KR20240096265A - Method for detecting heat generation of battery based on unsupervised learning and device supporting the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 충전 또는 방전 중인 배터리에 관한 현재 분광 이미지를 수집하는 단계, 상기 현재 분광 이미지에 대한 클러스터링을 수행하는 단계, 상기 클러스터링 결과를, 비지도 학습을 통해 생성된 기준 모델과 비교하는 단계, 상기 클러스터링 결과 값이 상기 기준 모델에서 정상 범주로 지정된 범위 내에 있는 경우 상기 현재 분광 이미지에 대응하는 상기 배터리를 양품으로 판정하고, 상기 클러스터링 결과 값이 상기 기준 모델에서 정상 범주로 지정된 범위를 벗어난 경우 상기 현재 분광 이미지에 대응하는 상기 배터리를 불량품으로 판정하는 단계, 상기 판정 결과를 출력하는 단계를 포함하는 배터리 발열 검사 방법 및 이를 지원하는 장치를 개시할 수 있다.The present invention includes collecting a current spectral image of a battery being charged or discharged, performing clustering on the current spectral image, and comparing the clustering result with a reference model generated through unsupervised learning. If the clustering result value is within the range designated as the normal category in the reference model, the battery corresponding to the current spectral image is determined to be a good product, and if the clustering result value is outside the range designated as the normal category in the reference model, the battery is determined to be a good product. A battery heat inspection method and a device supporting the same may be disclosed, including determining that the battery corresponding to a current spectral image is defective and outputting the determination result.
Description
본 발명은 배터리 발열 검사에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비지도 학습 기반의 배터리 발열 검사 기술에 관한 것이다. The present invention relates to battery thermal testing, and more specifically, to unsupervised learning-based battery thermal testing technology.
휴대용 전자 기기에 대한 수요가 증가하면서, 다양한 형태 및 크기의 휴대용 전자 기기가 제작 및 판매되고 있으며, 점진적으로, 대량의 휴대용 전자 기기가 사용되고 있다. 휴대용 전자 기기는 전원으로서, 배터리 또는 2차 전지가 이용되고 있다. 또한, 최근에는 전기자동차(electronic vehichle, EV), 하이브리드 전기자동차(HEV)의 동력원이나 전력 저장 장치로서 이차전지의 사용이 현실화되고 있다. As the demand for portable electronic devices increases, portable electronic devices of various shapes and sizes are being manufactured and sold, and gradually, large quantities of portable electronic devices are being used. Portable electronic devices use batteries or secondary batteries as a power source. In addition, recently, the use of secondary batteries as a power source or power storage device for electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV) has become a reality.
상술한 바와 같이, 다양한 분야에서 이차전지에 대해 많은 연구가 행해지고 있으며, 특히, 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성을 가질 수 있는 이차전지 연구에 집중되고 있다. 일 예로서, 전기자동차 등에 사용되는 리튬이차전지는 높은 에너지 밀도와 단시간에 큰 출력을 발휘할 수 있는 특성과 더불어, 대전류에 의한 충방전이 단시간에 반복되는 가혹한 조건 하에서 10년 이상 사용될 수 있어야 하므로, 기존의 소형 리튬이차전지보다 월등히 우수한 안전성 및 장기 수명 특성이 필연적으로 요구된다.As described above, much research is being conducted on secondary batteries in various fields, and in particular, research is being focused on secondary batteries that can have high energy density, high discharge voltage, and output stability. As an example, lithium secondary batteries used in electric vehicles, etc. have the characteristics of high energy density and large output in a short period of time, and must be able to be used for more than 10 years under harsh conditions where charging and discharging by large currents is repeated in a short period of time. Safety and long-life characteristics that are significantly superior to those of existing small-sized lithium secondary batteries are inevitably required.
이러한 전기자동차 또는 전력 저장 장치에 사용되는 이차전지는 다수 개가 모듈화된 배터리 팩으로 제조된다. 배터리 팩에 포함된 다수 개의 이차전지는 내부의 전기 화학적 반응에 의하여 충전 또는 방전이 끊임없이 반복적으로 일어난다. 이와 같은 반복적인 충방전 과정은 불가피하게 발열을 수반하게 되는데 상기와 같이 이차전지가 대형화된 구조에서는 반복적인 충방전에 따른 발열 현상이 증가하게 된다. 이러한 배터리 팩에서의 발열은 배터리 팩의 수명을 저하시킬 뿐만 아니라, 폭발 등의 안전사고를 유발할 수 있다. Secondary batteries used in such electric vehicles or power storage devices are manufactured as multiple modular battery packs. A plurality of secondary batteries included in a battery pack are constantly and repeatedly charged or discharged due to internal electrochemical reactions. This repetitive charging and discharging process inevitably involves heat generation, and in a structure where the secondary battery is enlarged as described above, the heat generation phenomenon due to repetitive charging and discharging increases. Heat generated from the battery pack not only reduces the lifespan of the battery pack, but can also cause safety accidents such as explosion.
본 발명은 배터리 생산 과정에서 사람의 개입을 최소화하여 높은 공정 효율을 제공할 수 있도록 지원하는 방법 및 장치를 제공함에 있다. The present invention provides a method and device that helps provide high process efficiency by minimizing human intervention in the battery production process.
그러나, 이러한 본 발명의 목적은 상기의 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the object of the present invention is not limited to the above object, and other objects not mentioned can be clearly understood from the description below.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 비지도 학습 기반의 배터리 발열 검사를 수행하는 배터리 발열 검사 장치는 분광 이미지를 획득하는 분광 카메라, 메모리, 상기 분광 카메라 및 상기 메모리와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는, 충전 또는 방전 중인 배터리에 관한 현재 분광 이미지를 수집하고, 상기 현재 분광 이미지에 대한 클러스터링을 수행하고, 상기 클러스터링 결과를 상기 메모리에 사전 저장되며 비지도 학습을 통해 생성된 기준 모델과 비교하고, 상기 클러스터링 결과 값이 상기 기준 모델에서 정상 범주로 지정된 범위 내에 있는 경우 상기 현재 분광 이미지에 대응하는 상기 배터리를 양품으로 판정하고, 상기 클러스터링 결과 값이 상기 기준 모델에서 정상 범주로 지정된 범위를 벗어난 경우 상기 현재 분광 이미지에 대응하는 상기 배터리를 불량품으로 판정하도록 설정된 것을 특징으로 한다.A battery heat test device that performs an unsupervised learning-based battery heat test to achieve the above-described purpose may include a spectroscopic camera that acquires a spectral image, a memory, and a processor functionally connected to the spectral camera and the memory. You can. The processor collects a current spectral image of a battery being charged or discharged, performs clustering on the current spectral image, and compares the clustering result with a reference model pre-stored in the memory and generated through unsupervised learning. , if the clustering result value is within the range designated as the normal category in the reference model, the battery corresponding to the current spectral image is determined to be a good product, and if the clustering result value is outside the range designated as the normal category in the reference model, It is characterized in that it is set to determine that the battery corresponding to the current spectral image is defective.
구체적으로, 상기 프로세서는 상기 비지도 학습과 관련하여, 양품 라벨로 지정된 데이터들에 대해 비지도 학습을 수행하고, 상기 양품 라벨로 지정된 데이터의 복원 오차에 대한 평균과 표준편차를 기반으로 상기 정상 범주를 설정하는 것을 특징으로 한다.Specifically, in relation to the unsupervised learning, the processor performs unsupervised learning on data designated as a good product label, and the normal category based on the average and standard deviation of the restoration error of the data designated as a good product label. It is characterized by setting.
구체적으로, 상기 프로세서는 상기 현재 분광 이미지를 사전 정의된 주파수 대역들로 분류하고, 상기 분류된 주파수 대역들 각각에 대해 클러스터링을 수행하고, 각 클러스터링 결과들을 대응되는 기준 모델들과 비교하여 상기 배터리의 양품 또는 불량품 판정을 수행하도록 설정된 것을 특징으로 한다.Specifically, the processor classifies the current spectral image into predefined frequency bands, performs clustering on each of the classified frequency bands, and compares each clustering result with corresponding reference models to determine the level of the battery. It is characterized in that it is set to perform judgment of good or defective products.
구체적으로, 상기 프로세서는 상기 현재 분광 이미지를 사전 정의된 주파수 대역들로 분류하고, 상기 분류된 주파수 대역들 중 적외선 대역에 대해 클러스터링을 수행하고, 상기 적외선 대역에 대한 클러스터링 결과를, 그에 대응되는 기준 모델과 비교하여 상기 배터리의 양품 또는 불량품 판정을 수행하도록 설정된 것을 특징으로 한다.Specifically, the processor classifies the current spectral image into predefined frequency bands, performs clustering on an infrared band among the classified frequency bands, and sets the clustering result for the infrared band to a corresponding standard. It is characterized in that it is set to determine whether the battery is good or defective by comparing it with the model.
구체적으로, 상기 프로세서는, 상기 기준 모델의 생성과 관련하여, 상기 배터리의 발열과 관련하여 수집된 복수의 분광 이미지들을 사전 정의된 일정 비율에 따라 학습용 데이터 셋과 검증용 데이터 셋으로 분할하고, 상기 학습용 데이터 셋에 대해 비지도 학습을 수행하여 상기 기준 모델에 대한 학습을 완료하고, 상기 학습이 완료된 기준 모델에 상기 검증용 데이터 셋을 적용하여 성능 검증을 수행하고, 상기 검증 성능 값을 출력하도록 설정된 것을 특징으로 한다.Specifically, in connection with the generation of the reference model, the processor divides a plurality of spectral images collected in relation to heat generation of the battery into a learning data set and a verification data set according to a predefined ratio, and Complete learning of the reference model by performing unsupervised learning on the learning data set, perform performance verification by applying the verification data set to the learned reference model, and output the verification performance value. It is characterized by
구체적으로, 상기 프로세서는, 상기 학습용 데이터 셋 중 양품으로 지정된 데이터들만을 이용하여 비지도 학습을 수행하도록 설정된 것을 특징으로 한다.Specifically, the processor is set to perform unsupervised learning using only data designated as good products among the learning data set.
본 발명의 실시 예에 따른, 배터리 발열 검사 방법은, 배터리 발열 검사 장치의 프로세서가, 충전 또는 방전 중인 배터리에 관한 현재 분광 이미지를 수집하는 단계, 상기 현재 분광 이미지에 대한 클러스터링을 수행하는 단계, 상기 클러스터링 결과를 비지도 학습에 의해 생성된 기준 모델과 비교하는 단계, 상기 클러스터링 결과 값이 상기 기준 모델에서 정상 범주로 지정된 범위 내에 있는 경우 상기 현재 분광 이미지에 대응하는 상기 배터리를 양품으로 판정하고, 상기 클러스터링 결과 값이 상기 기준 모델에서 정상 범주로 지정된 범위를 벗어난 경우 상기 현재 분광 이미지에 대응하는 상기 배터리를 불량품으로 판정하는 단계, 상기 판정 결과를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, a battery heat inspection method includes the steps of collecting, by a processor of a battery heat test device, a current spectral image of a battery being charged or discharged, performing clustering on the current spectral image, Comparing the clustering result with a reference model generated by unsupervised learning, if the clustering result value is within a range designated as a normal category in the reference model, determining the battery corresponding to the current spectral image as a good product, and If the clustering result value is outside the range designated as a normal category in the reference model, determining that the battery corresponding to the current spectral image is defective, and outputting the determination result.
구체적으로, 상기 방법은, 상기 기준 모델을 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 기준 모델을 생성하는 단계는, 수집된 복수의 분광 이미지들을 사전 정의된 일정 비율에 따라 학습용 데이터 셋과 검증용 데이터 셋으로 분할하는 단계, 상기 학습용 데이터 셋에 대해 비지도 학습을 수행하여 상기 기준 모델의 학습을 완료하는 단계, 상기 학습이 완료된 기준 모델에 상기 검증용 데이터 셋을 적용하여 성능 검증을 수행하는 단계, 상기 검증 성능 값을 출력하는 단계를 포함하는 특징으로 한다.Specifically, the method further includes the step of generating the reference model, and the step of generating the reference model includes dividing the plurality of collected spectral images into a training data set and a verification data set according to a predefined constant ratio. A step of dividing, performing unsupervised learning on the training data set to complete learning of the reference model, performing performance verification by applying the verification data set to the learned reference model, It is characterized by including a step of outputting verification performance values.
