KR20220103155A - 배터리를 작동시키기 위한 방법 - Google Patents

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KR20220103155A
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슈테판 뢰머슈페르거
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바이에리쉐 모토렌 베르케 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은, 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 다음과 같은 프로세스 또는 단계들을 포함한다: 배터리 셀의 충전 상태의 대칭화가 연속적으로 또는 반복적으로 이루어지는 대칭화 프로세스; 대칭화 프로세스 동안 사전 설정된 제1 기간에 걸쳐 진행되고 측정이 반복적으로 실행되는 제1 측정 프로세스로서, 각각의 측정에서는 개별 측정에서 배터리 셀들 중 가장 낮은 대기 전압(quiescent voltage)을 갖는 바로 그 배터리 셀이 각각 결정되며; 제1 측정 프로세스 동안 항상 동일한 배터리 셀이 가장 낮은 대기 전압을 갖는 배터리 셀로서 결정되었는지의 여부를 확인하는 단계; 그리고 이와 같은 경우에 해당하면: 대칭화 프로세스가 중단되거나 종료되고, 선행하는 제1 측정 프로세스 동안 항상 가장 낮은 대기 전압을 갖는 것으로 결정된 배터리 셀이 가능한 결함을 지시하는 증가된 전하 손실을 갖는지의 여부에 대한 체킹이 이루어지는, 체킹 프로세스를 실행하는 단계. 본 발명은, 또한 본 발명에 따른 방법을 실시하도록 설계된, 배터리 및 제어 유닛을 갖는 배터리 시스템에 관한 것이다.

Description

배터리를 작동시키기 위한 방법
본 발명은, 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키는 방법, 그리고 배터리를 제어하도록 설계된 제어 유닛 및 배터리를 갖는 배터리 시스템에 관한 것이다.
전기차에서는, 상호 접속된 다수의 전기화학 셀을 포함하는 배터리가 사용된다. 이 목적을 위해서는, 한 편으로는 개별 셀의 충전 상태(state of charge)가 상호 매칭되도록 보장되어야만 한다. 이와 같은 보장은 셀의 대칭화(symmetrization) 또는 균등화(balancing)에 의해서 이루어진다. 다른 한 편으로는, 셀이 증가된 전하 손실을 갖는지의 여부가 적시에 인식되어야만 하는데, 왜냐하면 그렇지 않으면 내부 단락이 발생할 수 있거나 심지어 이 셀 내에서 열 이벤트가 발생할 수 있기 때문이다. 증가된 전하 손실의 원인은, 다른 무엇보다 셀 내에서의 압력이 최고인 충전 과정의 마지막에 세퍼레이터 내로 밀려 들어가 애노드와 캐소드 사이에서 단락을 유발하는, 셀 내에 있는 전도성 불순물일 수 있다. 하지만, 셀의 대칭화는, 일 셀 내에서 증가된 전하 손실을 확정하는 것 그리고 이로써 또한 결함이 있는 셀을 식별하는 것도 어렵게 만든다.
따라서, 본 발명에는, 2개 또는 복수의 전기화학 셀을 구비하는 배터리에서, 일 셀 내에서 증가된 전하 손실을 확실하고도 신뢰할 만하게 식별할 수 있는 방법을 제공하는 과제가 기초가 된다.
상기 과제에 대한 해결책은 청구항 1의 교시에 따라 달성된다. 본 발명의 다양한 실시예 및 개선예는 종속 청구항 2 내지 9의 대상이다.
본 발명에는, 또한 열적 이벤트의 발생이 최대로 광범위하게 배제된 2개 또는 복수의 전기화학 셀을 갖는 배터리를 제공하는 과제가 기초가 된다.
상기 과제에 대한 해결책은 청구항 10의 교시에 따라 달성된다.
본 발명에는, 또한 안전성이 증가된 고전압 저장 장치를 갖는 차량을 제공하는 과제가 기초가 된다.
