KR20160081239A - 차량의 배터리 잔존용량 측정 장치 및 방법 - Google Patents

차량의 배터리 잔존용량 측정 장치 및 방법 Download PDF

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주식회사 에이치에스엘 일렉트로닉스
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    • 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]

Abstract

본 발명은 차량의 배터리 잔존용량 측정 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 차량의 배터리 잔존용량 측정 장치는 차량 배터리의 내부 저항을 측정하고, 측정된 내부 저항을 기초로 상기 배터리의 제1 배터리 잔존용량을 측정하는 제1 측정부 및 상기 배터리의 무부하 안정전압이 측정되면, 상기 배터리의 무부하 안정전압을 통해 상기 배터리의 제2 배터리 잔존용량을 측정하고, 상기 제2 배터리 잔존용량을 토대로 최종 배터리 잔존용량을 업 데이트하는 제2 측정부를 포함한다.

Description

차량의 배터리 잔존용량 측정 장치 및 방법 {Apparatus for measuring state of charge of battery in vehicle, and method applied to the same}
본 발명은 차량의 배터리 잔존용량 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리의 잔존용량을 정확하고 신속하게 측정하기 위한 차량의 배터리 잔존용량 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량에는 배터리와 더불어 배터리의 상태를 감시하는 배터리 관리장치(BMS: Battery Management System)가 탑재되고, 이 배터리 관리장치는 배터리의 온도, 전압, 충/방전 전류, 잔존용량 등 배터리 상태정보를 수집 및 연산하고, 배터리 상태정보를 차량 제어에 이용될 수 있도록 차량 내 메인 제어부에 제공한다.
이와 같은 배터리 관리장치는 리튬이온 배터리가 탑재된 순수 전기 차량이나 하이브리드 차량, 연료전지 차량 등의 친환경 차량, ISG(Idle Stop & Go) 기능을 갖는 ISG 차량 등에 장착되고 있으나, 납산 전지를 사용하는 일반 차량에도 배터리와 함께 장착될 수 있다.
상기한 배터리 상태정보 중 배터리 온도, 전압, 전류 등은 배터리 센서에 의해 측정되고, 배터리 잔존용량(SOC: State Of Charge)은 센서 측정정보를 이용하여 측정되는데, 예로 SOC-OCV(Open Circiut voltage) 맵과 전류 적산에 의해 배터리 잔존용량이 계산될 수 있다.
이러한 배터리 잔존용량은 차량 제어에 있어서 중요한 인자로 사용되고 있으며, 예를 들면 ISG 기능을 갖는 차량에서 ISG 시스템의 인에이블(Enable)/디스에이블(Disable)은 배터리 잔존용량에 의해 결정되고 있다.
또한, 차량의 발전제어 시스템에서는 차량 가감속 상태 및 배터리 잔존용량 등의 정보에 따라 알터네이터의 출력전압을 설정하는 알고리즘이 적용되고 있으며, 배터리 잔존용량 및 배터리 온도 등의 유효 범위 안에서 유지될 때에만 발전제어 동작을 수행하도록 제한되어 있다.
이에 차량에서는 배터리 잔존용량을 정확히 산출하는 것이 중요하며, 정확한 배터리 잔존용량이 산출되지 않으면 이를 이용하는 차량 제어 시스템에 있어서 작동 불능 및 오작동 등의 문제가 발생하게 된다.
특히, ISG 차량에서는 ISG 시스템의 사용 가능 여부가 배터리 잔존용량에 의해 결정되므로 배터리의 노후 및 특성이 변하는 경우 배터리 잔존용량의 오차가 증가하여 ISG 시스템의 작동 불능 및 오작동이 발생할 수 있다.
종래 배터리 잔존용량을 측정하는 방법에 있어서, 전술한 바와 같이 SOC-OCV(Open Circiut voltage) 맵과 전류 적산에 의해 배터리 잔존용량을 측정하는 방식이 주로 적용되고 있다.
SOC-OCV(Open Circiut voltage) 맵과 전류 적산에 의해 배터리 잔존용량을 측정하는 방식이라 함은, 배터리 잔존용량을 측정하는 초기에는 SOC-OCV(Open Circiut voltage) 맵을 통해 배터리 잔존용량을 측정한 후 이후부터는 배터리로부터 출력되는 전류를 적산해서 배터리 잔존용량을 지속적으로 업 데이트하는 방식이다.
여기서, SOC-OCV(Open Circiut voltage) 맵은 무부하 상태의 배터리 전압과 배터리 잔존용량 간의 관계를 나타내는 맵으로서, 배터리 잔존용량을 정확하게 산출하는 데에 이용된다.
하지만, 배터리 잔존용량을 측정하는 초기에 SOC-OCV(Open Circiut voltage) 방식으로 배터리 잔존용량을 측정하는 경우, 배터리의 화학적 특성(즉, 배터리에서 충/방전이 일어나면 최소 3시간 이후에 배터리의 전압이 안정화됨)이 있기 때문에, 배터리가 무부하 상태로 될 때까지 대기한 후 무부하 상태의 배터리 전압을 측정해서 배터리 잔존용량을 산출하여야 하는 것인 바, 정확한 배터리 잔존용량을 신속하게 산출하는 데에 적절하지 않다.
이로 인해, SOC-OCV(Open Circiut voltage) 방식으로 배터리 잔존용량을 측정하기 위하여 대기하는 시간 동안은 금번 측정이 아닌 예전에 측정된 배터리 잔존용량을 차량 제어에 사용하게 되므로, 차량 제어 시스템에 있어서 작동 불능 및 오작동 등의 문제가 발생하게 될 가능성이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0077064 (2014.06.23)
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 과제는 배터리 잔존용량을 측정하는 초기부터 보다 정확한 배터리 잔존용량을 신속하게 측정하고, 이후에 배터리 잔존용량을 상황별로 더 정확한 값을 갖도록 보정하는 차량의 배터리 잔존용량 측정 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 차량의 배터리 잔존용량 측정 장치는 차량 배터리의 내부 저항을 측정하고, 측정된 내부 저항을 기초로 상기 배터리의 제1 배터리 잔존용량을 측정하는 제1 측정부 및 상기 배터리의 무부하 안정전압이 측정되면, 상기 배터리의 무부하 안정전압을 통해 상기 배터리의 제2 배터리 잔존용량을 측정하고, 상기 제2 배터리 잔존용량을 토대로 최종 배터리 잔존용량을 업 데이트하는 제2 측정부를 포함한다.
상기 제2 측정부는 상기 제1 배터리 잔존용량을 측정한 이후, 상기 배터리에 입출력되는 전류를 적산한 값을 통해 상기 배터리의 제3 배터리 잔존용량을 측정할 수 있다.
상기 제2 측정부는 상기 제2 배터리 잔존용량과 상기 제3 배터리 잔존용량을 비교하고, 비교 결과에서 상기 제2 배터리 잔존용량보다 상기 제3 배터리 잔존용량이 크면 상기 제3 배터리 잔존용량을 토대로 상기 최종 배터리 잔존용량을 업 데이트할 수 있다.
상기 제2 측정부는 상기 제2 배터리 잔존용량과 상기 제3 배터리 잔존용량을 비교하고, 비교 결과에서 상기 제2 배터리 잔존용량보다 상기 제3 배터리 잔존용량이 작으면 상기 제2 배터리 잔존용량을 토대로 상기 최종 배터리 잔존용량을 단계적으로 업 데이트할 수 있다.
상기 제1 측정부는 상기 배터리에 충전전류가 인가되는 경우에 상기 내부 저항을 기초로 상기 제1 배터리 잔존용량을 측정하고, 상기 배터리에 충전전류가 인가되지 않는 경우에 상기 배터리의 무부하 안정전압이 측정되는지를 추가 측정한 후 상기 배터리의 무부하 안정전압을 통해 상기 제1 배터리 잔존용량을 측정할 수 있다.
그리고, 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제2 관점에 따른 차량의 배터리 잔존용량 측정 방법은 차량 배터리의 내부 저항을 측정하고, 측정된 내부 저항을 기초로 상기 배터리의 제1 배터리 잔존용량을 측정하는 단계, 상기 배터리의 무부하 안정전압이 측정되는지를 결정하는 단계, 상기 배터리의 무부하 안정전압이 측정되면, 미리 정해진 시간까지 상기 배터리의 무부하 안정전압의 지속 여부를 결정하는 단계, 상기 배터리의 무부하 안정전압을 통해 상기 배터리의 제2 배터리 잔존용량을 측정하는 단계 및 상기 제2 배터리 잔존용량을 토대로 최종 배터리 잔존용량을 업 데이트하는 단계를 포함한다.
상기 제1 배터리 잔존용량을 측정한 이후, 상기 배터리에 입출력되는 전류를 적산한 값을 통해 상기 배터리의 제3 배터리 잔존용량을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리 잔존용량과 상기 제3 배터리 잔존용량을 비교하고, 비교 결과에서 상기 제2 배터리 잔존용량보다 상기 제3 배터리 잔존용량이 크면 상기 제3 배터리 잔존용량을 토대로 상기 최종 배터리 잔존용량을 업 데이트하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리 잔존용량과 상기 제3 배터리 잔존용량을 비교하고, 비교 결과에서 상기 제2 배터리 잔존용량보다 상기 제3 배터리 잔존용량이 작으면 상기 제2 배터리 잔존용량을 토대로 상기 최종 배터리 잔존용량을 단계적으로 업 데이트하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 배터리 잔존용량을 측정하는 단계는 상기 배터리에 충전전류가 인가되는 경우에 상기 내부 저항을 기초로 상기 제1 배터리 잔존용량을 측정하고, 상기 배터리에 충전전류가 인가되지 않는 경우에 상기 배터리의 무부하 안정전압이 측정되는지를 추가 측정한 후 상기 배터리의 무부하 안정전압을 통해 상기 제1 배터리 잔존용량을 측정할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 배터리 잔존용량을 측정하는 초기부터 보다 정확한 배터리 잔존용량을 신속하게 측정하고, 이후에 배터리 잔존용량을 상황별로 더 정확한 값을 갖도록 보정 함으로써, 배터리 잔존용량을 측정하는 초기부터 그 이후까지 보다 정확한 배터리 잔존용량을 신속하고도 정확하게 산출할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 시스템을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 도 1의 배터리 잔존용량 측정 장치가 일 실시 예로 동작하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 3은 도 2의 'S100' 단계를 더 상세하게 나타내는 순서도이다.
그리고, 도 4는 도 2의 'S500' 단계를 더 상세하게 나타내는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 다음과 같이 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 배터리 잔존용량 측정 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 배터리 시스템은 배터리(100) 및 배터리 잔존용량 측정 장치(200)를 포함한다.
여기서, 배터리(100)는 차량에 구비되거나, 충/ 방전이 발생하는 전자장비 또는 이동수단에 구비될 수 있고, 이하에서는 차량에 구비되는 배터리(100)를 예로 들어 상술한다. 이에 따라, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)도 차량에 적용되는 경우를 일례로 들어 이하 상술한다.
이러한 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 온도, 전압, 충/방전 전류, 잔존용량 등 배터리(100) 상태정보를 수집 및 연산하고, 배터리(100) 상태정보를 차량 제어에 이용될 수 있도록 차량 내 메인 제어부에 제공한다.
특히, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리 잔존용량을 측정할 때, 배터리 잔존용량을 측정하는 초기부터 보다 정확한 배터리 잔존용량을 신속하게 측정하고, 이후에 배터리 잔존용량을 상황별로 더 정확한 값을 갖도록 보정하는 구성을 갖춘다.
배터리 잔존용량을 측정하는 초기라 함은 배터리 잔존용량의 측정 개시시점을 어떠한 기준으로 정하는지에 따라 상이해질 수 있다. 예를 들어, 차량을 시동하는 시점을 기준으로 하는 경우, 차량의 시동 시점이 배터리 잔존용량의 측정 개시시점이 된다. 즉, 차량의 시동 시점이 배터리 잔존용량의 측정 개시시점이 되는 경우, 차량의 시동 시점 이후 미리 정해진 시간(예: 1분)이 경과할 때까지가 배터리 잔존용량을 측정하는 초기인 것으로 정의하는 것이 가능하다. 물론, 이 경우는 배터리 잔존용량의 측정 개시시점을 차량의 시동 시점을 기준으로 한 경우인 바, 다른 기준에 의거하는 다른 경우에는 전술한 배터리 잔존용량을 측정하는 초기에 대한 정의가 달라질 수 있다.
