KR20200025495A - Apparatus and method for estimating charging time of secondary battery - Google Patents

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KR20200025495A KR1020180102930A KR20180102930A KR20200025495A KR 20200025495 A KR20200025495 A KR 20200025495A KR 1020180102930 A KR1020180102930 A KR 1020180102930A KR 20180102930 A KR20180102930 A KR 20180102930A KR 20200025495 A KR20200025495 A KR 20200025495A
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서보경
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for estimating charging time which can effectively estimate charging time of a secondary battery in a process of estimating charging time of an electric vehicle having the secondary battery and a method thereof. According to an embodiment of the present invention, the apparatus for estimating charging time estimates charging time of a secondary battery. The apparatus comprises: a monitoring unit to measure at least one between a voltage and a current of the secondary battery; an estimation unit to receive at least one between the voltage and the current of the secondary battery from the monitoring unit and estimate an SOC of the secondary battery based on at least one between the voltage and the current of the secondary battery; and a processor to receive a present charging current of the secondary battery from the monitoring unit, receive an SOC of the secondary battery from the estimation unit to divide an SOC from a fully charged state to a fully discharged state into a plurality of SOC sections based on the SOC to list the SOC sections, determine a maximum charging current corresponding to each SOC section, estimate a capacity for each SOC section, divide the capacity for each SOC section by the present charging current or the maximum charging current to calculate section charging time, and estimate the charging time of the secondary battery based on the section charging time.

Description

이차 전지의 충전 시간 추정 장치 및 방법{Apparatus and method for estimating charging time of secondary battery}Apparatus and method for estimating charging time of secondary battery}

본 발명은 이차 전지의 충전 시간 추정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차 전지를 구비하는 전기 차량의 충전 시간을 추정하는 과정에서 효과적으로 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있는 충전 시간 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for estimating a charging time of a secondary battery, and more particularly, to an apparatus for estimating a charging time of a secondary battery in a process of estimating a charging time of an electric vehicle having a secondary battery. And to a method.

근래에 들어서, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, as the demand for portable electronic products such as laptops, video cameras, mobile phones, and the like is rapidly increasing, and development of energy storage batteries, robots, satellites, and the like is in earnest, high-performance secondary batteries capable of repeating charging and discharging are available. Research is actively being conducted.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Commercially available secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, and thus are free of charge and discharge. It has been spotlighted for its very low self discharge rate and high energy density.

특히, 최근에는 탄소 에너지가 점차 고갈되고 환경에 대한 관심이 높아지면서, 미국, 유럽, 일본, 한국을 비롯하여 전 세계적으로 하이브리드 자동차와 전기 자동차에 대한 수요가 점차 증가하고 있다. 이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동차는 배터리 팩의 충방전 에너지를 이용하여 차량 구동력을 얻기 때문에, 엔진만을 이용하는 자동차에 비해 연비가 뛰어나고 공해 물질을 배출하지 않거나 감소시킬 수 있다는 점에서 많은 소비자들에게 좋은 반응을 얻고 있다. 따라서, 하이브리드 자동차나 전기 자동차의 핵심적 부품인 차량용 배터리에 보다 많은 관심과 연구가 집중되고 있다.In particular, in recent years, as carbon energy is gradually exhausted and the interest in the environment is increasing, demand for hybrid vehicles and electric vehicles is increasing gradually in the United States, Europe, Japan, and Korea. These hybrid cars or electric vehicles use the charge and discharge energy of the battery pack to obtain vehicle driving power, and thus have a good response to many consumers in that they are more fuel efficient and can emit or reduce pollutants than engine-only cars. Getting Therefore, more attention and research is being focused on the vehicle battery, which is a key component of a hybrid vehicle or an electric vehicle.

상기와 같이 배터리는 자동차와 같은 각종 이동성 장치에 사용되는 것으로, 사용 시간에 한계가 있기 때문에 배터리의 잔존량(SOC: State Of Charge)에 대한 정확한 정보를 파악하는 것이 중요하다. 또한, 배터리를 충전하는 경우, 충전 시간을 예측하는 것이 중요하다. 이러한 충전 시간은 배터리를 만충전까지 충전하기 위하여 충전 지속 여부의 척도가 되므로 사용자가 해당 장치를 사용하는데 있어서 매우 중요한 정보이다. As described above, the battery is used in various mobile devices such as automobiles, and since the use time is limited, it is important to know accurate information about the state of charge (SOC) of the battery. In addition, when charging the battery, it is important to predict the charging time. This charging time is a very important information for the user to use the device because it is a measure of whether the charge is continued to charge the battery to full charge.

일반적으로 종래 이차 전지의 충전 시간을 추정하고자 하는 경우, 이차 전지의 용량을 충전 주입 전류로 단순히 나누어 계산하는 방법을 사용하였다. 이와 같은 경우, 이차 전지가 받아들일 수 있는 충전 전류의 값이 충전 중 변화하기 때문에 충전 시간을 정확하게 추정하기 어렵다.In general, in order to estimate the charging time of a conventional secondary battery, a method of simply dividing the capacity of the secondary battery by the charge injection current was used. In such a case, it is difficult to accurately estimate the charging time because the value of the charging current acceptable to the secondary battery changes during charging.

또한, 이차 전지의 온도 또는 퇴화율 등의 차이로 인해, 충전이 진행되는 동안 운전자에게 표시되는 충전 시간과 실제 충전 시간 사이에 차이가 발생할 수 있다. 이와 같은 충전 시간의 차이는, 운전자에게 혼란을 초래할 수 있다. 또한, 이와 같은 실제 충전 시간과 추정 충전 시간 사이의 차이로 인해, 운전자는, 차량에 표시되는 충전 시간에 대한 신뢰성을 상실할 수 있다.In addition, due to a difference in temperature or degradation rate of the secondary battery, a difference may occur between the charging time displayed to the driver and the actual charging time while the charging is in progress. Such a difference in charging time may cause confusion to the driver. In addition, due to such a difference between the actual charging time and the estimated charging time, the driver may lose the reliability of the charging time displayed on the vehicle.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 이차 전지를 구비하는 전기 차량의 충전 시간을 추정하는 과정에서 효과적으로 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있는 개선된 충전 시간 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an improved charging time estimation apparatus that can effectively estimate the charging time of the secondary battery in the process of estimating the charging time of the electric vehicle having a secondary battery and It is about a method.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 장치로서, 상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 측정하도록 구성된 모니터링부; 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정하도록 구성된 추정부; 및 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 현재 충전 전류를 수신하고, 상기 추정부로부터 상기 이차 전지의 SOC를 수신하여, 상기 SOC를 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열하고, 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단하며, 각 SOC 구간별 용량을 추정하고, 상기 각 SOC 구간별 용량을 상기 현재 충전 전류 또는 상기 최대 충전 전류로 나누어 구간 충전 시간을 연산하며, 상기 구간 충전 시간을 기초로 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정하도록 구성된 프로세서를 포함한다.A charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, as a device for estimating the charging time of the secondary battery, a monitoring unit configured to measure at least one or more of the voltage and current of the secondary battery. ; An estimator configured to receive at least one or more of the voltage and current of the secondary battery from the monitoring unit, and estimate an SOC of the secondary battery based on at least one or more of the voltage and current of the secondary battery; And receiving the current charging current of the secondary battery from the monitoring unit, receiving the SOC of the secondary battery from the estimating unit, and dividing the SOC from full charge to full discharge based on the SOC into a plurality of SOC sections. Determine the maximum charging current corresponding to each SOC section, estimate the capacity for each SOC section, calculate the section charging time by dividing the capacity for each SOC section by the current charging current or the maximum charging current, And a processor configured to estimate a charging time of the secondary battery based on the interval charging time.

또한, 상기 모니터링부는, 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 측정하도록 구성되고, 상기 추정부는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정하며, 상기 프로세서는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 현재 충전 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 SOC 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열할 수 있다.The monitoring unit may be configured to measure at least one of voltage, current, and temperature, and the estimating unit receives at least one or more of voltage, current, and temperature of the secondary battery from the monitoring unit. Estimates an SOC of the secondary battery based on at least one of voltage, current, and temperature, and the processor receives at least one of a current charge current and a temperature of the secondary battery from the monitoring unit; Based on at least one or more of the SOC from full charge to full discharge can be divided into a plurality of SOC intervals.

또한, 상기 프로세서는, 상기 각 SOC 구간별 용량을 상기 현재 충전 전류 및 상기 최대 충전 전류 중 작은 값으로 나누어 상기 구간 충전 시간을 연산할 수 있다.The processor may calculate the interval charging time by dividing the capacity for each SOC interval by a smaller value of the current charge current and the maximum charge current.

또한, 상기 프로세서는, 각 구간 충전 시간을 합하여 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정하도록 구성될 수 있다.In addition, the processor may be configured to estimate the charging time of the secondary battery by summing the respective charging periods.

또한, 상기 프로세서는, 각 SOC 구간에 일대일로 대응하는 상기 현재 충전 전류 및 상기 최대 충전 전류 중 작은 값으로 각 SOC 구간별 용량을 나누어 상기 구간 충전 시간을 연산하도록 구성될 수 있다.The processor may be configured to calculate the interval charging time by dividing the capacity for each SOC interval by a smaller value of the current charge current and the maximum charge current corresponding to each SOC interval one-to-one.

또한, 상기 추정부는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOH를 추정하도록 구성될 수 있다.The estimator may receive at least one or more of the voltage, current, and temperature of the secondary battery from the monitoring unit, and estimate the SOH of the secondary battery based on at least one or more of the voltage, current, and temperature of the secondary battery. It can be configured to.

또한, 상기 프로세서는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 SOH값을 수신하고, 상기 이차 전지의 현재 온도값에 해당하는 상기 SOC 구간에 상기 이차 전지의 상기 SOH값을 곱하여 상기 SOC 구간을 판단하도록 구성될 수 있다.The processor may be configured to receive the SOH value of the secondary battery from the monitoring unit, and determine the SOC interval by multiplying the SOC interval corresponding to a current temperature value of the secondary battery by the SOH value of the secondary battery. Can be.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 상기 이차 전지의 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 상기 이차 전지의 온도를 기초로 복수의 SOC 구간으로 나누어 미리 저장하고, 미리 저장된 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 미리 저장하도록 구성된 메모리 디바이스를 더 포함할 수 있다.In addition, the charging time estimation apparatus according to an embodiment of the present invention, the SOC from the full charge to the full discharge of the secondary battery divided into a plurality of SOC intervals based on the temperature of the secondary battery in advance and stored in advance The memory device may further include a memory device configured to prestore a corresponding maximum charging current for each SOC period.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS는, 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치를 포함한다.In addition, the BMS according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a charging time estimating apparatus according to the present invention.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치를 포함한다.In addition, the battery pack according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a charging time estimation apparatus according to the present invention.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 방법은, 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 방법으로서, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 측정하는 단계; 상기 측정 단계에 의해 측정된 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정하고, 상기 이차 전지의 온도값 및 SOC값 중 적어도 하나 이상을 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열하고, 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단하며, 각 SOC 구간별 용량을 추정하는 단계; 및 상기 각 SOC 구간별 용량을 현재 충전 전류 또는 상기 최대 충전 전류로 나누어 구간 충전 시간을 연산하며, 상기 구간 충전 시간을 기초로 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 단계를 포함한다.In addition, the charging time estimation method according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, as a method for estimating the charging time of the secondary battery, measuring at least one or more of the voltage, current and temperature of the secondary battery. Making; Receive at least one or more of the voltage, current and temperature of the secondary battery measured by the measuring step, and estimate the SOC of the secondary battery based on at least one or more of the voltage, current and temperature of the secondary battery, Based on at least one of the temperature value and the SOC value of the secondary battery, SOCs from full charge to full discharge are divided into a plurality of SOC sections, and the corresponding maximum charging current is determined for each SOC section, and each SOC section Estimating the star dose; And calculating a section charging time by dividing the capacity for each SOC section by a current charging current or the maximum charging current, and estimating a charging time of the secondary battery based on the section charging time.

본 발명의 일 측면에 의하면, 복수의 SOC 구간을 나누어 각 SOC 구간마다 충전 전류를 별도로 판단함으로써, 이차 전지의 충전 시간을 정확하게 추정할 수 있는 효과가 있다.According to an aspect of the present invention, by separately determining the charging current for each SOC section by dividing the plurality of SOC sections, the charging time of the secondary battery can be accurately estimated.

특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 각 SOC 구간의 최대 충전 전류와 현재 충전 전류 중 작은 값을 충전 전류로 판단함으로써, 충전 시간 예측의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In particular, according to an embodiment of the present invention, by determining the smaller of the maximum charging current and the current charging current of each SOC interval as the charging current, it is possible to improve the accuracy of the charging time prediction.

특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 이차 전지가 충전되어 SOC가 변화되어가는 과정에서, SOC 구간의 개수 및 각 SOC 구간별 용량을 판단하여 정확한 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있는 개선된 이차 전지의 충전 시간 추정 장치 및 방법이 제공될 수 있다.Particularly, according to an embodiment of the present invention, in the process of changing the SOC by charging the secondary battery, the number of SOC sections and the capacity of each SOC section may be judged to improve the accurate charging time of the secondary battery. An apparatus and method for estimating charge time of a secondary battery may be provided.

이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.In addition to the present invention may have a variety of other effects, such other effects of the present invention can be understood by the following description, it will be more clearly understood by the embodiments of the present invention.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 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 충전 시간 추정 장치가 차량의 일부 구성과 연결된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치가 충전 시간을 추정하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치가 참조하는 최대 충전 전류와 SOC와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to.
1 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to a partial configuration of a vehicle.
2 is a diagram schematically illustrating a process of estimating a charging time by an apparatus for estimating charging time according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a relationship between the maximum charging current and the SOC referred to by the charging time estimating apparatus according to the embodiment of the present invention.
4 is a flowchart schematically illustrating a charging time estimation method according to an embodiment of the present invention.

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 안 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 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own inventions. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판정되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

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 '프로세서'와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated. In addition, the term 'processor' described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software.

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.In addition, throughout the specification, when a part is "connected" to another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another element in between. Include.

본 명세서에서, 이차 전지는, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 이차 전지로 간주될 수 있다. 또한, 본 명세서에서, 셀 어셈블리는, 직렬 및/또는 병렬로 연결된 적어도 하나 이상의 이차 전지를 구비할 수 있다.In the present specification, the secondary battery means one independent cell having a negative electrode terminal and a positive electrode terminal and physically separable. For example, one pouch type lithium polymer cell may be regarded as a secondary battery. Also, in the present specification, the cell assembly may include at least one secondary battery connected in series and / or in parallel.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 차량에 구비된 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 차량에 장착된 배터리 팩에 구비된 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치가 장착된 배터리 팩은, 배터리 팩의 양단이 차량 부하(50)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 차량에 구비된 외부 장치(30)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 테면, 상기 외부 장치(30)는, 차량의 ECU(Electronic Control Unit)일 수 있다.The charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention may be an apparatus for estimating the charging time of a secondary battery provided in a vehicle. For example, the charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention may be an apparatus for estimating the charging time of a secondary battery included in a battery pack mounted in a vehicle. For example, as shown in the configuration of FIG. 1, in the battery pack equipped with the charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention, both ends of the battery pack may be electrically connected to the vehicle load 50. In addition, the charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention may be electrically connected to the external device 30 provided in the vehicle. For example, the external device 30 may be an ECU (Electronic Control Unit) of a vehicle.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치가 차량의 일부 구성과 연결된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a configuration in which a charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to a partial configuration of a vehicle.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 모니터링부(100), 추정부(200) 및 프로세서(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention may include a monitoring unit 100, an estimating unit 200, and a processor 300.

