KR20220011852A - 전기자동차용 배터리의 열화도 측정방법 - Google Patents

전기자동차용 배터리의 열화도 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차용 배터리의 열화도 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자동차의 배터리관리시스템(BMS)이 일정한 전류값 구간에서 각 전류값 지점별로 측정된 전압값의 평균값들의 변화량 또는 전압값의 평균값들을 연결한 추세선을 이용하여 배터리의 열화도를 측정하는 것을 특징으로 하는 열화도 측정방법에 관한 것이다.

Description

전기자동차용 배터리의 열화도 측정방법{Detecting method for the battery use for a electronic vehicle}
본 발명은 전기자동차용 배터리의 열화도 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자동차의 배터리관리시스템(BMS)이 일정한 전류값 구간에서 각 전류값 지점별로 측정된 전압값의 평균값들의 변화량 또는 전압값의 평균값들을 연결한 추세선을 이용하여 배터리의 열화도를 측정하는 것을 특징으로 하는 열화도 측정방법에 관한 것이다.
근래, 엔진과 모터에 의하여 제공되는 구동력을 이용하여 주행하는 하이브리드 전기자동차(hybrid electric vehicle, 약칭 'HEV'), 모터에 의하여 제공되는 구동력을 이용하여 주행하는 전기자동차(electronic vehicle, 약칭 'EV')가 사용되고 있다.
상기의 하이브리드 전기자동차 또는 전기자동차는 토크가 요구되는 차량의 급가속시에는 모터와 엔진이 함께 구동되면서 모터가 엔진의 구동력을 보충하며 반대로 차량의 감속시에는 회생제동기능이 구현되면서 배터리를 충전하게 된다.
이러한 배터리는 기계적인 부품과는 달리 화학적 소모가 이루어지므로 사용시간이 경과될수록 배터리의 총 용량이 감소되는 이른바 배터리 열화 현상이 발생된다.
상기 배터리의 열화로 인하여 자동차의 주행가능거리가 감소되고, 가속을 위한 엔진출력이 저하되는 등의 자동차의 성능에 악영향을 미치게 되는데, 이러한 배터리의 열화로 인한 악영향이 반영되지 않은 상태에서 차량을 운행하게 되면, 자동차의 계기판에 표시되는 주행가능거리보다 더 짧게 주행하였는데도 불구하고 배터리가 방전될 우려가 있다.
따라서, 이러한 배터리의 열화도의 측정을 위하여 대한민국특허공고 제 10-1982938 호의 전지상태 추정장치의 기술이 공지된 바 있으며, 이 기술은 각 배터리충전량(SOC)에 해당하는 온도별 임피던스의 기울기를 이용하여 배터리의 열화도를 측정하는 기술이다.
그러나, 상기 기술은 임피던스 측정을 위하여 다양한 주파수 성분을 배터리에 인가하여 그래프를 취득하는 방법을 사용하는데, 차량에서 고정된 주파수를 인가하는 것이 기술적으로 매우 어려울 뿐만 아니라 충전중 또는 특정조건에서만 임피던스를 측정하는 것이 가능하므로 열화도 측정이 부정확할 우려가 있는 기술이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 배터리의 열화를 정확하게 측정하기 위한 방법을 제공함으로써 자동차의 운행상의 주행거리 오차 등의 우려를 미연에 방지할 수 있는 전기자동차용 배터리의 열화도 측정방법을 제공한다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 전기자동차용 배터리의 열화도 측정방법의 구성은, 자동차의 배터리관리시스템(BMS)이 일정한 전류값 구간에서 각 전류값 지점별로 측정된 전압값의 평균값들의 변화량 또는 전압값의 평균값들을 연결한 추세선을 이용하여 배터리의 열화도를 측정하는 구성을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 전기자동차용 배터리의 열화도 측정방법은, 배터리 각 출력전류지점에서 생성되는 전압값의 평균값의 변화량과 추세선의 기울기에 따라서 배터리의 열화 정도를 측정함으로써 비교적 간단한 알고리즘을 통하여 배터리의 열화상태를 용이하게 파악할 수 있으며 주행중에도 실시간으로 열화도를 측정할 수 있으며, 임베디드(Embeded) 시스템으로의 적용에 적합한 효과가 있다.
또한, 파악된 배터리의 열화 정도에 따라서 자동차 배터리의 수명 관리를 효율적으로 수행할 수 있으며, 자동차의 전자제어유닛(ECU)이 파악된 배터리의 열화 정도를 반영한 주행가능거리를 사용자에게 알려줄 수 있게 되어 자동차의 상품성을 제고하고 소비자 불만을 미연에 방지할 수 있게 된 효과를 발현한다.
도 1 은 전기자동차용 배터리의 출력전압을 나타내는 그래프의 일례,
도 2 는 전기자동차용 배터리의 출력전압의 추세선의 일례,
도 3 은 전기자동차용 배터리의 출력전압의 추세선의 일례들을 도시한 것으로서, 도 3a 는 장거리 주행차량 고전류 대역의 추세선, 도 3b 는 장거리 주행차량 저전류 대역의 추세선, 도 3c 는 단거리 주행차량 고전류 대역의 추세선, 도 3d 는 단거리 주행차량 저전류 대역의 추세선,
도 4 는 본 발명의 제 1 실시예의 전기자동차용 배터리의 열화도 측정방법의 순서도,
도 5 는 본 발명의 제 2 실시예의 전기자동차용 배터리의 열화도 측정방법의 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 전기자동차용 배터리의 열화도 측정방법의 구성을 상세하게 설명한다.
단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.
또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1 은 전기자동차용 배터리의 출력전압을 나타내는 그래프의 일례이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 전기자동차용 배터리의 열화도 측정방법은 배터리의 전류값 대비 전압값을 측정하고, 측정된 전압값의 평균값들의 변화량 또는 평균값들을 연결한 추세선의 기울기를 이용하여 열화도를 측정하게 된다.
도면의 그래프는 전기자동차의 주행시 배터리의 출력 전류값 대비 출력전압의 그래프로서, 그래프의 x 축이 전류값이고, y 축이 전압값이다.
여기서, x 축상의 전류값의 음의 영역은 배터리가 방전되는 영역이고, x 축상의 양의 영역은 배터리가 충전되는 영역이다.
이때, 그래프에 도시된 점(a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9)에 해당하는 전압값은 일정한 시간동안 해당 전류값에서 측정된 전압값의 평균값을 나타내는데, 배터리가 열화가 진행될수록 상기 전압값의 평균값은 전류값의 음의 영역에서는 감소되고 전류값의 양의 영역에서는 증가되게 된다.
본 발명 제 1 실시예의 열화도 측정방법은, 상술한 전압값의 평균값이 감소되거나 증가되는 변화량을 이용하여 배터리의 열화도를 산출하는 측정방법이다.
즉, 전기자동차의 배터리관리시스템(Battery Management System, BMS)이 배터리의 출력 전류값의 구간을 일정한 간격으로 등분하여 등분된 각 전류값 지점에서의 전압값을 일정한 시간 동안 측정하여 전압값들의 데이터를 획득한 후, 획득된 데이터의 갯수가 기설정된 갯수를 초과하는 제 1 시점(t)에서 획득된 전압값들의 제 1 평균전압값(V_avg(t))을 산출한다.
이후, 전압값들의 데이터를 재차 획득하여 기설정된 갯수를 초과하는 제 2 시점(t+1)에서 획득된 전압값들의 제 2 평균값(V_avg(t+1))을 산출하고, 상기 제 1 평균전압값(V_avg(t))과 제 2 평균전압값(V_avg(t+1))의 차이를 연산하여 평균전압값의 변화량을 계산하고, 계산된 변화량을 이용하여 배터리의 열화도를 측정하게 된다.
이때, 본 발명 제 1 실시예는, 평균전압값의 변화량에 따라서 배터리의 열화 정도를 측정하기 위하여, 상기 계산된 평균전압값의 변화량에 해당되는 열화도 정도의 값(이하, "열화도 수준치"라 칭한다)을 배터리관리시스템(BMS)이 참조하는 데이터 테이블(data table)에 미리 저장하고, 배터리관리시스템(BMS)이 데이터테이블에서 해당 변화량과 매칭되는 열화도 수준치를 독출하여 현재 상태에서의 배터리의 열화도 정도를 측정하게 된다.
다음으로, 본 발명의 열화도 측정방법의 제 2 실시예를 설명한다.
본 발명의 열화도 측정방법의 제 2 실시예는 상기 전압값의 평균값의 추세선을 이용하여 배터리의 열화도를 산출하는 방법이다.
