JP7293566B2 - バッテリー退化度診断装置及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリー退化度診断装置及び方法に関し、より詳しくは、複数のバッテリーセルの退化度を正確且つ迅速に診断することができるバッテリー退化度診断装置及び方法に関する。
本出願は、２０１９年１２月１１日付け出願の韓国特許出願第１０－２０１９－０１６４８９０号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。
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列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。
一方、このようなバッテリーは、充電及び放電が繰り返されるにつれて容量が徐々に低下するため、バッテリーの容量低下によって予期せぬ事故が発生するおそれがある。したがって、バッテリーの寿命または退化度を推定するための多様な研究が行われている。
従来、バッテリーの健康状態（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＨ）を推定し、バッテリーの残余寿命を推定するバッテリー寿命推定方法または装置が開示されている（特許文献１）。
ただし、特許文献１では、バッテリーが充電されるときの電圧上昇量を測定してバッテリーの健康状態を推定し、統計的技法（例えば、パーティクルフィルタ）を用いて推定された健康状態からバッテリーの残余寿命を算定するため、バッテリーの残余寿命または退化度を診断するのに相当な時間がかかるという問題がある。
韓国特許第１０－１８８２２８７号公報
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーセルの測定電圧に基づいて、バッテリーセルの退化度を迅速且つ正確に診断することができるバッテリー退化度診断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退化度診断装置は、放電及び充電が行われる複数のサイクル毎に、複数のバッテリーセルのそれぞれの電圧を測定し、測定された複数の電圧に対する複数の電圧情報を出力するように構成された測定部と、複数の電圧情報を受信し、複数のバッテリーセルのそれぞれの基準電圧に基づいて各バッテリーセルのサイクル毎の電圧偏差を算出し、算出された電圧偏差に基づいて複数のバッテリーセル毎に所定の条件を満足するサイクル区間を選択し、選択された複数のサイクル区間のそれぞれに対応する電圧偏差の変化率を算出し、算出された複数の電圧偏差の変化率に基づいて複数のバッテリーセルの相対的退化度を診断するように構成された制御部と、を含む。
測定部は、複数のバッテリーセルの放電が終了してから所定の時間が経過した測定時点における電圧を測定するように構成され得る。
制御部は、それぞれのバッテリーセルの最初サイクルで測定された電圧を基準電圧に設定し、それぞれのバッテリーセルの各サイクル毎に測定されたセル電圧と基準電圧との差を算出して電圧偏差を算出するように構成され得る。
所定の条件は、算出された電圧偏差が増加し始める条件と設定され得る。
制御部は、上記所定の条件に基づいて、複数のバッテリーセルそれぞれのサイクルのうち、算出された電圧偏差が増加し始めるサイクルから最後のサイクルまでをサイクル区間として選択するように構成され得る。
所定の条件は、最初サイクルから予め設定されたサイクル以後のサイクルと設定され得る。
制御部は、上記所定の条件に基づいて、複数のバッテリーセルそれぞれのサイクルのうち、最初サイクルから予め設定されたサイクル以後の複数のサイクルをサイクル区間として選択するように構成され得る。
制御部は、選択された複数のサイクル区間のそれぞれに対応する電圧偏差の平均変化率を算出するように構成され得る。
制御部は、複数のバッテリーセルのそれぞれに対して算出された平均変化率を互いに比較し、複数のバッテリーセルの相対的退化度を診断するように構成され得る。
制御部は、算出された電圧偏差の変化率が大きいほどバッテリー退化度が大きいと診断するように構成され得る。
制御部は、選択された複数のサイクルを複数の単位区間に区画し、区画された複数の単位区間のそれぞれに対応する電圧偏差の平均区間変化率を算出し、同一単位区間に対応して算出された平均区間変化率同士を比較した結果に基づいて複数のバッテリーセルの複数の単位区間のそれぞれにおける相対的退化度を診断するように構成され得る。
制御部は、複数のバッテリーセルのうちターゲットセルを選定し、選定されたターゲットセルに対応する複数のサイクルを複数の単位区間に区画し、区画された複数の単位区間のそれぞれに対応する電圧偏差の平均区間変化率を算出し、算出された平均区間変化率を比較した結果に基づいてターゲットセルの退化加速を診断するように構成され得る。
制御部は、サイクルが進行するほど平均区間変化率が大きくなれば、ターゲットセルの退化が加速していると診断するように構成され得る。
本発明の他の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退化度診断装置を含む。
本発明のさらに他の態様によるバッテリー退化度診断方法は、放電及び充電が行われる複数のサイクル毎に、複数のバッテリーセルのそれぞれの電圧を測定する電圧測定段階と、複数のバッテリーセルのそれぞれの基準電圧に基づいて各バッテリーセルのサイクル毎の電圧偏差を算出する電圧偏差算出段階と、電圧偏差算出段階で算出された電圧偏差に基づいて複数のバッテリーセル毎に所定の条件を満足するサイクル区間を選択するサイクル区間選択段階と、選択された複数のサイクル区間のそれぞれに対応する電圧偏差の変化率を算出する変化率算出段階と、算出された複数の電圧偏差の変化率に基づいて複数のバッテリーセルの相対的退化度を診断する退化度診断段階と、を含む。
本発明の一態様によれば、測定された電圧値に基づいて複数のバッテリーセルの相対的退化度を診断できるため、複数のバッテリーセルの相対的退化度を正確且つ迅速に診断することができる。
また、本発明の一態様によれば、バッテリーの健康状態を推定しなくても、短時間で複数のバッテリーセルの性能優位を比較診断することができる。
また、本発明の一態様によれば、バッテリーセルの退化原因の推定に必要な情報が提供されるため、ユーザがバッテリーセルの交換時期またはバッテリーセルの充放電条件などを決定するのに役立つことができる。
本発明の効果は上記の効果に制限されず、他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
本明細書に添付される次の図面は、発明の詳細な説明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るため、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退化度診断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退化度診断装置を含むバッテリーパック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退化度診断装置を含むバッテリーパックの例示的構成を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置を含むバッテリーパックに備えられた複数のバッテリーセルの電圧偏差を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置を含むバッテリーパックに備えられた複数のバッテリーセルのサイクル容量維持率を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置を含む他のバッテリーパックの例示的構成を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置を含む他のバッテリーパックに備えられた複数のバッテリーセルの電圧偏差を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置を含む他のバッテリーパックに備えられた複数のバッテリーセルの電圧偏差を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置を含む他のバッテリーパックに備えられた複数のバッテリーセルの電圧偏差を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置を含む他のバッテリーパックに備えられた複数のバッテリーセルのサイクル容量維持率を示した図である。 本発明の他の実施態様によるバッテリー退化度診断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使われた用語や単語は通常的や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、関連公知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、その詳細な説明は省略する。
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）」だけではなく、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退化度診断装置１００を概略的に示した図である。図２は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００を含むバッテリーパック１を概略的に示した図である。
図２を参照すると、バッテリーパック１は、バッテリーモジュール１０及びバッテリー退化度診断装置１００を含むことができる。
ここで、バッテリーモジュール１０には、一つ以上のバッテリーセルＢが直列及び／または並列で接続されて備えられ得る。そして、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、パウチ型リチウムポリマーセルまたは円筒型セルをバッテリーセルとして見なし得る。
図３は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００を含むバッテリーパック１の構成を例示的に示した図である。
例えば、図３の実施形態において、バッテリーパック１には第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２が備えられたバッテリーモジュール１０が含まれ得る。
以下では、バッテリーパック１に含まれたバッテリーモジュール１０に第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２が含まれたとして説明する。ただし、バッテリーモジュール１０には一つ以上のバッテリーセルが備えられればよく、備えられるバッテリーセルの個数には特に制限がない。
図１を参照すると、バッテリー退化度診断装置１００は、測定部１１０及び制御部１２０を含むことができる。
測定部１１０は、放電及び充電が行われる複数のサイクル毎に、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧を測定するように構成され得る。
具体的には、測定部１１０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の少なくとも一つ以上の電圧を測定することができる。
例えば、図３の実施形態において、測定部１１０は、第１センシングラインＳＬ１、第２センシングラインＳＬ２及び第３センシングラインＳＬ３を通じてバッテリーモジュール１０と接続され得る。そして、測定部１１０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を通じて第１バッテリーセルＢ１の電圧を測定し得る。また、測定部１１０は、第２センシングラインＳＬ２及び第３センシングラインＳＬ３を通じて第２バッテリーセルＢ２の電圧を測定し得る。
また、測定部１１０は、一サイクル毎に複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧を測定し得る。
例えば、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の充電及び放電が総２００サイクル行われたと仮定する。測定部１１０は、第１サイクル～第２００サイクルのそれぞれにおいて複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の電圧を測定し得る。
また、測定部１１０は、測定された複数の電圧に対する複数の電圧情報を出力するように構成され得る。
測定部１１０は、複数のセンシングラインＳＬ１～ＳＬ３を用いて測定した複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の電圧をデジタル信号の形態に変換し得る。そして、測定部１１０は、変換したデジタル信号を出力することで、測定した電圧情報を出力し得る。
制御部１２０は、複数の電圧情報を受信するように構成され得る。
すなわち、制御部１２０は、測定部１１０から受信したデジタル信号を読み取り、測定部１１０によって測定された複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の電圧情報を取得することができる。
図３を参照すると、測定部１１０と制御部１２０とは有線で互いに接続され得る。すなわち、測定部１１０と制御部１２０とは有線で互いに信号を送受信するように構成され得る。
例えば、測定部１１０が第１サイクル～第２００サイクルのそれぞれにおいて測定した複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧情報を制御部１２０に送信したと仮定する。この場合、制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２のそれぞれに対し、第１サイクルにおける電圧情報から第２００サイクルにおける電圧情報をすべて取得することができる。
制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの基準電圧に基づいて各バッテリーセルのサイクル毎の電圧偏差を算出するように構成され得る。
具体的には、制御部１２０は、下記の数式１を用いてそれぞれのバッテリーセルのサイクル毎の電圧偏差を算出し得る。
［数式１］
△V = Vn - Vref
ここで、△Ｖは算出された電圧偏差［ｍＶ］であり、Ｖｎは第ｎサイクルで測定された電圧［ｍＶ］であり、Ｖｒｅｆは基準サイクルで測定された基準電圧［ｍＶ］であり、ｎは正の整数である。
例えば、基準サイクルが第１サイクルである場合、基準電圧（Ｖｒｅｆ）は第１サイクルで測定された電圧であり得る。すなわち、制御部１２０は、第１サイクルで測定された電圧を基準にして、第１サイクルで測定された基準電圧（Ｖｒｅｆ）と第ｎサイクルで測定された電圧（Ｖｎ）との間の電圧偏差（△Ｖ）を算出することができる。この場合、制御部１２０は、第１サイクル～第ｎサイクルにおける複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の退化度を診断することができる。
以下では、図３の実施形態において、制御部１２０が複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれに対して算出した電圧偏差の例を図４を参照して説明する。
図４は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００が第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２に対して算出した電圧偏差［ｍＶ］を示した図である。
具体的には、図４には第１サイクル～第２７０サイクルで算出された第１バッテリーセルＢ１の電圧偏差及び第１サイクル～第４００サイクルで算出された第２バッテリーセルＢ２の電圧偏差が示されている。
図４を参照すると、第ｎサイクルで測定されたバッテリーセルの電圧によって、電圧偏差は０、正数または負数で算出され得る。望ましくは、図４の実施形態において、基準サイクルは第１サイクルであり得る。すなわち、上記の数式１を参照すると、電圧偏差を算出するとき、基準サイクルで測定されたバッテリーセルの電圧が基準になるため、第１サイクルにおける第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２の電圧偏差はいずれも０と同一であり得る。
また、基準電圧は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２毎に異なるように測定され得る。すなわち、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の退化度に応じて基準電圧が相異なるように設定され得る。
制御部１２０は、算出された電圧偏差に基づいて複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２毎に所定の条件を満足するサイクル区間を選択するように構成され得る。
そして、制御部１２０は、選択された複数のサイクル区間のそれぞれに対応する電圧偏差の変化率を算出するように構成され得る。
ここで、電圧偏差の変化率とは、選択された複数のサイクル区間の平均変化率であり得る。
例えば、図４の実施形態において、第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２のそれぞれに対して第１サイクル～第２００サイクルが選択されたと仮定する。この場合、第１バッテリーセルＢ１の電圧偏差の変化率は、第１サイクル～第２００サイクルの電圧偏差の平均変化率であり得る。また、第２バッテリーセルＢ２の電圧偏差の変化率は、第１サイクル～第２００サイクルの電圧偏差の平均変化率であり得る。
制御部１２０は、算出された複数の電圧偏差の変化率に基づいて、複数のバッテリーセルの相対的退化度を診断するように構成され得る。
望ましくは、制御部１２０は、算出された電圧偏差の変化率の大小を比較することができる。例えば、制御部１２０は、算出された電圧偏差の変化率が大きいほど相対的退化度が大きいと診断することができる。すなわち、制御部１２０は、算出された電圧偏差の変化率が大きいほど、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２のうち相対的にさらに退化したバッテリーセルと診断することができる。
例えば、バッテリーセルの退化または劣化によってバッテリーセルの内部抵抗が増加した場合、相対的にさらに退化したバッテリーセルの開放電圧は相対的に少し退化したバッテリーセルの開放電圧よりも大きくなり得る。したがって、バッテリー退化度診断装置１００は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の電圧偏差の変化率の大きさを比較することで、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の相対的退化度を正確に診断することができる。
図５は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００を含むバッテリーパック１に備えられた複数のバッテリーセルのサイクル容量維持率を示した図である。具体的には、図５は、第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２の温度が４５℃であるときのサイクル容量維持率を示した図である。
図５の実施形態において、第１バッテリーセルＢ１のサイクル容量維持率は第２００サイクル以後に急激に減少している。すなわち、第２００サイクル以後のサイクルにおけるサイクル容量維持率を参照すると、第１バッテリーセルＢ１が第２バッテリーセルＢ２よりも退化したセルであることが分かる。
ただし、図５の実施形態において、第１サイクル～第２００サイクルにおけるサイクル容量維持率のみを比較すると、第２バッテリーセルＢ２が第１バッテリーセルＢ１よりも退化したと誤って診断され得る。また、図５の実施形態のみを参照すると、第２００サイクル以後のサイクルで第１バッテリーセルＢ１のサイクル容量維持率が急激に減少することは予測し難い。
例えば、第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２に対して第２００サイクルまでに充電及び放電が行われたと仮定すれば、サイクル容量維持率に基づくと、第１バッテリーセルＢ１と第２バッテリーセルＢ２との相対的退化度が誤って診断され得る。すなわち、第２００サイクルまでのサイクル容量維持率に基づいて第１バッテリーセルＢ１と第２バッテリーセルＢ２との相対的退化度を比較すると、第２００サイクル以後の第１バッテリーセルＢ１の退化度は全く考慮されないという問題がある。したがって、図５の実施形態によるサイクル容量維持率からは、第２００サイクル以後第１バッテリーセルＢ１が第２バッテリーセルＢ２よりもさらに退化することを予想することができない。
しかし、図４の実施形態において、第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２の第１サイクル～第２００サイクルにおける電圧偏差の変化率を比較すると、第１バッテリーセルＢ１の電圧偏差の変化率が第２バッテリーセルＢ２の電圧偏差の変化率よりも大きいことが分かる。すなわち、図４の実施形態のように、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の電圧偏差の変化率を比較すれば、短いサイクル期間だけ充電及び放電を行っても、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の相対的退化度を正確に診断することができる。
