KR102603311B1 - 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리팩의 관리모듈 및 상기 관리모듈과 소정의 통신 방법으로 연결되는 운영서버를 통해 실행되는 방법에 관한 것으로서, 상기 운영서버는 친환경 차량에 사용되던 차량용 배터리팩에서 분리된 각각의 배터리모듈에 구비된 n(n≥2)개의 배터리셀에 대한 기 설정된 품질 검사 후 동등한 품질의 배터리셀을 포함하는 M(M≥1)개의 배터리모듈을 포함하여 재생된 배터리팩에 부여된 고유식별정보와 상기 품질 검사를 근거로 결정된 상기 배터리팩의 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 지정된 관리DB에 연계 저장하는 제1 단계; 상기 배터리팩의 관리모듈이 상기 배터리팩의 충전량과 방전량을 확인 가능한 배터리팩의 전압값과 상기 배터리팩에 구비된 N(N≥n, N=M*n)개의 배터리셀에 대한 N개의 배터리셀 별 전압값을 포함하는 상태정보를 구성하여 상기 배터리팩의 내부에 구비되는 통신모듈을 통해 운영서버로 전송하는 절차를 수행하는 제2 단계;를 포함하는 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 배터리팩 관리 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게 무선 또는 유선 통신 방법에 의하여 연결되는 배터리팩의 관리 모듈 및 운영서버를 이용하여 배터리팩을 관리하는 방법에 관한 것이다.
최근 전기자동차나 수소자동차 등의 친환경 차량이 점차 보급되고 있고 있으며, 이러한 친환경 차량의 교체 주기를 고려했을 때, 2024년도에는 년간 약 1만대의 전기자동차에서 차량용 폐배터리를 회수할 것으로 예측되며, 2031년에는 년간 약 10만대의 전기자동차에서 차량용 폐배터리를 회수할 것으로 예측된다(전기차 폐배터리 재활용방법 및 기준마련 연구(환경부, 2018. 10) 참조).
그러나 친환경 차량에 탑재되는 차량용 배터리의 경우 제조 후 일정 기간(또는 일정 주행거리) 동안에는 배터리 제조사가 해당 차량용 배터리의 안전성을 실험하고 보증하고 있지만, 이러한 차량용 배터리가 친환경 차량에서 회수되어 재생된 이후 및/또는 상기 차량용 배터리가 친환경 차량 이외의 다른 응용 분야에 사용되는 경우(예컨대, 용도 이외의 사용)에 상기 차량용 배터리의 안정성을 보증할 만한 어떠한 근거도 부재한 상황이며, 언제든 화재나 폭발의 위험성을 내포하는 문제점을 지니고 있다.
이에 친환경 차량에 사용되다가 회수된 차량용 폐배터리를 재생하여 사용하거나 및/또는 친환경 차량 이외의 다른 응용 분야에 사용되는 차량용 배터리를 사용하는 경우, 상기 차량용 배터리의 정확한 충방전 정보를 확보해야 하지만, 현재까지 제안된 방식으로는 차량용 배터리 내의 충방전 정보를 쉽게 확인하기 어려운 문제점을 지니고 있다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 배터리팩의 관리모듈 및 상기 관리모듈과 소정의 통신 방법으로 연결되는 운영서버를 통해 실행되는 방법으로서, 상기 운영서버는 친환경 차량에 사용되던 차량용 배터리팩에서 분리된 각각의 배터리모듈에 구비된 n(n≥2)개의 배터리셀에 대한 기 설정된 품질 검사 후 동등한 품질의 배터리셀을 포함하는 M(M≥1)개의 배터리모듈을 포함하여 재생된 배터리팩에 부여된 고유식별정보와 상기 품질 검사를 근거로 결정된 상기 배터리팩의 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 지정된 관리DB에 연계 저장하는 제1 단계와 상기 배터리팩의 관리모듈이 상기 배터리팩의 충전량과 방전량을 확인 가능한 배터리팩의 전압값과 상기 배터리팩에 구비된 N(N≥n, N=M*n)개의 배터리셀에 대한 N개의 배터리셀 별 전압값을 포함하는 상태정보를 구성하여 상기 배터리팩의 내부에 구비되는 통신모듈을 통해 운영서버로 전송하는 절차를 수행하는 제2 단계를 포함하는 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법은, 배터리팩의 관리모듈 및 상기 관리모듈과 소정의 통신 방법으로 연결되는 운영서버를 통해 실행되는 방법에 있어서, 상기 운영서버는 친환경 차량에 사용되던 차량용 배터리팩에서 분리된 각각의 배터리모듈에 구비된 n(n≥2)개의 배터리셀에 대한 기 설정된 품질 검사 후 동등한 품질의 배터리셀을 포함하는 M(M≥1)개의 배터리모듈을 포함하여 재생된 배터리팩에 부여된 고유식별정보와 상기 품질 검사를 근거로 결정된 상기 배터리팩의 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 지정된 관리DB에 연계 저장하는 제1 단계; 상기 배터리팩의 관리모듈이 상기 배터리팩의 충전량과 방전량을 확인 가능한 배터리팩의 전압값과 상기 배터리팩에 구비된 N(N≥n, N=M*n)개의 배터리셀에 대한 N개의 배터리셀 별 전압값을 포함하는 상태정보를 구성하여 상기 배터리팩의 내부에 구비되는 통신모듈을 통해 운영서버로 전송하는 절차를 수행하는 제2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법은, 상기 통신모듈은, 지정된 무선 통신망을 경유하여 지정된 운영서버와 통신하기 위한 무선 통신모듈을 포함하고, 상기 관리모듈은 상기 무선 통신모듈을 통해 상기 지정된 무선 통신망을 경유하여 상기 지정된 운영서버와 통신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법은, 상기 통신모듈은, 지정된 유선 통신망을 경유하여 지정된 운영서버와 통신하기 위한 유선 통신모듈을 포함하고, 상기 관리모듈은 상기 유선 통신모듈을 통해 상기 지정된 유선 통신망을 경유하여 상기 지정된 운영서버와 통신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법은, 상기 통신모듈은, 지정된 근거리 무선 통신을 경유하여 지정된 운영서버와 통신하기 위한 근거리 무선 통신모듈을 포함하고, 상기 관리모듈은 상기 지정된 근거리 무선 통신을 통해 지정된 통신망을 경유하여 상기 지정된 운영서버와 통신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법은, 상기 배터리팩의 단자부에 데이터 통신을 위한 통신 단자가 포함된 경우, 상기 통신모듈은 상기 배터리팩의 단자부에 포함된 통신 단자를 통해, 상기 배터리팩을 구비한 장치가 접속한 무선 통신망을 경유하여 상기 운영서버와 통신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법은, 상기 통신모듈은, 상기 배터리팩의 위치를 측위하여, 상기 배터리팩의 위치정보를 생성하는 위치 측위부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 운영서버에서 친환경 차량에 사용되던 차량용 배터리팩에서 분리된 각각의 배터리모듈에 구비된 n(n≥2)개의 배터리셀에 대한 기 설정된 품질 검사 후 재생된 배터리팩에 부여된 고유식별정보와 상기 품질 검사를 근거로 결정된 상기 배터리팩의 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 지정된 관리DB에 연계 저장한 후, 배터리팩의 관리모듈이 상기 배터리팩의 충전량과 방전량을 확인 가능한 배터리팩의 전압값과 상기 배터리팩에 구비된 N(N≥n, N=M*n)개의 배터리셀에 대한 N개의 배터리셀 별 전압값을 포함하는 상태정보를 구성하여 상기 배터리팩의 내부에 구비되는 통신모듈을 통해 운영서버로 전송하도록 하되, 상기 통신모듈을 무선 또는 유선 통신 방식으로 구비시킴으로써, 관리 환경에 따라 최적의 배터리팩 관리 시스템을 운용할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 방법에 따른 배터리팩의 수명을 관리하는 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 방법에 따라 배터리팩으로부터 수신된 상태정보를 통해 배터리팩의 충전량 및 방전량을 확인하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 방법에 따라 배터리팩의 충방전 사이클 수를 산출하고 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 갱신하는 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 방법에 따라 배터리팩으로부터 수신된 상태정보를 통해 배터리팩의 충전량 및 방전량을 확인하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 방법에 따라 배터리팩의 충방전 사이클 수를 산출하고 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 갱신하는 과정을 도시한 도면이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
즉, 하기의 실시예는 본 발명의 수 많은 실시예 중에 바람직한 합집합 형태의 실시예에 해당하며, 하기의 실시예에서 특정 구성(또는 단계)을 생략하는 실시예, 또는 특정 구성(또는 단계)에 구현된 기능을 특정 구성(또는 단계)으로 분할하는 실시예, 또는 둘 이상의 구성(또는 단계)에 구현된 기능을 어느 하나의 구성(또는 단계)에 통합하는 실시예, 특정 구성(또는 단계)의 동작 순서를 교체하는 실시예 등은, 하기의 실시예에서 별도로 언급하지 않더라도 모두 본 발명의 권리범위에 속함을 명백하게 밝혀두는 바이다. 따라서 하기의 실시예를 기준으로 부분집합 또는 여집합에 해당하는 다양한 실시예들이 본 발명의 출원일을 소급받아 분할될 수 있음을 분명하게 명기하는 바이다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도면1은 본 발명의 실시 방법에 따른 배터리팩의 수명을 관리하는 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
보다 상세하게 본 도면1은 친환경 차량에 사용되던 차량용 배터리팩(130)에서 분리된 각각의 배터리모듈(135)에 구비된 n(n≥2)개의 배터리셀(140)에 대한 기 설정된 품질 검사 후 재생된 배터리팩(130)에 부여된 고유식별정보와 상기 품질 검사를 근거로 결정된 상기 배터리팩(130)의 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 지정된 관리DB에 연계 저장한 후, 배터리팩(130)의 관리모듈(170)로부터 수신된 상기 배터리팩(130)의 충전량과 방전량을 확인 가능한 배터리팩(130)의 전압값과 상기 배터리팩(130)에 구비된 N(N≥n, N=M*n)개의 배터리셀(140)에 대한 N개의 배터리셀 별 전압값을 포함하는 상태정보를 판독하여, 상기 배터리팩(130)의 제i(i≥1)차 충전량과 제i차 방전량을 확인하여, 제i차 충전 후 방전에 대한 제i차 충방전 사이클 수를 산출하고, 상기 관리DB에 저장된 상기 배터리팩(130)의 유효 충방전 사이클 횟수정보에서 상기 산출된 제i차 충방전 사이클 수를 차감하여 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 갱신하도록하는 시스템에 관한 것으로, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면1을 참조 및/또는 변형하여 상기 시스템의 구성에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 구성부가 생략되거나, 또는 세분화되거나, 또는 합쳐진 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면1에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.
