KR100592233B1 - 이차전지의 기준 만충전용량을 설정하는 방법 - Google Patents

이차전지의 기준 만충전용량을 설정하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100592233B1
KR100592233B1 KR1019990034146A KR19990034146A KR100592233B1 KR 100592233 B1 KR100592233 B1 KR 100592233B1 KR 1019990034146 A KR1019990034146 A KR 1019990034146A KR 19990034146 A KR19990034146 A KR 19990034146A KR 100592233 B1 KR100592233 B1 KR 100592233B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
capacity
deviation
discharge
secondary battery
voltage value
Prior art date
Application number
KR1019990034146A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010018264A (ko
Inventor
남광우
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1019990034146A priority Critical patent/KR100592233B1/ko
Publication of KR20010018264A publication Critical patent/KR20010018264A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100592233B1 publication Critical patent/KR100592233B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H02J7/0049—Detection of fully charged condition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M2010/4292—Aspects relating to capacity ratio of electrodes/electrolyte or anode/cathode
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

본 발명에 따른 방법은, 이차전지가 만충전되었을 때의 유효 용량인 기준 만충전용량을 설정하는 방법이다. 이 방법은 설정하는 단계, 구하는 단계 및 적용시키는 단계를 포함한다. 설정하는 단계에서는, 이차전지가 만방전되었을 때의 만방전 전압값보다 더 큰 용량학습 전압값이 설정된다. 구하는 단계에서는, 사용되지 않은 모델 전지에 대하여 만충전 및 만방전이 주기적으로 수행되면서, 각각의 주기에 대하여 용량학습 전압값이 감지될 때까지의 제1 방전 용량과 만방전 전압값이 감지될 때까지의 제2 방전 용량 사이의 편차가 구해진다. 적용시키는 단계에서는, 사용될 이차전지에 대하여, 각각의 주기에 대한 제1 방전 용량에 상응하는 편차가 더해져서 그 결과값이 기준 만충전용량이 된다.