상기 과제에 대한 해결책은 청구항 12의 교시에 따라 달성된다.
본 발명의 제1 양태는, 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다:
배터리 셀의 충전 상태의 대칭화가 연속적으로 또는 반복적으로 이루어지는 대칭화 프로세스;
대칭화 프로세스 동안 사전 설정된 제1 기간에 걸쳐 진행되고 측정이 반복적으로 실행되는 제1 측정 프로세스로서, 각각의 측정에서는 개별 측정에서 배터리 셀들 중 가장 낮은 대기 전압(quiescent voltage)을 갖는 배터리 셀이 각각 결정되는, 제1 측정 프로세스;
제1 측정 프로세스 동안 항상 동일한 배터리 셀이 가장 낮은 대기 전압을 갖는 배터리 셀로서 결정되었는지의 여부를 확인하는 단계; 그리고 이와 같은 경우에 해당하면:
대칭화 프로세스가 중단되거나 종료되고, 선행하는 제1 측정 프로세스 동안 항상 가장 낮은 대기 전압을 갖는 것으로 결정된 배터리 셀이 가능한 결함을 지시하는 증가된 전하 손실을 갖는지의 여부에 대한 체킹이 이루어지는, 체킹 프로세스를 실행하는 단계.
상기 양태에 의해서는, 2개 또는 복수의 전기화학 셀을 구비하고 이들 셀의 충전 상태가 제어 유닛에 의해 균등화(대칭화) 되는 배터리에서, 일 셀 내에서 증가된 전하 손실을 확실하고도 신뢰할 만하게 식별할 수 있게 되며, 이로써는 배터리 내에서의 열 이벤트의 발생도 방지될 수 있다.
가장 낮은 대기 전압을 갖는 배터리 셀을 결정하는 공정은 사전 설정된 제1 기간의 시작과 끝에서 이루어질 수 있다. 또한, 사전 설정된 제1 기간 안에서는, 어느 배터리 셀이 가장 낮은 대기 전압을 갖는지도 여러 번 결정될 수 있다. 특히, 가장 낮은 대기 전압을 갖는 배터리 셀의 결정은 사전 설정된 제1 기간에 걸쳐 (실질적으로) 균일하게 분포된 방식으로 이루어질 수 있다. 가장 낮은 대기 전압을 갖는 배터리 셀을 결정하기 직전에는 배터리 셀의 충전 상태의 대칭화가 이루어지지 않는 경우가 바람직할 수 있다. 배터리 셀은 리튬-이온-셀일 수 있다.
본 발명의 의미에서, 용어 "균등화"와 "대칭화"는 동의어로 사용된다. 균등화 또는 대칭화는, 일 배터리 내부에 있는 모든 전기화학 셀의 균일한 전하 분포를 보장해야만 한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 고체 배터리의 바람직한 실시예들이 설명되며, 이들 실시예는 - 명시적으로 배제되지 않거나 기술적으로 불가능하지 않는 한 - 각각 서로 임의로 조합될 수 있고, 추가로 설명되는 본 발명의 다른 양태들과도 조합될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 제1 측정 프로세스의 측정의 실행은, 배터리를 제어하는 제어 유닛이 깨어날 때에 이루어지며, 그리고
제어 유닛이 깨어남으로써, 제어 유닛을 정지 모드로부터 활성 모드로 변경한다.
상기와 같은 상황에 의해서는, 제1 측정 프로세스의 측정이 반복적으로 실행되는 것이 간단한 방식으로 보장될 수 있다.
바람직하게, 제어 유닛의 깨어남은 주기적으로 이루어진다. 제어 유닛은 배터리의 작동 관리 시스템일 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 제어 유닛이 깨어난 후에는, 먼저 제1 측정 프로세스의 측정의 실행이 이루어지고, 그 후에 비로소 필요한 경우에만 배터리 셀의 충전 상태의 대칭화가 이루어진다.