배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리 잔존용량을 측정하는 초기에 배터리 잔존용량(이하, '제1 배터리 잔존용량'이라 함)을 측정하는 제1 측정부(210), 및 배터리 잔존용량을 측정하는 초기가 경과 한 이후의 배터리 잔존용량(이하, '제2 배터리 잔존용량이라 함)을 측정하는 제2 측정부(220)를 포함할 수 있다. 제1 측정부(210) 및 제2 측정부(220)는 하드웨어적으로 제어수단이 구분되거나, 하나의 하드웨어에서 소프트웨어적으로 제어수단이 구분된 것일 수 있다.
제1 측정부(210)는 배터리(100)의 내부저항을 측정하고, 측정된 내부저항을 기초로 배터리(100)의 제1 배터리 잔존용량을 측정할 수 있다.
먼저, 제1 측정부(210)는 배터리(100)의 전압, 전류 및 온도를 측정하거나, 배터리(100)의 전압, 전류 및 온도를 측정하는 센서부로부터 관련 센서값을 제공받는다. 이때, 배터리(100)의 전류는 충/ 방전 전류가 된다.
제1 측정부(210)는 배터리(100) 전압과 충/ 방전 전류로부터 배터리(100)의 내부저항을 구한 후, 내부저항과 배터리 용량과의 관계를 나타내는 다수의 룩업 테이블(Look up table)을 통해 앞서 설명한 제1 배터리 잔존용량을 산출한다.
또한, 제1 측정부(210)는 배터리(100)에 충전 전류가 인가되는지 여부에 따라 내부 저항을 기초로 제1 배터리 잔존용량을 산출하거나, 배터리(100)의 무부하 안정전압을 기초로 제1 배터리 잔존용량을 산출하는 것으로 구비되는 것도 가능하다.
즉, 제1 측정부(210)는 배터리(100)에 충전전류가 인가되는 경우에 배터리(100)의 내부저항을 기초로 제1 배터리 잔존용량을 측정하고, 배터리(100)에 충전전류가 인가되지 않는 경우이면 배터리(100)의 무부하 안정전압이 측정되는지를 추가 측정한 후 배터리(100)의 무부하 안정전압을 통해 제1 배터리 잔존용량을 측정할 수 있다.
여기서, 충전전류라 함은 미리 정해진 기준전류(즉, 배터리(100)의 충/ 방전이 없는 상태에도 배터리(100)와 연결되는 단자에 기본적으로 흐르는 전류를 지칭함)보다 큰 전류 값을 갖는 전류이다.
제2 측정부(220)는 배터리 잔존용량을 측정하는 초기가 경과한 이후의 배터리 잔존용량을 측정하는 것으로서, 배터리(100)에서 충/ 방전이 발생하지 않는 무부하 상태에서 측정되는 배터리(100)의 전압, 즉 배터리(100)의 무부하 안정전압을 통해 전술한 제2 배터리 잔존용량을 산출한다.
아울러, 전술한 제1 배터리 잔존용량을 측정한 이후에 배터리(100)에서 충/ 방전이 발생하지 않는 무부하 상태가 도래하지 않는 경우에는, 제2 측정부(220)에서 배터리(100)의 무부하 안정전압을 통해 제2 배터리 잔존용량을 산출하는 것이 불가하다.
이를 보완하기 위해, 제2 측정부(220)는 전술한 제1 배터리 잔존용량을 측정한 이후, 배터리(100)에 입출력되는 전류를 적산한 값을 통해 배터리(100)의 제3 배터리 잔존용량을 산출하는 것을 병행하는 것이 바람직하다.
제2 측정부(220)는 전술한 제2 배터리 잔존용량과 제3 배터리 잔존용량을 비교하고, 비교 결과에서 제2 배터리 잔존용량보다 제3 배터리 잔존용량이 크면 제3 배터리 잔존용량을 토대로 현 배터리 잔존용량인 최종 배터리 잔존용량을 업 데이트할 수 있다.
반면, 제2 측정부(220)는 전술한 제2 배터리 잔존용량보다 제3 배터리 잔존용량을 비교하고, 비교 결과에서 제2 배터리 잔존용량보다 제3 배터리 잔존용량이 작으면 제2 배터리 잔존용량을 토대로 최종 배터리 잔존용량을 단계적으로 업 데이트할 수 있다.
여기서, 제2 측정부(220)가 최종 배터리 잔존용량을 단계적으로 업 데이트한다는 것은 차량 제어 시스템의 안정성을 확보하기 위한 것이다.
먼저, 제2 측정부(220)가 제3 배터리 잔존용량을 토대로 최종 배터리 잔존용량을 업 데이트하는 경우에는, 배터리(100)에 입출력되는 전류를 적산해서 순차적으로 배터리 잔존용량의 변동 과정을 추적하는 것이고 이로 인해 배터리 잔존용량을 급격하게 변경하는 경우가 존재하지 않는다.
하지만, 제2 측정부(220)가 제2 배터리 잔존용량보다 제3 배터리 잔존용량이 작아서 제2 배터리 잔존용량을 토대로 최종 배터리 잔존용량을 업 데이트하는 경우에는, 시간 흐름에 따라 순차적으로 변동된 전류 적산 방식이 아닌 배터리(100)가 무부하 상태에 있는 경우에 배터리(100)의 무부하 안정전압을 기초로 한 제2 배터리 잔존용량을 최종 배터리 잔존용량의 산출에 적용하는 것이어서 급격하게 배터리 잔존용량이 변경될 가능성이 존재한다.
만일, 제2 측정부(220)가 급격하게 변경된 배터리 잔존용량을 메인 제어부에 제공하는 경우, 배터리 잔존용량을 기초로 차량의 각종 제어를 실시하는 메인 제어부에서 관련 기능의 오작동 또는 결함을 유발할 가능성이 있다.
따라서, 제2 측정부(220)는 위 언급된 가능성을 해소할 수 있도록, 제2 배터리 잔존용량을 통해 최종 배터리 잔존용량을 산출하는 것을 단계적으로 실시하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 제2 측정부(220)는 제2 배터리 잔존용량과 현 배터리 잔존용량의 차이가 35%인 경우, 1시간 후에 35% 중 10%의 용량 차이를 최종 배터리 잔존용량에 반영하고, 다시 1시간 후에 35% 중 10%의 용량 차이를 최종 배터리 잔존용량에 더 반영하며, 최종적으로 1시간 후에 35% 중 15%의 용량 차이를 최종 배터리 잔존용량에 더 반영할 수 있다.
도 2는 도 1의 배터리 잔존용량 측정 장치가 일 실시 예로 동작하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 내부저항 또는 무부하 상태의 무부하 안정전압을 기초로 배터리(100)의 제1 배터리 잔존용량을 측정할 수 있다(S100).
이후, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리 잔존용량을 측정하는 초기에 S100 단계에서 측정된 제1 배터리 잔존용량을 통해 현 배터리 잔존용량을 특정하는 플래그를 설정한다(S200).
이후, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 무부하 상태에서 배터리(100)의 무부하 안정전압이 측정되는 시점을 모니터링한다.
이와 더불어, 차량의 운행 상태에 따라 배터리(100)의 충/ 방전이 실행된다(S300). 예를 들어, 차량이 주행하는 경우에는 배터리(100)가 충전되는 상태이고, 차량이 주차된 상태인 경우에는 배터리(100)가 방전되는 상태인 것으로 판단 가능하다.
제1 배터리 잔존용량이 위 언급된 바와 같이 측정된 이후, 배터리(100)의 충/ 방전이 실행되는 것과 더불어 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리(100)에 입출력되는 전류를 적산하는 방식으로 지속적으로 배터리(100)의 제3 배터리 잔존용량을 측정한다(S400).
이후, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 무부하 상태에서 배터리(100)의 무부하 안정전압이 측정되는 시점이 도래해서 배터리(100)의 무부하 안정전압을 통해 배터리(100)의 제2 배터리 잔존용량을 측정한 상태인지를 결정한다(S500).
S500 단계에서, 제2 배터리 잔존용량을 측정한 경우, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 제2 배터리 잔존용량과 제3 배터리 잔존용량을 비교한다(S600).
S600 단계에서, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 제2 배터리 잔존용량보다 제3 배터리 잔존용량이 크면 제3 배터리 잔존용량을 토대로 최종 배터리 잔존용량을 업 데이트한다(S700).
이후, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 현 측정 주기에서 배터리(100) 상태를 지속적으로 관리하는 경우 전술한 S300 단계 내지 S700 단계를 반복한다(S800).
한편, S600 단계에서, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 제2 배터리 잔존용량보다 제3 배터리 잔존용량이 작으면 제2 배터리 잔존용량을 토대로 최종 배터리 잔존용량을 단계적으로 업 데이트한다(S700-1).
도 3은 도 2의 'S100' 단계를 더 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 전압, 전류 및 온도를 측정하거나, 센서부로부터 측정된 센서 값을 수신한다(S102).
이후, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 온도 및 전압을 통해 관련 회선의 노화 정도를 점검하고, 이러한 점검 결과를 통해 배터리(100)의 내부저항에 대한 측정 조건이 충족되는지 여부를 결정한다(S104).
S104 단계에서, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 내부저항에 대한 측정 조건이 충족되는 경우 배터리(100)에 인가되는 충전전류가 존재하는지를 결정한다(S106).
S106 단계에서, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리(100)에 충전전류가 인가되지 않는 경우 배터리(100)가 무부하 상태에 진입한 것인지를 결정한다(S108).
S108 단계에서, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리(100)가 무부하 상태인 경우, 배터리(100) 안정화를 위해 미리 정해진 대기시간이 경과할 때까지 대기한다(S110).
이후, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 전술한 대기시간의 경과 여부를 모니터링하고(S112), S112 단계에서 대기시간이 경과한 경우 배터리(100)의 무부하 상태에서 측정 가능한 배터리(100)의 무부하 안정전압을 측정한다(S114).
이후, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 S114 단계에서 측정된 배터리(100)의 무부하 안정전압을 통해 전술한 제1 배터리 잔존용량을 측정하고, 측정된 제1 배터리 잔존용량을 현 배터리 잔존용량으로서 플래그 설정한다(S116).
S106 단계에서, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리(100)에 인가되는 충전전류가 존재하는 경우 배터리(100)의 내부저항을 기초로 제1 배터리 잔존용량을 측정하는 모드를 개시한다(S108-).
이후, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리 충전에 의해 배터리(100)의 내부저항이 변동된 상태인지를 추가 결정한다(S110-1).
S110-1 단계에서, 배터리(100)의 내부저항이 변동되지 않은 상태인 경우, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 내부저항과 배터리 용량과의 관계를 나타내는 룩업 테이블(Look up table)을 통해 앞서 설명한 제1 배터리 잔존용량을 산출한다(S112-1, S114-1).
그리고, 도 4는 도 2의 'S500' 단계를 더 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리(100)에 충전전류가 인가되지 않는 경우 배터리(100)가 무부하 상태에 진입한 것인지를 결정한다(S502).
S502 단계에서, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 배터리(100)가 무부하 상태인 경우, 배터리(100) 안정화를 위해 미리 정해진 대기시간이 경과할 때까지 대기한다(S504).
이후, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 전술한 대기시간의 경과 여부를 모니터링하고(S506), S506 단계에서 대기시간이 경과한 경우 배터리(100)의 무부하 상태에서 측정 가능한 배터리(100)의 무부하 안정전압을 측정한다(S508).
