KR101708457B1 - Apparatus for Estimating State Of Health of Secondary Battery and Method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 장치 및 그 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 장치는, 이차 전지의 온도, 전압 및 전류를 측정하는 센서부와, 이차 전지의 평균 보관 온도, 평균 충전 상태 및 가속 방전 회수에 따른 보정 팩터를 저장하는 메모리부와, 이차 전지의 보관 일수에 따라 기준 건강 상태를 결정하고, 상기 3가지의 인자에 의한 보정 팩터를 각각 결정하여 상기 기준 건강 상태에 반영함으로써 보정된 건강 상태를 추정하는 제어부를 포함한다. The present invention discloses an apparatus and method for estimating a state of health of a secondary battery in consideration of use conditions. The apparatus includes a sensor unit for measuring a temperature, a voltage and a current of a secondary battery, a memory unit for storing a correction factor according to an average storage temperature, an average state of charge and an acceleration discharge frequency of the secondary battery, Determining a reference health condition according to the number of days of storage, determining a correction factor based on the three factors, and estimating the corrected health condition by reflecting the reference health condition to the reference health condition.

Description

이차 전지의 건강 상태 추정 장치 및 방법{Apparatus for Estimating State Of Health of Secondary Battery and Method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and method for estimating a health state of a secondary battery,

본 발명은 이차 전지의 사용 조건을 고려하여 건강 상태(State Of Health)를 신뢰성 있게 추정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for reliably estimating a state of health in consideration of usage conditions of a secondary battery.

이차 전지는 충방전 사이클이 증가할수록 퇴화가 진행된다. 이차 전지가 퇴화되면 만충전 용량(Full Charge Capacity)이 처음보다 떨어진다. 즉, 이차 전지에 충전될 수 있는 전기량이 초기보다 감소한다. The secondary battery is degraded as the charge / discharge cycle is increased. When the secondary battery is depleted, the full charge capacity is lower than the first. That is, the amount of electricity that can be charged in the secondary battery is reduced from the initial value.

이차 전지의 퇴화 정도는 건강 상태(SOH)라는 파라미터로 나타낸다. 건강 상태가 임계치 이하로 떨어지면 이차 전지의 성능이 저하되거나 고장이 생긴 것을 의미하므로 이차 전지의 교체나 점검이 필요하다.Degradation degree of the secondary battery is represented by a parameter called health state (SOH). If the health state falls below the threshold value, it means that the performance of the secondary battery is deteriorated or malfunction occurs, so that the secondary battery needs to be replaced or inspected.

이차 전지의 건강 상태는 여러 가지 방법으로 추정이 가능한데, 가장 많이 사용되는 방법은 만충전 용량 추정법이다. 이 방법은 다음 수식에 의해 이차 전지의 건강 상태를 추정한다.
The health status of the secondary battery can be estimated by various methods. The most widely used method is full charge capacity estimation. This method estimates the health state of the secondary battery by the following formula.

SOH = [(현재의 만충전 용량)/(BOL의 만충전 용량)]*100SOH = [(full charge capacity) / (full charge capacity of BOL)] * 100

상기 수식에 있어서, 'BOL의 만충전 용량'은 이차 전지의 사용이 개시될 때(즉, Beginning Of Life)를 기준으로 측정한 만충전 용량으로서 이차 전지가 출하되기 전에 제조자에 의해 미리 결정된다. In the above formula, the full charge capacity of the BOL is predetermined by the manufacturer before the secondary battery is shipped as a full charge capacity measured based on the Beginning Of Life when the use of the secondary battery is started.

또한, '현재의 만충전 용량'은 이차 전지의 충전 상태(State Of Charge)가 100%가 될 때까지 충전시킨 뒤 다시 충전 상태(SOC)가 0%가 될 때까지 완전 방전을 하면서 방전 전류를 적산하여 결정한다. In addition, the 'current full charge capacity' means that the secondary battery is charged until the state of charge (state of charge) becomes 100%, and the discharge current is completely discharged until the state of charge (SOC) It is determined by integrating.

하지만 '현재의 만충전 용량'을 계산할 수 있는 완전 방전 조건은 실제 이차 전지가 사용되는 환경에서 쉽게 얻을 수 없다. 또한, 만충전 용량을 결정하기 위한 목적으로 완전 방전을 실시하면 에너지가 낭비되는 문제가 있다.However, the full discharge condition that can calculate the 'current full charge capacity' can not be easily obtained in an environment where the actual rechargeable battery is used. Further, there is a problem that energy is wasted if a full discharge is performed for the purpose of determining the full charge capacity.

이차 전지의 건강 상태를 추정하는 다른 방법으로는 납 축전지의 건강 상태를 추정할 때 많이 사용되는 내부 저항 측정법이 있다. 내부 저항 측정법은 이차 전지가 퇴화될수록 내부 저항이 증가하는 현상을 이용한다. 예를 들어, 이차 전지의 내부 저항이 BOL 상태에 있을 때보다 20% 증가했다면 내부 저항 측정법은 이차 전지의 건강 상태를 80%라고 추정한다. 그런데 내부 저항 측정법은 이차 전지의 내부 저항을 측정하기 위한 별도의 장비와 인력이 필요하다는 단점이 있다. Another method of estimating the health of a secondary battery is internal resistance measurement, which is often used to estimate the health of a lead-acid battery. The internal resistance measurement method utilizes the phenomenon that the internal resistance increases as the secondary battery deteriorates. For example, if the internal resistance of the secondary battery is increased by 20% as compared to when the internal resistance is in the BOL state, the internal resistance measurement method estimates the health state of the secondary battery to be 80%. However, the internal resistance measurement method has a disadvantage that a separate equipment and manpower are required to measure the internal resistance of the secondary battery.

이차 전지의 건강 상태는 이차 전지의 전압, 전류 및 온도를 측정하여 확장 칼만 필터와 같은 수학적 알고리즘을 통해 간접적으로 추정하는 방법도 있다. 하지만 간접적인 추정 방법은 계산이 복잡하여 높은 사양의 프로세서를 필요로 한다. The health state of the secondary battery is measured by measuring the voltage, current, and temperature of the secondary battery, and indirectly estimating the voltage, current, and temperature through a mathematical algorithm such as an extended Kalman filter. However, the indirect estimation method requires a high-specification processor because the calculation is complex.

한편 최근 들어 무순단 전원 공급(Uninterrupted Power Supply) 시스템이 널리 사용되고 있다. UPS 시스템은 정전이 발생했을 때 상용 전원을 대체하여 부하에 전력을 공급하는 시스템이다. In recent years, uninterrupted power supply (UPS) systems have been widely used. The UPS system is a system that supplies power to the load by replacing commercial power when a power failure occurs.

UPS 시스템은 반복적인 충방전이 가능한 이차 전지를 포함한다. UPS 시스템은, 평상시에 미세 전류 충전을 통해 이차 전지를 만충전 상태로 유지하고, 정전과 같은 이상 상황이 발생했을 때에만 이차 전지를 방전시켜 부하에 전력을 공급한다. The UPS system includes a secondary battery capable of repeated charge and discharge. The UPS system maintains the secondary battery in a fully charged state through micro current charging at normal times and discharges the secondary battery only when an abnormal situation such as a power failure occurs to supply power to the load.

그런데 UPS 시스템의 경우는 이차 전지의 방전 조건이 정전과 같은 이상 상황에서만 발생한다. 또한, UPS 시스템이 폐기될 때까지 정전이 발생하지 않으면 이차 전지는 시스템이 폐기될 때까지 한번도 방전되지 않을 수 있다. However, in the case of the UPS system, the discharge condition of the secondary battery occurs only in abnormal situations such as power failure. In addition, if a power failure does not occur until the UPS system is discarded, the secondary battery may not be discharged at all until the system is discarded.

따라서 이차 전지의 건강 상태를 추정할 때 가장 많이 사용되는 만충전 용량추정법은 UPS 시스템에 포함된 이차 전지의 건강 상태를 추정하는데 적합하지 않다. 또한, 내부 저항 추정법의 경우도 전술한 한계점 때문에 UPS 시스템에 포함된 이차 전지의 건강 상태를 추정하는데 활용하기 어렵다.Therefore, it is not suitable to estimate the health status of the secondary battery included in the UPS system, which is the most widely used estimation method for the health state of the secondary battery. Also, in the case of the internal resistance estimation method, it is difficult to utilize the estimation method to estimate the health state of the secondary battery included in the UPS system because of the limitations described above.

당업계에서 UPS 시스템에 포함된 이차 전지의 건강 상태를 추정하는데 활용되는 방식 중에는 캘린더 방식이라는 방법이 있다. 캘린더 방식은 이차 전지의 보관 일수를 카운트하여 건강 상태를 추정하는 방식이다. 즉, 보관 일수에 따라 건강 상태를 미리 정의한 룩업 테이블을 참조하여 이차 전지의 건강 상태를 추정한다. Among the methods used in the art to estimate the health state of a secondary battery included in a UPS system is a method called a calendar method. The calendar system is a method of estimating the health state by counting the number of days of storage of the secondary battery. That is, the health state of the secondary battery is estimated by referring to a look-up table that defines the health state according to the number of days of storage.

하지만, UPS 시스템이 사용되는 환경이 모두 다르기 때문에 단순히 보관 일수만을 고려하여 추정된 건강 상태는 실제 건강 상태와 큰 오차를 보인다.However, since the environment in which the UPS system is used is different, the estimated health status is significantly different from the actual health status only considering the storage days.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 인식 하에 창안된 것으로서, 이차 전지의 만충전 용량이나 내부 저항을 직접 측정하지 않고 이차 전지의 건강 상태를 신뢰성 있게 추정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for reliably estimating a health state of a secondary battery without directly measuring a full charge capacity and an internal resistance of the secondary battery. have.

본 발명의 다른 목적은 UPS 시스템의 사용 조건을 고려하여 UPS 시스템에 포함된 이차 전지의 건강 상태를 신뢰성 있게 추정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for reliably estimating a health state of a secondary battery included in a UPS system in consideration of conditions of use of a UPS system.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 장치는, 이차 전지의 온도, 전류 및 전압을 주기적으로 측정하는 센서부; 이차 전지의 보관 일수에 따라 정의된 기준 건강 상태 정보, 이차 전지의 평균 충전 상태 별로 정의된 SOC 보정 팩터 정보, 이차 전지의 평균 보관 온도 별로 정의된 보관 온도 보정 팩터 정보 및 이차 전지의 충전 상태가 임계치 미만으로 떨어진 회수인 가속 방전 회수에 따라 정의된 가속 방전 보정 팩터 정보를 저장하고 있는 메모리부; 및 카운터에 의해 계수된 시간을 참조하여 이차 전지의 보관 일수를 결정하고, 상기 측정된 온도, 전압 및 전류를 입력 받아 이차 전지의 평균 보관 온도, 평균 충전 상태 및 가속 방전 회수를 결정하고, 상기 메모리부를 참조하여 상기 결정된 보관 일수에 대응되는 기준 건강 상태와 상기 결정된 평균 보관 온도, 평균 충전 상태 및 가속 방전 회수에 각각 대응되는 보관 온도 보정 팩터, SOC 보정 팩터 및 가속 방전 보정 팩터를 결정하고, 상기 결정된 기준 건강 상태에 상기 결정된 보관 온도 보정 팩터, SOC 보정 팩터 및 가속 방전 보정 팩터를 반영하여 보정된 건강 상태를 추정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for estimating a health state of a secondary battery, the apparatus comprising: a sensor unit periodically measuring a temperature, a current, and a voltage of the secondary battery; The SOC correction factor information defined by the average charging state of the secondary battery, the storage temperature correction factor information defined by the average storage temperature of the secondary battery, and the charging state of the secondary battery are set to a threshold value The accelerating / decelerating correction factor information being defined according to the number of accelerating / discharging times, And determines the average storage temperature, the average state of charge and the number of times of acceleration discharge of the secondary battery by receiving the measured temperature, voltage, and current, determines the number of days of storage of the secondary battery by referring to the time counted by the counter, SOC correction factor and an acceleration / discharge correction factor corresponding to the determined reference health state corresponding to the determined number of days of storage and the determined average storage temperature, the average state of charge, and the number of accelerated discharges, respectively, And a controller for estimating the corrected health state by reflecting the storage temperature correction factor, the SOC correction factor, and the acceleration / discharge correction factor determined in the reference health state.

일 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 센서부에 의해 주기적으로 측정된 온도의 평균 값을 계산하여 상기 평균 보관 온도를 결정할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the control unit may determine the average storage temperature by calculating an average value of temperatures periodically measured by the sensor unit.

다른 측면에 따르면, 상기 제어부는 암페어 카운팅법에 따라 상기 센서부에 의해 측정된 전류를 적산하여 상기 이차 전지의 충전 상태를 주기적으로 결정하고, 충전 상태의 평균 값을 계산하여 상기 평균 충전 상태를 결정할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the control unit periodically determines the charging state of the secondary battery by integrating the current measured by the sensor unit according to the amperage counting method, calculates an average value of the charging state, and determines the average charging state .

또 다른 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 이차 전지의 충전 상태가 미리 정한 임계치 미만으로 저하된 회수를 카운트하여 상기 가속 방전 회수를 결정할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the controller may determine the number of accelerated discharges by counting the number of times that the state of charge of the secondary battery has fallen below a predetermined threshold value.

바람직하게, 상기 제어부는 상기 결정된 보관 온도 보정 팩터, SOC 보정 팩터 및 가속 방전 보정 팩터에 대해서 미리 결정된 가중치를 부여하여 상기 보관 일수에 따른 기준 건강 상태에 반영할 수 있다.Preferably, the control unit may assign a predetermined weight to the determined storage temperature correction factor, the SOC correction factor, and the acceleration / discharge correction factor, and may reflect the reference storage state according to the storage days.

일 측면에 따르면, 상기 보관 온도 보정 팩터 정보는 평균 보관 온도와 보관일수에 따라 보관 온도 보정 팩터를 맵핑할 수 있는 룩업 테이블을 포함할 수 있다.According to an aspect, the storage temperature correction factor information may include a lookup table capable of mapping the storage temperature correction factor according to the average storage temperature and the number of days stored.

유사하게, 상기 SOC 보정 팩터는 평균 충전 상태와 보관 일수에 따라 SOC 보정 팩터를 맵핑할 수 있는 룩업 테이블을 포함할 수 있다.Similarly, the SOC correction factor may include a look-up table capable of mapping the SOC correction factor according to the average state of charge and the number of days of storage.

유사하게, 상기 가속 방전 보정 팩터는 가속 방전 회수에 의해 가속 방전 보정 팩터를 맵핑할 수 있는 룩업 테이블을 포함할 수 있다.Similarly, the acceleration discharge correction factor may include a look-up table capable of mapping the acceleration discharge correction factor by the number of acceleration discharges.

다른 측면에 따르면, 상기 건강 상태 추정 장치는, 상기 제어부와 결합된 표시부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 표시부를 통해 상기 추정된 건강 상태를 그래픽 인터페이스로 표시할 수 있다.According to another aspect, the health state estimation apparatus may further include a display unit coupled with the control unit. In this case, the control unit may display the estimated health status through a graphical interface through the display unit.

또 다른 측면에 따르면, 상기 건강 상태 추정 장치는, 상기 제어부와 결합된 통신 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 통신 인터페이스를 통해 상기 추정된 건강 상태를 외부로 전송할 수 있다.According to another aspect, the health state estimation apparatus may further include a communication interface coupled to the control unit. In this case, the control unit may transmit the estimated health status to the outside through the communication interface.

또 다른 측면에 따르면, 상기 건강 상태 추정 장치는, 상기 제어부와 결합된 알람부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 추정된 건강 상태가 임계치 미만으로 저하되었을 때 상기 알람부를 통해 시각적 또는 청각적 알람 메시지를 출력할 수 있다. According to another aspect, the health state estimating apparatus may further include an alarm unit coupled to the control unit. In this case, the controller may output a visual or audible alarm message through the alarm unit when the estimated health state drops below a threshold value.

바람직하게, 상기 제어부는 상기 메모리부에 상기 추정된 건강 상태를 기록하고 유지할 수 있다.Preferably, the control unit may record and maintain the estimated health state in the memory unit.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 방법은, (a) 시간 간격을 두고 반복 측정되는 이차 전지의 온도, 전류 및 전압을 주기적으로 입력 받는 단계; (b) 카운터를 이용하여 시간을 계수하고, 계수된 시간을 이용하여 이차 전지의 보관 일수를 결정하는 단계; (c) 상기 주기적으로 입력되는 온도로부터 이차 전지의 평균 보관 온도를 결정하는 단계; (d) 상기 주기적으로 입력되는 전압과 전류로부터 미리 정한 시간 간격마다 이차 전지의 충전 상태를 결정하는 단계; (e) 상기 결정된 충전 상태의 평균 값으로부터 평균 충전 상태를 결정하는 단계; (f) 상기 결정된 충전 상태로부터 가속 방전 회수를 결정하는 단계; (g) 보관 일수에 따라서 미리 정의된 기준 건강 상태 정보를 참조하여 상기 결정된 보관 일수에 대응되는 기준 건강 상태를 결정하는 단계; (h) 평균 보관 온도, 평균 충전 상태 및 가속 방전 회수에 따라서 각각 미리 정의된 보관 온도 보정 팩터 정보, SOC 보정 팩터 정보 및 가속 방전 보정 팩터 정보를 참조하여 상기 결정된 평균 보관 온도, 평균 충전 상태 및 가속 방전 회수에 각각 대응되는 보관 온도 보정 팩터, SOC 보정 팩터 및 가속 방전 보정 팩터를 결정하는 단계; 및 (i) 상기 결정된 기준 건강 상태에 상기 결정된 보관 온도 보정 팩터, SOC 보정 팩터 및 가속 방전 보정 팩터를 반영하여 이차 전지의 보정된 건강 상태를 추정하는 단계;를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for estimating a health condition of a secondary battery, the method comprising: (a) periodically receiving temperature, current, and voltage of a secondary battery repeatedly measured at intervals of time; (b) counting the time using the counter, and determining the number of days of storage of the secondary battery using the counted time; (c) determining an average storage temperature of the secondary battery from the periodically input temperature; (d) determining a charging state of the secondary battery at predetermined time intervals from the periodically input voltage and current; (e) determining an average state of charge from the average value of the determined state of charge; (f) determining an acceleration discharge number from the determined charge state; (g) determining a reference health condition corresponding to the determined number of days of storage by referring to predefined reference health condition information according to the number of days to be stored; (h) refers to the predetermined storage temperature correction factor information, the SOC correction factor information, and the acceleration / discharge correction factor information, respectively, according to the average storage temperature, the average charge state, Determining a storage temperature correction factor, an SOC correction factor, and an acceleration / discharge correction factor corresponding respectively to the number of discharges; And (i) estimating a corrected health state of the secondary battery by reflecting the determined storage temperature correction factor, the SOC correction factor, and the acceleration / discharge correction factor to the determined reference health state.

일 측면에 따르면, 상기 (c) 단계에서, 상기 주기적으로 입력된 온도의 평균 값을 계산하여 상기 평균 보관 온도를 결정할 수 있다.According to an aspect of the present invention, in the step (c), the average storage temperature may be determined by calculating an average value of the periodically inputted temperatures.

다른 측면에 따르면, 상기 (d) 단계에서, 암페어 카운팅법에 따라 상기 주기적으로 입력된 전류를 적산하여 미리 정한 시간 간격마다 상기 이차 전지의 충전 상태를 결정할 수 있다.According to another aspect, in the step (d), the charging state of the secondary battery may be determined at a predetermined time interval by integrating the periodically inputted current according to the amperage counting method.

또 다른 측면에 따르면, 상기 (f) 단계에서, 상기 이차 전지의 충전 상태가 임계치 미만으로 떨어지는 회수를 카운트하여 상기 가속 방전 회수를 결정할 수 있다.According to another aspect of the present invention, in the step (f), the number of accelerated discharges can be determined by counting the number of times that the state of charge of the secondary battery falls below the threshold value.

바람직하게, 상기 (i) 단계에서, 상기 결정된 보관 온도 보정 팩터, SOC 보정 팩터 및 가속 방전 보정 팩터에 대해서 미리 결정된 가중치를 부여하여 상기 보관 일수에 따른 기준 건강 상태에 반영할 수 있다.Preferably, in the step (i), a predetermined weight is given to the determined storage temperature correction factor, the SOC correction factor, and the acceleration / discharge correction factor so as to be reflected in the reference health state according to the stored days.

일 측면에 따르면, 상기 보관 온도 보정 팩터 정보는 평균 보관 온도와 보관일수에 의해 보관 온도 보정 팩터를 맵핑할 수 있는 룩업 테이블을 포함할 수 있다.According to an aspect, the storage temperature correction factor information may include a lookup table capable of mapping the storage temperature correction factor by the average storage temperature and the number of days stored.

유사하게, 상기 SOC 보정 팩터 정보는 평균 충전 상태와 보관 일수에 의해SOC 보정 팩터를 맵핑할 수 있는 룩업 테이블을 포함할 수 있다.Similarly, the SOC correction factor information may include a lookup table capable of mapping the SOC correction factor according to the average state of charge and the number of days of storage.

유사하게, 상기 가속 방전 보정 팩터 정보는 가속 방전 회수에 의해 가속 방전 보정 팩터를 맵핑할 수 있는 룩업 테이블을 포함할 수 있다.Similarly, the acceleration / discharge correction factor information may include a lookup table capable of mapping the acceleration / discharge correction factor by the number of accelerated discharges.

다른 측면에 따르면, 본 발명에 따른 건강 상태 추정 방법은, 상기 추정된 건강 상태를 그래픽 인터페이스로 표시하는 단계; 상기 추정된 건강 상태를 외부로 전송하는 단계; 또는 상기 추정된 건강 상태가 임계치 미만으로 저하되었을 때 시각적 또는 청각적 알람 메시지를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to another aspect, a method for estimating a health state according to the present invention includes: displaying the estimated health state using a graphical interface; Transmitting the estimated health state to the outside; Or outputting a visual or audible alarm message when the estimated health condition drops below a threshold value.

바람직하게, 본 발명에 따른 건강 상태 추정 방법은, 상기 추정된 건강 상태를 메모리부에 기록하고 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, the method for estimating the health state according to the present invention may further include recording and maintaining the estimated health state in the memory unit.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이차 전지의 만충전 용량이나 내부 저항을 직접 측정하지 않고 이차 전지의 건강 상태를 신뢰성 있게 추정할 수 있다. According to an aspect of the present invention, the health state of the secondary battery can be reliably estimated without directly measuring the full charge capacity or the internal resistance of the secondary battery.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 방전 이벤트가 잘 발생되지 않는 UPS 시스템의 사용 조건을 고려하여 UPS 시스템에 포함된 이차 전지의 건강 상태를 신뢰성 있게 추정할 수 있다. According to another aspect of the present invention, a health state of a secondary battery included in a UPS system can be reliably estimated in consideration of a usage condition of a UPS system in which a discharge event is not generated well.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 장치의 구성을 나타낸 블록 다이어그램이다.
도 2는, 충전 상태를 기준 충전 상태인 50%로 유지하면서 상온(25도)에서의 보관 일수에 따라 이차 전지의 건강 상태를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은, 이차 전지에 대한 장기 보관 실험을 수행할 때, 충전 상태를 기준 충전 상태(50%)로 고정했을 때, 기준 충전 상태(50%)보다 높게 고정했을 때 및 기준 충전 상태(50%)보다 낮게 고정했을 때 각각 얻은 건강 상태의 측정 결과를 보여주는 그래프들이다.
도 4는 이차 전지에 대한 장기 보관 실험을 수행할 때, 보관 온도를 상온(25도)으로 고정했을 때, 상온(25도)보다 높게 고정했을 때 및 상온(25도) 보다 낮게 고정했을 때 각각 얻은 건강 상태의 측정 결과를 보여준다.
도 5는, 이차 전지에 대한 가속 방전 실험을 반복적으로 수행하면서 얻은 건강 상태의 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제어부에 의해 실행될 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given above, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as interpretation.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a health state estimating apparatus according to an embodiment of the present invention that considers usage conditions of a secondary cell. FIG.
2 is a graph showing a result of measuring the health state of the secondary battery according to the number of days stored at room temperature (25 degrees) while maintaining the charged state at 50% as a reference charging state.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the time when the charging state is fixed to the reference charging state (50%) and the case where the charging state is fixed higher than the reference charging state (50%) and the reference charging state (50% ), Respectively, are graphs showing the measurement results of health status obtained respectively.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the storage temperature of the secondary battery when the storage temperature is fixed at room temperature (25 degrees), the temperature is higher than room temperature (25 degrees) and the temperature is lower than room temperature (25 degrees) The results of the measurement of the obtained health status are shown.
FIG. 5 is a graph showing the measurement results of the health state obtained by repeatedly performing the accelerated discharge test on the secondary battery.
FIG. 6 is a flowchart sequentially illustrating a method of estimating a state of health of a secondary battery according to an embodiment of the present invention, which can be executed by the controller of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 장치의 구성을 나타낸 블록 다이어그램이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a health state estimating apparatus according to an embodiment of the present invention that considers usage conditions of a secondary cell. FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 건강 상태 추정 장치(100)는, 이차 전지(B)에 전기적으로 결합되는 것으로서, 이차 전지(B)의 온도, 전류 및 전압을 주기적으로 측정하는 센서부(110)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a health state estimation apparatus 100 according to the present invention includes a sensor unit (not shown) electrically coupled to a secondary battery B and periodically measuring a temperature, a current, and a voltage of the secondary battery B 110).

여기서, 상기 이차 전지(B)는 리튬 이차 전지일 수 있으나, 본 발명이 전지의 종류에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 이차 전지(B)는 직렬 또는 병렬 연결된 복수의 셀을 포함할 수 있다. 또한, 상기 이차 전지(B)는 복수의 단위 전지들이 모듈화된 구조를 가질 수 있다.Here, the secondary battery (B) may be a lithium secondary battery, but the present invention is not limited by the type of the battery. In addition, the secondary battery B may include a plurality of cells connected in series or in parallel. The secondary battery (B) may have a structure in which a plurality of unit cells are modularized.

상기 이차 전지는 양극과 음극에 활물질을 포함한다. 일 예로, 양극은 리튬 금속 산화물을 포함하고, 음극은 그라파이트를 포함할 수 있다.The secondary battery includes an active material on the positive electrode and the negative electrode. In one example, the anode may comprise lithium metal oxide and the cathode may comprise graphite.

상기 이차 전지(B)는 여러 가지의 전기 구동 장치에 포함될 수 있다. 일 예로, 상기 이차 전지(B)는 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 대용량 전력 저장 장치, UPS 시스템 등에 장착된 이차 전지일 수 있다. 하지만, 본 발명은 이차 전지(B)가 탑재된 전기 구동 장치의 종류에 의해 한정되지 않는다.The secondary battery B may be included in various electric driving devices. For example, the secondary battery B may be a secondary battery installed in an electric vehicle, a hybrid vehicle, a large-capacity power storage device, a UPS system, or the like. However, the present invention is not limited by the type of the electric driving apparatus on which the secondary battery B is mounted.

바람직하게, 상기 센서부(110)는, 이차 전지(B)의 전기적 또는 물리적 특성을 측정하기 위한 것으로서, 온도 측정부(111), 전류 측정부(112) 및 전압 측정부(113)를 포함할 수 있다.The sensor unit 110 may include a temperature measuring unit 111, a current measuring unit 112 and a voltage measuring unit 113 for measuring the electrical or physical characteristics of the secondary battery B .

상기 온도 측정부(111)는 이차 전지(B)의 온도를 측정하여 온도에 대응되는 전기 신호를 출력한다. 일 예시로서, 상기 온도 측정부(110)는 열전대일 수 있다. The temperature measuring unit 111 measures the temperature of the secondary battery B and outputs an electric signal corresponding to the temperature. As an example, the temperature measuring unit 110 may be a thermocouple.

상기 전류 측정부(112)는 이차 전지(B)에서 출력되는 방전 전류나 이차 전지(B)로 입력되는 충전 전류의 크기를 측정하여 전류의 크기에 대응되는 전기 신호를 출력한다. The current measuring unit 112 measures a magnitude of a discharging current output from the secondary battery B or a charging current input to the secondary battery B and outputs an electric signal corresponding to the magnitude of the current.

상기 전류 측정부(112)는 일 예시로서 충전 전류 또는 방전 전류가 흐르는 선로에 설치된 센스 저항(114)의 양단에 형성되는 전압을 측정하여 출력할 수 있다. 상기 센스 저항(114)을 통해 흐르는 전류의 크기는 오옴의 법칙(V=IR)을 이용하여 상기 측정된 전압으로부터 얻을 수 있다. 대안적으로, 상기 전류 측정부(112)는 전류가 흐르는 선로에 형성되는 자기장의 크기에 따라 전류의 크기에 대응되는 전기 신호를 출력하는 홀 센서일 수도 있다.The current measuring unit 112 may measure and output a voltage formed at both ends of a sense resistor 114 provided in a line through which a charge current or a discharge current flows, as an example. The magnitude of the current flowing through the sense resistor 114 can be obtained from the measured voltage using the Ohm's law (V = IR). Alternatively, the current measuring unit 112 may be a hall sensor that outputs an electric signal corresponding to a magnitude of a current according to a magnitude of a magnetic field formed on a line through which a current flows.

상기 전압 측정부(113)는 이차 전지(B)의 양극과 음극 사이의 전압을 측정하여 출력한다. 상기 전압 측정부(113)는 접지를 기준으로 이차 전지(B)의 전압을 측정할 수 있는 공지된 전압 측정 회로를 포함할 수 있다. 상기 이차 전지(B)가 복수의 셀을 포함하는 경우, 상기 전압 측정부(113)는 각 셀의 전압을 측정하여 출력할 수 있다.The voltage measuring unit 113 measures and outputs the voltage between the anode and the cathode of the secondary battery B. The voltage measuring unit 113 may include a known voltage measuring circuit capable of measuring the voltage of the secondary battery B based on the ground. When the secondary battery B includes a plurality of cells, the voltage measuring unit 113 may measure and output a voltage of each cell.

상기 온도 측정부(111), 상기 전류 측정부(112) 및 상기 전압 측정부(113)가 온도, 전류 및 전압을 측정하는 주기는 동일하거나 다를 수 있다.The period for measuring the temperature, the current, and the voltage by the temperature measuring unit 111, the current measuring unit 112, and the voltage measuring unit 113 may be the same or different.

본 발명에 따른 건강 상태 추정 장치는, 상기 센서부(110)로부터 시간 간격을 두고 주기적으로 출력되는 온도, 전류 및 전압에 대한 측정 값을 입력 받아 이차 전지(B)의 건강 상태를 추정할 수 있는 제어부(120)와, 상기 제어부(120)가 이차 전지(B)의 건강 상태를 추정할 때 이용하는 참조 데이터가 저장되어 있는 메모리부(130)를 포함한다.The health state estimating apparatus according to the present invention can estimate the health state of the secondary battery B by receiving measured values of temperature, current, and voltage periodically output from the sensor unit 110 at intervals of time And a memory unit 130 for storing reference data used when the controller 120 estimates the health state of the secondary battery B. [

상기 제어부(120)는 컴퓨팅 연산을 수행하는 프로세서를 포함하고, 일 예시로서 ASIC 칩셋으로 이루어질 수 있다.The control unit 120 includes a processor for performing computing operations, and may be an ASIC chipset as an example.

상기 메모리부(130)는 제어부(120)의 로직을 포함하는 S/W와 S/W가 실행되는 과정에서 생기는 데이터를 기록, 갱신, 삭제 또는 전송한다. The memory unit 130 records, updates, deletes, or transmits data generated during the execution of S / W and S / W including the logic of the controller 120.

일 예로, 상기 메모리부(130)는 RAM, ROM 또는 레지스터일 수 있다. 하지만 본 발명이 상기 메모리부(130)의 종류에 의해 한정되는 것은 아니다.For example, the memory unit 130 may be a RAM, a ROM, or a register. However, the present invention is not limited by the type of the memory unit 130. [

바람직하게, 상기 참조 데이터는, 이차 전지(B)의 보관 일수 별로 이차 전지의 건강 상태를 각각 정의하고 있는 기준 건강 상태 정보를 포함한다.Preferably, the reference data includes reference health state information that defines the health state of the secondary battery by the number of days of storage of the secondary battery (B).

여기서, 상기 기준 건강 상태 정보는 BOL 상태에 있는 이차 전지에 대해서 충전 상태를 기준 충전 상태로 고정시킨 상태에서 장기간 보관했을 때 보관 일수 별로 건강 상태를 측정하여 얻을 수 있다. Here, the reference health state information may be obtained by measuring the health state of the secondary battery in the BOL state by the number of days of storage when the battery is stored for a long period of time while the charging state is fixed to the reference charging state.

이하에서는, 설명의 편의를 위해, 특정한 조건 하에 이차 전지(B)를 장기간 동안 보관하면서 이차 전지의 건강 상태를 측정하는 실험을 장기 보관 실험이라고 명명한다. 또한, 장기 보관 실험에 있어서, 이차 전지(B)의 기준 충전 상태는 50%로 설정한다. Hereinafter, for convenience of explanation, an experiment for measuring the health state of the secondary battery while keeping the secondary battery B for a long period of time under specific conditions is called long-term storage experiment. Further, in the long-term storage experiment, the reference charging state of the secondary battery B is set to 50%.

도 2는, 충전 상태를 기준 충전 상태인 50%로 유지하면서 상온(25도)에서의 보관 일수에 따라 이차 전지의 건강 상태를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. 2 is a graph showing a result of measuring the health state of the secondary battery according to the number of days stored at room temperature (25 degrees) while maintaining the charged state at 50% as a reference charging state.

건강 상태를 측정한 이차 전지는 리튬 이차 전지로서, 양극과 음극에 각각 LiNixCoyMnzO2와 그라파이트를 포함하고 있다. The secondary battery measuring the health state is a lithium secondary battery, and LiNi x Co y Mn z O 2 and graphite are contained in the positive electrode and the negative electrode, respectively.

도면을 참조하면, 보관 일수(store days)가 증가할수록 건강 상태(SOHcalendar)가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 'End of Life'로 지시되는 건강 상태는 이차 전지의 교체 또는 점검이 필요한 건강 상태를 나타낸다. Referring to the drawing, it can be seen that SOHcalendar decreases as store days increase. The health condition indicated as 'End of Life' indicates a health condition requiring replacement or inspection of the secondary battery.

일 예에서, 상기 기준 건강 상태 정보는 이차 전지(B)의 보관 일수에 의해 이차 전지의 건강 상태를 맵핑할 수 있는 룩업 테이블을 포함할 수 있다.In one example, the reference health state information may include a look-up table capable of mapping the health state of the secondary battery according to the number of days of storage of the secondary battery B.

본 발명은 이차 전지(B)의 건강 상태를 보다 신뢰성 있게 추정하기 위해서 적어도 하나 이상의 보정 팩터를 보관 일수로부터 산출되는 상기 기준 건강 상태에 반영하여 보정할 수 있다.In order to more reliably estimate the health state of the secondary battery (B), the present invention can correct at least one or more correction factors by reflecting the reference health state calculated from the number of days stored.

일 측면에 따르면, 본 발명은 이차 전지(B)가 보관되는 동안의 평균 충전 상태에 따라 SOC 보정 팩터를 결정하고, 결정된 SOC 보정 팩터를 기준 건강 상태에 반영할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the SOC correction factor may be determined according to the average state of charge during storage of the secondary battery B, and the determined SOC correction factor may be reflected in the reference health state.

이를 위해, 상기 메모리부(130)에 저장된 참조 데이터는, 평균 충전 상태 별로 SOC 보정 팩터를 보관 일수에 따라 정의하고 있는 SOC 보정 팩터 정보를 포함할 수 있다. For this, the reference data stored in the memory unit 130 may include SOC correction factor information that defines the SOC correction factor according to the average number of days stored.

바람직하게, 상기 SOC 보정 팩터 정보는 이차 전지(B)의 평균 충전 상태와 보관 일수에 의해 SOC 보정 팩터를 맵핑할 수 있는 룩업 테이블을 포함할 수 있다.Preferably, the SOC correction factor information may include a lookup table capable of mapping the SOC correction factor according to the average state of charge and the number of days of storage of the secondary battery B.

일 예시로서, 상기 룩업 테이블은 하기 표 1과 같은 데이터 구조를 가질 수 있으며, 1행과 1열은 각각 평균 충전 상태 및 보관 일수를 나타낸다.As an example, the look-up table may have a data structure as shown in Table 1 below, and the first row and the first column indicate the average state of charge and the number of days of storage, respectively.

.... SOC 45%SOC 45% .... SOC 55%SOC 55% .... SOC60%SOC 60% .... SOC70%SOC 70% factor10 factor1 0 factor11 factor1 1 factor12 factor1 2 factor13 factor1 3 100100 factor20 factor2 0 factor21 factor2 1 factor22 factor2 2 factor23 factor2 3 factor30 factor3 0 factor31 factor3 1 factor32 factor3 2 factor33 factor3 3 200200 factor40 factor4 0 factor41 factor4 1 factor42 factor4 2 factor43 factor4 3 factor50 factor5 0 factor51 factor5 1 factor52 factor5 2 factor53 factor5 3 300300 factor60 factor6 0 factor61 factor6 1 factor62 factor6 2 factor63 factor6 3 factor70 factor7 0 factor71 factor7 1 factor72 factor7 2 factor73 factor7 3 400400 factor80 factor8 0 factor81 factor8 1 factor82 factor8 2 factor83 factor8 3 factor90 factor9 0 factor91 factor9 1 factor92 factor9 2 factor93 factor9 3

상기 SOC 보정 팩터는 이차 전지(B)가 보관되는 충전 상태를 여러 가지 조건에서 고정 시킨 상태에서 장기 보관 실험을 수행하여 얻을 수 있다. 만약, 충전 상태가 여러 조건일 경우, 각 조건마다 장기 보관 실험을 진행해야 함은 자명하다. The SOC correction factor can be obtained by conducting a long-term storage experiment in a state where the charging state in which the secondary battery B is stored is fixed under various conditions. If the charging condition is various, it is obvious that long term storage experiment should be carried out for each condition.

도 3은, 이차 전지(B)에 대한 장기 보관 실험을 수행할 때, 충전 상태를 기준충전 상태(50%)로 고정했을 때, 기준 충전 상태(50%)보다 높게 고정했을 때 및 기준 충전 상태(50%)보다 낮게 고정했을 때 각각 얻은 건강 상태의 측정 결과를 보여주는 그래프들이다. 3 is a graph showing the relationship between when the charging state is fixed to the reference charging state (50%) and when the charging state is fixed higher than the reference charging state (50%) and when the reference charging state (50%), respectively.

도면에서, 프로파일 ①, ② 및 ③은 각각 충전 상태를 기준 충전 상태, 기준보다 낮은 충전 상태 및 기준 보다 높은 충전 상태로 고정되었을 때 얻은 건강 상태 프로파일이다. In the figure, profiles 1, 2, and 3 are health status profiles obtained when the state of charge is fixed to the reference state of charge, a state of charge lower than the reference state, and a state of state of charge higher than the reference state, respectively.

프로파일들의 변화 개형을 보면, 이차 전지가 보관되는 충전 상태가 높을수록 이차 전지의 건강 상태가 보관 일수에 따라 빠르게 감소하는 것을 알 수 있다.It can be seen that the health state of the secondary battery decreases rapidly according to the storage days, as the charging state of the secondary battery is higher.

상기 SOC 보정 팩터 정보는 도 3에 도시된 것과 같은 프로파일을 이용하여 얻을 수 있다. 즉, 특정한 충전 상태에 대응되는 SOC 보정 팩터는 특정한 충전 상태에 해당하는 프로파일과 기준 충전 상태에 해당하는 프로파일의 상대적 비율을 이용하여 결정할 수 있다.The SOC correction factor information may be obtained using a profile as shown in FIG. That is, the SOC correction factor corresponding to a specific charging state can be determined by using a relative ratio between a profile corresponding to a specific charging state and a profile corresponding to the reference charging state.

상기 상대적 비율은, 보관 일수에 따라 변하도록 설정될 수 있다. 즉, 보관 일수가 증가할수록 상기 상대적 비율은 증가폭 또는 감소폭이 커질 수 있다.The relative ratio may be set to vary depending on the number of days to be stored. That is, as the number of storage days increases, the relative ratio may increase or decrease.

다른 측면에 따르면, 본 발명은 이차 전지(B)가 보관되는 동안의 평균 보관 온도에 따라서 보관 온도 보정 팩터를 결정하고, 결정된 보관 온도 보정 팩터를 이차 전지의 보관 일수에 의해 결정한 기준 건강 상태에 반영할 수 있다. According to another aspect of the present invention, a storage temperature correction factor is determined according to an average storage temperature during storage of the secondary battery (B), and the determined storage temperature correction factor is reflected in a reference health state determined by the number of days stored in the secondary battery can do.

이를 위해, 상기 메모리부(130)에 저장된 참조 데이터는, 평균 보관 온도 별로 보관 온도 보정 팩터를 보관 일수에 따라 정의하고 있는 보관 온도 보정 팩터 정보를 포함할 수 있다. For this, the reference data stored in the memory unit 130 may include storage temperature correction factor information that defines the storage temperature correction factor according to the average storage temperature according to the number of days stored.

바람직하게, 상기 보관 온도 보정 팩터 정보는 이차 전지(B)의 평균 보관 온도와 보관 일수에 의해 보관 온도 보정 팩터를 맵핑할 수 있는 룩업 테이블을 포함할 수 있다. The storage temperature correction factor information may include a lookup table capable of mapping a storage temperature correction factor according to the average storage temperature and the number of days stored in the secondary battery (B).

일 예시로서, 상기 룩업 테이블은 하기 표 2과 같은 데이터 구조를 가질 수 있으며, 1행과 1열은 각각 평균 보관 온도 및 보관 일수를 나타낸다.As an example, the look-up table may have a data structure as shown in Table 2 below, and the first row and the first column indicate an average storage temperature and a storage day, respectively.

.... 20도20 degrees .... 30도30 degrees .... 40도40 degrees .... 50도50 degrees Tfactor10 Tfactor1 0 Tfactor11 Tfactor1 1 Tfactor12 Tfactor1 2 Tfactor13 Tfactor1 3 100100 Tfactor20 Tfactor2 0 Tfactor21 Tfactor2 1 Tfactor22 Tfactor2 2 Tfactor23 Tfactor2 3 Tfactor30 Tfactor3 0 Tfactor31 Tfactor3 1 Tfactor32 Tfactor3 2 Tfactor33 Tfactor3 3 200200 Tfactor40 Tfactor4 0 Tfactor41 Tfactor4 1 Tfactor42 Tfactor4 2 Tfactor43 Tfactor4 3 Tfactor50 Tfactor5 0 Tfactor51 Tfactor5 1 Tfactor52 Tfactor5 2 Tfactor53 Tfactor5 3 300300 Tfactor60 Tfactor6 0 Tfactor61 Tfactor6 1 Tfactor62 Tfactor6 2 Tfactor63 Tfactor6 3 Tfactor70 Tfactor7 0 Tfactor71 Tfactor7 1 Tfactor72 Tfactor7 2 Tfactor73 Tfactor7 3 400400 Tfactor80 Tfactor8 0 Tfactor81 Tfactor8 1 Tfactor82 Tfactor8 2 Tfactor83 Tfactor8 3 Tfactor90 Tfactor9 0 Tfactor91 Tfactor9 1 Tfactor92 Tfactor9 2 Tfactor93 Tfactor9 3

상기 보관 온도 보정 팩터는 이차 전지(B)가 보관되는 온도를 여러 가지 조건에서 고정 시킨 상태에서 장기 보관 실험을 수행하여 얻을 수 있다. 만약, 보관 온도가 여러 조건일 경우, 각 조건마다 장기 보관 실험을 진행해야 함은 자명하다. The storage temperature correction factor can be obtained by conducting a long-term storage test while the temperature at which the secondary battery B is stored is fixed under various conditions. If the storage temperature is various, it is obvious that long term storage experiment should be carried out for each condition.

도 4는 이차 전지(B)에 대한 장기 보관 실험을 수행할 때, 보관 온도를 상온(25도)으로 고정했을 때, 상온(25도)보다 높게 고정했을 때 및 상온(25도) 보다 낮게 고정했을 때 각각 얻은 건강 상태의 측정 결과를 보여준다. 4 is a graph showing the relationship between the storage temperature when the storage temperature is fixed at room temperature (25 DEG C), the temperature when the storage temperature is fixed higher than room temperature (25 DEG C) And the results of measurement of health status obtained respectively.

도면에서, 프로파일 ①, ② 및 ③은 각각 보관 온도가 상온일 때, 상온보다 낮을 때 및 상온보다 높을 때의 건강 상태 프로파일이다. In the drawing, profiles 1, 2, and 3 are health state profiles when the storage temperature is room temperature, lower than normal temperature, and higher than room temperature, respectively.

프로파일들의 변화 개형을 보면, 이차 전지가 보관되는 온도가 높을수록 이차 전지의 건강 상태가 보관 일수에 따라 빠르게 감소하는 것을 알 수 있다.It can be seen from the change of the profiles that the health state of the secondary battery decreases rapidly as the temperature at which the secondary battery is stored is increased.

상기 보관 온도 보정 팩터 정보는 도 4에 도시된 것과 같은 프로파일을 이용하여 얻을 수 있다. 즉, 특정한 보관 온도에 대응되는 보관 온도 보정 팩터는 특정한 보관 온도에 해당하는 프로파일과 상온에 해당하는 프로파일의 상대적 비율을 이용하여 결정할 수 있다. The storage temperature correction factor information can be obtained using a profile as shown in FIG. That is, a storage temperature correction factor corresponding to a specific storage temperature can be determined by using a relative ratio of a profile corresponding to a specific storage temperature and a profile corresponding to a room temperature.

상기 상대적 비율은, 보관 일수에 따라 변하도록 설정될 수 있다. 즉, 보관 일수가 증가할수록 상기 상대적 비율은 증가폭 또는 감소폭이 커질 수 있다.The relative ratio may be set to vary depending on the number of days to be stored. That is, as the number of storage days increases, the relative ratio may increase or decrease.

또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 이차 전지(B)가 보관되는 동안 방전에 의해 충전 상태가 임계치 미만으로 떨어진 회수에 해당하는 가속 방전 회수에 따라서 가속 방전 보정 팩터를 결정하고, 결정된 가속 방전 보정 팩터를 보관 일수로부터 결정된 기준 건강 상태에 반영할 수 있다. According to still another aspect of the present invention, an acceleration / discharge correction factor is determined in accordance with the number of accelerated discharges corresponding to the number of times the state of charge falls below a threshold value due to a discharge during storage of the secondary battery (B) Can be reflected in the reference health state determined from the number of days of storage.

이를 위해, 상기 메모리부(130)에 저장된 참조 데이터는, 가속 방전 회수 별로 가속 방전 보정 팩터를 정의하고 있는 가속 방전 보정 팩터 정보를 포함할 수 있다. To this end, the reference data stored in the memory unit 130 may include acceleration / discharge correction factor information defining an acceleration / discharge correction factor for each acceleration / discharge number.

바람직하게, 상기 가속 방전 보정 팩터 정보는 이차 전지(B)의 가속 방전 회수에 의해 가속 방전 보정 팩터를 맵핑할 수 있는 룩업 테이블을 포함할 수 있다.The acceleration / deceleration correction factor information may include a lookup table capable of mapping the acceleration / discharge correction factor by the number of accelerated discharges of the secondary battery (B).

일 예시로서, 상기 룩업 테이블은 하기 표 3과 같은 데이터 구조를 가질 수 있으며, 1열은 가속 방전 회수를 나타내고, 2열은 각 가속 방전 회수에 대응되는 가속 방전 보정 팩터를 나타낸다.In one example, the look-up table may have a data structure as shown in Table 3, where one column represents the number of accelerated discharges and the two columns represent the accelerated discharge correction factors corresponding to the respective accelerated discharges.

보정 팩터Correction factor Dfactor10 Dfactor1 0 100100 Dfactor20 Dfactor2 0 Dfactor30 Dfactor3 0 200200 Dfactor40 Dfactor4 0 Dfactor50 Dfactor5 0 300300 Dfactor60 Dfactor6 0 Dfactor70 Dfactor7 0 400400 Dfactor80 Dfactor8 0 Dfactor90 Dfactor9 0

상기 가속 방전 보정 팩터는 이차 전지(B)의 충전 상태를 미리 정한 임계치보다 낮게 강제적으로 방전을 시키는 가속 방전 실험을 반복적으로 수행하면서 이차 전지의 건강 상태를 측정하여 얻을 수 있다. The acceleration / discharge correction factor can be obtained by measuring the health state of the secondary battery while repeatedly performing an accelerated discharge test in which the charged state of the secondary battery B is forcibly discharged lower than a predetermined threshold value.

도 5는, 이차 전지(B)에 대한 가속 방전 실험을 반복적으로 수행하면서 얻은 건강 상태의 측정 결과를 보여주는 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing the measurement results of the health state obtained by repeatedly performing the accelerated discharge test on the secondary battery (B).

프로파일의 변화 개형을 보면, 이차 전지의 가속 방전 회수가 증가할수록 이차 전지의 건강 상태가 저하되는 것을 확인할 수 있다.The change of the profile shows that the health state of the secondary battery decreases as the number of accelerated discharges of the secondary battery increases.

가속 방전 보정 팩터는 도 5에 도시된 것 같은 프로파일을 이용하여 얻을 수 있다. 즉, 이차 전지(B)를 가속 방전하지 않았을 때의 건강 상태와 이차 전지(B)를 가속 방전을 했을 때의 건강 상태에 대한 상대적 비율로부터 설정할 수 있다.The accelerated discharge correction factor can be obtained using a profile as shown in Fig. That is, it can be set from the relative ratio of the health state when the secondary battery B is not accelerated discharged to the health state when the secondary battery B is accelerated discharged.

본 발명이 UPS 시스템에 적용될 경우, UPS 시스템은 충전 상태가 임계치 미만으로 떨어지는 가속 방전 이벤트가 자주 발생하지 않는다. 따라서, UPS 시스템에 포함된 이차 전지의 건강 상태를 추정할 경우 가속 방전 보정 팩터를 1에 가까운 값으로 설정하거나 경우에 따라 고려하지 않을 수 있다.When the present invention is applied to a UPS system, the UPS system does not frequently generate an accelerated discharge event in which the state of charge drops below the threshold. Therefore, when estimating the health state of the secondary battery included in the UPS system, the acceleration / discharge correction factor may be set to a value close to 1 or may not be considered in some cases.

본 발명에 따르면, 상기 제어부(120)는, 상기 메모리부(130)에 미리 저장되는 상술한 참조 데이터를 이용하여 이차 전지(B)의 건강 상태를 신뢰성 있게 추정할 수 있다.According to the present invention, the control unit 120 can reliably estimate the health state of the secondary battery B using the reference data stored in advance in the memory unit 130.

도 6은 본 발명의 제어부(120)에 의해 실행될 수 있는 건강 상태 추정 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart sequentially showing a health state estimation method that can be executed by the control unit 120 of the present invention.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, referring to FIG. 6, a method of estimating a health state in consideration of a usage condition of a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

먼저, 상기 제어부(120)는 프로세스가 시작되면 이차 전지(B)의 사용(충전 또는 방전)이 처음으로 개시되었는지 판별한다(S10 단계). 만약, 이차 전지(B)의 사용이 개시되었다면, 상기 제어부(120)는 카운터에 의해 시간을 계수하여 보관 일수를 일 단위로 결정하고, 결정된 보관 일수를 메모리부(130)에 저장한다(S20 단계).First, the control unit 120 determines whether the use (charging or discharging) of the secondary battery B is started for the first time when the process starts (step S10). If the use of the secondary battery B is started, the control unit 120 counts the time by the counter, determines the number of days to be stored, and stores the determined number of days in the memory unit 130 (step S20 ).

이어서, 상기 제어부(120)는 이차 전지(B)의 온도, 전류 및 전압에 대한 측정 주기가 도래되었는지 판별한다(S30 단계). 만약, 측정 주기가 도래되었다면, 상기 제어부(120)는 온도 측정부(111), 전류 측정부(1120) 및 전압 측정부(113)를 제어하여 온도 측정 신호, 전류 측정 신호 및 전압 측정 신호를 입력 받아 아날로그-디지털 변환 처리를 수행한 후 온도 측정 값, 전류 측정 값 및 전압 측정 값을 메모리부(130)에 저장한다(S40 단계).Then, the control unit 120 determines whether a measurement cycle of temperature, current, and voltage of the secondary battery B has arrived (S30). The control unit 120 controls the temperature measuring unit 111, the current measuring unit 1120 and the voltage measuring unit 113 to input a temperature measurement signal, a current measurement signal, and a voltage measurement signal After the analog-to-digital conversion process is performed, the temperature measurement value, the current measurement value, and the voltage measurement value are stored in the memory unit 130 (step S40).

이어서, 상기 제어부(120)는 상기 메모리부(130)에 누적 저장된 온도 측정 값을 이용하여 이차 전지(B)의 평균 보관 온도를 결정하고, 결정된 평균 보관 온도를 메모리부(130)에 저장한다(S50 단계).Next, the controller 120 determines the average storage temperature of the secondary battery B using the temperature measurement values accumulated in the memory 130, and stores the determined average storage temperature in the memory 130 Step S50).

또한, 상기 제어부(120)는, 상기 메모리부(130)에 저장된 전류 측정 값을 이용하여 이차 전지(B)의 충전 상태를 결정하고, 결정된 충전 상태를 메모리부(130)에 저장한다(S60 단계). The controller 120 determines the state of charge of the secondary battery B using the current measurement value stored in the memory unit 130 and stores the determined state of charge in the memory unit 130 ).

여기서, 상기 충전 상태는 암페어 카운팅법에 의해 계산이 가능하다. 암페어 카운팅법은 충전 전류와 방전 전류를 시간에 따라 적산하여 충전 상태를 결정하는 방법으로 당업계에 널리 알려져 있으므로 자세한 설명은 생략한다.Here, the state of charge can be calculated by the amperage counting method. The amperage counting method is widely known in the art as a method for determining the charging state by integrating the charging current and the discharging current with time, and therefore, a detailed description thereof will be omitted.

상기 제어부(120)는 충전 상태를 저장하고 나서 메모리부(130)에 저장된 충전 상태의 누적 데이터를 이용하여 평균 충전 상태를 결정하고, 결정된 평균 충전 상태를 메모리부(130)에 저장한다(S70 단계).The controller 120 determines the average charge state using the accumulated charge state data stored in the memory unit 130 after storing the charge state and stores the determined average charge state in the memory unit 130 ).

이어서, 상기 제어부(120)는, S60 단계에서 저장된 충전 상태가 임계치 미만인 지 여부를 판별하여 가속 방전 회수를 결정하고, 결정된 가속 방전 회수를 메모리부(130)에 저장한다(S80 단계). 여기서, 충전 상태가 미리 정한 임계치보다 작으면 가속 방전 회수를 1 증가시킨다. 상기 임계치는 일 예로 30%로 설정할 수 있다.In step S80, the control unit 120 determines whether the stored charge state is less than the threshold value in step S60, determines the number of accelerated discharges, and stores the determined number of accelerated discharges in the memory unit 130 (step S80). Here, if the state of charge is smaller than the predetermined threshold, the number of accelerated discharges is increased by one. The threshold value may be set to, for example, 30%.

상기 제어부(120)는 가속 방전 회수를 결정하고 나서, 메모리부(130)로부터 상기 S20 단계에서 결정된 보관 일수를 읽고 메모리부(130)에 보관 일수 별로 저장된 기준 건강 상태 정보를 참조하여 상기 읽은 보관 일수에 대응되는 기준 건강 상태를 결정한다(S90 단계)The control unit 120 reads the number of days stored in the memory unit 130 from the memory unit 130 and determines the stored number of days (Step S90)

상기 제어부(120)는 기준 건강 상태를 결정한 다음 S20 단계 및 S70 단계에서 결정된 보관 일수와 평균 충전 상태를 메모리부(130)로부터 읽고, 메모리부(130)에 미리 저장된 SOC 보정 팩터 정보(표 1 참조)를 참조하여 상기 읽은 보관 일수 및 평균 충전 상태에 대응되는 SOC 보정 팩터를 결정하고, 결정된 SOC 보정 팩터를 메모리부(130)에 저장한다(S100 단계).The control unit 120 reads the stored days and the average state of charge determined in steps S20 and S70 from the memory unit 130 and stores the SOC correction factor information previously stored in the memory unit 130 And determines the SOC correction factor corresponding to the read storage days and the average charge state, and stores the determined SOC correction factor in the memory unit 130 (S100).

또한, 상기 제어부(120)는 S20 단계 및 S50 단계에서 결정된 보관 일수와 평균 보관 온도를 메모리부(130)로부터 읽고, 메모리부(130)에 미리 저장된 보관 온도 보정 팩터 정보(표 2 참조)를 참조하여 상기 읽은 보관 일수 및 평균 보관 온도에 대응되는 보관 온도 보정 팩터를 결정하고, 결정된 보관 온도 보정 팩터를 메모리부(130)에 저장한다(S110 단계).The control unit 120 reads the storage days and average storage temperatures determined in steps S20 and S50 from the memory unit 130 and refers to the storage temperature correction factor information (see Table 2) stored in advance in the memory unit 130 And determines a storage temperature correction factor corresponding to the stored storage days and the average storage temperature, and stores the determined storage temperature correction factor in the memory unit 130 (step S110).

또한, 상기 제어부(120)는 S80 단계에서 결정된 가속 방전 회수를 메모리부(130)로부터 읽고, 메모리부(130)에 미리 저장된 가속 방전 보정 팩터 정보(표 3 참조)를 참조하여 상기 읽은 가속 방전 회수에 대응되는 가속 방전 보정 팩터를 결정하고, 결정된 가속 방전 보정 팩터를 메모리부(130)에 저장한다(S120 단계).The control unit 120 reads the number of accelerated discharges determined in step S80 from the memory unit 130 and refers to the accelerated discharge correction factor information (see Table 3) stored in advance in the memory unit 130, , And stores the determined acceleration / discharge correction factor in the memory unit 130 (step S120).

이어서, 상기 제어부(120)는 S90 단계에서 결정된 기준 건강 상태와 S100 내지 S120 단계에서 각각 결정된 SOC 보정 팩터, 보관 온도 보정 팩터 및 가속 방전 보정 팩터를 메모리부(130)로부터 읽고, 상기 기준 건강 상태에 SOC 보정 팩터, 보관 온도 보정 팩터 및 가속 방전 보정 팩터를 반영하여 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태를 추정하고 추정된 건강 상태를 메모리부(130)에 저장한다(S130 단계).Then, the control unit 120 reads the SOC correction factor, the storage temperature correction factor, and the acceleration / discharge correction factor determined in step S90 and step S100, respectively, from the memory unit 130, The health state is estimated in consideration of the use conditions of the secondary battery in accordance with the SOC correction factor, the storage temperature correction factor, and the acceleration / discharge correction factor, and the estimated health state is stored in the memory unit 130 in step S130.

일 예에서, 상기 제어부(120)는 하기 수식 1에 의해 이차 전지의 건강 상태를 추정할 수 있다.
In one example, the controller 120 may estimate the health state of the secondary battery by Equation (1).

수식1Equation 1

SOH = SOHcalendar*Factor1(SOCmean)*Factor2(Tmean)*Factor3(Noverdischarge)
SOH = SOH calendar * Factor 1 (SOC mean ) * Factor 2 (T mean ) * Factor 3 (N overdischarge )

보다 바람직하게, 상기 제어부(120)는 하기 수식 2에 의해 이차 전지의 건강 상태를 추정할 수 있다.
More preferably, the controller 120 can estimate the health state of the secondary battery according to Equation (2).

SOH = SOHcalendar*αFactor1(SOCmean)*βFactor2(Tmean)*γFactor3(Noverdischarge)
SOH = SOH calendar *? Factor1 (SOC mean ) *? Factor2 (T mean ) *? Factor3 (N overdischarge )

상기 수식1 및 2에 있어서, Factor1(SOCmean), Factor2(Tmean) 및 Factor3(Noverdischarge)은 각각 SOC 보정 팩터, 보관 온도 보정 팩터 및 가속 방전 보정 팩터를 나타낸다. In Equations (1) and (2), Factor 1 (SOC mean ), Factor 2 (T mean ) and Factor 3 (N overdischarge ) indicate the SOC correction factor, the storage temperature correction factor and the acceleration discharge correction factor, respectively.

상기 수식 2에 있어서, α,β, 및 γ는 각각 SOC 보정 팩터, 보관 온도 보정 팩터 및 가속 방전 보정 팩터에 대한 가중치이다. 가중치는 튜닝되는 값으로서 시행 착오법에 의해 건강 상태(SOH)의 추정 오차를 최소화할 수 있도록 미리 결정될 수 있다.In Equation (2),?,?, And? Are weights for the SOC correction factor, the storage temperature correction factor, and the acceleration discharge correction factor, respectively. The weight can be predetermined to minimize the estimation error of the health state (SOH) by the trial and error method as the value to be tuned.

상기 제어부(120)는 이차 전지(B)의 건강 상태를 추정하고 나서 프로세스의 계속 여부를 판별할 수 있다(S140 단계). 만약 프로세스가 유지되고 있다면, 상기 제어부(120)는 S20 단계로 돌아가서 S20 내지 S130 단계를 재귀적으로 반복할 수 있다.The control unit 120 may determine whether the process is continued after estimating the health state of the secondary battery B (step S140). If the process is maintained, the control unit 120 may return to step S20 and repeat steps S20 through S130 recursively.

다시 도 1로 돌아가서, 본 발명에 따른 건강 상태 추정 장치는 이차 전지(B)의 건강 상태를 표시하기 위해 표시부(140)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(120)는 S130 단계에서 메모리부(130)에 저장된 건강 상태를 읽고, 상기 표시부(140)를 통해 건강 상태를 그래픽 인터페이스로 나타낼 수 있다. 여기서, 그래픽 인터페이스는 숫자, 이미지, 문자 또는 이들의 조합을 포함한다. Referring back to FIG. 1, the health state estimating apparatus according to the present invention may further include a display unit 140 for indicating a health state of the secondary battery B. In this case, the controller 120 reads the health status stored in the memory unit 130 in step S130, and may display the health status through the display unit 140 using a graphical interface. Here, the graphical interface includes numbers, images, characters, or a combination thereof.

또한, 본 발명에 따른 건강 상태 추정 장치는 통신 인터페이스(150)를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 제어부(120)는 S130 단계에서 메모리부(130)에 저장된 건강 상태를 읽고, 상기 통신 인터페이스(150)를 통해 건강 상태를 외부 장치(160)로 전송할 수 있다. 여기서, 상기 외부 장치는 이차 전지(B)의 건강 상태를 모니터하는 상위의 관리 디바이스일 수 있다.In addition, the health state estimating apparatus according to the present invention may further include a communication interface 150. In this case, the controller 120 reads the health state stored in the memory unit 130 in step S130, and transmits the health state to the external device 160 through the communication interface 150. [ Here, the external device may be an upper management device that monitors the health state of the secondary battery B.

또한, 본 발명에 따른 건강 상태 추정 장치는 알람부(170)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(170)는 S130 단계에서 메모리부(130)에 저장한 건강 상태를 읽고, 읽은 건강 상태가 미리 정한 임계치보다 낮으면 상기 알람부(170)를 통해 시각적 또는 청각적 알람 메시지를 출력할 수 있다. 일 예시로, 상기 임계치는 60%로 설정할 수 있다.In addition, the health state estimating apparatus according to the present invention may further include an alarm unit 170. In this case, the controller 170 reads the health state stored in the memory 130 in step S130, and if the read health state is lower than a predetermined threshold, the controller 170 displays a visual or audible alarm message through the alarm unit 170 Can be output. In one example, the threshold may be set to 60%.

상기 알람부(170)는 LCD 패널이나 부저일 수 있다. 하지만, 본 발명은 알람부(170)를 구성하는 디바이스의 종류에 의해 한정되지 않는다.The alarm unit 170 may be an LCD panel or a buzzer. However, the present invention is not limited by the type of device constituting the alarm unit 170. [

상기와 같이 본 발명에 따른 건강 상태 추정 장치가 표시부(140) 또는 통신 인터페이스(150) 또는 알람부(170)를 포함할 경우, 도 6에 도시된 순서도는 S130 단계 및 S140 단계 사이에 S130 단계에서 추정된 건강 상태를 표시하는 단계; S130 단계에서 추정된 건강 상태를 외부로 전송하는 단계; 또는 S130 단계에서 추정된 건강 상태에 따라 시각적 또는 청각적 알람 메시지를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.When the health state estimating apparatus according to the present invention includes the display unit 140 or the communication interface 150 or the alarm unit 170 as described above, the flowchart shown in FIG. 6 is performed in step S130 between steps S130 and S140 Displaying an estimated health condition; Transmitting the estimated health state to the outside in step S130; Or outputting a visual or audible alarm message according to the health state estimated in step S130.

상술한 본 발명은 만충전 용량 추정법이나 내부 저항 추정법과 달리 용량이나 저항을 직접 측정하지 않고 이차 전지의 건강 상태를 신뢰성 있게 추정할 수 있다. The present invention can reliably estimate the health state of the secondary battery without directly measuring the capacity or resistance, unlike the full charge capacity estimation method or the internal resistance estimation method.

특히, 본 발명은 방전 이벤트의 발생 빈도가 낮은 UPS 시스템에 포함된 이차 전지의 건강 상태를 신뢰성 있게 추정할 수 있다.In particular, the present invention can reliably estimate a health state of a secondary battery included in a UPS system having a low occurrence frequency of a discharge event.

본 발명에 있어서, 상기 제어부(120)는 상술한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. In the present invention, the controller 120 may include a processor, an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, a register, a communication modem, a data processing device, and the like And may optionally include.

또한, 상기 제어부(120)의 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. In addition, at least one of the control logic of the controller 120 may be combined, and the combined control logic may be written in a computer-readable code system and recorded in a computer-readable recording medium.

상기 기록매체는 컴퓨터에 포함된 프로세서에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. The type of the recording medium is not particularly limited as long as it can be accessed by a processor included in the computer. As one example, the recording medium includes at least one selected from the group including a ROM, a RAM, a register, a CD-ROM, a magnetic tape, a hard disk, a floppy disk and an optical data recording apparatus.

상기 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The code system may be modulated with a carrier signal and included in a communication carrier at a specific point in time, and may be distributed and stored in a networked computer. Also, functional programs, code, and code segments for implementing the combined control logic can be easily inferred by programmers skilled in the art to which the present invention pertains.

본 발명에 따른 건강 상태 추정 장치는 이차 전지 관리 시스템(BMS)의 일부로서 포함될 수 있다. 또한, 당업계에 알려진 이차 전지 관리 시스템이 본 개시와 실질적으로 동일하게 이차 전지의 건강 상태를 추정한다면, 해당 시스템은 본 발명에 따른 장치의 범주에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.The health state estimating apparatus according to the present invention may be included as part of a secondary battery management system (BMS). In addition, if a secondary battery management system known in the art estimates the health state of the secondary battery substantially the same as the present disclosure, the system can be interpreted as being included in the category of the apparatus according to the present invention.

본 발명의 다양한 실시 양태를 설명함에 있어서, '~부'라고 명명된 구성 요소들은 물리적으로 구분되는 요소들이라고 하기 보다 기능적으로 구분되는 요소들로 이해되어야 한다. 따라서 각각의 구성요소는 다른 구성요소와 선택적으로 통합되거나 각각의 구성요소가 제어 로직(들)의 효율적인 실행을 위해 서브 구성요소들로 분할될 수 있다. 하지만 구성요소들이 통합 또는 분할되더라도 기능의 동일성이 인정될 수 있다면 통합 또는 분할된 구성요소들도 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 당업자에게 자명하다.In describing the various embodiments of the present invention, the components labeled 'to' should be understood to be functionally distinct elements rather than physically distinct elements. Thus, each component may be selectively integrated with another component, or each component may be divided into sub-components for efficient execution of the control logic (s). It will be apparent to those skilled in the art, however, that, even if components are integrated or partitioned, the integrity of the functionality can be recognized, it is understood that the integrated or segmented components are also within the scope of the present invention.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

100: 건강 상태 추정 장치 110: 센서부
111: 온도 측정부 112: 전류 측정부
113: 전압 측정부 120: 제어부
130: 메모리부 140: 표시부
150: 통신 인터페이스 160: 외부 장치
170: 알람부 B: 이차 전지100: Health state estimation device 110:
111: Temperature measuring unit 112: Current measuring unit
113: voltage measuring unit 120:
130: memory unit 140: display unit
150: Communication interface 160: External device
170: Alarm part B: Secondary battery

Claims (17)

이차 전지의 전류 및 전압을 주기적으로 측정하는 센서부;
이차 전지의 보관 일수에 따라 정의된 기준 건강 상태 정보 및 이차 전지의 가속 방전 회수에 따라 정의된 가속 방전 보정 팩터 정보를 저장하고 있는 메모리부; 및
카운터에 의해 계수된 시간을 참조하여 이차 전지의 보관 일수를 결정하고, 상기 측정된 전압 및 전류를 입력 받아 가속 방전 회수를 결정하고, 상기 메모리부를 참조하여 상기 결정된 보관 일수에 대응되는 기준 건강 상태와 상기 결정된 가속 방전 회수에 대응되는 가속 방전 보정 팩터를 결정하고, 상기 결정된 기준 건강 상태에 상기 결정된 가속 방전 보정 팩터를 반영하여 상기 결정된 기준 건강 상태를 보정하는 제어부;를 포함하되,
상기 결정된 가속 방전 회수는, 상기 결정된 보관 일수 동안 이차 전지의 충전 상태가 임계치 미만으로 떨어진 횟수에 해당하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 장치.
A sensor unit for periodically measuring current and voltage of the secondary battery;
A memory unit storing the reference health state information defined according to the number of days of storage of the secondary battery and the acceleration / discharge correction factor information defined according to the number of accelerated discharges of the secondary battery; And
Determining the number of days of storage of the secondary battery by referring to the time counted by the counter, receiving the measured voltage and current to determine the number of accelerated discharges, referring to the memory unit, And a controller for determining an acceleration discharge correction factor corresponding to the determined number of times of acceleration discharge and correcting the determined reference health state by reflecting the determined acceleration and discharge correction factor to the determined reference health state,
Wherein the determined number of accelerated discharges corresponds to the number of times that the state of charge of the secondary battery has fallen below the threshold value for the determined number of days of storage.
제1항에 있어서,
상기 센서부는 주기적으로 이차 전지의 온도를 더 측정하고,
상기 메모리부는 이차 전지의 평균 보관 온도별로 정의된 보관 온도 보정 팩터 정보를 더 저장하고,
상기 제어부는 상기 센서부에 의해 주기적으로 측정된 온도의 평균 값을 계산하여 상기 결정된 보관 일수 동안의 평균 보관 온도를 결정하고, 상기 메모리부를 참조하여 상기 결정된 평균 보관 온도에 대응하는 보관 온도 보정 팩터를 결정하며, 상기 결정된 보관 온도 보정 팩터를 더 반영하여 상기 결정된 기준 건강 상태를 보정할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 장치.
The method according to claim 1,
The sensor unit periodically measures the temperature of the secondary battery,
Wherein the memory further stores storage temperature correction factor information defined by an average storage temperature of the secondary battery,
Wherein the control unit calculates an average value of temperatures periodically measured by the sensor unit to determine an average storage temperature for the determined storage days, and refers to the memory unit to calculate a storage temperature correction factor corresponding to the determined average storage temperature And to correct the determined reference health condition by further reflecting the determined storage temperature correction factor.
제1항에 있어서,
상기 메모리부는 이차 전지의 평균 충전 상태별로 정의된 SOC 보정 팩터 정보를 더 저장하고,
상기 제어부는 암페어 카운팅법에 따라 상기 센서부에 의해 측정된 전류를 적산하여 상기 이차 전지의 충전 상태를 주기적으로 결정하고, 상기 결정된 충전 상태의 평균 값을 계산하여 상기 결정된 보관 일수 동안의 평균 충전 상태를 결정하며, 상기 메모리부를 참조하여 상기 결정된 평균 충전 상태에 대응되는 SOC 보정 팩터를 결정하고, 상기 결정된 SOC 보정 팩터를 더 반영하여 상기 결정된 기준 건강 상태를 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the memory further stores SOC correction factor information defined for each average state of charge of the secondary battery,
Wherein the control unit periodically determines the charging state of the secondary battery by integrating the current measured by the sensor unit according to the amperage counting method and calculates an average value of the determined charging state to calculate an average charging state Wherein the control unit determines the SOC correction factor corresponding to the determined average state of charge with reference to the memory unit and further corrects the determined reference health state by further reflecting the determined SOC correction factor. Health condition estimating device considering condition.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 이차 전지의 충전 상태가 미리 정한 임계치 미만으로 저하된 회수를 카운트하여 상기 가속 방전 회수를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the controller is configured to count the number of times the charged state of the secondary battery has fallen below a predetermined threshold value to determine the number of accelerated discharges.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 결정된 가속 방전 보정 팩터에 대해서 미리 결정된 가중치를 부여하여 상기 보관 일수에 따른 기준 건강 상태에 반영할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 건강 상태 추정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the controller is configured to apply a predetermined weight to the determined acceleration / discharge correction factor and to reflect the determined acceleration / discharge correction factor to the reference health state according to the stored days.
제2항에 있어서,
상기 보관 온도 보정 팩터 정보는 평균 보관 온도와 보관일수에 따라 보관 온도 보정 팩터를 맵핑할 수 있는 룩업 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the storage temperature correction factor information includes a look-up table capable of mapping a storage temperature correction factor according to an average storage temperature and a storage day.
제3항에 있어서,
상기 SOC 보정 팩터는 평균 충전 상태와 보관 일수에 따라 SOC 보정 팩터를 맵핑할 수 있는 룩업 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 장치.
The method of claim 3,
Wherein the SOC correction factor includes a look-up table capable of mapping an SOC correction factor according to an average state of charge and a number of days of storage.
제1항에 있어서,
상기 가속 방전 보정 팩터 정보는 가속 방전 회수에 의해 가속 방전 보정 팩터를 맵핑할 수 있는 룩업 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the acceleration / discharge correction factor information includes a look-up table capable of mapping an acceleration / discharge correction factor by the number of accelerated discharges.
제1항에 있어서,
상기 제어부와 결합된 표시부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 표시부를 통해 상기 보정된 기준 건강 상태를 그래픽 인터페이스로 표시할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 장치.
The method according to claim 1,
And a display unit coupled to the control unit,
Wherein the controller is configured to display the corrected reference health state through a graphic interface through the display unit.
제1항에 있어서,
상기 제어부와 결합된 통신 인터페이스를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 통신 인터페이스를 통해 상기 보정된 기준 건강 상태를 외부로 전송할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a communication interface coupled to the controller,
Wherein the control unit is configured to transmit the corrected reference health state to the outside through the communication interface.
제1항에 있어서,
상기 제어부와 결합된 알람부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 보정된 기준 건강 상태가 임계치 미만으로 저하되었을 때 상기 알람부를 통해 시각적 또는 청각적 알람 메시지를 출력할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an alarm unit coupled to the control unit,
Wherein the control unit is configured to output a visual or audible alarm message through the alarm unit when the corrected reference health state drops below a threshold value.
시간 간격을 두고 반복 측정되는 이차 전지의 전류 및 전압을 주기적으로 입력 받는 단계;
카운터를 이용하여 시간을 계수하고, 계수된 시간을 이용하여 이차 전지의 보관 일수를 결정하는 단계;
상기 주기적으로 입력되는 전압과 전류로부터 미리 정한 시간 간격마다 이차 전지의 충전 상태를 결정하는 단계;
상기 결정된 충전 상태로부터 가속 방전 회수를 결정하는 단계;
보관 일수에 따라서 미리 정의된 기준 건강 상태 정보를 참조하여 상기 결정된 보관 일수에 대응되는 기준 건강 상태를 결정하는 단계;
가속 방전 회수에 따라서 미리 정의된 가속 방전 보정 팩터 정보를 참조하여 상기 결정된 가속 방전 회수에 대응되는 가속 방전 보정 팩터를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 기준 건강 상태에 상기 결정된 가속 방전 보정 팩터를 반영하여 이차 전지의 상기 결정된 기준 건강 상태를 보정하는 단계;를 포함하되,
상기 결정된 가속 방전 회수는, 상기 결정된 보관 일수 동안 이차 전지의 충전 상태가 임계치 미만으로 떨어진 횟수에 해당하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 방법.
Periodically receiving current and voltage of a secondary battery repeatedly measured at intervals of time;
Counting the time using the counter, and determining the number of days of storage of the secondary battery using the counted time;
Determining a state of charge of the secondary battery at predetermined time intervals from the periodically input voltage and current;
Determining an acceleration discharge number from the determined charge state;
Determining a reference health state corresponding to the determined number of days of storage by referring to predefined reference health state information according to the number of days of storage;
Determining an acceleration discharge correction factor corresponding to the determined number of acceleration discharges with reference to acceleration discharge correction factor information defined in advance according to the number of acceleration discharges; And
And correcting the determined reference health state of the secondary battery by reflecting the determined acceleration discharge correction factor to the determined reference health state,
Wherein the determined number of accelerated discharges corresponds to the number of times that the state of charge of the secondary battery has fallen below the threshold value for the determined number of days of storage.
제12항에 있어서,
상기 결정된 기준 건강 상태를 보정하는 단계는, 상기 결정된 가속 방전 보정 팩터에 대해서 미리 결정된 가중치를 부여하여 상기 보관 일수에 따른 기준 건강 상태에 반영하는 단계인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the step of correcting the determined reference health state is a step of giving a predetermined weight to the determined acceleration / discharge correction factor and reflecting the determined reference health state to the reference health state according to the stored days. State estimation method.
제12항에 있어서,
상기 보정된 기준 건강 상태를 그래픽 인터페이스로 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 방법.
13. The method of claim 12,
And displaying the corrected reference health state using a graphical user interface (UI).
제12항에 있어서,
상기 보정된 기준 건강 상태를 외부로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 방법.
13. The method of claim 12,
And transmitting the corrected reference health condition to the outside. The method of claim 1, further comprising:
제12항에 있어서,
상기 보정된 기준 건강 상태가 미리 정한 임계치 미만으로 저하되었을 때 시각적 또는 청각적 알람 메시지를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 방법.
13. The method of claim 12,
Further comprising the step of outputting a visual or audible alarm message when the corrected reference health state drops below a predetermined threshold value.
제12항에 있어서,
주기적으로 입력되는 이차 전지의 온도로부터 이차 전지의 평균 보관 온도를 결정하는 단계;
상기 결정된 충전 상태의 평균 값을 계산하여 상기 결정된 보관 일수 동안의 평균 충전 상태를 결정하는 단계;
평균 보관 온도 및 평균 충전 상태에 따라서 각각 미리 정의된 보관 온도 보정 팩터 정보 및 SOC 보정 팩터 정보를 참조하여 상기 결정된 평균 보관 온도 및 평균 충전 상태에 각각 대응되는 보관 온도 보정 팩터 및 SOC 보정 팩터를 결정하는 단계;
상기 결정된 보관 온도 보정 팩터 및 SOC 보정 팩터 중 적어도 하나를 더 반영하여 상기 결정된 기준 건강 상태를 보정하는 단계; 및
상기 보정된 기준 건강 상태를 저장하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 사용 조건을 고려한 건강 상태 추정 방법.
13. The method of claim 12,
Determining an average storage temperature of the secondary battery from the temperature of the periodically input secondary battery;
Calculating an average value of the determined charging states and determining an average charging state for the determined number of days of storage;
The storage temperature correction factor and the SOC correction factor corresponding to the determined average storage temperature and the average charging state are determined with reference to the storage temperature correction factor information and the SOC correction factor information which are defined in advance according to the average storage temperature and the average charging state step;
Correcting the determined reference health state by further reflecting at least one of the determined storage temperature correction factor and the SOC correction factor; And
Storing the corrected reference health state;
And estimating a state of health of the secondary battery according to a usage condition of the secondary battery.
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