KR101711258B1 - Apparatus and method for calculating of battery system diagnosis reference value using reliability and standard deviation - Google Patents
Apparatus and method for calculating of battery system diagnosis reference value using reliability and standard deviation Download PDFInfo
- Publication number
- KR101711258B1 KR101711258B1 KR1020140142601A KR20140142601A KR101711258B1 KR 101711258 B1 KR101711258 B1 KR 101711258B1 KR 1020140142601 A KR1020140142601 A KR 1020140142601A KR 20140142601 A KR20140142601 A KR 20140142601A KR 101711258 B1 KR101711258 B1 KR 101711258B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- battery system
- reference value
- standard deviation
- reliability
- calculating
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/3644—Constructional arrangements
- G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
본 발명은 신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리 시스템의 상태를 진단하기 위한 측정 데이터를 배터리 시스템으로부터 반복 측정하고, 측정 데이터의 종류에 대응하여 측정 데이터를 변환 데이터로 변환하며, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부를 통해 변환 데이터의 표준편차 및 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거한 신뢰상향값을 산출하여 배터리 진단 기준값을 산출하고, 배터리 시스템의 운전 모드가 변경되는 경우 운전 모드의 변경 전후에 변환된 전압차의 표준편차를 이용하여 산출된 배터리 진단 기준값을 갱신하는 신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 정상 상태의 배터리 시스템 및 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 측정 데이터를 반복하여 측정하고, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부를 통해 측정 데이터의 평균 및 표준편차를 산출하여 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치 및 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an apparatus and method for calculating a battery system diagnostic reference value using reliability and standard deviation, and more particularly to a system and method for repeatedly measuring measurement data for diagnosing a condition of a battery system from a battery system, The battery system diagnosis reference value calculator calculates a battery diagnostic reference value by calculating a reliability upward value based on the standard deviation and the standard reliability of the converted data through the battery system diagnosis reference value calculator, The present invention relates to a battery system diagnostic reference value calculation device and method using a reliability and a standard deviation to update a battery diagnostic reference value calculated by using a standard deviation of a voltage difference converted before and after a change of an operation mode. The present invention also provides a battery system diagnostic apparatus that repeatedly measures measurement data from a steady-state battery system and an abnormal battery system, calculates an average and standard deviation of measurement data through a battery system diagnostic reference value calculator, And a battery system diagnosis reference value calculation device and method using the standard deviation.
Description
본 발명은 신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리 시스템의 상태를 진단하기 위한 측정 데이터를 배터리 시스템으로부터 반복 측정하고, 측정 데이터의 종류에 대응하여 측정 데이터를 변환 데이터로 변환하며, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부를 통해 변환 데이터의 표준편차 및 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거한 신뢰상향값을 산출하여 배터리 진단 기준값을 산출하고, 배터리 시스템의 운전 모드가 변경되는 경우 운전 모드의 변경 전후에 변환된 전압차의 표준편차를 이용하여 산출된 배터리 진단 기준값을 갱신하는 신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 정상 상태의 배터리 시스템 및 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 측정 데이터를 반복하여 측정하고, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부를 통해 측정 데이터의 평균 및 표준편차를 산출하여 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치 및 방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to an apparatus and method for calculating a battery system diagnostic reference value using reliability and standard deviation, and more particularly to a system and method for repeatedly measuring measurement data for diagnosing a condition of a battery system from a battery system, The battery system diagnosis reference value calculator calculates a battery diagnostic reference value by calculating a reliability upward value based on the standard deviation and the standard reliability of the converted data through the battery system diagnosis reference value calculator, The present invention relates to a battery system diagnostic reference value calculation device and method using a reliability and a standard deviation to update a battery diagnostic reference value calculated by using a standard deviation of a voltage difference converted before and after a change of an operation mode. The present invention also provides a battery system diagnostic apparatus that repeatedly measures measurement data from a steady-state battery system and an abnormal battery system, calculates an average and standard deviation of measurement data through a battery system diagnostic reference value calculator, And a battery system diagnosis reference value calculation device and method using the standard deviation.
최근 화석 에너지의 고갈과 화석 에너지의 사용으로 인한 환경오염으로 이차 전지 배터리를 이용하여 구동할 수 있는 전기 제품에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라, 모바일 기기, 전기 차량(Electric Vehicle; EV), 하이브리드 차량(Hybrid Vehicle; HV), 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS) 및 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply; UPS) 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지 배터리의 수요가 급격히 증가하고 있다. Recently, there has been a growing interest in electric appliances that can be driven using secondary battery batteries due to exhaustion of fossil energy and environmental pollution caused by use of fossil energy. Accordingly, the development of technologies for mobile devices, electric vehicles (EV), hybrid vehicles (HV), energy storage systems (ESS) and uninterruptible power supplies (UPS) And the demand for the rechargeable battery as an energy source is rapidly increasing.
이러한 이차 전지 배터리는 화석 에너지의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.Such a secondary battery battery is not only a primary advantage of reducing the use of fossil energy, but also a byproduct of the use of energy. Therefore, the secondary battery is attracting attention as a new energy source for enhancing eco-friendliness and energy efficiency.
이러한 배터리의 수요 및 사용량의 증가로 인해 배터리와 배터리를 관리하는 BMS(battery management system), 배터리 밸런싱 회로 및 릴레이 회로 등과 같은 배터리 시스템 등에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있으며, 배터리 시스템으로부터 전압, 전류 및 온도 등을 측정하여 배터리 시스템의 이상 여부를 진단하는데 기준이 되는 진단 기준값을 산출하는 기술에 대한 연구 개발 또한 활발히 진행되고 있다.Due to the increase in demand and usage of such batteries, research and development on battery systems such as a battery management system (BMS), a battery balancing circuit and a relay circuit for managing a battery and a battery have been actively conducted. Researches and developments on technologies for calculating the diagnostic reference value, which is a standard for diagnosing the abnormality of the battery system by measuring the temperature, are also being actively conducted.
하지만, 종래의 진단 기준값을 산출하는 기술을 통해 산출된 진단 기준값은 단순히 측정값의 최대 최소값으로부터 산출됨으로써, 진단 대상의 모든 운전 환경에서 적용이 불가능한 문제점이 있다However, since the diagnostic reference value calculated through the conventional technique for calculating the diagnostic reference value is simply calculated from the maximum minimum value of the measured values, there is a problem that the diagnostic reference value can not be applied to all the operating environments of the diagnosis target
이에, 본 발명자는, 배터리 시스템의 상태를 진단하기 위한 측정 데이터를 배터리 시스템으로부터 반복 측정하고, 측정 데이터의 종류에 대응하여 측정 데이터를 변환 데이터로 변환하며, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부를 통해 변환 데이터의 표준편차 및 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거한 신뢰상향값을 산출하여 배터리 진단 기준값을 산출하고, 배터리 시스템의 운전 모드가 변경되는 경우 운전 모드의 변경 전후에 변환된 전압차의 표준편차를 이용하여 산출된 배터리 진단 기준값을 갱신할 뿐만 아니라, 정상 상태의 배터리 시스템 및 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 측정 데이터를 반복하여 측정하고, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부를 통해 측정 데이터의 평균 및 표준편차를 산출하여 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치 및 방법을 발명하기에 이르렀다.
The present inventor has repeatedly measured the measurement data for diagnosing the state of the battery system from the battery system and converted the measurement data into the conversion data corresponding to the type of the measurement data, The battery diagnosis reference value is calculated by calculating a confidence upward value based on the predetermined reliability in the standard deviation and the standard normal distribution, and when the operation mode of the battery system is changed, the standard deviation of the voltage difference before and after the change of the operation mode is used In addition to updating the calculated battery diagnosis reference value, measurement data is repeatedly measured from the battery system in the normal state and the battery system in the abnormal state, and the average and standard deviation of the measurement data are calculated through the battery system diagnosis reference value calculation unit, To calculate the diagnostic reference value Using the reliability and the standard deviation leading to the invention the calculated battery system diagnosis reference value device and method.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 배터리 시스템으로부터 반복 측정된 측정 데이터를 변환한 변환 데이터의 표준편차와 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거한 신뢰상한값을 이용하여 배터리 시스템 진단 기준값을 산출함으로써, 대표성이 향상된 배터리 시스템 진단 기준값을 산출할 수 있으며, 배터리 시스템 진단 기준값에 대한 대표성을 조절할 수 있는 신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a method and a system for analyzing measurement data of a battery system using standard deviation of conversion data obtained by repeatedly measuring measurement data from a battery system and using an upper limit of reliability based on predetermined reliability A battery system diagnostic reference value calculation device and method capable of calculating a battery system diagnosis reference value with improved representativeity by calculating a battery system diagnosis reference value and using reliability and standard deviation capable of adjusting the representativeity of the battery system diagnosis reference value will be.
본 발명의 일 실시예에 따른, 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치는 배터리 시스템의 상태를 진단하기 위한 측정 데이터를 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정하는 데이터 측정부; 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 수신된 측정 데이터의 종류에 대응하여 상기 측정 데이터를 변환 데이터로 변환하는 데이터 변환부; 및 상기 변환된 변환 데이터의 표준편차를 산출하고, 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거하여 신뢰상한값을 산출하며, 상기 산출된 변환 데이터의 표준편차 및 상기 산출된 신뢰상한값을 이용하여 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 배터리 시스템 진단 기준값 산출부;를 포함하여 구성된다.The battery system diagnostic reference value calculation device using reliability may include: a data measurement unit for repeatedly measuring measurement data for diagnosing a state of the battery system from a battery system, according to an embodiment of the present invention; A data conversion unit receiving the measurement data and converting the measurement data into conversion data corresponding to the type of the received measurement data; Calculating a standard deviation of the transformed conversion data, calculating an upper limit value of reliability based on the predetermined reliability in the standard normal distribution, calculating the upper limit value of the battery system diagnostic reference value And a battery system diagnosis reference value calculation unit for calculating a battery system diagnosis reference value.
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부는, 하기 수학식을 이용하여 상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출할 수 있다.The battery system diagnostic reference value calculator may calculate the battery system diagnostic reference value using the following equation.
<수학식>≪ Equation &
여기서, RB = 배터리 시스템 진단 기준값Where R B = battery system diagnostic reference value
K = 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거하여 산출된 신뢰상한값K = confidence upper limit value calculated based on the predetermined reliability in the standard normal distribution
σ = 상기 측정 데이터의 표준편차? = standard deviation of the measurement data
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부는, 하기 수학식을 만족하는 z를 상기 신뢰상한값 K로 산출할 수 있다.The battery system diagnosis reference value calculation unit may calculate z satisfying the following equation as the upper limit K of trust.
<수학식>≪ Equation &
여기서, P(Z) = 표준정규분포에서 확률변수 Z의 값이 구간[-∞, z]에 속할 확률Here, P (Z) = probability that the value of the random variable Z in the standard normal distribution belongs to the interval [-∞, z]
q = 상기 기 설정된 신뢰도q = the predetermined reliability
상기 변환 데이터는 정규분포를 따를 수 있다.The transformed data may follow a normal distribution.
상기 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치는 상기 배터리 시스템의 운전 모드를 설정하는 설정부;를 더 포함할 수 있다. The battery system diagnostic reference value calculation device using the reliability may further include a setting unit for setting an operation mode of the battery system.
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부는, 상기 운전 모드가 변경되는 경우, 상기 운전 모드가 변경되기 전후에 변환된 상기 변환 데이터의 표준편차를 이용하여 상기 배터리 시스템 진단 기준값을 갱신할 수 있다.The battery system diagnostic reference value calculator may update the battery system diagnostic reference value using the standard deviation of the converted data before and after the operation mode is changed when the operation mode is changed.
상기 측정 데이터의 종류는 배터리 팩의 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 셀의 전압, 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈의 전압, 전류 및 온도 및 BMS(battery management system) 회로의 전압, 전류 및 온도 중 하나 이상일 수 있다.Wherein the type of the measurement data includes at least one of a voltage, a current and a temperature of the battery pack, a voltage, a voltage, a current and a temperature of a plurality of battery cells included in the battery pack, And the voltage, current, and temperature of the battery management system (BMS) circuitry.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치는 정상 상태의 배터리 시스템 및 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 배터리 시스템의 상태를 진단하기 위한 측정 데이터를 반복하여 측정하는 데이터 측정부; 및 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균 및 표준편차를 산출하고, 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균 및 표준편차를 산출하며, 상기 산출된 평균 및 표준편차를 이용하여 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 배터리 시스템 진단 기준값 산출부;를 포함하여 구성된다.The battery system diagnosis reference value calculation device using standard deviation according to another embodiment of the present invention includes a normal state battery system and a data measurement unit for repeatedly measuring measurement data for diagnosing the state of the battery system from an abnormal state battery system, ; And calculating an average and standard deviation of the measured data repeatedly measured from the steady state battery system and calculating an average and standard deviation of the measured data repeatedly measured from the abnormal battery system, And a battery system diagnostic reference value calculation unit for calculating a battery system diagnosis reference value using the standard deviation.
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부는, 하기 수학식을 이용하여 상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출할 수 있다.The battery system diagnostic reference value calculator may calculate the battery system diagnostic reference value using the following equation.
<수학식>≪ Equation &
m1 < m2인 경우m 1 < m 2
m1 > m2인 경우When m 1 > m 2
여기서, RB = 배터리 시스템 진단 기준값Where R B = battery system diagnostic reference value
m1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균m 1 = average of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
m2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균m 2 = average of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
σ1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차σ 1 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
σ2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차? 2 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
N = 배터리 시스템 진단 상수N = Battery system diagnostic constant
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부는, 하기 수학식을 만족하는 최대 정수 N을 상기 배터리 시스템 진단 상수로 산출할 수 있다.The battery system diagnosis reference value calculation unit may calculate the maximum integer N satisfying the following equation by using the battery system diagnosis constant.
<수학식>≪ Equation &
m1 < m2인 경우m 1 < m 2
m1 > m2인 경우When m 1 > m 2
여기서, N = 배터리 시스템 진단 상수Where N = battery system diagnostic constant
m1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균m 1 = average of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
m2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균m 2 = average of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
σ1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차σ 1 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
σ2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차? 2 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
상기 변환 데이터는 정규분포를 따를 수 있다.The transformed data may follow a normal distribution.
상기 측정 데이터의 종류는 배터리 팩의 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 셀의 전압, 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈의 전압, 전류 및 온도 및 BMS 회로의 전압, 전류 및 온도 중 하나 이상일 수 있다.Wherein the type of the measurement data includes at least one of a voltage, a current and a temperature of the battery pack, a voltage, a voltage, a current and a temperature of a plurality of battery cells included in the battery pack, And voltage, current, and temperature of the BMS circuit.
본 발명의 일 실시예에 따른, 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 방법은 테이터 측정부가 배터리 시스템의 상태를 진단하기 위한 측정 데이터를 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정하는 단계; 데이터 변환부가 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 수신된 측정 데이터의 종류에 대응하여 상기 측정 데이터를 변환 데이터로 변환하는 단계; 및 배터리 시스템 진단 기준값 산출부가 상기 변환된 변환 데이터의 표준편차를 산출하고, 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거하여 신뢰상한값을 산출하며, 상기 산출된 변환 데이터의 표준편차 및 상기 산출된 신뢰상한값을 이용하여 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계;를 포함하여 구성된다.According to an embodiment of the present invention, a method for calculating a battery system diagnostic reference value using reliability includes repeatedly measuring measurement data for diagnosing a state of a battery system from a battery system, The data conversion unit receiving the measurement data and converting the measurement data into conversion data corresponding to the type of the received measurement data; And a battery system diagnosis reference value calculation unit calculates a standard deviation of the converted data, calculates a reliability upper limit value based on a predetermined reliability in a standard normal distribution, and calculates a standard deviation of the calculated conversion data and the calculated upper limit value And calculating a battery system diagnosis reference value using the battery system diagnosis reference value.
상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계는, 상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부가 하기 수학식을 이용하여 상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.The step of calculating the battery system diagnostic reference value may include calculating the battery system diagnostic reference value using the following equation.
<수학식>≪ Equation &
여기서, RB = 배터리 시스템 진단 기준값Where R B = battery system diagnostic reference value
K = 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거하여 산출된 신뢰상한값K = confidence upper limit value calculated based on the predetermined reliability in the standard normal distribution
σ = 상기 측정 데이터의 표준편차? = standard deviation of the measurement data
상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계는, 상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부가 하기 수학식을 만족하는 z를 상기 신뢰상한값 K로 산출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The step of calculating the battery system diagnosis reference value may further include calculating the battery system diagnosis reference value calculating unit with z as the upper limit K of trust, which satisfies the following equation.
<수학식>≪ Equation &
여기서, P(Z) = 표준정규분포에서 확률변수 Z의 값이 구간[-∞, z]에 속할 확률Here, P (Z) = probability that the value of the random variable Z in the standard normal distribution belongs to the interval [-∞, z]
q = 상기 기 설정된 신뢰도q = the predetermined reliability
상기 변환 데이터는 정규분포를 따를 수 있다.The transformed data may follow a normal distribution.
상기 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 방법은 설정부가 상기 배터리 시스템의 운전 모드를 설정하는 단계;를 더 포함할 수 있다. The method for calculating the battery system diagnostic reference value using the reliability may further include setting the operation mode of the battery system by the setting unit.
상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계는, 상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부가 상기 운전 모드가 변경되는 경우, 상기 운전 모드가 변경되기 전후에 변환된 상기 변환 데이터의 표준편차를 이용하여 상기 배터리 시스템 진단 기준값을 갱신하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Wherein the step of calculating the battery system diagnostic reference value comprises the steps of: when the battery system diagnostic reference value calculation unit changes the operation mode, using the standard deviation of the converted data before and after the operation mode is changed, The method may further include the steps of:
상기 측정 데이터의 종류는 배터리 팩의 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 셀의 전압, 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈의 전압, 전류 및 온도 및 BMS(battery management system) 회로의 전압, 전류 및 온도 중 하나 이상일 수 있다.Wherein the type of the measurement data includes at least one of a voltage, a current and a temperature of the battery pack, a voltage, a voltage, a current and a temperature of a plurality of battery cells included in the battery pack, And the voltage, current, and temperature of the battery management system (BMS) circuitry.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 방법은 정상 상태의 배터리 시스템 및 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 배터리 시스템의 상태를 진단하기 위한 측정 데이터를 반복하여 측정하는 데이터 측정부; 및 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균 및 표준편차를 산출하고, 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균 및 표준편차를 산출하며, 상기 산출된 평균 및 표준편차를 이용하여 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 배터리 시스템 진단 기준값 산출부;를 포함하여 구성된다.The battery system diagnosis reference value calculation method using standard deviation according to another embodiment of the present invention includes a normal state battery system and a data measurement unit for repeatedly measuring measurement data for diagnosing the state of the battery system from the abnormal state battery system, ; And calculating an average and standard deviation of the measured data repeatedly measured from the steady state battery system and calculating an average and standard deviation of the measured data repeatedly measured from the abnormal battery system, And a battery system diagnostic reference value calculation unit for calculating a battery system diagnosis reference value using the standard deviation.
상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계는, 상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부가 하기 수학식을 이용하여 상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.The step of calculating the battery system diagnostic reference value may include calculating the battery system diagnostic reference value using the following equation.
<수학식>≪ Equation &
m1 < m2인 경우m 1 < m 2
m1 > m2인 경우When m 1 > m 2
여기서, RB = 배터리 시스템 진단 기준값Where R B = battery system diagnostic reference value
m1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균m 1 = average of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
m2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균m 2 = average of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
σ1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차σ 1 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
σ2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차? 2 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
N = 배터리 시스템 진단 상수N = Battery system diagnostic constant
상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계는, 상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부가 하기 수학식을 만족하는 최대 정수 N을 상기 배터리 시스템 진단 상수로 산출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The step of calculating the battery system diagnostic reference value may further include calculating the maximum integer N satisfying the following equation by the battery system diagnostic reference value calculating unit as the battery system diagnostic constant.
<수학식>≪ Equation &
m1 < m2인 경우m 1 < m 2
m1 > m2인 경우When m 1 > m 2
여기서, N = 배터리 시스템 진단 상수Where N = battery system diagnostic constant
m1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균m 1 = average of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
m2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균m 2 = average of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
σ1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차σ 1 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
σ2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차? 2 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
상기 변환 데이터는 정규분포를 따를 수 있다.The transformed data may follow a normal distribution.
상기 측정 데이터의 종류는 배터리 팩의 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 셀의 전압, 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈의 전압, 전류 및 온도 및 BMS 회로의 전압, 전류 및 온도 중 하나 이상일 수 있다.
Wherein the type of the measurement data includes at least one of a voltage, a current and a temperature of the battery pack, a voltage, a voltage, a current and a temperature of a plurality of battery cells included in the battery pack, And voltage, current, and temperature of the BMS circuit.
본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치 및 방법은 대표성이 향상된 배터리 시스템 진단 기준값을 산출함으로써, 배터리 시스템의 상태 진단에 대한 신뢰도 및 정확성을 향상시키는 효과를 가진다.
The apparatus and method for calculating the battery system diagnostic reference value using the reliability and standard deviation according to an embodiment of the present invention have an effect of improving the reliability and accuracy of the diagnosis of the state of the battery system by calculating the battery system diagnostic reference value with improved representativeness .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치가 배터리 팩에 적용된 일 예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 팩 전압 및 복수의 셀 전압의 합 간에 전압차의 확률분포를 운전 모드 별로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 배터리 시스템으로부터 측정된 전압의 확률분포를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치가 배터리 진단 기준값을 산출하는 순서를 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치가 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 순서를 도시한 순서도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a battery system diagnostic reference value calculation device using reliability according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an example in which a battery system diagnostic reference value calculation device using reliability is applied to a battery pack according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing probability distributions of voltage differences between a sum of a pack voltage and a plurality of cell voltages according to operation modes.
4 is a block diagram showing the configuration of a battery system diagnostic reference value calculation device using standard deviation according to another embodiment of the present invention.
5 shows a probability distribution of the measured voltage from the battery system.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure for calculating a battery diagnostic reference value using the reliability of the battery system diagnostic reference value calculation device according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
7 is a flowchart illustrating a procedure for calculating a battery system diagnostic reference value using a standard deviation of a battery system according to another embodiment of the present invention.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
Further, the term "part" in the description means a unit for processing one or more functions or operations, which may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치의 구성을 도시한 블록도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치가 배터리 팩에 적용된 일 예의 구성을 도시한 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a battery system diagnostic reference value calculation device using reliability according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a battery system diagnostic reference value calculation device using reliability according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an example applied to a battery pack. FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치(100)는 데이터 측정부(110), 데이터 변환부(120), 배터리 시스템 진단 기준값 산출부(130) 및 설정부(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다. 1 and 2, the battery system diagnostic reference
데이터 측정부(110)는 배터리 시스템(10)의 상태를 진단하기 위한 측정 데이터를 배터리 시스템(10)으로부터 반복하여 측정하는 역할을 수행할 수 있다.The
또한, 데이터 측정부(110)는 측정 데이터를 후술되는 데이터 변환부(120)로 전송할 수 있다.The
여기서, 배터리 시스템은 배터리 팩, 배터리 셀, 배터리 모듈, BMS(Battery Management System), 배터리 밸런싱 회로 및 릴레이 회로 중 하나 이상 일 수 있으며, 측정 데이터의 종류는 배터리 팩의 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 셀의 전압, 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈의 전압, 전류 및 온도 및 BMS 회로의 전압, 전류 및 온도 중 하나 이상일 수 있다.Here, the battery system may be at least one of a battery pack, a battery cell, a battery module, a battery management system (BMS), a battery balancing circuit, and a relay circuit. Current, and temperature of a plurality of battery cells included in the battery pack, voltage, current, and temperature of a plurality of battery modules included in the battery pack, and voltage, current, and temperature of the BMS circuit.
