KR101399345B1 - Method for estimating state of charge in battery - Google Patents

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KR101399345B1
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송용희
최은석
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Abstract

The present invention relates to a method for estimating the residual amount of a battery and, more specifically, to a method and an apparatus for estimating the residual amount of a battery in a battery management system (BMS) for an electric vehicle. The present invention provides a method for estimating the accurate SOC according to the temperature change of the battery by applying a second filter in consideration of a polarization phenomenon in the electric model of the battery, and by expressing an equation according to the temperature for the respective parameters in consideration of the change of internal resistance for the temperature of the battery and hysteresis.

Description

배터리 잔여랑을 추정하는 방법 {Method for estimating state of charge in battery}[0001] The present invention relates to a method for estimating battery residuals,

본 발명은 배터리의 잔여량(SOC)을 추정하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전지관리시스템(Battery Management System; BMS)에서의 배터리 잔여량을 추정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for estimating the remaining battery level (SOC) of a battery, and more particularly, to a method and an apparatus for estimating a remaining battery level in a battery management system (BMS).

종래의 전기자동차용 전지관리시스템(Battery Management System; BMS)에서 는 축전지의 온도와 전압, 충·방전 전류를 측정하여 축전지의 충전상태(SOC)를 추정한다. 이때 사용되는 추정 알고리즘(Algorithm)은 축전지의 충전이 완료되면 충전완료 조건에 관계없이 충전상태 100%로 하여 방전시 충전용량을 100%으로 계산하여 푸케방정식(Peukert's Formula)에 의해 구한 사용가능용량(Ah-available)과, 전류를 시간에 대해 적분하여 구한 현재까지 사용한 사용용량(Ah-used)을 이용하여 충전상태(SOC)를 추정한다. 여기서, 푸케방정식이란 하나 이상의 정전류로 전지를 방전시켜 그에 해당하는 용량을 계산하고, 이 값을 가지고 그 사이의 전류에 해당하는 용량을 예측하는 공식이다.In a conventional battery management system (BMS) for an electric vehicle, the state of charge (SOC) of the battery is estimated by measuring the temperature, voltage, and charge / discharge current of the battery. The estimation algorithm (Algorithm) used at this time is 100% of the charge state regardless of the charge completion condition when the charge of the battery is completed. The charge capacity at discharge is calculated as 100% and the usable capacity obtained by the Peukert's Formula (Ah-available), and the current used capacity (Ah-used) obtained by integrating the current with respect to time to estimate the state of charge (SOC). Here, the Fouquet equation is a formula for discharging a battery with one or more constant currents to calculate a corresponding capacity, and using this value to predict the capacity corresponding to the current between them.

그러나, 이러한 종래의 충전상태 추정방법은 충전종료 시 온도조건이나 충·방전 사이클(Cycle)에 따른 충전상태 용량을 보상하지 않음으로 방전 시 충전용량에 대한 부정확성 때문에 충전상태 계산에 오차가 생기는 문제점이 있다.However, the conventional charging state estimating method does not compensate for the charging state capacity according to the temperature condition or the charging / discharging cycle at the end of charging, thereby causing an error in the charging state calculation due to the inaccuracy of the charging capacity at the time of discharging have.

이러한 부정확한 충전용량을 개선하기 위하여 국내등록특허 10-0425352 "전지 충전상태의 추정장치 및 전지 열화상태의 추정방법"에서 전지 충전상태 (SOC)의 일단의 값으로 의사 SOC를 구하고, 이 의사 SOC와 함께 전지 상태의 변동을 고려하여 전지 전압을 추정하는 전지 모델을 가지며, 추정된 전지 전압과 실제로 측정된 전지 전압이 동등해지도록 의사 SOC를 수정하여 실제 SOC를 추정한다.In order to improve such an inaccurate charge capacity, a pseudo SOC is obtained as a value of a battery charge state (SOC) in a domestic patent application No. 10-0425352, "Estimation method of battery charge state and method of estimating battery deterioration state" And estimates the actual SOC by modifying the pseudo SOC such that the estimated battery voltage and the actually measured battery voltage become equal to each other.

그러나 상기 선행기술에 의하더라도 배터리의 특성상 온도에 따라 충전용량에 대한 부정확성이 발생하여 충전상태 계산에 오차가 발생하는 문제점이 있다.However, according to the prior art, there is a problem in that an inaccuracy of the charging capacity occurs due to the characteristics of the battery, and an error occurs in the calculation of the charging state.

한국등록특허 제10-0425352호 (등록일: 2004.03.19)Korean Registered Patent No. 10-0425352 (Registered on Mar. 19, 2004)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 배터리의 전기적 모델에 분극현상을 고려하여 n차 필터를 적용하고, 히스테리시스(Hysteresis) 및 배터리의 온도별 내부저항의 변동을 고려한 각각의 파라미터들에 대하여, 온도에 따른 방정식으로 표현함으로써, 배터리의 온도변화에 따른 정확한 SOC를 추정하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide an n-th order filter which is applied to an electrical model of a battery in consideration of polarization, And a method for estimating an accurate SOC according to a temperature change of a battery by expressing the parameters of the battery with an equation according to temperature.

보다 구체적으로, 배터리의 입력 전류에 따른 출력 전압을 획득하고, 분극 현상과 히스테리시스를 고려하여 미리 설정된 배터리 모델에 대한 복수의 파라미터들을 피드백 루프제어 방식의 필터를 적용하여 추정하며, 배터리의 온도 구간 예를 들어 저온 구간과 고온 구간에서의 배터리 충방전 내부 저항을 상이하게 적용함으로써, 정확한 SOC를 추정할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.More specifically, an output voltage according to an input current of a battery is acquired, and a plurality of parameters for a battery model preset in consideration of polarization phenomenon and hysteresis are estimated by applying a filter of a feedback loop control method. And to provide a method for accurately estimating the SOC by differently applying the battery charge / discharge internal resistance in the low temperature section and the high temperature section.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔여량 추정 방법 및 장치는 제1 출력 전압 획득부, 추정 출력 전압 획득부, 파라미터 추정부 및 잔여량 추정부를 포함한다.In order to achieve the above object, a method and apparatus for estimating remaining battery power according to an embodiment of the present invention includes a first output voltage obtaining unit, an estimated output voltage obtaining unit, a parameter estimating unit, and a remaining amount estimating unit.

제1 출력 전압 획득부는 배터리에 입력되는 입력 전류에 따른 제1 출력 전압을 획득한다.The first output voltage obtaining unit obtains a first output voltage according to an input current input to the battery.

추정 출력 전압 획득부는 복수의 파라미터들을 포함하는 미리 결정된 배터리 모델을 이용하여 배터리에 입력되는 입력 전류에 대한 추정 출력 전압을 획득 한다. 이때, 배터리 모델은 배터리의 분극 현상과 히스테리시스(Hysteresis)를 고려하여 생성할 수 있다.The estimated output voltage obtaining unit obtains an estimated output voltage for an input current input to the battery using a predetermined battery model including a plurality of parameters. At this time, the battery model can be generated in consideration of polarization of the battery and hysteresis.

파라미터 추정부는 제1 출력 전압 획득부에서 획득한 제1 출력 전압과 추정 출력 전압 획득부에서 획득한 추정 출력 전압의 차이에 따른 피드백 루프제어 방식의 필터를 적용하여 복수의 파라미터들을 추정하고 배터리 모델에 적용시킨다. 이때, 복수의 파라미터들은 분극현상 관련 파라미터, 내부저항 관련 파라미터, 히스테리시스(Hysteresis) 관련 파라미터, 배터리 용량 관련 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The parameter estimation unit estimates a plurality of parameters by applying a filter of a feedback loop control scheme according to a difference between the first output voltage obtained by the first output voltage obtaining unit and the estimated output voltage obtained by the estimated output voltage obtaining unit, . At this time, the plurality of parameters may include at least one of a polarization-related parameter, an internal resistance-related parameter, a hysteresis-related parameter, and a battery capacity-related parameter.

잔여량 추정부는 추정된 복수의 파라미터들이 적용된 배터리 모델에 배터리의 제2 출력 전압과 배터리의 온도를 고려하여 배터리의 SOC(state of charge)를 추정한다.The remaining amount estimation unit estimates a state of charge (SOC) of the battery in consideration of the second output voltage of the battery and the temperature of the battery in the battery model to which the estimated plurality of parameters are applied.

본 발명은 배터리의 잔여량(SOC)을 추정하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 배터리의 전기적 모델에 분극현상을 고려하여 필터를 적용하고, 히스테리시스 및 배터리의 온도별 내부저항의 변동을 고려한 복수의 파라미터들에 대하여, 온도에 따른 방정식으로 표현함으로써, 배터리의 온도변화에 따른 보다 정확한 SOC(state of charge)를 추정할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a method and an apparatus for estimating the remaining amount of a battery (SOC), and more particularly, to a method and apparatus for estimating the remaining capacity (SOC) of a battery by applying a filter in consideration of polarization phenomenon in an electrical model of a battery, The state of charge (SOC) can be estimated more accurately according to the temperature change of the battery.

또한, 확장형 칼만 필터(Extended Kalman Filter)를 이용하여, 배터리 셀(Cell)의 실제 측정 전압과 추정 전압과의 오차를 최소로 하는 필터 게인을 업데이트 해나가는 과정에서 최적의 파라미터들을 구하여 별도의 보정이 필요 없이 SOC(state of charge) 추정 정밀도를 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, an optimal Kalman filter (Extended Kalman Filter) is used to obtain optimum parameters in the process of updating the filter gain that minimizes the error between the actual measured voltage of the battery cell and the estimated voltage, There is an advantage in that the accuracy of state of charge (SOC) estimation can be increased without necessity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 잔여량(SOC)을 추정하는 방법에 대한 동작흐름도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 파라미터들을 추정하는 방법에 대한 동작흐름도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 잔여량(SOC)을 추정 장치의 개념적인 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파라미터 추정부의 개념적인 구성을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 루프 제어 필터를 이용한 배터리 모델 및 SOC(state of charge) 연산 방법에 대한 개념적인 구성을 나타낸 것이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for estimating the remaining capacity (SOC) of a battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows an operational flow diagram of a method for estimating a plurality of parameters in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates a conceptual configuration of a device for estimating the remaining amount of battery (SOC) according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates a conceptual configuration of a parameter estimator according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram of a battery model and a state of charge (SOC) calculation method using a feedback loop control filter according to an embodiment of the present invention.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 잔여량(SOC)을 추정하는 방법에 대한 동작흐름도를 나타낸 것이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for estimating the remaining capacity (SOC) of a battery according to an embodiment of the present invention.

배터리의 잔여량을 추정하는 방법은 우선, 배터리의 입력 전류에 따른 배터리의 제1 출력 전압을 획득한다(S110). 이때, 배터리의 입력 전류와 배터리의 온도를 고려하여 제1 출력 전압을 획득할 수 있다. 여기서, 제1 출력 전압은 실제 배터리에 대해 입력 전류와 온도를 변화시켜 측정된 전압일 수 있다.In a method of estimating the remaining amount of the battery, a first output voltage of the battery corresponding to an input current of the battery is obtained (S110). At this time, the first output voltage can be obtained in consideration of the input current of the battery and the temperature of the battery. Here, the first output voltage may be the voltage measured by changing the input current and the temperature with respect to the actual battery.

이후, 복수의 파라미터들을 포함하는 미리 결정된 배터리 모델을 이용하여 배터리에 입력된 입력 전류에 대한 추정 출력 전압을 획득한다(S120). 이때, 배터리 모델은 분극 현상과 히스테리시스(Hysterisis)를 고려하여 생성될 수 있다. Thereafter, an estimated output voltage for an input current input to the battery is obtained using a predetermined battery model including a plurality of parameters (S120). At this time, the battery model can be generated in consideration of polarization phenomenon and hysteresis.

또한, 복수의 파라미터들은 분극현상 관련 파라미터, 내부저항 관련 파라미터, 히스테리시스(Hysteresis) 관련 파라미터, 배터리 용량 관련 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 이때, 내부저항 관련 파라미터는 배터리의 온도 구간에 따라 복수의 파라미터들을 포함하는 미리 결정된 배터리 모델에 상이하게 적용할 수 있고, 복수의 파라미터들 중 적어도 하나는 온도에 따른 함수를 포함할 수 있다. 여기서, 온도 구간은 내부 저항을 고려하여 일정 온도 범위로 설정될 수도 있고, 특정 온도를 기준으로 저온 구간과 고온 구간으로 설정될 수도 있는데, 반드시 이 경우들로 한정되는 것은 아니다.In addition, the plurality of parameters may include at least one of a polarization-related parameter, an internal resistance-related parameter, a hysteresis-related parameter, and a battery capacity-related parameter. At this time, the internal resistance-related parameter may be differently applied to a predetermined battery model including a plurality of parameters according to the temperature interval of the battery, and at least one of the plurality of parameters may include a function depending on the temperature. Here, the temperature interval may be set to a predetermined temperature range in consideration of the internal resistance, and may be set to the low temperature interval and the high-temperature interval based on the specific temperature. However, the present invention is not limited thereto.

본 발명에서 적용되는 배터리 모델은 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.The battery model applied in the present invention can be expressed by Equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112012098197629-pat00001
Figure 112012098197629-pat00001

이때,

Figure 112012098197629-pat00002
는 Open-Circuit Voltage를 나타내고,
Figure 112012098197629-pat00003
는 온도에 따른 배터리 내부저항을 나타낸다. 또한,
Figure 112012098197629-pat00004
는 전류 입력,
Figure 112012098197629-pat00005
은 Long-term 분극에 의한 전압,
Figure 112012098197629-pat00006
는 Short-term 분극에 의한 전압을 나타내고,
Figure 112012098197629-pat00007
는 배터리의 히스테리시스(Hysteresis) 전압을 나타낸다.At this time,
Figure 112012098197629-pat00002
Represents an open-circuit voltage,
Figure 112012098197629-pat00003
Represents the internal resistance of the battery with temperature. Also,
Figure 112012098197629-pat00004
Current input,
Figure 112012098197629-pat00005
Is the voltage due to the long-term polarization,
Figure 112012098197629-pat00006
Represents the voltage due to short-term polarization,
Figure 112012098197629-pat00007
Represents the hysteresis voltage of the battery.

이후, 제1 출력 전압과 추정 출력 전압의 차이에 따른 피드백 루프제어 방식의 필터를 적용하여 복수의 파라미터들을 추정한다(S130). 이때, 피드백 루프 제어방식은 확장형 칼만 필터(Extended Kalman Filter)를 포함할 수 있다. Subsequently, a plurality of parameters are estimated by applying a filter of a feedback loop control scheme according to a difference between the first output voltage and the estimated output voltage (S130). At this time, the feedback loop control scheme may include an extended Kalman filter.

나아가, 복수의 파라미터들을 추정하는 단계(S130)는 배터리의 온도 및 디스터번스(disturbance)를 고려하여 복수의 파라미터들을 추정할 수 있다.Further, the step of estimating the plurality of parameters (S130) may estimate a plurality of parameters in consideration of the temperature and disturbance of the battery.

이때, 디스터번스(disturbance)의 요소로는 전압, 전류, 온도 측정시의 센서 오차와 배터리의 온도 또는 온도 변화에 따른 충전 및 방전시의 전압변화량 및 수학적 모델에 반영되지 않는 화학적 변화량으로 볼 수 있으며, 이러한 디스터번스(disturbance)가 존재하더라도 SOC(state of charge)의 정밀도가 일정 수준 이내로 측정될 수 있도록 복수의 파라미터들을 추정할 수 있다.At this time, disturbance factors can be seen as the sensor error in measuring voltage, current, and temperature, the amount of voltage change during charging and discharging according to the temperature or temperature change of the battery, and the amount of chemical change not reflected in the mathematical model, Even if such a disturbance exists, a plurality of parameters can be estimated so that the accuracy of the SOC (state of charge) can be measured within a predetermined level.

이후, 추정된 복수의 파라미터들을 배터리 모델에 적용시킨다(S140).Thereafter, the estimated plurality of parameters are applied to the battery model (S140).

이후, 추정된 복수의 파라미터들이 적용된 배터리 모델에 배터리의 제2 출력 전압과 배터리의 온도를 고려하여 SOC(state of charge)를 추정한다(S150). Then, a state of charge (SOC) is estimated in consideration of the second output voltage of the battery and the temperature of the battery to the battery model to which the estimated plurality of parameters are applied (S150).

여기서, 제2 출력 전압은 추정된 복수의 파라미터들이 적용된 배터리 모델을 이용하여 배터리의 SOC를 추정하기 위한, 배터리의 출력 전압을 의미하는 것으로, 앞서 기술한 제1 출력 전압은 배터리 모델의 파라미터들을 추정하기 위한 배터리의 출력 전압이며, 제2 출력 전압 또한 배터리의 출력 전압이지만 배터리 모델을 이용하여 배터리의 SOC를 추정하기 위한 출력 전압이다.Here, the second output voltage means an output voltage of the battery for estimating SOC of the battery using a battery model to which a plurality of estimated parameters are applied. The first output voltage described above estimates the parameters of the battery model And the second output voltage is the output voltage of the battery but is an output voltage for estimating the SOC of the battery using the battery model.

SOC(state of charge)를 계산하는 일반적인 방법은 수학식 2로 나타낼 수 있다.A general method of calculating the state of charge (SOC) can be expressed by Equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112012098197629-pat00008
Figure 112012098197629-pat00008

이때,

Figure 112012098197629-pat00009
는 SOC(state of charge)를 나타내고,
Figure 112012098197629-pat00010
는 시간간격을 나타내는데 일반적으로 샘플링(Sampling) 주기로 간주한다. 또한,
Figure 112012098197629-pat00011
는 배터리의 수용용량(Capacity)를 나타낸다.At this time,
Figure 112012098197629-pat00009
Indicates a state of charge (SOC)
Figure 112012098197629-pat00010
Represents a time interval and is generally regarded as a sampling period. Also,
Figure 112012098197629-pat00011
Represents the capacity of the battery.

또한, 배터리의 온도 변화는 배터리의 저온 구간에서의 배터리 충방전시 충전 내부 저항과 방전 내부 저항을 달리 사용하여 고려될 수 있다.In addition, the temperature change of the battery can be considered by using the charging internal resistance and the discharging internal resistance differently when the battery is charged and discharged in the low temperature region of the battery.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 파라미터들을 추정하는 방법에 대한 동작흐름도를 나타낸 것이다.Figure 2 shows an operational flow diagram of a method for estimating a plurality of parameters in accordance with an embodiment of the present invention.

복수의 파라미터들을 추정하는 단계(S130)는 제1 출력 전압과 추정 출력 전압의 차이에 따른 피드백 루프제어 방식의 필터를 적용하여 복수의 파라미터들을 추정할 때, 제1 출력 전압과 추정 출력 전압의 차이가 최소가 되도록 이득을 조절한다(S131). The step of estimating the plurality of parameters (S130) may include estimating a plurality of parameters by applying a filter of a feedback loop control scheme according to a difference between the first output voltage and the estimated output voltage, (Step S131).

이후, 조절된 이득을 고려한 배터리 모델을 이용하여 보정된 추정 출력 전압을 획득한다(S132).Thereafter, the corrected estimated output voltage is obtained using the battery model considering the adjusted gain (S132).

이후, 피드백 루프제어 방식의 필터를 반복적으로 적용하여 제1 출력 전압과 추정 출력 전압의 차이가 최소가 되는 복수의 파라미터들을 추정한다(S133). 이때의 전압의 차이는 실제 측정 전압인 제1 출력 전압과 추정 출력 전압의 오차를 최소로 하는 필터 게인(Filter Gain)을 업데이트 해나가는 과정으로서 이러한 과정을 통하여 최적의 파라미터들을 추정할 수 있다.Thereafter, the feedback loop control method is repeatedly applied to estimate a plurality of parameters that minimize the difference between the first output voltage and the estimated output voltage (S133). The difference between the voltages at this time is a process of updating the filter gain that minimizes the error between the first output voltage, which is the actually measured voltage, and the estimated output voltage, and estimates the optimal parameters through this process.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 잔여량(SOC)을 추정 장치의 개념적인 구성을 나타낸 것이다.FIG. 3 illustrates a conceptual configuration of a device for estimating the remaining amount of battery (SOC) according to an embodiment of the present invention.

배터리의 잔여량(SOC) 추정 장치(300)는 제1 출력 전압 획득부(310), 추정 출력 전압 획득부(320), 파라미터 추정부(330) 및 잔여량 추정부(340)로 나타낼 수 있다.The battery residual amount (SOC) estimating apparatus 300 may be represented by a first output voltage obtaining unit 310, an estimated output voltage obtaining unit 320, a parameter estimating unit 330, and a remaining amount estimating unit 340.

제1 출력 전압 획득부(310)는 입력 전류에 따른 배터리의 제1 출력 전압을 획득한다.The first output voltage obtaining unit 310 obtains the first output voltage of the battery according to the input current.

이 때, 제1 출력 전압 획득부(310)는 실제 배터리에서의 입력 전류에 대한 출력 전압을 획득하는 구성으로, 실제 배터리의 충전과 방전 시험을 통해 제1 출력 전압을 측정하고, 이렇게 측정된 제1 출력 전압을 테이블화하여 저장할 수 있다.In this case, the first output voltage obtaining unit 310 is configured to obtain the output voltage with respect to the input current in the actual battery. The first output voltage is measured through actual battery charging and discharging tests, 1 Output voltage can be tabulated and saved.

제1 출력 전압 획득부는 입력 전류 뿐만 아니라 배터리의 온도를 더 고려하여 입력 전류와 온도에 따른 제1 출력 전압을 획득할 수 있다.The first output voltage obtaining unit may obtain the first output voltage according to the input current and the temperature considering the input current as well as the temperature of the battery.

추정 출력 전압 획득부(320)는 복수의 파라미터들을 포함하는 미리 결정된 배터리 모델을 이용하여 제1 출력 전압 획득부(310)로 입력되는 입력 전류에 대한 추정 출력 전압을 획득한다. 즉, 추정 출력 전압 획득부(320)는 본 발명에서의 배터리 모델을 이용하여 실제 배터리로 입력되는 입력 전류에 대한 추정 출력 전압을 획득한다.The estimated output voltage obtaining unit 320 obtains an estimated output voltage for an input current input to the first output voltage obtaining unit 310 using a predetermined battery model including a plurality of parameters. That is, the estimated output voltage obtaining unit 320 obtains the estimated output voltage for the input current input to the actual battery using the battery model of the present invention.

이때, 배터리 모델은 배터리의 분극 현상과 히스테리시스(Hysteresis)를 고려하여 생성될 수 있으며, 복수의 파라미터들을 포함할 수 있다.At this time, the battery model may be generated considering polarization and hysteresis of the battery, and may include a plurality of parameters.

복수의 파라미터들은 분극현상 관련 파라미터, 내부저항 관련 파라미터, 히스테리시스(Hysteresis) 관련 파라미터, 배터리 용량 관련 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 이때, 내부저항 관련 파라미터는 배터리의 온도 구간에 따라 배터리 모델에 상이하게 적용될 수 있다. 또한, 복수의 파라미터들 중 적어도 하나는 온도에 따라 변화되는 온도에 따른 함수를 포함할 수 있다.The plurality of parameters may include at least one of a polarization-related parameter, an internal resistance-related parameter, a hysteresis-related parameter, and a battery capacity-related parameter. At this time, the internal resistance-related parameters may be differently applied to the battery model depending on the temperature interval of the battery. In addition, at least one of the plurality of parameters may include a function depending on the temperature that is changed according to the temperature.

파라미터 추정부(330)는 제1 출력 전압 획득부(310)에서 획득한 제1 출력 전압과 추정 출력 전압 획득부(320)에서 획득한 추정 출력 전압의 차이에 따른 피드백 루프제어 방식의 필터를 적용하여 복수의 파라미터들을 추정하고 배터리 모델에 적용시킨다.The parameter estimating unit 330 applies a filter of a feedback loop control scheme according to the difference between the first output voltage obtained by the first output voltage obtaining unit 310 and the estimated output voltage obtained by the estimated output voltage obtaining unit 320 Thereby estimating a plurality of parameters and applying them to the battery model.

이때, 피드백 루프제어 방식의 필터는 확장형 칼만 필터(Extended Kalman Filter)를 포함할 수 있다.At this time, the feedback loop control type filter may include an extended Kalman filter.

또한, 파라미터 추정부(330)는 배터리의 온도 및 디스터번스(disturbance)를 고려하여 상기 복수의 파라미터들을 추정하여 배터리 모델에 적용시킬 수 있다.In addition, the parameter estimator 330 may estimate the plurality of parameters in consideration of the temperature and disturbance of the battery, and apply the parameters to the battery model.

잔여량 추정부(340)는 파리미터 추정부(330)에 의해 획득된 배터리 모델 즉, 추정된 복수의 파라미터들이 적용된 배터리 모델에 배터리의 제2 출력 전압과 배터리의 온도를 고려하여 SOC(state of charge)를 추정한다.The remaining amount estimating unit 340 estimates the SOC (state of charge) of the battery model obtained by the parameter estimating unit 330, that is, the battery model to which the estimated plurality of parameters are applied, .

본 발명에서 배터리의 온도는 별도의 온도 측정 수단에 의해 획득될 수 있으며, 이에 대한 내용은 이 기술 분야에 종사하는 당업자에게 있어서 자명하기에 그 설명은 생략한다.In the present invention, the temperature of the battery can be obtained by a separate temperature measuring means, and the description thereof will be obvious to those skilled in the art, and the description thereof will be omitted.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파라미터 추정부의 개념적인 구성을 나타낸 것이다.4 illustrates a conceptual configuration of a parameter estimator according to an embodiment of the present invention.

파라미터 추정부(330)는 이득 조절부(331), 조절 출력 전압 획득부(332), 조절 파라미터 추정부(333)를 포함한다.The parameter estimating unit 330 includes a gain adjusting unit 331, an adjusted output voltage obtaining unit 332, and an adjustment parameter estimating unit 333.

이득 조절부(331)는 제1 출력 전압 획득부(310)에서 획득한 제1 출력 전압과 추정 출력 전압 획득부(320)에서 획득한 추정 출력 전압의 차이가 최소가 되도록 이득을 조절한다.The gain adjusting unit 331 adjusts the gain so that the difference between the first output voltage obtained by the first output voltage obtaining unit 310 and the estimated output voltage obtained by the estimated output voltage obtaining unit 320 is minimized.

조절 출력 전압 획득부(332)는 이득 조절부(331)에서 조절된 이득을 고려한 배터리 모델을 이용하여 추정 출력 전압을 획득한다.The adjusted output voltage obtaining unit 332 obtains the estimated output voltage using the battery model that considers the gain adjusted by the gain adjusting unit 331.

조절 파라미터 추정부(333)는 피드백 루프제어 방식의 필터를 적용하여 제1 출력 전압 획득부(310)에서 획득한 제1 출력 전압과 추정 출력 획득부(320)에서 획득한 추정 출력 전압의 차이가 최소가 되는 복수의 파라미터들을 추정한다.The control parameter estimating unit 333 calculates the difference between the first output voltage obtained by the first output voltage obtaining unit 310 and the estimated output voltage obtained by the estimated output obtaining unit 320 And estimates a plurality of parameters to be the minimum.

즉, 조절 파라미터 추정부(333)는 이득 조절부(331)에 의한 이득 조절과 조절 출력 전압 획득부(332)에 의한 추정 출력 전압 획득 과정을 반복 수행하여 제1 출력 전압과 추정 출력 전압 차이가 최소가 되도록 조절함으로써, 배터리 모델에 포함된 복수의 파라미터들에 대한 최적 값 또는 함수를 추정한다.That is, the adjustment parameter estimator 333 repeatedly performs the gain adjustment by the gain adjuster 331 and the estimated output voltage acquirement by the adjusted output voltage acquiring unit 332, so that the difference between the first output voltage and the estimated output voltage Thereby estimating an optimal value or function for a plurality of parameters included in the battery model.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백 루프 제어 필터를 이용한 배터리 모델 및 SOC(state of charge) 연산 방법에 대한 개념적인 구성을 나타낸 것이다.5 is a conceptual diagram of a battery model and a state of charge (SOC) calculation method using a feedback loop control filter according to an embodiment of the present invention.

이에 따라, 수학식 1에 나타난 배터리 모델에 대해서 배터리의 출력방정식을 유도하는 방법은 수학식 3으로 나타낼 수 있다.Accordingly, a method of deriving the battery output equation for the battery model shown in Equation (1) can be expressed by Equation (3).

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112012098197629-pat00012
Figure 112012098197629-pat00012

이때,

Figure 112012098197629-pat00013
는 분극 현상과 관련된 필터 계수 행렬을 나타내고,
Figure 112012098197629-pat00014
는 배터리의 전류 입력에 대한 부호 함수 즉, 배터리로 전류가 입력(충전)되는지 배터리로부터 전류가 출력(방전)되는지에 대한 부호 함수를 나타낸다. 이때, fk는 분극 특성(Long term 및 short term)을 나타내고, hk는 히스테리시스 특성을 나타내고, zk는 SOC를 나타낸다.At this time,
Figure 112012098197629-pat00013
Represents a filter coefficient matrix related to the polarization phenomenon,
Figure 112012098197629-pat00014
Represents a sign function for a current input of the battery, that is, a sign function for whether a current is inputted (charged) to the battery or a current is outputted (discharged) from the battery. At this time, f k represents polarization characteristics (long term and short term), h k represents hysteresis characteristics, and z k represents SOC.

이때,

Figure 112012098197629-pat00015
는 수학식 4로 나타낼 수 있다. At this time,
Figure 112012098197629-pat00015
Can be expressed by Equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112012098197629-pat00016
Figure 112012098197629-pat00016

이때,

Figure 112012098197629-pat00017
는 Coulombic Efficiency(쿨롱 효율성)을 나타내며,
Figure 112012098197629-pat00018
는Hysteresis Rate Constant를 나타낸다.At this time,
Figure 112012098197629-pat00017
Represents the Coulombic Efficiency,
Figure 112012098197629-pat00018
Represents the Hysteresis Rate Constant.

또한,

Figure 112012098197629-pat00019
는 수학식 5로 나타낼 수 있다. Also,
Figure 112012098197629-pat00019
Can be expressed by Equation (5).

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112012098197629-pat00020
Figure 112012098197629-pat00020

수학식 3의 배터리 모델 방정식에 필요한 파라미터를 구하기 위해서, 배터리(510)를 이용하여 배터리(510)의 SOC(state of charge)가 100% ~ 0% ~100% 가 되도록 방전과 충전 시험을 통해 SOC별 OCV Table을 구한다. 이후, 배터리(510)의 동작 온도 범위에서 구간을, 미리 결정된 기준 온도를 기준으로 기준 온도보다 낮은 저온과 기준 온도보다 높은 고온으로 나누어 시험함으로써 온도별 OCV Table을 구하고, 온도별 배터리(510)의 충방전 시험 데이터(입력 전류, 출력 전압)를 이용하여, 수학식 3의 모델 방정식의 파라미터를 추출(분극현상 및 히스테리시스, 내부저항 관련 파라미터)한다.In order to obtain the parameters required for the battery model equation of Equation (3), the SOC (state of charge) of the battery 510 is set to 100% to 0% to 100% Obtain the star OCV Table. Thereafter, the OCV table for each temperature is obtained by dividing the interval in the operating temperature range of the battery 510 into a low temperature lower than the reference temperature and a high temperature higher than the reference temperature on the basis of the predetermined reference temperature, The parameters of the model equation of Equation (3) are extracted (polarization phenomenon and hysteresis, internal resistance-related parameters) by using charge / discharge test data (input current, output voltage).

이때, 확장형 칼만 필터(550)(Extended Kalman Filter)를 이용하며, 이는 셀의 실제 측정 전압과 추정 전압의 오차(540)를 최소로 하는 필터 게인(530)을 업데이트 해나가는 과정에서 최적의 파라미터들을 구할 수 있다.At this time, an extended Kalman filter (550) is used, which updates the filter gain 530 that minimizes the error 540 of the actual measured voltage and the estimated voltage of the cell. Can be obtained.

확장형 칼만 필터(550)를 이용하여 구한 최적의 파라미터들 중에서 온도의 영향을 많이 받는 파라미터에 대해서는 온도에 따른 함수로 구현한다. 따라서, 온도변화에 따른 배터리(510)의 SOC 추정치를 정밀하게 보정할 수 있다. Among the optimum parameters obtained using the extended Kalman filter 550, the parameters that are highly influenced by temperature are implemented as functions according to the temperature. Therefore, the SOC estimation value of the battery 510 according to the temperature change can be precisely corrected.

온도값에 따른 내부저항과 히스테리시스 특성을 이용하여 배터리(510)의 SOC 추정치를 보정하는 방법은 수학식 4로 나타낼 수 있다.A method of correcting the SOC estimation value of the battery 510 using the internal resistance and the hysteresis characteristic according to the temperature value can be expressed by Equation (4).

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112012098197629-pat00021
Figure 112012098197629-pat00021

이때,

Figure 112012098197629-pat00022
는 온도에 따른 내부저항 값에 대한 함수를 나타내고,
Figure 112012098197629-pat00023
는 온도에 따른 히스테리시스 특성 보완하기 위한 함수를 나타낸다. 또한,
Figure 112012098197629-pat00024
는 SOC (Zk)에 대한 open circuit voltage 값을 나타내고 나타내고, G는 분극 특성에 대한 파라미터를 나타낸다. 이 때 상기 수학식 3의
Figure 112012098197629-pat00025
를 이용하여 확장형 칼만 필터(550)가 안정적으로 동작하는 조건의 값을 구하게 된다.At this time,
Figure 112012098197629-pat00022
Represents a function of the internal resistance value with temperature,
Figure 112012098197629-pat00023
Represents a function for compensating the hysteresis characteristic according to the temperature. Also,
Figure 112012098197629-pat00024
Denotes an open circuit voltage value for the SOC (Zk) and G denotes a parameter for the polarization characteristic. In this case,
Figure 112012098197629-pat00025
The value of the condition that the expandable Kalman filter 550 stably operates is obtained.

여기서, 배터리는 특성상 저온으로 갈수록 내부저항이 점점 커지는 경향이 있으며, 이는 선형적으로 표현되지 않기 때문에 R(T)는 2차 이상의 다항식의 형태로 표현될 수 있으며, M(T) 또한 2차 이상의 다항식으로 표현하여 해당 온도에서의 히스테리시스 특성을 보완함으로써, 보다 정확한 전압을 추정하고, 이를 통해 SOC를 정확하게 추정할 수 있다.Here, since the battery tends to have a gradually increasing internal resistance as it goes down to low temperatures, it can not be expressed linearly, so that R (T) can be expressed in the form of a polynomial of second order or higher, and M (T) By expressing it as a polynomial and compensating for the hysteresis characteristic at the temperature, a more accurate voltage can be estimated and the SOC can be estimated accurately.

또한, 배터리(510)가 충전 상태일 경우에는 충전 저항 계수에 대한 함수를 사용하며, 방전시에는 방전 저항 계수에 대한 함수를 사용할 수 있다.In addition, when the battery 510 is in a charged state, a function for a charging resistance coefficient may be used, and for discharging, a function for a discharge resistance coefficient may be used.

이때, 온도값에 따른 내부저항 함수

Figure 112012098197629-pat00026
는 수학식 5로 나타낼 수 있다.At this time, the internal resistance function
Figure 112012098197629-pat00026
Can be expressed by Equation (5).

[수학식 7] &Quot; (7) "

Figure 112012098197629-pat00027
Figure 112012098197629-pat00027

이때,

Figure 112012098197629-pat00028
는 충전시 배터리 모델에 적용되는 내부저항 값을 나타내고,
Figure 112012098197629-pat00029
는 방전시 배터리 모델에 적용되는 내부저항 값을 나타낸다.At this time,
Figure 112012098197629-pat00028
Represents the internal resistance value applied to the battery model at the time of charging,
Figure 112012098197629-pat00029
Represents the internal resistance value applied to the battery model during discharging.

위의 과정을 통해 배터리(510) 모델을 온도변화 또는 온도를 고려한 파라미터들이 포함된 배터리 모델로 변환하고, 이를 BMS(Battery Management System)에 적용하여, 일정 시간 간격으로 배터리(510)의 전압과 전류를 측정하고, 측정된 전압과 전류를 확장형 칼만 필터(Extended Kalman Filter)의 입력으로 하여 측정된 측정 전압과 추정 출력 전압의 오차가 작아지도록 필터의 게인(530)을 업데이트하며, 업데이트된 결과를 통해 배터리 모델(520)의 상태 파라미터 중에서 출력 전압에 대한 OCV 값이 획득되고, 획득된 OCV 값에 대한 SOC 값을 현재의 SOC로 추정한다. 이때, 배터리 모델(520)의 상태 파라미터 중에서 SOC를 나타내는

Figure 112012098197629-pat00030
를 현재의 SOC값으로 추정할 수 있다.The battery 510 is converted into a battery model including parameters considering temperature change or temperature and is applied to a battery management system (BMS) to measure the voltage and current of the battery 510 at predetermined time intervals The gain of the filter 530 is updated so that the error between the measured voltage and the estimated output voltage becomes small with the measured voltage and current as input to the extended Kalman filter, Among the state parameters of the battery model 520, the OCV value for the output voltage is obtained, and the SOC value for the obtained OCV value is estimated as the current SOC. At this time, among the state parameters of the battery model 520,
Figure 112012098197629-pat00030
Can be estimated as the current SOC value.

이와 같이, 본 발명은 분극현상과 히스테리시스 특성을 고려한 모델을 구하고, 내부저항 및 히스테리시스 관련 특성은 온도에 따라 변동 가능한 파라미터로 설정 가능함으로써, 배터리의 온도 변화에 따른 SOC(state of charge) 추정 능력을 개선시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, a model considering polarization and hysteresis characteristics is obtained, and internal resistance and hysteresis-related characteristics can be set as parameters that can be varied according to temperature, thereby enabling the SOC (state of charge) Can be improved.

본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 잔여량 추정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method of estimating the remaining battery amount according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

510: 배터리
520: 배터리 모델
530: 필터 게인
540: 오차
550: 확장형 칼만 필터510: Battery
520: Battery model
530: Filter Gain
540: Error
550: Extended Kalman filter

Claims (19)

입력 전류에 따른 배터리의 제1 출력 전압을 획득하는 단계;
복수의 파라미터들을 포함하는 미리 결정된 배터리 모델을 이용하여 상기 입력 전류에 대한 추정 출력 전압을 획득하는 단계;
상기 제1 출력 전압과 상기 추정 출력 전압의 차이에 따른 피드백 루프제어 방식의 필터를 적용하여 상기 복수의 파라미터들을 추정하는 단계;
상기 추정된 상기 복수의 파라미터들을 상기 배터리 모델에 적용시키는 단계; 및
상기 추정된 상기 복수의 파라미터들이 적용된 배터리 모델에 상기 배터리의 제2 출력 전압과 상기 배터리의 온도를 고려하여 SOC(state of charge)를 추정하는 단계;
를 포함하고,
상기 복수의 파라미터들을 추정하는 단계는,
상기 배터리의 온도 및 디스터번스(disturbance)를 고려하여 상기 복수의 파라미터들을 추정하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔여량 추정 방법.Obtaining a first output voltage of the battery according to an input current;
Obtaining an estimated output voltage for the input current using a predetermined battery model including a plurality of parameters;
Estimating the plurality of parameters by applying a filter of a feedback loop control scheme according to a difference between the first output voltage and the estimated output voltage;
Applying the estimated plurality of parameters to the battery model; And
Estimating a state of charge (SOC) in consideration of the second output voltage of the battery and the temperature of the battery in the battery model to which the estimated plurality of parameters are applied;
Lt; / RTI >
Wherein estimating the plurality of parameters comprises:
And estimating the plurality of parameters in consideration of temperature and disturbance of the battery. 제1항에 있어서,
상기 배터리 모델은,
상기 배터리의 분극 현상과 히스테리시스(Hysteresis)를 고려하여 생성되는 배터리 잔여랑 추정 방법.The method according to claim 1,
In the battery model,
A method for estimating battery residuals generated in consideration of polarization and hysteresis of the battery. 제1항에 있어서,
상기 복수의 파라미터들은,
분극현상 관련 파라미터, 내부저항 관련 파라미터, 히스테리시스(Hysterisis) 관련 파라미터, 배터리 용량 관련 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 배터리 잔여량 추정 방법.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of parameters comprise:
A polarization-related parameter, an internal resistance-related parameter, a hysteresis-related parameter, and a battery capacity-related parameter. 제3항에 있어서,
상기 내부저항 관련 파라미터는,
상기 배터리의 온도 구간에 따라 상기 배터리 모델에 상이하게 적용되는 배터리 잔여량 추정 방법.The method of claim 3,
The internal resistance-
Wherein the battery model is differently applied to the battery model according to a temperature interval of the battery. 제3항에 있어서,
상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나는
온도에 따른 함수를 포함하는 배터리 잔여량 추정 방법.The method of claim 3,
Wherein at least one of the plurality of parameters
A method for estimating battery remaining amount including a function according to temperature. 제1항에 있어서,
상기 피드백 루프제어 방식의 필터는
확장형 칼만 필터(Extended Kalman Filter)를 포함하는 배터리 잔여량 추정 방법.The method according to claim 1,
The feedback loop control filter
A method for estimating a remaining battery amount including an extended Kalman filter. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 출력 전압을 획득하는 단계는
상기 입력 전류와 상기 배터리의 온도를 고려하여 상기 제1 출력 전압을 획득하는 배터리 잔여량 추정 방법.The method according to claim 1,
The step of obtaining the first output voltage
And obtaining the first output voltage in consideration of the input current and the temperature of the battery. 제1항에 있어서,
상기 복수의 파라미터들을 추정하는 단계는
상기 제1 출력 전압과 상기 추정 출력 전압의 차이가 최소가 되도록 이득을 조절하는 단계;
상기 조절된 상기 이득을 고려한 상기 배터리 모델을 이용하여 상기 추정 출력 전압을 획득하는 단계; 및
상기 피드백 루프제어 방식의 필터를 적용하여 상기 제1 출력 전압과 상기 추정 출력 전압의 차이가 최소가 되는 상기 복수의 파라미터들을 추정하는 단계
를 포함하는 배터리 잔여량 추정 방법. The method according to claim 1,
The step of estimating the plurality of parameters
Adjusting a gain so that a difference between the first output voltage and the estimated output voltage is minimized;
Obtaining the estimated output voltage using the battery model considering the adjusted gain; And
Estimating the plurality of parameters that minimize the difference between the first output voltage and the estimated output voltage by applying the filter of the feedback loop control method
And estimating the battery remaining amount. 입력 전류에 따른 배터리의 제1 출력 전압을 획득하는 단계;
복수의 파라미터들을 포함하는 미리 결정된 배터리 모델을 이용하여 상기 입력 전류에 대한 추정 출력 전압을 획득하는 단계;
상기 제1 출력 전압과 상기 추정 출력 전압의 차이에 따른 피드백 루프제어 방식의 필터를 적용하여 상기 복수의 파라미터들을 추정하는 단계;
상기 추정된 상기 복수의 파라미터들을 상기 배터리 모델에 적용시키는 단계; 및
상기 추정된 상기 복수의 파라미터들이 적용된 배터리 모델에 상기 배터리의 제2 출력 전압과 상기 배터리의 온도를 고려하여 SOC(state of charge)를 추정하는 단계;
를 포함하고,
상기 복수의 파라미터들을 추정하는 단계는,
상기 배터리의 온도 및 디스터번스(disturbance)를 고려하여 상기 복수의 파라미터들을 추정하는 것을 특징으로 하는 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.Obtaining a first output voltage of the battery according to an input current;
Obtaining an estimated output voltage for the input current using a predetermined battery model including a plurality of parameters;
Estimating the plurality of parameters by applying a filter of a feedback loop control scheme according to a difference between the first output voltage and the estimated output voltage;
Applying the estimated plurality of parameters to the battery model; And
Estimating a state of charge (SOC) in consideration of the second output voltage of the battery and the temperature of the battery in the battery model to which the estimated plurality of parameters are applied;
Lt; / RTI >
Wherein estimating the plurality of parameters comprises:
And estimating the plurality of parameters in consideration of a temperature and a disturbance of the battery. A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing a method. 입력 전류에 따른 배터리의 제1 출력 전압을 획득하는 제1 출력 전압 획득부;
복수의 파라미터들을 포함하는 미리 결정된 배터리 모델을 이용하여 상기 입력 전류에 대한 추정 출력 전압을 획득하는 추정 출력 전압 획득부;
상기 제1 출력 전압과 상기 추정 출력 전압의 차이에 따른 피드백 루프제어 방식의 필터를 적용하여 상기 복수의 파라미터들을 추정하고 상기 배터리 모델에 적용시키는 파라미터 추정부; 및
상기 추정된 상기 복수의 파라미터들이 적용된 배터리 모델에 상기 배터리의 제2 출력 전압과 상기 배터리의 온도를 고려하여 SOC(state of charge)를 추정하는 잔여랑 추정부;
를 포함하고,
상기 파라미터 추정부는,
상기 배터리의 온도 및 디스터번스(disturbance)를 고려하여 상기 복수의 파라미터들을 추정하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔여량 추정 장치.A first output voltage obtaining unit obtaining a first output voltage of the battery according to an input current;
An estimated output voltage obtaining unit that obtains an estimated output voltage for the input current using a predetermined battery model including a plurality of parameters;
A parameter estimator for estimating the plurality of parameters by applying a filter of a feedback loop control scheme according to a difference between the first output voltage and the estimated output voltage and applying the estimated parameters to the battery model; And
Estimating a state of charge (SOC) by considering a second output voltage of the battery and a temperature of the battery to a battery model to which the estimated plurality of parameters are applied;
Lt; / RTI >
Wherein the parameter estimator comprises:
And estimates the plurality of parameters in consideration of temperature and disturbance of the battery. 제11항에 있어서,
상기 배터리 모델은,
상기 배터리의 분극 현상과 히스테리시스(Hysterisis)를 고려하여 생성되는 배터리 잔여랑 추정 장치.12. The method of claim 11,
In the battery model,
Wherein the battery residual loss estimating device is generated in consideration of polarization phenomenon and hysteresis of the battery. 제11항에 있어서,
상기 복수의 파라미터들은,
분극현상 관련 파라미터, 내부저항 관련 파라미터, 히스테리시스(Hysterisis) 관련 파라미터, 배터리 용량 관련 파라미터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 배터리 잔여량 추정 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the plurality of parameters comprise:
A polarization-related parameter, an internal resistance-related parameter, a hysteresis-related parameter, and a battery capacity-related parameter. 제13항에 있어서,
상기 내부저항 관련 파라미터는,
상기 배터리의 온도 구간에 따라 상기 배터리 모델에 상이하게 적용되는 배터리 잔여량 추정 장치.14. The method of claim 13,
The internal resistance-
Wherein the battery model is differently applied to the battery model according to a temperature interval of the battery. 제13항에 있어서,
상기 복수의 파라미터들 중 적어도 하나는 온도에 따른 함수를 포함하는 배터리 잔여량 추정 장치.14. The method of claim 13,
Wherein at least one of the plurality of parameters includes a function corresponding to a temperature. 제11항에 있어서,
상기 피드백 루프제어 방식의 필터는 확장형 칼만 필터(Extended Kalman Filter)를 포함하는 배터리 잔여량 추정 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the filter of the feedback loop control method includes an extended Kalman filter. 삭제delete 제11항에 있어서,
상기 제1 출력 전압을 획득부는
상기 입력 전류와 상기 배터리의 온도를 고려하여 상기 제1 출력 전압을 획득하는 배터리 잔여량 추정 장치.12. The method of claim 11,
The first output voltage obtaining unit
And acquires the first output voltage in consideration of the input current and the temperature of the battery. 제11항에 있어서,
상기 파라미터 추정부는
상기 제1 출력 전압과 상기 추정 출력 전압의 차이가 최소가 되도록 이득을 조절하는 이득 조절부;
상기 조절된 상기 이득을 고려한 상기 배터리 모델을 이용하여 상기 추정 출력 전압을 획득하는 조절 출력 전압 획득부; 및
상기 피드백 루프제어 방식의 필터를 적용하여 상기 제1 출력 전압과 상기 추정 출력 전압의 차이가 최소가 되는 상기 복수의 파라미터들을 추정하는 조절 파라미터 추정부
를 포함하는 배터리 잔여량 추정 장치.12. The method of claim 11,
The parameter estimator
A gain adjuster for adjusting a gain to minimize a difference between the first output voltage and the estimated output voltage;
An adjusted output voltage obtaining unit for obtaining the estimated output voltage using the battery model considering the adjusted gain; And
And a control parameter estimating unit that estimates the plurality of parameters that minimize the difference between the first output voltage and the estimated output voltage by applying the filter of the feedback loop control method,
The remaining battery amount estimating device.
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