KR20220056337A

KR20220056337A - 배터리의 수명 예측 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20220056337A
Application number: KR1020200140808A
Authority: KR
Inventors: 임영철
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-10-28
Filing date: 2020-10-28
Publication date: 2022-05-06

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 배터리의 수명 예측 시스템을 제공한다. 배터리의 수명 예측 시스템은 차량용 배터리의 실험 온도 및 만충전 제어시의 충전 상태(SOC)에 따른 상기 차량용 배터리의 충전 계수를 상기 차량용 배터리의 수명 종료 시까지 측정하는 배터리 충전 평가 모듈, 차량에 실제로 장착된 실차 배터리의 만충전 제어 시의 충전 계수를 계산하는 충전 계수 산출부 및 상기 실차 배터리의 충전 계수 및 상기 차량용 배터리의 충전 계수에 기초하여 상기 실차 배터리의 수명 종료 또는 수명을 예측하는 수명 예측부를 포함한다.

Description

배터리의 수명 예측 시스템 및 방법{System and method for predicting battery of vehicle}

본 발명은 차량용 배터리의 충전 계수와 실차 배터리의 충전 계수의 비교를 통해 실차 배터리의 수명을 예측하는 배터리의 수명 예측 시스템 및 방법 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 보안을 위하여 블랙박스 단말기가 차량에 장착되고 있다. 블랙박스 단말기는 차량이 주행 중이거나 또는 정차 중에 발생할 수 있는 사고 또는 손상에 대한 증거자료를 확보하기 위한 수단으로 이용되고 있다. 이러한 블랙박스 단말기는 차량이 주차 또는 정차한 후에도 다른 차량의 통행이나 물건의 운송, 기타 접촉 및 충돌에 의해 차량에 손상이 발생할 수 있으므로 이를 확인 혹은 증거 보존을 위해서는 영상녹화를 지속시킬 수도 있다.

다만, 차량의 시동을 오프(Off)한 상태에서도 블랙박스에서 지속적인 암전류가 발생함에 따른 배터리 심방전에 의한 배터리의 수명 단축이 발생될 수 있다. 예를 들어, 차량 배터리의 노후화에 따라 ISG(Idle Stop and Go) 진입의 어려움이 발생하거나, 차량 시동의 불량 또는 충전 지연과 같은 다양한 현상으로 차량 운전자에게 불편함을 야기하고 있다. 차량의 주차 또는 정차 시와 같이 엔진이 정지된 상태에서는 차량용 블랙박스에 전원이 공급되지 않거나 장시간 상시 전원을 사용하는 것이 필수적이고, 이에 따라 블랙박스로 불필요한 전원을 공급하는 것은 차량 배터리의 수명을 단축시키는 문제점이 있다. 그럼에도 불구하고, 엔진 오프 시 배터리의 심방전에 의한 배터리 노후화를 예측하는 제어 로직은 개발되지 않은 문제점이 있다.

본 발명의 기술적 과제는 엔진 오프 시 배터리의 심방전에 의한 배터리 노후화를 예측하는 배터리의 수명 예측 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 실험적으로 사용되는 차량용 배터리의 충전 계수와 실제 차량에 장착된 실차 배터리의 충전 계수의 비교를 통해 실차 배터리의 수명을 예측하는 배터리의 수명 예측 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

일 예에 의하여, 상기 배터리 충전 평가 모듈은 현재 상기 차량용 배터리의 실험 온도 및 충전 상태(SOC)에서 만충전 시까지의 충전 계수를 산출하고, 상기 차량용 배터리의 충전 계수는 충전 제어 시점에서의 온도와 충전 상태(SOC)에 따라 상이하다.

일 예에 의하여, 상기 차량용 배터리의 충전 계수는 상기 차량용 배터리의 완충까지 걸린 시간과 배터리 용량에 기초한 기울기를 의미하고, 상기 차량용 배터리의 충전 계수는 만충전 제어시의 충전 상태(SOC) 별로 각각 산출된다.

일 예에 의하여, 상기 실차 배터리의 충전 계수는 상기 실차 배터리의 완충까지 걸린 시간과 배터리 용량에 기초한 기울기를 의미한다.

일 예에 의하여, 상기 실차 배터리의 충전 상태(SOC)를 추정하는 SOC 추정부를 더 포함하고, 상기 수명 예측부는 상기 실차 배터리의 충전 상태(SOC)와 대응되는 상기 배터리 충전 평가 모듈에 저장된 상기 차량용 배터리의 충전 상태(SOC)에서의 충전 계수에 기초하여 상기 실차 배터리의 수명을 예측한다.

일 예에 의하여, 상기 배터리 충전 평가 모듈은 특정 충전 상태(SOC)까지 상기 차량용 배터리를 방치한 이후에 만충전 제어를 수행하는 과정을 상기 차량용 배터리의 수명 종료 시까지 수행한다.

일 예에 의하여, 상기 실차 배터리의 충전 계수가 기설정된 값보다 작은 경우, 상기 수명 예측부는 상기 실차 배터리의 수명이 종료된 것으로 판단한다.

일 예에 의하여, 상기 실차 배터리의 충전 계수가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 수명 예측부는 만충전 제어 시의 충전 상태(SOC) 및 상기 실차 배터리의 충전 계수와 대응되는 상기 차량용 배터리의 충전 상태(SOC) 및 충전 계수에 기초하여 상기 실차 배터리의 수명을 예측한다.

일 예에 의하여, 상기 배터리 충전 평가 모듈은 온도별, 충전 상태별 상기 차량용 배터리의 충전 계수에 기초하여 상기 실차 배터리의 수명 예측을 위한 2차 방정식인 충전 계수 방정식을 산출한다.

일 예에 의하여, 상기 수명 예측부는 상기 실차 배터리의 만충전 제어시의 온도와 매칭되는 배터리 충전 평가 모듈에 저장된 상기 차량용 배터리의 실험 온도를 고려하여 상기 실차 배터리의 수명을 예측한다.

본 발명의 실시예에 따른 배터리 수명 예측 방법을 제공한다. 배터리 수명 예측 방법은 차량용 배터리의 실험 온도 및 만충전 제어시의 충전 상태(SOC)에 따른 상기 차량용 배터리의 충전 계수를 상기 차량용 배터리의 수명 종료 시까지 측정하는 단계, 차량에 실제로 장착된 실차 배터리의 만충전 제어 시의 충전 계수를 계산하는 단계 및 상기 실차 배터리의 충전 계수 및 상기 차량용 배터리의 충전 계수에 기초하여 상기 실차 배터리의 수명 종료 또는 수명을 예측하는 단계를 포함한다.

일 예에 의하여, 상기 차량용 배터리의 충전 계수를 상기 차량용 배터리의 수명 종료 시까지 측정하는 단계는, 현재 상기 차량용 배터리의 실험 온도 및 충전 상태(SOC)에서 만충전 시까지의 충전 계수를 산출하고, 상기 차량용 배터리의 충전 계수는 충전 제어 시점에서의 온도와 충전 상태(SOC)에 따라 상이하다.

일 예에 의하여, 상기 차량용 배터리의 충전 계수를 상기 차량용 배터리의 수명 종료 시까지 측정하는 단계는, 특정 충전 상태(SOC)까지 상기 차량용 배터리를 방치한 이후에 만충전 제어를 수행하는 과정을 상기 차량용 배터리의 수명 종료 시까지 수행한다.

일 예에 의하여, 상기 실차 배터리의 수명 종료 또는 수명을 예측하는 단계는, 상기 실차 배터리의 충전 상태(SOC)를 추정하는 단계 및 상기 실차 배터리의 충전 상태(SOC)와 대응되는 상기 차량용 배터리의 충전 상태(SOC)에서의 충전 계수에 기초하여 상기 실차 배터리의 수명을 예측하는 단계를 포함한다.

일 예에 의하여, 상기 실차 배터리의 수명 종료 또는 수명을 예측하는 단계에서, 상기 실차 배터리의 충전 계수가 기설정된 값보다 작은 경우, 상기 실차 배터리의 수명이 종료된 것으로 판단된다.

