KR101755921B1 - 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법 - Google Patents

차량의 고전압배터리 열화 판정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101755921B1
KR101755921B1 KR1020150174349A KR20150174349A KR101755921B1 KR 101755921 B1 KR101755921 B1 KR 101755921B1 KR 1020150174349 A KR1020150174349 A KR 1020150174349A KR 20150174349 A KR20150174349 A KR 20150174349A KR 101755921 B1 KR101755921 B1 KR 101755921B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
deterioration
voltage battery
battery
section
Prior art date
Application number
KR1020150174349A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170067560A (ko
Inventor
남지원
김우성
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020150174349A priority Critical patent/KR101755921B1/ko
Publication of KR20170067560A publication Critical patent/KR20170067560A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101755921B1 publication Critical patent/KR101755921B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G01R31/3679—
    • B60L11/1851—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R31/3624—
    • G01R31/3658—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

본 발명은 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법에 관한 것으로, 열화도에 따라 충전량이 선형적으로 감소하는 특성을 보이는 전압구간을 기준으로 선정하되, 상기 전압구간을 세분화하여 진입 전압에 따른 열화도를 산출함으로써, 고전압배터리의 열화를 정확도 높은 판정할 수 있는 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법에 있어서, 전압구간별 고전압배터리의 충전량에 따른 열화도가 기록된 테이블을 저장하는 단계; 상기 고전압배터리와 동일한 사양의 고전압배터리를 탑재한 차량에서, 완속 충전중 고전압배터리의 충전량과 전압을 측정하는 단계; 상기 측정된 전압이 시작전압이 되는 전압구간에서의 전압변화에 따른 충전량을 산출하는 단계; 및 상기 테이블을 기반으로 상기 측정된 전압과 상기 산출된 충전량에 상응하는 열화도를 검출하는 단계를 포함한다.

Description

차량의 고전압배터리 열화 판정 방법{DEGRADATION ESTIMATION METHOD FOR HIGH VOLTAGE BATTERY OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 자동차나 플러그인 하이브리드 전기차량 등에 탑재된 고전압배터리의 열화를 판정하는 방법에 관한 것이다.
전기 자동차(EV: Electric Vehicle)나 플러그인 하이브리드 전기 차량(PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 및 하이브리드 전기 차량(Hybrid Electric Vehicle) 등에는 차량의 구동력으로 제공할 전기에너지를 저장하기 위해 고전압배터리가 탑재되어 있으며, 고전압배터리의 용량이나 상태에 따라 차량의 주행거리에 미치는 영향이 절대적이다.
그러나 배터리의 특성상 지속적으로 사용하는 경우, 열화라는 용량이 감소되는 현상은 피할 수 없는 것이 현실이며, 열화가 진행되면 동일한 SOC(State Of Charge)를 표시하고 있더라도 주행거리 감소, 가속을 위한 출력저하 등의 현상이 나타나게 되며, 이를 제대로 검출하지 못하면 원인을 알 수 없는 상태의 고객 불만이 제기 될수 있다.
종래의 차량의 고전압배터리 열화 판정 기술은 차량에 탑재된 고전압배터리의 완속 충전중 일정한 전압 변화에 대한 충전량의 변화율을 구하여, 이를 동일한 사양의 고전압배터리의 열화도에 따른 완속 충전중의 일정한 전압 변화에 대한 충전량의 변화율로 이루어진 데이터인 베이스맵과 비교하여, 해당 열화도를 판단한다.
이러한 종래의 기술은 열화도를 판정하는 전압구간이 세분화되어 있지 않아 정확한 열화도 판정이 어려운 문제점이 있다.
대한민국등록특허 제10-1526641호
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 열화도에 따라 충전량이 선형적으로 감소하는 특성을 보이는 전압구간을 기준으로 선정하되, 상기 전압구간을 세분화하여 진입 전압에 따른 열화도를 산출함으로써, 고전압배터리의 열화를 정확도 높은 판정할 수 있는 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법에 있어서, 전압구간별 고전압배터리의 충전량에 따른 열화도가 기록된 테이블을 저장하는 단계; 상기 고전압배터리와 동일한 사양의 고전압배터리를 탑재한 차량에서, 완속 충전중 고전압배터리의 충전량과 전압을 측정하는 단계; 상기 측정된 전압이 시작전압이 되는 전압구간에서의 전압변화에 따른 충전량을 산출하는 단계; 및 상기 테이블을 기반으로 상기 측정된 전압과 상기 산출된 충전량에 상응하는 열화도를 검출하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 열화도에 따라 충전량이 선형적으로 감소하는 특성을 보이는 전압구간을 기준으로 선정하되, 상기 전압구간을 세분화하여 진입 전압에 따른 열화도를 산출함으로써, 고전압배터리의 열화를 정확도 높은 판정할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 이용되는 고전압배터리의 열화도에 따라 완속 충전시에 전압 변화에 대한 충전량의 변화를 나타내는 그래프,
도 2 는 본 발명에 이용되는 각각 열화도가 다른 고전압배터리에 대하여 SOC에 대한 전압의 변화를 도시한 그래프,
도 3 은 본 발명에 따른 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 이용되는 고전압배터리의 열화도에 따라 완속 충전시에 전압 변화에 대한 충전량의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 1에서, 세 개의 곡선은 열화되지 않은 고전압배터리와 8% 열화된 고전압배터리 및 15% 열화된 고전압배터리의 전압에 대한 충전량(충전용량)의 그래프로서, 3.7V~4V 사이의 전압 변화에 대하여, 충전량의 변화율이 각각 다르게 나타남을 알 수 있는 바, 본 발명은 이와 같은 특성을 이용한다.
즉, 상기 "소정량의 전압 변화에 대한 충전량의 변화율"이란, 3.7V~4V의 소정량의 전압 변화에 대하여 각 고전압배터리의 열화도에 따라 다르게 나타나는 충전량의 변화율을 의미하는 것이다.
베이스맵구축단계로서, 각각 다른 상태로 열화된 고전압배터리에 대하여 완속 충전을 수행하면서, 상기와 같이 특정하게 정한 소정량의 전압 변화에 대하여 해당 고전압배터리의 충전량의 변화율을 구하여 이를 맵으로 저장하여 두는바, 일례로 하기의 [표 1]과 같다.
열화도 초기 10% 20% 30% 40% 50%
충전량
변화율		 A% B% C% D% E% F%
여기서, A>B>C>D>E>F임.
베이스맵구축단계에서, 열화도에 따른 소정량의 전압 변화에 대한 충전량의 변화율 관계는, 각각의 열화가 진행된 고전압배터리의 완속 충전 시험을 통하여 충전량과 전압을 취득하고, 이 충전량과 전압으로부터 산출하여 구한다.
이때, 측정 대상 차량의 고전압배터리의 충전량은 상기 고전압배터리에 충전되는 충전 전류량을 적산하여 구하거나, 상기 고전압배터리에 대하여 연산되는 SOC를 충전량으로 환산하여 구하는 방법이 사용될 수 있다.
이러한 베이스맵 구축은 일정한 온도 범위와 전류 범위의 조건하에서 수행되고, 상기 고전압배터리의 소정량의 전압 변화에 대한 충전량의 변화율은 고전압배터리의 열화도에 관계없이 SOC에 대한 전압 특성이 일정한 전압영역에서 구해지도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 고전압배터리의 온도가 너무 높거나 낮은 경우 그 전압 특성이 크게 변하여 정확성이 떨어지며, 전류가 너무 낮은 경우에도 이와 유사한 특성이 나타나므로 이와 같은 부정확성을 배제하기 위한 것으로, 상기 온도 범위와 전류 범위는 정확한 전압 특성을 얻을 수 있는 범위로 실험 등을 통해 적절히 선정될 수 있을 것이다.
한편, 상기 고전압배터리의 소정량의 전압 변화에 대한 충전량의 변화율을 고전압배터리의 열화도에 관계없이 SOC에 대한 전압 특성이 일정한 전압영역에서 구해지도록 하는 것은, 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 2 는 본 발명에 이용되는 각각 열화도가 다른 고전압배터리에 대하여 SOC에 대한 전압의 변화를 도시한 그래프로서, SOC가 25%~35% 정도에서는 고전압배터리의 열화도에 무관하게 거의 동일한 전압특성을 나타내는바, 이 구간에 해당하는 전압 범위인 약 3.8V~3.9V의 일정한 전압영역에서 상기 소정량의 전압 변화에 대한 충전량의 변화율을 구하면, SOC의 영향을 배제한 보다 정확한 열화도 비교가 가능해진다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 전압구간별 고전압배터리의 충전량에 따른 열화도가 기록된 테이블에 대해 살펴보기로 한다. 상기 테이블은 일례로 하기의 [표 2]와 같다.
제1구간 제2구간 제3구간 제4구간 제5구간 …
α1 Ah_1-1 Ah_2-1 Ah_3-1 Ah_4-1 Ah_5-1 …
α2 Ah_1-2 Ah_2-2 Ah_3-2 Ah_4-2 Ah_5-2 …
α3 Ah_1-3 Ah_2-3 Ah_3-3 Ah_4-3 Ah_5-3 …
α4 Ah_1-4 Ah_2-4 Ah_3-4 Ah_4-4 Ah_5-4 …
α5 Ah_1-5 Ah_2-5 Ah_3-5 Ah_4-5 Ah_5-5 …
… … … …
αn Ah_1-n Ah_2-n Ah_3-n Ah_4-n Ah_5-n …
여기서, 각 구간은 열화도 연산을 수행하는 구간으로서, 제 1 구간은 일례로, 도 1에서 전체구간(ΔV), 즉 3.7V~4V를 의미하며, 제 2 구간은 3.75V~4V를 의미하고, 제 3 구간은 3.8V~4V를 의미하며, 제 4 구간은 3.85V~4V를 의미하고, 제 5 구간은 3.9V~4V를 의미한다.
또한, a1~an은 각각 열화도를 나타내고, Ah_1~n, Ah_2~n, Ah_3~n, Ah_4~n, Ah_5~n은 충전량을 각각 나타낸다.
본 발명의 일실시 예에서는 이해를 돕기 위해 5개의 구간에 대해서 예를 들어 설명했지만, 실제 구현시에는 각 구간에 대한 시작전압의 차이를 0.1V 또는 0.01V 단위로 설정할 수도 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 전압구간별 고전압배터리의 충전량에 따른 열화도가 기록된 테이블을 저장한다(301).
이후, 상기 고전압배터리와 동일한 사양의 고전압배터리를 탑재한 차량에서, 완속 충전중 고전압배터리의 충전량과 전압을 측정한다(302). 이러한 충전량과 전압을 측정하는 과정은 일정한 온도범위와 전류범위의 조건하에서 수행되는 것이 바람직하다.
이후, 상기 측정된 전압이 시작전압이 되는 구간에서의 전압변화에 따른 충전량을 산출한다(303).
예를 들어, 측정된 전압이 3.75V이면 제 2 구간에 해당되며, 3.75V~4V까지 전압이 상승하는 동안의 충전량을 산출한다.
이후, 상기 테이블을 기반으로 상기 측정된 전압과 상기 산출된 충전량에 상응하는 열화도를 검출한다(304).
한편, 상기 [표 2]와 같이 전압구간을 세분화한 경우, 전압구간이 좁을수록 충전량이 작아져 충전량 변화(실제 충전되는 양)를 이용한 열화도 판별시 신뢰도가 떨어지므로, 상기 [표 2]를 통해 검출한 열화도에 전압구간별 가중치(factor)를 적용할 수도 있다. 즉, 상기 검출된 열화도에 해당 가중치를 곱할 수도 있다.
여기서, 상기 전압구간별 가중치는 일례로 하기의 [표 3]과 같다.
제 1 구간 제 2 구간 제 3 구간 제 4 구간
가중치 β1 β2 β3 β4
이때, 가중치는 β1 < β2 < β3 < β4를 만족한다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
301 : 테이블 저장
302 : 충전량과 전압 측정
303 : 전압변화에 따른 충전량 산출
304 : 전압과 충전량에 상응하는 열화도 검출

Claims (5)

  1. 전압구간별 고전압배터리의 충전량에 따른 열화도가 기록된 테이블을 저장하는 단계;
    상기 고전압배터리와 동일한 사양의 고전압배터리를 탑재한 차량에서, 완속 충전중 고전압배터리의 충전량과 전압을 측정하는 단계;
    상기 측정된 전압이 시작전압이 되는 전압구간에서의 전압변화에 따른 충전량을 산출하는 단계; 및
    상기 테이블을 기반으로 상기 측정된 전압과 상기 산출된 충전량에 상응하는 열화도를 검출하는 단계
    를 포함하는 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    전압구간별로 해당 가중치를 저장하는 단계; 및
    상기 측정된 전압이 시작전압이 되는 전압구간에 해당하는 가중치를 상기 검출한 열화도에 적용하는 단계
    를 더 포함하는 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 테이블은,
    시작전압과 종료전압으로 이루어진 전체 전압구간을 세분화함에 있어, 종료전압은 공통이되, 시작전압은 임계치 단위의 차이를 갖는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전체 전압구간은,
    열화도에 따라 충전량이 선형적으로 감소하는 특성을 보이는 전압구간인 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 전체 전압구간은,
    3.7V~4V인 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법.
KR1020150174349A 2015-12-08 2015-12-08 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법 KR101755921B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150174349A KR101755921B1 (ko) 2015-12-08 2015-12-08 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150174349A KR101755921B1 (ko) 2015-12-08 2015-12-08 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170067560A KR20170067560A (ko) 2017-06-16
KR101755921B1 true KR101755921B1 (ko) 2017-07-07

Family

ID=59278794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150174349A KR101755921B1 (ko) 2015-12-08 2015-12-08 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101755921B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102660349B1 (ko) 2018-12-11 2024-04-24 현대자동차주식회사 배터리 충전 시스템 및 방법
KR20200098816A (ko) 2019-02-12 2020-08-21 현대자동차주식회사 방치 열화를 고려한 배터리 충전 시스템 및 방법
KR102521576B1 (ko) * 2019-03-18 2023-04-12 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010272365A (ja) 2009-05-21 2010-12-02 Gs Yuasa Corp 二次電池の劣化診断方法、及び二次電池の劣化診断装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010272365A (ja) 2009-05-21 2010-12-02 Gs Yuasa Corp 二次電池の劣化診断方法、及び二次電池の劣化診断装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170067560A (ko) 2017-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101526641B1 (ko) 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법
CN108828461B (zh) 动力电池soh值估算方法及系统
KR102452548B1 (ko) 배터리 열화 상태 추정장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법
KR20210090687A (ko) Soh 보정 방법과 장치, 배터리 관리 시스템 및 저장 매체
CN104714181B (zh) 一种获取电压与电池荷电状态关系的方法和系统
CN105938181B (zh) 蓄电元件管理装置、管理方法和模块、记录介质及移动体
US9846202B2 (en) Degradation estimation method for high voltage battery
US9759776B2 (en) Battery cell state-of-health estimation method
US11119157B2 (en) Method, apparatus and recording medium for estimating parameters of battery equivalent circuit model
KR101172183B1 (ko) 차량의 배터리 ｓｏｈ 추정 장치 및 방법
CN104714182A (zh) 一种确定电池荷电状态值的方法和系统
CN111736083B (zh) 一种电池健康状态获取方法及装置、存储介质
KR101865972B1 (ko) 배터리의 열화 판단방법
KR101755921B1 (ko) 차량의 고전압배터리 열화 판정 방법
BR112016027664B1 (pt) Método para determinação da confiabilidade de valores de parâmetro de estado de saúde
CN112698218B (zh) 一种电池健康状态获取方法及装置、存储介质
KR101776844B1 (ko) 배터리 센서를 이용한 자동차 배터리의 건강상태 추정방법
CN106597295B (zh) 一种锂电池soh的估算方法
US20240069104A1 (en) Effective capacity estimation method and system for supercapacitor energy storage systems
CN116872791B (zh) 一种动力电池soh的估算方法
KR20100008038A (ko) 하이브리드 차량의 배터리 잔존용량 추정 방법
CN102565538A (zh) 一种提高电阻测试精度的方法
CN104931891A (zh) 能源系统的寿命预测方法及车载能源系统的寿命评估方法
CN117169749A (zh) 电池容量预测模型的生成方法、预测方法及其装置
CN111077453A (zh) 一种电池电量的检测系统以及方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant