KR20180116914A - 배터리 열화 상태 추정장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 - Google Patents

배터리 열화 상태 추정장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180116914A
KR20180116914A KR1020170049818A KR20170049818A KR20180116914A KR 20180116914 A KR20180116914 A KR 20180116914A KR 1020170049818 A KR1020170049818 A KR 1020170049818A KR 20170049818 A KR20170049818 A KR 20170049818A KR 20180116914 A KR20180116914 A KR 20180116914A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
open circuit
circuit voltage
battery
voltage
calculating
Prior art date
Application number
KR1020170049818A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102452548B1 (ko
Inventor
김우성
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020170049818A priority Critical patent/KR102452548B1/ko
Priority to US15/652,830 priority patent/US10330738B2/en
Priority to DE102017212970.0A priority patent/DE102017212970A1/de
Publication of KR20180116914A publication Critical patent/KR20180116914A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102452548B1 publication Critical patent/KR102452548B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • G01R31/3679—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
    • G01R31/3606—
    • G01R31/3651—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • G01R31/3675—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/371—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with remote indication, e.g. on external chargers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/374—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with means for correcting the measurement for temperature or ageing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3828—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC using current integration
    • G01R31/3832—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC using current integration without measurement of battery voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

본 발명은 배터리 열화 상태 추정장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로 본 발명의 실시예에 따른 배터리 열화상태 추정 시스템은, 배터리 상태정보를 이용하여 연산된 제 1 개방회로전압(OCV;Open circuit voltage) 및 전류적산에 따른 배터리 충전상태(SOC; state of charge) 변화량에 기초하여 획득되는 제 2 개방회로전압(OCV_i)의 차이값으로부터 보정계수를 이용하여 배터리 열화상태를 추정하는 배터리 열화 상태 추정 장치; 및 상기 제 1 개방회로전압, 상기 제 2 개방회로전압 및 상기 보정계수를 저장하는 메모리 장치를 포함할 수 있다.

Description

배터리 열화 상태 추정장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법{Apparatus for determination battery degradation, system having the same and method thereof}
본 발명은 배터리 열화 상태 추정장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개방회로전압(OCV; Open circuit voltage) 변화에 따른 보정 계수 변화 특성을 이용하여 배터리 열화 상태를 예측할 수 있는 기술에 관한 것이다.
하이브리드 전기차(HEV, Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV, Plug IN Hybrid Electric Vehicle), 순수 전기차 (EV, Electric Vehicle) 등은 배터리를 이용하여 주행할 수 있는 차량으로서, 배터리 충전 상태가 주행 거리와 직결되므로 배터리 열화도를 정확히 검출할 필요가 있다.
그런데 기존의 열화도 검출은 정전류 조건(충전조건)에 국한하여 열화도를 추정함으로써 충전을 수행하지 않는 하이브리드 전기차(HEV, Hybrid Electric Vehicle)의 배터리 열화도 추정이 어렵고 충전을 수행하는 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV, Plug IN Hybrid Electric Vehicle), 순수 전기차 (EV, Electric Vehicle)의 경우에만 배터리 열화도 추정이 가능했다.
또한, 정전류 조건하에서 열화도 검출 정확도를 향상 시키기 위해 초기 SOC 조건, 온도 조건, 충전 시간 등 정해진 조건 하에서만 열화도 검출이 가능한 제약이 있다.
또한, 실제 차량을 사용하는 환경에 따라 열화도 연산이 불가능할 수 있어, 열화도 연산 로직의 유효성이 매우 낮은 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 개방회로전압(OCV) 변화에 따른 보정 계수 변화 특성을 이용하여 배터리 열화 상태를 예측함으로써 차종에 관계없이 언제든지 배터리 열화 상태 추정이 가능하여 실시간 예측이 가능한 배터리 열화 상태 추정장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 열화상태 추정 시스템은, 배터리 상태정보를 이용하여 연산된 제 1 개방회로전압(OCV;Open circuit voltage) 및 전류적산에 따른 배터리 충전상태(SOC; state of charge) 변화량에 기초하여 획득되는 제 2 개방회로전압(OCV_i)의 차이값으로부터 산출된 보정계수를 이용하여 배터리 열화상태를 추정하는 배터리 열화 상태 추정 장치; 및 상기 제 1 개방회로전압, 상기 제 2 개방회로전압 및 상기 보정계수를 저장하는 메모리 장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 배터리 상태정보는 전압, 온도, 및 전류를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 배터리 열화 상태 추정 장치는, 상기 배터리 열화 상태 추정 장치는, 상기 배터리 상태정보 및 배터리 등가모델을 이용하여 제 1 개방회로전압을 산출하는 제 1 개방회로전압 산출부; 상기 배터리의 전류를 적산하여 배터리 충전 상태(SOC) 변화량을 산출하는 적산부; 매핑 테이블을 이용하여 상기 배터리 충전 상태 변화량에 대응되는 제 2 개방회로전압을 산출하는 제 2 개방회로전압 산출부; 상기 제 1 개방회로전압 및 상기 제 2 개방회로전압의 차이값을 이용하여 상기 보정계수를 산출하는 보정계수 산출부; 및 상기 보정계수를 이용하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 열화도 추정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 배터리의 상태정보를 측정하는 측정부;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 개방회로전압 산출부는, 상기 배터리 등가모델의 단자전압을 측정하고, 측정된 상기 단자전압에서 내부저항에 의한 전압 및 가전압 성분을 감산하여 상기 제 1 개방회로전압을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 2 개방회로전압 산출부는, 개방회로전압(OCV)과 배터리 충전상태(SOC)를 매핑한 상기 매핑 테이블을 이용하여, 상기 배터리 충전상태(SOC) 변화량에 매핑된 개방회로전압을 상기 제 2 개방회로전압으로서 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 배터리 열화 상태 추정 장치는, 상기 제 1 개방회로 전압 및 상기 제 2 개방회로전압을 산출할 수 있는 개방회로전압 연산 조건 및 보정 계수 정합성 판단을 수행하는 열화도 연산 조건 판단부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 열화도 연산 조건 판단부는, 상기 배터리의 전류 및 전압 분포 정도에 따라 상기 개방회로전압 연산 조건 만족 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 열화도 연산 조건 판단부는, 차량의 시동 시점에서 측정된 초기 전압을 개방회로전압으로 가정하고 상기 가정된 개방회로전압에 따른 배터리 충전상태(SOC)를 산출하고, 초기 전압에 의해 산출된 배터리 충전상태(SOC)와 현재 배터리 충전 상태의 편차가 미리 정한 범위를 초과하는 경우 상기 보정계수 정합성을 만족하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 추정된 배터리의 열화 상태 및 상기 추정된 열화도에 따른 주행거리를 표시하는 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 열화상태 추정 장치는, 상기 배터리의 상태정보를 측정하는 측정부; 상기 측정된 배터리의 상태정보 및 배터리 등가모델을 이용하여 제 1 개방회로전압을 산출하는 제 1 개방회로전압 산출부; 상기 배터리의 전류를 적산하여 배터리 충전 상태(SOC) 변화량을 산출하는 적산부; 매핑테이블을 이용하여 상기 배터리 충전 상태 변화량에 대응되는 제 2 개방회로전압을 산출하는 제 2 개방회로전압 산출부; 상기 제 1 개방회로전압 및 상기 제 2 개방회로전압의 차이값을 이용하여 보정계수를 산출하는 보정계수 산출부; 및 상기 보정계수를 이용하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 열화도 추정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 개방회로전압 산출부는, 상기 등가모델의 단자전압을 측정하고, 측정된 상기 단자전압에서 내부저항에 의한 전압 및 가전압 성분을 감산하여 상기 제 1 개방회로전압을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 2 개방회로전압 산출부는, 개방회로전압(OCV)과 배터리 충전상태(SOC)를 매핑한 상기 매핑 테이블을 이용하여, 상기 배터리 충전상태(SOC) 변화량에 매핑된 개방회로전압을 상기 제 2 개방회로전압으로서 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 개방회로 전압 및 상기 제 2 개방회로전압을 산출할 수 있는 개방회로전압 연산 조건 및 보정 계수 정합성 판단을 수행하는 열화도 연산 조건 판단부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 개방회로전압 산출부 및 상기 제 2 개방회로전압 산출부는, 상기 개방회로전압 연산 조건 및 상기 보정 계수 정합성이 만족되면 상기 제 1 개방회로전압 및 상기 제 2 개방회로전압을 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 열화상태 추정 방법은, 배터리의 상태 정보를 측정하는 단계; 상기 측정된 배터리의 상태정보 및 배터리 등가모델을 이용하여 제 1 개방회로전압을 산출하는 단계; 상기 배터리의 전류를 적산하여 배터리 충전 상태(SOC) 변화량을 산출하는 단계; 매핑테이블을 이용하여 상기 배터리 충전 상태 변화량에 대응되는 제 2 개방회로전압을 산출하는 단계; 상기 제 1 개방회로전압 및 상기 제 2 개방회로전압의 차이값을 이용하여 보정계수를 산출하는 단계; 상기 보정계수를 이용하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 개방회로전압을 산출하는 단계전에, 상기 제 1 개방회로 전압 및 상기 제 2 개방회로전압을 산출할 수 있는 개방회로전압 연산 조건 및 보정 계수 정합성 판단을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 개방회로전압을 산출하는 단계는, 상기 배터리 등가모델의 단자전압을 측정하고, 측정된 상기 단자전압에서 내부저항에 의한 전압 및 가전압 성분을 감산하여 상기 제 1 개방회로전압을 산출 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 2 개방회로전압을 산출하는 단계는, 개방회로전압(OCV)과 배터리 충전상태(SOC)를 매핑한 상기 매핑 테이블을 이용하여, 상기 배터리 충전상태(SOC) 변화량에 매핑된 개방회로전압을 상기 제 2 개방회로전압으로서 산출할 수 있다.
