KR101853267B1 - System for remaining useful life prediction of battery and method for remaining useful life prediction therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리 잔존수명 추정 시스템 및 그 방법에 대한 것으로서, 특히 충방전 사이클을 통해 배터리의 잔존수명을 추정하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명은 배터리 방전전류를 적산함으로써 충전 사이클을 정확하게 측정하여 배터리 잔존수명을 정확하게 추정할 수 있다. 본 발명은 배터리의 내부 저항과 최대 잔존용량을 기반으로 배터리 교체 여부를 판단하여 적산된 방전 전류를 초기화하여 배터리 잔존수명을 보다 정확하게 추정할 수 있다. 또한, 본 발명은 배터리 100% 방전 시 감소되는 잔존수명을 예측된 잔존수명에 보정하여 배터리 잔존수명을 더욱 정확하게 추정할 수 있다.The present invention relates to a battery remaining life estimation system and a method thereof, and more particularly, to a system and a method for estimating the remaining life of a battery through a charge / discharge cycle. The present invention can accurately estimate the battery remaining life by accurately measuring the charge cycle by integrating the battery discharge current. The present invention can estimate battery remaining life more precisely by determining whether the battery is replaced based on the internal resistance of the battery and the maximum remaining capacity and initializing the accumulated discharge current. In addition, the present invention can more precisely estimate the battery remaining life by correcting the remaining life time which is reduced upon discharge of 100% of the battery to the predicted remaining life time.
Description
본 발명은 배터리 잔존수명 추정 시스템 및 그 방법에 대한 것으로서, 특히 충방전 사이클을 통해 배터리의 잔존수명을 추정하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery remaining life estimation system and a method thereof, and more particularly, to a system and a method for estimating the remaining life of a battery through a charge / discharge cycle.
일반적으로 배터리는 내부에서 발생하는 화학적 작용에 의해 전기를 발생시키는 것으로서, 차량 등 전기장치가 구비되는 거의 대부분의 장치에 구비된다. 차량의 경우, 배터리는 엔진 시동 시 필수적인 구성이며, 여러 가지 전장장비를 구동시키는데 필요하다. 또한, 배터리는 사용하면 할수록 수명이 감소되며, 배터리의 잔존수명을 추정하기 위한 방법이 사용되고 있다. 이러한 배터리 잔존수명 추정 방법 중, 배터리 최대 충전 상태(방전 용량, SOCmax)를 기반으로 잔존수명을 추정하는 방법과, 배터리 충방전 사이클을 통해 잔존수명을 추정하는 방법이 주로 사용되고 있다. 이 중, 최대 충전 상태를 기반으로 한 잔존수명 추정 방법은 노화된 배터리의 방전 용량(만충 시 충전 상태)이 새 배터리에 비해 낮다는 원리를 이용한다. 즉, 일정기간 동안의 최대 충전 상태를 구하여 배터리 노화 상태, 즉, 잔존수명을 예측한다.BACKGROUND ART [0002] Generally, a battery generates electricity by a chemical action generated therein, and is provided in almost all devices equipped with an electric device such as a vehicle. In the case of a vehicle, the battery is an essential component at engine start-up and is required to drive various electrical equipment. Further, the life of the battery is reduced as the battery is used, and a method for estimating the remaining life of the battery is used. Among these battery remaining life estimation methods, a method of estimating the remaining life based on the battery maximum charge state (discharge capacity, SOCmax) and a method of estimating the remaining life through the battery charge / discharge cycle are mainly used. Among these methods, the remaining lifetime estimation method based on the maximum charge state utilizes the principle that the discharged capacity (fully charged state) of the aged battery is lower than that of the new battery. That is, the maximum charge state for a certain period is obtained to predict the battery aging state, that is, the remaining life.
도 1과 도 2는 종래 최대 충전 상태를 기반으로 한 배터리 잔존수명 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 and FIG. 2 are views for explaining a battery remaining life predicting method based on a conventional maximum charge state.
종래 최대 충전 상태를 기반으로 한 배터리 잔존수명 예측 방법은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 50회의 BMS 사이클(약 30일) 동안 1 사이클 당 최대 충전 상태를 기록하고 그 중 최대값으로 잔존수명을 예측한다. 하지만, 이는 배터리 만충 시 얼마만큼의 전류로 얼마나 오래동안 사용할 수 있는지는 예측할 수 있으나, 배터리 교체 시기 예측은 어려운 문제점이 있다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the battery remaining life predicting method based on the conventional maximum charge state records the maximum charge state per cycle for 50 BMS cycles (about 30 days) Predict life span. However, it can be predicted how long the battery can be used for a certain amount of current when the battery is fully charged, but it is difficult to predict when to replace the battery.
도 3과 도 4는 종래 배터리 충방전 사이클을 통해 잔존수명을 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining a method for estimating the remaining lifetime through a conventional battery charge / discharge cycle.
종래 배터리 충방전 사이클을 통해 잔존수명을 추정하는 방법은 배터리의 충방전 사이클의 한계와 현재 배터리의 충방전 횟수를 통해 배터리 노화 상태를 예측한다.The conventional method of estimating the remaining lifetime through the battery charge / discharge cycle estimates the aging state of the battery through the limit of the charge / discharge cycle of the battery and the number of charge / discharge cycles of the current battery.
이는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 평가를 통해 방전심도(Depth Of Discharge, DOD)별 배터리의 한계 사이클을 정하고, 방전 용량만을 카운팅하여 사이클을 추정한다. 하지만, 이러한 방법은 배터리의 교체 시기를 미리 예측할 수는 있으나, 배터리의 방전량이 많아 노화가 급격하게 일어난 경우 배터리의 교체 시기가 부정확하게 예측되는 문제점이 있다. 일반적으로 배터리는 방전심도 70%~100%일 경우, 즉, 거의 완전방전 상태가 발생되면 배터리의 수명이 급격하게 감소한다. 하지만, 종래기술은 이러한 상황을 전혀 감지할 수 없으므로 방전심도가 높을 경우, 배터리 교체 시기를 미리 예측한다 하더라도 부정확할 확률이 높다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, a critical cycle of the battery is determined according to the depth of discharge (DOD) through evaluation, and the cycle is estimated by counting only the discharge capacity. However, although this method can predict the replacement timing of the battery in advance, there is a problem that the replacement timing of the battery is inaccurately predicted when the aging suddenly occurs due to a large discharge amount of the battery. Generally, when the discharge depth is 70% ~ 100%, that is, when the battery is almost completely discharged, the life of the battery is drastically reduced. However, since the prior art can not detect such a situation at all, if the discharge depth is high, the probability of inaccuracy is high even if the battery replacement timing is predicted in advance.
본 발명의 목적은 배터리 교체 시기를 미리 예측할 수 있는 배터리 잔존수명 추정 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery remaining life estimation system and method which can predict a battery replacement timing in advance.
본 발명의 다른 목적은 방전심도가 높아 배터리의 수명이 급격하게 감소한 경우에도 배터리 교체 시기를 정확하게 추정할 수 있는 배터리 잔존수명 추정 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a battery remaining life estimating system and a battery residual life estimation system capable of accurately estimating a battery replacement time even when the battery life is rapidly reduced due to a high discharge depth.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 배터리로부터 전류 정보를 포함하는 배터리 정보를 획득하는 배터리 정보 획득부와, 상기 전류 정보를 기반으로 배터리의 방전전류를 기준 방전전류만큼 적산하여 하나의 충전 사이클로 정의하고, 충전 사이클이 기준 충전 사이클이 되면 배터리 잔존수명이 없는 것으로 판단하는 배터리 잔존수명 추정부를 포함하는 배터리 잔존수명 추정 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery management system comprising: a battery information acquisition unit for acquiring battery information including current information from a battery; And a battery remaining life estimation unit for determining that the battery remaining life is not available when the charging cycle reaches the reference charging cycle.
상기 배터리 잔존수명 추정부는, 상기 전류 정보로 상기 배터리의 방전전류를 기준 방전전류만큼 적산하여 하나의 충전 사이클로 정의하는 방전전류 적산 모듈과, 상기 충전 사이클과 기준 충전 사이클을 비교하는 충전 사이클 추적 모듈, 및 상기 충전 사이클과 기준 충전 사이클의 비교결과로 상기 배터리의 잔존수명을 추정하는 잔존수명 추정 모듈을 포함한다.The battery remaining life estimating unit includes a discharging current integrating module for integrating the discharging current of the battery with the reference discharging current and defining the discharging current as one charging cycle with the current information, a charging cycle tracking module for comparing the charging cycle with a reference charging cycle, And a remaining life estimation module for estimating the remaining life of the battery as a result of comparing the charging cycle and the reference charging cycle.
상기 배터리의 교체 여부를 감지하는 배터리 교체 감지 모듈을 더 포함하며, 상기 배터리 교체 감지 모듈은, 상기 배터리의 내부 저항이 기준 내부 저항보다 낮은지 판단하는 내부 저항 판단 모듈과, 상기 내부 저항이 기준 내부 저항보다 낮을 경우, 상기 내부 저항 판단 모듈이 내부 저항을 판단한 시점 이전의 기준 충전 사이클 범위 내의 최대 잔존 용량과, 상기 내부 저항 판단 모듈이 내부 저항을 판단한 시점 이후의 기준 충전 사이클 범위 내의 최대 잔존 용량을 비교하는 전류충전 상태 판단 모듈, 및 상기 내부 저항 판단 모듈이 내부 저항을 판단한 시점 이전의 기준 충전 사이클 범위 내의 최대 잔존 용량이, 상기 내부 저항 판단 모듈이 내부 저항을 판단한 시점 이후의 기준 충전 사이클 범위 내의 최대 잔존 용량보다 낮을 경우 배터리가 교체된 것으로 판단하는 배터리 교체 판단 모듈을 포함한다.The battery replacement detection module may further include an internal resistance determination module that determines whether an internal resistance of the battery is lower than a reference internal resistance, The maximum remaining capacity in the reference charging cycle range before the internal resistance judging module judges the internal resistance and the maximum remaining capacity in the reference charging cycle range after the internal resistance judging module judges the internal resistance, And a maximum remaining capacity within a reference charging cycle range before the internal resistance judging module judges the internal resistance is within a reference charging cycle range after the internal resistance judging module judges the internal resistance If the battery is below the maximum remaining capacity, A battery replacement determination module determines to.
상기 잔존수명 추정 모듈에서 추정된 배터리의 잔존수명을 보정하는 배터리 잔존수명 보정 모듈을 더 포함하며, 상기 배터리 잔존수명 보정 모듈은, 상기 배터리의 방전심도(Depth Of Discharge, DOD)가 100%일 경우, 상기 추정된 배터리의 잔존수명을 일정량 감소시킨다.Further comprising a battery remaining life correction module for correcting a remaining life of the battery estimated by the remaining life estimation module, wherein the battery remaining life correction module calculates a remaining life of the battery when the Depth of Discharge (DOD) of the battery is 100% , And reduces the remaining life of the battery by a certain amount.
또한, 본 발명은 배터리로부터 전류 정보를 포함하는 배터리 정보를 배터리 정보 획득부가 획득하는 단계와, 상기 전류 정보를 기반으로 배터리의 방전전류를 기준 방전전류만큼 적산하여 하나의 충전 사이클로 정의하고, 배터리 잔존수명 추정부가 상기 충전 사이클을 기준 충전 사이클과 비교하여 상기 배터리의 잔존수명을 추정하는 단계를 포함하는 배터리 잔존수명 추정 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a battery, comprising the steps of: acquiring battery information including current information from a battery; acquiring a battery current based on the current information; And the life estimation unit compares the charging cycle with a reference charging cycle to estimate the remaining life of the battery.
상기 전류 정보를 기반으로 배터리의 방전전류를 기준 방전전류만큼 적산하여 하나의 충전 사이클로 정의하고, 배터리 잔존수명 추정부가 상기 충전 사이클을 기준 충전 사이클과 비교하여 상기 배터리의 잔존수명을 추정하는 단계는, 배터리 정보에서 전류 정보를 기반으로 방전전류 적산 모듈이 방전전류를 적산하는 단계와, 상기 적산된 방전전류와 기준 방전전류를 충전 사이클 추적 모듈이 비교하는 단계, 상기 적산된 방전 전류가 기준 방전전류와 동일하면 충전 사이클 추적 모듈이 1 방전 사이클로 적산하는 단계, 및 상기 적산된 방전 사이클과 기준 방전 사이클을 비교하고, 상기 적산된 방전 사이클이 상기 기준 방전 사이클과 대비하여 잔존 수명 추정 모듈이 상기 배터리의 잔존수명을 추정하는 단계를 포함한다.Wherein the step of estimating the remaining service life of the battery by comparing the charge current of the battery with the reference charge current by integrating the discharge current of the battery by the reference discharge current to define one charge cycle based on the current information, The method comprising the steps of: integrating a discharge current by a discharge current integrating module based on current information in battery information; comparing the integrated discharge current with a reference discharge current by a charge cycle tracking module; The charging cycle tracking module integrating the charging cycle tracking module into one discharge cycle and comparing the accumulated discharge cycle with a reference discharge cycle and comparing the accumulated discharge cycle with the reference discharge cycle, And estimating the life span.
상기 배터리의 최대 잔존 용량 정보를 최대 잔존 용량 정보 생성 모듈이 생성하는 단계, 및 특정 충전 사이클에서 상기 배터리의 내부 저항이 기준 내부 저항보다 낮을 경우, 상기 특정 충전 사이클 이전의 최대 잔존 용량과 상기 특정 충전 사이클 이후의 최대 잔존 용량을 비교하여, 상기 특정 충전 사이클 이전의 최대 잔존 용량이 상기 특정 충전 사이클 이후의 최대 잔존 용량보다 낮으면 배터리 교체 판단 모듈이 상기 배터리가 교체된 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.A maximum remaining capacity information generation module for generating a maximum remaining capacity information of the battery by the maximum remaining capacity information generation module; and, when the internal resistance of the battery is lower than a reference internal resistance in a specific charging cycle, Comparing the maximum remaining capacity after the cycle, and determining that the battery is replaced if the maximum remaining capacity before the specific charging cycle is lower than the maximum remaining capacity after the specific charging cycle .
상기 전류 정보를 기반으로 배터리의 방전전류를 기준 방전전류만큼 적산하여 하나의 충전 사이클로 정의하고, 충전 사이클이 기준 충전 사이클이 되면 배터리 잔존수명이 없는 것으로 배터리 잔존수명 추정부가 판단하는 단계에서, 판단된 배터리 잔존수명을 배터리 잔존수명 보정 모듈이 보정하는 단계를 더 포함하며, 상기 배터리 잔존수명을 배터리 잔존수명 보정 모듈이 보정하는 단계는, 상기 배터리의 방전심도(Depth Of Discharge, DOD)가 100%일 경우, 상기 판단된 배터리의 잔존수명을 배터리 잔존수명 보정 모듈이 일정량 감소시키는 단계를 포함한다.The battery remaining life estimating part determines that the remaining battery life is not available when the charging cycle becomes the reference charging cycle by integrating the discharge current of the battery by the reference discharge current based on the current information and defining it as one charging cycle, The method of
본 발명은 배터리 방전전류를 적산함으로써 충전 사이클을 정확하게 측정하여 배터리 잔존수명을 정확하게 추정할 수 있다.The present invention can accurately estimate the battery remaining life by accurately measuring the charge cycle by integrating the battery discharge current.
본 발명은 배터리의 내부 저항과 최대 잔존용량을 기반으로 배터리 교체 여부를 판단하여 적산된 방전 전류를 초기화하여 배터리 잔존수명을 보다 정확하게 추정할 수 있다.The present invention can estimate battery remaining life more precisely by determining whether the battery is replaced based on the internal resistance of the battery and the maximum remaining capacity and initializing the accumulated discharge current.
또한, 본 발명은 배터리 100% 방전 시 감소되는 잔존수명을 예측된 잔존수명에 보정하여 배터리 잔존수명을 더욱 정확하게 추정할 수 있다.In addition, the present invention can more precisely estimate the battery remaining life by correcting the remaining life time which is reduced upon discharge of 100% of the battery to the predicted remaining life time.
도 1과 도 2는 종래 최대 충전 상태를 기반으로 한 배터리 잔존수명 예측 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3과 도 4는 종래 배터리 충방전 사이클을 통해 잔존수명을 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 배터리 잔존수명 추정 시스템의 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 배터리 잔존수명 추정 시스템의 배터리 교체 판단 모듈을 설명하기 위한 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 배터리 잔존수명 추정 시스템에서 배터리의 DOD별 수명을 설명하기 위한 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 배터리 잔존수명 추정 방법의 순서도.FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams for explaining a battery remaining life predicting method based on a conventional maximum charge state.
FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams for explaining a method of estimating a remaining lifetime through a conventional battery charge / discharge cycle. FIG.
5 is a block diagram of a battery remaining life estimation system according to the present invention.
FIG. 6 is a graph illustrating a battery replacement determination module of the battery remaining life estimation system according to the present invention. FIG.
FIG. 7 is a graph for explaining the life span of a battery by a DOD in the battery residual life estimation system according to the present invention. FIG.
8 is a flowchart of a method for estimating battery remaining life according to the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 5는 본 발명에 따른 배터리 잔존수명 추정 시스템의 블록도이다.5 is a block diagram of a battery remaining life estimation system according to the present invention.
본 발명에 따른 배터리 잔존수명 추정 시스템은 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 정보 획득부(100)와, 배터리 정보 획득부(100)에서 획득된 배터리 정보로 방전전류를 적산하여 배터리 잔존수명을 추정하는 배터리 잔존수명 추정부(200), 및 배터리 잔존수명 추정부(200)에서 추정된 배터리 잔존수명을 출력하는 출력부(250)를 포함한다. 출력부(250)에서 출력된 신호, 예를 들어, 배터리 교체 신호는 LIN 통신을 통해 수행될 수 있으며, 해당 배터리 교체 신호는 ECU(300)로 출력될 수 있다.As shown in FIG. 5, the battery remaining life estimating system according to the present invention includes a battery
배터리 정보 획득부(100)는 배터리 잔존수명을 추정하기 위한 기본 정보인 배터리 정보를 획득한다. 여기서, 배터리 정보는 배터리의 전류 정보와 온도 정보 및 전압 정보를 포함하며, 이에 따라, 배터리 정보 획득부(100)는 배터리의 전류 정보를 획득하는 전류 정보 획득 모듈(110)과, 배터리의 온도 정보를 획득하는 온도 정보 획득 모듈(120), 및 배터리의 전압 정보를 획득하는 전압 정보 획득 모듈(130)을 포함한다. 또한, 배터리 정보 획득부(100)에서 획득된 배터리 정보는 후술될 배터리 잔존수명 추정부(200)에 전달된다.The battery
배터리 잔존수명 추정부(200)는 배터리 정보 획득부(100)에서 전달된 배터리 정보를 기반으로 배터리 잔존수명을 추정한다. 이를 위해서, 배터리 잔존수명 추정부(200)는 신호 처리 모듈에서 전달된 배터리 정보를 기반으로 배터리의 방전전류를 적산하는 방전전류 적산 모듈(221)과, 배터리 충전 사이클을 추적하는 충전 사이클 추적 모듈(222), 배터리의 방전전류와 충전 사이클을 기반으로 배터리의 잔존수명(State Of Health, SOH)을 추정하는 잔존수명 추정 모듈(223)을 포함한다.The battery remaining
방전전류 적산 모듈(221)은 전달받은 배터리 정보 중 전류 정보를 기반으로 배터리의 방전전류(DOD)를 적산한다. 또한, 적산된 적산 방전전류는 적산 방전전류 정보로 후술될 충전 사이클 추적 모듈(222)에 전달된다.The discharge
도 6은 본 발명에 따른 배터리 잔존수명 추정 시스템의 배터리 교체 판단 모듈을 설명하기 위한 그래프이다.6 is a graph illustrating a battery replacement determination module of the battery remaining life estimation system according to the present invention.
충전 사이클 추적 모듈(222)은 방전전류 적산 모듈(221)에서 전달된 적산 방전전류 정보를 기반으로 배터리의 충전 사이클을 추적한다. 여기서, 본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이, 적산된 배터리의 방전전류가 기준 방전전류가 되면 하나의 충방전 사이클이 완성된 것으로 정의하며, 기준 방전전류는 30%를 예시한다. 따라서, 충전 사이클 모듈은 적산 방전전류가 30%가 되면 하나의 충방전 사이클이 완성된 것이므로 충전 사이클 정보를 생성하여 잔존수명 추정 모듈(223)에 전달한다. 물론, 기준 방전전류는 배터리의 종류에 따라 30%미만이거나 이를 초과할 수 있으며, 본 발명은 배터리의 종류에 따라 기준 방전전류를 설정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The charge
즉, 일반적으로 배터리는 일괄적으로 30%가 방전되지 않고 30%미만으로 방전된 후 다시 충전될 수도 있다. 이 경우, 30%를 기준으로 충방전 사이클을 측정할 경우, 하나의 충방전 사이클이 완성되지 않기 때문에 충전 사이클 정보도 생성되지 않는다. 즉, 실제로 배터리의 잔존수명은 감소하고 있으나, 잔존수명 추정 모듈(223)은 배터리의 잔존수명이 감소하지 않은 것으로 판단하는 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 본 발명은 방전전류 적산 모듈(221)을 구비하여 배터리의 방전전류를 적산하여 이 문제를 해결한다. 예를 들어, 본 발명은 배터리의 방전전류가 25%에서 다시 충전될 경우, 하나의 충방전 사이클이 완성되지 않는다. 이 경우, 다음 충방전 사이클에서 방전전류가 5%를 넘을 경우, 이를 이전의 충방전 사이클의 방전전류 25%와 더하여 30%의 방전전류를 완성한다. 따라서, 하나의 충방전 사이클이 완성되므로 배터리의 충방전 사이클을 정확하게 측정할 수 있다.That is, in general, a battery may be charged again after discharging to less than 30% without discharging 30% at a time. In this case, when the charge / discharge cycle is measured based on 30%, no charge cycle information is generated because one charge / discharge cycle is not completed. That is, although the remaining life of the battery actually decreases, the remaining
잔존수명 추정 모듈(223)은 충전 사이클 추적 모듈(222)에서 전달된 충전 사이클 정보를 기반으로 배터리의 잔존수명을 추정한다. 여기서, 잔존수명 추정 모듈(223)은 충전 사이클이 기준 충전 사이클, 예를 들어, 1200 사이클이 되면 배터리 잔존수명이 없는 것으로 추정한다. 물론, 본 발명은 1200 사이클 미만일 경우, 배터리 상태를 출력할 수도 있다. 즉, 예를 들어, 600 사이클일 경우, 배터리의 잔존수명은 50%가 남은 것으로 출력할 수 있으며, 다른 여러 사이클에 따라 배터리의 잔존수명을 출력할 수도 있다. 한편, 본 실시예에서 잔존수명 추정 모듈(223)은 1200 사이클을 기준 충전 사이클로 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 기준 충전 사이클은 1200 사이클 미만이거나 초과할 수 있으며, 이는 배터리의 종류에 따라 달라지게 된다. 따라서, 배터리의 종류에 따라, 기준 충전 사이클을 설정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The remaining
한편, 본 발명은 배터리가 교체된 것을 감지하여 충전 사이클을 리셋하는 배터리 교체 감지 모듈(230, 240)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the present invention may further include a battery replacement detection module (230, 240) for detecting the replacement of the battery and resetting the charging cycle.
배터리 교체 감지 모듈(230, 240)은 배터리 내부 저항과 배터리 전류충전 상태를 기반으로 배터리가 교체된 것인지 감지한다. 이를 위해서, 배터리 교체 감지 모듈은 내부 저항 판단 모듈(230)과, 배터리의 최대 잔존 용량으로 전류충전 상태를 판단하는 전류충전 상태 판단 모듈(240), 및 배터리의 전류충전 상태로 배터리 교체 여부를 감지하는 배터리 교체 판단 모듈(244)을 포함한다.The battery change detection modules 230 and 240 detect whether the battery is replaced based on the battery internal resistance and the battery current charging state. To this end, the battery replacement detection module includes an internal resistance determination module 230, a current charging state determination module 240 for determining a current charging state with a maximum remaining capacity of the battery, and a battery charging / And a battery
내부 저항 판단 모듈(230)은 배터리의 내부 저항을 판단하여 배터리의 전류충전 상태를 판단할 것인지 결정한다. 이러한 내부 저항 판단 모듈(230)은 배터리 정보를 기반으로 배터리의 기능 상태 정보를(State of Function, SOF) 생성하는 기능 상태 정보 생성 모듈(231), 기능 상태 정보를 기반으로 내부 저항 정보를 생성하는 내부 저항 정보 생성 모듈(232)을 포함한다.The internal resistance determination module 230 determines the internal resistance of the battery and determines whether to determine the current charging state of the battery. The internal resistance determination module 230 includes a functional state
전류충전 상태 판단 모듈(240)은 내부 저항 판단 모듈(230)에서 내부 저항이 기준 내부 저항 이하일 경우, 배터리의 전류충전 상태를 판단한다. 이는 배터리 정보를 기반으로 배터리의 잔존 용량(State of Charge, SOC) 정보를 생성하는 잔존 용량 정보 생성 모듈(241), 배터리의 잔존 용량 정보를 기반으로 최대 잔존 용량 정보를 생성하는 최대 잔존 용량 정보 생성 모듈(242), 기준 충전 사이클 범위 내에서 최대 잔존 용량을 판단하는 최대 잔존 용량 판단 모듈(243)을 포함하여 수행할 수 있다.The current charging state determination module 240 determines the current charging state of the battery when the internal resistance of the internal resistance determination module 230 is equal to or lower than the reference internal resistance. The remaining capacity
잔존 용량 정보 생성 모듈(241)은 신호처리 모듈(210)에서 전달된 배터리 정보를 기반으로 배터리의 잔존 용량 정보를 생성한다. 여기서, 배터리의 잔존 용량은 배터리 정보에 포함된 전류 정보를 적산하여 수행할 수 있다.The remaining capacity
최대 잔존 용량 정보 생성 모듈(242)은 잔존 용량 정보 생성 모듈(241)에서 생성된 잔존 용량 정보를 기반으로 잔존 용량이 최대 잔존 용량인지 판단하여 최대 잔존 용량 정보를 생성하여 저장한다.The maximum remaining capacity
최대 잔존 용량 판단 모듈(243)은 기준 충전 사이클이 도래하였는지 판단하여, 현재 충전 사이클이 기준 충전 사이클을 만족할 경우, 최대 잔존 용량 판단 모듈(243)은 현재까지 충전 사이클이 진행된 동안 저장된 최대 잔존 용량 정보 중 최대 잔존 용량 정보를 판단하고 이를 이전 최대 잔존 용량 정보로 저장한다.The maximum remaining
도 7은 본 발명에 따른 배터리 잔존수명 추정 시스템에서 배터리의 DOD별 수명을 설명하기 위한 그래프이다.FIG. 7 is a graph for explaining the life span of each DOD of the battery in the battery remaining life estimation system according to the present invention.
배터리 교체 판단 모듈(244)은 내부 저항 정보 획득 모듈에서 획득된 내부 저항 정보를 기준 저항과 비교하여 내부 저항이 기준 저항보다 낮을 경우, 배터리 교체 가능성이 있는 것으로 판단한다. 따라서, 배터리 교체 판단 모듈(244)은 내부 저항이 기준 저항보다 낮은 시점부터 전류충전 상태 판단 모듈에서 생성되는 최대 잔존 용량 정보를 기준 충전 사이클 범위 내에서 생성하여 후기 최대 잔존 용량 정보로 정의하고, 이를 이전 최대 잔존 용량 정보와 비교한다. 또한, 배터리 교체 판단 모듈(244)은 후기 최대 잔존 용량이 이전 최대 잔존 용량보다 높다면 새로운 배터리가 장착된 것으로, 즉, 배터리가 교체된 것으로 판단한다. 하지만, 후기 최대 잔존 용량이 이전 최대 잔존 용량과 유사하거나 이전 최대 잔존 용량보다 낮다면 배터리가 교체되지 않은 것으로 판단한다. 또한, 이 경우, 후기 최대 잔존 용량을 이전 최대 잔존 용량으로 저장하고, 내부 저항을 다시 판단한다. 즉, 본 발명은 기준 충전 사이클 범위 내에서 최대 잔존 용량을 계속 저장하고, 특정 이벤트, 예를 들어, 차량 시동 시 등의 상황에서 내부 저항을 측정하여 배터리 교체 여부를 판단할 수 있다. 물론, 특정 이벤트에 관련없이 주기적 또는 간헐적으로 수행될 수 있으며, 이는 사용자가 설정할 수도 있다.The battery
또한, 본 발명은 배터리의 방전심도(Depth Of Discharge, DOD; SOC의 반대 개념으로 완충 상태의 배터리에서 방전된 용량을 의미)를 기반으로 배터리의 잔존수명을 보정하는 배터리 잔존수명 보정 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다.The present invention also relates to a battery remaining life correction module (not shown) for correcting a remaining life of a battery based on a discharge depth (DOD) of the battery (meaning a capacity discharged from a battery in a cushioning state as a reverse concept of SOD) ). ≪ / RTI >
배터리 잔존수명 보정 모듈은 방전심도를 기반으로 배터리 잔존수명을 보정한다. 본 발명에서 방전심도 30%를 기준으로 1200 사이클의 배터리 잔존수명을 기대할 수 있고, 방전심도 100%일 경우 200 사이클의 잔존수명을 기대할 수 있다. 따라서, 방전심도 100%, 즉, 100% 방전이 한번 발생한다면, 방전심도 30% 기준으로 연산하며, 이는 아래의 수학식 1과 같이 구할 수 있다.The Battery Remaining Life Correction Module corrects the remaining battery life based on the discharge depth. In the present invention, the remaining battery life of 1200 cycles can be expected based on the discharge depth of 30%, and the remaining life of 200 cycles can be expected when the discharge depth is 100%. Therefore, if the discharge depth is 100%, that is, 100% discharge occurs once, the discharge depth is calculated on the basis of 30%, which can be obtained by the following equation (1).
