KR20200035681A - System and method for extending lifetime of lithium ion battery - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system and method for extending the lifespan of a lithium ion battery, which calculates a battery charging start time when a charging completion time is set in a vehicle′s battery management system, and blocks the battery charging until the battery charging start time is reached, thereby minimizing the duration of fully charged state of batteries.

Description

리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR EXTENDING LIFETIME OF LITHIUM ION BATTERY}System and method for extending the life of lithium-ion batteries {SYSTEM AND METHOD FOR EXTENDING LIFETIME OF LITHIUM ION BATTERY}

본 발명은 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 차량의 배터리 관리 시스템에서 충전 완료 시점을 설정하면 그에 따른 배터리 충전개시 시점을 산출하고, 배터리 충전개시 시점에 도달하기 전까지 배터리 충전을 차단함으로써, 배터리의 고충전 상태의 지속시간을 최소화 할 수 있도록 하는 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for extending the life of a lithium-ion battery, and when a charging completion time is set in a vehicle battery management system, a battery charging start time is calculated accordingly, and battery charging is blocked until the battery charging start time is reached By doing so, it relates to a system and method for extending the life of a lithium-ion battery to minimize the duration of a high charge state of the battery.

제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동되는 전기차량(Electric Vehicle), 하이브리드 차량(Hybrid Vehicle) 또는 가정용 또는 산업용으로 이용되는 중대형 배터리를 이용하는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System)이나 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply) 시스템 등에 보편적으로 응용되고 있다.A secondary battery having high applicability according to the product family and having electrical characteristics such as high energy density is used in electric vehicles, hybrid vehicles, or household or industrial vehicles driven by electric driving sources as well as portable devices. It is widely applied to energy storage systems using medium to large-sized batteries or uninterruptible power supply systems.

이러한 이차 전지 중 하나인 리튬이온 배터리를 사용하는 전기 자동차에 있어서, 리튬이온 배터리의 건강 상태를 양호하게 관리하는 것은 전기 자동차의 총 주행시간과 직결되는 문제이고, 배터리 교체 시기에 큰 영향을 주기 때문에 비용 절감에 도움이 된다.In an electric vehicle using a lithium ion battery, which is one of these secondary batteries, good health management of a lithium ion battery is a problem directly related to the total driving time of the electric vehicle, and it greatly affects a battery replacement time. It helps to save money.

기존에는 리튬이온 배터리 사용 시, 전기 자동차에 충전기를 연결하게 되면 리튬이온 배터리의 전압을 확인하고 완전충전 상태가 될 때까지 충전을 하게 되고, 배터리가 완전충전이 되고 난 후에 충전전류는 차단되지만 배터리가 일정량 이상 방전될 때마다 세류충전이 진행되어 완전충전 상태를 유지하게 된다. 리튬이온 배터리는 고충전 상태를 오래 유지할수록 배터리의 노화가 빨리 진행되어 수명이 감소한다는 문제점이 있다.When using a lithium-ion battery, when a charger is connected to an electric vehicle, the voltage of the lithium-ion battery is checked and charged until it is fully charged. The charging current is blocked after the battery is fully charged, but the battery Whenever is discharged over a certain amount, trickle charging proceeds to maintain a fully charged state. Lithium ion batteries have a problem in that the longer they maintain a high charge state, the faster the aging of the battery progresses and the shorter the life.

한국공개특허 제10-2014-0094349호Korean Patent Publication No. 10-2014-0094349

본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 차량의 배터리 관리 시스템에서 충전 완료 시점을 설정하면 그에 따른 배터리 충전개시 시점을 계산함으로써, 배터리의 충전이 시작되는 시점 전까지 기존의 지속적인 세류충전으로 인한 완전충전을 방지하여 리튬이온 배터리의 수명을 늘릴 수 있는 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.The present invention has been derived to solve the above-described problem, and when the charging completion time is set in the vehicle's battery management system, the battery charging start time is calculated accordingly, and the battery is continuously charged until the battery starts to be charged. The present invention is to provide a system and method for extending the life of a lithium-ion battery that can prevent the full charge caused by the battery, thereby increasing the life of the lithium-ion battery.

본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템은 배터리의 현 충전상태(State Of Charge, SOC)를 판단하는 충전상태 판단부, 상기 배터리의 SOC가 완전충전 상태로 변경될 때까지 소요되는 완충시간을 산출하는 완충시간 산출부, 상기 완충시간을 토대로 상기 배터리의 완전충전 요청시간에 상응하는 상기 배터리의 충전개시 시점을 설정하는 충전개시 시점 설정부 및 상기 충전개시 시점에서 상기 배터리의 충전을 개시하는 충전부를 포함할 수 있다.The system for extending the life of a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention requires a charging state determination unit to determine a current state of charge (SOC) of a battery, until the SOC of the battery is changed to a fully charged state. A charging time calculation unit for calculating a buffer time, a charging start time setting unit for setting a charging start time of the battery corresponding to a full charge request time of the battery based on the buffer time, and charging the battery at the charging start time It may include a charging unit for initiating.

일 실시예에서, 상기 충전부가 상기 배터리에 대한 세류충전을 시행하는 기준이 되는 기준SOC값을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the charging unit may further include a storage unit for storing a reference SOC value that is a reference to perform trickle charging for the battery.

일 실시예에서, 상기 완충시간 산출부는 상기 배터리를 충전하는 충전기의 정격용량 및 상기 배터리의 현 충전상태를 토대로 상기 완충시간을 산출할 수 있다.In one embodiment, the buffer time calculator may calculate the buffer time based on the rated capacity of the charger charging the battery and the current state of charge of the battery.

일 실시예에서, 상기 충전개시 시점 설정부는 하기 수학식 1에 의하여 연산되는 값을 상기 충전개시 시점에 대한 값으로 설정할 수 있다.In one embodiment, the charging start time setting unit may set a value calculated by Equation 1 below as a value for the charging start time.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(여기에서,

Figure pat00002
는 상기 충전개시 시점에 대한 값이고,
Figure pat00003
는 상기 완전충전 요청시간에 대한 값이며,
Figure pat00004
는 상기 완충시간에 대한 값임)(From here,
Figure pat00002
Is a value for the charging start time,
Figure pat00003
Is a value for the request time for the full charge,
Figure pat00004
Is the value for the buffer time)

일 실시예에서, 상기 충전부는 상기 배터리의 충전개시 시점이 설정되지 않은 경우, 상기 충전기가 차량에 연결되는 즉시 상기 배터리의 충전을 개시할 수 있다.In one embodiment, when the charging start time of the battery is not set, the charging unit may start charging the battery as soon as the charger is connected to the vehicle.

일 실시예에서, 상기 충전부는 상기 배터리의 완전충전이 이루어진 경우, 상기 배터리에 대한 충전방식을 세류충전 모드로 변경할 수 있다.In one embodiment, the charging unit may change the charging method for the battery to a trickle charging mode when the battery is fully charged.

일 실시예에서, 상기 세류충전 모드는 상기 배터리의 현 SOC에 대한 값이 상기 기준SOC값 이하일 경우, 상기 배터리에 대한 상기 세류충전을 시행하여 상기 배터리의 SOC를 완전충전 상태로 변경한 후, 상기 세류충전을 중단하는 모드일 수 있다.In one embodiment, in the trickle charging mode, when the current SOC value of the battery is less than or equal to the reference SOC value, the trickle charging of the battery is performed to change the SOC of the battery to a fully charged state, and then the It may be a mode for stopping the trickle charging.

본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬이온 배터리의 수명 연장 방법은 충전상태 판단부를 통해, 배터리의 현 충전상태(State Of Charge, SOC)를 판단하는 단계, 완충시간 산출부를 통해, 상기 배터리의 SOC가 완전충전 상태로 변경될 때까지 소요되는 완충시간을 산출하는 단계, 충전개시 시점 설정부를 통해, 상기 배터리의 완전충전 요청시간에 상응하도록, 상기 완충시간을 토대로 상기 배터리의 충전개시 시점을 설정하는 단계 및 충전부를 통해, 상기 충전개시 시점에서 상기 배터리의 충전을 개시하는 단계를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a method for extending the life of a lithium ion battery includes determining a current state of charge (SOC) of a battery through a charging state determining unit, and calculating the SOC of the battery through a buffering time calculating unit. Calculating a buffer time required until it is changed to a fully charged state, and setting a charging start time of the battery based on the buffer time so as to correspond to a request time for a full charge of the battery through a charging start time setting unit And through the charging unit, starting charging of the battery at the start of charging.

일 실시예에서, 저장부를 통해, 상기 충전부가 상기 배터리에 대한 세류충전을 시행하는 기준이 되는 기준SOC값을 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, through the storage unit, the charging unit may further include the step of storing a reference SOC value that serves as a criterion for performing trickle charging for the battery.

일 실시예에서, 상기 완충시간 산출부를 통해, 상기 배터리의 SOC가 완전충전 상태로 변경될 때까지 소요되는 완충시간을 산출하는 단계는, 상기 배터리를 충전하는 충전기의 정격용량 및 상기 배터리의 현 충전상태를 토대로 상기 완충시간을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of calculating the buffer time required until the SOC of the battery is changed to the fully charged state through the buffer time calculation unit includes: a rated capacity of a charger charging the battery and a current charge of the battery And calculating the buffer time based on the state.

일 실시예에서, 상기 충전개시 시점 설정부를 통해, 상기 배터리의 완전충전 요청시간에 상응하도록, 상기 완충시간을 토대로 상기 배터리의 충전개시 시점을 설정하는 단계는, 하기 수학식 1에 의하여 연산되는 값을 상기 충전개시 시점에 대한 값으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of setting the charging start time of the battery based on the buffer time, so as to correspond to the request time for the full charge of the battery, through the charging start time setting unit, the value calculated by Equation 1 below It may include the step of setting the value for the charging start time.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00005
Figure pat00005

(여기에서,

Figure pat00006
는 상기 충전개시 시점에 대한 값이고,
Figure pat00007
는 상기 완전충전 요청시간에 대한 값이며,
Figure pat00008
는 상기 완충시간에 대한 값임)(From here,
Figure pat00006
Is a value for the charging start time,
Figure pat00007
Is a value for the request time for the full charge,
Figure pat00008
Is the value for the buffer time)

일 실시예에서, 충전부를 통해, 상기 충전개시 시점에서 상기 배터리의 충전을 개시하는 단계는, 상기 배터리의 충전개시 시점이 설정되지 않은 경우, 상기 충전기가 차량에 연결되는 즉시 상기 배터리의 충전을 개시하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of initiating charging of the battery at the charging start time through the charging unit, when the charging start time of the battery is not set, the charging of the battery starts immediately when the charger is connected to the vehicle It may include the steps.

일 실시예에서, 충전부를 통해, 상기 충전개시 시점에서 상기 배터리의 충전을 개시하는 단계는, 상기 배터리의 완전충전이 이루어진 경우, 상기 배터리에 대한 충전방식을 세류충전 모드로 변경하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, through the charging unit, the step of initiating charging of the battery at the start of charging may include changing a charging method for the battery to a trickle charging mode when the battery is fully charged. You can.

일 실시예에서, 상기 배터리가 상기 세류충전 모드로 충전되는 단계는, 상기 배터리의 현 SOC에 대한 값이 상기 기준SOC값 이하일 경우, 상기 배터리에 대한 상기 세류충전을 시행하여 상기 배터리의 SOC를 완전충전 상태로 변경한 후, 상기 세류충전을 중단하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, when the battery is charged in the trickle charging mode, when the value of the current SOC of the battery is less than or equal to the reference SOC value, the trickle charging of the battery is performed to complete the SOC of the battery. After changing to the charging state, it may include the step of stopping the trickle charging.

본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템 및 방법은 차량의 배터리 관리 시스템에서 충전 완료 시점을 설정하고 그에 따른 배터리 충전개시 시점을 계산함으로써, 배터리의 충전이 시작되는 시점 전까지 지속적인 세류충전으로 인한 완전충전을 방지하여 리튬이온 배터리의 수명을 늘릴 수 있는 이점을 가진다.The system and method for extending the life of a lithium-ion battery according to an embodiment of the present invention establishes a charging completion time in the vehicle's battery management system and calculates a battery charging start time accordingly, and continues to trickle until the battery starts charging. It has the advantage of preventing the full charge due to charging and extending the life of the lithium ion battery.

도 1은 종래의 전기 자동차의 리튬이온 배터리 충전 과정을 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템(100)을 통한 리튬이온 배터리의 충전 과정을 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템(100)을 통해 배터리의 충전 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템(100)을 적용한 적용예의 시행 과정을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a graph showing a lithium ion battery charging process of a conventional electric vehicle.
2 is a view showing the configuration of a life extension system 100 of a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing a charging process of a lithium ion battery through the life extension system 100 of a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention.
4 is a flow chart for explaining the charging process of the battery through the life extension system 100 of a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention.
5 is a flow chart for explaining the implementation process of the application example to which the life extension system 100 of the lithium ion battery of the present invention is applied.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.If described in detail with reference to the accompanying drawings the present invention. Here, repeated descriptions, well-known functions that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, and detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a more clear description.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless otherwise stated.

또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, the term "... part" described in the specification means a unit that processes one or more functions or operations, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

도 1은 종래의 전기 자동차의 리튬이온 배터리 충전 과정을 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.1 is a graph showing a lithium ion battery charging process of a conventional electric vehicle.

도 1을 살펴보면, 충전기가 전기 차동차에 연결된 후 리튬이온 배터리에 대한 충전이 시작되고, 리튬이온 배터리의 완전 충전이 끝나면 충전기가 분리되는 시점까지 리튬이온 배터리에 대한 세류 충전이 계속 시행된다.Referring to FIG. 1, after the charger is connected to the electric differential vehicle, charging of the lithium-ion battery starts, and when the lithium-ion battery is completely charged, trickle charging of the lithium-ion battery is continuously performed until the charger is disconnected.

이러한 종래의 전기 자동차의 리튬이온 배터리 충전 방법은 충전기가 연결된 후, 충전기가 차량으로부터 분리될 때까지 배터리는 고충전 상태를 유지하게 된다. 리튬이온 배터리는 고충전 상태가 계속 유지되면 총 용량이 감소하여 전기 자동차의 총 주행시간이 감소하고, 리튬이온 배터리의 교체 주기가 짧아진다는 문제점이 있다.In the conventional lithium ion battery charging method of the electric vehicle, after the charger is connected, the battery maintains a high charge state until the charger is disconnected from the vehicle. The lithium-ion battery has a problem in that when the high charge state is maintained, the total capacity decreases, so that the total driving time of the electric vehicle decreases and the replacement cycle of the lithium-ion battery becomes shorter.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이다.2 is a view showing the configuration of a life extension system 100 of a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention.

도 2을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템(100)은 충전상태 판단부(101), 완충시간 산출부(102), 충전개시 시점 설정부(103), 충전부(104) 및 저장부(105)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to Figure 2, the life extension system 100 of the lithium ion battery according to an embodiment of the present invention is a charge state determination unit 101, the buffer time calculation unit 102, the charging start time setting unit 103, the charging unit It may be configured to include 104 and the storage unit 105.

먼저 충전상태 판단부(101)는 배터리의 현 충전상태(State Of Charge, SOC)를 판단할 수 있다.First, the charging state determination unit 101 may determine a current state of charge (SOC) of the battery.

또한, 충전상태 판단부(101)는 후술되는 저장부(105)에서 기준SOC값을 제공받고, 제공받은 값을 현 SOC에 대한 값과 비교할 수 있으며, 비교하여 얻은 결과값을 토대로 후술되는 충전부(104)가 배터리에 대한 충전방식을 변경하도록 할 수 있다.In addition, the charging state determination unit 101 is provided with a reference SOC value from the storage unit 105, which will be described later, and compares the received value with a value for the current SOC. 104) can change the charging method for the battery.

다음으로, 완충시간 산출부(102)는 배터리의 SOC가 완전충전 상태로 변경될 때까지 소요되는 완충시간을 산출할 수 있다.Next, the buffer time calculator 102 may calculate a buffer time required until the SOC of the battery is changed to a fully charged state.

또한, 완충시간 산출부(102)는 배터리를 충전하는 충전기의 정격용량 및 배터리의 현 충전상태를 토대로 상술한 완충시간을 산출할 수 있다.In addition, the buffer time calculator 102 may calculate the aforementioned buffer time based on the rated capacity of the charger that charges the battery and the current state of charge of the battery.

여기에서, 충전기의 정격용량은 차량에 탑재되는 배터리의 특성과 종류에 따라 변경될 수 있다.Here, the rated capacity of the charger may be changed according to the characteristics and types of batteries mounted in the vehicle.

다음으로, 충전개시 시점 설정부(103)는 완충시간을 토대로 배터리의 완전충전 요청시간에 상응하는 배터리의 충전개시 시점을 설정할 수 있다.Next, the charging start time setting unit 103 may set the charging start time of the battery corresponding to the battery full charge request time based on the buffer time.

여기에서, 배터리의 완전충전 요청시간이라 함은, 차량에 충전기를 연결하는 경우에 배터리의 완전충전이 완료되는 특정한 시점을 의미할 수 있으며, 차량에 충전기를 연결할 때마다 사용자가 설정할 수 있다.Here, the term “request for full charge of the battery” may mean a specific point in time when the battery is fully charged when the charger is connected to the vehicle, and may be set by the user each time the charger is connected to the vehicle.

또한, 배터리의 완전충전 요청시간은, 차량의 충전기 연결부위 인근에 위치하는 완전충전 요청시간 설정장치에 의해 설정될 수 있다.In addition, the request time for a full charge of the battery may be set by a request device for setting a time for a full charge located near the charger connection portion of the vehicle.

구체적으로, 도 3을 통해 이러한 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템(100)을 통한 리튬이온 배터리의 충전 과정을 살펴볼 수 있다.Specifically, the charging process of the lithium-ion battery through the life extension system 100 of such a lithium-ion battery may be examined through FIG. 3.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템(100)을 통한 리튬이온 배터리의 충전 과정을 나타내는 그래프를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a graph showing a charging process of a lithium ion battery through the life extension system 100 of a lithium ion battery according to an embodiment of the present invention.

도 3을 살펴보면, 차량에 충전기가 연결된 후 충전개시 시점 설정부(103)에서 설정된 충전개시 시점까지 충전은 시행되지 않는다. 시간이 지나 충전개시 시점인

Figure pat00009
에 도달하게 되면, 완충시간 산출부(102)에서 산출한 완충시간인
Figure pat00010
만큼 충전을 시행하여 완전충전 요청시간인
Figure pat00011
에서 완전충전이 완료되게 된다.Referring to FIG. 3, after the charger is connected to the vehicle, charging is not performed until the charging start time set by the charging start time setting unit 103. When charging starts over time
Figure pat00009
When it reaches, the buffer time calculated by the buffer time calculator 102
Figure pat00010
Charging as much as possible, which is the time required for full charge
Figure pat00011
Full charging is completed.

여기에서, 충전개시 시점 설정부(103)는 하기 수학식 1에 의하여 연산되는 값을 상술한 충전개시 시점에 대한 값으로 설정할 수 있다.Here, the charging start time setting unit 103 may set a value calculated by Equation 1 below as a value for the charging start time.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00012
Figure pat00012

(여기에서,

Figure pat00013
는 충전개시 시점에 대한 값이고,
Figure pat00014
는 완전충전 요청시간에 대한 값이며,
Figure pat00015
는 완충시간에 대한 값임)(From here,
Figure pat00013
Is the value for the start of charging,
Figure pat00014
Is the value for the request time for full charge,
Figure pat00015
Is the value for buffer time)

다음으로, 충전부(104)는 충전개시 시점에서 배터리의 충전을 개시할 수 있다.Next, the charging unit 104 may start charging the battery at the start of charging.

또한, 충전부(104)는 배터리의 충전개시 시점이 설정되지 않은 경우, 충전기가 차량에 연결되는 즉시 배터리의 충전을 개시할 수 있다.In addition, if the charging start time of the battery is not set, the charging unit 104 may start charging the battery as soon as the charger is connected to the vehicle.

여기에서, 배터리의 충전개시 시점이 설정되지 않은 경우라 함은, 사용자가 충전기를 차량에 연결할 때 상술한 배터리의 완전충전 요청시간을 설정하지 않은 경우를 의미할 수 있다.Here, the case in which the charging start time of the battery is not set may mean a case in which the user does not set the request time for the full charge of the battery described above when the charger is connected to the vehicle.

또한, 충전부(104)는 배터리의 완전충전이 이루어진 경우, 배터리에 대한 충전방식을 후술되는 세류충전 모드로 변경할 수 있다.Also, the charging unit 104 may change the charging method for the battery to a trickle charging mode, which will be described later, when the battery is fully charged.

여기에서, 세류충전 모드는 도 1에 도시된 바와 같이 배터리의 현 SOC에 대한 값이 후술되는 기준SOC값 이하일 경우, 배터리에 대한 세류충전을 시행하여 배터리의 SOC를 완전충전 상태로 변경한 후, 세류충전을 중단하는 모드라고 할 수 있다.Here, in the trickle charging mode, after the current SOC value of the battery is equal to or less than the reference SOC value to be described later, as shown in FIG. 1, after the trickle charging of the battery is performed, the SOC of the battery is changed to a fully charged state, It can be said to be a mode that stops trickle charging.

또한, 세류충전이라 함은, 차량에 충전기가 연결되어 배터리의 완전충전이 완료된 후에 이루어지는 충전방식으로써, 리튬이온 배터리가 시간이 지나면서 점차 방전되는 현상에 대응하기 위한 목적으로 시행될 수 있으며, 초기 완전충전에 사용되는 전류보다 값이 작은 전류를 사용할 수 있다.In addition, the trickle charging is a charging method performed after the charger is connected to the vehicle and the battery is completely charged, and may be implemented for the purpose of responding to the phenomenon that the lithium ion battery gradually discharges over time. A current having a smaller value than the current used for full charge can be used.

다음으로, 저장부(105)는 충전부(104)가 배터리에 대한 세류충전을 시행하는 기준이 되는 기준SOC값을 저장할 수 있다.Next, the storage unit 105 may store a reference SOC value that serves as a reference for the charging unit 104 to perform trickle charging for the battery.

또한, 기준SOC값은 차량에 탑재된 배터리의 종류와 특성에 따라 변경될 수 있다.In addition, the reference SOC value may be changed according to the type and characteristics of the battery installed in the vehicle.

또한, 기준SOC값은 세류충전 모드가 시작된 후, 차량의 배터리를 충전하는 충전기가 분리되는 어떠한 시점에서도 배터리의 SOC값이 95% 이상이 되도록 하는 값일 수 있다. In addition, the reference SOC value may be a value such that the SOC value of the battery is 95% or more at any point when the charger for charging the vehicle battery is disconnected after the trickle charging mode is started.

다음으로는, 도 4를 통해 이러한 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템을 통한 리튬이온 배터리의 충전 과정을 살펴보기로 한다.Next, the charging process of the lithium ion battery through the life extension system of the lithium ion battery will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 도 2에 도시된 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템을 통한 리튬이온 배터리의 충전 과정을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 4 is a flow chart for explaining a charging process of a lithium ion battery through the life extension system of the lithium ion battery illustrated in FIG. 2.

도 4를 살펴보면, 먼저 차량에 충전기가 연결되면 충전상태 판단부가 지속적으로 배터리의 현 SOC를 판단하게 된다(S201).Referring to FIG. 4, first, when a charger is connected to the vehicle, the charging state determination unit continuously determines the current SOC of the battery (S201).

다음으로, 완충시간 산출부가 배터리의 현 SOC를 토대로 배터리가 완전충전 상태로 변경될 때까지 소요되는 완충시간을 산출하게 된다(S202).Next, the buffer time calculation unit calculates a buffer time required until the battery is changed to a fully charged state based on the current SOC of the battery (S202).

다음으로, 충전개시 시점 설정부가 산출된 완충시간을 토대로 완전충전 요청시간에 상응하는 배터리의 충전개시 시점을 설정한다(S203).Next, the charging start time setting unit sets the charging start time of the battery corresponding to the full charge request time based on the calculated buffer time (S203).

다음으로, 배터리의 충전개시 시점에 도달하게 되면 충전부는 배터리에 대한 충전을 개시하게 되고(S204), 배터리가 완전충전 됨에 따라 충전은 완료된다(S205).Next, when the charging start time of the battery is reached, the charging unit starts charging the battery (S204), and charging is completed as the battery is fully charged (S205).

다음으로는, 도 5를 통해 이러한 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템을 적용한 적용예의 시행 과정을 살펴보기로 한다.Next, the implementation process of the application example to which the life extension system of the lithium ion battery is applied will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템(100)을 적용한 적용예의 시행 과정을 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flow chart for explaining the implementation process of the application example to which the life extension system 100 of the lithium ion battery of the present invention is applied.

도 5를 살펴보면, 먼저 차량에 충전기가 연결되면 충전상태 판단부가 지속적으로 배터리의 현 SOC를 판단하게 되고(S301), 배터리의 완전충전이 완료되는 특정 시점인 배터리의 완전충전 요청시간이 사용자에 의해 설정되었는지 여부(S302)에 따라서, 시점 설정이 되지 않았다면(S303') 충전부는 배터리에 대한 완전충전을 개시하고(S306), 특정 시점이 사용자에 의해 설정되는 경우에는 완충시간 산출부가 배터리의 현 SOC가 완전충전 상태로 변경될 때까지 소요되는 완충시간을 산출하게 된다(S303).Referring to FIG. 5, first, when a charger is connected to the vehicle, the charging state determination unit continuously determines the current SOC of the battery (S301), and the user requests the battery's full charge request time, which is a specific time when the battery is fully charged. Depending on whether or not it has been set (S302), if the time has not been set (S303 '), the charging unit starts to fully charge the battery (S306), and if a specific time is set by the user, the charging time calculation unit displays the current SOC of the battery. It calculates the buffering time required until it is changed to the fully charged state (S303).

다음으로, 충전개시 시점 설정부가 산출된 완충시간을 토대로 완전충전 요청시간에 상응하는 배터리의 충전개시 시점을 설정하게 되고(S304), 충전개시 시점에 도달하게 되면 충전부에서 배터리의 충전을 개시하게 된다(S305).Next, the charging start time setting unit sets the charging start time of the battery corresponding to the full charge request time based on the calculated buffer time (S304), and when the charging start time is reached, the charging unit starts charging the battery. (S305).

다음으로, 배터리에 대한 충전이 시작됨에 따라(S306) 배터리의 완전충전이 완료되면(S307) 충전이 중단되며 충전대기 상태가 되고(S308) 배터리에 대한 충전방식이 세류충전 모드로 변경된다.Next, as the charging of the battery starts (S306), when the battery is fully charged (S307), charging is stopped and the charging standby state (S308), and the charging method for the battery is changed to the trickle charging mode.

다음으로, 세류충전 모드가 시행됨에 따라 저장부에 저장된 기준SOC값을 기준으로, 배터리의 현 SOC에 대한 값이 기준SOC값 이하가 되면 세류충전을 통해 배터리의 충전이 시작되고(S306), 배터리의 현 SOC에 대한 값이 기준SOC값 이상이라면 충전대기 상태를 유지하게 된다(S306').Next, as the trickle charging mode is performed, when the value of the current SOC of the battery becomes less than or equal to the reference SOC value based on the reference SOC value stored in the storage unit, charging of the battery starts through the trickle charging (S306). If the current SOC value is greater than the reference SOC value, the charging standby state is maintained (S306 ').

전술한 리튬이온 배터리의 수명 연장 방법은 도면에 제시된 순서도를 참조로 하여 설명되었다. 간단히 설명하기 위하여 상기 방법은 일련의 블록들로 도시되고 설명되었으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 다른 블록들과 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과 상이한 순서로 또는 동시에 일어날 수도 있으며, 동일한 또는 유사한 결과를 달성하는 다양한 다른 분기, 흐름 경로, 및 블록의 순서들이 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 방법의 구현을 위하여 도시된 모든 블록들이 요구되지 않을 수도 있다.The above-described method for extending the life of the lithium-ion battery has been described with reference to the flowchart presented in the drawings. For simplicity, the method is shown and described in a series of blocks, but the present invention is not limited to the order of the blocks, and some blocks may occur in different orders or concurrently with other blocks than those shown and described herein. It may be, and various other branches, flow paths, and sequences of blocks that achieve the same or similar results may be implemented. In addition, not all blocks shown may be required for the implementation of the method described herein.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You can understand that you can.

100: 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템
101: 충전상태 판단부
102: 완충시간 산출부
103: 충전개시 시점 설정부
104: 충전부
105: 저장부100: lithium ion battery life extension system
101: charging state determination unit
102: buffer time calculation unit
103: charging start point setting unit
104: live parts
105: storage

Claims (14)

배터리의 현 충전상태(State Of Charge, SOC)를 판단하는 충전상태 판단부;
상기 배터리의 SOC가 완전충전 상태로 변경될 때까지 소요되는 완충시간을 산출하는 완충시간 산출부;
상기 완충시간을 토대로 상기 배터리의 완전충전 요청시간에 상응하는 상기 배터리의 충전개시 시점을 설정하는 충전개시 시점 설정부; 및
상기 충전개시 시점에서 상기 배터리의 충전을 개시하는 충전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템.
A charging state determining unit for determining a current state of charge (SOC) of the battery;
A buffer time calculator configured to calculate a buffer time required until the SOC of the battery is changed to a fully charged state;
A charging start time setting unit which sets a charging start time of the battery corresponding to a request time for a full charge of the battery based on the buffer time; And
And a charging unit for starting charging of the battery at the start of charging.
제 1항에 있어서,
상기 충전부가 상기 배터리에 대한 세류충전을 시행하는 기준이 되는 기준SOC값을 저장하는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템.
According to claim 1,
And a storage unit that stores a reference SOC value, which is a standard for performing a trickle charging for the battery, by the charging unit.
제 1항에 있어서,
상기 완충시간 산출부는,
상기 배터리를 충전하는 충전기의 정격용량 및 상기 배터리의 현 충전상태를 토대로 상기 완충시간을 산출하는 것을 특징으로 하는, 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템.
According to claim 1,
The buffer time calculation unit,
And calculating the buffer time based on the rated capacity of the charger charging the battery and the current charging state of the battery.
제 1항에 있어서,
상기 충전개시 시점 설정부는,
하기 수학식 1에 의하여 연산되는 값을 상기 충전개시 시점에 대한 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템.

[수학식 1]
Figure pat00016

(여기에서,
Figure pat00017
는 상기 충전개시 시점에 대한 값이고,
Figure pat00018
는 상기 완전충전 요청시간에 대한 값이며,
Figure pat00019
는 상기 완충시간에 대한 값임)
According to claim 1,
The charging start point setting unit,
A system for extending the life of a lithium ion battery, characterized in that a value calculated by Equation 1 is set as a value for the charging start time.

[Equation 1]
Figure pat00016

(From here,
Figure pat00017
Is a value for the charging start time,
Figure pat00018
Is a value for the request time for the full charge,
Figure pat00019
Is the value for the buffer time)
제 3항에 있어서,
상기 충전부는,
상기 배터리의 충전개시 시점이 설정되지 않은 경우, 상기 충전기가 차량에 연결되는 즉시 상기 배터리의 충전을 개시하는 것을 특징으로 하는, 리튬이온 배터리의 수명 연장시스템.
According to claim 3,
The charging unit,
When the charging start time of the battery is not set, characterized in that the charger starts charging the battery as soon as it is connected to the vehicle, the life extension system of the lithium-ion battery.
제 5항에 있어서,
상기 충전부는,
상기 배터리의 완전충전이 이루어진 경우, 상기 배터리에 대한 충전방식을 세류충전 모드로 변경하는 것을 특징으로 하는, 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템.
The method of claim 5,
The charging unit,
When the battery is fully charged, characterized in that the charging method for the battery is changed to a trickle charging mode, the life extension system of a lithium ion battery.
제 6항에 있어서,
상기 세류충전 모드는,
상기 배터리의 현 SOC에 대한 값이 상기 기준SOC값 이하일 경우, 상기 배터리에 대한 상기 세류충전을 시행하여 상기 배터리의 SOC를 완전충전 상태로 변경한 후, 상기 세류충전을 중단하는 모드인 것을 특징으로 하는, 리튬이온 배터리의 수명 연장 시스템.
The method of claim 6,
The trickle charging mode,
When the value of the current SOC of the battery is less than or equal to the reference SOC, the trickle charging of the battery is performed to change the SOC of the battery to a fully charged state, and then the trickle charging is stopped. The lithium-ion battery life extension system.
충전상태 판단부를 통해, 배터리의 현 충전상태(State Of Charge, SOC)를 판단하는 단계;
완충시간 산출부를 통해, 상기 배터리의 SOC가 완전충전 상태로 변경될 때까지 소요되는 완충시간을 산출하는 단계;
충전개시 시점 설정부를 통해, 상기 배터리의 완전충전 요청시간에 상응하도록, 상기 완충시간을 토대로 상기 배터리의 충전개시 시점을 설정하는 단계; 및
충전부를 통해, 상기 충전개시 시점에서 상기 배터리의 충전을 개시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬이온 배터리의 수명 연장 방법.
Determining a current state of charge (SOC) of the battery through the charge state determination unit;
Calculating a buffer time required until the SOC of the battery is changed to a fully charged state through a buffer time calculator;
Setting a charging start time of the battery based on the buffer time, so as to correspond to a request time for a full charge of the battery through a charging start time setting unit; And
And initiating charging of the battery at the start of charging through the charging unit.
제 8항에 있어서,
저장부를 통해, 상기 충전부가 상기 배터리에 대한 세류충전을 시행하는 기준이 되는 기준SOC값을 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬이온 배터리의 수명 연장 방법.
The method of claim 8,
And storing, by the storage unit, a reference SOC value that is a reference for performing a trickle charging for the battery by the charging unit.
제 8항에 있어서,
상기 완충시간 산출부를 통해, 상기 배터리의 SOC가 완전충전 상태로 변경될 때까지 소요되는 완충시간을 산출하는 단계는,
상기 배터리를 충전하는 충전기의 정격용량 및 상기 배터리의 현 충전상태를 토대로 상기 완충시간을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬이온 배터리의 수명 연장 방법.
The method of claim 8,
Through the buffer time calculation unit, calculating the buffer time required until the SOC of the battery is changed to a fully charged state,
And calculating the buffer time based on the rated capacity of the charger that charges the battery and the current state of charge of the battery.
제 8항에 있어서,
상기 충전개시 시점 설정부를 통해, 상기 배터리의 완전충전 요청시간에 상응하도록, 상기 완충시간을 토대로 상기 배터리의 충전개시 시점을 설정하는 단계는,
하기 수학식 1에 의하여 연산되는 값을 상기 충전개시 시점에 대한 값으로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬이온 배터리의 수명 연장 방법.

[수학식 1]
Figure pat00020

(여기에서,
Figure pat00021
는 상기 충전개시 시점에 대한 값이고,
Figure pat00022
는 상기 완전충전 요청시간에 대한 값이며,
Figure pat00023
는 상기 완충시간에 대한 값임)
The method of claim 8,
Through the charging start time setting unit, the step of setting the charging start time of the battery based on the buffer time, so as to correspond to the request time for the full charge of the battery,
And setting a value calculated by Equation 1 below to a value for the charging start point.

[Equation 1]
Figure pat00020

(From here,
Figure pat00021
Is a value for the charging start time,
Figure pat00022
Is a value for the request time for the full charge,
Figure pat00023
Is the value for the buffer time)
제 10항에 있어서,
충전부를 통해, 상기 충전개시 시점에서 상기 배터리의 충전을 개시하는 단계는,
상기 배터리의 충전개시 시점이 설정되지 않은 경우, 상기 충전기가 차량에 연결되는 즉시 상기 배터리의 충전을 개시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬이온 배터리의 수명 연장 방법.
The method of claim 10,
Through the charging unit, the step of starting charging the battery at the start of charging,
And when the charging start time of the battery is not set, starting charging of the battery as soon as the charger is connected to the vehicle.
제 12항에 있어서,
충전부를 통해, 상기 충전개시 시점에서 상기 배터리의 충전을 개시하는 단계는,
상기 배터리의 완전충전이 이루어진 경우, 상기 배터리에 대한 충전방식을 세류충전 모드로 변경하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬이온 배터리의 수명 연장 방법.
The method of claim 12,
Through the charging unit, the step of starting charging the battery at the start of charging,
And when the battery is fully charged, changing a charging method for the battery to a trickle charging mode.
제 13항에 있어서,
상기 배터리가 상기 세류충전 모드로 충전되는 단계는,
상기 배터리의 현 SOC에 대한 값이 상기 기준SOC값 이하일 경우, 상기 배터리에 대한 상기 세류충전을 시행하여 상기 배터리의 SOC를 완전충전 상태로 변경한 후, 상기 세류충전을 중단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬이온 배터리의 수명 연장 방법.The method of claim 13,
The step of charging the battery in the trickle charging mode,
Including when the value of the current SOC of the battery is less than or equal to the reference SOC value, after performing the trickle charging for the battery to change the SOC of the battery to a fully charged state, stopping the trickle charging; Characterized in that, the method of extending the life of the lithium-ion battery.
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