KR20240069504A - 배터리 팩 관리 장치 및 그것의 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치는 복수의 배터리 셀 그룹 중 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 측정하는 복수의 센서 각각으로부터 상기 복수의 배터리 셀 그룹 중 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 수신하는 통신부 및 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값을 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값 대비 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 복수의 배터리 셀의 전압 편차를 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 전압 편차를 임계값과 비교하여 상기 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
Description
본 문서에 개시된 실시예들은 배터리 팩 관리 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 있는 복수의 배터리 셀을 포함하는 복수의 배터리 팩(Pack)에 대용량의 전기 에너지를 저장한다. 에너지 저장 시스템의 배터리 팩은 전기를 충전 및 방전하는 과정에서 발생하는 화학적 반응으로 열이 발생할 수 있고, 이러한 열은 배터리 팩의 성능 및 수명을 손상시킬 수 있다. 따라서 배터리 팩의 온도, 전압 및 전류를 모니터링하는 배터리 팩 관리 장치(PBMS, Pack Battery Management System)가 구동되어 배터리 팩의 상태를 예측하고 배터리 팩을 관리할 수 있다.
배터리 팩은 생산 과정에서 양산성을 확보하기 위해 동일한 설계를 갖는 복수의 배터리 셀들을 결합하여 제조된다. 배터리 팩 내부에 특정 개별 셀의 전압 이상 거동의 발생 시 배터리 팩 내부의 연쇄 발화가 발생할 수 있어, 배터리 팩 관리 장치는 전압 이상 거동이 발생한 배터리 셀을 진단하여야 한다. 그러나 종래의 배터리 팩 관리 장치의 배터리 셀의 전압 이상 거동을 감지하기 위한 방법은 단일 배터리 셀의 전압 대비 평균 배터리 셀의 전압의 감소율을 계산하거나 온도의 급격한 변화를 측정하였으나, 배터리 팩 내부의 노이즈로 인한 전압 흔들림 및 배터리 셀의 순간적인 전압 변동을 검출하지 못하여 배터리 셀의 전압 이상 거동을 감지하기 어려운 문제가 있다.
본 문서에 개시되는 실시예들의 일 목적은 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값을 기초로 배터리 셀의 순간적인 전압 변동을 검출하여 이상 배터리 셀을 조기에 진단할 수 있는 배터리 팩 관리 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 문서에 개시된 실시예들의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치는 복수의 배터리 셀 그룹 중 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 측정하는 복수의 센서 각각으로부터 상기 복수의 배터리 셀 그룹 중 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 수신하는 통신부 및 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값을 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값 대비 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 복수의 배터리 셀의 전압 편차를 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 전압 편차를 임계값과 비교하여 상기 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 통신부는 상기 복수의 센서 각각으로부터 상기 복수의 배터리 셀 그룹 중 상기 복수의 센서 각각이 측정한 상기 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 수신하고, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값을 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값의 임계 범위 이내 여부를 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값이 상기 임계 범위 이내인 경우, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값을 산출할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값 대비 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 복수의 배터리 셀의 전압 편차를 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 전압 편차 중 양의 편차의 최대 값과 음의 편차의 최대 값을 획득할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 양의 편차의 최대 값의 상한 임계값 초과 여부를 판단하고, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 음의 편차의 최대 값의 하한 임계값 미만 여부를 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 상기 양의 편차의 최대 값이 상기 상한 임계값을 초과하고, 상기 배터리 셀의 상기 음의 편차의 최대 값이 상기 하한 임계값 미만인 경우 상기 배터리 셀을 이상 진단할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 동작 방법은 복수의 센서 각각으로부터 복수의 배터리 셀 그룹 중 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 수신하는 단계, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값을 산출하는 단계, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값 대비 복수의 배터리 셀의 전압 편차를 산출하는 단계 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 전압 편차를 임계값과 비교하여 상기 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 복수의 센서 각각으로부터 복수의 배터리 셀 그룹 중 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 수신하는 단계는 상기 복수의 배터리 셀 그룹 중 상기 복수의 센서 각각이 측정한 상기 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 수신하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값을 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값의 임계 범위 이내 여부를 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값을 산출하는 단계는 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값이 상기 임계 범위 이내인 경우, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값을 산출할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값 대비 복수의 배터리 셀의 전압 편차를 산출하는 단계는 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 전압 편차 중 양의 편차의 최대 값과 음의 편차의 최대 값을 획득할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 전압 편차를 임계값과 비교하여 상기 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 단계는 상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 양의 편차의 최대 값의 상한 임계값 초과 여부를 판단하고, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 음의 편차의 최대 값의 상기 하한 임계값 미만 여부를 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 전압 편차를 임계값과 비교하여 상기 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 단계는 상기 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 상기 양의 편차의 최대 값이 상기 상한 임계값을 초과하고, 상기 배터리 셀의 상기 음의 편차의 최대 값이 상기 하한 임계값 미만인 경우 상기 배터리 셀을 이상 진단할 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치 및 그것의 동작 방법에 따르면 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값을 기초로 배터리 셀의 순간적인 전압 변동을 검출하여 이상 배터리 셀을 조기에 진단할 수 있다.
도 1은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 셀 그룹의 시간에 따른 전압의 중앙값의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 컨트롤러의 배터리 셀의 전압 편차를 분석하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치를 구현하는 컴퓨팅 시스템의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 셀 그룹의 시간에 따른 전압의 중앙값의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 컨트롤러의 배터리 셀의 전압 편차를 분석하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치를 구현하는 컴퓨팅 시스템의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 본 문서에 개시된 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 문서에 개시된 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 문서에 개시된 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 문서에 개시된 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 문서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩(1000)은 복수의 배터리 셀(100), 충방전 장치(미도시), 복수의 센서(200) 및 배터리 팩 관리 장치(300)를 포함할 수 있다.
배터리 팩(1000)은 대상 장치(미도시)에 전원을 공급할 수 있다. 이를 위해, 배터리 팩(1000)은 대상 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 대상 장치는 배터리 팩(1000)으로부터 전원을 공급받아 동작하는 전기적, 전자적, 또는 기계적인 장치를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 대상 장치는 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System) 또는 전기 자동차(EV)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따라 복수의 배터리 셀(100)은 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)으로 이루어 질 수 있다. 도 1에서는 배터리 셀 그룹들이 3개인 것으로 도시되었지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 배터리 셀(100)은 n(n은 2이상의 자연수)개의 배터리 셀 그룹을 포함하여 구성될 수 있다.
예를 들어, 복수의 배터리 셀(100)이 42개의 배터리 셀을 포함하는 경우, 복수의 배터리 셀(100)은 3개의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)을 포함하며 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각은 14개의 배터리 셀을 포함할 수 있다.
또한, 예를 들어 복수의 배터리 셀(100)이 28개의 배터리 셀을 포함하는 경우, 복수의 배터리 셀(100)은 2개의 배터리 셀 그룹(110, 120)을 포함하며 배터리 셀 그룹(110, 120) 각각은 14개의 배터리 셀을 포함할 수 있다.
복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)은 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 배터리 셀은 전기 에너지를 충방전하여 사용할 수 있는 배터리의 기본 단위로, 리튬이온(Li-ion) 전지, 리튬이온 폴리머(Li-ion polymer) 전지, 니켈 카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈 수소(Ni-MH) 전지 등일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
배터리 셀은 전극 제조 공정, 조립 공정 및 화성 공정 등을 포함하는 일련의 제조 공정을 통하여 제조될 수 있고, 제조된 배터리 셀은 서로 직렬 혹은 병렬로 연결되고 케이스 구조물에 매입되어 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)으로 구현될 수 있다. 완성된 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)은 서로 직렬 혹은 병렬로 연결되고 케이스 구조물에 매입되어 배터리 팩(1000)으로 구현될 수 있다.
실시예에 따라, 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)은 복수의 배터리 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 있을 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각에 포함된 복수의 배터리 셀의 개수는 서로 동일할 수 있다.
일 실시예에 따라, 복수의 센서(210, 220, 230) 각각은 복수의 배터리 셀의 전압, 전류 및 온도 등을 모니터링하는 BMIC(Battery Monitoring Integrated Circuit)의 형태로 구현될 수 있다. 이하에서 복수의 센서(210, 220, 230) 각각은 BMIC로 구현되는 것을 예로 들어 설명한다.
복수의 센서(210, 220, 230) 각각은 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 중 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 측정할 수 있다. 구체적으로 복수의 센서(210, 220, 230) 각각은 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)과 일대일로 매칭될 수 있다. 도 1에서는 복수의 센서(210, 220, 230)들이 3개인 것으로 도시되었지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 센서(210, 220, 230)는 n(n은 2이상의 자연수)개의 센서를 포함하여 구성될 수 있다.
예를 들어, 복수의 배터리 셀(100)이 3개의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)으로 이루어지는 경우, 복수의 센서(200)는 3개의 센서(210, 220, 230)로 구성될 수 있다. 복수의 센서(210, 220, 230) 각각은 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)과 일대일로 매칭되어, 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 중 매칭된 배터리 셀 그룹의 전압을 측정할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(210)는 제1 배터리 셀 그룹(110)의 전압을 측정할 수 있고, 제2 센서(220)는 제2 배터리 셀 그룹(120)의 전압을 측정할 수 있고, 제3 센서(230)는 제3 배터리 셀 그룹(130)의 전압을 측정할 수 있다.
