KR20240051014A - Battery diagnosis apparatus and method for detecting leakage current - Google Patents

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KR20240051014A
KR20240051014A KR1020230068061A KR20230068061A KR20240051014A KR 20240051014 A KR20240051014 A KR 20240051014A KR 1020230068061 A KR1020230068061 A KR 1020230068061A KR 20230068061 A KR20230068061 A KR 20230068061A KR 20240051014 A KR20240051014 A KR 20240051014A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 장치는, 하나 이상의 배터리가 포함된 배터리 시스템 내에 위치하는, 배터리 진단 장치로서, 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 명령; 상기 수집된 충전 상태 정보와, 기저장된 초기 충전 상태 정보를 기초로, 대기 모드 유지 기간 동안의 상기 배터리의 전력 변화량을 산출하는 명령; 및 상기 산출된 전력 변화량과 상기 배터리의 예상 방전 전력량을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령;을 포함할 수 있다.A battery diagnostic device according to an embodiment of the present invention is located in a battery system including one or more batteries, and includes at least one processor; and a memory storing at least one instruction executed through the at least one processor.
The at least one command may include: a command for collecting charging state information of the battery in a standby mode state of the battery system; A command for calculating a power change amount of the battery during a standby mode maintenance period based on the collected charging state information and pre-stored initial charging state information; and a command for comparing the calculated power change amount with the expected discharge power amount of the battery and determining whether leakage current occurs in the battery system based on the comparison result.

Description

누설 전류 감지를 위한 배터리 진단 장치 및 방법{BATTERY DIAGNOSIS APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING LEAKAGE CURRENT}Battery diagnostic device and method for detecting leakage current {BATTERY DIAGNOSIS APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING LEAKAGE CURRENT}

본 발명은 배터리 진단 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서의 전력 변화량을 기초로 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 감지하는, 배터리 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery diagnostic device and method, and more specifically, to a battery diagnostic device and method for detecting whether leakage current occurs in a battery system based on the amount of power change in the standby mode of the battery system.

이차 전지는 방전 이후에도 충전을 통해 재사용이 가능한 전지로, 휴대용 전화기, 태블릿 PC, 청소기 등 소형 디바이스의 에너지원으로 활용될 수 있으며, 자동차, 스마트 그리드용 ESS(Energy Storage System) 등 중대형 디바이스의 에너지원으로서도 활용되고 있다. Secondary batteries are batteries that can be reused by charging even after discharge, and can be used as an energy source for small devices such as portable phones, tablet PCs, and vacuum cleaners, and as an energy source for medium to large devices such as automobiles and ESS (Energy Storage System) for smart grids. It is also used as a

이차 전지는 시스템의 요구 조건에 따라 다수의 배터리 셀들이 직병렬로 연결된 배터리 모듈, 또는 배터리 모듈들이 직병렬로 연결된 배터리 팩 등의 어셈블리 형태로 시스템에 적용된다. 전기자동차 등 중대형 디바이스의 경우, 해당 디바이스의 요구 용량을 만족시키기 위하여, 다수의 배터리 팩이 병렬로 연결된 고용량의 배터리 시스템이 적용될 수 있다. Secondary batteries are applied to the system in the form of an assembly such as a battery module in which multiple battery cells are connected in series or parallel, or a battery pack in which battery modules are connected in series or parallel, depending on the requirements of the system. In the case of medium-to-large devices such as electric vehicles, a high-capacity battery system with multiple battery packs connected in parallel can be applied to meet the required capacity of the device.

배터리 시스템의 안정적인 운영을 위해서는, 배터리 시스템 내에 구비되는 각 전기적 구성들의 절연 상태가 잘 유지되어야 한다. 만약 절연 상태가 유지되지 못할 경우, 누설전류가 발생하게 되며, 배터리 시스템 및 디바이스에 오작동이 발생되거나, 화재가 발생될 수 있다. For stable operation of the battery system, the insulation of each electrical component included in the battery system must be maintained well. If the insulation condition is not maintained, leakage current may occur, which may cause malfunction in the battery system and devices, or cause a fire.

누설 전류 감지 기술로서, 특정 위치에 배치된 누설 전류 감지 센서를 이용해 배터리 시스템 내 누설 전류가 발생되었는지 여부를 판단하는 방식이 주로 활용되고 있다. As a leakage current detection technology, a method that determines whether leakage current has occurred in the battery system using a leakage current detection sensor placed at a specific location is mainly used.

그러나, 배터리 시스템에서 전력변환장치(PCS) 측으로 미세 전류가 누설되거나, 배터리 어셈블리 내에서의 접지 불량으로 인해 누설 전류가 발생되는 경우, 상기와 같은 종래의 기술로는 누설 전류를 감지할 수 없다. However, when a minute current leaks from the battery system to the power conversion device (PCS) or a leakage current occurs due to poor grounding within the battery assembly, the leakage current cannot be detected using the above-mentioned conventional technology.

이러한 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 기술로서, 누설 전류 감지 센서를 이용하지 않고 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 정확하게 감지할 수 있는 적절한 기술이 필요하다.As a technology that can solve these problems of the prior art, an appropriate technology is needed that can accurately detect whether leakage current occurs within the battery system without using a leakage current detection sensor.

한국 등록특허 1291724호Korean Patent No. 1291724

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 누설 전류 감지 센서를 이용하지 않고 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 감지할 수 있는 배터리 진단 장치를 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a battery diagnostic device that can detect whether leakage current occurs in the battery system without using a leakage current detection sensor.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 이러한 배터리 진단 장치에 의한 배터리 진단 방법을 제공하는 데 있다.Another purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a battery diagnosis method using such a battery diagnosis device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 장치는, 하나 이상의 배터리가 포함된 배터리 시스템 내에 위치하는, 배터리 진단 장치로서, 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함할 수 있다. A battery diagnostic device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is located in a battery system including one or more batteries, and includes at least one processor; and a memory storing at least one instruction executed through the at least one processor.

상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 명령; 상기 수집된 충전 상태 정보와, 기저장된 초기 충전 상태 정보를 기초로, 대기 모드 유지 기간 동안의 상기 배터리의 전력 변화량을 산출하는 명령; 및 상기 산출된 전력 변화량과 상기 배터리의 예상 방전 전력량을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령;을 포함할 수 있다. The at least one command may include: a command for collecting charging state information of the battery in a standby mode state of the battery system; A command for calculating a power change amount of the battery during a standby mode maintenance period based on the collected charging state information and pre-stored initial charging state information; and a command for comparing the calculated power change amount with the expected discharge power amount of the battery and determining whether leakage current occurs in the battery system based on the comparison result.

상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 명령은, 상기 배터리 시스템이 대기 모드로 전환되면, 기정의된 시간이 경과된 이후 측정된 개방 전압값(Vocv)을 수집하는 명령; 상기 개방 전압값(Vocv)을 기초로 충전 상태 값(SOC)을 결정하는 명령; 및 상기 결정된 충전 상태 값(SOC)을 초기 충전 상태 값(SOC_init)으로 저장하는 명령;을 포함할 수 있다. The command for collecting charging state information of the battery includes: a command for collecting an open-circuit voltage value (Vocv) measured after a predefined time has elapsed when the battery system is switched to standby mode; A command for determining a state of charge value (SOC) based on the open-circuit voltage value (Vocv); and a command to store the determined state of charge value (SOC) as an initial state of charge value (SOC_init).

상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 명령은, 상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 기정의된 시간마다 상기 배터리의 충전 상태 값(SOC)을 결정하는 명령을 포함할 수 있다. The command for collecting state-of-charge information of the battery may include a command for determining the state-of-charge value (SOC) of the battery at predefined times when the battery system is in a standby mode.

상기 배터리의 전력 변화량을 산출하는 명령은, 기저장된 초기 충전 상태 값(SOC_init)과 상기 산출된 충전 상태 값(SOC)의 차이값(△ SOC)을 기초로, 상기 전력 변화량을 산출하는 명령을 포함할 수 있다. The command for calculating the amount of change in power of the battery includes a command for calculating the amount of change in power based on the difference value (△ SOC) between the pre-stored initial state of charge value (SOC_init) and the calculated state of charge value (SOC). can do.

상기 예상 방전 전력량은, 상기 배터리의 자가 방전 전력량; 및 상기 배터리가 배터리 시스템 내부에 위치하는 전력 요구 장치에 제공하는 내부 공급 전력량; 중 적어도 하나를 기초로 정의될 수 있다. The expected discharge power amount includes the self-discharge power amount of the battery; and an amount of internally supplied power provided by the battery to a power-requiring device located inside the battery system; It can be defined based on at least one of:

상기 예상 방전 전력량은, 상기 자가 방전 전력량과, 상기 배터리가 배터리 관리 장치(BMS)에 공급하는 전력량의 합산 값에, 기정의된 가중 계수가 곱해진 값으로 정의될 수 있다. The expected discharge power amount may be defined as the sum of the self-discharge power amount and the power amount supplied by the battery to a battery management system (BMS) multiplied by a predefined weighting coefficient.

상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령은, 상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함할 수 있다. The command for determining whether leakage current occurs in the battery system may include a command for determining that leakage current has occurred in the battery when the calculated power change exceeds the expected discharge power amount.

상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 상기 배터리의 온도 값을 수집하는 명령; 및 상기 수집된 온도 값을 기초로, 상기 배터리의 온도 변화량을 산출하는 명령을 더 포함할 수 있다. The at least one command may include: collecting a temperature value of the battery in a standby mode state of the battery system; And it may further include a command for calculating the amount of temperature change of the battery based on the collected temperature value.

상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령은, 상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 제1 조건, 및 상기 산출된 온도 변화량이 기정의된 기준 온도 변화량을 초과하는 제2 조건을 만족하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함할 수 있다. The command for determining whether leakage current occurs in the battery system includes a first condition in which the calculated power change amount exceeds the expected discharge power amount, and a second condition in which the calculated temperature change amount exceeds a predefined reference temperature change amount. If satisfies, it may include a command to determine that leakage current has occurred in the battery.

상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리가 밸런싱 제어 동작을 수행하고 있는지 여부를 판단하는 명령을 더 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령은, 상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 제1 조건, 및 상기 배터리가 밸런싱 제어 동작을 수행하지 않는 상태인 제3 조건을 만족하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함할 수 있다. The at least one command may further include a command for determining whether the battery is performing a balancing control operation. Here, the command for determining whether leakage current occurs in the battery system includes a first condition in which the calculated power change exceeds the expected discharge power amount, and a third condition in which the battery does not perform a balancing control operation. If satisfies, it may include a command to determine that leakage current has occurred in the battery.

상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령은, 상기 배터리 시스템 내에 포함된 복수의 배터리들 중, 누설 전류가 발생된 하나 이상의 배터리를 검출하는 명령을 포함할 수 있다. The command for determining whether leakage current occurs in the battery system may include a command for detecting one or more batteries in which leakage current is generated among a plurality of batteries included in the battery system.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 방법은, 하나 이상의 배터리가 포함된 배터리 시스템 내에 위치하는 배터리 진단 장치에 의한 배터리 진단 방법으로서, 상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 단계; 상기 수집된 충전 상태 정보와, 기저장된 초기 충전 상태 정보를 기초로, 대기 모드 유지 기간 동안의 상기 배터리의 전력 변화량을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 전력 변화량과 상기 배터리의 예상 방전 전력량을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 단계;를 포함할 수 있다. A battery diagnosis method according to an embodiment of the present invention for achieving the above other object is a battery diagnosis method using a battery diagnosis device located in a battery system including one or more batteries, in a standby mode state of the battery system, collecting state-of-charge information of the battery; calculating a power change amount of the battery during a standby mode maintenance period based on the collected charging state information and pre-stored initial charging state information; and comparing the calculated power change amount with the expected discharge power amount of the battery, and determining whether leakage current occurs in the battery system based on the comparison result.

상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 단계는, 상기 배터리 시스템이 대기 모드로 전환되면, 기정의된 시간이 경과된 이후 측정된 개방 전압값(Vocv)을 수집하는 단계; 상기 개방 전압값(Vocv)을 기초로 충전 상태 값(SOC)을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 충전 상태 값(SOC)을 초기 충전 상태 값(SOC_init)으로 저장하는 단계;를 포함할 수 있다. The step of collecting the charging state information of the battery includes, when the battery system is switched to standby mode, collecting an open-circuit voltage value (Vocv) measured after a predefined time has elapsed; determining a state of charge (SOC) based on the open-circuit voltage (Vocv); and storing the determined state of charge value (SOC) as an initial state of charge value (SOC_init).

상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 단계는, 상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 기정의된 시간마다 상기 배터리의 충전 상태 값(SOC)을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. Collecting state-of-charge information of the battery may include determining a state-of-charge value (SOC) of the battery at predefined times while the battery system is in a standby mode.

상기 배터리의 전력 변화량을 산출하는 단계는, 기저장된 초기 충전 상태 값(SOC_init)과 상기 산출된 충전 상태 값(SOC)의 차이값(△ SOC)을 기초로, 상기 전력 변화량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. The step of calculating the amount of change in power of the battery includes calculating the amount of change in power based on the difference value (△ SOC) between a pre-stored initial state of charge value (SOC_init) and the calculated state of charge value (SOC). can do.

상기 예상 방전 전력량은, 상기 배터리의 자가 방전 전력량; 및 상기 배터리가 배터리 시스템 내부에 위치하는 전력 요구 장치에 제공하는 내부 공급 전력량; 중 적어도 하나를 기초로 정의될 수 있다. The expected discharge power amount includes the self-discharge power amount of the battery; and an amount of internally supplied power provided by the battery to a power-requiring device located inside the battery system; It can be defined based on at least one of:

상기 예상 방전 전력량은, 상기 자가 방전 전력량과, 상기 배터리가 배터리 관리 장치(BMS)에 공급하는 전력량의 합산 값에, 기정의된 가중 계수가 곱해진 값으로 정의될 수 있다. The expected discharge power amount may be defined as the sum of the self-discharge power amount and the power amount supplied by the battery to a battery management system (BMS) multiplied by a predefined weighting coefficient.

상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 단계는, 상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다. The step of determining whether a leakage current occurs in the battery system may include determining that a leakage current has occurred in the battery when the calculated power change amount exceeds the expected discharge power amount.

상기 배터리 진단 방법은, 상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 상기 배터리의 온도 값을 수집하는 단계; 및 상기 수집된 온도 값을 기초로, 상기 배터리의 온도 변화량을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다. The battery diagnosis method includes collecting temperature values of the battery in a standby mode of the battery system; And it may further include calculating the amount of temperature change of the battery based on the collected temperature value.

상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 단계는, 상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 제1 조건, 및 상기 산출된 온도 변화량이 기정의된 기준 온도 변화량을 초과하는 제2 조건을 만족하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다. The step of determining whether leakage current occurs in the battery system includes a first condition in which the calculated power change amount exceeds the expected discharge power amount, and a second condition in which the calculated temperature change amount exceeds a predefined reference temperature change amount. If satisfies, it may include determining that leakage current has occurred in the battery.

상기 배터리 진단 방법은, 상기 배터리가 밸런싱 제어 동작을 수행하고 있는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 단계는, 상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 제1 조건, 및 상기 배터리가 밸런싱 제어 동작을 수행하지 않는 상태인 제3 조건을 만족하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다. The battery diagnosis method may further include determining whether the battery is performing a balancing control operation. Here, the step of determining whether leakage current occurs in the battery system includes a first condition in which the calculated power change amount exceeds the expected discharge power amount, and a third condition in which the battery does not perform a balancing control operation. If satisfies, it may include determining that leakage current has occurred in the battery.

상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 단계는, 상기 배터리 시스템 내에 포함된 복수의 배터리들 중, 누설 전류가 발생된 하나 이상의 배터리를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. The step of determining whether leakage current occurs in the battery system may include detecting one or more batteries in which leakage current is generated among a plurality of batteries included in the battery system.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템은, 복수의 배터리들; 및 상기 복수의 배터리들을 모니터링 및 제어하는, 배터리 관리 장치(BMS);를 포함할 수 있다. A battery system according to an embodiment of the present invention for achieving the above still other object includes a plurality of batteries; and a battery management device (BMS) that monitors and controls the plurality of batteries.

상기 배터리 관리 장치(BMS)는, 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 상기 배터리들 각각의 충전 상태 정보를 수집하고, 상기 수집된 충전 상태 정보와, 기저장된 초기 충전 상태 정보를 기초로, 대기 모드 유지 기간 동안의 상기 배터리들 각각의 전력 변화량을 산출하고, 상기 배터리들 각각에 대한 전력 변화량과 예상 방전 전력량을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 누설 전류가 발생된 하나 이상의 배터리를 결정할 수 있다.The battery management device (BMS) collects charge state information of each of the batteries in the standby mode state of the battery system, and maintains standby mode based on the collected charge state information and pre-stored initial charge state information. The amount of change in power of each of the batteries during a period is calculated, the amount of change in power for each of the batteries is compared with the expected amount of discharge power, and one or more batteries in which leakage current is generated can be determined based on the comparison result.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 누설 전류 감지 센서를 이용하지 않고, 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부 및 누설 전류 발생 배터리를 보다 정확하게 결정할 수 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, it is possible to more accurately determine whether leakage current occurs in the battery system and the battery generating the leakage current without using a leakage current detection sensor.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템을 나타내는 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 진단 방법의 동작 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 진단 방법의 동작 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 진단 방법의 동작 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템의 구현 예를 나타내는 블록 구성도이다.
도 6 및 7은, 도 5에 도시된 배터리 시스템의 동작을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 진단 장치의 블록 구성도이다.1 is a block diagram showing a battery system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart of the operation of the battery diagnosis method according to the present invention.
Figure 3 is an operation flowchart of a battery diagnosis method according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an operation flowchart of a battery diagnosis method according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 is a block diagram showing an implementation example of a battery system according to an embodiment of the present invention.
Figures 6 and 7 are block diagrams for explaining the operation of the battery system shown in Figure 5.
Figure 8 is a block diagram of a battery diagnosis device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms such as first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention. The term “and/or” includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.

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. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present application. No.

본 명세서에 사용되는 일부 용어를 정의하면 다음과 같다. Some terms used in this specification are defined as follows.

SOC(State of Charge; 충전율)은 배터리의 현재 충전된 상태를 비율[%]로 표현한 것이고, SOH(State of Health; 배터리 수명 상태)은 배터리의 현재 퇴화 상태를 비율[%]로 표현한 것이다.SOC (State of Charge; Charging Rate) expresses the current charged state of the battery as a percentage [%], and SOH (State of Health; Battery Life State) expresses the current deterioration state of the battery as a percentage [%].

배터리 셀은 전력을 저장하는 역할을 수행하는 최소 단위이며, 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀들이 전기적으로 연결된 집합체를 의미한다.A battery cell is the smallest unit that stores power, and a battery module refers to an assembly of multiple battery cells electrically connected.

