KR102564005B1 - 친환경 차량의 배터리 열화 진단 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 차량의 배터리 열화 진단 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 친환경 차량의 배터리 열화 진단 장치는, 복수의 배터리 셀로 구성되는 배터리, 외부로부터 인가되는 전원을 이용하여 상기 배터리를 충전시기키는 충전기, 및 상기 충전기로부터 충전 시작 신호를 수신하면 열화도 연산 모드로 진입하며 각 배터리 셀의 초기 충전 전압을 수집하고, 상기 초기 충전 전압에서 열화도 연산 전압 구간 내 특정 전압에 도달하는데 소요되는 충전 소요 시간을 측정하여 상기 열화도 연산 전압 구간 내 충전 소요 시간의 기울기를 연산하고, 상기 연산된 충전 소요 시간의 기울기와 새 배터리 셀의 충전 소요 시간을 비교하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 배터리 제어기를 포함한다.

Description

친환경 차량의 배터리 열화 진단 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DIAGNOSING DETERIORATION OF BATTERY IN ECO-VEHICLE}
본 발명은 열화도별 충전 소요 시간을 활용하여 친환경 차량 내 배터리의 열화도를 검출하는 친환경 차량의 배터리 열화 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.
전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV) 및 플러그인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등과 같은 친환경 차량에는 고전압 배터리가 탑재되어 있다.
친환경 차량용 고전압 배터리의 전압 특성 상 낮은 충전량(State Of Charge, SOC)에서 열화 특성이 뚜렷하게 보여 실제 차량 기준 SOC 30% (셀 전압 약 3.6V미만, AEEV 기준) 수준에서 열화도 연산에 진입한다. 총 열화도 연산 구간은 SOC 약 30%~90%이지만, 실제 차량상태에서 SOC 30% 미만에서 완속 충전을 이용하여 SOC 90%이상 충전하는 빈도수가 적고 충전 전력별 충전시간(6.6kW 기준 : 약 3시간, ICCB 110V 기준 : 약 20시간)이 장시간 소요되어 열화도 연산 빈도수가 적어져 장시간 연산에 진입하지 못했을 경우 저장된 열화도 값의 신뢰성이 떨어지게 된다.
연산된 열화도는 주행가능거리(Distance To Empty, DTE) 및 가용에너지 연산에 활용되어 열화도의 신뢰도가 떨어질 경우 차량 주행시 배터리 과방전/과충전 될 우려가 있고 고객의 불만족을 야기할 수 있다.
종래에는 EV 및 PHEV용 고전압 배터리를 90% 이상 충전하고 그때의 배터리 전압특성을 이용하여 배터리 열화도를 검출한다. 이러한 종래기술은 일정 전압 내의 충전량이 열화가 진행됨에 따라 선형적으로 감소하는 특성을 이용하며, 저항의 영향을 적게 받는 저전류 충전 모드인 완속 충전 시 배터리의 열화도를 검출한다. 그러나, 종래기술은 배터리의 열화도를 검출하는데 오랜 시간이 걸린다는 단점이 있다.
KR 101526641 B1 (2015.06.01)
본 발명은 열화도별 충전 소요 시간을 활용하여 친환경 차량 내 배터리의 열화도를 검출하는 친환경 차량의 배터리 열화 진단 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 차량의 배터리 열화 진단 장치는, 복수의 배터리 셀로 구성되는 배터리, 외부로부터 인가되는 전원을 이용하여 상기 배터리를 충전시기키는 충전기, 및 상기 충전기로부터 충전 시작 신호를 수신하면 열화도 연산 모드로 진입하며 각 배터리 셀의 초기 충전 전압을 수집하고, 상기 초기 충전 전압에서 열화도 연산 전압 구간 내 특정 전압에 도달하는데 소요되는 충전 소요 시간을 측정하여 상기 열화도 연산 전압 구간 내 충전 소요 시간의 기울기를 연산하고, 상기 연산된 충전 소요 시간의 기울기와 새 배터리 셀의 충전 소요 시간을 비교하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 배터리 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 열화 진단 장치는 상기 배터리의 충전 전압을 측정하는 전압 검출기, 상기 배터리의 충전 전류를 측정하는 전류 검출기, 및 상기 배터리의 온도를 측정하는 온도 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 제어기는, 상기 충전 시작 신호를 수신하면, 상기 전압 검출기, 상기 전류 검출기 및 상기 온도 검출기를 통해 상기 배터리의 충전 전압, 충전 전류 및 온도를 측정하고, 그 측정된 충전 전압, 충전 전류 및 온도가 열화도 연산 조건을 만족하는지를 확인하는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 제어기는, 상기 각 배터리 셀의 초기 충전 전압을 수집한 후, 상기 배터리의 충전 전류 변동 여부, 충전 중단 여부 및 충전 완료 여부를 확인하여 열화도 연산 지속 조건을 만족하는지를 확인하는 것을 특징으로 한다.
상기 연산된 충전 소요 시간의 기울기는, 상기 각 배터리 셀의 충전 전압의 변화량에 대한 충전 소요 시간의 변화량의 비율인 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 제어기는, 상기 연산된 충전 소요 시간의 기울기에 대한 상기 새 배터리 셀의 충전 소요 시간의 기울기의 비율을 연산하고, 연산된 비율을 이용하여 상기 배터리의 열화도를 연산하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 차량의 열화 진단 방법은 충전 시작 신호를 수신하면 열화도 연산 모드로 진입하며 각 배터리 셀의 초기 충전 전압을 수집하는 단계, 상기 초기 충전 전압에서 열화도 연산 전압 구간 내 특정 전압에 도달하는데 소요되는 충전 소요 시간을 측정하는 단계, 측정된 충전 소요 시간을 이용하여 상기 열화도 연산 전압 구간 내 충전 소요 시간의 기울기를 연산하는 단계, 및 상기 연산된 충전 소요 시간의 기울기와 새 배터리 셀의 충전 소요 시간을 비교하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 각 배터리 셀의 초기 충전 전압을 수집하는 단계는, 상기 충전 시작 신호를 수신하면, 배터리의 충전 상태가 열화도 연산 조건을 만족하는지를 확인하는 단계, 상기 배터리의 충전 상태가 열화도 연산 조건을 만족하면, 상기 열화도 연산 모드로 진입하는 단계, 및 상기 열화도 연산 모드 진입 시 각 배터리 셀의 충전 전압을 수집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충전 소요 시간을 측정하는 단계, 상기 각 배터리 셀의 초기 충전 전압을 수집한 후, 배터리의 충전 상태가 열화도 연산 지속 조건을 만족하는지를 확인하는 단계, 및 상기 배터리의 충전 상태가 열화도 연산 지속 조건을 만족하면, 상기 열화도 연산 전압 구간 내에서 일정 전압 간격으로 충전 소요 시간을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 열화도 연산 전압 구간 내 충전 소요 시간의 기울기를 연산하는 단계는, 상기 각 배터리 셀의 충전 전압의 변화량에 대한 측정된 충전 소요 시간의 변화량의 비율을 연산하는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리의 열화도를 추정하는 단계는, 상기 충전 소요 시간의 기울기에 대한 상기 새 배터리 셀의 충전 소요 시간의 비율을 연산하는 단계, 및 연산된 비율을 이용하여 상기 배터리의 열화도를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 열화도와 충전 소요 시간의 상관관계를 활용하여 친환경 차량 내 배터리의 열화도를 검출하므로, 열화도 연산 진입 횟수를 증가시켜 열화도 추정 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 차량의 배터리 열화 진단 장치를 도시한 블록구성도.
도 2는 본 발명과 관련된 열화도별 충전 전압에 대한 충전 소요 시간을 측정한 시험 데이터.
도 3은 도 2의 실험 데이터를 충전 전압에 대한 충전 소요 시간의 그래프로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명과 관련된 충전 소요 시간 기울기를 이용한 열화도 연산 방법을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 열화도 추정 결과와 실제 시험 데이터를 비교한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 차량의 배터리 열화 진단 방법을 도시한 흐름도.
본 명세서에 기재된 "포함하다", "구성하다", "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일", "하나" 및 "그" 등의 관사는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 열화가 진행되면서 배터리 셀 내 저항이 증가하여 충전 소요시간이 짧아지는 열화도와 충전 소요시간 간의 상관관계를 이용하여 배터리의 열화도(state of health, SOH)를 진단하는 기술로, 급속 충전을 이용하여 배터리의 열화도를 검출하는 것이다. 따라서, 본 발명은 열화도 검출 빈도 수를 증대시켜 열화도 추정 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 차량의 배터리 열화 진단 장치를 도시한 블록구성도이고, 도 2는 본 발명과 관련된 열화도별 충전 전압에 대한 충전 소요 시간을 측정한 시험 데이터이고, 도 3은 도 2의 실험 데이터를 충전 전압에 대한 충전 소요 시간의 그래프로 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명과 관련된 충전 소요 시간 기울기를 이용한 열화도 연산 방법을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 열화도 추정 결과와 실제 시험 데이터를 비교한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 열화 진단 장치는 충전기(110), 배터리(120), 전압 검출기(130), 전류 검출기(140), 온도 검출기(150) 및 배터리 제어기(160)를 포함한다.
충전기(110)는 차량 내 탑재되어 외부로부터 공급되는 전원을 사용하여 배터리(120)를 충전한다. 충전기(110)는 EVSE(electric vehicle supply equipment)로부터 인가되는 전원으로 배터리(120)의 고속 충전을 수행한다. 또한, 충전기(110)는 외부로부터 상용전원을 공급받아 배터리(120)의 완속 충전을 수행한다.
충전기(110)는 충전 시작 또는 충전 종료를 배터리 제어기(160)에 알린다. 충전기(110)는 배터리 충전을 위한 전원 공급이 개시되면 충전 시작을 알리는 신호(충전 시작 알림)을 배터리 제어기(160)에 전송한다. 그리고, 충전기(110)는 배터리 충전을 위한 전원 공급이 중단되거나 배터리 충전이 완료되는 경우, 충전 종료를 알리는 신호(충전 종료 알림)을 배터리 제어기(160)에 전송한다.
배터리(120)는 고전압 배터리로, 차량의 구동에 필요한 전력을 공급한다. 배터리(120)는 충전기(110)를 통해 공급되는 전력 또는 회생제동 시 발생되는 회생전력에 의해 충전된다.
배터리(120)는 복수 개의 배터리 셀(battery cell)로 구성된다. 예를 들어, 배터리(120)는 96~120개의 배터리 셀로 구성될 수 있다.
전압 검출기(130)는 배터리(120)의 출력단에 연결되는 전압 센서를 이용하여 배터리(120)로부터 출력되는 출력전압(이하, 배터리 전압)을 측정한다. 전압검출기(130)는 측정된 배터리 전압을 배터리 제어기(140)로 전송한다.
또한, 전압 검출기(130)는 각 배터리 셀의 입력단에 연결되는 전압 센서를 통해 각 배터리 셀의 충전 전압을 측정한다.
전류 검출기(140)는 배터리(120)의 - 단자에 연결되어 배터리 전류를 측정한다. 또한, 전류 검출기(140)는 전류 센서를 이용하여 각 배터리 셀로 공급되는 충전 전류를 측정할 수도 있다. 여기서, 전류 센서는 홀 센서로 구현될 수 있다.
온도 검출기(150)는 배터리 팩의 상단에 장착되어 배터리(120)의 주변 온도를 감지하는 외기온도 센서와 배터리(120)의 내부 온도를 측정하는 내부온도 센서를 포함한다. 외기온도 센서는 배터리 팩의 상단에 장착되고, NTC 서미스터(negative temperature coefficient thermistor)로 구현될 수 있다. 내부온도 센서는 배터리 내부 모듈에 장착되며 일정 간격으로 복수 개가 설치된다.
배터리 제어기(160)는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)으로, 배터리(120)의 충전량(State Of Charge, SOC), 열화도(State Of Health, SOH), 전압, 온도, 전류, 및 사용시간 등의 각종 정보를 모니터링한다. 배터리 제어기(160)는 배터리(120)의 과충전 또는 과방전을 방지한다.
배터리 제어기(160)는 충전기(110)와 차량 네트워크를 통해 정보를 주고 받는다. 차량 네트워크는 CAN(Controller Area Network), MOST(Media Oriented Systems Transport) 네트워크, LIN(Local Interconnect Network), 또는 X-by-Wire(Flexray) 등으로 구현된다.
배터리 제어기(160)는 열화도별 충전소요시간 변화량 특성을 활용하여 열화도를 연산한다. 이러한 배터리 제어기(160)는 프로세서(161), 메모리(162), 및 시간측정기(time recorder)(163)를 포함한다.
프로세서(161)는 배터리 제어기(160)의 전반적인 동작을 제어한다. 그리고, 메모리(162)는 배터리 제어기(160)의 동작을 위한 프로그램 및 입/출력 데이터들을 저장할 수도 있다.
또한, 메모리(162)는 새 배터리 셀(fresh cell)에 대한 충전 소요 시간 변화율 및 열화도별 충전 소요 시간 변화율을 저장하고 있다.
이러한 메모리(162)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SD 카드(Secure Digital Card), 램(Random Access Memory, RAM), 롬(Read Only Memory, ROM), 및 웹 스토리지(web storage) 등의 저장매체 중 어느 하나 이상의 저장매체로 구현될 수 있다.
시간측정기(163)는 특정 사건의 경과 시간을 측정한다. 본 실시예에서 시간측정기(163)는 충전 소요 시간을 측정하는데 사용된다.
프로세서(161)는 충전기(110)로부터 충전 시작을 알리는 충전 시작 신호(충전 시작 알림)를 수신하면, 배터리 상태가 열화도 연산 조건을 만족하는지를 확인한다. 프로세서(161)는 전압 검출부(130), 전류 검출기(140) 및 온도 검출기(150)를 통해 충전 시작 시 배터리(120)의 충전 전압, 충전 전류 및 온도를 측정하고 측정된 충전 전압, 충전 전류 및 온도가 설정된 조건을 만족하는지를 확인한다. 이때, 프로세서(161)는 측정된 충전 전압, 충전 전류 및 온도 중 어느 하나라도 열화도 연산 조건을 만족하지 않으면 열화도 연산 모드로의 진입을 금지한다.
예를 들어, 열화도 연산 시작 전압이 3.5V이고, 열화도 연산 시작 온도가 0℃인 경우, 프로세서(161)는 측정된 배터리(120)의 충전 전압이 3.5V를 초과하거나 또는 측정된 배터리 온도가 0℃ 이상이면 열화도 연산 모드로의 진입을 금지한다. 한편, 프로세서(161)는 측정된 충전 전압이 3.5V 이하이며, 배터리 온도가 0℃ 미만이면 열화도 연산 모드로 진입한다.
프로세서(161)는 배터리 충전 상태가 열화도 연산 조건을 만족하면, 열화도 연산 모드로 진입하여 각 배터리 셀의 열화도 연산 시작 전압을 수집한다. 프로세서(161)는 전압 검출기(130)를 통해 열화도 연산 시작 시 각 배터리 셀의 충전 전압(충전 시작 전압)을 측정한다.
프로세서(161)는 각 배터리 셀의 열화도 연산 시작 전압을 수집한 후 배터리 충전 상태가 열화도 연산 지속 조건을 만족하는지를 확인한다. 예를 들어, 프로세서(161)는 충전 중 충전 전류가 변동하거나 또는 충전이 중단되거나 완료되면 열화도 연산을 중단한다.
프로세서(161)는 배터리 충전 상태가 열화도 연산 지속 조건을 만족하면 전압 검출기(130) 및 시간측정기(163)을 이용하여 열화도 연산 전압 구간 내에서 특정 전압에 도달하는데 소요되는 충전 소요 시간을 측정한다. 프로세서(161)는 각 배터리 셀 전압을 측정하며 배터리 셀의 열화도 연산 시작 전압부터 특정 전압에 도달하는데 소요된 충전 소요 시간을 측정한다. 열화도 연산 전압 구간은 충전 전압 구간(예: 3.3V~4.1V) 중 열화도 연산에 활용하는 전압 구간(예: 3.5V~3.8V)이다. 특정 전압은 충전 소요 시간을 측정하는 포인트로, 열화도 연산 전압 구간에서 일정 간격으로 결정된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 열화도 연산 전압 구간이 3725mV~3950mV이며 25mV 간격으로 충전 소요 시간을 측정하는 경우, 프로세서(161)는 특정 전압을 3725mV, 3750mV, 3775mV, 3800mV, 3825mV, 3850mV, 3875mV, 3900mV, 3925mV, 및 3950mV 순으로 변경한다. 프로세서(161)는 배터리(120)의 충전량(SOC)이 2.5%인 상태에서 충전을 시작하여 충전 전압이 3725mV까지 도달하는데 소요되는 충전 소요 시간을 측정한다. 그리고, 프로세서(161)는 특정 전압을 3950mV까지 25mV 간격으로 변경하며, 특정 전압 도달에 소용되는 충전 소요 시간을 측정한다.
프로세서(161)는 열화도 연산 전압 구간 내 △전압에 대한 충전 소요 시간의 변화율(
Figure 112016120975713-pat00001
)을 연산한다. 여기서, △전압은 열화도 연산 시작 전압(열화도 연산 전압 구간의 시작 전압)과 열화도 연산 종료 전압(열화도 연산 전압 구간의 종료 전압)의 차이를 의미한다. 예를 들어, 열화도 연산 시작 전압이 3.5V이고, 열화도 연산 종료 전압이 3.8V이면 △전압은 0.3V이 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 열화도별 충전 전압의 증가량에 대한 충전 소요 시간의 증가량을 그래프로 나타내면 일차 함수로 표현할 수 있다. 따라서, △전압에 대한 충전 소요 시간의 변화율은 일차 함수의 기울기 이다.
프로세서(161)는 연산된 충전 소요 시간의 변화율(기울기) an과 새 배터리 셀의 충전 소요 시간의 변화율 a을 비교하여 열화도 D를 추정한다. 여기서, 새 배터리 셀의 충전 소요 시간의 변화율은 SOC가 2.5%인 새 배터리 셀을 100% 충전하는데 소요되는 충전 소요 시간의 변화율이다.
프로세서(161)는 연산된 충전 소요 시간의 변화율 an과 새 배터리 셀의 충전 소요 시간의 변화율 a의 비율(기울기 비율) a/an을 연산한다. 프로세서(161)는 연산된 비율 a/an을 이용하여 배터리(120)의 열화도 D를 연산(추정)한다. 다시 말해서, 프로세서(161)는 다음의 [수학식 1]을 이용하여 배터리(120)의 열화도 D를 연산한다.
Figure 112016120975713-pat00002
여기서, f는 시험 결과로부터 도출하는 특성 값(factor)으로, 임의 상수 값이다.
예를 들어, 프로세서(161)는 도 4에서와 같이 연산된 충전 소요 시간의 변화율 an과 새 배터리 셀의 충전 소요 시간의 변화율 a의 비율(기울기 비율) a/an을 연산하고, 그 연산된 기울기 비율을 이용하여 배터리(120)의 열화도를 연산한다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따라 배터리(120)의 열화도를 추정한 결과, 도 5에 도시된 바와 같이 추정 열화도의 오차는 실제 실험데이터와 거의 일치함을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 차량의 배터리 열화 진단 방법을 도시한 흐름도이다.
먼저, 배터리 제어기(160)는 충전기(110)로부터 충전 시작을 알리는 신호를 수신한다(S110). 배터리 제어기(160)는 충전기(110)로부터 전송되는 충전 시작 알림을 통해 충전 시작을 인식한다.
배터리 제어기(160)는 배터리(120) 충전 상태가 열화도 연산 조건을 만족하는지를 확인한다(S120). 배터리 제어기(160)는 전압 검출기(130), 전류 검출기(140) 및 온도 검출기(150)를 통해 배터리의 충전 전압, 충전 전류 및 온도를 측정한다.
배터리 제어기(160)는 배터리(120)의 충전 상태가 열화도 연산 조건을 만족하면, 열화도 연산 모드로 진입하여 각 배터리 셀의 열화도 연산 시작 전압을 수집한다(S130). 즉, 배터리 제어기(160)는 열화도 연산 시작 시 각 배터리 셀의 충전 전압(초기 충전 전압)을 측정한다.
배터리 제어기(160)는 각 배터리 셀의 열화도 연산 시작 전압을 측정한 후 배터리(120)의 충전 상태가 열화도 연산 지속 조건을 만족하는지를 확인한다(S140). 배터리 제어기(160)는 충전 전류의 변동 여부, 충전 중단 및 충전 완료 등을 확인한다.
배터리 제어기(160)는 배터리(120)의 충전 상태가 열화도 연산 지속 조건을 만족하면, 열화도 연산 전압 구간 내 충전 소요 시간을 측정한다(S150). 배터리 제어기(160)는 각 배터리 셀의 열화도 연산 시작 전압에서부터 열화도 연산 전압 구간 내 특정 전압에 도달하는데 소용되는 충전 소요 시간을 측정한다. 이때, 배터리 제어기(160)는 열화도 연산 전압 구간 내에서 일정 전압 간격으로 충전 소요 시간을 측정한다. 예를 들어, 배터리 제어기(160)는 3725mV에서부터 3950mV까지 25mV 간격으로 충전 소요 시간을 측정한다.
배터리 제어기(160)는 열화도 연산 전압 구간 내 충전 전압의 변화량(△전압)에 대한 충전 소요 시간의 변화량의 비율(변화율)을 연산한다(S160). 다시 말해서, 배터리 제어기(160)는 충전 전압의 증가량에 대한 충전 소요 시간의 변화량의 비율인 충전 전압에 대한 충전 소요 시간의 기울기를 연산한다.
배터리 제어기(160)는 새 배터리 셀의 충전 소요 시간 변화율과 연산된 충전 소요 시간의 변화율의 비율(기울기 비율)을 연산한다(S170).
배터리 제어기(160)는 연산된 비율을 이용하여 최종 열화도를 산출한다(S180). 배터리 제어기(160)는 [수학식 1]을 이용하여 배터리(120)의 열화도를 연산한다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다.
110: 충전기
120: 배터리
130: 전압 검출기
140: 전류 검출기
150: 온도 검출기
160: 배터리 제어기
161: 프로세서
162: 메모리
163: 타이머

Claims (11)

  1. 복수의 배터리 셀로 구성되는 배터리,
    외부로부터 인가되는 전원을 이용하여 상기 배터리를 충전시기키는 충전기, 및
    상기 충전기로부터 충전 시작 신호를 수신하면 열화도 연산 모드로 진입하며 각 배터리 셀의 초기 충전 전압을 수집하고, 상기 초기 충전 전압에서 열화도 연산 전압 구간 내 특정 전압에 도달하는데 소요되는 충전 소요 시간을 측정하여 상기 열화도 연산 전압 구간 내 충전 소요 시간의 기울기를 연산하고, 상기 연산된 충전 소요 시간의 기울기와 새 배터리 셀의 충전 소요 시간을 비교하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 배터리 제어기를 포함하되,
    상기 배터리 제어기는,
    상기 연산된 충전 소요 시간의 기울기에 대한 상기 새 배터리 셀의 충전 소요 시간의 기울기의 비율을 연산하고, 연산된 비율을 이용하여 상기 배터리의 열화도를 연산하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 배터리 열화 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 충전 전압을 측정하는 전압 검출기,
    상기 배터리의 충전 전류를 측정하는 전류 검출기, 및
    상기 배터리의 온도를 측정하는 온도 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 배터리 열화 진단 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 제어기는,
    상기 충전 시작 신호를 수신하면, 상기 전압 검출기, 상기 전류 검출기 및 상기 온도 검출기를 통해 상기 배터리의 충전 전압, 충전 전류 및 온도를 측정하고, 그 측정된 충전 전압, 충전 전류 및 온도가 열화도 연산 조건을 만족하는지를 확인하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 배터리 열화 진단 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 제어기는,
    상기 각 배터리 셀의 초기 충전 전압을 수집한 후, 상기 배터리의 충전 전류 변동 여부, 충전 중단 여부 및 충전 완료 여부를 확인하여 열화도 연산 지속 조건을 만족하는지를 확인하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 배터리 열화 진단 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연산된 충전 소요 시간의 기울기는,
    상기 각 배터리 셀의 충전 전압의 변화량에 대한 충전 소요 시간의 변화량의 비율인 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 배터리 열화 진단 장치.
  6. 삭제
  7. 충전 시작 신호를 수신하면 열화도 연산 모드로 진입하며 각 배터리 셀의 초기 충전 전압을 수집하는 단계,
    상기 초기 충전 전압에서 열화도 연산 전압 구간 내 특정 전압에 도달하는데 소요되는 충전 소요 시간을 측정하는 단계,
    측정된 충전 소요 시간을 이용하여 상기 열화도 연산 전압 구간 내 충전 소요 시간의 기울기를 연산하는 단계, 및
    상기 연산된 충전 소요 시간의 기울기와 새 배터리 셀의 충전 소요 시간을 비교하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 단계를 포함하되,
    상기 배터리의 열화도를 추정하는 단계는,
    상기 충전 소요 시간의 기울기에 대한 상기 새 배터리 셀의 충전 소요 시간의 비율을 연산하는 단계, 및
    연산된 비율을 이용하여 상기 배터리의 열화도를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 배터리 열화 진단 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 각 배터리 셀의 초기 충전 전압을 수집하는 단계는,
    상기 충전 시작 신호를 수신하면, 배터리의 충전 상태가 열화도 연산 조건을 만족하는지를 확인하는 단계,
    상기 배터리의 충전 상태가 열화도 연산 조건을 만족하면, 상기 열화도 연산 모드로 진입하는 단계, 및
    상기 열화도 연산 모드 진입 시 각 배터리 셀의 충전 전압을 수집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 배터리 열화 진단 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 충전 소요 시간을 측정하는 단계,
    상기 각 배터리 셀의 초기 충전 전압을 수집한 후, 배터리의 충전 상태가 열화도 연산 지속 조건을 만족하는지를 확인하는 단계, 및
    상기 배터리의 충전 상태가 열화도 연산 지속 조건을 만족하면, 상기 열화도 연산 전압 구간 내에서 일정 전압 간격으로 충전 소요 시간을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 배터리 열화 진단 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 열화도 연산 전압 구간 내 충전 소요 시간의 기울기를 연산하는 단계는,
    상기 각 배터리 셀의 충전 전압의 변화량에 대한 측정된 충전 소요 시간의 변화량의 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 배터리 열화 진단 방법.
  11. 삭제
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