KR20160051198A - Apparatus and Method for Adjusting Power of Secondary Battery - Google Patents

Apparatus and Method for Adjusting Power of Secondary Battery Download PDF

Info

Publication number
KR20160051198A
KR20160051198A KR1020140150751A KR20140150751A KR20160051198A KR 20160051198 A KR20160051198 A KR 20160051198A KR 1020140150751 A KR1020140150751 A KR 1020140150751A KR 20140150751 A KR20140150751 A KR 20140150751A KR 20160051198 A KR20160051198 A KR 20160051198A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
secondary battery
current
time
value
Prior art date
Application number
KR1020140150751A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101748642B1 (en
Inventor
서세욱
정승훈
고요한
임진형
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020140150751A priority Critical patent/KR101748642B1/en
Publication of KR20160051198A publication Critical patent/KR20160051198A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101748642B1 publication Critical patent/KR101748642B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/443—Methods for charging or discharging in response to temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • 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
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • 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
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • 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
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

According to the present invention, disclosed are an apparatus and a method to adjust an output of a secondary battery. The apparatus to adjust the output of the secondary battery includes: a first temperature measurement part to measure ambient temperature of the secondary battery; a second temperature measurement part to measure temperature of the secondary battery; a current measurement part to measure a current of the secondary battery; and a control part which determines a heating value from the measured current and a predetermined resistance of the secondary battery, and determines temperature rising time required to raise the temperature of the secondary battery to a threshold temperature from the heating value using a temperature variation equation according to a temperature variation induced by a thermodynamics theory, and determines an attenuation factor as to the intensity of the current if the temperature rise time is smaller than a reference time, and controls the intensity of the current according to the determined attenuation factor. The apparatus of the present invention can control the output of the secondary battery adaptively in advance.

Description

이차 전지의 출력 조정 장치 및 방법 {Apparatus and Method for Adjusting Power of Secondary Battery}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and method for adjusting output of a secondary battery,

본 발명은 이차 전지의 온도가 과도하게 상승하지 않도록 출력(Power)을 조정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and a method capable of adjusting an output power so that the temperature of a secondary battery is not excessively increased.

최근, 반복적인 충전과 재생이 가능한 이차 전지가 화석 에너지의 대체 수단으로 주목 받고 있다. BACKGROUND ART [0002] In recent years, secondary batteries capable of repeated charging and regeneration have attracted attention as alternative means of fossil energy.

이차 전지는 휴대폰, 비디오 카메라, 전동 공구와 같은 전통적인 핸드 헬드 디바이스에 주로 사용되다가 최근에는 전기로 구동되는 자동차(EV, HEV, PHEV), 대용량의 전력 저장 장치(ESS), 무정전 전원 공급 시스템(UPS) 등으로 그 응용 분야가 점차 증가하는 추세이다.Secondary batteries are mainly used in traditional handheld devices such as mobile phones, video cameras, and power tools. Recently, electric vehicles (EVs, HEVs, PHEVs), large capacity power storage devices (ESS), uninterruptible power supply systems ), And the application field is gradually increasing.

이차 전지는 내부 저항을 가진다. 따라서 충전과 방전이 이루어지는 동안 이차 전지는 발열하여 온도가 상승한다. 그런데 과도한 온도 상승은 전극에 코팅된 활물질의 변성을 일으키거나 분리막의 융착, 전해질의 분해 등을 일으켜 이차 전지의 수명을 저하시키는 원인이 된다.The secondary battery has an internal resistance. Therefore, during charging and discharging, the secondary battery generates heat and the temperature rises. However, excessive temperature rise causes degeneration of the active material coated on the electrode, fusion of the separator, decomposition of the electrolyte, and the like, which causes the life of the secondary battery to deteriorate.

이차 전지의 온도는 냉각 기술을 활용하여 제어할 수 있다. 일 예로, 이차 전지의 온도가 높을 때 냉각 팬을 구동시켜 이차 전지를 냉각시킴으로써 과도한 온도 상승을 방지할 수 있다.The temperature of the secondary battery can be controlled using a cooling technique. For example, when the temperature of the secondary battery is high, the cooling fan is driven to cool the secondary battery, thereby preventing an excessive temperature rise.

하지만 냉각 팬을 이용한 온도 제어 기술은 공간 효율성을 떨어뜨린다. 냉각 팬의 설치 공간과 공기가 흐를 수 있는 채널 구조가 별도로 필요하기 때문이다. However, the temperature control technology using cooling fans deteriorates the space efficiency. This is because the installation space of the cooling fan and the channel structure through which the air can flow are separately required.

한편, 이차 전지가 사용되는 환경에 따라 냉각 기술의 적용이 어려운 경우도 있다. 일 예로, 전기 구동 자동차(HEV, EV, PHEV)에 사용되는 이차 전지는 높은 에너지 밀도를 가져야 한다. 이러한 시장의 요구는 냉각 팬이 없는 무냉각 이차 전지의 연구를 촉발시키고 있다. On the other hand, depending on the environment in which the secondary battery is used, it may be difficult to apply the cooling technology. For example, a secondary battery used in an electric vehicle (HEV, EV, PHEV) should have a high energy density. This market demand is leading to the study of uncooled secondary batteries without cooling fans.

무냉각 이차 전지는 전기 구동 자동차에 탑재될 때 그것의 하부 표면이 공기에 노출된다. 따라서 전기 구동 자동차가 주행하는 동안 차체의 하부에 생기는 공기의 흐름에 의해 이차 전지의 냉각이 가능하다. 따라서, 전기 구동 자동차가 주행하는 동안에는 이차 전지의 과도한 온도 상승이 억제될 수 있다.When the uncooled secondary battery is mounted on an electrically driven vehicle, its lower surface is exposed to air. Therefore, it is possible to cool the secondary battery by the air flow generated in the lower part of the vehicle body while the electrically driven vehicle is traveling. Accordingly, excessive temperature rise of the secondary battery can be suppressed while the electrically driven vehicle is traveling.

문제는 전기 구동 자동차에 탑재된 이차 전지가 충전될 때 생긴다. 전기 구동 자동차에 탑재된 이차 전지는 브레이킹 조작 시 생기는 재생 전력(regeneration power)이나 별도의 충전 장치에 의해 완속 또는 급속 충전된다. The problem arises when the secondary battery mounted in the electric drive vehicle is charged. The secondary battery mounted on the electrically driven vehicle is charged at a constant speed or by a regeneration power generated by the braking operation or by a separate charging device.

하지만 브레이크가 조작되면 전기 구동 자동차의 속도가 감소하여 이차 전지로 공급되는 공기의 유량이 그만큼 감소하므로 충분한 냉각 효과를 기대하기 어렵다. 또한 완속 또는 급속 충전 시에는 전기 구동 자동차가 정지해 있으므로 바람에 의한 냉각 효과를 기대할 수 없다. However, when the brake is operated, the speed of the electrically driven vehicle is reduced, and the flow rate of the air supplied to the secondary battery is reduced accordingly, so that it is difficult to expect a sufficient cooling effect. In addition, since the electric drive vehicle is stopped at the time of the constant speed or rapid charge, the wind cooling effect can not be expected.

따라서 무냉각 이차 전지의 경우는 충전 과정에서 이차 전지의 온도 상승을 효과적으로 억제하기 위한 기술을 필요로 한다.Therefore, in the case of the non-cooled secondary battery, a technique for effectively suppressing the temperature rise of the secondary battery in the charging process is required.

한편, 냉각 모듈이 포함된 일반 이차 전지의 경우도 냉각 모듈에서 고장이 생기면 이차 전지의 온도 제어가 불가능하다. 따라서 일반 이차 전지에 대해서도 냉각 모듈과는 별개로 이차 전지의 온도 상승을 억제할 수 있는 기술을 필요로 한다.
On the other hand, even in the case of a general secondary battery including a cooling module, it is impossible to control the temperature of the secondary battery if a failure occurs in the cooling module. Therefore, a technique capable of suppressing the temperature rise of the secondary battery separately from the cooling module is also required for a general secondary battery.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 배경하에 창안된 것으로서, 이차 전지의 온도 상승을 미리 예측하여 이차 전지의 온도가 임계 온도에 도달되지 않도록 이차 전지의 출력을 적응적으로 사전에 조절할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus and method for predicting an output of a secondary battery so that the temperature of the secondary battery can be prevented from reaching a critical temperature by predicting a temperature rise of the secondary battery in advance, The purpose is to provide.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지의 출력 조정 장치는, 이차 전지의 주변 온도를 측정하는 제1온도 측정부; 상기 이차 전지의 온도를 측정하는 제2온도 측정부; 상기 이차 전지의 전류를 측정하는 전류 측정부; 및 상기 측정된 전류와 이차 전지의 미리 결정된 저항으로부터 발열량을 결정하고, 열역학 이론에 의해 유도된 시간 변화에 따른 온도 변화 방정식을 이용하여 상기 발열량으로부터 이차 전지의 온도가 임계 온도까지 상승할 때까지 걸리는 온도 상승 시간을 결정하고, 상기 온도 상승 시간이 기준 시간보다 작으면 상기 전류의 크기에 대한 감쇄 팩터를 결정하고, 결정된 감쇄 팩터에 따라 상기 전류의 크기를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for adjusting an output of a secondary battery, the apparatus including: a first temperature measuring unit for measuring an ambient temperature of the secondary battery; A second temperature measuring unit for measuring a temperature of the secondary battery; A current measuring unit for measuring a current of the secondary battery; And determining a calorific value from the measured current and a predetermined resistance of the secondary battery and using the temperature change equation according to the time change induced by the thermodynamic theory to obtain the temperature of the secondary battery from the calorific value to the critical temperature Determining a temperature rise time, determining an attenuation factor for the magnitude of the current when the temperature rise time is less than the reference time, and adjusting the magnitude of the current according to the determined attenuation factor.

일 측면에 따르면, 상기 제어부는, 상기 온도 변화 방정식에 이분법 알고리즘을 적용하여 상기 온도 상승 시간을 결정하도록 구성될 수 있다.According to an aspect, the control unit may be configured to apply the dichotomous algorithm to the temperature change equation to determine the temperature rise time.