상기 실시예에 의해서는, 셀의 충전 상태에 미치는 대칭화의 균등화 영향이 감소될 수 있고, 이로써 증가된 전하 손실을 갖는 셀이 더욱 용이하게 검출될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 제1 측정 프로세스의 측정의 각각의 실행은 다음과 같은 단계들을 포함한다: 배터리 내에 포함된 모든 배터리 셀의 대기 전압을 측정하는 단계; 및
모든 배터리 셀에서 측정된 대기 전압들 중 가장 낮은 대기 전압을 결정하는 단계.
상기 실시예에 의해서는, 가장 낮은 대기 전압의 결정이 간단한 방식으로 실현될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 제1 측정 프로세스의 측정의 각각의 실행 후에는, 가장 낮은 대기 전압을 갖는 배터리를 식별하는 식별자가 이력 내에 등록되고,
상기 이력은 가장 낮은 대기 전압을 갖는 것으로 결정된 배터리 셀의 식별자를 포함하며, 그리고
사전 설정된 제1 기간 안에 상기 이력 내에 등록된 식별자를 토대로 하여, 배터리 셀들 중 사전 설정된 제1 기간 동안 항상 가장 낮은 대기 전압을 갖는 배터리 셀이 있는지의 여부가 그리고 어느 배터리 셀이 그와 같은 셀인지가 확인된다.
상기 실시예에 의해서는, 사전 설정된 제1 기간 동안 항상 가장 낮은 대기 전압을 갖는 작동 셀이 효율적으로 결정될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 체킹 프로세스는 다음과 같은 프로세스 또는 단계들을 포함한다:
하나 또는 복수의 측정이 실행되는 최대 사전 설정된 제2 기간에 걸쳐 진행하는 제2 측정 프로세스로서, 이 제2 측정 프로세스에서는 각각의 측정에서 다음 사항이 각각 결정된다: 배터리 셀의 대기 전압들 중 가장 작은 대기 전압(U1), 가장 작은 대기 전압(U1)이 결정된 배터리 셀, 배터리 셀의 대기 전압들 중 두 번째로 가장 작은 대기 전압(U2), 및 모든 배터리 셀의 대기 전압의 평균값에 상응하는 평균 대기 전압(Um); 및
제1 측정 프로세스 동안 항상 가장 낮은 대기 전압을 갖는 것으로 결정된 배터리 셀에서 가장 작은 대기 전압(U1)이 측정되었고 다음과 같은 관계식
｜U1 - U2｜ < US1 및 ｜U1 - Um｜ < US2
가 유효하면, 상기 배터리 셀에서 전하 손실이 증가되었다고 확정하는 단계로서,
상기 관계식에서 U1 및 U2는 각각 양의 전압 임계값을 나타내며, 그리고 US1은 US2보다 작거나 같으며, 그리고
이 단계에서 사전 설정된 제2 기간은 사전 설정된 제1 기간에 연결된다.
상기 실시예에 의해서는, 사전 설정된 제1 기간 동안 항상 가장 낮은 대기 전압을 가졌던 배터리 셀 또한 증가된 전력 손실을 가질 가능성이 크다는 사실이 확인될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 제2 측정 프로세스의 측정의 각각의 실행은 다음과 같은 단계들을 포함한다: 배터리 내에 포함된 모든 배터리 셀의 대기 전압을 측정하는 단계;
모든 배터리 셀에서 측정된 대기 전압을 사용하여, 모든 배터리 셀에서 측정된 대기 전압들 중 가장 낮은 대기 전압(U1) 및 두 번째로 가장 낮은 대기 전압(U2) 그리고 평균 대기 전압(Um)을 결정하는 단계; 및
가장 낮은 대기 전압(U1)을 갖는 배터리 셀을 결정하는 단계.
상기 실시예에 의해서는, 대기 전압(U1, U2 및 Um)의 결정이 간단한 방식으로 실현될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서는, 증가된 전하 손실의 확정 후에 또는 늦더라도 사전 설정된 제2 기간의 종료 후에 대칭화 프로세스가 재차 활성화된다.
상기 실시예에 의해서는, 배터리 셀의 충전 상태의 균등화가 재차 시작되는 것이 보장될 수 있다.
바람직한 일 실시예는, 다음과 같은 단계를 더 포함한다:
체킹 프로세스가 실행될 때 증가된 전하 손실이 결정되면, 이 증가된 전하 손실을 통지하는 단계.
상기 실시예에 의해서는, 사용자가 일 배터리 셀의 결함 가능성을 알 수 있게 됨으로써, 결과적으로 사용자는 조기에, 다시 말하자면 열 이벤트가 발생하기 전에 해당 배터리 셀을 교체할 수 있게 된다.
본 발명의 제2 양태는, 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리 및 배터리 셀과 결합된 제어 유닛을 구비하는, 배터리 시스템과 관련이 있으며, 이 경우 제어 유닛은 본 발명에 따른 방법을 실시하도록 설계되어 있다.
본 발명의 제2 양태에 의해서는, 열 이벤트의 발생이 최대로 광범위하게 배제된, 2개 또는 복수의 전기화학 셀을 갖는 배터리가 제공될 수 있다.
배터리 셀은 리튬-이온-셀일 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 제어 유닛은 링 메모리를 구비하며, 그리고 가장 낮은 대기 전압을 갖는 것으로 결정된 배터리 셀의 식별자를 포함하는 이력이 상기 링 메모리 내에 저장되어 있다.
이로 인해서는, 본 방법과 더 이상 관련이 없는 배터리 셀의 식별자가 자동으로 삭제될 수 있다.
본 발명의 제3 양태는, 본 발명에 따른 배터리 시스템을 구비하는 차량과 관련이 있다.
본 발명의 제3 양태에 의해서는, 안전성이 향상된 고전압 저장 장치를 갖는 차량이 제공될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 차량은, 이 차량이 시동될 때 측정 프로세스를 트리거링하도록 설계되어 있다.
상기 실시예에 의해서는, 고전압 저장 장치를 포함하는 차량의 안전성이 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 또 다른 장점, 특징부 및 적용 가능성은 각각의 도면과 관련된 이하의 상세한 설명부로부터 드러난다.
도면부에서,
도 1은 본 발명에 따른 배터리 시스템을 개략적으로 도시하며, 그리고
도 2는 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 도시한다.
도 1은, 2개 이상의 배터리 셀(1021 및 1022)을 갖는 배터리(101), 및 이들 배터리 셀과 전기적으로 접속된 제어 유닛(104)을 구비하는 본 발명에 따른 배터리 시스템(100)을 개략적으로 보여준다. 제어 유닛은, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 방법을 실시하도록 설계되어 있다. 배터리(100) 내에 포함된 배터리 셀(1021 및 1022)은, 배터리(100)가 충전된 상태에서 자체 연결 단자(103)에 사전 설정된 무부하 전압을 제공할 수 있는 방식으로 상호 접속되어 있다. 제어 유닛(104)은 링 메모리를 포함할 수 있고, 이 메모리의 기능은 이하에서 더 설명될 것이다. 또한, 제어 유닛(104)은 정지 모드 및 활성 모드를 가질 수 있고, 이들 2개의 모드 사이에서 변경될 수 있다. 정지 모드로부터 활성 모드로의 변경은 이하에서 제어 유닛의 어웨이크닝(awakening)으로서 지칭된다.
도 2는, 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 보여준다.
이하에서 대칭화 프로세스로도 지칭되는 본 방법의 단계 "S200"에서는, 배터리(100) 내에 포함된 배터리 셀의 충전 상태의 대칭화(또는 균등화)가 이루어진다. 배터리(100)는 2개 이상의 배터리를 포함할 수 있다. 대칭화의 경우에는, 배터리 내에 포함된 모든 배터리 셀에서 균일한 전하 분포가 이루어진다. 배터리 셀의 대칭화 또는 균등화는 당업자에게 공지되어 있으며, 이와 같은 이유로 이에 대해서는 더 이상 논의하지 않을 것이다.
