KR101646570B1 - Method for estimating life cycle of battery cell and battery management system usint it - Google Patents

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KR101646570B1 KR1020140185860A KR20140185860A KR101646570B1 KR 101646570 B1 KR101646570 B1 KR 101646570B1 KR 1020140185860 A KR1020140185860 A KR 1020140185860A KR 20140185860 A KR20140185860 A KR 20140185860A KR 101646570 B1 KR101646570 B1 KR 101646570B1
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Abstract

배터리 셀의 수명 예측 방법 및 이를 이용한 배터리 관리 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 수명 예측 방법은, 충방전이 가능한 배터리 셀의 충방전 전류를 측정하는 단계; 상기 배터리 셀의 충방전 전류를 기초로 누적 전류량을 연산하는 단계; 설정된 DOD(Depth Of Discharge) 및 상기 누적 전류량을 기초로 상기 배터리 셀의 충방전 사이클을 추정하는 단계; 및 상기 설정된 DOD에서의 상기 배터리 셀의 수명 사이클과 상기 충방전 사이클을 비교하여 상기 배터리 셀의 교체 여부를 판단하는 단계를 포함한다.A method for predicting the life of a battery cell and a battery management system using the same are provided. A method of predicting the life of a battery cell according to an embodiment of the present invention includes: measuring a charge / discharge current of a chargeable and dischargeable battery cell; Calculating a cumulative current amount based on a charging / discharging current of the battery cell; Estimating a charge / discharge cycle of the battery cell based on a set DOD (Depth Of Discharge) and the accumulated current amount; And comparing the life cycle of the battery cell at the set DOD with the charge / discharge cycle to determine whether the battery cell is replaced.

Description

배터리 셀의 수명 예측 방법 및 이를 이용한 배터리 관리 시스템{METHOD FOR ESTIMATING LIFE CYCLE OF BATTERY CELL AND BATTERY MANAGEMENT SYSTEM USINT IT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for predicting the life of a battery cell and a battery management system using the method.

본 발명은 배터리 셀의 수명 예측 방법 및 이를 이용한 배터리 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충방전 전류 및 DOD를 기초로 충방전이 가능한 배터리의 수명을 예측할 수 있는 배터리 셀의 수명 예측 방법 및 이를 이용한 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method of predicting the life of a battery cell and a battery management system using the method. More particularly, the present invention relates to a method of predicting the life of a battery cell capable of predicting the life of a battery capable of charging / discharging based on charge / And a battery management system using the battery.

전자 제품의 급속한 발전과 소비자들의 고성능 전력원에 대한 높은 기대로 인해 에너지 소모가 높은 제품이 많이 등장하고 있다. 예를 들어, 노트북, 비디오 카메라, 스마트폰 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적으로 충전 및 방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발하다. 이러한 이차 전지로는 리튬 이차 전지가 충방전이 자유롭고 자가 방전율이 낮은 등의 여러 장점으로 인해 널리 사용되고 있다.Due to the rapid development of electronic products and the high expectations of consumers for high-performance power sources, many energy-intensive products are emerging. For example, demand for portable electronic products such as notebook computers, video cameras, smart phones, and the like has been rapidly increased, and development of batteries, robots, and satellites for energy storage has been accelerated, Research is active. Such a secondary battery is widely used because of its various advantages such as charge / discharge of a lithium secondary battery and low self-discharge rate.

특히, 최근에는 오염 물질 발생을 줄이고, 에너지 절약을 위해, 전기 자동차(EV) 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 이러한 전기 자동차 등에는 전기 모터의 구동 전력을 제공하는 충방전 배터리가 필수적으로 장착된다.In particular, in recent years, efforts have been made to develop electric vehicles (EV) or hybrid vehicles to reduce pollutants and save energy. In such electric vehicles and the like, a charge and discharge battery that provides the driving power of the electric motor is essentially installed.

이러한 충방전 배터리는 충방전을 계속하면서 용량이 줄어든다. 예를 들어, 초기에는 1000mAh 이었던 용량이 몇 백번 충방전을 거듭하면서, 700, 600, 500mAh 로 줄어든다. 일반적으로, 수명 사이클(life cycle)은 초기 용량의 80~60 % 수준까지 용량이 줄어들었을 때의 충방전 횟수로 정의한다. 예를 들어, 수명 사이클이 500 회라고 하면, 100% DOD(Depth Of Discharge)에서 500 회라는 것을 의미한다. 여기에서, DOD는 방전 깊이(Depth Of Discharge)의 약자이다. Such a charge / discharge battery decreases capacity while continuing charge / discharge. For example, initially the capacity of 1000mAh was reduced to 700, 600, 500mAh while repeatedly charging and discharging several hundred times. Generally, the life cycle is defined as the number of charge / discharge cycles when the capacity is reduced to 80 to 60% of the initial capacity. For example, if the life cycle is 500 cycles, it means 500 cycles at 100% DOD (Depth Of Discharge). Here, DOD stands for Depth Of Discharge.

이러한 방전 깊이(DOD)는 전지의 잔존 용량(State of charge, SOC)을 표현하는 다른 방법이다. 방전 깊이는 잔존 용량과 반대 개념인데, 방전 깊이가 증가할수록 잔존 용량은 감소한다. 잔존 용량이 전지 용량이 가득찼을 때를 100%, 용량이 다했을 때를 0%로 백분율 수치를 이용하여 표현하는 데 비하여 방전 깊이는 암페어 시(Ah)와 백분율 수치의 두 가지 표현 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 용량이 50Ah인 전지의 방전 깊이를 암페어시로 표현할 경우에는 방전 깊이가 0Ah이면 전지가 방전되지 않은 상태(잔존 용량이 100%인 상태)를 말하며, 방전 깊이가 50Ah이면 전지가 완전히 방전된 상태(잔존 용량이 0%인 상태)를 말하게 된다. 또 어떤 전지의 방전 깊이를 백분율로 표현할 경우에는 방전 깊이가 0%이면 잔존 용량이 100%, 방전 깊이가 100%이면 잔존 용량이 0%인 상태를 말하게 된다.This discharge depth (DOD) is another method of expressing the state of charge (SOC) of the battery. The discharge depth is the opposite of the remaining capacity. As the discharge depth increases, the remaining capacity decreases. When the remaining capacity is expressed as a percentage value at 100% when the battery capacity is full and when it is 0%, the discharge depth can be expressed in Ah (Ah) and a percentage value have. For example, when the discharge depth of a battery having a capacity of 50 Ah is expressed in amperes, it means that the battery is not discharged (the remaining capacity is 100%) when the discharge depth is 0 Ah. If the discharge depth is 50 Ah, (State where the remaining capacity is 0%). When the discharge depth of a certain battery is expressed as a percentage, the remaining capacity is 0% when the discharge depth is 0%, and the remaining capacity is 0% when the discharge depth is 100%.