본 기술은 차종에 관계없이 정전류 조건이 아니더라도 차량의 고전압 배터리 열화도를 추정할 수 있다.
또한, 본 기술은 차량 주행 상태에서도 실시간으로 배터리 열화도 추정이 가능하다.
또한, 본 기술은 실시간으로 배터리의 열화도를 예측하여 배터리 열화도에 따른 주행 가능 거리 등을 정확히 예측하여 제공함으로써 안전운전을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 열화 상태 추정시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리의 열화셀의 전압 변화 상태를 나타내는 그래프이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 열화에 따른 배터리 용량 감소 및 개방회로전압 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 용량이 동일하게 변화할 때의 개방회로전압 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 등가 모델이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리에 정전류 인가 시 단자전압의 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 개방회로 전압과 가전압의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 열화에 따른 보정 계수 변화 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 열화 상태 추정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 열화 상태 추정 방법을 적용한 컴퓨터 시스템의 구성도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 별도의 충전이 필요없는 하이브리드 전기차(HEV, Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV, Plug IN Hybrid Electric Vehicle), 순수 전기차 (EV, Electric Vehicle)는 배터리를 이용하여 주행함으로써 배터리 열화를 추정하는 것이 중요하다. 본 발명에서는 개방회로전압(OCV; Open circuit voltage) 연산을 통한 보정계수의 변화율을 이용하여 차종과 상관없이 언제든지 배터리 열화를 추정하는 기술을 개시한다.
이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 열화 상태 추정시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 열화 상태 추정시스템은 배터리 열화 상태 추정 장치(100), 메모리 장치(200), 디스플레이 장치(300)를 포함한다.
배터리 열화 상태 추정 장치(100)는 측정된 배터리 상태정보를 이용하여 연산된 제 1 개방회로전압(OCV;Open circuit voltage)과 매핑 테이블로부터 전류적산에 따른 배터리 충전상태(SOC; state of charge) 변화량에 매핑되는 제 2 개방회로전압(OCV_i)의 차이값인 보정계수를 이용하여 배터리 열화상태를 추정한다. 이때, 배터리 상태정보는 전압, 온도, 전류를 포함한다.
이를 위해, 배터리 열화 상태 추정 장치(100)는 측정부(110), 열화도 연산조건 판단부(120), 제 1 개방회로전압 산출부(130), 적산부(140), 제 2 개방회로전압 산출부(150), 보정계수 산출부(160), 열화도 추정부(170)를 포함한다.
측정부(110)는 차량 고전압 배터리에 흐르는 전류, 전압, 온도를 측정한다.
열화도 연산조건 판단부(120)는 제 1 개방회로 전압 및 제 2 개방회로전압을 산출할 수 있는 개방회로전압 연산 조건 및 보정 계수 정합성 판단을 수행한다. 즉, 열화도 연산조건 판단부(120)는 개방회로전압 연산 조건을 만족하는지, 보정계수 정합성이 맞는지 등을 통해 열화도 연산 조건을 만족하는지를 판단한다.
이때, 열화도 연산조건 판단부(120)는 배터리의 전류 및 전압 분포 정도에 따라 개방회로전압 연산 조건 만족 여부를 판단할 수 있다. 즉, 전류 및 전압 산포가 넓게 퍼져야 기울기의 계산이 가능하여 개방회로전압 연산 조건을 만족할 수 있다.
또한, 열화도 연산 조건 판단부(120)는 차량의 시동 시점에서 측정된 초기 전압을 개방회로전압으로 가정하고 가정된 개방회로전압에 따른 배터리 충전상태(SOC)를 산출하고, 초기 전압에 의해 산출된 배터리 충전상태(SOC)와 현재 배터리 충전 상태의 편차가 미리 정한 범위를 초과하는 경우 보정계수 정합성을 만족하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리의 열화셀의 전압 변화 상태를 나타내는 그래프이다. 도 2를 참조하면, 배터리는 열화가 진행될수록 전압 변화량이 증가하게 됨을 알 수 있다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 열화에 따른 배터리 용량 감소 및 개방회로전압 특성을 나타내는 그래프이고, 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 용량이 동일하게 변화할 때의 개방회로전압 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 배터리 열화도 계산방식은 배터리 용량 변화량에 따른 개방회로전압 변화율에 기인됨을 알 수 있다. 도 3a 및 도 3b와 같이 시작점이 동일한 경우, 용량 변화 이후 개방회로전압(OCV) 변화가 극명히 나타나게 되므로, 보정계수 정합성 판단은 초기 시작 조건(DAh)에서 개방회로전압(OCV)이 일정 범위 이내에 존재하는지 판정을 통해 수행될 수 있다.
제 1 개방회로전압 산출부(130)는 측정된 배터리의 상태정보 및 배터리 등가모델을 이용하여 제 1 개방회로전압(OCV)을 산출할 수 있다. 제 1 개방회로전압 산출부(130)는 등가모델의 단자전압을 측정하고, 측정된 상기 단자전압에서 내부저항에 의한 전압 및 가전압 성분을 감산하여 제 1 개방회로전압을 산출할 수 있다. 이때 개방회로전압은 전류가 전혀 흐르지 않는 안정한 상태의 전압으로서 고전압 배터리에 정전류가 인가될 때 측정되는 값이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 등가 모델이다. 배터리 등가 모델은 전원(11), 내부저항 R1, 제 1 가전압부(12), 제 2 가전압부(13)로 직렬연결되어 구성되고, 제 1 가전압부(12)는 저항 R2와 캐패시터 C2가 병렬연결되고, 제 2 가전압부(13)는 저항 R3과 캐패시터 C2가 병렬연결된 구조를 가진다. 도 4를 참조하면, 제 1 개방회로전압 산출부(130)는 등가 모델의 양단에 걸리는 단자 전압을 측정한 후, 단자 전압에서 내부 저항(R1)에 걸리는 전압과 가전압 성분(12, 13)을 감산하여 제 1 개방회로전압을 산출한다.
이때, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리에 정전류 인가 시 단자전압의 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 개방회로 전압과 가전압의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 배터리 충전 시 정전류가 인가되고 충전중에 전압이 증가하다가 충전 이후 전압이 감소하고, 방전 중 전압이 감소하다가 방전 이후 전압이 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 정상 상태의 개방회로전압으로 수렴해가는 과정이며 이 과정동안의 전압 변화량을 가전압이라고 한다.
도 6을 참조하면 실제 차량 주행 중 도 5와 같이 단자전압이 깨끗하게 인가되지 않고 도 6과 같이 가전압이 분포함을 알 수 있다. 이에, 단자전압 성분에서 가전압성분을 제거하여 개방회로전압을 산출할 수 있다.
이처럼 등가모델에서 일정 시간동안의 측정된 평균 전압(단가 전압)으로부터 내부저항에 의한 전압 성분과 가전압을 감산을 통해 개방회로전압을 산출하는 방식은 하나의 예일 뿐이며 본 발명의 제 1 개방회로전압을 산출하기 위해 통상의 개방회로전압 산출하는 다양한 방식을 적용할 수 있다.
적산부(140)는 배터리의 전류를 적산하여 배터리 충전 상태(SOC) 변화량을 산출한다. 즉, 배터리 충전 상태(SOC)는 시간당 배터리 용량에 해당되므로 전류를 적산하면 즉 일정 시간 동안 전류 이동량을 산출하면 시간당 배터리 용량을 알 수 있게 된다.
제 2 개방회로전압 산출부(150)는 매핑테이블을 이용하여 배터리 충전 상태 변화량에 대응되는 제 2 개방회로전압(OCV_i)을 산출한다. 이때, 매핑 테이블은 개방회로전압(OCV)과 배터리 충전상태(SOC)를 매핑한 것이다.
제 2 개방회로전압 산출부(150)는 적산부(140)에 산출된 배터리 충전상태(SOC)의 변화량에 해당하는 개방회로전압을 매핑 테이블에서 검색하여, 배터리 충전상태(SOC)의 변화량에 해당하는 개방회로전압을 제 2 개방회로전압(OCV_i)으로서 산출할 수 있다.
보정계수 산출부(160)는 제 1 개방회로전압(OCV) 및 제 2 개방회로전압(OCV_i)의 차이값을 이용하여 아래 수학식 1과 같이 보정계수(X)를 산출할 수 있다.
Figure pat00001
Kp는 보정 상수로서, 개방회로전압의 편차에 대한 수렴속도를 결정하는 값으로 빠른 수렴속도를 원하는 경우 보정상수는 큰 값으로 결정되고 느린 수렴속도를 원하는 경우 보정상수는 작은 값으로 결정될 수 있다. X는 보정계수이다. 즉 보정계수는 제 1 개방회로전압(OCV) 및 제 2 개방회로전압(OCV_i)의 차이값에 보정상수를 곱하여 산출될 수 있다.
열화도 추정부(170)는 보정계수를 이용하여 배터리의 열화도를 추정할 수 있다.
Figure pat00002
Y는 배터리 열화도이고 X는 보정계수이고 a, b는 열화도 상수이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 열화에 따른 보정 계수 변화 특성을 나타내는 그래프이다. 도 7을 참조하면 배터리 열화도는 보정계수와 비례하여 증가됨을 알 수 있다.
메모리 장치(200)는 제 1 개방회로전압(OCV), 제 2 개방회로전압(OCV_i), 매핑 테이블, 산출된 보정계수, 열화도 추정 상태 등을 저장할 수 있다.
디스플레이 장치(300)는 추정된 배터리의 열화 상태 및 추정된 열화도에 따른 주행거리를 표시할 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 열화 상태 추정 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
배터리 열화 상태 추정 장치(100)는 차량의 배터리 전류, 전압, 온도를 측정한다(S100).
이 후, 배터리 열화 상태 추정 장치(100)는 열화도 연산 가능 조건을 만족하는 지 판단한다(S200). 이때, 배터리 열화도 연산 가능 조건은 개방회로전압 연산 조건을 만족하는지, 보정계수 정합성이 맞는지 등을 통해 판단될 수 있다.
개방회로전압 연산 조건은 도 4와 같은 등가 모델을 통해 개방회로전압 연산이 가능한 모든 조건을 포함한다. 또한, 보정계수 정합성의 판단은 초기 시작 조건에서 개방회로전압이 일정 범위 이내에 존재하는지를 판정한다. 즉 도 3a 및 도 3B를 참조하면 시작점이 동일한 경우 배터리 용량 변화 이후 개방회로전압의 변화가 극명히 나타나게 됨을 알 수 있다.
상기 과정 S200에서 열화도 연산 가능 조건을 만족하는 경우, 배터리 열화 상태 추정 장치(100)는 측정된 차량 배터리 전류, 전압, 온도를 이용하여 기준전압인 제 1 개방회로전압(OCV)을 연산한다(S300).
이때, 도 4에 도시된 배터리 등가모델에서 양단이 측정된 단자 전압에서 배터리 내부 저항 R1에 의한 전압과 가전압 성분(12, 13))들을 감산하여 제 1 개방회로전압이 산출된다.
배터리 열화 상태 추정 장치(100)는 동일 시간 동안 전류 적산에 따른 SOC 변화량에 해당하는 제 2 개방회로전압(OCV_i)을 연산한다(S400).
즉, 배터리 충전상태(SOC)별로 매핑된 개방회로전압(OCV)를 저장한 매핑 테이블을 미리 구비하고, 전류 적산 변화량에 따른 배터리 충전상태(SOC) 변화량에 대응하는 개방회로전압(OCV)을 산출하여 제 2 개방회로전압(OCV_i)으로서 산출한다
배터리 열화 상태 추정 장치(100)는 측정 데이터로부터 계산된 제 1개방회로전압(OCV)와 전류 적산에 따른 제 2 개방회로전압(OCV_i)의 차이값과 보정상수를 곱산하여 보정계수(X) 산출한다(S500).
배터리 열화 상태 추정 장치(100)는 보정계수 정합성을 판단하고, 보정계수를 이용하여 열화도를 판단한다(S600).
이와 같이, 본 발명의 배터리 열화 상태 추정 장치(100)는 측정된 배터리 상태정보(전류, 전압, 온도)를 이용하여 제 1 개방회로전압을 산출하고 매핑 테이블로부터 전류적산을 통한 배터리 충전상태(SOC)에 해당하는 제 2 개방회로전압을 산출하고, 제 1 개방회로전압과 제 2 개방회로전압의 차이값을 보정계수로 활용하여 배터리 열화 상태를 추정함으로써, 정전류 조건이 아니고 충전이 필요없는 하이브리드 차량의 배터리 열화 상태 추정이 가능하다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 열화 상태 추정 방법을 적용한 컴퓨터 시스템의 구성도이다.
도 9를 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다.
