KR102574084B1 - 배터리 관리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

배터리의 상태를 추정하는 배터리 관리 시스템에 관한 기술로, 일 양상에 따른 배터리 관리 장치는 배터리 정보를 수집하는 배터리 정보 수집부, 수집된 배터리 정보를 기초로 운용 온도에서 배터리의 잔존 용량을 추정하는 용량 추정부, 추정된 배터리의 잔존 용량을 기준 온도에서의 용량으로 변환하는 용량 변환부, 및 변환된 용량을 기초로 배터리 SOH를 추정하는 SOH 추정부를 포함할 수 있다.

Description

배터리 관리 장치 및 방법{Method and apparatus for managing of battery capacity}
배터리의 상태를 추정하는 배터리 관리 시스템에 관한 기술이다.
일반적으로 배터리 SOH(State Of Health)를 측정, 추정하는 방법은 내부 저항의 증가를 이용하는 방법과 용량의 감소(capacity fading)를 이용하는 방법이 있다.
예를 들어, 용량의 감소를 기준으로 배터리 SOH를 추정하는 경우, 배터리 SOH는 배터리의 현재 용량(Capacityt)을 배터리의 초기 용량(Capacityinit)으로 나눈 값의 백분율로부터 추정될 수 있다.
다른 방법으로, 내부 저항의 내부 저항을 이용하여 배터리 SOH를 추정하는 경우, 배터리 SOH는 직류 저항(DC Impedance)을 추정하여 배터리의 에이징(Aging) 정도를 판단함으로써 추정될 수 있다. 여기서 내부 저항은 고정된 전압, 전류 구간에서 소요되는 충전 시간을 이용하여 옴의 법칙을 적용하여 구할 수 있다.
배터리의 운용 온도를 고려하여 배터리 잔존 용량을 표준화하고, 표준화된 배터리 용량으로부터 배터리 SOH를 추정하는 기술을 제시한다.
일 양상에 따른 배터리 관리 장치는 배터리 정보를 수집하는 배터리 정보 수집부, 수집된 배터리 정보를 기초로 운용 온도에서 배터리의 잔존 용량을 추정하는 용량 추정부, 추정된 배터리의 잔존 용량을 기준 온도에서의 용량으로 변환하는 용량 변환부, 및 변환된 용량을 기초로 배터리 SOH를 추정하는 SOH 추정부를 포함할 수 있다.
이때, 배터리 정보는 배터리의 셀 또는 모듈 단위로 측정된 온도, 전류 및 전압 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
용량 추정부는 배터리의 셀 또는 모듈 단위로 측정된 온도의 평균값, 중간값, 최대값, 최소값 중의 적어도 하나를 운용 온도로 결정하고, 운용 온도에서의 배터리 잔존 용량을 추정할 수 있다.
용량 변환부는 온도 별 용량 변환 정보를 이용하여 운용 온도에서 추정된 배터리 잔존 용량을 기준 온도에서의 배터리 잔존 용량으로 변환할 수 있다.
이때, 온도 별 용량 변환 정보는 운용 온도 대비 기준 온도의 용량 변환 관계를 표현하는 변환 테이블, 변환 함수, 변환 그래프 중의 적어도 하나의 형태일 수 있다.
또한, 배터리 정보가 수집되면, 수집된 배터리 정보에서 노이즈를 제거하는 전처리 과정을 수행하는 전처리부를 더 포함할 수 있다.
다른 양상에 따른 배터리 관리 방법은 배터리 정보를 수집하는 단계, 수집된 배터리 정보를 기초로 운용 온도에서 배터리의 잔존 용량을 추정하는 단계, 추정된 배터리 잔존 용량을 기준 온도에서의 용량으로 변환하는 단계, 및 변환된 용량을 기초로 배터리 SOH를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 배터리 정보는 배터리의 셀 또는 모듈 단위로 측정된 온도, 전류 및 전압 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
배터리의 잔존 용량을 추정하는 단계는 배터리의 셀 또는 모듈 단위로 측정된 온도의 평균값, 중간값, 최대값, 최소값 중의 적어도 하나를 운용 온도로 결정하고, 운용 온도에서의 배터리 잔존 용량을 추정할 수 있다.
변환하는 단계는 온도 별 용량 변환 정보를 이용하여 운용 온도에서 추정된 배터리 잔존 용량을 기준 온도에서의 배터리 잔존 용량으로 변환할 수 있다.
이때, 온도 별 용량 변환 정보는 운용 온도 대비 기준 온도의 용량 변환 관계를 표현하는 변환 테이블, 변환 함수, 변환 그래프 중의 적어도 하나의 형태일 수 있다.
또한, 배터리 정보가 수집되면, 수집된 배터리 정보에서 노이즈를 제거하는 전처리 과정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
배터리 운용 온도를 고려하여 배터리 용량을 표준화하고, 표준화된 배터리 용량을 이용하여 배터리 상태 추정의 정확도를 높일 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 블럭도이다.
도 2는 온도 별 용량 변환 테이블에 관한 일 예이다.
도 3 및 도 4는 25℃와 45℃ 온도 사이, 및 25℃와 60℃ 온도 사이의 용량 변환 그래프에 관한 일 예이다.
도 5은 C-rate을 고려한 온도 별 용량 변환 그래프에 관한 일 예이다.
도 6은 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩의 운용 온도에 관한 일 예이다.
도 7은 다수의 배터리 셀에서 각각 추정한 배터리 셀의 잔존 용량의 변화를 시간의 흐름에 따라 나타낸 그래프의 일 예이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 배터리 관리 방법의 흐름도이다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 블럭도이다. 도 1을 참고하면, 배터리 관리 장치(100)는 배터리 정보 수집부(110), 전처리부(120), 용량 추정부(130), 용량 변환부(140), 용량 변환 정보 저장소(150) 및 SOH 추정부(160)를 포함할 수 있다.
배터리 정보 수집부(110)는 배터리 팩 내 센서를 통하여 센싱된 정보를 수집할 수 있다. 예를 들어, 배터리 정보 수집부(110)는 배터리 셀(Battery Cell) 또는 배터리 모듈(Battery module) 단위로 측정된 온도, 전류 및 전압 등의 정보를 수집할 수 있다.
전처리부(120)는 배터리 정보가 수집되면, 수집한 배터리 정보를 정화(cleansing)하는 전처리 과정을 수행할 수 있다. 이때, 전처리부(120)는 예컨대, 노이즈 제거를 위한 노이즈 필터를 탑재하여 배터리 정보에서 노이즈를 제거할 수 있으며, 일 예로, 센서로부터 센싱된 온도 데이터 중 소정의 전류율(C-rate, current rate) 범위를 가지는 구간을 필터링하는 전처리를 수행할 수 있다. 여기서, 전처리부(120)는 수집한 배터리 정보의 특성에 따라 데이터를 선택적으로 전처리할 수 있으며, 수집된 배터리 정보의 상태에 따라 배터리 관리 장치(100)에 선택적으로 탑재 또는 제외될 수 있다.
용량 추정부(130)는 수집된 배터리 정보를 기초로 운용 온도에서 배터리의 잔존 용량을 추정할 수 있다. 예를 들어, 용량 추정부(130)는 수집된 배터리 정보 중의 배터리의 셀 또는 모듈 단위로 측정된 온도 데이터를 이용하여 배터리 잔존 용량을 추정하기 위한 운용 온도를 결정할 수 있다. 일 예로, 배터리의 셀 또는 모듈 단위로 추정된 온도의 평균값, 중간값, 최대값, 최소값 중의 적어도 하나를 운용 온도로 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 용량 추정부(130)는 배터리 정보 수집부(110) 또는 전처리부(120)를 통하여 입력된 배터리 충방전 데이터를 이용하여 배터리의 잔존 용량(capacity, [mAh])을 추정할 수 있다. 예를 들어, 배터리 정보 수집부(110)에서 배터리 내 온도 데이터가 센싱되고, 전처리부(120)에서 저율의 C-rate을 가지는 구간이 필터링되면, 용량 추정부(130)는 전처리된 온도 데이터를 평균한 평균값을 배터리의 운용 온도로 결정할 수 있다. 여기서, 배터리 운용 온도는 배터리 내 온도 데이터를 센싱한 센싱 데이터와 달리, 일시적으로 온도가 상승, 하락하는 구간이 제거된 평균 온도 일 수 있다.
일반적으로, 25℃에서 추정한 배터리 용량값과 45℃에서 추정한 배터리 용량값이 동일하다고 하여도, 각각의 배터리 용량값이 실제 배터리를 운전하는데 있어 제공할 수 있는 전류량은 상이할 수 있다. 이에 따르면, 추정된 배터리 잔존 용량을 이용하여 배터리 상태를 추정할 때, 배터리 잔존 용량을 추정할 때의 배터리 운용 온도 역시 함께 고려되어야 할 필요가 있다. 또한, 배터리 잔존 용량은 배터리가 운용되는 주변 온도(ambient temperature)에 따라 증가 또는 감소할 수 있다. 다수의 배터리 셀로 구성되는 배터리 팩의 경우, 각각의 배터리 셀은 인접한 배터리 셀의 운용 온도에 영향을 줄 수 있고, 배터리 운용 온도의 일시적인 상승, 하락은 배터리 잔존 용량의 추정에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 일시적인 온도의 상승, 하락 구간에서의 배터리 잔존 용량으로부터 배터리 SOH를 추정하는 경우, 배터리 SOH 추정의 정확도가 떨어질 수 있다.
용량 변환부(140)는 운용 온도에서 추정된 배터리 잔존 용량을 기준 온도에서의 용량으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 용량 변환부(140)는 온도 별 용량 변환 정보를 이용하여 운용 온도에서 추정된 배터리 잔존 용량을 기준 온도에서의 배터리 잔존 용량으로 환산할 수 있다.
이때, 온도 별 용량 변환 정보는 운용 온도 대비 기준 온도의 용량 변환 관계를 표현하는 변환 테이블, 변환 함수, 변환 그래프 중의 적어도 하나의 형태의 정보일 수 있다.
예를 들어, 온도 별 용량 변환 정보는 테스트 온도에서 추정된 배터리 잔존 용량과 동일한 배터리 상태를 추정할 수 있게 하는, 다른 테스트 온도에서 추정된 배터리 잔존 용량을 매칭한 변환 정보일 수 있다.
일 예로, 배터리 운용 온도 25℃의 배터리 용량 2600mAh과 45℃의 배터리 용량 2800mAh에 기초하여 추정한 배터리 SOH가 동일한 경우, 25℃의 배터리 용량 2600mAh와 45℃의 배터리 용량 2800mAh을 매칭할 수 있다.
온도 별 용량 변환 정보는 사전에 학습되거나, 용량 변환 정보 저장소(150)에 저장될 수 있다. 용량 변환 정보 저장소(150)는 데이터베이스로 구축될 수 있다. 또한, 도 1을 통하여 도시되지는 않았으나, 배터리 관리 장치(100)는 통신 I/F(interface)를 통하여 외부로부터 용량 변환 정보를 획득할 수 있다.
SOH 추정부(160)는 변환된 용량을 기초로 배터리 SOH(State of Health)를 추정할 수 있다. 예를 들어, SOH 추정부(160)는 데이터 분석 방식, 등가 회로 기반 내부 저항 추정, OCV(Open Circuit Voltage)를 이용한 내부 저항 추정 알고리즘 중 하나 이상을 이용하여 배터리 SOH를 추정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 배터리 운용 온도에서 추정된 배터리 잔존 용량을 기준 온도에서의 배터리 잔존 용량으로 환산하는 경우, 다수의 배터리 셀 사이에 운용 온도의 차이가 미세하게 나는 경우라도 통일된 인덱스로 각 배터리 셀의 잔존 용량을 비교할 수 있다. 또한, 실질적으로 배터리 운용 온도를 고려하여 배터리 SOH를 추정하게 함으로써, 배터리 SOH 추정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 6을 통하여 온도 별 용량 변환 정보에 관한 실시 예를 설명한다.
