KR102588928B1 - Method for estimating degradation of battery for vehicle - Google Patents

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Abstract

차량 시동이 온 된 이후 오프될 때까지의 차량 운행 기간 마다 차량의 배터리의 전류에 대한 정보 및 상기 배터리의 온도 정보를 수집하는 단계; 차량 시동이 온 되면 상기 전류에 대한 정보, 상기 배터리의 현재 온도 및 상기 배터리의 단자 전압을 기반으로 상기 배터리의 분극전압을 연산하는 단계; 상기 연산된 분극전압을 기반으로 상기 배터리의 개방 회로 전압을 연산하고, 상기 연산된 개방 회로 전압을 기반으로 상기 배터리의 현재 충전 상태를 추정하고 저장하는 단계; 및 직전 차량 운행 기간에 저장된 상기 배터리의 충전 상태와 상기 현재 충전 상태 사이의 차이와 상기 직전 차량 운행 기간에 수집된 상기 배터리의 전류에 대한 정보에 기반하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 단계를 포함하는 차량용 배터리 열화도 추정 방법이 개시된다.Collecting information about the current of the vehicle's battery and temperature information of the battery during each vehicle operation period from when the vehicle is started until the vehicle is turned off; When the vehicle is started, calculating the polarization voltage of the battery based on the information about the current, the current temperature of the battery, and the terminal voltage of the battery; calculating an open circuit voltage of the battery based on the calculated polarization voltage, and estimating and storing a current state of charge of the battery based on the calculated open circuit voltage; and estimating the degree of deterioration of the battery based on the difference between the state of charge of the battery stored in the immediately preceding vehicle operation period and the current state of charge and information on the current of the battery collected in the immediately preceding vehicle operation period. A method for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery is disclosed.

Description

차량용 배터리 열화도 추정 방법{METHOD FOR ESTIMATING DEGRADATION OF BATTERY FOR VEHICLE}Method for estimating vehicle battery deterioration {METHOD FOR ESTIMATING DEGRADATION OF BATTERY FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 배터리 열화도 추정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 운행 중에 여러 배터리 관련 정보를 수집하여 배터리의 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage: OCV)을 정확하게 추정하고 추정된 개방 회로 전압과 배터리의 용량 사이의 관계를 적용하여 시간이나 공간적 제약없이 정확하게 배터리의 열화도를 추정할 수 있는 차량용 배터리 열화도 추정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery, and more specifically, to accurately estimate the open circuit voltage (OCV) of the battery by collecting various battery-related information during the operation of the vehicle, and to accurately estimate the open circuit voltage (OCV) of the battery. This relates to a method for estimating the degree of battery deterioration for vehicles that can accurately estimate the degree of battery deterioration without time or space constraints by applying the relationship between battery capacities.

전기화학 반응을 일으키는 배터리는 사용 시간이 증가할 수록 그 내부에서 발생하는 비가역 반응에 의하여 열화가 진행된다. 배터리의 열화는 출력 성능 감소, 용량 감소 등의 형태로 나타나며 이로 인해 배터리를 적용한 차량의 가속성능이 저하되거나 차량의 운행 가능 거리가 감소되는 등의 문제가 발생하게 된다.Batteries that produce electrochemical reactions deteriorate due to irreversible reactions occurring within them as the usage time increases. Deterioration of the battery appears in the form of reduced output performance and reduced capacity, which causes problems such as reduced acceleration performance of vehicles using the battery or reduced driving distance of the vehicle.

따라서, 차량에 적용되는 배터리의 열화도를 정확히 추정할 수 있다면, 차량의 운행 성능 및 운행 가능 거리를 정확하게 예측할 수 있으며 배터리의 상태에 따른 진단 기능을 적용하거나 배터리의 교체 주기에 대한 정보 제공이 가능하게 되므로 운전자의 차량 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.Therefore, if you can accurately estimate the degree of deterioration of the battery applied to the vehicle, you can accurately predict the vehicle's driving performance and driving distance, and apply diagnostic functions according to the state of the battery or provide information about the battery replacement cycle. This can improve the driver's convenience in using the vehicle.

종래의 차량용 배터리의 열화도 추정 기법은 주로 정전류 조건, 즉 충전 등과 같이 배터리 전류가 일정한 경우에 국한하여 열화도를 추정할 수 있었다. 이 경우, 충전이 요구되지 않는 순수 하이브리드 차량이나 수소전지 차량 등은 배터리 열화도 추정이 불가능하였다. 또한, 정전류 조건하에서 열화도를 검출함에 있어서도 열화도 추정의 정확도를 향상시키기 위해, 초기 충전 상태(State Of Charge: SOC) 조건, 온도 조건, 충전 시간 조건 등 여러 조건이 충족되는 경우에만 열화도 검출이 가능한 제약이 있었다. 이러한 여러 제약 조건은 실제 차량을 사용하는 환경에 따라 충족되는 경우가 발생하지 않을 수도 있어 실제 열화도 연산이 거의 이뤄지지 않을 수도 있다.Conventional techniques for estimating the degree of deterioration of vehicle batteries were mainly limited to constant current conditions, that is, when the battery current is constant, such as charging. In this case, it was impossible to estimate battery deterioration for pure hybrid vehicles or hydrogen battery vehicles that do not require charging. In addition, in order to improve the accuracy of deterioration estimation even when detecting deterioration under constant current conditions, deterioration is detected only when various conditions such as initial state of charge (SOC) condition, temperature condition, and charging time condition are met. There were limitations to this possible. These various constraints may not be met depending on the environment in which the vehicle is actually used, so actual deterioration calculations may not be performed.

또한 종래의 차량용 배터리의 열화도 추정 기법 중 개방 회로 전압(OCV)을 이용하는 기법도 알려져 있었으나, 주로 단순히 배터리의 단자 전압을 측정한 값을 개방 회로 전압(OCV)으로 간주하여 배터리의 충전 상태를 도출하였다. 배터리의 단자 전압은 배터리를 적용한 차량의 이전 사용 환경 등에 따라 개방 회로 전압과의 차이가 발생하므로 열화도 추정의 정확성이 떨어지게 되는 문제를 가질 수 있다.In addition, among the conventional vehicle battery deterioration estimation techniques, a technique using open circuit voltage (OCV) was also known, but the charging state of the battery was mainly derived by simply considering the value measured at the terminal voltage of the battery as the open circuit voltage (OCV). did. Since the terminal voltage of the battery may differ from the open circuit voltage depending on the previous use environment of the vehicle to which the battery is applied, the accuracy of estimating the degree of deterioration may be reduced.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as background technology above are only for the purpose of improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as acknowledgment that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.

KR 10-2013-0064308 AKR 10-2013-0064308 A KR 10-2015-0022345 AKR 10-2015-0022345 A

이에 본 발명은, 차량의 운행 중에 여러 배터리 관련 정보를 수집하여 배터리의 개방 회로 전압을 정확하게 추정하고 추정된 개방 회로 전압과 배터리의 용량 사이의 관계를 적용하여 시간이나 공간적 제약없이 정확하게 배터리의 열화도를 추정할 수 있는 차량용 배터리 열화도 추정 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.Accordingly, the present invention collects various battery-related information during the operation of the vehicle, accurately estimates the open circuit voltage of the battery, and applies the relationship between the estimated open circuit voltage and battery capacity to accurately measure battery deterioration without time or space constraints. The technical problem to be solved is to provide a method for estimating vehicle battery deterioration that can estimate .

