KR20230055203A - 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치 및 수명 예측 장치 - Google Patents
에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치 및 수명 예측 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230055203A KR20230055203A KR1020210138634A KR20210138634A KR20230055203A KR 20230055203 A KR20230055203 A KR 20230055203A KR 1020210138634 A KR1020210138634 A KR 1020210138634A KR 20210138634 A KR20210138634 A KR 20210138634A KR 20230055203 A KR20230055203 A KR 20230055203A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- energy storage
- circuit voltage
- open circuit
- storage device
- data
- Prior art date
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 105
- 238000013523 data management Methods 0.000 title claims description 37
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 23
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 17
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 8
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 nickel hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
- H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치는 에너지 저장 장치의 운영 데이터를 획득하는 데이터 획득부, 및 상기 운영 데이터 중에서 대응되는 운영 패턴을 갖는 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터에 기초하여 상기 에너지 저장 장치와 관련된 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보를 관리하는 정보 관리부를 포함할 수 있다.
Description
본 문서에 개시된 실시예들은 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치 및 수명 예측 장치에 관한 것이다.
최근 이차 전지에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 배터리, Ni/MH 배터리 등과 최근의 리튬 이온 배터리를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 배터리는 종래의 Ni/Cd 배터리, Ni/MH 배터리 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다. 또한, 리튬 이온 배터리는 소형, 경량으로 제작할 수 있어서 이동 기기의 전원으로 사용되며, 최근에는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.
한편, 에너지 저장 시스템(ESS: Energy Storage System)은 생산된 전기를 배터리와 같은 저장장치에 저장하였다가 전력이 필요할 때 공급하여 전력 사용의 효율성을 향상시키는 장치이다. 일반적으로 이러한 에너지 저장 시스템의 수명을 예측하는 방법 중 하나로 전류 적산법이 이용되며, 그 과정에서 개방 회로 전압과 충전량(State of Charge)을 매핑시킨 테이블이 이용된다. 그런데, 에너지 저장 시스템이 사용됨에 따라 배터리의 퇴화가 발생하고, 그에 따라 개방 회로 전압과 충전량을 매핑시킨 테이블의 정확도가 떨어지는 문제가 발생한다.
본 문서에 개시된 실시예들의 일 목적은 에너지 저장 장치의 퇴화를 고려하여 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보를 관리할 수 있는 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치를 제공하는 데 있다.
본 문서에 개시된 실시예들의 일 목적은 에너지 저장 장치의 퇴화를 고려하여 관리된 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보를 이용하여 에너지 저장 장치의 수명을 예측할 수 있는 수명 예측 장치를 제공하는 데 있다.
본 문서에 개시된 실시예들의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치는 에너지 저장 장치의 운영 데이터를 획득하는 데이터 획득부, 및 상기 운영 데이터 중에서 대응되는 운영 패턴을 갖는 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터에 기초하여 상기 에너지 저장 장치와 관련된 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보를 관리하는 정보 관리부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 매핑 정보는 상기 에너지 저장 장치의 BOL(Beginning of Life) 상태를 기준으로 정의된 상기 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정보 관리부는 동일한 운영 패턴을 갖는 상기 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터에 기초하여 상기 매핑 테이블을 업데이트할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터 각각은 일자, 충방전 패턴, 개방 회로 전압 및 CP rate 을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 충방전 패턴은 충방전 시작 시점의 충전량 및 충방전 종료 시점의 충전량을 포함하고, 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터는 동일한 충방전 패턴을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 운영 데이터는 상기 제1 운영 데이터보다 더 이후에 획득된 데이터이고, 상기 정보 관리부는 상기 제2 운영 데이터의 충방전 종료 시점의 충전량에 대응되는 개방 회로 전압을 이용하여 상기 매핑 테이블을 업데이트할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터는 동일한 CP rate을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 운영 데이터의 충방전 패턴은 상기 에너지 저장 장치의 제1 일자의 충방전 시작 시점의 충전량인 제1 충전량 및 충방전 종료 시점의 충전량인 제2 충전량을 포함하고, 상기 제1 운영 데이터의 개방 회로 전압은 상기 제2 충전량에 대응되는 제1 개방 회로 전압을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 운영 데이터의 충방전 패턴은 상기 에너지 저장 장치의 제2 일자의 충방전 시작 시점의 충전량인 제3 충전량 및 충방전 종료 시점의 충전량인 제4 충전량을 포함하고, 상기 제2 운영 데이터의 개방 회로 전압은 제4 충전량에 대응되는 제2 개방 회로 전압을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 충전량 및 제3 충전량은 동일한 값을 갖고, 상기 제2 충전량 및 제4 충전량은 동일한 값을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정보 관리부는 상기 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블에 포함된 상기 제1 개방 회로 전압을 상기 제2 개방 회로 전압에 대응되는 값으로 업데이트할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 수명 예측 장치는 에너지 저장 장치의 제1 시점의 개방 회로 전압인 제3 개방 회로 전압 및 제2 시점의 개방 회로 전압인 제4 개방 회로 전압을 획득하고, 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보에 기초하여 상기 제3 개방 회로 전압에 대응되는 제3 충전량 및 상기 제4 개방 회로 전압에 대응되는 제4 충전량을 획득하는 데이터 관리부, 및 상기 제3 충전량 및 제4 충전량에 기초한 전류 적산법을 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 수명을 예측하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보는 상기 에너지 저장 장치가 퇴화된 이후에 획득된 상기 에너지 저장 장치의 운영 데이터의 개방 회로 전압에 기초하여 업데이트된 상기 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블을 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치는 에너지 저장 장치의 퇴화를 고려하여 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보를 관리할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 수명 예측 장치는 에너지 저장 장치의 수명 예측의 정확도를 높일 수 있다.
도 1은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치 및 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치를 보여주는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 데이터 관리 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 데이터 관리 장치의 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 수명 예측 장치를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 수명 예측 장치의 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 데이터 관리 장치 및 수명 예측 장치의 동작을 실행하기 위한 컴퓨팅 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 데이터 관리 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 데이터 관리 장치의 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 수명 예측 장치를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 수명 예측 장치의 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 데이터 관리 장치 및 수명 예측 장치의 동작을 실행하기 위한 컴퓨팅 시스템을 보여주는 도면이다.
이하, 본 문서에 개시된 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 문서에 개시된 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 문서에 개시된 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 문서에 개시된 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 문서에 개시된 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 문서에 개시된 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 문서에 개시된 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 문서에 개시된 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치 및 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치를 보여주는 도면이다. 도 2, 도 3a 및 도 3b는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 데이터 관리 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 에너지 저장 장치(10)는 에너지를 저장할 수 있다. 실시예에 따르면, 에너지 저장 장치(10)는 적어도 하나의 배터리 랙(미도시)을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 배터리 랙 각각은 적어도 하나의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 적어도 하나의 배터리 셀 각각은 배터리 셀은 리튬이온(Li-ion) 전지, 리튬이온 폴리머(Li-ion polymer) 전지, 니켈 카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈 수소(Ni-MH) 전지 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치(100, 이하에서 '데이터 관리 장치'로 칭함)는 에너지 저장 장치(10)로부터 획득되는 운영 데이터들을 관리할 수 있다. 데이터 관리 장치(100)는 데이터 획득부(110) 및 정보 관리부(120)를 포함할 수 있다.
데이터 획득부(110)는 에너지 저장 장치(10)의 운영 데이터를 획득할 수 있다. 실시예에 따르면, 데이터 획득부(110)는 다양한 무선 또는 유선 통신 네트워크를 통해 에너지 저장 장치(10)로부터 운영 데이터를 획득할 수도 있고, 데이터 저장 매체나 서버를 통해 간접적으로 운영 데이터를 획득할 수도 있다. 예를 들어, 운영 데이터는 에너지 저장 장치(10)가 운영된 날짜 별로 에너지 저장 장치(10)의 상태를 기록한 데이터로서, 일자, 전류, 전압, 온도, 충방전 패턴, 개방 회로 전압 및 CP rate 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따르면, 데이터 획득부(110)는 에너지 저장 장치(10)로부터 개방 회로 전압을 획득하거나, 에너지 저장 장치(10)로부터 획득되는 전류, 전압, 온도 등을 기초로 개방 회로 전압을 산출할 수 있다.
