KR101006214B1 - 2차전지의 잔존용량추정장치 및 잔존용량추정방법 - Google Patents

2차전지의 잔존용량추정장치 및 잔존용량추정방법 Download PDF

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Abstract

SOC추정값의존게인선택유닛(46)은 추정된 SOC(#SOCb)에 관한 SOC 추정값(전회 산출값)의 편차를 보정게인(G1)에 곱하여 보정값을 산출하게 된다. 상기 SOC추정값의존게인선택유닛(46)은, SOC 추정값(전회 산출값)이 과충전에 근접하는 범위 내에 있으면서 SOC 추정값(전회 산출값)이 (SOC제어중심을 향해) 보다 작은 값으로 보정되는 경우, 그리고 SOC 추정값(전회 산출값)이 과방전에 근접하는 범위 내에 있으면서 SOC 추정값(전회 산출값)이 (SOC제어중심을 향해) 보다 큰 값으로 보정되는 경우에 상대적으로 작은 보정게인(G1)을 선택한다. 따라서, SOC 추정값(전회 산출값)이 과충전 또는 과방전에 근접하여 있는 경우, 충방전 제어에서 2차전지용 안전측값을 표시하기 위하여 보정이 행해진다.

Description

2차전지의 잔존용량추정장치 및 잔존용량추정방법{REMAINING-AMOUNT ESTIMATION DEVICE AND METHOD FOR SECONDARY BATTERY}
본 발명은 충전가능한 2차전지의 잔존용량을 추정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 2차전지의 과충전과 과방전을 더욱 안정하게 회피하기 위한 기술에 관한 것이다.
각종 분야에 사용되는 2차전지는 효율적인 운용을 위하여 적절한 충방전 제어를 필요로 한다. 이는 높은 정확도로 추정될 2차전지의 잔존용량(충전상태; 이하, 간단히 SOC라고 함)을 필요로 한다.
종래에는, 2차전지의 입출력 전류가 적산되어 SOC를 추정하게 되는 소위 전류적산방식이 공지되어 있다. 이러한 전류적산방식에 있어서, 예를 들어 전지가 완전히 충전되지 않은 경우에는, 전류 적산을 행하는 처리장치(CPU)의 최하위 비트의 삭제, 자기방전에 기인하는 용량저하 등에 기인하는 오차의 영향 또는 전류센서 정확도에 대한 높은 의존도를 포함하는 이유들로 인해 추정 정확도의 향상이 제한된다.
따라서, 추정 정확도를 향상시키기 위해서는, 전지의 기전압(개방전압; 이하 간단히 OCV라고 함)과 전류적산값 양자 모두가 사용되어 전지의 잔존용량(SOC)을 추정하게 되는 것이 제안된다(예컨대, 일본특허공개공보 제2003-149307호). 구체적으로는, SOC 보정 파라미터가 전지의 기전압에 의해 결정되고, 상기 보정 파라미터는 전류 적산을 토대로 SOC를 보정하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 전지의 잔존용량산출방법이 제안된다.
이와 유사하게, 전류 적산과 2차전지의 출력 전압 양자 모두를 이용하여 잔존용량을 산출하기 위한 수법으로서, 전류 적산을 토대로 잔존용량 추정에 사용되는 충전효율 η을 출력전압에 따라 보정하기 위한 잔존용량제어방법이 제안된다(예컨대, 일본특허공개공보 제2002-369391호).
특히, 하이브리드자동차 등에 탑재된 2차전지는 SOC의 제어중심값을 경계로 가정하여 충전 또는 방전에 더욱 높은 우선순위를 제공하기 위하여, 추정 SOC를 토대로 충방전 제어가 행해진다. 나아가, 과충전과 과방전을 방지하기 위하여 제어중심값을 포함하는 SOC 관리 범위에서 상한값과 하한값이 설정된다. 다시 말해, 관리 상한값을 초과하는 경우에 충전이 제한되거나 금지되는 동안, 관리 하한값 미만인 경우에는 방전이 제한되거나 금지된다.
그러므로, 2차전지의 충방전 제어에 있어서 안전성을 보장하는 관점에서, 즉 2차전지의 과충전과 과방전을 회피하는 관점에서는, SOC 관리 범위 내의 상한값과 하한값 부근에서 보다 높은 정확도로 SOC 추정값을 추정하는 것이 바람직하다. 따라서, SOC 보정 파라미터가 SOC 관리 범위 내의 상한값과 하한값 부근에서 더욱 크게 설정된다.
하지만, 상기 보정값은 충방전 전류의 적산값에 기초한 추정 SOC가 기전압을 토대로 추정 SOC에 근접하도록 결정된다. 결과적으로는, 전류적산값에 기초한 추정 SOC(예컨대, 85%)가 기전압에 기초한 추정 SOC(예컨대, 80%)에 비해 관리 상한값(예컨대, 90%)에 근접하더라도, 전류적산값에 기초한 추정 SOC가 더욱 크게 하향으로, 즉 관리 상한값으로부터 멀어지도록 보정된다. 2차전지의 과충전을 회피하는 관점에서는, 상술된 보정이 역효과를 발생시키는데, 이는 과충전의 위험성을 증대시킨다.
이와 유사하게, 전류적산값에 기초한 추정 SOC(예컨대, 15%)가 기전압에 기초한 추정 SOC(예컨대, 20%)에 비해 관리 하한값(예컨대, 10%)에 근접하더라도, 전류적산값에 기초한 추정 SOC가 더욱 크게 상향으로, 즉 관리 하한값으로부터 멀어지도록 보정되는데, 이는 과방전의 위험성을 증대시킨다.
나아가, 2차전지의 잔존용량의 시간변화율은 2차전지의 충방전 전류의 크기에 따라 변한다. 이에 따라, 잔존용량이 관리 상한값에 근접한 경우에는, 큰 충전 전류의 발생이 과충전을 유발할 수도 있다. 잔존용량이 관리 하한값에 근접하는 경우에는, 큰 방전 전류의 발생이 과방전을 유발할 수도 있다.
본 발명은 상술된 문제점들을 해결하고자 고안되었다. 본 발명의 목적은 과충전과 과방전을 보다 안정하게 회피하면서도 2차전지의 잔존용량을 고정확도로 추정하기 위한 2차전지의 잔존용량추정장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 충전가능한 2차전지의 잔존용량추정장치가 제공된다. 상기 2차전지의 잔존용량추정장치는 전회의 잔존용량 추정 시로부터의 상기 2차전지의 충방전량을 토대로, 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제1추정값을 산출하는 제1추정유닛; 상기 2차전지의 상태값을 토대로 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제2추정값을 산출하는 제2추정유닛; 및 상기 제2추정값으로부터의 잔존용량의 전회 산출값의 편차에 따라 보정값을 토대로 상기 제1추정값을 보정하는 보정유닛을 포함하되, 상기 잔존용량의 전회 산출값은 상기 전회 잔존용량 추정 시에 추정된 상기 2차전지의 잔존용량추정값이고, 상기 2차전지의 잔존용량추정값을 생성하는 것을 특징으로 한다. 상기 보정유닛은, 상기 잔존용량의 전회 산출값의 크기 및 상기 잔존용량의 전회 산출값과 상기 제2추정값간의 크기 관계를 토대로 상기 보정값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 실시형태에 따르면, 2차전지의 잔존용량추정값을 생성하기 위해서는, 전회의 잔존용량 추정 시로부터의 상기 2차전지의 충방전량을 토대로 산출된 제1추정값이, 상기 전회 잔존용량 추정 시에 추정된 2차전지의 잔존용량추정값인 잔존용량의 전회 산출값의 크기 및 상기 잔존용량의 전회 산출값과 상기 제2추정값간의 크기 관계를 토대로 보정되어, 상기 2차전지의 잔존용량추정값을 산출하게 된다. 결과적으로는, 2차전지의 전회 산출된 잔존용량추정값이 존재하는 범위(예컨대, 과충전 또는 과방전에 근접하였는 지의 여부) 및 보정값이 발생되는 방향(예컨대, 과충전측 또는 과방전측의 방향으로 보정값이 발생됨)을 토대로 보정값이 결정될 수 있다.
그러므로, 과충전 또는 과방전에 근접한 범위에 있는 경우에는, 충방전 제어에서 2차전지의 안전측(더욱 과충전측 또는 더욱 과방전측)값을 나타내도록 잔존용량추정값이 산출될 수 있다. 상술된 범위 이외의 범위에서는, 잔존용량추정값의 추정 정확도를 향상시키기 위하여 제2추정값에 대한 추종성을 높일 수 있게 된다.
상기 보정유닛은, 상기 제2추정값과 상기 잔존용량의 전회 산출값을 받아 상기 편차를 산출하는 편차산출유닛; 상기 편차산출유닛으로부터 받은 상기 편차를 1이상의 보정게인에 곱하여 보정값을 산출하는 보정값산출유닛; 및 상기 보정값산출유닛으로부터 받은 상기 보정값을 출력을 위해 상기 제1추정유닛으로부터 받은 상기 제1추정값에 가산하는 추정값산출유닛을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 1이상의 보정게인은 제1보정게인을 포함하며, 상기 보정값산출유닛은 상기 잔존용량의 전회 산출값의 크기 및 상기 잔존용량의 전회 산출값과 상기 제2추정값간의 크기 관계를 토대로, 상기 제1보정게인을 선택하는 제1보정게인선택유닛을 포함한다.
상기 제1보정게인선택유닛은, 상기 잔존용량의 전회 산출값이 상기 2차전지의 과충전에 근접하는 제1범위 이내에 있고, 상기 제2추정값이 제1사전설정값 이상인 조건 하에, 상기 잔존용량의 전회 산출값이 상기 제2추정값보다 작은 경우에 비해, 상기 잔존용량의 전회 산출값이 상기 제2추정값보다 큰 경우에 상기 제1보정게인을 감소시키고, 상기 잔존용량의 전회 산출값이 상기 2차전지의 과방전에 근접하는 제2범위 이내에 있고, 상기 제2추정값이 제2사전설정값 이하인 조건 하에, 상기 잔존용량의 전회 산출값이 상기 제2추정값보다 큰 경우에 비해, 상기 잔존용량의 전회 산출값이 상기 제2추정값보다 작은 경우에 상기 제1보정게인을 감소시키는 것이 더욱 바람직하다.
