KR102350920B1

KR102350920B1 - device for detecting the state of charge of a battery

Info

Publication number: KR102350920B1
Application number: KR1020170003052A
Authority: KR
Inventors: 오영식; 박성은
Original assignee: 한화디펜스 주식회사
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2022-01-13
Also published as: KR20180082020A

Abstract

다양한 실시예에 따른 SOC 검출 장치를 개시한다. 상기 배터리의 온도, 전류, SOC 별로 대응하는 개방 전압에 대한 룩업 테이블을 저장한 메모리 부, 제1 시간에 충전 및 방전을 시작하고 제2 시간에 충전 및 방전을 중단한 배터리의 전류, 전압 및 온도를 측정하는 센싱부, 상기 측정된 전류에 기초하여 상기 제2 시간에서 상기 배터리의 SOC인 제1 SOC를 추정하는 SOC 추정부, 및 상기 측정된 배터리의 온도, 전류 및 제1 SOC에 대응하는 개방 전압을 상기 룩업 테이블로부터 획득하고, 상기 획득한 개방 전압에 대응하는 SOC인 제2 SOC를 초기값으로 설정하는 초기 SOC 설정부를 포함하는 SOC 검출 장치를 개시한다.Disclosed is an SOC detection apparatus according to various embodiments. A memory unit storing a lookup table for an open voltage corresponding to each temperature, current, and SOC of the battery, current, voltage, and temperature of the battery starting charging and discharging at the first time and stopping charging and discharging at the second time a sensing unit measuring Disclosed is an SOC detecting apparatus including an initial SOC setting unit that obtains a voltage from the lookup table and sets a second SOC that is an SOC corresponding to the obtained open-circuit voltage as an initial value.

Description

SOC detection device {device for detecting the state of charge of a battery}

본 발명은 SOC 검출 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an SOC detection device.

전기 에너지를 이용하는 자동차에서는 배터리의 성능이 자동차의 성능에 직접적인 영향을 미치므로, 각 배터리 셀의 성능이 뛰어나야 할 뿐만 아니라 배터리의 온도, 셀 전압, 전체 배터리의 전압 및 전류 등을 측정하여 배터리의 충전 및 방전을 효율적으로 관리할 수 있는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, 이하 'BMS')이 요구된다.In a vehicle that uses electric energy, the performance of the battery directly affects the performance of the vehicle, so each battery cell must have excellent performance. and a battery management system (hereinafter, 'BMS') capable of efficiently managing discharge is required.

일반적으로, 배터리 관리 시스템에서 배터리의 충전 상태(state of charge, 이하 'SOC')를 판단하기 위해서 전류 적산에 의해 SOC를 추정하는 방식이 사용되며, 또한, 배터리가 충방전하지 않는 일정 휴지 기간이 경과된 후 개방 전압(open circuit voltage, OCV)을 측정하여 SOC를 추정하는 방식이 사용되고 있다. In general, a method of estimating the SOC by current integration is used to determine the state of charge (hereinafter, 'SOC') of the battery in the battery management system, and there is also a certain idle period during which the battery is not charged and discharged. A method of estimating the SOC by measuring an open circuit voltage (OCV) after elapse is used.

전류 적산에 의한 SOC 추정 방법의 경우, 초기값이 맞지 않거나 측정 오차가 누적되거나, 인입되는 전류가 모두 전기 에너지로 변환되지 않는 문제로 인하여 정확도가 떨어진다. 이런 점에서, 배터리가 일정 시간 동안 사용되지 않은 휴지 상태에 있을 때의 OCV를 측정하여 상기 초기값을 리셋하는 방식이 이용되고 있으나, 배터리의 충방전 사이클이 증가하면 상기 일정 시간 동안 휴지 상태에 있기 어렵게 된다. 이 경우, 전류 적산에 의한 배터리의 SOC와 실제 배터리의 SOC간의 차이가 점차 커지게 되는 문제가 있다.In the case of the SOC estimation method using the current integration, the accuracy is lowered due to the problem that the initial value is not correct, the measurement error is accumulated, or the incoming current is not all converted into electrical energy. In this regard, a method of resetting the initial value by measuring the OCV when the battery is in an idle state that has not been used for a certain period of time is used. it becomes difficult In this case, there is a problem in that the difference between the SOC of the battery due to current integration and the SOC of the actual battery gradually increases.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 배터리가 일정 시간 동안 휴지 상태에 있지 않더라도 정확한 배터리의 개방 전압을 추정할 수 있고, 상기 추정된 개방 전압에 기초하여 초기값을 재설정하여 상기 전류 적산에 의해 추정된 SOC의 오차 누적을 방지할 수 있는 SOC 검출 장치를 제공하고자 한다.The problem to be solved by the present invention is that the open circuit voltage of the battery can be accurately estimated even if the battery is not in the idle state for a certain time, and the initial value is reset based on the estimated open circuit voltage, and the An object of the present invention is to provide an SOC detection device capable of preventing SOC error accumulation.

본 발명의 일 측면에 따른 SOC 검출 장치에 있어서, 상기 배터리의 온도, 전류, SOC 별로 대응하는 개방 전압에 대한 룩업 테이블을 저장한 메모리 부, 제1 시간에 충전 및 방전을 시작하고 제2 시간에 충전 및 방전을 중단한 배터리의 전류, 전압 및 온도를 측정하는 센싱부, 상기 측정된 전류에 기초하여 상기 제2 시간에서 상기 배터리의 SOC인 제1 SOC를 추정하는 SOC 추정부, 및 상기 측정된 배터리의 온도, 전류 및 제1 SOC에 대응하는 개방 전압을 상기 룩업 테이블로부터 획득하고, 상기 획득한 개방 전압에 대응하는 SOC인 제2 SOC를 초기값으로 설정하는 초기 SOC 설정부를 포함한다.In the SOC detection apparatus according to an aspect of the present invention, a memory unit storing a lookup table for an open voltage corresponding to each temperature, current, and SOC of the battery, starts charging and discharging at a first time, and starts charging and discharging at a second time A sensing unit for measuring the current, voltage, and temperature of the battery that has stopped charging and discharging, an SOC estimator for estimating the first SOC that is the SOC of the battery at the second time based on the measured current, and the measured and an initial SOC setting unit configured to obtain an open-circuit voltage corresponding to the temperature, current, and first SOC of the battery from the look-up table, and to set a second SOC, which is an SOC corresponding to the obtained open-circuit voltage, as an initial value.

SOC 검출 장치의 일 예에 따르면, 상기 SOC 추정부는, 상기 배터리가 충전 및 방전을 재개하면, 상기 초기 SOC 설정부가 설정한 초기값을 기초하여 상기 배터리의 SOC를 추정하는 것을 특징으로 한다.According to an example of the SOC detection apparatus, the SOC estimator estimates the SOC of the battery based on an initial value set by the initial SOC setting unit when the battery resumes charging and discharging.

SOC 검출 장치의 다른 예에 따르면, 상기 센싱부는, 상기 제2 시간부터 미리 설정된 시간 동안 상기 배터리의 휴지 상태가 유지되면, 상기 배터리의 전압을 재측정하고, 상기 초기 SOC 설정부는 상기 재측정된 전압을 참조하여 추정한 제3 SOC를 상기 초기값으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.According to another example of the SOC detection device, the sensing unit may re-measure the voltage of the battery when the idle state of the battery is maintained for a preset time from the second time, and the initial SOC setting unit may include the re-measured voltage It is characterized in that the third SOC estimated with reference to is reset to the initial value.

SOC 검출 장치의 다른 예에 따르면, 상기 룩업 테이블에서 상기 측정된 배터리의 온도, 전류 및 제1 SOC에 대응하는 개방 전압을 상기 재측정된 전압으로 변경하여 상기 룩업 테이블을 업데이트하는 보정부를 더 포함한다.According to another example of the SOC detection apparatus, the apparatus further includes a correction unit configured to update the look-up table by changing the open-circuit voltage corresponding to the temperature, current, and first SOC of the battery measured in the look-up table to the re-measured voltage. .

SOC 검출 장치의 다른 예에 따르면, 상기 메모리 부는 상기 배터리의 SOC와 개방 전압 간에 관계를 나타내는 SOC-OCV 테이블이 미리 저장되어 있고, 상기 초기 SOC 추정부는 상기 SOC-OCV 테이블에 기초하여 상기 획득한 개방 전압에 대응한 제2 SOC를 추정하는 것을 특징으로 한다.According to another example of the SOC detection apparatus, the memory unit stores an SOC-OCV table indicating a relationship between the SOC and an open circuit voltage of the battery in advance, and the initial SOC estimator unit stores the obtained open circuit based on the SOC-OCV table. It is characterized in that the second SOC corresponding to the voltage is estimated.

다양한 실시예에 따른 SOC 검출 장치는 배터리가 일정 시간 동안 휴지 상태에 있지 않더라도 정확한 배터리의 개방 전압을 추정할 수 있고, 상기 추정된 개방 전압에 기초하여 초기값을 설정함으로써 차후 전류 적산에 의한 배터리의 SOC의 오차 누적을 방지하여 정확한 배터리의 SOC를 검출할 수 있다.The SOC detection apparatus according to various embodiments may accurately estimate the open circuit voltage of the battery even if the battery is not in the idle state for a certain period of time, and by setting an initial value based on the estimated open circuit voltage, subsequent current integration of the battery By preventing the accumulation of errors in the SOC, it is possible to accurately detect the SOC of the battery.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SOC 검출 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2는 제1 시간에 충방전을 시작하고 제2 시간에 충방전을 중단하는 배터리의 출력 전압의 변화를 도시한 그래프이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 SOC 검출 장치의 구성인 제어부의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SOC 검출 장치가 SOC를 검출하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SOC를 검출하는 방법 중 룩업 테이블을 보정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.1 schematically shows an SOC detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph illustrating a change in the output voltage of a battery that starts charging/discharging at a first time and stops charging/discharging at a second time.
3 schematically shows an internal configuration of a control unit that is a configuration of an SOC detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for detecting an SOC by an SOC detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of correcting a lookup table among methods of detecting SOC according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become apparent with reference to the detailed description in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments presented below, but may be implemented in various different forms, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. do. The embodiments presented below are provided to complete the disclosure of the present invention, and to fully inform those of ordinary skill in the art to the scope of the invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. decide to do

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SOC 검출 장치를 개략적으로 도시한다.1 schematically shows an SOC detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, SOC 검출 장치(100)는 센싱부(110) 및 제어부(120)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the SOC detection apparatus 100 includes a sensing unit 110 and a control unit 120 .

SOC 검출 장치(100)는 배터리(10)와 전기적으로 연결되어, 배터리(10)의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나의 정보를 감지할 수 있다. SOC 검출 장치(100)는 감지된 정보에 기초하여 배터리(10)의 충전 상태(state of charge, 이하 'SOC')를 추정할 수 있다.The SOC detection apparatus 100 may be electrically connected to the battery 10 to detect at least one of voltage, current, and temperature of the battery 10 . The SOC detection apparatus 100 may estimate a state of charge (hereinafter, 'SOC') of the battery 10 based on the sensed information.

SOC 검출 장치(100)는 배터리 팩(미도시)에 포함될 수 있다. 상기 배터리 팩에 포함된 경우, 제어부(120)는 상기 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(미도시)의 일부 구성이거나 별도의 구성일 수 있고, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 않는다.The SOC detection apparatus 100 may be included in a battery pack (not shown). When included in the battery pack, the controller 120 may be a part or a separate configuration of a battery management system (not shown) of the battery pack, and the scope of the present invention is not limited thereto.

배터리(10)는 전력을 저장하는 부분으로서, 적어도 하나의 배터리 셀(11)을 포함한다. 배터리(10)에 하나의 배터리 셀(11)이 포함되거나, 배터리(10)에는 복수의 배터리 셀(11)들이 포함될 수 있으며, 배터리 셀(11)들은 직렬로 연결되거나, 병렬로 연결되거나, 또는 직렬과 병렬의 조합으로 연결될 수 있다. 배터리(10)에 포함되는 배터리 셀(11)들의 개수 및 연결 방식은 요구되는 출력 전압 및 전력 저장 용량에 따라서 결정될 수 있다. 또한, 배터리(10)는 복수의 배터리 셀(11)을 포함하는 배터리 팩을 복수 개 포함하는 배터리 모듈일 수 있으며, 본 발명의 사상의 배터리(10)의 종류에 따라 제한되지 않는다.The battery 10 is a part for storing power and includes at least one battery cell 11 . One battery cell 11 may be included in the battery 10 , or a plurality of battery cells 11 may be included in the battery 10 , and the battery cells 11 are connected in series, connected in parallel, or It can be connected in a combination of series and parallel. The number and connection method of the battery cells 11 included in the battery 10 may be determined according to a required output voltage and power storage capacity. Also, the battery 10 may be a battery module including a plurality of battery packs including a plurality of battery cells 11 , and is not limited according to the type of the battery 10 according to the inventive concept.

배터리 셀(11)은 충전이 가능한 납 축전지를 제외한 이차 전지를 포함할 수 있다. 예컨대, 배터리 셀(11)은 니켈-카드뮴 전지(nickel-cadmium battery) 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery)를 포함할 수 있다.The battery cell 11 may include a secondary battery other than a rechargeable lead-acid battery. For example, the battery cell 11 includes a nickel-cadmium battery, a nickel metal hydride battery (NiMH), a lithium ion battery, and a lithium polymer battery. may include

센싱부(110)는 배터리(10), 상기 배터리 팩, 상기 배터리 모듈 중 적어도 하나의 전압, 전류 및 온도를 측정할 수 있다. 센싱부(110)는 측정한 정보를 제어부(120)에 전달할 수 있다.The sensing unit 110 may measure the voltage, current, and temperature of at least one of the battery 10 , the battery pack, and the battery module. The sensing unit 110 may transmit the measured information to the control unit 120 .

제어부(120)는 센싱부(110)가 수집한 정보를 전달 받아 배터리(10)의 충전 상태인 SOC를 추정할 수 있는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.The control unit 120 may include all kinds of devices capable of processing data, such as a processor capable of receiving the information collected by the sensing unit 110 and estimating the SOC, which is the state of charge of the battery 10 . can Here, the 'processor' may refer to, for example, a data processing device embedded in hardware having a physically structured circuit to perform a function expressed as a code or command included in a program. As an example of the data processing apparatus embedded in the hardware as described above, a microprocessor, a central processing unit (CPU), a processor core, a multiprocessor, an application-specific integrated (ASIC) circuit) and a processing device such as a field programmable gate array (FPGA), but the scope of the present invention is not limited thereto.

제어부(120)는 상기 정보에 기초하여 배터리(10)의 SOC를 추정할 수 있다. 제어부(120)는 배터리가 충방전을 시작할 때의 배터리의 SOC값인 초기값 및 상기 측정된 배터리(10)의 전류를 적분한 누적 정보에 기초하여 현재 배터리(10)의 SOC를 추정할 수 있다. 예를 들면, 초기값이 60%이고 전류를 적산한 누적 정보에 따르면 SOC의 변화량이 -20%인 경우, 제어부는 현재 상기 배터리의 SOC를 40%로 추정할 수 있다. The controller 120 may estimate the SOC of the battery 10 based on the information. The controller 120 may estimate the current SOC of the battery 10 based on the accumulated information obtained by integrating the initial value that is the SOC value of the battery when the battery starts charging and discharging and the measured current of the battery 10 . For example, when the initial value is 60% and the amount of change in the SOC is -20% according to the accumulated information obtained by integrating the current, the controller may estimate the current SOC of the battery to be 40%.

또한, 제어부(120)는 배터리(10)가 충전 및 방전을 중단하여 휴지상태에 있는 경우에 룩업 테이블을 통해 획득한 개방 전압으로부터 차후 충방전을 재개하는 시점의 배터리의 초기 SOC인 초기값을 설정할 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 차후 충방전을 재개할 때에 상기 설정된 초기값에 기초하여 충방전을 재개한 이후의 배터리(10)의 SOC를 추정할 수 있다.In addition, when the battery 10 is in a dormant state by stopping charging and discharging, the control unit 120 sets an initial value that is the initial SOC of the battery at the point in time when charging and discharging is resumed from the open voltage obtained through the lookup table. can In this case, the controller 120 may estimate the SOC of the battery 10 after resuming charging/discharging based on the set initial value when charging/discharging is resumed.

도 2는 제1 시간에 충방전을 시작하고 제2 시간에 충방전을 중단하는 배터리의 출력 전압의 변화를 도시한 그래프이다.2 is a graph illustrating a change in the output voltage of a battery that starts charging/discharging at a first time and stops charging/discharging at a second time.

도 2를 참조하면, 제1 영역은 배터리(10)가 휴지 상태에 있다가 제1 시간(t1)에 방전을 시작하는 배터리(10)의 출력 전압이 도시되고, 제2 영역은 배터리(10)가 방전을 하던 중에 제2 시간(t2)에 배터리(10)가 방전을 중단할 때까지의 배터리(10)의 출력 전압이 도시되며, 제3 영역은 다시 휴지 상태에 돌입하여 안정화되는 배터리(10)의 출력 전압이 도시된다.Referring to FIG. 2 , the first area shows the output voltage of the battery 10 , which starts discharging at a first time t1 after the battery 10 is in the idle state, and the second area shows the battery 10 . The output voltage of the battery 10 is shown until the battery 10 stops discharging at the second time t2 during the discharging, and the third region enters the resting state and stabilizes the battery 10 ) of the output voltage is shown.

배터리(10)는 방전을 시작하면 내부 저항이나 화학 반응에 의해 전압이 급강하 한다. 배터리(10)는 방전이 중단되면 내부 저항 등에 의해 강하된 전압만큼 전압이 급상승하고, 배터리(10) 내부의 화학 반응이 안정화되기 전까지 배터리(10)의 전압은 빈번하게 변동하게 된다. 개방 전압(open circuit voltage, OCV)은 배터리(10) 내부의 화학 반응이 안정화된 시점에 측정된 전압이다.When the battery 10 starts discharging, the voltage drops sharply due to internal resistance or chemical reaction. When the discharge of the battery 10 is stopped, the voltage of the battery 10 rapidly increases by the voltage dropped by the internal resistance or the like, and the voltage of the battery 10 frequently fluctuates until the chemical reaction inside the battery 10 is stabilized. The open circuit voltage (OCV) is a voltage measured when the chemical reaction inside the battery 10 is stabilized.

배터리(10)의 SOC는 배터리(10)의 개방 전압으로 정확히 측정할 수 있고, 정확한 개방 전압을 측정하기 위해 배터리(10)의 방전이 중단된 후에 배터리(10)의 전압이 안정화되는 휴지 시간(rest time)이 경과해야 한다.The SOC of the battery 10 can be accurately measured with the open-circuit voltage of the battery 10, and in order to measure the correct open-circuit voltage, the idle time ( rest time) must elapse.

특히, 배터리(10)의 SOC를 추정하는데 있어서 전류 적산에 의한 방식을 활용하는 경우, 센서의 전류 측정 오차, 충방전의 효율에 의한 오차 등에 의해 배터리(10)가 방전을 시작하는 시점의 SOC인 상기 초기값의 오차가 지속적으로 누적된다. 이러한 오차는 휴지 상태인 배터리의 개방 전압을 측정하여 측정된 개방 전압에 기초하여 초기 SOC를 추정함으로써 제거될 수 있다. 한편, SOC 검출 장치(100)는 배터리(10)의 개방 전압과 SOC의 관계를 나타내는 SOC-OCV 테이블을 미리 저장해 두며, 상기 SOC-OCV 테이블로부터 상기 측정된 개방 전압에 대응하는 SOC 값을 획득할 수 있다.In particular, when the method by current integration is used in estimating the SOC of the battery 10, the SOC at the time when the battery 10 starts discharging due to a current measurement error of a sensor, an error due to charging/discharging efficiency, etc. The error of the initial value is continuously accumulated. This error can be removed by measuring the open-circuit voltage of the battery in the idle state and estimating the initial SOC based on the measured open-circuit voltage. On the other hand, the SOC detection apparatus 100 stores in advance an SOC-OCV table indicating the relationship between the open circuit voltage and SOC of the battery 10, and obtains an SOC value corresponding to the measured open circuit voltage from the SOC-OCV table. can

그러나, 배터리(10)가 충방전 및 휴지를 빈번하게 반복하여 배터리(10)의 전압이 안정화 되기 전에 배터리(10)가 충방전을 재개하는 경우에, 배터리(10)의 개방 전압은 정확하게 측정되기 어려워 배터리(10)의 초기 SOC를 정확히 추정하기 어렵다.However, when the battery 10 resumes charging and discharging before the voltage of the battery 10 is stabilized by frequently repeating charging/discharging and resting, the open circuit voltage of the battery 10 may not be accurately measured. It is difficult to accurately estimate the initial SOC of the battery 10 .

일 실시예에 따른 SOC 검출 장치(100)는 배터리(10)의 전압이 안정화되지 않더라도 룩업 테이블을 통해 미리 계측된 개방 전압에 대한 정보를 획득할 수 있다. SOC 검출 장치(100)는 상기 룩업 테이블로부터 획득한 개방 전압에 기초하여 초기 SOC를 설정할 수 있다. 배터리(10)의 전압이 안정화되지 않아 개방 전압을 측정하지 못한 경우에도, SOC 검출 장치(100)는 룩업 테이블을 통해 전류 적산에 의한 현 충전 상태에서 비교적 정확한 개방 전압을 예측하여 초기 SOC를 설정할 수 있고, 차후 배터리가 충방전을 재개할 때에 전류 적산에 의한 오차가 누적되는 것을 방지할 수 있다.Even if the voltage of the battery 10 is not stabilized, the SOC detection apparatus 100 according to an embodiment may obtain information on the open-circuit voltage measured in advance through the lookup table. The SOC detection apparatus 100 may set the initial SOC based on the open-circuit voltage obtained from the lookup table. Even when the open voltage cannot be measured because the voltage of the battery 10 is not stabilized, the SOC detection device 100 can set the initial SOC by predicting a relatively accurate open circuit voltage in the current state of charge by integrating the current through the lookup table. Also, it is possible to prevent an error due to current integration from accumulating when the battery resumes charging and discharging later.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 SOC 검출 장치의 구성인 제어부의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.3 schematically shows an internal configuration of a control unit that is a configuration of an SOC detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3를 참조하면 제어부(120)는 SOC 추정부(121), 메모리 부(123) 및 초기 SOC 설정부(127)를 포함한다. Referring to FIG. 3 , the control unit 120 includes an SOC estimator 121 , a memory unit 123 , and an initial SOC setting unit 127 .

배터리(10)는 충전 및 방전을 하는 가동 상태와 충전 및 방전을 중단하는 휴지 상태를 반복할 수 있다. 구체적으로 배터리(10)는 제1 시간(t1)에 충방전을 시작하여 가동 상태가 되고, 제2 시간(t2)에 충방전을 중단하고 휴지 상태가 된다. 제1 시간(t1)과 제2 시간(t2)은 임의적인 시간이다.The battery 10 may repeat an operating state in which charging and discharging are performed and a resting state in which charging and discharging are stopped. Specifically, the battery 10 starts charging and discharging at a first time t1 to enter an operating state, and stops charging and discharging at a second time t2 and enters a resting state. The first time t1 and the second time t2 are arbitrary times.

제어부(120)는 배터리(10)가 가동 상태에서 휴지 상태가 되면 룩업 테이블로부터 배터리의 온도 및 전류 그리고 현재 전류 적산을 통해 추정된 SOC를 참조하여, 배터리(10)의 개방 전압을 예측할 수 있고, 이를 기초로 다시 배터리(10)가 충방전을 재개하는 시점인 제3 시간에서 SOC 추정부가 SOC를 추정하는데 필요한 초기 SOC를 설정하여 전류 적산에 의한 SOC 오차를 감소시킬 수 있다.When the battery 10 is in the idle state from the operating state, the control unit 120 can predict the open circuit voltage of the battery 10 by referring to the SOC estimated through the integration of the temperature and current and the current current of the battery from the lookup table, Based on this, the SOC estimator may set an initial SOC required for estimating the SOC at the third time, which is the time when the battery 10 resumes charging and discharging, to reduce the SOC error due to current integration.

SOC 추정부(121)는 배터리(10)가 초기 SOC 및 측정된 배터리(10)의 전류를 적산한 누적 정보에 기초하여 현재 배터리(10)의 SOC를 추정할 수 있다. 구체적으로, SOC 추정부(121)는 배터리(10)의 전류를 적산한 누적 정보를 통해 배터리(10)의 SOC 변화량을 추정할 수 있다.The SOC estimator 121 may estimate the current SOC of the battery 10 based on accumulated information obtained by accumulating the initial SOC of the battery 10 and the measured current of the battery 10 . Specifically, the SOC estimator 121 may estimate the amount of change in the SOC of the battery 10 through accumulated information obtained by accumulating the current of the battery 10 .

일 실시예에 따르면, SOC 추정부(121)는 배터리(10)가 제1 시간(t1)에서 충방전을 하여 SOC가 변하는 정도를 전류 적산을 통해 추정할 수 있고, 배터리가 충방전을 중단하는 제2 시간(t2)의 배터리의 SOC인 제1 SOC를 추정할 수 있다. SOC 추정부(121)는 초기 SOC 설정부(127)가 설정한 초기 SOC에 상기 제2 시간(t2)까지 추정된 SOC 변화량을 더해 제1 SOC를 추정할 수 있다.According to an embodiment, the SOC estimator 121 may estimate the degree to which the SOC changes by charging and discharging the battery 10 at the first time t1 through current integration, and the battery 10 stops charging and discharging. The first SOC that is the SOC of the battery at the second time t2 may be estimated. The SOC estimator 121 may estimate the first SOC by adding the SOC variation estimated until the second time t2 to the initial SOC set by the initial SOC setting unit 127 .

메모리 부(123)는 제어부(120)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 메모리 부(123)는 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.The memory unit 123 may perform a function of temporarily or permanently storing data processed by the control unit 120 . Here, the memory unit 123 may include magnetic storage media or flash storage media, but the scope of the present invention is not limited thereto.

메모리 부(123)는 배터리(10)의 온도, 전류 및 SOC 별로 대응하는 개방 전압을 미리 계측하여 저장한 룩업 테이블을 저장하고 있다. 또한, 메모리 부(123)는 상기 배터리의 SOC와 개방 전압 간에 상관 관계를 나타내는 SOC-OCV 테이블을 미리 저장하고 있다. 즉, SOC는 개방 전압과 일대일 대응 관계가 성립되며, 상기 대응 관계를 SOC-OCV 커브로 표현할 수 있다. 이 경우, SOC-OCV 테이블은 상기 SOC-OCV 커브를 테이블로 표현한 것이다. 한편, SOC-OCV 상관 관계는 배터리(10)의 온도에 따라 달라 질 수 있는바, 메모리 부(123)는 온도 별 SOC-OCV 테이블을 저장할 수도 있다.The memory unit 123 stores a lookup table in which the open voltage corresponding to the temperature, current, and SOC of the battery 10 is measured in advance and stored. In addition, the memory unit 123 pre-stores an SOC-OCV table indicating a correlation between the SOC and the open-circuit voltage of the battery. That is, the SOC has a one-to-one correspondence with the open circuit voltage, and the correspondence relationship can be expressed as an SOC-OCV curve. In this case, the SOC-OCV table represents the SOC-OCV curve as a table. Meanwhile, since the SOC-OCV correlation may vary depending on the temperature of the battery 10 , the memory unit 123 may store the SOC-OCV table for each temperature.

상기 룩업 테이블은 온도 및 전류 별로 미리 설정된 변화량만큼 충방전을 한 후 휴지 상태가 되는 배터리의 실측된 개방 전압에 정보를 포함하고 있다. 예를 들면, 상기 충방전 조건이 20도 및 1C로 설정되고 상기 미리 설정된 변화량이 5%인 경우, 룩업 테이블은 SOC가 100%에서 95%로 방전 후 실측한 개방 전압, 95%에서 90% 방전 후 실측한 개방 전압, 90%에서 85% 방전 후 실측한 개방 전압 등 순차적으로 미리 설정된 변화량만큼 SOC를 변화시킨 후 실측된 개방 전압 정보를 포함하고 있다.The lookup table includes information on the actually measured open circuit voltage of the battery that is in a rest state after being charged and discharged by a preset change amount for each temperature and current. For example, when the charging/discharging conditions are set to 20 degrees and 1C and the preset change amount is 5%, the lookup table shows that the SOC is an open-circuit voltage measured after discharging from 100% to 95%, and discharging from 95% to 90%. It includes information on the open circuit voltage measured after sequentially changing the SOC by a preset amount, such as the open circuit voltage measured afterward and the open circuit voltage measured after 90% to 85% discharge.

마찬가지로, 배터리(10)의 온도 및 전류를 변화시키면서 상기 배터리(10)의 가동 상태 및 휴지 상태를 반복하면서 개방 전압에 대한 정보를 수집하여 룩업 테이블을 작성할 수 있다. 예를 들면, 룩업 테이블은 충방전 조건이 1C, 25도 일 때, 2C, 20도 일 때 등 충방전 조건을 변경하면서 배터리(10)를 미리 설정된 변화량만큼 순차적으로 방전시킬 때에 실측된 개방 전압에 대한 정보가 포함된다. 한편, 상기 미리 설정된 변화량은 1% 내지 100% 중 적어도 하나의 값을 가질 수 있다.Similarly, while changing the temperature and current of the battery 10 , while repeating the operating state and the idle state of the battery 10 , information on the open-circuit voltage may be collected to create a lookup table. For example, the lookup table shows the measured open-circuit voltage when sequentially discharging the battery 10 by a preset amount while changing the charging/discharging conditions, such as when the charging/discharging conditions are 1C, 25 degrees, 2C, 20 degrees, etc. information is included. Meanwhile, the preset amount of change may have a value of at least one of 1% to 100%.

초기 SOC 설정부(127)는 상기 룩업 테이블을 참조하여 제2 시간(t2)의 SOC를 정확하게 추정하여 초기값으로 설정할 수 있다. 상기 초기값은 제2 시간(t2) 이후 배터리가 충방전을 재개할 때의 배터리(10)의 초기 SOC값으로 정의된다. 초기 SOC 설정부(127)는 배터리(10)의 온도 및 전류에 대한 정보인 제1 정보에 기초하여 대응되는 룩업 테이블을 검출할 수 있다. 상기 제1 정보의 배터리(10)의 전류는 배터리(10)가 충방전을 중단하기 직전에 측정된 전류값 이거나, 제1 시간(t1) 내지 제2 시간(t2) 동안 측정된 전류의 평균값일 수 있고, 상기 제1 정보의 배터리(10)의 온도는 제2 시간(t2)에 측정된 배터리(10)의 온도이다. 초기 SOC 설정부(127)는 상기 제1 정보 및 제1 SOC에 대응하는 개방 전압을 상기 룩업 테이블로 획득한다.The initial SOC setting unit 127 may accurately estimate the SOC of the second time t2 with reference to the lookup table and set it as an initial value. The initial value is defined as an initial SOC value of the battery 10 when the battery resumes charging and discharging after the second time t2. The initial SOC setting unit 127 may detect a corresponding lookup table based on first information that is information on the temperature and current of the battery 10 . The current of the battery 10 of the first information is a current value measured just before the battery 10 stops charging and discharging, or an average value of currents measured during the first time (t1) to the second time (t2) The temperature of the battery 10 of the first information is the temperature of the battery 10 measured at the second time t2. The initial SOC setting unit 127 obtains the first information and an open-circuit voltage corresponding to the first SOC as the lookup table.

예를 들면, 상기 제1 정보가 25도 및 2C이고 제1 SOC가 40%인 경우, 초기 SOC 설정부(127)는 상기 25도 및 2C에서 상기 미리 설정된 변화량만큼 순차적으로 변화시켜 실측된 개방 전압 정보를 포함하는 룩업 테이블을 검출한다. 초기 SOC 설정부(127)는 검출된 룩업 테이블로부터 SOC가 40%인 곳에 대응하는 개방 전압을 획득할 수 있다.For example, when the first information is 25 degrees and 2C and the first SOC is 40%, the initial SOC setting unit 127 sequentially changes the preset change amount at the 25 degrees and 2C by the measured open circuit voltage A lookup table containing information is detected. The initial SOC setting unit 127 may obtain an open-circuit voltage corresponding to where the SOC is 40% from the detected lookup table.

초기 SOC 설정부(127)는 상기 획득한 개방 전압에 기초하여 대응하는 제2 SOC를 메모리 부(123)에 미리 저장된 SOC-OCV 테이블로부터 획득할 수 있다. 상기 SOC-OCV 테이블은 온도 및 전류 별로 메모리 부(123)에 저장될 수 있다. 초기 SOC 설정부(127)가 추정한 제2 SOC는 상기 제3 시간 이후에 SOC 추정부가 SOC를 추정하는데 필요한 초기값으로 설정한다. 즉, 제3 시간 이후에 SOC 추정부는 제1 SOC가 아닌 제2 SOC를 초기값으로 하여 SOC를 추정할 수 있다.The initial SOC setting unit 127 may obtain a corresponding second SOC from the SOC-OCV table previously stored in the memory unit 123 based on the obtained open-circuit voltage. The SOC-OCV table may be stored in the memory unit 123 for each temperature and current. The second SOC estimated by the initial SOC setting unit 127 is set to an initial value necessary for the SOC estimating unit to estimate the SOC after the third time. That is, after the third time period, the SOC estimator may estimate the SOC by using the second SOC instead of the first SOC as an initial value.

일 실시예에 따르면, 초기 SOC 설정부(127)는 배터리(10)의 전압이 안정화되지 않더라도 상기 룩업 테이블로부터 안정화될 때의 전압인 개방 전압을 획득할 수 있다. 초기 SOC 설정부(127)는 상기 획득한 개방 전압에 기초하여 배터리(10)가 충방전을 재개할 때의 초기값을 설정할 수 있다.According to an embodiment, even if the voltage of the battery 10 is not stabilized, the initial SOC setting unit 127 may obtain the open-circuit voltage, which is the voltage when the voltage of the battery 10 is stabilized, from the lookup table. The initial SOC setting unit 127 may set an initial value when the battery 10 resumes charging and discharging based on the acquired open-circuit voltage.

예컨대, 전류 적산에 따라 추정된 SOC 변화량은 센서의 오차와 충전 및 방전의 효율에 따른 오차에 의해 실제 SOC 변화량과 상이할 수 있다. 이러한 오차는 상기 배터리(10)의 개방 전압의 측정으로 제거될 수 있다. 초기 SOC 설정부(127)는 룩업 테이블로부터 전류 적산에 의해 상응한 SOC 변화량을 갖는 배터리(10)로부터 실측한 개방 전압에 대한 정보를 획득할 수 있고, 상기 획득한 개방 전압에 대응하는 SOC를 SOC-OCV 테이블로부터 획득할 수 있다. 이로써, SOC 추정부(121)는 초기 SOC 설정부(127)가 설정한 초기값을 기초하여 전류 적산에 따른 SOC를 추정할 수 있는바, 배터리(10)가 충분한 휴지 시간을 갖지 못하고 다시 충방전되는 경우에도 센서의 오차 및 충방전 효율 등에 의한 전류 적산의 오차를 제거할 수 있다. 예를 들면, 룩업 테이블에서 SOC가 80%일 때에 해당하는 개방 전압이 10V인 경우, 상기 개방 전압이 SOC-OCV 테이블에 의해 추정되는 SOC는 78%가 될 수 있다.For example, the SOC variation estimated according to current integration may be different from the actual SOC variation due to an error of a sensor and an error according to charging and discharging efficiencies. This error may be eliminated by measuring the open circuit voltage of the battery 10 . The initial SOC setting unit 127 may obtain information about the open circuit voltage actually measured from the battery 10 having a corresponding SOC change amount by current integration from the lookup table, and set the SOC corresponding to the obtained open circuit voltage as SOC -Can be obtained from the OCV table. Accordingly, the SOC estimating unit 121 can estimate the SOC according to the current integration based on the initial value set by the initial SOC setting unit 127, and the battery 10 does not have a sufficient rest time and is charged and discharged again. Even in this case, it is possible to remove the error of the current integration due to the error of the sensor and the charging/discharging efficiency. For example, when the SOC is 80% in the lookup table and the corresponding open-circuit voltage is 10V, the SOC estimated by the SOC-OCV table for the open-circuit voltage may be 78%.

다른 실시예에 따르면, 상기 룩업 테이블은 소정의 제1 기준값에서 소정의 제2 기준값까지 배터리(10)의 SOC를 변화시키는 경우에 각각 실측된 개방 전압에 대한 정보를 포함할 수 있다. 제1 기준값 및 제2 기준값은 배터리의 SOC에 대한 값으로 1% 내지 100% 중 어느 한 값으로 각각 설정될 수 있다. 예를 들면, 룩업 테이블은 100%에서 95%까지, 100%에서 90%까지. 100%에서 85%까지 등 제2 기준값을 99% 내지 1% 중 적어도 하나의 값으로 변경하면서 순차적으로 실측된 개방전압에 대한 정보를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 상기 룩업 테이블은 80%에서 79%까지, 80%에서 75%까지, 80%에서 73%까지 등으로 방전시켜 실측된 개방 전압에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이 경우, 초기 SOC 설정부(127)는 제1 시간의 SOC과 제2 시간의 SOC에 대응하는 개방 전압을 상기 룩업 테이블로부터 획득하여 좀 더 정확한 개방 전압을 획득할 수 있다.According to another embodiment, the lookup table may include information on each actually measured open circuit voltage when the SOC of the battery 10 is changed from a first predetermined reference value to a second predetermined reference value. The first reference value and the second reference value may be respectively set to any one of 1% to 100% as a value for the SOC of the battery. For example, lookup tables are 100% to 95%, 100% to 90%. Information on the open circuit voltage measured sequentially while changing the second reference value from 100% to 85%, etc. to at least one value from 99% to 1% may be included. Similarly, the lookup table may include information on the open circuit voltage measured by discharging from 80% to 79%, from 80% to 75%, from 80% to 73%, and the like. In this case, the initial SOC setting unit 127 may obtain an open circuit voltage corresponding to the SOC of the first time and the SOC of the second time from the lookup table to obtain a more accurate open circuit voltage.

보정부(129)는 상기 룩업 테이블을 업데이트 할 수 있다. 보정부(129)는 상기 제2 시간(t2) 후에 미리 설정된 시간 동안 배터리(10)의 휴지 상태가 유지되어 센싱부(110)가 배터리(10)의 전압을 재측정하면, 재측정된 전압과 상기 획득한 개방 전압을 비교한다. 보정부(129)는 비교 결과에 따라 상기 획득한 개방 전압에 해당하는 룩업 테이블을 업데이트할 수 있다.The corrector 129 may update the lookup table. The compensator 129 maintains the idle state of the battery 10 for a preset time after the second time t2 and the sensing unit 110 re-measures the voltage of the battery 10, the re-measured voltage and The obtained open circuit voltages are compared. The compensator 129 may update the lookup table corresponding to the obtained open-circuit voltage according to the comparison result.

일 실시예에 따르면, 보정부(129)는 소정의 SOC 변화량에 대응하는 실측된 개방 전압이 없는 경우에 상기 룩업 테이블을 업데이트할 수 있다. 예를 들면, 70%에서 방전을 시작하여 63%에 방전을 중단한 경우, 보정부는 이에 대응하는 실측된 개방 전압이 룩업 테이블에 없다면 제2 시간(t2) 후에 미리 설정된 시간 동안 휴지 상태인 배터리(10)로부터 재측정된 전압을 상기 룩업 테이블에 추가할 수 있다.According to an embodiment, the corrector 129 may update the lookup table when there is no actually measured open-circuit voltage corresponding to the predetermined SOC variation. For example, when discharging is started at 70% and discharging is stopped at 63%, the compensator is in a resting state for a preset time after the second time t2 if the measured open-circuit voltage corresponding thereto is not in the lookup table ( The re-measured voltage from 10) can be added to the lookup table.

일 실시예에 따르면, 보정부(129)는 여러 요인으로 룩업 테이블에서 획득한 개방 전압과 재측정된 개방 전압인 제1 측정 전압이 서로 상이하면, 제1 측정 전압으로 상기 룩업 테이블을 업데이트할 수 있다. 구체적으로, 보정부(129)는 상기 제1 측정 전압과 상기 측정된 배터리(10)의 온도, 전류 및 제1 SOC에 대응하는 개방 전압을 비교한다. 보정부(129)는 비교 결과 상기 제1 전압과 룩업 테이블에서 획득한 개방 전압이 상이하면, 상기 측정된 배터리(10)의 온도, 전류 및 제1 SOC에 대응하는 개방 전압을 상기 제1 측정 전압으로 보정하여 상기 룩업 테이블을 업데이트할 수 있다. 이를 통해, 상기 룩업 테이블은 배터리의 노화, 부하의 상태에 따른 전류 적산에 의한 SOC 추정값의 차이 등 다양한 요인에 따른 차이를 반영할 수 있다.According to an embodiment, when the open-circuit voltage obtained from the lookup table and the first measured voltage, which is the re-measured open-circuit voltage, are different from each other due to various factors, the compensator 129 may update the lookup table with the first measured voltage. have. Specifically, the compensator 129 compares the first measured voltage with an open-circuit voltage corresponding to the measured temperature, current, and first SOC of the battery 10 . As a result of the comparison, if the first voltage and the open-circuit voltage obtained from the lookup table are different from each other, the compensator 129 sets the open-circuit voltage corresponding to the measured temperature, current, and first SOC of the battery 10 to the first measured voltage to update the lookup table. Through this, the lookup table may reflect differences depending on various factors, such as the aging of the battery and the difference in the SOC estimation value due to the current integration according to the load state.

일 실시예에 따르면, 초기 SOC 설정부(127)는 제2 SOC로 설정된 초기값을 보정할 수 있다. 초기 SOC 설정부(127)는, 상기 제2 시간(t2) 이후 미리 설정된 시간 동안 휴지한 배터리의 전압이 재측정되면, 상기 재측정된 전압에 대응하는 충전 상태인 제3 SOC를 SOC-OCV 테이블을 통해 획득한다. 초기 SOC 설정부(127)는 상기 초기값을 상기 제3 SOC으로 보정한다. According to an embodiment, the initial SOC setting unit 127 may correct an initial value set as the second SOC. The initial SOC setting unit 127, when the voltage of the battery that has been rested for a preset time after the second time t2 is re-measured, sets a third SOC in a state of charge corresponding to the re-measured voltage to the SOC-OCV table obtained through The initial SOC setting unit 127 corrects the initial value as the third SOC.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SOC 검출 장치가 SOC를 검출하는 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SOC를 검출하는 방법 중 룩업 테이블을 보정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of detecting an SOC by an SOC detecting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a method of correcting a lookup table among methods of detecting an SOC according to an embodiment of the present invention It is a flow chart.

도 4 및 5에 도시된 흐름도는 도3에 도시된 SOC 검출 장치(100)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라도 하더라도, 도 3에서 도시된 구성들에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 4 및 도 5에 도시된 흐름도에도 적용됨을 알 수 있다.The flowcharts shown in FIGS. 4 and 5 include steps that are time-series processed in the SOC detection apparatus 100 shown in FIG. 3 . Accordingly, it can be seen that the contents described above with respect to the components shown in FIG. 3 are also applied to the flowcharts shown in FIGS. 4 and 5 even if the contents are omitted below.

도 4를 참조하면, SOC 검출 장치(100)는 배터리(10)가 방전 및 충전을 시작하면 배터리(10)의 SOC의 추정을 시작한다. SOC 검출 장치(100)는, 배터리(10)의 온도 및 전류에 대한 정보를 측정할 수 있다. SOC 검출 장치(100)는 측정된 배터리(10)의 전류를 적산한 누적 정보 및 초기값에 기초하여 현재 배터리(10)의 SOC를 추정할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the SOC detecting apparatus 100 starts estimating the SOC of the battery 10 when the battery 10 starts discharging and charging. The SOC detection apparatus 100 may measure information about the temperature and current of the battery 10 . The SOC detection apparatus 100 may estimate the current SOC of the battery 10 based on the accumulated information and the initial value obtained by accumulating the measured currents of the battery 10 .

SOC 검출 장치(100)는 측정된 배터리(10)의 전류의 크기에 기초하여 상기 배터리(10)가 휴지 상태에 있는지 감지할 수 있다. 예를 들면, 배터리(10)의 전류의 크기가 0.01A 미만이 되면, SOC 검출 장치(100)는 상기 배터리(10)가 휴지 상태인 것으로 감지할 수 있다.The SOC detection apparatus 100 may detect whether the battery 10 is in the idle state based on the measured current of the battery 10 . For example, when the magnitude of the current of the battery 10 is less than 0.01A, the SOC detection apparatus 100 may detect that the battery 10 is in the idle state.

SOC 검출 장치(100)는 룩업 테이블로부터 휴지 상태인 상기 배터리(10)의 개방 전압을 획득할 수 있다. 구체적으로, SOC 검출 장치(100)는 배터리(10)가 충방전할 때에 획득한 온도, 전류에 대한 정보 및 배터리(10)가 휴지 상태가 될 때까지 추정된 제1 SOC에 대응하는 개방 전압 정보를 상기 룩업 테이블로부터 획득한다.The SOC detection apparatus 100 may obtain the open-circuit voltage of the battery 10 in the idle state from the lookup table. Specifically, the SOC detection apparatus 100 includes information on the temperature and current obtained when the battery 10 is charged and discharged, and open-circuit voltage information corresponding to the first SOC estimated until the battery 10 is in the idle state. is obtained from the lookup table.

SOC 검출 장치(100)는 미리 저장된 SOC-OCV 테이블을 참조하여 상기 획득한 개방 전압에 대응하는 SOC인 제2 SOC를 추정할 수 있다. SOC 검출 장치(100)는 상기 제2 SOC를 차후에 배터리(10)가 충방전을 시작할 때의 초기 SOC인 초기값으로 설정한다.The SOC detection apparatus 100 may estimate the second SOC, which is the SOC corresponding to the acquired open-circuit voltage, with reference to the previously stored SOC-OCV table. The SOC detection apparatus 100 sets the second SOC to an initial value that is an initial SOC when the battery 10 starts charging and discharging later.

도 5를 참조하면, SOC 검출 장치(100)는 도 3을 참조하여 설명한 제2 시간(t2)으로부터 미리 설정된 시간 동안 휴지 상태가 유지되는지 감지할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the SOC detecting apparatus 100 may detect whether the idle state is maintained for a preset time from the second time t2 described with reference to FIG. 3 .

SOC 검출 장치(100)는, 상기 미리 설정된 시간 이상 배터리(10)의 휴지 상태가 유지되면, 휴지 상태인 배터리(10)의 전압을 재측정한다. 상기 미리 설정된 시간은 배터리(10)의 전압이 안정화되는데 소요되는 시간이다.When the idle state of the battery 10 is maintained for more than the preset time, the SOC detection apparatus 100 re-measures the voltage of the battery 10 in the idle state. The preset time is a time required for the voltage of the battery 10 to be stabilized.

SOC 검출 장치(100)는 상기 재측정된 전압에 기초하여 제3 SOC를 추정하고, 상기 초기값을 상기 제3 SOC로 보정할 수 있다. 이 때, SOC 검출 장치(100)는 상기 재측정한 전압을 기초하여 상기 룩업 테이블을 업데이트 할 수 있다. SOC 검출 장치(100)는 상기 측정된 배터리(10)의 온도, 전류 및 제1 SOC에 대응하는 개방 전압을 상기 재측정된 전압으로 변경되도록 룩업 테이블을 보정할 수 있다.The SOC detection apparatus 100 may estimate a third SOC based on the re-measured voltage and correct the initial value to the third SOC. In this case, the SOC detection apparatus 100 may update the lookup table based on the re-measured voltage. The SOC detection apparatus 100 may correct the lookup table to change the measured temperature, current, and open-circuit voltage corresponding to the first SOC of the battery 10 to the re-measured voltage.

예를 들면, 상기 룩업 테이블로부터 획득한 개방 전압이 4.1V인 경우, SOC 검출 장치(100)는 상기 SOC-OCV 테이블로부터 4.1V에 대응한 SOC인 80%를 상기 초기값으로 설정한다. 이 후, 배터리(10)가 미리 설정된 시간만큼 휴지 상태가 유지되고 이 때 재측정된 전압이 4.11V인 경우에, SOC 검출 장치(100)는 상기 SOC-OCV 커브로부터 4.11V에 대응한 SOC인 81%로 상기 초기값을 보정할 수 있고, 상기 룩업 테이블도 4.11V의 값을 갖도록 보정할 수 있다.For example, when the open-circuit voltage obtained from the lookup table is 4.1V, the SOC detection apparatus 100 sets 80% of the SOC corresponding to 4.1V from the SOC-OCV table as the initial value. After that, when the battery 10 maintains the idle state for a preset time and the re-measured voltage at this time is 4.11V, the SOC detection apparatus 100 is the SOC corresponding to 4.11V from the SOC-OCV curve. The initial value may be corrected to 81%, and the lookup table may also be corrected to have a value of 4.11V.

일 실시예에 따르면, SOC 검출 장치(100)는 상기 미리 설정된 시간을 센싱부(110)가 측정한 배터리(10)의 전류 및 온도에 기초하여 달리 설정될 수 있다. 배터리(10)의 전압이 안정화되는데 소요되는 시간은 배터리(10)가 방전할 때의 전류의 크기와 배터리(10)의 온도에 따라 달라진다. 예를 들면, 상기 미리 설정된 시간은 1C의 방전 전류, 25도에서는 20분으로 설정되고, 2C의 방전 전류 및 25도에서는 40분으로 설정될 수 있다. 즉, 상기 미리 설정된 시간은 배터리(10)의 온도 및 전류 크기에 따라 달리 설정되고, 메모리 부(123)는 온도 별, 전류의 크기 별로 배터리(10)의 전압이 안정화되는데 소요되는 시간을 미리 계측한 룩업 테이블을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the SOC detection apparatus 100 may be set differently based on the current and temperature of the battery 10 measured by the sensing unit 110 for the preset time. The time it takes for the voltage of the battery 10 to be stabilized depends on the size of the current when the battery 10 is discharged and the temperature of the battery 10 . For example, the preset time may be set to 20 minutes at a discharge current of 1C and 25 degrees, and set to 40 minutes at a discharge current of 2C and 25 degrees. That is, the preset time is set differently according to the temperature and current size of the battery 10 , and the memory unit 123 measures in advance the time it takes for the voltage of the battery 10 to be stabilized for each temperature and current size. One more lookup table may be included.

본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.The spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and not only the claims described below, but also all scopes equivalent to or changed from these claims, fall within the scope of the spirit of the present invention. will do it

10: 배터리
11: 배터리 셀
100: SOC 검출 장치
110: 센싱부
120: 제어부
121: SOC 추정부
123: 메모리 부
127: 초기 SOC 설정부
129: 보정부10: battery
11: battery cell
100: SOC detection device
110: sensing unit
120: control unit
121: SOC Estimator
123: memory part
127: initial SOC setting unit
129: correction unit

Claims

a memory unit storing a lookup table for an open voltage corresponding to each battery temperature, current, and SOC;
a sensing unit that starts charging and discharging at a first time and measuring a current, voltage, and temperature of the battery that stops charging and discharging at a second time;
an SOC estimator for estimating the SOC of the battery based on the measured current and estimating a first SOC that is the SOC of the battery at the second time; and
An initial SOC setting unit for obtaining an open circuit voltage corresponding to the measured temperature, current, and first SOC of the battery from the lookup table, and setting a second SOC that is an SOC corresponding to the obtained open circuit voltage as an initial value; including,
The open circuit voltage of the lookup table is the measured open circuit voltage of a battery that is in a resting state after charging and discharging by a preset change amount for each temperature and current.

According to claim 1,
The SOC estimating unit, when the battery resumes charging and discharging after the second time period, SOC detection apparatus, characterized in that for estimating the SOC of the battery based on the initial value set by the initial SOC setting unit.

According to claim 1,
The sensing unit, when the idle state of the battery is maintained for a preset time from the second time, re-measures the voltage of the battery,
The initial SOC setting unit resets the third SOC estimated with reference to the re-measured voltage to the initial value,
and a correction unit configured to update the look-up table by changing the open-circuit voltage corresponding to the temperature, current, and first SOC of the battery measured in the look-up table to the re-measured voltage.

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