KR101930647B1 - Apparatus and Method for Estimating Capacity of Battery Using Second Order Differential Voltage Curve - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 관리에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 배터리의 진단에 관한 것이다.The present invention relates to battery management, and more particularly, to diagnosis of a battery.
일반적인 배터리의 경우 제작과정 중 결함이 발생하거나 배터리 사용시 발생되는 과방전 또는 과충전으로 인해 내부 단락이 발생할 수 있다. 내부 단락이 발생하면 배터리는 자가 방전으로 인한 성능 저하를 일으키게 되고 내부 단락이 심해질수록 배터리 내부에서 발생되는 열에 의해 폭발과 화재를 동반하는 열폭주와 같은 위험한 상황이 발생될 수 있다. 따라서 배터리 내부 단락을 조기에 진단하여 사용자에게 배터리의 교체시기를 알려주는 것은 매우 중요하다.In the case of a conventional battery, an internal short circuit may occur due to a defect in the manufacturing process or an over discharge or overcharge occurring when the battery is used. If an internal short occurs, the battery will degrade due to self-discharge. As the internal short circuit increases, heat generated inside the battery can cause dangerous situations such as heat runaway accompanied by explosion and fire. Therefore, it is very important to diagnose the short-circuit inside the battery early so that the user can know when to replace the battery.
이러한 중요성으로 인해 배터리 내부 단락을 진단하기 위한 많은 기술들이 제안된 바 있다. 그 중 선행문헌 1(Xia, B. Multiple cell lithium-ion battery system electric fault online diagnostics. In Proceedings of the 2015 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC), Dearborn, MI, USA, 14-17 June 2015; 1-7쪽)에서는 배터리 내부 단락이 발생하였을 때 단자 전압이 감소하고 내부 열이 증가하는 현상을 이용하여 문턱 값을 설정하고 이를 이용하여 내부 단락을 진단하는 방법을 제안한 바 있다. 하지만 문턱 값을 구하기 위해서는 배터리에 임의로 내부 단락을 발생시키는 사전 실험이 요구된다는 단점을 가지고 있다.Due to this importance, many techniques have been proposed for diagnosing internal battery shorts. Among them, Xia, B. Multiple cell lithium-ion battery system electric fault online diagnostics. In Proceedings of the 2015 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC), Dearborn, MI, USA, 14-17 June 2015; 1 -7) has proposed a method of diagnosing an internal short circuit by setting a threshold value using a phenomenon in which terminal voltage decreases and internal heat increases when an internal short circuit occurs in the battery. However, in order to obtain the threshold value, there is a disadvantage in that a preliminary experiment for generating an arbitrary internal short circuit in the battery is required.
따라서, 선행문헌1에서 제시된 방법의 단점을 보완하기 위해 배터리 등가 회로 모델을 이용한 파라미터 추정 기반의 내부 단락 기법들이 제안된 바 있다. 그 중 선행문헌 2(Ouyang, M. Internal short circuit detection for battery pack using equivalent parameter and consistency method. J. Power Sources 2015, 294, 272-283쪽)에서는 정상 배터리와 내부 단락이 발생된 배터리의 등가 회로 모델을 이용하여 특성 파라미터를 추정함으로써 내부 단락을 진단하는 방법을 제안한 바 있다. 하지만 이 방법은 내부 단락이 발생된 한 개의 배터리와 여러 개의 정상 배터리가 직렬로 연결된 상황에서만 사용될 수 있다는 단점과 모든 배터리의 단자 전압이 측정되어 제공되어야 한다는 단점을 가지고 있다.Therefore, to overcome the disadvantages of the method presented in the
다른 선행문헌 3(Feng, X. Online internal short circuit detection for a large format lithium ion battery. Appl . Energy 2016, 161, 168-180쪽)에서는 배터리에 내부 단락이 발생했을 때 정상 배터리의 등가 회로 모델과 열 평형 방정식으로부터 추정되는 파라미터의 변화를 이용하여 내부 단락을 진단하는 방법을 제안한 바 있다. 하지만 이 방법은 배터리에 가해지는 부하전류 종류에 따라 파라미터 변화 정도가 달라지기 때문에 정확한 내부 단락 진단에 어려움이 있다는 단점이 있다.Another prior art document 3 (Feng, X. Online internal short circuit detection for a large format lithium ion battery, Appl . Energy 2016, 161 , 168-180) describes an equivalent circuit model of a normal battery when an internal short- A method of diagnosing an internal short circuit using a parameter change estimated from a thermal equilibrium equation has been proposed. However, this method has a disadvantage in that it is difficult to accurately diagnose an internal short circuit because the degree of parameter change depends on the type of load current applied to the battery.
따라서, 배터리 내부 단락을 정확하게 진단할 수 있는 새로운 방법이 요구된다.Therefore, a new method for accurately diagnosing an internal short circuit of the battery is required.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배터리의 내부단락 발생시 자가 방전 현상으로 인한 배터리의 충전상태(SOC) 변화를 이용하여 배터리의 내부단락저항을 추정할 수 있는 배터리 내부단락 진단장치 및 방법을 제공하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a battery internal short circuit diagnosis device and method capable of estimating an internal short circuit resistance of a battery using a change in SOC of a battery due to a self- As a technical feature thereof.
또한, 본 발명은 배터리 내부단락저항의 변화를 기초로 배터리의 내부 단락으로 인한 고장 정도를 결정할 수 있는 배터리 내부단락 진단장치 및 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 특징으로 한다.Another aspect of the present invention is to provide an apparatus and method for diagnosing an internal short circuit in a battery, which can determine the degree of failure due to an internal short circuit of the battery based on a change in internal short circuit resistance of the battery.
