KR20080018109A - 배터리 모니터링 시스템 - Google Patents

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KR20080018109A
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델피 테크놀로지스 인코포레이티드
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Abstract

차량에서 사용되고 적어도 하나의 전기 소비기기 및/또는 적어도 하나의 전기 생성기기를 포함하는 전기기기가 연결된 배터리의 상태를 모니터링하기 위한 시스템은, 배터리 전압을 검출하는 수단, 상이한 주파수들에서의 검출된 상기 배터리 전압으로부터 전압 주파수 성분을 추출하는 수단, 상기 배터리로부터 흘러나오거나 상기 배터리로 흘러들어가는 전류를 검출하는 수단, 상기 전압 주파수 성분이 추출된 주파수와 동일한 주파수들에서 검출된 상기 배터리 전류로부터 전류 주파수 성분을 추출하는 수단, 해당 주파수에서 추출된 상기 전압 주파수 성분과 상기 전류 주파수 성분으로부터 상기 배터리의 내부 임피던스를 결정하는 수단, 상기 해당 주파수 각각에 대하여 상기 내부 임피던스와 상기 배터리 상태 사이의 기설정된 관계를 저장하는 수단, 및 상기 결정된 내부 임피던스와 상기 기설정된 관계로부터 상기 배터리 상태를 결정하는 수단을 포함한다. 이 연결에서, 상기 전기기기의 검출된 상태에 따라 해당 전압 및 전류 검출을 위한 시점을 선택하고 상기 전기기기의 검출된 상태에 따라 해당 전압 및 전류 검출을 위한 조건을 결정하는 수단과 함께 상기 전기기기의 적어도 일부의 상태를 모니터링하는 수단이 제공된다.
차량 배터리, 배터리 모니터링, 배터리 상태, 노화 상태

Description

배터리 모니터링 시스템{BATTERY MONITORING SYSTEM}
본 발명은 차량에서 사용되고 적어도 하나의 전기 소비기기 및/또는 적어도 하나의 전기 생성기기를 포함하는 전기기기가 연결된 배터리의 상태를 모니터링하기 위한 시스템에 관한 것으로, 배터리 전압을 검출하는 수단, 상이한 주파수들에서의 검출된 상기 배터리 전압으로부터 전압 주파수 성분을 추출하는 수단, 상기 배터리로부터 흘러나오거나 상기 배터리로 흘러들어가는 전류를 검출하는 수단, 상기 전압 주파수 성분이 추출된 주파수와 동일한 주파수들에서 검출된 상기 배터리 전류로부터 전류 주파수 성분을 추출하는 수단, 해당 주파수에서 추출된 상기 전압 주파수 성분과 상기 전류 주파수 성분으로부터 상기 배터리의 내부 임피던스를 결정하는 수단, 상기 해당 주파수 각각에 대하여 상기 내부 임피던스와 상기 배터리 상태 사이의 기설정된 관계를 저장하는 수단, 및 상기 결정된 내부 임피던스와 상기 기설정된 관계로부터 상기 배터리 상태를 결정하는 수단을 포함한다.
현대의 차량에서 배터리는 시동과 같은 차량의 동작을 위한 에너지 저장부뿐만 아니라 제동 에너지 저장과 같은 복귀된 에너지를 위한 저장부로서 필수적으로 중요하다.
이러한 용도에 대하여 필요한 동작의 보장을 위하여, 배터리 내부 상태를 결정할 수 있는 가능성이 있어야 한다. 이것은 일반적으로 다음과 같은 요소들에 의해 결정될 수 있다:
전류 충전 상태(SoC), 노화 상태(SoH), 및 특수한 주요 기능을 위한 기능 만족도(SoF).
배터리 상태의 결정을 위해 종래에 알려진 시스템은 내부적으로 시뮬레이션된 배터리 모델에 대한 입력값으로서 측정된 전류값, 전압값, 및 온도값을 사용하는 센서를 포함한다. 이러한 배터리 모델의 문제점은 특히 일반적으로 사용된 납축전지와 연결된 이 모델들의 복잡성 때문에, 그리고, 해당 모델들을 포함하는 통합 시스템에 의해 가능해지는 계산을 위한 제한된 수단 때문에 이 모델들이 비교적 부정확하다는 사실을 포함한다.
DE 042 55 321.4에서 소위 임피던스 분광법(impedence spectroscopy)은 조사되는 배터리의 내부 임피던스의 스펙트럼 분석에 바탕을 두는 배터리 상태 결정 방법이다. 이것은 임피던스 프로파일을 얻기 위하여 주파수 스위프 여기(frequency sweep excitation)에 의한 특수한 테스트를 필요로 하며, 이에 의해 종래에는 이 방법의 사용이 고정 테스트 장치에 한정된다.
