KR102525147B1 - 배터리 충전 상태 추정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 충전 상태 추정 장치는 배터리의 제1 전압 및 개방 전압 중 적어도 하나를 측정하도록 구성된 센싱부; 및 상기 센싱부와 동작 가능하게 결합된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는, 상기 배터리의 개방 전압 또는 미리 추정된 제1 충전 상태에 기초하여 상기 배터리의 제2 전압을 추정하고, 상기 배터리의 제1 전압과 상기 제2 전압 간의 전압 오차값을 적산하여 적산 전압 오차값을 산출하며, 상기 적산 전압 오차값이 기준 오차 범위에 포함되는지 여부에 따라 상기 배터리의 제2 전압을 보정하고, 상기 제2 전압 또는 보정된 제2 전압에 기반하여 상기 배터리의 제1 충전 상태를 추정하도록 구성된 프로세서를 포함한다.

Description

배터리 충전 상태 추정 장치{APPARATUS FOR ESTIMATING STATE OF CHARGE OF BATTERY}
본 출원은 2018년 12월 21일자로 출원된 한국 특허 출원번호 제10-2018-0167869에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 배터리의 충전 상태(SOC: state of charge)를 추정하는 배터리 충전 상태 추정 장치에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
배터리를 사용 및 관리함에 있어서 중요한 파라미터들 중 하나는 충전 상태이다. 충전 상태는, 배터리가 완전히 충전된 때에 배터리에 저장된 전기 에너지를 나타내는 최대 용량(maximum capacity)에 대한 현재의 용량의 상대적 비율을 나타내는 파라미터로서, 0~1 또는 0%~100%로 표현될 수 있다.
배터리의 충전 상태를 추정하는 데에는 전류 적산 모델과 등가 회로 모델이 대표적으로 이용되고 있다.
전류 적산 모델은, 전류 센서를 이용하여 배터리를 통해 흐르는 전류를 측정하고, 측정된 전류를 시간에 대해 적산한 전류 적산값을 기초로, 배터리의 충전 상태를 추정한다. 그러나, 전류 센서의 측정 오차로 인해, 전류 적산 모델을 이용하여 추정된 충전 상태와 실제의 충전 상태 간의 차이가 발생하며, 그 차이는 시간이 경과할수록 커진다는 문제가 있다.
등가 회로 모델은, 배터리의 전기적인 동작 특성을 모사하도록 설계된 것이다. 다만, 배터리는 동작 상태에 따라 비선형적인 특성을 가지는데, 배터리의 비선형적인 특성을 완벽하게 모사하도록 등가 회로 모델을 설계하는 것은 매우 어려운 일이다.
전술한 전류 적산 모델과 등가 회로 모델 각각의 단점을 해결하기 위해, 확장 칼만 필터를 이용하여 배터리의 충전 상태를 추정하는 기술이 존재한다. 확장 칼만 필터는, 전류 적산 모델과 등가 회로 모델을 조합함으로써, 전류 적산 모델 및 등가 회로 모델 중 어느 하나만을 이용할 때보다 정확한 충전 상태를 추정할 수 있다. 즉, 배터리의 충전 상태를 실제에 보다 근접하게 추정할 수 있다.
확장 칼만 필터를 이용하여 배터리의 충전 상태를 추정하기 위해서는, 배터리의 전압에 대한 추정이 요구된다. 그런데, 종래에는, 추정된 배터리의 전압에 오차가 발생하는 경우 발생된 오차가 적산되어 추정되는 배터리의 충전 상태의 정확성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리의 적산 전압 오차값에 기초하여 배터리의 제2 전압을 재귀적으로 보정함으로써, 배터리의 제2 전압을 이용하여 추정되는 배터리의 제1 충전 상태를 정확하게 추정할 수 있는 배터리 충전 상태 추정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 충전 상태 추정 장치는 배터리의 제1 전압 및 개방 전압 중 적어도 하나를 측정하도록 구성된 센싱부; 및 상기 센싱부와 동작 가능하게 결합되도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 배터리의 개방 전압 또는 미리 추정된 제1 충전 상태에 기초하여 상기 배터리의 제2 전압을 추정하고, 상기 배터리의 제1 전압과 상기 제2 전압 간의 전압 오차값을 적산하여 적산 전압 오차값을 산출하며, 상기 적산 전압 오차값이 기준 오차 범위에 포함되는지 여부에 따라 상기 배터리의 제2 전압을 보정하고, 상기 제2 전압 또는 보정된 제2 전압에 기반하여 상기 배터리의 제1 충전 상태를 추정하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 적산 전압 오차값이 상기 기준 오차 범위에 포함되지 않으면 상기 배터리의 제2 전압에 보정 전압을 가감하여 상기 배터리의 제2 전압을 보정하도록 구성될 수 있다.
상기 보정 전압은, 상기 제1 전압의 크기에 따라 설정되어, 상기 제1 전압과 상기 보정된 제2 전압 간의 전압 오차값을 감소시키도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 적산 전압 오차값이 양의 값인지 여부 및 음의 값인지 여부를 확인하고, 상기 확인 결과에 기초하여 상기 배터리의 제2 전압에 보정 전압을 가감하여 상기 배터리의 제2 전압을 보정하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 적산 전압 오차값이 양의 값이면, 상기 배터리의 제2 전압에 보정 전압을 가산하여 상기 배터리의 제2 전압을 보정하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 적산 전압 오차값이 음의 값이면, 상기 배터리의 제2 전압에 보정 전압을 감산하여 상기 배터리의 제2 전압을 보정하도록 구성될 수 있다.
상기 센싱부는, 상기 배터리의 전류를 더 측정하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 배터리의 전류가 적산된 전류 적산값에 기초하여 상기 배터리의 제2 충전 상태를 추정하고, 상기 제2 충전 상태와 상기 추정된 제1 충전 상태 간의 충전 상태 오차값을 산출하며, 상기 충전 상태 오차값과 상기 적산 전압 오차값을 맵핑시켜 오차값 데이터를 생성하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 오차값 데이터에 기초하여, 상기 충전 상태 오차값의 목표 범위에 대응하는 상기 적산 전압 오차값의 범위를 상기 기준 오차 범위로 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 센싱부는, 상기 배터리의 개방 전압을 더 측정하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제1 충전 상태가 미리 추정되기 이전이면, 상기 센싱부에 의해 측정된 개방 전압에 기반하여 상기 제2 전압을 추정하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제1 충전 상태가 미리 추정된 이후이면, 상기 미리 추정된 제1 충전 상태에 기초하여 상기 제2 전압을 추정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 충전 상태 추정 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 자동차는 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 충전 상태 추정 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 추정된 배터리의 제2 전압의 적산 전압 오차에 기초하여 배터리의 제2 전압을 보정함으로써, 배터리의 제2 전압을 이용하여 추정되는 배터리의 제1 충전 상태를 보다 정확하게 추정할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 상태 추정 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 충전 상태 추정 장치에 의해 이용되는 예시적인 등가 회로 모델을 보여준다.
도 3은 배터리의 제1 충전 상태와 개방 전압 간의 관계를 나타내는 예시적인 개방 전압 커브이다.
도 4는 충전 상태 오차값과 적산 전압 오차값이 맵핑된 오차값 데이터를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리의 제2 전압을 보정하기 전과 후에 추정된 제1 충전 상태의 충전 상태 오차값을 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 상태 추정 장치의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
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.
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 장치에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 상태 추정 장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리 충전 상태 추정 장치에 의해 이용되는 예시적인 등가 회로 모델을 보여준다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 팩(1)은 배터리(B) 및 배터리 충전 상태 추정 장치(100)를 포함할 수 있다. 배터리 충전 상태 추정 장치(100)는, 센싱부(110), 전류 적산부(120) 및 프로세서(130)를 포함한다.
센싱부(110)는, 전류 적산부(120) 및 프로세서(130)와 동작 가능하게 결합된다. 즉, 센싱부(110)는, 전류 적산부(120) 및 프로세서(130) 각각에게 전기적 신호를 전송하거나 전류 적산부(120) 및 프로세서(130) 각각으로부터 전기적 신호를 수신 가능하도록 전류 적산부(120) 및 프로세서(130)와 연결될 수 있다.
센싱부(110)는, 소정 주기마다 배터리(B)의 양극과 음극 사이에 인가되는 제1 전압을 측정하고, 측정된 제1 전압을 나타내는 신호를 프로세서(130)에게 출력할 수 있다. 또한, 센싱부(110)는 배터리(B)로 흘러 들어가거나 배터리(B)로부터 흘러 나오는 전류를 반복 측정하고, 측정된 전류를 나타내는 신호를 전류 적산부(120) 및 프로세서(130) 중 적어도 하나에게 제공할 수 있다.
센싱부(110)는, 배터리(B)의 전류를 측정하도록 구성된 전류 센서를 포함한다. 또한, 센싱부(110)는, 배터리(B)의 제1 전압을 측정하도록 구성된 전압 센서를 더 포함할 수 있다. 또한, 센싱부(110)는, 배터리(B)의 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
전류 적산부(120)는, 센싱부(110) 및 프로세서(130)와 동작 가능하게 결합된다. 전류 적산부(120)는, 소정 주기마다 전류 적산값을 산출하도록 구성된다. 이때, 쿨롬 카운터(Coulomb counter)가 전류 적산부(120)로 이용될 수 있다. 전류 적산값의 단위는 'Ah(ampere hour)'일 수 있다.
구체적으로, 전류 적산부(120)는, 센싱부(110)에 의해 측정된 전류를 기초로, 소정 주기 동안의 전류 적산값을 산출하고, 산출된 전류 적산값을 나타내는 신호를 프로세서(130)에게 전송하는 과정을 소정 주기마다 반복할 수 있다.
프로세서(130)는, 센싱부(110) 및 전류 적산부(120)와 동작 가능하게 결합된다. 프로세서(130)는, 전류 적산부(120)에 의해 산출된 전류 적산값에 기초하여 배터리(B)의 제2 충전 상태를 추정할 수 있다. 프로세서(130)는 전류 적산 모델을 통해 전류 적산값에 기초하여 소정 주기 마다 배터리(B)의 제2 충전 상태를 추정할 수 있다.
전류 적산 모델에서, 전류 적산값과 배터리(B)의 제2 충전 상태는 아래의 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.
