KR20200038914A - Method for estimating state of charge(soc) - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for estimating a state of charge of an energy storage device. More specifically, provided is the method for estimating a state of charge of an energy storage device, which estimates a state of charge of an energy storage device through a voltage modeling technique using different parameters in accordance with a state of charge/discharge.

Description

에너지 저장장치 충전상태 추정방법{METHOD FOR ESTIMATING STATE OF CHARGE(SOC)}Energy storage device charging state estimation method {METHOD FOR ESTIMATING STATE OF CHARGE (SOC)}

본 발명은 에너지 저장장치 충전상태 추정방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전압 모델링 기법 사용 시 충/방전 상태에 따라 다른 충전상태(SOC) 매개변수를 사용하여 에너지 저장장치의 정확한 충전상태를 추정하는 에너지 저장장치 충전상태 추정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for estimating a state of charge of an energy storage device, and more specifically, to estimate an accurate state of charge of an energy storage device using a different state of charge (SOC) parameter according to a state of charge / discharge when using a voltage modeling technique. It relates to a method for estimating the state of charge of the energy storage device.

산업의 발달과 더불어 전력의 수요가 증대되고 있으며 주야간, 계절 간, 일별간의 전력 사용량의 격차가 점차 심화되고 있다. 최근에 이러한 이유로 계통의 잉여 전력을 활용하여 피크 부하를 삭감하기 위한 많은 기술들이 빠르게 개발되고 있다.With the development of the industry, the demand for electric power is increasing, and the gap in electric power usage between day and night, season, and day is gradually widening. For this reason, many technologies for reducing peak loads by utilizing the surplus power of the system have been rapidly developed.

이러한 기술들 중에서 대표적인 것이 계통의 잉여 전력을 배터리에 저장하거나 계통의 부족 전력을 배터리에서 공급해주는 에너지 저장장치(Energy Storage System, 이하 ESS)이다.A representative of these technologies is an energy storage system (ESS) that stores excess power of the system in a battery or supplies insufficient power of the system from a battery.

또한, ESS는 복수개의 배터리로 구비되어 형성되는데, 일반적인 배터리는 내부에 배터리 관리 시스템(Battery Management System, 이하 BMS)을 구성하여 상기 배터리의 충전 또는 방전을 효율적으로 제어한다.In addition, the ESS is formed of a plurality of batteries, and a general battery efficiently controls charging or discharging of the battery by configuring a battery management system (BMS) therein.

이러한 배터리의 수명을 오래 유지하고 안전하게 사용하기 위해서는 배터리의 적정 충전범위 안에서 구동되어야 하고, 배터리의 수명은 충/방전 횟수에 따라 크게 달라진다.In order to maintain the battery life for a long time and use it safely, it must be operated within the proper charging range of the battery, and the battery life varies greatly depending on the number of charge / discharge cycles.

따라서 상기 BMS를 통해 배터리의 전류, 전압 및 온도를 측정하여 충전상태(SOC)를 정확히 추정함에 따라 배터리의 상태를 파악하는 것이 중요하다.Therefore, it is important to grasp the state of the battery by accurately estimating the state of charge (SOC) by measuring the current, voltage, and temperature of the battery through the BMS.

상기 충전상태(SOC)를 추정하는 방법은 크게 네 가지 범주로 구분할 수 있는데, 충/방전 전류를 적산하는 전류 적산법, 셀 내부의 화학적 반응을 분자 단위로 나타내는 전기화학적 모델 기법, 배터리의 동작시간과 충전상태(SOC)의 동적 특성(dynamic behavior)을 순 수학적 실험식으로 표현하는 수학식 기법, 그리고 개방회로 전압(Open Circuit Voltage, 이하 OCV)과 충전상태(SOC) 간의 관계를 이용한 전압 모델링 기법을 사용하여 충전상태(SOC)를 추정한다.The method for estimating the state of charge (SOC) can be broadly classified into four categories, a current integration method for integrating charge / discharge currents, an electrochemical model technique for displaying the chemical reaction inside a cell in molecular units, and a battery operating time and It uses a mathematical method that expresses the dynamic behavior of the SOC in a purely mathematical empirical formula, and a voltage modeling technique using the relationship between the Open Circuit Voltage (OCV) and the SOC (SOC). To estimate the state of charge (SOC).

한편, 상기 전기화학적 모델 기법은 온도 변화에 취약한 단점이 있으며, 상기 수학식 기법은 BMS 내 알고리즘이 복잡해져 생산 비용이 증가하는 문제점이 있다.On the other hand, the electrochemical model technique has a disadvantage of being vulnerable to temperature changes, and the mathematical technique has a problem that the production cost increases due to the complexity of the algorithm in the BMS.

그러므로 일반적인 ESS의 충전상태(SOC)를 추정하는 방법은 전류 적산법과 전압 모델링 기법을 같이 활용하는데, 상기 전압 모델링 기법도 충/방전 시에는 정확도가 떨어져 전압 모델링 기법보다 전류 적산법의 의존도가 높다.Therefore, the method of estimating the state of charge (SOC) of a general ESS uses the current integration method and the voltage modeling technique together. The voltage modeling technique also has less accuracy when charging / discharging, and thus has a higher dependence on the current integration method than the voltage modeling technique.

그러나 상기 전류 적산법도 적분기를 사용하여 충/방전 전류를 누적시키기 때문에 부정확한 초기 값과 장시간 사용 시 오차율이 높은 전류센서에 의한 전류 누적 값의 오차가 매우 커지는 문제점이 있다.However, since the current integration method also accumulates charge / discharge currents using an integrator, there is a problem in that the error of the current accumulation value by the current sensor having an incorrect initial value and a high error rate during long time use becomes very large.

또한, 배터리 수명예측을 위하여 노화상태(SOH)를 추정하는 방법으로 전류 적산법을 통해 추정된 충전상태(SOC)를 근거로 하여 노화상태(SOH)를 추정하는 경우, 상기와 같이 부정확한 초기 값과 장시간 사용 시 전류센서에 의한 전류 누적 값 오차가 커지는 이유로 인하여 배터리 셀이 퇴화가 되어 용량이 달라진 것 대비 정확한 용량추정을 하지 못하는 문제점이 발생된다.In addition, in order to estimate the aging state (SOH) for battery life prediction, when estimating the aging state (SOH) based on the charged state (SOC) estimated through the current integration method, the incorrect initial value and When using the battery for a long time, the battery cell is degraded due to a large error in the current accumulated value by the current sensor, and thus a problem of failing to accurately estimate the capacity compared to the changed capacity occurs.

따라서 상기 전류 적산법보다 전압 모델링 기법의 의존도를 높여 장시간 사용 시에도 상기 ESS의 충전상태(SOC)를 정확하게 추정할 수 있는 기술 개발이 요구된다.Therefore, there is a need to develop a technology capable of accurately estimating the state of charge (SOC) of the ESS even when used for a long time by increasing the dependency of the voltage modeling technique rather than the current integration method.

(특허문헌 1) KR10-1227417 B (Patent Document 1) KR10-1227417 B

본 발명은 전압 모델링 기법으로 추정되는 에너지 저장장치의 충전상태의 정확성을 향상시키는 에너지 저장장치 충전상태 추정방법을 제공한다.The present invention provides a method for estimating the state of charge of an energy storage device that improves the accuracy of the state of charge of an energy storage device estimated by a voltage modeling technique.

본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법은 에너지 저장장치(ESS)의 충전상태(SOC)를 추정하는 방법에 있어서, 에너지 저장장치의 전류, 전압 및 온도를 측정하는 상태 측정단계, 상기 상태 측정단계에서 측정된 전류, 전압 및 온도를 전류 적산법 및 전압 모델링 기법에 적용하여 각 방법에 근거한 충전상태(SOC)를 추정하는 충전상태(SOC) 추정단계, 상기 충전상태(SOC) 추정단계에서 추정된 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는지 비교하는 오차범위 비교단계 및 상기 오차범위 비교단계에서 상기 전류 적산법의 충전상태(SOC)와 전압 모델링 기법의 충전상태(SOC) 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는 경우, 상기 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태에 소정의 가중치를 적용하여 최종 충전상태(SOC)를 산출하는 최종 충전상태(SOC) 산출단계를 포함하여 구성된다.The method for estimating the state of charge (SOC) of the energy storage device (ESS) according to an embodiment of the present invention includes a method for estimating the state of charge (SOC) of the energy storage device (ESS). State measurement step of measuring, state of charge (SOC) estimation step of estimating the state of charge (SOC) based on each method by applying the current, voltage and temperature measured in the state measurement step to the current integration method and voltage modeling technique, the charging An error range comparison step of comparing whether the difference between the charging state of the current integration method estimated in the state (SOC) estimation step and the charging state of the voltage modeling method exceeds a predetermined error range, and the charging state of the current integration method in the error range comparison step ( SOC) and the state of charge of the voltage modeling technique (SOC) exceeds a predetermined error range, the state of charge of the current integration method and the state of charge of the voltage modeling technique It is configured to apply a predetermined weight including calculating final state of charge (SOC) and calculating the final state of charge (SOC).

상기 충전상태(SOC) 추정단계는, 상기 상태 측정단계에서 측정된 전류를 전류 적산법에 적용하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정하는 전류 충전상태(SOC) 추정단계 및 상기 상태 측정단계에서 측정된 전류, 전압 및 온도를 전압 모델링 기법에 적용하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정하는 전압 충전상태(SOC) 추정단계를 포함하여 구성된다.In the charging state (SOC) estimating step, the current charging state (SOC) estimating step and the state measuring step of estimating the charging state (SOC) of the energy storage device by applying the current measured in the state measuring step to the current integration method It comprises a voltage charging state (SOC) estimation step of estimating the state of charge (SOC) of the energy storage device by applying the measured current, voltage and temperature to the voltage modeling technique.

상기 오차범위 비교단계는, 상기 전류 충전상태(SOC) 추정단계가 소정의 추정횟수를 초과하는 지를 비교하는 추정횟수 비교단계; 를 추가로 포함하여 구성되며, 상기 전류 충전상태(SOC) 추정단계가 소정의 추정횟수를 초과하는 경우, 상기 최종 충전상태(SOC) 산출단계를 수행한다.The error range comparison step may include: an estimation number comparison step of comparing whether the current charging state (SOC) estimation step exceeds a predetermined estimation number; It is configured to further include, when the current state of charge (SOC) estimation step exceeds a predetermined number of times, the final state of charge (SOC) calculation step is performed.

본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치는, 에너지 저장장치(ESS)의 전류, 전압 및 온도를 측정하는 상태 측정부, 상기 상태 측정부에서 측정한 전류, 전압 및 온도를 전류 적산법 및 전압 모델링 기법에 적용하여 각 방법에 근거한 충전상태(SOC)를 추정하는 충전상태(SOC) 추정부, 상기 충전상태(SOC) 추정부에서 추정한 전류 적산법의 충전상태(SOC)와 전압 모델링 기법의 충전상태(SOC) 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는지 비교하는 오차범위 비교부, 상기 오차범위 비교부에서 상기 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는 경우, 상기 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태에 소정의 가중치를 적용하여 최종 충전상태(SOC)를 산출하는 최종 충전상태(SOC) 산출부 및 상기 충전상태(SOC) 추정부에서 추정된 각각의 충전상태(SOC)를 저장하는 메모리를 포함하여 구성된다.Energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation device according to an embodiment of the present invention, a state measurement unit for measuring the current, voltage and temperature of the energy storage device (ESS), the current measured by the state measurement unit, A charging state (SOC) estimator which estimates a charging state (SOC) based on each method by applying voltage and temperature to a current integration method and a voltage modeling technique, and the charging state of the current integration method estimated by the charging state (SOC) estimator ( SOC) and an error range comparator for comparing whether the difference between the SOC of the voltage modeling technique exceeds a predetermined error range, and the difference between the charging state of the current integration method and the charging state of the voltage modeling technique in the error range comparison unit If it exceeds the error range of, the final charging state (S) for calculating the final charging state (SOC) by applying a predetermined weight to the charging state of the current integration method and the charging state of the voltage modeling technique OC) It comprises a memory for storing each of the charged state (SOC) estimated by the calculation unit and the state of charge (SOC) estimation unit.

상기 충전상태(SOC) 추정부는, 상기 상태 측정부에서 측정한 전류를 전류 적산법에 적용하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정하는 전류 적산부 및 상기 상태 측정부에서 측정한 전류, 전압 및 온도를 전압 모델링 기법에 적용하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정하는 전압 모델링부를 포함하여 구성된다.The state of charge (SOC) estimator includes a current accumulator for estimating a state of charge (SOC) of the energy storage device by applying the current measured by the state measurement unit to a current integration method, and the current, voltage, and current measured by the state measurement unit. It includes a voltage modeling unit that estimates the state of charge (SOC) of the energy storage device by applying temperature to the voltage modeling technique.

상기 전압 모델링부는, 상기 상태 측정부에서 측정된 전류 및 전압을 근거로 충전상태인지 방전상태인지 판단하는 충/방전 판단부, 상기 충/방전 판단부에서 판단된 상태를 근거로 하여 충전상태(SOC) 매개변수를 도출하는 매개변수 도출부 및 상기 매개변수 도출부에서 도출된 충전상태(SOC) 매개변수를 근거로 하여 에너지 저장장치(ESS)의 충전상태(SOC)를 추정하는 전압 충전상태(SOC) 추정부를 포함하여 구성된다.The voltage modeling unit, a charge / discharge determination unit for determining whether it is in a charge state or a discharge state based on the current and voltage measured by the state measurement unit, and a charging state (SOC) based on the state determined by the charge / discharge determination unit ) Voltage charging state (SOC) for estimating the charging state (SOC) of the energy storage device (ESS) based on the parameter derivation unit deriving the parameter and the charging state (SOC) parameter derived from the parameter derivation unit ) It comprises an estimation unit.

상기 매개변수 도출부는, 상기 상태 측정부에서 측정된 온도 및 상기 메모리에 저장된 이전 추정주기에 추정된 충전상태(SOC)를 근거로 하여 충전상태(SOC) 매개변수를 도출한다.The parameter derivation unit derives a state of charge (SOC) parameter based on the temperature measured by the state measurement unit and the state of charge (SOC) estimated in the previous estimation cycle stored in the memory.

상기 오차범위 비교부는, 상기 전류 적산부에서 수행한 충전상태(SOC) 추정횟수가 소정의 추정횟수를 초과하는지 비교하는 추정횟수 비교부를 추가로 포함하여 구성된다.The error range comparison unit is further configured to further include an estimation frequency comparison unit for comparing whether the estimated number of charge state (SOC) performed by the current integration unit exceeds a predetermined estimation number.

본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치 충전상태 추정방법은 충/방전 상태에 따라 다른 충전상태(SOC) 매개변수를 도출하므로 좀 더 정확한 에너지 저장장치의 충전상태가 추정될 수 있다.The method for estimating the state of charge of the energy storage device according to an embodiment of the present invention derives a different state of charge (SOC) parameter according to the state of charge / discharge, so that a more accurate state of charge of the energy storage device can be estimated.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 적용한 충전상태(SOC)의 최대 오차율 및 종래의 추정방법을 적용한 충전상태(SOC)의 최대 오차율의 전류량에 따른 그래프.
도 3은 이 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법의 순서도.
도 4는 본 발명의 이 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법 중 충전상태(SOC) 추정단계의 순서도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치의 구성도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치 내 SOC 추정부의 구성도.
1 is a flow chart of an energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation method according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a graph according to the current amount of the maximum error rate of the charging state (SOC) applied to an embodiment of the present invention and the maximum error rate of the charging state (SOC) applying the conventional estimation method.
3 is a flow chart of an energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation method according to this embodiment.
4 is a flow chart of a state of charge (SOC) estimation of the energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation method according to this embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of an energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation device according to an embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram of an SOC estimator in an energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation device according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

<실시 예 1><Example 1>

다음으로 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법에 대하여 설명한다.Next, an energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation method according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법은 충/방전 상태에 따라 각기 다른 충전상태(SOC) 매개변수를 도출하고 도출된 충전상태(SOC) 매개변수를 근거로 하여 정확한 충전상태(SOC)가 추정될 수 있도록 한다. The energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation method of the present invention derives different charging state (SOC) parameters according to the charging / discharging state and accurately charging based on the derived charging state (SOC) parameters. Allow the state (SOC) to be estimated.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법의 순서도이다.1 is a flow chart of an energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법은 우선 에너지 저장장치(ESS)의 전류, 전압 및 온도를 측정하고(제1 단계/ 이하, 상태 측정단계: S110), 측정된 전류 및 전압을 근거로 충전상태인지 방전상태인지 판단한다(제2 단계/ 이하, 충/방전 판단단계: S120).Referring to Figure 1, the energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation method according to an embodiment of the present invention first measures the current, voltage and temperature of the energy storage device (ESS) (first step / below , State measurement step: S110), it is determined whether the state of charge or discharge based on the measured current and voltage (second step / less, charge / discharge judgment step: S120).

상기 충/방전 판단단계(S120)에서 판단된 충전상태 또는 방전상태를 근거로 하여 충전상태(SOC) 매개변수를 도출하고(제3단계/ 이하, 매개변수 도출단계: S130), 도출된 충전상태(SOC) 매개변수를 근거로 하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정한다(제4단계/ 이하, 충전상태(SOC) 추정단계: S140). A charging state (SOC) parameter is derived based on the charging state or the discharging state determined in the charging / discharging determination step (S120) (third step / hereinafter, parameter derivation step: S130), and the derived charging state Estimating the state of charge (SOC) of the energy storage device based on the (SOC) parameter (step 4 / hereinafter, the state of charge (SOC) estimation step: S140).

또한, 상기 전체 단계는 소정의 추정주기로 반복되는데, 이는 정확한 충전상태(SOC)를 추정하기 위함이다. 여기서 소정의 추정주기는 일 실시 예로 30초로 설정할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.In addition, the entire step is repeated with a predetermined estimation cycle, which is for estimating an accurate state of charge (SOC). Here, the predetermined estimation period may be set to 30 seconds as an example, but is not limited thereto.

상기 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법의 각 단계는 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.Each step of the energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation method will be described in more detail below.