Description

이차전지의 기준 만충전용량을 설정하는 방법{Method for setting reference full-charge capacity of secondary battery}
도 1은 일반적인 이차전지들의 사용 시간에 대한 용량 특성을 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따라 기준 만충전용량을 설정하는 알고리듬을 보여주는 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
C...이차전지의 용량, t...이차전지의 사용 시간,
CECVF...만충전 시점에서의 총용량,
CEDVI...용량학습 전압값에 이르는 시점에서의 잔여용량,
CEDVF...만방전 시점에서의 잔여용량,
K...각각의 방전 주기에 대하여 동일한 편차 비율에 의한 편차,
Figure 111999009745555-pat00001
...각각의 방전 주기에 상응하는 서로 다른 편차 비율들에 의한 편차 K의 보정 편차.
본 발명은, 이차전지의 기준 만충전용량을 설정하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 이차전지가 만충전되었을 때의 유효 용량인 기준 만충전용량을 설정하는 방법에 관한 것이다.
일반적인 이차전지는 휴대용 전자기기 예를 들어, 노트북 컴퓨터, 휴대폰 및 캠코더 등에 많이 사용된다. 이러한 이차전지의 팩에는, 최근 들어 마이크로컴퓨터 및 주변 회로가 내장되어, 이차전지의 충전 및 방전 상태를 모니터링 및 제어하기 위한 데이터를 발생시키도록 되어 있다.
이차전지의 충전 및 방전 상태를 정밀하게 모니터링하고 제어하려면, 그 근본이 되는 기준 만충전 용량을 모니터링하여 갱신하는 것이 필요하다. 왜냐하면, 이차전지의 기준 만충전 용량이란, 이차전지가 만충전되었을 때의 유효 용량으로서 실질적으로 사용 시간에 대하여 변하는 용량이기 때문이다.
이차전지의 기준 만충전 용량을 설정하려면, 이차전지가 만방전되는 시점으로부터 만충전되는 시점까지에서 실제 충전되었던 용량을 계산해야 한다. 역으로, 이차전지가 만충전되는 시점으로부터 만방전되는 시점까지에서 실제 방전되었던 용량을 계산할 수도 있다. 최근에는 후자의 방법이 보다 많이 사용된다.
일반적으로 만방전 시점은 설정된 만방전 전압값이 감지되는 시점이다. 이에 반하여, 만충전 시점은 설정된 충전 전류값이 감지되는 시점이다. 그러나 일반적인 사용자는 이차전지를 만충전시키지만 만방전시키지는 않는다. 이에 대하여 종래에는 이차전지의 기준 만충전용량을 설정하기 위하여 다음과 같은 방법이 사용 되고 있다.
먼저 만방전에 근접되는 용량학습 전압값이 고정적으로 설정된다. 또한, 이 용량학습 전압값과 설정된 만방전 전압값과의 차이에 상응하는 보정 비율이 고정적으로 설정된다. 다음에, 이차전지가 만충전되는 시점이 감지되면, 그 이후 설정된 용량학습 전압값이 감지되는 시점까지의 제1 방전용량을 계산한다. 다음에, 이 제1 방전용량에 보정 비율을 곱하여 보정 용량을 계산한다. 그리고, 제1 방전 용량과 보정 용량을 서로 더하여 그 결과값을 기준 만충전용량으로서 설정한다.
이와 같은 종래의 설정 방법은, 사용 시간에 대하여 고정된 보정 비율이 적용됨에 따라 보다 정확하고 정밀한 기준 만충전용량을 설정할 수 없다. 왜냐하면 이 보정 비율도 실제적으로 사용 시간에 대하여 변하기 때문이다.
본 발명의 목적은, 이차전지의 기준 만충전용량을 보다 정확하고 정밀하게 설정할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 방법은, 이차전지가 만충전되었을 때의 유효 용량인 기준 만충전용량을 설정하는 방법이다. 이 방법은 설정하는 단계, 구하는 단계 및 적용시키는 단계를 포함한다. 상기 설정하는 단계에서는, 상기 이차전지가 만방전되었을 때의 만방전 전압값보다 더 큰 용량학습 전압값이 설정된다. 상기 구하는 단계에서는, 사용되지 않은 모델 전지에 대하여 만충전 및 만방전이 주기적으로 수행되면서, 각각의 주기에 대하여 상기 용량학습 전압값이 감지될 때 까지의 제1 방전 용량과 상기 만방전 전압값이 감지될 때까지의 제2 방전 용량 사이의 편차가 구해진다. 상기 적용시키는 단계에서는, 사용될 이차전지에 대하여, 상기 각각의 주기에 대한 상기 제1 방전 용량에 상응하는 상기 편차가 더해져서 그 결과값이 상기 기준 만충전용량이 된다.
상기 본 발명에 의하면, 상기 편차가 상기 각각의 주기에 상응하는 값이므로, 상기 이차전지의 기준 만충전용량을 보다 정확하고 정밀하게 설정할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 상세히 설명된다.
도 1은 일반적인 이차전지들의 사용 시간에 대한 용량 특성을 보여준다. 도 1의 그래프에서 참조부호 C는 이차전지의 용량, t는 이차전지의 사용 시간, CECVF는 만충전 시점에서의 총용량, CEDVI는 이차전지의 출력 전압값이 설정된 용량학습 전압값에 이르는 시점에서의 잔여용량, 그리고 CEDVF는 만방전 시점에서의 잔여용량을 가리킨다.
도 1을 참조하면, 이차전지의 기준 만충전용량은 만충전 시점에서의 총용량(CECVF)에서 만방전 시점에서의 잔여용량(CEDVF)과의 차이 용량으로서 규정된다. 즉, 이차전지의 기준 만충전용량은, 이차전지가 만충전되는 시점으로부터 만방전되는 시점까지에서 실제 방전되었던 용량으로서 설정된다. 그러나, 일반적인 사용자는 이차전지를 만충전시키지만 만방전시키지는 않는다. 따라서, 이차전지의 기준 만충전용량을 설정하려면, 이차전지가 만충전되는 시점으로부터 용량학습 전 압값(EDVI)이 감지되는 시점까지의 제1 방전용량(CECVF - CEDVI)을 구한 후, 여기에 상응하는 보정 용량(CEDVI - CEDVF)을 구하여 더해줘야 한다.
상기와 같이 기준 만충전용량을 설정하는 방법에 있어서, 종래에는, 상기 보정 용량(CEDVI - CEDVF)을 고정된 보정 비율로써 계산하였다. 즉, 현재 방전 주기에서 구해진 제1 방전용량(CECVF - CEDVI)에 고정된 보정 비율을 곱하여, 그 결과값을 현재 방전 주기에서의 보정 용량으로 설정하였다. 그러나, 도 1의 그래프에서 나타난 바와 같이, 설정된 용량학습 전압값에 이르는 시점에서의 잔여용량(CEDVI)의 특성이 실선과 같이 점차 강하되는 이차전지가 있는가 하면, 점차 상승되는 이차전지도 존재한다. 즉, 보정 용량(CEDVI - CEDVF)을 예측할 수 없는 바, 도 2에 제시된 방법에 따라 각 주기별로 실험에 의하여 구해진 보정 용량(CEDVI - CEDVF)을 적용하는 것이 필요하다. 이에 따른 본 발명의 설정 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 이차전지가 만방전되었을 때의 만방전 전압값보다 더 큰 용량학습 전압값을 설정한다. 다음에, 사용되지 않은 모델 전지에 대하여 만충전 및 만방전을 주기적으로 수행하면서, 각각의 주기에 대하여 용량학습 전압값(EDVI)이 감지될 때까지의 제1 방전 용량(CECVF - CEDVI)과 만방전 전압값(EDVF)이 감지될 때까지의 제2 방전 용량 사이의 편차(CEDVI - CEDVF)를 구한다. 다음에, 각각의 방전 주기에 대하여 구해진 편차(CEDVI - CEDVF)가 아래의 수학식 1을 성립시킬 수 있도록, 각각의 방전 주 기에 대하여 동일한 편차 비율에 의한 편차 K와, 각각의 방전 주기에 상응하는 서로 다른 편차 비율들에 의한 편차 K의 보정 편차
Figure 111999009745555-pat00002
값들을 구한 후, 이에 따른 동일한 편차 비율과 서로 다른 편차 비율들을 설정한다.
Figure 111999009745555-pat00003
이와 같은 실험 및 시뮬레이션에 의하여 관련된 파라메터들이 설정되면, 사용될 이차전지에 대하여, 도 2의 알고리듬을 적용함으로써 기준 만충전용량을 지속적으로 모니터링하여 설정할 수 있다.
도 2를 참조하면, 먼저 만충전 전류가 감지됨을 모니터링한다(단계 21). 이를 위하여, 설정된 전류값 예를 들어 200 밀리암페어(mA)의 충전 전류에 이르는지를 감지한다. 이와 같이 하여 만충전 전류가 감지되면, 용량학습 전압(EDVI)이 감지되는지를 모니터링한다(단계 22). 용량학습 전압(EDVI)이 감지되면, 기준 만충전 용량은 아래의 수학식 2에 의하여 계산된다(단계 23).
Figure 111999009745555-pat00004
상기 수학식 2에서, K는 각각의 방전 주기에 대하여 동일한 편차 비율에 의한 편차를 가리킨다. 실험에 의하면, K는 제1 방전 용량의 10 퍼센트(%) 정도로 나타난다. 예를 들어, 제1 방전 용량이 3,000 밀리암페어-아워(mAh)인 경우에 K는 350 밀리암페어-아워(mAh) 정도로 나타난다.
Figure 112006005414329-pat00005
는 각각의 방전 주기에 상응하는 서로 다른 편차 비율들에 의한 편차 K의 보정 편차를 가리킨다. 실험에 의하면,
Figure 112006005414329-pat00010
는 K의 20 퍼센트(%) 정도로 나타난다. 예를 들어, K가 350 밀리암페어-아워(mAh)인 경우에
Figure 112006005414329-pat00011
는 70 밀리암페어-아워(mAh) 정도로 나타난다. 제1 방전 용량(CECVF - CEDVI)은 아래의 수학식 3에 의하여 구해진다.
Figure 111999009745555-pat00006
상기 수학식 3에서 adcur은 용량학습 전압(EDVI)의 감지 시점에서의 방전 전류,
Figure 111999009745555-pat00007
는 만충전 전류가 감지되는 시점으로부터 용량학습 전압(EDVI)이 감지되는 시점까지의 시간, diseff는 용량학습 전압(EDVI)의 감지 시점에서 이차전지 온도에 상응하는 방전 효율을 가리킨다.
이와 같이 구해진 기준 만충전용량의 값은 새롭게 설정되어 저장된다(단계 24).
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 설정 방법에 의하면, 구해진 편차(CEDVI - CEDVF)가 각각의 방전 주기에 상응하는 값이므로, 이차전지의 기준 만충전용량을 보다 정확하고 정밀하게 설정할 수 있다.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다.

Claims (3)

  1. 이차전지가 만충전되었을 때의 유효 용량인 기준 만충전용량을 설정하는 방법에 있어서,
    상기 이차전지가 만방전되었을 때의 만방전 전압값보다 더 큰 용량학습 전압 값을 설정하는 단계;
    사용되지 않은 모델 전지에 대하여 만충전 및 만방전을 주기적으로 수행하면서, 각각의 주기에 대하여 상기 용량학습 전압값이 감지될 때까지의 제1 방전 용량과 상기 만방전 전압값이 감지될 때까지의 제2 방전 용량 사이의 편차를 구하는 단계; 및
    사용될 이차전지에 대하여, 상기 각각의 주기에 대한 상기 제1 방전 용량에 상응하는 상기 편차를 더하여 그 결과값이 상기 기준 만충전용량이 되는 알고리듬을 적용시키는 단계를 포함한 설정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적용시키는 단계에서,
    상기 각각의 주기에 대하여 상기 제1 방전 용량에 상응하는 편차율을 곱하여 그 결과값이 상기 편차로 되게 하는 설정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 편차를 구하는 단계에서,
    상기 각각의 주기에 대한 상기 편차가 제1 편차에 제2 편차가 가산 또는 감산된 값이고, 상기 제1 편차는 상기 각각의 주기에 대하여 동일한 편차 비율에 의한 편차이며, 상기 제2 편차가 상기 각각의 주기에 상응하는 서로 다른 편차 비율에 의한 편차인 설정 방법.
KR1019990034146A 1999-08-18 1999-08-18 이차전지의 기준 만충전용량을 설정하는 방법 KR100592233B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990034146A KR100592233B1 (ko) 1999-08-18 1999-08-18 이차전지의 기준 만충전용량을 설정하는 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990034146A KR100592233B1 (ko) 1999-08-18 1999-08-18 이차전지의 기준 만충전용량을 설정하는 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010018264A KR20010018264A (ko) 2001-03-05
KR100592233B1 true KR100592233B1 (ko) 2006-06-21

Family

ID=19607692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990034146A KR100592233B1 (ko) 1999-08-18 1999-08-18 이차전지의 기준 만충전용량을 설정하는 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100592233B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100445597B1 (ko) * 2002-03-08 2004-08-25 주식회사 레인콤 변수 변경이 가능한 충전 장치와 그 충전 장치의 충전 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07128416A (ja) * 1993-11-04 1995-05-19 Mitsubishi Motors Corp 電気自動車用バッテリ残存容量計
JPH0875833A (ja) * 1994-07-04 1996-03-22 Nippon Soken Inc バッテリ充電状態検出方法
JPH09233714A (ja) * 1996-02-22 1997-09-05 Hitachi Ltd 無停電電源装置
JPH10210666A (ja) * 1997-01-27 1998-08-07 Yamaha Motor Co Ltd 充電制御方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07128416A (ja) * 1993-11-04 1995-05-19 Mitsubishi Motors Corp 電気自動車用バッテリ残存容量計
JPH0875833A (ja) * 1994-07-04 1996-03-22 Nippon Soken Inc バッテリ充電状態検出方法
JPH09233714A (ja) * 1996-02-22 1997-09-05 Hitachi Ltd 無停電電源装置
JPH10210666A (ja) * 1997-01-27 1998-08-07 Yamaha Motor Co Ltd 充電制御方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
08075833

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010018264A (ko) 2001-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8253380B2 (en) Characteristic tracking method and circuit for a battery module
KR101502230B1 (ko) 배터리 충전 방법 및 배터리 충전 시스템
US20050046389A1 (en) Method for counting cycle count of a smart battery and method and device for correcting full charge capacity of a smart battery using the same
KR100354243B1 (ko) 이차전지의 충전 및 방전 상태를 모니터링 및 제어하기 위한 데이터를 발생시키는 방법
EP2690744A2 (en) Battery charging method and battery pack utilizing the same
JP6714838B2 (ja) 状態推定装置及び状態推定方法
CN108808759B (zh) 电池装置及电池保护方法
JP5119307B2 (ja) バッテリーパックの充電制御方法
CN101807802A (zh) 电池组和电池容量计算方法
JP2008228408A (ja) 電池パック、充電器および充電方法
JP2002218668A (ja) 携帯型情報処理装置、充電装置及び方法
JP2002058171A (ja) 二次電池の充電制御方法
EP1064690B1 (en) Method enhancing smart battery performance
JP2012242135A (ja) 残容量算出方法、パック電池の出荷前調整方法、残容量算出装置及びパック電池
JP4764971B2 (ja) 電池の残量計測装置
KR101201110B1 (ko) 전지 팩의 충전 장치 및 그 방법
JP3405525B2 (ja) 電池パック制御装置
JP2009052974A (ja) 電池容量推定回路、及び電池パック
JP3249788B2 (ja) 電池パック電源装置
JP2006302567A (ja) ２次電池パック及びその充電方法
KR101211789B1 (ko) 배터리 셀의 열화 보정 방법
US8937461B2 (en) System for controlling charging of battery and battery pack comprising the same
JP5620423B2 (ja) 電子機器及び電子機器のバッテリ充電方法
KR100592233B1 (ko) 이차전지의 기준 만충전용량을 설정하는 방법
JP4794986B2 (ja) 残容量算出装置及び電池パック

Legal Events

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

Payment date: 20130522

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140526

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150519

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee