 염분 농도를 계산하는 방식은 도 3을 참조하여 이미 상술한 바 있다.
이어서, 중앙 제어 모듈(12)은 계산된 누적 염분 농도와 메모리 모듈((13)에 저장된 임계 염분 농도를 비교한다(S15).
만약, 누적 염분 농도가 임계 염분 농도 이상에 해당될 경우, 배터리 금속 부품에 대한 부식 위험성의 점검 확인과 관련된 안내 메시지의 출력 조건이 충족된다. 나아가, 임계 염분 농도가 복수의 레벨로 설정된 경우, 임계 염분 농도가 각각 복수로 설정된 임계 레벨 조건 이상이 될 때마다 안내 메시지 출력 조건이 성립될 수 있다. 한편, 상기 안내 메시지의 출력 조건이 충족되지 않는 경우, 중앙 제어 모듈(12)은 상기 단계(S11)의 염분 농도 측정부터 다시 시작한다.
이어서, 안내 메시지 출력 조건이 충족되면, 중앙 제어 모듈(12)은 배터리 부식 점검과 관련된 안내 메시지를 메모리 모듈(13)로부터 독출하여 출력 모듈(14)로 출력한다. 그러면 출력 모듈(14)은 차량에 설치된 오디오 장치(음성) 또는 그래픽 장치(음성 및 영상)를 통해 안내 메시지를 출력한다(S16).
상술한 바와 같이, 안내 메시지는 단순히 배터리 금속 부품의 부식 여부를 확인하라는 메시지일 수 있다. 또한, 임계 염분 농도에 대하여 복수의 임계 레벨이 설정되어 있는 경우 높은 임계 레벨이 충족될수록 안내 메시지는 높은 수준의 경고 메시지를 포함할 수 있다.
안내 메시지를 안내받은 사용자는 자가로 배터리를 점검하거나 차량 정비소를 방문하여 전문가로부터 배터리의 금속 부품에 대한 부식 여부를 점검받을 수 있고 점검 결과에 따라 부식 제거 및 방지 조치, 배터리 교체 등의 정비를 수행할 수 있다.
상술한 실시예에서, 배터리 관리 장치(1)의 개별 구성 모듈은 배터리 관리 장치(1)의 하드웨어적 구분을 반드시 의미하는 용어로 사용된 것이 아니다. 따라서 복수의 구성 모듈이 하나의 구성 모듈로 통합될 수도 있고, 하나의 구성 모듈이 복수의 구성 모듈로 분할될 수도 있다. 또한, 구성 모듈은 하드웨어 모듈을 의미할 수도 있지만, 소프트웨어의 모듈을 의미할 수도 있다. 따라서 본 발명은 개별 구성부의 용어에 의해 특별히 한정되지 않음을 이해하여야 할 것이다.
본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (17)

  1. 차량의 배터리 주변의 공기 중에 포함된 염분의 농도를 측정하는 염분 센서 모듈; 및
    상기 염분 센서 모듈이 측정한 염분 농도를 시간으로 적분하여 누산하고, 누산된 염분 농도에 따라 배터리 부식 점검과 관련된 안내 메시지를 출력하는 중앙 제어 모듈
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 염분 센서 모듈은,
    배터리 팩의 외부에 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 염분 센서 모듈은,
    전기 전도율 측정법 또는 질산은 적정법을 이용하여 염분 농도를 측정하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    염분 센서 모듈의 측정 시간을 계수하는 타이머 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙 제어 모듈는,
    누산된 염분 농도가 임계 조건으로 설정한 값 이상이면 안내 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 임계 조건으로 설정한 값은,
    배터리 셀의 종류에 따른 퇴화 수준을 고려하여 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 임계 조건은,
    복수의 임계 레벨로 분할하여 정의되고,
    상기 중앙 제어 모듈는 누산된 염분 농도가 각각의 상기 임계 레벨 이상이 될 때마다 경고 수준이 다른 안내 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    염분 센서 모듈로부터 수신된 값, 시간으로 적분한 염분 농도값. 누산된 염분 농도값, 안내 메시지를 저장하는 메모리 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 출력되는 메시지를 수신하여 외부의 오디오 장치 또는 그래픽 장치로 안내 메시지를 전송하는 출력 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  10. 차량의 배터리 주변의 공기 중에 포함된 염분의 농도를 측정하는 염분 센서 모듈; 및 상기 염분 센서 모듈이 측정한 염분 농도를 시간으로 적분하여 누산하고, 누산된 염분 농도에 따라 배터리 부식 점검과 관련된 안내 메시지를 출력하는 중앙 제어 모듈를 포함하는 배터리 관리 장치; 및
    상기 배터리 관리 장치의 제어로 전원의 충전 및 방전을 수행하는 전지
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 배터리 관리 장치가 차량에 탑재된 배터리 금속 부품의 부식 정도를 관리하는 방법에 있어서,
    (a)배터리 주변의 공기 중에 포함된 염분의 농도를 측정하는 단계;
    (b)측정된 염분 농도를 시간으로 적분하여 누산하는 단계;
    (c)누산된 염분 농도를 이용하여 배터리 부식 점검의 필요성을 판단하는 단계; 및
    (d)배터리 부식 점검의 필요성이 판단되면 배터리 부식 점검과 관련된 안내 메시지를 출력하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    (a) 단계는,
    전기 전도율 측정법 또는 질산은 적정법을 이용하여 염분 농도를 측정하는 단계인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  13. 제 11항 또는 12항에 있어서,
    염분 농도의 측정 시간을 하는 계수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    (c) 단계는,
    누산된 염분 농도가 임계 염분 농도를 초과하면, 배터리 부식 점검이 필요하다고 판단하는 단계임을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 임계 염분 농도는,
    배터리의 종류에 따른 배터리의 퇴화 수준을 고려하여 설정된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  16. 제 11항에 있어서,
    (d) 단계는,
    누산된 염분 농도가 복수의 레벨로 설정된 임계 조건 값 이상일 때마다 경고 수준이 다른 안내 메시지를 출력하는 단계임을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  17. 제 11항 또는 16항에 있어서,
    (d) 단계는,
    상기 안내 메시지를 외부의 오디오 장치 또는 그래픽 장치에 음성 또는 텍스트 출력하는 단계임을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
KR1020100130745A 2010-12-20 2010-12-20 금속 부품의 부식 정도를 모니터링하는 배터리 관리 장치, 배터리 팩 및 배터리 관리 방법 KR101245281B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100130745A KR101245281B1 (ko) 2010-12-20 2010-12-20 금속 부품의 부식 정도를 모니터링하는 배터리 관리 장치, 배터리 팩 및 배터리 관리 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100130745A KR101245281B1 (ko) 2010-12-20 2010-12-20 금속 부품의 부식 정도를 모니터링하는 배터리 관리 장치, 배터리 팩 및 배터리 관리 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120069265A KR20120069265A (ko) 2012-06-28
KR101245281B1 true KR101245281B1 (ko) 2013-03-19

Family

ID=46687551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100130745A KR101245281B1 (ko) 2010-12-20 2010-12-20 금속 부품의 부식 정도를 모니터링하는 배터리 관리 장치, 배터리 팩 및 배터리 관리 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101245281B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010072026A (ko) * 1998-07-20 2001-07-31 크리스 로저 에이취. 차량 배터리를 모니터링하기 위한 시스템 및 방법
JP2004127550A (ja) 2002-09-30 2004-04-22 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 燃料電池システムの運転方法および燃料電池システム
KR20070082885A (ko) * 2006-02-17 2007-08-22 비피파워 인코포레이티드 내부 저항을 측정하여 배터리의 상태를 모니터링하는 방법및 장치
JP2009053205A (ja) 2008-10-20 2009-03-12 Jfe Steel Kk 移動体の腐食環境計測方法、その設計方法、移動体材料の腐食試験方法およびその選定方法、ならびに表面処理鋼板および耐食鋼材

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010072026A (ko) * 1998-07-20 2001-07-31 크리스 로저 에이취. 차량 배터리를 모니터링하기 위한 시스템 및 방법
JP2004127550A (ja) 2002-09-30 2004-04-22 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 燃料電池システムの運転方法および燃料電池システム
KR20070082885A (ko) * 2006-02-17 2007-08-22 비피파워 인코포레이티드 내부 저항을 측정하여 배터리의 상태를 모니터링하는 방법및 장치
JP2009053205A (ja) 2008-10-20 2009-03-12 Jfe Steel Kk 移動体の腐食環境計測方法、その設計方法、移動体材料の腐食試験方法およびその選定方法、ならびに表面処理鋼板および耐食鋼材

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120069265A (ko) 2012-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6400205B2 (ja) 無線ネットワークに基づく電池管理システム
JP5179047B2 (ja) 蓄電装置の異常検出装置、蓄電装置の異常検出方法及びその異常検出プログラム
CN108474824B (zh) 蓄电元件管理装置、蓄电元件模块、车辆及蓄电元件管理方法
EP3605127A1 (en) Device and method for estimating battery resistance
US6433513B1 (en) Method, apparatus and computer readable recorded medium for secondary battery life evaluation
JP6112785B2 (ja) 電気化学電池セルの健康状態を決定するためのシステムおよび方法
JP5520580B2 (ja) 蓄電池のセル短絡検知方法及び検知装置
US20090265125A1 (en) battery state-of-health monitoring system and method
WO2013140781A1 (ja) 蓄電池監視方法、蓄電池監視システム、および、蓄電池システム
JP2020113546A (ja) 複数のセルを有するバッテリのためのバッテリ監視システム
EP3373021B1 (en) Managing apparatus for electrochemical element
JP2020013379A (ja) 車両運行システム
US20100213947A1 (en) Battery assembly with enhanced properties
CN118294842A (zh) 实时电池故障检测和健康的状态监控
CN103863235A (zh) 车辆撞击检测方法及车辆撞击检测装置
JP2007055450A (ja) 蓄電デバイスの劣化状態推定システム
US20160291094A1 (en) Method for estimating the ageing of a cell of a storage battery
CN106740131A (zh) 电动汽车电池电量的监控方法、装置及系统、监控服务器
KR101245281B1 (ko) 금속 부품의 부식 정도를 모니터링하는 배터리 관리 장치, 배터리 팩 및 배터리 관리 방법
CN113787914B (zh) 动力电池的监控方法、装置、服务器及存储介质
JP2007057434A (ja) 蓄電デバイスの劣化状態推定システム
JP2007057433A (ja) 蓄電デバイスの劣化状態推定システム
CN103069292B (zh) 用于在电池监控装置复位之后识别临界电池状态的方法
CN114043875A (zh) 基于大数据的剩余里程预估偏差分析方法和系统
JP5034859B2 (ja) バッテリ状態表示システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160216

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170216

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180116

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190116

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200116

Year of fee payment: 8