KR102368711B1 - 배터리 셀 진단 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 배터리 셀 진단 장치는 배터리 셀의 셀 전압을 측정하는 센싱부 및 상기 센싱부와 동작 가능하게 결합된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 제1 시점, 제2 시점 및 제3 시점에 각각 측정된 제1 셀 전압, 제2 셀 전압 및 제3 셀 전압 중 하나 이상을 이용하여 초기 셀 전압 변화 지수와 후기 셀 전압 변화 지수를 산출하고, 상기 초기 셀 전압 변화 지수와 상기 후기 셀 전압 변화 지수를 이용하여 총 셀 전압 변화 지수를 산출하고, 상기 총 셀 전압 변화 지수와 기준 지수 간의 대소를 비교하여 상기 배터리 셀의 자기 방전량의 정상 여부를 진단할 수 있다.

Description

배터리 셀 진단 장치{Apparatus for diagnosings battery cell}

본 발명은 배터리 셀 진단 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 시점에 측정된 배터리 셀의 셀 전압을 이용하여 배터리 셀의 자기 방전량의 정상 여부를 진단하는 배터리 셀 진단 장치에 관한 것이다.

최근 들어, 화석 에너지의 고갈과 환경오염으로 인해 화석 에너지를 사용하지 않고 전기 에너지를 이용하여 구동할 수 있는 전기 제품에 대한 관심이 높아지고 있다.

이에 따라 모바일 기기, 전기차, 하이브리드 자동차, 전력 저장 장치, 무정전 전원 장치 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며 수요의 형태 역시 다양해지고 있다. 따라서 다양한 요구에 부응할 수 있게 이차 전지에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.

일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 리튬 계열 전지와 니켈 수소 계열의 전지로 분류된다. 리튬 계열 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품에 주로 적용되며, 니켈 수소 계열 전지는 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품에 적용되어 사용되고 있다.

이러한, 이차 전지는 외부로부터 전력을 공급받거나 출력하는 충방전이 수행되지 않는 환경에서 일정 시간이 경과되더라도, 최초 셀 전압을 기준으로 일정 셀 전압이 유지되도록 설계된다.

이를 위하여, 같은 공정에서 생산된 이차 전지들 중에서 제조가 완료된 시점으로부터 일정 기간 경과된 이후, 측정된 자기 방전량이 기준 자기 방전량 이상인 이차 전지는 1차로 불량품으로 진단된다.

이후, 불량품으로 진단되지 않은 이차 전지들 중에서 1차 진단 시점으로부터 더 오랜 기간이 경과된 이후, 측정된 자기 방전량이 기준 자기 방전량 이상인 이차 전지는 2차로 불량품으로 진단된다.

즉, 종래의 진단 방법은 장기간 동안 이차 전지들은 자기 방전시키고, 2차에 걸쳐 진단 수행하여 불량품을 선별하게 된다.

이에 따라, 종래의 진단 방법은 생산된 이차 전지들을 장기간 방치해야하므로 출하까지 오랜 시간이 소요되고, 복수의 전압 측정 및 진단 과정을 거쳐야하는 문제점이 있다.

본 발명은 제1 시점, 제2 시점 및 제3 시점에 각각 측정된 제1 셀 전압, 제2 셀 전압 및 제3 셀 전압를 이용하여 총 셀 전압 변화 지수를 산출하고, 총 셀 전압 변화 지수와 기준 지수 간의 대소를 비교하여 배터리 셀의 자기 방전량의 정상 여부를 진단할 수 있는 배터리 셀 진단 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 배터리 셀 진단 장치는 배터리 셀의 셀 전압을 측정하는 센싱부; 및 상기 센싱부와 동작 가능하게 결합된 프로세서를 포함한다.

바람직하게, 상기 프로세서는 제1 시점, 제2 시점 및 제3 시점에 각각 측정된 제1 셀 전압, 제2 셀 전압 및 제3 셀 전압 중 하나 이상을 이용하여 초기 셀 전압 변화 지수와 후기 셀 전압 변화 지수를 산출하고, 상기 초기 셀 전압 변화 지수와 상기 후기 셀 전압 변화 지수를 이용하여 총 셀 전압 변화 지수를 산출하고, 상기 총 셀 전압 변화 지수와 기준 지수 간의 대소를 비교하여 상기 배터리 셀의 자기 방전량의 정상 여부를 진단할 수 있다.