상기 모니터링부(100)는, 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 모니터링부(100)는, 이차 전지의 전압을 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 모니터링부(100)는, 셀 어셈블리(10)의 양단과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 모니터링부(100)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 추정부(200)와 전기적으로 결합할 수 있다. 또한, 모니터링부(100)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(300)와 전기적으로 결합할 수 있다. 또한, 모니터링부(100)는, 프로세서(300)의 통제 하에, 시간 간격을 두고 셀 어셈블리(10)의 양단 전압을 측정하고 측정된 전압의 크기를 나타내는 신호를 추정부(200)로 출력할 수 있다. 이때, 추정부(200)는, 모니터링부(100)로부터 출력되는 신호로부터 셀 어셈블리(10)의 전압을 결정할 수 있다. 예를 들어, 모니터링부(100)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 전압 측정 회로를 이용하여 구현될 수 있다. The monitoring unit 100 may be configured to measure at least one of voltage and current of the secondary battery. For example, the monitoring unit 100 may be configured to measure the voltage of the secondary battery. For example, as shown in the configuration of FIG. 1, the monitoring unit 100 may be electrically connected to both ends of the cell assembly 10. In addition, the monitoring unit 100 may be electrically coupled with the estimating unit 200 to exchange electrical signals. In addition, the monitoring unit 100 may be electrically coupled with the processor 300 to transmit and receive electrical signals. In addition, under the control of the processor 300, the monitoring unit 100 may measure voltages at both ends of the cell assembly 10 at intervals of time and output a signal indicating the magnitude of the measured voltage to the estimator 200. have. In this case, the estimator 200 may determine the voltage of the cell assembly 10 from the signal output from the monitoring unit 100. For example, the monitoring unit 100 may be implemented using a voltage measuring circuit generally used in the art.

또한, 모니터링부(100)는, 이차 전지의 전류를 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 모니터링부(100)는, 셀 어셈블리(10)의 충방전 경로 상에 구비된 전류 센서(110)의 양단과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 모니터링부(100)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 추정부(200)와 전기적으로 결합할 수 있다. 또한, 모니터링부(100)는, 프로세서(300)의 통제하에, 시간 간격을 두고 셀 어셈블리(10)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 반복 측정하고 측정된 전류의 크기를 나타내는 신호를 추정부(200)로 출력할 수 있다. 이때, 추정부(200)는 모니터링부(100)로부터 출력되는 신호로부터 전류의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전류 센서(110)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 홀 센서 또는 센스 저항을 이용하여 구현될 수 있다. In addition, the monitoring unit 100 may be configured to measure the current of the secondary battery. For example, as shown in the configuration of FIG. 1, the monitoring unit 100 may be electrically connected to both ends of the current sensor 110 provided on the charge / discharge path of the cell assembly 10. In addition, the monitoring unit 100 may be electrically coupled with the estimating unit 200 to exchange electrical signals. In addition, under the control of the processor 300, the monitoring unit 100 repeatedly measures the magnitude of the charging current or the discharging current of the cell assembly 10 at a time interval and estimates a signal indicating the magnitude of the measured current. 200). At this time, the estimator 200 may determine the magnitude of the current from the signal output from the monitoring unit 100. For example, the current sensor 110 may be implemented using a hall sensor or sense resistor generally used in the art.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 모니터링부(100)는, 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 모니터링부(100)는, 이차 전지의 온도를 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 모니터링부(100)는, 셀 어셈블리(10)와 연결되어 셀 어셈블리(10)에 구비된 이차 전지의 온도를 측정할 수 있다. 또한, 모니터링부(100)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 추정부(200)와 전기적으로 결합할 수 있다. 또한, 모니터링부(100)는, 시간 간격을 두고 이차 전지의 온도를 반복 측정하고 측정된 온도의 크기를 나타내는 신호를 추정부(200)로 출력할 수 있다. 이때, 추정부(200)는 모니터링부(100)로부터 출력되는 신호로부터 이차 전지의 온도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 모니터링부(100)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 열전대(thermocouple)를 이용하여 구현될 수 있다.Preferably, the monitoring unit 100 according to an embodiment of the present invention, may be configured to measure at least one or more of the voltage, current and temperature of the secondary battery. For example, the monitoring unit 100 may be configured to measure the temperature of the secondary battery. For example, as shown in the configuration of FIG. 1, the monitoring unit 100 may be connected to the cell assembly 10 to measure the temperature of the secondary battery provided in the cell assembly 10. In addition, the monitoring unit 100 may be electrically coupled with the estimating unit 200 to exchange electrical signals. In addition, the monitoring unit 100 may repeatedly measure the temperature of the secondary battery at intervals of time and output a signal indicating the magnitude of the measured temperature to the estimating unit 200. In this case, the estimator 200 may determine the temperature of the secondary battery from the signal output from the monitoring unit 100. For example, the monitoring unit 100 may be implemented using a thermocouple generally used in the art.

상기 추정부(200)는, 모니터링부(100)로부터 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 수신할 수 있다. 또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추정부(200)는, 모니터링부(100)로부터 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신할 수 있다.The estimator 200 may receive at least one of a voltage and a current of the secondary battery from the monitoring unit 100. Also, preferably, the estimator 200 according to an embodiment of the present invention may receive at least one of voltage, current, and temperature of the secondary battery from the monitoring unit 100.

또한, 추정부(200)는, 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 기초로 이차 전지의 SOC를 추정할 수 있다. 또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추정부(200)는, 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 이차 전지의 SOC를 추정할 수 있다.In addition, the estimator 200 may estimate the SOC of the secondary battery based on at least one of the voltage and the current of the secondary battery. Also, preferably, the estimator 200 estimates the SOC of the secondary battery based on at least one of voltage, current, and temperature of the secondary battery.

상기 추정부(200)는, 모니터링부(100)로부터 이차 전지의 상태 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 이차 전지의 상태 정보는, 이차 전지의 전압값, 이차 전지의 전류값 및 이차 전지의 온도값을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 이차 전지의 상태 정보는, 이차 전지의 양단 전압값, 이차 전지를 흐르는 전류값 및 이차 전지의 온도값을 포함할 수 있다.The estimator 200 may receive state information of the secondary battery from the monitoring unit 100. Here, the state information of the secondary battery may include a voltage value of the secondary battery, a current value of the secondary battery, and a temperature value of the secondary battery. More specifically, the state information of the secondary battery may include a voltage value at both ends of the secondary battery, a current value flowing through the secondary battery, and a temperature value of the secondary battery.

또한, 추정부(200)는, 모니터링부(100)로부터 수신한 이차 전지에 대한 전압 측정값, 전류 측정값 및 온도 측정값 중 적어도 하나 이상을 이용하여, 이차 전지의 충전 상태(SOC: State Of Charge)를 계산하여 이차 전지의 잔존량을 추정할 수 있다. 또한, 추정부(200)는, 추정된 이차 전지의 잔존량을 이용하여 추정 SOC를 산출할 수 있다. 여기서, 추정 SOC는, 0% 내지 100% 범위에서 이차 전지의 잔존량과 대응되는 수치로 산출될 수 있다.In addition, the estimator 200 uses the at least one of the voltage measurement value, the current measurement value, and the temperature measurement value for the secondary battery received from the monitoring unit 100 to determine the state of charge of the secondary battery (SOC: State Of). Charge) can be estimated to estimate the remaining amount of the secondary battery. In addition, the estimator 200 may calculate an estimated SOC using the estimated remaining amount of the secondary battery. Here, the estimated SOC may be calculated as a value corresponding to the remaining amount of the secondary battery in the range of 0% to 100%.

본 발명의 일 측면에서, 추정부(200)는, 이차 전지의 충전 전류 및 방전 전류를 적산하여 이차 전지의 충전 상태를 추정할 수 있다. 여기서, 이차 전지의 충전 또는 방전이 시작될 때 충전 상태의 초기값은 충전 또는 방전이 시작되기 전에 측정한 이차 전지의 개방 전압(OCV: Open Circuit Voltage)을 이용하여 결정할 수 있다. 이를 위해, 추정부(200)는, 개방 전압 별로 충전 상태를 정의한 개방 전압-충전 상태 룩업 테이블을 포함하고, 룩업 테이블로부터 이차 전지의 개방 전압에 대응되는 충전 상태를 맵핑할 수 있다.In an aspect of the present disclosure, the estimator 200 may estimate the state of charge of the secondary battery by integrating the charge current and the discharge current of the secondary battery. Here, the initial value of the state of charge when the charging or discharging of the secondary battery starts may be determined using an open circuit voltage (OCV) of the secondary battery measured before the charging or discharging starts. To this end, the estimator 200 may include an open voltage-charge state lookup table defining charge states for each open voltage, and may map a charge state corresponding to the open voltage of the secondary battery from the lookup table.

