KR20230095551A - Abnormal Battery Cell Detection System and Method During Charging/Discharging - Google Patents

Abnormal Battery Cell Detection System and Method During Charging/Discharging Download PDF

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KR20230095551A
KR20230095551A KR1020210185145A KR20210185145A KR20230095551A KR 20230095551 A KR20230095551 A KR 20230095551A KR 1020210185145 A KR1020210185145 A KR 1020210185145A KR 20210185145 A KR20210185145 A KR 20210185145A KR 20230095551 A KR20230095551 A KR 20230095551A
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심명현
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

배터리 셀의 순간적인 전압 변동, 다른 셀과의 전압 편차 등을 통해 이상 셀을 검출하는 종래기술의 센싱 잡음(sensing noise), 셀간 퇴화도 차이 등으로 인해 오검출 혹은 과검출되는 단점을 해소하기 위하여, 충방전 전류의 변화가 소정 값 이하로 유지되는 경우에 이전 주기와의 전압비교를 수행함으로써, 오검출이 발생할 수 있는 확률을 줄이고자 하는 기술로서, 배터리의 충방전 중에 동일한 시간 동안 비슷한 수준의 전류가 충전되거나 방전되는 경우에 전압 비교를 통해 이상 셀을 검출하는 시스템 및 방법을 제공한다.In order to solve the disadvantages of misdetection or overdetection due to sensing noise of the prior art that detects abnormal cells through instantaneous voltage fluctuations of battery cells, voltage deviations from other cells, etc., and differences in degeneration between cells, etc. , This is a technology to reduce the probability of false detection by performing voltage comparison with the previous cycle when the change in charge/discharge current is maintained below a predetermined value. A system and method for detecting a faulty cell through voltage comparison when current is charged or discharged.

Description

충방전 중 이상 셀 검출 시스템 및 방법{Abnormal Battery Cell Detection System and Method During Charging/Discharging} Abnormal Battery Cell Detection System and Method During Charging/Discharging

본 발명은 배터리의 충방전 중에 이상 셀을 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for detecting an abnormal cell during charging and discharging of a battery.

종래에는 배터리 셀의 순간적인 전압 변동, 다른 셀과의 전압 편차 등을 통해 이상 셀을 검출하였다. 이러한 종래기술은 전압 변동, 다른 셀과의 용량 상대비교, 전압 편차 등을 검출할 때, 센싱 잡음(sensing noise), 셀간 퇴화도 차이 등으로 인해 오검출 혹은 과검출되는 단점이 있었다. Conventionally, abnormal cells are detected through instantaneous voltage fluctuations of battery cells and voltage deviations from other cells. This prior art has disadvantages of erroneous detection or over-detection due to sensing noise and differences in degradation between cells when detecting voltage fluctuations, capacity relative comparison with other cells, and voltage deviations.

본 발명은 이와 같은 단점을 해소하기 위하여, 충방전 전류의 변화가 소정 값 이하로 유지되는 경우에 이전 주기와의 전압비교를 수행함으로써, 오검출이 발생할 수 있는 확률을 줄이고자 하는 기술이다. In order to solve such a disadvantage, the present invention is a technique to reduce the probability of occurrence of erroneous detection by performing voltage comparison with the previous cycle when the change in charge/discharge current is maintained below a predetermined value.

이와 관련하여, 선행특허 1에서는 배터리의 배터리의 충전 전압으로부터 방전전압까지 방전하는 데 걸리는 시간을 비교하여 배터리 셀의 이상여부를 진단하는 기술을 개시하고 있으며, 선행특허 2는 배터리의 방전이 시작되는 시점, 배터리의 충전이 시작되는 시점의 사이클동안 누적전류량, 시간 정보에 따른 전압변화량을 비교하여 배터리의 이상 여부를 진단하는 기술을 개시하고 있다. In this regard, Prior Patent 1 discloses a technique for diagnosing whether or not a battery cell is abnormal by comparing the time taken to discharge the battery from the charging voltage to the discharging voltage of the battery, and Prior Patent 2 discloses a technique for diagnosing whether or not the battery is discharging. Disclosed is a technology for diagnosing an abnormality of a battery by comparing a voltage change according to time information, an accumulated current amount during a cycle at a time point at which battery charging starts, and time information.

그러나 이와 같은 선행특허들은, 배터리 셀의 순간적인 전압 변동, 다른 셀과의 전압 편차 등을 통해 이상 셀을 검출하는 것으로서, 센싱 노이즈(sensing noise), 셀들의 퇴화도 차이 등으로 인한 오검출 또는 과검출 등의 문제를 가지고 있었다. However, such prior patents detect abnormal cells through instantaneous voltage fluctuations of battery cells, voltage deviations from other cells, etc. I had problems with detection.

선행특허 1(대한민국 등록특허 1548327호)Prior Patent 1 (Korean Registered Patent No. 1548327) 선행특허 2(대한민국 등록특허 2148204호)Prior Patent 2 (Republic of Korea Patent Registration No. 2148204)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 배터리의 충방전 중에 동일한 시간 동안 비슷한 수준의 전류가 충전되거나 방전되는 경우에 전압 비교를 통해 이상 셀을 검출하는 시스템 및 방법을 제공함으로써, 이상 셀 검출의 정확도를 높이고자 하는 것이다. The present invention is to solve the above problems, by providing a system and method for detecting an abnormal cell through voltage comparison when a similar level of current is charged or discharged for the same time during charging and discharging of a battery, thereby detecting the abnormal cell. is to increase the accuracy of

상술한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은, 배터리 셀의 충전을 시작하는 충전시작 단계; 충전시작전압(Vc.start.cycle), 충전종료전압(Vc.end.cycle), 충전전압편차(mVc), 충전전류누적시간(tc)을 설정하는 충전 파라미터 초기화 단계; 배터리 셀의 충전중전압(Vc)이 충전시작전압(Vc.start.cycle)에서 상기 충전전압편차값(mV)만큼 증가된 값을 가질 때, 상기 충전전류누적 시간(tc) 동안의 충전누적전류(Qc.cycle)를 산출하고 저장하는 충전누적전류 산출단계; 상기 충전중전압(Vc)이 상기 충전시작전압에서 상기 충전전압편차만큼 증가된 값을 가질 때, 상기 소정의 충전전류누적 시간(tc) 이후, 충전주기전압(Vc.t.cycle)을 저장하는 충전주기전압 저장단계; 상기 충전누적전류(Qc.cycle)와 이전 충전주기의 충전누적전류(Qc.cycle-1)와의 차이인 충전누적전류 차이를 구하는 충전누적전류 차이 연산단계; 상기 충전누적전류 차이 연산단계에서, 상기 충전누적전류 차이가 소정의 제1 임계값(a) 보다 작은 경우, 이전 충전주기의 충전주기전압(Vc.t.cycle-1)과 상기 충전주기전압(Vc.t.cycle)의 차이를 구하는 충전주기전압 차이 연산단계; 상기 충전주기전압 차이가 소정의 제2 임계값 보다 큰 경우, 해당 셀을 이상셀로 판단하는 충전중 이상셀 검출단계;를 포함하는 배터리 이상 셀 검출 방법을 제공한다. In order to solve the above-described problem, the present invention includes a charging start step of starting charging of a battery cell; A charging parameter initialization step of setting charging start voltage (V c.start.cycle ), charging end voltage (V c.end.cycle ), charging voltage deviation (mV c ), and charging current accumulation time (t c ); When the voltage during charging (V c ) of the battery cell has a value increased by the charging voltage deviation value (mV) from the charging start voltage (V c.start.cycle ), during the charging current accumulation time (t c ) a charge accumulation current calculation step of calculating and storing a charge accumulation current (Q c.cycle ); When the voltage during charging (V c ) has a value increased by the charging voltage deviation from the charging start voltage, after the predetermined charging current accumulation time (t c ), a charging cycle voltage (V ctcycle ) is stored. periodic voltage storage step; a charge accumulation current difference calculation step of obtaining a charge accumulation current difference, which is a difference between the charge accumulation current ( Qc.cycle ) and the charge accumulation current (Qc.cycle -1 ) of a previous charging cycle; In the charge accumulation current difference calculation step, when the charge accumulation current difference is less than a predetermined first threshold value (a), the charge cycle voltage (V ctcycle-1 ) of the previous charge cycle and the charge cycle voltage (V ctcycle ) a charging cycle voltage difference calculating step for obtaining a difference between ; A method for detecting an abnormal cell in a battery comprising: detecting an abnormal cell during charging to determine a corresponding cell as an abnormal cell when the difference in charge cycle voltage is greater than a predetermined second threshold value.

상기 충전누적전류 차이 연산단계에서, 상기 충전누적전류 차이가 소정의 제1 임계값(a) 보다 작지 않은 경우, 또는 상기 충전주기전압 차이 연산단계에서, 상기 충전주기전압 차이가 소정의 제2임계값 보다 크지 않은 경우, 상기 충전중전압(Vc)과 소정의 충전종료전압(Vc.end.cycle)을 비교하는 충전종료전압 도달여부를 판단하고, 상기 충전중전압(Vc)이 소정의 충전종료전압(Vc.end.cycle)에 도달하지 않은 경우, 상기 충전전압편차값(mVc)을 소정의 전압편차 증가값만큼 증가시키는 전압편차값 증가단계; 상기 전압편차값 증가단계 이후, 상기 충전누적전류 산출단계로 귀환하는 검출반복단계;를 추가로 수행할 수 있다. In the charge accumulation current difference calculation step, when the charge accumulation current difference is not less than a predetermined first threshold value (a), or in the charge cycle voltage difference calculation step, the charge cycle voltage difference is a predetermined second threshold value (a). If it is not greater than the value, it is determined whether or not the charging end voltage is reached by comparing the charging voltage (V c ) and a predetermined charging end voltage (V c.end.cycle ), and the charging voltage (V c ) is a predetermined A voltage deviation value increasing step of increasing the charging voltage deviation value (mV c ) by a predetermined voltage deviation increase value when the charging end voltage (V c.end.cycle ) of is not reached; After the voltage deviation value increasing step, a detection repetition step of returning to the charge accumulation current calculation step may be additionally performed.

또한, 상기 충전종료전압 도달여부 판단단계에서, 상기 충전중전압(Vc)이 소정의 충전종료전압(Vend.cycle)에 도달한 경우, 충전을 종료하고 대기하는 충전대기단계;를 추가로 수행할 수 있다. In addition, in the step of determining whether the charging end voltage is reached, when the charging voltage (V c ) reaches a predetermined charging end voltage (V end.cycle ), a charging standby step of ending the charging and waiting. can be done

또한, 본 발명은, 방전시작전압(Vd.start.cycle), 방전종료전압(Vd.end.cycle), 방전전압편차(mVd), 방전전류누적시간(td)을 설정하는 방전 파라미터 초기화 단계; 배터리 셀의 방전중전압(Vd)이 방전시작전압(Vd.start.cycle)에서 상기 방전전압편차값(mVd)만큼 증가된 값을 가질 때, 상기 방전전류누적 시간(td) 동안 방전누적전류(Qd.cycle)를 산출하고 저장하는 방전누적전류 산출단계; 상기 방전중전압(Vd)이 상기 방전시작전압에서 상기 방전전압편차값만큼 감소된 값을 가질 때, 상기 소정의 방전전류누적 시간(td) 이후, 방전주기전압(Vd.t.cycle)을 저장하는 방전주기전압 저장단계; 상기 방전누적전류(Qd.cycle)와 이전 방전주기의 방전누적전류(Qd.cycle-1)와의 차이인 방전누적전류 차이를 구하는 방전누적전류 차이 연산단계; 상기 방전누적전류 차이 연산단계에서, 상기 방전누적전류 차이가 소정의 제1 방전임계값(a) 보다 작은 경우, 상기 방전주기전압(Vd.t.cycle)과 이전 방전주기의 주기전압(Vd.t.cycle-1)과의 차이를 구하는 방전주기전압 차이 연산단계; 상기 방전주기전압 차이 연산단계에서, 상기 방전주기전압(Vd.t.cycle)과 이전 방전주기의 주기전압(Vd.t.cycle-1)과의 차이가 소정의 제2 방전임계값 보다 큰 경우, 해당 셀을 이상셀로 판단하는 이상셀 검출단계;를 포함하는 배터리 이상 셀 검출 방법을 제공한다. In addition, the present invention, discharge start voltage (V d.start.cycle ), discharge end voltage (V d.end.cycle ), discharge voltage deviation (mV d ), discharge current accumulation time (t d ) to set the discharge parameter initialization step; When the voltage during discharging (V d ) of the battery cell has a value increased by the discharging voltage deviation value (mV d ) from the discharging start voltage (V d.start.cycle ), during the discharging current accumulation time (t d ) a discharge accumulation current calculation step of calculating and storing a discharge accumulation current (Q d . cycle ); When the voltage during discharge (V d ) has a value reduced by the discharge voltage deviation value from the discharge start voltage, after the predetermined discharge current accumulation time (t d ), to store the discharge cycle voltage (V dtcycle ) a discharge cycle voltage storage step; a discharge accumulation current difference calculation step of obtaining a discharge accumulation current difference, which is a difference between the discharge accumulation current (Q d.cycle ) and the discharge accumulation current (Q d.cycle-1 ) of a previous discharge cycle; In the discharge accumulation current difference calculation step, when the discharge accumulation current difference is smaller than the first predetermined discharge threshold value (a), the discharge cycle voltage (V dtcycle ) and the cycle voltage of the previous discharge cycle (V dtcycle-1 ) a discharge cycle voltage difference calculating step of obtaining a difference between and; In the discharge cycle voltage difference calculating step, when the difference between the discharge cycle voltage (V dtcycle ) and the cycle voltage (V dtcycle-1 ) of the previous discharge cycle is greater than a predetermined second discharge threshold, the cell is classified as an abnormal cell. It provides a battery abnormal cell detection method including; abnormal cell detection step of determining as.

상기 방누적전류 차이 연산단계에서, 상기 방전누적전류 차이가 소정의 제1 방전임계값(a) 보다 작지 않은 경우, 상기 방전중전압(Vd)과 소정의 방전종료전압(Vd.end.cycle)을 비교하는 방전종료전압 도달여부 판단단계; 상기 방전중전압(Vd)이 소정의 방전종료전압(Vd.end.cycle)에 도달하지 않은 경우, 상기 방전압편차값(mVd)을 소정의 전압편차 증가값만큼 증가시키는 전압편차값 증가단계; 상기 전압편차값 증가단계 이후, 상기 방전누적전류 산출단계로 귀환하는 검출반복단계;를 추가로 수행할 수 있다. In the discharge accumulation current difference calculation step, when the discharge accumulation current difference is not smaller than the predetermined first discharge threshold value (a), the discharge middle voltage (V d ) and the predetermined discharge end voltage (V d.end. cycle ) to determine whether or not the discharge end voltage has been reached; When the voltage during discharge (V d ) does not reach the predetermined discharge end voltage (V d.end.cycle ), the voltage deviation value for increasing the discharge voltage deviation value (mV d ) by a predetermined voltage deviation increment value. increase step; After the voltage deviation value increasing step, a detection repetition step returning to the discharge accumulated current calculation step may be additionally performed.

또한, 상기 방전종료전압 도달여부 판단단계에서, 상기 방전중전압(Vd)이 소정의 방전종료전압(Vd.end.cycle)에 도달한 경우, 방전을 종료하고 대기하는 방전대기단계;를 추가로 수행할 수 있다. In addition, in the step of determining whether the discharge end voltage is reached, when the voltage during discharge (V d ) reaches a predetermined discharge end voltage (V d.end.cycle ), a discharge standby step of ending the discharge and waiting. additional can be done.

본 발명은, 배터리 충전시 충전시작전압(Vc.start.cycle), 충전종료전압(Vc.end.cycle), 충전전압편차(mVc), 방전전압편차(mVd), 전류누적시간(t), 방전시작전압(Vd.start.cycle), 방전종료전압(Vd.end.cycle) 을 설정하는 파라미터 설정단계; 배터리를 충전종료전압까지 충전하는 충전단계; 충전된 배터리를 방전종료전압까지 방전하는 방전단계; 를 포함하여 구성되며, 상기 충전단계는, 충전중전압(Vc)이 충전시작전압에서 상기 충전전압편차값만큼 증가된 값을 가질 때, 상기 전류누적 시간(t) 동안 충전누적전류(Qc.cycle) 값을 산출하는 충전누적전류 산출단계; 상기 소정의 충전전류누적 시간(t)에서의 충전주기전압(Vc.t.cycle)을 저장하는 충전주기전압 저장단계; 상기 충전누적전류(Qc.cycle)와 이전주기에서의 충전누적전류(Qc.cycle-1)와의 차이가 소정의 제1임계값보다 작은 경우, 상기 충전주기전압값(Vc.t.cycle)과 이전주기의 충전주기전압값(Vc.t.cycle-1)을 비교하여 그 차이가 소정의 제2임계값보다 큰 경우, 이상셀로 판단하는 충전중 이상셀 검출단계;를 포함하고, 상기 방전단계는, 방전중전압(Vd)이 방전시작전압에서 상기 방전전압편차값만큼 감소된 값을 가질 때, 상기 전류누적 시간(t) 동안 방전누적전류(Qd.cycle) 값을 산출하는 방전누적전류 산출단계; 상기 소정의 방전전류누적 시간(t)에서의, 방전주기전압(Vd.t.cycle)을 저장하는 방전주기전압 저장단계; 상기 방전누적전류(Qd.cycle)와 이전주기에서의 방전누적전류(Qd.cycle-1)와의 차이가 소정의 제3임계값보다 작은 경우, 상기 방전주기전압값(Vd.t.cycle)과 이전주기의 방전주기전압값(Vd.t.cycle-1)을 비교하여 그 차이가 소정의 제4임계값보다 큰 경우, 이상셀로 판단하는 방전중 이상셀 검출단계;를 포함하여 구성되는 충방전시 이상셀 검출 방법을 제공한다. In the present invention, when charging the battery, the charging start voltage (V c.start.cycle ), the charging end voltage (V c.end.cycle ), the charging voltage deviation (mV c ), the discharge voltage deviation (mV d ), the current accumulation time (t), a parameter setting step of setting a discharge start voltage (V d.start.cycle ) and a discharge end voltage (V d.end.cycle ); a charging step of charging the battery up to a charging end voltage; a discharging step of discharging the charged battery to a discharging end voltage; In the charging step, when the voltage during charging (V c ) has a value increased by the charging voltage deviation value from the charging start voltage, the charging accumulation current (Q c ) during the current accumulation time (t) .cycle ) charge accumulation current calculation step of calculating a value; a charge cycle voltage storage step of storing a charge cycle voltage (V ctcycle ) at the predetermined charge current accumulation time (t); When the difference between the charge accumulation current (Q c.cycle ) and the charge accumulation current (Q c.cycle-1 ) in the previous cycle is smaller than a first predetermined threshold value, the charge cycle voltage value (V ctcycle ) and the previous cycle voltage value (V ctcycle ) and detecting an abnormal cell during charging by comparing the charging cycle voltage value (V ctcycle-1 ) of each cycle and determining that the cell is an abnormal cell when the difference is greater than a predetermined second threshold value, wherein the discharging step includes discharging When the middle voltage (V d ) has a value reduced by the discharge voltage deviation value from the discharge start voltage, a discharge accumulation current calculation step of calculating a discharge accumulation current (Q d.cycle ) value during the current accumulation time (t). ; a discharge cycle voltage storage step of storing a discharge cycle voltage (V dtcycle ) at the predetermined discharge current accumulation time (t); When the difference between the accumulated discharge current (Q d.cycle ) and the accumulated discharge current (Q d.cycle-1 ) in the previous cycle is smaller than a predetermined third threshold value, the discharge cycle voltage value (V dtcycle ) and the previous cycle voltage value (V d.cycle ) an abnormal cell during charging and discharging; detecting an abnormal cell during discharge by comparing discharge cycle voltage values (V dtcycle-1 ) of cycles and determining the cell as an abnormal cell when the difference is greater than a predetermined fourth threshold value; detection method is provided.

또한, 본 발명은, 배터리의 이상 셀을 검출하는 시스템으로서, 배터리의 충전의 시작과 종료를 제어하고, 이전주기의 충전누적전류와의 차이값 및 이전주기의 충전 주기전압과의 차이에 기반하여 이상 셀 여부를 판정하는 제어부; 배터리의 충전중에 충전중전압을 측정하는 전압측정부; 충전누적전류를 산출하고, 이전 충전주기의 충전누적전류와의 차이를 소정의 제1 충전 임계값과 비교하는 누적전류 비교부; 충전 주기전압을 산출하고, 이전주기의 충전 주기전압과의 차이를 소정의 제2 충전 임계값과 비교하는 전압 비교부;를 포함하여 구성되는 배터리 이상 셀 검출 시스템을 제공한다. In addition, the present invention is a system for detecting an abnormal cell of a battery, which controls the start and end of charging of the battery, and based on the difference between the charge accumulation current of the previous cycle and the charge cycle voltage of the previous cycle a control unit that determines whether or not there is an abnormal cell; a voltage measurement unit for measuring a voltage during charging while charging the battery; an accumulation current comparator for calculating a charge accumulation current and comparing a difference with a charge accumulation current of a previous charging cycle with a predetermined first charge threshold value; A voltage comparator for calculating a charging cycle voltage and comparing a difference from a charging cycle voltage of a previous cycle with a predetermined second charging threshold.

이때, 상기 충전누적전류는, 충전중 전압이 소정의 전압값인 시점으로부터, 소정의 충전누적전류 시간동안의 누적전류량이며, 상기 충전 주기전압은, 충전중 전압이 상기 소정의 전압값인 시점으로부터, 상기 소정의 충전누적전류 시간이 흐른뒤에 측정되는 충전중 전압이다. At this time, the charge accumulation current is the accumulated current amount for a predetermined charge accumulation current time from the time when the voltage during charging is a predetermined voltage value, and the charging cycle voltage is the accumulated current amount from the time when the voltage during charging is the predetermined voltage value. , is the voltage during charging measured after the predetermined accumulated charging current time has elapsed.

본 발명의 상기 제어부는, 상기 충전누적전류값이 이전 충전주기의 충전누적전류와의 차이가 소정의 제1 임계값보다 작고, 상기 충전 주기전압과 이전주기의 충전 주기전압과의 차이가 소정의 제2 임계값 보다 큰 경우, 이상 셀로 판단하며, 상기 충전누적전류값이 이전 충전주기의 충전누적전류와의 차이가 소정의 제1 임계값보다 작지 않거나, 상기 충전 주기전압과 이전주기의 충전 주기전압과의 차이가 소정의 제2 임계값 보다 크지 않은 경우, 충전중 전압이 충전종료전압이 아니면, 충전중 전압이 더 커진 시점에서 상기 충전 누적전류와 충전 주기전압을 산출하도록 제어한다. The control unit of the present invention determines that the difference between the charge accumulation current value and the charge accumulation current of the previous charge cycle is smaller than a predetermined first threshold value, and the difference between the charge cycle voltage and the charge cycle voltage of the previous cycle is a predetermined value. If it is greater than the second threshold, it is determined as an abnormal cell, and the difference between the charge accumulation current value and the charge accumulation current of the previous charge cycle is not smaller than the first predetermined threshold value, or the charge cycle voltage and the charge cycle of the previous cycle When the difference with the voltage is not greater than a predetermined second threshold, if the voltage during charging is not the charging end voltage, the charging accumulation current and the charging cycle voltage are calculated at a time point when the voltage during charging becomes larger.

