KR20190061809A - Degradation Cell Detection Apparatus And Method - Google Patents

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KR20190061809A
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for detecting a degradation cell, which comprises: a voltage measurement unit measuring a voltage before and after each vehicle operation of batteries of battery modules connected to a plurality of batteries; a control unit including a data storage portion storing data of the voltage value before the vehicle operation and the voltage value after the vehicle operation measured from the voltage measurement unit and setting a degradation cell detection condition with respect to the voltage value distribution of the plurality of batteries; and a detection unit detecting at least one battery to the degradation cell when at least one among the plurality of batteries satisfies the predetermined voltage value distribution condition based on the voltage value before the vehicle operation and the voltage value after the vehicle operation stored in the control unit.

Description

열화셀 검출 장치 및 방법{Degradation Cell Detection Apparatus And Method}[0002] Degradation Cell Detection Apparatus And Method [0003]

본 발명의 실시예들은 열화셀 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention are directed to an apparatus and method for detecting deteriorated cells.

충전 및 방전이 가능한 이차 전지는 디지털 카메라, 셀룰라 폰, 노트북, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행중이다. 한편, 상기 이차 전지는 다수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차 또는 전기자동차에 사용되는데, 전지가 열화되는 경우 동일 SOC값에서도 실제 주행 거리가 달라지는 등 차량 이용에 있어 이용자에 불편을 줄 수 있기 때문에, 열화된 셀을 검출하고 별도로 관리하는 방법에 대한 기술 역시 꾸준히 연구되고 있다.Rechargeable and rechargeable secondary batteries are under active research in the development of advanced fields such as digital cameras, cellular phones, notebooks, and hybrid vehicles. On the other hand, a plurality of the secondary batteries are connected in series to be used in a high-output hybrid vehicle or an electric vehicle. When the battery is deteriorated, the actual traveling distance may vary with the same SOC value, , A technique for detecting and managing deteriorated cells has also been continuously studied.

이에, 종래기술은 한국등록특허 제10-1025145호와 같이, 열화셀 검출을 위해 전지에 전류를 공급하고, 공급된 전류량에 대해 전지의 전압 변동을 검출하여 전지의 열화 여부를 판단하였다. 하지만, 이 경우, 별도의 회로 장치를 구비해야 하거나 각 셀마다 전류를 소비하여 대용량 전지의 경우 밸런싱 저항 수준으로 인해 단시간에 전압 변화를 만들기 어렵다는 문제가 존재하였다.In the prior art, as disclosed in Korean Patent No. 10-1025145, a current is supplied to a battery for detecting a deteriorated cell, and a voltage fluctuation of the battery is detected with respect to a supplied current amount to determine whether the battery deteriorates. However, in this case, there is a problem that it is difficult to make a voltage change in a short time due to a balancing resistance level in the case of a large-capacity battery in which a separate circuit device must be provided or current is consumed for each cell.

한국등록특허 제10-1025145호(2011.03.21)Korean Patent No. 10-1025145 (Mar. 21, 2011)

본 발명의 실시예들은, 셀 밸런싱 과정 없이 단순히 차량 운행 전후 시점의 전압 편차를 측정하여 비교하는 바, 차량 운행 중 계산량에 영향이 없고 별도 측정 시간 없이 운행 종료와 함께 열화셀을 검출할 수 있는 열화셀 검출 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.The embodiments of the present invention measure and compare the voltage deviation at the point of time before and after the vehicle operation without cell balancing process so that there is no influence on the calculation amount during the vehicle operation and deterioration deterioration Cell detection apparatus and method.

또한, 본 발명의 실시예들은, 검출하고자 하는 열화 정도를 전지의 전압 값 분포에 기초하는 바, 시스템 및 상황에 따라 열화셀 판단 조건을 유연하게 적용할 수 있는 열화셀 검출 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.Embodiments of the present invention also provide a deteriorated cell detection apparatus and method capable of flexibly applying deteriorated cell determination conditions depending on a system and a situation because the degree of deterioration to be detected is based on a voltage value distribution of a battery .

또한, 본 발명의 실시예들은, 단순히 차량 운행 전후 전압 값의 편차를 이용하여 열화셀을 검출하는 것이 아닌, 밀도 기반 군집 검출법을 이용하여 열화셀을 검출하는 바, 동일한 전압 값 편차 범위 내에서도 구체적인 열화셀 검출이 가능한 열화셀 검출 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, embodiments of the present invention detect deteriorated cells using a density-based cluster detection method instead of detecting deteriorated cells using merely a deviation of voltage values before and after a vehicle is running. Even in the same voltage value deviation range, The present invention provides a deteriorated cell detecting apparatus and method capable of detecting a cell.

또한, 본 발명의 실시예들은, 추가 전류 소비 또는 별도의 회로 장치 없이 열화셀 검출이 가능한, 열화셀 검출 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.Embodiments of the present invention also provide an apparatus and method for detecting deteriorated cells capable of detecting deteriorated cells without additional current consumption or a separate circuit device.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수개 전지가 연결된 전지 모듈의 전지 각각의 차량 운행 전후 전압을 측정하는 전압 측정부; 상기 전압 측정부로부터 측정된 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값 데이터를 저장하는 데이터 저장부를 포함하고, 상기 복수개 전지의 전압 값 분포에 대하여 열화셀 검출 조건을 설정하는 제어부; 및 상기 데이터 저장부에 저장된 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값을 기초로 상기 복수개 전지 중 적어도 하나가 기 설정된 전압 값 분포 조건을 만족하는 경우, 상기 적어도 하나의 전지를 상기 열화셀로 검출하는 검출부;를 포함하는, 열화셀 검출 장치를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a battery module comprising: a voltage measuring unit for measuring a voltage before and after a vehicle running of each battery of a battery module to which a plurality of batteries are connected; And a data storage unit for storing the pre-vehicle voltage value and the post-vehicle voltage value data measured by the voltage measurement unit, and setting a deteriorated cell detection condition for a voltage value distribution of the plurality of cells; And when at least one of the plurality of batteries satisfies a preset voltage value distribution condition based on the voltage value before the vehicle operation and the voltage value after the vehicle operation stored in the data storage unit, The deteriorated cell detecting device comprising:

상기 데이터 저장부는, 상기 전지 각각의 차량 운행 전 전압 값 및 차량 운행 후 전압 값 중 어느 하나를 x축으로 하고, 나머지 하나를 y축으로 하여, 상기 복수개 전지의 전압 값 분포 위치를 저장할 수 있다.The data storage unit may store the voltage value distribution position of the plurality of batteries, with one of the voltage values before and after the vehicle running on the x axis and the y axis.

상기 검출부는, 상기 복수개 전지의 전압 값 분포 위치를 기초로, 상기 전지 각각의 분포 위치를 중심으로 기 설정된 크기의 원을 설정하고, 상기 각각의 원 내에 위치되는 상기 전지의 위치개수가 기 설정된 기준개수 미만인 경우, 상기 각각의 원 중심에 위치한 상기 전지를 상기 열화셀로 검출할 수 있다.Wherein the detecting unit sets a circle of a predetermined size centering on the distribution position of each of the batteries based on the voltage value distribution position of the plurality of batteries and sets the number of positions of the battery located in each circle to a predetermined reference , The battery located at the center of each circle can be detected as the deteriorated cell.

상기 제어부는, 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값 편차에 기초하여 상기 원의 크기를 설정할 수 있다.The control unit may set the size of the circle based on the voltage value before the vehicle operation and the voltage value deviation after the vehicle operation.

상기 검출부는, 상기 각각의 원 내에 위치된 상기 전지가 기 검출된 상기 열화셀인 경우, 상기 전지는 상기 위치개수에서 제외시킬 수 있다.The detection unit may exclude the battery from the number of positions when the battery located in each circle is the deteriorated cell detected.

상기 검출부는, 상기 전지의 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값 편차가 기 설정된 크기 이하인 경우, 상기 전지를 정상으로 판단할 수 있다.The detection unit may determine that the battery is normal when the voltage value of the battery before the vehicle operation and the voltage value deviation after the vehicle operation are less than a predetermined size.

상기 전지의 열화셀로 검출된 빈도 수가 기 설정된 횟수 이상인 경우, 상기 전지를 최종 열화셀로 간주하는 결정부;를 더 포함할 수 있다.And a determination unit that determines the battery as a final deteriorated cell when the frequency detected by the deteriorated cell of the battery is greater than or equal to a preset number of times.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수개 전지가 연결된 전지 모듈의 전지 각각의 차량 운행 전후 전압이 측정되고, 상기 측정된 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값 데이터가 저장되고, 상기 복수개 전지의 전압 값 분포에 대하여 열화셀 검출 조건이 설정되고, 상기 저장된 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값을 기초로 상기 복수개 전지 중 적어도 하나가 기 설정된 전압 값 분포 조건을 만족하는 경우, 상기 적어도 하나의 전지가 상기 열화셀로 검출되는, 열화셀 검출 방법을 제공할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the voltage before and after the vehicle travel of each of the batteries of the battery modules to which the plurality of batteries are connected is measured, and the measured voltage value of the vehicle before traveling and the voltage value data of the vehicle after traveling are stored, When deteriorated cell detection conditions are set for the voltage value distribution of the battery and at least one of the plurality of batteries satisfies a predetermined voltage value distribution condition based on the stored voltage value before the vehicle operation and the voltage value after the vehicle operation , And the at least one cell is detected as the deteriorated cell.

상기 전지 각각의 차량 운행 전 전압 값 및 차량 운행 후 전압 값 중 어느 하나가 x축으로 되고, 나머지 하나가 y축으로 되어, 상기 복수개 전지의 전압 값 분포 위치가 저장될 수 있다.One of the voltage value before the vehicle operation and the voltage value after the vehicle operation is x-axis and the other is the y-axis, and the voltage value distribution position of the plurality of batteries can be stored.

상기 복수개 전지의 전압 값 분포 위치를 기초로, 상기 전지 각각의 분포 위치를 중심으로 기 설정된 크기의 원이 설정되고, 상기 각각의 원 내에 위치되는 상기 전지의 위치개수가 기 설정된 기준개수 미만인 경우, 상기 각각의 원 중심에 위치한 상기 전지는 상기 열화셀로 검출될 수 있다.When a circle having a predetermined size is set around a distribution position of each of the batteries based on a voltage value distribution position of the plurality of batteries and the number of positions of the battery located in each circle is less than a preset reference number, The battery positioned at the center of each circle may be detected as the deteriorated cell.

상기 원의 크기는 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값 편차에 기초하여 설정될 수 있다.The size of the circle may be set based on the pre-vehicle voltage value and the post-vehicle voltage value deviation.

상기 각각의 원 내에 위치된 상기 전지가 기 검출된 상기 열화셀인 경우, 상기 전지는 상기 위치개수에서 제외될 수 있다.When the battery located in each circle is the deteriorated cell, the battery may be excluded from the position number.

상기 전지의 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값 편차가 기 설정된 크기 이하인 경우, 상기 전지는 정상으로 판단될 수 있다.When the voltage value of the battery before the vehicle operation and the voltage value deviation after the vehicle operation are equal to or less than a predetermined size, the battery can be judged as normal.

상기 전지의 열화셀로 검출된 빈도 수가 기 설정된 횟수 이상인 경우, 상기 전지는 열화셀로 간주될 수 있다.When the frequency detected by the deteriorated cell of the battery is greater than or equal to a predetermined number, the battery may be regarded as a deteriorated cell.

본 발명의 실시예들에 의하면, 셀 밸런싱 과정 없이 단순히 차량 운행 전후 시점의 전압 편차를 측정하여 비교하는 바, 차량 운행 중 계산량에 영향이 없고 별도 측정 시간 없이 운행 종료와 함께 열화셀을 검출할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, since the voltage deviation at the time before and after the vehicle operation is measured and compared without performing the cell balancing process, it is possible to detect the deteriorated cell with no influence on the calculation amount during the vehicle operation, have.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 검출하고자 하는 열화 정도를 전지의 전압 값 분포에 기초하는 바, 시스템 및 상황에 따라 열화셀 판단 조건을 유연하게 적용할 수 있다.Further, according to the embodiments of the present invention, since the degree of deterioration to be detected is based on the voltage value distribution of the battery, deteriorated cell determination conditions can be flexibly applied depending on the system and the situation.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 단순히 차량 운행 전후 전압 값의 편차를 이용하여 열화셀을 검출하는 것이 아닌, 밀도 기반 군집 검출법을 이용하여 열화셀을 검출하는 바, 동일한 전압 값 편차 범위 내에서도 구체적인 열화셀 검출이 가능하다.In addition, according to the embodiments of the present invention, deteriorated cells are detected using a density-based cluster detection method instead of detecting deteriorated cells merely by using a deviation of a voltage value before and after a vehicle operation. Even within the same voltage value deviation range Specific deteriorated cells can be detected.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 추가 전류 소비 또는 별도의 회로 장치 없이 열화셀 검출이 가능하다.Further, according to the embodiments of the present invention, deteriorated cell detection is possible without additional current consumption or a separate circuit device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열화셀 검출 장치를 나타낸 도면
도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 데이터 저장부에 저장된 복수개 전지의 차량 운행 전후 전압 위치를 나타낸 도면이고, 도 2의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 데이터 저장부에 저장된 복수개 전지 각각을 중심으로 기 설정된 크기의 원이 설정된 모습을 나타낸 도면
도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 데이터 저장부에 저장된 복수개 전지의 차량 운행 전후 전압 위치를 나타낸 도면이고, 도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 열화셀이 검출되는 모습을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 일 전지의 차량 운행 전후 전압 값 편차가 기 설정된 크기 이하인 경우, 상기 전지를 정상으로 판단하는 모습을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열화셀 검출 방법을 나타내는 도면 1 is a block diagram of a deteriorated cell detecting apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 (a) is a view showing voltage positions before and after a vehicle operation of a plurality of batteries stored in a data storage unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 (b) A drawing showing a state in which circles of predetermined sizes are set around each of the plurality of batteries stored in the unit
FIG. 3 (a) is a view showing voltage positions before and after a vehicle operation of a plurality of batteries stored in a data storage unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 (b) Is a diagram showing a state in which
4 is a view showing a state where the battery is judged to be normal when the voltage value deviation before and after the vehicle operation of the one cell is less than a predetermined size according to an embodiment of the present invention
5 is a diagram illustrating a deteriorated cell detection method according to another embodiment of the present invention;

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, this is merely an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.The technical idea of the present invention is determined by the claims, and the following embodiments are merely a means for effectively explaining the technical idea of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열화셀 검출 장치(10)를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a deteriorated cell detecting apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열화셀 검출 장치(10)는 복수개 전지가 연결된 전지 모듈에서 전지 각각의 차량 운행 전후 전압을 측정할 수 있는 전압 측정부(100), 복수개 전지의 전압 값 분포에 대하여 열화셀 검출 조건을 설정할 수 있는 제어부(200) 및 열화셀을 검출하는 검출부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a deteriorated cell detecting apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a voltage measuring unit 100 capable of measuring a voltage before and after a vehicle travels in a battery module to which a plurality of batteries are connected, A control unit 200 for setting deteriorated cell detection conditions with respect to a voltage value distribution of the deteriorated cells, and a detection unit 300 for detecting deteriorated cells.

이 때, 제어부(200)는 전압 측정부(100)로부터 측정된 차량 운행 전 전압 값 및 차량 운행 후 전압 값 데이터를 저장하는 데이터 저장부(210)를 포함할 수 있고, 검출부(300)는 데이터 저장부(210)에 저장된 차량 운행 전 전압 값 및 차량 운행 후 전압 값을 기초로 복수개 전지 중 적어도 하나가 기 설정된 전압 값 분포 조건을 만족하는 경우, 상기 적어도 하나의 전지를 열화셀로 판단하여 검출할 수 있다.The control unit 200 may include a data storage unit 210 for storing the measured voltage value of the vehicle and the voltage value data of the vehicle after the vehicle is measured by the voltage measurement unit 100, If at least one of the plurality of batteries satisfies a predetermined voltage value distribution condition based on the voltage value before the vehicle operation and the voltage value after the vehicle operation stored in the storage unit 210, can do.

한편, 도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 데이터 저장부(210)에 저장된 복수개 전지의 차량 운행 전후 전압 위치(213)를 나타낸 도면이고, 도 2의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 데이터 저장부(210)에 저장된 복수개 전지 각각을 중심으로 기 설정된 크기의 원(212)이 설정된 모습을 나타낸 도면이며, 도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 데이터 저장부(210)에 저장된 복수개 전지의 차량 운행 전후 전압 위치(213)를 나타낸 도면이고, 도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 열화셀이 검출되는 모습을 나타낸 도면이다.2 (a) is a view showing a voltage position 213 before and after a vehicle operation of a plurality of batteries stored in the data storage unit 210 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 (b) FIG. 3 (a) is a view illustrating a state in which a predetermined size circle 212 is set around each of a plurality of cells stored in the data storage unit 210 according to an embodiment of the present invention. FIG. 3B is a view showing a state where a deteriorated cell is detected according to an embodiment of the present invention. FIG. 3B is a view showing a voltage position 213 of a plurality of batteries stored in the data storage unit 210 before and after a vehicle .

도 2 내지 3을 참조하면, 상기 데이터 저장부(210)는 전지 각각의 차량 운행 전 전압 값 및 차량 운행 후 전압 값 중 어느 하나를 x축으로 하고, 나머지 하나를 y축으로 하여, 복수개 전지의 전압 값 분포 위치(213)를 저장할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 (a) 및 도 3의 (a)와 같이, x축을 시작 시점의 전압 값으로 하고, y축을 종료 시점의 전압 값으로 하며 각 축에서 기 결정된 간격으로 구분된 복수의 데이터 구간(211)을 저장할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, the data storage unit 210 may be configured to store the voltage values of the batteries before and after the vehicle running on the x-axis and the y- The voltage value distribution location 213 can be stored. For example, as shown in FIG. 2A and FIG. 3A, it is assumed that the x-axis is the voltage value at the start point, the y-axis is the voltage value at the end point, The data section 211 can be stored.

또한, 상기 검출부(300)는 복수개 전지의 전압 값 분포 위치(213)를 기초로 각각의 전지 분포 위치(213)를 중심으로 시작 전압 값과 종료 전압 값에 대한 좌표 평면 상에서 기 설정된 크기의 원(212)을 설정할 수 있고, 각각의 원(212) 내에 위치되는 전지의 위치개수가 기 설정된 기준개수 미만인 경우, 상기 원(212) 중심에 위치한 해당 전지를 열화셀(213b)로 판단하여 검출할 수 있다.The detecting unit 300 detects a voltage value distribution position 213 of a plurality of cells based on the battery distribution position 213 and determines a circle having a predetermined size on the coordinate plane for the starting voltage value and the ending voltage value 212 can be set. If the number of the batteries positioned in each circle 212 is less than the predetermined reference number, the corresponding battery located at the center of the circle 212 can be determined as the deteriorated cell 213b and detected have.

예들 들어, 상기 제어부(200)에 의해 기준개수를 2개로 설정할 경우, 원(212) 내의 전지 위치개수가 원(212)의 중심에 위치한 전지를 포함하여 2개 이상인 경우, 도 2의 (b)에 도시된 것과 같이 모두 정상셀(213a)로 판단될 수 있고, 만약 도 3의 (b)에 도시된 것과 같이 원(212) 내의 전지 위치개수가 원(212)의 중심에 위치한 전지를 포함하여 1개 밖에 없는 전지들은 열화셀(213b)로 판단되어, 이 경우 총 4개의 열화셀(213b)이 검출될 수 있다.For example, when the reference number is set to two by the control unit 200, if the number of the battery positions in the circle 212 is two or more including the battery located at the center of the circle 212, As shown in FIG. 3 (a), if all of the cells in the circle 212 are located at the center of the circle 212 as shown in FIG. 3 (b) Cells having only one cell are determined to be deteriorated cells 213b, and in this case, a total of four deteriorated cells 213b can be detected.

이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 열화셀 검출 장치(10)는 상술한 바와 같이 차량 운행 전후의 전압 값 분포를 기초로 열화셀을 검출하는 바, 차량 운행 간 셀 밸런싱(balancing) 동작이 수행되지 않을 것을 전제로 할 수 있다. As described above, the deteriorated cell detecting apparatus 10 according to an embodiment of the present invention detects deteriorated cells based on the voltage value distribution before and after the vehicle operation, and performs a cell balancing operation It can be assumed that

한편, 상기 원(212)의 크기는 전압 측정 오차 범위가 될 수도 있고, 전지 모듈을 포함한 시스템에 맞게 사용자가 달리 지정할 수 있다. 또한, 상기 제어부(200)는 차량 운행 전 전압 값 및 차량 운행 후 전압 값 편차에 기초하여 원(212)의 크기를 설정할 수 있다. 예를 들어, 운행 시작과 종료 시 전지 전압의 평균값의 편차가 매우 클 경우, 큰 원(212)을 적용할 수 있고, 상기 편차가 다소 작을 경우 작은 원(212)을 적용하는 등 원(212)의 크기를 운행 조건에 따라 적용할 수 있다.Meanwhile, the size of the circle 212 may be a voltage measurement error range, or may be otherwise specified by a user according to the system including the battery module. Also, the controller 200 can set the size of the circle 212 based on the voltage value before the vehicle operation and the voltage value deviation after the vehicle operation. For example, when the deviation of the average value of the battery voltage is very large at the start and end of the operation, the large circle 212 can be applied, and when the deviation is small, Can be applied according to the operating conditions.

나아가, 원하는 기준의 전지 열화 정도에 따라 원(212)의 크기를 조정하여 유연하게 이용할 수 있다. 예들 들어, 조금이라도 열화가 진행된 전지를 검출하고 싶은 경우, 원(212)의 크기를 축소하여 검출의 민감도를 높일 수 있다.Further, the size of the circle 212 can be adjusted according to the degree of deterioration of the battery of the desired standard, and thus, it can be used flexibly. For example, when it is desired to detect a battery that has undergone deterioration even slightly, the size of the circle 212 can be reduced to increase the sensitivity of detection.

또한, 검출의 정확도를 높이기 위하여, 상기 검출부(300)는 각각의 원(212) 내에 위치된 전지가 기 검출된 열화셀(213b)인 경우, 상기 전지를 위치개수에서 제외시킬 수 있다. 구체적으로, 원(212) 내의 존재하는 전지 중 중심 전지 외에 다른 전지가 존재하나, 상기 전지는 이미 열화셀(213b)로 검출된 경우 상기 전지는 위치개수에서 제외됨으로써 검출의 정확도를 향상시킬 수 있다.In addition, in order to increase the accuracy of detection, the detection unit 300 may exclude the battery from the number of positions when the battery located in each circle 212 is the detected deteriorated cell 213b. Specifically, when a battery other than the central battery is present among the cells existing in the circle 212 and the battery is already detected as the deteriorated cell 213b, the battery is excluded from the positional number, thereby improving the accuracy of detection .

위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열화셀 검출 장치(10)는 단순 차량 운행 전후 전압 편차를 기준으로 열화셀을 검출하는 것이 아니라 DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise) 알고리즘을 이용하여 열화셀을 검출하는 바, 만약 복수개 전지의 전압 분포가 상기 데이터 저장부(210)의 구획된 다수의 데이터 구간(211) 중 특정 구간 내에 모두 존재하는 경우 열화셀이 검출되지 않는 문제를 보완할 수 있다. 나아가, 추가 전류 소비 또는 별도의 회로 장치 없이 열화셀 검출이 가능하다.As described above, the deteriorated cell detection apparatus 10 according to an embodiment of the present invention uses a DBSCAN (Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise) algorithm instead of detecting a deteriorated cell based on a voltage deviation before and after a simple vehicle operation The deteriorated cell is detected. If the voltage distribution of the plurality of cells is present within a specific one of the plurality of divided data sections 211 of the data storage unit 210, the deteriorated cell is not detected . Further, deteriorated cell detection is possible without additional current consumption or a separate circuit device.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 일 전지의 차량 운행 전후 전압 값 편차가 기 설정된 크기 이하인 경우, 상기 전지를 정상으로 판단하는 모습을 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a view showing a state where the battery is judged to be normal when the voltage value deviation of the one cell before and after the vehicle operation is less than a predetermined size according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 검출부(300)는 전지의 차량 운행 전 전압 값 및 차량 운행 후 전압 값 편차가 기 설정된 크기 이하인 경우(전압 위치(213)가 도면상 그레프의 x축 및 y축의 중앙을 가로지르는 직선 상에 근접한 전지들), 상기 전지를 정상으로 판단할 수 있다.4, when the voltage value of the battery before the vehicle operation and the voltage value deviation after the vehicle operation are equal to or less than a predetermined size (the voltage position 213 is the center of the x- and y- Cells in a straight line), the battery can be judged as normal.

구체적으로, 운행 시작 시점에서 다른 전지들에 비해 지나치게 큰 전압 값을 나타내거나 지나치게 작은 전압 값을 나타낸 경우, 비록 차량 운행 전후 전압 편차는 작으나 전압 값 위치(213) 분포상 다른 전지들과 이격되어 있어 열화셀로 검출될 수 있는 바, 운행 시작 시점에서 다른 전지들과 이미 큰 차이를 갖는 전압 값에 위치되는 전지들이라도 차량 운행 전후 전압 값 편차가 기 설정된 값 이하인 경우, 상기 전지를 해당 차량 운행 주기에서 정상셀(213c)로 판단할 수 있다.Specifically, if the voltage value is too large or too small compared to other cells at the starting point of operation, the voltage deviation before and after the vehicle operation is small, but is separated from other cells in the voltage value location 213 distribution, Even if the voltage value deviation before and after the vehicle operation is equal to or less than a preset value even in the case of the batteries located at the voltage value which already differs greatly from the other batteries at the starting point of the operation, It can be determined as the normal cell 213c.

또한, 상기 복수개의 데이터 구간(211) 중 일 구간에서 구간의 중심을 기준으로 우상단부터 순서대로 4분면을 분할한 경우, 운행 시작 시점의 전압 값 및 운행 종료 시점의 전압 값의 편차가 적은 1사분면(214a)과 3사분면(214b)에서 검출된 전지는 열화셀 판단에서 제외시킬 수 있다.In the case where the four quadrants are divided in order from the upper right side of the center of the section in one section of the plurality of data sections 211, the voltage value at the start of operation and the quadrant The cells detected in the quadrants 214a and 214b may be excluded from the deteriorated cell judgment.

위와 같이, 특정 전지의 차량 운행 전후 전압 값 편차가 기 설정된 값 이하인 경우, 상기 전지를 정상셀(213c)로 판단함으로써 열화셀 검출의 오류를 최소화 하고 검출의 정확도를 향상시킬 수 있다.As described above, when the voltage value deviation before and after the vehicle operation of the specific battery is equal to or less than a predetermined value, the battery is determined as the normal cell 213c, thereby minimizing the error of the deteriorated cell detection and improving the detection accuracy.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 열화셀 검출 장치(10)는, 차량의 운행 및 열화셀 검출이 복수 번 행해지는 경우, 전지의 열화셀로 검출된 빈도 수가 기 설정된 횟수 이상인 경우 상기 전지를 최종 열화셀로 간주할 수 있는 결정부(400)를 더 포함할 수 있다. 이를 통해, 열화셀 검출의 오차를 최소화 할 수 있고, 열화셀 검출의 정확도를 크게 증가시킬 수 있다.Meanwhile, in the deteriorated cell detection device 10 according to an embodiment of the present invention, when the number of times of detection of deteriorated cells in the vehicle is more than a preset number of times, And a determination unit 400 that can be regarded as a final deteriorated cell. This makes it possible to minimize the error of the deteriorated cell detection and greatly increase the accuracy of the deteriorated cell detection.

또한, 열화셀 검출을 위해 복수개 전지의 전압 밸런싱을 필요로하지 않고 단순히 차량 운행 전후 시점의 전압 편차를 측정하여 비교하는 바, 차량 운행 중 계산량에 영향이 없고 별도의 측정 시간 없이 운행 종료와 함께 열화셀을 검출할 수 있다.In addition, the voltage deviation at the time before and after the vehicle operation is simply measured and compared without requiring voltage balancing of a plurality of batteries for deteriorated cell detection. As a result, there is no influence on the calculation amount during the vehicle operation and deterioration Cell can be detected.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열화셀 검출 방법을 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a deteriorated cell detection method according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따라 복수개 전지가 연결된 전지 모듈에 있어서, 전지 각각의 차량 운행 전압이 측정 및 저장되고(S10), 차량 운행 후 전압이 측정 및 저장되고(S20), 측정된 차량 운행 전 전압 값 및 차량 운행 후 전압 값 데이터가 저장되고, 복수개 전지의 전압 값 분포에 대하여 열화셀 검출 조건이 설정되며, 저장된 차량 운행 전 전압 값 및 차량 운행 후 전압 값을 기초로 복수개 전지 중 적어도 하나가 기 설정된 전압 값 분포 조건을 만족하는 경우, 적어도 하나의 전지가 열화셀로 검출될 수 있다(S40, S50).Referring to FIG. 5, in a battery module in which a plurality of batteries are connected in accordance with another embodiment of the present invention, a vehicle running voltage of each battery is measured and stored (S10), a voltage is measured and stored (S20) , The measured voltage value of the vehicle before traveling, and the voltage value data after the vehicle are stored, deteriorated cell detection conditions are set with respect to the voltage value distribution of the plurality of batteries, and based on the stored voltage value of the vehicle before traveling and the voltage value after the vehicle traveling When at least one of the plurality of cells satisfies a predetermined voltage value distribution condition, at least one battery may be detected as a deteriorated cell (S40, S50).

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따라 전지 각각의 차량 운행 전 전압 값이 x축으로 되고 차량 운행 후 전압 값이 y축으로 되어, 각 축에서 기 결정된 간격으로 구분된 복수의 데이터 구간(211)을 저장할 수 있고, 복수개 전지의 전압 값 분포 위치(213)가 저장될 수 있다(S30).In addition, according to another embodiment of the present invention, a plurality of data sections 211, each having a voltage value before the vehicle operation in the x-axis and a voltage value after the vehicle operation in the y- And a voltage value distribution position 213 of a plurality of batteries can be stored (S30).

나아가, 복수개 전지의 전압 값 분포 위치(213)를 기초로 각각의 전지 분포 위치(213)를 중심으로 기 설정된 크기의 원(212)이 설정될 수 있고 각각의 원 내에 포함되는 전압 위치의 개수를 확인 할 수 있다(S40). 이 때, 각각의 원(212) 내에 위치되는 전지의 위치개수가 기 설정된 기준개수 미만인 경우, 상기 원(212) 중심에 위치한 해당 전지는 열화셀로 판단되어 검출될 수 있다(S50).Furthermore, based on the voltage value distribution positions 213 of the plurality of cells, a predetermined size circle 212 can be set around each battery distribution position 213, and the number of voltage positions included in each circle can be set to (S40). At this time, if the number of positions of the batteries located in the respective circles 212 is less than the predetermined reference number, the battery located at the center of the circle 212 may be determined as a deteriorated cell and detected (S50).

이 때, 상기 원(212)에 대한 구체적인 내용 및 열화셀 검출 방식은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 원(212) 및 열화셀 검출 방식과 동일한 바, 자세한 설명은 생략하도록 한다.At this time, the details of the circle 212 and the deteriorated cell detecting method are the same as those of the circle 212 and the deteriorated cell detecting method according to the embodiment of the present invention, and a detailed description thereof will be omitted.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따라 전지의 차량 운행 전 전압 값 및 차량 운행 후 전압 값 편차가 기 설정된 크기 이하인 경우, 전지는 정상으로 판단될 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, when the voltage value of the battery before the vehicle operation and the voltage value deviation after the vehicle operation are less than a predetermined size, the battery can be judged as normal.

구체적으로, 운행 시작 시점에서 다른 전지들과 이미 큰 차이를 갖는 전압 값에 위치되는 전지들이라도 차량 운행 전후 전압 값 편차가 기 설정된 값 이하인 경우, 상기 전지는 해당 차량 운행 주기에서 정상셀(213c)로 판단될 수 있고, 또한, 상기 복수개의 데이터 구간(211) 중 일 구간에서 구간의 중심을 기준으로 1사분면과 3사분면에서 검출된 전지는 열화셀 판단에서 제외시킬 수 있다.Specifically, even if the battery is located at a voltage value which is already different from other cells at the start of operation, if the voltage value deviation before and after the vehicle operation is less than a preset value, And the battery detected in the first quadrant and the third quadrant based on the center of the interval in one of the plurality of data intervals 211 may be excluded from the deteriorated cell determination.

나아가, 차량의 운행 및 열화셀 검출이 복수 번 행해지는 경우, 전지가 열화셀로 검출된 빈도 수가 기 설정된 횟수 이상인 경우 상기 전지는 최종 열화셀로 간주될 수 있다.Furthermore, when the vehicle is driven and deteriorated cells are detected a plurality of times, and the frequency of detecting a battery as a deteriorated cell is more than a predetermined number, the battery may be regarded as a final deteriorated cell.

이를 통해, 열화셀 검출의 오차를 최소화 할 수 있고, 열화셀 검출의 정확도를 크게 증가시킬 수 있다.This makes it possible to minimize the error of the deteriorated cell detection and greatly increase the accuracy of the deteriorated cell detection.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, I will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.

10 : 열화셀 검출 장치
100 : 전압 측정부
200 : 제어부
210 : 데이터 저장부
211 : 데이터 구간
212 : 원
213 : 전압 위치
213a : 정상셀
213b : 열화셀
213c : 정상 판단 셀
214a : 1사분면
214b : 3사분면
300 : 검출부
400 : 결정부10: deteriorated cell detecting device
100: voltage measuring unit
200:
210: Data storage unit
211: Data section
212: won
213: voltage position
213a: normal cell
213b: deteriorated cell
213c: normal judgment cell
214a: Quadrant 1
214b: Quadrant 3
300:
400:

Claims (14)

복수개 전지가 연결된 전지 모듈의 전지 각각의 차량 운행 전후 전압을 측정하는 전압 측정부;
상기 전압 측정부로부터 측정된 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값 데이터를 저장하는 데이터 저장부를 포함하고, 상기 복수개 전지의 전압 값 분포에 대하여 열화셀 검출 조건을 설정하는 제어부; 및
상기 데이터 저장부에 저장된 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값을 기초로 상기 복수개 전지 중 적어도 하나가 기 설정된 전압 값 분포 조건을 만족하는 경우, 상기 적어도 하나의 전지를 상기 열화셀로 검출하는 검출부;를 포함하는, 열화셀 검출 장치.
A voltage measuring unit for measuring a voltage before and after the vehicle running of the battery of the battery module to which the plurality of batteries are connected;
And a data storage unit for storing the pre-vehicle voltage value and the post-vehicle voltage value data measured by the voltage measurement unit, and setting a deteriorated cell detection condition for a voltage value distribution of the plurality of cells; And
When at least one of the plurality of batteries satisfies a predetermined voltage value distribution condition based on the voltage value before the vehicle and the voltage value after the vehicle are stored in the data storage unit, And a detector for detecting the deteriorated cell.
청구항 1에 있어서,
상기 데이터 저장부는,
상기 전지 각각의 차량 운행 전 전압 값 및 차량 운행 후 전압 값 중 어느 하나를 x축으로 하고, 나머지 하나를 y축으로 하여, 상기 복수개 전지의 전압 값 분포 위치를 저장하는, 열화셀 검출 장치.
The method according to claim 1,
The data storage unit stores,
Wherein a voltage value distribution position of the plurality of cells is stored with either one of a voltage value before a vehicle running and a voltage value after a vehicle running on the x-axis and the other one a y-axis.
청구항 2에 있어서,
상기 검출부는,
상기 복수개 전지의 전압 값 분포 위치를 기초로, 상기 전지 각각의 분포 위치를 중심으로 기 설정된 크기의 원을 설정하고, 상기 각각의 원 내에 위치되는 상기 전지의 위치개수가 기 설정된 기준개수 미만인 경우, 상기 각각의 원 중심에 위치한 상기 전지를 상기 열화셀로 검출하는, 열화셀 검출 장치.
The method of claim 2,
Wherein:
Wherein the control unit sets a circle having a predetermined size centering on a distribution position of each of the cells based on the voltage value distribution position of the plurality of cells, and when the number of positions of the cells positioned in the respective circles is less than a preset reference number, And detects the battery located at the center of each circle as the deteriorated cell.
청구항 3에 있어서,
상기 제어부는,
상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값 편차에 기초하여 상기 원의 크기를 설정하는, 열화셀 검출 장치.
The method of claim 3,
Wherein,
And sets the size of the circle based on the pre-vehicle voltage value and the post-vehicle voltage value deviation.
청구항 3에 있어서,
상기 검출부는,
상기 각각의 원 내에 위치된 상기 전지가 기 검출된 상기 열화셀인 경우, 상기 전지는 상기 위치개수에서 제외시키는, 열화셀 검출 장치.
The method of claim 3,
Wherein:
Wherein the cell is excluded from the position number when the cell located in each circle is the detected deteriorated cell.
청구항 1에 있어서,
상기 검출부는,
상기 전지의 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값 편차가 기 설정된 크기 이하인 경우, 상기 전지를 정상으로 판단하는, 열화 셀 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein:
And determines that the battery is normal when the voltage value of the battery before the vehicle operation and the voltage value deviation after the vehicle operation are less than a predetermined size.
청구항 1에 있어서,
상기 전지의 열화셀로 검출된 빈도 수가 기 설정된 횟수 이상인 경우, 상기 전지를 최종 열화셀로 간주하는 결정부;를 더 포함하는, 열화셀 검출 장치.
The method according to claim 1,
And a determination unit that determines the battery as a final deteriorated cell when the frequency detected by the deteriorated cell of the battery is greater than or equal to a preset number of times.
복수개 전지가 연결된 전지 모듈의 전지 각각의 차량 운행 전후 전압이 측정되고,
상기 측정된 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값 데이터가 저장되고,
상기 복수개 전지의 전압 값 분포에 대하여 열화셀 검출 조건이 설정되고,
상기 저장된 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값을 기초로 상기 복수개 전지 중 적어도 하나가 기 설정된 전압 값 분포 조건을 만족하는 경우, 상기 적어도 하나의 전지가 상기 열화셀로 검출되는, 열화셀 검출 방법.
The voltage of each of the batteries of the battery modules connected to the plurality of batteries is measured before and after the vehicle is driven,
Wherein the measured voltage value of the vehicle before traveling and the voltage value data of the vehicle after traveling are stored,
A deteriorated cell detection condition is set for the voltage value distribution of the plurality of cells,
Wherein when at least one of the plurality of batteries satisfies a predetermined voltage value distribution condition based on the stored voltage value of the vehicle and the voltage value of the vehicle after traveling, the at least one battery is detected as the deteriorated cell, / RTI >
청구항 8에 있어서,
상기 전지 각각의 차량 운행 전 전압 값 및 차량 운행 후 전압 값 중 어느 하나가 x축으로 되고, 나머지 하나가 y축으로 되어, 상기 복수개 전지의 전압 값 분포 위치가 저장되는, 열화셀 검출 방법.
The method of claim 8,
Wherein one of the voltage value of the battery before the vehicle operation and the voltage value after the vehicle operation is on the x-axis and the other is the y-axis, the voltage value distribution position of the plurality of batteries is stored.
청구항 9에 있어서,
상기 복수개 전지의 전압 값 분포 위치를 기초로, 상기 전지 각각의 분포 위치를 중심으로 기 설정된 크기의 원이 설정되고, 상기 각각의 원 내에 위치되는 상기 전지의 위치개수가 기 설정된 기준개수 미만인 경우, 상기 각각의 원 중심에 위치한 상기 전지는 상기 열화셀로 검출되는, 열화셀 검출 방법.
The method of claim 9,
When a circle having a predetermined size is set around a distribution position of each of the batteries based on a voltage value distribution position of the plurality of batteries and the number of positions of the battery located in each circle is less than a preset reference number, Wherein the battery located at the center of each circle is detected as the deteriorated cell.
청구항 10에 있어서,
상기 원의 크기는 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값 편차에 기초하여 설정되는, 열화셀 검출 방법.
The method of claim 10,
Wherein the size of the circle is set based on the pre-vehicle voltage value and the post-vehicle voltage value deviation.
청구항 10에 있어서,
상기 각각의 원 내에 위치된 상기 전지가 기 검출된 상기 열화셀인 경우, 상기 전지는 상기 위치개수에서 제외되는, 열화셀 검출 방법.
The method of claim 10,
Wherein the battery is excluded from the position number when the battery located in each circle is the detected deteriorated cell.
청구항 8에 있어서,
상기 전지의 상기 차량 운행 전 전압 값 및 상기 차량 운행 후 전압 값 편차가 기 설정된 크기 이하인 경우, 상기 전지는 정상으로 판단되는, 열화셀 검출 방법.
The method of claim 8,
Wherein the battery is judged to be normal when the voltage value of the battery before the vehicle operation and the voltage value deviation after the vehicle operation are less than a preset magnitude.
청구항 8에 있어서,
상기 전지의 열화셀로 검출된 빈도 수가 기 설정된 횟수 이상인 경우, 상기 전지는 열화셀로 간주되는, 열화셀 검출 방법.The method of claim 8,
Wherein the battery is regarded as a deteriorated cell when the frequency detected by the deteriorated cell of the battery is greater than or equal to a preset number of times.
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