KR20190118529A - 배터리의 전극 정보를 결정하기 위한 장치, 방법, 배터리 팩 및 전기 시스템 - Google Patents

배터리의 전극 정보를 결정하기 위한 장치, 방법, 배터리 팩 및 전기 시스템 Download PDF

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Abstract

제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 배터리의 전극 정보를 결정하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리 팩이 제공된다. 상기 장치는, 상기 배터리의 전압 및 전류를 측정하도록 구성된 센싱부; 및 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는, 상기 배터리의 전압 및 전류를 기초로, V-dQ/dV 커브를 생성한다. 상기 V-dQ/dV 커브는, V(상기 배터리의 전압)과 dQ/dV(상기 배터리의 전압의 변화량 dV에 대한 상기 축전량의 변화량 dQ의 비율) 간의 관계를 나타낸다. 상기 프로세서는, V-dQ/dV 커브로부터 복수의 특징점을 검출한다. 상기 프로세서는, 복수의 특징점을 기초로, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에 연관된 정보를 상기 전극 정보로서 결정한다.

Description

배터리의 전극 정보를 결정하기 위한 장치, 방법, 배터리 팩 및 전기 시스템{Apparatus, method, battery pack and electrical system for determining electrode information of battery}
본 발명은 배터리에 포함된 양극 및 음극에 관련된 정보를 결정하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리 팩 및 전기 시스템에 관한 것이다.
본 출원은 2018년 4월 10일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2018-0041692호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
배터리는 충전과 방전이 반복됨에 따라 그 성능이 점차 저하한다. 따라서, 배터리의 성능 확인 등을 위해, 배터리의 전극 전위(electrode potential)를 측정할 필요가 있다. 종래에는, 기준 전극(reference electrode)을 활용한 3 전극계 전위 측정방법이 주로 사용되고 있다.
기준 전극은, 배터리에 포함된 양극 또는 음극의 전위를 측정하기 위하여, 전위 측정용 전지회로를 만드는데 사용되는 것으로서, 일정 온도에서 일정한 전위값을 유지하는 비분극 특성을 가져야 하는 등의 요건을 만족하여야 한다. 또한, 기준 전극은, 배터리 당 하나가 필요하므로, 배터리의 제조 공정에 많은 시간이 소비될 수 있다.
본 발명은, 배터리의 전압 및 전류를 기초로 생성된 배터리의 V-dQ/dV 커브 상의 복수의 특징점을 분석함으로써, 기준 전극을 활용하지 않고도, 상기 배터리의 양극 및 음극에 관한 정보(예, 활물질의 종류, 특정 축전량에 대응하는 양극 또는 음극의 전위 등)를 결정할 수 있는 장치, 방법, 배터리 팩 및 전기 시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른, 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 배터리의 전극 정보를 결정하기 위한 장치는, 상기 배터리의 전압 및 상기 배터리의 전류를 측정하도록 구성된 센싱부; 및 상기 센싱부와 동작 가능하게 결합된 프로세서를 포함한다.
상기 프로세서는, 상기 배터리의 전류를 기초로, 상기 배터리의 축전량을 결정하도록 구성된다. 상기 프로세서는, 상기 배터리의 전압과 상기 배터리의 축전량 간의 관계를 나타내는 Q-V 커브를 상기 배터리의 전압과 상기 배터리의 전압의 변화량에 대한 상기 축전량의 변화량의 비율 간의 관계를 나타내는 V-dQ/dV 커브로 변환하도록 구성된다. 상기 프로세서는, 상기 V-dQ/dV 커브로부터 복수의 특징점을 검출한다. 상기 프로세서는, 상기 복수의 특징점 각각을 제1 전극 특징점 제2 전극 특징점으로 분류하도록 구성된다. 상기 프로세서는, 상기 제1 전극 특징점의 개수 및 상기 제2 전극 특징점의 개수를 기초로, 상기 배터리에 포함된 제1 전극 활물질의 종류 및 제2 전극 활물질의 종류를 상기 전극 정보로 결정하도록 구성된다.
상기 프로세서는, 상기 복수의 특징점 중에서, 소정의 기준 전압 이상의 전압 범위에 위치하는 각 특징점을 상기 제1 전극 특징점으로 분류하도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 복수의 특징점 중에서, 상기 기준 전압 미만의 전압 범위에 위치하는 각 특징점을 상기 제2 전극 특징점으로 분류하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는, 기준 배터리의 제1 용량-전위 커브를 상기 프로세서에 동작 가능하게 결합된 메모리부로부터 획득하도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 각 제1 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 기준 배터리의 제1 전극 전위를 상기 제1 용량-전위 커브로부터 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 각 제1 전극 특징점의 전압 및 상기 기준 배터리의 상기 제1 전극 전위를 기초로, 상기 각 제1 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 배터리의 상기 제2 전극의 전위를 상기 전극 정보로서 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 기준 배터리는, 상기 제1 전극 활물질 및 상기 제2 전극 활물질을 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 기준 배터리의 상기 제1 전극 전위로부터 상기 각 제1 전극 특징점의 전압을 감산하여, 상기 각 제1 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 배터리의 상기 제2 전극의 전위를 상기 전극 정보로서 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 기준 배터리의 제2 용량-전위 커브를 상기 메모리부로부터 획득하도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 각 제2 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 기준 배터리의 제2 전극 전위를 상기 제2 용량-전위 커브로부터 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 각 제2 전극 특징점의 전압 및 상기 기준 배터리의 상기 제2 전극 전위를 기초로, 상기 각 제2 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 배터리의 상기 제1 전극의 전위를 상기 전극 정보로서 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 각 제2 전극 특징점의 전압과 상기 기준 배터리의 상기 제2 전극 전위를 합산하여, 상기 각 제2 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 배터리의 상기 제1 전극의 전위를 상기 전극 정보로서 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 배터리의 상기 제1 전극의 전위를 유효 범위와 비교한 결과에 기초하여, 상기 배터리의 상기 제1 전극의 전위가 유효한지 여부를 진단하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 배터리의 상기 제1 전극의 전위가 상기 유효 범위를 벗어나는 경우, 상기 제1 전극의 상태가 불량임을 나타내는 메시지를 출력하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 상기 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 전기 시스템은, 상기 배터리 팩을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 방법은, 상기 장치를 이용하여, 상기 배터리의 상기 전극 정보를 결정하기 위한 것이다. 상기 방법은, 상기 Q-V 커브를 생성하는 단계; 상기 Q-V 커브를 상기 V-dQ/dV 커브로 변환하는 단계; 상기 V-dQ/dV 커브로부터 상기 복수의 특징점을 검출하는 단계; 상기 복수의 특징점 각각을 상기 제1 전극 특징점 상기 제2 전극 특징점으로 분류하는 단계; 및 상기 제1 전극 특징점의 개수 및 상기 제2 전극 특징점의 개수를 기초로, 상기 배터리에 포함된 상기 제1 전극 활물질의 종류 및 상기 제2 전극 활물질의 종류를 상기 전극 정보로 결정하는 단계를 포함한다.
상기 방법은, 상기 제1 전극 활물질의 종류 및 제2 전극 활물질의 종류를 기초로, 기준 배터리에 대한 제1 용량-전위 커브 및 제2 용량-전위 커브를 획득하는 단계; 상기 각 제1 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 기준 배터리의 제1 전극 전위를 상기 제1 용량-전위 커브로부터 결정하는 단계; 상기 각 제1 전극 특징점의 전압 및 상기 기준 배터리의 상기 제1 전극 전위를 기초로, 상기 각 제1 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 배터리의 상기 제2 전극의 전위를 상기 전극 정보로서 결정하는 단계; 상기 각 제2 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 기준 배터리의 제2 전극 전위를 상기 제2 용량-전위 커브로부터 결정하는 단계; 및 상기 각 제2 전극 특징점의 전압 및 상기 기준 배터리의 상기 제2 전극 전위를 기초로, 상기 각 제2 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 배터리의 상기 제1 전극의 전위를 상기 전극 정보로서 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 배터리의 상기 제1 전극의 전위가 제1 유효 범위를 벗어나거나 상기 배터리의 상기 제2 전극의 전위가 제2 유효 범위를 벗어나는 경우, 상기 배터리의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나의 상태가 불량임을 나타내는 메시지를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리의 전압 및 전류를 기초로 생성된 배터리의 V-dQ/dV 커브 상의 복수의 특징점을 분석함으로써, 기준 전극을 활용하지 않고도, 상기 배터리의 양극 및 음극에 관한 정보를 결정할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 전극 정보를 결정하기 위한 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 배터리의 전압과 축전량 간의 관계를 나타내는 Q-V 커브를 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 3은 도 2의 Q-V 커브로부터 획득된 V-dQ/dV 커브를 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 4는 도 3의 V-dQ/dV 커브가 평활화된 모습을 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 5 및 도 6은 배터리의 Q-V 커브와 특정 기준 배터리의 제1 용량-전위 커브 및 제2 용량-전위 커브 간의 관계를 설명하는 데에 참조되는 그래프이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 배터리의 전극 정보를 결정하기 위한 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 전극 정보를 결정하기 위한 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 배터리의 전압과 축전량 간의 관계를 나타내는 Q-V 커브를 예시적으로 보여주는 그래프이고, 도 3은 도 2의 Q-V 커브로부터 획득된 V-dQ/dV 커브를 예시적으로 보여주는 그래프이고, 도 4는 도 3의 V-dQ/dV 커브가 평활화된 모습을 예시적으로 보여주는 그래프이고, 도 5 및 도 6은 배터리의 Q-V 커브와 특정 기준 배터리의 제1 용량-전위 커브 및 제2 용량-전위 커브 간의 관계를 설명하는 데에 참조되는 그래프이다.
우선, 도 1을 참조하면, 전기 시스템(C)은, 배터리 팩(1)을 포함할 수 있다. 장치(100)는, 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 배터리(B)가 구비된 배터리 팩(1)에 포함될 수 있다. 상기 장치(100)는, 배터리(B)에 전기적으로 연결되어, 배터리(B)의 제1 전극 전위 및 제2 전극 전위를 개별적으로 추정할 수 있다. 배터리(B)의 제1 전극 전위는, 배터리(B)의 제1 전극(예, 양극)의 산화환원 전위일 수 있다. 배터리(B)의 제2 전극 전위는, 배터리(B)의 제2 전극(예, 음극)의 산화환원 전위일 수 있다.
상기 장치(100)는, 배터리 팩(1)에 구비된 배터리 관리 장치(BMS: battery management system)(미도시)에 포함될 수도 있다.
상기 장치(100)는, 센싱부(110), 메모리부(120) 및 프로세서(130)를 포함할 수 있다. 상기 장치(100)는, 알림부(140)를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리(B)는, 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 복수의 단위 셀들을 포함할 수 있다. 물론, 상기 배터리(B)가 하나의 단위 셀만을 포함하는 경우도 본 발명의 범주에 포함된다. 상기 단위 셀은, 반복적인 충방전이 가능하다면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예로, 상기 단위 셀은, 파우치 타입의 리튬 폴리머 배터리일 수 있다.
상기 배터리(B)는, 배터리 팩(1)의 (+) 단자, (-) 단자 및 통신 단자(COM)를 통해 전기 시스템(C)에 결합 또는 분리될 수 있다. 상기 전기 시스템(C)은, 예컨대 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 드론과 같은 무인 비행체, 전력 그리드에 전기적으로 연결 가능한 에너지 저장 시스템(ESS: energy storage system), 충전기 또는 모바일 디바이스일 수 있다.
상기 센싱부(110)는, 프로세서(130)에 동작 가능하게 결합된다. 즉, 센싱부(110)는, 프로세서(130)로 전기적 신호를 송신하거나 프로세서(130)로부터 전기적 신호를 수신 가능하도록 구성될 수 있다.
상기 센싱부(110)는, 배터리(B)의 전류를 측정하도록 구성된 전류 센서 및 배터리(B)의 전압을 측정하도록 구성된 전압 센서를 포함할 수 있다. 상기 센싱부(110)는, 배터리(B)의 양극 단자와 음극 단자의 사이에 인가되는 전압 및 배터리(B)로 흘러 들어가거나 흘러 나오는 전류를 소정 주기로 반복 측정하고, 측정된 전압과 측정된 전류를 나타내는 측정 신호를 프로세서(130)로 출력할 수 있다.
상기 프로세서(130)는, 신호 처리를 통해, 센싱부(110)로부터 수신된 측정 신호를 배터리(B)의 전압 및 전류 각각을 나타내는 디지털 값으로 변환한 다음, 메모리부(120)에 저장할 수 있다.
상기 메모리부(120)는, 반도체 메모리 소자로서, 상기 프로세서(130)에 의해 생성되는 데이터를 기록, 소거, 갱신하며, 배터리(B)의 제1 전극 전위 및 제2 전극 전위 중 적어도 하나를 추정하기 위해 마련된 복수의 프로그램 코드를 저장한다. 또한, 상기 메모리부(120)는 본 발명을 실시할 때 사용되는 미리 결정된 각종 파라미터들의 값을 저장할 수 있다.
상기 메모리부(120)는, 데이터를 기록, 소거, 갱신할 수 있다고 알려진 반도체 메모리 소자라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 메모리부(120)는 DRAM, SDRAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등일 수 있다. 상기 메모리부(120)는, 상기 프로세서(130)의 제어 로직을 정의한 프로그램 코드들을 저장하고 있는 저장매체를 더 포함할 수 있다. 상기 저장매체는 플래쉬 메모리나 하드디스크와 같은 불활성 기억 소자를 포함한다. 상기 메모리부(120)는, 프로세서(130)에 동작 가능하게 결합된다. 상기 메모리부(120)는, 프로세서(130)와 물리적으로 분리되어 있을 수도 있고, 상기 프로세서(130)와 일체로 통합되어 있을 수도 있다.
상기 프로세서(130)는, 미리 설정된 전류값의 전류(즉, 정전류)로 배터리(B)가 충전 또는 방전되도록, 배터리(B)의 전류를 제어할 수 있다. 상기 프로세서(130)는, 배터리(B)의 전류를 시간에 대해 적산함으로써, 배터리(B)의 축전량을 소정 주기마다 추정할 수 있다. 배터리(B)의 축전량은, 배터리(B)에 축전되어 있는 전하량을 의미할 수 있다.
이때, 미리 설정된 전류값(즉, 상기 정전류의 크기)은, 하기 수학식 1을 이용하여 상기 프로세서(130)에 의해 산출될 수 있다.
<수학식 1>
Ic = a × Cn
여기서, Ic는 상기 정전류의 크기이고, a는 1 이하의 상수(예, 0.6)이고, Cn은 배터리(B)의 정격 전류의 크기일 수 있다.
상기 프로세서(130)는, 미리 설정된 전류값의 전류로 배터리(B)가 충전 또는 방전되는 기간을 기초로, 배터리(B)의 축전량을 소정 주기마다 추정할 수 있다. 예컨대, 상기 프로세서(130)는, 전류 적산법을 이용하여, 배터리(B)의 축전량을 소정 주기로 반복적으로 산출할 수 있다. 물론, 배터리(B)의 축전량을 산출하는 방법이 전류 적산법만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 프로세서(130)는, 소정 주기로 얻어지는 배터리(B)의 축전량과 배터리(B)의 전압을 맵핑시킨 결과에 기초하여, 배터리(B)의 전압-축전량 커브를 생성할 수 있다.
여기서, 배터리(B)의 전압은, 배터리(B)의 개방 전압(OCV: open circuit voltage)일 수 있다.
이러한, 배터리(B)의 전압-축전량 커브(이하, 'V-Q 커브' 또는 'Q-V 커브'라고 칭할 수 있음)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리(B)의 축전량 Q과 전압 V 간의 관계를 정의하는 형식으로 표시될 수 있다.
상기 V-Q 커브는, 배터리(B)의 전압에 따른 배터리(B)의 축전량을 곡선으로 근사시킨 함수의 형태로 상기 메모리부(120)에 저장될 수 있다. 또는, 상기 V-Q 커브는 룩업 테이블의 형태로 상기 메모리부(120)에 저장될 수 있다.
상기 프로세서(130)는, 배터리(B)의 V-Q 커브(또는 V-Q 커브에 대응되는 함수)를 V-dQ/dV 커브로 변환한다. dQ/dV는, 배터리(B)의 전압의 변화량 dV에 대한 배터리(B)의 축전량의 변화량 dQ의 비율을 나타낸다. 즉, 상기 프로세서(130)는, V-Q 커브(또는 V-Q 커브에 대응되는 함수)를 배터리(B)의 전압 V에 대해 미분함으로써, 도 3에 도시된 V-dQ/dV를 생성할 수 있다. V-dQ/dV는, 배터리(B)의 전압 V와 dQ/dV 간의 관계를 나타내는 커브이다
그 다음, 상기 프로세서(130)는, V-dQ/dV 커브 상의 복수의 특징점(예, 극대점, 극소점, 변곡점)을 검출할 수 있다. V-dQ/dV 커브로부터 검출되는 각 특징점은, V-dQ/dV 커브에 나타나는 모든 특징점들 중에서 특정 순서에 개별적으로 대응하는 것일 수 있다. 예를 들어, V-dQ/dV 커브로부터 3개의 특징점을 검출하도록 상기 프로세서(130)가 설정되어 있는 경우, 3개의 특징점은 3개의 특징점 각각의 축
량이 작은 순서대로 V-dQ/dV 커브 상의 l번째 극대점, m번째 극대점, n번째 극소점일 수 있다.
상기 프로세서(130)는, V-dQ/dV 커브 상의 복수의 특징점을 검출하기에 앞서서, 노이즈 필터를 이용하여, 도 3의 V-dQ/dV 커브의 노이즈 성분을 제거할 수 있다. 그 결과, 도 3의 V-dQ/dV 커브는 도 4에 도시된 바와 같이 평탄화될 수 있다. 이를 통해, 도 3의 V-dQ/dV에 존재하는 노이즈 성분으로 인해 도 3의 V-dQ/dV 커브로부터 특징점이 오검출되는 현상을 방지함으로써, 특징점 검출의 정확성을 향상시킬 수 있다. 물론, 도 3의 V-dQ/dV 커브에 대한 평탄화는 선택적인 프로세스로서, 상기 프로세서(130)는, 도 4의 V-dQ/dV 커브 대신 도 3의 V-dQ/dV 커브로부터 복수의 특징점을 검출할 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 복수의 특징점은 도 4의 V-dQ/dV 커브로부터 검출되는 것으로 가정한다. 구체적으로, 상기 프로세서(130)는, 배터리(B)의 V-Q 커브(또는 V-Q 커브에 대응되는 함수)의 이계 미분계수가 0이 되는 V-dQ/dV 커브 상의 각 지점을 V-dQ/dV 커브의 특징점으로 검출할 수 있다.
일 예로, 상기 프로세서(130)는, 배터리(B)의 전압의 변화량 dV에 대한 배터리(B)의 축전량의 변화량 dQ의 비율이 증가하다가 감소하는 V-dQ/dV 커브 상의 각 지점을 특징점(극대점)으로 검출할 수 있다.
다른 예로, 상기 프로세서(130)는, 배터리(B)의 전압의 변화량 dV에 대한 배터리(B)의 축전량의 변화량 dQ의 비율이 감소하다가 증가하는 V-dQ/dV 커브 상의 각 지점을 특징점(극소점)으로 검출할 수 있다.
각 특징점은, 배터리(B)의 전압 V과 그 전압 V에서의 축전량 Q(또는 dQ/dV)의 쌍으로 표현될 수 있다.
도 4는, 상기 프로세서(130)에 의해, V-dQ/dV 커브 상에 위치하는 8개의 특징점(IA1, IA2, IA3, IA4, IA5, IA6, IC1, IC2)이 검출된 일 예를 보여준다.
상기 프로세서(130)는, 각 특징점의 전압을 소정의 기준 전압과 비교한 결과에 기초하여, 특징점(IA1, IA2, IA3, IA4, IA5, IA6, IC1, IC2) 각각을 제1 전극 특징점 및 제2 전극 특징점 중 어느 하나로 분류할 수 있다.
구체적으로, 상기 프로세서(130)는, 특징점(IA1, IA2, IA3, IA4, IA5, IA6, IC1, IC2) 중 특정 특징점의 전압이 소정의 기준 전압 이상인 경우, 그 특정 특징점을 제1 전극 특징점으로 분류할 수 있다. 반면, 상기 프로세서(130)는, 특정 특징점의 전압이 소정의 기준 전압 미만인 경우, 특정 특징점을 제1 전극 특징점 대신 제2 전극 특징점으로 분류할 수 있다.
제1 전극 특징점은, 배터리(B)의 제1 전극의 제조에 사용된 활물질(이하, '제1 전극 활물질'이라고 칭할 수 있음)의 전기화학적 특성에 의해 검출된 특징점일 수 있다. 배터리(B)가 열화되더라도, 제1 전극 특징점 각각의 축전량에서의 배터리(B)의 제1 전극 전위는 일정할 수 있다.
제2 전극 특징점은, 배터리(B)의 제2 전극의 제조에 사용된 활물질(이하, '제2 전극 활물질'이라고 칭할 수 있음)의 전기화학적 특성에 의해 검출된 특징점일 수 있다. 배터리(B)가 열화되더라도, 제2 전극 특징점 각각의 축전량에서의 배터리(B)의 제2 전극 전위는 일정할 수 있다.
