KR100970343B1 - 충전상태를 이용한 전지 평활화 시스템 및 방법 - Google Patents

충전상태를 이용한 전지 평활화 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100970343B1
KR100970343B1 KR1020097023082A KR20097023082A KR100970343B1 KR 100970343 B1 KR100970343 B1 KR 100970343B1 KR 1020097023082 A KR1020097023082 A KR 1020097023082A KR 20097023082 A KR20097023082 A KR 20097023082A KR 100970343 B1 KR100970343 B1 KR 100970343B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cells
charge
cell
smoothing
state
Prior art date
Application number
KR1020097023082A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090130406A (ko
Inventor
그레고리 엘 플레트
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
Publication of KR20090130406A publication Critical patent/KR20090130406A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100970343B1 publication Critical patent/KR100970343B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • 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
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • 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
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • 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]
    • 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

본원은 셀 평활화 방법을 실현하는 것에 관한 것이다. 본원발명은 각각의셀 충전상태(cell state-of charge(SOC))추정값, 각각의 용량 또는 쿨롬 효율과 같은 듀얼 확장 칼만 필터로부터 이용가능한 다른 정보를 이용한다.
본원발명은 최소와 최대 사이의 작동 충전상태(SOC)에 관한 것이다. 상기 최소와 최대는 상수일 수 있으며 또는 다른 변수들의 함수들에 기초하여 동적일 수 있다.
SOC는 셀들을 통관하여 일치되지 않으며, 우선순위를 부여하는 구성이 평활화가 요구되는 셀을 결정하는 데 이용된다.

Description

충전상태를 이용한 전지 평활화 시스템 및 방법{System and method for cell equalization using state of charge}
본 발명은 SOC(State Of Charge)를 이용한 전지 평활화에 관한 것으로서, 특히 다중-전지 배터리 팩에서의 전지 평활화에 관한 것이다.
배터리는 전자 또는 전기분야에서 다양하고 폭넓게 이용되고 있으며, 다중 전지로 재충전할 수 있는 배터리 팩에 대한 환경에서는 배터리 팩의 전지를 평활화하거나 균형을 맞추는 것이 바람직하며, 예를 들어, 일련의 직렬로 구성되는 전지들을 평활화하거나 균형을 맞추는 것이 바람직하다. 전지들은 적절한 전류 전원과 함께 배터리 팩이 고(高)전력 수준을 이루기 위하여 일련의 직렬(series strings)로 구성된다. series strings의 높은 볼트는 낮은 전류로 동일한 전력 수준을 이룰 수 있게 한다. 일반적으로, 종래기술에서 균형화(balancing)와 평활화(equalization)라는 용어는 모든 전지들의 단자 전압이 일정한 수준으로 모아질 수 있도록 하는 과정과 관련된 용어이다.
시간이 경과함에 따라 배터리팩의 전지들은 균형을 잃을 수 있다. 주로 쿨롱 효율 및 용량에서 기인하는 전지들의 개별적인 동적 상태의 작은 차이들이 상기 팩 의 작동에 따라 충전상태가 서로 달라지는 현상을 유발하게 된다. 적어도 하나 이상의 전지들이 다른 전지들보다 훨씬 낮은 상태의 충전상태(SOC)를 가짐으로 인해 상기 팩의 방전 능력을 영구적으로 제한하게 할 수도 있다. 또한, 하나 이상의 전지(셀, cell)들이 다른 셀들보다 훨씬 높은 SOC를 가짐으로써 상기 팩의 충전량을 영구적으로 제한할 수도 있다. 극단적인 경우 즉, 만약 하나의 셀이 최저 SOC 한계에 해당하거나 다른 셀이 최고 SOC한계에 해당한다면 모든 다른 셀들이 적당한 SOC 값을 가짐에도 불구하고, 상기 팩은 충전뿐만 아니라 방전 또한 수행하지 못하게 될 수 있다. 극히 낮은 SOC를 가지고 있는 셀에는 개별적 추가 충전작업인 부스팅(boosting)을 하거나, 극히 높은 SOC를 가지고 있는 셀에는 보유한 충전량을 방류(소모)시키는 작업인 버킹(bucking) 또는 션팅(shunting)을 수행하거나, 다른 셀로 충전량을 이동시키는 셔플링(shuffling)을 수행함으로써 상기 팩은 평활화 또는 균형화될 수 있다.
예를 들어 어떤 응용예에서, 완전 충전에 의하여 수반되는 긴 방전 기간을 가지는 경우에 평활화는 충전되는 과정의 충전 종료시점에서 단지 수행되며 상기 팩이 충분히 균형을 이룰 때까지 지속된다. 그러나, 다른 응용예는 상기 팩은 끊임없는 부분충전과 부분방전의 기간을 거쳐야 하며, 그래서, 평활화는 배터리팩의 셀들이 자신의 충전 준위가 충분히 균형을 이룬 팩으로 향하여 끊임없이 조정되는 팩의 동작 수행과정에 따라 수행될 필요가 있다. 평활화는 문제가 되는 셀들이 충분한 균형(balance)에 만족할 만큼 가까워지면 중단될 수 있고, 또한, 다시 상기 셀들이 상당한 불균형을 이룰 때 다시 시작될 수 있다.
종래에는 팩 평활화에 있어 셀들의 충전 준위가 조정될 것이지 여부를 결정하는 것은 주로 셀 전압만을 기초로 이루어졌다. 만약 모든 셀 전압들이 동일하거나 적당한 오차범위 이내에 있다면 아마 상기 팩은 적당한 균형을 이룬 것으로 여겨진다. 만약 어떤 셀의 전압이 너무 높다면 그 셀의 충전은 소모될 필요가 있고, 만약 어떤 셀이 전압이 너무 낮은 경우에는 그 셀에 충전이 추가될 필요가 있다. 다양한 전자 기기들은 자동적으로 또는 마이크로프로세서의 제어를 통하여 상기 평활화를 수행할 수 있으며, 충전의 이동(shuffling charge), 충전의 소모(depleting charge) 및 충전의 추가(adding charge) 작업을 포함한다. 충전 이동의 경우, 충전은 극히 높은 전압을 가지고 있는 하나 이상의 셀에서 극히 낮은 전압을 가진 하나 이상의 셀로 이동한다. 스위치된 커패시터가 사용될 수 있으며, 트랜스포머 와인딩(transformer windings)에 기초된 에너지 변환방법이 사용될 수 있다. 충전 소모의 경우, 극히 높은 전압을 가진 하나 이상의 셀(예를 들어 스위치된 저항을 가지고 있는 셀)에서 충전은 소멸되게 된다. 충전 추가의 경우, 충전은 외부 공급원 또는 팩 자체(예를 들어, DC-DC converter)로부터 공급될 수 있다. 평활화를 수행하고 셀 평활화를 제어할 때, 인디케이터(indicator)로서 셀 전압을 사용하게 되는 경우, 배터리 팩의 성능을 최대화할 수 없다는 단점이 존재한다.
상기 평활화의 목적은 충전 방전력의 최대 수준의 사용이 가능한 상태로 상기 배터리팩을 유지하는 것이다. 또한, 상기 팩의 유용성을 최대화하기 위하여 셀 충전의 부스팅, 버킹 또는 셔플링에 의한 배터리 팩의 성능을 개선하는 방법에 대한 필요성이 대두되고 있다.
상기 문제점들과 필요성을 만족하기 위하여 셀평활화를 위한 다양한 실시예의 방법과 장치가 개시된다. 예를 들어, 일 실시예에서 개시되는, 배터리팩에서의 셀평활화를 위한 방법은, 복수 개 셀들 각각의 충전상태를 결정하는 단계; 충전상태에 따라 복수 개 셀들의 우선 순위를 설정하는 단계; 및 상기 우선 순위에 따라 복수 개의 셀들을 평활화하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서 개시되는 배터리팩에서의 셀 평활화 방법은, 복수 개 셀들 각각의 충전상태를 결정하는 단계; 상기 복수 개의 셀들 각각의 충전용량과 방전용량 중 적어도 하나를 결정하는 단계; 및 복수 개의 셀들 중 적어도 하나의 셀 충전용량이 복수 개의 셀들 중 다른 하나의 셀 충전용량보다 선택된 임계값 이상 작은 경우 및 복수 개의 셀들 중 적어도 하나의 셀 방전용량이 복수 개의 셀들 중 다른 하나의 셀 방전용량보다 선택된 임계값 이상 작은 경우 중 적어도 하나의 경우에 복수 개 셀들 중 적어도 하나 이상을 평활화하는 단계를 포함한다.
다른 실시예로 개시되는 배터리 팩에서의 셀 평활화 시스템은, 복수 개 셀로 이루어진 백터리 팩; 적어도 두 개의 셀들 각각의 충전상태의 결정이 용이해지도록 구성된 상기 복수 개의 셀들 중 상기 적어도 두 개의 셀과 통신이 가능한 센서; 및 상기 센서와 상기 복수 개의 셀들과 통신이 가능한 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 복수 개 셀들 각각의 충전상태에 기초하여 상기 복수 개의 셀들에서 적어도 두 개의 셀들 중 하나의 셀 충전을 평활화하도록 구성된다.
또 다른 실시예로 개시되는 배터리 팩에서의 셀 평활화 시스템은, 복수 개의 셀들 각각의 충전상태를 결정하기 위한 수단; 복수 개 셀들 각각의 충전용량과 방전용량 중 적어도 하나를 결정하기 위한 수단; 및 복수 개의 셀들 중 적어도 하나의 셀 충전용량이 복수 개의 셀들 중 다른 하나의 셀 충전용량보다 선택된 임계값 이상 작은 경우 및 복수 개의 셀들 중 적어도 하나의 셀 방전용량이 복수 개의 셀들 중 다른 하나의 셀의 방전용량보다 선택된 임계값 이상 작은 경우 중 적어도 하나의 경우에 복수 개 셀들 중 하나 이상을 평활화하는 수단을 포함한다.
기계로 인식가능한 컴퓨터 프로그램 코드로 코드화된 기록매체가 또 다른 실시예로 개시된다. 여기에서 기록매체는 배터리 팩에서의 셀 평활화 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 포함한다.
더욱이, 배터리 팩에서의 셀 평활화 방법이 컴퓨터에서 수행되도록 하는 코드를 포함하는 컴퓨터에서 인식가능한 컴퓨터 데이터 신호로 표현되는 컴퓨터 데이터 신호에 관한 다른 실시예가 개시된다.
요약컨대, 직렬연결된 일련의 셀들 또는 모듈을 가지는 배터리 팩에서 셀들이 평활화되어야 하는지 여부를 결정하는 방법에 대한 다양한 실시예가 개시된다. 어떤 실시예들은 단순한 셀전압의 평활화 분만 아니라 팩 이용가능성을 최대화한다. 어떤 실시예들은 이용가능하다면, 셀의 개별적인 용량, 쿨롬 효율 등의 정보를 이용한다. 배터리 팩의 셀들이 시간이 지남에 따라, 그들의 특성들은 동일하지 않게 될 것이며, 개시된 실시예의 팩을 사용하는 것은 결국 더 좋은 성능을 제공하게 된다. 다양한 실시예들은 연속적인 베이스를 기초로 일련의 셀들을 평활화하는 방법을 포함한다. 하나의 예제적인 환경은 이종 전기 수송수단(HEV)이다. 본 발명은 상기 수송수단의 예에만 국한되지 않으며, 셀 평활화가 필요한 어떠한 환경에도 적용가능할 수 있다.
충전상태(state of charge: SOC)를 이용한 셀 평활화 시스템 및 방법이 하나 이상의 실시예 형태로 본 명세서에 개시된다. 특히, 셀 전압뿐만 아니라 각각의 셀 충전상태 추정값(cell SOC estimates), 가능한 각각의 용량 또는 셀 쿨롬 효율과 같은 추가적인 정보를 채용함으로써, 복수 개 셀의 평활화(equalization)가 가능하다. 또 다른 실시예에서, 표준 또는 듀얼 칼만 필터링 또는 듀얼 확장 칼만 필터 등에 기초되어 연산된 SOC로 셀전압 평활화는 더욱 향상되어, 배터리 팩 수준의 충전 및 방전 전력을 최대화한다.
도 1은 본원의 일실시예에 따른 셀 평활화 시스템(10)의 구성요소를 나타내고 있다. 복수 개의 셀들을 포함하는(예를 들어 배터리) 전자화학 셀 팩(20)은 로 드 회로(Load circuit)에 연결된다. 상기 로드 회로(30)는 예를 들어, 전기 수송수단(Electric Vehicle: EV) 또는 이종 전기 수송수단(Hybrid Electric Vehicle: HEV)에 이용되는 모터일 수 있다. 충전 상태를 측정하는 기구는 참조부호 40에 제공된다. SOC 측정기구(40)는 예를 들어 볼트미터(Voltmeter) 등과 같은 전압 센서(42)로 이루어지는 셀 단자 전압의 측정을 위한 장치, 암미터(ammeter) 등과 같은 전류 센싱 장치(44) 등의 셀 전류 측정 장치를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 셀 온도를 온도계(thermometer)등과 같은 온도 센서(46)을 이용하여 선택적으로 측정할 수 있다. 압력 또는 임피던스 센서(48)들도 또한 가능하며, 셀의 선택적 형태에 따라 채용될 수 있으며 필요에 따라 다양한 센서들이 셀의 특성과 속성을 평가하는데 채용될 수 있다. 전압, 전류, 선택적인 온도 및 다른 셀 특성에 대한 측정들은 예를 들어, 프로세서나 컴퓨터 등인 수리 회로(arithmetic circuit)(50)에서 진행되며, 셀의 파라미터와 상태 등을 측정하게 된다. 그것은 팩(20)의 셀(22) 각각의 충전을 다루도록 구성된 평활화 수단(60)을 명령하거나 포함할 수 있다. 상기 시스템은 해당 기술의 통상적인 기술을 가지고 있는 자들에게 알려져 있는 컴퓨터에 이용가능한 저장매체로 이루어지는 저장매체(52)를 포함할 수 있다. 상기 저장매체는 전송 신호(54)에 국한되지 않는 다양한 수단을 채용하여 수리 회로(50)와 통신할 수 있다.
언급된 기능들과 원하는 프로세싱 및 계산(예를 들어, 여기서 언급된 셀 평활화) 등을 수행하기 위한 수리 회로(50)는, 프로세서, 게이트 어레이, 커스텀 로직, 컴퓨터, 메모리, 저장매체, 기록매체, 타이밍, 인터럽트, 통신 인터페이스들과 입출력 신호 인터페이스 및 상기 전술된 요소의 적어도 하나로 이루어지는 조합 등을 제한을 두지 않고 포함할 수 있다. 수리 회로(50)은 입력과 입력 신호 필터링 등을 포함할 수 있으며, 이를 통해 통신 인터페이스와 입력들로부터의 신호 획득, 컨버젼, 샘플링 등을 정확하게 수행할 수 있다. 수리 회로(50)의 또 다른 특성들은 후술되는 지점에서 상세히 논의된다.
본 발명의 하나 이상의 실시예가 수리 회로(50) 및/또는 다른 프로세싱 컨트롤러들에서 수행되는 새롭고 업데이트된 소프트웨어와 펌웨어에 의하여 구현될 수 있다. 그러나 펌웨어(firmware)에 제한되는 것은 아니며 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합 등으로도 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 두드러진 장점은 전지 화학 셀 충전 및 콘트롤을 위한 현재 및/또는 새로운 프로세싱 시스템을 이용하여 구현될 수 있다는 점이다.
