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WO2016122238A1 - 배터리의 상태 추정 장치 및 방법 - Google Patents

배터리의 상태 추정 장치 및 방법 Download PDF

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Publication number
WO2016122238A1
WO2016122238A1 PCT/KR2016/000961 KR2016000961W WO2016122238A1 WO 2016122238 A1 WO2016122238 A1 WO 2016122238A1 KR 2016000961 W KR2016000961 W KR 2016000961W WO 2016122238 A1 WO2016122238 A1 WO 2016122238A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
soc
soh
estimating
current
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/000961
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이현철
박정민
장기욱
이종범
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 US15/541,613 priority Critical patent/US10809303B2/en
Priority to EP16743716.9A priority patent/EP3252489B1/en
Priority to PL16743716.9T priority patent/PL3252489T3/pl
Publication of WO2016122238A1 publication Critical patent/WO2016122238A1/ko

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    • 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]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • 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
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • G—PHYSICS
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    • G01R31/2801—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G01R31/281—Specific types of tests or tests for a specific type of fault, e.g. thermal mapping, shorts testing
    • G01R31/2812—Checking for open circuits or shorts, e.g. solder bridges; Testing conductivity, resistivity or impedance
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    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for estimating a state of a battery. More particularly, the present invention relates to a method of estimating a state of charging (SOC) of a battery based on an open circuit voltage (OCV) and a temperature of the battery.
  • SOC state of charging
  • OCV open circuit voltage
  • the battery state estimating apparatus 10 ' includes an SOC estimator 11' estimating a state of charging (SOC) of the battery and an SOH estimator estimating a state of health (SOH) of the battery ( 12 ').
  • SOC state of charging
  • SOH state of health
  • the SOC estimator 11 estimates the SOC of the battery based on measured values such as current, voltage, and temperature of the battery, and the SOH estimator 12' estimates the battery based on the estimated SOC of the battery and the current of the battery. Estimate the SOH of.
  • the SOC estimator 11 ′ estimates the SOC of the battery again based on the estimated SOH of the battery.
  • the BMS equipped with the battery state estimating apparatus 10 'prevents the battery from being overcharged and overdischarged by using the SOC and the SOH of the battery, and controls the charging and discharging of the battery so that the power efficiency is improved.
  • the conventional state estimator 10 'of the battery reflects the SOH of the battery in the SOC estimator 11' and the SOH estimator 12 'reflects the SOC of the battery, respectively. Therefore, when an error occurs in the measured value of the sensor measuring the voltage, current, and temperature of the battery, even if the error is accumulated and only one error occurs in the sensor, the estimated value is obtained by repeatedly estimating the SOC and SOH of the battery. There is a problem of falling accuracy.
  • the present inventor estimates the first SOC of the battery based on the open circuit voltage (OCV) and the temperature of the battery, and estimates the first SOC of the battery and the current of the battery. Estimating the first SOH of the battery, and estimating the second SOC of the battery based on the estimated first SOH of the battery and the charge / discharge voltage, temperature, and current of the battery, or based on the charge / discharge voltage, temperature, and current of the battery.
  • OCV open circuit voltage
  • the present inventor estimates the first SOC of the battery based on the open circuit voltage (OCV) and the temperature of the battery, and estimates the first SOC of the battery and the current of the battery.
  • the present invention has been made to invent an apparatus and method for estimating a state of a battery capable of estimating a second SOC from an unreflected first SOH to improve the accuracy of the SOC and SOH of the battery.
  • An object of the present invention is to estimate a first state of charging (SOC) of a battery based on an open circuit voltage (OCV) and temperature of the battery, and to estimate the estimated first SOC of the battery and the battery.
  • SOC state of charging
  • OCV open circuit voltage
  • SOH state of health
  • Estimates a first state of health (SOH) of the battery based on current, and estimates a second SOC of the battery based on the estimated first SOH of the battery and the charge / discharge voltage, temperature, and current of the battery By estimating the second SOC of the battery based on the charge / discharge voltage, temperature, and current of, even if an error occurs in the current measurement value of the battery, the generated error is only reflected in the initial estimation of the second SOC, and an error occurs in the current measurement value.
  • the second SOC re-estimation is to provide an apparatus and method for estimating the state of the battery that can improve the accuracy of the SOC and SOH of the battery by estimating the second SOC from the
  • an apparatus for estimating a state of a battery may include a first SOC estimate for estimating a first state of charging (SOC) of the battery based on an open circuit voltage (OCV) and a temperature of the battery. government; A first SOH estimator estimating a first state of health (SOH) of the battery based on a first SOC and a current of the battery; And a second SOC of the battery based on the first SOH, the charge / discharge voltage, the temperature, and the current of the battery, or a second SOC of the battery based on the charge / discharge voltage, the temperature, and the current of the battery. And a second SOC estimator.
  • the second SOC estimator may estimate the second SOC of the battery based on the first SOH, the charge / discharge voltage, the temperature, and the current of the battery.
  • the apparatus for estimating the state of the battery may further include an OCV measuring unit configured to measure an OCV of the battery after a current supply time of the battery has elapsed.
  • the first SOH estimator may estimate the first SOH of the battery using the first SOC change value of the battery and the current integration value of the battery.
  • the second SOC estimator may estimate the second SOC of the battery using a current integration method.
  • the apparatus for estimating the state of the battery may further include a setting unit configured to set the second SOC and the first SOH of the battery to the final SOC and the final SOH of the battery, respectively.
  • the battery management system includes an apparatus for estimating the state of the battery.
  • a method of estimating a state of a battery including: estimating, by the first SOC estimator, a first SOC of the battery based on an OCV and a temperature of the battery; Estimating, by the first SOH estimator, the first SOH of the battery based on the first SOC and the current of the battery; And the second SOC estimator estimates a second SOC of the battery based on the first SOH, the charge / discharge voltage, temperature, and the current of the battery, or based on the charge / discharge voltage, temperature, and current of the battery. Estimating the SOC.
  • the estimating of the second SOC of the battery may include: when the second SOC estimator receives the first SOH of the battery, based on the first SOH, charge / discharge voltage, temperature, and current of the battery; Estimating 2 SOC.
  • the method for estimating the state of the battery may further include measuring, by the OCV measuring unit, the OCV of the battery after a predetermined time when the energization time of the battery elapses.
  • the estimating of the first SOH of the battery may include: estimating, by the first SOH estimator, the first SOH of the battery using the first SOC change value of the battery and the current integration value of the battery. Can be.
  • the estimating of the second SOC of the battery may further include estimating, by the second SOC estimator, the second SOC of the battery using a current integration method.
  • the estimating of the first SOH of the battery may further include setting the second SOC and the first SOH of the battery as the final SOC and the final SOH of the battery, respectively.
  • An apparatus and method for estimating a state of a battery estimates a first state of charging (SOC) of a battery based on an open circuit voltage (OCV) and a temperature of the battery, and estimates the estimated state of the battery.
  • the first state of health (SOH) of the battery is estimated based on the first SOC and the current of the battery, and the battery is based on the estimated first SOH of the battery and the charge / discharge voltage, temperature, and current of the battery.
  • the second SOC By estimating the SOC or estimating the second SOC of the battery based on the charge / discharge voltage, temperature, and current of the battery, even if an error occurs in the current measurement value of the battery, the generated error is only reflected in the initial estimation of the second SOC, After the error of the current measurement value, the second SOC is re-estimated to estimate the second SOC from the first SOH that does not reflect the error, thereby improving the accuracy of the SOC and SOH of the battery.
  • the present invention estimates the first SOC of the battery based on the OCV of the battery measured after the energization time of the battery has passed the predetermined time, the error of the OCV due to the polarization phenomenon that may occur at the beginning of the charge and discharge of the battery By reducing the, has the effect of improving the accuracy of the SOC and SOH of the battery estimated based on the OCV.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a battery management system (BMS) including an apparatus for estimating a state of a conventional battery.
  • BMS battery management system
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an electric vehicle to which an apparatus for estimating state of a battery according to an exemplary embodiment of the present invention may be applied.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for estimating a state of a battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of an apparatus for estimating a state of a battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a battery state estimation method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an electric vehicle to which an apparatus for estimating state of a battery according to an exemplary embodiment of the present invention may be applied.
  • the battery state estimating apparatus may be a mobile device or an energy storage system in addition to the electric vehicle.
  • any technical field may be applied as long as the secondary battery battery, such as an uninterruptible power supply, may be applied.
  • the electric vehicle 1 may include a battery 10, a battery management system (BMS) 20, an electronic control unit (ECU) 30, an inverter 40, and a motor 50. have.
  • BMS battery management system
  • ECU electronice control unit
  • motor 50 a motor 50.
  • the battery 10 is an electric energy source for driving the electric vehicle 1 by providing a driving force to the motor 50.
  • the battery 10 may be charged or discharged by the inverter 40 according to the driving of the motor 50 or the internal combustion engine (not shown).
  • the type of the battery 10 is not particularly limited, and the battery 10 may be, for example, a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a nickel zinc battery, or the like.
  • the BMS 20 estimates the state of the battery 10 and manages the battery 10 using the estimated state information. For example, the battery 10 state information such as the maximum input / output power allowance of the battery 10 and the output voltage are estimated and managed.
  • the BMS 20 includes a state estimating apparatus (100 of FIGS. 3 and 4) of a battery, which will be described later, including a state of charging (SOC) and an aging state of the battery 10. Of Health (SOH) can be estimated.
  • SOC state of charging
  • SOH Of Health
  • the charging or discharging of the battery 10 is controlled using the state information, and the replacement time of the battery 10 may be estimated.
  • the ECU 30 is an electronic control device for controlling the state of the electric vehicle 1.
  • the torque degree is determined based on information such as an accelerator, a brake, a speed, and the like, and the output of the motor 50 is controlled to match the torque information.
  • the ECU 30 transmits a control signal to the inverter 40 so that the battery 10 can be charged or discharged based on state information such as SOC and SOH of the battery 10 received by the BMS 20. .
  • the inverter 40 causes the battery 10 to be charged or discharged based on the control signal of the ECU 30.
  • the motor 50 drives the electric vehicle 1 based on the control information (for example, torque information) transmitted from the ECU 30 using the electric energy of the battery 10.
  • control information for example, torque information
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for estimating a state of a battery according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of an apparatus for estimating a state of a battery according to an embodiment of the present invention.
  • an apparatus 100 for estimating a state of a battery includes an open circuit voltage (OCV) measuring unit 110 and a first state of charging (SOC) estimating unit 120.
  • the first state of health (SOH) estimator 130, the second SOC estimator 140, and the setting unit 150 may be configured.
  • the battery state estimating apparatus 100 may further include a temperature measuring unit 160, a current measuring unit 170, and a charge / discharge voltage measuring unit 180.
  • the apparatus 100 for estimating the state of the battery illustrated in FIGS. 3 and 4 is according to an exemplary embodiment, and its components are not limited to the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 3 and 4, and may be added or changed as necessary. Or may be deleted.
  • the OCV measuring unit 110 may serve to measure a voltage applied to both ends of the battery in the no-load state. In this case, the OCV measuring unit 110 may measure the OCV of the battery after a predetermined time has passed.
  • the preset time may be a time at which the electromotive force reduction of the battery is restored due to the polarization phenomenon occurring at the initial stage of charging and discharging of the battery.
  • the preset time may be 15 minutes.
  • the OCV measuring unit 110 may measure the OCV of the battery by avoiding the polarization of the battery, thereby improving the accuracy of SOC and SOH of the battery estimated based on the OCV of the battery.
  • the first SOC estimator 120 may estimate the first SOC of the battery based on the OCV and the temperature of the battery.
  • the SOC estimating method of the first SOC estimator 120 is not particularly limited as long as the SOC of the battery is estimated based on the OCV of the battery.
  • the first SOC of the battery estimated from the first SOC estimator 120 is provided to the BMS to estimate the SOH of the battery, not the battery state information used for managing and controlling the battery. Information.
  • the temperature of the battery described above may be measured from the temperature measuring unit 160, and the type of the temperature measuring unit 160 is not particularly limited as long as the temperature of the battery is measured.
  • the first SOH estimator 130 may estimate the first SOH of the battery based on the first SOC and the current of the battery. More specifically, the first SOH estimator 130 may estimate the first SOH of the battery using the first SOC change value of the battery and the current integration value of the battery.
  • the current of the battery can be measured from the current measuring unit 170
  • the current measuring unit 170 is a current transformer (Current transformer), Hall element (Fall element) method and fuse (Fuse) to measure the current of the battery Current sensor (Current sensor) corresponding to one or more of the) method may be used, and may include one or more switch elements, capacitors, conductors, etc., ballast for protecting the internal from high current (for example, high resistance value It may further include a resistor having a) (not shown).
  • the first SOH estimator 130 estimates the first SOH of the battery again by receiving the first SOC and the temperature of the battery and thus is based on the estimation of the first SOC. Even if a measurement error occurs in the OCV and temperature of the battery and the current of the battery, only the first SOH estimated based on the measured measurement error causes an error, and when the OCV, temperature, and current of the battery are accurately measured, the first SOH It can also be estimated accurately.
  • the second SOC estimator 140 estimates the second SOC of the battery based on the first SOH, the charge / discharge voltage, the temperature, and the current of the battery, or estimates the second SOC of the battery based on the charge / discharge voltage, the temperature, and the current of the battery. It can play a role of estimating.
  • the second SOC estimator 140 when the second SOC estimator 140 receives the first SOH of the battery from the first SOH estimator 130, the second SOC estimator 140 stores the battery based on the first SOH and the charge / discharge voltage, temperature, and current of the battery.
  • the second SOC of the battery is calculated based on the charge / discharge voltage, temperature, and current of the battery except the first SOH. It can be estimated.
  • the type of SOC estimation method of the second SOC estimator 140 is not particularly limited.
  • the charge / discharge voltage of the battery may be a voltage of the battery measured when the voltage is applied to the battery to perform charging or when the load is connected to the battery to supply power to the load to discharge the charge and discharge voltage. Can be measured from
  • the second SOC estimator 140 similarly to the first SOH estimator 130, even if a measurement error occurs in the charge / discharge voltage, temperature, and current of the battery based on the estimation of the second SOC, the error Only the second SOC estimated based on the measured value of the error occurs, the second SOC can also be accurately estimated if the correct measured value is measured after that.
  • the setter 150 finally sets the first SOH estimated from the first SOH estimator 130 as the final SOH of the battery, and sets the second SOC estimated from the second SOC estimator 140 to the final SOC of the battery. It can play the role of setting to.
  • the battery management system receives the final SOC and the final SOH of the battery described above to efficiently control the charge and discharge of the battery to maintain the proper operating state and performance of the battery, and to prevent the overcharge and over-discharge of the battery This can extend the life of the battery.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a battery state estimation method according to an embodiment of the present invention.
  • the OCV measuring unit, the temperature measuring unit, the current measuring unit, and the charge / discharge voltage measuring unit respectively measure the OCV, temperature, current, and charge / discharge voltage of the battery (S501).
  • the first SOC estimator estimates the first SOC based on the measured OCV and the temperature of the battery (S502). At the same time, when there is no estimated first SOH, the second SOC estimator includes the measured temperature, current and The second SOC is estimated based on the charge / discharge voltage (S503).
  • the first SOH estimator estimates the first SOH based on the estimated first SOC and the measured current of the battery (S504), and the estimated first SOH is transferred to the second SOC estimating unit to perform the second SOC estimation.
  • the SOC estimator estimates the second SOC based on the estimated first SOH and the measured temperature, current, and charge / discharge voltage of the battery (S503).
  • the setting unit sets the first SOH and the second SOC of the battery estimated in the above-described steps S504 and S503 as the final SOH and the final SOC, respectively (S503).
  • the battery state estimation method if a measurement error occurs in the measured value of the battery that is the basis for estimating the SOH and SOC of the battery, it is estimated based on the measured value generated the error Errors may occur only in the SOH and SOC of the battery, and the error may not accumulate in the estimated SOH and SOC of the battery.
  • the battery state estimation method is implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means may be recorded on a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks.
  • Magneto-optical media and any type of hardware device specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions may include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter as well as machine code such as produced by a compiler.
  • Such hardware devices may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
  • the teachings of the present principles can be implemented as a combination of hardware and software.
  • the software may be implemented as an application program that is actually implemented on the program storage unit.
  • the application can be uploaded to and executed by a machine that includes any suitable architecture.
  • the machine may be implemented on a computer platform having hardware such as one or more central processing units (CPU), computer processor, random access memory (RAM), and input / output (I / O) interfaces.
  • the computer platform may include an operating system and micro instruction code.
  • the various processes and functions described herein may be part of micro instruction code or part of an application program, or any combination thereof, and they may be executed by various processing apparatus including a CPU.
  • various other peripheral devices such as additional data storage and printers may be connected to the computer platform.

Landscapes

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리의 상태 추정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리의 개방 회로 전압 및 온도에 근거하여 상기 배터리의 제1 충전 상태를 추정하는 제1 SOC 추정부; 상기 배터리의 제1 SOC 및 전류에 근거하여 상기 배터리의 제1 노화 상태를 추정하는 제1 SOH 추정부; 및 상기 배터리의 제1 SOH, 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하거나 상기 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류 근거하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 제2 SOC 추정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리의 상태 추정 장치 및 방법
본 출원은 2015년 01월 28일자 한국 특허 출원 제10-2015-0013448호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 배터리의 상태 추정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리의 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV) 및 온도에 근거하여 배터리의 제1 충전 상태(State Of Charging; SOC)를 추정하고, 추정된 배터리의 제1 SOC와 배터리의 전류에 근거하여 배터리의 제1 노화 상태(State Of Health; SOH)를 추정하며, 추정된 배터리의 제1 SOH와 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 배터리의 제2 SOC를 추정하거나 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류 근거하여 배터리의 제2 SOC를 추정함으로써, 배터리의 전류 측정값에 오차가 발생하더라도 발생된 오차가 제2 SOC의 최초 추정에만 반영될 뿐, 전류 측정값의 오차 발생 이후 제2 SOC의 재추정에는 오차가 반영되지 않은 제1 SOH로부터 제2 SOC를 추정하여 배터리의 SOC 및 SOH의 정확도를 향상시킬 수 있는 배터리의 상태 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.
배터리의 상태 추정 장치(10')는 배터리의 충전 상태(State Of Charging; SOC)를 추정하는 SOC 추정부(11') 및 배터리의 노화 상태(State Of Health; SOH)를 추정하는 SOH 추정부(12')를 포함하여 구성된다.
SOC 추정부(11')는 배터리의 전류, 전압, 온도 등의 측정값에 근거하여 배터리의 SOC를 추정하고, SOH 추정부(12')는 추정된 배터리의 SOC와 배터리의 전류에 근거하여 배터리의 SOH를 추정한다.
이후, SOC 추정부(11')는 추정된 배터리의 SOH에 근거하여 다시 배터리의 SOC를 추정한다. 이를 통해, 배터리의 상태 추정 장치(10')가 구비된 BMS는 배터리의 SOC와 SOH를 이용하여 배터리의 과충전 및 과방전을 방지하고, 전력효율이 향상되도록 배터리의 충방전을 제어한다.
하지만, 종래의 배터리의 상태 추정 장치(10')는 SOC 추정부(11')에서 배터리의 SOH를 반영하고, SOH 추정부(12')에서는 배터리의 SOC를 반영하여 각각 배터리의 SOC 및 SOH를 추정하므로, 배터리의 전압, 전류 및 온도 등을 측정하는 센서의 측정값에 오차가 발생하는 경우, 발생된 오차가 누적되어 센서에 단 한차례 오차가 발생하더라도 배터리의 SOC 및 SOH를 반복하여 추정할수록 추정값의 정확도가 떨어지는 문제가 있다.
이에, 본 발명자는 상기의 문제점을 해결하기 위해, 배터리의 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV) 및 온도에 근거하여 배터리의 제1 SOC를 추정하고, 추정된 배터리의 제1 SOC와 배터리의 전류에 근거하여 배터리의 제 SOH를 추정하며, 추정된 배터리의 제1 SOH와 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 배터리의 제2 SOC를 추정하거나 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류 근거하여 배터리의 제2 SOC를 추정함으로써, 배터리의 전류 측정값에 오차가 발생하더라도 발생된 오차가 제2 SOC의 최초 추정에만 반영될 뿐, 전류 측정값의 오차 발생 이후 제2 SOC의 재추정에는 오차가 반영되지 않은 제1 SOH로부터 제2 SOC를 추정하여 배터리의 SOC 및 SOH의 정확도를 향상시킬 수 있는 배터리의 상태 추정 장치 및 방법을 발명하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은, 배터리의 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV) 및 온도에 근거하여 배터리의 제1 충전 상태(State Of Charging; SOC)를 추정하고, 추정된 배터리의 제1 SOC와 배터리의 전류에 근거하여 배터리의 제1 노화 상태(State Of Health; SOH)를 추정하며, 추정된 배터리의 제1 SOH와 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 배터리의 제2 SOC를 추정하거나 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류 근거하여 배터리의 제2 SOC를 추정함으로써, 배터리의 전류 측정값에 오차가 발생하더라도 발생된 오차가 제2 SOC의 최초 추정에만 반영될 뿐, 전류 측정값의 오차 발생 이후 제2 SOC의 재추정에는 오차가 반영되지 않은 제1 SOH로부터 제2 SOC를 추정하여 배터리의 SOC 및 SOH의 정확도를 향상시킬 수 있는 배터리의 상태 추정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른, 배터리의 상태 추정 장치는, 배터리의 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV) 및 온도에 근거하여 상기 배터리의 제1 충전 상태(State Of Charging; SOC)를 추정하는 제1 SOC 추정부; 상기 배터리의 제1 SOC 및 전류에 근거하여 상기 배터리의 제1 노화 상태(State Of Health; SOH)를 추정하는 제1 SOH 추정부; 및 상기 배터리의 제1 SOH, 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하거나 상기 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류 근거하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 제2 SOC 추정부 제2 SOC 추정부;를 포함하여 구성된다.
상기 제2 SOC 추정부는, 상기 배터리의 제1 SOH를 수신하는 경우, 상기 배터리의 제1 SOH, 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정할 수 있다.
*상기 배터리의 상태 추정 장치는, 상기 배터리의 통전 시간이 기 설정된 시간을 경과한 후 상기 배터리의 OCV를 측정하는 OCV 측정부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 SOH 추정부는, 상기 배터리의 제1 SOC 변화값 및 상기 배터리의 전류 적산값을 이용하여 상기 배터리의 제1 SOH를 추정할 수 있다.
상기 제2 SOC 추정부는, 전류 적산법을 이용하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정할 수 있다.
상기 배터리의 상태 추정 장치는, 상기 배터리의 제2 SOC 및 제1 SOH를 각각 상기 배터리의 최종 SOC 및 최종 SOH로 설정하는 설정부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 관리 시스템은, 상기 배터리의 상태 추정 장치를 구비한다.
본 발명에 따른 배터리의 상태 추정 방법은, 상기 제1 SOC 추정부가 배터리의 OCV 및 온도에 근거하여 상기 배터리의 제1 SOC를 추정하는 단계; 제1 SOH 추정부가 상기 배터리의 제1 SOC 및 전류에 근거하여 상기 배터리의 제1 SOH를 추정하는 단계; 및 상기 제2 SOC 추정부가 상기 배터리의 제1 SOH, 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하거나 상기 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류 근거하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 단계;를 포함하여 구성된다.
상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 단계는, 상기 제2 SOC 추정부가 상기 배터리의 제1 SOH를 수신하는 경우, 상기 배터리의 제1 SOH, 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 배터리의 상태 추정 방법은, OCV 측정부가 상기 배터리의 통전 시간이 기 설정된 시간을 경과한 후 상기 배터리의 OCV를 측정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리의 제1 SOH를 추정하는 단계는, 상기 제1 SOH 추정부가 상기 배터리의 제1 SOC 변화값 및 상기 배터리의 전류 적산값을 이용하여 상기 배터리의 제1 SOH를 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 단계는, 상기 제2 SOC 추정부가 전류 적산법을 이용하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리의 제1 SOH를 추정하는 단계는, 설정부가 상기 배터리의 제2 SOC 및 제1 SOH를 각각 상기 배터리의 최종 SOC 및 최종 SOH로 설정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리의 상태 추정 장치 및 방법은 배터리의 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV) 및 온도에 근거하여 배터리의 제1 충전 상태(State Of Charging; SOC)를 추정하고, 추정된 배터리의 제1 SOC와 배터리의 전류에 근거하여 배터리의 제1 노화 상태(State Of Health; SOH)를 추정하며, 추정된 배터리의 제1 SOH와 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 배터리의 제2 SOC를 추정하거나 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류 근거하여 배터리의 제2 SOC를 추정함으로써, 배터리의 전류 측정값에 오차가 발생하더라도 발생된 오차가 제2 SOC의 최초 추정에만 반영될 뿐, 전류 측정값의 오차 발생 이후 제2 SOC의 재추정에는 오차가 반영되지 않은 제1 SOH로부터 제2 SOC를 추정하여 배터리의 SOC 및 SOH의 정확도를 향상시키는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 배터리의 통전 시간이 기 설정된 시간을 경과한 후 측정된 배터리의 OCV에 근거하여 배터리의 제1 SOC를 추정함으로써, 배터리의 충방전 초기에 발생할 수 있는 분극 현상으로 인한 OCV의 오차를 감소시켜, OCV에 근거하여 추정되는 배터리의 SOC 및 SOH의 정확도를 향상시키는 효과를 가진다.
도 1은 종래의 배터리의 상태 추정 장치를 포함하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 상태 추정 장치가 적용될 수 있는 전기 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 상태 추정 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 상태 추정 장치의 구체적인 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 상태 추정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 작동을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 상태 추정 장치가 적용될 수 있는 전기 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에서 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 상태 추정 장치가 전기 차량에 적용된 예를 도시하고 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 상태 추정 장치는 전기 차량 이외에도 모바일 기기, 에너지 저장 시스템 또는 무정전 전원 공급 장치 등 이차 전지 배터리가 적용될 수 있는 분야라면 어떠한 기술 분야라도 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 전기 차량(1)은 배터리(10), BMS(Battery Management System, 20), ECU(Electronic Control Unit, 30), 인버터(40) 및 모터(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
배터리(10)는 모터(50)에 구동력을 제공하여 전기 차량(1)를 구동시키는 전기 에너지원이다. 배터리(10)는 모터(50) 또는 내연 기관(미도시)의 구동에 따라 인버터(40)에 의해 충전되거나 방전될 수 있다.
여기서, 배터리(10)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성할 수 있다.
BMS(20)는 배터리(10)의 상태를 추정하고, 추정한 상태 정보를 이용하여 배터리(10)를 관리한다. 예컨대, 배터리(10)의 최대 입출력 전력 허용량, 출력 전압 등 배터리(10) 상태 정보를 추정하고 관리한다.
또한, BMS(20)는 상술된 상태 정보 외에 후술되는 배터리의 상태 추정 장치(도 3 및 도 4의 100)를 포함하여 배터리(10)의 충전 상태(State Of Charging; SOC) 및 노화 상태(State Of Health; SOH)를 추정 할 수 있다.
그리고, 이러한 상태 정보를 이용하여 배터리(10)의 충전 또는 방전을 제어하며, 나아가 배터리(10)의 교체 시기 추정도 가능하다.
ECU(30)는 전기 차량(1)의 상태를 제어하는 전자적 제어 장치이다. 예컨대, 액셀러레이터(Accelerator), 브레이크(Break), 속도 등의 정보에 기초하여 토크 정도를 결정하고, 모터(50)의 출력이 토크 정보에 맞도록 제어한다.
또한, ECU(30)는 BMS(20)에 의해 전달받은 배터리(10)의 SOC, SOH 등의 상태 정보에 기초하여 배터리(10)가 충전 또는 방전될 수 있도록 인버터(40)에 제어 신호를 보낸다.
인버터(40)는 ECU(30)의 제어 신호에 기초하여 배터리(10)가 충전 또는 방전되도록 한다.
모터(50)는 배터리(10)의 전기 에너지를 이용하여 ECU(30)로부터 전달되는 제어 정보(예컨대, 토크 정보)에 기초하여 전기 차량(1)를 구동한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 상태 추정 장치의 구성을 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 상태 추정 장치의 구체적인 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 배터리의 상태 추정 장치(100)는 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV) 측정부(110), 제1 충전 상태(State Of Charging; SOC) 추정부(120), 제1 노화 상태(State Of Health; SOH) 추정부(130), 제2 SOC 추정부(140) 및 설정부(150)을 포함하여 구성될 수 있다. 이외, 배터리의 상태 추정 장치(100)는 온도 측정부(160), 전류 측정부(170) 및 충방전 전압 측정부(180)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 배터리의 상태 추정 장치(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 3 및 도 4에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
OCV 측정부(110)는 배터리가 무부하 상태의 배터리 양단에 인가된 전압을 측정하는 역할을 수행할 수 있다. 이때, OCV 측정부(110)는 배터리의 통전 시간이 기 설정된 시간을 경과한 배터리의 OCV를 측정할 수 있다.
여기서, 기 설정된 시간은 배터리의 충방전 초기에 발생하는 분극 현상으로 인한 배터리의 기전력 감소가 회복되는 시간일 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 시간은 15분일 수 있다. 이를 통해, OCV 측정부(110)는 배터리의 분극 현상을 회피하여 배터리의 OCV를 측정함으로써, 배터리의 OCV에 근거하여 추정되는 배터리의 SOC 및 SOH의 정확도를 향상시킬 수 있다.
제1 SOC 추정부(120)는 배터리의 OCV 및 온도에 근거하여 배터리의 제1 SOC를 추정하는 역할을 수행할 수 있다. 이때, 제1 SOC 추정부(120)의 SOC 추정법은 배터리의 OCV에 근거하여 배터리의 SOC를 추정하는한, 그 종류가 특별히 제한되지 않음을 유의한다.
*여기서, 제1 SOC 추정부(120)로부터 추정되는 배터리의 제1 SOC는 BMS에 제공되어 배터리의 관리 및 제어에 활용되는 배터리의 상태 정보가 아닌 배터리의 SOH를 추정하기 위하여 추정되는 배터리의 상태 정보일 수 있다.
또한, 상술된 배터리의 온도는 온도 측정부(160)로부터 측정될 수 있으며, 온도 측정부(160)의 종류는 배터리의 온도를 측정하는한 특별히 제한되지 않음을 유의한다.
제1 SOH 추정부(130)는 배터리의 제1 SOC 및 전류에 근거하여 배터리의 제1 SOH를 추정하는 역할을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 SOH 추정부(130)는 배터리의 제1 SOC 변화값 및 배터리의 전류 적산값을 이용하여 배터리의 제1 SOH를 추정할 수 있다.
여기서, 배터리의 전류는 전류 측정부(170)로부터 측정될 수 있으며, 전류 측정부(170)는 배터리의 전류를 측정 하기 위해 변류기(Current transformer) 방식, 홀 소자(Hall element) 방식 및 퓨즈(Fuse) 방식 중 하나 이상에 해당하는 전류 센서(Current sensor)를 이용할 수 있고, 하나 이상의 스위치 소자, 캐패시터, 도선 등을 포함할 수 있으며, 고전류로부터 내부를 보호하기 위한 안정기(예를 들어, 높은 저항값을 가지는 저항체 등)(미도시)를 더 포함할 수 있다.
즉, 제1 SOH 추정부(130)는 제1 SOH의 추정을 수행할 때 마다, 배터리의 제1 SOC 및 온도를 수신하여 배터리의 제1 SOH를 다시 추정하므로, 제1 SOC의 추정에 근거되는 배터리의 OCV 및 온도, 그리고 배터리의 전류에 측정 오차가 발생하더라도 오차가 발생한 측정값에 근거하여 추정된 제1 SOH만이 오차가 발생할뿐 이후 배터리의 OCV, 온도, 전류가 정확히 측정되는 경우 제1 SOH 또한 정확히 추정될 수 있다.
제2 SOC 추정부(140)는 배터리의 제1 SOH, 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 배터리의 제2 SOC를 추정하거나 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류 근거하여 배터리의 제2 SOC를 추정하는 역할을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 제2 SOC 추정부(140)는 제1 SOH 추정부(130)로부터 배터리의 제1 SOH를 수신하는 경우, 제1 SOH와 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 배터리의 제2 SOC를 추정하고, 제1 SOH 추정부(130)로부터 수신된 배터리의 제1 SOH가 없는 경우, 제1 SOH를 제외한 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 배터리의 제2 SOC를 추정할 수 있다.
이때, 제2 SOC 추정부(140)의 SOC 추정법은 그 종류가 특별히 제한되지 않음을 유의한다.
여기서, 배터리의 충방전 전압은 배터리에 전압이 인가되어 충전이 수행되거나 배터리에 부하가 연결되어 부하로 전력을 공급하여 방전되는 경우 측정되는 배터리의 전압일 수 있으며, 충방전 전압 측정부(180)로부터 측정될 수 있다.
이를 통해, 제2 SOC 추정부(140)는 제1 SOH 추정부(130)와 유사하게, 제2 SOC의 추정에 근거가 되는 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류에 측정 오차가 발생하더라도, 오차가 발생한 측정값에 근거하여 추정된 제2 SOC만이 오차가 발생할뿐 이후 정확한 측정값이 측정되는 경우 제2 SOC 또한 정확히 추정될 수 있다.
설정부(150)는 최종적으로 제1 SOH 추정부(130)로부터 추정된 제1 SOH를 배터리의 최종 SOH로 설정하고, 제2 SOC 추정부(140)로부터 추정된 제2 SOC를 배터리의 최종 SOC로 설정하는 역할을 수행할 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 배터리 관리 시스템은 상술된 배터리의 최종 SOC 및 최종 SOH를 전달받아 배터리의 충방전을 효율적으로 제어하여 배터리가 적정한 동작 상태 및 성능을 유지하고, 배터리의 과충전 및 과방전을 방지하여 배터리의 수명을 연장시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 상태 추정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5를 참조하면, OCV 측정부, 온도 측정부, 전류 측정부 및 충방전 전압 측정부는 각각 배터리의 OCV, 온도, 전류 및 충방전 전압을 측정하게 된다(S501).
제1 SOC 추정부는 측정된 배터리의 OCV 및 온도에 근거하여 제1 SOC를 추정하게 되고(S502), 이와 동시에 추정된 제1 SOH가 없는 경우, 제2 SOC 추정부는 측정된 배터리의 온도, 전류 및 충방전 전압에 근거하여 제2 SOC를 추정하게 된다(S503).
S502 단계에 이어서, 제1 SOH 추정부는 추정된 제1 SOC 및 측정된 배터리의 전류에 근거하여 제1 SOH를 추정하게 되고(S504), 추정된 제1 SOH는 제2 SOC추정부로 전달되어 제2 SOC 추정부가 추정된 제1 SOH 및 측정된 배터리의 온도, 전류 및 충방전 전압에 근거하여 제2 SOC를 추정하게 된다(S503).
이어서, 설정부는 상술된 S504 단계 및 S503 단계에서 추정된 배터리의 제1 SOH 및 제2 SOC를 각각 최종 SOH 및 최종 SOC로 설정하게 된다(S503).
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 상태 추정 방법은 배터리의 SOH 및 SOC를 추정하는데 근거가 되는 배터리의 측정값에 측정 오차가 발생하는 경우, 오차가 발생된 측정값을 근거하여 추정된 배터리의 SOH 및 SOC에만 오차가 발생하고, 이후 추정되는 배터리의 SOH 및 SOC에는 오차가 누적되지 않을 수 있다.
한편, 본 발명에 일 실시예에 따른 배터리 상태 추정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것 들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 모든 형태의 하드웨어 장치가 포함될 수 있다.　프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명의 원리들의 교시들은 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로서 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어는 프로그램 저장부 상에서 실재로 구현되는 응용 프로그램으로서 구현될 수 있다. 응용 프로그램은 임의의 적절한 아키텍쳐를 포함하는 머신에 업로드되고 머신에 의해 실행될 수 있다. 바람직하게는, 머신은 하나 이상의 중앙 처리 장치들(CPU), 컴퓨터 프로세서, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및 입/출력(I/O) 인터페이스들과 같은 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼 상에 구현될 수 있다. 또한, 컴퓨터 플랫폼은 운영 체제 및 마이크로 명령 코드를 포함할 수 있다. 여기서 설명된 다양한 프로세스들 및 기능들은 마이크로 명령 코드의 일부 또는 응용 프로그램의 일부, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있고, 이들은 CPU를 포함하는 다양한 처리 장치에 의해 실행될 수 있다. 추가로, 추가 데이터 저장부 및 프린터와 같은 다양한 다른 주변 장치들이 컴퓨터 플랫폼에 접속될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 배터리의 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV) 및 온도에 근거하여 상기 배터리의 제1 충전 상태(State Of Charging; SOC)를 추정하는 제1 SOC 추정부;
    상기 배터리의 제1 SOC 및 전류에 근거하여 상기 배터리의 제1 노화 상태(State Of Health; SOH)를 추정하는 제1 SOH 추정부; 및
    상기 배터리의 제1 SOH, 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하거나 상기 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류 근거하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 제2 SOC 추정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리의 상태 추정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 SOC 추정부는,
    상기 배터리의 제1 SOH를 수신하는 경우, 상기 배터리의 제1 SOH, 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 것을 특징으로 하는,
    배터리의 상태 추정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 통전 시간이 기 설정된 시간을 경과한 후 상기 배터리의 OCV를 측정하는 OCV 측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리의 상태 추정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 SOH 추정부는,
    상기 배터리의 제1 SOC 변화값 및 상기 배터리의 전류 적산값을 이용하여 상기 배터리의 제1 SOH를 추정하는 것을 특징으로 하는,
    배터리의 상태 추정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 SOC 추정부는,
    전류 적산법을 이용하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 것을 특징으로 하는,
    배터리의 상태 추정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 제2 SOC 및 제1 SOH를 각각 상기 배터리의 최종 SOC 및 최종 SOH로 설정하는 설정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리의 상태 추정 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리의 상태 추정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 관리 시스템.
  8. 상기 제1 SOC 추정부가 배터리의 OCV 및 온도에 근거하여 상기 배터리의 제1 SOC를 추정하는 단계;
    제1 SOH 추정부가 상기 배터리의 제1 SOC 및 전류에 근거하여 상기 배터리의 제1 SOH를 추정하는 단계; 및
    상기 제2 SOC 추정부가 상기 배터리의 제1 SOH, 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하거나 상기 배터리의 충방전 전압, 온도 및 전류 근거하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리의 상태 추정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 단계는,
    상기 제2 SOC 추정부가 상기 배터리의 제1 SOH를 수신하는 경우, 상기 배터리의 제1 SOH, 충방전 전압, 온도 및 전류에 근거하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리의 상태 추정 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    OCV 측정부가 상기 배터리의 통전 시간이 기 설정된 시간을 경과한 후 상기 배터리의 OCV를 측정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리의 상태 추정 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 제1 SOH를 추정하는 단계는,
    상기 제1 SOH 추정부가 상기 배터리의 제1 SOC 변화값 및 상기 배터리의 전류 적산값을 이용하여 상기 배터리의 제1 SOH를 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리의 상태 추정 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 단계는,
    상기 제2 SOC 추정부가 전류 적산법을 이용하여 상기 배터리의 제2 SOC를 추정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리의 상태 추정 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    설정부가 상기 배터리의 제2 SOC 및 제1 SOH를 각각 상기 배터리의 최종 SOC 및 최종 SOH로 설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리의 상태 추정 방법.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102441800B1 (ko) 2017-10-12 2022-09-13 오씨아이 주식회사 배터리 수명 예측 방법 및 장치
KR102203245B1 (ko) * 2017-11-01 2021-01-13 주식회사 엘지화학 배터리 soc 추정 장치 및 방법
KR102458526B1 (ko) * 2018-02-07 2022-10-25 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리의 동작 상태에 따라 soc를 추정하는 장치 및 방법
CN109633478B (zh) * 2018-12-30 2020-11-17 蜂巢能源科技有限公司 电池容量预测系统及预测方法
CN113574402A (zh) * 2019-01-24 2021-10-29 西门子股份公司 使用电池孪生体来监测电池状态的方法和系统
KR102180625B1 (ko) * 2020-05-14 2020-11-18 주식회사 네오윌 2차 전지의 수명상태 검출방법
KR102634373B1 (ko) * 2021-03-17 2024-02-06 성균관대학교산학협력단 배터리의 이상징후 검출 방법
CN113614554B (zh) * 2021-06-17 2024-08-27 香港应用科技研究院有限公司 退役锂离子电池和电池模块的健康状态评估
CN114184962B (zh) * 2021-10-19 2022-12-13 北京理工大学 一种多算法融合的锂离子电池soc和soh联合估算方法
KR20240076614A (ko) * 2022-11-22 2024-05-30 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 soh 추정 장치 및 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080039655A (ko) * 2006-11-01 2008-05-07 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법
KR20130083220A (ko) * 2012-01-12 2013-07-22 주식회사 엘지화학 배터리 잔존 용량 추정 장치 및 방법, 이를 이용한 배터리 관리 시스템
KR20130105123A (ko) * 2012-03-16 2013-09-25 주식회사 엘지화학 배터리 상태 추정 장치 및 방법
KR20140053592A (ko) * 2012-10-26 2014-05-08 주식회사 엘지화학 배터리 잔존 용량 추정 장치 및 방법
KR20140070790A (ko) * 2012-11-27 2014-06-11 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 충전 상태 추정 장치 및 그 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1933158B1 (en) * 2005-09-16 2018-04-25 The Furukawa Electric Co., Ltd. Secondary cell degradation judgment method, secondary cell degradation judgment device, and power supply system
KR100859688B1 (ko) * 2006-10-12 2008-09-23 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법
US8258751B2 (en) * 2007-11-15 2012-09-04 Broadcom Corporation Method and system for tracking battery state-of-health based on charging information
KR100970841B1 (ko) * 2008-08-08 2010-07-16 주식회사 엘지화학 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치 및방법
CN102074757B (zh) * 2010-12-24 2013-02-13 惠州市亿能电子有限公司 一种锂离子电池荷电状态的估算方法
KR20130071957A (ko) 2011-12-21 2013-07-01 주식회사 엘지화학 배터리의 퇴화도를 이용한 배터리 관리 장치 및 배터리 관리 방법
KR101835656B1 (ko) 2012-10-25 2018-03-08 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) 배터리의 잔존수명 추정방법
US9952288B2 (en) * 2013-02-05 2018-04-24 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Battery controller
JP6098496B2 (ja) * 2013-12-06 2017-03-22 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
CN106030325B (zh) * 2014-02-25 2018-12-07 三菱电机株式会社 二次电池的soc推定装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080039655A (ko) * 2006-11-01 2008-05-07 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법
KR20130083220A (ko) * 2012-01-12 2013-07-22 주식회사 엘지화학 배터리 잔존 용량 추정 장치 및 방법, 이를 이용한 배터리 관리 시스템
KR20130105123A (ko) * 2012-03-16 2013-09-25 주식회사 엘지화학 배터리 상태 추정 장치 및 방법
KR20140053592A (ko) * 2012-10-26 2014-05-08 주식회사 엘지화학 배터리 잔존 용량 추정 장치 및 방법
KR20140070790A (ko) * 2012-11-27 2014-06-11 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 충전 상태 추정 장치 및 그 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3252489A4 *

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Publication number Publication date
KR101847685B1 (ko) 2018-04-10
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