KR20220048782A - 충방전 테스트 시스템 및 충방전 테스트 방법 - Google Patents

충방전 테스트 시스템 및 충방전 테스트 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 충방전 테스트 시스템은, 테스트 대상에 연결 가능한 충방전 테스트 장치; 및 컨트롤러를 포함한다. 상기 컨트롤러는, 상기 테스트 대상으로 제공된 제1 배터리에 대한 충방전 테스트의 개시를 명령하는 제1 제어 신호를 출력한다. 상기 충방전 테스트 장치는, 상기 제1 제어 신호에 응답하여, 제1 충방전 사이클에 의한 상기 제1 배터리의 누적 용량이 기준 용량에 도달할 때까지, 상기 제1 충방전 사이클을 반복 실행하도록 구성된다. 상기 제1 충방전 사이클은, 제1 온도 조건에서의, 제1 충전 종료 전압에 도달할 때까지의 제1 정전류 충전, 제1 휴지 시간, 상기 제1 방전 종료 전압에 도달할 때까지의 제1 정전류 방전 및 제2 휴지 시간의 순차적 진행이다. 상기 컨트롤러는, 상기 제1 배터리에 대한 상기 제1 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다, 상기 제1 배터리의 누적 용량 및 상기 제1 휴지 시간에 걸친 상기 제1 배터리의 전압 강하량을 상기 제1 충방전 사이클에 연관된 제1 테스트 데이터 세트에 추가한다.

Description

충방전 테스트 시스템 및 충방전 테스트 방법{CHARGING/DISCHARGING TEST SYSTEM AND CHARGING/DISCHARGING METHOD}
본 발명은, 적어도 하나의 충방전 사이클의 반복에 의한, 테스트 대상으로 제공되는 적어도 하나의 배터리의 퇴화 특성을 테스트하기 위한 기술에 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.
배터리에 대한 충방전은, 양극, 음극 및 전해질 간의 산화환원 반응뿐만 아니라 부반응을 함께 일으키게 된다. 부반응은 배터리의 용량 저하 및 충방전 효율 저항의 주된 원인이다. 따라서, 배터리는 반복되는 충방전을 겪으면서 점차 퇴화되어 간다.
부반응의 정도와 그에 따른 배터리 내부의 구조적 변화(예, 리튬 석출 등)는, 배터리가 겪은 충방전 환경에 크게 영향을 받는다. 일 예로, 동일한 전류 레이트(C-rate)로 동일 시간에 걸쳐 배터리를 충방전하더라도, 온도 조건이 상이하다면 배터리의 퇴화 거동이 달라진다. 다른 예로, 온도 조건이 동일하더라도, 충전 또는 방전에 이용되는 전류 레이트가 상이한 경우에도 배터리의 퇴화 거동이 달라진다.
따라서, 배터리가 어떤 충방전 환경에서 크게 퇴화되는지를 파악하기 위해, 다양한 충방전 패턴을 통해 배터리를 테스트하는 절차가 필수적이다.
종래에는, 복수의 배터리 각각에 대해 서로 동일 또는 상이한 충방전 사이클을 서로 다른 시간 또는 횟수만큼 반복 진행한 다음, 각 배터리의 분해하여 내부 상태를 육안으로 관찰함으로써, 해당 충방전 사이클의 진행 시간 또는 반복 횟수에 따라 배터리의 부반응과 어떤 관련성을 가지는지를 확인하고 있다.
그러나, 위와 같은 분석 방식은 분해 및 관찰에 장시간이 소요되고, 분석자의 주관에 의존하여 정확도가 떨어질 뿐만 아니라, 상이한 충방전 사이클들에 의한 테스트 결과들 간의 명확한 비교가 어렵다는 단점이 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 테스트 대상으로 제공되는 각 배터리에 대해 미리 정해진 충방전 사이클을 이용한 충방전 테스트를 진행하면서, 각 배터리의 누적 용량에 대한 휴지 시간에 걸친 개방전압의 강하량 간의 관계를 테스트 결과로서 자동 취득하는 충방전 테스트 시스템 및 충방전 테스트 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 테스트 대상으로 제공되는 서로 동일한 전기화학적 사양을 가지는 복수의 배터리에 대해 서로 상이한 복수의 충방전 사이클을 개별적으로 반복한 결과를 비교할 수 있는 충방전 테스트 시스템 및 충방전 테스트 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 테스트 대상으로 제공되는 서로 상이한 전기화학적 사양을 가지는 복수의 배터리에 대해 동일한 충방전 사이클을 반복한 결과를 비교할 수 있는 충방전 테스트 시스템 및 충방전 테스트 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 충방전 테스트 시스템은, 적어도 하나의 테스트 대상에 연결 가능한 충방전 테스트 장치; 및 통신 채널을 통해 상기 충방전 테스트 장치에 동작 가능하게 결합되는 컨트롤러를 포함한다. 상기 컨트롤러는, 사용자 입력에 따라, 상기 테스트 대상으로 제공된 제1 배터리에 대한 충방전 테스트의 개시를 명령하는 제1 제어 신호를 상기 충방전 테스트 장치에게 출력하도록 구성된다. 상기 충방전 테스트 장치는, 상기 제1 제어 신호에 응답하여, 제1 충방전 사이클에 의한 상기 제1 배터리의 누적 용량이 기준 용량에 도달할 때까지, 상기 제1 충방전 사이클을 반복 실행하도록 구성된다. 상기 제1 충방전 사이클은, 제1 온도 조건에서의, 제1 충전 종료 전압에 도달할 때까지의 제1 정전류 충전, 제1 휴지 시간, 상기 제1 방전 종료 전압에 도달할 때까지의 제1 정전류 방전 및 제2 휴지 시간의 순차적 진행이다. 상기 컨트롤러는, 상기 제1 배터리에 대한 상기 제1 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다, 상기 제1 배터리의 누적 용량을 결정하고, 상기 제1 휴지 시간에 걸친 상기 제1 배터리의 전압 강하량을 결정하고, 상기 제1 배터리의 상기 누적 용량 및 상기 전압 강하량을 상기 제1 충방전 사이클에 연관된 제1 테스트 데이터 세트에 추가하도록 구성된다.
