KR20190005406A - 이차 전지의 용량유지율을 추정하는 장치 및 방법 - Google Patents

이차 전지의 용량유지율을 추정하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

배터리 팩에 포함된 이차 전지의 칼렌더 퇴화도 및 사이클 퇴화도로부터 상기 이차 전지의 용량 유지율을 추정하는 장치 및 방법이 개시된다. 상기 용량 유지율 추정 장치는, 미리 정해진 시간 길이를 가지는 주기마다, 상기 배터리 팩에 설치된 센싱부로부터 상기 이차 전지의 전류 정보 및 온도 정보를 수신하고, 제1 메인 프로세스 및 제2 메인 프로세스를 순차적으로 실행하도록 구성된 제어부; 및 미리 결정된 가중 팩터를 저장하고, 상기 제1 메인 프로세스의 실행에 의해 상기 주기마다 갱신되는 상기 이차 전지의 충전 상태, 사이클 퇴화도 및 칼렌더 퇴화도를 더 저장하는 메모리;를 포함한다.

Description

이차 전지의 용량유지율을 추정하는 장치 및 방법{Apparatus for Estimating Capacity Retention Rate of secondary battery and Method thereof}
본 발명은 이차 전지의 용량유지율(CCR: Capacity Retention Rate)을 추정하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 이차 전지의 사이클 퇴화도 및 칼렌더 퇴화도를 종합적으로 고려하여, 이차 전지의 용량유지율을 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이차 전지는 전기화학적인 산화 및 환원 반응을 통해 전기 에너지를 생성하는 것으로서, 광범위하게 다양한 용도로 이용된다. 일반적으로, 이차 전지는 외장재 내에 전극 조립체를 전해질과 함께 밀봉하고 극성이 서로 다른 2개의 전극 단자를 외부에 노출시킨 구조를 가진다. 상기 전극 조립체는 복수의 단위 셀을 포함하고, 단위 셀은 적어도 음극판과 양극판 사이에 다공성의 분리막이 개재된 구조를 가진다. 상기 음극판과 양극판에는 전기화학적 반응에 참여하는 활물질이 코팅되어 있으며, 활물질과 전해질의 전기화학적 반응에 의해 이차 전지가 충전 또는 방전된다.
이차 전지의 최대 용량은 최초의 설계 용량으로 계속 유지되지 않고, 칼렌더 시간 또는 사이클 시간이 경과할수록 감소한다. 여기서, 칼렌더 시간은 이차 전지가 충방전되지 않는 무부하 상태를 유지한 누적 시간을 의미하고, 사이클 시간은 이차 전지가 충방전이 진행된 누적 시간을 의미한다.
이차 전지의 퇴화는 이차 전지가 충방전이 진행되는 상태, 즉 사이클 상태에서뿐만 아니라 충방전이 진행되지 않는 상태, 즉 칼렌더 상태에서도 진행된다. 이차 전지가 무부하 상태에 있더라도 자가 방전을 통해 아주 서서히 방전되기 때문이다.
이차 전지의 퇴화 속도는 후자의 경우보다 전자의 경우가 더 빠르다. 이차 전지가 사이클 상태에 있으면, 이차 전지에서 발생되는 열에 의해 전해질이 변성되는 속도와 작동 이온(리튬 전지의 경우 Li 이온)이 전극판에서 흡장 또는 방출되는 과정에서 전극판에 코팅된 활물질이 변성되는 속도가 더 빠르기 때문이다.
이차 전지의 퇴화도는 이차 전지의 최대 용량을 측정하고, 측정된 최대 용량이 설계 용량을 기준으로 어느 정도의 차이를 가지는지 계산하는 것에 의해 결정할 수 있다.
참고로, 이차 전지의 실제 최대 용량은, 이차 전지가 완전히 방전되었을 때부터 완전히 충전될 때까지 이차 전지의 충전 전류를 적산하여 계산할 수 있다. 또는, 이차 전지의 실제 최대 용량은, 이차 전지가 완전히 충전되었을 때부터 완전히 방전될 때까지 이차 전지의 방전 전류를 적산하여 계산할 수도 있다.
하지만, 이차 전지의 실제 사용 환경에서는 이차 전지가 완전히 충전 또는 방전되는 경우가 드물기 때문에, 이차 전지의 최대 용량을 정확하게 결정하기 어렵다는 문제가 있다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 퇴화도 추정 모델이 개시된바 있다. 퇴화도 추정 모델은, 도 1에 도시된 것과 같이, 이차 전지의 동작 상태(예, 충전 상태, 온도, 충방전율) 등에 따라 미리 정의된 복수의 퇴화도 프로파일들(△y1(t), △y2(t) .. △yn(t))을 포함한다. 예컨대, △y1(t), △y2(t), ... . △yk(t) 각각은 서로 다른 사이클 상태에 대응하는 퇴화도 프로파일이고, △yk +1(t), △yk + 2(t), ... . △yn(t) 각각은 서로 다른 칼렌더 상태에 대응하는 퇴화도 프로파일일 수 있다.
상기 퇴화도 추정 모델은, 소정의 주기마다, 이차 전지가 동작하는 동안 동작 상태를 식별하고, 식별된 동작 상태에 대응되는 퇴화도 프로파일를 선택하고, 상기 선택된 퇴화도 프로파일을 이용하여 현재 시점의 퇴화도를 결정한다.
도 1을 참조하면, 설계 용량과 동일한 최대 용량을 가지는 이차 전지가 △yn-k(t)(여기서, 1≤k≤n-1임)에 매칭된 제1 동작 상태(예, 사이클 상태)로 초기 시점부터 Δt1이라는 시간 동안 사이클 상태를 유지하면, 이차 전지의 퇴화도는 점 P0에 대응되는 퇴화도(0%)로부터 점 P1에 대응되는 퇴화도인 G1%까지 증가한다. 즉, 이차 전지의 퇴화도는 Δt1 시간 동안 G1%만큼 증가한다.
초기 시점부터 Δt1이 경과된 때, 이차 전지의 동작 상태가 △y2(t)에 매칭된 제2 동작 상태로 변경되면, Δt1부터는 △y2(t) 곡선을 따라서 이차 전지의 퇴화도가 증가된다. 다만, 퇴화도는 연속적으로 증가해야 하므로, △y2(t) 상에서 퇴화도 계산이 시작되는 시점은 G1%에 대응되는 점 P2가 된다. 이하, 변경된 퇴화도 프로파일에 있어서, 점 P2와 같이 퇴화도 증가의 기준이 되는 시점을 기준 등가 시점이라고 명명한다.
만약, 제2 동작 상태가 Δt2 동안 유지되면, 이차 전지의 퇴화도는 점 P2에 대응되는 퇴화도인 G1%부터 점 P3에 대응되는 퇴화도인 G2%까지 △y2(t) 곡선의 실선 표시 부분을 따라서 증가한다. 즉, 이차 전지의 퇴화도는 Δt2 동안 (G2-G1)% 만큼 증가한다.
또한, 초기 시점으로부터 Δt1+Δt2가 경과되었을 때, 이차 전지의 동작 상태가 △y1(t)에 매칭된 제3 동작 상태로 변경되면, Δt1+Δt2 부터는 △y1(t) 곡선을 따라서 이차 전지의 퇴화도가 증가된다. 다만, 퇴화도는 연속적으로 증가해야 하므로, △y1(t)에서 기준 등가 시점은 점 P4에 대응되는 시간으로 변경된다.
만약, 제3 동작 상태가 Δt3 동안 유지되면, 이차 전지의 퇴화도는 점 P4에 대응되는 퇴화도인 G2%부터 점 P5에 대응되는 퇴화도인 G3%까지 증가한다.
이처럼 이차 전지의 동작 상태가 변경될때마다, 변경된 동작 상태에 매치되는 퇴화도 프로파일을 선택하고, 선택된 퇴화도 프로파일 상에서 바로 이전까지 누적된 퇴화도에 대응되는 기준 등가 시점을 결정하고, 변경된 동작 상태가 유지되는 동안 상기 선택된 퇴화도 프로파일을 이용하여 이차 전지의 퇴화도를 갱신하는 과정은 계속 반복된다.
