KR101261149B1 - Method for estimating state of charge of battery - Google Patents
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Abstract
배터리 센서가 배터리와 최초로 연결되었을 때 잔존용량을 정확하게 산출할 수 있도록 한 배터리의 잔존용량(SOC) 추정방법이 개시된다.
개시된 배터리의 잔존용량 추정방법은, 배터리와 최초 연결 상태인지를 확인하여, 상기 연결 상태가 최초 연결일 경우 방전 상태인지 충전 상태인지를 확인하는 단계와; 상기 확인결과 방전상태일 경우 배터리 전압을 측정하고, 미리 정해진 안정화 판단전압과 비교하여 배터리의 안정화 여부를 판별하는 단계와; 방전되는 전류의 크기를 계산하여 전압강하 정도를 계산하는 단계와; 상기 계산한 전압강하 전압과 측정된 전압을 이용하여 개회로 전압을 계산하는 단계와; 상기 계산한 개회로 전압에 해당하는 초기 잔존용량을 연산한 후, 상기 초기 잔존용량과 미리 정해진 불안정화 계수를 연산하여 최종 잔존용량을 산출하는 단계를 포함한다.Disclosed is a method of estimating remaining battery capacity (SOC), which allows the battery sensor to accurately calculate the remaining capacity when the battery sensor is first connected to the battery.
The method for estimating the remaining capacity of the disclosed battery may include: checking whether the battery is in an initial connection state and determining whether the battery is in a discharge state or a charge state when the connection state is an initial connection state; Measuring the battery voltage when the discharge state is determined and comparing it with a predetermined stabilization determination voltage to determine whether to stabilize the battery; Calculating a magnitude of a voltage drop by calculating a magnitude of a discharged current; Calculating an open circuit voltage using the calculated voltage drop voltage and the measured voltage; After calculating the initial remaining capacity corresponding to the calculated open circuit voltage, and calculating the final remaining capacity by calculating the initial remaining capacity and the predetermined destabilization coefficient.
Description
본 발명은 배터리의 잔존용량(SOC: State Of Charge) 추정에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 센서가 배터리와 최초로 연결되었을 때 잔존용량을 정확하게 산출할 수 있도록 한 배터리의 잔존용량 추정방법에 관한 것이다.
The present invention relates to estimating the remaining capacity of a battery (SOC), and more particularly, to a method of estimating the remaining capacity of a battery to accurately calculate the remaining capacity when the battery sensor is first connected to the battery. .
일반적으로 배터리만을 에너지원으로 사용하는 순수 전기자동차는 물론 배터리를 에너지 버퍼로 사용하는 하이브리드 차량 및 연료전지 하이브리드 차량에서 배터리는 차량의 품질을 결정하는 주요한 부품 중의 하나이다. 특히 배터리가 주행 중 엔진의 출력을 어시스트하거나 발생한 에너지를 축적하는 차량의 보조 에너지원이 되므로, 그 제어기술은 매우 중요하다 하겠다.In general, hybrid vehicles and fuel cell hybrid vehicles that use batteries as energy buffers, as well as pure electric vehicles that use only batteries as energy sources, are one of the main components of vehicle quality. In particular, since the battery serves as an auxiliary energy source for a vehicle that assists in outputting the engine or accumulates the generated energy, the control technology is very important.
이에 하이브리드 차량이나 연료전지 차량과 같이 고전압 배터리를 사용하는 전기자동차에서는 배터리에 대한 전반적인 상태를 총괄하여 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)이 구비되어 있으며, 이 배터리 관리 시스템은 배터리 수명의 조기 단축을 방지하고, 종합제어를 수행하는 차량 제어기에 배터리의 잔존용량(SOC) 정보를 알려줌으로써 발전제어와 주행제어를 지원한다.Electric vehicles using high voltage batteries, such as hybrid vehicles and fuel cell vehicles, are equipped with a battery management system (BMS) that manages the overall condition of the battery. It prevents premature shortening and supports generation control and driving control by notifying SOC information of battery to vehicle controller performing comprehensive control.
여기서 배터리 관리 시스템의 주요 기능으로 배터리의 잔존용량 추정과 만충전 감지, 각 셀 모듈 간 전압의 균형 유지, 배터리의 잔존용량에 따른 최대 충전 및 방전 전압의 제어, 안전 관리 및 진단, 냉각 제어 등을 들 수 있다. 이 중에서 차량의 주행 전략에 가장 중요하게 작용하는 기술이 배터리의 잔존용량 계산이다.The main functions of the battery management system include estimating the remaining capacity of the battery and detecting full charge, balancing the voltage between each cell module, controlling the maximum charge and discharge voltage according to the remaining capacity of the battery, safety management and diagnosis, and cooling control. Can be mentioned. Among them, the most important technology for driving a vehicle is calculating the battery's remaining capacity.
정확한 배터리의 잔존용량을 추정해야만 잉여의 에너지가 발생할 때 배터리에 충전하고 높은 출력이 필요할 때 방전하여 요구 출력을 충당하는 하이브리드 시스템의 정확한 구현이 가능해지며, 이를 통해 에너지 저감 및 차량 운용 효율을 극대화할 수 있기 때문이다.Accurate estimation of the remaining capacity of the battery enables accurate implementation of a hybrid system that charges the battery when surplus energy is generated and discharges when a high output is needed to meet the required output, thereby maximizing energy reduction and vehicle operation efficiency. Because it can.
만약 잔존용량의 계산이 부정확하다면 차량의 운용 효율 감소는 물론 위험한 상황까지 초래할 수 있다. 예를 들면, 실제 용량은 80%이지만 계산된 용량이 30%인 경우 차량 제어기는 충전이 필요하다고 판단하여 배터리를 과충전할 수 있으며, 혹은 그 반대의 경우 배터리는 과방전될 수 있다. 결국, 상기와 같은 과충전 또는 과방전에 의해 배터리의 발화 혹은 폭발이 발생하여 매우 위험한 상황이 초래될 수 있는 것이다.If the remaining capacity is calculated incorrectly, it can lead to a dangerous situation as well as a reduction in the operational efficiency of the vehicle. For example, if the actual capacity is 80% but the calculated capacity is 30%, the vehicle controller may determine that charging is necessary and overcharge the battery, or vice versa. As a result, the battery may be ignited or exploded by the overcharge or overdischarge as described above, resulting in a very dangerous situation.
배터리의 초기 잔존 용량 측정에 대한 종래 기술이 대한민국 공개특허 공개번호 10-1998-0012690호(1998.04.30. 공개)(발명의 명칭: 전기자동차 배터리의 초기 잔존용량 측정장치)에 개시되어 있다.The prior art for measuring the initial remaining capacity of the battery is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1998-0012690 (published on April 30, 1998) (name of the invention: the initial remaining capacity measuring device of the electric vehicle battery).
개시된 종래기술은 배터리 센서가 배터리에 최초로 연결되었을 때 측정된 배터리 전위와 배터리 온도를 연산하여 배터리의 초기 잔존용량을 구하는 방법을 이용하여 차를 시동걸기 직전에 현재 배터리의 잔존용량을 측정 및 확인할 수 있도록 한 것이다.
The disclosed prior art can measure and confirm the remaining capacity of the current battery immediately before starting the vehicle by using the method of calculating the initial remaining capacity of the battery by calculating the battery potential and the battery temperature measured when the battery sensor is first connected to the battery. It would be.
그러나 상기와 같은 종래 기술은 다양한 환경을 고려하지 못하고, 단순히 배터리의 전압을 측정하는 배터리 센서가 배터리에 최초로 연결되었을 때 측정한 전압만을 가지고 잔존용량을 산출하기 때문에, 잔존용량 추정이 부정확하다는 단점이 있다.However, the above conventional technology does not consider various environments and simply calculates the remaining capacity using only the measured voltage when the battery sensor measuring the voltage of the battery is first connected to the battery. have.
특히, 배터리 개회로 전압에 따른 충전상태, 실제 배터리 전압과 센서 사이의 전압강하 정도, 배터리 내부 저항치, 최초 연결된 배터리의 안정화 상태 여부 등이 잔존용량 추정에 절대적으로 영향을 미치게 되는 데, 종래 기술은 이러한 다양한 환경 정보를 고려하지 않았기 때문에 잔존용량 추정에 최적이라고 볼 수 없다.In particular, the state of charge according to the battery open circuit voltage, the degree of voltage drop between the actual battery voltage and the sensor, the internal resistance value of the battery, and whether the first connected battery is stabilized absolutely affect the estimation of the remaining capacity. It is not optimal for estimating the remaining capacity because it does not consider this various environmental information.
또한, 종래 기술은 배터리와 배터리 센서 간의 최초 연결 여부와 관계없이 항상 동일한 잔존용량 연산 로직을 적용하여 배터리의 잔존용량을 추정하기 때문에, 최적의 잔존용량 추정이라고 볼 수 없다.In addition, since the conventional technology estimates the remaining capacity of the battery by applying the same remaining capacity calculation logic at all times regardless of whether the battery and the battery sensor are initially connected, it cannot be regarded as an optimal remaining capacity estimation.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 배터리의 잔존용량 추정방법에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Accordingly, the present invention has been proposed to solve various problems occurring in the method of estimating the remaining capacity of the conventional battery as described above.
본 발명의 목적은 배터리 센서가 배터리와 최초로 연결되었을 때 잔존용량을 정확하게 산출할 수 있도록 한 배터리의 잔존용량 추정방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a method for estimating the remaining capacity of a battery to accurately calculate the remaining capacity when the battery sensor is first connected to the battery.
본 발명의 다른 목적은 배터리 센서가 배터리와 최초로 연결되었을 때 잔존용량을 정확하게 산출하여, 부정확한 잔존용량으로 인해 발생하는 제어 오류를 방지하고, 부정확한 잔존용량으로 인해 제어를 수행하지 않아 발생하는 손실을 방지할 수 있도록 한 배터리의 잔존용량 추정방법을 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention is to accurately calculate the remaining capacity when the battery sensor is first connected to the battery, to prevent the control error caused by the incorrect remaining capacity, loss caused by not performing the control due to the incorrect remaining capacity The present invention provides a method for estimating the remaining capacity of a battery so as to prevent the occurrence of the problem.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 에에 따른 "배터리의 잔존용량 추정방법"은,According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above objects "method of estimating the remaining capacity of the battery",
배터리와 최초 연결 상태인지를 확인하여, 상기 연결 상태가 최초 연결일 경우 방전 상태인지 충전 상태인지를 확인하는 단계와;Checking whether the battery is in an initial connection state, and determining whether the battery is in a discharge state or a charge state when the connection state is an initial connection state;
상기 확인결과 방전상태일 경우 배터리 전압을 측정하고, 미리 정해진 안정화 판단전압과 비교하여 배터리의 안정화 여부를 판별하는 단계와;Measuring the battery voltage when the discharge state is determined and comparing it with a predetermined stabilization determination voltage to determine whether to stabilize the battery;
방전되는 전류의 크기를 계산하여 전압강하 정도를 계산하는 단계와;Calculating a magnitude of a voltage drop by calculating a magnitude of a discharged current;
상기 계산한 전압강하 전압과 측정된 전압을 이용하여 개회로 전압을 계산하는 단계와;Calculating an open circuit voltage using the calculated voltage drop voltage and the measured voltage;
상기 계산한 개회로 전압에 해당하는 초기 잔존용량을 연산한 후, 상기 초기 잔존용량과 미리 정해진 불안정화 계수를 연산하여 최종 잔존용량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And after calculating the initial residual capacity corresponding to the calculated open circuit voltage, calculating the final residual capacity by calculating the initial residual capacity and a predetermined destabilization coefficient.
또한, 본 발명에 따른 "배터리의 잔존용량 추정방법"은,In addition, the "method of estimating the remaining capacity of the battery" according to the present invention,
상기 확인결과 충전 상태일 경우 초기 잔존용량을 특정 값으로 설정하는 단계와;Setting the initial remaining capacity to a specific value in the charging state as a result of the checking;
최초 연결 충전시간 설정 값을 판단한 후, 충전 시간을 카운트하는 단계와;Counting a charging time after determining an initial connection charging time setting value;
충전전류 크기에 따라 잔존용량 연산 로직을 구분하여 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include classifying and applying remaining capacity calculation logic according to the charging current size.
상기에서 잔존용량 연산 로직을 구분하여 적용하는 단계는,The step of applying the remaining capacity calculation logic separately,
상기 충전전류가 미리 정해진 제1 및 제2 기준전류 사이에 존재할 경우 제1 잔존용량 연산 로직을 적용하고, 상기 충전전류가 미리 정해진 상기 제2 기준전류와 제3기준전류 사이에 존재할 경우 제2 잔존용량 연산 로직을 적용하고, 상기 충전전류가 상기 제3기준전류와 같거나 작을 경우 제3 잔존용량 연산 로직을 적용하는 것을 특징으로 한다.A first remaining capacitance calculation logic is applied when the charging current is present between the first and second reference currents, and a second residual when the charging current is present between the second reference current and the third reference current. Capacitance calculation logic is applied, and when the charging current is equal to or less than the third reference current, a third remaining capacity calculation logic is applied.
또한, 본 발명에 따른 "배터리의 잔존용량 추정방법"은,In addition, the "method of estimating the remaining capacity of the battery" according to the present invention,
상기 최종 잔존용량을 산출한 후, 슬립 상태이면 슬립 모드로 진입하고, 슬립 시간을 카운트하는 단계를 더 포함한다.After calculating the last remaining capacity, the method further includes the step of entering a sleep mode if the sleep state, and counting the sleep time.
또한, 본 발명에 따른 "배터리의 잔존용량 추정방법"은,In addition, the "method of estimating the remaining capacity of the battery" according to the present invention,
배터리의 연결 상태가 최초 연결상태가 아닐 경우, 특정 슬립 시간이 경과했는지를 확인하여, 특정 슬립 시간이 경과한 경우에 배터리가 안정화된 것으로 판단을 하고, 잔존용량을 갱신하는 단계를 더 포함한다.
If the connection state of the battery is not the first connection state, by checking whether a specific sleep time has elapsed, determining that the battery is stabilized when the specific sleep time has elapsed, and further comprising updating the remaining capacity.
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 배터리와 배터리 센서의 최초 연결상태에서 정확하게 잔존용량을 산출할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention described above, there is an advantage that can accurately calculate the remaining capacity in the initial connection state of the battery and the battery sensor.
또한, 배터리와 배터리 센서의 최초 연결에서 정확하지 않은 정보로 인해 제어 오류를 발생하는 문제도 방지할 수 있으며, 정확하지 않은 정보라는 가정하에 배터리 충전 및 방전 제어를 수행하지 않아 발생하는 손실도 방지할 수 있는 장점이 있다.
It also prevents problems with control errors due to inaccurate information on the initial connection of the battery and battery sensor, and also prevents loss caused by not performing battery charge and discharge control under the assumption that the information is incorrect. There are advantages to it.
도 1은 본 발명이 적용되는 배터리의 잔존용량 추정장치의 개략 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 배터리의 잔존용량 추정방법을 보인 흐름도.1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for estimating remaining capacity of a battery to which the present invention is applied;
2 is a flowchart showing a method of estimating remaining capacity of a battery according to the present invention;
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 본 발명이 적용되는 배터리의 잔존용량 추정장치의 개략 구성도로서, 배터리(110), 배터리 센서(120), 배터리 관리 시스템(130) 및 차량 제어기(140)로 구성된다. 여기서 배터리 센서(120)는 배터리 관리 시스템(130)에 포함할 수도 있다.1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for estimating remaining capacity of a battery to which the present invention is applied, and includes a
배터리 센서(120)는 배터리(110)의 전압을 측정하는 역할을 하며, 배터리 관리 시스템(130)은 하이브리드 차량이나 연료전지 차량과 같이 고전압 배터리를 사용하는 전기자동차에서 배터리에 대한 전반적 상태를 총괄하여 관리하는 역할을 하는 것으로서, 본 발명에서는 배터리의 초기 잔존용량을 추정하는 방법을 수행하게 된다. 차량 제어기(140)는 상기 배터리 관리 시스템(130)과 연계하여 배터리 수명의 조기 단축을 방지하고, 종합제어를 수행하게 되며, 상기 배터리 관리 시스템(130)에서 전송된 배터리의 잔존용량(SOC) 정보로 발전제어와 주행제어를 수행하게 된다.The
도 2는 본 발명에 따른 "배터리의 잔존용량 추정방법"을 보인 흐름도로서, 배터리와 최초 연결 상태인지를 확인하여, 상기 연결 상태가 최초 연결일 경우 방전 상태인지 충전 상태인지를 확인하는 단계(S101 ~ S105)와; 상기 확인결과 방전상태일 경우 배터리 전압을 측정하고, 미리 정해진 안정화 판단전압과 비교하여 배터리의 안정화 여부를 판별하는 단계(S107 ~ S111)와; 방전되는 전류의 크기를 계산하여 전압강하 정도를 계산하는 단계(S113)와; 상기 계산한 전압강하 전압과 측정된 전압을 이용하여 개회로 전압을 계산하는 단계(S115)와; 상기 계산한 개회로 전압에 해당하는 초기 잔존용량을 연산한 후, 상기 초기 잔존용량과 미리 정해진 불안정화 계수를 연산하여 최종 잔존용량을 산출하는 단계(S117)와; 상기 최종 잔존용량을 산출한 후, 슬립 상태이면 슬립 모드로 진입하고, 슬립 시간을 카운트하는 단계(S119 ~ S121)로 이루어진다.2 is a flowchart illustrating a method for estimating remaining capacity of a battery according to the present invention, and checking whether the battery is connected to the battery for the first time, and checking whether the battery is in the discharge state or the charged state when the connection state is the first connection (S101). S105); Measuring the battery voltage in the discharged state when the result of the checking is determined, and determining whether the battery is stabilized by comparing with a predetermined stabilization determination voltage (S107 to S111); Calculating a magnitude of a voltage drop by calculating a magnitude of a discharged current (S113); Calculating an open circuit voltage using the calculated voltage drop voltage and the measured voltage (S115); Calculating an initial residual capacity after calculating an initial residual capacity corresponding to the calculated open circuit voltage, and calculating a final residual capacity by calculating the initial residual capacity and a predetermined destabilization coefficient (S117); After the final remaining capacity is calculated, a sleep mode is entered, and the sleep time is counted (S119 to S121).
또한, 바람직하게 본 발명에 따른 "배터리의 잔존용량 추정방법"은,In addition, preferably the "method of estimating the remaining capacity of a battery" according to the present invention,
상기 확인결과 충전 상태일 경우 초기 잔존용량을 특정 값으로 설정하는 단계(S127 ~ S129)와; 최초 연결 충전시간 설정 값을 판단한 후, 충전 시간을 카운트하는 단계(S131 ~ S135)와; 충전전류 크기에 따라 잔존용량 연산 로직을 구분하여 적용하는 단계(S137 ~ S139)를 더 포함하여 이루어진다.Setting the initial remaining capacity to a specific value when it is in a charged state (S127 to S129); Counting a charging time after determining an initial connection charging time setting value (S131 ˜ S135); The method further comprises the step of applying the remaining capacity calculation logic according to the charging current size (S137 ~ S139).
상기에서 잔존용량 연산 로직을 구분하는 적용하는 단계는,The step of applying to distinguish the remaining capacity calculation logic,
상기 충전전류가 미리 정해진 제1 및 제2 기준전류 사이에 존재할 경우 적용되는 제1 잔존용량 연산 로직과, 상기 충전전류가 미리 정해진 상기 제2 기준전류와 제3기준전류 사이에 존재할 경우 적용되는 제2 잔존용량 연산 로직과; 상기 충전전류가 상기 제3기준전류와 같거나 작을 경우 적용되는 제3 잔존용량 연산 로직을 포함한다.A first remaining capacitance calculation logic applied when the charging current is present between the predetermined first and second reference currents, and a first applied when the charging current is present between the predetermined second reference current and a third reference current. 2 remaining capacity calculation logic; And a third remaining capacity calculation logic applied when the charging current is equal to or smaller than the third reference current.
또한, 더욱 바람직하게 본 발명에 따른 "배터리의 잔존용량 추정방법"은,Further, more preferably "method of estimating remaining capacity of a battery" according to the present invention,
배터리의 연결 상태가 최초 연결상태가 아닐 경우, 특정 슬립 시간이 경과했는지를 확인하여, 특정 슬립 시간이 경과한 경우에 배터리가 안정화된 것으로 판단을 하고, 배터리의 전압 측정을 한 후 잔존용량을 갱신하는 단계(S123 ~ S125)를 더 포함하여 이루어진다.If the battery is not connected for the first time, check whether the specific sleep time has elapsed, determine that the battery has stabilized when the specific sleep time has elapsed, and measure the voltage of the battery to update the remaining capacity. It further comprises the step (S123 ~ S125).
이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 배터리의 잔존용량 추정방법은, 먼저 배터리 센서(120)는 배터리(110)가 연결되면 배터리(110)의 전압을 측정하여 배터리 관리 시스템(130)에 전달한다.In the method of estimating the remaining capacity of the battery according to the present invention, the
배터리 관리 시스템(130)은 배터리(110)와 배터리 센서(120)가 초기 연결되었는지 등의 상태를 판별하고, 배터리 센서(120)가 최초로 배터리(110)와 연결되었을 때 잔존용량(SOC)의 정확도를 향상시키기 위하여, 배터리 개회로 전압에 따른 충전상태 정보, 실제 배터리 전압과 배터리 센서 사이의 전압강하 정도, 배터리 내부 저항치, 최초 연결된 배터리가 안정화 상태가 아닐 수 있다는 등의 환경 정보를 고려하여 배터리의 잔존용량을 추정하게 된다. 이렇게 추정한 잔존용량 값을 차량 제어기(140)에 전달하여 발전 제어, 주행 제어가 이루어지도록 한다.The
이하에서는 배터리 관리 시스템(130)에서 잔존용량을 추정하는 방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of estimating the remaining capacity in the
먼저, 단계 S101에서 배터리 센서(120)로부터 배터리 전압이 측정되어 전달되면, 상기 배터리 센서(120)와 배터리(110)가 최초로 연결되었는지를 확인한다. 이러한 확인은 초기화 여부를 가지고 확인할 수 있으며, 특히 초기화 카운트 값(Ini_cnt)을 검색함으로써 판별할 수 있다.First, when the battery voltage is measured and transferred from the
이 판별결과 배터리 센서와 배터리가 최초로 연결된 것으로 판별이 되면 단계 S103으로 이동하여 초기화 카운트(Ini_cnt)를 1로 설정한다(Ini_cnt=1).If it is determined that the battery sensor and the battery are first connected as a result of this determination, the flow advances to step S103 to set the initialization count (Ini_cnt) to 1 (Ini_cnt = 1).
다음으로, 단계 S103으로 이동하여 방전상태인지를 확인한다. 통상적으로 최초 연결에서는 방전상태이지만 실제 방전 여부를 판별한다. 이것은 전류(I)를 측정함으로써, 방전 여부를 확인할 수 있다.Next, the process moves to step S103 to check whether the battery is in a discharge state. Normally, the first connection, but the discharge state, to determine whether the actual discharge. This can be confirmed whether or not the discharge by measuring the current (I).
이 확인 결과 방전 상태라고 판별이 되면, 단계 S107로 이동하여 초기화 카운트 값이 1인지를 확인하고, 이 확인 결과 초기화 카운트 값이 1이면 단계 S109로 이동하여 초기화 카운트 값을 0으로 설정한다(Ini_cnt=0).If it is determined that the discharge state is the result of the check, the process proceeds to step S107 to check whether the initialization count value is 1, and if the verification count value is 1, the process proceeds to step S109 and sets the initialization count value to 0 (Ini_cnt = 0).
이후 단계 S111로 이동하여 전압을 측정하여 배터리 안정화 여부를 판별한다. 즉, 전압을 측정하여 측정 전압(Vm)으로 하고, 이러한 측정 전압과 배터리 안정화 여부를 판별하기 위한 안정화 판단전압(Vk)을 비교하여, 상기 안정화 판단전압이 상기 측정 전압보다 클 경우 배터리가 안정화되지 않은 것으로 판단을 하고, 단계 S113으로 이동하여 방전전류의 크기에 따라 전압강하 정도를 계산하게 된다.Thereafter, the process moves to step S111 to measure the voltage to determine whether the battery is stabilized. That is, the voltage is measured to be the measured voltage Vm, and the measured voltage is compared with the stabilization determination voltage Vk for determining whether the battery is stabilized. If the stabilization determination voltage is greater than the measured voltage, the battery is not stabilized. If not, the flow proceeds to step S113 to calculate the degree of voltage drop according to the magnitude of the discharge current.
예컨대, 배터리의 내부 저항치(R1 또는 R2)를 알고 있으므로, 상기 내부 저항 치와 상기 측정 전류(I)를 계산하여 전압강하(Vd)를 계산하게 된다(Vd=I×R1, Vd=I×R2).For example, since the internal resistance value R1 or R2 of the battery is known, the voltage drop Vd is calculated by calculating the internal resistance value and the measured current I (Vd = I × R1, Vd = I × R2). ).
이후 단계 S115으로 이동하여 상기 강하된 전압(Vd)과 측정된 전압(Vm)을 이용하여 개회로 전압(V)을 계산하게 된다(V=Vm+Vd).In operation S115, the open circuit voltage V is calculated using the dropped voltage Vd and the measured voltage Vm (V = Vm + Vd).
개회로 전압 계산이 완료되면 S117로 이동하여 상기 계산된 개회로 전압에 해당하는 초기 잔존용량(SOCm = aV+b)을 계산하고, 상기 계산된 초기 잔존용량(SOCm)에서 미리 정해진 불안정화 계수(X%)를 연산(SOCm-X%)하여, 최종 잔존용량(SOC)을 산출하게 된다.When the open circuit voltage calculation is completed, go to S117 to calculate the initial remaining capacity SOCm = aV + b corresponding to the calculated open circuit voltage, and the predetermined destabilization coefficient X from the calculated initial remaining capacity SOCm. %) Is calculated (SOCm-X%) to calculate the final remaining capacity (SOC).
이렇게 초기 배터리 연결시 정확하게 산출한 최종 잔존용량을 차량 제어기(140)에 전달하여, 발전 제어, 주행 제어에 이용할 수 있도록 한다.In this way, the final remaining capacity accurately calculated at the time of initial battery connection is transferred to the
그리고 단계 S119로 이동하여 현재 차량 제어기(140)가 잔존용량 정보를 계속 요청하고 있는지 아닌지 즉, 슬립 상태인지를 판별하여 슬립 상태일 경우에는 단계 S121로 이동하여 슬립 모드로 진입을 하고, 슬립 시간을 카운트(slp_t_cnt++)하게 된다.In step S119, the
한편, 배터리와 배터리 센서가 최초 연결 상태이지만 충전 상태일 경우에는, 단계 S127로 이동하여 초기화 카운트가 1인지(Ini_cnt=1)를 확인하여 상기 초기화 카운트가 1인 경우 단계 S129로 이동하여 초기 잔존용량을 특정 값((SOC=A%)로 설정한다. 즉, 최초 연결이지만 충전인 경우에는 어떠한 정보도 믿을 수 없는 상태이므로 일단 초기 잔존용량을 특정 값으로 설정하게 되는 것이다.On the other hand, when the battery and the battery sensor are initially connected but in the charged state, the process proceeds to step S127 and checks whether the initialization count is 1 (Ini_cnt = 1). Is set to a specific value (SOC = A%), which means that the initial remaining capacity is initially set to a certain value since no information can be trusted if it is the first connection but charging.
이후 단계 S131로 이동하여 전류를 측정하고(I) 상기 전류가 0보다 클 경우에는, 단계 S133으로 이동하여 최초연결 충전시간 설정 값(Tmin)을 판단한다. 즉, 충전시간(chg_t_cnt)이 상기 충전시간 설정 값(Tmin)보다 작은지를 확인하여, 상기 충전시간이 상기 충전시간 설정 값보다 작을 경우에는 단계 S135로 이동하여 충전시간을 카운트하게 된다.After that, the process moves to step S131 to measure the current (I). If the current is greater than 0, the process moves to step S133 to determine the initial connection charge time setting value Tmin. That is, it is checked whether the charging time chg_t_cnt is smaller than the charging time setting value Tmin, and if the charging time is smaller than the charging time setting value, the process moves to step S135 to count the charging time.
아울러 단계 S137로 이동하여 충전전류(I)가 상기 제1기준전류(M)보다 큰지를 확인하여, 상기 충전전류(I)가 상기 제1기준전류(M)보다 클 경우에는 상기 충전전류의 크기에 따라 다양하게 설정된 잔존용량 연산 로직을 선택적으로 적용하여 잔존용량을 추정하게 된다.In addition, it proceeds to step S137 to check whether the charging current (I) is greater than the first reference current (M), if the charging current (I) is greater than the first reference current (M) the magnitude of the charging current The remaining capacity is estimated by selectively applying various remaining capacity calculation logics.
예컨대, 상기 충전전류(I)가 미리 정해진 제1기준전류(M)와 제2 기준전류(N) 사이에 존재할 경우(M≥I>N)에는 제1 잔존용량 연산 로직을 적용하고, 상기 충전전류가 미리 정해진 상기 제2 기준전류(N)와 제3기준전류(P) 사이에 존재할 경우(N≥I>P)에는 제2 잔존용량 연산 로직을 적용하고, 상기 충전전류가 상기 제3기준전류(P)와 같거나 작을 경우(I≤P)에는 제3 잔존용량 연산 로직을 적용하게 된다.For example, when the charging current I is present between the predetermined first reference current M and the second reference current N (M≥I> N), a first remaining capacity calculation logic is applied and the charging is performed. When the current exists between the second reference current N and the third reference current P, which are predetermined (N≥I> P), a second remaining capacity calculation logic is applied, and the charging current is applied to the third reference. If the current P is less than or equal to (I≤P), the third remaining capacity calculation logic is applied.
또한, 본 발명은 상기와 같은 잔존용량 연산방법이 완벽하지 않을 수 있으므로, 배터리가 최초 연결상태가 아니면 단계 S123로 이동하여 슬립 시간(slp_t_cnt)이 미리 설정된 배터리 안정화 시간(K)이 경과했는지를 확인하여, 상기 슬립 시간이 상기 안정화 시간을 경과한 경우에는 배터리가 안정화된 것으로 판단을 하고, 단계 S125로 이동하여 전압 측정을 다시 하여 잔존용량을 다시 한번 새롭게 산출하게 된다.In addition, the present invention may not be perfect as the method for calculating the remaining capacity as described above, if the battery is not the first connection state, go to step S123 to check whether the sleep time (slp_t_cnt) is a predetermined battery stabilization time (K) has elapsed. When the sleep time has passed the stabilization time, it is determined that the battery is stabilized, and the process proceeds to step S125 to perform voltage measurement again to calculate the remaining capacity once again.
이러한 본 발명에 따르면 배터리와 배터리 센서가 최초 연결상태에서 정확하게 잔존용량을 산출할 수 있으며, 최초 연결에서 정확하지 않은 정보인 해 제어 오류를 발생하는 문제도 방지할 수 있고, 정확하지 않은 정보라는 가정하에 제어 자체를 수행하지 않아 발생하는 손실도 방지할 수 있게 되는 것이다.
According to the present invention, the battery and the battery sensor can accurately calculate the remaining capacity in the initial connection state, it is possible to prevent the problem of generating a control error due to incorrect information in the initial connection, it is assumed that the information is incorrect It is also possible to prevent the loss caused by not performing the control itself.
110 : 배터리 120 : 배터리 센서
130 : 배터리 관리 시스템 140 : 차량 제어기110: battery 120: battery sensor
130: battery management system 140: vehicle controller
Claims (5)
(a) 배터리와 최초 연결 상태인지를 확인하여, 상기 연결 상태가 최초 연결일 경우 방전 상태인지 충전 상태인지를 확인하는 단계와;
(b) 상기 확인결과 방전상태일 경우 배터리 전압을 측정하고, 미리 정해진 안정화 판단전압과 비교하여 배터리의 안정화 여부를 판별하는 단계와;
(c) 방전되는 전류의 크기를 계산하여 전압강하 정도를 계산하는 단계와;
(d) 상기 계산한 전압강하 전압과 측정된 전압을 이용하여 개회로 전압을 계산하는 단계와;
(e) 상기 계산한 개회로 전압에 해당하는 초기 잔존용량을 연산한 후, 상기 초기 잔존용량과 미리 정해진 불안정화 계수를 연산하여 최종 잔존용량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 잔존용량 추정방법.
In the method for estimating the remaining capacity (SOC) of the battery,
(a) checking whether the battery is in an initial connection state and checking whether the connection state is a discharge state or a charge state when the connection state is the first connection state;
(b) measuring the battery voltage when the discharge state is discharged and comparing the battery with a predetermined stabilization determination voltage to determine whether the battery is stabilized;
(c) calculating the magnitude of the voltage drop by calculating the magnitude of the discharged current;
(d) calculating an open circuit voltage using the calculated voltage drop voltage and the measured voltage;
(e) calculating an initial remaining capacity after calculating an initial remaining capacity corresponding to the calculated open circuit voltage, and calculating a final remaining capacity by calculating the initial remaining capacity and a predetermined destabilization coefficient. Estimation method.
최초 연결 충전시간 설정 값을 판단한 후, 충전 시간을 카운트하는 단계와;
충전전류 크기에 따라 잔존용량 연산 로직을 구분하여 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 잔존용량 추정방법.The method of claim 1, further comprising: setting an initial remaining capacity to a specific value when the connection state is determined as a result of checking the connection state;
Counting a charging time after determining an initial connection charging time setting value;
The method for estimating the remaining capacity of a battery, characterized in that it further comprises the step of applying the remaining capacity calculation logic according to the magnitude of the charging current.
상기 충전전류가 미리 정해진 제1 및 제2 기준전류 사이에 존재할 경우에는 제1 잔존용량 연산 로직을 적용하고, 상기 충전전류가 미리 정해진 상기 제2 기준전류와 제3기준전류 사이에 존재할 경우에는 제2 잔존용량 연산 로직을 적용하며, 상기 충전전류가 상기 제3기준전류와 같거나 작을 경우 적용되는 제3 잔존용량 연산 로직을 적용하는 것을 특징으로 하는 배터리의 잔존용량 추정방법.
The method of claim 2, wherein the step of applying the remaining capacity calculation logic separately,
The first remaining capacitance calculation logic is applied when the charging current is present between the first and second reference currents, and when the charging current is present between the second reference current and the third reference current. 2. A method of estimating remaining capacity of a battery, wherein the remaining capacity calculation logic is applied, and a third remaining capacity calculation logic is applied when the charging current is equal to or smaller than the third reference current.
상기 최종 잔존용량을 산출한 후, 슬립 상태이면 슬립 모드로 진입하고, 슬립 시간을 카운트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 잔존용량 추정방법.
The method according to claim 1,
And calculating a final remaining capacity, and entering a sleep mode when the sleep state is in a sleep state, and counting a sleep time.
(f) 상기 (a)단계와 (b)단계 사이에 구비되어, 상기 배터리의 연결 상태가 최초 연결상태가 아닐 경우, 특정 슬립 시간이 경과했는지를 확인하여, 특정 슬립 시간이 경과한 경우에는 배터리가 안정화된 것으로 판단을 하고, 잔존용량을 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 잔존용량 추정방법.The method according to claim 1,
(f) is provided between the steps (a) and (b), and if the connection state of the battery is not the first connection state, it is determined whether a specific sleep time has elapsed. It is determined that the stabilization, and updating the remaining capacity further comprises the step of estimating the remaining capacity of the battery.
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