정보 관리부(120)는 운영 데이터를 관리할 수 있다. 또한, 정보 관리부(120)는 운영 데이터를 이용하여 에너지 저장 장치(10)의 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보를 관리할 수 있다. 예를 들어, 매핑 정보는 에너지 저장 장치(10)의 BOL(Beginning Of Life) 상태를 기준으로 정의된 개방 회로 전압과 충전량을 매핑시킨 매핑 테이블을 포함할 수 있다. 여기서, BOL 상태는 에너지 저장 장치(10)의 퇴화가 발생하지 않은 상태로 정의될 수 있다.
실시예에 따르면, 정보 관리부(120)는 운영 데이터 중에서 서로 대응되는 운영 패턴을 갖는 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터에 기초하여 에너지 저장 장치(10)의 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보를 관리할 수 있다. 예를 들어, 서로 대응되는 운영 패턴은 서로 동일한 운영 패턴을 포함할 수 있으며, 실시예에 따르면 동일한 운영 패턴은 충방전 패턴이 동일한 경우 또는 충방전 패턴과 CP rate이 동일한 경우를 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 제2 운영 데이터는 제1 운영 데이터보다 시간적으로 더 이후에 획득된 운영 데이터일 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터는 CP rate, 충방전 시작 시점의 충전량, 충방전 종료 시점의 충전량 및 개방 회로 전압을 포함할 수 있다. 예를 들어, 개방 회로 전압은 충방전 종료 이후 또는 충방전 종료 시점에 산출되거나 획득된 개방 회로 전압일 수 있다.
실시예에 따르면, 제1 운영 데이터는 에너지 저장 장치(10)의 제1 일자의 CP rate(0.23), 충방전 시작 시점의 충전량인 제1 충전량(78), 충방전 종료 시점의 충전량인 제2 충전량(3), 충방전 종료 후의 개방 회로 전압(즉, 제2 충전량에 대응되는 개방 회로 전압)인 제1 개방 회로 전압(3.45)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 운영 데이터는 에너지 저장 장치(10)의 BOL 상태에서 획득된 운영 데이터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 운영 데이터는 에너지 저장 장치(10)의 제2 일자의 CP rate(0.23), 충방전 시작 시점의 충전량인 제3 충전량(78), 충방전 종료 시점의 충전량인 제4 충전량(3), 충방전 종료 후의 개방 회로 전압(즉, 제4 충전량에 대응되는 개방 회로 전압)인 제2 개방 회로 전압(3.64)을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터는 동일한 충방전 패턴을 가질 수 있다. 즉, 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터는 방전 시작 시점의 충전량은 78로 동일하고, 방전 종료 시점의 충전량은 3으로 동일할 수 있다. 또한, 실시예에 따르면, 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터는 동일한 충방전 패턴 및 동일한 CP rate을 가질 수 있다.
한편, 도 2에서는 예시적으로 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터가 에너지 저장 장치(10)가 방전하는 경우에 획득된 운영 데이터인 것으로 도시되나, 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터는 에너지 저장 장치(10)가 충전되는 경우에도 획득될 수 있고, 이러한 경우에도 본 문서에 개시된 실시예들이 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
실시예에 따르면, 제1 운영 데이터의 개방 회로 전압은 3.45V이고, 제2 운영 데이터의 개방 회로 전압을 3.64V로서 서로 상이할 수 있다. 이는 에너지 저장 장치(10)의 운영에 따른 퇴화로 인해 발생된 차이일 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 에너지 저장 장치(10)가 BOL 상태에서 운영되는 경우 시간에 따른 방전 후 개방 회로 전압(실선 참조)과, 에너지 저장 장치(10)가 운영됨에 따라 퇴화가 발생한 상태에서 시간에 따른 방전 후 개방 회로 전압(점선 참조)이 도시된다. 예를 들어, 에너지 저장 장치(10)가 운영됨에 따라 퇴화가 발생한 상태에서 산출되거나 획득되는 개방 회로 전압(점선 참조)은 에너지 저장 장치(10)의 BOL 상태에서 산출되거나 획득되는 개방 회로 전압(실선 참조) 보다 더 큰 값을 가질 수 있다.
정보 관리부(120)는 제2 운영 데이터의 충방전 종료 시점의 충전량에 대응되는 개방 회로 전압을 이용하여 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블을 업데이트할 수 있다. 실시예에 따르면, 정보 관리부(120)는 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블에 포함된 제1 개방 회로 전압(3.45)을 제2 개방 회로 전압에 대응되는 값(3.64)으로 업데이트할 수 있다. 실시예에 따르면, 정보 관리부(120)는 운영 데이터들 중 서로 대응되는 운영 패턴을 갖는 운영 데이터들을 대상으로 상술한 업데이트 동작을 반복적으로 수행할 수 있다.
이러한 업데이트를 통해, 정보 관리부(120)는 에너지 저장 장치(10)의 MOL(Middle Of Life) 상태에서의 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블을 생성할 수 있다. 실시예에 따르면, MOL 상태에서의 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블은 에너지 저장 장치(10)의 수명을 예측하는 데 이용될 수 있다. 이는 이하의 도 5 및 도 6을 참조하여 설명될 것이다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 데이터 관리 장치의 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 데이터 관리 장치의 동작 방법은 에너지 저장 장치의 운영 데이터를 획득하는 단계(S110), 및 운영 데이터 중에서 대응되는 운영 패턴을 갖는 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터에 기초하여 에너지 저장 장치와 관련된 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보를 관리하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.
S110 단계에서, 데이터 획득부(110)는 에너지 저장 장치(10)의 운영 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 운영 데이터는 서로 대응되는 운영 패턴을 갖는 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터를 포함할 수 있으며, 제2 운영 데이터는 제1 운영 데이터보다 시간적으로 더 이후에 획득된 운영 데이터일 수 있다.
S120 단계에서, 정보 관리부(120)는 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터에 기초하여 에너지 저장 장치(10)의 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블을 업데이트할 수 있다. 실시예에 따르면, 정보 관리부(120)는 정보 관리부(120)는 제2 운영 데이터의 충방전 종료 시점의 충전량에 대응되는 개방 회로 전압을 이용하여 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블을 업데이트할 수 있다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 수명 예측 장치를 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 수명 예측 장치(200)는 데이터 관리부(210) 및 컨트롤러(220)를 포함할 수 있다.
데이터 관리부(210)는 에너지 저장 장치(10, 도 1 참조)의 개방 회로 전압을 획득할 수 있다. 실시예에 따르면, 데이터 관리부(210)는 에너지 저장 장치(10)의 서로 다른 시점에 측정되거나 산출된 적어도 2개의 개방 회로 전압을 획득할 수 있다. 예를 들어, 데이터 관리부(210)는 에너지 저장 장치(10)의 제1 시점의 개방 회로 전압인 제3 개방 회로 전압 및 제2 시점의 개방 회로 전압인 제4 개방 회로 전압을 획득할 수 있다.
데이터 관리부(210)는 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블을 이용하여, 획득된 개방 회로 전압에 대응되는 충전량을 획득할 수 있다. 실시예에 따르면, 매핑 테이블은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 MOL 상태에서의 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블일 수 있다. 즉, 매핑 테이블은 에너지 저장 장치(10)가 퇴화된 이후(즉, MOL 상태에서)에 획득된 에너지 저장 장치(10)의 운영 데이터의 개방 회로 전압에 기초하여 업데이트된 매핑 테이블일 수 있다. 실시예에 따르면, 데이터 관리부(210)는 제3 개방 회로 전압에 대응되는 제3 충전량 및 제4 개방 회로 전압에 대응되는 제4 충전량을 획득할 수 있다.
컨트롤러(220)는 제3 충전량 및 제4 충전량을 이용하여 에너지 저장 장치(10)의 수명을 예측할 수 있다. 실시예에 따르면, 컨트롤러(220)는 하기의 수학식1에 기반한 전류 적산법에 따라 에너지 저장 장치(10)의 수명을 예측할 수 있다.
[수학식 1]
여기서, SOH는 에너지 저장 장치(10)의 잔여 수명, △SOC는 제4 충전량과 제3 충전량의 차이, 
는 전류 적산값, Nominal Capacity는 에너지 저장 장치(10)의 공칭 용량일 수 있다.
컨트롤러(210)는 예측된 에너지 저장 장치(10)의 수명을 상위 제어기 또는 서버(미도시)에 전달할 수 있다.
상술한 바와 같이, 수명 예측 장치(200)는 에너지 저장 장치(10)의 MOL 상태에서의 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블을 이용하여 에너지 저장 장치(10)의 수명을 예측할 수 있다. 따라서, 수명 예측 장치(200)는 에너지 저장 장치(10)의 수명을 더욱 정확하게 예측할 수 있다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 수명 예측 장치의 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 수명 예측 장치의 동작 방법은 에너지 저장 장치의 제1 시점의 개방 회로 전압인 제3 개방 회로 전압 및 제2 시점의 개방 회로 전압인 제4 개방 회로 전압을 획득하고, 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보에 기초하여 제3 개방 회로 전압에 대응되는 제3 충전량 및 제4 개방 회로 전압에 대응되는 제4 충전량을 획득하는 단계(S210), 및 제3 충전량 및 제4 충전량에 기초한 전류 적산법을 이용하여 에너지 저장 장치의 수명을 예측하는 단계(S220)를 포함할 수 있다.
S210 단계에서, 데이터 관리부(210)는 에너지 저장 장치(10)의 제1 시점의 개방 회로 전압인 제3 개방 회로 전압 및 제2 시점의 개방 회로 전압인 제4 개방 회로 전압을 획득할 수 있다. 실시예에 따르면, 데이터 관리부(210)는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 MOL 상태에서의 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블에 기반하여, 제3 개방 회로 전압에 대응되는 제3 충전량 및 제4 개방 회로 전압에 대응되는 제4 충전량을 획득할 수 있다.
S220 단계에서, 컨트롤러(220)는 제3 충전량 및 제4 충전량을 이용하여 에너지 저장 장치(10)의 수명을 예측할 수 있다. 실시예에 따르면, 컨트롤러(220)는 상술한 수학식1에 기반한 전류 적산법에 따라 에너지 저장 장치(10)의 수명을 예측할 수 있다.
도 7은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 데이터 관리 장치 및 수명 예측 장치의 동작을 실행하기 위한 컴퓨팅 시스템을 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템(300)은 MCU(310), 메모리(320), 입출력 I/F(330) 및 통신 I/F(340)를 포함할 수 있다.
MCU(310)는 메모리(320)에 저장되어 있는 각종 프로그램(예를 들면, 수명 예측 프로그램, 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보를 관리하는 프로그램 등)을 실행시키고, 이러한 프로그램들을 통해 에너지 저장 장치(10)의 운영 데이터를 관리하거나, 에너지 저장 장치(10)의 수명을 예측하며, 전술한 도 1을 참조하여 설명한 데이터 관리 장치(100) 및 도 5를 참조하여 설명한 수명 예측 장치(200)의 기능 및/또는 동작들을 수행하도록 하는 프로세서일 수 있다.
메모리(320)는 수명 예측 프로그램, 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보를 관리하는 프로그램 등을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(320)는 에너지 저장 장치(10)의 다양한 운영 데이터를 저장할 수 있다.