배터리 팩 또는 배터리 랙은, 배터리 제조사에서 설정한 모듈 단위를 전기적으로 연결하여 BMS를 통해 모니터링과 제어가 가능한 최소 단일 구조의 시스템을 의미하며, 여러 개의 배터리 모듈과 1개의 BPU 또는 보호장치를 포함하여 구성될 수 있다.A battery pack or battery rack refers to a system with a minimal single structure that electrically connects module units set by the battery manufacturer and can be monitored and controlled through a BMS, including multiple battery modules and one BPU or protection device. It can be configured.

배터리 뱅크(Bank)는, 복수의 배터리 랙들을 병렬 연결하여 구성되는 큰 규모의 배터리 랙 시스템의 집합 군을 의미할 수 있다. 배터리 뱅크 단위의 BMS를 통해 배터리 랙 단위의 랙 BMS(RBMS)에 대한 모니터링과 제어를 수행할 수 있다.A battery bank may refer to a large-scale battery rack system set by connecting a plurality of battery racks in parallel. Monitoring and control of the rack BMS (RBMS) at the battery rack level can be performed through the BMS at the battery bank level.

배터리 어셈블리는, 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하여 구성되며, 특정 시스템 또는 장치에 적용되어 전력 공급원으로 기능하는 집합체를 의미한다. 여기서, 배터리 어셈블리는 배터리 모듈, 배터리 팩, 배터리 랙 또는 배터리 뱅크 등을 의미할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이들 개체에 한정되는 것은 아니다.A battery assembly refers to an assembly that includes a plurality of electrically connected battery cells and is applied to a specific system or device to function as a power source. Here, the battery assembly may mean a battery module, battery pack, battery rack, or battery bank, but the scope of the present invention is not limited to these entities.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템을 나타내는 블록 구성도이다.1 is a block diagram showing a battery system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 배터리 시스템은, 복수의 배터리들(10)(BAT #1 ~ BAT #N)을 포함하여 구성되는 배터리 어셈블리(100)와, 배터리 진단 장치(200)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the battery system may include a battery assembly 100 including a plurality of batteries 10 (BAT #1 to BAT #N) and a battery diagnosis device 200. there is.

복수의 배터리(10)들은 전기적으로 연결되어 배터리 어셈블리(100)에 구성될 수 있다. A plurality of batteries 10 may be electrically connected to form a battery assembly 100 .

본 발명에 따른 배터리 시스템은, ESS(Energy Storage Syste)에 포함되어 구현될 수 있으나, 본 발명의 범위가 이들 개체에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 시스템은, 다양한 디바이스에 적용되어, 이하에서 설명하는 이상 배터리 검출 방법을 수행하여 이상 배터리를 검출하도록 동작할 수 있다.The battery system according to the present invention may be implemented by being included in an ESS (Energy Storage System), but the scope of the present invention is not limited to these entities. That is, the battery system according to the present invention can be applied to various devices and operate to detect a defective battery by performing the defective battery detection method described below.

본 발명에 따른 배터리(10)는, 배터리 셀을 의미하나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 시스템은, 배터리 셀, 배터리 모듈, 배터리 랙 또는 배터리 팩을 대상으로 이하에서 설명하는 이상 배터리 검출 방법을 수행하여 이상이 발생된 객체를 검출하도록 동작할 수 있다. The battery 10 according to the present invention refers to a battery cell, but the scope of the present invention is not limited thereto. That is, the battery system according to the present invention can operate to detect a defective object by performing a defective battery detection method described below on a battery cell, battery module, battery rack, or battery pack.

배터리 진단 장치(200)는, 배터리 시스템 내부에 위치한 배터리 관리 장치(BMS ; Battery Management System)에 포함되어 구현될 수 있다. The battery diagnosis device 200 may be implemented by being included in a battery management system (BMS) located inside the battery system.

배터리 진단 장치(200)는, 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서 수집되는 상태 정보를 기초로 배터리의 전력 변화량을 산출하고, 이를 기초로 배터리 시스템 내에 누설 전류가 발생되는지 여부와, 누설 전류가 발생된 배터리를 결정할 수 있다. 실시예에서, 배터리 진단 장치(200)는, 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서의 배터리 전력 변화량, 배터리 온도 변화량 및 밸런싱 제어 동작 수행 여부 중 하나 이상에 기초하여, 배터리 시스템 내에 누설 전류가 발생되는지 여부와, 누설 전류가 발생된 배터리를 결정할 수 있다.The battery diagnosis device 200 calculates the amount of change in power of the battery based on status information collected in the standby mode of the battery system, and based on this, determines whether leakage current occurs in the battery system, and the battery in which the leakage current occurs. can be decided. In an embodiment, the battery diagnosis device 200 determines whether leakage current is generated in the battery system based on one or more of the amount of change in battery power, the amount of battery temperature change, and whether a balancing control operation is performed in the standby mode state of the battery system. , the battery in which the leakage current occurred can be determined.

즉, 본 발명은, 누설 전류 감지 센서를 이용하는 종래 기술과 달리, 배터리 시스템에 필수적으로 구비되는 상태 정보 수집 장치를 이용해 누설 전류의 발생 여부를 진단할 수 있다. That is, the present invention, unlike the prior art that uses a leakage current detection sensor, can diagnose the occurrence of leakage current using a status information collection device that is essentially provided in the battery system.

이하에서는, 도 2 내지 8을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. Below, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 8.

도 2는 본 발명에 따른 배터리 진단 방법의 동작 순서도이다. Figure 2 is a flowchart of the operation of the battery diagnosis method according to the present invention.

배터리 시스템이 대기 모드로 전환(S210)되면, 배터리 진단 장치(200)는, 대기 모드가 유지된 상태에서 배터리의 충전 상태 정보를 수집할 수 있다(S220). 여기에서, 충전 상태 정보는 해당 배터리의 식별자 및 충전 상태 값(SOC)을 포함할 수 있다. When the battery system switches to the standby mode (S210), the battery diagnosis device 200 may collect charging state information of the battery while the standby mode is maintained (S220). Here, the state of charge information may include the identifier and state of charge (SOC) of the battery.

배터리 진단 장치(200)는, 전압 측정 장치에 의해 측정된 개방 전압값(Vocv)을 수집하고, 수집된 개방 전압값(Vocv)을 기초로 충전 상태 값(SOC)을 결정할 수 있다. 여기에서, 배터리 진단 장치(200)는, 해당 배터리에 대한 Vocv - SOC의 관계 그래프에서, 수집된 개방 전압값(Vocv)과 대응되는 충전 상태 값(SOC)을 확인하고, 확인된 충전 상태 값(SOC)을 해당 배터리의 충전 상태 값(SOC)으로 결정할 수 있다. The battery diagnosis device 200 may collect the open-circuit voltage value (Vocv) measured by the voltage measurement device and determine the state of charge value (SOC) based on the collected open-circuit voltage value (Vocv). Here, the battery diagnosis device 200 checks the collected open-circuit voltage value (Vocv) and the corresponding state of charge value (SOC) in the relationship graph of Vocv - SOC for the corresponding battery, and the confirmed state of charge value ( SOC) can be determined as the state of charge value (SOC) of the battery.

배터리 진단 장치(200)는, 기정의된 시간마다 배터리의 충전 상태 값(SOC)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 배터리 진단 장치(200)는, 1초마다 배터리의 충전 상태 값(SOC)을 결정할 수 있다.The battery diagnosis device 200 may determine the state of charge (SOC) of the battery at each predefined time. For example, the battery diagnosis device 200 may determine the state of charge (SOC) of the battery every second.

배터리 진단 장치(200)는, 대기 모드가 유지되는 기간 동안의 배터리의 전력 변화량을 산출할 수 있다(S230). 여기에서, 배터리 진단 장치(200)는, 수집된 충전 상태 정보와 기저장된 초기 충전 상태 정보를 기초로 전력 변화량을 산출할 수 있다. The battery diagnosis device 200 may calculate the amount of change in battery power during the period in which the standby mode is maintained (S230). Here, the battery diagnosis device 200 may calculate the amount of power change based on the collected charge state information and pre-stored initial charge state information.

보다 구체적으로, 배터리 진단 장치(200)는, 배터리 시스템이 대기 모드로 전환된 이후, 최초 측정된 개방 전압값을 기초로 초기 충전 상태 값(SOC_init)을 결정하고, 초기 충전 상태 값(SOC_init)을 저장 장치(예를 들어, 비휘발성 메모리)에 저장할 수 있다. 이후, 배터리 진단 장치(200)는, 저장 장치에 저장된 초기 충전 상태 값(SOC_init)과, 이후 시점에 측정된 개방 전압 값에 기초하여 결정된 충전 상태 값(SOC_present)의 차이값을 기초로, 해당 측정 시점에서의 전력 변화량을 산출할 수 있다. More specifically, the battery diagnosis device 200 determines the initial state of charge value (SOC_init) based on the first measured open-circuit voltage value after the battery system is switched to standby mode, and sets the initial state of charge value (SOC_init) to It may be stored in a storage device (e.g., non-volatile memory). Thereafter, the battery diagnosis device 200 performs the corresponding measurement based on the difference between the initial state of charge value (SOC_init) stored in the storage device and the state of charge value (SOC_present) determined based on the open-circuit voltage value measured at a later time. The amount of power change at a point in time can be calculated.

배터리 진단 장치(200)는, 산출된 전력 변화량과 기정의된 임계값을 비교할 수 있다(S240). 여기에서, 임계값은, 해당 배터리의 예상 방전 전력량으로 정의될 수 있다. The battery diagnosis device 200 may compare the calculated power change amount with a predefined threshold (S240). Here, the threshold may be defined as the expected amount of discharge power of the battery.

배터리 진단 장치(200)는, 전력 변화량과 기정의된 임계값의 비교 결과를 기초로, 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정할 수 있다(S250). 여기에서, 전력 변화량이 기정의된 임계값을 초과하는 경우, 배터리 진단 장치(200)는, 해당 배터리에 누설 전류가 발생된 것으로 결정할 수 있다. The battery diagnosis device 200 may determine whether leakage current occurs in the battery system based on a comparison result between the amount of power change and a predefined threshold (S250). Here, when the amount of power change exceeds a predefined threshold, the battery diagnosis device 200 may determine that leakage current has occurred in the corresponding battery.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 진단 장치(200)는, 대기 모드 유지 기간 동안의 전력 변화량이 설정된 임계값(예를 들어, 예상 방전 전력량)을 초과하는 경우, 해당 배터리에 비정상적인 자가 방전, 즉 누설 전류가 발생되는 것으로 결정할 수 있다. That is, the battery diagnosis device 200 according to an embodiment of the present invention causes abnormal self-discharge in the battery when the amount of power change during the standby mode maintenance period exceeds a set threshold (e.g., expected discharge power amount). That is, it can be determined that leakage current is generated.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 진단 방법의 동작 순서도이다. Figure 3 is an operation flowchart of a battery diagnosis method according to an embodiment of the present invention.

배터리 시스템이 대기 모드로 전환(S310)되면, 배터리 진단 장치(200)는, 배터리의 초기 개방 전압값(Vocv_init)을 수집할 수 있다(S320). 여기에서, 초기 개방 전압값(Vocv_init)은, 대기 모드 전환 후 기정의된 시간(예를 들어, 30분)이 경과된 시점에 측정된 개방 전압값에 해당할 수 있다. When the battery system switches to standby mode (S310), the battery diagnosis device 200 may collect the initial open-circuit voltage value (Vocv_init) of the battery (S320). Here, the initial open-circuit voltage value (Vocv_init) may correspond to the open-circuit voltage value measured when a predefined time (eg, 30 minutes) has elapsed after switching to standby mode.

배터리 진단 장치(200)는, 초기 개방 전압값(Vocv_init)을 기초로 초기 충전 상태 값(SOC_init)을 결정하고, 결정된 초기 충전 상태 값(SOC_init)을 저장 장치(예를 들어, 비휘발성 메모리)에 저장할 수 있다(S330). 여기에서, 배터리 진단 장치(200)는, 해당 배터리에 대한 Vocv - SOC의 관계 그래프에서, 초기 개방 전압값(Vocv_init)과 대응되는 충전 상태 값(SOC)을 확인하고, 확인된 충전 상태 값(SOC)을 해당 배터리의 초기 충전 상태 값(SOC_init)으로 결정할 수 있다. The battery diagnosis device 200 determines the initial state of charge value (SOC_init) based on the initial open voltage value (Vocv_init), and stores the determined initial state of charge value (SOC_init) in a storage device (e.g., non-volatile memory). It can be saved (S330). Here, the battery diagnosis device 200 checks the initial open voltage value (Vocv_init) and the corresponding state of charge value (SOC) in the Vocv - SOC relationship graph for the corresponding battery, and the confirmed state of charge value (SOC ) can be determined as the initial state of charge value (SOC_init) of the battery.

이후, 배터리 진단 장치(200)는, 전압 측정 장치에 의해 측정된 개방 전압값(Vocv)을 수집하고, 수집된 개방 전압값(Vocv)을 기초로 현재 시점(개방 전압값 수집 시점)의 충전 상태 값(SOC_present)을 결정할 수 있다(S340). Afterwards, the battery diagnosis device 200 collects the open-circuit voltage value (Vocv) measured by the voltage measurement device, and the charging state at the current time (the time of collection of the open-circuit voltage value) based on the collected open-circuit voltage value (Vocv). The value (SOC_present) can be determined (S340).

배터리 진단 장치(200)는, 저장 장치에 저장된 초기 충전 상태 값(SOC_init)과 현재 시점의 충전 상태 값(SOC_present) 간의 차이값(△SOC)을 산출(S350)하고, 산출된 차이값(△SOC)을 기초로 해당 시점에서의 전력 변화량(△P)을 산출할 수 있다(S360). The battery diagnosis device 200 calculates (S350) a difference value (△SOC) between the initial state of charge value (SOC_init) stored in the storage device and the current state of charge value (SOC_present) (S350), and the calculated difference value (△SOC ) Based on this, the amount of power change (△P) at that point can be calculated (S360).

이후, 배터리 진단 장치(200)는, 산출된 전력 변화량(△P)과 기정의된 임계값을 비교할 수 있다(S370). 여기에서, 임계값은, 해당 배터리의 예상 방전 전력량으로 정의될 수 있다. Thereafter, the battery diagnosis device 200 may compare the calculated power change amount (△P) with a predefined threshold (S370). Here, the threshold may be defined as the expected amount of discharge power of the battery.

실시예에서, 예상 방전 전력량은, 배터리의 자가 방전 전력량(P_sd) 및 배터리가 배터리 시스템 내부에 위치하는 전력 요구 장치에 제공하는 내부 공급 전력량(P_in) 중 적어도 하나에 기초하여 정의될 수 있다. 여기에서, 자가 방전 전력량(P_sd)은, 사전 저장된 배터리의 자가방전률에 기초하여 산출되는 예상 자가 방전 전력량을 의미할 수 있다. 또한, 전력 요구 장치는, 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서 배터리로부터 전력을 공급받아 동작하는 장치를 의미할 수 있다. In an embodiment, the expected discharge power amount may be defined based on at least one of the battery's self-discharge power amount (P_sd) and the internally supplied power amount (P_in) that the battery provides to a power demanding device located inside the battery system. Here, the self-discharge power amount (P_sd) may mean the expected self-discharge power amount calculated based on the self-discharge rate of the pre-stored battery. Additionally, a power request device may refer to a device that operates by receiving power from a battery in the standby mode of the battery system.

실시예에서, 예상 방전 전력량은, 배터리의 자가 방전 전력량과 내부 공급 전력량의 합산 값(P_sd + P_in)으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 예상 방전 전력량은, 배터리의 자가 방전 전력량과, 배터리가 대기 모드 상태에서 배터리 관리 장치(BMS)에 공급하는 전력량의 합산 값(P_sd + P_bms)으로 정의될 수 있다. In an embodiment, the expected discharge power amount may be defined as the sum of the battery's self-discharge power amount and the internally supplied power amount (P_sd + P_in). For example, the expected discharge power amount may be defined as the sum of the self-discharge power amount of the battery and the power amount supplied to the battery management system (BMS) when the battery is in standby mode (P_sd + P_bms).

다른 실시예에서, 예상 방전 전력량은, 배터리의 자가 방전 전력량과 내부 공급 전력량의 합산 값에, 기정의된 가중 계수(w)가 곱해진 값(w * (P_sd + P_in))으로 정의될 수 있다. 여기에서, 가중 계수(w)는, 개방 전압값 및 충전 상태값의 오차 등에 의한 오진단을 방지하기 위해 정의되는 값으로, 예를 들어, 1.0 초과 1.3 이하의 특정 값으로 정의될 수 있다. In another embodiment, the expected discharge power amount may be defined as the sum of the self-discharge power amount of the battery and the internally supplied power amount multiplied by a predefined weighting coefficient (w) (w * (P_sd + P_in)). . Here, the weighting coefficient (w) is a value defined to prevent misdiagnosis due to errors in the open-circuit voltage value and state-of-charge value, and may be defined as a specific value, for example, greater than 1.0 and less than or equal to 1.3.

전력 변화량(△P)이 임계값(예를 들어, 예상 방전 전력량) 이하인 경우(S370의 NO), 배터리 진단 장치(200)는, S340 단계로 회귀하여 이후 프로세스를 다시 수행할 수 있다. If the power change amount △P is less than or equal to the threshold (eg, expected discharge power amount) (NO in S370), the battery diagnosis device 200 may return to step S340 and perform the subsequent process again.

전력 변화량(△P)이 임계값(예상 방전 전력량)을 초과하는 경우(S370의 YES), 배터리 진단 장치(200)는, 해당 배터리에 누설 전류가 발생된 것으로 결정할 수 있다(S380). If the power change amount △P exceeds the threshold (expected discharge power amount) (YES in S370), the battery diagnosis device 200 may determine that a leakage current has occurred in the battery (S380).

실시예에서, 배터리 시스템에 복수의 배터리들이 포함되는 경우, 배터리 진단 장치(200)는, 복수의 배터리들 중, 누설 전류가 발생된 배터리를 검출할 수 있다. In an embodiment, when the battery system includes a plurality of batteries, the battery diagnosis device 200 may detect a battery in which leakage current is generated among the plurality of batteries.

구체적으로, 배터리 진단 장치(200)는, 배터리들(BAT #1 ~ BAT #N) 각각에 대한 전력 변화량(△P)을 산출하고, 전력 변화량(△P)이 임계값(예를 들어, 예상 방전 전력량)을 초과하는 배터리를 검출하여, 해당 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정할 수 있다. Specifically, the battery diagnosis device 200 calculates the power change amount (△P) for each of the batteries (BAT #1 to BAT #N), and the power change amount (△P) is set to a threshold (e.g., expected By detecting a battery exceeding the discharge power amount, it can be determined that leakage current has occurred in the battery.