상기 컨트롤러는, 상기 테스트 대상으로 제공된 제2 배터리에 대한 충방전 테스트의 개시를 명령하는 제2 제어 신호를 상기 충방전 테스트 장치에게 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 충방전 테스트 장치는, 상기 제2 제어 신호에 응답하여, 제2 충방전 사이클에 의한 상기 제2 배터리의 누적 용량이 상기 기준 용량에 도달할 때까지, 상기 제2 충방전 사이클을 반복 실행하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 충방전 사이클은, 상기 제1 온도 조건과 상이한 제2 온도 조건에서의, 상기 제1 정전류 충전, 상기 제1 휴지 시간, 상기 제1 정전류 방전 및 상기 제2 휴지 시간의 순차적 진행이다. 상기 컨트롤러는, 상기 제2 배터리에 대한 상기 제2 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다, 상기 제2 배터리의 누적 용량을 결정하고, 상기 제1 휴지 시간에 걸친 상기 제2 배터리의 전압 강하량을 결정하고, 상기 제2 배터리의 상기 누적 용량 및 상기 전압 강하량을 상기 제2 충방전 사이클에 연관된 제2 테스트 데이터 세트에 추가하도록 구성될 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 제1 배터리에 대한 충방전 테스트가 완료되는 경우, 상기 제1 테스트 데이터 세트를 기초로, 상기 제1 배터리의 상기 누적 용량과 상기 전압 강하량 간의 대응 관계를 나타내는 제1 테스트 곡선을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 제2 배터리에 대한 충방전 테스트가 완료되는 경우, 상기 제2 테스트 데이터 세트를 기초로, 상기 제2 배터리의 상기 누적 용량과 상기 전압 강하량 간의 대응 관계를 나타내는 제2 테스트 곡선을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 제1 테스트 곡선과 상기 제2 테스트 곡선 간의 기울기 차이가 임계값 이상이 되는 누적 용량 범위를 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 테스트 대상으로 제공된 제3 배터리에 대한 충방전 테스트의 개시를 명령하는 제3 제어 신호를 상기 충방전 테스트 장치에게 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 충방전 테스트 장치는, 상기 제3 제어 신호에 응답하여, 제3 충방전 사이클에 의한 상기 제3 배터리의 누적 용량이 상기 기준 용량에 도달할 때까지, 상기 제3 충방전 사이클을 반복 실행하도록 구성될 수 있다. 상기 제3 충방전 사이클은, 상기 제1 온도 조건에서의, 상기 제1 정전류 충전, 상기 제1 휴지 시간, 상기 제1 방전 종료 전압과 상이한 제2 방전 종료 전압에 도달할 때까지의 제2 정전류 방전 및 상기 제2 휴지 시간의 순차적 진행이다. 상기 컨트롤러는, 상기 제3 배터리에 대한 상기 제3 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다, 상기 제3 배터리의 누적 용량을 결정하고, 상기 제1 휴지 시간에 걸친 상기 제3 배터리의 전압 강하량을 결정하고, 상기 제3 배터리의 상기 누적 용량 및 상기 전압 강하량을 상기 제3 충방전 사이클에 연관된 제3 테스트 데이터 세트에 추가하도록 구성될 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 제1 배터리에 대한 충방전 테스트가 완료되는 경우, 상기 제1 테스트 데이터 세트를 기초로, 상기 제1 배터리의 상기 누적 용량과 상기 전압 강하량 간의 대응 관계를 나타내는 제1 테스트 곡선을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 제3 배터리에 대한 충방전 테스트가 완료되는 경우, 상기 제3 테스트 데이터 세트를 기초로, 상기 제3 배터리의 상기 누적 용량과 상기 전압 강하량 간의 대응 관계를 나타내는 제3 테스트 곡선을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 제1 테스트 곡선과 상기 제3 테스트 곡선 간의 기울기 차이가 임계값 이상이 되는 누적 용량 범위를 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 테스트 대상으로 제공된 제4 배터리에 대한 충방전 테스트의 개시를 명령하는 제4 제어 신호를 상기 충방전 테스트 장치에게 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 충방전 테스트 장치는, 상기 제4 제어 신호에 응답하여, 제4 충방전 사이클에 의한 상기 제4 배터리의 누적 용량이 상기 기준 용량에 도달할 때까지, 상기 제4 충방전 사이클을 반복 실행하도록 구성될 수 있다. 상기 제4 충방전 사이클은, 상기 제2 온도 조건에서의, 상기 제1 정전류 충전, 상기 제1 휴지 시간, 상기 제2 정전류 방전 및 상기 제2 휴지 시간의 순차적 진행이다. 상기 컨트롤러는, 상기 제4 배터리에 대한 상기 제4 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다, 상기 제4 배터리의 누적 용량을 결정하고, 상기 제1 휴지 시간에 걸친 상기 제4 배터리의 전압 강하량을 결정하고, 상기 제4 배터리의 상기 누적 용량 및 상기 전압 강하량을 상기 제4 충방전 사이클에 연관된 제4 테스트 데이터 세트에 추가하도록 구성될 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 제1 배터리에 대한 충방전 테스트가 완료되는 경우, 상기 제1 테스트 데이터 세트를 기초로, 상기 제1 배터리의 상기 누적 용량과 상기 전압 강하량 간의 대응 관계를 나타내는 제1 테스트 곡선을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제4 배터리에 대한 충방전 테스트가 완료되는 경우, 상기 제4 테스트 데이터 세트를 기초로, 상기 제4 배터리의 상기 누적 용량과 상기 전압 강하량 간의 대응 관계를 나타내는 제4 테스트 곡선을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 제1 테스트 곡선과 상기 제4 테스트 곡선 간의 기울기 차이가 임계값 이상이 되는 누적 용량 범위를 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 충방전 테스트 시스템은, 상기 제1 테스트 데이터 세트에 연관된 그래픽 정보를 출력하도록 구성되는 정보 입출력 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 충방전 테스트 장치는, 적어도 하나의 충방전 모듈을 포함한다. 각 충방전 모듈은, 상기 테스트 대상에 대한 충전 전류 및 방전 전류를 조절하도록 구성되는 충방전기; 상기 테스트 대상의 주변 온도를 조절하도록 구성되는 온도 조절 회로; 및 상기 테스트 대상의 전압 및 전류를 측정하도록 구성되는 센싱 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 충방전 테스트 방법은 상기 충방전 테스트 시스템에 의해 실행 가능하다. 