셀 평활화를 위한 방법은 도 2에 도시되어 있다. 일 실시예에서, 평활화를 위한 셀은 배터리 팩에서 이용 전력을 최대화하기 위하여 결정된다. 일 실시예에서 SOC는 배터리 팩의 셀에 대해 결정되며, 상기 셀들은 그들 각각의 SOC에 근거하여 순위가 설정된다. 평활화 프로세스는 이 순위(ranking)에 근거하여 셀에 적용된다. S101단계에서 각각의 셀에 대한 상기 SOC가 결정되며, 어떤 실시예에서는 진행되는 프로세스일 수 있다. SOC가 결정된 후, 상기 셀들은 S102단계에서 그들 각자의 SOC에 근거하여 랭킹이 정해진다. S103단계에서 이 랭킹에 근거하여 상기 셀들에 평활화 과정이 적용된다. 예를 들어, 충전의 추가, 감소, 충전 셔플링(shuffling) 또는 구성에 적합한 다른 어떤 에너지 변환 등에 의하여 평활화는 수행될 수 있다. 평준 화 처리에 대한 결정은 종래기술처럼 전압 수위에 근거한 것이 아니라 SOC에 근거한다. 또한, 평활화 과정(equalization process)의 충분성 여부는 SOC의 측정에 의하여 결정된다.
SOC 추정값의 오차 범위들이 이용될 수 있다면 그것들은 평활화를 언제 중단할지를 결정하는 데 이용될 수 있다. 일례로 칼만(Kalman) 필터링(예를 들어, 확장 칼만 필터)이 SOC를 추정하는데 사용된다면, 오차 범위들은 SOC 추정 오차 공분산(SOC estimation error covariance)의 함수로 계산될 수 있으며, 일 실시예로서 최대 SOC와 최소 SOC의 차이가 SOC 오차 범위의 함수 이내인 경우 평활화는 중단된다.
추가적으로, 동일한 셀이 부스팅(Boosting)과 버킹(bucking) 모두의 대상이 된다면 이것은 셀의 SOC가 변화될 것인지 아닌지에 대한 수행이 제한되는 셀이 된다. 그러므로, 평활화는 중단될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 방법 과정을 설명하는 흐름도이다. 셀 팩에 대한 본 발명의 실시예를 수행함에 있어, 팩은 직렬로 연결되어 있는 k개의 셀로 이루어지거나 병렬로 연결된 셀의 모듈을 가정한다. S201단계에서 이들 셀(또는 모듈) 각각의 SOC는 알려진 방법에 의하여 결정되며, zk(t)로 나타난다. 여기서 t는 시간을 의미한다.
셀의 충전상태를 측정하는 방법은 여러 가지가 있다. SOC는 전형적으로 퍼센트에 의한 값으로, 동작할 수 있는 셀 용량의 부분을 지칭한다. SOC의 측정에 많은 접근방법이 채용되어져 왔다. 방전테스트, 암페어-아워(ampere-hour) 카운팅(쿨롬 카운팅), electrolyte의 측정, 개방회로 전압 측정, 선형/비선형 회로 모델링, 임피던스 분광기, 내재 저항(internal registor)의 측정, coup de fouet 및 칼만 필터링의 몇몇 형태 등이 이에 해당한다. 이러한 방법들 각각은 한계와 이점을 모두 가지고 있다.
SOC를 결정하는 다른 방법은 plett에게 허여된 미국특허 6,534,954에 공개되어 있으며 상기 내용의 일체는 본 발명의 참조문헌이 된다. plett에 의하여 TBD에 제출된 대리인 목록표 NO.LGC-0006, 양수인 목록표 CPI-8의 미국출원번호 xx/xxx,xxx에 개시된 내용에 의하여 SOC는 유사하게 계산될 수 있으며 상기 내용의 일체는 본 발명의 참조문헌으로 포함된다.
이러한 예들에서 필터, 바람직하게는 칼만 필터가, 셀 전압, 전류, 온도의 측정과 셀 동작의 잘 알려진 수학적 모델을 채용함으로써 SOC를 추정하는데 사용된다. 바람직하게는 이러한 방법들은 직접적으로 셀의 상태값을 측정하는데 여기에서 SOC는 상기 상태 중 적어도 하나가 된다. 더욱이, 이러한 방법론은 셀들의 평활화를 위한 종료 조건의 설정을 용이하게 함으로써 공개된 예시적인 실시예들의 평활화 방법론을 개선한다. SOC의 연산을 위한 다수의 잘 알려진 방법론이 존재한다는 것이 알려져 있다.
일 예제적인 실시예에서, SOC zk(t) 가 zmin ≤zk(t)≤zmax 의 범위 내에서 유지되도록 하는 동작 디자인의 제한이 존재한다. 여기에서 zmin , zmax는 상수일 수 있 으며, 다른 변수들(온도와 같은)의 함수일 수 있다. 또한, 다른 제한이 적용되지 않는 경우에는, zmin =0%, zmax=100%로 고려할 수 있다.
계속해서, 도 2의 S202단계에서 zk(t) 레벨의 각 셀 k의 SOC에 대하여, 이 셀이 상한으로부터 ampere-hours로 수용할 수 있는 충전양은 현재의 충전양을 표시하거나, 이 셀이 하한까지 소모할 수 있는 충전양은 현재의 방전용량을 표시한다. 상기 상한의 간격(현재 충전용량)은 다음과 같이 표현될 수 있다.
Ck charge(t)=(zmax-zk(t))Ck/ηk , (1)
그리고 하한리미트값으로부터의 ampere-hours에서의 간격(현재 방전용량)은 다음과 같다.
Ck discharge(t)=(zk(t)-zmin)Ck, (2)
여기에서 Ck는 ampere-hours에서 셀 k의 용량을 의미하며, ηk는 셀 k의 쿨롬 효율(coulombic efficiency)을 의미한다. 만약 모든 셀들이 실질적으로 등가적인 현재 충전용량(S203단계의 Ck charge(t))을 가지고 있다면(또는, 상호 소정의 임계값범위 내(예를 들어 5%이내)), 어떠한 셀도 팩 충전용량을 제한하지 않으며, S204단계에 표시된 것과 같이 평활화는 요구되지 않는다. 유사하게, 만약 모든 셀이 동일한 Ck discharge(t)(혹은 상기 임계값 범위 내)을 가지고 있다면 S204단계의 평활화는 요구되지 않으며 어떠한 셀도 팩 방전용량을 제한하지 않을 것이다. 본 발명의 실시예는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 충전간격 또는 방전간격(혹은 모두)을 사용하여 운용될 수 있음을 이해하여야 한다.
그러나, 만약 적어도 하나의 셀의 Ck charge(t)가 다른 셀의 것보다 작다면, (예를 들어 임계값)이 셀은 충전을 받아들이는 팩의 능력을 제한하게 될 것이므로, 평활화(equalization)가 필요하게 된다. 마찬가지로, 만약 하나의 셀의 Ck discharge(t) 이 다른 것보다 작다면(또는 유사성의 허용가능한 임계범위를 벗어나게 되는 경우) 이 셀은 팩이 로드에 충전을 제공하는 능력을 제한하게 되므로 평활화가 수행되어야 한다.
만약 평활화가 요구된다면 상기 간격 정보(distance information)는 다음의 예시적인 방법론에 따라 셀들이 S250에서 평활화가 필요한지 여부 및 평활화의 S206에 적용 여부 등을 결정하는데 이용된다.
1. 모든 셀에 대한 Ck discharge(t) 를 연산하고 가장 작은 것에서부터 가장 큰 것으로 정렬(sort)한다. Ck discharge(t)의 크기에 의한 역순으로 우선순위가 부여된 가장 작은 값을 가지는 셀들은 어떤 충전이 소모(bucking, charge shuffling 또는 energy transformation 등을 통하여)되도록 하는 것으로부터 이익을 받게 될 수 있다.
2. 모든 셀에 대한 Ck charge(t)를 연산하고 가장 작은 것에서부터 가장 큰 것으로 정렬(sort)한다. Ck charge(t)의 크기에 의한 역순으로 우선순위가 부여된 가장 작은 값을 가지는 셀들은 어떤 충전이 추가(boosting, charge shuffling 또는 energy transformation 등을 통하여)되도록 하는 것으로부터 이익을 받게 될 수 있다.
3. 만약 차지 셔플링(charge shuffling)이 이용가능하다면, 최소 Ck charge(t)을 가진 셀에서부터 최소 Ck discharge(t)을 가진 셀에 이르기까지 대응되는 크기에 의하여 역순으로 우선순위가 부여되어 셔플된다.
SOC 추정값의 오차범위가 이용가능하다면, 언제 평활화를 중단할 것인지 결정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 만약 칼만필터링(예를 들어, 칼만필터, 확장 칼만 필터(extended Kalmanfilter) 등)의 어떤 형태가 SOC를 추정하는데 사용된다면, 상기 오차 범위는 SOC 추정치 오차 공분산의 함수로 연산될 수 있다. 예제적인 구현에서, 최소와 최대 Ck discharge(t)사이의 차이와 최소와 최대 Ck charge(t)사이의 차이가 상기 SOC 오차 범위의 함수 이내에 해당하게 되는 경우에 평활화는 중단될 수 있다. 추가적으로, 어떤 셀이 부스팅(boosting)과 버킹(bucking)모두의 대상이라면, SOC가 변화되어야 할지 여부에 대한 수행을 제한하는 셀이 된다.
셀 용랑 정보가 개별적으로 이용할 수 없다면 액면 용량 Cn이 사용될 수 있다. 셀 쿨롬 효율(cell coulombic dfficiency) 정보가 개별적으로 이용할 수 없다면, 액면 효율 η가 사용될 수 있다. 그러한 경우, 상기 절차과정이 SOC를 평활화하게 된다.
본 개시된 방법은 컴퓨터에서 수행되는 절차 또는 상기 절차를 실행하는 장치의 형태로 구체화될 수 있다. 상기 방법은 플로피 디스크, CD-ROM, 하드 디스크 또는 어떠한 컴퓨터에서 인식가능한 저장매체 등의 유형 매체(52)에서 구체화/형상화되는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램 코드의 형태로 또한 실현될 수 있다. 여기에서 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 컴퓨터 내에 로딩되고 컴퓨터에 의하여 실행되며, 상기 컴퓨터는 상기 방법의 실행이 가능한 장비가 된다. 본 방법은 컴퓨터 프로그램 형태, 예를 들어, 저장매체에 저장된 형태, 컴퓨터에 의하여 실행되고/되거나 컴퓨터에 로딩되는 형태, 변조된 캐리어 웨이브의 형태, 어떤 전송매체, 전기배선 또는 케이블링, 광섬유, 전자기파장의 경유 등의 형태로 전송되는 데이터 신호(54) 등의 형태로도 또한 실현될 수 있다. 여기에서 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 컴퓨터 내로 로딩되고 컴퓨터에 의하여 실행된다. 일반적 목적의 마이크로프로세서에서 구현되는 경우, 상기 컴퓨터 프로그램 코드 세그먼트들은 상기 마이크로프로세서가 특정한 논리 회로들을 만들도록 구성된다.
유사한 구성을 나타내기 위한 첫 번째, 두 번째 또는 다른 유사한 명칭의 사용은 다른 언급이 없다면 어떤 특정한 순서를 암시하거나 명확하게 하는 의도가 아 니라고 여겨져야 한다.
일 실시예를 참조하여 본 발명이 설명되고 있으나 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 영역에서 등가적인 구성요소들의 교체 및 다양한 변화가 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 이해될 것이다. 또한, 많은 변형례가 본 발명의 본질적 영역의 벗어남이 없이 본 발명의 교사에 대한 특별한 상황과 내용에 적용될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 실행하기 위하여 고려된 베스트 모드로서 개시된 특정 실시예에 제한되지 않으며, 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에 있는 모든 실시예들을 포함한다.
본 발명의 다양한 특징, 형태 및 이점들은 발명의 상세한 설명과 첨부된 청구범위 및 도면을 통하여 더욱 명확히 이해될 것이다. 또한, 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 시스템을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 방법 과정을 설명하는 흐름도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 방법 과정을 설명하는 흐름도이다.

