KR20210016828A - 배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법 및 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법 및 배터리 팩이 제공된다. 상기 배터리 관리 장치는, 배터리 셀 외부에서 관측 가능한 외부 변수들에 연관된 복수의 입력 데이터 세트 및 상기 배터리 셀 외부에서 관측 불가능한 내부 변수들에 연관된 복수의 희망 데이터 세트를 활용하여, 각 내부 변수에 대하여 상기 복수의 외부 변수 중 적어도 하나를 유효 외부 변수로 설정한다.

Description

배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법 및 배터리 팩{BATTERY MANAGEMENT APPARATUS, BATTERY MANAGEMENT METOHD AND BATTERY PACK}
본 발명은, 배터리 셀 내부의 화학적 상태에 의존하는 외부 변수들과 내부 변수들 사이의 상관성을 분석할 수 있는 배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법 및 배터리 팩에 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.
배터리 셀은 반복적인 충방전 등으로 인해 시간이 경과함에 따라 점차 퇴화되어 간다. 배터리 셀이 퇴화되면서 배터리 셀 내부의 화학적 상태 역시 변화한다. 그런데, 배터리 셀 내부의 화학적 상태를 나타내는 내부 변수들(예, 양극 활물질의 전기 전도도)은 배터리 셀 외부에서 관측이 불가능하다.
한편, 배터리 셀 내부의 화학적 상태는 배터리 셀 외부에서 관측 가능한 외부 변수들(예, 배터리 셀의 온도)의 변화를 유도한다. 이에, 외부 변수들을 기초로 내부 변수들을 추정하고자 하는 시도가 있다.
그런데, 내부 변수들 중 일부와 외부 변수들 중 일부는 상호 간의 상관성이 매우 낮을 수 있다. 따라서, 각 내부 변수과 각 외부 변수 간의 상관성을 고려하지 않을 경우, 내부 변수들을 활용하여 추정된 외부 변수들은 배터리 셀 내부의 실제적인 화학적 상태와 큰 괴리를 가질 수 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리 셀의 내부 변수들과 외부 변수들 간의 상관성을 분석할 수 있는 배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법 및 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 내부 변수들 중에서 각 외부 변수와의 상관성이 높은 내부 변수만을, 각 외부 변수의 추정을 위한 서브 다층 퍼셉트론의 모델링에 활용할 수 있는 배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법 및 배터리 팩을 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.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 장치는, 제1 내지 제m 입력 데이터 세트, 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 및 제1 내지 제n 기준값을 저장하도록 구성되는 메모리부; 및 상기 메모리부에 동작 가능하게 결합되는 제어부를 포함한다. m과 n은 각각 2이상의 정수이다. 상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트는, 배터리 셀 외부에서 관측 가능한 제1 내지 제m 외부 변수에 각각 연관된다. 상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트 각각은, 소정 개수의 입력값을 포함한다. 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트는, 상기 배터리 셀 외부에서 관측 불가능한 상기 배터리 셀 내부의 화학적 상태에 의존하는 제1 내지 제n 내부 변수에 각각 연관된다. 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 각각은, 상기 소정 개수의 목표값을 포함한다. 상기 제어부는, 상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트, 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 및 상기 제1 내지 제n 기준값을 기초로, 상기 제1 내지 제n 내부 변수 각각에 대하여 상기 제1 내지 제m 외부 변수 중 적어도 하나를 유효 외부 변수로 설정하도록 구성된다.
상기 메모리부는, 상기 제1 내지 제m 외부 변수와 상기 제1 내지 제n 내부 변수 간의 대응 관계를 규정하는 메인 다층 퍼셉트론을 저장하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트를 상기 메인 다층 퍼셉트론의 입력층에 포함된 제1 내지 제m 입력 노드에 제공하여, 상기 메인 다층 퍼셉트론의 출력층에 포함된 제1 내지 제n 출력 노드로부터 제1 내지 제n 출력 데이터 세트를 획득하도록 구성될 수 있다. 상기 제1 내지 제n 출력 데이터 세트 각각은 상기 소정 개수의 결과값을 포함할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 내지 제n 출력 데이터 세트와 제1 내지 제n 희망 데이터 세트를 기초로, 제1 내지 제n 에러 팩터를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 내지 제n 에러 팩터 각각을 임계 에러 팩터와 비교하여, 상기 제1 내지 제n 기준값을 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 중 제j 희망 데이터 세트에 대한 상기 제1 내지 제n 출력 데이터 세트 중 제j 출력 데이터 세트의 오차율과 동일하게 상기 제1 내지 제n 에러 팩터 중 제j 에러 팩터를 결정하도록 구성될 수 있다. j는 1부터 n까지의 정수이다.
상기 제어부는, 상기 제j 에러 팩터가 상기 임계 에러 팩터보다 작은 경우, 상기 제1 내지 제n 기준값 중 제j 기준값을 제1 소정값과 동일하게 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제j 에러 팩터가 상기 임계 에러 팩터 이상인 경우, 상기 제j 기준값을 제2 소정값과 동일하게 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 소정값은 상기 제1 소정값보다 작다.
상기 제어부는, 상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트 중 제i 입력 데이터 세트, 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 중 제j 희망 데이터 세트 및 상기 제1 내지 제n 기준값 중 제j 기준값을 기초로, 상기 제1 내지 제m 외부 변수 중 제i 외부 변수를 상기 제j 내부 변수에 대한 유효 외부 변수로 설정할지 여부를 결정할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제i 외부 변수가 상기 제j 내부 변수에 대한 상기 유효 외부 변수로 설정된 경우, 상기 제i 입력 데이터 세트를 트레이닝 데이터로 활용하여 상기 제j 내부 변수에 연관된 서브 다층 퍼셉트론을 학습시키도록 구성될 수 있다. i는 1부터 m까지의 정수이고, j는 1부터 n까지의 정수이다.