도 2는 온도 별 용량 변환 테이블에 관한 일 예이다. 일 실시 예에 따르면, 온도 별 용량 변환 테이블은 특정한 배터리 운용 온도에서 추정한 배터리 잔존 용량과 등가의 관계를 이루는 운용 온도 및 배터리 잔존 용량을 매칭하여 나타내는 look up 테이블 일 수 있다.
도 2를 참고하면, 온도 별 용량 변환 테이블에는 각 온도 별 배터리 용량과 등가를 이루는 배터리 용량이 온도 별로 기재되어 있다. 예를 들어, 운용 온도 25℃의 배터리 용량 2600mAh, 2700mAh, 2800mAh는 각각 운용 온도 45℃의 배터리 용량 2810mAh, 2900mAh, 2980mAh와 매칭될 수 있다. 또한, 이는 운용 온도 60℃의 배터리 용량 2900mAh, 2950mAh, 3050mAh와도 매칭될 수 있다.
일 예로, 배터리 관리 장치(100)가 기준 온도를 25℃로 결정하면, 배터리 관리 장치(100)는 온도 별 용량 변환 테이블에 기초하여 다른 온도에서 추정한 배터리 잔존 용량을 기준 온도에서의 배터리 잔존 용량으로 환산할 수 있다.
한편, 제시된 실시 예 이외에도, 온도 범위, 배터리 용량 범위 및 배터리 상태 추정에 이용되는 파라미터를 달리하는 용량 변환 테이블은 다양하게 존재할 수 있으므로, 제시된 실시 예에 한정 해석되어야 하는 것은 아니다.
도 3 및 도 4는 25℃와 45℃ 온도 사이, 및 25℃와 60℃ 온도 사이의 용량 변환 그래프에 관한 일 예이다. 도 3 및 도 4를 참고하면, 두 개의 온도 사이의 용량 변환 관계가 2차 평면 상에 그래프 형태로 도시되었다.
예를 들어, 특정 온도에서의 배터리 용량과 등가를 이루는 다른 온도에서의 배터리 용량을 2차 평면상에 대응점으로 나타내고, 다수의 대응점을 데이터 분석 기법을 이용하여 분석함으로써 도 3 및 도 4와 같은 용량 변환 그래프가 생성될 수 있다.
도 3을 참고하면, 배터리 관리 장치(100)가 기준 온도를 25℃로 결정하면, 25℃와 45℃ 온도 사이의 용량 변환 그래프를 이용하여, 45℃의 배터리 잔존 용량 2.9Ah을 기준 온도인 25℃의 배터리 용량 2.7Ah로 환산할 수 있다.
마찬가지로, 도 4를 참고하면, 배터리 관리 장치(100)는 60℃와 25℃ 온도 사이의 용량 변환 그래프를 이용하여, 60℃의 배터리 잔존 용량을 기준 온도인 25℃의 배터리 용량으로 환산할 수 있다.
한편, 도면을 통하여 도시되지는 않았으나, 온도 별 용량 변환 정보는 변환 함수 형태의 정보일 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4와 같은 용량 변환 그래프는 관계식 형태로 나타날 수 있다.
일 예로, 45℃의 배터리 용량에서 25℃의 배터리 용량으로 환산하는 변환 함수는 f(x) = -0.6391 + 1.1535x 일 수 있다. 이때, 변수 x는 45℃에서 추정한 배터리 잔존 용량일 수 있다. 마찬가지로, 60℃의 배터리 용량에서 25℃의 배터리 용량으로 환산하는 변환 함수는 f(x) = -1.1248 + 1.2850x 일 수 있다. 이때, 변수 x는 60℃ 에서 추정한 배터리 잔존 용량일 수 있다.
도 5은 C-rate을 고려한 온도 별 용량 변환 그래프에 관한 일 예이다. 용량 변환 정보는 배터리 운용 온도 및 기준 온도뿐 아니라, 다양한 파라미터를 변수로 포함할 수 있다.
도 5를 참고하면, 온도 별 용량 변환 그래프는 x축을 기준 온도, y축을 운용 온도, z축을 C-rate(current rate, 전류율)으로 하는 3차 평면 상의 그래프 일 수 있다. 도 6을 참고하면, 운용 온도에서 추정된 배터리 잔존 용량과 기준 온도에서의 배터리 잔존 용량 사이의 변환 관계를 나타내는 그래프에 C-rate이 1인 경우와, C-rate이 0.5인 경우의 온도 별 용량 변환 그래프가 도시된다.
배터리 관리 장치(100)는 도 5와 같은 온도 별 용량 변환 그래프를 이용하여, 운용 온도에서 추정한 배터리 용량에 C-rate을 고려하여 기준 온도에서의 배터리 잔존 용량을 환산할 수 있다.
한편, C-rate외에도 다른 파라미터를 포함하는 용량 변환 정보에 관한 실시 예는 다양하게 있을 수 있고, 본 발명의 개시 내용으로 유추될 수 있는 용량 변환 정보의 일 예는 본 발명의 실시 예로 해석될 수 있을 것이다.
도 6은 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩의 운용 온도에 관한 일 예이다. 일 예로, 다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩에 있어서, 배터리 팩에 전체적으로 cooling 시스템을 가동한다 하더라도 배터리 셀의 위치에 따라 각 배터리 셀의 운용 온도는 미세하게 차이가 있을 수 있다.
도 6을 참고하면, 6S5P 배터리의 평균 온도 분포는 배터리 셀의 위치에 따라 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 중앙에 위치한 배터리 셀 M2C2, M3C2, M4C2, M2C3, M3C3, M4C3, M2C4, M3C4, M4C4은 열이 외부로 빠져나가기 쉽지 않으므로 각 배터리 셀의 운용 온도가 인접한 배터리 셀보다 높을 수 있다. 또한, 중앙의 배터리 셀과 인접한 배터리 셀 M1C1, M2C1, M3C1, M4C1, M5C1, M1C2, M5C2, M1C3, M5C3, M1C4, M5C4, M1C5, M2C5, M3C5, M4C5, M5C5의 경우 중앙의 배터리 셀보다 상대적으로 배터리 운용 온도가 낮을 수 있다. 또한, cooling 시스템의 위치, 기타 주변 온도의 영향으로 외곽의 배터리 셀 M6C1, M6C2, M6C3, M6C4, M6C5의 경우 주변의 인접한 배터리 셀보다 운용 온도가 더 낮을 수 있다. 제시된 실시 예 이외에, 배터리 셀의 운용 온도를 결정하는 인자들은 다양할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 배터리 관리 장치(100)는 도 6과 같이 각 배터리 셀의 운용 온도가 상이한 경우, 각각의 배터리 셀에서 추정된 배터리 잔존 용량을 기준 온도에서의 배터리 잔존 용량으로 환산함으로써, 다수의 배터리 셀의 배터리 용량의 비교를 용이하게 할 수 있고, 각각의 배터리 셀 별로 운용 온도의 차이에 따른 배터리 용량의 의미를 보정하여 배터리 SOH를 추정할 수 있다.
도 7은 다수의 배터리 셀에서 각각 추정한 배터리 셀의 잔존 용량의 변화를 시간의 흐름에 따라 나타낸 그래프의 일 예이다. 도 7을 참고하면, 각각의 배터리 셀에서 추정한 잔존 용량의 차이가 초기에는 미세하다고 볼 수 있더라도, 시간의 흐름에 따라 각각의 배터리 셀에서 추정한 잔존 용량의 차이가 점차 커지는 것을 볼 수 있다. 이러한 배터리 잔존 용량의 차이는 필연적으로 배터리 SOH 추정의 정확도를 떨어뜨릴 수 있다.
다수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩의 경우, 주변에 인접한 배터리 셀들로 인해 각각의 배터리 셀의 운용 온도가 영향을 받을 수 있다. 일 실시 예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 이러한 각 배터리 셀의 운용 온도의 차이를 보정하여 기준 온도에서의 표준 배터리 용량으로 변환하여 관리할 수 있고, 이로부터 배터리 SOH 추정의 오차를 보정할 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 배터리 관리 방법의 흐름도이다. 이하, 도 1 및 도 8을 참고하여, 배터리 관리 장치(100)를 이용한 배터리 관리 방법을 설명한다.
먼저, 배터리 정보 수집부(110)는 배터리 정보를 수집할 수 있다(810). 일 예로, 배터리 정보 수집부(110)는 배터리 셀(Battery Cell) 또는 배터리 모듈(Battery module) 단위로 측정된 온도, 전류 및 전압 등의 정보를 수집할 수 있다.
전처리부(120)는 배터리 정보가 수집되면, 수집한 배터리 정보를 정화(cleansing)하는 전처리 과정을 수행할 수 있다. 이때, 전처리부(120)는 예컨대, 노이즈 제거를 위한 노이즈 필터를 탑재하여 배터리 정보에서 노이즈를 제거할 수 있다. 일 예로, 센서로부터 센싱된 온도 데이터 중 소정의 전류율(C-rate, current rate) 범위를 가지는 구간을 필터링하는 전처리를 수행할 수 있다. 여기서, 전처리부(120)는 수집한 배터리 정보의 특성에 따라 데이터를 선택적으로 전처리할 수 있다.
그 다음, 용량 추정부(130)는 수집된 배터리 정보를 기초로 운용 온도에서 배터리의 잔존 용량을 추정할 수 있다(820). 예를 들어, 용량 추정부(130)는 배터리 정보 수집부(110) 또는 전처리부(120)를 통하여 입력된 배터리 충방전 데이터를 이용하여 배터리의 잔존 용량(capacity, [mAh]) 을 추정할 수 있다.
예를 들어, 용량 추정부(130)는 배터리의 셀 또는 모듈 단위로 측정된 온도의 평균값, 중간값, 최대값, 최소값 중의 적어도 하나를 운용 온도로 결정하고, 운용 온도에서의 배터리 잔존 용량을 추정할 수 있다.
일 예로, 배터리 정보 수집부(110)에서 배터리 내 온도 데이터가 센싱되고, 전처리부(120)에서 저율의 C-rate(전류율, Current rate) 을 가지는 구간이 필터링되면, 용량 추정부(130)는 전처리된 온도 데이터를 평균한 평균값을 배터리의 운용 온도로 결정할 수 있다. 여기서, 배터리 운용 온도는 배터리 내 온도 데이터를 센싱한 센싱 데이터와 달리, 일시적으로 온도가 상승, 하락하는 구간이 제거된 평균 온도 일 수 있다.
그 다음, 용량 변환부(140)는 운용 온도에서 추정된 배터리의 잔존 용량을 기준 온도에서의 용량으로 변환할 수 있다(830). 예를 들어, 용량 변환부(140)는 온도 별 용량 변환 정보를 이용하여 운용 온도에서 추정된 배터리 잔존 용량을 기준 온도에서의 배터리 잔존 용량으로 환산할 수 있다.
이때, 온도 별 용량 변환 정보는 운용 온도 대비 기준 온도의 용량 변환 관계를 표현하는 변환 테이블, 변환 함수, 변환 그래프 중의 적어도 하나의 형태의 정보일 수 있다.
예를 들어, 온도 별 용량 변환 정보는 테스트 온도에서 추정된 배터리 잔존 용량과 동일한 배터리 상태를 추정할 수 있게 하는, 다른 테스트 온도에서 추정된 배터리 잔존 용량을 매칭한 변환 정보일 수 있다.
일 예로, 배터리 운용 온도 25℃의 배터리 용량 2600mAh과 45℃의 배터리 용량 2800mAh에 기초하여 추정한 배터리 SOH가 동일한 경우, 25℃의 배터리 용량 2600mAh와 45℃의 배터리 용량 2800mAh을 매칭할 수 있다.
그 다음, SOH 추정부(160)는 변환된 용량을 기초로 배터리 SOH를 추정할 수 있다(840). 예를 들어, SOH 추정부(130)는 데이터 분석 방식, 등가 회로 기반 내부 저항 추정, OCV(Open Circuit Voltage)를 이용한 내부 저항 추정 알고리즘 중 하나 이상을 이용하여 배터리 SOH를 추정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 배터리 운용 온도에서 추정된 배터리 잔존 용량을 기준 온도에서의 배터리 잔존 용량으로 환산하는 경우, 다수의 배터리 셀 사이에 운용 온도의 차이가 미세하게 나는 경우라도 통일된 인덱스로 각 배터리 셀의 잔존 용량을 비교할 수 있다. 또한, 실질적으로 배터리 운용 온도를 고려하여 배터리 SOH를 추정하게 함으로써, 배터리 SOH 추정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 실시 예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 배터리 관리 장치
110: 배터리 정보 수집부
120: 전처리부
130: 용량 추정부
140: 용량 변환부
150: 용량 변환 정보 저장소
160: SOH 추정부

Claims (12)

  1. 배터리 정보를 수집하는 배터리 정보 수집부;
    상기 수집된 배터리 정보를 기초로 운용 온도에서 상기 배터리의 잔존 용량(capacity)을 추정하는 용량 추정부;
    상기 추정된 배터리의 잔존 용량을 기준 온도에서의 용량으로 변환하는 용량 변환부; 및
    상기 변환된 용량을 기초로 배터리의 SOH(State of Health)를 추정하는 SOH 추정부; 를 포함하고,
    상기 용량 변환부는
    소정 배터리 운용 온도에서 추정한 배터리 잔존 용량과 등가의 관계를 이루는 운용 온도 및 배터리 잔존 용량을 매칭한 온도 별 용량 변환 정보를 이용하여 상기 운용 온도에서 추정된 배터리 잔존 용량을 상기 기준 온도에서의 배터리 잔존 용량으로 변환하는
    배터리 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 정보는
    상기 배터리의 셀 또는 모듈 단위로 측정된 온도, 전류 및 전압 중의 하나 이상을 포함하는 배터리 관리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 용량 추정부는
    상기 배터리의 셀 또는 모듈 단위로 측정된 온도의 평균값, 중간값, 최대값, 최소값 중의 적어도 하나를 상기 운용 온도로 결정하고, 상기 운용 온도에서의 배터리 잔존 용량을 추정하는 배터리 관리 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 온도 별 용량 변환 정보는 상기 운용 온도 대비 기준 온도의 용량 변환 관계를 표현하는 변환 테이블, 변환 함수, 변환 그래프 중의 적어도 하나의 형태인 배터리 관리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 정보가 수집되면, 수집된 배터리 정보에서 노이즈를 제거하는 전처리 과정을 수행하는 전처리부를 더 포함하는 배터리 관리 장치.
  7. 배터리 정보를 수집하는 단계;
    상기 수집된 배터리 정보를 기초로 운용 온도에서 배터리의 잔존 용량을 추정하는 단계;
    상기 운용 온도에서 추정된 상기 배터리 잔존 용량을 기준 온도에서의 용량으로 변환하는 단계; 및
    상기 변환된 용량을 기초로 배터리 SOH(State of Health)를 추정하는 단계;를 포함하고,
    상기 변환하는 단계는
    소정 배터리 운용 온도에서 추정한 배터리 잔존 용량과 등가의 관계를 이루는 운용 온도 및 배터리 잔존 용량을 매칭한 온도 별 용량 변환 정보를 이용하여 상기 운용 온도에서 추정된 배터리 잔존 용량을 상기 기준 온도에서의 배터리 잔존 용량으로 변환하는
    배터리 관리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 정보는
    상기 배터리의 셀 또는 모듈 단위로 측정된 온도, 전류 및 전압 중의 하나 이상을 포함하는 배터리 관리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 잔존 용량을 추정하는 단계는
    상기 배터리의 셀 또는 모듈 단위로 측정된 온도의 평균값, 중간값, 최대값, 최소값 중의 적어도 하나를 상기 운용 온도로 결정하고, 상기 운용 온도에서의 배터리 잔존 용량을 추정하는 배터리 관리 방법.
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 온도 별 용량 변환 정보는 상기 운용 온도 대비 기준 온도의 용량 변환 관계를 표현하는 변환 테이블, 변환 함수, 변환 그래프 중의 적어도 하나의 형태인 배터리 관리 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 정보가 수집되면, 수집된 배터리 정보에서 노이즈를 제거하는 전처리 과정을 수행하는 단계를 더 포함하는 배터리 관리 방법.
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