초기에 알려진 종류의 감시 시스템은 US 4,678,998로부터 알려진다. 이 공지의 시스템에서, 배터리 전류에서 필요한 상이한 주파수 성분은 배터리에 연결된 해당 자동차의 전기 소비기기에 의해 생성된다. 이 전기 소비기기를 통해 발생하는 해당 여기가 제어되지 않으며 이에 따라 원하는 주파수 성분이 모든 경우에 생성되지 않는다는 것은 이 연결에서의 문제점이다.
본 발명의 근본적인 목적은 전술한 문제점이 제거된 초기에 제시된 종류의 시스템에 대한 개선된 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은 전기기기의 검출된 상태에 따라 해당 전압 및 전류 검출을 위한 시점을 선택하고 그리고/또는 해당 전압 및 전류 검출을 위한 조건을 결정하는 수단과 함께 전기기기의 적어도 일부의 상태를 모니터링하기 위한 수단이 제공되는 본 발명에 따라 충족된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 소위 임피던스 분광법은 특히 매우 요구되는 노화 상태(SoH)를 포함하는 배터리 상태를 매우 정밀하게 판단하기 위하여 배터리에 대한 시뮬레이션 또는 모델링과 결합된다. 특히, 해당 모니터링 시스템은 차량에 통합될 수 있으며, 해당 정보를 현장에서 그리고 실시간으로 차량 운전자에게 전달할 수 있다. 따라서, 소위 임피던스 분광법은 해당 차량에 제공되는 배터리 모니터링 시스템에 통합될 수 있으며, 이것은 적합한 전기기기 또는 부하를 모니터링하거나 제어하는 전자장치 시스템에 의해 지원된다.
바람직하게는, 배터리에 연결된 전기기기는 배터리 전압 또는 배터리 전류에서 원하는 주파수 스펙트럼을 생성하는 펄스에 영향을 주고 있는지에 대하여 모니터링되며, 배터리 전압과 배터리 전류는 해당 펄스의 발생에 따라 검출된다.
또한, 유익하게는 배터리 전압 또는 배터리 전류에서 원하는 주파수 스펙트럼을 가져오는 전기기기의 검출된 상태에 따라 부하 펄스를 생성하는 수단이 제공되며, 이 경우 배터리 전압과 배터리 전류는 대응하는 부하 펄스의 생성에 따라 검출된다.
본 발명에 따른 시스템에 대한 바람직한 실시예에 따르면, 배터리 전압 및 배터리 전류의 검출에 대한 샘플링 속도(sampling rate)는 발생하는 펄스 또는 생성된 부하 펄스의 특성에 따라 선택된다.
소정의 경우에, 검출된 배터리 전압 또는 검출된 전류의 정규화가 해당 배터리 상태에 따라 이루어지는 것이 더욱 유익하다.
유익하게는, 다음의 상태 중 적어도 하나가 배터리 상태로서 모니터링된다: 노화 상태(SoH), 충전 상태(SoC), 기능 만족도(SoF).
바람직하게는, 적어도 노화 상태(SoH)가 배터리 상태로서 모니터링된다.
적절한 실제 실시예에 따르면, 배터리 전압 및 배터리 전류는 시동장치/발전기에 의해 생성되는 펄스의 발생에 따라 검출된다. 특히, 이것은 시동장치/발전기에 의해 생성되는 펄스가 스펙트럼 분석을 위해 필요한 고주파 범위를 갖는 신뢰성 있는 반복 펄스로서 발생할 때 가능하다.
바람직하게는, 시동장치/발전기에 의해 생성된 이 펄스만이 배터리 전압 및 배터리 전류의 검출을 위한 트리거 펄스(trigger pulse)로서 사용된다.
또한, 특수한 경우, 배터리 전압 및 배터리 전류가 시동장치/발전기에 의해 생성되고 특수하고 인공적인 제어가능한 부하에 의해 생성되는 부가 여기에 의해 지원되는 펄스의 발생에 따라 검출되는 것이 유익하다. 바람직하게는, 이 인공적인 제어가능한 부하는 배터리 센서의 구성요소이다.
이 연결에서, 배터리 전압 및 배터리 전류는 시동장치/발전기에 의해 생성되고 바람직하게는 전기 소비기기인 이미 있는 전기 기기의 적어도 하나에 의해 생성된 적어도 하나의 부가 인공 펄스에 의해 유익하게 지원되는 펄스의 발생에 따라 검출될 수 있다.