소정의 기준 전압이 3.8 Volt라고 해보자. 그러면, 상기 프로세서(130)는, 특징점(IA1, IA2, IA3, IA4, IA5, IA6, IC1, IC2) 중에서, 소정의 기준 전압 이상인 전압 범위에 위치하는 특징점(IC1, IC2)을 제1 전극 특징점으로 분류할 수 있다. 상기 프로세서(130)는, 특징점(IA1, IA2, IA3, IA4, IA5, IA6, IC1, IC2) 중에서, 소정의 기준 전압 미만의 전압 범위에 위치하는 특징점(IA1, IA2, IA3, IA4, IA5, IA6)은 제2 전극 특징점으로 분류할 수 있다.
상기 프로세서(130)는, 특징점(IA1, IA2, IA3, IA4, IA5, IA6, IC1, IC2)에 기초하여, 배터리(B)에 포함된 제1 전극 활물질의 종류 및 제2 전극 활물질의 종류를 결정할 수 있다. 구체적으로, 상기 프로세서(130)는, 제1 전극 특징점의 개수와 제2 전극 특징점의 개수를 기초로, 배터리(B)의 제1 전극 활물질의 종류 및 제2 전극 활물질의 종류를 확인할 수 있다.
이를 위하여, 상기 메모리부(120)에는, 제1 전극 특징점의 개수, 제2 전극 특징점의 개수, 제1 전극 활물질의 종류 및 제2 전극 활물질의 종류가 맵핑된 룩업 테이블('활물질 리스트 테이블'이라고 칭할 수도 있음)이 미리 저장될 수 있다.
상술된 예와 같이, 제1 전극 특징점의 개수가 2개이고, 제2 전극 특징점의 개수가 6개인 경우, 상기 프로세서(130)는 제1 전극 특징점의 개수 및 제2 전극 특징점의 개수 각각을 제1 인덱스 및 제2 인덱스로서 이용하여, 활물질 리스트 테이블로부터 "LiMO2" 및 "SiO2" 각각을 배터리(B)에 포함된 제1 전극 활물질의 종류와 제2 전극 활물질의 종류로서 획득할 수 있다. 물론, 제1 전극 특징점의 개수가 2개가 아니거나, 제2 전극 특징점의 개수가 6개가 아닌 경우, "LiMO2" 대신 다른 종류의 활물질이 배터리(B)의 제1 전극 활물질로서 획득되거나, "SiO2" 대신 다른 종류의 활물질이 배터리(B)의 제2 전극 활물질로서 획득될 수 있다.
상기 메모리부(120)에는, 복수의 기준 배터리 각각에 대한 제1 용량-전위 커브 및 제2 용량-전위 커브 중 적어도 하나가 룩업 테이블의 형태로 미리 저장될 수 있다. 각 기준 배터리는, 그것에 포함된 양극 활물질의 종류와 음극 활물질의 종류를 기준으로, 다른 기준 배터리와 구분된다. 즉, 각 기준 배터리는, 나머지 기준 배터리에 포함된 양극 활물질과는 다른 종류의 양극 활물질을 포함하거나, 나머지 기준 배터리에 포함된 음극 활물질과는 다른 종류의 음극 활물질을 포함할 수 있다.
상기 프로세서(130)는, 복수의 기준 배터리 중에서, 배터리(B)와 제1 전극 활물질 및 제2 전극 활물질의 종류가 동일한 어느 한 기준 배터리(이하, '특정 기준 배터리'라고 칭함) 에 대한 제1 용량-전위 커브 및 제2 용량-전위 커브를 상기 메모리부(120)로부터 획득할 수 있다.
도 5 및 도 6에는, 배터리(B)의 Q-V 커브(DB)와 함께, 상기 특정 기준 배터리에 대한 제1 용량-전위 커브(DR1) 및 제2 용량-전위 커브(DR2)가 함께 도시되어 있다. Q-V 커브(DB)는, 도 2에 도시된 V-Q 커브의 세로축과 가로축을 각각 가로축과 세로축으로 하여 도시된 것일 수 있다.
상기 특정 기준 배터리에 대한 제1 용량-전위 커브(DR1)는, 열화 전(예, BOL: Beginning Of Life)인 특정 기준 배터리의 제1 전극 전위와 축전량 간의 관계를 나타낸다. 특정 기준 배터리의 제1 전극 전위는, 특정 기준 배터리의 제1 전극(예, 양극)의 산화환원 전위를 의미할 수 있다.
상기 특정 기준 배터리에 대한 제2 용량-전위 커브(DR2)는, 열화 전인 특정 기준 배터리의 제2 전극 전위와 축전량 간의 관계를 나타낸다. 특정 기준 배터리의 제2 전극 전위는, 특정 기준 배터리의 제2 전극(예, 음극)의 산화환원 전위를 의미할 수 있다.
상기 프로세서(130)는, 특징점(IA1, IA2, IA3, IA4, IA5, IA6, IC1, IC2) 각각의 축전량에 대응하는 상기 특정 기준 배터리의 제1 전극 전위 또는 제2 전극 전위를 독출할 수 있다.
상기 프로세서(130)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 도 4의 제1 전극 특징점(IC1, IC2) 각각의 축전량 및 전압을 Q-V 커브(DB)로부터 독출할 수 있다.
그 다음, 상기 프로세서(130)는, 상기 독출된 각 축전량에 대응하는 상기 특정 기준 배터리의 제1 전극 전위로부터 상기 독출된 각 축전량에 대응하는 제1 전극 특징점(IC1, IC2)의 전압을 감산하여, 상기 독출된 각 축전량에 대응하는 배터리(B)의 제2 전극 전위를 결정할 수 있다. 상기 프로세서(130)는, 하기의 수학식 2를 이용하여, 축전량 Q에 대응하는 배터리(B)의 제2 전극 전위를 산출할 수 있다.
<수학식 2>
VR2(Q) = VR1(Q) - VB1(Q)
여기서, VR1(Q)는 축전량 Q에 대응하는 상기 특정 기준 배터리의 제1 전극 전위(도 5의 '■'), VB1(Q)는 축전량 Q에 대응하는 제1 전극 특징점의 전압(도 5의 '●'), VR2(Q)는 축전량 Q에 대응하는 배터리(B)의 제2 전극 전위(도 5의 '▲')이다.
상기 프로세서(130)는, VR2(Q)를 축전량 Q에 대응하는 배터리(B)의 음극 전위로 결정하고, VR1(Q)를 축전량 Q에 대응하는 배터리(B)의 양극 전위로 결정할 수 있다.
한편, 상기 프로세서(130)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 특징점(IA1, IA2, IA3, IA4, IA5, IA6, IC1, IC2) 중에서 제2 전극 특징점(IA1, IA2, IA3, IA4, IA5, IA6) 각각의 축전량 및 전압을 배터리(B)의 Q-V 커브(DB)로부터 독출할 수 있다.
상기 프로세서(130)는, 상기 독출된 각 축전량에 대응하는 상기 특정 기준 배터리의 제2 전극 전위와 상기 독출된 각 축전량에 대응하는 제2 전극 특징점(IA1, IA2, IA3, IA4, IA5, IA6)의 전압을 합산하여, 상기 독출된 각 축전량에 대응하는 배터리(B)의 제1 전극 전위를 결정할 수 있다. 상기 프로세서(130)는, 하기의 수학식 3을 이용하여, 축전량 Q에 대응하는 배터리(B)의 제1 전극 전위를 산출할 수 있다.
<수학식 3>
VQ1(Q) = VQ2(Q) + VB2(Q)
여기서, VQ2(Q)는 축전량 Q에 대응하는 상기 특정 기준 배터리의 제2 전극 전위(도 6의 '■'), VB2(Q)는 축전량 Q에 대응하는 제2 전극 특징점의 전압(도 6의 '●'), VQ1(Q)는 축전량 Q에 대응하는 배터리(B)의 제1 전극 전위(도 6의 '▲'), 이다.
상기 프로세서(130)는, VQ1(Q)를 축전량 Q에 대응하는 배터리(B)의 양극 전위로 결정하고, VQ2(Q)를 축전량 Q에 대응하는 배터리(B)의 음극 전위로 결정할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여 전술한 바에 따르면, 배터리(B)의 전압 및 전류를 측정함으로써, 기준 전극을 이용하지 않고도, 배터리(B)의 양극 전위와 음극 전위 각각을 정확하게 추정할 수 있다.
한편, 상기 프로세서(130)는, 배터리(B)의 전극 전위(즉, 제1 전극 전위 또는 제2 전극 전위)와 유효 범위를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 배터리(B)의 전극 전위가 유효한지 여부를 진단할 수 있다.
상기 프로세서(130)는, 배터리(B)의 전극 전위가 상기 유효 범위 내에 포함되지 않으면, 배터리(B)의 전극 전위가 비유효한 것으로 판단할 수 있다. 배터리(B)의 전극 전위가 비유효하다는 것은, 배터리(B)의 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나가 일정 수준 이상 열화되어, 배터리(B)를 새것으로 교체할 필요가 있음을 나타낼 수 있다.
상기 프로세서(130)는, 상기 특정 기준 배터리의 제1 용량-전위 커브(DR1) 및 제2 용량-전위 커브(DR2)를 참조하여, 유효 범위를 설정할 수 있다.
구체적으로, 상기 프로세서(130)는, 제2 전극 특징점(IA1, IA2, IA3, IA4, IA5, IA6) 각각의 축전량에 대응하는 상기 특정 기준 배터리의 제1 전극 전위를 제1 용량-전위 커브(DR1)로부터 독출할 수 있다. 이후, 상기 프로세서(130)는 독출된 상기 특정 기준 배터리의 제1 전극 전위를 기준으로, 제1 유효 범위(예, 3.9~4.2 Volt)를 설정할 수 있다. 상기 프로세서(130)는, 상기 제1 유효 범위를 상기 배터리(B)의 제1 전극 전위와 비교하여, 배터리(B)의 제1 전극 전위가 유효한지 여부를 진단할 수 있다. 예를 들어, 배터리(B)의 제1 전극 전위가 제1 유효 범위를 벗어나는 경우, 배터리(B)의 제1 전극의 상태가 불량한 것으로 진단될 수 있다.
상기 프로세서(130)는, 제1 전극 특징점(IC1, IC2) 각각의 축전량에 대응하는 상기 특정 기준 배터리의 제2 전극 전위를 제2 용량-전위 커브(DR2)로부터 독출할 수 있다. 이후, 상기 프로세서(130)는, 상기 특정 기준 배터리의 제2 전극 전위를 기준으로, 제2 유효 범위(예, 0.03~0.2 Volt)를 설정할 수 있다. 상기 프로세서(130)는, 상기 제2 유효 범위를 상기 배터리(B)의 제2 전극 전위와 비교하여, 배터리(B)의 제2 전극 전위가 유효한지 여부를 진단할 수 있다. 예를 들어, 배터리(B)의 제2 전극 전위가 제2 유효 범위를 벗어나는 경우, 배터리(B)의 제2 전극의 상태가 불량한 것으로 진단될 수 있다.
대안적으로, 제1 유효 범위 및 제2 유효 범위는, 미리 설정된 것일 수도 있다.
상기 프로세서(130)는, 배터리(B)의 전극 정보를 나타내는 메시지를 통신 단자(COM)를 통해 전기 시스템(C)으로 전송할 수 있다.
상기 알림부(140)는, 상기 프로세서(130)에 동작 가능하게 결합될 수 있다. 상기 알림부(140)는, 상기 프로세서(130)로부터 상기 메시지가 수신된 것에 응답하여, 배터리(B)의 전극 정보를 시각적으로 표시(예, 기호, 숫자, 이미지)하는 디스플레이부 및 청각적으로 출력하는 스피커 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 프로세서(130)는, 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 프로세서(130)에 의해 실행될 수 있는 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. 기록매체는 컴퓨터에 포함된 프로세서(130)에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 배터리의 전극 정보를 결정하기 위한 방법의 순서도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 단계 S700에서, 프로세서(130)는, 센싱부(110)로부터의 측정 신호를 기초로, 배터리(B)의 전압 V 및 축전량 Q을 결정한다. 단계 S700에서 결정된 V 및 Q를 나타내는 데이터는, 소정 주기로 메모리부(120)에 저장될 수 있다.
단계 S710에서, 프로세서(130)는, 소정 전압 범위(예, 방전 종료 전압 ~ ~ 충전 종료 전압)에 대응하는 축전량이 결정되었는지 여부를 판정한다. 단계 S710의 값이 "예"인 경우, 단계 S720이 진행될 수 있다. 단계 S710의 값이 "아니오"인 경우, 단계 S700이 재진행될 수 있다.
단계 S720에서, 프로세서(130)는, 배터리(B)의 전압과 축전량 간의 관계를 나타내는 Q-V 커브(도 2 등 참조)를 생성한다.
단계 S730에서, 프로세서(130)는, 배터리(B)에 대한 Q-V 커브를 V-dQ/dV 커브(도 4 등 참조)로 변환한다.
단계 S740에서, 프로세서(130)는, V-dQ/dV 커브로부터 복수의 특징점을 검출한다.
단계 S750에서, 프로세서(130)는, 복수의 특징점 각각을 제1 전극 특징점 제2 전극 특징점으로 분류한다.
단계 S760에서, 프로세서(130)는, 제1 전극 특징점의 개수 및 제2 전극 특징점의 개수를 기초로, 배터리(B)에 포함된 제1 전극 활물질의 종류 및 제2 전극 활물질의 종류를 전극 정보로서 결정한다. 단계 S760 후, 상기 방법은, 종료되거나 단계 S800으로 진행할 수 있다.
단계 S800에서, 프로세서(130)는, 기준 배터리에 대한 제1 용량-전위 커브 및 제2 용량-전위 커브를 메모리부(120)로부터 획득한다. 상기 기준 배터리는, 배터리(B)와 동일한 제1 전극 활물질의 종류 및 제2 전극 활물질의 종류를 가지는 것이다.
단계 S810에서, 프로세서(130)는, 각 제1 전극 특징점의 축전량에 대응하는 기준 배터리의 제1 전극 전위를 제1 용량-전위 커브로부터 결정한다.
단계 S820에서, 프로세서(130)는, 각 제1 전극 특징점의 전압 및 기준 배터리의 제1 전극 전위를 기초로, 각 제1 전극 특징점의 축전량에 대응하는 배터리(B)의 제2 전극 전위를 전극 정보로서 결정한다.
단계 S830에서, 프로세서(130)는, 각 제2 전극 특징점의 축전량에 대응하는 기준 배터리의 제2 전극 전위를 제2 용량-전위 커브로부터 결정한다.
단계 S840에서, 프로세서(130)는, 각 제2 전극 특징점의 전압 및 기준 배터리의 제2 전극 전위를 기초로, 각 제2 전극 특징점의 축전량에 대응하는 배터리(B)의 제1 전극 전위를 전극 정보로서 결정한다.
단계 S850에서, 프로세서(130)는, 배터리(B)의 제1 전극 전위가 제1 유효 범위 내인지 여부 및 배터리(B)의 제2 전극 전위가 제2 유효 범위 내인지 여부를 판정한다. 단계 S850의 값이 "예"인 경우, 단계 S860이 진행될 수 있다. 단계 S850의 값이 "아니오"인 경우, 단계 S870이 진행될 수 있다.
단계 S860에서, 프로세서(130)는, 제1 메시지를 출력한다. 제1 메시지는, 배터리(B)의 제1 전극 및 제2 전극의 상태가 양호함을 나타내는 것일 수 있다.
단계 S870에서, 프로세서(130)는, 제2 메시지를 출력한다. 제2 메시지는, 배터리(B)의 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나의 상태가 불량함을 나타내는 것일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
C: 전기 시스템
1: 배터리 팩
B: 배터리
100: 장치
110: 센싱부
120: 메모리부
130: 프로세서
140: 알람부

Claims (13)

  1. 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 배터리의 전극 정보를 결정하기 위한 장치에 있어서,
    상기 배터리의 전압 및 상기 배터리의 전류를 측정하도록 구성된 센싱부; 및
    상기 센싱부와 동작 가능하게 결합된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 배터리의 전류를 기초로, 상기 배터리의 축전량을 결정하고,
    상기 배터리의 전압과 상기 배터리의 축전량 간의 관계를 나타내는 Q-V 커브를 상기 배터리의 전압과 상기 배터리의 전압의 변화량에 대한 상기 축전량의 변화량의 비율 간의 관계를 나타내는 V-dQ/dV 커브로 변환하고,
    상기 V-dQ/dV 커브로부터 복수의 특징점을 검출하고,
    상기 복수의 특징점 각각을 제1 전극 특징점 제2 전극 특징점으로 분류하고,
    상기 제1 전극 특징점의 개수 및 상기 제2 전극 특징점의 개수를 기초로, 상기 배터리에 포함된 제1 전극 활물질의 종류 및 제2 전극 활물질의 종류를 상기 전극 정보로 결정하도록 구성되는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 특징점 중에서, 소정의 기준 전압 이상의 전압 범위에 위치하는 각 특징점을 상기 제1 전극 특징점으로 분류하고,
    상기 복수의 특징점 중에서, 상기 기준 전압 미만의 전압 범위에 위치하는 각 특징점을 상기 제2 전극 특징점으로 분류하도록 구성되는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    기준 배터리의 제1 용량-전위 커브를 상기 프로세서에 동작 가능하게 결합된 메모리부로부터 획득하고,
    상기 각 제1 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 기준 배터리의 제1 전극 전위를 상기 제1 용량-전위 커브로부터 결정하고,
    상기 각 제1 전극 특징점의 전압 및 상기 기준 배터리의 상기 제1 전극 전위를 기초로, 상기 각 제1 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 배터리의 상기 제2 전극의 전위를 상기 전극 정보로서 결정하도록 구성되되,
    상기 기준 배터리는, 상기 제1 전극 활물질 및 상기 제2 전극 활물질을 포함하는, 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 기준 배터리의 상기 제1 전극 전위로부터 상기 각 제1 전극 특징점의 전압을 감산하여, 상기 각 제1 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 배터리의 상기 제2 전극의 전위를 상기 전극 정보로서 결정하도록 구성되는, 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 기준 배터리의 제2 용량-전위 커브를 상기 메모리부로부터 획득하고,
    상기 각 제2 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 기준 배터리의 제2 전극 전위를 상기 제2 용량-전위 커브로부터 결정하고,
    상기 각 제2 전극 특징점의 전압 및 상기 기준 배터리의 상기 제2 전극 전위를 기초로, 상기 각 제2 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 배터리의 상기 제1 전극의 전위를 상기 전극 정보로서 결정하도록 구성되는, 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 각 제2 전극 특징점의 전압과 상기 기준 배터리의 상기 제2 전극 전위를 합산하여, 상기 각 제2 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 배터리의 상기 제1 전극의 전위를 상기 전극 정보로서 결정하도록 구성되는, 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 배터리의 상기 제1 전극의 전위를 유효 범위와 비교한 결과에 기초하여, 상기 배터리의 상기 제1 전극의 전위가 유효한지 여부를 진단하도록 구성되는, 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 배터리의 상기 제1 전극의 전위가 제1 유효 범위를 벗어나는 경우, 상기 배터리의 상기 제1 전극의 상태가 불량임을 나타내는 메시지를 출력하도록 구성되는, 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 상기 장치를 포함하는, 배터리 팩.
  10. 제9항에 따른 상기 배터리 팩을 포함하는, 전기 시스템.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 상기 장치를 이용하여, 상기 배터리의 상기 전극 정보를 결정하기 위한 방법에 있어서,
    상기 Q-V 커브를 생성하는 단계;
    상기 Q-V 커브를 상기 V-dQ/dV 커브로 변환하는 단계;
    상기 V-dQ/dV 커브로부터 상기 복수의 특징점을 검출하는 단계;
    상기 복수의 특징점 각각을 상기 제1 전극 특징점 상기 제2 전극 특징점으로 분류하는 단계; 및
    상기 제1 전극 특징점의 개수 및 상기 제2 전극 특징점의 개수를 기초로, 상기 배터리에 포함된 상기 제1 전극 활물질의 종류 및 상기 제2 전극 활물질의 종류를 상기 전극 정보로 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전극 활물질의 종류 및 제2 전극 활물질의 종류를 기초로, 기준 배터리에 대한 제1 용량-전위 커브 및 제2 용량-전위 커브를 획득하는 단계;
    상기 각 제1 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 기준 배터리의 제1 전극 전위를 상기 제1 용량-전위 커브로부터 결정하는 단계;
    상기 각 제1 전극 특징점의 전압 및 상기 기준 배터리의 상기 제1 전극 전위를 기초로, 상기 각 제1 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 배터리의 상기 제2 전극의 전위를 상기 전극 정보로서 결정하는 단계;
    상기 각 제2 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 기준 배터리의 제2 전극 전위를 상기 제2 용량-전위 커브로부터 결정하는 단계; 및
    상기 각 제2 전극 특징점의 전압 및 상기 기준 배터리의 상기 제2 전극 전위를 기초로, 상기 각 제2 전극 특징점의 축전량에 대응하는 상기 배터리의 상기 제1 전극의 전위를 상기 전극 정보로서 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 배터리의 상기 제1 전극의 전위가 제1 유효 범위를 벗어나거나 상기 배터리의 상기 제2 전극의 전위가 제2 유효 범위를 벗어나는 경우, 상기 배터리의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나의 상태가 불량임을 나타내는 메시지를 출력하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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