KR20160081249A - 차량의 배터리 최대용량 측정 장치 및 방법 - Google Patents

차량의 배터리 최대용량 측정 장치 및 방법 Download PDF

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KR20160081249A
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강지웅
권기현
신준수
박세민
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주식회사 에이치에스엘 일렉트로닉스
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    • 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
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Abstract

본 발명은 차량의 배터리 최대용량 측정 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 차량의 배터리 최대용량 측정 장치는 차량 배터리의 내부 저항을 측정하고, 측정된 내부 저항을 기초로 상기 배터리의 제1 배터리 최대용량을 측정하는 제1 측정부, 상기 배터리의 유효 배터리 잔존용량 조건을 충족하는 경우, 상기 배터리의 현 배터리 잔존용량으로 플래그 설정된 유효 배터리 잔존용량을 추출하고, 상기 유효 배터리 잔존용량의 최대값을 통해 상기 배터리의 제2 배터리 최대용량을 측정하는 제2 측정부 및 상기 제1 배터리 최대용량과 상기 제2 배터리 최대용량을 비교해서 더 큰 값으로 최종 배터리 최대용량을 결정하는 보정부를 포함한다.

Description

차량의 배터리 최대용량 측정 장치 및 방법{Apparatus for measuring state of health of battery in vehicle, and method applied to the same}
본 발명은 차량의 배터리 최대용량 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리의 열화 상태에 따라 변동되는 배터리 최대용량을 정확하고 신속하게 측정하기 위한 차량의 배터리 최대용량 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량에는 배터리와 더불어 배터리의 상태를 감시하는 배터리 최대용량 측정 장치(BMS: Battery Management System)가 탑재되고, 이 배터리 최대용량 측정 장치는 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 최대용량 측정 장치는 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.
그리고 이러한 배터리의 잔존용량은 사용 환경이나 사용 기간에 따라서 저항 및 용량이 열화되어, 가용 용량이 감소하거나 저항이 증가하게 되어 그 성능인 배터리 건강 상태(SOH: State Of Health)가 배터리 생산 초기에 비하여 저하된다. 즉, 배터리의 건강 상태 저하로 인해, 배터리의 잔존용량의 추정이 생산 초기 상태와 상이해 진다.
그러므로, 배터리의 잔존용량을 통해 차량의 운용효율을 높이기 위해서는 배터리의 건강 상태, 즉, 배터리의 건강 상태에 따른 배터리의 최대용량을 더 정확하게 측정할 필요가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0077064 (2014.06.23)
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 과제는 배터리 최대용량을 측정하는 초기부터 보다 정확한 배터리 최대용량을 신속하게 측정하고, 이후에 배터리 최대용량을 상황별로 더 정확한 값을 갖도록 보정하는 차량의 배터리 최대용량 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 최대용량 측정 장치는 차량 배터리의 내부 저항을 측정하고, 측정된 내부 저항을 기초로 상기 배터리의 제1 배터리 최대용량을 측정하는 제1 측정부, 상기 배터리의 유효 배터리 잔존용량 조건을 충족하는 경우, 상기 배터리의 현 배터리 잔존용량으로 플래그 설정된 유효 배터리 잔존용량을 추출하고, 상기 유효 배터리 잔존용량의 최대값을 통해 상기 배터리의 제2 배터리 최대용량을 측정하는 제2 측정부 및 상기 제1 배터리 최대용량과 상기 제2 배터리 최대용량을 비교해서 더 큰 값으로 최종 배터리 최대용량을 결정하는 보정부를 포함한다.
제2 측정부는 다수의 메모리 스텍을 지정하고, 상기 다수의 메모리 스텍 중 각 스텍별로 상기 제2 배터리 최대용량을 측정해서 저장할 수 있다.
상기 보정부는 상기 제1 배터리 최대용량과 다수의 제2 배터리 최대용량을 비교하고, 비교 결과에서 더 큰 값으로 최종적인 제2 배터리 최대용량을 결정할 수 있다.
상기 제2 측정부는 상기 배터리의 무부하 안정전압을 통해 산출된 배터리 잔존용량을 상기 유효 배터리 잔존용량으로서 추출할 수 있다.
상기 보정부는 상기 최종 배터리 최대용량의 저장을 위해 상기 최종 배터리 최대용량의 데이터를 출력할 수 있다.
그리고, 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제2 관점에 따른 차량의 배터리 최대용량 측정 방법은 차량 배터리의 내부 저항을 측정하고, 측정된 내부 저항을 기초로 상기 배터리의 제1 배터리 최대용량을 측정하는 단계, 상기 배터리의 유효 배터리 잔존용량 조건이 충족하는지를 결정하는 단계, 상기 배터리의 유효 배터리 잔존용량 조건을 충족할 시, 상기 배터리의 현 배터리 잔존용량으로 플래그 설정된 유효 배터리 잔존용량을 추출하는 단계, 상기 유효 배터리 잔존용량의 최대값을 통해 상기 배터리의 제2 배터리 최대용량을 측정하는 단계 및 상기 제1 배터리 최대용량과 상기 제2 배터리 최대용량을 비교해서 더 큰 값으로 최종 배터리 최대용량을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 제2 배터리 최대용량을 측정하는 단계는 다수의 메모리 스텍을 지정하는 단계 및 상기 다수의 메모리 스텍 중 각 스텍별로 상기 제2 배터리 최대용량을 측정해서 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 최종 배터리 최대용량을 결정하는 단계는 상기 제1 배터리 최대용량과 다수의 제2 배터리 최대용량을 비교하는 단계 및 비교 결과에서 더 큰 값으로 최종적인 제2 배터리 최대용량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 유효 배터리 잔존용량을 추출하는 단계는 상기 배터리의 무부하 안정전압을 통해 산출된 배터리 잔존용량을 상기 유효 배터리 잔존용량으로서 추출할 수 있다.
상기 최종 배터리 최대용량을 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 배터리 최대용량을 측정하는 초기부터 보다 정확한 배터리 최대용량을 신속하게 측정하고, 이후에 배터리 최대용량을 상황별로 더 정확한 값을 갖도록 보정 함으로써, 배터리 최대용량을 측정하는 초기부터 그 이후까지 보다 정확한 배터리 최대용량을 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 측정 시스템을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 도 1의 배터리 최대용량 측정 장치가 일 실시 예로 동작하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 3은 도 2의 'S100' 단계를 더 상세하게 나타내는 순서도이다.
그리고, 도 4는 도 2의 'S200' 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 배터리 측정 시스템을 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 배터리 측정 시스템은 배터리(100) 및 배터리 최대용량 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 최대용량 측정 장치(200)도 차량에 적용되는 경우를 일례로 들어 이하 상술한다.
이러한 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 온도, 전압, 충/방전 전류, 잔존용량, 열화 레벨 등 배터리(100) 상태정보를 수집 및 연산하고, 배터리(100) 상태정보를 차량 제어에 이용될 수 있도록 차량 내 메인 제어부에 제공한다.
특히, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 배터리 최대용량을 측정하는 초기부터 보다 정확한 배터리 최대용량을 신속하게 측정하고, 이후에 배터리 최대용량을 상황별로 더 정확한 값을 갖도록 보정하는 구성을 갖춘다.
배터리 최대용량이라 함은 생산 초기에 비해 사용 정도에 따라 열화하는 배터리(100)의 속성을 반영한 것으로서, 즉 배터리(100)의 열화 상태를 토대로 배터리(100)를 최대로 충전해서 배터리(100)에 수용 가능한 용량을 일컫는다. 다른 용어로, 배터리 최대용량은 배터리 건강 상태(SOH: State Of Health)로 통용되기도 한다.
예를 들면, 배터리(100)를 생산한 초기의 배터리 최대용량을 '100'이라 할 때, 전술한 배터리(100)를 탑재하여 1년 동안 차량 운행한 후의 배터리 최대용량은 '80'이 될 수 있다. 즉, 생산 후 1년이 경과한 후의 배터리 최대용량은 '80'인바, '20'에 해당하는 배터리(100)의 용량이 1년 동안의 사용에 따른 열화로 인해 사용 불가하게 되고, 현 배터리(100)는 '80'에 대응되는 배터리 최대용량을 기준으로 충/ 방전을 반복하게 된다.
배터리 최대용량을 측정하는 초기는 배터리 최대용량의 측정 개시시점을 어떠한 기준으로 정하는지에 따라 상이해질 수 있다. 예를 들어, 차량을 시동하는 시점을 기준으로 하는 경우, 차량의 시동 시점이 배터리 최대용량의 측정 개시시점이 된다. 즉, 차량의 시동 시점이 배터리 최대용량의 측정 개시시점이 되는 경우, 차량의 시동 시점 이후 미리 정해진 시간(예: 1분)이 경과할 때까지가 배터리 최대용량을 측정하는 초기인 것으로 정의하는 것이 가능하다. 물론, 이 경우는 배터리 최대용량의 측정 개시시점을 차량의 시동 시점을 기준으로 한 경우인 바, 다른 기준에 의거하는 다른 경우에는 전술한 배터리 최대용량을 측정하는 초기에 대한 정의가 달라질 수 있다.
배터리 최대용량 측정 장치(200)는 배터리 최대용량을 측정하는 초기에 배터리 최대용량(이하, '제1 배터리 최대용량'이라 함)을 측정하는 제1 측정부(210), 배터리 최대용량을 측정하는 초기가 경과 한 이후의 배터리 최대용량(이하, '제2 배터리 최대용량'이라 함)을 측정하는 제2 측정부(220), 및 제1 배터리 최대용량과 제2 배터리 최대용량을 비교해서 더 큰 값으로 최종 배터리 최대용량을 결정하는 보정부(230)를 포함한다. 제1 측정부(210), 제2 측정부(220) 및 보정부(230)는 하드웨어적으로 구분되거나, 하나의 하드웨어에서 소프트웨어적으로 각각 구분된 것으로서 구비 가능하다.
제1 측정부(210)는 배터리(100)의 내부 저항을 측정하고, 측정된 내부 저항을 기초로 배터리(100)의 제1 배터리 최대용량을 측정할 수 있다.
제1 측정부(210)는 배터리(100)의 전압, 전류 및 온도를 측정하거나, 이들의 측정값을 별도의 센서로부터 수신할 수 있다. 이때, 배터리(100)의 전류는 충/ 방전 전류가 된다.
제1 측정부(210)는 배터리(100)의 전류가 충전 전류인 경우, 배터리(100)의 내부 저항을 측정해서 이를 기초로 배터리(100)의 제1 배터리 최대용량을 측정하는 프로세스를 실행한다.
반면에, 제1 측정부(210)는 배터리(100)의 전류가 충전 전류가 아닌 방전 전류이거나, 배터리(100)에서 무부하 안정 전압이 측정되는 배터리(100)의 안정 상태인 경우, 배터리(100)의 내부 저항을 측정해서 이를 기초로 배터리(100)의 제1 배터리 최대용량을 측정하는 프로세스를 보류하거나, 배터리(100)의 무부하 안정 전압을 통해 배터리(100)의 제1 배터리 최대용량을 측정할 수 있다.
제1 측정부(210)는 배터리(100) 전압과 충전 전류를 통해 배터리(100)의 내부 저항을 측정한 후, 배터리(100)의 내부 저항 및 온도별로 배터리(100)의 열화 정도를 나타내는 SOH 테이블(State Of Health table)에 이미 측정된 배터리(100)의 내부 저항 및 온도를 적용해서 대응되는 배터리(100)의 열화 상태를 추출하고, 추출된 배터리(100)의 열화 상태를 기초로 하여 배터리(100)의 제1 배터리 최대용량을 측정하는 것이 가능하다.
제1 측정부(210)는 배터리(100)의 내부 저항을 미리 정해진 특정 시간 내에 다수 회수로 측정하고, 측정된 값들의 평균값을 최종적인 배터리(100)의 내부 저항으로 결정할 수 있다.
