KR20230155893A - 배터리 진단 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템 - Google Patents

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KR20230155893A
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김동현
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명의 배터리 진단 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 배터리 시스템은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 뱅크를 복수 개 포함하는 배터리, 그리고 외부장치의 전력으로 상기 배터리를 충전하는 충전모드에서 소정의 진단 조건을 만족하면, 기준 배터리 뱅크의 제1 충전상태 변화량에 대한 배터리 뱅크의 제2 충전상태 변화량의 비율을 결정하고, 상기 비율과 진단 기준값을 비교하여 배터리 뱅크의 결함을 진단하는 제어부를 포함하고, 상기 진단 기준값은, 배터리 뱅크 내에 병렬 연결된 배터리 셀의 개수에 기초하여 결정한다.

Description

배터리 진단 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템{BATTERY DIAGNOSIS METHOD AND BATTERY SYSTEM PROVIDING THE SAME}
본 발명은, 내부저항 및 충전상태(SOC, State of Charge)에 기초하여 배터리 뱅크의 상태를 진단하는 배터리 진단 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
일반적으로, 사용 목적에 따라 복수의 배터리 셀을 서로 연결한 배터리가 사용된다. 예컨대, 용량을 늘리기 위해서 복수의 배터리 셀이 병렬로 연결된 배터리 뱅크가 이용되거나, 출력 전압을 높이기 위해서 복수의 배터리 셀이 직렬로 연결된 배터리 뱅크가 이용될 수 있다.
배터리 뱅크의 경우, 병렬로 연결된 각각의 배터리 셀을 모니터링하기 위해서는 비용적 측면과 구조적 측면에서 어려움이 있다. 일반적으로, 적어도 하나의 배터리 뱅크를 포함하는 배터리는 충격에 대한 안정성을 높이기 위하여 쉽게 분해 및 분리할 수 없는 구조적 특징을 가지고 있다. 따라서, 배터리 뱅크 내에 포함된 배터리 셀 각각의 결함 여부를 진단하는데 어려움이 있다.
또한, 이러한 배터리 뱅크가 복수 개가 구비되고, 일부 배터리 뱅크에 포함된 일부 배터리 셀에 결함이 존재할 경우, 복수의 배터리 뱅크 간의 용량 차이에 의해 발생되는 돌입 전류에 의해 배터리가 손상될 수 있는 문제가 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리의 상태를 정밀하게 진단할 수 있는 배터리 진단 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 배터리 시스템은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 뱅크를 복수 개 포함하는 배터리, 그리고 외부장치의 전력으로 상기 배터리를 충전하는 충전모드에서 소정의 진단 조건을 만족하면, 기준 배터리 뱅크의 제1 충전상태 변화량에 대한 배터리 뱅크의 제2 충전상태 변화량의 비율을 결정하고, 상기 비율과 진단 기준값을 비교하여 배터리 뱅크의 결함을 진단하는 제어부를 포함하고, 상기 진단 기준값은, 배터리 뱅크 내에 병렬 연결된 배터리 셀의 개수에 기초하여 결정된다.
본 발명의 다른 특징에 따른 배터리 시스템은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 뱅크를 복수 개 포함하는 배터리, 그리고 상기 복수의 배터리 뱅크의 내부저항에 기초하여 제1 진단 뱅크를 결정하고, 외부장치의 전력으로 상기 배터리를 충전하는 충전모드에서 소정의 진단조건을 만족하면, 기준 배터리 뱅크의 제1 충전상태 변화량에 대한 배터리 뱅크의 제2 충전상태 변화량의 비율과 진단 기준값을 비교하여 제2 진단 뱅크를 결정하고, 상기 복수의 배터리 뱅크 중 상기 제1 진단 뱅크 및 상기 제2 진단 뱅크로 결정되는 배터리 뱅크를 결함 있는 배터리 뱅크로 진단하는 제어부를 포함하고, 상기 진단 기준값은, 배터리 뱅크 내에 병렬 연결된 배터리 셀의 개수에 기초하여 결정된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 배터리 진단 방법은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 뱅크를 복수 개 포함하는 배터리의 하자를 진단하는 방법으로서, 상기 복수의 배터리 뱅크의 내부저항에 기초하여 제1 진단 뱅크를 결정하는 제1 하자진단 단계, 외부장치의 전력으로 상기 배터리를 충전하는 충전모드에서 소정의 진단조건을 만족하면, 기준 배터리 뱅크의 제1 충전상태 변화량에 대한 배터리 뱅크의 제2 충전상태 변화량의 비율과 진단 기준값을 비교하여 제2 진단 뱅크를 결정하는 제2 하자진단 단계, 그리고 상기 복수의 배터리 뱅크 중 상기 제1 진단 뱅크 및 상기 제2 진단 뱅크로 결정되는 배터리 뱅크를 결함 있는 배터리 뱅크로 진단하는 진단 확정 단계를 포함하고, 상기 진단 기준값은, 배터리 뱅크 내에 병렬 연결된 배터리 셀의 개수에 기초하여 결정된다.
본 발명은, 배터리 뱅크의 결함을 결정하는 기준값을 고정된 값이 아니라 병렬 연결된 배터리 셀의 개수에 대응하는 값에 기초하여 결정함으로써, 병렬 연결된 배터리 셀을 포함하는 배터리 뱅크에 대해서도 정밀도 높게 결함을 진단을 할 수 있다.
본 발명은, 배터리 뱅크의 내부저항에 기초하여 결함을 진단하는 제1 하자진단 방법 및 배터리 뱅크의 충전상태(SOC, State of Charge)에 기초하여 결함을 진단하는 제2 하자진단 방법 통해 결함 있는 배터리 뱅크를 최종 추정함으로써, 진단 정확도가 향상될 수 있다.
본 발명은, 진단의 정확도를 향상시켜, 배터리에 대한 교체 주기를 정밀도 높게 예측함으로써 배터리 교체 비용을 절약할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 제1 저항구간을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 제2 저항구간을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 배터리 진단 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 도 4의 제1 하자진단 단계(S100)를 상세하게 설명하는 흐름도이다.
도 6은 도 4의 제2 하자진단 단계(S200)를 상세하게 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및/또는 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참고하면, 배터리 시스템(1)은, 배터리(10), 그리고 BMS(20)를 포함한다.
배터리(10)는, 직렬 및/또는 병렬 연결된 복수의 배터리 뱅크를 포함할 수 있다. 배터리 뱅크는, 병렬 연결된 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 배터리 셀은, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 배터리 셀로 간주될 수 있다.
도 1에서는, 배터리(10)가 직렬 연결된 3개의 배터리 뱅크(B1, B2, B3)를 포함하고, 3개의 배터리 뱅크(B1, B2, B3) 각각은 병렬 연결된 3개의 배터리 셀을 포함하는 것으로 도시하고 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 배터리(10)는 병렬 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 뱅크를 복수 개 포함할 수 있다. 이하, 배터리(10)에 포함된 복수의 배터리 뱅크 각각은, 연결 구조(직렬 연결, 병렬 연결)가 동일한 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 즉, 이하 설명할 병렬 계수(μ)가 동일할 수 있다.
BMS(20)는, 측정부(21), 저장부(22), 그리고 제어부(23)을 포함한다. 도 1에서는, BMS(20)가, 배터리 시스템(1)에 포함되는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 배터리 시스템(1)의 외부에 탑재될 수도 있다. 또한, 예를 들어, BMS(20)는, 배터리 뱅크에 대한 하자 진단이 필요한 다양한 시스템에 탑재될 수 있으며, 배터리(10)에 대한 하자 진단 장치의 기능을 수행할 수 있다.
측정부(21)는, 복수의 배터리 뱅크 각각의 양단 전압인 뱅크 전압을 측정하는 전압센서(미도시), 및 복수의 배터리 뱅크 각각에 흐르는 전류인 뱅크 전류를 측정하는 전류센서(미도시)를 포함할 수 있다. 측정부(21)는, 측정한 결과를 제어부(23)에 전달할 수 있다.
복수의 배터리 뱅크 각각에 대해, 측정부(21)는, 배터리(10)의 충전이 시작되는 제1 시점에 뱅크 전압(V1)을 측정하고, 제1 시점으로부터 소정의 시간이 경과된 제2 시점에 뱅크 전압(V2)을 측정할 수 있다. 제어부(23)는, 제1 시점 및 제2 시점에서 각각 측정된 배터리 뱅크의 전압 간의 전압차(ΔV = |V1-V2|)를 산출할 수 있다.
복수의 배터리 뱅크 각각에 대해, 충전모드 또는 방전모드에서 측정부(21)는, 뱅크 전압 및 뱅크 전류 측정할 수 있다. 이때, 뱅크 전류는, 충전전류 또는 방전전류일 수 있다. 예를 들어, 충전모드에서 복수의 배터리 뱅크 각각에 대해, 제어부(23)는, 전압차(ΔV = |V2-V1|) 및 충전전류에 기초하여 내부저항을 결정할 수 있다. 이하에서는, 배터리 뱅크는 정전류로 충전 및/또는 방전될 수 있다고 가정한다.
저장부(22)는, 복수의 배터리 뱅크 각각에 대해, 제어부(23)가 뱅크 전압 및 뱅크 전류 중 적어도 하나에 기초하여 추정하는 내부저항 값을 저장할 수 있다. 복수의 배터리 뱅크 각각에 대해, 제어부(23)가 뱅크 전압 및 뱅크 전류 중 적어도 하나에 기초하여 추정하는 충전상태(SOC, State of Charge)를 저장할 수 있다. 종래 알려진 다양한 방법으로, 저장부(22)는, 복수의 배터리 뱅크 각각에 대한 내부저항 값 및 충전상태(SOC)를 추정할 수 있다.
제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크의 내부저항 값에 기초하여 제1 진단 뱅크를 결정하는 제1 하자 진단을 수행할 수 있다. 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크의 충전상태(SOC)에 기초하여 제2 진단 뱅크를 결정하는 제2 하자 진단을 수행할 수 있다. 이때, 제1 진단 뱅크는, 제1 하자 진단 결과 비정상 상태로 판단된 배터리 뱅크이다. 제2 진단 뱅크는, 제2 하자 진단 결과 비정상 상태로 판단된 배터리 뱅크이다. 일 실시예에 따라, 제1 하자 진단에서 정상 상태로 판단된 배터리 뱅크는, 제2 하자 진단에서 기준 배터리 뱅크로 사용될 수 있다.
예를 들어, 제어부(23)는, 제1 하자 진단 결과와 상관없이, 복수의 배터리 뱅크 전체 대해서 제2 하자 진단을 수행할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크 중 제1 하자 진단에서 제1 진단 뱅크로 결정된 배터리 뱅크에 대해서만 제2 하자 진단을 수행할 수 있다. 이 경우, 제2 하자 진단의 진단 대상이 줄어, 진단 시간이 절약될 수 있다.
일 실시예에 따라, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크 중 제1 진단 뱅크 및 제2 진단 뱅크로 결정되는 배터리 뱅크를 결함 있는 배터리 뱅크로 진단할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크 중 제2 진단 뱅크로 결정되는 배터리 뱅크를 결함 있는 배터리 뱅크로 진단할 수 있다.
이하 도 2 및 도 3을 참고하여, 제1 하자 진단을 위한 제1 저항구간 및 제2 저항구간 결정하는 방법을 상세하게 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 제1 저항구간을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2를 참고하면, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크에 대한 복수의 제1 내부저항 값에 기초하여 제1 기준저항 및 저항편차를 결정하고, 제1 기준저항 및 저항편차에 기초하여 제1 저항구간을 결정할 수 있다.
우선, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크 각각에 대한 내부저항 값을 하기 식(1)에 기초하여 산출할 수 있다.
- 식(1)
여기서, DCIR은 배터리 뱅크의 내부저항[Ω]이고, I는 뱅크 전류[mA]이다. △V는 소정의 시간 동안의 배터리 뱅크의 전압차[mV]이다. i는 배터리 뱅크 각각을 식별하는 인덱스로서, 1 이상 n 이하일 수 있다. n은 배터리 진단 장치(100)에 의해 상태가 진단될 복수의 배터리 뱅크의 총 개수일 수 있다.
예를 들어, 제어부(23)는, 배터리 뱅크에 대한 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)의 차이값인 전압차(△V = |V2-V1|)를 산출할 수 있다. 배터리 뱅크에 대한 충전 전류(I)의 크기는 일정하기 때문에, 제어부(23)는, 전압차(△V)와 뱅크 전류(I)에 기반하여, 배터리 뱅크의 내부저항(DCIR)을 산출할 수 있다. 이때, 제1 전압(V1)은 충전이 시작되는 제1 시점에서 측정된 뱅크 전압이고, 제2 전압(V2)은 제1 시점으로부터 소정의 시간이 경과된 제2 시점에서 측정된 뱅크 전압일 수 있다.
다음으로, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크에 대한 복수의 내부저항의 중앙값 또는 평균값을 제1 기준저항(R1)로 설정할 수 있다. 바람직하게, 제1 기준저항(R1)은 복수의 타겟 뱅크의 내부저항의 중앙값일 수 있다. 구체적으로, 제어부(23)는 복수의 배터리 뱅크의 내부저항을 크기 순서대로 정렬하였을 때, 중앙에 위치하는 내부저항 값을 제1 기준저항(R1)로 설정할 수 있다.
다음으로, 제어부(23)는, 제1 기준저항(R1)과 복수의 배터리 뱅크에 대한 복수의 내부저항 값의 중앙값 절대 편차(Median absolute deviation, MAD)를 산출하고, 소정의 스케일 상수를 이용하여 중앙값 절대 편차(MAD)를 저항편차로 변환할 수 있다.
예를 들어, 제어부(23)는, 하기 식(2)를 이용하여, 제1 기준저항(R1)과 복수의 배터리 뱅크의 복수의 내부저항 값의 중앙값 절대 편차(MAD)를 산출할 수 있다.
- 식(2)
여기서, i는 배터리 뱅크 각각을 가리키는 인덱스로서, 1 이상 n 이하일 수 있다. n은 진단 대상이 되는 복수의 배터리 뱅크의 총 개수일 수 있다. R1은 제1 기준저항이고, DCIRi은 i번째 배터리 뱅크의 내부저항이다. median()은 |DCIRi-R1|에 대한 중앙값을 출력하는 함수로서, D는 중앙값 절대 편차(이하, 절대 편차로 설명함)일 수 있다. 즉, D는 제1 기준저항(R1)과 복수의 배터리 뱅크의 내부저항(DCIRi) 값 간의 절대 편차일 수 있다.
예를 들어, 제어부(23)는, 하기 식(3)를 이용하여, 스케일 상수를 산출하고, 하기 식(4)를 이용하여 절대 편차를 저항편차로 변환할 수 있다.
- 식(3)
여기서, C는 스케일 상수이고, erfcinv(a)는 상보 오차 역함수(Inverse complementary error function)이며, a는 상수이다. 예컨대, a가 3/2인 경우, erfcinv(3/2)는 입력값 3/2에 대한 상보 오차 역함수의 출력값일 수 있다.
- 식(4)
여기서, S는 변환된 저항편차이고, D는 식(2)에 따른 절대 편차이며, C는 식(3)에 따른 스케일 상수이다.
다음으로, 제어부(23)는, 제1 기준저항(R1) 및 저항편차(S)에 기초하여 제1 저항구간을 결정할 수 있다.
구체적으로, 도 2를 참고하면, 제어부(23)는, 제1 기준저항(R1)에서 저항편차(S)를 더하여 제1 상한값(U1)을 산출할 수 있다. 즉, 제어부(23)는, "R1+S"를 계산하여 제1 상한값(U1)을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(23)는, 제1 기준저항(R1)에 저항편차를 감산하여 제1 하한값(L1)을 산출할 수 있다. 즉, 제어부(23)는, "R1-S"를 계산하여 제1 하한값(L1)을 산출할 수 있다.
도 2를 참고하면, Y축은 내부저항[Ω]을 나타내며, X축은 배터리 뱅크의 일련번호일 수 있다. 즉, X축의 값은 내부저항 값과는 독립적인 값으로서, 복수의 배터리 뱅크 각각을 식별할 수 있는 인자라면 제한 없이 적용될 수 있다.
예를 들어, 제1 기준저항(R1)을 중심으로 대칭적으로 제1 하한값(L1) 및 제1 상한값(U1)이 설정될 수 있다. 제1 하한값(L1)부터 제1 상한값(U1)까지의 저항구간이 제1 저항구간으로 설정될 수 있다. 그리고, 도 2의 실시예에서, 복수의 배터리 뱅크 각각의 내부저항 값은 전부 제1 저항구간 내에 포함될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 제2 저항구간을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3을 참고하면, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크 중 내부저항 값이 제1 기준저항(R1)보다 작은 복수의 배터리 뱅크를 타겟 뱅크로 결정할 수 있다. 제어부(23)는, 복수의 타겟 뱅크에 대한 복수의 제2 내부저항 값에 기초하여 제2 기준저항(R2)을 결정할 수 있다. 제어부(23)는, 제2 기준저항(R2) 및 병렬 편차에 기초하여 제2 저항구간을 결정할 수 있다. 이때, 병렬 편차(P)는, 타겟 뱅크에 포함된 복수의 배터리 셀의 연결 구조에 대응하는 값일 수 있다.
우선, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크 중 내부저항 값이 제1 기준저항(R1)보다 작은 복수의 배터리 뱅크를 타겟 뱅크로 결정할 수 있다.
제1 기준저항(R1)은 복수의 배터리 뱅크의 중앙값 또는 평균값이 적용될 수 있다. 제1 기준저항(R1)이 복수의 배터리 뱅크의 내부저항 값의 평균값인 경우, 내부저항 값이 평균 이하인 배터리 뱅크가 타겟 뱅크로 선택될 수 있다. 반대로, 제1 기준저항(R1)이 복수의 배터리 뱅크의 내부저항 값의 중앙값인 경우, 내부저항 값이 하위 50%에 속하는 배터리 뱅크가 타겟 뱅크로 선택될 수 있다.
다음으로, 제어부(23)는, 복수의 타겟 뱅크에 대한 복수의 제2 내부저항 값에 기초하여 제2 기준저항(R2)을 결정할 수 있다.
제2 기준저항(R2)은, 복수의 타겟 뱅크의 내부저항 값을 대표하는 값으로, 중앙값 또는 평균값 등이 적용될 수 있다. 바람직하게, 제2 기준저항(R2)은 복수의 타겟 뱅크의 복수의 내부저항 값의 평균값일 수 있다.
다음으로, 제어부(23)는, 병렬 연결 개수로부터 병렬 계수(μ)를 산출하고, 병렬 계수(μ)와 제2 기준저항(R2)을 곱하여 병렬 편차(P)를 산출할 수 있다.
예를 들어, 제어부(23)는, 하기 식(5)을 이용하여 병렬 계수를 산출할 수 있다. 여기서, μ는 병렬 계수이고, m는 병렬 연결 개수이다. b는 상수로서, 예컨대, 0 또는 1일 수 있다. 즉, 병렬 계수(μ)는 병렬 연결 개수(m)의 역수와 관련될 수 있다.
- 식(5)
예를 들어, 제어부(23)는, 하기 식(6)을 이용하여 병렬 편차(P)를 산출할 수 있다. 여기서, P는 병렬 편차이고, R2는 제2 기준저항이며, μ는 수식 5에 따른 병렬 계수이다.
- 식(6)
다음으로, 제어부(23)는, 제2 기준저항(R2) 및 병렬 편차(P)에 기초하여 제2 저항구간을 결정할 수 있다.
구체적으로, 제어부(23)는, 제2 기준저항(R2)에 병렬 편차(P)를 가산하여 제2 상한값(U2)을 산출할 수 있다. 즉, 제어부(23)는, "R2+P"를 계산하여 제2 상한값(U2)을 산출할 수 있다. 제어부(23)는 제2 기준저항(R2)에서 병렬 편차(P)를 감산하여 제2 하한값(L2)을 산출할 수 있다. 즉, 제어부(23)는, "R2-P"를 계산하여 제2 하한값(L2)을 산출할 수 있다.
도 3을 참고하면, Y축은 내부저항[Ω]을 나타내며, X축은 배터리 뱅크의 일련 번호일 수 있다. 즉, X축의 값은 내부저항과는 독립적인 값으로, 복수의 배터리 뱅크 각각을 식별할 수 있는 인자라면 제한 없이 적용될 수 있다. 구체적으로, 도 2 및 도 3의 실시예에서, 도시된 복수의 배터리 뱅크는 동일할 수 있다.
예를 들어, 제2 기준저항(R2)을 중심으로 대칭적으로 제2 하한값(L2) 및 제2 상한값(U2)이 설정될 수 있다. 제2 하한값(L2)부터 제2 상한값(U2)까지의 저항구간이 제2 저항구간으로 설정될 수 있다.
제어부(23)는, 제1 저항구간과 제2 저항구간 중 어느 하나만을 고려하지 않고, 제1 저항구간과 제2 저항구간을 모두 고려하여 제1 진단 뱅크를 결정할 수 있다.
바람직하게, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크 중 내부저항 값이 제1 저항구간 및 제2 저항구간에 모두 속하는 배터리 뱅크를 정상 상태로 판단할 수 있다. 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크 중 내부저항이 제1 저항구간 또는 제2 저항구간에 속하지 않는 배터리 뱅크를 비정상 상태로 판단하고, 제1 진단 뱅크로 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제1 하자진단에서 정상 상태로 판단된 배터리 뱅크는, 제2 하자진단에서 기준 배터리 뱅크로 사용될 수 있다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 복수의 배터리 뱅크 중 제1 배터리 뱅크(B1) 및 제2 배터리 뱅크(B2)의 내부저항 값이 제1 저항구간 내에 포함될 수 있다. 그러나, 도 3을 참고하면, 제1 배터리 뱅크(B1) 및 제2 배터리 뱅크(B2)의 내부저항 값이 제2 저항구간 내에 포함되지 않을 수 있다. 이때, 제어부(23)는, 제1 배터리 뱅크(B1) 및 제2 배터리 뱅크(B2)를 제1 진단 뱅크로 결정하고, 이후 충전상태(SOC)에 기초하여 결함 여부를 추가 진단할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 배터리 진단 방법을 설명하는 흐름도이고, 도 5는 도 4의 제1 하자진단 단계(S100)를 상세하게 설명하는 흐름도이며, 도 6은 도 4의 제2 하자진단 단계(S200)를 상세하게 설명하는 흐름도이다.
이하, 도 1 내지 도 6에 기초하여, 복수의 배터리 뱅크의 하자를 진단하는 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 시스템을 설명한다.
도 4를 참고하면, 우선, 제어부(23)는, 내부저항(DCIR)에 기초하여 복수의 배터리 뱅크에 대한 제1 하자 진단을 진행한다(S100).
S100 단계에서, 도 5를 참고하면, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크에 대한 복수의 제1 내부저항 값에 기초하여 제1 기준저항 및 저항편차를 결정하고, 제1 기준저항 및 저항편차에 기초하여 제1 저항구간을 결정한다(S110).
예를 들어, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크에 대한 복수의 내부저항 값의 중앙값을 제1 기준저항(R1)으로 설정할 수 있다. 제어부(23)는, 상기 식(2)를 이용하여 제1 기준저항(R1)과 복수의 배터리 뱅크의 내부저항 값 간의 중앙값 절대 편차(Median absolute deviation, MAD)를 산출할 수 있다. 제어부(23)는, 상기 식(3)을 이용하여 소정의 스케일 상수를 결정하고, 상기 식(4)를 이용하여 중앙값 절대 편차(MAD)를 저항편차(S)로 변환할 수 있다.
제어부(23)는, 제1 기준저항(R1)에서 저항편차(S)를 더하여 제1 상한값(U1)을 산출할 수 있다. 제어부(23)는, 제1 기준저항(R1)에 저항편차(S)를 감산하여 제1 하한값(L1)을 산출할 수 있다. 도 2를 참고하면, 제어부(23)는, 제1 하한값(L1)부터 제1 상한값(U1)까지의 저항구간을 제1 저항구간으로 결정할 수 있다.
S100 단계에서, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크 중 내부저항 값이 제1 기준저항(R1)보다 작은 복수의 배터리 뱅크를 타겟 뱅크로 결정하고, 복수의 타겟 뱅크에 대한 복수의 제2 내부저항 값에 기초하여 제2 기준저항(R2)을 결정하며, 제2 기준저항(R2) 및 병렬 편차에 기초하여 제2 저항구간을 결정한다(S130).
예를 들어, 제어부(23)는, 제1 기준저항(R1)이 복수의 배터리 뱅크의 내부저항의 중앙값인 경우, 내부저항 값이 하위 50%에 속하는 배터리 뱅크를 타겟 뱅크로 선택할 수 있다.
제어부(23)는, 복수의 타겟 뱅크의 내부저항 값의 평균값을 제2 기준저항(R2)으로 결정할 수 있다. 또한, 제어부(23)는, 병렬 연결 개수(m)로부터 병렬 계수(μ)를 산출하고, 병렬 계수(μ)와 제2 기준저항(R2)을 곱하여 병렬 편차(P)를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(23)는, 상기 식(5)을 이용하여 병렬 계수(μ)를 산출하고, 상기 식(6)을 이용하여 병렬 편차(P)를 산출할 수 있다. 이때, 병렬 편차(P)는, 타겟 뱅크에 포함된 복수의 배터리 셀의 연결 구조에 대응하는 값일 수 있다.
제어부(23)는, 제2 기준저항(R2)에 병렬 편차(P)를 가산하여 제2 상한값(U2)을 산출할 수 있다. 제어부(23)는 제2 기준저항(R2)에서 병렬 편차(P)를 감산하여 제2 하한값(L2)을 산출할 수 있다. 도 3을 참고하면, 제어부(23)는 제2 하한값(L2)부터 제2 상한값(U2)까지의 저항구간을 제2 저항구간으로 결정할 수 있다.
S100 단계에서, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크 중 내부저항 값이 제1 저항구간 또는 제2 저항구간에 속하지 않는 배터리 뱅크를 제1 진단 뱅크로 결정한다(S150).
예컨대, 도 2를 참조하면, 복수의 배터리 뱅크 중 제1 배터리 뱅크(B1) 및 제2 배터리 뱅크(B2)의 내부저항 값이 제1 저항구간 내에 포함될 수 있다. 그러나, 도 3을 참고하면, 제1 배터리 뱅크(B1) 및 제2 배터리 뱅크(B2)의 내부저항이 제2 저항구간 내에 포함되지 않을 수 있다. 이때, 제어부(23)는, 제1 배터리 뱅크(B1) 및 제2 배터리 뱅크(B2)를 제1 진단 뱅크로 결정할 수 있다.
다음으로, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크의 충전상태(SOC)에 기초하여 배터리 뱅크에 대한 제2 하자 진단을 진행한다(S200).
일 실시예에 따라, 제어부(23)는, 제1 진단 뱅크에 대해 제2 하자 진단을 진행할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크에 대해 제2 하자 진단을 진행할 수 있다.
도 6을 참고하면, S200단계에서, 제어부(23)는, 소정의 조건이 만족되면 외부장치의 전력으로 배터리(10)를 충전하는 충전모드를 진행한다(S210).
예를 들어, 배터리 사용구간을 충전상태(SOC)의 20%이상 80%미만으로 설정한 경우, 제어부(23)는, 배터리(10)의 충전상태(SOC)가 20%에 도달하면, 충전모드를 실행할 수 있다.
S200단계에서, 제어부(23)는, 배터리(10)에 포함된 복수의 배터리 뱅크 중 충전상태(SOC)가 만충 상태(Full charge)에 도달한 배터리 뱅크가 적어도 하나 존재하는 제1 진단조건 만족 여부를 판단한다(S230).
외부장치의 전력으로 상기 배터리를 충전하는 충전모드에서 소정의 진단조건을 만족하면, 제어부(23)는, 기준 배터리 뱅크의 제1 충전상태 변화량(ΔSOC1)에 대한 배터리 뱅크의 제2 충전상태 변화량(ΔSOC2)의 비율(ΔSOC2/ΔSOC1)을 결정하고, 결정된 비율을 진단 기준값과 비교하여 제2 진단 뱅크를 결정하는 제2 하자 진단을 수행할 수 있다.
예를 들어, 배터리 사용구간을 충전상태(SOC)의 20%이상 80%미만으로 설정한 경우, 제어부(23)는, 배터리(10)에 포함된 복수의 배터리 뱅크 중 충전상태(SOC)가 80%에 도달한 배터리 뱅크가 적어도 하나 존재하면, 만충 상태(Full charge)에 도달한 배터리 뱅크가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 즉, 만충 상태(Full charge)는, 기 설정된 배터리의 사용구간에 의해 결정될 수 있다.
S200단계에서, 판단결과 제1 진단조건을 만족하면(S230, Yes), 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크의 충전상태 변화량이 조건 기준값 이상인 제2 진단조건 만족여부를 판단한다(S250).
예를 들어, 조건 기준값이 45%라고 가정하자. 충전시작 시점을 기준으로 복수의 배터리 뱅크의 충전상태 변화량, 즉, 충전상태 증가량이 45%를 만족하는 경우, 제어부(23)는, 제2 진단조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
다른 예를 들어, 충전모드가 진행되는 중에, 소정의 시점에서, 제1 배터리 뱅크(B1)의 충전상태가 20%에서 80%로 만충(ΔSOC1=60%)되었고, 제2 배터리 뱅크(B2)의 충전상태가 25%에서 70%로 충전되었고(ΔSOC2=45%), 제3 배터리 뱅크(B3)의 충전상태가 25%에서 72%로 충전되었고(ΔSOC3=47%), 제4 배터리 뱅크(B4)의 충전상태가 25%에서 70%로 충전되었고(ΔSOC4=45%), 제5 배터리 뱅크(B5)의 충전상태가 20%에서 70%로 충전(ΔSOC5=50%)되었다고 가정하자. 제어부(23)는, 제1 배터리 뱅크(B1)가 만충상태(SOC=80%)에 도달하여 제1 진단조건을 만족하는 것을 판단하고, 제1 내지 제5 배터리 뱅크(B1, B2, B3, B4, B5) 각각의 충전상태 변화량(ΔSOC1-5 = 60%, 45%, 47%, 45%, 50%)이 조건 기준값(45%) 이상으로 제2 진단조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 즉, 제어부(23)는, 제1 진단조건 및 제2 진단조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
S200단계에서, 판단결과 제2 진단조건을 만족하면(S250, Yes), 제어부(23)는, 기준 배터리 뱅크의 제1 충전상태 변화량에 대한 배터리 뱅크의 제2 충전상태 변화량의 비율을 결정하고, 상기 비율과 진단 기준값을 비교하여 제2 진단 뱅크를 결정한다(S270).
기준 배터리 뱅크는, 정상 상태로 진단된 배터리 뱅크 또는 사용 이력이 없는 신규 배터리 뱅크로 결정될 수 있다. 일 실시예에 따라, 기준 배터리 뱅크는, 제1 하자진단 단계에서 정상 상태로 판단된 배터리 뱅크일 수 있다. 예를 들어, 제1 하자진단 단계에서 정상 상태로 판단된 배터리 뱅크가 복수인 경우, 제어부(23)는, 제2 하자진단 단계에서 산출된 충전상태 변화량(ΔSOC)이 가장 작은 배터리 뱅크를 기준 배터리 뱅크로 결정할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제어부(23)는, 제1 하자 진단에서 정상 상태로 판단된 복수의 배터리 뱅크 중 어느 하나를 기준 배터리 뱅크로 결정할 수 있다.
예를 들어, 배터리(10)는 제1 내지 제5 배터리 뱅크(B1-B5)를 포함하고, 제1 하자진단 단계에서 제1 및 제2 배터리 뱅크(B1, B2)는 비정상 상태에 대응하는 제1 진단 뱅크로 진단되고, 제3 내지 제5 배터리 뱅크(B3, B4, B5)가 정상 상태로 진단되었다고 가정하자. 제2 하자진단 단계에서, 제3 내지 제5 배터리 뱅크(B3, B4, B5) 각각의 충전상태 변화량(ΔSOC1-3)이 47%, 45%, 50%로 가정하면, 제어부(23)는, 충전상태 변화량이 가장 작은 제4 배터리 뱅크(B4)를 기준 배터리 뱅크로 결정할 수 있다.
진단 기준값은 배터리 뱅크 내에 병렬 연결된 배터리 셀의 개수에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 진단 기준값은, 하기 식(7)에 의해 결정될 수 있다.
- 식(7)
여기서, Th1은 진단 기준값이고, m은 배터리 뱅크 내에 병렬 연결된 배터리 셀의 개수이며, n은 m보다 작은 자연수이다.
예를 들어, 배터리 셀이 하나라도 결함이 있는 경우를 진단하고자 할 때, n은 1로 설정할 수 있다. 다른 예를 들어, 두 개 이상의 배터리 셀이 결함 있는 경우에 하자 있는 배터리 셀이 존재하는 것으로 진단하고자 할 때, n은 2로 설정할 수 있다. 즉, 하자가 있는 적어도 하나의 배터리 셀을 포함하는 배터리 뱅크를 검출하고자 할 때, 상기 식(1)에서, n은, 1로 설정할 수 있다. 이하, m는 5이고, n은 1로 가정하자. 이 경우, 진단 기준값(Th1)은 1.25로 결정될 수 있다.
예를 들어, 기준 배터리 뱅크의 충전상태가 25%에서 70%로 변하고, 제1 배터리 뱅크(B1)의 충전상태가 20%에서 80%로 변하였다고 가정하자. 기준 배터리 뱅크의 충전상태 변화량인 제1 충전상태 변화량(45% = 70%-25%)에 대한 제1 배터리 뱅크의 충전상태 변화량인 제2 충전상태 변화량(60%=80%-20%)의 비율(1.33=60%/45%)이 진단 기준값(Th1=1.25) 이상임을 근거로, 제어부(23)는, 제1 배터리 뱅크(B1)를 제2 진단 뱅크로 결정할 수 있다.
다음으로, 제어부(23)는, 복수의 배터리 뱅크 중 제1 진단 뱅크 및 제2 진단 뱅크로 결정되는 배터리 뱅크를 결함 있는 배터리 뱅크로 진단한다(S300).
일 실시예에 따라, 배터리 뱅크의 내부저항에 기초하여 결함을 진단하는 제1 하자진단 방법 및 배터리 뱅크의 충전상태(SOC, State of Charge)에 기초하여 결함을 진단하는 제2 하자진단 방법 통해 결함 있는 배터리 뱅크를 최종 진단함으로써, 진단 정확도가 향상될 수 있다.
다른 실시예에 따라, 제어부(23)는, 배터리 뱅크의 충전상태(SOC, State of Charge)에 기초하여 결함을 진단하는 제2 하자진단 방법만으로 결함 있는 배터리 뱅크를 진단할 수 있다. 이때, 제어부(23)는, 앞서 설명한 제1 하자진단 방법으로 기준 배터리 뱅크를 결정하고, 기준 배터리 뱅크와 배터리 뱅크의 충전상태 변화량의 비율에 기초하여 제2 진단 뱅크를 결정할 수 있다. 제2 진단 뱅크는, 결함 있는 배터리 뱅크일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims (22)

  1. 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 뱅크를 복수 개 포함하는 배터리, 그리고
    외부장치의 전력으로 상기 배터리를 충전하는 충전모드에서 소정의 진단 조건을 만족하면, 기준 배터리 뱅크의 제1 충전상태 변화량에 대한 배터리 뱅크의 제2 충전상태 변화량의 비율을 결정하고, 상기 비율과 진단 기준값을 비교하여 배터리 뱅크의 결함을 진단하는 제어부를 포함하고,
    상기 진단 기준값은,
    배터리 뱅크 내에 병렬 연결된 배터리 셀의 개수에 기초하여 결정되는, 배터리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진단 기준값은,
    하기 식에 의해 결정되는, 배터리 시스템.
    - 식
    Th1는 진단 기준값이고, m은 배터리 뱅크 내에 병렬 연결된 배터리 셀의 개수이며, n은 m보다 작은 자연수이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 충전모드에서, 적어도 하나의 배터리 뱅크가 만충 상태(Full Charge)에 도달하는 제1 진단 조건 및 상기 복수의 배터리 뱅크 각각의 충전상태의 변화량이 조건 기준값 이상이 되는 제2 진단 조건을 만족하면,
    상기 복수의 배터리 뱅크의 결함을 진단하는, 배터리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 배터리 뱅크에 대한 복수의 제1 내부저항 값에 기초하여 제1 기준 저항 및 저항 편차를 결정하고, 상기 제1 기준 저항 및 상기 저항 편차에 기초하여 제1 저항 구간을 결정하고,
    상기 복수의 배터리 뱅크 중 내부저항 값이 상기 제1 기준 저항보다 작은 복수의 배터리 뱅크를 타겟 뱅크로 결정하고, 상기 복수의 타겟 뱅크에 대한 복수의 제2 내부저항 값에 기초하여 제2 기준 저항을 결정하고, 상기 제2 기준 저항 및 상기 타겟 뱅크에 포함된 복수의 배터리 셀의 연결 구조에 대응하는 병렬 편차에 기초하여 제2 저항 구간을 결정하고,
    상기 복수의 배터리 뱅크 중에서, 내부저항 값이 상기 제1 저항 구간 및 상기 제2 저항 구간에 속하는 배터리 뱅크를 상기 기준 배터리 뱅크로 결정하는, 배터리 시스템.
  5. 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 뱅크를 복수 개 포함하는 배터리, 그리고
    상기 복수의 배터리 뱅크의 내부저항에 기초하여 제1 진단 뱅크를 결정하고, 외부장치의 전력으로 상기 배터리를 충전하는 충전모드에서 소정의 진단조건을 만족하면, 기준 배터리 뱅크의 제1 충전상태 변화량에 대한 배터리 뱅크의 제2 충전상태 변화량의 비율과 진단 기준값을 비교하여 제2 진단 뱅크를 결정하고, 상기 복수의 배터리 뱅크 중 상기 제1 진단 뱅크 및 상기 제2 진단 뱅크로 결정되는 배터리 뱅크를 결함 있는 배터리 뱅크로 진단하는 제어부를 포함하고,
    상기 진단 기준값은,
    배터리 뱅크 내에 병렬 연결된 배터리 셀의 개수에 기초하여 결정되는, 배터리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 진단 기준값은,
    하기 식에 의해 결정되는, 배터리 시스템.
    - 식
    Th1는 진단 기준값이고, m은 배터리 뱅크 내에 병렬 연결된 배터리 셀의 개수이며, n은 m보다 작은 자연수이다.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 충전모드에서, 적어도 하나의 배터리 뱅크가 만충 상태(Full Charge)에 도달하는 제1 진단 조건 및 상기 복수의 배터리 뱅크 각각의 충전상태의 변화량이 조건 기준값 이상이 되는 제2 진단 조건을 만족하면,
    상기 제2 진단 뱅크를 결정하는, 배터리 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 배터리 뱅크에 대한 복수의 제1 내부저항 값에 기초하여 제1 기준저항 및 저항편차를 결정하고, 상기 제1 기준저항 및 상기 저항편차에 기초하여 제1 저항구간을 결정하고,
    상기 복수의 배터리 뱅크 중 내부저항 값이 상기 제1 기준저항보다 작은 복수의 배터리 뱅크를 타겟 뱅크로 결정하고, 상기 복수의 타겟 뱅크에 대한 복수의 제2 내부저항 값에 기초하여 제2 기준저항을 결정하고, 상기 제2 기준저항 및 상기 타겟 뱅크에 포함된 복수의 배터리 셀의 연결 구조에 대응하는 병렬 편차에 기초하여 제2 저항구간을 결정하고,
    상기 복수의 배터리 뱅크 중에서, 내부저항 값이 상기 제1 저항구간 또는 상기 제2 저항구간에 속하지 않는 배터리 뱅크를 상기 제1 진단 뱅크로 결정하는, 배터리 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 배터리 뱅크 중에서, 내부저항 값이 상기 제1 저항 구간 및 상기 제2 저항 구간에 속하는 배터리 뱅크를 상기 기준 배터리 뱅크로 결정하는, 배터리 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 제1 내부저항 값의 중앙값을 상기 제1 기준저항으로 결정하고,
    상기 제1 기준저항과 상기 복수의 배터리 뱅크 각각의 내부저항 간의 절대 편차를 결정하고, 소정의 스케일 상수를 이용하여 상기 절대 편차를 상기 저항편차로 변환하는, 배터리 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 기준저항에서 상기 저항편차를 가산하여 제1 상한값을 결정하고, 상기 제1 기준저항에서 상기 저항편차를 감산하여 제1 하한값을 결정하며, 상기 제1 상한값 및 상기 제1 하한값에 기초하여 상기 제1 저항구간을 결정하는, 배터리 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 제2 내부저항 값의 평균값을 상기 제2 기준저항으로 결정하고,
    상기 타겟 뱅크에 포함된 포함된 병렬 연결된 배터리 셀의 개수에 기초하여 병렬 계수를 결정하고, 상기 병렬 계수와 상기 제2 기준저항을 곱하여 상기 병렬 편차를 결정하는, 배터리 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 기준저항에서 상기 병렬 편차를 가산하여 제2 상한값을 결정하고,
    상기 제2 기준저항에서 상기 병렬 편차를 감산하여 제2 하한값을 결정하며,
    상기 제2 상한값 및 상기 제2 하한값에 기초하여 상기 제2 저항구간을 결정하는, 배터리 시스템.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 뱅크 각각의 양단 전압인 뱅크 전압 및 상기 복수의 배터리 뱅크 각각에 흐르는 전류인 뱅크 전류를 측정하는 측정부, 그리고
    상기 뱅크 전압 및 상기 뱅크 전류 중 적어도 하나에 기초하여 추정되는 내부저항 값 및 충전상태(SOC, State of Charge)를 저장하는 저장부
    를 더 포함하는, 배터리 시스템.
  15. 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 뱅크를 복수 개 포함하는 배터리의 하자를 진단하는 방법으로서,
    상기 복수의 배터리 뱅크의 내부저항에 기초하여 제1 진단 뱅크를 결정하는 제1 하자진단 단계,
    외부장치의 전력으로 상기 배터리를 충전하는 충전모드에서 소정의 진단조건을 만족하면, 기준 배터리 뱅크의 제1 충전상태 변화량에 대한 배터리 뱅크의 제2 충전상태 변화량의 비율과 진단 기준값을 비교하여 제2 진단 뱅크를 결정하는 제2 하자진단 단계, 그리고
    상기 복수의 배터리 뱅크 중 상기 제1 진단 뱅크 및 상기 제2 진단 뱅크로 결정되는 배터리 뱅크를 결함 있는 배터리 뱅크로 진단하는 진단 확정 단계를 포함하고,
    상기 진단 기준값은,
    배터리 뱅크 내에 병렬 연결된 배터리 셀의 개수에 기초하여 결정되는, 배터리 진단 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 진단 기준값은,
    하기 식에 의해 결정되는, 배터리 진단 방법.
    - 식
    Th1는 진단 기준값이고, m은 배터리 뱅크 내에 병렬 연결된 배터리 셀의 개수이며, n은 m보다 작은 자연수이다.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2 하자진단 단계는,
    상기 충전모드에서, 적어도 하나의 배터리 뱅크가 만충 상태(Full Charge)에 도달하는 제1 진단 조건 및 상기 복수의 배터리 뱅크 각각의 충전상태의 변화량이 조건 기준값 이상이 되는 제2 진단 조건을 만족하면, 상기 제2 진단 뱅크를 결정하는, 배터리 진단 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제1 하자진단 단계는,
    상기 복수의 배터리 뱅크에 대한 복수의 제1 내부저항 값에 기초하여 제1 기준저항 및 저항편차를 결정하고, 상기 제1 기준저항 및 상기 저항편차에 기초하여 제1 저항구간을 결정하는 단계,
    상기 복수의 배터리 뱅크 중 내부저항 값이 상기 제1 기준저항보다 작은 복수의 배터리 뱅크를 타겟 뱅크로 결정하고, 상기 복수의 타겟 뱅크에 대한 복수의 제2 내부저항 값에 기초하여 제2 기준저항을 결정하고, 상기 제2 기준저항 및 상기 타겟 뱅크에 포함된 복수의 배터리 셀의 연결 구조에 대응하는 병렬 편차에 기초하여 제2 저항구간을 결정하는 단계, 그리고
    상기 복수의 배터리 뱅크 각각의 내부저항 값을 상기 제1 저항구간 및 상기 제2 저항구간과 비교하여 상기 제1 진단 뱅크 및 상기 기준 배터리 뱅크를 결정하는 단계를 포함하는, 배터리 진단 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 저항구간을 결정하는 단계는,
    상기 복수의 제1 내부저항 값의 중앙값을 상기 제1 기준저항으로 결정하고,
    상기 제1 기준저항과 상기 복수의 배터리 뱅크 각각의 내부저항 간의 절대 편차를 결정하고, 소정의 스케일 상수를 이용하여 상기 절대 편차를 상기 저항편차로 변환하는, 배터리 진단 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 저항구간을 결정하는 단계는,
    상기 제1 기준저항에서 상기 저항편차를 가산하여 제1 상한값을 결정하고, 상기 제1 기준저항에서 상기 저항편차를 감산하여 제1 하한값을 결정하며, 상기 제1 상한값 및 상기 제1 하한값에 기초하여 상기 제1 저항구간을 결정하는, 배터리 진단 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 제2 저항구간을 결정하는 단계는,
    상기 복수의 제2 내부저항 값의 평균값을 상기 제2 기준저항으로 결정하고,
    상기 타겟 뱅크에 포함된 포함된 병렬 연결된 배터리 셀의 개수에 기초하여 병렬 계수를 결정하고, 상기 병렬 계수와 상기 제2 기준저항을 곱하여 상기 병렬 편차를 결정하는, 배터리 진단 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제2 저항구간을 결정하는 단계는,
    상기 제2 기준저항에서 상기 병렬 편차를 가산하여 제2 상한값을 결정하고,
    상기 제2 기준저항에서 상기 병렬 편차를 감산하여 제2 하한값을 결정하며,
    상기 제2 상한값 및 상기 제2 하한값에 기초하여 상기 제2 저항구간을 결정하는, 배터리 진단 방법.
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