KR101783918B1 - Apparatus and Method for Estimating Resistance of Secondary Battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차 전지의 저항 추정 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 이차 전지의 저항 추정 장치는, 이차 전지의 저항 증가율 별로, 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 대응되는 저항을 맵핑할 수 있는 복수의 저항 룩업 정보를 저장하고 있는 메모리부; 및 이차 전지의 충전 상태 및 온도가 기준 SOC 및 기준 온도에 해당될 때, 이차 전지의 기준 저항을 결정하고, 이차 전지의 BOL 저항을 기준으로 상기 기준 저항의 저항 증가율을 결정하고, 결정된 저항 증가율에 대응되는 저항 룩업 정보를 상기 메모리부에서 식별하고, 임의의 충전 상태 및 온도에 해당하는 이차 전지의 저항을 상기 식별된 저항 룩업 정보를 이용하여 추정하는 제어부;를 포함한다.The present invention discloses an apparatus and method for estimating resistance of a secondary battery. The apparatus for estimating resistance of a secondary battery according to the present invention includes a memory unit storing a plurality of resistance lookup information that can map a resistance corresponding to a charged state and a temperature of a secondary battery for each resistance increase rate of the secondary battery; Determining a reference resistance of the secondary battery when the charged state and temperature of the secondary battery correspond to the reference SOC and the reference temperature, determining a resistance increase rate of the reference resistor based on the BOL resistance of the secondary battery, And a controller that identifies corresponding resistance lookup information in the memory unit and estimates a resistance of the secondary battery corresponding to a certain charging state and temperature using the identified resistance lookup information.

Description

이차 전지의 저항 추정 장치 및 방법{Apparatus and Method for Estimating Resistance of Secondary Battery}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for estimating the resistance of a secondary battery,
본 발명은 이차 전지의 건강 상태(State Of Health)를 나타내는 팩터 중 하나인 저항을 추정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and a method for estimating a resistance, which is one of the factors indicating the state of health of a secondary battery.
최근, 반복적인 충전과 방전이 가능한 이차 전지가 화석 에너지의 대체 수단으로서 주목을 받고 있다. BACKGROUND ART [0002] In recent years, secondary batteries capable of repeated charging and discharging have attracted attention as an alternative means of fossil energy.
이차 전지는 휴대폰, 비디오 카메라, 전동 공구와 같은 전통적인 핸드 헬드 디바이스에 주로 사용되었다. 하지만, 최근에는 전기로 구동되는 자동차(EV, HEV, PHEV), 대용량의 전력 저장 장치(ESS), 무정전 전원 공급 시스템(UPS) 등으로 그 응용 분야가 점차 증가하는 추세이다.Secondary cells have been used predominantly in traditional handheld devices such as cell phones, video cameras, and power tools. In recent years, however, application fields of electric vehicles (EV, HEV, PHEV), large capacity electric power storage (ESS) and uninterruptible power supply system (UPS) have been gradually increasing.
이차 전지는 양극 및 음극, 전극 사이에 개재된 분리막, 양극과 음극에 코팅된 활물질과 전기화학적으로 반응하는 전해질을 포함한다. The secondary battery includes a positive electrode and a negative electrode, a separator interposed between the electrodes, and an electrolyte electrochemically reacting with the active material coated on the positive electrode and the negative electrode.
이차 전지는 충방전 회수가 증가할수록 용량이 감소한다. 용량의 감소는, 전극에 코팅된 활물질의 열화, 전해질의 부 반응, 분리막의 기공 감소 등에서 그 원인을 찾을 수 있다. The capacity of the secondary battery decreases as the number of charge / discharge increases. The reduction of the capacity can be attributed to deterioration of the active material coated on the electrode, negative reaction of the electrolyte, reduction of the pore of the separation membrane, and the like.
이차 전지의 용량이 감소하면 저항이 증가하여 열로 소실되는 전기 에너지가 증가한다. 따라서, 이차 전지의 용량이 임계치 이하로 감소하면 이차 전지의 성능이 현저하게 떨어지고 발열량이 증가하여 점검 또는 교체가 필요하다. When the capacity of the secondary battery decreases, the resistance increases and the electric energy lost by heat increases. Therefore, if the capacity of the secondary battery is reduced below the threshold value, the performance of the secondary battery is remarkably deteriorated and the amount of generated heat is increased, so that it needs to be checked or replaced.
이차 전지 기술 분야에서, 이차 전지의 용량 감소 정도는 건강상태(State Of Health: SOH)라는 팩터에 의해 정량적으로 나타낼 수 있다. In the field of secondary battery technology, the degree of capacity reduction of a secondary battery can be quantitatively represented by a factor called a state of health (SOH).
SOH는, 여러 가지 방법으로 계산이 가능한데, 그 중 하나가 현재 시점을 기준으로 한 이차 전지의 저항이 BOL(Beginning Of Life) 상태에 있을 때의 저항 대비 증가된 정도를 정량화하는 것으로 계산이 가능하다. SOH can be calculated in various ways, one of which can be calculated by quantifying the degree of increase in resistance relative to the resistance when the resistance of the secondary cell is in the BOL (Beginning Of Life) state .
예를 들어, 이차 전지의 저항이 BOL 상태일 때의 저항 대비 20% 증가하였다면, SOH는 80%라고 추정할 수 있다.For example, if the resistance of the secondary battery is increased by 20% with respect to the resistance when it is in the BOL state, SOH can be estimated to be 80%.
이차 전지의 저항은 충전 상태(State Of Charge: SOC)가 낮을 때 상대적으로 크고 온도가 높을 때 상대적으로 작아지는 경향이 있다.The resistance of the secondary battery tends to be relatively large when the state of charge (SOC) is low and relatively small when the temperature is high.
이차 전지의 충전 상태가 낮아지면 작동 이온과 반응할 수 있는 활물질의 량이 감소하여 활물질 내에서 작동 이온의 확산 저항이 증가하고 이차 전지의 온도가 높아지면 작동 이온의 이동도(mobility)가 증가하기 때문이다. When the charged state of the secondary battery is lowered, the amount of the active material capable of reacting with the working ion decreases, and the diffusion resistance of the working ion increases in the active material and the mobility of the working ion increases as the temperature of the secondary battery increases to be.
참고로, 작동 이온은 이차 전지를 구성하는 화학 종(chemical)의 종류에 따라 달라지는데, 리튬 계열 전지의 경우 리튬 이온이 작동 이온에 해당한다.For reference, the working ion differs depending on the kind of the chemical constituting the secondary battery. In the case of the lithium-based battery, the lithium ion corresponds to the working ion.
이차 전지의 저항은 이차 전지의 충전 출력이나 방전 출력을 계산하는데 있어서 반드시 필요한 파라미터이다. 하지만 이차 전지가 충전 또는 방전되는 동안에는 활물질의 분극 때문에 이차 전지의 저항을 정확하게 측정하기 어렵다. 따라서, 종래에는 이차 전지의 전류, 전압, 온도를 이용하여 이차 전지의 저항을 간접적으로 추정하는 방법이 주로 사용되었다. The resistance of the secondary battery is a necessary parameter for calculating the charging output and the discharging output of the secondary battery. However, during the charging or discharging of the secondary battery, it is difficult to accurately measure the resistance of the secondary battery due to polarization of the active material. Therefore, conventionally, a method of indirectly estimating the resistance of the secondary battery by using the current, voltage, and temperature of the secondary battery has been mainly used.
계산 알고리즘이 단순한 저항 추정 방법 중 하나로는 직류 추정 법(Direct Current Resistance Estimation)을 들 수 있다. 직류 추정 법은, 정전류(constant current)에 의해 이차 전지가 충전 또는 방전되는 조건에서 전압 변화량을 측정하고, 오옴의 법칙(R=△V/I)에 의해 저항을 계산하고, 계산된 저항을 온도에 따라 보정하는 방법이다. One of the simple resistance estimation methods of calculation algorithms is Direct Current Resistance Estimation. In the DC estimation method, a voltage change amount is measured under a condition that a secondary cell is charged or discharged by a constant current, a resistance is calculated by Ohm's law (R = DELTA V / I) As shown in FIG.
하지만, 이차 전지가 충전 또는 방전되는 동안에는 활물질의 분극 때문에 정확하게 전압 변화량을 측정하기 어렵다. 따라서, 직류 추정 법에 의해 계산된 저항은 활물질의 분극 정도에 따라서 정확도가 떨어진다. However, during the charging or discharging of the secondary battery, it is difficult to accurately measure the voltage change due to polarization of the active material. Therefore, the resistance calculated by the DC estimation method is less accurate depending on the degree of polarization of the active material.
예를 들어, 충전 상태와 온도가 동일하여도 활물질의 분극 정도가 다르면 직류 추정 법은 이차 전지의 저항에 대해 다른 계산 결과를 내 놓는다.For example, if the polarity of the active material is different even if the charged state and the temperature are the same, the DC estimation method gives different calculation results for the resistance of the secondary battery.
한편, 직류 추정 법의 문제를 보완하기 위해 확장 칼만 필터 등의 적응적 알고리즘을 이용하여 이차 전지의 저항을 추정하는 방법도 널리 이용된다. On the other hand, a method of estimating the resistance of a secondary battery using an adaptive algorithm such as an extended Kalman filter is widely used to overcome the problem of the DC estimation method.
하지만, 적응적 알고리즘들은 계산 과정이 매우 복잡하여 안정성이 좋은 고성능 프로세서를 필요로 한다. 따라서 적응적 알고리즘의 적용은 이차 전지 관리 시스템(Battery Management System)의 제조 원가를 증가시키는 문제가 있다.However, adaptive algorithms require a high-performance processor with high computational complexity and stability. Therefore, the application of the adaptive algorithm has a problem of increasing the manufacturing cost of the battery management system.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 배경하에서 창안된 것으로서, 간단한 알고리즘으로 이차 전지의 저항을 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 estimating a resistance of a secondary battery with a simple algorithm, which is developed under the background of the prior art as described above.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지의 저항 추정 장치는, 이차 전지의 저항 증가율 별로, 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 대응되는 저항을 맵핑할 수 있는 복수의 저항 룩업 정보를 저장하고 있는 메모리부; 및 이차 전지의 충전 상태 및 온도가 기준 SOC 및 기준 온도에 해당될 때, 이차 전지의 기준 저항을 결정하고, 이차 전지의 BOL 저항을 기준으로 상기 기준 저항의 저항 증가율을 결정하고, 결정된 저항 증가율에 대응되는 저항 룩업 정보를 상기 메모리부에서 식별하고, 임의의 충전 상태 및 온도에 해당하는 이차 전지의 저항을 상기 식별된 저항 룩업 정보를 이용하여 추정하는 제어부;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for estimating a resistance of a secondary battery, the apparatus comprising: a plurality of resistive lookup tables for mapping a resistance corresponding to a charging state and a temperature of the secondary battery, A memory unit for storing the image data; Determining a reference resistance of the secondary battery when the charged state and temperature of the secondary battery correspond to the reference SOC and the reference temperature, determining a resistance increase rate of the reference resistor based on the BOL resistance of the secondary battery, And a controller that identifies corresponding resistance lookup information in the memory unit and estimates a resistance of the secondary battery corresponding to a certain charging state and temperature using the identified resistance lookup information.
바람직하게, 상기 기준 SOC는 40-60%이고, 상기 기준 온도는 20-30℃일 수 있다.Preferably, the reference SOC is 40-60%, and the reference temperature may be 20-30 < 0 > C.
바람직하게, 상기 이차 전지의 저항 추정 장치는, 이차 전지의 전압을 측정하는 전압 측정부; 이차 전지의 전류를 측정하는 전류 측정부; 및 이차 전지의 온도를 측정하는 온도 측정부;를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 전압 측정 값, 상기 전류 측정 값 및 상기 온도 측정 값을 상기 메모리부에 저장하도록 구성할 수 있다.Preferably, the apparatus for estimating the resistance of the secondary battery further includes: a voltage measuring unit for measuring a voltage of the secondary battery; A current measuring unit for measuring a current of the secondary battery; And a temperature measuring unit for measuring a temperature of the secondary battery. The controller may be configured to store the voltage measurement value, the current measurement value, and the temperature measurement value in the memory unit.
일 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 메모리부에 저장된 전류 측정 값을 적산하여 이차 전지의 충전 상태를 결정하도록 구성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the controller may be configured to determine a state of charge of the secondary battery by integrating a current measurement value stored in the memory unit.
바람직하게, 상기 제어부는, 상기 메모리부에 저장된 전압 측정 값 및 전류 측정 값 중에서, 상기 기준 SOC 및 상기 기준 온도에서 충전 또는 방전된 전류의 측정 값을 식별하고, 상기 전류가 흐르기 전과 흐른 후에 측정된 2개의 전압 측정 값을 식별하고, 전압 측정 값의 변화 량과 전류 측정 값으로부터 기준 저항을 결정하도록 구성될 수 있다.Preferably, the control unit identifies a measured value of a current charged or discharged at the reference SOC and the reference temperature among the voltage measurement value and the current measurement value stored in the memory unit, Identify two voltage measurements, and determine a reference resistance from the amount of change in the voltage measurement and the current measurement.
바람직하게, 상기 저항 룩업 정보는 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 의해 이차 전지의 저항을 맵핑할 수 있는 데이터 구조를 갖는 저항 룩업 테이블일 수 있다.Preferably, the resistance lookup information may be a resistance lookup table having a data structure capable of mapping the resistance of the secondary battery according to a charged state and a temperature of the secondary battery.
다른 측면에 따르면, 상기 제어부는, 상기 추정된 저항을 상기 메모리부에 저장하거나, 상기 추정된 저항을 이용하여 이차 전지의 출력을 결정하거나, 상기 추정된 저항을 외부 디바이스로 전송하도록 구성될 수 있다.According to another aspect, the control unit may be configured to store the estimated resistance in the memory unit, determine an output of the secondary battery using the estimated resistance, or transmit the estimated resistance to an external device .
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 이차 전지의 저항 추정 장치는, 이차 전지의 저항 증가율과 퇴화 가속 지수 별로, 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 대응되는 저항을 맵핑할 수 있는 복수의 저항 룩업 정보를 저장하고 있는 메모리부; 및According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for estimating a resistance of a secondary battery, the apparatus comprising: a plurality of resistors for mapping a resistance corresponding to a charging state and a temperature of the secondary battery, A memory unit storing the resistance lookup information of the memory; And
이차 전지의 충전 상태 및 온도가 기준 SOC 및 기준 온도에 해당할 때 이차 전지의 기준 저항을 결정하고, 이차 전지의 충전 상태 및 온도가 기준 SOC 및 비교 온도에 해당할 때 이차 전지의 비교 저항을 결정하고, 이차 전지의 BOL 저항과 상기 기준 저항으로부터 저항 증가율을 결정하고, 상기 기준 저항과 상기 비교 저항의 비율로부터 퇴화 가속 지수를 결정하고, 상기 결정된 저항 증가율과 상기 퇴화 가속 지수에 대응되는 저항 룩업 정보를 상기 메모리부에서 식별하고, 임의의 충전 상태 및 온도에 해당하는 이차 전지의 저항을 상기 식별된 저항 룩업 정보로부터 추정하는 제어부;를 포함할 수 있다.The reference resistance of the secondary battery is determined when the charged state and temperature of the secondary battery correspond to the reference SOC and the reference temperature and the comparison resistance of the secondary battery is determined when the charging state and the temperature of the secondary battery correspond to the reference SOC and the comparison temperature Determining a BOL resistance of the secondary battery and a resistance increase rate from the reference resistance, determining a degradation acceleration index from a ratio of the reference resistance and the comparison resistance, and comparing the resistance increase rate and the resistance lookup information And estimating a resistance of the secondary battery corresponding to an arbitrary state of charge and temperature from the identified resistance lookup information.
바람직하게, 상기 기준 SOC는 40-60%이고, 상기 기준 온도는 20-30℃이고, 상기 비교 온도는 -10-10℃일 수 있다.Preferably, the reference SOC is 40-60%, the reference temperature is 20-30 ° C, and the comparison temperature is -10-10 ° C.
바람직하게, 상기 이차 전지의 저항 추정 장치는, 이차 전지의 전압을 측정하는 전압 측정부; 이차 전지의 전류를 측정하는 전류 측정부; 및 이차 전지의 온도를 측정하는 온도 측정부;를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 전압 측정 값, 상기 전류 측정 값 및 상기 온도 측정 값을 상기 메모리부에 저장하도록 구성될 수 있다.Preferably, the apparatus for estimating the resistance of the secondary battery further includes: a voltage measuring unit for measuring a voltage of the secondary battery; A current measuring unit for measuring a current of the secondary battery; And a temperature measuring unit for measuring a temperature of the secondary battery. The controller may be configured to store the voltage measurement value, the current measurement value, and the temperature measurement value in the memory unit.
바람직하게, 상기 제어부는, 상기 메모리부에 저장된 전압 측정 값 및 전류 측정 값 중에서, 상기 기준 SOC 및 상기 기준 온도에서 충전 또는 방전된 전류의 측정 값을 식별하고, 상기 전류가 흐르기 전과 흐른 후에 측정된 2개의 전압 측정 값을 식별하고, 전압 측정 값의 변화 량과 전류 측정 값으로부터 기준 저항을 결정하도록 구성될 수 있다. Preferably, the control unit identifies a measured value of a current charged or discharged at the reference SOC and the reference temperature among the voltage measurement value and the current measurement value stored in the memory unit, Identify two voltage measurements, and determine a reference resistance from the amount of change in the voltage measurement and the current measurement.
유사하게, 상기 제어부는, 상기 메모리부에 저장된 전압 측정 값 및 전류 측정 값 중에서, 상기 기준 SOC 및 상기 비교 온도에서 충전 또는 방전된 전류의 측정 값을 식별하고, 상기 전류가 흐르기 전과 흐른 후에 측정된 2개의 전압 측정 값을 식별하고, 전압 측정 값의 변화 량과 전류 측정 값으로부터 비교 저항을 결정하도록 구성될 수 있다.Similarly, the control unit may identify the reference SOC and a measured value of the current charged or discharged at the comparison temperature among the voltage measurement value and the current measurement value stored in the memory unit, Identify two voltage measurements, and determine the comparison resistance from the amount of change in the voltage measurement and the current measurement.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지의 저항 추정 방법은, (a) 이차 전지의 저항 증가율 별로, 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 대응되는 저항을 맵핑할 수 있는 복수의 저항 룩업 정보를 메모리부에 저장하는 단계; (b) 전압 측정부, 전류 측정부 및 온도 측정부로부터 전압 측정 값, 전류 측정 값 및 온도 측정 값을 입력 받아 상기 메모리부에 저장하는 단계; (c) 상기 전류 측정 값을 이용하여 이차 전지의 충전 상태를 결정하여 상기 메모리부에 저장하는 단계; (d) 상기 메모리부에 저장된 전류 측정 값 및 전압 측정 값 중에서 이차 전지의 충전 상태 및 온도가 기준 SOC 및 기준 온도에 해당할 때 충전 또는 방전된 전류의 측정 값과 해당 전류가 흐르기 전과 후의 전압 측정 값을 식별하고, 상기 전압 측정 값의 변화량과 상기 전류 측정 값을 이용하여 이차 전지의 기준 저항을 결정하는 단계; (e) 미리 설정된 이차 전지의 BOL 저항을 기준으로 상기 기준 저항의 저항 증가율을 결정하는 단계; (f) 상기 저항 증가율에 대응되는 저항 룩업 정보를 상기 메모리부에서 식별하는 단계; 및 (g) 임의의 충전 상태 및 온도에 대응되는 이차 전지의 저항을 상기 식별된 저항 룩업 정보를 이용하여 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of estimating a resistance of a secondary battery, the method comprising the steps of: (a) Storing the resistance lookup information in a memory unit; (b) receiving a voltage measurement value, a current measurement value, and a temperature measurement value from the voltage measurement unit, the current measurement unit, and the temperature measurement unit, and storing the received voltage measurement value, current measurement value, and temperature measurement value in the memory unit; (c) determining a state of charge of the secondary battery using the current measurement value and storing the state of charge in the memory unit; (d) measuring a current value of the charged or discharged current when the charging state and the temperature of the secondary battery correspond to the reference SOC and the reference temperature among the current measurement value and the voltage measurement value stored in the memory unit, Determining a reference resistance of the secondary battery using the change amount of the voltage measurement value and the current measurement value; (e) determining a resistance increase rate of the reference resistor based on a BOL resistance of a predetermined secondary battery; (f) identifying in the memory unit resistance lookup information corresponding to the resistance increase rate; And (g) estimating a resistance of the secondary battery corresponding to an arbitrary state of charge and temperature using the identified resistance lookup information.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 이차 전지의 저항 추정 방법은, (a) 이차 전지의 저항 증가율과 퇴화 가속 지수 별로, 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 대응되는 저항을 맵핑할 수 있는 복수의 저항 룩업 정보를 메모리부에 저장하는 단계; (b) 전압 측정부, 전류 측정부 및 온도 측정부로부터 전압 측정 값, 전류 측정 값 및 온도 측정 값을 입력 받아 상기 메모리부에 저장하는 단계; (c) 상기 전류 측정 값을 이용하여 이차 전지의 충전 상태를 결정하여 상기 메모리부에 저장하는 단계; (d) 이차 전지의 충전 상태가 기준 SOC일 때 기준 온도 및 비교 온도에서 측정된 전압 측정 값 및 전류 측정 값을 메모리부로부터 식별하여 이차 전지의 기준 저항과 비교 저항을 결정하는 단계; (e) 이차 전지의 BOL 저항과 상기 기준 저항으로부터 저항 증가율을 결정하는 단계; (f) 상기 기준 저항과 상기 비교 저항의 상대적 비율로부터 퇴화 가속 지수를 결정하는 단계; (g) 상기 결정된 저항 증가율과 상기 퇴화 가속 지수에 대응되는 저항 룩업 정보를 상기 메모리부에서 식별하는 단계; 및 (h) 임의의 충전 상태 및 온도에 대응되는 이차 전지의 저항을 상기 식별된 저항 룩업 정보를 이용하여 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of estimating a resistance of a secondary battery, comprising the steps of: (a) mapping a resistance corresponding to a charging state and a temperature of the secondary battery according to a resistance increase rate and a degradation acceleration index of the secondary battery; Storing a plurality of resistive lookup information in a memory unit; (b) receiving a voltage measurement value, a current measurement value, and a temperature measurement value from the voltage measurement unit, the current measurement unit, and the temperature measurement unit, and storing the received voltage measurement value, current measurement value, and temperature measurement value in the memory unit; (c) determining a state of charge of the secondary battery using the current measurement value and storing the state of charge in the memory unit; (d) determining a reference resistance and a comparison resistance of the secondary battery by identifying a voltage measurement value and a current measurement value measured at a reference temperature and a comparison temperature when the state of charge of the secondary battery is the reference SOC, from the memory; (e) determining a BOL resistance of the secondary battery and a resistance increase rate from the reference resistance; (f) determining a degradation acceleration index from a relative ratio of the reference resistance and the comparison resistance; (g) identifying in the memory unit resistance lookup information corresponding to the determined resistance increase rate and the degradation acceleration index; And (h) estimating a resistance of the secondary battery corresponding to an arbitrary state of charge and temperature using the identified resistance lookup information.
본 발명에 따른 기술적 과제는 상기 이차 전지의 저항 추정 장치를 포함하는 이차 전지 관리 시스템과, 상기 이차 전지의 저항 추정 방법을 프로그램화하여 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 의해서도 달성될 수 있다.The present invention also provides a secondary battery management system including a resistance estimating device for a secondary battery, and a computer readable recording medium storing a program for estimating a resistance of the secondary battery.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이차 전지의 저항 변화가 적은 충전 상태 구간에서 BOL 저항을 기준으로 저항 증가율을 구하여 이차 전지의 저항 추정에 사용되는 저항 룩업 정보(테이블)를 변경할 수 있다. 따라서, 비교적 간단한 방법으로 이차 전지의 퇴화 상태에 맞는 이차 전지의 저항을 신뢰성 있게 추정할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the resistance increase rate of the secondary battery can be changed based on the BOL resistance in the charging state period in which the resistance change of the secondary battery is small, thereby changing the resistance lookup information (table) used for estimating the resistance of the secondary battery. Therefore, it is possible to reliably estimate the resistance of the secondary battery in accordance with the degradation state of the secondary battery in a relatively simple manner.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이차 전지의 저항 추정에 사용되는 저항 룩업 정보(테이블)를 변경할 때 퇴화 가속 지수를 추가로 고려함으로써, 이차 전지의 충방전 환경까지 고려하여 이차 전지의 퇴화 상태에 맞는 이차 전지의 저항을 신뢰성 있게 추정할 수 있다.According to another aspect of the present invention, by further considering the degradation acceleration index when changing the resistance lookup information (table) used for estimating the resistance of the secondary battery, the charging / discharging environment of the secondary battery is taken into consideration, The resistance of the secondary battery can be reliably estimated.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지의 저항 추정 장치에 대한 구성을 개략적으로 도시한 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명에 따른 저항 룩업 정보가 룩업 테이블의 형태로 구성될 때 메모리부에 수록된 복수의 저항 룩업 테이블을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 서로 다른 퇴화 조건을 갖는 이차 전지에 대해서 충전 상태 별로 저항을 측정하여 나타낸 그래프들이다.