제1 측정부(210)는 전술한 방식인 평균값의 배터리 내부 저항과 생산 초기에 디폴트로 정해진 디폴트 내부 저항 중 작은 값을 최종적인 배터리(100)의 내부 저항으로 결정하는 것도 가능하다. 이는, 배터리(100)의 내부 저항이 상대적으로 작다는 것은 배터리(100)의 최대용량이 상대적으로 크다는 것을 의미하는 것인 바, 측정된 배터리(100)의 내부 저항에 오차가 있는 경우 충전을 더 할 수 있는 여분의 용량이 있음에도 불구하고 상기 오차만큼 배터리(100)의 제1 배터리 최대용량이 작게 설정될 가능성을 줄이기 위한 것이다.
제1 측정부(210)는 앞서 설명한 방식으로 측정된 제1 배터리 최대용량과, 현 사이클에서 저장중인 배터리 최대용량을 비교하고, 이 비교 결과에서 상대적으로 큰 값을 최종적인 제1 배터리 최대용량인 것으로 결정할 수도 있다. 마찬가지로, '앞서 설명한 방식으로 측정된 제1 배터리 최대용량'이 오차가 있는 값일 수 있으므로, 이러한 부분을 감안해서 더 정확한 값으로서 보정할 필요가 있다. '현 사이클에서 저장중인 배터리 최대용량'은 검증 절차를 거친 값이라는 점에서 '앞서 설명한 방식으로 측정된 제1 배터리 최대용량'와 대비 가능하다.
또한, '앞서 설명한 방식으로 측정된 제1 배터리 최대용량'과 '현 사이클에서 저장중인 배터리 최대용량'을 비교한 결과에서 상대적으로 큰 값을 최종적인 제1 배터리 최대용량인 것으로 결정한다는 것은 충전을 더 할 수 있는 여분의 용량이 존재할 가능성을 더 점검하는 것에 의의가 있다. 즉, '앞서 설명한 방식으로 측정된 제1 배터리 최대용량'보다 '현 사이클에서 저장중인 배터리 최대용량'이 더 큰 값인 경우, '현 사이클에서 저장중인 배터리 최대용량'를 기준으로 최종적인 제1 배터리 최대용량을 설정할 수 있다. 설령, '앞서 설명한 방식으로 측정된 제1 배터리 최대용량'이 더 실제 배터리 최대용량과 더 가깝다고 하더라도, 상대적으로 더 큰 값인 '현 사이클에서 저장중인 배터리 최대용량'를 기준으로 배터리(100) 충전을 해서 물리적인 실제 배터리 최대용량에 도달해서 상기 '현 사이클에서 저장중인 배터리 최대용량'을 채우는 것이 불가할 수 있으나, 여분의 충전 가능 용량이 배터리(100)에 존재함에도 이를 채우지 못하여 배터리(100) 효율이 떨어지는 것은 방지할 수 있다.
제1 측정부(210)는 앞서 설명한 방식으로 측정된 제1 배터리 최대용량과, 현 배터리 잔존용량으로서 플래그 설정된 배터리 잔존용량의 최대값을 비교하고, 이 비교 결과에서 상대적으로 큰 값을 최종적인 제1 배터리 최대용량인 것으로 결정하는 것도 가능하다. 즉, 배터리 최대용량과 배터리 잔존용량의 최대값은 동일한 개념이라는 점을 이용한 것으로서, 경우에 따라 배터리 최대용량을 산출한 결과보다 배터리 잔존용량을 산출한 결과가 더 정확할 수 있다.
제1 측정부(210)는 앞서 설명한 방식으로 최종 결정된 제1 배터리 최대용량을 저장하여 관리한다.
제2 측정부(220)는 구비중인 배터리(100)의 유효 배터리 잔존용량 조건을 충족하는지를 결정한다. 여기서, 유효 배터리 잔존용량 조건이라 함은 미리 정해진 레벨 이상의 정확도를 갖는 배터리 잔존용량 측정 방식의 실행 여부를 대상으로 할 수 있다. 즉, 미리 정해진 레벨 이상의 정확도를 갖는 배터리 잔존용량 측정 방식이 실행되어 현 배터리 잔존용량으로서 플래그 설정된 상태인 경우이면 전술한 유효 배터리 잔존용량 조건이 충족된 상태인 것으로 결정할 수 있다.
미리 정해진 레벨 이상의 정확도를 갖는 배터리 잔존용량 측정 방식은 배터리(100)의 무부하 안정전압을 통해 배터리 잔존용량을 산출하는 방식이 될 수 있다.
미리 정해진 레벨 이상의 정확도를 갖는 배터리 잔존용량 측정 방식이 배터리(100)의 무부하 안정전압을 통해 배터리 잔존용량을 산출하는 방식으로 구비되는 경우, 제2 측정부(220)는 배터리(100)에서 무부하 안정전압이 측정될 때 전술한 유효 배터리 잔존용량 조건의 충족 여부를 결정하는 과정을 개시하고, 배터리(100)의 무부하 안정전압이 측정된 이후 미리 정해진 특정 시간이 경과해서 상기 배터리(100)의 무부하 안정전압을 유효한 것으로 특정하며, 특정된 무부하 안정전압을 통해 배터리 잔존용량을 측정해서 현 배터리 잔존용량을 나타내는 플래그에 측정된 배터리 잔존용량을 등록하는 설정을 할 수 있다.
제2 측정부(220)는 배터리(100)의 유효 배터리 잔존용량 조건을 충족할 시, 배터리(100)의 현 배터리 잔존용량으로 플래그 설정된 유효 배터리 잔존용량을 추출하고, 추출한 유효 배터리 잔존용량의 최대값을 통해 배터리(100)의 제2 배터리 최대용량을 측정할 수 있다.
즉, 제2 측정부(220)는 제1 측정부(210)에 의해 측정된 제1 배터리 최대용량을 측정하는 방식과 다르게, 더 정확한 배터리 최대용량을 측정하기 위한 목적으로서 유효 배터리 잔존용량을 기초로 제2 배터리 최대용량을 측정한다.
제2 측정부(220)는 제2 배터리 최대용량을 여러 사이클에 걸쳐 여러 차례 산출할 수도 있으며, 이렇게 여러 차례 산출한 각 제2 배터리 최대용량을 관련 버퍼에 저장한다.
제2 측정부(220)는 상기 관련 버퍼를 대상으로 해서, 다수의 메모리 스텍을 지정하고, 지정된 다수의 메모리 스텍 중 각 스텍별로 제2 배터리 최대용량을 측정해서 저장할 수 있다. 일례로, 전술된 다수의 메모리 스텍을 지정한 수가 50회인 경우, 제2 측정부(220)는 50회의 사이클에 걸쳐 50개의 제2 배터리 최대용량을 산출해서 상기 관련 버퍼에 저장할 수 있다.
보정부(230)는 제1 배터리 최대용량과 제2 배터리 최대용량을 비교하고, 이 비교 결과에서 더 큰 값을 최종 배터리 최대용량으로서 결정한다. 여기서, 제2 배터리 최대용량이 다수 개로 저장된 경우, 보정부(230)는 제1 배터리 최대용량과 다수의 제2 배터리 최대용량을 비교하고, 이 비교 결과에서 가장 큰 값을 통해 최종 배터리 최대용량을 결정할 수 있다.
도 2는 도 1의 배터리 최대용량 측정 장치(200)가 일 실시 예로 동작하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 내부 저항을 기초로 배터리(100)의 제1 배터리 최대용량을 측정 및 저장할 수 있다(S100).
이후, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 유효 배터리 잔존용량 조건이 충족되는지를 결정하고, 유효 배터리 잔존용량 조건을 충족할 때 배터리(100)의 현 배터리 잔존용량으로 플래그 설정된 유효 배터리 잔존용량을 추출한다.
이후, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 추출한 유효 배터리 잔존용량의 최대값을 통해 배터리(100)의 제2 배터리 최대용량을 측정 및 저장할 수 있다(S200).
그리고, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 S100 단계에서 측정된 제1 배터리 최대용량과 S200 단계에서 측정된 제2 배터리 최대용량을 비교하고, 이 비교 결과에서 더 큰 값으로 최종 배터리 최대용량을 결정할 수 있다(S300).
도 3은 도 2의 'S100' 단계를 더 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 전압, 전류 및 온도를 측정하거나, 센서로부터 측정된 센서값을 수신한다(S102).
이후, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 전술된 배터리(100)의 전류가 충전 전류인지 여부를 결정한다(S104).
이후, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 온도 및 전압을 통해 관련 회선의 노화 정도를 점검하고, 이러한 점검 결과를 통해 배터리(100)의 내부 저항에 대한 측정 조건이 충족되는지를 결정된다(S106).
S106 단계에서, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 내부 저항에 대한 측정 조건이 충족되는 경우 배터리(100)의 내부 저항을 측정해서 이를 기초로 제1 배터리 최대용량을 측정하는 모드를 개시한다(S108).
이후, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 내부 저항을 미리 정해진 특정 시간 내에 다수 회수로 측정하고, 측정된 값들의 평균값을 최종적인 배터리(100)의 내부 저항으로 결정하거나, 상기 평균값인 배터리 내부 저항과 생산 초기에 디폴트로 정해진 디폴트 내부 저항 중 작은 값을 최종적인 내부 저항으로 결정할 수 있다(S110).
이후, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 내부 저항 및 온도별로 배터리(100)의 열화 정도를 나타내는 SOH 테이블(State Of Health table)에 이미 측정된 배터리(100)의 내부 저항 및 온도를 적용해서 대응되는 배터리(100)의 열화 상태를 추출하고, 추출된 배터리(100)의 열화 상태를 기초로 하여 배터리(100)의 제1 배터리 최대용량(SOH_Ri)을 측정할 수 있다(S112).
이후,배터리 최대용량 측정 장치(200)는 S112 단계에서 측정된 배터리(100)의 제1 배터리 최대용량(SOH_Ri)과, 현 사이클에서 저장중인 배터리 최대용량을 비교하고(S114), S114 단계의 비교 결과에서 상대적으로 큰 값을 최종적인 제1 배터리 최대용량(초기 SOH)으로 결정할 수 있다(S116).
그리고, 도 4는 도 2의 'S200' 단계를 더 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 구비중인 배터리(100)의 유효 배터리 잔존용량 조건을 충족하는지를 결정한다(S202).
S202 단계에서, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 배터리(100)의 유효 배터리 잔존용량 조건을 충족하는 경우, 제2 배터리 최대용량을 측정하기 위한 새로운 사이클이 시작되는지를 결정한다(S204).
S204 단계에서, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 새로운 사이클이 시작되는 경우, 이전 사이클의 배터리 잔존용량에 대한 정보가 저장된 버퍼 내 스택 번지에서 순차적으로 다음 스택 번지를 상기 새로운 사이클의 배터리 잔존용량에 대한 정보를 저장하기 위한 위치로 설정한다(S206). 다만, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 버퍼 내 스택이 가득 채워진 경우에는 최초의 '0'번지로 이동해서 재차 순차적으로 스택 번지를 지정할 수 있다.
이후, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 새로운 사이클인 현 사이클의 유효 배터리 잔존용량을 측정하고(S208), 측정된 유효 배터리 잔존용량의 최대값을 산출해서 배터리(100)의 제2 배터리 최대용량을 측정한 후 측정된 제2 배터리 최대용량을 저장할 수 있다(S210).
이후, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 S210 단계에서 측정된 제2 배터리 최대용량과 버퍼에 저장중인 다른 사이클들의 제2 배터리 최대용량을 비교할 수 있다(S212).
이후, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 S212 단계에서 비교된 결과에서 상대적으로 더 큰 값을 갖는 제2 배터리 최대용량을 최종적으로 제2 배터리 최대용량으로서 결정할 수 있다(S214).
이후, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 최종적인 제2 배터리 최대용량을 결정하기 위해 미리 정해진 사이클 수(예: 50회)가 도래한 상태인지를 결정한다(S216).
S216 단계에서, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 미리 정해진 사이클 수가 도래한 상태이면, 최종적인 제2 배터리 최대용량을 산출하기 위한 일련의 과정들을 종료한다.
반면에, S216 단계에서, 배터리 최대용량 측정 장치(200)는 미리 정해진 사이클 수가 도래한 상태가 아니면, 최종적인 제2 배터리 최대용량을 산출하기 위한 잔여 사이클의 순환을 지속한다.
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 최대용량 측정 장치
210: 제1 측정부 220: 제2 측정부
230: 보정부

Claims (10)

  1. 차량 배터리의 내부 저항을 측정하고, 측정된 내부 저항을 기초로 상기 배터리의 제1 배터리 최대용량을 측정하는 제1 측정부;
    상기 배터리의 유효 배터리 잔존용량 조건을 충족하는 경우, 상기 배터리의 현 배터리 잔존용량으로 플래그 설정된 유효 배터리 잔존용량을 추출하고, 상기 유효 배터리 잔존용량의 최대값을 통해 상기 배터리의 제2 배터리 최대용량을 측정하는 제2 측정부; 및
    상기 제1 배터리 최대용량과 상기 제2 배터리 최대용량을 비교해서 더 큰 값으로 최종 배터리 최대용량을 결정하는 보정부를 포함하는 차량의 배터리 최대용량 측정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    제2 측정부는 다수의 메모리 스텍을 지정하고, 상기 다수의 메모리 스텍 중 각 스텍별로 상기 제2 배터리 최대용량을 측정해서 저장하는 차량의 배터리 최대용량 측정 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 보정부는 상기 제1 배터리 최대용량과 다수의 제2 배터리 최대용량을 비교하고, 비교 결과에서 더 큰 값으로 최종적인 제2 배터리 최대용량을 결정하는 차량의 배터리 최대용량 측정 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 측정부는 상기 배터리의 무부하 안정전압을 통해 산출된 배터리 잔존용량을 상기 유효 배터리 잔존용량으로서 추출하는 차량의 배터리 최대용량 측정 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 보정부는 상기 최종 배터리 최대용량의 저장을 위해 상기 최종 배터리 최대용량의 데이터를 출력하는 차량의 배터리 최대용량 측정 장치.
  6. 차량 배터리의 내부 저항을 측정하고, 측정된 내부 저항을 기초로 상기 배터리의 제1 배터리 최대용량을 측정하는 단계;
    상기 배터리의 유효 배터리 잔존용량 조건이 충족하는지를 결정하는 단계;
    상기 배터리의 유효 배터리 잔존용량 조건을 충족할 시, 상기 배터리의 현 배터리 잔존용량으로 플래그 설정된 유효 배터리 잔존용량을 추출하는 단계;
    상기 유효 배터리 잔존용량의 최대값을 통해 상기 배터리의 제2 배터리 최대용량을 측정하는 단계; 및
    상기 제1 배터리 최대용량과 상기 제2 배터리 최대용량을 비교해서 더 큰 값으로 최종 배터리 최대용량을 결정하는 단계를 포함하는 차량의 배터리 최대용량 측정 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 배터리 최대용량을 측정하는 단계는,
    다수의 메모리 스텍을 지정하는 단계; 및
    상기 다수의 메모리 스텍 중 각 스텍별로 상기 제2 배터리 최대용량을 측정해서 저장하는 단계를 포함하는 차량의 배터리 최대용량 측정 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 최종 배터리 최대용량을 결정하는 단계는,
    상기 제1 배터리 최대용량과 다수의 제2 배터리 최대용량을 비교하는 단계; 및
    비교 결과에서 더 큰 값으로 최종적인 제2 배터리 최대용량을 결정하는 단계를 포함하는 차량의 배터리 최대용량 측정 방법.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 유효 배터리 잔존용량을 추출하는 단계는 상기 배터리의 무부하 안정전압을 통해 산출된 배터리 잔존용량을 상기 유효 배터리 잔존용량으로서 추출하는 차량의 배터리 최대용량 측정 방법.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 최종 배터리 최대용량을 저장하는 단계를 더 포함하는 차량의 배터리 최대용량 측정 방법.








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