본 발명의 다른 측면에서, 추정부(200)는, 확장 칼만 필터를 이용하여 이차 전지의 충전 상태를 산출할 수 있다. 확장 칼만 필터는 이차 전지의 전압, 전류 및 온도를 이용하여 이차 전지의 충전 상태를 적응적으로 추정하는 수학적 알고리즘을 말한다. 여기서, 확장 칼만 필터를 이용한 충전 상태의 추정은, 일 예로서 그레고리 엘 플레트(Gregory L. Plett)의 논문 "Extended Kalman filtering for battery management systems of LiPB-based HEV battery packs Parts 1, 2 and 3" (Journal of Power Source 134, 2004, p. 252-261)을 참조할 수 있다.In another aspect of the present invention, the estimator 200 may calculate the state of charge of the secondary battery using the extended Kalman filter. Extended Kalman filter refers to a mathematical algorithm that adaptively estimates the state of charge of a secondary battery using the voltage, current, and temperature of the secondary battery. Here, the estimation of the state of charge using the Extended Kalman filter is, for example, Gregory L. Plett's article "Extended Kalman filtering for battery management systems of LiPB-based HEV battery packs Parts 1, 2 and 3". (Journal of Power Source 134, 2004, p. 252-261).

이차 전지의 충전 상태는 전술한 전류 적산법 또는 확장 칼만 필터 이외에도 이차 전지의 전압, 전류 및 온도를 선택적으로 활용하여 충전 상태를 추정할 수 있는 다른 공지의 방법에 의해서도 결정할 수 있다.The state of charge of the secondary battery may be determined by other known methods capable of estimating the state of charge by selectively utilizing the voltage, current, and temperature of the secondary battery, in addition to the above-described current integration method or the extended Kalman filter.

더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추정부(200)는, 모니터링부(100)로부터 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 이차 전지의 SOH(State Of Health)를 추정할 수 있다. 여기서, 이차 전지의 SOH는 퇴화율을 의미한다.More preferably, the estimator 200 according to an embodiment of the present invention receives at least one or more of the voltage, current, and temperature of the secondary battery from the monitoring unit 100, and the voltage, current, and temperature of the secondary battery. The state of health (SOH) of the secondary battery may be estimated based on at least one of the above. Here, SOH of the secondary battery means degeneration rate.

이차 전지의 퇴화율은 전술한 이차 전지의 전압, 전류 및 온도를 이용하는 방법 이외에도 이차 전지의 SOC 및 이차 전지의 내부 저항을 선택적으로 활용하여 퇴화율을 추정할 수 있는 다른 공지의 방법에 의해서도 결정할 수 있다.The degeneration rate of the secondary battery may be determined not only by using the above-described voltage, current, and temperature of the secondary battery, but also by other known methods capable of estimating the degeneration rate by selectively utilizing the SOC of the secondary battery and the internal resistance of the secondary battery. have.

상기 프로세서(300)는, 모니터링부(100)로부터 이차 전지의 현재 충전 전류를 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, 추정부(200)로부터 이차 전지의 SOC를 수신할 수 있다. 예를 들어, SOC는, 0% 내지 100% 범위에서 이차 전지의 잔존량과 대응되는 수치일 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, SOC를 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열할 수 있다. 예를 들어, 복수의 SOC 구간은, 0% 내지 100% 범위의 SOC를 복수의 구간으로 나눈 구간을 의미한다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 5개의 SOC 구간으로 나누는 경우, 1구간은, SOC 0% 내지 60% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 2구간은, SOC 60% 내지 80% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 3구간은, SOC 80% 내지 90% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 4구간은, SOC 90% 내지 97% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 5구간은, SOC 97% 내지 100% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 예를 들어, 복수의 SOC 구간은, 이차 전지의 SOC에따라 SOC 구간의 개수와 각 SOC 구간의 SOC 경계값이 다르게 설정될 수 있다.The processor 300 may receive the current charging current of the secondary battery from the monitoring unit 100. In addition, the processor 300 may receive the SOC of the secondary battery from the estimator 200. For example, the SOC may be a value corresponding to the remaining amount of the secondary battery in the range of 0% to 100%. In addition, the processor 300 may divide the SOC from full charge to full discharge based on the SOC and divide the SOC into a plurality of SOC sections. For example, the plurality of SOC sections means a section obtained by dividing the SOC in a range of 0% to 100% into a plurality of sections. For example, when the processor 300 divides the data into five SOC sections, one section may mean an SOC section in the range of 0% to 60% SOC. In addition, the two sections may mean an SOC section in the range of 60% to 80% SOC. In addition, the three sections may mean an SOC section in the range of 80% to 90% SOC. In addition, four sections may mean an SOC section in the range of 90% to 97% SOC. In addition, 5 sections may mean an SOC section in the range of SOC 97% to 100%. For example, in the plurality of SOC sections, the number of SOC sections and the SOC boundary value of each SOC section may be set differently according to the SOC of the secondary battery.

더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(300)는, 모니터링부(100)로부터 이차 전지의 SOH값을 수신하고, 이차 전지의 현재 온도값에 해당하는 SOC 구간에 이차 전지의 상기 SOH값을 곱하여 SOC 구간을 판단할 수 있다. 예를 들어, 복수의 SOC 구간은, 이차 전지의 온도 및 SOH에따라 SOC 구간의 개수와 각 SOC 구간의 SOC 경계값이 다르게 설정될 수 있다.More preferably, the processor 300 according to an embodiment of the present invention, receives the SOH value of the secondary battery from the monitoring unit 100, the SOC section corresponding to the current temperature value of the secondary battery of the secondary battery The SOC interval may be determined by multiplying the SOH value. For example, in the plurality of SOC sections, the number of SOC sections and the SOC boundary value of each SOC section may be set differently according to the temperature and the SOH of the secondary battery.

또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(300)는, 모니터링부(100)로부터 이차 전지의 현재 충전 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, SOC 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열할 수 있다. 예를 들어, 복수의 SOC 구간은, 이차 전지의 SOC 및 온도에 따라 SOC 구간의 개수와 각 SOC 구간의 SOC 경계값이 다르게 설정될 수 있다.Also, preferably, the processor 300 according to an embodiment of the present invention may receive at least one or more of the current charging current and the temperature of the secondary battery from the monitoring unit 100. In addition, the processor 300 may divide the SOC from full charge to full discharge based on at least one of the SOC and the temperature by dividing the SOC into a plurality of SOC sections. For example, in the plurality of SOC sections, the number of SOC sections and the SOC boundary value of each SOC section may be set differently according to SOC and temperature of the secondary battery.

또한, 프로세서(300)는, 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단할 수 있다. 여기서, 최대 충전 전류는, 이차 전지가 충전되는 경우, 이차 전지가 최대로 받아들일 수 있는 충전 전류의 크기를 의미할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 복수의 SOC 구간 중 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 1구간의 최대 충전 전류를 17A로 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, 2구간의 최대 충전 전류를 15A로 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, 3구간의 최대 충전 전류를 10A로 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, 4구간의 최대 충전 전류를 5A로 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, 5구간의 최대 충전 전류를 2A로 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 이차 전지의 SOC 및 온도를 기초로 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 이차 전지의 SOC 및 온도 별로 최대 충전 전류를 정의한 SOC구간-최대 충전 전류 테이블을 포함할 수 있다.In addition, the processor 300 may determine a maximum charging current corresponding to each SOC section. Here, the maximum charging current may refer to a magnitude of the charging current that the secondary battery can receive maximum when the secondary battery is charged. For example, the processor 300 may determine a maximum charging current corresponding to each SOC section among the plurality of SOC sections. For example, the processor 300 may determine the maximum charging current of one section as 17A. In addition, the processor 300 may determine the maximum charging current of the two sections as 15A. In addition, the processor 300 may determine a maximum charge current of three sections as 10A. In addition, the processor 300 may determine a maximum charge current of four sections as 5A. In addition, the processor 300 may determine a maximum charging current of 5 sections as 2A. For example, the processor 300 may determine a maximum charging current corresponding to each SOC section based on the SOC and the temperature of the secondary battery. For example, the processor 300 may include an SOC section-maximum charging current table that defines a maximum charging current for each secondary battery SOC and temperature.

또한, 프로세서(300)는, 복수의 SOC 구간 중 각 SOC 구간별 용량(Capacity)을 추정할 수 있다. 여기서, 용량(Capacity)의 단위는 Ah(Ampere Hour)일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 이차 전지의 SOC, SOH 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 이차 전지의 각 SOC 구간별 용량을 추정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 이차 전지의 SOC, SOH 및 온도 별로 용량을 정의한 SOC구간-용량 테이블을 포함할 수 있다.In addition, the processor 300 may estimate capacity of each SOC section among the plurality of SOC sections. Here, the unit of capacity may be Ah (Ampere Hour). For example, the processor 300 may estimate the capacity of each SOC section of the secondary battery based on at least one of SOC, SOH, and temperature of the secondary battery. For example, the processor 300 may include an SOC section-capacity table defining capacities for SOC, SOH, and temperature of the secondary battery.

또한, 프로세서(300)는, 각 SOC 구간별 용량을 현재 충전 전류 또는 최대 충전 전류로 나누어 구간 충전 시간을 연산할 수 있다. 여기서, 현재 충전 전류 및 최대 충전 전류의 단위는 A(Ampere)일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 각 SOC 구간마다 현재 충전 전류 또는 최대 충전 전류로 각 SOC 구간별 용량을 나누어 각 SOC 구간의 구간 충전 시간을 연산할 수 있다. In addition, the processor 300 may calculate the interval charging time by dividing the capacity for each SOC interval by the current charging current or the maximum charging current. Here, the unit of the current charging current and the maximum charging current may be A (Ampere). For example, the processor 300 may calculate the interval charging time of each SOC interval by dividing the capacity of each SOC interval by the current charging current or the maximum charging current in each SOC interval.

또한, 프로세서(300)는, 구간 충전 시간을 기초로 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 각 SOC 구간의 구간 충전 시간을 기초로 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다.In addition, the processor 300 may estimate the charging time of the secondary battery based on the interval charging time. For example, the processor 300 may estimate the charging time of the secondary battery based on the section charging time of each SOC section.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 메모리 디바이스(400)를 더 포함할 수 있다.Preferably, the charging time estimation apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a memory device 400, as shown in the configuration of FIG.

상기 메모리 디바이스(400)는, 이차 전지의 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 이차 전지의 온도를 기초로 복수의 SOC 구간으로 나누어 미리 저장할 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(400)는, 미리 저장된 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 미리 저장할 수 있다.The memory device 400 may store the SOC from the fully charged to the fully discharged of the secondary battery into a plurality of SOC sections based on the temperature of the secondary battery in advance. In addition, the memory device 400 may store a corresponding maximum charging current in advance for each SOC section stored in advance.

또한, 메모리 디바이스(400)는, 이차 전지의 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 이차 전지의 온도 및 SOH를 기초로 복수의 SOC 구간으로 나누어 미리 저장할 수 있다.In addition, the memory device 400 may store the SOC from the fully charged to the fully discharged secondary battery into a plurality of SOC sections based on the temperature and the SOH of the secondary battery in advance.

또한, 메모리 디바이스(400)는, 이차 전지의 온도 별로 SOC 구간을 정의한 온도-SOC 구간 테이블을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(400)는, 이차 전지의 SOC 및 온도 별로 최대 충전 전류를 정의한 SOC구간-최대 충전 전류 테이블을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(400)는, 이차 전지의 SOC, SOH 및 온도 별로 용량을 정의한 SOC구간-용량 테이블을 포함할 수 있다.In addition, the memory device 400 may include a temperature-SOC section table that defines an SOC section for each temperature of the secondary battery. In addition, the memory device 400 may include an SOC section-maximum charging current table that defines a maximum charging current for each secondary battery SOC and temperature. In addition, the memory device 400 may include an SOC section-capacity table that defines capacities for SOC, SOH, and temperature of the secondary battery.

또한, 메모리 디바이스(400)는, 이차 전지의 개방 전압 별로 잔존량을 정의한 개방 전압-잔존량 룩업 테이블을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(400)는, 모니터링부(100) 및 추정부(200)에서 추정 SOC를 산출하는데 필요한 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 추정부(200)는, 개방 전압-잔존량 룩업 테이블을 이용하여 이차 전지의 잔존량을 추정할 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(400)는, 이차 전지의 내부 저항 별로 SOH를 정의한 내부 저항-SOH 룩업 테이블을 포함할 수 있다. In addition, the memory device 400 may include an open voltage-remaining amount lookup table that defines a remaining amount for each open voltage of the secondary battery. In addition, the memory device 400 may include information necessary for calculating the estimated SOC by the monitoring unit 100 and the estimating unit 200. Here, the estimator 200 may estimate the remaining amount of the secondary battery using the open-voltage remaining amount lookup table. In addition, the memory device 400 may include an internal resistance-SOH lookup table that defines SOH for each internal resistance of the secondary battery.

한편, 프로세서(300)는, 상술한 바와 같은 동작을 수행하기 위해, 당업계에 알려진 프로세서(300), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀 및/또는 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함하는 형태로 구현될 수 있다.Meanwhile, the processor 300 may include a processor 300, an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, a register, a communication modem, and / or data known in the art in order to perform the above-described operation. It may be implemented in a form that optionally includes a processing device.

한편, 메모리 디바이스(400)는, 정보를 기록하고 소거할 수 있는 저장 매체라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 메모리 디바이스(400)는, RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체일 수 있다. 메모리 디바이스(400)는, 또한 프로세서(300)에 의해 각각 접근이 가능하도록 예컨대 데이터 버스 등을 통해 프로세서(300)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 메모리 디바이스(400)는, 또한 프로세서(300)가 각각 수행하는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장 및/또는 갱신 및/또는 소거 및/또는 전송할 수 있다. On the other hand, the memory device 400 is not particularly limited as long as it is a storage medium capable of recording and erasing information. For example, the memory device 400 may be a RAM, a ROM, a register, a hard disk, an optical recording medium, or a magnetic recording medium. The memory device 400 may also be electrically connected to the processor 300, for example, via a data bus or the like so as to be accessible by the processor 300, respectively. The memory device 400 may also store and / or update and / or erase and / or transmit a program including various control logics that the processor 300 performs, and / or data generated when the control logic is executed. have.

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치가 충전 시간을 추정하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.2 is a diagram schematically illustrating a process of estimating a charging time by a charging time estimating apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, SOC 구간과 충전 전류를 기초로 충전 시간을 추정할 수 있다.Referring to FIG. 2, the charging time estimation apparatus according to an embodiment of the present invention may estimate the charging time based on the SOC section and the charging current.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 단계 310에서, 이차 전지의 SOC, SOH 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 이차 전지의 SOC 구간을 판단하고, SOC 구간을 나열할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 0% 내지 100% 범위의 SOC를 1구간 내지 5구간 까지 5개의 SOC 구간으로 나누어 나열할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, SOC 구간별 용량을 추정할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 1구간 내지 5구간 까지 5개의 SOC 구간에 대하여 각 SOC 구간별로 용량을 추정할 수 있다.Preferably, the charging time estimation apparatus according to an embodiment of the present invention, in step 310, determines the SOC interval of the secondary battery based on at least one or more of the SOC, SOH and temperature of the secondary battery, and lists the SOC interval can do. For example, as shown in Figure 2, the charging time estimation apparatus according to an embodiment of the present invention, can be arranged by dividing the SOC range from 0% to 100% into five SOC intervals from one section to five sections. have. In addition, the charging time estimation apparatus according to an embodiment of the present invention may estimate the capacity for each SOC section. For example, as shown in FIG. 2, the charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention may estimate a capacity for each SOC section for five SOC sections from one section to five sections.

또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 단계 320에서, 이차 전지의 온도 및 공급 전류 중 적어도 하나 이상을 기초로 이차 전지의 충전 전류를 판단할 수 있다. 여기서, 공급 전류는, 모니터링부로부터 수신한 이차 전지의 현재 충전 전류를 의미할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 각 SOC 구간의 최대 충전 전류와 현재 충전 전류를 기초로 이차 전지의 충전 전류를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 1구간 내지 5구간 까지 5개의 SOC 구간에 대응하여 1구간 내지 5구간에 각각 해당하는 충전 전류를 판단하여 나열할 수 있다.Also, in operation 320, the charging time estimating apparatus may determine the charging current of the secondary battery based on at least one of the temperature and the supply current of the secondary battery. Here, the supply current may mean the current charging current of the secondary battery received from the monitoring unit. For example, the charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention may determine the charging current of the secondary battery based on the maximum charging current and the current charging current of each SOC section. For example, as shown in Figure 2, the charging time estimation apparatus according to an embodiment of the present invention, the charging current corresponding to each section 1 to 5 corresponding to the five SOC section from section 1 to section 5 Can be determined and listed.

또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 단계 330에서, 각 SOC 구간별 용량을 현재 충전 전류 및 최대 충전 전류 중 작은 값으로 나누어 구간 충전 시간을 연산할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 1구간 내지 5구간 까지 5개의 SOC 구간에 대하여 각 구간별로 현재 충전 전류 및 최대 충전 전류 중 작은 값으로 각 구간의 용량을 나누어 각 구간 충전 시간을 연산할 수 있다.Also, preferably, the charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention may calculate the interval charging time by dividing the capacity for each SOC interval by a smaller value of the current charging current and the maximum charging current in step 330. . For example, the charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention divides the capacity of each section by the smaller of the current charging current and the maximum charging current for each section for five SOC sections from one section to five sections. Each section charging time can be calculated.

더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 단계 330에서, 각 SOC 구간에 일대일로 대응하는 현재 충전 전류 및 최대 충전 전류 중 작은 값으로 각 SOC 구간별 용량을 나누어 구간 충전 시간을 연산할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 1구간 내지 5구간 까지 5개의 SOC 구간에 대하여 5개의 SOC 구간과 5개의 충전 전류가 일대일로 대응하도록 하여 각 구간별로 현재 충전 전류 및 최대 충전 전류 중 작은 값으로 각 구간의 용량을 나누어 각 구간 충전 시간을 연산할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 도면에 도시된 바와 같이, 1구간은, 1 충전 전류와 대응할 수 있다. 또한, 2구간은, 2 충전 전류와 대응할 수 있다. 또한, 3구간은, 3 충전 전류와 대응할 수 있다. 또한, 4구간은, 4 충전 전류와 대응할 수 있다. 또한, 5구간은, 5 충전 전류와 대응할 수 있다. More preferably, the charging time estimation apparatus according to an embodiment of the present invention, in step 330, by dividing the capacity for each SOC interval by the smaller value of the current charging current and the maximum charging current one-to-one corresponding to each SOC interval The charging time can be calculated. For example, the charging time estimation apparatus according to an embodiment of the present invention, five SOC intervals and five charging currents in one-to-one correspondence with respect to five SOC intervals from one section to five sections are currently charged for each interval. The charging time of each section can be calculated by dividing the capacity of each section by the smaller value of the current and the maximum charging current. For example, as shown in the drawing of FIG. 2, one section may correspond to one charging current. In addition, the two sections may correspond to two charging currents. In addition, the three sections may correspond to the three charging currents. In addition, four sections may correspond to four charging currents. In addition, five sections can correspond to five charging currents.

또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 단계 340에서, 각 구간 충전 시간을 합하여 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다.Also, preferably, in operation 340, the charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention may estimate the charging time of the secondary battery by summing the charging time of each section.

<수학식 1> <Equation 1>

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, TR은, 이차 전지의 충전 시간이고, i는, SOC 구간이고, C는, 각 SOC 구간별 용량이고, SOH는, 이차 전지의 퇴화율이고, I는, 각 SOC 구간의 충전 전류를 의미할 수 있다.Where T R is the charging time of the secondary battery, i is the SOC section, C is the capacity for each SOC section, SOH is the degeneration rate of the secondary battery, and I is the charging current of each SOC section. Can mean.

예를 들어, 충전 시간 추정 장치는, 각 SOC 구간별로 연산된 각 구간 충전 시간을 모두 합하여 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다.For example, the charging time estimating apparatus may estimate the charging time of the secondary battery by adding up the charging time of each section calculated for each SOC section.

또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 단계 350에서, 이차 전지의 충전 시간을 외부 장치로 전달할 수 있다. 예를 들어, 외부 장치는, 차량의 ECU(Electronic Control Unit)일 수 있다. Also, preferably, in operation 350, the charging time estimating apparatus may transmit the charging time of the secondary battery to an external device. For example, the external device may be an ECU (Electronic Control Unit) of the vehicle.

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치가 참조하는 최대 충전 전류와 SOC와의 관계를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing a relationship between the maximum charging current and the SOC referred to by the charging time estimating apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 0% 내지 100% 범위의 SOC를 1구간 내지 5구간 까지 5개의 SOC 구간으로 나눌 수 있다. 예를 들어, 1구간은, SOC 0% 내지 60% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 2구간은, SOC 60% 내지 80% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 3구간은, SOC 80% 내지 90% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 4구간은, SOC 90% 내지 97% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 5구간은, SOC 97% 내지 100% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. Referring to FIG. 3, the charging time estimation apparatus according to an embodiment of the present invention may divide SOC in a range of 0% to 100% into five SOC sections from one section to five sections. For example, one section may mean an SOC section in the range of 0% to 60% SOC. In addition, the two sections may mean an SOC section in the range of 60% to 80% SOC. In addition, the three sections may mean an SOC section in the range of 80% to 90% SOC. In addition, four sections may mean an SOC section in the range of 90% to 97% SOC. In addition, 5 sections may mean an SOC section in the range of SOC 97% to 100%.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 각 SOC 구간별로 최대 충전 전류를 판단할 수 있다. 예를 들어, 1구간의 최대 충전 전류는 17A일 수 있다. 또한, 2구간의 최대 충전 전류는 15A일 수 있다. 또한, 3구간의 최대 충전 전류는 10A일 수 있다. 또한, 4구간의 최대 충전 전류는 5A일 수 있다. 또한, 5구간의 최대 충전 전류는 2A일 수 있다.In addition, the charging time estimation apparatus according to an embodiment of the present invention may determine the maximum charging current for each SOC section. For example, the maximum charge current of one section may be 17A. In addition, the maximum charge current of the two sections may be 15A. In addition, the maximum charge current of the three sections may be 10A. In addition, the maximum charge current of the four sections may be 5A. In addition, the maximum charge current of five sections may be 2A.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 이차 전지의 SOC가 0% 로부터 100%까지 증가하는 과정에서, 각 SOC 구간별로 충전 전류를 판단할 수 있다. 예를 들어, 충전 전류는, 각 SOC 구간의 최대 충전 전류와 현재 충전 전류 중 작은 값일 수 있다. 예를 들어, 도 3의 그래프의 A상황에서, 1구간의 최대 충전 전류는 17A이고, 현재 충전 전류는 20A일 수 있다. 이 경우, A 상황의 충전 전류는 17A일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 실시간으로 현재 충전 전류와 최대 충전 전류를 비교하여 현재 충전 전류와 최대 충전 전류 중 작은 값을 충전 전류로 판단할 수 있다.In addition, the charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention may determine the charging current for each SOC section while the SOC of the secondary battery increases from 0% to 100%. For example, the charging current may be a smaller value between the maximum charging current and the current charging current of each SOC section. For example, in the situation A of the graph of FIG. 3, the maximum charge current of one section may be 17A and the current charge current may be 20A. In this case, the charging current in the A situation may be 17A. In addition, the charging time estimation apparatus according to an embodiment of the present invention may compare the current charging current with the maximum charging current in real time and determine a smaller value of the current charging current and the maximum charging current as the charging current.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 각 SOC 구간별 용량을 추정할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 그래프에서, 1구간의 용량은, SOC가 0% 내지 60%의 범위를 가질 때 1구간의 용량이 0Ah 내지 20Ah의 범위를 가지므로, 1구간의 용량은 20Ah일 수 있다. 또한, 2구간의 용량은, SOC가 60% 내지 80%의 범위를 가질 때 2구간의 용량이 20Ah 내지 27Ah의 범위를 가지므로, 2구간의 용량은 7Ah일 수 있다. 또한, 3구간의 용량은, SOC가 80% 내지 90%의 범위를 가질 때 3구간의 용량이 27Ah 내지 30Ah의 범위를 가지므로, 3구간의 용량은 3Ah일 수 있다. 또한, 4구간의 용량은, SOC가 90% 내지 97%의 범위를 가질 때 4구간의 용량이 30Ah 내지 33Ah의 범위를 가지므로, 4구간의 용량은 3Ah일 수 있다. 또한, 5구간의 용량은, SOC가 97% 내지 100%의 범위를 가질 때 5구간의 용량이 33Ah 내지 35Ah의 범위를 가지므로, 5구간의 용량은 2Ah일 수 있다. In addition, the charging time estimation apparatus according to an embodiment of the present invention may estimate the capacity for each SOC section. For example, in the graph of FIG. 3, the capacity of one section may be 20 Ah since the capacity of one section has a range of 0 Ah to 20 Ah when the SOC has a range of 0% to 60%. have. In addition, since the capacity of the two sections has a range of 20Ah to 27Ah when the SOC has a range of 60% to 80%, the capacity of the two sections may be 7Ah. In addition, the capacity of the three sections may be 3Ah because the capacity of the three sections has a range of 27Ah to 30Ah when the SOC has a range of 80% to 90%. In addition, the capacity of 4 sections may be 3Ah because the capacity of 4 sections has a range of 30Ah to 33Ah when the SOC has a range of 90% to 97%. In addition, since the capacity of 5 sections has a range of 33Ah to 35Ah when the SOC has a range of 97% to 100%, the capacity of 5 sections may be 2Ah.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 각 SOC 구간별 용량을 현재 충전 전류 및 최대 충전 전류 중 작은 값으로 나누어 구간 충전 시간을 연산할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 그래프에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, SOC 30%인 A지점으로부터 SOC 100%로 이차 전지가 만충전 될 때까지의 충전 시간을 추정할 수 있다. 예를 들어, 이차 전지로 공급되는 현재 충전 전류는 일정하게 20A인 것으로 가정하도록 한다. 이 경우, 1구간의 구간 충전 시간은, A지점에서 1구간의 남은 용량인 10Ah를 17A로 나눈 값일 수 있다. 또한, 2구간의 구간 충전 시간은, 2구간의 용량인 7Ah를 15A로 나눈 값일 수 있다. 또한, 3구간의 구간 충전 시간은, 3구간의 용량인 3Ah를 10A로 나눈 값일 수 있다. 또한, 4구간의 구간 충전 시간은, 4구간의 용량인 3Ah를 5A로 나눈 값일 수 있다. 또한, 5구간의 구간 충전 시간은, 5구간의 용량인 2Ah를 2A로 나눈 값일 수 있다.In addition, the charging time estimation apparatus according to an embodiment of the present invention may calculate the interval charging time by dividing the capacity for each SOC interval by the smaller value of the current charging current and the maximum charging current. For example, in the graph of FIG. 3, the charging time estimating apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention may estimate the charging time until the secondary battery is fully charged at SOC 100% from point A of 30% SOC. have. For example, it is assumed that the current charging current supplied to the secondary battery is constantly 20A. In this case, the section charging time of one section may be a value obtained by dividing 10Ah, which is the remaining capacity of one section at point A, by 17A. In addition, the interval charging time between two sections may be a value obtained by dividing 7Ah, which is a capacity of two sections, by 15A. In addition, the interval charging time of the three sections may be a value obtained by dividing 3Ah, which is the capacity of the three sections, by 10A. In addition, the interval charging time of 4 sections may be a value obtained by dividing 3Ah, which is a capacity of 4 sections, by 5A. In addition, the interval charging time of 5 sections may be a value obtained by dividing 2A, which is a capacity of 5 sections, by 2A.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 각 구간 충전 시간을 합하여 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 그래프에서, 1구간의 구간 충전 시간, 2구간의 구간 충전 시간, 3구간의 구간 충전 시간, 4구간의 구간 충전 시간 및 5구간의 구간 충전 시간을 모두 합하여 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다.In addition, the charging time estimating apparatus according to the exemplary embodiment of the present disclosure may estimate the charging time of the secondary battery by summing the charging time of each section. For example, in the graph of FIG. 3, the section charging time of one section, the section charging time of two sections, the section charging time of three sections, the section charging time of four sections, and the section charging time of five sections are added together. The charging time can be estimated.

이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 이차 전지가 충전되어 SOC값이 변화되어가는 과정에서, SOC 구간의 개수 및 각 SOC 구간별 용량을 판단하여 정확한 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있는 장점이 있다.Through such a configuration, the charging time estimating apparatus according to an embodiment of the present invention determines the number of SOC sections and the capacity of each SOC section in the process of changing the SOC value by charging the secondary battery, thereby correcting the accurate secondary battery. There is an advantage to estimate the charging time of.

이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 이차 전지가 충전되어 SOC값이 변화되어가는 과정에서, 각 SOC 구간의 충전 전류를 각각 연산하여 정확한 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있는 장점이 있다.Through such a configuration, the charging time estimating apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention calculates the charging current of each SOC section by charging the secondary battery and changes the SOC value, thereby accurately charging the secondary battery. There is an advantage that can be estimated.

본 발명에 따른 배터리 충전 시간 추정 장치는, BMS에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치의 각 구성 요소는, BMS(Battery Management System)의 구성 요소로서 구현될 수 있다.The apparatus for estimating battery charge time according to the present invention may be applied to a BMS. That is, the BMS according to the present invention may include the charging time estimating apparatus according to the present invention described above. In this configuration, at least some of the components of the charging time estimation apparatus according to the present invention may be implemented by supplementing or adding a function of the configuration included in the conventional BMS. For example, each component of the charging time estimating apparatus according to the present invention may be implemented as a component of a battery management system (BMS).

또한, 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치는, 배터리 팩에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 팩은, 하나 이상의 이차 전지, 상기 충전 시간 추정 장치, 전장품(BMS나 릴레이, 퓨즈 등 구비) 및 케이스 등을 포함할 수 있다.In addition, the charging time estimating apparatus according to the present invention may be provided in a battery pack. That is, the battery pack according to the present invention may include the above-described charging time estimating apparatus according to the present invention. Here, the battery pack may include one or more secondary batteries, the charging time estimating apparatus, an electronic device (with BMS, a relay, a fuse, etc.), a case, and the like.

도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 4에서, 각 단계의 수행 주체는, 앞서 설명한 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치의 각 구성요소라 할 수 있다.4 is a flowchart schematically showing a charging time estimation method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, the performing agent of each step may be referred to as each component of the charging time estimating apparatus according to the present invention described above.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 방법은, 측정 단계(S100), 각 SOC 구간별 용량 추정 단계(S110) 및 충전 시간 추정 단계(S120)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the charging time estimation method according to an embodiment of the present invention includes a measurement step S100, a capacity estimation step S110 for each SOC section, and a charging time estimation step S120.

먼저, 측정 단계(S100)에서는, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 측정할 수 있다. 이어서, 각 SOC 구간별 용량 추정 단계(S110)에서는, 상기 측정 단계에 의해 측정된 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정할 수 있다. 또한, 상기 이차 전지의 온도값 및 SOC값 중 적어도 하나 이상을 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열하고, 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단하며, 각 SOC 구간별 용량을 추정할 수 있다. 이어서, 충전 시간 추정 단계(S120)에서는, 각 SOC 구간별 용량을 현재 충전 전류 또는 상기 최대 충전 전류로 나누어 구간 충전 시간을 연산하며, 상기 구간 충전 시간을 기초로 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다.First, in the measuring step (S100), at least one or more of the voltage, current and temperature of the secondary battery can be measured. Subsequently, in the SOC interval estimating step (S110), at least one or more of the voltage, current, and temperature of the secondary battery measured by the measuring step are received, and at least one of the voltage, current, and temperature of the secondary battery. Based on the above, the SOC of the secondary battery can be estimated. Further, based on at least one or more of the temperature value and the SOC value of the secondary battery, SOCs from full charge to full discharge are divided into a plurality of SOC sections, and the corresponding maximum charging current is determined for each SOC section, Capacity for each SOC section can be estimated. Subsequently, in the charging time estimating step (S120), the section charging time is calculated by dividing the capacity for each SOC section by the current charging current or the maximum charging current, and estimating the charging time of the secondary battery based on the section charging time. Can be.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 단계(S120)에서는, 각 SOC 구간별 용량을 상기 현재 충전 전류 및 상기 최대 충전 전류 중 작은 값으로 나누어 상기 구간 충전 시간을 연산할 수 있다.Preferably, in the charging time estimation step (S120) according to an embodiment of the present disclosure, the interval charging time may be calculated by dividing the capacity for each SOC interval by a smaller value of the current charging current and the maximum charging current. .

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 단계(S120)에서는, 각 구간 충전 시간을 합하여 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다.Preferably, in the charging time estimation step (S120) according to an embodiment of the present disclosure, the charging time of the secondary battery may be estimated by summing the charging time of each section.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 단계(S120)에서는, 각 SOC 구간에 일대일로 대응하는 상기 현재 충전 전류 및 상기 최대 충전 전류 중 작은 값으로 각 SOC 구간별 용량을 나누어 상기 구간 충전 시간을 연산할 수 있다.Preferably, in the charging time estimation step (S120) according to an embodiment of the present invention, the capacity of each SOC section is divided by a smaller value of the current charging current and the maximum charging current corresponding to each SOC section one-to-one. The interval charging time can be calculated.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 SOC 추정 단계(S110)에서는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOH를 추정할 수 있다.Preferably, in the SOC estimating step (S110) according to an embodiment of the present disclosure, at least one of the voltage, current, and temperature of the secondary battery is received from the monitoring unit, and the voltage, current, and temperature of the secondary battery are received. The SOH of the secondary battery may be estimated based on at least one of the above.

이어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 단계(S120)에서는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 SOH값을 수신하고, 상기 이차 전지의 현재 온도값에 해당하는 상기 SOC 구간에 상기 이차 전지의 상기 SOH값을 곱하여 상기 SOC 구간을 판단할 수 있다.Subsequently, in the charging time estimation step (S120) according to an embodiment of the present invention, the secondary battery receives the SOH value of the secondary battery from the monitoring unit, and the secondary battery in the SOC section corresponding to the current temperature value of the secondary battery. The SOC interval may be determined by multiplying the SOH value of.

또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 프로세서는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리 장치에 저장되고 프로세서에 의해 실행될 수 있다.In addition, when the control logic is implemented in software, the processor may be implemented in a set of program modules. In this case, the program module may be stored in the memory device and executed by the processor.

또한, 프로세서의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록 매체는, ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 상기 코드 체계는 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.In addition, various control logics of the processor may be combined with at least one, and the combined control logics may be written in a computer readable code system so that the computer readable access is not limited in kind. In one example, the recording medium includes at least one selected from the group consisting of a ROM, a RAM, a register, a CD-ROM, a magnetic tape, a hard disk, a floppy disk, and an optical data recording device. In addition, the code system may be distributed and stored and executed in a networked computer. In addition, functional programs, code, and segments for implementing the combined control logics can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention pertains.

이상과 같이, 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.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims to be described.

10: 셀 어셈블리
30: 외부 장치
50: 차량 부하
100: 모니터링부
110: 전류 센서
200: 추정부
300: 프로세서
400: 메모리 디바이스
10: cell assembly
30: external device
50: vehicle load
100: monitoring unit
110: current sensor
200: estimator
300: processor
400: memory device

Claims (11)

이차 전지의 충전 시간을 추정하는 장치에 있어서,
상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 측정하도록 구성된 모니터링부;
상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정하도록 구성된 추정부; 및
상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 현재 충전 전류를 수신하고, 상기 추정부로부터 상기 이차 전지의 SOC를 수신하여, 상기 SOC를 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열하고, 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단하며, 각 SOC 구간별 용량을 추정하고, 상기 각 SOC 구간별 용량을 상기 현재 충전 전류 또는 상기 최대 충전 전류로 나누어 구간 충전 시간을 연산하며, 상기 구간 충전 시간을 기초로 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정하도록 구성된 프로세서
를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
In the apparatus for estimating the charging time of a secondary battery,
A monitoring unit configured to measure at least one of voltage and current of the secondary battery;
An estimator configured to receive at least one or more of the voltage and current of the secondary battery from the monitoring unit, and estimate an SOC of the secondary battery based on at least one or more of the voltage and current of the secondary battery; And
Receives the current charge current of the secondary battery from the monitoring unit, receives the SOC of the secondary battery from the estimator, and divides the SOC from full charge to full discharge based on the SOC divided into a plurality of SOC intervals Determine a corresponding maximum charging current for each SOC section, estimate a capacity for each SOC section, calculate a section charging time by dividing the capacity for each SOC section by the current charging current or the maximum charging current, and A processor configured to estimate a charging time of the secondary battery based on an interval charging time
Charging time estimation apparatus comprising a.
제1항에 있어서,
상기 모니터링부는, 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 측정하도록 구성되고,
상기 추정부는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정하며,
상기 프로세서는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 현재 충전 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 SOC 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열하는 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
The method of claim 1,
The monitoring unit is configured to measure at least one of voltage, current and temperature,
The estimating unit receives at least one or more of the voltage, current and temperature of the secondary battery from the monitoring unit, and estimates the SOC of the secondary battery based on at least one or more of the voltage, current and temperature of the secondary battery,
The processor receives at least one or more of the current charging current and the temperature of the secondary battery from the monitoring unit, and the SOC from the full charge to the full discharge based on at least one or more of the SOC and the temperature of the plurality of SOC intervals Charging time estimation apparatus, characterized in that divided by the.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 각 SOC 구간별 용량을 상기 현재 충전 전류 및 상기 최대 충전 전류 중 작은 값으로 나누어 상기 구간 충전 시간을 연산하는 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
The method of claim 1,
And the processor calculates the interval charging time by dividing the capacity for each SOC interval by a smaller value of the current charge current and the maximum charge current.
제3항에 있어서,
상기 프로세서는, 각 구간 충전 시간을 합하여 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
The method of claim 3,
The processor is configured to estimate the charging time of the secondary battery by adding the charge time of each section, characterized in that the charging time estimation apparatus.
제3항에 있어서,
상기 프로세서는, 각 SOC 구간에 일대일로 대응하는 상기 현재 충전 전류 및 상기 최대 충전 전류 중 작은 값으로 각 SOC 구간별 용량을 나누어 상기 구간 충전 시간을 연산하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
The method of claim 3,
And the processor is configured to calculate the interval charging time by dividing the capacity for each SOC interval by a smaller value of the current charging current and the maximum charging current corresponding one-to-one to each SOC interval.
제1항에 있어서,
상기 추정부는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOH를 추정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
The method of claim 1,
The estimator is configured to receive at least one or more of the voltage, current and temperature of the secondary battery from the monitoring unit, and to estimate the SOH of the secondary battery based on at least one or more of the voltage, current and temperature of the secondary battery. Charging time estimation device, characterized in that.
제6항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 SOH값을 수신하고, 상기 이차 전지의 현재 온도값에 해당하는 상기 SOC 구간에 상기 이차 전지의 상기 SOH값을 곱하여 상기 SOC 구간을 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
The method of claim 6,
The processor may be configured to receive the SOH value of the secondary battery from the monitoring unit, and determine the SOC interval by multiplying the SOH value of the secondary battery by the SOC interval corresponding to a current temperature value of the secondary battery. Charge time estimation apparatus.
제1항에 있어서,
상기 이차 전지의 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 상기 이차 전지의 온도를 기초로 복수의 SOC 구간으로 나누어 미리 저장하고, 미리 저장된 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 미리 저장하도록 구성된 메모리 디바이스
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
The method of claim 1,
A memory device configured to store in advance a SOC from full charge to full discharge of the secondary battery into a plurality of SOC sections based on the temperature of the secondary battery, and prestore a corresponding maximum charging current for each prestored SOC section.
Charging time estimation apparatus further comprises.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 충전 시간 추정 장치를 포함하는 BMS.
A BMS comprising a charging time estimating apparatus according to any one of claims 1 to 8.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 충전 시간 추정 장치를 포함하는 배터리 팩.
A battery pack comprising a charging time estimating apparatus according to any one of claims 1 to 8.
이차 전지의 충전 시간을 추정하는 방법에 있어서,
상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 측정하는 단계;
상기 측정 단계에 의해 측정된 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정하고, 상기 이차 전지의 온도값 및 SOC값 중 적어도 하나 이상을 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열하고, 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단하며, 각 SOC 구간별 용량을 추정하는 단계; 및
상기 각 SOC 구간별 용량을 현재 충전 전류 또는 상기 최대 충전 전류로 나누어 구간 충전 시간을 연산하며, 상기 구간 충전 시간을 기초로 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 방법.
In the method of estimating the charging time of a secondary battery,
Measuring at least one of voltage, current, and temperature of the secondary battery;
Receive at least one or more of the voltage, current and temperature of the secondary battery measured by the measuring step, and estimate the SOC of the secondary battery based on at least one or more of the voltage, current and temperature of the secondary battery, Based on at least one of the temperature value and the SOC value of the secondary battery, SOCs from full charge to full discharge are divided into a plurality of SOC sections, and the corresponding maximum charging current is determined for each SOC section, and each SOC section Estimating the star dose; And
Calculating a section charging time by dividing the capacity for each SOC section by a current charging current or the maximum charging current, and estimating a charging time of the secondary battery based on the section charging time.
Charging time estimation method comprising a.
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