KR102558634B1 - 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리모듈의 셀밸런싱을 수행하고, 전압, 전류, 온도 등을 포함하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System: BMS) 정보의 획득과 함께 전기화학 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy: EIS)을 적용하여 배터리모듈의 셀별 임피던스, 즉 교류 저항값을 측정하여 획득하고, 획득된 BMS 정보 및 교류 저항값에 의해 배터리모듈의 상태를 분석할 수 있도록 하는 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템 및 방법{Electrochemical impedance based battery management system and method thereof}
본 발명은 배터리 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리모듈의 셀밸런싱을 수행하고, 전압, 전류, 온도 등을 포함하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System: BMS) 정보의 획득과 함께 전기화학 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy: EIS)을 적용하여 배터리모듈의 셀별 임피던스, 즉 교류 저항값을 측정하여 획득하고, 획득된 BMS 정보 및 교류 저항값에 의해 배터리모듈의 상태를 분석할 수 있도록 하는 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 에너지 저장 시스템(Energy Storage system: ESS), 전기자동차(Electric Vehicle: EV) 등과 같이 전기에너지를 사용하는 기술들이 상용화되어 급속도로 발전하고 있다.
통상적으로 이러한 기술들을 적용하는 데 있어 공통적이고 가장 핵심적인 기술은 배터리 기술이다.
이런 배터리는 다수의 배터리셀을 포함하는 적어도 하나 이상의 배터리모듈을 포함한다. 배터리모듈은 배터리셀들의 출력 전원을 일정하게 유지하기 위해 셀밸런싱을 수행하고, 배터리셀들의 상태를 모니터링하기 위해 셀의 전압, 전류, 온도 등을 측정하고, 상기 전압, 전류, 온도, 배터리 충전상태(State of Charge: SoC), 배터리 건강 상태(State of Health: SoH)를 포함하는 정보(이하 "배터리 관리 시스템(Battery Management system: BMS) 정보"라 함)를 제공하는 배터리 관리 시스템(BMS)을 포함한다.
구체적으로, 종래 BMS는 배터리모듈 내의 배터리셀들을 충방전 시 배터리모듈의 배터리셀의 전압, 전류, 온도 각각의 값들 중 최대 전압, 최대 전류, 최소 전압, 최소 전류, 최대 온도, 최소 온도 등을 추출하고, 셀 편차 등의 계산하며, 측정된 정보에 기반하여 SoC, SoH를 계산한 후, 상기 정보들을 포함하는 BMS 정보를 외부 시스템으로 제공한다.
상술한 바와 같이 종래 BMS는 배터리모듈 내의 셀의 최대 전압, 최대 전류, 최소 전압, 최소 전류, 셀 편차, 최대 온도, 최소 온도, SoC, SoH 등만을 측정 및 계산하고 상기 정보들을 포함하는 BMS 정보를 외부 시스템으로 제공하므로, 셀들 각각에 대한 정보를 측정할 수 없고, 셀들 각각에 대한 정보를 외부로 제공할 수 없는 문제점이 있었다.
종래 BMS는 셀 단위 정보를 측정 및 제공할 수 없으므로, 셀 단위 분석을 수행할 수 없고, 이로 인한 배터리셀 단위 및 배터리모듈의 노화 특성 등을 분석할 수 없는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1610118호(2016.04.08.공고)
따라서 본 발명의 목적은 배터리모듈의 셀밸런싱을 수행하고, 전압, 전류, 온도 등을 포함하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System: BMS) 정보의 획득과 함께 전기화학 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy: EIS)을 적용하여 배터리모듈의 셀별 임피던스, 즉 교류 저항값을 측정하여 획득하고, 획득된 BMS 정보 및 교류 저항값에 의해 배터리셀의 노화 상태를 포함하는 배터리모듈의 상태를 분석할 수 있도록 하는 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템은: 직렬 연결된 다수의 배터리셀을 포함하는 배터리팩; 상기 배터리셀들 각각과 연결되어 상기 배터리셀의 충방전에 따라 상기 배터리셀에 대한 셀밸런싱을 수행하는 셀밸런싱부; 상기 셀밸런싱부를 제어하여 배터리셀에 대한 셀밸런싱을 수행하고, 상기 배터리팩의 상태를 측정하고, 상기 배터리팩의 배터리셀에 대한 BMS 정보를 생성하여 출력하는 배터리 관리부; 미리 설정된 임피던스 측정 주파수 대역에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 순차적으로 생성하여 선택된 하나 이상의 배터리셀로 출력하고, 상기 선택 배터리셀별로 돌아오는 회귀 임피던스 측정 주파수에 대한 임피던스 측정 정보를 출력하는 임피던스 측정부; 및 상기 배터리 관리부로부터 BMS 정보를 수집하고, 상기 임피던스 측정부를 제어하여 상기 임피던스 측정 주파수를 순차 출력하도록 제어하고 제어에 따른 임피던스 측정정보를 입력받아 상기 배터리셀별 임피던스를 측정한 후, 상기 BMS 정보 및 배터리셀별 임피던스를 포함하는 배터리 상태 정보를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 임피던스 측정부는, 상기 각 배터리셀의 플러스단 및 마이너스단에 연결되고 적어도 하나 이상의 배터리셀을 선택하는 배터리셀 선택 신호를 입력받아 동작하는 상기 배터리셀의 수에 대응하는 스위치를 포함하는 스위칭 어레이부; 상기 제어부로 입력되는 배터리셀 선택 신호를 상기 제어부의 제어를 받아 특성을 측정하고자 하는 하나 이상의 배터리셀에 대응하는 상기 스위칭 어레이부의 해당 스위치로 출력하는 배터리셀 역다중화기; 미리 설정된 임피던스 측정 주파수 대역에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 순차적으로 생성하여 출력하는 주파수 생성기; 상기 주파수 생성기로부터 입력되는 임피던스 측정 주파수를 상기 스위칭 어레이부로 출력하고, 그에 대응하는 회귀 임피던스 응답 주파수에 대응하는 선택된 상기 배터리셀에 대한 캘리브레이션 레퍼런스 전압 및 선택된 상기 배터리셀별 감지전압을 포함하는 임피던스 측정 정보를 측정하여 출력하는 교류 특성 측정부; 및 상기 캘리브레이션 레퍼런스 전압 및 배터리셀 감지전압을 다중하여 출력하는 다중화기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 임피던스 측정부는, 상기 다중화기로부터 출력되는 레퍼런스 전압 및 배터리셀 감지전압을 증폭하여 출력하는 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 주파수 생성기는, 1Hz에서 50Hz의 임피던스 측정 주파수 대역에서 1Hz의 주파수 스텝 단위로 증가하면서 상기 임피던스 측정 주파수를 생성하여 순차적으로 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 스위칭 어레이부의 상기 스위치는, 쌍극단투(Double Pole Single Throw: DPST) 스위치로, 제1접점이 배터리셀의 플러스단에 연결되는 제1스위치 및, 제1접점이 상기 배터리셀의 마이너스단에 연결되는 제2스위치를 포함하고, 상기 배터리셀 선택 신호의 입력 시 상기 제1스위치 및 제2스위치를 온하는 것을 특징으로 한다.
