KR20220146255A - Apparatus and method for diagnosing battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 복수의 배터리 셀의 전압에 기반하여 복수의 배터리 셀의 상태를 진단할 수 있는 배터리 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery diagnosis apparatus and method, and more particularly, to a battery diagnosis apparatus and method capable of diagnosing states of a plurality of battery cells based on voltages of the plurality of battery cells.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, as the demand for portable electronic products such as laptops, video cameras, and portable telephones is rapidly increasing, and development of electric vehicles, energy storage batteries, robots, satellites, etc. is in full swing, high-performance batteries that can be repeatedly charged and discharged have been developed. Research is actively underway.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Currently, commercially available batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium batteries. It is attracting attention due to its low energy density and high energy density.
일반적으로, 배터리의 전압을 측정하고, 측정된 전압에 기반하여 비정상 배터리를 검출한다. 예컨대, 배터리의 전압과 설정된 임계 전압 간의 크기 비교에 기반하여 비정상 배터리인지 여부가 검출된다. 이러한 종래의 방식은 배터리가 완전 충전된 후 OCV(Open circuit voltage)를 측정하고, 측정된 OCV를 임계 전압과 비교하여야 하기 때문에, 비정상 배터리 검출에 시간이 오래 소요되는 제약이 있다.In general, a voltage of a battery is measured, and an abnormal battery is detected based on the measured voltage. For example, whether the battery is an abnormal battery is detected based on a magnitude comparison between the voltage of the battery and a set threshold voltage. Since the conventional method has to measure an open circuit voltage (OCV) after the battery is fully charged and compare the measured OCV with a threshold voltage, there is a limitation in that it takes a long time to detect an abnormal battery.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 복수의 배터리 셀의 전압에 기반하여 비파괴적인 방식으로 복수의 배터리 셀의 상태를 진단하는 배터리 진단 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery diagnosis apparatus and method for diagnosing states of a plurality of battery cells in a non-destructive manner based on voltages of the plurality of battery cells. .
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention may be understood by the following description, and will become more clearly understood by the examples of the present invention. In addition, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations thereof indicated in the claims.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 진단 장치는 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하고, 소정의 시간 간격을 두고 상기 복수의 배터리 셀 각각의 전압 변화량을 측정하도록 구성된 전압 측정부; 및 상기 전압 측정부에 의해 측정된 복수의 전압 변화량에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차를 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차를 상기 복수의 배터리 셀마다 적산한 누적 편차를 산출하며, 산출된 복수의 누적 편차에 기반하여 기준 편차 구간을 설정하고, 상기 복수의 배터리 셀 중 하나 이상의 타겟 셀을 결정하며, 결정된 타겟 셀 각각의 누적 편차와 상기 기준 편차 구간을 비교한 결과에 기반하여 상기 타겟 셀 각각의 상태를 진단하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a battery diagnosis apparatus includes: a voltage measuring unit configured to measure a voltage of each of a plurality of battery cells and measure a voltage change amount of each of the plurality of battery cells at a predetermined time interval; and calculating a voltage deviation for each of the plurality of battery cells based on a plurality of voltage variations measured by the voltage measuring unit, and accumulating the voltage deviation for each of the plurality of battery cells for each of the plurality of battery cells Calculating a deviation, setting a reference deviation interval based on the calculated plurality of accumulated deviations, determining one or more target cells among the plurality of battery cells, and comparing the accumulated deviation of each determined target cell with the reference deviation interval and a control unit configured to diagnose the state of each of the target cells based on the result.
상기 제어부는, 상기 복수의 누적 편차에 대한 평균 및 표준 편차를 산출하고, 산출된 평균 및 표준 편차에 기반하여 상기 기준 편차 구간을 설정하도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to calculate an average and standard deviation for the plurality of accumulated deviations, and set the reference deviation interval based on the calculated average and standard deviation.
상기 제어부는, 상기 표준 편차에 미리 설정된 가중치를 부가하여 가중치값을 산출하고, 상기 산출된 평균에 상기 가중치값을 더한 값을 상기 기준 편차 구간의 상한으로 설정하고, 상기 산출된 평균에서 상기 가중치값을 뺀 값을 상기 기준 편차 구간의 하한으로 설정하도록 구성될 수 있다.The control unit calculates a weight value by adding a preset weight to the standard deviation, sets a value obtained by adding the weight value to the calculated average as an upper limit of the reference deviation interval, and sets the weight value from the calculated average It may be configured to set a value obtained by subtracting ? as a lower limit of the reference deviation interval.
상기 제어부는, 산출된 복수의 누적 편차 중 최대값에 대응되는 배터리 셀 및 최소값에 대응되는 배터리 셀을 상기 타겟 셀로 결정하도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to determine, as the target cell, a battery cell corresponding to a maximum value and a battery cell corresponding to a minimum value among a plurality of calculated cumulative deviations.
상기 제어부는, 상기 복수의 배터리 셀을 상기 타겟 셀로 결정하도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to determine the plurality of battery cells as the target cells.
상기 제어부는, 상기 타겟 셀 각각의 누적 편차가 상기 기준 편차 구간에 속하는지 여부에 기반하여 상기 타겟 셀 각각의 상태를 정상 상태 또는 이상 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to diagnose the state of each target cell as a normal state or an abnormal state based on whether the accumulated deviation of each of the target cells belongs to the reference deviation interval.
상기 제어부는, 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 카운팅 계수를 설정하고, 적어도 하나의 타겟 셀의 누적 편차가 상기 기준 편차 구간에 속하지 않는 경우, 상기 타겟 셀에 대해 설정된 카운팅 계수에 기반하여 상기 타겟 셀의 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.The control unit sets a counting coefficient for each of the plurality of battery cells based on a voltage deviation for each of the plurality of battery cells, and when the accumulated deviation of at least one target cell does not fall within the reference deviation period, the It may be configured to diagnose the state of the target cell based on a counting coefficient set for the target cell.
상기 제어부는, 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차와 미리 설정된 기준 전압 구간과 비교하고, 비교 결과에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 카운팅 계수를 설정하도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to compare the voltage deviation of each of the plurality of battery cells with a preset reference voltage section, and set a counting coefficient for each of the plurality of battery cells based on the comparison result.
상기 제어부는, 상기 전압 편차가 상기 기준 전압 구간의 상한을 초과하면, 대응되는 배터리 셀에 대한 카운팅 계수를 증가시키도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to increase a counting coefficient for a corresponding battery cell when the voltage deviation exceeds an upper limit of the reference voltage section.
상기 제어부는, 상기 전압 편차가 상기 기준 전압 구간의 하한 미만이면, 대응되는 배터리 셀에 대한 카운팅 계수를 감소시키도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to decrease a counting coefficient for a corresponding battery cell when the voltage deviation is less than a lower limit of the reference voltage section.
상기 제어부는, 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 상기 카운팅 계수를 설정한 후, 상기 복수의 배터리 셀에 대해 산출된 복수의 전압 편차의 최대값 및 최소값이 모두 미리 설정된 임계 구간에 속하지 않으면, 상기 복수의 배터리 셀에 대한 상기 누적 편차를 산출하지 않고 현재 시점에서의 상기 복수의 배터리 셀에 대한 상태 진단을 종료하도록 구성될 수 있다.The control unit, after setting the counting coefficients for each of the plurality of battery cells, if the maximum and minimum values of the plurality of voltage deviations calculated for the plurality of battery cells do not all fall within a preset threshold period, the plurality of and end state diagnosis of the plurality of battery cells at a current time without calculating the accumulated deviation for the battery cells of .
상기 제어부는, 상기 타겟 셀의 카운팅 계수가 미리 설정된 계수 구간에 속하면, 상기 타겟 셀의 상태를 상기 정상 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to diagnose the state of the target cell as the normal state when the counting coefficient of the target cell belongs to a preset counting interval.
상기 제어부는, 상기 타겟 셀의 카운팅 계수가 상기 계수 구간에 속하지 않으면, 상기 타겟 셀의 상태를 상기 이상 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to diagnose the state of the target cell as the abnormal state when the counting coefficient of the target cell does not belong to the counting interval.