바람직하게는, 인공 펄스는 적어도 하나의 전등 및/또는 적어도 하나의 전열 기기를 통해 생성된다. 그러나, 추가적으로 또는 대체하여, 배터리에 연결된 다른 전기 기기가 사용될 수 있다. 이 연결에서, 바람직하게는 적어도 2개의 부하가 특정한 시계열로 활성화될 수 있다.
따라서, 일반적으로, 본 발명에 따른 모니터링 시스템에 기초하는 테스트는, 예를 들어, 다음의 단계들을 포함한다:
1. 테스트를 위한 적절한 시간 및/또는 조건을 결정하는 단계
2. 테스트 펄스를 인식 또는 생성하는 단계
3. 펄스 특성에 적합한 샘플링 속도에서 전류값 및 전압값을 측정하는 단계
4. 다음의 관계를 바탕으로 임피던스의 스펙트럼 프로파일을 계산하는 단계: z(f) = u(f)/i(f), 여기서 z(f)는 주파수 f에서의 배터리의 내부 임피던스이고, u(f)는 주파수 f에서의 전압이며, i(f)는 주파수 f에서의 전류임.
5. 배터리 상태(예를 들어, 충전/방전, 온도 및/또는 이와 유사한 것)를 바 탕으로 정규화를 수행하는 단계
6. 특성을 결정하는 단계
7. 예를 들어, 노화 상태(SoH) 지수를 준비하는 단계
특성의 결정에 관한 단계 6은 특히 정격 용량, 노화 및 이전 히스토리와 같은 배터리의 특성에 많이 의존한다. 적절한 과정, 특성 및 한계치의 선택은 캘리브레이션 과정 동안 적절하게 이루어진다. 예를 들어, 일반적으로 퍼지 논리 및/또는 적응성 필터와 같은 행동 방법이 노화 상태(SoH)의 최종값을 도출하기 사용된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 차량에 사용되는 배터리의 상태를 용이하고 경제적으로 모니터링할 수 있다.
도 1은, 시동장치/발전기(14)나, 예를 들어, 차량의 전등 또는 전열 기기와 같은 다른 전기 기기(16, 18, 도 3 참조)일 수 있는 적어도 하나의 전기 소비기기 및/또는 적어도 하나의 전기 생성기기를 포함하는 전기 기기가 연결되고, 특히 자동차인 차량에 사용되는 배터리(12)의 상태를 모니터링하기 위한 시스템(10)의 예시적인 일 실시예에 대한 개략적은 부분도이다.
이 경우에서의 모니터링 시스템(10)은 배터리 전압(V)의 검출과, 배터리(12) 로부터 흘러나오거나 배터리(12)로 흘러나오는 전류(I)의 검출 및 배터리 온도(T)의 검출을 위한 배터리 센서(20)를 포함한다.
센서(20)는, 예를 들어, 시리얼 버스(22)를 통해 차량의 온보드 시스템으로 통합될 수 있는 전자장치 제어 및/또는 평가 유닛(24)에 연결된다.
예를 들어, 전압의 주파수 성분은 전자장치 제어 및/또는 평가 유닛(24)에 의해 상이한 주파수들에서 검출된 배터리 전압(V)으로부터 추출되고, 전류의 주파수 성분은 전압의 주파수 성분이 추출된 것과 동일한 주파수들에서 검출된 배터리 전류(I)로부터 추출된다. 또한, 배터리(12)의 내부 임피던스는, 예를 들어, 해당 주파수에서 추출된 전압의 주파수 성분과 전류의 주파수 성분으로부터 전자장치 제어 및/또는 평가 유닛(24)에 의해 결정되거나 계산된다.
그리고, 내부 임피던스와 배터리 상태 사이의 기설정된 관계가, 예를 들어, 전자장치 제어 및/또는 평가 유닛(24)에 의하여 해당 주파수 각각에 대하여 저장된다.
마지막으로, 이 전자장치 제어 및/또는 평가 유닛(24)은 결정된 내부 임피던스와 기설정된 관계로부터 배터리 상태를 결정하도록 구성된다.
도 1의 예시에 의해 도시된 본 실시예에서, 차량의 시동장치/발전기(14)에 의해 생성된 펄스만이 배터리 전압(V) 및 배터리 전류(I)의 검출을 위한 트리거 펄스 또는 여기로서 사용된다.
시동장치/발전기(14)에 의해 생성된 펄스가 임피던스의 스펙트럼 분석을 위해 필요한 고주파 범위를 전달하는 신뢰성 있는 반복 펄스로서 발생하는 경우에서, 이 시동장치/발전기(14)에 의해 생성된 펄스가 사용될 수 있으며, 이는 매우 효율적이고 간단한 실시예를 가져온다. 그러나, 매우 길 수 있는 시동장치 펄스 사이의 시간 주기에서는 충분한 입력데이터가 예를 들어 노화 상태(SoH)에 대하여 해당 현재 시점에 대하여 유효한 신뢰성 있는 정보를 획득하기 위하여 사용될 수 없다는 사실에 의해 이 실시예에 대한 한계가 고착된다.
도 2는 배터리 전압(V)과 배터리 전류(I)가 시동장치/발전기(14)에 의해 생성되고 제어가능한 특정 부하(26)에 의해 생성된 부가 여기에 의해 지원되는 펄스의 발생에 따라 검출되는 모니터링 시스템(10)의 예시적인 일 실시예에 대한 개략적은 부분도를 도시한다. 바람직하게는, 이 인공적으로 제어가능한 부하(26)는 센서(20)에 의해 제어되고, 예를 들어, 아래에서 더욱 상세히 설명될 테스트 펄스의 생성을 가능하게 하는 내부(온보드) 인공 부하이다.
본 실시예는 센서(20) 또는 이와 연결된 전자장치 제어 및/또는 평가 유닛(24)에 의해 모니터링되는 하나 이상의 인공적이고 제어가능한 특정 부하(26)에 의해 생성된 부가 여기의 사용에 의해 도 1에 따른 실시예의 전술한 바와 같은 한계를 극복하며, 적어도 하나의 부가적인 인공적이고 제어가능한 부하(26)가 부가적으로 센서(20)에 통합된다.
센서(20) 또는 이와 연결된 전자장치 제어 및/또는 평가 유닛(24)은 필요한 스펙트럼 전체에 대하여 적합한 펄스를 생성하거나, 또는 실시간 요청에 따라 검사된 배터리(12)의 주어진 종류에 대한 특별히 중요한 주파수에 대하여 직접 적합한 펄스를 생성할 수 있다.
센서(20) 또는 이와 연결된 전자장치 제어 및/또는 평가 유닛(24)은, 예를 들어, 사용자를 위하여 종전의 여기와의 간섭을 적어도 제한하거나 가능성있는 역효과(가시적)를 억제하도록 테스트에 대한 적합한 시점 및 조건을 선택하기 위하여 차량 시스템에서의 다른 부하의 상태에 대한 정보를 사용할 수 있다.
다른 관점에서, 모니터링 시스템(10)은 적어도 기본적으로 도 1에 따른 실시예와 동일한 구조를 가질 수 있다. 서로 대응하는 부분들은 동일한 도면 부호를 갖는다. 그러나, 이 경우, 간단하게 하기 위하여 이 시스템에 제공되는 전자장치 제어 및/또는 평가 유닛은 도 2에서 도시되지 않는다.
도 3은 배터리 전압(V)과 배터리 전류(I)가 시동장치/발전기(14)에 의해 생성되고 적어도 하나의 이미 있는 전기기기(16, 18)를 통해 생성된 적어도 하나의 부가 인공 펄스에 의해 지원되는 펄스의 발생에 따라 검출되는 모니터링 시스템(10)의 예시적인 일 실시예에 대한 개략적은 부분도를 도시한다. 여기에서, 이미 있는 전기기기(16, 18)가 테스트용 여기로 사용될 수 있으며, 인공적이고 제어가능한 부하가 필요 없을 수 있고, 이에 따라 비용이 절감되며, 노력이 최소화된다.
따라서, 여기에서 2개의 간단한 전기 소비기기가 필요한 테스트 펄스를 생성하기 위하여 요구된다. 예를 들어, 2단계의 부하의 사용(예를 들어, "로우 빔" 및 "하이 빔" 전등 또는 2단계 가열)이 고려될 수 있다.
이 연결에서, 전기 및/또는 전자 차량 시스템의 다른 부분에 의한 해당 테스트의 지원이 바람직하게는 특히 센서(20)와 온보드 컴퓨터와 같은 다른 지능형 기기 사이의 정보 및 명령의 교환을 위하여 제공된다. 예를 들어, 도 3에 따른 도면 에서, 차량 내부에 있으며 컨트롤러를 포함하는 제어 및/또는 평가 유닛(24)이 고려될 수 있다. 또한, 다른 관점에서 전기 또는 전자 장치는 이 유닛의 일부가 될 수 있다. 이 제어 및/또는 평가 유닛(24)은 필요하다면 해당 전자 구성요소에 추가하여 해당 전기 구성요소를 포함할 수도 있다.