이후, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 S508 단계에서 측정된 배터리(100)의 무부하 안정전압을 통해 전술한 제2 배터리 잔존용량을 측정하고, 측정된 제2 배터리 잔존용량을 최종 배터리 잔존용량으로 업 데이트하는 것이 가능하다(S510). 아울러, 배터리 잔존용량 측정 장치(200)는 제2 배터리 잔존용량을 측정하는 것 외에, 전류 적산 방식에 따른 제3 배터리 잔존용량도 병행하여 측정하고 있으므로, 제2 배터리 잔존용량과 제3 배터리 잔존용량 간의 관계를 설정해서 최종 배터리 잔존용량을 확정하는 과정도 필요할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
또한, 본 발명은 배터리 잔존용량을 측정하는 초기부터 보다 정확한 배터리 잔존용량을 신속하게 측정하고, 이후에 배터리 잔존용량을 상황별로 더 정확한 값을 갖도록 보정하기 위한 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
100: 배터리 200: 배터리 잔존용량 측정 장치
210: 제1 측정부 220: 제2 측정부

Claims (10)

  1. 차량 배터리의 내부 저항을 측정하고, 측정된 내부 저항을 기초로 상기 배터리의 제1 배터리 잔존용량을 측정하는 제1 측정부; 및
    상기 배터리의 무부하 안정전압이 측정되면, 상기 배터리의 무부하 안정전압을 통해 상기 배터리의 제2 배터리 잔존용량을 측정하고, 상기 제2 배터리 잔존용량을 토대로 최종 배터리 잔존용량을 업 데이트하는 제2 측정부를 포함하는 차량의 배터리 잔존용량 측정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 측정부는 상기 제1 배터리 잔존용량을 측정한 이후, 상기 배터리에 입출력되는 전류를 적산한 값을 통해 상기 배터리의 제3 배터리 잔존용량을 측정하는 차량의 배터리 잔존용량 측정 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 측정부는 상기 제2 배터리 잔존용량과 상기 제3 배터리 잔존용량을 비교하고, 비교 결과에서 상기 제2 배터리 잔존용량보다 상기 제3 배터리 잔존용량이 크면 상기 제3 배터리 잔존용량을 토대로 상기 최종 배터리 잔존용량을 업 데이트하는 차량의 배터리 잔존용량 측정 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 측정부는 상기 제2 배터리 잔존용량과 상기 제3 배터리 잔존용량을 비교하고, 비교 결과에서 상기 제2 배터리 잔존용량보다 상기 제3 배터리 잔존용량이 작으면 상기 제2 배터리 잔존용량을 토대로 상기 최종 배터리 잔존용량을 단계적으로 업 데이트하는 차량의 배터리 잔존용량 측정 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 측정부는 상기 배터리에 충전전류가 인가되는 경우에 상기 내부 저항을 기초로 상기 제1 배터리 잔존용량을 측정하고, 상기 배터리에 충전전류가 인가되지 않는 경우에 상기 배터리의 무부하 안정전압이 측정되는지를 추가 측정한 후 상기 배터리의 무부하 안정전압을 통해 상기 제1 배터리 잔존용량을 측정하는 차량의 배터리 잔존용량 측정 장치.
  6. 차량 배터리의 내부 저항을 측정하고, 측정된 내부 저항을 기초로 상기 배터리의 제1 배터리 잔존용량을 측정하는 단계;
    상기 배터리의 무부하 안정전압이 측정되는지를 결정하는 단계;
    상기 배터리의 무부하 안정전압이 측정되면, 미리 정해진 시간까지 상기 배터리의 무부하 안정전압의 지속 여부를 결정하는 단계;
    상기 배터리의 무부하 안정전압을 통해 상기 배터리의 제2 배터리 잔존용량을 측정하는 단계; 및
    상기 제2 배터리 잔존용량을 토대로 최종 배터리 잔존용량을 업 데이트하는 단계를 포함하는 차량의 배터리 잔존용량 측정 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 배터리 잔존용량을 측정한 이후, 상기 배터리에 입출력되는 전류를 적산한 값을 통해 상기 배터리의 제3 배터리 잔존용량을 측정하는 단계를 더 포함하는 차량의 배터리 잔존용량 측정 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 배터리 잔존용량과 상기 제3 배터리 잔존용량을 비교하고, 비교 결과에서 상기 제2 배터리 잔존용량보다 상기 제3 배터리 잔존용량이 크면 상기 제3 배터리 잔존용량을 토대로 상기 최종 배터리 잔존용량을 업 데이트하는 단계를 더 포함하는 차량의 배터리 잔존용량 측정 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 배터리 잔존용량과 상기 제3 배터리 잔존용량을 비교하고, 비교 결과에서 상기 제2 배터리 잔존용량보다 상기 제3 배터리 잔존용량이 작으면 상기 제2 배터리 잔존용량을 토대로 상기 최종 배터리 잔존용량을 단계적으로 업 데이트하는 단계를 더 포함하는 차량의 배터리 잔존용량 측정 방법.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 배터리 잔존용량을 측정하는 단계는,
    상기 배터리에 충전전류가 인가되는 경우에 상기 내부 저항을 기초로 상기 제1 배터리 잔존용량을 측정하고, 상기 배터리에 충전전류가 인가되지 않는 경우에 상기 배터리의 무부하 안정전압이 측정되는지를 추가 측정한 후 상기 배터리의 무부하 안정전압을 통해 상기 제1 배터리 잔존용량을 측정하는 차량의 배터리 잔존용량 측정 방법.



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