KR20190080102A - A method of estimating state of charge of battery and an apparatus for managing of battery - Google Patents

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KR20190080102A
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Abstract

The present invention relates to a method for estimating a state of charge of a battery and a battery management device. According to an embodiment of the present invention, the method comprises the steps of: determining whether the battery mounted on a device using the battery is first used; performing initialization when the battery is first used; performing a long term energy process when performing the initialization; predicting a charge state and a resistance value of the battery through the long term energy process; performing a short term energy process when not performing the initialization; determining whether to enter an idle state based on a current and a voltage value of the battery; re-adjusting the charge state value of the battery by acquiring an open circuit voltage value of the battery when entering the idle state; and continuously performing the short term energy process to predict a current resistance and a current open circuit voltage value of the battery when not entering the idle state. Thus, the clarity of charge state estimation of the battery can be improved.

Description

배터리의 충전 상태를 추정하는 방법 및 배터리 관리 장치{A METHOD OF ESTIMATING STATE OF CHARGE OF BATTERY AND AN APPARATUS FOR MANAGING OF BATTERY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of estimating a state of charge of a battery,

본 발명은 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법 및 배터리 관리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 배터리의 이용 여부에 따라 다양한 방법으로 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법 및 상기 방법을 이용하는 배터리 관리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method of estimating a state of charge of a battery and a battery management apparatus, and more particularly, to a method of estimating a state of charge of a battery by various methods depending on whether the battery is used or not, .

소형 모바일 장치들 및 사물 인터넷(IoT) 장치들로부터 성능을 위한 요구가 증가함과 유사하게, 안정성을 확보하고 배터리의 가용 시간을 보증하기 위하여 이용되고, 여러 장치들의 주 전원 소스인 배터리 관리 시스템(BMS) 에 대한 관심이 증가하고 있다. 명백하게는, 낮은 비용으로 정확하게 차지(charge) 상태를 측정하기 위한 배터리 관찰 기술은 하드웨어 리소스들과 전원 공급이 제한적인 소형 모바일 기기 또는 사물 인터넷 장치들에서 효율적인 전력 관리를 위해 필수적일 수 있다.Similar to increasing demand for performance from small mobile devices and Internet (IoT) devices, the battery management system, which is used to secure stability and guarantee the available time of the battery, BMS) has been growing. Obviously, a battery observation technique for accurately measuring the charge state at low cost may be essential for efficient power management in small mobile or object Internet devices with limited hardware resources and power supply.

휴대용 장치를 위한 충전 상태(state of charge, SOC) 추정에 널리 이용되는 기술들은 크게 개로 전압(open-circuit voltage, OCV) 기반의 추정 방법과 쿨롱 카운팅(Coulomb counting) 기반의 추정 방법으로 구분될 수 있다. 상기 개로 전압 기반의 방법은 장치가 이용되지 않는 휴지 상태에서의 배터리의 전압을 측정하고, 단자 전압(Vt)을 상기 개로 전압 값에 가깝게 할 수 있다. 그러나, 휴지 상태의 배터리를 위해서는, 장치들이 연장되는 기간을 위해 매우 낮은 전류의 방전 상태를 유지하여야만 한다. 그러므로, 장치들이 연속으로 상기 충전 상태를 추정하는 것은 어려울 수 있다.Commonly used techniques for estimating the state of charge (SOC) for handheld devices can be broadly divided into open-circuit voltage (OCV) -based estimation methods and Coulomb counting-based estimation methods have. The open-circuit voltage based method can measure the voltage of the battery in a resting state in which the apparatus is not used, and can bring the terminal voltage Vt close to the open-circuit voltage value. However, for a dormant battery, the devices must maintain a very low current discharge condition for a period of extended time. Therefore, it can be difficult for the devices to continuously estimate the state of charge.

또한, 쿨롱 카운팅 기반의 방법은 특정한 기간동안 방전 전류를 축척함으로써 충전량을 획득할 수 있고, 상기 충전 상태의 값을 추정할 수 있다. 그러나, 상기 방법은 초기 충전 상태 값을 알 수 없는 경우, 현재 충전 상태 레벨을 명확히 알 수 없다. 그리고, 전류 측정의 에러 때문에 쿨롱 카운팅 프로세스가 계속됨에 따라 에러가 누적되어 증가될 수 잇다. 상기 두 가지 방법의 조합을 이용하는 기술은 상기 충전 상태 측정의 명확성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 소형 휴대용 또는 사물 인터넷 장치는 낮은 전력 공급 소스를 갖기 때문에, 동시에 전압과 전류를 측정함으로써 상기 충전 상태를 추정하는 것은 관련 하드웨어의 비용 소모를 증가시킬 수 있다.In addition, the coulomb counting-based method can obtain the charge amount by scaling the discharge current for a specific period, and can estimate the value of the charge state. However, if the initial charge state value is not known, the method can not clearly know the current charge state level. And, errors can be cumulatively increased as the coulomb counting process continues due to errors in the current measurement. Techniques using a combination of the two methods can improve the clarity of the charge state measurement. However, because small handheld or point-to-point Internet devices have low power supply sources, estimating the state of charge by simultaneously measuring voltage and current can increase the cost of the associated hardware.

또 다른 방법으로는, 단자 전압만을 간헐적으로 측정함으로써 상기 충전 상태를 추정하는 저 비용 방법도 존재한다. 상기 방법은 특정 구간에서의 단자 전압의 전압차와 상기 개로 전압 값의 차이 사이의 유사도를 이용함으로써, 상기 단자 전압만을 측정하기 때문에, 비용이 적게 소요될 수 있다. 또한, 상기 방법은 전류 측정과 관련된 추가적인 회로에 대한 비용을 필요로 하지 않기 때문에, 대략적인 상기 충전 상태 추정 확률을 확인할 수 있다. As another method, there is a low-cost method of estimating the state of charge by intermittently measuring only the terminal voltage. The above method uses only the terminal voltage by using the similarity between the difference between the terminal voltage and the open-circuit voltage in a specific section, so that the cost can be reduced. In addition, since the method does not require the cost for additional circuitry associated with current measurement, it is possible to ascertain the approximate charge state estimation probability.

그러나 이러한 방법은 일시적으로 한꺼번에 방전 전류가 변화하는 변동적인 방전 구간에서 상기 충전 상태 추정의 명확성이 떨어질 수 있다. 이러한 제한 때문에 상기 방법은 연산 성능이 향상되고 전원 사용 패턴이 굉장히 변동적인 최근 휴대용 또는 사물 인터넷 장치에서 실질적으로 상기 충전 상태 측정에 대한 에러를 발생시킬 수 있다.However, such a method may reduce the clarity of the charge state estimation in a variable discharge period in which the discharge current temporarily changes at a time. Due to these limitations, the method can cause errors in the charge state measurement substantially in recent portable or object Internet devices where the computational performance is improved and the power usage pattern is highly variable.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 배터리의 상태에 따라 다양한 방법으로 배터리의 충전 상태를 추정할 수 있는 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method of estimating a charged state of a battery by various methods depending on the state of the battery.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 배터리의 충전 상태 추정시 축척되는 에러의 영향을 최소화할 수 있는 배터리의 충전 상태 추정 방법을 수행하는 배터리 관리 장치를 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a battery management apparatus that performs a method of estimating a state of charge of a battery that minimizes the influence of errors accumulated when estimating a state of charge of the battery.

본 발명의 일실시예에 따르면, 배터리를 이용하는 장치에 장착된 상기 배터리가 처음 이용되는 것인지 여부를 판단하는 단계; 상기 배터리가 처음 이용되는 것인 경우, 초기화를 실행하는 단계; 상기 초기화를 실행하는 경우, 롱텀 에너지 프로세스를 수행하는 단계; 상기 롱텀 에너지 프로세스를 통하여 상기 배터리의 충전 상태값 및 저항값을 예측하는 단계; 상기 초기화를 실행하지 아니하는 경우, 숏텀 에너지 프로세스를 수행하는 단계; 상기 배터리의 전류값 및 전압값에 기초하여 휴지 상태에 도입하는지 여부를 결정하는 단계; 상기 휴지 상태에 도입하는 경우, 상기 배터리의 개로 전압값을 획득하여 상기 배터리의 충전 상태값을 재조정하는 단계; 및 상기 휴지 상태에 도입하지 아니하는 경우, 상기 숏텀 에너지 프로세스를 계속 수행하여 상기 배터리의 현재 저항값 및 현재 개로 전압값을 예측하는 단계를 포함한다. 상기 초기화를 실행하는 단계는 초기 단자 전압, 초기 충전 상태 값, 및 초기 저항값을 설정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for controlling a battery, the method comprising: determining whether the battery mounted on a device using the battery is used for the first time; Performing the initialization if the battery is first used; Performing the long-term energy process when performing the initialization; Estimating a charged state value and a resistance value of the battery through the long-term energy process; Performing the short-time energy process if the initialization is not performed; Determining whether to introduce the battery into a dormant state based on a current value and a voltage value of the battery; Acquiring an open-circuit voltage value of the battery to readjust the state of charge of the battery when the battery is introduced into the dormant state; And continuing the short-time energy process to predict the current resistance value and the current open-circuit voltage value of the battery if the battery is not introduced into the dormant state. The step of performing the initialization may set an initial terminal voltage, an initial charge state value, and an initial resistance value.

일 실시예에서, 상기 롱텀 에너지 프로세스를 수행하는 단계는, 상기 초기 단자 전압 값과 측정되는 단자 전압 값을 이용하여 개로 전압값을 예측하는 단계; 상기 개로 전압값, 상기 초기 충전 상태값, 측정되는 충전 상태값을 이용하여 충전 상태 차이값을 측정하는 단계; 상기 충전 상태 차이값을 이용하여 평균 전류값을 예측하는 단계; 상기 평균 전류값, 상기 초기 저항값을 기초로 획득되는 저항값을 이용하여 상기 개로 전압값을 획득하여 상기 배터리의 충전 상태값을 재예측하는 단계; 및 상기 예측된 개로 전압값 및 상기 획득된 저항값을 기초로 상기 롱텀 에너지의 충전 상태값 및 저항값을 예측할 수 있다.In one embodiment, performing the long-term energy process comprises: estimating an open-circuit voltage value using the initial terminal voltage value and the measured terminal voltage value; Measuring a charge state difference value using the open-circuit voltage value, the initial charge state value, and the measured charge state value; Estimating an average current value using the charge state difference value; Estimating a charge state value of the battery by obtaining the open-circuit voltage value using a resistance value obtained based on the average current value and the initial resistance value; And estimate the charge state value and the resistance value of the long-term energy based on the predicted open-circuit voltage value and the obtained resistance value.

또한, 상기 숏텀 에너지 프로세스를 수행하는 단계는, 상기 배터리의 개로 전압, 충전 상태값, 및 저항값을 추정하는 단계; 상기 개로 전압, 상기 충전 상태값, 및 상기 저항값을 이용하여 전류값을 추정하는 단계; 및 상기 전류값, 상기 충전 상태값의 차이값을 이용하여 상기 배터리의 현재 충전 상태값 및 현재 저항값을 예측하는 단계를 포함할 수 있다. The step of performing the short-time energy process may include estimating an open-circuit voltage, a charge state value, and a resistance value of the battery; Estimating a current value using the open-circuit voltage, the charge state value, and the resistance value; And estimating a current charging state value and a current resistance value of the battery using the current value and the difference value of the charging state value.

상기 휴지 상태에 도입하는지 여부를 결정하는 단계는 상기 배터리의 전류값이 최소 전류값보다 작거나 현재 단자 전압값이 일정하게 유지되는 기간이 문턱 시간보다 긴 경우 상기 휴지 상태에 도입할 수 있다. 상기 배터리의 개로 전압값을 재조정하는 단계는 상기 롱텀 에너지 프로세스 및 상기 숏텀 에너지 프로세스 중 적어도 하나 이상을 다시 수행하는 단계를 포함한다.The step of determining whether to introduce the dormant state may be introduced to the dormant state when the current value of the battery is less than the minimum current value or the period in which the current terminal voltage value is kept constant is longer than the threshold time. The step of resetting the open-circuit voltage value of the battery includes performing at least one of the long-time energy process and the short-time energy process again.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체일 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a method for estimating the state of charge of the battery may be a computer-readable recording medium recording a program for executing the method in a computer.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 배터리 관리 장치에 있어서, 상기 배터리 관리 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 배터리를 이용하는 장치에 장착된 상기 배터리가 처음 이용되는 것인지 여부를 판단하는 동작; 상기 배터리가 처음 이용되는 것인 경우, 초기화를 실행하는 동작; 상기 초기화를 실행하는 경우, 롱텀 에너지 프로세스를 수행하는 동작; 상기 롱텀 에너지 프로세스를 통하여 상기 배터리의 충전 상태값 및 저항값을 예측하는 동작; 상기 초기화를 실행하지 아니하는 경우, 숏텀 에너지 프로세스를 수행하는 동작; 상기 배터리의 전류값 및 전압값에 기초하여 휴지 상태에 도입하는지 여부를 결정하는 동작; 상기 휴지 상태에 도입하는 경우, 상기 배터리의 개로 전압값을 획득하여 상기 배터리의 충전 상태값을 재예측하는 동작; 및 상기 휴지 상태에 도입하지 아니하는 경우, 상기 숏텀 에너지 프로세스를 계속 수행하여 상기 배터리의 현재 저항값 및 현재 개로 전압값을 예측하는 동작을 수행할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in a battery management apparatus, the battery management apparatus includes a processor, and the processor is configured to: determine whether the battery mounted in the apparatus using the battery is used for the first time; Performing an initialization if the battery is first used; Performing the longtomes energy process when performing the initialization; Predicting a charged state value and a resistance value of the battery through the long-term energy process; Performing the short-time energy process when the initialization is not performed; Determining whether to introduce into a dormant state based on a current value and a voltage value of the battery; Acquiring an open-circuit voltage value of the battery to re-predict the state of charge of the battery when the battery is introduced into the dormant state; And if it is not introduced into the dormant state, performing the operation of continuing the short-time energy process to predict the current resistance value and the current open-circuit voltage value of the battery.

상기 초기화를 실행하는 동작은 초기 단자 전압, 초기 충전 상태 값, 및 초기 저항값을 설정할 수 있다. The operation of performing the initialization may set an initial terminal voltage, an initial charge state value, and an initial resistance value.

일 실시예에서, 상기 롱텀 에너지 프로세스를 수행하는 동작은, 상기 초기 단자 전압 값과 측정되는 단자 전압 값을 이용하여 개로 전압값을 예측하는 동작; 상기 개로 전압값, 상기 초기 충전 상태값, 측정되는 충전 상태값을 이용하여 충전 상태 차이값을 측정하는 동작; 상기 충전 상태 차이값을 이용하여 평균 전류값을 예측하는 동작; 상기 평균 전류값, 상기 초기 저항값을 기초로 측정되는 저항값을 이용하여 상기 개로 전압값을 재예측하는 동작; 및 상기 측정된 개로 전압값 및 상기 측정된 저항값을 기초로 상기 롱텀 에너지의 충전 상태값 및 저항값을 추정할 수 있다.In one embodiment, the operation of performing the long-term energy process comprises: predicting an open-circuit voltage value using the initial terminal voltage value and the measured terminal voltage value; Measuring the charge state difference value using the open-circuit voltage value, the initial charge state value, and the measured charge state value; Predicting an average current value using the charge state difference value; Predicting the open-circuit voltage value using the average current value and the resistance value measured based on the initial resistance value; And estimating a charge state value and a resistance value of the long-term energy based on the measured open-circuit voltage value and the measured resistance value.

상기 숏텀 에너지 프로세스를 수행하는 동작은, 상기 배터리의 개로 전압, 충전 상태값, 및 저항값을 예측하는 동작; 상기 개로 전압, 상기 충전 상태값, 및 상기 저항값을 이용하여 전류값을 예측하는 동작; 및 상기 전류값, 상기 충전 상태값의 차이값을 이용하여 상기 배터리의 현재 충전 상태값 및 현재 저항값을 예측할 수 있다.Wherein the operation of performing the short-term energy process comprises: predicting an open-circuit voltage, a charge state value, and a resistance value of the battery; Estimating a current value using the open-circuit voltage, the charge state value, and the resistance value; And a current value of the battery and a current resistance value using the difference between the current value and the charge state value.

상기 휴지 상태에 도입하는지 여부를 결정하는 동작은 상기 배터리의 전류값이 최소 전류값보다 작거나 현재 단자 전압값이 일정하게 유지되는 기간이 문턱 시간보다 긴 경우 상기 휴지 상태에 도입할 수 있다. 상기 배터리의 개로 전압값을 획득하여 상기 배터리의 충전 상태값을 재예측하는 동작은 상기 롱텀 에너지 프로세스 및 상기 숏텀 에너지 프로세스 중 적어도 하나 이상을 다시 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The operation of determining whether the battery is introduced into the dormant state can be introduced to the dormant state when the current value of the battery is smaller than the minimum current value or the period in which the current terminal voltage value is kept constant is longer than the threshold time. The operation of obtaining the open-circuit voltage value of the battery and re-predicting the state of charge of the battery may include performing at least one of the long-time energy process and the short-time energy process again.

본 발명의 실시예에 따르면, 배터리의 상태에 따라 다양한 방법으로 배터리의 충전 상태를 추정함으로써, 상기 배터리의 충전 상태 추정의 명확성을 향상시키면서 추가되는 하드웨어를 최소화할 수 있는 배터리의 충전 상태를 추정 또는 예측할 수 있는 방법을 제공하는 것이다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to estimate the state of charge of the battery by various methods according to the state of the battery, to estimate the state of charge of the battery which can minimize the added hardware while improving the clarity of the state of charge estimation of the battery, To provide a predictable method.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 잠정적인 정정 방법을 적용함으로써 배터리의 충전 상태 추정시 축척되는 에러의 영향을 최소화할 수 있는 배터리의 충전 상태를 추정 또는 예측하는 방법을 수행하는 배터리 관리 장치를 제공하는 것이다. 또한, 단자 전압만을 측정하고 이를 이용함으로써 저비용 및 저전력으로 배터리의 충전 상태값을 추정할 수 있는 방법 및 이러한 배터리의 관리 장치를 제공하는 것이다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a battery management apparatus that performs a method of estimating or predicting a state of charge of a battery that minimizes the influence of errors accumulated when estimating a state of charge of a battery by applying a provisional correction method . It is another object of the present invention to provide a method for estimating a state of charge of a battery at low cost and low power by measuring only the terminal voltage and using the terminal voltage.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 상태 추정 장치의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 롱텀 에너지 추정 프로세스를 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 숏텀 에너지 추정 프로세스를 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 상태의 추정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 충전 상태를 추정하는 상세 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6a 및 도 6b는 안정적인 방전 상태에서의 초기 충전 상태값을 추정하는 실험 결과 그래프들이다.
도 7a 및 도 7b는 변동적인 방전 상태에서의 초기 충전 상태값을 추정한 실험 결과 그래프들이다.
도 8a 내지 도 8d는 안정적인 방전 시나리오에서의 충전 상태값을 추정한 실험 결과 그래프들이다.
도 9a 내지 도 9d는 변동적인 방전 시나리오에서의 충전 상태값을 추정한 실험 결과 그래프들이다.
도 10a 내지 도 10d는 변동적인 방전 시나리오에서의 충전 상태값을 추정한 실험 결과 그래프들이다.
FIG. 1 illustrates a configuration of a battery charging state estimating apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a long-term energy estimation process according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a process of estimating a short-term energy according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of estimating a state of charge of a battery according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a detailed method for estimating a state of charge of a battery according to an embodiment of the present invention.
6A and 6B are graphs of experimental results for estimating initial charge state values in a stable discharge state.
FIGS. 7A and 7B are graphs of experimental results obtained by estimating initial charge state values in a variable discharge state.
8A to 8D are graphs of experimental results that estimate the state of charge in a stable discharge scenario.
FIGS. 9A to 9D are graphs of experimental results that estimate the state of charge in a variable discharge scenario.
FIGS. 10A to 10D are graphs of experimental results that estimate the state of charge in a variable discharge scenario.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified into various other forms, It is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more faithful and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

도면에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.Like numbers refer to like elements in the drawings. Also, as used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of any of the listed items.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수로 기재되어 있다 하더라도, 문맥상 단수를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이란 용어는 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terms used herein are used to illustrate the embodiments and are not intended to limit the scope of the invention. Also, although described in the singular, unless the context clearly indicates a singular form, the singular forms may include plural forms. Also, the terms "comprise" and / or "comprising" used herein should be interpreted as referring to the presence of stated shapes, numbers, steps, operations, elements, elements and / And does not exclude the presence or addition of other features, numbers, operations, elements, elements, and / or groups.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 실시예들을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 관한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그에 관한 상세한 설명은 생략할 것이다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 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.

일실시예에 따른 영상 처리 방법은 영상 처리 장치에 의해 수행될 수 있다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.The image processing method according to an exemplary embodiment may be performed by an image processing apparatus. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

본 발명의 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법에서는 숏텀 기반의 충전 상태 추정 방법 및 롱텀(OCV, resistance [R]) 을 기반으로 하여 잠정적인 정정(interim correction) 방법을 이용한다. 이는 단자 전압만을 측정하는 저 비용의 충전 상태 추정을 위한 변동적인 방전 상태의 다양성 내에서 충전 상태 추정의 명확성을 향상시키기 위한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법은 변동적인 방전 테스트에서 다른 현존하는 방법들에 비해 제안 방법이 더 적은 충전 상태값의 추정 에러를 보임을 추후에 설명하기로 한다. In the method of estimating the state of charge of the battery of the present invention, a temporary state based charge state estimation method and a provisional interim correction method based on a long-term (OCV, resistance [R]) are used. This is to improve the clarity of charge state estimation within a variety of variable discharge states for low cost charge state estimation that only measures terminal voltages. The method of estimating the state of charge of the battery according to an embodiment of the present invention will be described later in comparison with other existing methods in the variable discharge test that the proposed method shows an estimation error of the state of charge state value.

일반적으로 전류 센서 없이 단자 전압만 이용하는 휴대용 장치들에서 충전 상태를 추정하기 위한 방법으로서, 1차 RC 회로 내의 배터리를 모델링하고, 방전 상태에서 단자 전압을 향한 커패시터 전압 변화 및 레지스터 전압 변화의 특성을 카테고리화하며, 저주파 대역 필터(LPF)를 기초로 전류를 측정하고, 쿨롱 카운트를 수행하는 방법을 이용하였다. 상기 방법은 다른 방법들에 비해 간단한 프로세스로 충전 상태를 추정할 수 있으나, 초기 충전 상태를 충전할 수 없고, 방전 전류가 빠르게 변할 때 충전 상태값의 추정 레벨의 정확도가 변동적인 방전 상태에서 낮아질 수 있다.A method for estimating a state of charge in portable devices that typically use only terminal voltage without a current sensor, the method comprising: modeling a battery in a primary RC circuit and determining a characteristic of a capacitor voltage change and a register voltage change toward a terminal voltage in a discharge state, And a current is measured based on a low frequency band filter (LPF), and a coulomb count is performed. The method can estimate the state of charge by a simple process as compared with other methods, but can not charge the initial state of charge, and when the discharge current changes rapidly, the accuracy of the estimated state of charge state value can be lowered have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 상태 추정 장치의 구성을 도시한 것이다. FIG. 1 illustrates a configuration of a battery charging state estimating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따르면, 배터리 관리 장치(Battery Management System, BMS)(102)는 배터리(104)의 충전 상태를 실시간으로 추정할 수 있다. 배터리 관리 장치(102)는 센서를 통해 측정된 배터리(104)의 관찰 가능한 상태 정보를 이용하여 배터리(104)의 내부 상태 또는 관찰 불가능한 변수를 실시간으로 추정할 수 있다. 배터리 관리 장치(102)는 측정된 상태 정보를 미리 추정된 충전 상태와 동화(assimilation)함으로써 배터리(104)의 관찰 불가능한 변수를 정확하게 추정, 추적 또는 예측할 수 있다.Referring to FIG. 1, a battery management system (BMS) 102 may estimate the state of charge of the battery 104 in real time according to one embodiment. The battery management device 102 can use the observable state information of the battery 104 measured through the sensor to estimate the internal state of the battery 104 or an unobservable variable in real time. The battery management device 102 can accurately estimate, track, or predict the unobservable variables of the battery 104 by assimilation of the measured state information with the estimated charge state in advance.

여기서, 관찰 가능한 상태 정보는 배터리(104)의 전압, 전류 및 온도 중 하나 이상의 상태 정보를 포함할 수 있다. 관찰 불가능한 변수는 충전 상태(State of Charge, SoC) 또는 열화 상태(State of Health, SoH)를 포함할 수 있다. 배터리(104)의 충전 상태는 배터리(104)의 단자 전압, 단자 전류, 충/방전 효율, 내부 온도, 충전율 및 전하 농도 중 하나 이상을 포함할 수 있다.Here, the observable state information may include one or more state information of the voltage, current, and temperature of the battery 104. Unobservable variables may include State of Charge (SoC) or State of Health (SoH). The state of charge of the battery 104 may include at least one of terminal voltage of the battery 104, terminal current, charge / discharge efficiency, internal temperature, charge rate, and charge density.

배터리 관리 장치(102)는 숏텀 에너지(Short-term Energy, STE) 추정 방법, 롱텀 에너지(Long-term Energy, LTE) 추정 방법, 및 잠정적인 정정(Interim Correction) 방법을 이용하여 배터리(104)의 단자 전압, 충전 상태값, 저항값 등을 획득할 수 있다. 상세하게는, 배터리(104)가 장착된 장치에의 배터리(104)가 이전에 이용된 적이 있는 배터리인지 여부에 따라 숏텀 에너지 추정 방법 또는 롱텀 에너지 추정 방법을 통하여 배터리(104)의 충전 상태를 나타내는 값을 획득할 수 있다.The battery management apparatus 102 may be configured to estimate the battery voltage of the battery 104 using a short-term energy (STE) estimation method, a long-term energy (LTE) estimation method, and a provisional correction method. Terminal voltage, charge state value, resistance value, and the like can be obtained. In detail, the state of charge of the battery 104 is indicated through a short-term energy estimation method or a long-term energy estimation method, depending on whether the battery 104 to the device on which the battery 104 is mounted has been previously used. Value can be obtained.

배터리 충전 상태 추정 장치(100)는 배터리 관리 장치(102) 및 배터리(104)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 배터리 관리 장치(102)는 배터리(104)와 별도로 외부에 존재할 수도 있다. 배터리 관리 장치(102)는 모바일 폰 또는 랩탑과 같은 전자 장치 또는 전기 자동차에 포함될 수 있다. 배터리(104)의 충전 상태를 추정하는 방법은 배터리 관리 장치(102)에서 구현될 수 있다. 배터리(104)의 충전 상태를 추정하는 방법은 배터리 충전 상태 추정 장치(100)에 통합된 배터리 관리 장치(102)가 배터리(104)의 충전 상태를 추정하기 위한 기능들을 수행하도록 할 수 있다. 배터리(104)는, 예를 들어, 리튬-이온 셀을 포함할 수 있다.The battery charge state estimation apparatus 100 may include a battery management device 102 and a battery 104. [ In one embodiment, the battery management device 102 may be external to the battery 104 separately. The battery management device 102 may be included in an electronic device such as a mobile phone or a laptop or an electric vehicle. A method of estimating the state of charge of the battery 104 may be implemented in the battery management apparatus 102. [ The method of estimating the state of charge of the battery 104 may allow the battery management apparatus 102 incorporated in the battery state estimation apparatus 100 to perform functions for estimating the state of charge of the battery 104. [ The battery 104 may include, for example, a lithium-ion cell.

배터리 관리 장치(102)는 전자 장치 또는 전기 자동차 등에서 요구되는 지능형 배터리 관리(intelligent battery management)에 적용될 수 있다. 배터리 관리 장치(102)는 서로 다른 환경에서 사용자, 운전자 또는 파일럿의 행동에 지능적으로 반응할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 장치(102)는 무인 전기 자동차의 배터리(104)의 상태에 관해 불확실성이 존재하는 경우에, 무인 전기 자동차의 자율 주행 컨트롤러가 적합한 결정을 내리도록 도울 수 있다. 배터리 관리 장치(102)는 일정 기준 이상의 신뢰성으로 배터리(104)의 관찰 불가능한 변수들을 추정할 수 있다.The battery management device 102 may be applied to intelligent battery management required in an electronic device or an electric vehicle or the like. The battery management device 102 may react intelligently to the behavior of a user, driver, or pilot in different environments. For example, the battery management device 102 can help the autonomous drive controller of the unmanned electric vehicle make the appropriate decisions when there is uncertainty about the state of the battery 104 of the unmanned electric vehicle. The battery management device 102 may estimate the unobservable variables of the battery 104 with a certain level of reliability or more.

예를 들어, 전기 자동차는 일반적으로 직렬 및/또는 병렬 구조로 배치된 리튬-이온 셀로 구성된 배터리 팩을 사용함으로써 높은 출력을 만족시킨다. 배터리 관리 장치(102)는 리튬-이온 셀을 모니터링하거나 온도, 전류 또는 전압 등과 같은 관찰 가능한 변수를 추정하기 위하여 센서를 사용할 수 있다. 센서는 온-보드(on-board) 센서일 수 있으며 배터리(104) 내부에 배치될 수 있고, 배터리 관리 장치(102) 역시 온-보드 형태로 배치될 수 있다. For example, an electric vehicle satisfies a high output by using a battery pack composed of lithium-ion cells arranged in a serial and / or parallel structure in general. The battery management device 102 may use a sensor to monitor a lithium-ion cell or to estimate observable parameters such as temperature, current or voltage. The sensor may be an on-board sensor and may be disposed within the battery 104, and the battery management device 102 may also be disposed on-board.

배터리 관리 장치(102)는 데이터를 실시간으로 동화함으로써 관찰 불가능한 변수 및 내부 상태를 실시간으로 추정할 수 있다. 배터리 관리 장치(102)는 각각의 리튬-이온 셀을 지속적으로 모니터링하고 충전 상태 또는 열화 상태와 같은 배터리(104)의 관찰 불가능한 변수들을 추정함으로써 안전한 구동을 보장할 수 있다. 이처럼, 배터리 관리 장치(102)는 스케일이 확장된(scaled-up) 배터리 팩 구성으로부터 야기되는 새로운 안전 문제를 해소할 수 있다.The battery management apparatus 102 can estimate unobservable variables and internal states in real time by assimilating data in real time. The battery management device 102 can ensure safe operation by continuously monitoring each lithium-ion cell and estimating unobservable variables of the battery 104, such as a state of charge or a state of deterioration. As such, the battery management apparatus 102 can solve the new safety problem arising from the scaled-up battery pack configuration.

배터리 관리 장치(102)는 센서에 의해 측정된 전류, 전압 또는 온도 등의 배터리(104)의 파라미터 정보 또는 상태 정보를 획득하는 프레임워크(framework)를 제공할 수 있다. 배터리 관리 장치(102)는 획득된 정보를 초기에 추정된 충전 상태와 비교하고, 비교 결과를 기초로 배터리(104)의 현재 충전 상태를 추정할 수 있다. The battery management device 102 may provide a framework for obtaining parameter information or status information of the battery 104, such as current, voltage, or temperature measured by the sensor. The battery management device 102 may compare the acquired information with an initially estimated charge state and estimate the current state of charge of the battery 104 based on the comparison result.

배터리 관리 장치(102)는 센서로부터 전압, 전류 또는 온도 등과 같은 배터리(104)의 관찰 가능한 상태를 측정함으로써 배터리(104)의 관찰 불가능한 상태 및 내부 상태에 관한 정보를 실시간으로 추정할 수 있다. 배터리 관리 장치(102)는 계산적으로 효율적인 데이터 동화를 수행하며, 여기서 추정된 충전 상태는 배터리(104)의 관찰 가능한 파라미터들의 정보와 결합됨으로써 배터리(104)의 현재 충전 상태를 추정하는데 사용될 수 있다. 배터리 관리 장치(102)는 실시간 구현을 위해 수정될 수 있으며, 계산적으로 경제적이다. 배터리 관리 장치(102)는 보드에 임베딩(embedding)되도록 수정될 수도 있다.The battery management device 102 can estimate in real time information about the unobservable and internal states of the battery 104 by measuring the observable state of the battery 104, such as voltage, current or temperature, from the sensor. The battery management device 102 performs computationally efficient data assimilation where the estimated state of charge can be used to estimate the current state of charge of the battery 104 by being combined with information of the observable parameters of the battery 104. [ The battery management device 102 can be modified for real-time implementation and is computationally economical. The battery management device 102 may be modified to be embedded in the board.

배터리 관리 장치(102)는 배터리(104) 양단 사이의 전위 차이, 캐소드(cathode) 및 애노드(anode)에서의 표면 농도(surface concentration), 애노드에서의 고체 상태 전위(solid potential), 전해질 농도(electrolyte concentration) 또는 전해질 전위(electrolyte potential) 등과 같은 배터리(104)의 내부 상태에 관한 확률적 정보를 제공할 수 있다. 배터리 관리 장치(102)는 충전 상태와 같은 관찰 불가능한 변수의 확률적 정보를 제공할 수 있다. 예를 들면, 자율주행/반 자율주행 차량의 컨트롤러를 포함하는 차량 제어 시스템과 배터리 관리 장치(102)가 통합되거나 사물 인터넷 장치의 제어 시스템과 배터리 관리 장치(102)가 통합되어 확률적 정보가 이용될 수 있다. The battery management device 102 may be configured to measure the difference in potential between the two ends of the battery 104, the surface concentration at the cathode and the anode, the solid potential at the anode, concentration, electrolyte potential, and the like of the battery 104. For example, The battery management device 102 may provide probabilistic information of an unobservable variable such as a state of charge. For example, the vehicle control system including the controller of the autonomous traveling / semi-autonomous traveling vehicle may be integrated with the battery management apparatus 102, or the control system of the object Internet apparatus may be integrated with the battery management apparatus 102, .

배터리 관리 장치(102)는 초기 충전 상태가 알려지지 않았을 때 배터리(104)의 충/방전의 시작부터 160초 내로 배터리(104)의 내부 상태를 정확하게 추적할 수 있다. 배터리 관리 장치(102)는 배터리(104) 전체에 걸쳐 배터리(104)의 내부 상태를 정확하게 예측할 수 있다. 예를 들면, 배터리 관리 장치(102)는 실제 드라이브 주기와 관련된 부하 전류에서의 어떠한 빠르기의 변화를 다루거나 사물 인터넷 장치의 사용 전압 또는 사용 전류의 변화도 다룰 수 있다. The battery management apparatus 102 can accurately track the internal state of the battery 104 within 160 seconds from the start of charge / discharge of the battery 104 when the initial charge state is not known. The battery management apparatus 102 can accurately predict the internal state of the battery 104 over the entire battery 104. [ For example, the battery management device 102 may handle any change in the load current at the load current associated with the actual drive cycle or handle changes in the operating voltage or operating current of the object Internet device.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법은 롱텀 에너지(LTE) 추정 알고리즘, 숏텀 에너지(STE) 추정 알고리즘, 및 단자 전압 측정을 기반으로 하며, 상기 충전 상태 추정 방법의 정확도를 향상시키기 위한 상기 롱텀 에너지 및 상기 숏텀 에너지 사이의 잠정적인 정정 단계를 포함할 수 있다. 이는 충전 상태의 추정 파라미터의 특성들을 시간의 함수로서 변경시켜 적용됨으로써 수행될 수 있다. 다시 말해, 충전 상태에서의 변화량은 평균 단자 전압들 사이의 차이값 및 롱텀 에너지 추정 알고리즘의 개로 회로 전압들의 차이값들 사이의 유사도에 기반하여 예측될 수 있다. 상기 예측에 기초하여, 상기 충전 상태는 역 쿨롱 카운팅 이후에 갱신될 수 있다.A method for estimating a state of charge of a battery according to an embodiment of the present invention is based on a long-term energy (LTE) estimation algorithm, a short-time energy (STE) estimation algorithm, and a terminal voltage measurement, And a provisional correction step between the long-term energy and the short-time energy to improve the long-term energy. This can be done by applying the properties of the estimated parameter of charge state as a function of time. In other words, the amount of change in the charge state can be predicted based on the difference between the average terminal voltages and the similarity between the difference values of the open circuit voltages of the long-term energy estimation algorithm. Based on the prediction, the state of charge may be updated after inverse Coulomb counting.

숏텀 에너지 추정 알고리즘에서, 짧은 기간 내에서의 방전 전류들은 개로 전압 및 저항 값이 단기간에 시간의 함수로서 천천히 변화하는 지점에서의 특성을 이용함으로써, 이전 값들이 될 현재 파라미터 값들을 추정하는 과정을 통하여 예측될 수 있다. 이후, 충전 상태는 쿨롱 카운팅 프로세스를 이용하여 예측될 수 있다.In the short-term energy estimation algorithm, the discharge currents within a short period of time are estimated by using the characteristics at the point where the open-circuit voltage and the resistance value slowly change as a function of time in a short period of time, Can be predicted. Thereafter, the state of charge can be predicted using the coulomb counting process.

마지막으로, 잠정적인 정정 방법은 장시간에 걸쳐 적용되는 숏텀 에너지 추정 방법에서의 이전 값을 고정하는 연속적인 과정에서 축척될 수 있는 에러들의 잠정적인 정정을 위해 제안될 수 있다.Finally, the provisional correction method can be proposed for the provisional correction of errors that can be scaled in a continuous process that fixes the previous value in the long-term applied short-term energy estimation method.

본 발명의 상기 충전 상태의 에너지 추정 방법은 다양한 전력 노이즈의 제거 및 추정 에러를 발생을 감소시키기 위한 전처리 과정에서의 저주파 대역 필터를 포함하고, 이것은 간헐적인 단자 전압을 측정하는 환경에서 발생될 수 있다.The charged state energy estimation method of the present invention includes a low frequency band filter in a preprocessing process for eliminating various power noise and reducing occurrence of estimation error, which can be generated in an environment for measuring intermittent terminal voltage .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 롱텀 에너지 추정 프로세스를 나타내는 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a long-term energy estimation process according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 변동적인 방전 상태에서의 단자 전압의 큰 폭의 변동 때문에 발생되는 충전 상태의 추정 에러를 정정하기 위하여 추정 단위 시간을 연장할 수 있으며, 이는 최근 사물 인터넷 장치들에 빈번하게 일어난다. 또한, 역 쿨롱 카운팅 과정을 적용하여 평균 방전 전류를 추정하기 위한 단자 전압에서의 차이에 기초해 개로 전압 및 충전 상태의 차이들을 산출할 수 있다. 이후, 상기 개로 전압 값은 현재 측정된 단자 전압(Vt[n]) 및 전압 강하(voltage drop, IR) 사이의 차이를 산출함으로써 예측될 수 있다. The present invention can extend the estimated unit time to correct the estimation error of the state of charge caused by the large fluctuation of the terminal voltage in the fluctuating discharge state which frequently occurs in recent matter Internet devices. Further, it is possible to calculate the differences between the open-circuit voltage and the charged state based on the difference in the terminal voltage for estimating the average discharge current by applying the inverse coulomb counting process. Thereafter, the open-circuit voltage value can be predicted by calculating the difference between the currently measured terminal voltage Vt [n] and the voltage drop (IR).

먼저, 휴지 상태(Relaxation State)에서의 개로 전압값(OCV_RST)이 존재하는지 여부를 나타내는 플래그가 1인지 판단한다(S10). 만일 개로 전압값(OCV_RST)가 존재하는 경우에는, 휴지 상태의 개로 전압값(OCVRST)을 n-d 시간의 개로 전압값(OCV[n-d])로 설정한다(S11). 한편, 개로 전압값(OCV_RST)가 존재하지 아니하는 경우에는 초기화 단계 수행중인지 여부를 나타내는 초기화 플래그(FLAGINT)가 1인지 판단한다(S12). 만일 상기 초기화 플래그가 1인 경우에는 n 에서의 저항값(RLTE[n])을 n-1 에서의 저항값(RLTE[n-1])으로 설정한다(S13). 한편, 상기 초기화 플래그가 0인 경우에는 숏텀 에너지 추정 프로세스의 n에서의 저항값(RSTE[n])을 n-1 에서의 저항값(RSTE[n-1])으로 설정한다(S14).First, it is determined whether a flag indicating whether an open-circuit voltage value OCV_RST exists in a relaxation state is 1 (S10). If there is an open-circuit voltage value OCV_RST, the open-circuit voltage value OCV RST in the idle state is set to the open-circuit voltage value OCV [nd] in the nd time (S11). On the other hand, if the open-circuit voltage value OCV_RST does not exist, it is determined whether the initialization flag FLAG INT indicating whether the initialization step is being performed is 1 (S12). If the initialization flag is 1, the resistance value R LTE [n] at n is set to the resistance value R LTE [n-1] at n-1 (S13). On the other hand, when the initialization flag is 0, the resistance value RSTE [n] in n of the short-term energy estimation process is set to the resistance value RSTE [n-1] at n-1 (S14) .

이후, 단자 전압의 차이값(△Vt= △OCV)을 산출하고, 상기 단자 전압의 차이값을 이용하여 n 에서의 개로 전압값(OCV[n])을 산출할 수 있다(S15). 상기 개로 전압값을 충전 상태값의 테이블(SOC_TBL)을 이용하여 n-d 및 n 에서의 롱텀 에너지 프로세스의 충전 상태값(SOCLTE[n-d], SOCLTE[n])을 산출할 수 있고, 이들을 이용하여 충전 상태값의 차이값(△SOC)를 측정할 수 있다(S16). 또한, 상기 충전 상태값의 차이값과 최대 전하량(Qmax), 및 측정 시간을 이용하여 평균 전류값(Iavr)을 산출할 수 있고(S17), 상기 평균 전류값과 상기 n-1 에서의 저항값을 이용하여 단자 전압값(Vd)를, 상기 단자 전압값을 이용하여 임시적인 개로 전압값(OCVtmp)을, 상기 최대 개로 전압값(OCVmax) 및 임시 개로 전압값(OCVtmp)을 이용하여 n 에서의 개로 전압값(OCV[n])을 예측할 수 있다(S18). 마지막으로, 상기 획득된 n 에서의 개로 전압값(OCV[n])을 충전 상태값 테이블에 대입하여 n 에서의 충전 상태값(SOCLTE[n])을 획득하고, 상기 충전 상태값을 저항값 테이블에 대입하여 n 에서의 저항값(RLTE[n])을 획득할 수 있다(S19).Then, the open-circuit voltage value OCV [n] at n can be calculated using the difference value of the terminal voltage (DELTA Vt = DELTA OCV) and the difference value of the terminal voltage (S15). It is possible to calculate the state of charge (SOC LTE [nd], SOC LTE [n]) of the long-term energy process in nd and n using the table SOC_TBL of the state of charge of the open- The difference value? SOC of the charge state value can be measured (S16). Further, the average current value I avr can be calculated using the difference value of the charge state value, the maximum charge amount Q max , and the measurement time (S17), and the average current value and the average current value to the terminal voltage value (Vd) by using the resistance values, the temporary open-circuit voltage (OCV tmp) by using the terminal voltage value, the maximum open-circuit voltage (OCV max) and the temporary open-circuit voltage (OCV tmp) It is possible to predict the open-circuit voltage value OCV [n] at n (S18). Finally, the obtained open-circuit voltage value (OCV [n]) at n is substituted into the charge state value table to obtain the charge state value SOC LTE [n] at n, The resistance value R LTE [n] at n can be obtained by substituting it into the table (S19).

이러한 방법은 초기 값을 참조할 필요 없이 특정 시간동안 동작 후에 초기 값을 획득할 수 있고, 롱텀에서 상기 충전 상태의 평균 변화를 예측할 수 있으므로, 일반적인 쿨롱 카운팅 방법에서 축척되는 에러 발생 문제를 잠정적으로 정정할 수 있다. This method can obtain the initial value after the operation for a specific time without referring to the initial value, and can predict the average change of the state of charge in the long-term, so that the error occurrence problem accumulated in the usual coulomb counting method is corrected can do.

시간 경과에 따른 배터리 상태와 관련된 신호의 변화는 충전 상태-개로 전압(SOC-OCV) 및 충전 상태-저항(SOC-R) 그래프에서 볼 수 있다. 이러한 주파수 특성들을 분석할 때, 단자 전압에 비하여 개로 전압 및 내부 저항 파라미터들은 시간이 지날수록 매우 천천히 변화되었다. 이것은 상기 개로 전압 및 저항 값들이 숏텀 방전 전류를 예측하는 과정에서 근사치를 낼 수 있음을 함축한다. OCV[n-1] 값과 Vt[n] 값 사이의 차이가 충전 시간 측정과 관련된 배터리 신호에서 이러한 특성의 변화에 기초하여 R[n-1] 값으로 나뉠 수 있을 때, 방전 전류(I[n])는 작은 에러 범위 이내에서 예측될 수 있다. The change in signal related to battery status over time can be seen in the Charge State-Open-Circuit Voltage (SOC-OCV) and Charge State-Resistance (SOC-R) graphs. When analyzing these frequency characteristics, the open-circuit voltage and internal resistance parameters changed very slowly over time compared to the terminal voltage. This implies that the open-circuit voltage and resistance values can be approximated in the process of predicting the short-time discharge current. When the difference between the OCV [n-1] value and the Vt [n] value can be divided into R [n-1] values based on a change in this characteristic in the battery signal associated with the charge time measurement, the discharge current I [ n]) can be predicted within a small error range.

하기 수학식 1 및 2는 이전 값들을 이용하여 현재 개로 전압 및 저항을 추정하는 과정을 나타내며, 하기 수학식 3은 이러한 가정에 기초하여 I[n]을 산출하는 수학식이다.The following equations (1) and (2) represent a process of estimating the current open-circuit voltage and resistance using previous values, and the following equation (3) is a formula for calculating I [n] based on this assumption.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 숏텀 에너지(STE) 추정 프로세스를 나타내는 순서도이고, 이는 상술한 가정들에 기초하여 제안되었다. FIG. 3 is a flow chart illustrating a short-term energy (STE) estimation process in accordance with an embodiment of the present invention, which has been proposed based on the above-described assumptions.

도 3을 참조하면, 먼저, 휴지 상태에서의 개로 전압값이 존재하는지를 나타내는 플래그인 휴지 상태의 개로 전압 플래그(FLAGOCV _ RST)가 1인지 확인할 수 있다(S20). 만일 상기 개로 전압 플래그가 1인 경우, 상기 휴지 상태의 개로 전압값(OCVRST)을 n-1 에서의 개로 전압값(OCV[n-1])으로 설정할 수 있다(S22). 한편, 만일 상기 개로 전압 플래그가 0인 경우, n 에서의 개로 전압값(OCV[n])을 n-1 에서의 개로 전압값(OCV[n-1])으로 설정할 수 있다(S21).Referring to Figure 3, it can be seen, first, if the at rest the flag indicating whether the open-circuit voltage value at the rest condition is present open-circuit voltage flag (FLAG OCV _ RST) 1 ( S20). If the open-circuit voltage flag is 1, the open-circuit voltage value OCV RST in the idle state can be set to the open-circuit voltage value OCV [n-1] at n-1 (S22). On the other hand, if the open-circuit voltage flag is 0, the open-circuit voltage value OCV [n] at n can be set to the open-circuit voltage value OCV [n-1] at n-1 (S21).