상기 제1보정게인선택유닛은, 상기 잔존용량의 전회 산출값과 상기 제2추정값이 각각 입력으로 정의되는 사전설정된 맵을 참조하여 상기 제1보정게인을 선택하는 것이 바람직하다.
상기 1이상의 보정게인은 제2보정게인을 더 포함하고, 상기 보정값산출유닛은 상기 2차전지를 충방전하기 위한 상기 2차전지의 입출력 전류와 상기 제2추정값간의 관계를 토대로 상기 제2보정게인을 선택하는 제2보정게인선택유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2보정게인선택유닛은, 상기 제2추정값이 상기 2차전지의 과충전에 근접하는 제3사전설정값 이상인 경우, 상기 2차전지로의 입력 전류가 증가함에 따라 상기 제2보정게인을 증가시키고, 상기 제2추정값이 상기 2차전지의 과방전에 근접하는 제4사전설정값 이하인 경우, 상기 2차전지로의 출력 전류가 증가함에 따라 상기 제2보정게인을 증가시키는 것이 더욱 바람직하다.
상기 제2보정게인선택유닛은, 상기 2차전지의 입출력 전류와 상기 제2추정값이 각각 입력으로 정의되는 사전설정된 맵을 참조하여 상기 제2보정게인을 선택하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 또다른 실시형태에 따르면, 충전가능한 2차전지의 잔존용량추정장치가 제공된다. 상기 2차전지의 잔존용량추정장치는 전회의 잔존용량 추정 시로부터의 상기 2차전지의 충방전량을 토대로, 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제1추정값을 산출하는 제1추정유닛; 상기 2차전지의 상태값을 토대로 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제2추정값을 산출하는 제2추정유닛; 및 상기 제2추정값으로부터의 잔존용량의 전회 산출값의 편차에 따라 보정값을 토대로 상기 제1추정값을 보정하는 보정유닛을 포함하되, 상기 잔존용량의 전회 산출값은 상기 전회 잔존용량 추정 시에 추정된 상기 2차전지의 잔존용량추정값이고, 상기 2차전지의 잔존용량추정값을 생성한다. 상기 보정유닛은 상기 2차전지를 충방전하기 위한 상기 2차전지의 입출력 전류와 상기 제2추정값간의 관계를 토대로 상기 보정값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 실시형태에 따르면, 2차전지의 잔존용량추정값을 생성하기 위해서는, 전회의 잔존용량 추정 시로부터의 상기 2차전지의 충방전량을 토대로 산출된 제1추정값이 상기 2차전지의 입출력 전류와 상기 제2추정값간의 관계를 토대로 보정되어, 상기 2차전지의 잔존용량추정값을 산출하게 된다. 따라서, 상기 보정값은 제2추정값이 존재하는 범위에 대응하는 2차전지의 입출력 전류(예컨대, 사전설정된 값 이상인 입력 전류가 과충전에 근접한 범위에서 생성되는 지의 여부 또는 사전설정된 값 이상인 출력 전류가 과방전에 근접한 범위에서 생성되는 지의 여부)를 토대로 결정될 수 있다.
결과적으로는, 제2추정값이 과충전에 근접한 범위 내에 있으면서 2차전지로의 입력 전류가 큰 경우, 및 제2추정값이 과방전에 근접한 범위 내에 있으면서 2차전지로부터의 출력 전류가 큰 경우, 잔존용량추정값의 추정 정확도를 향상시키기 위하여 제2추정값에 대한 추종성을 증대시킬 수 있게 된다.
상기 보정유닛은 상기 제2추정값과 상기 잔존용량의 전회 산출값을 받아 상기 편차를 산출하는 편차산출유닛; 상기 편차산출유닛으로부터 받은 상기 편차를 1이상의 보정게인에 곱하여 보정값을 산출하는 보정값산출유닛; 및 상기 보정값산출유닛으로부터 받은 상기 보정값을 출력을 위해 상기 제1추정유닛으로부터 받은 상기 제1추정값에 가산하는 추정값산출유닛을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 1이상의 보정게인은 제1보정게인을 포함하며, 상기 보정값산출유닛은 상기 2차전지의 입출력 전류와 상기 제2추정값간의 관계를 토대로 상기 제1보정게인을 선택하는 제1보정게인선택유닛을 포함한다.
상기 제1보정게인선택유닛은, 상기 제2추정값이 상기 2차전지의 과충전에 근접하는 제1사전설정값 이상인 경우, 상기 2차전지로의 입력 전류가 증가함에 따라 상기 제1보정게인을 증가시키고, 상기 제2추정값이 상기 2차전지의 과방전에 근접하는 제2사전설정값 이하인 경우, 상기 2차전지로부터의 출력 전류가 증가함에 따라 상기 제1보정게인을 증가시키는 것이 더욱 바람직하다.
상기 제1보정게인선택유닛은, 상기 2차전지의 입출력 전류와 상기 제2추정값이 각각 입력으로 정의되는 사전설정된 맵을 참조하여 상기 제1보정게인을 선택하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 1이상의 보정게인은 제3보정게인을 더 포함하고, 상기 보정값산출유닛은 상기 2차전지의 전지온도를 토대로 상기 제3보정게인을 선택하는 제3보정게인선택유닛을 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 제3보정게인선택유닛은 상기 2차전지의 전지온도가 증가함에 따라 상기 제3보정게인을 증가시키는 것이 더욱 바람직하다.
상기 제1추정유닛은 상기 2차전지의 입출력 전류의 적분값을 토대로 상기 2차전지의 충방전량을 획득하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 제2추정유닛은 상기 2차전지의 기전압을 토대로 상기 제2추정값을 산출하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 2차전지의 잔존용량추정장치는 상기 2차전지의 충방전 전압, 상기 2차전지의 분극전압 및 상기 2차전지의 내부저항으로 야기된 전압 강하를 토대로, 상기 2차전지의 기전압을 산출하는 기전압산출유닛을 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 또다른 실시형태에 따르면, 충전가능한 2차전지의 잔존용량추정방법은 전회의 잔존용량 추정 시로부터의 상기 2차전지의 충방전량을 토대로, 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제1추정값을 산출하는 단계; 상기 2차전지의 상태값을 토대로 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제2추정값을 산출하는 단계; 및 상기 제2추정값으로부터의 잔존용량의 전회 산출값의 편차에 따라 보정값을 토대로 상기 제1추정값을 보정하는 단계를 포함하되, 상기 잔존용량의 전회 산출값은 상기 전회 잔존용량 추정 시에 추정된 상기 2차전지의 잔존용량추정값이고, 상기 2차전지의 잔존용량추정값을 생성한다. 상기 2차전지의 잔존용량추정값의 생성 시, 상기 보정값은 상기 잔존용량의 전회 산출값의 크기와 상기 잔존용량의 전회 산출값과 상기 제2추정값간의 크기 관계를 토대로 산출된다.
본 발명의 또다른 실시형태에 따르면, 충전가능한 2차전지의 잔존용량추정방법이 제공된다. 상기 2차전지의 잔존용량추정방법은 전회의 잔존용량 추정 시로부터의 상기 2차전지의 충방전량을 토대로, 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제1추정값을 산출하는 단계; 상기 2차전지의 상태값을 토대로 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제2추정값을 산출하는 단계; 및 상기 제2추정값으로부터의 잔존용량의 전회 산출값의 편차에 따라 보정값을 토대로 상기 제1추정값을 보정하는 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 잔존용량의 전회 산출값은 상기 전회 잔존용량 추정 시에 추정된 상기 2차전지의 잔존용량추정값이고, 상기 2차전지의 잔존용량추정값을 생성한다. 상기 2차전지의 잔존용량추정값의 생성 시, 상기 보정값은 상기 2차전지를 충방전하기 위한 상기 2차전지의 입출력 전류와 상기 제2추정값간의 관계를 토대로 산출된다.
본 발명에 따르면, 과충전과 과방전을 보다 안정하게 회피하면서도, 2차전지의 잔존용량을 높은 정확도로 추정하기 위한 2차전지의 잔존용량추정장치 및 방법이 성취될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 2차전지의 잔존용량추정장치를 탑재한 차량의 개략적인 구성도;
도 2는 충방전제어유닛에 의한 충방전 제어의 일례를 도시한 도면;
도 3은 SOC추정유닛의 처리를 도시한 블럭도;
도 4는 2차전지의 기전압과 SOC간의 관계의 일례를 도시한 도면;
도 5a 및 도 5b는 SOC산출유닛에서 산출된 보정값을 기술하기 위한 도면;
도 6은 SOC추정값의존게인선택유닛에 저장된 맵의 일례를 도시한 도면;
도 7은 전지온도의존게인선택유닛에 저장된 맵의 구조를 도시한 도면;
도 8은 상기 맵에서의 추정 SOC에 관한 보정게인의 변동의 일례를 도시한 도 면;
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 SOC추정유닛에서의 처리의 블럭도;
도 10은 입출력전류의존게인선택유닛에 저장된 맵의 일례를 도시한 도면;
도 11a 및 도 11b는 도 10에 도시된 맵에서의 각각의 추정 SOC에 대응하는 게인 특성을 기술하기 위한 도면; 및
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 SOC추정유닛에서의 처리의 블럭도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하되, 동일하거나 대응하는 구성요소들은 동일한 참조 부호들로 표시되며, 그 설명을 반복하지는 않기로 한다.