상기 교류특성 측정부는, 상기 각 스위치의 제1스위치의 제2접점과 상기 다중화기의 제1입력단을 연결하는 제1경로; 상기 제1경로에서 상기 제1스위치의 제2접점과 일단이 연결되는 캘리브레이션 저항; 상기 각 스위치의 제2스위치의 제2접점과 상기 다중화기의 제2입력단을 연결하는 제2경로; 상기 제1스위치의 제2접점과 연결되고 상기 제1경로에서 연장되어 상기 다중화기의 제3입력단을 연결하는 제3경로; 상기 제2경로를 통해 스위치의 제2스위치의 제2접점과 연결되고 상기 제2경로에서 연장되어 상기 다중화기의 제4입력단을 연결하는 제4경로; 및 일단이 상기 제2경로 및 제4경로를 통해 상기 제2스위치의 제2접점과 연결되고 타단이 접지되는 특성 검출 저항을 포함하여, 상기 캘리브레이션 저항 및 제1경로를 통해 주파수별 임피던스 측정 주파수를 스위칭 어레이부로 순차적으로 출력하고 상기 캘리브레이션 저항 및 상기 임피던스 측정 주파수에 따른 주파수별 포지티브 캘리브레이션 레퍼런스 전압을 상기 임피던스 측정 정보 중 하나로서 상기 다중화기로 출력하고, 상기 제2경로를 통해 상기 주파수별 임피던스 측정 주파수에 따른 주파수별 네거티브 캘리브레이션 레퍼런스 전압을 상기 임피던스 측정 정보 중 하나로서 상기 다중화기로 출력하며, 제3경로를 통해 주파수별 임피던스 측정 주파수를 각 스위치의 제1스위치의 제2접점으로 출력하고, 그에 따른 주파수별 포지티브 감지전압을 상기 임피던스 측정 정보 중 하나로서 상기 다중화기로 출력하며, 상기 제4경로를 통해 상기 주파수별 임피던스 측정 주파수에 대한 네거티브 감지전압을 상기 임피던스 측정 정보 중 하나로서 상기 다중화기로 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 교류특성 측정부는, 상기 각 경로와 상기 다중화기의 입력단 사이에 직류전원을 차단하는 직류전원 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 방법은: 제어부가 캘리브레이션 이벤트의 발생 시 캘리브레이션 모드를 설정하고, 상기 캘리브레이션 모드에서 미리 설정된 임피던스 측정 주파수 대역에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 순차적으로 생성하여 선택된 하나의 배터리셀로 출력하고, 상기 선택 배터리셀별로 돌아오는 회귀 임피던스 측정 주파수에 대한 임피던스 측정 정보를 출력하는 임피던스 측정부를 통해 상기 임피던스 측정 정보 중 하나인 캘리브레이션 임피던스 측정정보를 획득하여 저장하는 캘리브레이션 수행 과정; 상기 제어부가 배터리 상태정보 수집 이벤트의 발생 시 직렬연결된 다수의 배터리셀을 포함하는 배터리팩의 상기 배터리셀의 충방전에 따른 셀밸런싱, 셀전압, 온도 센싱을 제어하는 배터리 관리부로부터 상기 배터리팩의 배터리셀에 대한 BMS 정보를 수집하는 BMS 정보 수집 과정; 상기 제어부가 상기 배터리 상태정보 수집 이벤트의 발생 시 교류저항(임피던스) 측정 모드를 설정하고, 상기 교류저항(임피던스) 측정 모드에서 상기 임피던스 측정부를 통해 미리 설정된 임피던스 측정 주파수 대역에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 순차적으로 생성하여 선택된 하나 이상의 배터리셀로 출력하고, 상기 임피던스 측정부를 통해 주파수별 상기 임피던스 측정 주파수에 대한 상기 임피던스 측정 정보 중 하나인 배터리셀 임피던스 측정 정보를 획득하여 저장하는 임피던스 측정 정보 수집 과정; 상기 제어부가 상기 캘리브레이션 임피던스 측정정보 및 배터리셀별 배터리셀 임피던스 측정 정보에 의해 상기 배터리셀별 임피던스를 계산하는 임피던스 계산 과정; 및 상기 제어부가 배터리셀별 임피던스 및 상기 BMS 정보를 포함하는 배터리 상태 정보를 생성하는 상기 배터리 상태정보 생성 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 캘리브레이션 수행 과정은, 상기 제어부가 역다중화기를 통해 스위칭 어레이부를 제어하여 미리 설정된 캘리브레이션 배터리셀의 플러스단 및 마이너스단과 연결되는 스위치를 온시키고, 주파수 생성기의 출력단을 교류특성 측정부의 제1경로의 캘리브레이션 저항에 연결시켜, 상기 주파수 생성기에서 생성되는 임피던스 측정 주파수가 상기 캘리브레이션 저항, 제1경로, 상기 온된 스위치의 제1스위치, 상기 캘리브레이션 배터리셀의 플러스단, 마이너스단, 상기 스위치의 제2스위치 및 제2경로를 통해 상기 임피던스 측정정보가 입력되도록 설정하는 캘리브레이션 모드 설정 단계; 상기 제어부가 상기 캘리브레이션 모드 설정 후, 주파수 생성기를 제어하여 미리 설정된 임피던스 측정 주파수 대역 내에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 생성하여 순차적으로 상기 교류특성 측정부로 출력하는 임피던스 측정 주파수 전송 단계; 및 상기 제어부가 상기 교류특성 측정부를 통해 상기 임피던스 측정 정보를 수신받아 캘리브레이션 임피던스 측정정보로서 획득하는 캘리브레이션 레퍼런스 임피던스 측정정보 획득 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
임피던스 측정 정보 수집 과정은, 상기 제어부가 역다중화기를 통해 스위칭 어레이부를 제어하여 선택된 적어도 하나 이상의 배터리셀의 플러스단 및 마이너스단과 연결되는 하나 이상의 스위치를 온시키고, 주파수 생성기의 출력단을 교류특성 측정부의 제3경로에 연결시켜, 상기 주파수 생성기에서 생성되는 임피던스 측정 주파수가 제3경로, 상기 온된 스위치의 제1스위치, 상기 스위치에 연결된 배터리셀의 플러스단, 마이너스단, 상기 스위치의 제2스위치 및 제4경로를 통해 상기 임피던스 측정정보가 입력되도록 설정하는 교류저항 측정 모드 설정 단계; 상기 제어부가 상기 교류저항 측정 모드 설정 후, 주파수 생성기를 제어하여 미리 설정된 임피던스 측정 주파수 대역 내에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 생성하여 순차적으로 상기 교류특성 측정부로 출력하는 임피던스 측정 주파수 전송 단계; 및 상기 제어부가 상기 교류특성 측정부를 통해 상기 임피던스 측정 정보를 수신받아 상기 선택된 배터리셀별로 임피던스 측정정보로서 배터리셀 임피던스 측정정보를 획득하는 배터리셀 임피던스 측정 정보 획득 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 캘리브레이션 수행 과정 및 임피던스 측정 정보 수집 과정에서, 주파수 생성기가 1Hz에서 50Hz의 임피던스 측정 주파수 대역에서 1Hz의 주파수 스텝 단위로 증가하면서 상기 임피던스 측정 주파수를 생성하여 순차적으로 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 배터리모듈 단위의 BMS 정보뿐만 아니라 배터리셀 단위의 임피던스, 즉 저항을 측정할 수 있고 이를 외부 시스템으로 제공하여 배터리셀 단위의 노화 상태를 분석할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 종래의 BMS가 노화상태를 SoH 알고리즘을 기반으로 수학적인 모델링을 통해서 추정하므로 알고리즘의 정확도를 높이는 데 많은 시간의 연구개발과 실험 비용이 투자되는데 반하여, 본 발명은 상대적으로 적은 비용으로 보다 정확하게 배터리의 노화를 추정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 일반적인 BMS의 수학적인 모델의 해석의 한계를 벗어나 배터리모듈의 배터리셀 단위로 노화 상태를 분석할 수 있고, 노화 상태에 따른 셀밸런싱, 에이징(Aging) 등을 수행할 수 있으므로 효율적으로 배터리모듈을 관리할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템(BMS)의 구성 및 동작을 상세히 설명하고, 상기 배터리 관리 시스템에서의 배터리 관리 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템은 배터리팩(10), 셀밸런싱부(20), 배터리 관리부(30), 임피던스 측정부(40) 및 제어부(100)를 포함한다.
상기 배터리팩(10)은 다수의 배터리셀(11)이 직렬로 연결되어 구성된다.
상기 셀밸런싱부(20)는 상기 배터리팩(10)의 각 배터리셀(11)의 플러스단에 연결되어 각 배터리셀(11)의 셀밸런싱을 수행한다. 구체적으로 셀밸런싱부(20)는 첫 번째 배터리셀(11-1)의 플러스단에 연결되고, 나머지 배터리셀(11-2 ~ 11-n)은 이전 배터리셀(11)의 마이너스단 및 다음 배터리셀(11)의 플러스단에 연결될 것이다. 그리고 마지막 배터리셀(11)의 마이너스단은 접지되고, 셀밸런싱부(20)도 내부적으로 접지를 통해 마지막 배터리셀(11)의 마이너스단과 연결될 것이다.
배터리 관리부(30)는 배터리팩(10)의 배터리셀(11)들의 충방전 시 배터리셀(11)들에 대한 셀밸런싱을 수행하고, 셀밸런싱 수행 시 배터리팩(10) 내의 배터리셀(11)들로부터 공급되는 전압, 전류, 온도 중 최대 전압, 최소 전압, 최대 전류, 최소 전류, 최대 온도, 최소 온도, 최대 전압을 가지는 배터리셀 정보, 최소 전압을 가지는 배터리셀 정보, 최대 전류를 가지는 배터리셀 정보, 최소 전류를 가지는 배터리셀 정보, 최대 온도를 가지는 배터리셀 정보, 최소 온도를 가지는 배터리셀 정보, 셀 편차를 측정 및 계산한다.
배터리 관리부(30)는 상기 측정 및 계산된 정보로부터 SoC, SoH를 계산한다.
상기 배터리 관리부(30)는 제어부(100)와 프로세서 간 통신을 수행하여 상기 측정 및 계산된, 최대 전압, 최소 전압, 최대 전류, 최소 전류, 최대 온도, 최소 온도, 상기 최댓값 및 최솟값을 가지는 배터리셀 정보, 셀 편차, SoC, SoH 등을 포함하는 BMS 정보를 제어부(100)로 제공한다.
임피던스 측정부(40)는 스위칭 어레이부(50), 역다중화기(60), 주파수 생성기(70) 및 임피던스 특성 측정부(80)를 포함한다.
상기 스위칭 어레이부(50)는 다수의 스위치(51)를 포함한다. 상기 스위치(51)의 수는 배터리셀(21)의 수와 동일하거나 배터리셀(21)의 수보다 많은 것이 바람직할 것이다.
각 스위치(51)는 쌍극단투(Double Pole single Throw: DPST) 스위치로서, 하나의 제어(배터리셀 선택 신호)에 의해 동시에 온/오프되는 제1스위치(52) 및 제2스위치(53)를 포함한다.
제1스위치(52)의 제1접점은 배터리셀(11)의 플러스단에 연결되고 제2접점은 임피던스 측정부(80)에 연결된다.
제2스위치(53)의 제1접점은 상기 배터리셀(11)의 마이너스단 및 다음 배터리셀(11)의 플러스단에 연결되고, 제2접점은 임피던스 측정부(80)에 연결된다.
역다중화기(60)는 제어부(100)의 제어를 받아 배터리셀 선택 신호를 자체적으로 생성하거나 제어부(100)로부터 수신받고, 제어부(100)의 제어에 따라 선택된 배터리셀(11)에 대응하는 하나 이상의 스위치(51)로 배터리셀 선택 신호를 출력한다.
주파수 생성기(70)는 제어부(100)의 제어를 받아 미리 설정된 임피던스 측정 주파수 대역에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 순차적으로 생성하여 임피던스 특성 측정부(80)로 출력한다.
상기 임피던스 측정 주파수 대역은 1Hz~50Hz의 대역일 수 있고, 상기 주파수 스텝은 1Hz, 2Hz, 5Hz 등이 될 수 있으나 1Hz인 것이 바람직할 것이다. 따라서 임피던스 측정 주파수는 1Hz에서 50Hz 사이의 주파수일 것이다.
상기 주파수 생성기(70)는 실시예에 따라 상기 임피던스 측정 주파수를 하나만 출력할 수도 있고, 동일한 임피던스 측정 주파수를 2개로 출력하도록 구성될 수도 있을 것이다.
임피던스 특성 측정부(80)는 교류특성 측정부(81) 및 다중화기(83)를 포함하고, 실시예에 따라 스위칭부(82) 및 증폭부(84)를 더 포함할 수 있을 것이다.
상기 교류특성 측정부(81)는 제1경로(91), 제2경로(92), 제3경로(93) 및 제4경로(94)를 형성하고, 캘리브레이션 저항(RCAL) 및 특성 검출 저항(RSENCE)를 포함하며, 실시예에 따라 4개의 직류전원 차단부(Cfiln, n=1, 2, 3, 4)를 더 포함한다.
상기 제1경로(91)는 상기 각 스위치(51)의 제1스위치(52)의 제2접점과 상기 다중화기(83)의 제1입력단을 연결하는 경로이다.
캘리브레이션 저항(RCAL)은 상기 제1경로(91) 상에 구성되어 상기 제1스위치(52)의 제2접점과 일단이 연결되고, 타단은 실시예에 따라 다중화기(83)의 제1입력단에 연결되거나 직류전원 차단부(Cfil1)의 일단에 연결된다.
제2경로(92)는 상기 각 스위치(51)의 제2스위치(53)의 제2접점과 상기 다중화기(83)의 제2입력단을 연결하는 경로이다.
제3경로(93)는 상기 제1스위치(52)의 제2접점과 연결되고 상기 제1경로(91)에서 연장되어 상기 다중화기(83)의 제3입력단을 연결하는 경로이다.
제4경로(94)는 상기 제2경로(92)를 통해 각 스위치(51)의 제2스위치(53)의 제2접점과 연결되고 상기 제2경로(92)에서 연장되어 상기 다중화기(83)의 제4입력단을 연결하는 경로이다.
특성 검출 저항(RSENSE)은 일단이 상기 제2경로(92) 및 제4경로(94)를 통해 상기 제2스위치(53)의 제2접점과 연결되고 타단이 접지된다.
상기 교류특성 측정부(81)는 상기 캘리브레이션 저항(RCAL) 및 제1경로(91)를 통해 주파수별 임피던스 측정 주파수를 스위칭 어레이부(50)로 순차적으로 출력하고, 상기 캘리브레이션 저항(RCAL) 및 상기 임피던스 측정 주파수에 따른 주파수별 포지티브 캘리브레이션 레퍼런스 전압을 상기 임피던스 측정 정보 중 하나로서 상기 다중화기(83)로 출력한다.
상기 교류특성 측정부(81)는 상기 제2경로(92)를 통해 상기 주파수별 임피던스 측정 주파수 및 특성 검출 저항(RSENSE)에 따른 주파수별 네거티브 캘리브레이션 레퍼런스 전압을 상기 임피던스 측정 정보 중 하나로서 상기 다중화기(83)로 출력한다.
또한, 상기 교류특성 측정부(81)는 제3경로(93)를 통해 주파수별 임피던스 측정 주파수를 각 스위치의 제1스위치(52)의 제2접점으로 출력하고, 그에 따른 주파수별 포지티브 감지전압을 상기 임피던스 측정 정보 중 하나로서 상기 다중화기(83)로 출력한다.
또한, 상기 교류특성 측정부(81)는 상기 제4경로(94)를 통해 상기 주파수별 임피던스 측정 주파수에 대한 네거티브 감지전압을 상기 임피던스 측정 정보 중 하나로서 상기 다중화기(83)로 출력한다.
스위칭부(82)는 주파수 생성기(70)가 하나의 임피던스 측정 주파수를 출력하는 실시예에 따라 구성되고, 제어부(100)의 제어를 받아 상기 주파수 생성기(70)로부터 입력되는 임피던스 측정 주파수를 제1경로(91)의 캘리브레이션 저항(RCAL)의 타단으로 공급하거나 제3경로(93)로 공급한다.
상기 교류특성 측정부(81)의 직류전원 차단부(Cfiln)는 실시예에 따라 각 경로(91, 92, 93, 94)에서 다중화기(83)로 입력하는 끝단에 각각 구성되어 입력되는 신호의 직류 성분을 차단한 후 다중화기(83)로 입력시키는 필터로, 캐패시터(C)로 구성될 수 있을 것이다.
다중화기(83)는 상기 제1경로(91) 내지 제4경로(94)가 연결되는 제1입력단 내지 제4입력단을 포함하고, 제1입력단을 통해 주파수별 포지티브 캘리브레이션 레퍼런스 전압(Vref_P)을 입력받고, 제2입력단을 통해 주파수별 네거티브 캘리브레이션 레퍼런스 전압(Vref_N)을 입력받으며, 제3입력단을 통해 포지티브 감지전압(VSENSE_P)을 입력받으며, 제4입력단을 통해 네거티브 감지전압(VSENSE_N)을 입력받는다.
상기 다중화기(83)는 제어부(100)의 제어를 받아 캘리브레이션 모드에서 상기 제1입력단 및 제2입력단을 통해 입력되는 포지티브 캘리브레이션 레퍼런스 전압 및 네거티브 캘리브레이션 레퍼런스 전압을 다중화한 캘리브레이션 레퍼런스 전압을 임피던스 측정 정보로서 제어부(100)로 출력한다.
또한, 상기 다중화기(83)는 제어부(100)의 제어를 받아 교류 저항 측정 모드에서 상기 제3입력단 및 제4입력단을 통해 입력되는 포지티브 감지전압 및 네거티브 감지전압을 다중화한 감지전압을 임피던스 측정 정보로서 제어부(100)로 출력한다.
증폭부(84)는 실시예에 따라 구성되어 상기 다중화기(83)로부터 출력되는 임피던스 측정 정보를 증폭하여 제어부(100)로 출력한다.
제어부(100)는 마이크로 제어 유닛(Micro Controller Unit: MCU) 등이 될 수 있으며, BMS 정보 수집부(110), 주파수 제어부(120), 다중화/역다중화 제어부(130), 저항 추정부(140), 배터리 상태 분석부(150), 저장부(160) 및 아날로그/디지털 변환부(Analog-Digital converter: ADC)(170)를 포함하여 본 발명에 따른 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템의 전반적인 동작을 제어한다.
BMS 정보 수집부(110)는 배터리 관리부(30)와 프로세서 간 통신을 수행하여 배터리 관리부(30)로부터 BMS 정보를 수집한 후 저장부(160)에 저장한다.
주파수 제어부(120)는 주파수 생성기(70)를 제어하여 미리 설정된 임피던스 측정 주파수 대역에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 생성시킨다. 상기 주파수 스텝은 입출력수단(미도시)을 통해 관리자에 의해 설정되도록 구성될 수도 있을 것이다.
다중화/역다중화 제어부(130)는 역다중화가(60) 및 다중화기(83)를 제어한다.
구체적으로, 다중화/역다중화 제어부(130)는 캘리브레이션 이벤트 및 배터리 상태정보 수집 이벤트의 발생 여부를 모니터링하고, 캘리브레이션 이벤트의 발생 시 캘리브레이션 모드로 동작하고, 상기 배터리 상태정보 수집 이벤트의 발생 시 교류 저항 측정 모드 중 어느 하나로 동작한다.
다중화/역다중화 제어부(130)는 스위칭 어레이부(50)의 각 스위치(51) 배터리팩(10)의 어떤 배터리셀(11)과 연결되어 있는지를 정의하고 있어야 할 것이다.
다중화/역다중화 제어부(130)는 캘리브레이션 모드를 위한 캘리브레이션용 배터리셀(11)을 설정하고 있으며, 캘리브레이션 모드에서 상기 역다중화기(60)를 제어하여 상기 캘리브레이션용 배터리셀(11)과 연결된 스위치(51)가 온되도록 제어한다. 상기 캘리브레이션용 배터리셀(11)은 첫 번째 배터리셀(11-1)로 설정될 수도 있고, BMS 정보로부터 획득된 정보 중 최대 전압(또는 최소 전압)을 가지고 SoH, SoC가 높은 배터리셀(11)로 설정될 수도 있을 것이다.
다중화/역다중화 제어부(130)는 교류 저항 측정 모드를 위한 교류 저항, 즉 임피던스를 측정할 하나 이상의 배터리셀(11)을 설정하고 있으며, 설정된 하나 이상의 배터리셀(11)과 연결되는 스위치(51)를 온시킨다. 상기 임피던스를 측정한 배터리셀(11)은 고정적으로 하나 이상 미리 선택되어 있을 수도 있고, 관리자에 의해 필요 시마다 선택될 수도 있을 것이다.
ADC(170)는 임피던스 측정부(40)로부터 입력되는 아날로그 신호인 임피던스 측정 정보의 캘리브레이션 레퍼런스 전압을 디지털 신호로 변환하여 저항 추정부(140)로 출력하고, 아날로그 신호인 임피던스 측정 정보의 감지전압을 디지털 신호로 변환하여 저장 추정부(140)로 출력한다.
저항 추정부(140)는 ADC로부터 입력되는 캘리브레이션 레퍼런스 전압 및 배터리셀별 감지전압을 저장부(160)에 저장하고, 상기 캘리브레이션 레퍼런스 전압 및 배터리셀(11)별 감지전압을 하기 수학식 1에 적용하여 배터리셀(11)별 임피던스를 계산하여 저장부(160)에 저장한다.