<수학식 1>
Figure 112019131780420-pat00001
수학식 1에서, 아래 첨자로 사용된 k는 시간 인덱스로서, 소정 주기마다 1씩 증가하는 값이다. 또한, SOC2는 제2 충전 상태이고, I는 센싱부(110)에 의해 측정된 전류이며, Δt는 소정 주기의 시간 길이이다. Qmax는 배터리(B)의 최대 용량을 나타낸다. 그리고, IkΔt는 적류 적산값이다
한편, 프로세서(130)는 전류 적산값을 이용하지 않는 추정 알고리즘을 이용하여 제2 충전 상태가 추정되는 주기와 동일한 소정 주기마다 배터리(B)의 제1 충전 상태를 추정할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(130)는 확장 칼만 필터를 이용하여 배터리(B)의 제1 충전 상태를 추정할 수 있다. 이때, 프로세서(130)는 후술되는 배터리(B)의 제2 전압을 추정하고 추정된 제2 전압을 확장 칼만 필터의 입력 파라미터로써 이용하여 배터리(B)의 제1 충전 상태를 추정할 수 있다.
프로세서(130)는, 추정된 충전 상태를 나타내는 메시지를 통신 단자(COM)를 통해 외부 장치(예, 차량의 ECU, 디스플레이 등)로 전송할 수 있다.
프로세서(130)는, 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 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 프로세서(130)에 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. 또한, 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
프로세서(130)에는 메모리(131)가 내장될 수 있다. 메모리(131)는 데이터를 기록, 소거, 갱신 및 독출할 수 있다고 알려진 공지의 정보 저장 수단이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 메모리(131)는 DRAM, SDRAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등일 수 있다. 메모리(131)는 프로세서(130)에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수 있다. 특히, 메모리(131)에는, 확장 칼만 필터를 실행하는 데에 요구되는 파라미터, 전류 적산 모델 및 등가 회로 모델 각각을 정의하는 데이터가 미리 저장된다.
프로세서(130)는, 배터리(B)의 추정된 제1 충전 상태에 기초하여 배터리(B)의 제2 전압을 추정할 수 있다. 보다 구체적으로 프로세서(130)는 등가 회로 모델을 이용하여 배터리(B)의 제2 전압을 추정할 수 있다.
도 2를 참조하면, 등가 회로 모델(200)은, 개방 전압원(210), 내부 저항(220) 및 RC 회로(230)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 개방 전압원(210), 내부 저항(220) 및 RC 회로(230)는 서로 직렬로 연결될 수 있다.
개방 전압원(210)은, 전기화학적으로 장시간 동안 안정화된 배터리(B)의 양극과 음극 사이의 전압인 개방 전압(OCV)을 모사하는 것으로서, 개방 전압(OCV)은 배터리(B)의 제1 충전 상태와 비선형적인 함수 관계를 가진다. 즉, OCV = f1(SOC1)이고, SOC1 = f2(OCV)로서, f1과 f2는 서로 다른 함수를 나타낸다.
개방 전압원(210)에 의해 형성되는 개방 전압은, 사전 실험을 통해 다양한 제1 충전 상태와 온도별로 미리 정의될 수 있다.
즉, 미리 정해진 복수의 온도 각각마다, 배터리(B)의 제1 충전 상태에 따른 개방 전압의 변화를 측정하고, 배터리(B)의 제1 충전 상태와 개방 전압 간의 관계를 나타내는 데이터를 룩업 테이블의 형태로 메모리(131)에 미리 저장할 수 있다. 예컨대, 사전 실험에 사용된 온도가 m개인 경우, m개의 OCV-SOC 커브를 나타내는 룩업 테이블이 메모리에 미리 저장될 수 있다.
따라서, 프로세서(130)는 제1 충전 상태를 OCV-SOC 커브에 대입하여, 개방 전압원(210)에 의해 형성되는 개방 전압을 추정할 수 있다.
다만, 제1 충전 상태가 추정되기 전, 예컨대, 최초 동작 시에는 센싱부(110)에 의해 배터리(B)의 개방 전압이 측정될 수 있다. 그리고, 프로세서(130)는 센싱부(110)에 의해 측정된 배터리(B)의 개방 전압을, 상기 개방 전압원(210)에 형성되는 개방 전압으로 이용할 수 있다.
도 3은 배터리(B)의 제1 충전 상태와 개방 전압 간의 관계를 나타내는 예시적인 개방 전압 커브이다.
도 3의 개방 전압 커브(300)를 참조하면, 배터리(B)의 온도가 특정값(예, 30℃)으로 유지되는 환경에서, 충전 상태 0%~100%의 범위에서 기록된 개방 전압의 변화를 확인할 수 있다. 쉽게 이해할 수 있듯이, 충전 상태가 0%에서 100%를 향해 증가하면서, 개방 전압은 증가한다. 그리고, 충전 상태가 100%에서 0%를 향해 감소하면서, 개방 전압은 감소한다.
내부 저항(220)은 배터리(B)의 IR 드롭(drop)을 모사하는 것이다. IR 드롭은, 배터리(B)의 충전이나 방전될 때 배터리(B)의 양단 전압의 순간적인 변화인 전압 드롭을 의미한다. IR 드롭에 의해, 무부하 상태의 배터리(B)에 대한 충전이 개시되는 시점에 측정되는 전압은 개방 전압보다 크다. 반대로, 무부하 상태의 배터리(B)에 대한 방전이 개시되는 시점에 측정되는 전압은 개방 전압보다 작다. 내부 저항(220)의 저항값(resistance, R0) 역시 사전 실험을 통해 미리 정해진 복수의 온도 각각마다 상이하게 설정될 수 있다.