본 발명의 실시 예에 따른 비지도 학습 기반의 배터리 발열 검사를 지원하는 서버 장치는, 배터리 발열 검사 장치와 통신 채널을 형성하는 서버 통신 회로, 서버 메모리, 상기 서버 통신 회로 및 상기 서버 메모리와 기능적으로 연결되는 서버 프로세서를 포함하고, 상기 서버 프로세서는, 상기 배터리 발열 검사 장치로부터 충전 또는 방전 중인 배터리에 관한 현재 분광 이미지를 수신하고, 상기 현재 분광 이미지에 대한 클러스터링을 수행하고, 상기 클러스터링 결과를 비지도 학습에 의해 생성된 기준 모델과 비교하고, 상기 클러스터링 결과 값이 상기 기준 모델에서 정상 범주로 지정된 범위 내에 있는 경우 상기 현재 분광 이미지에 대응하는 상기 배터리를 양품으로 판정하며, 상기 클러스터링 결과 값이 상기 기준 모델에서 정상 범주로 지정된 범위를 벗어난 경우 상기 현재 분광 이미지에 대응하는 상기 배터리를 불량품으로 판정하고, 상기 판정 결과를 상기 배터리 발열 검사 장치에 전송하도록 설정된 것을 특징으로 한다.A server device supporting an unsupervised learning-based battery fever test according to an embodiment of the present invention is functionally comprised of a server communication circuit, a server memory, the server communication circuit, and the server memory forming a communication channel with the battery fever test device. Comprising a connected server processor, wherein the server processor receives a current spectral image related to a battery being charged or discharged from the battery heat inspection device, performs clustering on the current spectral image, and outputs the clustering result as an unsupervised Compare with a reference model generated by learning, and if the clustering result value is within a range designated as a normal category in the reference model, the battery corresponding to the current spectral image is determined to be a good product, and the clustering result value is determined as a good product according to the reference model. If it is outside the range designated as a normal category in the model, the battery corresponding to the current spectral image is determined to be defective, and the decision result is transmitted to the battery heat inspection device.
구체적으로, 상기 서버 프로세서는, 상기 기준 모델의 생성과 관련하여, 상기 배터리 발열 검사 장치로부터 수집된 복수의 분광 이미지들을 사전 정의된 일정 비율에 따라 학습용 데이터 셋과 검증용 데이터 셋으로 분할하고, 상기 학습용 데이터 셋에 대해 비지도 학습을 수행하여 상기 기준 모델의 학습을 완료하고, 상기 학습이 완료된 기준 모델에 상기 검증용 데이터 셋을 적용하여 성능 검증을 수행하고, 상기 검증 성능 값을 상기 배터리 발열 검사 장치에 출력하도록 설정된 것을 특징으로 한다.Specifically, in relation to the generation of the reference model, the server processor divides a plurality of spectral images collected from the battery heat inspection device into a learning data set and a verification data set according to a predefined certain ratio, and Complete learning of the reference model by performing unsupervised learning on the learning data set, perform performance verification by applying the verification data set to the learned reference model, and apply the verification performance value to the battery heat test. It is characterized by being set to output to a device.
구체적으로, 상기 서버 프로세서는, 상기 학습용 데이터 셋 중 양품으로 지정된 데이터들만을 이용하여 비지도 학습을 수행하도록 설정된 것을 특징으로 한다. Specifically, the server processor is set to perform unsupervised learning using only data designated as good products among the learning data set.
본 발명에 따르면, 비지도 학습 기반의 배터리의 발열 검사 방법 및 이를 지원하는 장치는 배터리 생산 공정에서 사람 개입을 최소화하여 오류 발생을 개선하면서 공정 효율을 개선할 수 있도록 지원한다. According to the present invention, an unsupervised learning-based battery thermal inspection method and a device supporting the same support minimizing human intervention in the battery production process to improve process efficiency while improving the occurrence of errors.
아울러, 상술한 효과 이외의 다양한 효과들이 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 수 있다.In addition, various effects other than the effects described above may be disclosed directly or implicitly in the detailed description according to embodiments of the present invention, which will be described later.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 발열 검사를 지원하는 시스템 환경의 적어도 일부 예를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 발열 검사 장치 구성의 한 예를 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 프로세서 구성의 한 예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서버 장치 구성의 한 예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 발열 검사를 위한 기준 모델 생성 방법의 한 예를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 발열 검사 방법의 한 예를 나타낸 도면.1 is a diagram illustrating at least a partial example of a system environment supporting battery heat testing according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing an example of the configuration of a battery heat inspection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the processor configuration of FIG. 2.
Figure 4 is a diagram showing an example of a server device configuration according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing an example of a method for generating a reference model for battery heat inspection according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing an example of a battery heat inspection method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 과제 해결 수단의 특징 및 이점을 보다 명확히 하기 위하여, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 특정 실시 예를 참조하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다.In order to make the characteristics and advantages of the problem-solving means of the present invention clearer, the present invention will be described in more detail with reference to specific embodiments of the present invention shown in the attached drawings.
다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.However, detailed descriptions of known functions or configurations that may obscure the gist of the present invention are omitted in the following description and attached drawings. Additionally, it should be noted that the same components throughout the drawings are indicated by the same reference numerals whenever possible.
이하의 설명 및 도면에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Terms or words used in the following description and drawings should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of the term to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it is. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent the entire technical idea of the present invention, so at the time of filing the present application, various methods that can replace them are available. It should be understood that equivalents and variations may exist.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.In addition, terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., are used to describe various components, and are used only for the purpose of distinguishing one component from other components and to limit the components. Not used. For example, the second component may be referred to as the first component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 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.Additionally, the terms used in this specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" used in the specification 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 of the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. It should be understood that this does not exclude in advance the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 명세서에 기재된 "부", "기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.Additionally, terms such as “unit,” “unit,” and “module” used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented as hardware, software, or a combination of hardware and software. In addition, the terms "a or an", "one", "the", and similar related terms are used in the context of describing the invention (particularly in the context of the claims below) as used herein. It may be used in both singular and plural terms, unless indicated otherwise or clearly contradicted by context.
상술한 용어들 이외에, 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.In addition to the terms described above, specific terms used in the following description are provided to aid understanding of the present invention, and the use of these specific terms may be changed to other forms without departing from the technical spirit of the present invention.
아울러, 본 발명의 범위 내의 실시 예들은 컴퓨터 실행가능 명령어 또는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 데이터 구조를 가지거나 전달하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는, 범용 또는 특수 목적의 컴퓨터 시스템에 의해 액세스 가능한 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 예로서, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EPROM, CD-ROM 또는 기타 광 디스크 저장장치, 자기 디스크 저장장치 또는 기타 자기 저장장치, 또는 컴퓨터 실행가능 명령어, 컴퓨터 판독가능 명령어 또는 데이터 구조의 형태로 된 소정의 프로그램 코드 수단을 저장하거나 전달하는 데에 이용될 수 있고, 범용 또는 특수 목적 컴퓨터 시스템에 의해 액세스 될 수 있는 임의의 기타 매체와 같은 물리적 저장 매체를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.Additionally, embodiments within the scope of the present invention include computer-readable media having or transmitting computer-executable instructions or data structures stored on the computer-readable media. Such computer-readable media may be any available media that can be accessed by a general-purpose or special-purpose computer system. By way of example, such computer-readable media may include RAM, ROM, EPROM, CD-ROM or other optical disk storage, magnetic disk storage or other magnetic storage, or in the form of computer-executable instructions, computer-readable instructions or data structures. It may be used to store or transmit certain program code means, and may include, but is not limited to, a physical storage medium such as any other medium that can be accessed by a general purpose or special purpose computer system. .
이하, 본 발명에서는, 분광 이미지에 대한 비지도 학습을 기반으로 하는 배터리의 발열 검사 기능 지원 시스템 환경 및 이에 포함되는 각 구성들의 종류와 역할에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, in the present invention, the system environment for supporting the thermal inspection function of a battery based on unsupervised learning of spectral images and the types and roles of each component included therein will be described.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비지도 학습 기반의 배터리 발열 검사를 지원하는 시스템 환경의 적어도 일부 예를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating at least a partial example of a system environment supporting unsupervised learning-based battery thermal testing according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 비지도 학습 기반의 배터리 발열 검사 기능을 지원하는 시스템 환경(10)은 배터리(50)를 제조하는 과정에서 배터리(50)의 품질 관리를 위해 배터리(50)의 충방전을 수행하면서 발열 검사를 수행할 수 있는 구성들을 포함할 수 있다. 일 예로서, 본 발명의 시스템 환경(10)은 제조 과정에서 모든 배터리(50)에 대한 발열 검사를 수행할 수 있으며, 또는 전체 배터리(50)들 중 일부 배터리들을 샘플링한 후, 샘플링된 배터리(50)에 대해 발열 검사를 수행하는데 이용될 수도 있다. Referring to FIG. 1, the
이러한 시스템 환경(10)은 예컨대, 배터리 생산공정 중 품질보증(QA)/품질관리(QC) 공정에서, 제조가 완료된 배터리(50)를 충방전하면서(또는 필요에 따라 제조가 완료되지 않았더라도 충방전이 가능한 배터리를 충전 또는 방전하면서) 배터리의 발열을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 상기 시스템 환경(10)은 배터리(50) 및 배터리 발열 검사 장치(100)를 포함할 수 있다. This
일 예로서, 상기 배터리 발열 검사 장치(100)는 배터리(50)가 놓일 수 있는 배터리 거치대(125), 배터리(50) 충방전을 위한 충방전 장치(180)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 배터리 거치대(125) 및 충방전 장치(180) 중 적어도 일부는 배터리 발열 검사 장치(100)와 독립적인 구성일 수 있으며, 또는 배터리 발열 검사 장치(100)의 일 구성에 포함되는 구성일 수 있다. 일 예로서, 상기 충방전 장치(180)만 배터리 발열 검사 장치(100)에 포함될 수도 있다. As an example, the battery
추가적으로 또는 대체적으로 상기 배터리 발열 검사 장치(100)와 통신 채널을 형성하여 배터리 발열 검사를 지원하는 서버 장치(200)를 더 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 시스템 환경(10)에서는 서버 장치(200)가 배터리 발열 검사 장치(100)를 지원하는 형태로 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 시스템 환경(10)은 상기 서버 장치(200) 구성 없이, 임베이디드 된 프로그램을 실행할 수 있는 전자 장치(예: 배터리 발열 검사 장치(100))를 기반으로 배터리(50)의 발열 검사 및 결과 안내를 수행되도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 상기 서버 장치(200) 구성은 시스템 환경(10)의 구성에서 생략될 수 있다.Additionally or alternatively, a
상기 배터리(50)는 2차 전지로서, 양극 활물질로 마련된 양극, 음극 활물질로 마련된 음극, 양극과 음극을 분리하는 분리막, 양극과 분리막 사이 또는 음극과 분리막 사이에 배치되는 전해질을 포함할 수 있다. 상술한 배터리(50)는 외부로부터 공급되는 전원을 충전하여 저장하고, 회로 조작에 따라 저장된 전원을 외부로 공급(방전)할 수 있다. 이러한 배터리(50)는 충전과 방전 과정에서 발열이 발생할 수 있으며, 이에 따라, 품질 관리를 위하여 배터리(50)의 발열 검사가 요구될 수 있다. 본 발명에서는 배터리(50)의 충전과 방전 중에 배터리(50)의 발열을 검사하여, 해당 배터리(50)가 양품인지 또는 불량품인지를 구분할 수 있도록 지원한다. 본 발명에서 배터리(50)는 배터리 팩에 감싸진 형태로 배터리 거치대(125)에 놓인 후, 충방전 장치(180)에 의해 충전 또는 방전될 수 있다. 이와 관련하여, 배터리 거치대(125)는 전원과 충방전 장치(180)를 연결하는 배선을 더 포함할 수 있다. The
상기 배터리 발열 검사 장치(100)는 제조가 완료된 배터리(50)(또는 배터리 팩)의 충방전 시 발열을 검사할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 배터리 발열 검사 장치(100)는 배터리(50)가 놓이는 배터리 거치대(125), 배터리(50) 충방전을 위한 충방전 장치(180), 배터리(50) 충방전 중 배터리(50)에 대한 분광 이미지를 촬영할 수 있는 분광 카메라(120), 충방전 장치(180)와 분광 카메라(120) 제어를 위한 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 배터리 발열 검사 장치(100)는 상기 분광 카메라(120)의 높이 또는 방향 조절을 위한 거치 구조물(129)을 더 포함할 수 있다. 상기 배터리(50)는 제조가 완료되면 품질 보증 및 품질 관리를 위해 배터리 거치대(125)에 이송될 수 있다. 이때, 배터리(50)는 분광 카메라(120)가 촬영할 수 있는 배터리 거치대(125)의 특정 위치에 배치될 수 있다. 배터리 거치대(125)는 배터리(50)가 놓인 후 배터리(50)가 일시적으로 고정될 수 있는 구조물, 배터리(50) 충방전을 위한 전력을 공급하는 충방전 장치(180)가 놓이는 구조물을 포함할 수 있다. 추가적으로, 상기 배터리 거치대(125)는 배터리(50)의 충방전 환경을 제어할 수 있는 온열 장치 또는 냉각 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이를 기반으로, 배터리 거치대(125)는 컴퓨팅 장치의 제어에 따라 배터리(50)가 충전 또는 방전되는 환경 중 지정된 온도 환경을 제공할 수 있다. The battery
상기 충방전 장치(180)는 컴퓨팅 장치의 제어에 따라, 배터리 거치대(125)에 거치된 배터리(50)의 충방전을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 충방전 장치(180)는 영구전원에 연결되고, 영구전원으로부터의 전원을 배터리(50)에 공급하거나 또는 배터리(50)에 저장된 전원을 방전시키도록 구성될 수 있다. 배터리(50) 방전과 관련하여 상기 충방전 장치(180)는 배터리(50) 전력을 소모할 수 있는 부하를 포함할 수 있다. 이러한 충방전 장치(180)의 운용을 통하여, 상기 배터리 발열 검사 장치(100)는 배터리(50)가 충전되는 동안 또는 방전되는 동안 분광 카메라(120)를 이용하여 적어도 하나의 분광 이미지를 촬영하고, 촬영된 분광 이미지와 비지도 학습 방식으로 생성된 기준 모델과의 비교를 수행하여 해당 배터리(50)가 양품인지 또는 불량품인지를 판단할 수 있다. 상기 배터리 발열 검사 장치(100)는 상기 기준 모델 생성과 관련하여, 일정 개수 이상의 배터리(50) 충방전 상태를 촬영한 분광 이미지들을 획득할 수 있다. The charging and discharging
추가적으로, 상기 배터리 발열 검사 장치(100)는 서버 장치(200)를 통하여 배터리(50)에 대한 발열 검사 기능을 처리할 수 있다. 이 경우, 배터리 발열 검사 장치(100)는 배터리(50)에 대한 분광 이미지를 서버 장치(200)에 전송한 후, 서버 장치(200)로부터 배터리 발열 검사 결과를 수신하여 출력하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 배터리 발열 검사 장치(100)가 별도의 서버 장치(200) 운용 없이 독립적으로 발열 검사 기능 수행 및 양품 판정을 수행하도록 구성될 수도 있다. Additionally, the battery
상기 서버 장치(200)는 상기 배터리 발열 검사 장치(100)와 통신 채널을 형성할 수 있다. 상기 서버 장치(200)는 배터리 발열 검사 장치(100)로부터 배터리(50)에 대한 적어도 하나의 분광 이미지를 수신하고, 수신된 적어도 하나의 분광 이미지를 분석하여 배터리 발열 상태 검출을 수행할 수 있다. 이 과정에서, 상기 서버 장치(200)는 현재 획득한 분광 이미지에 대한 비교 분석을 위하여 서버 기준 모델을 사전 저장할 수 있다. 상기 서버 장치(200)에 저장되는 서버 기준 모델은 배터리 발열 검사 장치(100)가 수집하여 제공한 분광 이미지들의 비지도 학습을 통하여 생성될 수도 있다. 상기 서버 장치(200)는 현재 획득된 배터리(50)에 대한 분광 이미지의 분석 결과를 배터리 발열 검사 장치(100)에 제공할 수 있다. The
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 발열 검사 기능을 지원하는 시스템 환경(10)은 배터리(50)에 관한 분광 이미지를 배터리 발열 검사 장치(100)가 획득하고, 사전 저장된 기준 모델과 비교하여 배터리 발열 상태를 확인함으로써, 배터리(50)의 양품 및 불량품 판정을 처리할 수 있도록 지원한다. As described above, the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 발열 검사 장치 구성의 한 예를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2의 프로세서 구성의 한 예를 나타낸 도면이다. FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a battery heat inspection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing an example of the processor configuration of FIG. 2.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 발열 검사 장치(100)는 통신 회로(110), 분광 카메라(120), 메모리(130), 입력부(140), 디스플레이(160), 충방전 장치(180) 및 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로 상기 배터리 발열 검사 장치(100)는 상기 배터리(50)의 발열 상태와 관련한 센서 정보를 수집할 수 있는 접촉식 센서 또는 비접촉식 센서 중 적어도 하나를 포함하는 센서부(190)를 더 포함할 수도 있다. 상기 센서부(190) 구성은 상기 배터리 발열 검사 장치(100)에서 생략될 수 있으며, 또한, 상기 통신 회로(110), 입력부(140), 디스플레이(160), 충방전 장치(180) 중 적어도 하나 역시 상기 배터리 발열 검사 장치(100)에서 생략될 수 있다. 예컨대, 상기 배터리 발열 검사 장치(100)는 디스플레이(160) 구성을 포함하지 않고, 발열 검사에 관한 정보를 통신 회로(110)를 통해 지정된 사용자 단말에 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 충방전 장치(180)는 앞서 언급한 바와 같이, 배터리 발열 검사 장치(100)의 구성이 아닌 별도의 시스템 환경(10) 구성으로 배치될 수 있다. First, referring to FIG. 2, the battery
추가로, 상기 배터리 발열 검사 장치(100)는 앞서 도 1에서 설명한 바와 같이, 상기 적어도 하나의 분광 카메라(120)를 이용하여 배터리(50)에 대한 분광 이미지를 촬영할 수 있도록 상기 분광 카메라(120)와 배터리(50) 사이의 촬영 거리 또는 촬영 각도 중 적어도 하나를 조절할 수 있는 거치 구조물(129) 및 배터리(50)가 놓이는 배터리 거치대(125) 구성 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 배터리 발열 검사 장치(100)는 상술한 구성들 예컨대, 통신 회로(110), 분광 카메라(120), 메모리(130), 입력부(140), 디스플레이(160), 충방전 장치(180), 센서부(190) 및 프로세서(150) 중 적어도 하나의 운용에 필요한 전원부(예: 영구전원 또는 배터리)를 더 포함할 수 있다. 상기 전원부는 충방전 장치(180)를 통해 배터리(50)에 전력을 공급하는 영구전원이 될 수도 있다. Additionally, as previously described in FIG. 1, the battery
상기 통신 회로(110)는 배터리 발열 검사 장치(100)의 통신 기능을 지원할 수 있다. 일 예로, 상기 통신 회로(110)는 서버 장치(200)와 통신 채널을 형성할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 배터리(50)의 분광 이미지 분석에 필요한 연산을 서버 장치(200)에서 수행하도록 설계된 경우, 통신 회로(110)는 분광 카메라(120)가 수집한 적어도 하나의 분광 이미지를 서버 장치(200)에 전송할 수 있다. 또한, 상기 통신 회로(110)는 설정에 따라 또는 프로세서(150) 제어에 따라, 서버 장치(200)로부터 분광 이미지의 분석 결과(예: 배터리(50)의 발열 상태에 따른 상태 이상 결과)를 수신하여 프로세서(150)에 전달할 수 있다. 또는, 상기 통신 회로(110)는 배터리(50)의 발열 정보(또는 배터리(50)의 상태 이상 판정 결과)를 지정된 사용자 단말(예: 배터리 발열 검사 장치(100)의 관리자가 소유한 단말)에 전송할 수 있다.The
추가적으로 또는 대체적으로, 통신 회로(110)는 외부 서버 장치와 통신 채널을 형성하고, 상기 외부 서버 장치로부터 기준 모델(131)을 수신할 수도 있다. 상기 기준 모델(131)은 일정 개수 이상의 분광 이미지들에 대해 비지도 학습을 수행한 모델을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 통신 회로(110)는 프로세서(150) 제어에 대응하여 일정 주기로 외부 서버 장치와 통신 채널을 형성하고, 새롭게 갱신된 기준 모델(131)이 있는 경우, 갱신된 기준 모델(131)을 외부 서버 장치로부터 수신하여 메모리(130)에 저장(또는 갱신)할 수 있다. Additionally or alternatively, the
상기 분광 카메라(120)는 앞서 도 1에서 설명한 배터리 발열 검사 장치(100)의 분광 카메라(120)로서, 배터리(50)에 대한 분광 이미지를 촬영할 수 있도록 배치될 수 있다. 앞서 도 1에서는 배터리 발열 검사 장치(100)가 하나의 분광 카메라(120)를 포함하는 형태를 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 분광 카메라(120)는 복수개가 배치될 수도 있다. 복수개의 분광 카메라들이 배치되는 경우, 복수개의 분광 카메라들은 배터리(50)를 다양한 각도 또는 다양한 거리에서 촬영하도록 배치될 수 있다. 상기 분광 카메라(120)는 프로세서(150) 제어에 대응하여 활성화되고, 배터리(50)에 대한 분광 이미지는 프로세서(150)에 전달될 수 있다. 또는, 프로세서(150) 제어에 대응하여, 분광 카메라(120)가 획득한 분광 이미지는 통신 회로(110)를 통해 서버 장치(200)에 전송될 수도 있다. The
상기 메모리(130)는 배터리 발열 검사 장치(100) 운용에 필요한 적어도 하나의 프로그램 또는 데이터를 저장할 수 있다. 일 예로, 메모리(130)는 배터리 발열 검사 기능과 관련한 어플리케이션, 적어도 하나의 분광 카메라(120) 구동에 필요한 제어 프로그램, 적어도 하나의 분광 카메라(120)를 통해 획득된 분광 이미지(133)를 임시 또는 반영구적으로 저장할 수 있다. 예컨대, 상기 메모리(130)는 배터리(50)에 대해 현재 촬영된 분광 이미지와 비교 분석하는데 이용되는 기준 모델(131)을 저장할 수 있다. 상기 기준 모델(131)은 앞서 언급한 바와 같이, 외부 서버 장치로부터 수신될 수 있다. 또는, 상기 기준 모델(131)은 복수개의 분광 이미지(133)가 사전 정의된 일정량 이상 누적 저장된 경우, 상기 분광 이미지(133)들에 대한 비지도 학습을 통해 생성될 수도 있다. 상기 분광 이미지(133)는 비지도 학습을 위하여 복수개의 데이터(예: 멀티모달 데이터)로 분할 될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 상기 메모리(130)는 센서부(190)가 수집한 센서 정보를 저장할 수 있다. 상기 메모리(130)에 저장되는 센서 정보는 상기 분광 이미지(133)가 획득된 시점과 동일 시점 또는 분광 이미지(133)가 획득된 시점과 사전 정의된 일정 범위 이내로 가까운 시점(또는 분광 이미지(133) 획득된 시점과 가장 가까운 시점)에 획득된 센서 정보를 포함할 수 있다. 상기 센서 정보는 분광 이미지(133) 기반의 배터리(50)의 양품 및 불량품 지정 또는 비지도 학습에 이용될 수 있다. 상기 멀티모달 데이터는 상기 센서정보와 함께 멀티모달 데이터 셋으로 상기 메모리(130)에 저장될 수도 있다. The
상기 메모리(130)는 양품 라벨 데이터(135)를 별도로 저장할 수 있다. 상기 양품 라벨 데이터(135)는 상기 기준 모델(131) 생성과 관련하여 배터리(50) 충전 또는 방전 중에 수집된 분광 이미지들 중 배터리(50)의 발열 상태가 사전 정의된 기준 값 미만인 양품 특성을 가지는 분광 이미지들을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 센서 정보 중 배터리(50)의 온도를 검출한 센서 정보를 통해 배터리(50)의 발열이 기준 값 미만인 시점과 동일한 시점에 획득된 분광 이미지들이 상기 양품 라벨 데이터(135)로 저장될 수 있다. 또는, 상기 양품 라벨 데이터(135)에는 양품으로 확인된 분광 이미지들을 사전 정의된 주파수 대역별로 분류한 멀티모달 데이터를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 양품 라벨 데이터(135)는 사용자가 양품으로 입력한 배터리(50)를 촬영한 분광 이미지들을 포함할 수 있다. The
상기 입력부(140)는 상기 배터리 발열 검사 장치(100) 조작을 위한 다양한 입력 수단을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 입력부(140)는 배터리(50)의 발열 검사 기능과 관련한 어플리케이션 실행을 요청하는 입력 신호, 분광 카메라(120)의 활성화를 위한 입력 신호, 분광 이미지(133) 획득을 위한 분광 카메라(120) 조작 입력 신호, 분광 이미지(133) 분석 결과 출력을 요청하는 입력 신호 중 적어도 하나를 사용자 조작에 따라 생성할 수 있다. 또한, 상기 입력부(140)는 기준 모델(131) 생성을 요청하는 입력 신호를 생성할 수 있다. 일 예로, 기준 모델(131)은 앞서 설명한 멀티모달 데이터 셋의 적어도 일부를 기반으로 생성될 수 있다. 또한, 상기 입력부(140)는 분광 이미지에 대하여 양품 또는 불량품에 대한 라벨 지정에 대응하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 이러한 입력부(140)는, 소프트키(또는 터치스크린이나 터치 패드 기반의 입력 수단), 물리키, 음성 입력 장치, 제스처 입력 장치, 죠그 셔틀 등 다양한 수단 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
상기 디스플레이(160)는 상기 배터리 발열 검사 장치(100) 운용에 필요한 적어도 하나의 화면을 출력할 수 있다. 예컨대, 상기 디스플레이(160)는 배터리(50) 발열 검사 기능과 관련한 어플리케이션 실행 화면, 배터리 발열 검사 장치(100)에 포함된 적어도 하나의 장치들(예: 분광 카메라(120), 거치 구조물(129), 통신 회로(110), 입력부(140), 충방전 장치(180), 센서부(190) 중 적어도 하나의 장치들)의 정상 상태 여부를 지시하는 화면, 분광 카메라(120) 활성화 화면, 분광 카메라(120)를 통한 분광 이미지(133) 획득 화면, 분광 이미지(133)들 기반으로 기준 모델(131)을 생성하는 화면, 기준 모델(131)의 학습 완료 이후 새 분광 이미지의 분석에 따른 배터리 발열 상태 검출 화면 중 적어도 하나를 출력할 수 있다. 또한, 상기 배터리 발열 검사 장치(100)가 서버 장치(200)와 연계 운용되는 경우, 상기 디스플레이(160)는 서버 장치(200) 접속 화면, 서버 장치(200)로부터 수신된 새 분광 이미지 분석 결과(예: 배터리 발열 상태를 기반으로 한 상태 이상 판정 결과)를 출력할 수 있다. The
상기 충방전 장치(180)는 배터리 거치대(125)에 거치된 배터리(50)의 충방전을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 충방전 장치(180)는 전원과 직접적으로 연결될 수 있다. 상기 충방전 장치(180)는 프로세서(150) 제어에 대응하여 배터리(50) 충전을 위한 충전 전력을 공급하는 충전 회로, 배터리(50) 방전을 위한 방전 회로를 포함할 수 있다. 상기 배터리(50) 방전을 위하여 상기 충방전 장치(180)는 배터리(50)의 전원을 소모하는 부하를 더 포함할 수도 있다. 상기 충방전 장치(180)는 배터리(50)의 충전 잔량 또는 방전량 등을 검출할 수 있다. The charging and discharging
상기 센서부(190)는 상기 배터리(50) 충전 또는 방전 시, 배터리(50)와 관련한 다양한 센서 정보를 수집할 수 있는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 센서부(190)는 배터리(50)의 충전 또는 방전 시 배터리(50)의 표면 온도를 검출할 수 있는 온도 센서를 포함할 수 있다. 또는, 상기 센서부(190)는 배터리(50)의 충전 또는 방전 시 배터리(50)의 부피 변화를 검출할 수 있는 RGB 센서(또는 RGB 카메라)를 포함할 수 있다. The
상기 프로세서(150)는 배터리 발열 검사 장치(100) 운용에 필요한 신호의 전달과 처리, 처리 결과의 저장, 처리 결과의 출력 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 프로세서(150)는 배터리(50)의 발열 검사 기능과 관련한 어플리케이션의 실행과 종료를 제어하며, 분광 카메라(120)가 수집한 분광 이미지 또는 외부 서버 장치로부터 수신한 분광 이미지들을 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 이용하여 비지도 학습 기반의 기준 모델(131)을 생성하는 과정을 수행할 수 있다. The
또는, 상기 프로세서(150)는 분광 카메라(120)를 제어하여 새 분광 이미지를 획득하고, 획득된 새 분광 이미지를 사전 저장된 기준 모델(131)에 적용하여 배터리 발열 상태에 대한 상태 이상 결과를 출력할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 프로세서(150)는 도 3에 도시된 바와 같은 구성을 포함할 수 있다. Alternatively, the
도 3을 참조하면, 상기 프로세서(150)는 충방전 제어부(151), 카메라 제어부(152), 비지도 학습부(153), 발열 검출부(154) 및 상태 안내부(155) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
상기 충방전 제어부(151)는 충방전 장치(180)를 제어하여 배터리(50)의 충전 또는 방전을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 충방전 제어부(151)는 배터리 거치대(125)에 배터리(50)가 놓인 후 충방전 장치(180)와 배터리(50)가 연결되면, 배터리(50)의 잔량을 확인할 수 있다. 이 동작에서, 상기 충방전 제어부(151)는 충방전 장치(180)와 배터리(50) 사이에 연결된 배선을 이용한 통신 또는 근거리 무선 통신 중 적어도 하나를 기반으로 배터리(50) 잔량 정보를 수집할 수 있다. 상기 충방전 제어부(151)는 배터리(50) 정보를 기반으로 배터리(50) 충전 전력의 크기(예: 전압 및 전류량) 및 속도(예: 고속 충전 또는 저속 충전)를 결정하고, 그에 대응하는 충전 전력을 배터리(50)에 공급하도록 제어할 수 있다. 상기 충방전 제어부(151)는 배터리(50) 충전이 시작되면, 이를 카메라 제어부(152)에 안내할 수 있다. 상기 충방전 제어부(151)는 배터리(50)가 사전 정의된 기준 값 이상 충전(예: 100% 충전)되면, 배터리(50) 충전을 완료할 수 있다. 또는, 충방전 제어부(151)는 배터리(50) 완충 이후 사전 정의된 일정 시간 경과 후 배터리(50) 자연 방전량을 확인하고, 자연 방전에 따른 추가 충전 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 상기 충방전 제어부(151)는 사전 정의된 기준 값 이상으로 충전된 배터리(50)의 방전 동작을 수행하도록 충방전 장치(180)를 제어하고, 방전 동작 시작 시, 이에 대한 정보를 카메라 제어부(152)에 전달할 수 있다. 상기 충방전 제어부(151)는 배터리(50) 방전 시, 부하의 크기를 조절하여 다양한 방전 속도(예: 고속 방전 또는 저속 방전)를 가지도록 배터리(50)이 출력을 조절할 수 있다. 부하량 변화 시, 이에 대한 정보를 비지도 학습부(153)에 전달할 수 있다. The charge/
상기 충방전 제어부(151)는 배터리(50) 충전 또는 방전 동작 수행 중에, 배터리 거치대(125)를 제어하여 충전 또는 방전을 위한 온도 환경을 사전 정의된 설정 값에 대응되도록 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 충방전 제어부(151)는 배터리 거치대(125)에 마련된 온열 장치 또는 냉각 장치를 제어하여 배터리(50)가 충전 또는 방전되는 온도 환경이 지정된 영하 온도 값 미만 상태, 상온 상태, 지정된 영상 온도 값 이상인 상태 등이 되도록 제어할 수 있다. 상기 충방전 제어부(151)는 온도 환경 별 및 충전 전력의 크기 별 배터리(50)의 충전 속도(또는 지정된 목표 충전량까지의 충전 속도) 또는 방전 속도(또는 지정된 목표 방전량까지의 방전 속도)를 수집할 수 있다. 상기 온도 환경에 관한 정보, 충전 전력의 크기 정보, 충전 속도, 방전 속도 등 배터리(50)의 충방전 환경과 관련한 다양한 정보는, 분광 이미지(133) 획득 시, 획득된 분광 이미지(133)와 매칭하여 메모리(130)에 저장될 수 있다. 상기 충방전 제어부(151)의 온도 환경 조절 기능은 선택적으로 수행되는 것으로, 생략될 수도 있다. The charging/discharging
상기 카메라 제어부(152)는 충방전 제어부(151)로부터 배터리(50)의 충전 동작 또는 방전 동작에 대한 정보를 수신하면, 해당 시점에 분광 카메라(120)를 제어하여 배터리(50)에 대한 분광 이미지를 촬영하도록 제어할 수 있다. 상기 카메라 제어부(152)는 기준 모델(131) 생성을 위해 배터리(50)의 다양한 충방전 환경에서 촬영되는 복수개의 분광 이미지들을 수집하여 메모리(130)에 저장할 수 있다. 또는, 상기 카메라 제어부(152)는 상기 배터리(50)가 사전 정의된 일정 량 이상 충전 중인 상태 또는 사전 정의된 충전 속도 또는 방전 속도인 상태에서 분광 이미지를 획득하도록 분광 카메라(120)를 제어할 수도 있다. 기준 모델(131) 생성 이후 또는 학습 완료 이후, 카메라 제어부(152)는 현재 배터리(50)의 발열 상태 판단을 위해 배터리(50)와 관련한 적어도 하나의 분광 이미지를 수집할 수 있다. 예컨대, 카메라 제어부(152)는 충방전 제어부(151)에 요청하여 배터리 거치대(125)를 통해 충방전 온도 환경을 조절하고, 각 온도 환경 별 및 충방전 크기 별 새 분광 이미지들을 수집할 수 있다. When the
상기 비지도 학습부(153)는 카메라 제어부(152)의 제어에 따라 획득된 분광 이미지들 및 상기 분광 이미지들로부터 추출된 멀티모달 데이터의 적어도 일부가 메모리(130)에 저장되고, 메모리(130)에 저장된 분광 이미지들의 량(또는 멀티모달 데이터의 양)이 사전 정의된 일정량 이상이 되면, 양품 라벨 데이터(135)에 대한 비지도 학습을 수행할 수 있다. 일 예로서, 비지도 학습부(153)는 분광 카메라(120)가 획득한 분광 이미지를 유니모달 데이터로 처리하거나, 또는 400~700nm 파장대역의 가시광선, 400nm보다 짧은 파장 대역의 자외선, 700nm 보다 긴 파장 대역의 적외선으로 분할하여 멀티모달 데이터로 처리한 후, 높이(H) x 너비(W) x 채널(C, 파장) 형태로 구성되는 독립 스펙트럼으로 분리할 수 있다. 비지도 학습부(153)는 독립 스펙트럼으로 분해하는 경우 동일한 채널에 해당하는 차원의 높이 ‘H’, 너비 'W’의 곱만큼 (H x W) 수의 스펙트럼을 얻을 수 있다. The
추가적으로 또는 대체적으로, 비지도 학습부(153)는 비접촉식 센서 또는 접촉식 센서 중 적어도 하나를 포함하는 센서부(190)에 의해 획득된 센서 정보를 수집 당시 시간을 함께 기록하면서 멀티모달 데이터와 쌍으로 매칭하여 멀티모달 데이터 셋으로 저장할 수 있다. 불가피하게 수집 주사율이 일치하지 않은 경우 비지도 학습부(153)는 각 데이터에 기록된 시간에 기반하여, 서로 다른 센서간 가장 가까운 수집시간에 대응되는 데이터로 쌍을 구성 할 수 있다. 상기 비지도 학습부(153)는 상기 수집된 각 데이터 쌍에 대해 사용자 입력에 따라 양품 또는 불량품으로 라벨을 지정할 수 있으며, 이는 인공신경망 학습의 출력 ‘y’가 될 수 있다. 또는 비지도 학습부(153)는 사전 정의된 기준 값들 또는 사용자 입력에 따라 특정 분광 이미지들(또는 멀티모달 데이터)에 대해서 선별적으로 양품으로 라벨을 지정할 수 있다. 불가피하게 사용자가 라벨을 지정할 수 없는 경우, 비지도 학습부(153)는 분광 이미지들에 대한 클러스터링 결과를 기반으로 의사라벨 (pseudo label)을 지정할 수 있으며, 의사라벨 지정 시, 클러스터링 결과에서 규모가 가장 크거나 밀도가 가장 높은 클러스터를 양품 클러스터로 간주할 수 있다. Additionally or alternatively, the
상기 비지도 학습부(153)는 데이터(예: 분광 이미지들 또는 멀티모달 데이터) ‘x’와 라벨 ‘y’가 일정 수량 이상 축적되는 경우 인공신경망을 초기화하고, 비지도 학습을 수행할 수 있다. 비지도 학습을 위해 상기 비지도 학습부(153)는 생성형 인공신경망(예: multi-layer perceptron (MLP), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), graph neural network (GNN) 중 적어도 하나 또는 조합)을 사용할 수 있다. 또는 비지도 학습부(153)는 선택적으로 전통적 기계학습 기반 생성모델을 사용할 수 있다. 상기 전통적 기계 학습 모델은 decision tree (DT), random forest (RF), extreme gradient boosting (XGB), light gradient boosting machine (LGBM), and support vector machine (SVM), k-nearest neighbor classifier (KNN) 등 중 하나를 선택적으로 사용하거나, 또는 특정 모델을 다수 학습하거나, 여러 모델을 조합하는 형태로 ensemble 모델을 구축한 모델을 포함할 수 있다.The
상기 비지도 학습부(153)는 비지도 학습에 전체 데이터 중 일부를 학습용 데이터 셋으로 사용하고, 나머지 일부는 검증용 데이터 셋으로 사용할 수 있다. 학습용 데이터 셋과 검증용 데이터 셋의 분할 비율은 8:2, 또는 사용자의 입력에 따라 7:3, 9:1 등의 값으로 변경될 수 있다. 상기 학습용 데이터 셋은 양품 데이터들로서, 예컨대, 메모리(130)에 양품 라벨 데이터(135)로 저장될 수 있다.The
상기 비지도 학습부(153)는 상기 학습용 데이터 셋에 대응하는 양품 라벨 데이터(135)만을 이용하여 비지도 학습을 수행하여 기준 모델(131)을 생성하고, 학습이 종료되면, 분할된 검증용 데이터 셋으로, 기준 모델(131)에 대해 평가하고, 그 결과를 시스템 UI를 통해 출력하여, 사용자가 검증 성능을 확인할 수 있도록 지원할 수 있다. 상기 검증용 데이터 셋의 경우 기본적으로 양품 라벨의 데이터가 일정수준 이상 축적된 형태를 가질 수 있다. 상기 검증용 데이터 셋에 불량품 라벨의 데이터가 포함되어있는 경우, 그리고 그 수량이 일정수준 이상인 경우, 상기 비지도 학습부(153)는 생성형 모델의 잔차 오차 기준을 통해 양품 또는 불량품으로의 2진 분류 성능을 측정하고, 측정 결과를 시스템 UI를 통하여 사용자에게 보고할 수 있다. 검증용 데이터 셋에 불량품 라벨의 데이터가 없거나, 있더라도 검증에 적합한 수준 이상의 수량을 포함하지 않는 경우, 상기 비지도 학습부(153)는 생성형 모델로부터 양품 데이터의 생성 오차의 평균과 표준편차를 산출할 수 있다. 산출 방식은 예컨대, L2 거리를 활용하거나, 필요에 따라 L1, SSIM 등 다양한 지표를 사용할 수 있다. 산출된 양품 데이터의 복원 오차에 대한 평균과 표준편차를 기반으로, 상기 비지도 학습부(153)는 정상 범주의 역치를 μ(평균) ± 1.5σ(표준 편차)의 바깥영역으로 지정할 수 있으며 해당 범위를 벗어나는 경우 상태 이상 판정을 결정할 수 있다. 상기 비지도 학습부(153)는 범위가 아닌 μ + 1.5σ 또는 μ - 1.5σ와 같이 상한 값 또는 하한 값 설정 후, 해당 기준 값 초과 또는 미만에 따라 상태 이상 판정을 결정할 수 있다. 여기서, 1.5는 threshold 역할로 사용자의 조정에 따라 1, 3 등 다양한 수준으로 변경될 수 있다. The
비지도 학습부(153)는 학습 완료된 기준 모델(131)의 검증성능 값을 사용자에게 제공(예: 디스플레이에 출력)하고, 사용자 입력에 따라 해당 모델의 운용여부를 결정할 수 있다. 또는, 상기 비지도 학습부(153)는 검증 성능이 사전 정의된 기준 값 이상인 경우, 학습 완료된 기준 모델(131)을 자동으로 적용할 수 있다. 예컨대, 비지도 학습부(153)는 기준 모델(131)에 대한 학습 완료를 발열 검출부(154)에 안내할 수 있다. 또는, 비지도 학습부(153)는 기준 모델(131)의 검증 성능이 사전 정의된 기준 값 미만인 경우, 검증 성능이 기준 값 이상이 될 때까지, 분광 이미지들의 추가 수집 및 추가 수집된 분광 이미지들 포함 전체 분광 이미지들 기반의 모델 학습을 반복 수행할 수 있다. The
상기 발열 검출부(154)는 기준 모델(131)의 비지도 학습이 완료되었거나, 비지도 학습이 완료된 기준 모델(131)이 메모리(130)에 저장되면, 기준 모델(131)을 기준으로 배터리(50)의 발열 상태 검출을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 발열 검출부(154)는 카메라 제어부(152)에 요청하여 배터리(50)에 관한 새 분광 이미지가 획득되면 획득된 새 분광 이미지를 기준 모델(131)에 적용하여 배터리(50)의 발열 상태의 상태 이상 여부를 판단할 수 있다. 또는, 발열 검출부(154)는 새 분광 이미지를 사전 정의된 주파수 대역별로 분할하고, 분할된 멀티모달 데이터들을 기준 모델(131)에 적용함에 따라, 배터리(50)가 상태 이상 여부(또는 양품인지 불량품인지)를 상태 안내부(155)에 전달할 수 있다. When unsupervised learning of the
상기 상태 안내부(155)는 발열 검출부(154)로부터 배터리(50)의 판정 값을 수신하고, 수신된 판정 값에 대응하는 정보를 출력할 수 있다. 예컨대, 상기 상태 안내부(155)는 배터리 발열 검사 장치(100)의 디스플레이(160)를 통해 현재 충방전 중인 배터리(50)의 양품 판정 정보 또는 불량품 판정 정보를 출력할 수 있다. 또는, 상기 상태 안내부(155)는 상기 통신 회로(110)를 통하여 지정된 사용자 단말에 상기 배터리(50)의 양품 또는 불량품 판정 값을 포함하는 메시지를 전송할 수 있다. The
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 본 발명의 배터리 발열 검사 장치(100)는 배터리(50)의 양품 또는 불량품 판정을 분광 이미지를 토대로 하되, 비지도 학습을 기반으로 생성된 기준 모델(131)을 이용하여 배터리(50) 발열 상태에 따른 양품 또는 불량품 판정을 수행할 수 있도록 지원한다. As described above, according to the present invention, the battery
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서버 장치 구성의 한 예를 나타낸 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 발열 검사 기능을 배터리 발열 검사 장치(100)가 독립적으로 수행하도록 설계된 경우, 상기 서버 장치(200) 구성은 생략될 수도 있다.Figure 4 is a diagram showing an example of a server device configuration according to an embodiment of the present invention. As described above, if the battery
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 서버 장치(200)는 서버 통신 회로(210), 서버 메모리(230) 및 서버 프로세서(250)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 4 , the
상기 서버 통신 회로(210)는 배터리 발열 검사 장치(100)와 통신 채널을 형성할 수 있다. 일 예로, 상기 서버 통신 회로(210)는 지정된 주기 또는 사전 정의된 이벤트(예: 배터리 거치대(125)에 배터리(50)가 배치된 상태를 감지한 이벤트) 발생에 대응하여 배터리 발열 검사 장치(100)로부터 적어도 하나의 분광 이미지를 수신할 수 있다. 상기 수신된 적어도 하나의 분광 이미지는 비지도 학습 기반의 서버 기준 모델(231) 생성을 위해 이용될 수 있다. 다른 예로, 상기 서버 통신 회로(210)는 외부 서버 장치로부터 서버 기준 모델(231)을 수신할 수 있다. 상기 서버 통신 회로(210)는 발열 검사가 필요한 배터리(50)에 대해 적어도 하나의 현재 분광 이미지(235)를 수신하고, 그에 대응하는 분석 결과를 서버 프로세서(250) 제어에 대응하여 배터리 발열 검사 장치(100)(또는 지정된 사용자 단말)에 전송할 수 있다. The
상기 서버 메모리(230)는 서버 장치(200) 운용에 필요한 적어도 하나의 프로그램 또는 데이터를 저장할 수 있다. 일 예로, 상기 서버 메모리(230)는 서버 기준 모델(231) 생성을 위해 수신된 복수개의 분광 이미지에 대응하는 비지도 학습용 데이터(233) 또는 배터리 발열 검사를 위해 수신된 현재 분광 이미지(235), 서버 기준 모델(231) 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 상기 서버 기준 모델(231)은 앞서 설명한 배터리 발열 검사 장치(100)의 메모리(130)에 저장된 기준 모델(131)에 대응될 수 있다. 일 예로서, 상기 서버 기준 모델(231)은 배터리 발열 검사 장치(100)가 생성하여 서버 장치(200)에 제공될 수도 있다. 또는, 상기 서버 메모리(230)에 저장된 비지도 학습용 데이터(233)에 비지도 학습을 수행하여 서버 기준 모델(231)이 생성될 수도 있다. 상기 비지도 학습용 데이터(233)는 상기 배터리 발열 검사 장치(100)가 제공한 복수개의 분광 이미지들, 복수개의 분광 이미지들 각각으로부터 사전 정의된 주파수 대역 별로 나눈 대역 별 데이터(또는 멀티모달 데이터), 상기 복수개의 분광 이미지들이 수집된 시점과 동일한 시점 또는 가장 가까운 시점에 획득된 센서 정보들 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 일 예로서, 본 발명의 비지도 학습용 데이터(233)는 복수개의 분광 이미지들 중 양품 라벨로 지정된 데이터들만을 포함할 수도 있다. The
상기 서버 프로세서(250)는 서버 장치(200) 운용에 필요한 신호의 전달과 처리 또는 결과의 저장, 결과의 전송 또는 결과에 대응하는 메시지의 전송을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 서버 프로세서(250)는 충방전 관리부(251), 데이터 수집부(252), 모델 생성부(253), 발열 관리부(254)를 포함할 수 있다.The
상기 충방전 관리부(251)는 배터리(50)의 충방전을 관리할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 충방전 관리부(251)는 배터리 발열 검사 장치(100)와 통신 채널을 형성하고, 배터리 거치대(125)에 배터리(50)가 놓이면 사전 설정된 계획에 따라 배터리(50) 충방전을 제어하면서, 충방전 관련 정보(예: 배터리(50) 충방전 온도 환경, 충방전 속도, 충방전 전력의 크기 중 적어도 일부)를 수집할 수 있다. The charge/
상기 데이터 수집부(252)는 배터리 발열 검사 장치(100)로부터 배터리(50)에 대한 분광 이미지를 수신할 수 있다. 상기 배터리 발열 검사 장치(100)로부터 수신되는 분광 이미지는 서버 기준 모델(231) 생성을 위한 분광 이미지들 또는 배터리(50)의 발열을 검사하기 위한 현재 분광 이미지(235)를 포함할 수 있다. 상기 데이터 수집부(252)는 서버 기준 모델(231) 생성을 위한 분광 이미지들이 수신되면, 수신된 분광 이미지들을 서버 메모리(230)에 비지도 학습용 데이터(233)의 적어도 일부 구성으로서 저장할 수 있다. 이 동작에서, 상기 데이터 수집부(252)는 수신된 분광 이미지들을 사전 정의된 주파수 대역 별(예: 자외선 대역, 가시 광선 대역, 적외선 대역)로 분리하고, 각각의 주파수 대역 별 스펙트럼들을 멀티모달 데이터 형태로 그룹핑하여 비지도 학습용 데이터(233)로서 서버 메모리(230)에 저장할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 데이터 수집부(252)는 분광 이미지들이 수집된 시점의 센서 정보를 함께 수집하고, 수집된 센서 정보를 멀티모달 데이터들과 매칭하여 멀티모달 데이터 셋으로 서버 메모리(230)에 저장할 수 있다. The
상기 모델 생성부(253)는 서버 기준 모델(231) 생성을 수행할 수 있다. 또는, 상기 모델 생성부(253)는 배터리 발열 검사 장치(100)의 요청에 따라 서버 기준 모델(231)을 생성하고, 생성된 서버 기준 모델(231)을 배터리 발열 검사 장치(100)가 이용할 기준 모델(131)로서 배터리 발열 검사 장치(100)에 제공할 수 있다. 한편, 상기 서버 기준 모델(231)이 서버 메모리(230)에 사전 저장된 경우 또는 배터리 발열 검사 장치(100)가 서버 기준 모델(231)을 제공한 경우, 상기 모델 생성부(253)의 구성은 생략될 수 있다. The
상기 모델 생성부(253)는 상기 수집된 비지도 학습용 데이터(233)에 대해 사용자 입력에 따라 양품 라벨 지정 또는 불량품 라벨 지정을 수행할 수 있으며 이는 인공신경망 학습의 출력 y로 처리할 수 있다. 상기 사용자 입력을 받기 위하여, 상기 모델 생성부(253)는 상기 비지도 학습용 데이터(233)를 배터리 발열 검사 장치(100)의 디스플레이(160)에 출력하고, 해당 데이터에 대한 양품 또는 불량품 라벨 지정을 수신할 수 있다. 또는 모델 생성부(253)는 사용자가 최소한 확실한 양품 데이터에 대해서 선별적으로 양품 라벨을 지정한 데이터만을 수신할 수도 있다. 다른 예로서, 상기 모델 생성부(253)는 사용자 라벨 지정 절차가 계획되어 있지 않은 경우, 분광 이미지에 대한 클러스터링을 수행하고, 클러스터링 결과에 기반한 의사라벨(pseudo label)을 해당 데이터에 지정할 수 있다. 예컨대, 모델 생성부(253)는 규모가 가장 크거나 밀도가 가장 높은 클러스터들을 양품 클러스터들로 간주(또는 양품 라벨로 지정)할 수 있다. 인공신경망의 입력 x로 사용할 수 있는 비지도 학습용 데이터(233)의 적어도 일부(또는 양품 라벨로 지정된 데이터)와, 인공신경망의 출력 y로 사용할 수 있는 데이터가, 사전 정의된 일정 수량 이상 축적되는 경우, 모델 생성부(253)는 인공신경망을 초기화하고 해당 데이터들에 대한 비지도 학습을 수행할 수 있다. 모델 생성부(253)는 비지도 학습을 위해 생성형 인공신경망(예: multi-layer perceptron (MLP), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), graph neural network (GNN) 중 적어도 하나 또는 조합)을 채택할 수 있으며, 또는 선택적으로 전통적 기계학습 기반 생성모델을 사용할 수 있다. 학습에는 비지도 학습용 데이터(233)의 일부를 사용하며 나머지 일부는 검증용 데이터 셋으로 사용할 수 있고, 학습용 데이터 셋과 검증용 데이터 셋의 분할 비율은 8:2, 7:3, 9:1 등 다양한 값이 될 수 있고, 사용자 조정에 따라 변경될 수 있다. 상기 모델 생성부(253)는 학습용 데이터 셋 중 양품 라벨에 해당하는 데이터만 추출하여 학습할 수 있으며, 학습이 종료되면 분할된 검증용 데이터 셋으로 모델을 평가하고 시스템 UI를 통하여 사용자에게 검증성능을 보고할 수 있다. 검증용 데이터 셋의 경우 기본적으로 양품 라벨의 데이터가 일정수준 이상 축적된 형태를 가질 수 있으며, 검증용 데이터 셋에 불량품 라벨의 데이터가 포함되어있고 수량이 일정수준 이상인 경우, 모델 생성부(253)는 생성형 모델의 잔차(residual) 오차를 통해 양품 또는 불량품으로의 2진분류 성능을 측정하고, 측정 결과를 시스템 UI를 통하여 출력할 수 있다. 검증용 데이터 셋에 불량품 라벨 데이터가 없거나, 사전 지정된 수준 이상의 수량을 포함하지 않는 경우, 모델 생성부(253)는 생성형 모델로부터 양품 데이터의 생성 오차의 평균과 표준편차를 산출한 후, 이를 기반으로 상태 이상 판정을 수행할 수 있다. 산출 과정에서는, L2 거리를 활용할 수 있고, 설정에 따라 또는 필요에 따라 L1, SSIM 등 다양한 지표를 사용할 수 있다. 상기 모델 생성부(253)는 산출된 양품 데이터의 복원 오차에 대한 평균과 표준편차를 기반으로 정상 범주의 역치를 μ(평균) ± 1.5σ(표준편차) 바깥 영역으로 지정할 수 있다. 또는, 모델 생성부(253)는 상한 값 μ + 1.5σ, 또는 하한 값 μ - 1.5σ 설정을 수행할 수 있다. 상술한 범위 값 설정에서 상수 1.5는 threshold 역할로 사용자의 조정에 따라 1, 3 등 다양한 수준으로 변경될 수 있다.The
상기 발열 관리부(254)는 데이터 수집부(252)로부터 현재 분광 이미지(235) 수신을 안내 받으면, 서버 메모리(230)에 저장된 현재 분광 이미지(235)에 대한 분석을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 발열 관리부(254)는 현재 분광 이미지(235)에 대한 클러스터링을 수행하고, 산출된 클러스터를 상기 서버 기준 모델(231)에 비교하여 상술한 서버 기준 모델(231)의 정상 범주(예: μ ± 1.5σ) 이내에 있는지 확인할 수 있다. 상기 발열 관리부(254)는 상기 현재 분광 이미지(235)에 대응하는 클러스터가 상기 서버 기준 모델(231)의 사전 정의된 정상 범주를 벗어나는 경우 상태 이상으로 판단하고, 상기 현재 분광 이미지(235)에 대응하는 배터리(50)를 불량품으로 판정할 수 있다. 또는, 상기 발열 관리부(254)는 현재 분광 이미지(235)에 대한 주파수 대역 별 스펙트럼 분류를 수행하고, 적어도 일부 주파수 대역(예: 적외선 대역)의 스펙트럼에 대응하는 클러스터와 서버 기준 모델(231)의 정상 범주를 비교하여 양품 또는 불량품 판정을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 서버 기준 모델(231)은 비지도 학습용 데이터(233)에 포함된 복수개의 분광 이미지들의 일부 주파수 대역의 스펙트럼에 대한 클러스터링을 통해 생성될 수 있다. When the
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 서버 장치(200)는 비지도 학습을 통한 서버 기준 모델의 생성을 통해 사용자 개입을 최소화하면서도 배터리의 발열에 관한 양품 또는 불량품 판정을 신뢰도 높게 처리할 수 있다. As described above, the
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 발열 검사를 위한 기준 모델 생성 방법의 한 예를 나타낸 도면이다.Figure 5 is a diagram showing an example of a method for generating a reference model for battery heat inspection according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 발열 검사를 위한 기준 모델 생성 방법과 관련하여, 배터리 발열 검사 장치(100)의 운용에 있어서, 배터리 발열 검사 장치(100)의 프로세서(150)는 501 단계에서 기준 모델(131) 생성 요청이 발생하는지 확인할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 배터리 발열 검사 장치(100)의 프로세서(150)는 배터리 발열 검사와 관련한 어플리케이션을 설치하고(이미 설치된 경우 해당 동작 생략), 해당 어플리케이션이 운용할 수 있는 기준 모델(131)이 없는 경우 자동으로 기준 모델 생성 모드를 운용할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(150)는 상기 기준 모델(131)의 버전을 확인하고, 업데이트가 필요한 경우, 기준 모델 생성 모드를 운용할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(150)는 발열 검사를 수행할 배터리(50)의 식별 정보를 수집하고, 해당 식별 정보에 대응하는 배터리(50)에 대응하는 기준 모델이 없는 경우, 기준 모델 생성 모드로 진입할 수 있다. 1 to 5, in relation to the method of generating a reference model for battery heat test according to an embodiment of the present invention, in the operation of the battery
기준 모델 생성이 요구되지 않으면, 상기 프로세서(150)는 503 단계에서 지정 기능 수행을 처리할 수 있다. 예컨대, 프로세서(150)는 기준 모델(131)이 이미 메모리(130)에 저장되어 있는 경우, 배터리(50) 발열 검사 기능과 관련한 동작을 수행할 수 있다. 또는, 프로세서(150)는 배터리 발열 검사 장치(100)의 각 구성들 중 적어도 일부 구성의 현재 상태(예: 정상 상태 또는 불량 발생 여부)를 검사하고, 검사 결과를 출력할 수 있다. 별도의 지정 기능이 없는 경우, 503 단계는 생략될 수 있다. If generation of a reference model is not required, the
기준 모델 생성 요청에 따라, 해당 기준 모델 생성 모드가 활성화되면, 상기 프로세서(150)는 505 단계에서 분광 카메라(120)를 운용하여 배터리 거치대(125)에 놓인 배터리(50)에 관한 적어도 하나의 분광 이미지를 수집할 수 있다. 이 동작에 앞서, 상기 프로세서(150)는 배터리 거치대(125)에 배터리(50)가 놓이면 배터리(50) 충방전 환경(예: 온도 환경)에 관한 정보를 센서부(190)를 이용하여 수집할 수 있다. 상기 프로세서(150)는 온도 환경이 사전 정의된 온도 값이 되도록 배터리 거치대(125)에 배치된 온열 장치 또는 냉각 장치 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 또는, 온도 환경이 사전 정의된 기준 범위 이내인 경우 상술한 온도 조절 동작은 생략될 수 있다. According to the reference model creation request, when the reference model creation mode is activated, the
507 단계에서 상기 배터리 발열 검사 장치(100)의 프로세서(150)는 수집된 적어도 하나의 분광 이미지에 대한 데이터 라벨 지정 입력의 수신이 있는지 확인할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 프로세서(150)는 적어도 하나의 분광 이미지(또는 분광 이미지 및 상기 분광 이미지 수집 시 함께 수집된 센서 정보)의 적어도 일부를 배터리 발열 검사 장치(100)의 디스플레이(160)에 출력할 수 있다. 상기 프로세서(150)는 디스플레이(160)에 출력된 정보에 대응하여 양품 또는 불량품 지정 라벨을 입력(예: 사용자 입력) 받을 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 상기 배터리 발열 검사 장치(100)의 프로세서(150)는 사용자 입력에 따른 데이터 라벨 지정을 수행할 수 없는 경우(예: 디스플레이(160) 또는 입력부(140) 등의 구성이 없거나, 별도의 방식으로 데이터 라벨을 지정하도록 설정된 경우), 수집된 적어도 하나의 분광 이미지들에 대한 클러스터링을 수행하고, 클러스터링 결과를 기반으로 해당 분광 이미지에 대한 양품 또는 불량품 라벨 지정을 자동으로 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 프로세서(150)는 클러스터링 결과에서 규모가 가장 크거나 밀도가 가장 높은 클러스터를 양품 클러스터로 자동 지정할 수 있다. 다른 예로서, 상기 프로세서(150)는 클러스터링 결과로서 규모가 지정된 크기 이상이거나 밀도가 기준 값 이상인 클러스터들에 대응하는 분광 이미지들을 양품으로 임시 지정하고, 임시 지정된 클러스터들에 대응하는 분광 이미지들을 디스플레이(160)에 출력하고, 사용자 입력에 따른 양품 지정을 확정할 수도 있다. In
상기 프로세서(150)는 양품 입력을 수신하면, 509 단계에서, 해당 분광 이미지를 양품으로 지정할 수 있다. 상기 프로세서(150)는 불량품 입력을 수신하면, 511 단계에서 해당 분광 이미지를 불량품으로 지정할 수 있다. 한편, 507 내지 511 단계에서, 상기 프로세서(150)는 양품 또는 불량품 라벨 지정과 관련하여, 사용자 입력을 수신하지 않고, 분광 이미지의 적어도 일부에 대한 클러스터링을 수행한 후, 클러스터링 결과를, 양품 및 불량품 구분을 위해 사전 저장된 클러스터와 비교하여, 해당 분광 이미지에 대응하는 모델링 데이터의 양품 지정 또는 불량품 지정을 처리할 수 있다. 또는, 다른 예로서, 상기 프로세서(150)는 분광 이미지에 대한 클러스터링을 수행한 후, 사전 정의된 군집의 크기 또는 밀도에 따라 양품 또는 불량품 지정을 수행할 수도 있다.When the
이후, 상기 프로세서(150)는 513 단계에서, 라벨이 지정된 분광 이미지들의 수량이 지정 수량 이상인지 확인할 수 있다. 지정 수량 미만인 경우, 프로세서(150)는 501 단계 이전으로 분기하여, 이하 동작을 재수행하여 보다 많은 데이터를 수집할 수 있다.Thereafter, in
누적된 데이터(또는 분광 이미지들이) 지정 수량 이상이 되면, 상기 프로세서(150)는 515 단계에서, 양품 라벨 데이터에 대한 비지도 학습을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 프로세서(150)는 양품 라벨로 지정된 분광 이미지들의 스펙트럼에 대하여 클러스터링을 수행하고, 클러스터링 결과로서, 평균과 표준편차를 산출한 후, 이를 기반으로 양품으로 판정할 수 있는 클러스터 정상 범주(예: 평균+1.5x표준편차)를 산출할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(150)는 양품 라벨로 지정된 분광 이미지들을 사전 정의된 복수개의 주파수 대역별로 분류하고, 분류된 주파수 대역들에 대한 클러스터링 및 정상 범주 산출을 수행할 수 있다. 일 예로서, 상기 프로세서(150)는 분광 이미지들 각각에 대해 복수개의 주파수 대역들 중 적외선 대역에 대한 클러스터들을 산출하고, 클러스터들의 평균과 표준편차를 이용하여 정상 범주를 설정할 수 있다. If the accumulated data (or spectral images) exceeds a specified amount, the
상기 프로세서(150)는 517 단계에서, 검증 성능이 기준 값 이상인지 확인할 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서(150)는 누적된 데이터들(예: 양품 라벨 데이터들)을 일정 비율의 학습용 데이터 셋과 검증용 데이터 셋으로 분할한 뒤, 상기 학습용 데이터 셋에 대하여 515 단계에서 비지도 학습을 통한 기준 모델 생성을 수행할 수 있다. 기준 모델에 대한 비지도 학습이 완료되면, 프로세서(150)는 학습 완료된 기준 모델(131)에 검증용 데이터 셋을 적용하여 성능 검증을 수행할 수 있다. 일 예로서, 상기 프로세서(150)는 지도 학습에 사용하는 데이터 셋과 검증용 데이터 셋의 분할 비율을 8:2로 하거나, 또는 사용자 입력에 따라 7:3, 9:1 등으로 조정할 수 있다. In
상기 프로세서(150)는 검증 성능이 기준 값 미만인 경우 505 단계 이전으로 분기하여 이하 동작을 재수행할 수 있다. 검증 성능이 기준 값 이상인 경우, 프로세서(150)는 519 단계에서 기준 모델에 대한 학습을 종료하고, 메모리(130)에 저장할 수 있다. If the verification performance is less than the reference value, the
한편, 상술한 도 5의 설명에서는, 배터리 발열 검사 장치(100)가 기준 모델(131)을 생성하는 방법의 한 예를 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 기준 모델(131) 생성 과정 중 적어도 일부 과정은 상기 서버 장치(200)에서 수행될 수도 있다. 이에 따라, 도 5에 설명한 기준 모델 생성 방법은 서버 장치(200)에서의 서버 기준 모델 생성 방법의 적어도 일부가 될 수 있다. Meanwhile, in the description of FIG. 5 above, an example of a method by which the battery
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 발열 검사 방법의 한 예를 나타낸 도면이다.Figure 6 is a diagram showing an example of a battery heat inspection method according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 발열 검사 방법과 관련한, 배터리 발열 검사 장치(100)의 운용에 있어서, 프로세서(150)는 601 단계에서 배터리(50)의 발열 검사 요청이 발생하는지 확인할 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서(150)는 사용자 입력에 따라 또는 사전 정의된 스케줄 정보에 따라 어플리케이션을 활성화하고, 해당 어플리케이션 지원 기능 중 배터리(50)의 발열 검사 기능을 선택하는 사용자 입력이 발생하는지 확인할 수 있다. 1 to 6, in the operation of the battery
배터리 발열 검사를 요청하는 입력 수신이 없는 경우, 603 단계에서, 지정 기능 수행을 처리할 수 있다. 예컨대, 프로세서(150)는 배터리 발열 검사 장치(100)의 각 구성들 중 적어도 일부 구성의 상태 값을 출력할 수 있다. 별도의 지정 기능이 없는 경우, 603 단계는 생략될 수 있다. 배터리 발열 검사를 요청하는 입력이 발생하면, 상기 프로세서(150)는 배터리(50) 발열 검사를 위해 배터리(50)가 배터리 거치대(125)에 놓이는 것을 감지할 수 있다. 상기 프로세서(150)는 배터리(50)가 배터리 거치대(125)에 놓이면 배터리(50)의 충방전을 제어할 수 있다. If there is no input requesting a battery thermal check, the specified function may be performed in
배터리(50)의 발열 검사를 위해 배터리 충방전이 수행되거나 또는 사전 정의된 일정 조건(예: 배터리(50)의 충전량 또는 방전량이 지정된 값 이상 또는 미만이거나, 충전 속도 도는 방전 속도가 지정된 기준 값 이상)이면, 605 단계에서 프로세서(150)는 충방전 중인 배터리(50)에 대한 현재 분광 이미지를 획득할 수 있다. 이 동작에서, 상기 프로세서(150)는 충방전 중인 배터리(50)의 온도 환경 정보를 함께 수집할 수 있다. 온도 환경이 사전 정의된 기준 범위를 벗어난 경우, 온도 환경 조절을 위한 온열 장치 조정 또는 냉각 장치 조정을 수행할 수 있다. In order to test the heat of the
현재 분광 이미지 획득 이후, 프로세서(150)는 607 단계에서 획득된 분광 이미지에 대해 비지도 학습 기반의 기준 모델(131)과 비교를 수행할 수 있다. 이 동작에서, 상기 프로세서(150)는 획득된 현재 분광 이미지에 대한 클러스터링을 수행하고, 클러스터링 결과가 상기 기준 모델(131)에서 정의한 정상 범주 이내에 있는지 확인할 수 있다. 또는, 프로세서(150)는 607 단계에서, 획득된 분광 이미지를 사전 정의된 복수개의 주파수 대역 별로 분할하고, 각각의 주파수 대역 별 스펙트럼들에 대한 클러스터링을 수행하고, 클러스터링 결과들 중 적어도 일부를 대응되는 기준 모델(131)에 비교할 수 있다. 예컨대, 상기 프로세서(150)는 현재 분광 이미지를 가시광선 대역, 자외선 대역, 적외선 대역으로 분할하고, 각각의 주파수 대역에 해당하는 데이터들을 비지도 학습을 수행하여 생성된 기준 모델들과 비교할 수 있다. 이에 따라, 상기 기준 모델(131)은 각각의 주파수 대역에 대응하는 모델들을 포함할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(150)는 발열과 가장 밀접한 관계를 가지는 적외선 대역의 스펙트럼에 대해서만 클러스터링 수행하고, 해당 클러스터링 결과를 기준 모델(예: 적외선 대역의 스펙트럼들에 대해 비지도 학습을 통해 생성된 기준 모델)과 비교할 수 있다. After acquiring the current spectral image, the
상기 프로세서(150)는 609 단계에서, 비교 결과 값이 상태 이상에 해당하는지 확인할 수 있다. 상기 기준 모델(131)과의 비교에서 결과 값이, 상태 이상을 나타낸 경우, 611 단계에서, 프로세서(150)는 제1 배터리 상태 정보를 출력할 수 있다. 상기 제1 배터리 상태 정보는 예컨대, 현재 발열 검사 중인 배터리(50)가 불량품임을 나타낸 정보를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(150)는 제1 배터리 상태 정보를 디스플레이(160) 또는 지정된 관리자 단말에 출력할 수 있다. 추가로, 상기 프로세서(150)는 해당 배터리(50)의 폐기 처분 또는 재검사를 요청하는 정보를 함께 출력할 수 있다. In
기준 모델(131)과의 비교에서 결과 값이, 정상 범주 내에 있는 경우, 613 단계에서, 프로세서(150)는 제2 배터리 상태 정보를 출력할 수 있다. 상기 제2 배터리 상태 정보는 상기 배터리(50)가 양품임을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(150)는 제2 배터리 상태 정보를 디스플레이(160) 또는 지정된 관리 단말에 출력할 수 있다.If the result value is within the normal range in comparison with the
615 단계에서, 상기 배터리 발열 검사 장치(100)의 프로세서(150)는 배터리 발열 검사 기능의 종료 여부를 확인할 수 있다. 배터리 발열 검사 기능 종료와 관련한 이벤트 발생이 없으면, 프로세서(150)는 601 단계 이전으로 분기하여 이하 동작을 재수행할 수 있다. 배터리 발열 검사 기능 종료와 관련한 이벤트 예컨대, 어플리케이션 종료를 위한 사용자 입력 신호 또는 분광 카메라(120) 종료를 지시하는 입력 신호 등이 발생하면 배터리 발열 검사 기능의 종료로 판단하고, 프로세서(150)는 관련 기능 종료를 처리할 수 있다. In
한편, 상술한 설명에서는, 배터리 발열 검사 장치(100)를 이용하여 배터리(50)의 발열 검사를 수행하는 방법을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상술한 도 6에서 설명한 동작들은 서버 장치(200)에서도 유사하게 수행될 수도 있다. 서버 장치(200)가 상기 도 6에 기재된 동작을 수행하도록 정의되는 경우, 상기 서버 장치(200)는 601 단계 및 603 단계를 스킵하고, 605 단계에서 통신 채널을 형성한 배터리 발열 검사 장치(100)로부터 현재 분광 이미지를 획득한 후, 이하 동작을 수행하여 배터리(50)의 상태 이상 여부에 따라, 양품 또는 불량품 검사 결과를 판정하고, 판정 결과를 배터리 발열 검사 장치(100) 또는 지정된 사용자 단말에 전송하는 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. Meanwhile, in the above description, a method of performing a heat test of the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. As described above, although this specification contains details of numerous specific implementations, these should not be construed as limitations on the scope of any invention or what may be claimed, but rather may be specific to particular embodiments of a particular invention. It should be understood as a description of features.
또한, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.Additionally, although operations are depicted in the drawings in a specific order, this should not be construed as requiring that those operations be performed in the specific order or sequential order shown or that all of the depicted operations must be performed to obtain desirable results. In certain cases, multitasking and parallel processing may be advantageous. Additionally, the separation of various system components in the above-described embodiments should not be construed as requiring such separation in all embodiments, and the described program components and systems may generally be integrated together into a single software product or packaged into multiple software products. You must understand that it is possible.
본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 통상의 기술자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 통상의 기술자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다.The present description sets forth the best mode of the invention and provides examples to illustrate the invention and to enable any person skilled in the art to make and use the invention. The specification prepared in this way does not limit the present invention to the specific terms presented. Accordingly, although the present invention has been described in detail with reference to the above-described examples, those skilled in the art may make modifications, changes, and variations to the examples without departing from the scope of the present invention.
따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be determined by the described embodiments, but by the scope of the patent claims.
10: 시스템 환경
50: 배터리
100: 배터리 발열 검사 장치
110: 통신 회로,
120: 분광 카메라
130: 메모리
140: 입력부
150: 프로세서
160: 디스플레이
180: 충방전 장치
190: 센서부
200: 서버 장치
210: 서버 통신 회로
230: 서버 메모리
250: 서버 프로세서10: System environment
50: battery
100: Battery fever test device
110: communication circuit,
120: spectral camera
130: memory
140: input unit
150: processor
160: display
180: Charge/discharge device
190: sensor unit
200: Server device
210: Server communication circuit
230: Server memory
250: server processor
Claims (11)
메모리;
상기 분광 카메라 및 상기 메모리와 기능적으로 연결되는 프로세서;를 포함하고,
상기 프로세서는,
충전 또는 방전 중인 배터리에 관한 현재 분광 이미지를 수집하고,
상기 현재 분광 이미지에 대한 클러스터링을 수행하고,
상기 클러스터링 결과를, 상기 메모리에 사전 저장되며 비지도 학습에 의해 생성된 기준 모델과 비교하고,
상기 비교 결과, 상기 클러스터링 결과 값이 상기 기준 모델에서 정상 범주로 지정된 범위 내에 있는 경우 상기 현재 분광 이미지에 대응하는 상기 배터리를 양품으로 판정하고,
상기 클러스터링 결과 값이 상기 기준 모델에서 정상 범주로 지정된 범위를 벗어난 경우 상기 현재 분광 이미지에 대응하는 상기 배터리를 불량품으로 판정하도록 설정된 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 배터리 발열 검사를 수행하는 배터리 발열 검사 장치.A spectroscopic camera that acquires spectral images;
Memory;
A processor functionally connected to the spectral camera and the memory,
The processor,
Collect current spectral images of batteries that are charging or discharging;
Perform clustering on the current spectral image,
Compare the clustering result with a reference model pre-stored in the memory and generated by unsupervised learning,
As a result of the comparison, if the clustering result value is within a range designated as a normal category in the reference model, the battery corresponding to the current spectral image is determined to be a good product,
If the clustering result value is outside the range designated as a normal category in the reference model, the battery corresponding to the current spectral image is set to be determined as a defective battery heat test for performing an unsupervised learning-based battery heat test. Device.
상기 프로세서는
상기 비지도 학습과 관련하여, 양품 라벨로 지정된 데이터들에 대해 비지도 학습을 수행하면서, 상기 양품 라벨로 지정된 데이터의 복원 오차에 대한 평균과 표준편차를 기반으로 상기 정상 범주를 설정하는 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 배터리 발열 검사를 수행하는 배터리 발열 검사 장치.According to paragraph 1,
The processor is
In relation to the unsupervised learning, while performing unsupervised learning on data designated as a good product label, the normal category is set based on the average and standard deviation of the restoration error of the data designated as a good product label. A battery thermal testing device that performs an unsupervised learning-based battery thermal testing.
상기 프로세서는
상기 현재 분광 이미지를 사전 정의된 주파수 대역들로 분류하고,
상기 분류된 주파수 대역들 각각에 대해 클러스터링을 수행하고,
각 클러스터링 결과들을 대응되는 기준 모델들과 비교하여 상기 배터리의 양품 또는 불량품 판정을 수행하도록 설정된 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 배터리 발열 검사를 수행하는 배터리 발열 검사 장치.According to paragraph 1,
The processor is
Classify the current spectral image into predefined frequency bands,
Perform clustering on each of the classified frequency bands,
A battery thermal inspection device that performs an unsupervised learning-based battery thermal inspection, characterized in that it is set to determine whether the battery is good or defective by comparing each clustering result with the corresponding reference models.
상기 프로세서는
상기 현재 분광 이미지를 사전 정의된 주파수 대역들로 분류하고,
상기 분류된 주파수 대역들 중 적외선 대역에 대해 클러스터링을 수행하고,
상기 적외선 대역에 대한 클러스터링 결과를, 그에 대응되는 기준 모델과 비교하여 상기 배터리의 양품 또는 불량품 판정을 수행하도록 설정된 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 배터리 발열 검사를 수행하는 배터리 발열 검사 장치.According to paragraph 1,
The processor is
Classify the current spectral image into predefined frequency bands,
Clustering is performed on the infrared band among the classified frequency bands,
A battery thermal inspection device that performs an unsupervised learning-based battery thermal inspection, characterized in that it is set to determine whether the battery is good or defective by comparing the clustering result for the infrared band with a corresponding reference model.
상기 프로세서는, 상기 기준 모델의 생성과 관련하여,
상기 배터리의 발열과 관련하여 수집된 복수의 분광 이미지들을 사전 정의된 일정 비율에 따라 학습용 데이터 셋과 검증용 데이터 셋으로 분할하고,
상기 학습용 데이터 셋에 대해 비지도 학습을 수행하여 상기 기준 모델에 대한 학습을 완료하고,
상기 학습이 완료된 기준 모델에 상기 검증용 데이터 셋을 적용하여 성능 검증을 수행하고,
상기 검증 성능 값을 출력하도록 설정된 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 배터리 발열 검사를 수행하는 배터리 발열 검사 장치.According to paragraph 1,
The processor, in relation to generating the reference model,
Dividing a plurality of spectral images collected in relation to the heat generation of the battery into a learning data set and a verification data set according to a predefined ratio,
Complete learning of the reference model by performing unsupervised learning on the learning data set,
Perform performance verification by applying the verification data set to the learned reference model,
A battery thermal inspection device that performs an unsupervised learning-based battery thermal inspection, characterized in that it is set to output the verification performance value.
상기 프로세서는,
상기 학습용 데이터 셋 중 양품으로 지정된 데이터들만을 이용하여 비지도 학습을 수행하도록 설정된 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 배터리 발열 검사를 수행하는 배터리 발열 검사 장치.According to clause 5,
The processor,
A battery thermal inspection device that performs an unsupervised learning-based battery thermal inspection, characterized in that it is set to perform unsupervised learning using only data designated as good products among the learning data set.
상기 현재 분광 이미지에 대한 클러스터링을 수행하는 단계;
상기 클러스터링 결과를, 상기 배터리 발열 검사 장치의 메모리에 사전 저장되며 비지도 학습에 의해 생성된 기준 모델과 비교하는 단계;
상기 비교 결과, 상기 클러스터링 결과 값이 상기 기준 모델에서 정상 범주로 지정된 범위 내에 있는 경우 상기 현재 분광 이미지에 대응하는 상기 배터리를 양품으로 판정하고, 상기 클러스터링 결과 값이 상기 기준 모델에서 정상 범주로 지정된 범위를 벗어난 경우 상기 현재 분광 이미지에 대응하는 상기 배터리를 불량품으로 판정하는 단계;
상기 판정 결과를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 발열 검사 방법.Collecting, by a processor of a battery thermal testing device, a current spectral image of a battery being charged or discharged;
performing clustering on the current spectral image;
Comparing the clustering result with a reference model pre-stored in the memory of the battery heat inspection device and generated by unsupervised learning;
As a result of the comparison, if the clustering result value is within the range designated as the normal category in the reference model, the battery corresponding to the current spectral image is determined to be a good product, and the clustering result value is within the range designated as the normal category in the reference model. If it deviates from , determining the battery corresponding to the current spectral image as a defective product;
A battery heat test method comprising: outputting the determination result.
상기 기준 모델을 생성하는 단계;를 더 포함하고,
상기 기준 모델을 생성하는 단계는,
수집된 복수의 분광 이미지들을 사전 정의된 일정 비율에 따라 학습용 데이터 셋과 검증용 데이터 셋으로 분할하는 단계;
상기 학습용 데이터 셋에 대해 비지도 학습을 수행하여 상기 기준 모델에 대한 학습을 완료하는 단계;
상기 학습이 완료된 기준 모델에 상기 검증용 데이터 셋을 적용하여 성능 검증을 수행하는 단계;
상기 검증 성능 값을 출력하는 단계;를 포함하는 특징으로 하는 배터리 발열 검사 방법.In clause 7,
Further comprising: generating the reference model,
The step of generating the reference model is,
Splitting a plurality of collected spectral images into a learning data set and a verification data set according to a predefined ratio;
Completing learning of the reference model by performing unsupervised learning on the learning data set;
performing performance verification by applying the verification data set to the learned reference model;
A battery heat test method comprising: outputting the verification performance value.
서버 메모리;
상기 서버 통신 회로 및 상기 서버 메모리와 기능적으로 연결되는 서버 프로세서;를 포함하고,
상기 서버 프로세서는,
상기 배터리 발열 검사 장치로부터 충전 또는 방전 중인 배터리에 관한 현재 분광 이미지를 수신하고,
상기 현재 분광 이미지에 대한 클러스터링을 수행하고,
상기 클러스터링 결과를, 상기 서버 메모리에 사전 저장되며 비지도 학습에 의해 생성된 기준 모델과 비교하고,
상기 비교 결과, 상기 클러스터링 결과 값이 상기 기준 모델에서 정상 범주로 지정된 범위 내에 있는 경우 상기 현재 분광 이미지에 대응하는 상기 배터리를 양품으로 판정하며, 상기 클러스터링 결과 값이 상기 기준 모델에서 정상 범주로 지정된 범위를 벗어난 경우 상기 현재 분광 이미지에 대응하는 상기 배터리를 불량품으로 판정하고,
상기 판정 결과를 상기 배터리 발열 검사 장치에 전송하도록 설정된 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 배터리 발열 검사를 지원하는 서버 장치. a server communication circuit forming a communication channel with the battery thermal testing device;
server memory;
It includes a server processor functionally connected to the server communication circuit and the server memory,
The server processor is,
Receiving a current spectral image of a battery being charged or discharged from the battery heat inspection device,
Perform clustering on the current spectral image,
Compare the clustering result with a reference model pre-stored in the server memory and generated by unsupervised learning,
As a result of the comparison, if the clustering result value is within the range designated as the normal category in the reference model, the battery corresponding to the current spectral image is determined to be a good product, and the clustering result value is within the range designated as the normal category in the reference model. If it is out of the range, the battery corresponding to the current spectral image is determined to be defective,
A server device supporting unsupervised learning-based battery heat testing, characterized in that it is set to transmit the determination result to the battery heat test device.
상기 서버 프로세서는, 상기 기준 모델의 생성과 관련하여,
상기 배터리 발열 검사 장치로부터 수집된 복수의 분광 이미지들을 사전 정의된 일정 비율에 따라 학습용 데이터 셋과 검증용 데이터 셋으로 분할하고,
상기 학습용 데이터 셋에 대해 비지도 학습을 수행하여 상기 기준 모델에 대한 학습을 완료하고,
상기 학습이 완료된 기준 모델에 상기 검증용 데이터 셋을 적용하여 성능 검증을 수행하고,
상기 검증 성능 값을 상기 배터리 발열 검사 장치에 출력하도록 설정된 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 배터리 발열 검사를 지원하는 서버 장치.According to clause 9,
The server processor, in relation to generating the reference model,
Dividing the plurality of spectral images collected from the battery heat inspection device into a learning data set and a verification data set according to a predefined ratio,
Complete learning of the reference model by performing unsupervised learning on the learning data set,
Perform performance verification by applying the verification data set to the learned reference model,
A server device supporting unsupervised learning-based battery thermal testing, characterized in that it is set to output the verification performance value to the battery thermal testing device.
상기 서버 프로세서는,
상기 학습용 데이터 셋 중 양품으로 지정된 데이터들만을 이용하여 비지도 학습을 수행하도록 설정된 것을 특징으로 하는 비지도 학습 기반의 배터리 발열 검사를 지원하는 서버 장치.
According to clause 10,
The server processor is,
A server device supporting unsupervised learning-based battery thermal testing, characterized in that it is set to perform unsupervised learning using only data designated as good products among the learning data set.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220178761A KR20240096265A (en) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | Method for detecting heat generation of battery based on unsupervised learning and device supporting the same |
PCT/KR2023/008203 WO2024135959A1 (en) | 2022-12-19 | 2023-06-14 | Spectral image-based battery heat generation inspection method and apparatus supporting same |
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---|---|---|---|
KR1020220178761A KR20240096265A (en) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | Method for detecting heat generation of battery based on unsupervised learning and device supporting the same |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020220178761A KR20240096265A (en) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | Method for detecting heat generation of battery based on unsupervised learning and device supporting the same |
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