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,As a means to solve the above technical problem, the present invention,

차량 시동이 온 된 이후 오프될 때까지의 차량 운행 기간 마다 차량의 배터리의 전류에 대한 정보 및 상기 배터리의 온도 정보를 수집하는 단계;Collecting information about the current of the vehicle's battery and temperature information of the battery during each vehicle operation period from when the vehicle is started until the vehicle is turned off;

차량 시동이 온 되면 상기 전류에 대한 정보, 상기 배터리의 현재 온도 및 상기 배터리의 단자 전압을 기반으로 상기 배터리의 분극전압을 연산하는 단계;When the vehicle is started, calculating the polarization voltage of the battery based on the information about the current, the current temperature of the battery, and the terminal voltage of the battery;

상기 연산된 분극전압을 기반으로 상기 배터리의 개방 회로 전압을 연산하고, 상기 연산된 개방 회로 전압을 기반으로 상기 배터리의 현재 충전 상태를 추정하고 저장하는 단계; 및calculating an open circuit voltage of the battery based on the calculated polarization voltage, and estimating and storing a current state of charge of the battery based on the calculated open circuit voltage; and

직전 차량 운행 기간에 저장된 상기 배터리의 충전 상태와 상기 현재 충전 상태 사이의 차이와 상기 직전 차량 운행 기간에 수집된 상기 배터리의 전류에 대한 정보에 기반하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 단계;estimating the degree of deterioration of the battery based on the difference between the state of charge of the battery stored in the immediately preceding vehicle operation period and the current state of charge and information on the current of the battery collected in the immediately preceding vehicle operation period;

를 포함하는 차량용 배터리 열화도 추정 방법을 제공한다.Provides a method for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery including.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리의 전류에 대한 정보는, 상기 차량 운행 기간 동안의 전류 적산량, 상기 차량 운행 기간의 차량 오프 직전 사전 결정된 기준시간 동안의 평균 전류 및 상기 차량 운행 기간의 차량 오프 직전 사전 결정된 기준시간 동안의 전류 적산량일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the information about the current of the battery includes the accumulated amount of current during the vehicle operation period, the average current during a predetermined reference time immediately before the vehicle is turned off during the vehicle operation period, and the vehicle during the vehicle operation period. It may be the accumulated amount of current during a predetermined reference time immediately before turning off.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 수집하는 단계는, 상기 차량 운행 기간 동안 상기 배터리의 배터리의 전류를 측정하는 단계; 상기 측정한 배터리 전류를 적산하는 단계; 사전 결정된 기준시간이 경과할 때마다 해당 기준시간 동안의 평균 전류를 계산하는 단계; 상기 기준시간이 경과할 때마다 해당 기준시간 동안의 전류를 적산하는 단계; 상기 차량 운행 기간 동안의 전류 적산량과, 차량의 시동이 오프되기 직전에 계산된 상기 기준시간 동안의 전류 평균 및 상기 기준시간 동안의 전류 적산량과 상기 차량의 시동이 오프될 때 상기 배터리의 온도를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the invention, the collecting step includes measuring the battery current of the battery during the vehicle operation period; Integrating the measured battery current; Whenever a predetermined reference time elapses, calculating the average current during the reference time; Integrating the current for the reference time each time the reference time elapses; The accumulated current during the vehicle operation period, the average current during the reference time calculated immediately before the vehicle is turned off, the accumulated current during the reference time, and the temperature of the battery when the vehicle is turned off. It may include the step of storing.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 분극전압을 연산하는 단계는, 차량의 시동이 온되는 경우 상기 배터리의 온도, 상기 배터리의 단자 전압 및 차량의 외기온을 측정하는 단계; 직전의 차량 운행 기간이 종료된 이후 현재 차량의 시동이 온되는 동안의 시간인 차량 방치 시간을 연산하는 단계; 및 상기 연산된 차량의 방치 시간 동안 상기 배터리의 분극전압 감소량을 도출하여 상기 배터리의 분극전압을 연산하는 분극전압 도출 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, calculating the polarization voltage includes measuring the temperature of the battery, the terminal voltage of the battery, and the external temperature of the vehicle when the vehicle is started; calculating vehicle idle time, which is the time while the current vehicle is started after the previous vehicle driving period ends; and a polarization voltage derivation step of calculating the polarization voltage of the battery by deriving the amount of decrease in polarization voltage of the battery during the calculated vehicle neglect time.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 차량 방치 시간을 연산하는 단계는, 직전 차량 운행 기간의 종료 시 상기 배터리의 온도와 상기 측정하는 단계에서 측정된 현재 배터리 온도의 차와 상기 측정하는 단계에서 측정된 외기온을, 배터리의 외기온과 시간 경과에 따른 배터리의 온도 변화량을 사전에 저장한 온도 변화량 테이블에 적용하여 상기 차량 방치 시간을 연산할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of calculating the vehicle neglect time includes the difference between the temperature of the battery at the end of the immediately preceding vehicle driving period and the current battery temperature measured in the measuring step and the temperature measured in the measuring step. The vehicle neglect time can be calculated by applying the outside temperature to a temperature change table in which the outside temperature of the battery and the amount of change in temperature of the battery over time are stored in advance.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 분극전압 도출 단계는, 직전 차량 운행 기간 중 저장된 시동 오프 직전에 사전 결정된 기준시간 동안의 전류 평균 및 전류 적산량을, 기준 시간 동안 배터리의 전류 평균 및 전류 적산량에 따른 분극전압을 사전에 도출하여 미리 저장해둔 분극량 테이블에 적용하여 직전 차량 운행 기간의 종료시 분극전압을 도출하고, 직전 차량 운행 기간의 종료시 분극전압과 상기 차량 방치 시간을 연산하는 단계에서 연산된 차량 방치 시간을 기반으로 분극전압 감소량을 계산하고, 직전 차량 운행 기간의 종료시 분극전압에 상기 계산된 분극전압 감소량을 차감하여 배터리의 현재 분극전압을 도출할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of deriving the polarization voltage includes calculating the current average and current accumulated amount for a predetermined reference time immediately before ignition-off stored during the previous vehicle operation period, and the current average and current accumulated amount of the battery during the reference time. The polarization voltage according to is derived in advance and applied to the previously stored polarization table to derive the polarization voltage at the end of the immediately preceding vehicle operation period, and the polarization voltage at the end of the immediately preceding vehicle operation period and the vehicle neglect time are calculated in the step of calculating. The current polarization voltage of the battery can be derived by calculating the amount of polarization voltage decrease based on the vehicle neglect time and subtracting the calculated amount of polarization voltage decrease from the polarization voltage at the end of the previous vehicle operation period.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 현재 충전 상태를 추정하고 저장하는 단계는, 상기 분극전압을 연산하는 단계에서 연산된 분극전압과 상기 배터리 단자전압의 차에 해당하는 상기 배터리의 개방 회로 전압을 연산하는 단계; 및 상기 배터리의 개방회로 전압과 충전상태의 관계를 사전에 저장하는 SOC-OCV 테이블에 상기 배터리의 개방 회로 전압을 연산하는 단계에서 연산된 개방 회로 전압을 적용하여 상기 배터리의 현재 충전상태를 추정하고 저장하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of estimating and storing the current state of charge includes calculating an open circuit voltage of the battery corresponding to the difference between the polarization voltage calculated in the step of calculating the polarization voltage and the battery terminal voltage. steps; And estimating the current state of charge of the battery by applying the open circuit voltage calculated in the step of calculating the open circuit voltage of the battery to a SOC-OCV table that stores the relationship between the open circuit voltage and the state of charge of the battery in advance. It may include a saving step.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리의 열화도를 추정하는 단계는, 직전 차량 운행 기간에 저장된 상기 배터리의 충전 상태와 상기 추정된 현재 충전 상태 사이의 차이와 상기 직전 차량 운행 기간 동안의 전류 적산량의 비율에 기반하여 상기 배터리의 열화도를 추정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of estimating the degree of degradation of the battery includes calculating the difference between the state of charge of the battery stored in the immediately preceding vehicle operation period and the estimated current state of charge and the current integration during the immediately preceding vehicle operation period. The degree of deterioration of the battery can be estimated based on the ratio of the amounts.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리의 열화도를 추정하는 단계는, 직전 차량 운행 기간에 저장된 상기 배터리의 충전 상태와 상기 추정된 현재 충전 상태 사이의 차이와 상기 직전 차량 운행 기간 동안의 전류 적산량의 비율을, 상기 배터리의 용량 변화량과 배터리 충전 상태 변화량의 비율과 배터리 열화도 사이의 관계를 사전에 저장한 열화도 테이블에 적용하여 열화도를 추정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of estimating the degree of degradation of the battery includes calculating the difference between the state of charge of the battery stored in the immediately preceding vehicle operation period and the estimated current state of charge and the current integration during the immediately preceding vehicle operation period. The degree of deterioration can be estimated by applying the ratio of the amount to a deterioration degree table in which the relationship between the rate of change in battery capacity and state of charge of the battery and the degree of battery deterioration is stored in advance.

상기 차량용 배터리 열화도 추정 방법에 따르면, 배터리의 전류가 정전류인 조건 등과 같이 특정 조건에서만 열화도 추정이 가능한 종래 기술과는 달리 차량의 운행하는 경우에도 배터리의 열화도를 추정 가능하다. According to the method for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery, unlike the prior art where the degree of deterioration can be estimated only under certain conditions, such as when the battery current is constant current, the degree of deterioration of the battery can be estimated even when the vehicle is running.

이에 따라, 상기 차량용 배터리 열화도 추정 방법은, 실시간 배터리 열화 상태 예측을 통해 배터리의 내구/수명 진단의 정확도를 높일 수 있으며, 차량의 주행 시 배터리 열화도에 따른 차량 출력 및 주행 가능 거리 표시의 정확도를 향상시킬 수 있다.Accordingly, the vehicle battery deterioration estimation method can increase the accuracy of battery durability/life diagnosis by predicting the battery deterioration state in real time, and the accuracy of vehicle output and driving distance display according to the battery deterioration degree when the vehicle is driven. can be improved.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 배터리 열화도 추정 방법을 구현하기 위한 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 배터리 열화도 추정 방법 중 차량 운행 중에 이루어지는 배터리 정보 수집 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3은 도 2에 도시된 과정을 통해 수집된 정보 및 사전에 저장된 정보를 이용하여 구현되는 배터리 열화도 추정 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 배터리 단자 전압과 배터리 개방 회로 전압과의 관계를 도시한 그래프이다.
도 6은 배터리 열화도와 배터리 개방 회로 전압 사이의 관계를 도시한 그래프이다.1 is a block diagram of a system for implementing a method for estimating a degree of deterioration of a vehicle battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart illustrating a battery information collection process performed while the vehicle is in operation among the method for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a battery deterioration estimation process implemented using information collected through the process shown in FIG. 2 and information stored in advance.
4 and 5 are graphs showing the relationship between battery terminal voltage and battery open circuit voltage.
Figure 6 is a graph showing the relationship between battery degradation degree and battery open circuit voltage.

이하, 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 형태에 따른 차량용 배터리 열화도 추정 방법을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method for estimating a deterioration degree of a vehicle battery according to various embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 배터리 열화도 추정 방법을 구현하기 위한 시스템의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a system for implementing a method for estimating a degree of deterioration of a vehicle battery according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 배터리 열화도 추정 방법을 구현하기 위한 시스템은, 차량용 배터리 열화도 추정을 위한 여러 연산을 수행하는 프로세서(11)와 차량용 배터리 열화도 추정에 필요한 각종 데이터와 테이블(131, 133, 135, 137)을 저장하는 메모리(13)를 포함하는 컨트롤러로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 배터리 열화도 추정 시스템 차량 내 배터리의 관리 및 제어를 수행하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System: BMS)의 형태로 구현될 수 있다.1 shows a system for implementing a method for estimating the degree of degradation of a vehicle battery according to an embodiment of the present invention, which includes a processor 11 that performs several operations for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery and various data necessary for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery. It can be implemented as a controller including a memory 13 that stores tables 131, 133, 135, and 137. For example, the vehicle battery deterioration estimation system according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a battery management system (BMS) that manages and controls the battery in the vehicle.

프로세서(11)는 차량용 배터리 열화도 추정하기 위해 요구되는 여러 연산을 수행하는 요소로서, 차량용 배터리 열화도 추정에 필요한 배터리 정보인 배터리 전류, 배터리 전압, 배터리 온도, 차량의 외기온 등과 같은 정보들을 입력 받고 입력 받은 정보를 메모리(13)에 저장하거나 입력 받은 정보를 이용하여 필요한 연산(예를 들어, 배터리 전류의 적산)을 한 후 연산 결과를 메모리(13)에 저장할 수 있다. The processor 11 is an element that performs various operations required to estimate the deterioration of a vehicle battery. It receives information such as battery current, battery voltage, battery temperature, and external temperature of the vehicle, which are battery information necessary for estimating the deterioration of the vehicle battery. The input information can be stored in the memory 13, or a necessary calculation (for example, integration of battery current) can be performed using the input information and the calculation result can be stored in the memory 13.

또한, 프로세서(11)는 메모리(13)에 미리 저장된 테이블(131, 133, 135, 137)로부터 차량용 배터리 열화도 추정하기 위해 요구 값을 선택하여 제공받고 기 저장된 데이터들을 제공받으며, 외부로부터 입력받은 배터리 정보, 테이블(131, 133, 135, 137)에서 제공받은 정보 및/또는 메모리(13)에 저장된 데이터 들을 이용하여 차량용 배터리 열화도 추정을 위해 필요한 연산을 수행할 수 있다.In addition, the processor 11 selects and provides a required value to estimate vehicle battery deterioration from the tables 131, 133, 135, and 137 previously stored in the memory 13, receives pre-stored data, and receives data input from the outside. The calculation necessary to estimate the degree of deterioration of the vehicle battery can be performed using battery information, information provided from the tables 131, 133, 135, and 137, and/or data stored in the memory 13.

메모리(13)는 차량용 배터리 열화도 추정을 위해 필요한 데이터들을 저장하는 요소이다.메모리(13)는 프로세서(11)에서 입력된 정보를 저장하거나 사전이 차량용 배터리 열화도 추정에 요구되는 값들을 저장한 여러 테이블(131, 133, 135, 137)을 저장할 수 있다.The memory 13 is an element that stores data required for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery. The memory 13 stores information input from the processor 11 or a dictionary stores values required for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery. Multiple tables (131, 133, 135, 137) can be stored.

메모리(13)에 저장되는 테이블은, 사전 설정된 기준 시간동안 측정된 배터리의 전류 적산량과 평균 전류의 크기에 따른 분극량을 저장한 분극량 테이블(131)과, 배터리의 외기온과 시간 경과에 따른 배터리의 온도 변화량을 저장한 온도 변화량 테이블(133)과, 배터리의 충전 상태(State of Charge: SOC)와 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage)와의 관계를 저장한 SOC-OCV 테이블(135)과, 배터리의 충전 상태 변화와 배터리의 전류 적산량의 변화의 비율에 따른 열화도를 저장한 열화도 테이블(137)을 포함할 수 있다.The table stored in the memory 13 includes the polarization amount table 131, which stores the polarization amount according to the size of the accumulated current and average current of the battery measured during a preset reference time, and the external temperature of the battery and the elapse of time. A temperature change table 133 storing the temperature change amount of the battery, a SOC-OCV table 135 storing the relationship between the state of charge (SOC) of the battery and open circuit voltage (Open Circuit Voltage), and the battery It may include a deterioration degree table 137 that stores a deterioration degree according to the ratio of the change in the state of charge and the change in the accumulated current amount of the battery.

물론, 도시하지는 않았지만, 메모리(13)에는 배터리 전류 적산량, 기준 시간 동안의 배터리 평균 전류와 배터리 전류 적산량, 배터리 온도 등과 같이 프로세서(11)에서 입력되는 정보나 데이터를 저장하는 영역이 마련될 수 있다. Of course, although not shown, the memory 13 will have an area to store information or data input from the processor 11, such as the accumulated battery current, the average battery current and accumulated battery current during the reference time, and the battery temperature. You can.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 배터리 열화도 추정 방법 중 차량 운행 중에 이루어지는 배터리 정보 수집 과정을 도시한 흐름도이며, 도 3은 수집된 정보 및 사전에 저장된 정보를 이용하여 구현되는 배터리 열화도 추정 과정을 도시한 흐름도이다.Figure 2 is a flowchart showing a battery information collection process performed while driving a vehicle among the methods for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a flowchart showing battery deterioration implemented using collected information and pre-stored information. This is a flowchart showing the estimation process.

먼저, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 배터리 열화도 추정 방법은, 도 2에 도시된 것과 같이 차량의 운행이 개시되면 배터리에 설치된 전류센서(미도시)에 의해 배터리의 전류를 검출한 신호를 프로세서(11)가 제공받아 배터리의 전류를 측정하고(S11), 측정한 배터리 전류를 적산하고(S121), 기준시간이 경과할 때마다 해당 기준시간 동안의 평균 전류를 계산하며(S122), 기준시간 동안의 전류를 적산한 후(S123), 그 결과를 메모리(13)에 저장할 수 있다(S13). 도 2에 도시된 배터리의 전류 정보를 측정하고 저장하는 과정은 차량 시동이 온 된 이후 오프될 때까지의 차량 운행 기간 마다 이루어질 수 있다.First, the method for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, receives a signal detecting the current of the battery by a current sensor (not shown) installed in the battery when the vehicle starts to operate. The processor 11 is provided, measures the current of the battery (S11), integrates the measured battery current (S121), calculates the average current during the reference time each time the reference time elapses (S122), and calculates the average current during the reference time (S122). After accumulating the current over time (S123), the result can be stored in the memory 13 (S13). The process of measuring and storing the current information of the battery shown in FIG. 2 can be performed every time the vehicle is driven from when the vehicle is started to when it is turned off.

특히, 데이터를 저장하는 단계(S13)는, 프로세서(11)가 기준시간이 경과할 때마다 계산한 전류 평균 및 전류 적산량 중 차량의 시동이 오프되기 직전에 계산된 기준시간 동안의 전류 평균 및 전류 적산량, 즉 차량 시동이 온된 상태에서 최종적으로 계산된 기준시간 동안의 전류 평균 및 전류 적산량일 수 있다.In particular, the data saving step (S13) includes the current average and current accumulated amount calculated by the processor 11 each time the reference time elapses, including the current average for the reference time calculated immediately before the vehicle's ignition is turned off and It may be the current accumulated amount, that is, the current average and current accumulated amount for the reference time finally calculated when the vehicle engine is turned on.

또한, 데이터를 저장하는 단계(S13)에서는 프로세서(11)가 차량의 시동이 오프되기 직전에 측정된 배터리 온도를 메모리(13)에 저장할 수 있다.Additionally, in the data storage step (S13), the processor 11 may store the battery temperature measured immediately before the vehicle ignition is turned off in the memory 13.

도 2에 도시된 것과 같이, 차량의 시동이 온된 후 오프될 때까지 차량 배터리의 전류에 대한 정보들을 계산하여 저장하는 과정과 함께, 차량의 시동이 온되면 도 3에 도시된 것과 같은 차량 배터리의 열화도 추정 과정이 시작된다. As shown in FIG. 2, along with the process of calculating and storing information about the current of the vehicle battery from when the vehicle is started until it is turned off, when the vehicle is started, the vehicle battery as shown in FIG. The deterioration degree estimation process begins.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 배터리 열화도 추정 기법은, 크게 차량 시동 시 차량 배터리의 분극전압을 연산하는 단계(S21, S22, S23)과, 연산된 분극전압을 기반으로 배터리의 현재 개방 회로 전압을 연산하고 연산된 개방 회로 전압을 기반으로 배터리의 현재 충전 상태를 추정하고 추정된 배터리의 현재 충전 상태를 저장하는 단계(S24, S25)와, 기저장된 배터리의 충전 상태와 추정된 현재 충전 상태의 차이와 직전 차량의 운행 중에 연산된 전류 적산량에 기반하여 배터리의 열화도를 추정하는 단계(S26)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the vehicle battery deterioration estimation technique according to an embodiment of the present invention largely includes steps (S21, S22, S23) of calculating the polarization voltage of the vehicle battery when starting the vehicle, and calculating the polarization voltage of the vehicle. Steps (S24, S25) of calculating the current open circuit voltage of the battery, estimating the current state of charge of the battery based on the calculated open circuit voltage, and storing the estimated current state of charge of the battery (S24, S25), and charging the previously stored battery. It may include a step (S26) of estimating the degree of deterioration of the battery based on the difference between the state and the estimated current state of charge and the accumulated current calculated during the previous vehicle operation.

도 3에 도시된 열화도 추정 기법 역시 차량 시동이 온 된 이후 오프될 때까지에 해당하는 차량 운행 기간이 시작될 때 마다, 즉 차량 시동이 온 될 때 마다 이루어 질 수 있다.The deterioration degree estimation technique shown in FIG. 3 can also be performed whenever the vehicle driving period corresponding to the period from when the vehicle is turned on to when it is turned off begins, that is, whenever the vehicle is started.

더욱 구체적으로, 배터리의 분극전압을 연산하는 단계는, 차량의 시동이 온되는 경우 배터리의 온도, 배터리의 단자 전압 및 차량의 외기온을 측정하는 단계(S21)와, 직전의 차량 운행 기간이 종료된 이후 현재 차량의 시동이 온되는 동안의 시간, 즉 차량의 방치 시간을 연산하는 단계(S22)와 차량의 방치 시간 동안 배터리의 분극전압 감소량을 연산하여 현재 배터리의 분극전압을 연산하는 단계(S23)을 포함할 수 있다.More specifically, the step of calculating the polarization voltage of the battery includes measuring the temperature of the battery, the terminal voltage of the battery, and the outside temperature of the vehicle when the vehicle is started (S21), and the step (S21) of measuring the temperature of the battery when the vehicle is started, and the step of calculating the polarization voltage of the battery when the vehicle is started. Thereafter, a step of calculating the time during which the vehicle is currently turned on, that is, the vehicle's neglect time (S22), and a step of calculating the current polarization voltage of the battery by calculating the amount of decrease in the polarization voltage of the battery during the vehicle's neglect time (S23). may include.

도 4 및 도 5는 배터리 단자 전압과 배터리 개방 회로 전압과의 관계를 도시한 도면이다.4 and 5 are diagrams showing the relationship between battery terminal voltage and battery open circuit voltage.

배터리의 분극전압은 배터리의 단자 전압과 개방 회로 전압 사이의 차를 의미한다.The polarization voltage of a battery refers to the difference between the terminal voltage of the battery and the open circuit voltage.

도 4에 도시한 바와 같이, 배터리를 충전하는 경우 분극전압은 양의 값을 갖고 그 크기가 증가하여 배터리의 단자 전압과 개방 회로 전압 사이의 차가 커지고 충전이 종료되어 배터리를 방치하면 분극전압이 회복됨에 따라 배터리의 단자 전압이 개방 회로 전압에 수렴하게 된다.As shown in Figure 4, when charging the battery, the polarization voltage has a positive value and its size increases, increasing the difference between the terminal voltage of the battery and the open circuit voltage, and when charging is completed and the battery is left unattended, the polarization voltage is restored. Accordingly, the terminal voltage of the battery converges to the open circuit voltage.

이와 유사하게, 도 5에 도시한 바와 같이, 배터리를 방전하는 경우 분극전압은 음의 값을 갖고 그 크기가 증가하여 배터리의 단자 전압과 개방 회로 전압 사이의 차가 커지고 방전이 종료되어 배터리를 방치하면 분극전압이 회복됨에 따라 배터리의 단자 전압이 개방 회로 전압에 수렴하게 된다.Similarly, as shown in Figure 5, when the battery is discharged, the polarization voltage has a negative value and its magnitude increases, so that the difference between the battery's terminal voltage and the open circuit voltage increases, and when the discharge is terminated and the battery is left unattended, the polarization voltage has a negative value and increases in size. As the polarization voltage recovers, the battery's terminal voltage converges to the open circuit voltage.

즉, 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이, 분극전압은 배터리 충전 시 양의 값을 갖고 그 크기가 점진적으로 커지며 충전을 중단하게 되면 시간이 경과함에 따라 지수적으로 그 크기가 감소하게 된다. 마찬가지로, 분극전압은 배터리의 방전 시 음의 값을 갖고 그 크기가 점진적으로 커지며 방전을 중단하게 되면 시간이 경과함에 따라 그 크기가 지수적으로 감소하게 된다. That is, as shown in Figures 4 and 5, the polarization voltage has a positive value when the battery is charging and its size gradually increases, and when charging is stopped, its size decreases exponentially over time. Likewise, the polarization voltage has a negative value when the battery is discharged, its size gradually increases, and when discharge is stopped, its size decreases exponentially over time.

다시 말하면, 분극전압은 배터리의 전류 적산량, 배터리 평균 전류 및 방치 후 경과 시간에 의해 결정될 수 있다. 이러한 분극전압 특성은 배터리가 갖는 고유한 특성으로 배터리 마다 실험적인 기법에 의해 사전에 측정될 수 있다.In other words, the polarization voltage can be determined by the accumulated current of the battery, the average current of the battery, and the time elapsed after being left unattended. These polarization voltage characteristics are unique to the battery and can be measured in advance using experimental techniques for each battery.

배터리의 분극전압을 연산하는 단계에서는 배터리의 방치 시간을 도출하고 직전 차량 운행 기간에 저장된 배터리 전류 정보를 이용하여 직전 차량 운행 기간의 종료 시의 배터리 분극전압을 도출한 후, 배터리의 방치 시간과 직전 차량 운행 기간의 종료 시의 배터리 분극전압을 기반으로 배터리의 현재 분극전압을 연산하게 된다.In the step of calculating the battery's polarization voltage, the battery's neglect time is derived, and the battery polarization voltage at the end of the previous vehicle operation period is derived using the battery current information stored in the immediately preceding vehicle operation period. Then, the battery's neglect time and the immediately preceding vehicle operation period are calculated. The current polarization voltage of the battery is calculated based on the battery polarization voltage at the end of the vehicle operation period.

배터리의 온도, 배터리의 단자 전압 및 차량의 외기온을 측정하는 단계(S21)는 배터리의 분극전압을 연산하기 위해 필요한 정보를 수집하는 과정이다.The step of measuring the battery temperature, battery terminal voltage, and external temperature of the vehicle (S21) is a process of collecting information necessary to calculate the polarization voltage of the battery.

직전의 차량 운행 기간이 종료된 이후 현재 차량의 시동이 온되는 동안의 시간, 즉 차량의 방치 시간을 연산하는 단계(S22)에서는 프로세서(11)가 메모리(13)에 저장된 온도 변화량 테이블(133)을 이용하여 차량의 방치 시간을 연산한다.In the step S22 of calculating the time while the current vehicle is started after the end of the previous vehicle operation period, that is, the vehicle idle time, the processor 11 calculates the temperature change table 133 stored in the memory 13. Calculate the vehicle's idle time using .

차량의 배터리는 차량 운행 시 그 온도가 상승한 후 차량 운행이 종료되면 온도가 다시 하강하게 된다. 차량 운행 종료 이후 배터리의 온도 변화는 외기온의 영향을 받게 된다. 단계(S22)에서 사용되는 온도 변화량 테이블(133)은, 차량의 외기온도 별로 차량의 방치 시 시간에 따른 배터리의 온도 변화를 사전에 미리 실험적으로 도출하여 저장해둔 테이블이다.The temperature of a vehicle's battery rises when the vehicle is driven, and then drops again when the vehicle is driven. Changes in battery temperature after the vehicle ends are affected by the outside temperature. The temperature change table 133 used in step S22 is a table in which the temperature change of the battery over time when the vehicle is left for each external temperature of the vehicle is experimentally derived and stored in advance.

단계(S22)에서는 직전 차량 운행 기간의 종료 시 저장된 배터리 온도와 차량 시동이 온되어 단계(S21)에서 측정한 외기온 및 현재 배터리 온도를 온도 변화량 테이블(133)에 적용하여 배터리 방치 시간을 구할 수 있다. 즉, 프로세서(11)는 직전 차량 운행 기간의 종료 시 저장된 배터리 온도와 현재 배터리 온도의 차와 측정된 외기온에 대응되는 방치 시간을 온도 변화량 테이블(133)에서 찾아내어 직전 차량 운행 기간 종료 이후 현재 차량 시동을 온 시킨 시점까지의 차량 방치 시간을 구할 수 있다.In step S22, the battery temperature stored at the end of the previous vehicle operation period and the outside air temperature and current battery temperature measured in step S21 when the vehicle is started are applied to the temperature change table 133 to obtain the battery neglect time. . That is, the processor 11 finds the difference between the stored battery temperature and the current battery temperature at the end of the previous vehicle operation period and the neglect time corresponding to the measured outside air temperature from the temperature change table 133, and finds the current vehicle temperature after the end of the previous vehicle operation period. You can find the time the vehicle was left unattended until the engine was turned on.

차량의 방치 시간 동안 배터리의 분극전압 감소량을 연산하여 현재 배터리의 분극전압을 연산하는 단계(S23)에서는, 프로세서(11)가 직전 차량 운행 기간에 저장된 배터리 전류에 대한 정보를 기반으로 분극량 테이블(131)에 저장된 분극전압을 도출하고 도출된 분극전압과 단계(S22)에서 연산된 방치 시간을 적용하여 현재 배터리의 분극전압을 연산한다.In the step (S23) of calculating the current polarization voltage of the battery by calculating the amount of decrease in polarization voltage of the battery during the vehicle's neglect time, the processor 11 uses a polarization amount table ( The polarization voltage stored in 131) is derived, and the polarization voltage of the current battery is calculated by applying the derived polarization voltage and the idle time calculated in step S22.

전술한 바와 같이, 분극전압은 배터리의 전류 적산량과 평균 전류에 의해 도출될 수 있다. 도 2에 도시된 직전 차량 운행 기간 동안 데이터를 저장하는 단계(S13)에서 프로세서(11)는 기준시간이 경과할 때마다 계산한 전류 평균 및 전류 적산량 중 차량의 시동이 오프되기 직전에 계산된 기준시간 동안의 전류 평균 및 전류 적산량을 저장한다는 것을 이미 설명한 바 있다. 또한, 분극량 테이블(131)은 기준 시간 동안 배터리의 전류 평균 및 전류 적산량에 따른 분극전압을 실험적으로 도출하여 미리 저장해둔 테이블이다.As described above, the polarization voltage can be derived from the accumulated current and average current of the battery. In the step (S13) of storing data during the immediately preceding vehicle operation period shown in FIG. 2, the processor 11 selects the current average and current integration calculated each time the reference time elapses, the one calculated just before the vehicle is turned off. It has already been explained that the current average and current accumulated amount for the standard time are stored. In addition, the polarization amount table 131 is a table in which the polarization voltage according to the average current and accumulated current of the battery during a reference time is experimentally derived and stored in advance.

단계(S23)에서, 프로세서(11)는 직전 차량 운행 기간 중 최종적으로 저장된 기준시간 동안의 전류 평균 및 전류 적산량을 메모리(13)로부터 제공받고 이 값들을 메모리(13)의 분극량 테이블(131)에 적용하여 분극전압을 도출할 수 있다. 여기서, 분극량 테이블(131)을 통해 도출되는 분극전압은 직전 차량 운행 기간이 종료할 때 배터리의 분극전압이 된다.In step S23, the processor 11 receives from the memory 13 the current average and current accumulated amount for the last stored reference time during the previous vehicle operation period and stores these values in the polarization amount table 131 of the memory 13. ) can be applied to derive the polarization voltage. Here, the polarization voltage derived through the polarization amount table 131 becomes the polarization voltage of the battery at the end of the immediately preceding vehicle operation period.

단계(S23)에서, 프로세서(11)는 분극량 테이블(131)을 통해 도출되는 직전 차량 운행 기간이 종료할 때 배터리의 분극전압과 단계(S22)에서 연산된 배터리 방치 시간을 이용하여 분극전압의 감소량을 도출할 수 있고 분극전압 감소량을 분극량 테이블(131)을 통해 도출된 분극전압에 차감함으로써 현재 배터리의 분극전압을 연산할 수 있다. In step S23, the processor 11 uses the polarization voltage of the battery at the end of the immediately preceding vehicle operation period derived through the polarization amount table 131 and the battery idle time calculated in step S22 to determine the polarization voltage. The reduction amount can be derived, and the polarization voltage of the current battery can be calculated by subtracting the polarization voltage reduction amount from the polarization voltage derived through the polarization amount table 131.

예를 들어, 분극전압의 감소량은 분극전압이 지수적으로 감소한다는 점을 이용하여 "분극전압 감소량 = 직전 차량 운행 기간의 종료 시 분극전압 Х (1-exp(-t))"과 같은 식으로 구할 수 있다. For example, using the fact that the polarization voltage decreases exponentially, the amount of decrease in polarization voltage can be calculated as follows: “Amount of decrease in polarization voltage = Polarization voltage at the end of the previous vehicle operation period Х (1-exp(-t)).” You can get it.

이어, 단계(S24)에서 프로세서(11)는 분극전압과 현재 배터리 단자전압의 차를 구하여 배터리의 개방 회로 전압을 도출할 수 있으며, 단계(S25)에서 프로세서(11)는 배터리의 충전 상태와 개방 회로 전압과의 관계를 사전에 저장한 메모리(13)의 SOC-OCV 테이블(135)에 단계(S24)에서 도출한 개방 회로 전압을 적용하여 배터리의 현재 충전 상태를 추정할 수 있다. Next, in step S24, the processor 11 can derive the open circuit voltage of the battery by calculating the difference between the polarization voltage and the current battery terminal voltage, and in step S25, the processor 11 determines the state of charge of the battery and the open circuit voltage of the battery. The current state of charge of the battery can be estimated by applying the open circuit voltage derived in step S24 to the SOC-OCV table 135 of the memory 13, which previously stores the relationship with the circuit voltage.

배터리의 개방회로 전압(OCV)와 충전상태(SOC)의 관계 역시 배터리의 고유한 특성으로 거의 비례하는 관계를 갖는다. 배터리의 개방회로 전압(OCV)와 충전상태(SOC)의 관계는 배터리 마다 실험적인 방법 등으로 미리 결정되어 테이블의 형태(SOC-OCV 테이블(135))로 저장될 수 있다.The relationship between a battery's open circuit voltage (OCV) and state of charge (SOC) is also a nearly proportional relationship due to the unique characteristics of the battery. The relationship between the open circuit voltage (OCV) of the battery and the state of charge (SOC) can be determined in advance for each battery by experimental methods and stored in the form of a table (SOC-OCV table 135).

한편, 단계(S24)에서, 프로세서(11)는 추정한 현재 충전 상태를 메모리(13)에 저장하여, 다음 차량 운행 기간에서 배터리의 열화도를 측정하는데 이를 사용하게 할 수 있다.Meanwhile, in step S24, the processor 11 may store the estimated current state of charge in the memory 13 and use it to measure the degree of battery deterioration in the next vehicle operation period.

이어, 단계(S25)에서, 프로세서(11)는 메모리(13)에 저장된 직전 차량 운행 기간에 저장된 배터리의 충전 상태와 단계(S24)에서 추정된 배터리의 현재 충전 상태의 차이와 직전 차량 운행 기간에 저장된 전류 적산량의 비율에 기반하여 배터리의 열화도를 연산한다. Next, in step S25, the processor 11 determines the difference between the state of charge of the battery stored in the previous vehicle operation period stored in the memory 13 and the current state of charge of the battery estimated in step S24 and the current state of charge of the battery stored in the previous vehicle operation period. The degree of battery deterioration is calculated based on the ratio of the stored current accumulation amount.

배터리는 열화될수록 배터리에 충전 가능한 용량이 줄어든다. 상대적으로 열화되지 않은 배터리는 상대적으로 더 열화된 배터리에 비해 전류를 저장할 수 있는 용량이 크기 때문에 동일한 전류량에 대한 배터리 충전 상태(SOC)의 변화가 적다. 이러한 관계는 도 6에 도시된다.As the battery deteriorates, its chargeable capacity decreases. A relatively undeteriorated battery has a greater capacity to store current than a relatively more deteriorated battery, so there is less change in the battery state of charge (SOC) for the same amount of current. This relationship is shown in Figure 6.

도 6은 배터리 열화도와 배터리 개방 회로 전압 사이의 관계를 도시한 그래프이다.Figure 6 is a graph showing the relationship between battery degradation degree and battery open circuit voltage.

도 6에 도시된 바와 같이, 배터리의 열화도가 증가할수록 배터리 용량 변화에 대응되는 배터리 개방 회로 전압(OCV)의 변화가 커진다. 전술한 바와 같이, 배터리 개방 회로 전압은 배터리의 충전 상태와 거의 비례하는 것으로 배터리 개방 회로 전압의 변화가 커지는 것은 곧 배터리의 충전 상태 변화가 커진다는 것으로 이해될 수 있다.As shown in FIG. 6, as the degree of battery degradation increases, the change in battery open circuit voltage (OCV) corresponding to the change in battery capacity increases. As described above, the battery open circuit voltage is almost proportional to the state of charge of the battery, and an increase in the change in the battery open circuit voltage can be understood as an increase in the change in the state of charge of the battery.

따라서, 배터리의 전류 적산량(배터리 용량 변화에 해당)과 배터리 충전 상태 변화량의 비율은 배터리의 열화도를 추정할 수 있는 지표가 될 수 있다.Therefore, the ratio of the accumulated current of the battery (corresponding to the change in battery capacity) and the amount of change in the battery state of charge can be an indicator that can estimate the degree of battery degradation.

메모리(13)에 저장된 열화도 테이블(137)은 배터리의 용량 변화량과 배터리 충전 상태 변화량의 비율과 배터리 열화도 사이의 관계를 사전에 실험적으로 도출하여 작성한 테이블이다. 단계(S25)에서 프로세서(11)는 메모리(13)에 저장된 직전 차량 운행 기간에 저장된 배터리의 충전 상태와 단계(S24)에서 추정된 배터리의 현재 충전 상태의 차이와 직전 차량 운행 기간에 저장된 전류 적산량의 비율을 연산하고, 메모리(13)에 저장된 열화도 테이블(137)에서 연산된 비율에 대응되는 열화도를 찾아 배터리의 열화도 추정을 완료하게 된다.The deterioration degree table 137 stored in the memory 13 is a table created by previously experimentally deriving the relationship between the rate of change in battery capacity and battery charge state and the degree of battery deterioration. In step S25, the processor 11 calculates the difference between the state of charge of the battery stored in the previous vehicle operation period stored in the memory 13 and the current state of charge of the battery estimated in step S24 and the current stored in the previous vehicle operation period. The ratio of the amount is calculated, and the deterioration degree corresponding to the calculated ratio is found in the deterioration degree table 137 stored in the memory 13 to complete the estimation of the battery deterioration degree.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 차량용 배터리 열화도 추정 방법은, 배터리의 전류가 정전류인 조건 등과 같이 특정 조건에서만 열화도 추정이 가능한 종래 기술과는 달리 차량의 운행하는 경우에도 배터리의 열화도를 추정 가능하다. As described above, the method for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery according to various embodiments of the present invention is different from the prior art in which the degree of deterioration can be estimated only under specific conditions, such as when the battery current is a constant current, even when the vehicle is running. The degree of battery deterioration can be estimated.

이에 따라, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 차량용 배터리 열화도 추정 방법은, 실시간 배터리 열화 상태 예측을 통해 배터리의 내구/수명 진단의 정확도를 높일 수 있으며, 차량의 주행 시 배터리 열화도에 따른 차량 출력 및 주행 가능 거리 표시의 정확도를 향상시킬 수 있다.Accordingly, the vehicle battery deterioration estimation method according to various embodiments of the present invention can increase the accuracy of battery durability/life diagnosis through real-time battery deterioration state prediction, and vehicle output according to the battery deterioration degree when the vehicle is driven. And the accuracy of displaying possible driving distance can be improved.

이상에서 본 발명의 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described in relation to specific embodiments of the present invention in the above, it is understood that various improvements and changes can be made to the present invention without departing from the technical spirit of the present invention provided by the following claims. This will be self-evident to those with ordinary knowledge in the technical field.

11: 프로세서 13: 메모리
131: 분극량 테이블 133: 온데 변화량 테이블
135: SOC-OCV 테이블 137: 열화도 테이블11: Processor 13: Memory
131: Polarization amount table 133: Onde change amount table
135: SOC-OCV table 137: Degradation degree table

Claims (9)

차량 시동이 온 된 이후 오프될 때까지의 차량 운행 기간 마다 차량의 배터리의 전류에 대한 정보 및 상기 배터리의 온도 정보를 수집하는 단계;
차량 시동이 온 되면 상기 전류에 대한 정보, 상기 배터리의 현재 온도 및 상기 배터리의 단자 전압을 기반으로 상기 배터리의 분극전압을 연산하는 단계;
상기 연산된 분극전압을 기반으로 상기 배터리의 개방 회로 전압을 연산하고, 상기 연산된 개방 회로 전압을 기반으로 상기 배터리의 현재 충전 상태를 추정하고 저장하는 단계; 및
직전 차량 운행 기간에 저장된 상기 배터리의 충전 상태와 상기 현재 충전 상태 사이의 차이와 상기 직전 차량 운행 기간에 수집된 상기 배터리의 전류에 대한 정보에 기반하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 단계;
를 포함하되,
상기 분극전압을 연산하는 단계는,
차량의 시동이 온되는 경우 상기 배터리의 온도, 상기 배터리의 단자 전압 및 차량의 외기온을 측정하는 단계;
직전의 차량 운행 기간이 종료된 이후 현재 차량의 시동이 온되는 동안의 시간인 차량 방치 시간을 연산하는 단계; 및
상기 연산된 차량의 방치 시간 동안 상기 배터리의 분극전압 감소량을 도출하여 상기 배터리의 분극전압을 연산하는 분극전압 도출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 열화도 추정 방법.Collecting information about the current of the vehicle's battery and temperature information of the battery during each vehicle operation period from when the vehicle is started until the vehicle is turned off;
When the vehicle is started, calculating the polarization voltage of the battery based on the information about the current, the current temperature of the battery, and the terminal voltage of the battery;
calculating an open circuit voltage of the battery based on the calculated polarization voltage, and estimating and storing a current state of charge of the battery based on the calculated open circuit voltage; and
estimating the degree of deterioration of the battery based on the difference between the state of charge of the battery stored in the immediately preceding vehicle operation period and the current state of charge and information on the current of the battery collected in the immediately preceding vehicle operation period;
Including,
The step of calculating the polarization voltage is,
Measuring the temperature of the battery, the terminal voltage of the battery, and the outside temperature of the vehicle when the vehicle is started;
calculating vehicle idle time, which is the time while the current vehicle is started after the previous vehicle driving period ends; and
A polarization voltage derivation step of calculating the polarization voltage of the battery by deriving the amount of decrease in polarization voltage of the battery during the calculated vehicle neglect time. 청구항 1에 있어서,
상기 배터리의 전류에 대한 정보는, 상기 차량 운행 기간 동안의 전류 적산량, 상기 차량 운행 기간의 차량 오프 직전 사전 결정된 기준시간 동안의 평균 전류 및 상기 차량 운행 기간의 차량 오프 직전 사전 결정된 기준시간 동안의 전류 적산량인 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 열화도 추정 방법.In claim 1,
Information on the current of the battery includes the accumulated current during the vehicle operation period, the average current during a predetermined reference time immediately before the vehicle is turned off during the vehicle operation period, and the predetermined reference time before the vehicle is turned off during the vehicle operation period. A method of estimating the degree of deterioration of a vehicle battery, characterized in that it is an integrated current amount. 청구항 1에 있어서, 상기 수집하는 단계는,
상기 차량 운행 기간 동안 상기 배터리의 배터리의 전류를 측정하는 단계;
상기 측정한 배터리 전류를 적산하는 단계;
사전 결정된 기준시간이 경과할 때마다 해당 기준시간 동안의 평균 전류를 계산하는 단계;
상기 기준시간이 경과할 때마다 해당 기준시간 동안의 전류를 적산하는 단계;
상기 차량 운행 기간 동안의 전류 적산량과, 차량의 시동이 오프되기 직전에 계산된 상기 기준시간 동안의 전류 평균 및 상기 기준시간 동안의 전류 적산량과 상기 차량의 시동이 오프될 때 상기 배터리의 온도를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 열화도 추정 방법.The method of claim 1, wherein the collecting step includes:
measuring the battery current of the battery during the vehicle operation period;
Integrating the measured battery current;
Whenever a predetermined reference time elapses, calculating the average current during the reference time;
Integrating the current for the reference time each time the reference time elapses;
The accumulated current during the vehicle operation period, the average current during the reference time calculated immediately before the vehicle is turned off, the accumulated current during the reference time, and the temperature of the battery when the vehicle is turned off. A method of estimating the degree of deterioration of a vehicle battery, comprising the step of storing. 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 차량 방치 시간을 연산하는 단계는,
직전 차량 운행 기간의 종료 시 상기 배터리의 온도와 상기 측정하는 단계에서 측정된 현재 배터리 온도의 차와 상기 측정하는 단계에서 측정된 외기온을, 배터리의 외기온과 시간 경과에 따른 배터리의 온도 변화량을 사전에 저장한 온도 변화량 테이블에 적용하여 상기 차량 방치 시간을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 열화도 추정 방법.The method according to claim 1, wherein calculating the vehicle neglect time comprises:
The difference between the temperature of the battery at the end of the immediately preceding vehicle operation period and the current battery temperature measured in the measuring step and the outside air temperature measured in the measuring step are calculated in advance by calculating the outside air temperature of the battery and the amount of change in temperature of the battery over time. A vehicle battery deterioration estimation method characterized by calculating the vehicle neglect time by applying it to a stored temperature change table. 청구항 1에 있어서, 상기 분극전압 도출 단계는,
직전 차량 운행 기간 중 저장된 시동 오프 직전에 사전 결정된 기준시간 동안의 전류 평균 및 전류 적산량을, 기준 시간 동안 배터리의 전류 평균 및 전류 적산량에 따른 분극전압을 사전에 도출하여 미리 저장해둔 분극량 테이블에 적용하여 직전 차량 운행 기간의 종료시 분극전압을 도출하고,
직전 차량 운행 기간의 종료시 분극전압과 상기 차량 방치 시간을 연산하는 단계에서 연산된 차량 방치 시간을 기반으로 분극전압 감소량을 계산하고,
직전 차량 운행 기간의 종료시 분극전압에 상기 계산된 분극전압 감소량을 차감하여 배터리의 현재 분극전압을 도출하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 열화도 추정 방법.The method according to claim 1, wherein the step of deriving the polarization voltage is,
A polarization table in which the current average and current accumulated amount for a predetermined reference time just before ignition-off stored during the previous vehicle operation period are derived from the polarization voltage according to the current average and current accumulated amount of the battery during the reference time and stored in advance. is applied to derive the polarization voltage at the end of the previous vehicle operation period,
Calculate the amount of polarization voltage reduction based on the vehicle neglect time calculated in the step of calculating the polarization voltage and the vehicle neglect time at the end of the previous vehicle operation period,
A method for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery, characterized in that the current polarization voltage of the battery is derived by subtracting the calculated polarization voltage reduction from the polarization voltage at the end of the previous vehicle operation period. 청구항 1에 있어서, 상기 현재 충전 상태를 추정하고 저장하는 단계는,
상기 분극전압을 연산하는 단계에서 연산된 분극전압과 상기 배터리 단자전압의 차에 해당하는 상기 배터리의 개방 회로 전압을 연산하는 단계; 및
상기 배터리의 개방회로 전압과 충전상태의 관계를 사전에 저장하는 SOC-OCV 테이블에 상기 배터리의 개방 회로 전압을 연산하는 단계에서 연산된 개방 회로 전압을 적용하여 상기 배터리의 현재 충전상태를 추정하고 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 열화도 추정 방법.The method of claim 1, wherein estimating and storing the current state of charge comprises:
calculating an open circuit voltage of the battery corresponding to the difference between the polarization voltage calculated in the step of calculating the polarization voltage and the battery terminal voltage; and
The current state of charge of the battery is estimated and stored by applying the open circuit voltage calculated in the step of calculating the open circuit voltage of the battery to the SOC-OCV table that stores the relationship between the open circuit voltage and the state of charge of the battery in advance. A method for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery, comprising the step of: 청구항 1에 있어서, 상기 배터리의 열화도를 추정하는 단계는,
직전 차량 운행 기간에 저장된 상기 배터리의 충전 상태와 상기 추정된 현재 충전 상태 사이의 차이와 상기 직전 차량 운행 기간 동안의 전류 적산량의 비율에 기반하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 열화도 추정 방법.The method according to claim 1, wherein the step of estimating the degree of deterioration of the battery comprises:
For vehicles, characterized in that the degree of deterioration of the battery is estimated based on the ratio of the difference between the state of charge of the battery stored in the immediately preceding vehicle operation period and the estimated current state of charge and the accumulated current amount during the immediately preceding vehicle operation period. How to estimate battery deterioration. 청구항 8에 있어서, 상기 배터리의 열화도를 추정하는 단계는,
직전 차량 운행 기간에 저장된 상기 배터리의 충전 상태와 상기 추정된 현재 충전 상태 사이의 차이와 상기 직전 차량 운행 기간 동안의 전류 적산량의 비율을, 상기 배터리의 용량 변화량과 배터리 충전 상태 변화량의 비율과 배터리 열화도 사이의 관계를 사전에 저장한 열화도 테이블에 적용하여 열화도를 추정하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 열화도 추정 방법.The method of claim 8, wherein the step of estimating the degree of deterioration of the battery comprises:
The ratio of the difference between the state of charge of the battery stored in the previous vehicle operation period and the estimated current state of charge and the accumulated current amount during the immediately preceding vehicle operation period, the ratio of the amount of change in capacity of the battery and the amount of change in the state of charge of the battery A method for estimating the degree of deterioration of a vehicle battery, characterized in that the degree of deterioration is estimated by applying the relationship between degrees of deterioration to a previously stored deterioration degree table.
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