다른 측면에 따르면, 상기 제어부는, 상기 온도 변화 방정식의 출력 값이 상기 임계 온도에 해당할 때의 시간 값을 수학적 연산을 통해 결정하고, 결정된 시간 값을 상기 온도 상승 시간으로 결정하도록 구성될 수 있다.According to another aspect, the control unit may be configured to determine a time value when the output value of the temperature change equation corresponds to the critical temperature through a mathematical operation, and to determine the determined time value as the temperature rise time .

바람직하게, 상기 이차 전지의 출력 조정 장치는, 상기 이차 전지의 전류 크기를 조절하는 출력 조정부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 결정된 감쇄 팩터에 따라 상기 전류의 크기를 제어하는 신호를 상기 출력 조정부에 출력하도록 구성될 수 있다.Preferably, the output adjusting device of the secondary battery further includes an output adjusting unit that adjusts a current magnitude of the secondary battery, and the control unit may output a signal for controlling the magnitude of the current according to the determined attenuating factor to the output adjusting unit Output.

바람직하게, 상기 제어부는, 전류의 크기를 여러 가지 값으로 감쇄시키고, 각각의 감쇄된 전류의 크기에 따라 발열량을 갱신하고 갱신된 발열량이 상기 온도 상승 시간 동안 유지되었을 때의 이차 전지 온도를 상기 온도 변화 방정식으로부터 결정하고, 결정된 온도가 상기 임계 온도 미만인 조건을 만족시키는 전류의 감쇄 조건으로부터 상기 감쇄 팩터를 결정하도록 구성될 수 있다.Preferably, the control unit attenuates the magnitude of the current to various values, updates the calorific value according to the magnitude of each attenuated current, and changes the secondary battery temperature when the updated calorific value is maintained for the temperature rise time to the temperature From the change equation, and to determine the attenuation factor from the attenuation condition of the current that satisfies the condition that the determined temperature is less than the threshold temperature.

본 발명에 있어서, 상기 온도 변화 방정식은, 하기와 같은 수식으로 나타낼 수 있다. In the present invention, the temperature change equation can be expressed by the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

(여기서, TB는 이차 전지의 온도, Tamb는 이차 전지의 주변 온도, Rth는 이차 전지와 그 주변 사이의 열 저항, QR은 전류의 크기와 이차 전지의 저항으로부터 계산되는 발열량임) (Where T B is the temperature of the secondary battery, T amb is the ambient temperature of the secondary battery, R th is the thermal resistance between the secondary battery and its periphery, Q R is the calorific value calculated from the magnitude of the current and the resistance of the secondary battery)

바람직하게, 상기 이차 전지의 출력 조정 장치는, 상기 임계 온도, 상기 기준 시간 및 상기 미리 결정된 저항이 저장된 저장부를 더 포함할 수 있다.The output adjustment device of the secondary battery may further include a storage unit storing the threshold temperature, the reference time, and the predetermined resistance.

바람직하게, 상기 제어부는 (i) 시간 경계 조건을 설정하고, (ii) 상기 시간 경계 조건의 하한 값 및 상한 값의 중간 값을 결정한 후 상기 하한 값 및 중간 값 사이와 상기 중간 값 및 상기 상한 값 사이에서 상기 온도 변화 방정식의 출력 값이 상기 임계 온도가 되도록 하는 해가 포함된 시간 영역을 식별하고 (iii) 식별된 시간 영역의 하한 값과 상한 값을 새로운 시간 경계 조건으로 설정한 후 상기 (ii) 과정을 재귀적으로 반복하여 상기 온도 상승 시간을 결정하도록 구성될 수 있다.Preferably, the controller is configured to: (i) set a time boundary condition; (ii) determine an intermediate value between a lower limit value and an upper limit value of the time boundary condition, and then set the intermediate value and the upper limit value (Iii) setting a lower bound value and an upper bound value of the identified time domain as a new time boundary condition, and then (ii) determining a time domain including a solution to make the output value of the temperature change equation be the critical temperature ) May be recursively repeated to determine the temperature rise time.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지의 출력 조정 방법은, (a) 이차 전지의 주변 온도를 측정하는 단계; (b) 상기 이차 전지의 온도를 측정하는 단계; (c) 상기 이차 전지의 전류를 측정하는 단계; (d) 상기 측정된 전류와 이차 전지의 미리 결정된 저항으로부터 발열량을 결정하는 단계; (e) 열역학 이론에 의해 유도된 시간 변화에 따른 온도 변화 방정식을 이용하여 상기 발열량으로부터 이차 전지의 온도가 임계 온도까지 상승할 때까지 걸리는 온도 상승 시간을 결정하는 단계; (f) 상기 온도 상승 시간이 기준 시간보다 작으면 상기 전류의 크기에 대한 감쇄 팩터를 결정하는 단계; 및 (g) 상기 결정된 감쇄 팩터에 따라 상기 전류의 크기를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of adjusting an output of a secondary battery, the method comprising: (a) measuring an ambient temperature of the secondary battery; (b) measuring a temperature of the secondary battery; (c) measuring a current of the secondary battery; (d) determining a calorific value from the measured current and a predetermined resistance of the secondary battery; (e) determining a temperature rise time required for the temperature of the secondary battery to rise from the calorific value to a critical temperature by using a temperature change equation according to a time change induced by a thermodynamic theory; (f) determining an attenuation factor for the magnitude of the current if the temperature rise time is less than a reference time; And (g) adjusting the magnitude of the current according to the determined attenuation factor.

일 측면에 따르면, 상기 (e) 단계는, 상기 온도 변화 방정식에 이분법 알고리즘을 적용하여 상기 온도 상승 시간을 결정하는 단계일 수 있다.According to an aspect, the step (e) may be a step of determining the temperature rise time by applying a dichotomous algorithm to the temperature change equation.

다른 측면에 따르면, 상기 (e) 단계는, 상기 온도 변화 방정식의 출력 값이 상기 임계 온도에 해당할 때의 시간 값을 수학적 연산을 통해 결정하고 결정된 시간 값을 상기 온도 상승 시간으로 결정하는 단계일 수 있다.According to another aspect, the step (e) includes the step of determining a time value when the output value of the temperature change equation corresponds to the critical temperature by a mathematical operation and determining the determined time value as the temperature rise time .

바람직하게, 상기 (f) 단계는, 전류의 크기를 여러 가지 값으로 감쇄시키는 단계; 각각의 감쇄된 전류의 크기에 따라 발열량을 갱신하는 단계; 상기 갱신된 발열량이 상기 온도 상승 시간 동안 유지되었을 때의 이차 전지 온도를 상기 온도 변화 방정식으로부터 결정하는 단계; 및 상기 결정된 이차 전지 온도가 상기 임계 온도 미만인 조건을 만족시키는 전류의 감쇄 조건으로부터 상기 감쇄 팩터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.Preferably, the step (f) includes attenuating the magnitude of the current to various values; Updating the calorific value according to the magnitude of each of the attenuated currents; Determining the temperature of the secondary battery when the updated calorific power is maintained for the temperature rise time from the temperature variation equation; And determining the attenuation factor from a current attenuation condition that satisfies a condition that the determined secondary battery temperature is less than the threshold temperature.

바람직하게, 상기 (e) 단계는, (i) 시간 경계 조건을 설정하는 단계; (ii) 상기 시간 경계 조건의 하한 값 및 상한 값의 중간 값을 결정한 후 상기 하한 값 및 중간 값 사이와 상기 중간 값 및 상기 상한 값 사이에서 상기 온도 변화 방정식의 출력 값이 상기 임계 온도가 되도록 하는 해가 포함된 시간 영역을 식별하는 단계; (iii) 상기 식별된 시간 영역의 하한 값과 상한 값을 새로운 시간 경계 조건으로 설정하는 단계; 및 상기 시간 경계 조건이 소정 치 미만이 될 때까지 상기 (ii) 및 (iii) 단계를 반복한 후 상기 시간 경계 조건의 중간 값을 상기 온도 상승 시간으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
Advantageously, (e) comprises the steps of: (i) setting a time boundary condition; (ii) determining an intermediate value between a lower limit value and an upper limit value of the time boundary condition, and between the lower limit value and the intermediate value and between the intermediate value and the upper limit value, the output value of the temperature variation equation becomes the critical temperature Identifying a time domain containing the solution; (iii) setting a lower bound value and an upper bound value of the identified time domain as a new time boundary condition; And repeating the steps (ii) and (iii) until the time boundary condition becomes less than a predetermined value, and determining an intermediate value of the time boundary condition as the temperature rise time.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이차 전지의 발열량을 이용하여 이차 전지의 온도가 임계 온도에 도달되는 시간이 어느 정도인지 예측할 수 있고, 과도한 온도 상승이 예상되면 이차 전지의 출력을 적응적으로 미리 조정할 수 있다.According to an aspect of the present invention, it is possible to predict how long the temperature of the secondary battery reaches the critical temperature by using the calorific value of the secondary battery, and if the excessive temperature is expected to rise, the output of the secondary battery is adaptively adjusted in advance .

본 발명의 다른 측면에 따르면, 이분법 알고리즘을 이용하여 이차 전지의 온도가 임계 온도에 도달되는 시간을 빠르게 계산할 수 있다. According to another aspect of the present invention, the time at which the temperature of the secondary battery reaches the critical temperature can be calculated quickly using the dichotomous algorithm.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 무냉각 이차 전지 또는 냉각 모듈이 포함된 일반 이차 전지의 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있다.
According to another aspect of the present invention, temperature rise of a general secondary battery including a non-cooled secondary battery or a cooling module can be effectively suppressed.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 출력 조정 장치에 대한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 제어부가 본 발명의 실시예에 따라 이분법 알고리즘을 이용하여 온도 상승 시간을 결정하는 과정을 보여주는 순서도이다.
도 3은 도 1의 제어부가 본 발명의 실시예에 따라 이차 전지의 전류 크기를 감쇄하는데 사용되는 감쇄 팩터를 결정하는 과정을 보여주는 순서도이다.
도 4는 도 1의 제어부가 본 발명의 실시예에 따라 주기적으로 이차 전지의 출력 조정 방법을 실행하는 과정을 보여주는 순서도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate an embodiment of the invention and, together with the description given below, serve to further augment the technical spirit of the invention, And shall not be interpreted.
1 is a schematic block diagram of a secondary battery output adjusting apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a process of determining a temperature rise time using the dichotomy algorithm according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of determining an attenuation factor used to attenuate a current magnitude of a secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
4 is a flowchart illustrating a process of periodically performing an output adjustment method of a secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 출원을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor should appropriately interpret the concept of a term appropriately in order to describe its own application in the best way possible. It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only examples of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents And variations are possible.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 출력 조정 장치에 대한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic block diagram of a secondary battery output adjusting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지 출력 조정 장치(100)는, 제1온도 측정부(110), 제2온도 측정부(120), 전류 측정부(130) 및 제어부(140)와 선택적인 요소로서 저장부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a secondary battery output adjusting apparatus 100 according to the present invention includes a first temperature measuring unit 110, a second temperature measuring unit 120, a current measuring unit 130, a controller 140, And may include a storage unit 150 as an optional element.

상기 제1온도 측정부(110)는 이차 전지(B) 주변의 온도(Tamb)를 측정하고, 측정된 온도 값을 제어부(140)로 출력한다.The first temperature measuring unit 110 measures the temperature T amb around the secondary battery B and outputs the measured temperature value to the controller 140.

상기 제2온도 측정부(120)는 이차 전지(B)의 온도(TB)를 측정하고, 측정된 온도 값을 제어부(140)로 출력한다.The second temperature measuring unit 120 measures the temperature T B of the secondary battery B and outputs the measured temperature value to the controller 140.

상기 이차 전지(B)는 비제한적인 예시로서 리튬 이차 전지일 수 있다. 하지만, 본 발명이 이차 전지(B)의 종류에 의해 한정되는 것은 아니다.The secondary battery (B) may be a lithium secondary battery as a non-limiting example. However, the present invention is not limited by the kind of the secondary battery (B).

상기 이차 전지(B)는 그것을 구성하는 요소의 수에 의해 한정되지 않는다. 따라서 이차 전지(B)는 하나의 포장재 내에 양극/분리막/음극의 조립체 및 전해질이 포함된 단일 셀을 비롯하여 단일 셀의 어셈블리, 다수의 어셈블리가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 모듈, 다수의 모듈이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 팩, 다수의 팩이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 전지 시스템 등도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The secondary battery B is not limited by the number of elements constituting it. Therefore, the secondary battery (B) can be used as a single cell assembly including a single cell including an anode / separator / cathode assembly and an electrolyte in one package, a module in which a plurality of assemblies are connected in series and / or in parallel, And / or a pack connected in parallel, a battery system in which a plurality of packs are connected in series and / or in parallel, and the like.

상기 이차 전지(B)는 직렬 연결된 복수의 셀을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제2온도 측정부(120)는 적어도 2개 이상의 지점에서 해당 지점에 배치된 셀의 온도를 측정하고, 측정된 복수의 온도 값을 제어부(140)로 출력할 수 있다. 그러면, 상기 제어부(140)는 복수의 온도 값들의 평균을 계산하고, 계산된 평균 온도 값을 이차 전지(B)의 온도로서 결정할 수 있다.The secondary battery (B) may include a plurality of cells connected in series. In this case, the second temperature measuring unit 120 may measure the temperature of the cell disposed at the corresponding point at at least two points, and output the plurality of measured temperature values to the controller 140. Then, the control unit 140 may calculate an average of a plurality of temperature values and determine the calculated average temperature value as the temperature of the secondary battery B.

상기 제어부(140)는 상기 제1온도 측정부(110) 및 상기 제2온도 측정부(120)로부터 입력 받은 온도 측정 값들을 저장부(150)에 기록할 수 있다.The control unit 140 may record the temperature measurement values received from the first temperature measurement unit 110 and the second temperature measurement unit 120 in the storage unit 150.

바람직하게, 상기 제1온도 측정부(110) 및 상기 제2온도 측정부(120)는 열전대일 수 있는데, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다. Preferably, the first temperature measuring unit 110 and the second temperature measuring unit 120 may be thermocouples, but the present invention is not limited thereto.

상기 열전대는 측정된 온도 값을 전압 신호로 출력한다. 이 경우, 상기 제어부(140)는 제1온도 측정부(110) 및 제2온도 측정부(120)로부터 전압 신호의 형태로 입력되는 온도 측정 값을 A/D 커버팅 과정을 통해 디지털화한 후 미리 정의된 온도 변환식을 이용하여 전압 값으로부터 온도 값을 결정할 수 있다.The thermocouple outputs the measured temperature value as a voltage signal. In this case, the controller 140 digitizes the temperature measurement values input from the first temperature measurement unit 110 and the second temperature measurement unit 120 in the form of voltage signals through an A / D covering process, The temperature value can be determined from the voltage value using the defined temperature conversion equation.

바람직하게, 상기 제1온도 측정부(110) 및 상기 제2온도 측정부(120)에 의한 온도 측정은 제어부(140)의 통제 하에 이루어질 수 있다. The temperature measurement by the first temperature measuring unit 110 and the second temperature measuring unit 120 may be performed under the control of the controller 140. [

이 경우, 상기 제어부(140)는 온도 측정 요청 신호를 상기 제1온도 측정부(110) 및 상기 제2온도 측정부(120)에 출력할 수 있다. In this case, the control unit 140 may output a temperature measurement request signal to the first temperature measurement unit 110 and the second temperature measurement unit 120. [

일 예에서, 상기 온도 측정 요청 신호는 주기적으로 출력될 수 있고, 다른 예에서는 필요할 때마다 비정기적으로 출력될 수 있다. In one example, the temperature measurement request signal may be periodically output, and in other examples may be irregularly output as needed.

상기 전류 측정부(130)는 이차 전지(B)로 입력되는 충전 전류나 이차 전지(B)로부터 출력되는 방전 전류를 측정하고 전류 측정 값을 제어부(140)로 출력한다. 그러면, 상기 제어부(140)는 상기 전류 측정부(130)로부터 입력 받은 전류 측정 값들을 저장부(150)에 기록할 수 있다.The current measuring unit 130 measures a charging current input to the secondary battery B and a discharging current output from the secondary battery B and outputs a current measurement value to the controller 140. Then, the control unit 140 may write the current measurement values received from the current measurement unit 130 to the storage unit 150. FIG.

바람직하게, 상기 전류 측정부(130)는 전류가 흐르는 경로에 설치된 센스 저항(150)의 양단 전압을 측정하여 제어부(140)로 출력할 수 있다. Preferably, the current measuring unit 130 measures both ends of the sense resistor 150 installed in a path through which the current flows, and outputs the measured voltage to the controller 140.

이 경우, 상기 제어부(140)는 오옴의 법칙 V=IR을 이용하여 전압 측정 값으로부터 센스 저항(150)을 통해 흐르는 전류 값을 결정할 수 있다. 여기서, R 은 센스 저항(150)의 저항 값에 해당하며, 상기 저장부(150)에 미리 기록될 수 있다. In this case, the controller 140 can determine a current value flowing through the sense resistor 150 from the voltage measurement value using the Ohm's law V = IR. Here, R corresponds to the resistance value of the sense resistor 150, and may be recorded in the storage unit 150 in advance.

다른 예에서, 상기 전류 측정부(130)는 홀 센서일 수 있다. 홀 센서는 전류가 흐르는 도선 주변에 형성되는 자기장의 세기를 이용하여 전류의 크기를 측정하는 센서이다.In another example, the current measuring unit 130 may be a hall sensor. Hall sensor is a sensor that measures the magnitude of a current using the strength of a magnetic field formed around a conductor through which a current flows.

상기 제어부(140)는 전류 측정부(130)를 통해 전류 값에 대응되는 전압 신호가 입력되면, A/D 컨버팅을 통해 전압 데이터를 얻은 후 미리 정의된 전류 계산 식을 이용하여 전압 데이터로부터 전류 측정 값을 결정할 수 있다.When the voltage signal corresponding to the current value is inputted through the current measuring unit 130, the control unit 140 obtains the voltage data through A / D conversion and then performs current measurement from the voltage data using a pre- Value can be determined.

상기 제1온도 측정부(110), 상기 제2온도 측정부(120) 및 상기 전류 측정부(130)는 상기의 예시 이외에도 본 발명이 속한 기술 분야에 널리 알려진 다른 공지의 센서들로 구성할 수도 있음은 자명하다.The first temperature measuring unit 110, the second temperature measuring unit 120, and the current measuring unit 130 may be constructed by other known sensors well known in the art, It is self-evident.

상기 저장부(150)는, 전기적, 자기적, 광학적 또는 양자역학적으로 데이터를 기록하고 소거할 수 있는 저장매체를 일컫는다. The storage unit 150 refers to a storage medium that can record and erase data electrically, magnetically, optically or quantitatively.

상기 저장부(150)는 비제한적인 예시로서, RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체일 수 있다. The storage unit 150 may be, for example, a RAM, a ROM, a register, a hard disk, an optical recording medium, or a magnetic recording medium.

바람직하게, 상기 저장부(150)는 상기 제어부(140)에 의해 접근이 가능하도록 예컨대 데이터 버스 등을 통해 상기 제어부(140)와 전기적으로 결합될 수 있다.The storage unit 150 may be electrically coupled to the controller 140 through a data bus or the like so that the storage unit 150 can be accessed by the controller 140. [

상기 저장부(150)는 상기 제어부(140)에 의해 실행되는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 상기 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장 및/또는 갱신 및/또는 소거할 수 있다. The storage unit 150 may store and / or update and / or erase a program including various control logic executed by the control unit 140, and / or data generated when the control logic is executed.

상기 저장부(150)은 논리적으로 2개 이상으로 분할 가능하고, 상기 제어 부(140) 내에 포함되는 것을 제한하지 않는다.The storage unit 150 is logically divided into two or more, and the storage unit 150 is not limited to being included in the control unit 140.

상기 제어부(140)는 논리 연산을 수행할 수 있는 프로세서로서, 이차 전지(B)의 온도(TB) 및 주변 온도(Tamb)와 전류의 크기를 이용하여 열역학 이론으로부터 유도된 온도 변화 방정식을 이용하여 이차 전지(B)의 온도가 미리 설정된 임계 온도까지 상승하는데 소요되는 온도 상승 시간을 결정할 수 있다.The controller 140 is a processor capable of performing a logical operation and calculates a temperature variation equation derived from the thermodynamic theory using the temperature T B and the ambient temperature T amb of the secondary battery B and the magnitude of the current It is possible to determine the temperature rise time required for the temperature of the secondary battery B to rise to the preset threshold temperature.

이하에서는 상기 온도 변화 방정식의 유도 과정을 설명한다.Hereinafter, the process of deriving the temperature variation equation will be described.

열역학 이론에 따르면, 이차 전지(B)에서 열이 발생하면 발열량의 일부는 이차 전지(B)의 온도를 상승시키고 나머지는 주변으로 전도된다. According to the thermodynamic theory, when heat is generated in the secondary battery (B), a part of the calorific power increases the temperature of the secondary battery (B), and the rest is transferred to the surroundings.

따라서, 이차 전지(B)의 발열량 QR과 이차 전지(B)의 온도 변화 량(dT) 사이에는 하기 수학식 1과 같은 관계가 성립된다.
Therefore, the following relationship is established between the heat generation amount Q R of the secondary battery B and the temperature variation amount dT of the secondary battery B: " (1) "

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

Figure pat00003
Figure pat00003

또한, 상기 수학식 1의 시간 적분을 통해 온도 변화 방정식을 하기 수학식 2와 같이 유도할 수 있다. Also, the temperature change equation can be derived as shown in Equation (2) through the time integration of Equation (1).

<수학식 2>&Quot; (2) &quot;

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 수학식 1 및 2에 있어서, Tamb는 이차 전지(B)의 주변 온도이고 TB는 이차 전지(B)의 온도로서, 상기 제1온도 측정부(110) 및 상기 제2온도 측정부(120)에 의해 측정된 온도 값에 해당한다.In the above Equations 1 and 2, T amb is the ambient temperature of the secondary battery B , T B is the temperature of the secondary battery B, and the first temperature measuring unit 110 and the second temperature measuring unit 120). &Lt; / RTI &gt;

또한, Rth는 이차 전지(B)와 그 주변 사이에 존재하는 열 저항 값으로서 실험을 통해 미리 결정할 수 있다.Also, Rth can be determined in advance through experimentation as the value of the thermal resistance existing between the secondary battery B and its periphery.

또한, QR은 이차 전지(B)가 동작할 때(충전 또는 방전될 때) 이차 전지(B)의 내부 저항에 의해 발생되는 발열량을 나타낸다. QR은 I2R에 의해 계산이 가능하고, I와 R은 각각 전류의 크기 및 이차 전지(B)의 내부 저항을 나타낸다. 전류의 크기 I는 전류 측정부(130)에 의해 측정된 전류 값에 해당하고, 이차 전지(B)의 내부 저항 R은 실험을 통해 미리 결정할 수 있다. Q R represents the amount of heat generated by the internal resistance of the secondary battery B when the secondary battery B is operated (charged or discharged). Q R can be calculated by I 2 R, where I and R represent the magnitude of the current and the internal resistance of the secondary battery (B), respectively. The magnitude I of the current corresponds to the current value measured by the current measuring unit 130 and the internal resistance R of the secondary battery B can be determined in advance through experimentation.

또한, Cp는 이차 전지(B)의 비열을 나타내고, m은 이차 전지(B)의 질량을 나타낸다.Further, C p represents the specific heat of the secondary battery (B), and m represents the mass of the secondary battery (B).

바람직하게, 상기 제어부(140)는 수학식 2의 온도 변화 방정식과 이분법(Bisection) 알고리즘을 이용하여 이차 전지(B)가 현재의 온도에서 임계 온도(Tlimit)까지 상승하는데 소요되는 온도 상승 시간(Δts)을 결정할 수 있다. The control unit 140 may calculate a temperature rise time (a temperature rise time) required for the secondary battery B to rise from the current temperature to the critical temperature T limit by using the temperature change equation and the bisection algorithm of Equation the Δt s) can be determined.

여기서, 상기 임계 온도는 이차 전지(B)의 온도가 과도하게 상승하였을 때 도달되는 온도로서 이차 전지(B)의 수명이나 안전성에 영향을 미치는 온도에 해당하고, 이차 전지(B)의 특성을 고려하여 미리 결정할 수 있다. 일 예로서, 상기 임계 온도는 60-80도의 범위에서 선택될 수 있다.Here, the critical temperature is a temperature reached when the temperature of the secondary battery B excessively increases, and corresponds to a temperature affecting the life or safety of the secondary battery B, and the characteristics of the secondary battery B are taken into consideration . As an example, the critical temperature may be selected in the range of 60-80 degrees.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 상기 제어부(140)가 이분법 알고리즘을 이용하여 온도 상승 시간(Δts)을 결정하는 과정을 보여주는 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a process of the controller 140 determining a temperature rise time? T s using a dichotomy algorithm according to an embodiment of the present invention.

먼저, 상기 제어부(140)는 이분법 알고리즘을 적용하기 위해 시간 경계 조건의 하한 값 t1 및 상한 값 t2를 설정한다(S10 단계). 바람직하게, t1은 0으로, t2는 미리 결정된 시간, 예컨대 7200초로 설정할 수 있다.First, the controller 140 sets a lower limit value t 1 and an upper limit value t 2 of the time boundary condition to apply the dichotomy algorithm (step S 10). Preferably, t 1 can be set to 0 and t 2 can be set to a predetermined time, such as 7200 seconds.

이어서, 상기 제어부(140)는 설정된 시간 경계 조건 사이에 하기 수학식 3을 만족하는 해(solution)가 존재하는지 결정한다(S20 단계). Then, the controller 140 determines whether there exists a solution satisfying the following equation (3) between the set time boundary conditions (step S20).

즉, 이차 전지(B)의 현재 발열량(QR)이 유지된다고 가정할 때 이차 전지(B)의 온도가 임계 온도(Tlimit)까지 상승하는데 소요되는 온도 상승 시간(Δts)이 상기 설정된 시간 경계 조건에 포함되어 있는지 결정한다.
That is, assuming that the present calorific value Q R of the secondary battery B is maintained, a temperature rise time? T s required for the temperature of the secondary battery B to rise to the critical temperature T limit is set to the set time Determine if it is included in the boundary condition.

<수학식 3>&Quot; (3) &quot;

T(t)-Tlimit = 0
T (t) -T limit = 0

상기 수학식 3을 만족하는 해가 시간 경계 조건 t1 및 t2 사이에 존재하는지 여부는 하기 수학식 4가 만족되는지 여부에 의해 결정할 수 있다. Whether or not a solution satisfying Equation (3) exists between time boundary conditions t 1 and t 2 can be determined by whether or not Equation (4) is satisfied.

만약, 하기 수학식 4가 만족되면, 시간 경계 조건 t1 및 t2 사이에 해가 존재하는 것이고, 하기 수학식 4가 만족되지 않으면 시간 경계 조건 t1 및 t2 사이에 해가 존재하지 않는 것이 된다.
If it is to when Equation 4 is satisfied, the time boundary condition t 1 and t is to it is present between the two, to that there is no harm in between if Equation 4 is not satisfied, the time boundary condition t 1 and t 2, do.

<수학식 4>&Quot; (4) &quot;

[T(t1)-Tlimit]*[ T(t2)-Tlimit] < 0
[T ( t1 ) -T limit ] * [T ( t2 ) -T limit ] < 0

상기 수학식 4에 있어서, T(t1) 및 T(t2)는 상기 수학식 2의 온도 변화 방정식으로부터 계산한다. 상기 수학식 2에서 변수에 해당하는 Tamb 및 TB에는 제1온도 측정부(110) 및 제2온도 측정부(120)에 의해 측정된 온도 값을 대입한다.In Equation (4), T (t 1 ) and T (t 2 ) are calculated from the temperature variation equation of Equation ( 2 ). In Equation (2), T amb and T B corresponding to the variables are substituted with the temperature values measured by the first temperature measuring unit 110 and the second temperature measuring unit 120.

만약, S10 단계에서 설정된 시간 경계 조건 t1 및 t2 사이에 해가 없다고 결정되면, 상기 제어부(140)는 시간 경계 조건을 다시 설정하여 재설정된 시간 경계 조건 내에 해가 존재하는지 다시 검증할 수 있다. If it is determined that there is no harm between the time boundary conditions t 1 and t 2 set in the step S10, the control unit 140 can re-verify the time boundary condition to check whether there is a solution in the reset time boundary condition .

이러한 과정은 해가 존재하는 시간 경계 조건을 찾을 될 때까지 반복될 수 있다. 물론, 시간 경계 조건의 상한을 충분히 큰 값으로 설정하면 S20 단계의 검증 과정은 생략할 수 있다.This process can be repeated until the time boundary condition in which the solution exists is found. Of course, if the upper limit of the time boundary condition is set to a sufficiently large value, the verification process in step S20 may be omitted.

한편, S20단계에서, 시간 경계 조건 t1 및 t2 사이에 해가 존재한다고 판단되면, 상기 제어부(140)는 시간 경계 조건의 중간 값 tm을 결정한다(S30 단계). On the other hand, if it is determined that the sun is present between at step S20, the boundary condition time t 1 and t 2, the control unit 140 determines a median time t m of the boundary conditions (step S30).

이어서, 상기 제어부(140)는 t1과 tm 사이에 상기 수학식 3을 만족하는 해가 존재하는지 여부를 결정한다(S40 단계). 이 때, 하기 수학식 5의 만족 여부가 기준이 될 수 있다.
Then, the controller 140 determines whether a solution satisfying Equation (3) exists between t 1 and t m (S40). At this time, whether or not the following expression (5) is satisfied can be used as a criterion.

<수학식 5>Equation (5)

[T(t1)-Tlimit]*[ T(tm)-Tlimit] < 0
[T ( t1 ) -T limit ] * [T ( tm ) -T limit ] < 0

만약, t1과 tm 사이에 해가 존재하면, 상기 제어부(140)는 t1과 tm 사이의 차 Δt1,m가 소정치 미만으로 충분히 작은지 결정한다(S60 단계). 여기서, 상기 소정치는 수초 미만의 범위에서 미리 결정될 수 있다.If there is a solution between t 1 and t m , the controller 140 determines whether the difference Δt 1, m between t 1 and t m is sufficiently smaller than a predetermined value (step S 60). Here, the predetermined value may be predetermined in a range of less than several seconds.

만약, Δt1,m가 충분히 작지 않으면, 해의 오차를 줄이기 위해 t1과 tm을 시간 경계 조건의 하한 값과 상한 값인 t1 및 t2로 재설정하고(S70 단계), S30 단계로 이행하여 다시 한번 이분법 알고리즘의 실행을 반복한다.If Δt 1, m is not sufficiently small, t 1 and t m are reset to the lower limit values of the time boundary condition and the upper limit values t 1 and t 2 in order to reduce the error of the solution (step S 70) Again, repeat the execution of the dichotomous algorithm.

반면, Δt1,m가 충분히 작다고 판단되면, t1과 tm의 중간 값이 실질적으로 수학식 3을 만족하는 해에 해당한다고 결정하고, t1과 tm의 중간 값을 온도 상승 시간(Δts)으로 결정한다(S80 단계).On the other hand, if it is determined that? T 1, m is sufficiently small, it is determined that the intermediate value between t 1 and t m substantially corresponds to the solution satisfying expression (3), and the intermediate value between t 1 and t m is determined as the temperature rise time s ) (step S80).

한편, S40 단계에서, t1과 tm 사이에 수학식 3을 만족하는 해가 없다고 판단되면, tm과 t2 사이에 해가 존재하는지 결정한다(S50 단계). 이 때, 하기 수학식 6의 만족 여부가 기준이 될 수 있다.
On the other hand, if it is determined in step S40, that is to satisfy the following equation 3 between t 1 and t m, is determined that the to between t m and t 2 is present (step S50). At this time, the satisfaction of the following expression (6) can be a criterion.

<수학식 6>&Quot; (6) &quot;

[T(tm)-Tlimit]*[ T(t2)-Tlimit] < 0
[T ( tm ) -T limit ] * [T ( t2 ) -T limit ] < 0

만약, tm과 t2 사이에 상기 수학식 3을 만족하는 해가 존재하면, 상기 제어부(140)는 tm과 t2 사이의 차 Δtm,2가 충분히 작은지 결정한다(S60 단계). If, when the year that satisfies the equation (3) is present between t m and t 2, the control unit 140 causes the difference Δt m, 2 between t m and t 2 determines whether a sufficiently small (S60 step).

만약, Δtm,2가 충분히 작지 않으면, 해의 오차를 줄이기 위해 tm과 t2를 시간 경계 조건의 하한 값과 상한 값인 t1 및 t2로 재설정하고(S70 단계), S30 단계로 이행하여 다시 한번 이분법 알고리즘의 실행을 반복한다.If, if Δt m, 2 is small enough, by resetting the t m and t 2 in order to reduce the error of the solution to the lower limit value and upper limit value, t 1 and t 2 of time boundary condition (step S70), processing proceeds to S30 step Again, repeat the execution of the dichotomous algorithm.

반면, Δtm,2가 충분히 작다고 판단되면, tm과 t2의 중간 값을 실질적으로 수학식 3을 만족하는 해에 해당하고 결정하고, tm과 t2의 중간 값을 온도 상승 시간(Δts)으로 결정한다.On the other hand, if it is determined that? T m, 2 is sufficiently small, the intermediate value between t m and t 2 is determined to be substantially equivalent to the solution satisfying expression (3), and the intermediate value between t m and t 2 is determined as temperature rise time s ).

한편, 온도 상승 시간(Δts)은 상기 수학식 2의 온도 변화 방정식을 이용하여 직접 결정하는 것도 가능하다. 즉, 온도 변화 방정식의 출력 값이 임계 온도(Tlimit)가 되도록 하는 시간 값을 수학 연산에 의해 직접 결정하고, 결정된 시간 값을 온도 상승 시간(Δts)으로 결정할 수 있다.On the other hand, the temperature rise time? T s can be directly determined using the temperature change equation of Equation (2). That is, a time value for making the output value of the temperature change equation be the critical temperature T limit can be directly determined by a mathematical operation, and the determined time value can be determined as the temperature rise time? T s .

위와 같은 과정을 거쳐 온도 상승 시간(Δts)이 결정되면, 상기 제어부(140)는 결정된 온도 상승 시간(Δts)을 기준 시간(trefer)과 비교하여 이차 전지(B)의 출력을 조정할 것인지 여부를 결정할 수 있다. If the temperature rise time? T s is determined through the above process, the controller 140 compares the determined temperature rise time? T s with the reference time t refer to determine whether to adjust the output of the secondary battery B Can be determined.

즉, 온도 상승 시간(Δts)이 기준 시간(trefer) 이상이면, 앞으로 이차 전지(B)의 온도가 급상승할 가능성이 낮다. 따라서, 상기 제어부(140)는 이차 전지(B)의 출력을 조정하기 위한 조치를 취하지 않는다.That is, if the temperature rise time? T s is equal to or greater than the reference time t refer , the possibility that the temperature of the secondary battery B rapidly increases is low. Therefore, the controller 140 does not take measures to adjust the output of the secondary battery B.

반면, 온도 상승 시간(Δts)이 기준 시간 미만이면, 앞으로 이차 전지(B)의 온도가 급상승할 가능성이 있다. 따라서, 상기 제어부(140)는 이차 전지(B)의 출력을 조정할 수 있다.On the other hand, if the temperature rise time (Δt s) is less than the reference time, there is a possibility that the temperature of the secondary battery (B) rising in the future. Therefore, the controller 140 can adjust the output of the secondary battery B.

바람직하게, 상기 제어부(140)는 이차 전지(B)의 출력을 조정하기 위해 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 소정의 감쇄 팩터에 의해 감소시킬 수 있다. Preferably, the controller 140 may reduce the magnitude of the charging current or the discharging current by a predetermined attenuation factor in order to adjust the output of the secondary battery B.

도 3은, 본 발명의 실시예에 의해 상기 제어부(140)가 이차 전지의 충전 전류 또는 방전 전류의 감쇄 팩터를 결정하는 과정을 보여주는 순서도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of the control unit 140 determining an attenuation factor of a charging current or a discharging current of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저 제어부(140)는 도 2의 S80 단계에서 결정한 온도 상승 시간(Δts)이 기준 시간(trefer) 미만인지 결정한다(P10 단계).Referring to FIG. 3, first, the controller 140 determines whether the temperature rise time? T s determined in step S80 of FIG. 2 is less than a reference time t refer (step P10).

만약, 온도 상승 시간(Δts)이 기준 시간(trefer) 이상이면 이차 전지(B)의 급격한 온도 상승이 예상되지 않으므로 상기 제어부(140)는 전류의 감쇄 팩터를 결정하기 위한 프로세스의 실행을 보류한다.If the temperature rise time? T s is equal to or longer than the reference time t refer , the sudden temperature rise of the secondary battery B is not expected. Therefore, the controller 140 suspends the execution of the process for determining the current attenuation factor do.

반면, 온도 상승 시간(Δts)이 기준 시간(trefer) 미만이면, 이차 전지(B)의 급격한 온도 상승이 예상되므로, 상기 제어부(140)는 이차 전지(B)의 전류 크기를 감쇄시켜 출력을 조정하기 위한 프로세스를 실행한다. On the other hand, since the temperature rise time (Δt s), rapid temperature increase of this is based on less than the time (t refer), the secondary battery (B) is estimated, the control unit 140 is output to attenuate the amount of current of the secondary battery (B) Quot ;, and &quot;

먼저, 상기 제어부(140)는 감쇄 팩터 k를 초기화한다(P20 단계). 일 예로, 감쇄 팩터 k는 0.05로 초기화할 수 있다.First, the controller 140 initializes the attenuation factor k (step P20). As an example, the attenuation factor k may be initialized to 0.05.

이어서, 상기 제어부(140)는 하기 수학식 7에 따라 전류 값을 감쇄 팩터 만큼 조정한다(P30 단계).
Then, the controller 140 adjusts the current value by an attenuation factor according to Equation (7) (Step P30).

<수학식 7>&Quot; (7) &quot;

감쇄 전류 I = 전류 I * (1-k)
Decay current I = current I * (1-k)

상기 수학식 7에 있어서, '전류 I'는 상기 수학식 2에 있어서 QR을 계산하는데 사용한 전류 값에 해당한다.In Equation (7), 'current I' corresponds to the current value used to calculate Q R in Equation (2).

이어서, 상기 제어부(140)는 감쇄 전류 I를 이용하여 QR을 QR'으로 갱신하고(P40 단계), 하기 수학식 8을 이용하여 갱신된 QR' 만큼의 열이 이차 전지(B)에서 발생하는 상황을 가정하여 도 2의 S80 단계에서 결정된 온도 상승 시간(Δts)이 경과되었을 때의 온도 T(Δts)를 결정한다(P50 단계).
Then, the controller 140 updates Q R to Q R 'using the attenuation current I (step P40), and updates the Q R ' column by using the following equation (8) in the secondary battery B occurs determines the temperature T (Δt s) for when the temperature increases also the elapsed time (Δt s) determined in step S80 of the second, assuming a situation in which (P50 step).

<수학식 8>&Quot; (8) &quot;

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

이어서, 상기 제어부(140)는 P50 단계에서 결정한 온도 T(Δts)가 임계 온도(Tlimit) 보다 작은지 여부를 결정한다(P60 단계).Next, the controller 140 determines whether the temperature T (? T s ) determined in step P50 is smaller than the threshold temperature (T limit ) (step P60).

만약, 온도 T(Δts)가 임계 온도(Tlimit) 보다 작으면, 현재의 감쇄 팩터를 이차 전지(B)의 출력 조정에 사용할 감쇄 팩터로 결정한다(P70 단계). If the temperature T (Δt s) is less than the critical temperature (T limit), and determines a current attenuation factor of the attenuation factor to be used for output adjustment of the secondary battery (B) (step P70).

반면, 온도 T(Δts)가 임계 온도(Tlimit) 이상이면, 이차 전지(B)의 전류 크기를 더 감쇄시켜야 하므로 감쇄 팩터를 미리 정해진 만큼 증가시키고(P80 단계) 프로세스를 P30 단계로 이행한다. 일 예로, 감쇄 팩터는 0.05씩 증가시킬 수 있다.On the other hand, the process proceeds to the temperature T (Δt s) to increase the critical temperature (T limit), so than if, be more attenuated the amount of current of the secondary battery (B) by a defined attenuation factors in advance and (P80 step) process to P30 step . As an example, the attenuation factor may be increased by 0.05.

그런 다음, 증가된 감쇄 팩터를 이용한 전류 값 감쇄 조정(P30 단계), 감쇄된 전류 값을 이용한 발열량 갱신 값 Q? 결정(P40 단계) 및 갱신된 Q? 값을 기준으로 T(Δts) 계산(P50 단계) 과정을 다시 반복한다. Then, the current value attenuation adjustment using the increased attenuation factor (step P30), the calorific value renewal value Q using the attenuated current value, The determination (step P40) and the updated Q? Repeat the calculation of T (Δt s ) based on the value (step P50).

이러한 과정은, P50 단계에서 계산된 T(Δts)가 임계 온도(Tlimit) 보다 작아질 때까지 반복된다. 그리고, P50 단계에서 계산된 T(Δts)가 임계 온도(Tlimit) 보다 작아지면, 그 때의 감쇄 팩터를 이차 전지(B)의 출력 조정에 사용할 감쇄 팩터로 최종 결정한다(P70 단계). This process is repeated a T (Δt s) calculated in the step P50 until it becomes smaller than the critical temperature (T limit). And, it is smaller than the T (Δt s) calculated in the P50 step the critical temperature (T limit), and finally determined the attenuation factor at that time as the attenuation factor to be used for output adjustment of the secondary battery (B), (P70 step).

상기 제어부(140)는 감쇄 팩터를 결정한 다음, 감쇄 팩터에 대응하는 만큼 이차 전지(B)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 감소시켜 이차 전지(B)의 출력을 조정할 수 있다.The control unit 140 may adjust the output of the secondary battery B by determining the attenuation factor and then reducing the magnitude of the charging current or the discharging current of the secondary battery B corresponding to the attenuation factor.

바람직하게, 본 발명에 따른 장치(100)는, 도 1에 도시된 것과 같이 제어부(140)의 요청에 따라 이차 전지(B)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 조정할 수 있는 출력 조정부(160)을 더 포함할 수 있다.1, the apparatus 100 according to the present invention includes an output adjusting unit 160 that can adjust the magnitude of the charging current or the discharging current of the secondary battery B at the request of the controller 140, As shown in FIG.

바람직하게, 상기 제어부(140)는 도 3의 P70 단계에서 결정된 감쇄 팩터 만큼 이차 전지(B)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 조정하기 위한 출력 제어 신호를 출력 조정부(160)에 출력할 수 있다. The controller 140 may output an output control signal for adjusting the magnitude of the charging current or the discharging current of the secondary battery B to the output adjusting unit 160 by the attenuation factor determined in step P70 of FIG. .

바람직하게, 상기 출력 제어 신호는 결정된 감쇄 팩터에 따라 전류의 크기를 어느 정도 조절할 것인지를 지시하는 신호를 포함할 수 있다.Advantageously, the output control signal may comprise a signal indicating to what extent to adjust the magnitude of the current according to the determined attenuation factor.

그러면, 상기 출력 조정부(160)는 상기 출력 제어 신호에 응해서 이차 전지(B)에 인가되는 충전 전류 또는 이차 전지(B)로부터 출력되는 방전 전류의 크기를 감쇄시킨다. Then, the output adjusting unit 160 attenuates the charge current applied to the secondary battery B or the discharge current output from the secondary battery B in response to the output control signal.

상기 충전 전류 또는 상기 방전 전류의 크기가 조절되면, 이차 전지(B)의 출력이 결정된 감쇄 팩터에 대응하도록 조정될 수 있다.When the charge current or the magnitude of the discharge current is adjusted, the output of the secondary battery B may be adjusted to correspond to the determined attenuation factor.

바람직하게, 상기 출력 조정부(160)는 이차 전지(B)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 조절하기 위한 전력 변환 회로, 예컨대 인버터 회로를 포함할 수 있다. 하지만 본 발명이 이에 한하는 것은 아니므로 상기 출력 조정부(160)는 이차 전지(B)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 조절할 수 있다고 알려진 다양한 공지의 회로 부품을 포함할 수 있음은 자명하다.The output adjustment unit 160 may include a power conversion circuit, for example, an inverter circuit for adjusting the magnitude of the charging current or the discharging current of the secondary battery B. However, since the present invention is not limited to this, it is obvious that the output adjusting unit 160 may include various known circuit components known to be capable of controlling the charge current or the discharge current of the secondary battery B.

한편, 상기 제어부(140)는 주기적으로 이차 전지(B)의 온도 증가를 예측하여 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 조절함으로써 이차 전지(B)의 출력을 적응적으로 조절할 수 있다.Meanwhile, the control unit 140 may adaptively adjust the output of the secondary battery B by periodically predicting the temperature increase of the secondary battery B and adjusting the magnitude of the charging current or the discharging current.

도 4는, 본 발명의 실시예에 따라 상기 제어부(140)가 수행하는 이차 전지 출력 조정 방법을 보여주는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method for adjusting the output of a secondary battery performed by the controller 140 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 제어부(140)는 이차 전지(B)의 출력 조정 주기가 도래되었는지 결정한다(Q10 단계). First, the control unit 140 determines whether the output adjustment period of the secondary battery B has arrived (step Q10).

만약, 출력 조정 주기가 도래되었으면, 상기 제어부(140)는 제1온도 측정부(110), 제2온도 측정부(120) 및 전류 측정부(130)를 제어하여 각각의 측정부(110, 120, 130)로부터 이차 전지(B)의 주변 온도(Tamb), 이차 전지(B)의 온도(Tb) 및 이차 전지(B)로 입력되거나 출력되는 전류(I)의 크기에 대한 측정값을 입력 받아 저장부(150)에 저장한다(Q20 단계).The controller 140 controls the first temperature measuring unit 110, the second temperature measuring unit 120 and the current measuring unit 130 to measure the output of the measuring units 110 and 120 The ambient temperature T amb of the secondary battery B, the temperature T b of the secondary battery B and the measured value of the magnitude of the current I input to or output from the secondary battery B And stores it in the storage unit 150 (step Q20).

이어서, 상기 제어부(140)는 상기 수학식 2의 온도 변화 방정식과 이분법 알고리즘을 이용하여 현재 발생되는 발열량(QR)이 계속 유지된다고 할 때 이차 전지(B)의 현재 온도가 미리 설정한 임계 온도(Tlimit)까지 상승하는데 소요되는 온도 상승 시간(Δts)을 결정한다(Q30 단계). 상기 온도 상승 시간(Δts)을 결정하는 방법에 대해서는 도 2를 참조하여 이미 설명하였다.If the present temperature of the secondary battery B is lower than the preset threshold temperature Q R by using the temperature change equation and the dichotomy algorithm of Equation 2, It determines the temperature rising time (Δt s) required to rise to (T limit) (step Q30). The method of determining the temperature rise time? T s has already been described with reference to Fig.

이어서, 상기 제어부(140)는 결정된 온도 상승 시간(Δts)과 기준 시간(trefer)을 대비하여 이차 전지(B)의 출력을 조정할 필요가 있는지 결정한다(Q40 단계).Next, the controller 140 determines whether the output of the secondary battery B needs to be adjusted by comparing the determined temperature rise time? T s with the reference time t refer (step Q40).

만약, 온도 상승 시간(Δts)이 기준 시간(trefer) 이상이면 이차 전지(B)의 출력을 조정할 필요가 없는 것으로 결정한다. 반면, 온도 상승 시간(Δts)이 기준 시간(trefer) 미만이면 이차 전지(B)의 출력을 조정할 필요가 있는 것으로 결정한다.If it is determined that the temperature rise time? T s is not less than the reference time t refer , it is determined that the output of the secondary battery B need not be adjusted. On the other hand, if the temperature rise time? T s is less than the reference time t refer , it is determined that the output of the secondary battery B needs to be adjusted.

상기 제어부(140)는, Q40 단계에서 이차 전지(B)의 출력 조정이 필요한 것으로 결정되면, 도 3에 도시된 바에 따라 이차 전지(B)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 감쇄시킬 수 있는 감쇄 팩터를 결정한다(Q50 단계). If it is determined in step Q40 that the output adjustment of the secondary battery B is necessary, the controller 140 may reduce attenuation that can attenuate the magnitude of the charging current or the discharging current of the secondary battery B as shown in FIG. Factor is determined (step Q50).

상기 감쇄 팩터의 결정 시 Q20 단계에서 결정된 온도 및 전류 측정 데이터와 Q30 단계에서 결정된 온도 상승 시간이 이용된다.The temperature and current measurement data determined in step Q20 and the temperature rise time determined in step Q30 are used when determining the attenuation factor.

상기 제어부(140)는 감쇄 팩터를 결정한 다음, 결정된 감쇄 팩터에 따라 출력 조정부(160)를 제어하여 이차 전지(B)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 감쇄시킴으로써 이차 전지(B)의 출력을 조정한다(Q60 단계). The control unit 140 determines the attenuation factor and then controls the output adjusting unit 160 according to the determined attenuation factor to attenuate the magnitude of the charging current or the discharging current of the secondary battery B to thereby adjust the output of the secondary battery B (Step Q60).

상기 제어부(140)는 이차 전지(B)의 출력을 조정한 다음 외부로부터 파워 오프 요구가 수신되는지 결정한다(Q70 단계). The controller 140 adjusts the output of the secondary battery B and determines whether a power-off request is received from the outside (step Q70).

상기 제어부(140)는 파워 오프 요구 신호가 수신되면, 본 발명에 따른 이차 전지(B)의 출력 조정 방법의 실시를 종료한다. When the power-off request signal is received, the controller 140 ends the execution of the output adjustment method of the secondary battery B according to the present invention.

반면, 파워 오프 요구 신호가 수신되지 않으면, 상기 제어부(140)는 프로세스를 Q10 단계로 이행하여 이차 전지(B)의 출력 조정 방법을 다시 실행할 수 있다.On the other hand, if the power-off request signal is not received, the control unit 140 can return the process to step Q10 and execute the output adjustment method of the secondary battery B again.