본 방법의 단계 "S201"에서는, 제1 측정 프로세스가 시작된다. 이 프로세스에 대해서는 이하에서 더욱 정확하게 설명된다.
제1 측정 프로세스와 관련된 단계 "S203"에서는, 배터리 셀들 중 가장 낮은 대기 전압을 갖는 바로 그 배터리 셀이 결정되는 측정이 실행된다. 가장 낮은 대기 전압을 갖는 배터리 셀은, ｉ) 배터리 내에 포함된 각각의 배터리 셀의 대기 전압이 측정됨으로써; ⅱ) 모든 배터리 셀에서 측정된 대기 전압들 중 가장 낮은 대기 전압이 결정됨으로써; ⅲ) 배터리 내에 포함된 모든 배터리 셀 중 가장 낮은 대기 전압으로 측정된 배터리 셀이 결정됨으로써 결정될 수 있다. 대기 전압의 측정이 가급적 동시에 이루어져야만 함으로써, 결과적으로 측정된 대기 전압은 배터리 셀의 현재 상태를 나타낼 수 있게 된다.
제1 측정 프로세스의 측정을 실행한 후에는, 가장 낮은 대기 전압으로 측정된 배터리 셀을 식별하는 식별자가 이력에 등록될 수 있다. 이력은, 바람직하게 메모리 유닛(104) 내에 포함되어 있는 링 메모리 내에 저장될 수 있다.
바람직한 방식으로, 제1 측정 프로세스의 측정은 제어 유닛(104)이 깨어날 때 이루어질 수 있다. 배터리 시스템(100)이 차량 내에 내장되어 차량과 결합되어 있는 경우, 측정의 실행은 또한 이 차량의 시동 시에도 이루어질 수 있다.
제1 측정 프로세스와 관련된 단계 "S205"에서는, 제1 측정 프로세스의 개시 때부터 사전 설정된 제1 기간이 경과했는지의 여부가 확인된다. 제1 측정 프로세스의 개시 때부터 사전 설정된 제1 기간이 경과한 경우에는(단계 "S205"의 예-분기), 단계 "S207"이 실시되고, 그렇지 않은 경우에는 단계 "S203"이 새로이 실시된다(단계 "S205"의 아니오-분기).
대칭화 프로세스 및 제1 측정 프로세스는 상호 독립적으로 진행할 수 있다. 그렇기 때문에, 대칭화 프로세스 "S200"과 제1 측정 프로세스 "S203"은 시간적으로 중첩될 수 있다. 예를 들어: 시점(t1)에서는 대칭화 프로세스의 제1 대칭화가 이루어질 수 있으며; 그 후의 시점(t2)에서는, 이 시점(t2)에서 가장 낮은 대기 전압을 갖는 배터리 셀을 결정하는 제1 측정 프로세스의 제1 측정이 실행되며; 시점(t3)(t3>t2)에서는 대칭화 프로세스의 제2 대칭화가 이루어지며; 시점(t4)(t4>t3)에서는, 이 시점(t4)에서 가장 낮은 대기 전압을 갖는 배터리 셀을 결정하는 제1 측정 프로세스의 제2 측정이 실행된다. 제1 측정 프로세스의 각각의 측정 후에는, 가장 낮은 대기 전압을 갖는 배터리 셀의 식별자 및 이 식별자가 측정된 시점이 이력 내에 저장될 수 있다.
단계 "S207"에서는, 가장 낮은 대기 전압을 갖는 바로 그 배터리 셀과 동일한 배터리 셀이 제1 측정 프로세스 동안 항상 결정되었는지의 여부가 확인된다. 이와 같은 경우에 해당하면, 단계 "S209"가 실시된다(단계 "S207"의 예-분기). 이와 같은 경우에 해당하지 않으면, 단계 "S201"이 실시되고, 새로운 제1 측정 프로세스가 시작된다(단계 "S207"의 아니오-분기).
