KR20220073292A

KR20220073292A - 배터리 셀의 고온 환경에 의한 열화를 보완하는 충전 제어 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20220073292A
Application number: KR1020200161221A
Authority: KR
Inventors: 노승진
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2022-06-03

Abstract

본 발명은 배터리 셀의 고온 환경에 의한 열화를 보완하는 충전 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 매 충/방전 시 배터리 셀의 용량을 확인하여 고온 환경에 의한 열화로 인한 용량 저하가 확인될 경우 충전 전압을 높여 부족한 용량을 보완하도록 충전을 제어하여, 배터리 셀의 고온 환경에 의한 열화를 보완할 수 있는 충전 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

배터리 셀의 고온 환경에 의한 열화를 보완하는 충전 제어 시스템 및 방법{Charging control system and method to compensate for deterioration due to high temperature environment of battery cell}

본 발명은 배터리 셀의 고온 환경에 의한 열화를 보완하는 충전 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 고온 환경에 의해 발생하는 배터리 셀의 열화를 보완하는 충전 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

충전이 가능한 이차전지(이하, ‘배터리’ 라 함)는 스마트폰, 노트북, PDA 등의 휴대용 전자기기 분야뿐만 아니라 전기 자동차, 에너지 저장 시스템(ESS) 등에 이르기까지 다양한 분야에서 에너지 공급원으로 이용되고 있다.

일반적으로 배터리는 지속적인 사용 기간이 길수록, 충/방전을 거듭할수록 열화되는 특성으로 인해 시간이 지남에 따라 용량이 저하된다. 특히 고온 환경에서는 배터리의 열화가 가속화된다. 구체적으로, 고온 환경에 장기 노출 또는 방치될 경우 열화가 가속화되어 2~3년 후에는 배터리의 용량이 초기 용량 대비 약 20~30% 정도 감소하게 된다.

이러한 상황을 방지하기 위해, 종래에는 배터리의 고온 사이클 특성을 향상시키거나 또는 냉각 팬을 구동시켜 상온 상태를 유지할 수 있도록 하는 방식을 사용하였다.

그러나, 종래의 방식은 배터리의 고온 사이클 특성을 향상시키기 위해서는 화학적인 개선을 필요로 하기 때문에 많은 연구로 인해 긴 시간이 소요되는 문제가 있고, 또한 냉각 팬을 구비하기 위한 추가적인 비용이 소모되는 문제점이 있다.

(특허문헌 1) JP5772952 B2

(특허문헌 2) JP6624458 B2

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 추가적인 비용이나 화학적인 개선을 필요로 하지 않고, 고온 환경에 의한 열화로 인한 배터리 셀의 용량 저하를 보완할 수 있는 충전 제어 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 배터리 셀의 고온 환경에 의한 열화를 보완하는 충전 제어 시스템은, 소정의 목표 용량보다 큰 초기 용량을 가지는 하나 이상의 배터리 셀; 소정의 초기 만충 전압 값으로 상기 배터리 셀을 충전하는 충전 제어부; 를 포함하여 구성되며, 상기 충전 제어부는, 상기 배터리 셀의 인접 영역 중 어느 하나의 위치에 구비되어, 일정 주기 간격으로 셀 주변 온도를 측정하는 온도 센서; 상기 온도 센서에서 측정되는 셀 주변 온도 값이 소정의 기준 온도 값 이상인지를 비교하여, 이상인 경우 제1 이상 신호를 출력하는 제1 비교부; 상기 제1 비교부로부터 제1 이상 신호가 출력되는 경우, 그 시점부터의 지속 시간을 카운트하는 카운트부; 상기 카운트부에서 카운트 되는 시간이 소정의 기준 시간 이상인지를 비교하여, 이상인 경우 제2 이상 신호를 출력하는 제2 비교부; 상기 제2 비교부로부터 제2 이상 신호가 출력된 경우, 상기 배터리 셀의 전체 운용 시간 및 상기 카운트부에서 카운트 되는 기준 온도 및 지속시간 이상인 상태로의 지속 시간을 이용하여 상기 소정의 목표 용량이 하기의 식(1)에 의해 산출되는 값을 초과하는지를 비교하여, 그 비교 결과에 따라 배터리 셀의 만충 전압 상향 조절 여부를 판단하는 조건 충족 여부 판단부; 상기 조건 충족 여부 판단부의 판단 결과에 따라, 현재 배터리 셀의 초기 만충 전압 값을 상향 조절하는 만충 전압 조절부; 를 포함하여 구성되고, 상기 카운트부는, 상기 제2 비교부로부터 제2 이상 신호가 출력되는 경우, 그 시점부터의 지속 시간을 추가로 카운트하는 것; 을 특징으로 한다.

식(1): 초기 용량 - (T*초기 용량/365 + 100*0.1*t/24)

(T: 배터리 셀의 전체 운용 시간, t: 기준 온도 및 지속시간 이상 상태인 시점부터 추가 카운트 된 지속 시간)

여기서, 상기 배터리 셀의 초기 만충 전압 값은, 상기 소정의 목표 용량을 기준으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 조건 충족 여부 판단부는, 상기 소정의 목표 용량이 상기 식(1)에 의해 산출된 값을 초과하는 경우, 현재 배터리 셀의 만충 전압을 상향 조절해야 하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

이에, 상기 만충 전압 조절부는, 상기 조건 충족 여부 판단부에서 만충 전압을 상향 조절해야 하는 것으로 판단된 경우, 현재 배터리 셀의 만충 전압 값을 소정의 전압만큼 상향 조절하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 배터리 셀의 전체 운용 시간은, 상기 배터리 셀의 충전, 방전 및 휴지(rest) 시간을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 배터리 셀의 고온 환경에 의한 열화를 보완하는 충전 제어 방법은, 소정의 목표 용량보다 큰 초기 용량을 가지는 배터리 셀에 대하여, 초기 만충 전압을 설정하는 만충 전압 설정 단계; 상기 만충 전압 설정 단계에서 설정한 소정의 초기 만충 전압 값으로 상기 배터리 셀을 충전하는 충전 제어 단계; 를 포함하여 구성되며, 상기 충전 제어 단계는, 일정 주기 간격으로, 상기 배터리 셀의 주변 온도를 측정하는 셀 주변 온도 측정 단계; 상기 셀 주변 온도 측정 단계에서 측정되는 셀 주변 온도 값이 소정의 기준 온도 값 이상인지를 비교하는 제1 비교 단계; 상기 제1 비교 단계의 비교 결과 상기 셀 주변 온도 값이 소정의 기준 온도 값 이상인 경우, 그 시점부터의 지속 시간을 카운트하는 제1 지속 시간 카운트 단계; 상기 제1 지속 시간 카운트 단계에서 카운트되는 시간이 소정의 기준 시간 이상인지를 비교하는 제2 비교 단계; 상기 제2 비교 단계의 비교 결과, 상기 제1 지속 시간 카운트 단계에서 카운트 된 시간이 소정의 기준 시간 이상인 경우, 그 시점부터의 지속 시간을 카운트하는 제2 지속 시간 카운트 단계; 상기 제2 비교 단계의 비교 결과 상기 제1 지속 시간 카운트 단계에서 카운트 된 지속 시간이 소정의 기준 시간 이상인 경우, 상기 제2 지속시간 카운트 단계에서 카운트 되는 지속 시간 및 상기 배터리 셀의 전체 운용 시간을 이용하여 소정의 목표 용량이 하기의 식(1)에 의해 산출된 값을 초과하는지를 비교하여, 그 비교 결과에 따라 배터리 셀의 만충 전압 상향 조절 여부를 판단하는 조건 충족 여부 판단 단계; 상기 조건 충족 여부 판단 단계의 판단 결과에 따라, 현재 배터리 셀의 초기 만충 전압을 상향 조절하는 만충 전압 조절 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

식(1): 초기 용량 - (T*초기 용량/365 + 100*0.1*t/24)

(T: 배터리 셀의 전체 운용 시간, t: 제2 지속 시간 카운트 단계에서 카운트 된 시간)

여기서, 상기 만충 전압 설정 단계에서 설정하는 초기 만충 전압 값은, 상기 소정의 목표 용량을 기준으로 설정하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 조건 충족 여부 판단 단계는, 상기 소정의 목표 용량이 상기 식(1)에 의해 산출된 값을 초과하는 경우, 현재 배터리 셀의 만충 전압을 상향 조절해야 하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

이에, 상기 만충 전압 조절 단계는, 상기 조건 충족 여부 판단 단계에서 만충 전압을 상향 조절해야 하는 것으로 판단된 경우, 현재 배터리 셀의 만충 전압 값을 소정의 전압만큼 상향 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 목표하는 용량보다 큰 용량을 가지는 배터리 셀을 사용하여 목표 용량을 기준으로 만충 전압을 설정하여 충전하고, 용량 저하가 있을 경우 상기 만충 전압을 높여 배터리 셀의 충전을 제어한다.

따라서, 고온 환경에 의한 열화에 따른 배터리 셀의 용량 저하를 보완하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 충전 제어 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 충전 제어 방법의 순서를 도시한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

1. 본 발명에 따른 충전 제어 시스템

도 1은 본 발명에 따른 충전 제어 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 이를 참조하면, 본 발명의 충전 제어 시스템은 배터리 셀(100), 온도 센서(200), 제1 비교부(300), 제1 카운트부(400), 제2 비교부(500), 제2 카운트부(600), 조건 충족 여부 판단부(700), 만충 전압 조절부(800)를 포함하여 구성된다.

1.1. 배터리 셀(100)

본 발명은 소정의 목표 용량보다 큰 초기 용량을 가지는 배터리 셀을 사용하는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 목표 용량이 3300mAh인 경우, 일반적으로는 3300mAh 용량을 가지는 배터리 셀을 사용하는 것과 달리, 본 발명은 3300mAh보다 큰 용량을 가지는 배터리 셀을 사용하는 것이다.

이러한 이유는, 본 발명은 목표 용량을 기준으로 만충 전압을 설정하여 배터리 셀의 용량에 대한 기준 충전 전압보다 낮은 전압으로 충전한 후, 열화로 인한 용량 저하가 확인될 경우 충전 전압을 높여 부족한 용량을 보완하는 원리를 이용하는 것이다. 그렇기 때문에 용량 보완을 위한 여유량을 확보하기 위하여 목표 용량보다 큰 용량을 가지는 배터리 셀을 사용한다.

한편, 도면에는 편의상 하나의 배터리 셀을 도시하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며 본 발명의 충전 제어 시스템은 하나 이상의 배터리 셀을 포함하여 구성될 수 있다.

1.2. 온도 센서(200)

온도 센서는, 상기 배터리 셀(100)의 인접 영역에 구비되어, 일정 주기 간격으로 배터리 셀(100)의 주변 온도를 측정한다. 이하에서는, 온도 센서에서 측정되는 온도 값을 셀 주변 온도 값으로 지칭할 수 있다.

1.3. 제1 비교부(300)

제1 비교부는, 상기 온도 센서(200)에서 측정되는 셀 주변 온도 값이 소정의 기준 온도 값 이상인지를 비교한다.

비교 결과, 상기 온도 센서(100)의 셀 주변 온도 값이 소정의 기준 온도 값 이상인 경우, 이를 나타내는 제1 이상 신호를 출력할 수 있다.

1.4. 카운트부(400)

카운트부는, 상기 제1 비교부(300)로부터 제1 이상 신호가 출력되는 경우, 그 시점부터의 지속 시간을 카운트한다. 즉, 상기 온도 센서(200)에서 측정된 셀 주변 온도 값이 소정의 기준 온도 값 이상인 상태로 지속되는 시간을 카운트하는 것이다.

한편, 후술하는 제2 비교부(500)으로부터 제2 이상 신호가 출력되는 경우, 그 시점부터의 지속 시간을 추가로 카운트한다. 즉, 배터리 셀의 주변 온도 값이 소정의 기준 온도 값 이상이면서, 소정의 기준 시간 이상인 상태로 지속되는 시간을 카운트하는 것이다.

1.5. 제2 비교부(500)

제2 비교부는, 상기 카운트부(400)에서 카운트하는 시간이 소정의 기준 시간 이상인지를 비교한다.

비교 결과, 상기 카운트부(400)의 카운트 시간이 소정의 기준 시간 이상이 되면, 이를 나타내는 제2 이상 신호를 출력할 수 있다.

즉, 배터리 셀의 주변 온도가 소정의 기준 온도 이상인 상태로 소정의 기준 시간 이상으로 지속되는지를 확인하는 것이다.

1.6. 조건 충족 여부 판단부(600)

조건 충족 여부 판단부는, 상기 제2 비교부(500)로부터 제2 이상 신호가 출력된 경우, 상기 배터리 셀의 전체 운용 시간 및 상기 카운트부(400)에서 제2 이상 신호가 출력된 시점부터 카운트한 지속 시간을 이용하여 상기 소정의 목표 용량이 하기의 식(1)에 의해 산출되는 값을 초과하는지를 비교하여, 그 비교 결과에 따라 배터리 셀의 만충 전압 상향 조절 여부를 판단한다.

식(1): 초기 용량 - (T*초기 용량/365 + 100*0.1*t/24)

(T: 배터리 셀의 전체 운용 시간, t: 기준 온도 및 시간 이상인 상태로 추가 카운트 된 지속 시간)

여기서, 배터리 셀의 전체 운용 시간(T)이라 함은, 상기 배터리 셀의 충전, 방전 및 휴지(rest) 시간을 모두 포함한 시간을 의미한다. 즉, 배터리가 외부 장치(미도시)에 장착되어 동작을 시작한 시간부터 외부 장치(미도시)로부터 분리되는 전까지의 시간을 말한다.

이러한 전체 운용 시간(T)은, 배터리관리시스템(BMS)의 MCU(Micro Controller Unit) 내에 구현되어 배터리 운용시간을 측정하는 공지 구성인 운용시간 측정부(미도시)에 의해 측정된다.

1.7. 만충 전압 조절부(700)

만충 전압 조절부는, 상기 조건 충족 여부 판단부(600)의 판단 결과 배터리 셀(100)의 만충 전압을 상향 조절해야 하는 것으로 판단된 경우, 현재 배터리 셀(100)의 만충 전압 값을 소정의 전압만큼 상향 조절한다.

이 때, 초기 만충 전압은 소정의 목표 용량을 기준으로 설정된다.

이에 따라, 상기 조건 충족 여부 판단부(600)에 의해 고온 환경에 의한 열화로 인한 배터리 셀(100)의 용량 저하가 확인된 경우, 현재 만충 전압 값을 소정의 전압만큼 상향 조절하여 부족한 용량을 보완하도록 하는 것이다.

예를 들어, 목표 용량이 3300mAh인 경우, 3300mAh보다 큰 용량을 가지는 배터리 셀을 사용하며, 초기 만충 전압은 3300mAh를 기준으로 설정된다. 이러한 조건에서 배터리 셀(100)의 충/방전을 진행하며, 매 충/방전 시 상술한 조건 충족 여부 판단부(600)에 의해 고온 환경에 의한 열화로 인한 배터리 셀(100)의 용량 저하가 확인되는 경우, 상기 만충 전압 값을 소정의 전압만큼 상향 조절하여 충전 전압을 높임으로써 부족한 용량을 보완할 수 있다.

한편, 상술한 제1 비교부(300), 카운트부(400), 제2 비교부(500), 조건 충족 여부 판단부(600) 및 만충 전압 조절부(700)는 배터리관리시스템(BMS)의 MCU(Micro Controller Unit, 미도시) 내에 구현되어 배터리 셀의 충전을 제어하는 충전 제어부(미도시)에 포함될 수 있다.

2. 본 발명에 따른 충전 제어 방법

도 2는 본 발명에 따른 충전 제어 방법의 순서를 도시한 도면이다. 이를 참조하면, 본 발명의 충전 제어 방법은 만충 전압 설정 단계(S100), 셀 주변 온도 측정 단계(S200), 제1 비교 단계(S300), 지속시간 카운트 단계(S400), 제2 비교 단계(S500), 조건 충족 여부 판단 단계(S600) 및 만충 전압 조절 단계(S700)를 포함하여 구성된다.

2.1. 만충 전압 설정 단계(S100)

만충 전압 설정 단계는, 배터리 셀(100)의 초기 만충 전압 값을 설정하는 단계이다. 초기 만충 전압은, 소정의 목표 용량을 기준으로 설정한다.

앞서 설명하였지만, 본 발명은 소정의 목표 용량보다 큰 용량을 가지는 배터리 셀을 사용한다. 달리 말하면, 배터리 셀의 실제 용량보다 작게 목표 용량을 설정할 수도 있다.

초기 만충 전압은 소정의 목표 용량을 기준으로 설정하여 배터리 셀의 실제 용량을 기준으로 한 만충 전압보다는 낮은 전압으로 충전하되, 후술하는 과정을 통해 매 충/방전 시 고온 환경에 의한 열화로 인한 배터리 셀의 용량 저하가 확인될 경우 상기 만충 전압을 높여 부족한 용량을 보완할 수 있도록 하는 것이다.

이하 설명하는 단계는, 상기 만충 전압 설정 단계(S100)에서 설정한 소정의 초기 만충 전압 값으로 상기 배터리 셀을 충전하는 충전 제어 단계(미도시)이다. 이러한 충전 제어 단계(미도시)는 아래의 세부 단계들을 포함하여 구성된다.

2.2. 셀 주변 온도 측정 단계(S200)

셀 주변 온도 측정 단계는, 일정 주기 간격으로 배터리 셀(100)의 주변부 온도를 측정하는 단계이다. 이는 배터리 셀(100)의 인접 영역에 구비된 온도 센서(200)에 의해 수행된다.

2.3. 제1 비교 단계(S300)

제1 비교 단계는, 상기 셀 주변 온도 측정 단계(S200)에서 측정된 셀 주변 온도 값이 소정의 기준 온도 값 이상인지를 비교하는 단계이다. 이러한 단계는, 앞서 설명한 제1 비교부(300)에 의해 수행된다.

2.4. 제1 지속시간 카운트 단계(S400)

제1 지속시간 카운트 단계는, 상기 제1 비교 단계(S300)의 비교 결과 상기 셀 주변 온도 값이 소정의 기준 온도 값 이상인 경우, 그 시점부터의 지속 시간을 카운트하는 단계이다.

즉, 셀 주변 온도 값이 소정의 기준 온도 값 이상인 상태로 지속되는 시간을 카운트하는 것이다.

이와 같은 단계는, 상술한 카운트부(400)에 의해 수행된다.

2.5. 제2 비교 단계(S500)

제2 비교 단계는, 상기 제1 지속시간 카운트 단계(S400)에서 카운트 되는 지속 시간이 소정의 기준 시간 이상인지를 비교하는 단계이다. (제2 비교부, 500)

다시 말해, 셀 주변 온도 값이 소정의 기준 온도 값 이상인 상태로 소정의 기준 시간 이상으로 지속되는지를 비교하는 것이다.

2.6. 제2 지속 시간 카운트 단계(S600)

제2 지속 시간 카운트 단계는, 상기 제2 비교 단계(S500)의 비교 결과, 상기 제1 지속시간 카운트 단계(S400)에서 카운트 된 기준 온도 이상 상태로의 지속 시간이 소정의 기준 시간 이상인 경우, 그 시점부터의 지속 시간을 카운트하는 단계이다.

2.7. 조건 충족 여부 판단 단계(S700)

조건 충족 여부 판단 단계는, 상기 제2 비교 단계(S500)의 비교 결과 상기 제1 지속 시간 카운트 단계(S400)에서 카운트 된 지속 시간이 소정의 기준 시간 이상인 경우, 상기 배터리 셀(100)의 전체 운용 시간 및 상기 제2 지속 시간 카운트 단계(S600)에서 카운트 되는 지속 시간을 이용하여 상기 소정의 목표 용량이 하기의 식(1)에 의해 산출된 값을 초과하는지를 비교하여, 그 비교 결과에 따라 상기 만충 전압 설정 단계(S100)에서 설정한 현재 배터리 셀의 만충 전압의 상향 조절 여부를 판단한다.

식(1): 초기 용량 - (T*초기 용량/365 + 100*0.1*t/24)

(T: 배터리 셀의 전체 운용 시간, t: 제2 지속 시간 딘계에서 카운트 된 시간)

여기서, 배터리 셀의 전체 운용 시간(T)이라 함은, 상기 배터리 셀의 충전, 방전 및 휴지(rest) 시간을 모두 포함한 시간을 의미한다. 즉, 배터리가 외부 장치(미도시)에 장착되어 동작을 시작한 시간부터 외부 장치(미도시)으로부터 분리되는 전까지의 시간을 말한다.

2.8. 만충 전압 조절 단계(S800)

만충 전압 조절 단계는, 상기 조건 충족 여부 판단 단계(S700)의 판단 결과 배터리 셀(100)의 만충 전압을 상향 조절해야 하는 것으로 판단된 경우, 현재 배터리 셀(100)의 만충 전압 값을 소정의 전압만큼 상향 조절하는 단계이다.

이와 같이, 본 발명은 소정의 목표 용량보다 큰 용량을 가지는 배터리 셀을 사용하고, 상기 목표 용량을 기준으로 만충 전압을 설정한 후, 매 충/방전 시 배터리 셀의 용량을 확인하여 고온 환경에 의한 열화로 인한 배터리 셀의 용량 저하가 확인될 경우 상기 만충 전압을 소정의 전압만큼 높임으로써, 고온 환경 열화로 인한 배터리 셀의 부족한 용량을 보완할 수 있다.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100: 배터리 셀
200: 온도 센서
300: 제1 비교부
400: 카운트부
500: 제2 비교부
600: 조건 충족 여부 판단부
700: 만충 전압 조절부

Claims

배터리 셀의 고온 환경에 의한 열화를 보완하는 충전 제어 시스템에 있어서,
소정의 목표 용량보다 큰 초기 용량을 가지는 하나 이상의 배터리 셀;
소정의 초기 만충 전압 값으로 상기 배터리 셀을 충전하는 충전 제어부;
를 포함하여 구성되며,
상기 충전 제어부는, 상기 배터리 셀의 인접 영역 중 어느 하나의 위치에 구비되어, 일정 주기 간격으로 셀 주변 온도를 측정하는 온도 센서;
상기 온도 센서에서 측정되는 셀 주변 온도 값이 소정의 기준 온도 값 이상인지를 비교하여, 이상인 경우 제1 이상 신호를 출력하는 제1 비교부;
상기 제1 비교부로부터 제1 이상 신호가 출력되는 경우, 그 시점부터의 지속 시간을 카운트하는 카운트부;
상기 카운트부에서 카운트 되는 시간이 소정의 기준 시간 이상인지를 비교하여, 이상인 경우 제2 이상 신호를 출력하는 제2 비교부;
상기 제2 비교부로부터 제2 이상 신호가 출력된 경우, 상기 배터리 셀의 전체 운용 시간 및 상기 카운트부에서 카운트 되는 기준 온도 및 지속시간 이상인 상태로의 지속 시간을 이용하여 상기 소정의 목표 용량이 하기의 식(1)에 의해 산출되는 값을 초과하는지를 비교하여, 그 비교 결과에 따라 배터리 셀의 만충 전압 상향 조절 여부를 판단하는 조건 충족 여부 판단부;
상기 조건 충족 여부 판단부의 판단 결과에 따라, 현재 배터리 셀의 초기 만충 전압 값을 상향 조절하는 만충 전압 조절부;
를 포함하여 구성되고,
상기 카운트부는, 상기 제2 비교부로부터 제2 이상 신호가 출력되는 경우, 그 시점부터의 지속 시간을 추가로 카운트하는 것; 을 특징으로 하는 충전 제어 시스템.
식(1): 초기 용량 - (T*초기 용량/365 + 100*0.1*t/24)
(T: 배터리 셀의 전체 운용 시간, t: 기준 온도 및 지속시간 이상 상태인 시점부터 추가 카운트 된 지속 시간)
제1항에 있어서,
상기 배터리 셀의 초기 만충 전압 값은,
상기 소정의 목표 용량을 기준으로 설정되는 것을 특징으로 하는 충전 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조건 충족 여부 판단부는,
상기 소정의 목표 용량이 상기 식(1)에 의해 산출된 값을 초과하는 경우, 현재 배터리 셀의 만충 전압을 상향 조절해야 하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 시스템.
제3항에 있어서,
상기 만충 전압 조절부는,
상기 조건 충족 여부 판단부에서 만충 전압을 상향 조절해야 하는 것으로 판단된 경우, 현재 배터리 셀의 만충 전압 값을 소정의 전압만큼 상향 조절하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배터리 셀의 전체 운용 시간은,
상기 배터리 셀의 충전, 방전 및 휴지(rest) 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 시스템.
배터리 셀의 고온 환경에 의한 열화를 보완하는 충전 제어 방법에 있어서,
소정의 목표 용량보다 큰 초기 용량을 가지는 배터리 셀에 대하여, 초기 만충 전압을 설정하는 만충 전압 설정 단계;
상기 만충 전압 설정 단계에서 설정한 소정의 초기 만충 전압 값으로 상기 배터리 셀을 충전하는 충전 제어 단계;
를 포함하여 구성되며,
상기 충전 제어 단계는, 일정 주기 간격으로, 상기 배터리 셀의 주변 온도를 측정하는 셀 주변 온도 측정 단계;
상기 셀 주변 온도 측정 단계에서 측정되는 셀 주변 온도 값이 소정의 기준 온도 값 이상인지를 비교하는 제1 비교 단계;
상기 제1 비교 단계의 비교 결과 상기 셀 주변 온도 값이 소정의 기준 온도 값 이상인 경우, 그 시점부터의 지속 시간을 카운트하는 제1 지속 시간 카운트 단계;
상기 제1 지속 시간 카운트 단계에서 카운트되는 시간이 소정의 기준 시간 이상인지를 비교하는 제2 비교 단계;
상기 제2 비교 단계의 비교 결과, 상기 제1 지속 시간 카운트 단계에서 카운트 된 시간이 소정의 기준 시간 이상인 경우, 그 시점부터의 지속 시간을 카운트하는 제2 지속 시간 카운트 단계;
상기 제2 비교 단계의 비교 결과 상기 제1 지속 시간 카운트 단계에서 카운트 된 지속 시간이 소정의 기준 시간 이상인 경우, 상기 제2 지속시간 카운트 단계에서 카운트 되는 지속 시간 및 상기 배터리 셀의 전체 운용 시간을 이용하여 소정의 목표 용량이 하기의 식(1)에 의해 산출된 값을 초과하는지를 비교하여, 그 비교 결과에 따라 배터리 셀의 만충 전압 상향 조절 여부를 판단하는 조건 충족 여부 판단 단계;
상기 조건 충족 여부 판단 단계의 판단 결과에 따라, 현재 배터리 셀의 초기 만충 전압을 상향 조절하는 만충 전압 조절 단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
식(1): 초기 용량 - (T*초기 용량/365 + 100*0.1*t/24)
(T: 배터리 셀의 전체 운용 시간, t: 제2 지속 시간 카운트 단계에서 카운트 된 시간)
제6항에 있어서,
상기 만충 전압 설정 단계에서 설정하는 초기 만충 전압 값은,
상기 소정의 목표 용량을 기준으로 설정하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 조건 충족 여부 판단 단계는,
상기 소정의 목표 용량이 상기 식(1)에 의해 산출된 값을 초과하는 경우, 현재 배터리 셀의 만충 전압을 상향 조절해야 하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 만충 전압 조절 단계는,
상기 조건 충족 여부 판단 단계에서 만충 전압을 상향 조절해야 하는 것으로 판단된 경우, 현재 배터리 셀의 만충 전압 값을 소정의 전압만큼 상향 조절하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 배터리 셀의 전체 운용 시간은,
상기 배터리 셀의 충전, 방전 및 휴지(rest) 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.