즉, 전기자동차의 배터리관리시스템(Battery Management System, BMS)이 배터리의 출력 전류값의 구간을 일정한 간격으로 등분하여 등분된 각 전류값 지점에서의 전압값을 일정한 시간 동안 측정하여 전압값들의 데이터를 획득한 후, 측정된 전압값의 평균값을 산출하여 산출된 전압값의 평균값들의 추세선을 도출하고, 도출된 추세선의 기울기를 이용하여 열화도를 산출한다.
도 2 는 본 발명의 열화도 측정방법에 이용되는 배터리 출력전압의 추세선의 일례를 나타내고 있다.
도시된 본 발명 실시예의 추세선은, 일정한 간격으로 구획된 각 전류값 지점에서 측정된 전압값들의 평균값들을 상호 연결하여 도출된 평균값 데이터의 군집선이라고 할 수 있다.
이때, 상기의 추세선을 이루는 가로축의 전류값에 대한 세로축의 전압값들은 하기의 수학식 1 로 나타내어지는 값이며, 이 값은 바로 배터리의 저항값을 나타내는데 값이며, 추세선의 기울기가 바로 배터리의 저항값임을 알 수 있다.
(수학식 1)
R = V / I
* R: 저항
* V: 전압
* I: 전류
도 2 의 일례의 추세선의 함수는 Y=0.0015x + 3.6736 인데, 여기서 0.0015 의 값이 추세선의 기울기를 나타내며, 이 기울기 값이 배터리의 저항값이 되며, 저항값이 크면 클수록 배터리의 열화도가 커짐을 의미한다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예의 열화도 측정방법은 추세선의 기울기가 증가될수록 배터리가 열화도가 증가되는 것을 이용하는 것으로서, 추세선의 기울기에 해당되는 열화도 정도의 값(전술한 "열화도 수준치")을 배터리관리시스템(BMS)이 참조하는 데이터 테이블(data table)에 미리 저장하고, 배터리의 추세선이 도출되면 배터리관리시스템(BMS)이 데이터 테이블에서 해당 추세선의 기울기와 매칭되는 열화도 수준치를 독출하여 현재 상태에서의 배터리의 열화도 정도를 측정하게 된다.
여기서, 상술한 제 1 및 제 2 실시예의 본 발명의 열화도 측정방법들에 있어서, 배터리 출력 전류를 센싱하는 전류센서는 센싱하는 전류값이 커질수록 오차가 커질 수 있기 때문에, 전압값의 평균값을 구하기 위한 전류값의 구간 설정은 전기자동차 운행시 전류를 가장 많이 사용하는 구간으로 설정하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 해당 전기자동차가 운행시 전류를 가장 많이 사용하는 구간이 -50A~+50A 구간이라면, 이 구간을 전압값의 평균값을 산출하기 위한 구간으로 지정하고, 이 구간에서 전압값을 측정할 지점을 10A 간격으로 등분하게 되면, 전압값의 각 측정지점은 -50A, -40A, -30A, -20A, -10A, 10A, 20A, 30A, 40A, 50A 지점이 되고, 이러한 지점들에서 일정한 시간 동안 전압값을 측정하여 측정된 전압값들의 평균값을 산출하며, 이후, 상술한 본 발명의 실시예들과 같이, 산출된 평균값의 변화량을 이용하여 열화도를 측정하거나 또는 산출된 평균값들을 추세선을 도출하여 열화도를 측정한다.
도 3 은 전기자동차용 배터리의 출력전압의 추세선의 일례들을 도시한 것으로서, 도 3a 는 장거리 주행차량 고전류 대역의 추세선, 도 3b 는 장거리 주행차량 저전류 대역의 추세선, 도 3c 는 단거리 주행차량 고전류 대역의 추세선, 도 3d 는 단거리 주행차량 저전류 대역의 추세선을 나타낸다.
먼저, 도 3a 및 도 3b 를 참조하면, 20 만 Km 를 주행한 전기자동차 차량의 -100~100A 의 고전류대역에서의 추세선의 함수는 Y=0.0015x + 3.6736 이고, -50~50A 의 저전류대역에서의 추세선의 함수는 Y=0.002x + 3.6772 인데, 추세선의 기울기의 크기에 따르면, 차량의 운행을 위하여 주로 이용되는 저전류대역에서의 추세선의 기울기가 더 큰 것을 파악할 수 있다.
또한, 도 3c 및 도 3d 를 참조하면, 5 만 Km 를 주행한 전기자동차 차량의 -100~100A 의 고전류대역에서의 추세선의 함수는 Y=0.0013x + 3.6913 이고, -50~50A 의 저전류대역에서의 추세선의 함수는 Y=0.0017x + 3.6978 인데, 역시 차량의 운행을 위하여 주로 이용되는 저전류대역에서의 추세선의 기울기가 더 큰것을 알 수 있다.
따라서, 동일한 주행거리의 조건에서는 고전류대역의 추세선보다는 차량의 주행에 주로 이용되는 저전류대역의 추세선을 이용하여 열화도를 측정하는 것이 보다 정확하게 배터리의 열화도를 파악할 수 있게 됨을 알 수 있다.
나아가, 고전류대역에서의 20 만 Km 를 주행한 차량의 추세선의 기울기가 0.0015 이고, 5 만 Km 를 주행한 차량의 추세선의 기울기는 0.0013 이고, 저전류대역에서의 20 만 Km 를 주행한 차량의 추세선의 기울기가 0.002 이고, 5 만 Km 를 주행한 차량의 추세선의 기울기는 0.0017 인데, 이를 통하여 동일한 전류대역에서는 주행거리가 더 큰 차량의 추세선의 기울기가 더 큰 것을 알 수 있는데, 이는 주행거리가 클수록 배터리의 저항이 증가되면서 배터리의 열화정도가 증가되었기 때문이다.
도 4 는 본 발명의 제 1 실시예의 전기자동차용 배터리의 열화도 측정방법의 순서도이다.
도면을 참조하면, 전술한 바와 같이, 본 발명 제 1 실시예의 열화도 측정방법은, 전압값의 평균값이 감소되거나 증가되는 변화량을 이용하여 배터리의 열화도를 산출하는 실시예이며, 구체적으로 다음과 같다.
본 발명의 제 1 실시예의 열화도 측정방법은 전기자동차의 배터리관리시스템(BMS)에 의하여 수행되며, 먼저, 배터리관리시스템(BMS)이 기설정된 배터리의 출력전류값 구간에 속하는 각 전류값 지점들에서의 배터리의 전압값을 측정하여 전압값 데이터를 생성한다(S1).
그리고, 배터리관리시스템(BMS)은 생성된 전압값 데이터의 갯수가 기설정된 갯수를 초과하는지 판단한다(S2).
본 발명의 제 1 실시예에서 배터리의 출력전류값 구간은 자동차 운행을 위하여 주로 이용되는 -50A~+50A 으로 설정하고, 전압값의 데이터의 기설정된 갯수는 100 개로 설정한다.
판단 결과, 생성된 전압값 데이터의 갯수가 기설정된 갯수를 초과하면, 배터리관리시스템(BMS)은 해당 초과시점인 제 1 시점(t)에서의 각 전류값 지점들에서 획득한 전압값 데이터들의 제 1 평균전압값(V_avg(t))을 각각 산출한다(S3).
이어서, 배터리관리시스템(BMS)은 재차 각 전류값 지점들에서의 배터리의 전압값을 측정하여 전압값 데이터를 생성하고(S4), 생성된 전압값 데이터의 갯수가 기설정된 갯수를 초과하는지 판단하여(S5), 생성된 전압값 데이터의 갯수가 기설정된 갯수를 초과하면, 배터리관리시스템(BMS)은 해당 초과시점인 제 2 시점(t+1)에서의 각 전류값 지점들에서 획득한 전압값 데이터들의 제 2 평균전압값(V_avg(t+1))을 산출한다(S6).
예를 들어, 본 발명 제 1 실시예의 열화도 측정방법의 배터리의 출력전류값 구간이 -50A ~ +50A 구간이고, 해당 구간에서 -50A, -40A, -30A, -20A, -10A, 10A, 20A, 30A, 40A, 50A 의 각 전류값 지점에서 획득된 전압값들의 기설정된 갯수를 초과하는 제 1 시점(t)의 평균값을 V_avg_-50(t), V_avg_-40(t), V_avg_-30(t), V_avg_-20(t), V_avg_-10(t), V_avg_+10(t), V_avg_+20(t), V_avg_+30(t), V_avg_+40(t), V_avg_+50(t) 으로 표시할 수 있고, 제 2 시점(t+1)의 평균값은 V_avg_-50(t+1), V_avg_-40(t+1), V_avg_-30(t+1), V_avg_-20(t+1), V_avg_-10(t+1), V_avg_+10(t+1), V_avg_+20(t+1), V_avg_+30(t+1), V_avg_+40(t+1), V_avg_+50(t+1)로 표기할 수 있다.
다음으로, 배터리관리시스템(BMS)이 각 전류값 지점들에서 획득한 전압값 데이터들의 상기 제 2 평균전압값(V_avg(t+1))과 제 1 평균전압값(V_avg(t))와의 차이를 연산하여 평균전압값의 변화량을 계산하고(S7), 계산된 평균전압값의 변화량에 해당되는 열화도 수준치가 기저장된 데이터 테이블을 참조하여 해당 변화량과 매칭되는 열화도 수준치를 독출하여 현재 상태에서의 배터리의 열화도 정도를 측정한다(S8).
바람직하게는, 상기 데이터 테이블에는 각 전류값 지점들마다의 변화량의 패턴에 따른 열화도 정도가 매핑되어 있으며, 배터리관리시스템(BMS)이 측정된 각 전류값 지점들마다의 변화량의 패턴과 데이터 테이블에 기저장된 변화량의 패턴을 비교하여 측정된 변화량의 패턴과 가장 유사한 패턴을 가진 변화량 패턴의 열화도 수준치를 독출하여 열화도 정보를 측정한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 제 1 실시예의 열화도 측정방법에 따라서 배터리의 열화도 정도를 파악할 수 있게 됨으로써, 자동차 배터리의 수명 관리를 효율적으로 할 수 있으며, 자동차의 전자제어유닛(ECU)가 파악된 배터리의 열화 정도를 반영한 주행가능거리를 사용자에게 알려줄 수 있게 되어 자동차의 상품성을 제고하고 소비자 불만을 미연에 방지할 수 있게 되었다.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시예의 전기자동차용 배터리의 열화도 측정방법의 순서도이다.
도면을 참조하면, 전술한 바와 같이, 본 발명 제 2 실시예의 열화도 측정방법은, 배터리의 각 전류값 지점에서 측정된 전압값의 평균값을 산출하여 산출된 전압값의 평균값들의 추세선을 도출하고, 도출된 추세선의 기울기를 이용하여 열화도를 산출하는 실시예이며, 구체적으로 다음과 같다.
본 발명의 제 2 실시예의 열화도 측정방법은 전기자동차의 배터리관리시스템(BMS)에 의하여 수행되며, 먼저, 배터리관리시스템(BMS)이 기설정된 배터리의 출력전류값 구간에 속하는 각 전류값 지점들에서의 배터리의 전압값을 측정하여 전압값 데이터를 생성한다(S10).
그리고, 배터리관리시스템(BMS)은 생성된 전압값 데이터의 갯수가 기설정된 갯수를 초과하는지 판단한다(S11).
본 발명의 제 2 실시예에서 배터리의 출력전류값 구간은 자동차 운행을 위하여 주로 이용되는 -50A~+50A 으로 설정하고, 전압값의 데이터의 기설정된 갯수는 100 개로 설정한다.
판단 결과, 생성된 전압값 데이터의 갯수가 기설정된 갯수를 초과하면, 배터리관리시스템(BMS)은 해당 초과시점에서 각 전류값 지점들에서 생성된 전압값 데이터들의 평균전압값(V_avg)을 각각 산출한다(S12).
이어서, 배터리관리시스템(BMS)은 각 전류값 지점들의 평균전압값(V_avg)을 서로 연결하여 평균전압값의 추세선을 도출한다(S13).
예를 들어, 본 발명 제 2 실시예의 열화도 측정방법의 배터리의 출력전류값 구간이 -50A ~ +50A 구간이고, 해당 구간에서 -50A, -40A, -30A, -20A, -10A, 10A, 20A, 30A, 40A, 50A 의 각 전류값 지점에서 획득된 전압값들의 기설정된 갯수를 초과하는 각 전압값 지점들에서의 평균전압값은 V_avg_-50, V_avg_-40, V_avg_-30, V_avg_-20, V_avg_-10, V_avg_+10, V_avg_+20, V_avg_+30, V_avg_+40, V_avg_+50 으로 표시할 수 있고, 이들의 각 전류지점별 평균전압값(V_avg)들을 서로 연결하여 도 2 및 도 3 에 도시된 예와 같은 평균전압값의 추세선을 도출하며, 전술한 바와 같이 도출된 추세선은 전류값 대 전압값에 따른 저항값의 성분으로 볼 수 있다.
다음으로, 배터리관리시스템(BMS)이 도출된 추세선의 기울기를 파악하고, 파악된 기울기에 해당되는 열화도 수준치가 기저장된 데이터 테이블을 참조하여, 파악된 기울기와 매칭되는 열화도 수준치를 독출하여 현재 상태에서의 열화도 정도를 측정한다(S14).
상술한 바와 같은 본 발명의 제 2 실시예의 열화도 측정방법에 따라서 배터리의 열화도 정도를 파악할 수 있게 됨으로써, 제 1 실시예와 마찬가지로 자동차 배터리의 수명 관리를 효율적으로 할 수 있으며, 자동차의 전자제어유닛(ECU)가 파악된 배터리의 열화 정도를 반영한 주행가능거리를 사용자에게 알려줄 수 있게 되어 자동차의 상품성을 제고하고 소비자 불만을 미연에 방지할 수 있게 되었다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 열화도 측정 방법은, 자동차의 주행거리 또는 배터리 사용기간에 따라서 전압값을 생성하기 위한 전류값의 구간을 가변시킬 수 있는데, 차량의 주행거리가 짧은 경우(예를 들어 20,000 Km 정도)에는 전류값의 구간을 -20A~+20A 의 구간으로 최소화할 수 있으며, 차량의 주행거리가 커질수록 해당 전류값의 구간을 점차 증가시킬 수 있는데, 예를 들어, 자동차가 매 20,000km 주행하거나 또는 차량 사용누적기간 6 달 사용시 전류값의 구간을 2 개씩 추가하는 것 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 열화도 측정 방법은, 특정 전압 조건에서의 배터리 충전시간에 따라서 전압값을 생성하기 위한 전류값의 구간을 가변시킬 수 있는데, 급속충전시 배터리의 특정 전압까지의 충전 도달 시간을 측정하여 충전도달 시간이 기저장된 급속충전시 충전도달시간보다 더 빠를 경우 배터리의 잔존수명(SOH, State of Health)의 계산을 위하여 전압값을 생성하기 위한 전류값의 구간을 가변시킬 수 있으며, 또는, 완속 충전시 배터리의 완전충전시간이 기저장된 정상 완속충전기준 시간보다 작아지는 경우 배터리의 잔존수명(SOH, State of Health)의 계산을 위하여 전압값을 생성하기 위한 전류값의 구간을 가변시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 열화도 측정 방법은, 각 전류값 지점에서 측정된 전압값의 갯수가 일정한 시간동안 기설정된 기준 갯수 이상으로 획득된 전압값들만을 이용하여 열화도 측정에 이용할 수 있다.
예를 들어, 전류값 지점 해당 구간에서 -50A, -40A, -30A, -20A, -10A, 10A, 20A, 30A, 40A, 50A 의 각 전류값 지점에서 획득된 전압값의 갯수가 각각 100 개, 50 개, 40 개, 150개, 20 개, 30 개, 300 개, 100 개, 10 개, 5 개 이고, 획득 대상의 기설정된 기준 갯수가 100 개 이상이라면, 이중에서 100 개 이상으로 획득된 전류값 지점에서 측정된 -50A, -20A, 20A, 30A 의 전류값 지점에서만 측정된 전압값들만 열화도 측정에 이용한다.

Claims (10)

  1. 자동차의 배터리의 열화도 측정방법에 있어서,
    자동차의 배터리관리시스템(BMS)이 일정한 전류값 구간에서 각 전류값 지점별로 측정된 전압값의 평균값들의 변화량을 이용하여 배터리의 열화도를 측정하는 것을 특징으로 하는 열화도 측정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    배터리관리시스템(BMS)이 기설정된 배터리의 출력전류값 구간에 속하는 각 전류값 지점들에서의 배터리의 전압값을 측정하여 전압값 데이터를 생성하는 단계(S1);
    배터리관리시스템(BMS)이 생성된 전압값 데이터의 갯수가 기설정된 갯수를 초과하는지 판단하는 단계(S2);
    생성된 전압값 데이터의 갯수가 기설정된 갯수를 초과하면, 배터리관리시스템(BMS)이 제 1 시점(t)에서의 각 전류값 지점들에서 획득한 전압값 데이터들의 제 1 평균전압값(V_avg(t))을 각각 산출하는 단계(S3);
    배터리관리시스템(BMS)은 재차 각 전류값 지점들에서의 배터리의 전압값을 측정하여 전압값 데이터를 생성하고(S4), 생성된 전압값 데이터의 갯수가 기설정된 갯수를 초과하는지 판단하는 단계(S5);
    생성된 전압값 데이터의 갯수가 기설정된 갯수를 초과하면 배터리관리시스템(BMS)이 제 2 시점(t+1)에서의 각 전류값 지점들에서 획득한 전압값 데이터들의 제 2 평균전압값(V_avg(t+1))을 산출하는 단계(S6);
    배터리관리시스템(BMS)이 상기 제 2 평균전압값(V_avg(t+1))과 제 1 평균전압값(V_avg(t))와의 차이를 연산하여 평균전압값의 변화량을 계산하고(S7),
    계산된 평균전압값의 변화량에 해당되는 열화도 수준치에 따라서 배터리의 열화도 정도를 측정하는 단계(S8); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리의 열화도 측정방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 S8 단계는,
    배터리관리시스템(BMS)이 계산된 평균전압값의 변화량에 해당되는 열화도 수준치가 기저장된 데이터 테이블을 참조하여 해당 변화량과 매칭되는 열화도 수준치를 독출하여 현재 상태에서의 배터리의 열화도 정도를 측정하는 구성을 특징으로 하는 배터리의 열화도 측정방법.
  4. 자동차의 배터리의 열화도 측정방법에 있어서,
    자동차의 배터리관리시스템(BMS)이 일정한 전류값 구간에서 각 전류값 지점별로 측정된 전압값의 평균값들을 연결한 추세선을 도출하고, 도출된 추세선의 기울기를 이용하여 배터리의 열화도를 측정하는 것을 특징으로 하는 열화도 측정방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    배터리관리시스템(BMS)이 기설정된 배터리의 출력전류값 구간에 속하는 각 전류값 지점들에서의 배터리의 전압값을 측정하여 전압값 데이터를 생성하는 단계(S10);
    배터리관리시스템(BMS)이 생성된 전압값 데이터의 갯수가 기설정된 갯수를 초과하는지 판단하는 단계(S11);
    판단 결과, 생성된 전압값 데이터의 갯수가 기설정된 갯수를 초과하면, 배터리관리시스템(BMS)이 각 전류값 지점들에서 생성된 전압값 데이터들의 평균전압값(V_avg)을 각각 산출하는 단계(S12);
    배터리관리시스템(BMS)은 각 전류값 지점들의 평균전압값(V_avg)을 서로 연결하여 평균전압값의 추세선을 도출하고(S13), 도출된 추세선의 기울기에 해당되는 열화도 수준치에 따라서 배터리의 열화도 정도를 측정하는 단계(S14);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리의 열화도 측정방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 S14 단계는,
    배터리관리시스템(BMS)이 파악된 기울기에 해당되는 열화도 수준치가 기저장된 데이터 테이블을 참조하여, 파악된 기울기와 매칭되는 열화도 수준치를 독출하여 현재 상태에서의 열화도 정도를 측정하는 구성을 특징으로 하는 배터리의 열화도 측정방법.
  7. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    자동차의 주행거리에 따라서 전압값을 생성하기 위한 전류값의 구간을 가변시키는 것을 특징으로 하는 배터리의 열화도 측정방법.
  8. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    배터리의 사용기간에 따라서 전압값을 생성하기 위한 전류값의 구간을 가변시키는 것을 특징으로 하는 배터리의 열화도 측정방법.
  9. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    특정 조건까지의 배터리 충전시간에 따라서 전압값을 생성하기 위한 전류값의 구간을 가변시키는 것을 특징으로 하는 배터리의 열화도 측정방법.
  10. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    각 전류값 지점에서 측정된 전압값의 갯수가 일정한 시간동안 기설정된 기준 갯수 이상으로 획득된 전압값들만을 이용하여 열화도 측정에 이용하는 것을 특징으로 하는 배터리의 열화도 측정방법.
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