상기 상태 측정단계(S110)는 에너지 저장장치(ESS)의 전류, 전압 및 온도를 측정하며, 좀 더 엄밀히 말하면 에너지 저장장치(ESS) 내 배터리 랙의 전류, 전압 및 온도를 측정한다.The state measurement step (S110) measures the current, voltage and temperature of the energy storage device (ESS), and more specifically, measures the current, voltage and temperature of the battery rack in the energy storage device (ESS).

또한, 일반적인 에너지 저장장치(ESS)는 복수 개의 배터리 랙이 구비되어 형성되는데, 이러한 배터리 랙은 복수 개의 배터리 셀로 구성된 배터리 모듈들을 겹겹이 쌓아 형성된다.In addition, a general energy storage device (ESS) is formed by providing a plurality of battery racks, which are formed by stacking battery modules composed of a plurality of battery cells.

따라서 측정되는 배터리 랙의 전류, 전압 및 온도는 각 배터리 셀에서 측정되는 전류, 전압 및 온도를 배터리 모듈에 의해서 취합되고, 취합된 각 배터리 모듈의 전류, 전압 및 온도는 배터리 랙으로 전송되어 최종 취합 후 산출되는 값이다.Therefore, the current, voltage and temperature of the measured battery rack are collected by the battery module, and the current, voltage and temperature of each collected battery module are transferred to the battery rack for final collection. It is calculated after.

또한, 상기 추정주기는 충전상태(SOC)에 따라 변경되는데, 일반적으로 낮은 충전상태(SOC)와 높은 충전상태(SOC)는 충전상태(SOC) 추정 오차가 높아진다.In addition, the estimation cycle is changed according to the state of charge (SOC). In general, the estimation error of the state of charge (SOC) is increased for the low state of charge (SOC) and the high state of charge (SOC).

따라서 0~10, 90~100%의 충전상태(SOC)는 1% 단위로 충전상태(SOC)가 추정될 수 있도록 주기를 변경하고, 그 외 10?90%의 충전상태(SOC)는 20% 단위로 충전상태(SOC)가 추정될 수 있도록 주기를 변경하여 효율적이면서 정확한 값이 추정될 수 있도록 한다.Therefore, the charging state (SOC) of 0 to 10 and 90 to 100% is changed in a cycle so that the charging state (SOC) can be estimated in 1% increments, and the charging state (SOC) of 10 to 90% is 20%. By changing the cycle so that the state of charge (SOC) can be estimated in units, an efficient and accurate value can be estimated.

또한, 상기 충/방전 판단단계(S120)는 상태 측정단계(S110)에서 측정된 전류 및 전압을 근거로 충/방전상태를 판단한다.In addition, the charge / discharge determination step (S120) determines the charge / discharge state based on the current and voltage measured in the state measurement step (S110).

일반적인 충전 상태와 방전 상태의 구분은 배터리 내부의 분극 전압에 의해 결정되며, 분극 전압의 극성은 전류 방향에 따라 값이 누적되어 결정된다.The general charge and discharge states are determined by the polarization voltage inside the battery, and the polarity of the polarization voltage is determined by accumulating values according to the current direction.

전류가 방전(-)극성을 가지고 있을 경우에는 분극 전압에는 (-)값이 누적되고, 전류가 충전(+)극성일 경우에는 분극 전압에는 (+)값이 누적된다.When the current has a discharge (-) polarity, a (-) value is accumulated in the polarization voltage, and when the current is a charge (+) polarity, a (+) value is accumulated in the polarization voltage.

또한, 전류의 흐름이 없을 경우에는 분극 전압의 값은 0으로 수렴하게 된다. 분극 전압의 값이 0이 되었을 경우에는 직전의 최종 극성으로 충전상태(SOC)를 유지시킨다.In addition, when there is no current flow, the value of the polarization voltage converges to zero. When the value of the polarization voltage is 0, the state of charge (SOC) is maintained at the last polarity immediately before.

따라서 충전 상태와 방전 상태를 구분 시 단순히 현재 전류의 방향에 따라 결정되면 배터리 내부의 상태를 충분히 반영하지 못하게 된다.Therefore, when determining the state of charge and discharge, if it is simply determined according to the direction of the current, the state inside the battery cannot be sufficiently reflected.

예를 들어, 15분간 8A의 전류로 충전을 하다가 4초간 2A로 방전한 경우 전류의 최종 방향은 방전이지만 배터리 내부의 (S120)는 충전에 더 가깝게 나타난다.For example, when charging with a current of 8A for 15 minutes and then discharging with 2A for 4 seconds, the final direction of the current is discharged, but (S120) inside the battery appears closer to charging.

이와 같이 배터리의 충전과 방전 상태를 판단할 때는 소정의 시간 동안 흐르는 전류의 크기와 지속 시간을 고려하여 판단될 수 있도록 한다.As described above, when determining the state of charge and discharge of the battery, it can be determined by considering the magnitude and duration of the current flowing for a predetermined time.

또한, 상기 매개변수 도출단계(S130)는 충/방전 판단단계(S120)에서 판단된 충전상태 또는 방전상태에 따라 매개변수를 도출한다.In addition, the parameter derivation step (S130) derives parameters according to the charge state or the discharge state determined in the charge / discharge determination step (S120).

상기 매개변수는 R-C회로 특성에 나타나는 변수로서, 일반적으로 배터리는 화학적 특성을 가지는 물질이므로 이를 분석하기 위해서는 배터리의 특성과 동일한 특성을 가지는 R-C회로를 구성하고, 그 회로를 분석하여 배터리의 성능을 알아본다.The above parameter is a variable that appears in the characteristics of the RC circuit. In general, since the battery is a substance having chemical characteristics, in order to analyze it, an RC circuit having the same characteristics as the battery is constructed, and the circuit is analyzed to find out the performance of the battery. see.

상기 R-C 회로를 이용하여 모델링 한다는 것은 회로가 복잡해질수록 분석하기 어렵기 때문에 간단하게 저항과 콘덴서로 구성된 회로로 배터리의 특성이 표현되도록 구성한다는 것이다.Modeling using the R-C circuit means that the more complex the circuit is, the more difficult it is to analyze, so that the characteristics of the battery are represented by a circuit composed of a resistor and a capacitor.

또한, 배터리를 R-C 회로로 모델링한 배터리 모델에서는 온도 및 충전상태(SOC)에 따라 변화하는 상기 R-C 회로의 내부 성분 값에 대한 정보를 저장하고 있다.In addition, in a battery model modeling a battery as an R-C circuit, information about an internal component value of the R-C circuit that changes according to temperature and state of charge (SOC) is stored.

따라서 R-C 회로는, 가장 기본적인 요소인 배터리 내부 저항 성분(R0) 및 온도 및 충전상태(SOC)에 따라 변화하는 분극 성분(R1, C1)으로 구성되어 이를 매개변수라고 하며, 이는 (식1)로 나타낸다.Therefore, the RC circuit consists of the most basic elements, the battery internal resistance component (R0) and the polarization components (R1, C1) that change according to the temperature and the state of charge (SOC), which are called parameters. Shows.

(식 1)

Figure pat00001
(Equation 1)
Figure pat00001

여기서 Vt(t), i(t)는 시간 t일 때 R-C회로에서 측정된 전압 및 전류이며, V1은 분극전압, v(t)는 측정 오차를 보상하기 위한 값이다.Here, Vt (t) and i (t) are the voltage and current measured in the R-C circuit at time t, V1 is the polarization voltage, and v (t) is the value to compensate for the measurement error.

또한, V1(t)의 1차 미분 관계로 정의되는 상태변수 방정식은 t 시점에서 RC 단에 걸리는 전압을 의미하며(즉, V1(t)는 R1과 C1 단에 걸리는 전압을 의미함), w1(t)은 측정 오차를 보상하기 위한 값이다.In addition, the state variable equation defined by the first order differential relationship of V1 (t) means the voltage applied to the RC stage at time t (that is, V1 (t) means the voltage applied to R1 and C1 stages), w1 (t) is a value for compensating for measurement error.

한편, 상기 충전상태(SOC) 매개변수는 온도 및 충전상태(SOC)에 의해 갱신되는 각 매개변수 값(내부 성분 값/(내부저항(R0), 저항(R1), 콘텐서 (C1))의 테이블로 구성되어, 측정된 온도와 이전 추정주기에 추정된 충전상태(SOC)를 이용하여 각 매개변수 값을 도출한다.On the other hand, the state of charge (SOC) parameters of each parameter value (internal component value / (internal resistance (R0), resistance (R1), resistance (R1), capacitor (C1)) updated by temperature and state of charge (SOC)) It is composed of a table and derives each parameter value using the measured temperature and the state of charge (SOC) estimated in the previous estimation cycle.

또한, 상기 충전상태(SOC) 매개변수 테이블은 각각의 충전상태와 방전상태에 따라 따로 구성되어, 충/방전 시 감소하였던 정확성을 증가시킬 수 있다.In addition, the state of charge (SOC) parameter table is configured separately for each state of charge and discharge, thereby increasing the accuracy that was reduced during charge / discharge.

만약, 현재 추정주기가 첫 번째 추정주기인 경우, 전류 적산법으로 충전상태(SOC)를 먼저 추정하여 기 추정된 충전상태(SOC)를 이전 추정주기의 충전상태(SOC)로 설정한다.If the current estimation period is the first estimation period, the charging state (SOC) is first estimated by the current integration method and the previously estimated charging state (SOC) is set as the charging state (SOC) of the previous estimation period.

또한, 상기 충전상태(SOC) 추정단계(S140)는 상기 매개변수 도출단계(S130)에서 도출된 충전상태(SOC) 매개변수를 근거로 하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정한다.In addition, the state of charge (SOC) estimation step (S140) estimates the state of charge (SOC) of the energy storage device based on the state of charge (SOC) parameter derived in the parameter derivation step (S130).

본 발명의 일 실시 예에서 충전상태(SOC)를 추정하기 위하여 전압 모델링 기법을 사용하는데, 이는 개방회로전압(OCV, Open Circuit Voltage)과 충전상태(SOC) 간의 사이가 양호한 선형 관계를 띄고 있으므로 이를 나타낸 테이블을 이용해서 충전상태(SOC)를 쉽게 추정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a voltage modeling technique is used to estimate the state of charge (SOC), which has a good linear relationship between the open circuit voltage (OCV) and the state of charge (SOC). The state of charge (SOC) can be easily estimated using the table shown.

그러나 상기 개방회로전압(OCV)은 방전 또는 충전을 수행하지 않을 때(전류가 인가되지 않았을 때)의 전압이므로, 방전 또는 충전이 수행된 후에는 수십 분 또는 수 시간이 지난 다음에 양극과 음극의 양단 전압을 측정해야 한다.However, since the open circuit voltage (OCV) is a voltage when discharging or charging is not performed (when no current is applied), after discharging or charging is performed, after several tens of minutes or hours, the positive and negative electrodes The voltage at both ends must be measured.

그러므로 개방회로전압(OCV)을 산출하는 방법은 배터리 팩에서 측정된 전압에서 상기 충/방전 시 발생되는 분극 전압과 내부 성분 값들로 인한 강하된 전압을 빼서 산출하며, 이는 (식2)로 나타낸다.Therefore, the method of calculating the open circuit voltage (OCV) is calculated by subtracting the voltage dropped from the polarization voltage and internal component values generated during charging / discharging from the voltage measured in the battery pack, which is expressed by (Equation 2).

(식2) 개방회로전압(OCV)= 배터리 팩의 전압 - 분극 전압 - 강하된 전압 (Equation 2) Open circuit voltage (OCV) = Voltage of the battery pack-Polarization voltage-Dropped voltage

여기서 분극 전압 및 강화된 전압은 상기 매개변수 도출단계(S130)에서 도출된 충전상태(SOC) 매개변수를 상기 (식1)에 넣어 연산하면 산출된다.Here, the polarization voltage and the enhanced voltage are calculated by putting the state of charge (SOC) parameter derived in the parameter derivation step (S130) into (Equation 1).

또한, 여기서 산출된 개방회로전압(OCV)을 상기 충전상태(SOC)와 개방회로전압(OCV) 간의 상관관계 테이블에 매칭하면 쉽게 충전상태(SOC)를 도출 할 수 있다.In addition, if the calculated open circuit voltage OCV is matched to the correlation table between the charging state SOC and the open circuit voltage OCV, the charging state SOC can be easily derived.

이와 같이 충/방전 상태에 따라 다른 매개변수로 연산된 충전상태(SOC)는 도 2와 같이 종래의 충전상태(SOC)보다 오차율이 감소된 것을 볼 수 있다.As described above, it can be seen that the charging state SOC calculated with other parameters according to the charging / discharging state has a lower error rate than the conventional charging state SOC, as shown in FIG. 2.

도 2는 본 발명의 일 실시 예를 적용한 충전상태(SOC)의 최대 오차율 및 종래의 추정방법을 적용한 충전상태(SOC)의 최대 오차율의 전류량에 따른 그래프이다.2 is a graph of the current amount of the maximum error rate of the charging state (SOC) applying the embodiment of the present invention and the maximum error rate of the charging state (SOC) applying the conventional estimation method.

도 2를 참조하면, 점선은 전류의 크기에 따른 충/방전 상태를 고려하지 않고 항상 동일한 충전상태(SOC) 매개변수를 사용하여 산출된 충전상태(SOC)의 오차율이고, 실선은 충전상태 또는 방전상태에 따라 다른 충전상태(SOC) 매개변수를 사용하여 산출된 충전상태(SOC)의 오차율을 의미하여 점선보다 실선의 오차율이 크게 감소된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2, the dotted line is the error rate of the charged state (SOC) calculated by always using the same charged state (SOC) parameter without considering the charge / discharge state according to the magnitude of the current, and the solid line is the charged state or discharge It means that the error rate of the charged state (SOC) calculated using the different charged state (SOC) parameters according to the state can be confirmed that the error rate of the solid line is significantly reduced than the dotted line.

<실시 예 2><Example 2>

다음으로 본 발명의 이 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법에 대하여 설명한다.Next, an energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation method according to this embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법은 전류 적산법 및 전압 모델링 기법을 근거로 추정된 충전상태(SOC) 간의 오차범위에 따라 가중치를 변화시켜 정확한 충전상태(SOC)가 추정될 수 있도록 한다.The method for estimating the state of charge (SOC) of the energy storage device (ESS) of the present invention estimates the correct state of charge (SOC) by changing the weight according to the error range between the state of charge (SOC) estimated based on the current integration method and the voltage modeling technique. To be able to.

도 3은 이 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법의 순서도이다.3 is a flowchart of an energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation method according to this embodiment.

도 3을 참조하면, 본 발명의 이 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 방법은 우선 에너지 저장장치의 전류, 전압 및 온도를 측정하고(상태 측정단계: S310), 측정된 전류, 전압 및 온도와 전류 적산법 및 전압 모델링 기법을 이용하여 각각의 충전상태(SOC)를 추정한다(충전상태(SOC) 추정단계: S320).Referring to Figure 3, the method of manufacturing a battery cell according to this embodiment of the present invention first measures the current, voltage and temperature of the energy storage device (state measurement step: S310), the measured current, voltage and temperature and current integration method And a voltage modeling technique to estimate each state of charge (SOC) (step of estimating state of charge (SOC): S320).

상기 충전상태(SOC) 추정단계(S320)에서 추정된 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는지 비교하고(오차범위 비교단계: S330), 전류 적산법의 충전상태(SOC)와 전압 모델링 기법의 충전상태(SOC) 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는 경우, 상기 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태에 소정의 가중치를 적용하여 최종 충전상태(SOC)를 산출한다(최종 충전상태(SOC) 산출단계: S340).Compare whether the difference between the charging state of the current integration method estimated in the charging state (SOC) estimation step (S320) and the charging state of the voltage modeling method exceeds a predetermined error range (error range comparison step: S330), and charging the current integration method When the difference between the state (SOC) and the charging state (SOC) of the voltage modeling technique exceeds a predetermined error range, a final charging state (SOC) is applied by applying a predetermined weight to the charging state of the current integration method and the charging state of the voltage modeling technique. ) Is calculated (step of calculating the final state of charge (SOC): S340).

상기 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정 방법의 각 단계는 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.Each step of the energy storage device (ESS) state of charge (SOC) estimation method will be described in more detail below.

상기 상태 측정단계(S110)는 에너지 저장장치(ESS)의 전류, 전압 및 온도를 측정하며, 좀 더 엄밀히 말하면 에너지 저장장치(ESS) 내 배터리 랙의 전류, 전압 및 온도를 측정한다.The state measurement step (S110) measures the current, voltage and temperature of the energy storage device (ESS), and more specifically, measures the current, voltage and temperature of the battery rack in the energy storage device (ESS).

또한, 일반적인 에너지 저장장치(ESS)는 복수 개의 배터리 랙이 구비되어 형성되는데, 이러한 배터리 랙은 복수 개의 배터리 셀로 구성된 배터리 모듈들을 겹겹이 쌓아 형성된다.In addition, a general energy storage device (ESS) is formed by providing a plurality of battery racks, which are formed by stacking battery modules composed of a plurality of battery cells.

따라서 측정되는 배터리 랙의 전류, 전압 및 온도는 각 배터리 셀에서 측정되는 전류, 전압 및 온도를 배터리 모듈에 의해서 취합되고, 취합된 각 배터리 모듈의 전류, 전압 및 온도는 배터리 랙으로 전송되어 취합 후 도출되는 값이다.Therefore, the current, voltage, and temperature of the measured battery rack are collected by the battery module, and the current, voltage, and temperature of each collected battery module are transferred to the battery rack and collected. This is a derived value.

또한, 상기 전체단계는 소정의 추정주기로 반복되는데, 이는 정확한 충전상태(SOC)를 추정하기 위함이다. 여기서 소정의 추정주기는 일 실시 예로 30초 로 설정할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.In addition, the entire step is repeated at a predetermined estimation cycle, which is to estimate an accurate state of charge (SOC). Here, the predetermined estimation period may be set to 30 seconds as an example, but is not limited thereto.

또한, 상기 추정주기는 충전상태(SOC)에 따라 변경되는데, 일반적으로 낮은 충전상태(SOC)와 높은 충전상태(SOC)는 충전상태(SOC) 추정 오차가 높아진다.In addition, the estimation cycle is changed according to the state of charge (SOC). In general, the estimation error of the state of charge (SOC) is increased for the low state of charge (SOC) and the high state of charge (SOC).

따라서 0~10, 90~100%의 충전상태(SOC)는 1% 단위로 충전상태(SOC)가 추정될 수 있도록 주기를 변경하고, 그 외 10?90%의 충전상태(SOC)는 20% 단위로 충전상태(SOC)가 추정될 수 있도록 주기를 변경하여 효율적이면서 정확한 값이 추정될 수 있도록 한다.Therefore, the charging state (SOC) of 0 to 10 and 90 to 100% is changed in a cycle so that the charging state (SOC) can be estimated in 1% increments, and the charging state (SOC) of 10 to 90% is 20%. By changing the cycle so that the state of charge (SOC) can be estimated in units, an efficient and accurate value can be estimated.

또한, 상기 충전상태(SOC) 추정단계(S320)는 상기 상태 측정단계(S310)에서 측정된 전류, 전압 및 온도와 전류 적산법 및 전압 모델링 기법을 이용하여 각각의 충전상태(SOC)를 추정한다.In addition, the state of charge (SOC) estimation step (S320) estimates each state of charge (SOC) by using the current, voltage and temperature and current integration method and voltage modeling technique measured in the state measurement step (S310).

또한, 상기 충전상태(SOC) 추정단계를 도 4를 들어 더욱 상세하게 설명한다.In addition, the charging state (SOC) estimation step will be described in more detail with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 이 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법 중 충전상태(SOC) 추정단계의 순서도이다.4 is a flow chart of a state of charge (SOC) estimation of the energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation method according to this embodiment of the present invention.

상기 충전상태(SOC) 추정단계는 상기 상태 측정단계(S320)에서 측정된 전류를 전류 적산법에 적용하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정하고(전류 충전상태(SOC) 추정단계: S321), 상기 상태 측정단계(S320)에서 측정된 전류, 전압 및 온도를 전압 모델링 기법에 적용하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정한다(전압 충전상태(SOC) 추정단계: S322).The charging state (SOC) estimation step estimates the charging state (SOC) of the energy storage device by applying the current measured in the state measuring step (S320) to the current integration method (current charging state (SOC) estimation step: S321) , Estimating the state of charge (SOC) of the energy storage device by applying the current, voltage and temperature measured in the state measurement step (S320) to the voltage modeling technique (voltage state of charge (SOC) estimation step: S322).

좀 더 상세하게 설명하면, 상기 전류 충전상태(SOC) 추정단계(S321)는 전류 적산법을 이용하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정하는 방법으로서, 상기 상태 측정단계(S320)에서 측정된 전류를 근거로 하여 충전상태(SOC)가 추정된다.In more detail, the current charging state (SOC) estimating step (S321) is a method for estimating the charging state (SOC) of the energy storage device using the current integration method, measured in the state measuring step (S320). The state of charge (SOC) is estimated based on the current.

또한, 전류 적산법은 단순히 전류로만 추정하는 방식이므로 알고리즘이 간단하고 이를 이용하여 빠르게 충전상태(SOC)가 추정될 수 있으며, 이는 (식 3)으로 나타낸다.In addition, since the current integration method is simply a method of estimating only with current, the algorithm is simple and the state of charge (SOC) can be quickly estimated using this, which is expressed by (Equation 3).

(식3) SOC = SOC_i-(i dt)/ (Nominal Capacity)(Equation 3) SOC = SOC_i- (i dt) / (Nominal Capacity)

여기서 SOC_i는 이전 추정주기의 충전상태(SOC)이고, Nominal Capacity는 공칭용량으로써 상온에서 일반적으로 사용할 수 있는 전류의 양이며, ∫i dt는 소정시간 동안 적산된 전류의 양이다.Here, SOC_i is the state of charge (SOC) of the previous estimation cycle, the nominal capacity is the amount of current that can be generally used at room temperature as the nominal capacity, and ∫i dt is the amount of current accumulated for a predetermined time.

상기 전압 충전상태(SOC) 추정단계(S322)는 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 전압 모델링 기법에 적용하여 추정하는 방법으로서, 상기 상태 측정단계(S320)에서 측정된 전류, 전압 및 온도를 근거로 하여 충전상태(SOC)가 추정된다.The voltage charging state (SOC) estimating step (S322) is a method of estimating the charging state (SOC) of the energy storage device by applying it to a voltage modeling technique, and the current, voltage and temperature measured in the state measuring step (S320) Based on this, the state of charge (SOC) is estimated.

또한, 전압 모델링 기법은 개방회로전압(OCV)을 근거로 하여 충전상태(SOC)가 추정되므로 충/방전 시 정확성이 감소된다. 여기서 개방회로전압(OCV)은 방전 또는 충전을 수행하지 않을 때(전류가 인가되지 않았을 때)의 전압이다.In addition, in the voltage modeling technique, the state of charge (SOC) is estimated based on the open circuit voltage (OCV), so the accuracy during charging / discharging is reduced. Here, the open circuit voltage (OCV) is a voltage when no discharge or charging is performed (when no current is applied).

이를 해결하는 방안으로 충전 상태와 방전 상태에 따라 각기 다른 충전상태(SOC) 매개변수를 테이블화하여 각 상태에 따른 충전상태(SOC)가 추정될 수 있도록 한다.As a solution to this, different charging state (SOC) parameters are tabulated according to the state of charge and discharge so that the state of charge (SOC) for each state can be estimated.

또한, 상기 전압 충전상태(SOC) 추정단계(S322)를 좀 더 상세하게 설명한다면, 우선 배터리가 충전상태인지 방전상태인지 판단하고, 상기 상태 측정단계(S320)에서 측정된 온도 및 이전 측정주기에 측정된 충전상태(SOC)를 근거로 하여 충전상태(SOC) 매개변수를 도출한다. 여기서 충전상태(SOC) 매개변수는 배터리 충/방전 상태에 따라 다른 값을 가지고 있다.Further, if the voltage charging state (SOC) estimation step (S322) is described in more detail, first, it is determined whether the battery is in a charged state or a discharged state, and the temperature measured in the state measurement step (S320) and the previous measurement cycle. The state of charge (SOC) parameter is derived based on the measured state of charge (SOC). Here, the state of charge (SOC) parameter has a different value depending on the state of charge / discharge of the battery.

배터리 상태에 따라 도출된 매개변수를 상기 (식1)에 넣어 연산하면, 상기 (식2)에 필요한 분극 전압과 강하된 전압을 산출할 수 있다.If the parameters derived according to the state of the battery are calculated by putting in (Equation 1), the polarization voltage and the dropped voltage required for (Equation 2) can be calculated.

상기 (식2)를 통해 개방회로전압(OCV)을 산출하고, 산출된 개방회로 전압(OCV)을 상기 충전상태(SOC)와 개방회로전압(OCV) 간의 테이블에 매칭하면 충전상태(SOC)를 쉽게 도출 할 수 있다.Calculating the open circuit voltage (OCV) through (Equation 2), and matching the calculated open circuit voltage (OCV) to the table between the charging state (SOC) and the open circuit voltage (OCV), the charging state (SOC) It can be easily derived.

또한, 상기 오차범위 비교단계(S330)는 상기 충전상태(SOC) 추정단계(S320)에서 추정된 전류 적산법의 충전상태(SOC)와 전압 모델링 기법의 충전상태(SOC) 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는지 비교한다.Further, in the error range comparison step (S330), the difference between the charging state (SOC) of the current integration method estimated in the charging state (SOC) estimation step (S320) and the charging state (SOC) of the voltage modeling technique is a predetermined error range. Compare if exceeded.

이는 상기 전류 충전상태(SOC) 추정단계(S321)에서 추정된 전류 충전상태(SOC)가 이전 추정주기에 산출된 충전상태(SOC)를 근거로 추정되고, 전류센서에서 측정된 전류 값에만 근거하여 추정되므로 전압센서보다 오차율이 큰 전류센서의 오차율이 누적되어 충전상태(SOC)의 정확도가 감소하기 때문이다.It is estimated that the current charging state (SOC) estimated in the current charging state (SOC) estimating step (S321) is based on the charging state (SOC) calculated in the previous estimation cycle, and is based only on the current value measured by the current sensor. This is because the accuracy of the charging state (SOC) decreases because the error rate of the current sensor, which has a larger error rate than the voltage sensor, is accumulated.

따라서 시간이 지남에도 비교적 오차율이 낮은 전압 모델링 기법의 충전상태(SOC)와 시간이 지남에 따라 오차율이 증가하는 전류 적산법의 충전상태(SOC) 간의 차를 연산하여 그 차가 소정의 범위를 초과하는지 비교한다.Therefore, the difference between the charging state (SOC) of the voltage modeling technique with a relatively low error rate over time and the charging state (SOC) of the current integration method in which the error rate increases with time is calculated to compare whether the difference exceeds a predetermined range. do.

여기서 소정의 범위는 일반적으로 발생하는 오차범위보다 2~3배 크게 넘어서는 정도의 값으로 정하는 것이 좋다.Here, it is preferable to set the predetermined range to a value that exceeds 2 to 3 times larger than the generally occurring error range.

또한, 상기 오차범위 비교단계(S330)는 상기 전류 충전상태(SOC) 추정단계가 소정의 추정횟수를 초과하는 지를 비교하는 추정횟수 비교단계; 를 추가로 포함하여 구성됨에 따라 일시적인 오류로 인하여 발생되는 문제를 방지할 수 있다.In addition, the error range comparison step (S330) includes: comparing the estimated number of times whether the current charging state (SOC) estimation step exceeds a predetermined estimation number; As it is further configured to include, it is possible to prevent a problem caused by a temporary error.

따라서 상기 전류 충전상태(SOC) 추정단계가 소정의 추정횟수를 초과하는 경우, 상기 최종 충전상태(SOC) 산출단계 수행할 수 있도록 하고, 만약 상기 전류 충전상태(SOC) 추정단계가 소정의 추정횟수 미만인 경우, 일시적인 오류가 발생된 것으로 간주하여 다시 상기 상태 측정단계(S310)를 수행한다. 여기서 소정의 추정횟수는 전류 적산법을 사용하는 경우, 일반적으로 오류 값이 커지는 횟수로 이는 전류적산법에 의해 추정된 충전상태(SOC)의 신뢰도가 현저히 낮아진 것을 의미한다.Accordingly, when the current charging state (SOC) estimation step exceeds a predetermined number of times, the final charging state (SOC) calculation step can be performed, and if the current charging state (SOC) estimation step is a predetermined estimation number If it is less than, it is assumed that a temporary error has occurred and the state measurement step (S310) is performed again. Here, the predetermined number of times is the number of times the error value is generally increased when the current integration method is used, which means that the reliability of the charged state (SOC) estimated by the current integration method is significantly lowered.

또한, 상기 최종 충전상태(SOC) 산출단계(S340)는 상기 오차범위 비교단계(S330)에서 상기 전류 적산법의 충전상태(SOC)와 전압 모델링 기법의 충전상태(SOC) 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는 경우, 상기 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태에 소정의 가중치를 적용하여 최종 충전상태(SOC)를 산출한다.In addition, in the final charging state (SOC) calculation step (S340), the difference between the charging state (SOC) of the current integration method and the charging state (SOC) of the voltage modeling method in the error range comparison step (S330) is a predetermined error range. If it exceeds, the final charging state (SOC) is calculated by applying predetermined weights to the charging state of the current integration method and the charging state of the voltage modeling technique.

예를 들어 설명한다면, 상기 전류 적산법의 충전상태(SOC)와 전압 모델링 기법의 충전상태(SOC)의 초기 비율이 2:1인 경우, 1:4로 변경하여, 전류 적산법의 충전상태(SOC)에 대한 가중치는 1/5로, 전압 모델링 기법의 충전상태(SOC)에 대한 가중치는 4/5로 연산한다.For example, if the initial ratio of the charging state (SOC) of the current integration method and the charging state (SOC) of the voltage modeling method is 2: 1, the ratio is changed to 1: 4, and the charging state of the current integration method (SOC) The weight for is calculated as 1/5, and the weight for SOC in the voltage modeling technique is calculated as 4/5.

따라서 전류 적산법의 충전상태(SOC)가 90(%), 전압 모델링 기법의 충전상태(SOC)가 60(%)인 경우, 최종 SOC(%)=90*(1/5)+(60)*(4/5)로 최종 충전상태(SOC)는 66(%)로 산출된다.Therefore, when the state of charge (SOC) of the current integration method is 90 (%) and the state of charge (SOC) of the voltage modeling technique is 60 (%), the final SOC (%) = 90 * (1/5) + (60) * (4/5), the final state of charge (SOC) is calculated as 66 (%).

이는 전압 모델링 기법도 또한 오차율이 발생하므로 전류 적산법의 충전상태(SOC)의 비율을 조정함에 따라 정확한 충전상태(SOC)가 산출될 수 있도록 한다.This is because the voltage modeling technique also generates an error rate, so that an accurate charging state (SOC) can be calculated by adjusting the ratio of the charging state (SOC) of the current integration method.

<실시 예 3><Example 3>

다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치에 대하여 설명한다.Next, an energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation device according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치는 전압 모델링 기법을 통해 충전 또는 방전 상태에 따라 정확한 충전상태(SOC)를 추정하여 시간이 지남에도 정확한 충전상태(SOC)가 산출될 수 있도록 한다.The energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimating device of the present invention estimates an accurate charging state (SOC) according to the charging or discharging state through a voltage modeling technique, so that an accurate charging state (SOC) is calculated over time. Make it possible.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치의 구성도이다.5 is a configuration diagram of an energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation device according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치(100)는 에너지 저장장치(ESS)의 전류, 전압 및 온도를 측정하는 상태 측정부(200), 상태 측정부(200)에서 측정한 전류, 전압 및 온도를 근거로 하여 전류 적산법 및 전압 모델링 기법을 통한 각각의 충전상태(SOC)를 추정하는 충전상태(SOC) 추정부(300), 충전상태(SOC) 추정부(300)에서 추정한 전류 적산법의 충전상태(SOC)와 전압 모델링 기법의 충전상태(SOC) 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는지 비교하는 오차범위 비교부(400), 오차범위 비교부(400)에서 상기 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는 경우, 상기 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태에 소정의 가중치를 적용하여 최종 충전상태(SOC)를 산출하는 최종 충전상태(SOC) 산출부(500) 및 상기 충전상태(SOC) 추정부(300)에서 추정된 각각의 충전상태(SOC)를 저장하는 메모리(600)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 5, the energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation device 100 according to an embodiment of the present invention is a state measurement unit 200 that measures current, voltage, and temperature of the energy storage device ESS ), The charging state (SOC) estimator 300, which estimates each charging state (SOC) through the current integration method and the voltage modeling technique based on the current, voltage and temperature measured by the state measuring unit 200, charging The error range comparison unit 400 compares whether the difference between the charging state (SOC) of the current integration method and the charging state (SOC) of the voltage modeling method estimated by the state (SOC) estimator 300 exceeds a predetermined error range. When the difference between the charging state of the current integration method and the charging state of the voltage modeling method exceeds a predetermined error range in the range comparison unit 400, a predetermined weight is applied to the charging state of the current integration method and the charging state of the voltage modeling technique. The final charging state (SOC) Shipping is configured to include a memory 600 to store each state of charge (SOC) from the estimated final state of charge (SOC) calculation unit 500 and the state of charge (SOC) estimator 300. The

이와 같은 상기 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치(100)는 배터리 BMS의 내부 또는 외부에 구성될 수 있다.The energy storage device (ESS) state of charge (SOC) estimation device 100 may be configured inside or outside the battery BMS.

또한, 상기 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치의 각 구성은 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.In addition, each configuration of the energy storage device (ESS) state of charge (SOC) estimation device will be described in more detail below.

상기 상태 측정부(200)는 에너지 저장장치(ESS)의 전류, 전압 및 온도를 측정한다.The state measuring unit 200 measures the current, voltage and temperature of the energy storage device (ESS).

좀 더 상세하게 설명하면, 상기 상태 측정부(200)는 각 배터리 셀이 온도 센서를 통해 전류, 전압 및 온도를 측정하도록 명령하고, 측정된 각 배터리 셀의 전류, 전압 및 온도가 취합되어 전송될 수 있도록 제어한다.In more detail, the state measurement unit 200 commands each battery cell to measure current, voltage, and temperature through a temperature sensor, and the current, voltage, and temperature of each measured battery cell are collected and transmitted. Control.

또한, 상태 측정부(200)는 소정의 추정주기마다 수행되는데, 이는 충전상태(SOC)에 따라 변경된다.In addition, the state measurement unit 200 is performed every predetermined estimation period, which changes according to the state of charge (SOC).

일반적으로 낮은 충전상태(SOC)와 높은 충전상태(SOC)는 충전상태(SOC) 추정 오차가 높으므로, 일 실시 예로써, 0~10, 90~100%의 충전상태(SOC)는 1% 단위로 충전상태(SOC)가 추정되도록 추정주기를 변경하고, 그 외 10~90%의 충전상태(SOC)는 20% 단위로 충전상태(SOC)가 추정되도록 추정주기를 변경하여 효율적이면서 정확한 값이 추정될 수 있도록 한다.In general, a low state of charge (SOC) and a high state of charge (SOC) have a high estimated error in the state of charge (SOC). As an example, the state of charge (SOC) of 0 to 10 and 90 to 100% is 1%. The estimated cycle is changed so that the state of charge (SOC) is estimated. In addition, the estimated cycle is changed so that the state of charge (SOC) is estimated in 20% increments. It can be estimated.

상기 충전상태(SOC) 추정부(300)는 상기 상태 측정부(200)에서 측정한 전류, 전압 및 온도를 전류 적산법 및 전압 모델링 기법에 적용한 각각의 충전상태(SOC)를 추정한다.The state of charge (SOC) estimator 300 estimates each state of charge (SOC) by applying the current, voltage, and temperature measured by the state measurement unit 200 to a current integration method and a voltage modeling technique.

또한, 상기 충전상태(SOC) 추정부(300)는 도6을 들어 상세하게 설명한다.In addition, the state of charge (SOC) estimator 300 will be described in detail with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치 내 SOC 추정부의 구성도이다.6 is a configuration diagram of an SOC estimator in an energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation device according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 충전상태(SOC) 추정부(300)는 상기 상태 측정부(200)에서 측정한 전류를 전류 적산법에 적용하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정하는 전류 적산부(310) 및 상기 상태 측정부(200)에서 측정한 전류, 전압 및 온도를 전압 모델링 기법에 적용하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정하는 전압 모델링부(320)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 6, the state of charge (SOC) estimator 300 applies a current measured by the state measurement unit 200 to a current integration method to estimate a state of charge (SOC) of an energy storage device. It comprises a voltage modeling unit 320 for estimating the state of charge (SOC) of the energy storage device by applying the current, voltage and temperature measured by the state measurement unit 200 and the voltage modeling technique.

또한, 상기 전류 적산부(310)는 상기 (식3)과 같은 전류 적산법의 알고리즘이 기 저장되어 있어 상기 상태 측정부(200)에서 측정한 전류를 근거로 하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정한다.In addition, the current accumulating unit 310 has a current accumulation method algorithm as shown in Equation (3) previously stored, so that the state of charge of the energy storage device (SOC) is based on the current measured by the state measuring unit 200. To estimate.

또한, 추정된 충전상태(SOC)는 상기 메모리(600)에 저장하여 다음 추정주기와 상기 전압 모델링부(320)에서의 첫 번째 추정주기에 사용될 수 있도록 한다.In addition, the estimated state of charge (SOC) is stored in the memory 600 to be used for the next estimation cycle and the first estimation cycle in the voltage modeling unit 320.

또한, 상기 전압 모델링부(320)는 상기 (식1) 및 (식2)와 같은 전압 모델링 기법의 알고리즘이 기 저장되어 있고, 상기 상태 측정부(200)에서 측정한 전류, 전압 및 온도를 적용하여 충전상태(SOC)를 추정한다.In addition, the voltage modeling unit 320 has previously stored algorithms of voltage modeling techniques such as (Expression 1) and (Expression 2), and applies the current, voltage, and temperature measured by the state measurement unit 200. To estimate the state of charge (SOC).

상기 도 6을 참조하면, 상기 전압 모델링부(320)는 상기 상태 측정부(200)에서 측정된 전류 및 전압을 근거로 충전상태인지 방전상태인지 판단하는 충/방전 판단부(321), 상기 충/방전 판단부(321)에서 판단된 상태를 근거로 하여 충전상태(SOC) 매개변수를 도출하는 매개변수 도출부(322) 및 상기 매개변수 도출부(323)에서 도출된 충전상태(SOC) 매개변수를 근거로 하여 에너지 저장장치(ESS)의 충전상태(SOC)를 추정하는 전압 충전상태(SOC) 추정부(324)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 6, the voltage modeling unit 320 is a charge / discharge determination unit 321 that determines whether it is in a charged or discharged state based on the current and voltage measured by the state measurement unit 200. The charging state (SOC) parameter derived from the parameter derivation unit 322 and the parameter derivation unit 323 for deriving the charging state (SOC) parameter based on the state determined by the / discharge determining unit 321 And a voltage charging state (SOC) estimating unit 324 for estimating the charging state (SOC) of the energy storage device ESS based on the variable.

더욱 상세하게 설명한다면, 상기 충/방전 판단부(321)는 충/방전 시 발생되는 분극 전압을 누적하여 누적된 값의 극성에 따라 충전상태인지 방전상태인지 판단한다.In more detail, the charge / discharge determination unit 321 accumulates polarization voltages generated during charge / discharge, and determines whether the state is charged or discharged according to the polarity of the accumulated values.

또한, 상기 매개변수 도출부(323)는 상기 상태 측정부(200)에서 측정된 온도와 이전 추정주기에 추정된 충전상태(SOC)를 근거로 하여 상기 충/방전 판단부(321)에서 판단된 배터리의 상태에 따라 다른 충전상태(SOC) 매개변수를 도출한다. 여기서 충전상태(SOC) 매개변수는 충전 상태와 방전 상태마다 다른 테이블을 가지고 있어 정확한 충전상태(SOC)가 추정될 수 있도록 한다.In addition, the parameter derivation unit 323 is determined by the charge / discharge determination unit 321 based on the temperature measured by the state measurement unit 200 and the state of charge (SOC) estimated in the previous estimation cycle. Depending on the state of the battery, different charge state (SOC) parameters are derived. Here, the state of charge (SOC) parameter has different tables for each state of charge and discharge, so that an accurate state of charge (SOC) can be estimated.

여기서 상기 충전 상태와 방전 상태 테이블은 상기 메모리(600)에 기 저장되어 있다.Here, the charge state and the discharge state table are pre-stored in the memory 600.

또한, 상기 전압 충전상태(SOC) 추정부(324)는 상기 (식1) 및 (식2)의 알고리즘을 포함하므로 상기 매개변수 도출부(323)에서 도출된 매개변수를 근거로 하여 개방회로전압(OCV)을 산출하고, 산출된 개방회로전압(OCV)을 충전상태(SOC)와 개방회로전압(OCV) 간의 상관관계 테이블에 매칭하여 전압 충전상태(SOC)를 추정할 수 있다. 여기서 상기 충전상태(SOC)와 개방회로전압(OCV) 간의 상관관계 테이블은 상기 메모리(600)에 기 저장되어 있다.In addition, since the voltage charging state (SOC) estimator 324 includes the algorithms of Equations (1) and (2), the open circuit voltage is based on the parameters derived from the parameter derivation unit 323. Calculate (OCV) and match the calculated open circuit voltage (OCV) to the correlation table between the charge state (SOC) and the open circuit voltage (OCV) to estimate the voltage charge state (SOC). Here, a correlation table between the state of charge (SOC) and the open circuit voltage (OCV) is pre-stored in the memory 600.

또한, 상기 오차범위 비교부(400)는 상기 충전상태(SOC) 추정부(300)에서 추정한 전류 적산법의 충전상태(SOC)와 전압 모델링 기법의 충전상태(SOC) 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는지 비교한다.In addition, the error range comparison unit 400 is a difference between the charging state (SOC) of the current integration method and the charging state (SOC) of the voltage modeling method estimated by the charging state (SOC) estimating unit 300 is a predetermined error range. Compare if exceeded.

여기에는 상기 충전상태(SOC) 추정부(300)에서 추정한 전류 적산법의 충전상태(SOC)와 전압 모델링 기법의 충전상태(SOC) 간의 차를 연산하는 SOC 차연산부; 를 추가로 포함하여 구성된다.Here, the SOC difference calculating unit calculates a difference between the charging state (SOC) of the current integration method estimated by the charging state (SOC) estimating unit 300 and the charging state (SOC) of the voltage modeling technique; It is configured to further include.

또한, 상기 전류 적산부(310)에서 수행한 충전상태(SOC) 추정횟수가 소정의 추정횟수를 초과하는지 비교하는 추정횟수 비교부; 를 추가로 포함하여 구성됨에 따라 일시적인 오류발생으로 인한 충전상태(SOC) 가중치 조절을 방지한다.In addition, the estimated count comparison unit for comparing whether the number of charge state (SOC) estimation performed by the current integration unit 310 exceeds a predetermined estimation number; It is further configured to prevent the adjustment of the state of charge (SOC) weight due to a temporary error.

또한, 상기 최종 충전상태(SOC) 산출부(500)는 상기 오차범위 비교부(400)에서 상기 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는 경우, 상기 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태에 소정의 가중치를 적용하여 최종 충전상태(SOC)를 산출한다.In addition, when the difference between the state of charge of the current integration method and the state of charge of the voltage modeling method exceeds the predetermined error range, the final state of charge (SOC) calculation unit 500 in the error range comparison unit 400 The final charging state (SOC) is calculated by applying a predetermined weight to the charging state of the integration method and the charging state of the voltage modeling technique.

상기 최종 충전상태(SOC) 산출부(500)는 가중치를 적용하여 최종 충전상태(SOC)를 산출하는 알고리즘이 기 저장되어 있어, 상기 전류 적산부(310)에서 추정된 충전상태(SOC)와 상기 전압 모델링부(320)에서 추정된 충전상태(SOC)를 기 설정된 가중치로 변경 적용하여 최종 충전상태(SOC)를 산출한다.The final state of charge (SOC) calculation unit 500 is pre-stored in an algorithm for calculating the final state of charge (SOC) by applying weights, and the state of charge (SOC) estimated by the current integration unit 310 and the The charging state (SOC) estimated by the voltage modeling unit 320 is changed and applied to a predetermined weight to calculate a final charging state (SOC).

또한, 상기 메모리(600)는 충전상태(SOC) 추정부(300)에서 추정된 각각의 충전상태(SOC)를 저장하고, 상기 매개변수 도출부(322)에서 사용되는 충전상태 테이블과 방전상태 테이블이 기 저장되어 있다.In addition, the memory 600 stores each state of charge (SOC) estimated by the state of charge (SOC) estimator 300, and the state of charge and discharge state tables used in the parameter derivation unit 322 This is already saved.

또한, 상기 SOC 추정부(323)에서 사용되는 충전상태(SOC)와 개방회로전압(OCV) 간의 상관관계 테이블이 기 저장되어 있으며, 이 테이블은 배터리의 충전상태와 방전상태에 상관없이 동일한 값을 사용한다.In addition, a correlation table between the state of charge (SOC) and the open circuit voltage (OCV) used in the SOC estimator 323 is pre-stored, and the table has the same value regardless of the state of charge and discharge of the battery. use.

이는 개방회로전압(OCV)에 충전상태와 방전상태에 관한 전압 값이 누적되어 있으므로 충전상태와 방전상태의 평균값을 사용한다.This is because the open circuit voltage (OCV) accumulates voltage values for charge and discharge states, so the average value of the charge and discharge states is used.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.On the other hand, although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of explanation and not for the limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical spirit of the present invention.

100: 에너지 저장장치 충전상태 추정장치
200: 상태 측정부
300: SOC 추정부
310: 전류 적산부
320: 전압 모델링부
321: 충/방전 판단부
322: 매개변수 도출부
323: SOC 추정부
400: 오차범위 비교부
500: 최종 SOC 산출부
600: 메모리
100: energy storage device charge state estimation device
200: state measuring unit
300: SOC estimation unit
310: current integration unit
320: voltage modeling unit
321: charge / discharge judgment unit
322: parameter derivation unit
323: SOC estimation unit
400: error range comparison unit
500: final SOC calculation unit
600: memory

Claims (8)

에너지 저장장치(ESS)의 충전상태(SOC)를 추정하는 방법에 있어서,
에너지 저장장치의 전류, 전압 및 온도를 측정하는 상태 측정단계;
상기 상태 측정단계에서 측정된 전류, 전압 및 온도를 전류 적산법 및 전압 모델링 기법에 적용하여 각 방법에 근거한 충전상태(SOC)를 추정하는 충전상태(SOC) 추정단계;
상기 충전상태(SOC) 추정단계에서 추정된 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는지 비교하는 오차범위 비교단계; 및
상기 오차범위 비교단계에서 상기 전류 적산법의 충전상태(SOC)와 전압 모델링 기법의 충전상태(SOC) 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는 경우, 상기 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태에 소정의 가중치를 적용하여 최종 충전상태(SOC)를 산출하는 최종 충전상태(SOC) 산출단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법.
In the method for estimating the state of charge (SOC) of the energy storage device (ESS),
A state measurement step of measuring current, voltage and temperature of the energy storage device;
A charging state (SOC) estimation step of estimating a charging state (SOC) based on each method by applying the current, voltage and temperature measured in the state measuring step to a current integration method and a voltage modeling technique;
An error range comparison step of comparing whether a difference between the charging state of the current integration method and the charging state of the voltage modeling method estimated in the charging state (SOC) estimation step exceeds a predetermined error range; And
When the difference between the charging state (SOC) of the current integration method and the charging state (SOC) of the voltage modeling method exceeds the predetermined error range in the error range comparison step, the charging state of the current integration method and the charging state of the voltage modeling technique A final charging state (SOC) calculating step of calculating a final charging state (SOC) by applying a predetermined weight;
Energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation method characterized in that comprises a.
청구항 1에 있어서,
상기 충전상태(SOC) 추정단계는,
상기 상태 측정단계에서 측정된 전류를 전류 적산법에 적용하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정하는 전류 충전상태(SOC) 추정단계; 및
상기 상태 측정단계에서 측정된 전류, 전압 및 온도를 전압 모델링 기법에 적용하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정하는 전압 충전상태(SOC) 추정단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법.
The method according to claim 1,
The state of charge (SOC) estimation step,
A current charging state (SOC) estimation step of estimating a charging state (SOC) of the energy storage device by applying the current measured in the state measuring step to a current integration method; And
A voltage charging state (SOC) estimation step of estimating a charging state (SOC) of the energy storage device by applying the current, voltage and temperature measured in the state measuring step to a voltage modeling technique;
Energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation method characterized in that comprises a.
청구항 1에 있어서,
상기 오차범위 비교단계는, 상기 전류 충전상태(SOC) 추정단계가 소정의 추정횟수를 초과하는 지를 비교하는 추정횟수 비교단계; 를 추가로 포함하여 구성되며,
상기 전류 충전상태(SOC) 추정단계가 소정의 추정횟수를 초과하는 경우, 상기 최종 충전상태(SOC) 산출단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정방법.
The method according to claim 1,
The error range comparison step may include: an estimation number comparison step of comparing whether the current charging state (SOC) estimation step exceeds a predetermined estimation number; It is configured to further include,
The method for estimating the state of charge (SOC) of an energy storage device (ESS), wherein the step of calculating the final state of charge (SOC) is performed when the current state of charge (SOC) estimation exceeds a predetermined number of times.
에너지 저장장치(ESS)의 전류, 전압 및 온도를 측정하는 상태 측정부;
상기 상태 측정부에서 측정한 전류, 전압 및 온도를 전류 적산법 및 전압 모델링 기법에 적용하여 각 방법에 근거한 충전상태(SOC)를 추정하는 충전상태(SOC) 추정부;
상기 충전상태(SOC) 추정부에서 추정한 전류 적산법의 충전상태(SOC)와 전압 모델링 기법의 충전상태(SOC) 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는지 비교하는 오차범위 비교부;
상기 오차범위 비교부에서 상기 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태 간의 차가 소정의 오차범위를 초과하는 경우, 상기 전류 적산법의 충전상태와 전압 모델링 기법의 충전상태에 소정의 가중치를 적용하여 최종 충전상태(SOC)를 산출하는 최종 충전상태(SOC) 산출부; 및
상기 충전상태(SOC) 추정부에서 추정된 각각의 충전상태(SOC)를 저장하는 메모리;
를 포함하여 구성되는 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치.
State measuring unit for measuring the current, voltage and temperature of the energy storage device (ESS);
A charging state (SOC) estimator for estimating a charging state (SOC) based on each method by applying the current, voltage and temperature measured by the state measuring unit to a current integration method and a voltage modeling technique;
An error range comparison unit for comparing whether a difference between a charging state (SOC) of the current integration method estimated by the charging state (SOC) estimation unit and a charging state (SOC) of the voltage modeling method exceeds a predetermined error range;
When the difference between the charging state of the current integration method and the charging state of the voltage modeling method exceeds a predetermined error range in the error range comparison unit, a predetermined weight is applied to the charging state of the current integration method and the charging state of the voltage modeling technique. A final charging state (SOC) calculating unit for calculating a final charging state (SOC); And
A memory for storing each state of charge (SOC) estimated by the state of charge (SOC) estimator;
Energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation device comprising a.
청구항 4에 있어서,
상기 충전상태(SOC) 추정부는,
상기 상태 측정부에서 측정한 전류를 전류 적산법에 적용하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정하는 전류 적산부; 및
상기 상태 측정부에서 측정한 전류, 전압 및 온도를 전압 모델링 기법에 적용하여 에너지 저장장치의 충전상태(SOC)를 추정하는 전압 모델링부;
를 포함하여 구성되는 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치.
The method according to claim 4,
The state of charge (SOC) estimation unit,
A current integrator for estimating a state of charge (SOC) of the energy storage device by applying the current measured by the state measuring unit to a current integrating method; And
A voltage modeling unit that estimates a state of charge (SOC) of an energy storage device by applying current, voltage, and temperature measured by the state measuring unit to a voltage modeling technique;
Energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation device comprising a.
청구항 5에 있어서,
상기 전압 모델링부는,
상기 상태 측정부에서 측정된 전류 및 전압을 근거로 충전상태인지 방전상태인지 판단하는 충/방전 판단부;
상기 충/방전 판단부에서 판단된 상태를 근거로 하여 충전상태(SOC) 매개변수를 도출하는 매개변수 도출부; 및
상기 매개변수 도출부에서 도출된 충전상태(SOC) 매개변수를 근거로 하여 에너지 저장장치(ESS)의 충전상태(SOC)를 추정하는 전압 충전상태(SOC) 추정부;
를 포함하여 구성되는 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치.
The method according to claim 5,
The voltage modeling unit,
A charge / discharge determination unit for determining whether it is in a charged or discharged state based on the current and voltage measured by the state measurement unit;
A parameter deriving unit deriving a charging state (SOC) parameter based on the state determined by the charging / discharging determining unit; And
A voltage charging state (SOC) estimator estimating a charging state (SOC) of the energy storage device ESS based on the charging state (SOC) parameter derived from the parameter derivation unit;
Energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation device comprising a.
청구항 6에 있어서,
상기 매개변수 도출부는,
상기 상태 측정부에서 측정된 온도 및 상기 메모리에 저장된 이전 추정주기에 추정된 충전상태(SOC)를 근거로 하여 충전상태(SOC) 매개변수를 도출하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치.
The method according to claim 6,
The parameter derivation unit,
An energy storage device (ESS) charging state characterized by deriving a charging state (SOC) parameter based on the temperature measured by the state measuring unit and the estimated charging state (SOC) in the previous estimation cycle stored in the memory. (SOC) estimation device.
청구항 5에 있어서,
상기 오차범위 비교부는,
상기 전류 적산부에서 수행한 충전상태(SOC) 추정횟수가 소정의 추정횟수를
초과하는 지 비교하는 추정횟수 비교부; 를 추가로 포함하여 구성되는 에너지 저장장치(ESS) 충전상태(SOC) 추정장치.
The method according to claim 5,
The error range comparison unit,
The estimated number of charges (SOC) performed by the current integration unit is a predetermined number of estimates.
A comparison unit for estimating the number of times to compare whether it exceeds; Energy storage device (ESS) charging state (SOC) estimation device further comprises a.
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