예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 배터리 열화 상태 추정 장치
200 : 메모리 장치
300 : 디스플레이 장치
110 : 측정부
120 : 열화도 연산 조건 판단부
130 : 제 1 개방회로전압 산출부
140 : 적산부
150 : 제 2 개방회로전압 산출부
160 : 보정계수 산출부
170 : 열화도 추정부

Claims (19)

  1. 배터리 상태정보를 이용하여 연산된 제 1 개방회로전압(OCV;Open circuit voltage) 및 전류적산에 따른 배터리 충전상태(SOC; state of charge) 변화량에 기초하여 획득되는 제 2 개방회로전압(OCV_i)의 차이값으로부터 산출되는 보정계수를 이용하여 배터리 열화상태를 추정하는 배터리 열화 상태 추정 장치; 및
    상기 제 1 개방회로전압, 상기 제 2 개방회로전압 및 상기 보정계수를 저장하는 메모리 장치
    를 포함하는 배터리 열화 상태 추정시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 상태정보는 전압, 온도 및 전류를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 배터리 열화 상태 추정 장치는,
    상기 배터리 상태정보 및 배터리 등가모델을 이용하여 제 1 개방회로전압을 산출하는 제 1 개방회로전압 산출부;
    상기 배터리의 전류를 적산하여 배터리 충전 상태(SOC) 변화량을 산출하는 적산부;
    매핑 테이블을 이용하여 상기 배터리 충전 상태 변화량에 대응되는 제 2 개방회로전압을 산출하는 제 2 개방회로전압 산출부;
    상기 제 1 개방회로전압 및 상기 제 2 개방회로전압의 차이값을 이용하여 상기 보정계수를 산출하는 보정계수 산출부; 및
    상기 보정계수를 이용하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 열화도 추정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 배터리 상태정보를 측정하는 측정부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 개방회로전압 산출부는,
    상기 배터리 등가모델의 단자전압을 측정하고, 측정된 상기 단자전압에서 내부저항에 의한 전압 및 가전압 성분을 감산하여 상기 제 1 개방회로전압을 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정시스템.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 2 개방회로전압 산출부는,
    개방회로전압(OCV)과 배터리 충전상태(SOC)를 매핑한 상기 매핑 테이블을 이용하여, 상기 배터리 충전상태(SOC) 변화량에 매핑된 개방회로전압을 상기 제 2 개방회로전압으로서 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정시스템.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 배터리 열화 상태 추정 장치는,
    상기 제 1 개방회로 전압 및 상기 제 2 개방회로전압을 산출할 수 있는 개방회로전압 연산 조건 및 보정 계수 정합성 판단을 수행하는 열화도 연산 조건 판단부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 열화도 연산 조건 판단부는,
    상기 배터리의 전류 및 전압 분포 정도에 따라 상기 개방회로전압 연산 조건 만족 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 열화도 연산 조건 판단부는,
    차량의 시동 시점에서 측정된 초기 전압을 개방회로전압으로 가정하고 상기 가정된 개방회로전압에 따른 배터리 충전상태(SOC)를 산출하고, 초기 전압에 의해 산출된 배터리 충전상태(SOC)와 현재 배터리 충전 상태의 편차가 미리 정한 범위를 초과하는 경우 상기 보정계수 정합성을 만족하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 추정된 배터리의 열화 상태 및 상기 추정된 열화도에 따른 주행거리를 표시하는 디스플레이 장치
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정시스템.
  11. 배터리의 상태정보를 측정하는 측정부;
    상기 측정된 배터리의 상태정보 및 배터리 등가모델을 이용하여 제 1 개방회로전압을 산출하는 제 1 개방회로전압 산출부;
    상기 배터리의 전류를 적산하여 배터리 충전 상태(SOC) 변화량을 산출하는 적산부;
    상기 배터리 충전 상태 변화량에 대응되는 제 2 개방회로전압을 산출하는 제 2 개방회로전압 산출부;
    상기 제 1 개방회로전압 및 상기 제 2 개방회로전압의 차이값을 이용하여 보정계수를 산출하는 보정계수 산출부; 및
    상기 보정계수를 이용하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 열화도 추정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 1 개방회로전압 산출부는,
    상기 등가모델의 단자전압을 측정하고, 측정된 상기 단자전압에서 내부저항에 의한 전압 및 가전압 성분을 감산하여 상기 제 1 개방회로전압을 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제 2 개방회로전압 산출부는,
    개방회로전압(OCV)과 배터리 충전상태(SOC)를 매핑한 매핑 테이블을 이용하여, 상기 배터리 충전상태(SOC) 변화량에 매핑된 개방회로전압을 상기 제 2 개방회로전압으로서 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정장치.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 1 개방회로 전압 및 상기 제 2 개방회로전압을 산출할 수 있는 개방회로전압 연산 조건 및 보정 계수 정합성 판단을 수행하는 열화도 연산 조건 판단부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제 1 개방회로전압 산출부 및 상기 제 2 개방회로전압 산출부는,
    상기 개방회로전압 연산 조건 및 상기 보정 계수 정합성이 만족되면 상기 제 1 개방회로전압 및 상기 제 2 개방회로전압을 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정장치.
  16. 배터리의 상태정보를 측정하는 단계;
    상기 측정된 배터리의 상태정보 및 배터리 등가모델을 이용하여 제 1 개방회로전압을 산출하는 단계;
    상기 배터리의 전류를 적산하여 배터리 충전 상태(SOC) 변화량을 산출하는 단계;
    매핑테이블을 이용하여 상기 배터리 충전 상태 변화량에 대응되는 제 2 개방회로전압을 산출하는 단계;
    상기 제 1 개방회로전압 및 상기 제 2 개방회로전압의 차이값을 이용하여 보정계수를 산출하는 단계; 및
    상기 보정계수를 이용하여 상기 배터리의 열화도를 추정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제 1 개방회로전압을 산출하는 단계전에,
    상기 제 1 개방회로 전압 및 상기 제 2 개방회로전압을 산출할 수 있는 개방회로전압 연산 조건 및 보정 계수 정합성 판단을 수행하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 제 1 개방회로전압을 산출하는 단계는,
    상기 배터리 등가모델의 단자전압을 측정하고, 측정된 상기 단자전압에서 내부저항에 의한 전압 및 가전압 성분을 감산하여 상기 제 1 개방회로전압을 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제 2 개방회로전압을 산출하는 단계는,
    개방회로전압(OCV)과 배터리 충전상태(SOC)를 매핑한 상기 매핑 테이블을 이용하여, 상기 배터리 충전상태(SOC) 변화량에 매핑된 개방회로전압을 상기 제 2 개방회로전압으로서 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 열화 상태 추정방법.
KR1020170049818A 2017-04-18 2017-04-18 배터리 열화 상태 추정장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 KR102452548B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170049818A KR102452548B1 (ko) 2017-04-18 2017-04-18 배터리 열화 상태 추정장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법
US15/652,830 US10330738B2 (en) 2017-04-18 2017-07-18 Apparatus for estimating battery degradation state, system including the same, and method thereof
DE102017212970.0A DE102017212970A1 (de) 2017-04-18 2017-07-27 Vorrichtung zum Schätzen eines Batterieverschlechterungszustandes, System mit derselben und Verfahren dafür

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170049818A KR102452548B1 (ko) 2017-04-18 2017-04-18 배터리 열화 상태 추정장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180116914A true KR20180116914A (ko) 2018-10-26
KR102452548B1 KR102452548B1 (ko) 2022-10-07

Family

ID=63678762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170049818A KR102452548B1 (ko) 2017-04-18 2017-04-18 배터리 열화 상태 추정장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10330738B2 (ko)
KR (1) KR102452548B1 (ko)
DE (1) DE102017212970A1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111208443A (zh) * 2018-11-21 2020-05-29 丰田自动车株式会社 电池的劣化认证装置以及电池的劣化认证系统
KR20210062263A (ko) 2019-11-21 2021-05-31 현대자동차주식회사 전고체전지의 상태 추정 방법
US11835586B2 (en) 2020-01-02 2023-12-05 Lg Energy Solution, Ltd. Battery management apparatus and method
US11851071B2 (en) 2020-05-21 2023-12-26 Hyundai Motor Company System for controlling vehicles using distributed cloud computing
US11904832B2 (en) 2020-05-19 2024-02-20 Hyundai Motor Company System for controlling vehicle power using big data

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6881154B2 (ja) * 2017-08-23 2021-06-02 トヨタ自動車株式会社 二次電池の劣化状態推定方法および二次電池システム
JP7131290B2 (ja) * 2018-10-19 2022-09-06 トヨタ自動車株式会社 表示装置およびそれを備える車両
KR102520673B1 (ko) * 2019-03-18 2023-04-10 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 상태 추정 장치
KR102521577B1 (ko) * 2019-03-18 2023-04-12 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 상태 추정 장치
KR102660502B1 (ko) * 2019-04-18 2024-04-24 현대모비스 주식회사 자동차용 배터리 관리 방법 및 장치
CN110967646B (zh) 2019-05-24 2021-03-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 Soc修正方法和装置、电池管理系统和存储介质
CN114207457A (zh) * 2019-08-01 2022-03-18 株式会社电装 二次电池的劣化度判定装置及电池组
CN110658466A (zh) * 2019-11-01 2020-01-07 四川长虹电器股份有限公司 一种蓄电池剩余容量计算方法
CN110775043B (zh) * 2019-11-11 2020-09-29 吉林大学 一种基于电池寿命衰减模式识别的混动汽车能量优化方法
CN110775065B (zh) * 2019-11-11 2020-09-29 吉林大学 一种基于工况识别的混合动力汽车电池寿命预测方法
CN110895310A (zh) * 2019-12-27 2020-03-20 四川长虹电器股份有限公司 一种磷酸铁锂电池soc估算系统
WO2021157943A1 (en) * 2020-02-07 2021-08-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for improving state of health of rechargeable batteries
CN111282852A (zh) * 2020-02-21 2020-06-16 天津力神电池股份有限公司 一种锂离子电池的测试筛选和档次判定方法
CN112733427A (zh) * 2020-12-16 2021-04-30 清华大学 锂离子电池的负极电位估算模型建立方法及计算机设备
AT524131B1 (de) * 2021-04-20 2022-03-15 Aviloo Gmbh Ermittlung des Gesundheitszustands einer Fahrzeugbatterie
JP2023136212A (ja) * 2022-03-16 2023-09-29 株式会社日立ハイテク 電池状態推定装置、電池システム、電池状態推定方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000323183A (ja) * 1999-05-11 2000-11-24 Toyota Motor Corp 電池状態検出装置
JP2014035283A (ja) * 2012-08-09 2014-02-24 Denso Corp 電源システム
KR20140042141A (ko) * 2012-09-28 2014-04-07 현대자동차주식회사 친환경 차량의 주행가능거리 산출 방법
JP6111275B2 (ja) * 2013-02-05 2017-04-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3960241B2 (ja) * 2003-03-11 2007-08-15 トヨタ自動車株式会社 二次電池の残存容量推定装置、二次電池の残存容量推定方法、および二次電池の残存容量推定方法による処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
JP4767558B2 (ja) 2005-03-07 2011-09-07 日立ビークルエナジー株式会社 電源装置用状態検知装置，電源装置及び電源装置に用いられる初期特性抽出装置
JP5633227B2 (ja) 2009-10-14 2014-12-03 ソニー株式会社 電池パックおよび電池パックの劣化度検出方法
JP5708668B2 (ja) 2013-01-18 2015-04-30 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
JP6507375B2 (ja) * 2014-03-03 2019-05-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池の状態推定装置、および、電池の状態推定方法
EP2963434B1 (en) * 2014-06-30 2021-08-11 Foundation Of Soongsil University-Industry Cooperation Battery state estimation method and system using dual extended kalman filter, and recording medium for performing the method
KR101853382B1 (ko) 2014-11-25 2018-04-30 자동차부품연구원 차량 시동용 배터리의 잔여수명 산출 장치
US10288692B2 (en) * 2015-06-15 2019-05-14 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for estimating battery system parameters
US10114079B2 (en) * 2016-02-24 2018-10-30 Ford Global Technologies, Llc System and method for identifying vehicle battery decay

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000323183A (ja) * 1999-05-11 2000-11-24 Toyota Motor Corp 電池状態検出装置
JP2014035283A (ja) * 2012-08-09 2014-02-24 Denso Corp 電源システム
KR20140042141A (ko) * 2012-09-28 2014-04-07 현대자동차주식회사 친환경 차량의 주행가능거리 산출 방법
JP6111275B2 (ja) * 2013-02-05 2017-04-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池制御装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111208443A (zh) * 2018-11-21 2020-05-29 丰田自动车株式会社 电池的劣化认证装置以及电池的劣化认证系统
KR20210062263A (ko) 2019-11-21 2021-05-31 현대자동차주식회사 전고체전지의 상태 추정 방법
US11835586B2 (en) 2020-01-02 2023-12-05 Lg Energy Solution, Ltd. Battery management apparatus and method
US11904832B2 (en) 2020-05-19 2024-02-20 Hyundai Motor Company System for controlling vehicle power using big data
US11851071B2 (en) 2020-05-21 2023-12-26 Hyundai Motor Company System for controlling vehicles using distributed cloud computing

Also Published As

Publication number Publication date
US20180299511A1 (en) 2018-10-18
DE102017212970A1 (de) 2018-10-18
US10330738B2 (en) 2019-06-25
KR102452548B1 (ko) 2022-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102452548B1 (ko) 배터리 열화 상태 추정장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법
US10312699B2 (en) Method and system for estimating battery open cell voltage, state of charge, and state of health during operation of the battery
KR102080632B1 (ko) 배터리관리시스템 및 그 운용방법
US8332169B2 (en) Apparatus and method for estimating state of health of battery based on battery voltage variation pattern
JP6734784B2 (ja) バッテリの健全性を推定する方法
KR100759706B1 (ko) 하이브리드 차량용 배터리의 충전상태 추정 방법
EP2700964B1 (en) Battery state estimation system, battery control system, battery system, and battery state estimation method
JP4767558B2 (ja) 電源装置用状態検知装置，電源装置及び電源装置に用いられる初期特性抽出装置
JP4560540B2 (ja) 二次電池の充放電電気量推定方法および装置、二次電池の分極電圧推定方法および装置、並びに二次電池の残存容量推定方法および装置
JP4984527B2 (ja) 二次電池の充電状態推定装置および充電状態推定方法
EP1688754B1 (en) Battery management apparatus
EP3410137B1 (en) Cell state estimation device, cell control device, cell system, and cell state estimation method
JP2020060581A (ja) 蓄電素子管理装置、ｓｏｃのリセット方法、蓄電素子モジュール、蓄電素子管理プログラム及び移動体
CN105388426A (zh) 估计电池健康寿命soh的方法和装置
KR20160097243A (ko) 자동차 차량 배터리의 에너지량 평가
JP2000014019A (ja) バッテリの放電量測定装置
CN112415409B (zh) 估算电池容量的方法和装置、存储介质及车辆
CN110988701B (zh) 电池可用能量确定方法、装置、管理系统以及存储介质
EP3828566A1 (en) Device for estimating state of charge of battery
CN112394290A (zh) 电池包soh的估算方法、装置、计算机设备和存储介质
WO2018029849A1 (ja) 推定装置、推定プログラムおよび充電制御装置
KR102560589B1 (ko) 휴지기에 따른 과전압 변화를 이용하는 배터리 열화도 추정 장치 및 방법
JP4012978B2 (ja) 電気自動車用電池の残存容量検出方法および残存容量検出・表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant