JP2022521923A - 電池抵抗診断装置および方法 - Google Patents

Abstract

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置は、電池セルに予め設定された固定電流を供給する電流供給部と、固定電流が供給される間に電池セルの開路電圧を測定する電圧測定部と、固定電流および電池セルの開路電圧に基づいて電池の外部抵抗値を算出する外部抵抗算出部と、算出された外部抵抗値を予め設定された外部抵抗値と比較することによって、電圧降下による電池の異常を診断する異常診断部とを含むことができる。

Description

［関連出願の相互参照］

本出願は、２０１９年７月２２日付の韓国特許出願第１０－２０１９－００８８４２６号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。

［技術分野］

本発明は、電池セルおよび電池センシング線の抵抗の急激な変化を検出することによって、抵抗異常を診断する電池抵抗診断装置および方法に関する。

一般的に、電池の抵抗の増加に伴い、電池のセル電圧の測定誤差が発生することになる。従来は、電池のセル電圧の測定端の抵抗を診断するために、外部抵抗要素、最大電流および最大電圧降下を用いて、電圧降下による抵抗の増加を判断した。このようなアルゴリズムでは、意図された診断モードで測定された電圧が最大電圧降下（しきい値）より大きくなると、抵抗が急激に増加したと判断して、電池システムで異常を診断した。

しかし、従来の電池セルの抵抗の診断方法によると、それぞれの電池セルが含む電圧、ＳＯＣおよび電流が同一の状態ではないので、状況に応じて実質的なしきい値が変わることになる。したがって、電池システムでは、このような事実を考慮して、最大値としてしきい値を定義することになり、システムのライフサイクル（Ｌｉｆｅ ｃｙｃｌｅ）の間に固定されたしきい値で動作する。このような方法では、電池製品の生産によるバラツキもまた、しきい値に反映されず、ゴールデンサンプル（Ｇｏｌｄｅｎ Ｓａｍｐｌｅ）の基準では、しきい値が過度に設定される場合もある。

このように、従来の電池セルの抵抗の診断方法によると、電池のセル電圧測定端の抵抗を診断するときに、正確な診断が難しいという問題がある。

本発明は、各電池のセルが同一の電圧および電流を有する場合、即ち、完全充電状態の場合、電池セルの抵抗を検出することによって、電池セルの急激な抵抗の変化を正確に診断することができ、セル電圧の測定誤差に起因する抵抗を診断することによって、より正確なセル電圧の測定に寄与することができる電池抵抗診断装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置は、電池セルに予め設定された固定電流を供給する電流供給部、固定電流が供給される間に電池セルの開路電圧を測定する電圧測定部、固定電流および電池セルの開路電圧に基づいて、電池の外部抵抗値を算出する外部抵抗算出部、および算出された外部抵抗値を予め設定された外部抵抗値と比較することによって、電圧降下による電池の異常を診断する異常診断部を含むことができる。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置における電圧測定部は、一定周期で電池セルの開路電圧を測定し、一定周期で測定された電池セルの開路電圧に基づいて、一定周期で算出された外部抵抗値を累積して格納するメモリを含むことができる。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置における予め設定された外部抵抗値は、電池セルが完全に充電された後、外部抵抗算出部で最初に算出された外部抵抗値であり、異常診断部は、算出された外部抵抗値と予め設定された外部抵抗値との差が、一定範囲から外れているか否かに基づいて、電池の異常を診断することができる。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置における一定範囲は、外部抵抗算出部で最初に算出された外部抵抗値の１０％であってもよい。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置におけるメモリに格納されている一定周期で算出された外部抵抗値のうち、予め設定された外部抵抗値は、算出された外部抵抗値が算出される前の算出周期において算出され、メモリに格納された外部抵抗値であり、異常診断部は、予め設定された外部抵抗値から算出された外部抵抗値への変化量が、一定範囲から外れているか否かに基づいて、電池の異常を診断することができる。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置における一定範囲は、算出された外部抵抗値が算出される直前の算出周期においてメモリに格納された抵抗値への変化量の２００％であってもよい。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置における電池の抵抗値は、電池セルの内部抵抗、電池セルの連結部位のリード（Ｌｅａｄ）抵抗、バスバー（Ｂｕｓｂａｒ）抵抗、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）抵抗、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）抵抗、コネクタ抵抗のうち、少なくとも１つの抵抗値を含むことができる。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置における固定電流は、電池のバランシング回路の電流であってもよい。

本発明の一実施形態に係る電池の抵抗診断方法は、電池セルに予め設定された固定電流を供給するステップと、固定電流が供給される間に電池セルの開路電圧を測定するステップと、固定電流および電池セルの開路電圧に基づいて、電池の外部抵抗値を算出するステップと、算出された外部抵抗値を予め設定された外部抵抗値と比較することによって、電圧降下による電池の異常を診断するステップと、を含むことができる。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断方法において、電池セルの開路電圧を測定するステップは、一定周期で電池セルの開路電圧を測定し、一定周期で測定された電池セルの開路電圧に基づいて、一定周期で算出された外部抵抗値を累積してメモリに格納するステップを含むことができる。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断方法において、予め設定された外部抵抗値は、電池セルが完全に充電された後、最初に算出された外部抵抗値であり、電池の異常を診断するステップは、算出された外部抵抗値と予め設定された外部抵抗値との差が、一定範囲から外れているか否かに基づいて、電池の異常を診断することができる。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断方法において、一定範囲は、最初に算出された外部抵抗値の１０％であってもよい。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断方法において、メモリに格納されている一定周期で算出された外部抵抗値のうち、予め設定された外部抵抗値は、算出された外部抵抗値が算出される前の算出周期において算出され、メモリに格納された外部抵抗値であり、電池の異常を診断するステップは、予め設定された外部抵抗値から算出された外部抵抗値への変化量が、一定範囲から外れているか否かに基づいて、電池の異常を診断することができる。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断方法において、一定範囲は、算出された外部抵抗値が算出される直前の算出周期においてメモリに格納された抵抗値の変化量への２００％であってもよい。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断方法において、電池の抵抗値は、電池セルの内部抵抗、電池セルの連結部位のリード抵抗、バスバー抵抗、ＦＰＣ抵抗、ＰＣＢ抵抗、コネクタ抵抗のうち、少なくとも１つの抵抗値を含むことができる。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断方法において、固定電流は、電池のバランシング回路の電流であってもよい。

本発明の電池抵抗診断装置および方法によると、各電池セルが同一の電圧および電流を有する場合、即ち、完全充電状態の場合、電池セルの抵抗を検出することによって、電池セルの急激な抵抗の変化を正確に診断することができ、セル電圧の測定誤差に起因する抵抗を診断することによって、より正確なセル電圧の測定に寄与することができる。

一般的な電池管理システムの構成を示すブロック図である。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置の構成を示すブロック図である。

本発明の一実施形態に係る電池のセル電圧測定端の抵抗の構成を示す。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断方法のフローチャートである。

本発明の他の実施形態に係る電池抵抗診断方法のフローチャートである。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の様々な実施形態について詳細に説明する。本明細書において、図面上の同一の構成要素については、同一の参照符号を使用し、同一の構成要素に対する重複した説明は省略する。

本明細書に開示されている本発明の様々な実施形態について、特定の構造的または機能的な説明は、単に本発明の実施形態を説明するための目的として例示されたものであって、本発明の様々な実施形態は、様々な態様で実施することができ、本明細書に記載された実施形態に限定されるものと解釈されてはならない。

様々な実施形態で使用される「第１の」、「第２の」、「第一の」または「第二の」などの表現は、様々な構成要素を順序および／または重要度に関係なく修飾することができ、当該構成要素を限定するものではない。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく、第１の構成要素は、第２の構成要素として命名することができ、同様に、第２の構成要素もまた第１の構成要素に置き換えて命名することができる。

本明細書において使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたものであって、他の実施形態の範囲を限定する意図ではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なって定義しない限り、複数の表現を含むことができる。

技術的または科学的な用語を含めて、ここで使用される全ての用語は、本発明の技術分野における通常の知識を有する者によって、一般的に理解されるものと同じ意味を有することができる。一般的に使用される辞典に定義されている用語は、関連技術の文脈上有する意味と同一または類似の意味を有するものと解釈されることができ、本明細書で明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されない。場合によって、本明細書で定義されている用語であっても、本発明の実施形態を排除するように解釈してはならない。

図一は、一般的な電池管理システムの構成を示すブロック図である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る電池パック１と、上位システムに含まれている上位コントローラ２とを含む電池制御システムを概略的に示す構成図が示されている。

図１に示すように、電池パック１は、１つ以上の電池セルからなり、充放電可能な電池モジュール１０と、電池モジュール１０の＋端子側または－端子側に直列に連結され、電池モジュール１０の充放電電流の流れを制御するためのスイッチング部１４と、電池モジュール１０の電圧、電流、温度などをモニタリングして、過充電および過放電などを防止するように制御管理する電池管理システム２０を含む。ここで、電池管理システム２０は、電池モジュールに連結されている構成として説明するが、電池セル毎に連結され、電池セルの電圧、電流、温度などをモニタリングして測定することができる。電池セル毎に電池セル管理システム（図示せず）を配置し、複数の電池セル管理システムのそれぞれは、電池モジュールをモニタリングして制御する電池管理システム２０とのデータの送受信が可能である。電池セル管理システムは、動作および機能において、電池管理システム２０と類似している。

ここで、スイッチング部１４は、電池モジュール１０の充電または放電に対する電流の流れを制御するための半導体スイッチング素子として、例えば、少なくとも１つのＭＯＳＦＥＴが用いられることができる。

また、ＢＭＳ２０は、電池パックモジュール１０の電圧、電流、温度などをモニタリングするために、半導体スイッチング素子のゲート、ソースおよびドレインなどの電圧並びに電流を測定または算出することができ、また、半導体スイッチング素子１４に隣接して設けられたセンサ１２を用いて、電池モジュールの電流、電圧、温度などを測定することができる。ＢＭＳ２０は、前述の各種のパラメータを測定した値の入力を受けるインターフェースであって、複数の端子と、これらの端子と連結され、入力を受けた値の処理を行う回路などを含むことができる。

また、ＢＭＳ２０は、スイッチング素子１４、例えば、ＭＯＳＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御することもでき、電池モジュール１０に連結され、電池モジュール１０の状態をモニタリングすることができる。

上位コントローラ２は、ＢＭＳ２０へ電池モジュールに対する制御信号を伝送することができる。これによって、ＢＭＳ２０は、上位コントローラから印加される信号に基づいて、動作が制御され得る。本発明の電池セルがＥＳＳまたは車両などに用いられる電池パックに含まれる構成であってもよい。但し、かかる用途に限定されるものではない。

このような電池パック１の構成およびＢＭＳ２０の構成は、公知の構成であるので、より具体的な説明は省略する。

一方、本発明の実施形態に係る電池セルの診断装置は、電池モジュール１０内に直列に連結される複数の電池セルのそれぞれに連結され、電池セルの異常を判断することができる。

図２は、本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置の構成を示すブロック図である。

図２を参照すると、本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置１００は、電流供給部１１０、電圧測定部１２０、外部抵抗算出部１３０、異常診断部１４０およびメモリ１５０を含むことができる。

電流供給部１１０は、電池セルに予め設定された固定電流を供給することができる。例えば、電流供給部１１０から供給される固定電流は、電池のバランシング回路（図示せず）で使用される電流であってもよい。

ここで、電池のバランシング回路とは、各電池セルの両端に連結される抵抗と、スイッチング素子とからなる回路であって、電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）の制御に応じて、スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御し、抵抗を介して電池セルのバランシング電流を消費させて電圧を下げることにより、各電池セルの電圧が一致するように調整する回路のことを言う。

特に、本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置１００では、電池セルが完全に充電されると、電池が開路電圧（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ、ＯＣＶ）の状態で測定を行うことができる。このように、電流供給部１１０は、各電池セルが完全充電時（例えば、スリープモード（Ｓｌｅｅｐ Ｍｏｄｅ）の前）、即ち、それぞれの電池セルが同一の電圧と同一の電流を有する場合に測定を行うことによって、より正確に異常診断を行うことができる。

電圧測定部１２０は、電流供給部１１０により固定電流が供給される間に電池セルの開路電圧を測定することができる。この場合、電圧測定部１２０は、既存の電池のバランシング回路で使用される固定電流が、電流供給部１１０によって電池セルおよびセンシング線などの抵抗に供給される場合に発生する電圧を測定することができる。

また、電圧測定部１２０は、一定周期で電池セルの開路電圧を測定することができる。この場合、測定周期は、本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置１００のユーザによって任意に設定することができる。

外部抵抗算出部１３０は、電流供給部１１０により供給される固定電流、および電圧測定部１２０により測定される電池セルの開路電圧に基づいて、電池の外部抵抗値を算出することができる。例えば、外部抵抗算出部１３０は、電池の完全充電時（１００％）の開路電圧をバランシング回路の電流で除することで、電池セルの外部抵抗値を算出することができる。

ここで、電池セルの外部抵抗値は、電池セルの内部抵抗だけでなく、電池セルの連結部位のリード（Ｌｅａｄ）抵抗、バスバー（Ｂｕｓｂａｒ）抵抗、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）抵抗、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）抵抗、コネクタ抵抗のうち、少なくとも１つの抵抗値を含むことができる。これについては、図３で後述する。

また、外部抵抗算出部１３０は、算出された外部抵抗値と、その前にメモリ１５０に格納された外部抵抗値（即ち、外部抵抗算出部１３０で外部抵抗値が算出される前の算出周期において算出された外部抵抗値）との差に基づいて、抵抗値の変化量を算出することができる。例えば、抵抗値の変化量は、現在算出された外部抵抗値と、メモリ１５０に格納されている、直前の算出周期において算出された外部抵抗値との差であってもよい。

異常診断部１４０は、外部抵抗算出部１３０で算出された外部抵抗値を予め設定された外部抵抗値と比較することによって、電圧降下による電池の異常を診断することができる。

具体的には、異常診断部１４０は、外部抵抗算出部１３０で算出された抵抗値と、電池セルが完全に充電された後、外部抵抗算出部１３０で最初に算出された抵抗値（即ち、メモリ１５０に最初に格納された抵抗値）との差が、一定範囲から外れているか否かに基づいて、電池の異常を診断することができる。この場合、電池セルが完全に充電された後、外部抵抗算出部１３０で最初に算出された外部抵抗値は、メモリ１５０に格納されていてもよい。また、一定範囲は、外部抵抗算出部１３０により最初に算出された外部抵抗値の１０％であってもよい。

また、異常診断部１４０は、外部抵抗算出部１３０で算出された外部抵抗値の変化量が一定範囲から外れているか否かに基づいて、電池の異常を診断することができる。この場合、外部抵抗値の変化量は、算出された外部抵抗値が算出される前の算出周期において算出され、メモリに格納された外部抵抗値から、外部抵抗算出部１３０で算出された抵抗値への変化量を含むことができる。また、一定範囲は、外部抵抗算出部１３０で外部抵抗値が算出される直前の算出周期において算出された抵抗値への変化量（即ち、直前の算出周期において算出された外部抵抗値の変化量）の２００％であってもよい。

一方、異常診断部１４０において、外部抵抗値および外部抵抗値の変化量について詳述した一定範囲は、必ずしも固定された値である必要はなく、変更が可能である。例えば、異常診断部１４０は、マシンラーニング（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｌｅａｒｎｉｎｇ）やビッグデータ分析などの各種の分析手法によって、外部抵抗値および外部抵抗値の変化量の傾向や変動の推移などのパターンを分析し、正常パターンから外れているか否かを検出することによって、電池の異常を診断することができる。

メモリ１５０は、電圧測定部１２０により一定周期で測定された電池セルの開路電圧に基づいて、一定周期で算出された外部抵抗値および外部抵抗値の変化量を累積して格納することができる。したがって、異常診断部１４０では、メモリ１５０に格納されている外部抵抗値を用いて、電池の異常の有無を判断することができる。この場合、メモリ１５０が外部抵抗値および外部抵抗値の変化量を格納する周期は、本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置１００のユーザによって、任意に設定することができる。

このように、本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置によると、各電池セルが同一の電圧および電流を有する場合、つまり、完全充電状態の場合、電池セルの抵抗を検出することによって、電池セルの急激な抵抗の変化を正確に診断することができ、セル電圧の測定誤差に起因する抵抗を診断することによって、より正確なセル電圧の測定に寄与することができる。

図３は、本発明の一実施形態に係る電池のセル電圧測定端の抵抗の構成を示す。

図３を参照すると、本発明の一実施形態に係る電池のセル電圧測定端３０は、電池セル３１、センシング線３２およびＣＭＣ３３（Ｃｅｌｌ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を含むことができる。

本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置によると、電池セル３１の内部抵抗（１）だけでなく、電池セル３１とＣＭＣ３３との間のセンシング線３２に含まれている電池セルの連結部位のリード抵抗（２）、バスバー抵抗（３）、ＦＰＣ Ｐｌａｔｅ抵抗（４）、ＦＰＣ連結部位抵抗（５）、ＰＣＢパターンおよびコネクタ抵抗（６）など、全ての外部抵抗要素を測定することができる。しかし、図３に示した抵抗要素は、例示的なものに過ぎず、その他にも電池セル３１の抵抗の増加（劣化）に影響を与える抵抗要素であれば、いずれも含むことができる。

例えば、ＣＭＣ３３は、スレーブ電池管理システム（ＢＭＳ）であってもよい。このとき、それぞれの電池セルには、スレーブ電池管理システムが配置される。それぞれのスレーブ電池管理システムは、複数の電池セルの温度、電圧または電流を測定してモニタリングし、モニタリングした情報を上位システムに伝送し、上位システムで電池セルの制御コマンドを受信して、連結された電池セルを制御する。

図３に示したＣＭＣ３３は、図２で説明した電池セル診断機能を行うプロセッサを含んでいてもよい。また、ＣＭＣには、電池セルのバランシング回路を備えることによって、抵抗の算出のために、電池セルに固定電流を供給することができる。

図４は、本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断方法のフローチャートである。

まず、電池セルが完全充電され、開路電圧の状態に切り換えられると、電池のセルに予め設定された固定電流を供給する（Ｓ１１０）。ここで、供給される固定電流は、電池のバランシング回路で使用される電流であってもよい。

このように、ステップＳ１１０では、電池セルの完全充電状態で測定を開始することによって、同一の電圧および電流下で診断を行うことができる。したがって、従来の電池システムにおける電池セル毎の電圧、ＳＯＣ、電流などの違いによる測定誤差を低減させることができる。

そして、電池セルに固定電流が供給される間に電池セルの開路電圧を測定する（Ｓ１２０）。この場合、既存の電池のバランシング回路で使用される固定電流が、電池セルおよびセンシング線などの抵抗に供給される場合に発生する電圧を測定することができる。また、ステップＳ１２０では、一定周期で電池セルの開路電圧を測定することができる。この場合、測定周期は、本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置のユーザによって任意に設定することができる。

次に、固定電流および電池セルの開路電圧に基づいて、電池の外部抵抗値を算出する（Ｓ１３０）。この場合、完全充電時（１００％）の開路電圧をバランシング回路の電流で除することで、電池セルの外部抵抗値を算出することができる。ステップＳ１４０では、ステップＳ１３０で計算された外部抵抗値をメモリに格納する。

そして、ステップＳ１３０で算出された外部抵抗値と予め設定された外部抵抗値との差が一定範囲から外れているか否かを判断する（Ｓ１５０）。例えば、予め設定された外部抵抗値は、電池セルが完全に充電された後、最初に算出された外部抵抗値（即ち、メモリ１５０に最初に格納された抵抗値）を含むことができる。また、一定範囲は、最初に算出された外部抵抗値の１０％であってもよい。

ステップＳ１５０で算出された外部抵抗値と予め設定された外部抵抗値との差が一定範囲から外れていない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１１０に戻る。

もし、ステップＳ１５０で算出された外部抵抗値と予め設定された外部抵抗値との差が一定範囲から外れている場合（ＹＥＳ）には、電池セルに異常が発生したと判断する（Ｓ１６０）。

このように、図４によると、最初に測定された外部抵抗値を基準に、一定の境界値から外れているか否かに基づいて、抵抗の急激な変化の有無を検出することができる。

図５は、本発明の他の実施形態による電池抵抗診断方法のフローチャートである。

図５のステップＳ２１０～Ｓ２３０は、図４と同一であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

ステップＳ２４０では、算出された外部抵抗値と、算出された外部抵抗値が算出される前の算出周期において算出され、メモリに格納された外部抵抗値との差に基づいて、外部抵抗値の変化量を算出する。例えば、外部抵抗値の変化量は、現在算出された抵抗値と、メモリに格納されている、直前の算出周期において算出された抵抗値との差であってもよい。そして、算出された外部抵抗値の変化量は、メモリに格納する（Ｓ２５０）。

次に、外部抵抗値の変化量が一定範囲から外れているか否かを判断する（Ｓ２６０）。この場合、一定範囲は、外部抵抗値が算出される直前の算出周期においてメモリに格納された抵抗値への変化量（即ち、直前の算出周期において算出された外部抵抗値の変化量）の２００％であってもよい。

ステップＳ２６０で算出された外部抵抗値が一定範囲から外れていない場合（ＮＯ）には、ステップＳ２１０に戻る。

もし、ステップＳ２６０で算出された外部抵抗値が一定範囲から外れている場合（ＹＥＳ）には、電池セルに異常が発生したと判断する（Ｓ２７０）。

このように、図５によると、外部抵抗値の変化量（例えば、直前に算出された抵抗値の変化量）を用いて、蓄積データに対する抵抗の変動（劣化）の程度が急激に進んでいるか否かを診断することができる。

一方、ここでは、図４および図５に分けて説明したが、図４による抵抗変化の検出と図５による抵抗の変化量の検出とをともに行うことにより、外部抵抗値および外部抵抗値の変化量がいずれも基準値を超えている場合に、電池セルに異常が発生したと判断することもできる。

このように、本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断方法によると、各電池セルが同一の電圧および電流を有する場合、つまり、完全充電状態の場合、電池セルの抵抗を検出することによって、電池セルの急激な抵抗変化を正確に診断することができ、セル電圧の測定誤差に起因する抵抗を診断することによって、より正確なセル電圧測定に寄与することができる。

図６は、本発明の一実施形態に係る電池抵抗診断装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

図６に示すように、電池抵抗診断装置６００は、各種の処理および各構成を制御するマイクロコントローラ（ＭＣＵ）６１０と、オペレーティングシステムプログラムおよび各種のプログラム（例えば、電池パックの異常診断プログラムまたは電池パックの温度推定プログラム）などが記録されるメモリ６２０と、電池セルモジュールおよび／またはスイッチング部（例えば、半導体スイッチング素子）との間で入力インターフェースおよび出力インターフェースを提供する入出力インターフェース６３０と、有無線通信網を介して外部（例えば、上位コントローラ）との通信が可能な通信インターフェース６４０とを備えることができる。このように、本発明に係るコンピュータプログラムは、メモリ６２０に記録され、マイクロコントローラ６１０により処理されることによって、例えば、図２に示した各機能ブロックを行うモジュールとして実現されることもできる。

以上、本発明の実施形態を構成する全ての構成要素が１つに結合するか、結合して動作するものと説明されたからといって、本発明が必ずしもこれらの実施形態に限定されるわけではない。即ち、本発明が目的とする範囲内であれば、その全ての構成要素が１つ以上に選択的に結合して動作することもできる。

また、「含む」、「構成する」または「有する」などの用語は、特に反対される記載がない限り、当該構成要素が内在し得ることを意味するので、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含み得るものと解釈されるべきである。技術的または科学的な用語を含む全ての用語は、特に定義されない限り、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって、一般的に理解されるものと同一の意味を有する。辞典に定義されている用語のように、一般的に使用される用語は、関連技術の文脈上の意味と一致するものと解釈されるべきであり、本発明で明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味と解釈されない。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で、様々な修正および変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるわけではない。本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと等しい範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (17)

1. 電池セルに予め設定された固定電流を供給する電流供給部と、
   前記固定電流が供給される間に前記電池セルの開路電圧を測定する電圧測定部と、
   前記固定電流および前記電池セルの開路電圧に基づいて、前記電池セルの外部抵抗値を算出する外部抵抗算出部と、
   前記算出された外部抵抗値を予め設定された外部抵抗値と比較することによって、電圧降下による電池の異常を診断する異常診断部とを含む、電池抵抗診断装置。
2. 前記電圧測定部は、一定周期で前記電池セルの開路電圧を測定し、
   前記一定周期で測定された前記電池セルの開路電圧に基づいて、一定周期で算出された外部抵抗値を累積して格納するメモリを含む、請求項１に記載の電池抵抗診断装置。
3. 前記予め設定された外部抵抗値は、前記電池セルが完全に充電された後、前記外部抵抗算出部で最初に算出された外部抵抗値であり、
   前記異常診断部は、前記算出された外部抵抗値と前記予め設定された外部抵抗値との差が、一定範囲から外れているか否かに基づいて電池の異常を診断する、請求項２に記載の電池抵抗診断装置。
4. 前記一定範囲は、前記外部抵抗算出部で最初に算出された外部抵抗値の１０％である、請求項３に記載の電池抵抗診断装置。
5. 前記予め設定された外部抵抗値は、前記メモリに格納されている一定周期で算出された外部抵抗値のうち、前記算出された外部抵抗値が算出される前の算出周期において算出され、前記メモリに格納された外部抵抗値であり、
   前記異常診断部は、前記予め設定された外部抵抗値から前記算出された外部抵抗値への変化量が、一定範囲から外れているか否かに基づいて電池の異常を診断する、請求項２に記載の電池抵抗診断装置。
6. 前記一定範囲は、前記算出された外部抵抗値が算出される直前の算出周期において前記メモリに格納された抵抗値への変化量の２００％である、請求項５に記載の電池抵抗診断装置。
7. 前記電池の抵抗値は、前記電池セルの内部抵抗、前記電池セルの連結部位のリード抵抗、バスバー抵抗、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）抵抗、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）抵抗、およびコネクタ抵抗のうち少なくとも１つの抵抗値を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の電池抵抗診断装置。
8. 前記固定電流は、前記電池のバランシング電流である、請求項１から７のいずれか一項に記載の電池抵抗診断装置。
9. 前記異常診断部は、ビッグデータ分析およびマシンラーニングのうち少なくとも１つに基づいて前記電池の異常を診断する、請求項１から８のいずれか一項に記載の電池抵抗診断装置。
10. 電池セルに予め設定された固定電流を供給するステップと、
    前記固定電流が供給される間に前記電池セルの開路電圧を測定するステップと、
    前記固定電流および前記電池セルの開路電圧に基づいて、前記電池セルの外部抵抗値を算出するステップと、
    前記算出された外部抵抗値を予め設定された外部抵抗値と比較することによって、電圧降下による電池の異常を診断するステップとを含む、電池抵抗診断方法。
11. 前記電池セルの開路電圧を測定するステップは、一定周期で前記電池セルの開路電圧を測定し、
    前記一定周期で測定された前記電池セルの開路電圧に基づいて、一定周期で算出された外部抵抗値を累積してメモリに格納するステップをさらに含む、請求項１０に記載の電池抵抗診断方法。
12. 前記予め設定された外部抵抗値は、前記電池セルが完全に充電された後、最初に算出された外部抵抗値であり、
    前記電池の異常を診断するステップは、前記算出された外部抵抗値と前記予め設定された外部抵抗値との差が、一定範囲から外れているか否かに基づいて電池の異常を診断する、請求項１１に記載の電池抵抗診断方法。
13. 前記一定範囲は、前記最初に算出された外部抵抗値の１０％である、請求項１２に記載の電池抵抗診断方法。
14. 前記予め設定された外部抵抗値は、前記メモリに格納されている一定周期で算出された外部抵抗値のうち、前記算出された外部抵抗値が算出される前の算出周期において算出され、前記メモリに格納された外部抵抗値であり、
    前記電池の異常を診断するステップは、前記予め設定された外部抵抗値から前記算出された外部抵抗値への変化量が、一定範囲から外れているか否かに基づいて電池の異常を診断する、請求項１１に記載の電池抵抗診断方法。
15. 前記一定範囲は、前記算出された外部抵抗値が算出される直前の算出周期において前記メモリに格納された抵抗値への変化量の２００％である、請求項１４に記載の電池抵抗診断方法。
16. 前記電池の抵抗値は、前記電池セルの内部抵抗、前記電池セルの連結部位のリード抵抗、バスバー抵抗、ＦＰＣ抵抗、ＰＣＢ抵抗、およびコネクタ抵抗のうち少なくとも１つの抵抗値を含む、請求項１０から１５のいずれか一項に記載の電池抵抗診断方法。
17. 前記固定電流は、前記電池のバランシング電流である、請求項１０から１６のいずれか一項に記載の電池抵抗診断方法。

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