동일한 전압에서 동일한 시간 동안에 비슷한 수준의 전류가 충전되거나 방전되었을 경우에 전압 비교를 통해 이상 셀을 검출함으로써, 오검출이 발생할 수 있는 확률을 줄여, 보다 정확한 이상셀 검출을 가능하게 하였다. By detecting an abnormal cell through voltage comparison when a similar level of current is charged or discharged at the same voltage and for the same time period, the probability of erroneous detection is reduced, enabling more accurate detection of the abnormal cell.

도 1은 본 발명의 이상 셀 검출장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 충전시 이상 셀 검출 절차를 도시한 절차도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방전시 이상 셀 검출 절차를 도시한 절차도이다.
도 4는 본 발명에 따른 충전구간에서의 전류, 전압 변화의 한 예를 도시한 그래프이다. 1 is a block diagram of an abnormal cell detection device according to the present invention.
2 is a flowchart illustrating a procedure for detecting an abnormal cell during charging according to the present invention.
3 is a flowchart illustrating a procedure for detecting an abnormal cell during discharge according to the present invention.
4 is a graph showing an example of current and voltage changes in a charging section according to the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명은 배터리의 충방전 중에 동일한 시간 동안 비슷한 수준의 전류가 충전되거나 방전되는 경우에 전압 비교를 통해 이상 셀을 검출하는 시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것이다. An object of the present invention is to provide a system and method for detecting an abnormal cell through voltage comparison when a similar level of current is charged or discharged for the same time during charging and discharging of a battery.

배터리가 동일한 크기의 전류를 출력하거나 배터리로 동일한 크기의 전류가 유입된다면 최종적으로 해당 배터리들은 동일한 전압을 출력하여야 한다. 그러나, 셀 내부에 이상이 발생한 경우에는 전압의 크기가 달라질 수 있다. If the batteries output the same amount of current or if the same amount of current flows into the battery, the corresponding batteries should finally output the same voltage. However, when an error occurs inside the cell, the magnitude of the voltage may vary.

배터리가 퇴화되면 저항이 증가하고 이에 따라 충전구간에서는 전압이 점차 상승하게 되고, 방전구간에서는 전압이 하강하게 된다. 또한 충전구간에서는 퇴화로 인한 증가저항으로 인하여 전압이 순간적으로 상승할 수 있고, 방전구간에서는 반대로 순간적으로 전압강하가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 종래의 이상 셀 검출 방식에 따르면, 셀 퇴화와 전류 인입에 따른 전압 변화에 대하여 의도하지 않게 이상 셀로 판단하는 경우가 발생한다. As the battery deteriorates, its resistance increases, and accordingly, the voltage gradually rises in the charging section and decreases in the discharging section. Also, in the charging section, the voltage may instantaneously rise due to the increased resistance due to degeneration, and in the discharging section, on the contrary, a voltage drop may occur instantaneously. In this case, according to the conventional abnormal cell detection method, a cell degeneration and a voltage change due to current drawing may be unintentionally determined as an abnormal cell.

본 발명에서는, 이러한 오류를 방지하기 위하여, 충전구간에서는 이전 싸이클(cycle) 대비 전압이 하강하는 경우에 대하여 검출하고, 방전 구간에서는 이전 싸이클(cycle) 대비 전압이 상승하는 경우에 대하여 이상 셀을 검출한다. In the present invention, in order to prevent such an error, a case in which the voltage decreases compared to the previous cycle is detected in the charging section, and an abnormal cell is detected in the case where the voltage increases compared to the previous cycle in the discharging section. do.

나아가 본 발명에서는, 이전 싸이클(cycle) 대비 전압비교를 수행함에 있어서, 동일 셀에 대하여 동일한 전압에서 시작하여 동일한 시간동안 비슷한 수준의 전류가 흘렀을 싸이클(cycle)간 전압비교를 수행한다. Furthermore, in the present invention, in performing voltage comparison against previous cycles, voltage comparison between cycles in which a similar level of current has flowed for the same time starting from the same voltage for the same cell is performed.

이하 아래에서는, 이와 같은 본 발명의 이상 셀 검출방법 및 검출 시스템에 대하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the abnormal cell detection method and detection system of the present invention will be described in more detail.

1 . 본 발명에 따른 이상 셀 검출방법One . Abnormal cell detection method according to the present invention

본 발명에 따른 이상 셀 검출방법은, 매 충전싸이클/방전싸이클 마다, 동일한 충/방전 전압에서 소정의 시간동안 흐른 누적전류의 값과 상기 소정 시간에서의 충/방전 주기전압을 저장하고, 상기 누적전류의 값이 이전의 충/방전 싸이클에서의 누적전류의 값과 유사한 수준에 있는 경우에 이전 충/방전 싸이클의 충/방전 전압과 비교하여 편차가 큰 경우, 이상 셀로 검출함으로써, 셀 이상이 아닌 다른 문제로 인하여 이상 셀로 검출되는 문제를 배제한 이상 셀 검출방법을 제공한다. The faulty cell detection method according to the present invention stores the value of the accumulated current flowing for a predetermined time at the same charge/discharge voltage and the charge/discharge cycle voltage at the predetermined time for every charge/discharge cycle, and stores the accumulated When the value of current is at a level similar to the value of accumulated current in the previous charge/discharge cycle, if the deviation is large compared to the charge/discharge voltage of the previous charge/discharge cycle, it is detected as an abnormal cell, Provided is a method for detecting abnormal cells that excludes problems in which cells are detected as abnormal cells due to other problems.

1.1 충전구간에서의 이상 셀 검출방법1.1 Abnormal cell detection method in charging section

배터리 셀의 관리장치(BMS) 또는 제어부는 소정의 시간간격으로 셀전압을 측정한다. 제어부의 판단에 따라 혹은 충전제어 신호에 따라, 배터리 셀의 충전을 시작하는 충전시작단계를 수행한다. 충전을 시작한 이후에도 제어부는 지속적으로 셀전압을 측정한다. A battery cell management system (BMS) or controller measures the cell voltage at predetermined time intervals. According to the determination of the control unit or according to the charging control signal, a charging start step of starting charging of the battery cell is performed. Even after charging starts, the control unit continuously measures the cell voltage.

(1) 충전시작 및 충전파라미터 초기화 단계(S210)(1) Charging start and charging parameter initialization step (S210)

제어부 또는 배터리관리장치(BMS)의 제어에 따라 충전을 시작하면서, 충전시작전압(Vc.start.cycle), 충전종료전압(Vc.end.cycle), 충전전압편차(mVc), 충전전류누적시간(tc)을 설정하는 충전 파라미터 초기화 단계를 수행한다. 도 2에 도시된 것과 같이 충전주기(cycle) 1로 하여 충전단계를 시작한다. While charging starts under the control of the controller or battery management system (BMS), charging start voltage (V c.start.cycle ), charging end voltage (V c.end.cycle ), charging voltage deviation (mV c ), charging A charging parameter initialization step for setting the current accumulation time (t c ) is performed. As shown in FIG. 2, the charging step starts with a charging cycle 1.

상기, 충전시작전압(Vc.start.cycle)은 충전을 시작하는 시점에서의 셀 측정전압이거나, 제어부가 충전을 시작하도록 설정한 전압이다. 제어부는 셀전압을 지속 측정하고 있으면서 셀 전압이 충전시작전압 이하가 되면 셀 충전을 시작하도록 할 수 있다. 본 발명에서의 충전시작전압은 매 충전 사이클(cycle)에서 실질적으로 동일한 수준이 되도록 설정될 수 있다.The charging start voltage (V c.start.cycle ) is a cell measurement voltage at the time of starting charging or a voltage set by the control unit to start charging. While continuously measuring the cell voltage, the controller may start charging the cell when the cell voltage becomes less than or equal to the charging start voltage. The charging start voltage in the present invention may be set to be substantially the same level in every charging cycle.

충전종료전압(Vc.end.cycle)은 충전중 충전을 종료하도록 설정된 측정전압값이다. The charging end voltage (V c.end.cycle ) is a measured voltage value set to end charging during charging.

충전전압편차(mVc)는 본 발명에서, 충전시작전압에 더하여주는 편차값이다. 본 발명에 따르면, 충전중 측정되는 충전중전압(Vc)이 충전시작전압으로부터 충전전압편차(mVc) 만큼씩 점차적으로 증가되는 값을 가지는 매 시점에서부터 충전전류누적시간(tc) 동안의 전류누적량인 충전누적전류(Qc.cycle)를 산출하고, 전류누적량 산출을 종료하는 상기 매 시점에서부터 충전전류누적시간(tc)이 흐른 시점에서의 충전중전압(Vc) 값을 이전 충전주기의 값과 비교하는 절차를 가지는데, 충전전압편차(mVc)는 이와 같이 충전누적전류와 상기 비교 대상 충전중전압을 산출하는 기준 전압값을 증가시켜가는 전압증가분이라고 할 수 있다.In the present invention, the charging voltage deviation (mV c ) is a deviation value added to the charging start voltage. According to the present invention, the voltage during charging (V c ) measured during charging is gradually increased by the charging voltage deviation (mV c ) from the charging start voltage during the charging current accumulation time (t c ) from each point in time. The accumulated charging current (Q c.cycle ), which is the accumulated current amount, is calculated, and the value of the voltage (V c ) during charging at the time when the accumulated charging current time (t c ) has elapsed from each point in time at which the calculation of the accumulated current amount is completed is the value of the previous charge. It has a procedure of comparing the value of the cycle, and the charging voltage deviation (mV c ) can be said to be a voltage increment that increases the reference voltage value for calculating the charging accumulated current and the voltage during charging to be compared.

도 2에, 귀환절차에서 mV=mV+1로 도시된 것처럼, 하나의 충전주기 내에서, 충전중전압(Vc)이 충전종료전압(Vc.end.cycle)에 도달할 때까지, 충전누적전류를 산출하는 기준시점이 되는 전압값을 충전시작전압(Vc.start.cycle)으로부터 1 만큼씩 증가시켜가면서 절차를 반복한다. As shown in FIG. 2, mV=mV+1 in the feedback procedure, within one charging cycle, the charging voltage (V c ) is charged until the charging end voltage (V c.end.cycle ) is reached. The procedure is repeated while increasing the voltage value, which is the reference point for calculating the accumulated current, by 1 from the charging start voltage (V c.start.cycle ).

(2) 충전중전압(Vc) 측정단계(S220)(2) Voltage during charging (V c ) measurement step (S220)

충전중전압 측정단계에서는 배터리 셀의 충전중 전압을 측정한다. 배터리관리장치는 충방전 시작 여부와는 상관없이, 항시 배터리 셀의 전압을 측정하도록 설정될 수 있으며, 본 발명에서는 충전시작단계(S10)에서의 측정전압을 충전시작전압(Vc.start.cycle)으로 부여하고 그 값을 메모리에 저장한다. In the step of measuring the voltage during charging, the voltage during charging of the battery cell is measured. The battery management device may be set to always measure the voltage of the battery cell regardless of whether charging or discharging starts, and in the present invention, the measured voltage in the charging start step (S10) is the charging start voltage (V c.start.cycle ) and store the value in memory.

본 발명은 후에 이전 싸이클 대비 전압비교를 수행하는데, 여기에서 현재 싸이클이라 함은 현재 충전구간을 의미하며, 이전 싸이클이라 함은 현재 싸이클 이전에 방전 또는 휴지 기간의 직전 충전구간을 의미한다. The present invention later performs voltage comparison against the previous cycle. Here, the current cycle means the current charging section, and the previous cycle means the charging section immediately before the discharge or idle period prior to the current cycle.

충전중전압(Vc) 측정단계는 한 번의 전압측정으로 종료되는 절차는 아니며, 소정의 전압측정간격으로 지속적으로 배터리 전압을 측정한다. The step of measuring the voltage during charging (V c ) is not a procedure that ends with a single voltage measurement, and continuously measures the battery voltage at predetermined voltage measurement intervals.

(3) 충전누적전류 산출단계(S230 )(3) Charging accumulated current calculation step (S230)

본 발명은, 배터리 셀의 충전중 측정되는 충전중전압(Vc)이 상술한 충전시작전압(Vc.start.cycle)에서 상기 충전전압편차값(mVc)만큼 증가된 값(Vc.start.cycle + mVc)을 가질 때, 상기 설정한 소정의 충전전류누적 시간(tc) 동안의 충전누적전류(Qc.cycle)를 산출하고 저장하는, 충전누적전류 산출단계를 가진다. In the present invention, the voltage during charging (V c ) measured during charging of the battery cell is an increased value (V c . start.cycle + mV c ), a charge accumulation current calculation step of calculating and storing the charge accumulation current ( Qc.cycle ) for the set predetermined charge current accumulation time (t c ).

충전전압편차값(mVc)는 매 귀환주기마다 지속적으로 소정의 설정값만큼씩 증가한다. 도 2에서 충전전압편차값(mVc)는 1mV 만큼씩 증가하는 경우를 도시하였다. The charging voltage deviation value (mV c ) continuously increases by a predetermined set value at every feedback cycle. In FIG. 2, the case where the charging voltage deviation value (mV c ) increases by 1 mV is shown.

충전누적전류 산출단계에서는, 각 전압값(누적전류량 산출전압)에서, 소정의 충전전류누적 시간(tc) 동안의 충전누적전류(Qc.cycle)을 계산한다. 이는 매 충전구간(충전주기: charge cycle)마다 반복되어 메모리에 저장된다. In the charge accumulation current calculation step, the charge accumulation current (Q c.cycle ) for a predetermined charge current accumulation time (t c ) is calculated at each voltage value (accumulated current calculation voltage). This is repeated every charging section (charge cycle) and stored in the memory.

각 전압값에서의 tc 초 동안의 누적전류량은 누적전류량 산출전압을 증가시켜가면서 측정하는데, 예를 들어, 해당 충전구간에서 충전시작전압이 Vc.start.cycle 인 경우, 누적전류 산출전압은 Vc.start.cycle 에서 시작하여 소정의 전압 편차값 mVc를 증가시켜가면서 해당전압에서의 충전누적전류량을 산출한다. 즉, 하나의 충전구간에서, 충전시작전압에서 시작하여 충전을 종료할 때까지, 각각의 누적전류 산출전압들 Vc.start.cycle + mVc (mV=0, 1, 2, ?) 에서 충전전류누적 시간(tc) 동안의 누적전류량을 산출하고 이를 메모리에 저장한다.The accumulated current for t c seconds at each voltage value is measured by increasing the accumulated current calculation voltage. For example, when the charging start voltage in the charging section is V c.start.cycle , the accumulated current calculation voltage is Starting from V c.start.cycle , the accumulated charging current at the corresponding voltage is calculated while increasing the predetermined voltage deviation value mV c . That is, in one charging section, from the charging start voltage to the end of charging, charging at each cumulative current calculation voltage V c.start.cycle + mV c (mV = 0, 1, 2, ?) The accumulated current during the current accumulation time (t c ) is calculated and stored in the memory.

이와 같은 과정이 매 충전구간마다 반복된다. 즉, 매 충전구간에서, Vc= Vc.start.cycle + mVc (mV=0, 1, 2, ?) 일때의 충전전류누적 시간(tc) 동안의 충전누적전류(Qc.cycle)가 산출되고 저장된다.This process is repeated every charging section. That is, in every charging section, the charging accumulation current (Q c.cycle ) during the charging current accumulation time (t c ) when V c = V c.start.cycle + mV c (mV=0, 1, 2, ?) ) is calculated and stored.

(4) 충전주기전압 산출단계 (S240)(4) Calculation of charging cycle voltage (S240)

다음으로, 상기 충전중전압(Vc)이 상기 충전시작전압에서 상기 충전전압편차만큼 증가된 값을 가질 때, 상기 소정의 충전전류누적 시간(tc) 이후, 충전주기전압(Vc.t.cycle)을 측정하고 저장하는 충전주기전압 저장단계;를 가진다.Next, when the voltage during charging (V c ) has a value increased by the charging voltage deviation from the charging start voltage, after the predetermined charging current accumulation time (t c ), the charging cycle voltage (V ctcycle ) and a charging cycle voltage storage step for measuring and storing.

(5) 충전누적전류 비교단계 (S250). (5) charge accumulation current comparison step (S250).

다음으로, 상기 현재 충전구간(cycle)에서의 충전누적전류(Qc.cycle)와 메모리에 저장된 이전 충전구간(cycle-1)의 충전누적전류(Qc.cycle-1)와의 차이인 충전누적전류 차이를 산출하는 충전누적전류 비교단계를 가진다. 충전누적전류의 차이의 절대값이 소정의 제1 충전임계값보다 작은 경우, 아래의 충전주기전압 차이 연산단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우, 충전주기전압이 충전종료전압에 도달하였는지를 비교하는 충전종료전압 도달여부 판단단계로 이동한다. Next, charge accumulation, which is the difference between the accumulated charging current (Q c.cycle ) in the current charging period (cycle) and the accumulated charging current (Q c.cycle -1 ) of the previous charging period (cycle-1) stored in the memory. It has a charge accumulation current comparison step for calculating the current difference. If the absolute value of the difference in charge accumulation current is smaller than the first predetermined charge threshold value, proceed to the charge cycle voltage difference calculation step below, otherwise, charge termination to compare whether the charge cycle voltage reaches the charge end voltage It moves to the step of determining whether or not the voltage has reached.

(6) 충전주기전압 차이 연산단계(S260)(6) Charging cycle voltage difference calculation step (S260)

충전주기전압 차이 연산단계는 상기 충전누적전류 차이 연산단계에서 산출한 상기 충전누적전류 차이가 소정의 제1 충전임계값 보다 작은 경우, 이전 충전주기(cycle - 1)의 충전주기전압(Vc.t.cycle-1)과 이번 충전구간/주기에서의 충전주기전압(Vc.t.cycle)과의 차이인 충전주기전압 차이를 구한다. In the charging cycle voltage difference calculation step, when the charge accumulation current difference calculated in the charge accumulation current difference calculation step is smaller than the first predetermined charge threshold value, the charge cycle voltage (V ctcycle -1) of the previous charge cycle (cycle-1) 1 ) and the charging cycle voltage (V ctcycle ) in this charging section/cycle.

상기 산출한 충전주기전압 차이를 소정의 제2 충전임계값과 비교하고, 그 차이가 제2 충전임계값 보다 큰 경우, 해당 셀을 이상셀로 판단하는 이상셀 검출 및 경보단계를 수행하고, 그렇지 않은 경우, 충전종료전압 도달여부 판단단계로 이동한다. The calculated charging cycle voltage difference is compared with a predetermined second charging threshold, and if the difference is greater than the second charging threshold, an abnormal cell detection and alarm step of determining the corresponding cell as an abnormal cell is performed, and otherwise If not, it moves to the step of determining whether or not the charging end voltage has been reached.

(7) 이상셀 검출 및 경보단계(S270)(7) Abnormal cell detection and warning step (S270)

상기 산출한 충전주기전압(Vc.t.cycle)과 이전 충전주기의 충전주기전압(Vc.t.cycle-1)과의 차이가 소정의 제2임계값 보다 큰 경우, 해당 셀을 이상셀로 판단한다. 이상 셀이 검출되는 경우, 이를 사용자에게 알릴 수 있는 소정의 경보를 발현할 수 있다. When a difference between the calculated charge cycle voltage (V ctcycle ) and the charge cycle voltage (V ctcycle-1 ) of the previous charge cycle is greater than a predetermined second threshold value, the corresponding cell is determined to be an abnormal cell. When an aberrant cell is detected, an alert may be raised to notify the user of this.

도 4a, b는 각각 충전중 전압이 3.898V, 3.990V, tc=100sec 일때, 충전누적전류가 0.785Ah, 0.774Ah로 동일하게 측정되고, 이전 충전구간의 충전주기전압(도 4에서는 Vt.cycle로 표시)과 현재 충전구간의 충전주기전압의 차이가 4mV로 검출된 경우를 예로 도시한 것이다.4a and b show that when the voltage during charging is 3.898V, 3.990V, and t c =100sec, the accumulated charging current is measured as 0.785Ah and 0.774Ah, respectively, and the charging cycle voltage of the previous charging section (V t in FIG. 4) .cycle ) and the case where the difference between the charging cycle voltage of the current charging section is detected as 4mV is shown as an example.

(8) 충전종료전압 도달여부 판단단계(S280)(8) Determining whether the charging end voltage has been reached (S280)

충전종료전압 도달여부는 상기 충전누적전류 비교단계에서, 충전누적전류의 차이가 소정의 제1 임계값보다 작지 않은 경우, 또는 상기 충전주기전압 차이가 소정의 제2 임계값보다 크지 않은 경우, 충전주기전압(Vc.t.cycle)과 충전종료전압을 비교한다. Whether or not the charge end voltage has been reached is determined in the charge accumulation current comparison step when the difference in charge accumulation current is not smaller than a first predetermined threshold value or when the difference in charge cycle voltage is not greater than a predetermined second threshold value. Compare the cycle voltage (V ctcycle ) and the charging end voltage.

충전주기전압(Vc.t.cycle)이 충전종료전압에 도달한 경우, 충전구간 반복단계로 진행하며, 그렇지 않은 경우, 이상셀 검출 반복단계로 진행한다. When the charging cycle voltage (V ctcycle ) reaches the charging end voltage, the charging section repetition step is performed. Otherwise, the abnormal cell detection repetition step is performed.

(9) 이상셀 검출 반복단계(S290)(9) Abnormal cell detection repetition step (S290)

이상셀 검출 반복단계는, 하나의 충전주기/구간 동안에 이상셀 검출을 반복하는 귀환절차이다. 이상셀 검출의 반복을 진행하면서, 도 2에 mV=mV+1 로 도시된 것철머, 충전전압편차(mVc)를 예를 들어 1mV 만큼 증가시킨후, 상기 충전누적전류 산출단계로 귀환하여 충전주기전압이 충전종료전압에 도달할 때까지 절차를 반복한다. The abnormal cell detection repetition step is a feedback procedure that repeats abnormal cell detection during one charging cycle/section. While repeating the abnormal cell detection, after increasing the charging voltage deviation (mV c ) by 1 mV, for example, as shown in FIG. 2 as mV=mV+1, return to the charge accumulation current calculation step and charge The procedure is repeated until the cycle voltage reaches the charge termination voltage.