바람직하게, 상기 프로세서는 상기 배터리 셀의 최종 충방전이 완료된 이후인 상기 제1 시점으로부터 제1 시간이 경과된 상기 제2 시점에 측정된 상기 제2 셀 전압과 상기 제2 시점으로부터 제2 시간이 경과된 상기 제3 시점에 측정된 상기 제3 셀 전압 간의 초기 셀 전압차를 상기 초기 셀 전압 변화 지수로 산출할 수 있다.

바람직하게, 상기 프로세서는 상기 제1 셀 전압과 상기 초기 셀 전압차 간의 전압 비율을 이용하여 상기 후기 셀 전압 변화 지수를 산출할 수 있다.

바람직하게, 상기 프로세서는 상기 초기 셀 전압 변화 지수와 상기 후기 셀 전압 변화 지수를 곱하여 총 셀 전압 변화 지수를 산출할 수 있다.

바람직하게, 상기 프로세서는 상기 총 셀 전압 변화 지수가 상기 기준 지수 이상이면 상기 배터리 셀의 자기 방전량이 비정상인 것으로 진단할 수 있다.

바람직하게, 상기 프로세서는 상기 총 셀 전압 변화 지수가 상기 기준 지수 미만이면 상기 배터리 셀의 자기 방전량이 정상인 것으로 진단할 수 있다.

본 발명에 따르면, 제1 시점, 제2 시점 및 제3 시점에 각각 측정된 제1 셀 전압, 제2 셀 전압 및 제3 셀 전압를 이용하여 총 셀 전압 변화 지수를 산출하고, 총 셀 전압 변화 지수와 기준 지수 간의 대소를 비교하여 배터리 셀의 자기 방전량의 정상 여부를 진단함으로써, 배터리 셀의 자기 방전량의 정상 여부를 진단하는데 있어서 소요되는 진단 시간과 진단 과정을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 진단 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 진단 장치와 배터리 셀 간의 연결 구성을 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 진단 장치로부터 진단되는 배터리 셀의 셀 전압을 시간에 따라 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 진단 장치로부터 산출된 후기 셀 전압 변화 지수와 총 셀 전압 변화 지수를 도시한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 진단 장치(100)에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 진단 장치(100)의 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 진단 장치(100)와 배터리 셀(200) 간의 연결 구성을 도시한 회로도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 진단 장치(100)는 제조가 완료된 배터리 셀(200)이 출하되기 전에 배터리 셀(200)의 자기 방전량의 정상 여부를 진단할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 진단 장치(100)는 제조가 완료된 배터리 셀(200)을 일정 기간 동안 충방전을 수행하지 않는 상태에서 배터리 셀(200)의 자기 방전량의 정상 여부를 진단할 수 있다.

이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 진단 장치(100)는 센싱부(110), 메모리부(120), 프로세서(130) 및 알림부(140)를 포함할 수 있다.

센싱부(110)는 프로세서(130)와 동작 가능하게 결합된다. 즉, 센싱부(110)는 프로세서(130)로 전기적 신호를 송신하거나 프로세서(130)로부터 전기적 신호를 수신 가능하도록 프로세서(130)에 접속될 수 있다.

센싱부(110)는 미리 설정된 주기, 미리 설정된 시점 또는 프로세서(130)의 센싱 제어에 따라 배터리 셀(200)의 양극 단자(+)와 음극 단자(-) 사이에 인가되는 셀 전압을 측정한다.

보다 구체적으로, 센싱부(110)는 프로세서(130)의 센싱 제어에 따라 특정 시점에 배터리 셀(200)의 셀 전압을 측정하고, 측정된 셀 전압을 나타내는 측정 신호를 프로세서(130)로 제공할 수 있다.

이를 위하여, 센싱부(110)는 배터리 셀(200)의 전압을 측정하도록 구성된 전압 센서를 포함한다.

프로세서(130)는 센싱부(110)로부터 측정 신호가 수신되면, 신호 처리를 통해 측정된 셀 전압의 디지털 값을 결정하고 메모리부(120)에 저장할 수 있다.

메모리부(120)는 반도체 메모리 소자로서, 프로세서(130)에 의해 생성되는 데이터를 기록, 소거, 갱신하며, 배터리 셀(200)의 자기 방전량의 정상 여부를 진단하기 위해 마련된 복수의 프로그램 코드를 저장한다. 또한, 메모리부(120)는 본 발명을 실시할 때 사용되는 기준값 및 설정값을 저장할 수 있다.

이러한, 메모리부(120)는 데이터를 기록, 소거, 갱신할 수 있다고 알려진 반도체 메모리 소자라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 메모리부(120)는 DRAM, SDRAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등일 수 있다. 메모리부(120)는 프로세서(130)의 제어 로직을 정의한 프로그램 코드들을 저장하고 있는 저장매체를 더 포함할 수 있다. 저장매체는 플래쉬 메모리나 하드디스크와 같은 불활성 기억 소자를 포함한다. 메모리부(120)는 프로세서(130)와 물리적으로 분리되어 있을 수도 있고, 프로세서(130)와 일체로 통합되어 있을 수도 있다.

프로세서(130)는 제조가 완료된 배터리 셀(200)의 셀 전압을 이용하여 초기 셀 전압 변화 지수와 후기 셀 전압 변화 지수를 산출하고, 초기 셀 전압 변화 지수와 후기 셀 전압 변화 지수를 이용하여 총 셀 전압 변화 지수를 산출할 수 있다.

이를 위하여, 프로세서(130)는 제조 과정에서 충방전이 수행된 배터리 셀(200)의 전기적 상태가 안정화 상태로 전환된 이후, 센싱부(110)를 제어하여 배터리 셀(200)의 셀 전압을 획득할 수 있다.

즉, 프로세서(130)는 배터리 셀(200)의 제조가 완료된 시점에 센싱부(110)를 제어하여 배터리 셀(200)의 셀 전압을 획득하지 않고, 배터리 셀(200)의 제조가 완료된 시점으로부터 미리 설정된 대기 시간 이후 센싱부(110)를 제어하여 배터리 셀(200)의 셀 전압을 획득할 수 있다.

여기서, 미리 설정된 대기 시간은 12시간일 수 있으며, 미리 설정된 대기 시간은 배터리 셀(200)의 종류 및 용량에 따라 변경될 수 있다.

다시 말해, 프로세서(130)는 센싱부(110)를 제어하여 제조가 완료된 배터리 셀(200)의 개방 회로 전압(OCV; open circuit voltage)을 셀 전압으로 획득할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 진단 장치로부터 진단되는 배터리 셀의 셀 전압을 시간에 따라 도시한 그래프이다.

도 3을 더 참조하면, 프로세서(130)는 제1 시점(t0), 제2 시점(t1) 및 제3 시점(t3)에 각각 측정된 배터리 셀(200)의 제1 셀전압(OCVt0), 제2 셀전압(OCVt1) 및 제3 셀전압(OCVt2) 중 하나 이상을 이용하여 초기 셀 전압 변화 지수와 후기 셀 전압 변화 지수를 산출할 수 있다.

여기서, 제1 시점(t0)은 배터리 셀(200)의 제조 과정에서 수행된 충방전 중에서 최종 충방전이 완료된 이후일 수 있다. 즉, 제1 시점(t0)은 배터리 셀(200)의 제조 과정에서 수행된 충방전 중에서 최종 충방전이 완료된 이후, 배터리 셀(200)의 전기적 상태가 안정화 상태로 전환된 시점일 수 있다.

제2 시점(t1)은 제1 시점(t0)으로부터 제1 시간이 경과된 시점일 수 있으며, 제3 시점(t3)은 제2 시점(t1)으로부터 제2 시간이 경과된 시점일 수 있다.

예를 들어, 제1 시간은 12일일 수 있으며, 제2 시간은 7일일 수 있다. 이와 같은 경우, 제2 시점(t1)과 제3 시점(t3)은 각각 제1 시점(t0)으로부터 12일 및 19일이 경과된 시점일 수 있다. 이때, 프로세서(130)는 제1 시점(t0)에 측정된 제1 셀전압(OCVt0), 제1 시점(t0)으로부터 12일이 경과된 제2 시점(t1)에 측정된 제2 셀전압(OCVt1) 및 제1 시점(t0)으로부터 19일이 경과된 제3 시점(t3)에 측정된 제3 셀전압(OCVt2) 중 하나 이상을 이용하여 초기 셀 전압 변화 지수와 후기 셀 전압 변화 지수를 산출할 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 셀(200)의 제조 과정에서 수행된 최종 충방전이 완료된 이후, 배터리 셀(200)은 추가로 충방전이 수행되지 않으면 시간이 경과함에 따라 자기 방전으로 인해 셀 전압이 감소할 수 있다.

배터리 셀(200)은 자기 방전으로 인해 셀 전압이 감소할 수 있으나 일정 기간 내에 일정 수준 이상의 셀 전압을 유지해야 정상품으로 진단될 수 있다.

이를 위하여, 프로세서(130)는 총 셀 전압 변화 지수와 기준 지수 간의 대소를 비교하여 배터리 셀(200)의 자기 방전량의 정상 여부를 진단할 수 있다.

이전에, 프로세서(130)는 제2 셀 전압(OCV1)과 제3 셀 전압(OCV2) 간의 초기 셀 전압차를 초기 셀 전압 변화 지수로 산출할 수 있다. 이때, 프로세서(130)는 하기의 수학식 1을 이용하여 초기 셀 전압 변화 지수를 산출할 수 있다.

<수학식 1>

여기서, δ는 초기 셀 전압 변화 지수, OCVt1은 제2 시점(t1)에 측정된 배터리 셀(200)의 제2 셀 전압(OCV1), OCVt2는 제3 시점(t2)에 측정된 배터리 셀(200)의 제3 셀 전압(OCV2)일 수 있다.

이를 통해, 프로세서(130)는 제2 시점(t1)과 제3 시점(t2) 사이에 배터리 셀(200)의 셀 전압 변화를 지수로 산출할 수 있다.

한편, 프로세서(130)는 제1 셀 전압(OCV0)과 초기 셀 전압차 간의 전압 비율을 이용하여 후기 셀 전압 변화 지수를 산출할 수 있다. 이때, 프로세서(130)는 하기의 수학식 2를 이용하여 후기 셀 전압 변화 지수를 산출할 수 있다.

<수학식 2>

여기서, γ는 후기 셀 전압 변화 지수, t1은 제2 시점(t1), t2는 제3 시점(t2), OCVt0은 제1 시점(t0)에 측정된 배터리 셀(200)의 제1 셀 전압(OCV0), OCVt1은 제2 시점(t1)에 측정된 배터리 셀(200)의 제2 셀 전압(OCV1), OCVt2는 제3 시점(t2)에 측정된 배터리 셀(200)의 제3 셀 전압(OCV2)일 수 있다.

이를 통해, 프로세서(130)는 제3 시점(t2) 이후에 배터리 셀(200)의 셀 전압 변화를 지수로 산출할 수 있다.

이후, 프로세서(130)는 산출된 초기 셀 전압 변화 지수와 후기 셀 전압 변화 지수를 이용하여 총 셀 전압 변화 지수를 산출할 수 있다. 보다 구체적으로, 프로세서(130)는 초기 셀 전압 변화 지수와 후기 셀 전압 변화 지수를 곱하여 총 셀 전압 변화 지수를 산출할 수 있다. 이때, 프로세서(130)는 하기의 수학식 3을 이용하여 총 셀 전압 변화 지수를 산출할 수 있다.

<수학식 3>

여기서, f는 총 셀 전압 변화 지수, δ는 초기 셀 전압 변화 지수, γ는 후기 셀 전압 변화 지수, t1은 제2 시점(t1), t2는 제3 시점(t2), OCVt0은 제1 시점(t0)에 측정된 배터리 셀(200)의 제1 셀 전압(OCV0), OCVt1은 제2 시점(t1)에 측정된 배터리 셀(200)의 제2 셀 전압(OCV1), OCVt2는 제3 시점(t2)에 측정된 배터리 셀(200)의 제3 셀 전압(OCV2)일 수 있다.

프로세서(130)는 산출된 총 셀 전압 변화 지수 기준 지수 간의 대소를 비교하여 배터리 셀(200)의 자기 방전량의 정상 여부를 진단할 수 있다. 여기서, 기준 지수는 배터리 셀(200)의 자기 방전량이 정상인지 여부를 진단하기 위한 기준값일 수 있다.

보다 구체적으로, 프로세서(130)는 총 셀 전압 변화 지수가 기준 지수 이상이면 해당 배터리 셀(200)의 자기 방전량이 비정상인 것으로 진단할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 총 셀 전압 변화 지수가 기준 지수 이상이면 해당 배터리 셀(200)의 자기 방전량 출고 시 요구되는 자기 방전량을 초과하는 것으로 판단하고, 해당 배터리 셀(200)을 불량품으로 진단할 수 있다.

반대로, 프로세서(130)는 총 셀 전압 변화 지수가 기준 지수 미만이면 배터리 셀(200)의 자기 방전량이 정상인 것으로 진단할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 총 셀 전압 변화 지수가 기준 지수 미만이면 해당 배터리 셀(200)의 자기 방전량 출고 시 요구되는 자기 방전량 미만인 것으로 판단하고, 해당 배터리 셀(200)을 정상품으로 진단할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예 따른 배터리 셀 진단 장치의 로부터 산출된 후기 셀 전압 변화 지수와 총 셀 전압 변화 지수를 도시한 그래프이다.

도 4를 더 참조하면, 일 실시예에 따른 프로세서(130)는 배터리 셀(200)의 종류, 용량에 대응하여 기준 지수를 설정하고, 설정된 기준 지수를 이용하여 상술한 바와 같이, 배터리 셀(200)의 자기 방전량이 정상인지 여부를 진단할 수 있다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 프로세서(130)는 다수의 배터리 셀(200) 각각의 총 셀 전압 변화 지수를 산출하고, 기준 지수를 "3"으로 설정한 뒤, 산출된 각각의 총 셀 전압 변화 지수를 기준 지수 "3"을 비교하여 배터리 셀들의 자기 방전량이 정상인지 여부를 진단할 수 있다.

프로세서(130)는 총 셀 전압 변화 지수가 기준 지수 "3" 이상인 배터리 셀들만을 정상품으로 진단하고, 총 셀 전압 변화 지수가 기준 지수 "3" 미만인 배터리 셀들은 불량품으로 진단할 수 있다.

상술된 본 발명에 따르면, 프로세서(130)는 복수회의 진단 과정 없이 간단히, 제1 시점, 제2 시점 및 제3 시점에 각각 측정된 배터리 셀(200)의 셀 전압들을 이용하여 총 셀 전압 변화 지수를 산출하고, 산출된 총 전압 변화 지수와 기준 지수를 비교하는 과정을 통해, 배터리 셀(200)의 자기 방전량이 정상인지 여부를 간단하고 신속하게 진단할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 프로세서(130)는 배터리 셀(200)을 장시간 자기 방전시키지 않고 제3 시점까지만 배터리 셀(200)을 자기 방전시켜 배터리 셀(200)의 자기 방전량이 정상인지 여부를 진단함으로써, 배터리 셀(200)을 장시간 보관할 필요가 없으며, 배터리 셀(200)의 제조 후 빠른 시간 내에 진단을 완료하여 출고할 수 있다.

한편, 다른 실시예에 따른 프로세서(130)는 배터리 셀(200)의 전기적 특성에 대응하여, 초기 기준 지수와 후기 기준 지수를 설정하고, 설정된 초기 기준 지수와 후기 기준 지수를 이용하여 상술된 기준 지수를 설정할 수 있다.

보다 구체적으로, 프로세서(130)는 설정된 초기 기준 지수와 후기 기준 지수를 곱하여 산출된 값을 기준 지수로 설정하고, 배터리 셀(200)의 총 셀 전압 변화 지수와 설정된 기준 지수를 비교하여 배터리 셀들의 자기 방전량이 정상인지 여부를 진단할 수 있다.

이때, 프로세서(130)는 배터리 셀(200)로부터 요구되는 초기 셀 전압 변화 지수의 최대값을 초기 기준 지수로 설정하고, 배터리 셀(200)로부터 요구되는 후기 셀 전압 변화 지수의 최대값을 후기 기준 지수로 설정할 수 있다.

이를 통해, 프로세서(130)는 배터리 셀(200)로부터 초기 셀 전압 변화 지수와 후기 셀 전압 변화 지수를 반영할 뿐만 아니라, 초기 셀 전압 변화 지수와 후기 셀 전압 변화 지수 중 어느 하나에 제한되지 않도록 기준 지수를 설정할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(130)는 초기 기준 지수와 후기 기준 지수를 각각 "3"과 "1"로 설정하면, "3"과 "1"을 곱하여 산출한 "3"을 기준 지수로 설정할 수 있다. 이때, 프로세서(130)가 배터리 셀(200)의 초기 셀 전압 변화 지수와 후기 셀 전압 변화 지수를 각각 "3.1"과 "0.8"로 산출하여 총 셀 전압 변화 지수를 "2.48"로 산출한 경우, 초기 셀 전압 변화 지수가 초기 기준 지수를 초과하더라도 총 셀 전압 변화 지수가 기준 지수 미만이므로 배터리 셀(200)의 자기 방전량이 정상인 것으로 진단할 수 있다.

이와 같이, 다른 실시예에 따른 프로세서(130)는 배터리 셀(200)로부터 요구되는 초기 셀 전압 변화 지수와 후기 셀 전압 변화 지수를 모두 반영함과 동시에 초기 셀 전압 변화 지수와 후기 셀 전압 변화 지수 어느 하나에 제한되지 않는 기준 지수를 설정함으로써, 초기의 셀 전압 변화와 후기의 셀 전압 변화를 모두 고려하여 배터리 셀(200)의 자기 방전량이 정상인 것으로 진단할 수 있다.

한편, 프로세서(130)는 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 프로세서(130)에 의해 실행될 수 있는 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. 기록매체는 컴퓨터에 포함된 프로세서에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 배터리 셀 진단 장치(100)는 알림부를 더 포함할 수 있다.

알림부는 프로세서(130)의 진단 결과를 입력받거나, 메모리부(120)에 저장된 프로세서(130)의 진단 결과를 입력받고, 입력받은 진단 결과를 외부로 출력할 수 있다.

보다 구체적으로, 알림부는 진단 결과를 기호, 숫자 및 코드 중 하나 이상을 이용하여 표시하는 디스플레이부 및 진단 결과를 소리로 출력하는 스피커 장치 중 하나 이상을 구비할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 배터리 셀 진단 장치(100)가 자동차에 포함되고, 배터리 셀 진단 장치(100)의 프로세서(100)가 자동차에 포함된 배터리 셀(200)에 대해 진단을 수행하는 경우, 알림부는 진단 결과를 포함하는 신호를 자동차의 ECU(Electronic Control Unit)로 출력하는 통신부를 구비할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 배터리 팩은 상술된 배터리 셀 진단 장치(100)를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.

100: 배터리 셀 진단 장치
110: 센싱부 120: 메모리부
130: 프로세서부
200: 배터리 셀

Claims (7)

1. 배터리 셀의 셀 전압을 측정하는 센싱부; 및
   상기 센싱부와 동작 가능하게 결합된 프로세서;를 포함하고,
   상기 프로세서는
   상기 배터리 셀의 최종 충방전이 완료된 이후인 제1 시점, 상기 제1 시점으로부터 제1 시간이 경과된 제2 시점 및 상기 제2 시점으로부터 제2 시간이 경과된 제3 시점에 각각 측정된 제1 셀 전압, 제2 셀 전압 및 제3 셀 전압을 이용하여 초기 셀 전압 변화 지수와 후기 셀 전압 변화 지수를 산출하되,
   상기 초기 셀 전압 변화 지수는, 상기 제2 셀 전압과 상기 제3 셀 전압의 전압차이고,
   상기 후기 셀 전압 변화 지수는, 상기 제1 셀 전압에 대한 상기 초기 셀 전압 변화 지수의 비율에 대응하고,
   상기 초기 셀 전압 변화 지수와 상기 후기 셀 전압 변화 지수를 곱하여 총 셀 전압 변화 지수를 산출하고,
   상기 총 셀 전압 변화 지수와 기준 지수 간의 대소를 비교하여 상기 배터리 셀의 자기 방전량의 정상 여부를 진단하는 배터리 셀 진단 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 프로세서는
   상기 총 셀 전압 변화 지수가 상기 기준 지수 이상이면 상기 배터리 셀의 자기 방전량이 비정상인 것으로 진단하는 배터리 셀 진단 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 프로세서는
   상기 총 셀 전압 변화 지수가 상기 기준 지수 미만이면 상기 배터리 셀의 자기 방전량이 정상인 것으로 진단하는 배터리 셀 진단 장치.
   
7. 제1항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 배터리 셀 진단 장치를 포함하는 배터리 팩.
   

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