KR102247052B1 - 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치 및 방법 - Google Patents

배터리의 이상 상태를 감지하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

배터리의 이상 상태를 감지하는 장치 및 방법이 제공된다. 일 실시예에 따르면, 사용 정보로부터 추정된 배터리에 요구되는 이상적인 배터리 추정 정보 및 배터리 측정 정보에 기초하여 정보 엔트로피를 계산하고, 계산된 정보 엔트로피에 기초하여 배터리의 이상 상태가 판단될 수 있다.

Description

배터리의 이상 상태를 감지하는 장치 및 방법{METHOD AND DEVICE TO DETECT ABNORMAL STATE OF BATTERY}
이하, 배터리의 이상을 감지하는 장치 및 방법이 제공된다.
최근 배터리를 탑재한 기기의 사용이 급증하고 있다. 스마트폰, 노트북, 및 전기자동차 등 이동성이 중요한 기기들이 이러한 배터리를 사용하고 있다. 상술한 기기들이 점차 더 많은 용량(capacity)을 필요로 하는 바, 기기에 탑재되는 배터리의 용량이 증대되고 있다.
기기에 탑재된 배터리의 용량이 커질수록, 배터리가 폭발 시 더 큰 피해가 발생하게 되어 배터리의 위험성이 증대되고 있다. 예를 들어, 스마트폰과 같이 사람의 귀에 밀착하여 사용하는 기기의 경우, 작은 폭발에도 생명에 위협을 주는 인적 피해를 발생시킬 수 있다. 또한, 전기 자동차의 경우, 주행 중 배터리가 폭발하면 매우 큰 인적/물적 피해가 초래되고, 기업 브랜드 이미지도 크게 훼손될 수 있다. 에너지 저장 시스템의 경우에도 인적/물적 피해 및 사회에 치명적 불안이 발생할 수 있다.
따라서 배터리를 보다 더 안전하게 관리하기 위한 기술들이 필요하다.
일 실시예에 따르면 배터리에 대해 요구되는 출력(output)에 대응하는 배터리 추정 정보(battery estimation information) 및 배터리로부터 수집된 배터리 측정 정보(battery measurement information)로부터 정보 엔트로피(Information Entropy)를 계산하는 엔트로피 계산부(entropy calculator); 및 정보 엔트로피에 기초하여 배터리가 이상 상태인 지 판단하는 배터리 이상 판단부(battery abnormality determiner)를 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치가 제공될 수 있다.
배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 배터리로부터 배터리 측정 정보를 수집하는 배터리 정보 수집부(battery information collector); 배터리가 장착된 기기(apparatus)의 사용 이력과 연관된 사용 정보를 수집하는 사용 정보 수집부(usage information collector); 및 사용 정보로부터 배터리 추정 정보를 추정하는 추정부(estimator)를 더 포함할 수 있다.
추정부는, 사용 정보를 출력에 대응하는 전력으로 변환하고, 전력에 대응하는 전압을 계산할 수 있다.
배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 배터리에 대해 미리 구축된 전기 모델로부터 배터리 추정 정보를 추출하는 추정부를 더 포함할 수 있다.
배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보를 비교한 결과를 정보 엔트로피를 계산하기 위해 미리 정한 길이의 타임 윈도우(time window) 만큼 저장하는 저장부(storage)를 더 포함할 수 있다.
엔트로피 계산부는, 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보를 비교한 결과에 기초하여 정보 엔트로피를 계산할 수 있다.
엔트로피 계산부는, 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보 간의 차이 값을 계산하고, 차이 값이 발생하는 확률을 계산하며, 확률로부터 정보 엔트로피를 계산할 수 있다.
배터리 이상 판단부는, 정보 엔트로피의 값이 임계값보다 크면, 배터리가 이상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
배터리 이상 판단부는, 정보 엔트로피의 값이 임계값보다 큰 경우가 미리 정한 구간 이상 검출되면, 배터리가 이상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리에 대해 요구되는 출력에 대응하는 배터리 추정 정보 및 배터리로부터 수집된 배터리 측정 정보로부터 정보 엔트로피를 계산하는 단계; 및 정보 엔트로피에 기초하여 배터리가 이상 상태인 지 판단하는 단계를 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법이 제공될 수 있다.
배터리의 이상 상태를 감지하는 방법은 배터리로부터 배터리 측정 정보를 수집하는 단계; 배터리가 장착된 기기의 사용 이력과 연관된 사용 정보를 수집하는 단계; 및 사용 정보로부터 배터리 추정 정보를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
사용 정보로부터 배터리 추정 정보를 추정하는 단계는, 사용 정보를 출력에 대응하는 전력으로 변환하고, 전력에 대응하는 전압을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
정보 엔트로피를 계산하는 단계는, 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보를 비교한 결과를 정보 엔트로피를 계산하기 위해 미리 정한 길이의 타임 윈도우(time window) 만큼 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
정보 엔트로피를 계산하는 단계는, 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보를 비교한 결과에 기초하여 정보 엔트로피를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
정보 엔트로피를 계산하는 단계는, 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보 간의 차이 값을 계산하는 단계; 차이 값이 발생하는 확률을 계산하는 단계; 및 확률로부터 정보 엔트로피를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
정보 엔트로피에 기초하여 배터리가 이상 상태인 지 판단하는 단계는, 정보 엔트로피의 값이 임계값보다 크면, 배터리가 이상 상태인 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 배터리로부터 배터리 측정 정보를 수집하는 단계; 배터리에 대해 요구되는 출력으로부터 배터리 추정 정보를 획득하는 단계; 및 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보를 비교하여, 배터리가 이상 상태인 지 판단하는 단계를 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법이 제공될 수 있다.
배터리 추정 정보를 획득하는 단계는, 배터리가 장착된 기기의 사용 이력과 연관된 사용 정보를 수집하는 단계; 및 사용 정보를 출력에 대응하는 전력으로 변환하고, 전력에 대응하는 전압을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
배터리가 이상 상태인 지 판단하는 단계는, 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보 간의 차이 값이 임계값보다 크면, 배터리가 이상 상태인 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 사용 정보에 기반하여 배터리의 이상 상태를 감지하는 과정을 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치의 세부적인 구성을 도시한 블럭도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 배터리 측정 정보의 예시를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 배터리 추정 정보의 예시를 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보의 차이 값의 예시를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보로부터 계산된 정보 엔트로피의 예시를 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따라 발생 확률에 대응하는 정보 엔트로피를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하, 본 명세서에서 배터리의 이상 상태(abnormal state)는, 배터리가 정상적으로 동작하지 않는 모든 상태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리 사고(battery accident)에 직접적으로 연관되는 배터리의 이상 상태는 내부단락, 외부단락, 관통, 열 노출 등을 포함할 수 있다. 이러한 이상 상태는, 배터리를 과하게 방전 또는 충전하거나, 일정 온도 이상의 환경에 지속적으로 노출되거나, 배터리 외부에서 강한 충격이 가해졌을 때 초래될 수 있다. 이상 상태가 초래되면, 배터리 용량이 남아있더라도 배터리가 동작하지 않거나, 배터리에서 가스 분출, 열 폭주 및 폭발 등의 현상이 발생할 수 있다.
배터리의 이상 상태를 감지하기 위한, 기기 내 PCM (Protection Circuit Module), BMS (Battery Management System)등의 보호 장치(protection device)를 배터리 시스템에 연결함으로써, 스마트폰이나 전기자동차와 같은 기기가 보호될 수 있다. 다만 상술한 보호 장치는, 대부분 하드웨어적으로 전압 또는 전류를 측정하여 일정 값 이상이 되었을 때 배터리와 기기 간의 연결 자체를 끊어버림으로써, 기기를 보호할 수 있다.
상술한 보호 장치는 하드웨어적으로 배터리를 차단하는 바, 배터리를 사용하지 못할 만큼의 이상 현상이 발생되기 직전에 배터리를 차단하게 된다. 결국, 배터리가 차단된 이후에도, 배터리 내 이상 현상이 진행되어 기기 손상을 일으키거나, 배터리 사고가 발생할 수 있다. 또한 사고가 발생할 정도의 이상 현상만을 감지할 수 있기 때문에, 배터리가 이상 현상으로 진행 중인 이상 상태를 감지하지 못할 수 있다.
일반적으로 배터리의 이상 상태는 하기와 같이 감지될 수 있다. 예를 들어, 배터리의 전압 강하(voltage drop)가 임계(Threshold)를 초과하는 순간에, 배터리가 이상 상태인 것으로 판단될 수 있다. 용량(capacity) 대비 전압(voltage)의 변화 비율이 임계보다 작은 경우, 배터리가 이상 상태인 것으로 판단될 수 있다. 또한, 일정 시간 사이의 배터리 상태(battery state)를 나타내는 변수 값의 분포(distribution)을 통해, 배터리의 이상 상태가 감지될 수 있다.
다만, 상술한 배터리의 이상 상태를 감지하는 기술들은, 예를 들어, 배터리의 수명 저하로 인한 전압 강하, 극한의 외부 환경(예를 들어, 외부온도가 저온)에 배터리가 노출된 경우 배터리의 전력 소모 증가로 인한 전압 강하, 및 외부 자극(예를 들어, 배터리 서용 중 높은 고출력이 필요한 경우)으로 인한 전압 강하가 발생하면, 배터리가 이상 상태인 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 배터리 자체의 고장(malfunction)이 아닌, 배터리가 탑재된 기기(apparatus)가 노출된 외부 환경 및 외부 자극 등에 의해 배터리의 전압 강하가 발생할 수 있다. 따라서 상술한 예시들에서는 배터리에서 전압 강하가 관측되더라도, 배터리의 전압 강하가 배터리의 이상 상태에 기인한 것이라고 확정할 수 없다.
이하, 본 명세서에서 기기는 배터리가 탑재되는 전기 제품일 수 있다. 기기는 예를 들면, 전기 자동차(EV, electrical vehicle), 스마트폰(smart phone), 핸드폰(cellular phone), 노트북 PC, 및 태블릿 PC 등을 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 사용 정보에 기반하여 배터리의 이상 상태를 감지하는 과정을 도시한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 사용자의 조작에 응답하여 기기가 배터리를 사용한 사용 이력(usage history)과 연관된 사용 정보(usage information)를 이용하여 배터리의 이상 상태를 감지할 수 있다.
사용 이력은 사용자가 기기를 사용한 이력을 나타낼 수 있다. 여기서, 사용 이력은 배터리로부터 방전 및 충전되는 전력이 결정되기 이전에 사용자가 기기에 가한 모든 조작 이력(control history)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기기가 전기 자동차인 경우, 사용자가 가속 페달을 밟은 세기, 가속 페달을 밟은 시간, 브레이크 페달을 밟은 세기, 브레이크 페달을 밟은 시간 등을 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 기기가 스마트폰인 경우, 사용자가 화면을 켜는 시간, 어플리케이션(application)을 실행한 시간, 터치스크린에 대한 터치 이력(touch history) 등을 포함할 수 있다.
사용 정보는 기기가 배터리를 사용하는 정보를 나타낼 수 있다. 여기서, 사용 정보는, 배터리에서 이상적으로(ideally) 출력되어야 하는 전력과 연관된, 배터리 추정 정보(battery estimation information)를 추정하기 위해 사용되는 정보로서, 사용 이력(예를 들어, 사용자의 조작) 등에 따라 기기가 배터리에 가하는 부하(load) 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용 정보는 기기가 전기 자동차인 경우에서, 사용자가 가속 페달을 밟은 정도에 의해 결정되는 토크(torque) 및 RPM(revolutions per minute)을 포함할 수 있다. 다만, 이로 한정되는 것은 아니고, 사용 정보는 사용 이력을 포함할 수도 있다. 여기서, 부하 정보는 배터리가 출력하도록 요구되는 전력과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 배터리 추정 정보는 이상적으로 배터리에 요구되는 출력에 대응하는 모든 정보로서, 예를 들어, 배터리에 대해 추정된 전압, 전류, 온도, 및 용량 등을 포함할 수 있다. 구체적으로는 하기에서 상세히 설명한다.
도 1에서, 센서(111)로부터 수집되는 배터리 측정 정보는 배터리로부터 측정될 수 있는 모든 정보로서, 예를 들어, 배터리에 대해 측정된 배터리의 전압, 전류, 온도, 및 용량 등을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 측정 정보는 배터리의 이상 상태에 의한 변화(예를 들어, 배터리의 전압, 전류 및 내부저항의 변화) 및 기기의 사용 이력에 따른 변화(예를 들어, 배터리의 전압, 전류 및 내부저항의 변화)로 포함할 수 있다.
센서(111)로부터 수집된 배터리 측정 정보를 그대로 사용하면, 배터리 측정 정보에서 나타난 변화가 상태 이상에 의한 변화인 지, 또는 사용 이력에 의해 발생된 정상적인 변화인지 구분되지 않을 수 있다. 또한, 상술한 두 타입의 변화(상태 이상에 의한 변화 및 사용 이력에 의한 변화)를 구분하기 위해 사용 이력에 의한 변화의 범위보다 큰 경우가 이상 상태로 설정되더라도, 사용 이력에 의한 변화의 범위 내에서 발생한 배터리의 이상 상태는 감지되지 않을 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 사용자(109)의 조작에 따른 사용 이력과 연관된 사용 정보를 사용 정보 수집부(120)를 통해 수집할 수 있다. 여기서, 사용 정보 수집부(120)는 사용 정보를 그대로 추정부(130)로 전달하거나, 사용 정보를 배터리에서 요구되는 출력(121)으로 변환하여 추정부(130)로 전달할 수 있다. 여기서, 배터리에서 요구되는 출력(121)은 배터리에서 요구되는 전력 P에 대응할 수 있다.
추정부(130)는 사용 정보 또는 배터리에서 요구되는 출력(121)으로부터, 배터리가 이상적으로 출력해야 하는 전압(131)을 추정할 수 있다. 엔트로피 계산부(140)는 센서(111)가 측정하여 배터리 정보 수집부(110)에 의해 수집된 전압(112) 및 배터리가 이상적으로 출력해야 하는 전압(131)의 차이 값(141)으로부터 정보 엔트로피(Information Entropy)(142)를 계산할 수 있다.
최종적으로 배터리 이상 판단부(160)는 정보 엔트로피(162)가 임계값(threshold value)(162)보다 큰 경우, 배터리가 이상 상태인 것으로 판단할 수 있다. 알림부(170)는 배터리가 이상 상태라는 것을 기기의 사용자에게 알릴 수 있다. 예를 들면, 알림부(170)는 외부 인터페이스로 경고 신호를 전달하고, 외부 인터페이스는 경고 신호에 기초하여 사용자에게 배터리의 이상 상태를 시각적 효과, 청각적 효과 및 촉각적 효과 등을 이용하여 경고할 수 있다.
다만, 엔트로피 계산부(140)가 정보 엔트로피를 계산하지 않고 차이 값(141)만을 계산할 수도 있다. 이 경우, 배터리 이상 판단부(160)는 차이 값(141)이 임계값을 초과하는 경우를 배터리가 이상 상태인 것으로 판단할 수 있다. 구체적으로는 하기에서 상세히 설명한다.
일 실시예에 따른 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치의 구체적인 동작은 하기에서 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치(200, 300)의 세부적인 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2에 도시된 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치(200)는 엔트로피 계산부(240) 및 배터리 이상 판단부(260)를 포함할 수 있다.
엔트로피 계산부(240)는 배터리에 대해 요구되는 출력(output)에 대응하는 배터리 추정 정보 및 배터리로부터 수집된 배터리 측정 정보로부터 정보 엔트로피를 계산할 수 있다.
배터리 이상 판단부(260)는 정보 엔트로피에 기초하여 배터리가 이상 상태인 지 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치(200)는 - 배터리 셀을 이용하는 모든 전자 기기, 모듈 또는 팩으로 구성된 배터리를 사용하는 전자 기기, 및 BMS (Battery Management System)을 통해 배터리를 관리하는 전자 기기에 적용될 수 있다.
상술한 엔트로피 계산부(240) 및 배터리 이상 판단부(260)의 구체적인 동작은 하기에서 상세히 설명한다.
도 3에 도시된 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치(300)는 배터리 정보 수집부(battery information collector)(310), 사용 정보 수집부(usage information collector)(320), 추정부(estimator)(330), 엔트로피 계산부(entropy calculator)(340), 저장부(storage)(350), 배터리 이상 판단부(battery abnormality determiner)(360), 및 알림부(notifier)(370)를 포함할 수 있다.
배터리 정보 수집부(310)는 배터리로부터 배터리 측정 정보를 수집할 수 있다. 예를 들어, 배터리 측정 정보는 배터리에서 측정되는 전압 신호 Vo, 전류 신호 Io, 온도 신호 To 등을 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 정보 수집부(310)는 배터리 측정 정보를 직접 엔트로피 계산부(340)로 전달하거나, 추정부(330)를 경유하여 엔트로피 계산부(340)로 전달할 수 있다.
사용 정보 수집부(320)는 배터리가 장착된 기기의 사용 이력과 연관된 사용 정보를 수집할 수 있다. 또한, 사용 정보 수집부(320)는 사용 정보를 배터리에 요구되는 출력에 대응하는 전력 P로 변환할 수 있다. 예를 들어, 사용 정보 수집부(320)는, 배터리에 요구되는 출력 및 사용 정보에 대응하는 로 데이터(raw data)(예를 들어, 전기 자동차에서 엔진 토크, 및 RPM 등)로부터 계산된 전력을, 전력 P로서 미리 정한 길이의 타임 윈도우(time window)만큼의 수집하여, 추정부로 전달할 수 있다. 여기서, 타임 윈도우는 정보 엔트로피를 산출하기 위해 설정된 정보의 시간적 길이를 나타낼 수 있다.
추정부(330)는 사용 정보로부터 배터리 추정 정보를 추정할 수 있다. 또한, 추정부(330)는 사용 정보 수집부(320)에 의해 사용 정보로부터 변환된 전력 P에 기초하여 추정 전압(estimated voltage) Ve를 추정할 수 있다. 예를 들어, 추정부(330)는 사용 정보로부터 배터리에서 출력될 추정 전압 Ve 또는 배터리 추정 정보를 추정할 수 있다. 여기서, 배터리 추정 정보는 배터리로부터 실제로 측정된 정보가 아니고, 이상적으로 배터리에 요구되는 출력에 대응하는 정보로서, 예를 들면 전력 P 및 추정 전압 Ve를 포함할 수 있다.
다만, 상술한 배터리 추정 정보는 전력 P 및 추정 전압 Ve를 예로 들었으나, 배터리 추정 정보는 추정 전류 및 추정 온도 등과 같이, 사용 정보로부터 추정될 수 있는 정보로서, 배터리에 대해 요구되는 출력에 대응하는 모든 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 추정부(330)는 사용 정보 수집부(320)에서 수집된 전력 P와 배터리 정보 수집부(310)에서 수집된 전압 신호 Vo를 수신할 수 있다. 추정부(330)는 수신된 전류 신호 Vo를 배터리에 대해 요구되는 전력 P에 대응하는 배터리의 전류와 내부저항에 적용함으로써, 추정 전압 Ve를 추정할 수 있다.
예를 들어, 추정부(330)는 상술한 추정 전압 Ve를 전압전류 공식(예를 들어, P=VI 및 V=IR)에 의해 계산할 수 있다. 이를테면, 추정부(330)는 사용정보 수집부(320)으로부터 도출된 전력 P와, 배터리 정보 수집부(310)로부터 획득된 전압 신호 Vo를 통해, I를 결정할 수 있다. 이후, 추정부(330)는 P=VI 및 V=IR의 공식으로부터 R=P/I2공식을 도출하여, 사용 정보로부터 변환된 전력 P에 대응하는 배터리의 내부저항 R을 획득할 수 있다. 추정부(330)는 획득한 내부저항 R과 상술한 바와 같이 도출된 I를 통해 추정 전압 Ve를 추정할 수 있다.
여기서, 추정 전압 Ve는 배터리가 탑재된 기기에서 배터리에게 요구하는 출력에 대응하는 정확한 이상적인 전압 값을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 추정부(330)는 사용 정보를 전력 P로 환산하여, 전력 P에 해당하는 추정 전압 Ve를 계산할 수 있다. 추정부(330)는 배터리가 장착된 전자 기기에 대해, 특정 작업(예를 들어, 사용자의 사용 이력에 포함됨)을 수행하기 위해 필요한 전력 P을 계산할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 전기자동차의 경우, 가속하기 위해 가속페달을 밟은 정도에 따라 토크와 RPM이 결정되고, 추정부(330)는 이 두 값으로, 배터리에 요구되는 전력 P를 계산할 수 있다. 추정부(330)는 계산된 전력 P에 간단한 전력 공식(예를 들어, P=VI)과 옴의 법칙(예를 들어, V=IR)을 적용하여 추정 전압 Ve를 계산할 수 있다.
추정부(330)는 배터리에게 요구되는 출력에 대응하는 추정 전압 Ve를 엔트로피 계산부(340)에 전달할 수 있다. 또한, 추정부(330)는 배터리 정보 수집부(310)에서 수집된 배터리 측정 정보를 엔트로피 계산부(340)로 전달할 수도 있다.
엔트로피 계산부(340)는 배터리 추정 정보 및 배터리 측정 정보에 기초하여 정보 엔트로피를 계산할 수 있다. 계산된 정보 엔트로피는 배터리 이상 판단부(360)로 전달될 수 있다. 엔트로피 계산부(340)가 정보 엔트로피를 계산하는 구체적인 과정은 하기 도 8에서 상세히 설명한다.
저장부(350)는 배터리 추정 정보 및 배터리 측정 정보 간의 차이 값을 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(350)는 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보를 비교한 결과를 정보 엔트로피를 계산하기 위해 미리 정한 길이의 타임 윈도우만큼 저장할 수 있다. 여기서, 미리 정한 크기는 타임 윈도우의 시간적 길이로서, 정보 엔트로피의 계산 효율 및 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치의 연산 처리 능력에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어, 저장부(350)는 정보 엔트로피를 계산하기 위한 미리 정한 크기의 데이터(예를 들면, 차이 값)가 저장된 후, 새로운 데이터가 입력되면 가장 과거에 저장된 데이터에 덮어 씌우거나, 가장 과거에 저장된 데이터를 제거할 수 있다.
배터리 이상 판단부(360)는 정보 엔트로피에 기초하여 기기에 배터리가 이상 상태인 지 판단할 수 있다.
알림부(370)는 배터리 이상 판단부(360)에 의해 배터리가 이상 상태인 것으로 판단되면, 배터리가 탑재된 기기를 사용하는 사용자에게 현재 배터리가 이상 상태인 것을 알릴 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 배터리 측정 정보의 예시를 도시한 도면이다.
배터리 수집부는 배터리 측정 정보를 수집할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 배터리 측정 정보는 배터리로부터 직접 측정된 전압 신호 Vo의 예시를 나타낼 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 배터리 추정 정보의 예시를 도시한 도면이다.
추정부는 사용 정보로부터 배터리 추정 정보를 추정할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 배터리 추정 정보는 사용 정보로부터 간접적으로 추정된 추정 전압 Ve의 예시를 나타낼 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보의 차이 값의 예시를 도시한 도면이다.
엔트로피 계산부는 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보의 차이 값
Figure 112014068362059-pat00001
을 계산할 수 있다. 계산된 차이 값
Figure 112014068362059-pat00002
은 미리 정한 길이의 타임 윈도우만큼 저장부에 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 계산된 차이 값
Figure 112014068362059-pat00003
는 도 4에 도시된 전압 신호 Vo 및 도 5에 도시된 추정 전압 Ve의 차이로 도시될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보로부터 계산된 정보 엔트로피의 예시를 도시한 도면이다.
엔트로피 계산부는 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보를 비교한 결과에 기초하여 정보 엔트로피를 계산할 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 계산부는 차이 값
Figure 112014068362059-pat00004
에 기초하여 정보 엔트로피를 계산할 수 있다. 구체적인 정보 엔트로피를 계산하는 구체적인 과정은 하기 도 8에서 상세히 설명한다.
도 8은 일 실시예에 따라 발생 확률에 대응하는 정보 엔트로피를 도시한 도면이다.
정보 엔트로피는 클로드 엘우드 섀년(Claude Elwood Shannon)에 의해 제안된 개념으로서, 신호(signal)나 사건(event)에 포함된 정보(information)의 양(amount)을 엔트로피 개념을 빌려 설명한 것이다. 여기서, 정보 엔트로피는 어떤 확률변수의 불확실성(uncertainty in a random variable)을 측정한 것에 대응할 수 있다. 정보 엔트로피는 발생 가능성(occurrence probability)이 높은 정보는 정보량(information amount)이 작아지고, 발생 가능성이 적은 정보는 정보량이 커지는 특성을 가질 수 있다.
본 명세서에서, 정보 엔트로피 E는 하기 수학식 1에 의해 정의될 수 있다.
Figure 112014068362059-pat00005
상술한 수학식 1에서 E는 정보 엔트로피, x는 임의의 데이터, p(x)는 임의의 데이터 x가 발생할 발생 가능성(예를 들어, 확률)을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 정보 엔트로피 E 값이 0인 경우, 어떤 데이터 x가 발생할 확률은 1로서 데이터 x는 무조건 발생하는 바, 정보로써의 가치(즉, 정보량)가 0임을 의미할 수 있다. 다시 말해, 정보 엔트로피 E가 0이면, 데이터 x는 불확실성이 없다는 의미이다.
다른 예를 들어, 반대로 정보 엔트로피 E 값이 1인 경우, 어떤 데이터 x가 발생할 확률이 0인 바, 데이터 x는 절대 발생할 수 없는 데이터 또는 지극히 낮은 확률로 발생하는 데이터일 수 있다.
도 8은 발생 가능성 p에 따른 정보의 양 I(p)의 그래프를 도시할 수 있다. 여기서, 정보의 양 I(p)의 단위는 비트(bit)로 나타낼 수 있다. 이하, 본 명세서에서, 추정 전압 Ve과 측정된 전압 신호 Vo 간의 차이 값
Figure 112014068362059-pat00006
가 임의의 데이터 x로 사용될 수 있다
일 실시예에 따른 엔트로피 계산부가 추정 전압 Ve과 측정된 전압 신호 Vo 간의 차이 값
Figure 112014068362059-pat00007
에 대한 엔트로피를 계산함으로써, 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 하기와 같은 이상 상태를 판별할 수 있다.
예를 들어, 추정 전압 Ve과 측정된 전압 신호 Vo 간의 차이 값
Figure 112014068362059-pat00008
는 배터리가 정상 동작하지 않는다는 것을 나타낼 수 있다. 추정 전압 Ve은 배터리에 가해진 부하에 따라 배터리가 동작하면서 이상적으로 출력되어야 하는 전압 값일 수 있다. 이론적으로 추정 전압 Ve은 배터리가 정상 동작한다면, 측정된 전압 신호 Vo과 같아야 하며, 차이 값
Figure 112014068362059-pat00009
은 0일 수 있다. 여기서, 전압 신호 Vo가 추정 전압 Ve과 다르게 측정된다면, 배터리에서 이론적인 배터리 현상과는 다른 현상이 발생한 것으로 판단될 수 있다.
다른 예를 들면, 정보 엔트로피를 이용하면 두 전압(예를 들어, 전압 신호 Vo 및 추정 전압 Ve) 간의 차이 값
Figure 112014068362059-pat00010
가 빈번한 값인지, 아니면 빈번하지 않은 특이한 값인지가 용이하게 구별될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 이론적으로 측정된 전압 신호 Vo와 추정 전압 Ve간의 차이 값
Figure 112014068362059-pat00011
는 0이어야 하고, 배터리가 항상 정상적으로 동작한다면, 차이 값
Figure 112014068362059-pat00012
가 0으로 발생할 확률은 1이다. 따라서, 이러한 경우 정보 엔트로피는 항상 0으로 나타날 수 있다. 반대로, 측정된 전압 신호 Vo와 추정 전압 Ve간의 차이 값
Figure 112014068362059-pat00013
이 0이 아닌 다른 값 v가 발생했다고 가정하면, v값이 발생할 확률이 낮기 때문에 정보 엔트로피 E 값이 거의 1에 가까운 값을 나타낼 수 있다. 따라서, 차이 값
Figure 112014068362059-pat00014
가 v로 발생한 시점은 배터리의 정보가 매우 불확실한 상황으로서, 배터리가 이상 상태인 것으로 정의될 수 있다. 더 나아가, 예를 들어, v가 극단적인 배터리 폭발 직전의 값이거나, 과도한 부하로 인해 배터리 수명(battery life)을 단축시키는 값이면, 정보 엔트로피는 모두 1에 가까운 값을 나타낼 수 있다.
배터리의 안전성을 확보하기 측면에서, 배터리가 이상 상태인지 여부를 빠르고 정확하게 판단할 필요가 있는 바, 정보 엔트로피를 이용하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 상술한 모든 이상현상을 감지할 수 있다.
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법을 개략적으로 도시한 예시적 흐름도이다.
우선 단계(910)에서 엔트로피 계산부는 배터리 추정 정보 및 배터리 측정 정보로부터 정보 엔트로피를 계산할 수 있다. 여기서, 배터리 추정 정보는, 기기의 사용 이력과 연관된 사용 정보로부터 간접적으로 추정된, 이상적으로 배터리에 요구되는 출력에 대응하는 전력 P와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 또한, 배터리 측정 정보는 배터리로부터 직접적으로 측정된 배터리의 전력과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 정보 엔트로피는, 상술한 도 8에서 설명한 바와 같이 계산될 수 있다.
그리고 단계(920)에서 배터리 이상 판단부는 정보 엔트로피에 기초하여 배터리가 이상 상태인지 판단할 수 있다. 여기서, 배터리 이상 판단부는 정보 엔트로피 및 임계값을 비교하여 배터리가 이상 상태인 지 판단할 수 있다.
도 10은 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법을 세부적으로 도시한 예시적 흐름도이다.
우선, 단계(1010)에서 배터리 정보 수집부는 배터리 측정 정보를 수집할 수 있다. 여기서, 배터리 정보 수집부는 센서를 통해 배터리 측정 정보를 수집할 수 있다. 배터리 측정 정보는 배터리에서 측정되는 모든 정보로서 예를 들어, 전압 신호, 전류 신호 및 온도 신호 등을 포함할 수 있다.
그리고 단계(1020)에서 사용 정보 수집부는 사용 정보를 수집할 수 있다. 사용 정보 수집부는, 예를 들어, 배터리가 장착된 기기의 사용 이력과 연관된 사용 정보를 수집할 수 있다. 여기서, 사용 이력은 사용자에 의해 기기가 조작된 이력을 나타낼 수 있고, 사용 정보는 기기가 배터리를 사용하는 정보로서 기기가 배터리에 가하는 부하 정보를 나타낼 수 있다.
이어서 단계(1030)에서 추정부는 사용 정보에 대한 배터리 추정 정보를 추정할 수 있다. 예를 들어, 추정부는 사용 정보를 출력에 대응하는 전력 P로 변환하고, 전력 P에 대응하는 추정 전압 Ve를 계산할 수 있다. 또는 추정부는 배터리에 대해 미리 구축된 전기 모델로부터 배터리 추정 정보를 추출할 수 있다. 여기서 전기 모델은 예를 들면, UDDS (Urban Dynamometer Driving Schedule) 프로파일 등에 기초하여 구축될 수 있다.
그리고 단계(1041)에서 엔트로피 계산부는 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보의 차이 값을 계산할 수 있다. 여기서 계산된 차이 값은 미리 정한 길이의 타임 윈도우만큼 저장될 수 있다.
이어서 단계(1042)에서 엔트로피 계산부는 차이 값에서 정보 엔트로피를 계산할 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 계산부는 상술한 수학식 1에 따라 정보 엔트로피를 계산할 수 있다. 엔트로피 계산부는 상술한 차이 값이 발생하는 확률을 계산하고, 확률로부터 정보 엔트로피를 계산할 수 있다. 예를 들어, 임의의 차이 값이 미리 정한 길이의 타임 윈도우 안에서 발생하는 빈도에 따라 차이 값이 발생하는 확률이 계산될 수 있다. 예를 들어, 타임 윈도우의 길이가 n이고, 타임 윈도우 동안 임의의 차이 값이 m번 발생하면, 임의의 차이 값의 발생 확률은 m/n으로 나타낼 수 있다.
그리고 단계(1061)에서 배터리 이상 판단부는 정보 엔트로피 및 임계값을 비교할 수 있다. 예를 들면, 배터리 이상 판단부는 수학식 1에 따라 계산된 정보 엔트로피의 값이 미리 정해진 임계값보다 큰 지 판단할 수 있다. 여기서, 임계값은 사용자, 시뮬레이션 및 실험에 의해 설정될 수 있다.
이어서 단계(1062)에서 배터리 이상 판단부는 정보 엔트로피의 값이 임계값보다 크면, 배터리를 이상 상태로 판단할 수 있다. 또한, 배터리 이상 판단부는 정보 엔트로피의 값이 임계값보다 큰 경우가 미리 정한 구간 이상 검출되면, 배터리가 이상 상태인 것으로 판단할 수 있다. 다른 예를 들어, 배터리 이상 판단부는 정보 엔트로피의 값이 임계값보다 큰 구간이 미리 정한 횟수 이상 검출되면, 배터리가 이상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
그리고 단계(1050)에서 저장부는 정보 엔트로피의 값이 임계값보다 작으면 차이 값을 저장할 수 있다. 여기서, 저장부는 미리 정한 길이의 타임 윈도우만큼 차이 값을 저장할 수 있다. 또한, 저장부는 저장된 차이 값을 엔트로피 계산부에 제공할 수 있다. 다만, 단계(1050)를 도 10에 도시된 순서대로 실행되는 것으로 한정하는 것은 아니고, 단계(1041) 이후에 어느 시점에서든 실행될 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법은, 정보 엔트로피를 계산할 필요 없이, 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보 간의 차이 값만 이용하여 배터리의 이상 상태를 판단할 수 있다.
예를 들어, 배터리 정보 수집부는 배터리로부터 배터리 측정 정보를 수집하고, 추정부는 배터리에 대해 요구되는 출력으로부터 배터리 추정 정보를 획득하며, 배터리 이상 판단부는 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보를 비교하여, 배터리가 이상 상태인 지 판단할 수 있다.
여기서, 추정부는 배터리가 장착된 기기의 사용 이력과 연관된 사용 정보를 수집하는 사용 정보 수집부, 사용 정보를 출력에 대응하는 전력으로 변환하고, 전력에 대응하는 전압을 계산하는 엔트로피 계산부를 포함할 수 있다.
배터리 이상 판단부는, 배터리 측정 정보 및 배터리 추정 정보 간의 차이 값이 임계값보다 크면, 배터리가 이상 상태인 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 임계값은 사용자, 시뮬레이션, 실험 등에 의해 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 전기회로적인 차단 없이도, 지속적으로 배터리의 이상 상태를 감지하고, 배터리 및 기기를 보호할 수 있다.
또한, 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 배터리를 사용하지 못할 만큼의 이상 현상이 발생하기 이전에 이상 상태를 감지하고, 기기의 사용자에게 경고함으로써, 배터리를 안전하고, 오래 사용할 수 있게 할 수 있다.
예를 들어, 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 기기의 사용 정보를 이용하여 보다 정확하게 배터리의 이상 상태를 감지할 수 있다.
기기의 사용 이력 및 배터리의 사용 정보는 배터리의 상태를 나타내는 모든 지표(예를 들어, 출력, 전압, 전류, 용량, 수명 등)에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어 배터리에 높은 출력을 요구하게 되면, 높은 전류가 걸리게 되고, 그에 따라 전압 강하가 발생할 수 있다. 이를테면 배터리의 상태를 나타내는 지표들은 배터리 자체의 순수한 상태를 대변하는 정보 및 사용 이력에 의해 발생된 배터리의 상태 정보를 모두 나타낼 수 있다. 따라서 배터리에서 수집되는 데이터에서 사용 이력에 대한 상태 정보가 제거되지 않으면, 현재 배터리의 상태가 사용에 의한 것인지, 배터리 이상에 의한 것인지 판단할 수 없다.
일 실시예에 따르면, 측정 전압과 추정된 전압 신호 간의 차이 값을 이용함으로써, 기기의 사용 이력 및 배터리의 사용 정보가 결과값으로부터 제거될 수 있다. 따라서 기기가 배터리를 사용하고 있더라도, 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 보다 정확하게 배터리 이상 상태를 감지할 수 있으며, 차이 값을 정보 엔트로피로 표현하여 효과적으로 이상 상태를 판단할 수 있다.
또한, 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 낮은 계산복잡도를 가질 수 있다. 예를 들어, 추정 전압 및 정보 엔트로피의 계산은 간단한 수식을 통해 획득되므로, 저 사양 하드웨어에서도 효과적으로 구현될 수 있다. 더 나아가, 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 실시간으로 배터리의 이상 상태를 감지할 수 있다.
배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 잡음에 강인할 수 있다. 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치가 매번 수집하는 데이터는 오차를 가질 수 있으나, 일정 구간 데이터의 정보 엔트로피를 계산함으로써 매우 짧은 순간 발생하는 잡음(예를 들어, 센서 오류 등)에 둔감할 수 있다. 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 잡음에 둔감하므로 오동작할 가능성이 낮을 수 있다.
배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 배터리의 사용 정보에 대한 정보를 제거함으로써, 배터리의 순수한 이상 상태를 추정할 수 있고, 정보 엔트로피의 계산복잡도가 낮아 실시간 계산이 가능하며, 잡음에 강하므로 기기가 배터리를 사용하는 중에도 높은 정확도로 배터리의 이상 상태를 감지할 수 있다.
배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 배터리를 탑재한 기기의 배터리 이상 상태를 1차적으로 감지할 수 있다. 예를 들어, 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치를 활용하여 여러 계층으로 이상 상태를 감지하는 시스템이 구축될 수 있다. 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치는 어떠한 이상 상태도 감지할 수 있다. 예를 들어, 1차적으로 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치가 이상 상태를 감지하면, 2차적으로 하드웨어를 검사소 등에서 상세히 검사할 수 있다. 예를 들면, 전기 자동차에 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치를 적용하여 배터리 점검등이 켜지면, 사용자는 정비소를 방문하여 상세한 검진을 받을 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
200: 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치
240: 엔트로피 계산부
260: 배터리 이상 판단부

Claims (20)

  1. 배터리(battery)의 이상 상태(abnormal state)를 감지하는 장치에 있어서,
    상기 배터리에 대해 요구되는 출력(output)에 대응하는 배터리 추정 정보(battery estimation information) 및 상기 배터리로부터 수집된 배터리 측정 정보(battery measurement information)로부터 정보 엔트로피(Information Entropy)를 계산하는 엔트로피 계산부(entropy calculator); 및
    상기 정보 엔트로피에 기초하여 상기 배터리가 이상 상태인 지 판단하는 배터리 이상 판단부(battery abnormality determiner)
    를 포함하고,
    상기 엔트로피 계산부는,
    상기 배터리 측정 정보 및 상기 배터리 추정 정보 간의 차이 값을 계산하고, 상기 차이 값이 발생하는 확률을 계산하며, 상기 확률로부터 상기 정보 엔트로피를 계산하는,
    배터리의 이상 상태를 감지하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리로부터 상기 배터리 측정 정보를 수집하는 배터리 정보 수집부(battery information collector);
    상기 배터리가 장착된 기기(apparatus)의 사용 이력과 연관된 사용 정보를 수집하는 사용 정보 수집부(usage information collector); 및
    상기 사용 정보로부터 상기 배터리 추정 정보를 추정하는 추정부(estimator)
    를 더 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 추정부는,
    상기 사용 정보를 상기 출력에 대응하는 전력으로 변환하고, 상기 전력에 대응하는 전압을 계산하는,
    배터리의 이상 상태를 감지하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리에 대해 미리 구축된 전기 모델로부터 상기 배터리 추정 정보를 추출하는 추정부
    를 더 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 측정 정보 및 상기 배터리 추정 정보를 비교한 결과를 상기 정보 엔트로피를 계산하기 위해 미리 정한 길이의 타임 윈도우(time window) 만큼 저장하는 저장부(storage)
    를 더 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 엔트로피 계산부는,
    상기 배터리 측정 정보 및 상기 배터리 추정 정보를 비교한 결과에 기초하여 상기 정보 엔트로피를 계산하는,
    배터리의 이상 상태를 감지하는 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에서,
    상기 배터리 이상 판단부는,
    상기 정보 엔트로피의 값이 임계값보다 크면, 상기 배터리가 이상 상태인 것으로 판단하는,
    배터리의 이상 상태를 감지하는 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 배터리 이상 판단부는,
    상기 정보 엔트로피의 값이 임계값보다 큰 경우가 미리 정한 구간 이상 검출되면, 상기 배터리가 이상 상태인 것으로 판단하는,
    배터리의 이상 상태를 감지하는 장치.
  10. 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법에 있어서,
    상기 배터리에 대해 요구되는 출력에 대응하는 배터리 추정 정보 및 상기 배터리로부터 수집된 배터리 측정 정보로부터 정보 엔트로피를 계산하는 단계; 및
    상기 정보 엔트로피에 기초하여 상기 배터리가 이상 상태인 지 판단하는 단계
    를 포함하고,
    상기 정보 엔트로피를 계산하는 단계는,
    상기 배터리 측정 정보 및 상기 배터리 추정 정보 간의 차이 값을 계산하는 단계;
    상기 차이 값이 발생하는 확률을 계산하는 단계; 및
    상기 확률로부터 상기 정보 엔트로피를 계산하는 단계
    를 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 배터리로부터 상기 배터리 측정 정보를 수집하는 단계;
    상기 배터리가 장착된 기기의 사용 이력과 연관된 사용 정보를 수집하는 단계; 및
    상기 사용 정보로부터 배터리 추정 정보를 추정하는 단계
    를 더 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 사용 정보로부터 배터리 추정 정보를 추정하는 단계는,
    상기 사용 정보를 상기 출력에 대응하는 전력으로 변환하고, 상기 전력에 대응하는 전압을 계산하는 단계
    를 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 정보 엔트로피를 계산하는 단계는,
    상기 배터리 측정 정보 및 상기 배터리 추정 정보를 비교한 결과를 상기 정보 엔트로피를 계산하기 위해 미리 정한 길이의 타임 윈도우(time window) 만큼 저장하는 단계
    를 더 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 정보 엔트로피를 계산하는 단계는,
    상기 배터리 측정 정보 및 상기 배터리 추정 정보를 비교한 결과에 기초하여 상기 정보 엔트로피를 계산하는 단계
    를 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법.
  15. 삭제
  16. 제10항에 있어서,
    상기 정보 엔트로피에 기초하여 상기 배터리가 이상 상태인 지 판단하는 단계는,
    상기 정보 엔트로피의 값이 임계값보다 크면, 상기 배터리가 이상 상태인 것으로 판단하는 단계
    를 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법.
  17. 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법에 있어서,
    상기 배터리로부터 배터리 측정 정보를 수집하는 단계;
    상기 배터리에 대해 요구되는 출력으로부터 배터리 추정 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 배터리 측정 정보 및 상기 배터리 추정 정보를 비교하여, 상기 배터리 측정 정보와 상기 배터리 추정 정보 사이에 차이가 발생할 확률을 계산하여 상기 배터리가 이상 상태인 지 판단하는 단계
    를 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 배터리 추정 정보를 획득하는 단계는,
    상기 배터리가 장착된 기기의 사용 이력과 연관된 사용 정보를 수집하는 단계; 및
    상기 사용 정보를 상기 출력에 대응하는 전력으로 변환하고, 상기 전력에 대응하는 전압을 계산하는 단계
    를 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 배터리가 이상 상태인 지 판단하는 단계는,
    상기 배터리 측정 정보 및 상기 배터리 추정 정보 간의 차이 값이 임계값보다 크면, 상기 배터리가 이상 상태인 것으로 판단하는 단계
    를 포함하는 배터리의 이상 상태를 감지하는 방법.
  20. 제10항 내지 제14항 및 제16항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 하는 명령어들을 포함하는 하나 이상의 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장매체.
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