또한, 수학식 1은 (방전심도 30%기준 배터리 최대 누적용량/방전심도 100%기준 배터리 최대 누적용량)×1회 방전 시 방전심도로 정리할 수 있으며, 이를 DOD 30%인 1200 사이클에 적용하여 배터리 잔존수명을 보정하면, 아래의 수학식 2와 같다.Equation (1) can be summarized by the discharge depth at discharge (discharge maximum of cumulative capacity of battery at 30% of discharge depth / discharge capacity of 100% of battery at reference discharge depth of 100%) × 1,2 times of discharge, If the remaining life is corrected, the following equation (2) is obtained.
여기서, 수학식 2는 기존 방전심도 100미만(30%) 잔존 수명-(방전심도 100미만(30%)기준 기대 용량/기준 방전심도(30%))으로 정리할 수 있다. 즉, 배터리가 100% 방전이 한번 발생할 때마다, 1200 사이클의 배터리 잔존수명에서 6사이클, 즉, 0.5%가 감소되며, 배터리 잔존수명 보정 모듈은 이를 추정된 배터리 잔존수명에 적용한다. 물론, 전술된 6사이클(0.5%)는 설명의 편의를 위해 예시적으로 제시된 기준이며, 배터리의 종류에 따라 배터리 잔존수명 보정치는 달라질 수 있다.The equation (2) can be summarized as an existing discharge depth of less than 100 (30%) and a remaining lifetime - (discharge depth 100 (30%) reference capacity / reference discharge depth (30%)). That is, every time a 100% discharge of a battery occurs, 6 cycles, or 0.5%, of the remaining battery life of 1200 cycles is reduced, and the remaining battery life compensation module applies it to the estimated remaining battery life. Of course, the above-described six cycles (0.5%) are provided as an example for convenience of explanation, and the battery remaining life correction value may vary depending on the type of the battery.
상술한 바와 같이, 본 실시예는 배터리 방전전류를 적산함으로써 충전 사이클을 정확하게 측정하여 배터리 잔존수명을 보다 정확하게 추정할 수 있다.
As described above, the present embodiment can more accurately estimate the remaining battery life by accurately measuring the charge cycle by integrating the battery discharge current.
다음은 본 발명에 따른 배터리 잔존수명 추정 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 후술될 내용 중 전술된 본 발명에 따른 배터리 잔존수명 추정 시스템의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.Hereinafter, a method for estimating the remaining battery life according to the present invention will be described with reference to the drawings. The description of the remaining battery life estimation system according to the present invention, which will be described later, will be omitted or briefly explained.
도 8은 본 발명에 따른 배터리 잔존수명 추정 방법의 순서도이다.8 is a flowchart of a battery remaining life estimation method according to the present invention.
본 발명에 따른 배터리 잔존수명 추정 방법은 도 8에 도시된 바와 같이, 배터리 정보를 획득하는 단계(S1)와, 배터리 잔존수명을 추정하는 단계(S2), 및 배터리 노화 상태를 출력하는 단계(S3)를 포함한다.As shown in FIG. 8, the method for estimating the remaining battery life according to the present invention includes a step S1 of obtaining battery information, a step S2 estimating the remaining battery life, and a step S3 outputting a battery aging state ).
배터리 정보를 획득하는 단계(S1)는 배터리 정보 획득부가 배터리로부터 전류 정보와 온도 정보 및 전압 정보를 획득한다.In the step S1 of acquiring battery information, the battery information acquiring unit acquires current information, temperature information, and voltage information from the battery.
배터리 잔존수명을 추정하는 단계(S2)는 배터리 정보를 획득하는 단계(S1)에서 획득된 배터리 정보를 기반으로 배터리 잔존수명 추정부가 배터리의 잔존수명을 추정한다. 이를 위해서, 배터리 잔존수명을 추정하는 단계(S2)는 방전전류를 적산하는 단계(S2-1)와, 기준 방전전류와 비교하는 단계(S2-2), 및 방전 사이클을 적산하는 단계(S2-3)를 포함한다.The step S2 of estimating the remaining battery life of the battery estimates the remaining life of the battery based on the battery information obtained in the step S1 of acquiring battery information. To this end, the step S2 of estimating the remaining battery life includes a step S2-1 of accumulating the discharge current, a step S2-2 of comparing the discharge current with the reference discharge current, and a step S2- 3).
방전전류를 적산하는 단계(S2-1)는 배터리 정보에서 전류 정보를 기반으로 방전전류 적산 모듈이 방전전류를 적산한다.In the step S2-1 of accumulating the discharge current, the discharge current integrating module integrates the discharge current based on the current information in the battery information.
기준 방전전류와 비교하는 단계(S2-2)는 방전전류를 적산하는 단계(S2-1)에서 적산된 방전전류와 기준 방전전류를 충전 사이클 추적 모듈이 비교한다.The step S2-2 of comparing the reference discharge current with the reference discharge current compares the discharge current accumulated in the step S2-1 of integrating the discharge current with the reference discharge current.
방전 사이클을 적산하는 단계(S2-3)는 기준 방전전류와 비교하는 단계(S2-2)에서 적산된 방전 전류가 기준 방전전류와 동일하면 충전 사이클 추적 모듈이 방전 사이클을 적산한다. 즉, 적산된 방전 전류가 기준 방전전류와 동일해지면 1 방전 사이클이 적산된다.In the step S2-3 of integrating the discharge cycle, if the discharge current accumulated in the step S2-2 to compare with the reference discharge current is equal to the reference discharge current, the charge cycle tracking module accumulates the discharge cycle. That is, when the accumulated discharge current becomes equal to the reference discharge current, one discharge cycle is accumulated.
배터리 노화 상태를 출력하는 단계(S3)는 기존 방전 사이클과 비교하는 단계(S2-4)에서 적산된 방전 사이클과 기준 방전 사이클을 비교하여, 배터리 잔존수명을 추정하고, 배터리 노화 상태를 출력한다. 여기서, 배터리 노화 상태는 %로 출력될 수 있다. 또한, 배터리 노화 상태 출력은 LIN 통신을 통해 수행될 수 있으며, 배터리 노화 상태는 ECU로 출력될 수 있다.The step S3 of outputting the battery aging state compares the discharge cycle accumulated in the step S2-4 to be compared with the existing discharge cycle with the reference discharge cycle to estimate the battery remaining life and output the battery aging state. Here, the battery aging state can be output in%. In addition, the battery aging state output can be performed through the LIN communication, and the battery aging state can be output to the ECU.
한편, 본 발명은 배터리 교체 여부를 판단하여 배터리가 교체된 것으로 판단되면 적산된 방전 사이클을 초기화하는 배터리 교체 판단 단계(S4, S5)를 더 포함할 수 있다. 또한, 배터리 교체 판단 단계(S4, S5)는 최대 잔존 용량 정보 생성 단계(S4)와, 내부 저항 판단에 따른 배터리 교체 여부 판단 단계(S5)를 포함한다.Meanwhile, the present invention may further include a battery replacement determination step (S4, S5) for determining whether or not the battery is replaced and initializing the accumulated discharge cycle when it is determined that the battery has been replaced. The battery replacement determination steps S4 and S5 include a maximum remaining capacity information generation step S4 and a battery replacement determination step S5 according to the internal resistance determination.
최대 잔존 용량 정보 생성 단계(S4)는 기준 충전 사이클 범위 내에서 잔존 용량 정보 중 최대 잔존 용량 정보를 생성한다. 이를 위해서, 최대 잔존 용량 정보 생성 단계(S4)는 잔존 용량 정보를 생성하는 단계(S4-1)와, 최대 잔존 용량인지 판단하는 단계(S4-2), 최대 잔존 용량 정보를 저장하는 단계(S4-3), 기준 충전 사이클과 비교하는 단계(S4-4), 및 기준 충전 사이클 내 최대 잔존 용량 정보를 저장하는 단계(S4-5)를 포함한다.The maximum remaining capacity information generation step S4 generates the maximum remaining capacity information among the remaining capacity information within the reference charging cycle range. To this end, the maximum remaining capacity information generation step S4 includes a step S4-1 of generating the remaining capacity information, a step S4-2 of determining whether the remaining capacity is the maximum remaining capacity, a step S4-4 of storing the maximum remaining capacity information -3), comparing with the reference charging cycle (S4-4), and storing the maximum remaining capacity information in the reference charging cycle (S4-5).
잔존 용량 정보를 생성하는 단계(S4-1)는 배터리 정보를 기반으로 잔존 용량 정보 생성 모듈이 배터리의 잔존 용량 정보를 생성한다.In the step S4-1 of generating the remaining capacity information, the remaining capacity information generation module generates the remaining capacity information of the battery based on the battery information.
최대 잔존 용량인지 판단하는 단계(S4-2)는 잔존 용량 정보를 생성하는 단계(S4-1)에서 생성된 잔존 용량 정보의 잔존 용량이 최대 잔존 용량인지 최대 잔존 용량 정보 생성 모듈이 판단하고, 최대 잔존 용량일 경우, 이를 저장한다.The step S4-2 of determining whether the remaining capacity is the maximum remaining capacity is determined by the maximum remaining capacity information generation module whether the remaining capacity of the remaining capacity information generated in the step S4-1 for generating the remaining capacity information is the maximum remaining capacity, If it is the remaining capacity, it is stored.
최대 잔존 용량 정보를 저장하는 단계(S4-3)는 최대 잔존 용량인지 판단하는 단계(S4-2)에서 판단된 최대 잔존 용량 정보의 최대 잔존 용량이 최대 잔존 용량일 경우, 최대 잔존 용량 정보 생성 모듈은 이를 저장한다.If the maximum remaining capacity of the maximum remaining capacity information determined in the step S4-2 to determine the maximum remaining capacity is the maximum remaining capacity, step S4-3 of storing the maximum remaining capacity information, Lt; / RTI >
기준 충전 사이클과 비교하는 단계(S4-4)는 현재 충전 사이클이 기준 충전 사이클과 동일한지 충전 사이클 추적 모듈이 판단한다. 여기서, 기준 충전 사이클은 50 충전 사이클을 예시한다. 즉, 기준 충전 사이클과 비교하는 단계(S4-4)는 기준 충전 사이클만큼 현재 진행중인 충전 사이클이 진행된 것인지 확인한다.The step S4-4 of comparing with the reference charging cycle determines whether the current charging cycle is equal to the reference charging cycle. Here, the reference charge cycle exemplifies 50 charge cycles. That is, the step S4-4 of comparing with the reference charging cycle confirms whether the charging cycle currently in progress is proceeding by the reference charging cycle.
기준 충전 사이클 내 최대 잔존 용량 정보를 저장하는 단계(S4-5)는 기준 충전 사이클과 비교하는 단계(S4-4)에서 현재 충전 사이클이 기준 충전사이클만큼 진행된 것으로 판단되면, 기준 충전 사이클 내에서 저장된 적어도 하나 이상의 최대 잔존 용량 정보 중 최대 잔존 용량 정보를 충전 사이클 추적 모듈이 저장한다.The step S4-5 of storing the maximum remaining capacity information in the reference charging cycle may include storing the maximum remaining capacity information in the reference charging cycle when the current charging cycle is determined to have advanced by the reference charging cycle in the step S4-4 of comparing with the reference charging cycle, The charge cycle tracking module stores the maximum remaining capacity information among at least one remaining maximum capacity information.
내부 저항 판단에 따른 배터리 교체 여부 판단 단계(S5)는 배터리의 내부 저항 정보와 최대 잔존 용량 정보를 기반으로 배터리 교체 여부를 판단한다. 이는 내부 저항을 측정하는 단계(S5-1)와, 기준 내부 저항과 비교하는 단계(S5-2), 배터리 교체 여부를 판단하는 단계(S5-3), 적산된 방전 사이클을 초기화하는 단계(S5-4)를 포함한다.The step S5 of determining whether or not the battery is replaced according to the determination of the internal resistance determines whether to replace the battery based on the internal resistance information of the battery and the maximum remaining capacity information. (S5-1) of measuring internal resistance, a step S5-2 of comparing with a reference internal resistance, a step S5-3 of determining whether to replace the battery, a step S5 of initializing the accumulated discharge cycle -4).
내부 저항을 측정하는 단계(S5-1)는 내부 저항 정보 생성 모듈이 배터리 정보를 기반으로 배터리의 내부 저항을 측정하고, 내부 저항 정보를 생성한다. 여기서, 내부 저항을 측정하는 단계(S5-1)는 차량 시동 시에 수행되거나, 차량 시동에 관계없이 주기적 또는 간헐적으로 수행될 수 있다.In step S5-1 of measuring the internal resistance, the internal resistance information generation module measures the internal resistance of the battery based on the battery information, and generates internal resistance information. Here, the step S5-1 of measuring the internal resistance may be performed at the start of the vehicle, or may be performed periodically or intermittently irrespective of starting of the vehicle.
기준 내부 저항과 비교하는 단계(S5-2)는 내부 저항을 측정하는 단계(S5-1)에서 생성된 내부 저항 정보의 내부 저항을 기준 내부 저항과 비교한다.The step S5-2 of comparing with the reference internal resistance compares the internal resistance of the internal resistance information generated in the step S5-1 of measuring the internal resistance with the reference internal resistance.
배터리 교체 여부를 판단하는 단계(S5-3)는 기준 내부 저항과 비교하는 단계(S5-2)에서 내부 저항이 기준 내부 저항보다 낮을 경우, 배터리 전류가 상승한 것이므로 배터리 교체 판단 모듈은 배터리가 교체된 것으로 가정한다. 따라서, 기준 충전 사이클 내 최대 잔존 용량 정보를 저장하는 단계(S4-5)에서 저장된 최대 잔존 용량 정보를 이전 최대 잔존 용량 정보로 하고, 기준 내부 저항과 비교하는 단계(S5-2)에서 내부 저항이 기준 내부 저항보다 낮아진 시점을 기준으로 기준 충전 사이클만큼 충전 사이클을 진행하여 얻어진 최대 잔존 용량 정보를 후기 최대 잔존 용량 정보로 한다. 이후, 이전 최대 잔존 용량 정보의 이전 최대 잔존 용량과 후기 최대 잔존 용량 정보의 후기 최대 잔존 용량을 비교하여, 후기 최대 잔존 용량이 이전 최대 잔존 용량보다 높다면 최종적으로 배터리가 교체된 것으로 판단한다.If the internal resistance is lower than the reference internal resistance in the step S5-2 of comparing the battery with the reference internal resistance, the battery replacement determination module determines whether the battery is replaced or not . Therefore, the maximum remaining capacity information stored in the step S4-5 of storing the maximum remaining capacity information in the reference charging cycle is set as the previous maximum remaining capacity information, and the internal resistance is compared with the reference internal resistance in the step S5-2. The maximum remaining capacity information obtained by advancing the charging cycle by the reference charging cycle on the basis of the time when the temperature becomes lower than the reference internal resistance is set as the latter maximum remaining capacity information. Thereafter, the previous maximum remaining capacity of the previous maximum remaining capacity information is compared with the latter maximum remaining capacity of the latter maximum remaining capacity information, and if the latter maximum remaining capacity is higher than the previous maximum remaining capacity, the battery is finally determined to have been replaced.
적산된 방전 사이클을 초기화하는 단계(S5-4)는 배터리 교체 여부를 판단하는 단계(S5-3)에서 배터리가 교체된 것으로 판단하면, 출력부는 배터리 교체 신호를 출력한다.In step S5-4 of initializing the accumulated discharge cycle, if it is determined in step S5-3 that the battery is replaced, the output unit outputs a battery replacement signal.
한편, 본 발명은 배터리가 과도하게 방전된 경우, 이를 배터리 잔존수명 추정에 적용하여 배터리 잔존수명을 보정하는 배터리 잔존수명을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the present invention may further include a step of correcting the remaining life of the battery to compensate for the remaining life of the battery by applying it to the remaining life estimation of the battery when the battery is excessively discharged.
배터리 잔존수명을 보정하는 단계는 배터리의 방전심도가 100%일 경우, 배터리 잔존수명 보정 모듈이 추정된 배터리 잔존수명의 0.5% 감소되도록 보정한다.The step of correcting the remaining battery life compensates the battery remaining life compensation module to reduce the estimated remaining battery life by 0.5% when the discharge depth of the battery is 100%.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 즉, 본 발명은 배터리 잔존수명 추정 시스템으로 구현되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 배터리 잔존수명 추정 시스템은 IBS(Intelligent Battery Sensor)로 구현될 수 있다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the appended claims. You will understand. That is, the present invention is implemented by a battery remaining life estimation system, but the present invention is not limited thereto, and the battery remaining life estimation system of the present invention may be implemented as an IBS (Intelligent Battery Sensor).
100: 배터리 정보 획득부 110: 전류 정보 획득 모듈
120: 온도 정보 획득 모듈 130: 전압 정보 획득 모듈
200: 배터리 잔존수명 추정부 210: 신호처리 모듈
221: 방전전류 적산 모듈 222: 충전 사이클 추적 모듈
223: 잔존 수명 추정 모듈 230: 내부 저항 판단 모듈
231: 기능 상태 정보 생성 모듈 232: 내부 저항 정보 생성 모듈
240: 전류충전 상태 판단 모듈 241: 잔존 용량 정보 생성 모듈
242: 최대 잔존 용량 정보 생성 모듈
243: 최대 잔존 용량 판단 모듈 244: 배터리 교체 판단 모듈
250: 출력부 300: ECU100: Battery information acquisition unit 110: Current information acquisition module
120: Temperature information acquisition module 130: Voltage information acquisition module
200: Battery remaining life estimation unit 210: Signal processing module
221: discharge current accumulation module 222: charge cycle tracking module
223: Remaining life estimation module 230: Internal resistance determination module
231: Function state information generation module 232: Internal resistance information generation module
240: current charge status determination module 241: remaining capacity information generation module
242: Maximum remaining capacity information generation module
243: Maximum remaining capacity determination module 244: Battery replacement determination module
250: output unit 300: ECU
Claims (8)
상기 전류 정보를 기반으로 배터리의 방전전류를 기준 방전전류만큼 적산하여 하나의 충전 사이클로 정의하고, 충전 사이클이 기준 충전 사이클이 되면 배터리 잔존수명이 없는 것으로 판단하는 배터리 잔존수명 추정부를 포함하며,
상기 배터리 잔존수명 추정부는, 상기 전류 정보로 상기 배터리의 방전전류를 기준 방전전류만큼 적산하여 하나의 충전 사이클로 정의하는 방전전류 적산 모듈과, 상기 충전 사이클과 기준 충전 사이클을 비교하는 충전 사이클 추적 모듈, 및 상기 충전 사이클과 기준 충전 사이클의 비교결과로 상기 배터리의 잔존수명을 추정하는 잔존수명 추정 모듈을 포함하고,
상기 배터리의 교체 여부를 감지하는 배터리 교체 감지 모듈을 포함하며, 상기 배터리 교체 감지 모듈은, 상기 배터리의 내부 저항이 기준 내부 저항보다 낮은지 판단하는 내부 저항 판단 모듈과, 상기 내부 저항이 기준 내부 저항보다 낮을 경우, 상기 내부 저항 판단 모듈이 내부 저항을 판단한 시점 이전의 기준 충전 사이클 범위 내의 최대 잔존 용량과, 상기 내부 저항 판단 모듈이 내부 저항을 판단한 시점 이후의 기준 충전 사이클 범위 내의 최대 잔존 용량을 비교하는 전류충전 상태 판단 모듈, 및 상기 내부 저항 판단 모듈이 내부 저항을 판단한 시점 이전의 기준 충전 사이클 범위 내의 최대 잔존 용량이, 상기 내부 저항 판단 모듈이 내부 저항을 판단한 시점 이후의 기준 충전 사이클 범위 내의 최대 잔존 용량보다 낮을 경우 배터리가 교체된 것으로 판단하는 배터리 교체 판단 모듈을 포함하고,
상기 잔존수명 추정 모듈에서 추정된 배터리의 잔존수명을 보정하는 배터리 잔존수명 보정 모듈을 포함하며, 상기 배터리 잔존수명 보정 모듈은, 상기 배터리의 방전심도(Depth Of Discharge, DOD)가 100%일 경우, 상기 추정된 배터리의 잔존수명을 일정량 감소시키되, 상기 일정량은 배터리 잔존수명 보정값이며,
상기 배터리 잔존수명 보정값은,
기존 방전심도 100미만(30%) 잔존 수명-(방전심도 100미만(30%)기준 기대 용량/기준 방전심도(30%))이고,
상기 방전심도 100미만(30%)기준 기대 용량은,
(방전심도 30%기준 배터리 최대 누적용량/방전심도 100%기준 배터리 최대 누적용량)×1회 방전 시 방전심도이며,
상기 방전심도 30%기준 배터리 최대 누적용량은 30이고,
상기 방전심도 100%기준 배터리 최대 누적용량은 100이며,
상기 1회 방전 시 방전심도는 100인 배터리 잔존수명 추정 시스템.A battery information acquiring unit for acquiring battery information including current information from the battery;
And a battery remaining life estimating unit for accumulating the discharge current of the battery by the reference discharge current to define one charging cycle based on the current information and determining that there is no remaining battery life when the charging cycle reaches the reference charging cycle,
The battery remaining life estimating unit includes a discharging current integrating module for integrating the discharging current of the battery with the reference discharging current and defining the discharging current as one charging cycle with the current information, a charging cycle tracking module for comparing the charging cycle with a reference charging cycle, And a remaining life estimation module for estimating a remaining life of the battery as a result of comparing the charging cycle with a reference charging cycle,
Wherein the battery replacement detection module includes an internal resistance determination module that determines whether an internal resistance of the battery is lower than a reference internal resistance, The maximum remaining capacity within the reference charging cycle range before the internal resistance determination module determines the internal resistance and the maximum remaining capacity within the reference charging cycle range after the internal resistance determination module determines the internal resistance are compared And a maximum remaining capacity within a reference charging cycle range before the internal resistance judging module judges the internal resistance is less than a maximum remaining capacity within a reference charging cycle range after the internal resistance judging module judges the internal resistance, Replace the battery if it is lower than the remaining capacity Including battery replacement determination module determines to and
And a battery remaining life correction module for correcting a remaining life of the battery estimated by the remaining life estimation module, wherein the battery remaining life correction module calculates a remaining life of the battery when the Depth of Discharge (DOD) of the battery is 100% Wherein the estimated remaining life of the battery is reduced by a certain amount,
The battery remaining lifetime correction value may be calculated by:
(30%) residual discharge life - (expected discharge capacity / reference discharge depth (30%) based on discharge depth less than 100 (30%))
The expected capacity below the discharge depth of 100 (30%),
(The maximum cumulative capacity of the battery at a discharge depth of 30% / the maximum accumulated capacity of the battery at a discharge depth of 100%) × the discharge depth at the time of discharge,
The maximum cumulative capacity of the battery at a discharge depth of 30% is 30,
The maximum cumulative capacity of the battery at a discharge depth of 100% is 100,
And the discharge depth at the time of one discharge is 100.
상기 전류 정보를 기반으로 배터리의 방전전류를 기준 방전전류만큼 적산하여 하나의 충전 사이클로 정의하고, 배터리 잔존수명 추정부가 상기 충전 사이클을 기준 충전 사이클과 비교하여 상기 배터리의 잔존수명을 추정하는 단계를 포함하며,
상기 전류 정보를 기반으로 배터리의 방전전류를 기준 방전전류만큼 적산하여 하나의 충전 사이클로 정의하고, 배터리 잔존수명 추정부가 상기 충전 사이클을 기준 충전 사이클과 비교하여 상기 배터리의 잔존수명을 추정하는 단계는, 배터리 정보에서 전류 정보를 기반으로 방전전류 적산 모듈이 방전전류를 적산하는 단계와, 상기 적산된 방전전류와 기준 방전전류를 충전 사이클 추적 모듈이 비교하는 단계, 상기 적산된 방전 전류가 기준 방전전류와 동일하면 충전 사이클 추적 모듈이 1 방전 사이클로 적산하는 단계, 상기 적산된 방전 사이클과 기준 방전 사이클을 비교하고, 상기 적산된 방전 사이클이 상기 기준 방전 사이클과 대비하여 잔존 수명 추정 모듈이 상기 배터리의 잔존수명을 추정하는 단계를 포함하며,
상기 배터리의 최대 잔존 용량 정보를 최대 잔존 용량 정보 생성 모듈이 생성하는 단계, 및 특정 충전 사이클에서 상기 배터리의 내부 저항이 기준 내부 저항보다 낮을 경우, 상기 특정 충전 사이클 이전의 최대 잔존 용량과 상기 특정 충전 사이클 이후의 최대 잔존 용량을 비교하여, 상기 특정 충전 사이클 이전의 최대 잔존 용량이 상기 특정 충전 사이클 이후의 최대 잔존 용량보다 낮으면 배터리 교체 판단 모듈이 상기 배터리가 교체된 것으로 판단하는 단계를 포함하고,
상기 전류 정보를 기반으로 배터리의 방전전류를 기준 방전전류만큼 적산하여 하나의 충전 사이클로 정의하고, 충전 사이클이 기준 충전 사이클이 되면 배터리 잔존수명이 없는 것으로 배터리 잔존수명 추정부가 판단하는 단계에서, 판단된 배터리 잔존수명을 배터리 잔존수명 보정 모듈이 보정하는 단계를 포함하며,
상기 배터리 잔존수명을 배터리 잔존수명 보정 모듈이 보정하는 단계는,
상기 배터리의 방전심도(Depth Of Discharge, DOD)가 100%일 경우, 상기 판단된 배터리의 잔존수명을 배터리 잔존수명 보정 모듈이 일정량 감소시키는 단계를 포함하되, 상기 일정량은 배터리 잔존수명 보정값이며,
상기 배터리 잔존수명 보정값은,
기존 방전심도 100미만(30%) 잔존 수명-(방전심도 100미만(30%)기준 기대 용량/기준 방전심도(30%))이고,
상기 방전심도 100미만(30%)기준 기대 용량은,
(방전심도 30%기준 배터리 최대 누적용량/방전심도 100%기준 배터리 최대 누적용량)×1회 방전 시 방전심도이며,
상기 방전심도 30%기준 배터리 최대 누적용량은 30이고,
상기 방전심도 100%기준 배터리 최대 누적용량은 100이며,
상기 1회 방전 시 방전심도는 100인 배터리 잔존수명 추정 방법.Acquiring battery information including current information from the battery,
And a step of estimating a remaining lifetime of the battery by comparing the charging current with a reference charging cycle by a battery remaining life estimating unit by integrating the discharging current of the battery by the reference discharging current based on the current information and defining the charging current as one charging cycle In addition,
Wherein the step of estimating the remaining service life of the battery by comparing the charge current of the battery with the reference charge current by integrating the discharge current of the battery by the reference discharge current to define one charge cycle based on the current information, The method comprising the steps of: integrating a discharge current by a discharge current integrating module based on current information in battery information; comparing the integrated discharge current with a reference discharge current by a charge cycle tracking module; The charging cycle tracking module integrating the charging cycle tracking module into one discharging cycle, comparing the accumulated discharging cycle with a reference discharging cycle, and comparing the accumulated discharging cycle with the reference discharging cycle, , ≪ / RTI >
A maximum remaining capacity information generation module for generating a maximum remaining capacity information of the battery by the maximum remaining capacity information generation module; and, when the internal resistance of the battery is lower than a reference internal resistance in a specific charging cycle, And determining that the battery is replaced when the maximum remaining capacity before the specific charging cycle is lower than the maximum remaining capacity after the specific charging cycle,
The battery remaining life estimating part determines that the remaining battery life is not available when the charging cycle becomes the reference charging cycle by integrating the discharge current of the battery by the reference discharge current based on the current information and defining it as one charging cycle, Wherein the battery remaining life correction module corrects the battery remaining life,
The step of the battery remaining life correction module correcting the remaining battery life includes:
And decreasing a remaining life of the battery by a predetermined amount when the discharge depth (DOD) of the battery is 100%, wherein the predetermined amount is a battery remaining lifetime correction value,
The battery remaining lifetime correction value may be calculated by:
(30%) residual discharge life - (expected discharge capacity / reference discharge depth (30%) based on discharge depth less than 100 (30%))
The expected capacity below the discharge depth of 100 (30%),
(The maximum cumulative capacity of the battery at a discharge depth of 30% / the maximum accumulated capacity of the battery at a discharge depth of 100%) × the discharge depth at the time of discharge,
The maximum cumulative capacity of the battery at a discharge depth of 30% is 30,
The maximum cumulative capacity of the battery at a discharge depth of 100% is 100,
Wherein the discharge depth at the time of one discharge is 100. The method of claim 1,
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