일 예에 의하여, 상기 실차 배터리의 수명 종료 또는 수명을 예측하는 단계에서, 상기 실차 배터리의 충전 계수가 기설정된 값 이상인 경우, 만충전 제어 시의 충전 상태(SOC) 및 상기 실차 배터리의 충전 계수와 대응되는 상기 차량용 배터리의 충전 상태(SOC) 및 충전 계수에 기초하여 상기 실차 배터리의 수명이 예측된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 배터리의 수명 예측 시스템은 실험을 통해 획득한 충전 계수와 실차 배터리의 충전 계수를 서로 비교하여 실차 배터리의 수명을 예측할 수 있다. 이 때, 배터리의 수명 예측 시스템은 실차 배터리의 온도와 충전 상태(SOC)와 매칭되는 온도와 충전 상태(SOC)에서 실험된 차량용 배터리의 충전 계수에 기초하여 실차 배터리의 수명을 예측함에 따라 신뢰성 높은 데이터를 산출할 수 있다. 또한, 배터리의 수명 예측 시스템은 산출된 수명에 대한 데이터를 운전자에게 제공함에 따라 차량의 정비 시점을 판단하는데 도움을 줄 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리의 수명 예측 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 배터리의 충전 계수를 도출하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실차 배터리의 수명을 예측하는 방법을 설명하는 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리의 수명 예측 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 배터리의 수명 예측 시스템(1)은 실험을 위한 차량용 배터리(10)의 충전 계수를 측정하는 배터리 충전 평가 모듈(100)과 실제 차량에 장착된 실차 배터리(20)의 충전 계수를 계산하여 실차 배터리(20)의 수명을 예측하는 제어부(200)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 차량용 배터리(10) 및 실차 배터리(20)는 차량에 장착 가능한 12V, 24V 또는 48V 배터리 중 어느 하나일 수 있다. 배터리(10, 20)는 실차 상태에서 시동 오프(OFF)후 방치되면 수명이 저하되는 특성이 있다. 배터리(10, 20)의 노화가 진행되면 배터리(10, 20)의 충전률이 저하되고, 배터리(10, 20)의 충전 계수도 줄어들 수 있다. 충전 계수는 시간당 배터리 용량의 충전률을 의미할 수 있다. 배터리의 수명 예측 시스템(1)은 차량용 배터리(10)의 실험을 통해 배터리의 노화 시의 데이터들을 산출하여 이를 실차 배터리(20)에 적용하는 것을 통해 실차 배터리(20)의 수명을 예측할 수 있다.

배터리 충전 평가 모듈(100)은 차량용 배터리(10)의 실험 온도 및 만충전 제어시의 충전 상태(State Of Charge: SOC)에 따른 차량용 배터리(10)의 충전 계수를 측정할 수 있다. 배터리 충전 평가 모듈(100)은 차량용 배터리(10)의 수명 종료 시까지 차량용 배터리(10)의 충전 계수를 측정할 수 있다. 예를 들어, 차량용 배터리(10)의 수명 종료 시점은 차량용 배터리(10)의 만충전 제어를 수행하였음에도 차량용 배터리(10)의 충전 상태(SOC)가 60% 이하인 경우를 의미할 수 있다. 배터리 충전 평가 모듈(100)은 차량용 배터리(10)를 대상으로 다양한 온도 및 다양한 충전 상태(SOC) 별로 차량용 배터리(10)의 충전 계수를 측정할 수 있다. 배터리 충전 평가 모듈(100)은 차량용 배터리(10)를 특정 충전 상태(SOC)까지 방치시킨 후 만충전 제어를 수행하는 것을 반복적으로 수행할 수 있고, 배터리 충전 평가 모듈(100)은 차량용 배터리(10)의 수명 종료 시까지 실험을 반복할 수 있다.

