KR20160040887A - 배터리 셀 내부 저항 측정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 셀 내부 저항 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 내부 저항을 각각 포함하는 하나 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈 중 하나의 배터리 셀과 직렬 연결되는 외부 저항을 구비하고, 배터리 셀 양단의 전압차를 증폭시킨 제1 출력 전압과 외부 저항 양단의 전압차를 증폭시킨 제2 출력 전압 간에 전압차를 제3 출력 전압으로 증폭시키고, 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 흐른 직후의 제3 출력 전압 간에 출력 변화값을 기 설정된 전압값과 비교하여 배터리 셀의 내부 저항 상태가 정상인 비정상인지 판단하는 배터리 셀 내부 저항 측정 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상술된 출력 변화값과 기 설정된 전압값이 동일하도록, 외부 저항의 저항값, 상기 제1 및 제2 증폭기의 증폭율 중 하나 이상을 제어하고, 출력 변화값과 기 설정된 전압값이 동일한 시점의 외부 저항의 저항값, 상기 제1 및 제2 증폭기의 증폭율을 이용하여 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출하는 배터리 셀 내부 저항 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

배터리 셀 내부 저항 측정 장치 및 방법{Apparatus and method for measuring internal resistance of battery cell}
본 발명은 배터리 셀 내부 저항 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 내부 저항을 각각 포함하는 하나 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈 중 하나의 배터리 셀과 직렬 연결되는 외부 저항을 구비하고, 배터리 셀 양단의 전압차를 증폭시킨 제1 출력 전압과 외부 저항 양단의 전압차를 증폭시킨 제2 출력 전압 간에 전압차를 제3 출력 전압으로 증폭시키고, 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 흐른 직후의 제3 출력 전압 간에 출력 변화값을 기 설정된 전압값과 비교하여 배터리 셀의 내부 저항 상태가 정상인 비정상인지 판단하는 배터리 셀 내부 저항 측정 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상술된 출력 변화값과 기 설정된 전압값이 동일하도록, 외부 저항의 저항값, 상기 제1 및 제2 증폭기의 증폭율 중 하나 이상을 제어하고, 출력 변화값과 기 설정된 전압값이 동일한 시점의 외부 저항의 저항값, 상기 제1 및 제2 증폭기의 증폭율을 이용하여 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출하는 배터리 셀 내부 저항 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 화석 에너지의 고갈과 화석 에너지의 사용으로 인한 환경오염으로 이차 전지 배터리를 이용하여 구동할 수 있는 전기 제품에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라, 모바일 기기, 전기 차량(Electric Vehicle; EV), 하이브리드 차량(Hybrid Vehicle; HV), 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS) 및 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply; UPS) 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지 배터리의 수요가 급격히 증가하고 있다.
이러한 이차 전지 배터리는 화석 에너지의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다.
특히, 전기 차량, 하이브리드 차량, 에너지 저장 시스템 및 무정전 전원 공급 장치에 사용되는 이차 전지 배터리는 고출력 및 대용량의 특성이 요구되며, 이러한 특성을 유지하기 위해 이차 전지 배터리 내에 하나 이상의 배터리 셀들의 내부 저항 상태를 모니터링하거나 내부 저항의 저항값을 정확하게 산출하는 것이 중요하다.
종래에는 이차 전지 배터리의 개별 셀들의 내부 저항을 측정하기 위해서는 외부로부터 유입되는 전류에 의한 전압 변동 분을 토대로 내부 저항의 저항값을 산출하는 방법이 있으나, 이러한 방법은 전압 변동이 충방전 전류에 따른 전압 변동 분인지 배터리 셀의 내부 저항에 의한 전압 변동 분인지 구별하여야 하며, 이를 위해서는 배터리 셀의 전압 측정 시점과 전류 측정 시점을 동시화 시켜야할 뿐만 아니라 짧은 주기의 일정한 전류를 이용해야 한다는 문제점이 있다.
이에, 본 발명자는, 내부 저항을 각각 포함하는 하나 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈 중 하나의 배터리 셀과 직렬 연결되는 외부 저항을 구비하고, 배터리 셀 양단의 전압차를 증폭시킨 제1 출력 전압과 외부 저항 양단의 전압차를 증폭시킨 제2 출력 전압 간에 전압차를 제3 출력 전압으로 증폭시키고, 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 흐른 직후의 제3 출력 전압 간에 출력 변화값을 기 설정된 전압값과 비교하여 배터리 셀의 내부 저항 상태가 정상인 비정상인지 판단할 뿐만 아니라, 상술된 출력 변화값과 기 설정된 전압값이 동일하도록, 외부 저항의 저항값, 상기 제1 및 제2 증폭기의 증폭율 중 하나 이상을 제어하고, 출력 변화값과 기 설정된 전압값이 동일한 시점의 외부 저항의 저항값, 상기 제1 및 제2 증폭기의 증폭율을 이용하여 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출하는 배터리 셀 내부 저항 측정 장치 및 방법을 발명하기에 이르렀다.
한국공개특허 제10-2001-0036802호
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 배터리 셀 양단의 전압차를 증폭시킨 제1 출력 전압과 외부 저항 양단의 전압차를 증폭시킨 제2 출력 전압 간에 전압차를 제3 출력 전압으로 증폭하고, 제어부를 통해 외부 저항의 전류가 흐르기 직전과 흐른 직후의 제3 출력 전압 간에 출력 변화값을 기 설정된 전압값과 비교하여 배터리 셀의 내부 저항 상태가 정상인 비정상인지 판단함으로써, 배터리 셀 내부 저항의 정상 상태를 정확하게 판단하여 신뢰도가 향상된 내부 저항 상태 판단 결과를 제공할 수 있는 배터리 셀 내부 저항 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 제어부를 통해 상술된 출력 변화값이 기 설정된 전압값과 동일하도록 외부 저항의 저항값, 제1 및 제2 차동증폭기의 증폭율 중 하나 이상을 제어하고, 출력 변화값이 기 설정된 전압값과 동일 시점에 산출부를 통해 외부 저항의 저항값, 제1 및 제2 차동증폭기의 증폭율을 이용하여 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출할 수 있는 배터리 셀 내부 저항 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 전압 측정부를 통해 하나 이상의 배터리 셀의 전압을 개별적으로 측정하고, 산출부를 통해 내부 저항의 저항값이 기 산출된 배터리 셀과 내부 저항값이 산출되지 않은 배터리 셀의 전압 변화값 간에 비율 및 기 산출된 내부 저항의 저항값을 이용하여 내부 저항값이 산출되지 않은 배터리 셀들의 내부 저항의 저항값을 산출할 수 있는 배터리 셀 내부 저항 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리 셀 내부 저항 측정 장치는, 내부 저항을 각각 포함하는 하나 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈 중 제1 배터리 셀과 직렬 연결되는 외부 저항; 상기 제1 배터리 셀 양단의 전압차를 증폭하여 제1 출력 전압으로 출력하는 제1 차동증폭기; 상기 외부 저항 양단의 전압차를 증폭하여 제2 출력 전압으로 출력하는 제2 차동증폭기; 상기 제1 및 제2 출력 전압 간에 전압차를 증폭하여 제3 출력 전압으로 출력하는 제3 차동증폭기; 및 상기 제3 출력 전압을 이용하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 정상 상태를 판단하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
상기 제어부는, 상기 외부 저항에 전류가 흐르면 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 정상 상태를 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 전류가 흐른 직후 수신된 상기 제3 출력 전압 간에 출력 변화값과 기 설정된 전압값 간에 대소를 비교하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 정상 상태를 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 출력 변화값과 상기 기 설정된 전압값 간에 대소 비교 결과, 상기 출력 변화값이 상기 기 설정된 전압값을 초과하는 경우 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 상태를 비정상으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 출력 변화값과 상기 기 설정된 전압값이 동일하도록 상기 외부 저항의 저항값, 상기 제1 및 제2 차동증폭기의 증폭율 중 하나 이상을 제어할 수 있다.
상기 배터리 셀 내부 저항 측정 장치는 상기 출력 변화값과 상기 기 설정된 전압값이 동일한 경우, 상기 외부 저항의 저항값, 상기 제1 및 제2 차동증폭기의 증폭율을 이용하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출하는 산출부;를 더 포함할 수 있다.
상기 산출부는, 하기 수학식을 이용하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출할 수 있다.
<수학식>
Figure pat00001
여기서, Ri = 배터리 셀의 내부 저항의 저항값
Ro = 외부 저항의 저항값
G1 = 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 전류가 흐른 직후의 제3 출력 전압 간에 출력 변화값이 기 설정된 전압값과 동일할 때, 제1 차동증폭기의 증폭율
G2 = 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 전류가 흐른 직후의 제3 출력 전압 간에 출력 변화값이 기 설정된 전압값과 동일할 때, 제2 차동증폭기의 증폭율
상기 배터리 셀 내부 저항 측정 장치는 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출하는 산출부;를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 내부 저항 측정 장치는 상기 하나 이상의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하는 전압 측정부;를 더 포함할 수 있다.
상기 산출부는, 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 전압 변화값 간에 비율 및 상기 제1 배터리의 기 산출된 내부 저항의 저항값에 근거하여 상기 제2 배터리의 내부 저항의 저항값을 산출할 수 있다.
상기 배터리 셀 내부 저항 측정 장치는 상기 제1 차동증폭기와 상기 배터리 모듈에 구성된 하나 이상의 배터리 셀 간에 연결을 변경하는 멀티플렉서부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리 셀 내부 저항 측정 방법은, 내부 저항을 각각 포함하는 하나 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈 중 제1 배터리 셀과 직렬 연결되는 외부 저항을 구비하는 단계; 제1 차동 증폭기가 상기 제1 배터리 셀 양단의 전압차를 증폭하여 제1 출력 전압으로 출력하는 단계; 제2 차동증폭기가 상기 외부 저항 양단의 전압차를 증폭하여 제2 출력 전압으로 출력하는 단계; 제3 차동증폭기가 상기 제1 및 제2 출력 전압 간에 전압차를 증폭하여 제3 출력 전압으로 출력하는 단계; 및 제어부가 상기 제3 출력 전압을 이용하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 정상 상태를 판단하는 단계;를 포함하여 구성된다.
상기 배터리 셀 내부 저항 측정 방법은, 상기 제어부가 상기 외부 저항에 전류가 흐르면 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 정상 상태를 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 내부 저항 측정 방법은, 상기 제어부가 상기 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 전류가 흐른 직후 수신된 상기 제3 출력 전압 간에 출력 변화값과 기 설정된 전압값 간에 대소를 비교하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 정상 상태를 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 내부 저항 측정 방법은, 상기 제어부가 상기 출력 변화값과 상기 기 설정된 전압값 간에 대소 비교 결과, 상기 출력 변화값이 상기 기 설정된 전압값을 초과하는 경우 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 상태를 비정상으로 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 내부 저항 측정 방법은, 상기 제어부가 상기 출력 변화값과 상기 기 설정된 전압값이 동일하도록 상기 외부 저항의 저항값, 상기 제1 및 제2 차동증폭기의 증폭율 중 하나 이상을 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 내부 저항 측정 방법은, 상기 출력 변화값과 상기 기 설정된 전압값이 동일한 경우, 산출부가 상기 외부 저항의 저항값, 상기 제1 및 제2 증폭기의 증폭율을 이용하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 산출부는, 하기 수학식을 이용하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출할 수 있다.
<수학식>
Figure pat00002
여기서, Ri = 배터리 셀의 내부 저항의 저항값
Ro = 외부 저항의 저항값
G1 = 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 전류가 흐른 직후의 제3 출력 전압 간에 출력 변화값이 기 설정된 전압값과 동일할 때, 제1 차동증폭기의 증폭율
G2 = 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 전류가 흐른 직후의 제3 출력 전압 간에 출력 변화값이 기 설정된 전압값과 동일할 때, 제2 차동증폭기의 증폭율
상기 배터리 셀 내부 저항 측정 방법은, 산출부가 상기 제3 출력 전압을 이용하여 상기 내부 저항의 저항값을 산출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 내부 저항 측정 방법은, 전압 측정부가 상기 하나 이상의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 내부 저항 측정 방법은, 상기 산출부가 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 전압 변화값 간에 비율 및 상기 제1 배터리의 기 산출된 내부 저항의 저항값에 근거하여 상기 제2 배터리의 내부 저항의 저항값을 산출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀 내부 저항 측정 방법은, 멀티플렉서부가 상기 제1 차동증폭기와 상기 배터리 모듈에 구성된 하나 이상의 배터리 셀 간에 연결을 변경하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 내부 저항 측정 장치 및 방법은 배터리 셀과 외부 저항 양단의 전압차를 각각 증폭한 출력 전압 간에 전압차를 재증폭하고, 외부 저항에 전류가 흐리기 직전과 흐른 직후의 출력 전압 간에 출력 변화값을 기 설정된 전압값과 비교 배터리 셀의 내부 저항의 상태를 판단함으로써, 내부 저항의 상태 판단 결과에 대한 신뢰도 및 정밀도가 향상된 모니터링 결과를 제공하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 배터리 셀의 전압 측정 시점과 전류 측정 시점을 동기화하여 측정된 전압값과 전류값을 이용하여 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출하지 않고, 외부 저항의 전류 흐름을 기준으로한 차동증폭기의 출력 변화값이 기 설정된 전압값과 동일하도록 외부 저항의 저항값 및 차동증폭기들의 증폭율 중 하나 이상을 제어하고, 출력 변화값과 기 설정된 전압값이 동일한 시점의 외부 저항의 저항값, 차동증폭기들의 증폭율만을 이용하여 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 정확하게 산출하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 내부 저항의 저항값이 기 산출된 배터리 셀의 전압 변화값과 내부 저항의 저항값이 산출되지 않은 배터리 셀의 전압 변화값 간에 비율 및 기 산출된 내부 저항의 저항값을 이용하여 산출되지 않은 내부 저항의 저항값을 산출함으로써, 다수의 배터리 셀이 구비된 배터리 모듈에서 배터리 셀마다 차동증폭기를 이용하여 내부 저항의 저항값을 산출하지 않고도, 배터리 셀의 내부 저항의 저항값들을 손쉽게 산출하는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 내부 저항 측정 장치가 적용될 수 있는 전기 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 내부 저항 측정 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 내부 저항 측정 장치의 구체적인 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 내부 저항 측정 장치에 전압 측정부가 구비된 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 내부 저항 측정 장치에 멀티플렉서부가 구비된 일 예를 도시한 도면이다.
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 셀 내부 저항 측정 장치가 적용될 수 있는 전기 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에서 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 내부 저항 측정 장치가 전기 차량에 적용된 예를 도시하고 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 내부 저항 측정 장치는 전기 차량 이외에도 모바일 기기, 에너지 저장 시스템 또는 무정전 전원 공급 장치 등 이차 전지 배터리가 적용될 수 있는 분야라면 어떠한 기술 분야라도 적용될 수 있다.
전기 차량(1)은 배터리(10), BMS(Battery Management System, 20), ECU(Electronic Control Unit, 30), 인버터(40) 및 모터(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
배터리(10)는 모터(50)에 구동력을 제공하여 전기 차량(1)를 구동시키는 전기 에너지원이다. 배터리(10)는 모터(50) 또는 내연 기관(미도시)의 구동에 따라 인버터(40)에 의해 충전되거나 방전될 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.
BMS(20)는 배터리(10)의 상태를 추정하고, 추정한 상태 정보를 이용하여 배터리(10)를 관리한다. 예컨대, 배터리(10)의 잔존 용량(State Of Charging; SOC), 잔존 수명(State Of Health; SOH), 최대 입출력 전력 허용량, 출력 전압 등 배터리(10) 상태 정보를 추정하고 관리한다. 그리고, 이러한 상태 정보를 이용하여 배터리(10)의 충전 또는 방전을 제어하며, 나아가 배터리(10)의 교체 시기 추정도 가능하다.
또한, BMS(20)는 후술되는 배터리 셀 내부 저항 측정 장치(도 2의 100)를 포함할 수 있다. 이러한 배터리 셀 내부 저항 측정 장치(100)에 의해 배터리(10)를 구성하는 하나 이상의 배터리 셀의 내부 저항을 정밀하게 측정할 수 있다.
ECU(30)는 전기 차량(1)의 상태를 제어하는 전자적 제어 장치이다. 예컨대, 액셀러레이터(Accelerator), 브레이크(Break), 속도 등의 정보에 기초하여 토크 정도를 결정하고, 모터(50)의 출력이 토크 정보에 맞도록 제어한다.
또한, ECU(30)는 BMS(20)에 의해 전달받은 배터리(10)의 SOC, SOH 등의 상태 정보에 기초하여 배터리(10)가 충전 또는 방전될 수 있도록 인버터(40)에 제어 신호를 보낸다.
인버터(40)는 ECU(30)의 제어 신호에 기초하여 배터리(10)가 충전 또는 방전되도록 한다.
모터(50)는 배터리(10)의 전기 에너지를 이용하여 ECU(30)로부터 전달되는 제어 정보(예컨대, 토크 정보)에 기초하여 전기 차량(1)를 구동한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 내부 저항 측정 장치의 구성을 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 내부 저항 측정 장치의 구체적인 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 배터리 셀 내부 저항 측정 장치(100)는 외부 저항(110), 제1 차동증폭기(120), 제2 차동증폭기(130), 제3 차동증폭기(140), 제어부(150), 산출부(160), 전압 측정부(170) 및 멀티플렉서부(180)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 배터리 셀 내부 저항 측정 장치(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 2 및 도 3에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
외부 저항(110)은 내부 저항을 각각 포함하는 하나 이상의 배터리 셀(210, 210', 201")로 구성되는 배터리 모듈(200) 중 제1 배터리 셀(210)과 직렬 연결되고, 기 설정된 저항값을 갖는 저항 소자일 수 있다.
여기서, 기 설정된 저항값은 제1 배터리 셀(210)의 내부 저항(212)의 상태를 판단하고, 내부 저항(212)의 저항값(Ri)을 산출하기 위하여, 후술되는 제어부(150)를 통해 제어되는 내부 저항(212)의 저항값(Ri)의 임계값일 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 저항값은 내부 저항(212)의 저항값(Ri)의 임계값인 1mΩ일 수 있다.
일 실시예에서, 외부 저항(110)은 배터리 모듈(200)에 전력이 충전 또는 방전 시, 배터리 모듈(200)에 흐르는 전류를 모니터링하기 위한 전류 센서에 포함될 수 있으며, 예를 들어, 외부 저항(110)은 저항값이 가변되는 가변 저항이거나 션트(Shunt) 저항일 수 있다.
한편, 일 실시예에서 외부 저항(110)은 배터리 모듈(200)의 음극에 연결되는 것으로 도시되어 있지만, 배터리 모듈(200)과 연결되는한 외부 저항(110)의 위치는 한정되지 않음을 유의한다.
상술된 배터리 모듈(200)은 그 종류는 특별히 한정되지 않으나 전기 차량, 하이브리드 차량, 에너지 저장 시스템 및 무정전 전원 공급 장치 등에 사용되는 이차 전지 배터리 모듈일 수 있으며, 예컨대 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성된 하나 이상의 배터리 셀(210, 210', 210")로 구성될 수 있다.
이러한, 배터리 모듈(200)에 구성된 하나 이상의 배터리 셀(210, 210', 210")들을 대표하여 후술되는 제1 차동증폭기(120)와 연결되는 제1 배터리 셀(210)을 설명하도록 한다.
배터리 모듈(200)에 전력이 충방전되지 않아 전류가 흐르지 않는 경우, 제1 배터리 셀(210) 양단에는 제1 배터리 셀 전압(Vc)만이 인가되고 내부 저항(Ri)으로 인한 전압은 인가되지 않을 수 있다. 반대로, 전류(i)가 흘러 배터리 모듈(200)에 전력이 충방전되는 경우, 제1 배터리 셀(210) 양단에는 전력의 충방전에 영향을 받은 제1 배터리 셀 전압(Vc')과 내부 저항(Ri)으로 인한 전압(iRi)이 인가될 수 있다.
제1 차동증폭기(120)는 제1 반전 단자(-), 제1 비반전 단자(+), 제1 출력 단자(Vo) 및 가변 저항(미도시)을 포함할 수 있다. 이러한, 제1 차동증폭기(120)는 제1 배터리 셀(210) 양단의 전압(V1, V2)을 각각 제1 반전 단자(-) 및 제1 비반전 단자(+)로 입력받고, 제1 배터리 셀(210) 양단의 전압차(V1-V2)를 증폭시켜 제1 출력 단자(Vo)로 제1 출력 전압(V3)을 출력하는 역할을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 비반전 단자(+)는 제1 배터리 셀(210)의 양단 중 고전압 단자(V1)와 연결되고 제1 반전 단자(-)는 제1 배터리 셀(210)의 양단 중 저전압 단자(V2)와 연결되어 제1 배터리 셀(210)의 양단에 인가된 전압(V1, V2)을 입력받을 수 있다.
이어서, 제1 차동증폭기(120)는 제1 반전 단자(-) 및 제1 비반전 단자(+)로 입력된 제1 배터리 셀(210) 양단 전압(V1, V2)의 전압차(V1-V2)를 기 설정된 증폭율(G1)만큼 증폭시켜 제1 출력 단자(Vo)로 제1 출력 전압(V3)을 출력시킬 수 있다.
여기서, 기 설정된 증폭율(G1)은 제1 차동증폭기(120)에 포함된 가변 저항의 저항값에 따라 변화하는 값으로써, 후술되는 제어부(150)에 의해 제어되는 값이다.
상술된 제1 차동증폭기(120)를 통해 증폭되어 제1 출력 단자(Vo)로 출력되는 제1 출력 전압(V3)은 하기의 수학식 1과 같으며, 배터리 모듈(200)에 전류가 흐르지 않는 경우와 흐르는 경우를 나누어 보면, 하기의 수학식 2와 같다.
<수학식 1>
Figure pat00003
<수학식 2>
Figure pat00004
Figure pat00005
제2 차동증폭기(130)는 제2 반전 단자(-), 제2 비반전 단자(+), 제2 출력 단자(Vo) 및 가변 저항(미도시)을 포함할 수 있다. 이러한, 제2 차동증폭기(130)는 외부 저항(110) 양단의 전압(V4, V5)을 각각 제2 반전 단자(-) 및 제2 비반전 단자(+)로 입력받고, 외부 저항(110) 양단의 전압차(V4-V5)를 증폭시켜 제2 출력 단자(Vo)로 제2 출력 전압(V6)을 출력하는 역할을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 제2 비반전 단자(+)는 외부 저항(110)의 양단 중 고전압 단자(V4)와 연결되고 제2 반전 단자(-)는 외부 저항(110)의 양단 중 저전압 단자(V5)와 연결되어 외부 저항(110)의 양단에 인가된 전압(V4, V5)을 입력받을 수 있다.
이어서, 제2 차동증폭기(130)는 제2 반전 단자(-) 및 제2 비반전 단자(+)로 입력된 외부 저항(110) 양단 전압(V4, V5)의 전압차(V4-V5)를 기 설정된 증폭율(G2)만큼 증폭시켜 제2 출력 단자(Vo)로 제2 출력 전압(V6)을 출력시킬 수 있다.
여기서, 기 설정된 증폭율(G2)은 제2 차동증폭기(130)에 포함된 가변 저항의 저항값에 따라 변화하는 값으로써, 후술되는 제어부(150)에 의해 설정되는 값이다.
또한, 제2 차동증폭기(130)는 제2 출력 단자(Vo)로 출력되는 제2 출력 전압(V6)을 후술되는 제어부(150)으로 출력하여 제어부(150)로부터 외부 저항(110) 또는 배터리 모듈(200)에 전류가 흐르는지 여부를 확인하도록 할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술되는 제어부(150)을 통해 보다 자세히 설명하도록 한다.
이어서, 상술된 제2 차동증폭기(130)를 통해 증폭되어 제2 출력 단자(Vo)로 출력되는 제2 출력 전압(V6)은 하기의 수학식 3과 같으며, 같으며, 배터리 모듈(200)에 전류가 흐르지 않는 경우와 흐르는 경우를 나누어 보면, 하기의 수학식 4와 같다.
<수학식 3>
Figure pat00006
<수학식 4>
Figure pat00007
Figure pat00008
제3 차동증폭기(140)는 제3 반전 단자(-), 제3 비반전 단자(+), 제3 출력 단자(Vo) 및 가변 저항(미도시)을 포함할 수 있다. 이러한, 제3 차동증폭기(140)는 제1 및 제2 차동증폭기(120, 130)로부터 각각 제1 및 제2 출력 전압(V3, V6)를 입력받아 제1 및 제2 출력 전압(V3, V6)의 전압차(V3-V6)를 증폭시켜 제3 출력 단자(Vo)로 제3 출력 전압(V7)을 출력하는 역할을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 제3 비반전 단자(+)는 제1 차동증폭기(120)의 제1 출력 단자(Vo)와 연결되고 제3 반전 단자(-)는 제2 차동증폭기(130)의 제2 출력 단자(Vo)와 연결되어 제1 및 제2 출력 전압(V3, V6)를 입력받을 수 있다.
이어서, 제3 차동증폭기(140)는 제3 반전 단자(-) 및 제3 비반전 단자(+)로 입력된 제1 및 제2 출력 전압(V3, V6)의 전압차(V3-V6)를 기 설정된 증폭율(G3)만큼 증폭시켜 제3 출력 단자(Vo)로 제3 출력 전압(V7)을 출력시킬 수 있다.
여기서, 기 설정된 증폭율(G3)은 제3 차동증폭기(140)에 포함된 가변 저항의 저항값에 따라 변화하는 값으로써, 후술되는 제어부(150)에 의해 설정되는 값이다.
상술된 제3 차동증폭기(140)를 통해 증폭되어 제3 출력 단자(Vo)로 출력되는 제3 출력 전압(V7)은 하기의 수학식 5와 같으며, 배터리 모듈(200)에 전류가 흐르지 않는 경우와 흐르는 경우를 나누어 보면, 하기의 수학식 6과 같다.
<수학식 5>
Figure pat00009
<수학식 6>
Figure pat00010
Figure pat00011
제어부(150)는 제2 차동증폭기(130)의 제2 출력 전압(V6) 출력 여부에 따라, 외부 저항(110)에 전류가 흐르는지 여부를 확인하는 역할을 수행할 수 있으며, 외부 저항(110)에 전류가 흐르기 직전과 흐른 직후의 제3 출력 전압(V7, V7') 간에 출력 변화값(V7'-V7)과 기 설정된 전압값의 대소를 비교하여 제1 배터리 셀(210)의 내부 저항(212)의 상태를 판단하는 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 기 설정된 전압값은 제1 배터리 셀(210)의 내부 저항(212)의 저항값이 임계값일 경우, 제3 출력 전압 간에 출력 변화값(V7'-V7)일 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 전압값은 0V일 수 있다.
또한, 외부 저항(110)에 전류가 흐르기 직전과 흐른 직후의 제3 출력 전압(V7, V7') 간에 출력 변화값(V7'-V7)은 하기의 수학식 7과 같다.
<수학식 7>
Figure pat00012
상기의 수학식 7을 살펴보면, 외부 저항(110)에 전류가 흐르기 직전과 흐른 직후 사이의 시간이 매우 짧은 경우에는 출력 변화값(V7'-V7)을 0으로 가정할 수 있으므로 출력 변화값(V7'-V7)은 하기의 수학식 8일 수 있다.
<수학식 8>
Figure pat00013
제어부(150)를 보다 구체적으로 설명하면, 외부 저항(110)에 전류가 흐르는 경우 외부 저항(110)에 전압이 인가되어 외부 저항(110) 양단에 전압차(V4-V5)가 발생하고, 제2 출력 전압(V6)이 출력될 수 있다. 반대로, 외부 저항(110) 또는 외부 저항(110)과 연결된 배터리 모듈(200)에 전류가 흐르지 않는 경우 외부 저항(110)에 전압이 인가되지 않아 외부 저항(110) 양단에 전압차(V4-V5)가 발생하지 않고, 제2 출력 전압(V6)이 출력되지 않을 수 있다. 이를 이용하여, 제어부(150)는 제2 차동증폭기(130)로부터 제2 출력 전압(V6)의 출력 여부에 따라, 외부 저항(110) 또는 외부 저항(110)과 연결된 배터리 모듈(200)에 전류가 흐르는지 여부를 확인할 수 있다.
다음으로, 제어부(150)는 외부 저항(110)에 전류가 흐르기 직전 제3 차동증폭기(140)로부터 수신한 제3 출력 전압(V7)과 외부 저항(110)에 전류가 흐른 직후 제3 차동증폭기(140)로부터 수신한 제3 출력 전압(V7') 간에 출력 변화값(V7'-V7)을 기 설정된 전압값과 대소 비교 결과, 출력 변화값(V7'-V7)이 기 설정된 전압값을 초과하는 경우, 제1 배터리 셀(210)의 내부 저항(212)의 상태가 비정상인 것으로 판단할 수 있고, 반대로, 출력 변화값(V7'-V7)이 기 설정된 전압값 미만이 경우, 제1 배터리 셀(210)의 내부 저항(212)의 상태가 정상인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 산출부(160)에서 제1 배터리 셀(210)의 내부 저항(212)의 저항값(Ri)을 산출하기 위하여, 출력 변화값(V7'-V7)과 기 설정된 전압값과 동일 하도록 외부 저항(110)의 저항값(Ro), 제1 차동증폭기(120)의 증폭율(G1) 및 제2 차동증폭기(130)의 증폭율(G2) 중 어느 하나 이상을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
산출부(160)는 출력 변화값(V7'-V7)과 기 설정된 전압값이 동일한 경우, 외부 저항(110)의 저항값(Ro), 제1 차동증폭기(120)의 증폭율(G1) 및 제2 차동증폭기(130)의 증폭율(G2)을 이용하여 제1 배터리 셀(210)의 내부 저항(212)의 저항값(Ri)을 산출하는 역할을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부(150)가 출력 변화값(V7'-V7)과 기 설정된 전압값이 동일하도록 외부 저항(110)의 저항값(Ro), 제1 차동증폭기(120)의 증폭율(G1) 및 제2 차동증폭기(130)의 증폭율(G2) 중 어느 하나 이상을 제어하고, 기 설정된 전압값이 0인 경우, 출력 변화값(V7'-V7)은 하기의 수학식 9와 같이 대등관계가 성립할 수 있다.
<수학식 9>
Figure pat00014
Figure pat00015
따라서, 산출부(160)는 출력 변화값(V7'-V7)과 기 설정된 전압값이 동일한 경우, 제어부(150)로부터 외부 저항(110)의 저항값(Ro) 및 제1 및 제2 차동증폭기(120, 130)의 증폭율(G1, G2)를 수신하여, 하기의 수학식 10을 통해 제1 배터리 셀(210)의 내부 저항(212)의 저항값(Ri)을 산출할 수 있다.
<수학식 10>
Figure pat00016
여기서, Ri = 배터리 셀의 내부 저항의 저항값
Ro = 외부 저항의 저항값
G1 = 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 전류가 흐른 직후의 제3 출력 전압 간에 출력 변화값이 기 설정된 전압값과 동일할 때, 제1 차동증폭기의 증폭율
G2 = 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 전류가 흐른 직후의 제3 출력 전압 간에 출력 변화값이 기 설정된 전압값과 동일할 때, 제2 차동증폭기의 증폭율
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 내부 저항 측정 장치에 전압 측정부가 구비된 일 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 배터리 셀 내부 저항 측정 장치(100)는 전압 측정부(170)을 더 포함할 수 있다.
전압 측정부(170)은 배터리 모듈(200)에 구비된 하나 이상의 배터리 셀(210, 210', 210")의 배터리 셀 전압을 개별적으로 측정하는 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 제1 배터리 셀(210)의 내부 저항(212)의 저항값(Ri)은 출력 변화값(V7'-V7)과 기 설정된 전압값이 동일하도록 상술된 제어부(150)로부터 제어된 외부 저항(110)의 저항값(Ro) 및 제1 및 제2 차동증폭기(120, 130)의 증폭율(G1, G2)을 이용하여 상술된 산출부(160)가 기 산출한 값일 수 있다.
산출부(160)는 내부 저항의 저항값을 산출하고자 하는 제2 배터리 셀(210')의 전압과 내부 저항의 저항값이 기 산출된 제1 배터리 셀(210)의 전압을 전압 측정부(170)로부터 수신하여 측정된 전압 변화값 간에 비율을 계산하고, 제1 배터리 셀(210)과 제2 배터리 셀(210')의 전압 변화값 간에 비율 및 기 산출된 제1 배터리 셀(210)의 내부 저항(212)의 저항값(Ri)을 이용하여 제2 배터리 셀(210')의 내부 저항의 저항값을 산출하는 역할을 수행할 수 있다.
예를 들어, t 시점과 t+1 시점에 전압 측정부(170)으로부터 측정된 제1 배터리 셀(210)의 전압이 각각 2V와 2.1V이고, 동일한 시점인 t 시점과 t+1 시점에 측정된 제2 배터리 셀(210')의 전압이 각각 3V와 3.2V 경우, 산출부(160)는 동일 시점에 제1 배터리 셀(210)과 제2 배터리 셀(210')의 전압 변화값을 각각 100mV와 200mV로 계산할 수 있다.
이어서, 산출부(160)는 측정된 전압 변화값인 100mV와 200mV 간에 비율을 "2"로 계산하고, 기 산출된 제1 배터리 셀(210)의 내부 저항(212)의 저항값(Ri)이 2mΩ인 경우, 2mΩ에 전압 변화값 간에 비율 "2"를 곱하여 제2 배터리 셀(210')의 내부 저항의 저항값을 4mΩ으로 산출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 내부 저항 측정 장치에 멀티플렉서부가 구비된 일 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 배터리 셀 내부 저항 측정 장치(100)는 멀티플렉서부(180)을 더 포함할 수 있다.
멀티플렉서부(180)는 제1 차동증폭기(120)와 배터리 모듈(200)에 구성된 하나 이상의 배터리 셀(210, 210', 210") 간에 연결을 변경하는 역할을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 배터리 모듈(200)에는 하나 이상의 배터리 셀(210, 210', 210")이 구비되므로, 모든 배터리 셀(210, 210', 210") 마다 배터리 셀 내부 저항 측정 장치(100) 또는 제1 차동증폭기(120)를 연결하지 않고, 간단히 멀티플렉서부(180)를 통해 제1 차동증폭기(120)와 배터리 셀(210, 210', 210") 간에 연결을 변경함으로써, 내부 저항의 상태를 모니터링 하거나 내부 저항의 저항값을 산출하고자 하는 배터리 셀을 손쉽게 제1 차동증폭기(120)와 연결할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1 : 전기 차량 10 : 배터리
20 : BMS 30 : ECU
40 : 인버터 50 : 모터
100 : 배터리 셀 내부 저항 측정 장치
110 : 외부 저항 120 : 제1 차동증폭기
130 : 제2 차동증폭기 140 : 제3 차동증폭기
150 : 제어부 160 : 산출부
170 : 전압 측정부 180 : 멀티플렉서부
200 : 배터리 모듈
210, 210', 210" : 배터리 셀 212 : 내부 저항

Claims (22)

  1. 내부 저항을 각각 포함하는 하나 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈 중 제1 배터리 셀과 직렬 연결되는 외부 저항;
    상기 제1 배터리 셀 양단의 전압차를 증폭하여 제1 출력 전압으로 출력하는 제1 차동증폭기;
    상기 외부 저항 양단의 전압차를 증폭하여 제2 출력 전압으로 출력하는 제2 차동증폭기;
    상기 제1 및 제2 출력 전압 간에 전압차를 증폭하여 제3 출력 전압으로 출력하는 제3 차동증폭기; 및
    상기 제3 출력 전압을 이용하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 정상 상태를 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 외부 저항에 전류가 흐르면 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 정상 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 전류가 흐른 직후 수신된 상기 제3 출력 전압 간에 출력 변화값과 기 설정된 전압값 간에 대소를 비교하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 정상 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 출력 변화값과 상기 기 설정된 전압값 간에 대소 비교 결과, 상기 출력 변화값이 상기 기 설정된 전압값을 초과하는 경우 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 상태를 비정상으로 판단하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 출력 변화값과 상기 기 설정된 전압값이 동일하도록 상기 외부 저항의 저항값, 상기 제1 및 제2 차동증폭기의 증폭율 중 하나 이상을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 출력 변화값과 상기 기 설정된 전압값이 동일한 경우, 상기 외부 저항의 저항값, 상기 제1 및 제2 차동증폭기의 증폭율을 이용하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출하는 산출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 산출부는,
    하기 수학식을 이용하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 장치.
    <수학식>
    Figure pat00017

    여기서, Ri = 배터리 셀의 내부 저항의 저항값
    Ro = 외부 저항의 저항값
    G1 = 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 전류가 흐른 직후의 제3 출력 전압 간에 출력 변화값이 기 설정된 전압값과 동일할 때, 제1 차동증폭기의 증폭율
    G2 = 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 전류가 흐른 직후의 제3 출력 전압 간에 출력 변화값이 기 설정된 전압값과 동일할 때, 제2 차동증폭기의 증폭율
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제3 출력 전압을 이용하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출하는 산출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배터리 셀 각각의 전압값을 측정하는 전압 측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 산출부는,
    상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 전압 변화값 간에 비율 및 상기 제1 배터리의 기 산출된 내부 저항의 저항값에 근거하여 상기 제2 배터리의 내부 저항의 저항값을 산출하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차동증폭기와 상기 배터리 모듈에 구성된 하나 이상의 배터리 셀 간에 연결을 변경하는 멀티플렉서부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 장치.
  12. 내부 저항을 각각 포함하는 하나 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 모듈 중 제1 배터리 셀과 직렬 연결되는 외부 저항을 구비하는 단계;
    제1 차동 증폭기가 상기 제1 배터리 셀 양단의 전압차를 증폭하여 제1 출력 전압으로 출력하는 단계;
    제2 차동증폭기가 상기 외부 저항 양단의 전압차를 증폭하여 제2 출력 전압으로 출력하는 단계;
    제3 차동증폭기가 상기 제1 및 제2 출력 전압 간에 전압차를 증폭하여 제3 출력 전압으로 출력하는 단계; 및
    제어부가 상기 제3 출력 전압을 이용하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 정상 상태를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 외부 저항에 전류가 흐르면 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 정상 상태를 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 전류가 흐른 직후 수신된 상기 제3 출력 전압 간에 출력 변화값과 기 설정된 전압값 간에 대소를 비교하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 정상 상태를 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 출력 변화값과 상기 기 설정된 전압값 간에 대소 비교 결과, 상기 출력 변화값이 상기 기 설정된 전압값을 초과하는 경우 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 상태를 비정상으로 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 출력 변화값과 상기 기 설정된 전압값이 동일하도록 상기 외부 저항의 저항값, 상기 제1 및 제2 차동증폭기의 증폭율 중 하나 이상을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 출력 변화값과 상기 기 설정된 전압값이 동일한 경우, 산출부가 상기 외부 저항의 저항값, 상기 제1 및 제2 증폭기의 증폭율을 이용하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 산출부는,
    하기 수학식을 이용하여 상기 제1 배터리 셀의 내부 저항의 저항값을 산출하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 방법.
    <수학식>
    Figure pat00018

    여기서, Ri = 배터리 셀의 내부 저항의 저항값
    Ro = 외부 저항의 저항값
    G1 = 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 전류가 흐른 직후의 제3 출력 전압 간에 출력 변화값이 기 설정된 전압값과 동일할 때, 제1 차동증폭기의 증폭율
    G2 = 외부 저항에 전류가 흐르기 직전과 전류가 흐른 직후의 제3 출력 전압 간에 출력 변화값이 기 설정된 전압값과 동일할 때, 제2 차동증폭기의 증폭율
  19. 제12항에 있어서,
    산출부가 상기 제3 출력 전압을 이용하여 상기 내부 저항의 저항값을 산출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    배터리 셀 내부 저항 측정 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    전압 측정부가 상기 하나 이상의 배터리 셀 각각의 전압값을 측정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    배터리 셀 내부 저항 측정 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 산출부가 상기 제1 배터리 셀과 제2 배터리 셀의 전압 변화값 간에 비율 및 상기 제1 배터리의 기 산출된 내부 저항의 저항값에 근거하여 상기 제2 배터리의 내부 저항의 저항값을 산출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    배터리 셀 내부 저항 측정 방법.
  22. 제1항에 있어서,
    멀티플렉서부가 상기 제1 차동증폭기와 상기 배터리 모듈에 구성된 하나 이상의 배터리 셀 간에 연결을 변경하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 내부 저항 측정 방법.
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