KR20160027718A - 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 장치 및 그 방법 - Google Patents

차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

차량 배터리의 용량 열화 상태(SOH: State of Health)값을 추정하는 장치가 개시된다. 이 장치는 센서에 의해 센싱된 상기 차량 배터리의 현재 전류값, 현재 전압값 및 현재 온도값을 이용하여 상기 차량 배터리의 현재의 SOC(State Of Charge)값을 추정하는 SOC 추정부와, 차량의 주행 거리에 따른 상기 차량 배터리의 온도값 및 SOC값 별로 사전에 측정된 다수의 용량값으로 구성된 용량값 테이블을 참조하여, 상기 현재의 온도값과 상기 현재의 SOC값에 맵핑(mapping)되는 용량값을 상기 용량값 테이블로부터 추출하고, 상기 추출된 용량값을 표준화된 SOC값으로서 계산하는 표준 SOC 계산부 및 상기 추출된 용량값을 이용하여 상기 SOH 값을 추정하는 SOH 추정부를 포함한다.

Description

차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 장치 및 그 방법{Apparatus and Method for estimating State Of Health in vehicle battery}
본 발명은 차량 배터리의 용량 열화 상태(SOH: State Of Health)를 추정하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 표준화된 SOC(SOC: State Of Charge)를 이용하여 상기 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기 자동차 또는 하이브리드 전기 자동차는 배터리에 저장된 전기 에너지를 에너지원으로 이용한다. 이러한 전기 자동차용 배터리로서 리튬-이온 폴리머 배터리가 많이 이용되고 있으며, 그 배터리에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다.
가솔린 자동차의 경우에는 연료를 사용하여 엔진을 구동시키므로, 연료의 양을 측정하는 데 큰 어려움이 없지만, 상기한 전기 자동차 또는 하이브리드 전기 자동차의 동력원인 배터리의 경우는 내부에 축적된 잔존 에너지를 측정하는 것은 어려웠다.
그러나 전기 자동차 또는 하이브리드 전기 자동차의 운전자에게 현재 얼마만큼의 에너지가 남아 있고 앞으로 어느 정도 더 주행할 수 있는가에 대한 정보는 매우 중요하다.
즉, 전기 자동차 또는 하이브리드 전기 자동차는 배터리에 충전된 에너지에 의해 주행하므로, 배터리에 충전된 잔존 용량(SOC: State Of Charge)이란 인자를 파악하는 것은 매우 중요하다. 따라서 주행 중 배터리의 잔존 용량을 파악하여 주행 가능 거리 등의 정보를 운전자에게 알려주고자 하는 여러 기술이 개발되고 있다.
한편, SOC 외에, 전기 자동차 또는 하이브리드 전기 자동차 배터리의 상태를 나타내는 지표로서, 배터리의 용량 열화 상태(SOH: State of Health)란 인자가 이용되고 있다.
구체적으로, 배터리는 시간이 지남에 따라 그 특성이 달라진다. 즉, 시효(aging) 효과가 나타나게 되는데, 시효 정도를 미리 예측함으로써 현재 배터리의 용량 열화 상태를 측정하는 것이 SOH이다.
이미 출원되어 공개된 공개번호 10-2012-0031611은 상술한 SOH 측정에 관한 출원 문헌이다. 이 출원 문헌은 차량 주행 거리 별 용량 열화 및 온도 별 가혹도 맵을 사전에 메모리에 저장하고, 주행 거리 별 용량 열화의 추정식을 통해 향후 주행 거리 별로 SOH를 추정하여 여기에 온도 별 가혹도를 적용하여 외부 온도에 대응한 SOH를 추정하는 방법을 개시하고 있다.
그런데, SOH에 큰 영향을 미치는 인자는 온도 인자 및 SOC 인자임에도 불구하고, 상술한 선행 문헌에서는 SOH를 추정함에 있어, 상기 온도 인자에 대해서는 고려하고 있으나, 상기 SOC 인자에 대해서는 고려하고 있지 않다.
결국, 상술한 선행 문헌에 따르면, SOH를 추정함에 있어서, SOC 인자를 고려하지 않기 때문에, SOH의 추정 정확도가 낮다.
따라서, 본 발명의 목적은 SOC 인자를 고려하여 SOH를 추정하는 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일면에 따른 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 장치는, 센서에 의해 센싱된 상기 차량 배터리의 현재 전류값, 현재 전압값 및 현재 온도값을 이용하여 상기 차량 배터리의 현재의 SOC(State Of Charge)값을 추정하는 SOC 추정부와, 차량의 주행 거리에 따른 상기 차량 배터리의 온도값 및 SOC값 별로 사전에 측정된 다수의 용량값으로 구성된 용량값 테이블을 참조하여, 상기 현재의 온도값과 상기 현재의 SOC값에 맵핑(mapping)되는 용량값을 상기 용량값 테이블로부터 추출하고, 상기 추출된 용량값을 표준화된 SOC값으로서 계산하는 표준 SOC 계산부 및 상기 추출된 용량값을 이용하여 상기 SOH 값을 추정하는 SOH 추정부를 포함한다.
차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 방법은 센서에 의해 센싱된 상기 차량 배터리의 현재 전류값, 현재 전압값 및 현재 온도값을 이용하여 상기 차량 배터리의 현재의 SOC(State Of Charge)값을 추정하는 단계와, 차량의 주행 거리에 따른 상기 차량 배터리의 온도값 및 SOC값 별로 사전에 측정된 다수의 용량값으로 구성된 용량값 테이블을 참조하여, 상기 현재의 온도값과 상기 현재의 SOC값에 맵핑(mapping)되는 용량값을 상기 용량값 테이블로부터 추출하고, 상기 추출된 용량값을 표준화된 SOC값으로서 계산하는 단계 및 상기 추출된 용량값을 이용하여 상기 SOH 값을 추정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하기 위해, 표준화된 SOC(standardized SOC)를 기반으로 배터리에서 측정된 SOC값을 표준화하고, 표준화된 SOC 값을 이용하여 상기 차량 배터리의 용량 열화 상태 값(SOH)를 추정함으로써, SOH값을 추정하는 과정에서 SOC값을 고려하지 않는 종래와는 달리 SOC 값과 연관된 표준화된 SOC값을 이용하여 정확한 SOH 값을 추정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리의 SOH 추정 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제2 메모리에 저장된 변환 계수 테이블을 그래프 형태로 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리의 SOH 추정 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명에서는 차량 배터리의 용량 열화 상태를 정확하게 추정하기 위해 표준화된 SOC(Standardized SOC) 값이 사전에 구축된다. 이 사전에 구축된 표준화된 SOC는 차량 배터리의 온도 및 추정된 차량 배터리의 SOC 값에서 계산된 차량 배터리의 용량값을 특정 온도 및 특정 SOC값에서의 차량 배터리의 용량값으로 표준화한(또는 변환한) 인자로서, 아래와 같이 정의될 수 있다.
표준화된 SOC 값 = 특정 온도 및 특정 SOC 값에서 차량 배터리의 용량값
본 발명에서는 차량 배터리의 임의의 온도에서 추정된 SOC 값에 따른 차량 배터리의 용량값을 차량 배터리의 열화를 가장 잘 파악할 수 있는 특정 온도(예컨대, 상온) 및 특정 SOC 값에서의 차량 용량값으로 환산한 표준화된 SOC 값을 기반으로, 차량 배터리의 SOH값을 추정함을 특징으로 한다.
이렇게 함으로써, SOC값을 고려하지 않고, SOH값을 추정하는 종래와는 달리 표준화된 SOC값을 고려하여 SOH값을 추정하므로, 정확한 SOH값을 추정할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리의 SOH 추정 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 배터리의 SOH 추정 장치(200)는 센싱부(201, 203, 205), SOC 추정부(207), 표준 SOC 계산부(209), 제1 및 제2 메모리(211, 213) 및 SOH 추정부(217)를 포함한다.
센싱부(201, 203, 205)는 전류 센싱부(201), 전압 센셍부(203) 및 온도 센싱부(205)를 포함하며, 각각은 차량 배터리(100)의 현재 전류값, 현재 전압값 및 현재 온도값을 실시간을 센싱한다. 경우에 따라 차량 배터리는 차량 배터리 팩으로 불릴 수 있다.
SOC 추정부(207)는 상기 센싱부(201, 203, 205)로부터의 현재 전류값, 현재 전압값 및 현재 온도값을 수신하여 현재의 SOC값(%)을 추정한다. 차량 배터리(100)의 SOC 값의 추정은 다양한 SOC 추정 알고리즘을 통해 추정될 수 있다. SOC 추정 알고리즘은 널리 알려진 것이며, 더욱이, 본 발명의 기술적 요지가 SOC 추정 알고리즘에 있는 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 요지를 불필요하게 흐릴 여지가 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
표준 SOC 계산부(209)는 상기 SOC 추정부(207)에서 추정된 SOC 값을 전달받아서, 이를 표준화된 SOC값으로 변환한다.
이를 위해, 상기 표준 SOC 계산부(209)는 제1 메모리(211)에 저장된 용량값 테이블을 참조하여 상기 현재의 온도값과 상기 현재의 SOC값에 맵핑(mapping)되는 용량값을 상기 용량값 테이블로부터 추출한다. 여기서, 상기 제1 메모리(211)에 저장된 용량값 테이블은 차량의 주행 거리에 따른 상기 차량 배터리의 온도값 및 SOC값 별로 사전에 측정된 다수의 용량값으로 구성됨을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 표준 SOC 계산부(209)는 상기 현재의 SOC 값으로부터 상기 차량 배터리의 현재의 용량값을 계산하고, 계산된 현재의 용량값과 상기 용량값 테이블로부터 추출된 용량값을 비교한다.
비교 결과, 계산된 현재의 용량값과 상기 용량값 테이블로부터 추출된 용량값이 동일하면, 상기 현재의 용량값을 상기 표준화된 SOC 값으로 계산하여 이를 SOH 추정부(217)로 전달한다.
만일, 상기 현재의 용량값과 상기 테이블로부터 추출된 용량값이 다르면, 사전에 정의된 변환 계수와 상기 현재의 용량값을 연산하여, 상기 표준화된 SOC값을 계산한다. 예컨대, 상기 현재의 용량값과 상기 테이블로부터 추출된 용량값이 다른 경우, 표준화된 SOC값을 계산하는 방법은 상기 변환 계수와 상기 현재의 용량값을 곱셈 연산한 결과를 상기 표준화된 SOC값으로 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 사전에 정의된 변환 계수는 상기 차량 배터리의 온도값 및 SOC값 별로 사전에 설정된 변환 계수 테이블로부터 얻을 수 있다.
즉, 상기 표준 SOC 계산부(209)는 상기 현재의 SOC 값과 상기 현재의 온도값에 맵핑되는 변환 계수를 상기 변환 계수 테이블로부터 추출하고, 상기 추출된 변환 계수와 상기 현재의 용량값을 곱셈 연산한 결과를 상기 표준화된 SOC값으로 계산한다. 이러한 변환 계수 테이블은 제2 메모리(213)에 저장된다.
이하, 도 3을 참조하여 도 1에 도시된 차량 배터리의 SOH 추정 장치에 의한 차량 배터리의 SOH 추정 과정을 상세히 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 센싱부(201, 203, 205)에 의해 상기 차량 배터리(100)의 현재 전류값, 현재 전압값 및 현재 온도값을 센싱하는 과정이 수행된다(S310).
이어, SOC 추정부(207)에 의해 현재 전류값, 현재 전압값 및 현재 온도값을 이용한 상기 차량 배터리의 현재의 SOC값을 추정하는 과정이 수행된다(S320).
상기 현재의 SOC값이 추정되면, 차량의 주행 거리에 따른 상기 차량 배터리의 온도값 및 SOC값 별로 사전에 측정된 다수의 용량값으로 구성된 용량값 테이블을 참조하여, 상기 현재의 온도값과 상기 현재의 SOC값에 맵핑(mapping)되는 용량값(표준화된 SOC값)을 아래와 같은 상기 용량값 테이블로부터 추출하고, 추출된 용량값(표준화된 SOC값)과 상기 현재의 SOC값을 비교하는 과정이 수행된다(S330). 아래의 표 1은 차량 배터리의 온도 별 SOC값에 따른 용량값 테이블의 일례를 보여준다. 예를 들어, 상기 테이블 맵에서 온도2: 20?, SOC3: SOC50% 이면, 차량 배터리의 환경 온도 20?에서 SOC 50% 상태에서 완전 방전과정을 통해 해당되는 용량을 구한다. 동일하게 여러 온도/SOC에 대하여 시험을 진행하여 아래와 같이, 테이블화 시킬 수 있다.
구분 온도1 온도2 표준 온도 온도N
SOC 1 용량 11 용량 12 용량 1N
SOC 2 용량 21 용량 22 용량 2N
SOC 3 용량 31 용량 32 용량 3N
표준 SOC 용량 41 용량 42 용량 4N
SOC N 용량_N1 용량_N2 용량 6N
만일, 추출된 용량값(표준화된 SOC값)과 상기 현재의 SOC값이 동일하면, 표준 SOC 계산부(209)에서 추출된 용량값을 그대로 SOH 추정부(217)로 그대로 전달한다. 예컨대, 차량 배터리의 현재 온도값이 20℃이고, 20℃에서 추정된 SOC값이 50%인 경우에서의 용량값 A을 표준화된 SOC값이라 가정한 경우, SOC 추정부(207)로부터 제공되는 SOC값이 20℃에서의 50%이고, 이때의 용량값 A이면, 이 용량값 A를 표준 SOC값으로서 그대로 SOH 추정부(217)로 전달하여, SOH값을 추정한다(S340). 여기서, SOH 추정부(217)에 의한 SOH값을 추정하는 방법은 아래의 수학식 1을 이용해 추정될 수 있다.
Figure pat00001
여기서, 초기 용량값은 차량 배터리가 한번도 사용되지 않은 상태(차량에 장착되기 이전 상태)에서 상기 임의의 온도값 및 상기 임의의 SOC 값에서 계산된 용량값을 의미한다.
한편, 상기 단계 S330에서, 추출된 용량값(표준화된 SOC값)과 상기 현재의 SOC값이 다른 경우, 상기 현재의 SOC값을 표준화된 SOC값으로 변환하여, 변환된 표준화된 SOC값에서의 용량값을 이용해 SOH값을 추정한다. 이를 위해, 먼저, 현재 온도 및 현재 SOC값 별 변환 계수를 산출하는 과정이 수행된다(S350).
변환 계수를 산출하는 과정은 아래와 같이 사전에 마련된 변환 계수 테이블로부터 산출될 수 있다.
구분 온도1 온도2 표준 온도 온도N
SOC 1 Factor 11 Factor 12 Factor 1N
SOC 2 Factor 21 Factor 22 Factor 2N
SOC 3 Factor 31 Factor 32 Factor 3N
표준 SOC Factor 41 Factor 42 1(기준값) Factor 4N
SOC N Factor_N1 Factor_N2 Factor 6N
표준화된 SOC값에서 정의한 표준 온도 및 표준 SOC값이 20℃/50%라 가정하면, 이 20℃/50%에서의 변환 계수를 기준값 1로 설정한다. 기준값 1을 기준으로 20℃/50%보다 작은 임의의 온도/임의의 SOC값에서의 변환 계수는 기준값 1보다 작 작게 설정하고, 20℃/50%보다 큰 임의의 온도/임의의 SOC값에서의 변환 계수는 기준값 1보다 크게 설정한다.
이러한 변환 계수 테이블을 구성하는 변환 계수들은 변환 계수 추정식으로부터 산출될 수 있으며, 변환 계수 추정식은 도 2에 도시된 그래프로부터 추출될 수 있다.
도 2에서는 표 1의 용량값 테이블을 기반으로 주행 거리 별 변환 계수를 나타내는 그래프로서, 좌측 그래프는 주행 거리 별로 차량 배터리의 온도 -30℃을 기준으로 SOC값 30%에서 70%까지의 변환 계수의 변화율을 나타낸 것이고, 우측 그래프는 주행 거리 별로 차량 배터리의 온도 25℃을 기준으로 SOC값 30%에서 70%까지의 변환 계수의 변화율을 나타낸 것이다.
다시 도 3을 참조하면, 단계 S350에서, 현재 온도 및 현재 SOC값 별 변환 계수가 표 2와 같은 변환 계수 테이블로부터 산출되면, 산출된 변환 계수와 상기 현재 SOC값에서의 용량값을 곱셈 연산한 용량값을 표준 SOC값으로 계산한다(S360).
단계 360에서, 현재의 SOC값에서의 용량값이 표준 SOC값에서의 용량값으로 변환되면, 수학식 1과 같은 계산을 통해 현재의 SOC값 대비 변환된 표준 SOC값에서의 용량값의 비율로 SOH값을 추정한다(S340).
이와 같이, 본 발명에서는 차량 배터리의 용량 열화 상태(SOH)를 추정하기 위해, 표준화된 SOC(standardized SOC)를 기반으로 차량 배터리에서 실시간으로 측정한 SOC값을 표준화하고, 표준화된 SOC 값을 이용하여 상기 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정한다.
즉, 본 발명은 SOC값을 고려하지 않는 종래의 SOH값 추정과는 달리, SOC값 인자가 반영된 새로운 개념의 표준화된 SOC값을 이용하여 SOH 값을 추정하기 때문에, SOH값의 추정 정확도가 향상될 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 전력 소비를 제어하는 스마트 에너지 관리 장치 및 그 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (10)

  1. 차량 배터리의 용량 열화 상태(SOH: State of Health)값을 추정하는 장치에 있어서,
    센서에 의해 센싱된 상기 차량 배터리의 현재 전류값, 현재 전압값 및 현재 온도값을 이용하여 상기 차량 배터리의 현재의 SOC(State Of Charge)값을 추정하는 SOC 추정부;
    차량의 주행 거리에 따른 상기 차량 배터리의 온도값 및 SOC값 별로 사전에 측정된 다수의 용량값을 포함하는 용량값 테이블을 참조하여, 상기 현재의 온도값과 상기 현재의 SOC값에 맵핑(mapping)되는 용량값을 상기 용량값 테이블로부터 추출하고, 상기 추출된 용량값을 표준화된 SOC값으로서 계산하는 표준 SOC 계산부; 및
    상기 추출된 용량값을 이용하여 상기 SOH 값을 추정하는 SOH 추정부
    를 포함하는 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표준 SOC 계산부는,
    상기 현재의 SOC 값으로부터 상기 차량 배터리의 현재의 용량값을 계산하고, 계산된 현재의 용량값과 상기 테이블로부터 추출된 용량값이 동일하면, 상기 현재의 용량값을 상기 표준화된 SOC 값으로 계산하고, 상기 현재의 용량값과 상기 테이블로부터 추출된 용량값이 다르면, 변환 계수와 상기 현재의 용량값을 연산하여, 상기 표준화된 SOC값을 계산함을 특징으로 하는 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 표준 SOC 계산부는,
    상기 현재의 용량값과 상기 테이블로부터 추출된 용량값이 다르면, 상기 차량 배터리의 온도값 및 SOC값 별로 사전에 설정된 변환 계수 테이블을 참조하여, 상기 현재의 SOC 값과 상기 현재의 온도값에 맵핑되는 변환 계수를 상기 변환 계수 테이블로부터 추출하고, 상기 추출된 변환 계수와 상기 현재의 용량값을 곱셈 연산한 상기 표준화된 SOC 값을 계산함을 특징으로 하는 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 용량값 테이블과 상기 변환 계수 테이블을 저장한 메모리를 더 포함함을 특징으로 하는 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 SOH 추정부는,
    상기 차량 배터리가 한번도 사용되지 않은 상태에서 상기 현재 온도값 및 상기 현재 SOC 값에서 측정된 용량값 대비 상기 추출된 용량값의 비율로 상기 SOH값을 추정함을 특징으로 하는 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 장치.
  6. 차량 배터리의 용량 열화 상태(SOH: State of Health)값을 추정하는 방법에 있어서,
    센서에 의해 센싱된 상기 차량 배터리의 현재 전류값, 현재 전압값 및 현재 온도값을 이용하여 상기 차량 배터리의 현재의 SOC(State Of Charge)값을 추정하는 단계;
    차량의 주행 거리에 따른 상기 차량 배터리의 온도값 및 SOC값 별로 사전에 측정된 다수의 용량값으로 구성된 용량값 테이블을 참조하여, 상기 현재의 온도값과 상기 현재의 SOC값에 맵핑(mapping)되는 용량값을 상기 용량값 테이블로부터 추출하고, 상기 추출된 용량값을 표준화된 SOC값으로서 계산하는 단계; 및
    상기 추출된 용량값을 이용하여 상기 SOH 값을 추정하는 단계
    를 포함하는 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 추출된 용량값을 표준화된 SOC값으로서 계산하는 단계는,
    상기 현재의 SOC 값으로부터 상기 차량 배터리의 현재의 용량값을 계산하는 단계;
    계산된 현재의 용량값과 상기 테이블로부터 추출된 용량값이 동일하면, 상기 현재의 용량값을 상기 표준화된 SOC 값으로 계산하는 단계; 및
    상기 현재의 용량값과 상기 테이블로부터 추출된 용량값이 다르면, 변환 계수와 상기 현재의 용량값을 연산하여, 상기 표준화된 SOC값을 계산하는 단계;
    를 포함함을 특징으로 하는 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 표준화된 SOC값을 계산하는 단계는,
    상기 현재의 용량값과 상기 테이블로부터 추출된 용량값이 다르면, 상기 차량 배터리의 온도값 및 SOC값 별로 사전에 설정된 변환 계수 테이블을 참조하여, 상기 현재의 SOC 값과 상기 현재의 온도값에 맵핑되는 변환 계수를 상기 변환 계수 테이블로부터 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 변환 계수와 상기 현재의 용량값을 곱셈 연산하여, 상기 표준화된 SOC 값을 계산하는 단계
    를 포함함을 특징으로 하는 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 차량 배터리의 현재의 SOC 값을 추정하는 단계 이전에,
    상기 용량값 테이블과 상기 상기 변환 계수 테이블을 메모리에 저장하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 SOH 값을 추정하는 단계는,
    상기 차량 배터리가 한번도 사용되지 않은 상태에서 상기 현재 온도값 및 상기 현재 SOC 값에서 측정된 용량값 대비 상기 추출된 용량값의 비율로 상기 SOH값을 추정하는 단계임을 특징으로 하는 차량 배터리의 용량 열화 상태를 추정하는 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180047768A (ko) 2016-11-01 2018-05-10 주식회사 엘지화학 배터리 노화상태 산출 방법 및 장치
CN108572320A (zh) * 2017-03-09 2018-09-25 郑州宇通客车股份有限公司 电池最小单体及系统有效容量、健康状态估算方法及装置
WO2019160232A1 (ko) * 2018-02-19 2019-08-22 주식회사 엘지화학 이차 전지 상태 추정 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩
KR102036876B1 (ko) * 2019-06-05 2019-10-25 (주)티에스식스티즈 배터리의 soc 추정방법 및 장치

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180047768A (ko) 2016-11-01 2018-05-10 주식회사 엘지화학 배터리 노화상태 산출 방법 및 장치
US11041913B2 (en) 2016-11-01 2021-06-22 Lg Chem, Ltd. Battery aging state calculation method and device
CN108572320A (zh) * 2017-03-09 2018-09-25 郑州宇通客车股份有限公司 电池最小单体及系统有效容量、健康状态估算方法及装置
CN108572320B (zh) * 2017-03-09 2020-02-14 郑州宇通客车股份有限公司 电池最小单体及系统有效容量、健康状态估算方法及装置
WO2019160232A1 (ko) * 2018-02-19 2019-08-22 주식회사 엘지화학 이차 전지 상태 추정 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩
US11454676B2 (en) 2018-02-19 2022-09-27 Lg Energy Solution, Ltd. Apparatus for estimating state of secondary battery, and battery pack including the same
KR102036876B1 (ko) * 2019-06-05 2019-10-25 (주)티에스식스티즈 배터리의 soc 추정방법 및 장치

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