상기 제어부는, 상기 제i 입력 데이터 세트와 상기 제j 희망 데이터 세트 간의 다중 상관 계수를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 다중 상관 계수의 절대값이 상기 제j 기준값보다 큰 경우, 상기 제i 외부 변수를 상기 제j 내부 변수에 대한 상기 유효 외부 변수로 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 다중 상관 계수의 절대값이 상기 제j 기준값 이하인 경우, 상기 제i 외부 변수를 상기 제j 내부 변수에 대한 상기 유효 외부 변수에서 제외하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 관리 장치를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 방법은, 제1 내지 제m 입력 데이터 세트, 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 및 제1 내지 제n 기준값을 저장하되, m과 n은 각각 2이상의 정수이고, 상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트는 배터리 셀 외부에서 관측 가능한 제1 내지 제m 외부 변수에 각각 연관되고, 상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트 각각은 소정 개수의 입력값을 포함하고, 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트는 상기 배터리 셀 외부에서 관측 불가능한 제1 내지 제n 내부 변수에 각각 연관되고, 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 각각은 상기 소정 개수의 목표값을 포함하는 단계; 및 상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트, 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 및 상기 제1 내지 제n 기준값을 기초로, 상기 제1 내지 제n 내부 변수 각각에 대하여 상기 제1 내지 제m 외부 변수 중 적어도 하나를 유효 외부 변수로 설정하는 단계를 포함한다.
상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트 중 제i 입력 데이터 세트와 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 중 제j 희망 데이터 세트 간의 다중 상관 계수의 절대값이 상기 제1 내지 제n 기준값 중 제j 기준값보다 큰 경우, 상기 제1 내지 제m 외부 변수 중 제i 외부 변수가 상기 제1 내지 제n 내부 변수 중 제j 내부 변수에 대한 유효 외부 변수로 설정될 수 있다. i는 1부터 m까지의 정수이다. j는 1부터 n까지의 정수이다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 셀의 내부 변수들과 외부 변수들 간의 상관성을 분석할 수 있다.
또한, 내부 변수들 중에서 각 외부 변수와의 상관성이 일정 수준 이상인 내부 변수만을, 각 외부 변수의 추정을 위한 서브 다층 퍼셉트론의 모델링에 활용할 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 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 관리 장치에 의해 활용되는 메인 다층 퍼셉트론을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 서브 다층 퍼셉트론을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 배터리 관리 장치에 의해 실행 가능한 일 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 5는 도 1의 배터리 관리 장치에 의해 실행 가능한 다른 방법을 예시적으로 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.
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, 하드웨어, 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 관리 장치(100)를 포함하는 배터리 팩(1)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 배터리 관리 장치(100)에 의해 활용되는 메인 다층 퍼셉트론을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 서브 다층 퍼셉트론을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리 팩(1)은, 배터리 셀(10), 스위치(20) 및 배터리 관리 장치(100)를 포함한다.
배터리 팩(1)은, 전기 자동차와 같은 전력 장치에 장착되어, 전력 장치의 구동에 요구되는 전기 에너지를 공급한다. 배터리 관리 장치(100)는, 배터리 셀(10)의 양극 단자 및 음극 단자에 전기적으로 연결 가능하도록 제공된다.
배터리 셀(10)은, 리튬 이온 셀일 수 있다. 물론, 반복적인 충방전이 가능하다면, 배터리 셀(10)이 리튬 이온 셀로 한정되는 것은 아니다.
배터리 셀(10)은, 배터리 팩(1)의 전원 단자(+, -)를 통해 외부 장치에 전기적으로 결합될 수 있다. 외부 장치는, 예컨대 전기 자동차 등의 전기 부하(예, 모터), DC-AC 인버터, 충전기 등일 수 있다.
스위치(20)는, 배터리 셀(10)의 양극 단자와 전원 단자(+)를 연결하는 전류 경로 또는 배터리 셀(10)의 음극 단자와 전원 단자(-)를 연결하는 전류 경로에 설치된다. 스위치(20)가 열린 동작 상태인 동안, 배터리 셀(10)의 충방전은 중단된다. 스위치(20)가 닫힌 동작 상태인 동안, 배터리 셀(10)의 충방전이 가능하게 된다.
배터리 관리 장치(100)는, 인터페이스부(110), 메모리부(120) 및 제어부(130)를 포함한다. 배터리 관리 장치(100)는, 센싱부(140)를 더 포함할 수 있다.
센싱부(140)는, 전압 센서(141), 전류 센서(142) 및 온도 센서(143)를 포함한다. 전압 센서(141)는, 베터리 셀(10)의 양단에 걸친 전압을 측정하도록 구성된다. 전류 센서(142)는, 배터리 셀(10)을 통해 흐르는 전류를 측정하도록 구성된다. 온도 센서(143)는, 배터리 셀(10)의 온도를 측정하도록 구성된다. 센싱부(140)는, 측정된 전압, 측정된 전류 및 측정된 온도를 나타내는 센싱 데이터를 제어부(130)에게 전송할 수 있다.
인터페이스부(110)는, 외부 장치에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 인터페이스부(110)는, 제어부(130)와 외부 장치 간의 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하도록 구성된다. 유선 통신은 예컨대 캔(CAN: controller area network) 통신일 수 있고, 무선 통신은 예컨대 지그비나 블루투스 통신일 수 있다. 인터페이스부(110)는, 제어부(130)에 의해 수행되는 각 동작의 결과를 사용자가 인식 가능한 형태로 제공하는 디스플레이나, 스피커 등과 같은 출력 디바이스를 포함할 수 있다. 인터페이스부(110)는, 사용자로부터의 데이터를 입력 받을 수 있는 마우스, 키보드 등과 같은 입력 디바이스를 포함할 수 있다.
메모리부(120)는, 인터페이스부(110), 제어부(130) 및 센싱부(140) 중 적어도 하나에 동작 가능하게 결합된다. 메모리부(120)는, 제어부(130)에 의해 수행되는 각 동작의 결과를 저장할 수 있다. 메모리부(120)는, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
메모리부(120)는, 배터리 셀(10) 내부의 화학적 상태를 추정하는 데에 요구되는 다양한 데이터를 저장하도록 구성된다. 상세하게는, 메모리부(120)는, 제1 개수의 입력 데이터 세트 및 제2 개수의 희망 데이터 세트을 저장하고 있다. 메모리부(120)는, 메인 다층 퍼셉트론을 더 저장할 수 있다. 이하에서는, 제1 개수가 2 이상의 정수인 m이고, 제2 개수가 2 이상의 정수인 n이라고 가정하겠다. 예컨대, 외부 장치로부터 전송된 제1 내지 제m 입력 데이터 세트 및 제1 내지 제n 희망 데이터 세트가 인터페이스부(110)를 통해 메모리부(120)에 저장된다.
제1 내지 제m 입력 데이터 세트는, 배터리 셀(10) 외부에서 관측 가능한 제1 내지 제m 외부 변수에 각각 연관된다. 즉, 제1 인덱스인 i가 1과 m사이의 정수라고 할 때, 제i 입력 데이터 세트는, 제i 외부 변수에 연관된다. 각 입력 데이터 세트는, 제3 개수(예, 10000)의 입력값을 포함한다. 예를 들어, 제i 외부 변수로서 미리 정해진 제3 개수의 값이 제i 입력 데이터 세트에 포함된다. 본 명세서 내에서, Xi는 제i 입력 데이터 세트를 지칭하고, Xi(k)는 제i 입력 데이터 세트의 k번째 입력값을 지칭한다.
가령, m = 16인 경우, 제1 내지 제16 외부 변수는 아래와 같이 규정될 수 있다.
제1 외부 변수는, 배터리 셀(10)의 충전 상태(SOC: State Of Charge)가 제1 충전 상태(예, 100 %)와 동일한 시점부터 배터리 셀(10)을 제1 온도에서 제1 전류 레이트(예, 1/3 C)의 전류로 방전시키는 제1 테스트에 의해, 배터리 셀(10)의 전압이 제1 전압(예, 3.0 V)에 도달하는 시점까지의 시간을 나타낼 수 있다.
제2 외부 변수는, 배터리 셀(10)의 충전 상태가 제2 충전 상태(예, 50 %)와 동일한 시점부터 배터리 셀(10)을 제2 온도에서 제2 전류 레이트(예, 200 A)의 전류로 방전시키는 제2 테스트가 제1 기준 시간(예, 0.1 초) 동안 진행된 시점에서의 배터리 셀(10)의 전압을 나타낼 수 있다.
제3 외부 변수는, 상기 제2 테스트가 상기 제1 기준 시간보다 긴 제2 기준 시간(예, 1.0 초) 동안 진행된 시점에서의 배터리 셀(10)의 전압을 나타낼 수 있다.
제4 외부 변수는, 상기 제2 테스트가 상기 제2 기준 시간보다 긴 제3 기준 시간(예, 10.0 초) 동안 진행된 시점에서의 배터리 셀(10)의 전압을 나타낼 수 있다.
제5 외부 변수는, 상기 제2 테스트가 상기 제3 기준 시간보다 긴 제4 기준 시간(예, 30.0 초) 동안 진행된 시점에서의 배터리 셀(10)의 전압을 나타낼 수 있다.
제6 외부 변수는, 배터리 셀(10)을 제3 온도에서 제3 전류 레이트(예, 1.0 C)의 전류로 방전시키는 제3 테스트에 의해, 배터리 셀(10)의 충전 상태가 제3 충전 상태(예, 100 %)와 동일한 시점부터 배터리 셀(10)의 전압이 제2 전압(예, 3.8 V)에 도달하는 시점까지의 시간을 나타낼 수 있다.
제7 외부 변수는, 상기 제3 테스트에 의해, 배터리 셀(10)의 전압이 상기 제2 전압보다 낮은 제3 전압(예, 3.5 V)에 도달하는 시점까지의 시간을 나타낼 수 있다.
제8 외부 변수는, 상기 제3 테스트에 의해, 배터리 셀(10)의 전압이 상기 제2 전압부터 상기 제3 전압으로 저하되는 데에 경과된 시간을 나타낼 수 있다.
제9 외부 변수는, 배터리 셀(10)을 제4 온도에서 제4 전류 레이트(예, 1.0 C)의 전류로 방전시키는 제4 테스트가 배터리 셀(10)의 충전 상태가 제4 충전 상태(예, 10 %)와 동일한 시점부터 제5 기준 시간(예, 0.1 초) 동안 진행된 시점에서의 배터리 셀(10)의 전압을 나타낼 수 있다.
제10 외부 변수는, 상기 제4 테스트가 상기 제5 기준 시간보다 긴 제6 기준 시간(예, 1.0 초) 동안 진행된 시점에서의 배터리 셀(10)의 전압을 나타낼 수 있다.
제11 외부 변수는, 상기 제4 테스트가 상기 제6 기준 시간보다 긴 제7 기준 시간(예, 10.0 초) 동안 진행된 시점에서의 배터리 셀(10)의 전압을 나타낼 수 있다.
제12 외부 변수는, 상기 제4 테스트가 상기 제7 기준 시간보다 긴 제8 기준 시간(예, 30.0 초) 동안 진행된 시점에서의 배터리 셀(10)의 전압을 나타낼 수 있다.
제13 외부 변수는, 상기 제4 테스트가 상기 제8 기준 시간보다 긴 제9 기준 시간(예, 100.0 초) 동안 진행된 시점에서의 배터리 셀(10)의 전압을 나타낼 수 있다.
제14 외부 변수는, 배터리 셀(10)의 충전 상태가 제5 충전 상태(예, 10 %)와 동일한 시점부터 배터리 셀(10)을 제5 온도에서 제5 전류 레이트(예, 1.0 C)의 전류로 충전시키는 제5 테스트에 의한, 제1 기간(예, 0.0 ~ 0.1 초) 동안의 배터리 셀(10)의 전압 변화 및 제2 기간(예, 20.0 ~ 20.1 초) 동안의 배터리 셀(10)의 전압 변화 간의 비율을 나타낼 수 있다.
제15 외부 변수는, 배터리 셀(10)의 충전 상태가 제6 충전 상태(예, 0 %)와 동일한 시점부터 배터리 셀(10)을 제6 온도에서 제6 전류 레이트(예, 0.04 C)의 전류로 충전시키는 제6 테스트에 의해 획득된 배터리 셀(10)의 미분 용량 커브 상의 첫번째 피크의 전압을 나타낼 수 있다. V, dV 및 dQ가 각각 배터리 셀(10)의 전압, 배터리 셀(10)의 전압 변화 및 배터리 셀(10)의 용량 변화라고 할 때, 상기 미분 용량 커브는 V와 dQ/dV 간의 대응 관계를 나타낸다. 상기 미분 용량 커브를 'V-dQ/dV 커브'라고 칭할 수도 있다. 상기 첫번째 피크는, 상기 미분 용량 커브 상의 복수의 피크 중에서 V가 가장 작은 피크일 수 있다.
제16 외부 변수는, 상기 첫번째 피크의 전압과 기준 전압 간의 차이를 나타낼 수 있다. 상기 기준 전압은, 배터리 셀(10)이 BOL(Beginning Of Life)였을 때에 획득되는 미분 용량 커브의 첫번째 피크의 전압으로 미리 정해진 것일 수 있다.
제1 내지 제n 희망 데이터 세트는, 배터리 셀(10) 외부에서 관측 불가능한 제1 내지 제n 내부 변수에 각각 연관된다. 즉, 제2 인덱스인 j가 1과 n사이의 정수라고 할 때, 제j 희망 데이터 세트는, 제j 내부 변수에 연관된다. 각 내부 변수는, 배터리 셀(10) 내부의 화학적 상태를 나타낸다. 각 희망 데이터 세트는, 상기 제3 개수의 목표값을 포함한다. 예를 들어, 제j 내부 변수로서 미리 정해진 제3 개수의 값이 제j 희망 데이터 세트에 포함된다. 본 명세서 내에서, Yj는 제j 희망 데이터 세트를 지칭하고, Yj(k)는 제j 희망 데이터 세트의 k번째 목표값을 지칭한다.
Y1(k)~Yn(k)은, 배터리 셀(10)이 특정 퇴화 상태를 가질 때의 제1 내지 제n 내부 변수로 기대되는 값을 나타낸다. X1(k)~Xm(k)은, 배터리 셀(10)이 특정 퇴화 상태를 가질 때의 Y1(k)~Yn(k)에 의해 유도되는 제1 내지 제m 외부 변수로 기대되는 값을 나타낸다.
배터리 셀(10)의 퇴화 상태는 배터리 셀(10)의 사용 환경에 따라 변화하며, 각 퇴화 상태는 제1 내지 제n 내부 변수의 조합에 의해 규정될 수 있다. a ≠ b 인 경우, X1(a)~Xm(a) 및 Y1(a)~Yn(a)는 제a 퇴화 상태에 연관되고, X1(b)~Xm(b) 및 Y1(b)~Yn(b)는 배터리 셀(10)의 제a 퇴화 상태와는 다른 제b 퇴화 상태에 연관된다.
가령, n = 14인 경우, 제1 내지 제14 내부 변수는 아래와 같이 규정될 수 있다.
제1 내부 변수는, 배터리 셀(10)의 양극의 전기 전도도(electrical conductivity)일 수 있다.
제2 내부 변수는, 배터리 셀(10)의 양극 활물질의 이온 확산도(ionic diffusivity)일 수 있다.
제3 내부 변수는, 배터리 셀(10)의 양극 활물질의 교환 전류 밀도(exchange current density)의 속도 상수(rate constant)일 수 있다.
제4 내부 변수는, 배터리 셀(10)의 음극 활물질의 이온 확산도일 수 있다.
제5 내부 변수는, 배터리 셀(10)의 음극 활물질의 교환 전류 밀도의 속도 상수일 수 있다.
제6 내부 변수는, 배터리 셀(10)의 음극의 굴곡도(tortuosity)일 수 있다. 굴곡도는, 두 지점 간의 직선 거리에 대한 이온이 한 지점에서 다른 지점까지 실제로 이동한 거리의 비율을 나타낸다.
제7 내부 변수는, 배터리 셀(10)의 음극의 공극률(porosity)일 수 있다.
제8 내부 변수는, 배터리 셀(10)의 전해질의 이온 농도일 수 있다.
제9 내부 변수는, 배터리 셀(10)의 전해질의 초기 이온 전도도(ionic conductivity)에 곱해지는 스케일 팩터일 수 있다. 초기 이온 전도도는, 배터리 셀(10)이 BOL였을 때의 배터리 셀(10)의 전해질의 이온 전도도를 나타내는 미리 정해진 값일 수 있다.
제10 내부 변수는, 배터리 셀(10)의 전해질의 초기 이온 확산도에 곱해지는 스케일 팩터일 수 있다. 초기 이온 확산도는, 배터리 셀(10)이 BOL였을 때의 배터리 셀(10)의 전해질의 이온 확산도를 나타내는 미리 정해진 값일 수 있다.
제11 내부 변수는, 배터리 셀(10)의 전해질의 양이온의 수송율(transference number)일 수 있다. 수송율은, 전해질의 전기 전도도 중에서 양이온(예, Li+)이 기여하는 비율을 나타낸다.
제12 내부 변수는, 배터리 셀(10)의 LLI(Loss of Lithium Inventory)일 수 있다. LLI는, 배터리 셀(10)의 리튬이 BOL 대비 얼마나 감소하였는지를 나타낸다.
제13 내부 변수는, 배터리 셀(10)의 양극의 LAM(Loss of Active Material)일 수 있다. 양극의 LAM은, 배터리의 양극 활물질이 BOL 대비 얼마나 감소하였는지를 나타낸다.
제14 내부 변수는, 배터리 셀(10)의 음극의 LAM일 수 있다. 음극의 LAM은, 배터리의 음극 활물질이 BOL 대비 얼마나 감소하였는지를 나타낸다.
제1 내지 제m 입력 데이터 세트 및 제1 내지 제n 희망 데이터 세트는, 배터리 셀(10)과 동일한 사양을 가지는 다른 배터리 셀에 대한 시뮬레이션의 결과로부터 미리 정해진 것일 수 있다.
제어부(130)는, 인터페이스부(110), 메모리부(120) 및 센싱부(140) 중 적어도 하나에 동작 가능하게 결합된다. 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 이용하여 구현될 수 있다.
제어부(130)는, 메인 다층 퍼셉트론을 활용하여, 제1 내지 제n 서브 다층 퍼셉트론을 모델링하는 데에 요구되는 제1 내지 제n 기준값을 결정한다.
도 2를 참조하면, 메인 다층 퍼셉트론(200)은, 입력층(201), 소정 개수의 중간층(202) 및 출력층(203)을 포함한다. 메인 다층 퍼셉트론(200)에 있어서, 각 층에 포함된 노드('뉴런'이라고 칭할 수도 있음)의 개수, 노드들 간의 연결, 각 중간층에 포함된 각 노드의 함수 등은 미리 정해져 있을 수 있다. 각 연결의 가중치 등은 소정의 트레이닝 데이터를 활용하여 정해질 수 있다.
입력층(201)은, 제1 내지 제m 입력 노드(I1~Im)를 포함한다. 제1 내지 제m 입력 노드(I1~Im)는, 제1 내지 제m 외부 변수에 각각 연관된다. 제i 입력 데이트 세트(Xi)에 포함된 각 입력값이 제i 입력 노드(Ii)에 제공된다.
출력층(203)은, 제1 내지 제n 출력 노드(O1~On)를 포함한다. 제1 내지 제n 출력 노드(O1~On)는, 제1 내지 제n 내부 변수에 각각 연관된다.
제1 내지 제m 입력 데이터 세트(X1 ~ Xm) 각각의 k번째 입력값이 제1 내지 제m 입력 노드(I1~Im)에 각각 입력되면, 제1 내지 제n 출력 데이터 세트(Z1 ~ Zn) 각각의 k번째 결과값이 제1 내지 제n 출력 노드(O1~On)로부터 각각 출력된다.
제어부(130)는, 제1 내지 제m 입력 데이트 세트(X1 ~ Xm)에서 동일 순서의 m개의 입력값(예, X1(k) ~ Xm(k))을 제1 내지 제m 입력 노드(I1~Im)에 각각 입력하는 과정을 반복함으로써, 각각 상기 제3 개수의 결과값을 가지는 제1 내지 제n 출력 데이터 세트(Z1 ~ Zn)를 생성할 수 있다. 본 명세서 내에서, Zj는 제j 출력 데이터 세트를 지칭하고, Zj(k)는 제j 출력 데이터 세트의 k번째 결과값을 지칭한다. 제1 내지 제n 출력 데이터 세트에서, n개의 결과값인 Z1(k) ~ Zn(k)은 동일 순서에 정렬되어 있다고 할 수 있다.
제어부(130)는, 제1 내지 제n 출력 데이터 세트와 제1 내지 제n 희망 데이터 세트를 기초로, 제1 내지 제n 에러 팩터를 결정할 수 있다. 즉, 제어부(130)는, 제j 출력 데이터 세트와 제j 희망 데이터 세트를 비교하여, 제j 에러 팩터를 결정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는, 다음의 수식 1을 이용하여, 제j 에러 팩터를 결정할 수 있다.
<수식 1>
Figure pat00001
수식 1에서, u는 상기 제3 개수, Ferror_j는 제j 에러 팩터다. 즉, 제j 에러 팩터는, 제j 희망 데이터 세트에 대한 제j 출력 데이터 세트의 오차율과 동일하게 결정될 수 있다.
제어부(130)는, 제1 내지 제n 에러 팩터를 각각 임계 에러 팩터와 비교하여, 제1 내지 제n 기준값을 결정할 수 있다. 임계 에러 팩터는, 3%와 같이 미리 정해진 값일 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는, 제j 에러 팩터가 임계 에러 팩터보다 작은 경우, 제j 기준값을 제1 소정값과 동일하게 결정할 수 있다. 반면, 제어부(130)는, 제j 에러 팩터가 임계 에러 팩터 이상인 경우, 제j 기준값을 제2 소정값과 동일하게 결정할 수 있다. 제2 소정값(예, 0.25)은, 제1 소정값(예, 0.50)보다 작을 수 있다. 제1 내지 제n 기준값이 결정됨으로써, 메인 다층 퍼셉트론(200)을 활용한 프로세스는 완료될 수 있다. 대안적으로, 제1 내지 제n 기준값 각각은, 제1 소정값 또는 제2 소정값으로 미리 정해져 있을 수 있다. 이 경우, 메인 다층 퍼셉트론(200)을 활용한 프로세스는 생략될 수 있다.
제어부(130)는, 제1 내지 제n 서브 다층 퍼셉트론을 결정하기 위한 프로세스를 진행한다.
제어부(130)는, 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 각각과 제1 내지 제m 입력 데이터 세트 각각 간의 다중 상관 계수(multiple correlation coefficient)를 결정한다. 제i 입력 데이터 세트와 제j 희망 데이터 세트 간의 다중 상관 계수는, 다음의 수식 2로부터 결정될 수 있다.
<수식 2>
Figure pat00002
수식 2에서, N은 상기 제3 개수, ri,j는 제i 입력 데이터 세트와 제j 희망 데이터 세트 간의 다중 상관 계수이다. 각 희망 데이터 세트에 대해 m개의 다중 상관 계수가 결정되므로, 총 m×n 개의 다중 상관 계수가 결정될 수 있다.
다중 상관 계수 ri,j의 절대값이 제j 기준값보다 큰 것은, 제i 외부 변수와 제j 내부 변수 간의 높은 상관성을 나타낸다. 제어부(130)는, 다중 상관 계수 ri,j의 절대값이 제j 기준값보다 큰 경우, 제i 입력 데이터 세트를 상기 제j 서브 다층 퍼셉트론의 모델링을 위해 활용하기로 결정할 수 있다. 제어부(130)는, 다중 상관 계수 ri,j의 절대값이 제j 기준값보다 큰 경우, 제i 외부 변수를 제j 내부 변수에 대한 유효 외부 변수로 설정할 수 있다.
반면, 다중 상관 계수 ri,j의 절대값이 제j 기준값 이하인 것은, 제i 외부 변수와 제j 내부 변수 간의 낮은 상관성을 나타낸다. 제어부(130)는, 다중 상관 계수 ri,j의 절대값이 제j 기준값 이하인 경우, 제i 입력 데이터 세트를 상기 제j 서브 다층 퍼셉트론의 모델링을 위해 활용하지 않기로 결정할 수 있다. 즉, 제어부(130)는, 제i 외부 변수를 제j 내부 변수에 대한 유효 외부 변수에서 제외할 수 있다.
제어부(130)는, 제1 내지 제n 내부 변수 각각에 연관된 제1 내지 제n 서브 다층 퍼셉트론을 생성할 수 있다. 즉, 제j 내부 변수와 제j 서브 다층 퍼셉트론은 서로 연관된다. 제j 서브 다층 퍼셉트론은, 제j 내부 변수의 값을 추정하는 데에 활용되는 것이다.
도 3을 참조하면, 제j 서브 다층 퍼셉트론(300j)은, 입력층(301j), 소정 개수의 중간층(302j) 및 출력층(303j)을 포함한다. 각 중간층(302j)에 포함된 각 노드의 함수 등은 미리 정해져 있을 수 있다. 출력층(303j)은, 제j 내부 변수에 연관된 단일의 출력 노드를 가진다.
제어부(130)는, 제j 내부 변수에 대하여 설정된 유효 외부 변수의 개수와 동일하게, 제j 서브 다층 퍼셉트론의 입력층(301j)의 입력 노드를 생성할 수 있다. 도 3은, 제1, 3, 5 외부 변수 각각이 제j 내부 변수에 대한 유효 외부 변수로 설정된 경우를 예시한다.
제j 서브 다층 퍼셉트론의 입력층(301j)은 3개의 입력 노드(Ij1~Ij3)를 가진다. 3개의 외부 변수에 각각 연관된 제1, 제3 및 제5 입력 데이터 세트가 3개의 입력 노드(Ij1~Ij3) 각각에 트레이닝 데이터로서 제공되고, 제j 서브 다층 퍼셉트론의 출력층으로부터 획득되는 데이터 세트(Wj)의 결과값들과 제j 희망 데이터 세트의 목표값들 간의 비교를 통해 제j 서브 다층 퍼셉트론(300j)의 학습이 이루어진다.
제j 서브 다층 퍼셉트론(300j)의 학습이 완료 후, 제어부(130)는 센싱부(140)를 이용하여 배터리 셀(10)의 전압, 전류 및 온도를 측정할 수 있다. 제어부(130)는, 센싱부(140)로부터의 센싱 데이터를 기초로 3개의 외부 변수의 값을 결정할 수 있다. 그 다음, 제어부(130)는, 3개의 외부 변수의 값을 제j 서브 다층 퍼셉트론(300j)의 3개의 입력 노드(Ij1~Ij3)에 각각 입력하여, 제j 서브 다층 퍼셉트론(300j)의 출력층(303j)에서 결과값을 획득할 수 있다. 해당 결과값은, 3개의 외부 변수의 값에 대응하는 퇴화 상태에 연관된 제j 내부 변수의 추정값이다. 제j 내부 변수의 추정값이, 소정의 제j 안전 범위를 벗어나는 경우, 제어부(130)는 배터리 셀(10)을 보호하기 위해 스위치(20)를 열린 동작 상태로 제어할 수 있다.
도 4는 도 1의 배터리 관리 장치(100)에 의해 실행 가능한 일 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 단계 S410에서, 제어부(130)는, 제1 내지 제m 입력 데이터 세트, 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 및 메인 다층 퍼셉트론(200)을 메모리부(120)에 저장한다.
단계 S420에서, 제어부(130)는, 메인 다층 퍼셉트론(200)을 이용하여, 제1 내지 제m 입력 데이터 세트로부터 제1 내지 제n 출력 데이터 세트를 획득한다.
단계 S422에서, 제어부(130)는, 제2 인덱스(j)를 1로 설정한다.
단계 S430에서, 제어부(130)는, 제j 출력 데이터 세트와 제j 희망 데이터 세트를 기초로, 제j 에러 팩터를 결정한다.
단계 S440에서, 제어부(130)는, 제j 에러 팩터가 임계 에러 팩터보다 작은지 여부를 판정한다. 단계 S440의 값이 "YES"이면, 단계 S450이 진행된다. 단계 S440의 값이 "NO"이면, 단계 S460이 진행된다.
단계 S450에서, 제어부(130)는, 제j 기준값을 제1 소정값과 동일하게 설정한다.
단계 S460에서, 제어부(130)는, 제j 기준값을 제2 소정값과 동일하게 설정한다.
단계 S470에서, 제어부(130)는, 제2 인덱스(j)가 제2 개수(n) 미만인지 여부를 판정한다. 단계 S470의 값이 "YES"이면, 단계 S480이 진행된다.
단계 S480에서, 제어부(130)는, 제2 인덱스(j)를 1만큼 증가시킨다. 단계 S480 후, 단계 S430으로 돌아간다.
도 4의 방법을 통해 제1 내지 제n 기준값이 순차적으로 결정될 수 있다. 제어부(130)는, 도 4의 방법을 통해 제1 내지 제n 기준값이 결정된 다음, 도 5의 방법을 실행할 수 있다.
대안적으로, 전술한 바와 같이 제1 내지 제n 기준값이 미리 정해져 메모리부(120)에 저장되어 있는 경우, 제어부(130)는 도 4의 방법을 실행하지 않고, 도 5의 방법을 실행할 수 있다.
도 5는 도 1의 배터리 관리 장치(100)에 의해 실행 가능한 다른 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 단계 S510에서, 제어부(130)는, 제1 인덱스(i)와 제2 인덱스(j)를 각각 1로 설정한다.
단계 S520에서, 제어부(130)는, 제i 입력 데이터 세트와 제j 희망 데이터 세트 간의 다중 상관 계수를 결정한다.
단계 S530에서, 제어부(130)는, 다중 상관 계수의 절대값이 제j 기준값보다 큰지 여부를 판정한다. 단계 S530의 값이 "YES"이면, 단계 S540이 진행된다. 단계 S530의 값이 "NO"이면, 단계 S550이 진행된다.
단계 S540에서, 제어부(130)는, 제i 외부 변수를 제j 내부 변수에 대한 유효 외부 변수로 설정한다.
단계 S550에서, 제어부(130)는, 제1 인덱스(i)가 제1 개수(m) 미만인지 여부를 판정한다. 단계 S550의 값이 "YES"이면, 단계 S560이 진행된다. 단계 S550의 값이 "NO"이면, 단계 S570이 진행된다.
단계 S560에서, 제어부(130)는, 제1 인덱스(i)를 1만큼 증가시킨다. 단계 S560 후, 단계 S520으로 돌아간다.
단계 S570에서, 제어부(130)는, 제2 인덱스(j)가 제2 개수(n) 미만인지 여부를 판정한다. 단계 S570의 값이 "YES"이면, 단계 S580이 진행된다.
단계 S580에서, 제어부(130)는, 제1 인덱스(i)를 1로 설정하고, 제2 인덱스(j)를 1만큼 증가시킨다. 단계 S580 후, 단계 S520으로 돌아간다.
단계 S550의 값이 "NO"인 것은, 제j 내부 변수에 대한 유효 외부 변수의 설정이 완료된 것을 나타낸다. 제어부(130)는, 단계 S550의 값이 "NO"일 때마다, 제j 내부 변수의 값을 추정하는 데에 활용할 제j 서브 다층 퍼셉트론을 생성할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
1: 배터리 팩
10: 배터리 셀
20: 스위치
100: 배터리 관리 장치
110: 인터페이스부
120: 메모리부
130: 제어부
140: 센싱부

Claims (11)

  1. 제1 내지 제m 입력 데이터 세트, 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 및 제1 내지 제n 기준값을 저장하도록 구성되는 메모리부; 및
    상기 메모리부에 동작 가능하게 결합되는 제어부를 포함하되,
    m과 n은 각각 2이상의 정수이고,
    상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트는, 배터리 셀 외부에서 관측 가능한 제1 내지 제m 외부 변수에 각각 연관되고,
    상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트 각각은, 소정 개수의 입력값을 포함하고,
    상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트는, 상기 배터리 셀 외부에서 관측 불가능한 상기 배터리 셀 내부의 화학적 상태에 의존하는 제1 내지 제n 내부 변수에 각각 연관되고,
    상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 각각은, 상기 소정 개수의 목표값을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트, 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 및 상기 제1 내지 제n 기준값을 기초로, 상기 제1 내지 제n 내부 변수 각각에 대하여 상기 제1 내지 제m 외부 변수 중 적어도 하나를 유효 외부 변수로 설정하도록 구성되는 배터리 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메모리부는,
    상기 제1 내지 제m 외부 변수와 상기 제1 내지 제n 내부 변수 간의 대응 관계를 규정하는 메인 다층 퍼셉트론을 저장하도록 구성되고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트를 상기 메인 다층 퍼셉트론의 입력층에 포함된 제1 내지 제m 입력 노드에 제공하여, 상기 메인 다층 퍼셉트론의 출력층에 포함된 제1 내지 제n 출력 노드로부터 제1 내지 제n 출력 데이터 세트를 획득하되, 상기 제1 내지 제n 출력 데이터 세트 각각은 상기 소정 개수의 결과값을 포함하고,
    상기 제1 내지 제n 출력 데이터 세트와 제1 내지 제n 희망 데이터 세트를 기초로, 제1 내지 제n 에러 팩터를 결정하고,
    상기 제1 내지 제n 에러 팩터 각각을 임계 에러 팩터와 비교하여, 상기 제1 내지 제n 기준값을 결정하도록 구성되는 배터리 관리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 중 제j 희망 데이터 세트에 대한 상기 제1 내지 제n 출력 데이터 세트 중 제j 출력 데이터 세트의 오차율과 동일하게 상기 제1 내지 제n 에러 팩터 중 제j 에러 팩터를 결정하도록 구성되되,
    j는 1부터 n까지의 정수인 배터리 관리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제j 에러 팩터가 상기 임계 에러 팩터보다 작은 경우, 상기 제1 내지 제n 기준값 중 제j 기준값을 제1 소정값과 동일하게 설정하도록 구성되는 배터리 관리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제j 에러 팩터가 상기 임계 에러 팩터 이상인 경우, 상기 제j 기준값을 제2 소정값과 동일하게 설정하도록 구성되되,
    상기 제2 소정값은 상기 제1 소정값보다 작은 배터리 관리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트 중 제i 입력 데이터 세트, 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 중 제j 희망 데이터 세트 및 상기 제1 내지 제n 기준값 중 제j 기준값을 기초로, 상기 제1 내지 제m 외부 변수 중 제i 외부 변수를 상기 제j 내부 변수에 대한 유효 외부 변수로 설정할지 여부를 결정하고,
    상기 제i 외부 변수가 상기 제j 내부 변수에 대한 상기 유효 외부 변수로 설정된 경우, 상기 제i 입력 데이터 세트를 트레이닝 데이터로 활용하여 상기 제j 내부 변수에 연관된 서브 다층 퍼셉트론을 학습시키도록 구성되되,
    i는 1부터 m까지의 정수이고, j는 1부터 n까지의 정수인 배터리 관리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제i 입력 데이터 세트와 상기 제j 희망 데이터 세트 간의 다중 상관 계수를 결정하고,
    상기 다중 상관 계수의 절대값이 상기 제j 기준값보다 큰 경우, 상기 제i 외부 변수를 상기 제j 내부 변수에 대한 상기 유효 외부 변수로 설정하도록 구성되는 배터리 관리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 다중 상관 계수의 절대값이 상기 제j 기준값 이하인 경우, 상기 제i 외부 변수를 상기 제j 내부 변수에 대한 상기 유효 외부 변수에서 제외하도록 구성되는 배터리 관리 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩.
  10. 제1 내지 제m 입력 데이터 세트, 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 및 제1 내지 제n 기준값을 저장하되, m과 n은 각각 2이상의 정수이고, 상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트는 배터리 셀 외부에서 관측 가능한 제1 내지 제m 외부 변수에 각각 연관되고, 상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트 각각은 소정 개수의 입력값을 포함하고, 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트는 상기 배터리 셀 외부에서 관측 불가능한 제1 내지 제n 내부 변수에 각각 연관되고, 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 각각은 상기 소정 개수의 목표값을 포함하는 단계; 및
    상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트, 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 및 상기 제1 내지 제n 기준값을 기초로, 상기 제1 내지 제n 내부 변수 각각에 대하여 상기 제1 내지 제m 외부 변수 중 적어도 하나를 유효 외부 변수로 설정하는 단계를 포함하는 배터리 관리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 내지 제m 입력 데이터 세트 중 제i 입력 데이터 세트와 상기 제1 내지 제n 희망 데이터 세트 중 제j 희망 데이터 세트 간의 다중 상관 계수의 절대값이 상기 제1 내지 제n 기준값 중 제j 기준값보다 큰 경우, 상기 제1 내지 제m 외부 변수 중 제i 외부 변수가 상기 제1 내지 제n 내부 변수 중 제j 내부 변수에 대한 유효 외부 변수로 설정되되,
    i는 1부터 m까지의 정수이고, j는 1부터 n까지의 정수인 배터리 관리 방법.
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