JP2023523803A - バッテリー管理装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置は、バッテリーセルの電圧及び電流のうちの少なくとも一つに基づいて前記バッテリーセルに対するＯＣＶ及びＳＯＣを含むバッテリー情報を推定するように構成されたバッテリー情報推定部と、前記バッテリー情報推定部から前記ＯＣＶ及び前記ＳＯＣを受信し、前記ＯＣＶと前記ＳＯＣとの対応関係を示すＳＯＣプロファイルを生成するように構成されたプロファイル生成部と、前記プロファイル生成部から前記ＳＯＣプロファイルを受信し、受信したＳＯＣプロファイルで変曲点を決定し、前記ＳＯＣプロファイルに一つ以上の変曲点が存在する場合、前記変曲点に対応するＯＣＶまたはＳＯＣを基準にして前記ＳＯＣプロファイルで補正区間を設定し、設定された補正区間を線形化することで前記ＳＯＣプロファイルを補正するように構成された制御部と、を含む。

Description

本出願は、２０２０年８月１３日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１０１９３３に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
本発明は、バッテリー管理装置及び方法に関し、より詳しくは、バッテリーセルに対するＳＯＣプロファイルを生成することができるバッテリー管理装置及び方法に関する。
近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能バッテリーに対する研究が活発に行われている。
現在、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウムバッテリーなどのバッテリーが商用化しているが、中でもリチウムバッテリーはニッケル系のバッテリーに比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であって、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
このようなバッテリーの性能に重要な影響を及ぼすバッテリーのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：充電状態）を正確に推定するための研究が行われている（非特許文献１）。バッテリーのＳＯＣを推定する方法は、電流積算法（Ｃｏｕｌｏｍｂ ｃｏｕｎｔｉｎｇ）を用いる方法と拡張カルマンフィルタ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｋａｌｍａｎ Ｆｉｌｔｅｒ：ＥＫＦ）を用いる方法とに大別され得る。
電流積算法は、バッテリーの初期充電量（ＳＯＣ０）に時間当り充電量を加算してバッテリーのＳＯＣを推定する方法であって、計算が簡単であるものの、初期充電量（ＳＯＣ０）が正確に分からない場合は誤差が累積される短所がある。
拡張カルマンフィルタは、非線形モデルの状態を推定するために広く使われる方法である。拡張カルマンフィルタを用いる場合、バッテリーに対して設定された等価回路モデル（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍｏｄｅｌ：ＥＣＭ）を用いてＯＣＶ（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ：開放電圧）を推定し、推定されたＯＣＶに基づいてバッテリーのＳＯＣを推定する。ただし、拡張カルマンフィルタを用いる場合、等価回路モデルの内部パラメータが負荷電流、ＳＯＣ、及び温度などの多様な環境要素によって変換され、これはモデルに起因した誤差として現れるようになる。したがって、拡張カルマンフィルタを用いて推定されたＳＯＣでこのような誤差を補正することで、バッテリーに対するより正確なＳＯＣを推定する技術の開発が求められている。
Compensation Method of EKF Based on LSTM for Estimating State of Charge of Li-polymer Battery, Transactions of KSAE, Beomjin Yoon, Seougyeol Yoo, Sangman Seong, Vol. 27, No. 7, pp.501-507, July 2019.
本発明は、拡張カルマンフィルタを用いて生成されるＳＯＣプロファイルの問題点を解決するために創案されたものであって、バッテリーセルのＳＯＣ推定の正確度が向上したＳＯＣプロファイルを生成するバッテリー管理装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施形態によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
本発明の一態様によるバッテリー管理装置は、バッテリーセルの電圧及び電流のうちの少なくとも一つに基づいて前記バッテリーセルに対するＯＣＶ及びＳＯＣを含むバッテリー情報を推定するように構成されたバッテリー情報推定部と、前記バッテリー情報推定部から前記ＯＣＶ及び前記ＳＯＣを受信し、前記ＯＣＶと前記ＳＯＣとの対応関係を示すＳＯＣプロファイルを生成するように構成されたプロファイル生成部と、前記プロファイル生成部から前記ＳＯＣプロファイルを受信し、受信したＳＯＣプロファイルで変曲点を決定し、前記ＳＯＣプロファイルに一つ以上の変曲点が存在する場合、前記変曲点に対応するＯＣＶまたはＳＯＣを基準にして前記ＳＯＣプロファイルで補正区間を設定し、設定された補正区間を線形化することで前記ＳＯＣプロファイルを補正するように構成された制御部と、を含む。
前記制御部は、前記補正区間に線形化アルゴリズムを適用して前記ＳＯＣプロファイルの前記補正区間に含まれた変曲点を除去するように構成され得る。
前記制御部は、前記ＳＯＣプロファイルに複数の変曲点が存在する場合、前記複数の変曲点のそれぞれに対して前記補正区間を設定し、設定された複数の補正区間のそれぞれを独立的に線形化するように構成され得る。
前記制御部は、前記設定された複数の補正区間のうちの少なくとも二つの補正区間が重なる場合、重なった複数の補正区間を一つの補正区間として設定するように構成され得る。
前記制御部は、前記補正区間の大きさを変更しながら前記ＳＯＣプロファイルを複数回補正し、予め設定された参照プロファイルに基づいて複数の補正されたＳＯＣプロファイルのそれぞれに対するＳＯＣ誤差を算出し、前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのうち、算出されたＳＯＣ誤差が最も小さいターゲットＳＯＣプロファイルを選択し、選択されたターゲットＳＯＣプロファイルを前記バッテリーセルに対する基準プロファイルとして設定するように構成され得る。