또한, 예를 들어, 복수의 배터리 셀(100)이 2개의 배터리 셀 그룹(110, 120)으로 이루어지는 경우, 복수의 센서(200)는 2개의 센서(210, 220)로 구성될 수 있다. 복수의 센서(210, 220) 각각은 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120)과 일대 일로 매칭되어, 배터리 셀 그룹(110, 120) 중 매칭된 배터리 셀 그룹의 전압을 측정할 수 있다.
복수의 센서(210, 220, 230) 각각은 복수의 배터리 셀 각각의 양극 및 음극에 전기적으로 연결되어, 특정 주기로 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 반복 측정할 수 있다. 복수의 센서(210, 220, 230) 각각은 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압을 일정 주기로 반복 측정하여 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압 변화 데이터를 생성할 수 있다.
복수의 센서(210, 220, 230) 각각은 측정한 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 중 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압, 전류 및 온도 등에 대한 정보를 배터리 팩 관리 장치(300)로 전달할 수 있다.
복수의 센서(210, 220, 230)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 상태 및/또는 동작을 관리 및/또는 제어할 수 있다. 예를 들어, 복수의 센서(210, 220, 230)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)에 포함된 복수의 배터리 셀들의 상태 및/또는 동작을 관리 및/또는 제어할 수 있다. 복수의 센서(210, 220, 230)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 충전 및/또는 방전을 관리할 수 있다.
복수의 센서(210, 220, 230)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 및/또는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)에 포함된 복수의 배터리 셀들 각각의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링 할 수 있다. 그리고 복수의 센서(210, 220, 230)에 의한 모니터링을 위해 도시하지 않은 센서나 각종 측정 센서가 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 충방전 경로, 또는 임의의 위치에 추가로 설치될 수 있다.
복수의 센서(210, 220, 230)는 배터리 팩 관리 장치(300)와 통신하도록 구성될 수 있다. 복수의 센서(210, 220, 230)는 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)을 제어하기 위한 명령 등의 제어 신호를 배터리 팩 관리 장치(300)로부터 수신할 수 있다. 복수의 센서(210, 220, 230)는 상술한 모니터링에 의한 측정값이나 그로부터 산출한 파라미터 등을 배터리 팩 관리 장치(300)로 전송할 수 있다.
배터리 팩 관리 장치(PBMS, Pack Battery Management System)(300)는 배터리 팩(1000)의 전반적인 동작을 제어하며, 배터리 팩(1000)의 상태를 관리할 수 있다.
구체적으로 배터리 팩 관리 장치(300)는 복수의 센서(210, 220, 230)와 통신하도록 구성될 수 있다. 배터리 팩 관리 장치(300)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)에 관련된 각종 데이터를 복수의 센서(210, 220, 230)로부터 수신할 수 있다. 배터리 팩 관리 장치(300)는 복수의 센서(210, 220, 230)로부터 수신한 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압, 전류, 온도 등의 측정값에 기초하여 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 및 또는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)에 포함된 복수의 배터리 셀들을 모니터링할 수 있다.
배터리 팩 관리 장치(300)는 모니터링 한 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 및 또는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)에 포함된 복수의 배터리 셀들의 상태를 나타내는 파라미터, 예를 들어 SOC(State of Charge)나 SOH(State of Health) 등을 산출할 수 있다.
배터리 팩(1000)은 복수의 센서(210, 220, 230)로부터 수신한 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압, 전류, 온도 등의 측정값 및 직접 산출한 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 및 또는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)에 포함된 복수의 배터리 셀들의 상태를 나타내는 파라미터, 예를 들어 SOC(State of Charge)나 SOH(State of Health) 등을 기초로 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 이상 여부를 진단할 수 있다.
또한, 배터리 팩 관리 장치(300)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)을 제어하기 위한 각종 제어 신호를 복수의 센서(210, 220, 230)로 전송할 수 있다. 즉, 배터리 팩 관리 장치(300)는 복수의 센서(210, 220, 230)들에 대하여 상위 제어기로서의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 배터리 팩 관리 장치(300)는 시스템 내에서 복수의 센서(210, 220, 230)들과 통신을 수행함에 있어서 마스터 제어기로서의 기능을 수행할 수 있다.