가장 낮은 대기 전압을 갖는 바로 그 배터리 셀과 동일한 배터리 셀이 제1 측정 프로세스 동안 항상 결정되었는지의 여부는 이력을 토대로 해서 결정될 수 있다. 이 이력은, 적어도 마지막으로 실행된 제1 측정 프로세스 동안 각각 가장 낮은 대기 전압으로 결정된 배터리 셀의 식별자를 포함하고 있다. 마지막으로 실행된 제1 측정 프로세스의 기간 동안 그 이력 내에 항상 하나의 동일한 식별자가 등록되어 있으면, 이 식별자에 의해 식별되는 배터리 셀은 제1 측정 프로세스에서 항상 가장 낮은 대기 전압으로 결정된 바로 그 배터리 셀이다.
단계 "S209"에서는, 대칭화 프로세스가 비활성화되고, 제2 측정 프로세스가 시작된다. 대칭화 프로세스가 비활성화된 때부터 이 대칭화 프로세스가 새로이 활성화될 때까지는, 배터리 셀의 충전 상태의 대칭화가 더 이상 이루어지지 않는다.
제2 측정 프로세스와 관련된 단계 "S211"에서는, ｉ) 배터리 내에 포함된 각각의 배터리 셀의 대기 전압이 측정되며, ⅱ) 모든 배터리 셀에서 측정된 대기 전압들 중 가장 낮은 대기 전압(U1) 및 두 번째로 가장 낮은 대기 전압(U2)이 결정되며, ⅲ) 모든 배터리 셀에서 측정된 대기 전압을 사용하여 평균 대기 전압(Um)이 계산되며; 그리고 ⅳ) 가장 낮은 대기 전압(U1)이 측정된 배터리 셀이 결정된다.
단계 "S211"에 후속하고 제2 측정 프로세스와 관련된 단계 "S213"에서는, ｉ) 제1 측정 프로세스 동안 항상 가장 낮은 대기 전압으로 결정된 배터리 셀이 (제2 측정 프로세스의) 선행하는 단계 "S211"에서 가장 낮은 대기 전압(U1)으로 측정된 배터리 셀과 일치하는지의 여부가 확인되며; 그리고 ⅱ) 이하의 관계식
｜U1 - U2｜ < US1 및 ｜U1 - Um｜ < US2 (1)
이 유효한지의 여부가 확인되며,
상기 관계식에서 U1 및 U2는 각각 양의 전압 임계값을 나타내며, 그리고 US1은 US2보다 작거나 같다.
제1 측정 프로세스 동안 항상 가장 낮은 대기 전압으로 결정된 배터리 셀에서 가장 낮은 대기 전압(U1)이 측정되었다고 확인되면{다시 말해 지점 i)가 긍정적으로 확인되면} 그리고 조건 (1)이 충족되었다면, 단계 "S215"가 실시된다(단계 "S213"의 예-분기).
제1 측정 프로세스 동안 항상 가장 낮은 대기 전압으로 결정된 배터리 셀이 단계 "S211"에서 가장 낮은 대기 전압(U1)이 측정된 배터리 셀과 일치하지 않는 것으로 확인되거나, 두 가지 조건 (1) 중 하나가 충족되지 않았다면, 단계 "S217"이 실시된다("S213"의 아니오-분기).
단계 "S215"에서는, 제1 측정 프로세스 동안 항상 가장 낮은 대기 전압으로 결정된 배터리 셀의 전하 손실이 증가했다는 사실이 통지된다.
단계 "S215"에 후속하는 단계 "S219"에서는, 대칭화 프로세스가 재차 활성화되고, 제2 측정 프로세스가 종료된다. 단계 "S219" 후에는 단계 "S200"이 실시된다.
제2 측정 프로세스와 관련된 단계 "S217"에서는, 대칭화 프로세스의 비활성화(또는 제2 측정 프로세스의 시작) 때부터 사전 설정된 제2 기간이 경과했는지의 여부가 확인된다. 대칭화 프로세스의 비활성화(또는 제2 측정 프로세스의 시작) 때부터 사전 설정된 제2 기간이 경과한 경우에는, 단계 "S221"이 실시되고(단계 "S217"의 예-분기); 그렇지 않은 경우에는 단계 "S211"이 새로이 실시된다(단계 "S217"의 아니오-분기).
단계 "S221"에서는, 대칭화 프로세스가 재차 활성화하고, 제2 측정 프로세스가 종료된다. 단계 "S221" 후에는 단계 "S200"이 실시된다.
하나 이상의 실시예가 앞에서 설명되었지만, 이와 같은 실시예에 대한 다수의 변형예가 존재한다는 것에 주목해야만 한다. 이 경우에는 또한, 설명된 실시예들이 다만 비-제한적인 예들에 불과하며, 이들 예에 의해서 여기에 설명된 장치 및 방법의 범위, 적용 가능성 또는 구성을 제한하려는 의도가 아니라는 사실에 유의해야만 한다. 오히려, 선행하는 상세한 설명은 하나 이상의 실시예를 구현하기 위한 지침을 당업자에게 제공할 것이며, 이 경우에는 첨부된 청구범위에 각각 명시된 대상으로부터 그리고 이 대상의 법적 등가물로부터 벗어나지 않으면서, 일 실시예에서 설명된 요소들의 동작 및 배열 상태와 관련하여 다양한 변형이 이루어질 수 있다는 것이 자명하다.
100: 배터리 시스템
101: 배터리
1021, 1022: 배터리 셀
103: 배터리 연결 단자
104: 제어 유닛

Claims (13)

  1. 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키기 위한 방법으로서,
    다음과 같은 프로세스 또는 단계들, 즉:
    배터리 셀의 충전 상태의 대칭화가 연속적으로 또는 반복적으로 이루어지는 대칭화 프로세스;
    대칭화 프로세스 동안 사전 설정된 제1 기간에 걸쳐 진행되고 측정이 반복적으로 실행되는 제1 측정 프로세스로서, 각각의 측정에서는 개별 측정에서 배터리 셀들 중 가장 낮은 대기 전압을 갖는 바로 그 배터리 셀이 각각 결정되는, 상기 제1 측정 프로세스;
    제1 측정 프로세스 동안 항상 동일한 배터리 셀이 가장 낮은 대기 전압을 갖는 배터리 셀로서 결정되었는지의 여부를 확인하는 단계; 그리고
    이와 같은 경우에 해당하면:
    대칭화 프로세스가 중단되거나 종료되고, 선행하는 제1 측정 프로세스 동안 항상 가장 낮은 대기 전압을 갖는 것으로 결정된 배터리 셀이 가능한 결함을 지시하는 증가된 전하 손실을 갖는지의 여부에 대한 체킹이 이루어지는, 체킹 프로세스를 실행하는 단계
    를 포함하는, 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 측정 프로세스의 측정의 실행은, 배터리를 제어하는 제어 유닛이 깨어날 때에 이루어지며, 그리고
    제어 유닛이 깨어남으로써, 상기 제어 유닛을 정지 모드로부터 활성 모드로 변경하는, 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어 유닛이 깨어난 후에는, 먼저 제1 측정 프로세스의 측정의 실행이 이루어지고, 그 후에 비로소 필요한 경우에만 배터리 셀의 충전 상태의 대칭화가 이루어지는, 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 측정 프로세스의 측정의 각각의 실행이,
    배터리 내에 포함된 모든 배터리 셀의 대기 전압을 측정하는 단계; 및
    모든 배터리 셀에서 측정된 대기 전압들 중 가장 낮은 대기 전압을 결정하는 단계
    를 포함하는, 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키기 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 측정 프로세스의 측정의 각각의 실행 후에는, 가장 낮은 대기 전압을 갖는 배터리를 식별하는 식별자가 이력 내에 등록되고,
    상기 이력은 가장 낮은 대기 전압을 갖는 것으로 결정된 배터리 셀의 식별자를 포함하며, 그리고
    사전 설정된 제1 기간 안에 상기 이력 내에 등록된 식별자를 토대로 하여, 배터리 셀들 중 사전 설정된 제1 기간 동안 항상 가장 낮은 대기 전압을 갖는 배터리 셀이 있는지의 여부가 그리고 어느 배터리 셀이 그와 같은 셀인지가 확인되는, 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키기 위한 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 체킹 프로세스가, 다음과 같은 프로세스 또는 단계들, 즉:
    하나 또는 복수의 측정이 실행되는 최대 사전 설정된 제2 기간에 걸쳐 진행하는 제2 측정 프로세스로서, 각각의 측정에서는 배터리 셀의 대기 전압들 중 가장 작은 대기 전압(U1), 가장 작은 대기 전압(U1)이 결정된 배터리 셀, 배터리 셀의 대기 전압들 중 두 번째로 가장 작은 대기 전압(U2), 및 모든 배터리 셀의 대기 전압의 평균값에 상응하는 평균 대기 전압(Um)이 각각 결정되는, 상기 제2 측정 프로세스; 및
    제1 측정 프로세스 동안 항상 가장 낮은 대기 전압을 갖는 것으로 결정된 배터리 셀에서 가장 작은 대기 전압(U1)이 측정되었고 다음과 같은 관계식
    ｜U1 - U2｜ < US1 및 ｜U1 - Um｜ < US2
    가 유효하면, 상기 배터리 셀에서 전하 손실이 증가되었다고 확정하는 단계
    를 포함하되, 상기 관계식에서 U1 및 U2는 각각 양의 전압 임계값을 나타내며, 그리고 US1은 US2보다 작거나 같으며, 그리고
    상기 사전 설정된 제2 기간은 사전 설정된 제1 기간에 연결되는, 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 측정 프로세스의 측정의 각각의 실행이
    배터리 내에 포함된 모든 배터리 셀의 대기 전압을 측정하는 단계;
    모든 배터리 셀에서 측정된 대기 전압을 사용하여, 모든 배터리 셀에서 측정된 대기 전압들 중 가장 낮은 대기 전압(U1) 및 두 번째로 가장 낮은 대기 전압(U2) 그리고 평균 대기 전압(Um)을 결정하는 단계; 및
    가장 낮은 대기 전압(U1)을 갖는 배터리 셀을 결정하는 단계
    를 포함하는, 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키기 위한 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 증가된 전하 손실의 확정 후에 또는 늦더라도 사전 설정된 제2 기간의 종료 후에 대칭화 프로세스가 재차 활성화되는, 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키기 위한 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 체킹 프로세스가 실행될 때 증가된 전하 손실이 결정되면, 상기 증가된 전하 손실을 통지하는 단계를 더 포함하는, 2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리를 작동시키기 위한 방법.
  10. 배터리 시스템으로서,
    2개 이상의 배터리 셀을 갖는 배터리 및 상기 배터리 셀과 결합된 제어 유닛을 포함하되,
    상기 제어 유닛은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하도록 설계되어 있는, 배터리 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어 유닛은 링 메모리를 구비하며, 그리고 가장 낮은 대기 전압을 갖는 것으로 결정된 배터리 셀의 식별자를 포함하는 이력이 상기 링 메모리 내에 저장되어 있는, 배터리 시스템.
  12. 제10항 또는 제11항에 따른 배터리 시스템을 구비하는, 차량.
  13. 제12항에 있어서, 상기 차량이 시동될 때 측정 프로세스를 트리거링하도록 설계되어 있는, 차량.
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