이러한, 데이터 측정부(110)의 역할을 수행하기 위하여, 데이터 측정부(110)는 하나 이상의 스위치 소자, 캐패시터, 도선 등을 포함할 수 있다.In order to perform the role of the
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치(100)가 복수의 배터리 셀(21)을 포함한 배터리 팩(20)에 적용된 경우, 데이터 측정부(110)는 배터리 팩(20)의 양단에 인가된 팩 전압과 배터리 팩(20)에 포함된 복수의 배터리 셀(21)의 셀 전압을 측정 데이터로 반복하여 측정할 수 있다.2, when the battery system diagnosis reference
이때, 데이터 측정부(110)는 팩 전압과 복수의 셀 전압의 측정 시점을 동기화하기 위하여, 동일한 시점에 팩 전압과 복수의 셀 전압을 측정할 수 있다.At this time, the
또한, 데이터 측정부(110)는 측정된 팩 전압과 복수의 셀 전압을 후술되는 데이터 변환부(120)로 전송할 수 있다.The
데이터 변환부(120)는 데이터 측정부(110)를 통해 측정된 측정 데이터의 종류에 대응하여 변환 데이터로 변환하는 역할을 수행할 수 있다.The
보다 구체적으로, 데이터 변환부(120)는 배터리 시스템(100)으로부터 측정된 전압, 전류 및 온도 등과 같은 다양한 물리량인 측정 데이터를 수신하고, 이러한 측정 데이터의 종류에 대응하여 측정 데이터를 계산 모듈을 통해 계산하여 변환할 수 있다. More specifically, the
한편, 데이터 측정부(110)는 배터리 시스템(100)으로부터 측정 데이터를 반복 측정하여 전압 산출부(120)로 송신함에 따라, 데이터 변환부(120)는 하나 이상 변환 데이터를 변환할 수 있다.Meanwhile, the
일 실시예에서, 데이터 변환부(120)를 통해 변환된 변환 데이터의 확률분포는 평균이 m, 표준편차가 σ인 정규분포를 따를 수 있다.In one embodiment, the probability distribution of the transformed data transformed through the
도 2와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 측정부(110)가 배터리 팩(20)의 양단에 인가된 팩 전압과 배터리 팩(20)에 포함된 복수의 배터리 셀(21)의 셀 전압을 측정 데이터로 측정하는 경우, 데이터 변환부(120)는 데이터 측정부(110)를 통해 동일한 시점에 측정된 팩 전압과 복수의 셀 전압을 수신하고, 수신된 복수의 셀 전압의 합과 팩 전압과의 전압차를 변환 데이터로 변환할 수 있다.2, a
배터리 시스템 진단 기준값 산출부(130)는 정규분포를 따르는 변환 데이터의 표준편차를 산출하고, 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거하여 신뢰상한값을 산출하는 역할을 수행할 수 있다.The battery system diagnosis reference
여기서, 기 설정된 신뢰도는 산출되는 배터리 시스템 진단 기준값의 대표성을 조절하기 위한 값으로 사용자로부터 입력받아 설정될 수 있다.Here, the predetermined reliability is a value for adjusting the representativeity of the calculated battery system diagnostic reference value and can be set and received from the user.
보다 구체적으로, 사용자가 산출되는 배터리 진단 기준값의 대표성을 조절하기 위해 기 설정된 신뢰도를 q%로 설정하는 경우, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부(130)는 표준정규분포를 이용하여 하기의 수학식 1을 만족하는 z를 신뢰상한값 K로 산출할 수 있다. More specifically, when the predetermined reliability is set to q% in order to adjust the representative of the battery diagnostic reference value calculated by the user, the battery system diagnostic
<수학식 1>&Quot; (1) "
여기서, P(Z) = 표준정규분포에서 확률변수 Z의 값이 구간[-∞, z]에 속할 확률Here, P (Z) = probability that the value of the random variable Z in the standard normal distribution belongs to the interval [-∞, z]
q = 기 설정된 신뢰도q = predetermined reliability
이때, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부(130)는 하기의 표 1의 표준정규분포표를 이용하여 신뢰상한값을 산출할 수 있다.At this time, the battery system diagnosis reference
표 1을 참조하여 예를 들어 설명하면, 사용자로부터 기 설정된 신뢰도가 97.5%인 경우, 상기의 수학식 1에서 우변의 계산값은 0.025이며, 이를 만족하는 z의 값인 1.96을 신뢰상한값으로 산출할 수 있다.For example, when the predetermined reliability is 97.5% from the user, the calculated value of the right side in Equation 1 is 0.025, and 1.96, which is the value of z satisfying the equation, is calculated as the upper limit of trust have.
<표 1><Table 1>
이어서, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부(130)는 변환된 변환 데이터의 표준편차와 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거하여 산출된 신뢰상한값을 이용하여 배터리 진단 기준값을 산출할 수 있다.Then, the battery system diagnostic
여기서, 배터리 시스템 진단 기준값은 배터리 진단 기준값을 산출하기 위해 사용된 배터리 시스템(100)과 동일한 배터리 시스템의 상태를 진단하는데 기준이 되는 기준값일 수 있다. 예를 들어, 상태 진단의 대상이 되는 배터리 시스템의 변환 데이터가 산출된 배터리 시스템 진단 기준값을 초과하는 경우, 상태 진단의 대상이 되는 배터리 시스템의 상태를 이상 상태로 판단할 수 있다.Here, the battery system diagnosis reference value may be a reference value used for diagnosing the state of the battery system, which is the same as the
배터리 시스템 진단 기준값 산출부(130)는 하기의 수학식 2와 같이 변환 데이터의 표준편차와 신뢰상한값을 곱하여 배터리 시스템 진단 기준값으로 산출할 수 있다.The battery system diagnostic
<수학식 2>&Quot; (2) "
여기서, RB = 배터리 시스템 진단 기준값Where R B = battery system diagnostic reference value
K = 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거하여 산출된 신뢰상한값K = confidence upper limit value calculated based on the predetermined reliability in the standard normal distribution
σ = 상기 변환 데이터의 표준편차? = standard deviation of the conversion data
이러한, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부(130)를 통해 산출된 배터리 시스템 진단 기준값은 대표성이 향상될 뿐만 아니라 상술된 기 설정된 신뢰도를 변경함으로써 대표성을 조절할 수 있다. The battery system diagnostic reference value calculated through the battery system diagnostic reference
설정부(140)는 배터리 시스템(10)의 운전 모드를 설정하는 역할을 수행할 수 있다.The
여기서, 운전 모드는 배터리 시스템(100)이 운용되는 환경에 대한 정보일 수 있다.Here, the operation mode may be information on the environment in which the
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치(100)가 전기자동차에 탑재된 배터리 팩(20)에 적용된 경우, 설정부(140)는 배터리 팩(20)의 운전 모드를 설정하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 운전 모드는 도시 주행 모드(도 3의 1), 고속도로 주행 모드(도 3의 2) 및 도시 및 고속도로 혼합 주행 모드(도 3의 3) 중 하나일 수 있다.For example, when the battery system diagnosis reference
또한, 설정부(140)는 배터리 시스템(100)의 운전 모드를 설정하거나, 변경하는 경우 배터리 시스템 진단 기준값 산출부(130)로 운전 모드 설정 신호를 송신할 수 있다.The
상술된 배터리 시스템 진단 기준값 산출부(130)는 배터리 시스템의 운전 모드가 변경되어 운전 모드 설정 신호를 수신하는 경우, 운전 모드가 변경되기 전후에 변환된 변환 데이터의 표준편차를 이용하여 배터리 진단 기준값을 갱신하는 역할을 수행할 수 있다.
When the operation mode of the battery system is changed and the operation mode setting signal is received, the battery system diagnosis
도 3을 참조하여, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Referring to FIG. 3, the battery system diagnosis reference value calculating unit will be described in more detail.
도 3은 배터리 시스템이 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩인 경우, 팩 전압 및 복수의 셀 전압의 합 간에 전압차의 확률분포를 운전 모드 별로 도시한 도면이다.3 is a graph showing a probability distribution of a voltage difference between a sum of a pack voltage and a plurality of cell voltages for each operation mode when the battery system is a battery pack including a plurality of battery cells.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치(100)가 적용된 전기자동차가 도시 주행, 고속도로 주행, 도시 및 고속도로 혼합 주행을 차례로 수행하는 경우, 설정부(130)는 전기자동차의 주행에 따른 배터리 팩(20)의 운용 환경에 대응하여 배터리 팩(20)의 운전 모드를 도시 주행 모드, 고속도로 주행 모드 및 도시 및 고속도로 혼합 주행 모드 순으로 설정할 수 있다.For example, when the electric vehicle to which the battery system diagnostic reference
도 3에는 도시 주행 모드 동안 산출된 팩 전압 및 복수의 셀 전압의 합 간에 전압차의 확률분포(1), 고속도로 주행 모드 동안 산출된 팩 전압 및 복수의 셀 전압의 합 간에 전압차의 확률분포(2) 및 도시 및 고속도로 혼합 주행 모드 동안 산출된 팩 전압 및 복수의 셀 전압의 합 간에 전압차의 확률분포 (3)가 도시되어 있다. 3 shows the probability distribution (1) of the voltage difference between the sum of the pack voltage and the plurality of cell voltages calculated during the urban driving mode, the probability distribution of the voltage difference between the sum of the pack voltage calculated during the highway running mode, 2 and the probability distribution 3 of the voltage difference between the sum of the pack voltage and the plurality of cell voltages calculated during the urban and highway mixed traveling mode are shown.
이때, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부(130)는 도시 주행 모드 동안 변환된 전압차의 표준편차(σ1)와 신뢰상한값(K)을 산출하여 배터리 시스템 진단 기준값(RB1)을 산출하고, 전기 자동차의 고속도로 주행으로 인해 설정부(도 2의 140)가 운전 모드를 고속도로 주행 모드로 변경하는 경우, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부(도 2의 130)는 고속도로 주행 모드 동안 변환된 전압차의 표준편차(σ2)를 산출하고, 도시 주행 모드(1) 동안 변환된 전압차의 표준편차(σ1), 고속도로 주행 모드 동안 변환된 전압차의 표준편차(σ2) 및 기 신뢰상한값(K)을 이용하여 배터리 시스템 진단 기준값(RB2)을 갱신할 수 있다.At this time, the battery system diagnosis reference
이어서, 전기 자동차의 도시 및 고속도로 혼합 주행으로 인해 설정부(140)가 운전 모드를 도시 및 고속도로 혼합 주행 모드로 변경하는 경우, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부(130)는 도시 및 고속도로 혼합 주행 모드 동안 변환된 전압차의 표준편차(σ3)를 산출하고, 도시 주행 모드 동안 변환된 전압차의 표준편차(σ1), 고속도로 주행 모드 동안 변환된 전압차의 표준편차(σ2), 도시 및 고속도로 혼합 주행 모드 동안 변환된 전압차의 표준편차(σ3) 및 기 신뢰상한값(K)을 이용하여 배터리 시스템 진단 기준값(RB3)을 갱신할 수 있다.Next, when the
도 3을 살펴보면, 각 주행 모드 동안 변환된 표준편차의 크기는 도시 주행 모드 동안 변환된 전압차의 표준편차(σ1), > 고속도로 주행 모드 동안 변환된 전압차의 표준편차(σ2) > 도시 및 고속도로 혼합 주행 모드 동안 변환된 전압차의 표준편차(σ3) 순임을 알 수 있으며, 이에 따라, 산출된 배터리 진단 기준값의 크기는 RB1 > RB2 > RB3 순임을 알 수 있다.
Referring to FIG. 3, the magnitude of the standard deviation converted during each running mode is calculated by multiplying the standard deviation ( 1 ) of the voltage difference converted during the urban driving mode, the standard deviation ( 2 ) of the voltage difference converted during the highway driving mode & And the standard deviation (? 3 ) of the voltage difference converted during the highway mixed running mode can be known, and the calculated size of the battery diagnostic reference value can be known as R B1 > R B2 > R B3 .
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치의 구성을 도시한 블록도이고, 도 5는 배터리 시스템으로부터 측정된 전압의 확률분포를 도시한 도면이다.FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a battery system diagnostic reference value calculation device using a standard deviation according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram illustrating a probability distribution of voltages measured from a battery system.
도 4를 참조하면, 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치(100')는 데이터 측정부(110') 및 배터리 시스템 진단 기준값 산출부(120')를 포함하여 구성될 수 있다. 도 4에 도시된 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치(100')는 다른 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 4에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다. Referring to FIG. 4, the battery system diagnosis reference value calculation apparatus 100 'using the standard deviation may include a data measurement unit 110' and a battery system diagnosis reference value calculation unit 120 '. The battery system diagnosis reference value calculation device 100 'using the standard deviation shown in FIG. 4 is according to another embodiment, and the components thereof are not limited to the embodiment shown in FIG. 4, Or deleted.
데이터 측정부(110')는 정상 상태의 배터리 시스템(10) 및 이상 상태의 배터리 시스템(10')으로부터 배터리 시스템(10, 10')의 상태를 진단하기 위한 측정 데이터를 반복하여 측정하는 역할을 수행할 수 있다.The data measuring unit 110 'repeatedly measures measurement data for diagnosing the states of the
여기서, 배터리 시스템은 배터리 팩, 배터리 셀, 배터리 모듈, BMS, 배터리 밸런싱 회로 및 릴레이 회로 중 하나 이상 일 수 있으며, 측정 데이터의 종류는 배터리 팩의 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 셀의 전압, 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈의 전압, 전류 및 온도 및 BMS 회로의 전압, 전류 및 온도 중 하나 이상일 수 있다.Here, the battery system may be at least one of a battery pack, a battery cell, a battery module, a BMS, a battery balancing circuit, and a relay circuit. The type of measurement data may include a voltage, a current and a temperature of the battery pack, Current, and temperature of the battery cell of the BMS circuit, voltage, current, and temperature of the plurality of battery modules included in the battery pack, and voltage, current, and temperature of the BMS circuit.
예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치(100')가 배터리 시스템(10, 10')으로부터 측정된 전압을 측정 데이터로 이용하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 데이터 측정부(110')를 통해 정상 상태의 배터리 시스템(10)으로부터 반복하여 측정된 전압의 확률분포(5)와 이상 상태의 배터리 시스템(10')으로부터 반복하여 측정된 전압의 확률분포(6)는 서로 상이한 구간에 분포됨을 알 수 있다. For example, when the battery system diagnostic reference value calculation device 100 'using the standard deviation according to another embodiment of the present invention uses the measured voltage from the
따라서, 배터리 시스템 진단 기준값(RB)은 정상 상태의 배터리 시스템(10)으로부터 측정된 전압의 평균(m1)과 이상 상태의 배터리 시스템(10')으로부터 측정된 전압의 평균(m2) 사이 값일 수 있다.Thus, the battery system diagnostic reference value R B is between the average (m 1 ) of the voltage measured from the steady
한편, 데이터 측정부(110')는 정상 상태의 배터리 시스템(10) 및 이상 상태의 배터리 시스템(10')으로부터 반복 측정된 측정 데이터를 후술되는 배터리 시스템 진단 기준값 산출부(120')로 전송할 수 있다.Meanwhile, the data measuring unit 110 'may transmit the measurement data repeatedly measured from the
이러한, 데이터 측정부(110')의 역할을 수행하기 위하여, 데이터 측정부(110')는 하나 이상의 스위치 소자, 캐패시터, 도선 등을 포함할 수 있다.In order to perform the role of the data measuring unit 110 ', the data measuring unit 110' may include one or more switch devices, capacitors, conductors, and the like.
일 실시예에서, 데이터 측정부(110')를 통해 정상 상태의 배터리 시스템(10)으로부터 반복 측정된 측정 데이터의 확률분포는 평균이 m-1, 표준편차가 σ1인 정규분포를 따를 수 있으며, 이상 상태의 배터리 시스템(10')으로부터 반복 측정된 측정 데이터의 확률분포는 평균이 m2, 표준편차가 σ2인 정규분포를 따를 수 있다.In one embodiment, the probability distribution of measurement data repeatedly measured from the steady
배터리 시스템 진단 기준값 산출부(120')는 정상 상태의 배터리 시스템(10)으로부터 측정된 측정 데이터의 평균과 표준편차 및 이상 상태의 배터리 시스템(10')으로부터 측정된 측정 데이터의 평균과 표준편차를 산출하는 역할을 수행할 수 있다.The battery system diagnostic reference value calculating unit 120 'calculates an average and standard deviation of the measurement data measured from the steady
여기서, 배터리 시스템 진단 기준값은 배터리 진단 기준값을 산출하기 위해 사용된 배터리 시스템(100')과 동일한 배터리 시스템의 상태를 진단하는데 기준이 되는 기준값일 수 있다. 예를 들어, 상태 진단의 대상이 되는 배터리 시스템의 측정 데이터가 산출된 배터리 시스템 진단 기준값을 초과하는 경우, 상태 진단의 대상이 되는 배터리 시스템의 상태를 이상 상태로 판단할 수 있다. Here, the battery system diagnosis reference value may be a reference value used to diagnose the state of the battery system 100 ', which is the same as the battery system 100' used for calculating the battery diagnosis reference value. For example, when the measured data of the battery system to be subjected to the state diagnosis exceeds the calculated battery system diagnostic reference value, the state of the battery system to be subjected to the state diagnosis can be determined as an abnormal state.
또한, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부(120')는 정상 상태의 배터리 시스템(10)로부터 측정된 측정 데이터의 평균과 표준편차 및 이상 상태의 배터리 시스템(10')로부터 측정된 측정 데이터의 평균과 표준편차를 이용하여 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 역할을 수행할 수 있다.The battery system diagnosis reference value calculation unit 120 'calculates the average and standard deviation of the measurement data measured from the steady
보다 구체적으로, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부(120')는 하기의 수학식 3을 만족하는 최대 정수를 배터리 시스템 진단 상수 N으로 산출하고, 다시 수학식 4를 이용하여 최종적으로 배터리 시스템 진단 기준값을 산출할 수 있다.More specifically, the battery system diagnostic reference value calculation unit 120 'calculates the maximum integer satisfying the following expression (3) as the battery system diagnostic constant N, and finally calculates the battery system diagnostic reference value using the equation (4) can do.
<수학식 3>&Quot; (3) "
m1 < m2인 경우m 1 < m 2
m1 > m2인 경우When m 1 > m 2
<수학식 4>&Quot; (4) "
m1 < m2인 경우m 1 < m 2
m1 > m2인 경우When m 1 > m 2
여기서, N = 배터리 시스템 진단 상수Where N = battery system diagnostic constant
RB = 배터리 시스템 진단 기준값R B = Battery system diagnostic reference value
m1 = 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균m 1 = average of measured data repeatedly measured from a steady-state battery system
m2 = 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균m 2 = average of measurement data repeatedly measured from the abnormal battery system
σ1 = 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차σ 1 = standard deviation of the measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
σ2 = 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차
σ 2 = standard deviation of the measured data repeatedly measured from the battery system in the abnormal state
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치가 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 순서를 도시한 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure for calculating a battery system diagnostic reference value using the reliability based on the battery system diagnostic reference value according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 데이터 측정부는 배터리 시스템의 상태를 진단하기 위한 측정 데이터를 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정하게 된다(S601).Referring to FIG. 6, the data measuring unit repeatedly measures measurement data for diagnosing the state of the battery system from the battery system (S601).
이어서, 데이터 변환부는 데이터 측정부를 통해 반복하여 측정된 측정 데이터의 종류에 대응하여 측정 데이터를 변환 데이터로 변환하게 된다(S602).Subsequently, the data conversion unit converts the measurement data into the converted data corresponding to the type of the measured data repeatedly measured through the data measuring unit (S602).
이후, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부는 변환 데이터의 표준편차와 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거한 신뢰상한값을 산출하게 되고(S603), 변환 데이터의 표준편차 및 신뢰상한값을 이용하여 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하게 된다(S604).
Thereafter, the battery system diagnostic reference value calculator calculates an upper limit of reliability based on the standard deviation of the converted data and the predetermined reliability in the standard normal distribution (S603), and calculates the battery system diagnostic reference value using the standard deviation and the upper limit of the converted data (S604).
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치가 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 순서를 도시한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a procedure for calculating a battery system diagnostic reference value using a standard deviation of a battery system according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 데이터 측정부는 정상 상태의 배터리 시스템 및 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 측정 데이터를 반복하여 측정하게 된다(S701).Referring to FIG. 7, the data measuring unit repeatedly measures the measurement data from the normal-state battery system and the abnormal-state battery system (S701).
이어서, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부는 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 측정된 측정 데이터의 평균과 표준편차 및 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 측정된 측정 데이터의 평균과 표준편차를 산출하게 된다(S702).The battery system diagnosis reference value calculator calculates an average and standard deviation of measured data measured from the battery system of the abnormal state and an average of the measured data measured from the battery system of the normal state (S702).
이후, 배터리 시스템 진단 기준값 산출부는 산출된 평균 및 표준편차로부터 배터리 시스템 진단 상수를 산출하여 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하게 된다(S703).
Thereafter, the battery system diagnostic reference value calculation unit calculates a battery system diagnostic constant from the calculated average and standard deviation to calculate a battery system diagnostic reference value (S703).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that
100 : 신뢰도를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치
110 : 데이터 측정부
120 : 데이터 변환부
130 : 배터리 시스템 진단 기준값 산출부
140 : 설정부
100' : 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치
110' : 데이터 측정부
120' : 배터리 시스템 진단 기준값 산출부
10, 10' : 배터리 시스템
20 : 배터리 팩
21 : 배터리 셀100: Battery system diagnostic reference value calculation device using reliability
110: Data measurement unit
120: Data conversion unit
130: Battery system diagnosis reference value calculating unit
140: Setting section
100 ': Battery system diagnosis reference value calculation device using standard deviation
110 ': data measuring unit
120 ': Battery system diagnosis reference value calculating unit
10, 10 ': Battery system
20: Battery pack
21: Battery cell
Claims (24)
상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 수신된 측정 데이터의 종류에 대응하여 상기 측정 데이터를 변환 데이터로 변환하는 데이터 변환부; 및
상기 변환된 변환 데이터를 근거로 산출되는 표준편차 및 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거로 산출되는 신뢰상한값과, 상기 정상 상태의 배터리 시스템 및 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 상기 측정 데이터를 근거로 산출되는 평균 및 표준편차 중 어느 하나를 이용하여 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 배터리 시스템 진단 기준값 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치.
A data measuring unit for repeatedly measuring measurement data for diagnosing the state of the battery system from a normal state battery system and an abnormal state battery system;
A data conversion unit receiving the measurement data and converting the measurement data into conversion data corresponding to the type of the received measurement data; And
A reliability upper limit value calculated on the basis of the standard deviation and the standard normal distribution calculated on the basis of the converted data and a reliability upper limit value calculated based on the measurement data repeatedly measured from the battery system of the normal state and the battery system of the abnormal state, And a battery system diagnosis reference value calculation unit for calculating a battery system diagnosis reference value using one of an average and a standard deviation calculated based on the battery system diagnosis reference value,
Battery system diagnostic reference value calculation device using reliability and standard deviation.
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부는,
하기 수학식을 이용하여 상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치.
<수학식>
여기서, RB = 배터리 시스템 진단 기준값
K = 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거하여 산출된 신뢰상한값
σ = 상기 측정 데이터의 표준편차
The method according to claim 1,
The battery system diagnosis reference value calculation unit calculates,
Wherein the battery system diagnosis reference value is calculated using the following equation: < EMI ID =
Battery system diagnostic reference value calculation device using reliability and standard deviation.
≪ Equation &
Where R B = battery system diagnostic reference value
K = confidence upper limit value calculated based on the predetermined reliability in the standard normal distribution
? = standard deviation of the measurement data
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부는,
하기 수학식을 만족하는 z를 상기 신뢰상한값 K로 산출하는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치.
<수학식>
여기서, P(Z) = 표준정규분포에서 확률변수 Z의 값이 구간[-∞, z]에 속할 확률
q = 상기 기 설정된 신뢰도
3. The method of claim 2,
The battery system diagnosis reference value calculation unit calculates,
And calculates the confidence upper limit value K as z satisfying the following expression:
Battery system diagnostic reference value calculation device using reliability and standard deviation.
≪ Equation &
Here, P (Z) = probability that the value of the random variable Z in the standard normal distribution belongs to the interval [-∞, z]
q = the predetermined reliability
상기 배터리 시스템의 운전 모드를 설정하는 설정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising: a setting unit configured to set an operation mode of the battery system,
Battery system diagnostic reference value calculation device using reliability and standard deviation.
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부는,
상기 운전 모드가 변경되는 경우, 상기 운전 모드가 변경되기 전후에 변환된 상기 변환 데이터의 표준편차를 이용하여 상기 배터리 시스템 진단 기준값을 갱신하는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치.
6. The method of claim 5,
The battery system diagnosis reference value calculation unit calculates,
Wherein when the operation mode is changed, the battery system diagnostic reference value is updated using the standard deviation of the converted data before and after the operation mode is changed.
Battery system diagnostic reference value calculation device using reliability and standard deviation.
상기 측정 데이터의 종류는 배터리 팩의 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 셀의 전압, 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈의 전압, 전류 및 온도 및 BMS(battery management system) 회로의 전압, 전류 및 온도 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the type of the measurement data includes at least one of a voltage, a current and a temperature of the battery pack, a voltage, a voltage, a current and a temperature of a plurality of battery cells included in the battery pack, And a voltage, current and temperature of a battery management system (BMS) circuit.
Battery system diagnostic reference value calculation device using reliability and standard deviation.
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부는,
하기 수학식을 이용하여 상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치.
<수학식>
m1 < m2인 경우
m1 > m2인 경우
여기서, RB = 배터리 시스템 진단 기준값
m1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균
m2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균
σ1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차
σ2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차
N = 배터리 시스템 진단 상수
The method according to claim 1,
The battery system diagnosis reference value calculation unit calculates,
Wherein the battery system diagnosis reference value is calculated using the following equation: < EMI ID =
Battery system diagnostic reference value calculation device using reliability and standard deviation.
≪ Equation &
m 1 < m 2
When m 1 > m 2
Where R B = battery system diagnostic reference value
m 1 = average of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
m 2 = average of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
σ 1 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
? 2 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
N = Battery system diagnostic constant
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부는,
하기 수학식을 만족하는 최대 정수 N을 상기 배터리 시스템 진단 상수로 산출하는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치.
<수학식>
m1 < m2인 경우
m1 > m2인 경우
여기서, N = 배터리 시스템 진단 상수
m1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균
m2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균
σ1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차
σ2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차
10. The method of claim 9,
The battery system diagnosis reference value calculation unit calculates,
And a maximum integer N satisfying the following equation is calculated as the battery system diagnosis constant.
Battery system diagnostic reference value calculation device using reliability and standard deviation.
≪ Equation &
m 1 < m 2
When m 1 > m 2
Where N = battery system diagnostic constant
m 1 = average of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
m 2 = average of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
σ 1 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
? 2 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
상기 변환 데이터는 정규분포를 따르는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 장치.
11. The method according to claim 3 or 10,
Characterized in that the transformed data follows a normal distribution.
Battery system diagnostic reference value calculation device using reliability and standard deviation.
데이터 변환부가 상기 측정 데이터를 수신하고, 상기 수신된 측정 데이터의 종류에 대응하여 상기 측정 데이터를 변환 데이터로 변환하는 단계; 및
배터리 시스템 진단 기준값 산출부가 상기 변환된 변환 데이터를 근거로 산출되는 표준편차 및 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거로 산출되는 신뢰상한값과, 상기 정상 상태의 배터리 시스템 및 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 상기 측정 데이터를 근거로 산출되는 평균 및 표준편차 중 어느 하나를 이용하여 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 방법.
Repeatedly measuring the measurement data for diagnosing the state of the battery system from the normal state battery system and the abnormal state battery system;
The data conversion unit receiving the measurement data and converting the measurement data into conversion data corresponding to the type of the received measurement data; And
A battery system diagnosis reference value calculation section calculating a reliability upper limit value based on a standard deviation calculated on the basis of the converted data and a predetermined reliability in a standard normal distribution and a reliability upper limit value calculated from a battery system of the steady state and a battery system of the abnormal state, And calculating a battery system diagnosis reference value using one of an average and a standard deviation calculated based on the measured measurement data.
A method for calculating the reference value of battery system using reliability and standard deviation.
상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계는,
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부가 하기 수학식을 이용하여 상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 방법.
<수학식>
여기서, RB = 배터리 시스템 진단 기준값
K = 표준정규분포에서 기 설정된 신뢰도를 근거하여 산출된 신뢰상한값
σ = 상기 측정 데이터의 표준편차
14. The method of claim 13,
Wherein the calculating the battery system diagnostic reference value comprises:
And the battery system diagnosis reference value calculation unit calculates the battery system diagnosis reference value using the following equation: < EMI ID =
A method for calculating the reference value of battery system using reliability and standard deviation.
≪ Equation &
Where R B = battery system diagnostic reference value
K = confidence upper limit value calculated based on the predetermined reliability in the standard normal distribution
? = standard deviation of the measurement data
상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계는,
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부가 하기 수학식을 만족하는 z를 상기 신뢰상한값 K로 산출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 방법.
<수학식>
여기서, P(Z) = 표준정규분포에서 확률변수 Z의 값이 구간[-∞, z]에 속할 확률
q = 상기 기 설정된 신뢰도
15. The method of claim 14,
Wherein the calculating the battery system diagnostic reference value comprises:
Further comprising calculating the battery system diagnosis reference value calculating section as the upper limit K of trusts satisfying the following equation: < EMI ID =
A method for calculating the reference value of battery system using reliability and standard deviation.
≪ Equation &
Here, P (Z) = probability that the value of the random variable Z in the standard normal distribution belongs to the interval [-∞, z]
q = the predetermined reliability
설정부가 상기 배터리 시스템의 운전 모드를 설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 방법.
14. The method of claim 13,
And setting the operation mode of the battery system by the setting unit.
A method for calculating the reference value of battery system using reliability and standard deviation.
상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계는,
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부가 상기 운전 모드가 변경되는 경우, 상기 운전 모드가 변경되기 전후에 변환된 상기 변환 데이터의 표준편차를 이용하여 상기 배터리 시스템 진단 기준값을 갱신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 방법.
18. The method of claim 17,
Wherein the calculating the battery system diagnostic reference value comprises:
And updating the battery system diagnostic reference value using the standard deviation of the converted data before and after the operation mode is changed when the battery system diagnostic reference value calculation unit changes the operation mode As a result,
A method for calculating the reference value of battery system using reliability and standard deviation.
상기 측정 데이터의 종류는 배터리 팩의 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 셀의 전압, 전압, 전류 및 온도, 상기 배터리 팩에 포함된 복수의 배터리 모듈의 전압, 전류 및 온도 및 BMS(battery management system) 회로의 전압, 전류 및 온도 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the type of the measurement data includes at least one of a voltage, a current and a temperature of the battery pack, a voltage, a voltage, a current and a temperature of a plurality of battery cells included in the battery pack, And a voltage, current and temperature of a battery management system (BMS) circuit.
A method for calculating the reference value of battery system using reliability and standard deviation.
상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계는,
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부가 하기 수학식을 이용하여 상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 방법.
<수학식>
m1 < m2인 경우
m1 > m2인 경우
여기서, RB = 배터리 시스템 진단 기준값
m1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균
m2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균
σ1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차
σ2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차
N = 배터리 시스템 진단 상수
14. The method of claim 13,
Wherein the calculating the battery system diagnostic reference value comprises:
And the battery system diagnosis reference value calculation unit calculates the battery system diagnosis reference value using the following equation: < EMI ID =
A method for calculating the reference value of battery system using reliability and standard deviation.
≪ Equation &
m 1 < m 2
When m 1 > m 2
Where R B = battery system diagnostic reference value
m 1 = average of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
m 2 = average of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
σ 1 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
? 2 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
N = Battery system diagnostic constant
상기 배터리 시스템 진단 기준값을 산출하는 단계는,
상기 배터리 시스템 진단 기준값 산출부가 하기 수학식을 만족하는 최대 정수 N을 상기 배터리 시스템 진단 상수로 산출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 방법.
<수학식>
m1 < m2인 경우
m1 > m2인 경우
여기서, N = 배터리 시스템 진단 상수
m1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균
m2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 평균
σ1 = 상기 정상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차
σ2 = 상기 이상 상태의 배터리 시스템으로부터 반복하여 측정된 측정 데이터의 표준편차
22. The method of claim 21,
Wherein the calculating the battery system diagnostic reference value comprises:
Further comprising the step of calculating the battery system diagnostic reference value calculating unit with the battery system diagnostic constant as a maximum integer N satisfying the following equation:
A method for calculating the reference value of battery system using reliability and standard deviation.
≪ Equation &
m 1 < m 2
When m 1 > m 2
Where N = battery system diagnostic constant
m 1 = average of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
m 2 = average of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
σ 1 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the steady-state battery system
? 2 = standard deviation of measured data repeatedly measured from the abnormal battery system
상기 변환 데이터는 정규분포를 따르는 것을 특징으로 하는,
신뢰도 및 표준편차를 이용한 배터리 시스템 진단 기준값 산출 방법.
23. The method according to claim 15 or 22,
Characterized in that the transformed data follows a normal distribution.
A method for calculating the reference value of battery system using reliability and standard deviation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140142601A KR101711258B1 (en) | 2014-10-21 | 2014-10-21 | Apparatus and method for calculating of battery system diagnosis reference value using reliability and standard deviation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140142601A KR101711258B1 (en) | 2014-10-21 | 2014-10-21 | Apparatus and method for calculating of battery system diagnosis reference value using reliability and standard deviation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160046547A KR20160046547A (en) | 2016-04-29 |
| KR101711258B1 true KR101711258B1 (en) | 2017-02-28 |
Family
ID=55915693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140142601A KR101711258B1 (en) | 2014-10-21 | 2014-10-21 | Apparatus and method for calculating of battery system diagnosis reference value using reliability and standard deviation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101711258B1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102046008B1 (en) * | 2017-01-17 | 2019-11-18 | 주식회사 엘지화학 | External diagnostics and module status change devices for battery modules |
| CN112208389B (en) * | 2020-09-08 | 2022-02-11 | 北京交通大学 | Daily convenient detection method for vehicle-mounted power battery |
| KR20220050654A (en) * | 2020-10-16 | 2022-04-25 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Apparatus and method for diagnosging state of battery |
| KR102555776B1 (en) * | 2020-10-30 | 2023-07-14 | 주식회사 퀀텀솔루션 | Operation method of diagnostic algorithm for battery performance diagnosis and battery performance diagnosis system |
| CN112986829B (en) * | 2021-04-21 | 2021-07-20 | 杭州宇谷科技有限公司 | Battery differential pressure abnormity threshold value confirmation method and system based on big data and cloud computing |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1123676A (en) * | 1997-06-30 | 1999-01-29 | Sony Corp | Method and device for measuring charge characteristics of secondary cell |
| JPH1130655A (en) * | 1997-07-10 | 1999-02-02 | Sony Corp | Charging characteristic testing method and device for secondary battery |
| KR100862473B1 (en) * | 2006-12-11 | 2008-10-08 | 현대자동차주식회사 | System and method for control battery charge of HEV |
| KR101278676B1 (en) * | 2011-05-31 | 2013-06-26 | (주)아라커뮤니케이션즈 | System and method for management of battery residual quantity in electric vehicle |
| KR101376910B1 (en) | 2013-03-28 | 2014-03-26 | 울산과학대학교 산학협력단 | Method for detecting trouble of solar cell module and apparatus thereof |
-
2014
- 2014-10-21 KR KR1020140142601A patent/KR101711258B1/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20160046547A (en) | 2016-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102636361B1 (en) | Battery control appratus and battery control system | |
| US10989762B2 (en) | Apparatus and method for detecting battery state of health | |
| KR101711258B1 (en) | Apparatus and method for calculating of battery system diagnosis reference value using reliability and standard deviation | |
| EP2916422B1 (en) | Power storage module state estimation apparatus, and method for estimating the state of a power storage module | |
| JP5916024B2 (en) | Battery remaining capacity estimation apparatus and method | |
| US9252624B2 (en) | Battery control device and battery system | |
| US8965723B2 (en) | Apparatus and method for estimating state of charge of battery | |
| CN106716708B (en) | Battery management device and power supply device | |
| KR20160004077A (en) | Method and apparatus for estimating state of battery | |
| US20220163591A1 (en) | Battery management apparatus, battery management method, and battery energy storage system | |
| CN104937431A (en) | Charge rate estimation device and charge rate estimation method | |
| CN102636756A (en) | Automotive battery soc estimation based on voltage decay | |
| CN102255114B (en) | Method and device for uniform charge and discharge of batteries | |
| JP2015155859A (en) | Battery residual amount estimation device, battery pack, power storage device, electric vehicle and battery residual amount estimation method | |
| CN105474026A (en) | The method used to determine the battery capacity of single-cell | |
| KR101678277B1 (en) | Apparatus and method for detecting degradation of switch | |
| CN103516003A (en) | Method, system and device for adjusting working state of battery pack | |
| KR102448627B1 (en) | Device for checking of battery SOC on vehicle and method thereof | |
| KR20120075754A (en) | Computations method and appartus for secondary battery remaining capacity | |
| KR20190049272A (en) | Apparatus and method for estimating SOC of battery | |
| KR101739169B1 (en) | Apparatus and method for measuring internal resistance of battery cell | |
| Mohammed et al. | Programmable logic controller based lithium-ion battery management system for accurate state of charge estimation | |
| CN109388074A (en) | A kind of battery pack emulation mode and system, BMS calibration system | |
| KR20190046410A (en) | Method of measuring state of battery and apparatus thereof | |
| US20230039183A1 (en) | Battery control apparatus and battery system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200116 Year of fee payment: 4 |