일 예로, 배터리 충전 평가 모듈(100)은 차량용 배터리(10)의 충전 상태(SOC)가 50%일 때까지 차량용 배터리(10)를 방치시키고 차량용 배터리(10)의 충전 상태(SOC)가 50%에 도달하면 차량용 배터리(10)를 만충전 제어할 수 있다. 상기 과정을 지속적으로 반복하게 되면, 차량용 배터리(10)를 만충전 제어하더라도 충전 상태(SOC)가 60%를 초과하지 못하게 될 수 있다. 즉, 상기 과정을 지속적으로 반복하게 되면, 차량용 배터리(10)의 수명이 종료될 수 있다.

일 예로, 배터리 충전 평가 모듈(100)은 차량용 배터리(10)의 온도가 50도이고 차량용 배터리(10)의 충전 상태(SOC)가 50%일 때 차량용 배터리(10)의 만충전 제어를 수행할 수 있다. 용량이 완전히 충전된 차량용 배터리(10)의 충전 상태(SOC)가 다시 50%에 도달할 때까지 차량용 배터리(10)를 방치시키고 차량용 배터리(10)의 충전 상태(SOC)가 50%에 도달하면 다시 차량용 배터리(10)를 만충전 제어할 수 있다. 만충전 제어를 수행하는 당시의 차량용 배터리(10)의 온도가 달라지면 차량용 배터리(10)의 충전 계수도 달라질 수 있다. 따라서, 배터리 충전 평가 모듈(100)은 만충전 제어 당시의 충전 상태(SOC)와 온도 모두를 달리 조절하면서 차량용 배터리(10)의 충전 계수를 도출하기 위한 실험을 반복적으로 수행할 수 있다.

차량용 배터리(10)의 충전 계수는 충전 제어 시점에서의 온도와 충전 상태(SOC)에 따라 상이할 수 있다. 일 예로, 차량용 배터리(10)의 충전 계수는 차량용 배터리(10)의 완충까지 걸린 시간과 배터리 용량에 기초한 기울기를 의미할 수 있다. 구체적으로, 시간과 배터리 용량 각각을 일 축으로 하는 그래프에서 기울기가 차량용 배터리(10)의 충전 계수일 수 있다. 배터리 충전 평가 모듈(100)은 만충전 제어시의 충전 상태(SOC) 별로 차량용 배터리(10)의 충전 계수를 각각 산출할 수 있다.

일 예로, 차량용 배터리(10)의 충전 상태(SOC)가 50%일 때 만충전 제어를 수행하는 과정을 반복적으로 수행한 결과, 만충전 제어를 하더라도 차량용 배터리(10)의 충전 상태(SOC)가 60% 이하가 되는 시점까지의 차량용 배터리(10)의 만충전 시의 충전 상태(SOC)의 변화에 기초하여 차량용 배터리(10)의 충전 계수가 도출될 수 있다.

배터리 충전 평가 모듈(100)은 온도/충전 상태(SOC)에 따른 차량용 배터리(10)의 충전 계수에 대한 데이터를 테이블(150)에 저장할 수 있다. 테이블(150)은 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 테이블(150)은 배터리 충전 평가 모듈(100)과 관련하여 전술한 프로세서와 별개의 칩으로 구현된 메모리일 수 있고, 프로세서와 단일 칩으로 구현될 수 도 있다.

제어부(200)는 차량에 장착되는 전자제어유닛(electronic control unit: ECU)일 수 있다. 제어부(200)는 실차 배터리(20)의 충전 상태(SOC)를 추정하는 SOC 추정부(210), 실차 배터리(20)의 충전 계수를 계산하는 충전 계수 산출부(230) 및 실차 배터리(20)의 수명을 예측하기 위한 수명 예측부(250)를 포함할 수 있다.

SOC 추정부(210)는 실차 배터리(20)의 현재 충전 상태(SOC)를 추정할 수 있다. 실차 배터리(20)의 현재 충전 상태(SOC)는 테이블(150)에 저장된 데이터와 비교하기 위해 사용될 수 있다.

충전 계수 산출부(230)는 차량에 실제로 장착된 실차 배터리(20)의 만충전 제어 시의 충전 계수를 계산할 수 있다. 실차 배터리(20)의 충전 계수는 실차 배터리(20)의 완충까지 걸린 시간과 배터리 용량에 기초한 기울기를 의미할 수 있다. 구체적으로, 실차 배터리(20)의 충전 상태(SOC)가 50%일 때 만충전 제어가 수행되는 경우, 실차 배터리(20)의 완충까지 걸린 시간과 배터리의 완충 시의 충전 상태(SOC)를 일축으로 하는 그래프에서의 기울기가 실차 배터리(20)의 충전 계수일 수 있다. 이 때, 배터리의 만충전은 기설정된 시간의 경과 또는 충전 상태(SOC)가 95% 이상인 경우를 의미할 수 있으나, 설계자에 의해 배터리의 만충전의 의미는 달리 설정될 수 있다.

수명 예측부(250)는 실차 배터리(20)의 충전 상태(SOC)와 대응되는 배터리 충전 평가 모듈(100)에 저장된 차량용 배터리(10)의 충전 상태(SOC)에서의 충전 계수에 기초하여 실차 배터리(20)의 수명을 예측할 수 있다. 배터리 충전 평가 모듈(100)은 특정 충전 상태(SOC)에서 만충전 제어를 지속적으로 수행함에 따른 충전 계수에 대한 데이터를 테이블(150)에 저장할 수 있다. 이 때, 배터리 충전 평가 모듈(100)은 시간이 지속됨에 따라 차량용 배터리(10)의 충전 계수가 떨어지는 것을 파악할 수 있고, 지속적으로 줄어드는 충전 계수들에 대한 데이터들을 산출할 수 있다. 즉, 어느 시점에서의 차량용 배터리(10)의 충전 계수에 기초할 때 얼마만큼의 시간이 지속되면 차량용 배터리(10)의 수명이 종료되는지 예측될 수 있다. 수명 예측부(250)는 실차 배터리(20)의 특정 충전 상태(SOC)에서의 충전 계수와 매칭되는 테이블(150)에 저장된 차량용 배터리(10)의 특정 충전 상태(SOC)에서의 충전 계수를 산출할 수 있다. 이 때, 수명 예측부(250)는 실차 배터리(20)의 온도와 테이블(150)에 저장된 차량용 배터리(10)의 온도를 매칭시킬 수 있다. 즉, 수명 예측부(250)는 실차 배터리(20)의 충전 상태(SOC) 및 온도와 대응되는 차량용 배터리(10)의 충전 상태(SOC) 및 온도에서의 충전 계수에 기초하여 실차 배터리(20)의 수명을 예측할 수 있다.

일 예로, 실차 배터리(20)의 온도가 50도이고 충전 상태(SOC)가 50%일 때 만충전 제어가 수행되는 경우, 수명 예측부(250)는 테이블(150)에 저장된 차량용 배터리(20)의 실험 온도가 50도이고 충전 상태(SOC)가 50%일 때 만충전 제어를 수행하여 도출된 차량용 배터리(10)의 충전 계수를 도출할 수 있다. 수명 예측부(250)는 도출된 충전 계수에 기초하여 실차 배터리(20)의 수명이 언제 종료할 지 여부를 판단할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 배터리의 수명 예측 시스템(1)은 실험을 통해 획득한 충전 계수와 실차 배터리(10)의 충전 계수를 서로 비교하여 실차 배터리(20)의 수명을 예측할 수 있다. 이 때, 배터리의 수명 예측 시스템(1)은 실차 배터리(10)의 온도와 충전 상태(SOC)와 매칭되는 온도와 충전 상태(SOC)에서 실험된 차량용 배터리(10)의 충전 계수에 기초하여 실차 배터리(20)의 수명을 예측함에 따라 신뢰성 높은 데이터를 산출할 수 있다. 또한, 배터리의 수명 예측 시스템(1)은 산출된 수명에 대한 데이터를 운전자에게 제공함에 따라 차량의 정비 시점을 판단하는데 도움을 줄 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 배터리의 충전 계수를 도출하는 방법을 설명하는 순서도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 충전 평가 모듈(100)은 특정 온도 및 특정 충전 상태(SOC)에 따라 차량용 배터리(10)의 실험을 진행할 수 있다(S100).

배터리 충전 평가 모듈(100)은 차량용 배터리(10)의 특정 온도와 특정 충전 상태(SOC)에서 만충전 제어를 수행할 수 있고, 만충전된 차량용 배터리(10)가 다시 특정 충전 상태(SOC)에 도달할 때까지 차랑용 배터리(10)를 방치시킬 수 있다. 차량용 배터리(10)를 방치시킴에 따라 차량용 배터리(10)와 연결된 블랙박스 등에 의해 차량용 배터리(10)는 방전될 수 있다(S110).

배터리 충전 평가 모듈(100)은 완충된 차량용 배터리(10)의 용량이 기설정 용량 이하인 경우 차량용 배터리(10)의 수명이 종료된 것으로 판단할 수 있다. 기설정 용량은 배터리 총 용량의 60%를 의미할 수 있으나, 구체적인 수치는 설계자에 의해 변경될 수 있는 사항일 수 있다(S120).

배터리 충전 평가 모듈(100)은 온도별, 충전 상태별로 도출된 차량용 배터리(10)의 충전 계수에 기초하여 실차 배터리(20)의 수명 예측을 위한 2차 방정식인 충전 계수 방정식을 산출할 수 있다. 충전 계수는 시간당 배터리 용량의 충전률을 의미할 수 있다. 2차 방정식은 온도와 충전 상태(SOC)를 파라미터로 하여 산출될 수 있다. 산출된 충전 계수 방정식은 실차 배터리(20)의 충전 계수 및 온도를 입력값으로 하면 실차 배터리(20)의 수명을 도출할 수 있다(S130).

배터리 충전 평가 모듈(100)은 다양한 온도와 다양한 충전 상태(SOC)에 기초하여 실험을 수행할 수 있다. 배터리 충전 평가 모듈(100)은 다양한 온도와 다양한 충전 상태(SOC) 별로 각각의 충전 계수 방정식을 도출할 수 있다(S140).

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실차 배터리의 수명을 예측하는 방법을 설명하는 순서도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 차량의 시동이 온(ON) 시킨 이후에 차량에 장착된 실차 배터리(20)의 만충전 제어를 수행할 수 있다. 만충전 제어는 실차 배터리(20)를 완전히 충전하기 위한 제어를 의미할 수 있다. 이 때, SOC 추정부(210)는 만충전 제어 당시의 실차 배터리(20)의 충전 상태(SOC)를 추정할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 만충전 제어 당시의 실차 배터리(20)의 온도에 대한 정보를 획득할 수 있다(S200, S210).

충전 계수 산출부(230)는 실차 배터리(20)의 충전 계수를 산출할 수 있다. 충전 계수 산출부(230)는 실차 배터리(20)가 완전히 충전될 때까지의 시간당 충전률인 충전 계수를 계산할 수 있다(S220).

수명 예측부(250)는 실차 배터리(20)의 충전 계수가 기설정된 값 미만인지 여부를 판단할 수 있다. 실차 배터리(20)의 충전 계수가 기설정된 값보다 작은 경우, 수명 예측부(250)는 실차 배터리(20)의 수명이 종료된 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 실차 배터리(20)의 충전 계수가 음의 값으로 도출되는 경우, 실차 배터리(20)가 전혀 충전되지 않고 오히려 방전되는 상태이기 때문에 수명 예측부(250)는 실차 배터리(20)의 수명이 종료된 것으로 판단할 수 있다(S230, S240).

실차 배터리(20)의 충전 계수가 기설정된 값 이상인 경우, 수명 예측부(250)는 만충전 제어 시의 충전 상태(SOC), 온도 및 실차 배터리의 충전 계수와 대응되는 차량용 배터리(10)의 충전 상태(SOC), 온도 및 충전 계수에 기초하여 실차 배터리(20)의 수명을 예측할 수 있다. 구체적으로, 수명 예측부(250)는 배터리 충전 평가 모듈(100)에 의해 도출된 충전 계수 방정식에 실차 배터리(20)의 만충전 제어 시의 충전 상태(SOC), 온도 및 충전 계수를 입력함에 따라 실차 배터리(20)의 수명이 산출될 수 있다. 즉, 수명 예측부(250)는 실차 배터리(20)의 수명을 예측함에 있어 온도, 만충전 제어 당시의 충전 상태(SOC) 및 충전 계수를 모두 고려하여 실차 배터리(20)의 수명을 예측할 수 있고, 배터리 충전 평가 모듈(100)(또는 테이블(150))에는 온도, 만충전 제어 당시의 충전 상태(SOC) 및 충전 계수에 대한 데이터들이 저장되어 있을 수 있다. 따라서, 수명 예측부(250)는 실험을 통해 미리 도출된 데이터들과 실차 배터리(20)의 현재 상태(온도, 충전 상태 및 충전 계수)의 비교를 통해 실차 배터리(20)의 수명을 예측할 수 있다(S250, S260).

본 발명의 실시예에 따르면, 배터리의 수명 예측 시스템(1)은 온도, 충전 상태(SOC) 및 충전 계수를 파라미터로 한 충전 계수 방정식을 산출하여 실차 배터리(20)의 수명 예측을 위해 사용할 수 있다. 이를 위해, 배터리 충전 평가 모듈(100)은 다양한 실험 조건에서 차량용 배터리(10)의 실험을 수행할 수 있고, 차량에 장착된 제어부(200)는 배터리 충전 평가 모듈(100)이 도출한 충전 계수 방정식 및 배터리 충전 평가 모듈(100)이 테이블(150)에 저장한 데이터들을 이용하여 실차 배터리(20)의 수명을 예측할 수 있다.

이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims

차량용 배터리의 실험 온도 및 만충전 제어시의 충전 상태(SOC)에 따른 상기 차량용 배터리의 충전 계수를 상기 차량용 배터리의 수명 종료 시까지 측정하는 배터리 충전 평가 모듈;
차량에 실제로 장착된 실차 배터리의 만충전 제어 시의 충전 계수를 계산하는 충전 계수 산출부; 및
상기 실차 배터리의 충전 계수 및 상기 차량용 배터리의 충전 계수에 기초하여 상기 실차 배터리의 수명 종료 또는 수명을 예측하는 수명 예측부를 포함하는,
배터리의 수명 예측 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 배터리 충전 평가 모듈은 현재 상기 차량용 배터리의 실험 온도 및 충전 상태(SOC)에서 만충전 시까지의 충전 계수를 산출하고,
상기 차량용 배터리의 충전 계수는 충전 제어 시점에서의 온도와 충전 상태(SOC)에 따라 상이한,
배터리의 수명 예측 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 차량용 배터리의 충전 계수는 상기 차량용 배터리의 완충까지 걸린 시간과 배터리 용량에 기초한 기울기를 의미하고,
상기 차량용 배터리의 충전 계수는 만충전 제어시의 충전 상태(SOC) 별로 각각 산출되는,
배터리의 수명 예측 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 실차 배터리의 충전 계수는 상기 실차 배터리의 완충까지 걸린 시간과 배터리 용량에 기초한 기울기를 의미하는,
배터리의 수명 예측 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 실차 배터리의 충전 상태(SOC)를 추정하는 SOC 추정부를 더 포함하고,
상기 수명 예측부는 상기 실차 배터리의 충전 상태(SOC)와 대응되는 상기 배터리 충전 평가 모듈에 저장된 상기 차량용 배터리의 충전 상태(SOC)에서의 충전 계수에 기초하여 상기 실차 배터리의 수명을 예측하는,
배터리의 수명 예측 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 배터리 충전 평가 모듈은 특정 충전 상태(SOC)까지 상기 차량용 배터리를 방치한 이후에 만충전 제어를 수행하는 과정을 상기 차량용 배터리의 수명 종료 시까지 수행하는,
배터리의 수명 예측 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 실차 배터리의 충전 계수가 기설정된 값보다 작은 경우, 상기 수명 예측부는 상기 실차 배터리의 수명이 종료된 것으로 판단하는,
배터리의 수명 예측 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 실차 배터리의 충전 계수가 기설정된 값 이상인 경우, 상기 수명 예측부는 만충전 제어 시의 충전 상태(SOC) 및 상기 실차 배터리의 충전 계수와 대응되는 상기 차량용 배터리의 충전 상태(SOC) 및 충전 계수에 기초하여 상기 실차 배터리의 수명을 예측하는,
배터리의 수명 예측 시스템.
제8 항에 있어서,
상기 배터리 충전 평가 모듈은 온도별, 충전 상태별 상기 차량용 배터리의 충전 계수에 기초하여 상기 실차 배터리의 수명 예측을 위한 2차 방정식인 충전 계수 방정식을 산출하는,
배터리의 수명 예측 시스템.
제8 항에 있어서,
상기 수명 예측부는 상기 실차 배터리의 만충전 제어시의 온도와 매칭되는 배터리 충전 평가 모듈에 저장된 상기 차량용 배터리의 실험 온도를 고려하여 상기 실차 배터리의 수명을 예측하는,
배터리의 수명 예측 시스템.
차량용 배터리의 실험 온도 및 만충전 제어시의 충전 상태(SOC)에 따른 상기 차량용 배터리의 충전 계수를 상기 차량용 배터리의 수명 종료 시까지 측정하는 단계;
차량에 실제로 장착된 실차 배터리의 만충전 제어 시의 충전 계수를 계산하는 단계; 및
상기 실차 배터리의 충전 계수 및 상기 차량용 배터리의 충전 계수에 기초하여 상기 실차 배터리의 수명 종료 또는 수명을 예측하는 단계를 포함하는,
배터리의 수명 예측 방법.
제11 항에 있어서,
상기 차량용 배터리의 충전 계수를 상기 차량용 배터리의 수명 종료 시까지 측정하는 단계는, 현재 상기 차량용 배터리의 실험 온도 및 충전 상태(SOC)에서 만충전 시까지의 충전 계수를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 차량용 배터리의 충전 계수는 충전 제어 시점에서의 온도와 충전 상태(SOC)에 따라 상이한,
배터리의 수명 예측 방법.
제12 항에 있어서,
상기 차량용 배터리의 충전 계수를 상기 차량용 배터리의 수명 종료 시까지 측정하는 단계는,
특정 충전 상태(SOC)까지 상기 차량용 배터리를 방치한 이후에 만충전 제어를 수행하는 과정을 상기 차량용 배터리의 수명 종료 시까지 수행하는 것을 포함하는,
배터리의 수명 예측 방법.
제11 항에 있어서,
상기 실차 배터리의 수명 종료 또는 수명을 예측하는 단계는,
상기 실차 배터리의 충전 상태(SOC)를 추정하는 단계;
상기 실차 배터리의 충전 상태(SOC)와 대응되는 상기 차량용 배터리의 충전 상태(SOC)에서의 충전 계수에 기초하여 상기 실차 배터리의 수명을 예측하는 단계를 포함하는,
배터리의 수명 예측 방법.
제14 항에 있어서,
상기 실차 배터리의 수명 종료 또는 수명을 예측하는 단계에서,
상기 실차 배터리의 충전 계수가 기설정된 값보다 작은 경우, 상기 실차 배터리의 수명이 종료된 것으로 판단되는,
배터리의 수명 예측 방법.
제14 항에 있어서,
상기 실차 배터리의 수명 종료 또는 수명을 예측하는 단계에서,
상기 실차 배터리의 충전 계수가 기설정된 값 이상인 경우, 만충전 제어 시의 충전 상태(SOC) 및 상기 실차 배터리의 충전 계수와 대응되는 상기 차량용 배터리의 충전 상태(SOC) 및 충전 계수에 기초하여 상기 실차 배터리의 수명이 예측되는,
배터리의 수명 예측 방법.