KR20210053749A - 전류 보정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치는 제1 전류 범위에서 배터리 셀의 전류를 측정하고, 측정된 전류에 대한 제1 전류값을 출력하도록 구성된 제1 전류 센서; 상기 제1 전류 범위와 다른 제2 전류 범위에서 배터리 셀의 전류를 측정하고, 측정된 전류에 대한 제2 전류값을 출력하도록 구성된 제2 전류 센서; 및 상기 제1 전류 센서로부터 상기 제1 전류값을 수신하고, 상기 제2 전류 센서로부터 상기 제2 전류값을 수신하고, 상기 제2 전류값이 미리 설정된 전류 보정 범위에 속하는지 여부에 따라 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값 중 적어도 하나에 기반하여 제3 전류값을 결정하고, 결정된 제3 전류값을 상기 배터리 셀의 전류값으로 결정하도록 구성된 제어부를 포함한다.

Description

전류 보정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CORRECTING CURRENT VALUE}
본 발명은 전류 보정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 복수의 전류 센서를 이용하여 측정된 배터리 셀의 전류를 보정하기 위한 전류 보정 장치 및 방법에 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.
종래, 전기 자동차나 하이브리드차의 모터 구동용 전류를 측정하기 위해 홀 소자 등의 자기 검출 소자를 구비한 전류 센서가 이용되고 있다. 그러나 1개의 홀 소자에서는 측정 범위가 한정되기 때문에 하나의 전류 센서로 소전류에서 대전류까지의 넓은 범위를 측정하는 것은 어려웠다. 그래서 측정 범위를 넓히기 위해, 특허문헌 1에 개시되도록 소전류용 자기 검출 소자와 대전류용 자기 검출 소자를 구비하고, 그것을 전환해 사용하는 구성이 제안되었다(특허문헌 1).
JP 2007-78417 A
본 발명은, 전류 범위 및 전류 센싱 감도가 상이한 복수의 전류 센서를 이용하여 배터리의 전류를 측정할 때, 상이한 전류 센싱 감도에 의해 전류 범위의 경계 전류에서 배터리의 측정 전류값이 급변하는 것을 방지하는 전류 보정 장치 및 방법을 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 전류 보정 장치는 제1 전류 범위에서 배터리 셀의 전류를 측정하고, 측정된 전류에 대한 제1 전류값을 출력하도록 구성된 제1 전류 센서; 상기 제1 전류 범위와 다른 제2 전류 범위에서 배터리 셀의 전류를 측정하고, 측정된 전류에 대한 제2 전류값을 출력하도록 구성된 제2 전류 센서; 및 상기 제1 전류 센서로부터 상기 제1 전류값을 수신하고, 상기 제2 전류 센서로부터 상기 제2 전류값을 수신하고, 상기 제2 전류값이 미리 설정된 전류 보정 범위에 속하는지 여부에 따라 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값 중 적어도 하나에 기반하여 제3 전류값을 결정하고, 결정된 제3 전류값을 상기 배터리 셀의 전류값으로 결정하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제1 전류 범위는, 상기 제2 전류 범위에 포함될 수 있다.
상기 제1 전류 센서는, 전류를 센싱하기 위한 센싱 감도가 상기 제2 전류 센서의 센싱 감도와 상이하게 구성될 수 있다.
상기 제1 전류 센서는, 상기 센싱 감도가 상기 제2 전류 센서의 센싱 감도 보다 낮게 구성되어, 상기 제2 전류 센서보다 작은 단위로 전류를 측정 가능하게 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 전류 범위와, 상기 제1 전류 센서의 센싱 감도 및 상기 제2 전류 센서의 센싱 감도 간의 차이에 기반하여 상기 전류 보정 범위를 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 전류 범위, 상기 제1 전류 센서의 최대 오차 범위 및 상기 제2 전류 센서의 최대 오차 범위에 기반하여 상기 전류 보정 범위를 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제2 전류값이 상기 전류 보정 범위에 속하면 상기 제1 전류값과 상기 제2 전류값 각각에 가중치를 부여하여 제1 보정값 및 제2 보정값을 각각 산출하고, 산출된 제1 보정값 및 제2 보정값을 합하여 상기 제3 전류값을 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전류 보정 범위의 임계값 및 상기 제2 전류값에 기반하여 제1 가중치 및 제2 가중치를 각각 산출하고, 상기 제1 전류값에 상기 제1 가중치를 부여하여 상기 제1 보정값을 산출하고, 상기 제2 전류값에 상기 제2 가중치를 부여하여 상기 제2 보정값을 산출하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 다음의 수학식을 이용하여 상기 제3 전류값을 결정하도록 구성될 수 있다.
[수학식]
Figure pat00001
여기서, Ast는 상기 제1 전류값이고, And는 상기 제2 전류값이고, Ard는 상기 제3 전류값이고, X는 상기 전류 보정 범위의 제1 임계값이고, Y는 상기 전류 보정 범위의 제2 임계값이고, (Y-And)÷(Y-X)는 상기 제1 가중치이고, (And-X)÷(Y-X)는 상기 제2 가중치이고, |X|는 |Y| 보다 작을 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제2 전류값이 상기 제1 전류 범위에 속하고, 상기 전류 보정 범위에 속하지 않으면, 상기 제1 전류값을 상기 제3 전류값으로 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제2 전류값이 상기 제1 전류 범위에 속하지 않으면, 상기 제2 전류값을 상기 제3 전류값으로 결정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은 본 발명의 일 측면에 따른 전류 보정 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 전류 보정 방법은 제1 전류 범위에서 배터리 셀의 제1 전류값을 측정하는 제1 전류 측정 단계; 상기 제1 전류 범위와 다른 제2 전류 범위에서 상기 배터리 셀의 제2 전류값을 측정하는 제2 전류 측정 단계; 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값을 수신하는 수신 단계; 상기 제2 전류값이 미리 설정된 전류 보정 범위에 속하는지 여부에 따라 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값 중 적어도 하나에 기반하여 제3 전류값을 결정하는 제3 전류값 결정 단계; 및 상기 제3 전류값을 상기 배터리 셀의 전류값으로 결정하는 배터리 셀 전류 결정 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전류 보정 장치는 배터리 셀의 전류값이 낮은 범위에 속하는 경우에는, 센싱 감도가 낮은 제1 전류 센서를 이용하여 배터리 셀의 전류값을 측정함으로써, 배터리 셀의 저전류를 정밀하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 전류 보정 장치는 전류 보정 범위를 설정함으로써, 제1 전류 범위의 경계 전류 부근에서 측정된 배터리 셀의 전류값이 급격하게 변하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 전류 보정 장치는 사양이 다른 복수의 전류 센서를 이용하여 배터리 셀의 전류를 측정하는 과정에서 발생될 수 있는 문제를 해결함으로써, 나아가 배터리 셀의 충전 상태 또는 퇴화도의 추정의 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 장점이 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 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 전류 보정 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치가 포함된 배터리 팩의 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치가 보정하는 전류 보정 범위의 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 보정 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
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 제어부와 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.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)를 개략적으로 도시한 도면이다. 또한, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)가 포함된 배터리 팩(1)의 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)는 제1 전류 센서(110), 제2 전류 센서(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)에 제1 전류 센서(110) 및 제2 전류 센서(120)만 포함된 것으로 설명하지만, 전류 보정 장치(100)에는 3개 이상의 전류 센서가 포함될 수도 있다. 즉, 전류 보정 장치(100)에 포함될 수 있는 전류 센서의 개수는 제한이 없다.
또한, 제1 전류 센서(110) 및 제2 전류 센서(120)는 각각의 채널이 상이한 단위 센서로서, 하나의 전류 센서에 포함되어 있을 수 있다. 예컨대, 제1 전류 센서(110) 및 제2 전류 센서(120) 각각은 2채널 홀 타입 전류 센서에 구비된 단위 센서일 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 배터리 팩(1)은 하나 이상의 배터리 셀이 구비된 배터리 모듈(10) 및 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)를 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 모듈(10)에는 하나 이상의 배터리 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 구비될 수 있다. 그리고, 배터리 셀은, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 배터리 셀로 간주될 수 있다.
도 2를 참조하면, 전류 보정 장치(100)의 제1 전류 센서(110) 및 제2 전류 센서(120)는 배터리 팩(1)의 메인 충방전 경로(ML) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 메인 충방전 경로(ML)란 배터리 모듈(10)에서 출력된 방전 전류 및 배터리 모듈(10)로 인가되는 충전 전류가 흐르는 대전류 경로일 수 있다. 즉, 메인 충방전 경로(ML)는 배터리 팩(1)의 양극 단자(P+), 배터리 모듈(10) 및 배터리 팩(1)의 음극 단자(P-)를 연결하는 경로일 수 있다.
제1 전류 센서(110)는 제1 전류 범위에서 배터리 셀의 전류를 측정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 제1 전류 센서(110)는 홀 타입 센서로서, 사양에 따른 전류 범위 내에서 전류를 측정할 수 있다.
바람직하게, 도 2의 실시예에서, 제1 전류 센서(110)는 제1 전류 범위 내에서 배터리 팩(1)의 메인 충방전 경로(ML)를 흐르는 전류를 측정할 수 있다.
그리고, 제1 전류 센서(110)는 측정된 전류에 대한 제1 전류값을 출력하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 제1 전류 센서(110)는 측정한 전류에 대한 제1 전류값을 디지털 신호의 형태로 출력할 수 있다. 즉, 제1 전류값의 수신측에서는, 수신한 제1 전류값을 판독하여 제1 전류 센서(110)가 측정한 전류값을 획득할 수 있다.
제2 전류 센서(120)는 상기 제1 전류 범위와 다른 제2 전류 범위에서 배터리 셀의 전류를 측정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제2 전류 센서(120)는 제1 전류 센서(110)와 마찬가지로, 홀 타입 센서일 수 있다. 그리고, 제2 전류 센서(120)가 측정할 수 있는 제2 전류 범위는 제1 전류 센서(110)가 측정할 수 있는 제1 전류 범위와 상이할 수 있다.
예컨대, 도 2의 실시예에서, 제2 전류 센서(120)는 배터리 팩(1)의 메인 충방전 경로(ML) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 메인 충방전 경로(ML) 상에서 제2 전류 센서(120)는 제1 전류 센서(110)와 인접하게 배치될 수 있다. 그리고, 제2 전류 센서(120)는 메인 충방전 경로(ML)를 흐르는 전류를 측정할 수 있다.
제2 전류 센서(120)는 측정된 전류에 대한 제2 전류값을 출력하도록 구성될 수 있다. 즉, 제2 전류 센서(120)는 제1 전류 센서(110)와 마찬가지로, 측정한 전류에 대한 제2 전류값을 디지털 신호의 형태로 출력할 수 있다. 따라서, 제2 전류값의 수신측에서는, 수신한 제2 전류값을 판독하여 제2 전류 센서(120)가 측정한 전류값을 획득할 수 있다.
제어부(130)는 상기 제1 전류 센서(110)로부터 상기 제1 전류값을 수신하도록 구성될 수 있다.
즉, 제어부(130)는 제1 전류값의 수신측으로서, 수신한 제1 전류값을 판독하여 제1 전류 센서(110)가 측정한 전류값을 획득할 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 제어부(130)와 제1 전류 센서(110)는 제1 라인(L1)을 통해서 유선으로 연결될 수 있다. 제1 전류 센서(110)는 제1 전류값을 제1 라인(L1)을 통해 출력하고, 제어부(130)는 제1 라인(L1)을 통해서 상기 제1 전류값을 수신할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 상기 제2 전류 센서(120)로부터 상기 제2 전류값을 수신하도록 구성될 수 있다.
즉, 제어부(130)는 제1 전류값 및 제2 전류값의 수신측으로서, 수신한 제2 전류값을 판독하여 제2 전류 센서(120)가 측정한 전류값을 획득할 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 제어부(130)와 제2 전류 센서(120)는 제2 라인(L2)을 통해서 유선으로 연결될 수 있다. 제2 전류 센서(120)는 제2 전류값을 제2 라인(L2)을 통해 출력하고, 제어부(130)는 제2 라인(L2)을 통해서 상기 제2 전류값을 수신할 수 있다.
제어부(130)는 상기 제2 전류값이 미리 설정된 전류 보정 범위에 속하는지 여부에 따라 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값 중 적어도 하나에 기반하여 제3 전류값을 결정하도록 구성될 수 있다.
여기서, 전류 보정 범위는 제어부(130)가 제1 전류 센서(110) 및 제2 전류 센서(120)의 사양에 기반하여 미리 설정한 범위일 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 제1 전류 센서(110)의 제1 전류 범위 및 제2 전류 센서(120)의 제2 전류 범위에 대한 정보를 입력받을 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 입력받은 제1 전류 범위 및 제2 전류 범위에 대한 정보에 기반하여, 전류 보정 범위를 미리 설정할 수 있다.
예컨대, 상기 제1 전류 범위는, 상기 제2 전류 범위에 포함될 수 있다. 즉, 제1 전류 범위는 -30[A] 내지 30[A]이고, 제2 전류 범위는 -350[A] 내지 350[A]일 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 제1 전류 범위 및 제2 전류 범위에 대한 정보에 기반하여, 전류 보정 범위를 -30[A] 내지 -25[A], 25[A] 내지 30[A]로 설정할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 전류 보정 범위를 -30[A] 이상 -25[A] 이하인 제1 단위 범위와 25[A] 이상 30[A] 이하인 제2 단위 범위로 미리 설정할 수 있다. 그리고, 제2 전류 센서(120)로부터 수신한 제2 전류값이 전류 보정 범위에 속하는지 여부에 따라서, 제어부(130)는 제3 전류값을 결정할 수 있다.
제어부(130)는 결정된 제3 전류값을 상기 배터리 셀의 전류값으로 결정하도록 구성될 수 있다.
제3 전류값은 제1 전류값 및 제2 전류값 중 적어도 하나에 기반하여 결정된 값일 수 있다. 예컨대, 제3 전류값은 제1 전류값일 수 있고, 제2 전류값일 수도 있으며, 제1 전류값 및 제2 전류값에 기반하여 산출된 값일 수도 있다.
즉, 제어부(130)는 전류 범위가 상이한 제1 전류 센서(110)와 제2 전류 센서(120)를 이용함으로써 발생될 수 있는 제1 전류값과 제2 전류값 간의 차이를 보정하기 위하여 제3 전류값을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)는 서로 다른 전류 범위를 갖는 복수의 전류 센서 각각에서 측정한 전류값 간의 차이를 줄일 수 있는 장점이 있다.
따라서, 최종적으로 결정된 배터리 셀의 전류값은 급격하게 변하는 양상을 띠지 않을 수 있다. 즉, 제1 전류 범위 및 제2 전류 범위 전체에서, 결정된 배터리 셀의 전류값이 연속적일 수 있으므로, 결정된 배터리 셀의 전류값에 기반하여 배터리 셀의 퇴화도 또는 배터리 셀의 충전 상태(State of Charge)를 추정할 때, 추정의 정확도 및 신뢰도가 향상될 수 있는 장점이 있다.
예컨대, 앞선 실시예와 같이, 제1 전류 범위는 -30[A] 내지 30[A]이고, 제2 전류 범위는 -350[A] 내지 350[A]이라고 가정한다. 제1 전류 센서(110)는 30[A]를 초과하는 전류를 측정할 수 없기 때문에, 30[A]를 기준으로 결정된 배터리 셀의 전류값이 급변할 수 있다. 급변의 정도가 심할 경우, 30[A] 부근에서 노이즈가 발생된 것으로 판단될 수도 있다. 이 경우, 배터리 셀의 충전 상태 또는 퇴화도의 추정이 잘못되는 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 전류 보정 장치(100)는 사양이 다른 복수의 전류 센서를 이용하여 배터리 셀의 전류를 측정하는 과정에서 발생될 수 있는 문제를 해결함으로써, 나아가 배터리 셀의 충전 상태 또는 퇴화도의 추정의 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)에 구비된 제어부(130)는 본 발명에서 수행되는 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 제어부(130)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 제어부(130)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리는 제어부(130) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어부(130)와 연결될 수 있다.
또한, 제어부(130)는 입력받은 제1 전류 범위 및 제2 전류 범위를 저장할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)는 외부의 입력 장치와 연결되어 제1 전류 범위 및 제2 전류 범위에 대한 정보를 입력받을 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 상기 메모리에 입력받은 제1 전류 범위 및 제2 전류 범위를 저장할 수 있다.
상기 제1 전류 센서(110)는, 전류를 센싱하기 위한 센싱 감도가 상기 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도와 상이하게 구성될 수 있다. 여기서, 센싱 감도란 측정할 수 있는 전류의 단위 크기로서, 전류 센서의 분해능이라고 볼 수 있다. 예컨대, 센싱 감도가 20mA이면, 20mA 단위로 전류를 측정할 수 있다. 다른 예로, 센싱 감도가 300mA이면, 300mA 단위로 전류를 측정할 수 있다. 즉, 센싱 감도가 20mA인 전류 센서는, 20mA, 40mA 및 60mA 등의 단위 전류를 측정할 수 있지만, 센싱 감도가 300mA인 전류 센서는, 300mA, 600mA 및 900mA 등의 단위 전류를 측정할 수 있다.
제1 전류 센서(110)와 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도가 상이하기 때문에, 제1 전류 센서(110)로부터 획득되는 제1 전류값과 제2 전류 센서(120)로부터 획득되는 제2 전류값이 서로 다를 수 있다.
예컨대, 제1 전류 센서(110)와 제2 전류 센서(120) 중 센싱 감도가 더 낮은 전류 센서를 통해서 배터리 셀의 전류, 즉, 메인 충방전 경로(ML)를 흐르는 전류를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
반대로, 제1 전류 센서(110)와 제2 전류 센서(120) 중 센싱 감도가 더 높은 전류 센서를 통해서, 높은 단위 전류를 측정함으로써, 배터리 셀의 전류 변화 정도를 쉽게 파악할 수 있다. 또한, 전류 측정에 소모되는 자원은 높은 단위 전류가 측정될 때가 낮은 단위 전류가 측정될 때보다 절약될 수 있다. 따라서, 배터리 셀의 전류 변화 추이를 파악하기 위해서는 센싱 감도가 높은 전류 센서가 이용될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)는 획득하고자 하는 배터리 셀의 전류 정보 및 전류 측정에 소모되는 자원을 고려하여, 센싱 감도가 서로 다른 복수의 전류 센서를 구비하는 장점이 있다.
바람직하게, 상기 제1 전류 센서(110)는, 상기 센싱 감도가 상기 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도 보다 낮게 구성될 수 있다. 즉, 제1 전류 센서(110)는 제2 전류 센서(120)보다 작은 단위로 전류를 측정 가능하게 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게, 제1 전류 센서(110)의 제1 전류 범위는 제2 전류 센서(120)의 제2 전류 범위에 포함되고, 제1 전류 센서(110)의 센싱 감도는 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도보다 낮을 수 있다.
제1 전류 범위에서, 제1 전류 센서(110)는 제2 전류 센서(120)보다 배터리 셀의 전류를 보다 정밀하게 측정할 수 있다. 그리고, 제2 전류 범위에서, 제2 전류 센서(120)는 배터리 셀의 전류를 측정할 수 있다.
즉, 제1 전류 센서(110)는 제1 전류 범위에서 배터리 셀의 전류를 정확하게 측정하기 위하여 구비된 전류 센서이고, 제2 전류 센서(120)는 배터리 셀의 전류 전범위에 대해서 전류를 측정하기 위하여 구비된 전류 센서일 수 있다. 즉, 제2 전류 범위는 배터리 셀의 전류 전범위일 수 있다.
예컨대, 제1 전류 범위는 -30[A] 내지 30[A]이고, 제2 전류 범위는 -350[A] 내지 350[A]일 수 있다. 그리고, 제1 전류 센서(110)의 센싱 감도는 20mA이고, 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도는 300mA일 수 있다. 여기서, -30[A] 내지 30[A] 범위에서는 제1 전류 센서(110)를 통해 낮은 센싱 감도로 배터리 셀의 전류가 정밀하게 측정될 수 있다. 다만, 배터리 셀의 전류가 30[A]를 초과하는 순간, 제1 전류 센서(110)는 배터리 셀의 전류를 측정할 수 없고, 제2 전류 센서(120)를 통해 배터리 셀의 전류가 측정될 수 있다. 이 경우, 제1 전류 센서(110)의 센싱 감도와 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도의 차이 때문에, 결정된 배터리 셀의 전류값은 많게는 300[mA]까지 차이가 날 수 있다. 즉, 20[mA] 간격으로 측정되던 배터리 셀의 전류가 제1 전류 범위를 지나는 즉시 300[mA] 간격으로 측정되기 때문에, 제1 전류 범위의 경계 전류 부근에서 측정된 배터리 셀의 전류값이 급격하게 변하는 문제가 생길 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)는 전류 보정 범위를 설정함으로써, 제1 전류 범위의 경계 전류 부근에서 측정된 배터리 셀의 전류값이 급격하게 변하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부(130)는, 상기 제1 전류 범위와, 상기 제1 전류 센서(110)의 센싱 감도 및 상기 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도 간의 차이에 기반하여 상기 전류 보정 범위를 설정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 제1 전류 센서(110)의 센싱 감도와 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도 간의 비율에 기반하여, 전류 보정 범위를 설정할 수 있다. 여기서, 제1 전류 센서(110)의 센싱 감도와 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도에 대한 정보는 전류 보정 장치에 미리 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 제어부(130) 외부로부터 제1 전류 센서(110)의 센싱 감도와 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도에 대한 정보를 입력받고, 입력받은 센싱 감도에 대한 정보를 상기 메모리에 미리 저장할 수 있다.
예컨대, 도 3의 실시예에서, 제1 전류 센서(110)의 센싱 감도는 20[mA]이고, 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도는 300[mA]이라고 가정한다. 제어부(130)는 제1 전류 센서(110)의 센싱 감도와 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도 간의 비율을 15로 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 제1 전류 범위의 상한 경계 전류(30[A]) 및 하한 경계 전류(-30[A])에서 상기 산출한 비율 15를 적용하여 전류 보정 범위를 설정할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 제1 전류 범위의 상한 경계 전류(30[A])로부터 15% 범위를 전류 보정 범위로 설정할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 제1 전류 범위의 하한 경계 전류(-30[A])로부터 15% 범위를 전류 보정 범위로 설정할 수 있다. 이 경우, 전류 보정 범위는 -30[A] 내지 -25.5[A] 및 25.5[A] 내지 30[A]로 설정될 수 있다.
즉, 제어부(130)는 제1 전류 보정 범위의 상한 경계 전류 및 하한 경계 전류 각각으로부터, 제1 전류 센서(110)의 센싱 감도와 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도 간의 비율에 대응되는 범위를 전류 보정 범위로 설정할 수 있다.
예컨대, 전류 보정 범위가 너무 넓게 설정되면, 낮은 전류에서의 결정된 배터리 셀의 전류의 정확도가 낮아질 수 있다. 반대로, 전류 보정 범위가 너무 좁게 설정되면, 전류 보정 범위에서 배터리 셀의 전류값이 보정되더라도 결정된 배터리 셀의 전류값이 급격하게 변할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)는 제1 전류 센서(110)의 센싱 감도 및 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도에 기반하여 전류 보정 범위를 적절하게 설정함으로써, 낮은 전류 범위에서의 배터리 셀의 전류 측정의 정확도는 향상시키면서, 배터리 셀의 전류 전범위에서 결정된 배터리 셀의 전류값이 급변하지 않도록 하는 장점이 있다.
다른 실시예에서, 상기 제어부(130)는 상기 제1 전류 범위, 상기 제1 전류 센서(110)의 측정 오차 범위 및 상기 제2 전류 센서(120)의 측정 오차 범위에 기반하여 상기 전류 보정 범위를 설정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 제1 전류 센서(110)의 측정 오차 범위에 대한 정보와 제2 전류 센서(120)의 측정 오차 범위에 대한 정보를 미리 획득할 수 있다.
여기서, 제1 전류 센서(110)의 측정 오차 범위와 제2 전류 센서(120)의 측정 오차 범위에 대한 정보는 전류 보정 장치에 미리 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 제어부(130) 외부로부터 제1 전류 센서(110)의 측정 오차 범위와 제2 전류 센서(120)의 측정 오차 범위에 대한 정보를 입력받고, 입력받은 측정 오차 범위에 대한 정보를 상기 메모리에 미리 저장할 수 있다.
그리고, 제어부(130)는 제1 전류 센서(110)의 측정 오차 범위의 최대값과 제2 전류 센서(120)의 측정 오차 범위의 최대값에 기반하여, 상기 전류 보정 범위를 설정할 수 있다.
예컨대, 제1 전류 범위가 -30[A] 내지 30[A]이고, 제2 전류 범위가 -300[A] 내지 300[A]라고 가정한다. 또한, 제1 전류 센서(110)의 최대 오차 범위가 0.5[A]이고, 제2 전류 센서(120)의 최대 오차 범위가 4[A]라고 가정한다. 여기서, 최대 오차 범위란 전류 센서가 측정한 전류값에 포함될 수 있는 오차의 최대 범위를 의미한다.
제어부(130)는 제1 전류 센서(110)의 최대 오차 범위와 제2 전류 센서(120)의 최대 오차 범위를 합한 값에 기반하여 전류 보정 범위를 설정할 수 있다.
예컨대, 앞선 실시예에서, 제1 전류 센서(110)의 최대 오차 범위와 제2 전류 센서(120)의 최대 오차 범위의 합은 4.5[A]이다. 그리고, 제어부(130)는 산출한 최대 오차 범위의 합 4.5[A]와 제1 전류 범위에 기반하여, 전류 보정 범위를 -30[A] 내지 -25.5[A] 및 25.5[A] 내지 30[A]로 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)는 제1 전류 센서(110) 및 제2 전류 센서(120)의 전류 측정 성능에 대응되도록 전류 보정 범위를 설정할 수 있다. 즉, 전류 보정 장치(100)는 복수의 전류 센서의 사양 차이를 고려하여 전류 보정 범위를 설정함으로써, 제1 전류 범위의 경계 전류 부근에서 측정된 배터리 셀의 전류값이 급격하게 변하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 제어부(130)는, 상기 제1 전류 센서(110)의 센싱 감도, 상기 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도, 상기 제1 전류 센서(110)의 측정 오차 범위, 및 상기 제2 전류 센서(120)의 측정 오차 범위를 모두 고려하여 상기 전류 보정 범위를 설정하도록 구성될 수도 있다.
앞선 실시예들과 달리, 제1 전류 센서(110) 및 제2 전류 센서(120)의 센싱 감도에 의해 설정된 전류 보정 범위(이하, 제1 전류 보정 범위)와, 제1 전류 센서(110) 및 제2 전류 센서(120)의 최대 오차 범위에 기반하여 설정된 전류 보정 범위(이하, 제2 전류 보정 범위)가 서로 상이하다고 가정한다. 예컨대, 제1 전류 보정 범위는 -30[A] 내지 -25[A] 및 25[A] 내지 30[A]이고, 제2 전류 보정 범위는 -30[A] 내지 -27[A] 및 27[A] 내지 30[A]이라고 가정한다.
제1 전류 보정 범위 및 제2 전류 보정 범위가 상이한 경우, 제어부(130)는 제1 전류 보정 범위와 제2 전류 보정 범위의 평균 범위를 상기 전류 보정 범위로 설정할 수 있다.
예컨대, 앞선 실시예의 경우, 제어부(130)는 -30[A] 내지 -25[A]와 -30[A] 내지 -27[A] 간의 평균을 계산하여, -30[A] 내지 -26[A]를 전류 보정 범위로 설정할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 25[A] 내지 30[A]와 27[A] 내지 30[A] 간의 평균을 계산하여, 26[A] 내지 30[A]를 전류 보정 범위로 설정할 수 있다.
따라서, 제어부(130)는, 제1 전류 센서(110) 및 제2 전류 센서(120)의 사양에 보다 대응되는 전류 보정 범위를 설정할 수 있는 장점이 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 제2 전류값이 상기 전류 보정 범위에 속하면 상기 제1 전류값과 상기 제2 전류값 각각에 가중치를 부여하여 제1 보정값 및 제2 보정값을 각각 산출하도록 구성될 수 있다.
즉, 제어부(130)는 제1 전류 센서(110)로부터 수신한 제1 전류값과 제2 전류 센서(120)로부터 수신한 제2 전류값 각각에 가중치를 부여할 수 있다.
그리고 제어부(130)는, 산출된 제1 보정값 및 제2 보정값을 합하여 상기 제3 전류값을 결정하도록 구성될 수 있다.
따라서, 전류 보정 범위 내에서 결정된 배터리 셀의 전류값은 제1 전류값과 제2 전류값이 모두 고려되어 결정된 것이므로, 제1 전류 범위의 경계 전류 부근에서 배터리 셀의 전류값이 급격하게 변하는 것이 방지될 수 있다. 나아가, 배터리 셀의 전류값이 급격하게 변하지 않게 됨으로써, 결정된 배터리 셀의 전류값에 기반하여 추정될 수 있는 배터리 셀의 퇴화도 또는 충전 상태도 급격하게 변하지 않고 완만하게 추정될 수 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 전류 보정 범위의 임계값 및 상기 제2 전류값에 기반하여 제1 가중치 및 제2 가중치를 각각 산출하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 전류 보정 범위의 임계값은 제1 임계값과 제2 임계값이 포함될 수 있다. 여기서, 제1 임계값은 전류 보정 범위의 경계 전류 중 하나이고, 제2 임계값은 제1 전류 범위의 경계 전류 중 하나일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)가 보정하는 전류 보정 범위의 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제1 전류 범위는 -30[A] 내지 30[A]이고, 제2 전류 범위는 -350[A] 내지 350[A]일 수 있다. 즉, 제1 전류 범위는 제2 전류 범위에 포함될 수 있다. 그리고, 전류 보정 범위는 -25[A] 내지 -30[A]의 범위와 25[A] 내지 30[A]의 범위로 설정될 수 있다.
도 3의 실시예에서, 전류 보정 범위의 임계값은 -30[A], -25[A], 25[A] 및 30[A]일 수 있다. 즉, 제1 임계값은 -25[A] 또는 25[A]이고, 제2 임계값은 제1 전류 범위의 경계 전류인 -30[A] 또는 30[A]일 수 있다.
제어부(130)는, 상기 제1 전류값에 상기 제1 가중치를 부여하여 상기 제1 보정값을 산출하도록 구성될 수 있다. 그리고, 제어부(130)는, 상기 제2 전류값에 상기 제2 가중치를 부여하여 상기 제2 보정값을 산출하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 제어부(130)는 제1 전류값에 제1 가중치를 곱하여 상기 제1 보정값을 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 제2 전류값에 제2 가중치를 곱하여 상기 제2 보정값을 산출할 수 있다. 마지막으로, 제어부(130)는 제1 보정값과 제2 보정값을 서로 합하여 제3 전류값을 결정할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)는 제1 전류 센서(110)가 측정한 제1 전류값과 제2 전류 센서(120)가 측정한 제2 전류값 간의 가중합산을 통해서, 제1 전류 범위의 경계 전류 부근에서 결정된 배터리 셀의 전류값이 급격하게 변하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
상기 제어부(130)는, 다음의 수학식을 이용하여 상기 제3 전류값을 결정하도록 구성될 수 있다.
[수학식]
Figure pat00002
여기서, Ast는 상기 제1 전류값이고, And는 상기 제2 전류값이고, Ard는 상기 제3 전류값이고, X는 상기 전류 보정 범위의 제1 임계값이고, Y는 상기 전류 보정 범위의 제2 임계값이고, (Y-And)÷(Y-X)는 상기 제1 가중치이고, (And-X)÷(Y-X)는 상기 제2 가중치이고, |X|는 |Y| 보다 작을 수 있다.
예컨대, 도 3을 참조하면, X는 -25[A] 또는 25[A]이고, Y는 -30[A] 또는 30[A]일 수 있다. 여기서, X 및 Y의 값은 전류 보정 범위 중 제2 전류값이 속하는 범위에 대응되도록 선택될 수 있다. 만약, 제2 전류값이 28[A]라면, X는 25[A]이고, Y는 30[A]일 수 있다. 반대로, 제2 전류값이 -28[A]라면, X는 -25[A]이고, -Y는 30[A]일 수 있다.
상기 수학식을 참조하면, 제1 가중치 및 제2 가중치는 전류 보정 범위 내에서 제2 전류값이 속하는 위치에 따라 변경될 수 있다. 예컨대, 도 3의 실시예에서, 제2 전류값이 -27.5[A] 또는 27.5[A]인 경우, 제1 가중치와 제2 가중치는 서로 동일할 수 있다.
즉, 제어부(130)는 제2 전류값이 전류 보정 범위의 제1 임계값에 가까울수록 제3 전류값을 제1 전류값과 근사하게 설정하고, 제2 전류값이 전류 보정 범위의 제2 임계값에 가까울수록 제3 전류값을 제2 전류값과 근사하게 설정할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)는 전류 보정 범위에서 제1 전류값 및 제2 전류값을 가중합산하여 배터리 셀의 전류값을 결정함으로써, 연속적인 배터리 셀의 전류값을 전범위에서 결정할 수 있는 장점이 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 제2 전류값이 상기 제1 전류 범위에 속하고, 상기 전류 보정 범위에 속하지 않으면, 상기 제1 전류값을 상기 제3 전류값으로 결정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 3의 실시예에서, 제2 전류값이 -25[A] 초과 25[A] 미만 범위에 속하면, 제어부(130)는 제1 전류 센서(110)에서 측정한 제1 전류값을 제3 전류값으로 결정할 수 있다. 따라서, 배터리 셀의 전류값이 제1 전류값으로 결정될 수 있다.
즉, 제어부(130)는 배터리 셀의 전류값이 낮은 범위에 속하는 경우에는, 센싱 감도가 낮은 제1 전류 센서(110)를 이용하여 배터리 셀의 전류값을 측정함으로써, 배터리 셀의 저전류를 정밀하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
예컨대, 배터리 셀에 대한 충방전 프로파일에 기반하여 배터리 셀의 퇴화도를 측정하고자 할 때, 일반적으로 0.05C 정도의 저전류를 이용한다. 즉, 충방전 전류가 낮을수록 충방전에 따른 배터리 셀의 상태 변화가 크지 않기 때문에, 배터리 셀의 상태가 보다 정확하게 파악될 수 있기 때문이다. 따라서, 제어부(130)는 배터리 셀의 전류값이 낮은 범위에 속하는 경우에는 센싱 감도가 낮은 제1 전류 센서(110)를 이용하여 배터리 셀의 전류값을 정밀하게 측정하도록 구성될 수 있다.
그리고, 제어부(130)는 상기 제2 전류값이 상기 제1 전류 범위에 속하지 않으면, 상기 제2 전류값을 상기 제3 전류값으로 결정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 3의 실시예에서, 제2 전류값이 -30[A] 미만 범위 또는 30[A] 초과 범위에 속하면, 제어부(130)는 제2 전류 센서(120)에서 측정한 제2 전류값을 제3 전류값으로 결정할 수 있다. 따라서, 배터리 셀의 전류값이 제2 전류값으로 결정될 수 있다.
즉, 제어부(130)는 배터리 셀이 전류값이 제1 전류 범위보다 높은 범위에 속하는 경우에는, 배터리 셀에 대한 전범위 전류를 효율적으로 측정하기 위하여, 센싱 감도가 높은 제2 전류 센서(120)를 이용하여 배터리 셀의 전류를 측정할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)는, 서로 사용 목적이 상이한 복수의 전류 센서를 이용하여, 배터리 셀의 전류를 측정할 수 있는 장점이 있다. 또한, 전류 보정 장치(100)는 배터리 셀의 전류를 측정하는 과정에서, 복수의 전류 센서의 사양 차이에 의해 발생되는 전류값의 편차를 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 전류 보정 장치(100)는, 배터리 팩(1)에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은, 상술한 전류 보정 장치(100) 및 하나 이상의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 팩(1)은, 전장품(릴레이, 퓨즈 등) 및 케이스 등을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)는 배터리 팩(1)에 구비될 수 있다. 그리고, 전류 보정 장치(100)는 배터리 팩(1)의 메인 충방전 경로(ML)를 흐르는 전류를 측정하여, 전류 보정 범위에 속한 전류값을 보정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전류 보정 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 전류 보정 방법은 제1 전류 측정 단계(S100); 제2 전류 측정 단계(S200); 수신 단계(S300); 제3 전류값 결정 단계(S400); 및 배터리 셀 전류 결정 단계(S500)를 포함할 수 있다. 여기서, 전류 보정 방법의 각 단계는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 보정 장치(100)에 의해서 수행될 수 있다.
제1 전류 측정 단계(S100)는, 제1 전류 범위에서 배터리 셀의 제1 전류값을 측정하는 단계로서, 제1 전류 센서(110)에 의해 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 전류 센서(110)는 배터리 팩(1)의 메인 충방전 경로(ML) 상에 배치되어, 메인 충방전 경로(ML)를 흐르는 제1 전류값을 측정할 수 있다.
제2 전류 측정 단계(S200)는, 상기 제1 전류 범위와 다른 제2 전류 범위에서 상기 배터리 셀의 제2 전류값을 측정하는 단계로서, 제2 전류 센서(120)에 의해 수행될 수 있다.
제2 전류 센서(120)가 측정할 수 있는 제2 전류 범위는, 제1 전류 센서(110)가 측정할 수 있는 제1 전류 범위와 상이할 수 있다.
그리고, 도 2를 참조하면, 제2 전류 센서(120)는 배터리 팩(1)의 메인 충방전 경로(ML) 상에 배치되어, 메인 충방전 경로(ML)를 흐르는 제2 전류값을 측정할 수 있다.
수신 단계(S300)는, 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값을 수신하는 단계로서, 제어부(130)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 제어부(130)는 제1 라인(L1)을 통해 제1 전류 센서(110)와 연결되고, 제2 라인(L2)을 통해 제2 전류 센서(120)와 연결될 수 있다. 제어부(130)는 제1 라인(L1)을 통해서 전류 센서로부터 제1 전류값을 수신하고, 제2 라인(L2)을 통해서 전류 센서로부터 제2 전류값을 수신하도록 구성될 수 있다.
제3 전류값 결정 단계(S400)는, 상기 제2 전류값이 미리 설정된 전류 보정 범위에 속하는지 여부에 따라 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값 중 적어도 하나에 기반하여 제3 전류값을 결정하는 단계로서, 제어부(130)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 제2 전류값이 전류 보정 범위에 속하면, 제어부(130)는 제1 전류값 및 제2 전류값을 가중합산하여 제3 전류값을 결정할 수 있다.
다른 예로, 제2 전류값이 전류 보정 범위에 속하지 않으면서, 제1 전류 범위에 속하면, 제어부(130)는 제1 전류값을 제3 전류값으로 결정할 수 있다.
또 다른 예로, 제2 전류값이 제1 전류 범위에 속하지 않으면, 제어부(130)는 제2 전류값을 제3 전류값으로 결정할 수 있다.
배터리 셀 전류 결정 단계(S500)는, 상기 제3 전류값을 상기 배터리 셀의 전류값으로 결정하는 단계로서, 제어부(130)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 제어부(130)는 결정한 제3 전류값을 배터리 셀의 전류값으로 결정할 수 있다.
따라서, 배터리 셀의 전류값은 낮은 전류 범위에서는 정밀하게 측정될 수 있다. 또한, 제1 전류 범위의 경계 전류 부근에서는, 제1 측정 전류에 의해 측정된 제1 전류값과 제2 측정 전류에 의해 측정된 제2 전류값 간의 편차가 줄어들어, 배터리 셀의 전류값이 급격하게 변하는 것이 방지될 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 모듈
100: 전류 보정 장치
110: 제1 전류 센서
120: 제2 전류 센서
130: 제어부
ML: 메인 충방전 경로
L1 및 L2: 제1 라인 및 제2 라인

Claims (12)

  1. 제1 전류 범위에서 배터리 셀의 전류를 측정하고, 측정된 전류에 대한 제1 전류값을 출력하도록 구성된 제1 전류 센서;
    상기 제1 전류 범위와 다른 제2 전류 범위에서 배터리 셀의 전류를 측정하고, 측정된 전류에 대한 제2 전류값을 출력하도록 구성된 제2 전류 센서; 및
    상기 제1 전류 센서로부터 상기 제1 전류값을 수신하고, 상기 제2 전류 센서로부터 상기 제2 전류값을 수신하고, 상기 제2 전류값이 미리 설정된 전류 보정 범위에 속하는지 여부에 따라 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값 중 적어도 하나에 기반하여 제3 전류값을 결정하고, 결정된 제3 전류값을 상기 배터리 셀의 전류값으로 결정하도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 보정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전류 범위는,
    상기 제2 전류 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 전류 보정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전류 센서는,
    전류를 센싱하기 위한 센싱 감도가 상기 제2 전류 센서의 센싱 감도와 상이하게 구성된 것을 특징으로 하는 전류 보정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전류 센서는,
    상기 센싱 감도가 상기 제2 전류 센서의 센싱 감도 보다 낮게 구성되어, 상기 제2 전류 센서보다 작은 단위로 전류를 측정 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 전류 보정 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전류 범위와, 상기 제1 전류 센서의 센싱 감도 및 상기 제2 전류 센서의 센싱 감도 간의 차이에 기반하여 상기 전류 보정 범위를 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전류 보정 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전류 범위, 상기 제1 전류 센서의 최대 오차 범위 및 상기 제2 전류 센서의 최대 오차 범위에 기반하여 상기 전류 보정 범위를 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전류 보정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 전류값이 상기 전류 보정 범위에 속하면 상기 제1 전류값과 상기 제2 전류값 각각에 가중치를 부여하여 제1 보정값 및 제2 보정값을 각각 산출하고, 산출된 제1 보정값 및 제2 보정값을 합하여 상기 제3 전류값을 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전류 보정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전류 보정 범위의 임계값 및 상기 제2 전류값에 기반하여 제1 가중치 및 제2 가중치를 각각 산출하고, 상기 제1 전류값에 상기 제1 가중치를 부여하여 상기 제1 보정값을 산출하고, 상기 제2 전류값에 상기 제2 가중치를 부여하여 상기 제2 보정값을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전류 보정 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    다음의 수학식을 이용하여 상기 제3 전류값을 결정하도록 구성되고,
    [수학식]
    Figure pat00003

    여기서, Ast는 상기 제1 전류값이고, And는 상기 제2 전류값이고, Ard는 상기 제3 전류값이고, X는 상기 전류 보정 범위의 제1 임계값이고, Y는 상기 전류 보정 범위의 제2 임계값이고, (Y-And)÷(Y-X)는 상기 제1 가중치이고, (And-X)÷(Y-X)는 상기 제2 가중치이고, |X|는 |Y| 보다 작은 것을 특징으로 하는 전류 보정 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 전류값이 상기 제1 전류 범위에 속하고, 상기 전류 보정 범위에 속하지 않으면, 상기 제1 전류값을 상기 제3 전류값으로 결정하도록 구성되고,
    상기 제2 전류값이 상기 제1 전류 범위에 속하지 않으면, 상기 제2 전류값을 상기 제3 전류값으로 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전류 보정 장치.

  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 전류 보정 장치를 포함하는 배터리 팩.
  12. 제1 전류 범위에서 배터리 셀의 제1 전류값을 측정하는 제1 전류 측정 단계;
    상기 제1 전류 범위와 다른 제2 전류 범위에서 상기 배터리 셀의 제2 전류값을 측정하는 제2 전류 측정 단계;
    상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값을 수신하는 수신 단계;
    상기 제2 전류값이 미리 설정된 전류 보정 범위에 속하는지 여부에 따라 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값 중 적어도 하나에 기반하여 제3 전류값을 결정하는 제3 전류값 결정 단계; 및
    상기 제3 전류값을 상기 배터리 셀의 전류값으로 결정하는 배터리 셀 전류 결정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 보정 방법.
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