KR20070035216A

KR20070035216A - 배터리의 ｓｏｃ추정 방법 및 이를 이용한 배터리 관리시스템

Info

Publication number: KR20070035216A
Application number: KR1020050089812A
Authority: KR
Inventors: 서세욱; 최수석
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2007-03-30
Also published as: KR101117636B1

Abstract

SOC 추정 방법은 순간적으로 변하는 팩전류에 의하여 SOC가 리셋되는 것을 방지할 수 있다.

배터리 관리 시스템에서 사용되는 배터리의 SOC 추정 방법은, 먼저 제1 기간 간격으로 배터리의 팩전류 및 팩전압을 측정한다. 현재 측정된 팩전류 및 제1 기간 이전에 측정된 팩전류의 곱연산을 수행함으로써 팩전류가 제1 기간보다 긴 제2 기간 동안 동일한 부호인지를 판단한다. 팩전류가 제2 기간동안 동일한 부호이면 SOC 리셋이 필요하다고 판단한다. SOC 리셋이 필요한 경우에, 팩전압의 크기가 특정 리셋 전압 보다 큰 상태가 제2 기간보다 긴 제3 기간 동안 계속되면 SOC 리셋을 수행한다.

BMS, 배터리, SOC, 리셋, 팩전류

Description

배터리의 ＳＯＣ추정 방법 및 이를 이용한 배터리 관리 시스템{Method of estimating SOC for battery and battery management system using the same}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기를 이용하는 자동차 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 BMS의 MCU를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 MCU의 동작을 순서대로 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 MCU의 동작을 순서대로 보여주는 도면이다.

본 발명은 배터리 관리 시스템(Battery Management System)에 관한 것으로, 특히, 전기 에너지를 이용하는 자동차에 사용될 수 있는 배터리 관리 시스템 및 그의 구동방법에 관한 것이다.

가솔린이나 중유를 주연료로 사용하는 내연 엔진을 이용하는 자동차는 대기 오염 등 공해발생에 심각한 영향을 주고 있다. 따라서 최근에는 공해발생을 줄이기 위하여, 전기 자동차 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.

전기 자동차는 배터리(battery)에서 출력되는 전기에너지에 의해 동작하는 배터리 엔진을 이용하는 자동차이다. 이러한 전기 자동차는 충방전이 가능한 다수의 2차 전지(cell)가 하나의 팩(pack)으로 형성된 배터리를 주동력원으로 이용하기 때문에 배기가스가 전혀 없으며 소음이 아주 작은 장점이 있다.

한편, 하이브리드 자동차라 함은 내연 엔진을 이용하는 자동차와 전기 자동차의 중간 단계의 자동차로서, 두 가지 이상의 동력원, 예컨대 내연 엔진 및 배터리 엔진을 사용하는 자동차이다. 현재에는, 내연 엔진과 수소와 산소를 연속적으로 공급하면서 화학반응을 일으켜 직접 전기 에너지를 얻는 연료 전지를 이용하거나, 배터리와 연료 전지를 이용하는 등 혼합된 형태의 하이브리드 자동차가 개발되고 있다.

이와 같이 전기 에너지를 이용하는 자동차는 배터리의 성능이 자동차의 성능에 직접적인 영향을 미치므로, 각 전지 셀의 성능이 뛰어나야 할 뿐만 아니라 각 전지 셀의 전압, 전체 배터리의 전압 및 전류 등을 측정하여 각 전지 셀의 충방전을 효율적으로 관리할 수 있는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, 이하 BMS)이 절실히 요구되는 실정이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 더욱 정확하게 배터리의 SOC를 추정 할 수 있는 방법 및 이를 이용한 배터리 관리 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 순간적으로 변하는 팩전류에 의하여 SOC가 리셋되는 것을 방지할 수 있는 SOC 추정 방법 및 이를 이용한 배터리 관리 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 특징에 따른 배터리 관리 시스템에서 사용되는 배터리의 SOC 추정 방법은,

a) 상기 배터리의 팩전류 및 팩전압을 제1 기간 간격으로 측정하는 단계;

b) 측정된 상기 팩전류가 상기 제1 기간보다 긴 제2 기간 동안 동일한 부호인지를 판단하는 단계: 및

c) 상기 팩전류가 상기 제2 기간동안 동일한 부호이면, SOC 리셋을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 배터리 관리 시스템에서 사용되는 배터리의 SOC 추정 방법은

b) 상기 팩전압의 크기가 특정 전압 보다 큰 상태가 상기 제1 기간보다 긴 제2 기간 동안 계속되는 단계; 및

c) SOC 리셋을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 특징에 따른 전기를 이용하는 자동차의 ECU(engine controller unit)에 연결되는 배터리 관리 시스템의 구동방법은,

a) 배터리의 팩전류 및 팩전압을 제1 기간 간격으로 측정하는 단계;

b) 상기 제1 기간보다 긴 제2 기간 동안 측정된 상기 팩전류가 동일한 부호를 갖는 단계:

c) 상기 팩전압이 특정 전압 보다 큰가를 판단하는 단계;

d) 상기 팩전압이 특정 전압 보다 큰 상태가 상기 제2 기간보다 긴 제3 기간동안 계속되는 단계;

e) SOC 리셋을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 특징에 따른 전기를 이용하는 자동차의 ECU로 배터리의 SOC를 출력하는 배터리를 관리하는 배터리 관리 시스템은,

배터리의 팩전류 및 팩전압을 제1 기간 간격으로 측정하는 센싱부;

측정된 상기 팩전류를 이용하여 추정 SOC를 산출하는 추정 SOC 산출부;

상기 제1 기간보다 긴 제2 기간 동안 측정된 상기 팩전류가 동일한 부호를 갖는 지를 판단하고, 상기 팩전압이 특정 전압 보다 큰 상태가 상기 제2 기간보다 긴 제3 기간동안 계속되는 지를 판단하여 SOC 리셋 여부를 결정하는 SOC 리셋 판단부;

상기 SOC 리셋 판단부에서 결정된 SOC 리셋 여부에 기초하여 리셋 SOC를 출력하는 SOC 리셋부; 및

상기 추정 SOC 또는 상기 리셋 SOC 중 어느 하나를 상기 배터리의 현재 SOC로서 상기 ECU로 출력하는 SOC 출력부를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명 이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자동차 시스템은, BMS(1), 배터리(2), 전류센서(3), 냉각팬(4), 퓨즈(5), 메인 스위치(6), ECU(engine controller unit, 7), 인버터(8) 및 모터제너레이터(9)를 포함한다.

먼저, 배터리(2)는 복수의 전지 셀이 서로 직렬로 연결된 복수의 서브팩(2a ~ 2h), 줄력단자(2_OUT1), 출력단자(2_OUT2) 및 서브팩(2d)과 서브팩(2e) 사이에 마련되는 안전스위치(2_SW)를 포함한다. 여기서 서브팩(2a ~ 2h)은 예시적으로 8개로 표시되고 서브팩은 복수의 전지 셀을 하나의 그룹으로 표시한 것에 불과한 것이고, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 안전 스위치(2_SW)는 서브팩(2d)과 서브팩(2e) 사이에 마련되는 스위치로서 배터리를 교체하거나 배터리에 대한 작업을 수행할 때 작업자의 안전을 위하여 수동적으로 온 오프할 수 있는 스위치이다. 본 제1 실시예에서는 서브팩(2d)과 서브팩(2e) 사이에 안전 스위치(2_SW)가 마련되나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 출력단자(2_OUT1) 및 출력단자(2_OUT2)는 인버터(8)와 연결된다.

전류센서(3)는 배터리(2)의 출력전류 량을 측정하여 BMS(1)의 센싱부(10)로 출력한다. 구체적으로 전류센서(3)는 홀(Hall) 소자를 이용하여 전류를 측정하고 측정된 전류에 대응되는 아날로그 전류 신호로 출력하는 Hall CT(Hall current transformer)일 수 있다.

냉각팬(4)은 BMS(1)의 제어신호에 기초하여 배터리(2)의 충방전에 의해 발생할 수 있는 열을 냉각하여 온도 상승으로 인한 배터리(2)의 열화 및 충방전 효율의 저하를 방지한다.

퓨즈(5)는 배터리(2)의 단선 또는 단락에 의해 과전류가 배터리(2)에 전달되는 것을 방지한다. 즉 과전류가 발생하면 퓨즈(5)는 단선되어 과전류가 배터리(2)에 전달되는 것을 차단한다.

메인 스위치(6)는 과전압, 과전류, 고온 등 이상 현상이 발생하면 BMS(1) 또는 자동차의 ECU(7)의 제어신호에 기초하여 배터리(2)를 온오프 한다.

BMS(1)는 센싱부(10), MCU(Main control unit, 20), 내부전원 공급부(30), 셀밸런싱부(40), 저장부(50), 통신부(60), 보호회로부(70), 파워온 리셋부(80) 및 외부인터페이스(90)를 포함한다.

센싱부(10)는 배터리 전체 팩전류, 배터리 전체 팩전압, 각 전지 셀전압, 셀온도 및 주변온도를 측정하여 MCU(20)에 전달한다.

MCU(20)는 센싱부(10)로부터 전달받은 배터리 전체 팩전류, 배터리 전체 팩전압, 각 전지 셀전압, 셀온도 및 주변온도에 기초하여 배터리(2)의 충전상태(state of charging, 이하 SOC), 건강상태(state of health, 이하 SOH) 등을 추정하여 배터리(2)의 상태를 알려주는 정보를 생성하고 자동차의 ECU(7)에 전달한다. 따라서 자동차의 ECU는 MCU(20)로부터 전달된 SOC 및 SOH에 기초하여 배터리(2)의 충전 또는 방전을 수행한다.

내부전원 공급부(30)는 일반적으로 보조 배터리를 이용하여 BMS(1)에 전원을 공급하는 장치이다. 셀밸런싱부(40)는 각 셀의 충전상태의 균형을 맞춘다. 즉, 충전상태가 비교적 높은 셀은 방전시키고 충전상태가 비교적 낮은 셀은 충전시킬 수 있다. 저장부(50)는 BMS(1)의 전원이 오프될 때, 현재의 SOC, SOH 등의 데이터들을 저장한다. 여기서 저장부(50)는 전기적으로 쓰고 지울 수 있는 비휘발성 저장장치로서 EEPROM일 수 있다. 통신부(60)는 자동차의 ECU(7)와 통신을 수행한다. 보호회로부(70)는 펌웨어(firm ware)를 이용하여 외부의 충격, 과전류, 저전압 등으로부터 배터리(2)를 보호하기 위한 회로이다. 파워온 리셋부(80)는 BMS(1)의 전원이 켜지면 전체 시스템을 리셋한다. 외부 인터페이스(90)는 냉각팬(4), 메인 스위치(6) 등 BMS의 보조장치들을 MCU(20)에 연결하기 위한 장치이다. 본 실시에에서는 냉각팬(4) 및 메인 스위치(6)만이 도시되었지만 이에 한정되는 것은 아니다.

ECU(7)는 차량의 액셀러레이터(accelerator), 브레이크(break), 차량 속도 등의 정보에 기초하여 토크 정도를 결정하고, 모터제너레이터(9)의 출력이 토크 정보에 맞도록 제어한다. 즉 ECU(7)는 인버터(8)의 스위칭을 제어하여 모터제너레이 터(9)의 출력이 토크 정보에 맞도록 제어한다. 또한 ECU(7)는 BMS(1)의 통신부(60)를 통하여 MCU(20)로부터 전달되는 배터리(2)의 SOC를 전달받아 배터리(2)의 SOC가 목표값(예컨대 55%)이 되도록 제어한다. 예를 들면 MCU(20)로부터 전달된 SOC가 55% 이하이면 인버터(8)의 스위치를 제어하여 전력이 배터리(10) 방향으로 출력되도록 하여 배터리(2)를 충전시키고 이때 팩전류(I)는 '-'값이 된다. 한편, SOC가 55% 이상이면 인버터(8)의 스위치를 제어하여 전력이 모터제너레이터(9) 방향으로 출력되도록 하여 배터리(2)를 방전시키고 이때 팩전류(I)는 '+'값이 된다.

인버터(8)는 ECU(7)의 제어신호에 기초하여 배터리(2)가 충전 또는 방전되도록 한다.

모터 제너레이터(9)는 배터리(2)의 전기에너지를 이용하여 ECU(7)로부터 전달되는 토크 정보에 기초하여 자동차를 구동한다.

결국 ECU(7)는 SOC에 기초하여 충방전 할 수 있는 파워만큼 충방전함으로써 배터리(2)가 과충전이나 과방전되는 것을 방지하여 배터리(2)를 효율적으로 오랫동안 사용할 수 있도록 한다. 그러나 배터리(2)가 자동차에 장착된 후에는 배터리(2)의 실제 SOC를 측정하기는 어려우므로, BMS(1)는 센싱부(10)에서 센싱한 팩전류, 팩전압 등을 이용하여 SOC를 정확하게 추정하여 ECU(7)에 전달하여야 한다.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 MCU(20)에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 BMS(1)의 MCU(20)를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, MCU(20)는 추정 SOC 산출부(21), SOC 리셋 판단부(22), SOC 리셋(23), LUT(24) 및 SOC 출력부(25)를 포함한다.

먼저, LUT(24)는 실험에 의하여 얻어진 데이터로서 SOC값과 팩전압이 서로 대응되게 저장된 룩업데이블(look up table)이다.

추정 SOC 산출부(21)는 센싱부(10)로부터 전달받은 팩전류(I) 및 충전효율을 기초로 추정 SOC를 산출한다. 구체적으로 정해진 배터리(2)의 실제 충전효율(

)을 이용하여 아래 수학식 1과 같이 추정 SOC를 산출한다.

여기서

는 충방전 전류로서 센싱부(10)에서 출력된 팩전류(I)이고,

는 배터리(2)의 실제 충전효율이고,

는 총 배터리 용량(Total Amount of charge)이다.

SOC 리셋 판단부(22)는 센싱부(10)에서 측정된 팩전류(I) 및 팩전압(V)에 기초하여 SOC 리셋이 필요한지를 판단하며, 여기서 보통의 경우에는 앞의 수학식 1에 의해 산출된 추정 SOC를 현재의 배터리의 SOC로 출력한다. 그러나 수학식 1에 의해 산출된 추정 SOC는 팩전류값을 기초로 산출된 것이므로 실제 배터리(2)의 SOC와는 오차가 있을 수 있다. 이러한 오차를 보정하기 위하여 배터리의 상태가 일정 조건에 해당하는 경우 실험에 의해 얻어진 데이터 등을 이용하여 추정 SOC 값을 무시하고 특정 SOC 값을 현재의 배터리의 SOC값으로 설정해 버리는 것을 SOC 리셋이라고 한다.

따라서 SOC 리셋 판단부(22)는 SOC 리셋이 필요한지 여부를 판단하기 위하여 카운터(22a) 및 연산 비교부(22b)를 포함한다. 연산 비교부(22b)는 현재 측정된 팩전류와 직전에 측정된 팩전류의 곱이 0(zero)보다 큰 지 여부를 판단한다. 또한 연산 비교부(22b)는 LUT(24)을 참조하여 추정 SOC 산출부(21)에서 산출된 현재의 추정 SOC 값에 대응되는 리셋 전압과 현재 측정 팩전압의 크기를 비교하여 그 결과를 출력한다.

카운터(22a)는 현재 측정된 팩전류와 직전에 측정된 팩전류의 곱이 0(zero)보다 큰 회수(n)를 카운팅하고, 또한 추정 SOC 산출부(21)에서 산출된 추정 SOC에 대응하는 리셋전압보다 현재 측정된 팩전압이 큰 회수(m)를 카운팅한다.

결국 SOC 리셋 판단부(22)는 현재 측정된 팩전류와 직전에 측정된 팩전류의 곱이 0(zero)보다 큰 회수(n)가 특정 수 이상인지를 먼저 판단한다. 그리고 회수(n)가 특정 수 이상이면, 이 때 측정된 팩전압이 리셋 전압보다 큰 지를 판단하고, 팩전압이 리셋 전압보다 큰 회수(m)가 특정 수 이상이면 리셋을 수행하도록 SOC 리셋부(23)에 리셋 신호를 전달한다. 여기서 리셋 전압은 SOC 리셋을 수행하도록 결정된 특정 리셋 전압일 수 있다.

SOC 리셋부(23)는 회수(m)가 특정 수 이상이면, 센싱부(10)에서 수신된 현재의 팩전압에 대응되게 LUT(24)에 저장된 SOC 값을 리셋 SOC로 출력한다.

SOC 출력부(25)는 추정 SOC 산출부(21)에서 산출된 추정 SOC 또는 SOC 리셋부(23)에서 산출된 리셋 SOC 중 어느 하나를 현재 배터리(2)의 SOC로서 ECU(7)로 출력한다. 구체적으로는 SOC 리셋부(23)에서 리셋 SOC가 출력되면 리셋 SOC를 현재 배터리(2)의 SOC로서 ECU(7)로 출력하고, SOC 리셋부(23)에서 리셋 SOC가 출력되지 않으면 추정 SOC 산출부(21)에서 산출된 추정 SOC를 현재 배터리(2)의 SOC로서 ECU(7)로 출력한다.

다음은 본 발명의 제1 실시예에 따른 MCU(20)의 동작에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 MCU(20)의 동작을 순서대로 보여주는 도면이다.

먼저 SOC 리셋 판단부(22)의 카운터(22a)는 회수(m)를 0으로 설정한다(S100). 또한 카운터(22a)는 회수(n)를 0으로 설정한다(S110).

그리고 SOC 리셋 판단부(22)는 센싱부(10)에서 현재 측정된 팩전류(I_n) 및 팩전압(V_n)을 수신하면(S120), 연산 비교부(22b)는 수신된 현재의 팩전류(I_n)와 이전의 팩전류(I_n-1)의 곱을 연산하고, 연산 결과가 0보다 큰지를 판단한다(S130).

현재의 팩전류(I_n)와 이전의 팩전류(I_n-1)의 곱이 0보다 작으면 다시 단계(S110)로 되돌아간다. 그리고 현재의 팩전류(I_n)와 이전의 팩전류(I_n-1)의 곱이 0보다 크면 회수(n)에 1을 더한다(S140). 그리고 회수(n)가 특정 수, 예컨대 10 인지를 판단한다(S150).

결국, 단계(S110) 내지 단계(S150)는 센싱부(10)에서 10㎳ 마다 팩전류 및 팩전압이 측정되는 경우 10회 100㎳ 동안 팩전류의 부호 변화가 없는 지를 판단하 는 것이다. 현재의 팩전류(I_n)와 이전의 팩전류(I_n-1)의 부호가 서로 다르다는 것은 이전 상태는 충전이다가 현재 상태는 방전으로 변경되었거나 또는 이전 상태에 방전이다가 현재 상태는 충전으로 변경되었다는 것을 의미한다. 따라서 충전 또는 방전 중 어느 하나의 상태가 적어도 100㎳ 동안 연속적이지 못한 경우에는 SOC 리셋 동작이 수행되지 않는다.

회수(n)가 10이 되어 100㎳ 동안 배터리(2)가 충전 또는 방전 중 어느 하나의 상태가 연속적으로 진행된다고 판단되면, 현재의 팩전압(V_n)의 크기와 특정 리셋전압를 비교한다(S160).

팩전압(V_n)의 크기가 리셋전압보다 작으면 단계(S110)로 되돌아가고, 팩전압(V_n)의 크기가 리셋전압보다 크면 회수(m)에 1을 더한다(S170). 그리고 회수(m)가 특정 수, 예컨대 20 인지를 판단하여(S180) 20이 아니면 단계(S110)로 되돌아가고 회수(m)가 20이면 SOC 리셋 판단부(22)는 리셋이 필요한 상태라고 판단한다. 결국 현재 팩전압(V_n)의 크기가 리셋전압보다 큰 상태가 연속적으로 20회, 회수(n)가 10인 경우 중에서 팩전압(V_n)의 크기가 리셋전압보다 큰 회수가 20회이면 리셋이 필요한 상태라고 판단한다. 예컨대 팩전류가 10×20회, 2초(100㎳×20) 동안 동일한 부호를 가지며, 20회 연속적으로 팩전압이 리셋전압보다 큰 경우에 리셋이 필요하다고 판단된다.

SOC 리셋부(23)는 SOC 리셋 판단부(22)의 판단에 기초하여 LUT(24)를 참조하 여 현재의 팩전압(V_n)에 대응되는 SOC값을 리셋 SOC로서 출력부(25)에 출력한다(S190).

이와 같이, 본 발명의 BMS(1)의 MCU(20)에 따르면 충전 또는 방전의 연속성을 확인한 후 리셋을 수행함으로써 순간적인 과전압, 또는 순간적으로 방향이 바뀌는 전류에 의해 잘못된 SOC 리셋이 수행되는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 따라서 더욱 정확한 SOC값을 안정적으로 출력할 수 있다.

다음은 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 제2 실시예는 단계(S160)에서 팩전압(V_n)이 리셋전압의 ±특정% 범위 내에 포함되는 가를 판단한다는 점이 제1 실시예와 다르다. 따라서 단계(S100) 내지 단계(S150) 및 단계(S170) 내지 단계(S190)는 제1 실시예와 동일하므로 동일한 부호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다.

단계(S200)에서 연산 비교부(22b)는 현재의 팩전압(V_n)이 리셋 전압의 특정 % 범위, 예컨대 ±5% 범위 내인지를 판단한다. 리셋 전압이 160인 경우, 연산 비교부(22b)는 152 V < V_n < 168 V 인가를 판단할 수 있다. 여기서 리셋 전압은 추정 SOC 산출부(21)에서 산출된 추정 SOC에 대응되게 LUT(24)에 저장된 전압일 수 있다.

이와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 측정된 팩전압이 특정 범위를 넘는 경우 리셋을 수행함으로써 더욱 안정적이고 정확하게 SOC 리셋을 수행할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

본 발명에 따르면 충전 또는 방전의 연속성을 확인한 후 리셋을 수행함으로써 순간적인 과전압, 또는 순간적으로 방향이 바뀌는 전류에 의해 잘못된 SOC 리셋이 수행되는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 따라서 더욱 정확한 SOC값을 안정적으로 출력할 수 있다.

Claims

배터리 관리 시스템에서 사용되는 배터리의 SOC 추정 방법에 있어서,

a) 상기 배터리의 팩전류 및 팩전압을 제1 기간 간격으로 측정하는 단계;

b) 측정된 상기 팩전류가 상기 제1 기간보다 긴 제2 기간 동안 동일한 부호인지를 판단하는 단계: 및

c) 상기 팩전류가 상기 제2 기간동안 동일한 부호이면, SOC 리셋을 수행하는 단계

를 포함하는 SOC 추정 방법.
제1항에 있어서,

상기 제2 기간은 상기 제1 기간의 특정 배(倍)인 SOC 추정 방법.
제1항에 있어서,

상기 b) 단계는

현재 측정된 팩전류 및 제1 기간 이전에 측정된 팩전류의 곱연산을 수행하는 단계;

상기 곱연산의 결과가 0보다 큰 지를 판단하는 단계

를 포함하는 SOC 추정 방법.
배터리 관리 시스템에서 사용되는 배터리의 SOC 추정 방법에 있어서,

a) 상기 배터리의 팩전류 및 팩전압을 제1 기간 간격으로 측정하는 단계;

b) 상기 팩전압의 크기가 특정 전압 보다 큰 상태가 상기 제1 기간보다 긴 제2 기간 동안 계속되는 단계; 및

c) SOC 리셋을 수행하는 단계

를 포함하는 SOC 추정 방법.
제4항에 있어서,

상기 b) 단계는,

측정된 상기 팩전류가 상기 제1 기간보다 길고 상기 제2 기간보다 작은 제3 기간동안 동일한 부호인 단계; 및

상기 팩전압의 크기가 특정 전압 보다 큰가를 판단하는 단계

를 포함하는 SOC 추정 방법.
전기를 이용하는 자동차의 ECU(engine controller unit)에 연결되는 배터리 관리 시스템의 구동방법에 있어서,

a) 배터리의 팩전류 및 팩전압을 제1 기간 간격으로 측정하는 단계;

b) 상기 제1 기간보다 긴 제2 기간 동안 측정된 상기 팩전류가 동일한 부호를 갖는 단계:

c) 상기 팩전압이 특정 전압 보다 큰가를 판단하는 단계;

d) 상기 팩전압이 특정 전압 보다 큰 상태가 상기 제2 기간보다 긴 제3 기간동안 계속되는 단계;

e) SOC 리셋을 수행하는 단계

를 포함하는 배터리 관리 시스템의 구동 방법.
제6항에 있어서,

상기 특정 전압은 SOC 리셋이 수행되도록 미리 설정된 값인 배터리 관리 시스템의 구동 방법.
제6항에 있어서,

상기 특정 전압은,

상기 팩전류에 기초하여 산출된 추정 SOC 값에 대응되게 저장된 전압값인 배터리 관리 시스템의 구동 방법.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 b) 단계는

현재 측정된 팩전류 및 제1 기간 이전에 측정된 팩전류의 곱연산을 수행하는 단계;

상기 곱연산의 결과가 0보다 큰 지를 판단하는 단계

를 포함하는 배터리 관리 시스템의 구동 방법.
전기를 이용하는 자동차의 ECU로 배터리의 SOC를 출력하는 배터리를 관리하는 배터리 관리 시스템에 있어서,

배터리의 팩전류 및 팩전압을 제1 기간 간격으로 측정하는 센싱부;

측정된 상기 팩전류를 이용하여 추정 SOC를 산출하는 추정 SOC 산출부;

상기 제1 기간보다 긴 제2 기간 동안 측정된 상기 팩전류가 동일한 부호를 갖는 지를 판단하여 SOC 리셋 여부를 결정하는 SOC 리셋 판단부;

상기 SOC 리셋 판단부에서 결정된 SOC 리셋 여부에 기초하여 리셋 SOC를 출력하는 SOC 리셋부; 및

상기 추정 SOC 또는 상기 리셋 SOC 중 어느 하나를 상기 배터리의 현재 SOC로서 상기 ECU로 출력하는 SOC 출력부

를 포함하는 배터리 관리 시스템.
제10항에 있어서,

상기 SOC 리셋 판단부는

현재 측정된 팩전류 및 제1 기간 이전에 측정된 팩전류의 곱연산을 수행하고 상기 곱연산의 결과가 0보다 큰 지를 판단하는 연산 비교부; 및

상기 곱연산의 결과가 0보다 큰 회수를 카운팅하는 카운터

를 포함하는 배터리 관리 시스템.
제10항에 있어서,

상기 SOC 리셋 판단부는,

상기 팩전압이 특정 전압 보다 큰 상태가 상기 제2 기간보다 긴 제3 기간동안 계속되는 지를 더 판단하는 배터리 관리 시스템.
제10항에 있어서,

SOC 리셋부는,

실험에 의하여 얻어진 데이터로서 실재 배터리의 SOC 값과 배터리의 팩전압이 대응되게 저장된 LUT를 포함하는 배터리 관리 시스템.