여기에서, 배터리 시스템 내에 포함된 모든 배터리들에 누설 전류가 발생된 것으로 결정되는 경우, 배터리 진단 장치(200)는, 배터리 시스템 전체에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 배터리 랙에 포함된 모든 배터리 팩에서 누설 전류가 발생되는 것으로 결정되면, 배터리 진단 장치(200)는, 배터리 랙 전체에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정할 수 있다. Here, when it is determined that leakage current has occurred in all batteries included in the battery system, the battery diagnosis device 200 may determine that leakage current has occurred in the entire battery system. For example, if it is determined that leakage current occurs in all battery packs included in the battery rack, the battery diagnosis device 200 may determine that leakage current occurs in the entire battery rack.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 진단 방법의 동작 순서도이다. 구체적으로, 도 4는, 배터리 진단 장치가, 전력 변화량 이외, 온도 변화량 및 밸런싱 제어 동작 수행 여부 중 하나 이상을 더 고려하여, 누설 전류의 발생 여부를 판단하는, 배터리 진단 방법을 도시한다. Figure 4 is an operation flowchart of a battery diagnosis method according to another embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 4 illustrates a battery diagnosis method in which the battery diagnosis device determines whether leakage current occurs by further considering one or more of the amount of temperature change and whether a balancing control operation is performed in addition to the amount of power change.

실시예에서, 배터리 진단 장치(200)는, 대기 모드에서의 전력 변화량이 예상 방전 전력량을 초과하는 제1 조건을 만족하고, 대기 모드에서의 전력 변화량이 기정의된 기준 온도 변화량을 초과하는 제2 조건, 및 배터리가 밸런싱 제어 동작을 수행하지 않는 상태인 제3 조건 중 하나 이상을 더 만족하는 경우, 해당 배터리에 누설 전류가 발생된 것으로 결정할 수 있다. In an embodiment, the battery diagnosis device 200 satisfies the first condition that the amount of power change in the standby mode exceeds the expected discharge power amount, and the second condition that the amount of power change in the standby mode exceeds the predefined reference temperature change amount. If one or more of the conditions and the third condition, which is a state in which the battery does not perform a balancing control operation, are further satisfied, it may be determined that a leakage current has occurred in the battery.

도 4를 참조하면, 배터리 시스템이 대기 모드로 전환(S410)되면, 배터리 진단 장치(200)는, 대기 모드가 유지된 상태에서 배터리의 상태 정보를 수집할 수 있다(S420). 여기에서, 상태 정보는 배터리의 식별자, 충전 상태 값(SOC) 및 온도 값(T) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4 , when the battery system switches to the standby mode (S410), the battery diagnosis device 200 may collect battery status information while the standby mode is maintained (S420). Here, the status information may include one or more of the battery identifier, state of charge value (SOC), and temperature value (T).

배터리 진단 장치(200)는, 기정의된 시간마다 배터리의 상태 정보를 수집할 수 있다. 예를 들어, 배터리 진단 장치(200)는, 1초마다 배터리의 충전 상태 값(SOC) 및 온도 값(T)을 수집할 수 있다.The battery diagnosis device 200 may collect battery status information at predefined times. For example, the battery diagnosis device 200 may collect the state of charge (SOC) and temperature (T) of the battery every second.

배터리 진단 장치(200)는, 대기 모드가 유지되는 기간 동안의 배터리의 전력 변화량(△P) 및 온도 변화량(△T)을 산출하고, 배터리의 밸런싱 제어 동작 수행 여부를 판단할 수 있다(S430). The battery diagnosis device 200 may calculate the amount of change in power (△P) and temperature change (△T) of the battery during the period in which the standby mode is maintained, and determine whether to perform a balancing control operation of the battery (S430). .

보다 구체적으로, 배터리 진단 장치(200)는, 배터리 시스템이 대기 모드로 전환된 이후, 최초 측정된 개방 전압값을 기초로 초기 충전 상태 값(SOC_init)을 결정하고, 초기 충전 상태 값(SOC_init)과 이후 시점의 충전 상태 값(SOC_present)의 차이값을 기초로, 해당 측정 시점에서의 전력 변화량(△P)을 산출할 수 있다. 또한, 배터리 진단 장치(200)는, 배터리 시스템이 대기 모드로 전환된 이후 최초 측정된 온도 값(T_init)을 저장 장치에 저장하고, 저장된 초기 온도 값(T_init)과 이후 시점에 측정된 온도 값(T_present)의 차이값을 기초로, 해당 측정 시점에서의 온도 변화량(△T)을 산출할 수 있다. 또한, 배터리 진단 장치(200)는, 배터리들의 불균형 상태를 해소하기 위하여 밸런싱 제어 동작을 수행하는 밸런싱 회로, 또는 밸런싱 회로를 제어하는 배터리 관리 장치와 연동하여, 배터리의 밸런싱 제어 동작 수행 여부를 판단할 수 있다. More specifically, the battery diagnosis device 200 determines the initial state of charge value (SOC_init) based on the first measured open-circuit voltage value after the battery system is switched to standby mode, and determines the initial state of charge value (SOC_init) and Based on the difference between the state of charge value (SOC_present) at a later point in time, the amount of power change (△P) at the corresponding measurement point can be calculated. In addition, the battery diagnosis device 200 stores the first measured temperature value (T_init) in the storage device after the battery system is switched to standby mode, and the stored initial temperature value (T_init) and the temperature value measured at a later time ( Based on the difference value of T_present), the amount of temperature change (△T) at the corresponding measurement point can be calculated. In addition, the battery diagnosis device 200 determines whether to perform a balancing control operation of the battery in conjunction with a balancing circuit that performs a balancing control operation to resolve the imbalance state of the batteries, or a battery management device that controls the balancing circuit. You can.

배터리 진단 장치(200)는, 산출된 전력 변화량(△P)이 예상 방전 전력량을 초과하는 제1 조건, 산출된 온도 변화량(△T)이 기정의된 기준 온도 변화량을 초과하는 제2 조건, 및 배터리가 밸런싱 제어 동작을 수행하지 않는 상태인 제3 조건 하나 이상에 대한 만족 여부를 판단할 수 있다(S440). 여기에서, 제2 조건의 기준 온도 변화량은, 진단 대상인 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 온도 변화량의 평균 값으로 정의되거나, 또는 상기 평균 값에 기정의된 가중 계수가 곱해진 값으로 정의될 수 있다. The battery diagnosis device 200 includes a first condition in which the calculated power change amount (ΔP) exceeds the expected discharge power amount, a second condition in which the calculated temperature change amount (ΔT) exceeds a predefined reference temperature change amount, and It may be determined whether one or more third conditions, which are a state in which the battery does not perform a balancing control operation, are satisfied (S440). Here, the reference temperature change amount of the second condition may be defined as the average value of the temperature change amount of the remaining batteries excluding the battery to be diagnosed, or may be defined as a value obtained by multiplying the average value by a predefined weighting coefficient.

배터리 진단 장치(200)는, 제1 조건, 제2조건 및 제3 조건 중 하나 이상의 만족 여부를 기초로, 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정할 수 있다(S450).The battery diagnosis device 200 may determine whether leakage current occurs in the battery system based on whether one or more of the first condition, second condition, and third condition is satisfied (S450).

실시예에서, 배터리 진단 장치(200)는, 진단 대상 배터리가 제1 조건 및 제2 조건을 만족하는 경우, 해당 배터리에 누설 전류가 발생된 것으로 결정할 수 있다. 즉, 대기 모드에서의 전력 변화량이 예상 방전 전력량을 초과하고, 온도 변화량이 기준 값을 초과하는 경우, 해당 배터리에 누설 전류가 발생된 것으로 판단될 수 있다. In an embodiment, the battery diagnosis apparatus 200 may determine that leakage current has occurred in the battery when the battery to be diagnosed satisfies the first condition and the second condition. That is, if the amount of power change in standby mode exceeds the expected discharge power amount and the temperature change amount exceeds the reference value, it may be determined that leakage current has occurred in the battery.

다른 실시예에서, 배터리 진단 장치(200)는, 진단 대상 배터리가 제1 조건 및 제3 조건을 만족하는 경우, 해당 배터리에 누설 전류가 발생된 것으로 결정할 수 있다. 즉, 대기 모드에서의 전력 변화량이 예상 방전 전력량을 초과하고, 해당 배터리가 밸런싱 제어 동작 미수행 상태인 경우, 해당 배터리에 누설 전류가 발생된 것으로 판단될 수 있다. 배터리가 밸런싱 제어 동작을 수행 중인 경우라면, 전력 변화량 산출시 밸런싱을 위한 충방전량이 반영되며, 이에 따라 제1 조건의 만족 여부만으로 정확한 진단이 어렵게 된다. 밸런싱 동작에 의한 오진단을 방지하기 위하여, 배터리 진단 장치(200)는, 제1 조건 이외, 제3 조건을 더 고려하여, 누설 전류의 발생 여부를 판단할 수 있다. In another embodiment, the battery diagnosis apparatus 200 may determine that leakage current has occurred in the battery when the battery to be diagnosed satisfies the first condition and the third condition. That is, if the amount of power change in standby mode exceeds the expected discharge power amount and the battery is in a state where the balancing control operation is not performed, it may be determined that leakage current has occurred in the battery. If the battery is performing a balancing control operation, the charging and discharging amount for balancing is reflected when calculating the power change amount, making accurate diagnosis difficult based solely on whether the first condition is satisfied. In order to prevent misdiagnosis due to the balancing operation, the battery diagnosis device 200 may determine whether leakage current occurs by further considering a third condition in addition to the first condition.

또 다른 실시예에서, 배터리 진단 장치(200)는, 진단 대상 배터리가 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건을 모두 만족하는 경우, 해당 배터리에 누설 전류가 발생된 것으로 결정할 수 있다. In another embodiment, the battery diagnosis apparatus 200 may determine that leakage current has occurred in the battery when the battery to be diagnosed satisfies all of the first condition, second condition, and third condition.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템의 구현 예를 나타내는 블록 구성도이고, 도 6 및 7은, 도 5에 도시된 배터리 시스템의 동작을 설명하기 위한 블록 구성도이다.FIG. 5 is a block diagram showing an implementation example of a battery system according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6 and 7 are block diagrams for explaining the operation of the battery system shown in FIG. 5.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템은, 배터리 팩(100')에 포함되어 구현될 수 있다. Referring to FIG. 5, a battery system according to an embodiment of the present invention may be implemented by being included in a battery pack 100'.

배터리 팩(100')은, 복수의 배터리 모듈들(Module #1 ~ Module #N)을 포함하고, 배터리 모듈들 각각은, 복수의 배터리 셀들(10')(CELL #1 ~ CELL #N)이 포함되어 구성될 수 있다. The battery pack 100' includes a plurality of battery modules (Module #1 to Module #N), and each of the battery modules includes a plurality of battery cells 10' (CELL #1 to CELL #N). It may be included and configured.

본 발명에 따른 배터리 진단 장치는, 배터리 팩(100')의 배터리 관리 장치(PBMS)(200')에 해당하거나, 배터리 관리 장치(PBMS)(200')에 포함되어 구현될 수 있다. The battery diagnosis device according to the present invention may correspond to the battery management device (PBMS) 200' of the battery pack 100' or may be implemented by being included in the battery management device (PBMS) 200'.

배터리 팩이 대기 모드로 전환되면, 배터리 관리 장치(PBMS)는, 배터리 셀들 각각의 초기 개방 전압값(Vocv_init)을 수집하고, 배터리 셀들 각각에 대한 초기 충전 상태 값(SOC_init)을 결정하여 저장 장치(예를 들어, 비휘발성 메모리)에 저장할 수 있다. 또한, 배터리 관리 장치(PBMS)는, 배터리 셀들 각각의 초기 온도 값(T_init)을 수집하여 저장 장치에 저장할 수 있다.When the battery pack switches to standby mode, the battery management unit (PBMS) collects the initial open-circuit voltage value (Vocv_init) of each of the battery cells, determines the initial state of charge value (SOC_init) for each of the battery cells, and determines the storage device ( For example, it can be stored in non-volatile memory). Additionally, the battery management device (PBMS) may collect the initial temperature value (T_init) of each battery cell and store it in a storage device.

이후, 배터리 관리 장치(PBMS)는, 배터리 팩의 대기 모드가 유지된 상태에서, 충전 상태값의 변화량(△SOC = SOC_init - SOC_present)을 기초로 배터리 셀들 각각에 대한 전력 변화량(△P)을 단위 시간 마다 산출할 수 있다. 또한, 배터리 관리 장치(PBMS)는, 배터리 팩의 대기 모드가 유지된 상태에서, 온도 값의 변화량(△T = T_init - T_present)을 단위 시간 마다 산출할 수 있다.Afterwards, the battery management device (PBMS), while the standby mode of the battery pack is maintained, calculates the amount of power change (△P) for each of the battery cells as a unit based on the amount of change in the charge state value (△SOC = SOC_init - SOC_present). It can be calculated every hour. Additionally, the battery management device (PBMS) can calculate the amount of change in temperature value (△T = T_init - T_present) per unit time while the standby mode of the battery pack is maintained.

배터리 관리 장치(PBMS)는, 배터리 셀들 각각에 대하여, 제1 조건 내지 제3조건 중 하나 이상의 만족 여부를 판단하여, 누설 전류 발생 여부를 결정할 숭 있다.The battery management device (PBMS) is capable of determining whether leakage current is generated by determining whether one or more of the first to third conditions are satisfied for each of the battery cells.

예를 들어, 도 6을 참조하면, 배터리 관리 장치(PBMS)는, 복수의 배터리 셀들 중에서, 전력 변화량(△P)이 예상 방전 전력량을 초과(제1 조건을 만족)하는 배터리 셀이 검출되면, 해당 배터리(Module #1의 Cell #2)에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 배터리 관리 장치(PBMS)는, 복수의 배터리 셀들 중에서, 전력 변화량(△P)이 예상 방전 전력량을 초과(제1 조건을 만족)하고, 온도 변화량 (△T)이 기준 온도 변화량을 초과(제2 조건을 만족)하는 배터리 셀이 검출되면, 해당 배터리(Module #1의 Cell #2)에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 배터리 관리 장치(PBMS)는, 복수의 배터리 셀들 중에서, 전력 변화량(△P)이 예상 방전 전력량을 초과(제1 조건을 만족)하고, 온도 변화량 (△T)이 기준 온도 변화량을 초과(제2 조건을 만족)하고, 셀 밸런싱 동작을 수행하지 않는 상태(제3조건 만족)인 배터리 셀이 검출되면, 해당 배터리(Module #1의 Cell #2)에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정할 수 있다.For example, referring to FIG. 6, when the battery management device (PBMS) detects a battery cell whose power change amount (ΔP) exceeds the expected discharge power amount (satisfies the first condition) among a plurality of battery cells, It can be determined that leakage current occurred in the battery (Cell #2 of Module #1). For another example, the battery management device (PBMS) determines that, among a plurality of battery cells, the power change amount (△P) exceeds the expected discharge power amount (satisfying the first condition), and the temperature change amount (△T) is the reference temperature change amount. If a battery cell exceeding (satisfying the second condition) is detected, it may be determined that leakage current has occurred in the battery (Cell #2 of Module #1). For another example, the battery management device (PBMS) determines that, among a plurality of battery cells, the power change amount (△P) exceeds the expected discharge power amount (satisfying the first condition) and the temperature change amount (△T) is set to the reference temperature. When a battery cell that exceeds the change amount (satisfies the second condition) and is not performing a cell balancing operation (satisfies the third condition) is detected, leakage current is generated from the battery (Cell #2 of Module #1). It can be decided that

도 7을 참조하면, 배터리 팩에 포함된 모든 배터리 셀들에 누설 전류가 발생된 것으로 결정되는 경우, 배터리 관리 장치(PBMS)는, 배터리 팩 전체에 누설 전류가 발생된 것으로 결정할 수 있다. Referring to FIG. 7, when it is determined that leakage current has occurred in all battery cells included in the battery pack, the battery management device (PBMS) may determine that leakage current has occurred in the entire battery pack.

배터리 관리 장치(PBMS)는, 누설 전류 진단 정보를, 상위 배터리 관리 장치로 전달할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 장치(PBMS)는, 랙 배터리 관리 장치(RBMS), BSC(Battery Section Controller), EMS(Energy Management System) 및 PMS(Power Management System) 중 적어도 하나에 누설 전류 진단 결과를 전달할 수 있다. 여기에서, 누설 전류 진단 정보는, 누설 전류 발생 여부, 누설 전류 발생 배터리의 개수, 누설 전류 발생 배터리의 식별자 중 하나 이상을 포함할 수 있다. A battery management device (PBMS) can transmit leakage current diagnosis information to a higher-level battery management device. For example, the battery management unit (PBMS) may transmit leakage current diagnosis results to at least one of a rack battery management unit (RBMS), a battery section controller (BSC), an energy management system (EMS), and a power management system (PMS). You can. Here, the leakage current diagnosis information may include one or more of the following: whether leakage current is generated, the number of batteries generating leakage current, and the identifier of the battery generating leakage current.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템은, 도 5 내지 7에 도시된 바와 달리, 배터리 모듈, 배터리 랙 또는 배터리 뱅크에 포함되어 구현될 수 있으며, 이 경우에도, 본 발명에 따른 누설 전류 진단 방법이 동일하게 수행될 수 있다. Meanwhile, the battery system according to the embodiment of the present invention, unlike shown in FIGS. 5 to 7, may be implemented by being included in a battery module, a battery rack, or a battery bank, and in this case as well, the leakage current diagnosis according to the present invention The method can be performed identically.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 진단 장치의 블록 구성도이다.Figure 8 is a block diagram of a battery diagnosis device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 배터리 진단 장치(800)는, 적어도 하나의 프로세서(810), 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리(820) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(830)를 포함할 수 있다. The battery diagnosis device 800 according to an embodiment of the present invention includes at least one processor 810, a memory 820 that stores at least one command executed through the processor, and a transmission/reception device that is connected to a network and performs communication. May include device 830.

상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 명령; 상기 수집된 충전 상태 정보와, 기저장된 초기 충전 상태 정보를 기초로, 대기 모드 유지 기간 동안의 상기 배터리의 전력 변화량을 산출하는 명령; 및 상기 산출된 전력 변화량과 상기 배터리의 예상 방전 전력량을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령;을 포함할 수 있다. The at least one command may include: a command for collecting charging state information of the battery in a standby mode state of the battery system; A command for calculating a power change amount of the battery during a standby mode maintenance period based on the collected charging state information and pre-stored initial charging state information; and a command for comparing the calculated power change amount with the expected discharge power amount of the battery and determining whether leakage current occurs in the battery system based on the comparison result.

상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 명령은, 상기 배터리 시스템이 대기 모드로 전환되면, 기정의된 시간이 경과된 이후 측정된 개방 전압값(Vocv)을 수집하는 명령; 상기 개방 전압값(Vocv)을 기초로 충전 상태 값(SOC)을 결정하는 명령; 및 상기 결정된 충전 상태 값(SOC)을 초기 충전 상태 값(SOC_init)으로 저장하는 명령;을 포함할 수 있다. The command for collecting charging state information of the battery includes: a command for collecting an open-circuit voltage value (Vocv) measured after a predefined time has elapsed when the battery system is switched to standby mode; A command for determining a state of charge value (SOC) based on the open-circuit voltage value (Vocv); and a command to store the determined state of charge value (SOC) as an initial state of charge value (SOC_init).

상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 명령은, 상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 기정의된 시간마다 상기 배터리의 충전 상태 값(SOC)을 결정하는 명령을 포함할 수 있다. The command for collecting state-of-charge information of the battery may include a command for determining the state-of-charge value (SOC) of the battery at predefined times when the battery system is in a standby mode.

상기 배터리의 전력 변화량을 산출하는 명령은, 기저장된 초기 충전 상태 값(SOC_init)과 상기 산출된 충전 상태 값(SOC)의 차이값(△ SOC)을 기초로, 상기 전력 변화량을 산출하는 명령을 포함할 수 있다. The command for calculating the amount of change in power of the battery includes a command for calculating the amount of change in power based on the difference value (△ SOC) between the pre-stored initial state of charge value (SOC_init) and the calculated state of charge value (SOC). can do.

상기 예상 방전 전력량은, 상기 배터리의 자가 방전 전력량; 및 상기 배터리가 배터리 시스템 내부에 위치하는 전력 요구 장치에 제공하는 내부 공급 전력량; 중 적어도 하나를 기초로 정의될 수 있다. The expected discharge power amount includes the self-discharge power amount of the battery; and an amount of internally supplied power provided by the battery to a power-requiring device located inside the battery system; It can be defined based on at least one of:

상기 예상 방전 전력량은, 상기 자가 방전 전력량과, 상기 배터리가 배터리 관리 장치(BMS)에 공급하는 전력량의 합산 값에, 기정의된 가중 계수가 곱해진 값으로 정의될 수 있다. The expected discharge power amount may be defined as the sum of the self-discharge power amount and the power amount supplied by the battery to a battery management system (BMS) multiplied by a predefined weighting coefficient.

상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령은, 상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함할 수 있다. The command for determining whether leakage current occurs in the battery system may include a command for determining that leakage current has occurred in the battery when the calculated power change exceeds the expected discharge power amount.

상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 상기 배터리의 온도 값을 수집하는 명령; 및 상기 수집된 온도 값을 기초로, 상기 배터리의 온도 변화량을 산출하는 명령을 더 포함할 수 있다. The at least one command may include: collecting a temperature value of the battery in a standby mode state of the battery system; And it may further include a command for calculating the amount of temperature change of the battery based on the collected temperature value.

상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령은, 상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 제1 조건, 및 상기 산출된 온도 변화량이 기정의된 기준 온도 변화량을 초과하는 제2 조건을 만족하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함할 수 있다. The command for determining whether leakage current occurs in the battery system includes a first condition in which the calculated power change amount exceeds the expected discharge power amount, and a second condition in which the calculated temperature change amount exceeds a predefined reference temperature change amount. If satisfies, it may include a command to determine that leakage current has occurred in the battery.

상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리가 밸런싱 제어 동작을 수행하고 있는지 여부를 판단하는 명령을 더 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령은, 상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 제1 조건, 및 상기 배터리가 밸런싱 제어 동작을 수행하지 않는 상태인 제3 조건을 만족하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함할 수 있다. The at least one command may further include a command for determining whether the battery is performing a balancing control operation. Here, the command for determining whether leakage current occurs in the battery system includes a first condition in which the calculated power change exceeds the expected discharge power amount, and a third condition in which the battery does not perform a balancing control operation. If satisfies, it may include a command to determine that leakage current has occurred in the battery.

상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령은, 상기 배터리 시스템 내에 포함된 복수의 배터리들 중, 누설 전류가 발생된 하나 이상의 배터리를 검출하는 명령을 포함할 수 있다. The command for determining whether leakage current occurs in the battery system may include a command for detecting one or more batteries in which leakage current is generated among a plurality of batteries included in the battery system.

상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령은, 상기 배터리 시스템 내에 포함된 모든 배터리들에 누설 전류가 발생된 것으로 결정되는 경우, 상기 배터리 시스템 전체에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함할 수 있다. The command for determining whether leakage current occurs in the battery system includes a command for determining that leakage current has occurred in the entire battery system when it is determined that leakage current has occurred in all batteries included in the battery system. can do.

배터리 진단 장치(800)는 또한, 입력 인터페이스 장치(840), 출력 인터페이스 장치(850), 저장 장치(860) 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 진단 장치(800)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(770)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.The battery diagnosis device 800 may further include an input interface device 840, an output interface device 850, a storage device 860, etc. Each component included in the battery diagnosis device 800 is connected by a bus 770 and can communicate with each other.

여기서, 프로세서(810)는 중앙처리장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(또는 저장 장치)는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.Here, the processor 810 may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed. . Memory (or storage device) may be comprised of at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the memory may consist of at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).

본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. The operation of the method according to an embodiment of the present invention can be implemented as a computer-readable program or code on a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Additionally, computer-readable recording media can be distributed across networked computer systems so that computer-readable programs or codes can be stored and executed in a distributed manner.

본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다. Although some aspects of the invention have been described in the context of an apparatus, it may also refer to a corresponding method description, where a block or device corresponds to a method step or feature of a method step. Similarly, aspects described in the context of a method may also be represented by corresponding blocks or items or features of a corresponding device. Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device, such as a microprocessor, programmable computer, or electronic circuit, for example. In some embodiments, one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art may modify and change the present invention in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it is possible.

10 : 배터리
100: 배터리 어셈블리
200, 700: 배터리 진단 장치10: battery
100: Battery assembly
200, 700: Battery diagnostic device

Claims (23)

하나 이상의 배터리가 포함된 배터리 시스템 내에 위치하는, 배터리 진단 장치로서,
적어도 하나의 프로세서; 및
상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함하고,
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 명령;
상기 수집된 충전 상태 정보와, 기저장된 초기 충전 상태 정보를 기초로, 대기 모드 유지 기간 동안의 상기 배터리의 전력 변화량을 산출하는 명령; 및
상기 산출된 전력 변화량과 상기 배터리의 예상 방전 전력량을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령;을 포함하는,
배터리 진단 장치. A battery diagnostic device located within a battery system containing one or more batteries, comprising:
at least one processor; and
Includes a memory that stores at least one instruction executed through the at least one processor,
The at least one command is:
Commands to collect charging state information of the battery in a standby mode state of the battery system;
A command for calculating a power change amount of the battery during a standby mode maintenance period based on the collected charging state information and pre-stored initial charging state information; and
A command for comparing the calculated power change amount with the expected discharge power amount of the battery and determining whether leakage current occurs in the battery system based on the comparison result, including;
Battery diagnostic device. 청구항 1에 있어서,
상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 명령은,
상기 배터리 시스템이 대기 모드로 전환되면, 기정의된 시간이 경과된 이후 측정된 개방 전압값(Vocv)을 수집하는 명령;
상기 개방 전압값(Vocv)을 기초로 충전 상태 값(SOC)을 결정하는 명령; 및
상기 산출된 충전 상태 값(SOC)을 초기 충전 상태 값(SOC_init)으로 저장하는 명령;을 포함하는,
배터리 진단 장치. In claim 1,
The command to collect charging state information of the battery is:
When the battery system switches to standby mode, a command to collect an open-circuit voltage value (Vocv) measured after a predefined time has elapsed;
A command for determining a state of charge value (SOC) based on the open-circuit voltage value (Vocv); and
Including a command to store the calculated state of charge value (SOC) as an initial state of charge value (SOC_init),
Battery diagnostic device. 청구항 1에 있어서,
상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 명령은,
상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 기정의된 시간마다 상기 배터리의 충전 상태 값(SOC)을 결정하는 명령을 포함하는,
배터리 진단 장치. In claim 1,
The command to collect charging state information of the battery is:
In the standby mode state of the battery system, comprising a command for determining the state of charge (SOC) of the battery at predefined times,
Battery diagnostic device. 청구항 3에 있어서,
상기 배터리의 전력 변화량을 산출하는 명령은,
기저장된 초기 충전 상태 값(SOC_init)과 상기 결정된 충전 상태 값(SOC)의 차이값(△ SOC)을 기초로, 상기 전력 변화량을 산출하는 명령을 포함하는,
배터리 진단 장치. In claim 3,
The command for calculating the amount of change in power of the battery is:
Comprising a command for calculating the amount of power change based on the difference value (△ SOC) between the pre-stored initial state of charge value (SOC_init) and the determined state of charge value (SOC),
Battery diagnostic device. 청구항 1에 있어서,
상기 예상 방전 전력량은,
상기 배터리의 자가 방전 전력량; 및 상기 배터리가 배터리 시스템 내부에 위치하는 전력 요구 장치에 제공하는 내부 공급 전력량; 중 적어도 하나를 기초로 정의되는,
배터리 진단 장치. In claim 1,
The expected discharge power amount is,
Self-discharge power amount of the battery; and an amount of internally supplied power provided by the battery to a power-requiring device located inside the battery system; defined based on at least one of
Battery diagnostic device. 청구항 5에 있어서,
상기 예상 방전 전력량은,
상기 자가 방전 전력량과, 상기 배터리가 배터리 관리 장치(BMS)에 공급하는 전력량의 합산 값에, 기정의된 가중 계수가 곱해진 값으로 정의되는,
배터리 진단 장치.In claim 5,
The expected discharge power amount is,
Defined as the sum of the amount of self-discharge power and the amount of power supplied by the battery to the battery management device (BMS) multiplied by a predefined weighting coefficient,
Battery diagnostic device. 청구항 1에 있어서,
상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령은,
상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함하는,
배터리 진단 장치. In claim 1,
The command for determining whether leakage current occurs in the battery system is:
When the calculated power change exceeds the expected discharge power, a command for determining that a leakage current has occurred in the battery,
Battery diagnostic device. 청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 상기 배터리의 온도 값을 수집하는 명령; 및
상기 수집된 온도 값을 기초로, 상기 배터리의 온도 변화량을 산출하는 명령을 더 포함하는,
배터리 진단 장치. In claim 1,
The at least one command is:
A command to collect a temperature value of the battery in a standby mode state of the battery system; and
Further comprising a command for calculating the amount of temperature change of the battery based on the collected temperature value,
Battery diagnostic device. 청구항 8에 있어서,
상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령은,
상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 제1 조건, 및 상기 산출된 온도 변화량이 기정의된 기준 온도 변화량을 초과하는 제2 조건을 만족하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함하는,
배터리 진단 장치. In claim 8,
The command for determining whether leakage current occurs in the battery system is:
When the first condition that the calculated power change amount exceeds the expected discharge power amount and the second condition that the calculated temperature change amount exceeds a predefined reference temperature change amount are satisfied, it is determined that a leakage current has occurred in the battery. Containing instructions to decide,
Battery diagnostic device. 청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 배터리가 밸런싱 제어 동작을 수행하고 있는지 여부를 판단하는 명령을 더 포함하고,
상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령은,
상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 제1 조건, 및 상기 배터리가 밸런싱 제어 동작을 수행하지 않는 상태인 제3 조건을 만족하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 명령을 포함하는,
배터리 진단 장치. In claim 1,
The at least one command is:
Further comprising a command for determining whether the battery is performing a balancing control operation,
The command for determining whether leakage current occurs in the battery system is:
A command for determining that a leakage current has occurred in the battery when the calculated power change amount satisfies the first condition that exceeds the expected discharge power amount and the third condition that the battery is not performing a balancing control operation. Including,
Battery diagnostic device. 청구항 1에 있어서,
상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 명령은,
상기 배터리 시스템 내에 포함된 복수의 배터리들 중, 누설 전류가 발생된 하나 이상의 배터리를 검출하는 명령을 포함하는,
배터리 진단 장치. In claim 1,
The command for determining whether leakage current occurs in the battery system is:
Among the plurality of batteries included in the battery system, including a command for detecting one or more batteries in which leakage current has occurred,
Battery diagnostic device. 하나 이상의 배터리가 포함된 배터리 시스템 내에 위치하는 배터리 진단 장치에 의한, 배터리 진단 방법으로서,
상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 단계;
상기 수집된 충전 상태 정보와, 기저장된 초기 충전 상태 정보를 기초로, 대기 모드 유지 기간 동안의 상기 배터리의 전력 변화량을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 전력 변화량과 상기 배터리의 예상 방전 전력량을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 단계;를 포함하는,
배터리 진단 방법.1. A battery diagnostic method by a battery diagnostic device located within a battery system containing one or more batteries, comprising:
In a standby mode state of the battery system, collecting charging state information of the battery;
calculating a power change amount of the battery during a standby mode maintenance period based on the collected charging state information and pre-stored initial charging state information; and
Comprising the calculated power change amount and the expected discharge power amount of the battery, and determining whether leakage current occurs in the battery system based on the comparison result, comprising:
How to diagnose a battery. 청구항 12에 있어서,
상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 단계는,
상기 배터리 시스템이 대기 모드로 전환되면, 기정의된 시간이 경과된 이후 측정된 개방 전압값(Vocv)을 수집하는 단계;
상기 개방 전압값(Vocv)을 기초로 충전 상태 값(SOC)을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 충전 상태 값(SOC)을 초기 충전 상태 값(SOC_init)으로 저장하는 단계;를 포함하는,
배터리 진단 방법.In claim 12,
The step of collecting charging state information of the battery is,
When the battery system switches to standby mode, collecting an open-circuit voltage value (Vocv) measured after a predefined time has elapsed;
determining a state of charge (SOC) based on the open-circuit voltage (Vocv); and
Including, storing the determined state of charge value (SOC) as an initial state of charge value (SOC_init).
How to diagnose a battery. 청구항 12에 있어서,
상기 배터리의 충전 상태 정보를 수집하는 단계는,
상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 기정의된 시간마다 상기 배터리의 충전 상태 값(SOC)을 결정하는 단계를 포함하는,
배터리 진단 방법.In claim 12,
The step of collecting charging state information of the battery is,
In the standby mode state of the battery system, determining the state of charge (SOC) of the battery at predefined times,
How to diagnose a battery. 청구항 14에 있어서,
상기 배터리의 전력 변화량을 산출하는 단계는,
기저장된 초기 충전 상태 값(SOC_init)과 상기 산출된 충전 상태 값(SOC)의 차이값(△ SOC)을 기초로, 상기 전력 변화량을 산출하는 단계를 포함하는,
배터리 진단 방법.In claim 14,
The step of calculating the amount of change in power of the battery is,
Comprising the step of calculating the power change amount based on the difference value (△ SOC) between the pre-stored initial state of charge value (SOC_init) and the calculated state of charge value (SOC),
How to diagnose a battery. 청구항 12에 있어서,
상기 예상 방전 전력량은,
상기 배터리의 자가 방전 전력량; 및 상기 배터리가 배터리 시스템 내부에 위치하는 전력 요구 장치에 제공하는 내부 공급 전력량; 중 적어도 하나를 기초로 정의되는,
배터리 진단 방법.In claim 12,
The expected discharge power amount is,
Self-discharge power amount of the battery; and an amount of internally supplied power provided by the battery to a power-requiring device located inside the battery system; defined based on at least one of
How to diagnose a battery. 청구항 16에 있어서,
상기 예상 방전 전력량은,
상기 자가 방전 전력량과, 상기 배터리가 배터리 관리 장치(BMS)에 공급하는 전력량의 합산 값에, 기정의된 가중 계수가 곱해진 값으로 정의되는,
배터리 진단 방법.In claim 16,
The expected discharge power amount is,
Defined as the sum of the amount of self-discharge power and the amount of power supplied by the battery to the battery management device (BMS) multiplied by a predefined weighting coefficient,
How to diagnose a battery. 청구항 12에 있어서,
상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 단계는,
상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 단계를 포함하는,
배터리 진단 방법.In claim 12,
The step of determining whether leakage current occurs in the battery system is,
When the calculated power change amount exceeds the expected discharge power amount, determining that a leakage current has occurred in the battery,
How to diagnose a battery. 청구항 12에 있어서,
상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 상기 배터리의 온도 값을 수집하는 단계; 및
상기 수집된 온도 값을 기초로, 상기 배터리의 온도 변화량을 산출하는 단계를 더 포함하는,
배터리 진단 방법. In claim 12,
Collecting a temperature value of the battery in a standby mode state of the battery system; and
Further comprising calculating the amount of temperature change of the battery based on the collected temperature value,
How to diagnose a battery. 청구항 19에 있어서,
상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 단계는,
상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 제1 조건, 및 상기 산출된 온도 변화량이 기정의된 기준 온도 변화량을 초과하는 제2 조건을 만족하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 단계를 포함하는,
배터리 진단 방법. In claim 19,
The step of determining whether leakage current occurs in the battery system is,
When the first condition that the calculated power change amount exceeds the expected discharge power amount and the second condition that the calculated temperature change amount exceeds a predefined reference temperature change amount are satisfied, it is determined that a leakage current has occurred in the battery. Including the step of deciding,
How to diagnose a battery. 청구항 12에 있어서,
상기 배터리가 밸런싱 제어 동작을 수행하고 있는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고,
상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 단계는,
상기 산출된 전력 변화량이 상기 예상 방전 전력량을 초과하는 제1 조건, 및 상기 배터리가 밸런싱 제어 동작을 수행하지 않는 상태인 제3 조건을 만족하는 경우, 상기 배터리에서 누설 전류가 발생된 것으로 결정하는 단계를 포함하는,
배터리 진단 방법.In claim 12,
Further comprising determining whether the battery is performing a balancing control operation,
The step of determining whether leakage current occurs in the battery system is,
When the calculated power change satisfies a first condition that exceeds the expected discharge power amount and a third condition that the battery is not performing a balancing control operation, determining that a leakage current has occurred in the battery. Including,
How to diagnose a battery. 청구항 12에 있어서,
상기 배터리 시스템 내 누설 전류 발생 여부를 결정하는 단계는,
상기 배터리 시스템 내에 포함된 복수의 배터리들 중, 누설 전류가 발생된 하나 이상의 배터리를 검출하는 단계를 포함하는,
배터리 진단 방법.In claim 12,
The step of determining whether leakage current occurs in the battery system is,
Among the plurality of batteries included in the battery system, including detecting one or more batteries in which leakage current has occurred,
How to diagnose a battery. 복수의 배터리들; 및
상기 복수의 배터리들을 모니터링 및 제어하는, 배터리 관리 장치(BMS);를 포함하고,
상기 배터리 관리 장치(BMS)는,
배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 상기 배터리들 각각의 충전 상태 정보를 수집하고,
상기 수집된 충전 상태 정보와, 기저장된 초기 충전 상태 정보를 기초로, 대기 모드 유지 기간 동안의 상기 배터리들 각각의 전력 변화량을 산출하고,
상기 배터리들 각각에 대한 전력 변화량과 예상 방전 전력량을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 누설 전류가 발생된 하나 이상의 배터리를 결정하는,
배터리 시스템.multiple batteries; and
Includes a battery management device (BMS) that monitors and controls the plurality of batteries,
The battery management device (BMS) is,
In the standby mode state of the battery system, collect charging state information of each of the batteries,
Based on the collected charge state information and pre-stored initial charge state information, calculate the amount of change in power of each of the batteries during the standby mode maintenance period,
Comparing the power change amount and the expected discharge power amount for each of the batteries, and determining one or more batteries in which leakage current has occurred based on the comparison result,
Battery system.
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