KR20170139976A - 배터리 사이클 카운팅 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 사이클 카운팅 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 사이클 카운팅 장치는, 배터리에 대해 미리 정해진 배터리 파라미터들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 보정 테이블을 저장하는 메모리; 상기 배터리와 결합되어 상기 배터리 파라미터들 각각에 대한 측정값들을 포함하는 배터리 정보를 소정 주기마다 출력하는 측정부; 상기 배터리 정보를 기초로, 상기 배터리가 현재의 주기동안 사용된 정도를 나타내는 추가 전류량을 산출하는 산출부; 상기 보정 테이블로부터 상기 측정값들 중 적어도 일부에 대응하는 가중치들을 획득하며, 상기 획득된 가중치들을 이용하여 상기 추가 전류량을 보정하는 보정부; 상기 보정된 추가 전류량을 기초로, 상기 배터리가 현재의 주기까지 총 사용된 정도를 나타내는 누적 전류량을 갱신하는 갱신부; 및 미리 정해진 기준 전류량과 상기 갱신된 누적 전류량을 비교한 결과를 기초로, 상기 배터리의 사이클 카운트의 값을 증가시킬지 결정하는 카운팅부;를 포함한다.

Description

배터리 사이클 카운팅 장치{Apparatus and method for counting a cycle of a battery}
본 발명은 배터리의 사이클을 카운팅하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리의 충방전에 따른 전류량을 기초로 배터리 사이클을 정확하게 카운팅하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등을 들 수 있으며, 이 중에서 특히 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
배터리로부터 에너지를 공급받는 각종 장치나 시스템의 안정적인 사용을 위해서는, 배터리의 충전 상태(SOC: State Of Charge)에 대한 정확한 정보가 필수적이다. 특히, SOC는 배터리가 어느 정도의 시간만큼 사용 가능한지 가늠하는 척도가 되므로, 사용자가 해당 장치를 사용하는데 있어서 매우 중요한 정보이다. 예컨대, 노트북이나 휴대폰, 자동차 등 배터리 장착 장치들은 SOC를 추정하고, 추정된 SOC를 사용 가능 시간 등으로 환산한 정보를 사용자에게 제공한다.
일반적으로 기준 용량에 대한 잔존용량이 백분율로 표현되는 배터리의 SOC는, 크게 ASOC(Absolute SOC)와 RSOC(Relative SOC)로 구분될 수 있다. ASOC는 배터리의 설계 용량(DC: design capacity)에 대한 잔존 용량(RC: Remain Capacity)의 비율을 나타내는 값이고, RSOC는 배터리의 만충전 용량(FCC: Full Charge Capacity)에 대한 잔존용량의 비율을 나타내는 값이다.
여기서, 만충전 용량은 배터리가 실제로 수용할 수 있는 최대 전하량을 나타내는데, 설계 용량과는 달리 배터리의 충전과 방전이 반복됨에 따라 점차 감소되므로, 배터리가 완전 충전되거나 완전 방전될 때마다 새로운 값으로 갱신되기도 한다.
배터리의 사이클 카운트(Cycle count)는 배터리의 충전과 방전이 이루어진 횟수를 나타내는 값이다. 예컨대, 배터리가 만충전 용량만큼 방전될 때마다, 배터리의 사이클 카운트는 1씩 증가하게 된다. 배터리가 어느 정도의 빈도로 충전과 방전이 되었는지는 배터리의 사용에 있어서 매우 중요한 데이터 중의 하나이므로, 사이클 카운트를 정확하게 산출할 필요가 있다.
종래에는 단순히 배터리의 충방전 전류를 적산하여 얻어진 방전 용량의 값을 누적하고, 누적된 값을 미리 정해진 기준 용량의 값으로 나누어 바로 이전의 사이클 카운트를 갱신하는 기술을 이용하고 있다.
배터리의 사용 환경(예, SOC, 온도)에 따라, 배터리에 결합된 전류 센서에 의해 측정된 충방전 전류의 값과 실제 충방전 전류의 값 사이에 오차가 발생하기 마련인데, 이러한 오차는 시간의 경과에 따라 계속 누적될 수 있다. 하지만, 대부분의 종래 기술들은, 배터리의 사용 환경에 대한 적절한 고려없이 단순히 충방전 전류를 적산한 값만을 기초로 배터리의 사이클을 카운팅하는 방식을 취하고 있다. 결과적으로, 누적된 오차가 반영된 부정확한 사이클 카운트의 값이 사용자에게 통지되는 문제가 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리와 관련된 복수의 파라미터들에 대한 측정값을 기초로, 배터리의 충방전에 따른 전류량을 주기별로 적절히 보정함으로써, 배터리의 사이클 카운트의 값을 정확하게 산출하는 배터리 사이클 카운팅 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 사이클 카운팅 장치는, 배터리에 대해 미리 정해진 배터리 파라미터들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 보정 테이블을 저장하는 메모리; 상기 배터리와 결합되어 상기 배터리 파라미터들 각각에 대한 측정값들을 포함하는 배터리 정보를 소정 주기마다 출력하는 측정부; 상기 배터리 정보를 기초로, 상기 배터리가 현재의 주기동안 사용된 정도를 나타내는 추가 전류량을 산출하는 산출부; 상기 보정 테이블로부터 상기 측정값들 중 적어도 일부에 대응하는 가중치들을 획득하며, 상기 획득된 가중치들을 이용하여 상기 추가 전류량을 보정하는 보정부; 상기 보정된 추가 전류량을 기초로, 상기 배터리가 현재의 주기까지 총 사용된 정도를 나타내는 누적 전류량을 갱신하는 갱신부; 및 미리 정해진 기준 전류량과 상기 갱신된 누적 전류량을 비교한 결과를 기초로, 상기 배터리의 사이클 카운트의 값을 증가시킬지 결정하는 카운팅부;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 미리 정해진 배터리 파라미터들은, 상기 배터리의 충방전 전류, 온도 및 SOC를 포함할 수 있다. 경우에 따라, 상기 보정 테이블은, 미리 정해진 복수의 SOC 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 제1 서브 테이블; 미리 정해진 복수의 충방전율 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 제2 서브 테이블; 및 미리 정해진 복수의 온도 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 제3 서브 테이블;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 보정부는, 상기 제1 서브 테이블의 복수의 SOC 구간들 중 상기 측정된 SOC가 속하는 구간에 대응하는 제1 가중치를 상기 제1 서브 테이블로부터 획득하고, 상기 제2 서브 테이블의 복수의 충방전율 구간들 중 상기 측정된 충방전 전류에 대응하는 충방전율이 속하는 구간에 대응하는 제2 가중치를 상기 제2 서브 테이블로부터 획득하며, 상기 제3 서브 테이블의 복수의 온도 구간들 중 상기 측정된 온도가 속하는 구간에 대응하는 제3 가중치를 상기 제3 서브 테이블로부터 획득할 수 있다. 이 경우, 상기 보정부는, 상기 제1 가중치, 제2 가중치 및 제3 가중치를 이용하여, 상기 추가 전류량을 보정할 수 있다.
바람직하게, 상기 카운팅부는 상기 갱신된 누적 전류량이 상기 기준 전류량만큼 증가할 때마다, 상기 사이클 카운트의 값을 소정값만큼 증가시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 에너지 저장 시스템은, 전술한 배터리 사이클 카운팅 장치; 및 상기 배터리 사이클 카운팅 장치에 결합되는 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 사이클 카운팅 방법은, 배터리에 대해 미리 정해진 배터리 파라미터들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 보정 테이블을 저장하는 단계; 상기 배터리 파라미터들 각각에 대한 측정값들을 포함하는 배터리 정보를 소정 주기마다 출력하는 단계; 상기 배터리 정보를 기초로, 상기 배터리가 현재의 주기동안 사용된 정도를 나타내는 추가 전류량을 산출하는 단계; 상기 보정 테이블로부터 상기 측정값들 중 적어도 일부에 대응하는 가중치들을 획득하는 단계; 상기 획득된 가중치들을 이용하여 상기 추가 전류량을 보정하는 단계; 상기 보정된 추가 전류량을 기초로, 상기 배터리가 현재의 주기까지 총 사용된 정도를 나타내는 누적 전류량을 갱신하는 단계; 및 미리 정해진 기준 전류량과 상기 갱신된 누적 전류량을 비교한 결과를 기초로, 상기 배터리의 사이클 카운트의 값을 증가시킬지 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 미리 정해진 배터리 파라미터들은, 상기 배터리의 충방전 전류, 온도 및 SOC를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 보정 테이블은, 미리 정해진 복수의 SOC 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 제1 서브 테이블; 미리 정해진 복수의 충방전율 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 제2 서브 테이블; 및 미리 정해진 복수의 온도 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 제3 서브 테이블;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 가중치들을 획득하는 단계는, 상기 제1 서브 테이블의 복수의 SOC 구간들 중 상기 측정된 SOC가 속하는 구간에 대응하는 제1 가중치를 상기 제1 서브 테이블로부터 획득하는 단계; 상기 제2 서브 테이블의 복수의 충방전율 구간들 중 상기 측정된 충방전 전류에 대응하는 충방전률이 속하는 구간에 대응하는 제2 가중치를 상기 제2 서브 테이블로부터 획득하는 단계; 상기 제3 서브 테이블의 복수의 온도 구간들 중 상기 측정된 온도가 속하는 구간에 대응하는 제3 가중치를 상기 제3 서브 테이블로부터 획득하는 단계;를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 추가 전류량을 보정하는 단계는, 상기 제1 가중치, 제2 가중치 및 제3 가중치를 이용하여 상기 추가 전류량을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 갱신된 누적 전류량이 상기 기준 전류량만큼 증가할 때마다, 상기 사이클 카운트의 값을 소정값만큼 증가시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리와 관련된 복수의 파라미터들에 대한 측정값을 기초로, 배터리의 충방전에 따른 전류량을 주기별 적절히 보정하고, 보정된 전류량을 기초로 배터리의 사이클 카운트의 값을 산출함으로써, 보다 정확한 사이클 카운팅 결과를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 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 일 실시예에 따른 배터리 사이클 카운팅 장치의 기능적 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보정 테이블에 포함된 서브 테이블들을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 도 1에 도시된 배터리 사이클 카운팅 장치가 배터리의 사이클 카운트의 값을 산출하는 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "부(unit)"과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 사이클 카운팅 장치에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 사이클 카운팅 장치(100)의 기능적 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)는 메모리(110), 측정부(120), 산출부(130), 보정부(140), 갱신부(150) 및 카운팅부(160)를 포함할 수 있다. 위 구성 요소들 중 어느 하나는 적어도 다른 하나와 동작 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 배터리(10)는 하나의 전지셀이거나, 둘 이상의 전지셀들이 직렬 또는 병렬로 연결된 것일 수 있다.
메모리(110)는 배터리 사이클 카운팅 장치(100)의 전반적인 동작에 요구되는 각종 데이터들 및 명령어를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(110)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
이러한 메모리(110)는 적어도 보정 테이블을 저장할 수 있다. 상기 보정 테이블은 룩업테이블(LUT: Look Up Table) 등의 형식으로 미리 작성된 후 메모리(110)에 저장되는 것일 수 있다. 여기서, 보정 테이블은 배터리(10)에 대해 미리 정해진 배터리 파라미터들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 것일 수 있다. 또한, 보정 테이블은 각각의 배터리 파라미터에 대한 서브 테이블을 포함할 수 있다. 예컨대, 미리 정해진 배터리 파라미터의 종류가 3개인 경우, 3종류의 배터리 파라미터 각각에 대한 3개의 서브 테이블이 보정 테이블에 포함될 수 있다. 물론, 메모리(110)에는 배터리 사이클 카운팅 장치(100)에 포함된 다른 구성요소에 의해 처리되는 정보 또는 이들과 관련된 데이터가 일시적 또는 영구적으로 저장될 수도 있다.
측정부(120)는 배터리(10)와 결합되어, 배터리(10)의 배터리 정보를 출력할 수 있다. 여기서, 배터리 정보는 적어도 배터리 파라미터들 각각에 대한 측정값들을 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 측정부(120)는 상기 배터리 정보를 소정 주기마다 측정하도록 구성될 수 있다. 이때, 각각의 측정값은 특정 주기동안의 평균값일 수 있다. 또는, 각각의 측정값은 특정 주기 내의 특정 시점에 측정된 값일 수 있다.
또한, 주기별 시간 길이는 고정된 값이거나 변경 가능한 값으로서, 배터리(10)가 사용되는 장치(100)나 배터리(10)가 설치되는 환경 등에 따라 적절하게 설정될 수 있으며, 사용자의 필요에 따라 변경될 수 있다. 바람직하게는, 측정부(120)는 배터리 파라미터들에 대한 측정값들 중 적어도 하나의 변화율에 따라, 주기별 시간 길이를 조절할 수 있다. 예컨대, 배터리의 충방전 전류의 측정값이 제한시간 내에 급격하게 증가 또는 감소하는 경우, 측정부(120)는 주기별 시간 길이를 감소시킬 수 있다.
측정부(120)는 배터리(10)가 충전 또는 방전되는 중, 배터리(10)의 충방전 전류, 단자 전압 및 온도 중 적어도 하나를 측정하는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다.
구체적으로, 측정부(120)는 배터리(10)의 충방전 전류를 측정하는 전류 센서, 배터리(10)의 단자 전압을 측정하는 전압 센서 및 배터리(10)의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함할 수 있다. 상기 온도 센서는 배터리(10)에 직접 부착되도록 구성되거거나 배터리(10)로부터 일정 간격만큼 떨어지도록 구성될 수 있다.
전압 센서는 배터리(10)의 사용 중에 즉, 배터리(10)가 충전 또는 방전되는 동안에, 배터리(10)의 양단에 인가되는 전압을 측정할 수 있다.
전류 센서는 배터리(10)의 충전 또는 방전이 진행되는 동안, 배터리(10)의 충방전 전류를 측정할 수 있다. 또한, 전류 센서는 배터리(10)의 충전 시 또는 방전 시의 전류를 기초로, 충방전율(current rate)을 측정할 수 있다. 이러한 충방전율은 'C-rate'이라고 칭할 수도 있다. 이때, 충방전율은 배터리(10)의 방전 전류 또는 충전 전류를 단위를 뺀 정격용량 값으로 나눈 값으로서, 그 단위는 C일 수 있다.
이를 위해, 메모리(110)는 배터리(10)의 설계용량을 나타내는 데이터를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 설계용량이 1000mAh인 경우, 방전 전류가 100mA이면 충방전율은 0.1C이고, 방전 전류가 500mA이면 충방전율은 0.5C이며, 방전 전류가 1000mA이면 충방전율은 1C로 측정될 수 있다. 이 경우, 방전 전류는 특정 시점에서 측정된 값일 수 있다. 또는, 방전 전류는 소정 시간 구간 동안에 다수번 측정된 방전 전류값들의 평균일 수 있다. 물론, 충전 전류에 대하여도 동일한 방식이 적용될 수 있다.
측정부(120)는 배터리(10)가 사용된 시간을 측정하는 센서를 포함할 수 있다. 예컨대, 측정부(120)는 RTC(Rteal Time Clock)을 포함할 수 있고, RTC(Rteal Time Clock)는 배터리(10)가 사용되는 시간을 측정할 수 있다. 본 발명에서 배터리(10)가 사용된다는 것은, 배터리(10)가 방전 중인 상태 또는 충전 중인 상태 중 적어도 하나를 의미하는 것일 수 있다. 다시 말해, 배터리(10)에 대한 충전 및 방전 중 어느 것도 진행되는 않는 상태이면, 배터리(10)가 미사용 중이라는 의미일 수 있다.
측정부(120)는 배터리 파라미터들 각각에 대한 측정값들 중 적어도 일부를 기초로, 배터리(10)의 SOC를 측정할 수도 있다. 예컨대, 측정부(120)는 확장 칼만 필터를 이용하여 소정 주기마다 배터리(10)의 SOC를 추정하고, 추정된 SOC를 나타내는 데이터를 출력할 수 있다. 상기 추정된 SOC를 나타내는 데이터는 상기 배터리 정보에 포함될 수 있다. 상기 확장 칼만 필터의 원리는 본 발명의 기술 분야에 속하는 당업자에게 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
산출부(130)는 측정부(120)로부터 배터리 정보를 수신할 수 있다. 산출부(130)는 수신된 배터리 정보 중 적어도 일부를 기초로, 배터리(10)가 주기별로 사용된 정도를 나타내는 추가 전류량을 산출할 수 있다. 즉, 추가 전류량은, 현재의 주기동안 배터리(10)의 방전 전류량 및 충전 전류량을 합산한 값일 수 있다. 보다 구체적으로, 추가 전류량은, 현재의 주기의 시작 시점부터 종료 시점까지 배터리(10)에 충전된 전류를 전삭한 값 및 배터리(10)로부터 방전된 전류를 적산한 값을 합산한 값을 나타낼 수 있다.
구체적으로, 산출부(130)는 배터리(10)의 충방전 전류를 현재의 주기동안에 적산하고, 적산된 전류량을 상기 추가 전류량으로 설정할 수 있다. 이 경우, 추가 전류량의 단위는 Ah일 수 있다.
가령, 주기 당 시간 길이가 1초라고 가정해보자. 만약, 어느 한 주기 동안에 배터리(10)에 대한 충전 및 방전 중 어느 것도 진행되지 않았다면, 측정부(120)에 의해 측정된 추가 전류량은 0Ah일 수 있다. 만약, 해당 주기 동안에 배터리(10)의 충전 또는 방전이 매우 짧은 시간동안만이라도 이루어졌다면, 측정부(120)에 의해 측정된 추가 전류량은 0Ah보다 큰 값일 것이다.
보정부(140)는 메모리(110)에 저장된 보정 테이블로부터 상기 측정값들 중 적어도 일부에 대응하는 가중치들을 획득할 수 있다. 또한, 보정부(140)는 산출부(130)로부터 상기 추가 전류량을 나타내는 데이터를 수신 시, 상기 획득된 가중치들을 이용하여, 상기 추가 전류량을 보정할 수 있다. 추가 전류량을 보정하는 다양한 예시들에 대하여는, 도 2 내지 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 후술하기로 한다.
갱신부(150)는 보정부(140)로부터 상기 보정된 추가 전류량을 나타내는 데이터를 수신할 수 있다. 갱신부(150)는 상기 보정된 추가 전류량을 기초로, 배터리(10)가 현재의 주기까지 총 사용된 정도를 나타내는 누적 전류량을 갱신할 수 있다. 즉, 누적 전력량은, 배터리(10)가 출고된 시점부터 현재의 주기가 종료될 때까지 배터리(10)의 방전에 의해 외부로 공급된 전류량과 배터리(10)의 충전에 의해 배터리(10)에 공급된 전류량을 합산한 값일 수 있다. 메모리(110)에는 이전 주기까지의 누적 전류량을 나타내는 데이터가 이미 저장된 상태일 수 있다.
예를 들어, 현재 n번째 주기가 진행 중이라고 가정하면, 메모리(110)에는 (n-1)번째 주기까지의 누적 전류량인 A가 이미 저장된 상태일 수 있다. 만약, n번째 주기에 산출부(130)에 의해 산출된 추가 전류량이 a이고, 보정부(140)에 의해 보정된 추가 전류량이 a'인 경우, 갱신된 누적 전류량은 (n-1)번째 주기까지의 누적 전류량인 A와 n번째 주기의 보정된 추가 전류량인 a'를 합산한 (A+a')와 동일할 수 있다.
또한, 갱신부(150)는 갱신된 누적 전류량을 나타내는 데이터를 메모리(110)에 저장할 수 있다. 다시 말해, 갱신부(150)는 누적 전류량이 갱신될 때마다, 갱신된 누적 전류량을 나타내는 데이터를 메모리(110)에 저장할 수 있다. 즉, 갱신부(150)는 소정 주기마다 새로운 전류량을 나타내는 데이터를 메모리(110)에 저장할 수 있다.
카운팅부(160)는 메모리(110) 또는 갱신부(150)로부터 상기 갱신된 누적 전류량을 나타내는 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 카운팅부(160)는 기준 전류량과 상기 갱신된 누적 전류량을 비교할 수 있다.
이러한 기준 전류량은, 상기 단위 전류량 및 누적 전류량과 동일하게 Ah로 나타낼 수 있는 수치일 수 있다. 또한, 기준 전류량은, 소정 조건 하에서 배터리(10)에 대한 완전 충전과 완전 방전을 적어도 1번 반복한 경우에 사용된 용량에 대응하는 값으로서, 실험이나 시뮬레이션 등을 통해 미리 정해질 수 있다.
예를 들어, 실험을 통해, 상온(예, 25℃)에서, 설계 전류로 배터리(10)에 대한 완전 충전 및 완전 방전을 소정 횟수 이상 진행한 결과를 기초로, 배터리(10)의 SOC가 0%에서 100%가 될때까지 적산된 충전 전류량과 SOC가 100%에서 0%가 될때까지 적산된 방전 전류량의 합을 나타내는 기준 전류량을 정할 수 있다. 구현예에 따라, 상기 기준 량은 배터리의 배터리 사이클의 값이 증가할 경우, 미리 정해진 규칙에 따라 업데이트될 수 있다. 바람직하게는, 카운팅부(160)는 배터리 사이클의 값이 소정치만큼 증가할 때마다, 상기 기준 전류량은 소정 비율만큼 줄일 수 있다. 가령, 최초의 기준 전류량이 1000Ah이고, 배터리 사이클의 값이 100만큼 증가할 때마다 기준 전류량의 1%를 차감하도록 하는 규칙이 미리 정의되어 있다고 가정해보자. 만약, 배터리 사이클의 값이 100인 경우, 카운팅부(160)는 기준 전류량을 1000Ah에서 990Ah로 변경할 수 있다. 이후, 배터리 사이클의 값이 200에 도달하면, 카운팅부(160)는 기준 전류량을 990Ah에서 980.1Ah로 변경할 수 있다.
카운팅부(160) 및 메모리(110) 중 적어도 하나에는 상기 기준 전류량을 나타내는 데이터가 미리 저장될 수 있다.
또한, 카운팅부(160)는 상기 비교의 결과를 기초로, 상기 배터리(10)의 사이클 카운트의 값을 증가시킬지 결정할 수 있다. 바람직하게는, 카운팅부(160)는 상기 갱신된 누적 전류량이 상기 기준 전류량만큼 증가할 때마다, 사이클 카운트의 값을 소정값만큼 증가시킬 수 있다.
가령, 기준 전류량이 100mAh이고, (n-2)번째 주기에서 갱신된 누적 전류량이 5000mAh이며, 갱신된 누적 전류량이 상기 기준 전류량만큼 증가할 때마다, 사이클 카운트의 값이 소정값인 P만큼 증가되도록 설정되었다고 가정하자. 예컨대, P는 1일 수 있다. 이 경우, (n-2)번째 주기가 종료된 시점의 사이클 카운트는 (5000mAh/100mAh) × P = 50일 것이다. 만약, (n-2)번째 주기의 바로 다음 주기인 (n-1)번째 주기의 보정된 추가 전류량이 50mAh이면, 누적 전류량은 5000mAh + 50mAh = 5050mAh로 갱신될 것이다. 이 경우, (n-1)번째 주기까지의 누적 전류량은 (n-2)번째 주기까지의 누적 전류량보다 50mAh만큼 증가한 상태이며, 이는 상기 기준 전류량인 100mAh보다 작으므로, 카운팅부(160)는 (n-1)번째 주기의 종료 시에 사이클 카운트를 종전과 동일한 50으로 유지할 수 있다. 이후, (n-1)번째 주기의 바로 다음 주기인 n번째 주기의 보정된 추가 전류량이 100mAh이면, 누적 전류량은 5050mAh + 100mAh = 5150mAh로 갱신될 것이다. 이 경우, n번째 주기까지의 누적 전류량은 (n-2)번째 주기까지의 누적 전류량보다 150mAh만큼 증가한 상태이며, 이는 상기 기준 전류량인 100mAh보다 크므로, 카운팅부(160)는 n번째 주기의 종료 시에 사이클 카운트를 50에서 51로 증가시킬 수 있다.
전술한 산출부(130), 보정부(140), 갱신부(150) 및 카운팅부(160)는 각각 하드웨어적으로, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 또는, 산출부(130), 보정부(140), 갱신부(150) 및 카운팅부(160) 중 적어도 둘은, 단일의 하드웨어적 수단을 이용하여 일체형으로 구현될 수도 있다.
한편, 도 1에는 구성요소들 중 어느 하나가 적어도 하나의 연결 라인을 통해 다른 하나와 연결되는 것으로 도시되어 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)의 구성요소들 간의 실제적인 구현은, 도 1에 도시된 연결 라인에 의해 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다.
또한, 도 1에 도시된 배터리 사이클 카운팅 장치(100)의 구성요소들 중 일부는 배터리 사이클 카운팅 장치(100)로부터 생략될 수 있다. 따라서, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 적은 구성요소들을 가지거나, 위에서 열거되지 않은 추가적인 구성요소를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 사이클 카운팅 장치(100)는 이와 결합되는 배터리 팩에 포함되는 형태로 구현될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 사이클 카운팅 장치(100)는 휴대폰과 같은 소형 장치에 포함되는 것일 수 있다. 또는, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)는 자동차나 에너지 저장 시스템(ESS: Energy Storage Sytem) 등의 중대형 장치에 포함되는 것일 수 있다. 특히, 하이브리드 자동차를 포함하는 전기 자동차는 배터리(10)에 의해 모터의 구동 전력이 공급되므로, 배터리(10) 사이클을 정확하게 카운팅하는 것이 매우 중요하다.
도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보정 테이블에 포함된 서브 테이블들을 개략적으로 도시한 것이다.
먼저, 도 2는 제1 서브 테이블(111)을 예시한다. 본 발명에서 제1 서브 테이블(111)은, 미리 정해진 복수의 SOC 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 테이블일 수 있다.
살펴보면, 제1 서브 테이블(111)의 SOC 구간들은 0%부터 100%까지 10%씩 총 10개로 구분되어 있다. 또한, 제1 서브 테이블(111)의 가중치들 역시 총 10개로 구분되어 있다. 제1 서브 테이블(111)에서, 어느 하나의 가중치는 어느 하나의 SOC 구간에 대응하는 관계에 있음을 확인할 수 있다. 또한, 제1 서브 테이블(111)에서, 어느 하나의 SOC 구간은 어느 하나의 가중치에 대응하는 관계에 있음을 확인할 수 있다.
또한, 제1 서브 테이블(111)에서, 상대적으로 작은 값의 가중치가 상대적으로 낮은 값의 SOC 구간에 대응하는 상관관계를 가지도록 작성될 수 있다. 예를 들어, 0~10%의 SOC 구간에 대응하는 가중치는 0.8인 반면, 상대적으로 높은 10~20%의 SOC 구간에 대응하는 가중치는 0.8보다 큰 0.85일 수 있다.
다음으로, 도 3은 제2 서브 테이블(112)을 예시한다. 본 발명에서 제2 서브 테이블(112)은, 미리 정해진 복수의 충방전율 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 테이블일 수 있다.
살펴보면, 제2 서브 테이블(112)의 충방전율 구간들은 0 C부터 1C까지 0.1C만큼씩 총 10개로 구분되어 있다. 또한, 제2 서브 테이블(112)의 가중치들 역시 총 10개로 구분되어 있다. 제2 서브 테이블(112)에서, 어느 하나의 가중치는 어느 하나의 충방전율 구간에 대응하는 관계에 있음을 확인할 수 있다. 또한, 제2 서브 테이블(112)에서, 어느 하나의 충방전율 구간은 어느 하나의 가중치에 대응하는 관계에 있음을 확인할 수 있다.
또한, 제2 서브 테이블(112)에서, 상대적으로 작은 값의 가중치가 상대적으로 낮은 값의 충방전율 구간에 대응하는 상관관계를 가지도록 작성될 수 있다. 예를 들어, 0.5~0.6C의 충방전율 구간에 대응하는 가중치는 1.1인 반면, 상대적으로 높은 0.6~0.7%의 충방전율 구간에 대응하는 가중치는 1.1보다 큰 1.2일 수 있다.
이어서, 도 4는 제3 서브 테이블(113)을 예시한다. 본 발명에서 제3 서브 테이블(113)은, 미리 정해진 복수의 온도 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 테이블일 수 있다.
살펴보면, 제3 서브 테이블(113)의 온도 구간들은 -10℃부터 60℃까지 10℃만큼씩 총 7개로 구분되어 있다. 또한, 제3 서브 테이블(113)의 가중치들 역시 총 7개로 구분되어 있다. 제3 서브 테이블(113)에서, 어느 하나의 가중치는 어느 하나의 온도 구간에 대응하는 관계에 있음을 확인할 수 있다. 또한, 제2 서브 테이블(112)에서, 어느 하나의 온도 구간은 어느 하나의 가중치에 대응하는 관계에 있음을 확인할 수 있다.
또한, 제3 서브 테이블(113)에서, 적정 온도 구간으로부터 상대적으로 먼 온도 구간에 대응하는 가중치는, 적정 온도 구간에 상대적으로 가까운 온도 구간에 대응하는 가중치보다 큰 상관관계를 가지도록 작성될 수 있다. 예를 들어, 적정 온도 구간이 20~30℃라고 가정하면, 상기 적정 온도 구간에 상대적으로 가까운 10~20℃의 온도 구간에 대응하는 가중치는 1.1인 반면, 상기 적정 온도 구간에 상대적으로 먼 0~10℃의 온도 구간에 대응하는 가중치는 1.1보다 큰 1.3이다.
바람직하게는, 제1 내지 제3 서브 테이블(111, 112, 113)의 각 구간은 이와 인접한 구간과 중복되지 않도록 설정될 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 서브 테이블(111, 112, 113)은 룩업테이블(look up table)의 형태로 작성된 것일 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 서브 테이블(111, 112, 113)은, 도 2 내지 4에 도시된 예시로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제1 서브 테이블(111)의 어느 한 구간의 범위는 다른 구간의 범위와 동일한 것으로 도시되어 있으나, 구간별로 서로 다른 범위를 가질 수도 있다. 다른 예로, 제3 서브 테이블(113)은 총 7개의 온도 구간들로 구성되어 있으나, 필요에 따라 이보다 많거나 적은 수의 온도 구간들로 구성되도록 변경할 수도 있다.
지금부터 도 1 내지 4를 참조하여, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)가 배터리(10)의 사이클 횟수를 카운팅하는 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 설명의 편의를 위해, 현재 주기는 n번째 주기인 것으로 가정한다. 또한, 아래의 수학식 1 및 2에서 사용되는 기호 '[]'는 바닥함수(floor function)를 나타내는 것이다. 즉, x가 실수라고 할 때, [x]는 x보다 크지 않은 최대의 정수이다.
구체적으로, 소정 조건이 만족되면, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)는 추가 전류량의 단위를 Ah로 설정할 수 있다. 바람직하게는, 충방전 중인 배터리(10)의 단자 전압이 설계 전압(예, 4V)으로부터 기 설정된 오차 범위(예, ±3%) 이내인 조건이 만족되면, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)는 추가 전류량의 단위를 Ah로 설정할 수 있다.
배터리 사이클 카운팅 장치(100)는 하기의 수학식 1을 이용하여, 배터리(10)의 사이클 카운트의 값을 산출할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, CCn은 n번째 주기의 종료 시의 사이클 카운트의 값이고, Qref는 기준 전류량이며, Ck는 k번째 주기의 추가 전류량이고, H1k은 k번째 주기의 제1 가중치이며, H2k은 k번째 주기의 제2 가중치이고, H3k은 k번째 주기의 제3 가중치이다. 산출부(130)는 배터리 정보를 기초로, Ck를 산출할 수 있음은 전술한 바와 같다.
또한, Cn'는 H1n, H2n 및 H3n를 이용하여 Cn를 보정한 값이다. 보정부(140)는 제1 내지 제3 서브 테이블(111, 112, 113) 각각으로부터 H1n, H2n 및 H3n을 획득한다. 그 다음, 보정부(140)는 Cn, H1k, H2k 및 H3k을 모두 곱하여 Cn'를 산출할 수 있다. 즉, H1n, H2n 및 H3n에 의해 보정된 Cn가 바로 Cn'이다.
또한, Dn -1은 (n-1)번째 주기까지의 누적 전류량으로서, n번째 주기가 시작되기 이전에 메모리(110)에 저장되어 있을 수 있다. 또한, Dn는 n번째 주기까지의 누적 전류량이다. 즉, Dn는 Dn - 1와 Cn'를 합한 값이다. 다시 말해, Cn'를 이용하여 Dn - 1를 갱신한 값이 바로 Dn이다.
가령, Qref는 4000mAh이고, Dn -1은 198000mAh이며, Cn는 1300mAh인 것으로 가정해보자. (n-1)번째 주기가 종료된 시점의 사이클 카운트인 CCn - 1는 [198000mAh/4000mAh] = [49.5] = 49였을 것이다. 만약, n번째 주기에서, 배터리(10)의 SOC가 65%이고, 충방전율이 0.25C이며, 온도가 -5℃라면, 보정부(140)는 제1 서브 테이블(111)로부터 65%가 속하는 SOC 구간에 대응하는 가중치인 1.2를 획득할 수 있다. 이에 따라, H1n은 1.2로 설정될 수 있다. 또한, 보정부(140)는 제2 서브 테이블(112)로부터 0.25C가 속하는 충방전율 구간에 대응하는 가중치인 0.9을 획득할 수 있다. 이에 따라, H2n은 0.9로 설정될 수 있다. 또한, 보정부(140)는 제3 서브 테이블(113)로부터 -5℃가 속하는 온도 구간에 대응하는 가중치인 1.5을 획득할 수 있다. 이에 따라, H3n은 1.5로 설정될 수 있다. 다음, 보정부(140)는 Cn에 H1n, H2n 및 H3n을 곱하여 Cn'를 산출할 수 있다. 이에 따라, Cn'는 2106mAh가 되고, Dn은 200106mAh가 된다. 따라서, 카운팅부(160)에 의해 산출된 CCn는 [200106mAh/4000mAh] = 50이며, 이는 CCn -1보다 1만큼 큰 수치이다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 사이클 카운팅 장치(100)는, 상기 수학식 1과 같은 단일의 기준 전류량을 이용하는 대신, 배터리(10)의 충전 동작과 방전 동작 각각에 대해 서로 다른 두 기준 전류량을 이용하여, 배터리(10)의 사이클 카운트를 산출할 수 있다.
이하에서는, 서로 다른 두 기준 전류량을 각각 '기준 방전용량'과 '기준 충전용량'이라고 칭하기로 한다. '기준 방전용량'과 '기준 충전용량'은 사전 실험을 통해 미리 정해지는 값일 수 있다. 예를 들어, 상온(예, 25℃)에서, 설계 전류로 배터리(10)에 대한 완전 충전 및 완전 방전을 소정 횟수 이상 진행한 결과를 기초로, 배터리(10)의 SOC가 0%에서 100%가 될때까지 적산된 전류량을 상기 기준 충전용량으로 정하고, 배터리(10)의 SOC가 100%에서 0%가 될때까지 적산된 전류량을 상기 기준 방전용량으로 정할 수 있다.
배터리 사이클 카운팅 장치(100)는 하기의 수학식 2를 이용하여, 배터리(10)의 사이클 카운트의 값을 산출할 수 있다.
Figure pat00002
여기서, CCn은 n번째 주기의 종료 시의 사이클 카운트의 값이고, Q1ref는 기준 방전용량이며, Q2ref는 기준 충전용량이다. 산출부(130)는 상기 배터리 정보를 기초로, 주기별로 방전 전류와 충전 전류를 각각 적산할 수 있다. 또한, C1k는 k번째 주기 동안 배터리(10)의 방전 전류를 적산한 값을 나타내는 추가 방전 전류량이고, C2k는 k번째 주기 동안 배터리(10)의 충전 전류를 적산한 값을 나타내는 추가 충전 전류량이다.
또한, J1k, J2k 및 J3k는 순서대로 k번째 주기의 방전 중에 제1 내지 제3 서브 테이블(111, 112, 113)로부터 획득되는 가중치들이다. 또한, R1k, R2k 및 R3k는 순서대로 k번째 주기의 충전 중에 제1 내지 제3 서브 테이블(111, 112, 113)로부터 획득되는 가중치들이다.
보정부(140)는 제1 내지 제3 서브 테이블(111, 112, 113) 각각으로부터 상기 J1n, J2n, J3n, R1n, R2n 및 R3n을 획득한다. 그 다음, 보정부(140)는 C1n, J1n, J2n 및 J3n을 모두 곱하여 C1n'를 산출할 수 있다. 즉, J1n, J2n 및 J3n에 의해 보정된 C1n가 바로 C1n'이다. 이와 동시에 또는 별개로, 보정부(140)는 C2n, R1n, R2n 및 R3n를 모두 곱하여 C2n'를 산출할 수 있다. 즉, R1n, R2n 및 R3n에 의해 보정된 C2n가 바로 C2n'이다.
또한, D1n -1은 (n-1)번째 주기까지의 누적 방전량이고, D2n -1은 (n-1)번째 주기까지의 누적 충전량으로서, 이들 각각은 n번째 주기가 시작되기 이전에 메모리(110)에 저장되어 있을 수 있다.
또한, D1n는 n번째 주기까지의 누적 방전량이다. 즉, D1n는 D1n - 1와 C1n'를 합한 값이다. 다시 말해, C1n'를 이용하여 D1n - 1를 갱신한 값이 바로 D1n이다. 또한, D2n는 n번째 주기까지의 누적 충전량이다. 즉, D2n는 D2n - 1와 C2n'를 합한 값이다. 다시 말해, C2n'를 이용하여 D2n - 1를 갱신한 값이 바로 D2n이다.
가령, Q1ref는 1900mAh이고, Q2ref는 2100mAh이며, D1n -1은 94000mAh이고, D2n -1은 104000mAh이며, C1n는 600mAh이고, C2n는 700mAh 것으로 가정해보자. 이 경우, (n-1)번째 주기가 종료된 시점의 사이클 카운트인 CCn - 1는 [94000mAh/(2 × 1900mAh)+10400mAh/(2 × 2100mAh)] = 49였을 것이다.
만약, n번째 주기에서 배터리(10)가 방전되는 동안, 배터리(10)의 SOC가 65%이고, 충방전율이 0.25C이며, 온도가 -5℃라면, 보정부(140)는 제1 서브 테이블(111)로부터 65%가 속하는 SOC 구간에 대응하는 가중치인 1.2를 획득할 수 있다. 이에 따라, J1n은 1.2로 설정될 수 있다. 또한, 보정부(140)는 제2 서브 테이블(112)로부터 0.25C가 속하는 충방전율 구간에 대응하는 가중치인 0.9을 획득할 수 있다. 이에 따라, J2n은 0.9로 설정될 수 있다. 또한, 보정부(140)는 제3 서브 테이블(113)로부터 -5℃가 속하는 온도 구간에 대응하는 가중치인 1.5을 획득할 수 있다. 이에 따라, J3n은 1.5로 설정될 수 있다. 다음, 보정부(140)는 C1n에 J1n, J2n 및 J3n을 곱하여 C1n'를 산출할 수 있다. 이에 따라, C1n'는 972mAh가 되고, D1n은 94972mAh가 된다.
만약, n번째 주기에서 배터리(10)가 충전되는 동안, 배터리(10)의 SOC가 55%이고, 충방전율이 0.45C이며, 온도가 -5℃라면, 보정부(140)는 제1 서브 테이블(111)로부터 55%가 속하는 SOC 구간에 대응하는 가중치인 1을 획득할 수 있다. 이에 따라, R1n은 1로 설정될 수 있다. 또한, 보정부(140)는 제2 서브 테이블(112)로부터 0.45C가 속하는 충방전율 구간에 대응하는 가중치인 1을 획득할 수 있다. 이에 따라, R2n은 1로 설정될 수 있다. 또한, 보정부(140)는 제3 서브 테이블(113)로부터 -5℃가 속하는 온도 구간에 대응하는 가중치인 1.5을 획득할 수 있다. 이에 따라, R3n은 1.5로 설정될 수 있다. 다음, 보정부(140)는 C2n에 R1n, R2n 및 R3n을 곱하여 C2n'를 산출할 수 있다. 이에 따라, C2n'는 1050mAh가 되고, D2n은 105500mAh가 된다.
따라서, 카운팅부(160)에 의해 산출된 CCn는 [94972mAh/(2 × 1900mAh) + (105500mAh/(2 × 2100mAh)] = 50이며, 이는 CCn -1보다 1만큼 증가된 수치이다.
도 5는 도 1에 도시된 배터리 사이클 카운팅 장치(100)가 배터리(10)의 사이클 카운트의 값을 산출하는 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 단계 S510에서, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)는 보정 테이블을 메모리(110)에 저장한다. 예컨대, 보정 테이블은 배터리 사이클 카운팅 장치(100)에 별도로 마련된 인터페이스를 통해 수신된 후 메모리(110)에 저장될 수 있다. 상기 보정 테이블은 배터리(10)에 대해 미리 정해진 배터리 파라미터들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 것으로서, 룩업테이블의 형식으로 미리 작성된 것일 수 있다. 경우에 따라, 보정 테이블은 배터리(10) 또는 배터리 사이클 카운팅 장치(100)의 제조시에 이미 저장되어 있을 수 있는데, 이 경우 상기 단계 S510는 생략될 수 있다.
단계 S515에서, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)의 측정부(120)는, 배터리 정보를 소정 주기마다 출력한다. 여기서, 배터리 정보는 적어도 배터리 파라미터들 각각에 대한 측정값들을 포함하는 것일 수 있다. 예컨대, 배터리 파라미터들에는 배터리(10)의 단자 전압, 충방전 전류, 온도, 충방전 시간 등이 포함될 수 있다. 또한, 배터리 정보에는 배터리 파라미터들 각각의 측정값을 기초로 산출되는 데이터(예, SOC)가 포함될 수 있다.
단계 S520에서, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)의 산출부(130)는, 상기 출력되는 배터리 정보를 기초로, 배터리(10)가 현재의 주기 동안에 사용된 정도를 나타내는 추가 전류량을 산출할 수 있다. 추가 전류량은 배터리(10)의 충방전 전류를 현재 주기의 시작 시점부터 종료 시점까지 적산한 전류량일 수 있다.
단계 S525에서, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)의 보정부(140)는, 보정 테이블로부터 현재의 주기에 대한 배터리 정보에 포함된 측정값들 중 적어도 일부에 대응하는 가중치들을 획득할 수 있다.
단계 S530에서, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)의 보정부(140)는, 상기 획득된 가중치들을 이용하여, 상기 추가 전류량을 보정할 수 있다. 바람직하게는, 보정부(140)는 획득된 가중치들을 각각 추가 전류량에 곱하여, 상기 추가 전류량을 보정할 수 있다.
단계 S535에서, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)의 갱신부(150)는, 보정된 추가 전류량을 기초로, 배터리(10)가 현재의 주기까지 총 사용된 정도를 나타내는 누적 전류량을 갱신한다. 일 예로, 갱신부(150)는 이전 주기까지의 누적 전류량에 상기 추가 전류량을 합산하여, 종전의 누적 전류량을 갱신할 수 있다.
단계 S540에서, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)의 카운팅부(160)는 누적 전류량의 증가량이 미리 정해진 기준 전류량 이상인지 판단할 수 있다. 즉, 카운팅부(160)는 미리 정해진 기준 전류량과 상기 갱신된 누적 전류량을 비교하고, 상기 비교의 결과를 기초로, 상기 배터리(10)의 사이클 카운트의 값을 증가시킬지 결정할 수 있다. 만약, 누적 전류량의 증가량이 미리 정해진 기준 전류량 이상이라고 판단 시, 단계 S545가 수행된다. 만약, 누적 전류량의 증가량이 미리 정해진 기준 전류량 미만이라고 판단 시, 단계 S515로 복귀할 수 있다.
단계 S545에서, 배터리 사이클 카운팅 장치(100)의 카운팅부(160)는 상기 배터리(10)의 사이클 카운트의 값을 증가시킬 수 있다. 예컨대, 상기 갱신된 누적 전류량이 상기 기준 전류량만큼 증가할 때마다, 사이클 카운트의 값을 1씩 증가시킬 수 있다.
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.
본 명세서의 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.
10: 배터리
100: 배터리 사이클 카운팅 장치
110: 메모리
111: 제1 서브 테이블
112: 제2 서브 테이블
113: 제3 서브 테이블
120: 측정부
130: 산출부
140: 보정부
150: 갱신부
160: 카운팅부

Claims (11)

  1. 배터리에 대해 미리 정해진 배터리 파라미터들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 보정 테이블을 저장하는 메모리;
    상기 배터리와 결합되어 상기 배터리 파라미터들 각각에 대한 측정값들을 포함하는 배터리 정보를 소정 주기마다 출력하는 측정부;
    상기 배터리 정보를 기초로, 상기 배터리가 현재의 주기동안 사용된 정도를 나타내는 추가 전류량을 산출하는 산출부;
    상기 보정 테이블로부터 상기 측정값들 중 적어도 일부에 대응하는 가중치들을 획득하며, 상기 획득된 가중치들을 이용하여 상기 추가 전류량을 보정하는 보정부;
    상기 보정된 추가 전류량을 기초로, 상기 배터리가 현재의 주기까지 총 사용된 정도를 나타내는 누적 전류량을 갱신하는 갱신부; 및
    미리 정해진 기준 전류량과 상기 갱신된 누적 전류량을 비교한 결과를 기초로, 상기 배터리의 사이클 카운트의 값을 증가시킬지 결정하는 카운팅부;
    를 포함하는, 배터리 사이클 카운팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 배터리 파라미터들은, 상기 배터리의 충방전 전류, 온도 및 SOC를 포함하고,
    상기 보정 테이블은,
    미리 정해진 복수의 SOC 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 제1 서브 테이블;
    미리 정해진 복수의 충방전율 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 제2 서브 테이블; 및
    미리 정해진 복수의 온도 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 제3 서브 테이블;
    을 포함하는, 배터리 사이클 카운팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보정부는,
    상기 제1 서브 테이블의 복수의 SOC 구간들 중 상기 측정된 SOC가 속하는 구간에 대응하는 제1 가중치를 상기 제1 서브 테이블로부터 획득하고,
    상기 제2 서브 테이블의 복수의 충방전율 구간들 중 상기 측정된 충방전 전류에 대응하는 충방전율이 속하는 구간에 대응하는 제2 가중치를 상기 제2 서브 테이블로부터 획득하며,
    상기 제3 서브 테이블의 복수의 온도 구간들 중 상기 측정된 온도가 속하는 구간에 대응하는 제3 가중치를 상기 제3 서브 테이블로부터 획득하는, 배터리 사이클 카운팅 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보정부는,
    상기 제1 가중치, 제2 가중치 및 제3 가중치를 이용하여, 상기 추가 전류량을 보정하는, 배터리 사이클 카운팅 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카운팅부는,
    상기 갱신된 누적 전류량이 상기 기준 전류량만큼 증가할 때마다, 상기 사이클 카운트의 값을 소정값만큼 증가시키는, 배터리 사이클 카운팅 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 배터리 사이클 카운팅 장치; 및
    상기 배터리 사이클 카운팅 장치에 결합되는 적어도 하나의 배터리 팩;을 포함하는, 에너지 저장 시스템.
  7. 배터리에 대해 미리 정해진 배터리 파라미터들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 보정 테이블을 저장하는 단계;
    상기 배터리 파라미터들 각각에 대한 측정값들을 포함하는 배터리 정보를 소정 주기마다 출력하는 단계;
    상기 배터리 정보를 기초로, 상기 배터리가 현재의 주기동안 사용된 정도를 나타내는 추가 전류량을 산출하는 단계;
    상기 보정 테이블로부터 상기 측정값들 중 적어도 일부에 대응하는 가중치들을 획득하는 단계;
    상기 획득된 가중치들을 이용하여 상기 추가 전류량을 보정하는 단계;
    상기 보정된 추가 전류량을 기초로, 상기 배터리가 현재의 주기까지 총 사용된 정도를 나타내는 누적 전류량을 갱신하는 단계; 및
    미리 정해진 기준 전류량과 상기 갱신된 누적 전류량을 비교한 결과를 기초로, 상기 배터리의 사이클 카운트의 값을 증가시킬지 결정하는 단계;
    를 포함하는, 배터리 사이클 카운팅 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 미리 정해진 배터리 파라미터들은, 상기 배터리의 충방전 전류, 온도 및 SOC를 포함하고,
    상기 보정 테이블은,
    미리 정해진 복수의 SOC 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 제1 서브 테이블;
    미리 정해진 복수의 충방전율 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 제2 서브 테이블; 및
    미리 정해진 복수의 온도 구간들과 이에 대응하는 가중치들 간의 상관관계를 나타내는 제3 서브 테이블;
    을 포함하는, 배터리 사이클 카운팅 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가중치들을 획득하는 단계는,
    상기 제1 서브 테이블의 복수의 SOC 구간들 중 상기 측정된 SOC가 속하는 구간에 대응하는 제1 가중치를 상기 제1 서브 테이블로부터 획득하는 단계;
    상기 제2 서브 테이블의 복수의 충방전율 구간들 중 상기 측정된 충방전 전류에 대응하는 충방전률이 속하는 구간에 대응하는 제2 가중치를 상기 제2 서브 테이블로부터 획득하는 단계;
    상기 제3 서브 테이블의 복수의 온도 구간들 중 상기 측정된 온도가 속하는 구간에 대응하는 제3 가중치를 상기 제3 서브 테이블로부터 획득하는 단계;
    를 포함하는, 배터리 사이클 카운팅 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 추가 전류량을 보정하는 단계는,
    상기 제1 가중치, 제2 가중치 및 제3 가중치를 이용하여 상기 추가 전류량을 보정하는, 배터리 사이클 카운팅 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 갱신된 누적 전류량이 상기 기준 전류량만큼 증가할 때마다, 상기 사이클 카운트의 값을 소정값만큼 증가시키는 단계;
    를 더 포함하는, 배터리 사이클 카운팅 방법.
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