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００は、サイクル容量維持率に依存せず、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧偏差の変化率を比較することで、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度をより正確に診断することができる。
また、バッテリー退化度診断装置１００によれば、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の充電及び放電が同一サイクルで行われなくても、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度を診断できるという長所がある。複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の電圧偏差の変化率に基づいて複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度を診断できるためである。
さらに、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧偏差の変化率に基づいて、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの予想寿命まで予測し得る。
一般に、バッテリーセルの寿命は、直接測定または診断できないため、バッテリーセルの退化を考慮したバッテリーセルの予想寿命は、バッテリーセルの性能を維持させ、交換時期を決定するという面で非常に重要な要因である。
しかし、図５の実施形態によれば、サイクル容量維持率のみに依存してはバッテリーセルの予想寿命を正確に予測できないという問題がある。一方、図４の実施形態によれば、バッテリーセルのそれぞれの電圧偏差の変化率に基づいてバッテリーセルのそれぞれの予想寿命を容易に予測することができる。
例えば、図４及び図５の実施形態において、第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２が第２００サイクルまでのみ充電及び放電が行われたと仮定する。
図５によれば、第２００サイクル以後にも第２バッテリーセルＢ２のサイクル容量維持率が第１バッテリーセルＢ１のサイクル容量維持率よりも小さいと予測される。すなわち、図５によれば、第２００サイクル以後にも第２バッテリーセルＢ２の退化度が第１バッテリーセルＢ１の退化度よりも大きいと誤って予測され得る。
一方、図４によれば、第１バッテリーセルＢ１の電圧偏差の変化率が第２バッテリーセルＢ２の電圧偏差の変化率よりも著しく大きいため、第１バッテリーセルＢ１が第２バッテリーセルＢ２よりもさらに退化するはずであると正確に予測することができる。
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００は複数のバッテリーセル間の相対的退化度の診断だけでなく、複数のバッテリーセルのそれぞれの予想寿命まで予測可能な情報（電圧偏差の変化率）を提供することができる。
一方、バッテリー退化度診断装置１００に備えられた制御部１２０は、本発明で実行さ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）、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、制御ロジックがソフトウェアとして具現されるとき、制御部１２０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１２０によって実行され得る。メモリは制御部１２０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１２０と接続され得る。
また、バッテリー退化度診断装置１００は、保存部１３０をさらに含み得る。保存部１３０は、制御部１２０がバッテリーセルの退化度を診断するのに必要なプログラム及びデータなどを保存することができる。すなわち、保存部１３０は、バッテリー退化度診断装置１００の各構成要素が動作及び機能を実行するのに必要なデータやプログラム、または、動作及び機能の実行過程で生成されるデータなどを保存し得る。保存部１３０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憶手段であればその種類に特に制限がない。一例として、情報記憶手段には、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、レジスタなどが含まれ得る。また、保存部１３０は、制御部１２０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、制御部１２０が受信した複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の電圧情報は保存部１３０に保存され得る。
測定部１１０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の放電が終了してから所定の時間が経過した測定時点における電圧を測定するように構成され得る。
望ましくは、測定部１１０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の放電が終了した後、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれが休止状態であるときの開放電圧（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ、ＯＣＶ）を測定し得る。
すなわち、測定部１１０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の内部抵抗による測定誤差を減らすため、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の開放電圧を測定するように構成され得る。
例えば、制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧偏差の変化率に基づいて複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度を診断し得る。もし、測定部１１０によって測定された複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧情報に複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの内部抵抗による誤差が存在すれば、制御部１２０によって診断される相対的退化度が不正確なものになるおそれがある。
したがって、測定部１１０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれが休止状態であるとき、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の開放電圧を測定するように構成され得る。
制御部１２０は、それぞれのバッテリーセルの最初サイクルで測定された電圧を基準電圧に設定するように構成され得る。
例えば、最初サイクルとは、第１サイクルを意味し得る。
複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２は、製造過程で影響を及ぼす多様な要因のため、仕様が完全に同じものにはならないことがある。したがって、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の基準電圧を任意の電圧に同一に設定すると、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの状態をより正確に反映できないという問題がある。この場合、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の電圧偏差の変化率が正確に算出されず、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度が誤って診断され得る。
したがって、制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２のそれぞれに対して最初サイクルで測定された電圧を複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの基準電圧に設定することができる。この場合、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの基準電圧は、相異なるものになり得る。
また、制御部１２０は、それぞれのバッテリーセルの各サイクル毎に測定されたセル電圧と基準電圧との差を算出して電圧偏差を算出するように構成され得る。
すなわち、制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれに設定された基準電圧に基づいて、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧偏差を算出することができる。
上述したように、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２に対して任意の基準電圧を同一に設定すると、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧偏差の変化率には最初サイクルにおける複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧情報が反映されないという問題が生じ得る。
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの基準電圧を設定することで、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度をより正確に診断することができる。
所定の条件は、算出された電圧偏差が増加し始める条件と設定され得る。
制御部１２０は、上記所定の条件に基づいて、複数のバッテリーセルそれぞれのサイクルのうち、算出された電圧偏差が増加し始めるサイクルから最後のサイクルまでをサイクル区間として選択するように構成され得る。
望ましくは、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれに対して選択されるサイクル区間は相異なり得る。
例えば、図４の実施形態において、第１バッテリーセルＢ１は、第１サイクルから第２５サイクルまで電圧偏差が減少し、第２６サイクル以後は電圧偏差が増加する。また、第２バッテリーセルＢ２は、第１サイクルから第１０サイクルまで電圧偏差が減少し、第１１サイクル以後は電圧偏差が増加する。この場合、制御部１２０は、第１バッテリーセルＢ１に対しては第２６サイクルから第２７０サイクルまでをサイクル区間として選択し、第２バッテリーセルＢ２に対しては第１１サイクルから第４００サイクルまでをサイクル区間として選択し得る。
望ましくは、一般に、バッテリーセルの可用リチウムの減少を通じてバッテリーセルの退化度が診断可能である。このような可用リチウムの減少は、リチウムイオンが負極の表面に析出されるリチウムメッキ現象によって生じ得る。すなわち、リチウムメッキによる可用リチウムの減少は、バッテリーセルの退化度を診断するのに重要な要因になり得る。
一方、バッテリーセルの初期サイクルでは、バッテリーセルの正極活物質に微細なクラックが発生しながら正極の容量が増加する現象が発生し得る。正極の容量が増加すれば、リチウムメッキ現象による可用リチウムの減少程度が正確に診断されないことがあり得る。
例えば、図４の実施形態において、このような正極活物質に発生するクラックが、第１バッテリーセルＢ１において第１サイクルから第２５サイクルまで電圧偏差が減少し、第２バッテリーセルＢ２において第１サイクルから第１０サイクルまで電圧偏差が減少する原因になり得る。
したがって、制御部１２０は、図４の実施形態において、第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２それぞれで電圧偏差の変化率を算出するサイクル区間を選択するとき、電圧偏差が減少するサイクル区間を除外することで、可用リチウムの減少による複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度を診断することができる。
例えば、図４の実施形態において、第１バッテリーセルＢ１の第２６サイクル～第２７０サイクルの電圧偏差の変化率は０．６７であり得る。そして、第２バッテリーセルＢ２の第１１サイクル～第４００サイクルの電圧偏差の変化率は０．２２であり得る。制御部１２０は、算出した電圧偏差の変化率を比較することで、第１バッテリーセルＢ１が第２バッテリーセルＢ２よりも退化したと診断し得る。
本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００は、正極活物質にクラックが発生する区間を退化度診断の対象になるサイクル区間から除外することで、可用リチウムの減少による複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度をより正確に診断することができる。
図６は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００を含む他のバッテリーパック２の例示的構成を示した図である。図７～図９は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００を含む他のバッテリーパック２に備えられた複数のバッテリーセルの電圧偏差を示した図である。
図６を参照すると、バッテリーパック２には第１バッテリーセルＢａ、第２バッテリーセルＢｂ及び第３バッテリーセルＢｃが備えられたバッテリーモジュール１０が含まれ得る。
図７及び図８の実施形態において、第１バッテリーセルＢａ及び第２バッテリーセルＢｂは、第１サイクル～第２０サイクルで電圧偏差が減少する。図９の実施形態において、第３バッテリーセルＢｃは、第１バッテリーセルＢａ及び第２バッテリーセルＢｂと異なり、第１サイクルからの電圧偏差の減少がない。
例えば、第１バッテリーセルＢａの第２１サイクル以後の電圧偏差の変化率が０．７７６であり、第２バッテリーセルＢｂの第２１サイクル以後の電圧偏差の変化率が１．１４であり、第３バッテリーセルＢｃの第１サイクル以後の電圧偏差の変化率が０．７６９であり得る。
制御部１２０は、第１バッテリーセルＢａと第２バッテリーセルＢｂと第３バッテリーセルＢｃとの電圧偏差の変化率を比較することで、第２バッテリーセルＢｂの退化程度が最大であり、第３バッテリーセルＢｃの退化程度が最小であると診断することができる。
図１０は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００を含む他のバッテリーパック２に備えられた複数のバッテリーセルのサイクル容量維持率を示した図である。
具体的には、図１０は、第１バッテリーセルＢａ、第２バッテリーセルＢｂ及び第３バッテリーセルＢｃの温度が４５℃であるときのサイクル容量維持率を示した図である。
図１０からも、複数のバッテリーセルＢａ、Ｂｂ、Ｂｃの退化が第３バッテリーセルＢｃ、第１バッテリーセルＢａ及び第２バッテリーセルＢｂの順に多く進んでいることが分かる。
したがって、バッテリー退化度診断装置１００は、複数のバッテリーセルＢａ、Ｂｂ、Ｂｃのサイクル容量維持率を求めなくても、複数のバッテリーセルＢａ、Ｂｂ、Ｂｃそれぞれの電圧偏差の変化率を算出することで、複数のバッテリーセルＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ間の相対的退化度を迅速且つ正確に診断することができる。
所定の条件は、最初サイクルから予め設定されたサイクル以後のサイクルと設定され得る。
制御部１２０は、上記所定の条件に基づいて、複数のバッテリーセルそれぞれのサイクルのうち、最初サイクルから予め設定されたサイクル以後の複数のサイクルをサイクル区間として選択するように構成され得る。
上述した実施形態と異なって、制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度を診断する対象になるサイクル区間を予め設定されたサイクル以後のサイクル区間として選択し得る。
例えば、上記所定の条件は、サイクル区間を第１サイクルから第１００サイクルが経過した以後から選択する条件であり得る。すなわち、制御部１２０は、第１１１サイクルからサイクル区間を選択し得る。
このような所定の条件でサイクル区間が選択される場合、上記所定の条件に該当するサイクル区間における複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度を診断し得る。
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００は、予め設定されたサイクルに基づいて選択されたサイクル区間に対して複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度を診断できるという長所がある。
以下、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００が所定のサイクル区間で複数のバッテリーセル間の相対的退化度を比較する実施形態を説明する。
制御部１２０は、選択された複数のサイクルを複数の単位区間に区画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、第１バッテリーセルＢ１は第２７０サイクルまで充電及び放電が行われ、第２バッテリーセルＢ２は第４００サイクルまで充電及び放電が行われたと仮定する。制御部１２０は、第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２に対して第１サイクルから５０サイクルずつ複数の単位区間に区画し得る。
具体的には、制御部１２０は、第１サイクル～第５０サイクルを第１単位区間、第５１サイクル～第１００サイクルを第２単位区間、第１０１サイクル～第１５０サイクルを第３単位区間に設定し得る。このような方式で、制御部１２０は、第１バッテリーセルＢ１は第１～第６単位区間に区画し、第２バッテリーセルＢ２は第１～第８単位区間に区画し得る。
そして、制御部１２０は、区画された複数の単位区間のそれぞれに対応する電圧偏差の平均区間変化率を算出するように構成され得る。
例えば、上述した実施形態において、制御部１２０は、第１バッテリーセルＢ１の第１～第６単位区間それぞれの電圧偏差の平均区間変化率を算出し得る。そして、制御部１２０は、第２バッテリーセルＢ２の第１～第８単位区間それぞれの電圧偏差の平均区間変化率を算出し得る。
制御部１２０は、同一単位区間に対応して算出された平均区間変化率同士を比較した結果に基づいて、複数のバッテリーセルの複数の単位区間それぞれにおける相対的退化度を診断するように構成され得る。
すなわち、制御部１２０は、第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２の同一単位区間のそれぞれに対し、算出された平均区間変化率を比較することで、該当単位区間における相対的退化度を診断することができる。
望ましくは、第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２の第１単位区間では電圧偏差が減少する領域が存在するため、制御部１２０は第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２の第１単位区間に対しては相対的退化度の診断を省略してもよい。ただし、より望ましくは、制御部１２０は、第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２の第１単位区間では、電圧偏差が増加する区間における電圧偏差の平均区間変化率を比較し得る。したがって、制御部１２０は、第１単位区間における第１バッテリーセルＢ１と第２バッテリーセルＢ２との相対的退化度を比較することができる。
制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度の差が増加する単位区間を確認し得る。すなわち、制御部１２０は、単位区間毎に複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの可用リチウムが減少する程度を比較することで、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度をより多様な面から比較することができる。
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００は、単位区間毎に複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度を診断することで、単位区間毎に複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の退化進行程度を相互比較することができる。
以下、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００がそれぞれのバッテリーセルの退化加速を診断する実施形態について説明する。具体的には、制御部１２０が一つのバッテリーセルに対して退化が加速する単位区間を診断する実施形態について説明する。
制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２からターゲットセルを選定するように構成され得る。
ターゲットセルは、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２のそれぞれに対して順次に設定され得、外部入力による設定によって特定のバッテリーセルがターゲットセルとして選定されてもよい。
例えば、図４の実施形態において、制御部１２０が第２バッテリーセルＢ２をターゲットセルとして選定したと仮定する。
制御部１２０は、選定されたターゲットセルに対応する複数のサイクルを複数の単位区間に区画するように構成され得る。また、制御部１２０は、区画された複数の単位区間のそれぞれに対応する電圧偏差の平均区間変化率を算出するように構成され得る。
例えば、上述した実施形態のように、制御部１２０は、第２バッテリーセルＢ２に対する複数のサイクルを５０サイクルずつ複数の単位区間に区画し得る。そして、制御部１２０は、第２バッテリーセルＢ２に対する複数の単位区間の平均区間変化率を互いに比較し得る。この場合にも、制御部１２０は、第２バッテリーセルＢ２の電圧偏差が減少する区間が含まれた第１単位区間を複数の単位区間同士の平均区間変化率の比較から除外してもよい。
制御部１２０は、算出された平均区間変化率を比較した結果に基づいてターゲットセルの退化加速を診断するように構成され得る。
すなわち、ターゲットセルの複数の単位区間のそれぞれの平均区間変化率同士が比較されれば、ターゲットセルの退化が最も進んだ単位区間が確認され得る。
望ましくは、制御部１２０は、サイクルが進行するほど平均区間変化率が大きくなれば、ターゲットセルの退化が加速していると診断するように構成され得る。すなわち、制御部１２０は、平均区間変化率が大きいほど該当単位区間でターゲットセルの退化が加速したと診断することができる。
例えば、図４の実施形態において、第２バッテリーセルＢ２は第７単位区間（第３０１サイクル～第３５０サイクル）で平均区間変化率が急激に増加し、第８単位区間（第３５１サイクル～第４００サイクル）での平均区間変化率が最も大きくなる。この場合、制御部１２０は、第２バッテリーセルＢ２の退化が第７単位区間から加速し、第８単位区間でさらに加速すると診断し得る。
さらに、制御部１２０は、第２バッテリーセルＢ２の退化がさらに加速する傾向に照らし、第８単位区間の後にも第２バッテリーセルＢ２の退化がますます加速すると予測し得る。
制御部１２０によって診断されたこのような情報に基づいて、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれに対して退化進行速度を低下させるための適切な措置を講じ得る。
例えば、退化進行が加速するバッテリーセルに対しては可用電圧範囲を減少させ得る。すなわち、退化進行が加速するバッテリーセルは最大限に充電可能な電圧の上限値を下げ、最大に放電可能な電圧の下限値を上げて、退化進行を遅延させ得る。また、退化進行が加速するバッテリーセルに対しては充電電流及び／または放電電流の大きさも調節され得る。
すなわち、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度だけでなく、それぞれのバッテリーセルの退化が加速するサイクル区間を診断することができる。したがって、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の退化状態をより多様な面から診断することができる。
本発明によるバッテリー退化度診断装置１００は、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ：バッテリー管理システム）に適用され得る。すなわち、本発明によるＢＭＳは、上述したバッテリー退化度診断装置１００を含むことができる。このような構成において、バッテリー退化度診断装置１００の各構成要素のうち少なくとも一部は、従来のＢＭＳに含まれた構成の機能を補完するか又は追加することで具現され得る。例えば、バッテリー退化度診断装置１００の測定部１１０、制御部１２０及び保存部１３０はＢＭＳの構成要素として具現され得る。
また、本発明によるバッテリー退化度診断装置１００は、バッテリーパックに備えられ得る。例えば、図３または図６の実施形態のように、本発明によるバッテリーパック１、２は、バッテリー退化度診断装置１００及び一つ以上のバッテリーセルを含むことができる。また、バッテリーパックは、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、本発明の他の実施形態によるバッテリー退化度診断方法を概略的に示した図である。
図１１を参照すると、バッテリー退化度診断方法は、電圧測定段階Ｓ１００、電圧偏差算出段階Ｓ２００、サイクル区間選択段階Ｓ３００、変化率算出段階Ｓ４００及び退化度診断段階Ｓ５００を含むことができる。
電圧測定段階Ｓ１００は、放電及び充電が行われる複数のサイクル毎に、複数のバッテリーセルそれぞれの電圧を測定する段階であって、測定部１１０によって実行できる。
望ましくは、測定部１１０は、複数のバッテリーセルそれぞれの開放電圧を測定することができる。
例えば、図３の実施形態において、測定部１１０によって測定された複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧値は制御部１２０に送信され得る。
電圧偏差算出段階Ｓ２００は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの基準電圧に基づいて各バッテリーセルＢ１、Ｂ２のサイクル毎の電圧偏差を算出する段階であって、制御部１２０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１２０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの最初サイクル（例えば、第１サイクル）における電圧に基づいて複数のバッテリーセルそれぞれの基準電圧を設定することができる。
そして、制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれに設定された基準電圧に基づいて、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧偏差を算出することができる。
サイクル区間選択段階Ｓ３００は、電圧偏差算出段階Ｓ２００で算出された電圧偏差に基づいて複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２毎に所定の条件を満足するサイクル区間を選択する段階であって、制御部１２０によって実行できる。
望ましくは、制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の相対的退化度を診断するためのサイクル区間を選択するとき、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧偏差が減少するサイクル区間を除外してもよい。
例えば、図４の実施形態において、制御部１２０は、第１バッテリーセルＢ１に対しては第１サイクル～第２５サイクル区間を除外し得る。また、制御部１２０は、第２バッテリーセルＢ２に対しては第１サイクル～第１０サイクル区間を除外し得る。
これは、上述したように、バッテリーセルの初期サイクルで発生する正極活物質の微細クラックによって複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度が影響を受けることを防止するためである。
すなわち、制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度を診断するサイクル区間を選択するとき、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧偏差が減少するサイクル区間を除外することで、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの可用リチウムが減少して進行する退化程度を比較診断することができる。
変化率算出段階Ｓ４００は、選択された複数のサイクル区間のそれぞれに対応する電圧偏差の変化率を算出する段階であって、制御部１２０によって実行できる。
例えば、制御部１２０は、選択した複数のサイクル区間の電圧偏差に対する平均変化率を算出することができる。ここで、平均変化率は、上述したように複数のサイクル区間の最初サイクルの電圧偏差と最後サイクルの電圧偏差との間の変化率であり得る。
退化度診断段階Ｓ５００は、算出された複数の電圧偏差の変化率に基づいて複数のバッテリーセルの相対的退化度を診断する段階であって、制御部１２０によって実行できる。
望ましくは、制御部１２０は、算出された複数の電圧偏差の変化率が大きいほどバッテリーセルの退化がさらに進行したと診断することができる。
例えば、図４及び図５の実施形態において、第１バッテリーセルＢ１及び第２バッテリーセルＢ２に対して第１サイクル～第２００サイクルのみで充電及び放電が行われたと仮定する。この場合、図５の実施形態によれば、第１サイクル～第２００サイクルでは第２バッテリーセルＢ２がさらに退化したと診断され、第２００サイクル以後に第１バッテリーセルＢ１が急激に退化することは予測できない。
一方、図４の実施形態によれば、第２５サイクル以後は第１バッテリーセルＢ１の電圧偏差の変化率が第２バッテリーセルＢ２の電圧偏差の変化率よりも格段に大きいため、第２００サイクルの後、サイクルがさらに進行すれば、第１バッテリーセルＢ１の相対的退化度が一層大きくなることが予測できる。
したがって、バッテリー退化度診断方法は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２間の相対的退化度をより多様な面から正確に診断及び予測できるという長所がある。
また、バッテリー退化度診断方法は、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧偏差の変化率を通じて、サイクル容量維持率では予測できない複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２の以後サイクルにおける相対的退化度まで予測することができる。
さらに、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの電圧偏差の変化率に基づいて、複数のバッテリーセルＢ１、Ｂ２それぞれの予想寿命を予測することもできる。
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、２：バッテリーパック
１０：バッテリーモジュール
１００：バッテリー退化度診断装置
１１０：測定部
１２０：制御部
１３０：保存部

Claims (10)

  1. 放電及び充電が行われるサイクル毎に、複数のバッテリーセルのそれぞれの電圧を測定し、測定された複数の電圧に対する複数の電圧情報を出力するように構成された測定部と、
    前記複数の電圧情報を受信し、前記複数のバッテリーセルのそれぞれの基準電圧に基づいて各バッテリーセルのサイクル毎の電圧偏差を算出し、算出された電圧偏差に基づいて前記複数のバッテリーセル毎に所定の条件を満足するサイクル区間を選択し、選択された複数のサイクル区間のそれぞれに対応する電圧偏差の平均変化率を算出し、前記複数のバッテリーセルのそれぞれに対して算出された平均変化率を互いに比較し、前記算出された電圧偏差の平均変化率が大きいほどバッテリー退化度が大きいと診断するように構成された制御部と、を含む、バッテリー退化度診断装置。
  2. 前記測定部は、
    前記複数のバッテリーセルの放電が終了してから所定の時間が経過した測定時点における電圧を測定するように構成された、請求項１に記載のバッテリー退化度診断装置。
  3. 前記制御部は、
    前記それぞれのバッテリーセルの最初サイクルで測定された電圧を前記基準電圧に設定し、前記それぞれのバッテリーセルの各サイクル毎に測定されたセル電圧と前記基準電圧との差を算出して前記電圧偏差を算出するように構成された、請求項２に記載のバッテリー退化度診断装置。
  4. 前記所定の条件は、前記算出された電圧偏差が増加し始める条件と設定され、
    前記制御部は、前記所定の条件に基づいて、前記複数のバッテリーセルそれぞれのサイクルのうち、前記算出された電圧偏差が増加し始めるサイクルから最後のサイクルまでを前記サイクル区間として選択するように構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリー退化度診断装置。
  5. 前記所定の条件は、最初サイクルから予め設定されたサイクル以後のサイクルと設定され、
    前記制御部は、前記所定の条件に基づいて、前記複数のバッテリーセルそれぞれのサイクルのうち、前記最初サイクルから前記予め設定されたサイクル以後の複数のサイクルを前記サイクル区間として選択するように構成された、請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリー退化度診断装置。
  6. 前記制御部は、
    前記選択された複数のサイクルを複数の単位区間に区画し、区画された複数の単位区間のそれぞれに対応する電圧偏差の平均区間変化率を算出し、同一単位区間に対応して算出された平均区間変化率同士を比較した結果に基づいて前記複数のバッテリーセルの前記複数の単位区間のそれぞれにおける退化度を診断するように構成された、請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリー退化度診断装置。
  7. 前記制御部は、
    前記複数のバッテリーセルのうちターゲットセルを選定し、選定されたターゲットセルに対応する複数のサイクルを複数の単位区間に区画し、区画された複数の単位区間のそれぞれに対応する電圧偏差の平均区間変化率を算出し、算出された平均区間変化率を比較した結果に基づいて前記ターゲットセルの退化加速を診断するように構成された、請求項１から６のいずれか一項に記載のバッテリー退化度診断装置。
  8. 前記制御部は、
    前記サイクルが進行するほど前記平均区間変化率が大きくなれば、前記ターゲットセルの退化が加速していると診断するように構成された、請求項７に記載のバッテリー退化度診断装置。
  9. 請求項１から８のうちいずれか一項に記載のバッテリー退化度診断装置を含むバッテリーパック。
  10. 放電及び充電が行われるサイクル毎に、複数のバッテリーセルのそれぞれの電圧を測定する電圧測定段階と、
    前記複数のバッテリーセルのそれぞれの基準電圧に基づいて各バッテリーセルのサイクル毎の電圧偏差を算出する電圧偏差算出段階と、
    前記電圧偏差算出段階で算出された電圧偏差に基づいて前記複数のバッテリーセル毎に所定の条件を満足するサイクル区間を選択するサイクル区間選択段階と、
    選択された複数のサイクル区間のそれぞれに対応する電圧偏差の平均変化率を算出する段階と、
    前記複数のバッテリーセルのそれぞれに対して算出された平均変化率を互いに比較し、前記算出された電圧偏差の平均変化率が大きいほどバッテリー退化度が大きいと診断する段階と、を含む、バッテリー退化度診断方法。
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