도 4는 본 발명에 따른 저항 추정 과정에서 퇴화 가속 지수가 고려될 때 메모리부에 수록된 복수의 저항 룩업 테이블을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 저항 추정 방법을 순차적으로 예시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 변형 예에 따른 이차 전지의 저항 추정 방법을 순차적으로 예시한 순서도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate an embodiment of the invention and, together with the description given below, serve to further augment the technical spirit of the invention, And shall not be interpreted.
FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a resistance estimating apparatus for a secondary battery according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a diagram illustrating a plurality of resistance lookup tables stored in a memory unit when the resistance lookup information according to the present invention is configured in the form of a lookup table.
FIG. 3 is a graph illustrating resistance of a secondary battery having different degradation conditions according to an embodiment of the present invention, measured according to charging states.
4 is a diagram illustrating a plurality of resistance lookup tables stored in the memory when the degradation acceleration index is considered in the resistance estimation process according to the present invention.
5 is a flowchart sequentially illustrating a method of estimating a resistance of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart sequentially illustrating a method of estimating a resistance of a secondary battery according to a modified example of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 출원을 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 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described 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 meanings, and the inventor should appropriately interpret the concept of a term appropriately in order to describe its own application in the best way possible. 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 the present specification and the configurations shown in the drawings are only examples of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents And variations are possible.
이하에서 설명되는 실시 예에 있어서, 이차 전지는 리튬 이차 전지를 일컫는다. 여기서, 리튬 이차 전지라 함은 충전과 방전이 이루어지는 동안 리튬 이온이 작동 이온으로 작용하여 양극과 음극에서 전기화학적 반응을 유발하는 이차 전지를 총칭한다. In the embodiments described below, the secondary battery refers to a lithium secondary battery. Here, the lithium secondary battery is generally referred to as a secondary battery in which lithium ions act as working ions during charging and discharging to cause an electrochemical reaction between the positive electrode and the negative electrode.
한편, 리튬 이차 전지에 사용된 전해질이나 분리막의 종류, 이차 전지를 포장하는데 사용된 포장재의 종류, 리튬 이차 전지의 내부 또는 외부의 구조 등에 따라 이차 전지의 명칭이 변경되더라도 리튬 이온이 작동 이온으로 사용되는 이차 전지라면 모두 상기 리튬 이차 전지의 범주에 포함되는 것으로 해석하여야 한다. On the other hand, even if the name of the secondary battery is changed depending on the kind of the electrolyte or separator used in the lithium secondary battery, the kind of the packing material used for packing the secondary battery, internal or external structure of the lithium secondary battery, The secondary battery should be interpreted as being included in the category of the lithium secondary battery.
본 발명은 리튬 이차 전지 이외의 다른 이차 전지에도 적용이 가능하다. 따라서 작동 이온이 리튬 이온이 아니더라도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 이차 전지라면 그 종류에 상관 없이 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석하여야 한다. The present invention is also applicable to secondary batteries other than lithium secondary batteries. Therefore, even if the working ion is not lithium ion, any kind of secondary battery to which the technical idea of the present invention can be applied should be interpreted as falling within the scope of the present invention.
또한, 이차 전지는 그것을 구성하는 요소의 수에 의해 한정되지 않는다. 따라서 이차 전지는 하나의 포장재 내에 양극/분리막/음극의 조립체 및 전해질이 포함된 단일 셀을 비롯하여 단일 셀의 어셈블리, 다수의 어셈블리가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 모듈, 다수의 모듈이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 팩, 다수의 팩이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 전지 시스템 등도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The secondary battery is not limited by the number of elements constituting it. Thus, the secondary battery may be a single cell assembly including a single cell containing a cathode / separator / cathode assembly and an electrolyte in one package, a module in which a plurality of assemblies are connected in series and / or in parallel, a plurality of modules connected in series and / A pack connected in parallel, a battery system in which a plurality of packs are connected in series and / or in parallel, and the like.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 저항 추정 장치에 대한 구성을 나타낸 블록 다이어그램이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a resistance estimating apparatus for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지의 저항 추정 장치(100)는, 이차 전지(B)의 저항을 추정할 수 있는 장치로서 적어도 메모리부(110)와 제어부(120)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an apparatus for estimating resistance of a secondary battery according to the present invention includes at least a memory unit 110 and a control unit 120 as an apparatus for estimating a resistance of a secondary battery.
상기 제어부(120)는 논리 연산을 수행할 수 있는 프로세서를 포함하고, 후술하는 제어 로직에 따라 이차 전지(B)의 충전 상태 및 온도에 대응되는 저항을 추정할 수 있는 기능을 수행한다.The controller 120 includes a processor capable of performing a logic operation and performs a function of estimating a resistance corresponding to a charged state and a temperature of the secondary battery B according to a control logic to be described later.
상기 메모리부(110)는, 전기적, 자기적, 광학적 또는 양자역학적으로 데이터를 기록하고 소거할 수 있는 저장매체이다.  The memory unit 110 is a storage medium capable of recording and erasing data electrically, magnetically, optically or quantum mechanically.
상기 메모리부(110)는 비제한적인 예시로서, RAM, ROM 또는 레지스터일 수 있다. The memory unit 110 may be, for example, a RAM, a ROM, or a register as a non-limiting example.
바람직하게, 상기 메모리부(110)는 상기 제어부(120)에 의해 접근이 가능하도록 예컨대 데이터 버스 등을 통해 상기 제어부(120)와 연결될 수 있다.The memory unit 110 may be connected to the controller 120 through a data bus or the like so that the memory unit 110 can be accessed by the controller 120.
상기 메모리부(110)는 상기 제어부(120)에 의해 실행되는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램과 미리 정의된 파라미터들, 및/또는 상기 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장 및/또는 갱신 및/또는 소거할 수 있다. The memory unit 110 may store and / or update and / or update the program including the various control logic executed by the control unit 120 and the predefined parameters, and / or data generated when the control logic is executed, Or erase it.
상기 메모리부(110)는 논리적으로 2개 이상으로 분할 가능하고, 상기 제어 부(120) 내에 포함되는 것을 제한하지 않는다.The memory unit 110 may be logically divided into two or more, and is not limited to being included in the control unit 120.
바람직하게, 상기 메모리부(110)는, 저항 증가율의 크기 별로 이차 전지(B)의 충전 상태(SOC) 및 온도에 대응되는 이차 전지(B)의 저항을 맵핑할 수 있는 복수의 저항 룩업 정보를 미리 저장하고 있다.Preferably, the memory unit 110 stores a plurality of resistance lookup information that can map the resistance of the secondary battery B corresponding to the charged state (SOC) and the temperature of the secondary battery B by the magnitude of the resistance increase rate It is stored in advance.
바람직하게, 상기 복수의 저항 룩업 정보는, 도 2에 도시된 것과 같이, 저항 증가율의 크기에 따라 정의된 복수의 저항 룩업 테이블을 포함할 수 있다.Preferably, the plurality of resistive lookup information may include a plurality of resistive lookup tables defined according to the magnitude of the rate of resistance increase, as shown in FIG.
각각의 저항 룩업 테이블은, 충전 상태와 온도에 의해 저항을 맵핑할 수 있는 데이터 구조를 포함한다. 저항 룩업 테이블을 구성하는 데이터들은, 이차 전지(B)가 BOL 저항을 기준으로 특정한 저항 증가율을 가질 때 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 따라 이차 전지(B)의 저항이 어떻게 변화되는지를 나타낸다. 각 저항 룩업 테이블을 구성하는 저항 데이터들은, 저항 증가율이 서로 다른 이차 전지(B)에 대한 충방전 실험을 통하여 사전에 측정될 수 있다.Each of the resistance look-up tables includes a data structure capable of mapping resistances by charge state and temperature. The data constituting the resistance lookup table shows how the resistance of the secondary battery B changes according to the charging state and the temperature of the secondary battery when the secondary battery B has a specific resistance increase rate based on the BOL resistance. The resistance data constituting each resistance lookup table can be measured in advance through the charge / discharge test for the secondary battery B having different resistance increasing rates.
바람직하게, 상기 제어부(120)는, 이차 전지(B)의 충전 상태 및 저항을 결정하기 위해, 전압 측정부(130), 전류 측정부(140) 및 온도 측정부(150)와 전기적으로 결합될 수 있다.The controller 120 may be electrically coupled to the voltage measuring unit 130, the current measuring unit 140, and the temperature measuring unit 150 to determine the charging state and the resistance of the secondary battery B .
상기 전압 측정부(130)는 공지된 전압 측정 회로를 포함하고, 제어부(120)의 통제하에 시간 간격을 두고 이차 전지(B)의 전압을 주기적으로 측정하고, 측정된 전압 값을 제어부(120)로 출력한다. 그러면 상기 제어부(120)는 주기적으로 입력되는 전압 측정 값을 메모리부(110)에 저장한다.The voltage measuring unit 130 includes a known voltage measuring circuit and periodically measures the voltage of the secondary battery B with a time interval under the control of the controller 120 and outputs the measured voltage value to the controller 120. [ . Then, the control unit 120 stores the voltage measurement value periodically input to the memory unit 110. FIG.
상기 전류 측정부(140)는 센스 저항이나 홀 센서를 포함하고, 상기 제어부(120)의 통제하에 시간 간격을 두고 이차 전지(B)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 측정하여 전류 측정 값을 제어부(120)로 출력한다. 그러면 상기 제어부(120)는 주기적으로 입력되는 전류 측정 값을 메모리부(110)에 저장한다. The current measuring unit 140 includes a sense resistor and a hall sensor and measures a magnitude of a charging current or a discharging current of the secondary battery B with a time interval under the control of the controller 120, (120). Then, the control unit 120 stores the current measurement value periodically input to the memory unit 110. FIG.
상기 온도 측정부(150)는 온도 센서의 한 종류인 열전대를 포함하고, 제어부(120)의 통제하에 시간 간격을 두고 이차 전지(B)의 온도를 주기적으로 측정하여 온도 측정 값을 제어부(120)로 출력한다. 그러면, 상기 제어부(120)는 주기적으로 입력되는 온도 측정 값을 메모리부(110)에 저장한다.The temperature measuring unit 150 includes a thermocouple as a kind of temperature sensor and periodically measures the temperature of the secondary battery B with a time interval under the control of the controller 120 to measure the temperature of the secondary battery B, . Then, the control unit 120 stores the temperature measurement value periodically input to the memory unit 110. FIG.
바람직하게, 상기 제어부(120)는 상기 메모리부(110)에 저장된 전류 측정 값을 참조하여 주기적으로 전류 적산법에 의해 이차 전지의 충전 상태를 결정할 수 있다.The control unit 120 may determine the state of charge of the secondary battery periodically by the current integration method referring to the current measurement value stored in the memory unit 110. [
구체적으로, 상기 제어부(120)는, 이차 전지(B)의 충전 또는 방전이 개시될 때 전압 측정부(130)를 제어하여 이차 전지(B)의 개방 전압(Open Circuit Voltage: OCV)을 측정하고, 상기 메모리부(110)에 미리 저장되어 있는 'OCV-SOC 룩업 테이블'을 참조하여 측정된 개방 전압에 대응되는 초기 충전 상태(SOC0)를 결정하고, 충전 또는 방전이 진행되는 동안에는 충전 전류와 방전 전류의 적산 값을 초기 충전 상태(SOC0)에 합산하여 현재의 충전 상태를 결정하고, 결정된 충전 상태를 메모리부(110)에 저장할 수 있다.Specifically, when the charging or discharging of the secondary battery B is started, the control unit 120 controls the voltage measuring unit 130 to measure the open circuit voltage (OCV) of the secondary battery B , Determines an initial charge state (SOC 0 ) corresponding to the measured open-circuit voltage with reference to the 'OCV-SOC lookup table' stored in advance in the memory unit 110, The present charging state can be determined by adding the accumulated value of the discharging current to the initial charging state (SOC 0 ), and the determined charging state can be stored in the memory unit 110.
물론, 이차 전지(B)의 충전 상태는 전류 적산법 이외의 다른 방법으로도 결정될 수 있다. 일 예로, 상기 제어부(120)는 주기적으로 전압 측정값, 전류 측정값 및 온도 측정값을 적응적 필터, 예컨대 확장 칼만 필터에 입력하여 이차 전지의 충전 상태를 적응적으로 결정할 수 있다. Of course, the state of charge of the secondary battery B can also be determined by a method other than the current integration method. For example, the control unit 120 may periodically input a voltage measurement value, a current measurement value, and a temperature measurement value into an adaptive filter, for example, an extended Kalman filter to adaptively determine the state of charge of the secondary battery.
상기 확장 칼만 필터를 이용한 충전 상태 결정 기술의 일 예는, 본 출원인의 미국 특허 US7,589,532 'SYSTEM AND METHOD FOR ESTIMATING A STATE VECTOR ASSOCOATRD WITH A BATTERY'에 개시되어 있다.An example of a charging state determination technique using the extended Kalman filter is disclosed in US Patent No. 7,589,532, entitled SYSTEM AND METHOD FOR ESTIMATING A STATE VECTOR ASSOCIATED WITH A BATTERY.
상기 제어부(120)는 메모리부(110)에 저장되는 이차 전지(B)의 충전 상태 및 온도에 대한 최신 값을 모니터하고, 충전 상태 및 온도가 미리 설정한 기준 SOC 및 기준 온도에 해당하는 조건이 성립되면, 이차 전지(B)의 기준 저항을 결정할 수 있다. The control unit 120 monitors the latest state of charge state and temperature of the secondary battery B stored in the memory unit 110 and determines whether a condition corresponding to a reference SOC and a reference temperature, The reference resistance of the secondary battery B can be determined.
구체적으로, 상기 제어부(120)는 상기 메모리부(110)에 저장된 전압 측정 값 및 전류 측정 값 중에서 이차 전지(B)의 충전 상태 및 온도가 기준 SOC 및 기준 온도에 해당할 때 충전 또는 방전된 전류의 측정 값과 해당 전류가 흐르기 전과 후에 측정된 전압 측정 값을 식별하고, 오옴(Ohm's Law)의 법칙에 의해 전압 측정 값의 변화량을 전류 측정 값의 크기로 나누어 이차 전지(B)의 기준 저항을 결정할 수 있다. 또한, 상기 제어부(120)는 결정된 기준 저항을 메모리부(110)에 저장할 수 있다.Specifically, the control unit 120 determines whether the current and / or the voltage of the secondary battery B is lower than the reference voltage SOC of the secondary battery B, And the voltage measurement value measured before and after the current flows, and by dividing the change amount of the voltage measurement value by the magnitude of the current measurement value by the Ohm's Law law, the reference resistance of the secondary battery (B) You can decide. In addition, the controller 120 may store the determined reference resistance in the memory unit 110.
본 발명에 있어서, 상기 기준 SOC는 미리 정의되는 것으로서 충전 상태의 변화량 대비 이차 전지의 저항 변화량이 상대적으로 작은 SOC 영역에서 임의로 선택될 수 있다. In the present invention, the reference SOC is defined in advance, and can be arbitrarily selected in the SOC region in which the resistance change amount of the secondary battery is relatively small compared with the variation amount of the charging state.
일 예로, 상기 기준 SOC는 40 내지 80%의 범위에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 기준 온도는 이차 전지(B)가 평균적인 성능을 발휘하는 상온 근처, 예컨대 20-30℃의 범위에서 선택될 수 있다. For example, the reference SOC may be selected in the range of 40 to 80%. In addition, the reference temperature may be selected in the range of about 20 to 30 DEG C near room temperature at which the secondary battery B exhibits an average performance.
도 3은 LiMnO2와 그라파이트를 양극과 음극에 각각 포함하고 있는 리튬 이차 전지에 대해서 저항이 충전 상태에 따라 어떻게 변화되는지를 보여주는 그래프들이다. FIG. 3 is a graph showing how the resistance of a lithium secondary battery including LiMnO 2 and graphite in an anode and a cathode, respectively, changes with charging state.
도 3에서, 실선은 리튬 이차 전지가 BOL 상태에 있을 때 측정된 저항 프로파일이고, 점선은 리튬 이차 전지의 용량이 20% 정도 퇴화된 MOL(Middle Of Life)상태에서 측정된 저항 프로파일이다.3, the solid line is the resistance profile measured when the lithium secondary battery is in the BOL state, and the dotted line is the resistance profile measured in the MOL (Middle Of Life) state in which the capacity of the lithium secondary battery is degraded by about 20%.
각 저항 프로파일은, HPPC(Hybrid Pulse Power Characterization) 방전 테스트를 통해서 얻었으며, HPPC 테스트에 있어서 방전 시간은 10초, 방전 펄스의 크기는 5c-rate으로 설정하였고, HPPC 테스트가 진행되는 동안 리튬 이차 전지의 온도는 25도로 유지시켰다.Each resistance profile was obtained by HPPC (Hybrid Pulse Power Characterization) discharge test. In the HPPC test, the discharge time was set to 10 seconds and the discharge pulse size was set to 5c-rate. During the HPPC test, Lt; RTI ID = 0.0 > 25 < / RTI >
도 3에 도시된 것과 같이, 리튬 이차 전지의 저항은 충전 상태가 감소함에 따라서 증가하며, 충전 상태가 40 내지 80%의 범위에 속할 때에는 저항의 변화가 상대적으로 크지 않다는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 상기 리튬 이차 전지에 대해서는 40 내지 80% 범위에서 기준 SOC가 선택될 수 있다.As shown in FIG. 3, the resistance of the lithium secondary battery increases as the charging state decreases, and when the charging state falls within the range of 40 to 80%, it can be seen that the change in resistance is not relatively large. Therefore, the reference SOC can be selected in the range of 40 to 80% for the lithium secondary battery.
상기 제어부(120)는 상기한 바에 따라 기준 저항이 결정되면, 메모리부(110)에 저장된 이차 전지(B)의 BOL 저항(BOL 상태에서의 저항)을 기준으로 기준 저항에 대한 저항 증가율을 결정한 후 메모리부(110)에 저장된 복수의 저항 룩업 테이블들 중에서 결정된 저항 증가율에 해당하는 저항 룩업 테이블을 식별할 수 있고, 식별된 저항 룩업 테이블을 이차 전지(B)의 저항을 추정할 때 사용되는 저항 룩업 테이블로 지정할 수 있다.The controller 120 determines the resistance increase rate with respect to the reference resistance based on the BOL resistance (resistance in the BOL state) of the secondary battery B stored in the memory unit 110 It is possible to identify the resistance lookup table corresponding to the resistance increase rate determined from the plurality of resistance lookup tables stored in the memory unit 110 and to use the identified resistance lookup table as the resistance lookup table used for estimating the resistance of the secondary battery B It can be specified as a table.
상기 제어부(120)는 또한 저항 룩업 테이블이 지정된 이후에는 상기 지정된 저항 룩업 테이블을 참조하여 임의의 충전 상태 및 온도에 대응되는 이차 전지(B)의 저항을 추정할 수 있고, 추정된 저항을 메모리부(110)에 저장할 수 있다.The controller 120 may also estimate the resistance of the secondary battery B corresponding to an arbitrary charging state and temperature by referring to the designated resistance lookup table after the resistance lookup table is designated, (110).
바람직한 예에서, 저항 룩업 정보가 도 2에 도시된 것과 같은 복수의 저항 룩업 테이블들로 구성된 경우, 상기 결정된 저항 증가율에 대응되는 저항 룩업 테이블을 식별하고, 식별된 저항 룩업 테이블로부터 임의의 충전 상태 및 온도에 대응되는 이차 전지(B)의 저항을 맵핑함으로써 이차 전지(B)의 저항을 추정할 수 있다. In a preferred example, if the resistance lookup information is comprised of a plurality of resistive lookup tables as shown in FIG. 2, it identifies the resistive lookup table corresponding to the determined resistive increase rate, The resistance of the secondary battery B can be estimated by mapping the resistance of the secondary battery B corresponding to the temperature.
구체적인 예로서 도 2를 참조하면, 기준 저항의 저항 증가율이 30%일 때, 이차 전지(B)의 현재 충전 상태 및 온도가 각각 60% 및 20℃라면, 이차 전지(B)의 저항은 1.1 mΩ으로 추정될 수 있다.2, if the current charging state and the temperature of the secondary battery B are 60% and 20 ° C respectively when the resistance increase rate of the reference resistance is 30%, the resistance of the secondary battery B is 1.1 mΩ .
상기 제어부(120)는 또한 상기 추정된 이차 전지(B)의 저항을 활용하여 이차 전지(B)의 출력을 결정하고, 결정된 출력 정보를 메모리부(110)에 저장할 수 있다. The controller 120 may also determine the output of the secondary battery B using the estimated resistance of the secondary battery B and store the determined output information in the memory unit 110. [
일 예로서, 이차 전지(B)의 출력은, 하기 수학식을 이용하여 계산이 가능하다.As an example, the output of the secondary battery B can be calculated using the following equation.
이차 전지의 출력 =
Figure 112015018245303-pat00001

Output of secondary battery =
Figure 112015018245303-pat00001

상기 수학식에 있어서, I는 이차 전지(B)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 나타낸다. OCV@SOC는 이차 전지(B)의 현재 충전 상태에 대응되는 개방 전압으로서, 메모리부(110)에 저장된 'OCV-SOC 룩업 테이블'로부터 참조될 수 있다. Vcut_off 은 이차 전지의 충전 또는 방전이 차단되는 전압으로서, 이차 전지(B)가 충전될 때에는 최대 충전 전압(Vmax)을, 이차 전지(B)가 방전될 때에는 최소 방전 전압(Vmin)을 나타낸다. R@SOC,T는 이차 전지(B)의 현재 충전 상태 및 온도에 대응되는 저항을 나타내는 것으로서 본 발명에 의해 추정된다.In the above equation, I represents the magnitude of the charging current or the discharging current of the secondary battery (B). OCV @ SOC can be referred to from the 'OCV-SOC lookup table' stored in the memory unit 110 as an open-circuit voltage corresponding to the current state of charge of the secondary battery B. V cut_off is a voltage at which the charging or discharging of the secondary battery is cut off. The maximum cut-off voltage V max when the secondary battery B is charged and the minimum discharge voltage V min when the secondary battery B is discharged . R @ SOC, T represents the resistance corresponding to the present charging state and temperature of the secondary battery B, and is estimated by the present invention.
상기 제어부(120)는 또한 상기 추정된 이차 전지(B)의 저항을 이용하여 이차 전지(B)의 건강 상태(SOH)를 정량적으로 추정할 수 있다. The controller 120 can also quantitatively estimate the health state SOH of the secondary battery B using the estimated resistance of the secondary battery B. [
일 예로서, 이차 전지(B)의 건강 상태(%)는 하기 수학식을 이용하여 계산이 가능하다.
As an example, the health state (%) of the secondary battery B can be calculated using the following equation.
건강 상태(SOH) = 100*(R@BOL/ R@SOC,T)
Health status (SOH) = 100 * (R @ BOL / R @ SOC, T )
상기 수학식에 있어서, R@SOC,T는 이차 전지(B)의 현재 충전 상태 및 온도에 대응되는 이차 전지(B)의 저항으로서 본 발명에 의해 추정된다. R@BOL은 메모리부(110)에 저장된 BOL 저항을 나타낸다.In the above equation, R @ SOC, T is estimated by the present invention as the resistance of the secondary battery B corresponding to the present charging state and temperature of the secondary battery B. [ And R @ BOL represents the BOL resistance stored in the memory unit 110.
다른 측면에 따르면, 상기 제어부(120)는 통신 인터페이스(160)와 결합될 수 있고, 추정된 저항 값, 출력 값 및 건강 상태 값들 중에서 적어도 하나를 상기 통신 인터페이스(160)를 통해서 외부 디바이스(미 도시) 측으로 출력할 수 있다.According to another aspect, the controller 120 may be coupled to the communication interface 160 and may communicate at least one of the estimated resistance value, output value, and health state values to an external device ) Side.
바람직하게, 상기 외부 디바이스는 이차 전지(B)로부터 전기 에너지를 공급 받는 부하 장치의 제어기일 수 있는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Preferably, the external device may be a controller of a load device that receives electric energy from the secondary battery B, but the present invention is not limited thereto.
