KR20160119555A - Apparatus and method for controlling charge/discharge of battery - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, disclosed are an apparatus and a method to control charge/discharge of a battery, comprising: a state of charge (SOC) information calculation unit to calculate SOC information of a battery to be controlled; a limit current value calculation unit to calculate a limit charge or discharge current value of the battery to be controlled based on a battery type and the SOC information of the battery to be controlled; and a current control unit to control charge or discharge current of the battery to be controlled in order to make a measured current value kept within a range determined by the limit charge or discharge current value when the battery to be controlled is charged or discharged. Thus, energy efficiency and stability of a battery system are improved, and chargedischarge control optimized according to a battery type can be performed.

Description

배터리 충방전 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling charge/discharge of battery}[0001] Apparatus and method for controlling charge / discharge of battery [0002]

본 발명은 배터리 충방전 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 배터리 시스템의 에너지 효율 및 안전성을 개선하고 배터리 타입에 따라 최적화된 충·방전 제어를 수행하는 배터리 충방전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery charge / discharge control device and method, and more particularly, to a battery charge / discharge control device and method for improving energy efficiency and safety of a battery system and performing optimized charge / .

일반적으로 ESS(Energy Storage System)는 배터리에 에너지를 공급 및 저장하고 효율적으로 관리하는 에너지 저장 시스템으로서, 에너지의 충·방전이 가능한 이차 배터리, 이러한 배터리를 관리하는 BMS(Battery Management System), 및 배터리 시스템에 전력을 공급하는 PCS(Power Conditioning System)를 포함하는 것이다.In general, ESS (Energy Storage System) is an energy storage system that supplies, stores, and efficiently manages energy in a battery. It is a secondary battery that can charge and discharge energy, a battery management system (BMS) And a PCS (Power Conditioning System) for supplying power to the system.

최근, 모바일 기기, 전기 자동차 등 배터리를 사용하는 다양한 장치들이 급격히 증가함에 따라, ESS 관련 기술에 대한 관심과 연구도 급격히 증가하고 있는 추세이다. 특히, ESS에서 배터리를 안전하고 효율적으로 관리하는 BMS 기술은, ESS 기술 분야에 있어서 그 중요성이 더욱더 커지고 있다. 성능이 개선된 배터리라도 충·방전 과정에서 적절하게 관리되지 않는 경우, 배터리에 과충전이나 과방전, 과열 등이 발생하게 되어 시스템의 정지나 폭발 등의 심각한 문제를 초래할 수 있기 때문이다. 이에, 기존 기술들은 다양한 기능의 BMS들을 제시하고 있다.In recent years, as various devices using a battery such as a mobile device and an electric vehicle have increased sharply, interest and research on ESS related technology are rapidly increasing. In particular, the BMS technology that manages the battery safely and efficiently in the ESS is becoming more and more important in the field of ESS technology. If a battery with improved performance is not adequately managed during charging and discharging, the battery may overcharge, overcharge, or overheat, resulting in serious problems such as system shutdown or explosion. Therefore, existing technologies suggest BMS with various functions.

그러나, 기존의 BMS 기술들, 특히 기존의 배터리 충·방전 제어 기술들은 한국 등록특허공보 제10-1058682호, 한국 공개특허공보 제10-2014-0108384호 등에 개시된 바와 같이 제어 대상이 되는 배터리의 타입을 전혀 고려하지 않는다는 문제가 있다. 즉, 제1 타입 배터리에 적용되던 기존의 BMS 내지 충·방전 제어 장치가 충·방전 용량, 발열 특성, 온도 변화에 따른 전기적 변화 특성 등이 상이한 제2 타입 배터리에 적용되는 경우, 이러한 제2 타입 배터리의 특성들을 고려하여 충·방전 전류 제어를 수행하여야 한다. 그러나 기존의 BMS 내지 충·방전 제어 장치는, 제어 대상 배터리의 배터리 타입과 무관하게 동일한 방식으로 충·방전 전류를 제어하며, 그 결과 배터리 타입에 따라 최적화된 제어를 수행할 수 없다는 문제가 있다.However, existing BMS technologies, particularly existing battery charging and discharging control techniques, are disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1058682 and Korean Patent Laid-Open No. 10-2014-0108384, Is not considered at all. That is, when the conventional BMS to charge / discharge control device applied to the first type battery is applied to the second type battery in which the charge / discharge capacity, the heat generation characteristic, the electric change characteristic according to the temperature change, Charging and discharging current control should be performed considering the characteristics of the battery. However, the conventional BMS to charge / discharge control device controls the charge / discharge current in the same manner regardless of the battery type of the control target battery, and as a result, it is impossible to perform optimized control according to the battery type.

특히, 기존 기술들은, 서로 다른 타입의 배터리들이 병렬 연결된 병렬 배터리 시스템에 적용되는 경우, 배터리 타입에 따라 최적화된 충·방전 전류 제어를 수행할 수 없기 때문에, 배터리들의 성능 내지 특성 차로 인한 배터리 간 전압차가 발생하게 되고, 그 결과 순간적인 대전류가 발생하여 시스템 손상을 초래할 수 있다는 문제가 있다.In particular, when the conventional technologies are applied to a parallel battery system in which different types of batteries are connected in parallel, optimal charge / discharge current control can not be performed according to the battery type. Therefore, There is a problem that a large current is instantaneously generated as a result, which may cause system damage.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 배터리 시스템의 에너지 효율 및 안전성을 개선함은 물론, 다양한 배터리 시스템에 적용되며 배터리 타입에 따라 최적화된 충·방전 제어를 수행하는 배터리 충방전 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a battery charge / discharge control apparatus and method for improving energy efficiency and safety of a battery system and performing charge / discharge control optimized for various battery types, .

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 배터리 충방전 제어 장치는, 제어 대상 배터리의 SOC(State Of Charge) 정보를 산출하는 SOC 정보 산출부; 상기 제어 대상 배터리의 배터리 타입 및 상기 SOC 정보를 기반으로 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 제한값을 산출하는 전류 제한값 산출부; 및 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 시 전류 측정값이 상기 충전 또는 방전 전류 제한값에 의해 정해지는 범위 내에 있도록 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류를 제어하는 전류 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling charge / discharge of a battery, comprising: a SOC information calculation unit for calculating SOC (State Of Charge) information of a battery to be controlled; A current limit value calculation unit for calculating a charge or discharge current limit value of the control target battery based on the battery type of the control target battery and the SOC information; And a current control unit for controlling the charging or discharging current of the control target battery so that a current measurement value at the time of charging or discharging the control target battery is within a range determined by the charging or discharging current limit value.