상기 충방전 테스트 방법은, 상기 컨트롤러가, 상기 테스트 대상으로 제공된 상기 제1 배터리에 대한 충방전 테스트의 개시를 명령하는 상기 제1 제어 신호를 상기 충방전 테스트 장치에게 출력하는 단계; 및 상기 컨트롤러가, 상기 제1 충방전 사이클에 의한 상기 제1 배터리의 누적 용량이 상기 기준 용량에 도달할 때까지, 상기 제1 배터리에 대한 상기 제1 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다, 상기 제1 충방전 사이클에 연관된 제1 테스트 데이터 세트를 취득하는 단계를 포함한다. 상기 제1 충방전 사이클에 연관된 제1 테스트 데이터 세트를 취득하는 단계는, 상기 제1 정전류 충전의 종료 시점에서의 상기 제1 배터리의 상기 누적 용량을 결정하는 단계; 상기 제1 휴지 시간에 걸친 상기 제1 배터리의 전압 강하량을 결정하는 단계; 및 상기 제1 배터리의 상기 누적 용량 및 상기 전압 강하량을 상기 제1 충방전 사이클에 연관된 제1 테스트 데이터 세트에 추가하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 테스트 대상으로 제공되는 각 배터리에 대해 미리 정해진 충방전 사이클을 이용한 충방전 테스트를 진행하면서, 각 배터리의 누적 용량에 대한 휴지 시간에 걸친 개방전압의 강하량 간의 관계를 테스트 결과로서 자동 취득할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 테스트 대상으로 제공되는 서로 동일한 전기화학적 사양을 가지는 복수의 배터리에 대해 서로 상이한 복수의 충방전 사이클을 개별적으로 반복한 결과를 동일 누적 용량에 대해 정량적으로 비교할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 테스트 대상으로 제공되는 서로 상이한 전기화학적 사양을 가지는 복수의 배터리에 대해 동일한 충방전 사이클을 반복한 결과를 동일 누적 용량에 대해 정량적으로 비교할 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 실시예에 따른 충방전 테스트 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 충방전 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 테스트 대상으로 제공된 복수의 배터리에 대한 복수의 충방전 사이클을 이용한 충방전 테스트의 결과를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 충방전 테스트 시스템에 의해 실행 가능한 제1 실시예에 따른 충방전 테스트 방법을 예시적으로 나타낸 순서도이다.
도 5는 도 1에 도시된 충방전 테스트 시스템에 의해 실행 가능한 제2 실시예에 따른 충방전 테스트 방법을 예시적으로 나타낸 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 <제어부>와 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 실시예에 따른 충방전 테스트 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 충방전 모듈(200)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 테스트 대상으로 제공된 복수의 배터리에 대한 복수의 충방전 사이클을 이용한 충방전 테스트의 결과를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 충방전 테스트 시스템(1)은, 충방전 테스트 장치(100) 및 컨트롤러(300)를 포함한다.
충방전 테스트 장치(100)는, 적어도 하나의 충방전 모듈(200)을 포함한다. 충방전 테스트 장치(100)가 둘 이상의 충방전 모듈(200_1~200_n, n은 2 이상의 자연수)을 포함하는 경우, 테스트 대상으로 제공된 둘 이상의 배터리(B_1~B_n)에 대해 동시에 충방전 테스트가 가능한바, 시간적 효율을 향상시킬 수 있다. 이하에서는,복수의 충방전 모듈(200_1~200_n)에 대해 공통된 설명의 경우에는 부호 200을 부여하고, 복수의 배터리(B_1~B_n)에 대해 공통된 설명의 경우에는 부호 B를 부여하겠다.
충방전 모듈(200)은, 충방전기(210), 온도 조절 회로(220) 및 센싱 회로(230)를 포함한다.
충방전기(210)는, 배터리(B)의 양극 단자 및 음극 단자에 탈착 가능한 한 쌍의 테스트 단자(P1, P2)를 구비한다. 테스트 대상으로 제공된 배터리(B)의 양극 단자 및 음극 단자는 한 쌍의 테스트 단자(P1, P2)를 통해 충방전기(210)에 연결된다. 충방전기(210)는, 컨트롤러(300)로부터의 명령에 따라, 테스트 대상으로서 접속되어 있는 배터리(B)를 충방전하도록 구성된다. 일 예로, 충방전기(210)로는, 양방향 DC-DC 컨버터 또는 양방향 DC-AC 컨버터가 이용될 수 있다. 충방전기(210)는, 컨트롤러(300)로부터의 제어 신호에 응답하여, 제어 신호에 의해 요구되는 충방전 사이클의 전압 조건 및 전류 조건에 맞춰, 배터리(B)에 대한 충전 전류, 충전 전압, 방전 전류 및/또는 방전 전압을 조절하도록 구성된다.
온도 조절 회로(220)는, 컨트롤러(300)로부터의 제어 신호에 응답하여, 배터리(B)의 충방전 중에, 제어 신호에 의해 요구되는 충방전 사이클의 온도 조건에 맞춰 배터리(B)의 주변 온도를 유지 또는 조절한다. 예컨대, 온도 조절 회로(220)는, 온도 센서(221), 냉각 회로(222)(예, 팬) 및 승온 회로(223)(예, 히터)를 포함하고, 이들 간의 피드백을 통해 충방전 사이클 진행 중의 주변 온도를 제어 신호에 의해 요구된 온도로 유지할 수 있다. 전술된 바와 같이, 둘 이상의 배터리(B)에 대한 충방전 테스트가 동시 진행될 경우, 상호 간의 온도 간섭을 억제하기 위해, 온도 조절 회로(220)는 배터리(B), 온도 센서(221), 냉각 회로(222) 및 승온 회로(223)가 배치된 영역을 다른 충방전 모듈로부터 물리적으로 격리하는 케이스(예, 챔버)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 배터리(B)는, 온도 센서(221), 냉각 회로(222) 및 승온 회로(223)와 함께 케이스의 내부에 수납된 상태에서 충방전기(210)에 결합될 수 있다.
센싱 회로(230)는, 한 쌍의 테스트 단자(P1, P2)와 충방전기(210)를 연결하는 한 쌍의 배선에 전기적으로 연결된다. 센싱 회로(230)는, 전류 센서(232)를 포함한다. 전류 센서(232)는, 충방전기(210)가 배터리(B)를 충방전시키는 중, 설정 시간 간격으로 배터리(B)의 충방전 전류를 검출하고, 검출된 전류를 나타내는 전류값을 컨트롤러(300)에 전송할 수 있다. 센싱 회로(230)는, 전압 센서(231)를 포함한다. 전압 센서(231)는, 충방전기(210)가 배터리(B)를 충방전시키는 중, 설정 시간 간격으로 또는 소정 이벤트(예, 충전으로부터 휴지로 전환)의 발생 시에 배터리(B)의 전압을 검출하고, 검출된 전압를 나타내는 전압값을 컨트롤러(300)에 전송할 수 있다.
컨트롤러(300)는, 제어부(310), 통신 회로(320) 및 메모리(330)를 포함한다. 제어부(310)는, 하드웨어적으로, ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
통신 회로(320)는, 통신 채널(CH)을 통해 충방전 테스트 장치(100)에 동작 가능하게 결합되어, 제어부(310)와 충방전 테스트 장치(100) 간의 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하도록 구성되는 통신 회로(320)를 포함할 수 있다. 유선 통신은 예컨대 캔(CAN: contoller area network) 통신일 수 있고, 무선 통신은 예컨대 지그비나 블루투스 통신일 수 있다. 물론, 제어부(310)와 충방전 테스트 장치(100) 간의 유무선 통신을 지원하는 것이라면, 통신 프토토콜의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. 통신 회로(320)는, 제어부(310)로부터의 제어 신호를 충방전기(210)에게 전달하고, 충방전 모듈(200)의 센싱 회로(230)에 의해 취득된 배터리(B)의 센싱 데이터(예, 전류값, 전압값)를 제어부(310)에게 전달한다.
메모리(330)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. 메모리(330)는, 제어부(310)의 동작에 요구되는 데이터 및 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(330)는, 제어부(310)에 의한 연산 동작의 결과를 나타내는 데이터를 저장할 수 있다.
충방전 테스트 장치(100)는, 정보 입출력 장치(400)를 더 포함할 수 있다. 정보 입출력 장치(400)는, 입력부(410)(예, 키보드, 마이크 등) 및 출력부(420)(예, 스피커, 디스플레이)를 포함할 수 있다. 정보 입력출 장치는, 사용자 입력을 수신하고, 사용자 입력에 따라 진행된 충방전 테스트의 결과를 시각적 및/또는 청각적 형태로 출력하도록 구성된다.
컨트롤러(300)는, 정보 입출력 장치(400)에 의해 수신된 사용자 입력 또는 미리 정해진 테스트 스케쥴 정보에 따라, 하나 또는 둘 이상의 충방전 장치(200)에게 순차적으로 또는 동시에 제어 신호(들)을 전송한다. 예를 들어, 컨트롤러(300)는, 복수의 충방전 모듈(200_1~200_n)을 이용하여 복수의 충방전 사이클을 동시에 실행할 것을 명령하는 사용자 입력이 정보 입출력 장치(400)를 통해 수신된 경우, 복수의 충방전 사이클에 연관된 복수의 제어 신호를 복수의 충방전 모듈(200)에게 개별적으로 출력할 수 있다.
본 명세서에서는, 설명의 편의를 위해, 제1 내지 제4 배터리(B_1~B_4)에 대하여 서로 상이한 제1 내지 제4 충방전 사이클을 개"u적으로 이용한 충방전 테스트 절차를 예시하겠다. 물론, 제1 내지 제4 충방전 사이클 외에도, 테스트 대상에 요구되는 성능 평가를 위한 추가적인 충방전 사이클(들)을 이용한 테스트 역시 가능하다.
제1 충방전 사이클은, 제1 온도 조건(예, 25℃)에서의, 제1 충전 종료 전압(예, 4.2 V)에 도달할 때까지의 제1 정전류 충전(예, 1.0 C-rate), 제1 휴지 시간(예, 30분), 제1 방전 종료 전압(예, 3.0 V)에 도달할 때까지의 제1 정전류 방전(예, 0.5 C-rate) 및 제2 휴지 시간(예, 60분)의 순차적 진행을 1회로 한다.
제2 충방전 사이클은, 제2 온도 조건(예, 45℃)에서의, 제1 충전 종료 전압에 도달할 때까지의 제1 정전류 충전, 제1 휴지 시간, 제1 방전 종료 전압에 도달할 때까지의 제1 정전류 방전 및 제2 휴지 시간의 순차적 진행을 1회로 한다.
제3 충방전 사이클은, 제1 온도 조건에서의, 제1 충전 종료 전압에 도달할 때까지의 제1 정전류 충전, 제1 휴지 시간, 제1 방전 종료 전압과는 상이한 제2 방전 종료 전압(예, 2.5 V)에 도달할 때까지의 제2 정전류 방전 및 제2 휴지 시간의 순차적 진행을 1회로 한다.
제4 충방전 사이클은, 제2 온도 조건에서의, 제1 충전 종료 전압에 도달할 때까지의 제1 정전류 충전, 제1 휴지 시간, 제1 방전 종료 전압과는 상이한 제2 방전 종료 전압에 도달할 때까지의 제2 정전류 방전 및 제2 휴지 시간의 순차적 진행을 1회로 한다.
각 충방전 사이클에 있어서, 정전류 충전은 충방전 모듈(200)에 마련된 한 쌍의 테스트 단자(P1, P2) 간의 전압이 충전 종료 전압까지 상승 시에 종료되고, 정전류 방전은 충방전기(210)에 마련된 한 쌍의 테스트 단자(P1, P2) 간의 전압이 방전 종료 전압까지 저하 시에 종료된다.
제1 내지 제4 충방전 모듈(200_1~200_4)은, 제1 내지 제4 제어 신호에 응답하여, 제1 내지 제4 충방전 사이클 각각에 의한 누적 용량이 기준 용량(도 3의 QREF)에 도달할 때까지, 테스트 대상인 제1 내지 제4 배터리(B_1~B_4)에 대한 제1 내지 제4 충방전 사이클을 개별적으로 반복하도록 구성된다. 제1 배터리(B_1)에 대한 제1 충방전 사이클의 반복 진행 중, 제1 충방전 모듈(200_1)의 온도 조절 회로(220)에 의해 제1 배터리(B_1)의 주변 온도가 제1 온도 조건으로 유지되는 한편, 제1 충방전 모듈(200_1)의 온도 조절 회로(220)에 의해 검출된 전류값 및 전압값이 설정 시간 간격 마다 또는 컨트롤러(300)로부터의 요청 시마다 컨트롤러(300)에게 전송된다. 나머지 배터리(B_2~B_4)에 대해서도 동일한 절차가 진행된다.
컨트롤러(300)는, 제1 배터리(B_1)에 대한 제1 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다, 제1 정전류 충전의 종료 시점에서의 제1 배터리(B_1)의 누적 용량을 결정하는 한편, 제1 휴지 시간에 걸친 제1 배터리(B_1)의 전압 강하량을 결정한다. 컨트롤러(300)는, 시계열적으로 반복 결정되는 제1 배터리(B_1)의 누적 용량 및 전압 강하값을, 제1 충방전 사이클에 연관된 제1 테스트 데이터 세트로서 메모리(330)에 기록할 수 있다.
제1 배터리(B_1)의 누적 용량은, 제1 충방전 사이클의 반복 진행에 의한 제1 배터리(B_1)의 충전 용량과 방전 용량의 합이다. 컨트롤러(300)는, 제1 충방전 사이클의 진행 중, 제1 충방전 모듈(200_1)로부터 전송되는 전류값의 크기를 시간에 따라 적산함으로써, 제1 정전류 충전의 종료 시점에서의 제1 배터리(B_1)의 누적 용량을 결정할 수 있다.
제1 휴지 시간에 걸친 제1 배터리(B_1)의 전압 강하량은, 제1 정전류 충전의 종료 시점에서의 제1 배터리(B_1)의 개방 전압(OCV: Open Circuit Voltage)과 제1 정전류 충전의 종료 시점으로부터 제1 휴지 시간 경과 후의 제1 배터리(B_1)의 개방 전압 간의 차이이다.
컨트롤러(300)는, 제2 배터리(B)에 대한 제2 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다, 제1 정전류 충전의 종료 시점에서의 제2 배터리(B_2)의 누적 용량을 결정하는 한편, 제1 휴지 시간에 걸친 제2 배터리(B_2)의 전압 강하량을 결정한다. 컨트롤러(300)는, 시계열적으로 반복 결정되는 제2 배터리(B_2)의 누적 용량 및 전압 강하값을, 제2 충방전 사이클에 연관된 제2 테스트 데이터 세트로서 메모리(330)에 기록할 수 있다.
제2 배터리(B_2)의 누적 용량은, 제2 충방전 사이클의 반복 진행에 의한 제2 배터리(B_2)의 충전 용량과 방전 용량의 합이다. 컨트롤러(300)는, 제2 충방전 사이클의 진행 중, 제2 충방전 모듈(200_2)로부터 전송되는 전류값의 크기를 시간에 따라 적산함으로써, 제1 정전류 충전의 종료 시점에서의 제2 배터리(B_2)의 누적 용량을 결정할 수 있다.
제1 휴지 시간에 걸친 제2 배터리(B_2)의 전압 강하량은, 제1 정전류 충전의 종료 시점에서의 제2 배터리(B_2)의 개방 전압과 제1 정전류 충전의 종료 시점으로부터 제1 휴지 시간 경과 후의 제2 배터리(B_2)의 개방 전압 간의 차이이다.
컨트롤러(300)는, 제3 배터리(B_3)에 대한 제3 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다, 제1 정전류 충전의 종료 시점에서의 제3 배터리(B_3)의 누적 용량을 결정하는 한편, 제1 휴지 시간에 걸친 제3 배터리(B)의 전압 강하량을 결정한다. 컨트롤러(300)는, 시계열적으로 반복 결정되는 제3 배터리(B_3)의 누적 용량 및 전압 강하값을, 제3 충방전 사이클에 연관된 제3 테스트 데이터 세트로서 메모리(330)에 기록할 수 있다.
제3 배터리(B_3)의 누적 용량은, 제3 충방전 사이클의 반복 진행에 의한 제3 배터리(B_3)의 충전 용량과 방전 용량의 합이다. 컨트롤러(300)는, 제3 충방전 사이클의 진행 중, 제3 충방전 모듈(200_3)로부터 전송되는 전류값의 크기를 시간에 따라 적산함으로써, 제1 정전류 충전의 종료 시점에서의 제3 배터리(B_3)의 누적 용량을 결정할 수 있다.
제1 휴지 시간에 걸친 제3 배터리(B_3)의 전압 강하량은, 제1 정전류 충전의 종료 시점에서의 제3 배터리(B_3)의 개방 전압과 제1 정전류 충전의 종료 시점으로부터 제1 휴지 시간 경과 후의 제3 배터리(B_3)의 개방 전압 간의 차이이다.
컨트롤러(300)는, 제4 배터리(B_4)에 대한 제4 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다, 제1 정전류 충전의 종료 시점에서의 제4 배터리(B_4)의 누적 용량을 결정하는 한편, 제1 휴지 시간에 걸친 제4 배터리(B_4)의 전압 강하량을 결정한다. 컨트롤러(300)는, 시계열적으로 반복 결정되는 제4 배터리(B_4)의 누적 용량 및 전압 강하값을, 제4 충방전 사이클에 연관된 제4 테스트 데이터 세트로서 메모리(330)에 기록할 수 있다.
제4 배터리(B_4)의 누적 용량은, 제4 충방전 사이클의 반복 진행에 의한 제4 배터리(B_4)의 충전 용량과 방전 용량의 합이다. 컨트롤러(300)는, 제4 충방전 사이클의 진행 중, 제4 충방전 모듈(200_4)로부터 전송되는 전류값의 크기를 시간에 따라 적산함으로써, 제1 정전류 충전의 종료 시점에서의 제4 배터리(B_4)의 누적 용량을 결정할 수 있다.
제1 휴지 시간에 걸친 제4 배터리(B_4)의 전압 강하량은, 제1 정전류 충전의 종료 시점에서의 제4 배터리(B_4)의 개방 전압과 제1 정전류 충전의 종료 시점으로부터 제1 휴지 시간 경과 후의 제4 배터리(B_4)의 개방 전압 간의 차이이다.
전술된 각 충방전 사이클에 있어서, 각 배터리(B)의 전압 강하량의 크기는, 각 충방전 사이클의 반복 진행에 의해 유발된 각 배터리(B)의 부반응의 정도에 대응한다. 즉, 충방전 사이클 진행 중에 각 배터리(B)가 부반응이 축적되면서 각 배터리(B)의 가용 용량이 저하되어 가며, 각 배터리(B)의 부반응이 심화될수록 각 배터리(B)의 전압 강하량 또한 증가하여 테스트 곡선(도 3 참조)에 나타나는 전압 강하량의 기울기가 음의 값으로 증가할 수 있다.