Claims (22)

  1. 복수 개 셀들 각각의 충전상태를 칼만필터(kalman filter), 듀얼 칼만필터(dual kalman filter), 확장 칼만필터(extended kalman filter), 확장 듀얼 칼만필터(extended dual kalman filter) 중 적어도 하나의 형태를 사용하여 결정하는 단계;
    상기 복수 개의 셀들 각각의 충전용량을 결정하는 단계; 및
    복수 개의 셀들 중 적어도 하나의 셀 충전용량이 복수 개의 셀들 중 다른 하나의 셀 충전용량보다 선택된 임계값 이상 작은 경우에 복수 개 셀들 중 적어도 하나 이상을 평활화하는 단계를 포함하고,
    상기 충전용량을 결정하는 단계는,
    상기 각각의 셀의 선택된 최대 충전상태와 상기 각각의 셀의 현재 충전상태 사이의 차이를 연산하고, 상기 각각의 셀의 전체 용량을 상기 차이에 곱셈 연산하여 수행되되 쿨롬 효율 연산(Coulombic efficiency calculation)을 채용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 평활화는,
    상기 복수 개의 셀들에서 선택된 셀의 충전용량보다 선택된 임계값 이상 적은 충전용량을 가지는 상기 복수 개의 셀들 중 하나 이상의 셀의 충전양을 소모시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수 개의 셀들에서 선택된 셀의 충전용량보다 선택된 임계값 이상적은 충전용량을 가지는 상기 복수 개의 셀들 중 하나 이상의 셀은, 충전용량을 기준으로 상기 복수 개의 셀들을 소팅(sorting)하여 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 평활화는,
    상기 복수 개의 셀들 중 첫번째 하나 이상의 셀들로부터 다른 하나 이상의 셀들로 충전양을 이동시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 평활화는,
    상기 복수 개의 셀들의 선택된 최대 충전상태와 선택된 최소 충전상태 사이의 차이가 선택된 임계값과 일치하거나 초과하는 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 방법.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 평활화는,
    선택된 충전상태 추정값이 다른 선택된 충전상태 추정값의 오차 한계 밖으로 선택된 임계값 이상 벗어나는 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 평활화는,
    선택된 충전상태 추정값이 다른 선택된 충전상태 추정값의 오차 한계 밖으로 선택된 임계값 이상 벗어나는 경우에 수행되고,
    상기 오차 한계는 오차 공분산 추정의 충전상태 추정값을 이용하여 연산되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 평활화는,
    선택된 최대 충전용량과 선택된 최소 충전용량의 차이가 선택된 임계값 이내인 경우에 중단되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 평활화는,
    셀이 충전의 추가 및 충전의 소모 모두의 대상에 해당하는 경우에 중단되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 방법.
  11. 복수 개 셀로 이루어진 배터리 팩;
    적어도 두 개의 셀들 각각의 충전상태의 결정이 용이해지도록 구성된 상기 복수 개의 셀들 중 적어도 두 개의 셀과 통신이 가능한 센서; 및
    상기 센서와 상기 복수 개의 셀들과 통신이 가능하며, 상기 각각의 셀의 선택된 최대 충전상태와 상기 각각의 셀의 현재 충전상태 사이의 차이를 연산하고, 상기 각각의 셀의 전체 용량 또는 각각의 셀의 액면 용량을 상기 차이에 곱셈 연산하며, 쿨롬 효율 연산(Coulombic efficiency calculation)을 채용함으로써 충전용량을 결정하여 복수 개의 셀들 중 적어도 하나의 셀 충전용량이 복수 개의 셀들 중 다른 하나의 셀 충전용량보다 선택된 임계값 이상 작은 경우 복수 개 셀들 중 하나 이상을 평활화하는 컨트롤러; 및
    상기 복수 개의 셀들과 상기 컨트롤러와 통신 가능한 형태로 상기 복수 개의 셀들 중 적어도 두 개의 셀 중 하나의 셀의 충전을 평활화하도록 구성된 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 시스템.
  12. 삭제
  13. 제 11항에 있어서, 상기 평활화는,
    상기 복수 개의 셀들에서 선택된 셀의 충전용량보다 선택된 임계값 이상작은 충전용량을 가지는 상기 복수 개의 셀들 중 하나 이상의 셀의 충전양을 소모시킴으 로써 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 선택된 임계값을 기준으로 상기 복수 개의 셀들에서 선택된 셀의 충전용량보다 적은 충전용량을 가지는 상기 복수 개의 셀들 중 하나 이상의 셀은, 충전용량을 기준으로 상기 복수 개의 셀들을 소팅하여 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 시스템.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 충전의 평활화는,
    상기 복수 개의 셀들 중 첫번째 하나 이상의 셀들로부터 다른 하나 이상의 셀들로 충전양을 이동시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 시스템.
  16. 제 11항에 있어서, 셀의 충전 평활화는,
    상기 복수개 셀들의 선택된 최대 충전상태와 선택된 최소 충전상태 사이의 차이가 선택된 임계값과 일치하거나 초과되는 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 시스템.
  17. 제 11항에 있어서, 충전상태는,
    칼만필터, 듀얼 칼만필터, 확장 칼만필터, 확장 듀얼 칼만필터 중 적어도 하나의 형태를 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 시 스템.
  18. 제 11항에 있어서, 충전의 평활화는,
    선택된 임계값을 기준으로 선택된 충전상태 추정값이 다른 선택된 충전상태 추정값의 오차 한계 밖으로 벗어나는 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 시스템.
  19. 제 18항에 있어서, 충전의 평활화는,
    선택된 임계값을 기준으로 선택된 충전상태 추정값이 다른 선택된 충전상태 추정값의 오차 한계 밖으로 벗어나는 경우에 수행되고,
    상기 오차 한계는 오차 공분산 추정의 충전상태 추정값을 이용하여 연산되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 시스템.
  20. 제 11항에 있어서, 충전 평활화는,
    선택된 최대 충전용량과 선택된 최소 충전용량의 차이가 선택된 임계값 이내인 경우에 중단되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 시스템.
  21. 제 11항에 있어서, 상기 충전 평활화는,
    셀이 충전의 추가 및 충전의 소모 모두에 해당하는 경우에 중단되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 시스템.
  22. 복수 개 셀들 각각의 충전상태를 칼만필터(kalman filter), 듀얼 칼만필터(dual kalman filter), 확장 칼만필터(extended kalman filter), 확장 듀얼 칼만필터(extended dual kalman filter) 중 적어도 하나의 형태를 사용하여 결정하는 단계;
    상기 복수 개 셀들 각각의 충전용량을 결정하는 단계; 및
    복수 개의 셀들 중 적어도 하나의 셀 충전용량이 복수 개의 셀들 중 다른 하나의 셀 충전용량보다 선택된 임계값 이상 작은 경우에 복수 개 셀들 중 적어도 하나 이상을 평활화하는 단계를 포함하고,
    상기 충전용량을 결정하는 단계는 상기 각각의 셀의 선택된 최대 충전상태와 상기 각각의 셀의 현재 충전상태 사이의 차이를 연산하고, 상기 각각의 셀의 전체 용량을 상기 차이에 곱셈 연산하여 수행되되 쿨롬 효율 연산(Coulombic efficiency calculation)을 채용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에서의 셀 평활화 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
KR1020097023082A 2004-11-11 2004-11-29 충전상태를 이용한 전지 평활화 시스템 및 방법 KR100970343B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/985,703 US7525285B2 (en) 2004-11-11 2004-11-11 Method and system for cell equalization using state of charge
US10/985,703 2004-11-11

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077012154A Division KR20070106499A (ko) 2004-11-11 2004-11-29 충전상태를 이용한 전지 평활화 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090130406A KR20090130406A (ko) 2009-12-23
KR100970343B1 true KR100970343B1 (ko) 2010-07-15

Family

ID=36315666

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077005929A KR20070043885A (ko) 2004-11-11 2004-11-29 충전상태를 이용한 전지 평균화 시스템 및 방법
KR1020077012154A KR20070106499A (ko) 2004-11-11 2004-11-29 충전상태를 이용한 전지 평활화 시스템 및 방법
KR1020097023082A KR100970343B1 (ko) 2004-11-11 2004-11-29 충전상태를 이용한 전지 평활화 시스템 및 방법

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077005929A KR20070043885A (ko) 2004-11-11 2004-11-29 충전상태를 이용한 전지 평균화 시스템 및 방법
KR1020077012154A KR20070106499A (ko) 2004-11-11 2004-11-29 충전상태를 이용한 전지 평활화 시스템 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7525285B2 (ko)
JP (1) JP4405558B2 (ko)
KR (3) KR20070043885A (ko)
CN (1) CN101065876A (ko)
TW (1) TWI276279B (ko)
WO (1) WO2006052044A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10491007B2 (en) 2015-11-18 2019-11-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for battery equalization, and battery pack using the same

Families Citing this family (152)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7321220B2 (en) * 2003-11-20 2008-01-22 Lg Chem, Ltd. Method for calculating power capability of battery packs using advanced cell model predictive techniques
JP4400536B2 (ja) * 2004-12-27 2010-01-20 日産自動車株式会社 組電池の容量調整装置および容量調整方法
JP4767558B2 (ja) * 2005-03-07 2011-09-07 日立ビークルエナジー株式会社 電源装置用状態検知装置，電源装置及び電源装置に用いられる初期特性抽出装置
US20070080664A1 (en) * 2005-07-29 2007-04-12 Ford Global Technologies, Llc System and method for rebalancing a battery during vehicle operation
US7723957B2 (en) * 2005-11-30 2010-05-25 Lg Chem, Ltd. System, method, and article of manufacture for determining an estimated battery parameter vector
CN100486032C (zh) * 2007-01-19 2009-05-06 华南理工大学 一种集散式动力电池组动态均衡管理系统
EP2137801B1 (fr) * 2007-04-18 2018-11-07 Valeo Equipements Electriques Moteur Dispositif de stockage d'energie, notamment pour vehicule automobile
JP2009081981A (ja) 2007-09-27 2009-04-16 Sanyo Electric Co Ltd 充電状態最適化装置及びこれを具えた組電池システム
KR101156977B1 (ko) * 2007-12-31 2012-06-20 에스케이이노베이션 주식회사 고전압 배터리 팩의 셀 밸런싱 방법
US8628872B2 (en) * 2008-01-18 2014-01-14 Lg Chem, Ltd. Battery cell assembly and method for assembling the battery cell assembly
US7994755B2 (en) * 2008-01-30 2011-08-09 Lg Chem, Ltd. System, method, and article of manufacture for determining an estimated battery cell module state
US7898219B2 (en) * 2008-02-25 2011-03-01 Jimmie Doyle Felps On-board battery supervisor
JP4499164B2 (ja) * 2008-02-25 2010-07-07 岩崎電気株式会社 充電装置及び充電方法
US8067111B2 (en) * 2008-06-30 2011-11-29 Lg Chem, Ltd. Battery module having battery cell assembly with heat exchanger
US9759495B2 (en) * 2008-06-30 2017-09-12 Lg Chem, Ltd. Battery cell assembly having heat exchanger with serpentine flow path
US7883793B2 (en) * 2008-06-30 2011-02-08 Lg Chem, Ltd. Battery module having battery cell assemblies with alignment-coupling features
US8426050B2 (en) * 2008-06-30 2013-04-23 Lg Chem, Ltd. Battery module having cooling manifold and method for cooling battery module
US9140501B2 (en) * 2008-06-30 2015-09-22 Lg Chem, Ltd. Battery module having a rubber cooling manifold
US8202645B2 (en) 2008-10-06 2012-06-19 Lg Chem, Ltd. Battery cell assembly and method for assembling the battery cell assembly
US20100213897A1 (en) * 2009-02-23 2010-08-26 Lawrence Tze-Leung Tse Battery-Cell Converter Management Systems
US9030169B2 (en) * 2009-03-03 2015-05-12 Robert Bosch Gmbh Battery system and method for system state of charge determination
US9337456B2 (en) * 2009-04-20 2016-05-10 Lg Chem, Ltd. Frame member, frame assembly and battery cell assembly made therefrom and methods of making the same
US8403030B2 (en) * 2009-04-30 2013-03-26 Lg Chem, Ltd. Cooling manifold
US8663829B2 (en) 2009-04-30 2014-03-04 Lg Chem, Ltd. Battery systems, battery modules, and method for cooling a battery module
US8663828B2 (en) * 2009-04-30 2014-03-04 Lg Chem, Ltd. Battery systems, battery module, and method for cooling the battery module
US8852778B2 (en) * 2009-04-30 2014-10-07 Lg Chem, Ltd. Battery systems, battery modules, and method for cooling a battery module
US8207740B2 (en) * 2009-06-23 2012-06-26 GM Global Technology Operations LLC Method for use with a vehicle battery pack having a number of individual battery cells
CN101604005B (zh) * 2009-06-29 2011-04-13 杭州电子科技大学 一种基于组合采样点卡尔曼滤波的电池剩余电量估计方法
US8399118B2 (en) * 2009-07-29 2013-03-19 Lg Chem, Ltd. Battery module and method for cooling the battery module
US8703318B2 (en) * 2009-07-29 2014-04-22 Lg Chem, Ltd. Battery module and method for cooling the battery module
US8399119B2 (en) * 2009-08-28 2013-03-19 Lg Chem, Ltd. Battery module and method for cooling the battery module
US8427105B2 (en) * 2009-12-02 2013-04-23 Gregory L. Plett System and method for equalizing a battery pack during a battery pack charging process
US8918299B2 (en) * 2009-12-02 2014-12-23 American Electric Vehicles, Inc. System and method for maximizing a battery pack total energy metric
US8041522B2 (en) * 2009-12-02 2011-10-18 American Electric Vehicles, Ind. System and method for recursively estimating battery cell total capacity
DE102010002326A1 (de) * 2010-02-25 2011-08-25 SB LiMotive Company Ltd., Kyonggi Verfahren zum Ausbalancieren von Ladezuständen einer Batterie mit mehreren Batteriezellen sowie ein entsprechendes Batteriemanagementsystem und eine Batterie
CN102388499B (zh) * 2010-03-23 2014-06-18 日本电气株式会社 锂离子二次电池的充电和放电方法及其充电和放电系统
US8341449B2 (en) 2010-04-16 2012-12-25 Lg Chem, Ltd. Battery management system and method for transferring data within the battery management system
US9147916B2 (en) 2010-04-17 2015-09-29 Lg Chem, Ltd. Battery cell assemblies
CN101814636A (zh) * 2010-05-06 2010-08-25 惠州市亿能电子有限公司 一种基于电池组容量利用的电池组均衡装置及控制方法
CN101859917A (zh) * 2010-06-11 2010-10-13 上海瑞华(集团)有限公司 一种双向有源自适应自动电池平衡系统
JP5546370B2 (ja) * 2010-06-28 2014-07-09 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電器制御回路及び蓄電装置
AT510117B1 (de) * 2010-07-02 2013-01-15 Oesterreichisches Forschungs Und Pruefzentrum Arsenal Ges M B H Batteriemodul
CN101917038B (zh) * 2010-08-05 2014-01-15 惠州市亿能电子有限公司 动力电池组充电均衡控制方法
CN101950001B (zh) * 2010-08-09 2012-11-28 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动汽车用锂离子电池组一致性的评价方法
US8920956B2 (en) 2010-08-23 2014-12-30 Lg Chem, Ltd. Battery system and manifold assembly having a manifold member and a connecting fitting
US8353315B2 (en) 2010-08-23 2013-01-15 Lg Chem, Ltd. End cap
US8469404B2 (en) 2010-08-23 2013-06-25 Lg Chem, Ltd. Connecting assembly
US8758922B2 (en) 2010-08-23 2014-06-24 Lg Chem, Ltd. Battery system and manifold assembly with two manifold members removably coupled together
US9005799B2 (en) 2010-08-25 2015-04-14 Lg Chem, Ltd. Battery module and methods for bonding cell terminals of battery cells together
CN102377203B (zh) * 2010-08-26 2015-11-25 联想(北京)有限公司 一种电子设备及其充电控制方法
TWI403073B (zh) * 2010-09-02 2013-07-21 Nat Univ Chung Hsing 串並聯電池之平衡電量之方法
US8662153B2 (en) 2010-10-04 2014-03-04 Lg Chem, Ltd. Battery cell assembly, heat exchanger, and method for manufacturing the heat exchanger
US8749201B2 (en) * 2010-10-05 2014-06-10 GM Global Technology Operations LLC Battery pack capacity learn algorithm
CN102590748A (zh) * 2011-01-14 2012-07-18 北汽福田汽车股份有限公司 动力电池平衡电路检测方法及设备
CN102064586A (zh) * 2011-01-14 2011-05-18 奇瑞汽车股份有限公司 一种新型电池均衡器控制系统及其控制方法
US8957624B2 (en) 2011-01-20 2015-02-17 Valence Technology, Inc. Rechargeable battery systems and rechargeable battery system operational methods
CN102651560A (zh) * 2011-02-23 2012-08-29 欣旺达电子股份有限公司 汽车锂电池放电平衡方法以及平衡系统
US10536007B2 (en) 2011-03-05 2020-01-14 Powin Energy Corporation Battery energy storage system and control system and applications thereof
US8288031B1 (en) 2011-03-28 2012-10-16 Lg Chem, Ltd. Battery disconnect unit and method of assembling the battery disconnect unit
US8449998B2 (en) 2011-04-25 2013-05-28 Lg Chem, Ltd. Battery system and method for increasing an operational life of a battery cell
US9037426B2 (en) * 2011-05-13 2015-05-19 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for determining cell capacity values in a multi-cell battery
US9178192B2 (en) 2011-05-13 2015-11-03 Lg Chem, Ltd. Battery module and method for manufacturing the battery module
FR2975501B1 (fr) * 2011-05-20 2013-05-31 Renault Sas Procede d'estimation de l'etat de charge d'une batterie electrique
US9196933B2 (en) * 2011-06-02 2015-11-24 Robert Bosch Gmbh System and method for discharging a high impedance battery
US10234512B2 (en) * 2011-06-11 2019-03-19 Sendyne Corporation Current-based cell modeling
US8974929B2 (en) 2011-06-30 2015-03-10 Lg Chem, Ltd. Heating system for a battery module and method of heating the battery module
US8859119B2 (en) 2011-06-30 2014-10-14 Lg Chem, Ltd. Heating system for a battery module and method of heating the battery module
US8993136B2 (en) 2011-06-30 2015-03-31 Lg Chem, Ltd. Heating system for a battery module and method of heating the battery module
US8974928B2 (en) 2011-06-30 2015-03-10 Lg Chem, Ltd. Heating system for a battery module and method of heating the battery module
US9496544B2 (en) 2011-07-28 2016-11-15 Lg Chem. Ltd. Battery modules having interconnect members with vibration dampening portions
US8897940B2 (en) * 2011-07-28 2014-11-25 Ford Global Technologies, Llc Battery cell voltage balancing system and method
WO2013019899A2 (en) * 2011-08-01 2013-02-07 Maxim Integrated Products, Inc. Simple and high efficiency balancing circuits and methods for hybrid batteries
CN102306943B (zh) * 2011-09-15 2014-05-21 河北工业大学 锂离子电池管理系统及其控制方法
US8766597B2 (en) * 2011-10-21 2014-07-01 Linear Technology Corporation Optimized bi-directional balancing method and system
FR2982091B1 (fr) 2011-10-31 2013-11-01 Renault Sa Procede et systeme de gestion de charges electriques de cellules de batterie
CN103135724B (zh) * 2011-11-29 2016-04-27 联想(北京)有限公司 一种电源管理方法、装置及智能设备
CN102437613A (zh) * 2011-12-16 2012-05-02 奇瑞汽车股份有限公司 一种锂离子电池均衡系统及其均衡方法
US20130164565A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 Herman Lucas Norbert Wiegman System and method for operating a distributed energy storage system with multiple buses
JP5737207B2 (ja) * 2012-02-15 2015-06-17 三菱自動車工業株式会社 電圧バランス制御装置
TWI509940B (zh) * 2012-05-22 2015-11-21 Green Solution Tech Co Ltd 電池電壓平衡電路
DE102012011604A1 (de) * 2012-06-12 2013-12-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Batterie für ein Fahrzeug sowie entsprechende Batterieanordnung und Fahrzeug
JP5621818B2 (ja) * 2012-08-08 2014-11-12 トヨタ自動車株式会社 蓄電システムおよび均等化方法
CN103023085B (zh) * 2012-08-09 2014-12-10 江苏科技大学 独立式光伏蓄电池分组管理方法
CN102854470A (zh) * 2012-08-31 2013-01-02 哈尔滨工业大学 一种用于动力电池组soc估计实际可用容量的测量方法
KR101547005B1 (ko) * 2012-10-26 2015-08-24 주식회사 엘지화학 배터리 잔존 용량 추정 장치 및 방법
GB201219863D0 (en) * 2012-11-05 2012-12-19 Tws Total Produtos Com Offshore De Macau Limitada Enhanced battery management system
US9787108B2 (en) 2012-11-05 2017-10-10 Tws (Macau Commercial Offshore) Limited Enhanced battery management system
CN103901344A (zh) * 2012-12-24 2014-07-02 财团法人金属工业研究发展中心 电池残电量估测系统及其估测方法
CN103116136B (zh) * 2013-01-21 2015-07-15 天津大学 基于有限差分扩展卡尔曼算法的锂电池荷电状态估计方法
DE102013203174A1 (de) * 2013-02-26 2014-08-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum Erhöhen der verfügbaren Kapazität in einem Batteriestrang durch Angleichen der Zell-Ladungsmengen, Batteriemanagementsystem, Batterie und Batterieladegerät
CN103199548B (zh) * 2013-04-02 2015-05-13 国家电网公司 电容器分组配平系统及方法
CN105531866B (zh) 2013-04-30 2018-03-20 英属盖曼群岛商立凯绿能移动科技股份有限公司 大型电动车电源架构及其电池箱轮休排序控制方法
KR101592200B1 (ko) 2013-08-28 2016-02-05 주식회사 엘지화학 랙을 포함하는 전지팩의 랙 전압 밸런싱 방법
US10473723B2 (en) * 2013-08-30 2019-11-12 Ford Global Technologies, Llc Parameter and state limiting in model based battery control
CN104716698B (zh) * 2013-12-16 2017-06-16 高达能源科技股份有限公司 用于充电电池的充电器及其充电方法
US10063066B2 (en) * 2014-01-07 2018-08-28 Utah State University Battery control
US9539912B2 (en) 2014-02-20 2017-01-10 Ford Global Technologies, Llc Battery capacity estimation using state of charge initialization-on-the-fly concept
US9381825B2 (en) * 2014-02-20 2016-07-05 Ford Global Technologies, Llc State of charge quality based cell balancing control
EP2963434B1 (en) * 2014-06-30 2021-08-11 Foundation Of Soongsil University-Industry Cooperation Battery state estimation method and system using dual extended kalman filter, and recording medium for performing the method
US10074996B2 (en) 2014-08-29 2018-09-11 The Regents Of The University Of Michigan Bulk force in a battery pack and its application to state of charge estimation
CN104659869A (zh) * 2014-10-07 2015-05-27 中国第一汽车股份有限公司 锂离子动力电池均衡控制装置、系统及方法
US10263436B2 (en) * 2014-10-20 2019-04-16 Powin Energy Corporation Electrical energy storage unit and control system and applications thereof
JP2018509880A (ja) * 2015-01-13 2018-04-05 ボルボ カー コーポレイション 自動車の中の電池のエネルギー状態の値を決定するための方法及び装置
KR102332337B1 (ko) * 2015-01-30 2021-11-29 삼성에스디아이 주식회사 배터리 시스템 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
GB2537432B (en) * 2015-04-15 2018-11-28 Tata Motors European Technical Ct Plc Battery monitor and monitoring method
US10153521B2 (en) 2015-08-06 2018-12-11 Powin Energy Corporation Systems and methods for detecting a battery pack having an operating issue or defect
US10254350B2 (en) 2015-08-06 2019-04-09 Powin Energy Corporation Warranty tracker for a battery pack
US9923247B2 (en) 2015-09-11 2018-03-20 Powin Energy Corporation Battery pack with integrated battery management system
US10122186B2 (en) 2015-09-11 2018-11-06 Powin Energy Corporation Battery management systems (BMS) having isolated, distributed, daisy-chained battery module controllers
US9882401B2 (en) 2015-11-04 2018-01-30 Powin Energy Corporation Battery energy storage system
CN105319515B (zh) * 2015-11-18 2017-12-19 吉林大学 锂离子电池荷电状态和健康状态联合估算方法
CN105742738B (zh) * 2016-01-30 2018-02-27 清华大学 通过调整电池放电截止电压以增加低温放电容量的方法
CN105730274B (zh) * 2016-02-03 2017-12-19 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种电池管理系统及其控制方法
US20170264105A1 (en) * 2016-03-08 2017-09-14 Lucas STURNFIELD Method and apparatus for electric battery temperature maintenance
US9912177B2 (en) * 2016-06-17 2018-03-06 Qualcomm Incorporated Single transformer high-power balancer
CN106443473B (zh) * 2016-10-09 2020-06-23 西南科技大学 一种动力锂离子电池组soc估算方法
CN106329021B (zh) * 2016-10-13 2018-11-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 估算动力电池的剩余可用能量的方法和装置
WO2018081912A1 (en) * 2016-11-07 2018-05-11 Corvus Energy Inc. Balancing a multi-cell battery
KR102237582B1 (ko) 2016-12-01 2021-04-08 볼보 트럭 코퍼레이션 전기 에너지 저장 모듈을 밸런싱하기 위한 방법
WO2018099560A1 (en) * 2016-12-01 2018-06-07 Volvo Truck Corporation A system and a method for selecting energy storage cells for balancing of an electrical energy storage pack
US10699278B2 (en) 2016-12-22 2020-06-30 Powin Energy Corporation Battery pack monitoring and warranty tracking system
EP3435102A1 (de) * 2017-07-26 2019-01-30 INVENOX GmbH Verfahren und vorrichtung zur detektion von batteriezellenzuständen und batteriezellenparametern
DE102017213020A1 (de) * 2017-07-28 2019-01-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und verfahren zur symmetrierung eines energiespeichermoduls
CN107415756A (zh) * 2017-08-25 2017-12-01 北京智行鸿远汽车有限公司 一种基于被动均衡方式的电动汽车电池管理系统均衡方法
CN107809117B (zh) * 2017-09-28 2019-09-13 北京交通大学长三角研究院 基于pi环调节放电阈值的城轨交通储能系统控制方法
CN107733062B (zh) * 2017-10-30 2020-11-06 新克科技有限公司 一种太阳能锂电储控智能互锁网络
US11018512B2 (en) 2018-12-06 2021-05-25 Hitachi Automotive Systems Americas, Inc. Energy storage device charge balancing
CN109638922A (zh) * 2019-01-11 2019-04-16 河南理工大学 一种串联电池组双电压直接均衡控制方法
CN111463504B (zh) * 2019-01-18 2021-07-30 上海什弋维新能源科技有限公司 一种用于电池模块维护的均衡算法
US11069926B1 (en) * 2019-02-14 2021-07-20 Vcritonc Alpha, Inc. Controlling ongoing battery system usage via parametric linear approximation
US11722026B2 (en) 2019-04-23 2023-08-08 Dpm Technologies Inc. Fault tolerant rotating electric machine
US11670952B2 (en) * 2019-10-18 2023-06-06 Fca Us Llc Voltage estimation for automotive battery charging system control
CN111180811B (zh) * 2020-01-06 2022-03-25 宁波吉利汽车研究开发有限公司 一种车用动力蓄电池组实际soc的获取方法及装置
US11489343B2 (en) 2020-06-02 2022-11-01 Inventus Power, Inc. Hardware short circuit protection in a large battery pack
US11552479B2 (en) 2020-06-02 2023-01-10 Inventus Power, Inc. Battery charge balancing circuit for series connections
US11588334B2 (en) 2020-06-02 2023-02-21 Inventus Power, Inc. Broadcast of discharge current based on state-of-health imbalance between battery packs
US11509144B2 (en) 2020-06-02 2022-11-22 Inventus Power, Inc. Large-format battery management system with in-rush current protection for master-slave battery packs
EP4158718A4 (en) 2020-06-02 2024-03-13 Inventus Power Inc LARGE FORMAT BATTERY MANAGEMENT SYSTEM
US11594892B2 (en) 2020-06-02 2023-02-28 Inventus Power, Inc. Battery pack with series or parallel identification signal
US11476677B2 (en) 2020-06-02 2022-10-18 Inventus Power, Inc. Battery pack charge cell balancing
CN112014754B (zh) * 2020-07-20 2023-06-06 武汉数值仿真技术研究院有限公司 一种车用锂离子电池充放电均衡性测试方法
US11245268B1 (en) 2020-07-24 2022-02-08 Inventus Power, Inc. Mode-based disabling of communiction bus of a battery management system
CN112557925B (zh) * 2020-11-11 2023-05-05 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 锂离子电池soc估算方法和装置
CN112564216B (zh) * 2020-12-01 2024-03-12 环荣电子(惠州)有限公司 充座装置
US11404885B1 (en) 2021-02-24 2022-08-02 Inventus Power, Inc. Large-format battery management systems with gateway PCBA
US11411407B1 (en) 2021-02-24 2022-08-09 Inventus Power, Inc. Large-format battery management systems with gateway PCBA
EP4315556A1 (en) * 2021-05-04 2024-02-07 Exro Technologies Inc. Battery control systems and methods
WO2022236424A1 (en) 2021-05-13 2022-11-17 Exro Technologies Inc. Method and appartus to drive coils of a multiphase electric machine
CN114844162B (zh) * 2022-05-17 2023-05-09 珠海科创储能科技有限公司 一种储能系统多簇电池soc均衡方法
CN115469239B (zh) * 2022-06-29 2023-09-08 四川新能源汽车创新中心有限公司 电池系统的电荷状态一致性评价方法、装置及电子设备
CN116559634B (zh) * 2023-07-11 2023-09-12 杭州华塑科技股份有限公司 电路故障检测方法、装置、存储介质和电子设备
CN116995782B (zh) * 2023-09-25 2024-01-23 杭州鹏成新能源科技有限公司 一种电池的被动均衡方法、系统、电子设备及存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002319438A (ja) * 2001-03-23 2002-10-31 General Motors Corp <Gm> 充電状態予測方法及びバッテリーのための装置
JP2003219572A (ja) * 2002-01-17 2003-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 組電池システム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5666041A (en) * 1996-08-27 1997-09-09 The University Of Toledo Battery equalization circuit with ramp converter
DE19959019A1 (de) 1999-12-08 2001-06-13 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Zustandserkennung eines Energiespeichers
JP2002075461A (ja) * 2000-09-05 2002-03-15 Toyota Motor Corp 二次電池の劣化判定装置と劣化判定方法および二次電池の管理装置と管理方法
US6452363B1 (en) * 2000-12-28 2002-09-17 C. E. Niehoff & Co. Multiple battery charge equalizer
WO2003005052A1 (de) * 2001-06-29 2003-01-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur ermittlung des ladezustands und/oder der leistungsfähigkeit eines ladungsspeichers
US6534954B1 (en) * 2002-01-10 2003-03-18 Compact Power Inc. Method and apparatus for a battery state of charge estimator
US7126312B2 (en) * 2004-07-28 2006-10-24 Enerdel, Inc. Method and apparatus for balancing multi-cell lithium battery systems