일 실시예에 있어서, 상기 SOC 정보 산출부는, 상기 제어 대상 배터리의 전압, 전류 및 온도에 대한 측정값 정보를 생성하는 측정값 생성부; 및 칼만 필터(Kalman Filter) 또는 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter)를 기반으로 상기 측정값 정보를 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 SOC를 연산하는 SOC 연산부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the SOC information calculation unit may include: a measurement value generation unit that generates measurement value information on voltage, current, and temperature of the control target battery; And an SOC calculating unit for calculating an SOC of the control target battery using the measured value information based on a Kalman filter or an Extended Kalman filter.

일 실시예에 있어서, 상기 전류 제한값 산출부는, 상기 제어 대상 배터리의 배터리 타입에 따라 상기 제어 대상 배터리의 단자전압 제한범위 정보를 산출하는 단자전압 범위 산출부; 및 상기 SOC 정보를 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 개방전압 정보를 획득하고, 상기 단자전압 제한범위 정보 및 상기 개방전압 정보를 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 최대값을 연산하는 전류 연산부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the current limit value calculating unit may include: a terminal voltage range calculating unit for calculating terminal voltage limit range information of the control target battery in accordance with the battery type of the control target battery; And a current operation unit for obtaining open-circuit voltage information of the control target battery using the SOC information, and calculating a maximum charge or discharge current value of the control target battery using the terminal voltage limit range information and the open- .

일 실시예에 있어서, 상기 전류 연산부는, 상기 단자전압 제한범위 정보에 나타난 최대 단자전압 및 상기 제어 대상 배터리의 개방전압 조건하에서 상기 제어 대상 배터리의 저항에 흐르는 충전 전류의 값을 충전 전류 최대값으로 연산하고, 상기 단자전압 제한범위 정보에 나타난 최소 단자전압 및 상기 제어 대상 배터리의 개방전압 조건하에서 상기 제어 대상 배터리의 저항에 흐르는 방전 전류의 값을 방전 전류 최대값으로 연산할 수 있다.In one embodiment, the current calculator calculates a value of a charging current flowing in a resistance of the control target battery under a maximum terminal voltage shown in the terminal voltage limit range information and an open-circuit voltage of the control target battery to a maximum charging current value And calculate the value of the discharge current flowing through the resistance of the control target battery as the maximum discharge current value under the condition of the minimum terminal voltage indicated by the terminal voltage limit range information and the open-circuit voltage of the control target battery.

일 실시예에 있어서, 상기 전류 연산부는, 상기 제어 대상 배터리의 배터리 타입에 대응하는 SOC 및 온도별 배터리 저항 정보 테이블을 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 저항 정보를 획득할 수 있다.In one embodiment, the current calculator may obtain the resistance information of the control target battery using the SOC and the temperature-dependent battery resistance information table corresponding to the battery type of the control target battery.

일 실시예에 있어서, 상기 전류 제한값 산출부는, 상기 전류 연산부에 의해 연산된 충전 또는 방전 전류 최대값과 실험적으로 구해진 충전 또는 방전 전류 최대값을 비교하여 작은 값을 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 제한값으로 산출할 수 있다.In one embodiment, the current limit value calculating unit compares the maximum value of the charge or discharge current calculated by the current calculator with the maximum value of the charge or discharge current experimentally obtained and sets a small value to the charge or discharge current It can be calculated as a limit value.

일 실시예에 있어서, 상기 전류 제어부는, 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 측정값이 상기 충전 또는 방전 전류 제한값에 의해 정해지는 범위 내에 있도록 하는 전류 펄스 폭을 연산하는 펄스 폭 연산부; 및 상기 연산된 펄스 폭에 따라 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류의 펄스 폭을 변조하는 펄스 폭 변조부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the current controller includes: a pulse width calculator that calculates a current pulse width that causes a charge or discharge current measurement value of the control target battery to fall within a range determined by the charge or discharge current limit value; And a pulse width modulation unit for modulating the pulse width of the charging or discharging current of the control target battery according to the calculated pulse width.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 배터리 충방전 제어 방법은, BMS(Battery Management System)에서 배터리의 충방전을 제어하며, 제어 대상 배터리의 SOC 정보를 산출하는 SOC 정보 산출 단계; 상기 제어 대상 배터리의 배터리 타입 및 상기 SOC 정보를 기반으로 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 제한값을 산출하는 전류 제한값 산출 단계; 및 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 측정값이 상기 충전 또는 방전 전류 제한값에 의해 정해지는 범위 내에 있도록 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류를 제어하는 전류 제어 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery charge / discharge control method including: a SOC information calculation step of controlling charge / discharge of a battery in a battery management system (BMS) and calculating SOC information of a battery to be controlled; A current limit value calculation step of calculating a charge or discharge current limit value of the control target battery based on the battery type of the control target battery and the SOC information; And a current control step of controlling the charge or discharge current of the control target battery so that the measured or charged current value of the control target battery is within a range determined by the charge or discharge current limit value.

일 실시예에 있어서, 상기 SOC 정보 산출 단계는, 상기 제어 대상 배터리의 전압, 전류 및 온도에 대한 측정값 정보를 생성하는 단계; 및 칼만 필터 또는 확장 칼만 필터를 기반으로 상기 측정값 정보를 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 SOC를 연산하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the SOC information calculation step may include: generating measurement value information on voltage, current, and temperature of the control target battery; And calculating the SOC of the control target battery using the measured value information based on the Kalman filter or the extended Kalman filter.

일 실시예에 있어서, 상기 전류 제한값 산출 단계는, 상기 제어 대상 배터리의 배터리 타입에 따라 상기 제어 대상 배터리의 단자전압 제한범위 정보를 산출하는 단자전압 범위 산출 단계; 및 상기 SOC 정보를 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 개방전압 정보를 획득하고, 상기 단자전압 제한범위 정보 및 상기 개방전압 정보를 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 최대값을 연산하는 전류 연산 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the current limit value calculation step may include: a terminal voltage range calculation step of calculating terminal voltage limit range information of the control target battery in accordance with the battery type of the control target battery; And a current calculation step of obtaining the open-circuit voltage information of the control target battery using the SOC information, and computing a maximum charge or discharge current value of the control target battery using the terminal voltage limit range information and the open- . ≪ / RTI >

일 실시예에 있어서, 상기 전류 연산 단계는, 상기 단자전압 제한범위 정보에 나타난 최대 단자전압 및 상기 제어 대상 배터리의 개방전압 조건하에서 상기 제어 대상 배터리의 저항에 흐르는 충전 전류의 값을 충전 전류 최대값으로 연산하고, 상기 단자전압 제한범위 정보에 나타난 최소 단자전압 및 상기 제어 대상 배터리의 개방전압 조건하에서 상기 제어 대상 배터리의 저항에 흐르는 방전 전류의 값을 방전 전류 최대값으로 연산하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the current calculating step may calculate the current value of the charging current flowing in the resistance of the control target battery under the maximum terminal voltage shown in the terminal voltage limitation range information and the open-circuit voltage of the control target battery, And calculating the value of the discharge current flowing in the resistance of the control target battery under the minimum terminal voltage indicated in the terminal voltage limit range information and the open-circuit voltage of the control target battery to the maximum discharge current value have.

일 실시예에 있어서, 상기 전류 연산 단계는, 상기 제어 대상 배터리의 배터리 타입에 대응하는 SOC 및 온도별 배터리 저항 정보 테이블을 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 저항 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the current calculating step may include obtaining resistance information of the control target battery using the SOC and the temperature-dependent battery resistance information table corresponding to the battery type of the control target battery.

일 실시예에 있어서, 상기 전류 제한값 산출 단계는, 상기 연산된 충전 또는 방전 전류 최대값과 실험적으로 구해진 충전 또는 방전 전류 최대값을 비교하여 작은 값을 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 제한값으로 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the calculating of the current limit value may include calculating a charging or discharging current limit value of the control target battery by comparing the calculated maximum charging or discharging current maximum value with a maximum charging or discharging current value experimentally obtained The method comprising the steps of:

일 실시예에 있어서, 상기 전류 제어 단계는, 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 측정값이 상기 충전 또는 방전 전류 제한값에 의해 정해지는 범위 내에 있도록 하는 전류 펄스 폭을 연산하는 단계; 및 상기 연산된 펄스 폭에 따라 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류의 펄스 폭을 변조하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the current control step includes calculating a current pulse width such that a charge or discharge current measurement value of the control target battery is within a range determined by the charge or discharge current limit value; And modulating a pulse width of charging or discharging current of the control target battery according to the calculated pulse width.

본 발명에 따르면, 실시간으로 배터리의 SOC를 추정하여 충·방전 전류의 적절한 제한값을 산출하고 이에 따라 실제 충·방전 전류를 제어함으로써, 배터리 시스템의 에너지 효율 및 안전성을 개선할 수 있다.According to the present invention, energy efficiency and safety of a battery system can be improved by estimating the SOC of a battery in real time to calculate an appropriate limit value of the charge / discharge current and controlling the actual charge / discharge current accordingly.

또한, 배터리 타입을 고려하여 해당 배터리의 충·방전 전류를 제어함으로써, 다양한 배터리 시스템에 적용될 수 있음은 물론, 이종 배터리들이 병렬 연결된 병렬 배터리 시스템에서 배터리 타입에 따라 최적화된 충·방전 제어를 수행할 수 있다.In addition, by controlling the charging and discharging current of the corresponding battery in consideration of the battery type, the battery can be applied to various battery systems. In addition, in the parallel battery system in which the different batteries are connected in parallel, .

나아가, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명에 따른 다양한 실시예들이 상기 언급되지 않은 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음을 이하의 설명으로부터 자명하게 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various embodiments of the present invention can be accomplished without departing from the spirit and scope of the present invention.

도 1은 본 발명이 적용되는 병렬 배터리 시스템을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 방법을 나타낸 흐름도.
도 4는 배터리 타입에 따른 SOC 및 온도별 배터리 저항 정보 테이블의 일례를 나타낸 도면.
도 5는 펄스 폭 변조부의 일례를 나타낸 도면.1 is a block diagram showing a parallel battery system to which the present invention is applied;
2 is a block diagram illustrating a battery charge / discharge control apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method for controlling charge / discharge of a battery according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an example of a SOC and a temperature-dependent battery resistance information table according to the battery type.
5 is a diagram showing an example of a pulse width modulation unit;

이하, 본 발명의 기술적 과제에 관한 해결 방안을 명확화하기 위해 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련 공지기술에 관한 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불명료하게 하는 경우 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 설계자, 제조자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있을 것이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to clarify the solution to the technical problem of the present invention. In the following description of the present invention, however, the description of related arts will be omitted if the gist of the present invention becomes obscure. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed depending on the intention or custom of the designer, the manufacturer, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 1에는 본 발명이 적용되는 병렬 배터리 시스템이 블록도로 도시되어 있다.FIG. 1 is a block diagram of a parallel battery system to which the present invention is applied.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 충방전 제어 장치 및 방법은 서로 다른 타입의 배터리들이 병렬 연결된 병렬 배터리 시스템(100)에 적용될 수 있다. 이러한 병렬 배터리 시스템(100)은 에너지의 충·방전이 가능한 배터리(110)와 이러한 배터리(110)를 안전하고 효율적으로 관리하는 BMS(Battery Management System)(120)를 다수 포함하며, 병렬 배터리 시스템(100)에 요구되는 전력을 변환 및 공급하는 PCS(Power Conditioning System)(130)를 포함한다. 이 경우, 각각의 배터리(110)는 단위 셀(cell)이거나 단위 셀을 복수로 포함하는 배터리 팩(battery pack)일 수 있다.As shown in FIG. 1, the battery charge / discharge control apparatus and method according to the present invention can be applied to a parallel battery system 100 in which different types of batteries are connected in parallel. The parallel battery system 100 includes a battery 110 capable of charging and discharging energy and a battery management system 120 for managing the battery 110 in a safe and efficient manner. And a PCS (Power Conditioning System) 130 for converting and supplying the power required for the power supply 100. In this case, each battery 110 may be a unit cell or a battery pack including a plurality of unit cells.

이러한 병렬 배터리 시스템(100)에서 BMS(120)는 제어 대상 배터리(110)의 상태를 실시간으로 모니터링하여 배터리가 최적의 조건으로 유지 및 사용될 수 있도록 관리하고, 배터리 교체시기를 예측하며, 문제가 발생한 배터리를 발견하는 등의 역할을 수행한다. 특히, 병렬 배터리 시스템(100)의 배터리들은 적용 환경에 따라 각각 배터리 타입을 달리할 수 있다. 예컨대, 제1 타입의 배터리 1은 그와 병렬 연결된 제2 타입의 배터리 2 등과 충·방전 용량, 발열 특성, 온도 변화에 따른 전기적 변화 특성 등을 달리할 수 있다. 따라서, 병렬 배터리 시스템(100)의 BMS(120)는 제어 대상 배터리(110)에 대해 최적화된 충·방전 제어를 수행하기 위해 제어 대상 배터리(110)의 배터리 타입을 고려하여 충·방전 전류를 조절하여야 한다.In such a parallel battery system 100, the BMS 120 monitors the state of the battery 110 to be controlled in real time to manage the battery to be maintained and used in an optimal condition, predict a battery replacement timing, Battery, and so on. In particular, the batteries of the parallel battery system 100 may have different battery types depending on the application environment. For example, the battery 1 of the first type may be different from the battery 2 of the second type connected in parallel with the battery 1, and the charge / discharge capacity, heat generation characteristics, and electrical change characteristics due to temperature changes. The BMS 120 of the parallel battery system 100 controls the charge / discharge current in consideration of the battery type of the battery 110 to be controlled so as to perform the charge / discharge control optimized for the battery 110 to be controlled. shall.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 장치가 블록도로 도시되어 있다.FIG. 2 is a block diagram of a battery charge / discharge control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 충방전 제어 장치(200)는 SOC 정보 산출부(210), 전류 제한값 산출부(220), 및 전류 제어부(230)를 포함하며, 제어 대상 배터리의 배터리 타입을 고려하여 제어 대상 배터리의 충·방전 전류를 조절한다. 아래에서 다시 설명하겠지만, 이러한 배터리 충방전 제어 장치(200)의 구성 및 기능은 BMS에 통합될 수 있다.2, the battery charge / discharge control device 200 according to the present invention includes an SOC information calculation unit 210, a current limit value calculation unit 220, and a current control unit 230, The charge / discharge current of the battery to be controlled is controlled in consideration of the battery type of the battery. As will be described below, the configuration and function of such a battery charge / discharge control device 200 can be integrated into the BMS.

도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충방전 제어 방법이 흐름도로 도시되어 있다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for controlling charge / discharge of a battery according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하여 배터리 충방전 제어 장치(200)의 동작을 설명하면, 우선, SOC 정보 산출부(210)는 제어 대상 배터리의 SOC 정보를 산출한다(S310, S320). SOC(State Of Charge)는 배터리의 현재 충전 상태를 나타내는 것으로서, 단위로는 퍼센트(%)가 사용된다. 이 경우, SOC 정보 산출부(210)는 예컨대, 배터리 전압을 측정하고 배터리 전류, 온도 등의 인자들을 고려하여 SOC를 산출하는 전압 측정 방법(Voltage method)이나, 배터리의 유출입 전류를 측정하고 시간에 대해 적분하여 SOC를 산출하는 전류 적산 방법(Coulomb counting method) 등 다양한 방법으로 제어 대상 배터리의 SOC 정보를 산출할 수 있다.The operation of the battery charge / discharge control device 200 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. First, the SOC information calculation unit 210 calculates SOC information of the battery to be controlled (S310, S320). The SOC (State Of Charge) indicates the current state of charge of the battery. Percent (%) is used as a unit. In this case, the SOC information calculating unit 210 may be a voltage measuring method for measuring the battery voltage and calculating the SOC in consideration of factors such as the battery current and the temperature, The SOC information of the battery to be controlled can be calculated by various methods such as a current accumulation method (Coulomb counting method) for calculating the SOC by integrating the SOC information.

이를 위해, SOC 정보 산출부(210)는 측정값 생성부(212) 및 SOC 연산부(214)를 포함할 수 있다. 즉, 측정값 생성부(212)는, 제어 대상 배터리의 전기적, 물리적 상태에 대하여 다양한 센서를 통해 획득되는 센싱 데이터를 이용하여 SOC 추정에 필요한 측정값 정보를 생성한다(S310). 예컨대, 측정값 생성부(212)는 전압 센서, 전류 센서, 온도 센서를 통해 획득되는 제어 대상 배터리의 전압, 전류 및 온도에 대한 센싱 데이터를 수신하여 제어 대상 배터리의 전압(V), 전류(I) 및 온도(T)에 대한 측정값 정보를 생성할 수 있다.For this, the SOC information calculation unit 210 may include a measurement value generation unit 212 and an SOC calculation unit 214. [ That is, the measurement value generation unit 212 generates measurement value information required for SOC estimation using sensing data obtained through various sensors with respect to the electrical and physical states of the battery to be controlled (S310). For example, the measurement value generation unit 212 receives sensing data on voltage, current, and temperature of a battery to be controlled, which is obtained through a voltage sensor, a current sensor, and a temperature sensor, ) And temperature (T).

그 다음, SOC 연산부(214)는 이러한 측정값 정보를 이용하여 제어 대상 배터리의 SOC를 연산한다(S320). 이 경우, SOC 연산부(214)는 칼만 필터(Kalman Filter) 또는 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter)를 기반으로 V, I, T 측정값 정보를 이용하여 제어 대상 배터리의 SOC를 연산할 수 있다. 즉, SOC 연산부(214)는 제어 대상 배터리의 전압 거동을, 개방 전압(open circuit voltage), 내부 저항, 및 저항-커패시터 병렬 회로가 직렬 연결된 등가 회로로 모델링하고, 이러한 등가 회로 모델의 인자들을 변수로 하는 선형 또는 비선형 함수와 전류 적산 방법을 이용하여 SOC를 추정하고, 측정값 생성부(212)에 의해 실시간으로 생성되는 측정값 정보를 이용하여 상기 추정된 SOC를 보정함으로써, 제어 대상 배터리에 대한 SOC를 연산할 수 있다. 칼만 필터 또는 확장된 칼만 필터는 동적 시스템의 출력 값만을 사용하여 동적 시스템의 내적 상태를 재귀적으로 추정 및 보정하는 것이므로, SOC 연산부(214)가 칼만 필터 또는 확장된 칼만 필터를 기반으로 하는 경우 모든 타입의 배터리에 대해 SOC를 연산할 수 있다는 장점이 있다. 한편, 칼만 필터와 확장 칼만 필터는 수학적 기초 또는 동작은 본질적으로 동일하나, 칼만 필터는 모델링을 위해 선형 함수들을 사용하는 반면, 확장 칼만 필터는 비선형 함수들을 사용한다.Then, the SOC calculating unit 214 calculates the SOC of the control target battery using the measured value information (S320). In this case, the SOC calculating unit 214 can calculate the SOC of the control target battery using the V, I, and T measurement information based on a Kalman filter or an Extended Kalman filter. That is, the SOC calculating unit 214 models the voltage behavior of the battery to be controlled as an equivalent circuit in which an open circuit voltage, an internal resistance, and a resistance-capacitor parallel circuit are connected in series, And the current integration method, and outputs the estimated SOC using the measured value information generated in real time by the measurement value generation unit 212 By correcting, The SOC for the control target battery can be calculated. Since the Kalman filter or the extended Kalman filter recursively estimates and corrects the internal state of the dynamic system using only the output values of the dynamic system, if the SOC operator 214 is based on a Kalman filter or an extended Kalman filter Type battery can be calculated. On the other hand, the Kalman filter and the extended Kalman filter have essentially the same mathematical basis or operation, whereas the Kalman filter uses linear functions for modeling, whereas the extended Kalman filter uses nonlinear functions.

그 다음, 전류 제한값 산출부(220)는 제어 대상 배터리의 배터리 타입 및 산출된 SOC 정보를 기반으로 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 제한값을 산출한다(S330). 이를 위해, 본 발명에 따른 배터리 충방전 제어 장치는, 제어 대상 배터리에 포함된 소정 배터리 타입 식별 정보를 감지하거나, 소정 입력부(미도시)를 포함하여 사용자에 의해 제어 대상 배터리의 배터리 타입이 입력되도록 구성될 수 있다. 또한, 전류 제한값 산출부(220)는 단자전압 범위 산출부(222) 및 전류값 연산부(224)를 포함할 수 있다. 즉, 단자전압 범위 산출부(222)는 제어 대상 배터리의 배터리 타입에 따라 상기 제어 대상 배터리의 단자전압 제한범위(Vmax, Vmin) 정보를 산출한다. 예컨대, 단자전압 범위 산출부(222)는 소정 저장부(240)에 저장되어 있는 배터리 타입별 배터리 단자전압 제한범위 정보 테이블을 이용하여 제어 대상 배터리의 단자전압 제한범위 정보를 산출할 수 있다. 전류값 연산부(224)는 SOC 정보를 이용하여 제어 대상 배터리의 개방전압(OCV) 정보를 획득하고, 단자전압 제한범위(Vmax, Vmin) 정보 및 개방전압(OCV) 정보를 이용하여 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 최대값(Icmax, Idmax)을 연산한다. 이 경우, 전류값 연산부(224)는 제어 대상 배터리의 배터리 타입과 관련하여 저장부(240)에 저장되어 있는 SOC별 개방전압 정보 테이블을 이용하여 제어 대상 배터리의 현재 개방전압(OCV) 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 전류값 연산부(224)는, 단자전압 제한범위 정보에 나타난 최대 단자전압(Vmax) 및 제어 대상 배터리의 개방전압(OCV) 조건하에서 제어 대상 배터리의 저항(R)에 흐르는 충전 전류의 값을 충전 전류 최대값으로 연산할 수 있다. 예컨대, 전류값 연산부(224)는 수학식 1에 의해 충전 전류 최대값을 연산할 수 있다.Next, the current limit value calculating unit 220 calculates the charging or discharging current limit value of the control target battery based on the battery type of the battery to be controlled and the calculated SOC information (S330). To this end, the battery charge / discharge control device according to the present invention controls the charging / discharging control of the battery so that the battery type of the control target battery is inputted by the user including the predetermined battery type identification information included in the control target battery or a predetermined input unit Lt; / RTI > The current limit value calculating section 220 may include a terminal voltage range calculating section 222 and a current value calculating section 224. [ That is, the terminal voltage range calculating unit 222 calculates the terminal voltage limit range (Vmax, Vmin) information of the control target battery in accordance with the battery type of the control target battery. For example, the terminal voltage range calculating unit 222 may calculate the terminal voltage limit range information of the battery to be controlled using the battery terminal voltage limit range information table for each battery type stored in the predetermined storage unit 240. A current value calculating section 224 using the open-circuit voltage (OCV) to obtain the information, and the terminal voltage limits (V max, V min) information, and the open-circuit voltage (OCV) information to be controlled, the battery using the SOC information controlled (I cmax , I dmax ) of the battery. In this case, the current value calculator 224 acquires the current open-circuit voltage (OCV) information of the control target battery using the open-circuit voltage information table for each SOC stored in the storage unit 240 with respect to the battery type of the battery to be controlled can do. Then, the current value computing unit 224, the terminal voltage limit range information up to the terminal voltage (V max) and controlled opening of the battery voltage (OCV) value of the charging current flowing through the resistor (R) to be controlled, the battery under the conditions shown in Can be calculated as the maximum charging current. For example, the current value calculator 224 can calculate the maximum charging current value according to Equation (1).

[[ 수학식Equation 1] One]

II cmaxcmax = ( = ( VV maxmax -  - OCVOCV ) / R) / R

여기서, Icmax는 충전 전류 최대값, Vmax는 최대 단자전압, OCV는 배터리 개방전압, R은 배터리 저항을 나타낸다.Where I cmax is the maximum charging current, V max is the maximum terminal voltage, OCV is the battery open-circuit voltage, and R is the battery resistance.

또한, 전류값 연산부(224)는, 단자전압 제한범위 정보에 나타난 최소 단자전압(Vmin) 및 제어 대상 배터리의 개방전압(OCV) 조건하에서 제어 대상 배터리의 저항(R)에 흐르는 방전 전류의 값을 방전 전류 최대값(Idmax)으로 연산할 수 있다. 예컨대, 전류값 연산부(224)는 수학식 2에 의해 방전 전류 최대값을 연산할 수 있다.Further, the current value computing unit 224, the terminal voltage limit range information, a minimum terminal voltage (V min) and controlled opening of the battery voltage (OCV) value of the discharge current flowing through the resistor (R) to be controlled, the battery under the conditions shown in Can be calculated as the discharge current maximum value (I dmax ). For example, the current value calculator 224 can calculate the maximum discharge current value according to Equation (2).

[[ 수학식Equation 2] 2]

II dmaxdmax = ( = ( OCVOCV -  - VV minmin ) / R) / R

여기서, Idmax는 방전 전류 최대값, OCV는 배터리 개방전압, Vmin는 최소 단자전압, R은 배터리 저항을 나타낸다.Here, I dmax is the maximum discharge current, OCV is the battery open-circuit voltage, V min is the minimum terminal voltage, and R is the battery resistance.

이 경우, 전류값 연산부(224)는, 제어 대상 배터리의 배터리 타입에 대응하는 SOC 및 온도별 배터리 저항 정보 테이블을 이용하여 제어 대상 배터리의 저항 정보를 획득할 수 있다.In this case, the current value calculator 224 can acquire the resistance information of the battery to be controlled using the SOC and the temperature-dependent battery resistance information table corresponding to the battery type of the battery to be controlled.

도 4에는 배터리 타입에 따른 SOC 및 온도별 배터리 저항 정보 테이블의 일례가 도시되어 있다.FIG. 4 shows an example of the SOC and the temperature-dependent battery resistance information table according to the battery type.

도 4에 도시된 바와 같이, 전류값 연산부(224)는 저장부(240)에 저장되어 있는 SOC 및 온도별 배터리 저항 정보 테이블들 중 제어 대상 배터리의 배터리 타입에 대응하는 테이블(400)을 선택하고, 이에 포함된 저항 정보(402) 중 제어 대상 배터리의 현재 SOC 및 온도에 대응하는 저항 정보를 독출함으로써, 제어 대상 배터리의 저항 정보를 획득할 수 있다.4, the current value calculating unit 224 selects a table 400 corresponding to the battery type of the control target battery among the SOC and temperature-dependent battery resistance information tables stored in the storage unit 240 , The resistance information corresponding to the current SOC and the temperature of the control target battery among the resistance information 402 included therein can be read to acquire the resistance information of the control target battery.

일 실시예에 있어서, 전류 제한값 산출부(220)는, 전류값 연산부(224)에 의해 연산된 충전 또는 방전 전류 최대값(Icmax, Idmax)과, 배터리 수명에 따라 실험적으로 미리 구해진 충전 또는 방전 전류 최대값을 비교하여, 작은 값을 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 제한값으로 산출할 수 있다.In one embodiment, the current limit value calculating section 220 calculates the current limit value calculating section 220 based on the charge or discharge current maximum value (I cmax , I dmax ) calculated by the current value calculating section 224, The maximum value of the discharge current can be compared and a small value can be calculated as the charge or discharge current limit value of the control target battery.

그 다음, 전류 제어부(230)는 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 시 전류 측정값이 상기 충전 또는 방전 전류 제한값에 의해 정해지는 범위 내에 있도록 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류를 제어한다(S340 내지 S344). 이 경우, 전류 제어부(230)는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 사용할 수 있다. 즉, 제어 대상 배터리의 현재 충·방전 전류 측정값이 전류 제한값 산출부(220)에 의해 산출된 충·방전 전류 제한값보다 큰 경우(S340), 전류 제어부(230)는 충·방전 전류의 펄스 폭을 조절함으로써 충·방전 전류값을 제어할 수 있다. 이를 위해, 전류 제어부(230)는 펄스 폭 연산부(232) 및 펄스 폭 변조부(234)를 포함할 수 있다. 즉, 펄스 폭 연산부(232)는 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 측정값이 충전 또는 방전 전류 제한값에 의해 정해지는 범위 내에 있도록 하는 전류 펄스 폭을 연산한다(S342). 그리고, 펄스 폭 변조부(234)는 연산된 펄스 폭에 따라 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류의 펄스 폭을 변조한다(S344).Next, the current controller 230 controls the charging or discharging current of the battery to be controlled so that the current measurement value is within the range determined by the charging or discharging current limit value when charging or discharging the battery to be controlled (S340 to S344) . In this case, the current controller 230 may use a PWM (Pulse Width Modulation) method. That is, when the current charge / discharge current measurement value of the control target battery is larger than the charge / discharge current limit value calculated by the current limit value calculation unit 220 (S340), the current control unit 230 determines the pulse width The charge / discharge current value can be controlled. For this, the current controller 230 may include a pulse width calculator 232 and a pulse width modulator 234. That is, the pulse width calculator 232 calculates the current pulse width so that the charge or discharge current measurement value of the battery to be controlled is within the range determined by the charge or discharge current limit value (S342). Then, the pulse width modulating unit 234 modulates the pulse width of the charge or discharge current of the control target battery in accordance with the calculated pulse width (S344).

도 5는 펄스 폭 변조부의 일례가 도시되어 있다.5 shows an example of a pulse width modulation section.

도 5에 도시된 바와 같이, 펄스 폭 변조부(234)는 스위칭 소자를 이용하여 전류의 펄스 폭 내지 듀티(duty)를 조절할 수 있다. 이를 위해, 펄스 폭 변조부(234) 충전 스위치부(510) 및 방전 스위치부(520)를 포함할 수 있다. 예컨대, 펄스 폭 변조부(234)는, 배터리(502)의 충전 시 충전 스위치부(510)의 FET 게이트 스위치(512)를 on/off 시킴으로써 전원 회로(500)에서 충전 스위치부(510)의 제1 FET(514)를 통해 배터리(502)에 공급되는 충전 전류(IC)의 펄스 폭을 조절할 수 있다. 이때, 방전 스위치부(520)의 FET 게이트 스위치(522)는 off 상태를 유지하며, 충전 전류(Ic)는 방전 스위치부(520)의 다이오드(526)를 통해 배터리(502)에 공급된다. 또한 펄스 폭 변조부(234)는, 배터리(502)의 방전 시 방전 스위치부(520)의 FET 게이트 스위치(522)를 on/off 시킴으로써 배터리(502)에서 방전 스위치부(520)의 제2 FET(524)를 통해 외부 회로(500)에 공급되는 방전 전류(ID)의 펄스 폭을 조절할 수 있다. 이때, 충전 스위치부(510)의 FET 게이트 스위치(512)는 off 상태를 유지하며, 방전 전류(Ic)는 충전 스위치부(510)의 다이오드(516)를 통해 외부배터리(502)에 공급된다.As shown in FIG. 5, the pulse width modulating unit 234 can adjust the pulse width and duty of current using a switching device. To this end, the pulse width modulating unit 234 may include a charging switch unit 510 and a discharging switch unit 520. For example, the pulse width modulating unit 234 may turn on / off the FET gate switch 512 of the charging switch unit 510 when the battery 502 is charged, 1 FET 514 to adjust the pulse width of the charge current I C supplied to the battery 502. [ At this time, the FET gate switch 522 of the discharge switch unit 520 maintains the off state, and the charge current I c is supplied to the battery 502 through the diode 526 of the discharge switch unit 520. The pulse width modulating unit 234 may also turn on and off the FET gate switch 522 of the discharge switch unit 520 during the discharge of the battery 502 so that the second FET of the discharge switch unit 520, It is possible to adjust the pulse width of the discharge current I D supplied to the external circuit 500 through the resistor 524. At this time, the FET gate switch 512 of the charge switch unit 510 is kept off, and the discharge current I c is supplied to the external battery 502 through the diode 516 of the charge switch unit 510 .

반면, 제어 대상 배터리의 현재 충·방전 전류 측정값이 전류 제한값 산출부(220)에 의해 산출된 충·방전 전류 제한값 이하의 값을 나타내는 경우(S340), 전류 제어부(230)는 충·방전 전류에 대해 별도의 펄스 폭 조절을 수행하지 않으며, 배터리 충방전 제어 장치(200)는 제어 대상 배터리의 충·방전 과정이 완료될 때까지 상술한 동작들을 반복한다(S350).When the current charge / discharge current measurement value of the battery to be controlled indicates a value equal to or less than the charge / discharge current limit value calculated by the current limit value calculation unit 220 (S340), the current control unit 230 determines the charge / discharge current The battery charge / discharge control device 200 repeats the above-described operations until the charging / discharging process of the battery to be controlled is completed (S350).

한편, 본 발명에 따른 배터리 충방전 제어 장치(200)의 구성 및 기능은 전체 배터리 시스템에 있어서 BMS에 통합되어 구현될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 충방전 제어 방법은 컴퓨터 시스템을 통해 실행되는 컴퓨터 프로그램을 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록매체에 기록하여 구현하는 것이 가능하다. 본 발명의 실시예들이 컴퓨터 프로그램을 이용하여 구현되는 경우, 본 발명의 구성 수단들은 필요한 작업을 실행하는 프로그램 코드 세그먼트들이다. 이러한, 컴퓨터 프로그램 내지 코드 세그먼트들은 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 저장되거나 반송파와 결합하여 데이터 신호 형태로 전송 매체 또는 통신망을 통해 전송될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에는 컴퓨터 시스템이 읽어들일 수 있는 데이터를 기록하는 모든 종류의 매체가 포함된다. 예컨대, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 포함될 수 있다. 또한, 이러한 기록매체를 다양한 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산 배치함으로써 프로그램 코드들이 분산 방식으로 저장되거나 실행되도록 할 수 있다.Meanwhile, the configuration and function of the battery charge / discharge control device 200 according to the present invention may be integrated into the BMS in the entire battery system. In addition, the battery charge / discharge control method according to the present invention can be realized by recording a computer program executed by a computer system in a computer readable recording medium. When embodiments of the present invention are implemented using a computer program, the constituent means of the present invention are program code segments that perform the necessary tasks. Such computer programs and code segments may be stored on a computer readable recording medium or in combination with a carrier wave and transmitted in the form of a data signal over a transmission medium or a communication network. A computer-readable recording medium includes all kinds of media for recording data that can be read by a computer system. For example, the computer-readable recording medium may include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like. In addition, the program codes may be stored or executed in a distributed manner by distributing the recording medium to a computer system connected to various networks.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 실시간으로 배터리의 SOC를 추정하여 충·방전 전류의 적절한 제한값을 산출하고 이에 따라 실제 충·방전 전류를 제어함으로써, 배터리 시스템의 에너지 효율 및 안전성을 개선할 수 있다. 또한, 배터리 타입을 고려하여 해당 배터리의 충·방전 전류를 제어함으로써, 다양한 배터리 시스템에 적용될 수 있음은 물론, 이종 배터리들이 병렬 연결된 병렬 배터리 시스템에서 배터리 타입에 따라 최적화된 충·방전 제어를 수행할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 다양한 실시예들은, 당해 기술 분야는 물론 관련 기술 분야에서 본 명세서에 언급된 내용 이외의 다른 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음은 물론이다.As described above, according to the present invention, it is possible to estimate the SOC of a battery in real time to calculate an appropriate limit value of the charge / discharge current and to control the actual charge / discharge current, thereby improving the energy efficiency and safety of the battery system have. In addition, by controlling the charging and discharging current of the corresponding battery in consideration of the battery type, the battery can be applied to various battery systems. In addition, in the parallel battery system in which the different batteries are connected in parallel, . Furthermore, it is to be understood that various embodiments in accordance with the present invention may solve many technical problems in the art, as well as those described in the related art.

지금까지 본 발명에 대해 구체적인 실시예들을 참고하여 설명하였다. 그러나 당업자라면 본 발명의 기술적 범위에서 다양한 변형 실시예들이 구현될 수 있음을 명확하게 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 앞서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 사상의 범위는 첨부된 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to specific embodiments. It will be apparent, however, to one skilled in the art that various modifications may be practiced within the technical scope of the invention. Therefore, the above-described embodiments should be considered from an illustrative point of view, not from a limiting viewpoint. That is, the scope of the true technical idea of the present invention is set forth in the appended claims, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

200 : 배터리 충방전 제어 장치 210 : SOC 정보 산출부
212 : 측정값 생성부 214 : SOC 연산부
220 : 전류 제한값 산출부 222 : 단자전압 범위 산출부
224 : 전류값 연산부 230 : 전류 제어부
232 : 펄스 폭 연산부 234 : 펄스 폭 변조부
240 : 저장부200: Battery charge / discharge control device 210: SOC information calculation unit
212: measurement value generation unit 214: SOC operation unit
220: current limit value calculating section 222: terminal voltage range calculating section
224: current value calculation unit 230: current control unit
232: pulse width calculating section 234: pulse width modulating section
240:

Claims (15)

제어 대상 배터리의 SOC(State Of Charge) 정보를 산출하는 SOC 정보 산출부;
상기 제어 대상 배터리의 배터리 타입 및 상기 SOC 정보를 기반으로 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 제한값을 산출하는 전류 제한값 산출부; 및
상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 시 전류 측정값이 상기 충전 또는 방전 전류 제한값에 의해 정해지는 범위 내에 있도록 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류를 제어하는 전류 제어부를 포함하는 배터리 충방전 제어 장치.An SOC information calculation unit for calculating SOC (State Of Charge) information of the battery to be controlled;
A current limit value calculation unit for calculating a charge or discharge current limit value of the control target battery based on the battery type of the control target battery and the SOC information; And
And a current control unit for controlling a charging or discharging current of the control target battery so that a current measurement value during a charging or discharging of the control target battery is within a range determined by the charging or discharging current limit value. 제1항에 있어서,
상기 SOC 정보 산출부는,
상기 제어 대상 배터리의 전압, 전류 및 온도에 대한 측정값 정보를 생성하는 측정값 생성부; 및
칼만 필터(Kalman Filter) 또는 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter)를 기반으로 상기 측정값 정보를 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 SOC를 연산하는 SOC 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.The method according to claim 1,
The SOC information calculation unit calculates,
A measurement value generation unit for generating measurement value information on voltage, current, and temperature of the control target battery; And
And a SOC calculating unit for calculating an SOC of the control target battery using the measured value information based on a Kalman filter or an Extended Kalman filter. 제1항에 있어서,
상기 전류 제한값 산출부는,
상기 제어 대상 배터리의 배터리 타입에 따라 상기 제어 대상 배터리의 단자전압 제한범위 정보를 산출하는 단자전압 범위 산출부; 및
상기 SOC 정보를 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 개방전압 정보를 획득하고, 상기 단자전압 제한범위 정보 및 상기 개방전압 정보를 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 최대값을 연산하는 전류 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the current limit value calculating section calculates,
A terminal voltage range calculating unit for calculating terminal voltage limit range information of the control target battery in accordance with the battery type of the control target battery; And
And a current arithmetic unit for obtaining the open-circuit voltage information of the control target battery using the SOC information and calculating the maximum charge or discharge current value of the control target battery using the terminal voltage limit range information and the open-circuit voltage information And the battery charge / discharge control device. 제3항에 있어서,
상기 전류 연산부는, 상기 단자전압 제한범위 정보에 나타난 최대 단자전압 및 상기 제어 대상 배터리의 개방전압 조건하에서 상기 제어 대상 배터리의 저항에 흐르는 충전 전류의 값을 충전 전류 최대값으로 연산하고, 상기 단자전압 제한범위 정보에 나타난 최소 단자전압 및 상기 제어 대상 배터리의 개방전압 조건하에서 상기 제어 대상 배터리의 저항에 흐르는 방전 전류의 값을 방전 전류 최대값으로 연산하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.The method of claim 3,
Wherein the current calculation unit calculates a value of a charge current flowing in a resistance of the control target battery under a maximum terminal voltage indicated in the terminal voltage limit range information and an open circuit voltage of the control target battery as a maximum charge current value, Wherein the maximum value of the discharge current is calculated as the value of the discharge current flowing in the resistance of the control target battery under the minimum terminal voltage indicated in the limited range information and the open-circuit voltage of the control target battery. 제4항에 있어서,
상기 전류 연산부는, 상기 제어 대상 배터리의 배터리 타입에 대응하는 SOC 및 온도별 배터리 저항 정보 테이블을 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 저항 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the current calculation unit obtains resistance information of the control target battery using SOC and temperature-dependent battery resistance information table corresponding to the battery type of the control target battery. 제4항에 있어서,
상기 전류 제한값 산출부는, 상기 전류 연산부에 의해 연산된 충전 또는 방전 전류 최대값과 실험적으로 구해진 충전 또는 방전 전류 최대값을 비교하여 작은 값을 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 제한값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.5. The method of claim 4,
The current limit value calculation unit compares the maximum value of the charge or discharge current calculated by the current calculation unit with the maximum value of the charge or discharge current obtained experimentally and calculates a small value as the charge or discharge current limit value of the control target battery Charge / discharge control device. 제1항에 있어서,
상기 전류 제어부는,
상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 측정값이 상기 충전 또는 방전 전류 제한값에 의해 정해지는 범위 내에 있도록 하는 전류 펄스 폭을 연산하는 펄스 폭 연산부; 및
상기 연산된 펄스 폭에 따라 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류의 펄스 폭을 변조하는 펄스 폭 변조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 장치.The method according to claim 1,
The current control unit includes:
A pulse width calculating unit for calculating a current pulse width so that the charge or discharge current measurement value of the control target battery is within a range determined by the charge or discharge current limit value; And
And a pulse width modulation unit for modulating a pulse width of a charging or discharging current of the control target battery according to the calculated pulse width. BMS(Battery Management System)에서 배터리의 충방전을 제어하는 방법에 있어서,
제어 대상 배터리의 SOC 정보를 산출하는 SOC 정보 산출 단계;
상기 제어 대상 배터리의 배터리 타입 및 상기 SOC 정보를 기반으로 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 제한값을 산출하는 전류 제한값 산출 단계; 및
상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 측정값이 상기 충전 또는 방전 전류 제한값에 의해 정해지는 범위 내에 있도록 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류를 제어하는 전류 제어 단계를 포함하는 배터리 충방전 제어 방법.A method for controlling charging and discharging of a battery in a battery management system (BMS)
An SOC information calculation step of calculating SOC information of the battery to be controlled;
A current limit value calculation step of calculating a charge or discharge current limit value of the control target battery based on the battery type of the control target battery and the SOC information; And
And a current control step of controlling charging or discharging current of the control target battery so that the measured or charged current value of the controlled battery is within a range determined by the charging or discharging current limit value. 제8항에 있어서,
상기 SOC 정보 산출 단계는,
상기 제어 대상 배터리의 전압, 전류 및 온도에 대한 측정값 정보를 생성하는 단계; 및
칼만 필터 또는 확장 칼만 필터를 기반으로 상기 측정값 정보를 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 SOC를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.9. The method of claim 8,
The SOC information calculation step may include:
Generating measurement value information on voltage, current, and temperature of the control target battery; And
Calculating the SOC of the control target battery using the measured value information based on the Kalman filter or the extended Kalman filter. 제8항에 있어서,
상기 전류 제한값 산출 단계는,
상기 제어 대상 배터리의 배터리 타입에 따라 상기 제어 대상 배터리의 단자전압 제한범위 정보를 산출하는 단자전압 범위 산출 단계; 및
상기 SOC 정보를 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 개방전압 정보를 획득하고, 상기 단자전압 제한범위 정보 및 상기 개방전압 정보를 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 최대값을 연산하는 전류 연산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.9. The method of claim 8,
The current limit value calculating step includes:
A terminal voltage range calculating step of calculating terminal voltage limit range information of the control target battery in accordance with the battery type of the control target battery; And
A current calculating step of obtaining the open-circuit voltage information of the control target battery using the SOC information, and calculating a maximum charge or discharge current value of the control target battery using the terminal voltage limit range information and the open- And the battery charge / discharge control method. 제10항에 있어서,
상기 전류 연산 단계는, 상기 단자전압 제한범위 정보에 나타난 최대 단자전압 및 상기 제어 대상 배터리의 개방전압 조건하에서 상기 제어 대상 배터리의 저항에 흐르는 충전 전류의 값을 충전 전류 최대값으로 연산하고, 상기 단자전압 제한범위 정보에 나타난 최소 단자전압 및 상기 제어 대상 배터리의 개방전압 조건하에서 상기 제어 대상 배터리의 저항에 흐르는 방전 전류의 값을 방전 전류 최대값으로 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the current calculating step calculates a value of a charging current flowing in a resistance of the control target battery under a maximum terminal voltage indicated in the terminal voltage limit range information and an open-circuit voltage of the control target battery as a maximum charging current, Calculating a value of a discharge current flowing in a resistance of the control target battery to a maximum discharge current value under the minimum terminal voltage shown in the voltage limit range information and the open-circuit voltage condition of the control target battery Control method. 제11항에 있어서,
상기 전류 연산 단계는, 상기 제어 대상 배터리의 배터리 타입에 대응하는 SOC 및 온도별 배터리 저항 정보 테이블을 이용하여 상기 제어 대상 배터리의 저항 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the current calculating step includes the step of acquiring the resistance information of the control target battery using the SOC and the temperature-dependent battery resistance information table corresponding to the battery type of the control target battery . 제10항에 있어서,
상기 전류 제한값 산출 단계는, 상기 연산된 충전 또는 방전 전류 최대값과 실험적으로 구해진 충전 또는 방전 전류 최대값을 비교하여 작은 값을 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 제한값으로 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the current limit value calculating step further includes calculating a small value as a charging or discharging current limit value of the control target battery by comparing the calculated maximum charging or discharging current with a maximum charging or discharging current experimentally obtained Wherein the battery charge / discharge control method comprises the steps of: 제8항에 있어서,
상기 전류 제어 단계는,
상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류 측정값이 상기 충전 또는 방전 전류 제한값에 의해 정해지는 범위 내에 있도록 하는 전류 펄스 폭을 연산하는 단계; 및
상기 연산된 펄스 폭에 따라 상기 제어 대상 배터리의 충전 또는 방전 전류의 펄스 폭을 변조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충방전 제어 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the current control step comprises:
Calculating a current pulse width so that a charge or discharge current measurement value of the control target battery is within a range determined by the charge or discharge current limit value; And
And modulating a pulse width of a charging or discharging current of the control target battery according to the calculated pulse width. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 배터리 충방전 제어 방법을 컴퓨터 시스템을 통해 실행하는 컴퓨터 프로그램으로서 기록매체에 기록된 컴퓨터 프로그램.A computer program for executing a battery charge / discharge control method according to any one of claims 8 to 14 through a computer system, the computer program being recorded on a recording medium.
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