KR102226363B1 - How to predict State Of Health of battery management system through remote device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원격장치를 통해 배터리의 수명(SOH)을 예측하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 배터리 셀의 상태를 항상 모니터링하고 배터리 보호의 주된 목적이 있는 배터리관리시스템(BMS)에서 직접 배터리의 수명(SOH)을 예측하지 않고 원격장치를 통해 배터리의 수명(SOH)을 예측하도록 함으로써, 정확한 배터리의 수명(SOH)을 예측할 수 있을 뿐만 아니라 배터리의 교환시기를 보다 정확히 파악할 수 있어 예산 반영 및 갑작스런 배터리의 불량에 원활하게 대비할 수 있도록 하는 원격장치를 통한 배터리관리시스템의 배터리 수명 예측방법에 관한 기술분야이다.The present invention relates to a method of predicting the life of a battery (SOH) through a remote device, and in more detail, the state of the battery cell is always monitored and directly in the battery management system (BMS), which has the main purpose of battery protection. By predicting the life of the battery (SOH) through a remote device without predicting the life of the battery (SOH), it is possible not only to predict the exact battery life (SOH), but also to more accurately identify the battery replacement time, reflecting the budget. And a method for predicting battery life of a battery management system through a remote device that enables smooth preparation for sudden battery defects.
일반적으로, 전기 자동차, 하이브리드(Hybrid) 자동차, 및 전기 오토바이(E-Scooter), 골프카트, 지게차, AGV(Automated Guided Vehicle), UPS(Uninterruptible Power Supply), ESS(Energy Storage System) 등 배터리가 적용되는 모든 장치를 구동하기 위하여 전력을 발생할 수 있는 대용량의 배터리(배터리 팩)가 사용된다.In general, batteries such as electric vehicles, hybrid vehicles, and electric motorcycles (E-Scooter), golf carts, forklifts, AGVs (Automated Guided Vehicles), UPS (Uninterruptible Power Supply), and ESS (Energy Storage System) are applied. A large-capacity battery (battery pack) capable of generating electric power is used to drive all the devices.
배터리 팩(Battery Pack)은 예를 들어 대용량(350(V), 10(AH))의 3kW급 가정용(주택용) 에너지 저장장치로서 모듈화(50(V), 5(AH))된 단위 배터리 셀(5(V) 또는 37(V), 5(AH))들을 직렬 혹은 병렬로 연결하여 만들어져 있다. 상기 배터리팩은 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있는 PCS(Power Conditioning System)를 통해 전력 계통에 연계된다.The battery pack is, for example, a high-capacity (350 (V), 10 (AH)) 3kW class household (house) energy storage device, and a modular (50 (V), 5 (AH)) unit battery cell ( It is made by connecting 5(V) or 37(V), 5(AH)) in series or parallel. The battery pack is connected to the power system through a Power Conditioning System (PCS) capable of converting DC power into AC power.
여기에서, PCS는 양방향 PCS이며 전력계통의 교류전력을 직류전력으로 변환하여 상기 변환된 직류전력이 배터리팩과 연결되며 배터리 팩의 관리를 위한 BMS(Battery Management System)를 통해 배터리 팩에 제공되도록 할 수 있다.Here, PCS is a two-way PCS, and converts AC power of the power system into DC power so that the converted DC power is connected to the battery pack and provided to the battery pack through BMS (Battery Management System) for managing the battery pack. I can.
또한, BMS의 경우 배터리 팩의 다양한 상태를 모니터링 하며, 모니터링 결과에 따라 배터리 보호를 위한 다양한 제어(예를 들어, 충방전 제어 또는 셀 밸런싱(cell balancing))를 수행하는데, 배터리 팩을 구성하는 각 배터리셀의 경우 사용 환경이나 사용 기간에 따라서 생산 초기보다 그 성능이 퇴화되어 내부저항이 증가하여 가용용량이 감소하게 된다.In addition, in the case of BMS, it monitors various states of the battery pack, and performs various controls (for example, charge/discharge control or cell balancing) for battery protection according to the monitoring result. In the case of a battery cell, its performance is deteriorated from the beginning of production according to the use environment or period of use, and the internal resistance increases and the usable capacity decreases.
배터리팩의 일예인, 충전용 배터리는 충전과 방전이 반복됨에 따라 충전 및 방전 효율이 저하되어 일정한 사용시간이 경과하면 유효수명을 다하고 새로운 배터리로 교체된다. 이때, 배터리 교체시점은 배터리 제조사에서 제공되는 사용연한에 따라 기계적으로 결정되거나 사용자의 개인적인 경험에 따라 임의적으로 결정되고 있다.A rechargeable battery, which is an example of a battery pack, decreases charging and discharging efficiency as charging and discharging are repeated, and when a certain usage time elapses, the useful life of the rechargeable battery is exhausted and a new battery is replaced. At this time, the battery replacement time is determined mechanically according to the service life provided by the battery manufacturer, or is arbitrarily determined according to the user's personal experience.
그러나, 배터리 사용연한은 제조사의 테스트 공정결과의 평균값에 불과하므로 배터리의 개별적인 사용 조건이 충분히 반영되지 못하고 사용자의 개인적인 경험은 객관적인 교체기준을 제시하기 어려워, 잔존수명이 아직 충분함에도 불구하고 교체되는 충전용 배터리가 빈번하게 발생하고, 잔존수명이 부족함에도 불구하고 사용되어 배터리의 화재나 폭발의 위험을 내포한 상태로 사용되고 있다.However, since the battery life is only an average value of the manufacturer's test process results, the individual conditions of use of the battery are not sufficiently reflected, and the personal experience of the user is difficult to provide objective replacement criteria. Battery is frequently generated, and it is used despite the lack of remaining life, so it is being used in a state that poses a risk of fire or explosion of the battery.
부가하여 설명하면, 배터리의 제조회사에서 일률적으로 배터리의 기대 수명에 대한 정보를 제공하고 있으나, 동일한 회사의 동일 제품의 배터리라도 사용환경에 따라 그 수명은 달라지는 것이 일반적인데, 이는 배터리를 구성하는 단위 셀마다 그 수명이 다르고, 제품의 설치환경, 예를 들어 외부 온도나 충방전 횟수, 방전량, 충반전 C-rate 등과 같은 다양한 변수에 따라 배터리의 수명이 달라지기 때문에, 배터리의 제조회사에서 제공하는 기대 수명에 따라 배터리를 교체하는 것은 자칫 가용한 배터리를 교체하거나 교체 대상이 되는 배터리를 예비전원으로 유지하는 등과 같이 관리 상에 많은 문제점을 야기하게 된다.In addition, although the battery manufacturer uniformly provides information on the expected life of the battery, it is common for batteries of the same product of the same company to have different life spans depending on the usage environment. This is the unit that constitutes the battery. Since the battery life is different for each cell, and the battery life varies depending on various variables such as the installation environment of the product, for example, external temperature, number of charge/discharge, discharge amount, charge/discharge C-rate, the battery manufacturer provides it. Replacing the battery according to the expected lifespan causes many problems in management, such as replacing an available battery or maintaining a battery to be replaced as a spare power source.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 배터리의 수명을 예측하는 기술들이 개발되고 있는 실정이나, 종래의 배터리 수명을 예측하는 방법 또는 시스템은 배터리관리시스템(BMS)이 배터리의 상태정보를 수집하면 상기 배터리관리시스템의 MCU가 상기 상태정보를 이용하여 배터리의 수명을 예측하고 있다.On the other hand, in order to solve the above problems, technologies for predicting the life of a battery are being developed, but the conventional method or system for predicting the life of a battery is described above when the battery management system (BMS) collects the state information of the battery. The MCU of the battery management system uses the status information to predict the life of the battery.
그러나, 배터리관리시스템의 MCU는 배터리를 최적화하여 관리하기 위해 그 능력에 한계가 있으므로 정확하게 배터리의 수명을 예측하기 어려우며, 배터리의 수명을 정확하게 예측하기 위해서는 많은 연산을 위해 소비 전류가 증가되고, 이에 따라 배터리의 불피요한 전력손실이 발생되는 문제점이 야기되므로 비효율적으로 배터리관리시스템이 운용되는 문제점이 야기된다.However, the MCU of the battery management system has a limitation in its ability to optimize and manage the battery, so it is difficult to accurately predict the life of the battery. In order to accurately predict the life of the battery, the consumption current increases for many calculations. Since a problem in which unnecessary power loss of the battery occurs is caused, a problem in which the battery management system is operated inefficiently is caused.