이후, 롱텀 에너지 추정 프로세스가 수행중인지 여부를 나타내는 롱텀 플래그(FLAGLTE)를 확인할 수 있다(S23). 만일 상기 롱텀 플래그가 1인 경우, n 에서의 롱텀 에너지 추정 프로세스에서의 충전 상태값(SOCLTE[n]) 및 저항값(RLTE[n])을 n-1 에서의 충전 상태값(SOCSTE[n-1]) 및 저항값(RSTE[n-1])으로 설정하고, 상기 롱텀 플래그가 0인 경우, n 에서의 숏텀 에너지 추정 프로세스에서의 충전 상태값(SOCSTE[n]) 및 저항값(RSTE[n])을 n-1 에서의 숏텀 에너지 추정 프로세스에서의 충전 상태값(SOCSTE[n-1]) 및 저항값(RSTE[n-1])으로 설정할 수 있다(S24).Thereafter, the long-term flag FLAG LTE indicating whether or not the long-term energy estimation process is being performed can be confirmed (S23). If said if a long term flag is 1, the charge state value of the long-term energy estimation process in n (SOC LTE [n]) and the resistance (RLTE [n]) the state of charge value at n-1 (SOC STE [ (SOC STE [n]) and the resistance value RSTE [n-1] in the short-term energy estimation process at n when the long-term flag is 0, value (R STE [n]) to be set to a state of charge value (SOC STE [n-1] ) and the resistance (R STE [n-1] ) of the short-term energy estimation process in the n-1 (S24 ).

상기 n-1 에서의 충전 상태값(SOC[n-1]) 및 저항값(R[n-1])을 이용하여 n 에서의 전류값(I[n]) 및 클리핑된 전류값(Ic[n])을 산출할 수 있다(S26). 상기 n 에서의 전류값(I[n])은 상기 수학식 3을 이용하여 산출될 수 있다. 또한, 상기 클리핑된 전류값(Ic[n])을 이용하여 n 에서의 충전 상태값(SOCSTE[n])을 획득할 수 있다(S27). 상기 롱텀 플래그(FLAGLTE)를 다시 확인하여(S28), 상기 롱텀 플래그(FLAGLTE)가 1인 경우에는 상기 n 에서의 충전 상태값(SOCSTE[n])을 충전 상태값 테이블(SOC_TBL)에 적용하여 n 에서의 저항값(RSTE[n])을 획득하고, 상기 저항값(RSTE[n])을 이용하여 n 에서의 개로 전압값(OCV[n])을 획득할 수 있다(S29). 또한, 상기 n 에서의 개로 전압값(OCV[n])을 이용하여 n 에서의 충전 상태값(SOCSTE[n])을 다시 획득하고, 상기 충전 상태값(SOCSTE[n])을 이용하여 n 에서의 저항값(RSTE[n])을 다시 획득할 수 있다(S29_5).The current value I [n] at n and the clipped current value Ic [n] are calculated using the charge state value SOC [n-1] and the resistance value R [n- n]) (S26). The current value I [n] at n can be calculated using Equation (3). Further, the charge state value SOC STE [n] at n can be obtained using the clipped current value Ic [n] (S27). The long-term flag FLAG LTE is checked again (S28). If the long-term flag FLAG LTE is 1, the charge state value SOC STE [n] in the n is stored in the charge state value table SOC_TBL applied can obtain a resistance value obtained (R STE [n]), and the resistance value (R STE [n]) open-circuit voltage (OCV [n]) at n, using the at n (S29 ). Further, by using the open-circuit voltage (OCV [n]) at the n-obtained charge value (SOC STE [n]) at n again, using the state of charge value (SOC STE [n]) a resistance value (R STE [n]) at n can be obtained again (S29_5).

상기 산출된 I[n] 값은 상기 개로 전압 값이 항상 단자 전압값 보다 큰 사실을 이용함으로써 클리핑 과정을 통해 분류될 수 있고, 그러므로, 양수의 값만이 남는다. 이후, 클리핑을 통해 이미 산출된 Ic[n] 값은 충전 상태에서의 숏텀 변화를 계산하기 위해 역 쿨롱 카운팅 방법으로 처리될 수 있다. 이후, 현재 충전 상태 값은 이전 충전 상태 값으로부터 변경된 충전 상태 값을 감산함으로써 추정될 수 있다. 마지막으로, 전류 R 및 개로 전압 값은 SOC-R 및 SOC-OCV 테이블을 이용해 각각 갱신될 수 있다.The calculated I [n] value can be classified through the clipping process by using the fact that the open-circuit voltage value is always larger than the terminal voltage value, and therefore only the positive value remains. The Ic [n] value already calculated through clipping can then be processed by the inverse coulomb counting method to calculate the shortturn change in the charged state. The current charge state value may then be estimated by subtracting the changed charge state value from the previous charge state value. Finally, the current R and open-circuit voltage values can be updated using the SOC-R and SOC-OCV tables, respectively.

이러한 방법은 숏텀에서의 충전 상태를 추정하기 위해 정확도를 높일 수 있다. 그러나, 변동적인 배터리의 방전 상태가 휴지 상태 없이 계속되는 경우에는 이전 값들이 될 개로 전압 및 저항 값의 추정 과정에서 발생되어 축척되는 에러가 끊임없이 증가하는 문제도 발생될 수 있다.This method can increase the accuracy to estimate the state of charge in the short-term. However, if the discharge state of the variable battery continues without a dormant state, there may be a problem that errors accumulated and accumulated in the process of estimating the open-circuit voltage and resistance value, which are the previous values, are constantly increased.

본 발명의 일 실시예에 따른 추정 방법은 숏텀 에너지 추정 프로세스에서 축척되는 에러 문제에 대하여 잠정적인 정정을 수행하기 위하여, 롱텀 에너지 및 숏텀 에너지 추정 프로세스들을 조합하여 적용하였다. 오랜 시간동안 계속되는 방전 상태에서는 단자 전압값 간의 평균 차이가 개로 전압 값 간의 차이와 유사하고, 따라서, 계속되는 숏텀 에너지 추정 프로세스로 인해 축척되는 충전 상태의 추정 에러는 롱텀 에너지 및 숏텀 에너지 추정 프로세스를 통하여 잠정적으로 정정될 수 있다. 숏텀에서 방전되는 전류는 숏텀 에너지 추정 프로세스로 예측되는 것이 더 정확하기 때문에, 롱텀 에너지 및 숏텀 에너지 추정 프로세스는 잠정적인 정정 과정에서 연속적으로 수행될 수 있다.The estimation method according to an embodiment of the present invention combines the long-term energy and the short-term energy estimation processes in order to perform a provisional correction on the accumulated error problem in the short-term energy estimation process. The average difference between the terminal voltage values is similar to the difference between the open-circuit voltage values, so that the accumulated charge state estimation error due to the subsequent short-term energy estimation process can be estimated through the long-term energy and the short- . ≪ / RTI > Since the current discharged from the shorttom is more accurate to be predicted by the shorttom energy estimation process, the longtomem and shorttom energy estimation processes can be performed continuously in a provisional correction process.

롱텀 에너지 추정 프로세스에서 획득되는 충전 상태값(SOCLTE) 및 저항값(RLTE)은 숏텀 에너지 추정 프로세스로 전송되고, 이후 숏텀 에너지 추정 프로세스만이 수행될 수 있다. 도 3에서 도시되는 숏텀 에너지 추정 프로세스에서는 롱텀 에너지 및 숏텀 에너지 추정 프로세스의 잠정적인 정정 모드가 커져 있을 때, 롱텀 에너지 추정 프로세스로부터 전송된 충전 상태값(SOCLTE) 및 저항값(RLTE) 값은 이전 값들로 저장될 수 있고, 즉각적인 방전 전류는 이전 값을 이용해 계산될 수 있고, 이를 수학식 3으로 나타냈다. 이후, 충전 상태에서의 숏텀 차이값은 쿨롱 카운팅 방법을 이용하여 획득될 수 있고, 현재 동작 모드의 플래그가 롱텀 에너지 및 숏텀 에너지 추정 프로세스의 잠정적인 정정 상태에 있을 때, 숏텀 프로세스에서의 저항값(RSTE) 값은 갱신될 수 있고, 전압 강하가 산출될 수 있다. 최종 개로 전압값은 현재의 단자 전압에 IR을 가산함으로써 획득될 수 있다. 최종 단계에서 모든 SOC_STE 및 R_STE 값들은 획득된 개로 전압값을 기초로 하여 갱신될 수 있다.The charge state value (SOC LTE ) and the resistance value (R LTE ) obtained in the long-term energy estimation process are transmitted to the short-term energy estimation process, and only a short-term energy estimation process can be performed thereafter. 3, the charge state value (SOC LTE ) and the resistance value (R LTE ) value transmitted from the long-term energy estimation process, when the provisional correction mode of the long-time energy and the short-term energy estimation process are large, And the instantaneous discharge current can be calculated using the previous value, which is shown in Equation (3). Thereafter, the short-term difference value in the charge state can be obtained using the coulomb counting method, and when the flag of the current operation mode is in the provisional correction state of the long-term energy and the short-term energy estimation process, R STE ) value can be updated and a voltage drop can be calculated. The final open-circuit voltage value can be obtained by adding IR to the current terminal voltage. In the final stage, all SOC_STE and R_STE values can be updated based on the obtained open-circuit voltage value.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 상태의 추정 방법을 나타내는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of estimating a state of charge of a battery according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 상태의 추정 방법은 초기화 단계, 롱텀 에너지 추정 단계, 숏텀 에너지 추정 단계, 및 휴지 단계를 포함한다.Referring to FIG. 4, a method for estimating a state of charge of a battery according to an embodiment of the present invention includes an initialization step, a long-term energy estimation step, a short-term energy estimation step, and a dormant step.

먼저 상기 추정 방법은 배터리를 이용하는 장치에 장착된 상기 배터리가 이전에 이용된 적이 없이 처음 이용되는 것인지 여부를 판단한다(S30). 상기 배터리가 처음 이용되는 경우, 초기화 단계를 시작하여 초기 충전 상태값 및 초기 단자 전압값, 및 초기 저항값을 설정할 수 있다(S31). 초기화 단계(S31)가 완료되면 롱텀 에너지 추정 프로세스를 시작할 수 있다(S32). 상기 롱텀 에너지 추정 프로세스를 통하여 롱텀 에너지 추정에서의 충전 상태값(SOCLTE), 저항값(RLTE), 및 롱텀 에너지 추정 프로세스가 수행되는지 여부를 나타내는 롱텀 플래그(FLAGLTE)를 획득할 수 있다(S33).First, the estimation method determines whether the battery mounted on the battery-powered device is used for the first time without being used previously (S30). If the battery is used for the first time, an initialization step may be initiated to set an initial charge state value, an initial terminal voltage value, and an initial resistance value (S31). When the initialization step S31 is completed, the long-term energy estimation process can be started (S32). Through the long-term energy estimation process, a long-term flag FLAG LTE indicating a charge state value (SOC LTE ), a resistance value (R LTE ), and a long-term energy estimation process in the long-term energy estimation can be obtained S33).

상기 배터리가 처음 이용되는 것인지 여부를 판단하는 단계(S30)에서 상기 배터리가 이전에 이용된 적이 있는 배터리인 경우에는 숏텀 에너지 추정 프로세스를 시작할 수 있다(S34). 상기 배터리가 이용된 적이 있다면 상기 배터리에 대한 모든 정보인 현재 충전 상태값, 단자 전압값, 및 저항값을 모두 알고 있으므로 이들을 기초로 하여 프로세스를 수행할 수 있다. 상기 숏텀 에너지 추정 프로세스 중 예측되는 전류값이 최소 전류값 보다 작고 단자 전압값이 작은 값으로 일정 시간 이상 안정적인 경우인지 판단할 수 있다(S35). If it is determined in step S30 that the battery is used for the first time, the short-term energy estimation process may be started in step S34. If the battery has been used, the current charge state value, the terminal voltage value, and the resistance value, which are all information on the battery, are all known, so that the process can be performed based on them. It is possible to determine whether the current value predicted during the short-term energy estimation process is smaller than the minimum current value and the terminal voltage value is a stable value for a predetermined time or longer (S35).

만일 조건에 해당하지 않는 경우에는 상기 숏텀 에너지 추정 프로세스를 통하여 숏텀 에너지 추정에서의 충전 상태값(SOCSTE), 저항값(RSTE), 개로 전압값(OCVSTE)및 숏텀 에너지 추정 프로세스가 수행되는지 여부를 나타내는 숏텀 플래그(FLAGSTE)를 획득할 수 있다(S36). 또한, 상기 조건에 해당하는 경우, 상기 배터리는 휴지 상태에 도입할 수 있다(S37). 상기 휴지 상태 중에도 전류값을 예측하여 상기 전류값이 최소 전류값 보다 작고 단자 전압값이 작은 값으로 일정 시간 이상 안정적인 경우인지 판단함으로써(S38), 조건을 만족시키는 경우에는 상기 휴지 상태(S37)를 유지할 수 있다. 또한, 상기 조건을 만족시키지 못하는 경우에는 개로 전압값(OCV)을 획득할 수 있다(S39). If the condition is not satisfied, the short-term energy estimating process determines whether the charge state value (SOC STE ), resistance value (R STE ), open-circuit voltage value (OCV STE ) (FLAG STE ) indicating whether or not the flag is set (S36). Further, if the above condition is satisfied, the battery can be introduced into a rest state (S37). If it is determined that the current value is smaller than the minimum current value and the terminal voltage value is stable for more than a predetermined period of time (S38) by predicting the current value even during the idle state, the idle state (S37) . If the above condition is not satisfied, the open-circuit voltage value (OCV) can be obtained (S39).

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전 상태의 추정하는 상세 방법을 나타내는 순서도이다. 5 is a flowchart showing a detailed method for estimating a state of charge of a battery according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 순서는 초기화 단계, LTE 추정 단계, STE 추정 단계, 및 휴지 단계를 포함한다. 제안하는 방법이 임베디드되는 시스템을 위해 상기 초기화 단계는 현재 연결된 배터리가 켜졌는지, 사용되던 배터리인지, 또는 새로운 것인지 여부에 따라 다르게 수행될 수 있다(S50). 만일 새로운 배터리가 연결되었으면, 상기 배터리에 대한 기존의 정보를 전혀 모르기 때문에, 초기값을 결정하기 위한 초기화 단계를 시작하여야 한다(S51). 만일 현재 연결된 배터리가 기존에 이용되던 배터리이면, 상기 시스템은 상기 배터리의 상태(SOC, OCV, R 등)에 대한 모든 정보들을 이미 알고 있으므로, 제한하는 알고리즘 프로세스는 단 시간동안 충전 상태값의 추정을 위해 STE로 이동될 수 있다(S59, S60). Referring to FIG. 5, the sequence includes an initialization step, an LTE estimation step, an STE estimation step, and a dormant step. For the system in which the proposed method is embedded, the initialization step may be performed differently depending on whether the currently connected battery is turned on, whether the battery is used, or whether it is new (S50). If a new battery is connected, the existing information about the battery is not known at all, so an initialization step for determining the initial value should be started (S51). If the currently connected battery is a previously used battery, the system already knows all the information about the state of the battery (SOC, OCV, R, etc.), so the limiting algorithm process can estimate the state of charge for a short time And may be moved to the STE (S59, S60).

상기 초기화 단계에서 상기 초기 단자 전압은 OCV-SOC 테이블을 이용해 갱신될 수 있고, 상기 LTE 프로세스가 시작될 수 있다(S52). LTE 프로세스에서는, 초기 충전 상태 값은 SOC_LTE 차이값이 SOC_TH0값 보다 커질때까지 프로세스를 반복함으로써 추정될 수 있다.In the initialization step, the initial terminal voltage may be updated using the OCV-SOC table, and the LTE process may be started (S52). In the LTE process, the initial charge state value can be estimated by repeating the process until the SOC_LTE difference value is greater than the SOC_TH0 value.

상기 초기값(SOC, R)은 이러한 방법으로 추정되며, 관련된 FLAG값(FLAG_LTE)은 숏텀 에너지 추정 프로세스로 전송될 수 있다. 상기 롱텀 에너지 추정 프로세스는 앞서 도 2를 참조하여 설명한 과정을 수행할 수 있으며, 충전 상태값의 차이값이 문턱값보다 큰 경우(S55의 Yes), 잠정적인 정정 과정을 수행하여(S58) 충전 상태값, 저항값, 및 플래그 값을 획득할 수 있으며, 이는 숏텀 에너지 추정 프로세스로 전송될 수 있다.The initial value SOC, R is estimated in this way and the associated FLAG value FLAG_LTE can be transmitted to the short-term energy estimation process. 2, if the difference value of the charge state value is greater than the threshold value (Yes in S55), a provisional correction process is performed (S58), and the charge state Value, a resistance value, and a flag value, which can be transmitted to the short-term energy estimation process.

숏텀 에너지 추정 프로세스(S60)도 앞서 도 3을 참조하여 설명한 과정을 수행할 수 있다. 상기 숏텀 에너지 추정 프로세스 중에도 예측된 전류값이 최소 전류값보다 작고 전압이 안정적인지 체크하며(S61), 체크시 조건에 해당하지 아니하는 경우에는 측정 시간이 400초를 초과하는지를 체크할 수 있다(S62). 상기 측정 시간이 400초를 초과하는 경우에는 숏텀 에너지 추정 프로세스를 완료하고, 저항값(RSTE)을 획득할 수 있다. The process for estimating the short-term energy (S60) can also be performed with reference to FIG. It is checked whether the predicted current value is smaller than the minimum current value and the voltage is stable during the short-term energy estimation process (S61). If it is not the condition to check, it can be checked whether the measurement time exceeds 400 seconds ). If the measurement time exceeds 400 seconds, the short-term energy estimation process can be completed and the resistance value (R STE ) can be obtained.

상기 전류값 및 전압값 체크하는 단계(S61)에서 상기 조건을 만족하는 경우에는 휴지 단계에 도입할 수 있다(S66). 상기 휴지 단계 중에도 상기 전류값 및 전압값은 체크되며(S67), 상기 조건 만족시 계속하여 휴지 단계에 머무르고, 상기 조건이 만족되지 아니하는 경우에는 휴지 단계에서의 개로 전압값 및 플래그를 숏텀 에너지 추정 프로세스의 시작 단계로 전송할 수 있다(S68). 상기 휴지 상태가 유지되는 동안, 단자 전압 및 개로 전압 값은 서로 거의 동일해지며, 따라서, 개로 전압_RST 값은 높은 정확성을 가지고 개로 전압 값을 연속적으로 리셋하기 위하여 LTE 및 STE 프로세스들로 전송될 수 있다. 상기 휴지 상태에서, 방전 전류(I) 는 상기 수학식 3을 이용하여 추정될 수 있다. 상기 휴지 상태에서 결정되는 상기 I_min 값은 실험적으로 결정될 수 있다.If the above conditions are satisfied in the step S61 of checking the current value and the voltage value, the current value and the voltage value may be introduced into the dormant step (S66). The current value and the voltage value are checked during the dormant step (S67). If the condition is satisfied, the open-circuit voltage value and the flag in the dormant step are compared with the short-term energy estimate To the start of the process (S68). While the dormant state is maintained, the terminal voltage and the open-circuit voltage value become substantially equal to each other, and thus the open-circuit voltage RST value is transmitted to the LTE and STE processes to continuously reset the open- . In the idle state, the discharge current I can be estimated using Equation (3). The I_min value determined in the idle state can be determined experimentally.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전 상태 추정 알고리즘은 C 언어를 이용하여 데스크탑 컴퓨터에 임베디드 될 수 있다. 배터리 방전 시뮬레이션을 위한 상기 실험예적인 환경은 Keithley 2281s 배터리 시뮬레이터, 방전 전류의 입력을 위한 Keithley SM2602 소스미터, 및 단자 전압의 측정을 위한 Keithley DMM7510 멀티미터를 포함할 수 있다. 이러한 실험에서 실제 배터리 방전 상태에서 가능한 것과 유사하도록 고 정확성 시뮬레이션 환경을 제공할 수 있다. The charge state estimation algorithm according to an embodiment of the present invention can be embedded in a desktop computer using the C language. The experimental environment for battery discharge simulations may include a Keithley 2281s battery simulator, a Keithley SM2602 source meter for input of discharge current, and a Keithley DMM7510 multimeter for measurement of terminal voltage. In these experiments, a highly accurate simulation environment can be provided that is similar to what is possible in actual battery discharge conditions.

2281s 에서의 초기 모델링 과정은 LG G2 스마트폰을 위한 BL-54SG 2610 mAh 리튬이온 배터리를 이용하여 수행될 수 있다. 최신 소형 모바일 장치 및 사물 인터넷 장치들의 환경에서 다양한 방전 전류 프로파일 시나리오를 만들기 위하여, 방전 전류 입력 웨이브폼 신호는 매트랩으로 생성되었고, SM2602A를 이용하여 20Hz의 샘플링 속도에서 2281s가 적용되었다. 또한, 실제 변동적인 방전 상태에서 간헐적으로 측정되는 단자 전압값을 획득하기 위하여, DMM7510는 1 Hz 샘플링 속도에서 단자 전압값들을 측정하기 위해 2281s에 연결될 수 있다. 이들은 데스크탑 환경에서 충전 상태 추정 알고리즘의 입력으로서 이용될 수 있다.The initial modeling process in the 2281s can be performed using a BL-54SG 2610 mAh lithium-ion battery for the LG G2 smartphone. In order to create various discharge current profile scenarios in the environment of the latest small mobile devices and object internet devices, the discharge current input waveform signal was generated by MATLAB and 2281s was applied at a sampling rate of 20Hz using SM2602A. In addition, to obtain terminal voltage values that are measured intermittently in an actual variable discharge state, the DMM 7510 can be connected to 2281s to measure terminal voltage values at a 1 Hz sampling rate. These can be used as an input to the charge state estimation algorithm in a desktop environment.

충전 상태의 추정의 정확성을 확인하기 위한 실험에서 두 가지 실험들이 시행되었다. 첫번째는, 안정적인 및 변동적인 방전 시나리오에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 방법에 기초하는 초기 충전 상태 추정시 에러 범위를 평가하였다. 두번째로는, 휴지 상태 없이 연속적인 안정/변동적인 방전 시나리오에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 충전 상태 추정 정확도와 일반적인 알고리즘을 충전 상태 에러의 절대값으로 비교하였다.Two experiments were conducted to confirm the accuracy of the estimation of the state of charge. The first evaluated the error range in the initial charge state estimation based on the LTE method according to one embodiment of the present invention in stable and variable discharge scenarios. Second, we compared the charge state estimation accuracy of the method according to one embodiment of the present invention and the general algorithm with the absolute value of the charge state error in a continuous stable / variable discharge scenario without dormancy.

첫번째 실험예에서 본 발명의 LTE 알고리즘 방법에 따른 초기 충전 상태 추정의 정확성을 확인하였다. 초기값을 위한 실험적인 조건에 따르면, 새로운 배터리의 초기 충전 상태는 95% 정도로 추정되었다. 실험을 위한 방전 전류 시나리오는 안정적인 방전 상태와 변동적인 방전 상태로 구분될 수 있다. LTE 알고리즘에서 초기값 추정의 타이밍을 결정하는 상기 SOC_TH0 값은 방전 시나리오의 타입에 따라 실험적으로 결정될 수 있다.In the first experimental example, the accuracy of the initial charge state estimation according to the LTE algorithm method of the present invention was confirmed. According to the experimental conditions for the initial value, the initial charge state of the new battery was estimated to be about 95%. The discharge current scenario for the experiment can be classified into a stable discharge state and a variable discharge state. The SOC_TH0 value for determining the timing of the initial value estimation in the LTE algorithm may be determined experimentally according to the type of the discharge scenario.

도 6a 및 도 6b는 안정적인 방전 상태에서의 초기 충전 상태값을 추정하는 실험 결과 그래프들이다. 6A and 6B are graphs of experimental results for estimating initial charge state values in a stable discharge state.

도 6a는 안정적인 방전 전류(staircase wave)의 입력 상태를 나타내고, 도 6b는 시뮬레이터의 충전 상태에 점차적으로 다다르는 특정 시간동안 연속적으로 동작하는 LTE 추정 방법의 결과를 나타내는 것이다.FIG. 6A shows the input state of a stable staircase wave, and FIG. 6B shows the result of the LTE estimation method operating continuously for a specific time gradually reaching the state of charge of the simulator.

649 초에서 LTE 알고리즘의 SOC_LTE의 절대값이 TH1(7%)보다 커질 때, 초기값이 추정될 수 있다. 이 순간, 상기 시뮬레이터의 상기 충전 상태 값은 약 89.2% 이고, LTE 방법으로 추정되는 SOC 값은 약 93.9%에 다다를 수 있으며, 초기값 추정의 정확도 레벨은 오차 범위 4.7% 내로 보인다.When the absolute value of SOC_LTE of the LTE algorithm becomes larger than TH1 (7%) at 649 seconds, an initial value can be estimated. At this moment, the state of charge of the simulator is about 89.2%, the SOC estimated by the LTE method may reach about 93.9%, and the accuracy level of the initial value estimation is within the error range of 4.7%.

도 7a 및 도 7b는 변동적인 방전 상태에서의 초기 충전 상태값을 추정한 실험 결과 그래프들이다.FIGS. 7A and 7B are graphs of experimental results obtained by estimating initial charge state values in a variable discharge state.

도 7a는 변동적인 방전 전류(3.25 Hz wave)의 입력 상태를 나타내고, 도 7b는 LTE 초기값 추정 결과를 나타내는 것이다. 변동적인 방전시 배터리 상태에서 초기값을 추정하기 위해 안정적인 상태에서의 배터리 상태값 추정시 보다 더 긴 시간동안 반복적으로 LTE 방법을 동작시켰다. 1144초에서 SOC_LTE 값이 TH2(15%)보다 커질 때, 초기값이 추정되었다. 그 순간, 시뮬레이터의 충전 상태 값은 79.9% 였고, LTE 방법으로 추정되는 충전 상태는 77.3%에 다다랐다. 또한, 초기값 추정을 위한 정확도 레벨은 오차범위 2.6% 내외였다.FIG. 7A shows the input state of the variable discharge current (3.25 Hz wave), and FIG. 7B shows the LTE initial value estimation result. In order to estimate the initial value in the battery state during the fluctuating discharge, the LTE method was operated repeatedly for a longer time than in the estimation of the battery state value in the stable state. At 1144 seconds, when the SOC_LTE value was greater than TH2 (15%), the initial value was estimated. At that moment, the state of charge of the simulator was 79.9%, and the state of charge estimated by the LTE method reached 77.3%. Also, the accuracy level for estimating the initial value was about 2.6% of the error range.

결과적으로, 일반적인 초기값 추정 방법은 휴지 상태에 도입되었을 때에만 초기 값을 추정할 수 있다. 한편, 초기값 추정에 대한 실험 결과는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 특정 시간동안 상기 추정 프로세스를 수행함으로써 대략적으로 충전 상태를 추정할 수 있음을 나타낸다.As a result, the general initial value estimation method can estimate the initial value only when it is introduced into the idle state. On the other hand, experimental results on initial value estimation indicate that the method according to an embodiment of the present invention can roughly estimate the state of charge by performing the estimation process for a specific time.

두번째 실험예에서 충전 상태는 장시간동안 휴지 상태 없는 연속적인 방전 시나리오 상에서 추정되었으며, 이는 오늘날의 소형 모바일 및 사물 인터넷 장치에서 빈번하게 일어나는 상황이다. 다양한 방전 상태들에서의 추정 정확도를 측정하기 위해, 안정적인 방전 상태 및 변동적인 방전 상태 시나리오 모두를 실험에 적용하였다. 또한, 일반적인 방법들 및 제안방법에 의한 충전 상태 추정의 정확도는 충전 상태에 대한 에러의 절대값으로 비교될 수 있다.In the second experimental example, the charge state was estimated on a continuous discharge scenario without dormancy for a long time, which is a frequent occurrence in today's small mobile and things Internet devices. To measure the estimation accuracy in the various discharge states, both the stable discharge state and the variable discharge state scenario were applied to the experiment. In addition, the accuracy of the charge state estimation by the general methods and the proposed method can be compared to the absolute value of the error for the charge state.

먼저, 도 8a 및 도 8d는 2036초 동안의 안정적인 방전 전류의 시나리오에서의 실험 결과를 나타낸다. 8A and 8D show experimental results in a scenario of a stable discharge current for 2036 seconds.

도 8a는 계단 형태의 웨이브폼 방전 전류의 입력 시나리오를 나타내고, 도 8b는 50 탭 무빙 평균 필터(MV50)에 의해 필터링된 1 Hz 샘플링 레이트에서 측정된 단자 전압 값을 나타내며, 도 8c는 각 알고리즘에 의한 충전 상태 추정 결과를 나타낸다. 또한, 도 8d는 각 알고리즘의 충전 상태 추정시 축척되는 에러의 절대값들을 나타낸다.Fig. 8A shows the input scenario of the stepped waveform discharge current, Fig. 8B shows the measured terminal voltage value at a 1 Hz sampling rate filtered by a 50-tap moving average filter (MV50), Fig. As shown in FIG. Also, FIG. 8D shows the absolute values of the errors accumulated in the estimation of the state of charge of each algorithm.

도 8d 및 하기 표 1에서 나타나는 실험예 결과에서는, 이는 LTE의 잠정적인 정정의 성능 이전에 측정된 것이기 때문에, 제안 방법의 충전 상태 추정 에러가 STE 방법의 추정 에러와 같거나 700 초에서 FTV의 에러와 비교했을 때 0.035% 이하의 차이를 보인다. 이후, 1167초에서는 LTE 프로세스를 통해 잠정적인 정정 과정이 적용되었기 때문에, 제안 방법의 충전 상태 추정 에러는 STE 방법에 비하여 0.052 내지 0.068% 적을 수 있다. 2036초에서는 FTV 방법의 추정 에러가 STE 방법에 비하여 0.042% 적을 수 있으나, 제안 방법의 충전 상태 추정 에러는 FTV 방법에 비해 0.001% 적을 수 있다. 결론적으로, 제안 방법의 추정 정확성은 방전되는 시간 전체적으로 가장 높을 수 있다.8D and the results of the experimental example shown in the following Table 1, since this is measured before the performance of the provisional correction of the LTE, if the charge state estimation error of the proposed method is equal to the estimation error of the STE method, And 0.035%, respectively. Since the provisional correction process is applied through the LTE process at 1167 seconds, the estimation of the charge state of the proposed method may be 0.052 to 0.068% less than the STE method. Estimation errors of the FTV method can be 0.042% less than that of the STE method in 2036 seconds, but the estimation error of the proposed method can be 0.001% less than the FTV method. In conclusion, the estimation accuracy of the proposed method can be the highest throughout the discharge time.

Time
(sec)
Time
(sec)
2281s_
SOC
2281s_
SOC
FTV_
eSOC
FTV_
eSOC
|FTV_eSOC_
Err|
| FTV_eSOC_
Err |
STE_
eSOC
STE_
eSOC
|STE_eSOC_
Err|
| STE_eSOC_
Err |
제안된 eSOCThe proposed eSOC |제안된 eSOC_Err|| Proposed eSOC_Err |
700700 93.75493.754 93.63693.636 0.1180.118 93.67093.670 0.0830.083 93.67093.670 0.0830.083 11671167 89.59289.592 89.51789.517 0.0740.074 89.53489.534 0.0580.058 89.58689.586 0.0060.006 20362036 81.85881.858 81.84181.841 0.0170.017 81.79981.799 0.0590.059 81.87581.875 0.0160.016

도 9a 내지 9d, 및 하기 표 2는 변동적인 입력 웨이브폼(3.25 Hz)을 위한 충전 상태 추정 에러를 나타낸다. 일반적으로, FTV 및 STE 방법들은 모두 추정 프로세스는 연속적이므로, 이로 인하여 발생하여 축척되는 에러가 연속적으로 증가한다. 한편, 잠정적인 정정 프로세스 때문에 제안 방법의 충전 상태 추정 에러가 감소될 수 있다. 2530초에서 제안 방법의 추정 에러는 STE 방법에 비하여 0.283% 적을 수 있고, FTV 방법에 비하여는 0.171% 적을 수 있다.Figures 9A-9D and Table 2 below show charge state estimation errors for a variable input waveform (3.25 Hz). Generally, both the FTV and STE methods are continuous because the estimation process is continuous, resulting in a continuous increase in the error that is generated and accumulated. On the other hand, the charging state estimation error of the proposed method can be reduced because of the provisional correction process. At 2530 second, the estimation error of the proposed method can be 0.283% smaller than the STE method and 0.171% smaller than the FTV method.

오랫동안 방전 상태가 지속된 3689초에서는 제안 방법의 추정 에러가 STE 방법에 비해서는 0.539%, FTV 방법에 비해서는 0.362% 적을 수 있다.In the case of 3689 seconds in which the discharge is sustained for a long time, the estimation error of the proposed method may be 0.539% lower than that of the STE method and 0.362% lower than that of the FTV method.

Time
(sec)
Time
(sec)
2281s_
SOC
2281s_
SOC
FTV_
eSOC
FTV_
eSOC
|FTV_eSOC_
Err|
| FTV_eSOC_
Err |
STE_
eSOC
STE_
eSOC
|STE_eSOC_
Err|
| STE_eSOC_
Err |
제안된 eSOCThe proposed eSOC |제안된 eSOC_Err|| Proposed eSOC_Err |
12321232 83.79983.799 83.05383.053 0.7460.746 83.03483.034 0.7650.765 83.11383.113 0.6860.686 25302530 66.76166.761 65.61265.612 1.1491.149 65.49965.499 1.2611.261 65.78365.783 0.9780.978 36983698 51.42451.424 49.85749.857 1.5671.567 49.68049.680 1.7441.744 50.21950.219 1.2051.205

도 10a 내지 도 10d, 및 하기 표 3은 6.25 Hz 입력 웨이브폼 시나리오에서의 충전 상태 추정 에러를 나타내며, 이는 고주파수에서 실행된다. 일반적으로, 축척되는 에러는 이전 실험에 비하여 큰 마진(margin)으로 인하여 증가되고, 제안 방법의 충전 상태 추정 에러는 최소화될 수 있다. 4800초에서는, 제안 방법의 추정 에러가 STE 방법에 비하여 0.968% 적고, FTV 방법에 비하여는 0.798% 적을 수 있다.FIGS. 10A to 10D and Table 3 below represent charge state estimation errors in a 6.25 Hz input waveform scenario, which is performed at high frequencies. In general, the accumulated error is increased due to a large margin as compared with the previous experiment, and the charge state estimation error of the proposed method can be minimized. At 4800 second, the estimation error of proposed method is 0.968% less than STE method and 0.798% less than FTV method.

Time
(sec)
Time
(sec)
2281s_
SOC
2281s_
SOC
FTV_
eSOC
FTV_
eSOC
|FTV_eSOC_
Err|
| FTV_eSOC_
Err |
STE_
eSOC
STE_
eSOC
|STE_eSOC_
Err|
| STE_eSOC_
Err |
제안된 eSOCThe proposed eSOC |제안된 eSOC_Err|| Proposed eSOC_Err |
16001600 77.38577.385 76.50876.508 0.8770.877 76.47076.470 0.9150.915 76.59776.597 0.7880.788 32003200 54.75854.758 53.34953.349 1.4091.409 53.22953.229 1.5301.530 53.73153.731 1.0271.027 48004800 32.14132.141 30.08730.087 2.0542.054 29.91629.916 2.2242.224 30.88530.885 1.2561.256

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법은 소형 휴대용 및 사물 인터넷 장치에서 빈번하게 발생되는 연속적인 변동적 방전 상태에서의 단자 전압만을 이용하여 충전 상태를 추정하는 일반적인 방법에서 증가하는 축척된 에러 문제를 향상시킬 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 시간 함수에서 배터리 상태와 관련된 파라미터들의 변형 특성을 분석하고, STE 및 LTE 추정 알고리즘을 조합하여 둘다 이용하는 잠정적인 정정 방법을 솔루션으로 제안한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법은 대략적인 초기 충전 상태 값이 초기 값들을 결정하는 휴지 상태만을 기다리는 일반적인 추정 방법을 업그레이드함으로써 LTE 기반의 알고리즘을 통한 정확한 추정이 가능하게 할 수 있다. 상기 방법의 정확도가 이를 장시간 연속적인 안정적 방전 및 변동적 방전 시나리오들에 적용함으로써 추정될 수 있을 때, 제안 방법의 상기 충전 상태의 추정 에러는 다른 방법들에 비하여 적을 수 잇다.The method of estimating the state of charge of a battery according to an embodiment of the present invention is an increase in the general method of estimating the state of charge using only the terminal voltage in the continuous variable discharge state frequently occurring in small portable and object Internet devices Can improve the accumulated error problem. For this purpose, we propose a potential correction method that analyzes both the deformation characteristics of parameters related to the battery state in the time function and uses both STE and LTE estimation algorithms in combination. Also, the method of estimating the state of charge of a battery according to an embodiment of the present invention includes upgrading a general estimation method in which an approximate initial state of charge value only waits for a dormant state to determine initial values, so that accurate estimation through an LTE- . The estimation error of the state of charge of the proposed method may be less than the other methods when the accuracy of the method can be estimated by applying it to long term continuous stable discharge and variable discharge scenarios.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법은 초기값을 완벽히 정확하게 추정하기 어렵고, 멀티 셀의 경우 적절하게 고려되지 않는다는 한계가 있다. 멀티 셀 배터리의 충전 상태 뿐만 아니라, 셀 밸런싱에 있어서 더 높은 정확성을 갖는 초기 값을 추정하기 위한 방법은 향후 연구될 예정이다.However, the method of estimating the state of charge of a battery according to an embodiment of the present invention has a limitation that it is difficult to accurately and accurately estimate an initial value, and is not appropriately considered in the case of a multi-cell. Methods for estimating initial values with higher accuracy in cell balancing as well as charging states of multi-cell batteries will be studied in the future.

이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be clear to those who have knowledge.

Claims (13)

배터리를 이용하는 장치에 장착된 상기 배터리가 처음 이용되는 것인지 여부를 판단하는 단계;
상기 배터리가 처음 이용되는 것인 경우, 초기화를 실행하는 단계;
상기 초기화를 실행하는 경우, 롱텀 에너지 프로세스를 수행하는 단계;
상기 롱텀 에너지 프로세스를 통하여 상기 배터리의 충전 상태값 및 저항값을 예측하는 단계;
상기 초기화를 실행하지 아니하는 경우, 숏텀 에너지 프로세스를 수행하는 단계;
상기 배터리의 전류값 및 전압값에 기초하여 휴지 상태에 도입하는지 여부를 결정하는 단계;
상기 휴지 상태에 도입하는 경우, 상기 배터리의 개로 전압값을 획득하여 상기 배터리의 충전 상태값을 재예측하는 단계; 및
상기 휴지 상태에 도입하지 아니하는 경우, 상기 숏텀 에너지 프로세스를 계속 수행하여 상기 배터리의 현재 저항값 및 현재 개로 전압값을 예측하는 단계를 포함하는 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법.
Determining whether the battery mounted on the apparatus using the battery is used for the first time;
Performing the initialization if the battery is first used;
Performing the long-term energy process when performing the initialization;
Estimating a charged state value and a resistance value of the battery through the long-term energy process;
Performing the short-time energy process if the initialization is not performed;
Determining whether to introduce the battery into a dormant state based on a current value and a voltage value of the battery;
The method comprising: acquiring an open-circuit voltage value of the battery to re-predict a state of charge of the battery when the battery is introduced into the dormant state; And
Further comprising the step of estimating a current resistance value and a current open-circuit voltage value of the battery by continuously performing the short-time energy process when the battery is not introduced into the dormant state.
제 1 항에 있어서,
상기 초기화를 실행하는 단계는 초기 단자 전압, 초기 충전 상태 값, 및 초기 저항값을 설정하는 것인 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein performing the initialization comprises setting an initial terminal voltage, an initial charge state value, and an initial resistance value.
제 1 항에 있어서,
상기 롱텀 에너지 프로세스를 수행하는 단계는,
상기 초기 단자 전압 값과 측정되는 단자 전압 값을 이용하여 개로 전압값을 예측하는 단계;
상기 개로 전압값, 상기 초기 충전 상태값, 측정되는 충전 상태값을 이용하여 충전 상태 차이값을 측정하는 단계;
상기 충전 상태 차이값을 이용하여 평균 전류값을 예측하는 단계;
상기 평균 전류값, 상기 초기 저항값을 기초로 예측되는 저항값을 이용하여 상기 개로 전압값을 재예측하는 단계; 및
상기 재예측된 개로 전압값 및 상기 예측된 저항값을 기초로 상기 롱텀 에너지의 충전 상태값 및 저항값을 예측하는 단계를 포함하는 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein performing the long-term energy process comprises:
Estimating an open-circuit voltage value using the initial terminal voltage value and the measured terminal voltage value;
Measuring a charge state difference value using the open-circuit voltage value, the initial charge state value, and the measured charge state value;
Estimating an average current value using the charge state difference value;
Predicting the open-circuit voltage value using a resistance value predicted based on the average current value and the initial resistance value; And
Estimating a charge state value and a resistance value of the long-term energy based on the re-predicted open-circuit voltage value and the predicted resistance value.
제 1 항에 있어서,
상기 숏텀 에너지 프로세스를 수행하는 단계는,
상기 배터리의 개로 전압, 충전 상태값, 및 저항값을 추정하는 단계;
상기 개로 전압, 상기 충전 상태값, 및 상기 저항값을 이용하여 전류값을 추정하는 단계; 및
상기 전류값, 상기 충전 상태값의 차이값을 이용하여 상기 배터리의 현재 충전 상태값 및 현재 저항값을 예측하는 단계를 포함하는 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein performing the short-term energy process comprises:
Estimating an open-circuit voltage, a charge state value, and a resistance value of the battery;
Estimating a current value using the open-circuit voltage, the charge state value, and the resistance value; And
And estimating a current charging state value and a current resistance value of the battery using the current value and the difference value of the charging state value.
제 1 항에 있어서,
상기 휴지 상태에 도입하는지 여부를 결정하는 단계는 상기 배터리의 전류값이 최소 전류값보다 작거나 현재 단자 전압값이 일정하게 유지되는 기간이 문턱 시간보다 긴 경우 상기 휴지 상태에 도입하는 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of determining whether to introduce the battery into the dormant state includes the steps of determining whether the current value of the battery is less than the minimum current value or the current terminal voltage value is maintained at a constant value longer than the threshold time, / RTI >
제 1 항에 있어서,
상기 배터리의 충전 상태값을 재예측하는 단계는 상기 롱텀 에너지 프로세스 및 상기 숏텀 에너지 프로세스 중 적어도 하나 이상을 다시 수행하는 단계를 포함하는 배터리의 충전 상태를 추정하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of re-predicting the state of charge of the battery further comprises performing at least one of the long-time energy process and the short-time energy process again.
제 1 항 내지 제 6 항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium recording a program for executing the method of any one of claims 1 to 6 in a computer. 배터리 관리 장치에 있어서,
상기 배터리 관리 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
배터리를 이용하는 장치에 장착된 상기 배터리가 처음 이용되는 것인지 여부를 판단하는 동작;
상기 배터리가 처음 이용되는 것인 경우, 초기화를 실행하는 동작;
상기 초기화를 실행하는 경우, 롱텀 에너지 프로세스를 수행하는 동작;
상기 롱텀 에너지 프로세스를 통하여 상기 배터리의 충전 상태값 및 저항값을 예측하는 동작;
상기 초기화를 실행하지 아니하는 경우, 숏텀 에너지 프로세스를 수행하는 동작;
상기 배터리의 전류값 및 전압값에 기초하여 휴지 상태에 도입하는지 여부를 결정하는 동작;
상기 휴지 상태에 도입하는 경우, 상기 배터리의 개로 전압값을 획득하여 상기 배터리의 충전 상태값을 재예측하는 동작; 및
상기 휴지 상태에 도입하지 아니하는 경우, 상기 숏텀 에너지 프로세스를 계속 수행하여 상기 배터리의 현재 저항값 및 현재 개로 전압값을 예측하는 동작을 수행하는 배터리 관리 장치.
A battery management apparatus comprising:
Wherein the battery management apparatus includes a processor,
Determining whether the battery mounted on the apparatus using the battery is used for the first time;
Performing an initialization if the battery is first used;
Performing the longtomes energy process when performing the initialization;
Predicting a charged state value and a resistance value of the battery through the long-term energy process;
Performing the short-time energy process when the initialization is not performed;
Determining whether to introduce into a dormant state based on a current value and a voltage value of the battery;
Acquiring an open-circuit voltage value of the battery to re-predict the state of charge of the battery when the battery is introduced into the dormant state; And
Wherein the controller is configured to continuously perform the short-time energy process to predict a current resistance value and a current open-circuit voltage value of the battery when the battery is not in the idle state.
제 8 항에 있어서,
상기 초기화를 실행하는 동작은 초기 단자 전압, 초기 충전 상태 값, 및 초기 저항값을 설정하는 것인 배터리 관리 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the initializing operation sets an initial terminal voltage, an initial charge state value, and an initial resistance value.
제 8 항에 있어서,
상기 롱텀 에너지 프로세스를 수행하는 동작은,
상기 초기 단자 전압 값과 측정되는 단자 전압 값을 이용하여 개로 전압값을 획득하여 상기 배터리의 충전 상태값을 추정하는 동작;
상기 개로 전압값, 상기 초기 충전 상태값, 추정되는 충전 상태값을 이용하여 충전 상태 차이값을 측정하는 동작;
상기 충전 상태 차이값을 이용하여 평균 전류값을 예측하는 동작;
상기 평균 전류값, 상기 초기 저항값을 기초로 예측되는 저항값을 이용하여 상기 개로 전압값을 획득하여 상기 배터리의 충전 상태값을 재예측하는 동작; 및
상기 예측된 개로 전압값 및 상기 예측된 저항값을 기초로 상기 롱텀 에너지의 충전 상태값 및 저항값을 예측하는 동작을 포함하는 배터리 관리 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the act of performing the long-term energy process comprises:
Obtaining an open-circuit voltage value by using the initial terminal voltage value and the measured terminal voltage value to estimate a state of charge of the battery;
Measuring a charge state difference value using the open-circuit voltage value, the initial charge state value, and the estimated charge state value;
Predicting an average current value using the charge state difference value;
Obtaining an open-circuit voltage value using a resistance value predicted based on the average current value and the initial resistance value, and re-predicting a state of charge of the battery; And
And estimating a charge state value and a resistance value of the long-term energy based on the predicted open-circuit voltage value and the predicted resistance value.
제 8 항에 있어서,
상기 숏텀 에너지 프로세스를 수행하는 동작은,
상기 배터리의 개로 전압, 충전 상태값, 및 저항값을 추정하는 동작;
상기 개로 전압, 상기 충전 상태값, 및 상기 저항값을 이용하여 전류값을 추정하는 동작; 및
상기 전류값, 상기 충전 상태값의 차이값을 이용하여 상기 배터리의 현재 충전 상태값 및 현재 저항값을 예측하는 동작을 포함하는 배터리 관리 장치.
9. The method of claim 8,
The act of performing the short-
Estimating an open-circuit voltage, a charge state value, and a resistance value of the battery;
Estimating a current value using the open-circuit voltage, the charge state value, and the resistance value; And
And estimating a current charging state value and a current resistance value of the battery using the current value and the difference value of the charging state value.
제 8 항에 있어서,
상기 휴지 상태에 도입하는지 여부를 결정하는 동작은 상기 배터리의 전류값이 최소 전류값보다 작거나 현재 단자 전압값이 일정하게 유지되는 기간이 문턱 시간보다 긴 경우 상기 휴지 상태에 도입하는 배터리 관리 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the step of determining whether to introduce the battery into the dormant state introduces the battery into the dormant state when the current value of the battery is less than the minimum current value or the period in which the current terminal voltage value is kept constant is longer than the threshold time.
제 8 항에 있어서,
상기 배터리의 충전 상태값을 재예측하는 동작은 상기 롱텀 에너지 프로세스 및 상기 숏텀 에너지 프로세스 중 적어도 하나 이상을 다시 수행하는 단계를 포함하는 배터리 관리 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the step of re-predicting the state of charge of the battery comprises performing at least one of the long-time energy process and the short-time energy process again.
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