구체적으로, 전지의 용량이 1000mAh 라고 하면, DOD는 1000mAh를 100% 다 소진하고, 충전했을 때의 수명 사이클을 의미한다. 그러나, 실제는 50-80 % 사용하고 충전하는 것이 일반적이다.Specifically, when the capacity of the battery is 1000 mAh, DOD means 100% of 1000 mAh, which means the life cycle when charged. However, it is common to charge 50 to 80% in practice.

도 1은 연축전지의 DOD에 따른 수명 사이클을 도시한 그래프이다. 또한, 도 2는 도 1의 그래프를 수치적으로 정리한 표이다.1 is a graph showing a life cycle according to the DOD of a lead-acid battery. Fig. 2 is a table summarizing the graph of Fig. 1 numerically.

도 1 및 도 2를 참조하면, 각각 30%, 50%, 70%, 100% DOD 설정에 따른 연축전지의 수명 사이클을 알 수 있으며, DOD의 설정에 따라 2차 전지의 용량 저하 시점(임계전압 도달시점)이 100회에서 400회로 큰 차이를 보이는 것을 알 수 있다. 즉, 충방전 배터리는 많은량을 충전 또는 방전 시에는 교체 시점이 빨라지고, 적은량을 충전 또는 방전 시에는 그 교체 시점이 늦어 진다는 것을 확인할 수 있다. 이로부터 DOD를 몇 퍼센트로 설정 했느냐에 따라 배터리의 교체 시점까지 충방전하는 총 용량이 바뀌게 된다. 그러므로, 충방전을 반복하는 2차 전지의 경우, 이와 같은 변수를 감안한 수명 사이클 카운팅을 하는 방법이 요구된다.Referring to FIGS. 1 and 2, the lifetime cycle of the lead-acid battery according to the DOD setting of 30%, 50%, 70%, and 100% can be known. Reaching point) is significantly different from 100 times to 400 times. That is, it can be seen that the charge / discharge battery has a faster replacement time when charging or discharging a large amount, and a replacement time is slowed when charging / discharging a small amount. From this, depending on how many percent DOD is set, the total capacity of charging and discharging changes until the battery is replaced. Therefore, in the case of a secondary battery which repeats charging and discharging, a method of performing life cycle counting taking such variables into account is required.

한국공개특허 제2012-0140031호 (2012.12.28. 공개)Korea Open Patent No. 2012-0140031 (2012.12.28. Disclosed)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 충방전 전류 및 DOD를 기초로 수명 사이클을 추정하고, 이로부터 충방전이 가능한 배터리의 수명을 예측할 수 있고, 교체가 필요한 배터리 셀을 확인할 수 있는 배터리 셀의 수명 예측 방법 및 이를 이용한 배터리 관리 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a battery cell which can estimate a life cycle on the basis of charge / discharge current and DOD, predict a lifetime of a chargeable / And a battery management system using the same.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 수명 예측 방법은, 충방전이 가능한 배터리 셀의 충방전 전류를 측정하는 단계; 상기 배터리 셀의 충방전 전류를 기초로 누적 전류량을 연산하는 단계; 설정된 DOD(Depth Of Discharge) 및 상기 누적 전류량을 기초로 상기 배터리 셀의 충방전 사이클을 추정하는 단계; 및 상기 설정된 DOD에서의 상기 배터리 셀의 수명 사이클과 상기 충방전 사이클을 비교하여 상기 배터리 셀의 교체 여부를 판단하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for predicting the life of a battery cell, the method comprising: measuring a charge / discharge current of a battery cell capable of charging / discharging; Calculating a cumulative current amount based on a charging / discharging current of the battery cell; Estimating a charge / discharge cycle of the battery cell based on a set DOD (Depth Of Discharge) and the accumulated current amount; And comparing the life cycle of the battery cell at the set DOD with the charge / discharge cycle to determine whether the battery cell is replaced.

또한, 상기 충방전 전류를 측정하는 단계는, 상기 배터리 셀의 충방전 전류를 실시간으로 측정하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of measuring the charging / discharging current may include a step of measuring charging / discharging current of the battery cell in real time.

또한, 상기 누적 전류량을 연산하는 단계는, 상기 배터리 셀의 누적 전류량을 실시간으로 연산하는 단계를 포함할 수 있다.The step of calculating the accumulated current amount may include calculating a cumulative current amount of the battery cell in real time.

또한, 상기 충방전 사이클을 추정하는 단계는, 누적 전류량을 상기 설정된 DOD로 나누어 상기 충방전 사이클을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.The step of estimating the charge / discharge cycle may include estimating the charge / discharge cycle by dividing the accumulated current amount by the set DOD.

또한, 상기 교체 여부를 판단하는 단계는, 상기 충방전 사이클이 상기 수명 사이클 이상인 경우, 상기 배터리 셀의 교체가 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The determining whether or not to replace the battery pack may include determining that replacement of the battery cell is required when the charge / discharge cycle is equal to or greater than the life cycle.

그리고, 상기 배터리 셀의 교체가 필요한 경우, 이를 경고하는 단계를 더 포함할 수 있다.If the replacement of the battery cell is required, the step of warning may be further included.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리부; 상기 복수의 배터리 셀의 각 배터리 셀의 충방전 전류를 실시간으로 측정하는 전류 측정부; 상기 각 배터리 셀의 충방전 전류를 기초로 상기 각 배터리 셀의 누적 전류량을 연산하며, 설정된 DOD(Depth Of Discharge) 및 상기 누적 전류량을 기초로 상기 각 배터리 셀의 충방전 사이클을 연산하는 연산부; 및 상기 설정된 DOD에서의 상기 각 배터리 셀의 수명 사이클과 상기 각 배터리 셀의 충방전 사이클을 비교하여 교체가 필요한 배터리 셀을 판단하는 배터리 관리부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery management system using lifetime prediction of a battery cell, the battery management system comprising: a battery unit including a plurality of battery cells; A current measuring unit for measuring a charging / discharging current of each battery cell of the plurality of battery cells in real time; An arithmetic unit for calculating a cumulative current amount of each battery cell based on a charge / discharge current of each battery cell, and calculating a charge / discharge cycle of each battery cell based on a set DOD (Depth Of Discharge) and the cumulative current amount; And a battery management unit comparing the lifetime cycle of each battery cell in the set DOD with the charge / discharge cycle of each battery cell to determine a battery cell to be replaced.

또한, 상기 연산부는, 실시간으로 상기 각 배터리 셀의 충방전 전류를 누적하여 상기 각 배터리 셀의 누적 전류량을 연산할 수 있다.In addition, the operation unit can accumulate the charge / discharge currents of the battery cells in real time to calculate the accumulated current amount of each battery cell.

또한, 상기 연산부는, 상기 각 배터리 셀의 누적 전류량을 상기 설정된 DOD로 나누어 상기 각 배터리 셀의 충방전 사이클을 연산할 수 있다.The operation unit may calculate a charge / discharge cycle of each of the battery cells by dividing an accumulated current amount of each battery cell by the set DOD.

또한, 상기 복수의 배터리 셀의 DOD를 각각 설정하는 DOD 설정부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a DOD setting unit for setting DODs of the plurality of battery cells, respectively.

또한, 상기 DOD 설정부는, 상기 복수의 배터리 셀에서 적어도 하나의 배터리 셀의 DOD를 다른 배터리 셀과 상이하게 설정할 수 있다.Also, the DOD setting unit may set the DOD of at least one battery cell in the plurality of battery cells to be different from that of the other battery cells.

또한, 상기 배터리 관리부는, 상기 복수의 배터리 셀 중에서 충방전 사이클이 수명 사이클 이상인 배터리 셀을 교체가 필요한 것으로 판단할 수 있다.In addition, the battery management unit may determine that the battery cells whose charge / discharge cycles are longer than the life cycle of the plurality of battery cells need to be replaced.

또한, 상기 복수의 배터리 셀에 각각 연결된 복수의 스위치를 포함하는 스위치부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a switch unit including a plurality of switches respectively connected to the plurality of battery cells.

또한, 상기 배터리 관리부는, 상기 복수의 배터리 셀 중에서 교체가 필요한 배터리 셀이 있는 것으로 판단한 경우, 상기 교체가 필요한 배터리 셀에 연결되는 스위치를 OFF할 수 있다.In addition, when the battery management unit determines that there is a battery cell that needs to be replaced among the plurality of battery cells, the battery management unit may turn off a switch connected to the battery cell.

또한, 상기 배터리 관리부는, 상기 교체가 필요한 배터리 셀의 충방전 사이클이 미리 설정된 초과 한도 사이클 이상인 경우, 상기 교체가 필요한 배터리 셀에 연결되는 스위치를 OFF할 수 있다.The battery management unit may turn off a switch connected to a battery cell requiring replacement if the charge / discharge cycle of the battery cell requiring replacement is equal to or greater than a predetermined excess limit cycle.

그리고, 상기 복수의 배터리 셀 중에서 교체가 필요한 배터리 셀을 경고하는 경고 신호를 발생하는 경고부; 및 상기 경고 신호가 발생한 배터리 셀의 정보를 외부로 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.A warning unit for generating a warning signal for warning a battery cell that needs to be replaced among the plurality of battery cells; And a communication unit for transmitting information of the battery cell in which the warning signal is generated to the outside.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따르면, 충방전 전류 및 DOD를 기초로 충방전이 가능한 배터리 셀의 수명 사이클을 추정할 수 있고, 이로부터 충방전이 가능한 배터리 셀의 수명을 예측할 수 있다.According to the present invention, it is possible to estimate the life cycle of a battery cell that can be charged and discharged based on the charge / discharge current and the DOD, and thereby predict the life of the battery cell that can be charged and discharged.

또한, 추정된 배터리 셀의 수명 사이클에 따라 배터리 셀의 교체 시점을 예측함으로써, 수명이 다한 배터리 셀을 교체할 수 있다.Further, by predicting the replacement time point of the battery cell in accordance with the estimated life cycle of the battery cell, it is possible to replace the battery cell whose lifetime has expired.

도 1은 연축전지의 DOD에 따른 수명 사이클을 도시한 그래프이다.
도 2는 도 1의 그래프를 수치적으로 정리한 표이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 수명 예측 방법의 순서도이다.
도 4는 DOD의 크기에 따른 배터리 셀의 충방전 총용량을 비교하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀의 수명 예측 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템의 블록 구성도이다.
도 7 및 도 8은 도 6의 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템의 구체적인 실시예를 도시한 구성도이다.
1 is a graph showing a life cycle according to the DOD of a lead-acid battery.
Fig. 2 is a table summarizing the graph of Fig. 1 numerically.
3 is a flowchart of a method of predicting the life of a battery cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for comparing the total charge / discharge capacity of the battery cell according to the size of the DOD.
5 is a flowchart of a method of predicting the life of a battery cell according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of a battery management system using lifetime prediction of a battery cell according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 7 and FIG. 8 are block diagrams showing specific embodiments of a battery management system using life prediction of the battery cell of FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 고안의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, components and / or sections, it is needless to say that these elements, components and / or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, element or section from another element, element or section. It is, of course, also possible that the first element, the first element or the first section mentioned below may be the second element, the second element or the second section within the spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms "comprises" and / or "made of" means that a component, step, operation, and / or element may be embodied in one or more other components, steps, operations, and / And does not exclude the presence or addition thereof.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 수명 예측 방법의 순서도이다. 또한, 도 4는 DOD의 크기에 따른 배터리 셀의 충방전 총용량을 비교하기 위한 도면이다.3 is a flowchart of a method of predicting the life of a battery cell according to an embodiment of the present invention. 4 is a graph for comparing the total charge / discharge capacity of the battery cell according to the size of the DOD.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 수명 예측 방법은, 충방전이 가능한 배터리 셀의 충방전 전류를 측정하며(S110), 상기 배터리 셀의 충방전 전류를 기초로 누적 전류량을 연산하고(S120), 설정된 DOD(Depth Of Discharge) 및 상기 누적 전류량을 기초로 상기 배터리 셀의 충방전 사이클을 추정하고(S130), 상기 설정된 DOD에서의 상기 배터리 셀의 수명 사이클과 상기 충방전 사이클을 비교하여(S140), 상기 배터리 셀의 교체 여부를 판단한다(S150). 여기에서, DOD(Depth Of Discharge)는 방전 깊이를 의미하며, 누적 전류량은 측정된 전류량을 누적한 값으로써 암페어시(Ah)의 단위를 가지게 된다. 또한, 수명 사이클은 배터리 셀의 DOD에 따라 정해지며, 충방전 사이클은 DOD 및 누적 전류량으로부터 계산할 수 있다. 다만, 도 3의 S140에서 충방전 사이클이 수명 사이클 이상인 경우, 교체가 필요한 것으로 도시하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 다른 값으로 설정될 수도 있다.Referring to FIG. 3, a method for predicting the life of a battery cell according to an exemplary embodiment of the present invention includes measuring a charge / discharge current of a chargeable and dischargeable battery cell (S110) A charge / discharge cycle of the battery cell is estimated based on the set DOD (Depth Of Discharge) and the cumulative current amount (S130), and the life cycle of the battery cell at the set DOD is compared with the charge / The discharge cycles are compared (S140), and it is determined whether or not the battery cell is replaced (S150). Here, the DOD (Depth Of Discharge) means a discharge depth, and the cumulative current amount is a cumulative amount of the measured current, and has a unit of amperage (Ah). Also, the life cycle is determined according to the DOD of the battery cell, and the charge / discharge cycle can be calculated from the DOD and the accumulated current amount. However, if the charge / discharge cycle is longer than the life cycle at S140 in FIG. 3, it is shown that replacement is necessary, but this is merely an example and may be set to other values.

도 4를 참조하면, 배터리 셀은 DOD의 설정 값에 따라 사용할 수 있는 총 용량이 달라진다. 도 4에 도시한 바와 같이, 좌측의 배터리 셀에서 DOD 30%로 설정하였고, 우측의 배터리 셀에서 DOD 80%로 설정하였을 경우, 좌측의 배터리 셀이 우측의 배터리 셀보다 사용할 수 있는 총 용량이 더 크게 된다. Referring to FIG. 4, the available capacity of the battery cell varies depending on the set value of the DOD. As shown in FIG. 4, when the DOD is set to 30% in the left battery cell and the DOD is set to 80% in the right battery cell, the total available capacity of the left battery cell is higher than that of the right battery cell .

12V 10Ah 배터리 셀을 예로 들면, DOD 30% 방전후 충전일때는 1200cycle, 80% 방전후 충전 일때는 300cycle의 수명 사이클을 가지게 된다. 그리고, 각 DOD에 따른 배터리가 사용할 수 있는 총용량은 다음과 같다.Taking a 12V 10Ah battery cell as an example, it will have a life cycle of 1200 cycles at 30% DOD charge and 300 cycles at 80% charge. The total capacity of the battery according to each DOD is as follows.

DOD 30%: 0.3 * 10Ah * 1200cycle = 3600 Ah ............. (1)DOD 30%: 0.3 * 10 Ah * 1200 cycle = 3600 Ah (1)

DOD 80%: 0.8 * 10Ah * 300cycle = 2400Ah ............... (2)DOD 80%: 0.8 * 10Ah * 300 cycle = 2400 Ah ... (2)

상기 (1), (2)를 비교하면, DOD 30%에서의 사용 가능한 총용량은 3600Ah이고, DOD 80%에서의 사용 가능한 총용량은 2400Ah이며, DOD 30%에서의 사용 가능한 총용량이 DOD 80%에서의 사용 가능한 총용량보다 큼을 알 수 있다. 그러므로, 같은 용량을 가진 배터리 셀이라도 DOD를 설정한 크기에 따라 사용할 수 있는 배터리 총용량이 다름을 알 수 있다.Comparing the above (1) and (2), the total usable capacity at 30% of DOD is 3600 Ah, the usable total capacity at 80% of DOD is 2400 Ah, and the usable total capacity at 30% of DOD is 80% It is known that the total capacity is larger than the available capacity. Therefore, even if the battery cell has the same capacity, the total capacity of the battery can be different depending on the size of the DOD set.

다시 도 3을 참조하면, 충방전이 가능한 배터리 셀은 DOD에 따라 사용할 수 있는 수명 사이클이 있으므로, 배터리 셀의 충방전 전류의 누적량을 측정하고 각 DOD 설정에 따른 총 사용 가능 용량에 도달한 경우, 배터리의 교체 시점으로 판단하게 된다. Referring again to FIG. 3, since the chargeable and dischargeable battery cell has a life cycle that can be used in accordance with the DOD, if the cumulative amount of charging / discharging current of the battery cell is measured and the total usable capacity according to each DOD setting is reached, It is determined that the battery is replaced.

이때, 충방전이 가능한 배터리 셀의 충방전 전류를 측정 시에 상기 배터리 셀의 충방전 전류를 실시간으로 측정할 수 있다. 또한, 배터리 셀의 충방전 전류를 기초로 누적 전류량을 연산 시에 상기 배터리 셀의 누적 전류량을 실시간으로 연산할 수 있다. 실시간으로 전류를 측정하고, 누적 전류량을 연산함으로써, 배터리 셀의 교체가 필요한 시점을 빠른 시간 안에 파악할 수 있게 된다. 또한 누적 전류량은 측정된 전류를 누적한 것으로써, 다음의 수학식 1에 의해 계산할 수 있다.At this time, the charging / discharging current of the battery cell can be measured in real time when the charging / discharging current of the battery cell capable of charging / discharging is measured. Also, the amount of accumulated current of the battery cell can be calculated in real time when the accumulated current amount is calculated based on the charging / discharging current of the battery cell. By measuring the current in real time and calculating the accumulated current amount, it is possible to grasp the time required to replace the battery cell in a short time. Also, the cumulative current amount is obtained by accumulating the measured current, and can be calculated by the following equation (1).

Figure 112014124243948-pat00001
Figure 112014124243948-pat00001

단, i는 배터리 셀의 측정된 충방전 전류이다.Where i is the measured charge / discharge current of the battery cell.

그리고, 충방전 사이클을 추정 시에 설정된 DOD(Depth Of Discharge) 및 누적 전류량을 사용하게 되는데, 상기 누적 전류량을 상기 설정된 DOD로 나누어 상기 충방전 사이클을 구할 수 있으며, 다음의 수학식 2로 표현할 수 있다.The DOD (Depth Of Discharge) and the accumulated current amount set at the time of estimating the charge / discharge cycle are used. The charge / discharge cycle can be obtained by dividing the accumulated current amount by the set DOD. have.

Figure 112014124243948-pat00002
Figure 112014124243948-pat00002

단, DOD는 백분율이 아닌 암페어시(Ah)로 표현되며, 백분율로 표현된 DOD 값에 배터리 셀의 정격 용량을 곱하여 구할 수 있다. 예를 들어, 10Ah 배터리 셀인 경우, DOD의 백분율 값이 50%이면, DOD는 5Ah가 된다. 상기 수학식 2에 의해 현재 설정된 DOD에 따른 배터리 셀의 실제 충방전이 가능한 사이클인 충방전 사이클을 추정하게 된다.However, the DOD is represented by amperage (Ah) instead of a percentage, and can be obtained by multiplying the DOD value expressed as a percentage by the rated capacity of the battery cell. For example, for a 10 Ah battery cell, if the percentage value of DOD is 50%, the DOD is 5 Ah. The charge / discharge cycle, which is the actual charge / discharge cycle of the battery cell according to the currently set DOD, can be estimated by Equation (2).

그리고, 충방전 사이클을 설정된 DOD에서 정해지는 수명 사이클과 비교하여 배터리 셀의 교체를 판단한다. 예를 들어, 충방전 사이클이 수명 사이클 이상인 경우, 배터리 셀의 교체가 필요한 것으로 판단할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 다른 범위에서 배터리 셀의 교체가 필요한 것으로 판단할 수도 있다. 예를 들면, 충방전 사이클이 수명 사이클보다 20%이상 큰 경우에 배터리 셀의 교체가 필요한 것으로 판단할 수도 있고, 다른 범위로 설정할 수도 있다.Then, the charge / discharge cycle is compared with the life cycle determined by the set DOD to judge replacement of the battery cell. For example, when the charge / discharge cycle is longer than the life cycle, it can be determined that the battery cell needs to be replaced. However, this is an example, and it may be determined that replacement of the battery cell is required in another range. For example, when the charge / discharge cycle is greater than the life cycle by 20% or more, it may be determined that the battery cell needs to be replaced, or may be set to a different range.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀의 수명 예측 방법의 순서도이다.5 is a flowchart of a method of predicting the life of a battery cell according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀의 수명 예측 방법은, 충방전이 가능한 배터리 셀의 충방전 전류를 측정하며(S210), 상기 배터리 셀의 충방전 전류를 기초로 누적 전류량을 연산하고(S220), 설정된 DOD(Depth Of Discharge) 및 상기 누적 전류량을 기초로 상기 배터리 셀의 충방전 사이클을 추정하고(S230), 상기 설정된 DOD에서의 상기 배터리 셀의 수명 사이클과 상기 충방전 사이클을 비교하여(S240), 상기 배터리 셀의 교체 여부를 판단하고(S250), 배터리 셀의 교체가 필요한 경우, 이를 경고한다(S260). 여기에서, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 수명 예측 방법과 S210~S250 단계는 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.Referring to FIG. 5, a method for predicting the life of a battery cell according to another embodiment of the present invention includes measuring a charge / discharge current of a chargeable / dischargeable battery cell (S210) (S220). The charge / discharge cycle of the battery cell is estimated based on the set DOD (Depth Of Discharge) and the cumulative current amount (S230), and the life cycle of the battery cell at the set DOD, The discharge cycle is compared (S240), and it is determined whether the battery cell is replaced (S250). If the battery cell needs to be replaced, a warning is given (S260). Here, the method of predicting the life of the battery cell according to the embodiment of the present invention described above is the same as the steps S210 to S250, and thus a detailed description thereof will be omitted.

배터리 셀의 교체가 필요한 경우에는 이를 알려 교체가 필요한 배터리 셀을 교체함으로써 배터리 셀에 의한 시스템 등의 고정 사고를 미연에 방지할 필요가 있다. 배터리 셀의 교체 경고는 경고음이나 음성 등의 청각적 수단이나 LCD 모니터나 LED 등에 경고 표시를 디스플레이하는 시각적 수단 등을 포함할 수 있다. 이러한 배터리 셀의 교체 경고는 유무선 통신 수단을 이용하여 원격으로 전송될 수도 있다.When it is necessary to replace the battery cell, it is necessary to inform the user of the replacement of the battery cell that needs to be replaced, thereby preventing a system or the like from being fixed by the battery cell. The replacement warning of the battery cell may include an audible means such as a warning sound or voice or a visual means for displaying a warning indication on an LCD monitor or an LED. Such replacement warning of the battery cell may be remotely transmitted using wired / wireless communication means.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템의 블록 구성도이다. 또한, 도 7 및 도 8은 도 6의 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템의 구체적인 실시예를 도시한 구성도이다.FIG. 6 is a block diagram of a battery management system using lifetime prediction of a battery cell according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7 and 8 are block diagrams illustrating a battery management system using the life prediction of the battery cell of FIG.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템(100)은, 배터리부(110), 전류 측정부(120), 연산부(130) 및 배터리 관리부(140)를 포함한다. 또한, 상기 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템(100, 이하 '배터리 관리 시스템'이라 한다)은, DOD 설정부(150), 스위치부(160), 경고부(170) 및 통신부(180)를 포함할 수 있다.6 to 8, the battery management system 100 using the life prediction of a battery cell according to an exemplary embodiment of the present invention includes a battery unit 110, a current measurement unit 120, an operation unit 130, And a battery management unit 140. The battery management system 100 using the life prediction of the battery cell includes a DOD setting unit 150, a switch unit 160, a warning unit 170, and a communication unit 180, . ≪ / RTI >

다시 도 6을 참조하면, 배터리 관리 시스템(100)은, 복수의 배터리 셀(Cell1 ... CellN)을 포함하는 배터리부(110), 상기 복수의 배터리 셀(Cell1 ... CellN)의 각 배터리 셀의 충방전 전류를 실시간으로 측정하는 전류 측정부(120), 상기 각 배터리 셀의 충방전 전류를 기초로 상기 각 배터리 셀의 누적 전류량을 연산하며, 설정된 DOD(Depth Of Discharge) 및 상기 누적 전류량을 기초로 상기 각 배터리 셀의 충방전 사이클을 연산하는 연산부(130), 및 상기 설정된 DOD에서의 상기 각 배터리 셀의 수명 사이클과 상기 각 배터리 셀의 충방전 사이클을 비교하여 교체가 필요한 배터리 셀을 판단하는 배터리 관리부(140)를 포함한다. 6, the battery management system 100 includes a battery unit 110 including a plurality of battery cells Cell1... CellN, a plurality of battery cells A current measuring unit 120 for measuring a charging / discharging current of the cell in real time, a calculating unit 120 for calculating a cumulative current amount of each battery cell on the basis of a charging / discharging current of each battery cell, a set DOD (Depth Of Discharge) (130) for calculating a charge / discharge cycle of each of the battery cells based on the life cycle of each of the battery cells in the set DOD and a charge / discharge cycle of each of the battery cells, And a battery management unit 140 for determining the battery.

또한, 다시 도 7 및 도 8을 참조하면, 배터리 관리 시스템(100)은, 복수의 배터리 셀(Cell1 ... CellN)의 DOD를 각각 설정하는 DOD를 설정부(150), 복수의 배터리 셀(Cell1 ... CellN)에 각각 연결된 복수의 스위치를 포함하는 스위치부(160), 교체가 필요한 배터리 셀을 경고하는 경고 신호를 발생하는 경고부(170), 경고 신호가 발생한 배터리 셀의 정보를 외부로 전송하는 통신부(180)를 더 포함할 수 있다.7 and 8, the battery management system 100 includes a setting unit 150 for setting the DOD of each of the plurality of battery cells (Cell1 ... CellN), a plurality of battery cells A warning unit 170 for generating a warning signal for warning a battery cell to be replaced, and a control unit 170 for controlling information of the battery cell in which the warning signal is generated, And a communication unit 180 for transmitting the data to the mobile communication terminal.

배터리부(110)는 복수의 배터리 셀(Cell1 ... CellN)을 포함하며, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 배터리 셀에는 충방전 시 전력 변환을 위한 컨버터(10)가 연결된다. 또한, 배터리부(110)의 각 배터리 셀에는 스위치(S)가 연결될 수 있으며, DOD 설정부(150)에 의해 각 배터리 셀의 DOD가 설정될 수 있다.The battery unit 110 includes a plurality of battery cells Cell1... CellN. As shown in FIGS. 7 and 8, a converter 10 for power conversion is connected to the battery cells. Also, the switch S may be connected to each battery cell of the battery unit 110, and the DOD of each battery cell may be set by the DOD setting unit 150.

전류 측정부(120)는 각 배터리 셀의 충방전 전류를 실시간으로 측정하며, 이를 위해 각 배터리 셀에 각각 전류 측정 센서가 연결될 수 있다.The current measuring unit 120 measures the charging and discharging current of each battery cell in real time, and a current measuring sensor can be connected to each battery cell.

연산부(130)는 실시간으로 각 배터리 셀의 충방전 전류를 누적하여 상기 각 배터리 셀의 누적 전류량을 연산하고, 상기 각 배터리 셀의 누적 전류량을 설정된 DOD로 나누어 상기 각 배터리 셀의 충방전 사이클을 연산할 수 있다. 구체적으로, 상기 수학식 1에 의해 누적 전류량을 구하고, 상기 수학식 2에 의해 충방전 사이클을 구할 수 있다.The calculation unit 130 calculates the accumulated current amount of each battery cell by accumulating charge / discharge currents of the battery cells in real time, divides the accumulated current amount of each battery cell by the set DOD, can do. Specifically, the cumulative current amount can be obtained by the equation (1), and the charge / discharge cycle can be obtained by the equation (2).

배터리 관리부(140)는 교체가 필요한 배터리 셀을 판단하는데, 예를 들어 복수의 배터리 셀(Cell1 ... CellN) 중에서 충방전 사이클이 수명 사이클 이상인 배터리 셀을 교체가 필요한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 배터리 관리부(140)는 시스템의 안정성을 위해, 교체가 필요한 배터리 셀에 연결된 스위치(S)를 OFF할 수 있다. 이에 대해서는 후술하여 살펴 보도록 한다.The battery management unit 140 determines which battery cells need to be replaced. For example, among the plurality of battery cells (Cell1, ..., CellN), it is possible to determine that battery cells whose charge / In addition, the battery management unit 140 may turn off the switch S connected to the battery cells to be replaced for stability of the system. This will be described later.

DOD 설정부(150)는 복수의 배터리 셀(Cell1 ... CellN)의 DOD를 각각 설정하며, 설정된 DOD에 의해 각 배터리 셀의 수명 사이클이 정해진다. 상기 DOD 설정부(150)는 복수의 배터리 셀(Cell1 ... CellN) 에서 적어도 하나의 배터리 셀의 DOD를 다른 배터리 셀과 상이하게 설정할 수 있다. 그러므로, 복수의 배터리 셀(Cell1 ... CellN)이 적용되는 전력 시스템이나 전기 자동차 등에서 각 배터리 셀의 교체 시점을 모두 동일하지 않도록 설계하여 상기 전력 시스템이나 전기 자동차 등의 안정성을 높일 수 있다. DOD 설정부(150)에 의한 DOD의 설정값은 시스템의 운영자가 입력할 수도 있고, 처음 설계 시에 디폴트되어 DOD 설정부(150)에서 각 배터리 셀에 능동적으로 할당할 수도 있다.The DOD setting unit 150 sets the DODs of the plurality of battery cells (Cell1 ... CellN), respectively, and the life cycle of each battery cell is determined by the set DOD. The DOD setting unit 150 may set the DOD of at least one battery cell in the plurality of battery cells Cell1 to CellN to be different from those of the other battery cells. Therefore, the stability of the power system and the electric vehicle can be improved by designing that the replacement timing of each battery cell is not the same in a power system or an electric vehicle to which a plurality of battery cells (Cell1 ... CellN) are applied. The set value of the DOD by the DOD setting unit 150 may be input by the operator of the system or may be actively allocated to each battery cell in the DOD setting unit 150 by default at the time of initial design.

스위치부(160)는 복수의 배터리 셀(Cell1 ... CellN)에 각각 연결된 복수의 스위치(S)를 포함하는데, 상기 복수의 배터리 셀(Cell1 ... CellN)셀 중에서 교체가 필요한 배터리 셀이 있는 경우, 상기 교체가 필요한 배터리 셀에 연결되는 스위치를 OFF함으로써 시스템의 안정성을 높일 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, Cell2가 교체가 필요한 것으로 판단된 경우, 배터리 관리부(140)는 Cell2에 연결된 스위치(S)를 끊음으로써, Cell2에 의해 발생할 수 있는 문제들을 미연에 차단할 수 있다. The switch unit 160 includes a plurality of switches S connected to the plurality of battery cells Cell1 ... CellN. The switch cell 160 includes a plurality of battery cells (Cell1 ... CellN) In this case, the stability of the system can be improved by turning off the switch connected to the battery cell that needs to be replaced. For example, as shown in FIG. 8, when it is determined that the cell 2 needs to be replaced, the battery management unit 140 disconnects the switch S connected to the cell 2, thereby blocking problems that may occur by the cell 2 .

이때, 배터리 관리부(140)는 교체가 필요하다고 판단되었다고 바로 스위치(S)를 OFF하지 않고, 교체가 필요한 배터리 셀의 충방전 사이클이 미리 설정된 초과 한도 사이클 이상인 경우, 상기 교체가 필요한 배터리 셀에 연결되는 스위치를 OFF할 수 있다. 이는 배터리 셀의 교체가 필요하더라도 일정 기간 계속 충방전이 가능하므로, 교체가 필요한 배터리 셀이 바로 문제를 일으키지는 않는 점을 고려한 것이다. 예를 들어, 도 8에서, Cell2의 수명 사이클이 1200이고, 충방전 사이클이 상기 수명 사이클 이상이면 교체가 필요하다고 판단하더라도, 초과 한도 사이클을 2400으로 설정하면, 상기 Cell2의 실제 충방전 사이클이 2400이 되어야 배터리 관리부(140)가 Cell2에 연결된 스위치(S)를 OFF하게 된다.At this time, the battery management unit 140 does not immediately turn off the switch S when it is determined that the replacement is necessary, and when the charge / discharge cycle of the battery cell to be replaced is greater than a preset excess limit cycle, Can be turned off. This is because, even if the battery cell needs to be replaced, it is possible to continuously charge and discharge the battery cell for a certain period of time. For example, in FIG. 8, even if it is determined that the lifetime cycle of Cell 2 is 1200 and the charge / discharge cycle is longer than the lifetime cycle, if the excess limit cycle is set to 2400, the actual charge / The battery management unit 140 turns off the switch S connected to the cell 2.

경고부(170)는 교체가 필요한 배터리 셀을 알리는 경고 신호를 발생하며, 경고음이나 음성 등의 청각적 표시 수단이나, LCD 모니터나 LED 등과 같은 시각적 표시 수단일 수 있다. 배터리 관리부(140)가 경고부(170)를 제어하여 교체가 필요한 배터리 셀을 알리는 경고음을 알리거나 교체가 필요한 배터리 셀에 설치된 LED를 점멸시킴으로써, 교체가 필요한 배터리 셀의 위치를 안내할 수 있다.The warning unit 170 generates a warning signal for notifying a battery cell requiring replacement, and may be an audible indication means such as a warning sound or voice, or a visual indication means such as an LCD monitor or an LED. The battery management unit 140 controls the warning unit 170 to notify a warning sound for notifying a battery cell to be replaced or blink an LED installed in a battery cell to be replaced so that the position of the battery cell to be replaced can be guided.

통신부(180)는 경고 신호가 발생한 배터리 셀의 정보를 외부로 전송하며, 상기 통신부(180)는 외부의 기기(20)와 유선통신 및/또는 무선통신이 가능하다. 이러한 외부의 기기(20)는 2G/3G/4G, 와이브로 무선망 서비스가 가능한 단말, PDA, 스마트 폰 등과 같은 다양한 통신 기기가 될 수 있으며, IEEE 802.11 무선 랜 네트워크 카드 등의 무선랜 접속을 위한 인터페이스가 구비된 기기일 수 있다. 또한, 외부의 기기(20)는 네트워크를 통해 통신부(180)와 연결될 수 있고, 이러한 네트워크는 유선 네트워크뿐만 아니라 무선 네트워크를 포함한다. 이러한 네트워크로 인터넷 등을 들 수 있다. 통신부(180)에서 외부의 기기(20)로 교체가 필요한 배터리 셀의 정보를 알릴 수 있어 보다 빠른 대처가 가능하여 복수의 배터리 셀을 채택한 시스템 등의 안정성을 향상시킬 수 있다.The communication unit 180 transmits the information of the battery cell in which the warning signal is generated to the outside, and the communication unit 180 can perform wired communication and / or wireless communication with the external device 20. The external device 20 may be a variety of communication devices such as a 2G / 3G / 4G, a terminal capable of WiBro wireless network service, a PDA, a smart phone, etc., and may be an interface for wireless LAN connection such as an IEEE 802.11 wireless LAN network card Or the like. Further, the external device 20 can be connected to the communication unit 180 via a network, and the network includes a wireless network as well as a wired network. Such networks include the Internet and the like. The communication unit 180 can inform the external device 20 of the information of the battery cell that needs to be replaced, so that it is possible to deal with the battery cell quickly, which improves the stability of the system employing the plurality of battery cells.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

110: 배터리부 120: 전류 측정부
130: 연산부 140: 배터리 관리부
150: DOD 설정부 160: 스위치부
170: 경고부 180: 통신부
110: battery unit 120: current measuring unit
130: Operation unit 140: Battery management unit
150: DOD setting unit 160:
170: warning section 180: communication section

Claims (16)

충방전이 가능한 배터리 셀의 충방전 전류를 측정하는 단계;
상기 배터리 셀의 충방전 전류를 기초로 누적 전류량을 연산하는 단계;
설정된 DOD(Depth Of Discharge)로 상기 누적 전류량을 나누어 상기 배터리 셀의 충방전 사이클을 추정하는 단계; 및
상기 설정된 DOD에서의 상기 배터리 셀의 수명 사이클과 상기 충방전 사이클을 비교하여 상기 배터리 셀의 교체 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 배터리 셀의 수명 예측 방법.
Measuring a charging / discharging current of the battery cell capable of charging / discharging;
Calculating a cumulative current amount based on a charging / discharging current of the battery cell;
Estimating a charge / discharge cycle of the battery cell by dividing the accumulated current amount by a set DOD (Depth Of Discharge); And
And comparing the life cycle of the battery cell at the set DOD with the charge / discharge cycle to determine whether the battery cell is to be replaced.
제 1항에 있어서,
상기 충방전 전류를 측정하는 단계는, 상기 배터리 셀의 충방전 전류를 실시간으로 측정하는 단계를 포함하는, 배터리 셀의 수명 예측 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of measuring the charging / discharging current includes measuring a charging / discharging current of the battery cell in real time.
제 2항에 있어서,
상기 누적 전류량을 연산하는 단계는, 상기 배터리 셀의 누적 전류량을 실시간으로 연산하는 단계를 포함하는, 배터리 셀의 수명 예측 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the step of calculating the cumulative current includes calculating a cumulative current amount of the battery cell in real time.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 교체 여부를 판단하는 단계는, 상기 충방전 사이클이 상기 수명 사이클 이상인 경우, 상기 배터리 셀의 교체가 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함하는, 배터리 셀의 수명 예측 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of determining whether or not to replace the battery cell includes determining that replacement of the battery cell is required when the charge / discharge cycle is equal to or greater than the life cycle.
제 1항에 있어서,
상기 배터리 셀의 교체가 필요한 경우, 이를 경고하는 단계를 더 포함하는, 배터리 셀의 수명 예측 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of alerting the battery cell when it is necessary to replace the battery cell.
복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리부;
상기 복수의 배터리 셀의 각 배터리 셀의 충방전 전류를 실시간으로 측정하는 전류 측정부;
상기 각 배터리 셀의 충방전 전류를 기초로 상기 각 배터리 셀의 누적 전류량을 연산하며, 설정된 DOD(Depth Of Discharge) 및 상기 누적 전류량을 기초로 상기 각 배터리 셀의 충방전 사이클을 연산하는 연산부; 및
상기 설정된 DOD에서의 상기 각 배터리 셀의 수명 사이클과 상기 각 배터리 셀의 충방전 사이클을 비교하여 교체가 필요한 배터리 셀을 판단하는 배터리 관리부를 포함하며,
상기 연산부는, 상기 각 배터리 셀의 누적 전류량을 상기 설정된 DOD로 나누어 상기 각 배터리 셀의 충방전 사이클을 연산하는, 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템.
A battery unit including a plurality of battery cells;
A current measuring unit for measuring a charging / discharging current of each battery cell of the plurality of battery cells in real time;
An arithmetic unit for calculating a cumulative current amount of each battery cell based on a charge / discharge current of each battery cell, and calculating a charge / discharge cycle of each battery cell based on a set DOD (Depth Of Discharge) and the cumulative current amount; And
And a battery management unit for comparing a life cycle of each battery cell in the set DOD with a charge / discharge cycle of each battery cell to determine a battery cell to be replaced,
Wherein the operation unit calculates a charge / discharge cycle of each battery cell by dividing an accumulated current amount of each battery cell by the set DOD.
제 7항에 있어서,
상기 연산부는, 실시간으로 상기 각 배터리 셀의 충방전 전류를 누적하여 상기 각 배터리 셀의 누적 전류량을 연산하는, 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein the operation unit accumulates the charging and discharging currents of the battery cells in real time to calculate a cumulative current amount of each of the battery cells.
삭제delete 제 7항에 있어서,
상기 복수의 배터리 셀의 DOD를 각각 설정하는 DOD 설정부를 더 포함하는, 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템.
8. The method of claim 7,
Further comprising a DOD setting unit for setting the DODs of the plurality of battery cells, respectively.
제 10항에 있어서,
상기 DOD 설정부는, 상기 복수의 배터리 셀에서 적어도 하나의 배터리 셀의 DOD를 다른 배터리 셀과 상이하게 설정하는, 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템.
11. The method of claim 10,
Wherein the DOD setting unit sets the DOD of at least one battery cell in the plurality of battery cells to be different from that of the other battery cells.
제 7항에 있어서,
상기 배터리 관리부는, 상기 복수의 배터리 셀 중에서 충방전 사이클이 수명 사이클 이상인 배터리 셀을 교체가 필요한 것으로 판단하는, 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein the battery management unit determines that a battery cell having a charge / discharge cycle of at least a life cycle of the plurality of battery cells is required to be replaced.
제 7항에 있어서,
상기 복수의 배터리 셀에 각각 연결된 복수의 스위치를 포함하는 스위치부를 더 포함하는, 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템.
8. The method of claim 7,
Further comprising a switch unit including a plurality of switches respectively connected to the plurality of battery cells.
제 13항에 있어서,
상기 배터리 관리부는, 상기 복수의 배터리 셀 중에서 교체가 필요한 배터리 셀이 있는 것으로 판단한 경우, 상기 교체가 필요한 배터리 셀에 연결되는 스위치를 OFF하는, 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템.
14. The method of claim 13,
Wherein the battery management unit turns off a switch connected to a battery cell requiring replacement when it is determined that there is a battery cell that needs to be replaced among the plurality of battery cells.
제 14항에 있어서,
상기 배터리 관리부는, 상기 교체가 필요한 배터리 셀의 충방전 사이클이 미리 설정된 초과 한도 사이클 이상인 경우, 상기 교체가 필요한 배터리 셀에 연결되는 스위치를 OFF하는, 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템.
15. The method of claim 14,
Wherein the battery management unit turns off a switch connected to a battery cell requiring replacement when the charge / discharge cycle of the battery cell requiring replacement is equal to or greater than a preset excess limit cycle.
제 7항에 있어서,
상기 복수의 배터리 셀 중에서 교체가 필요한 배터리 셀을 경고하는 경고 신호를 발생하는 경고부; 및
상기 경고 신호가 발생한 배터리 셀의 정보를 외부로 전송하는 통신부를 더 포함하는, 배터리 셀의 수명 예측을 이용한 배터리 관리 시스템.
8. The method of claim 7,
An alarm unit for generating a warning signal for warning a battery cell requiring replacement among the plurality of battery cells; And
And a communication unit for transmitting information of the battery cell in which the warning signal is generated to the outside.
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