배터리 상태 분석부(150)는 저장부(160)에 저장된 BMS 정보 및 배터리셀(11)별 임피던스 정보에 의해 각 배터리셀(11)에 대한 배터리 상태를 분석하고, 배터리 상태 분석 정보를 저장부(160)에 저장하거나 출력수단(미도시)을 통해 외부로 출력하도록 구성될 수 있을 것이다. 상기 출력수단은 프린터가 될 수도 있고, 외부 컴퓨터 단말기, 모바일 단말기 등과 통신을 수행할 수 있는 통신장치가 될 수도 있을 것이다.
저장부(160)는 도 1과 같이 제어부(100) 내부에 구성될 수도 있고, 외부에 별도로 구성될 수도 있을 것이다.
상기 저장부(160)는 본 발명에 따른 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템을 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 프로그램영역, 상기 제어프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 일시 저장하는 임시영역, 상기 제어프로그램 수행에 필요한 데이터 및 발생되는 데이터를 반영구적으로 저장할 수 있는 데이터영역을 포함할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 제어부(100)는 캘리브레이션 이벤트가 발생되는지(S111) 배터리 상태정보 수집 이벤트가 발생되는지(S113)를 검사한다. 상기 캘리브레이션 이벤트 및 배터리 상태정보 수집 이벤트는 배터리팩(10) 연결 시에 발생될 수도 있고, 배터리팩(10)의 연결 후 일정 주기로 발생될 수도 있으며, 관리자의 캘리브레이션 요청 시에 발생될 수도 있을 것이다. 그러나 캘리브레이션 이벤트는 배터리 상태정보 수집 이벤트 대비 적게 발생하는 것이 바람직할 것이다.
캘리브레이션 이벤트가 발생되면 제어부(10)는 역다중화기(60)를 제어하여 미리 설정된 특정 캘리브레이션용 배터리셀(11)을 임피던스 특성 측정부(80)의 교류특성 측정부(80)와 연결시키고 다중화기(83)를 제어하여 제1경로(91) 및 제2경로(92)로 입력되는 신호가 다중화되어 제어부(100)로 입력되도록 하는 캘리브레이션 모드를 설정한다(S115).
캘리브레이션 모드가 설정되면 제어부(100)는 주파수 생성기(70)를 제어하여 임피던스 측정 주파수 대역 내에서 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 생성하여 순차적으로 캘리브레이션 저항(RCAL) 및 제1경로(91)를 통해 스위칭 어레이부(50)의 해당 스위치(51)로 출력한다(S117). 이렇게 출력된 임피던스 측정 주파수는 상기 스위치(51)의 제1스위치(52)를 통해 해당 배터리셀(11)의 플러스단으로 들어가 마이너스단을 거친 회귀 임피던스 측정 주파수로써 상기 스위치(51)의 제2스위치(53)로 입력하여, 제2경로(92)를 통해 다중화기(83)로 입력한다.
제어부(100)는 상기 다중화기(83)를 통해 임피던스 측정 정보의 하나인 캘리브레이션 레퍼런스 전압을 입력받아 저장부(160)에 저장한다(S119).
반면, 배터리 상태정보 수집 이벤트가 발생되면 제어부(100)는 캘리브레이션 레퍼런스 전압이 저장부(160)에 저장되어 있는지를 판단한다(S121). 즉, 배터리 상태정보를 수집하여 배터리셀(11)별 임피던스를 측정하기 전에 반드시 캘리브레이션 레퍼런스 전압이 최소 한번은 측정되어 저장부(160)에 저장되어 있어야 할 것이다.
캘리브레이션 레퍼런스 전압이 저장부(160)에 저장되어 있지 않으면 상술한 S111 이후의 과정을 수행하여, 캘리브레이션 레퍼런스 전압을 측정하여 저장부(160)에 저장할 것이다.
반면, 캘리브레이션 레퍼런스 전압이 저장부(160)에 저장되어 있으면 제어부(100)는 배터리 관리부(30)를 통해 BMS 정보를 수집하여 저장부(160)에 저장한다(S123).
BMS 정보가 획득되어 저장되면 제어부(100)는 교류저항 측정 모드를 설정한다(S125). 상기 교류저항 측정 모드는 역다중화기(60)가 미리 선택된 적어도 하나 이상의 배터리셀(11)과 연결된 스위치(51)들을 온시키고, 제3경로(93) 및 제4경로(94)를 통해 입력되는 신호를 다중화되어 제어부(100)로 입력되도록 다중화기(83)를 제어하는 모드이다.
교류저항 측정 모드가 설정되면 제어부(100)는 주파수 생성기(70)를 제어하여 임피던스 측정 주파수 대역 내에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 증가하는 주파수를 가지는 임피던스 측정 주파수가 제3경로(93)로 출력되도록 제어한다(S127). 상기 제어부(100)는 상기 임피던스 측정 주파수 대역 전체에 대해 하나의 배터리셀(11)로 다수의 임피던스 측정 주파수를 전송한 후 설정된 순서에 따라 다음 배터리셀(11)로 상기 임피던스 측정 주파수 대역 전체에 대해 다수의 임피던스 측정 주파수를 순차적으로 전송할 것이다. 상기 순서는 순차적인 순서가 될 수도 있고, 랜덤한 순서가 될 수도 있으며, 관리자가 임의로 설정한 순서일 수도 있을 것이다.
제어부(100)는 상기 임피던스 측정 주파수의 전송 후 입력되는 임피던스 측정 정보인 포지티브 감지전압 및 네거티브 감지전압을 획득한다(S129).
상기 선택된 모든 배터리셀(11)에 대한 포지티브 감지전압 및 네거티브 감지전압이 획득되면 제어부(100)는 이전에 검출되어 저장된 포지티블 캘리브레이션 레퍼런스 전압, 네거티브 캘리브레이션 레퍼런스 전압을 적용하여 배터리셀(11)별 임피던스를 추정하여 저장부(160)에 저장한다(S131).
임피던스가 추정되면 제어부(100)는 저장부(160)에 저장된 BMS 정보 및 추정된 임피던스 정보에 의해 배터리팩 전체, 즉 배터리모듈의 SoC, SoH와 함께 배터리셀별 SoC, SoH, 노후화 정도를 분석한 배터리 상태 분석 정보를 생성하여 저장부(160)에 저장하고, 출력수단을 통해 출력한다(S133).
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
10: 배터리모듈 11: 배터리셀
20: 셀밸런싱부 30: 배터리 관리부
40: 임피던스 측정부 50: 스위칭 어레이부
51: 스위치 52: 제1스위치
53: 제2스위치 60: 역다중화기
70: 주파수 생성기 80: 임피던스 특성 측정부
81: 교류특성 측정부 82: 스위칭부
83: 다중화기 84: 증폭부
91: 제1경로 92: 제2경로
93: 제3경로 94: 제4경로

Claims (11)

  1. 직렬 연결된 다수의 배터리셀을 포함하는 배터리팩;
    상기 배터리셀들 각각과 연결되어 상기 배터리셀의 충방전에 따라 상기 배터리셀에 대한 셀밸런싱을 수행하는 셀밸런싱부;
    상기 셀밸런싱부를 제어하여 배터리셀에 대한 셀밸런싱을 수행하고, 상기 배터리팩의 상태를 측정하고, 상기 배터리팩의 배터리셀에 대한 BMS 정보를 생성하여 출력하는 배터리 관리부;
    미리 설정된 임피던스 측정 주파수 대역에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 순차적으로 생성하여 선택된 하나 이상의 배터리셀로 출력하고, 상기 선택 배터리셀별로 돌아오는 회귀 임피던스 측정 주파수에 대한 임피던스 측정 정보를 출력하는 임피던스 측정부; 및
    상기 배터리 관리부로부터 BMS 정보를 수집하고, 상기 임피던스 측정부를 제어하여 상기 임피던스 측정 주파수를 순차 출력하도록 제어하고 제어에 따른 임피던스 측정정보를 입력받아 상기 배터리셀별 임피던스를 측정한 후, 상기 BMS 정보 및 배터리셀별 임피던스를 포함하는 배터리 상태 정보를 생성하는 제어부를 포함하되,
    상기 임피던스 측정부는,
    상기 각 배터리셀의 플러스단 및 마이너스단에 연결되고 적어도 하나 이상의 배터리셀을 선택하는 배터리셀 선택 신호를 입력받아 동작하는 상기 배터리셀의 수에 대응하는 스위치를 포함하는 스위칭 어레이부;
    상기 제어부로 입력되는 배터리셀 선택 신호를 상기 제어부의 제어를 받아 특성을 측정하고자 하는 하나 이상의 배터리셀에 대응하는 상기 스위칭 어레이부의 해당 스위치로 출력하는 배터리셀 역다중화기;
    미리 설정된 임피던스 측정 주파수 대역에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 순차적으로 생성하여 출력하는 주파수 생성기;
    상기 주파수 생성기로부터 입력되는 임피던스 측정 주파수를 상기 스위칭 어레이부로 출력하고, 그에 대응하는 회귀 임피던스 응답 주파수에 대응하는 선택된 상기 배터리셀에 대한 캘리브레이션 레퍼런스 전압 및 선택된 상기 배터리셀별 감지전압을 포함하는 임피던스 측정 정보를 측정하여 출력하는 교류 특성 측정부; 및
    상기 캘리브레이션 레퍼런스 전압 및 배터리셀 감지전압을 다중하여 출력하는 다중화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 임피던스 측정부는,
    상기 다중화기로부터 출력되는 레퍼런스 전압 및 배터리셀 감지전압을 증폭하여 출력하는 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 생성기는,
    1Hz에서 50Hz의 임피던스 측정 주파수 대역에서 1Hz의 주파수 스텝 단위로 증가하면서 상기 임피던스 측정 주파수를 생성하여 순차적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 어레이부의 상기 스위치는,
    쌍극단투(Double Pole Single Throw: DPST) 스위치로, 제1접점이 배터리셀의 플러스단에 연결되는 제1스위치 및, 제1접점이 상기 배터리셀의 마이너스단에 연결되는 제2스위치를 포함하고, 상기 배터리셀 선택 신호의 입력 시 상기 제1스위치 및 제2스위치를 온하는 것을 특징으로 하는 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 교류특성 측정부는,
    상기 각 스위치의 제1스위치의 제2접점과 상기 다중화기의 제1입력단을 연결하는 제1경로;
    상기 제1경로에서 상기 제1스위치의 제2접점과 일단이 연결되는 캘리브레이션 저항;
    상기 각 스위치의 제2스위치의 제2접점과 상기 다중화기의 제2입력단을 연결하는 제2경로;
    상기 제1스위치의 제2접점과 연결되고 상기 제1경로에서 연장되어 상기 다중화기의 제3입력단을 연결하는 제3경로;
    상기 제2경로를 통해 스위치의 제2스위치의 제2접점과 연결되고 상기 제2경로에서 연장되어 상기 다중화기의 제4입력단을 연결하는 제4경로; 및
    일단이 상기 제2경로 및 제4경로를 통해 상기 제2스위치의 제2접점과 연결되고 타단이 접지되는 특성 검출 저항을 포함하여,
    상기 캘리브레이션 저항 및 제1경로를 통해 주파수별 임피던스 측정 주파수를 스위칭 어레이부로 순차적으로 출력하고 상기 캘리브레이션 저항 및 상기 임피던스 측정 주파수에 따른 주파수별 포지티브 캘리브레이션 레퍼런스 전압을 상기 임피던스 측정 정보 중 하나로서 상기 다중화기로 출력하고,
    상기 제2경로를 통해 상기 주파수별 임피던스 측정 주파수에 따른 주파수별 네거티브 캘리브레이션 레퍼런스 전압을 상기 임피던스 측정 정보 중 하나로서 상기 다중화기로 출력하며,
    제3경로를 통해 주파수별 임피던스 측정 주파수를 각 스위치의 제1스위치의 제2접점으로 출력하고, 그에 따른 주파수별 포지티브 감지전압을 상기 임피던스 측정 정보 중 하나로서 상기 다중화기로 출력하며,
    상기 제4경로를 통해 상기 주파수별 임피던스 측정 주파수에 대한 네거티브 감지전압을 상기 임피던스 측정 정보 중 하나로서 상기 다중화기로 출력하는 것을 특징으로 하는 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 교류특성 측정부는,
    상기 각 경로와 상기 다중화기의 입력단 사이에 직류전원을 차단하는 직류전원 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 시스템.
  8. 제어부가 캘리브레이션 이벤트의 발생 시 캘리브레이션 모드를 설정하고, 상기 캘리브레이션 모드에서 미리 설정된 임피던스 측정 주파수 대역에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 순차적으로 생성하여 선택된 하나의 배터리셀로 출력하고, 상기 선택 배터리셀별로 돌아오는 회귀 임피던스 측정 주파수에 대한 임피던스 측정 정보를 출력하는 임피던스 측정부를 통해 상기 임피던스 측정 정보 중 하나인 캘리브레이션 임피던스 측정정보를 획득하여 저장하는 캘리브레이션 수행 과정;
    상기 제어부가 배터리 상태정보 수집 이벤트의 발생 시 직렬연결된 다수의 배터리셀을 포함하는 배터리팩의 상기 배터리셀의 충방전에 따른 셀밸런싱을 제어하는 배터리 관리부로부터 상기 배터리팩의 배터리셀에 대한 BMS 정보를 수집하는 BMS 정보 수집 과정;
    상기 제어부가 상기 배터리 상태정보 수집 이벤트의 발생 시 교류저항(임피던스) 측정 모드를 설정하고, 상기 교류저항(임피던스) 측정 모드에서 상기 임피던스 측정부를 통해 미리 설정된 임피던스 측정 주파수 대역에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 순차적으로 생성하여 선택된 하나 이상의 배터리셀로 출력하고, 상기 임피던스 측정부를 통해 주파수별 상기 임피던스 측정 주파수에 대한 상기 임피던스 측정 정보 중 하나인 배터리셀 임피던스 측정 정보를 획득하여 저장하는 임피던스 측정 정보 수집 과정;
    상기 제어부가 상기 캘리브레이션 임피던스 측정정보 및 배터리셀별 배터리셀 임피던스 측정 정보에 의해 상기 배터리셀별 임피던스를 계산하는 임피던스 계산 과정; 및
    상기 제어부가 배터리셀별 임피던스 및 상기 BMS 정보를 포함하는 배터리 상태 정보를 생성하는 상기 배터리 상태정보 생성 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 수행 과정은,
    상기 제어부가 역다중화기를 통해 스위칭 어레이부를 제어하여 미리 설정된 캘리브레이션 배터리셀의 플러스단 및 마이너스단과 연결되는 스위치를 온시키고, 주파수 생성기의 출력단을 교류특성 측정부의 제1경로의 캘리브레이션 저항에 연결시켜, 상기 주파수 생성기에서 생성되는 임피던스 측정 주파수가 상기 캘리브레이션 저항, 제1경로, 상기 온된 스위치의 제1스위치, 상기 캘리브레이션 배터리셀의 플러스단, 마이너스단, 상기 스위치의 제2스위치 및 제2경로를 통해 상기 임피던스 측정정보가 입력되도록 설정하는 캘리브레이션 모드 설정 단계;
    상기 제어부가 상기 캘리브레이션 모드 설정 후, 주파수 생성기를 제어하여 미리 설정된 임피던스 측정 주파수 대역 내에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 생성하여 순차적으로 상기 교류특성 측정부로 출력하는 임피던스 측정 주파수 전송 단계; 및
    상기 제어부가 상기 교류특성 측정부를 통해 상기 임피던스 측정 정보를 수신받아 캘리브레이션 임피던스 측정정보로서 획득하는 캘리브레이션 레퍼런스 임피던스 측정정보 획득 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    임피던스 측정 정보 수집 과정은,
    상기 제어부가 역다중화기를 통해 스위칭 어레이부를 제어하여 선택된 적어도 하나 이상의 배터리셀의 플러스단 및 마이너스단과 연결되는 하나 이상의 스위치를 온시키고, 주파수 생성기의 출력단을 교류특성 측정부의 제3경로에 연결시켜, 상기 주파수 생성기에서 생성되는 임피던스 측정 주파수가 제3경로, 상기 온된 스위치의 제1스위치, 상기 스위치에 연결된 배터리셀의 플러스단, 마이너스단, 상기 스위치의 제2스위치 및 제4경로를 통해 상기 임피던스 측정정보가 입력되도록 설정하는 교류저항 측정 모드 설정 단계;
    상기 제어부가 상기 교류저항 측정 모드 설정 후, 주파수 생성기를 제어하여 미리 설정된 임피던스 측정 주파수 대역 내에서 미리 설정된 주파수 스텝 단위로 임피던스 측정 주파수를 생성하여 순차적으로 상기 교류특성 측정부로 출력하는 임피던스 측정 주파수 전송 단계; 및
    상기 제어부가 상기 교류특성 측정부를 통해 상기 임피던스 측정 정보를 수신받아 상기 선택된 배터리셀별로 임피던스 측정정보로서 배터리셀 임피던스 측정정보를 획득하는 배터리셀 임피던스 측정 정보 획득 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 수행 과정 및 임피던스 측정 정보 수집 과정에서,
    주파수 생성기가 1Hz에서 50Hz의 임피던스 측정 주파수 대역에서 1Hz의 주파수 스텝 단위로 증가하면서 상기 임피던스 측정 주파수를 생성하여 순차적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 전기화학 임피던스 기반 배터리 관리 방법.
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