제1 내지 제4 배터리(B_4)는 리튬 이온 배터리 등과 같이 반복적인 충방전이 가능한 것으로서, 서로 동일한 전기화학적 사양을 가지도록 제조된 신품일 수 있다. 대안적으로, 제1 내지 제4 배터리(B_4) 중 어느 하나는, 나머지 중 적어도 하나와는 상이한 전기화학적 사양을 가지도록 제조된 것일 수 있다. 예컨대, 제1 배터리(B_1) 및 제2 배터리(B_2)는 서로 동일한 사양을 가지고, 제3 배터리(B_3) 및 제4 배터리(B_4)는 제1 배터리(B_1) 및 제2 배터리(B_2)와는 전해질의 종류 및/또는 양이 상이거나 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.
도 3의 그래프에서, 가로축은 누적 용량(QACC)을 나타내고, 세로축은 전압 강하량(ΔOCV)을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 제1 내지 제4 테스트 곡선(310~340)은, 제1 내지 제4 배터리(B_1~B_4) 각각의 누적 용량과 전압 강하량 간의 관계를 나타낸다. 각 테스트 곡선은, 누적 용량으로서 시계열적으로 기록된 값들과 전압 강하량으로서 시계열적으로 기록된 값들에 대한 곡선 피팅을 통해 생성될 수 있다. 정보 입출력 장치(400)는, 컨트롤러(300)로부터의 제1 내지 제4 테스트 곡선(310~340) 중 적어도 하나에 대응하는 그래픽 정보를 디스플레이할 수 있다.
제1 테스트 곡선(310)과 제2 테스트 곡선(320)을 비교해보면, 충방전 테스트의 초반부에는 제2 온도 조건이 제1 온도 조건보다 높아, 제2 배터리(B_2)의 전압 강하량이 제1 배터리(B_1)의 전압 강하량보다 작다. 다만, 충방전 테스트가 진행되면서 제2 배터리(B_2)의 전압 강하량이 제1 배터리(B_1)의 전압 강하량을 역전하게 된다. 제3 테스트 곡선(330)과 제4 테스트 곡선(340)에서도 비슷한 관계가 나타나고 있다. 이로부터, 부반응은 고온 환경일수록 심화되는 퇴화 특성을 나타냄을 확인할 수 있다.
제1 테스트 곡선(310)과 제3 테스트 곡선(330)을 비교해보면, 제3 배터리(B_3)의 전압 강하량이 제1 배터리(B_1)의 전압 강하량보다 크다. 이로부터, 제1 온도 조건에서는, 제2 방전 종료 전압이 제1 방전 종료 전압보다 배터리(B)에 더 큰 퇴화를 유발함을 확인할 수 있다.
제2 테스트 곡선(320)과 제4 테스트 곡선(340)을 비교해보면, 제4 배터리(B_4)의 전압 강하량은 충방전 테스트의 전체 기간에 걸쳐 완만한 변화를 보이는 반면, 제2 배터리(B_2)의 전압 강하량은 충방전 테스트의 초반부가 진행되는 중에 급격히 증가한다. 이로부터 제2 온도 조건에서는 제1 방전 종료 전압이 제2 방전 종료 전압보다 배터리(B)에 더 큰 퇴화를 유발함을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 둘 이상의 테스트 곡선을 정량적으로 비교 가능하여, 서로 상이한 퇴화 요소(예, 방전 종료 전압)가 배터리(B)에 지속적으로 적용됨으로 인한 전압 강하량의 기울기 차이를 파악하는 데에 도움을 줄 수 있다.
컨트롤러(300)는, 제1 내지 제4 테스트 곡선(310~340) 중에서 조합 가능한 적어도 한 쌍의 테스트 곡선(예, 310과 320, 310과 330, 310과 340 등)을 선택하고, 선택된 각 쌍의 테스트 곡선 간의 기울기 차이가 임계값 이상이 되는 누적 용량 범위를 결정할 수 있다. 일 예로, 도 3을 참조하면, Q1~Q2는, 제2 테스트 곡선(320)과 제4 테스트 곡선(340) 간의 기울기 차이가 임계값 이상이 되는 누적 용량 범위를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 충방전 테스트 시스템(1)에 의해 실행 가능한 제1 실시예에 따른 충방전 테스트 방법을 예시적으로 나타낸 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 단계 S410에서, 컨트롤러(300)는, 테스트 대상으로 제공된 배터리(B)에 대한 충방전 테스트의 개시를 명령하는 제어 신호를 충방전 테스트 장치(100)에게 출력한다. 이에 따라, 충방전 테스트 장치(100)는, 제어 신호에 요구된 충방전 사이클을 이용하여 배터리(B)에 대한 충방전 테스트를 개시한다.
단계 S420에서, 컨트롤러(300)는, 배터리(B)에 대한 충방전 테스트의 진행 중, 충방전 사이클에 연관된 테스트 데이터 세트를 취득한다.
단계 S420는, 충방전 사이클에 포함된 정전류 충전의 종료 시점에서의 배터리(B)의 누적 용량을 결정하는 단계(S422), 충방전 사이클에 포함된 정전류 충전의 종료 시점으로부터 휴지 시간에 걸친 배터리(B)의 전압 강하량을 결정하는 단계(S424) 및 배터리(B)의 누적 용량 및 전압 강하량을 충방전 사이클에 연관된 테스트 데이터 세트에 추가하는 단계를 포함한다. 즉, 테스트 데이터 세트는, 배터리(B)의 충방전 테스트 중에 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다 업데이트된다.
단계 S430에서, 컨트롤러(300)는, 충방전 사이클에 의한 배터리(B)의 누적 용량이 기준 용량에 도달하였는지 여부를 판정한다. 단계 S430의 값이 "아니오"인 경우, 단계 S420로 돌아간다. 단계 S430의 값이 "예"인 것은, 배터리(B)에 대한 충방전 테스트가 완료되었음을 나타낸다. 단계 S430의 값이 "예"인 경우, 단계 S440으로 진행될 수 있다.
단계 S440에서, 컨트롤러(300)는, 테스트 데이터 세트를 기초로, 배터리(B)의 누적 용량과 전압 강하량 간의 대응 관계를 나타내는 테스트 곡선을 결정한다.
단계 S450에서, 컨트롤러(300)는, 정보 입출력 장치(400)에게 테스트 곡선을 나타내는 그래픽 정보의 출력을 요청할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 충방전 테스트 시스템(1)에 의해 실행 가능한 제2 실시예에 따른 충방전 테스트 방법을 예시적으로 나타낸 순서도이다.
도 1 내지 도 3 및 도 5를 참조하면, 단계 S510에서, 컨트롤러(300)는, 테스트 대상으로 제공된 복수의 배터리(B_1~B_4)에 대한 서로 상이한 복수의 충전 사이클에 따른 충방전 테스트의 개시를 명령하는 제어 신호를 충방전 테스트 장치(100)에게 출력한다. 이에 따라, 충방전 테스트 장치(100)의 복수의 충방전 모듈(200_1~200_4)은, 제어 신호에 요구된 복수의 충방전 사이클을 이용하여 복수의 배터리(B)에 대한 충방전 테스트를 개별적으로 개시한다.
단계 S520에서, 컨트롤러(300)는, 복수의 배터리(B_1~B_4) 에 대한 충방전 테스트의 진행 중, 복수의 충방전 사이클에 연관된 복수의 테스트 데이터 세트를 취득한다.
단계 S520는, 각 충방전 사이클에 포함된 정전류 충전의 종료 시점에서의 각 배터리(B)의 누적 용량을 결정하는 단계(S522), 각 충방전 사이클에 포함된 휴지 시간에 걸친 각 배터리(B)의 전압 강하량을 결정하는 단계(S524) 및 각 배터리(B)의 누적 용량 및 전압 강하량을 각 충방전 사이클에 연관된 각 테스트 데이터 세트에 추가하는 단계를 포함한다. 즉, 각 테스트 데이터 세트는, 각 배터리(B)의 충방전 테스트 중에 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다 업데이트된다.
단계 S530에서, 컨트롤러(300)는, 복수의 충방전 사이클에 의한 복수의 배터리(B_1~B_4)의 누적 용량이 기준 용량에 도달하였는지 여부를 판정한다. 단계 S530의 값이 "아니오"인 경우, 단계 S520로 돌아간다. 단계 S530의 값이 "예"인 것은, 복수의 배터리(B_1~B_4) 모두에 대한 충방전 테스트가 완료되었음을 나타낸다. 단계 S530의 값이 "예"인 경우, 단계 S540으로 진행될 수 있다.
단계 S540에서, 컨트롤러(300)는, 복수의 테스트 데이터 세트를 기초로, 복수의 배터리(B_1~B_4)의 누적 용량과 전압 강하량 간의 대응 관계를 나타내는 복수의 테스트 곡선을 결정한다.
단계 S550에서, 컨트롤러(300)는, 복수의 테스트 곡선(310~340)으로부터 조합 가능한 적어도 한 쌍의 테스트 곡선 간의 기울기 차이가 임계값 이상이 되는 누적 용량 범위를 결정한다.
단계 S560에서, 컨트롤러(300)는, 정보 입출력 장치(400)에게 복수의 테스트 곡선(310~340) 및 누적 용량 범위(Q1~Q2)를 나타내는 그래픽 정보의 출력을 요청한다.
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: 충방전 테스트 시스템
B: 배터리
100: 충방전 테스트 장치
200: 충방전 모듈
210: 충방전기
220: 온도 조절 회로
221: 온도 센서
222: 냉각 회로
223: 승온 회로
230: 센싱 회로
231: 전압 센서
232: 전류 센서
300: 컨트롤러
310: 제어부
320: 통신 회로
330: 메모리
400: 정보 입출력 장치

Claims (10)

  1. 충방전 테스트 시스템에 있어서,
    적어도 하나의 테스트 대상에 연결 가능한 충방전 테스트 장치; 및
    통신 채널을 통해 상기 충방전 테스트 장치에 동작 가능하게 결합되는 컨트롤러를 포함하되,
    상기 컨트롤러는,
    사용자 입력에 따라, 상기 테스트 대상으로 제공된 제1 배터리에 대한 충방전 테스트의 개시를 명령하는 제1 제어 신호를 상기 충방전 테스트 장치에게 출력하도록 구성되고,
    상기 충방전 테스트 장치는,
    상기 제1 제어 신호에 응답하여, 제1 충방전 사이클에 의한 상기 제1 배터리의 누적 용량이 기준 용량에 도달할 때까지, 상기 제1 충방전 사이클을 반복 실행하도록 구성되고,
    상기 제1 충방전 사이클은, 제1 온도 조건에서의, 제1 충전 종료 전압에 도달할 때까지의 제1 정전류 충전, 제1 휴지 시간, 상기 제1 방전 종료 전압에 도달할 때까지의 제1 정전류 방전 및 제2 휴지 시간의 순차적 진행이고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 배터리에 대한 상기 제1 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다,
    상기 제1 배터리의 누적 용량을 결정하고,
    상기 제1 휴지 시간에 걸친 상기 제1 배터리의 전압 강하량을 결정하고,
    상기 제1 배터리의 상기 누적 용량 및 상기 전압 강하량을 상기 제1 충방전 사이클에 연관된 제1 테스트 데이터 세트에 추가하도록 구성되는 충방전 테스트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 테스트 대상으로 제공된 제2 배터리에 대한 충방전 테스트의 개시를 명령하는 제2 제어 신호를 상기 충방전 테스트 장치에게 출력하도록 구성되되,
    상기 충방전 테스트 장치는,
    상기 제2 제어 신호에 응답하여, 제2 충방전 사이클에 의한 상기 제2 배터리의 누적 용량이 상기 기준 용량에 도달할 때까지, 상기 제2 충방전 사이클을 반복 실행하도록 구성되고,
    상기 제2 충방전 사이클은, 상기 제1 온도 조건과 상이한 제2 온도 조건에서의, 상기 제1 정전류 충전, 상기 제1 휴지 시간, 상기 제1 정전류 방전 및 상기 제2 휴지 시간의 순차적 진행이고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제2 배터리에 대한 상기 제2 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다,
    상기 제2 배터리의 누적 용량을 결정하고,
    상기 제1 휴지 시간에 걸친 상기 제2 배터리의 전압 강하량을 결정하고,
    상기 제2 배터리의 상기 누적 용량 및 상기 전압 강하량을 상기 제2 충방전 사이클에 연관된 제2 테스트 데이터 세트에 추가하도록 구성되는 충방전 테스트 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제1 배터리에 대한 충방전 테스트가 완료되는 경우, 상기 제1 테스트 데이터 세트를 기초로, 상기 제1 배터리의 상기 누적 용량과 상기 전압 강하량 간의 대응 관계를 나타내는 제1 테스트 곡선을 결정하고,
    상기 제2 배터리에 대한 충방전 테스트가 완료되는 경우, 상기 제2 테스트 데이터 세트를 기초로, 상기 제2 배터리의 상기 누적 용량과 상기 전압 강하량 간의 대응 관계를 나타내는 제2 테스트 곡선을 결정하고,
    상기 제1 테스트 곡선과 상기 제2 테스트 곡선 간의 기울기 차이가 임계값 이상이 되는 누적 용량 범위를 결정하도록 구성되는 충방전 테스트 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 테스트 대상으로 제공된 제3 배터리에 대한 충방전 테스트의 개시를 명령하는 제3 제어 신호를 상기 충방전 테스트 장치에게 출력하도록 구성되되,
    상기 충방전 테스트 장치는,
    상기 제3 제어 신호에 응답하여, 제3 충방전 사이클에 의한 상기 제3 배터리의 누적 용량이 상기 기준 용량에 도달할 때까지, 상기 제3 충방전 사이클을 반복 실행하도록 구성되고,
    상기 제3 충방전 사이클은, 상기 제1 온도 조건에서의, 상기 제1 정전류 충전, 상기 제1 휴지 시간, 상기 제1 방전 종료 전압과 상이한 제2 방전 종료 전압에 도달할 때까지의 제2 정전류 방전 및 상기 제2 휴지 시간의 순차적 진행이고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제3 배터리에 대한 상기 제3 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다,
    상기 제3 배터리의 누적 용량을 결정하고,
    상기 제1 휴지 시간에 걸친 상기 제3 배터리의 전압 강하량을 결정하고,
    상기 제3 배터리의 상기 누적 용량 및 상기 전압 강하량을 상기 제3 충방전 사이클에 연관된 제3 테스트 데이터 세트에 추가하도록 구성되는 충방전 테스트 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제1 배터리에 대한 충방전 테스트가 완료되는 경우, 상기 제1 테스트 데이터 세트를 기초로, 상기 제1 배터리의 상기 누적 용량과 상기 전압 강하량 간의 대응 관계를 나타내는 제1 테스트 곡선을 결정하고,
    상기 제3 배터리에 대한 충방전 테스트가 완료되는 경우, 상기 제3 테스트 데이터 세트를 기초로, 상기 제3 배터리의 상기 누적 용량과 상기 전압 강하량 간의 대응 관계를 나타내는 제3 테스트 곡선을 결정하고,
    상기 제1 테스트 곡선과 상기 제3 테스트 곡선 간의 기울기 차이가 임계값 이상이 되는 누적 용량 범위를 결정하도록 구성되는 충방전 테스트 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 테스트 대상으로 제공된 제4 배터리에 대한 충방전 테스트의 개시를 명령하는 제4 제어 신호를 상기 충방전 테스트 장치에게 출력하도록 구성되되,
    상기 충방전 테스트 장치는,
    상기 제4 제어 신호에 응답하여, 제4 충방전 사이클에 의한 상기 제4 배터리의 누적 용량이 상기 기준 용량에 도달할 때까지, 상기 제4 충방전 사이클을 반복 실행하도록 구성되고,
    상기 제4 충방전 사이클은, 상기 제2 온도 조건에서의, 상기 제1 정전류 충전, 상기 제1 휴지 시간, 상기 제2 정전류 방전 및 상기 제2 휴지 시간의 순차적 진행이고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제4 배터리에 대한 상기 제4 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다,
    상기 제4 배터리의 누적 용량을 결정하고,
    상기 제1 휴지 시간에 걸친 상기 제4 배터리의 전압 강하량을 결정하고,
    상기 제4 배터리의 상기 누적 용량 및 상기 전압 강하량을 상기 제4 충방전 사이클에 연관된 제4 테스트 데이터 세트에 추가하도록 구성되는 충방전 테스트 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제1 배터리에 대한 충방전 테스트가 완료되는 경우, 상기 제1 테스트 데이터 세트를 기초로, 상기 제1 배터리의 상기 누적 용량과 상기 전압 강하량 간의 대응 관계를 나타내는 제1 테스트 곡선을 결정하고,
    상기 제4 배터리에 대한 충방전 테스트가 완료되는 경우, 상기 제4 테스트 데이터 세트를 기초로, 상기 제4 배터리의 상기 누적 용량과 상기 전압 강하량 간의 대응 관계를 나타내는 제4 테스트 곡선을 결정하고,
    상기 제1 테스트 곡선과 상기 제4 테스트 곡선 간의 기울기 차이가 임계값 이상이 되는 누적 용량 범위를 결정하도록 구성되는 충방전 테스트 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 테스트 데이터 세트에 연관된 그래픽 정보를 출력하도록 구성되는 정보 입출력 장치를 더 포함하는 충방전 테스트 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 충방전 테스트 장치는, 적어도 하나의 충방전 모듈을 포함하고,
    각 충방전 모듈은,
    상기 테스트 대상에 대한 충전 전류 및 방전 전류를 조절하도록 구성되는 충방전기;
    상기 테스트 대상의 주변 온도를 조절하도록 구성되는 온도 조절 회로; 및
    상기 테스트 대상의 전압 및 전류를 측정하도록 구성되는 센싱 회로를 포함하는 충방전 테스트 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 상기 충방전 테스트 시스템에 의해 실행 가능한 충방전 테스트 방법에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 테스트 대상으로 제공된 상기 제1 배터리에 대한 충방전 테스트의 개시를 명령하는 상기 제1 제어 신호를 상기 충방전 테스트 장치에게 출력하는 단계; 및
    상기 컨트롤러가, 상기 제1 충방전 사이클에 의한 상기 제1 배터리의 누적 용량이 상기 기준 용량에 도달할 때까지, 상기 제1 배터리에 대한 상기 제1 충방전 사이클이 1회 진행될 때마다, 상기 제1 충방전 사이클에 연관된 제1 테스트 데이터 세트를 취득하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 충방전 사이클에 연관된 제1 테스트 데이터 세트를 취득하는 단계는,
    상기 제1 정전류 충전의 종료 시점에서의 상기 제1 배터리의 상기 누적 용량을 결정하는 단계;
    상기 제1 휴지 시간에 걸친 상기 제1 배터리의 전압 강하량을 결정하는 단계; 및
    상기 제1 배터리의 상기 누적 용량 및 상기 전압 강하량을 상기 제1 충방전 사이클에 연관된 제1 테스트 데이터 세트에 추가하는 단계를 포함하는 충방전 테스트 방법.
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