[제1실시예]
도 1을 참조하면, 차량(100)은 2차전지(6), PCU(Power Control Unit)(8), 모터제너레이터(MG)(10), ECU(1), 전압측정유닛(12), 전류측정유닛(14) 및 온도측정유닛(16)을 포함한다. 차량(100)은 모터제너레이터(10)로부터의 구동력과 도시되지 않은 엔진으로부터의 구동력 중 하나 이상에 의하여 주행하는 하이브리드자동차이다. 하이브리드자동차 대신에, 상기 차량은 모터제너레이터로부터의 구동력만을 이용하여 주행하는 전기자동차 또는 연료전지를 탑재한 연료차량일 수도 있다.
2차전지(6)는 복수의 통합전지셀로 각각 이루어진 복수의 전지모듈이 직렬로 연결되는 구성을 갖는 배터리세트로서, 예컨대 리튬이온전지, 니켈금속수소전지 등을 들 수 있다. 2차전지(6)는 PCU(8)에 의하여 충방전되도록 구성된다.
PCU(8)는 2차전지(6)로부터 공급되는 DC(Direct Current) 전력을 AC(Alternating Current) 전력으로 변환하여, 그것을 차량(100)의 역행(power running) 시에 모터제너레이터(10)로 공급하게 되고, 모터제너레이터(10)에 의해 생성되는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여, 그것을 차량(100)의 회생 제동(regenerative braking) 시에 2차전지(6)로 공급하게 됨으로써, 차량(100)의 운동에너지를 전기에너지로 모으게 된다. 나아가, PCU(8)는 2차전지(6)로부터 공급되는 DC 전력을 승압시켜 모터제너레이터(10)로부터 공급되는 DC 전압을 낮추기 위한 승압/강압 컨버터(DC/DC 컨버터)를 포함할 수도 있다.
본 명세서에 개시된 회생 제동은 풋브레이크 조작없이 차량 주행 시에 액셀러레이터페달을 해제시켜 역학적 제동을 행하면서 감속(또는 가속의 불연속화)하는 것과 하이브리드자동차의 운전자가 풋브레이크를 조작하는 경우에서의 역학적 제동을 수반하는 제동 동작을 포함한다는 점에 유의한다.
예컨대 3상AC회전전기기계인 모터제너레이터(10)는 PCU(8)로부터 공급되는 AC 전력 수신 시에 전동기로서 작용하여, 차량(100)을 구동하기 위한 구동력을 도시되지 않은 차륜으로 전달한다. 나아가, 모터제너레이터(10)는 차륜을 통해 전달되는 회전구동력 수신 시에 발전기로서 작용하여, 차량(100)의 운동에너지를 PCU(8)에 의하여 2차전지(6)로 다시 전달하기 위한 전력으로 변환시킨다.
ECU(1)는 차량(100)의 구동상태, 액셀러레이터페달위치, 시프트위치, 2차전지의 SOC, ECU(1)에 탑재된 ROM(Read Only Memory)(3)에 저장된 맵과 프로그램 등에 기초한 처리를 행한다. 따라서, ECU(1)는 운전자의 조작 지시에 따라 구동상태 를 유도하기 위하여 차량에 탑재된 기기들을 제어한다.
2차전지(6)의 충방전 전압(Vb)을 측정하는 전압측정유닛(12), 2차전지(6)의 입출력 전류(Ib)를 측정하는 전류측정유닛(14) 및 2차전지의 전지온도(Tb)를 측정하는 온도측정유닛(16)이 ECU(1)에 연결된다. ECU(1)는 SOC추정유닛(2) 및 충방전제어유닛(5)을 포함한다.
SOC추정유닛(2)은 전압측정유닛(12), 전류측정유닛(14) 및 온도측정유닛(16)에 의해 각각 측정되는 2차전지(6)의 충방전 전압(Vb), 2차전지(6)의 입출력 전류(Ib) 및 2차전지(6)의 전지온도(Tb)를 토대로 2차전지(6)의 SOC를 순차적으로 추정한다. 2차전지(6)의 추정된 SOC추정값은 ECU(1)에 탑재된 RAM(Random Access Memory)(4)에 저장된다.
RAM(4)에 저장된 SOC추정값에 따라, 충방전제어유닛(5)은 제어지시를 PCU(8)에 공급하여, 모터제너레이터(10)에서 2차전지(6)로 공급되는 충전량과 2차전지(6)에서 모터제너레이터(10)로 공급되는 방전량을 제어하게 된다.
도 2는 충방전제어유닛(5)에 의한 충방전 제어의 일례를 보여준다. 도 2에서는, S1 < S2 < S3 < S4 라고 가정한다.
도 2를 참조하면, 2차전지(6)가 과충전상태에 근접하여, SOC추정값이 상태값 S3을 초과하는 경우, 충방전제어유닛(5)은 SOC추정값이 증가함에 따라 2차전지(6)의 충전량을 감소시킨다. 나아가, SOC추정값이 상태값(S4)을 초과하면, 충방전제어유닛(5)은 충전량을 제로로 설정한다. 따라서, 충방전제어유닛(5)은 2차전지(6)의 충전을 충전제한영역(상태값 S3-S4) 내로 제한하고, 2차전지(6)의 충전을 충전금지 영역(상태값 S4-) 내로 금지한다.
다른 한편으로, 2차전지(6)가 과방전상태에 근접하여 SOC추정값이 상태값 S2 미만인 경우, 충방전제어유닛(5)은 SOC추정값이 감소함에 따라 2차전지(6)의 방전량을 감소시킨다. 나아가, SOC추정값이 상태값 S1 미만이면, 충방전제어유닛(5)이 방전량을 제로로 설정한다. 따라서, 충방전제어유닛(5)은 2차전지(6)의 방전을 방전제한영역(상태값 S2-S1) 내로 제한하고, 2차전지(6)의 방전을 방전금지영역(상태값 S1-) 내로 금지한다.
도 3을 참조하면, SOC추정유닛(2)은 일정 사이클(예컨대, 매 100 msec)로 처리를 행하여, 이전 추정(한 사이클 이전)에서 산출된 SOC추정값, 충방전 전압(Vb), 입출력 전류(Ib) 및 전지온도(Tb)를 토대로 현재 SOC추정값을 산출하게 된다. SOC추정유닛(2)은 잠정SOC산출유닛(30), 기전압산출유닛(20), 추정SOC산출유닛(28) 및 SOC산출유닛(40)을 포함한다.
잠정SOC산출유닛(30)은 전회 잔존용량(SOC) 추정이 행해진 후로부터 2차전지(6)의 충방전량을 토대로 2차전지(6)의 잔존용량을 위한 제1추정값 #SOCa를 산출한다. 다시 말해, 잠정SOC산출유닛(30)은 이전 추정으로부터 현재까지의 기간에서 2차전지(6)의 충방전량의 변동량을 가산 또는 감산하여, 제1추정값 #SOCa를 산출하게 된다. 예시를 통하여, 잠정SOC산출유닛(30)은 2차전지(6)의 입출력 전류(Ib)의 적산값을 토대로 2차전지(6)의 충방전량을 획득한다.
잠정SOC산출유닛(30)은 입출력 전류(Ib)를 적산하는 적산유닛(32) 및 제1추정값 #SOCa로서 적산유닛(32)의 출력값과 전회 산출된 SOC추정값의 합을 출력하는 가산유닛(34)을 포함한다. 제1추정값 #SOCa는 이하 "잠정SOC"라고도 한다. 상기 잠정SOC는 전회 산출된 잔존용량추정값에 기초하여 2차전지(6)의 충방전량을 토대로 2차전지(6)의 잔존용량을 위한 추정값이다.
기전압산출유닛(20)은 2차전지(6)의 충방전 전압(Vb), 2차전지(6)의 분극전압 및 2차전지(6)의 내부저항에 기인하는 전압 강하를 토대로 2차전지(6)의 기전압을 산출한다. 기전압산출유닛(20)은 전압강하산출유닛(22), 분극전압산출유닛(24) 및 가산유닛(26)을 포함한다.
전지온도(Tb) 및 입출력 전류(Ib)을 토대로, 전압강하산출유닛(22)은 2차전지(6)에서 발생하는 전압 강하를 산출한다. 예컨대, 전지온도(Tb)가 입력(파라미터)으로서 규정되는 맵으로서 내부저항의 변동이 사전에 미리 저장되고, 상기 전압 강하는 상기 맵을 참조하여 얻어지는 내부저항과 입출력 전류(Ib)의 곱을 토대로 산출된다.
분극전압산출유닛(24)은 전지온도(Tb) 및 입출력 전류(Ib)을 토대로 2차전지(6)에서 발생되는 분극전압을 산출한다. 이러한 분극전압은 또한 전지온도(Tb) 및 입출력 전류(Ib)가 각각 입력(파라미터)으로서 규정되는 사전에 미리 저장된 맵을 참조하여 산출된다.
전압 강하와 분극전압을 산출하기 위한 방법들이 특별히 제한되는 것은 아니며, 공지된 기술이 적용될 수 있으므로, 그 상세한 설명은 생략한다는 점에 유의한다.
가산유닛(26)은 전압강하산출유닛(22)에 의해 산출되는 전압 강하를 충방전 전압(Vb)에 가산하고, 분극전압산출유닛(24)에 의해 산출되는 분극전압을 감산함으로써, 2차전지(6)의 기전압(개방회로전압) #OCV의 추정값을 산출하게 된다.
기전압산출유닛(20)에 사용되는 충방전 전압(Vb), 입출력 전류(Ib) 및 전지온도(Tb)는 각각 예컨대 전회 추정에서 현재까지의 기간 동안의 평균값일 수도 있다는 점에 유의한다.
추정SOC산출유닛(28)은 기전압산출유닛(20)에 의해 산출되는 2차전지(6)의 상태값의 일례인 기전압 #OCV을 토대로 2차전지(6)의 잔존용량을 위한 제2추정값 #SOCb를 산출한다. 제2추정값 #SOCb는 이하 "추정SOC"라고도 한다. 상기 추정SOC는 2차전지(6)의 상태값을 토대로 2차전지(6)의 잔존용량에 대한 추정값이다.
본 발명의 제1실시예에 있어서, 2차전지(6)의 상태값을 토대로 잔존용량에 대한 추정값을 산출하는 일례로서, 추정값이 2차전지(6)의 기전압을 토대로 산출되는 구성(추정SOC산출유닛(28))이 예시되어 있지만, 상기 추정SOC의 산출이 이것으로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 추정SOC는 2차전지(6)의 전지내부압력을 토대로 산출될 수도 있다. 다시 말해, 2차전지의 유형에 따라 적절하게 2차전지의 전지내부압력, 전지온도, 입출력 전류 및 충방전 전압과 같은 상태값을 이용하여 추정SOC가 선택적으로 획득될 수 있다.
도 4를 참조하면, 2차전지(6)의 SOC는 기전압 OCV와 대응관계를 가진다. 이에 따라, 추정SOC산출유닛(28)은 도 4에 도시된 사전에 미리 저장된 맵을 참조하여 2차전지(6)의 기전압 #OCV에 대응하는 사상값을 획득하여, 상기 추정SOC(#SOCb)가 0-100(%) 범위 내에서 산출되도록 한다.
도 3을 다시 참조하면, SOC산출유닛(40)은 잠정SOC산출유닛(30) 및 추정SOC산출유닛(28)으로부터 잠정SOC(#SOCa) 및 추정SOC(#SOCb)를 각각 수신하고, 사전설정된 처리에 의해 산출된 보정값으로 상기 잠정SOC(#SOCa)를 보정하여, 2차전지(6)의 잔존용량(SOC)추정값을 생성하게 된다. 다시 말해, SOC산출유닛(40)은 잠정SOC(#SOCa)를 보정하기 위한 적산요소(I요소)로서 작용하여, 추정SOC(#SOCb)에 근접하게 된다.
구체적으로, SOC산출유닛(40)은 전회 잔존용량 추정 시에 추정된 SOC추정값(이하, "SOC추정값(전회 산출값)"이라고도 함)의 크기 및 상기 SOC추정값(전회 산출값)과 추정SOC(#SOCb)간의 크기 관계를 토대로 보정값을 산출한다. SOC산출유닛(40)은 감산유닛(42), 보정값산출유닛(50) 및 가산유닛(52)을 포함한다.
감산유닛(42)은 추정SOC산출유닛(28)에 의해 산출된 추정SOC(#SOCb) 및 SOC추정값(전회 산출값)을 수신하여, 추정SOC(#SOCb)에 대한 SOC추정값(전회 산출값)의 편차를 산출하게 된다(=추정SOC(#SOCb) - SOC추정값(전회 산출값)). 감산유닛(42)은 그 후에 상기 산출된 편차를 보정값산출유닛(50)으로 출력한다.
보정값산출유닛(50)은 감산유닛(42)으로부터 편차를 수신하여, 상기 편차를 복수의 보정게인과 곱하여 보정값을 산출하게 된다. 보정값산출유닛(50)은 변환게인유닛(44), SOC추정값의존게인선택유닛(46) 및 전지온도의존게인선택유닛(48)을 포함하고, 상기 편차를 상기 각각의 유닛에서의 보정게인과 순차적으로 곱하여 보정값을 산출하게 된다.
변환게인유닛(44)은 고정값인 변환게인 K를 구비하여 편차를 조정함으로써, 출력될 보정값의 범위가 입력될 편차의 가변 범위에 따라 적절하게 설정되게 된다.
SOC추정값의존게인선택유닛(46)은 SOC추정값(전회 산출값)의 크기 및 상기 SOC추정값(전회 산출값)과 추정SOC(#SOCb)간의 크기 관계를 토대로 보정게인(G1)을 선택한다. 예시를 통하여, SOC추정값의존게인선택유닛(46)은, SOC추정값(전회 산출값)과 추정 SOC가 각각 입력(파라미터)으로서 규정되는 맵을 사전에 미리 저장할 수도 있어, 상기 맵을 참조하여 보정게인(G1)을 선택하게 된다. SOC추정값의존게인선택유닛(46)에서는, 변환게인유닛(44)에서의 변환게인 K와의 곱셈 후에 얻어지는 편차가 출력을 위한 그 보정게인(G1)에 추가로 곱해진다.
전지온도의존게인선택유닛(48)은 전지온도(Tb)를 토대로 보정게인(G3)을 선택한다. 예시를 통하여, 전지온도의존게인선택유닛(48)은 또한 전지온도(Tb)와 추정SOC(#SOCb)가 각각 입력(파라미터)으로서 규정되는 맵을 사전에 미리 저장할 수도 있어, 상기 맵을 참조하여 보정게인(G3)을 선택하게 된다. 전지온도의존게인선택유닛(48)에서는, SOC추정값의존게인선택유닛(46)에서의 변환게인 G1과의 곱셈 후에 얻어지는 값이 그 보정게인(G3)에 추가로 곱해져, 상기 결과를 보정값 △SOC로 출력하게 된다.
이하, SOC추정값의존게인선택유닛(46) 및 전지온도의존게인선택유닛(48)에서의 보정게인의 선택을 상세히 설명하기로 한다.
가산유닛(52)은 전지온도의존게인선택유닛(48)으로부터 보정값 △SOC를 수신하고, 보정값 △SOC를 잠정SOC산출유닛(30)으로부터 수신된 잠정SOC(#SOCa)에 가산하여, 그 결과를 SOC추정값으로서 출력하게 된다.
(SOC추정값의존게인선택유닛)
이하, SOC추정값의존게인선택유닛(46)에서의 보정게인(G1)의 선택을 상세히 설명하기로 한다.
도 5a는 SOC추정값이 상대적으로 큰(과충전에 근접함) 경우를 보여주고, 도 5b는 SOC추정값이 상대적으로 작은(과방전에 근접함) 경우를 보여준다.
도 5a를 참조하면, SOC추정값의존게인선택유닛(46)은 상기 추정SOC(#SOCb)에 대한 SOC추정값(전회 산출값)의 편차를 산출하고, 상기 편차를 사전설정된 보정게인에 곱하여 보정값을 산출하게 된다. 이에 따라, 추정SOC(#SOCb) < SOC추정값(전회 산출값)이면, 음의 편차가 발생하고, 그 결과 음의 보정값이 SOC잠정값(#SOCa)에 가산된 다음, 보다 작은 값을 나타내는 추정SOC(#SOCb)에 근접하도록 SOC추정값이 계속해서 보정된다.
그러므로, 예를 들어 2차전지(6)의 충전이 계속되는 경우, SOC추정값이 과충전에 근접한 값을 나타내면서 상기 SOC추정값이 추정SOC(#SOCb)보다 크다면, SOC추정값은 과충전측에 반대 방향(저SOC측)으로 보정된다. 결과적으로는, 전압측정유닛(12), 전류측정유닛(14) 및 온도측정유닛(16)에서의 측정 정확도 등에 기인하는 추정SOC(#SOCb)에 오차가 발생한다면, 2차전지(6)가 과충전상태에 있으면서, 상대적으로 작은 SOC추정값이 산출될 수도 있다.
나아가, 도 5b를 참조하면, 추정SOC(#SOCb) > SOC추정값(전회 산출값)이면, 양의 편차가 발생하고, 그 결과 양의 보정값이 SOC잠정값(#SOCa)에 가산되며, 보다 큰 값을 나타내는 추정SOC(#SOCb)에 근접하도록 SOC추정값이 계속해서 보정된다.
그러므로, 예를 들어 2차전지(6)의 방전이 계속되는 경우, SOC추정값이 과방전에 근접한 값을 나타내면서 상기 SOC추정값이 추정SOC(#SOCb)보다 작다면, SOC추정값은 과방전측에 반대 방향(고SOC측)으로 보정된다. 결과적으로는, 전압측정유닛(12), 전류측정유닛(14) 및 온도측정유닛(16)에서의 측정 정확도 등에 기인하는 추정SOC(#SOCb)에 오차가 발생한다면, 2차전지(6)가 과방전상태에 있으면서, 상대적으로 큰 SOC추정값이 산출될 수도 있다.
따라서, 이러한 경우, SOC추정값의존게인선택유닛(46)은 보정게인(G1)을 상대적으로 감소시킴으로써, 과도한 보정값의 산출을 회피하게 되고, 충방전 제어 시 2차전지(6)에 대한 안전측(과충전측 또는 과방전측을 향한) 값을 나타내도록 SOC추정값을 산출하게 된다.
도 6을 참조하면, 맵 46#은 SOC추정값(전회 산출값) 및 추정SOC(#SOCb)가 각각 입력으로서 규정된 2차원 맵이고, 출력될 사상값이 보정게인(G1)에 대응한다. 이러한 보정게인(G1)은 도 3의 SOC추정값의존게인선택유닛(46)에 곱해지는 보정게인이다.
맵 46#은 SOC추정값(전회 산출값)이 과충전에 근접한 SOC 범위 r1, SOC추정값(전회 산출값)이 과방전에 근접한 SOC 범위 r2 및 특성라인(60-64)으로 규정된 영역을 가진다. 특성라인(60)은 SOC추정값(전회 산출값)이 추정SOC(#SOCb)와 일치하는 위치를 보여준다. 특성라인(61, 62)은 각각 추정SOC(#SOCb)가 사전설정된 값에 대응하는 위치를 보여준다. 특성라인(63)은 추정SOC(#SOCb)에 대한 SOC추정값의 편차가 -d1에 대응하는 위치를 보여준다. 특성라인(64)은 추정SOC(#SOCb)에 대한 SOC추정값의 편차가 d2에 대응하는 위치를 보여준다.
맵 46#에서는, 상기 SOC추정값(전회 산출값)이 2차전지(6)의 과충전에 근접한 SOC 범위 r1 내에 있으면서, 추정SOC(#SOCb)가 사전설정된 값 이상(특성라인(61)의 하측)인 조건 하에, SOC추정값(전회 산출값)이 추정SOC(#SOCb)(특성라인(60)의 상측)보다 큰 경우의 게인값(g11)은 상기 SOC추정값(전회 산출값)이 추정SOC(#SOCb)(특성라인(60)의 하측)보다 작은 경우의 게인값(g15)보다 작은 값으로 설정된다.
예를 들어, SOC 범위 r1은 도 2에 도시된 바와 같이 충전제한영역(상태값 S3-S4)에 대응하도록 선택된다. 다시 말해, SOC추정값(전회 산출값)이 충전제한값(상태값 S3)으로 증가된 경우에는, 안전측을 향해 보정이 행해진다(보정게인(G1)이 상대적으로 감소됨). 다른 한편으로, SOC추정값(전회 산출값)이 충전금지값(상태값 S4)으로 증가한 후, 2차전지(6)는 충전되는 것이 금지된다. 결과적으로는, (보정게인(G1)을 리셋 또는 상대적으로 증가시키기 위하여) 추정 정확도를 향상시키기 위한 추종성을 더욱 증대시키는 것이 바람직하다.
상술된 바와 같이, SOC추정값(전회 산출값)이 과충전에 근접한 SOC 범위 r1 이내에 있는 경우에는, (보정게인을 상대적으로 감소시키는) 안전측을 향한 상술된 보정이 요구되는데, 이는 SOC추정값(전회 산출값)이 추정SOC(#SOCb)보다 큰 경우이다. 따라서, 게인값 g11이 맵 46#에 설정된 영역은 특성라인(60)의 상측 영역에 대응하고, 게인값 g11보다 큰 게인값 g15는 특성라인(60)의 하측 영역에 설정된다.
나아가, 맵 46#에서, 보다 작은 게인값 g11이 그 안에 설정된 영역은 추정 SOC(#SOCb)가 사전설정된 값 이상인 특성라인(61)의 하측으로 제한된다.
도 4에 도시된 바와 같이 SOC와 2차전지(6)의 기전압간의 관계에 따르면, SOC 변동에 관한 기전압의 변동량이 50%에 대하여 과충전측(상대적으로 큰 SOC) 또는 과방전측(상대적으로 작은 SOC)에 근접함에 따라 증가된다. 다시 말해, SOC가 50%에 근접하면, SOC 변동에 대한 기전압 변동이 상대적으로 작고(SOC 변동에 대한 감도가 낮음), 이는 추정SOC(#SOCb)의 상대적으로 큰 추정 오차를 야기한다. 그러므로, 추정SOC(#SOCb)의 추정 오차가 상대적으로 크게 되는 상술된 영역에서의 추정 정확도를 개선하기 위한 추종성을 더욱 증대시키는 것이 바람직하다.
따라서, 맵 46#에서는, 2차전지(6)의 기전압 특성에 따라, 추정SOC(#SOCb)의 측정 오차가 상대적으로 크게 되는 영역이 특성라인(61, 62)으로 규정된다. SOC의 측정 오차가 상대적으로 작은 영역에서는, 즉 특성라인(61)의 하측 영역과 특성라인(62)의 상측 영역에서는, 보다 작은 게인이 설정된다.
또한, 맵 46#에서는, SOC추정값(전회 산출값)이 2차전지(6)의 과방전에 근접한 SOC 범위 r2 내에 있으면서, 추정SOC(#SOCb)가 사전설정된 값 이하(특성라인(62)의 상측)인 조건 하에, SOC추정값이 추정SOC(#SOCb)(특성라인(60)의 하측)보다 작은 경우의 게인값(g12)은 상기 SOC추정값(전회 산출값)이 추정SOC(#SOCb)(특성라인(60)의 상측)보다 큰 경우의 게인값(g15)보다 작은 값으로 설정된다.
예를 들어, SOC 범위 r2는 도 2에 도시된 바와 같이 방전제한영역(상태값 S2-S1)에 대응하도록 선택된다. 다시 말해, SOC추정값(전회 산출값)이 방전제한값(상태값 S2)으로 감소된 경우에는, 안전측을 향해 보정이 추가로 행해진다(보정게 인이 상대적으로 감소됨). 다른 한편으로, SOC추정값(전회 산출값)이 방전금지값(상태값 S1)으로 감소한 후, 2차전지(6)는 방전되는 것이 금지된다. 결과적으로는, (보정게인을 리셋 또는 상대적으로 증가시키기 위하여) 추정 정확도를 향상시키기 위한 추종성을 증대시키는 것이 바람직하다.
상술된 바와 같이, SOC추정값(전회 산출값)이 과방전에 근접한 SOC 범위 r2 이내에 있는 경우에는, (보정게인을 상대적으로 감소시키는) 안전측을 향한 상술된 보정이 요구되는데, 이는 SOC추정값(전회 산출값)이 추정SOC(#SOCb)보다 작은 경우이다. 따라서, 게인값 g12가 맵 46#에 설정된 영역은 특성라인(60)의 하측 영역에 대응하고, 게인값 g12보다 큰 게인값 g15는 특성라인(60)의 상측 영역에 설정된다.
나아가, 상술된 바와 같이, SOC 측정 오차가 상대적으로 작은 영역에서는, 즉 특성라인(62)의 상측 영역에서는, 보다 작은 게인값(g12)이 설정된다.
나아가, 맵 46#에서, SOC추정값(전회 산출값)이 추정SOC(#SOCb)로부터 과도하게 벗어난 경우에는, 추정 정확도를 향상시키기 위한 추종성을 더욱 증대시키기 위하여(보정게인을 더욱 증가시키기 위하여), 게인값(g15)보다 큰 게인값(g13, g14)은 |d1| 보다 큰 편차의 절대값을 갖는 영역(특성라인(63)의 상측 영역) 및 |d2| 보다 큰 편차의 절대값을 갖는 영역(특성라인(64)의 하측 영역)에 대해 각각 설정된다.
그러므로, 맵 46#에서는, 게인값 g11, g12 < 게인값 g15 < 게인값 g13, g14 의 관계로 가정한다.
상술된 맵 46#에서는, 특성라인(63, 64)을 규정하기 위한 편차(d1, d2)가 각 각 서로 독립적인 경우를 설명하였지만, 과충전측 및 과방전측에서 보정값을 대칭으로 산출하기 위하여 |d1| = |d2|의 관계로 가정될 수도 있다. 동일한 이유로, 게인값 g11 = 게인값 g12 및 게인값 g13 = 게인값 g14의 관계가 가정될 수도 있다. 나아가, 게인값 g12, g13, g14, g15의 영역들은 상술된 것과 유사한 기술적 사상에 있기만 하면, 각각의 하위분할영역에 대한 게인값을 설정하도록 하위분할될 수도 있다.
(전지온도의존게인선택유닛)
이하, 전지온도의존게인선택유닛(48)의 보정게인(G3)의 선택을 상세히 설명하기로 한다.
도 7을 참조하면, 맵 48#은 전지온도(Tb) 및 추정SOC(#SOCb)가 각각 입력(파라미터)으로 규정되는 2차원맵이고, 출력될 사상값이 보정게인(G3)에 대응한다. 이러한 보정게인(G3)은 도 3의 전지온도의존게인선택유닛(48)에 곱해지는 보정게인이다.
2차전지(6)는 전기에너지(전하)를 충방전하기 위해 화학반응을 이용한다. 전지온도에 영향을 받는 활성도를 갖는 상기 화학반응은 전지온도(Tb)가 상승함에 따라 더욱 활성화된다. 이러한 활성도의 증가로 인하여, 2차전지(6)의 기전압추정값(#OCV)이 변동하기 쉬워, 추정SOC(#SOCb) 또한 상대적으로 크게 변동하게 된다. 따라서, 잔존용량추정값의 추정 정확도를 향상시키고, 추종성을 증대시키기 위하여 보정게인(G3)을 상대적으로 증가시키는 것이 바람직하다.
또한, 추정SOC가 과충전 또는 과방전에 근접한 경우에도, 2차전지(6)의 기전 압추정값(#OCV)이 변동하기 쉽다. 따라서, 잔존용량추정값의 추정 정확도를 향상시키고, 추종성을 증대시키기 위하여 보정게인(G3)을 상대적으로 증가시키는 것이 바람직하다.
따라서, 맵 48#은 상술된 특성을 나타내는 보정게인(G3)이 선택되도록 설정된다.
도 8은 맵 48#에서 추정SOC(#SOCb)에 관한 보정게인(G3)의 변동을 보여준다. 도 8의 온도 T1, T2, T3은 각각 도 7의 맵 48#에 도시된 온도 T1, T2, T3(T1 < T2 < T3)에 대응한다는 점에 유의한다.
도 8을 참조하면, 맵 48#에서는, 전지온도(Tb)가 여하한의 온도 T1, T2, T3에 대응하는 경우에도, 추정SOC(#SOCb)가 과충전측 또는 과방전측을 향해 50%에 대하여 변위됨에 따라 증가하도록 보정게인(G3)이 설정된다. 전지온도의존게인선택유닛(48)은 과충전측 및 과방전측 상의 보정게인(G3)이 상대적으로 증가되도록 설정하여, 추정 정확도를 더욱 향상시키게 된다.
나아가, 맵 48#에서, 각각의 추정SOC(#SOCb)에 대응하는 보정게인(G3)은 2차전지(6)의 전지온도(Tb)가 상승함에 따라 증가되도록 설정된다. 다시 말해, 보정게인(G3)을 나타내는 특성라인은 전지온도(Tb)가 상승함에 따라 그래프에서 상향 시프트될 것이다. 따라서, 보정게인(G3)은 2차전지(6)의 전지온도(Tb)가 상승함에 따라 증가되는데, 이는 전지온도(Tb)의 변동동안 2차전지(6)의 SOC추정값이 안정하면서도 고정확도로 산출되도록 한다.
본 발명의 제1실시예에 있어서, 잠정SOC산출유닛(30)은 "제1추정유닛"에 대 응하고, 추정SOC산출유닛(28)은 "제2추정유닛"에 대응하며, SOC산출유닛(40)은 "보정유닛"에 대응하고, 기전압산출유닛(20)은 "기전압산출유닛"에 대응한다. 감산유닛(42)은 "편차산출유닛"에 대응하고, 보정값산출유닛(50)은 "보정값산출유닛"에 대응하며, 가산유닛(52)은 "추정값산출유닛"에 대응한다. 나아가, SOC추정값의존게인선택유닛(46)은 "제1보정게인선택유닛"에 대응하고, 전지온도의존게인선택유닛(48)은 "제3보정게인선택유닛"에 대응한다.
상술된 본 발명의 제1실시예에서는, 보정값산출유닛(50)에 포함된 SOC추정값의존게인선택유닛(46) 및 전지온도의존게인선택유닛(48)이 각각 보정게인(G1, G3)을 곱하여 보정값 △SOC를 산출하는 구성이 설명되어 있지만, 상기 보정값산출유닛은 SOC추정값의존게인선택유닛(46) 및 전지온도의존게인선택유닛(48) 중 하나를 포함하도록 구성될 수도 있다. 다시 말해, 보정값 △SOC가 SOC추정값의존게인선택유닛(46)에 의해 선택된 보정게인(G1)과 전지온도의존게인선택유닛(48)에 의해 선택된 보정게인(G3) 중 하나에 곱하여 산출되는 구성의 경우에도, 과충전과 과방전을 보다 안정하게 회피하면서, 상기 2차전지의 잔존용량이 높은 정확도로 추정될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따르면, SOC추정값의존게인선택유닛(46)은 SOC추정값(전회 산출값)이 과충전에 근접한 영역에 있고 SOC추정값(전회 산출값)이 (SOC제어중심을 향하는) 보다 작은 값으로 보정되는 경우에 상대적으로 작은 보정게인(G1)을 선택한다. 나아가, SOC추정값의존게인선택유닛(46)은 SOC추정값(전회 산출값)이 과방전에 근접한 영역에 있고 SOC추정값(전회 산출값)이 (SOC제어중심을 향하는) 보다 큰 값으로 보정되는 경우에 상대적으로 작은 보정게인(G1)을 선택한다.
따라서, SOC추정값(전회 산출값)이 과충전 또는 과방전에 근접한 영역에 있는 경우, 충방전 제어 시 2차전지의 안전측(더욱 과충전측 또는 더욱 과방전측)값을 표시하기 위하여 잔존용량추정값이 산출된다. 결과적으로는, 과충전과 과방전을 더욱 안정하게 회피하면서, 2차전지의 잔존용량이 고정확도로 추정될 수 있게 된다.
나아가, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 전지온도(Tb)의 증가에 따라, 전지온도의존게인선택유닛(48)은 상대적으로 크게 변동될 수도 있는 추정SOC(#SOCb)에 따라 보정게인(G3)을 상대적으로 증가시킴으로써, 잔존용량추정값의 추정 정확도를 향상시키고 추종성을 증대시키게 된다. 또한, 과충전 또는 과방전의 영역에 접근함에 따라, 전지온도의존게인선택유닛(48)은 상대적으로 크게 변동될 수도 있는 추정SOC(#SOCb)에 따라 보정게인(G3)을 상대적으로 증가시킴으로써, 잔존용량추정값의 추정 정확도를 향상시키고 추종성을 증대시키게 된다.
결과적으로는, 전지온도(Tb)가 높은 경우 및/또는 과충전이나 과방전에 근접한 영역에 있는 경우와 같이 잔존용량추정값의 추정 정확도가 열화되기 쉬운 경우에도, 추정 정확도를 향상시키기 위한 추종성을 증대시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 2차전지의 잔존용량이 과충전과 과방전을 보다 안정하게 회피하면서도 높은 정확도로 추정될 수 있게 된다.
[제2실시예]
본 발명의 상술된 제1실시예에서는, 보정값 △SOC가 SOC추정값(전회 산출값), 추정SOC(#SOCb) 및 전지온도를 토대로 각각 선택된 보정게인에 의해 산출되는 구성이 기술되어 있다. 본 발명의 제2실시예에서는, 보정값 △SOC가 입출력 전류, 추정SOC(#SOCb) 및 전지온도를 토대로 각각 선택된 보정게인들에 의해 산출되는 구성이 기술될 것이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 SOC추정유닛(2A)은, SOC산출유닛(40) 대신에 SOC산출유닛(40A)을 구비한다는 점을 제외하고는 도 3에 도시된 본 발명의 제1실시예에 따른 SOC추정유닛(2)과 등가이고, SOC산출유닛(40A)은 보정값산출유닛(50) 대신에 보정값산출유닛(50A)을 구비한다는 점을 제외하고는 등가이며, 보정값산출유닛(50A)은 SOC추정값의존게인선택유닛(46) 대신에 입출력전류의존게인선택유닛(47)을 구비한다는 점을 제외하고는 등가이다.
입출력전류의존게인선택유닛(47)은 전류측정유닛(14)으로부터 수신되는 2차전지(6)의 입출력 전류(Ib)와 추정SOC산출유닛(28)으로부터 수신되는 추정SOC(#SOCb)간의 관계를 토대로 보정게인(G2)을 선택한다. 예시를 통하여, 입출력전류의존게인선택유닛(47)은 입출력 전류(Ib) 및 추정SOC(#SOCb)가 각각 입력(파라미터)으로 규정된 맵을 사전에 미리 저장할 수 있어, 상기 맵을 참조하여 보정게인(G2)을 선택할 수 있게 된다. 입출력전류의존게인선택유닛(47)에서는, 변환게인유닛(44)의 변환게인(K)에 곱한 후 얻어지는 편차가 출력을 위한 보정게인(G2)에 추가로 곱해진다.
기타는 본 발명의 제1실시예에 따른 SOC추정유닛(2)에서와 동일하기 때문에, 그 상세한 설명을 반복하지는 않기로 한다.
(입출력전류의존게인선택유닛)
이하, 입출력전류의존게인선택유닛(47)의 보정게인(G2)의 선택을 상세하게 설명하기로 한다.
도 4를 다시 참조하면, 2차전지(6)의 기전압과 SOC간의 관계에 따라, 50%에 대하여 과충전측(상대적으로 큰 SOC) 또는 과방전측(상대적으로 작은 SOC)에 접근함에 따라 SOC 변동에 대한 기전압의 변동량이 증가된다.
이에 따라, 2차전지(6)가 과충전 상태에 접근하는 경우에 2차전지(6)로의 입력 전류(충전전류)가 크다면, 추정SOC(#SOCb)가 크게 변동될 수도 있다. 이와 유사하게, 2차전지(6)로부터의 출력 전류(방전전류)가 2차전지(6)가 과방전 상태에 접근하는 경우에 크다면, 상기 추정SOC(#SOCb)가 크게 변동될 수도 있다. 따라서, 이 경우에는, 보정값 △SOC를 보다 큰 값으로 설정하여, 추종성을 증대시키고 추정 정확도를 향상시키는 것이 바람직하다.
도 10을 참조하면, 입출력전류의존게인선택유닛(47)에 저장된 맵 47#은, 2차전지(6)의 입출력 전류(Ib)와 추정SOC(#SOCb)가 각각 입력(파라미터)으로서 규정된 2차원 맵이고, 출력될 사상값은 보정게인(G2)에 대응한다. 이러한 보정게인(G2)은 도 9의 입출력전류의존게인선택유닛(47)에 곱해지는 보정게인이다.
맵 47#에서는, 추정SOC(#SOCb)가 2차전지(6)의 과충전에 근접하는 사전설정된 값 이상인 경우(특성라인(67) 상의 여하한의 입출력 전류(Ib)에 대응하는 추정SOC(#SOCb)), 출력될 보정게인(G2)은 2차전지(6)로의 입력 전류가 증가함에 따라 증가되도록 설정된다. 다른 한편으로, 추정SOC(#SOCb)가 2차전지(6)의 과방전에 근접한 사전설정된 값 이하인 경우(특성라인(68) 상의 여하한의 입출력 전류(Ib)에 대응하는 추정SOC(#SOCb)), 출력될 보정게인(G2)은 2차전지(6)로의 출력 전류가 증가함에 따라 증가되도록 설정된다.
다시 말해, 특성라인(67)의 하측 영역과 특성라인(68)의 상측 영역에서는, 다른 영역에 설정된 게인값(g21) 보다 큰 게인값(g22, g23)이 각각 설정된다. 특성라인(67, 68)은 2차전지(6)의 완충용량(Ah), 입출력전류값(A), SOC에 대한 기전압 특성 등에 따라 적절하게 결정된다. 나아가, 맵 47#에서는, 게인값(g21, g22)의 영역들이 각각의 게인값을 설정하기 위해 더욱 하위분할되고, 출력될 보정게인(G2)은 입력 전류 또는 출력 전류가 증가함에 따라 증가하도록 설정된다.
도 11a 및 도 11b는 도 10에 도시된 맵 47#에서의 각각의 추정SOC(#SOCb)에 대응하는 게인 특성(70-74)을 기술하기 위한 도면들이다. 도 11a 및 도 11b의 참조 부호(70-74)는 각각 도 10의 참조 부호(70-74)에 대응한다.
도 11a는 추정SOC(#SOCb)가 상대적으로 큰(과충전에 근접함) 경우를 보여주고, 도 11b는 추정SOC(#SOCb)가 상대적으로 작은(과방전에 근접함) 경우를 보여준다.
도 10 및 도 11a를 참조하면, 예컨대 추정SOC(#SOCb)가 50%인 게인 특성(70)이 특성라인(67, 68)과 교차하지 않으므로, 고정값인 게인값(g21)이 입출력 전류(Ib)에 독립적으로 선택된다.
다른 한편으로, 게인 특성(70)에 대응하는 추정SOC(#SOCb)보다 큰 추정 SOC(#SOCb)에 대응하는 게인 특성(71)은 특성라인(67)과 교차하므로, 입출력 전류(Ib)가 사전설정된 입력 전류값(I1)을 초과할 때 보정게인(G2)이 증가하기 시작한다.
나아가, 보다 큰 추정SOC(#SOCb)에 대응하는 보다 큰 게인 특성(72)에 관해서는, 입출력 전류(Ib)가 입력 전류값(I1)보다 작은 입력 전류값(I2)을 초과할 때 보정게인(G2)이 증가하기 시작한다.
따라서, 맵 47#에서는, 추정SOC(#SOCb)가 특성라인(67)에 의해 규정된 사전설정된 값 이상인 경우, 입력 전류(충전전류)가 증가하고 추정SOC(#SOCb)가 증가함에 따라 출력될 보정게인(G2)이 증가되도록 설정된다.
다른 한편으로, 도 10 및 도 11b를 참조하면, 게인 특성(70)에 대응하는 추정SOC(#SOCb)보다 작은 추정SOC(#SOCb)에 대응하는 게인 특성(73)이 특성라인(68)과 교차하므로, 입출력 전류(Ib)가 사전설정된 출력 전류값(I3)을 초과할 때, 보정게인(G2)이 증가하기 시작한다.
나아가, 보다 작은 추정SOC(#SOCb)에 대응하는 게인 특성(74)에 관해서는, 입출력 전류(Ib)가 출력 전류값(I3)보다 작은 출력 전류값(I4)을 초과할 때 보정게인(G2)이 증가하기 시작한다.
따라서, 맵 47#에서는, 추정SOC(#SOCb)가 특성라인(68)에 의해 규정된 사전설정된 값 이상인 경우, 출력 전류(방전전류)가 증가하고 및/또는 추정SOC(#SOCb)가 감소함에 따라 출력될 보정게인(G2)이 증가되도록 설정된다.
상술된 바와 같이, 2차전지(6)를 과충전시키는 입력 전류 또는 2차전지(6)를 과방전시키는 출력 전류에 대하여 증가되도록 보정게인(G2)이 설정되는데, 이는 2차전지(6)의 SOC추정값이 안정하면서도 높은 정확도로 산출되도록 한다.
본 발명의 제2실시예에 있어서, 잠정SOC산출유닛(30)은 "제1추정유닛"에 대응하고, 추정SOC산출유닛(28)은 "제2추정유닛"에 대응하며, SOC산출유닛(40A)은 "보정유닛"에 대응하고, 기전압산출유닛(20)은 "기전압산출유닛"에 대응한다. 감산유닛(42)은 "편차산출유닛"에 대응하고, 보정값산출유닛(50A)은 "보정값산출유닛"에 대응하며, 가산유닛(52)은 "추정값산출유닛"에 대응한다. 나아가, 입출력전류의존게인선택유닛(47)은 "제1보정게인선택유닛"에 대응하고, 전지온도의존게인선택유닛(48)은 "제3보정게인선택유닛"에 대응한다.
상술된 본 발명의 제2실시예에서는, 보정값산출유닛(50A)에 포함된 입출력전류의존게인선택유닛(47) 및 전지온도의존게인선택유닛(48)이 각각 보정게인(G2, G3)을 곱하여 보정값 △SOC를 산출하는 구성이 설명되어 있지만, 상기 보정값산출유닛은 입출력전류의존게인선택유닛(47) 및 전지온도의존게인선택유닛(48) 중 하나를 포함하도록 구성될 수도 있다. 다시 말해, 보정값 △SOC가 입출력전류의존게인선택유닛(47)에 의해 선택된 보정게인(G2)과 전지온도의존게인선택유닛(48)에 의해 선택된 보정게인(G3) 중 하나를 곱하여 산출되는 구성의 경우에도, 과충전과 과방전을 안정하게 회피하면서, 상기 2차전지의 잔존용량이 높은 정확도로 추정될 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따르면, 과충전에 근접하면서 입력 전류(충전전류)가 큰 경우 또는 과방전에 근접하면서 출력 전류(방전전류)가 큰 경우에서와 같이 추 정SOC(#SOCb)가 크게 변동될 수도 있는 상태에서, 입출력전류의존게인선택유닛(47)이 상대적으로 보정게인(G2)을 증가시켜, 추종성을 증대시키면서 잔존용량추정값의 추정 정확도를 향상시키게 된다.
따라서, 과충전 또는 과방전에 근접한 영역에서는, 잔존용량추정값의 추정 정확도가 열화되기 쉬운 경우에도, 추종성을 증대시키면서 추정 정확도를 향상시킬 수 있게 된다. 그러므로, 2차전지의 잔존용량은 과충전과 과방전을 더욱 안정하게 회피하면서, 2차전지의 잔존용량이 고정확도로 추정될 수 있게 된다.
나아가, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 전지온도(Tb)의 증가에 따라, 전지온도의존게인선택유닛(48)은 상대적으로 크게 변동될 수도 있는 추정SOC(#SOCb)에 따라 보정게인(G3)을 상대적으로 증가시킴으로써, 잔존용량추정값의 추정 정확도를 향상시키고 추종성을 증대시키게 된다. 또한, 과충전 또는 과방전의 영역에 접근함에 따라, 전지온도의존게인선택유닛(48)은 상대적으로 크게 변동될 수도 있는 추정SOC(#SOCb)에 따라 보정게인(G3)을 상대적으로 증가시킴으로써, 잔존용량추정값의 추정 정확도를 향상시키고 추종성을 증대시키게 된다.
결과적으로는, 전지온도(Tb)가 높은 경우 및/또는 과충전이나 과방전에 근접한 영역에 있는 경우와 같이 잔존용량추정값의 추정 정확도가 열화되기 쉬운 경우에도, 추정 정확도를 향상시키기 위한 추종성을 증대시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 2차전지의 잔존용량이 과충전과 과방전을 보다 안정하게 회피하면서도 높은 정확도로 추정될 수 있게 된다.
[제3실시예]
본 발명의 상술된 제1 및 제2실시예에서는, 보정값이 SOC추정값(전회 산출값), 추정SOC(#SOCb) 및 전지온도를 토대로 선택된 보정게인에 의해 산출되는 구성 및 보정값이 입출력 전류, 추정SOC(#SOCb) 및 전지온도를 토대로 선택된 보정게인들에 의해 산출되는 구성이 각각 기술되어 있다. 본 발명의 제3실시예에서는, 보정값이 상기 보정게인들에 의해 산출되는 구성이 기술될 것이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 SOC추정유닛(2B)은, SOC산출유닛(40) 대신에 SOC산출유닛(40B)을 구비한다는 점을 제외하고는 도 3에 도시된 본 발명의 제1실시예에 따른 SOC추정유닛(2)과 등가이고, SOC산출유닛(40B)은 보정값산출유닛(50) 대신에 보정값산출유닛(50B)을 구비한다는 점을 제외하고는 등가이다. 나아가, 보정값산출유닛(50B)은 도 9에 도시된 입출력전류의존게인선택유닛(47)을 더 포함한다는 점을 제외하고는 보정값산출유닛(50)에 등가이다.
기타 다른 부분들은 본 발명의 제1실시예에 따른 SOC추정유닛(2)에서와 동일하기 때문에, 그 상세한 설명은 반복하지 않기로 한다.
본 발명의 제1 및 제2실시예에 상세히 기술된 바와 같이, SOC추정값의존게인선택유닛(46), 입출력전류의존게인선택유닛(47) 및 전지온도의존게인선택유닛(48)은 각각 과충전과 과방전을 안정하게 회피하면서 높은 정확도로 2차전지의 잔존용량을 추정하기 위하여 보정게인을 선택한다. 그러므로, SOC산출유닛(40B)은 제1 및 제2실시예에 비해 과충전과 과방전을 보다 안정하게 회피하면서도 보다 높은 정확도로 2차전지의 잔존용량을 추정하여 얻은 SOC추정값을 산출할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 있어서, 잠정SOC산출유닛(30)은 "제1추정유닛"에 대 응하고, 추정SOC산출유닛(28)은 "제2추정유닛"에 대응하며, SOC산출유닛(40B)은 "보정유닛"에 대응하고, 기전압산출유닛(20)은 "기전압산출유닛"에 대응한다. 감산유닛(42)은 "편차산출유닛"에 대응하고, 보정값산출유닛(50B)은 "보정값산출유닛"에 대응하며, 가산유닛(52)은 "추정값산출유닛"에 대응한다. 나아가, SOC추정값의존게인선택유닛(46)은 "제1보정게인선택유닛"에 대응하고, 입출력전류의존게인선택유닛(47)은 "제2보정게인선택유닛"에 대응하며, 전지온도의존게인선택유닛(48)은 "제3보정게인선택유닛"에 대응한다.
본 발명의 제3실시예에 따르면, 상술된 본 발명의 제1 및 제2실시예들 양자 모두의 어떠한 효과들도 달성가능하다.
본 발명의 제1실시예 내지 제3실시예에서는, 본 발명에 따른 2차전지의 잔존용량추정장치를 탑재한 차량을 설명하였지만, 본 발명은 SOC추정값을 토대로 충전 및 방전되도록 구성된 여하한의 2차전지의 장치 및 시스템에도 적용가능하다.
본 명세서에 개시된 실시예들은 모든 실시형태에 있어서 제한적인 것이 아니라 예시적인 것이라는 것을 이해하여야 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명이라기 보다는 청구범위의 항목들에 의해 한정되며, 청구범위에 등가인 기술적 사상과 범위 내에서는 어떠한 변형예들도 포함하도록 의도되어 있다.

Claims (18)

  1. 충전가능한 2차전지의 잔존용량추정장치에 있어서,
    전회의 잔존용량 추정 시로부터의 상기 2차전지의 충방전량을 토대로, 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제1추정값을 산출하는 제1추정유닛;
    상기 2차전지의 기전압, 충방전 전압, 입출력 전류, 전지온도 및 전지내부압력 중 하나 이상을 토대로 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제2추정값을 산출하는 제2추정유닛; 및
    상기 제2추정값에 대한 잔존용량의 전회 산출값의 편차에 따른 보정값을 토대로 상기 제1추정값을 보정하는 보정유닛을 포함하여 이루어지되, 상기 잔존용량의 전회 산출값은 상기 전회의 잔존용량 추정 시에 추정된 상기 2차전지의 잔존용량추정값이고, 상기 2차전지의 잔존용량추정값을 생성하며,
    상기 보정유닛은, 상기 잔존용량의 전회 산출값과 상기 제2추정값에 관련지어 보정게인을 정의하는 미리 결정된 관계를 참조함으로써, 상기 잔존용량의 전회 산출값의 크기 및 상기 제2추정값의 크기를 토대로 상기 보정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보정유닛은,
    상기 제2추정값과 상기 잔존용량의 전회 산출값을 받아 상기 편차를 산출하는 편차산출유닛,
    상기 편차산출유닛으로부터 받은 상기 편차를 1이상의 보정게인에 곱하여 보정값을 산출하는 보정값산출유닛, 및
    상기 보정값산출유닛으로부터 받은 상기 보정값을 출력을 위해 상기 제1추정유닛으로부터 받은 상기 제1추정값에 가산하는 추정값산출유닛을 포함하고,
    상기 1이상의 보정게인은 제1보정게인을 포함하며,
    상기 보정값산출유닛은, 상기 미리 결정된 관계를 참조함으로써 얻어진 대응하는 게인을 상기 제1보정게인으로서 선택하는 제1보정게인선택유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1보정게인선택유닛은,
    상기 잔존용량의 전회 산출값이 상기 2차전지의 과충전에 근접하는 제1범위 이내에 있고, 상기 제2추정값이 제1사전설정값 이상인 조건 하에, 상기 잔존용량의 전회 산출값이 상기 제2추정값보다 작은 경우에 비해, 상기 잔존용량의 전회 산출값이 상기 제2추정값보다 큰 경우에 상기 제1보정게인을 감소시키고,
    상기 잔존용량의 전회 산출값이 상기 2차전지의 과방전에 근접하는 제2범위 이내에 있고, 상기 제2추정값이 제2사전설정값 이하인 조건 하에, 상기 잔존용량의 전회 산출값이 상기 제2추정값보다 큰 경우에 비해, 상기 잔존용량의 전회 산출값이 상기 제2추정값보다 작은 경우에 상기 제1보정게인을 감소시키는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1보정게인선택유닛은, 상기 잔존용량의 전회 산출값과 상기 제2추정값이 각각 입력으로 정의되는 사전설정된 맵을 참조하여 상기 제1보정게인을 선택하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 1이상의 보정게인은 제2보정게인을 더 포함하고,
    상기 보정값산출유닛은, 상기 2차전지를 충방전하기 위한 상기 2차전지의 입출력 전류와 상기 제2추정값에 관련지어 상기 제2보정게인을 정의하는 미리 결정된 관계를 참조함으로써, 상기 2차전지의 입출력 전류의 크기 및 상기 제2추정값의 크기를 토대로, 상기 제2보정게인을 선택하는 제2보정게인선택유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2보정게인선택유닛은,
    상기 제2추정값이 상기 2차전지의 과충전에 근접하는 제3사전설정값 이상인 경우, 상기 2차전지로의 입력 전류가 증가함에 따라 상기 제2보정게인을 증가시키고,
    상기 제2추정값이 상기 2차전지의 과방전에 근접하는 제4사전설정값 이하인 경우, 상기 2차전지로의 출력 전류가 증가함에 따라 상기 제2보정게인을 증가시키는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2보정게인선택유닛은, 상기 2차전지의 입출력 전류와 상기 제2추정값이 각각 입력으로 정의되는 사전설정된 맵을 참조하여 상기 제2보정게인을 선택하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  8. 충전가능한 2차전지의 잔존용량추정장치에 있어서,
    전회의 잔존용량 추정 시로부터의 상기 2차전지의 충방전량을 토대로, 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제1추정값을 산출하는 제1추정유닛;
    상기 2차전지의 기전압, 충방전 전압, 입출력 전류, 전지온도 및 전지내부압력 중 하나 이상을 토대로 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제2추정값을 산출하는 제2추정유닛; 및
    상기 제2추정값에 대한 잔존용량의 전회 산출값의 편차에 따른 보정값을 토대로 상기 제1추정값을 보정하는 보정유닛을 포함하여 이루어지되, 상기 잔존용량의 전회 산출값은 상기 전회의 잔존용량 추정 시에 추정된 상기 2차전지의 잔존용량추정값이고, 상기 2차전지의 잔존용량추정값을 생성하며,
    상기 보정유닛은 상기 2차전지를 충방전하기 위한 상기 2차전지의 입출력 전류와 상기 제2추정값에 관련지어 보정게인을 정의하는 미리 결정된 관계를 참조함으로써, 상기 2차전지의 입출력 전류의 크기 및 상기 제2추정값의 크기를 토대로 상기 보정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보정유닛은,
    상기 제2추정값과 상기 잔존용량의 전회 산출값을 받아 상기 편차를 산출하는 편차산출유닛,
    상기 편차산출유닛으로부터 받은 상기 편차를 1이상의 보정게인에 곱하여 보정값을 산출하는 보정값산출유닛, 및
    상기 보정값산출유닛으로부터 받은 상기 보정값을 출력을 위해 상기 제1추정유닛으로부터 받은 상기 제1추정값에 가산하는 추정값산출유닛을 포함하고,
    상기 1이상의 보정게인은 제1보정게인을 포함하며,
    상기 보정값산출유닛은 상기 미리 결정된 관계를 참조함으로써 얻어진 대응하는 게인을 상기 제1보정게인으로서 선택하는 제1보정게인선택유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1보정게인선택유닛은, 상기 제2추정값이 상기 2차전지의 과충전에 근접하는 제1사전설정값 이상인 경우, 상기 2차전지로의 입력 전류가 증가함에 따라 상기 제1보정게인을 증가시키고, 상기 제2추정값이 상기 2차전지의 과방전에 근접하는 제2사전설정값 이하인 경우, 상기 2차전지로부터의 출력 전류가 증가함에 따라 상기 제1보정게인을 증가시키는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1보정게인선택유닛은, 상기 2차전지의 입출력 전류와 상기 제2추정값이 각각 입력으로 정의되는 사전설정된 맵을 참조하여 상기 제1보정게인을 선택하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  12. 제2항 또는 제9항에 있어서,
    상기 1이상의 보정게인은 제3보정게인을 더 포함하고,
    상기 보정값산출유닛은 상기 2차전지의 전지온도에 관련지어 상기 제3보정게인을 정의하는 미리 결정된 관계를 참조함으로써, 상기 2차전지의 전지온도값을 토대로 상기 제3보정게인을 선택하는 제3보정게인선택유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제3보정게인선택유닛은 상기 2차전지의 전지온도가 증가함에 따라 상기 제3보정게인을 증가시키는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  14. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1추정유닛은 상기 2차전지의 입출력 전류의 적분값을 토대로 상기 2차전지의 충방전량을 획득하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  15. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제2추정유닛은 상기 2차전지의 기전압을 토대로 상기 제2추정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 2차전지의 충방전 전압, 상기 2차전지의 분극전압 및 상기 2차전지의 내부저항으로 야기된 전압 강하를 토대로, 상기 2차전지의 기전압을 산출하는 기전압산출유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정장치.
  17. 충전가능한 2차전지의 잔존용량추정방법에 있어서,
    전회의 잔존용량 추정 시로부터의 상기 2차전지의 충방전량을 토대로, 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제1추정값을 산출하는 단계;
    상기 2차전지의 기전압, 충방전 전압, 입출력 전류, 전지온도 및 전지내부압력 중 하나 이상을 토대로 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제2추정값을 산출하는 단계; 및
    상기 제2추정값에 대한 잔존용량의 전회 산출값의 편차에 따른 보정값을 토대로 상기 제1추정값을 보정하는 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 잔존용량의 전회 산출값은 상기 전회의 잔존용량 추정 시에 추정된 상기 2차전지의 잔존용량추정값이고, 상기 2차전지의 잔존용량추정값을 생성하며,
    상기 2차전지의 잔존용량추정값의 생성 시, 상기 보정값은 상기 잔존용량의 전회 산출값과 상기 제2추정값에 관련지어 보정게인을 정의하는 미리 결정된 관계를 참조함으로써, 상기 잔존용량의 전회 산출값의 크기 및 상기 제2추정값의 크기를 토대로 산출되는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정방법.
  18. 충전가능한 2차전지의 잔존용량추정방법에 있어서,
    전회의 잔존용량 추정 시로부터의 상기 2차전지의 충방전량을 토대로, 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제1추정값을 산출하는 단계;
    상기 2차전지의 기전압, 충방전 전압, 입출력 전류, 전지온도 및 전지내부압력 중 하나 이상을 토대로 상기 2차전지의 잔존용량에 대한 제2추정값을 산출하는 단계; 및
    상기 제2추정값에 대한 잔존용량의 전회 산출값의 편차에 따른 보정값을 토대로 상기 제1추정값을 보정하는 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 잔존용량의 전회 산출값은 상기 전회의 잔존용량 추정 시에 추정된 상기 2차전지의 잔존용량추정값이고, 상기 2차전지의 잔존용량추정값을 생성하며,
    상기 2차전지의 잔존용량추정값의 생성 시, 상기 보정값은 상기 2차전지를 충방전하기 위한 상기 2차전지의 입출력 전류와 상기 제2추정값에 관련지어 보정게인을 정의하는 미리 결정된 관계를 참조함으로써, 상기 2차전지의 입출력 전류의 크기 및 상기 제2추정값의 크기를 토대로 산출되는 것을 특징으로 하는 2차전지의 잔존용량추정방법.
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