상술한 본 발명에 따르면, 이차 전지(B)의 현재 발열량을 이용하여 이차 전지(B)의 온도가 임계 온도에 도달되는 시간이 어느 정도 소요되는지를 미리 예측할 수 있다.According to the present invention described above, it is possible to predict in advance how long the temperature of the secondary battery B reaches the critical temperature by using the current calorific value of the secondary battery B.

또한, 본 발명은 임계 온도에 도달되는 예측 시간이 기준 시간보다 짧으면 이차 전지(B)의 온도가 급격하게 상승할 수 있으므로 이차 전지의 충전 전류 또는 방전 전류를 미리 감쇄시켜 이차 전지의 출력을 적응적으로 제어할 수 있다.In addition, according to the present invention, if the predicted time at which the critical temperature is reached is shorter than the reference time, the temperature of the secondary battery B may rise sharply, so that the charging current or the discharging current of the secondary battery may be attenuated in advance, .

본 발명은 특히 전기 구동 자동차에 탑재되는 무냉각 방식의 이차 전지에 대한 출력 조정, 특히 충전 출력 조정에 적용할 경우 바람직하다.The present invention is particularly preferable when the present invention is applied to an output adjustment for a non-cooling type secondary battery mounted on an electric drive vehicle, in particular, a charge output adjustment.

하지만 본 발명은 이차 전지의 냉각 방식이나 이차 전지가 탑재되는 장치의 종류에 의해 그 범위가 한정되지 않는다.However, the scope of the present invention is not limited by the cooling system of the secondary battery or the type of the apparatus on which the secondary battery is mounted.

본 발명에 있어서, 상기 제어부(140)는 상술한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. In the present invention, the control unit 140 may include a processor, an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, a register, a communication modem, a data processing apparatus, and the like known in the art for executing the control logic And may optionally include.

또한, 도 2 내지 도 4에 도시된 상기 제어부(140)의 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다.In addition, at least one of the control logic of the controller 140 shown in FIGS. 2 to 4 is combined, and the combined control logic is written in a computer-readable code system and recorded in a computer- .

상기 기록매체는 컴퓨터에 포함된 프로세서에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. The type of the recording medium is not particularly limited as long as it can be accessed by a processor included in the computer. As one example, the recording medium includes at least one selected from the group including a ROM, a RAM, a register, a CD-ROM, a magnetic tape, a hard disk, a floppy disk and an optical data recording apparatus.

상기 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
The code system may be modulated with a carrier signal and included in a communication carrier at a specific point in time, distributed and stored in a networked computer. Also, functional programs, code, and code segments for implementing the combined control logic can be easily inferred by programmers skilled in the art to which the present invention pertains.

본 발명의 다양한 실시 양태를 설명함에 있어서, '~부'라고 명명된 구성 요소들은 물리적으로 구분되는 요소들이라고 하기 보다 기능적으로 구분되는 요소들로 이해되어야 한다. 따라서 각각의 구성요소는 다른 구성요소와 선택적으로 통합되거나 각각의 구성요소가 제어 로직(들)의 효율적인 실행을 위해 서브 구성요소들로 분할될 수 있다. 하지만 구성요소들이 통합 또는 분할되더라도 기능의 동일성이 인정될 수 있다면 통합 또는 분할된 구성요소들도 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 당업자에게 자명하다.
In describing the various embodiments of the present invention, the components labeled 'to' should be understood to be functionally distinct elements rather than physically distinct elements. Thus, each component may be selectively integrated with another component, or each component may be divided into sub-components for efficient execution of the control logic (s). It will be apparent to those skilled in the art, however, that, even if components are integrated or partitioned, the integrity of the functionality can be recognized, it is understood that the integrated or segmented components are also within the scope of the present invention.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

100: 이차 전지 출력 조정 장치 110: 제1온도 측정부
120: 제2온도 측정부 130: 전류 측정부
140: 제어부 150: 저장부
160: 출력 조정부100: Secondary battery output adjusting device 110: First temperature measuring unit
120: second temperature measuring unit 130: current measuring unit
140: control unit 150:
160:

Claims (16)

이차 전지의 주변 온도를 측정하는 제1온도 측정부;
상기 이차 전지의 온도를 측정하는 제2온도 측정부;
상기 이차 전지의 전류를 측정하는 전류 측정부; 및
상기 측정된 전류와 이차 전지의 미리 결정된 저항으로부터 발열량을 결정하고, 열역학 이론에 의해 유도된 시간 변화에 따른 온도 변화 방정식을 이용하여 상기 발열량으로부터 이차 전지의 온도가 임계 온도까지 상승할 때까지 걸리는 온도 상승 시간을 결정하고, 상기 온도 상승 시간이 기준 시간보다 작으면 상기 전류의 크기에 대한 감쇄 팩터를 결정하고, 결정된 감쇄 팩터에 따라 상기 전류의 크기를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 출력 조정 장치.
A first temperature measuring unit for measuring an ambient temperature of the secondary battery;
A second temperature measuring unit for measuring a temperature of the secondary battery;
A current measuring unit for measuring a current of the secondary battery; And
Determining a calorific value from the measured current and a predetermined resistance of the secondary battery, calculating a temperature at which the temperature of the secondary battery rises from the calorific value to a critical temperature using a temperature change equation based on a time change induced by the thermodynamic theory, And a control unit for determining a rise time, determining an attenuation factor for the magnitude of the current if the temperature rise time is less than a reference time, and adjusting the magnitude of the current according to the determined attenuation factor. .
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 온도 변화 방정식에 이분법 알고리즘을 적용하여 상기 온도 상승 시간을 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 출력 조정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the controller is configured to determine the temperature rise time by applying a dichotomy algorithm to the temperature change equation.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 온도 변화 방정식의 출력 값이 상기 임계 온도에 해당할 때의 시간 값을 수학적 연산을 통해 결정하고, 결정된 시간 값을 상기 온도 상승 시간으로 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 출력 조정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the controller is configured to determine a time value when the output value of the temperature change equation corresponds to the critical temperature through a mathematical operation and to determine the determined time value as the temperature rise time Adjusting device.
제1항에 있어서,
상기 이차 전지의 전류 크기를 조절하는 출력 조정부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 결정된 감쇄 팩터에 따라 상기 전류의 크기를 제어하는 신호를 상기 출력 조정부에 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 출력 조정 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an output adjusting unit for adjusting a current size of the secondary battery,
Wherein the controller is configured to output a signal for controlling the magnitude of the current to the output adjuster according to the determined attenuation factor.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 전류의 크기를 여러 가지 값으로 감쇄시키고, 각각의 감쇄된 전류의 크기에 따라 발열량을 갱신하고 갱신된 발열량이 상기 온도 상승 시간 동안 유지되었을 때의 이차 전지 온도를 상기 온도 변화 방정식으로부터 결정하고, 결정된 온도가 상기 임계 온도 미만인 조건을 만족시키는 전류의 감쇄 조건으로부터 상기 감쇄 팩터를 결정하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 출력 조정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit attenuates the magnitude of the current to various values, updates the calorific value according to the magnitude of each attenuated current, and determines the secondary battery temperature when the updated calorific value is maintained for the temperature rise time from the temperature change equation And determines the attenuation factor from the attenuation condition of the current satisfying the condition that the determined temperature is lower than the critical temperature.
제1항에 있어서,
상기 온도 변화 방정식은,
Figure pat00008

Figure pat00009

(여기서, TB는 이차 전지의 온도, Tamb는 이차 전지의 주변 온도, Rth는 이차 전지와 그 주변 사이의 열 저항, QR은 전류의 크기와 이차 전지의 저항으로부터 계산되는 발열량임)
상기의 수식으로 표현되는 것을 특징으로 이차 전지의 출력 조정 장치.
The method according to claim 1,
The temperature variation equation is expressed by Equation
Figure pat00008

Figure pat00009

(Where T B is the temperature of the secondary battery, T amb is the ambient temperature of the secondary battery, R th is the thermal resistance between the secondary battery and its periphery, Q R is the calorific value calculated from the magnitude of the current and the resistance of the secondary battery)
And the output of the secondary battery is expressed by the above equation.
제1항에 있어서,
상기 이차 전지의 전류는 충전 전류인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 출력 조정 장치.
The method according to claim 1,
And the current of the secondary battery is a charging current.
제1항에 있어서,
상기 임계 온도, 상기 기준 시간 및 상기 미리 결정된 저항이 저장된 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 출력 조정 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a storage unit for storing the threshold temperature, the reference time, and the predetermined resistance.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 (i) 시간 경계 조건을 설정하고, (ii) 상기 시간 경계 조건의 하한 값 및 상한 값의 중간 값을 결정한 후 상기 하한 값 및 중간 값 사이와 상기 중간 값 및 상기 상한 값 사이에서 상기 온도 변화 방정식의 출력 값이 상기 임계 온도가 되도록 하는 해가 포함된 시간 영역을 식별하고 (iii) 식별된 시간 영역의 하한 값과 상한 값을 새로운 시간 경계 조건으로 설정한 후 상기 (ii) 과정을 재귀적으로 반복하여 상기 온도 상승 시간을 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 출력 조정 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the controller sets the time boundary condition by: (i) setting a time boundary condition; (ii) determining an intermediate value between the lower limit value and the upper limit value of the time boundary condition, (Iii) identifying a time domain including a solution to make the output value of the temperature change equation be the critical temperature, (iii) setting a lower limit value and an upper limit value of the identified time domain as a new time boundary condition, And the temperature rise time is recursively determined so as to determine the temperature rise time.
(a) 이차 전지의 주변 온도를 측정하는 단계;
(b) 상기 이차 전지의 온도를 측정하는 단계;
(c) 상기 이차 전지의 전류를 측정하는 단계;
(d) 상기 측정된 전류와 이차 전지의 미리 결정된 저항으로부터 발열량을 결정하는 단계;
(e) 열역학 이론에 의해 유도된 시간 변화에 따른 온도 변화 방정식을 이용하여 상기 발열량으로부터 이차 전지의 온도가 임계 온도까지 상승할 때까지 걸리는 온도 상승 시간을 결정하는 단계;
(f) 상기 온도 상승 시간이 기준 시간보다 작으면 상기 전류의 크기에 대한 감쇄 팩터를 결정하는 단계; 및
(g) 상기 결정된 감쇄 팩터에 따라 상기 전류의 크기를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 출력 조정 방법.
(a) measuring an ambient temperature of the secondary battery;
(b) measuring a temperature of the secondary battery;
(c) measuring a current of the secondary battery;
(d) determining a calorific value from the measured current and a predetermined resistance of the secondary battery;
(e) determining a temperature rise time required for the temperature of the secondary battery to rise from the calorific value to a critical temperature by using a temperature change equation according to a time change induced by a thermodynamic theory;
(f) determining an attenuation factor for the magnitude of the current if the temperature rise time is less than a reference time; And
(g) adjusting the magnitude of the current according to the determined attenuation factor.
제10항에 있어서,
상기 (e) 단계는, 상기 온도 변화 방정식에 이분법 알고리즘을 적용하여 상기 온도 상승 시간을 결정하는 단계임을 특징으로 하는 이차 전지의 출력 조정 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the step (e) is a step of determining the temperature rise time by applying a dichotomy algorithm to the temperature change equation.
제1항에 있어서,
상기 (e) 단계는, 상기 온도 변화 방정식의 출력 값이 상기 임계 온도에 해당할 때의 시간 값을 수학적 연산을 통해 결정하고 결정된 시간 값을 상기 온도 상승 시간으로 결정하는 단계임을 특징으로 하는 이차 전지의 출력 조정 방법
The method according to claim 1,
Wherein the step (e) is a step of determining a time value when the output value of the temperature change equation corresponds to the critical temperature through a mathematical operation and determining the determined time value as the temperature rise time. How to adjust the output of
제10항에 있어서, 상기 (f) 단계는,
전류의 크기를 여러 가지 값으로 감쇄시키는 단계;
각각의 감쇄된 전류의 크기에 따라 발열량을 갱신하는 단계;
상기 갱신된 발열량이 상기 온도 상승 시간 동안 유지되었을 때의 이차 전지 온도를 상기 온도 변화 방정식으로부터 결정하는 단계; 및
상기 결정된 이차 전지 온도가 상기 임계 온도 미만인 조건을 만족시키는 전류의 감쇄 조건으로부터 상기 감쇄 팩터를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 출력 조정 방법.
11. The method of claim 10, wherein step (f)
Attenuating the magnitude of the current to various values;
Updating the calorific value according to the magnitude of each of the attenuated currents;
Determining the temperature of the secondary battery when the updated calorific power is maintained for the temperature rise time from the temperature variation equation; And
And determining the attenuation factor from a current attenuation condition that satisfies a condition that the determined secondary battery temperature is lower than the critical temperature.
제10항에 있어서,
상기 온도 변화 방정식은,
Figure pat00010

Figure pat00011

(여기서, TB는 이차 전지의 온도, Tamb는 이차 전지의 주변 온도, Rth는 이차 전지와 그 주변 사이의 열 저항, QR은 전류의 크기와 이차 전지의 저항으로부터 계산되는 발열량임)
상기의 수식으로 표현되는 것을 특징으로 이차 전지의 출력 조정 방법.
11. The method of claim 10,
The temperature variation equation is expressed by Equation
Figure pat00010

Figure pat00011

(Where T B is the temperature of the secondary battery, T amb is the ambient temperature of the secondary battery, R th is the thermal resistance between the secondary battery and its periphery, Q R is the calorific value calculated from the magnitude of the current and the resistance of the secondary battery)
Wherein the output power of the secondary battery is expressed by the above formula.
제10항에 있어서,
상기 이차 전지의 전류는 충전 전류인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 출력 조정 방법.
11. The method of claim 10,
And the current of the secondary battery is a charging current.
제11항에 있어서, 상기 (e) 단계는,
(i) 시간 경계 조건을 설정하는 단계;
(ii) 상기 시간 경계 조건의 하한 값 및 상한 값의 중간 값을 결정한 후 상기 하한 값 및 중간 값 사이와 상기 중간 값 및 상기 상한 값 사이에서 상기 온도 변화 방정식의 출력 값이 상기 임계 온도가 되도록 하는 해가 포함된 시간 영역을 식별하는 단계;
(iii) 상기 식별된 시간 영역의 하한 값과 상한 값을 새로운 시간 경계 조건으로 설정하는 단계; 및
상기 (ii) 및 (iii) 단계를 반복하여 상기 온도 상승 시간을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 출력 조정 방법.
12. The method of claim 11, wherein the step (e)
(i) setting a time boundary condition;
(ii) determining an intermediate value between a lower limit value and an upper limit value of the time boundary condition, and between the lower limit value and the intermediate value and between the intermediate value and the upper limit value, the output value of the temperature variation equation becomes the critical temperature Identifying a time domain containing the solution;
(iii) setting a lower bound value and an upper bound value of the identified time domain as a new time boundary condition; And
And repeating the steps (ii) and (iii) to determine the temperature rise time of the secondary battery.
KR1020140150751A 2014-10-31 2014-10-31 Apparatus and Method for Adjusting Power of Secondary Battery KR101748642B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140150751A KR101748642B1 (en) 2014-10-31 2014-10-31 Apparatus and Method for Adjusting Power of Secondary Battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140150751A KR101748642B1 (en) 2014-10-31 2014-10-31 Apparatus and Method for Adjusting Power of Secondary Battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160051198A true KR20160051198A (en) 2016-05-11
KR101748642B1 KR101748642B1 (en) 2017-06-19

Family

ID=56026001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140150751A KR101748642B1 (en) 2014-10-31 2014-10-31 Apparatus and Method for Adjusting Power of Secondary Battery

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101748642B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019093627A1 (en) * 2017-11-07 2019-05-16 주식회사 엘지화학 Apparatus and method for estimating battery temperature
WO2020048873A1 (en) * 2018-09-04 2020-03-12 Robert Bosch Gmbh Method for determining an ambient temperature of a first electrical energy storage unit together with second electrical energy storage units, and corresponding device, computer program, and machine-readable storage medium
US10670665B2 (en) 2016-11-04 2020-06-02 Lg Chem, Ltd. Method for estimating reaction of secondary battery and secondary battery comprising battery cell used for the same
CN112219334A (en) * 2018-12-18 2021-01-12 株式会社Lg化学 Apparatus and method for controlling charging of secondary battery pack
CN117578682A (en) * 2024-01-19 2024-02-20 深圳市东田通利电业制品有限公司 Battery charging control method, device, equipment and storage medium
CN112219334B (en) * 2018-12-18 2024-05-17 株式会社Lg新能源 Apparatus and method for controlling charging of secondary battery pack

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210051538A (en) 2019-10-30 2021-05-10 주식회사 엘지화학 Apparatus for Controlling Power of Parallel Multi Battery Pack and Method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4327692B2 (en) 2004-09-30 2009-09-09 トヨタ自動車株式会社 Secondary battery charge / discharge controller
JP5026823B2 (en) * 2006-06-22 2012-09-19 プライムアースＥｖエナジー株式会社 Battery cooling system
JP4660523B2 (en) 2007-09-19 2011-03-30 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド Charging system that controls charging at the surface temperature of the battery cell
JP2009081958A (en) * 2007-09-26 2009-04-16 Hitachi Vehicle Energy Ltd Charge/discharge controller

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10670665B2 (en) 2016-11-04 2020-06-02 Lg Chem, Ltd. Method for estimating reaction of secondary battery and secondary battery comprising battery cell used for the same
WO2019093627A1 (en) * 2017-11-07 2019-05-16 주식회사 엘지화학 Apparatus and method for estimating battery temperature
US11552343B2 (en) 2017-11-07 2023-01-10 Lg Energy Solution, Ltd. Apparatus and method for estimating temperature of battery
WO2020048873A1 (en) * 2018-09-04 2020-03-12 Robert Bosch Gmbh Method for determining an ambient temperature of a first electrical energy storage unit together with second electrical energy storage units, and corresponding device, computer program, and machine-readable storage medium
CN112219334A (en) * 2018-12-18 2021-01-12 株式会社Lg化学 Apparatus and method for controlling charging of secondary battery pack
CN112219334B (en) * 2018-12-18 2024-05-17 株式会社Lg新能源 Apparatus and method for controlling charging of secondary battery pack
CN117578682A (en) * 2024-01-19 2024-02-20 深圳市东田通利电业制品有限公司 Battery charging control method, device, equipment and storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
KR101748642B1 (en) 2017-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105789719B (en) Temperature management method for power battery of electric automobile
KR101925002B1 (en) Apparatus of Adjusting Charging Condition of Secondary Battery and Method thereof
KR102014451B1 (en) System of Adjusting Power Parameter of Secondary Battery and Method thereof
KR102123048B1 (en) Charge Control Apparatus capable of high speed cell balancing and energy saving and Method thereof
KR101685130B1 (en) Apparatus and Method for controlling power for secondary battery
US10991994B2 (en) Temperature monitoring apparatus and method for battery pack
KR101748642B1 (en) Apparatus and Method for Adjusting Power of Secondary Battery
JP6664013B2 (en) Battery management apparatus and method
US9937816B2 (en) Method for managing the temperature of a battery of an electric or hybrid vehicle
KR102634816B1 (en) An battery monitoring apparatus detecting charge balance of a battery and a method thereof
KR102655790B1 (en) Method and apparatus for estimating battery state
US20160380313A1 (en) Battery pack, control circuit, and control method
US10081268B2 (en) Management device for secondary battery
CN107293821B (en) Power battery heat treatment method and device and electric automobile
KR102052241B1 (en) System and method for battery management using Balancing battery
US10011185B2 (en) Method for battery management and battery management system
US20170120888A1 (en) Vehicle control device
KR20150137678A (en) Method and apparatus for managing battery
US20160176308A1 (en) Battery control system and vehicle control system
WO2019184847A1 (en) Electric vehicle and method and device for updating parameter of power battery in static state
KR101712811B1 (en) Method for determining the temperature of a battery
JP5942882B2 (en) Battery system
KR20190097626A (en) An apparatus and a method controlling charging of a battery using diffusion characteristics of material included in the battery
KR102577581B1 (en) Method and system for estimating state of health(soh) of a battery
CN107359657B (en) Dust collector and quick charging method and system of battery pack in dust collector

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant