KR20240022931A - 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240022931A
KR20240022931A KR1020220101635A KR20220101635A KR20240022931A KR 20240022931 A KR20240022931 A KR 20240022931A KR 1020220101635 A KR1020220101635 A KR 1020220101635A KR 20220101635 A KR20220101635 A KR 20220101635A KR 20240022931 A KR20240022931 A KR 20240022931A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery cell
voltage
cell groups
battery
time
Prior art date
Application number
KR1020220101635A
Other languages
English (en)
Inventor
이순종
김나리
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020220101635A priority Critical patent/KR20240022931A/ko
Publication of KR20240022931A publication Critical patent/KR20240022931A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/10—Measuring sum, difference or ratio
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압을 획득하는 정보 획득부 및 서로 다른 두 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화를 산출하고, 상기 서로 다른 두 시간에 대응되는 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균을 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화 및 상기 복수의 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법{BATTERY MANAGEMENT APPARATUS AND OPERATING METHOD OF THE SAME}
본 문서에 개시된 실시예들은 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
최근 이차 전지에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 배터리, Ni/MH 배터리 등과 최근의 리튬 이온 배터리를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 배터리는 종래의 Ni/Cd 배터리, Ni/MH 배터리 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다, 또한, 리튬 이온 배터리는 소형, 경량으로 제작할 수 있어 이동 기기의 전원으로 사용되며, 최근에는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.
차량 또는 ESS(Energy Storage System)에서 사용되는 배터리는 사용 중에 화재가 발생하면 큰 위험이 발생할 수 있다. 배터리 내부 단락이 심해지면 열 폭주로 이어져 화재가 발생할 수 있는데, 내부 단락의 원인 중 하나는 배터리 음극 표면의 리튬 석출이다. 정상 배터리의 경우 충전 시 양극에서 나온 리튬 이온이 음극 내로 환원되지만, 불량 배터리는 일부의 리튬 이온이 음극 표면에서 리튬 금속의 형태로 석출될 수 있고, 석출된 리튬이 반복적인 충전으로 지속 성장하면 양극 또는 양극 콜렉터와 접촉하여 내부 단락이 발생할 수 있다.
본 문서에 개시된 실시예들의 일 목적은 복수의 배터리 셀 그룹의 탭 단선을 진단할 수 있는 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.
본 문서에 개시된 실시예들의 일 목적은 복수의 배터리 셀 그룹의 충방전 후 휴지기 전압에 기반하여 복수의 배터리 셀 그룹의 상태를 진단할 수 있는 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.
본 문서에 개시된 실시예들의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압을 획득하는 정보 획득부 및 서로 다른 두 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화를 산출하고, 상기 서로 다른 두 시간에 대응되는 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균을 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화 및 상기 복수의 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 제1 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 관련된 제1 전압을 산출하고, 상기 제1 시간 이후 제2 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 관련된 제2 전압을 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압의 평균인 제3 전압을 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압의 평균인 제4 전압을 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압, 상기 제3 전압 및 상기 제4 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정보 획득부는, 상기 복수의 배터리 셀이 충전 또는 방전된 후 제3 시간이 경과된 휴지기에 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압을 획득하고, 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간은 상기 제3 시간 이후일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 차이로 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압을 산출하고, 상기 제2 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 상기 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 차이로 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압과 상기 제3 전압의 비율인 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율을 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압과 상기 제4 전압의 비율인 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율을 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율의 차이의 절대값이 임계값 이상인 배터리 셀 그룹을 탭 단선이 발생한 것으로 진단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 제2 비율이 상기 제1 비율보다 큰 배터리 셀 그룹 중에서 탭 단선이 발생한 배터리 셀 그룹을 진단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간을 설정된 시간마다 재설정하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법은 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압을 획득하는 단계, 서로 다른 두 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화를 산출하는 단계, 상기 서로 다른 두 시간에 대응되는 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균을 산출하는 단계 및 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화 및 상기 복수의 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 서로 다른 두 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화를 산출하는 단계는, 제1 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 관련된 제1 전압을 산출하는 단계, 상기 제1 시간 이후 제2 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 관련된 제2 전압을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 서로 다른 두 시간에 대응되는 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균을 산출하는 단계는, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압의 평균인 제3 전압을 산출하는 단계, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압의 평균인 제4 전압을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화와 상기 복수의 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계는, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압, 상기 제3 전압 및 상기 제4 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압, 상기 제3 전압 및 상기 제4 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계는, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압과 상기 제3 전압의 비율인 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율을 산출하는 단계, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압과 상기 제4 전압의 비율인 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율을 산출하는 단계 및 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계는, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율의 차이를 산출하는 단계 및 상기 차이의 절대값이 임계값 이상인 배터리 셀 그룹을 탭 단선이 발생한 것으로 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압을 획득하는 단계는, 상기 복수의 배터리 셀이 충전 또는 방전된 후 제3 시간이 경과된 휴지기에 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압을 획득하고, 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간은 상기 제3 시간 이후일 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법은, 복수의 배터리 셀 그룹의 탭 단선을 정확하게 진단할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법은, 복수의 배터리 셀 그룹의 충방전 후 휴지기 전압에 기반하여 배터리 셀 그룹 별 전압 변화를 산출하여 복수의 배터리 셀 그룹의 상태를 진단할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법은, 복수의 배터리 셀 그룹의 전압 변화와 평균 전압 변화의 비율에 기반하여 복수의 배터리 셀 그룹 중 적어도 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 탭 단선을 진단할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법은, 설정된 시간마다 복수의 배터리 셀 그룹의 전압 변화를 확인하여 평균 전압 변화와 해당 배터리 셀 그룹의 전압 변화의 비율의 차이가 임계값 이상인 배터리 셀 그룹을 탭 단선이 발생한 배터리 셀 그룹으로 진단할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일반적인 배터리 팩의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 보여주는 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치가 배터리 셀을 진단하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치가 배터리 셀을 진단하는 예시를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 7 내지 도 9는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 구체적으로 보여주는 흐름도이다.
도 10은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 수행하기 위한 컴퓨팅 시스템의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 본 문서에 개시된 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 문서에 개시된 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 문서에 개시된 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 문서에 개시된 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 일반적인 배터리 팩의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(1)과 상위 시스템에 포함되어 있는 상위 제어기(2)를 포함하는 배터리 제어 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(1)은 하나의 이상의 배터리 셀로 이루어지고 충방전 가능한 배터리 모듈(10)과, 배터리 모듈(10)의 (+) 단자 측 또는 (-) 단자 측에 직렬로 연결되어 배터리 모듈(10)의 충방전 전류 흐름을 제어하기 위한 스위칭부(14)와, 배터리 팩(1)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하여, 과충전 및 과방전 등을 방지하도록 제어 관리하는 배터리 관리 시스템(20)을 포함한다. 이 때, 배터리 팩(1)에는 배터리 모듈(10), 센서(12), 스위칭부(14) 및 배터리 관리 시스템(20)이 복수 개 구비될 수 있다.
여기서, 스위칭부(14)는 복수의 배터리 모듈(10)의 충전 또는 방전에 대한 전류 흐름을 제어하기 위한 소자로서, 예를 들면, 배터리 팩(1)의 사양에 따라서 적어도 하나의 릴레이, 마그네틱 접촉기 등이 이용될 수 있다.
배터리 관리 시스템(20)은 상술한 각종 파라미터를 측정한 값을 입력받는 인터페이스로서, 복수의 단자와, 이들 단자와 연결되어 입력받은 값들의 처리를 수행하는 회로 등을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 관리 시스템(20)은, 스위칭부(14) 예를 들어, 릴레이 또는 접촉기 등의 ON/OFF를 제어할 수도 있으며, 배터리 모듈(10)에 연결되어 배터리 모듈(10) 각각의 상태를 감시할 수 있다. 실시예에 따르면, 배터리 관리 시스템(20)은 도 2의 배터리 관리 장치(100)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 배터리 관리 시스템(20)은 도 2의 배터리 관리 장치(100)와 상이한 다른 시스템일 수 있다. 즉, 도 2의 배터리 관리 장치(100)는 배터리 팩(1)에 포함될 수도 있고, 배터리 팩(1) 외부의 다른 장치로 구성될 수도 있다.
상위 제어기(2)는 배터리 관리 시스템(20)으로 배터리 모듈(10)에 대한 제어 신호를 전송할 수 있다. 이에 따라, 배터리 관리 시스템(20)은 상위 제어기(2)로부터 인가되는 신호에 기초하여 동작이 제어될 수 있을 것이다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 정보 획득부(110) 및 컨트롤러(120)를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 배터리 관리 장치(100)는 도 1의 배터리 관리 시스템(20)에 포함될 수 있다. 다른 실시예에 따르면 배터리 관리 장치(100)는 도 1의 상위 제어기(2)에 포함될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 배터리 관리 장치(100)는 도 1의 배터리 팩(1)에 도시되지 않은 별개 장치에 포함될 수 있다.
정보 획득부(110)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압을 획득할 수 있다. 예를 들어, 정보 획득부(110)는 복수의 배터리 셀이 충전 또는 방전된 후 설정된 시간(제3 시간)이 경과된 휴지기에 복수의 배터리 셀 그룹의 전압을 획득할 수 있다. 휴지기에는 탭 단선이 된 배터리 셀 그룹이 정상 배터리 셀 그룹 대비 전압 변화가 빠르고 크게 발생할 수 있기 때문에, 정보 획득부(110)는 휴지기에 복수의 배터리 셀 그룹의 전압을 획득할 수 있다. 실시예에 따르면, 설정된 시간(제3 시간)은 600초일 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
컨트롤러(120)는 서로 다른 두 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화를 산출할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 제1 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 관련된 제1 전압을 산출할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(120)는 제1 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 차이로 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압을 산출할 수 있다. 실시예에 따르면, 제3 시간은 휴지기가 끝난 직후인 복수의 배터리 셀 그룹의 초기 전압을 측정할 수 있는 시간일 수 있다. 실시예에 따르면, 제1 시간은 제3 시간 이후일 수 있다.
다른 예를 들어, 컨트롤러(120)는 제1 시간 이후 제2 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 관련된 제2 전압을 산출할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(120)는 제2 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 차이로 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압을 산출할 수 있다. 실시예에 따르면, 제3 시간은 휴지기가 끝난 직후인 복수의 배터리 셀 그룹의 초기 전압을 측정할 수 있는 시간일 수 있다. 실시예에 따르면, 제2 시간은 제3 시간 이후일 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치가 배터리 셀을 진단하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 그래프는 복수의 배터리 셀 그룹의 충전 후 전압이다.
도 3을 참조하면, 본 문서에 개시된 배터리 관리 장치(100)의 정보 획득부(110)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압(210)을 획득할 수 있다. 예를 들어, 정보 획득부(110)는 제1 시간, 제2 시간 및 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압(210)을 획득할 수 있다.
컨트롤러(120)는 제1 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 차이로 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압(220)을 산출할 수 있다. 또한, 예를 들어, 컨트롤러(120)는 제2 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 차이로 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압(220)을 산출할 수 있다.
즉, 컨트롤러(120)는 서로 다른 두 시간(제1 시간, 제2 시간)에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압에서 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압을 차감하여 서로 다른 두 시간(제1 시간, 제2 시간)에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화를 산출할 수 있다.
도 4에 도시된 그래프는 복수의 배터리 셀 그룹의 방전 후 전압이다.
도 4를 참조하면, 본 문서에 개시된 배터리 관리 장치(100)의 정보 획득부(110)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압(310)을 획득할 수 있다. 예를 들어, 정보 획득부(110)는 제1 시간, 제2 시간 및 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압(310)을 획득할 수 있다.
컨트롤러(120)는 제1 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 차이로 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압(320)을 산출할 수 있다. 또한, 예를 들어, 컨트롤러(120)는 제2 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 차이로 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압(320)을 산출할 수 있다.
즉, 컨트롤러(120)는 서로 다른 두 시간(제1 시간, 제2 시간)에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압에서 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압을 차감하여 서로 다른 두 시간(제1 시간, 제2 시간)에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화를 산출할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 컨트롤러(120)는 서로 다른 두 시간에 대응되는 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균을 산출할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압의 평균인 제3 전압을 산출할 수 있다. 다른 예를 들어, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압의 평균인 제4 전압을 산출할 수 있다. 즉, 컨트롤러(120)는 제1 시점에 대응되는 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화인 제1 전압의 평균으로 제3 전압을 산출할 수 있고, 제2 시점에 대응되는 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화인 제2 전압의 평균으로 제4 전압을 산출할 수 있다.
컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화 및 복수의 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균에 기반하여 복수의 배터리 셀 그룹을 진단할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압, 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압, 제3 전압 및 제4 전압에 기반하여 복수의 배터리 셀 그룹을 진단할 수 있다.
실시예에 따르면, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압과 제3 전압의 비율인 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율을 산출할 수 있다. 또한, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압과 제4 전압의 비율인 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율을 산출할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율에 기반하여 복수의 배터리 셀 그룹을 진단할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율의 차이의 절대값이 임계값 이상인 배터리 셀 그룹을 탭 단선이 발생한 것으로 진단할 수 있다. 실시예에 따르면, 컨트롤러(120)는 제2 비율이 제1 비율보다 큰 배터리 셀 그룹 중에서 탭 단선이 발생한 배터리 셀 그룹을 진단할 수 있다.
실시예에 따르면, 컨트롤러(120)는 제1 시간 및 제2 시간을 설정된 시간마다 재설정하여 복수의 배터리 셀 그룹을 진단할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 제3 시간이 600초인 경우, 제1 시간을 800초로 제2 시간을 1000초로 설정하여 복수의 배터리 셀 그룹을 진단할 수 있고, 진단 결과가 정상인 경우, 제1 시간을 1000초로 제2 시간을 1200초로 설정하여 복수의 배터리 셀 그룹을 재진단할 수 있다. 다만, 상기 설정된 시간에 한정되는 것은 아니고 컨트롤러(120)는 임의의 주기로 반복적으로 제1 시간 및 제2 시간을 재설정하여 복수의 배터리 셀 그룹을 진단할 수도 있고, 주기가 없이 임의의 시간마다 제1 시간 및 제2 시간을 설정하여 복수의 배터리 셀 그룹을 진단할 수도 있다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치가 배터리 셀을 진단하는 예시를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 정보 획득부(110)는 제1 배터리 셀 그룹, 제2 배터리 셀 그룹, 제3 배터리 셀 그룹 및 제4 배터리 셀 그룹 각각의 제1 시간에 대응되는 전압, 제2 시간에 대응되는 전압 및 제3 시간에 대응되는 전압을 획득할 수 있다.
컨트롤러(120)는 제1 배터리 셀 그룹의 제1 시간 전압이 3.39V이고, 제3 시간 전압이 3.38V이면 제1 배터리 셀 그룹의 제1 전압을 0.01V로 산출할 수 있다. 컨트롤러(120)는 제2 배터리 셀 그룹의 제1 시간 전압이 3.4V이고, 제3 시간 전압이 3.39V이면 제2 배터리 셀 그룹의 제1 전압을 0.01V로 산출할 수 있다. 컨트롤러(120)는 제3 배터리 셀 그룹의 제1 시간 전압이 3.405V이고, 제3 시간 전압이 3.395V이면 제3 배터리 셀 그룹의 제1 전압을 0.01V로 산출할 수 있다. 컨트롤러(120)는 제4 배터리 셀 그룹의 제1 시간 전압이 3.41V이고, 제3 시간 전압이 3.4V이면 제4 배터리 셀 그룹의 제1 전압을 0.01V로 산출할 수 있다.
컨트롤러(120)는 제1 배터리 셀 그룹, 제2 배터리 셀 그룹, 제3 배터리 셀 그룹 및 제4 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압의 평균으로 제3 전압을 0.01V로 산출할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(120)는 제1 배터리 셀 그룹의 제1 비율을 1로, 제2 배터리 셀 그룹의 제1 비율을 1로, 제3 배터리 셀 그룹의 제1 비율을 1로 및 제4 배터리 셀 그룹의 제1 비율을 1로 산출할 수 있다.
컨트롤러(120)는 제1 배터리 셀 그룹의 제2 시간 전압이 3.395V이고, 제3 시간 전압이 3.38V이면 제1 배터리 셀 그룹의 제2 전압을 0.015V로 산출할 수 있다. 컨트롤러(120)는 제2 배터리 셀 그룹의 제2 시간 전압이 3.408V이고, 제3 시간 전압이 3.39V이면 제2 배터리 셀 그룹의 제1 전압을 0.018V로 산출할 수 있다. 컨트롤러(120)는 제3 배터리 셀 그룹의 제2 시간 전압이 3.41V이고, 제3 시간 전압이 3.395V이면 제3 배터리 셀 그룹의 제2 전압을 0.015V로 산출할 수 있다. 컨트롤러(120)는 제4 배터리 셀 그룹의 제2 시간 전압이 3.414V이고, 제3 시간 전압이 3.4V이면 제4 배터리 셀 그룹의 제2 전압을 0.014V로 산출할 수 있다.
컨트롤러(120)는 제1 배터리 셀 그룹, 제2 배터리 셀 그룹, 제3 배터리 셀 그룹 및 제4 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압의 평균으로 제4 전압을 0.0155V로 산출할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(120)는 제1 배터리 셀 그룹의 제2 비율을 0.968로, 제2 배터리 셀 그룹의 제2 비율을 1.16으로, 제3 배터리 셀 그룹의 제2 비율을 0.968로 및 제4 배터리 셀 그룹의 제2 비율을 0.903으로 산출할 수 있다.
컨트롤러(120)는 제1 배터리 셀 그룹의 제1 비율 및 제2 비율의 차이를 -0.032로, 제2 배터리 셀 그룹의 제1 비율 및 제2 비율의 차이를 1.16으로, 제3 배터리 셀 그룹의 제1 비율 및 제2 비율의 차이를 -0.032로, 제4 배터리 셀 그룹의 제1 비율 및 제2 비율의 차이를 -0.097로 산출할 수 있다.
컨트롤러(120)는 각각의 배터리 셀 그룹의 제1 비율 및 제2 비율의 차이의 절대값이 임계값이 이상이고, 제2 비율이 제1 비율보다 큰 배터리 셀 그룹을 탭 단선이 발생한 것으로 진단할 수 있다. 따라서, 임계값이 0.1인 경우 컨트롤러(120)는 제2 배터리 셀 그룹에 탭 단선이 발생한 것으로 진단할 수 있다.
리튬 석출 셀이 음극 탭 단선의 문제점을 갖는 경우 리튬 석출물로 단선 음극과 정상 음극이 연결될 수 있고, 단선 음극이 정상 음극보다 더 높은 SOC(State of Charge)를 가지는 상태에서 두 음극이 리튬 석출물로 접촉이 발생하면 단선 음극으로부터 정상 음극으로 충전이 발생하여 전압 변화가 정상 배터리 셀 그룹에 비해 더 크게 일어날 수 있으므로, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 전압 변화에 기반하여 탭 단선 배터리 셀 그룹을 진단할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 복수의 배터리 셀 그룹의 충방전 후 휴지기 전압에 기반하여 배터리 셀 그룹 별 전압 변화를 산출하여 복수의 배터리 셀 그룹의 상태를 진단할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 복수의 배터리 셀 그룹의 전압 변화와 평균 전압 변화의 비율에 기반하여 복수의 배터리 셀 그룹 중 적어도 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 탭 단선을 진단할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 설정된 시간마다 복수의 배터리 셀 그룹의 전압 변화를 확인하여 평균 전압 변화와 해당 배터리 셀 그룹의 전압 변화의 비율의 차이가 임계값 이상인 배터리 셀 그룹을 탭 단선이 발생한 배터리 셀 그룹으로 진단할 수 있다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
실시예에 따르면, 도 6에 도시된 동작들은 도 2의 배터리 관리 장치(100)를 통해 수행될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 동작 방법은, 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압을 획득하는 단계(S110), 서로 다른 두 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화를 산출하는 단계(S120), 서로 다른 두 시간에 대응되는 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균을 산출하는 단계(S130) 및 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화 및 복수의 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균에 기반하여 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
S110 단계에서, 정보 획득부(110)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압을 획득할 수 있다. 예를 들어, 정보 획득부(110)는 복수의 배터리 셀 그룹이 충전 또는 방전된 후 설정된 시간(제3 시간)이 경과된 휴지기에 복수의 배터리 셀 그룹의 전압을 획득할 수 있다.
S120 단계에서, 컨트롤러(120)는 서로 다른 두 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화를 산출할 수 있다.
S130 단계에서, 컨트롤러(120)는 서로 다른 두 시간에 대응되는 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균을 산출할 수 있다.
S140 단계에서, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화 및 복수의 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균에 기반하여 복수의 배터리 셀 그룹을 진단할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 구체적으로 보여주는 흐름도이다. 실시예에 따르면, 도 7 내지 도 9에 도시된 동작들은 도 2의 배터리 관리 장치(100)를 통해 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 동작 방법은, 제1 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 관련된 제1 전압을 산출하는 단계(S210), 제1 시간 이후 제2 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 관련된 제2 전압을 산출하는 단계(S220), 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압의 평균인 제3 전압을 산출하는 단계(S230), 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압의 평균인 제4 전압을 산출하는 단계(S240) 및 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압, 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압, 제3 전압 및 제4 전압에 기반하여 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계(S250)를 포함할 수 있다.
S210 단계에서, 컨트롤러(120)는 제1 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 관련된 제1 전압을 산출할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 제1 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 차이로 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압을 산출할 수 있다.
S220 단계에서, 컨트롤러(120)는 제1 시간 이후 제2 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 관련된 제2 전압을 산출할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 제2 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 차이로 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압을 산출할 수 있다.
실시예에 따르면, S210 단계 및 S220 단계는 도 6의 S120 단계에 포함될 수 있다.
S230 단계에서, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압의 평균인 제3 전압을 산출할 수 있다.
S240 단계에서, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압의 평균인 제4 전압을 산출할 수 있다.
실시예에 따르면, S230 단계 및 S240 단계는 도 6의 S130 단계에 포함될 수 있다.
S250 단계에서, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압, 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압, 제3 전압 및 제4 전압에 기반하여 복수의 배터리 셀 그룹을 진단할 수 있다.
실시예에 따르면, S250 단계는 도 6의 S140 단계에 포함될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 동작 방법은, 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압과 제3 전압의 비율인 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율을 산출하는 단계(S310), 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압과 제4 전압의 비율인 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율을 산출하는 단계(S320) 및 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율에 기반하여 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계(S330)를 포함할 수 있다.
S310 단계에서, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압과 제3 전압의 비율인 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율을 산출할 수 있다.
S320 단계에서, 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압과 제4 전압의 비율인 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율을 산출컨트롤러(120)는 할 수 있다.
S330 단계에서, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율에 기반하여 복수의 배터리 셀 그룹을 진단할 수 있다.
실시예에 따르면, S310 단계 내지 S330 단계는 도 7의 S250 단계에 포함될 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 동작 방법은, 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율의 차이를 산출하는 단계(S410) 및 차이의 절대값이 임계값 이상인 배터리 셀 그룹을 탭 단선이 발생한 것으로 진단하는 단계(S420)를 포함할 수 있다.
S410 단계에서, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율의 차이를 산출할 수 있다.
S420 단계에서, 컨트롤러(120)는 차이의 절대값이 임계값 이상인 배터리 셀 그룹을 탭 단선이 발생한 것으로 진단할 수 있다.
실시예에 따르면, S410 단계 및 S420 단계는 도 8의 S330 단계에 포함될 수 있다.
도 10은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 수행하기 위한 컴퓨팅 시스템의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(1000)은 MCU(1010), 메모리(1020), 입출력 I/F(1030) 및 통신 I/F(1040)를 포함할 수 있다.
MCU(1010)는 메모리(1020)에 저장되어 있는 각종 프로그램(예를 들면, 복수의 배터리 셀 그룹의 전압, 전류 수집 프로그램, 복수의 배터리 셀 그룹의 전압 변화 산출 프로그램, 복수의 배터리 셀 그룹의 전압 변화 평균 산출 프로그램, 복수의 배터리 셀 그룹 진단 프로그램 등)을 실행시키고, 이러한 프로그램들을 통해 복수의 배터리 셀 그룹의 전압, 전류, 전압 변화, 전압 변화의 평균, 탭 단선 여부 등을 포함한 각종 정보를 처리하며, 전술한 도 2에 나타낸 배터리 관리 장치에 포함된 컨트롤러의 기능들을 수행하도록 하는 프로세서일 수 있다.
메모리(1020)는 복수의 배터리 셀 그룹의 전압, 전류 수집 프로그램, 복수의 배터리 셀 그룹의 전압 변화 산출 프로그램, 복수의 배터리 셀 그룹의 전압 변화 평균 산출 프로그램, 복수의 배터리 셀 그룹 진단 프로그램 등 각종 프로그램을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1020)는 복수의 배터리 셀 그룹의 전압, 전류, 전압 변화, 전압 변화의 평균, 탭 단선 여부 등 각종 정보를 저장할 수 있다.
이러한 메모리(1020)는 필요에 따라서 복수 개 마련될 수도 있을 것이다. 메모리(1020)는 휘발성 메모리일 수도 있으며 비휘발성 메모리일 수 있다. 휘발성 메모리로서의 메모리(1020)는 RAM, DRAM, SRAM 등이 사용될 수 있다. 비휘발성 메모리로서의 메모리(1020)는 ROM, PROM, EAROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등이 사용될 수 있다. 상기 열거한 메모리(1020)들의 예를 단지 예시일 뿐이며 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
입출력 I/F(1030)는, 키보드, 마우스, 터치 패널 등의 입력 장치(미도시)와 디스플레이(미도시) 등의 출력 장치와 MCU(1010) 사이를 연결하여 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공할 수 있다.
통신 I/F(1040)는 서버와 각종 데이터를 송수신할 수 있는 구성으로서, 유선 또는 무선 통신을 지원할 수 있는 각종 장치일 수 있다. 예를 들면, 배터리 관리 장치는 통신 I/F(1040)를 통해 별도로 마련된 외부 서버로부터 복수의 배터리 셀 그룹의 전압, 전류, 전압 변화, 전압 변화의 평균, 탭 단선 여부와 같은 정보를 송수신할 수 있다.
이와 같이, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 메모리(1020)에 기록되고, MCU(1010)에 의해 처리됨으로써, 예를 들면 도 2에서 도시한 각 기능들을 수행하는 모듈로서 구현될 수도 있다.
이상의 설명은 본 문서에 개시된 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 문서에 개시된 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 문서에 개시된 실시예들은 본 문서에 개시된 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 문서에 개시된 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 문서에 개시된 기술 사상의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 문서의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 배터리 팩
2: 상위 제어기
10: 복수의 배터리 모듈
12: 센서
14: 스위칭 부
20: 배터리 관리 시스템
100: 배터리 관리 장치
110: 정보 획득부
120: 컨트롤러
1000: 컴퓨팅 시스템
1010: MCU
1020: 메모리
1030: 입출력 I/F
1040: 통신 I/F

Claims (13)

  1. 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압을 획득하는 정보 획득부; 및
    서로 다른 두 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화를 산출하고,
    상기 서로 다른 두 시간에 대응되는 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균을 산출하고,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화 및 상기 복수의 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 컨트롤러; 를 포함하는 배터리 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    제1 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 관련된 제1 전압을 산출하고, 상기 제1 시간 이후 제2 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 관련된 제2 전압을 산출하고,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압의 평균인 제3 전압을 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압의 평균인 제4 전압을 산출하고,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압, 상기 제3 전압 및 상기 제4 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는, 배터리 관리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정보 획득부는,
    상기 복수의 배터리 셀이 충전 또는 방전된 후 제3 시간이 경과된 휴지기에 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압을 획득하고,
    상기 제1 시간 및 상기 제2 시간은 상기 제3 시간 이후인, 배터리 관리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제1 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 차이로 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압을 산출하고,
    상기 제2 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 상기 제3 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 차이로 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압을 산출하는, 배터리 관리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압과 상기 제3 전압의 비율인 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율을 산출하고,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압과 상기 제4 전압의 비율인 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율을 산출하고,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는, 배터리 관리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율의 차이의 절대값이 임계값 이상인 배터리 셀 그룹을 탭 단선이 발생한 것으로 진단하는, 배터리 관리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제2 비율이 상기 제1 비율보다 큰 배터리 셀 그룹 중에서 탭 단선이 발생한 배터리 셀 그룹을 진단하는, 배터리 관리 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제1 시간 및 상기 제2 시간을 설정된 시간마다 재설정하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는, 배터리 관리 장치.
  9. 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압을 획득하는 단계;
    서로 다른 두 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화를 산출하는 단계;
    상기 서로 다른 두 시간에 대응되는 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균을 산출하는 단계; 및
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화 및 상기 복수의 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계; 를 포함하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    서로 다른 두 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화를 산출하는 단계는,
    제1 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 관련된 제1 전압을 산출하는 단계; 및
    상기 제1 시간 이후 제2 시간에 대응되는 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압과 관련된 제2 전압을 산출하는 단계; 를 포함하고,
    상기 서로 다른 두 시간에 대응되는 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균을 산출하는 단계는,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압의 평균인 제3 전압을 산출하는 단계; 및
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압의 평균인 제4 전압을 산출하는 단계; 를 포함하고,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압 변화와 상기 복수의 배터리 셀 그룹 전체의 전압 변화의 평균에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계는,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압, 상기 제3 전압 및 상기 제4 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계; 를 포함하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압, 상기 제3 전압 및 상기 제4 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계는,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 전압과 상기 제3 전압의 비율인 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율을 산출하는 단계;
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 전압과 상기 제4 전압의 비율인 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율을 산출하는 단계; 및
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계; 를 포함하는, 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 그룹을 진단하는 단계는,
    상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제1 비율과 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 제2 비율의 차이를 산출하는 단계; 및
    상기 차이의 절대값이 임계값 이상인 배터리 셀 그룹을 탭 단선이 발생한 것으로 진단하는 단계; 를 포함하는, 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압을 획득하는 단계는,
    상기 복수의 배터리 셀이 충전 또는 방전된 후 제3 시간이 경과된 휴지기에 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압을 획득하고,
    상기 제1 시간 및 상기 제2 시간은 상기 제3 시간 이후인 배터리 관리 장치의 동작 방법.
KR1020220101635A 2022-08-12 2022-08-12 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법 KR20240022931A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220101635A KR20240022931A (ko) 2022-08-12 2022-08-12 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220101635A KR20240022931A (ko) 2022-08-12 2022-08-12 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240022931A true KR20240022931A (ko) 2024-02-20

Family

ID=90057205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220101635A KR20240022931A (ko) 2022-08-12 2022-08-12 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240022931A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11965936B2 (en) Battery diagnosis apparatus and method
EP3961233A1 (en) Battery cell diagnosis device and method
US20230258725A1 (en) Battery abnormality diagnosis apparatus and method
US11815558B2 (en) Apparatus and method for diagnosing abnormal degradated battery cell
CN114069077A (zh) 电化学装置管理方法、电子设备及电池系统
KR20220060931A (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
CN114830406A (zh) 用于运行电池的方法
US20230148088A1 (en) Battery management apparatus and method
US20230194622A1 (en) Battery abnormality diagnosis apparatus and method
KR20240022931A (ko) 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법
KR20240069505A (ko) 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법
KR20240069660A (ko) 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법
KR20240022930A (ko) 배터리 셀 진단 장치 및 그것의 동작 방법
KR20240057271A (ko) 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법
KR20230161075A (ko) 배터리 상태 관리 장치 및 그것의 동작 방법
KR20240045915A (ko) 배터리 셀 진단 장치 및 그것의 동작 방법
KR20240031785A (ko) 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법
KR20240019650A (ko) 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법
KR20230108663A (ko) 배터리 충전 심도 산출 장치 및 그것의 동작 방법
KR20240093233A (ko) 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법
KR20240085857A (ko) 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법
US20240047976A1 (en) Battery control system and method
US20240195201A1 (en) Battery management apparatus and method
KR20240036410A (ko) 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법
EP4365613A1 (en) Battery pack and operating method thereof