도 1에 도시된 것과 같은 퇴화도 추정 모델은 이차 전지가 사이클 상태에 있을 때와 칼렌더 상태에 있을 때를 구분하지 않고 퇴화도를 추정하기 때문에, 추정된 퇴화도와 실제 퇴화도가 큰 차이를 가질 수 있다는 문제가 있다. 그 원인은, 이차 전지의 동작 상태가 특정 시점을 기준으로 급격히 변경되면, 상기 특정 시점 직전의 동작 상태에 매칭된 퇴화도 프로파일의 기울기와 상기 특정 시점 직후의 동작 상태에 매칭된 퇴화도 프로파일의 기울기 사이의 차이가 매우 커지기 때문이다.
예를 들어, 도 1를 참조하면, 임의의 시점(예, Δt1)에서 이차 전지의 동작 상태가 Δy1(t)에 매치되는 동작 상태로부터 Δyn(t)에 매치되는 동작 상태로 변경될 수 있는데, 이 경우 상기 임의의 시점에서 Δy1(t)와 Δyn(t) 사이의 기울기 차이가 매우 커진다. 만약, 특정 시점의 직전과 직후 각각의 동작 상태에 매칭되는 두 퇴화도 프로파일의 기울기가 임계값을 초과할 경우, 특정 시점 직전의 동작 상태(예, 사이클 상태)로 인한 전기 화학적인 특성(예, 분극 현상)이 특정 시점에 완전히 사라지지 않고 특정 시점 직후의 동작 상태(예, 칼렌더 상태)에 영향을 미친다.
그런데, 상기 퇴화도 추정 모델은, 이차 전지의 동작 상태가 급격히 변화하는 상황이 고려되지 않은 것이므로, 퇴화도의 추정 오차가 무시할 수 없을 정도의 크기를 가질 수 있고, 결과적으로 이차 전지의 용량 유지율이나 잔여 수명을 정확히 추정하는 데에 걸림돌이 되고 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 이차 전지의 사이클 퇴화도 및 칼렌더 퇴화도를 종합적으로 고려하여, 이차 전지의 용량유지율을 추정하는 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 다양한 실시예는 다음과 같다.
본 발명의 일 측면에 따른 용량유지율 추정 장치는, 배터리 팩에 포함된 이차 전지의 칼렌더 퇴화도 및 사이클 퇴화도로부터 상기 이차 전지의 용량 유지율을 추정한다. 상기 용량유지율 추정 장치는, 미리 정해진 시간 길이를 가지는 주기마다, 상기 배터리 팩에 설치된 센싱부로부터 상기 이차 전지의 전류 정보 및 온도 정보를 수신하고, 제1 메인 프로세스 및 제2 메인 프로세스를 순차적으로 실행하도록 구성된 제어부; 및 미리 결정된 가중 팩터를 저장하고, 상기 제1 메인 프로세스의 실행에 의해 상기 주기마다 갱신되는 상기 이차 전지의 충전 상태, 사이클 퇴화도 및 칼렌더 퇴화도를 더 저장하는 메모리;를 포함한다. 상기 제1 메인 프로세스는, 상기 전류 정보를 기초로 상기 메모리에 저장되어 있는 상기 충전 상태를 갱신하는 제1 서브 프로세스; 상기 전류 정보를 기초로 상기 이차 전지의 동작 상태를 사이클 상태 및 칼렌더 상태 중 어느 하나로 설정하는 제2 서브 프로세스; 및 상기 제2 서브 프로세스에 의해 상기 이차 전지의 동작 상태가 상기 사이클 상태로 설정된 경우, 상기 갱신된 충전 상태, 상기 전류 정보 및 상기 온도 정보를 기초로 상기 메모리에 저장된 사이클 퇴화도를 갱신하는 제3 서브 프로세스;를 포함한다. 상기 제2 메인 프로세스는, 상기 가중 팩터, 상기 갱신된 사이클 퇴화도 및 상기 메모리에 기 저장된 칼렌더 퇴화도를 기초로, 상기 이차 전지의 용량 유지율을 추정한다.
또한, 상기 제1 서브 프로세스는, 상기 전류 정보가 나타내는 전류를 상기 시간 길이에 대해 적산하고, 상기 적산된 전류량 및 상기 메모리에 기 저장된 최대 용량을 기초로, 상기 메모리에 저장되어 있는 상기 충전 상태를 갱신할 수 있다.
또한, 상기 제2 서브 프로세스는, 상기 전류 정보에 대응하는 충방전율이 임계 충방전율과 같거나 더 큰 경우, 상기 이차 전지의 동작 상태를 상기 사이클 상태로 설정할 수 있다.
또한, 상기 메모리에는, 복수의 사이클 퇴화도 프로파일들이 더 저장되고, 상기 제3 서브 프로세스는, 상기 복수의 사이클 퇴화도 프로파일들 중에서 상기 갱신된 충전 상태, 상기 전류 정보 및 상기 온도 정보에 매치되는 어느 한 사이클 퇴화도 프로파일을 선택하는 제1 루틴; 상기 선택된 사이클 퇴화도 프로파일과 관련된 제1 기준 등가 시점을 결정하는 제2 루틴; 및 상기 제1 기준 등가 시점을 기초로, 상기 선택된 사이클 퇴화도 프로파일을 이용하여, 상기 메모리에 기 저장된 사이클 퇴화도를 갱신하는 제3 루틴;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 서브 프로세스는, 상기 전류 정보에 대응하는 충방전율이 임계 충방전율보다 작은 경우, 상기 이차 전지의 동작 상태를 상기 칼렌더 상태로 설정할 수 있다.
또한, 상기 제1 메인 프로세스는, 상기 제2 서브 프로세스에 의해 상기 이차 전지의 동작 상태가 상기 칼렌더 상태로 설정된 경우, 상기 갱신된 충전 상태, 상기 전류 정보 및 상기 온도 정보를 기초로 상기 메모리에 저장된 칼렌더 퇴화도를 갱신하는 제4 서브 프로세스;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 메모리에는, 복수의 칼렌더 퇴화도 프로파일들이 더 저장되고, 상기 제4 서브 프로세스는, 상기 복수의 칼렌더 퇴화도 프로파일들 중에서 상기 갱신된 충전 상태 및 상기 온도 정보에 매치되는 어느 한 칼렌더 퇴화도 프로파일을 선택하는 제4 루틴; 상기 선택된 칼렌더 퇴화도 프로파일과 관련된 제2 기준 등가 시점을 결정하는 제5 루틴; 및 상기 제2 기준 등가 시점을 기초로, 상기 선택된 사이클 퇴화도 프로파일을 이용하여, 상기 메모리에 기 저장된 칼렌더 퇴화도를 갱신하는 제6 루틴;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 메인 프로세스는, 상기 가중 팩터를 기초로, 상기 사이클 퇴화도를 보정하는 제7 루틴; 및 상기 칼렌더 퇴화도 및 상기 보정된 사이클 퇴화도를 기초로, 상기 이차 전지의 용량 유지율을 추정하는 제8 루틴;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 가중 팩터는, 사전 실험을 통해 결정된, 0 이상 2 이하의 범위 내의 상수일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 상기 용량유지율 추정 장치;를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 용량유지율 추정 방법은, 미리 정해진 시간 길이를 가지는 주기마다, 상기 배터리 팩에 설치된 센싱부로부터 상기 이차 전지의 전류 정보 및 온도 정보를 수신하는 단계; 제1 메인 프로세스를 활성화하는 단계; 및 제2 메인 프로세스를 활성화하는 단계;를 포함한다. 상기 제1 메인 프로세스는, 상기 전류 정보를 기초로, 기 저장되어 있는 상기 이차 전지의 충전 상태를 갱신하는 제1 서브 프로세스; 상기 전류 정보를 기초로 상기 이차 전지의 동작 상태를 사이클 상태 및 칼렌더 상태 중 어느 하나로 설정하는 제2 서브 프로세스; 상기 제2 서브 프로세스에 의해 상기 이차 전지의 동작 상태가 상기 사이클 상태로 설정된 경우, 상기 갱신된 충전 상태, 상기 전류 정보 및 상기 온도 정보를 기초로, 기 저장된 사이클 퇴화도를 갱신하는 제3 서브 프로세스; 및 상기 제2 서브 프로세스에 의해 상기 이차 전지의 동작 상태가 상기 칼렌더 상태로 설정된 경우, 상기 갱신된 충전 상태, 상기 전류 정보 및 상기 온도 정보를 기초로, 기 저장된 칼렌더 퇴화도를 갱신하는 제4 서브 프로세스;를 포함한다. 상기 제2 메인 프로세스에서는, 미리 결정된 가중 팩터, 상기 갱신된 상기 사이클 퇴화도 및 칼렌더 퇴화도를 기초로, 상기 이차 전지의 용량 유지율이 추정된다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 이차 전지의 사이클 퇴화도 및 칼렌더 퇴화도를 서로 독립적으로 연산하고, 연산된 사이클 퇴화도 및 칼렌더 퇴화도를 조합하여 이차 전지의 용량 유지율을 추정함으로써, 실제의 용량 유지율과 추정된 용량 유지율 간의 차이를 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 가중 팩터를 기초로, 소정 주기마다 갱신되는 사이클 퇴화도를 보정하고, 보정된 사이클 퇴화도를 용량 유지율을 추정하는 데에 이용함으로써, 용량 유지율의 추정 정확도를 향상시킬 수 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 종래기술에 따른 퇴화도 추정 모델이 이차 전지의 퇴화도를 추정하는 데에 이용하는 복수의 퇴화도 프로파일들을 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 및 상기 배터리 팩에 포함되는 용량유지율 추정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 이차 전지의 사이클 퇴화도, 칼렌더 퇴화도 및 용량유지율을 추정하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 각각 추정되는 사이클 퇴화도와 칼렌더 퇴화도 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 사이클 퇴화도를 보정하는 데에 이용되는 가중 팩터를 결정하는 방법을 설명하는 데에 참조되는 그래프들을 보여준다.
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.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
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 <제어 유닛>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.
본 발명에 있어서, "사이클 퇴화도"란, 이차 전지의 충방전이 진행되는 상태인 사이클 상태에 있는 동안, 이차 전지에 누적된 퇴화의 정도를 수치로 나타낸 값을 의미한다.
본 발명에 있어서, "칼렌더 퇴화도"란, 이차 전지의 충방전이 진행되지 않는 칼렌더 상태에 있는 동안, 이차 전지에 누적된 퇴화의 정도를 수치로 나타낸 값을 의미한다.
본 발명에 있어서, "용량 유지율(CCR)"이란, 이차 전지의 설계 용량에 대한 최대 용량의 비율을 나타내는 값이다. 용량 유지율은, 사이클 퇴화도의 증가 또는 칼렌더 퇴화도의 증가에 따라 감소한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10) 및 상기 배터리 팩(10)에 포함되는 용량유지율 추정 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 배터리 팩(10)은, 적어도 하나의 이차 전지(20), 센싱부 및 용량유지율 추정 장치(100)를 포함한다. 용량유지율 추정 장치(100)는, 제어부(110) 및 메모리(120)를 포함하고, 선택적으로 통신부(130)를 더 포함할 수 있다.
이차 전지(20)는, 용량유지율 추정 장치(100)를 이용하여 퇴화도를 추정하고자 하는 대상으로서, 하나 또는 둘 이상의 배터리 셀을 포함한다. 여기서, 배터리 셀이란, 전기 에너지의 저장과 추출이 가능한 구성 즉, 반복적으로 충전 및 방전이 가능한 최소 단위를 지칭한다. 예컨대, 배터리 셀은 파우치 타입의 리튬 이온 배터리일 수 있다.
이차 전지(20)에 복수의 배터리 셀들이 포함되는 경우, 복수의 배터리 셀들은 상호 간에 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다.
이차 전지(20)는 배터리 팩(10)에 마련된 외부 단자를 통해 다양한 부하 장치에 전기적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 부하 장치는, 전기 자동차 등과 같은 차량, 드론과 같은 비행체, 전력 그리드에 포함된 대용량의 전력 저장 장치(ESS), 또는 모바일 디바이스일 수 있다.
배터리 팩(10)에 마련된 외부 단자는 충전 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 충전 장치는, 이차 전지(20)로부터 전원을 공급받는 부하 장치의 제어에 의해 이차 전지(20)에 전기적으로 연결될 수 있다.
센싱부는 전류 측정 회로(31) 및 온도 측정 회로(32)를 포함하고, 선택적으로 전압 측정 회로(33)를 더 포함한다.
전류 측정 회로(31)는, 배터리 분야에서 통상적으로 사용되는 전류 센서를 포함한다. 예컨대, 전류 측정 회로(31)는, 이차 전지(20)를 통해 흐르는 전류의 방향과 크기를 나타내는 전류 정보를 출력할 수 있다. 전류 측정 회로(31)에 의해 출력된 전류 정보는 용량유지율 추정 장치(100)에 의해 수신될 수 있다.
온도 측정 회로(32)는, 배터리 분야에서 통상적으로 사용되는 온도 센서를 포함한다. 예컨대, 온도 측정 회로(32)는, 이차 전지(20)에 직접 부착되거나 근접하게 설치되어, 이차 전지(20)의 온도를 나타내는 온도 정보를 출력할 수 있다. 온도 측정 회로(32)에 의해 출력된 온도 정보는 용량유지율 추정 장치(100)에 의해 수신될 수 있다.
전압 측정 회로(33)는, 배터리 분야에서 통상적으로 사용되는 전압 센서를 포함한다. 예컨대, 상기 전압 측정 회로(33)는 이차 전지(20)의 양극 단자 및 음극 단자 사이의 전위차를 나타내는 전압 정보를 출력할 수 있다. 전압 측정 회로(33)에 의해 출력된 전압 정보는 용량유지율 추정 장치(100)에 의해 수신될 수 있다.
전류 측정 회로(31), 온도 측정 회로(32) 및/또는 전압 측정 회로(33)는, 이차 전지(20)의 전류, 온도 및 전압을 소정 주기마다 측정하고, 측정 결과인 전류 정보, 온도 정보 및/또는 전압 정보를 제어부(110)에게 전송할 수 있다. 측정 결과는 아날로그 신호 또는 디지털 신호의 형태를 가지고 제어부(110)에 제공될 수 있다. 전류 정보, 온도 정보 및/또는 전압 정보가 아날로그 신호의 형태를 가지는 경우, 제어부(110)는 A/D 신호 변환 처리를 통해 전류 정보, 온도 정보 및/또는 전압 정보를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호를 기초로 이차 전지(20)의 현재 전류, 온도 및 전압을 결정할 수 있다.
용량유지율 추정 장치(100)는, 이차 전지(20)의 사이클 퇴화도 및 칼렌더 퇴화도를 개별적으로 추정할 수 있는 장치로서, 케이블 등과 같은 유선 수단 또는 블루투스 등과 같은 무선 수단을 통해 센싱부에 동작 가능하게 연결될 수 있다.
메모리(120)는 제어부(110)가 이차 전지(20)의 사이클 퇴화도, 칼렌더 퇴화도 및/또는 용량 유지율을 추정하는 데에 이용되는 각종 데이터 및 프로그램들을 저장한다.
또한, 메모리(120)는, 제어부(110)가 이차 전지(20)의 사이클 퇴화도, 칼렌더 퇴화도 및/또는 용량 유지율(CCR: Capacity Retention Rate)을 추정하는 동안, 제어부(110)의 요청에 따라 메모리(120)에 기 저장되어 있는 각종 데이터를 삭제 및/또는 갱신하며, 새로운 데이터를 추가적으로 저장한다. 또한, 메모리(120)는 이차 전지(20)의 사이클 퇴화도, 칼렌더 퇴화도 및/또는 용량 유지율을 주기적으로 추정하는 데에 사용되는 각종 파라미터들의 초기값들을 저장하고 있다. 예컨대, 메모리(120)에는 이차 전지(20)의 충전 상태의 초기값, 사이클 퇴화도의 초기값, 캘린더 퇴화도의 초기값, 용량 유지율의 초기값, 기준 등가 시점의 초기값, 임계 충방전율, 가중 팩터, 복수의 사이클 퇴화도 프로파일들 또는 복수의 칼렌더 퇴화도 프로파일들 등이 미리 저장되어 있을 수 있다.
또한, 메모리(120)에는 이차 전지(20)의 개방전압(OCV: Open Circuit Voltage)과 충전 상태(SOC: State Of Charge) 사이의 관계인 OCV-SOC 커브를 정의하는 룩업 테이블이 미리 저장될 수 있다. 제어부(110)는 룩업 테이블을 참조하여 개방 전압으로부터 충전 상태를 획득하거나, 반대로 충전 상태로부터 개방 전압을 획득할 수 있다.
메모리(120)는 데이터를 기록, 소거, 갱신 및 독출할 수 있다고 알려진 공지의 정보 저장 수단이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 메모리(120)는 DRAM, SDRAM, 플래쉬 메모리(120), ROM, EEPROM, 레지스터 등일 수 있다. 메모리(120)는 제어부(110)에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수 있다.
한편, 메모리(120)는 제어부(110)와 물리적으로 분리되어 있을 수도 있고, 칩 등에 제어부(110)와 일체로 집적화되어 있을 수도 있다.
용량유지율 추정 장치(100)는, 선택적으로 통신부(130)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부(110)는 통신부(130)와 공지의 유선 수단 또는 무선 수단을 통해 동작 가능하게 결합될 수 있다. 용량유지율 추정 장치(100)는, 이차 전지(20)의 사이클 퇴화도, 칼렌더 퇴화도 및/또는 용량 유지율을 나타내는 통지 정보를 통신부(130)를 통해 외부(예, 사용자의 PC)로 출력할 수 있다.
통신부(130)로부터 출력된 통지 정보는, 이차 전지(20)가 탑재된 부하 장치의 제어 컴퓨터나 이차 전지(20)의 진단 디바이스에 의해 수신될 수 있다. 제어 컴퓨터 또는 진단 디바이스는, 용량유지율 추정 장치(100)로부터 수신된 통지 정보에 기초하여, 이차 전지(20)의 교체 여부를 판별할 수 있다. 또한, 제어 컴퓨터 또는 진단 디바이스는, 통지 정보를 사람에 의해 인식 가능한 시각적 형태(예, 이미지)나 청각적 형태(예, 음향)로 변환하여 출력할 수 있다. 또한, 제어 컴퓨터 또는 진단 디바이스는, 통지 정보에 포함된 사이클 퇴화도, 칼렌더 퇴화도 및/또는 용량 유지율이 임계치를 초과할 경우 경고 메시지를 출력할 수 있다.
제어부(110)는, 전술한바와 같이, 이차 전지(20)의 사이클 퇴화도, 칼렌더 퇴화도 및/또는 용량 유지율을 추정한다. 전술한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 제어 로직들이 소프트웨어로 구현될 때, 제어부(110)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이 때, 각 프로그램 모듈은 메모리(120)에 저장되고, 컴퓨터 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리(120)는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 컴퓨터 부품으로 프로세서와 연결될 수 있다. 또한, 메모리(120)는 본 발명의 메모리(120)에 포함될 수 있다. 또한, 메모리(120)는 디바이스의 종류에 상관 없이 정보가 저장되는 디바이스를 총칭하는 것으로서 특정 메모리(120) 디바이스를 지칭하는 것은 아니다.
제어부(110)의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. 기록매체는 컴퓨터에 포함된 프로세서에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
제어부(110)는 이차 전지(20)와 전기적으로 결합될 수 있는 전지 관리 시스템(Battery Management System: BMS)이거나 또는 전지 관리 시스템에 포함되는 제어 요소일 수 있다.
설명의 편의를 위해, 이하에서는, 사이클 퇴화도는 "DOAcyc"이라고 지칭하고, 칼렌더 퇴화도는 "DOAcal"이라고 지칭하기로 한다. 본 정의에서, DOA는 "퇴화도(Degree Of Aging)"의 약어이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 이차 전지(20)의 사이클 퇴화도, 칼렌더 퇴화도 및 용량유지율을 추정하는 방법을 나타낸 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 각각 추정되는 사이클 퇴화도와 칼렌더 퇴화도 사이의 관계를 보여주는 그래프이다. 도 3의 단계들은, 소정의 주기마다 반복적으로 수행된다. 이때, 각 주기는 미리 정해진 시간 길이 △t를 가진다.
도 3을 참조하면, 단계 S310에서, 제어부(110)는, k(k=1, 2, 3, ? )번째 주기에서, 센싱부로부터 이차 전지(20)의 전류 정보 및 온도 정보를 수신한다. k는 현재 주기를 나타내는 카운팅 넘버로서, △t이 경과할 때마다 1씩 증가한다.
즉, 제어부(110)는 현재인 k번째 주기의 전류 Ik 및 온도 Tk를 나타내는 전류 정보 및 온도 정보를 수신한다. 선택적으로, 제어부(110)는 센싱부로부터 이차 전지(20)의 전압 정보를 더 수신할 수 있다.
단계 S310이 완료되면, 제어부(110)는 제1 메인 프로세스를 활성화한다. 제1 메인 프로세스는, 단계 S305에서 수신된 전류 정보 및 온도 정보에 기초하여, 제어부(110)에 의해 활성화되는 것이다. 제1 메인 프로세스는, 복수의 서브 프로세스를 포함한다. 구체적으로, 제1 메인 프로세스는 기본적으로 제1 서브 프로세스 내지 제3 서브 프로세스를 포함한다.
제1 서브 프로세스 및 제2 서브 프로세스는, 이 중 어느 하나가 완료된 후 나머지 하나가 실행되거나, 이 중 어느 하나가 실행되는 중에 나머지 하나가 실행되거나, 둘이 동시에 실행되거나 할 수 있다.
도 3의 단계 S315, S320, S322, S324, S325 S330, S335, S340, S345, S350는 제1 메인 프로세스가 활성화됨에 따라 실행될 수 있는 단계들이다.
단계 S315에서, 제어부(110)는 제1 서브 프로세스를 실행한다. 제1 서브 프로세스의 실행 시, 제어부(110)는 전류 정보를 기초로, 메모리(120)에 저장되어 있는 충전 상태를 갱신한다. 상세하게는, 제어부(110)는, 전류 정보로부터 결정된 전류 Ik를 △t 동안 적산한다. 그 다음, 적산된 전류량 Ik×△t, 이전의 충전 상태 SOCk -1, 최대 용량 Qmax을 기초로, SOCk - 1를 SOCk로 갱신한다. 예컨대, SOCk = SOCk -1+ (Ik×△t)/Qmax 일 수 있다. 만약, k=1인 경우, SOC0 는 메모리(120)에 기 저장된 충전 상태의 초기값이다.
현 주기에서 이차 전지(20)가 충전되는 경우, 적산된 전류 (Ik×△t)는 양의 값을 가지므로, 갱신 후의 충전 상태 SOCk는 갱신 전의 충전 상태 SOCk -1보다 크다. 반대로, 현 주기에서 이차 전지(20)가 방전되는 경우, 적산된 전류 (Ik×△t)는 음의 값을 가지므로, 갱신 후의 충전 상태 SOCk는 갱신 전의 충전 상태 SOCk -1보다 작다.
제어부(110)는 제2 서브 프로세스를 실행한다. 제2 서브 프로세스의 실행 시, 제어부(110)는 전류 정보를 기초로, 이차 전지(20)의 동작 상태를 사이클 상태 및 칼렌더 상태 중 어느 하나로 설정한다.
구체적으로, 제2 서브 프로세스는, 단계 S320, S322 및 S324를 포함한다. 단계 S320에서, 제어부(110)는 전류 정보에 대응하는 충방전율(current rate)이 임계 충방전율과 같거나 더 큰지 판정한다.
제어부(110)는 전류 정보에 대응하는 충방전율(current rate)이 임계 충방전율과 같거나 더 큰 경우, 단계 S322에서 이차 전지(20)의 동작 상태를 상기 사이클 상태로 설정한다. 충방전율이 임계 충방전율과 같거나 더 크다는 것은, 이차 전지(20)가 현재 충방전되는 중임을 나타내는 지표이기 때문이다. 여기서, 충방전율(current rate)이란, 전류 정보가 나타내는 충방전 전류를 이차 전지(20)의 설계 용량의 단위를 뺀 값으로 나눈 값을 의미한다. 충방전율은 "C-rate"이라고 칭하기도 하며, 단위는 'C'를 사용할 수 있다. 예컨대, 충방전 전류가 1A(ampere)이고, 설계 용량이 4(Ah: ampere hour)인 경우, 충방전율은 2.5C이다.
반면, 전류 정보에 대응하는 충방전율이 임계 충방전율보다 작은 경우, 단계 S324에서 이차 전지(20)의 동작 상태를 칼렌더 상태로 설정한다. 충방전율이 임계 충방전율보다 작다는 것은, 이차 전지(20)가 현재 충방전되지 않고 방치 중임을 나타내는 지표이기 때문이다.
제1 및 제2 서브 프로세스가 완료되면, 제어부(110)는 제3 서브 프로세스를 실행할 수 있다. 제3 서브 프로세스는, 제2 서브 프로세스에서 이차 전지(20)의 동작 상태가 사이클 상태로 설정되는 경우, 제어부(110)에 의해 실행된다.
제3 서브 프로세스의 실행 시, 제어부(110)는 전류 정보, 온도 정보 및 제1 서브 프로세스에서 갱신된 충전 상태 SOCk를 기초로, 메모리(120)에 기 저장된 사이클 퇴화도를 갱신한다. 만약, 제3 서브 프로세스가 최초로 실행되는 경우(즉, k=1인 경우), 제어부(110)는 메모리(120)에 기 저장된 사이클 퇴화도의 초기값인 DOAcal[0]을 더 큰 값으로 갱신한다. DOAcal[0] = 0일 수 있다.
구체적으로, 제3 서브 프로세스는 제1 내지 제3 루틴을 포함한다.
단계 S325에서, 제어부(110)는 제1 루틴을 실행한다. 제1 루틴의 실행 시, 제어부(110)는 복수의 사이클 퇴화도 프로파일들 중에서, 갱신된 충전 상태 SOCk, 전류 정보 및 온도 정보에 매치되는 어느 한 사이클 퇴화도 프로파일을 선택한다.
일 실시예에서, k번째 주기에서 선택된 사이클 퇴화도 프로파일 DOAcyc _k(t)은 다음 수식 1과 같은 함수로 나타낼 수 있다.
<수식 1>
Figure pat00001
수식 1에 있어서, 파라미터 βk와 γk 각각은, 현재 선택된 사이클 퇴화도 프로파일의 개형을 결정하는 팩터로서, 양수이다. 수식 1로 표현되는 사이클 퇴화도 프로파일은, 도 1에 도시된 종래의 퇴화도 프로파일과 같이 시간의 경과에 따라, 1로 서서로 수렴하는 개형을 가진다. 사이클 퇴화도 프로파일이 1로 수렴하는 속도는 파라미터 βk와 γk에 따라 달라진다.
제1 루틴에서, 복수의 사이클 퇴화도 프로파일들 중 어느 하나가 선택된다는 것은, 수식 1의 파라미터 βk와 γk 각각의 값이 고유하게 선택된다는 의미이다. 파라미터 βk와, 이차 전지(20)의 충전 상태, 온도 및 충방전율 사이의 상호 관계는 실험을 통해서 룩업 테이블이나 함수의 형태로 미리 정의될 수 있다. 유사하게, 파라미터 γk와, 이차 전지(20)의 충전 상태, 온도 및 충방전율 사이의 상호 관계는 실험을 통해서 룩업 테이블이나 함수의 형태로 미리 정의될 수 있다.
단계 S330에서, 제어부(110)는 제2 루틴을 실행한다. 제2 루틴의 실행 시, 제어부(110)는 제1 기준 등가 시점 tk을 연산한다. 제1 기준 등가 시점 tk은, k번째 주기에서 선택된 사이클 퇴화도 프로파일 DOAcyc _k 상에서 사이클 퇴화도의 추정이 시작되는 시점이다. 일 실시예에서, 제어부(110)는 아래의 수식 2를 이용하여, 제1 기준 등가 시점 tk를 연산할 수 있다.
<수식 2>
Figure pat00002
수식 2에서, tk-1은 이전 주기인 k-1번째 주기에서 기 사용된 이전의 제1 기준 등가 시점이다. 제2 루틴이 최초로 실행되는 경우(즉, k=1인 경우), 제어부(110)는 수식 2의 tk-1에 제1 기준 등가 시점의 초기값인 0을 대입한다. 즉, 메모리(120)에는 t0 = 0으로 기 저장되어 있다.
단계 S335에서, 제어부(110)는 제3 루틴을 실행한다. 제3 루틴의 실행 시, 제어부(110)는, tk 및/또는 △t를 기초로, 제1 루틴에서 선택된 사이클 퇴화도 프로파일 DOAcyc _k(t)을 이용하여, 이전 주기인 k-1번째 주기에서 연산되어 메모리(120)에 기 저장된 사이클 퇴화도 DOAcyc[k-1]를 갱신한다. 만약, k=1인 경우, 제어부(110)는 메모리(120)에 0으로 기 저장된 사이클 퇴화도의 초기값인 DOAcyc[0]을 0보다 큰 값으로 갱신한다.
일 실시예에서, 제어부(110)는 다음의 수식 3을 이용하여, 사이클 퇴화도를 갱신할 수 있다.
<수식 3>
Figure pat00003
수식 3에서, DOAcyc[k]는 k번째 주기까지의 누적된 사이클 퇴화도로서, 메모리(120)에 기 저장된 k-1번째 주기까지 누적되었던 사이클 퇴화도인 DOAcyc[k-1]을 대체하는 값이다. 즉, DOAcyc[k-1]는 DOAcyc[k]로 갱신된다.
제어부(110)는, 만약 DOAcyc[k-1]와 DOAcyc[k] 간의 차이가 제1 임계 차이값보다 크거나 DOAcyc[k]가 DOAcyc[k-1]보다 작은 경우, 제1 에러 신호를 통신부(130) 상에 출력할 수 있다.
제1 메인 프로세스는 제4 서브 프로세스를 더 포함할 수 있다. 제4 서브 프로세스는, 제2 서브 프로세스에서 이차 전지(20)의 동작 상태가 칼렌더 상태로 설정되는 경우, 제3 서브 프로세스 대신에 제어부(110)에 의해 실행된다.
제4 서브 프로세스의 실행 시, 제어부(110)는 전류 정보, 온도 정보 및 제1 서브 프로세스에서 갱신된 충전 상태를 기초로, 메모리(120)에 기 저장된 칼렌더 퇴화도를 갱신한다. 만약, 제4 서브 프로세스가 최초로 실행되는 경우, 제어부(110)는 메모리(120)에 0으로 기 저장된 칼렌더 퇴화도의 초기값인 DOAcal[0]을 0보다 큰 값으로 갱신한다.
구체적으로, 제4 서브 프로세스는 제4 내지 제6 루틴을 포함한다.
단계 S340에서, 제어부(110)는 제4 루틴을 실행한다. 제4 루틴의 실행 시, 제어부(110)는 복수의 칼렌더 퇴화도 프로파일들 중에서, 갱신된 충전 상태 SOCk 및 온도 정보에 매치되는 어느 한 칼렌더 퇴화도 프로파일을 선택한다. 칼렌더 퇴화도는, 이차 전지(20)의 충방전이 진행되지 않는 동안의 퇴화와 관련된 것이므로, 사이클 퇴화도와는 달리 전류 정보를 고려하지 않는다.
일 실시예에서, k번째 주기에서 선택된 칼렌더 퇴화도 프로파일 DOAcal _k(t)은 다음 수식 4과 같은 함수로 나타낼 수 있다.
<수식 4>
Figure pat00004
수식 4에 있어서, 파라미터 β* k와 γ* k 각각은, 현재 선택된 칼렌더 퇴화도 프로파일의 개형을 결정하는 팩터로서, 양수이다. 수식 4로 표현되는 칼렌더 퇴화도 프로파일은, 도 1에 도시된 종래의 퇴화도 프로파일과 같이 시간의 경과에 따라, 1로 서서로 수렴하는 개형을 가진다. 칼렌더 퇴화도 프로파일이 1로 수렴하는 속도는 파라미터 β* k와 γ* k에 따라 달라진다.
제4 루틴에서, 복수의 칼렌더 퇴화도 프로파일들 중 어느 하나가 선택된다는 것은, 수식 4의 파라미터 β* k와 γ* k 각각의 값이 고유하게 선택된다는 의미이다. 파라미터 β* k와, 이차 전지(20)의 충전 상태 및 온도 사이의 상호 관계는 실험을 통해서 룩업 테이블이나 함수의 형태로 미리 정의될 수 있다. 유사하게, 파라미터 γk와, 이차 전지(20)의 충전 상태 및 온도 사이의 상호 관계는 실험을 통해서 룩업 테이블이나 함수의 형태로 미리 정의될 수 있다.
단계 S345에서, 제어부(110)는 제5 루틴을 실행한다. 제5 루틴의 실행 시, 제어부(110)는 제2 기준 등가 시점 t* k을 연산한다. 제2 기준 등가 시점 t* k은, k번째 주기에서 선택된 칼렌더 퇴화도 프로파일 DOAcal _k 상에서 칼렌더 퇴화도의 추정이 시작되는 시점이다. 일 실시예에서, 제어부(110)는 아래의 수식 5를 이용하여, 제2 기준 등가 시점 t* k를 연산할 수 있다.
