KR20200058998A - 배터리의 고장을 진단하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리팩 - Google Patents

배터리의 고장을 진단하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리팩 Download PDF

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Abstract

배터리의 고장을 진단하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리팩이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 장치는, 상기 배터리의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나를 나타내는 검출 데이터를 생성하는 검출부; 및 상기 검출 데이터를 기초로, 상기 배터리의 제1 상태를 나타내는 제1 검출값을 결정하도록 구성된 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 제1 검출값이 제1 정상 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 검출값에 연관된 제1 진단 플래그를 폴트값으로 설정하고, 상기 제1 검출값과 상기 제1 정상 범위의 제1 대표값 간의 차이를 기초로 제1 카운트 증가폭을 결정하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 제1 진단 플래그가 상기 폴트값으로 설정된 경우, 상기 제1 카운트 증가폭을 이용하여, 제1 고장 검출 카운트를 증가시키도록 구성된다.

Description

배터리의 고장을 진단하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리팩{Apparatus and method for diagnosing battery abnormality, and battery pack including the apparatus}
본 발명은 고장 검출 카운트를 이용하여 배터리의 상태가 비정상인지를 진단하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리팩에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
다양한 원인으로 인해 배터리의 고장이 발생할 수 있다. 예를 들어, 배터리가 과전압, 부족전압, 과충전, 과방전 또는 과열 상태가 되면, 배터리의 수명이 급격히 저하될 뿐만 아니라, 폭발 등의 위험이 있다.
따라서, 배터리의 상태를 지속적으로 모니터링하면서, 배터리의 고장을 진단할 필요가 있다. 특허문헌 1은, 배터리의 출력 전압이 미리 설정된 범위를 벗어나거나 오류가 발견될 때마다 에러카운트를 증가시키고, 에러카운트가 임계치를 초과하는 경우 마이크로컨트롤러를 리셋시킴으로써 배터리를 보호하는 기술을 개시하고 있다.
특허문헌 1에 있어서 에러카운트는 일정하게 증가하는 것이다. 따라서, 상기 보호 동작을 실행함에 있어서, 배터리의 상태가 어느 정도로 비정상인지를 나타내는 데이터가 전혀 고려되지 않는다.
(특허문헌 1)대한민국 등록특허공보 제10-1570475호 (등록일자: 2015년 11월 13일)
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리의 각 상태를 나타내는 검출값을 기초로, 해당 상태에 연관된 고장 검출 카운트의 증가폭 또는 감소폭을 주기적으로 조절함으로써, 배터리의 고장을 보다 신속하게 진단할 수 있는 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리의 고장을 진단하기 위한 장치는, 상기 배터리의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나를 나타내는 검출 데이터를 생성하는 검출부; 및 상기 검출 데이터를 기초로, 상기 배터리의 제1 상태를 나타내는 제1 검출값을 결정하도록 구성된 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 제1 검출값이 제1 정상 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 검출값에 연관된 제1 진단 플래그를 폴트값으로 설정하고, 상기 제1 검출값과 상기 제1 정상 범위의 대표값 간의 차이를 기초로 제1 카운트 증가폭을 결정하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 제1 진단 플래그가 상기 폴트값으로 설정된 경우, 상기 제1 카운트 증가폭을 이용하여, 제1 고장 검출 카운트를 증가시키도록 구성된다.
상기 제어부는, 상기 제1 검출값과 상기 대표값 간의 차이가 제1 임계값 미만인 경우, 소정의 제1 값을 상기 제1 카운트 증가폭으로 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 검출값과 상기 대표값 간의 차이가 상기 제1 임계값 이상이고 제2 임계값 미만인 경우, 상기 제1 값보다 큰 소정의 제2 값을 상기 제1 카운트 증가폭으로 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 검출값과 상기 대표값 간의 차이가 상기 제2 임계값 이상인 경우, 상기 제2 값보다 큰 소정의 제3 값을 상기 제1 카운트 증가폭으로 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 하기의 수식 1을 이용하여 상기 제1 카운트 증가폭을 결정하도록 구성될 수 있다.
<수식 1>
Figure pat00001
수식 1에 있어서, DT1는 상기 제1 검출값, DR1는 상기 대표값, K1는 소정의 제1 조정 계수, FI1은 상기 제1 카운트 증가폭이다.
상기 제어부는,
하기의 수식 2를 이용하여 상기 제1 카운트 증가폭을 결정하도록 구성될 수 있다.
<수식 2>
Figure pat00002
수식 2에 있어서, DT1는 상기 제1 검출값, DR1는 상기 대표값, K1는 소정의 제1 조정 계수, C2은 제2 고장 검출 카운트, K2는 소정의 제2 조정 계수, FI1은 상기 제1 카운트 증가폭이다. 상기 제2 고장 검출 카운트는, 상기 배터리의 제2 상태에 연관된 것일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 고장 검출 카운트가 제1 상한 카운트 이상인 경우, 상기 배터리의 상기 제1 상태가 비정상임을 나타내는 제1 메시지를 출력하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 상태에 연관된 제1 고장 빈도를 기초로, 상기 제1 정상 범위를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 고장 검출 카운트가 상기 제1 상한 카운트 이상인 것으로 판정될 때마다, 상기 제1 고장 빈도를 일정치만큼 증가시키도록 구성될 수 있다. 상기 제1 정상 범위의 폭은 상기 제1 고장 빈도에 반비례할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 검출값이 상기 제1 정상 범위 이내인 경우, 상기 제1 진단 플래그를 패스값으로 설정하고, 상기 제1 검출값과 상기 대표값 간의 차이를 기초로 제1 카운트 감소폭을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 진단 플래그가 상기 패스값으로 설정된 경우, 상기 제1 카운트 감소폭을 이용하여 상기 제1 고장 검출 카운트를 감소시키도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 하기의 수식 3을 이용하여 상기 제1 카운트 감소폭을 결정하도록 구성될 수 있다.
<수식 3>
Figure pat00003
DT1는 상기 제1 검출값, DR1는 상기 대표값, K3는 소정의 제3 조정 계수, FD1은 상기 제1 카운트 감소폭이다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리팩은, 상기 장치를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리의 고장을 진단하기 위한 방법은, 제어부가 상기 배터리의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나를 나타내는 검출 데이터를 수집하는 단계; 상기 제어부가 상기 검출 데이터를 기초로, 상기 배터리의 제1 상태를 나타내는 제1 검출값을 결정하는 단계; 상기 제어부가 상기 제1 검출값이 제1 정상 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 검출값에 연관된 제1 진단 플래그를 폴트값으로 설정하고, 상기 제1 검출값과 상기 제1 정상 범위의 대표값 간의 차이를 기초로 제1 카운트 증가폭을 결정하는 단계; 상기 제어부가 상기 제1 카운트 증가폭을 이용하여, 제1 고장 검출 카운트를 증가시키는 단계; 및 상기 제어부가 상기 제1 고장 검출 카운트가 제1 상한 카운트 이상인 경우, 상기 배터리의 상기 제1 상태가 비정상임을 나타내는 제1 메시지를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리의 각 상태를 나타내는 검출값을 기초로, 해당 상태에 연관된 고장 검출 카운트의 증가폭 또는 감소폭을 주기적으로 조절함으로써, 배터리의 고장을 보다 신속하게 진단할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 고장을 진단하기 위한 장치를 포함하는 배터리팩의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 배터리의 제1 상태를 나타내는 제1 검출값의 시계열적인 변화를 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 3은 제1 검출값 및 제1 진단 플래그 간의 관계를 설명하는 데에 참조되는 예시적인 그래프이다.
도 4는 도 1의 장치가 제1 검출값을 기초로 제1 고장 검출 카운트를 조절하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 예시적인 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리의 고장을 진단하기 위한 예시적인 방법을 보여주는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 배터리의 고장을 진단하기 위한 예시적인 방법을 보여주는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리(20)의 고장을 진단하기 위한 장치(100)를 포함하는 배터리팩(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리팩(10)은, 플러스 단자(P+), 마이너스 단자(P-), 배터리(20), 스위치(30) 및 장치(100)를 포함한다.
배터리(20)는, 적어도 하나의 단위 셀(21)을 포함한다. 단위 셀(21)은, 예컨대 리튬 이온 셀과 같이, 재충전 가능한 것이라면 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 배터리(20)가 복수의 단위 셀(21)을 포함하는 경우, 각 단위 셀(21)은 다른 단위 셀(21)에 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
스위치(30)는, 배터리(20)의 양극 단자와 플러스 단자(P+)를 연결하는 제1 전원 라인(11) 및 배터리(20)의 음극 단자와 마이너스 단자(P-)를 연결하는 제2 전원 라인(12) 중 적어도 하나에 설치된다. 스위치(30)는, 마그네틱 릴레이와 같은 기계식 스위치이거나, MOSFET과 같은 반도체 스위치일 수 있다. 스위치(30)는, 제어부(120)로부터의 스위칭 신호(S)에 응답하여, 온오프 제어된다. 스위치(30)가 온 상태로 제어되는 경우, 배터리팩(10)의 충방전이 가능한 상태가 된다. 반면, 스위치(30)가 오프 상태로 제어되는 경우, 배터리팩(10)의 충방전은 중단된다.
장치(100)는, 배터리(20)의 고장을 진단하고, 진단의 결과를 나타내는 메시지를 출력하도록 제공된다. 장치(100)는, 검출부(110) 및 제어부(120)를 포함한다.
검출부(110)는, 배터리(20)에 전기적으로 연결되고, 배터리(20)의 적어도 하나의 상태를 나타내는 검출 데이터를 생성하도록 구성된다. 각 상태는, 배터리(20)의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나에 의존한다.
검출부(110)는, 전압 센서(111), 전류 센서(112) 및 온도 센서(113) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전압 센서(111)는, 배터리(20)의 양극 단자와 음극 단자 사이의 전압을 측정하도록 구성된다. 전류 센서(112)는, 배터리팩(10)의 충방전 시, 배터리(20)를 통해 흐르는 전류를 측정하도록 구성된다. 온도 센서(113)는, 배터리(20)의 온도를 측정하도록 구성된다. 검출 데이터는, 전압 센서(111)에 의해 측정된 전압, 전류 센서(112)에 의해 측정된 전류 및 온도 센서(113)에 의해 측정된 온도 중 적어도 하나를 나타낸다.
제어부(120)는, 검출부(110) 및 스위치(30)에 동작 가능하게 결합되고, 검출부(110)에 의해 생성되는 검출 데이터를 검출부(110)로부터 주기적으로 수집하도록 구성된다.
제어부(120)는, 하드웨어적으로 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 포함하도록 구현될 수 있다. 또한, 제어부(120)에는 메모리 디바이스(121)(241)가 내장될 수 있으며, 메모리 디바이스(121)로는 예컨대 RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체가 이용될 수 있다. 메모리 디바이스(121)는, 제어부(120)에 의해 실행되는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 상기 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장, 갱신 및/또는 소거할 수 있다.
제어부(120)는, 통신 채널(13)을 통해 외부 디바이스(1)와 상호 통신한다. 통신 채널(13)은 유선 또는 무선 통신을 지원한다. 유선 통신은 예컨대 캔(CAN: contoller area network) 통신일 수 있고, 무선 통신은 예컨대 지그비나 블루투스 통신일 수 있는데, 제어부(120)와 외부 디바이스(1) 간의 유무선 통신을 지원하는 것이라면, 통신 프토토콜의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. 외부 디바이스(1)는, 예컨대 디스플레이, 스피커 등과 같이 임의의 정보를 시각적 및/또는 청각적으로 출력하는 장치를 포함할 수 있다. 외부 디바이스(1)가 제어부(120)로부터 진단 메시지를 수신 시, 외부 디바이스(1)는 배터리(20)가 고장임은 나타내는 정보를 시각적 및/또는 청각적으로 출력할 수 있다.
제어부(120)는, 검출부(110)로부터의 검출 데이터로부터 배터리(20)의 상태들 각각을 나타내는 검출값을 결정하도록 구성된다. 배터리(20)의 상태에는, 예를 들어 전압 상태, 온도 상태, 전류 상태, SOC(state of charge), SOH(state of health)등이 있다. 참고로, SOC는, 확장 칼만 필터, 배터리 등가 회로 모델 등과 같은 공지의 알고리즘을 활용하여, 배터리(20)의 전압, 전류 및 온도로부터 추정 가능한 것인바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
각 검출값은, 배터리(20)의 각 상태를 나타내는 것으로서, 예컨대 배터리의 전압, 전류 또는 온도를 나타내는 것이거나, 배터리의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나에 의존하는 것일 수 있다. 이하에서는, 제1 검출값은 배터리(20)의 제1 상태의 비정상 여부를 나타내고, 제2 검출값은 배터리(20)의 제2 상태의 비정상 여부를 나타내는 것으로 가정하겠다.
그 다음, 제어부(120)는, 각 검출값이 정상 범위 이내인지 판정한다. 만약, 제1 검출값이 제1 정상 범위를 벗어나면, 제어부(120)는 제1 검출값에 연관된 제1 진단 플래그를 폴트값으로 설정하고, 그 외에는 제1 진단 플래그를 패스값으로 설정한다. 각 상태에 연관된 정상 범위는, 미리 정해진 것이거나, 각 상태에 연관된 고장 빈도를 기초로 제어부(120)에 의해 결정되는 것일 수 있다. 일 예로, 제어부(120)는, 제1 상태에 연관된 제1 고장 빈도를 기초로, 제1 정상 범위를 결정하고, 제1 고장 검출 카운트가 제1 상한 카운트 이상인 것으로 판정될 때마다, 제1 고장 빈도를 일정치만큼 증가시키도록 구성될 수 있다. 제1 정상 범위의 폭은, 제1 고장 빈도에 반비례할 수 있다.
폴트값(예, 1)은, 배터리(20)의 제1 상태(예, 전압 상태)가 비정상(예, 과전압, 부족전압)임을 나타낸다. 패스값(예, 0)은, 배터리(20)의 제1 상태가 정상임을 나타낸다.
유사하게, 제어부(120)는, 제2 검출값이 제2 정상 범위를 벗어나면, 제어부(120)는 제2 검출값에 연관된 제2 진단 플래그를 폴트값으로 설정하고, 그 외에는 제2 진단 플래그를 패스값으로 설정한다. 제2 진단 플래그가 폴트값으로 설정되는 것은, 제2 상태(예, SOC)가 비정상(예, 과충전, 과방전)임을 나타낸다. 이하에서는, 제1 상태는 배터리(20)의 전압 상태이고, 제2 상태는 배터리(20)의 SOC라고 가정하겠다.
일 예로, 배터리(20)의 제1 상태에 연관된 제1 정상 범위가 3.2 ~ 3.7 V라고 해보자. 그러면, 검출 데이터에 기초하는 전압값(즉, 제1 검출값)이 3.2V보다 작거나 3.7V보다 크면, 폴트값이 제1 진단 플래그에 설정된다. 반면, 제1 검출값이 3.5V이면, 패스값이 제1 진단 플래그에 설정된다.
다른 예로, 배터리(20)의 제2 상태에 연관된 소정의 제2 정상 범위가 20 ~ 80 %라고 해보자. 그러면, 검출 데이터에 기초하는 제2 검출값이 20 %보다 낮거나 80 %보다 높면, 폴트값이 제2 진단 플래그에 설정된다. 그 외에는, 패스값이 제2 진단 플래그에 설정된다.
배터리(20)의 각 상태에 연관된 정상 범위를 나타내는 데이터는, 제어부(120)의 메모리 디바이스(121)에 미리 저장되어 있을 수 있다.
제어부(120)의 메모리 디바이스(121)에는, 각 상태에 연관된 고장 검출 카운트가 기록된다. 제1 고장 검출 카운트는, 배터리(20)의 제1 상태를 나타내는 제1 검출값의 시간에 따른 변화가 반영되는 것으로서, 배터리(20)의 제1 상태가 정상인지 아니면 비정상인지를 판정하기 위해 제어부(120)에 의해 이용된다. 유사하게, 제2 고장 검출 카운트는, 배터리(20)의 제2 상태를 나타내는 제2 검출값의 시간에 따른 변화가 반영되는 것으로서, 배터리(20)의 제2 상태가 정상인지 아니면 비정상인지를 판정하기 위해 제어부(120)에 의해 이용된다.
제어부(120)는, 제1 진단 플래그에 설정되는 값에 따라, 제1 고장 검출 카운트를 증가, 감소 또는 초기화시키도록 구성된다. 제어부(120)는, 제2 진단 플래그에 설정되는 값에 따라, 제2 고장 검출 카운트를 증가, 감소 또는 초기화시키도록 구성된다. 제어부(120)는, 각 고장 검출 카운트를 증가, 감소 또는 초기화될 때마다 메모리 디바이스(121)에 기록할 수 있다.
제어부(120)는, 제1 진단 플래그가 폴트값으로 설정된 것으로 확인될 때마다, 제1 고장 검출 카운트를 증가시킬 수 있다. 따라서, 제1 진단 플래그가 폴트값으로 연속하여 설정되는 경우, 제1 고장 검출 카운트 역시 연속하여 증가하게 된다.
이를 위해, 제어부(120)는, 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이를 기초로, 제1 카운트 증가폭을 결정할 수 있다. 제1 대표값은, 제1 기준 범위를 대표하는 값으로서, 미리 정해진 것일 수 있다. 예컨대, 제1 대표값은, 제1 기준 범위의 상한 카운트와 하한 카운트의 평균과 동일할 수 있다.
제어부(120)는, 하기의 수식 1 또는 수식 2를 이용하여 제1 카운트 증가폭을 결정할 수 있다.
<수식 1>
Figure pat00004
<수식 2>
Figure pat00005
수식 1 및 2에서, DT1는 제1 검출값, DR1는 제1 대표값, K1는 소정의 제1 조정 계수, FI1은 제1 카운트 증가폭이다. 수식 2에서, C2은 제2 고장 검출 카운트, K2는 소정의 제2 조정 계수이다. 본 명세서에사 사용된 수학 기호 '｜｜'는 절대값 함수를 나타내고, 수학 기호 '[ ]'는 가우스 함수를 나타낸다. 수식 1 및 2로부터 제1 카운트 증가폭은, 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이에 비례하는 것임을 알 수 있다. 주목할 점은, 수식 2는 제1 고장 검출 카운트를 결정하는 데에 배터리(20)의 제2 상태에 연관된 제2 고장 검출 카운트를 활용한다는 점이다. 제1 상태와 제2 상태가 서로에게 영향을 미치는 경우, 수식 2는 수식 1에 비하여 유용한 결과를 제공한다.
또는, 제어부(120)는, 수식 1 및 2 대신 다음의 룰에 따라 제1 카운트 증가폭을 결정하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는, 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이가 소정의 제1 임계값 미만인 경우, 소정의 제1 값을 제1 카운트 증가폭으로 결정한다. 제어부(120)는, 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이가 제1 임계값 이상이고 소정의 제2 임계값 미만인 경우, 제1 값보다 큰 소정의 제2 값을 제1 카운트 증가폭으로 결정할 수 있다. 제어부(120)는, 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이가 제2 임계값 이상인 경우, 제2 값보다 큰 소정의 제3 값을 제1 카운트 증가폭으로 결정할 수 있다.
제1 카운트 증가폭을 이용하여 제1 고장 검출 카운트를 결정하는 것은, 앞서 설명된 방식으로 결정된 제1 카운트 증가폭을 메모리 디바이스(121)에 기록되어 있는 이전의 제1 고장 검출 카운트에 합산함으로써, 제1 고장 검출 카운트를 갱신한다는 것을 의미한다.
제어부(120)는, 제1 진단 플래그가 패스값으로 설정된 것으로 확인될 때마다, 제1 고장 검출 카운트를 감소시킬 수 있다. 따라서, 제1 진단 플래그가 패스값으로 연속하여 설정되는 경우, 제1 고장 검출 카운트 역시 연속하여 감소하게 된다. 이를 위해, 제어부(120)는, 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이를 기초로, 제1 카운트 감소폭을 결정할 수 있다.
제어부(120)는, 하기의 수식 3을 이용하여 제1 카운트 감소폭을 결정할 수 있다.
<수식 3>
Figure pat00006
<수식 4>
Figure pat00007
수식 3 및 수식 4에서, DT1는 제1 검출값, DR1는 제1 대표값, K3는 소정의 제3 조정 계수, FD1은 제1 카운트 감소폭이다. 수식 4에서, C2은 제2 고장 검출 카운트, K2는 소정의 제2 조정 계수이다. 수식 4로부터 제1 카운트 감소폭은, 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이에 반비례하는 것임을 알 수 있다. 주목할 점은, 수식 2와 유사하게, 수식 4는 제1 고장 검출 카운트를 결정하는 데에 배터리(20)의 제2 상태에 연관된 제2 고장 검출 카운트를 활용한다는 점이다. 제1 상태와 제2 상태가 상호 관련된 것인 경우, 수식 4는 수식 3에 비하여 유용한 결과를 제공한다.
제어부(120)는, 제2 진단 플래그가 폴트값으로 설정된 것으로 확인될 때마다, 제2 고장 검출 카운트를 증가시킬 수 있다. 따라서, 제2 진단 플래그가 폴트값으로 연속하여 설정되는 경우, 제2 고장 검출 카운트 역시 연속하여 증가하게 된다. 이를 위해, 제어부(120)는, 제2 검출값과 제2 대표값 간의 차이를 기초로, 제2 카운트 증가폭을 결정할 수 있다. 제2 대표값은, 제2 기준 범위를 대표하는 값으로서, 미리 정해진 것일 수 있다. 예컨대, 제2 대표값은, 제2 기준 범위의 상한 카운트와 하한 카운트의 평균과 동일할 수 있다. 제어부(120)는, 상기 수식 1 또는 수식 2를 이용하여, 제2 카운트 증가폭을 결정할 수 있다. 이 경우, 수식 1 및 2에서 DT1는 제2 검출값, DR1는 제2 대표값, K1는 소정의 제4 조정 계수, FI1은 제2 카운트 증가폭, C2은 제1 고장 검출 카운트, K2는 소정의 제5 조정 계수를 나타낼 수 있다.
제어부(120)는, 제2 진단 플래그가 패스값으로 설정된 것으로 확인될 때마다, 제2 고장 검출 카운트를 감소시킬 수 있다. 따라서, 제2 진단 플래그가 패스값으로 연속하여 설정되는 경우, 제2 고장 검출 카운트 역시 연속하여 감소하게 된다. 이를 위해, 제어부(120)는, 제2 검출값과 제2 대표값 간의 차이를 기초로, 제2 카운트 감소폭을 결정할 수 있다. 제2 카운트 감소폭은, 제2 검출값과 제2 대표값 간의 차이에 반비례할 수 있다. 제어부(120)는, 상기 수식 3 또는 수식 4를 이용하여, 제2 카운트 증가폭을 결정할 수 있다. 이 경우, 수식 3 및 4에서 DT1는 제2 검출값, DR1는 제2 대표값, K3는 소정의 제6 조정 계수, FD1은 제2 카운트 감소폭, C2은 제1 고장 검출 카운트, K2는 소정의 제2 조정 계수를 나타낼 수 있다.
제어부(120)는, 제1 고장 검출 카운트가 초기값보다 큰 경우, 제1 진단 플래그가 1회 또는 연속하여 소정 횟수(예, 3)만큼 패스값으로 설정되는 것에 응답하여, 제1 고장 검출 카운트를 초기화할 수 있다. 제어부(120)는, 제2 고장 검출 카운트가 초기값보다 큰 경우, 제2 진단 플래그가 1회 또는 연속하여 소정 횟수만큼 패스값으로 설정되는 경우, 제2 고장 검출 카운트를 초기화할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 고장 검출 카운트를 초기화한다는 것은, 고장 검출 카운트를 초기값으로 리셋한다는 것을 의미할 수 있다.
제어부(120)는, 제1 고장 검출 카운트가 소정의 제1 상한 카운트 이상으로 증가하면, 제어부(120)는 제1 메시지를 출력한다. 제어부(120)는, 제1 고장 검출 카운트가 소정의 제1 하한 카운트 이하로 감소하면, 제어부(120)는 제2 메시지를 출력한다. 제1 및 제2 메시지는, 제어부(120)에 통신 채널(13)을 통해 결합된 외부 디바이스(1)에게 전송될 수 있다. 제1 메시지는, 배터리(20)의 제1 상태가 비정상임을 외부 디바이스(1)에게 통지하기 위한 것이다. 제2 메시지는, 배터리(20)의 제1 상태가 정상임을 외부 디바이스(1)에게 통지하기 위한 것이다.
제어부(120)는, 제2 고장 검출 카운트가 소정의 제2 상한 카운트 이상으로 증가하면, 제어부(120)는 제3 메시지를 출력한다. 제어부(120)는, 제2 고장 검출 카운트가 소정의 제2 하한 카운트 이하로 감소하면, 제어부(120)는 제4 메시지를 출력한다. 제3 및 제4 메시지는, 제어부(120)에 통신 채널(13)을 통해 결합된 외부 디바이스(1)에게 전송될 수 있다. 제3 메시지는, 배터리(20)의 제2 상태가 비정상임을 외부 디바이스(1)에게 통지하기 위한 것이다. 제4 메시지는, 배터리(20)의 제2 상태가 정상임을 외부 디바이스(1)에게 통지하기 위한 것이다.
제어부(120)는, 제1 고장 검출 카운트가 제1 상한 카운트 이상이 되거나 제2 고장 검출 카운트가 제2 상한 카운트 이상이 되면, 스위치(30)를 오프 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 배터리(20)의 충방전이 중단되므로, 배터리(20)를 과전압, 부족전압, 과충전, 과방전 또는 과열 등으로부터 보호할 수 있다.
도 2는 배터리(20)의 제1 상태를 나타내는 제1 검출값의 시계열적인 변화를 예시적으로 보여주는 그래프이고, 도 3은 제1 검출값 및 제1 진단 플래그 간의 관계를 설명하는 데에 참조되는 예시적인 그래프이며, 도 4는 도 1의 장치(100)가 제1 검출값을 기초로 제1 고장 검출 카운트를 조절하는 동작을 설명하는 데에 참조되는 예시적인 그래프이다.
도 2 내지 도 4의 그래프들에 있어서, 인접한 두 시점(예, t4 과 t5) 간의 시간 간격(예, 0.001초)은 일정할 수 있다. 즉, 제어부(120)는, 주기적으로 제1 검출값, 제1 진단 플래그 및 제1 고장 검출 카운트를 결정할 수 있다. 시점 t1 전에, 제1 고장 검출 카운트는 초기값인 것으로 가정한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 시점 t1에서의 제1 검출값은 제1 정상 범위 이내이다. 이에, 시점 t1'에서, 제어부(120)는, 제1 진단 플래그를 패스값인 0으로 설정한다. 제1 정상 범위는, 제1 하한값부터 제1 상한값까지일 수 있다. 제어부(120)는, 시점 t1에서의 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이인 ΔDT1_t1를 기초로, ΔC1_t1를 제1 카운트 감소폭으로 결정한다. 그 다음, 시점 t1"에서, 제어부(120)는, ΔC1_t1를 이전의 제1 고장 검출 카운트(즉, 초기값)로부터 차감하여, 제1 고장 검출 카운트를 갱신한다.
시점 t2에서의 제1 검출값은 제1 정상 범위 이내이다. 이에, 시점 t2'에서, 제어부(120)는, 제1 진단 플래그를 패스값인 0으로 설정한다. 또한, 제어부(120)는, 시점 t2에서의 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이인 ΔDT1_t2를 기초로, ΔC1_t2를 제1 카운트 감소폭으로 결정한다. 도시된 바와 같이, ΔDT1_t2는 ΔDT1_t1를 보다 크므로, ΔC1_t2는 ΔC1_t1보다 클 수 있다. 그 다음, 시점 t2"에서, 제어부(120)는, ΔC1_t2를 이전의 제1 고장 검출 카운트(즉, 시점 t1"에서의 제1 고장 검출 카운트)로부터 차감하여, 제1 고장 검출 카운트를 갱신한다.
시점 t3에서의 제1 검출값은, 직전의 시점 t2에서의 제1 검출값과는 달리, 제1 정상 범위를 벗어나 있다. 이에, 시점 t3'에서, 제어부(120)는, 제1 진단 플래그를 폴트값인 1로 설정한다. 또한, 제어부(120)는, 제1 고장 검출 카운트를 초기화하고, 시점 t3에서의 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이인 ΔDT1_t3를 기초로, ΔC1_t3를 제1 카운트 증가폭으로 결정한다. 그 다음, 시점 t3"에서, 제어부(120)는, 제1 진단 플래그가 폴그값으로 설정된 것에 응답하여, ΔC1_t3를 이전의 제1 고장 검출 카운트(즉, 초기값)에 합산한 값을 제1 고장 검출 카운트로 결정한다.
시점 t4에서의 제1 검출값은 제1 정상 범위를 여전히 벗어나 있다. 따라서, 제어부(120)는, 제1 진단 플래그를 폴트값으로 설정한다. 이에, 시점 t4'에서, 제어부(120)는, 시점 t4에서의 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이인 ΔDT1_t4를 기초로, ΔC1_t4를 제1 카운트 증가폭으로 결정한다. 그 다음, 시점 t4"에서, 제어부(120)는, ΔC1_t4를 이전의 제1 고장 검출 카운트(즉, 시점 t3"에서의 제1 고장 검출 카운트)에 합산하여, 제1 고장 검출 카운트를 갱신한다.
시점 t5에서의 제1 검출값은 제1 정상 범위를 여전히 벗어나 있다. 따라서, 제어부(120)는, 제1 진단 플래그를 폴트값으로 설정한다. 이에, 시점 t5'에서, 제어부(120)는, 시점 t5에서의 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이인 ΔDT1_t5를 기초로, ΔC1_t5를 제1 카운트 증가폭으로 결정한다. 도시된 바와 같이, ΔDT1_t5는 ΔDT1_t4를 보다 크므로, ΔC1_t5는 ΔC1_t4보다 클 수 있다. 그 다음, 시점 t5"에서, 제어부(120)는, ΔC1_t5를 이전의 제1 고장 검출 카운트(즉, 시점 t4"에서의 제1 고장 검출 카운트)에 합산하여, 제1 고장 검출 카운트를 갱신한다.
시점 t6에서의 제1 검출값은 제1 정상 범위를 여전히 벗어나 있다. 이에, 시점 t6'에서, 제어부(120)는, 제1 진단 플래그를 폴트값으로 설정한다. 또한, 제어부(120)는, 시점 t5에서의 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이인 ΔDT1_t6를 기초로, ΔC1_t6를 제1 카운트 증가폭으로 결정한다. 그 다음, 시점 t6"에서, 제어부(120)는, ΔC1_t6를 이전의 제1 고장 검출 카운트(즉, 시점 t5"에서의 제1 고장 검출 카운트)에 합산하여, 제1 고장 검출 카운트를 갱신한다. 이에 따라, 시점 t6에서 제1 고장 검출 카운트는 제1 상한 카운트를 넘게 되고, 제어부(120)는 배터리(20)의 제1 상태가 비정상(예, 과전압)임을 나타내는 제1 메시지를 통신 채널(13)을 통해 외부 디바이스(1)에게 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리(20)의 고장을 진단하기 위한 예시적인 방법을 보여주는 순서도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 단계 S505에서, 제어부(120)는, 검출부(110)로부터 배터리(20)의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나를 나타내는 검출 데이터를 수집한다.
단계 S510에서, 제어부(120)는, 검출 데이터를 기초로, 제1 검출값을 결정한다.
단계 S520에서, 제어부(120)는, 제1 검출값이 제1 상태에 연관된 소정의 제1 정상 범위 이내인지 여부를 판정한다. 단계 S520의 값이 "NO"인 경우, 단계 S530이 진행된다. 단계 S520의 값이 "YES"인 경우, 단계 S540이 진행된다.
단계 S530에서, 제어부(120)는, 이전의 제1 진단 플래그가 폴트값으로 설정되어 있는지 여부를 판정한다. 단계 S530의 값이 "YES"인 경우, 단계 S534가 진행된다. 단계 S530의 값이 "NO"인 경우, 단계 S532가 진행된다.
단계 S532에서, 제어부(120)는, 제1 진단 플래그에 폴트값을 설정하고, 제1 고장 검출 카운트를 초기화한다.
단계 S534에서, 제어부(120)는, 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이를 기초로, 제1 카운트 증가폭을 결정한다.
단계 S536에서, 제어부(120)는, 제1 카운트 증가폭을 이용하여 제1 고장 검출 카운트를 증가시킨다. 즉, 제어부(120)는, 이전의 제1 고장 검출 카운트를 제1 카운트 증가폭만큼 증가시킨다.
단계 S538에서, 제어부(120)는, 제1 고장 검출 카운트가 제1 상한 카운트 이상인지 여부를 판정한다. 단계 S538의 값이 "YES"인 경우, 단계 S550이 진행된다.
단계 S550에서, 제어부(120)는, 제1 메시지를 출력한다. 제1 메시지는, 배터리(20)의 제1 상태가 비정상임을 나타낸다.
단계 S540에서, 제어부(120)는, 이전의 제1 진단 플래그가 폴트값으로 설정되어 있는지 여부를 판정한다. 단계 S540의 값이 "YES"인 경우, 단계 S542가 진행된다. 단계 S540의 값이 "NO"인 경우, 단계 S544가 진행된다.
단계 S542에서, 제어부(120)는, 제1 진단 플래그를 패스값으로 설정하고, 제1 고장 검출 카운트를 초기화한다.
단계 S544에서, 제어부(120)는, 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이를 기초로, 제1 카운트 감소폭을 결정한다.
단계 S546에서, 제어부(120)는, 제1 카운트 감소폭을 이용하여 제1 고장 검출 카운트를 감소시킨다. 즉, 제어부(120)는, 이전의 제1 고장 검출 카운트를 제1 카운트 증가폭만큼 감소시킨다.
단계 S548에서, 제어부(120)는, 제1 고장 검출 카운트가 제1 하한 카운트 이하인지 여부를 판정한다. 단계 S548의 값이 "YES"인 경우, 단계 S560이 진행된다.
단계 S560에서, 제어부(120)는, 제1 메시지를 출력한다. 제1 메시지는, 배터리(20)의 제1 상태가 비정상임을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 배터리(20)의 고장을 진단하기 위한 예시적인 방법을 보여주는 순서도이다.
도 1 내지 도 4 및 도 6을 참조하면, 단계 S600에서, 제어부(120)는, 제1 고장 빈도를 기초로, 제1 상태에 연관된 제1 정상 범위를 결정한다. 제1 고장 빈도는, 제1 상태가 비정상인 것으로 판정된 총 횟수에서 제1 상태가 정상인 것으로 판정된 총 횟수를 차감한 값일 수 있다. 메모리 디바이스(121)에는 제1 고장 빈도와 제1 정상 범위 간의 관계(예, 반비례)를 나타내는 제1 룩업 테이블이 미리 저장되어 있을 수 있다. 예컨대, 제1 룩업 테이블에서, 상대적으로 큰 제1 고장 빈도는 상대적으로 좁은 제1 정상 범위에 매핑되어 있을 수 있다. 반대로, 상대적으로 작은 제1 고장 빈도는 상대적으로 넓은 제1 정상 범위에 매핑되어 있을 수 있다. 물론, 메모리 디바이스(121)에는 배터리(20)의 다른 상태 각각에 대한 고장 빈도와 정상 범위 간의 관계(예, 반비례)를 나타내는 추가적인 룩업 테이블이 더 저장되어 있을 수 있다. 제어부(120)는, 제1 고장 빈도를 인덱스로서 이용하여, 메모리 디바이스(121)의 상기 룩업 테이블로부터 제1 고장 빈도에 매핑되어 있는 제1 정상 범위를 획득할 수 있다.
단계 S605에서, 제어부(120)는, 검출부(110)로부터 배터리(20)의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나를 나타내는 검출 데이터를 수집한다.
단계 S610에서, 제어부(120)는, 검출 데이터를 기초로, 제1 검출값을 결정한다.
단계 S620에서, 제어부(120)는, 제1 검출값이 제1 정상 범위 이내인지 여부를 판정한다. 단계 S620의 값이 "NO"인 경우, 단계 S630이 진행된다. 단계 S620의 값이 "YES"인 경우, 단계 S640이 진행된다.
단계 S630에서, 제어부(120)는, 이전의 제1 진단 플래그가 폴트값으로 설정되어 있는지 여부를 판정한다. 단계 S630의 값이 "YES"인 경우, 단계 S634가 진행된다. 단계 S630의 값이 "NO"인 경우, 단계 S632가 진행된다.
단계 S632에서, 제어부(120)는, 제1 진단 플래그에 폴트값을 설정하고, 제1 고장 검출 카운트를 초기화한다.
단계 S634에서, 제어부(120)는, 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이를 기초로, 제1 카운트 증가폭을 결정한다.
단계 S636에서, 제어부(120)는, 제1 카운트 증가폭을 이용하여 제1 고장 검출 카운트를 증가시킨다. 즉, 제어부(120)는, 이전의 제1 고장 검출 카운트를 제1 카운트 증가폭만큼 증가시킨다.
단계 S638에서, 제어부(120)는, 제1 고장 검출 카운트가 제1 상한 카운트 이상인지 여부를 판정한다. 단계 S638의 값이 "YES"인 경우, 단계 S650이 진행된다.
단계 S650에서, 제어부(120)는, 제1 메시지를 출력하고, 제1 고장 빈도를 일정치만큼 증가시킬 수 있다.
단계 S640에서, 제어부(120)는, 이전의 제1 진단 플래그가 폴트값으로 설정되어 있는지 여부를 판정한다. 단계 S640의 값이 "YES"인 경우, 단계 S642가 진행된다. 단계 S640의 값이 "NO"인 경우, 단계 S644가 진행된다.
단계 S642에서, 제어부(120)는, 제1 진단 플래그를 패스값으로 설정하고, 제1 고장 검출 카운트를 초기화한다.
단계 S644에서, 제어부(120)는, 제1 검출값과 제1 대표값 간의 차이를 기초로, 제1 카운트 감소폭을 결정한다.
단계 S646에서, 제어부(120)는, 제1 카운트 감소폭을 이용하여 제1 고장 검출 카운트를 감소시킨다. 즉, 제어부(120)는, 이전의 제1 고장 검출 카운트를 제1 카운트 증가폭만큼 감소시킨다.
단계 S648에서, 제어부(120)는, 제1 고장 검출 카운트가 제1 하한 카운트 이하인지 여부를 판정한다. 단계 S648의 값이 "YES"인 경우, 단계 S660이 진행된다.
단계 S660에서, 제어부(120)는, 제2 메시지를 출력하고, 제1 고장 빈도를 일정치만큼 감소시킬 수 있다.
전술한 바에 따르면, 배터리(20)의 각 상태를 나타내는 검출값을 기초로 해당 상태에 연관된 고장 검출 카운트의 증가폭 또는 감소폭을 주기적으로 조절함으로써, 배터리(20)의 고장을 보다 신속하게 진단할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
전술한 실시예들에 따르면, 배터리(20)의 상태를 나타내는 각 검출값의 시간에 따른 변화에 따라, 각 검출값에 연관된 고장 검출 카운트의 단위 시간당 증가폭 또는 감소폭을 조절함으로써, 배터리(20)의 고장을 보다 신속하게 진단할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
1: 외부 디바이스
10: 배터리팩
20: 배터리
21: 배터리셀
30: 스위치
100: 장치
110: 검출부
120: 제어부
121: 메모리 디바이스

Claims (11)

  1. 배터리의 고장을 진단하기 위한 장치에 있어서,
    상기 배터리의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나를 나타내는 검출 데이터를 생성하는 검출부; 및
    상기 검출 데이터를 기초로, 상기 배터리의 제1 상태를 나타내는 제1 검출값을 결정하도록 구성된 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 제1 검출값이 제1 정상 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 검출값에 연관된 제1 진단 플래그를 폴트값으로 설정하고, 상기 제1 검출값과 상기 제1 정상 범위의 제1 대표값 간의 차이를 기초로 제1 카운트 증가폭을 결정하도록 구성되고,
    상기 제1 진단 플래그가 상기 폴트값으로 설정된 경우, 상기 제1 카운트 증가폭을 이용하여, 제1 고장 검출 카운트를 증가시키도록 구성되는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 검출값과 상기 제1 대표값 간의 차이가 제1 임계값 미만인 경우, 소정의 제1 값을 상기 제1 카운트 증가폭으로 결정하고,
    상기 제1 검출값과 상기 제1 대표값 간의 차이가 상기 제1 임계값 이상이고 제2 임계값 미만인 경우, 상기 제1 값보다 큰 소정의 제2 값을 상기 제1 카운트 증가폭으로 결정하도록 구성되는, 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 검출값과 상기 제1 대표값 간의 차이가 상기 제2 임계값 이상인 경우, 상기 제2 값보다 큰 소정의 제3 값을 상기 제1 카운트 증가폭으로 결정하도록 구성되는, 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    하기의 수식 1을 이용하여 상기 제1 카운트 증가폭을 결정하도록 구성되되,
    <수식 1>
    Figure pat00008

    DT1는 상기 제1 검출값, DR1는 상기 제1 대표값, K1는 소정의 제1 조정 계수, FI1은 상기 제1 카운트 증가폭인, 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    하기의 수식 2를 이용하여 상기 제1 카운트 증가폭을 결정하도록 구성되되,
    <수식 2>
    Figure pat00009

    DT1는 상기 제1 검출값, DR는 상기 제1 대표값, K1는 소정의 제1 조정 계수, C2은 제2 고장 검출 카운트, K2는 소정의 제2 조정 계수, FI1은 상기 제1 카운트 증가폭이고,
    상기 제2 고장 검출 카운트는, 상기 배터리의 제2 상태에 연관되는, 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 고장 검출 카운트가 제1 상한 카운트 이상인 경우, 상기 배터리의 상기 제1 상태가 비정상임을 나타내는 제1 메시지를 출력하도록 구성되는, 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 상태에 연관된 제1 고장 빈도를 기초로, 상기 제1 정상 범위를 결정하고,
    상기 제1 고장 검출 카운트가 상기 제1 상한 카운트 이상인 것으로 판정될 때마다, 상기 제1 고장 빈도를 일정치만큼 증가시키도록 구성되되,
    상기 제1 정상 범위의 폭은 상기 제1 고장 빈도에 반비례하는, 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 검출값이 상기 제1 정상 범위 이내인 경우, 상기 제1 진단 플래그를 패스값으로 설정하고, 상기 제1 검출값과 상기 제1 대표값 간의 차이를 기초로 제1 카운트 감소폭을 결정하도록 구성되고,
    상기 제1 진단 플래그가 상기 패스값으로 설정된 경우, 상기 제1 카운트 감소폭을 이용하여 상기 제1 고장 검출 카운트를 감소시키도록 구성되는, 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    하기의 수식 3을 이용하여 상기 제1 카운트 감소폭을 결정하도록 구성되되,
    <수식 3>
    Figure pat00010

    DT1는 상기 제1 검출값, DR1는 상기 제1 대표값, K3는 소정의 제3 조정 계수, FD1은 상기 제1 카운트 감소폭인, 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 상기 장치를 포함하는, 배터리팩.
  11. 배터리의 고장을 진단하기 위한 방법에 있어서,
    제어부가 상기 배터리의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나를 나타내는 검출 데이터를 수집하는 단계;
    상기 제어부가 상기 검출 데이터를 기초로, 상기 배터리의 제1 상태를 나타내는 제1 검출값을 결정하는 단계;
    상기 제어부가 상기 제1 검출값이 제1 정상 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 검출값에 연관된 제1 진단 플래그를 폴트값으로 설정하고, 상기 제1 검출값과 상기 제1 정상 범위의 제1 대표값 간의 차이를 기초로 제1 카운트 증가폭을 결정하는 단계;
    상기 제어부가 상기 제1 카운트 증가폭을 이용하여, 제1 고장 검출 카운트를 증가시키는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 제1 고장 검출 카운트가 제1 상한 카운트 이상인 경우, 상기 배터리의 상기 제1 상태가 비정상임을 나타내는 제1 메시지를 출력하는 단계를 포함하는, 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220090264A (ko) * 2020-12-22 2022-06-29 경북대학교 산학협력단 트랜지스터 고장 진단 장치 및 방법
WO2023018070A1 (ko) * 2021-08-13 2023-02-16 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 검사 시스템

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