이러한 메모리(320)는 필요에 따라서 복수 개 마련될 수도 있을 것이다. 메모리(320)는 휘발성 메모리일 수도 있으며 비휘발성 메모리일 수 있다. 휘발성 메모리로서의 메모리(320)는 RAM, DRAM, SRAM 등이 사용될 수 있다. 비휘발성 메모리로서의 메모리(320)는 ROM, PROM, EAROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등이 사용될 수 있다. 상기 열거한 메모리(320)들의 예를 단지 예시일 뿐이며 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
입출력 I/F(330)는, 키보드, 마우스, 터치 패널 등의 입력 장치(미도시)와 디스플레이(미도시) 등의 출력 장치와 MCU(310) 사이를 연결하여 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공할 수 있다.
통신 I/F(330)는 서버와 각종 데이터를 송수신할 수 있는 구성으로서, 유선 또는 무선 통신을 지원할 수 있는 각종 장치일 수 있다. 예를 들면, 통신 I/F(330)를 통해 별도로 마련된 외부 서버로부터 배터리 셀의 SOH 산출이나 밸런싱 대상의 판정을 위한 프로그램이나 각종 데이터 등을 송수신할 수 있다.
이상의 설명은 본 문서에 개시된 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 문서에 개시된 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 문서에 개시된 실시예들은 본 문서에 개시된 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 문서에 개시된 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 문서에 개시된 기술 사상의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 문서의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 에너지 저장 장치
100: 데이터 관리 장치
110: 데이터 획득부
120: 정보 관리부
200: 수명 예측 장치
210: 데이터 관리부
220: 컨트롤러
300: 컴퓨팅 시스템
310: MCU
320: 메모리
330: 입출력 I/F
340: 통신 I/F
100: 데이터 관리 장치
110: 데이터 획득부
120: 정보 관리부
200: 수명 예측 장치
210: 데이터 관리부
220: 컨트롤러
300: 컴퓨팅 시스템
310: MCU
320: 메모리
330: 입출력 I/F
340: 통신 I/F
Claims (12)
- 에너지 저장 장치의 운영 데이터를 획득하는 데이터 획득부; 및
상기 운영 데이터 중에서 대응되는 운영 패턴을 갖는 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터에 기초하여 상기 에너지 저장 장치와 관련된 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보를 관리하는 정보 관리부를 포함하는 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 매핑 정보는 상기 에너지 저장 장치의 BOL(Beginning of Life) 상태를 기준으로 정의된 상기 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 정보 관리부는 동일한 운영 패턴을 갖는 상기 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터에 기초하여 상기 매핑 테이블을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터 각각은 일자, 충방전 패턴, 개방 회로 전압 및 CP rate 을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 충방전 패턴은 충방전 시작 시점의 충전량 및 충방전 종료 시점의 충전량을 포함하고,
제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터는 동일한 충방전 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제2 운영 데이터는 상기 제1 운영 데이터보다 더 이후에 획득된 데이터이고,
상기 정보 관리부는 상기 제2 운영 데이터의 충방전 종료 시점의 충전량에 대응되는 개방 회로 전압을 이용하여 상기 매핑 테이블을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제1 운영 데이터 및 제2 운영 데이터는 동일한 CP rate을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제1 운영 데이터의 충방전 패턴은 상기 에너지 저장 장치의 제1 일자의 충방전 시작 시점의 충전량인 제1 충전량 및 충방전 종료 시점의 충전량인 제2 충전량을 포함하고,
상기 제1 운영 데이터의 개방 회로 전압은 상기 제2 충전량에 대응되는 제1 개방 회로 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 제2 운영 데이터의 충방전 패턴은 상기 에너지 저장 장치의 제2 일자의 충방전 시작 시점의 충전량인 제3 충전량 및 충방전 종료 시점의 충전량인 제4 충전량을 포함하고,
상기 제2 운영 데이터의 개방 회로 전압은 제4 충전량에 대응되는 제2 개방 회로 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 제1 충전량 및 제3 충전량은 동일한 값을 갖고, 상기 제2 충전량 및 제4 충전량은 동일한 값을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 정보 관리부는 상기 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블에 포함된 상기 제1 개방 회로 전압을 상기 제2 개방 회로 전압에 대응되는 값으로 업데이트하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치. - 에너지 저장 장치의 제1 시점의 개방 회로 전압인 제3 개방 회로 전압 및 제2 시점의 개방 회로 전압인 제4 개방 회로 전압을 획득하고, 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보에 기초하여 상기 제3 개방 회로 전압에 대응되는 제3 충전량 및 상기 제4 개방 회로 전압에 대응되는 제4 충전량을 획득하는 데이터 관리부; 및
상기 제3 충전량 및 제4 충전량에 기초한 전류 적산법을 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 수명을 예측하는 컨트롤러를 포함하고,
상기 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 정보는 상기 에너지 저장 장치가 퇴화된 이후에 획득된 상기 에너지 저장 장치의 운영 데이터의 개방 회로 전압에 기초하여 업데이트된 상기 개방 회로 전압과 충전량의 매핑 테이블을 포함하는 수명 예측 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210138634A KR20230055203A (ko) | 2021-10-18 | 2021-10-18 | 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치 및 수명 예측 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210138634A KR20230055203A (ko) | 2021-10-18 | 2021-10-18 | 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치 및 수명 예측 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230055203A true KR20230055203A (ko) | 2023-04-25 |
Family
ID=86101789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210138634A KR20230055203A (ko) | 2021-10-18 | 2021-10-18 | 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치 및 수명 예측 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230055203A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE212023000065U1 (de) | 2022-04-28 | 2024-02-21 | Lg Energy Solution, Ltd. | Lithium-Schwefel-Batterie mit hoher Energiedichte |
-
2021
- 2021-10-18 KR KR1020210138634A patent/KR20230055203A/ko active Search and Examination
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE212023000065U1 (de) | 2022-04-28 | 2024-02-21 | Lg Energy Solution, Ltd. | Lithium-Schwefel-Batterie mit hoher Energiedichte |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111142030B (zh) | 用于内短路电流检测方法、装置、设备及可读存储介质 | |
| US11280842B2 (en) | Battery management apparatus and method | |
| EP3051656A1 (en) | System and method for correcting soc of battery | |
| KR20230055203A (ko) | 에너지 저장 장치의 데이터 관리 장치 및 수명 예측 장치 | |
| KR101229940B1 (ko) | 에너지 저장장치의 모듈 관리 시스템 및 방법 | |
| US20230148088A1 (en) | Battery management apparatus and method | |
| KR20220080620A (ko) | 배터리 진단 장치 및 방법 | |
| KR20230111094A (ko) | 배터리 수명 예측 장치 및 그것의 동작 방법 | |
| US20230163621A1 (en) | Battery management apparatus and method, and battery management system | |
| EP4191821A1 (en) | Battery management apparatus and operation method therefor | |
| EP4325232A1 (en) | Battery management device and operating method therefor | |
| EP4306977A1 (en) | Apparatus for predicting battery life, and operation method therefor | |
| US20230408583A1 (en) | Battery management apparatus and method | |
| US20230417838A1 (en) | System for estimation of state of health of battery pack and method thereof | |
| EP4365610A1 (en) | Charging protocol inspection device and operating method therefor | |
| EP4318371A1 (en) | Battery operation management system and operation method of same | |
| KR20230061172A (ko) | 배터리 관리 장치 및 그 방법 | |
| KR20240031785A (ko) | 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법 | |
| KR20220100467A (ko) | 배터리 관리 장치 및 방법 | |
| KR20230038050A (ko) | 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법 | |
| KR20240057271A (ko) | 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법 | |
| KR20240016135A (ko) | 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법 | |
| KR20230161075A (ko) | 배터리 상태 관리 장치 및 그것의 동작 방법 | |
| KR20230040807A (ko) | 배터리 관리 장치 및 이를 포함하는 배터리 시스템 | |
| KR20230054190A (ko) | 배터리 관리 장치의 퇴화도를 관리하는 장치 및 그것의 동작 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |