KR102435037B1 - 배터리를 교정하는 방법, 배터리의 건강 상태를 추정하는 방법 및 이러한 방법들을 수행하기 위한 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리의 건강 상태와 연관된 교정 데이터를 저장할 수 있게 하는 배터리 교정 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 : 상기 배터리를 충전시키거나 방전시키는 동안 상기 배터리의 무-부하 전압의 미분 계수 변화의 피크를 검출함으로써, 상기 배터리의 완전 충전과 상기 배터리의 완전 방전의 중간인 상기 배터리의 적어도 하나의 특성 상태를 결정하거나, 또는 상기 배터리가 완전히 충전되었을 때 또는 상기 배터리가 완전 방전되었을 때인, 또는 상기 배터리를 충전 또는 방전하는 동안, 각각 부과된 전류 페이즈(imposed current phase) 또는 부과된 전압 페이즈 동안 전압 임계값 또는 전류 임계값을 교차시킴으로써 정의된 적어도 하나의 특성 상태를 결정하는 단계(E1); 이러한 특성 상태로부터 상기 배터리의 참조 상태를 정의하는 단계(E2); 다수의 별개의 건강 상태들(SOHi)에 대해 상기 참조 상태에서 상기 배터리의 무부하 전압들(OCVi)을 측정하고, 그리고 건강 상태/개방 회로 전압의 실제 값들의 적어도 몇몇 쌍들(SOHi, OCVi)을 포함하는 상기 교정 데이터를 전자 메모리에 저장하는 단계(E4 내지 E7)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배터리를 교정하는 방법, 배터리의 건강 상태를 추정하는 방법 및 이러한 방법들을 수행하기 위한 시스템 {A method for calibrating a battery, a method for estimating the state of health of a battery, and a system for performing theses methods}

본 발명은 배터리의 건강 상태를 추정하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 배터리를 교정하는(calibrating) 방법 및 배터리를 관리하는 방법에 관한 것이다. 마지막으로, 또한 본 발명은 배터리의 건강 상태를 추정하는 이러한 방법을 구현하는 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.

종래의 배터리 관리는 배터리의 노화(aging)를 나타내는 지표를 사용하며, 이러한 지표는 종종 배터리의 건강 상태 또는 SOH(state of health)라 불린다. 때때로 배터리의 수명상태라고도 불리는 이러한 지표는 보통 배터리가 새 것일 때의 초기 용량에 대한 백분율로서 표현된다. 이러한 초기 용량은 초기 상태에서 측정되거나, 또는 상기 배터리의 제조업체에 의해 제공된다. 일반적으로, 상기 SOH는 배터리 진단에 사용된다. SOH에 대한 평가는 배터리 사용 기한을 최적으로 관리하는데 있어서 뿐만 아니라, 그 배터리의 동작을 효과적으로 제어하는데 있어서 중요하다.

제1 접근법에서, SOH의 실제 값은 선택된 전류 및 온도 조건 하에서, 순차적으로 상기 배터리를 완전히 충전한 다음 완전히 방전시키는 것으로 구성된 용량 테스트를 수행함으로써 측정된다. 방전하는 동안, 방출된 전하량이 측정되며, 이로써, 상기 배터리의 실제 용량이 추정될 수 있으며, 이에 따라 상기 배터리의 SOH가 추정될 수 있다. 이러한 방법의 장점은 이 방법이 실제 측정을 기반으로 하기 때문에 SOH의 실제 값이 획득된다는 것이다. 그러나 이러한 방법의 단점은 상당한 시간이 소요되고, 전력을 소비하며, 그리고 때때로 배터리의 정상 사용(즉, 특정 실제 애플리케이션을 구현하기 위해 전력을 공급하는 것)과 양립할 수 없는 배터리의 개입을 필요로 한다는 것이다. 따라서 이러한 접근법은 상기 배터리 테스트가 수행될 수 있도록 상기 애플리케이션이 중단될 것을 필요로 한다. 마지막 이유로, 이러한 제1 접근법은 일반적으로 배터리의 정상적인 사용이 보류될 것을 요구하기 때문에, 이 방법은 방해가 되는 것으로 간주된다.

실제 SOH를 측정하는 것의 결함들을 극복하기 위해, SOH 추정에 기초한, 덜 방해적인 다른 접근법들이 존재한다. 예를 들어, SOH를 추정하기 위한 일반적인 방법은 배터리의 저항 변화를 추적하는 것, 또는 더 나아가, 배터리의 하나 이상의 임피던스 파라미터들을 추적하는 것으로 이루어진다. 실제로 이러한 파라미터들의 변화에 의해 일반적으로 배터리 피로가 수반된다. 이 방법의 단점은 배터리 용량 손실이 바로 측정되지 않고, 대신에, 온도 측정에 크게 의존하면서 상이한 파라미터의 변화를 기초로 추정된다는 것이다. 그러나 용량 손실의 변화, 그리고 저항 또는 임피던스의 증가의 변화는 모든 배터리들에 대해 일반화될 수 있는 법칙을 따르지 않으며, 또는 배터리들의 모든 노화 상태에 대해 일반화될 수 있는 법칙도 따르지 않는다. 이에 따라, 배터리가 상당한 용량 손실을 겪는 동안, 때때로 배터리 저항의 증가가 무시 가능한 실제 상황이 존재하며, 그 반대 상황도 존재한다. 따라서 이러한 추정 방법은 충분한 신빙성이 없으며, 그리고 종종 이러한 추정 방법은 예를 들어 실패를 극복하려고 시도하기 위해 사전 학습을 기반으로 한 추가 계산들을 필요로 하기 때문에 복잡하다.

이에 따라, 본 발명의 일반적인 목적은 선행 기술의 결점들 중 어느 것도 포함하지 않는 배터리의 SOH를 추정하는 해결책을 제안하는 것이다.

더 구체적으로, 본 발명의 목적은 배터리의 SOH를 추정하기 위한, 신뢰할만하고, 빠르고, 그리고 비-간섭적 솔루션을 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 배터리의 건강 상태와 연관된 교정 데이터가 기록될 수 있게 하는 배터리 교정 방법에 기초한다. 상기 방법은 다음의 단계들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

- 상기 배터리를 충전시키거나 방전시키는 동안 상기 배터리의 개방 회로 전압의 미분 계수 변화의 피크를 검출함으로써, 완전히 충전됨과 완전히 방전됨의 중간인 상기 배터리의 적어도 하나의 특성 상태를 결정하거나, 또는 상기 배터리가 완전히 충전되었을 때 또는 완전히 방전되었을 때의, 또는 상기 배터리를 충전시키거나 방전시키는 동안 일정한 전류 페이즈 또는 일정한 전압 페이즈에서의 전압 임계값 또는 전류 임계값의 교차점(crossing)에 의해 정의되는 적어도 하나의 특성 상태를 결정하는 단계;

- 이러한 특성 상태에 기초하여 상기 배터리의 참조 상태를 정의하는 단계;

- 서로 다른 다수의 건강 상태들(SOHi)에 대해 상기 참조 상태에서 상기 배터리의 개방 회로 전압들(OCVi)을 측정하고, 그리고 실제 건강 상태/개방 회로 전압의 적어도 몇몇 쌍들(SOHi, OCVi)을 포함하는 상기 교정 데이터를 전자 메모리에 저장하는 단계.

상기 배터리의 적어도 하나의 특성 상태를 결정하는 단계는 상기 배터리에 의해 축적된 전하량에 대한, 또는 시간에 대한 상기 배터리의 개방 회로 전압의 미분 계수를 고려할 수 있다.

상기 참조 상태는 상기 개방 회로 전압의 미분 계수의 안정화된 영역 내에서, 상기 검출된 특성 상태의 피크에 근접하게 선택될 수 있다.

상기 참조 상태는 상기 검출된 피크에서의 상기 배터리의 전하에 대한, 상기 배터리에 의해 축적된 전하의 고정된 전하(Q1) 만큼의 시프트에 의해 정의될 수 있다.

상기 배터리 교정 방법은 적어도 하나의 배터리의 서로 다른 다수의 건강 상태들에 대해 다음의 단계들을 반복하는 것을 포함할 수 있다 :

- 배터리를 공지되고 선택된 건강 상태(SOHi)에 두는 단계;

- 상기 배터리를 충전시키거나 방전시키고, 상기 배터리의 개방 회로 전압의 미분 계수를 측정 및/또는 추정하고, 그리고 상기 미분 계수에서 상기 미리 정의된 피크를 검출하는 단계;

- 상기 배터리의 상기 참조 상태에 도달하기 위해, 상기 미리 정의된 피크에 기초하여 미리 정의된 전하량을 충전시키거나 방전시키는 것을 계속하며, 그리고 상기 참조 상태에서 상기 배터리의 개방 회로 전압(OCVi)을 측정하는 단계; 및

- 상기 교정 데이터를 포함하는 전자 메모리에, 상기 배터리의 참조 상태와 연관된 상기 개방 회로 전압(OCVi) 및 상기 건강 상태(SOHi)의 값을 포함하는 값들의 쌍을 저장하는 단계.

상기 배터리 교정 방법은 상기 개방 회로 전압의 측정을 용이하게 하기 위해 상기 배터리의 느린 충전 또는 느린 방전 단계들을 구현할 수 있다.

상기 배터리의 개방 회로 전압은 다음의 단계들 중 하나를 통해 획득될 수 있다 :

- 한 시간 이상의 휴식 시간 후에 상기 배터리가 부하에 연결되어 있지 않을 때 상기 배터리의 단자들을 가로지르는 전압을 측정하는 단계; 또는

- 한 시간 이하의 휴식 시간 후에 상기 배터리가 부하에 연결되어 있지 않을 때 상기 배터리의 단자들을 가로지르는 전압을 측정하는 단계; 또는

- 상기 배터리에 의해 전달되거나 수신되는 매우 약한 전류에도 불구하고 상기 배터리의 단자들을 가로지르는 전압을 측정하는 단계; 또는

- 이론적 개방 회로 전압의 서로 다른 조건들 하에서 상기 배터리의 단자들을 가로지르는 전압을 측정하고, 그리고 상기 개방 회로 전압을 추정하기 위해 상기 측정된 전압에 대한 보정을 구현하는 단계; 또는

- 상기 배터리의 하나 이상의 측정된 전기적 양들에 기초하여 상기 배터리의 개방 회로 전압을 추정하는 단계.

상기 배터리 교정 방법은 실제 건강 상태/개방 회로 전압(SOHi, OCVi) 값들의 쌍들에 기초하여, 특히 선형 보간법 그리고/또는 참조 상태에서 상기 배터리의 건강 상태의 값을 상기 배터리의 개방 회로 전압의 값과 연관시키는 차트의 구성을 통해, 상기 참조 상태에서 상기 배터리의 건강 상태와 상기 배터리의 개방 회로 전압 간 법칙을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 배터리 교정 방법은 새로운 상태에 있는 배터리들 집단 중 적어도 하나의 배터리를 사용하여, 그리고 적어도 하나의 노화된 상태에 있는 동일한 배터리를 사용하여 구현될 수 있다.

또한, 본 발명은 배터리의 건강 상태를 추정하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 : 상술된 바와 같은 교정 방법을 구현하는 교정 단계; 및 상기 참조 상태에서의 상기 배터리의 개방 회로 전압을 측정하는 것, 그리고 상기 교정 단계에서 획득된 상기 교정 데이터로부터 그리고 상기 측정된 개방 회로 전압으로부터 상기 배터리의 건강 상태의 추정을 추론하는 것을 포함하는, 상기 배터리의 건강 상태를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 추정 단계는 상기 제2 단계의 트리거링을 결정하기 위해 다음의 예비 단계들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있으며 :

- 상기 배터리가 사용되는 기기의, 또는 배터리 충전 기기의 인간-기계 인터페이스를 통한 사용자로부터의 요청 뒤의 트리거링 명령;

- 미리 정의된 빈도로 자동 트리거링; 및/또는

- 상기 배터리의 전기적 상황들이 유리할 때 자동 트리거링,

- 배터리를 충전하는 단계에서 자동 트리거링(E11d),

그리고/또는 다음의 예비 단계들을 포함할 수 있다 :

- 상기 특성 상태를 검출하기 위해 상기 배터리의 전기적 상황을 자동으로 검출하는 단계; 또는

- 상기 배터리를 상기 참조 상태에 근접하게 두기 위해 상기 배터리의 구성을 변경하는 단계.

상기 배터리 건강 상태 추정 방법은 다음의 단계들을 구현할 수 있다 :

- 상기 배터리를 충전시키거나 방전시키는 동안 상기 개방 회로 전압의 미분 계수를 측정하거나 추정하는 단계;

- 상기 개방 회로 전압의 미분 계수의 피크를 검출하는 단계;

- 상기 개방 회로 전압의 미분 계수에서의 피크에 기초하여 상기 배터리를 상기 배터리의 참조 상태에 두고, 그리고 상기 배터리의 개방 회로 전압을 측정하는 단계;

- 상기 측정된 개방 회로 전압으로부터, 그리고 상기 교정 데이터로부터 상기 배터리의 건강 상태를 추론하는 단계.

또한, 본 발명은 관리 유닛에 의해 판독 가능한 컴퓨터 매체로서, 상술된 배터리 건강 상태 추정 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 포함하는 기록된 컴퓨터 프로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 매체에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 적어도 하나의 배터리 및 하나의 관리 유닛을 포함하는 기기에 있어서, 상기 관리 유닛은 상술된 바와 같은 적어도 하나의 배터리의 건강 상태를 추정하는 방법을 구현하는 것을 특징으로 하는, 기기에 관한 것이다.

상기 기기는 컴퓨터, 전화기, 태블릿 또는 개인 휴대 정보 단말기와 같은 모바일 객체(mobile object) 또는 자동차일 수 있다.

또한, 본 발명은 상술된 바와 같은 교정 방법을 구현하는 것을 특징으로 하는 배터리 교정 기기에 관한 것이다.

본 발명의 효과는 본 명세서에 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.

본 발명의 이러한 대상들(subjects), 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련하여 제한 없이 제시된 일특정 실시예에 대한 다음의 설명에서 자세히 설명될 것이다.
도 1은 배터리의 여러 건강 상태(SOH) 값들 각각에 대해, 충전 단계에서 배터리에게 전달되는 전하의 함수에 따른, 배터리의 개방 회로 전압(open circuit voltage; OCV)의 변화를 나타내는 다수의 곡선들을 도시한다.
도 2는 상기 배터리의 여러 건강 상태(SOH) 값들 각각에 대해, 충전 단계에서 배터리에게 전달되는 전하에 대한 함수로서, 이러한 전하에 의한 배터리의 개방 회로 전압(OCV)을 나타내는 함수의 미분계수의 변화를 나타내는 다수의 곡선들을 도시한다.
도 3은 도 2의 곡선들과 동일한 곡선들을 나타내지만, 도 3의 곡선들은 서로에 대해 보정(correcting)되었다.
도 4는 도 1의 곡선들과 동일한 곡선들을 나타내지만, 도 4의 곡선들은 도 3에 의해 정의된 보정에 따라 보정되었다.
도 5는 상기 배터리의 참조(reference) 상태에 있는 상기 배터리의 건강 상태(SOH)와 상기 배터리의 개방 회로 전압(OCV) 간의 관계를 도시하며, 이러한 참조 상태는 본 발명의 실시예에 의해 정의된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리의 건강 상태를 추정하는 방법의 흐름도를 도시한다.

본 발명에 따른 방법은 배터리의 개방 회로 전압(또는 OCV)을 사용하며, 이는 온도와 무관하다는 이점을 갖는다. 이러한 개방 회로 전압은, 배터리가 사용 중이 아닐 때, 그리고 마지막으로 배터리가 사용되었던 시간 이후의 휴식 기간 후에, 그 배터리의 단자들을 가로질러 측정되는 전압으로서 정의된다. 상기 마지막으로 배터리가 사용되었던 시간 이후의 휴식 기간 동안, 상기 배터리 단자들을 가로지르는 전압은 그 전압이 안정화된 값(stabilized value)으로 수렴할 때까지 변하며, 이러한 안정화된 값이 개방 회로 전압이다.

상기에 정의된 바와 같은 이러한 이론적 개방 회로 전압은 거의 사용되지 않는다는 것을 유의하여야 한다. 왜냐하면, 상기에 정의된 바와 같은 이론적 개방 회로 전압은, 개방 회로 전압에 비유될 수 있는 상기 배터리 단자들을 가로지르는 안정화된 전압 값에 도달하기 위해, 상대적으로 긴 휴식 시간(종종 수 시간)을 필요로 할 것이며, 이는 일반적으로 배터리에 대한 사용 요구와 양립할 수 없기 때문이다.

이러한 이유로 인해, 개방 회로 전압에 대한 상기의 정의는 연관 솔루션들의 사용 편의성을 위해 상기에서 정의된 개방 회로 전압 값에 대략 근접한 값들까지 연장된다. 이러한 값들은 때때로 의사(pseudo) - 개방 회로 전압으로 지칭된다. 이에 따라, 이후에서, 개방 회로 전압이란 용어는 다음의 배터리 단자들을 가로지르는 유사 전압 값들도 커버하도록 사용될 것이다 :

- 단축된 휴식 시간 후 측정된 개방 회로 전압으로서, 상기 배터리의 단자들을 가로지르는 전압은 상기 단축된 휴식 시간 동안 이론적 개방 회로 전압 값을 향하여 수렴된 것으로 간주될 수 없는, 개방 회로 전압;

- 예를 들어 C가 권장 공칭 충전 체계(regime)인 경우 C/25 같은 매우 느린 충전 단계의 상황에서, 배터리에 의해 전달되거나 수신된 매우 약한 전류에도 불구하고 측정된 개방 회로 전압;

- 이러한 상황, 특히 상기 배터리의 임피던스로 인한 전압 하강을 고려하기 위해 보정을 적용하면서, 위에서 언급한 두 가지 구성들에서와 같이, 상기에 정의된 서로 다른 개방 회로 전압 조건들 하에서 상기 전압 측정들 중 하나에 기초하여 추정된 개방 회로 전압;

- 상기 배터리의 임의의 다른 전기 계측 또는 전기 추정에 기초하여 추정된 개방 회로 전압;

- 배터리를 충전하거나 방전하는 단계에서, 위에서 언급한 접근법들 중 하나를 통해 측정되거나 추정된 개방 회로 전압. 휴식 시, 충전 단계 또는 방전 단계 동안 얻어진 배터리 단자들을 가로지르는 개방 회로 전압 값은 정확히 동일하지 않다는 것이 유의되어야 한다. 이에 따라, 잠재적으로 두 개의 개방 회로 전압 값들이 존재하며, 각각 충전 및 방전에 대한 것이다. 이에 따라, 두 개의 값들 중 하나가 고려되며, 또는 변형예에서 충전 개방 회로 전압 및 방전 개방 회로 전압의 평균값이 고려된다.

이에 따라, 이하에서 설명될 본 발명의 실시예에 따른 방법은 개방 회로 전압(OCV)을 정의하기 위해 상기 접근법들 중 임의의 하나를 사용하여 구현될 수 있다. 그러나, 가능한 가장 일관되고 정확한 결과를 얻기 위해서는, SOH를 교정하고 추정하기 위한 이러한 방법의 모든 단계들에서, 이러한 개방 회로 전압에 대한 동일한 정의를 사용하는 것이 필요할 것이다.

도 1은 배터리의 각각의 건강 상태(SOHi(1≤i≤5)) 73 %, 75 %, 85 %, 89 % 및 100 %에 대해 각각 획득되는, 충전 단계에서 배터리에 의해 축적되는 전하량 Qc(단위 Ah)에 대한 함수로서 배터리의 개방 회로 전압 OCV(단위 V)의 변화를 나타내는 5개의 곡선들(곡선 1 내지 곡선 5)을 포함한다. 이러한 곡선들은 주어진 전하에 대한 배터리의 건강 상태 값(SOH)이 배터리의 개방 회로 전압에 의존한다는 것을 보여준다.

도 1의 곡선 1 내지 곡선 5에 기초하여, 5 개의 곡선들(1' 내지 5')이 도 2에 도시되어 있으며, 5 개의 곡선들(1' 내지 5') 각각은 각각 상기 5 개의 곡선들(1 내지 5)에 대한, 전하량의 함수로서의 개방 회로 전압 함수의 미분 계수 값들을 나타낸다. 이러한 곡선들은 모두 피크 Pi(1≤i≤5)를 포함한다. 이러한 다양한 피크들 Pi은 서로에 대해 약간 벗어나 있다. 즉, 이러한 다양한 피크들 Pi은 상기 배터리의 각종 건강 상태들(SOH)에 대해 상기 배터리의 다양한 레벨들의 전하량들(Qc)에 대해 획득된다. 이러한 피크들은 이러한 도함수들의 극대점(local maxima)을 보여준다.

분석들은 관찰된 피크들이 두 개의 전극들에서 단계 전이가 발생하는 상기 배터리의 특정 물리적 상태에 대응한다는 것을 보여주었다. 이러한 특정 상태(또는 특성 상태)는 배터리가 노화됨에 따라 이동(shifting)한다. 이는 단순히 상기 곡선들(1' 내지 5')을 관찰함으로써 쉽게 검출 가능하다. 후술되는 바와 같이, 배터리의 건강 상태의 추정을 위해, 상기 배터리의 중간 참조 상태를 정의하는 것이 사용될 것이다.

이에 따라, 위의 결론들은 다음의 두 개의 원리들에 따라 배터리의 건강 상태의 추정을 구현하기 위해 사용될 것이다 :

- 이러한 건강 상태는 상기 배터리의 개방 회로 전압으로부터 도출될 것이다;

- 이러한 건강 상태는, 완전히 충전된 것과 완전히 방전된 것의 사이인, 상기 배터리의 중간 전하 상태에 대해 추정될 것이다.

이제, 본 발명의 하나의 구체적 실시예가 설명될 것이다.

이 실시예는, 도 6의 다이어그램에 개략적으로 도시되고 다음의 두 개의 단계들을 포함하는 배터리의 건강 상태를 추정하는 방법에 기초한다 :

- 특정 참조 상태에 대해 배터리의 개방 회로 전압의 함수로서 특정 배터리의 건강 상태(SOH)의 참조 값들을 포함하는 교정 데이터가 산출될 수 있게 하는 교정 방법에 기초하는 제1 예비 단계(P1); 및

- 상기 교정 방법의 결과들에 기초하여, 상기 배터리가 사용 중인 동안 SOH를 추정하는 제2 단계.

이러한 제1 교정 단계에서, 미래에 SOH를 추정할 때 높은 수준의 성능을 달성하도록 실제 SOH 값들을 사용하여 정확한 보정을 설정하기 위해, 교정을 위해 사용된 배터리의 SOH는 공지된 매우 정확한 방법을 통해 산출된다는 것이 유의되어야 한다.

본 실시예에 따르면, 초기에 상기 교정 방법은 배터리의 전하량(Qc)에 따른 곡선 dOCV/dQc의 적어도 하나의 피크 Pi를 찾는 단계로 구성된 제1 단계(E1)를 포함한다. 이를 위해, 상기 곡선들(1' 내지 5') 중 적어도 하나는 정확한 곡선을 획득하고 실제로 피크가 검출된다는 것을 보장하기 위해, 충전 작업을 수행하고 높은 빈도로 OCV 값들을 측정함으로써 플롯된다. 즉, 테스트 절차는 dOCV/dQ 곡선의 변화에 대해 충분히 작은 간격들을 갖는 OCV 값들이 획득될 수 있게 한다. 선택된 피크의 기하학적 구조가 식별되면, 지나치게 많은 OCV 측정들에 의해 본 방법의 속도가 늦춰질 정도로 너무 높은 빈도는 피하면서, 상기 피크를 검출하기 위해 충분히 높은 OCV 측정 빈도가 선택된다. 제2 실시예는 충전 또는 방전하는 동안 특정 온도에 대해, 일정한 전류(또는 전압)에서의 전압(또는 전류) 임계값 교차점을 통한 전압(또는 전류) 측정을 사용함으로써 검출될 수 있는 특성 상태를 정의하는 단계로 구성될 것이다. 본 설명의 나머지 부분은 피크의 검출과 연관된 일실시예의 맥락에서 상세히 설명될 것이다.

제2 단계(E2)는 상기 배터리의 특정 상태의 특징을 나타내는 상기 식별된 하나 이상의 피크들을 기초로 하여 상기 배터리의 참조 상태를 결정하는 단계로 구성된다. 바람직하게는, 정의에 의해 상기 개방 회로 전압(OCV) 값이 이 피크에서 전하량(Qc) 보다 더 많이 변하여서, 이 영역은 바람직하지 않기 때문에, 이러한 참조 상태는 피크 그 자체에서 선택되지 않는다. 구체적으로, 상기 추정 방법은 상기 참조 상태에서 배터리의 개방 회로 전압을 측정하는 것에 기초할 것이며, 그리고 오류를 최소화하기 위해, 이 값이 상기 참조 상태 주위에서 상대적으로 안정하도록 하는 것이 더 바람직하다. 이런 이유 때문에, 상기 배터리의 참조 상태는 상기 피크 밖에서, 미분계수의 값이 낮고 그래서 OCV 값들이 상대적으로 안정한 영역에서 선택된다. 그러나, 이러한 참조 상태는 가능한 상기 식별된 피크에 가깝게 유지되어, 차후 피크 검출을 기초로 하여 수행될 그것의 식별을 복잡하게 하지 않는다. 따라서, 상술된 바와 같이, 상기 참조 상태는 피크에 의해 검출된 특성 상태로부터 구분되는 것이 바람직하다.

도시된 예에서 이러한 참조 상태 선택을 도시하기 위해, 도 3은 각각 도 2의 곡선들(1' 내지 5')에 대응하지만, 상기 배터리의 중간 특정 상태를 나타내는 그것들의 피크들 Pi을 중첩시키기 위해 시프트된 5 개의 곡선들(11' 내지 15')을 도시한다. 앞의 설명에 이어, 미분계수 값이 더 큰, 상기 피크를 둘러싸는 해시 영역(hashed area) 밖에서 상기 교정 방법의 참조 상태를 결정하는 것이 선택된다. 마지막으로, 설명된 실시예에서, 상기 참조 상태는 피크 Pi 로부터 상기 배터리 전하의 미리 정해진 전하 Q1에 의해 정의되며, 이는 상기 참조 상태가 여전히 근처에 있으면서, 비-권장 영역으로부터 거리가 취해질 수 있게 한다. 바람직하게는, 피크 Pi 및 근접한 참조 상태 간의 차이는 5 Ah 보다 작거나 같으며, 또는 3 Ah 보다 작거나 같다. 예시적 실시예로, 피크 Pi 및 근접한 참조 상태 간의 차이는 또한 2 Ah 보다 크거나 같은 것이 바람직하다.

도 4는 각각 곡선 1 내지 곡선 5에 대응하는 5 개의 곡선들(11 내지 15)을 도시하며, 참조번호 11 내지 15의 곡선들은 그것들의 참조 상태를 중첩시키기 위해, 상술된 시프트에 따라 시프트되었다.

두 개의 선행 단계들 E1, E2는 피크를 검출하기 위해 그리고 참조 상태를 선택하기 위해 충분한 배터리의 단일 SOH 값에 대해 구현될 수 있다. 변형예에서, 피크의 정확도는 상기 배터리의 서로 다른 다수의 건강 상태들에 대해 이러한 단계들을 반복함으로써 검증될 수 있다.

다음으로, 이러한 두 개의 예비 단계들이 수행되면, 상기 방법은 배터리의 여러 공지된 건강 상태들에 대해, (선택된 개수의 개별 건강 상태들 그리고/또는 선택된 개수의 배터리들에 따라) 다음의 단계들의 반복을 구현한다 :

E4 : 상기 배터리를 공지되고 선택된 건강 상태 SOHi에 둔다;

E5 : 상기 배터리를 충전하고, 전하량 및 개방 회로 전압을 측정하고, 그리고 무엇보다도, 상기 전하에 대한 상기 개방 회로 전압의 미분 계수를 측정하고, 그리고 상기 미리 정의된 피크를 검출;

E6 : 상기 배터리의 참조 상태에 도달하기 위해, 상기 식별된 피크에 기초하여 값 Q1을 충전하는 것을 계속하며, 그리고 상기 배터리의 개방 회로 전압을 측정한다;

E7 : 전자 메모리에, 상기 건강 상태(SOH)의 값 및 연관 개방 회로 전압(OCV)의 값을 기록한다. 이러한 두 개의 값들은 상기 배터리의 참조 상태에서 획득된다. 상기 쌍(OCV, SOH)은 참조 자료 및 상기 배터리를 교정하기 위한 자료를 형성한다.

단계 E5의 구현 동안, 상기 배터리의 초기 상태는 완전히 방전된 상태일 수 있으며, 이로써, 충전할 때 상기 배터리의 전체 전하가 측정될 수 있게 하며, 비교적 제한된 공지된 범위 내에 있는 상기 배터리의 전하에 대한 위치를 갖는 정확한 원하는 피크의 검출을 확인하기 위한 유용한 지표를 제공할 수 있다는 것이 유의되어야 한다. 변형예에서, 이러한 충전은 상기 배터리가 완전히 방전되지 않은 상태에서, 그러나 피크의 충전 레벨 보다 작은 충전 레벨에서(즉, 도 3의 원하는 피크의 왼쪽에서) 시작할 수 있다.

한편, 이러한 충전은 매우 약한 전류들을 야기하고 의사 개방 회로 전압을 형성하는 상기 배터리의 단자들을 가로지르는 전압이 측정될 수 있게 하는 매우 느린 충전 체계(예를 들어, C/25)에 따라 수행된다. 변형예에서, 상기 배터리는 각각의 전압 측정 전에 휴식을 취하는 것이 허용된다. 뿐만 아니라, 이러한 개방 회로 전압 측정 및 상기 개방 회로 전압의 미분 계수의 측정 및/또는 추정은 상기 원하는 피크의 검출과 양립 가능한 방식으로 미리 정의된 주기에 따라 주기적으로 수행된다.

마지막으로, 이에 따라, 사전 단계들 E4 내지 E7이 구현된 상기 배터리의 각각의 건강 상태(SOH) 값에 대해, 실제 값들의 여러 쌍들(OCVi, SOHi)이 상기 교정 방법에 의해 획득된다. 예를 들어, 이러한 실제 값들의 쌍들은 도 5의 그래프 상에서 포인트들 Ci로 도시된다.

다음으로, 이 실시예에 따른 교정 방법은 포인트들 Ci로 표현된 몇 개의 실측된 불연속 값들에 기초하여 모든 개방 회로 전압(OCV) 값들에 대한 상기 배터리의 건강 상태(SOH)의 미래 추정을 획득하기 위해, 상기 참조 상태에서의 상기 배터리의 SOH 및 OCV 간의 법칙을 형성하는 또 다른 단계(E8)를 포함한다. 선택된 예에서, 도 5는 직선(7)을 그림으로써, 상기 배터리의 참조 상태에서 상기 SOH 및 상기 OCV 간의 선형 관계를 도시한다. 또한, 이러한 직선이 특징지어질 수 있게 하는 파라미터들, 또는 더 일반적으로, 실제 포인트들 Ci에 기초하여 결정되고 그리고 예를 들어 임의의 수학적 보간 방법을 사용하여 공식화된 법칙도 상기 교정 데이터와 함께 기록될 수 있다. 변형예에서, 이 단계(E8)는 후에, 예를 들어 상기 배터리가 사용 중일 때, 수행될 수 있으며, 반드시 교정 단계에서 수행될 필요가 없다는 것이 유의되어야 한다.

또한, 상기 교정 단계에서 구현된 배터리의 충전이 특징지어질 수 있게 하는 파라미터들 같은 다른 파라미터들도 참조 데이터로서 기록될 수 있다. 왜냐하면, 상기 방법이 동일한 충전 조건들을 사용하여 구현되는 것이 바람직하기 때문이며, 이 때, 참조 데이터는 상기 동일한 충전 조건들에 대해 가장 적합하다. 그러나, 교정을 위한 조건들과 동일한 충전 조건들을 재현하는 것은 의무적이지 않으며, 교정 데이터는 임의의 다른 충전 조건들 하에서 계속 사용 가능하다.

추가로, 상기 배터리의 개방 회로 전압을 산출하는 선택된 방법 또한 기억되어, 상술된 바와 같이 동일한 산출을 항상 재현할 수 있다. 게다가, 충전하는 동안 OCV를 측정하기 위한 최적의 빈도(frequency) 또한 기억될 수 있으며, 이로써, 이러한 최적의 빈도는 미래 추정 시 잠재적으로 사용될 수 있으며, 그리고 상기 개방 회로 전압의 미분 계수의 피크가 올바르게 검출된다는 것을 보장할 수 있다. 마지막으로, 예를 들어 상기 배터리의 전하 값들의 범위 내의, 이러한 피크의 대략적 위치 또한 기억될 수 있다.

물론, 잘하면 더 정확한 평균을 공식화하기 위해, 이러한 교정 단계(P1)는 특정 배터리 집단에 대해 한번 (하나의 배터리 상에서), 또는 여러 번(특히 여러 배터리들 상에서) 수행될 수 있으며, 그렇다면, 결과들은 차후에 동일한 기술에 따라 작동하는 상기 집단의 모든 배터리들이 시스템에서 사용될 때 이러한 모든 배터리들에 적용할 수 있다.

게다가, 이러한 교정 단계는 SOH들의 개수가 증가함에 따라 증가하는 획득된 정확도, 그리고 SOH들의 개수가 감소함에 따라 더 간단해지고 더 빨라지는 상기 교정 단계의 간단함 사이에서의 타협을 나타내는, 상기 배터리의 미리 정해진 개수의 SOH 값들에 대해 수행될 수 있다. 그 후, 높은 수준의 정확도가 요구된다면, 고려되는 실제 SOH 값들의 개수를 증가시키는 것이 가능하다. 유리하게는, 적어도 두 개의 포인트들이 교정되며(상기 규칙이 사실상 선형이라면, 실제로 충분할 수 있다), 그리고 바람직하게는 적어도 세 개의 포인트들이 교정될 수 있다. 즉, 개별 SOH들의 개수는 3 보다 크거나 같다. 고려된 SOH들 중에서, 유리하게는, 상기 배터리의 새로운 상태 및 적어도 하나의 노화된 상태는 통합될 수 있다. 또한, 상기 방법의 정확도를 증가시키기 위해, 예를 들어 하나의 동일한 피크 주위에서 분배된 그리고/또는 서로 다른 피크들과 연관된, 하나의 동일한 배터리의 다수의 참조 상태들에 대한 교정 데이터를 기록하는 것도 가능하다.

상기 방법을 설명하면서 배터리의 충전 주기들에 대해 언급되었다. 변형예에서, 동일한 단계들은 방전 주기들을 사용함으로써 구현될 수 있다. 차후에 더 큰 정확도와 유연성을 제공하기 위해, 충전 및 방전 접근법들 모두 교정 동안 축적되고 그리고/또는 결합될 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 방법은 배터리의 전하(Qc)의 함수로서 상기 배터리의 개방 회로 전압(OCV)의 변화를 이용하였지만, 변형예에서, 상기 방법은, 유사한 방식으로, 시간의 함수로서의 개방 회로 전압(OCV) 및 시간에 대한 개방 회로 전압의 미분 계수의 변화에 기초할 수 있다. 이러한 후자의 경우, 일정한 체계에 따라, 또는 전압 신호를 필터링하도록(로우-패스 필터) 주의하면서 작업하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방법은 온도를 고려하지 않았다. 그러나, 이론적 개방 회로 전압과 충분히 크게 동떨어져있는 의사-OCV 정의가 선택된다면, 상기 방법에서 가변하는 온도를 고려하는 것과 서로 다른 다수의 온도들에 대한 동일한 교정 방법을 구현하는 것이 유용할 수 있다.

상기 방법은 단일 배터리에, 즉 예를 들어 하우징 내에 배치된 용량성 특징을 갖는 컴포넌트들 또는 화학적 컴포넌트들을 기반으로 하는 능동 저장부의 형태를 취하는 기본 배터리(elementary battery)에 적용 가능하다. 이 경우, 상기 하우징의 제1 외면은 상기 배터리의 양의 단자 또는 제1 전류 콜렉터를 형성하며, 상기 하우징의 제2 외면은 음의 단자 또는 제2 전류 콜렉터를 형성한다. 이 하우징의 기능들은 상기 배터리의 능동부를 수용하고 지지하는 것과, 그리고 외부에 대해 상기 배터리를 밀봉하는 것이다. 상기 하우징은 제자리에 고정되는 불가분의 단일(monolithic) 유닛을 형성하는 물리적 어셈블리를 둘러싸며, 상기 물리적 어셈블리의 전기 커넥션들은 상기 기본 배터리의 사용자에 의해 변경될 수 없으며, 이 때, 출력 전류는 상기 배터리의 두 개의 단자들을 가로지르는 입력 전류와 동일하다.

변형예에서, 상기 방법은, 바람직하게는 서로에 대해 분산들 및 불균형들을 갖는, 여러 기본 배터리들의 전기적 어셈블리에 적용 가능하며, 그리고 특히, 병렬 및/또는 직렬 연결된 기본 배터리들을 포함하는 다수의 모듈들을 갖는 직렬 연결된 전기 어셈블리를 포함하는 배터리팩에 적용 가능하다.

본 실시예에 따르면, 교정 단계가 한번 그리고 모두에 대해 설정되면, 상기 방법은 동일한 유형의 임의의 배터리가 사용 중일 때, 상기 배터리의 전체 수명에 걸쳐 그 배터리의 SOH를 추정하기 위해, 결과물인 교정 데이터를 사용할 수 있다. 필요하다면, 예를 들어 상기 교정 데이터의 품질에 관해 의심스러운 경우, 상기 교정 단계는 다시 시작될 수 있지만, 이는 후술되는 SOH를 추정하는 방법의 구현을 위해 반드시 필요한 것은 아니다.

이에 따라, 그 뒤에, 상기 방법은 배터리의 정상 사용 동안 SOH를 추정하는 제2 단계(P2)를 통해 상기 배터리의 SOH를 추정하는 방법을 구현한다.

이러한 제2 단계(P2)는 상기 배터리가 참조 상태에 있자마자 교정 데이터로부터, 이러한 참조 상태에서의 상기 배터리의 개방 회로 전압의 측정 또는 추정으로부터, 배터리의 건강 상태를 추론하는 것으로 구성된다.

이러한 제2 단계(P2)는 본 실시예에 따라 이러한 제2 단계(P2)를 트리거링하기 위해 다음의 예비 단계들을 포함한다 :

- 예를 들어 상기 배터리의 전하 상태 또는 상기 배터리의 개방 회로 전압에 기초하여, 상기 배터리가 참조 상태에 근접한지 여부를 검출하기 위해 상기 배터리의 전기적 상황을 자동으로 검출하는 단계(E12); 또는, 변형예에서,

- 상기 배터리를 상기 참조 상태에 근접하게 두기 위해, 상기 배터리의 구성을 변경하는 단계(충전 또는 방전)(E13).

상기 제2 단계(P2)를 트리거링하기 위한 또 다른 예비 단계(E11)는 다음의 단계들 중 하나에 기초할 수 있다 :

- E11a : 상기 배터리가 사용되는 기기의, 또는 배터리 충전 기기의 인간-기계 인터페이스를 통한 사용자로부터의 요청 뒤의 트리거링 명령;

- E11b : 미리 정의된 빈도로 자동 트리거링;

- E11c : 상기 배터리의 전기적 상황들이 유리할 때, 즉 상기 배터리가 상기 참조 상태에 근접할 때 자동 트리거링;

- E11d : 배터리를 충전하는 단계에서 자동 트리거링(이 충전 단계는, 예를 들어 심하게 방전되고 있는 배터리로 인해, 독립적으로 트리거링된다).

참조번호 E11의 단계, 참조번호 E12의 단계 또는 참조번호 E13의 단계는 잠재적으로 축적될 수 있다.

다음으로, 상기 방법은 상기 배터리를 충전하는 주기를, 또는 변형예에서 방전하는 주기를, 차후에 기반으로 하는 단계(E14)를 구현한다. 참조번호 E14의 단계에서, 상기 개방 회로 전압은 측정되거나 추정되며, 그리고/또는 상기 측정되거나 추정된 개방 회로 전압의 미분 계수가 측정되거나 추정된다. 이 단계는 반드시 상기 교정 단계의 수행 조건들과 동일한 조건들 하에서 수행될 필요는 없으며, 특히, 상기 충전 조건들은, 이 경우에, 명목상(nominal)의 것일 수 있다.

다음으로, 상기 방법은 상기 배터리의 개방 회로 전압의 미분 계수의 피크를 검출하는 단계(E15), 상기 배터리를 상기 배터리의 참조 상태에 두고, 그리고 상기 참조 상태에서 개방 회로 전압을 측정하는 단계(E16), 그 다음, 상기 측정된 개방 회로 전압 및 상기 교정 데이터로부터 상기 배터리의 건강 상태를 추론하는 단계(E17)를 구현한다. 이러한 단계들은 교정을 위해 설명되었던 단계들과 유사하기 때문에 자세히 설명되지 않는다.

물론, 상기 방법은 상기 SOH를 추정하기 위한 기기의 인간-기계 인터페이스를 통해 운영자에게 상기 SOH의 추정을 전송하는 마지막 단계(E18)를 포함할 수 있다.

위의 방법은, 전하의 양을 저장하는 용량의 손실을 고려하는 것으로 구성된, 배터리의 건강 상태를 정의하기 위한 가장 흔한 접근법에 기초하여 설명되었다. 변형예에서, 동일한 방법은, 예를 들어 시간에 따라 에너지를 방출할 가능성 측면에서 용량 손실을 고려함으로써, 다른 접근법에 따라 배터리의 건강 상태를 추정하기 위해 조정될 수 있다. 그러한 접근법에서, 상기 방법은 전하의 양을 에너지의 양으로 대체함으로써 조정될 수 있다.

게다가, 본 발명은 다양한 유형의 배터리로 구현될 수 있다. 본 발명은 망간을 기반으로 한, 또는 본 발명의 관점에서 유사 거동을 나타내는 임의의 다른 유형의 기술을 기반으로 한 리튬-이온 배터리들에 특히 적합하다.

전술한 바와 같이, 도시된 곡선들은 배터리를 충전하는 단계에서 획득되었다. 반대로, 방전 단계에서 동일한 현상이 관찰되었다. 이에 따라, 본 실시예는, 방전 단계 동안 역으로 구현될 수 있다.

또한, 변형예에서, 특히 일정 체계(constant regime)에 따른 충전 또는 방전의 경우, 시간에 따른 개방 회로 전압의 미분 계수를 예상하는 것도 가능할 수 있다.

마지막으로, 본 발명의 실시예는 다음의 이점들을 갖는다 :

- 본 발명의 실시예는 배터리가 완전히 충전되거나 완전히 방전될 것을 필요로 하지 않지만, 상기 배터리가 사용되고 있는 동안, 상기 배터리가 식별하기 쉬운 자신의 중간 참조 상태를 통과할 때, 비-간섭적(non-intrusive) 방식으로 상기 배터리의 건강 상태를 추정할 수 있다는 장점을 갖는다;

- 상기 제2 단계(P2)에서 구현된 계산들은 간단하며, 이로써, 상기 제2 단계의 구현은 많은 양의 처리 능력을 필요로 하지 않으므로, 잠재적으로 작은 크기의 모바일 객체 같은 임의의 기기 내의 구현과 양립 가능하다;

- 상기 접근법은 임의의 유형의 배터리로 쉽게 일반화될 수 있으며, 이는 배터리의 종류마다 적어도 한번 상기 보정 단계를 재현하기에 충분하다;

- 상기 방법은 실제로 정밀도가 매우 높은 수준에 도달할 수 있음을 보여주었다; 그리고

- 상기 방법은 빠르게 구현될 수 있으며, 이로써, 비-간섭적이다. 왜냐하면, 본 방법은 상기 배터리가 자신의 참조 상태에 근접할 때 상기 배터리의 정상 동작을 방해하지 않으면서 기회주의 방식(opportunistic manner)으로 쉽게 구현될 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 상기 배터리의 건강 상태(SOH)를 추정하기 위한 방법을 소프트웨어 및/또는 하드웨어 컴포넌트들을 통해 구현하는 관리 유닛을 포함하는, 배터리의 건강 상태를 추정하기 위한 기기에 관한 것이다. 이를 위해, 상기 관리 유닛은 컴퓨터를 포함하며, 특히 상기 제1 교정 단계에 의해 출력된 수치 데이터(즉, 상기 교정 데이터)를 저장하는 적어도 하나의 전자 메모리, 그리고 상기 건강 상태(SOH)를 추정하기 위한 방법의 전부 또는 일부를 구현하는 계산 소프트웨어와 연관된다. 뿐만 아니라, 본 발명은 그러한 소프트웨어 자체에 관한 것이다. 또한, 상기 기기는 사용자가 상기 배터리의 건강 상태를 통보받을 수 있게 하는 인간-기계 인터페이스를 포함한다. 상기 인간-기계 인터페이스는 사용자가 상기 방법의 특정 파라미터들(예를 들어, 상기 추정을 트리거링하기 위한 조건들)을 정의하기 위해 자신과 상호 작용할 수 있게 한다. 마지막으로, 상기 기기는 전압 및/또는 전류 및/또는 온도를 측정하기 위해, 상기 관리 유닛과 통신하기 위한 수단에 연결된 적어도 하나의 센서를 포함한다. 상기 배터리의 건강 상태를 추정하는 방법을 구현하는 상기 배터리를 관리하기 위한 기기는 상기 배터리 자체 내에 통합될 수 있음이 유의되어야 한다.

또한, 본 발명은 배터리의 건강 상태를 추정하기 위한 기기를 포함하는 배터리가 장착된 기기에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 개방 회로 전압의 미분 계수의 피크를 검출하는 단계들이 구현될 수 있게 하는 배터리 교정 기기에 관한 것이다. 이에 따라, 이러한 기기는 기록될, 그리고 추정 기기에 의해 미래에 사용될 교정 데이터 및 다른 데이터를 수신하는 전자 메모리 및 컴퓨터도 포함한다. 또한, 상기 교정 기기는 배터리를 선택된 건강 상태에 두기 위해 상기 배터리를 충전하고 방전하는 사이클들을 구현하는 컴포넌트도 포함할 수 있다.

비-제한적 예로서, 이렇게 하여 상기 추정 방법은 자동차(automotive vehicle) 내에, 특히 하이브리드 또는 전기 차량 내에, 통합될 수 있으며, 그리고 상기 추정 방법은 상기 자동차의 정상 작동 중에 실행될 수 있다. 또한, 상기 추정 방법은 배터리 충전기에서, 또는 더 구체적으로, 차량 충전 지점에서 구현될 수도 있다. 또한, 상기 추정 방법은 랩탑 컴퓨터, 태블릿, 모바일폰, 개인 휴대 정보 단말기(PDA) 같은 임의의 모바일 객체 내에서 구현될 수 있다.

Claims (16)

1. 배터리의 건강 상태와 연관된 교정 데이터가 기록될 수 있게 하는 배터리 교정 방법으로서,
   상기 방법은 :
   상기 배터리를 충전시키거나 방전시키는 동안 상기 배터리의 개방 회로 전압의 미분 계수 변화의 피크를 검출함으로써, 완전히 충전됨과 완전히 방전됨의 중간인 상기 배터리의 적어도 하나의 특성 상태를 결정하거나, 또는 상기 배터리가 완전히 충전되었을 때 또는 완전히 방전되었을 때의, 또는 상기 배터리를 충전 또는 방전하는 동안 일정한 전류 페이즈(phase)또는 일정한 전압 페이즈에서의 전압 임계값 또는 전류 임계값의 교차점(crossing)에 의해 정의된 적어도 하나의 특성 상태를 결정하는 단계;
   이러한 특성 상태에 기초하여 상기 배터리의 참조 상태를 정의하는 단계;
   서로 다른 다수의 건강 상태들(SOHi)에 대해 상기 참조 상태에서 상기 배터리의 개방 회로 전압들(OCVi)을 측정하고, 그리고 실제 건강 상태/개방 회로 전압의 적어도 몇몇 쌍들(SOHi, OCVi)을 포함하는 상기 교정 데이터를 전자 메모리에 저장하여, 배터리를 교정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교정 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 배터리의 적어도 하나의 특성 상태를 결정하는 단계는 :
   상기 배터리에 의해 축적된 전하량에 대한, 또는 시간에 대한 상기 배터리의 개방 회로 전압의 미분 계수를 고려하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교정 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 참조 상태는 상기 개방 회로 전압의 미분 계수의 안정화된 영역 내에서, 상기 개방 회로 전압의 미분 계수 변화의 검출된 피크에 근접하게 선택되는 것을 특징으로 하는, 배터리 교정 방법.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 참조 상태는 상기 검출된 피크에서의 상기 배터리의 전하에 대한, 상기 배터리에 의해 축적된 전하의 고정된 전하(Q1) 만큼의 시프트에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는, 배터리 교정 방법.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 방법은 적어도 하나의 배터리의 서로 다른 다수의 건강 상태들에 대해 :
   배터리를 공지되고 선택된 건강 상태(SOHi)에 두는 단계;
   상기 배터리를 충전시키거나 방전시키고, 상기 배터리의 개방 회로 전압의 미분 계수를 측정 또는 추정하고, 그리고 상기 개방 회로 전압의 미분 계수 변화의 피크를 검출하는 단계;
   상기 배터리의 상기 참조 상태에 도달하기 위해, 상기 검출된 피크에 기초하여 미리 정의된 전하량을 충전시키거나 방전시키는 것을 계속하며, 그리고 상기 참조 상태에서 상기 배터리의 개방 회로 전압(OCVi)을 측정하는 단계; 및
   상기 교정 데이터를 포함하는 전자 메모리에, 상기 배터리의 참조 상태와 연관된 상기 개방 회로 전압(OCVi) 및 상기 건강 상태(SOHi)의 값을 포함하는 값들의 쌍을 저장하는 단계를 반복하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교정 방법.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 방법은 상기 개방 회로 전압의 측정을 용이하게 하기 위해 상기 배터리의 느린 충전 또는 느린 방전 단계들을 구현하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교정 방법.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 배터리의 개방 회로 전압은 :
   - 한 시간 이상의 휴식 시간 후에 상기 배터리가 부하에 연결되어 있지 않을 때 상기 배터리의 단자들 양단의 전압을 측정하는 단계; 또는
   - 한 시간 이하의 휴식 시간 후에 상기 배터리가 부하에 연결되어 있지 않을 때 상기 배터리의 단자들 양단의 전압을 측정하는 단계; 또는
   - 상기 배터리에 의해 전달되거나 수신되는 매우 약한 전류에도 불구하고 상기 배터리의 단자들 양단의 전압을 측정하는 단계; 또는
   - 이론적 개방 회로 전압의 서로 다른 조건들 하에서 상기 배터리의 단자들 양단의 전압을 측정하고, 그리고 상기 개방 회로 전압을 추정하기 위해 상기 측정된 전압에 대한 보정을 구현하는 단계; 또는
   - 상기 배터리의 하나 이상의 측정된 전기적 양들에 기초하여 상기 배터리의 개방 회로 전압을 추정하는 단계 중 하나를 통해 획득되는 것을 특징으로 하는, 배터리 교정 방법.
8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 방법은 :
   실제 건강 상태/개방 회로 전압(SOHi, OCVi) 값들의 쌍들에 기초하여, 선형 보간법 또는 참조 상태에서의 상기 배터리의 건강 상태의 값을 상기 배터리의 개방 회로 전압의 값과 연관시키는 차트의 구성을 통해, 상기 참조 상태에서 상기 배터리의 건강 상태와 상기 배터리의 개방 회로 전압 간 법칙을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교정 방법.
9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 방법은 새로운 상태에 있는 배터리들 집단 중 적어도 하나의 배터리를 사용하여, 그리고 적어도 하나의 노화된 상태에 있는 동일한 배터리를 사용하여 구현되는 것을 특징으로 하는, 배터리 교정 방법.
10. 배터리의 건강 상태를 추정하는 방법으로서,
    상기 방법은 :
    청구항 1 또는 청구항 2의 교정 방법을 구현하는 교정 단계(P1); 및
    상기 참조 상태에서의 상기 배터리의 개방 회로 전압을 측정하는 것, 그리고 상기 교정 단계(P1)에서 획득된 상기 교정 데이터로부터 그리고 상기 측정된 개방 회로 전압으로부터 상기 배터리의 건강 상태의 추정을 추론하는 것을 포함하는, 상기 배터리의 건강 상태를 추정하는 단계(P2)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 건강 상태 추정 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 추정 단계(P2)는 :
    상기 추정 단계(P2)의 트리거링을 결정하기 위해,
    - 상기 배터리가 사용되는 기기의, 또는 배터리 충전 기기의 인간-기계 인터페이스를 통한 사용자로부터의 요청 뒤의 트리거링 명령,
    - 미리 정의된 빈도로 자동 트리거링,
    - 상기 배터리의 전기적 상황들이 유리할 때 자동 트리거링, 또는
    - 배터리를 충전하는 단계에서 자동 트리거링인,
    예비 단계들의 전부 또는 일부를 포함하는 것을 특징으로 하며; 또는
    - 상기 특성 상태를 검출하기 위해 상기 배터리의 전기적 상황을 자동으로 검출하는 단계, 또는
    - 상기 배터리를 상기 참조 상태에 근접하게 두기 위해 상기 배터리의 구성을 변경하는 단계인,
    예비 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 건강 상태 추정 방법.
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 방법은 :
    - 상기 배터리를 충전시키거나 방전시키는 동안 상기 개방 회로 전압의 미분 계수를 측정하거나 추정하는 단계;
    - 상기 개방 회로 전압의 미분 계수의 피크를 검출하는 단계;
    - 상기 개방 회로 전압의 미분 계수에서의 피크에 기초하여 상기 배터리를 상기 배터리의 참조 상태에 두고, 그리고 상기 배터리의 개방 회로 전압을 측정하는 단계;
    - 상기 측정된 개방 회로 전압으로부터, 그리고 상기 교정 데이터로부터 상기 배터리의 건강 상태를 추론하는 단계를 구현하는 것을 특징으로 하는, 배터리 건강 상태 추정 방법.
13. 관리 유닛에 의해 판독 가능한 컴퓨터 매체에 있어서,
    청구항 10의 배터리 건강 상태 추정 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 포함하는 기록된 컴퓨터 프로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 매체.
14. 적어도 하나의 배터리 및 하나의 관리 유닛을 포함하는 기기에 있어서,
    상기 관리 유닛은 청구항 10에 따라 적어도 하나의 배터리의 건강 상태를 추정하는 방법을 구현하는 것을 특징으로 하는, 기기.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 기기는 컴퓨터, 전화기, 태블릿 또는 개인 휴대 정보 단말기와 같은 모바일 객체(mobile object) 또는 자동차인 것을 특징으로 하는, 기기.
16. 청구항 1 또는 청구항 2의 교정 방법을 구현하는 것을 특징으로 하는 배터리 교정 기기.

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