또한, 본 발명은 배터리 내부단락저항의 초기값을 기초로 배터리 등가 회로모델을 갱신할 수 있는 배터리 내부단락 진단장치 및 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 특징으로 한다.It is another feature of the present invention to provide an apparatus and method for diagnosing an internal battery short circuit that can update a battery equivalent circuit model based on an initial value of an internal short circuit resistance of a battery.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 내부 단락 진단 장치는, 테스트 배터리를 개방회로전압(OCV: Open Circuit Voltage)을 갖는 전압원 및 상기 전압원에 직렬로 연결된 내부저항으로 구성된 등가회로모델로 모델링하는 모델링부; 상기 테스트 배터리에 인가되는 부하전류를 상기 등가회로모델의 회귀자(Regressor)로 설정하고, 상기 회귀자를 상기 등가회로모델에 적용하여 획득되는 추정단자전압 및 상기 테스트 배터리에서 측정되는 측정단자전압을 이용하여 상기 개방회로전압을 추정하는 개방회로전압 추정부; 상기 추정된 개방회로전압에 대응되는 상기 테스트 배터리의 충전상태(State of Charge: SOC)를 결정하는 충전상태 결정부; 및 내부단락저항 산출시점이 되면 상기 결정된 충전상태를 이용하여 상기 내부단락저항을 산출하는 내부단락저항 산출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for diagnosing an internal short circuit in a battery, the apparatus comprising: a test battery having an equivalent circuit model including a voltage source having an open circuit voltage (OCV) and an internal resistance connected in series to the voltage source; A modeling unit for modeling the object; A load current to be applied to the test battery is set to a regressor of the equivalent circuit model and an estimated terminal voltage obtained by applying the regenerator to the equivalent circuit model and a measurement terminal voltage measured in the test battery are used An open circuit voltage estimator for estimating the open circuit voltage; A charge state determiner for determining a state of charge (SOC) of the test battery corresponding to the estimated open circuit voltage; And an internal short-circuit resistance calculating unit for calculating the internal short-circuiting resistance using the determined charging state when the internal short-circuiting resistance is calculated.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 내부 단락 진단 방법은, 테스트 배터리에 부하전류를 인가하여 상기 테스트 배터리의 측정단자전압을 획득하는 단계; 개방회로전압을 갖는 전압원 및 상기 전압원에 직렬로 연결된 내부저항으로 구성된 상기 테스트 배터리의 등가회로모델에 상기 부하전류가 행렬식으로 정의된 회귀자를 적용하여 추정단자전압을 획득하는 단계; 상기 추정단자전압 및 상기 측정단자전압을 이용하여 상기 개방회로전압을 추정하고, 상기 추정된 개방회로전압에 대응되는 상기 테스트 배터리의 충전상태(State of Charge: SOC)를 결정하는 단계; 및 내부단락저항 산출시점이 되면 상기 결정된 충전상태를 이용하여 상기 내부단락저항을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of diagnosing an internal short circuit of a battery, comprising: obtaining a measurement terminal voltage of the test battery by applying a load current to the test battery; Obtaining an estimated terminal voltage by applying a regenerator in which the load current is defined in a matrix, to an equivalent circuit model of the test battery, which is composed of a voltage source having an open circuit voltage and an internal resistance connected in series to the voltage source; Estimating the open circuit voltage using the estimated terminal voltage and the measured terminal voltage, and determining a state of charge (SOC) of the test battery corresponding to the estimated open circuit voltage; And calculating the internal short-circuiting resistance using the determined charging state when the internal short-circuiting resistance is calculated.
본 발명에 따르면, 배터리의 내부단락 발생시 자가 방전 현상으로 인한 배터리의 충전상태(SOC) 변화를 이용하여 배터리의 내부단락저항을 추정하기 때문에, 추정된 배터리 내부단락저항의 정확도롤 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, since the internal short-circuit resistance of the battery is estimated using the change in the state of charge (SOC) of the battery due to the self-discharge phenomenon in the event of an internal short circuit of the battery, the accuracy of the estimated internal short- .
또한, 본 발명에 따르면 배터리 내부단락저항의 변화를 기초로 내부 단락으로 인한 배터리의 고장 정도를 구분하고, 그 결과를 조기에 사용자에게 통지함으로써 내부단락에 의한 자가 방전으로 인한 배터리의 성능 저하와 열폭주로 인한 폭발 위험을 사전에 방지할 수 있다는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the degree of failure of a battery due to an internal short circuit is classified on the basis of a change in internal short-circuit resistance of the battery, and the result is notified to the user at an early stage, There is an effect that the risk of explosion due to runaway can be prevented in advance.
또한, 본 발명에 따르면 배터리 내부단락저항의 초기값을 기초로 배터리 등가회로모델을 갱신하고, 갱신된 배터리 등가회로모델을 이용하여 배터리 내부단락저항을 갱신하기 때문에 배터리 내부단락저항의 추정 오차를 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.Further, according to the present invention, the battery equivalent circuit model is updated based on the initial value of the battery internal short-circuit resistance, and the battery internal short-circuit resistance is updated using the updated battery equivalent circuit model, so that the estimation error of the battery internal short- It is effective.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 내부단락 진단장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 2는 테스트 배터리에 인가되는 부하전류파형의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 전압원과 내부저항으로 구성된 초기등가회로모델을 보여주는 도면이다.
도 4는 개방회로전압-충전상태 곡선의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 전압원과 내부저항과 내부단락저항으로 구성된 갱신등가회로모델을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 따른 배터리 내부단락 진단방법을 보여주는 플로우차트이다.1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an apparatus for diagnosing an internal short circuit of a battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing an example of a load current waveform applied to a test battery.
3 is a diagram showing an initial equivalent circuit model composed of a voltage source and an internal resistance.
4 is a diagram showing an example of an open-circuit voltage-charge state curve.
5 is a diagram showing an updated equivalent circuit model composed of a voltage source, an internal resistor, and an internal short-circuiting resistor.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an in-battery short circuit diagnosis method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described herein should be understood as follows.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.The word " first, " " second, " and the like, used to distinguish one element from another, are to be understood to include plural representations unless the context clearly dictates otherwise. The scope of the right should not be limited by these terms.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the terms "comprises" or "having" does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.It should be understood that the term " at least one " includes all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of " at least one of the first item, the second item and the third item " means not only the first item, the second item or the third item, but also the second item and the second item among the first item, Means any combination of items that can be presented from more than one.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 내부단락 진단장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 내부단락 진단장치(100)는 전류인가부(110), 측정단자전압 획득부(120), 모델링부(130), 개방회로전압 추정부(140), 및 충전상태 결정부(150), 내부단락저항 산출부(160)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 내부단락 진단장치(100)는 모델갱신부(170), 저장부(180), 및 고장 진단부(190)를 더 포함할 수 있다.1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an apparatus for diagnosing an internal short circuit of a battery according to an embodiment of the present invention. 1, an
전류인가부(110)는 테스트 배터리(105)에 부하전류를 인가함으로써 테스트 배터리(105)를 충전시킨다. 일 실시예에 있어서, 전류인가부(110)는 단일 파형을 갖는 부하전류를 테스트 배터리(105)에 지속적으로 인가할 수 있다. 이때, 단일파형의 조건은 개방회로전압 추정부(140)에 의해 정확한 개방회로전압이 추정될 수 있도록 전류 변동 주파수가 미리 정해진 기준 속도 이상이어야 하고, 측정 샘플 속도가 전류 변동에 비해서 충분히 빨라야 한다. 도 2에 본 발명에 따른 전류인가부(110)에 의해 테스트 배터리(105)에 인가되는 전류파형이 도시되어 있다.The
측정단자전압 획득부(120)는 전류인가부(110)에 의해 테스트 배터리(105)에 부하전류가 인가됨에 의해 테스트 배터리(105)에서 발생되는 단자전압(이하, '측정단자전압'이라 함)을 측정한다. 측정단자전압 획득부(120)는 획득된 측정단자전압을 개방회로전압 추정부(140)로 제공한다.The measuring terminal
모델링부(130)는 테스트 배터리(105)를 등가회로모델(이하, '초기등가회로모델'이라 함)로 모델링한다. 일 실시예에 있어서, 모델링부(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 테스트 배터리(105)를 개방회로전압을 갖는 전압원(310) 및 전압원(310)에 직렬로 연결된 내부저항(320, R)으로 구성된 등가회로모델로 모델링할 수 있다. 테스트 배터리(105)에서 내부단락저항은 내부저항보다 매우 큰 값을 가지기 때문에 모델링부(130)는 도 3에 도시된 바와 같은 형태로 테스트 배터리(105)를 모델링할 수 있다.The
도 3에 도시된 바와 같은 등가회로모델로부터 아래의 수학식에 기재된 바와 같은 관계가 도출된다.From the equivalent circuit model as shown in FIG. 3, the relationship as described in the following equation is derived.
수학식 1에서 는 등가회로모델을 통해 추정에 의해 획득되는 추정단자전압을 나타내고, 는 등가회로모델을 통해 추정할 개방회로전압을 나타내며, R은 내부저항을 나타내고, I(k)는 부하전류를 나타낸다.In Equation (1) Represents an estimated terminal voltage obtained by estimation through an equivalent circuit model, Represents an open circuit voltage to be estimated through an equivalent circuit model, R represents an internal resistance, and I (k) represents a load current.
수학식 1을 행렬식으로 정리하면 아래의 수학식 2가 도출된다. The following equation (2) is derived by summarizing Equation (1) as a determinant.
개방회로전압 추정부(140)는 부하전류, 측정단자전압, 및 등가회로모델을 기초로 순환최소자승법(Recursive Least Squares)을 이용하여 개방회로전압(Open circuit voltage: OCV)을 추정한다. 순환최소자승법의 적용을 위해 개방회로전압 추정부(140)는 아래의 수학식 3을 이용하여 회귀자(Regressor)를 정의하고, 수학식 4를 이용하여 매개변수를 정의한다.The open circuit
수학식 3에서 는 부하전류에 관련된 행렬식으로 정의되는 회귀자를 나타내고, 는 추정대상이 되는 개방회로전압과 내부저항에 관련된 행렬식으로 정의되는 매개변수를 나타낸다. In
이에 따라, 수학식 2는 아래의 수학식5와 같이 정리된다.Accordingly, Equation (2) is summarized as Equation (5) below.
이때, 수학식 4에 정의된 매개변수는 부하전류 및 측정단자전압을 포함하는 샘플이 얻어질 때마다 아래의 수학식 6에 따라 갱신된다.At this time, the parameters defined in
수학식 6에서 P(K-1)는 공분산을 나타내는 것으로서 아래의 수학식 7을 기초로 획득할 수 있고, e(k)는 측정단자전압과 등가회로모델의 출력에 해당하는 추정단자전압간의 차이인 매개변수에 대한 출력오차값을 나타내는 것으로서 수학식 8과 정의된다.In Equation (6), P (K-1) represents the covariance and can be obtained based on Equation (7) below. E (k) is the difference between the measured terminal voltage and the estimated terminal voltage corresponding to the output of the equivalent circuit model Lt; RTI ID = 0.0 > (8) < / RTI >
상술한 바와 같은 조건하에서 개방회로전압 추정부(140)는 아래의 수학식 9를 목적함수로 하는 순환최소자승법을 이용하여 n개의 샘플에 대한 출력오차값의 제곱의 합이 최소가 되게 하는 매개변수를 추정한다. 이때, 순환최소자승법의 적용을 위해 개방회로전압 추정부(140)는 초기 측정 단자 전압과 임의의 미리 정해진 저항값을 각각 개방회로전압 및 내부저항의 초기값으로 설정할 수 있다.Under the above-described conditions, the open
수학식 9에서 J(n)은 n개의 샘플에 대해 적용된 목적함수를 나타내고, λ는 가중치(forgetting factor)를 나타낸다. 이때, λ는 순환최소자승법의 측정 데이터간의 신뢰도를 현재시점에서 가까운 측정시점의 데이터가 높은 비중을 차지할 수 있도록 하는 값을 설정된다. 일 예로, λ는 0과 1 사이의 값을 가지면서 1에 가까운 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 0.1초 주기 샘플에 대해 λ는 0.995로 설정될 수 있다.In Equation (9), J (n) denotes an objective function applied to n samples, and? Denotes a forgetting factor. At this time,? Is set such that the reliability of the measurement data of the cyclic least squares method can occupy a high specific gravity of the data at the measurement point close to the present point in time. For example, lambda may be set to a value close to 1, with a value between 0 and 1. For example, for a 0.1 second periodic sample, lambda may be set to 0.995.
개방회로전압 추정부(140)는 상술한 수학식 9를 이용하여 개방회로전압과 함께 내부저항도 함께 추정할 수 있다.The open circuit
충전상태 결정부(150)는 개방회로전압 추정부(140)에 의해 추정된 개방회로전압을 이용하여 개방회로전압에 해당하는 테스트 배터리(105)의 충전상태(State of Charge: SOC)를 결정한다. 일 실시예에 있어서, 충전상태 결정부(150)는 사용되지 않은 신규 배터리를 이용하여 미리 산출된 개방회로전압-충전상태 곡선 상에서 개방회로전압에 매칭되어 있는 충전상태를 개방회로전압에 대응되는 충전상태로 결정할 수 있다. 개방회로전압-충전상태 곡선의 일 예가 도 4에 도시되어 있다.The charge
다른 실시예에 있어서, 개방회로전압과 충전상태는 역수관계로 근사화될 수 있기 때문에 충전상태 결정부(150)는 개방회로전압의 역수값을 추정된 개방회로전압에 대응되는 충전상태로 결정할 수도 있다.In another embodiment, since the open circuit voltage and the charge state can be approximated in reciprocal relationship, the charge
내부단락저항 산출부(160)는 내부단락저항 산출시점이 되면 테스트 배터리(105)의 전체용량, 부하전류, 측정단자전압, 및 충전상태를 이용하여 테스트 배터리(105)의 내부단락저항을 산출한다. 일 실시예에 있어서, 내부단락저항 산출부(160)는 아래의 수학식 10을 이용하여 내부단락저항을 산출할 수 있다.The internal short-circuit
수학식에서 10에서 RISC는 내부단락저항을 나타내고, Cmax는 테스트 배터리(105)의 전체 용량을 나타내며, T는 샘플링 주기를 나타내고, I(n)은 n번째 샘플의 부하전류를 나타내며, Vt(n)은 n번째 샘플의 측정단자전압을 나타내고, SOC(1)은 추정된 개방회로전압을 기초로 결정된 첫 번째 충전상태(충전상태 초기값)을 나타내고, SOC(k)는 k번째 샘플에 대해 추정된 개방회로전압을 기초로 결정된 충전상태를 나타낸다.I (n) represents the load current of the n-th sample, and Vt (n) represents the load current of the n-th sample. In the equation, R ISC represents the internal short- circuit resistance, Cmax represents the total capacity of the
일 실시예에 있어서 내부단락저항 산출부(160)는 충전상태 결정부(150)에 의해 결정된 충전상태와 미리 정해진 충전상태 기준치를 비교하고, 결정된 충전상태가 충전상태 기준치 이하가 되면 내부단락저항 산출시점이 도래한 것으로 결정할 수 있다. 본 발명에 따른 내부단락저항 산출부(160)가 결정된 충전상태가 기준치 이하가 될 때 내부단락저항을 산출하는 이유는, 결정된 충전상태가 기준치 이하가 된다는 것은 내부단락저항의 발생으로 인한 자가방전현상에 의해 테스트 배터리(105)의 충전상태가 급감했다는 것을 의미하는 것이기 때문이다.In one embodiment, the internal short-circuit
모델갱신부(170)는 내부단락저항 산출부(160)에 의해 테스트 배터리(105)의 내부단락저항이 산출되면, 산출된 내부단락저항을 이용하여 모델링부(120)에 의해 모델링된 초기등가회로모델을 갱신한다. 모델갱신부(170)는 내부단락저항 산출부(160)에 의해 내부단락저항이 산출되는 시점부터 동작하게 된다.When the internal short-circuit resistance of the
구체적으로, 모델갱신부(170)는 도 3에 도시된 바와 같은 초기등가회로모델을 도 5에 도시된 바와 같은 등가회로모델로 갱신한다. 즉, 모델갱신부(170)는 도 3에 도시된 등가회로모델을 개방회로전압을 갖는 전압원(310), 전압원(310)에 직렬로 연결된 내부저항(320, R), 및 내부저항(320)에 병렬로 연결된 내부단락저항(330, RISC)으로 구성된 등가회로모델로 갱신한다. 이러한 모델갱신부(170)에 의해 테스트 배터리(105)가 내부단락저항 산출부(160)에 의해 처음 산출된 내부단락저항이 포함된 등가회로모델로 모델링된다.Specifically, the
도 5에 도시된 바와 같은 갱신된 등가회로모델로부터 아래의 수학식에 기재된 바와 같은 추가적인 관계가 도출된다.An additional relationship is derived from the updated equivalent circuit model as shown in FIG. 5 as described in the following equation.
상술한 수학식에서 는 부하전류를 나타내고, 는 내부저항에 흐르는 전류를 나타내며, 는 내부단락저항에 흐르는 전류를 나타낸다.In the above equation Represents the load current, Represents the current flowing in the internal resistance, Represents the current flowing in the internal short-circuiting resistor.
이에 따라, 수학식 3에서 정의된 회귀자는 아래의 수학식 15와 같이 갱신된다.Accordingly, the regressor defined in Equation (3) is updated as shown in Equation (15) below.
이와 같이, 본 발명에 따르면 모델갱신부(170)가 내부단락저항 산출부(160)에 의해 최초 산출된 내부단락저항을 기초로 배터리 등가회로모델을 재모델링하고, 내부단락저항 산출부(160)는 재모델링된 등가회로모델을 기초로 획득되는 개방회로전압 및 충전상태를 이용하여 배터리 내부단락저항을 갱신하기 때문에 배터리 내부단락저항의 추정 오차를 감소시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the
한편, 본 발명에 따름 모델갱신부(170)는 갱신된 등가회로모델을 기초로 내부단락저항 산출부(160)에 의해 기 산출된 내부단락저항이 새로운 내부단락저항으로 갱신될될때마다 도 5에 도시된 바와 같은 등가회로모델의 내부단락저항을 갱신된 내부단락저항으로 대체함에 의해 모델갱신을 반복적으로 수행한다.On the other hand, in accordance with the present invention, the
저장부(180)에는 개방회로전압 추정부(130)에 의해 추정된 n개의 개방회로전압들, n개의 부하전류, n개의 측정단자전압, n개의 충전된 충전상태, n개의 내부단락저항, 및 순환최소자승법 적용시 갱신에 필요한 매개변수 와 공분산 이 저장된다. The
고장 진단부(190)는 저장부(180)에 저장되어 있는 미리 정해진 기간 동안 산출된 내부단락저항들의 평균값을 산출하고, 산출된 내부단락저항들의 평균값을 이용하여 테스트 배터리(105)의 내부단락으로 인한 고장 정도를 진단한다.The
일 실시예에 있어서, 고장 진단부(190)는 내부단락저항들의 평균값이 제1 기준값 이상일 경우 테스트 배터리(105)의 내부단락이 발생된 것으로 판단하여 이를 사용자에게 통지할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면 고장 진단부(190)를 통해 내부단락 발생여부를 판단할 수 있기 때문에 내부단락에 의한 자가방전으로 인한 배터리의 성능 저하와 열폭주로 인한 폭발 위험을 사전에 방지할 수 있게 된다.In one embodiment, the
이하, 본 발명에 따른 배터리 내부단락 진단방법에 대해 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 내부단락 진단방법을 보여주는 플로우차트이다. 도 6에 도시된 배터리 내부단락 진단방법은 도 1에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 배터리 내부단락 진단장치에 의해 수행될 수 있다.Hereinafter, a method for diagnosing an internal short circuit of a battery according to the present invention will be described. 6 is a flowchart illustrating a method for diagnosing an internal short circuit of a battery according to an embodiment of the present invention. The internal battery short-circuit diagnosis method shown in FIG. 6 may be performed by an internal battery short-circuit diagnosis apparatus having a configuration as shown in FIG.
도 6에 도시된 바와 같이, 배터리 내부단락 진단장치는 테스트 배터리에 부하전류를 인가함으로써 테스트 배터리의 측정단자전압을 획득한다(S600). 이때, 테스트 배터리에 인가되는 전류는 단일파형일 수 있고, 일 예가 도 2에 도시되어 있다.As shown in FIG. 6, the battery internal short-circuit diagnosis apparatus obtains the measurement terminal voltage of the test battery by applying a load current to the test battery (S600). At this time, the current applied to the test battery may be a single waveform, and an example is shown in Fig.
이후, 배터리 내부단락 진단장치는 개방회로전압을 갖는 전압원 및 전압원에 직렬로 연결된 내부저항으로 구성된 테스트 배터리의 등가회로모델(이하, '초기등가회로모델'이라 함)에 부하전류가 행렬식으로 정의된 회귀자를 적용하여 추정단자전압을 획득한다(S610). 이때, 회귀자는 상술한 수학식 4에 의해 정의되고 추정단자전압은 수학식 2 및 5에 의해 정의된다.Thereafter, the battery internal short-circuit diagnosis apparatus determines whether or not the load current is determined in an equivalent circuit model of a test battery (hereinafter, referred to as an 'initial equivalent circuit model') composed of a voltage source having an open circuit voltage and an internal resistance connected in series to a voltage source The regenerator is applied to obtain the estimated terminal voltage (S610). At this time, the regressor is defined by the above-described Equation (4) and the estimated terminal voltage is defined by Equations (2) and (5).
이후, 배터리 내부단락 진단장치는 추정단자전압 및 측정단자전압을 이용하여 개방회로전압을 추정한다(S620). 일 실시예에 있어서, 배터리 내부단락 진단장치는 수학식 9에 기재된 함수를 목적함수로 하는 순환최소자승법을 이용하여 개방회로전압을 추정할 수 있다. 이때, 순환최소자승법을 이용하여 추정하고자 하는 대상이 되는 매개변수는 수학식 4에 기재된 바와 같이 개방회로전압과 내부저항에 대한 행렬식으로 정의될 수 있다.Thereafter, the battery internal short-circuit diagnosis device estimates the open-circuit voltage using the estimated terminal voltage and the measured terminal voltage (S620). In one embodiment, the battery internal short circuit diagnosis apparatus can estimate the open circuit voltage using the circulating least squares method using the function described in Equation (9) as an objective function. At this time, the parameter to be estimated using the cyclic least squares method can be defined as a determinant of the open circuit voltage and the internal resistance as shown in Equation (4).
이후, 배터리 내부단락 진단장치는 S620에서 추정된 개방회로전압에 대응되는 테스트 배터리의 충전상태를 결정한다(S630). 일 실시예에 있어서, 배터리 내부단락 진단장치는 신규 배터리를 이용하여 미리 산출된 개방회로전압-충전상태 곡선 상에서 개방회로전압에 매칭되어 있는 충전상태를 개방회로전압에 대응되는 충전상태로 결정할 수 있다.Thereafter, the battery internal short-circuit diagnosis apparatus determines the state of charge of the test battery corresponding to the open circuit voltage estimated in S620 (S630). In one embodiment, the in-battery short-circuit diagnostics device may determine a state of charge that is matched to an open-circuit voltage on a pre-calculated open-circuit voltage-charge state curve using a new battery to a state of charge corresponding to the open circuit voltage .
다른 실시예에 있어서, 배터리 내부단락 진단장치는 개방회로전압의 역수값을 개방회로전압에 대응되는 충전상태로 결정할 수 있다.In another embodiment, the battery internal short circuit diagnostic apparatus may determine the inverse value of the open circuit voltage as a charge state corresponding to the open circuit voltage.
이후, 배터리 내부단락 진단장치는 내부단락저항 산출시점이 도래했는지 여부를 판단한다(S640). 일 실시예에 있어서, 배터리 내부단락 진단장치는 S630에서 결정된 충전상태와 미리 정해진 충전상태 기준치를 비교함에 의해 내부단락저항 산출시점의 도래했는지 여부를 판단할 수 있다.Thereafter, the battery internal short-circuit diagnosis device determines whether or not an internal short-circuit resistance calculation time has come (S640). In one embodiment, the battery internal short-circuit diagnosis apparatus can determine whether or not an internal short-circuiting resistance calculation time point has arrived by comparing the charge state determined in S630 with a predetermined charge state reference value.
판단결과, 결정된 충전상태가 충전상태 기준치 이하가 되면 배터리 내부단락 진단장치는 내부단락저항 산출시점이 도래한 것으로 판단하여 테스트 배터리의 내부단락저항을 산출한다(S650). 배터리 내부단락 진단장치는 테스트 배터리의 전체용량, 부하전류, 측정단자전압, 및 충전상태를 이용하여 내부단락저항을 산출한다. 일 실시예에 있어서, 배터리 내부단락 진단장치는 상술한 수학식 10을 이용하여 배터리 내부단락저항을 산출할 수 있다.As a result of the determination, if the determined charge state is equal to or less than the charge state reference value, the battery short circuit diagnosis device determines that the internal short circuit resistance calculation time has come, and calculates the internal short circuit resistance of the test battery at step S650. The internal short-circuit diagnosis device calculates the internal short-circuit resistance using the total capacity of the test battery, the load current, the measurement terminal voltage, and the state of charge. In one embodiment, the battery internal short circuit diagnosis apparatus can calculate the internal short circuit resistance of the battery using Equation (10).
한편, 배터리 내부단락 진단장치는 결정된 충전상태가 충전상태 기준치를 초과하면 S620으로 회귀하여 개방회로전압을 계속하여 추정한다.On the other hand, if the determined charge state exceeds the charge state reference value, the battery internal short-circuit diagnosis device returns to S620 to continuously estimate the open circuit voltage.
이후, 배터리 내부단락 진단장치는 S650에서 산출된 내부단락저항을 이용하여 초기등가회로모델을 갱신한다(S660). 구체적으로, 배터리 내부단락 진단장치는 초기등가회로모델을 개방회로전압을 갖는 전압원과 전압원에 직렬연결된 내부저항과 내부저항에 병렬연결된 내부단락저항으로 구성된 등가회로모델로 갱신한다.Thereafter, the battery internal short circuit diagnosis apparatus updates the initial equivalent circuit model using the internal short-circuit resistance calculated in S650 (S660). Specifically, the battery internal short circuit diagnosis device updates the initial equivalent circuit model with an equivalent circuit model composed of a voltage source having an open circuit voltage and an internal resistor connected in series to the voltage source and an internal short circuit resistor connected in parallel with the internal resistor.
이후, 배터리 내부단락 진단장치는 측정단자전압과 갱신된 등가회로모델로부터 획득되는 추정단자전압을 이용하여 개방회로전압을 추정하고(S670), 추정된 개방회로전압에 대응되는 테스트 배터리의 충전상태를 결정하며(S680), 결정된 충전상태, 테스트 배터리의 전체용량, 측정단자전압, 및 부하전류를 이용하여 테스트 배터리의 내부단락저항을 산출한다(S690).Thereafter, the in-battery short-circuit diagnosis device estimates the open-circuit voltage using the measured terminal voltage and the estimated terminal voltage obtained from the updated equivalent circuit model (S670), and determines the charged state of the test battery corresponding to the estimated open- (S680). The internal short circuit resistance of the test battery is calculated using the determined charging state, the total capacity of the test battery, the measurement terminal voltage, and the load current (S690).
이후, 배터리 내부단락 진단장치는 미리 정해진 기간이 경과했는지 여부를 판단하고(S700), 미리 정해진 기간이 경과하지 않은 것으로 판단되면 S660으로 회귀하여 이후의 과정을 반복하여 수행한다.Thereafter, the battery internal short-circuit diagnosis apparatus determines whether a predetermined period of time has elapsed (S700). If it is determined that the predetermined period has not elapsed, the procedure returns to S660 and repeats the subsequent steps.
한편, S700의 판단결과 미리 정해진 기간이 경과한 것으로 판단되면, 배터리 내부단락 진단장치는 해당 기간 동안 산출된 배터리 내부단락저항들의 평균값을 산출하고(S710), 산출된 내부단락저항의 평균값을 기초로 테스트 배터리의 고장정도를 판단한다(S730)On the other hand, if it is determined that the predetermined period has elapsed as a result of the determination in S700, the in-battery short circuit diagnosis apparatus calculates an average value of the battery internal short-circuit resistances calculated during the corresponding period (S710), and based on the calculated average value of the internal short- And determines the degree of failure of the test battery (S730)
일 실시예에 있어서, 배터리 내부단락 진단장치는 내부단락저항의 평균값이 제1 기준값 이상일 경우 테스트 배터리(105)의 내부단락이 발생된 것으로 판단하여 이를 사용자에게 통지할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면 고장 진단부(190)를 통해 내부단락 발생여부를 정확하게 진단할 수 있기 때문에 내부단락에 의한 자가방전으로 인한 배터리의 성능 저하와 열폭주로 인한 폭발 위험을 사전에 방지할 수 있게 된다.In one embodiment, the internal battery short-circuit diagnosis apparatus may determine that an internal short-circuit of the
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
100: 배터리 내부단락 진단장치 105: 테스트 배터리
110: 전류인가부 120: 측정단자전압 획득부
130: 모델링부 140: 개방회로전압 추정부
150: 충전상태 결정부 160: 내부단락저항 산출부
170: 모델갱신부 180: 저장부
190: 고장 진단부100: Battery short circuit diagnostic device 105: Test battery
110: current application unit 120: measurement terminal voltage acquisition unit
130: modeling unit 140: open circuit voltage estimating unit
150: charge state determining unit 160: internal short circuit resistance calculating unit
170: Model update unit 180:
190:
Claims (16)
상기 테스트 배터리에 인가되는 부하전류를 상기 등가회로모델의 회귀자(Regressor)로 설정하고, 상기 회귀자를 상기 등가회로모델에 적용하여 획득되는 추정단자전압 및 상기 테스트 배터리에서 측정되는 측정단자전압을 이용하여 상기 개방회로전압을 추정하는 개방회로전압 추정부;
상기 추정된 개방회로전압에 대응되는 상기 테스트 배터리의 충전상태(State of Charge: SOC)를 결정하는 충전상태 결정부; 및
내부단락저항 산출시점이 되면 상기 결정된 충전상태를 이용하여 상기 내부단락저항을 산출하는 내부단락저항 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 장치.A modeling unit for modeling the test battery as an equivalent circuit model composed of a voltage source having an open circuit voltage (OCV) and an internal resistance connected in series to the voltage source;
A load current to be applied to the test battery is set to a regressor of the equivalent circuit model and an estimated terminal voltage obtained by applying the regenerator to the equivalent circuit model and a measurement terminal voltage measured in the test battery are used An open circuit voltage estimator for estimating the open circuit voltage;
A charge state determiner for determining a state of charge (SOC) of the test battery corresponding to the estimated open circuit voltage; And
And an internal short-circuit resistance calculation unit for calculating the internal short-circuit resistance using the determined charging state when the internal short-circuiting resistance calculation time is reached.
상기 개방회로전압 추정부는 수학식 를 목적함수로 하는 순환최소자승법(Recursive Least Squares)을 이용하여 상기 개방회로전압을 추정하고,
상기 수학식에서 J(n)은 n개의 샘플에 대해 적용된 목적함수를 나타내고, λ는 가중치를 나타내며, y(k)는 상기 측정단자전압을 나타내고, 는 로 정의되는 상기 추정단자전압을 나타내며, 는 상기 상기 회귀자를 나타내고, 는 상기 개방회로전압과 상기 내부저항에 대한 행렬값으로 정의되는 매개변수를 나타내는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 장치.The method according to claim 1,
The open-circuit voltage estimating unit may calculate the open- The open circuit voltage is estimated using a Recursive Least Squares method,
Wherein J (n) denotes an objective function applied to n samples,? Denotes a weight value, y (k) denotes the measurement terminal voltage, The Lt; RTI ID = 0.0 > of: < / RTI & Represents the regressor, Represents a parameter defined by the open circuit voltage and a matrix value for the internal resistance.
상기 충전상태 결정부는 신규 배터리를 이용하여 미리 산출된 개방회로전압-충전상태 곡선 상에서 상기 개방회로전압에 매칭되어 있는 충전상태를 상기 개방회로전압에 대응되는 충전상태로 결정하는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 장치.The method according to claim 1,
Wherein the charge state determining unit determines the charge state matched with the open circuit voltage on the open circuit voltage-charge state curve calculated in advance using the new battery as the charge state corresponding to the open circuit voltage. Short-circuit diagnosis device.
상기 충전상태 결정부는 상기 개방회로전압의 역수값을 상기 개방회로전압에 대응되는 충전상태로 결정하는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 장치.The method according to claim 1,
Wherein the charge state determining unit determines the inverse value of the open circuit voltage to be a charge state corresponding to the open circuit voltage.
상기 내부단락저항 산출부는 수학식 를 이용하여 상기 내부단락저항을 산출하고,
상기 수학식에서 RISC는 상기 내부단락저항을 나타내고, Cmax는 상기 테스트 배터리의 전체 용량을 나타내며, T는 샘플링 주기를 나타내고, I(n)은 n번째 샘플의 부하전류를 나타내며, Vt(n)은 n번째 샘플의 측정단자전압을 나타내고, SOC(1)은 상기 추정된 개방회로전압을 기초로 결정된 충전상태 초기값을 나타내고, SOC(k)는 k번째 샘플에 대해 추정된 개방회로전압을 기초로 결정된 충전상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 장치.The method according to claim 1,
The internal short-circuit resistance calculating section calculates the internal short- To calculate the internal short circuit resistance,
In the equation R ISC denotes the internal short-circuit resistance, Cmax represents the total capacity of the test battery, T denotes a sampling period, I (n) denotes a load current of the n-th sample, Vt (n) is SOC (k) represents the measured terminal voltage of the n-th sample, SOC (1) represents the charge state initial value determined based on the estimated open circuit voltage, and SOC And the battery state of the battery is determined to be a charged state.
상기 내부단락저항 산출부는 상기 결정된 충전상태와 미리 정해진 충전상태 기준치를 비교하고, 상기 결정된 충전상태가 상기 충전상태 기준치 이하가 되면 상기 내부단락저항 산출시점이 도래한 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 장치.The method according to claim 1,
Wherein the internal short-circuit resistance calculating unit compares the determined charging state with a predetermined charging state reference value, and determines that the internal short-circuiting resistance calculating time comes when the determined charging state becomes the charging state reference value or less. Short-circuit diagnosis device.
상기 모델링부는, 상기 등가회로모델을 상기 전압원, 상기 전압원에 직렬로 연결된 내부저항, 및 상기 내부저항에 병렬로 연결된 내부단락저항으로 구성된 등가회로모델로 갱신하고,
상기 개방회로전압 추정부는 상기 갱신된 등가회로모델을 이용하여 상기 개방회로전압을 추정하는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 장치.The method according to claim 1,
Wherein the modeling unit updates the equivalent circuit model to an equivalent circuit model composed of the voltage source, an internal resistance connected in series to the voltage source, and an internal shorting resistor connected in parallel to the internal resistance,
Wherein the open circuit voltage estimating unit estimates the open circuit voltage using the updated equivalent circuit model.
미리 정해진 시간 동안 산출된 내부단락저항들이 저장되는 저장부; 및
해당 기간 동안의 내부단락저항들의 평균값을 기초로 상기 테스트 배터리의 고장 정도를 판단하는 고장 진단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 장치.The method according to claim 6,
A storage section for storing internal short-circuit resistances calculated for a predetermined time; And
Further comprising a failure diagnostic unit for determining a failure level of the test battery based on an average value of internal short-circuit resistances during the corresponding period.
개방회로전압을 갖는 전압원 및 상기 전압원에 직렬로 연결된 내부저항으로 구성된 상기 테스트 배터리의 등가회로모델에 상기 부하전류가 행렬식으로 정의된 회귀자를 적용하여 추정단자전압을 획득하는 단계;
상기 추정단자전압 및 상기 측정단자전압을 이용하여 상기 개방회로전압을 추정하고, 상기 추정된 개방회로전압에 대응되는 상기 테스트 배터리의 충전상태(State of Charge: SOC)를 결정하는 단계; 및
내부단락저항 산출시점이 되면 상기 결정된 충전상태를 이용하여 상기 내부단락저항을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 방법.Obtaining a measurement terminal voltage of the test battery by applying a load current to the test battery;
Obtaining an estimated terminal voltage by applying a regenerator in which the load current is defined in a matrix, to an equivalent circuit model of the test battery, which is composed of a voltage source having an open circuit voltage and an internal resistance connected in series to the voltage source;
Estimating the open circuit voltage using the estimated terminal voltage and the measured terminal voltage, and determining a state of charge (SOC) of the test battery corresponding to the estimated open circuit voltage; And
And calculating the internal short-circuiting resistance using the determined charging state when the internal short-circuiting resistance is calculated.
상기 결정하는 단계에서,
수학식 를 목적함수로 하는 순환최소자승법을 이용하여 상기 개방회로전압을 추정하고, 상기 수학식에서 J(n)은 n개의 샘플에 대해 적용된 목적함수를 나타내고, λ는 가중치를 나타내며, y(k)는 상기 측정단자전압을 나타내고, 는 로 정의되는 상기 추정단자전압을 나타내며, 는 상기 회귀자를 나타내고, 는 상기 개방회로전압과 상기 내부저항이 행렬식으로 정의된 매개변수를 나타내는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 방법.10. The method of claim 9,
In the determining step,
Equation (N) represents an objective function applied to n samples, lambda represents a weight, and y (k) represents a weight function of the open circuit voltage using the recursive least squares method, Represents the measurement terminal voltage, The Lt; RTI ID = 0.0 > of: < / RTI & Represents the regressor, Wherein the open circuit voltage and the internal resistance represent a parameter defined in a matrix.
상기 결정하는 단계에서, 신규 배터리를 이용하여 미리 산출된 개방회로전압-충전상태 곡선 상에서 상기 개방회로전압에 매칭되어 있는 충전상태를 상기 개방회로전압에 대응되는 충전상태로 결정하는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the determining step determines the state of charge that matches the open circuit voltage on the open circuit voltage-charge state curve calculated in advance using the new battery to a state of charge corresponding to the open circuit voltage. Internal short-circuit diagnosis method.
상기 결정하는 단계에서, 상기 개방회로전압의 역수값을 상기 개방회로전압에 대응되는 충전상태로 결정하는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the determining step determines the inverse value of the open circuit voltage to be a charge state corresponding to the open circuit voltage.
상기 내부단락저항을 산출하는 단계에서,
수학식 를 이용하여 상기 내부단락저항을 산출하고, 상기 수학식에서 RISC는 상기 내부단락저항을 나타내고, Cmax는 상기 테스트 배터리의 전체 용량을 나타내며, T는 샘플링 주기를 나타내고, I(n)은 n번째 샘플의 부하전류를 나타내며, Vt(n)은 n번째 샘플의 측정단자전압을 나타내고, SOC(1)은 상기 추정된 개방회로전압을 기초로 결정된 충전상태 초기값을 나타내고, SOC(k)는 k번째 샘플에 대해 추정된 개방회로전압을 기초로 결정된 충전상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 방법.10. The method of claim 9,
In the step of calculating the internal short-circuiting resistance,
Equation Using calculating the internal short-circuit resistance, the equation R ISC denotes the internal short-circuit resistance, Cmax represents the total capacity of the test battery, T denotes a sampling period, I (n) is the n-th sample , SOC (1) represents the initial state of charge state determined based on the estimated open-circuit voltage, and SOC (k) represents the load current of the k-th sample Wherein the state of charge is determined based on an estimated open circuit voltage for the sample.
상기 결정된 충전상태와 미리 정해진 충전상태 기준치를 비교하여 상기 내부단락저항 산출시점의 도래여부를 판단하는 단계를 더 포함하고,
상기 내부단락저항을 산출하는 단계는 상기 결정된 충전상태가 상기 충전상태 기준치 이하가 되면 수행되는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 방법.10. The method of claim 9,
Further comprising the step of comparing the determined charge state with a predetermined charge state reference value to determine whether or not the internal short-circuiting resistance calculation time comes,
Wherein the step of calculating the internal short-circuit resistance is performed when the determined charging state is equal to or less than the charging state reference value.
상기 등가회로모델을 상기 전압원, 상기 전압원에 직렬로 연결된 내부저항, 및 상기 내부저항에 병렬로 연결된 내부단락저항으로 구성된 등가회로모델로 갱신하는 단계를 더 포함하고,
상기 결정하는 단계에서, 상기 갱신된 등가회로모델을 이용하여 상기 개방회로전압을 추정하는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 방법.10. The method of claim 9,
Further comprising the step of updating the equivalent circuit model with an equivalent circuit model consisting of the voltage source, an internal resistance connected in series to the voltage source, and an internal shorting resistor connected in parallel to the internal resistance,
And estimating the open circuit voltage using the updated equivalent circuit model in the determining step.
미리 정해진 시간 동안 산출된 내부단락저항들의 평균값을 산출하는 단계; 및
상기 내부단락저항들의 평균값을 기초로 상기 테스트 배터리의 고장 정도를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 내부 단락 진단 방법.16. The method of claim 15,
Calculating an average value of internal short-circuit resistances calculated for a predetermined time; And
Further comprising: determining a failure level of the test battery based on an average value of the internal short-circuit resistances.
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