매우 잘 연결된 네트워크를 갖는 현대의 차량 시스템이 필요한 양의 명령과 정보를 교환할 가능성을 이미 가지고 있기 때문에, 여기서 사용된 임피던스 분광법 및 배터리 상태의 모니터링은 유익하게는 차량 시스템으로 통합될 수 있다. 그러나, 전체 시스템의 대응하는 구성이 이 목적을 위해 필요하다. 이 목적을 위해, 배터리 상태 모니터링 시스템은 차량 정의의 수준에서 구체화될 필요가 있을 수 있으며, 원래의 장비 제조에 의한 완전한 지원 및 그와의 협조가 필요하다.
다른 관점에서, 본 실시예는 다시 적어도 기본적으로 도 1과 유사하게 구성될 수 있으며, 서로 대응하는 부분은 동일한 도면 보호를 갖는다. 또한, 간단히 하기 위하여 제어 및/또는 평가 유닛(24)은 도시되지 않았다.
도 4는 최종 노화 상태값(SoH) 생성을 위한 배터리 모니터링 시스템에 대한 예시적인 실시예를 간단한 개념도로 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 최종 노화 상태값(SoH)은 입력 데이터 역할을 하는 전류 충전 상태(SoC), 배터리 온도(T) 및 임피던스 프로파일(z(f))를 갖는 특수한 계산 함수에 의해 생성된다. 노화 상태값(SoH)의 생성은 소비자 고유의 룩업 테이블에 의해 그리고/또는 전술한 바와 같은 행동 과정과 결합하여 이루어 질 수 있다. 룩업 테이블의 정의는 특수한 알고리즘에 바탕을 둔 캘리브레이션 과정의 일부 이다.
도 5에 따른 도면은 테스트 펄스 생성을 위한 2개의 전기 기기 또는 부하(A, B)의 예시적인 제어를 도시한다. 이 연결에서, 부하(A, B)의 활성화에 대한 시간적인 배열은 결과에 따른 전류(I)가 시간(t)에 대한 도시된 전개를 따라가도록 선택된다.
도면으로부터의 결과로서, 기설정된 시간 간격 (ttot)의 개시 시점에는 초기에 부하(A) 또는 부하(B) 중 어느 것도 활성화되지 않는다. 시간 t0 후에, 부하(A)가 먼저 활성화된다. 이 부하(A)는 시간(t1) 동안 활성화된다. 그 다음, 이 시간 간격(t1) 내에 부하(B)가 활성화된다. 이 부하(B)는 t1보다 작은 시간(t2) 동안 활성화된다.
이 연결에서, 부하(A, B)의 제어는, 예를 들어, 다음의 관계에 의해 결정될 수 있다:
t2 = 0.36 x ttot
t1 = 0.64 x ttot
t0 = 0.18 x ttot
도면을 참조하여 알 수 있듯이, 부하(B)의 활성화에 대한 시간 간격(t2)은, 예를 들어, 부하(A)의 활성화에 대한 시간 간격(t1) 내에 중심을 둘 수 있다. 따라서, 전류(I)의 대칭적인 전개가 중간 범위에서 더 높은 값을 갖는 결과를 가져온다.
본 실시예에 제공된 배치는 정현파 제어로의 제어의 근사화에 대한 최적화를 나타낸다. t0, t1 및 t2에 의해 정의된 형상은 원하지 않은 간섭(EMV)이 최소화되고 상대적으로 간단한 구형파 전개가 유지되도록 적어도 조화 성분(harmonic component)을 가져온다.
예를 들어, 부하는 인공 또는 일반적인 부하일 수 있으며, 일반적으로 전기 소모기기 및/또는 생성기기가 고려될 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 다음의 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 시동장치/발전기에 의해 성생되는 펄스만이 배터리 전압과 배터리 전류의 검출을 위한 트리거 펄스 또는 여기로서 사용되는 모니터링 시스템의 예시적인 일 실시예에 대한 개략적은 부분도이다.
도 2는 배터리 전압과 배터리 전류가 시동장치/발전기에 의해 생성되고 특정 제어가능한 부하에 의해 생성된 부가 여기에 의해 지원되는 펄스의 발생에 따라 검출되는 모니터링 시스템의 예시적인 일 실시예에 대한 개략적은 부분도이다.
도 3은 배터리 전압과 배터리 전류가 시동장치/발전기에 의해 생성되고 적어도 하나의 이미 있는 전기 기기를 통해 생성된 적어도 하나의 부가 인공 펄스에 의해 지원되는 펄스의 발생에 따라 검출되고 원하는 테스트 펄스가 2개의 간단한 전기 소비기기를 통해 생성되는 모니터링 시스템의 예시적인 일 실시예에 대한 개략적은 부분도이다.
도 4는 최종 노화상태 값(SoH)의 생성을 위한 배터리 모니터링에 대한 간단한 개념도이다: 그리고,
도 5는 테스트 펄스 생성을 위한 2개의 전기 기기 또는 부하의 예시적인 제어를 도시한 도면이다.

Claims (12)

  1. 차량에서 사용되고 적어도 하나의 전기 소비기기 및/또는 적어도 하나의 전기 생성기기를 포함하는 전기기기(14-18)가 연결된 배터리(12)의 상태를 모니터링하기 위한 시스템(10)에 있어서,
    배터리 전압(V)을 검출하는 수단(20);
    상이한 주파수들에서 검출된 상기 배터리 전압(V)으로부터 전압 주파수 성분을 추출하는 수단(24);
    상기 배터리(12)로부터 흘러나오거나 상기 배터리(12)로 흘러들어가는 전류(I)를 검출하는 수단(20);
    상기 전압 주파수 성분이 추출된 주파수와 동일한 주파수들에서 검출된 상기 배터리 전류(I)로부터 전류 주파수 성분을 추출하는 수단(40);
    해당 주파수에서 추출된 상기 전압 주파수 성분과 상기 전류 주파수 성분으로부터 상기 배터리(12)의 내부 임피던스를 결정하는 수단(24);
    상기 해당 주파수 각각에 대하여 상기 내부 임피던스와 상기 배터리 상태 사이의 기설정된 관계를 저장하는 수단(24); 및
    상기 결정된 내부 임피던스와 상기 기설정된 관계로부터 상기 배터리 상태를 결정하는 수단(24);
    을 포함하며,
    상기 전기기기(14-18)의 검출된 상태에 따라 해당 전압 및 전류 검출을 위한 시점을 선택하고, 그리고/또는 상기 전기기기(14-18)의 검출된 상태에 따라 해당 전압 및 전류 검출을 위한 조건을 결정하는 수단(24)과 함께 상기 전기기기(14-18)의 적어도 일부의 상태를 모니터링하는 수단(24)이 제공되는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리(12)에 연결된 상기 전기기기(14-18)는 상기 전기기기(14-18)는 상기 배터리 전압(V) 또는 상기 배터리 전류(I)에서 원하는 주파수 스펙트럼을 생상하는 펄스에 영향을 주는지에 대하여 모니터링되며; 그리고,
    상기 배터리 전압(V)과 상기 배터리 전류(I)는 대응하는 펄스의 발생에 따라 검출되는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배터리 전압(V) 또는 상기 배터리 전류(I)에서 원하는 주파수 스펙트럼을 가져오는 상기 전기기기(14-17)의 검출된 상태에 따라 부하 펄스를 생성하는 수단(24)이 제공되며; 그리고,
    상기 배터리 전압(V)과 상기 배터리 전류(I)는 대응하는 부하 펄스의 생성에 따라 검출되는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 배터리 전압(V) 및 상기 배터리 전류(I)의 검출에 대한 샘플링 속도는상기 발생한 펄스 또는 상기 생성된 부하 펄스의 특성에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출된 배터리 전압(V) 또는 상기 검출된 배터리 전류(I)의 정규화가 상기 해당 배터리 상태에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    노화 상태(SoH), 충전 상태(SoC) 및 기능 만족도(SoF)의 상태들 중 적어도 하나의 상태가 상기 배터리 상태로서 모니터링되는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노화 상태(SoH)가 상기 배터리 상태로서 모니터링되는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 전압(V) 및 상기 배터리 전류(I)는 시동장치/발전기(14)에 의해 생성된 펄스의 발생에 따라 검출되는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시동장치/발전기(14)에 의해 생성된 상기 펄스만이 상기 배터리 전압(V) 및 상기 배터리 전류(I)의 검출을 위한 트리거 펄스로서 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 배터리 전압(V) 및 상기 배터리 전류(I)는 시동장치/발전기(14)에 의해 생성되고, 특수하고 인공적인 제어가능한 부하(26)에 의해 생성된 부가 여기에 의 해 도움을 받는 펄스의 발생에 따라 검출되는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 배터리 전압(V) 및 상기 배터리 전류(I)는 시동장치/발전기(14)에 의해 생성되고 바람직하게는 이미 있는 전기 소비기기(16, 18)인 적어도 하나의 전기기기를 통해 생성된 적어도 하나의 부가 인공 펄스에 의해 지원되는 펄스의 발생에 따라 검출되는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 인공 펄스는 적어도 하나의 전등 및/또는 적어도 하나의 전열기기를 통해 생성되는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 모니터링 시스템.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021049752A1 (ko) * 2019-09-09 2021-03-18 주식회사 엘지화학 절전형 배터리 관리 장치 및 방법
KR20210045830A (ko) 2019-10-17 2021-04-27 경북대학교 산학협력단 배터리의 상태 모니터링 방법 및 장치
KR102574397B1 (ko) * 2022-12-28 2023-09-06 모나 주식회사 배터리모듈의 진단방법 및 그 장치

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101183142B (zh) * 2007-05-15 2011-03-16 李庆兰 蓄电池内阻的在线测量方法及电流工作模块及蓄电池内阻在线测量仪
US8058876B2 (en) * 2008-04-24 2011-11-15 Honeywell International, Inc. Low cost current and temperature sensor
US8305034B2 (en) * 2008-07-23 2012-11-06 Lear Corporation Battery monitoring system
KR101267213B1 (ko) * 2009-06-03 2013-05-24 규슈덴료쿠 가부시키가이샤 전지 충전율 산출 장치
JP4807443B2 (ja) * 2009-07-08 2011-11-02 トヨタ自動車株式会社 二次電池の温度推定装置
US9494656B2 (en) * 2009-07-23 2016-11-15 Texas Instruments Incorporated Systems and methods for determining battery state of charge
US8415926B2 (en) * 2009-10-19 2013-04-09 Apple Inc. In-situ battery health detector and end-of-life indicator
IT1397174B1 (it) * 2009-10-27 2013-01-04 F I A M M Spa Metodo per la rilevazione continua dell'efficienza di una batteria specie di una batteria installata in autoveicoli e dispositivo utilizzante tale metodo
JP4835757B2 (ja) * 2010-01-08 2011-12-14 横河電機株式会社 電池特性評価装置
KR101349154B1 (ko) 2010-02-05 2014-01-10 양지앙 밍양 일렉트로틱 테크놀로지 컴퍼티 리미티드 지능형 다기능 축전지
JP5386444B2 (ja) * 2010-06-30 2014-01-15 株式会社日立製作所 蓄電池制御装置及び蓄電池の制御方法、及び蓄電池の仕様決定方法
GB201014384D0 (en) * 2010-08-27 2010-10-13 Imp Innovations Ltd Battery monitoring in electric vehicles, hybrid electric vehicles and other applications
US9176194B2 (en) * 2010-10-08 2015-11-03 GM Global Technology Operations LLC Temperature compensation for magnetic determination method for the state of charge of a battery
US8344865B2 (en) * 2010-10-29 2013-01-01 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for monitoring a vehicular propulsion system battery
US9851412B2 (en) 2010-11-09 2017-12-26 International Business Machines Corporation Analyzing and controlling performance in a composite battery module
JP2012198175A (ja) * 2011-03-23 2012-10-18 Suzuki Motor Corp バッテリ状態監視装置
FR2975497B1 (fr) * 2011-05-16 2013-06-28 Centre Nat Rech Scient Convertisseur electronique de puissance
JP5403437B2 (ja) 2011-07-29 2014-01-29 横河電機株式会社 電池監視装置
WO2013018641A1 (ja) * 2011-08-01 2013-02-07 アルプス・グリーンデバイス株式会社 蓄電装置温度測定方法
US9459323B2 (en) * 2011-11-08 2016-10-04 Hitachi Chemical Company, Ltd. Battery-state monitoring system
US9322884B2 (en) 2012-01-06 2016-04-26 Industrial Technology Research Institute Impedance analyzing device
US20130179103A1 (en) * 2012-01-06 2013-07-11 Industrial Technology Research Institute Battery analysis device and method thereof
CN102721928A (zh) * 2012-05-22 2012-10-10 绵阳市维博电子有限责任公司 一种蓄电池参数监测仪及参数监测方法
FR2994745B1 (fr) * 2012-08-21 2016-07-01 Centre Nat D' Etudes Spatiales (Cnes) Procede d'estimation du vieillissement d'une batterie
JP6227309B2 (ja) * 2013-07-17 2017-11-08 矢崎総業株式会社 電池状態検出装置
DE102013221502A1 (de) * 2013-10-23 2015-04-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Erzeugung von Prüfpulsen
US9132745B1 (en) * 2014-03-17 2015-09-15 Ford Global Technologies, Llc Frequency based battery model parameter estimation
KR102171096B1 (ko) 2014-04-21 2020-10-28 삼성전자주식회사 전기 자동차의 운행 중 배터리의 수명을 추정하는 장치 및 방법
CN105223487B (zh) * 2015-09-23 2017-12-05 同济大学 一种锂离子电池的多状态解耦估计方法
JP6569540B2 (ja) * 2016-01-13 2019-09-04 株式会社Ｇｓユアサ 車載電源システムおよびこれに含まれるバッテリの状態検知方法
US10005372B2 (en) * 2016-02-23 2018-06-26 Ford Global Technologies, Llc Virtual assessment of battery state of health in electrified vehicles
CN105807230B (zh) * 2016-03-11 2019-03-26 郑贵林 蓄电池剩余容量及健康状态快速检测方法和装置
CN106019162B (zh) * 2016-05-18 2019-09-03 成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司 一种动力电池能量管理方法及系统
CN105954592B (zh) * 2016-07-18 2017-08-25 天津金星奥宇科技有限公司 一种动力电池组内阻测量系统
DE102016216664A1 (de) * 2016-09-02 2018-03-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Feststellung der Funktionssicherheit einer Batterie
CN106855610B (zh) * 2016-12-30 2021-09-10 中国电力科学研究院 钛酸锂电池健康状态估算方法
DE102018108738A1 (de) * 2018-04-12 2019-10-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Ermittlung eines Alterungszustandes einer Batterie, Computerprogramm, Speichermittel, Steuergerät und Fahrzeug
DE102018219124B4 (de) * 2018-11-09 2020-06-18 Audi Ag Verfahren zum Ermitteln eines Verschleißzustands eines elektrischen Energiespeichers in einem Kraftfahrzeug sowie Steuervorrichtung zum Durchführen des Verfahrens und Kraftfahrzeug
DE102019127384A1 (de) * 2019-10-10 2021-04-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Parameterschätzung in einem Impedanz-Modell einer Lithiumionenzelle
EP3812783A1 (en) * 2019-10-23 2021-04-28 Novum engineerING GmbH Estimating a battery state from electrical impedance measurements using convolutional neural network means
EP4139698A1 (de) 2020-04-24 2023-03-01 CMWTEC Technologie GmbH Verfahren und vorrichtung zur prüfung eines batteriezustands bei wenigstens einer batterie
CN113076688A (zh) * 2021-03-24 2021-07-06 广州益维电动汽车有限公司 一种锂离子动力电池效能状态评估方法
CN113103914B (zh) * 2021-04-20 2022-09-16 东风汽车集团股份有限公司 一种车辆换电监控方法及装置
DE102021127282A1 (de) 2021-10-21 2023-04-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen eines Alterungszustands zumindest eines Batteriemoduls, Computerprogrammprodukt sowie Überwachungssystem

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61170678A (ja) * 1985-01-25 1986-08-01 Nissan Motor Co Ltd バツテリ状態検知装置
CN100495060C (zh) * 1998-06-16 2009-06-03 锦湖石油化学株式会社 用于测量电池容量的方法
US6002238A (en) * 1998-09-11 1999-12-14 Champlin; Keith S. Method and apparatus for measuring complex impedance of cells and batteries
JP4583765B2 (ja) * 2004-01-14 2010-11-17 富士重工業株式会社 蓄電デバイスの残存容量演算装置
EP1632782A1 (en) * 2004-09-02 2006-03-08 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for battery monitoring
US7554294B2 (en) * 2005-01-28 2009-06-30 The Johns Hopkins University Battery health monitor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021049752A1 (ko) * 2019-09-09 2021-03-18 주식회사 엘지화학 절전형 배터리 관리 장치 및 방법
EP3950416A4 (en) * 2019-09-09 2022-12-07 LG Energy Solution, Ltd. LOW ENERGY BATTERY MANAGEMENT DEVICE AND METHOD
KR20210045830A (ko) 2019-10-17 2021-04-27 경북대학교 산학협력단 배터리의 상태 모니터링 방법 및 장치
KR102574397B1 (ko) * 2022-12-28 2023-09-06 모나 주식회사 배터리모듈의 진단방법 및 그 장치

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