도면1을 참조하면, 본 발명의 시스템은, 친환경 차량에 사용되던 차량용 배터리팩에서 분리된 각각의 배터리모듈(135)에 구비된 n(n≥2)개의 배터리셀(140)에 대한 기 설정된 품질 검사 후 동등한 품질의 배터리셀(140)을 포함하는 M(M≥1)개의 배터리모듈(135)을 포함하여 재생되며, 충전량과 방전량을 확인 가능한 배터리팩(130)의 전압값과 상기 배터리팩(130)에 구비된 N(N≥n, N=M*n)개의 배터리셀(140)에 대한 N개의 배터리셀 별 전압값을 포함하는 상태정보를 구성하여 배터리팩(130)의 통신모듈(195)을 통해 운영서버(100)로 전송하는 배터리팩(130)과, 상기 배터리팩(130)에 부여된 고유식별정보와 상기 품질 검사를 근거로 결정된 상기 배터리팩(130)의 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 지정된 관리DB에 연계 저장한 후, 배터리팩(130)의 관리모듈(170)로부터 수신된 상기 배터리팩(130)의 충전량과 방전량을 확인 가능한 배터리팩(130)의 전압값과 상기 배터리팩(130)에 구비된 N(N≥n, N=M*n)개의 배터리셀(140)에 대한 N개의 배터리셀 별 전압값dmf 포함하는 상태정보를 판독하여, 상기 배터리팩(130)의 제i(i≥1)차 충전량과 제i차 방전량을 확인하여, 제i차 충전 후 방전에 대한 제i차 충방전 사이클 수를 산출하고, 상기 관리DB에 저장된 상기 배터리팩(130)의 유효 충방전 사이클 횟수정보에서 상기 산출된 제i차 충방전 사이클 수를 차감하여 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 갱신하도록 하는 운영서버(100)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 배터리팩(130)은, N(N≥2)개의 배터리셀(140)을 구비한 M(M≥1)개의 배터리모듈(135)을 구비하며, 각 배터리모듈(135)에 구비된 N개의 배터리셀(140)에 연결되어 N개의 배터리셀(140) 별 전압값을 측정하기 위한 M개의 배터리모듈용 관리모듈(155)을 포함할 수 있으며, 배터리팩(130)의 충전이나 방전을 위한 +/- 팩 전원 단자(165) 중 적어도 하나의 전원 단자와 연결되며 상기 M개의 배터리모듈용 관리모듈(155)과 통신 연결되어 (M*N)개의 배터리셀(140) 별 전압값을 수집하고 상기 수집된 (M*N)개의 배터리셀(140) 별 전압값을 이용하여 배터리팩(130)의 전압값을 산출하는 관리모듈(170)을 계층적으로 구비하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 배터리팩(130)은 친환경 차량에 사용되던 차량용 배터리팩에서 배터리모듈을 분리하여 각 배터리모듈 별로 기 설정된 품질 검사 후 재생된 재생 배터리팩을 포함할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 배터리팩(130)의 경우 반드시 재생 배터리팩일 필요는 없으며, 다만 재생 배터리팩을 포함할 경우, 공장에서 막 출고된 새 배터리팩에 비해 N개의 배터리셀 별 전압값의 언밸런싱이 발생할 확률이 높을 수 밖에 없으며, 이에 N개의 배터리셀 별 전압값의 언밸런싱을 모니터링할 필요가 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 배터리팩(130)은 복수의 배터리모듈을 포함하는 경우, 차량용 배터리팩에서 분리된 배터리모듈에 대한 기 설정된 품질 검사 후 동등한 품질의 배터리모듈을 조합하여 재생된 재생 배터리팩을 포함할 수 있다.
상기 배터리모듈(135)은 지정된 셀 연결 구조로 연결된 N개의 배터리셀(140)을 포함하며, 상기 N개의 배터리셀(140)을 지정된 배치 구조로 배치 고정하는 프레임(155)을 포함할 수 있다. 한편 상기 배터리모듈(135)은 상기 N개의 배터리셀(140)과 연결된 N개의 셀 단자(145)를 포함할 수 있고, 지정된 셀 연결 구조로 연결된 N개의 배터리셀(140)을 구비한 배터리모듈(135)의 충전이나 방전을 위한 +/- 모듈 전원 단자(150)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 배터리모듈(135)은 배터리모듈(135)에 구비된 n개의 배터리셀 별 전압값을 측정하여 상기 배터리팩의 관리모듈(170)로 제공하는 배터리모듈용 관리모듈(155)을 포함할 수 있다.
상기 배터리셀(130)은 배터리 내에서 전원을 충전하고 있는 최소 단위의 유닛으로, 상기 배터리모듈(135)은 복수(=N)개의 배터리셀(140)을 포함하여 이루어진다. 상기 N개의 배터리셀(140)은 지정된 셀 연결 구조로 연결된 상태에서 상기 프레임(155)을 통해 지정된 배치 구조로 배치 고정된 상태를 유지할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 N개의 배터리셀(140)을 연결하는 셀 연결 구조는 N개의 배터리셀(140)을 직렬 연결하는 구조, N개의 배터리셀(140)을 병렬 연결하는 구조, N개의 배터리셀(140) 중 일부를 직렬 연결하고 직렬 연결된 배터리셀(140) 조합을 병렬 연결하는 구조, N개의 배터리셀(140) 중 일부를 병렬 연결하고 병렬 연결된 배터리셀(140) 조합을 직렬 연결하는 구조, N개의 배터리셀(140) 중 일부를 직렬 연결하고 나머지 일부를 병렬 연결하는 구조, N개의 배터리셀(140) 중 일부를 병렬 연결하고 나머지 일부를 직렬 연결하는 구조 중 적어도 하나의 구조를 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 배터리모듈(135)은 상기 N개의 셀 단자(120)의 접지(GND)에 대응하는 접지 단자를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리모듈용 관리모듈(155)은 상기 배터리모듈(135)에 구비된 N개의 셀 단자(145)를 통해 상기 배터리모듈(135)에 구비된 N개의 배터리셀(140)과 연결되며, 상기 N개의 셀 단자(145)를 통해 N개의 배터리셀(140) 별 전압값을 측정하는 셀 전압 측정 기능을 포함하며, 상기 배터리팩의 관리모듈(170)은 M개의 배터리모듈용 관리모듈(155)과 통신 연결되어 (M*N)개의 배터리셀(140) 별 전압값을 수집하는 셀 전압 수집부(175)를 포함한다.
상기 셀 전압 수집부(175)는 지정된 배터리모듈용 관리모듈(155)로부터 지정된 주기 별로 각각 N개의 배터리셀(140) 별 전압값을 수집함으로써, M개의 배터리모듈용 관리모듈(155)로부터 지정된 주기 별로 (M*N)개의 배터리셀(140) 별 전압값을 수집할 수 있다. 예를들어, 상기 셀 전압 수집부(175)는 지정된 배터리모듈용 관리모듈(155)로부터 1초 단위, 1.5초 단위, 2초 단위, 2.5초 단위, 3초 단위 중 적어도 하나의 주기 별로 각각 N개의 배터리셀(140) 별 전압값을 수집함으로써, M개의 배터리모듈용 관리모듈(155)로부터 지정된 주기 별로 (M*N)개의 배터리 셀(140) 별 전압값을 수집할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 복수의 배터리모듈(135)을 포함하는 경우, 상기 M개의 배터리모듈(135)을 연결하는 모듈 연결 구조는 M개의 배터리모듈(135)을 직렬 연결하는 구조, M개의 배터리모듈(135)을 병렬 연결하는 구조, M개의 배터리모듈(135) 중 일부를 직렬 연결하고 직렬 연결된 배터리모듈(135) 조합을 병렬 연결하는 구조, M개의 배터리모듈(135) 중 일부를 병렬 연결하고 병렬 연결된 배터리모듈(135) 조합을 직렬 연결하는 구조, M개의 배터리모듈(135) 중 일부를 직렬 연결하고 나머지 일부를 병렬 연결하는 구조, M개의 배터리모듈(135) 중 일부를 병렬 연결하고 나머지 일부를 직렬 연결하는 구조 중 적어도 하나의 구조를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 배터리모듈(135)은, 지정된 위치에 구비된 T개의 온도 센서(160)를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 배터리모듈용 관리모듈(155)은 상기 배터리모듈(135)에 구비된 T개의 온도 센서(160)를 통해 T개의 온도값을 측정하는 온도 측정 기능을 더 포함하며, 상기 관리모듈(170)은 M개의 서브 관리모듈(150)과 통신 연결되어 (M*T)개의 센서를 통해 측정된 (M*T)개의 센서 별 온도값을 수집하는 온도 수집부(180)를 더 포함한다.
여기서, 상기 T개의 온도센서(160)는 각 배터리모듈(130)의 지정된 위치에 구비된 배터리모듈 별 t(1≤t≤T)개의 온도센서(160)를 포함할 수 있으며, 상기 t개의 온도센서(160)는 각 배터리모듈(135)에 구비된 배터리셀(140)과 배터리셀(140) 사이에 구비되는 온도센서(160)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 T개의 온도센서(160)는 배터리팩(130) 내에 구비된 배터리모듈(135)과 배터리모듈(135) 사이에 구비되는 온도센서(160)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 T개의 온도센서(160)는 배터리팩 내부의 위치 중 배터리팩 충전 상태 또는 배터리팩 방전 상태에서 온도 변화가 발생 가능한 위치에 구비되는 온도 센서를 포함할 수 있다.
상기 온도 수집부(180)는 지정된 배터리모듈용 관리모듈(150)로부터 지정된 주기 별로 각각 T개의 센서 별 온도값을 수집함으로써, M개의 배터리모듈용 관리모듈(150)로부터 지정된 주기 별로 (M*T)개의 센서 별 온도값을 수집할 수 있다. 예를들어, 상기 온도 수집부(180)는 지정된 관리모듈(150)로부터 1초 단위, 1.5초 단위, 2초 단위, 2.5초 단위, 3초 단위 중 적어도 하나의 주기 별로 각각 T개의 센서 별 온도값을 수집함으로써, M개의 배터리모듈용 관리모듈(150)로부터 지정된 주기별로 (M*T)개의 센서 별 온도값을 수집할 수 있다.
한편 상기 관리모듈(170)은 상기 배터리팩(130) 내에 구비된 M개의 배터리모듈(135)을 통해 확인된 상기 배터리팩(130)의 충전량과 방전량을 확인 가능한 배터리팩(130)의 전압값과 상기 배터리팩(130)에 구비된 N(N≥n, N=M*n)개의 배터리셀에 대한 N개의 배터리셀 별 전압값을 포함하는 상태정보를 구성하는 상태정보 구성부(185)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 상태정보는 상기 배터리팩(130)의 고유 식별정보를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 상태정보는 배터리팩(130)의 전압값과 배터리팩의 전류값 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 배터리팩(130)의 전압값과 배터리팩(130)의 전류값은 데이터블록에는 포함되지 않고, 별도의 영역에 포함될 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 상태정보는 배터리팩(130)의 단자를 이용한 배터리팩 충전 상태, 배터리팩 방전 상태, 배터리팩 단자 개방 상태 중 적어도 하나의 상태를 식별하는 배터리팩 상태값을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 상태정보 구성부(185)는 상기 배터리팩(130)의 상태가 배터리팩 충전 상태 또는 배터리팩 단자 개방 상태에서 배터리팩 방전 상태로 상태 전환되는지 확인하고, 상기 배터리팩 방전 상태로 상태 전환되는 경우 상기 배터리팩 방전 상태에 대응하는 상태정보를 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 상태정보 구성부(185)는 상기 배터리팩(130)의 상태가 배터리팩 방전 상태 또는 배터리팩 단자 개방 상태에서 배터리팩 충전 상태로 상태 전환되는지 확인하고, 상기 배터리팩 충전 상태로 상태 전환되는 경우 상기 배터리팩 충전 상태에 대응하는 상태정보를 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 상태정보 구성부(185)는 상태 전환과 동시에 상기 상태정보를 구성하거나, 또는 상태 전환 후 일정 시간 내에 상기 상태정보를 구성할 수 있다.
도면1을 참조하면, 상기 배터리팩(130)는, 지정된 통신망에 연결 가능하며, 지정된 통신 경로를 경유하여 지정된 운영서버(100)와 통신하기 위한 통신모듈(195)을 포함할 수 있다. 한편 상기 관리모듈(170)은, 상기 배터리팩(130)의 충전량과 방전량을 확인 가능한 배터리팩(130)의 전압값과 상기 배터리팩(130)에 구비된 N(N≥n, N=M*n)개의 배터리셀에 대한 N개의 배터리셀 별 전압값을 포함하는 상태정보가 구성되면, 상기 구성된 상태정보를 지정된 운영서버(100)로 전달하기 위한 절차를 수행하는 통신 처리부(190)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 배터리팩(130)의 관리모듈(170)은 상기 배터리팩(130)의 상태가 배터리팩 충전 상태 또는 배터리팩 단자 개방 상태에서 배터리팩 방전 상태로 상태 전환되는지 확인하고, 상기 배터리팩 방전 상태로 상태 전환되는 경우 상기 배터리팩 방전 상태에 대응하는 상태정보를 구성하여 상기 통신모듈(195)을 통해 상기 운영서버(100)로 전송하는 절차를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 배터리팩(130)의 관리모듈(170)은 상기 배터리팩(130)의 상태가 배터리팩 방전 상태 또는 배터리팩 단자 개방 상태에서 배터리팩 충전 상태로 상태 전환되는지 확인하고, 상기 배터리팩 충전 상태로 상태 전환되는 경우 상기 배터리팩 충전 상태에 대응하는 상태정보를 구성하여 상기 통신모듈(195)을 통해 전송하는 절차를 수행할 수 있다. 여기서, 상기 배터리팩(130)의 관리모듈(170)은 상태 전환과 동시에 상기 상태정보를 구성하여 전송하는 절차를 수행하거나, 또는 상태 전환 후 일정 시간 내에 상기 상태정보를 구성하여 전송하는 절차를 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 배터리팩(130)에 상기 상태정보는 위치 측위부(별도 도시하지 않음)를 통해 측위된 배터리팩의 위치정보를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 위치 측위부는 상기 배터리팩(130)의 통신모듈(195)에 구비되거나, 상기 배터리팩(130)의 관리모듈(170)에 구비되거나, 상기 배터리팩(130)의 관리모듈(170) 또는 통신모듈(195)과 연동하는 별도의 측위모듈 형태로 구비되는 것이 가능하다.
예컨대, 상기 통신모듈(195)이 LTE Cat. M1망을 통해 통신하는 통신모듈인 경우 GPS 측위 기능은 통신모듈 내에 기본 구비될 수 있다.
이때, 상기 위치 측위부는 통신모듈(195)에 구비되어, 상기 배터리팩의 위치를 측위하여, 상기 배터리팩의 위치정보를 생성할 수 있다.
상기 통신모듈(195)은 상기 관리모듈(170)과 지정된 운영서버(100) 사이에 지정된 통신 경로를 경유하는 통신을 연결하는 구성의 총칭으로서, 상기 관리모듈(170)의 내부 구성요소로 구비되거나 및/또는 상기 관리모듈(170)과 연동하는 별도의 모듈 형태로 구비될 수 있다.
상기 통신모듈(195)의 제1 실시예에 따르면, 상기 통신모듈(195)은 지정된 무선 통신망(예컨대, 이동통신망 등)을 경유하여 지정된 운영서버(100)와 통신하기 위한 무선 통신모듈(195)을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 관리모듈(170)은 상기 무선 통신모듈(195)을 통해 지정된 무선 통신망을 경유하여 운영서버(100)와 통신할 수 있다.
한편 상기 통신모듈(195)의 제2 실시예에 따르면, 상기 통신모듈(195)은 지정된 유선 통신망(예컨대, 유선 인터넷 등)을 경유하여 지정된 관리서버(195)와 통신하기 위한 유선 통신모듈(195)을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 관리모듈(170)은 상기 유선 통신모듈(195)을 통해 지정된 유선 통신망을 경유하여 운영서버(100)와 통신할 수 있다.
한편 상기 통신모듈(195)의 제3 실시예에 따르면, 상기 통신모듈(195)은 지정된 근거리 무선 통신(예컨대, 와이파이, 블루투스, 지그비 등)을 경유하여 지정된 운영서버(100)와 통신하기 위한 근거리 무선 통신모듈(195)을 포함할 수 있다.
이 경우 상기 관리모듈(170)은 지정된 근거리 무선 통신을 통해 지정된 통신망을 경유(예컨대, 와이파이 기반의 근거리 무선 통신모듈(195)과 와이파이 기반의 무선 AP 간 무선랜을 통해 유선 인터넷을 경유, 또는 블루투스 기반 근거리 무선 통신모듈(195)과 근거리의 블루투스 지원 장치 간 블루투스 통신을 통해 상기 블루투스 지원 장치가 접속한 무선 통신망이나 무선 통신망을 경유)하여 관리서버(195)와 통신할 수 있다.
한편 상기 통신모듈(195)의 제4 실시예에 따르면, 상기 팩 전원 단자(165)를 포함하는 배터리팩 단자부에 데이터 통신을 위한 통신 단자가 포함된 경우, 상기 통신모듈(195)은 상기 배터리팩 단자부에 포함된 통신 단자를 통해 상기 배터리팩(130)을 구비한 장치가 접속한 무선 통신망이나 무선 통신망을 경유하여 운영서버(100)와 통신할 수 있다.
한편 상기 통신모듈(195)의 제5 실시예에 따르면, 상기 통신모듈(195)은 상 기 제1 내지 제4 실시예 중 적어도 둘 이상을 적어도 부분적으로 조합한 형태로 실시될 수 있으며, 본 발명은 이러한 실시예도 권리범위에 포함함을 명백하게 밝혀두는 바이다.
도면1을 참조하면, 상기 배터리팩(130)은, 상기 M개의 배터리모듈(135)과 M개의 배터리모듈용 관리모듈(150) 및 관리모듈(170)을 포함하는 배터리팩 구성을 하우징하는 하우징부를 포함할 수 있다.
상기 하우징부는 상기 배터리팩(130)을 탑재하거나 구비하는 장치(예컨대, 상기 배터리팩(130)의 전원을 동력 전원으로 이용하는 전동 이동장치 및/또는 ESS(Energy Storage System) 등)에 장착 가능한 하우징 구조를 포함할 수 있다. 한편 상기 하우징부는 내부에서 발생한 열기를 외부로 배출(또는 방출)하는 구조를 더 포함할 수 있다. 또는 상기 하우징부는 상기 배터리팩(130)의 생활 방수 기능이 고려되지 않는 경우(예컨대, 상기 배터리팩(130)이 ESS에 장착되는 경우 등) 상기 배터리팩(130)의 내부와 외부 간 공기를 순환시키기 위한 구조를 더 포함할 수 있다.
한편, 도면1을 참조하면, 상기 운영서버(100)는 재생된 배터리팩(130)에 부여된 고유식별정보와 품질 검사를 근거로 결정된 상기 배터리팩(130)의 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 연계 저장하는 정보 관리부(105)와, 상기 배터리팩(130)으로부터 상태정보를 수신하여 저장하는 정보 저장부(110)와, 상기 관리DB에 저장된 지정된 배터리팩의 상태정보를 판독하여 상기 배터리팩의 제i차 충전량과, 제i차 방전량을 확인하는 정보 확인부(115)와, 상기 확인된 제i차 충전량과 제i차 방전량 간의 차이를 이용하여 제i차 충전 후 방전에 대한 제i차 충방전 사이클 수를 산출하는 정보 산출부(120)와, 상기 배터리팩의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 갱신하는 정보 처리부(125)를 포함하여 구성될 수 있다. 한편 본 도면1의 실시예는 편의상 상기 운영서버(100)를 하나의 서버 형태로 도시하였으나, 상기 운영서버(100)를 구현하는 실시예가 이에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 운영서버(100)는 둘 이상의 서버 조합 또는 서버 시스템 형태로 구현되거나 기 구축된 서버에 탑재되는 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명은 이러한 모든 실시예를 포함한다.
상기 정보 관리부(105)는 친환경 차량에 사용되던 차량용 배터리팩에서 분리된 각각의 배터리모듈(135)에 구비된 n(n≥2)개의 배터리셀(140)에 대한 기 설정된 품질 검사 후 동등한 품질의 배터리셀(140)을 포함하는 M(M≥1)개의 배터리모듈(135)을 포함하여 재생된 배터리팩(130)에 부여된 고유식별정보와 상기 품질 검사를 근거로 결정된 상기 배터리팩(130)의 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 지정된 관리DB에 연계 저장할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 각각의 배터리모듈(135)에 구비된 n개의 배터리셀(140)에 대한 품질 검사를 포함할 수 있다. 여기서 상기 배터리팩(130)은 상기 N개의 배터리셀(140)의 품질이 동등한 품질을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)에 대한 이상상태 검사를 포함할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 상기 이상상태 검사는 상기 배터리모듈(135)의 기하학 구조, 색상, 패턴 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 배터리모듈(135)의 파손, 팽창, 변색 중 적어도 하나의 상태가 기 설정된 유효 범위 내에 포함되는지 판별하는 광학 검사를 포함할 수 있으며, 이때 상기 광학 검사는 상기 관리 모듈(170)에 구비되는 광학 검사부(미도시) 또는 외부 광학 검사 장치(미도시)에 의해 수행될 수 있다.
여기서, 상기 광학 검사부 또는 상기 광학 검사 장치는 상기 배터리모듈(135)을 센싱하는 카메라부 또는 광학 센서부를 구비할 수 있다.
좀 더 상세하게, 상기 광학 검사는 상기 배터리모듈(135)의 지정된 부분을 센싱하여 상기 배터리모듈(135)의 기하학 구조 정보를 확인하는 절차와, 기 설정된 기하학 구조 규격 정보와 상기 확인된 기하학 구조 정보를 비교하여, 상기 배터리모듈(135)의 파손, 팽창 중 적어도 하나의 상태가 기 설정된 유효 범위 내에 포함되는지 판별하는 절차를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기하학 구조 규격 정보는, 상기 배터리모듈(135)의 각 변의 길이, 각 변의 연결 관계, 각 변들 간의 각도, 각 변의 곡률, 면의 넓이, 면의 곡률, 꼭지점의 개수, 꼭지점 영역의 곡률 중 둘 이상을 포함할 수 있다.
한편, 상기 광학 검사는 상기 배터리모듈(135)의 지정된 부분을 센싱하여 상기 배터리모듈(135)의 색상 정보를 확인하는 절차와, 기 설정된 색상 규격 정보와 상기 확인된 색상 정보를 비교하여, 상기 배터리모듈(135)의 변색 상태가 기 설정된 유효 범위 내에 포함되는지 판별하는 절차를 포함할 수 있다.
또한, 상기 광학 검사는 상기 배터리모듈(135)의 지정된 부분을 센싱하여 상기 배터리모듈(135)의 패턴 정보를 확인하는 절차와, 기 설정된 패턴 규격 정보와 상기 확인된 패턴 정보를 비교하여, 상기 배터리모듈(135)의 파손, 팽창 중 적어도 하나의 상태가 기 설정된 유효 범위 내에 포함되는지 판별하는 절차를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)의 저항값을 측정하여 기 설정된 유효 저항 범위에 매칭되는지 판별하는 저항 검사를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 충전 전압까지 충전하면서 스펙 상 유효 충전 범위에 매칭되는지 판별하는 충전 검사를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 충전 전압까지 지정된 전류 비(C-rate)에 따라 충전하면서 상기 전류 비의 허용 범위 내에 매칭되게 충전되는지 판별하는 충전 검사를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 충전 전압까지 충전하면서 상기 배터리모듈(135)에 구비된 셀 연결 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)에 구비된 배터리셀 간 전압값의 차이가 기 설정된 유효 범위 이내인지 판별하는 밸런스 검사를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 충전 전압까지 충전하면서 상기 배터리모듈(135)에 구비된 셀 연결 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)에 구비된 적어도 하나의 온도센서를 통해 센싱된 온도값이 기 설정된 유효 범위 이내인지 판별하는 온도 검사를 포함할 수 있다
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 방전 전압까지 방전하면서 스펙 상 유효 방전 범위에 매칭되는지 판별하는 방전 검사를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 방전 전압까지 지정된 전류 비(C-rate)에 따라 방전하면서 상기 전류 비의 허용 범위 내에 매칭되게 방전되는지 판별하는 방전 검사를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 방전 전압까지 방전하면서 상기 배터리모듈(135)에 구비된 셀 연결 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)에 구비된 배터리셀 간 전압값의 차이가 기 설정된 유효 범위 이내인지 판별하는 밸런스 검사를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 방전 전압까지 방전하면서 상기 배터리모듈(135)에 구비된 셀 연결 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)에 구비된 적어도 하나의 온도센서를 통해 센싱된 온도값이 기 설정된 유효 범위 이내인지 판별하는 온도 검사를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 배터리팩(130)은 동등한 품질의 배터리셀(140)을 포함하는 M개의 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 방전 전압까지 방전한 후 상기 M의 배터리모듈(135)에 구비된 N개의 배터리셀을 스펙 상 정격 전압까지 충전하여 재생될 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 충방전 사이클은 상기 배터리팩(130)에 설정된 완전 충전량까지 완전 충전한 후 상기 배터리팩(130)에 설정된 완전 방전량까지 완전 방전한 상태를 1사이클로 설정한 사이클을 포함할 수 있다. 예컨대, 제i차 충방전에서 100% 충전(=완전 충전)했다가 0%까지 사용하여 방전(=완전 방전)한 경우, 제i차 충방전 사이클은 (100-0)/100=1사이클로 산출될 수 있으며, 만약 제i차 충방전에서 100% 충전(=완전 충전)했다가 50%까지 사용하여 방전한 경우, 제i차 충방전 사이클은 (100-50)/100=0.5사이클로 산출될 수 있다. 또한 제i차 충방전에서 80% 정도만 급속 충전했다가 20%까지 사용하여 방전한 경우, 제i차 충방전 사이클은 (80-20)/100=0.6사이클로 산출될 수 있다.
여기서, 상기 완전 충전량은 상기 재생되는 배터리팩(130)에 구비된 N개의 배터리셀(140)의 충전 용량을 근거로 설정되거나, 또는 상기 재생되는 배터리팩(130)에 구비된 M개의 배터리모듈(135)의 충전 용량을 근거로 설정될 수 있다.
또한, 상기 완전 방전량은 상기 재생되는 배터리팩(130)에 구비된 N개의 배터리셀(140)의 충전 용량을 근거로 기 설정된 범위 내에서 설정되거나, 또는 상기 재생되는 배터리팩(130)에 구비된 M개의 배터리모듈(135)의 충전 용량을 근거로 기 설정된 범위 내에서 설정될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 정보 관리부(105)는 상기 배터리모듈(135)의 품질 검사 결과에 대응하는 품질 등급과 상기 배터리팩(130)의 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 매칭시킨 품질-사이클 테이블을 저장할 수 있으며, 상기 배터리팩(130)에 포함된 M개의 배터리모듈(135)의 품질 검사 결과에 대응하는 품질 등급을 확인하고, 상기 품질-사이클 테이블을 근거로 상기 확인된 품질 등급에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 확인할 수 있다.
상기 정보 저장부(110)는 지정된 배터리팩(130)의 관리모듈(170)을 통해 전송된 상태정보를 수신하여 지정된 관리DB에 누적 저장할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 정보 저장부(110)는 지정된 배터리팩(130)의 고유식별정보와 상기 배터리팩(130) 내에 구비된 M개의 배터리모듈(135)을 고유 식별하는 M개의 모듈식별정보를 지정된 관리DB에 연계 저장할 수 있다. 여기서, 상기 상태정보는 상기 M개의 모듈식별정보를 불포함하며, 각 배터리모듈 별 n개의 배터리셀 전압값을 포함하는 M개의 데이터블록을 포함할 수 있다.
또한, 상기 M개의 배터리모듈(135)은 지정된 번호 순서를 부여하여 배터리팩(130)에 구비되고, 상기 M개의 모듈식별정보는 상기 배터리팩(130)에 구비된 M개의 배터리모듈(135)에 부여된 번호 순서에 매칭되게 저장되며, 상기 M개의 데이터 블록은 상기 배터리팩(130)에 구비된 M개의 배터리모듈(135)에 부여된 번호 순서에 매칭되게 연접되어 상기 상태정보에 포함될 수 있다.
또한, 상기 M개의 데이터블록은 각 배터리모듈(135) 내에 온도센서를 구비한 경우, 각 배터리모듈 내에 구비된 온도센서를 통해 센싱된 적어도 하나의 온도값을 더 포함할 수 있다.
상기 정보 확인부((115)는 상기 관리DB에 저장된 지정된 배터리팩의 상태정보를 판독하여 상기 배터리팩의 제i(i≥1)차 충전에 대응하는 제i차 충전량을 확인하고 상기 제i차 충전 후 제i차 방전에 대응하는 제i차 방전량을 확인할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 제i차 충전량은 상기 배터리팩(130)의 제(i-1)차 방전 상태 또는 배터리팩(130)의 단자 개방 상태에서 상기 배터리팩(130)의 제i차 충전 상태로 전환된 후 상기 배터리팩(130)의 제i차 방전 상태로 전환되기 직전까지 저장된 상태정보를 근거로 상기 배터리팩(130)에 충전된 전력을 적산하여 산출될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 제i차 충전량은 상기 배터리팩(130)의 제(i-1)차 방전 상태 또는 배터리팩(130)의 단자 개방 상태에서 상기 배터리팩(130)의 제i차 충전 상태로 전환된 후 상기 배터리팩(130)의 제i차 방전 상태로 전환되기 직전의 배터리팩 전압값(또는 N개의 배터리셀 별 전압값의 조합)과 상기 배터리팩(130)의 지정된 완전 충전 전압 사이의 관계를 통해 산출될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 제i차 방전량은 상기 배터리팩(130)의 제i차 충전 상태 또는 배터리팩(130)의 단자 개방 상태에서 상기 배터리팩(130)의 제i차 방전 상태로 전환된 후 상기 배터리팩(130)의 제(i+1)차 충전 상태로 전환되기 직전까지 저장된 상태정보를 근거로 상기 배터리팩(130)에서 방전된 전력을 적산하여 산출될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 제i차 방전량은 배터리팩(130)의 제i차 충전 상태 또는 배터리팩(130)의 단자 개방 상태에서 상기 배터리팩(130)의 제i차 방전 상태로 전환된 후 상기 배터리팩(130)의 제(i+1)차 충전 상태로 전환되기 직전의 배터리팩 전압값(또는 N개의 배터리셀 별 전압값의 조합)과 상기 배터리팩(130)의 지정된 완전 방전 전압 사이의 관계를 통해 산출될 수 있다.
상기 정보 산출부(120)는 상기 제i차 충전량과 제i차 방전량을 확인한 경우, 상기 확인된 제i차 충전량과 제i차 방전량 간의 차이를 이용하여 제i차 충전 후 방전에 대한 제i차 충방전 사이클 수를 산출할 수 있다.
상기 정보 처리부(125)는 상기 관리DB에 저장된 상기 배터리팩(130)의 유효 충방전 사이클 횟수정보에서 상기 산출된 제i차 충방전 사이클 수를 차감하여 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 갱신할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 제i차 충방전 사이클 수는 상기 배터리팩(130)에 설정된 완전 충전량과 완전 방전량 사이의 차이에 대응하는 1사이클을 기준으로 상기 확인된 제i차 충전량과 제i차 방전량 간의 차이의 비율에 대응하는 값을 포함할 수 있다. 예컨대, 제i차 충방전에서 100% 충전(=완전 충전)했다가 0%까지 사용하여 방전(=완전 방전)한 경우, 제i차 충방전 사이클은 (100-0)/100=1사이클로 산출될 수 있으며, 만약 제i차 충방전에서 100% 충전(=완전 충전)했다가 50%까지 사용하여 방전한 경우, 제i차 충방전 사이클은 (100-50)/100=0.5사이클로 산출될 수 있고, 만약 제i차 충방전에서 80% 정도만 급속 충전했다가 20%까지 사용하여 방전한 경우, 제i차 충방전 사이클은 (80-20)/100=0.6사이클로 산출될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 정보 처리부(125)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 저장된 셀 기반 상태정보 중 최근 일정 기간에 대응하는 적어도 하나의 셀 기반 상태정보에 포함된 N개의 배터리셀 별 전압값을 상호 비교하여 기 설정된 유효 밸런스 범위를 벗어난 적어도 하나의 배터리셀 전압값에 대응하는 셀 밸런스 이상상태를 확인하고, 상기 셀 밸런스 이상상태를 확인한 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다. 예컨대, N개의 배터리셀 별 전압값이 현재 몇 V이든 상관없이, N개의 배터리셀 별 전압값들은 0.001V 이내로 동일해야 하는데, 만약 N개의 배터리셀 별 전압값 중 어떤 한 배터리셀의 전압값이 다른 (N-1)개의 배터리셀의 전압값에 비해 0.001V를 벗어난 차이를 보인다면, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보의 일정 비율(또는 횟수)을 차감하여 배터리팩(130)을 충방전할 수 있는 남은 수명을 줄이거나 또는 상기 유효 충방전 사이클 횟수정보를 초기화(예컨대, '0'으로 초기화)하여 더 이상 충방전하지 못하고(=사용하지 못하고) 바로 회수되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 정보 처리부(125)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 누적 저장된 복수의 상태정보 중 최근 일정 기간에 대응하는 적어도 하나의 상태정보에 포함된 T개의 온도값을 판독하여 기 설정된 유효 온도 범위를 벗어난 적어도 하나의 온도값에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인하는 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다. 예컨대, 온도가 상승하여 화재나 폭발의 위험성이 존재하는 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보의 일정 비율(또는 횟수)을 차감하여 배터리팩(130)을 충방전할 수 있는 남은 수명을 줄이거나 또는 상기 유효 충방전 사이클 횟수정보를 초기화(예컨대, '0'으로 초기화)하여 더 이상 충방전하지 못하고(=사용하지 못하고) 바로 회수되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 정보 처리부(125)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 누적 저장된 복수의 상태정보 중 최근 일정 기간 동안 누적된 복수의 상태정보에 포함된 T개의 온도값을 각 온도센서 별로 정렬 후 판독하여 기 설정된 유효 온도 변화 추이(또는 패턴)과 기 설정된 허용 범위 내에서 매칭되지 않은 온도 변화 추이(또는 패턴)를 포함하는 적어도 하나의 온도값에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인하고, 상기 온도 관련 이상상태를 확인한 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다. 예컨대, 배터리 충전/방전과 무관하게 온도값들을 온도센서 별로 정렬하고 추이(또는 패턴) 분석하여 유효 온도 변화를 벗어난 온도 관련 이상상태를 확인할 수 있는데, 기 설정된 유효 기울기보다 급격하게 온도가 상승하는 추이(또는 패턴), 또는 지속적으로 온도가 상승하는 추이(또는 패턴)의 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보의 일정 비율(또는 횟수)을 차감하여 배터리팩(130)을 충방전할 수 있는 남은 수명을 줄이거나 또는 상기 유효 충방전 사이클 횟수정보를 초기화(예컨대, '0'으로 초기화)하여 더 이상 충방전하지 못하고(=사용하지 못하고) 바로 회수되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 정보 처리부(125)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 누적 저장된 복수의 상태정보 중 최근 일정 기간 동안 누적된 복수의 상태정보에 포함된 T개의 온도값을 각 온도센서 별로 정렬 후 판독하여 기 설정된 위험 온도 변화 추이(또는 패턴)과 기 설정된 허용 범위 내에서 매칭되는 온도 변화 추이(또는 패턴)를 포함하는 적어도 하나의 온도값에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인하고, 상기 온도 관련 이상상태를 확인한 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다. 예컨대, 배터리 충전/방전과 무관하게 온도값들을 온도센서 별로 정렬하고 추이(또는 패턴) 분석하여 위험한 온도 변화에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인할 수 있는데, 기 설정된 위험 기울기에 매칭되어 급격하게 온도가 상승하는 추이(또는 패턴), 또는 지속적으로 온도가 상승하는 추이(또는 패턴)의 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보의 일정 비율(또는 횟수)을 차감하여 배터리팩(130)을 충방전할 수 있는 남은 수명을 줄이거나 또는 상기 유효 충방전 사이클 횟수정보를 초기화(예컨대, '0'으로 초기화)하여 더 이상 충방전하지 못하고(=사용하지 못하고) 바로 회수되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 정보 처리부(125)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 누적 저장된 복수의 상태정보 중 최근 일정 기간 동안 누적된 복수의 상태정보에 포함된 T개의 온도값을 각 온도센서 별로 정렬 후 판독하여 동종의 배터리팩 충전 상태에서 기 설정된 유효 온도 변화 추이(또는 패턴)과 기 설정된 허용 범위 내에서 매칭되지 않은 온도 변화 추이(또는 패턴)를 포함하는 적어도 하나의 온도값에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인하고, 상기 온도관련 이상상태를 확인한 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다. 예컨대, 배터리 충전 상태로 전환 후 일정 시간 경과한 상태의 온도값들을 온도센서별로 정렬하고 추이(또는 패턴) 분석하여 유효 온도 변화를 벗어난 온도 관련 이상상태를 확인할 수 있는데, 기 설정된 유효 기울기보다 급격하게 온도가 상승하는 추이(또는 패턴), 또는 지속적으로 온도가 상승하는 추이(또는 패턴)의 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보의 일정 비율(또는 횟수)을 차감하여 배터리팩(130)을 충방전할 수 있는 남은 수명을 줄이거나 또는 상기 유효 충방전 사이클 횟수정보를 초기화(예컨대, '0'으로 초기화)하여 더 이상 충방전하지 못하고(=사용하지 못하고) 바로 회수되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 정보 처리부(125)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 누적 저장된 복수의 상태정보 중 최근 일정 기간 동안 누적된 복수의 상태정보에 포함된 T개의 온도값을 각 온도센서 별로 정렬 후 판독하여 동종의 배터리팩 충전 상태에서 기 설정된 위험 온도 변화 추이(또는 패턴)과 기 설정된 허용 범위 내에서 매칭되는 온도 변화 추이(또는 패턴)를 포함하는 적어도 하나의 온도값에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인하고, 상기 온도 관련 이상상태를 확인한 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다. 예컨대, 배터리 충전 상태로 전환 후 일정 시간 경과한 상태의 온도값들을 온도센서 별로 정렬하고 추이(또는 패턴) 분석하여 위험한 온도 변화에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인할 수 있는데, 기 설정된 위험 기울기에 매칭되어 급격하게 온도가 상승하는 추이(또는 패턴), 또는 지속적으로 온도가 상승하는 추이(또는 패턴)의 경우, 상기 배터리팩의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보의 일정 비율(또는 횟수)을 차감하여 배터리팩을 충방전할 수 있는 남은 수명을 줄이거나 또는 상기 유효 충방전 사이클 횟수정보를 초기화(예컨대, '0'으로 초기화)하여 더 이상 충방전하지 못하고(=사용하지 못하고) 바로 회수되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 정보 처리부(125)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 누적 저장된 복수의 상태정보 중 최근 일정 기간 동안 누적된 복수의 상태정보에 포함된 T개의 온도값을 각 온도센서 별로 정렬 후 판독하여 동종의 배터리팩 방전 상태에서 기 설정된 유효 온도 변화 추이(또는 패턴)과 기 설정된 허용 범위 내에서 매칭되지 않은 온도 변화 추이(또는 패턴)를 포함하는 적어도 하나의 온도값에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인하고, 상기 온도 관련 이상상태를 확인한 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다. 예컨대, 배터리 방전 상태로 전환 후 일정 시간 경과한 상태의 온도값들을 온도센서 별로 정렬하고 추이(또는 패턴) 분석하여 유효 온도 변화를 벗어난 온도 관련 이상상태를 확인할 수 있는데, 기 설정된 유효 기울기보다 급격하게 온도가 상승하는 추이(또는 패턴), 또는 지속적으로 온도가 상승하는 추이(또는 패턴)의 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보의 일정 비율(또는 횟수)을 차감하여 배터리팩(130)을 충방전할 수 있는 남은 수명을 줄이거나 또는 상기 유효 충방전 사이클 횟수정보를 초기화(예컨대, '0'으로 초기화)하여 더 이상 충방전하지 못하고(=사용하지 못하고) 바로 회수되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 정보 처리부(125)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 누적 저장된 복수의 상태정보 중 최근 일정 기간 동안 누적된 복수의 상태정보에 포함된 T개의 온도값을 각 온도센서 별로 정렬 후 판독하여 동종의 배터리팩 방전 상태에서 기 설정된 위험 온도 변화 추이(또는 패턴)과 기 설정된 허용 범위 내에서 매칭되는 온도 변화 추이(또는 패턴)를 포함하는 적어도 하나의 온도값에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인하고, 상기 온도 관련 이상상태를 확인한 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다. 예컨대, 배터리 방전 상태로 전환 후 일정 시간 경과한 상태의 온도값들을 온도센서 별로 정렬하고 추이(또는 패턴) 분석하여 위험한 온도 변화에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인할 수 있는데, 기 설정된 위험 기울기에 매칭되어 급격하게 온도가 상승하는 추이(또는 패턴), 또는 지속적으로 온도가 상승하는 추이(또는 패턴)의 경우, 상기 배터리팩의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보의 일정 비율(또는 횟수)을 차감하여 배터리팩을 충방전할 수 있는 남은 수명을 줄이거나 또는 상기 유효 충방전 사이클 횟수정보를 초기화(예컨대, '0'으로 초기화)하여 더 이상 충방전하지 못하고(=사용하지 못하고) 바로 회수되도록 할 수 있다.
한편, 여기서, 상기 정보 처리부(125)는 상기 관리DB와 연동하여 유효 충방전 사이클 횟수정보가 기 설정된 기준값 미만인 배터리팩(130)을 확인하고, 상기 유효 충방전 사이클 횟수정보가 기 설정된 기준값 미만인 배터리팩(130)에 대응하는 배터리팩 정보를 구성하여 상기 배터리팩(130)을 충전하는 충전장치와 상기 배터리팩(130)을 관리하는 단말장치와 상기 배터리팩(130)을 사용하는 사용자의 무선 단말 중 적어도 하나의 지정된 대상장치로 전송하는 절차를 수행할 수 있다.
도면2는 본 발명의 실시 방법에 따라 배터리팩으로부터 수신된 상태정보를 통해 배터리팩의 충전량 및 방전량을 확인하는 과정을 도시한 도면이다.
보다 상세하게 본 도면2는 운영서버(100)에서 친환경 차량에 사용되던 차량용 배터리팩에서 분리된 각각의 배터리모듈에 구비된 n(n≥2)개의 배터리셀에 대한 기 설정된 품질 검사 후 재생된 배터리팩에 부여된 고유식별정보와 상기 품질 검사를 근거로 결정된 상기 배터리팩의 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 지정된 관리DB에 연계 저장한 후, 배터리팩(130)의 관리모듈(170)로부터 수신된 상기 배터리팩(130)의 충전량과 방전량을 확인 가능한 배터리팩(130)의 전압값과 상기 배터리팩(130)에 구비된 N(N≥n, N=M*n)개의 배터리셀에 대한 N개의 배터리셀 별 전압값을 포함하는 상태정보를 판독하여, 상기 배터리팩(130)의 제i(i≥1)차 충전량과 제i차 방전량을 확인하는 과정을 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면2를 참조 및/또는 변형하여 상기 과정에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 단계가 생략되거나, 또는 순서가 변경된 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면2에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.
도면2를 참조하면, 상기 운영서버(100)는 친환경 차량에 사용되던 차량용 배터리팩에서 분리된 각각의 배터리모듈(135)에 구비된 n(n≥2)개의 배터리셀(140)에 대한 기 설정된 품질 검사 후 동등한 품질의 배터리셀(140)을 포함하는 M(M≥1)개의 배터리모듈(135)을 포함하여 재생된 배터리팩(130)에 부여된 고유식별정보와 상기 품질 검사를 근거로 결정된 상기 배터리팩(130)의 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 지정된 관리DB에 연계 저장한다(200).
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 각각의 배터리모듈(135)에 구비된 n개의 배터리셀(140)에 대한 품질 검사를 포함할 수 있다. 여기서 상기 배터리팩(130)은 상기 N개의 배터리셀(140)의 품질이 동등한 품질을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)에 대한 이상상태 검사를 포함할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 상기 이상상태 검사는 상기 배터리모듈(135)의 기하학 구조, 색상, 패턴 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 배터리모듈(135)의 파손, 팽창, 변색 중 적어도 하나의 상태가 기 설정된 유효 범위 내에 포함되는지 판별하는 광학 검사를 포함할 수 있으며, 이때 상기 광학 검사는 상기 관리 모듈(170)에 구비되는 광학 검사부(미도시) 또는 외부 광학 검사 장치(미도시)에 의해 수행될 수 있다.
여기서, 상기 광학 검사부 또는 상기 광학 검사 장치는 상기 배터리모듈(135)을 센싱하는 카메라부 또는 광학 센서부를 구비할 수 있다.
좀 더 상세하게, 상기 광학 검사는 상기 배터리모듈(135)의 지정된 부분을 센싱하여 상기 배터리모듈(135)의 기하학 구조 정보를 확인하는 단계와, 기 설정된 기하학 구조 규격 정보와 상기 확인된 기하학 구조 정보를 비교하여, 상기 배터리모듈(135)의 파손, 팽창 중 적어도 하나의 상태가 기 설정된 유효 범위 내에 포함되는지 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기하학 구조 규격 정보는, 상기 배터리모듈(135)의 각 변의 길이, 각 변의 연결 관계, 각 변들 간의 각도, 각 변의 곡률, 면의 넓이, 면의 곡률, 꼭지점의 개수, 꼭지점 영역의 곡률 중 둘 이상을 포함할 수 있다.
한편, 상기 광학 검사는 상기 배터리모듈(135)의 지정된 부분을 센싱하여 상기 배터리모듈(135)의 색상 정보를 확인하는 단계와, 기 설정된 색상 규격 정보와 상기 확인된 색상 정보를 비교하여, 상기 배터리모듈(135)의 변색 상태가 기 설정된 유효 범위 내에 포함되는지 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 광학 검사는 상기 배터리모듈(135)의 지정된 부분을 센싱하여 상기 배터리모듈(135)의 패턴 정보를 확인하는 단계와, 기 설정된 패턴 규격 정보와 상기 확인된 패턴 정보를 비교하여, 상기 배터리모듈(135)의 파손, 팽창 중 적어도 하나의 상태가 기 설정된 유효 범위 내에 포함되는지 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 파손, 팽창, 변색 중 적어도 하나의 상태가 기 설정된 유효 범위 내에 포함되는지 판별하는 광학 검사를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)의 저항값을 측정하여 기 설정된 유효 저항 범위에 매칭되는지 판별하는 저항 검사를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 충전 전압까지 충전하면서 스펙 상 유효 충전 범위에 매칭되는지 판별하는 충전 검사를 포함할 수있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 충전 전압까지 지정된 전류 비(C-rate)에 따라 충전하면서 상기 전류 비의 허용 범위 내에 매칭되게 충전되는지 판별하는 충전 검사를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 충전 전압까지 충전하면서 상기 배터리모듈(135)에 구비된 셀 연결 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)에 구비된 배터리셀 간 전압값의 차이가 기 설정된 유효 범위 이내인지 판별하는 밸런스 검사를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 충전 전압까지 충전하면서 상기 배터리모듈(135)에 구비된 셀 연결 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)에 구비된 적어도 하나의 온도센서를 통해 센싱된 온도값이 기 설정된 유효 범위 이내인지 판별하는 온도 검사를 포함할 수 있다
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 방전 전압까지 방전하면서 스펙 상 유효 방전 범위에 매칭되는지 판별하는 방전 검사를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 방전 전압까지 지정된 전류 비(C-rate)에 따라 방전하면서 상기 전류 비의 허용 범위 내에 매칭되게 방전되는지 판별하는 방전 검사를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 방전 전압까지 방전하면서 상기 배터리모듈(135)에 구비된 셀 연결 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)에 구비된 배터리셀 간 전압값의 차이가 기 설정된 유효 범위 이내인지 판별하는 밸런스 검사를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 품질 검사는 상기 배터리모듈(135)의 전원 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 방전 전압까지 방전하면서 상기 배터리모듈(135)에 구비된 셀 연결 단자를 통해 상기 배터리모듈(135)에 구비된 적어도 하나의 온도센서를 통해 센싱된 온도값이 기 설정된 유효 범위 이내인지 판별하는 온도 검사를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 배터리팩(130)은 동등한 품질의 배터리셀(140)을 포함하는 M개의 배터리모듈(135)을 스펙 상 완전 방전 전압까지 방전한 후 상기 M의 배터리모듈(135)에 구비된 N개의 배터리셀을 스펙 상 정격 전압까지 충전하여 재생될 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 충방전 사이클은 상기 배터리팩(130)에 설정된 완전 충전량까지 완전 충전한 후 상기 배터리팩(130)에 설정된 완전 방전량까지 완전 방전한 상태를 1사이클로 설정한 사이클을 포함할 수 있다. 예컨대, 제i차 충방전에서 100% 충전(=완전 충전)했다가 0%까지 사용하여 방전(=완전 방전)한 경우, 제i차 충방전 사이클은 (100-0)/100=1사이클로 산출될 수 있으며, 만약 제i차 충방전에서 100% 충전(=완전 충전)했다가 50%까지 사용하여 방전한 경우, 제i차 충방전 사이클은 (100-50)/100=0.5사이클로 산출될 수 있다. 또한 제i차 충방전에서 80% 정도만 급속 충전했다가 20%까지 사용하여 방전한 경우, 제i차 충방전 사이클은 (80-20)/100=0.6사이클로 산출될 수 있다.
여기서, 상기 완전 충전량은 상기 재생되는 배터리팩(130)에 구비된 N개의 배터리셀(140)의 충전 용량을 근거로 설정되거나, 또는 상기 재생되는 배터리팩(130)에 구비된 M개의 배터리모듈(135)의 충전 용량을 근거로 설정될 수 있다.
또한, 상기 완전 방전량은 상기 재생되는 배터리팩(130)에 구비된 N개의 배터리셀(140)의 충전 용량을 근거로 기 설정된 범위 내에서 설정되거나, 또는 상기 재생되는 배터리팩(130)에 구비된 M개의 배터리모듈(135)의 충전 용량을 근거로 기 설정된 범위 내에서 설정될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 정보 관리부(105)는 상기 배터리모듈(135)의 품질 검사 결과에 대응하는 품질 등급과 상기 배터리팩(130)의 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 매칭시킨 품질-사이클 테이블을 저장할 수 있으며, 상기 배터리팩(130)에 포함된 M개의 배터리모듈(135)의 품질 검사 결과에 대응하는 품질 등급을 확인하고, 상기 품질-사이클 테이블을 근거로 상기 확인된 품질 등급에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 확인할 수 있다.
상기 운영서버(100)에서 친환경 차량에 사용되던 차량용 배터리팩에서 분리된 각각의 배터리모듈에 구비된 n(n≥2)개의 배터리셀에 대한 기 설정된 품질 검사 후 재생된 배터리팩에 부여된 고유식별정보와 상기 품질 검사를 근거로 결정된 상기 배터리팩의 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 지정된 관리DB에 연계 저장한 이후, 상기 배터리팩(130)의 관리모듈(170)은 상기 배터리팩의 충전량과 방전량을 확인 가능한 배터리팩(130)의 전압값을 확인하고(205), 상기 배터리팩(130)에 구비된 N(N≥n, N=M*n)개의 배터리셀에 대한 N개의 배터리셀 별 전압값을 확인한 후(210), 상기 확인된 배터리팩(130)의 전압값과 N개의 배터리셀 별 전압값을 포함하는 상태정보를 구성하여 배터리팩(130)의 통신모듈(195)을 통해 상기 운영서버(100)로 전송한다(215).
그러면, 상기 운영서버(100)는 상기 배터리팩(130)의 관리모듈(170)을 통해 전송된 상태정보를 수신하여 지정된 관리DB에 누적 저장한다(220).
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 운영서버(100)는 지정된 배터리팩(130)의 고유식별정보와 상기 배터리팩(130) 내에 구비된 M개의 배터리모듈(135)을 고유 식별하는 M개의 모듈식별정보를 지정된 관리DB에 연계 저장할 수 있다. 여기서, 상기 상태정보는 상기 M개의 모듈식별정보를 불포함하며, 각 배터리모듈 별 n개의 배터리셀 전압값을 포함하는 M개의 데이터블록을 포함할 수 있다.
또한, 상기 M개의 배터리모듈(135)은 지정된 번호 순서를 부여하여 배터리팩(130)에 구비되고, 상기 M개의 모듈식별정보는 상기 배터리팩(130)에 구비된 M개의 배터리모듈(135)에 부여된 번호 순서에 매칭되게 저장되며, 상기 M개의 데이터 블록은 상기 배터리팩(130)에 구비된 M개의 배터리모듈(135)에 부여된 번호 순서에 매칭되게 연접되어 상기 상태정보에 포함될 수 있다.
또한, 상기 M개의 데이터블록은 각 배터리모듈(135) 내에 온도센서를 구비한 경우, 각 배터리모듈 내에 구비된 온도센서를 통해 센싱된 적어도 하나의 온도값을 더 포함할 수 있다.
상기 상태정보가 지정된 관리DB에 누적 저장된 이후, 상기 운영서버(100)는 상기 관리DB에 저장된 지정된 배터리팩의 상태정보를 판독하여 상기 배터리팩(130)의 제i(i≥1)차 충전에 대응하는 제i차 충전량을 확인하고(225), 상기 제i차 충전 후 제i차 방전에 대응하는 제i차 방전량을 확인한다(230).
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 제i차 충전량은 상기 배터리팩(130)의 제(i-1)차 방전 상태 또는 배터리팩(130)의 단자 개방 상태에서 상기 배터리팩(130)의 제i차 충전 상태로 전환된 후 상기 배터리팩(130)의 제i차 방전 상태로 전환되기 직전까지 저장된 상태정보를 근거로 상기 배터리팩(130)에 충전된 전력을 적산하여 산출될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 제i차 충전량은 상기 배터리팩(130)의 제(i-1)차 방전 상태 또는 배터리팩(130)의 단자 개방 상태에서 상기 배터리팩(130)의 제i차 충전 상태로 전환된 후 상기 배터리팩(130)의 제i차 방전 상태로 전환되기 직전의 배터리팩 전압값(또는 N개의 배터리셀 별 전압값의 조합)과 상기 배터리팩(130)의 지정된 완전 충전 전압 사이의 관계를 통해 산출될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 제i차 방전량은 상기 배터리팩(130)의 제i차 충전 상태 또는 배터리팩(130)의 단자 개방 상태에서 상기 배터리팩(130)의 제i차 방전 상태로 전환된 후 상기 배터리팩(130)의 제(i+1)차 충전 상태로 전환되기 직전까지 저장된 상태정보를 근거로 상기 배터리팩(130)에서 방전된 전력을 적산하여 산출될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 제i차 방전량은 배터리팩(130)의 제i차 충전 상태 또는 배터리팩(130)의 단자 개방 상태에서 상기 배터리팩(130)의 제i차 방전 상태로 전환된 후 상기 배터리팩(130)의 제(i+1)차 충전 상태로 전환되기 직전의 배터리팩 전압값(또는 N개의 배터리셀 별 전압값의 조합)과 상기 배터리팩(130)의 지정된 완전 방전 전압 사이의 관계를 통해 산출될 수 있다.
도면3은 본 발명의 실시 방법에 따라 배터리팩의 충방전 사이클 수를 산출하고 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 갱신하는 과정을 도시한 도면이다.
보다 상세하게 본 도면3은 상기 도면2의 과정을 통해 운영서버(100)에서 배터리팩(130)의 제i(i≥1)차 충전량과 제i차 방전량이 확인된 이후, 제i차 충전 후 방전에 대한 제i차 충방전 사이클 수를 산출하고, 관리DB에 저장된 상기 배터리팩(130)의 유효 충방전 사이클 횟수정보에서 상기 산출된 제i차 충방전 사이클 수를 차감하여 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 갱신하도록 하는 과정을 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면3을 참조 및/또는 변형하여 상기 과정에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 단계가 생략되거나, 또는 순서가 변경된 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면3에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.
도면3을 참조하면, 상기 운영서버(100)는 상기 도면2의 과정이후, 상기 운영서버(100)는 상기 제i차 충전량과 제i차 방전량을 확인한 경우(300), 상기 확인된 제i차 충전량과 제i차 방전량 간의 차이를 이용하여 제i차 충전 후 방전에 대한 제i차 충방전 사이클 수를 산출한다(305).
그리고, 상기 운영서버(100)는 상기 관리DB에 저장된 상기 배터리팩(130)의 유효 충방전 사이클 횟수정보에서 상기 산출된 제i차 충방전 사이클 수를 차감하고(310), 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 갱신한다(315).
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 제i차 충방전 사이클 수는 상기 배터리팩(130)에 설정된 완전 충전량과 완전 방전량 사이의 차이에 대응하는 1사이클을 기준으로 상기 확인된 제i차 충전량과 제i차 방전량 간의 차이의 비율에 대응하는 값을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 운영서버(100)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 저장된 셀 기반 상태정보 중 최근 일정 기간에 대응하는 적어도 하나의 셀 기반 상태정보에 포함된 N개의 배터리셀 별 전압값을 상호 비교한 후(320), 기 설정된 유효 밸런스 범위를 벗어난 적어도 하나의 배터리셀 전압값에 대응하는 셀 밸런스 이상상태를 확인하고(325), 상기 셀 밸런스 이상상태를 확인한 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화한다(330).
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 운영서버(100)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 누적 저장된 복수의 상태정보 중 최근 일정 기간에 대응하는 적어도 하나의 상태정보에 포함된 T개의 온도값을 판독하여 기 설정된 유효 온도 범위를 벗어난 적어도 하나의 온도값에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인하는 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 운영서버(100)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 누적 저장된 복수의 상태정보 중 최근 일정 기간 동안 누적된 복수의 상태정보에 포함된 T개의 온도값을 각 온도센서 별로 정렬 후 판독하여 기 설정된 유효 온도 변화 추이(또는 패턴)과 기 설정된 허용 범위 내에서 매칭되지 않은 온도 변화 추이(또는 패턴)를 포함하는 적어도 하나의 온도값에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인하고, 상기 온도 관련 이상상태를 확인한 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 운영서버(100)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 누적 저장된 복수의 상태정보 중 최근 일정 기간 동안 누적된 복수의 상태정보에 포함된 T개의 온도값을 각 온도센서 별로 정렬 후 판독하여 기 설정된 위험 온도 변화 추이(또는 패턴)과 기 설정된 허용 범위 내에서 매칭되는 온도 변화 추이(또는 패턴)를 포함하는 적어도 하나의 온도값에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인하고, 상기 온도 관련 이상상태를 확인한 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 운영서버(100)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 누적 저장된 복수의 상태정보 중 최근 일정 기간 동안 누적된 복수의 상태정보에 포함된 T개의 온도값을 각 온도센서 별로 정렬 후 판독하여 동종의 배터리팩 충전 상태에서 기 설정된 유효 온도 변화 추이(또는 패턴)과 기 설정된 허용 범위 내에서 매칭되지 않은 온도 변화 추이(또는 패턴)를 포함하는 적어도 하나의 온도값에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인하고, 상기 온도 관련 이상상태를 확인한 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 운영서버(100)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 누적 저장된 복수의 상태정보 중 최근 일정 기간 동안 누적된 복수의 상태정보에 포함된 T개의 온도값을 각 온도센서 별로 정렬 후 판독하여 동종의 배터리팩 충전 상태에서 기 설정된 위험 온도 변화 추이(또는 패턴)과 기 설정된 허용 범위 내에서 매칭되는 온도 변화 추이(또는 패턴)를 포함하는 적어도 하나의 온도값에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인하고, 상기 온도 관련 이상상태를 확인한 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 운영서버(100)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 누적 저장된 복수의 상태정보 중 최근 일정 기간 동안 누적된 복수의 상태정보에 포함된 T개의 온도값을 각 온도센서 별로 정렬 후 판독하여 동종의 배터리팩 방전 상태에서 기 설정된 유효 온도 변화 추이(또는 패턴)과 기 설정된 허용 범위 내에서 매칭되지 않은 온도 변화 추이(또는 패턴)를 포함하는 적어도 하나의 온도값에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인하고, 상기 온도 관련 이상상태를 확인한 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 운영서버(100)는 지정된 배터리팩(130)에 대하여 관리DB에 누적 저장된 복수의 상태정보 중 최근 일정 기간 동안 누적된 복수의 상태정보에 포함된 T개의 온도값을 각 온도센서 별로 정렬 후 판독하여 동종의 배터리팩 방전 상태에서 기 설정된 위험 온도 변화 추이(또는 패턴)과 기 설정된 허용 범위 내에서 매칭되는 온도 변화 추이(또는 패턴)를 포함하는 적어도 하나의 온도값에 대응하는 온도 관련 이상상태를 확인하고, 상기 온도 관련 이상상태를 확인한 경우, 상기 배터리팩(130)의 남은 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 일정 비율(또는 횟수) 차감하거나 초기화할 수 있다.
한편, 여기서, 상기 운영서버(100)는 상기 관리DB와 연동하여 유효 충방전 사이클 횟수정보가 기 설정된 기준값 미만인 배터리팩(130)이 확인되면(335), 상기 유효 충방전 사이클 횟수정보가 기 설정된 기준값 미만인 배터리팩(130)에 대응하는 배터리팩 정보를 구성하여(340), 상기 배터리팩(130)을 충전하는 충전장치와 상기 배터리팩(130)을 관리하는 단말장치와 상기 배터리팩(130)을 사용하는 사용자의 무선단말 중 적어도 하나의 지정된 대상장치로 전송한다(345).
100 : 운영서버
105 : 정보 관리부
115 : 정보 확인부
110 : 정보 저장부
120 : 정보 산출부
130 : 배터리팩
125 : 정보 처리부
135 : 배터리모듈
140 : 배터리셀
145 : 셀 단자
150 : 모듈 전원 단자
160 : 온도 센서
170 : 관리모듈
155 : 배터리모듈용 관리모듈
165 : 팩 전원 단자
175 : 셀 전압 수집부
185 : 상태정보 구성부
195 : 통신모듈
180 : 온도 수집부
190 : 통신 처리부
105 : 정보 관리부
115 : 정보 확인부
110 : 정보 저장부
120 : 정보 산출부
130 : 배터리팩
125 : 정보 처리부
135 : 배터리모듈
140 : 배터리셀
145 : 셀 단자
150 : 모듈 전원 단자
160 : 온도 센서
170 : 관리모듈
155 : 배터리모듈용 관리모듈
165 : 팩 전원 단자
175 : 셀 전압 수집부
185 : 상태정보 구성부
195 : 통신모듈
180 : 온도 수집부
190 : 통신 처리부
Claims (6)
- 배터리팩의 관리모듈 및 상기 관리모듈과 소정의 통신 방법으로 연결되는 운영서버를 통해 실행되는 방법에 있어서,
상기 운영서버는 친환경 차량에 사용되던 차량용 배터리팩에서 분리된 각각의 배터리모듈에 구비된 복수의 배터리셀 각각에 대한 기 설정된 품질 검사 - 상기 품질 검사는 상기 각각의 배터리모듈에 대한 이상상태검사를 포함하고, 상기 이상상태검사는 상기 각각의 배터리모듈의 기하학적 구조, 색상, 패턴 중 적어도 하나가 기 설정된 유효범위내에 포함되는지를 판별하는 광학 검사를 포함함 - 후, 기설정된 품질을 갖는 복수의 배터리셀을 포함하는 배터리모듈을 포함하여 재생된 배터리팩에 부여된 고유식별정보와 상기 품질 검사를 근거로 결정된 상기 배터리팩의 수명에 대응하는 유효 충방전 사이클 횟수정보를 지정된 관리DB에 연계 저장하는 제1 단계;
상기 배터리팩의 관리모듈로부터 상기 배터리팩의 충전량과 방전량을 확인 가능한 배터리팩의 전압값과, 상기 복수 개의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 포함하여 재생된 배터리 팩의 각각의 배터리 셀간의 전압값의 언밸런싱을 모니터링하기 위해 상기 배터리팩에 구비된 복수의 배터리셀 각각에 대한 전압값 및 온도 값을 포함하는 상태정보를 기설정된 주기로 상기 배터리팩의 관리 모듈로부터 상기 운영서버가 수신하는 제2 단계;
를 포함하는 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법. - 제1항에 있어서,
통신모듈은,
지정된 무선 통신망을 경유하여 지정된 운영서버와 통신하기 위한 무선 통신모듈을 포함하고, 상기 관리모듈은 상기 무선 통신모듈을 통해 상기 지정된 무선 통신망을 경유하여 상기 지정된 운영서버와 통신하는 것을 특징으로 하는 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 통신모듈은,
지정된 유선 통신망을 경유하여 지정된 운영서버와 통신하기 위한 유선 통신모듈을 포함하고, 상기 관리모듈은 상기 유선 통신모듈을 통해 상기 지정된 유선 통신망을 경유하여 상기 지정된 운영서버와 통신하는 것을 특징으로 하는 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 통신모듈은,
지정된 근거리 무선 통신을 경유하여 지정된 운영서버와 통신하기 위한 근거리 무선 통신모듈을 포함하고, 상기 관리모듈은 상기 지정된 근거리 무선 통신을 통해 지정된 통신망을 경유하여 상기 지정된 운영서버와 통신하는 것을 특징으로 하는 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 배터리팩의 단자부에 데이터 통신을 위한 통신 단자가 포함된 경우, 상기 통신모듈은 상기 배터리팩의 단자부에 포함된 통신 단자를 통해, 상기 배터리팩을 구비한 장치가 접속한 무선 통신망을 경유하여 상기 운영서버와 통신하는 것을 특징으로 하는 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 통신모듈은,
상기 배터리팩의 위치를 측위하여, 상기 배터리팩의 위치정보를 생성하는 위치 측위부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200187121A KR102603311B1 (ko) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 무선 또는 유선 통신 방법에 의한 배터리팩 관리 방법 |
Publications (2)
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| KR20220095520A KR20220095520A (ko) | 2022-07-07 |
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Citations (4)
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