또한, 배터리 팩 관리 장치(300)는 충방전 장치의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩 관리 장치(300)는 배터리 팩(1000)의 전압을 모니터링할 수 있으며, 충방전 장치의 고장 여부 등을 모니터링할 수 있다.
배터리 팩 관리 장치(300)는 릴레이(미도시)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩 관리 장치(300)는 대상 장치에 전원을 공급하기 위해 릴레이(300)를 단락시킬 수 있다. 또한, 센서는 배터리 팩(1000)에 충전 장치가 연결되는 경우 릴레이를 단락시킬 수 있다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
이하에서 도 2를 참조하여 배터리 팩 관리 장치(300)의 구성에 대해 구체적으로 설명한다. 도 2를 참조하면, 배터리 팩 관리 장치(300)는 통신부(310) 및 컨트롤러(320)를 포함할 수 있다.
통신부(310)는 복수의 센서(210, 220, 230)로부터 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압을 수신할 수 있다. 구체적으로 통신부(310)는 복수의 센서(210, 220, 230) 각각으로부터 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 중 복수의 센서(210, 220, 230) 각각이 측정한 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 수신할 수 있다.
통신부(310)는 유무선 네트워크를 통해 복수의 센서(210, 220, 230)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 통신부(310)는 복수의 센서(210, 220, 230) 각각에 BlueTooth, Wi-Fi, ZigBee, CAN(Controller Area Network) 통신 또는 이더넷 (Ethernet) 통신을 통해 연결될 수 있다.
컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압의 중앙값(Median)을 산출할 수 있다. 즉, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀(100) 전체의 전압의 중앙값을 산출할 수 있다. 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압의 중앙값 임계 범위 이내 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압의 중앙값이 임계 범위인 3.4V초과 및 4.2V 미만 여부를 판단할 수 있다.
컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압의 중앙값이 임계 범위 이내인 경우, 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값을 산출할 수 있다.
예를 들어, 42개의 배터리 셀이 총 3개의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)으로 구성되어 각 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)이 14개의 배터리 셀을 포함하는 경우, 제1 배터리 셀 그룹(110)은 1번 내지 14번 배터리 셀의 전압을 측정하고, 제2 배터리 셀 그룹(120)은 15번 내지 28번 배터리 셀의 전압을 측정하고, 제3 배터리 셀 그룹(130)은 29번 내지 42번 배터리 셀의 전압을 측정할 수 있다.
여기서 컨트롤러(320)는 제1 배터리 셀 그룹(110)에 포함된 1번 내지 14번 배터리 셀의 전압의 중앙값을 산출할 수 있고, 제2 배터리 셀 그룹(120)에 포함된 15번 내지 28번 배터리 셀의 전압의 중앙값을 산출할 수 있고, 제3 배터리 셀 그룹(130)에 포함된 29번 내지 42번 배터리 셀의 전압의 중앙값을 산출할 수 있다. 즉, 컨트롤러(320)는 실시간으로 측정되는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값을 산출할 수 있다.
컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압의 중앙값이 임계 범위 이내인 경우, 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값을 산출할 수 있다.
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 셀 그룹의 시간에 따른 전압의 중앙값의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 시간에 따른 전압의 중앙값의 변화를 산출할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(320)는 배터리 팩(1000)의 방전 후 휴지 구간(A), 충전 구간(B), 충전 후 휴지 구간(C) 및 방전 구간(D) 동안의 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값의 변화를 산출할 수 있다.
컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값 대비 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각에 포함된 복수의 배터리 셀의 전압 편차를 산출할 수 있다.
구체적으로, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값 대비 배터리 셀 그룹에 포함된 배터리 셀 각각의 전압 편차를 산출할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러(320)는 제1 배터리 셀 그룹(110)의 시간에 따른 전압의 중앙값인 제1 중앙값을 산출할 수 있고, 제2 배터리 셀 그룹(120)의 시간에 따른 전압의 중앙값인 제2 중앙값을 산출할 수 있고, 제3 배터리 셀 그룹(130)의 시간에 따른 전압의 중앙값인 제3 중앙값을 산출할 수 있다.
또한, 예를 들어 컨트롤러(320)는 제1 중앙값 대비 제1 배터리 셀 그룹(110)에 속한 1번 배터리 셀 내지 14번 배터리 셀 각각의 전압의 편차를 산출할 수 있고, 제2 중앙값 대비 제2 배터리 셀 그룹(120)에 속한 15번 배터리 셀 내지 28번 배터리 셀 각각의 전압의 편차를 산출할 수 있고, 제3 중앙값 대비 제3 배터리 셀 그룹(130)에 속한 29번 배터리 셀 내지 42번 배터리 셀 각각의 전압의 편차를 산출할 수 있다.
예를 들어 컨트롤러(320)는 1번 배터리 셀의 전압을 제1 배터리 셀 그룹(110)의 전압의 중앙값과 비교하여 1번 배터리 셀의 전압 편차를 산출할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(320)는 배터리 팩(1000)의 방전 후 휴지 구간(A), 충전 구간(B), 충전 후 휴지 구간(C) 및 방전 구간(D) 동안의 제1 배터리 셀 그룹(110)의 제1 중앙값 대비 1번 배터리 셀의 전압의 편차를 산출할 수 있다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 컨트롤러의 배터리 셀의 전압 편차를 분석하는 방법을 나타내는 도면이다.
이하에서는 도 4를 참조하여 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 각각의 전압 편차에 기초하여 배터리 셀을 진단하는 방법을 구체적으로 설명한다.
먼저 S101 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀(100) 전체의 전압의 중앙값을 산출할 수 있다. S101 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압의 중앙값 임계 범위 이내 여부를 판단할 수 있다.
S102 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압의 중앙값이 임계 범위 이내인 경우, 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값을 산출할 수 있다.
S103 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값 대비 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각에 포함된 복수의 배터리 셀의 전압 편차를 산출할 수 있다.
S104 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 복수의 배터리 셀 각각의 전압 편차 중 양의 편차(+)의 최대 값과 음의 편차(-)의 최대 값을 획득할 수 있다. 여기서 양의 편차는 배터리 셀의 전압이 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값의 초과인 경우에 산출될 수 있다. 그리고 음의 편차는 배터리 셀의 전압이 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값의 미만인 경우 산출될 수 있다.
S104 단계에서, 예를 들어, 컨트롤러(320)는 제1 배터리 셀 그룹(110)의 제1 중앙값 대비 1번 배터리 셀의 전압의 편차를 양의 편차와 음의 편차로 구분할 수 있다. 여기서 양의 편차는 1번 배터리 셀의 전압이 제1 배터리 셀 그룹(110)의 제1 중앙값의 초과인 경우 산출될 수 있다. 그리고 음의 편차는 1번 배터리 셀의 전압이 제1 배터리 셀 그룹(110)의 제1 중앙값의 미만인 경우 산출될 수 있다.
S104 단계에서, 도 3을 다시 참조하면, 예를 들어 컨트롤러(320)는 배터리 팩(1000)의 '방전 후 휴지 구간(A)의 편차 ⓐ', '충전 구간(B)의 편차 ⓑ', '방전 구간(D)의 편차 ⓕ' 및 '방전 구간(D)의 편차 ⓖ'를 배터리 셀의 음의 편차로 산출할 수 있다. S104 단계에서, 또한, 예를 들어 컨트롤러(320)는 '충전 구간(B)의 편차 ⓒ', '충전 후 휴지 구간(C)의 편차 ⓓ' 및 '충전 후 휴지 구간(C)의 편차 ⓔ'를 배터리 셀의 양의 편차로 산출할 수 있다.
S104 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 각각의 전압 편차 중 양의 편차의 최대 값과 음의 편차의 최대 값을 획득할 수 있다. S104 단계에서, 예를 들어, 컨트롤러(320)는 배터리 셀의 양의 편차로 산출된 '충전 구간(B)의 편차 ⓒ', '충전 후 휴지 구간(C)의 편차 ⓓ' 및 '충전 후 휴지 구간(C)의 편차 ⓔ'중 가장 큰 값을 양의 편차의 최대 값으로 산출할 수 있다. S104 단계에서, 예를 들어 컨트롤러(320)는 '충전 후 휴지 구간(C)의 편차 ⓓ'를 배터리 셀의 양의 편차의 최대 값으로 산출할 수 있다.
S104 단계에서, 예를 들어, 컨트롤러(320)는 배터리 셀의 음의 편차로 산출된 '휴지 구간(A)의 편차 ⓐ', '충전 구간(B)의 편차 ⓑ', '방전 구간(D)의 편차 ⓕ' 및 '방전 구간(D)의 편차 ⓖ' 중 가장 절대값이 큰 값을 음의 편차의 최대 값으로 산출할 수 있다. 예를 들어 컨트롤러(320)는 '휴지 구간(A)의 편차 ⓐ'를 배터리 셀의 음의 편차의 최대 값으로 산출할 수 있다.
S105 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀(100) 각각의 전압 편차를 임계값과 비교하여 복수의 배터리 셀(100) 중 어느 하나의 배터리 셀의 이상 여부를 진단할 수 있다.
S105 단계에서, 구체적으로 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀(100) 각각의 양의 편차의 최대 값의 상한 임계값 초과 여부를 판단할 수 있다. S105 단계에서, 또한, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀(100) 각각의 음의 편차의 최대 값의 하한 임계값 미만 여부를 판단할 수 있다. 여기서 상한 임계값 및 하한 임계값은 컨트롤러(320)가 기 산출한 복수의 배터리 셀(100)의 SOH에 기반하여 설정될 수 있다.
S105 단계에서, 예를 들어, 컨트롤러(320)는 배터리 셀의 양의 편차의 최대 값인 '충전 후 휴지 구간(C)의 편차 ⓓ'의 상한 임계값의 초과 여부를 판단할 수 있다. S105 단계에서, 또한, 컨트롤러(320)는 배터리 셀의 음의 편차의 최대 값인 '휴지 구간(A)의 편차 ⓐ'의 하한 임계값의 미만 여부를 판단할 수 있다.
S106 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀(100) 중 어느 하나의 배터리 셀의 양의 편차의 최대 값이 상한 임계값을 초과하고, 배터리 셀의 음의 편차의 최대 값이 하한 임계값 미만인 경우 배터리 셀을 이상 진단할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치는 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값을 기초로 배터리 셀의 순간적인 전압 변동을 검출하여 이상 배터리 셀을 조기에 진단할 수 있다.
또한, 배터리 팩 관리 장치(300)는 배터리 셀 그룹 별 전압 변화를 산출하여 복수의 배터리 셀 그룹의 상태를 진단할 수 있다.
또한, 배터리 팩 관리 장치(300)는 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값을 기초로 배터리 셀의 전압 편차를 산출하여, 정상적인 배터리 셀의 퇴화가 진행되면서 발생하는 배터리 셀의 전압 편차로 인한 배터리 셀의 오진단을 미연에 방지할 수 있다.
배터리 팩 관리 장치(300)는 복수의 배터리 셀 그룹의 전압 변화 대비 복수의 배터리 셀 각각의 전압 변화를 비교하여 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 이상을 진단할 수 있다.
도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
배터리 팩 관리 장치(300)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 배터리 팩 관리 장치(300)와 실질적으로 동일할 수 있으므로, 이하에서는 설명의 중복을 피하기 위하여 간략히 설명한다.
도 5를 참조하면 배터리 팩 관리 장치의 동작 방법은 복수의 센서(210, 220, 230)로부터 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압을 수신하는 단계(S201), 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값을 산출하는 단계(S202), 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값 대비 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 복수의 배터리 셀의 전압 편차를 산출하는 단계(S203) 및 복수의 배터리 셀 각각의 전압 편차를 임계값과 비교하여 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 단계(S204)를 포함할 수 있다.
이하에서는 S201 단계 내지 S204 단계에 대해 구체적으로 설명한다.
S201 단계에서, 통신부(310)는 복수의 센서(210, 220, 230)로부터 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압을 수신할 수 있다.
S201 단계에서, 구체적으로 통신부(310)는 복수의 센서(210, 220, 230) 각각으로부터 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 중 복수의 센서(210, 220, 230) 각각이 측정한 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 수신할 수 있다.
S201 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압의 중앙값(Median)을 산출할 수 있다. 즉, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀(100) 전체의 전압의 중앙값을 산출할 수 있다.
S201 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압의 중앙값 임계 범위 이내 여부를 판단할 수 있다.
S201 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압의 중앙값이 임계 범위 이내인 경우, 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값을 산출할 수 있다. S201 단계에서, 즉, 컨트롤러(320)는 실시간으로 측정되는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값을 산출할 수 있다.
S202 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130)의 전압의 중앙값이 임계 범위 이내인 경우, 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값을 산출할 수 있다.
S203 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값 대비 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각에 포함된 복수의 배터리 셀의 전압 편차를 산출할 수 있다.
S203 단계에서, 구체적으로, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 전압의 중앙값 대비 배터리 셀 그룹에 포함된 배터리 셀 각각의 전압 편차를 산출할 수 있다.
S203 단계에서, 예를 들어, 컨트롤러(320)는 제1 배터리 셀 그룹(110)의 시간에 따른 전압의 중앙값인 제1 중앙값을 산출할 수 있고, 제2 배터리 셀 그룹(120)의 시간에 따른 전압의 중앙값인 제2 중앙값을 산출할 수 있고, 제3 배터리 셀 그룹(130)의 시간에 따른 전압의 중앙값인 제3 중앙값을 산출할 수 있다.
S203 단계에서, 또한, 예를 들어 컨트롤러(320)는 제1 중앙값 대비 제1 배터리 셀 그룹(110)에 속한 1번 배터리 셀 내지 14번 배터리 셀 각각의 전압의 편차를 산출할 수 있고, 제2 중앙값 대비 제2 배터리 셀 그룹(120)에 속한 15번 배터리 셀 내지 28번 배터리 셀 각각의 전압의 편차를 산출할 수 있고, 제3 중앙값 대비 제3 배터리 셀 그룹(130)에 속한 29번 배터리 셀 내지 42번 배터리 셀 각각의 전압의 편차를 산출할 수 있다.
S203 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀 그룹(110, 120, 130) 각각의 복수의 배터리 셀 각각의 전압 편차 중 양의 편차(+)의 최대 값과 음의 편차(-)의 최대 값을 획득할 수 있다. 여기서 양의 편차는 배터리 셀의 전압이 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값의 초과인 경우에 산출될 수 있다. 그리고 음의 편차는 배터리 셀의 전압이 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값의 미만인 경우 산출될 수 있다.
S203 단계에서, 예를 들어, 컨트롤러(320)는 제1 배터리 셀 그룹(110)의 제1 중앙값 대비 1번 배터리 셀의 전압의 편차를 양의 편차와 음의 편차로 구분할 수 있다. 여기서 양의 편차는 1번 배터리 셀의 전압이 제1 배터리 셀 그룹(110)의 제1 중앙값의 초과인 경우 산출될 수 있다. 그리고 음의 편차는 1번 배터리 셀의 전압이 제1 배터리 셀 그룹(110)의 제1 중앙값의 미만인 경우 산출될 수 있다.
S204 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀(100) 각각의 전압 편차를 임계값과 비교하여 복수의 배터리 셀(100) 중 어느 하나의 배터리 셀의 이상 여부를 진단할 수 있다.
S204 단계에서, 구체적으로 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀(100) 각각의 양의 편차의 최대 값의 상한 임계값 초과 여부를 판단할 수 있다. S204 단계에서, 또한, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀(100) 각각의 음의 편차의 최대 값의 하한 임계값 미만 여부를 판단할 수 있다. 여기서 상한 임계값 및 하한 임계값은 컨트롤러(320)가 기 산출한 복수의 배터리 셀(100)의 SOH에 기반하여 설정될 수 있다.
S204 단계에서, 컨트롤러(320)는 복수의 배터리 셀(100) 중 어느 하나의 배터리 셀의 양의 편차의 최대 값이 상한 임계값을 초과하고, 배터리 셀의 음의 편차의 최대 값이 하한 임계값 미만인 경우 배터리 셀을 이상 진단할 수 있다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 팩 관리 장치를 구현하는 컴퓨팅 시스템의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(2000)은 MCU(21000), 메모리(2200), 입출력 I/F(2300) 및 통신 I/F(2400)를 포함할 수 있다.
MCU(21000)는 메모리(2200)에 저장되어 있는 각종 프로그램(예를 들면, 배터리 팩 관리 장치 작동 프로그램)을 실행시키고, 이러한 프로그램들을 각종 데이터를 처리하며, 전술한 도 1에 나타낸 배터리 팩 관리 장치(300)의 기능들을 수행하도록 하는 프로세서일 수 있다.
메모리(2200)는 배터리 팩 관리 장치(300)의 작동에 관한 각종 프로그램을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(2200)는 배터리 팩 관리 장치(300)의 작동 데이터를 저장할 수 있다.
이러한 메모리(2200)는 필요에 따라서 복수 개 마련될 수도 있을 것이다. 메모리(2200)는 휘발성 메모리일 수도 있으며 비휘발성 메모리일 수 있다. 휘발성 메모리로서의 메모리(2200)는 RAM, DRAM, SRAM 등이 사용될 수 있다. 비휘발성 메모리로서의 메모리(2200)는 ROM, PROM, EAROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등이 사용될 수 있다. 상기 열거한 메모리(2200)들의 예를 단지 예시일 뿐이며 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
입출력 I/F(2300)는, 키보드, 마우스, 터치 패널 등의 입력 장치(미도시)와 디스플레이(미도시) 등의 출력 장치와 MCU(21000) 사이를 연결하여 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공할 수 있다.
통신 I/F(2400)는 서버와 각종 데이터를 송수신할 수 있는 구성으로서, 유선 또는 무선 통신을 지원할 수 있는 각종 장치일 수 있다. 예를 들면, 통신 I/F(2400)를 통해 별도로 마련된 외부 서버로부터 저항 측정 및 이상 진단을 위한 프로그램이나 각종 데이터 등을 송수신할 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000: 배터리 팩
100: 복수의 배터리 셀
110: 제1 배터리 셀 그룹
120: 제2 배터리 셀 그룹
130: 제3 배터리 셀 그룹
120: 센서
210: 제1 센서
220: 제2 센서
230: 제3 센서
300: 배터리 팩 관리 장치
310: 통신부
320: 컨트롤러
2000: 컴퓨팅 시스템
21000: MCU
2200: 메모리
2300: 입출력 I/F
2400: 통신 I/F
100: 복수의 배터리 셀
110: 제1 배터리 셀 그룹
120: 제2 배터리 셀 그룹
130: 제3 배터리 셀 그룹
120: 센서
210: 제1 센서
220: 제2 센서
230: 제3 센서
300: 배터리 팩 관리 장치
310: 통신부
320: 컨트롤러
2000: 컴퓨팅 시스템
21000: MCU
2200: 메모리
2300: 입출력 I/F
2400: 통신 I/F
Claims (12)
- 복수의 배터리 셀 그룹 중 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 측정하는 복수의 센서 각각으로부터 상기 복수의 배터리 셀 그룹 중 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 수신하는 통신부; 및
상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값을 산출하고,
상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값 대비 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 복수의 배터리 셀의 전압 편차를 산출하고,
상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 전압 편차를 임계값과 비교하여 상기 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 컨트롤러를 포함하는 배터리 팩 관리 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 통신부는 상기 복수의 센서 각각으로부터 상기 복수의 배터리 셀 그룹 중 상기 복수의 센서 각각이 측정한 상기 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 수신하고,
상기 컨트롤러는 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값을 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값의 임계 범위 이내 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.
- 제2 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값이 상기 임계 범위 이내인 경우, 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값을 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.
- 제3 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값 대비 상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 복수의 배터리 셀의 전압 편차를 산출하고,
상기 복수의 배터리 셀 그룹의 상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 전압 편차 중 양의 편차의 최대 값과 음의 편차의 최대 값을 획득하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.
- 제4 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 양의 편차의 최대 값의 상한 임계값 초과 여부를 판단하고, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 음의 편차의 최대 값의 하한 임계값 미만 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.
- 제5 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 상기 양의 편차의 최대 값이 상기 상한 임계값을 초과하고,
상기 배터리 셀의 상기 음의 편차의 최대 값이 상기 하한 임계값 미만인 경우 상기 배터리 셀을 이상 진단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치.
- 복수의 센서 각각으로부터 복수의 배터리 셀 그룹 중 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 수신하는 단계;
상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값을 산출하는 단계;
상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값 대비 복수의 배터리 셀의 전압 편차를 산출하는 단계; 및
상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 전압 편차를 임계값과 비교하여 상기 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 단계를 포함하는 배터리 팩 관리 장치의 동작 방법.
- 제7 항에 있어서,
상기 복수의 센서 각각으로부터 복수의 배터리 셀 그룹 중 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 수신하는 단계는
상기 복수의 배터리 셀 그룹 중 상기 복수의 센서 각각이 측정한 상기 어느 하나의 배터리 셀 그룹의 전압을 수신하고,
상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값을 산출하고, 상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값의 임계 범위 이내 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치의 동작 방법.
- 제8 항에 있어서,
상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값을 산출하는 단계는
상기 복수의 배터리 셀 그룹의 전압의 중앙값이 상기 임계 범위 이내인 경우,
상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값을 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치의 동작 방법.
- 제9 항에 있어서,
상기 복수의 배터리 셀 그룹 각각의 전압의 중앙값 대비 복수의 배터리 셀의 전압 편차를 산출하는 단계는
상기 복수의 배터리 셀 그룹의 상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 전압 편차 중 양의 편차의 최대 값과 음의 편차의 최대 값을 획득하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치의 동작 방법.
- 제10 항에 있어서,
상기 복수의 배터리 셀 각각의 전압 편차를 임계값과 비교하여 상기 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 단계는
상기 복수의 배터리 셀 각각의 상기 양의 편차의 최대 값의 상한 임계값 초과 여부를 판단하고, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 음의 편차의 최대 값의 상기 하한 임계값 미만 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치의 동작 방법.
- 제11 항에 있어서,
상기 복수의 배터리 셀 각각의 전압 편차를 임계값과 비교하여 상기 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 단계는
상기 복수의 배터리 셀 중 어느 하나의 배터리 셀의 상기 양의 편차의 최대 값이 상기 상한 임계값을 초과하고,
상기 배터리 셀의 상기 음의 편차의 최대 값이 상기 하한 임계값 미만인 경우 상기 배터리 셀을 이상 진단하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 관리 장치의 동작 방법.
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