KR20220079180A - Apparatus and method for estimating state of charge according to battery voltage in steady state - Google Patents

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Abstract

배터리의 전압과 전류를 측정하고, 하나 이상의 시점에서 측정된 배터리의 전압에 기초하여 배터리가 정상 상태를 나타내는 시점에서의 배터리의 전압을 판단하며, 정상 상태를 나타내는 시점에서 측정된 전류에 매칭되는 기준 정보를 추출하고, 기준 정보로부터, 측정된 전압에 가장 인접한 전압에 따른 충전 상태를 추출하는, 충전 상태 추정 장치를 제공한다.A criterion that measures the voltage and current of the battery, determines the voltage of the battery at a time when the battery indicates a normal state based on the voltage of the battery measured at one or more time points, and matches the current measured at a time point that indicates the normal state Provided is an apparatus for estimating a state of charge that extracts information and extracts, from reference information, a state of charge according to a voltage closest to a measured voltage.

Description

정상 상태에서의 배터리 전압에 따른 충전 상태 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING STATE OF CHARGE ACCORDING TO BATTERY VOLTAGE IN STEADY STATE}Apparatus and method for estimating state of charge according to battery voltage in a steady state

본 발명은 정상 상태에서의 배터리 전압에 따른 충전 상태 추정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 배터리의 충전 상태를 추정하는 충전 상태 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for estimating a state of charge according to a battery voltage in a steady state, and more particularly, to an apparatus and method for estimating a state of charge of a battery.

리튬 이온 배터리(LIB)는 가전 제품에서 일반적으로 사용하는 충전식 배터리의 한 예이다. LIB의 양극(캐소드)은 전형적으로 리튬 층간 삽입 화합물을 포함하고 음전극(애드)은 흑연으로 제조되어, 리튬 이온이 충전시에는 양전극으로부터 음전극으로 흐르고 방전시에는 역방향으로 흐른다. LIB는 다른 유형의 충전식 배터리에 비하여 매우 높은 에너지 밀도, 예를 들면 일부 니켈-금속 수소화물 전지보다 2배 이상의 에너지 밀도를 갖는 점이 특징이다. LIB는 또한 고전력 밀도, 광범위의 온도에 걸친 양호한 성능 및 낮은 자기 방전율에 가치가 있다. 더욱이, LIB는 다양한 셀 설계 및 구성(예를 들면, 프리즘, 원통, 평판, 코인 또는 우치(pouch) 설계)에서 사용하는 것뿐만 아니라 액체 유기 전해질 및 중합체 전해질과 함께 사용하는 것에 대한 적응성이 높다.Lithium-ion batteries (LIBs) are an example of a rechargeable battery commonly used in consumer electronics. The positive electrode (cathode) of the LIB typically contains a lithium intercalation compound and the negative electrode (Ad) is made of graphite, so that lithium ions flow from the positive electrode to the negative electrode during charging and in the opposite direction during discharge. LIBs are characterized by a very high energy density compared to other types of rechargeable batteries, for example, more than twice that of some nickel-metal hydride cells. LIBs are also valuable for their high power density, good performance over a wide temperature range and low self-discharge rate. Moreover, LIBs are highly adaptable for use in a variety of cell designs and configurations (eg, prismatic, cylindrical, flat, coin or pouch designs), as well as for use with liquid organic electrolytes and polymer electrolytes.

한편, 이와 같은 배터리의 충전 상태(SoC: State of Charge)를 추정하기 위해서는 일반적으로 임의의 충전 상태에 대응되는 배터리의 개방 전압(OCV: Open Circuit Voltage)을 측정하며, 측정된 개방 전압에 대응되는 충전 상태를 추정하게 된다. 그러나, 이와 같은 기법은 배터리의 충분한 휴지 기간이 요구되며, 배터리가 충분히 휴지되지 않는 경우에는 배터리에 과전압(Over Potential)이 존재하므로 정확한 충전 상태의 추정이 어려운 실정이다.On the other hand, in order to estimate the state of charge (SoC) of the battery, the open circuit voltage (OCV) of the battery corresponding to an arbitrary state of charge is generally measured, and the The state of charge is estimated. However, this technique requires a sufficient rest period of the battery, and when the battery is not sufficiently rested, overpotential exists in the battery, so it is difficult to accurately estimate the state of charge.

더욱이, 실제 이용되는 배터리는 배터리의 개방 전압을 측정하기 위한 충분한 휴지 기간을 가지기 어려우며, 이에 따라, 배터리가 충전 동작이나 방전 동작을 수행하는 중에 배터리의 충전 상태를 추정할 수 있는 방안이 요구되는 실정이다.Furthermore, it is difficult for a battery to be actually used to have a sufficient rest period for measuring the open voltage of the battery, and accordingly, a method for estimating the state of charge of the battery while the battery is performing a charging operation or a discharging operation is required. to be.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 배터리의 정상 상태를 판단하여 정상 상태에서 측정되는 배터리의 전압에 따라 충전 상태를 추정하는 충전 상태 추정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY The technical problem to be solved by the present invention is to provide an apparatus and method for estimating a state of charge that determine a normal state of a battery and estimate the state of charge according to the voltage of the battery measured in the normal state.

본 발명의 일측면은, 배터리의 전압과 전류를 측정하는 배터리 측정부; 상기 배터리의 서로 다른 충전 상태에서의 상기 배터리의 전압을 나타내도록 마련되는 기준 정보가 저장되는 저장부; 하나 이상의 시점에서 측정된 배터리의 전압에 기초하여 상기 배터리가 정상 상태를 나타내는 시점에서의 상기 배터리의 전압을 판단하는 정상 상태 판단부; 상기 정상 상태를 나타내는 시점에서 측정된 전류에 매칭되는 기준 정보를 추출하고, 상기 기준 정보로부터 상기 시점에서 측정된 전압에 가장 인접한 전압에 따른 충전 상태를 추출하는 충전 상태 판단부; 및 상기 배터리의 충전 상태를 출력하는 출력부;를 포함할 수 있다.One aspect of the present invention, the battery measuring unit for measuring the voltage and current of the battery; a storage unit for storing reference information provided to indicate voltages of the batteries in different charging states of the batteries; a steady state determination unit configured to determine a voltage of the battery at a time when the battery indicates a normal state based on the voltage of the battery measured at one or more time points; a state of charge determination unit that extracts reference information matching the current measured at the time point indicating the steady state, and extracts a state of charge according to a voltage closest to the voltage measured at the time point from the reference information; and an output unit for outputting the state of charge of the battery.

또한, 상기 배터리에 대해 사전에 설정되는 최대 전류가 흐르는 경우에 서로 다른 충전 상태에서 측정되는 전압에 따라 최대 기준 정보를 생성하고, 상기 배터리에 대해 사전에 설정되는 최소 전류가 흐르는 경우에 서로 다른 충전 상태에서 측정되는 전압에 따라 최소 기준 정보를 생성하며, 상기 최대 기준 정보와 상기 최소 기준 정보를 이용하여 임의의 전류에서의 임의의 충전 상태에 대한 상기 배터리의 전압을 나타내도록 복수개의 기준 정보를 생성하는 기준 정보 생성부;를 더 포함할 수 있다.In addition, when a preset maximum current flows with respect to the battery, maximum reference information is generated according to voltages measured in different charging states, and when a preset minimum current flows with respect to the battery, different charging Generates minimum reference information according to the voltage measured in the state, and generates a plurality of reference information to indicate the voltage of the battery for an arbitrary state of charge at an arbitrary current using the maximum reference information and the minimum reference information It may further include; a reference information generation unit to

또한, 상기 정상 상태 판단부는, 상기 배터리에 흐르는 전류가 변동되는 시점으로부터 사전에 설정되는 임계 시간 간격이 경과된 이후의 시점을 상기 정상 상태로 설정할 수 있다.In addition, the steady state determination unit may set a time point after a preset threshold time interval elapses from a point in time when the current flowing through the battery is changed as the steady state.

또한, 상기 정상 상태 판단부는, 상기 배터리 내부의 리튬 이온 농도가 사전에 설정되는 농도 범위를 만족하는 시점을 상기 정상 상태로 설정할 수 있다.In addition, the steady state determination unit may set a point in time when the lithium ion concentration in the battery satisfies a preset concentration range as the steady state.

또한, 상기 정상 상태 판단부는, 상기 배터리의 전압이 측정되는 임의의 측정 시점과, 상기 측정 시점으로부터 사전에 설정되는 시간 간격 이후에 측정되는 상기 배터리의 전압 차이에 따른 측정 기울기와, 상기 기준 정보에 기초하여 설정되는 기준 기울기의 차이가 사전에 설정되는 기울기 범위를 만족하는 경우, 상기 측정 시점을 상기 정상 상태로 설정할 수 있다.In addition, the steady state determination unit may include a measurement slope according to a voltage difference of the battery measured after an arbitrary measurement time point at which the voltage of the battery is measured and a preset time interval from the measurement time point, and the reference information. When the difference between the reference slope set based on the reference slope satisfies a predetermined slope range, the measurement time point may be set to the normal state.

본 발명의 다른 일측면은, 정상 상태에서의 배터리 전압에 따른 충전 상태 추정 장치에서의 충전 상태 추정 방법에 있어서, 배터리 측정부가 배터리의 전압과 전류를 측정하는 단계; 정상 상태 판단부가 하나 이상의 시점에서 측정된 배터리의 전압에 기초하여 상기 배터리가 정상 상태를 나타내는 시점에서의 상기 배터리의 전압을 판단하는 단계; 저장부에 상기 배터리의 서로 다른 충전 상태에서의 상기 배터리의 전압을 나타내도록 마련되는 기준 정보가 저장되어, 충전 상태 판단부가 상기 정상 상태를 나타내는 시점에서 측정된 전류에 매칭되는 기준 정보를 추출하는 단계; 충전 상태 판단부가 상기 기준 정보로부터 상기 시점에서 측정된 전압에 가장 인접한 전압에 따른 충전 상태를 추출하는 단계; 및 출력부가 상기 배터리의 충전 상태를 출력하는 단계;를 포함할 수 있다.Another aspect of the present invention provides a method for estimating a state of charge in an apparatus for estimating a state of charge according to a battery voltage in a steady state, the method comprising: measuring, by a battery measuring unit, a voltage and a current of a battery; determining, by a steady state determination unit, the voltage of the battery at a time point when the battery indicates a steady state based on the voltage of the battery measured at one or more time points; Storing reference information provided to indicate the voltage of the battery in different charging states of the battery in a storage unit, and extracting reference information matching the current measured when the state of charge determination unit indicates the normal state ; extracting, by a state of charge determination unit, a state of charge according to a voltage closest to the voltage measured at the time point from the reference information; and outputting, by an output unit, the state of charge of the battery.

또한, 기준 정보 생성부가 상기 배터리에 대해 사전에 설정되는 최대 전류가 흐르는 경우에 서로 다른 충전 상태에서 측정되는 전압에 따라 최대 기준 정보를 생성하고, 상기 배터리에 대해 사전에 설정되는 최소 전류가 흐르는 경우에 서로 다른 충전 상태에서 측정되는 전압에 따라 최소 기준 정보를 생성하며, 상기 최대 기준 정보와 상기 최소 기준 정보를 이용하여 임의의 전류에서의 임의의 충전 상태에 대한 상기 배터리의 전압을 나타내도록 복수개의 기준 정보를 생성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, when a preset maximum current flows with respect to the battery, the reference information generator generates maximum reference information according to voltages measured in different charging states, and when a preset minimum current flows with respect to the battery generates minimum reference information according to voltages measured in different states of charge, and uses the maximum reference information and the minimum reference information to indicate the voltage of the battery for an arbitrary state of charge at an arbitrary current. It may further include; generating reference information.

또한, 상기 배터리의 전압을 판단하는 단계는, 상기 배터리의 전압이 측정되는 임의의 측정 시점과, 상기 측정 시점으로부터 사전에 설정되는 시간 간격 이후에 측정되는 상기 배터리의 전압 차이에 따른 측정 기울기와, 상기 기준 정보에 기초하여 설정되는 기준 기울기의 차이가 사전에 설정되는 기울기 범위를 만족하는 경우, 상기 측정 시점을 상기 정상 상태로 설정할 수 있다.In addition, the step of determining the voltage of the battery includes a measurement slope according to a difference in voltage of the battery measured after an arbitrary measurement time point at which the voltage of the battery is measured and a preset time interval from the measurement time point; When the difference between the reference inclinations set based on the reference information satisfies a preset inclination range, the measurement time point may be set to the normal state.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 정상 상태에서의 배터리 전압에 따른 충전 상태 추정 장치 및 방법을 제공함으로써, 배터리의 정상 상태를 판단하여 정상 상태에서 측정되는 배터리의 전압에 따라 충전 상태를 추정할 수 있다.According to one aspect of the present invention described above, by providing an apparatus and method for estimating a state of charge according to a battery voltage in a normal state, the state of charge can be estimated according to the voltage of the battery measured in the normal state by determining the normal state of the battery. can

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 상태 추정 장치의 개략도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 상태 추정 장치의 제어블록도이다.
도3은 도2의 기준 정보 생성부에서 기준 정보를 생성하는 과정을 나타낸 블록도이다.
도4는 도2의 충전 상태 판단부에서 충전 상태를 판단하는 과정을 나타낸 블록도이다.
도5 내지 도8은 도2의 정상 상태 판단부에서 배터리의 정상 상태를 판단하는 일 실시예를 나타낸 그래프이다.
도9는 도2의 기준 정보 생성부에서 기준 정보를 생성하는 일 실시예를 나타낸 그래프이다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 상태 추정 방법의 순서도이다.1 is a schematic diagram of an apparatus for estimating a state of charge according to an embodiment of the present invention.
2 is a control block diagram of an apparatus for estimating a state of charge according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a process of generating reference information in the reference information generator of FIG. 2 .
FIG. 4 is a block diagram illustrating a process of determining the state of charge in the state of charge determination unit of FIG. 2 .
5 to 8 are graphs illustrating an embodiment in which the normal state determining unit of FIG. 2 determines the normal state of the battery.
9 is a graph illustrating an embodiment in which the reference information generating unit of FIG. 2 generates reference information.
10 is a flowchart of a method for estimating a state of charge according to an embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0012] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] Reference is made to the accompanying drawings, which show by way of illustration specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein with respect to one embodiment may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scope equivalents as those claimed. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the various aspects.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 상태 추정 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an apparatus for estimating a state of charge according to an embodiment of the present invention.

충전 상태 추정 장치(200)는 배터리(100)의 전압과 전류를 측정할 수 있으며, 충전 상태 추정 장치(200)는 배터리(100)의 전압과 전류에 기초하여 배터리(100)의 충전 상태를 판단할 수 있다.The state of charge estimating apparatus 200 may measure the voltage and current of the battery 100 , and the state of charge estimating apparatus 200 determines the state of charge of the battery 100 based on the voltage and current of the battery 100 . can do.

여기에서, 배터리(100)는 양극, 음극 및 전해질이 마련되는 리튬 이온 배터리(Lithium-ion battery)일 수 있으며, 이에 따라, 배터리(100)는 방전 동작을 수행하는 동안 배터리(100) 내부의 리튬 이온이 음극으로부터 양극으로 이동하도록 마련될 수 있다.Here, the battery 100 may be a lithium-ion battery in which a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte are provided, and accordingly, the battery 100 is a lithium-ion battery in the battery 100 while performing a discharging operation. It may be provided so that ions move from the cathode to the anode.

예를 들어, 배터리(100)는 니켈(Nickel), 코발트(Cobalt) 및 망간(Manganese) 등으로 구성되는 NCM 계열의 리튬 이온 배터리가 이용될 수 있다.For example, the battery 100 may be an NCM-based lithium-ion battery composed of nickel, cobalt, and manganese.

이때, 배터리(100)는 충전 동작을 수행하는 동안 배터리(100) 내부의 리튬 이온이 양극으로부터 음극으로 이동하도록 마련될 수 있으며, 이에 따라, 배터리(100)는 충전 및 재사용이 가능하도록 마련될 수 있다.At this time, the battery 100 may be provided so that lithium ions inside the battery 100 move from the positive electrode to the negative electrode while the charging operation is performed, and accordingly, the battery 100 may be prepared to be charged and reused. have.

이에 따라, 충전 상태 추정 장치(200)는 배터리(100) 양단의 전위차를 나타내는 전압을 측정할 수 있으며, 이를 위해, 충전 상태 추정 장치(200)는 전압계 등의 공지된 배터리 전압 측정 기법을 이용하여 배터리(100)의 전압을 측정할 수 있다.Accordingly, the state of charge estimating apparatus 200 may measure a voltage representing a potential difference between the ends of the battery 100 . For this purpose, the state of charge estimating apparatus 200 uses a known battery voltage measurement technique such as a voltmeter. The voltage of the battery 100 may be measured.

또한, 충전 상태 추정 장치(200)는 배터리(100)의 일측에 흐르는 전류를 측정할 수 있으며, 이를 위해, 충전 상태 추정 장치(200)는 전류계 등의 공지된 배터리 전류 측정 기법을 이용하여 배터리(100)의 전류를 측정할 수 있다.In addition, the state of charge estimating apparatus 200 may measure a current flowing on one side of the battery 100, and for this purpose, the state of charge estimating apparatus 200 uses a known battery current measurement technique such as an ammeter to measure the battery ( 100) can be measured.

아래에서 충전 상태 추정 장치(200)에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the state of charge estimating apparatus 200 will be described in more detail.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 상태 추정 장치의 제어블록도이다.2 is a control block diagram of an apparatus for estimating a state of charge according to an embodiment of the present invention.

충전 상태 추정 장치(200)는 배터리 측정부(210), 저장부(220), 기준 정보 생성부(230), 정상 상태 판단부(240), 충전 상태 판단부(250) 및 출력부(260)를 포함할 수 있다.The state of charge estimating apparatus 200 includes a battery measuring unit 210 , a storage unit 220 , a reference information generating unit 230 , a steady state determining unit 240 , a charging state determining unit 250 , and an output unit 260 . may include

또한, 충전 상태 추정 장치(200)는 도 2에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해 구현될 수 있다. 또는, 충전 상태 추정 장치(200)는 충전 상태 추정 장치(200)에 마련되는 적어도 두 개의 구성요소가 하나의 구성요소로 통합되어 하나의 구성요소가 복합적인 기능을 수행할 수도 있다. 이하, 상술한 구성요소들에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.In addition, the state of charge estimating apparatus 200 may be implemented by more components than the components shown in FIG. 2 , and may be implemented by fewer components. Alternatively, in the state of charge estimating apparatus 200 , at least two components provided in the state of charge estimating apparatus 200 may be integrated into one component, and one component may perform a complex function. Hereinafter, the above-described components will be described in detail.

배터리 측정부(210)는 배터리(100)의 전압과 전류를 측정할 수 있다. 여기에서, 배터리 측정부(210)는 배터리(100)의 양극과 음극 간의 전위차를 측정할 수 있으며, 이때, 배터리(100)의 양극과 음극 간의 전위차는 배터리(100)의 전압으로 이해할 수 있다.The battery measuring unit 210 may measure the voltage and current of the battery 100 . Here, the battery measuring unit 210 may measure the potential difference between the positive electrode and the negative electrode of the battery 100 , and in this case, the potential difference between the positive electrode and the negative electrode of the battery 100 may be understood as the voltage of the battery 100 .

또한, 배터리 측정부(210)는 배터리(100)의 양극 또는 음극에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.Also, the battery measuring unit 210 may measure the current flowing through the positive or negative electrode of the battery 100 .

저장부(220)는 배터리(100)의 서로 다른 충전 상태에서의 배터리(100)의 전압을 나타내도록 마련되는 기준 정보가 저장될 수 있다.The storage unit 220 may store reference information provided to indicate voltages of the battery 100 in different charging states of the battery 100 .

여기에서, 기준 정보는 배터리(100)의 전압 또는 전류에 따라 배터리(100)의 충전 상태를 나타내도록 마련될 수 있으며, 이를 위해, 기준 정보는 배터리(100)로부터 측정되는 정보에 기초하여 생성될 수 있다.Here, the reference information may be provided to indicate the state of charge of the battery 100 according to the voltage or current of the battery 100 . To this end, the reference information is to be generated based on information measured from the battery 100 . can

기준 정보 생성부(230)는 배터리(100)에 대해 사전에 설정되는 최대 전류가 흐르는 경우에 서로 다른 충전 상태에서 측정되는 전압에 따라 최대 기준 정보를 생성할 수 있고, 기준 정보 생성부(230)는 배터리(100)에 대해 사전에 설정되는 최소 전류가 흐르는 경우에 서로 다른 충전 상태에서 측정되는 전압에 따라 최소 기준 정보를 생성할 수 있으며, 기준 정보 생성부(230)는 최대 기준 정보와 최소 기준 정보를 이용하여 임의의 전류에서의 임의의 충전 상태에 대한 배터리(100)의 전압을 나타내도록 복수개의 기준 정보를 생성할 수 있다.The reference information generation unit 230 may generate the maximum reference information according to voltages measured in different charging states when a preset maximum current flows with respect to the battery 100 , and the reference information generation unit 230 . may generate minimum reference information according to voltages measured in different charging states when a preset minimum current flows with respect to the battery 100, and the reference information generating unit 230 includes the maximum reference information and the minimum reference The information may be used to generate a plurality of reference information to represent the voltage of the battery 100 for any state of charge at any current.

보다 상세하게, 최대 기준 정보는 배터리(100)에 최대 전류가 흐르는 상태에서, 배터리(100)의 충전 상태에 따라 배터리(100)로부터 측정되는 전압을 나타낼 수 있으며, 이에 따라, 최대 기준 정보는 최대 전류에서, 충전 상태와 전압 간의 관계를 나타내도록 마련될 수 있다.In more detail, the maximum reference information may indicate a voltage measured from the battery 100 according to the state of charge of the battery 100 in a state in which the maximum current flows in the battery 100 , and accordingly, the maximum reference information In current, it can be arranged to represent the relationship between the state of charge and the voltage.

여기에서, 최대 전류는 배터리(100)가 정상 동작을 수행하는 과정에서 배터리(100)에 흐를 수 있는 최대 전류를 의미할 수 있으며, 이때, 최대 전류는 배터리(100)가 방전 동작을 수행하는 과정에서 측정 또는 설정되는 최대 방전 전류를 포함할 수 있고, 또한, 최대 전류는 배터리(100)가 충전 동작을 수행하는 과정에서 측정 또는 설정되는 최대 충전 전류를 더 포함할 수 있다.Here, the maximum current may mean a maximum current that can flow in the battery 100 while the battery 100 performs a normal operation, and in this case, the maximum current is a process in which the battery 100 performs a discharging operation. may include a maximum discharge current measured or set in , and the maximum current may further include a maximum charge current measured or set while the battery 100 performs a charging operation.

또한, 최소 기준 정보는 배터리(100)에 최소 전류가 흐르는 상태에서, 배터리(100)의 충전 상태에 따라 배터리(100)로부터 측정되는 전압을 나타낼 수 있으며, 이에 따라, 최소 기준 정보는 최소 전류에서, 충전 상태와 전압 간의 관계를 나타내도록 마련될 수 있다.In addition, the minimum reference information may indicate a voltage measured from the battery 100 according to the state of charge of the battery 100 in a state in which a minimum current flows in the battery 100 , and accordingly, the minimum reference information is a minimum current at the minimum current. , may be provided to represent the relationship between the state of charge and the voltage.

여기에서, 최소 전류는 배터리(100)가 정상 동작을 수행하는 과정에서 배터리(100)에 흐를 수 있는 최소 전류를 의미할 수 있으며, 이때, 최소 전류는 배터리(100)가 방전 동작을 수행하는 과정에서 측정 또는 설정되는 최소 방전 전류를 포함할 수 있고, 또한, 최소 전류는 배터리(100)가 충전 동작을 수행하는 과정에서 측정 또는 설정되는 최소 충전 전류를 더 포함할 수 있다.Here, the minimum current may mean a minimum current that can flow in the battery 100 while the battery 100 performs a normal operation. In this case, the minimum current is a process in which the battery 100 performs a discharging operation. may include a minimum discharge current measured or set in , and the minimum current may further include a minimum charge current measured or set while the battery 100 performs a charging operation.

이에 따라, 기준 정보 생성부(230)는 임의의 전류를 나타내도록 최대 기준 정보로부터 나타나는 전류와 최소 기준 정보로부터 나타나는 전류의 비율을 산출할 수 있으며, 이를 이용하여, 기준 정보 생성부(230)는 임의의 충전 상태에서, 최대 기준 정보로부터 나타나는 전압과 최소 기준 정보로부터 나타나는 전압에 산출된 비율을 적용하여 임의의 전류와 임의의 충전 상태에서의 배터리(100)의 전압을 산출할 수 있다.Accordingly, the reference information generating unit 230 may calculate a ratio of the current indicated by the maximum reference information to the current indicated by the minimum reference information to indicate an arbitrary current, and using this, the reference information generating unit 230 may In an arbitrary state of charge, the voltage of the battery 100 in an arbitrary current and an arbitrary state of charge may be calculated by applying the calculated ratio to the voltage indicated by the maximum reference information and the voltage indicated by the minimum reference information.

이를 위해, 기준 정보 생성부(230)가 둘 이상의 변수에 대한 임의의 사이 값을 산출해내는 내삽법을 이용할 수도 있으며, 이에 따라, 기준 정보 생성부(230)는 최대 기준 정보와 최소 기준 정보에 기초하여, 배터리(100)에 임의의 전류가 흐르는 경우에, 임의의 충전 상태에서의 전압을 산출할 수 있다.To this end, the reference information generation unit 230 may use an interpolation method for calculating arbitrary interpolation values for two or more variables. Based on this, when an arbitrary current flows through the battery 100, a voltage in an arbitrary state of charge may be calculated.

정상 상태 판단부(240)는 하나 이상의 시점에서 측정된 배터리(100)의 전압에 기초하여 배터리(100)가 정상 상태를 나타내는 시점에서의 배터리(100)의 전압을 판단할 수 있다.The steady state determination unit 240 may determine the voltage of the battery 100 at a time point when the battery 100 indicates a steady state based on the voltage of the battery 100 measured at one or more time points.

여기에서, 정상 상태는 배터리(100)의 충전 동작 또는 방전 동작이 일정 시간 간격 동안 지속되어, 배터리(100) 내부의 리튬 이온 농도가 사전에 설정되는 농도 범위를 만족하는 시점을 의미할 수 있다.Here, the normal state may mean a time point when the charging operation or the discharging operation of the battery 100 is continued for a predetermined time interval, so that the lithium ion concentration inside the battery 100 satisfies a preset concentration range.

이와 관련하여, 배터리(100)는 방전 동작이 수행되는 경우, 배터리(100)의 양극(Anode) 부근에서 리튬 이온의 농도가 점진적으로 증가하게 될 수 있으며, 배터리(100)는 방전 동작이 수행되는 시점으로부터 일정한 시간 간격이 경과되는 경우에, 배터리(100)의 양극(Anode)과 음극(Cathode) 부근의 리튬 이온의 농도가 일정한 농도 범위 내에 존재하도록 변할 수 있다.In this regard, in the battery 100, when a discharging operation is performed, the concentration of lithium ions in the vicinity of the positive electrode (Anode) of the battery 100 may gradually increase, and the battery 100 may perform a discharging operation. When a predetermined time interval elapses from the time point, the concentration of lithium ions in the vicinity of the positive electrode and the negative electrode of the battery 100 may be changed to exist within a predetermined concentration range.

이에 따라, 정상 상태 판단부(240)는 배터리(100) 내부의 리튬 이온 농도가 사전에 설정되는 농도 범위를 만족하는 시점을 정상 상태로 설정할 수 있으며, 이때, 정상 상태 판단부(240)는 배터리(100)가 충전 동작 또는 방전 동작을 수행하는 시점으로부터, 배터리(100) 내부의 리튬 이온 농도가 농도 범위를 만족하는 시점을 나타내도록 사전에 설정되는 시간 간격 이후의 시점을 정상 상태로 판단할 수 있다.Accordingly, the normal state determination unit 240 may set a point in time when the lithium ion concentration in the battery 100 satisfies a preset concentration range as a normal state, and in this case, the normal state determination unit 240 is the battery (100) From the time when the charging operation or the discharging operation is performed, the time after the time interval preset to indicate the time when the lithium ion concentration inside the battery 100 satisfies the concentration range can be determined as a normal state have.

여기에서, 배터리(100) 내부의 리튬 이온 농도가 농도 범위를 만족하는 시점을 나타내도록 사전에 설정되는 시간 간격은 실험 등에 의해 사전에 설정되는 시간 간격으로 설정될 수 있다.Here, the preset time interval to indicate a time point at which the lithium ion concentration in the battery 100 satisfies the concentration range may be set to a preset time interval by an experiment or the like.

한편, 정상 상태는 배터리(100)에 흐르는 전류가 변동되는 시점으로부터 사전에 설정되는 임계 시간 간격이 경과된 이후의 시점을 의미할 수도 있으며, 이에 따라, 정상 상태 판단부(240)는 배터리(100)에 흐르는 전류가 변동되는 시점으로부터 사전에 설정되는 임계 시간 간격이 경과된 이후의 시점을 정상 상태로 설정할 수 있다.On the other hand, the steady state may mean a point in time after a preset critical time interval elapses from the point in time when the current flowing through the battery 100 changes. ) may be set to a normal state at a time point after a preset critical time interval has elapsed from the point in time when the current flowing in the voltage is changed.

여기에서, 임계 시간 간격은 배터리(100) 내부의 저항(Resistance) 및 캐패시터(Capacitance)에 따라 설정되는 시정수(Time Constant)를 의미할 수 있으며, 이때, 시정수는 배터리 내부의 저항과 캐패시터가 병렬 연결되는 등가회로에서, 저항의 크기와 캐패시터의 크기의 곱으로 나타날 수 있다.Here, the critical time interval may mean a time constant set according to the resistance and the capacitor inside the battery 100 , and in this case, the time constant is the resistance and the capacitor inside the battery 100 . In an equivalent circuit connected in parallel, it can be expressed as the product of the size of the resistor and the size of the capacitor.