<수식 5>
Figure pat00005
수식 5에서, t* k-1은 이전 주기인 k-1번째 주기에서 기 사용된 이전의 제2 기준 등가 시점이다. 제5 루틴이 최초로 실행되는 경우(즉, k=1인 경우), 제어부(110)는 수식 5의 t* k-1에 기준 등가 시점의 초기값인 0을 대입한다. 즉, 메모리(120)에는 t* 0 = 0으로 기 저장되어 있다.
단계 S350에서, 제어부(110)는 제6 루틴을 실행한다. 제6 루틴의 실행 시, 제어부(110)는, t* k 및/또는 △t를 기초로, 제4 루틴에서 선택된 칼렌더 퇴화도 프로파일 DOAcal _k(t)을 이용하여, 이전 주기인 k-1번째 주기에서 연산되어 메모리(120)에 기 저장된 칼렌더 퇴화도 DOAcal[k-1]를 갱신한다. 일 실시예에서, 제어부(110)는 다음의 수식 6을 이용하여, 칼렌더 퇴화도를 갱신할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(110)는 다음의 수식 6을 이용하여, 사이클 퇴화도를 갱신할 수 있다.
<수식 6>
Figure pat00006
수식 6에서, DOAcal[k]는 k번째 주기까지의 누적된 칼렌더 퇴화도로서, 메모리(120)에 기 저장된 k-1번째 주기까지 누적되었던 칼렌더 퇴화도인 DOAcal[k-1]을 대체하는 값이다. 즉, DOAcal[k-1]는 DOAcal[k]로 갱신된다.
제어부(110)는, 만약 DOAcal[k-1]와 DOAcal[k] 간의 차이가 제2 임계 차이값보다 크거나 DOAcal[k]가 DOAcal[k-1]보다 작은 경우, 제2 에러 신호를 통신부(130) 상에 출력할 수 있다.
한편, 각 주기에서 제3 서브 프로세스 및 제4 서브 프로세스는 택일적으로 실행되는 것이다. 예컨대, k번째 주기에서, 제3 서브 프로세스가 실행되면 제4 서브 프로세스는 비활성화되고, 반대로 제4 서브 프로세스가 실행되면 제3 서브 프로세스는 비활성된다.
k번째 주기에서 제3 서브 프로세스가 실행되면, 제어부(110)는 k번째 주기의 칼렌더 퇴화도를 이전의 값으로 유지한다. 즉, k번째 주기에서 제3 서브 프로세스가 실행되면, 제어부(110)는 DOAcal[k]를 DOAcal[k-1]와 동일하게 설정할 수 있다. 예컨대, 도 4를 참조하면, 최초부터 L번째 주기까지 이차 전지(20)의 동작 상태가 사이클 상태로 설정되면, 이차 전지(20)의 사이클 퇴화도는 DOAcyc[k]=0부터 DOAcyc[L]까지 점차적으로 증가하는 반면 칼렌더 퇴화도는 L번째 주기까지 초기값 DOAcal[0]=0으로 일정하게 유지된다.
반대로, k번째 주기에서 제4 서브 프로세스가 실행되면, 제어부(110)는 k번째 주기의 사이클 퇴화도를 이전의 값으로 유지한다. 즉, k번째 주기에서 제4 서브 프로세스가 실행되면, 제어부(110)는 DOAcyc[k]를 DOAcyc[k-1]와 동일하게 설정할 수 있다. 예컨대, 도 4를 참조하면, L번째 주기 후부터 M번째 주기까지 이차 전지(20)의 동작 상태가 칼렌더 상태로 설정되면, 이차 전지(20)의 이차 전지(20)의 칼렌더 퇴화도는 DOAcal[L]=0부터 DOAcal[M]까지 점차적으로 증가하는 반면 사이클 퇴화도는 L번째 주기 후부터 M번째 주기까지 DOAcyc[L]로 일정하게 유지된다.
제어부(110)는 제1 메인 프로세스에 포함된 단계들이 모두 완료된 경우, 제2 메인 프로세스를 활성화한다. 제2 메인 프로세스는, 복수의 루틴을 포함한다. 도 3의 단계 S355, S360, S365는 제2 메인 프로세스가 활성화됨에 따라 실행될 수 있는 단계들이다.
구체적으로, 제2 메인 프로세스는 기본적으로 제7 루틴 및 제8 루틴를 포함하고, 선택적으로 제9 루틴을 더 포함할 수 있다.
단계 S355에서, 제어부(110)는 제7 루틴을 실행한다. 제7 루틴의 실행 시, 제어부(110)는 메모리(120)에 기 저장된 가중 팩터를 기초로, 제3 루틴에서 갱신된 사이클 퇴화도 DOAcyc[k]를 보정한다. 일 실시예에서, 제어부(110)는 다음의 수식 7을 이용하여, 사이클 퇴화도를 보정할 수 있다.
<수식 7>
Figure pat00007
수식 7에서, ω는 메모리(120)에 기 저장된 가중 팩터를 나타내는 값이다. ω는 소정 범위(예, 0 이상 2 이하) 내의 상수일 수 있으며, 사전 실험 또는 제어부(110)에 의해 미리 결정된 것일 수 있다. 또한, DOAcyc _correct[k]는, 보정된 사이클 퇴화도를 나타내는 값이다.
단계 S360에서, 제어부(110)는 제8 루틴을 실행한다. 제8 루틴의 실행 시, 제어부(110)는 칼렌더 퇴화도(수식 6 참조) 및 보정된 사이클 퇴화도(수식 7 참조)를 기초로, 이차 전지(20)의 용량 유지율 CRRmix[k]을 추정한다. 일 실시예에서, 제어부(110)는 다음의 수식 8을 이용하여, k번째 주기에서의 이차 전지(20)에 최대로 저장 가능한 전하량을 나타내는 CRRmix[k]을 연산할 수 있다.
<수식 8>
Figure pat00008
이차 전지(20)의 퇴화가 진행될수록, 용량 유지율은 낮아진다는 것은 당업자에게 자명하다. 예컨대, 수식 8을 참조하면, 시간의 경과에 따라 이차 전지(20)가 사이클 상태를 가졌던 기간과 칼렌더 상태를 가졌던 기간이 늘어날수록, DOAcyc_correct[k] 및 DOAcal[k]는 각각 증가한다. 따라서, k가 증가할수록, CRRmix[k]는 1보다 작은 값을 가지면서 0을 향하여 감소한다.
단계 S365에서, 제어부(110)는 제9 루틴을 실행한다. 제9 루틴의 실행 시, 제어부(110)는 CRRmix[k]과 미리 정해진 설계 용량 Qdegisn을 기초로, 이차 전지(20)의 최대 용량 Qmax을 갱신할 수 있다. 예컨대, Qmax = Qdegisn × CRRmix[k]일 수 있다. CRRmix[k]은 1보다 작은 양수이므로, Qmax은 Qdegisn 보다 작다. 갱신된 최대 용량 Qmax은 다음 주기에서 실행될 단계 S315에서 충전 상태를 갱신하는 데에 이용될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 사이클 퇴화도를 보정하는 데에 이용되는 가중 팩터를 결정하는 방법을 설명하는 데에 참조되는 그래프들을 보여준다.
제어부(110)는, 테스트 전지들에 대한 미리 정해진 적어도 하나의 퇴화 유도 테스트를 진행한다. 각 테스트 전지는, 이차 전지(20)와 동일한 스펙을 가지도록 제조된 것으로서, 상기 각 퇴화 유도 테스트를 진행하기 전에는 용량 유지율이 1이다.
상기 각 퇴화 유도 테스트을 진행하는 경우, 도 2의 배터리 팩(10)에는 이차 전지(20) 대신 테스트 전지들이 순차적으로 전기적으로 연결된다. 또한, 어느 한 퇴화 유도 테스트가 종료되는 경우, 기 사용된 테스트 전지가 새것으로 교체되면 나머지 퇴화 유도 테스트이 진행될 수 있다.
각 퇴화 유도 테스트의 개시 시점부터 종료 시점 사이의 서로 다른 복수의 시점에서 실제 용량 유지율을 계산한다.
이와 함께, 제어부(110)는 각 퇴화 유도 테스트의 개시 시점부터 종료 시점 사이의 상기 복수의 시점에서 용량 유지율을 추정한다. 이때, 제어부(110)는 미리 정해진 2 이상의 서로 다른 후보값들을 수식 7의 ω에 대입하여, 복수의 용량 유지율 변화 곡선들을 획득할 수 있다. 복수의 용량 유지율 변화 곡선들과 후보값들은 일대일로 대응된다. 즉, 각 용량 유지율 변화 곡선은, 후보값들 중 어느 하나가 수식 7의 ω에 대입되었을 때, 상기 복수의 시점에서 추정되는 용량 유지율들에 의해 정의된다.
제어부(110)는, 복수의 용량 유지율 변화 곡선들 각각을 복수의 시점에서 계산된 실제 용량 유지율들과 비교한다. 그 다음, 제어부(110)는 용량 유지율 변화 곡선들 중 실제 용량 유지율들과의 차이가 가장 적은 어느 한 용량 유지율 변화 곡선에 관련된 어느 한 후보값을 상기 가중 팩터로 결정한다.
도 5는 이차 전지(20)와 동일한 스펙을 가지며 용량 유지율이 1인 제1 테스트 전지 및 제2 테스트 전지에 대하여 진행된 제1 퇴화 유도 테스트의 결과를 보여주는 그래프를 예시하고, 도 6는 이차 전지(20)와 동일한 스펙을 가지며 용량 유지율이 1인 제3 테스트 전지 및 제4 테스트 전지에 대하여 진행된 제2 퇴화 유도 테스트의 결과를 보여주는 그래프를 예시한다. 제1 및 제2 퇴화 유도 테스트 각각으로부터는, 서로 다른 제1 및 제2 후보값을 수식 7의 ω에 대입하여, 2개의 용량 유지율 변화 곡선을 획득하였다.
도 5를 참조하면, 제1 퇴화 유도 테스트는, 제1 테스트 기간(△PC1) 및 제2 테스트 기간(△PC2)이 각각 9회씩 교대로 반복되는 테스트이다. 제1 테스트 기간(△PC1)은, 제1 및 제2 테스트 전지 각각의 충전 상태와 온도가 각각 60%와 30℃인 칼렌더 상태를 4주(week) 간 유지하는 기간이다. 제2 테스트 기간(△PC2)은, 온도가 45℃인 제1 및 제2 테스트 전지 각각을 충전 상태 30% ~ 60%에서 9C(C-rate)로 충전하고 6C로 방전하는 사이클 상태를 2주 간 유지하는 기간이다.
도 5에서, 추정된 용량 유지율들(Psim1 _A) 및 추정된 용량 유지율들(Psim1 _B)을 획득하기 위해 제1 테스트 전지에 대한 제1 퇴화 유도 테스트를 진행하고, 실제 용량 유지율들(Pexp1)을 획득하기 위해 제2 테스트 전지에 대한 제1 퇴화 유도 테스트가 진행된다.
도 5에 도시된 그래프를 통해 확인되는 제1 퇴화 유도 테스트에서는, 제1 후보값을 수식 7의 ω에 대입하여 제1 용량 유지율 변화 곡선(Csim1 _A)을 획득하고, 제1 후보값과는 상이한 제2 후보값을 수식 7의 ω에 대입하여 제2 용량 유지율 변화 곡선(Csim1_B)을 획득하였다.
제1 용량 유지율 변화 곡선(Csim1 _A)은, 제1 테스트 기간(△PC1) 및 제2 테스트 기간(△PC2) 중 어느 하나로부터 다른 하나로 전환되는 복수의 시점들(t1~t18)에서 추정된 용량 유지율들(Psim1 _A)에 의해 정의되는 곡선이다. 또한, 제2 용량 유지율 변화 곡선(Csim1 _B)은, 제1 테스트 기간(△PC1) 및 제2 테스트 기간(△PC2) 중 어느 하나로부터 다른 하나로 전환되는 복수의 시점들(t1~t18)에서 추정된 용량 유지율들(Psim1_B)에 의해 정의되는 곡선이다. 또한, 실제 용량 유지율들(Pexp1)은, 복수의 시점들(t1~t18)에서 계산된 것이다. 이에 따라, 추정된 용량 유지율들(Psim1 _A)은, 추정된 용량 유지율들(Psim1 _B) 및 실제 용량 유지율들(Pexp1) 각각과 복수의 시점들(t1~t18)을 기준으로 일대일 대응될 수 있다.
제어부(110)는, 제1 용량 유지율 변화 곡선(Csim1 _A)을 정의하는 추정된 용량 유지율들(Psim1_A)을 실제 용량 유지율들(Pexp1)과 비교하고, 제2 용량 유지율 변화 곡선(Csim1_B)을 정의하는 추정된 용량 유지율들(Psim1 _B)을 실제 용량 유지율들(Pexp1)과 비교한다.
예컨대, 제어부(110)는, 추정된 용량 유지율들(Psim1 _A)과 실제 용량 유지율들(Pexp1) 간의 편차합(또는 편차 제곱합)을 제1 결과값으로 설정하고, 추정된 용량 유지율들(Psim1_B)과 실제 용량 유지율들(Pexp1) 간의 편차합(또는 편차 제곱합)을 제2 결과값으로 설정할 수 있다.
도 6를 참조하면, 제2 퇴화 유도 테스트는, 제3 테스트 기간(△PC3) 및 제4 테스트 기간(△PC4)이 각각 9회씩 교대로 반복되는 테스트이다. 제3 테스트 기간(△PC3)은, 제3 및 제4 테스트 전지 각각의 충전 상태와 온도가 각각 50%와 45℃인 칼렌더 상태를 4주 간 유지하는 기간이다. 제4 테스트 기간(△PC4)은, 온도가 30℃인 제3 및 제4 테스트 전지 각각을 충전 상태 30% ~ 60%에서 9C(C-rate)로 충전하고 6C로 방전하는 사이클 상태를 2주 간 유지하는 기간이다.
도 6에서, 추정된 용량 유지율들(Psim2 _A) 및 추정된 용량 유지율들(Psim2 _B)을 획득하기 위해 제3 테스트 전지에 대한 제2 퇴화 유도 테스트를 진행하고, 실제 용량 유지율들(Pexp2)을 획득하기 위해 제4 테스트 전지에 대한 제2 퇴화 유도 테스트가 진행된다.
도 6에 도시된 그래프를 통해 확인되는 제2 퇴화 유도 테스트에서는, 제1 후보값을 수식 7의 ω에 대입하여 제3 용량 유지율 변화 곡선(Csim2 _A)을 획득하고, 제2 후보값을 수식 7의 ω에 대입하여 제4 용량 유지율 변화 곡선(Csim2_B)을 획득하였다.
제3 용량 유지율 변화 곡선(Csim2 _A)은, 제3 테스트 기간(△PC3) 및 제4 테스트 기간(△PC4) 중 어느 하나로부터 다른 하나로 전환되는 복수의 시점들(t'1~ t'18)에서 추정된 용량 유지율들(Psim2 _A)에 의해 정의되는 곡선이다. 또한, 제4 용량 유지율 변화 곡선(Csim2 _B)은, 제3 테스트 기간(△PC3) 및 제4 테스트 기간(△PC4) 중 어느 하나로부터 다른 하나로 전환되는 복수의 시점들(t'1~t'18)에서 추정된 용량 유지율들(Psim2_B)에 의해 정의되는 곡선이다. 또한, 실제 용량 유지율들(Pexp2)은, 복수의 시점들(t'1~t'18)에서 계산된 것이다. 이에 따라, 추정된 용량 유지율들(Psim2 _A)은, 추정된 용량 유지율들(Psim2 _B) 및 실제 용량 유지율들(Pexp2) 각각과 복수의 시점들(t'1~t'18)을 기준으로 일대일 대응될 수 있다.
제어부(110)는, 제3 용량 유지율 변화 곡선(Csim2 _A)을 정의하는 추정된 용량 유지율들(Psim2_A)을 실제 용량 유지율들(Pexp2)과 비교하고, 제4 용량 유지율 변화 곡선(Csim2_B)을 정의하는 추정된 용량 유지율들(Psim2 _B)을 실제 용량 유지율들(Pexp2)과 비교한다.
예컨대, 제어부(110)는, 추정된 용량 유지율들(Psim2 _A)과 실제 용량 유지율들(Pexp2) 간의 편차합(또는 편차 제곱합)을 제3 결과값으로 설정하고, 추정된 용량 유지율들(Psim2_B)과 실제 용량 유지율들(Pexp2) 간의 편차합(또는 편차 제곱합)을 제4 결과값으로 설정할 수 있다.
제어부(110)는, 후보값들의 개수와 동일한 개수의 비교값들을 연산한다. 각 비교값은, 후보값들 어느 하나와 관련된 모든 결과값들을 합산한 값이다. 예컨대, 도 5 및 도 6를 참조하면, 제어부는 제1 후보값과 관련된 제1 비교값을 연산하고, 제2 후보값과 관련된 제2 비교값을 연산한다. 여기서, 제1 비교값은 제1 결과값과 제3 결과값의 합이고, 제2 비교값은 제2 결과값과 제4 결과값의 합이다.
제어부(110)는, 연산된 비교값들 중에서 가장 작은 것과 관련된 하나의 후보값을 가중 팩터로 설정하고, 메모리(120)에 저장할 수 있다. 예컨대, 제1 비교값이 제2 비교값보다 작은 경우, 제어부(110)는 가중 팩터를 제1 후보값과 동일한 값으로 메모리(120)에 저장할 수 있다. 반대로, 제2 비교값이 제1 비교값보다 작은 경우, 제어부(110)는 가중 팩터를 제2 후보값과 동일한 값으로 메모리(120)에 저장할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
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.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
10: 배터리 팩
20: 이차 전지
31: 전류 측정 회로
32: 온도 측정 회로
33: 전압 측정 회로
100: 용량유지율 추정 장치
110: 제어부
120: 메모리
130: 통신부

Claims (11)

  1. 배터리 팩에 포함된 이차 전지의 칼렌더 퇴화도 및 사이클 퇴화도로부터 상기 이차 전지의 용량 유지율을 추정하는 장치에 있어서,
    미리 정해진 시간 길이를 가지는 주기마다, 상기 배터리 팩에 설치된 센싱부로부터 상기 이차 전지의 전류 정보 및 온도 정보를 수신하고, 제1 메인 프로세스 및 제2 메인 프로세스를 순차적으로 실행하도록 구성된 제어부; 및
    미리 결정된 가중 팩터를 저장하고, 상기 제1 메인 프로세스의 실행에 의해 상기 주기마다 갱신되는 상기 이차 전지의 충전 상태, 사이클 퇴화도 및 칼렌더 퇴화도를 더 저장하는 메모리;를 포함하고,
    상기 제1 메인 프로세스는,
    상기 전류 정보를 기초로 상기 메모리에 저장되어 있는 상기 충전 상태를 갱신하는 제1 서브 프로세스;
    상기 전류 정보를 기초로 상기 이차 전지의 동작 상태를 사이클 상태 및 칼렌더 상태 중 어느 하나로 설정하는 제2 서브 프로세스; 및
    상기 제2 서브 프로세스에 의해 상기 이차 전지의 동작 상태가 상기 사이클 상태로 설정된 경우, 상기 갱신된 충전 상태, 상기 전류 정보 및 상기 온도 정보를 기초로 상기 메모리에 저장된 사이클 퇴화도를 갱신하는 제3 서브 프로세스;를 포함하고,
    상기 제2 메인 프로세스는,
    상기 가중 팩터, 상기 갱신된 사이클 퇴화도 및 상기 메모리에 기 저장된 칼렌더 퇴화도를 기초로, 상기 이차 전지의 용량 유지율을 추정하는, 이차 전지의 용량유지율 추정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서브 프로세스는,
    상기 전류 정보가 나타내는 전류를 상기 시간 길이에 대해 적산하고,
    상기 적산된 전류량 및 상기 메모리에 기 저장된 최대 용량을 기초로, 상기 메모리에 저장되어 있는 상기 충전 상태를 갱신하는, 이차 전지의 용량유지율 추정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 서브 프로세스는,
    상기 전류 정보에 대응하는 충방전율이 임계 충방전율과 같거나 더 큰 경우, 상기 이차 전지의 동작 상태를 상기 사이클 상태로 설정하는, 이차 전지의 용량유지율 추정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메모리에는, 복수의 사이클 퇴화도 프로파일들이 더 저장되고,
    상기 제3 서브 프로세스는,
    상기 복수의 사이클 퇴화도 프로파일들 중에서 상기 갱신된 충전 상태, 상기 전류 정보 및 상기 온도 정보에 매치되는 어느 한 사이클 퇴화도 프로파일을 선택하는 제1 루틴;
    상기 선택된 사이클 퇴화도 프로파일과 관련된 제1 기준 등가 시점을 결정하는 제2 루틴; 및
    상기 제1 기준 등가 시점을 기초로, 상기 선택된 사이클 퇴화도 프로파일을 이용하여, 상기 메모리에 기 저장된 사이클 퇴화도를 갱신하는 제3 루틴;을 포함하는, 이차 전지의 용량유지율 추정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 서브 프로세스는,
    상기 전류 정보에 대응하는 충방전율이 임계 충방전율보다 작은 경우, 상기 이차 전지의 동작 상태를 상기 칼렌더 상태로 설정하는, 이차 전지의 용량유지율 추정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 메인 프로세스는,
    상기 제2 서브 프로세스에 의해 상기 이차 전지의 동작 상태가 상기 칼렌더 상태로 설정된 경우, 상기 갱신된 충전 상태, 상기 전류 정보 및 상기 온도 정보를 기초로 상기 메모리에 저장된 칼렌더 퇴화도를 갱신하는 제4 서브 프로세스;를 더 포함하는, 이차 전지의 용량유지율 추정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메모리에는, 복수의 칼렌더 퇴화도 프로파일들이 더 저장되고,
    상기 제4 서브 프로세스는,
    상기 복수의 칼렌더 퇴화도 프로파일들 중에서 상기 갱신된 충전 상태 및 상기 온도 정보에 매치되는 어느 한 칼렌더 퇴화도 프로파일을 선택하는 제4 루틴;
    상기 선택된 칼렌더 퇴화도 프로파일과 관련된 제2 기준 등가 시점을 결정하는 제5 루틴; 및
    상기 제2 기준 등가 시점을 기초로, 상기 선택된 사이클 퇴화도 프로파일을 이용하여, 상기 메모리에 기 저장된 칼렌더 퇴화도를 갱신하는 제6 루틴;을 포함하는, 이차 전지의 용량유지율 추정 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 메인 프로세스는,
    상기 가중 팩터를 기초로, 상기 사이클 퇴화도를 보정하는 제7 루틴; 및
    상기 칼렌더 퇴화도 및 상기 보정된 사이클 퇴화도를 기초로, 상기 이차 전지의 용량 유지율을 추정하는 제8 루틴;을 포함하는, 이차 전지의 용량유지율 추정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가중 팩터는,
    사전 실험을 통해 결정된, 0 이상 2 이하의 범위 내의 상수인, 이차 전지의 용량유지율 추정 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 이차 전지의 용량유지율 추정 장치;
    를 포함하는, 배터리 팩.
  11. 배터리 팩에 포함된 이차 전지의 칼렌더 퇴화도 및 사이클 퇴화도로부터 상기 이차 전지의 용량 유지율을 추정하는 방법에 있어서,
    미리 정해진 시간 길이를 가지는 주기마다, 상기 배터리 팩에 설치된 센싱부로부터 상기 이차 전지의 전류 정보 및 온도 정보를 수신하는 단계;
    제1 메인 프로세스를 활성화하는 단계; 및
    제2 메인 프로세스를 활성화하는 단계;를 포함하되,
    상기 제1 메인 프로세스는,
    상기 전류 정보를 기초로, 기 저장되어 있는 상기 이차 전지의 충전 상태를 갱신하는 제1 서브 프로세스;
    상기 전류 정보를 기초로 상기 이차 전지의 동작 상태를 사이클 상태 및 칼렌더 상태 중 어느 하나로 설정하는 제2 서브 프로세스;
    상기 제2 서브 프로세스에 의해 상기 이차 전지의 동작 상태가 상기 사이클 상태로 설정된 경우, 상기 갱신된 충전 상태, 상기 전류 정보 및 상기 온도 정보를 기초로, 기 저장된 사이클 퇴화도를 갱신하는 제3 서브 프로세스; 및
    상기 제2 서브 프로세스에 의해 상기 이차 전지의 동작 상태가 상기 칼렌더 상태로 설정된 경우, 상기 갱신된 충전 상태, 상기 전류 정보 및 상기 온도 정보를 기초로, 기 저장된 칼렌더 퇴화도를 갱신하는 제4 서브 프로세스;를 포함하고,
    상기 제2 메인 프로세스는,
    미리 결정된 가중 팩터, 상기 갱신된 상기 사이클 퇴화도 및 칼렌더 퇴화도를 기초로, 상기 이차 전지의 용량 유지율을 추정하는, 이차 전지의 용량유지율 추정 방법.
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