본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 안출된 기술로서, 배터리 셀의 상태를 항상 모니터링하고 배터리 보호의 주된 목적이 있는 배터리관리시스템(BMS)은 고유의 기능을 수행하도록 함과 동시에 원격장치를 통해 배터리 수명(SOH)을 예측하여 예측된 배터리 수명을 배터리에서 확인할 수 있도록 함으로써, 여러가지의 배터리 수명에 관련된 요인을 고려하여 더욱더 정확한 배터리 수명 예측이 가능하고, 배터리관리시스템의 MCU의 소형화 및 고유의 기능인 보호 및 모니터링 수행이 원활하며, 결과적으로 배터리의 교체시기를 보다 정확하게 확인할 수 있도록 하여 예산 반영 및 갑작스런 배터리 불량에 대비할 수 있는 원격장치를 통한 배터리관리시스템의 배터리 수명 예측방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.The present invention is a technology conceived to solve the problems according to the prior art described above, and the battery management system (BMS), which always monitors the state of the battery cell and has the main purpose of protecting the battery, performs its own function and at the same time By predicting the battery life (SOH) through the device and allowing the predicted battery life to be checked in the battery, it is possible to more accurately predict the battery life by considering various factors related to the battery life, and the miniaturization of the MCU of the battery management system and Providing a method for predicting the battery life of the battery management system through a remote device that can reflect the budget and prepare for sudden battery defects by making it possible to smoothly perform the unique function of protection and monitoring, and consequently to more accurately check the replacement timing of the battery. It is for the main purpose.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 배터리에 속한 적어도 하나의 셀에 대한 상태정보를 상기 배터리의 배터리관리시스템이 원격장치에 전달하는 제1단계;와 상기 원격장치에서 상기 상태정보를 이용하여 상기 배터리의 수명을 예측하는 제2단계;와 예측된 배터리의 수명을 상기 배터리의 배터리관리시스템에 전달하는 제3단계; 및 전달받은 상기 예측된 배터리의 수명을 상기 배터리의 표시부에 표시하는 제4단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 상태정보는 내부저항, 임피던스, 컨덕턴스, 배터리 용량, 전압, 자가 방전, 충전 성능, 충방전 횟수를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원격장치를 통한 배터리관리시스템의 배터리 수명 예측방법을 제시한다.The present invention provides a first step of transmitting, by a battery management system of the battery, status information on at least one cell belonging to a battery to a remote device in order to realize the desired object as described above; and the status information in the remote device. A second step of predicting a lifespan of the battery using the method; and a third step of transferring the predicted lifespan of the battery to a battery management system of the battery; And a fourth step of displaying the received life of the predicted battery on the display unit of the battery, wherein the state information includes internal resistance, impedance, conductance, battery capacity, voltage, self-discharge, A method for predicting battery life of a battery management system through a remote device, characterized in that including charging performance and number of charging and discharging, is presented.
또한, 본 발명의 상기 제1단계는 원격장치에 배터리의 초기 예측수명과 상기 배터리에 속한 적어도 하나의 셀에 대한 초기 상태정보를 저장하는 제1-1단계;와 상기 배터리에 속한 적어도 하나의 셀에 대한 측정 상태정보를 배터리관리시스템으로부터 상기 원격장치에 전달하여 저장하는 제1-2단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 측정 상태정보는 배터리의 온도, 사용시간을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first step of the present invention is a first-first step of storing the initial predicted life of the battery and initial state information for at least one cell belonging to the battery in a remote device; and at least one cell belonging to the battery. 1-2 step of transmitting and storing the measurement status information of the battery management system from the battery management system to the remote device, wherein the measurement status information further includes a temperature and a use time of the battery. It is characterized by being.
또한, 본 발명의 상기 제2단계는 상기 원격장치에서 측정 상태정보를 이용하여 상기 배터리의 수명을 예측하여 제1예측수명을 산출하는 제2-1단계;와 상기 원격장치에서 초기 예측수명과 제1예측수명을 비교하여 저감수명을 산출하는 제2-2단계;와 상기 원격장치에서 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당되는지를 판단하는 제2-3단계; 및 상기 원격장치에서 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당된다고 판단된 경우 상기 제1예측수명을 배터리의 수명이라고 결정하고, 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당되지 않는다고 판단된 경우 상기 배터리의 배터리관리시스템으로부터 측정 상태정보를 다시 전달받은 후 다시 전달받은 측정 상태정보를 이용하여 상기 배터리의 수명을 예측하여 제2예측수명을 산출하여 상기 제2예측수명을 초기 예측수명으로 갱신하고, 상기 배터리의 배터리관리시스템에서 다시 상기 배터리의 상태정보를 측정하도록 하는 제2-4단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the second step of the present invention is a second step of calculating the first predicted life by predicting the life of the battery using the measured state information in the remote device; And the initial predicted life and the second in the remote device. 1 Step 2-2 of comparing the predicted life to calculate a reduction life; and a 2-3 step of determining whether the reduction life is within a preset reduction range by the remote device; And when it is determined by the remote device that the reduction life is within a preset reduction range, the first predicted life is determined as the life of the battery, and when it is determined that the reduction life is not within a preset reduction range, the battery's After receiving the measured state information from the battery management system again, the second predicted life is calculated by predicting the life of the battery using the measured state information received again, and the second predicted life is updated to the initial predicted life, and the battery It characterized in that it comprises a; step 2-4 to measure the state information of the battery again in the battery management system.
또한, 본 발명의 상기 제1-1단계는 원격장치에 배터리의 초기 예측감소수명을 더 저장하는 것을 특징으로 하고, 상기 제2단계는 상기 원격장치에서 초기 상태정보와 측정 상태정보를 비교하여 변화된 상태정보를 변동정보로 생성하는 제2-1-1단계;와 상기 원격장치에서 상기 변동정보를 이용하여 상기 배터리의 변동 수명을 예측하여 제1감소수명을 산출하는 제2-1-2단계;와 상기 원격장치에서 상기 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 내에 해당되는지를 판단하는 제2-1-3단계;와 상기 원격장치에서 상기 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 내에 해당된다고 판단된 경우 상기 제2-1단계를 진행하고, 상기 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 내에 해당되지 않는다고 판단된 경우 초기 상태정보를 갱신하는 제2-1-4단계; 및 상기 원격장치에서 초기 상태정보가 갱신된 경우 갱신된 초기 상태정보를 이용하여 초기 예측수명을 갱신하고, 상기 배터리의 배터리관리시스템에서 다시 상기 배터리의 상태정보를 측정하도록 하는 제2-1-5단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, step 1-1 of the present invention is characterized in that the initial predicted reduction life of the battery is further stored in the remote device, and the second step is changed by comparing the initial state information and the measured state information in the remote device. A 2-1-1 step of generating state information as fluctuation information; and a 2-1-2 step of calculating a first reduced life by predicting a fluctuation life of the battery by using the fluctuation information in the remote device; And a 2-1-3 step of determining whether the first reduced lifespan falls within the range of the initial predicted reduced life at the remote device; and the first reduced lifespan at the remote device falls within the range of the initial predicted reduced lifespan. A step 2-1-4 of proceeding to step 2-1 when it is determined that it is, and updating initial state information when it is determined that the first reduced life span is not within the range of the initial predicted reduced life; And 2-1-5 for updating the initial predicted life using the updated initial state information when the initial state information is updated in the remote device, and allowing the battery management system of the battery to measure the state information of the battery again. It characterized in that it comprises a; step;
또한, 본 발명의 상기 제4단계는 갱신된 초기 예측수명과 초기 상태정보를 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fourth step of the present invention is characterized in that the updated initial predicted life span and initial state information are displayed on the display unit.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 원격장치를 통한 배터리관리시스템의 배터리 수명 예측방법은 배터리관리시스템의 MCU를 사용하지 않고 원격장치를 통해 배터리 수명예측을 하기 때문에 배터리관리시스템의 소형화 및 저전력 구조의 배터리관리시스템이 설치가 가능할 뿐만 아니라 배터리관리시스템이 고유의 기능을 원활하게 수행할 수 있고, 이에 따라 배터리관리시스템에 의한 배터리의 불필요한 전류 소비를 방지하여 배터리의 사용수명 증대효과를 얻을 수 있다.The battery life prediction method of the battery management system through the remote device according to the present invention as presented above does not use the MCU of the battery management system and predicts the battery life through the remote device. Not only can the management system be installed, but also the battery management system can perform its own functions smoothly, thereby preventing unnecessary current consumption of the battery by the battery management system, thereby increasing the service life of the battery.
또한, 본 발명은 원격장치의 우수한 성능에 의해 보다 많은 배터리 수명에 관여되는 요인들을 고려하여 배터리 수명을 예측할 수 있으므로 배터리 수명 예측의 신뢰도를 증대시킬 수 있고, 이에 따라 배터리의 교체시기를 보다 정확하게 확인할 수 있어 예산 반영 및 갑작스런 배터리 불량에 대응이 용이한 효과를 얻을 수 있다.In addition, the present invention can predict the battery life by taking into account factors related to more battery life due to the excellent performance of the remote device, thereby increasing the reliability of the battery life prediction, and thus, more accurately confirming the replacement timing of the battery. It is possible to obtain the effect of reflecting the budget and responding to sudden battery failure.
또한, 본 발명은 원격장치를 통해 배터리 수명을 예측하므로, 배터리 수명 예측을 위한 연산 알고리즘의 수정 및 변경 시 현장의 배터리에 업데이트를 하지 않고 상기 원격장치에 업데이트 가능하므로 배터리 수명 예측을 위한 유지보수 작업이 용이한 효과를 얻을 수 있다.In addition, the present invention predicts the battery life through a remote device, so when the calculation algorithm for battery life prediction is modified or changed, it is possible to update the battery in the field without updating to the remote device, so maintenance work for battery life prediction This easy effect can be obtained.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배터리 수명 예측 대상이 되는 배터리를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배터리 수명 예측 방법을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배터리 수명 예측 방법을 개략적으로 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배터리 수명 예측 방법을 나타낸 알고리즘.1 is a diagram showing a battery subject to predicting battery life according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram schematically showing a battery life prediction method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart schematically showing a battery life prediction method according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is an algorithm showing a battery life prediction method according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 원격장치(10, 이하 도면 부호 생략)를 통해 배터리의 수명(SOH : State Of Health)을 예측하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 배터리 셀의 상태를 항상 모니터링하고 배터리 보호의 주된 목적이 있는 배터리관리시스템(BMS)에서 직접 배터리 수명을 예측하지 않고 측정된 배터리 상태정보를 배터리관리시스템으로부터 원격장치로 전달하여 상기 원격장치에서 배터리 수명을 예측하도록 함으로써, 상기 배터리관리시스템의 소형화가 가능할 뿐만 아니라 저전력으로 상기 배터리관리시스템의 고유 기능을 수행할 수 있도록 하여 배터리 사용 효율을 증대시킬 수 있으며, 원격장치의 우수한 성능을 통해 보다 신뢰도가 높은 배터리 수명 예측이 가능하여 배터리의 교환시기를 보다 정확하게 확인할 수 있으며, 이에 따라 배터리의 사용수명 증대 및 효율적으로 예산을 책정할 수 있고, 갑작스런 배터리 불량에 대비가 용이한 원격장치를 통한 배터리 관리시스템의 배터리 수명 예측방법에 관한 기술이다.The present invention relates to a method of predicting the life of a battery (SOH: State Of Health) through a remote device (10, hereinafter referred to as reference numerals omitted), and in more detail, the state of the battery cell is always monitored and the battery protection Miniaturization of the battery management system by transferring the measured battery status information from the battery management system to a remote device and predicting the battery life in the remote device without directly predicting the battery life in the main purpose battery management system (BMS). In addition to being possible, battery use efficiency can be increased by allowing the battery management system to perform its own functions with low power, and it is possible to predict the battery life with higher reliability through the excellent performance of the remote device. This is a technology related to a method for predicting battery life of a battery management system through a remote device that can be checked more accurately, thereby increasing the service life of the battery and effectively setting a budget, and preparing for sudden battery failure.
상기와 같은 본 발명을 달성하기 위한 구성은 배터리에 속한 적어도 하나의 셀에 대한 상태정보를 상기 배터리의 배터리관리시스템이 원격장치에 전달하는 제1단계;와 상기 원격장치에서 상기 상태정보를 이용하여 상기 배터리의 수명을 예측하는 제2단계;와 예측된 배터리의 수명을 상기 배터리의 배터리관리시스템에 전달하는 제3단계; 및 전달받은 상기 예측된 배터리의 수명을 상기 배터리의 표시부에 표시하는 제4단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 상태정보는 내부저항, 임피던스, 컨덕턴스, 배터리 용량, 전압, 자가 방전, 충전 성능, 충방전 횟수를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The configuration for achieving the present invention as described above is a first step of transmitting, by the battery management system of the battery, status information on at least one cell belonging to a battery to a remote device; and using the status information in the remote device. A second step of predicting the life of the battery; and a third step of transferring the predicted life of the battery to the battery management system of the battery; And a fourth step of displaying the received life of the predicted battery on the display unit of the battery, wherein the state information includes internal resistance, impedance, conductance, battery capacity, voltage, self-discharge, It characterized in that it is configured to include charging performance and the number of times of charging and discharging.
또한, 본 발명의 상기 제1단계는 원격장치에 배터리의 초기 예측수명과 상기 배터리에 속한 적어도 하나의 셀에 대한 초기 상태정보를 저장하는 제1-1단계;와 상기 배터리에 속한 적어도 하나의 셀에 대한 측정 상태정보를 배터리관리시스템으로부터 상기 원격장치에 전달하여 저장하는 제1-2단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 측정 상태정보는 배터리의 온도, 사용시간을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first step of the present invention is a first-first step of storing the initial predicted life of the battery and initial state information for at least one cell belonging to the battery in a remote device; and at least one cell belonging to the battery. 1-2 step of transmitting and storing the measurement status information of the battery management system from the battery management system to the remote device, wherein the measurement status information further includes a temperature and a use time of the battery. It is characterized by being.
또한, 본 발명의 상기 제2단계는 상기 원격장치에서 측정 상태정보를 이용하여 상기 배터리의 수명을 예측하여 제1예측수명을 산출하는 제2-1단계;와 상기 원격장치에서 초기 예측수명과 제1예측수명을 비교하여 저감수명을 산출하는 제2-2단계;와 상기 원격장치에서 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당되는지를 판단하는 제2-3단계; 및 상기 원격장치에서 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당된다고 판단된 경우 상기 제1예측수명을 배터리의 수명이라고 결정하고, 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당되지 않는다고 판단된 경우 상기 배터리의 배터리관리시스템으로부터 측정 상태정보를 다시 전달받은 후 다시 전달받은 측정 상태정보를 이용하여 상기 배터리의 수명을 예측하여 제2예측수명을 산출하여 상기 제2예측수명을 초기 예측수명으로 갱신하고, 상기 배터리의 배터리관리시스템에서 다시 상기 배터리의 상태정보를 측정하도록 하는 제2-4단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the second step of the present invention is a second step of calculating the first predicted life by predicting the life of the battery using the measured state information in the remote device; And the initial predicted life and the second in the remote device. 1 Step 2-2 of comparing the predicted life to calculate a reduction life; and a 2-3 step of determining whether the reduction life is within a preset reduction range by the remote device; And when it is determined by the remote device that the reduction life is within a preset reduction range, the first predicted life is determined as the life of the battery, and when it is determined that the reduction life is not within a preset reduction range, the battery's After receiving the measured state information from the battery management system again, the second predicted life is calculated by predicting the life of the battery using the measured state information received again, and the second predicted life is updated to the initial predicted life, and the battery It characterized in that it comprises a; step 2-4 to measure the state information of the battery again in the battery management system.
