KR20140053589A - 배터리 충방전 시간 예측 장치 및 방법 - Google Patents

배터리 충방전 시간 예측 장치 및 방법 Download PDF

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Abstract

배터리 충방전 시간 예측 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 배터리 충방전 시간 예측 장치는, 이전에 산출된 배터리의 용량에 상기 배터리에 충전되는 전류 또는 상기 배터리에서 방전되는 전류를 적산하여 상기 배터리의 현재 용량을 산출하는 배터리 용량 산출부; 소정의 시간 동안의 평균 전류를 산출하는 평균 전류 산출부; 및 상기 배터리의 현재 용량에서 상기 평균 전류를 나누어 상기 배터리의 충전 시간 또는 방전 시간을 산출하는 충방전 시간 산출부를 포함하여 구성된다.

Description

배터리 충방전 시간 예측 장치 및 방법{Apparatus and method for estimating battery charging/discharging time}
본 발명은 배터리 충방전 시간 예측 장치 및 방법에 관한 것으로서, 이전에 산출된 배터리의 용량에 배터리에 충전 또는 방전되는 전류를 적산하여 배터리의 현재 용량을 산출하고 함으로써, 오차가 심한 잔존 용량(State Of Charge; SOC) 인자를 배제하고 배터리 충방전 시간을 예측하여 신속하고 정확하게 배터리 충방전 시간을 예측할 수 있는 배터리 충방전 시간 예측 장치 및 방법에 관한 것이다.
배터리를 포함하는 전력 저장 시스템에서 배터리 가용 시간 즉, 배터리 충방전 시간을 산출하는 것은 매우 중요하다. 배터리 충전 시간을 예측하는 것은 배터리가 완전히 충전되는데 얼마의 시간이 걸릴지 예측하는 것이고, 배터리 방전 시간은 배터리가 완전히 방전되는데 얼마의 시간이 걸릴지 예측하는 것이다.
가정용 또는 산업용으로 이용되는 중대형 배터리를 이용하는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS)이나 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply; UPS) 시스템은 사용자 또는 운영자가 현재 배터리의 용량에 따라 얼마만큼의 시간 동안 운용 가능할 것인지 예측 가능해야 한다.
특히, UPS 시스템은 주전원의 정전시에 전원을 공급해 주는 역할을 하므로, UPS 시스템에 있어서, UPS 시스템의 배터리가 얼마만큼의 시간 동안 더 전원을 공급해 줄 수 있는지와 관련한 백업 시간을 정확하게 계산하는 것은 더욱 중요한 의미를 가진다.
종래에는 이러한 배터리의 충방전 시간을 산출할 때, 잔존 용량(State Of Charge; SOC)을 이용하여 배터리의 용량(단위: 암페어시, Ah)을 산출하고, 이를 평균 전류로 나누어 산출하였다. 하지만 이러한 종래의 산출 방식에 따르면, 종래의 SOC 예측 방식에서는 SOC의 정확도가 떨어져서 정확한 배터리 충방전 시간을 예측하는 것이 불가능하였다.
따라서, SOC 예측 알고리즘을 보완하여 SOC의 정확도를 높이는 것이 필요하지만 SOC의 정확도를 높이기 위한 SOC 예측 알고리즘 개발은 많은 시간과 비용이 투여되어야 하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2004-0096384호
본 발명의 목적은 이전에 산출된 배터리의 용량에 배터리에 충전 또는 방전되는 전류를 적산하여 배터리의 현재 용량을 산출하고 소정의 시간 동안의 평균 전류를 산출한 다음, 배터리의 현재 용량에서 평균 전류를 나누어 배터리의 충전 시간 또는 방전 시간을 산출함으로써, 오차가 심한 잔존 용량(State Of Charge; SOC) 인자를 배제하고 배터리 충방전 시간을 예측하여 신속하고 정확하게 배터리 충방전 시간을 예측할 수 있는 배터리 충방전 시간 예측 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 장치는, 이전에 산출된 배터리의 용량에 상기 배터리에 충전되는 전류 또는 상기 배터리에서 방전되는 전류를 적산하여 상기 배터리의 현재 용량을 산출하는 배터리 용량 산출부; 소정의 시간 동안의 평균 전류를 산출하는 평균 전류 산출부; 및 상기 배터리의 현재 용량에서 상기 평균 전류를 나누어 상기 배터리의 충전 시간 또는 방전 시간을 산출하는 충방전 시간 산출부를 포함하여 구성된다.
상기 배터리 용량 산출부는, 상기 배터리의 현재 용량을 A.sec(n)=A.sec(n-1) + i(n)/(C * 3600)(여기서, A.sec(n)은 상기 배터리의 현재 용량, A.sec(n-1)은 상기 이전에 산출된 배터리의 용량, i(n)은 현재 배터리에 흐르는 순시 전류, C는 배터리의 완충일 때의 용량)으로 산출할 수 있다.
상기 배터리 용량 산출부는, 상기 이전에 산출된 배터리의 용량이 없는 경우, 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV)을 이용하여 상기 배터리의 현재 용량을 산출할 수 있다.
상기 평균 전류 산출부는, 상기 소정의 시간이 경과하지 않은 경우에는 충방전기의 정격 충전 전류 또는 상기 충방전기의 정격 방전 전류를 평균 전류로 출력할 수 있다.
상기 평균 전류 산출부는, 60초 동안의 평균 전류를 산출할 수 있다.
상기 배터리 충방전 시간 예측 장치는, 상기 배터리에 전류의 흐름이 있는지를 감지하고, 상기 배터리에 전류의 흐름이 있는 경우, 전류의 방향을 감지하고 상기 전류의 방향을 이용하여 상기 배터리가 충전되는지 방전되는지를 판단하는 전류 감지부를 더 포함할 수 있다.
상기 전류 감지부는, 상기 전류가 기설정된 기준값 이상인 경우에만 전류의 흐름이 있는 것으로 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 방법은, 이전에 산출된 배터리의 용량에 상기 배터리에 충전되는 전류 또는 상기 배터리에서 방전되는 전류를 적산하여 상기 배터리의 현재 용량을 산출하는 단계; 소정의 시간 동안의 평균 전류를 산출하는 단계; 및 상기 배터리의 현재 용량에서 상기 평균 전류를 나누어 상기 배터리의 충전 시간 또는 방전 시간을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 배터리의 현재 용량을 산출하는 단계는, 상기 배터리의 현재 용량을 A.sec(n)=A.sec(n-1) + i(n)/(C * 3600)(여기서, A.sec(n)은 상기 배터리의 현재 용량, A.sec(n-1)은 상기 이전에 산출된 배터리의 용량, i(n)은 현재 배터리에 흐르는 순시 전류, C는 배터리의 완충일 때의 용량)으로 산출할 수 있다.
상기 배터리의 현재 용량을 산출하는 단계는, 상기 이전에 산출된 배터리의 용량이 없는 경우, 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV)을 이용하여 상기 배터리의 현재 용량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 평균 전류를 산출하는 단계는, 상기 소정의 시간이 경과하지 않은 경우에는 충방전기의 정격 충전 전류 또는 상기 충방전기의 정격 방전 전류를 평균 전류로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 평균 전류를 산출하는 단계는, 60초 동안의 평균 전류를 산출할 수 있다.
상기 배터리 충방전 시간 예측 방법은, 상기 배터리에 전류의 흐름이 있는지를 감지하는 단계; 상기 배터리에 전류의 흐름이 있는 경우, 전류의 방향을 감지하는 단계; 및 상기 전류의 방향을 이용하여 상기 배터리가 충전되는지 방전되는지를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리에 전류의 흐름이 있는지를 감지하는 단계는, 상기 전류가 기설정된 기준값 이상인 경우에만 전류의 흐름이 있는 것으로 감지할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이전에 산출된 배터리의 용량에 배터리에 충전 또는 방전되는 전류를 적산하여 배터리의 현재 용량을 산출하고 소정의 시간 동안의 평균 전류를 산출한 다음, 배터리의 현재 용량에서 평균 전류를 나누어 배터리의 충전 시간 또는 방전 시간을 산출함으로써, 오차가 심한 잔존 용량(State Of Charge; SOC) 인자를 배제하고 배터리 충방전 시간을 예측하여 신속하고 정확하게 배터리 충방전 시간을 예측할 수 있는 배터리 충방전 시간 예측 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 방법에서 배터리 충전 시간을 예측하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 방법에서 배터리 방전 시간을 예측하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 장치(100)는 배터리(10)와 연결되어 배터리(10)의 충전 시간 또는 방전 시간을 예측한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 장치(100)는 배터리(10)에 연결된 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS), 전력 모니터링 시스템[예, 원격 감시 제어 데이터 수집 시스템(Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA)], 사용자 이용 단말 및 충방전기 중 하나 이상에 포함되거나, 또는 BMS, 전력 모니터링 시스템, 사용자 이용 단말 및 충방전기의 형태로 구현될 수 있다.
여기서, 배터리(10)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성할 수 있다.
또한, 배터리(10)는 복수의 전지 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 있는 전지 팩으로 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 전지 팩이 하나 이상 구비되어 배터리(10)를 형성할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 장치(100)는 전류 감지부(110), 배터리 용량 산출부(120), 평균 전류 산출부(130) 및 충방전 시간 산출부(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 배터리 충방전 시간 예측 장치(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 1에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
전류 감지부(110)는 배터리(10)에 연결되어, 배터리(10)에 전류의 흐름이 있는지를 감지한다. 일 실시예에서, 전류 감지부(110)는 상기 전류가 기설정된 기준값 이상인 경우에만 전류의 흐름이 있는 것으로 감지할 수 있다.
예를 들어, 배터리(10)로 흘러 들어가는 전류나 배터리(10)에서 흘러 나오는 전류가 기준값(예를 들어, 5A) 이상이면 전류의 흐름이 있는 것으로 판단할 수 있다. 반대로, 배터리(10)로 흘러 들어가는 전류나 배터리(10)에서 흘러 나오는 전류가 기준값(예를 들어, 5A) 미만이면 전류의 흐름이 없는 것으로 판단할 수 있다.
상기 기준값은 전류 감지부(110)에 미리 설정된 고정값일 수도 있고, 사용자의 입력을 받아 변경되는 값일 수도 있다.
전류 감지부(110)는 상기 배터리에 전류의 흐름이 있는 경우, 전류의 방향을 감지하고 상기 전류의 방향을 이용하여 상기 배터리가 충전되는지 방전되는지를 판단한다.
예를 들어, 전류 감지부(110)는 감지된 전류의 방향이 배터리(10)로 흘러 들어가는 전류인 경우에는 배터리가 충전되는 것으로 판단할 수 있고, 감지된 전류의 방향이 배터리(10)에서 흘러 나오는 전류인 경우에는 배터리가 방전되는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 장치는 전류 감지부(110)에서 전류의 흐름이 측정되고 전류의 방향이 배터리가 충전되는 방향인 경우에는, 배터리 용량 산출부(120), 평균 전류 산출부(130) 및 충방전 시간 산출부(140)를 통해 배터리(10)의 충전 시간을 예측하게 된다.
또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 장치는 전류 감지부(110)에서 전류의 흐름이 측정되고 전류의 방향이 배터리가 방전되는 방향인 경우에는, 배터리 용량 산출부(120), 평균 전류 산출부(130) 및 충방전 시간 산출부(140)를 통해 배터리(10)의 방전 시간을 예측하게 된다.
배터리 용량 산출부(120)는 이전에 산출된 배터리(10)의 용량에 배터리(10)에 충전되는 전류 또는 배터리(10)에서 방전되는 전류를 적산하여 배터리(10)의 현재 용량을 산출한다. 배터리(10)의 현재 용량은 아래의 수학식 1을 이용하여 산출할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, A.sec(n)은 배터리(10)의 현재 용량, A.sec(n-1)은 이전에 산출된 배터리(10)의 용량, i(n)은 현재 배터리(10)에 흐르는 순시 전류, C는 배터리(10)의 완충일 때의 용량이다.
이 때, 현재 배터리(10)에 흐르는 순시 전류는 전류 감지부(110)에서 측정된 값이다. 이 때, i(n)이 배터리(10)에 충전되는 전류일 경우에는 양의 값을 가질 것이고, 배터리(10)에서 방전되는 전류일 경우에는 음의 값을 가질 것이다.
수학식 1에서 A.sec(n)와 A.sec(n-1)은 암페어초(A.sec)의 단위를 가지고, C는 암페어시(Ah)의 단위를 가지므로, C에 3600초를 곱하여 단위를 일치시킨다.
배터리 용량 산출부(120)는 이전에 산출된 배터리(10)의 용량이 없는 경우, 즉 배터리(10)의 용량을 처음으로 산출하는 경우라면, 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV)을 이용하여 배터리(10)의 현재 용량을 산출한다. OCV란 배터리의 출력 전압으로부터 배터리 내부 저항에 기인하는 전압 강하를 감산하고 그 때의 배터리 전류의 영향을 배제한 전압, 즉 무부하 전압(OCV)를 의미한다. 이전에 산출된 배터리(10)의 용량이 없는 경우, 먼저 아래의 수학식 2를 이용하여 산출된 용량을 이전에 산출된 배터리(10)의 용량으로 출력할 수 있다.
Figure pat00002
여기서, SOC는 현재 배터리(10)의 잔존 용량(State Of Charge)을 나타내고 단위는 %이다. 배터리 용량 산출부(120)는 배터리(10)의 OCV(Open Circuit Voltage)를 이용하여 현재 배터리(10)의 잔존 용량(State Of Charge, SOC)을 추정할 수 있다.
그리고 수학식 1에서와 마찬가지로 A.sec(n-1)은 암페어초(A.sec)의 단위를 가지고, C는 암페어시(Ah)의 단위를 가지므로, C에 3600초를 곱하여 단위를 일치시킨다.
이와 같이, 배터리 용량 산출부(120)는 수학식 2를 통해 산출된 A.sec(n-1)을 수학식 1에 대입하여, 배터리(10)의 현재 용량을 산출할 수 있다.
평균 전류 산출부(130)는 소정의 시간 동안의 평균 전류를 산출한다. 이 때, 소정의 시간이 경과하지 않은 경우에는, 평균 전류 산출부(130)는 충방전기(미도시)의 정격 충전 전류 또는 상기 충방전기의 정격 방전 전류를 평균 전류로 출력한다. 소정의 시간은 평균 전류 산출부(130)에 미리 설정된 고정값일 수도 있고, 사용자의 입력을 받아 변경되는 값일 수도 있다. 일 실시예에서, 소정의 시간은 60초일 수 있다.
예를 들어, 평균 전류 산출부(130)는 60초 동안의 평균 전류를 산출할 수 있다. 그리고 평균 전류 산출부(130)는 아직 60초가 지나지 않은 경우에, 충방전기의 정격 충전 전류 또는 충방전기의 정격 방전 전류를 평균 전류로 출력한다.
충방전 시간 산출부(140)는 배터리(10)의 현재 용량에서 상기 평균 전류를 나누어 배터리(10)의 충전 시간 또는 방전 시간을 산출한다. 즉, 배터리(10)의 충전 시간 또는 방전 시간은 아래의 수학식 3을 이용하여 산출할 수 있다.
Figure pat00003
여기서, t는 배터리(10)의 충전 시간 또는 방전 시간을 나타내고 단위는 초이다. I는 소정의 시간 동안의 평균 전류를 나타낸다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 장치는 이전에 산출된 배터리(10)의 용량에 배터리(10)에 충전되는 전류 또는 배터리(100에서 방전되는 전류를 적산하는 전류 적산법을 이용하여 배터리(10)의 현재 용량을 산출한다. 전류 적산법은 장시간 계산시 전류 센서의 오프셋(offset) 누적에 따라 오차가 커진다는 단점이 있지만, UPS 시스템과 같은 경우에 백업 시간이 15분 내지 60분 정도로, 이 정도의 시간 내라면 오차가 크지 않으므로 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 장치의 배터리 충방전 시간 예측 방식이 효과적일 수 있다.
이하에서는 도 1에서 설명한 배터리 충방전 시간 예측 장치(100)에 의해 수행될 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 방법을 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 방법이 시작되면, 먼저 배터리에 전류의 흐름이 있는지 여부를 감지하고(S210), 전류의 흐름이 있는 것으로 판단되면, 전류의 방향을 감지하고 상기 전류의 방향을 이용하여 상기 배터리가 충전되는지 방전되는지를 판단한다(S220). 단계(S210) 및 단계(S220)의 과정은 도 1에서 설명한 전류 감지부(110)에서 수행될 수 있는 단계들이며, 여기서는 전류 감지부(110)에 대한 설명이 준용되므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
배터리가 충전되는 것으로 판단되는 경우, 배터리의 충전 시간을 예측하고(S230), 배터리가 방전되는 것으로 판단되는 경우, 배터리의 방전 시간을 예측한다(S240).
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 단계(S230) 및 단계(S240)의 세부적인 과정들을 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 방법에서 배터리 충전 시간을 예측하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 방법에서 배터리 충전 시간을 예측하는 과정이 시작되면, 먼저 이전에 산출된 배터리의 용량이 있는지 여부, 즉 배터리의 현재 용량 산출이 처음인지 여부를 판단한다(S231). 이전에 산출된 배터리의 용량이 없는 경우에는 OCV를 이용하여(S232), 배터리의 현재 용량을 산출하고(S234), 이전에 산출된 배터리의 용량이 있는 경우에는 이전에 산출된 배터리의 용량을 이용하여(S233), 배터리의 현재 용량을 산출한다(S234). 단계(S231) 내지 단계(S234)의 과정은 도 1에서 설명한 배터리 용량 산출부(120)에서 수행될 수 있는 단계들이며, 여기서는 배터리 용량 산출부(120)에 대한 설명이 준용되므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
그리고 나서, 소정의 시간이 경과했는지 여부를 판단하여(S235), 소정의 시간이 경과하지 아니한 경우에는 충방전기의 정격 충전 전류를 평균 전류로 출력하고(S236), 소정의 시간이 경과한 경우에는 소정의 시간 동안의 평균 전류를 산출한다(S237). 단계(S235) 내지 단계(S237)의 과정은 도 1에서 설명한 평균 전류 산출부(130)에서 수행될 수 있는 단계들이며, 여기서는 평균 전류 산출부(130)에 대한 설명이 준용되므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
배터리의 현재 용량과 평균 전류가 산출되고 나면, 배터리의 현재 용량에서 평균 전류를 나누어 배터리의 충전 시간을 산출한다(S238). 단계(S238)의 과정은 도 1에서 설명한 충방전 시간 산출부(140)에서 수행될 수 있는 단계들이며, 여기서는 충방전 시간 산출부(140)에 대한 설명이 준용되므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 방법에서 배터리 방전 시간을 예측하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 시간 예측 방법에서 배터리 방전 시간을 예측하는 과정이 시작되면, 먼저 이전에 산출된 배터리의 용량이 있는지 여부, 즉 배터리의 현재 용량 산출이 처음인지 여부를 판단한다(S241). 이전에 산출된 배터리의 용량이 없는 경우에는 OCV를 이용하여(S242), 배터리의 현재 용량을 산출하고(S244), 이전에 산출된 배터리의 용량이 있는 경우에는 이전에 산출된 배터리의 용량을 이용하여(S243), 배터리의 현재 용량을 산출한다(S244). 단계(S241) 내지 단계(S244)의 과정은 도 1에서 설명한 배터리 용량 산출부(120)에서 수행될 수 있는 단계들이며, 여기서는 배터리 용량 산출부(120)에 대한 설명이 준용되므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
그리고 나서, 소정의 시간이 경과했는지 여부를 판단하여(S245), 소정의 시간이 경과하지 아니한 경우에는 충방전기의 정격 방전 전류를 평균 전류로 출력하고(S246), 소정의 시간이 경과한 경우에는 소정의 시간 동안의 평균 전류를 산출한다(S247). 단계(S245) 내지 단계(S247)의 과정은 도 1에서 설명한 평균 전류 산출부(130)에서 수행될 수 있는 단계들이며, 여기서는 평균 전류 산출부(130)에 대한 설명이 준용되므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
배터리의 현재 용량과 평균 전류가 산출되고 나면, 배터리의 현재 용량에서 평균 전류를 나누어 배터리의 방전 시간을 산출한다(S248). 단계(S248)의 과정은 도 1에서 설명한 충방전 시간 산출부(140)에서 수행될 수 있는 단계들이며, 여기서는 충방전 시간 산출부(140)에 대한 설명이 준용되므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
전술한 배터리 충방전 시간 예측 방법은 도면에 제시된 순서도를 참조로 하여 설명되었다. 간단히 설명하기 위하여 상기 방법은 일련의 블록들로 도시되고 설명되었으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 다른 블록들과 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과 상이한 순서로 또는 동시에 일어날 수도 있으며, 동일한 또는 유사한 결과를 달성하는 다양한 다른 분기, 흐름 경로, 및 블록의 순서들이 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 방법의 구현을 위하여 도시된 모든 블록들이 요구되지 않을 수도 있다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.
10: 배터리
100: 배터리 충방전 시간 예측 장치
110: 전류 감지부
120: 배터리 용량 산출부
130: 평균 전류 산출부
140: 충방전 시간 산출부

Claims (14)

  1. 이전에 산출된 배터리의 용량에 상기 배터리에 충전되는 전류 또는 상기 배터리에서 방전되는 전류를 적산하여 상기 배터리의 현재 용량을 산출하는 배터리 용량 산출부;
    소정의 시간 동안의 평균 전류를 산출하는 평균 전류 산출부; 및
    상기 배터리의 현재 용량에서 상기 평균 전류를 나누어 상기 배터리의 충전 시간 또는 방전 시간을 산출하는 충방전 시간 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 시간 예측 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 용량 산출부는,
    상기 배터리의 현재 용량을 A.sec(n)=A.sec(n-1) + i(n)/(C * 3600)(여기서, A.sec(n)은 상기 배터리의 현재 용량, A.sec(n-1)은 상기 이전에 산출된 배터리의 용량, i(n)은 현재 배터리에 흐르는 순시 전류, C는 배터리의 완충일 때의 용량)으로 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 시간 예측 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 용량 산출부는,
    상기 이전에 산출된 배터리의 용량이 없는 경우, 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV)을 이용하여 상기 배터리의 현재 용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 시간 예측 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 평균 전류 산출부는,
    상기 소정의 시간이 경과하지 않은 경우에는 충방전기의 정격 충전 전류 또는 상기 충방전기의 정격 방전 전류를 평균 전류로 출력하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 시간 예측 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 평균 전류 산출부는,
    60초 동안의 평균 전류를 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 시간 예측 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리에 전류의 흐름이 있는지를 감지하고, 상기 배터리에 전류의 흐름이 있는 경우, 전류의 방향을 감지하고 상기 전류의 방향을 이용하여 상기 배터리가 충전되는지 방전되는지를 판단하는 전류 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 시간 예측 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전류 감지부는,
    상기 전류가 기설정된 기준값 이상인 경우에만 전류의 흐름이 있는 것으로 감지하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 시간 예측 장치.
  8. 이전에 산출된 배터리의 용량에 상기 배터리에 충전되는 전류 또는 상기 배터리에서 방전되는 전류를 적산하여 상기 배터리의 현재 용량을 산출하는 단계;
    소정의 시간 동안의 평균 전류를 산출하는 단계; 및
    상기 배터리의 현재 용량에서 상기 평균 전류를 나누어 상기 배터리의 충전 시간 또는 방전 시간을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 시간 예측 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 현재 용량을 산출하는 단계는,
    상기 배터리의 현재 용량을 A.sec(n)=A.sec(n-1) + i(n)/(C * 3600)(여기서, A.sec(n)은 상기 배터리의 현재 용량, A.sec(n-1)은 상기 이전에 산출된 배터리의 용량, i(n)은 현재 배터리에 흐르는 순시 전류, C는 배터리의 완충일 때의 용량)으로 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 시간 예측 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 현재 용량을 산출하는 단계는,
    상기 이전에 산출된 배터리의 용량이 없는 경우, 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV)을 이용하여 상기 배터리의 현재 용량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 시간 예측 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 평균 전류를 산출하는 단계는,
    상기 소정의 시간이 경과하지 않은 경우에는 충방전기의 정격 충전 전류 또는 상기 충방전기의 정격 방전 전류를 평균 전류로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 시간 예측 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 평균 전류를 산출하는 단계는,
    60초 동안의 평균 전류를 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 시간 예측 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 배터리에 전류의 흐름이 있는지를 감지하는 단계;
    상기 배터리에 전류의 흐름이 있는 경우, 전류의 방향을 감지하는 단계; 및
    상기 전류의 방향을 이용하여 상기 배터리가 충전되는지 방전되는지를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 시간 예측 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 배터리에 전류의 흐름이 있는지를 감지하는 단계는,
    상기 전류가 기설정된 기준값 이상인 경우에만 전류의 흐름이 있는 것으로 감지하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 시간 예측 방법.
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