상기 제어부는, 상기 카운팅 계수가 상기 계수 구간에 속하지 않은 타겟 셀에 설정된 상기 카운팅 계수를 초기화하고, 나머지 배터리 셀에 설정된 상기 카운팅 계수는 유지시키도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to initialize the counting coefficient set in a target cell in which the counting coefficient does not belong to the counting period, and to maintain the counting coefficient set in the remaining battery cells.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 진단 장치를 포함할 수 있다.A battery pack according to another aspect of the present invention may include the battery diagnosis apparatus according to an aspect of the present invention.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 진단 방법은 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하고, 소정의 시간 간격을 두고 상기 복수의 배터리 셀 각각의 전압 변화량을 측정하도록 구성된 전압 측정 단계; 상기 전압 측정 단계에서 측정된 복수의 전압 변화량에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차를 산출하는 전압 편차 산출 단계; 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차를 상기 복수의 배터리 셀마다 적산한 누적 편차를 산출하는 누적 편차 산출 단계; 상기 누적 편차 산출 단계에서 산출된 복수의 누적 편차에 기반하여 기준 편차 구간을 설정하는 기준 편차 구간 설정 단계; 상기 복수의 배터리 셀 중 하나 이상의 타겟 셀을 결정하는 타겟 셀 결정 단계; 및 상기 타겟 셀 결정 단계에서 결정된 타겟 셀 각각의 누적 편차와 상기 기준 편차 구간을 비교한 결과에 기반하여 상기 타겟 셀 각각의 상태를 진단하는 상태 진단 단계를 포함할 수 있다.A battery diagnosis method according to another aspect of the present invention includes: a voltage measuring step configured to measure a voltage of each of a plurality of battery cells and measure a voltage change amount of each of the plurality of battery cells at a predetermined time interval; a voltage deviation calculating step of calculating a voltage deviation for each of the plurality of battery cells based on the plurality of voltage variations measured in the voltage measuring step; a cumulative deviation calculating step of calculating a cumulative deviation obtained by accumulating voltage deviations for each of the plurality of battery cells for each of the plurality of battery cells; a reference deviation section setting step of setting a reference deviation section based on the plurality of accumulated deviations calculated in the cumulative deviation calculating step; a target cell determination step of determining one or more target cells among the plurality of battery cells; and a state diagnosis step of diagnosing the state of each target cell based on a result of comparing the reference deviation period with the accumulated deviation of each target cell determined in the target cell determination step.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 배터리 셀의 전압에 기반하여, 비파괴적으로 복수의 배터리 셀의 상태가 진단될 수 있다. 특히, 복수의 배터리 셀 간의 전압 편차에 기반하여 배터리 모듈의 상태가 진단될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the states of the plurality of battery cells may be non-destructively diagnosed based on the voltages of the plurality of battery cells. In particular, the state of the battery module may be diagnosed based on the voltage deviation between the plurality of battery cells.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 장치를 포함하는 배터리 팩을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 배터리 팩의 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 배터리 진단 방법에서 카운팅 계수 설정 단계를 더 포함하는 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 카운팅 계수 설정 단계에 대응하여 상태 진단 단계를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 7은 도 5의 배터리 진단 방법에서 상태 진단 여부 판단 단계를 더 포함하는 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.Since the following drawings attached to the present specification serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later, the present invention should not be construed as being limited only to the matters described in such drawings.
1 is a diagram schematically illustrating an apparatus for diagnosing a battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically illustrating a battery pack including a battery diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an exemplary configuration of the battery pack of FIG. 2 .
4 is a diagram schematically illustrating a method for diagnosing a battery according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram schematically illustrating an embodiment further including a counting coefficient setting step in the battery diagnosis method of FIG. 4 .
FIG. 6 is a diagram illustrating a state diagnosis step in more detail in response to the counting coefficient setting step of FIG. 5 .
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating an embodiment that further includes the step of determining whether a state is diagnosed in the method for diagnosing the battery of FIG. 5 .
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described in the present specification is merely the most preferred embodiment of the present invention and does not represent all of the technical spirit of the present invention, so at the time of the present application, various It should be understood that there may be equivalents and variations.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In addition, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. are used for the purpose of distinguishing any one of various components from the others, and are not used to limit the components by such terms.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.In addition, throughout the specification, when a part is "connected" with another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another element interposed therebetween. include
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 장치(100)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 장치(100)를 포함하는 배터리 팩(1)을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3은 도 2의 배터리 팩(1)의 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a
도 1을 참조하면, 배터리 진단 장치(100)는 전압 측정부(110) 및 제어부(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
전압 측정부(110)는 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하고, 소정의 시간 간격을 두고 복수의 배터리 셀 각각의 전압 변화량을 측정하도록 구성될 수 있다.The
여기서, 배터리 셀은 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 리튬 이온 전지 또는 리튬 폴리머 전지가 배터리로 간주될 수 있다.Here, the battery cell has a negative terminal and a positive terminal, and means one physically separable independent cell. For example, a lithium ion battery or a lithium polymer battery may be considered a battery.
예컨대, 도 2 및 도 3의 실시예에서, 배터리 팩(1)에는 복수의 배터리 셀이 구비된 배터리 모듈(10)이 포함될 수 있다. 다만, 도 2 및 도 3에는 배터리 모듈(10)에 포함된 복수의 배터리 셀이 직렬로 연결된 것으로 도시되었으나, 복수의 배터리 셀은 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 배터리 모듈(10)에 구비될 수도 있다. 또한, 배터리 팩(1)에는 복수의 배터리 모듈(10)이 구비될 수 있다. 이 경우, 복수의 배터리 모듈(10)에 포함된 복수의 배터리 셀의 연결 관계는 동일한 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 복수의 배터리 모듈(10)에 포함된 복수의 배터리 셀의 연결 관계가 상이할 수도 있다.For example, in the embodiments of FIGS. 2 and 3 , the
구체적으로, 전압 측정부(110)는 제1 시점에서 복수의 배터리 셀 각각의 제1 전압을 측정할 수 있다. 그리고, 전압 측정부(110)는 제1 시점과 상이한 제2 시점에서 복수의 배터리 셀 각각의 제2 전압을 측정할 수 있다. 전압 측정부(110)는 각각의 배터리 셀에 대하여 측정한 제1 전압과 제2 전압의 차이를 계산하여, 각각의 배터리 셀에 대한 전압 변화량을 측정할 수 있다.Specifically, the
예컨대, 제2 시점은 제1 시점으로부터 약 15초가 경과된 시점일 수 있다. 구체적인 예로, 전압 측정부(110)는 복수의 배터리 셀이 충전 또는 방전되는 과정에서, 제1 시점에서 각각의 배터리 셀에 대한 제1 전압을 측정할 수 있다. 그리고, 제1 시점으로부터 15초가 경과된 제2 시점에서 각각의 배터리 셀에 대한 제2 전압을 측정할 수 있다. 이후, 전압 측정부(110)는 각각의 배터리 셀에 대하여 제1 전압과 제2 전압의 차이를 산출하여 전압 변화량을 산출할 수 있다. For example, the second time point may be a time point when about 15 seconds have elapsed from the first time point. As a specific example, the
바람직하게, 전압 측정부(110)에 의해 전압 변화량이 측정되는 과정에서, 복수의 배터리 셀로 미세 전류가 유입되거나, 복수의 배터리 셀로부터 미세 전류가 출력될 수 있다. 전압 측정부(110)는 미세 전류의 유입 또는 출력에 따른 복수의 배터리 셀의 전압 변화를 측정하여, 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 변화량을 측정할 수 있다.Preferably, while the voltage change amount is measured by the
제어부(120)는 전압 측정부(110)에 의해 측정된 복수의 전압 변화량에 기반하여 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차를 산출하도록 구성될 수 있다.The
구체적으로, 제어부(120)는 복수의 전압 변화량에 대한 대표 변화량을 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 산출된 대표 변화량과 복수의 전압 변화량 각각의 전압 편차를 산출할 수 있다. 여기서, 대표 변화량은 평균값 또는 중간값일 수 있다.Specifically, the
예컨대, 제어부(120)는 "복수의 전압 변화량 간의 총합÷복수의 배터리 셀의 개수"의 수식을 계산하여 평균값을 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 복수의 전압 변화량 각각에 대하여 "전압 변화량-평균값"의 수식을 계산하여, 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차를 산출할 수 있다.For example, the
도 3의 실시예에서, 제어부(120)는 제1 내지 제5 배터리 셀(11 내지 15)의 전압 변화량에 대한 평균값을 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 산출된 평균값을 대표 변화량으로 이용하여, 제1 내지 제5 배터리 셀(11 내지 15) 각각에 대하여 전압 편차를 산출할 수 있다.In the embodiment of FIG. 3 , the
제어부(120)는 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차를 복수의 배터리 셀마다 적산한 누적 편차를 산출하도록 구성될 수 있다.The
여기서, 누적 편차란 이전의 시점부터 현재 시점까지의 전압 편차를 적산한 값일 수 있다.Here, the accumulated deviation may be a value obtained by integrating voltage deviations from a previous time point to a current time point.
예컨대, 제1 사이클부터 제99 사이클까지 배터리 셀에 대한 제1 내지 제99 전압 편차가 산출되었으며, 현재 제100 사이클에서도 배터리 셀에 대한 제100 전압 편차가 산출되었다고 가정한다. 제어부(120)는 제1 내지 제100 전압 편차를 적산하여 누적 편차를 산출할 수 있다.For example, it is assumed that the first to 99th voltage deviations for the battery cells are calculated from the first cycle to the 99th cycle, and the 100th voltage deviation for the battery cells is calculated even in the current 100th cycle. The
도 3의 실시예에서, 제어부(120)는 제1 내지 제5 배터리 셀(11 내지 15) 각각에 대하여 전압 편차를 적산하여 누적 편차를 산출할 수 있다.In the embodiment of FIG. 3 , the
제어부(120)는 산출된 복수의 누적 편차에 기반하여 기준 편차 구간을 설정하도록 구성될 수 있다.The
여기서, 기준 편차 구간은 제어부(120)에 의해 산출된 복수의 누적 편차에 기반하여 설정될 수 있는 편차 구간으로서, 복수의 누적 편차에 기반하여 적응적으로 설정될 수 있다.Here, the reference deviation section is a deviation section that can be set based on a plurality of accumulated deviations calculated by the
구체적으로, 제어부(120)는 복수의 누적 편차에 대한 평균 및 표준 편차를 산출하고, 산출된 평균 및 표준 편차에 기반하여 기준 편차 구간을 설정하도록 구성될 수 있다.Specifically, the
먼저, 제어부(120)는 표준 편차에 미리 설정된 가중치를 부가하여 가중치값을 산출할 수 있다. First, the
예컨대, 가중치는 미리 설정되는 값으로서, 1 내지 5 사이의 양수로 설정될 수 있다. 가중치가 3으로 설정된 경우, 표준 편차(σ)에 가중치가 부가된 가중치값은 3σ일 수 있다.For example, the weight is a preset value and may be set as a positive number between 1 and 5. When the weight is set to 3, the weight value obtained by adding the weight to the standard deviation σ may be 3σ.
다음으로, 제어부(120)는 산출된 평균에 가중치값을 더한 값을 기준 편차 구간의 상한으로 설정하고, 산출된 평균에서 가중치값을 뺀 값을 기준 편차 구간의 하한으로 설정하도록 구성될 수 있다.Next, the
앞선 실시예를 참조하여, 가중치 값은 3σ이고, 평균은 x라고 가정한다. 제어부(120)는 "x+3σ"의 수식을 계산하여 기준 편차 구간의 상한으로 설정하고, "x-3σ"의 수식을 계산하여 기준 편차 구간의 하한으로 설정할 수 있다.With reference to the previous embodiment, it is assumed that the weight value is 3σ and the average is x. The
제어부(120)는 복수의 배터리 셀 중 하나 이상의 타겟 셀을 결정하도록 구성될 수 있다.The
구체적으로, 제어부(120)는 복수의 배터리 셀 중 2개 이상의 배터리 셀을 타겟 셀로 결정할 수 있다. 여기서, 타겟 셀로 결정되는 배터리 셀의 개수는, 복수의 배터리 셀의 상태 진단 결과에 대한 신속성과 정확성 측면을 고려하여 미리 설정될 수 있다. 타겟 셀로 결정되는 배터리 셀의 개수에 대한 구체적인 내용은 후술한다.Specifically, the
제어부(120)는 결정된 타겟 셀 각각의 누적 편차와 기준 편차 구간을 비교한 결과에 기반하여 타겟 셀 각각의 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.The
구체적으로, 제어부(120)는 타겟 셀 각각의 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하는지 여부에 기반하여 타겟 셀 각각의 상태를 정상 상태 또는 이상 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.Specifically, the
예컨대, 도 3의 실시예에서, 제1 배터리 셀(11) 및 제2 배터리 셀(12)이 타겟 셀로 결정되었다고 가정한다. 제1 배터리 셀(11)의 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하면, 제어부(120)는 제1 배터리 셀(11)의 상태를 정상 상태로 진단할 수 있다. 반대로, 제2 배터리 셀(12)의 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하지 않으면, 제어부(120)는 제2 배터리 셀(12)의 상태를 이상 상태로 진단할 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 3 , it is assumed that the
즉, 제어부(120)는 배터리 모듈(10) 및/또는 배터리 팩(1)에 함께 구비된 복수의 배터리 셀 간의 전압 불균형을 고려하여 타겟 셀의 상태를 진단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)에 의한 진단 결과는 임의로 설정된 임계값(이론 또는 실험을 통해 이상적인 기준으로 설정된 값)을 기준으로 진단되는 결과보다 실제 운용 환경을 더 반영한 결과일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 장치(100)는 실제 운용되는 배터리 셀에 대한 적응적인 상태 진단 결과를 도출할 수 있는 장점이 있다.That is, the
한편, 배터리 진단 장치(100)에 구비된 제어부(120)는 본 발명에서 수행되는 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 제어부(120)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 제어부(120)에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 제어부(120) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어부(120)와 연결될 수 있다.Meanwhile, the
또한, 배터리 진단 장치(100)는 저장부(130)를 더 포함할 수 있다. 저장부(130)는 배터리 진단 장치(100)의 각 구성요소가 동작 및 기능을 수행하는데 필요한 데이터나 프로그램 또는 동작 및 기능이 수행되는 과정에서 생성되는 데이터 등을 저장할 수 있다. 저장부(130)는 데이터를 기록, 소거, 갱신 및 독출할 수 있다고 알려진 공지의 정보 저장 수단이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 정보 저장 수단에는 RAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등이 포함될 수 있다. 또한, 저장부(130)는 제어부(120)에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수 있다.Also, the
예컨대, 저장부(130)는 전압 측정부(110)에 의해 측정된 복수의 배터리 셀에 대한 전압 변화량, 복수의 배터리 셀 각각에 대한 누적 편차 및 제어부(120)에 의해 설정된 기준 편차 구간 등을 저장할 수 있다. 제어부(120)는 전압 측정부(110)로부터 직접 복수의 배터리 셀에 대한 전압 변화량을 수신하거나, 저장부(130)에 접근하여 복수의 배터리 셀 각각에 대하여 저장된 전압 변화량을 획득할 수 있다.For example, the
제어부(120)는 복수의 배터리 셀 중에서 결정되는 타겟 셀의 개수를 조절할 수 있다.The
일 실시예에서, 제어부(120)는 산출된 복수의 누적 편차 중 최대값에 대응되는 배터리 셀 및 최소값에 대응되는 배터리 셀을 타겟 셀로 결정하도록 구성될 수 있다. In an embodiment, the
예컨대, 도 3의 실시예에서, 제1 배터리 셀(11)에 대한 누적 편차가 최대값이고, 제2 배터리 셀(12)에 대한 누적 편차가 최소값이라고 가정한다. 제어부(120)는 제1 배터리 셀(11)과 제2 배터리 셀(12)을 타겟 셀로 결정할 수 있다. For example, in the embodiment of FIG. 3 , it is assumed that the accumulated deviation for the
그리고, 제어부(120)는 제1 배터리 셀(11)과 제2 배터리 셀(12)의 누적 편차를 기준 편차 구간과 비교하여, 제1 배터리 셀(11)과 제2 배터리 셀(12)의 상태를 진단할 수 있다.In addition, the
예컨대, 제1 배터리 셀(11)의 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하면, 제어부(120)는 제1 배터리 셀(11)의 상태를 정상 상태로 진단할 수 있다. 반대로, 제1 배터리 셀(11)이 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하지 않으면, 제어부(120)는 제1 배터리 셀(11)의 상태를 이상 상태로 진단할 수 있다.For example, when the accumulated deviation of the
마찬가지로, 제2 배터리 셀(12)의 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하면, 제어부(120)는 제2 배터리 셀(12)의 상태를 정상 상태로 진단할 수 있다. 반대로, 제2 배터리 셀(12)이 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하지 않으면, 제어부(120)는 제2 배터리 셀(12)의 상태를 이상 상태로 진단할 수 있다.Similarly, when the accumulated deviation of the
즉, 제어부(120)는 타겟 셀을 누적 편차가 최대값인 배터리 셀과 최소값인 배터리 셀로 결정함으로써, 복수의 배터리 셀 중에서 전압 거동이 가장 차이나는 배터리 셀의 상태를 신속하게 진단할 수 있다. 만약, 타겟 셀의 상태가 모두 정상 상태로 진단된 경우, 복수의 배터리 셀의 상태를 모두 정상 상태로 간주할 수 있기 때문에, 제어부(120)는 복수의 배터리 셀의 상태를 신속하게 진단할 수 있다.That is, by determining the target cell as a battery cell having a maximum value and a battery cell having a minimum value, the
다른 실시예로, 제어부(120)는 복수의 배터리 셀을 타겟 셀로 결정하도록 구성될 수 있다.In another embodiment, the
예컨대, 도 3의 실시예에서, 제어부(120)는 제1 내지 제5 배터리 셀(11 내지 15)을 모두 타겟 셀로 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 제1 배터리 셀(11)의 누적 편차, 제2 배터리 셀(12)의 누적 편차, 제3 배터리 셀(13)의 누적 편차, 제4 배터리 셀(14)의 누적 편차 및 제5 배터리 셀(15)의 누적 편차를 각각 기준 편차 구간과 비교할 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 3 , the
앞선 실시예와 달리, 제어부(120)는 복수의 배터리 셀에 대하여 상태를 일일이 진단함으로써, 배터리 셀에 대한 상태를 보다 정확하게 진단할 수 있다.Unlike the previous embodiment, the
즉, 제어부(120)는 상태 진단에 소요되는 시간(신속성)과 정확한 상태 진단 결과(정확성) 중 더 고려되는 요인에 따라 복수의 배터리 셀 중에서 결정하는 타겟 셀의 개수를 적절하게 변경할 수 있다. 따라서, 복수의 배터리 셀의 운용 환경에 따라 배터리 진단에 소요되는 시간과 시스템 자원이 적절하게 조절될 수 있다.That is, the
이하에서는, 제어부(120)가 카운팅 계수를 더 고려하여 복수의 배터리 셀의 상태를 진단하는 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment in which the
제어부(120)는 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차에 기반하여 복수의 배터리 셀 각각에 대한 카운팅 계수를 설정하도록 구성될 수 있다.The
여기서, 카운팅 계수란 복수의 배터리 셀 간의 전압 편차를 수치화한 인자로서, 정수로(Integer) 표현될 수 있다. 예컨대, 상대적으로 고전압인 배터리 셀에 대해서는 카운팅 계수가 증가되고, 상대적으로 저전압인 배터리 셀에 대해서는 카운팅 계수가 감소될 수 있다. 바람직하게, 카운팅 계수의 초기값은 0이고, 1씩 증가 또는 감소될 수 있다.Here, the counting coefficient is a factor obtained by quantifying a voltage deviation between a plurality of battery cells, and may be expressed as an integer. For example, a counting coefficient may be increased for a battery cell having a relatively high voltage, and a counting coefficient may be decreased for a battery cell having a relatively low voltage. Preferably, the initial value of the counting coefficient is 0, and may be increased or decreased by 1.
예컨대, 도 3의 실시예에서, 제어부(120)는 제1 내지 제5 배터리 셀(11 내지 15) 각각에 대하여 카운팅 계수를 설정할 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 3 , the
구체적으로, 제어부(120)는 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차와 미리 설정된 기준 전압 구간과 비교하고, 비교 결과에 기반하여 복수의 배터리 셀 각각에 대한 카운팅 계수를 설정하도록 구성될 수 있다.Specifically, the
여기서, 기준 전압 구간이란 전압 편차와 비교될 수 있는 인자로서, 배터리 셀이 상대적 과전압 상태인지 또는 상대적 저전압 상태인지를 판단할 수 있는 기준 구간을 의미한다. Here, the reference voltage section is a factor that can be compared with the voltage deviation, and refers to a reference section for determining whether a battery cell is in a relative overvoltage state or a relatively low voltage state.
예컨대, 기준 전압 구간은 -2mV 내지 2mV일 수 있다. 이 경우, 기준 전압 구간의 하한은 -2mV이고, 상한은 2mV일 수 있다.For example, the reference voltage range may be -2mV to 2mV. In this case, the lower limit of the reference voltage section may be -2mV, and the upper limit may be 2mV.
예컨대, 전압 편차가 기준 전압 구간의 상한을 초과하면, 제어부(120)는 대응되는 배터리 셀에 대한 카운팅 계수를 증가시키도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 제어부(120)는 해당 배터리 셀에 대한 카운팅 계수를 1 증가시킬 수 있다.For example, when the voltage deviation exceeds the upper limit of the reference voltage section, the
다른 예로, 전압 편차가 기준 전압 구간의 하한 미만이면, 제어부(120)는 대응되는 배터리 셀에 대한 카운팅 계수를 감소시키도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 제어부(120)는 해당 배터리 셀에 대한 카운팅 계수를 1 감소시킬 수 있다.As another example, when the voltage deviation is less than the lower limit of the reference voltage section, the
그리고, 제어부(120)는 적어도 하나의 타겟 셀의 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하지 않는 경우, 타겟 셀에 대해 설정된 카운팅 계수에 기반하여 타겟 셀의 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.Also, when the accumulated deviation of at least one target cell does not belong to the reference deviation interval, the
바람직하게, 제어부(120)는 카운팅 계수에 기반하여 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하지 않는 타겟 셀의 상태를 진단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하지 않는 타겟 셀의 카운팅 계수가 미리 설정된 계수 구간에 속하는지 여부에 따라, 타겟 셀의 상태를 진단할 수 있다.Preferably, the
여기서, 계수 구간은 배터리 셀에 대한 전압 거동을 판단하기 위하여 미리 설정되는 구간일 수 있다. 예컨대, 카운팅 계수가 계수 구간에 속하면, 해당 배터리 셀의 전압 거동은 상대적으로 일정한 상태일 수 있다. 반대로, 카운팅 계수가 계수 구간에 속하지 않으면, 해당 배터리 셀의 전압 거동은 다른 배터리 셀과 차이가 있는 상태일 수 있다.Here, the counting period may be a preset period in order to determine the voltage behavior of the battery cell. For example, when the counting coefficient belongs to the counting period, the voltage behavior of the corresponding battery cell may be in a relatively constant state. Conversely, if the counting coefficient does not belong to the counting period, the voltage behavior of the corresponding battery cell may be different from that of other battery cells.
예컨대, 타겟 셀의 카운팅 계수가 미리 설정된 계수 구간에 속하면, 제어부(120)는 타겟 셀의 상태를 정상 상태로 진단하도록 구성될 수 있다. 반대로, 타겟 셀의 카운팅 계수가 계수 구간에 속하지 않으면, 제어부(120)는 타겟 셀의 상태를 이상 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.For example, if the counting coefficient of the target cell belongs to a preset counting interval, the
구체적으로, 제어부(120)는 타겟 셀의 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하는지 여부에 따라 복수의 배터리 셀과 타겟 셀 간의 상대적인 누적 편차의 차이를 고려하고, 타겟 셀의 카운팅 계수가 계수 구간에 속하는지 여부에 따라 복수의 배터리 셀과 타겟 셀 간의 상대적인 전압 편차의 차이를 고려할 수 있다.Specifically, the
즉, 제어부(120)는 복수의 배터리 셀에 대하여 현재 진단 시점에서의 전압 편차와 과거 진단 시점부터 적산된 누적 편차를 모두 고려하여 배터리 셀의 상태를 진단할 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 배터리 셀의 현재 및 과거의 전압 거동을 모두 고려함으로써, 배터리 셀의 상태를 보다 정확하게 진단할 수 있다.That is, with respect to the plurality of battery cells, the
제어부(120)는 카운팅 계수가 계수 구간에 속하지 않은 타겟 셀에 설정된 카운팅 계수를 초기화하고, 나머지 배터리 셀에 설정된 카운팅 계수는 유지시키도록 구성될 수 있다.The
바람직하게, 제어부(120)는 해당 타겟 셀에 대한 카운팅 계수를 초기화함으로써, 타겟 셀에 대한 카운팅 계수를 다시 설정할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 이상 상태로 진단된 타겟 셀에 대한 정보를 사용자 또는 외부 서버 등으로 전송할 수 있다.Preferably, the
구체적으로, 카운팅 계수는 진단 시점마다 적산되는 값일 수 있다. 따라서, 현재 진단 시점에서 설정된 카운팅 계수는 이전 진단 시점에서 설정된 카운팅 계수를 모두 반영하는 값일 수 있다. 또한, 현재 진단 시점에서 설정된 카운팅 계수가 미리 설정된 계수 구간에 속하지 않은 타겟 셀의 상태는 이상 상태로 진단될 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 현재 진단 시점에서 설정된 카운팅 계수가 미리 설정된 계수 구간에 속하지 않은 타겟 셀의 카운팅 계수를 초기화함으로써, 이후의 진단 시점부터의 전압 편차만을 고려하여 해당 타겟 셀에 대한 카운팅 계수를 재설정할 수 있다.Specifically, the counting coefficient may be a value that is integrated for each diagnosis time point. Accordingly, the counting coefficients set at the current diagnosis time may be values that reflect all the counting coefficients set at the previous diagnosis time. Also, the state of the target cell in which the counting coefficient set at the current diagnosis time does not belong to a preset counting interval may be diagnosed as an abnormal state. Accordingly, the
만약, 카운팅 계수가 초기화된 이후의 진단 시점에서도 타겟 셀의 상태가 이상 상태로 진단된 경우, 해당 타겟 셀에 대한 이상 상태 진단 횟수가 누적되기 때문에, 해당 타겟 셀에 대한 상태 진단 결과의 신뢰도가 증가될 수 있다.If the state of the target cell is diagnosed as an abnormal state even at the time of diagnosis after the counting coefficient is initialized, the number of abnormal state diagnoses for the target cell is accumulated, so the reliability of the state diagnosis result for the target cell is increased can be
다만, 이상에서는 제어부(120)가 타겟 셀의 카운팅 계수를 초기화한 후에 타겟 셀의 상태를 이상 상태로 진단하는 실시예를 설명하였으나, 제어부(120)는 타겟 셀의 상태를 이상 상태로 진단한 후 해당 타겟 셀에 설정된 카운팅 계수를 초기화할 수도 있음을 유의한다.However, in the above, an embodiment in which the
제어부(120)는, 복수의 배터리 셀 각각에 대한 카운팅 계수를 설정한 후, 복수의 배터리 셀에 대해 산출된 복수의 전압 편차의 최대값 및 최소값이 모두 미리 설정된 임계 구간에 속하지 않으면, 복수의 배터리 셀에 대한 누적 편차를 산출하지 않고 현재 시점에서의 복수의 배터리 셀에 대한 상태 진단을 종료하도록 구성될 수 있다.After setting the counting coefficients for each of the plurality of battery cells, the
여기서, 임계 구간은 기준 전압 구간을 포함하는 구간으로, 전압 편차가 임계 구간에 속하는지 여부에 따라 현재 진단 시점에서 측정된 복수의 배터리 셀의 전압 변화량이 신뢰할 수 있는지를 판단하는 기준이 되는 인자일 수 있다. 예컨대, 임계 구간은 -10mV 내지 10mV로 미리 설정될 수 있다.Here, the critical section is a section including the reference voltage section, and depending on whether the voltage deviation belongs to the critical section, it is a factor used as a criterion for determining whether the voltage change amount of the plurality of battery cells measured at the current diagnosis time is reliable. can For example, the threshold period may be preset to -10mV to 10mV.
예컨대, 배터리 진단 장치(100)의 내부 및/또는 외부에서 발생된 노이즈에 의해 전압 측정부(110)에 의해 측정된 전압 변화량은 부정확할 수 있다. 이러한 부정확한 전압 변화량에 의해 복수의 배터리 셀의 상태가 진단되면, 진단 결과 또한 부정확해질 수 있는 문제가 있다. 따라서, 제어부(120)는 복수의 전압 편차의 최대값 및 최소값이 모두 임계 구간에 속하지 않는지를 확인하여, 전압 변화량 측정 과정에서 노이즈가 영향을 미쳤는지를 판단할 수 있다. 만약, 복수의 전압 편차의 최대값 및 최소값이 모두 임계 구간에 속하지 않으면, 제어부(120)는 전압 변화량 측정 과정에서 노이즈가 영향을 미친 것으로 판단하고, 카운팅 계수는 설정하되 누적 편차는 산출하지 않을 수 있다. For example, the voltage change amount measured by the
본 발명에 따른 배터리 진단 장치(100)는, BMS(Battery Management System)에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 배터리 진단 장치(100)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 배터리 진단 장치(100)의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 배터리 진단 장치(100)의 전압 측정부(110), 제어부(120) 및 저장부(130)는 BMS의 구성요소로서 구현될 수 있다. The
또한, 본 발명에 따른 배터리 진단 장치(100)는, 배터리 팩(1)에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은, 상술한 배터리 진단 장치(100) 및 하나 이상의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 팩(1)은, 전장품(릴레이, 퓨즈 등) 및 케이스 등을 더 포함할 수 있다.Also, the
도 2 및 도 3을 참조하면, 배터리 팩(1)에는 하나의 배터리 모듈(10)이 포함되고, 배터리 모듈(10)에는 직렬로 연결된 제1 배터리 셀(11), 제2 배터리 셀(12), 제3 배터리 셀(13), 제4 배터리 셀(14) 및 제5 배터리 셀(15)이 포함될 수 있다. 2 and 3 , the
다만, 도 3의 실시예와 달리, 배터리 모듈(10)에 포함된 복수의 배터리 셀은 직렬 및/또는 병렬로 서로 연결될 수도 있다. 즉, 배터리 모듈(10)에 포함된 복수의 배터리 셀의 연결 관계는 제한 없이 적용될 수 있다.However, unlike the embodiment of FIG. 3 , a plurality of battery cells included in the
또한, 도 3의 실시예와 달리, 배터리 팩(1)에는 복수의 배터리 모듈(10)이 포함될 수도 있다.Also, unlike the embodiment of FIG. 3 , a plurality of
도 3을 참조하면, 전압 측정부(110)는 제1 센싱 라인(SL1), 제2 센싱 라인(SL2), 제3 센싱 라인(SL3), 제4 센싱 라인(SL4), 제5 센싱 라인(SL5) 및 제6 센싱 라인(SL6)과 연결될 수 있다. Referring to FIG. 3 , the
구체적으로, 전압 측정부(110)는 제1 센싱 라인(SL1) 및 제2 센싱 라인(SL2)을 통해 제1 배터리 셀(11)의 전압 변화량을 측정할 수 있다. 전압 측정부(110)는 제2 센싱 라인(SL2) 및 제3 센싱 라인(SL3)을 통해 제2 배터리 셀(12)의 전압 변화량을 측정할 수 있다. 전압 측정부(110)는 제3 센싱 라인(SL3) 및 제4 센싱 라인(SL4)을 통해 제3 배터리 셀(13)의 전압 변화량을 측정할 수 있다. 전압 측정부(110)는 제4 센싱 라인(SL4) 및 제5 센싱 라인(SL5)을 통해 제4 배터리 셀(14)의 전압 변화량을 측정할 수 있다. 전압 측정부(110)는 제5 센싱 라인(SL5) 및 제6 센싱 라인(SL6)을 통해 제5 배터리 셀(15)의 전압 변화량을 측정할 수 있다.Specifically, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating a method for diagnosing a battery according to an embodiment of the present invention.
바람직하게, 배터리 진단 방법의 각 단계는 배터리 진단 장치(100)에 의해서 수행될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.Preferably, each step of the battery diagnosis method may be performed by the
도 4를 참조하면, 배터리 진단 방법은 전압 측정 단계(S100), 전압 편차 산출 단계(S200), 누적 편차 산출 단계(S300), 기준 편차 구간 설정 단계(S400), 타겟 셀 결정 단계(S500) 및 상태 진단 단계(S600)를 포함할 수 있다.4 , the battery diagnosis method includes a voltage measurement step (S100), a voltage deviation calculation step (S200), a cumulative deviation calculation step (S300), a reference deviation interval setting step (S400), a target cell determination step (S500), and It may include a state diagnosis step (S600).
전압 측정 단계(S100)는 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하고, 소정의 시간 간격을 두고 복수의 배터리 셀 각각의 전압 변화량을 측정하는 단계로서, 전압 측정부(110)에 의해 수행될 수 있다.The voltage measuring step ( S100 ) is a step of measuring the voltage of each of the plurality of battery cells and measuring the voltage change amount of each of the plurality of battery cells at a predetermined time interval, and may be performed by the
예컨대, 도 3의 실시예에서, 전압 측정부(110)는 제1 내지 제5 배터리 셀(11 내지 15) 각각에 대한 전압 변화량을 측정할 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 3 , the
전압 편차 산출 단계(S200)는 전압 측정 단계(S100)에서 측정된 복수의 전압 변화량에 기반하여 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차를 산출하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.The voltage deviation calculating step S200 is a step of calculating a voltage deviation for each of the plurality of battery cells based on the plurality of voltage variations measured in the voltage measuring step S100 , and may be performed by the
예컨대, 도 3의 실시예에서, 제어부(120)는 제1 내지 제5 배터리 셀(11 내지 15)의 전압 변화량에 대한 대표 변화량을 산출할 수 있다. 바람직하게, 대표 변화량은 평균값일 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 3 , the
누적 편차 산출 단계(S300)는 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차를 복수의 배터리 셀마다 적산한 누적 편차를 산출하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.The step of calculating the accumulated deviation ( S300 ) is a step of calculating the accumulated deviation obtained by integrating the voltage deviation of each of the plurality of battery cells for each of the plurality of battery cells, and may be performed by the
예컨대, 도 3의 실시예에서, 제어부(120)는 제1 내지 제5 배터리 셀(11 내지 15) 각각에 대하여 이전 시점부터 현재 시점까지 산출된 전압 편차를 적산하여 누적 편차를 산출할 수 있다. For example, in the embodiment of FIG. 3 , the
기준 편차 구간 설정 단계(S400)는 누적 편차 산출 단계(S300)에서 산출된 복수의 누적 편차에 기반하여 기준 편차 구간을 설정하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.The step of setting the reference deviation section ( S400 ) is a step of setting a reference deviation section based on the plurality of accumulated deviations calculated in the step of calculating the cumulative deviation ( S300 ), and may be performed by the
예컨대, 제어부(120)는 복수의 누적 편차에 대한 평균 및 표준 편차를 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 표준 편차에 가중치를 적용하여 가중치값을 산출할 수 있다. 제어부(120)는 평균에 가중치값을 더하여 기준 편차 구간의 상한을 설정하고, 평균과 가중치값이 차이를 기준 편차 구간의 하한으로 설정할 수 있다.For example, the
도 3의 실시예에서, 제1 내지 제5 배터리 셀(11 내지 15) 각각에 대하여 누적 편차가 산출될 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 복수의 누적 편차에 기반하여 제1 내지 제5 배터리 셀(11 내지 15)에 적응적인 기준 편차 구간을 설정할 수 있다.3 , a cumulative deviation may be calculated for each of the first to
타겟 셀 결정 단계(S500)는 복수의 배터리 셀 중 하나 이상의 타겟 셀을 결정하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.The target cell determination step S500 is a step of determining one or more target cells among a plurality of battery cells, and may be performed by the
제어부(120)에 의해 결정되는 타겟 셀의 개수는 복수의 배터리 셀에 대한 상태 진단의 신속성 및 정확성이 고려되어 조절될 수 있다. 즉, 신속한 상태 진단을 위한 경우에는 정확한 상태 진단을 위한 경우보다 결정되는 타겟 셀의 개수가 적을 수 있다. The number of target cells determined by the
예컨대, 배터리 팩(1)이 차량에 구비되었다고 가정한다. 차량 운행 중에 복수의 배터리 셀이 일시적으로 충전 또는 방전되는 경우, 신속한 상태 진단을 위해 2개의 타겟 셀이 결정될 수 있다. 이와 반대로, 차량의 운행이 종료되고 주차된 경우, 정확한 상태 진단을 위해 모든 배터리 셀이 타겟 셀로 결정될 수 있다.For example, it is assumed that the
상태 진단 단계(S600)는 타겟 셀 결정 단계(S500)에서 결정된 타겟 셀 각각의 누적 편차와 기준 편차 구간을 비교한 결과에 기반하여 타겟 셀 각각의 상태를 진단하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.The state diagnosis step (S600) is a step of diagnosing the state of each target cell based on the result of comparing the accumulated deviation and the reference deviation period of each target cell determined in the target cell determination step (S500), and is performed by the
구체적으로, 제어부(120)는 타겟 셀 각각의 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하는지 여부에 기반하여 타겟 셀 각각의 상태를 정상 상태 또는 이상 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.Specifically, the
예컨대, 도 3의 실시예에서, 제1 배터리 셀(11)과 제2 배터리 셀(12)이 타겟 셀로 결정되었다고 가정한다. 제1 배터리 셀(11)의 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하면, 제어부(120)는 제1 배터리 셀(11)을 정상 상태로 진단할 수 있다. 반대로, 제1 배터리 셀(11)이 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하지 않으면, 제어부(120)는 제1 배터리 셀(11)을 이상 상태로 진단할 수 있다. 이와 마찬가지로, 제어부(120)는 제2 배터리 셀(12)이 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하는지 여부에 따라, 제2 배터리 셀(12)의 상태를 정상 상태 또는 이상 상태로 진단할 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 3 , it is assumed that the
도 5는 도 4의 배터리 진단 방법에서 카운팅 계수 설정 단계(S700)를 더 포함하는 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6은 도 5의 카운팅 계수 설정 단계(S700)에 대응하여 상태 진단 단계(S600)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an embodiment that further includes a counting coefficient setting step ( S700 ) in the battery diagnosis method of FIG. 4 . FIG. 6 is a diagram illustrating the state diagnosis step S600 in more detail in response to the counting coefficient setting step S700 of FIG. 5 .
도 5를 참조하면, 배터리 진단 방법은 카운팅 계수 설정 단계(S700)를 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 카운팅 계수 설정 단계(S700)는 전압 편차 산출 단계(S200) 이후에 수행될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the battery diagnosis method may further include a counting coefficient setting step ( S700 ). Preferably, the counting coefficient setting step ( S700 ) may be performed after the voltage deviation calculation step ( S200 ).
카운팅 계수 설정 단계(S700)는 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차에 기반하여 복수의 배터리 셀 각각에 대한 카운팅 계수를 설정하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.The counting coefficient setting step S700 is a step of setting a counting coefficient for each of the plurality of battery cells based on the voltage deviation for each of the plurality of battery cells, and may be performed by the
단계 S710에서, 제어부(120)는 복수의 배터리 셀 중에서 어느 하나를 선택할 수 있다.In step S710 , the
단계 S720에서, 제어부(120)는 선택한 배터리 셀의 전압 편차가 기준 전압 구간의 상한을 초과하는지를 판단할 수 있다. 단계 S720의 판단 결과가 YES이면 단계 S730이 수행되고, NO이면 단계 S740이 수행될 수 있다.In operation S720 , the
단계 S730에서, 제어부(120)는 선택한 배터리 셀의 전압 편차가 기준 전압 구간의 상한을 초과하는 경우, 해당 배터리 셀에 대한 카운팅 계수를 증가시킬 수 있다. 예컨대, 제어부(120)는 해당 배터리 셀에 대한 카운팅 계수를 1 증가시킬 수 있다.In operation S730, when the voltage deviation of the selected battery cell exceeds the upper limit of the reference voltage section, the
단계 S740에서, 제어부(120)는 선택한 배터리 셀의 전압 편차가 기준 전압 구간의 하한 미만인지를 판단할 수 있다. 단계 S740의 판단 결과가 YES이면 단계 S750이 수행되고, NO이면 단계 S760이 수행될 수 있다.In operation S740, the
단계 S750에서, 제어부(120)는 선택한 배터리 셀의 전압 편차가 기준 전압 구간의 하한 미만인 경우, 해당 배터리 셀에 대한 카운팅 계수를 감소시킬 수 있다. 예컨대, 제어부(120)는 해당 배터리 셀에 대한 카운팅 계수를 1 감소시킬 수 있다.In operation S750 , when the voltage deviation of the selected battery cell is less than the lower limit of the reference voltage section, the
단계 S760에서, 제어부(120)는 복수의 배터리 셀에 대하여 카운팅 계수 설정이 완료되었는지를 판단하고, 완료된 경우 누적 편차 산출 단계(S300)를 수행할 수 있다.In operation S760 , the
즉, 단계 S720 내지 S750을 참조하면, 전압 편차가 기준 전압 구간의 상한을 초과하는 배터리 셀에 대한 카운팅 계수는 증가되고, 전압 편차가 기준 전압 구간의 하한 미만인 배터리 셀에 대한 카운팅 계수는 감소될 수 있다. 그리고, 전압 편차가 기준 전압 구간에 속하는 배터리 셀에 대한 카운팅 계수는 변경되지 않고 그대로 유지될 수 있다.That is, referring to steps S720 to S750, the counting coefficient for battery cells in which the voltage deviation exceeds the upper limit of the reference voltage section is increased, and the counting coefficient for the battery cells in which the voltage deviation is less than the lower limit of the reference voltage section can be decreased. have. In addition, the counting coefficient for the battery cell in which the voltage deviation belongs to the reference voltage section may be maintained without being changed.
도 6을 참조하면, 상태 진단 단계(S600)는 단계 S610 내지 S650을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the state diagnosis step S600 may include steps S610 to S650 .
단계 S610에서, 제어부(120)는 타겟 셀의 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하는지 여부를 판단할 수 있다. 단계 S610의 판단 결과가 YES이면 단계 S620이 수행되고, NO이면 단계 S630이 수행될 수 있다.In operation S610, the
단계 S620에서, 제어부(120)는 타겟 셀의 상태를 정상 상태로 판단할 수 있다.In step S620, the
즉, 제어부(120)는 타겟 셀의 카운팅 계수를 그대로 유지하고, 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하면, 타겟 셀의 상태를 정상 상태로 진단할 수 있다.That is, the
단계 S630에서, 제어부(120)는 타겟 셀의 카운팅 계수가 미리 설정된 계수 구간에 속하는지 여부를 판단할 수 있다. 단계 S630이 판단 결과가 YES이면 단계 S620이 수행되고, NO이면 단계 S640이 수행될 수 있다.In step S630, the
단계 S640에서, 제어부(120)는 타겟 셀의 카운팅 계수를 초기화할 수 있다.In operation S640, the
그리고, 단계 S650에서, 제어부(120)는 타겟 셀의 상태를 이상 상태로 진단할 수 있다.And, in step S650, the
도 3의 실시예에서, 제1 배터리 셀(11) 및 제2 배터리 셀(12)이 타겟 셀로 결정되었다고 가정한다. 3 , it is assumed that the
예컨대, 제1 배터리 셀(11)의 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하면, 제어부(120)는 제1 배터리 셀(11)의 카운팅 계수를 고려하지 않고, 제1 배터리 셀(11)의 상태를 정상 상태로 판단할 수 있다. For example, if the accumulated deviation of the
다른 예로, 제2 배터리 셀(12)의 누적 편차가 기준 편차 구간에 속하지 않으면, 제어부(120)는 제2 배터리 셀(12)의 카운팅 계수가 계수 구간에 속하는지를 판단할 수 있다. 만약, 제2 배터리 셀(12)의 카운팅 계수가 계수 구간에 속하면, 제어부(120)는 제2 배터리 셀(12)의 상태를 정상 상태로 진단할 수 있다. 반대로, 제2 배터리 셀(12)의 카운팅 계수가 계수 구간에 속하지 않으면, 제어부(120)는 제2 배터리 셀(12)에 설정된 카운팅 계수를 초기화하고, 제2 배터리 셀(12)의 상태를 이상 상태로 진단할 수 있다.As another example, if the accumulated deviation of the
다만, 이상에서는 제어부(120)가 타겟 셀의 카운팅 계수를 초기화한 후에 타겟 셀의 상태를 이상 상태로 진단하는 실시예를 설명하였으나, 제어부(120)는 타겟 셀의 상태를 이상 상태로 진단한 후 해당 타겟 셀에 설정된 카운팅 계수를 초기화할 수도 있음을 유의한다. 즉, 단계 S640과 단계 S650의 수행 순서는 서로 변경될 수 있다.However, in the above, an embodiment in which the
정리하면, 제어부(120)는 타겟 셀의 누적 편차를 복수의 배터리 셀의 누적 편차에 기반하여 설정된 기준 편차 구간과 비교함으로써, 타겟 셀의 상태를 1차적으로 진단할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 타겟 셀의 카운팅 계수와 계수 구간을 비교함으로써, 타겟 셀의 상태를 2차적으로 진단할 수 있다.In summary, the
따라서, 제어부(120)는 복수의 배터리 셀에 대한 전압 편차와 누적 편차를 모두 고려하여 배터리 셀의 상태를 진단하기 때문에, 배터리 셀에 대한 상태를 보다 정확하게 진단할 수 있다.Accordingly, since the
도 7은 도 5의 배터리 진단 방법에서 상태 진단 여부 판단 단계(S800)를 더 포함하는 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram schematically illustrating an embodiment that further includes the step of determining whether a state is diagnosed ( S800 ) in the method of diagnosing the battery of FIG. 5 .
상태 진단 여부 판단 단계(S800)는 복수의 배터리 셀에 대해 산출된 복수의 전압 편차의 최대값 및 최소값이 모두 미리 설정된 임계 구간에 속하는지를 판단하여 복수의 배터리 셀에 대한 상태 진단의 수행 여부를 판단하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.In the state diagnosis determination step ( S800 ), it is determined whether the state diagnosis on the plurality of battery cells is performed by determining whether the maximum and minimum values of the plurality of voltage deviations calculated for the plurality of battery cells all belong to a preset threshold section. This step may be performed by the
단계 S760의 판단 결과가 YES이면 상태 진단 여부 판단 단계(S800)가 수행될 수 있다. If the determination result of step S760 is YES, the state diagnosis determination step S800 may be performed.
구체적으로, 제어부(120)는 복수의 배터리 셀에 대해 산출된 복수의 전압 편차의 최대값 및 최소값이 모두 미리 설정된 임계 구간에 속하지 않으면, 복수의 배터리 셀에 대한 누적 편차를 산출하지 않고 현재 시점에서의 복수의 배터리 셀에 대한 상태 진단을 종료하도록 구성될 수 있다.Specifically, if the maximum and minimum values of the plurality of voltage deviations calculated for the plurality of battery cells do not all fall within the preset threshold period, the
반대로, 제어부(120)는 복수의 배터리 셀에 대해 산출된 복수의 전압 편차의 최대값 및 최소값 중 적어도 하나가 미리 설정된 임계 구간에 속하면, 누적 편차 산출 단계(S300)를 수행할 수 있다.Conversely, when at least one of the maximum and minimum values of the plurality of voltage deviations calculated for the plurality of battery cells belongs to a preset threshold period, the
복수의 전압 편차의 최대값 및 최소값이 모두 임계 구간에 속하지 않으면, 제어부(120)는 전압 변화량 측정 과정에서 노이즈가 영향을 미친 것으로 판단하고, 카운팅 계수는 설정하되 누적 편차는 산출하지 않을 수 있다. 따라서, 현재 진단 시점에서 노이즈의 영향을 받은 전압 편차가 계속해서 적산되는 것이 방지되기 때문에, 제어부(120)는 복수의 배터리 셀의 상태를 보다 정확하게 진단할 수 있다.If both the maximum and minimum values of the plurality of voltage deviations do not fall within the threshold section, the
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiment of the present invention described above is not implemented only through the apparatus and method, and may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded. The implementation can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains from the description of the above-described embodiments.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.In the above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below with the technical idea of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It goes without saying that various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.In addition, since the present invention described above is capable of various substitutions, modifications and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention for those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, the above-described embodiments and attachments It is not limited by the drawings, and all or part of each embodiment may be selectively combined so that various modifications may be made.
1: 배터리 팩
10: 배터리 모듈
11 내지 15: 제1 내지 제5 배터리
100: 배터리 진단 장치
110: 전압 측정부
120: 제어부
130: 저장부1: battery pack
10: battery module
11 to 15: first to fifth batteries
100: battery diagnostic device
110: voltage measuring unit
120: control unit
130: storage
Claims (14)
상기 전압 측정부에 의해 측정된 복수의 전압 변화량에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차를 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차를 상기 복수의 배터리 셀마다 적산한 누적 편차를 산출하며, 산출된 복수의 누적 편차에 기반하여 기준 편차 구간을 설정하고, 상기 복수의 배터리 셀 중 하나 이상의 타겟 셀을 결정하며, 결정된 타겟 셀 각각의 누적 편차와 상기 기준 편차 구간을 비교한 결과에 기반하여 상기 타겟 셀 각각의 상태를 진단하도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
a voltage measuring unit configured to measure a voltage of each of a plurality of battery cells and measure a voltage change amount of each of the plurality of battery cells at a predetermined time interval; and
A cumulative deviation obtained by calculating a voltage deviation for each of the plurality of battery cells based on a plurality of voltage variations measured by the voltage measuring unit, and accumulating the voltage deviation for each of the plurality of battery cells for each of the plurality of battery cells is calculated, a reference deviation interval is set based on the plurality of calculated cumulative deviations, one or more target cells are determined among the plurality of battery cells, and the accumulated deviation of each of the determined target cells is compared with the reference deviation interval. and a control unit configured to diagnose the state of each of the target cells based on the
상기 제어부는,
상기 복수의 누적 편차에 대한 평균 및 표준 편차를 산출하고, 산출된 평균 및 표준 편차에 기반하여 상기 기준 편차 구간을 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
According to claim 1,
The control unit is
and calculating an average and standard deviation for the plurality of accumulated deviations, and setting the reference deviation interval based on the calculated average and standard deviation.
상기 제어부는,
상기 표준 편차에 미리 설정된 가중치를 부가하여 가중치값을 산출하고, 상기 산출된 평균에 상기 가중치값을 더한 값을 상기 기준 편차 구간의 상한으로 설정하고, 상기 산출된 평균에서 상기 가중치값을 뺀 값을 상기 기준 편차 구간의 하한으로 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit is
A weight value is calculated by adding a preset weight to the standard deviation, a value obtained by adding the weight value to the calculated average is set as the upper limit of the reference deviation section, and a value obtained by subtracting the weight value from the calculated average Battery diagnosis apparatus, characterized in that configured to be set as a lower limit of the reference deviation section.
상기 제어부는,
산출된 복수의 누적 편차 중 최대값에 대응되는 배터리 셀 및 최소값에 대응되는 배터리 셀을 상기 타겟 셀로 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit is
and determining, as the target cell, a battery cell corresponding to a maximum value and a battery cell corresponding to a minimum value among a plurality of calculated cumulative deviations.
상기 제어부는,
상기 복수의 배터리 셀을 상기 타겟 셀로 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit is
and determine the plurality of battery cells as the target cells.
상기 제어부는,
상기 타겟 셀 각각의 누적 편차가 상기 기준 편차 구간에 속하는지 여부에 기반하여 상기 타겟 셀 각각의 상태를 정상 상태 또는 이상 상태로 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
According to claim 1,
The control unit is
and diagnose the state of each target cell as a normal state or an abnormal state based on whether the accumulated deviation of each of the target cells belongs to the reference deviation interval.
상기 제어부는,
상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 카운팅 계수를 설정하고, 적어도 하나의 타겟 셀의 누적 편차가 상기 기준 편차 구간에 속하지 않는 경우, 상기 타겟 셀에 대해 설정된 카운팅 계수에 기반하여 상기 타겟 셀의 상태를 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
7. The method of claim 6,
The control unit is
A counting coefficient for each of the plurality of battery cells is set based on a voltage deviation for each of the plurality of battery cells, and when the accumulated deviation of at least one target cell does not belong to the reference deviation period, the target cell The battery diagnosis apparatus according to claim 1, configured to diagnose the state of the target cell based on a set counting coefficient.
상기 제어부는,
상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차와 미리 설정된 기준 전압 구간과 비교하고, 비교 결과에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 카운팅 계수를 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
8. The method of claim 7,
The control unit is
and comparing the voltage deviation of each of the plurality of battery cells with a preset reference voltage section, and setting a counting coefficient for each of the plurality of battery cells based on the comparison result.
상기 제어부는,
상기 전압 편차가 상기 기준 전압 구간의 상한을 초과하면, 대응되는 배터리 셀에 대한 카운팅 계수를 증가시키고,
상기 전압 편차가 상기 기준 전압 구간의 하한 미만이면, 대응되는 배터리 셀에 대한 카운팅 계수를 감소시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
9. The method of claim 8,
The control unit is
When the voltage deviation exceeds the upper limit of the reference voltage section, increasing a counting coefficient for a corresponding battery cell,
and if the voltage deviation is less than a lower limit of the reference voltage section, a counting coefficient for a corresponding battery cell is decreased.
상기 제어부는,
상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 상기 카운팅 계수를 설정한 후, 상기 복수의 배터리 셀에 대해 산출된 복수의 전압 편차의 최대값 및 최소값이 모두 미리 설정된 임계 구간에 속하지 않으면, 상기 복수의 배터리 셀에 대한 상기 누적 편차를 산출하지 않고 현재 시점에서의 상기 복수의 배터리 셀에 대한 상태 진단을 종료하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
8. The method of claim 7,
The control unit is
After setting the counting coefficients for each of the plurality of battery cells, if the maximum and minimum values of the plurality of voltage deviations calculated for the plurality of battery cells do not all fall within the preset threshold period, and terminating the state diagnosis of the plurality of battery cells at a current time without calculating the cumulative deviation for the battery diagnosis apparatus.
상기 제어부는,
상기 타겟 셀의 카운팅 계수가 미리 설정된 계수 구간에 속하면, 상기 타겟 셀의 상태를 상기 정상 상태로 진단하고,
상기 타겟 셀의 카운팅 계수가 상기 계수 구간에 속하지 않으면, 상기 타겟 셀의 상태를 상기 이상 상태로 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
8. The method of claim 7,
The control unit is
If the counting coefficient of the target cell belongs to a preset counting interval, the state of the target cell is diagnosed as the normal state,
and when the counting coefficient of the target cell does not belong to the counting period, the state of the target cell is diagnosed as the abnormal state.
상기 제어부는,
상기 카운팅 계수가 상기 계수 구간에 속하지 않은 타겟 셀에 설정된 상기 카운팅 계수를 초기화하고, 나머지 배터리 셀에 설정된 상기 카운팅 계수는 유지시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
12. The method of claim 11,
The control unit is
The battery diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the counting coefficient is configured to initialize the counting coefficient set in a target cell that does not belong to the counting period, and to maintain the counting coefficient set in the remaining battery cells.
A battery pack comprising the battery diagnosis device according to any one of claims 1 to 12.
상기 전압 측정 단계에서 측정된 복수의 전압 변화량에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차를 산출하는 전압 편차 산출 단계;
상기 복수의 배터리 셀 각각에 대한 전압 편차를 상기 복수의 배터리 셀마다 적산한 누적 편차를 산출하는 누적 편차 산출 단계;
상기 누적 편차 산출 단계에서 산출된 복수의 누적 편차에 기반하여 기준 편차 구간을 설정하는 기준 편차 구간 설정 단계;
상기 복수의 배터리 셀 중 하나 이상의 타겟 셀을 결정하는 타겟 셀 결정 단계; 및
상기 타겟 셀 결정 단계에서 결정된 타겟 셀 각각의 누적 편차와 상기 기준 편차 구간을 비교한 결과에 기반하여 상기 타겟 셀 각각의 상태를 진단하는 상태 진단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 진단 방법.a voltage measuring step configured to measure a voltage of each of a plurality of battery cells and measure a voltage change amount of each of the plurality of battery cells at a predetermined time interval;
a voltage deviation calculating step of calculating a voltage deviation for each of the plurality of battery cells based on the plurality of voltage variations measured in the voltage measuring step;
a cumulative deviation calculating step of calculating a cumulative deviation obtained by accumulating voltage deviations for each of the plurality of battery cells for each of the plurality of battery cells;
a reference deviation section setting step of setting a reference deviation section based on the plurality of accumulated deviations calculated in the cumulative deviation calculating step;
a target cell determination step of determining one or more target cells among the plurality of battery cells; and
and a state diagnosis step of diagnosing the state of each target cell based on a result of comparing the accumulated deviation of each target cell determined in the target cell determination step and the reference deviation interval.
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KR1020210053302A KR20220146255A (en) | 2021-04-23 | 2021-04-23 | Apparatus and method for diagnosing battery |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2024101908A1 (en) * | 2022-11-11 | 2024-05-16 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery pack management device and operation method thereof |
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2021
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