RC 회로(230)는 배터리(B)의 전기 이중층(electric double layer) 등에 의해 유도되는 오버 포텐셜을 모사하는 것으로서, 서로 병렬 연결된 저항(231)과 커패시터(232)를 포함한다. R1은 저항(231)의 저항값, C1은 커패시터(232)의 커패시턴스이다. 오버 포텐셜은 '분극 전압'이라고 칭할 수도 있다. R1과 C1 각각은, 사전 실험을 통해 미리 정해진 복수의 온도 각각마다 상이하게 설정될 수 있다.
등가 회로 모델(200)에서, 오버 포텐셜은 아래의 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.
<수학식 2>
Figure 112019131780420-pat00002
수학식 2에서, 아래 첨자로 사용된 k는 시간 인덱스로서, 소정 주기마다 1씩 증가하는 값이다. 또한, Vop는 오버 포텐셜이고, I는 센싱부(110)에 의해 측정된 전류이며, Δt는 소정 주기의 시간 길이이다. R1은 저항(231)의 저항값이고, C1은 커패시터(232)의 커패시턴스를 나타낸다.
프로세서(130)는, 소정 주기마다, 기추정된 배터리(B)의 제1 충전 상태 및 센싱부(110)에 의해 측정된 배터리(B)의 온도를 기초로, 메모리에 기저장된 데이터를 참조하여, 등가 회로 모델(200)과 관련된 파라미터들 중 하나인 개방 전압을 결정할 수 있다.
프로세서(130)는, 소정 주기마다, 센싱부(110)에 의해 측정된 배터리(B)의 온도를 기초로, 메모리에 기저장된 데이터를 참조하여, 등가 회로 모델(200)과 관련된 다른 복수의 회로 파라미터인 내부 저항(220)의 저항값(R0), 저항(231)의 저항값(R1) 및 커패시터(232)의 커패시턴스(C1)를 결정할 수 있다.
이를 통해, 프로세서(130)는, 결정된 파라미터를 등가 회로 모델(200)에 적용하여 배터리(B)의 제2 전압을 추정할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 결정된 파라미터가 적용된 등가 회로 모델(200)의 단자 전압을 산출하여 배터리(B)의 제2 전압으로 추정할 수 있다.
이때, 프로세서(130)는 하기의 수학식 3을 이용하여 배터리(B)의 제2 전압으로 추정할 수 있다.
<수학식 3>
Figure 112019131780420-pat00003
수학식 3에서, 아래 첨자로 사용된 k는 시간 인덱스로서, 소정 주기마다 1씩 증가하는 값이다. 또한, V2는 배터리(B)의 제2 전압이고, OCV는 배터리(B)의 개방 전압이며, R0는 내부 저항(220)의 저항값이다. I는 센싱부(110)에 의해 측정된 전류이며, Vop는 오버 포텐셜을 나타낸다.
프로세서(130)는 센싱부(110)로부터 측정된 배터리(B)의 제1 전압 대비 추정된 배터리(B)의 제2 전압의 전압 오차값을 적산하여 적산 전압 오차값으로 산출할 수 있다.
이때, 프로세서(130)는 하기의 수학식 4를 이용하여 적산 전압 오차값을 산출할 수 있다.
<수학식 4>
Figure 112019131780420-pat00004
수학식 4에서, 아래 첨자로 사용된 k는 시간 인덱스로서, 소정 주기마다 1씩 증가하는 값이다. 또한, ∑Verror는 적산 전압 오차값이고, V1은 센싱부(110)에 의해 측정된 배터리(B)의 제1 전압이며, V2는 추정된 배터리(B)의 제2 전압을 나타낸다.
프로세서(130)는 적산 전압 오차값이 기준 오차 범위에 포함되는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 기초하여 배터리(B)의 제2 전압을 보정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(130)는 적산 전압 오차값이 기준 오차 범위에 포함되는지 여부를 판단한 결과, 적산 전압 오차값이 기준 오차 범위에 포함되지 않으면 배터리(B)의 제2 전압에 보정 전압을 가감하여 배터리(B)의 제2 전압을 보정할 수 있다.
반대로, 프로세서(130)는 적산 전압 오차값이 기준 오차 범위에 포함되는지 여부를 판단한 결과, 적산 전압 오차값이 기준 오차 범위에 포함되면 현재 추정된 배터리(B)의 제2 전압에 기초하여 배터리(B)의 제1 충전 상태를 추정할 수 있다.
여기서, 기준 오차 범위는 배터리(B)의 제2 전압을 보정할지 여부를 결정하는데 기준이 되는 범위일 수 있다. 이때, 프로세서(130)는 기준 오차 범위를 설정할 수 있다. 프로세서(130)가 기준 오차 범위를 설정하는 과정은 후술하여 설명하도록 한다.
프로세서(130)는 적산 전압 오차값이 기준 오차 범위에 포함되는지 여부를 판단한 결과, 적산 전압 오차값이 기준 오차 범위에 포함되지 않으면 적산 전압 오차값 양의 값인지 여부 및 음의 값인지 여부를 확인하고, 확인 결과에 기초하여 배터리(B)의 제2 전압에 보정 전압을 가감하여 배터리(B)의 제2 전압을 보정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(130)는 적산 전압 오차값이 양의 값이면, 배터리(B)의 제2 전압에 보정 전압을 가산하여 배터리(B)의 제2 전압을 보정할 수 있다.
반대로, 프로세서(130)는, 적산 전압 오차값이 음의 값이면, 배터리(B)의 제2 전압에 보정 전압을 감산하여 배터리(B)의 제2 전압을 보정할 수 있다.
이러한 본 발명을 통해, 프로세서(130)는 배터리(B)의 제2 전압이 배터리(B)의 제1 전압보다 작은 전압으로 추정되는 경향으로 인해 적산 전압 오차값이 양의 값이면, 배터리(B)의 제2 전압에 보정 전압을 가산하여 배터리(B)의 제2 전압을 정확하게 보정할 수 있다.
프로세서(130)는 배터리(B)의 제2 전압이 배터리(B)의 제1 전압보다 큰 전압으로 추정되는 경향으로 인해 적산 전압 오차값이 음의 값이면, 배터리(B)의 제2 전압에 보정 전압을 감산하여 배터리(B)의 제2 전압을 정확하게 보정할 수 있다.
한편, 프로세서(130)는 배터리(B)의 제2 전압에 가감되는 보정 전압을 배터리(B)의 제1 전압에 대응하여 설정할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(130)는 배터리(B)의 제1 전압이 클수록 보정 전압이 크도록 설정할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 적산 전압 오차값이 기준 오차 범위에 포함되지 않으면 배터리(B)의 제1 전압을 확인하고, 배터리(B)의 제1 전압이 클수록 보정 전압이 크도록 설정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(130)는 적산 전압 오차값이 기준 오차 범위에 포함되지 않아 배터리(B)의 제1 전압을 확인한 결과, 현재 확인된 배터리(B)의 제1 전압이 이전에 확인된 배터리(B)의 제1 전압 보다 증가된 경우 이전에 설정된 보정 전압 보다 크도록 보정 전압을 설정할 수 있다.
이러한, 본 발명에 따르면, 프로세서(130)는 배터리(B)의 전압 구간에 대응하여 크기가 다르게 설정된 보정 전압을 가감하여 배터리(B)의 제2 전압을 보정할 수 있다.
이하, 프로세서(130)가 기준 오차 범위를 설정하는 과정에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 충전 상태 오차값과 적산 전압 오차값이 맵핑된 오차값 데이터(400)를 도시한 도면이다.
도 4를 더 참조하면, 프로세서(130)는 추정된 배터리(B)의 제2 충전 상태 대비 배터리(B)의 제1 충전 상태의 충전 상태 오차값을 산출하고, 충전 상태 오차값과 적산 전압 오차값을 맵핑시켜 오차값 데이터(400)를 생성할 수 있다.
프로세서(130)는 동일한 시점에 각각 추정된 배터리(B)의 제2 충전 상태와 배터리(B)의 제1 충전 상태의 차이값을 충전 상태 오차값을 산출할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 동일한 시점을 기준으로 산출된 충전 상태 오차값과 적산 전압 오차값을 맵핑시켜 오차값 데이터(400)를 생성할 수 있다.
즉, 프로세서(130)는 a시점에 추정된 제2 충전 상태와 제1 충전 상태의 차이값에 따라 충전 상태 오차값을 산출하고, 산출한 충전 상태 오차값을 a시점에 산출된 적산 전압 오차값과 맵핑시켜 오차값 데이터(400)를 생성할 수 있다.
프로세서(130)는 오차값 데이터(400)에 기초하여 충전 상태 오차값의 목표 범위(tr)에 대응하는 적산 전압 오차값의 범위를 기준 오차 범위(rer)로 설정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(130)는 오차값 데이터(400)에 기초하여 충전 상태 오차값을 출력값(Y)으로 하고, 적산 전압 오차값을 입력값(X)으로 하는 관계 함수를 도출할 수 있다. 이때, 관계 함수는 1차 함수일 수 있다.
이러한 관계 함수는 아래의 수학식 5와 같이 정의될 수 있다.
<수학식 5>
Figure 112019131780420-pat00005
수학식 5에서, SOCerror는 충전 상태 오차값, g는 관계 함수의 기울기, ∑Verror는 적산 전압 오차값, c는 관계 함수의 Y절편을 나타낸다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 프로세서(130)는 기울기 g가 "0.5"이고 Y절편 c가 "0"인 1차 함수 SOCerror = 0.5 × ∑Verror를 도출할 수 있다.
이를 이용하여, 프로세서(130)는 미리 설정된 충전 상태 오차값의 목표 범위(tr)에 대응하는 적산 전압 오차값의 범위를 산출하고, 산출된 범위를 기준 오차 범위(rer)로 설정할 수 있다.
예를 들어, 미리 설정된 충전 상태 오차값의 목표 범위(tr)가 "-5.0% 내지 5.0%"인 경우, 프로세서(130)는 관계 함수를 이용하여 적산 전압 오차값의 범위를 "-10 내지 10"으로 산출하고, 산출된 범위 "-10 내지 10"을 기준 오차 범위(rer)로 설정할 수 있다. 여기서, 기준 오차 범위의 단위는 제1 전압에 대응되는 단위로서, mV 또는 V일 수 있다.
이러한 본 발명에 따르면, 현재 배터리(B)의 상태에 따라 기준 오차 범위를 설정함으로써, 적산 전압 오차값이 기준 오차 범위를 벗어날 때마다 배터리(B)의 제2 전압이 보정될 수 있다. 따라서, 보정된 제2 전압에 기반하여 배터리(B)의 제1 충전 상태가 정확하게 추정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리(B)의 제2 전압을 보정하기 전과 후에 추정된 제1 충전 상태의 충전 상태 오차값을 보여주는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 제1 시점(t1) 내지 제2 시점(t2)은 배터리(B)의 누적 전압 오차값이 기준 오차 범위를 벗어난 시점이다. 제1 곡선(501)은 배터리(B)의 제2 충전 상태와 보정된 제2 전압에 기초하여 추정된 제1 충전 상태 간의 충전 상태 오차값을 나타낸 곡선이다. 제2 곡선(502)은 배터리(B)의 제2 충전 상태와 보정되지 않은 제2 전압에 기초하여 추정된 제1 충전 상태 간의 충전 상태 오차값을 나타내는 곡선이다.
프로세서(130)는 누적 전압 오차값이 기준 오차 범위를 벗어난 제1 시점(t1) 내지 제2 시점(t2) 동안, 배터리(B)의 제2 전압을 보정하고, 보정된 제2 전압에 기초하여 배터리(B)의 제1 충전 상태를 재추정할 수 있다.
이에 따라, 제1 시점(t1) 내지 제2 시점(t2) 동안, 제2 곡선(502)의 충전 상태 오차값은 제1 곡선(501)의 충전 상태 오차값보다 클 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 상태 추정 장치(100)는 적산 전압 오차값이 기준 오차 범위에 포함되는지 여부에 따라 제2 전압을 보정하고, 보정된 제2 전압에 기반하여 배터리(B)의 제1 충전 상태를 재추정할 수 있다. 따라서, 배터리 충전 상태 추정 장치(100)는 제2 전압을 보정함으로써, 제1 충전 상태를 보다 정확하게 추정할 수 있는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 상태 추정 장치(100)의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 6은 k 시점에서 프로세서(130)에 의해 수행되는 제1 동작(S100), 제2 동작(S200), 제3 동작(S300), 제4 동작(S400), 제5 동작(S500), 제6 동작(S600) 및 제7 동작(S700)을 도시한 도면이다. 다만, 프로세서(130)는 본 발명이 실시되기 위한 다양한 동작을 수행하며, 도 6은 프로세서(130)의 다양한 동작 중에서 제1 동작(S100) 내지 제7 동작(S700)만을 선택적으로 도시한 도면임을 유의한다.
이하에서는 k 시점에서의 프로세서(130)의 동작을 설명한다. 즉, 아래 첨자 k는 현재 시점의 값을 의미하며, 아래 첨자 k-1은 직전 시점의 값을 의미하고, 아래 첨자 k+1은 다음 시점의 값을 의미한다.
제1 동작(S100)은 프로세서(130)가 제2 전압(V2k)을 추정하는 동작이다.
프로세서(130)는 수학식 3에 기반하여 제2 전압(V2k)을 추정할 수 있다.
여기서, 개방 전압(OCVk)은 센싱부(110)에 의해 측정되거나, 제1 충전 상태(SOC1k-1)가 미리 추정된 경우에는 미리 추정된 제1 충전 상태(SOC1k-1)에 의해 추정될 수 있다.
예컨대, 제1 충전 상태(SOC1k-1)가 미리 추정되어 있지 않은 경우, 프로세서(130)는 센싱부(110)가 측정한 배터리(B)의 개방 전압(OCVk)에 기반하여 제2 전압(V2k)을 추정할 수 있다. 후술하는 제6 동작(S600)을 참조하면, 제2 전압(V2k)에 기초하여 제1 충전 상태(SOC1k)가 추정될 수 있다. 따라서, k=1인 경우, 즉, 최초 시점에서는 센싱부(110)에 의해 측정된 개방 전압(OCVk)에 의해서 제2 전압(V2k)이 추정될 수 있다.
반대로, 제1 충전 상태(SOC1k-1)가 미리 추정되어 있는 경우, 프로세서(130)는 도 3의 개방 전압 커브(300)를 참조하여, 미리 추정된 제1 충전 상태(SOC1k-1)로부터 개방 전압(OCVk)을 추정할 수 있다. 즉, k≥2인 경우에는 k-1 시점에서 추정된 제2 전압(V2k)에 의해 제1 충전 상태(SOC1k-1)가 미리 추정되어 있을 수 있다. 따라서, 프로세서(130)는 미리 추정된 제1 충전 상태(SOC1k-1)에 기반하여 개방 전압(OCVk)을 추정하고, 추정된 개방 전압(OCVk)에 기반하여 제2 전압(V2k)을 추정할 수 있다.
제2 동작(S200)은 프로세서(130)가 전압 오차값(Verrork)을 산출하는 동작이다.
프로세서(130)는 센싱부(110)에 의해 측정된 제1 전압(V1k)과 제1 동작(S100)에서 추정한 제2 전압(V2k) 간의 차이를 구하여, 전압 오차값(Verrork)을 산출할 수 있다.
제3 동작(S300)은 프로세서(130)가 적산 전압 오차값(∑Verrork)을 산출하는 동작이다.
프로세서(130)는 k-1 시점에서 산출된 적산 전압 오차값(∑Verrork-1)과 제2 동작(S200)에서 산출된 전압 오차값(Verrork)을 합하여, k 시점에서의 적산 전압 오차값(∑Verrork)을 산출할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 이전 시점(k-1)에서 미리 산출된 적산 전압 오차값(∑Verrork-1)과 현재 시점(k)에서 산출된 전압 오차값(Verrork)을 합하여 현재 시점(k)에서의 적산 전압 오차값(∑Verrork)을 산출할 수 있다.
제4 동작(S400)은 프로세서(130)가 적산 전압 오차값(∑Verrork)과 기준 오차 범위(rer)를 비교하는 동작이다.
여기서, 기준 오차 범위(rer)는 충전 상태 오차값(SOCerror)과 적산 전압 오차값(∑Verrork)이 맵핑되어 생성된 오차값 데이터(400)에 기반하여 설정될 수 있다.
예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 충전 상태 오차값(SOCerror)과 적산 전압 오차값(∑Verrork)이 맵핑될 수 있다.
프로세서(130)는 충전 상태 오차값(SOCerror)의 목표 범위(tr)에 대응되는 적산 전압 오차값(∑Verrork)의 범위를 기준 오차 범위(rer)로 설정할 수 있다. 여기서, 충전 상태 오차값(SOCerror)의 목표 범위(tr)는 미리 설정되어 있을 수 있다. 예컨대, 충전 상태 오차값(SOCerror)의 목표 범위(tr)는 -5% 이상 +5% 미만으로 설정될 수 있다.
만약, k=1인 경우, 제1 충전 상태(SOC1k)가 추정되기 전이므로, 충전 상태 오차값(SOCerror)이 산출되지 않을 수 있다. 이 경우에는 제4 동작(S400)이 생략되고, 제6 동작(S600)이 수행될 수 있다.
반대로, k≥2인 경우, 프로세서(130)는 오차값 데이터(400)를 생성하고, 기준 오차 범위(rer)를 설정할 수 있다. 그리고, 프로세서(130)는 적산 전압 오차값(∑Verrork)이 기준 오차 범위(rer)에 포함되는지 여부에 따라 제5 동작(S500) 또는 제6 동작(S600)을 수행하도록 구성될 수 있다.
제5 동작(S500)은 적산 전압 오차값(∑Verrork)이 기준 오차 범위(rer)에 포함되지 않으면, 프로세서(130)가 상기 배터리의 제2 전압(V2k)을 보정하는 동작이다.
구체적으로, 프로세서(130)는 적산 전압 오차값(∑Verrork)이 기준 오차 범위(rer)에 포함되지 않으면, 추정된 제2 전압(V2k)에 보정 전압(Voffsetk)을 가감하여 제2 전압(V2k)을 보정할 수 있다.
바람직하게, 적산 전압 오차값(∑Verrork)이 양의 값이면서, 기준 오차 범위(rer)에 포함되지 않으면, 프로세서(130)는 제2 전압(V2k)에 보정 전압(Voffset-k)을 가산하여 제2 전압(V2k)을 보정할 수 있다. 즉, 적산 전압 오차값(∑Verrork)이 기준 오차 범위(rer)를 초과하는 경우, 프로세서(130)는 제2 전압(V2k)에 보정 전압(Voffsetk)을 가산하여, 적산 전압 오차값(∑Verrork)을 감소시킬 수 있다.
반대로, 적산 전압 오차값(∑Verrork)이 음의 값이면서, 기준 오차 범위(rer)에 포함되지 않으면, 프로세서(130)는 제2 전압(V2k)에 보정 전압(Voffsetk)을 감산하여 제2 전압(V2k)을 보정할 수 있다. 즉, 적산 전압 오차값(∑Verrork)이 기준 오차 범위(rer) 미만인 경우, 프로세서(130)는 제2 전압(V2k)에 보정 전압(Voffsetk)을 감산하여, 적산 전압 오차값(∑Verrork)을 증가시킬 수 있다.
여기서, 보정 전압(Voffsetk)은 센싱부(110)에 의해 측정된 제1 전압(V1k)의 크기에 대응되도록 설정될 수 있다. 예컨대, 제1 전압(V1k)이 클수록 보정 전압(Voffsetk)도 크게 설정될 수 있다.
제5 동작(S500) 이후, 보정된 제2 전압(V2k)에 기반하여 제2 동작(S200)이 다시 수행될 수 있다. 즉, k 시점에서 산출된 적산 전압 오차값(∑Verrork)이 기준 오차 범위(rer)에 포함될 때까지, 제5 동작(S500)에 의해 보정된 제2 전압(V2k)에 기반하여, 제2 동작(S200), 제3 동작(S300), 제4 동작(S400) 및 제5 동작(500)이 재귀적으로 수행될 수 있다.
제6 동작(S600)은 프로세서(130)가 추정된 제2 전압(V2k) 또는 보정된 제2 전압(V2k)에 기반하여 배터리(B)의 제1 충전 상태(SOC1k)를 추정하는 동작이다.
예컨대, k=1인 경우, 제3 동작(S300) 이후, 제4 동작(S400)이 생략되고 제5 동작(S500)이 수행될 수 있다. 이 경우, 프로세서(130)는 센싱부(110)에 의해 측정된 배터리의 개방 전압(OCVk)에 기반하여 제2 전압(V2k)을 추정하고, 추정된 제2 전압(V2k)에 따라 배터리의 제1 충전 상태(SOC1k)를 추정할 수 있다.
다른 예로, k≥2이고, 제5 동작(S500)이 수행되지 않은 경우, 프로세서(130)는 해당 시점에서 제1 동작(S100)에 의해 추정한 제2 전압(V2k)에 기반하여 제1 충전 상태(SOC1k)를 추정할 수 있다. 바람직하게, 이 경우는 k 시점의 제1 동작(S100)에서 추정된 제2 전압(V2k)이 보정되지 않은 경우일 수 있다.
또 다른 예로, k≥2이고, 제5 동작(S500)이 1회 이상 수행된 경우, 프로세서(130)는 제5 동작(S500)에 의해 최종적으로 보정된 제2 전압(V2k)에 기반하여 제1 충전 상태(SOC1k)를 추정할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 적산 전압 오차값(∑Verrork)과 기준 오차 범위(rer)의 비교 결과에 따라 재귀적으로 제2 전압(V2k)을 보정하고, 최종적으로 보정된 제2 전압(V2k)에 기반하여 제1 충전 상태(SOC1k)를 추정할 수 있다.
제7 동작(S700)은 프로세서(130)가 추정한 제1 충전 상태(SOC1k)에 기반하여 배터리(B)의 개방 전압(OCVk+1)을 추정하는 동작이다.
구체적으로, 제7 동작(S700)은 프로세서(130)가 k 시점에서 추정된 제1 충전 상태(SOC1k)에 기반하여, k+1 시점에서의 배터리(B)의 개방 전압(OCVk+1)을 추정하는 동작이다. 제7 동작(S700)에 의해 k+1 시점의 개방 전압(OCVk+1)이 추정되고, 추정된 개방 전압(OCVk+1)에 의해서 k+1 시점의 제2 전압(V2k+1)이 추정될 수 있다.
그리고, 프로세서(130)는 제6 동작(S600)을 통해 추정한 제1 충전 상태(SOC1k)와 전류 적산부(120)에 의해 적산된 전류 적산값에 기반하여 추정한 제2 충전 상태(SOC2k) 간의 차이를 구해 충전 상태 오차값(SOCerrork)을 산출할 수 있다.
예컨대, 도 5의 실시예에서 제1 곡선(501) 및 제2 곡선(502)을 참조하면, 프로세서(130)가 제1 동작(S100) 내지 제7 동작(S700)을 수행함으로써, 충전 상태의 오차가 낮아질 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 상태 추정 장치(100)는 재귀적으로 배터리(B)의 전압을 측정 및 추정하고, 기준 오차 범위에 기반하여 상기 배터리(B)의 추정된 전압을 보정함으로써, 추정되는 충전 상태의 오차를 낮출 수 있는 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치를 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.
1: 배터리 팩
B: 배터리
100: 배터리 충전 상태 추정 장치
110: 센싱부
120: 전류 적산부
130: 프로세서
200: 등가 회로 모델

Claims (11)

  1. 배터리의 제1 전압 및 개방 전압 중 적어도 하나를 측정하도록 구성된 센싱부; 및
    상기 센싱부와 동작 가능하게 결합되도록 구성된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 배터리의 개방 전압 또는 미리 추정된 제1 충전 상태를 기초로 상기 배터리에 대응되는 등가 회로 모델에 기반하여 상기 배터리의 제2 전압을 추정하고, 상기 배터리의 제1 전압과 상기 제2 전압 간의 전압 오차값을 산출하며, 산출된 전압 오차값을 적산하여 적산 전압 오차값을 산출하고, 상기 적산 전압 오차값이 기준 오차 범위에 포함되는지 여부에 따라 상기 배터리의 제2 전압을 보정하며, 상기 제2 전압 또는 보정된 제2 전압에 기반하여 상기 배터리의 제1 충전 상태를 추정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 충전 상태 추정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 적산 전압 오차값이 상기 기준 오차 범위에 포함되지 않으면 상기 배터리의 제2 전압에 보정 전압을 가감하여 상기 배터리의 제2 전압을 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 충전 상태 추정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보정 전압은,
    상기 제1 전압의 크기에 따라 설정되어, 상기 제1 전압과 상기 보정된 제2 전압 간의 전압 오차값을 감소시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 충전 상태 추정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 적산 전압 오차값이 양의 값인지 여부 및 음의 값인지 여부를 확인하고, 상기 확인 결과에 기초하여 상기 배터리의 제2 전압에 보정 전압을 가감하여 상기 배터리의 제2 전압을 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 충전 상태 추정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 적산 전압 오차값이 양의 값이면, 상기 배터리의 제2 전압에 보정 전압을 가산하여 상기 배터리의 제2 전압을 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 충전 상태 추정 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 적산 전압 오차값이 음의 값이면, 상기 배터리의 제2 전압에 보정 전압을 감산하여 상기 배터리의 제2 전압을 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 충전 상태 추정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 배터리의 전류를 더 측정하도록 구성되고,
    상기 프로세서는,
    상기 배터리의 전류가 적산된 전류 적산값에 기초하여 상기 배터리의 제2 충전 상태를 추정하고, 상기 제2 충전 상태와 상기 추정된 제1 충전 상태 간의 충전 상태 오차값을 산출하며, 상기 충전 상태 오차값과 상기 적산 전압 오차값을 맵핑시켜 오차값 데이터를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 충전 상태 추정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 오차값 데이터에 기초하여, 상기 충전 상태 오차값의 목표 범위에 대응하는 상기 적산 전압 오차값의 범위를 상기 기준 오차 범위로 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 충전 상태 추정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 배터리의 개방 전압을 더 측정하도록 구성되고,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 충전 상태가 미리 추정되기 이전이면, 상기 센싱부에 의해 측정된 개방 전압에 기반하여 상기 제2 전압을 추정하고,
    상기 제1 충전 상태가 미리 추정된 이후이면, 상기 미리 추정된 제1 충전 상태에 기초하여 상기 제2 전압을 추정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 충전 상태 추정 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 충전 상태 추정 장치를 포함하는 배터리 팩.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 충전 상태 추정 장치를 포함하는 자동차.
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