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002319438A (ja) * 2001-03-23 2002-10-31 General Motors Corp <Gm> 充電状態予測方法及びバッテリーのための装置
JP2003219572A (ja) * 2002-01-17 2003-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 組電池システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10491007B2 (en) 2015-11-18 2019-11-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for battery equalization, and battery pack using the same

Also Published As

Publication number Publication date
US7525285B2 (en) 2009-04-28
TW200616307A (en) 2006-05-16
KR20090130406A (ko) 2009-12-23
JP2008520179A (ja) 2008-06-12
WO2006052044A1 (en) 2006-05-18
CN101065876A (zh) 2007-10-31
KR20070043885A (ko) 2007-04-25
KR20070106499A (ko) 2007-11-01
US20060097698A1 (en) 2006-05-11
JP4405558B2 (ja) 2010-01-27
WO2006052044A9 (en) 2006-12-07
TWI276279B (en) 2007-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100970343B1 (ko) 충전상태를 이용한 전지 평활화 시스템 및 방법
JP5605717B2 (ja) バッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置及び方法
JP5567956B2 (ja) 複数組電池のセル電圧均等化装置
JP6324248B2 (ja) 電池状態検知装置、二次電池システム、電池状態検知プログラム、電池状態検知方法
US8319479B2 (en) Method of estimating battery recharge time and related device
KR101402802B1 (ko) 배터리 셀의 전압 변화 거동을 이용한 셀 밸런싱 장치 및 방법
EP1798100A2 (en) Battery management system
JP6316690B2 (ja) 電池状態検知装置、二次電池システム、電池状態検知プログラム、電池状態検知方法
KR101500547B1 (ko) 배터리 셀의 충전량 밸런싱 장치 및 방법
CN103782443A (zh) 用于混合电池的简单且高效的平衡电路以及方法
JP6970289B2 (ja) 充電制御装置、輸送機器、及びプログラム
JP2016176780A (ja) 電池残量予測装置及びバッテリパック
Pop et al. State-of-charge indication in portable applications
JP3249788B2 (ja) 電池パック電源装置
EP3605123A1 (en) Storage battery control device and control method
WO2013057784A1 (ja) 電池制御装置、二次電池システム
JP7215657B2 (ja) 並列マルチパックシステムの出力制御装置及び方法
KR102375843B1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
Saberi et al. Genetic optimization of charging current for lead-acid batteries in hybrid electric vehicles
JP2024513368A (ja) バッテリーの開回路電圧（ｏｃｖ）－充電状態（ｓｏｃ）プロファイルの管理装置及び方法
CN117289164A (zh) 一种磷酸铁锂电池的电池健康状态估算方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
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: 20130628

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140701

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160701

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170703

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180619

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190625

Year of fee payment: 10