KR20220012003A - Apparatus and method for battery over-discharge protection and deterioration estimation - Google Patents

Apparatus and method for battery over-discharge protection and deterioration estimation Download PDF

Info

Publication number
KR20220012003A
KR20220012003A KR1020200090980A KR20200090980A KR20220012003A KR 20220012003 A KR20220012003 A KR 20220012003A KR 1020200090980 A KR1020200090980 A KR 1020200090980A KR 20200090980 A KR20200090980 A KR 20200090980A KR 20220012003 A KR20220012003 A KR 20220012003A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
voltage
charging
internal resistance
measured
Prior art date
Application number
KR1020200090980A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김규동
Original Assignee
한국항공우주연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국항공우주연구원 filed Critical 한국항공우주연구원
Priority to KR1020200090980A priority Critical patent/KR20220012003A/en
Publication of KR20220012003A publication Critical patent/KR20220012003A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/005Detection of state of health [SOH]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00306Overdischarge protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00309Overheat or overtemperature protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/0071Regulation of charging or discharging current or voltage with a programmable schedule

Abstract

The present invention relates to an apparatus and method for battery over-discharge protection and deterioration estimation. The method according to the present invention comprises the steps of: starting charging a battery in a constant current mode; and while charging the battery in a constant current mode according to a predetermined charge/discharge profile, whenever a predetermined battery voltage is reached, calculating the internal resistance of the battery during an idle period in which the charging of the battery is stopped for a predetermined time. According to the present invention, it is possible to determine deterioration characteristics of a battery in a limited system capable of measuring only a battery voltage without battery current information.

Description

배터리 과방전 보호 및 열화 추정을 위한 장치 및 방법{Apparatus and method for battery over-discharge protection and deterioration estimation}Apparatus and method for battery over-discharge protection and deterioration estimation

본 발명은 배터리 과방전 보호 및 열화 추정을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for battery over-discharge protection and deterioration estimation.

기존의 과방전 보호 알고리즘의 경우는 배터리가 특정 전압에 도달하게 되면 배터리 방전을 종료하고 안정적인 전압에 도달하기 위해서 충전 경로만을 생성하여 충전을 수행한다. 기존의 방식의 경우 배터리의 전압만을 모니터링 하기 때문에 배터리의 열화 상태라던지, 원-스트링 고장(one-string failure)과 같은 상태를 추정하기가 어렵기 때문에 배터리의 남은 수명을 예측하기가 어렵다. In the case of the existing over-discharge protection algorithm, when the battery reaches a specific voltage, the battery is discharged and only a charging path is created to reach a stable voltage and charge. In the case of the conventional method, it is difficult to predict the remaining life of the battery because it is difficult to estimate the state of deterioration or one-string failure because only the voltage of the battery is monitored.

한편 기존 방식의 열화 추정 알고리즘에서는 전류와 전압을 모니터링하여 배터리의 충전 상태(SoC)를 판별하고, 판별한 충전 상태를 바탕으로 배터리의 열화 특성을 판단하기 때문에 인공위성 탑재체 전원을 공급하는 시스템의 경우 배터리 전압 정보만을 활용할 수 있어 일반적인 방식의 수명 추정 방식을 사용하기 어렵다.On the other hand, in the case of a system that supplies power to a satellite payload, since the deterioration estimation algorithm of the existing method monitors the current and voltage to determine the state of charge (SoC) of the battery, and determines the deterioration characteristics of the battery based on the determined state of charge, Since only voltage information can be used, it is difficult to use a general lifespan estimation method.

따라서 인공위성 부하 유닛에 배터리로 전원을 공급하는 시스템과 같이, 배터리 전류 정보없이. 배터리 전압에 대한 제한된 정보만을 가지는 경우에도 배터리의 열화 특성을 판단하는 방법에 대한 요구가 있다.So without battery current information, such as systems powered by batteries to satellite load units. There is a need for a method of determining the deterioration characteristics of a battery even when only limited information about the battery voltage is available.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 배터리 전류 정보가 없이 배터리 전압만을 측정할 수 있는 제한된 시스템에서 배터리의 열화 특성을 판단하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem to be solved by the present invention is to provide a method and an apparatus for determining deterioration characteristics of a battery in a limited system capable of measuring only a battery voltage without battery current information.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과방전 보호 및 열화 추정 방법은 정전류 모드로 배터리의 충전을 시작하는 단계, 그리고 미리 정해진 충방전 프로파일에 따라 정전류 모드로 상기 배터리를 충전하는 동안, 미리 정해진 배터리 전압에 도달할 때마다 상기 배터리의 충전을 미리 정해진 시간동안 중단하는 휴지 구간에 상기 배터리의 내부 저항을 계산하는 단계를 포함한다.In a method for estimating battery overdischarge protection and deterioration according to an embodiment of the present invention for solving the above technical problem, starting charging of the battery in a constant current mode, and using the battery in a constant current mode according to a predetermined charge/discharge profile and calculating the internal resistance of the battery during a rest period during which charging of the battery is stopped for a predetermined time whenever a predetermined battery voltage is reached during charging.

상기 배터리의 내부 저항은, 상기 휴지 구간의 진입 시점과 종료 시점에 대응하여 각각 계산될 수 있다.The internal resistance of the battery may be respectively calculated corresponding to an entry time point and an ending time point of the idle period.

계산된 상기 배터리의 내부 저항을, 상기 배터리와 동종의 배터리에 대해서 사전에 시험을 통해 획득된 열화 시간별, 충전 전압 레벨 별 내부 저항 테이블 데이터와 비교하여 상기 배터리의 상태를 추정할 수 있다.The state of the battery may be estimated by comparing the calculated internal resistance of the battery with internal resistance table data for each deterioration time and charging voltage level obtained through a test in advance for a battery of the same type as the battery.

상기 휴지 구간의 진입 시점에 대응하는 내부 저항은, 상기 휴지 구간의 진입 시점에 측정된 상기 배터리의 전압과 상기 휴지 구간의 진입 시점으로부터 미리 정해진 시간 이후 측정된 상기 배터리의 전압의 차이를 상기 정전류 모드에서 설정된 충전 전류로 나눈 값으로 계산될 수 있다.The internal resistance corresponding to the entry point of the idle section is a difference between the voltage of the battery measured at the entry point of the idle section and the voltage of the battery measured after a predetermined time from the entry point of the idle section to the constant current mode It can be calculated as a value divided by the charging current set in .

상기 휴지 구간의 종료 시점에 대응하는 내부 저항은, 상기 휴지 구간의 종료 시점으로부터 미리 정해진 시간 이후 측정된 상기 배터리의 전압과 상기 휴지 구간의 종료 시점에 측정된 상기 배터리의 전압의 차이를 상기 정전류 모드에서 설정된 충전 전류로 나눈 값으로 계산될 수 있다.The internal resistance corresponding to the end time of the idle period is a difference between the voltage of the battery measured after a predetermined time from the end of the idle period and the voltage of the battery measured at the end of the idle period in the constant current mode It can be calculated as a value divided by the charging current set in .

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과방전 보호 및 열화 추정 장치는, 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부, 상기 배터리를 충전하는 충전 회로부, 그리고 상기 상기 충전 회로부를 제어하여 미리 정해진 충방전 프로파일에 따라 정전류 모드로 상기 배터리를 충전하는 동안, 미리 정해진 배터리 전압에 도달할 때마다 상기 배터리의 충전을 미리 정해진 시간동안 중단하는 휴지 구간에 상기 전압 측정부에서 측정된 배터리의 전압을 이용하여 상기 배터리의 내부 저항을 계산하는 제어부를 포함한다.Battery overdischarge protection and deterioration estimation apparatus according to an embodiment of the present invention for solving the above technical problem, a voltage measuring unit for measuring the voltage of a battery, a charging circuit unit for charging the battery, and the charging circuit unit While charging the battery in a constant current mode according to a predetermined charge/discharge profile by controlling the battery, the voltage measured by the voltage measuring unit is in a rest period in which charging of the battery is stopped for a predetermined time whenever a predetermined battery voltage is reached and a control unit for calculating the internal resistance of the battery by using the voltage of

본 발명에 의하면 배터리 전류 정보가 없이 배터리 전압만을 측정할 수 있는 제한된 시스템에서 배터리의 열화 특성을 판단할 수 있다.According to the present invention, it is possible to determine the deterioration characteristics of the battery in a limited system capable of measuring only the battery voltage without battery current information.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과방전 보호 및 열화 추정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과방전 보호 및 열화 추정 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전류 모드 구간의 충방전 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
1 is a block diagram illustrating a configuration of a battery over-discharge protection and deterioration estimation apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an operation of an apparatus for estimating battery over-discharge protection and deterioration according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph for explaining a charge/discharge profile of a constant current mode section according to an embodiment of the present invention.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Then, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement them.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과방전 보호 및 열화 추정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a battery over-discharge protection and deterioration estimation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 장치는 전압 측정부(110), 충전 회로부(130) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the device according to the present invention may include a voltage measuring unit 110 , a charging circuit unit 130 , and a control unit 150 .

전압 측정부(110)는 배터리(200)의 전압을 측정한다.The voltage measuring unit 110 measures the voltage of the battery 200 .

배터리(200)는 방전 후에도 다시 충전해 반복 사용이 가능한 이차 전지로 구현될 수 있다. 이차 전지는 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지(NiCd), 니켈-메탈 수소 전지(Ni-MH), 리튬 이온 전지(Li-ion), 리튬 이온 폴리머 전지(Li-ion polymer) 등일 수 있다. 물론 여기서 예시한 것 외에 배터리(210)는 방전 후에도 다시 충전해 반복 사용이 가능한 이차 전지일 수 있다.The battery 200 may be embodied as a secondary battery that can be repeatedly used by recharging it even after discharging. The secondary battery may be a lead storage battery, a nickel-cadmium battery (NiCd), a nickel-metal hydride battery (Ni-MH), a lithium ion battery (Li-ion), a lithium ion polymer battery (Li-ion polymer), or the like. Of course, in addition to the examples illustrated here, the battery 210 may be a secondary battery that can be repeatedly used by recharging after discharging.

충전 회로부(130)는 전원 공급 장치(도시하지 않음), 예컨대 위성체의 경우 iPDU(instrument Power Distribution Unit)로부터 전원을 공급받아, 미리 정해진 충방전 프로파일에 따라 충전 전압 및 충전 전류로 배터리(200)로 출력하여 배터리(200)를 충전할 수 있다.The charging circuit unit 130 receives power from a power supply device (not shown), for example, an iPDU (instrument power distribution unit) in the case of a satellite, and uses a charging voltage and a charging current according to a predetermined charging/discharging profile to the battery 200. It can be output to charge the battery 200 .

제어부(150)는 배터리(130)가 미리 정해진 방전 차단 전압에 도달하면, 배터리(200)에 연결된 부하를 차단하고 충전 회로부(130)를 배터리(200)에 연결하는 배터리 과방전 보호 알고리즘을 활성화할 수 있다.When the battery 130 reaches a predetermined discharge cutoff voltage, the control unit 150 cuts off the load connected to the battery 200 and activates a battery over-discharge protection algorithm that connects the charging circuit unit 130 to the battery 200 . can

제어부(150)는 충전 회로부(1300를 제어하여 미리 정해진 충방전 프로파일에 따라 정전류 모드로 배터리(200)를 충전하는 동안, 미리 정해진 배터리 전압에 도달할 때마다 배터리(200)의 충전을 미리 정해진 시간동안 중단하는 휴지 구간에 전압 측정부(110)에서 측정된 배터리의 전압을 이용하여 배터리(200)의 내부 저항을 계산할 수 있다.The control unit 150 controls the charging circuit unit 1300 to charge the battery 200 in a constant current mode according to a predetermined charge/discharge profile, and whenever a predetermined battery voltage is reached, the battery 200 is charged for a predetermined time. The internal resistance of the battery 200 may be calculated using the voltage of the battery measured by the voltage measuring unit 110 in the idle period during which the battery is stopped.

배터리(200)의 내부 저항은 휴지 구간의 진입 시점과 종료 시점에 대응하여 각각 계산될 수 있다.The internal resistance of the battery 200 may be respectively calculated corresponding to the entry point and the end point of the idle period.

실시예에 따라 달라질 수 있으나 배터리(200)의 내부 저항을 아래 수학식에 의해 계산할 수 있다.It may vary depending on the embodiment, but the internal resistance of the battery 200 may be calculated by the following equation.

[수학식 1][Equation 1]

Internal Impedance1(Ω) = ΔV1 / I_chargeInternal Impedance1(Ω) = ΔV1 / I_charge

여기서 Internal Impedance1은 휴지 구간의 진입 시점에 대응하는 배터리 내부 저항이다.Here, Internal Impedance1 is the internal resistance of the battery corresponding to the entry point of the idle period.

ΔV1 = 휴지 구간 진입 시점의 배터리 전압 - 휴지 구간 진입 시점으로부터 미리 정해진 시간 이후(예컨대 1초 후) 배터리 전압이다.ΔV1 = battery voltage at the time of entering the idle period - the battery voltage after a predetermined time (eg, after 1 second) from the time of entering the idle period.

I_charge는 정전류 충전 모드에서 설정된 충전 전류이다.I_charge is the charging current set in the constant current charging mode.

[수학식 2][Equation 2]

Internal Impedance2(Ω) = ΔV2 / I_chargeInternal Impedance2(Ω) = ΔV2 / I_charge

여기서 Internal Impedance2는 휴지 구간의 종료 시점에 대응하는 배터리 내부 저항이다.Here, Internal Impedance2 is the internal resistance of the battery corresponding to the end time of the idle period.

ΔV2 = 휴지 구간의 종료 시점(예컨대 휴지 구간 진입 후 10분 후)으로부터 미리 정해진 시간 이후(예컨대 1초 후) 측정된 배터리의 전압 - 휴지 구간의 종료 시점에 측정된 배터리의 전압이다.ΔV2 = the voltage of the battery measured after a predetermined time (eg, after 1 second) from the end time of the idle period (eg, 10 minutes after entering the idle period) - the voltage of the battery measured at the end of the idle period.

I_charge는 정전류 충전 모드에서 설정된 충전 전류이다.I_charge is the charging current set in the constant current charging mode.

수학식 1과 수학식 2는 휴지 구간을 10분으로 설정한 예이다. 이와 같이 배터리의 열화 측정을 위해서 최소 10분 정도의 휴지를 두는 것은, 배터리의 충전 중단 시 발생하는 이온 확산(Ion Diffusion)에 의해서 감소하는 전압의 기울기가 완만해지는 시간까지 기다리기 위함으로, ΔV2에 의해 측정되는 내부 저항(Internal Impedance2(Ω)의 정확성 및 일관성을 갖게 하기 위함이다. 또한 10분 이상의 너무 긴 시간 동안 기다리지 않는 이유는, 위성체에 탑재된 배터리의 경우 우주 궤도상(On-orbit)에서 이루어지는 열화 측정이기 때문에 빠른 복구 전압 도달 및 위성 운용에 영향을 줄이기 위함이다.Equations 1 and 2 are examples in which the idle period is set to 10 minutes. In this way, to take a break of at least 10 minutes to measure the deterioration of the battery, it is to wait until the slope of the voltage that decreases due to ion diffusion that occurs when the charging of the battery is stopped is smoothed by ΔV2. This is to ensure the accuracy and consistency of the measured Internal Impedance2(Ω). Also, the reason for not waiting for too long more than 10 minutes is that in the case of batteries mounted on satellites, Because it is a degradation measurement, it is to achieve a fast recovery voltage and reduce the influence on satellite operation.

정전류 모드에서 충전하는 동안 내부 저항 계산을 위한 휴지 구간은 시스템 설계에 따라 그 횟수가 달라질 수 있으며, 휴지 구간 지속 시간 역시 시스템 설계에 따라 다르게 설정될 수 있다. 휴지 구간의 진입 시점에 대응하는 배터리 전압 역시 시스템 설계에 따라 다르게 설정될 수 있다.The number of pause periods for calculating internal resistance during charging in the constant current mode may vary depending on the system design, and the duration of the pause period may also be set differently depending on the system design. The battery voltage corresponding to the entry point of the idle period may also be set differently according to system design.

제어부(150)는 휴지 구간에 계산된 배터리 내부 저항을 미리 지상에서 동종의 배터리에 대해서 사전에 시험을 통해 획득된 내부 저항 테이블 데이터와 비교하여 배터리의 상태를 추정할 수 있다. 내부 저항 테이블 데이터는 열화 시간별, 충전 전압 레벨 별 내부 저항 데이터를 가지는 테이블로 구현할 수 있다.The controller 150 may estimate the state of the battery by comparing the internal resistance of the battery calculated in the idle period with internal resistance table data obtained through a test in advance for a battery of the same type on the ground in advance. The internal resistance table data may be implemented as a table having internal resistance data for each degradation time and each charging voltage level.

이와 같은 방법으로 추정된 배터리의 열화 상태와 원 스트링 고장(one-string failure) 상태와 같은 배터리 건전성을 판단할 수 있고, 해당 결과로 배터리 상태에 따른 향후 탑재체 유닛의 운용 방법 결정 및 임무 연장이 필요한 경우 남은 배터리 수명을 판단할 수 있는 근거로 활용될 수 있다.In this way, it is possible to judge battery health such as the estimated battery deterioration state and one-string failure state, and as a result, it is necessary to determine the operation method of the payload unit in the future according to the battery state and to extend the mission. In this case, it can be used as a basis for determining the remaining battery life.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 과방전 보호 및 열화 추정 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an operation of an apparatus for estimating battery over-discharge protection and deterioration according to an embodiment of the present invention.

도 2는 충방전 프로파일이 방전 차단 전압 22.5V, 정전류 충전 전류 3.8A, 제1 휴지 구간 전압 25V, 제2 휴지 구간 전압 25.5V, 휴지 구간 지속 시간 10분, 정전압 충전 모드 개시 전압 26V, 정전압 충전 모드 목표 전압 27.5V으로 설정된 실시예를 나타낸 것이다. 실시예에 따라 충방전 프로파일에서 미리 설정된 전압, 시간, 정전류 모드로 충전되는 동안의 휴지 구간의 횟수 등은 다르게 설계될 수 있다. Figure 2 shows the charging/discharging profile of a discharge cutoff voltage of 22.5V, a constant current charging current of 3.8A, a first resting section voltage of 25V, a second resting section voltage of 25.5V, a resting section duration of 10 minutes, a constant voltage charging mode starting voltage of 26V, and constant voltage charging. An example in which the mode target voltage is set to 27.5V is shown. According to an embodiment, a voltage, a time preset in the charging/discharging profile, the number of idle periods during charging in the constant current mode, etc. may be designed differently.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전류 모드 구간의 충방전 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.3 is a graph for explaining a charging/discharging profile of a constant current mode section according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참고하면, 먼저 배터리(200)의 전압이 방전 차단 전압 22.5V에 도달하면(S210-Y), 제어부(150)는 배터리(200)에 연결된 부하를 차단하고 충전 회로부(130)를 배터리(200)에 연결하는 배터리 과방전 보호 알고리즘을 활성화시킬 수 있다(S220).2 and 3 , first, when the voltage of the battery 200 reaches the discharge cutoff voltage of 22.5V (S210-Y), the control unit 150 cuts off the load connected to the battery 200 and the charging circuit unit 130 ) to the battery 200 may activate the battery over-discharge protection algorithm (S220).

이후 제어부(150)는 충전 회로부(1300를 제어하여 충전 전류 3.8A로 충전하는 정전류 모드로 배터리(200)를 충전한다(S230).Thereafter, the control unit 150 controls the charging circuit unit 1300 to charge the battery 200 in a constant current mode for charging with a charging current of 3.8A (S230).

이후 배터리(200)의 전압이 제1 휴지 구간 전압 25V에 도달하면(S240-Y), 제어부(150)는 배터리(200)의 충전을 10분 동안 중단하고, 휴지 구간 진입 시점과 종료 시점에 대응하는 배터리(200)의 내부 저항을 계산한다(S250).After that, when the voltage of the battery 200 reaches the first rest period voltage of 25V (S240-Y), the control unit 150 stops charging the battery 200 for 10 minutes, and corresponds to the entering and ending points of the idle period Calculate the internal resistance of the battery 200 (S250).

다음으로 단계(S250) 이후, 정전류 모드로 다시 배터리(200)를 충전하여(S255), 배터리(200)의 전압이 제2 휴지 구간 전압 25.5V에 도달하면(S260-Y), 제어부(150)는 배터리(200)의 충전을 10분 동안 중단하고, 휴지 구간 진입 시점과 종료 시점에 대응하는 배터리(200)의 내부 저항을 계산한다(S270).Next, after step S250, the battery 200 is charged again in the constant current mode (S255), and when the voltage of the battery 200 reaches the second rest period voltage of 25.5V (S260-Y), the control unit 150 stops charging of the battery 200 for 10 minutes, and calculates the internal resistance of the battery 200 corresponding to the time of entering and ending the idle period (S270).

다음으로 단계(S270) 이후, 정전류 모드로 다시 배터리(200)를 충전하여(S275), 배터리(200)의 전압이 정전압 충전 모드 개시 전압 26V에 도달하면(S280-Y), 제어부(150)는 정전압 모드로 배터리(200)를 충전한다(S290).Next, after step S270, the battery 200 is charged again in the constant current mode (S275), and when the voltage of the battery 200 reaches the constant voltage charging mode starting voltage of 26V (S280-Y), the control unit 150 is The battery 200 is charged in the constant voltage mode (S290).

이후 배터리(200) 전압이 정전압 충전 모드 목표 전압 27.5V에 도달하면(S295-Y), 제어부(150)는 배터리(200)의 충전을 종료한다.Thereafter, when the voltage of the battery 200 reaches the constant voltage charging mode target voltage of 27.5V (S295-Y), the controller 150 terminates charging of the battery 200 .

본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 포함한다. 이 매체는 앞서 설명한 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다. 이 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 자기-광 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등이 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.An embodiment of the present invention includes a computer-readable medium including program instructions for performing various computer-implemented operations. This medium records a program for executing the method described above. The medium may contain program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Examples of such media include hard disks, magnetic media such as floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CDs and DVDs, optical disks and magneto-optical media, and program instructions such as ROM, RAM, flash memory, etc. hardware devices configured to store and perform Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the

Claims (8)

정전류 모드로 배터리의 충전을 시작하는 단계, 그리고
미리 정해진 충방전 프로파일에 따라 정전류 모드로 상기 배터리를 충전하는 동안, 미리 정해진 배터리 전압에 도달할 때마다 상기 배터리의 충전을 미리 정해진 시간동안 중단하는 휴지 구간에 상기 배터리의 내부 저항을 계산하는 단계
를 포함하는 배터리 과방전 보호 및 열화 추정 방법.
starting charging of the battery in constant current mode, and
While charging the battery in a constant current mode according to a predetermined charge/discharge profile, calculating the internal resistance of the battery in a rest period in which charging of the battery is stopped for a predetermined time whenever a predetermined battery voltage is reached
Battery over-discharge protection and deterioration estimation method comprising a.
제 1 항에서,
상기 배터리의 내부 저항은,
상기 휴지 구간의 진입 시점과 종료 시점에 대응하여 각각 계산되는 배터리 과방전 보호 및 열화 추정 방법.
In claim 1,
The internal resistance of the battery is
A method for estimating battery over-discharge protection and deterioration, each calculated corresponding to an entry time and an end time of the idle period.
제 2 항에서,
계산된 상기 배터리의 내부 저항을,
상기 배터리와 동종의 배터리에 대해서 사전에 시험을 통해 획득된 열화 시간별, 충전 전압 레벨 별 내부 저항 테이블 데이터와 비교하여 상기 배터리의 상태를 추정하는 배터리 과방전 보호 및 열화 추정 방법.
In claim 2,
the calculated internal resistance of the battery,
A battery over-discharge protection and deterioration estimation method for estimating the state of the battery by comparing it with internal resistance table data for each degradation time and each charging voltage level obtained through a test in advance for a battery of the same type as the battery.
제 2 항에서,
상기 휴지 구간의 진입 시점에 대응하는 내부 저항은,
상기 휴지 구간의 진입 시점에 측정된 상기 배터리의 전압과 상기 휴지 구간의 진입 시점으로부터 미리 정해진 시간 이후 측정된 상기 배터리의 전압의 차이를 상기 정전류 모드에서 설정된 충전 전류로 나눈 값으로 계산되고,
상기 휴지 구간의 종료 시점에 대응하는 내부 저항은,
상기 휴지 구간의 종료 시점으로부터 미리 정해진 시간 이후 측정된 상기 배터리의 전압과 상기 휴지 구간의 종료 시점에 측정된 상기 배터리의 전압의 차이를 상기 정전류 모드에서 설정된 충전 전류로 나눈 값으로 계산되는 배터리 과방전 보호 및 열화 추정 방법.
In claim 2,
The internal resistance corresponding to the entry point of the rest period is,
Calculated as a value obtained by dividing the difference between the voltage of the battery measured at the entry point of the idle section and the voltage of the battery measured after a predetermined time from the entry point of the idle section by the charging current set in the constant current mode,
The internal resistance corresponding to the end time of the rest period is,
Battery overdischarge calculated by dividing the difference between the voltage of the battery measured after a predetermined time from the end of the idle period and the voltage of the battery measured at the end of the idle period by the charging current set in the constant current mode Protection and degradation estimation methods.
배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부,
상기 배터리를 충전하는 충전 회로부, 그리고
상기 상기 충전 회로부를 제어하여 미리 정해진 충방전 프로파일에 따라 정전류 모드로 상기 배터리를 충전하는 동안, 미리 정해진 배터리 전압에 도달할 때마다 상기 배터리의 충전을 미리 정해진 시간동안 중단하는 휴지 구간에 상기 전압 측정부에서 측정된 배터리의 전압을 이용하여 상기 배터리의 내부 저항을 계산하는 제어부
를 포함하는 배터리 과방전 보호 및 열화 추정 장치.
A voltage measuring unit that measures the voltage of the battery;
a charging circuit for charging the battery; and
While charging the battery in a constant current mode according to a predetermined charge/discharge profile by controlling the charging circuit unit, the voltage is measured in a rest period in which charging of the battery is stopped for a predetermined time whenever a predetermined battery voltage is reached A control unit for calculating the internal resistance of the battery using the voltage of the battery measured in the unit
Battery over-discharge protection and deterioration estimation device comprising a.
제 5 항에서,
상기 배터리의 내부 저항은,
상기 휴지 구간의 진입 시점과 종료 시점에 대응하여 각각 계산되는 배터리 과방전 보호 및 열화 추정 장치.
In claim 5,
The internal resistance of the battery is
An apparatus for estimating battery over-discharge protection and deterioration, each calculated corresponding to an entry time and an ending time of the idle period.
제 6 항에서,
계산된 상기 배터리의 내부 저항을,
상기 배터리와 동종의 배터리에 대해서 사전에 시험을 통해 획득된 열화 시간별, 충전 전압 레벨 별 내부 저항 테이블 데이터와 비교하여 상기 배터리의 상태를 추정하는 배터리 과방전 보호 및 열화 추정 장치.
In claim 6,
the calculated internal resistance of the battery,
Battery overdischarge protection and deterioration estimation apparatus for estimating the state of the battery by comparing it with internal resistance table data for each degradation time and each charging voltage level obtained through a test in advance for a battery of the same type as the battery.
제 6 항에서,
상기 휴지 구간의 진입 시점에 대응하는 내부 저항은,
상기 휴지 구간의 진입 시점에 측정된 상기 배터리의 전압과 상기 휴지 구간의 진입 시점으로부터 미리 정해진 시간 이후 측정된 상기 배터리의 전압의 차이를 상기 정전류 모드에서 설정된 충전 전류로 나눈 값으로 계산되고,
상기 휴지 구간의 종료 시점에 대응하는 내부 저항은,
상기 휴지 구간의 종료 시점으로부터 미리 정해진 시간 이후 측정된 상기 배터리의 전압과 상기 휴지 구간의 종료 시점에 측정된 상기 배터리의 전압의 차이를 상기 정전류 모드에서 설정된 충전 전류로 나눈 값으로 계산되는 배터리 과방전 보호 및 열화 추정 장치.
In claim 6,
The internal resistance corresponding to the entry point of the rest period is,
Calculated as a value obtained by dividing the difference between the voltage of the battery measured at the entry point of the idle section and the voltage of the battery measured after a predetermined time from the entry point of the idle section by the charging current set in the constant current mode,
The internal resistance corresponding to the end time of the rest period is,
Battery overdischarge calculated by dividing the difference between the voltage of the battery measured after a predetermined time from the end of the idle period and the voltage of the battery measured at the end of the idle period by the charging current set in the constant current mode Protection and deterioration estimation device.
KR1020200090980A 2020-07-22 2020-07-22 Apparatus and method for battery over-discharge protection and deterioration estimation KR20220012003A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200090980A KR20220012003A (en) 2020-07-22 2020-07-22 Apparatus and method for battery over-discharge protection and deterioration estimation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200090980A KR20220012003A (en) 2020-07-22 2020-07-22 Apparatus and method for battery over-discharge protection and deterioration estimation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220012003A true KR20220012003A (en) 2022-02-03

Family

ID=80268905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200090980A KR20220012003A (en) 2020-07-22 2020-07-22 Apparatus and method for battery over-discharge protection and deterioration estimation

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220012003A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102433538B1 (en) * 2022-04-14 2022-08-19 주식회사 비앤씨텍 Battery Test Bench

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102433538B1 (en) * 2022-04-14 2022-08-19 주식회사 비앤씨텍 Battery Test Bench

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9651628B2 (en) Method and apparatus for determining a capacity of a battery
JP5282789B2 (en) Battery capacity detection device for lithium ion secondary battery
US8965721B2 (en) Determining battery DC impedance
JP5743634B2 (en) Deterioration measuring device, secondary battery pack, deterioration measuring method, and program
US9450427B2 (en) State of charge determination for an electrical accumulator
JP2008141846A (en) Charging state prediction program, cable-less traffic system and its charging method
WO2012140776A1 (en) Charging control device
WO2017056732A1 (en) Battery control device and battery system
US11821959B2 (en) Method for estimating state of health of a battery
JP2015158416A (en) Apparatus for estimating soc of secondary battery, and soc estimation method
US20140365150A1 (en) Method and device for determining a charge state of an electric energy store
KR20180055123A (en) Method and apparatus for estimating battery state
JP6970289B2 (en) Charge control devices, transportation equipment, and programs
CN103424708A (en) Open circuit voltage estimation device, condition estimation device, and method of estimating open circuit voltage
KR20180114206A (en) Lithium-ion battery charging method with user, cell and temperature awareness
KR20220029109A (en) Method and apparatus estimating a state of battery
US20210190879A1 (en) Soh estimation method of battery pack
JP2009210478A (en) Estimation method for chargeable/dischargeable power of battery
KR102577581B1 (en) Method and system for estimating state of health(soh) of a battery
TW202242434A (en) Battery state estimation device and power system
CN113075558B (en) Battery SOC estimation method, device and system
KR20220012003A (en) Apparatus and method for battery over-discharge protection and deterioration estimation
JP5851514B2 (en) Battery control device, secondary battery system
KR20200032124A (en) How to detect self-discharge faults in battery cells
KR20230157833A (en) Electronic apparatus performing battery estimation and operating method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application