(10) 충전구간 반복단계(10) Charging section repetition step

충전구간 반복단계는 전체 충전주기/구간의 횟수가 소정의 충전횟수(C.Cycle.end)에 도달하였는지를 확인하고(S291), 도달한 경우, 절차를 종료하며, 그렇지 않은 경우, 충전주기수를 +1 하고(S294), 충전시작을 기다리며, 제어부의 충전시작제어신호에 따라 충전시작 및 충전파라미터 초기화 단계로 회귀한다. The charging section repetition step checks whether the number of total charging cycles/sections has reached a predetermined number of charging cycles (C.Cycle. end ) (S291), and if so, ends the procedure, and if not, determines the number of charging cycles. +1 (S294), waits for the start of charging, and returns to the step of starting charging and initializing charging parameters according to the charging start control signal of the control unit.

1.2 방전구간에서의 이상 셀 검출방법1.2 Abnormal cell detection method in the discharge section

배터리 셀의 관리장치(BMS) 또는 제어부는 소정의 시간간격으로 셀전압을 측정한다. 제어부의 판단에 따라 혹은 방전제어 신호에 따라, 배터리 셀의 방전을 시작하는 방전시작단계를 수행한다. 방전을 시작한 이후에도 제어부는 지속적으로 셀전압을 측정한다. A battery cell management system (BMS) or controller measures the cell voltage at predetermined time intervals. A discharge start step of starting discharge of the battery cell is performed according to the judgment of the controller or according to the discharge control signal. Even after discharging starts, the control unit continuously measures the cell voltage.

(1) 방전시작 및 방전파라미터 초기화 단계(S310)(1) Discharge start and discharge parameter initialization step (S310)

제어부 또는 배터리관리장치(BMS)의 제어에 따라 방전을 시작하면서, 방전시작전압(Vd.start.cycle), 방전종료전압(Vd.end.cycle), 방전전압편차(mVd), 방전전류누적시간(td)을 설정하는 방전 파라미터 초기화 단계를 수행한다. 도 3에 도시된 것과 같이 방전주기(cycle) 1로 하여 방전단계를 시작한다. While discharging starts under the control of the controller or battery management system (BMS), the discharge start voltage (V d.start.cycle ), discharge end voltage (V d.end.cycle ), discharge voltage deviation (mV d ), discharge A discharge parameter initialization step for setting the current accumulation time (t d ) is performed. As shown in FIG. 3, the discharging step starts with a discharging cycle 1.

상기, 방전시작전압(Vd.start.cycle)은 방전을 시작하는 시점에서의 셀 측정전압이거나, 제어부가 방전을 시작하도록 설정한 전압이다. 제어부는 셀전압을 지속 측정하고 있으면서 셀 전압이 방전시작전압 이하가 되면 셀 방전을 시작하도록 할 수 있다. 본 발명에서의 방전시작전압은 매 방전 사이클(cycle)에서 실질적으로 동일한 수준이 되도록 설정될 수 있다.The discharge start voltage (V d.start.cycle ) is a cell measurement voltage at the time of starting discharge or a voltage set by the control unit to start discharge. The control unit may start cell discharge when the cell voltage is lower than the discharge start voltage while continuously measuring the cell voltage. The discharge start voltage in the present invention may be set to be substantially the same level in every discharge cycle.

방전종료전압(Vd.end.cycle)은 방전중 방전을 종료하도록 설정된 측정전압값이다. The discharge end voltage (V d.end.cycle ) is a measured voltage value set to end discharge during discharge.

방전전압편차(mVd)는 본 발명에서, 방전시작전압에 더하여주는 편차값이다. 본 발명에 따르면, 방전중 측정되는 방전중전압(Vd)이 방전시작전압으로부터 방전전압편차(mVd) 만큼씩 점차적으로 증가되는 값을 가지는 매 시점에서부터 방전전류누적시간(td) 동안의 전류누적량인 방전누적전류(Qd.cycle)를 산출하고, 전류누적량 산출을 종료하는 상기 매 시점에서부터 방전전류누적시간(td)이 흐른 시점에서의 방전중전압(Vd) 값을 이전 방전주기의 값과 비교하는 절차를 가지는데, 방전전압편차(mVd)는 이와 같이 방전누적전류와 상기 비교 대상 방전중전압을 산출하는 기준 전압값을 증가시켜가는 전압증가분이라고 할 수 있다.The discharge voltage deviation (mV d ) is a deviation value added to the discharge start voltage in the present invention. According to the present invention, the voltage during discharge (V d ) measured during discharge is gradually increased by the discharge voltage deviation (mV d ) from the discharge start voltage during the discharge current accumulation time (t d ) from each point in time. The accumulated discharge current (Q d.cycle ), which is the accumulated current amount, is calculated, and the value of the voltage (V d ) during discharging at the time when the accumulated discharge current time (t d ) has passed from each point in time at which the calculation of the accumulated current amount is terminated is determined by the previous discharge. It has a procedure of comparing the value of the period, and the discharge voltage deviation (mV d ) can be said to be a voltage increment that increases the reference voltage value for calculating the discharge accumulated current and the voltage during discharge to be compared.

도 2에, 귀환절차에서 mV=mV+1로 도시된 것처럼, 하나의 방전주기 내에서, 방전중전압(Vd)이 방전종료전압(Vd.end.cycle)에 도달할 때까지, 방전뉴적전류를 산출하는 기준시점이 되는 전압값을 방전시작전압(Vd.start.cycle)으로부터 1 만큼씩 증가시켜가면서 절차를 반복한다. 2, as shown by mV=mV+1 in the feedback procedure, within one discharge cycle, until the voltage during discharge (V d ) reaches the discharge end voltage (V d.end.cycle ), the discharge The procedure is repeated while increasing the voltage value, which is the reference point for calculating the new red current, by 1 from the discharge start voltage (V d.start.cycle ).

(2) 방전중전압(Vd) 측정단계(S320)(2) Voltage during discharge (V d ) measurement step (S320)

방전중전압 측정단계에서는 배터리 셀의 방전중 전압을 측정한다. 배터리관리장치는 충방전 시작 여부와는 상관없이, 항시 배터리 셀의 전압을 측정하도록 설정될 수 있으며, 본 발명에서는 방전시작단계(S10)에서의 측정전압을 방전시작전압(Vd.start.cycle)으로 부여하고 그 값을 메모리에 저장한다. In the step of measuring the voltage during discharging, the voltage during discharging of the battery cell is measured. The battery management device may be set to always measure the voltage of the battery cell regardless of whether charging or discharging starts, and in the present invention, the measured voltage in the discharge start step (S10) is the discharge start voltage (V d.start.cycle ) and store the value in memory.

본 발명은 후에 이전 싸이클 대비 전압비교를 수행하는데, 여기에서 현재 싸이클이라 함은 현재 방전구간을 의미하며, 이전 싸이클이라 함은 현재 싸이클 이전에 방전 또는 휴지 기간의 직전 방전구간을 의미한다. In the present invention, a voltage comparison is performed with respect to a previous cycle later. Here, the current cycle refers to the current discharge period, and the previous cycle refers to a discharge period prior to the current cycle or immediately preceding the rest period.

방전중전압(Vd) 측정단계는 한 번의 전압측정으로 종료되는 절차는 아니며, 소정의 전압측정간격으로 지속적으로 배터리 전압을 측정한다. The step of measuring the voltage (V d ) during discharging is not a procedure that ends with a single voltage measurement, and continuously measures the battery voltage at predetermined voltage measurement intervals.

(3) 방전누적전류 산출단계(S330)(3) Discharge Accumulated Current Calculation Step (S330)

본 발명은, 배터리 셀의 방전중 측정되는 방전중전압(Vd)이 상술한 방전시작전압(Vd.start.cycle)에서 상기 방전전압편차값(mVd)만큼 감소된 값(Vd.start.cycle - mVc)을 가질 때, 상기 설정한 소정의 방전전류누적 시간(td) 동안의 방전누적전류(Qd.cycle)를 산출하고 저장하는, 방전누적전류 산출단계를 가진다. In the present invention, the discharging voltage (V d ) measured during discharging of the battery cell is reduced by the discharging voltage deviation value (mV d ) from the discharging start voltage (V d.start.cycle ) described above (V d. start.cycle - mV c ), the accumulated discharge current calculation step of calculating and storing the accumulated discharge current (Q d.cycle ) for the set predetermined accumulated discharge current time (t d ).

방전전압편차값(mVd)는 매 귀환주기마다 지속적으로 소정의 설정값만큼씩 증가한다. 도 2에서 방전전압편차값(mVd)는 1mV 만큼씩 증가하는 경우를 도시하였다. The discharge voltage deviation value (mV d ) continuously increases by a predetermined set value at every feedback cycle. 2 shows the case where the discharge voltage deviation value (mV d ) increases by 1 mV.

방전누적전류 산출단계에서는, 각 전압값(누적전류량 산출전압)에서, 소정의 방전전류누적 시간(td) 동안의 방전누적전류(Qd.cycle)을 계산한다. 이는 매 방전구간(방전주기: discharge cycle)마다 반복되어 메모리에 저장된다. In the discharge accumulation current calculation step, the discharge accumulation current (Q d.cycle ) for a predetermined discharge current accumulation time (t d ) is calculated at each voltage value (accumulated current calculation voltage). This is repeated every discharge period (discharge cycle) and stored in the memory.

각 전압값에서의 td 초 동안의 누적전류량은 누적전류량 산출전압을 증가시켜가면서 측정하는데, 예를 들어, 해당 방전구간에서 방전시작전압이 Vd.start.cycle 인 경우, 누적전류 산출전압은 Vd.start.cycle 에서 시작하여 소정의 전압 편차값 mVd를 증가시켜가면서 해당전압에서의 방전누적전류량을 산출한다. 즉, 하나의 방전구간에서, 방전시작전압에서 시작하여 방전을 종료할 때까지, 각각의 누적전류 산출전압들 Vd.start.cycle + mVc (mV=0, 1, 2, ?) 에서 방전전류누적 시간(td) 동안의 누적전류량을 산출하고 이를 메모리에 저장한다.The accumulated current for t d seconds at each voltage value is measured by increasing the accumulated current calculation voltage. For example, when the discharge start voltage is V d.start.cycle in the corresponding discharge section, the accumulated current calculation voltage is Starting from V d.start.cycle , the accumulated discharge current amount at the corresponding voltage is calculated while increasing the predetermined voltage deviation value mV d . That is, in one discharge period, from the discharge start voltage to the end of discharge, discharge at each cumulative current calculation voltage V d.start.cycle + mV c (mV = 0, 1, 2, ?) The accumulated current during the current accumulation time (t d ) is calculated and stored in the memory.

이와 같은 과정이 매 방전구간마다 반복된다. 즉, 매 방전구간에서, Vd= Vd.start.cycle + mVc (mV=0, 1, 2, ?) 일때의 방전전류누적 시간(td) 동안의 방전누적전류(Qd.cycle)가 산출되고 저장된다.This process is repeated for every discharge section. That is, in each discharge section, the accumulated discharge current ( Q d.cycle) during the accumulated discharge current time (t d ) when V d = V d.start.cycle + mV c (mV=0, 1, 2, ?) ) is calculated and stored.

(4) 방전주기전압 산출단계 (S340)(4) Calculation of discharge cycle voltage (S340)

다음으로, 상기 방전중전압(Vd)이 상기 방전시작전압에서 상기 방전전압편차만큼 증가된 값을 가질 때, 상기 소정의 방전전류누적 시간(td) 이후, 방전주기전압(Vd.t.cycle)을 측정하고 저장하는 방전주기전압 저장단계;를 가진다.Next, when the voltage during discharge (V d ) has a value increased by the discharge voltage deviation from the discharge start voltage, after the predetermined discharge current accumulation time (t d ), the discharge cycle voltage (V dtcycle ) is determined. and a discharge cycle voltage storage step for measuring and storing.

(5) 방전누적전류 비교단계 (S350) (5) Discharge accumulated current comparison step (S350)

다음으로, 상기 현재 방전구간(cycle)에서의 방전누적전류(Qd.cycle)와 메모리에 저장된 이전 방전구간(cycle-1)의 방전누적전류(Qd.cycle-1)와의 차이인 방전누적전류 차이를 산출하는 방전누적전류 비교단계를 가진다. 방전누적전류의 차이의 절대값이 소정의 제1 임계값보다 작은 경우, 아래의 방전주기전압 차이 연산단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우, 방전주기전압이 방전종료전압에 도달하였는지를 비교하는 방전종료전압 도달여부 판단단계로 이동한다. Next, the accumulated discharge current (Q d.cycle ) in the current discharge period (cycle) and the accumulated discharge current (Q d.cycle-1 ) of the previous discharge period (cycle-1 ) stored in the memory are accumulated discharge. and a discharge accumulated current comparison step for calculating a current difference. If the absolute value of the difference between the accumulated discharge currents is smaller than the predetermined first threshold value, the process proceeds to the discharging cycle voltage difference calculating step below. Otherwise, the discharge end voltage for comparing whether the discharge cycle voltage reaches the discharge end voltage It moves to the reach determination step.

(6) 방전주기전압 차이 연산단계(S360) )(6) Discharge cycle voltage difference calculation step (S360))

방전주기전압 차이 연산단계는 상기 방전누적전류 차이 연산단계에서 산출한 상기 방전누적전류 차이의 절대값이 소정의 제1 방전임계값 보다 작은 경우, 이번 방전구간/주기에서의 방전주기전압(Vd.t.cycle)과 이전 방전주기의 방전주기전압(Vd.t.cycle-1)과의 차이인 방전주기전압 차이를 구한다. In the discharge cycle voltage difference calculation step, when the absolute value of the discharge accumulation current difference calculated in the discharge accumulation current difference calculation step is smaller than the first predetermined discharge threshold value, the discharge cycle voltage (V dtcycle) in this discharge section/cycle ) and the discharge cycle voltage (V dtcycle-1 ) of the previous discharge cycle.

상기 산출한 방전주기전압(Vd.t.cycle)과 이전 방전주기(cycle - 1)의 방전주기전압(Vd.t.cycle-1)과의 차이가 소정의 제2 방전임계값과 비교하여 제2 방전 임계값 보다 큰 경우, 해당 셀을 이상셀로 판단하는 이상셀 검출 및 경보단계를 수행하고, 그렇지 않은 경우, 방전종료전압 도달여부 판단단계로 이동한다. The difference between the calculated discharge cycle voltage (V dtcycle ) and the discharge cycle voltage (V dtcycle -1 ) of the previous discharge cycle (cycle-1) is greater than the second discharge threshold value compared to the predetermined second discharge threshold value. If it is, the abnormal cell detection and warning step of determining the corresponding cell as an abnormal cell is performed, and if not, the process moves to the discharge end voltage determination step.

상기 제1, 2 방전임계값은 상술한 제1, 2 충전임계값과 다르게 설정될 수 있다. The first and second discharge thresholds may be set differently from the above-described first and second charge thresholds.

(7) 이상셀 검출 및 경보단계(S370)(7) Abnormal cell detection and warning step (S370)

상기 산출한 방전주기전압(Vd.t.cycle)과 이전 방전주기의 방전주기전압(Vd.t.cycle-1)과의 차이가 소정의 제2임계값 보다 큰 경우, 해당 셀을 이상셀로 판단한다. 이상 셀이 검출되는 경우, 이를 사용자에게 알릴 수 있는 소정의 경보를 발현할 수 있다. When a difference between the calculated discharge cycle voltage (V dtcycle ) and the discharge cycle voltage (V dtcycle-1 ) of the previous discharge cycle is greater than a predetermined second threshold value, the corresponding cell is determined to be an abnormal cell. When an aberrant cell is detected, an alert may be raised to notify the user of this.

(8) 방전종료전압 도달여부 판단단계(S380)(8) Determining whether the discharge end voltage has been reached (S380)

방전종료전압 도달여부는 상기 방전누적전류 비교단계에서, 방전누적전류의 차이가 소정의 제1 임계값보다 작지 않은 경우, 또는 상기 방전주기전압 차이가 소정의 제2 임계값보다 크지 않은 경우, 방전주기전압(Vd.t.cycle)과 방전종료전압을 비교한다. Whether or not the discharge end voltage is reached is determined in the discharge accumulated current comparison step, when the difference between the accumulated discharge currents is not smaller than the first predetermined threshold value or when the difference between the discharge cycle voltages is not greater than the second predetermined threshold value. Compare the cycle voltage (V dtcycle ) and the discharge termination voltage.

방전주기전압(Vd.t.cycle)이 방전종료전압에 도달한 경우, 방전구간 반복단계로 진행하며, 그렇지 않은 경우, 이상셀 검출 반복단계로 진행한다. When the discharge cycle voltage (V dtcycle ) reaches the discharge end voltage, the discharge section repetition step is performed. Otherwise, the abnormal cell detection repetition step is performed.

(9) 이상셀 검출 반복단계(S390)(9) Abnormal cell detection repetition step (S390)

이상셀 검출 반복단계는, 하나의 방전주기/구간 동안에 이상셀 검출을 반복하는 귀환절차이다. 이상셀 검출의 반복을 진행하면서, 도 2에 mV=mV+1 로 도시된 것처럼, 방전전압편차(mVd)를 예를 들어 1mV 만큼 증가시킨후, 상기 방전누적전류 산출단계로 귀환하여 방전주기전압이 방전종료전압에 도달할 때까지 절차를 반복한다. The abnormal cell detection repetition step is a feedback procedure in which abnormal cell detection is repeated during one discharge cycle/period. While repeating the detection of the abnormal cell, as shown in FIG. 2 as mV=mV+1, after increasing the discharge voltage deviation (mV d ) by, for example, 1 mV, return to the discharge accumulation current calculation step and discharge cycle The procedure is repeated until the voltage reaches the discharge termination voltage.

(10) 방전구간 반복단계(10) Discharge section repetition step

방전구간 반복단계는 전체 방전주기/구간의 횟수가 소정의 방전횟수(D.Cycle.end)에 도달하였는지를 확인하고(S392), 도달한 경우, 절차를 종료하며, 그렇지 않은 경우, 방전주기수를 +1 하고(S394), 방전시작을 기다리며, 제어부의 방전시작제어신호에 따라 방전시작 및 방전파라미터 초기화 단계로 회귀한다. The discharge section repetition step checks whether the number of total discharge cycles/sections has reached a predetermined number of discharge times (D.Cycle. end ) (S392), and if so, ends the procedure, and if not, sets the number of discharge cycles. +1 (S394), waits for the start of discharge, and returns to the start of discharge and initialization of discharge parameters according to the discharge start control signal of the control unit.

2. 본 발명에 따른 이상 셀 검출 시스템2. Abnormal cell detection system according to the present invention

본 발명에 따른 이상 셀 검출시스템은 배터리 또는 에너지저장장치의 관리장치에 포함되거나, 별도로 구성될 수 있다. 어느 형태로 구성되건간에, 본 발명의 이상 셀 검출시스템은 도 1에 도시된 것과 같이, 배터리로부터 전압/전류신호를 수신하며, 제어신호와 이상셀 검출신호를 송신한다. The abnormal cell detection system according to the present invention may be included in a management device of a battery or energy storage device or may be configured separately. Regardless of the configuration, the abnormal cell detection system of the present invention receives a voltage/current signal from a battery and transmits a control signal and an abnormal cell detection signal, as shown in FIG. 1 .

이하, 도 1을 들어 본 발명에 따른 이상 셀 검출 시스템의 각 구성을 설명한다. Hereinafter, each component of the abnormal cell detection system according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 .

(1) 제어부(10)(1) Control unit 10

후술하는 전압측정부, 파라미터 설정부, 측정값 저장부, 누적전류 비교부, 전압 비교부의 동작을 제어하고, 누적전류 비교부, 전압 비교부의 출력으로부터 이상셀 검출신호를 생성하는 구성이다. It controls the operations of a voltage measurement unit, parameter setting unit, measured value storage unit, cumulative current comparator, and voltage comparator, which will be described later, and generates an abnormal cell detection signal from outputs of the cumulative current comparator and voltage comparator.

또한, 배터리의 충전 및 방전을 제어하며, 충전 싸이클, 방전 싸이클의 시작/종료 등을 제어한다. In addition, it controls the charging and discharging of the battery, and controls the start/end of the charge cycle and discharge cycle.

제어부는 누적전류 비교부(50)와 전압 비교부(60)의 출력을 바탕으로 이상셀 여부를 판단하고, 이상셀 검출신호를 경보하며, 상술한 충/방전종료전압 도달여부 의 판단, 충/방전구간의 시작과 종료 및 반복을 제어함으로써, 본 발명의 이상셀 검출방법의 동작을 제어한다.The control unit determines whether or not there is an abnormal cell based on the outputs of the accumulated current comparator 50 and the voltage comparator 60, issues an alarm with an abnormal cell detection signal, determines whether the above-mentioned charge/discharge end voltage has been reached, The operation of the abnormal cell detection method according to the present invention is controlled by controlling the start, end, and repetition of the discharge section.

제어부는, 충/방전누적전류값이 이전 충/방전주기의 충/방전누적전류와의 차이가 소정의 제1 임계값보다 작고, 충/방전 주기전압과 이전주기의 충/방전 주기전압과의 차이가 소정의 제2 임계값 보다 큰 경우, 이상 셀로 판단한다. The control unit determines that the difference between the accumulated charge/discharge current value and the accumulated charge/discharge current of the previous charge/discharge cycle is smaller than a first predetermined threshold value, and the charge/discharge cycle voltage and the charge/discharge cycle voltage of the previous cycle are determined. If the difference is greater than the predetermined second threshold value, it is determined as an abnormal cell.

또한 제어부는, 충/방전누적전류값이 이전 충/방전주기의 충/방전누적전류와의 차이가 소정의 제1 임계값보다 작지 않거나, 상기 충/방전 주기전압과 이전주기의 충/방전 주기전압과의 차이가 소정의 제2 임계값 보다 크지 않은 경우, 충전구간에서는, 충전중 전압이 충전종료전압이 아니면, 충전중 전압이 더 커진 시점에서 상기 충전 누적전류와 충전 주기전압을 산출하도록 제어하고, 방전구간에서는, 방전중 전압이 방전종료전압이 아니면, 방전중 전압이 더 작아진 시점에서 상기 방전 누적전류와 방전 주기전압을 산출하도록 제어한다. In addition, the control unit determines whether the difference between the charge/discharge accumulated current value and the charge/discharge accumulated current value of the previous charge/discharge cycle is not less than a predetermined first threshold value, or the charge/discharge cycle voltage and the charge/discharge cycle of the previous cycle. When the difference with the voltage is not greater than a predetermined second threshold value, in the charging section, if the voltage during charging is not the charging end voltage, the charging accumulation current and the charging cycle voltage are calculated at the time when the voltage during charging becomes larger. In the discharge section, if the voltage during discharge is not the discharge end voltage, the discharge accumulation current and the discharge cycle voltage are calculated at the time when the voltage during discharge becomes smaller.

(2) 전압측정부(20)(2) voltage measuring unit 20

전압측정부(20)는 충방전중에 상술한 충전중전압(Vc), 방전중전압(Vd), 충전주기전압(Vc.t.cycle), 방전주기전압(Vd.t.cycle) 을 측정하고 산출한다.The voltage measurement unit 20 measures and calculates the above-mentioned voltage during charge (V c ), voltage during discharge (V d ), charge cycle voltage (V ctcycle ), and discharge cycle voltage (V dtcycle ) during charging and discharging.

(3) 파라미터 설정부(30)(3) Parameter setting unit 30

충방전 구간의 시작시, 충전시작전압(Vc.start.cycle), 충전종료전압(Vc.end.cycle), 충전전압편차(mVc), 충전전류누적시간(tc), 방전시작전압(Vd.start.cycle), 방전종료전압(Vd.end.cycle), 방전전압편차(mVd), 방전전류누적시간(td)의 파라미터를 설정하는 구성이다. 이와 같은 파라미터들은 후술하는 측정값 저장부(40)를 구성하는 메모리 장치에 미리 저장될 수 있으며, 파라미터 설정부(30)는 이를 읽어들여 제어부(10)에 제공할 수 있다. At the beginning of the charge/discharge period, charge start voltage (V c.start.cycle ), charge end voltage (V c.end.cycle ), charge voltage deviation (mV c ), charge current accumulation time (t c ), discharge start It is a configuration that sets the parameters of voltage (V d.start.cycle ), discharge end voltage (V d.end.cycle ), discharge voltage deviation (mV d ), and discharge current accumulation time (t d ). These parameters may be previously stored in a memory device constituting the measurement value storage unit 40 to be described later, and the parameter setting unit 30 may read them and provide them to the control unit 10.

(4) 측정값 저장부(40)(4) measured value storage unit 40

상기 전압측정부(20)가 측정한 충방전중에 상술한 충전중전압(Vc), 방전중전압(Vd), 충전주기전압(Vc.t.cycle), 방전주기전압(Vd.t.cycle) 을 저장하는 메모리 장치로 구성된다. 측정값 저장부(40)는 이외에도 각 충/방전 주기마다, 또한 매 충/방전주기전압에서 산출되는 충/방전 누적전류를 저장할 수 있다. A memory for storing the above-described voltage during charging (V c ), voltage during discharging (V d ), charging cycle voltage (V ctcycle ), and discharge cycle voltage (V dtcycle ) during charging and discharging measured by the voltage measuring unit 20 consists of devices. In addition to this, the measured value storage unit 40 may store charge/discharge cumulative current calculated for each charge/discharge cycle and for each charge/discharge cycle voltage.

(5) 누적전류 비교부(50)(5) Accumulated current comparator 50

상술한 절차에 따라서, 충/방전 누적전류를 산출하고, 상술한 측정값 저장부(40)에 기록된 이전주기의 충/방전 누적전류와의 차이를 소정의 제1 충/방전 임계값과 비교하는 구성이다. According to the above procedure, the accumulated charge/discharge current is calculated, and the difference between the accumulated charge/discharge current of the previous cycle recorded in the above-described measured value storage unit 40 is compared with a predetermined first charge/discharge threshold value. It is a composition that

(6) 전압 비교부(60)(6) voltage comparator 60

충/방전 주기전압을 산출하고, 이전주기의 충/방전 주기전압과의 차이를 소정의 제2 충/방전 임계값과 비교하는 구성이다.This is a configuration for calculating a charge/discharge cycle voltage and comparing a difference from a charge/discharge cycle voltage of a previous cycle with a predetermined second charge/discharge threshold.

10 제어부
20 전압측정부
30 파라미터 설정부
40 측정값 저장부
50 누적전류 비교부
60 전압 비교부10 Control
20 voltage measuring part
30 parameter setting part
40 Measured value storage unit
50 Accumulated current comparator
60 voltage comparator

Claims (11)

배터리 셀의 충전을 시작하는 충전시작 단계;
충전시작전압(Vc.start.cycle), 충전종료전압(Vc.end.cycle), 충전전압편차(mVc), 충전전류누적시간(tc)을 설정하는 충전 파라미터 초기화 단계;
배터리 셀의 충전중전압(Vc)이 충전시작전압(Vc.start.cycle)에서 상기 충전전압편차값(mV)만큼 증가된 값을 가질 때, 상기 충전전류누적 시간(tc) 동안의 충전누적전류(Qc.cycle)를 산출하고 저장하는 충전누적전류 산출단계;
상기 충전중전압(Vc)이 상기 충전시작전압에서 상기 충전전압편차만큼 증가된 값을 가질 때, 상기 소정의 충전전류누적 시간(tc) 이후, 충전주기전압(Vc.t.cycle)을 저장하는 충전주기전압 저장단계;
상기 충전누적전류(Qc.cycle)와 이전 충전주기의 충전누적전류(Qc.cycle-1)와의 차이인 충전누적전류 차이를 구하는 충전누적전류 차이 연산단계;
상기 충전누적전류 차이 연산단계에서, 상기 충전누적전류 차이가 소정의 제1 임계값(a) 보다 작은 경우, 이전 충전주기의 충전주기전압(Vc.t.cycle-1)과 상기 충전주기전압(Vc.t.cycle)의 차이를 구하는 충전주기전압 차이 연산단계;
상기 충전주기전압 차이가 소정의 제2 임계값 보다 큰 경우, 해당 셀을 이상셀로 판단하는 충전중 이상셀 검출단계;
를 포함하는 배터리 이상 셀 검출 방법.
a charging start step of starting charging of the battery cells;
A charging parameter initialization step of setting charging start voltage (V c.start.cycle ), charging end voltage (V c.end.cycle ), charging voltage deviation (mV c ), and charging current accumulation time (t c );
When the voltage during charging (V c ) of the battery cell has a value increased by the charging voltage deviation value (mV) from the charging start voltage (V c.start.cycle ), during the charging current accumulation time (t c ) a charge accumulation current calculation step of calculating and storing a charge accumulation current (Q c.cycle );
When the voltage during charging (V c ) has a value increased by the charging voltage deviation from the charging start voltage, after the predetermined charging current accumulation time (t c ), a charging cycle voltage (V ctcycle ) is stored. periodic voltage storage step;
a charge accumulation current difference calculation step of obtaining a charge accumulation current difference, which is a difference between the charge accumulation current ( Qc.cycle ) and the charge accumulation current (Qc.cycle -1 ) of a previous charging cycle;
In the charge accumulation current difference calculation step, when the charge accumulation current difference is less than a predetermined first threshold value (a), the charge cycle voltage (V ctcycle-1 ) of the previous charge cycle and the charge cycle voltage (V ctcycle ) a charging cycle voltage difference calculating step for obtaining a difference between ;
an abnormal cell detection step during charging of determining a corresponding cell as an abnormal cell when the charging cycle voltage difference is greater than a predetermined second threshold value;
Battery abnormal cell detection method comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 충전누적전류 차이 연산단계에서, 상기 충전누적전류 차이가 소정의 제1 임계값(a) 보다 작지 않은 경우, 또는 상기 충전주기전압 차이 연산단계에서, 상기 충전주기전압 차이가 소정의 제2임계값 보다 크지 않은 경우, 상기 충전중전압(Vc)과 소정의 충전종료전압(Vc.end.cycle)을 비교하는 충전종료전압 도달여부 판단단계;
상기 충전중전압(Vc)이 소정의 충전종료전압(Vc.end.cycle)에 도달하지 않은 경우, 상기 충전전압편차값(mVc)을 소정의 전압편차 증가값만큼 증가시키는 전압편차값 증가단계;
상기 전압편차값 증가단계 이후, 상기 충전누적전류 산출단계로 귀환하는 검출반복단계;
를 추가로 포함하는 배터리 이상 셀 검출방법.
According to claim 1,
In the charge accumulation current difference calculation step, when the charge accumulation current difference is not less than a predetermined first threshold value (a), or in the charge cycle voltage difference calculation step, the charge cycle voltage difference is a predetermined second threshold value (a). If it is not greater than the value, a charging end voltage determination step of comparing the charging end voltage (V c ) with a predetermined charge end voltage (V c.end.cycle );
When the voltage during charging (V c ) does not reach the predetermined charging end voltage (V c.end.cycle ), the voltage deviation value for increasing the charging voltage deviation value (mV c ) by a predetermined voltage deviation increment value. increase step;
a detection repetition step of returning to the charge accumulation current calculation step after the voltage deviation value increasing step;
Battery abnormal cell detection method further comprising a.
 제2항에 있어서,
상기 충전종료전압 도달여부 판단단계에서, 상기 충전중전압(Vc)이 소정의 충전종료전압(Vend.cycle)에 도달한 경우, 충전을 종료하고 대기하는 충전대기단계;
를 추가로 포함하는 배터리 이상 셀 검출방법.
According to claim 2,
In the step of determining whether the charging end voltage is reached, when the charging voltage (V c ) reaches a predetermined charging end voltage (V end.cycle ), a charging standby step of terminating charging and waiting;
Battery abnormal cell detection method further comprising a.
 방전시작전압(Vd.start.cycle), 방전종료전압(Vd.end.cycle), 방전전압편차(mVd), 방전전류누적시간(td)을 설정하는 방전 파라미터 초기화 단계;
배터리 셀의 방전중전압(Vd)이 방전시작전압(Vd.start.cycle)에서 상기 방전전압편차값(mVd)만큼 증가된 값을 가질 때, 상기 방전전류누적 시간(td) 동안 방전누적전류(Qd.cycle)를 산출하고 저장하는 방전누적전류 산출단계;
상기 방전중전압(Vd)이 상기 방전시작전압에서 상기 방전전압편차값만큼 감소된 값을 가질 때, 상기 소정의 방전전류누적 시간(td) 이후, 방전주기전압(Vd.t.cycle)을 저장하는 방전주기전압 저장단계;
상기 방전누적전류(Qd.cycle)와 이전 방전주기의 방전누적전류(Qd.cycle-1)와의 차이인 방전누적전류 차이를 구하는 방전누적전류 차이 연산단계;
상기 방전누적전류 차이 연산단계에서, 상기 방전누적전류 차이가 소정의 제1 방전임계값(a) 보다 작은 경우, 상기 방전주기전압(Vd.t.cycle)과 이전 방전주기의 주기전압(Vd.t.cycle-1)과의 차이를 구하는 방전주기전압 차이 연산단계;
상기 방전주기전압 차이 연산단계에서, 상기 방전주기전압(Vd.t.cycle)과 이전 방전주기의 주기전압(Vd.t.cycle-1)과의 차이가 소정의 제2 방전임계값 보다 큰 경우, 해당 셀을 이상셀로 판단하는 이상셀 검출단계;
를 포함하는 배터리 이상 셀 검출 방법.
A discharge parameter initialization step of setting discharge start voltage (V d.start.cycle ), discharge end voltage (V d.end.cycle ), discharge voltage deviation (mV d ), and discharge current accumulation time (t d );
When the voltage during discharging (V d ) of the battery cell has a value increased by the discharging voltage deviation value (mV d ) from the discharging start voltage (V d.start.cycle ), during the discharging current accumulation time (t d ) a discharge accumulation current calculation step of calculating and storing a discharge accumulation current (Q d . cycle );
When the voltage during discharge (V d ) has a value reduced by the discharge voltage deviation value from the discharge start voltage, after the predetermined discharge current accumulation time (t d ), to store the discharge cycle voltage (V dtcycle ) a discharge cycle voltage storage step;
a discharge accumulation current difference calculation step of obtaining a discharge accumulation current difference, which is a difference between the discharge accumulation current (Q d.cycle ) and the discharge accumulation current (Q d.cycle-1 ) of a previous discharge cycle;
In the discharge accumulation current difference calculation step, when the discharge accumulation current difference is smaller than the first predetermined discharge threshold value (a), the discharge cycle voltage (V dtcycle ) and the cycle voltage of the previous discharge cycle (V dtcycle-1 ) a discharge cycle voltage difference calculating step of obtaining a difference between and;
In the discharge cycle voltage difference calculating step, when the difference between the discharge cycle voltage (V dtcycle ) and the cycle voltage (V dtcycle-1 ) of the previous discharge cycle is greater than a predetermined second discharge threshold, the cell is classified as an abnormal cell. An abnormal cell detection step determined by;
Battery abnormal cell detection method comprising a.
 제4항에 있어서,
상기 방누적전류 차이 연산단계에서, 상기 방전누적전류 차이가 소정의 제1 방전임계값(a) 보다 작지 않은 경우, 상기 방전중전압(Vd)과 소정의 방전종료전압(Vd.end.cycle)을 비교하는 방전종료전압 도달여부 판단단계;
상기 방전중전압(Vd)이 소정의 방전종료전압(Vd.end.cycle)에 도달하지 않은 경우, 상기 방전압편차값(mVd)을 소정의 전압편차 증가값만큼 증가시키는 전압편차값 증가단계;
상기 전압편차값 증가단계 이후, 상기 방전누적전류 산출단계로 귀환하는 검출반복단계;
를 추가로 포함하는 배터리 이상 셀 검출방법.
According to claim 4,
In the discharge accumulation current difference calculation step, when the discharge accumulation current difference is not smaller than the predetermined first discharge threshold value (a), the discharge middle voltage (V d ) and the predetermined discharge end voltage (V d.end. cycle ) to determine whether or not the discharge end voltage has been reached;
When the voltage during discharge (V d ) does not reach the predetermined discharge end voltage (V d.end.cycle ), the voltage deviation value for increasing the discharge voltage deviation value (mV d ) by a predetermined voltage deviation increment value. increase step;
a detection repetition step of returning to the discharge accumulated current calculation step after the voltage deviation value increasing step;
Battery abnormal cell detection method further comprising a.
 제5항에 있어서,
상기 방전종료전압 도달여부 판단단계에서, 상기 방전중전압(Vd)이 소정의 방전종료전압(Vd.end.cycle)에 도달한 경우, 방전을 종료하고 대기하는 방전대기단계;
를 추가로 포함하는 배터리 이상 셀 검출방법.
According to claim 5,
In the step of determining whether the discharge end voltage has been reached, when the voltage during discharge (V d ) reaches a predetermined discharge end voltage (V d.end.cycle ), a discharge standby step of terminating the discharge and waiting;
Battery abnormal cell detection method further comprising a.
 배터리 충전시 충전시작전압(Vc.start.cycle), 충전종료전압(Vc.end.cycle), 충전전압편차(mVc), 방전전압편차(mVd), 전류누적시간(t), 방전시작전압(Vd.start.cycle), 방전종료전압(Vd.end.cycle) 을 설정하는 파라미터 설정단계;
배터리를 충전종료전압까지 충전하는 충전단계;
충전된 배터리를 방전종료전압까지 방전하는 방전단계; 를 포함하여 구성되며,
상기 충전단계는,
충전중전압(Vc)이 충전시작전압에서 상기 충전전압편차값만큼 증가된 값을 가질 때, 상기 전류누적 시간(t) 동안 충전누적전류(Qc.cycle) 값을 산출하는 충전누적전류 산출단계;
상기 소정의 충전전류누적 시간(t)에서의 충전주기전압(Vc.t.cycle)을 저장하는 충전주기전압 저장단계;
상기 충전누적전류(Qc.cycle)와 이전주기에서의 충전누적전류(Qc.cycle-1)와의 차이가 소정의 제1임계값보다 작은 경우, 상기 충전주기전압값(Vc.t.cycle)과 이전주기의 충전주기전압값(Vc.t.cycle-1)을 비교하여 그 차이가 소정의 제2임계값보다 큰 경우, 이상셀로 판단하는 충전중 이상셀 검출단계;를 포함하고,
상기 방전단계는,
방전중전압(Vd)이 방전시작전압에서 상기 방전전압편차값만큼 감소된 값을 가질 때, 상기 전류누적 시간(t) 동안 방전누적전류(Qd.cycle) 값을 산출하는 방전누적전류 산출단계;
상기 소정의 방전전류누적 시간(t)에서의, 방전주기전압(Vd.t.cycle)을 저장하는 방전주기전압 저장단계;
상기 방전누적전류(Qd.cycle)와 이전주기에서의 방전누적전류(Qd.cycle-1)와의 차이가 소정의 제3임계값보다 작은 경우, 상기 방전주기전압값(Vd.t.cycle)과 이전주기의 방전주기전압값(Vd.t.cycle-1)을 비교하여 그 차이가 소정의 제4임계값보다 큰 경우, 이상셀로 판단하는 방전중 이상셀 검출단계;를 포함하여 구성되는 충방전시 이상셀 검출 방법.
When charging the battery, charge start voltage (V c.start.cycle ), charge end voltage (V c.end.cycle ), charge voltage deviation (mV c ), discharge voltage deviation (mV d ), current accumulation time (t), A parameter setting step of setting a discharge start voltage (V d.start.cycle ) and a discharge end voltage (V d.end.cycle );
a charging step of charging the battery up to a charging end voltage;
a discharging step of discharging the charged battery to a discharging end voltage; It consists of,
The charging step is
When the voltage during charging (V c ) has a value increased by the charging voltage deviation value from the charging start voltage, the charging accumulated current calculation for calculating the charging accumulated current (Q c.cycle ) value during the current accumulation time (t) step;
a charge cycle voltage storage step of storing a charge cycle voltage (V ctcycle ) at the predetermined charge current accumulation time (t);
When the difference between the charge accumulation current (Q c.cycle ) and the charge accumulation current (Q c.cycle-1 ) in the previous cycle is smaller than a first predetermined threshold value, the charge cycle voltage value (V ctcycle ) and the previous cycle voltage value (V ctcycle ) Comparing the charging cycle voltage value (V ctcycle-1 ) of each cycle and determining that the cell is an abnormal cell when the difference is greater than a predetermined second threshold value; detecting an abnormal cell during charging;
The discharging step is
When the voltage during discharging (V d ) has a value reduced by the discharge voltage deviation value from the discharge start voltage, the accumulated discharge current for calculating the accumulated discharge current (Q d.cycle ) value during the current accumulation time (t) is calculated. step;
a discharge cycle voltage storage step of storing a discharge cycle voltage (V dtcycle ) at the predetermined discharge current accumulation time (t);
When the difference between the accumulated discharge current (Q d.cycle ) and the accumulated discharge current (Q d.cycle-1 ) in the previous cycle is smaller than a predetermined third threshold value, the discharge cycle voltage value (V dtcycle ) and the previous cycle voltage value (V d.cycle ) an abnormal cell during charging and discharging; detecting an abnormal cell during discharge by comparing discharge cycle voltage values (V dtcycle-1 ) of cycles and determining the cell as an abnormal cell when the difference is greater than a predetermined fourth threshold value; detection method.
 배터리의 이상 셀을 검출하는 시스템으로서,
배터리의 충전의 시작과 종료를 제어하고, 이전주기의 충전누적전류와의 차이값 및 이전주기의 충전 주기전압과의 차이에 기반하여 이상 셀 여부를 판정하는 제어부;
배터리의 충전중에 충전중전압을 측정하는 전압측정부;
충전누적전류를 산출하고, 이전 충전주기의 충전누적전류와의 차이를 소정의 제1 충전 임계값과 비교하는 누적전류 비교부;
충전 주기전압을 산출하고, 이전주기의 충전 주기전압과의 차이를 소정의 제2 충전 임계값과 비교하는 전압 비교부;
를 포함하여 구성되는 배터리 이상 셀 검출 시스템.
A system for detecting an abnormal cell of a battery,
a control unit that controls start and end of charging of the battery and determines whether or not the cell is abnormal based on a difference between a charge accumulation current of a previous cycle and a charge cycle voltage of a previous cycle;
a voltage measuring unit for measuring a voltage during charging while charging the battery;
an accumulation current comparator for calculating a charge accumulation current and comparing a difference with a charge accumulation current of a previous charging cycle with a predetermined first charge threshold value;
a voltage comparator which calculates a charging cycle voltage and compares a difference from a charging cycle voltage of a previous cycle with a predetermined second charging threshold;
A battery abnormal cell detection system configured to include a.
 제8항에 있어서,
상기 충전누적전류는,
충전중 전압이 소정의 전압값인 시점으로부터, 소정의 충전누적전류 시간동안의 누적전류량이며,
상기 충전 주기전압은,
충전중 전압이 상기 소정의 전압값인 시점으로부터, 상기 소정의 충전누적전류 시간이 흐른뒤에 측정되는 충전중 전압인 것;
을 특징으로 하는 배터리 이상 셀 검출 시스템.
According to claim 8,
The charge accumulation current is,
It is the accumulated current amount for a predetermined charging cumulative current time from the time when the voltage during charging is a predetermined voltage value,
The charge cycle voltage is,
a voltage during charging measured after the predetermined cumulative charging current time has elapsed from the time point at which the voltage during charging is the predetermined voltage value;
Battery abnormal cell detection system characterized by.
 제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 충전누적전류값이 이전 충전주기의 충전누적전류와의 차이가 소정의 제1 임계값보다 작고,
상기 충전 주기전압과 이전주기의 충전 주기전압과의 차이가 소정의 제2 임계값 보다 큰 경우,
이상 셀로 판단하는 것;
을 특징으로 하는 배터리 이상 셀 검출 시스템.
According to claim 9,
The control unit,
The difference between the charge accumulation current value and the charge accumulation current value of the previous charging cycle is less than a first predetermined threshold value,
When the difference between the charging cycle voltage and the charging cycle voltage of the previous cycle is greater than a predetermined second threshold value,
judging as an abnormal cell;
Battery abnormal cell detection system characterized by.
 제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 충전누적전류값이 이전 충전주기의 충전누적전류와의 차이가 소정의 제1 임계값보다 작지 않거나,
상기 충전 주기전압과 이전주기의 충전 주기전압과의 차이가 소정의 제2 임계값 보다 크지 않은 경우,
충전중 전압이 충전종료전압이 아니면, 충전중 전압이 더 커진 시점에서 상기 충전 누적전류와 충전 주기전압을 산출하도록 제어하는 것;
을 특징으로 하는 배터리 이상 셀 검출 시스템.
According to claim 10,
The control unit,
The difference between the charge accumulation current value and the charge accumulation current value of the previous charging cycle is not less than a first predetermined threshold value;
When the difference between the charging cycle voltage and the charging cycle voltage of the previous cycle is not greater than a predetermined second threshold value,
if the voltage during charging is not the charging end voltage, controlling the charging accumulation current and the charging cycle voltage to be calculated at a point in time when the voltage during charging becomes larger;
Battery abnormal cell detection system characterized by.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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