또한, 본 발명의 상기 제1-1단계는 원격장치에 배터리의 초기 예측감소수명을 더 저장하는 것을 특징으로 하고, 상기 제2단계는 상기 원격장치에서 초기 상태정보와 측정 상태정보를 비교하여 변화된 상태정보를 변동정보로 생성하는 제2-1-1단계;와 상기 원격장치에서 상기 변동정보를 이용하여 상기 배터리의 변동 수명을 예측하여 제1감소수명을 산출하는 제2-1-2단계;와 상기 원격장치에서 상기 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 내에 해당되는지를 판단하는 제2-1-3단계;와 상기 원격장치에서 상기 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 내에 해당된다고 판단된 경우 상기 제2-1단계를 진행하고, 상기 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 내에 해당되지 않는다고 판단된 경우 초기 상태정보를 갱신하는 제2-1-4단계; 및 상기 원격장치에서 초기 상태정보가 갱신된 경우 갱신된 초기 상태정보를 이용하여 초기 예측수명을 갱신하고, 상기 배터리의 배터리관리시스템에서 다시 상기 배터리의 상태정보를 측정하도록 하는 제2-1-5단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, step 1-1 of the present invention is characterized in that the initial predicted reduction life of the battery is further stored in the remote device, and the second step is changed by comparing the initial state information and the measured state information in the remote device. A 2-1-1 step of generating state information as variation information; and a 2-1-2 step of calculating a first reduced life by predicting a variation life of the battery using the variation information in the remote device; And a 2-1-3 step of determining whether the first reduced lifespan falls within the range of the initial predicted reduced life at the remote device; and the first reduced lifespan at the remote device falls within the range of the initial predicted reduced lifespan. A step 2-1-4 of proceeding to step 2-1 when it is determined that it is, and updating initial state information when it is determined that the first reduced life span is not within the range of the initial predicted reduced life; And 2-1-5 for updating the initial predicted life using the updated initial state information when the initial state information is updated in the remote device, and allowing the battery management system of the battery to measure the state information of the battery again. It characterized in that it comprises a; step;
또한, 본 발명의 상기 제4단계는 갱신된 초기 예측수명과 초기 상태정보를 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fourth step of the present invention is characterized in that the updated initial predicted life span and initial state information are displayed on the display unit.
이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 4를 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4 showing an embodiment of the present invention.
먼저, 배터리는 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 배터리 모듈 또는 배터리팩(BP)로 구성되거나 복수 개의 배터리 팩으로 구성될 수 있고, 상기 배터리팩은 적어도 하나 이상의 셀(BC)과 배터리관리시스템(BMS:Battery Management System)으로 구성될 수 있다. 일예로, 고용량의 배터리팩(BP)은 하나의 셀로 구성되거나 복수의 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 구성될 수 있다.First, the battery may be composed of one battery module or battery pack (BP) or a plurality of battery packs, as shown in FIG. 1, and the battery pack includes at least one cell (BC) and a battery management system. It can be composed of (BMS:Battery Management System). For example, the high-capacity battery pack BP may be configured as one cell or may be configured by connecting a plurality of cells in series or in parallel.
상기 배터리팩(BP, 이하 "배터리"라 통칭 한다.)의 배터리관리시스템은 배터리팩(BP)에 속한 적어도 하나 이상의 셀(BC)의 셀 전압, 충방전량 등의 충전상태(SOC:State of Charge), 충전전류, 방전전류, 온도 등 다양한 정보를 파악할 수 있고, 이하에서 설명되는 배터리에 속한 적어도 하나의 셀에 대한 상태정보는 내부저항, 임피던스, 컨덕턴스, 배터리 용량, 전압, 자가 방전, 충전 성능, 충방전 횟수를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The battery management system of the battery pack (BP, hereinafter referred to as "battery") is a state of charge (SOC) such as a cell voltage and a charge/discharge amount of at least one cell (BC) belonging to the battery pack (BP). ), charging current, discharging current, temperature, and other various information can be grasped, and the status information for at least one cell belonging to the battery described below includes internal resistance, impedance, conductance, battery capacity, voltage, self-discharge, and charging performance. , Characterized in that it is configured to include the number of times of charging and discharging.
아울러, 본 발명의 원격장치는 유무선 통신망을 통해 적어도 하나 이상의 배터리관리시스템과 연결되고, 하나 또는 복수의 물리적인 서버로 구현될 수 있으며, 배터리 수명 예측을 위한 연산 알고리즘을 충분히 수행할 수 있다면 PC, 고성능의 MCU 등 어떠한 외부장치를 사용하여도 무방함은 자명할 것이다.In addition, the remote device of the present invention is connected to at least one battery management system through a wired/wireless communication network, and may be implemented as one or more physical servers. It will be obvious that any external devices such as high-performance MCUs can be used.
아울러, 본 발명의 원격장치는 복수의 배터리관리시스템으로부터 배터리 셀에 대한 정보를 수신하여 저장하고, 저장되는 정보의 양이 많은 경우에도 문제가 없을 정도의 성능을 갖추고 있으며, 상기 배터리관리시스템으로부터 수신된 정보는 머신 러닝(machine learnging) 기법이 적용될 수 있다.In addition, the remote device of the present invention receives and stores information on the battery cells from a plurality of battery management systems, and has a performance that does not cause problems even when the amount of information stored is large, and receives from the battery management system. Machine learning techniques can be applied to the obtained information.
또한, 본 발명의 원격장치는 배터리 종류가 복수 개인 경우에 배터리관리시스템으로부터 배터리 종류에 관한 정보(즉, 제조사, 모델, 용량 등)를 수신하여 셀 전압 등의 정보와 함께 저장한다.In addition, in the case of a plurality of battery types, the remote device of the present invention receives information about the type of battery (ie, manufacturer, model, capacity, etc.) from the battery management system and stores it together with information such as cell voltage.
아울러, 본 발명의 실시예에서는 배터리관리시스템과 원격장치가 통신을 수행하고 각종 정보를 파악하여 전송하는 것으로 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 배터리관리시스템이 통신 모듈이나 이하의 실시예를 위한 각종 정보의 센싱 또는 제어 등을 위한 구성을 포함하고 있지 않다면 이를 위한 별도의 구성을 포함할 수 있음은 자명할 것이다.In addition, in the embodiment of the present invention, the battery management system and the remote device perform communication, identify and transmit various information, but are not necessarily limited thereto, and the battery management system is a communication module or the following embodiments. It will be apparent that if a configuration for sensing or controlling various types of information for this is not included, a separate configuration for this may be included.
본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제1단계는The first step, which is the main component for achieving the present invention, is
배터리에 속한 적어도 하나의 셀에 대한 상태정보를 상기 배터리의 배터리관리시스템이 원격장치에 전달하는 것으로서, 상기 배터리관리시스템이 배터리에 대한 상태정보 즉, 배터리의 내부저항, 임피던스, 컨덕턴스, 배터리 용량, 전압, 자가 방전, 충전 성능, 충방전 횟수를 원격장치에 전달하고, 상기 원격장치는 전달받은 상태정보를 저장하여 누적된 데이터를 확보하며, 상기 상태정보를 이용하여 배터리 수명 예측을 하기 위한 자료를 수집하는 것을 특징으로 한다.The battery management system of the battery transmits status information on at least one cell belonging to the battery to a remote device, and the battery management system provides status information on the battery, that is, internal resistance, impedance, conductance, battery capacity, The voltage, self-discharge, charging performance, and number of times of charging and discharging are transmitted to the remote device, and the remote device stores the received status information to obtain accumulated data, and uses the status information to obtain data for predicting battery life. It is characterized by collecting.
이때, 상기 상태정보는 앞서 언급된 배터리의 정보에만 한정되는 것은 아니며, 배터리 수명 예측을 위해 반영되어야 할 모든 배터리 정보가 더 포함될 수 있음은 자명할 것이다.In this case, it will be apparent that the state information is not limited to the aforementioned battery information, and all battery information to be reflected for battery life prediction may be further included.
본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제2단계는The second step, which is the main component for achieving the present invention, is
상기 원격장치에서 상기 상태정보를 이용하여 상기 배터리의 수명을 예측하는 것으로서, 상기 원격장치에서 상기 배터리관리시스템으로부터 전달받아 저장한 상태정보를 이용하여 기 입력된 알고리즘으로 연산됨으로써, 배터리의 수명을 예측하고, 이는 상기 배터리관리시스템의 MCU를 사용하여 연산하는 것보다 우수한 연산능력과 성능으로 보다 빠르고 정확하게 배터리의 수명을 예측할 수 있을 뿐만 아니라 알고리즘의 전반적인 분석 시스템변경(예를들어, 데이터 비교방식에서 인공지능(Deep learninge), Big data 분석으로 변경) 등이 필요한 경우 보다 쉽게 유지보수가 가능하여 더욱더 정확한 배터리 수명의 예측이 가능한 효과를 얻을 수 있다.The remote device predicts the life of the battery using the status information, and the remote device predicts the life of the battery by calculating with a pre-input algorithm using the status information received and stored from the battery management system. And, it is possible to predict the life of the battery more quickly and accurately with better computing power and performance than the calculation using the MCU of the battery management system, as well as change the overall analysis system of the algorithm (e.g., artificial in data comparison method). If intelligence (Deep learninge) or change to big data analysis) is required, maintenance can be performed more easily, resulting in a more accurate prediction of battery life.
또한, 본 발명은 상기 배터리관리시스템이 고유 기능인 배터리 보호와 모니터링에 보다 효율적으로 전력을 소모할 수 있고, 이에 따라 배터리의 전력을 사용하는 배터리관리시스템의 전력이 낭비되지 않아 배터리의 사용 수명이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.In addition, in the present invention, the battery management system can more efficiently consume power for battery protection and monitoring, which is a unique function, and accordingly, power of the battery management system using the power of the battery is not wasted, thereby increasing the use life of the battery. You can get the effect.
아울러, 본 발명은 원격장치에서 배터리 수명 예측을 진행함에 따라 상기 배터리관리시스템의 소형화가 가능하고, 이는 배터리관리시스템에 소모되는 비용이 절감될 수 있도록 하여 결과적으로 배터리의 제조비용이 절감되는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 예산을 반영할 때 절감된 비용을 더욱더 효율적으로 반영할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, the battery management system can be miniaturized as the battery life prediction is performed in a remote device, which can reduce the cost consumed by the battery management system, thereby reducing the manufacturing cost of the battery. Not only can you get it, but when you reflect your budget, you can get the effect of being able to more efficiently reflect the reduced cost.
또한, 본 발명은 원격으로 배터리가 관리될 수 있어 배터리의 정보를 상시 원격으로 확인할 수 있고, 이상 상황이 발생시 원격으로 제어할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, since the battery can be managed remotely, information of the battery can be checked remotely at all times, and when an abnormal situation occurs, the battery can be remotely controlled.
또한, 본 발명은 배터리관리시스템 자체에서의 배터리 수명 예측보다 원격장치를 이용한 배터리 수명 예측을 하도록 함으로써, 더욱더 우수한 성능으로 신뢰도가 높은 배터리의 수명을 예측하여 배터리의 교체시기를 보다 정확히 확인할 수 있고, 이에 따라 배터리의 갑작스런 불량발생 시 원활하게 대처할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the present invention predicts the battery life using a remote device rather than predicting the battery life in the battery management system itself, so that it is possible to more accurately check the replacement timing of the battery by predicting the life of a highly reliable battery with more excellent performance, Accordingly, it is possible to obtain an effect of smoothly coping with sudden failure of the battery.
본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제3단계는The third step, which is the main component for achieving the present invention, is
상기 제2단계에서 원격장치를 통해 예측된 배터리의 수명을 상기 배터리의 배터리관리시스템에 전달하는 것으로서, 앞서 설명된 바와 같이, 유무선 통신을 통해 신뢰도가 높게 예측된 배터리의 수명을 배터리관리시스템에 전달함으로서, 상기 배터리관리시스템의 불필요한 전력소모를 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.In the second step, the life of the battery predicted through the remote device is transmitted to the battery management system of the battery, and as described above, the life of the battery predicted with high reliability through wired or wireless communication is transmitted to the battery management system. As a result, it is possible to reduce unnecessary power consumption of the battery management system.
본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제4단계는The fourth step, which is the main component for achieving the present invention, is
원격장치로부터 전달받은 예측된 배터리의 수명을 상기 배터리관리스템을 통해 상기 배터리의 표시부에 표기하는 것으로서, 배터리가 사용되기전 혹은 배터리가 사용되고 있는 상태에서 사용자가 쉽게 배터리의 수명을 확인할 수 있도록 하여 배터리 교환시기를 정확하게 인지함으로써, 배터리 사용이 연속적으로 원활하게 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.The predicted battery life received from a remote device is indicated on the display of the battery through the battery management system, allowing the user to easily check the battery life before or while the battery is being used. By accurately recognizing the replacement timing, it is characterized in that battery use is continuously and smoothly performed.
이때, 상기 배터리의 표시부는 별도로 상기 배터리에 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 디스플레이로 구성될 수도 있고, 상기 배터리관리시스템의 내부에 내장된 저장부일 수 있으며, 상기 배터리관리시스템의 내부에 내장된 저장부인 경우 사용자는 별도의 컨넥터 장치(미도시)를 이용하여 배터리에 연결함으로써, 쉽게 확인이 가능하다.In this case, the display unit of the battery may be configured as a display so that the user can visually check the battery separately, or may be a storage unit built into the battery management system, and is a storage unit built into the battery management system. In this case, the user can easily check by connecting to the battery using a separate connector device (not shown).
아울러, 본 발명의 제3단계는 원격장치에서 배터리관리스템에 예측된 배터리 수명을 전달함과 동시에 사용자 단말기(미도시)에 예측된 배터리 수명을 전달할 수 있고, 이에 따라 사용자는 배터리관리시스템 또는 배터리의 표시부 뿐만 아니라 원격장치와 사용자 단말기를 통해 배터리의 수명을 쉽게 확인할 수 있다.In addition, in the third step of the present invention, the predicted battery life can be transmitted from the remote device to the battery management system and the predicted battery life can be delivered to the user terminal (not shown). You can easily check the life of the battery through the remote device and user terminal as well as the display of the battery.
부가하여, 본 발명의 제1단계는 원격장치에 배터리의 초기 예측수명과 상기 배터리에 속한 적어도 하나의 셀에 대한 초기 상태정보를 저장하는 제1-1단계와, 상기 배터리에 속한 적어도 하나의 셀에 대한 측정 상태정보를 배터리관리시스템으로부터 상기 원격장치에 전달하여 저장하는 제1-2단계를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the first step of the present invention includes step 1-1 of storing the initial predicted life of a battery and initial state information for at least one cell belonging to the battery in a remote device, and at least one cell belonging to the battery. It may be configured to include the step 1-2 of transmitting and storing the measurement status information for the battery management system to the remote device.
상기 제1-1단계는 배터리 제조사에서 제공하는 초기 예측수명(예를 들어, 10년)을 사용자 또는 배터리 제조사로부터 전달받아 원격장치에 저장하고, 상기 초기 예측수명은 이후에 배터리의 상태를 고려하여 판단되기 위해 갱신된다.In step 1-1, the initial predicted life (for example, 10 years) provided by the battery manufacturer is received from the user or the battery manufacturer and stored in a remote device, and the initial predicted life is determined in consideration of the state of the battery afterwards. It is updated to be judged.
또한, 상기 제1-1단계는 배터리 제조사에서 제공하는 배터리의 초기 상태정보 즉, 앞서 설명된 배터리의 상태정보인 모델, 용량, 내부저항, 임피던스, 컨덕턴스, 배터리 용량(100%), 전압, 자가 방전(0%), 충전 성능(100%), 충방전 횟수(0회) 등을 전달받아 원격장치에 저장하고, 외부환경 요인인 사용시간 및 온도 정보는 포함되어 있지 않다.In addition, the step 1-1 is the initial state information of the battery provided by the battery manufacturer, that is, the model, capacity, internal resistance, impedance, conductance, battery capacity (100%), voltage, Discharge (0%), charging performance (100%), charging and discharging times (0 times) are received and stored in a remote device, and information on usage time and temperature, which are external environmental factors, are not included.
상기 제1-2단계는 상기 배터리에 속한 적어도 하나의 셀에 대한 측정 상태정보 즉, 사용자가 설정한 측정 주기(배터리의 사용시 1시간마다 또는 배터리의 사용전 등)에 따라 상기 배터리의 측정 상태정보를 배터리관리시스템이 원격장치에 전달하여 상기 원격장치에 상기 측정 상태정보가 저장되도록 함으로써, 이후에 배터리 수명 예측을 연산하여 산출할 수 있도록 한다.The step 1-2 is the measurement status information of at least one cell belonging to the battery, that is, measurement status information of the battery according to a measurement period set by the user (every hour when the battery is used or before the battery is used, etc.). The battery management system transmits to the remote device so that the measurement status information is stored in the remote device, so that the battery life prediction can be calculated and calculated later.
이때, 상기 측정 상태정보는 앞서 설명된 배터리의 상태정보를 포함함은 자명할 것이고, 배터리의 온도, 사용시간을 추가적으로 포함하여 배터리의 수명 예측이 더욱더 정확하게 이루어질 수 있도록 한다.In this case, it will be apparent that the measurement state information includes the state information of the battery described above, and additionally includes the temperature and use time of the battery so that the life expectancy of the battery can be more accurately predicted.
상기와 연관하여, 본 발명의 제2단계는 상기 원격장치에서 초기 상태정보와 측정 상태정보를 비교하여 변화된 상태정보를 변동정보로 생성하는 제2-1-1단계;와 상기 원격장치에서 초기 예측수명과 제1예측수명을 비교하여 저감수명을 산출하는 제2-2단계와, 상기 원격장치에서 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당되는지를 판단하는 제2-3단계 및 상기 원격장치에서 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당된다고 판단된 경우 상기 제1예측수명을 배터리의 수명이라고 결정하고, 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당되지 않는다고 판단된 경우 상기 배터리의 배터리관리시스템으로부터 측정 상태정보를 다시 전달받은 후 다시 전달받은 측정 상태정보를 이용하여 상기 배터리의 수명을 예측하여 제2예측수명을 산출하여 상기 제2예측수명을 초기 예측수명으로 갱신하고, 상기 배터리의 배터리관리시스템에서 다시 상기 배터리의 상태정보를 측정하도록 하는 제2-4단계를 포함하여 구성된다.In connection with the above, the second step of the present invention is a 2-1-1 step of comparing the initial state information and the measured state information in the remote device to generate the changed state information as variation information; And the initial prediction in the remote device Step 2-2 of calculating the reduction life by comparing the life span with the first predicted life, step 2-3 of determining whether the reduction life is within a preset reduction range in the remote device, and the remote device When it is determined that the reduction life is within the preset reduction range, the first predicted life is determined as the life of the battery, and when it is determined that the reduction life is not within the preset reduction range, the measurement status from the battery management system of the battery After receiving the information again, the second predicted life is calculated by predicting the life of the battery using the measured state information received again, and the second predicted life is updated to the initial predicted life, and the battery management system of the battery And a 2-4 step of measuring the state information of the battery.
상기 제2-1단계는 앞서 설명된 제1-2단계에서 측정된 배터리의 측정 상태정보를 상기 원격장치에서 알고리즘을 통해 상기 배터리의 수명을 예측함으로써, 제1예측수명을 산출한다.In step 2-1, a first predicted life span is calculated by predicting the life of the battery through an algorithm in the remote device using the measurement state information of the battery measured in step 1-2 described above.
즉, 상기 제2-1단계는 상기 제1예측수명을 산출함으로써, 현재 배터리의 상태에 따른 수명을 먼저 예측하게 되고, 이는 이후에 배터리 제조회사에서 제시한 배터리 수명의 저감의 범위에 해당되는지가 판단된 후 최종 배터리의 수명으로 결정되거나 재 측정을 통해 배터리 제조사에서 제시한 초기 예측수명을 갱신할 때의 근거로 사용된다.That is, in the second step, by calculating the first predicted life, the lifespan according to the current state of the battery is first predicted, and whether this falls within the range of reduction of the battery life suggested by the battery manufacturer. After determination, it is determined as the life of the final battery or used as a basis for updating the initial predicted life suggested by the battery manufacturer through re-measurement.
상기 제2-2단계는 상기 제1-1단계에서 상기 원격장치에서 기 입력되어 저장된 초기 예측수명과 상기 제2-1단계에서 산출된 제1예측수명을 비교하여 초기 예측수명에 비해 저하된 배터리의 수명을 수치로 환산하여 저감수명을 산출한다.The second step 2 is a battery that is lower than the initial predicted life by comparing the initial predicted life previously input and stored in the remote device in step 1-1 with the first predicted life calculated in step 2-1. The reduced life is calculated by converting the life of the to a numerical value.
상기 제2-3단계는 상기 제2-2단계에서 산출된 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당되지는 판단하게 되는데, 상기 기 설정된 저감범위는 제1-1단계에서 배터리 제조사에서 제공되는 정보에 포함되어 원격장치에 저장된다.In step 2-3, it is determined that the reduction life calculated in step 2-2 falls within a preset reduction range, and the preset reduction range is based on information provided by the battery manufacturer in step 1-1. Included and stored on the remote device.
상기 제2-4단계는 상기 제2-3단계에서 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당된다고 판단된 경우 배터리의 불량 또는 외부 환경 요인에 의해 급격하게 배터리의 수명이 변화되지 않았다고 판단하고, 이러한 경우 상기 제2-1단계에서 산출된 제1예측수명을 배터리의 수명이라고 결정하고, 이후에 제3단계에서 상기 제1예측수명을 배터리의 배터리관리시스템으로 전달될 수 있도록 한다.In step 2-4, when it is determined that the reduced life span falls within a preset reduction range in step 2-3, it is determined that the battery life has not changed rapidly due to a defective battery or external environmental factors. In this case, the first predicted life calculated in step 2-1 is determined to be the life of the battery, and the first predicted life can be transferred to the battery management system of the battery in the third step thereafter.
또한, 상기 제2-4단계는 상기 제2-3단계에서 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당되지 않다고 판단된 경우 제2-1단계에서 산출된 제1예측수명을 배제하고 다시 상기 배터리의 배터리관리시스템으로부터 측정 상태정보를 전달받은 후 다시 전달받은 배터리의 측정 상태정보를 이용하여 상기 배터리의 수명을 예측하여 제2예측수명을 산출하며, 상기 산출된 제2예측수명을 초기 예측수명으로 갱신하고, 상기 배터리 관리시스템에서 다시 전달받은 배터리의 측정 상태정보를 초기 상태정보로 저장한 후 다시 상기 배터리의 상태정보를 측정하도록 하여 제2-1단계의 제1예측수명을 산출하도록 한다.In addition, in step 2-4, when it is determined in step 2-3 that the reduced life span is not within a preset reduction range, the first predicted life calculated in step 2-1 is excluded and the battery is After receiving the measurement status information from the battery management system, the second predicted life is calculated by predicting the life of the battery using the measured condition information of the battery received again, and the calculated second predicted life is updated to the initial predicted life. Then, the battery management system stores the measured state information of the battery as initial state information, and then measures the state information of the battery again to calculate the first predicted life span of step 2-1.
즉, 상기 제2-4단계는 제2-1단계에서 배터리의 측정 상태정보를 이용하여 제1예측수명을 산출하고, 상기 제1예측수명이 제조사에서 제시한 사용에 따른 배터리의 수명 감소 범위에 해당되는 경우 상기 제1예측수명을 적절한 배터리 수명으로 결정하고, 해당되지 않는 경우 상기 제1예측수명이 외부환경과 배터리 자체의 성능에 의한 변수에 의한 배터리 수명 감소로 판단하여 제조사에서 제시한 초기 예측수명을 갱신하여 보다 정확한 배터리 수명의 예측이 되도록 한다.That is, in the 2-4 step, the first predicted life is calculated by using the measurement status information of the battery in the 2-1 step, and the first predicted life is within the range of the reduction in life of the battery according to the use suggested by the manufacturer. If applicable, the first predicted life is determined as an appropriate battery life. If not, the first predicted life is determined as a decrease in battery life due to variables caused by external environment and the performance of the battery itself, and the initial prediction suggested by the manufacturer. The lifetime is updated to allow a more accurate prediction of battery life.
아울러, 본 발명의 제2단계는 상기 제2-4단계에서 초기 예측수명을 갱신하는 경우 배터리의 측정 상태정보를 다시 배터리관리시스템으로부터 전달받아 제1예측수명을 산출하게되고, 갱신된 초기 예측수명과 다시 산출된 제1예측수명을 비교하여 산출된 저감수명이 저감범위(거의 0에 해당)에 해당됨은 자명하므로 다시 산출된 제1예측수명이 배터리의 수명으로 결정된다.In addition, the second step of the present invention is to calculate the first predicted life by receiving the measurement status information of the battery again from the battery management system when the initial predicted life is updated in step 2-4, and the updated initial predicted life Since it is self-evident that the calculated reduction lifespan falls within the reduction range (nearly 0) by comparing the calculated first predicted life with and recalculated, the calculated first predicted life is determined as the life of the battery.