한편, 정상 상태는 배터리(100)의 전압이 측정되는 임의의 측정 시점과, 측정 시점으로부터 사전에 설정되는 시간 간격 이후에 측정되는 배터리(100)의 전압 차이에 따른 측정 기울기와, 기준 정보에 기초하여 설정되는 기준 기울기의 차이가 사전에 설정되는 기울기 범위를 만족하는 경우의 측정 시점을 의미할 수도 있다.On the other hand, the steady state is based on a measurement slope according to a voltage difference of the battery 100 measured after an arbitrary measurement time point at which the voltage of the battery 100 is measured and a preset time interval from the measurement time point, and reference information. This may mean a measurement time point when the difference between the set reference inclinations satisfies a preset inclination range.

다시 말해서, 정상 상태는 측정 정보에서 일정 기간 동안의 전압이 변동하는 정도와 기준 정보의 동일 기간 동안의 전압이 변동하는 정도의 차이가 기울기 범위 이내인 경우를 의미하는 것으로 이해할 수 있다.In other words, the steady state can be understood to mean a case in which the difference between the degree of voltage fluctuation in the measurement information for a certain period and the voltage fluctuation during the same period of the reference information is within the slope range.

이에 따라, 정상 상태 판단부(240)는 배터리(100)의 전압이 측정되는 임의의 측정 시점과, 측정 시점으로부터 사전에 설정되는 시간 간격 이후에 측정되는 배터리(100)의 전압 차이에 따른 측정 기울기와, 기준 정보에 기초하여 설정되는 기준 기울기의 차이가 사전에 설정되는 기울기 범위를 만족하는 경우의 측정 시점을 정상 상태로 설정할 수 있다.Accordingly, the steady state determination unit 240 determines a measurement slope according to a voltage difference between an arbitrary measurement time point at which the voltage of the battery 100 is measured, and a voltage difference of the battery 100 measured after a preset time interval from the measurement time point. And, when the difference between the reference inclination set based on the reference information satisfies a preset inclination range, the measurement time may be set to a normal state.

이와 같이, 정상 상태 판단부(240)는 배터리(100) 내부의 리튬 이온의 농도, 전류의 변동 및 전압의 변동 중 적어도 하나에 따라 배터리(100)의 정상 상태를 판단할 수 있다.In this way, the normal state determining unit 240 may determine the normal state of the battery 100 according to at least one of the concentration of lithium ions inside the battery 100 , the current fluctuation, and the voltage fluctuation.

충전 상태 판단부(250)는 정상 상태를 나타내는 시점에서 측정된 전류에 매칭되는 기준 정보를 저장부(220)로부터 추출할 수 있고, 충전 상태 판단부(250)는 기준 정보로부터, 정상 상태를 나타내는 시점에서 측정된 전압에 가장 인접한 전압에 따른 충전 상태를 추출할 수 있다.The state of charge determination unit 250 may extract, from the storage unit 220, reference information matching the current measured at the point in time indicating the normal state, and the state of charge determination unit 250, from the reference information, indicates the normal state. It is possible to extract a state of charge according to the voltage closest to the voltage measured at the time point.

출력부(260)는 추출된 배터리(100)의 충전 상태를 출력할 수 있다. 이때, 출력부(260)는 모니터 등의 디스플레이 기기를 통해 배터리(100)의 충전 상태를 출력할 수 있으며, 이러한 경우에, 출력부(260)는 배터리(100)의 충전 상태를 숫자, 문자 및 그림 형상 등 다양한 방식으로 출력할 수 있다.The output unit 260 may output the state of charge of the extracted battery 100 . In this case, the output unit 260 may output the state of charge of the battery 100 through a display device such as a monitor. It can be printed in various ways, such as a picture shape.

도3은 도2의 기준 정보 생성부에서 기준 정보를 생성하는 과정을 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a process of generating reference information in the reference information generator of FIG. 2 .

도3을 참조하면, 배터리 측정부(210)는 배터리(100)의 전압과 전류를 측정할 수 있다. 여기에서, 배터리 측정부(210)는 배터리(100)의 양극과 음극 간의 전위차를 측정할 수 있으며, 이때, 배터리(100)의 양극과 음극 간의 전위차는 배터리(100)의 전압으로 이해할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the battery measuring unit 210 may measure the voltage and current of the battery 100 . Here, the battery measuring unit 210 may measure the potential difference between the positive electrode and the negative electrode of the battery 100 , and in this case, the potential difference between the positive electrode and the negative electrode of the battery 100 may be understood as the voltage of the battery 100 .

또한, 배터리 측정부(210)는 배터리(100)의 양극 또는 음극에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.Also, the battery measuring unit 210 may measure the current flowing through the positive or negative electrode of the battery 100 .

이에 따라, 기준 정보 생성부(230)는 배터리(100)에 대해 사전에 설정되는 최대 전류가 흐르는 경우에 서로 다른 충전 상태에서 측정되는 전압에 따라 최대 기준 정보를 생성할 수 있고, 기준 정보 생성부(230)는 배터리(100)에 대해 사전에 설정되는 최소 전류가 흐르는 경우에 서로 다른 충전 상태에서 측정되는 전압에 따라 최소 기준 정보를 생성할 수 있으며, 기준 정보 생성부(230)는 최대 기준 정보와 최소 기준 정보를 이용하여 임의의 전류에서의 임의의 충전 상태에 대한 배터리(100)의 전압을 나타내도록 복수개의 기준 정보를 생성할 수 있다.Accordingly, the reference information generating unit 230 may generate the maximum reference information according to voltages measured in different charging states when a preset maximum current flows with respect to the battery 100 , and the reference information generating unit 230 may generate minimum reference information according to voltages measured in different charging states when a preset minimum current flows with respect to the battery 100, and the reference information generator 230 may generate the maximum reference information A plurality of reference information may be generated to indicate the voltage of the battery 100 for an arbitrary state of charge at an arbitrary current by using the and minimum reference information.

이때, 저장부(220)는 배터리(100)의 서로 다른 충전 상태에서의 배터리(100)의 전압을 나타내도록 마련되는 기준 정보가 저장될 수 있다.In this case, the storage unit 220 may store reference information provided to indicate voltages of the battery 100 in different charging states of the battery 100 .

도4는 도2의 충전 상태 판단부에서 충전 상태를 판단하는 과정을 나타낸 블록도이다.FIG. 4 is a block diagram illustrating a process of determining the state of charge in the state of charge determination unit of FIG. 2 .

도4를 참조하면, 배터리 측정부(210)는 배터리(100)의 전압과 전류를 측정할 수 있다. 여기에서, 배터리 측정부(210)는 배터리(100)의 양극과 음극 간의 전위차를 측정할 수 있으며, 이때, 배터리(100)의 양극과 음극 간의 전위차는 배터리(100)의 전압으로 이해할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the battery measuring unit 210 may measure the voltage and current of the battery 100 . Here, the battery measuring unit 210 may measure the potential difference between the positive electrode and the negative electrode of the battery 100 , and in this case, the potential difference between the positive electrode and the negative electrode of the battery 100 may be understood as the voltage of the battery 100 .

또한, 배터리 측정부(210)는 배터리(100)의 양극 또는 음극에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.Also, the battery measuring unit 210 may measure the current flowing through the positive or negative electrode of the battery 100 .

이에 따라, 정상 상태 판단부(240)는 하나 이상의 시점에서 측정된 배터리(100)의 전압에 기초하여 배터리(100)가 정상 상태를 나타내는 시점에서의 배터리(100)의 전압을 판단할 수 있다.Accordingly, the normal state determining unit 240 may determine the voltage of the battery 100 at a time when the battery 100 indicates a normal state based on the voltage of the battery 100 measured at one or more time points.

이를 위해, 저장부(220)는 배터리(100)의 서로 다른 충전 상태에서의 배터리(100)의 전압을 나타내도록 마련되는 기준 정보가 저장될 수 있다.To this end, the storage 220 may store reference information provided to indicate voltages of the battery 100 in different charging states of the battery 100 .

이를 통해, 충전 상태 판단부(250)는 정상 상태를 나타내는 시점에서 측정된 전류에 매칭되는 기준 정보를 저장부(220)로부터 추출할 수 있고, 충전 상태 판단부(250)는 기준 정보로부터, 정상 상태를 나타내는 시점에서 측정된 전압에 가장 인접한 전압에 따른 충전 상태를 추출할 수 있다.Through this, the state of charge determination unit 250 may extract reference information matching the current measured at the point in time indicating the normal state, from the storage unit 220 , and the state of charge determination unit 250 may extract the reference information from the reference information, A state of charge according to a voltage closest to the measured voltage may be extracted at the time point indicating the state.

또한, 출력부(260)는 추출된 배터리(100)의 충전 상태를 출력할 수 있다.Also, the output unit 260 may output the state of charge of the extracted battery 100 .

도5 내지 도8은 도2의 정상 상태 판단부에서 배터리의 정상 상태를 판단하는 일 실시예를 나타낸 그래프이다.5 to 8 are graphs illustrating an embodiment in which the normal state determining unit of FIG. 2 determines the normal state of the battery.

도5를 참조하면, 배터리(100)의 개방 전압(OCV: Open Circuit Voltage), 0.5 C의 전하에 의한 전류 및 2.5 C의 전하에 의한 전류에 대한, 전압과 충전 상태의 관계를 나타내는 그래프를 확인할 수 있으며, 이때, 화살표는 동일한 전압 차이를 나타내는 것으로 이해할 수 있다.Referring to FIG. 5 , a graph showing the relationship between the voltage and the state of charge for the open circuit voltage (OCV) of the battery 100, the current by the charge of 0.5 C, and the current by the charge of 2.5 C will be confirmed. In this case, it can be understood that the arrows indicate the same voltage difference.

이와 같이, 정상 상태는 배터리(100)의 전압이 측정되는 임의의 측정 시점과, 측정 시점으로부터 사전에 설정되는 시간 간격 이후에 측정되는 배터리(100)의 전압 차이에 따른 측정 기울기와, 기준 정보에 기초하여 설정되는 기준 기울기의 차이가 사전에 설정되는 기울기 범위를 만족하는 경우의 측정 시점을 의미할 수도 있다.As such, the steady state is determined by a measurement slope according to a voltage difference of the battery 100 measured after an arbitrary measurement time point at which the voltage of the battery 100 is measured and a preset time interval from the measurement time point, and reference information. It may mean a measurement time point when the difference between the reference inclinations set based on the preset inclination ranges is satisfied.

다시 말해서, 정상 상태는 측정 정보에서 일정 기간 동안의 전압이 변동하는 정도와 기준 정보의 동일 기간 동안의 전압이 변동하는 정도의 차이가 기울기 범위 이내인 경우를 의미하는 것으로 이해할 수 있다.In other words, the steady state can be understood to mean a case in which the difference between the degree of voltage fluctuation in the measurement information for a certain period and the voltage fluctuation during the same period of the reference information is within the slope range.

이에 따라, 정상 상태 판단부(240)는 배터리(100)의 전압이 측정되는 임의의 측정 시점과, 측정 시점으로부터 사전에 설정되는 시간 간격 이후에 측정되는 배터리(100)의 전압 차이에 따른 측정 기울기와, 기준 정보에 기초하여 설정되는 기준 기울기의 차이가 사전에 설정되는 기울기 범위를 만족하는 경우의 측정 시점을 정상 상태로 설정할 수 있다.Accordingly, the steady state determination unit 240 determines a measurement slope according to a voltage difference between an arbitrary measurement time point at which the voltage of the battery 100 is measured, and a voltage difference of the battery 100 measured after a preset time interval from the measurement time point. And, when the difference between the reference inclination set based on the reference information satisfies a preset inclination range, the measurement time may be set to a normal state.

도6을 참조하면, 실제 배터리(100)에서의 전압강하, 시정수가 10초인 테브난(Thevenin) 등가회로에서의 전압강하, 시정수가 20초인 테브난 등가회로에서의 전압강하 및 시정수가 40초인 테브난 등가회로에서의 전압강하를 확인할 수 있으며, 이때, U_op는 전류의 변동에 따른 전압강하의 크기를 의미할 수 있다.6, the voltage drop in the actual battery 100, the voltage drop in the Thevenin equivalent circuit having a time constant of 10 seconds, the voltage drop in the Thevenin equivalent circuit having a time constant of 20 seconds, and the Thevenin equivalent circuit having a time constant of 40 seconds The voltage drop can be checked at , and in this case, U_op may mean the magnitude of the voltage drop according to the change in current.

이와 같이, 정상 상태는 배터리(100)에 흐르는 전류가 변동되는 시점으로부터 사전에 설정되는 임계 시간 간격이 경과된 이후의 시점을 의미할 수도 있다.As such, the steady state may refer to a time point after a preset critical time interval has elapsed from a point in time when the current flowing through the battery 100 is changed.

이에 따라, 정상 상태 판단부(240)는 배터리(100)에 흐르는 전류가 변동되는 시점으로부터 사전에 설정되는 임계 시간 간격이 경과된 이후의 시점을 정상 상태로 설정할 수 있다.Accordingly, the normal state determination unit 240 may set a time point after a predetermined threshold time interval elapses from a time point when the current flowing through the battery 100 is changed as a normal state.

여기에서, 임계 시간 간격은 배터리(100) 내부의 저항(Resistance) 및 캐패시터(Capacitance)에 따라 설정되는 시정수(Time Constant)를 의미할 수 있으며, 이때, 시정수는 배터리 내부의 저항과 캐패시터가 병렬 연결되는 등가회로에서, 저항의 크기와 캐패시터의 크기의 곱으로 나타날 수 있다.Here, the critical time interval may mean a time constant set according to the resistance and the capacitor inside the battery 100 , and in this case, the time constant is the resistance and the capacitor inside the battery 100 . In an equivalent circuit connected in parallel, it can be expressed as the product of the size of the resistor and the size of the capacitor.

도7을 참조하면, 정상 상태는 배터리(100)의 충전 동작 또는 방전 동작이 일정 시간 간격 동안 지속되어, 배터리(100) 내부의 리튬 이온 농도가 사전에 설정되는 농도 범위를 만족하는 시점을 의미할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the normal state means a point in time when the charging operation or discharging operation of the battery 100 continues for a predetermined time interval, and the lithium ion concentration inside the battery 100 satisfies a preset concentration range. can

이와 관련하여, 배터리(100)는 방전 동작이 수행되는 경우, 배터리(100)의 양극(Anode) 부근에서 리튬 이온의 농도가 점진적으로 증가하게 될 수 있으며, 배터리(100)는 방전 동작이 수행되는 시점으로부터 일정한 시간 간격이 경과되는 경우에, 배터리(100)의 양극(Anode)과 음극(Cathode) 부근의 리튬 이온의 농도가 일정한 농도 범위 내에 존재하도록 변할 수 있다.In this regard, in the battery 100, when a discharging operation is performed, the concentration of lithium ions in the vicinity of the positive electrode (Anode) of the battery 100 may gradually increase, and the battery 100 may perform a discharging operation. When a predetermined time interval elapses from the time point, the concentration of lithium ions in the vicinity of the positive electrode and the negative electrode of the battery 100 may be changed to exist within a predetermined concentration range.

이에 따라, 정상 상태 판단부(240)는 배터리(100) 내부의 리튬 이온 농도가 사전에 설정되는 농도 범위를 만족하는 시점을 정상 상태로 설정할 수 있으며, 이때, 정상 상태 판단부(240)는 배터리(100)가 충전 동작 또는 방전 동작을 수행하는 시점으로부터, 배터리(100) 내부의 리튬 이온 농도가 농도 범위를 만족하는 시점을 나타내도록 사전에 설정되는 시간 간격 이후의 시점을 정상 상태로 판단할 수 있다.Accordingly, the normal state determination unit 240 may set a point in time when the lithium ion concentration in the battery 100 satisfies a preset concentration range as a normal state, and in this case, the normal state determination unit 240 is the battery (100) From the time when the charging operation or the discharging operation is performed, the time after the time interval preset to indicate the time when the lithium ion concentration inside the battery 100 satisfies the concentration range can be determined as a normal state have.

도8을 참조하면, 배터리(100)가 휴지 동작 이후에 방전 동작이 수행되는 그래프와 2.5 C의 전류가 흐르는 방전 동작이 지속되는 그래프를 확인할 수 있으며, 이와 같이, 배터리(100)는 충전 동작 또는 방전 동작이 수행되는 시점으로부터 정상 상태에 도달하는 경우에, 충전 동작 또는 방전 동작이 지속되는 상태로 수렴되는 것으로 이해할 수 있다.Referring to FIG. 8 , a graph in which a discharging operation is performed after the battery 100 is idle and a graph in which a discharging operation in which a current of 2.5 C flows is continued. When a steady state is reached from the time point at which the discharging operation is performed, it may be understood that the charging operation or the discharging operation converges to a continuous state.

도9는 도2의 기준 정보 생성부에서 기준 정보를 생성하는 일 실시예를 나타낸 그래프이다.9 is a graph illustrating an embodiment in which the reference information generating unit of FIG. 2 generates reference information.

도9를 참조하면, 1 C 전하에 의한 최소 전류, 3 C 전하에 의한 최대 전류가 설정되는 그래프를 확인할 수 있으며, 이때, interpolation 2.5 C는 최대 전류와 최소 전류에 따라 생성된 그래프인 것으로 이해할 수 있고, real 2.5 C는 실험에 의해 측정된 그래프인 것으로 이해할 수 있다.Referring to FIG. 9 , a graph can be seen in which the minimum current by 1 C charge and the maximum current by 3 C charge are set, and at this time, it can be understood that interpolation 2.5 C is a graph generated according to the maximum current and the minimum current. and real 2.5 C can be understood as a graph measured by experiments.

이와 같이, 기준 정보 생성부(230)는 배터리(100)에 대해 사전에 설정되는 최대 전류가 흐르는 경우에 서로 다른 충전 상태에서 측정되는 전압에 따라 최대 기준 정보를 생성할 수 있고, 기준 정보 생성부(230)는 배터리(100)에 대해 사전에 설정되는 최소 전류가 흐르는 경우에 서로 다른 충전 상태에서 측정되는 전압에 따라 최소 기준 정보를 생성할 수 있으며, 기준 정보 생성부(230)는 최대 기준 정보와 최소 기준 정보를 이용하여 임의의 전류에서의 임의의 충전 상태에 대한 배터리(100)의 전압을 나타내도록 복수개의 기준 정보를 생성할 수 있다.As such, the reference information generator 230 may generate the maximum reference information according to voltages measured in different charging states when a preset maximum current flows with respect to the battery 100 , and the reference information generator 230 may generate the maximum reference information. 230 may generate minimum reference information according to voltages measured in different charging states when a preset minimum current flows with respect to the battery 100, and the reference information generator 230 may generate the maximum reference information A plurality of reference information may be generated to indicate the voltage of the battery 100 for an arbitrary state of charge at an arbitrary current by using the and minimum reference information.

도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 상태 추정 방법의 순서도이다.10 is a flowchart of a method for estimating a state of charge according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전 상태 추정 방법은 도 1에 도시된 충전 상태 추정 장치(200)와 실질적으로 동일한 구성 상에서 진행되므로, 도 1의 충전 상태 추정 장치(200)와 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.Since the state-of-charge estimating method according to an embodiment of the present invention proceeds in substantially the same configuration as the state-of-charge estimator 200 shown in FIG. 1 , the same components as the state-of-charge estimator 200 of FIG. The same reference numerals are given, and repeated descriptions will be omitted.

충전 상태 추정 방법은 배터리의 전압과 전류를 측정하는 단계(600), 배터리의 전압을 판단하는 단계(610), 기준 정보를 추출하는 단계(620), 충전 상태를 추출하는 단계(630) 및 충전 상태를 출력하는 단계(640)를 포함할 수 있다.The state of charge estimation method includes measuring the voltage and current of the battery (600), determining the voltage of the battery (610), extracting reference information (620), extracting the state of charge (630), and charging outputting the status (640).

배터리의 전압과 전류를 측정하는 단계(600)는 배터리 측정부(210)가 배터리(100)의 전압과 전류를 측정하는 단계일 수 있다.The step 600 of measuring the voltage and current of the battery may be a step in which the battery measuring unit 210 measures the voltage and current of the battery 100 .

배터리의 전압을 판단하는 단계(610)는 정상 상태 판단부(240)가 하나 이상의 시점에서 측정된 배터리(100)의 전압에 기초하여 배터리(100)가 정상 상태를 나타내는 시점에서의 배터리(100)의 전압을 판단하는 단계일 수 있다.In the step 610 of determining the voltage of the battery, the battery 100 at a time when the battery 100 indicates a normal state based on the voltage of the battery 100 measured at one or more time points by the normal state determination unit 240 may be a step of determining the voltage of

기준 정보를 추출하는 단계(620)는 저장부(220)에 배터리(100)의 서로 다른 충전 상태에서의 배터리(100)의 전압을 나타내도록 마련되는 기준 정보가 저장되어, 충전 상태 판단부(250)가 정상 상태를 나타내는 시점에서 측정된 전류에 매칭되는 기준 정보를 추출하는 단계일 수 있다.In the step of extracting the reference information ( 620 ), reference information provided to indicate voltages of the battery 100 in different charging states of the battery 100 is stored in the storage unit 220 , and the charge state determination unit 250 ) may be a step of extracting reference information matching the measured current at a point in time indicating a steady state.

충전 상태를 추출하는 단계(630)는 충전 상태 판단부(250)가 기준 정보로부터 정상 상태를 나타내는 시점에서 측정된 전압에 가장 인접한 전압에 따른 충전 상태를 추출하는 단계일 수 있다.The step of extracting the state of charge 630 may be a step of extracting the state of charge according to the voltage closest to the voltage measured when the state of charge determination unit 250 indicates the normal state from the reference information.

충전 상태를 출력하는 단계(640)는 출력부(260)가 배터리(100)의 충전 상태를 출력하는 단계일 수 있다.The step of outputting the state of charge 640 may be a step in which the output unit 260 outputs the state of charge of the battery 100 .

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. will be able

100: 배터리
200: 충전 상태 추정 장치100: battery
200: state of charge estimation device

Claims (8)

배터리의 전압과 전류를 측정하는 배터리 측정부;
상기 배터리의 서로 다른 충전 상태에서의 상기 배터리의 전압을 나타내도록 마련되는 기준 정보가 저장되는 저장부;
하나 이상의 시점에서 측정된 배터리의 전압에 기초하여 상기 배터리가 정상 상태를 나타내는 시점에서의 상기 배터리의 전압을 판단하는 정상 상태 판단부;
상기 정상 상태를 나타내는 시점에서 측정된 전류에 매칭되는 기준 정보를 추출하고, 상기 기준 정보로부터 상기 시점에서 측정된 전압에 가장 인접한 전압에 따른 충전 상태를 추출하는 충전 상태 판단부; 및
상기 배터리의 충전 상태를 출력하는 출력부;를 포함하는, 충전 상태 추정 장치.
a battery measuring unit for measuring the voltage and current of the battery;
a storage unit for storing reference information provided to indicate voltages of the batteries in different charging states of the batteries;
a steady state determination unit configured to determine the voltage of the battery at a time when the battery indicates a normal state based on the voltage of the battery measured at one or more time points;
a state of charge determination unit that extracts reference information matching the current measured at the time point indicating the steady state, and extracts a state of charge according to a voltage closest to the voltage measured at the time point from the reference information; and
Including, an apparatus for estimating the state of charge; an output unit for outputting the state of charge of the battery.
 제1항에 있어서,
상기 배터리에 대해 사전에 설정되는 최대 전류가 흐르는 경우에 서로 다른 충전 상태에서 측정되는 전압에 따라 최대 기준 정보를 생성하고, 상기 배터리에 대해 사전에 설정되는 최소 전류가 흐르는 경우에 서로 다른 충전 상태에서 측정되는 전압에 따라 최소 기준 정보를 생성하며, 상기 최대 기준 정보와 상기 최소 기준 정보를 이용하여 임의의 전류에서의 임의의 충전 상태에 대한 상기 배터리의 전압을 나타내도록 복수개의 기준 정보를 생성하는 기준 정보 생성부;를 더 포함하는, 충전 상태 추정 장치.
The method of claim 1,
When a preset maximum current flows with respect to the battery, maximum reference information is generated according to voltages measured in different state of charge, and when a preset minimum current flows with respect to the battery, in different state of charge A reference for generating minimum reference information according to the measured voltage, and generating a plurality of reference information to indicate the voltage of the battery for an arbitrary state of charge at an arbitrary current by using the maximum reference information and the minimum reference information Information generating unit; further comprising a charge state estimation device.
 제1항에 있어서, 상기 정상 상태 판단부는,
상기 배터리에 흐르는 전류가 변동되는 시점으로부터 사전에 설정되는 임계 시간 간격이 경과된 이후의 시점을 상기 정상 상태로 설정하는, 충전 상태 추정 장치.
According to claim 1, wherein the normal state determination unit,
and a time point after a preset threshold time interval has elapsed from a time point at which the current flowing through the battery is changed is set as the normal state.
 제1항에 있어서, 상기 정상 상태 판단부는,
상기 배터리 내부의 리튬 이온 농도가 사전에 설정되는 농도 범위를 만족하는 시점을 상기 정상 상태로 설정하는, 충전 상태 추정 장치.
According to claim 1, wherein the normal state determination unit,
A point in time when the lithium ion concentration in the battery satisfies a preset concentration range is set to the normal state.
 제1항에 있어서, 상기 정상 상태 판단부는,
상기 배터리의 전압이 측정되는 임의의 측정 시점과, 상기 측정 시점으로부터 사전에 설정되는 시간 간격 이후에 측정되는 상기 배터리의 전압 차이에 따른 측정 기울기와, 상기 기준 정보에 기초하여 설정되는 기준 기울기의 차이가 사전에 설정되는 기울기 범위를 만족하는 경우, 상기 측정 시점을 상기 정상 상태로 설정하는, 충전 상태 추정 장치.
According to claim 1, wherein the normal state determination unit,
A difference between an arbitrary measurement time point at which the voltage of the battery is measured, a measurement slope according to a voltage difference of the battery measured after a preset time interval from the measurement time point, and a reference slope set based on the reference information when satisfies a preset slope range, setting the measurement time point to the steady state.
 정상 상태에서의 배터리 전압에 따른 충전 상태 추정 장치에서의 충전 상태 추정 방법에 있어서,
배터리 측정부가 배터리의 전압과 전류를 측정하는 단계;
정상 상태 판단부가 하나 이상의 시점에서 측정된 배터리의 전압에 기초하여 상기 배터리가 정상 상태를 나타내는 시점에서의 상기 배터리의 전압을 판단하는 단계;
저장부에 상기 배터리의 서로 다른 충전 상태에서의 상기 배터리의 전압을 나타내도록 마련되는 기준 정보가 저장되어, 충전 상태 판단부가 상기 정상 상태를 나타내는 시점에서 측정된 전류에 매칭되는 기준 정보를 추출하는 단계;
충전 상태 판단부가 상기 기준 정보로부터 상기 시점에서 측정된 전압에 가장 인접한 전압에 따른 충전 상태를 추출하는 단계; 및
출력부가 상기 배터리의 충전 상태를 출력하는 단계;를 포함하는, 충전 상태 추정 방법.
A method for estimating a state of charge in an apparatus for estimating a state of charge according to a battery voltage in a steady state, the method comprising:
measuring, by a battery measuring unit, voltage and current of the battery;
determining, by a steady state determination unit, the voltage of the battery at a time when the battery indicates a normal state based on the voltage of the battery measured at one or more time points;
Storing reference information provided to indicate the voltage of the battery in different charging states of the battery in a storage unit, and extracting reference information matching the current measured when the state of charge determination unit indicates the normal state ;
extracting, by a state of charge determination unit, a state of charge according to a voltage closest to the voltage measured at the time point from the reference information; and
Outputting the state of charge of the battery by an output unit; Containing, charge state estimation method.
 제6항에 있어서,
기준 정보 생성부가 상기 배터리에 대해 사전에 설정되는 최대 전류가 흐르는 경우에 서로 다른 충전 상태에서 측정되는 전압에 따라 최대 기준 정보를 생성하고, 상기 배터리에 대해 사전에 설정되는 최소 전류가 흐르는 경우에 서로 다른 충전 상태에서 측정되는 전압에 따라 최소 기준 정보를 생성하며, 상기 최대 기준 정보와 상기 최소 기준 정보를 이용하여 임의의 전류에서의 임의의 충전 상태에 대한 상기 배터리의 전압을 나타내도록 복수개의 기준 정보를 생성하는 단계;를 더 포함하는, 충전 상태 추정 방법.
7. The method of claim 6,
The reference information generator generates maximum reference information according to voltages measured in different charging states when a preset maximum current flows with respect to the battery, and mutually when a preset minimum current flows with respect to the battery Generates minimum reference information according to voltages measured in different state of charge, and uses the maximum reference information and the minimum reference information to indicate the voltage of the battery for an arbitrary state of charge at an arbitrary current. generating; further comprising, a charging state estimation method.
 제6항에 있어서, 상기 배터리의 전압을 판단하는 단계는,
상기 배터리의 전압이 측정되는 임의의 측정 시점과, 상기 측정 시점으로부터 사전에 설정되는 시간 간격 이후에 측정되는 상기 배터리의 전압 차이에 따른 측정 기울기와, 상기 기준 정보에 기초하여 설정되는 기준 기울기의 차이가 사전에 설정되는 기울기 범위를 만족하는 경우, 상기 측정 시점을 상기 정상 상태로 설정하는, 충전 상태 추정 방법.

The method of claim 6, wherein the determining of the voltage of the battery comprises:
A difference between an arbitrary measurement time point at which the voltage of the battery is measured, a measurement slope according to a voltage difference of the battery measured after a preset time interval from the measurement time point, and a reference slope set based on the reference information when satisfies a preset slope range, setting the measurement time point to the steady state.
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