前記制御部は、前記参照プロファイルのＯＣＶ毎のＳＯＣと前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのそれぞれの前記ＯＣＶ毎のＳＯＣとを比較して前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのそれぞれに対するＯＣＶ毎のＳＯＣ誤差率を算出し、前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのうち、算出されたＯＣＶ毎のＳＯＣ誤差率の誤差区間の大きさが最も小さい補正されたＳＯＣプロファイルを前記ターゲットＳＯＣプロファイルとして選択するように構成され得る。
前記制御部は、前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのそれぞれに対して算出された前記ＯＣＶ毎のＳＯＣ誤差率の最小値と最大値との差を示す前記誤差区間の大きさが最も小さいＳＯＣプロファイルを前記ターゲットＳＯＣプロファイルとして選択するように構成され得る。
前記制御部は、補正されたＳＯＣプロファイルで前記補正区間の開始点及び終了点をそれぞれ基準にして複数のフィルタリング区間を設定し、設定された複数のフィルタリング区間のそれぞれにフィルタリングアルゴリズムを適用するように構成され得る。
前記複数のフィルタリング区間は、前記開始点または前記終了点を基準にして線形区間及び非線形区間を含むように構成され得る。
前記制御部は、前記フィルタリングアルゴリズムを用いて、前記線形区間と前記非線形区間とが連続的な区間になるように前記複数のフィルタリング区間のそれぞれを補正するように構成され得る。
前記バッテリー情報推定部は、等価回路モデル及び拡張カルマンフィルタを用いて、前記バッテリーセルの前記電圧及び前記電流から互いに対応する前記ＯＣＶ及び前記ＳＯＣを推定するように構成され得る。
本発明の他の一態様によるバッテリーパックは、本発明の一態様によるバッテリー管理装置を含む。
本発明のさらに他の一態様によるバッテリー管理方法は、バッテリーセルの電圧及び電流のうちの少なくとも一つに基づいて前記バッテリーセルに対するＯＣＶ及びＳＯＣを含むバッテリー情報を推定するバッテリー情報推定段階と、前記バッテリー情報推定段階で推定された前記ＯＣＶと前記ＳＯＣとの対応関係を示すＳＯＣプロファイルを生成するＳＯＣプロファイル生成段階と、前記ＳＯＣプロファイルで変曲点を決定する変曲点決定段階と、前記ＳＯＣプロファイルに一つ以上の変曲点が存在する場合、前記変曲点に対応するＯＣＶまたはＳＯＣを基準にして前記ＳＯＣプロファイルで補正区間を設定する補正区間設定段階と、前記補正区間設定段階で設定された補正区間を線形化することで前記ＳＯＣプロファイルを補正するＳＯＣプロファイル補正段階と、を含む。
本発明の一態様によれば、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置は、拡張カルマンフィルタに基づいて生成されたバッテリーセルのＳＯＣプロファイルを線形化アルゴリズムを用いて補正することで、より安定的なＳＯＣプロファイルを生成することができる。
また、本発明の一態様によれば、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置は、生成されたＳＯＣプロファイルに変曲点が含まれた場合、変曲点を含むように設定された補正区間に線形化アルゴリズムを適用してＳＯＣプロファイルを１次補正し、１次補正されたＳＯＣプロファイルのうちの一部区間にフィルタリングアルゴリズムを適用してＳＯＣプロファイルを２次補正することができる。
本発明の効果は上述した効果に制限されず、言及されていない本発明の他の効果は請求範囲の記載から当業者により明らかに理解されるだろう。
本明細書に添付される次の図面は、後述する発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするものであり、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置によって生成されたＳＯＣプロファイルを概略的に示した図である。 図２のＳＯＣプロファイルに含まれた変曲点の例を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置によって補正区間が設定されたＳＯＣプロファイルを概略的に示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置によって図４のＳＯＣプロファイルが補正された例を概略的に示した図である。 図２のＳＯＣプロファイルと図５の補正されたＳＯＣプロファイルとの間のＳＯＣ誤差率を比較して示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置によって複数の補正区間が設定されたＳＯＣプロファイルを概略的に示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置によって図７のＳＯＣプロファイルが補正された例を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置によって複数のフィルタリング区間が設定されたＳＯＣプロファイルを概略的に示した図である。 図９のＳＯＣプロファイルの一部分を拡大して示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置を含むバッテリーパックの例示的な構成を概略的に示した図である。 本発明の他の一実施形態によるバッテリー管理方法を概略的に示した図である。
本明細書及び特許請求の範囲において使われた用語や単語は通常的及び辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
また、本発明の説明において、関連する公知の構成または機能についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素のうちのある一つをその他の要素と区別するために使われたものであり、これら用語によって構成要素が限定されることはない。
明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に言及されない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。
また、明細書に記載された制御部のような用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せで具現され得る。
さらに、明細書の全体において、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されるとするとき、これは「直接的な連結（接続）」だけでなく、他の素子を介在した「間接的な連結（接続）」も含む。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００を概略的に示した図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００は、バッテリー情報推定部１１０、プロファイル生成部１２０、及び制御部１３０を含む。
バッテリー情報推定部１１０は、バッテリーセルＢの電圧及び電流のうちの少なくとも一つに基づいて前記バッテリーセルＢに対するＯＣＶ及びＳＯＣを含むバッテリー情報を推定するように構成され得る。
ここで、バッテリーセルＢは、負極端子及び正極端子を備え、物理的に分離可能な一つの独立したセルを意味する。一例として、一つのパウチ型リチウムポリマーセルをバッテリーセルＢとして見なし得る。
また、ＯＣＶとは開放電圧（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）を意味し、ＳＯＣとは充電状態（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を意味する。
具体的には、前記バッテリー情報推定部１１０は、等価回路モデル及び拡張カルマンフィルタを用いて、前記バッテリーセルＢの前記電圧及び前記電流から互いに対応する前記ＯＣＶと前記ＳＯＣとを推定するように構成され得る。拡張カルマンフィルタを用いてバッテリーの電圧、電流、及び等価回路モデルからバッテリーのＯＣＶ及びＳＯＣを推定する方法は公知の方法であるため、具体的な説明は省略する。
プロファイル生成部１２０は、前記バッテリー情報推定部１１０から前記ＯＣＶ及び前記ＳＯＣを受信するように構成され得る。
望ましくは、プロファイル生成部１２０とバッテリー情報推定部１１０とは通信可能に互いに接続され得る。バッテリー情報推定部１１０が推定したＯＣＶ及びＳＯＣを出力すれば、プロファイル生成部１２０は、バッテリー情報推定部１１０からＯＣＶ及びＳＯＣを受信し得る。
また、プロファイル生成部１２０は、前記ＯＣＶと前記ＳＯＣとの対応関係を示すＳＯＣプロファイルを生成するように構成され得る。
具体的には、ＳＯＣプロファイルは、バッテリー情報推定部１１０によって推定されたＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を示すプロファイルであり得る。
図２は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００によって生成されたＳＯＣプロファイルＰ１を概略的に示した図である。
例えば、図２の実施形態において、ＳＯＣプロファイルＰ１は、ＳＯＣをＸ軸に設定し、ＯＣＶをＹ軸に設定した場合のＸ－Ｙグラフである。また、ＳＯＣプロファイルＰ１のＳＯＣの全体区間は０％～１００％であり得る。すなわち、ＳＯＣプロファイルＰ１は、一対一関係にあるＯＣＶとＳＯＣとを平面グラフの形態で示した図である。
制御部１３０は、前記プロファイル生成部１２０から前記ＳＯＣプロファイルＰ１を受信するように構成され得る。
望ましくは、制御部１３０は、プロファイル生成部１２０と通信可能に接続され得る。そして、プロファイル生成部１２０が生成したＳＯＣプロファイルＰ１を出力すれば、制御部１３０は、プロファイル生成部１２０からＳＯＣプロファイルＰ１を受信し得る。
また、制御部１３０は、受信したＳＯＣプロファイルＰ１から変曲点（ｉｎｆｌｅｃｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ）を決定するように構成され得る。
ここで、変曲点とは、二回微分可能な関数において、グラフが上方に向かって凸状の状態から下方に向かって凸状の状態に変わるか、または、下方に向かって凸状の状態から上方に向かって凸状の状態に変化する点を意味する。一般に、平面曲線では曲率の正と負とが変わる点を変曲点と称する。
例えば、制御部１３０は、ＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を示すＳＯＣプロファイルＰ１をｆ（ｘ）関数に設定し、ｆ（ｘ）関数を二回微分してＳＯＣプロファイルＰ１の二階導関数ｆ”（ｘ）を求める。ここで、ｆ（ｘ）関数は連続的であって、二回微分可能な関数であることを前提にする。そして、制御部１３０は、二階導関数ｆ”（ｘ）からｆ”（ＳＯＣ）＝０であって、且つ、ｆ”（ＳＯＣ）を基準にしてｆ”（ｘ）の符号が正から負または負から正に変わる地点を変曲点として決定し得る。
図３は、図２のＳＯＣプロファイルＰ１に含まれた変曲点の例を示した図である。
以下では、説明の便宜上、図３に示されたように、ＳＯＣプロファイルＰ１には第１変曲点ＩＰ１、第２変曲点ＩＰ２、及び第３変曲点ＩＰ３のみが含まれたと仮定する。ここで、第１変曲点ＩＰ１のＳＯＣは１０％であり、第２変曲点ＩＰ２のＳＯＣは５５％であり、第３変曲点ＩＰ３のＳＯＣは９５％であり得る。
前記ＳＯＣプロファイルＰ１に一つ以上の変曲点が存在する場合、制御部１３０は、前記変曲点に対応するＯＣＶまたはＳＯＣを基準にして前記ＳＯＣプロファイルＰ１で補正区間を設定するように構成され得る。
例えば、制御部１３０は、ＳＯＣを基準にして補正区間を設定し得る。
具体的には、制御部１３０は、ＳＯＣプロファイルＰ１に変曲点が存在すると決定された場合のみに、ＳＯＣプロファイルＰ１で補正区間を設定し得る。ＳＯＣプロファイルＰ１に変曲点が存在しないと、制御部１３０は、ＳＯＣプロファイルＰ１で補正区間を設定せず、プロファイル生成部１２０から受信したＳＯＣプロファイルＰ１を該当バッテリーセルＢに対する基準プロファイルとして設定し得る。
より具体的には、制御部１３０は、変曲点が含まれるように補正区間を設定し得る。すなわち、制御部１３０によって設定された補正区間には常に変曲点が含まれ得る。
図４は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００によって補正区間Ｃが設定されたＳＯＣプロファイルＰ１を概略的に示した図である。
例えば、図４の実施形態において、制御部１３０は、ＳＯＣを基準にして第１変曲点ＩＰ１、第２変曲点ＩＰ２、及び第３変曲点ＩＰ３がすべて含まれるように補正区間Ｃを設定し得る。ここで、補正区間Ｃは、３％～１００％のＳＯＣ区間であり得る。
また、制御部１３０は、設定された補正区間Ｃを線形化することで前記ＳＯＣプロファイルＰ１を補正するように構成され得る。
上述した変曲点の定義を参照すると、変曲点はＳＯＣプロファイルＰ１の非線形区間で現れ得る。したがって、制御部１３０は、変曲点が含まれた非線形区間を線形化することで、ＳＯＣプロファイルＰ１を補正し得る。
すなわち、前記制御部１３０は、前記補正区間Ｃに線形化アルゴリズムを適用して前記ＳＯＣプロファイルＰ１の前記補正区間Ｃに含まれた変曲点を除去するように構成され得る。
ここで、線形化アルゴリズムとしては、曲線の非線形区間を線形区間に変換可能なアルゴリズムが適用され得る。例えば、線形化アルゴリズムとしては、最小二乗法（Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅ Ｍｅｔｈｏｄ：ＬＳＭ）、最小二乗近似法（Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅ Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ：ＬＳＡ）、及び最小平均自乗法（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｍｅｔｈｏｄ：ＬＭＳＭ）などの回帰分析法（ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ）が適用され得る。
図５は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００によって図４のＳＯＣプロファイルＰ１が補正された例を概略的に示した図である。
具体的には、図５のＳＯＣプロファイルＰ２は、制御部１３０が最小自乗法を用いて補正区間Ｃを線形化したＳＯＣプロファイルである。変曲点が含まれた補正区間Ｃが線形化されたため、補正ＳＯＣプロファイルＰ２には変曲点が含まれていない。図５において、Ｑは線形化された補正区間Ｃを意味する。
以下、制御部１３０によって変曲点が除去された補正ＳＯＣプロファイルＰ２のＳＯＣ誤差率、及び変曲点が含まれたＳＯＣプロファイルＰ１のＳＯＣ誤差率を図６を参照して説明する。
図６は、図２のＳＯＣプロファイルＰ１と図５の補正ＳＯＣプロファイルＰ２との間のＳＯＣ誤差率を比較して示した図である。
ＳＯＣ誤差率は、バッテリーセルＢに対して予め設定された参照プロファイルとＳＯＣプロファイルとの間のＯＣＶ毎のＳＯＣの差を意味する。ここで、参照プロファイルとは、バッテリーセルＢのＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を示すように予め設定されたプロファイルであり得る。例えば、参照プロファイルは、拡張カルマンフィルタと異なる方法（例えば、電流積算法）によって推定されたバッテリーセルＢに対するＯＣＶとＳＯＣとの対応関係を示すプロファイルであり得る。
例えば、ＳＯＣ誤差率は、それぞれのＯＣＶに対して、「（ＳＯＣプロファイルのＳＯＣ－参照プロファイルのＳＯＣ）÷参照プロファイルのＳＯＣ×１００」の数式で算出され得る。該数式によれば、ＳＯＣ誤差率の単位は［％］で表され得る。
図６の実施形態において、制御部１３０は、参照プロファイルのＯＣＶ毎のＳＯＣとＳＯＣプロファイル（Ｐ１、Ｐ２）のＯＣＶ毎のＳＯＣとの差をＳＯＣ誤差率として算出し得る。
図６を参照すると、変曲点が含まれたＳＯＣプロファイルＰ１のＳＯＣ誤差率に比べ、制御部１３０によって変曲点が除去された補正ＳＯＣプロファイルＰ２のＳＯＣ誤差率の変化幅が小さい。具体的には、ＳＯＣプロファイルＰ１の誤差区間Ｐｅｒｒの大きさが補正ＳＯＣプロファイルＰ２の誤差区間Ｑｅｒｒの大きさよりも大きい。
誤差区間の大きさが小さいほど、ＯＣＶ全区間に対してＳＯＣ誤差率が均一に現れるため、制御部１３０によって補正されたＳＯＣプロファイルＰ２はプロファイル生成部１２０によって生成されたＳＯＣプロファイルＰ１よりもバッテリーセルＢに適したプロファイルである。すなわち、制御部１３０によって補正されたＳＯＣプロファイルＰ２は、プロファイル生成部１２０によって生成されたＳＯＣプロファイルＰ１よりも安定的なプロファイルであると言える。
例えば、バッテリー情報推定部１１０が拡張カルマンフィルタを用いてバッテリーセルＢのＳＯＣを推定するとき、ＳＯＣプロファイルＰ１に含まれた変曲点付近でノイズがカルマンゲイン（Ｋａｌｍａｎ ｇａｉｎ）に影響を及ぼすことがある。したがって、プロファイル生成部１２０によって生成されたＳＯＣプロファイルＰ１の誤差区間Ｐｅｒｒの大きさは、制御部１３０によって補正されたＳＯＣプロファイルＰ２の誤差区間Ｑｅｒｒの大きさよりも大きくなり得る。すなわち、プロファイル生成部１２０によって生成されたＳＯＣプロファイルＰ１は、ノイズの影響によって、制御部１３０によって補正されたＳＯＣプロファイルＰ２よりも不安定であり得る。
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００は、拡張カルマンフィルタに基づいて生成されたバッテリーセルＢのＳＯＣプロファイルＰ１を線形化アルゴリズムを用いて補正することで、より安定的なＳＯＣプロファイルＰ１を生成することができる。
一方、バッテリー管理装置１００に備えられた制御部１３０は、本発明で行われる多様な制御ロジックを実行するため、当業界に知られたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ‐Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ，特定用途向け集積回路）、他のチップセット、論理回路、レジスタ、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含み得る。また、前記制御ロジックがソフトウェアとして具現されるとき、前記制御部１３０は、プログラムモジュールの集合として具現され得る。このとき、プログラムモジュールはメモリに保存され、制御部１３０によって実行され得る。前記メモリは、制御部１３０の内部または外部に備えられ得、周知の多様な手段で制御部１３０に接続され得る。
また、バッテリー管理装置１００は、保存部１４０をさらに含み得る。保存部１４０は、バッテリー管理装置１００の各構成要素が動作及び機能を遂行するのに必要なデータ、若しくは、プログラムまたは動作及び機能が行われる過程で生成されるデータなどを保存し得る。保存部１４０は、データを記録、消去、更新及び読出できると知られた公知の情報記録手段であれば、その種類に特に制限がない。一例として、情報記録手段にはＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタなどが含まれ得る。また、保存部１４０は、制御部１３０によって実行可能なプロセスが定義されたプログラムコードを保存し得る。
例えば、保存部１４０は、バッテリーセルＢの電圧情報及び電流情報を保存し得る。また、保存部１４０は、バッテリーセルＢに対応するように予め設定された等価回路モデル及び拡張カルマンフィルタに連関したパラメータ及び関数などを保存し得る。
前記制御部１３０は、前記ＳＯＣプロファイルＰ１に複数の変曲点が存在する場合、複数の変曲点（ＩＰ１～ＩＰ３）のそれぞれに対して前記補正区間を設定するように構成され得る。
例えば、図４の実施形態において、制御部１３０は、第１変曲点ＩＰ１、第２変曲点ＩＰ２、及び第３変曲点ＩＰ３をすべて含む補正区間Ｃを設定した。これと異なり、制御部１３０は、第１変曲点ＩＰ１、第２変曲点ＩＰ２、及び第３変曲点ＩＰ３のそれぞれに対する補正区間を設定し得る。
図７は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００によって複数の補正区間（Ｃ１～Ｃ３）が設定されたＳＯＣプロファイルＰ１を概略的に示した図である。
例えば、図７の実施形態において、制御部１３０は、第１変曲点ＩＰ１に対する第１補正区間Ｃ１、第２変曲点ＩＰ２に対する第２補正区間Ｃ２、及び第３変曲点ＩＰ３に対する第３補正区間Ｃ３を設定し得る。ここで、第１補正区間Ｃ１は５％～１５％のＳＯＣ区間であり、第２補正区間Ｃ２は５０％～６０％のＳＯＣ区間であり、第３補正区間Ｃ３は９０％～１００％のＳＯＣ区間であり得る。
そして、制御部１３０は、設定された複数の補正区間（Ｃ１～Ｃ３）をそれぞれ独立的に線形化するように構成され得る。
具体的には、制御部１３０は、複数の補正区間（Ｃ１～Ｃ３）のそれぞれを線形化してＳＯＣプロファイルＰ１を補正したとき、補正されたＳＯＣプロファイルＰ３に変曲点が存在しないように補正区間（Ｃ１～Ｃ３）を設定し得る。
特に、複数の補正区間（Ｃ１～Ｃ３）ではＳＯＣプロファイルＰ１に含まれたすべての変曲点が除去されない場合、制御部１３０は、図３の実施形態のように複数の変曲点（ＩＰ１～ＩＰ３）をすべて含む一つの補正区間を設定してもよい。
図８は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００によって図７のＳＯＣプロファイルＰ１が補正された例を概略的に示した図である。
制御部１３０は、第１補正区間Ｃ１、第２補正区間Ｃ２、及び第３補正区間Ｃ３をそれぞれ線形化し得る。図８の実施形態において、Ｑ１は線形化された第１補正区間Ｃ１を意味し、Ｑ２は線形化された第２補正区間Ｃ２を意味し、Ｑ３は線形化された第３補正区間Ｃ３を意味する。したがって、図８の補正されたＳＯＣプロファイルＰ３から第１変曲点ＩＰ１、第２変曲点ＩＰ２、及び第３変曲点ＩＰ３が除去される。すなわち、補正されたＳＯＣプロファイルＰ３には変曲点が存在しない。
また、図７及び図８の実施形態では、第１変曲点ＩＰ１、第２変曲点ＩＰ２、及び第３変曲点ＩＰ３が第１補正区間Ｃ１、第２補正区間Ｃ２及び第３補正区間Ｃ３のそれぞれの中間点に設定されたが、場合によっては第１補正区間Ｃ１、第２補正区間Ｃ２及び第３補正区間Ｃ３のそれぞれの中間点が第１変曲点ＩＰ１、第２変曲点ＩＰ２及び第３変曲点ＩＰ３に設定されないこともある。
また、第１補正区間Ｃ１、第２補正区間Ｃ２及び第３補正区間Ｃ３の大きさがＳＯＣ１０％とすべて同一に設定されたが、ＳＯＣプロファイルＰ１に含まれた複数の変曲点（ＩＰ１～ＩＰ３）を除去するためであれば、第１補正区間Ｃ１、第２補正区間Ｃ２及び第３補正区間Ｃ３の大きさを相異ならせて設定してもよい。
本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００は、複数の変曲点（ＩＰ１～ＩＰ３）のそれぞれに対する補正区間（Ｃ１～Ｃ３）を設定し、設定された複数の補正区間（Ｃ１～Ｃ３）をそれぞれ独立的に線形化することで、補正されたＳＯＣプロファイルＰ３によるバッテリーセルＢのＳＯＣ推定の正確度を向上させることができる。
前記制御部１３０は、前記設定された複数の補正区間（Ｃ１～Ｃ３）のうちの少なくとも二つの補正区間が重なる場合、重なった複数の補正区間（Ｃ１～Ｃ３）を一つの補正区間として設定するように構成され得る。
図７の実施形態と異なり、第１補正区間Ｃ１と第２補正区間Ｃ２とが互いに重なると仮定する。例えば、第１補正区間Ｃ１が５％～３５％のＳＯＣ区間に設定され、第２補正区間Ｃ２が３０％～６０％のＳＯＣ区間に設定されたと仮定する。この場合、３０％～３５％のＳＯＣ区間で第１補正区間Ｃ１と第２補正区間Ｃ２とが互いに重なる。このような場合、制御部１３０が第１補正区間Ｃ１及び第２補正区間Ｃ２をそれぞれ線形化すると、３０％～３５％のＳＯＣ区間で線形化された第１補正区間Ｃ１及び線形化された第２補正区間Ｃ２がそれぞれ存在することになる。したがって、制御部１３０は、第１補正区間Ｃ１と第２補正区間Ｃ２とを統合して、５％～６０％のＳＯＣ区間を一つの補正区間として設定し得る。
前記制御部１３０は、前記補正区間の大きさを変更しながら前記ＳＯＣプロファイルＰ１を複数回補正するように構成され得る。
例えば、制御部１３０は、複数の補正区間（Ｃ１～Ｃ３）の大きさをＳＯＣ１％ずつ減らしながら、複数の補正されたＳＯＣプロファイルを生成し得る。この場合、図８の補正されたＳＯＣプロファイルＰ３は、前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのうちのいずれか一つであり得る。
望ましくは、制御部１３０によって生成された複数の補正されたＳＯＣプロファイルは、保存部１４０に保存され得る。
また、制御部１３０は、予め設定された参照プロファイルに基づいて生成された複数の補正されたＳＯＣプロファイルのそれぞれに対するＳＯＣ誤差を算出するように構成され得る。
例えば、制御部１３０によって補正されたＳＯＣプロファイルが１０個生成されたと仮定する。制御部１３０は、１０個の補正されたＳＯＣプロファイルのそれぞれに対してＳＯＣ誤差率を算出し得る。
具体的には、前記制御部１３０は、前記参照プロファイルのＯＣＶ毎のＳＯＣと前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのそれぞれの前記ＯＣＶ毎のＳＯＣとを比較して、前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのそれぞれに対するＯＣＶ毎のＳＯＣ誤差率を算出するように構成され得る。
また、制御部１３０は、前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのうち、算出されたＳＯＣ誤差率が最も小さいターゲットＳＯＣプロファイルを選択するように構成され得る。
ここで、ＳＯＣ誤差率が最も小さいとは、複数の補正されたＳＯＣプロファイルのうち、算出されたＯＣＶ毎のＳＯＣ誤差率の誤差区間の大きさが最も小さいことを意味する。
例えば、図８の補正されたＳＯＣプロファイルＰ３が、前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのうち、算出されたＯＣＶ毎のＳＯＣ誤差率の誤差区間の大きさが最も小さいＳＯＣプロファイルである場合、制御部１３０は、補正されたＳＯＣプロファイルＰ３を前記ターゲットＳＯＣプロファイルとして選択するように構成され得る。
具体的には、前記制御部１３０は、前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのそれぞれに対して算出された前記ＯＣＶ毎のＳＯＣ誤差率の最小値と最大値との差を示す前記誤差区間の大きさが最も小さい補正ＳＯＣプロファイルＰ３を前記ターゲットＳＯＣプロファイルとして選択するように構成され得る。
そして、制御部１３０は、選択されたターゲットＳＯＣプロファイルを前記バッテリーセルＢに対する基準プロファイルとして設定するように構成され得る。
すなわち、バッテリー管理装置１００は、複数の補正されたＳＯＣプロファイルのうち、誤差区間の大きさが最も小さいターゲットＳＯＣプロファイルをバッテリーセルＢに対する基準プロファイルとして設定することで、設定された基準プロファイルに基づいてバッテリーセルＢまたは前記バッテリーセルＢと同種の二次電池に対するＳＯＣ推定の正確度、推定の安定性、及び推定の信頼性を向上させることができる。
前記制御部１３０は、補正されたＳＯＣプロファイル（Ｐ２、Ｐ３）で前記補正区間の開始点及び終了点をそれぞれ基準にして複数のフィルタリング区間を設定するように構成され得る。
ここで、補正区間の開始点とは補正区間の下端ＳＯＣを意味し、補正区間の終了点とは補正区間の上端ＳＯＣを意味する。例えば、図８の実施形態において、第１補正区間Ｃ１の開始点は５％のＳＯＣであり、終了点は１５％のＳＯＣである。第２補正区間Ｃ２の開始点は５０％のＳＯＣであり、終了点は６０％のＳＯＣである。第３補正区間Ｃ３の開始点は９０％のＳＯＣであり、終了点は１００％のＳＯＣである。
図９は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００によって複数のフィルタリング区間が設定されたＳＯＣプロファイルＰ３を概略的に示した図である。
図９の実施形態において、制御部１３０は、第１フィルタリング区間Ｆ１、第２フィルタリング区間Ｆ２、第３フィルタリング区間Ｆ３、第４フィルタリング区間Ｆ４、及び第５フィルタリング区間Ｆ５を設定し得る。図９において、第３補正区間Ｃ３の終了点はＳＯＣ１００％であるため、制御部１３０は、第３補正区間Ｃ３の終了点に対応する第６フィルタリング区間Ｆ６を別途に設定しなくてもよい。
そして、制御部１３０は、設定された複数のフィルタリング区間のそれぞれにフィルタリングアルゴリズムを適用するように構成され得る。
ここで、フィルタリングアルゴリズムとは、補正区間に含まれたノイズを除去可能な平滑化アルゴリズム（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）であり得る。フィルタリングアルゴリズムとしては多様なアルゴリズムが適用され得、例えば、ガウス平滑化（Ｇａｕｓｓｉａｎ ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）またはローパスフィルタ（ｌｏｗ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）などが適用され得る。
具体的には、前記複数のフィルタリング区間（Ｆ１～Ｆ５）は、前記開始点または前記終了点を基準にして線形区間及び非線形区間を含むように構成され得る。ここで、非線形区間は、プロファイル生成部１２０によって生成されたＳＯＣプロファイルＰ１から存在する区間であり、線形区間は、制御部１３０によって線形化された区間（Ｑ、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）であり得る。非線形区間及び線形区間については図１０を参照して具体的に説明する。
図１０は、図９のＳＯＣプロファイルＰ３の一部分を拡大して示した図である。具体的には、図１０は、図９のＳＯＣプロファイルＰ３のうちの第２補正区間Ｃ２付近を例示的に拡大して示した図である。
図１０を参照すると、第３フィルタリング区間Ｆ３及び第４フィルタリング区間Ｆ４には、非線形区間Ｒ＿ｎｌ及び線形区間Ｒ＿ｌが含まれ得る。例えば、図１０の実施形態において、線形区間Ｒ＿ｌは、線形化された第２補正区間Ｃ２を意味し得る。すなわち、フィルタリング区間には補正区間の開始点または終了点が含まれるため、フィルタリング区間には非線形区間Ｒ＿ｎｌ及び線形区間Ｒ＿ｌがすべて含まれる。
そして、制御部１３０は、前記フィルタリングアルゴリズムを用いて、前記線形区間Ｒ＿ｌと前記非線形区間Ｒ＿ｎｌとが連続的な区間になるように、前記複数のフィルタリング区間（Ｆ１～Ｆ５）をそれぞれ補正するように構成され得る。
例えば、線形化アルゴリズムとして最小自乗法が用いられると仮定する。制御部１３０が最小自乗法を用いて第２補正区間Ｃ２を線形化した場合、第２補正区間Ｃ２に含まれた線形区間Ｒ＿ｌと非線形区間Ｒ＿ｎｌとが連続しないこともあり得る。すなわち、最小自乗法は複数のデータの残差の二乗の和が最小になる方程式を近似的に導出する回帰分析法であるため、線形区間Ｒ＿ｌが非線形区間Ｒ＿ｎｌと連続しないこともある。
したがって、制御部１３０は、補正区間Ｃ２の開始点及び終了点のそれぞれに対してフィルタリング区間（Ｆ３、Ｆ４）を設定し、設定されたフィルタリング区間（Ｆ３、Ｆ４）のそれぞれにフィルタリングアルゴリズムを適用することで、非線形区間Ｒ＿ｎｌと線形区間Ｒ＿ｌとが連続的な区間になるようにＳＯＣプロファイルＰ３を補正し得る。
すなわち、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００は、生成されたＳＯＣプロファイルＰ１に変曲点が含まれた場合、変曲点を含むように設定された補正区間に線形化アルゴリズムを適用してＳＯＣプロファイルＰ１を１次補正し、１次補正されたＳＯＣプロファイルＰ３のうちの一部区間（フィルタリング区間）にフィルタリングアルゴリズムを適用してＳＯＣプロファイルＰ３を２次補正することができる。すなわち、バッテリー管理装置１００によって補正されたＳＯＣプロファイルＰ３は、拡張カルマンフィルタを用いて生成されたＳＯＣプロファイルＰ１よりも、バッテリーセルＢに対するＯＣＶとＳＯＣとの対応関係をより正確に示すことができる。したがって、バッテリー管理装置１００によって補正されたＳＯＣプロファイルＰ３によれば、バッテリーセルＢのＳＯＣ推定の正確度及び信頼度が向上することができる。
本発明によるバッテリー管理装置１００は、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、バッテリー管理システム）に適用可能である。すなわち、本発明によるＢＭＳは、上述したバッテリー管理装置１００を含み得る。このような構成において、バッテリー管理装置１００の各構成要素の少なくとも一部は、従来のＢＭＳに含まれた構成の機能を補完または追加することで具現され得る。例えば、バッテリー管理装置１００のバッテリー情報推定部１１０、プロファイル生成部１２０、制御部１３０、及び保存部１４０は、ＢＭＳの構成要素として具現され得る。そして、ＢＭＳは、制御部１３０によって補正されたＳＯＣプロファイルをバッテリーセルＢのＳＯＣ推定に用い得る。
また、本発明によるバッテリー管理装置１００は、バッテリーパック１に備えられ得る。すなわち、本発明によるバッテリーパック１は、上述したバッテリー管理装置１００及び一つ以上のバッテリーセルＢを含み得る。また、バッテリーパック１は、電装品（リレー、ヒューズなど）及びケースなどをさらに含み得る。
図１１は、本発明の一実施形態によるバッテリー管理装置１００を含むバッテリーパック１の例示的な構成を概略的に示した図である。
図１１を参照すると、バッテリーパック１は、バッテリーセルＢ、測定部２００、及びバッテリー管理装置１００を含む。
測定部２００は、バッテリーセルＢの電圧及び電流を測定するように構成され得る。例えば、図１１の実施形態において、測定部２００は、第１センシングラインＳＬ１及び第２センシングラインＳＬ２を通じてバッテリーの電圧を測定し得る。そして、測定部２００は、電流測定ユニットＡに接続された第３センシングラインＳＬ３を通じてバッテリーの電流を測定し得る。
そして、測定部２００は、バッテリー管理装置１００のバッテリー情報推定部１１０と通信可能に接続され得る。したがって、測定部２００が測定したバッテリーセルＢの電圧情報及び電流情報を出力すれば、バッテリー情報推定部１１０は、測定部２００からバッテリーセルＢの電圧情報及び電流情報を受信し得る。
また、バッテリーパック１の正極端子Ｐ＋及び負極端子Ｐ－にはバッテリーセルＢを充電または放電可能な負荷がさらに接続され得る。
また、本発明によるバッテリー管理装置１００は、バッテリー製造システムに含まれ得る。ここで、バッテリー製造システムとは、バッテリーセルＢの生産、組立て、及び検査が行われる過程に適用されるシステムを意味し得る。
バッテリー管理装置１００は、バッテリーセルＢの検査過程で、生産されたバッテリーセルＢに対する補正ＳＯＣプロファイル（Ｐ２、Ｐ３）の取得に用いられ得る。すなわち、バッテリー管理装置１００によって補正されたＳＯＣプロファイル（Ｐ２、Ｐ３）が該当バッテリーセルＢに対する基準プロファイルとして設定され得る。その後、該当バッテリーセルＢのＳＯＣはバッテリー管理装置１００によって設定された基準プロファイルに基づいて推定され得る。
図１２は、本発明の他の一実施形態によるバッテリー管理方法を概略的に示した図である。
バッテリー管理方法の各段階は、バッテリー管理装置１００によって実行できる。以下では、説明の便宜上、上述した説明と重なる内容は簡単に説明するか省略する。
図１２を参照すると、バッテリー管理方法は、バッテリー情報推定段階Ｓ１００、ＳＯＣプロファイル生成段階Ｓ２００、変曲点決定段階Ｓ３００、補正区間設定段階Ｓ４００、及びＳＯＣプロファイル補正段階Ｓ５００を含む。
バッテリー情報推定段階Ｓ１００は、バッテリーセルＢの電圧及び電流のうちの少なくとも一つに基づいて前記バッテリーセルＢに対するＯＣＶ及びＳＯＣを含むバッテリー情報を推定する段階であって、バッテリー情報推定部１１０によって実行できる。
例えば、バッテリー情報推定部１１０は、バッテリーセルＢの電圧、電流、予め設定された等価回路モデル、及び拡張カルマンフィルタを用いてバッテリーセルＢに対するＯＣＶ及びＳＯＣを推定し得る。
ＳＯＣプロファイル生成段階Ｓ２００は、前記バッテリー情報推定段階Ｓ１００で推定された前記ＯＣＶと前記ＳＯＣとの対応関係を示すＳＯＣプロファイルＰ１を生成する段階であって、プロファイル生成部１２０によって実行できる。
例えば、図２の実施形態において、プロファイル生成部１２０は、ＳＯＣプロファイルＰ１を生成し得る。
変曲点決定段階Ｓ３００は、前記ＳＯＣプロファイルＰ１で変曲点を決定する段階であって、制御部１３０によって実行できる。
例えば、図３の実施形態において、制御部１３０は、ＳＯＣプロファイルＰ１で第１変曲点ＩＰ１、第２変曲点ＩＰ２、及び第３変曲点ＩＰ３を決定し得る。
補正区間設定段階Ｓ４００及びＳＯＣプロファイル補正段階Ｓ５００は、前記ＳＯＣプロファイルＰ１に一つ以上の変曲点が存在する場合に行われ得る。ＳＯＣプロファイル生成段階Ｓ２００で生成されたＳＯＣプロファイルＰ１に変曲点が存在しない場合は、補正区間設定段階Ｓ４００及びＳＯＣプロファイル補正段階Ｓ５００は行われなくてもよい。
具体的には、補正区間設定段階Ｓ４００は、前記変曲点に対応するＯＣＶまたはＳＯＣを基準にして前記ＳＯＣプロファイルＰ１で補正区間Ｃを設定する段階であって、制御部１３０によって実行できる。
例えば、図４の実施形態において、制御部１３０は、ＳＯＣプロファイルＰ１の変曲点（ＩＰ１～ＩＰ３）を含むように補正区間Ｃを設定し得る。具体的には、制御部１３０は、ＳＯＣプロファイル補正段階Ｓ５００によって補正区間が補正されたとき、補正されたＳＯＣプロファイルに変曲点が存在しないように補正区間を設定し得る。
ＳＯＣプロファイル補正段階Ｓ５００は、前記補正区間設定段階Ｓ４００で設定された補正区間を線形化することで前記ＳＯＣプロファイルＰ１を補正する段階であって、制御部１３０によって実行できる。
例えば、図５の実施形態において、制御部１３０は、補正区間Ｃを線形化することで、補正区間Ｃに含まれた変曲点（ＩＰ１～ＩＰ３）を除去し得る。したがって、補正されたＳＯＣプロファイルＰ２には変曲点が存在しないため、補正されたＳＯＣプロファイルＰ２のＳＯＣ誤差率はＳＯＣプロファイル生成段階Ｓ２００で生成されたＳＯＣプロファイルＰ１のＳＯＣ誤差率よりも小さい。
また、制御部１３０は、補正されたＳＯＣプロファイルＰ２をバッテリーセルＢに対する基準プロファイルとして設定し得る。
したがって、本発明の他の一実施形態によるバッテリー管理方法は、拡張カルマンフィルタを用いて生成されたＳＯＣプロファイルＰ１を補正することで、バッテリーセルＢに対してより適した基準プロファイルを設定することができる。
上述した本発明の実施形態は、装置及び方法のみによって具現されるものではなく、本発明の実施形態の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じても具現され得、このような具現は上述した実施形態の記載から当業者であれば容易に具現できるであろう。
以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
また、上述した本発明は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者により、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であって、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、多様な変形のため各実施形態の全部または一部が選択的に組み合わせられて構成され得る。
１：バッテリーパック
１００：バッテリー管理装置
１１０：バッテリー情報推定部
１２０：プロファイル生成部
１３０：制御部
１４０：保存部
２００：測定部
Ｂ：バッテリーセル

Claims (12)

  1. バッテリーセルの電圧及び電流のうちの少なくとも一つに基づいて前記バッテリーセルに対するＯＣＶ及びＳＯＣを含むバッテリー情報を推定するように構成されたバッテリー情報推定部と、
    前記バッテリー情報推定部から前記ＯＣＶ及び前記ＳＯＣを受信し、前記ＯＣＶと前記ＳＯＣとの対応関係を示すＳＯＣプロファイルを生成するように構成されたプロファイル生成部と、
    前記プロファイル生成部から前記ＳＯＣプロファイルを受信し、受信したＳＯＣプロファイルで変曲点を決定し、前記ＳＯＣプロファイルに一つ以上の変曲点が存在する場合、前記変曲点に対応するＯＣＶまたはＳＯＣを基準にして前記ＳＯＣプロファイルで補正区間を設定し、設定された補正区間を線形化することで前記ＳＯＣプロファイルを補正するように構成された制御部と、を含むバッテリー管理装置。
  2. 前記制御部は、前記補正区間に線形化アルゴリズムを適用して前記ＳＯＣプロファイルの前記補正区間に含まれた変曲点を除去するように構成されている、請求項１に記載のバッテリー管理装置。
  3. 前記制御部は、前記ＳＯＣプロファイルに複数の変曲点が存在する場合、前記複数の変曲点のそれぞれに対して前記補正区間を設定し、設定された複数の補正区間のそれぞれを独立的に線形化するように構成されている、請求項１または２に記載のバッテリー管理装置。
  4. 前記制御部は、前記設定された複数の補正区間のうちの少なくとも二つの補正区間が重なる場合、重なった複数の補正区間を一つの補正区間として設定するように構成されている、請求項３に記載のバッテリー管理装置。
  5. 前記制御部は、前記補正区間の大きさを変更しながら前記ＳＯＣプロファイルを複数回補正し、予め設定された参照プロファイルに基づいて複数の補正されたＳＯＣプロファイルのそれぞれに対するＳＯＣ誤差を算出し、前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのうち、算出されたＳＯＣ誤差が最も小さいターゲットＳＯＣプロファイルを選択し、選択されたターゲットＳＯＣプロファイルを前記バッテリーセルに対する基準プロファイルとして設定するように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  6. 前記制御部は、前記参照プロファイルのＯＣＶ毎のＳＯＣと前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのそれぞれの前記ＯＣＶ毎のＳＯＣとを比較して前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのそれぞれに対するＯＣＶ毎のＳＯＣ誤差率を算出し、前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのうち、算出されたＯＣＶ毎のＳＯＣ誤差率の誤差区間の大きさが最も小さい補正されたＳＯＣプロファイルを前記ターゲットＳＯＣプロファイルとして選択するように構成されている、請求項５に記載のバッテリー管理装置。
  7. 前記制御部は、前記複数の補正されたＳＯＣプロファイルのそれぞれに対して算出された前記ＯＣＶ毎のＳＯＣ誤差率の最小値と最大値との差を示す前記誤差区間の大きさが最も小さいＳＯＣプロファイルを前記ターゲットＳＯＣプロファイルとして選択するように構成されている、請求項６に記載のバッテリー管理装置。
  8. 前記制御部は、補正されたＳＯＣプロファイルで前記補正区間の開始点及び終了点をそれぞれ基準にして複数のフィルタリング区間を設定し、設定された複数のフィルタリング区間のそれぞれにフィルタリングアルゴリズムを適用するように構成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  9. 前記複数のフィルタリング区間は、前記開始点または前記終了点を基準にして線形区間及び非線形区間を含むように構成され、
    前記制御部は、前記フィルタリングアルゴリズムを用いて、前記線形区間と前記非線形区間とが連続的な区間になるように前記複数のフィルタリング区間のそれぞれを補正するように構成されている、請求項８に記載のバッテリー管理装置。
  10. 前記バッテリー情報推定部は、等価回路モデル及び拡張カルマンフィルタを用いて、前記バッテリーセルの前記電圧及び前記電流から互いに対応する前記ＯＣＶ及び前記ＳＯＣを推定するように構成されている、請求項１から９のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置。
  11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のバッテリー管理装置を含むバッテリーパック。
  12. バッテリーセルの電圧及び電流のうちの少なくとも一つに基づいて前記バッテリーセルに対するＯＣＶ及びＳＯＣを含むバッテリー情報を推定するバッテリー情報推定段階と、
    前記バッテリー情報推定段階で推定された前記ＯＣＶと前記ＳＯＣとの対応関係を示すＳＯＣプロファイルを生成するＳＯＣプロファイル生成段階と、
    前記ＳＯＣプロファイルで変曲点を決定する変曲点決定段階と、
    前記ＳＯＣプロファイルに一つ以上の変曲点が存在する場合、前記変曲点に対応するＯＣＶまたはＳＯＣを基準にして前記ＳＯＣプロファイルで補正区間を設定する補正区間設定段階と、
    前記補正区間設定段階で設定された補正区間を線形化することで前記ＳＯＣプロファイルを補正するＳＯＣプロファイル補正段階と、を含むバッテリー管理方法。
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