간략하게 다시 설명하면, 본 발명의 제2단계는 측정 상태정보를 이용하여 제1예측수명을 산출하고, 초기 예측수명과 제1예측수명을 비교하여 저감수명을 산출하며, 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당되지를 판단하여 상기 저감수명이 상기 저감범위 내에 해당되면 제1예측수명을 배터리 수명으로 결정하는 한편, 상기 저감수명이 상기 저감범위 내에 해당되지 않으면 측정 상태정보를 최신으로 갱신한 후 제2예측수명을 산출하고, 상기 제2예측수명을 초기 예측수명으로 갱신하며, 원격장치에서 다시 한번 측정 상태정보를 배터리관리시스템으로부터 전달받아 제1예측수명을 산출하여 상기 제1예측수명을 배터리 수명으로 결정한다.Briefly again, the second step of the present invention is to calculate the first predicted life by using the measurement status information, calculate the reduced life by comparing the initial predicted life with the first predicted life, and the reduction life If the reduction life is within the reduction range, the first predicted life is determined as the battery life. If the reduction life is not within the reduction range, the measurement status information is updated to the latest. The second predicted life is calculated, the second predicted life is updated to the initial predicted life, and the remote device once again receives the measurement status information from the battery management system and calculates the first predicted life. It is determined by the lifespan.
또한, 본 발명의 제2단계는 초기 상태정보와 측정 상태정보를 이용하여 먼저 제조사에서 제시하는 배터리의 감소되는 수명을 예측하여 예측된 감소수명이 기 설정된 범위 내에 해당되는 경우 상기 제1예측수명을 산출하도록 함으로써, 배터리 수명 예측 전에 변화된 상태정보를 이용하여 먼저 안정적으로 배터리의 수명이 감소되고 있는지 판단하여 더욱더 정확한 배터리 수명 예측이 이루어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the second step of the present invention, by using the initial state information and the measured state information, the first predicted life span is predicted by the manufacturer, and if the predicted life span falls within a preset range, the first predicted life span is determined. By calculating, it is characterized in that it is possible to more accurately predict the battery life by first determining whether the life of the battery is stably decreasing by using the changed state information before predicting the battery life.
구체적으로 살펴보면 먼저, 본 발명의 제1-1단계는 원격장치에 제조사에서 제공하는 배터리의 초기 예측감소수명을 저장하고, 상기 초기 예측감소수명은 앞서 설명된 저감범위와 명칭만 다를 뿐 동일하므로 상기 저감범위가 사용될 수 있음은 자명할 것이다.Specifically, first, step 1-1 of the present invention stores the initial predicted reduced life of the battery provided by the manufacturer in the remote device, and the initial predicted reduced life is the same as the above-described reduction range and name only. It will be apparent that a reduction range can be used.
다음으로, 본 발명의 제2단계는 상기 제1-2단계 이후 즉, 제2-1단계 이전에 상기 원격장치에서 초기 상태정보와 측정 상태정보를 비교하여 변화된 상태정보를 변동정보로 생성하는 제2-1-1단계와, 상기 원격장치에서 상기 변동정보를 이용하여 상기 배터리의 변동 수명을 예측하여 제1감소수명을 산출하는 제2-1-2단계와, 상기 원격장치에서 상기 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 내에 해당되는지를 판단하는 제2-1-3단계와, 상기 원격장치에서 상기 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 내에 해당된다고 판단된 경우 상기 제2-1단계를 진행하고, 상기 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 내에 해당되지 않는다고 판단된 경우 초기 상태정보를 갱신하는 제2-1-4단계 및 상기 원격장치에서 초기 상태정보가 갱신된 경우 갱신된 초기 상태정보를 이용하여 초기 예측수명을 갱신하고, 상기 배터리의 배터리관리시스템에서 다시 상기 배터리의 상태정보를 측정하도록 하는 제2-1-5단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Next, the second step of the present invention is to generate the changed state information as variation information by comparing the initial state information and the measured state information in the remote device after the step 1-2, that is, before the step 2-1. Step 2-1-1; Step 2-1-2 of calculating a first reduced life by predicting the fluctuation life of the battery using the fluctuation information in the remote device; and the first reduction in the remote device Step 2-1-3 of determining whether the life span falls within the range of the initial predicted reduced life, and step 2-1 when the remote device determines that the first reduced life span falls within the range of the initial predicted reduced life Step 2-1-4 of updating the initial state information when it is determined that the first reduced life span is not within the range of the initial predicted reduced life, and when the initial state information is updated in the remote device. And updating the initial predicted life using the initial state information, and step 2-1-5 of allowing the battery management system of the battery to measure the state information of the battery again.
상기 제2-1-1단계는 상기 제1-1단계와 제1-2단계에서 저장된 초기 상태정보와 측정 상태정보를 비교하여 변화된 상태정보를 변동정보로 생성하고, 상태정보만을 비교함으로써, 배터리의 수명을 예측한 후 비교하는 제2-3단계에 비해 보다 간략하고 빠르게 판단되는 특징이 있다.The second step 2-1-1 compares the initial state information stored in the step 1-1 and step 1-2 with the measured state information to generate the changed state information as variation information, and compares only the state information. Compared to the second and third steps of comparing after predicting the lifespan of, there is a feature that is judged more simply and quickly.
상기 제2-1-2단계는 상기 제2-1-1단계의 변동정보를 이용하여 상기 배터리의 변동 수명 즉, 감소되는 배터리의 수명을 기 입력된 알고리즘으로 연산함으로써, 예측하여 제1감소수명을 산출한다.In step 2-1-2, the fluctuation life of the battery, that is, the life of the reduced battery, is calculated using a pre-input algorithm using the fluctuation information of the step 2-1-1 to predict the first reduced life. Yields
상기 제2-1-3단계는 상기 제2-1-2단계의 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 즉, 저감범위 내에 해당되는지를 판단한다.In step 2-1-3, it is determined whether the first reduced lifespan of step 2-1-2 falls within the range of the initial predicted reduction life, that is, within the reduction range.
상기 제2-1-4단계는 상기 제2-1-3단계에서 상기 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 내에 해당된다고 판단된 경우 제조사에서 제공하는 초기 상태정보에 이상이 없다고 판단하여 앞서 설명된 제2-1단계가 진행되도록 하여 제1예측수명을 산출하도록 한다.In step 2-1-4, when it is determined in step 2-1-3 that the first reduced life span falls within the range of the initial predicted reduction life, it is determined that there is no abnormality in the initial state information provided by the manufacturer. The first predicted life is calculated by allowing the described step 2-1 to proceed.
또한, 상기 제2-1-4단계는 상기 제2-1-3단계에서 상기 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 내에 해당되지 않다고 판단된 경우 제조사에서 제공하는 초기 상태정보의 이상으로 판단하여 초기 상태정보를 갱신한다.In addition, in step 2-1-4, when it is determined in step 2-1-3 that the first reduced lifespan is not within the range of the initial predicted reduction life, it is determined as an abnormality in the initial state information provided by the manufacturer. Thus, the initial state information is updated.
상기 제2-1-5단계는 상기 제2-1-4단계에서 초기 상태정보가 갱신된 경우 원격장치에서 갱신된 초기 상태정보를 이용하여 초기 예측수명을 산출하여 갱신하고, 상기 배터리의 배터리관리시스템에서 다시 상기 배터리의 상태정보를 측정 즉, 측정 상태정보를 재측정하도록 함으로써, 다시 한번 상태정보를 통한 감소수명의 이상 유무를 판단하도록 한다.In step 2-1-5, when the initial state information is updated in step 2-1-4, the initial predicted life is calculated and updated using the initial state information updated in the remote device, and the battery management of the battery The system measures the status information of the battery again, that is, re-measures the measurement status information, thereby determining whether or not there is an abnormality in the reduced life through the status information.
즉, 본 발명의 제2단계는 배터리 수명 예측 전에 배터리의 상태정보를 이용하여 배터리의 사용에 따른 불량 유무를 간접적으로 확인할 수 있을 뿐만 아니라 배터리의 성능 즉, 초기 상태정보와 초기 예측수명을 갱신하여 보다 신뢰도가 높은 배터리 수명 예측이 가능하도록 하는 효과를 실현케 한다.That is, in the second step of the present invention, it is possible to indirectly check the presence or absence of defects due to use of the battery by using the state information of the battery before predicting the battery life, and update the performance of the battery, that is, the initial state information and the initial predicted life. It makes it possible to predict the battery life with higher reliability.
한편, 본 발명의 제4단계는 갱신된 초기 예측수명과 초기 상태정보를 표시부에 표시하도록 함으로써, 사용자가 초기 예측수명과 초기 상태정보가 갱신된 것을 확인할 수 있도록 하여 배터리의 상태를 보다 정확하게 판단할 수 있도록 하고, 이는 배터리의 상태에 따른 교환시기 및 예산 반영시 보다 신뢰도가 높게 대처할 수 있는 효과를 실현케 한다.On the other hand, in the fourth step of the present invention, the updated initial predicted life and initial state information are displayed on the display unit, so that the user can confirm that the initial predicted life and initial state information has been updated, so that the state of the battery can be more accurately determined. This makes it possible to realize the effect of coping with higher reliability when reflecting the replacement timing and budget according to the state of the battery.
결과적으로, 본 발명은 배터리의 수명 예측을 배터리관리시스템이 아닌 성능이 우수한 외부의 원격장치를 이용하도록 함으로써, 배터리관리시스템의 고유 기능 수행과 배터리의 성능 및 수명을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 더욱더 신뢰도가 높은 배터리 수명 예측을 통해 정확한 배터리의 교체시기와 예산을 반영하기 용이한 효과를 얻을 수 있다.As a result, the present invention makes it possible to predict the life of the battery using an external remote device with excellent performance, not the battery management system, so that it is possible to increase the performance of the battery management system and increase the performance and life of the battery, as well as further reliability. It is possible to obtain an effect that is easy to reflect the exact battery replacement time and budget through high battery life prediction.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.The above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, and is not limited to the above embodiment, and through the above embodiment, a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs does not depart from the gist of the present invention. This can be done with various changes in.
BMS : 배터리관리시스템
BP : 배터리팩
BC : 배터리 셀
10 : 원격장치BMS: Battery management system
BP: Battery pack
BC: battery cell
10: remote device
Claims (7)
상기 원격장치에서 상기 상태정보를 이용하여 상기 배터리의 수명을 예측하는 제2단계;와
예측된 배터리의 수명을 상기 배터리의 배터리관리시스템에 전달하는 제3단계; 및
전달받은 상기 예측된 배터리의 수명을 상기 배터리의 표시부에 표시하는 제4단계;를 포함하여 구성되고,
상기 상태정보는
내부저항, 임피던스, 컨덕턴스, 배터리 용량, 전압, 자가 방전, 충전 성능, 충방전 횟수를 포함하여 구성되며,
상기 제1단계는
배터리 제조사에서 제공하는 초기 예측수명과 배터리 제조사에서 제공하는 배터리의 초기 상태정보를 전달받아 원격장치에 저장하는 제1-1단계;와
상기 배터리에 속한 적어도 하나의 셀에 대한 배터리 상태정보를 포함하는 측정 상태정보를 배터리관리시스템으로부터 상기 원격장치에 전달하여 저장하는 제1-2단계;를 포함하여 구성되고,
상기 측정 상태정보는
배터리의 온도, 사용시간을 더 포함하여 구성되는 한편,
상기 제2단계는
상기 원격장치에서 측정 상태정보를 이용하여 상기 배터리의 수명을 예측하여 제1예측수명을 산출하는 제2-1단계;와
상기 원격장치에서 초기 예측수명과 제1예측수명을 비교하여 저감수명을 산출하는 제2-2단계;와
상기 원격장치에서 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당되는지를 판단하는 제2-3단계; 및
상기 원격장치에서 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당된다고 판단된 경우 상기 제1예측수명을 배터리의 수명이라고 결정하고, 상기 저감수명이 기 설정된 저감범위 내에 해당되지 않는다고 판단된 경우 상기 배터리의 배터리관리시스템으로부터 측정 상태정보를 다시 전달받은 후 다시 전달받은 측정 상태정보를 이용하여 상기 배터리의 수명을 예측하여 제2예측수명을 산출하여 상기 제2예측수명을 초기 예측수명으로 갱신하고, 상기 배터리의 배터리관리시스템에서 다시 상기 배터리의 상태정보를 측정하도록 하는 제2-4단계;를 포함하여 구성되고,
상기 제1-1단계는
원격장치에 제조사에서 제공하는 배터리의 초기 예측감소수명을 더 저장하는 것을 특징으로 하며,
상기 제2단계는
상기 원격장치에서 초기 상태정보와 측정 상태정보를 비교하여 변화된 상태정보를 변동정보로 생성하는 제2-1-1단계;와
상기 원격장치에서 상기 변동정보를 이용하여 상기 배터리의 변동 수명을 예측하여 제1감소수명을 산출하는 제2-1-2단계;와
상기 원격장치에서 상기 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 내에 해당되는지를 판단하는 제2-1-3단계;와
상기 원격장치에서 상기 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 내에 해당된다고 판단된 경우 상기 제2-1단계를 진행하고, 상기 제1감소수명이 초기 예측감소수명의 범위 내에 해당되지 않는다고 판단된 경우 초기 상태정보를 갱신하는 제2-1-4단계; 및
상기 원격장치에서 초기 상태정보가 갱신된 경우 갱신된 초기 상태정보를 이용하여 초기 예측수명을 갱신하고, 상기 배터리의 배터리관리시스템에서 다시 상기 배터리의 상태정보를 측정하도록 하는 제2-1-5단계;를 포함하여 구성되고,
상기 제2단계는
초기 상태정보와 측정 상태정보를 이용하여 먼저 제조사에서 제시하는 배터리의 감소되는 수명을 예측하여 예측된 감소수명이 기설정된 범위 내에 해당되는 경우 상기 제1예측수명을 산출하도록 하며,
상기 제4단계는
갱신된 초기 예측수명과 초기 상태정보를 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 원격장치를 통한 배터리관리시스템의 배터리 수명 예측방법.
A first step of transmitting, by the battery management system of the battery, status information on at least one cell belonging to a battery to a remote device; and
A second step of predicting the life of the battery by using the status information in the remote device; and
A third step of transferring the predicted battery life to the battery management system of the battery; And
And a fourth step of displaying the received life of the predicted battery on the display unit of the battery,
The above status information is
It consists of internal resistance, impedance, conductance, battery capacity, voltage, self-discharge, charging performance, and number of charging and discharging.
The first step
The initial predicted lifespan provided by the battery manufacturer and Step 1-1 of receiving the initial state information of the battery provided by the battery manufacturer and storing it in a remote device; And
And a step 1-2 of transferring and storing measurement status information including battery status information for at least one cell belonging to the battery from the battery management system to the remote device; and
The measurement status information is
It is configured to further include the temperature and usage time of the battery,
The second step
Step 2-1 of calculating a first predicted life by predicting the life of the battery by using the measured state information in the remote device; And
The second step of calculating a reduced life by comparing the initial predicted life and the first predicted life in the remote device; And
A 2-3 step of determining whether the reduction life is within a preset reduction range by the remote device; And
When it is determined by the remote device that the reduction life is within a preset reduction range, the first predicted life is determined as the life of the battery, and when it is determined that the reduction life is not within a preset reduction range, the battery of the battery After receiving the measured state information from the management system again, the second predicted life is calculated by predicting the life of the battery using the measured state information received again, and the second predicted life is updated to the initial predicted life. And a step 2-4 of allowing the battery management system to measure the state information of the battery again, and
The step 1-1 is
Characterized in that it further stores the initial predicted reduced life of the battery provided by the manufacturer in the remote device,
The second step
Step 2-1-1 of comparing the initial state information and the measured state information in the remote device to generate the changed state information as change information; And
Step 2-1-2 of calculating a first reduced life by predicting the fluctuation life of the battery by using the fluctuation information in the remote device; And
Step 2-1-3 of determining whether the first reduced life span falls within the range of the initial predicted reduced life in the remote device; And
If the remote device determines that the first reduced lifespan falls within the range of the initial predicted reduced life, the second step is performed, and it is determined that the first reduced lifespan is not within the range of the initial predicted reduced lifespan. Step 2-1-4 of updating the initial state information in case; And
When the initial state information is updated in the remote device, the initial predicted life is updated by using the updated initial state information, and the battery management system of the battery measures the state information of the battery again, step 2-1-5. Consisting of including ;,
The second step
Using the initial state information and the measured state information, first predict the reduced life of the battery presented by the manufacturer, and calculate the first predicted life when the predicted reduced life falls within a preset range,
The fourth step
A method for predicting battery life of a battery management system through a remote device, characterized in that the updated initial predicted life and initial state information are displayed on a display unit.
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|---|---|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |