KR20140133318A

KR20140133318A - 배터리의 ｓｏｃ 추정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20140133318A
Application number: KR1020130053339A
Authority: KR
Inventors: 박호영
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2014-11-19

Abstract

본 발명은 현재 실측 전류값과 이전 실측 전류값 간 비교 결과에 따라 전류 적산 방식이나 OCV로 배터리의 SOC를 추정하는 배터리의 SOC 추정 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명 장치는 배터리 모듈 내부의 현재 온도값을 측정하는 온도 센서; 배터리 모듈로부터 입력되는 현재 전류값을 실측하는 전류 센서; 배터리 모듈로부터 입력되는 현재 전압값을 실측하는 전압 센서; 현재 전류값과 이전 전류값을 비교하여 현재 전류값과 이전 전류값의 비교 결과가 기준에 부합하는지 여부를 판별하며, 비교 결과가 기준에 부합하면 전류 적산 방식으로 배터리의 SOC를 추정하는 제1 연산부; 및 비교 결과가 기준에 부합하지 않으면 현재 전류값, 이전 전류값, 현재 전압값, 이전 전압값 및 현재 온도값을 기초로 한 OCV로 SOC를 추정하는 제2 연산부를 포함함으로써, SOC 추정의 정확도를 향상시킬 수 있다.

Description

배터리의 ＳＯＣ 추정 장치 및 방법 {Apparatus and method for estimating SOC of battery}

본 발명은 배터리의 SOC(State Of Charging)를 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 차량에 장착된 배터리의 SOC를 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래부터 엔진에 의한 구동이나 회생에 의하여 발전을 행하는 발전기, 배터리로부터의 전력에 의하여 작동하여 구동륜을 구동하는 모터를 가지는 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등에는 니켈수소 전지나 리튬이온 전지 등의 모터 구동용 2차 전지(즉, 배터리)가 사용되고 있다.

상기한 배터리의 충전 상태를 나타내는 양의 하나로서 SOC(State Of Charging)가 있는데, SOC가 100%라는 것은 만충전 상태를 의미하고 SOC가 O%라는 것은 충전량이 제로 상태임을 의미한다.

그런데 발진, 통상 주행, 가속, 감속 등 차량의 주행 상태나 스톱 램프, 헤드 램프, 와이퍼, 전동팬 등 차량용 부하에 의해 배터리의 충전 상태는 수시 변동될 수 있기 때문에 배터리의 사용 중에는 수시로 SOC를 추정할 필요가 있다.

종래 SOC 추정 장치로 국내공개특허 제2005-0019856호에 개시된 바와 같이 배터리의 전류치(충방전 전류치)를 적산하여 SOC를 추정하는 SOC 추정 장치가 널리 이용되고 있다. 그러나 이러한 SOC 추정 장치는 전류값을 추정하기 때문에 전류값에 오차가 포함될 수 있어 SOC의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 현재 실측 전류값과 이전 실측 전류값 간 비교 결과에 따라 전류 적산 방식이나 OCV(Open Circuit Voltage)로 배터리의 SOC(State Of Charging)를 추정하는 것을 특징으로 하는 배터리의 SOC 추정 장치 및 방법을 제안함을 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 배터리 모듈 내부의 현재 온도값을 측정하는 온도 센서; 상기 배터리 모듈로부터 입력되는 현재 전류값을 실측하는 전류 센서; 상기 배터리 모듈로부터 입력되는 현재 전압값을 실측하는 전압 센서; 상기 현재 전류값과 이전 전류값을 비교하여 상기 현재 전류값과 상기 이전 전류값의 비교 결과가 기준에 부합하는지 여부를 판별하며, 상기 비교 결과가 상기 기준에 부합하면 전류 적산 방식으로 상기 배터리의 SOC(State Of Charging)를 추정하는 제1 연산부; 및 상기 비교 결과가 상기 기준에 부합하지 않으면 상기 현재 전류값, 상기 이전 전류값, 상기 현재 전압값, 이전 전압값 및 상기 현재 온도값을 기초로 한 OCV(Open Circuit Voltage)로 상기 SOC를 추정하는 제2 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 SOC 추정 장치를 제안한다.

바람직하게는, 상기 제1 연산부는, 상기 현재 전류값과 상기 이전 전류값 간 차이의 절대값을 상기 비교 결과로 생성하는 비교 결과 생성부; 상기 기준으로 임계값 초과를 이용하여, 상기 절대값이 상기 임계값을 초과하는지 여부를 판별하는 임계값 초과 여부 판별부; 및 상기 절대값이 상기 임계값을 초과하면 상기 전류 적산 방식으로 상기 SOC를 추정하는 제1 SOC 추정부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제2 연산부는, 상기 현재 전류값, 상기 이전 전류값, 상기 현재 전압값 및 상기 이전 전압값을 이용하여 상기 배터리 모듈 내부의 임피던스값을 계산하는 임피던스 계산부; 상기 현재 전류값, 상기 현재 전압값 및 상기 임피던스값을 이용하여 상기 OCV를 계산하는 OCV 계산부; 및 상기 현재 온도값과 상기 OCV를 기초로 맵 테이블에서 상기 SOC를 추정하는 제2 SOC 추정부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 배터리의 SOC 추정 장치는, 상기 배터리 모듈의 초기 구동시 상기 현재 온도값을 기초로 맵 테이블에서 상기 SOC를 추정하는 제어기부를 더욱 포함한다.

바람직하게는, 상기 제2 SOC 추정부 또는 상기 제어기부는 상기 맵 테이블로 온도별 SOC와 OCV 간 상관맵을 이용한다.

또한 본 발명은, 배터리 모듈 내부의 현재 온도값을 측정하는 온도 측정 단계; 상기 배터리 모듈로부터 입력되는 현재 전류값을 실측하는 전류 측정 단계; 상기 배터리 모듈로부터 입력되는 현재 전압값을 실측하는 전압 측정 단계; 상기 현재 전류값과 이전 전류값을 비교하여 상기 현재 전류값과 상기 이전 전류값의 비교 결과가 기준에 부합하는지 여부를 판별하며, 상기 비교 결과가 상기 기준에 부합하면 전류 적산 방식으로 상기 배터리의 SOC(State Of Charging)를 추정하는 제1 연산 단계; 및 상기 비교 결과가 상기 기준에 부합하지 않으면 상기 현재 전류값, 상기 이전 전류값, 상기 현재 전압값, 이전 전압값 및 상기 현재 온도값을 기초로 한 OCV(Open Circuit Voltage)로 상기 SOC를 추정하는 제2 연산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 SOC 추정 방법을 제안한다.

바람직하게는, 상기 제1 연산 단계는, 상기 현재 전류값과 상기 이전 전류값 간 차이의 절대값을 상기 비교 결과로 생성하는 비교 결과 생성 단계; 상기 기준으로 임계값 초과를 이용하여, 상기 절대값이 상기 임계값을 초과하는지 여부를 판별하는 임계값 초과 여부 판별 단계; 및 상기 절대값이 상기 임계값을 초과하면 상기 전류 적산 방식으로 상기 SOC를 추정하는 제1 SOC 추정 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제2 연산 단계는, 상기 현재 전류값, 상기 이전 전류값, 상기 현재 전압값 및 상기 이전 전압값을 이용하여 상기 배터리 모듈 내부의 임피던스값을 계산하는 임피던스 계산 단계; 상기 현재 전류값, 상기 현재 전압값 및 상기 임피던스값을 이용하여 상기 OCV를 계산하는 OCV 계산 단계; 및 상기 현재 온도값과 상기 OCV를 기초로 맵 테이블에서 상기 SOC를 추정하는 제2 SOC 추정 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 온도 측정 단계와 상기 제1 연산 단계 사이에, 상기 배터리 모듈의 초기 구동시 상기 현재 온도값을 기초로 맵 테이블에서 상기 SOC를 추정하는 제3 SOC 추정 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제2 SOC 추정 단계 또는 상기 제3 SOC 추정 단계는 상기 맵 테이블로 온도별 SOC와 OCV 간 상관맵을 이용한다.

본 발명은 현재 실측 전류값과 이전 실측 전류값 간 비교 결과에 따라 전류 적산 방식이나 OCV(Open Circuit Voltage)로 배터리의 SOC(State Of Charging)를 추정함으로써 SOC 추정의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명은 실측 온도를 파라미터로써 고려함으로써 실시간 온도에 따른 SOC 추정이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 SOC 추정 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 연산부를 기능별로 모듈화한 개념도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제2 연산부를 기능별로 모듈화한 개념도이다.
도 4는 도 1의 장치를 이용한 SOC 추정 방법의 일실시예 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 SOC 추정 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 SOC 추정 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.

배터리의 SOC 추정 장치(100)는 입력 전류와 임계값 간의 관계에 따라 전류 적산이나 배터리 내부 임피던스를 통한 전압값을 구하여 사전 시험을 통한 온도별 OCV 맵, 제어기 등과 함께 2개의 독립적인 연산부를 통해 SOC 추정을 함으로써 온도와 전류 인가 여부에 따라 실시간으로 SOC를 추정한다. 배터리의 SOC 추정 장치(100)는 차량에 구비됨을 고려할 때 BMS(Battery Management System)로 구현될 수 있다.

배터리 SOC 추정 장치(100)는 배터리 모듈(BMA; 200)에 연결되는 것으로서, 온도 센서(110), 전류 센서(120), 전압 센서(130), 제1 연산부(140), 제2 연산부(150) 및 제어기부(160)를 포함한다.

온도 센서(110)는 배터리 모듈(200) 내부의 현재 온도값을 실측하는 기능을 수행한다.

전류 센서(120)는 배터리 모듈(200)로부터 입력되는 현재 전류값을 실측하는 기능을 수행한다.

전압 센서(130)는 배터리 모듈(200)로부터 입력되는 현재 전압값을 실측하는 기능을 수행한다.

제1 연산부(140)는 전류 센서(120)에 의해 실측된 현재 전류값과 이전 전류값을 비교하여 현재 전류값과 이전 전류값의 비교 결과가 기준에 부합하는지 여부를 판별하는 기능을 수행한다. 또한 제1 연산부(140)는 현재 전류값과 이전 전류값의 비교 결과가 기준에 부합하는 것으로 판별되면 전류 적산 방식으로 배터리의 SOC(State Of Charging)를 추정하는 기능을 수행한다.

이러한 제1 연산부(140)는 도 2에 도시된 바와 같이 비교 결과 생성부(141), 임계값 초과 여부 판별부(142) 및 제1 SOC 추정부(143)를 포함할 수 있다. 도 2는 도 1에 도시된 제1 연산부를 기능별로 모듈화한 개념도이다.

비교 결과 생성부(141)는 현재 전류값과 이전 전류값 간 차이의 절대값을 비교 결과로 생성하는 기능을 수행한다.

임계값 초과 여부 판별부(142)는 기준으로 임계값 초과를 이용하여, 현재 전류값과 이전 전류값 간 차이의 절대값이 임계값을 초과하는지 여부를 판별하는 기능을 수행한다. 임계값은 온도값에 따라 임계 전류값으로 설정될 수 있다.

제1 SOC 추정부(143)는 현재 전류값과 이전 전류값 간 차이의 절대값이 임계값을 초과하면 전류 적산 방식으로 배터리의 SOC를 추정하는 기능을 수행한다.

비교 결과 생성부(141), 임계값 초과 여부 판별부(142) 및 제1 SOC 추정부(143)에 대한 보다 자세한 설명은 도 4의 S430, S435a, S445 등을 참조한다.

본 실시예에서는 제1 연산부(140)가 현재 전류값과 이전 전류값의 비교 결과가 기준에 부합하는지 여부에 대한 판별을 수행하나, 별도의 판별부를 두어 이 판별부를 통해 상기 판별을 수행하는 것도 가능하다. 이 경우 제1 연산부(140)는 전류 적산 방식으로 배터리의 SOC를 추정하는 기능만을 수행하게 된다.

제2 연산부(150)는 현재 전류값과 이전 전류값의 비교 결과가 기준에 부합하지 않는 것으로 판별되면 현재 전류값, 이전 전류값, 현재 전압값, 이전 전압값 및 현재 온도값을 기초로 한 OCV(Open Circuit Voltage)로 배터리의 SOC를 추정하는 기능을 수행한다.

제2 연산부(150)는 도 3에 도시된 바와 같이 임피던스 계산부(151), OCV 계산부(152) 및 제2 SOC 추정부(153)를 포함할 수 있다. 도 3은 도 1에 도시된 제2 연산부를 기능별로 모듈화한 개념도이다.

임피던스 계산부(151)는 현재 전류값, 이전 전류값, 현재 전압값 및 이전 전압값을 이용하여 배터리 모듈(200) 내부의 임피던스값을 계산하는 기능을 수행한다. 임피던스 계산부(151)는 이를 위해 배터리 내부 임피던스를 포함한 알고리즘을 탑재할 수 있다.

OCV 계산부(152)는 현재 전류값, 현재 전압값 및 임피던스값을 이용하여 OCV를 계산하는 기능을 수행한다.

제2 SOC 추정부(153)는 현재 온도값과 OCV를 기초로 맵 테이블에서 배터리의 SOC를 추정하는 기능을 수행한다. 이때 제2 SOC 추정부(153)는 맵 테이블로 온도별 SOC와 OCV 간 상관맵을 이용한다.

임피던스 계산부(151), OCV 계산부(152), 제2 SOC 추정부(153) 등에 대한 보다 자세한 설명은 도 4의 S425, S435b, S440b, S445 등을 참조한다.

제어기부(160)는 입력 조건에 따라 제1 연산부(140)와 제2 연산부(150)가 구동되도록 제어하는 기능을 수행한다.

제어기부(160)는 배터리 모듈(200)의 초기 구동시 현재 온도값을 기초로 맵 테이블에서 배터리의 SOC를 추정하는 기능을 수행한다. 제어기부(160)는 맵 테이블로 온도별 SOC와 OCV 간 상관맵을 이용한다.

다음으로 SOC 추정 장치의 구동예에 대하여 설명한다. 도 4는 도 1의 장치를 이용한 SOC 추정 방법의 일실시예 플로우 차트이다.

도 4에 도시된 일실시예에 따른 배터리 충전 상태 추정 기법은 전회 전류와 현재 전류의 차가 임계값보다 클 경우에는 전류 적산 방식을 사용한다. 그리고 임계값보다 작거나 같을 경우에는 전류가 인가되어도 전류 적산을 사용하지 아니하고, 배터리 내부 임피던스를 통해 개방 전압으로 변경시킴으로써 사전 OCV 맵을 이용하여 실시간으로 SOC를 추정한다.

도 4의 일실시예를 따를 경우 제1 연산부(140)에는 전류 적산식이 적용된 SOC 알고리즘이 탑재되며, 제2 연산부(150)에는 내부 임피던스 계산 논리와 임계값(threshold value)이 있는 SOC 알고리즘이 탑재된다.

자동차가 key-on되거나 배터리가 최초 구동되면 최초 SOC 값은 OCV 상관맵을 이용한다. 여기서 최초 SOC 추정은 단지 입력 온도에만 의해 사전 온도별 SOC vs OCV 상관맵을 이용하는 것으로 한다(S405, S410, S415). S410 단계에서 측정된 전압 V₀는 S415 단계에서 배터리의 개방 전압 V_OCV로 설정된다.

다음 스텝은 전류 적산과 임피던스를 활용하기 위해서 실 입력 전류와 온도를 측정한다(S420). 이후 전회 입력 전류치와 현재 입력 전류치 간 차이의 절대값이 임계값을 초과하면 제1 연산부(140)는 전류 적산 방식으로 SOC를 추정한다(S430, S435a, S445).

S430 단계에서 i_n은 현재 입력 전류치를 의미하고, i_n _-1은 전회 입력 전류치를 의미한다. 임계 전류, 온도별 임계 전류는 임계값을 의미한다. 온도별 임계 전류는 사전 작성된 온도별 임계 전류 맵을 이용하여 구할 수 있다.

반면 전회 입력 전류치와 현재 입력 전류치 간 차이의 절대값이 임계값을 초과하지 않으면 제2 연산부(150)는 전류 적산 방식을 사용하지 않으며 임피던스 값으로 OCV를 구한다(S425, S430, S435b).

S425 단계에서 Z는 임피던스를 의미한다. V_n과 V_n _-1은 각각 현재 입력 전압치와 전회 입력 전압치를 의미한다. I_n과 I_n _-1은 각각 현재 입력 전류치와 전회 입력 전류치를 의미한다.

또한 S435 단계에서 OCV는 Open Circuit Voltage를 의미하고, V_n은 현재 입력 전압치를 의미한다. I는 현재 입력 전류치를 의미하며, Z는 임피던스를 의미한다.

그러나 전류가 인가되어도 전회 입력 전류치와 현재 입력 전류치의 차이의 절대값이 임계값을 넘지 않으면 전류 적산을 사용하지 아니하고 기존 계속해서 연산된 내부 임피던스와 입력 전류값을 사용하여 OCV를 계산한다.

동시에 온도별 임계 전류맵을 사용하여 입력 온도에 대해 임계 전류보다 작을 경우에는 전류 적산 방식을 사용하지 않는다.

최종적으로 이 단계는 여기서 나온 OCV로 SOC를 추정한다(S445).

다음으로 도 1의 SOC 추정 장치를 이용하는 바람직한 형태의 SOC 추정 방법에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리의 SOC 추정 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

먼저 온도 센서(110)가 배터리 모듈(200) 내부의 현재 온도값을 측정한다(S510a). 이와 동시에 전류 센서(120)와 전압 센서(130)가 각각 배터리 모듈(200)로부터 입력되는 현재 전류값과 현재 전압값을 실측한다(S510b, S510c).

본 실시예에서 S510a 단계, S510b 단계 및 S510c 단계가 동시에 수행되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 S510a 단계가 먼저 수행되고 S510b 단계와 S510c 단계가 그 후에 수행되는 것도 가능하다.

이후 제1 연산부(140)가 현재 실측된 전류값과 이전 실측된 전류값을 비교하여 현재 전류값과 이전 전류값의 비교 결과가 기준에 부합하는지 여부를 판별한다(S520).

현재 전류값과 이전 전류값의 비교 결과가 기준에 부합하는 것으로 판별되면, 제1 연산부(140)는 전류 적산 방식으로 배터리의 SOC(State Of Charging)를 추정한다(S530a).

반면 현재 전류값과 이전 전류값의 비교 결과가 기준에 부합하지 않는 것으로 판별되면, 제2 연산부(150)는 현재 실측된 전류값, 이전 실측된 전류값, 현재 전압값, 이전 전압값 및 현재 온도값을 기초로 한 OCV(Open Circuit Voltage)로 배터리의 SOC를 추정한다(S530b).

한편 배터리 모듈의 초기 구동시 제어기부(160)는 현재 온도값을 기초로 맵 테이블에서 배터리의 SOC를 추정한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 배터리의 SOC 추정 장치 110 : 온도 센서
120 : 전류 센서 130 : 전압 센서
140 : 제1 연산부 150 : 제2 연산부
160 : 제어기부 200 : 배터리 모듈

Claims

배터리 모듈 내부의 현재 온도값을 측정하는 온도 센서;
상기 배터리 모듈로부터 입력되는 현재 전류값을 실측하는 전류 센서;
상기 배터리 모듈로부터 입력되는 현재 전압값을 실측하는 전압 센서;
상기 현재 전류값과 이전 전류값을 비교하여 상기 현재 전류값과 상기 이전 전류값의 비교 결과가 기준에 부합하는지 여부를 판별하며, 상기 비교 결과가 상기 기준에 부합하면 전류 적산 방식으로 상기 배터리의 SOC(State Of Charging)를 추정하는 제1 연산부; 및
상기 비교 결과가 상기 기준에 부합하지 않으면 상기 현재 전류값, 상기 이전 전류값, 상기 현재 전압값, 이전 전압값 및 상기 현재 온도값을 기초로 한 OCV(Open Circuit Voltage)로 상기 SOC를 추정하는 제2 연산부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 SOC 추정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 연산부는,
상기 현재 전류값과 상기 이전 전류값 간 차이의 절대값을 상기 비교 결과로 생성하는 비교 결과 생성부;
상기 기준으로 임계값 초과를 이용하여, 상기 절대값이 상기 임계값을 초과하는지 여부를 판별하는 임계값 초과 여부 판별부; 및
상기 절대값이 상기 임계값을 초과하면 상기 전류 적산 방식으로 상기 SOC를 추정하는 제1 SOC 추정부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 SOC 추정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 연산부는,
상기 현재 전류값, 상기 이전 전류값, 상기 현재 전압값 및 상기 이전 전압값을 이용하여 상기 배터리 모듈 내부의 임피던스값을 계산하는 임피던스 계산부;
상기 현재 전류값, 상기 현재 전압값 및 상기 임피던스값을 이용하여 상기 OCV를 계산하는 OCV 계산부; 및
상기 현재 온도값과 상기 OCV를 기초로 맵 테이블에서 상기 SOC를 추정하는 제2 SOC 추정부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 SOC 추정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 배터리 모듈의 초기 구동시 상기 현재 온도값을 기초로 맵 테이블에서 상기 SOC를 추정하는 제어기부
를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 SOC 추정 장치.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 제2 SOC 추정부 또는 상기 제어기부는 상기 맵 테이블로 온도별 SOC와 OCV 간 상관맵을 이용하는 것을 특징으로 하는 배터리의 SOC 추정 장치.
배터리 모듈 내부의 현재 온도값을 측정하는 온도 측정 단계;
상기 배터리 모듈로부터 입력되는 현재 전류값을 실측하는 전류 측정 단계;
상기 배터리 모듈로부터 입력되는 현재 전압값을 실측하는 전압 측정 단계;
상기 현재 전류값과 이전 전류값을 비교하여 상기 현재 전류값과 상기 이전 전류값의 비교 결과가 기준에 부합하는지 여부를 판별하며, 상기 비교 결과가 상기 기준에 부합하면 전류 적산 방식으로 상기 배터리의 SOC(State Of Charging)를 추정하는 제1 연산 단계; 및
상기 비교 결과가 상기 기준에 부합하지 않으면 상기 현재 전류값, 상기 이전 전류값, 상기 현재 전압값, 이전 전압값 및 상기 현재 온도값을 기초로 한 OCV(Open Circuit Voltage)로 상기 SOC를 추정하는 제2 연산 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 SOC 추정 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제1 연산 단계는,
상기 현재 전류값과 상기 이전 전류값 간 차이의 절대값을 상기 비교 결과로 생성하는 비교 결과 생성 단계;
상기 기준으로 임계값 초과를 이용하여, 상기 절대값이 상기 임계값을 초과하는지 여부를 판별하는 임계값 초과 여부 판별 단계; 및
상기 절대값이 상기 임계값을 초과하면 상기 전류 적산 방식으로 상기 SOC를 추정하는 제1 SOC 추정 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 SOC 추정 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제2 연산 단계는,
상기 현재 전류값, 상기 이전 전류값, 상기 현재 전압값 및 상기 이전 전압값을 이용하여 상기 배터리 모듈 내부의 임피던스값을 계산하는 임피던스 계산 단계;
상기 현재 전류값, 상기 현재 전압값 및 상기 임피던스값을 이용하여 상기 OCV를 계산하는 OCV 계산 단계; 및
상기 현재 온도값과 상기 OCV를 기초로 맵 테이블에서 상기 SOC를 추정하는 제2 SOC 추정 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 SOC 추정 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 배터리 모듈의 초기 구동시 상기 현재 온도값을 기초로 맵 테이블에서 상기 SOC를 추정하는 제3 SOC 추정 단계
를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 SOC 추정 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 제2 SOC 추정 단계 또는 상기 제3 SOC 추정 단계는 상기 맵 테이블로 온도별 SOC와 OCV 간 상관맵을 이용하는 것을 특징으로 하는 배터리의 SOC 추정 방법.