한편, 이차 전지(B)의 저항은 이차 전지(B)의 퇴화가 진행될수록 증가한다. 따라서, 도 3에 도시된 것과 같은 저항 프로파일은 이차 전지(B)의 퇴화도가 증가할수록 위쪽으로 이동한다. 또한, 이차 전지(B)의 퇴화도는 이차 전지(B)의 충방전 조건에 따라 다른 변화 양상을 보인다. 예를 들어, 충방전이 이루어지는 온도에 따라서 이차 전지(B)의 퇴화 속도가 달라진다.On the other hand, the resistance of the secondary battery B increases as the degradation of the secondary battery B progresses. Therefore, the resistance profile as shown in Fig. 3 moves upward as the degradation degree of the secondary battery B increases. In addition, the degeneration degree of the secondary battery (B) varies depending on the charging and discharging conditions of the secondary battery (B). For example, the degeneration rate of the secondary battery B varies depending on the temperature at which charge and discharge are performed.
따라서, 본 발명은 이차 전지(B)의 저항을 추정할 때 하기 수학식에 의해 정의되는 퇴화 가속 지수(%)라는 파라미터를 추가로 고려할 수 있다.
Therefore, the present invention can further consider a parameter called a degradation acceleration index (%) defined by the following equation when estimating the resistance of the secondary battery (B).
퇴화 가속 지수 = 100*(R@SOC_ref, T_ref/ R@SOC_ref, T_com)
Degradation acceleration index = 100 * (R @ SOC_ref, T_ref / R @ SOC_ref, T_com )
상기 수학식에 있어서, R@SOC_ref, T_ref은 이차 전지의 충전 상태 및 온도가 각각 기준 SOC 및 기준 온도에 해당할 때의 저항 값을 나타낸다. 일 예로서, 상기 기준 SOC 및 기준 온도는 각각 50% 및 25℃일 수 있다. In the above equation, R @ SOC_ref and T_ref are resistance values when the state of charge and temperature of the secondary battery correspond to the reference SOC and the reference temperature, respectively. As an example, the reference SOC and the reference temperature may be 50% and 25 ° C, respectively.
상기 제어부(120)가 R@SOC_ref, T_ref를 결정하여 메모리부(110)에 저장하는 구체적인 방법은 이미 상술하였다.A concrete method for the R_SOC_ref and T_ref to be determined by the controller 120 and stored in the memory unit 110 has been described above.
R@SOC_ref T_com은, 이차 전지의 충전 상태는 기준 SOC에 해당하지만 온도가 기준 온도보다 상당히 높거나 상당히 낮은 비교 온도일 때, 예컨대 이차 전지(B)가 0℃에 있을 때의 저항 값을 나타낸다. R @ SOC_ref T_com represents a resistance value when the charging state of the secondary battery corresponds to the reference SOC, but is a comparative temperature at which the temperature is considerably higher than or substantially lower than the reference temperature, for example, when the secondary battery B is at 0 캜.
상기 R@SOC_ref, T_com의 결정 방법은 R@SOC_ref, T_ref의 결정 방법과 실질적으로 동일하다. 즉, 상기 제어부(120)는 메모리부(110)에 저장된 이차 전지(B)의 현재 충전 상태와 온도를 모니터하고, R@SOC_ref, T_com를 계산하는 조건이 성립되었다고 판단되면, 메모리부(110)에 저장된 전압 측정 값과 전류 측정 값 중에서 이차 전지(B)의 충전 상태 및 온도가 각각 기준 SOC 및 비교 온도에 해당할 때 충전 또는 방전된 전류의 측정 값과 해당 전류가 흐르기 전과 후에 측정된 전압 측정 값을 식별하고, 식별된 전압 측정 값의 변화량과 전류 측정 값을 이용하여 오옴의 법칙에 의해 R@SOC_ref, T_com를 계산할 수 있다.Wherein R @SOC_ref, the determination method of T_com is substantially the same as the R @SOC_ref, the T_ref determination method. That is, the controller 120 monitors the current charging state and the temperature of the secondary battery B stored in the memory unit 110 , and if the condition for calculating R @ SOC_ref and T_com is established, The measured value of the charged or discharged current and the measured voltage value before and after the corresponding current flows when the charging state and the temperature of the secondary battery B correspond to the reference SOC and the comparative temperature, And R @ SOC_ref, T_com can be calculated by the Ohm's law using the change amount of the measured voltage measurement value and the current measurement value.
이차 전지(B)의 저항 추정 시 퇴화 가속 지수가 추가로 고려될 때, 상기 메모리부(110)에 저장된 각각의 저항 룩업 테이블은 도 4에 도시된 것과 같이 기준 저항의 저항 증가율과 더불어 퇴화 가속 지수에 의해 식별 가능하도록 구성될 수 있다. 4, each resistance lookup table stored in the memory unit 110 includes a resistance increase rate of the reference resistance and a degradation acceleration index As shown in FIG.
도 4에 예시된 퇴화 가속 지수는, 저항 값 R@SOC_50%, T_25℃ 및 R@SOC_50%, T_0℃를 이용하여 계산한 것이다. 또한, 도 4의 저항 룩업 테이블들은 실험을 통하여 미리 설정될 수 있음은 자명하다.The degradation acceleration index illustrated in FIG. 4 is calculated by using resistance values R @ SOC_50%, T_25 DEG C, and R @ SOC_50% and T_0.degree . It is also apparent that the resistance look-up tables of Fig. 4 can be preset through experiments.
또한, 제어부(120)는, 기준 저항에 대한 저항 증가율과 퇴화 가속 지수가 결정되면, 메모리부(110)에 저장된 저항 룩업 테이블들 중에서 결정된 저항 증가율과 퇴화 가속 지수에 대응되는 저항 룩업 테이블을 식별하고, 식별된 저항 룩업 테이블을 이차 전지(B)의 저항 추정에 사용할 저항 룩업 테이블로 지정하고, 지정된 저항 룩업 테이블을 참조하여 임의의 충전 상태 및 온도에 대응되는 이차 전지(B)의 저항을 추정하고, 추정된 저항 값을 메모리부(110)에 저장할 수 있다.Also, when the resistance increase rate and the degradation acceleration index with respect to the reference resistance are determined, the controller 120 identifies the resistance lookup table corresponding to the resistance increase rate and the degradation acceleration index determined in the resistance lookup tables stored in the memory unit 110 , The identified resistance lookup table is designated as a resistance lookup table to be used for estimating the resistance of the secondary battery B, the resistance of the secondary battery B corresponding to an arbitrary charging state and temperature is estimated with reference to the designated resistance lookup table , And store the estimated resistance value in the memory unit 110.
구체적인 예로서 도 4를 참조하면, 기준 저항의 저항 증가율 및 퇴화 가속 지수가 각각 10% 및 70%일 때, 이차 전지(B)의 현재 충전 상태 및 온도가 각각 60% 및 20℃라면, 이차 전지(B)의 저항은 1.2 mΩ으로 추정될 수 있다.4, when the resistance increase rate and the degradation acceleration index of the reference resistance are 10% and 70%, respectively, and the present charging state and temperature of the secondary battery B are 60% and 20 ° C., respectively, (B) can be estimated to be 1.2 m ?.
또한, 제어부(120)는, 메모리부(110)에 저장된 저항 값을 이용하여 이차 전지(B)의 출력이나 건강 상태를 결정하여 메모리부(110)에 저장할 수 있고, 통신 인터페이스(160)를 통해서 추정된 저항, 출력 및 건강 상태 중 적어도 하나를 외부 디바이스 측으로 전송할 수 있다.The control unit 120 may determine the output or health state of the secondary battery B using the resistance value stored in the memory unit 110 and may store the result in the memory unit 110, And transmit at least one of the estimated resistance, output, and health state to the external device side.
한편, 상기 제어부(120)는, 본 명세서에 개시된 다양한 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. The control unit 120 may be implemented as a processor, an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, a register, a communication modem, a data processing apparatus, and the like known in the art for executing the various control logic As shown in FIG.
또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 제어부(120)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이 때, 프로그램 모듈은 메모리부(110)에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리부(110)는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
Also, when the control logic is implemented in software, the control unit 120 may be implemented as a set of program modules. At this time, the program module is stored in the memory unit 110 and can be executed by the processor. The memory unit 110 may be internal or external to the processor, and may be coupled to the processor by various well known means.
그러면, 이하에서는, 상술한 구성을 바탕으로 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 이차 전지의 저항 추정 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of estimating the resistance of the secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6 based on the above-described configuration.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 저항 추정 방법을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of estimating a resistance of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
먼저, 제어부(120)는 메모리부(110)에 저장된 이차 전지(B)의 전류 측정 값을 참조하여 이차 전지(B)의 충방전이 개시되었는지 체크한다(S10).First, the control unit 120 refers to the current measurement value of the secondary battery B stored in the memory unit 110 to check whether charging / discharging of the secondary battery B has started (S10).
만약, 충방전이 개시되었으면, 제어부(120)는 전압 측정부(130)를 제어하여 이차 전지(B)의 개방 전압을 측정하여 메모리부(110)에 저장한다(S20). If charging / discharging is started, the control unit 120 controls the voltage measuring unit 130 to measure the open-circuit voltage of the secondary battery B and stores the open-circuit voltage in the memory unit 110 (S20).
이어서, 제어부(120)는 전압 측정부(130), 전류 측정부(140) 및 온도 측정부(150)를 제어하여 이차 전지(B)의 전압, 전류 및 온도를 측정하고, 전압 측정 값, 전류 측정 값 및 온도 측정 값을 메모리부(110)에 저장한다(S30).The control unit 120 controls the voltage measuring unit 130, the current measuring unit 140 and the temperature measuring unit 150 to measure the voltage, current, and temperature of the secondary battery B, The measured value and the measured temperature value are stored in the memory unit 110 (S30).
이어서, 제어부(120)는 메모리부(110)에 저장된 'OCV-SOC 룩업 테이블'을 이용하여 S20 단계에서 측정된 개방 전압에 대응되는 초기 충전 상태(SOC0)를 결정하고, 초기 충전 상태(SOC0)를 기준으로 메모리부(110)에 저장된 전류 측정 값을 적산하여 이차 전지의 충전 상태를 결정하여 메모리부(110)에 저장한다(S40).Next, the controller 120 determines an initial charge state (SOC 0 ) corresponding to the open-circuit voltage measured in step S20 using the 'OCV-SOC lookup table' stored in the memory unit 110, 0 ) of the secondary battery to determine the state of charge of the secondary battery, and stores it in the memory unit 110 (S40).
이어서, 제어부(120)는 메모리부(110)에 저장된 이차 전지(B)의 충전 상태 및 온도가 기준 SOC 및 기준 온도에 대응되는지 판별한다(S50). Next, the control unit 120 determines whether the state of charge and temperature of the secondary battery B stored in the memory unit 110 correspond to the reference SOC and the reference temperature (S50).
본 실시 예에서, 기준 SOC 및 기준 온도는 각각 50% 및 25℃일 수 있다.In this embodiment, the reference SOC and the reference temperature may be 50% and 25 ° C, respectively.
만약, 이차 전지(B)의 충전 상태 및 온도가 기준 SOC 및 기준 온도에 대응되면, 제어부(120)는 기준 저항을 결정하는데 이용할 전압 측정 값과 전류 측정 값이 메모리부(110)에 저장되어 있는지 판별한다(S60). If the charging state and the temperature of the secondary battery B correspond to the reference SOC and the reference temperature, the control unit 120 determines whether the voltage measurement value and the current measurement value to be used for determining the reference resistance are stored in the memory unit 110 (S60).
만약, 기준 저항을 결정하는데 이용할 전압 측정 값과 전류 측정 값이 메모리부(110)에 저장되어 있으면, 제어부(120)는 이차 전지(B)의 충전 상태 및 온도가 기준 SOC 및 기준 온도에 해당할 때 충전 또는 방전된 전류의 측정 값과 해당 전류가 흐르기 전과 후에 측정된 전압 측정 값을 식별하고, 전압 측정 값의 변화량을 전류 측정 값으로 나누어 이차 전지(B)의 기준 저항을 결정하고 결정된 저항 값을 메모리부(110)에 저장한다(S70).If the voltage measurement value and the current measurement value to be used for determining the reference resistance are stored in the memory unit 110, the control unit 120 determines that the charging state and the temperature of the secondary battery B correspond to the reference SOC and the reference temperature The reference resistance of the secondary battery (B) is determined by identifying the measured value of the charged or discharged current and the measured voltage value before and after the current flows, dividing the variation of the voltage measurement value by the current measurement value, In the memory unit 110 (S70).
이어서, 제어부(120)는 메모리부(110)에 저장된 이차 전지(B)의 BOL 저항을 기준으로 기준 저항에 대한 저항 증가율을 결정하고, 결정된 저항 증가율 값을 메모리부(110)에 저장한다(S80). The control unit 120 determines the rate of increase in resistance with respect to the reference resistance based on the BOL resistance of the secondary battery B stored in the memory unit 110 and stores the determined rate of increase in resistance in the memory unit 110 ).
그 다음, 제어부(120)는 S80 단계에서 계산된 저항 증가율이 미리 설정된 임계 값을 초과하는지 판별한다(S90). Then, the control unit 120 determines whether the resistance increase rate calculated in step S80 exceeds a predetermined threshold value (S90).
여기서, 저항 증가율이 임계 값을 초과하는 경우는, 이차 전지(B)의 저항을 추정하는데 기존에 사용되던 저항 룩업 정보(테이블)의 지정을 갱신할 필요가 있다는 것을 의미한다. Here, when the resistance increase rate exceeds the threshold value, it means that it is necessary to update the designation of the resistance lookup information (table) used in the past to estimate the resistance of the secondary battery B.
저항 룩업 테이블의 지정을 갱신하는 주기는 저항 증가율과 대비되는 임계 값에 따라서 달라질 수 있다. 일 예시로, 상기 갱신 주기는 수 일에서 수개월일 수 있는데, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다.The period of updating the designation of the resistance lookup table may vary depending on the threshold value to be compared with the resistance increase rate. As an example, the update period may be from several days to several months, but the present invention is not limited thereto.
만약, 저항 증가율이 미리 설정된 임계 값을 초과하면, 제어부(120)는 메모리부(110)에 저장된 복수의 저항 룩업 테이블들(도 2) 중에서 S80 단계에서 결정된 저항 증가율에 대응되는 저항 룩업 테이블을 식별한다(S100). If the resistance increase rate exceeds a predetermined threshold value, the controller 120 identifies a resistance lookup table corresponding to the resistance increase rate determined in step S80 among a plurality of resistance lookup tables (FIG. 2) stored in the memory unit 110 (S100).
이어서, 제어부(120)는 이차 전지(B)의 저항 추정을 위해 기존에 지정된 저항 룩업 테이블을 S100 단계에서 식별된 저항 룩업 테이블로 변경한다(S110).Then, the control unit 120 changes the previously-designated resistance look-up table to the resistance look-up table identified in step S100 for estimating the resistance of the secondary battery B (S110).
한편, S90 단계에서, 저항 증가율이 임계 값을 초과하지 않는다고 판단되면, 제어부(120)는 이차 전지(B)의 퇴화가 저항 룩업 테이블을 변경할 정도로 진행되지 않았다고 보고 S170 단계로 프로세스를 이행한다.If it is determined in step S90 that the resistance increase rate does not exceed the threshold value, the controller 120 determines that the degradation of the secondary battery B has not progressed enough to change the resistance lookup table, and proceeds to step S170.
S110 단계에서, 이차 전지(B)의 저항 추정 시 이용되는 저항 룩업 테이블이 변경되면, 제어부(120)는 전류 측정부(140)를 통해 이차 전지(B)의 충전 또는 방전 전류의 크기를 측정하여 이차 전지(B)의 충방전이 계속되는지 판별한다(S120). If the resistance lookup table used for estimating the resistance of the secondary battery B is changed in step S110, the controller 120 measures the magnitude of the charging or discharging current of the secondary battery B through the current measuring unit 140 It is determined whether the charging / discharging of the secondary battery B continues (S120).
만약, 충방전이 계속되고 있으면, 제어부(120)는 프로세스를 S30 단계로 이행하고, 그 반대이면 본 발명에 따른 저항 추정 프로세스를 종료한다.If the charge / discharge continues, the control unit 120 moves the process to step S30, and if the charge / discharge is reversed, ends the resistance estimation process according to the present invention.
상술한 실시 예는 이차 전지(B)의 기준 저항에 대한 저항 증가율이 임계치를 초과할 경우 이차 전지(B)의 저항을 추정하는데 사용되는 저항 룩업 테이블이 어떻게 갱신되는지를 개시한 것이다. The above-described embodiment discloses how the resistance lookup table used for estimating the resistance of the secondary battery B is updated when the rate of increase in resistance with respect to the reference resistance of the secondary battery B exceeds the threshold value.
다음으로는, 제어부(120)가 임의의 충전 상태 및 온도에 대응되는 이차 전지(B)의 저항을 추정하는 과정을 구체적으로 설명하기로 한다.Next, a process of estimating the resistance of the secondary battery B corresponding to an arbitrary charging state and temperature will be described in detail.
제어부(120)는 이차 전지(B)의 저항 추정 시 이용되는 저항 룩업 테이블을 갱신하는 과정과는 별개로 S130 단계 내지 S190 단계를 병렬적으로 실행할 수 있다. The control unit 120 may execute steps S130 through S190 in parallel in addition to the process of updating the resistance lookup table used in estimating the resistance of the secondary battery B. [
먼저, 제어부(120)는 미리 설정한 저항 추정 주기가 경과되었는지 판별한다(S130). 여기서, 상기 저항 추정 주기는 저항의 활용 목적에 따라서 임의로 결정될 수 있다. First, the control unit 120 determines whether a preset resistance estimation period has elapsed (S130). Here, the resistance estimation period may be arbitrarily determined according to the purpose of utilizing the resistance.
일 예로, 이차 전지(B)의 출력을 추정하는데 저항을 활용할 목적으로 이차 전지(B)의 저항을 추정한다면 저항 추정 주기는 수초 내지 수 십 초로 설정될 수 있다. 다른 예로, 이차 전지(B)의 건강 상태를 추정하는데 저항을 활용할 목적으로 이차 전지(B)의 저항을 추정한다면 저항 추정 주기는 수분 내지 수 일 로 설정될 수 있다. 하지만 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다.For example, if the resistance of the secondary battery B is estimated for the purpose of utilizing the resistance to estimate the output of the secondary battery B, the resistance estimation period may be set to several seconds to several tens seconds. As another example, if the resistance of the secondary battery B is estimated for the purpose of utilizing the resistance to estimate the health state of the secondary battery B, the resistance estimation period can be set to several minutes to several days. However, the present invention is not limited thereto.
만약, 저항 추정 주기가 경과되었다고 판단되면, 제어부(120)는 이차 전지(B)의 저항 추정에 사용되는 저항 룩업 테이블의 지정이 갱신된 상태인지 판별한다(S140). If it is determined that the resistance estimation period has elapsed, the controller 120 determines whether the designation of the resistance lookup table used for estimating the resistance of the secondary battery B is updated (S140).
만약, 저항 룩업 테이블의 지정이 갱신된 상태이면, 제어부(120)는 메모리부(110)에 저장된 이차 전지의 충전 상태와 온도에 대한 최신 값을 독출한 후 메모리부(110)에 저장된 복수의 룩업 테이블 중에서 지정된 저항 룩업 테이블을 식별하고 식별된 저항 룩업 테이블로부터 상기 독출된 충전 상태 및 온도에 대응되는 저항 값을 맵핑하여 이차 전지(B)의 저항을 추정한다(S150). If the designation of the resistance lookup table is updated, the control unit 120 reads the latest value of the charged state and the temperature of the secondary battery stored in the memory unit 110, and then reads out the plurality of lookups stored in the memory unit 110 The resistance of the secondary battery B is estimated by identifying a designated resistance look-up table in the table and mapping a resistance value corresponding to the read charging state and temperature from the identified resistance look-up table (S150).
제어부(120)는 또한 S150 단계에서 추정된 저항을 메모리부(110)에 저장하거나, 통신 인터페이스(160)를 통해 외부 디바이스 측으로 출력하거나, 추정된 저항을 이용하여 이차 전지(B)의 출력이나 건강 상태와 같은 다른 파라미터를 추정할 수 있다(S160). The control unit 120 may also store the resistance estimated in step S150 in the memory unit 110 or output it to the external device via the communication interface 160 or use the estimated resistance to determine the output or health of the secondary battery B Other parameters such as the state may be estimated (S160).
이어서, 제어부(120)는 루프 실행 주기의 경과 여부를 체크하고(S170), 루프 실행 주기가 경과되었으면 프로세스를 S120 단계로 이행한다.Then, the control unit 120 checks whether or not the loop execution cycle has elapsed (S170). If the loop execution cycle has elapsed, the process proceeds to step S120.
반면, 저항 룩업 테이블의 지정이 갱신되지 않은 상태이면, 제어부(120)는 메모리부(110)에 저장된 복수의 저항 룩업 테이블 중에서 기존에 지정되어 있는 저항 룩업 테이블을 식별하고 식별된 저항 룩업 테이블로부터 상기 독출된 충전 상태 및 온도에 대응되는 저항 값을 맵핑하여 이차 전지(B)의 저항을 추정한다(S180).On the other hand, if the designation of the resistance lookup table is not updated, the controller 120 identifies an existing resistance lookup table among the plurality of resistance lookup tables stored in the memory unit 110, The resistance of the secondary battery B is estimated by mapping a resistance value corresponding to the read charged state and temperature (S180).
제어부는 또한 S180 단계에서 추정된 저항을 메모리부(110)에 저장하거나, 통신 인터페이스(160)를 통해 외부 디바이스 측으로 전송하거나, 추정된 저항을 이용하여 이차 전지(B)의 출력이나 건강 상태와 같은 다른 파라미터를 추정할 수 있다(S190).The control unit may also store the resistance estimated in step S180 in the memory unit 110 or transmit it to the external device via the communication interface 160 or use the estimated resistance to measure the output of the secondary battery B, Other parameters may be estimated (S190).
이어서, 제어부(120)는 프로세스를 S120 단계로 이행하여 충방전의 계속 여부를 체크한 후 도 5에 예시된 알고리즘을 다시 한번 반복하거나 알고리즘의 실행을 종료한다.Then, the controller 120 moves the process to step S120 and checks whether the charging / discharging is continued. Then, the controller 120 repeats the algorithm illustrated in FIG. 5 again or finishes the execution of the algorithm.
도 6은 본 발명의 변형 실시예에 따른 이차 전지의 저항 추정 방법을 나타내는 순서도이다.6 is a flowchart showing a method of estimating a resistance of a secondary battery according to a modified embodiment of the present invention.
도 6의 변형 예는 퇴화 가속 지수를 추가적으로 고려한다는 점만 다르고 나머지 단계들은 앞서 설명된 실시 예와 실질적으로 동일하다. The variant of FIG. 6 differs only in that it additionally takes into account the degeneration acceleration index, and the remaining steps are substantially the same as the previously described embodiment.
따라서, 이하에서는 앞서 설명된 실시 예와 차이점이 있는 단계들을 중심으로 구성을 설명하기로 한다.Therefore, the following description will focus on the steps that are different from the above-described embodiments.
먼저, 제어부(120)는 S40 단계에서 이차 전지(B)의 충전 상태를 추정하여 메모리부(110)에 저장한 다음 추정된 충전 상태가 기준 SOC에 해당하는지 판별한다(P50). 본 변형 예에서 기준 SOC는 상술한 실시 예와 마찬가지로 50%이다.First, the controller 120 estimates the state of charge of the secondary battery B in step S40 and stores it in the memory 110, and then determines whether the estimated state of charge corresponds to the reference SOC (P50). In this modification, the reference SOC is 50% as in the above embodiment.
이어서, 이차 전지(B)의 충전 상태가 기준 SOC에 해당하면, 메모리부(110)에 저장된 전압 측정 값과 전류 측정 값을 참조하여 이차 전지(B)의 기준 저항과 비교 저항을 결정하는데 이용할 수 있는 데이터가 있는지 판별한다(P60).Next, when the state of charge of the secondary battery B corresponds to the reference SOC, the reference voltage and the current measured value stored in the memory unit 110 are referenced to determine the reference resistance and the comparison resistance of the secondary battery B. It is determined whether there is data (P60).
여기서, 기준 저항과 비교 저항은 각각 R@SOC_ref, T_ref 및 R@SOC_ref, T_com을 의미한다. 각 저항 파라미터의 의미는 상술한 바 있다. Here, the reference resistance and the comparison resistance denote R @ SOC_ref, T_ref, and R @ SOC_ref and T_com, respectively. The meaning of each resistance parameter has been described above.
일 예에서, 상기 R@SOC_ref, T_ref를 결정할 때 이용되는 데이터는, 이차 전지(B)의 충전 상태가 50%이고 이차 전지(B)의 온도가 25℃일 때 충전 또는 방전된 전류의 측정 값과 해당 전류가 흐르기 전과 후에 측정된 2개의 전압 측정 값일 수 있다.In one example, the data used when determining R @ SOC_ref, T_ref is the measured value of the charged or discharged current when the charged state of the secondary battery B is 50% and the temperature of the secondary battery B is 25 DEG C And two voltage measurement values measured before and after the current flows.
또한, 상기 R@SOC_ref, T_com를 결정할 때 이용되는 데이터는, 이차 전지(B)의 충전 상태가 50%이고 이차 전지(B)의 온도가 0℃일 때 충전 또는 방전된 전류의 측정 값과 해당 전류가 흐르기 전과 후에 측정된 2개의 전압 측정 값일 수 있다.The data used to determine R @ SOC_ref and T_com are the measured values of the charged or discharged current when the state of charge of the secondary battery B is 50% and the temperature of the secondary battery B is 0 DEG C, It may be two voltage measurement values measured before and after the current flows.
만약, 기준 저항과 비교 저항을 결정하는데 필요한 데이터가 있다고 판별되면, 제어부(120)는 전압 측정 값의 변화량을 전류 측정 값으로 나누는 방식으로 이차 전지의 기준 저항과 비교 저항을 결정하여 메모리부(110)에 저장한다(P70). If it is determined that there is data necessary for determining the reference resistance and the comparison resistance, the controller 120 determines the reference resistance and the comparison resistance of the secondary battery by dividing the change amount of the voltage measurement value by the current measurement value, (P70).
이어서, 제어부(120)는 이차 전지(B)의 미리 설정된 BOL 저항을 기준으로 P70 단계에서 결정된 기준 저항에 대해서 저항 증가율을 계산하고, 상술한 수식에 의해 기준 저항과 비교 저항으로부터 퇴화 가속 지수를 결정하여 메모리부(110)에 저장한다(P80). Next, the control unit 120 calculates a resistance increase rate with respect to the reference resistance determined in step P70 based on the preset BOL resistance of the secondary battery B, and determines the degradation acceleration index from the reference resistance and the comparison resistance by the above- And stores it in the memory unit 110 (P80).
이어서, 제어부(120)는 저항 증가율이 임계 값보다 큰지 체크하여 임계 값보다 크다고 판단되면(P90), 메모리부(110)에 저장된 복수의 저항 룩업 테이블들(도 4) 중에서 P80 단계에서 결정된 저항 증가율과 퇴화 가속 지수에 대응되는 저항 룩업 테이블을 식별하고, 이차 전지(B)의 저항 추정에 이용되는 저항 룩업 테이블의 지정을 상기 식별된 저항 룩업 테이블로 갱신한다(S110). The control unit 120 checks whether the rate of increase of the resistance is greater than the threshold value and determines that the resistance increase rate is greater than the threshold value at step P80 among the plurality of resistance lookup tables stored in the memory unit 110 And the resistance lookup table corresponding to the degradation acceleration index is identified and the designation of the resistance lookup table used for estimating the resistance of the secondary battery B is updated with the identified resistance lookup table at step S110.
한편, 저항 룩업 테이블의 지정이 갱신된 이후에 임의의 충전 상태 및 온도에 대응되는 이차 전지(B)의 저항을 추정하는 프로세스는 앞서 설명된 실시 예와 실질적으로 동일하므로 반복적인 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, the process of estimating the resistance of the secondary battery B corresponding to an arbitrary charging state and temperature after the designation of the resistance lookup table is updated is substantially the same as the above-described embodiment, do.
도 5 및 도 6에 예시된 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. At least one of the control logic illustrated in FIGS. 5 and 6 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. 또한, 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 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. In addition, the code system may be modulated with a carrier signal and included in a communication carrier at a specific point in time, and distributed and stored in a computer connected to the network. 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 이차 전지의 저항 추정 장치는, BMS(Battery Management System)라고 불리는 시스템의 일부로서 포함될 수 있다. 또한, 상기 BMS는 이차 전지(B)가 제공하는 전기 에너지로 동작이 가능한 다양한 종류의 전기구동 장치에 탑재될 수 있다. The apparatus for estimating the resistance of a secondary battery according to the present invention may be included as a part of a system called a BMS (Battery Management System). In addition, the BMS can be mounted on various kinds of electric driving devices capable of operating with the electric energy provided by the secondary battery (B).
일 측면에 따르면, 상기 전기구동 장치는, 휴대폰, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 모바일 컴퓨터 장치, 또는 디지털 카메라, 비디오 카메라, 오디오/비디오 재생 장치 등을 포함한 핸드 헬드 멀티미디어 장치일 수 있다. According to an aspect, the electric drive device may be a mobile computer device such as a mobile phone, a laptop computer, a tablet computer, or a handheld multimedia device including a digital camera, a video camera, an audio / video reproducing device and the like.
다른 측면에 따르면, 상기 전기 구동 장치는, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자전거, 전기 오토바이, 전기 열차, 전기 배, 전기 비행기 등과 같이 전기에 의해 이동이 가능한 전기 동력 장치, 또는 전기 드릴, 전기 그라인더 등과 같이 모터가 포함된 파워 툴일 수 있다.According to another aspect of the present invention, the electric drive device is an electric drive device that can be moved by electricity such as an electric car, a hybrid car, an electric bicycle, an electric motorcycle, an electric train, an electric boat, an electric plane, Likewise, it can be a power tool with a motor.
또 다른 측면에 따르면, 상기 전기 구동 장치는, 전력 그리드에 설치되어 신재생 에너지나 잉여 발전 전력을 저장하는 대용량 전력 저장 장치, 또는 정전 등의 비상 상황에서 서버 컴퓨터나 이동 통신 장비 등을 포함한 각종 정보 통신 장치의 전원을 공급하는 무정전 전원 공급 장치일 수 있다.According to another aspect of the present invention, the electric drive apparatus includes a large-capacity electric power storage device installed in a power grid for storing renewable energy or surplus generated electric power, or various types of information including a server computer and mobile communication equipment in an emergency, Or an uninterruptible power supply for supplying power to the communication device.
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.
B: 이차 전지 100: 이차 전지의 저항 추정 장치
110: 메모리부 120: 제어부
130: 전압 측정부 140: 전류 측정부
150: 온도 측정부 160: 통신 인터페이스
B: secondary battery 100: resistance estimating device of a secondary battery
110: memory unit 120: control unit
130: voltage measuring unit 140: current measuring unit
150: Temperature measuring unit 160: Communication interface

Claims (27)

  1. 이차 전지의 저항 증가율 별로, 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 대응되는 저항을 맵핑할 수 있는 복수의 저항 룩업 정보를 저장하고 있는 메모리부; 및
    이차 전지의 충전 상태 및 온도가 미리 설정된 기준 SOC 및 기준 온도에 해당될 때 측정된 전류 및 전압으로부터 이차 전지의 기준 저항을 결정하고, 이차 전지의 BOL 저항을 기준으로 상기 기준 저항의 저항 증가율을 결정하고, 결정된 저항 증가율에 대응되는 저항 룩업 정보를 상기 메모리부에서 식별하고, 임의의 충전 상태 및 온도에 해당하는 이차 전지의 저항을 상기 식별된 저항 룩업 정보를 이용하여 추정하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 장치.
    A memory unit storing a plurality of pieces of resistance lookup information that can map a resistance corresponding to a charged state and a temperature of the secondary battery for each resistance increase rate of the secondary battery; And
    Determining a reference resistance of the secondary battery from the measured current and voltage when the charged state and temperature of the secondary battery correspond to a preset reference SOC and reference temperature and determining a resistance increase rate of the reference resistor based on the BOL resistance of the secondary battery And a control unit for identifying in the memory unit the resistance lookup information corresponding to the determined resistance increase rate and for estimating the resistance of the secondary battery corresponding to a certain charging state and temperature using the identified resistance lookup information Wherein the resistance estimating device comprises:
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 SOC는 40-60%이고, 상기 기준 온도는 20-30℃인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 장치.
    The method according to claim 1,
    Wherein the reference SOC is 40-60%, and the reference temperature is 20-30 < 0 > C.
  3. 제1항에 있어서,
    이차 전지의 전압을 측정하는 전압 측정부;
    이차 전지의 전류를 측정하는 전류 측정부; 및
    이차 전지의 온도를 측정하는 온도 측정부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 전압 측정 값, 상기 전류 측정 값 및 상기 온도 측정 값을 상기 메모리부에 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 장치.
    The method according to claim 1,
    A voltage measuring unit for measuring a voltage of the secondary battery;
    A current measuring unit for measuring a current of the secondary battery; And
    And a temperature measuring unit for measuring a temperature of the secondary battery,
    Wherein the controller is configured to store the voltage measurement value, the current measurement value, and the temperature measurement value in the memory unit.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 메모리부에 저장된 전류 측정 값을 적산하여 이차 전지의 충전 상태를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 장치.
    The method of claim 3,
    Wherein the controller is configured to determine a state of charge of the secondary battery by integrating a current measurement value stored in the memory unit.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 메모리부에 저장된 전압 측정 값 및 전류 측정 값 중에서, 상기 기준 SOC 및 상기 기준 온도에서 충전 또는 방전된 전류의 측정 값을 식별하고, 상기 전류가 흐르기 전과 흐른 후에 측정된 2개의 전압 측정 값을 식별하고, 전압 측정 값의 변화 량과 전류 측정 값으로부터 기준 저항을 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 장치.
    The apparatus of claim 3,
    The method includes identifying a measured value of a current charged or discharged at the reference SOC and a current value measured from the voltage measurement value and the current measurement value stored in the memory unit and identifying two measured voltage values measured before and after the current flows And determine a reference resistance from a change amount of the voltage measurement value and a current measurement value.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 저항 룩업 정보는 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 의해 이차 전지의 저항을 맵핑할 수 있는 데이터 구조를 갖는 저항 룩업 테이블임을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 장치.
    The method according to claim 1,
    Wherein the resistance lookup information is a resistance lookup table having a data structure capable of mapping a resistance of the secondary battery according to a charged state and a temperature of the secondary battery.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 추정된 저항을 상기 메모리부에 저장하거나,
    상기 추정된 저항을 이용하여 이차 전지의 출력을 결정하거나,
    상기 추정된 저항을 외부 디바이스로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 장치.
    The apparatus of claim 1,
    Storing the estimated resistance in the memory unit,
    Determining an output of the secondary battery using the estimated resistance,
    And to transmit the estimated resistance to an external device.
  8. 이차 전지의 저항 증가율과 퇴화 가속 지수 별로, 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 대응되는 저항을 맵핑할 수 있는 복수의 저항 룩업 정보를 저장하고 있는 메모리부; 및
    이차 전지의 충전 상태 및 온도가 미리 설정된 기준 SOC 및 기준 온도에 해당할 때 측정된 전류 및 전압으로부터 이차 전지의 기준 저항을 결정하고, 이차 전지의 충전 상태 및 온도가 미리 설정된 기준 SOC 및 비교 온도에 해당할 때 이차 전지의 비교 저항을 결정하고, 이차 전지의 BOL 저항과 상기 기준 저항으로부터 저항 증가율을 결정하고, 상기 기준 저항과 상기 비교 저항의 비율로부터 퇴화 가속 지수를 결정하고, 상기 결정된 저항 증가율과 상기 퇴화 가속 지수에 대응되는 저항 룩업 정보를 상기 메모리부에서 식별하고, 임의의 충전 상태 및 온도에 해당하는 이차 전지의 저항을 상기 식별된 저항 룩업 정보로부터 추정하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 장치.
    A memory unit storing a plurality of pieces of resistance lookup information that can map a resistance corresponding to a charged state and a temperature of the secondary battery according to the resistance increase rate and the degradation acceleration index of the secondary battery; And
    The reference resistance of the secondary battery is determined from the measured current and voltage when the charged state and temperature of the secondary battery correspond to a preset reference SOC and reference temperature, Determining a comparative resistance of the secondary battery when it is determined, determining a BOL resistance of the secondary battery and a rate of increase in resistance from the reference resistance, determining a degradation acceleration index from a ratio of the reference resistance to the comparison resistance, And a controller for identifying the resistance lookup information corresponding to the degradation acceleration index in the memory unit and for estimating the resistance of the secondary battery corresponding to an arbitrary charging state and temperature from the identified resistance lookup information A device for estimating the resistance of a secondary battery.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기준 SOC는 40-60%이고,
    상기 기준 온도는 20-30℃이고,
    상기 비교 온도는 -10-10℃인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 장치.
    9. The method of claim 8,
    The reference SOC is 40-60%
    The reference temperature is 20-30 DEG C,
    Wherein the comparison temperature is in the range of -10 < 0 > C to 10 < 0 > C.
  10. 제8항에 있어서,
    이차 전지의 전압을 측정하는 전압 측정부;
    이차 전지의 전류를 측정하는 전류 측정부; 및
    이차 전지의 온도를 측정하는 온도 측정부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 전압 측정 값, 상기 전류 측정 값 및 상기 온도 측정 값을 상기 메모리부에 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 장치.
    9. The method of claim 8,
    A voltage measuring unit for measuring a voltage of the secondary battery;
    A current measuring unit for measuring a current of the secondary battery; And
    And a temperature measuring unit for measuring a temperature of the secondary battery,
    Wherein the controller is configured to store the voltage measurement value, the current measurement value, and the temperature measurement value in the memory unit.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 메모리부에 저장된 전류 측정 값을 적산하여 이차 전지의 충전 상태를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 장치.
    11. The method of claim 10,
    Wherein the controller is configured to determine a state of charge of the secondary battery by integrating a current measurement value stored in the memory unit.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 메모리부에 저장된 전압 측정 값 및 전류 측정 값 중에서, 상기 기준 SOC 및 상기 기준 온도에서 충전 또는 방전된 전류의 측정 값을 식별하고, 상기 전류가 흐르기 전과 흐른 후에 측정된 2개의 전압 측정 값을 식별하고, 전압 측정 값의 변화 량과 전류 측정 값으로부터 기준 저항을 결정하도록 구성되고,
    상기 메모리부에 저장된 전압 측정 값 및 전류 측정 값 중에서, 상기 기준 SOC 및 상기 비교 온도에서 충전 또는 방전된 전류의 측정 값을 식별하고, 상기 전류가 흐르기 전과 흐른 후에 측정된 2개의 전압 측정 값을 식별하고, 전압 측정 값의 변화 량과 전류 측정 값으로부터 비교 저항을 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 장치.
    11. The apparatus according to claim 10,
    The method includes identifying a measured value of a current charged or discharged at the reference SOC and a current value measured from the voltage measurement value and the current measurement value stored in the memory unit and identifying two measured voltage values measured before and after the current flows And to determine a reference resistance from a change amount of the voltage measurement value and a current measurement value,
    A reference SOC and a measured value of a current charged or discharged at the comparison temperature among the voltage measurement value and the current measurement value stored in the memory unit and identifies two measured voltage values measured before and after the current flows And the comparison resistance is determined based on a change amount of the voltage measurement value and a current measurement value.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 저항 룩업 정보는 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 의해 이차 전지의 저항을 맵핑할 수 있는 데이터 구조를 갖는 저항 룩업 테이블임을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 장치.
    9. The method of claim 8,
    Wherein the resistance lookup information is a resistance lookup table having a data structure capable of mapping a resistance of the secondary battery according to a charged state and a temperature of the secondary battery.
  14. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 추정된 저항을 상기 메모리부에 저장하거나,
    상기 추정된 저항을 이용하여 이차 전지의 출력을 결정하거나,
    상기 추정된 저항을 외부 디바이스로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 장치.
    9. The apparatus according to claim 8,
    Storing the estimated resistance in the memory unit,
    Determining an output of the secondary battery using the estimated resistance,
    And to transmit the estimated resistance to an external device.
  15. (a) 이차 전지의 저항 증가율 별로, 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 대응되는 저항을 맵핑할 수 있는 복수의 저항 룩업 정보를 메모리부에 저장하는 단계;
    (b) 전압 측정부, 전류 측정부 및 온도 측정부로부터 전압 측정 값, 전류 측정 값 및 온도 측정 값을 입력 받아 상기 메모리부에 저장하는 단계;
    (c) 상기 전류 측정 값을 이용하여 이차 전지의 충전 상태를 결정하여 상기 메모리부에 저장하는 단계;
    (d) 상기 메모리부에 저장된 전류 측정 값 및 전압 측정 값 중에서 이차 전지의 충전 상태 및 온도가 미리 설정된 기준 SOC 및 기준 온도에 해당할 때 측정된 충전 또는 방전 전류의 측정 값과 해당 전류가 흐르기 전과 후의 전압 측정 값을 식별하고, 상기 전압 측정 값의 변화량과 상기 전류 측정 값을 이용하여 이차 전지의 기준 저항을 결정하는 단계;
    (e) 미리 설정된 이차 전지의 BOL 저항을 기준으로 상기 기준 저항의 저항 증가율을 결정하는 단계;
    (f) 상기 저항 증가율에 대응되는 저항 룩업 정보를 상기 메모리부에서 식별하는 단계; 및
    (g) 임의의 충전 상태 및 온도에 대응되는 이차 전지의 저항을 상기 식별된 저항 룩업 정보를 이용하여 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 방법.
    (a) storing in the memory a plurality of pieces of resistance lookup information that can map a resistance corresponding to a charged state and a temperature of the secondary battery, for each resistance increase rate of the secondary battery;
    (b) receiving a voltage measurement value, a current measurement value, and a temperature measurement value from the voltage measurement unit, the current measurement unit, and the temperature measurement unit, and storing the received voltage measurement value, current measurement value, and temperature measurement value in the memory unit;
    (c) determining a state of charge of the secondary battery using the current measurement value and storing the state of charge in the memory unit;
    (d) a measurement value of a charge or discharge current measured when a charge state and a temperature of the secondary battery correspond to a preset reference SOC and a reference temperature among a current measurement value and a voltage measurement value stored in the memory unit, Determining a reference voltage of the secondary battery by using a change amount of the voltage measurement value and the current measurement value;
    (e) determining a resistance increase rate of the reference resistor based on a BOL resistance of a predetermined secondary battery;
    (f) identifying in the memory unit resistance lookup information corresponding to the resistance increase rate; And
    (g) estimating a resistance of the secondary battery corresponding to a certain charging state and a temperature using the identified resistance lookup information.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기준 SOC는 40-60%이고, 상기 기준 온도는 20-30℃인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 방법.
    16. The method of claim 15,
    Wherein the reference SOC is 40-60%, and the reference temperature is 20-30 < 0 > C.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서, 상기 전류 측정 값을 적산하여 이차 전지의 충전 상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 방법.
    16. The method of claim 15,
    Wherein the charging state of the secondary battery is determined by integrating the current measurement value in the step (c).
  18. 제15항에 있어서,
    상기 저항 룩업 정보는 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 의해 이차 전지의 저항을 맵핑할 수 있는 데이터 구조를 갖는 저항 룩업 테이블임을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 방법.
    16. The method of claim 15,
    Wherein the resistance lookup information is a resistance lookup table having a data structure capable of mapping a resistance of a secondary battery according to a charged state and a temperature of the secondary battery.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 추정된 저항을 상기 메모리부에 저장하는 단계;
    상기 추정된 저항을 이용하여 이차 전지의 출력을 결정하는 단계; 또는
    상기 추정된 저항을 외부 디바이스로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 방법.
    16. The method of claim 15,
    Storing the estimated resistance in the memory unit;
    Determining an output of the secondary battery using the estimated resistance; or
    And transferring the estimated resistance to an external device. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
  20. (a) 이차 전지의 저항 증가율과 퇴화 가속 지수 별로, 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 대응되는 저항을 맵핑할 수 있는 복수의 저항 룩업 정보를 메모리부에 저장하는 단계;
    (b) 전압 측정부, 전류 측정부 및 온도 측정부로부터 전압 측정 값, 전류 측정 값 및 온도 측정 값을 입력 받아 상기 메모리부에 저장하는 단계;
    (c) 상기 전류 측정 값을 이용하여 이차 전지의 충전 상태를 결정하여 상기 메모리부에 저장하는 단계;
    (d) 이차 전지의 충전 상태가 미리 설정된 기준 SOC일 때 미리 설정된 기준 온도 및 비교 온도에서 각각 측정된 전압 측정 값 및 전류 측정 값을 메모리부로부터 식별하여 이차 전지의 기준 저항과 비교 저항을 결정하는 단계;
    (e) 이차 전지의 BOL 저항과 상기 기준 저항으로부터 저항 증가율을 결정하는 단계;
    (f) 상기 기준 저항과 상기 비교 저항의 상대적 비율로부터 퇴화 가속 지수를 결정하는 단계;
    (g) 상기 결정된 저항 증가율과 상기 퇴화 가속 지수에 대응되는 저항 룩업 정보를 상기 메모리부에서 식별하는 단계; 및
    (h) 임의의 충전 상태 및 온도에 대응되는 이차 전지의 저항을 상기 식별된 저항 룩업 정보를 이용하여 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 방법.
    (a) storing, in a memory, a plurality of resistance lookup information that can map a resistance corresponding to a charged state and a temperature of a secondary battery according to a resistance increase rate and a degradation acceleration index of the secondary battery;
    (b) receiving a voltage measurement value, a current measurement value, and a temperature measurement value from the voltage measurement unit, the current measurement unit, and the temperature measurement unit, and storing the received voltage measurement value, current measurement value, and temperature measurement value in the memory unit;
    (c) determining a state of charge of the secondary battery using the current measurement value and storing the state of charge in the memory unit;
    (d) determining a reference resistance and a comparison resistance of the secondary battery by identifying the voltage measurement value and the current measurement value respectively measured at the reference temperature and the comparison temperature set in advance when the state of charge of the secondary battery is the reference SOC set in advance, step;
    (e) determining a BOL resistance of the secondary battery and a resistance increase rate from the reference resistance;
    (f) determining a degradation acceleration index from a relative ratio of the reference resistance and the comparison resistance;
    (g) identifying in the memory unit resistance lookup information corresponding to the determined resistance increase rate and the degradation acceleration index; And
    (h) estimating a resistance of the secondary battery corresponding to a certain charging state and a temperature using the identified resistance lookup information.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 기준 SOC는 40-60%이고,
    상기 기준 온도는 20-30℃이고,
    상기 비교 온도는 -10-10℃인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 방법.
    21. The method of claim 20,
    The reference SOC is 40-60%
    The reference temperature is 20-30 DEG C,
    Wherein the comparison temperature is in the range of -10 < 0 > C to 10 < 0 > C.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서, 상기 메모리부에 저장된 전류 측정 값을 적산하여 이차 전지의 충전 상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 방법.
    21. The method of claim 20,
    Wherein the charging state of the secondary battery is determined by integrating the current measurement value stored in the memory unit in the step (c).
  23. 제20항에 있어서, 상기 (d) 단계는,
    상기 메모리부에 저장된 전압 측정 값 및 전류 측정 값 중에서, 기준 SOC 및 기준 온도에서 충전 또는 방전된 전류의 측정 값과 해당 전류가 흐르기 전과 후에 측정된 전압 측정 값을 이용하여 오옴의 법칙에 의해 기준 저항을 결정하는 단계; 및
    상기 메모리부에 저장된 전압 측정 값 및 전류 측정 값 중에서, 기준 SOC 및 비교 온도에서 충전 또는 방전된 전류의 측정 값과 해당 전류가 흐르기 전과 후에 측정된 전압 측정 값을 이용하여 오옴의 법칙에 의해 비교 저항을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 방법.
    21. The method of claim 20, wherein step (d)
    The reference SOC and the measured value of the current charged or discharged at the reference temperature and the measured voltage value measured before and after the current flows, from the voltage measurement value and the current measurement value stored in the memory unit, ; And
    The reference resistance SOC and the reference current SOC of the memory unit are compared with each other using the measured value of the current charged or discharged at the comparison temperature and the measured voltage value measured before and after the current flows, And determining the resistance of the secondary battery.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 저항 룩업 정보는 이차 전지의 충전 상태 및 온도에 의해 이차 전지의 저항을 맵핑할 수 있는 데이터 구조를 갖는 저항 룩업 테이블임을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 방법.
    21. The method of claim 20,
    Wherein the resistance lookup information is a resistance lookup table having a data structure capable of mapping a resistance of a secondary battery according to a charged state and a temperature of the secondary battery.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 추정된 저항을 상기 메모리부에 저장하는 단계;
    상기 추정된 저항을 이용하여 이차 전지의 출력을 결정하는 단계; 또는
    상기 추정된 저항을 외부 디바이스로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 추정 방법.
    21. The method of claim 20,
    Storing the estimated resistance in the memory unit;
    Determining an output of the secondary battery using the estimated resistance; or
    And transferring the estimated resistance to an external device.
  26. 제1항 또는 제8항에 따른 이차 전지의 저항 추정 장치를 포함하는 이차 전지 관리 시스템.
    9. A secondary battery management system comprising a resistance estimating device for a secondary battery according to claim 1 or 8.
  27. 제15항 또는 제20항에 따른 이차 전지의 저항 추정 방법을 프로그램화하여 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.A computer-readable recording medium storing a method of estimating a resistance of a secondary battery according to claim 15 or 20, which is programmed.
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