WO2018164346A1 - 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치 및 방법 - Google Patents

배터리 셀 전압 데이터 처리 장치 및 방법 Download PDF

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WO2018164346A1
WO2018164346A1 PCT/KR2017/013668 KR2017013668W WO2018164346A1 WO 2018164346 A1 WO2018164346 A1 WO 2018164346A1 KR 2017013668 W KR2017013668 W KR 2017013668W WO 2018164346 A1 WO2018164346 A1 WO 2018164346A1
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battery cell
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voltage
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박준철
이근욱
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주식회사 엘지화학
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery cell voltage data processing apparatus and method, by weighting one or more voltage data obtained from a battery cell to calculate a moving average, by using the obtained voltage data reflected in the calculated moving average, A battery cell voltage data processing apparatus and method capable of quickly following a sudden change in voltage data applied from a battery cell.
  • the secondary batteries having high application characteristics and high electrical density, such as electric products, are not only portable devices but also electric vehicles (EVs), hybrid vehicles (HVs), and electric powers driven by electric driving sources. It is commonly applied to a storage device.
  • EVs electric vehicles
  • HVs hybrid vehicles
  • electric powers driven by electric driving sources It is commonly applied to a storage device.
  • the secondary battery is attracting attention as a new energy source for improving eco-friendliness and energy efficiency in that not only the primary advantage of drastically reducing the use of fossil fuels is generated, but also no byproducts are generated.
  • a secondary battery applied to an electric vehicle is applied to an electric vehicle, etc. in a battery pack structure configured by connecting a battery module including a plurality of battery cells in series to obtain a high output.
  • Algorithms for power supply control and charge / discharge control of the driving load may be applied to further include a battery management system (BMS) for monitoring and controlling the state of each battery cell and battery pack.
  • BMS battery management system
  • the BMS periodically measures the voltage of the battery cell during charging / discharging of the battery cell and the battery pack including the same, and detects and controls the state of charge of the battery cell, the capacity deterioration state, and the output voltage. It features a pack to protect it from abnormal situations such as overcharging or overdischarging.
  • the voltage data measuring method using the moving average may prevent the voltage data measurement error of the BMS due to external noise.
  • the voltage data measurement method may prevent the sudden change of the voltage data due to the charge / discharge of the battery cell and the battery pack including the same. There was a limit to the difficulty of following.
  • the battery cell voltage data processing apparatus includes a voltage data acquisition unit for obtaining voltage data by measuring a voltage applied from one or more battery cells, and a weight corresponding to the obtained one or more voltage data.
  • a weight processor for calculating and assigning the weighted data to each voltage data
  • a moving average calculator for calculating a moving average of the one or more weighted voltage data, and reflecting the voltage data obtained in the previous step to the moving average.
  • a voltage data processor for acquiring the voltage data of the current step.
  • the weight processor may select one or more of the voltage data among the obtained one or more voltage data, and calculate a weight corresponding to the voltage data based on the number of the selected voltage data.
  • the weight processor may calculate and assign the largest weight to the voltage data corresponding to the voltage value measured in the current step.
  • the voltage data processor (Where c0, c1, cn are the voltage data obtained in the first, first, and nth steps, respectively, and w0, w1, wn are the weights calculated in the first, first, and nth steps, respectively.) Can be used to obtain the voltage data of the current step.
  • the battery cell voltage data processing method measuring the voltage applied from one or more battery cells to obtain the voltage data, and the weight corresponding to the obtained one or more voltage data Calculating and assigning to each of the voltage data, calculating a moving average of the one or more weighted voltage data, and reflecting the voltage data obtained in the previous step to the moving average to obtain the current average. And obtaining the voltage data.
  • calculating and assigning a weight to each of the voltage data may include selecting one or more of the voltage data among the one or more voltage data and based on the number of the selected voltage data.
  • the method may further include calculating a weight corresponding to.
  • the calculating and assigning the weight to each of the voltage data may further include calculating and assigning the largest weight to the voltage data corresponding to the voltage value measured in the current step. have.
  • the step of obtaining the voltage data of the current step (Where c0, c1, cn are the voltage data obtained in the first, first, and nth steps, respectively, and w0, w1, wn are the weights calculated in the first, first, and nth steps, respectively.) Can be used to obtain the voltage data of the current step.
  • a voltage is applied from a battery cell by weighting one or more voltage data obtained from a battery cell to calculate a moving average, and reflecting and using the obtained voltage data in the calculated moving average.
  • a battery cell voltage data processing apparatus and method capable of quickly following a sudden change in a.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a battery cell voltage data processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of a battery cell voltage data processing method according to an embodiment of the present invention.
  • ... unit described in the specification means a unit for processing one or more functions or operations, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software.
  • abnormal situation may mean a malfunction occurrence state of the battery 10 and the device having the battery 10 due to a situation such as over current, over voltage, and overheating of the battery 10.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a battery cell voltage data processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery cell voltage data processing apparatus 100 shown in FIG. 1 is according to an embodiment, and the components thereof are not limited to the embodiment shown in FIG. 1, and some components may be added as necessary. Note that it may be changed or deleted.
  • the battery cell voltage data processing apparatus 100 illustrated in FIG. 1 may be applied to any technical field as long as the secondary battery may be applied.
  • the battery cell voltage data processing apparatus 100 may include a voltage data acquisition unit 110, a weight processor 120, a moving average calculator 130, and a voltage data processor. 140 may be configured to include.
  • the battery cell voltage data processing apparatus 100 may be used as a battery monitoring integrated circuit (BMIC) that measures voltage data from one or more batteries in a battery management system (BMS), but is not limited thereto.
  • BMIC battery monitoring integrated circuit
  • BMS battery management system
  • the voltage data acquisition unit 110 may serve to obtain voltage data by measuring a voltage applied from a battery 10 including a battery cell or a battery pack including one or more battery cells.
  • the type of the battery 10 is not particularly limited, and may be implemented as, for example, a battery such as a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a nickel zinc battery, and the like.
  • the voltage data may vary due to external noise of the battery cell voltage data processing apparatus 100 or charge / discharge of the battery 10.
  • the weight processor 120 may calculate a weight corresponding to each of the one or more voltage data obtained through the voltage data acquirer 110, and may weight the corresponding voltage data.
  • the weight may be calculated based on the number of one or more voltage data obtained through the voltage data acquisition unit 110.
  • the weight processor 120 acquires n-th voltage data (where n denotes a positive integer) from the voltage data acquirer 110, the n-th obtained voltage data is obtained. Can be weighted n times.
  • the weight processor 120 calculates and assigns a weight based on the number of voltage data obtained, the weight processor 120 calculates the largest weight for the voltage data corresponding to the voltage value of the battery 10 measured in the current step. Can be given.
  • the weight calculation method of the weight processing unit 120 described above is according to an embodiment, and the method is not limited to the above description, and the weight calculation method may be changed according to a user's setting. do.
  • the weight processor 120 may assign the weighted weight to the nth acquired voltage data by a predetermined value. Can be.
  • the moving average calculator 130 may serve to calculate a moving average of one or more voltage data given the weight.
  • the moving average is (c0, c1, cn are the voltage data obtained in the first, first, and nth steps, respectively, and w0, w1, wn are the weights calculated in the first, first, and nth steps, respectively.) Can be.
  • the method of calculating the moving average is according to an embodiment, and the method is not limited to the above description, and any method may be used as long as the moving average of one or more weighted voltage data can be obtained. Be careful.
  • the voltage data processor 140 may acquire the voltage data used in the current step by reflecting the voltage data of the battery 10 obtained through the voltage data acquirer 110 in the moving average. have.
  • the voltage data used in the current step is substantially when the voltage data of the battery 10 is measured by the battery cell voltage data processing apparatus 100 and a battery management device (for example, BMS) including the same. Voltage data of the battery 10 to be measured.
  • BMS battery management device
  • the value of the voltage data used in the current step is a value obtained by reflecting one or more voltage data obtained through the voltage data acquisition unit 110 in the moving average
  • the moving average of one or more voltage data acquired to date It can be the same as the value.
  • the voltage data obtained by the n th data obtained from the voltage data obtaining unit 110 is reflected in the moving average equation by the voltage data processing unit 140 and obtained and used as the voltage data used in the current step, thereby providing the battery 10
  • the voltage difference and the voltage variation value between the one or more voltage data may be gentle.
  • the voltage data to be used in the current step is obtained by reflecting the obtained voltage data in the moving average, but is used in the current step through the moving average of one or more voltage data weighted based on the number of voltage data obtained.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a process of a battery cell voltage data processing method according to an embodiment of the present invention.
  • the battery cell voltage data processing method shown in FIG. 2 is according to an embodiment, and the process is not limited to the embodiment shown in FIG. 2, and some processes may be added, changed, or deleted as necessary. Note that there is.
  • the voltage data acquisition unit 110 includes a battery cell or one or more battery cells.
  • the weight processor 120 calculates a weight corresponding to the obtained voltage data, and assigns each of the voltage data ( S202).
  • the weight processor 120 calculates and assigns a weight corresponding to the voltage data based on the number of one or more pieces of voltage data obtained, thereby obtaining voltage data corresponding to the voltage of the battery 10 measured in the current step. The largest weight can be calculated and given.
  • the moving average calculation unit 130 calculates a moving average of one or more weighted voltage data (S203).
  • the moving average calculation unit 130 (Where c0, c1, cn are the voltage data obtained in the first, first, and nth steps, respectively, and w0, w1, wn are the weights calculated in the first, first, and nth steps, respectively.) Through the moving average of the voltage data can be calculated.
  • the voltage data processing unit 140 reflects the voltage data obtained from the voltage data obtaining unit 110 to the moving average calculated from the moving average calculating unit 130 (S204) to obtain the voltage data used in the current step. It may be obtained (S205).
  • the voltage data used in the present step is a battery cell voltage data processing apparatus 100 and a battery management device (eg, BMS) including the same, the charging state, the capacity deterioration state, and the output voltage of the battery 100.
  • the voltage data may be measured substantially.
  • the voltage data obtained through the voltage data acquisition unit 110 is weighted based on the number of the obtained voltage data, and is obtained as the actual voltage data used in the current step by being reflected in the calculated moving average. It is possible to quickly follow a change in voltage data due to a voltage change situation such as charging / discharging of the battery 10.

Abstract

본 발명은 배터리 셀로부터 획득되는 하나 이상의 전압 데이터에 가중치를 부여하여 이동평균을 산출하고, 획득되는 전압 데이터를 산출된 이동평균에 반영하여 사용함으로써, 배터리 셀로부터 인가되는 전압 데이터의 급격한 변동을 신속하게 추종할 수 있는 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

배터리 셀 전압 데이터 처리 장치 및 방법
본 출원은 2017년 03월 06일자 한국 특허 출원 제10-2017-0028250호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 배터리 셀로부터 획득되는 하나 이상의 전압 데이터에 가중치를 부여하여 이동평균을 산출하고, 획득되는 전압 데이터를 산출된 이동평균에 반영하여 사용함으로써, 배터리 셀로부터 인가되는 전압 데이터의 급격한 변동을 신속하게 추종할 수 있는 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라, 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle), 하이브리드 차량(HV, Hubrid Vehicle) 및 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등에 보편적으로 응용되고 있다.
이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라, 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로서 주목받고 있다.
한편, 전기 차량 등에 적용되는 이차전지는 고출력을 얻기 위해 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 직렬로 연결하여 구성되는 배터리 팩의 구조로 전기 차량 등에 적용되며, 이러한 기본적인 구조에 더하여, 모터 등의 구동부하에 대한 전력 공급 제어 및 충/방전 제어를 위한 알고리즘이 적용되어 각각의 배터리 셀 및 배터리 팩의 상태를 모니터링하고 제어하는 BMS(Battery Management System) 등이 추가적으로 포함되어 구성될 수 있다.
여기서, BMS는 일반적으로, 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 팩의 충/방전 시, 배터리 셀의 전압을 주기적으로 측정하여 배터리 셀의 충전상태, 용량 열화 상태 및 출력 전압을 감지하고 제어함으로써, 상기 배터리 팩을 과충전이나 과방전과 같은 이상 상황으로부터 보호할 수 있도록 하는 것이 특징이다.
한편, 종래의 BMS에서는 배터리로부터 주기적으로 측정되는 복수의 전압 데이터를 그대로 측정하거나 산술 평균하여 측정하므로, 측정되는 전압 데이터가 미세한 외부 노이즈에도 민감하게 변동되어 전압 데이터 측정에 오류가 빈번하게 발생되는 문제점이 있었다.
이에 따라, 근래에는, BMS에서 배터리 셀의 전압 데이터를 측정하되, 획득되는 전압 데이터를 하나 이상의 전압 데이터의 이동평균에 반영하여 측정함으로써, 외부 노이즈로 인한 전압 데이터 측정의 오류를 감소시킬 수 있게 되었다.
다만, 이러한 이동평균을 이용한 전압 데이터 측정 방식은, 외부 노이즈로 인한 BMS의 전압 데이터 측정 오류를 방지할 수는 있으나, 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 팩의 충/방전으로 인한 급격한 전압 데이터의 변동을 추종하는 데에는 어려움이 있다는 한계가 있었다.
본 발명의 목적은 배터리 셀로부터 획득되는 하나 이상의 전압 데이터에 가중치를 부여하여 이동평균을 산출하고, 획득되는 전압 데이터를 산출된 이동평균에 반영하여 사용함으로써, 배터리 셀로부터 인가되는 전압 데이터의 급격한 변동을 신속하게 추종할 수 있는 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 배터리 셀로부터 획득되는 하나 이상의 전압 데이터에 연속적으로 가중치를 부여하고, 이동평균에 반영하여 사용함으로써, 전압 데이터의 급격한 변동을 지속적으로 감지할 수 있는 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치는, 하나 이상의 배터리 셀로부터 인가되는 전압을 측정하여 전압 데이터를 획득하는 전압데이터 획득부와, 상기 획득한 하나 이상의 상기 전압 데이터에 대응하는 가중치를 산출하여 각각의 상기 전압 데이터에 부여하는 가중치 처리부와, 상기 가중치를 부여받은 하나 이상의 상기 전압 데이터의 이동평균을 산출하는 이동평균 산출부 및 직전 단계에서 획득한 상기 전압 데이터를 상기 이동평균에 반영하여 현재 단계의 상기 전압 데이터를 획득하는 전압데이터 처리부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가중치 처리부는, 상기 획득한 하나 이상의 전압 데이터 중 어느 하나 이상의 상기 전압 데이터를 선택하고, 상기 선택된 전압 데이터의 개수에 근거하여 상기 전압 데이터에 대응하는 가중치를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가중치 처리부는, 현재 단계에서 측정된 전압값에 대응하는 상기 전압 데이터에 대해 가장 큰 가중치를 산출하여 부여할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전압데이터 처리부는,
Figure PCTKR2017013668-appb-I000001
(여기서, c0, c1, cn은 각각 최초, 1번째, n번째 단계에서 획득한 상기 전압 데이터이고, w0, w1, wn은 각각 최초, 1번째, n번째 단계에서 산출한 상기 가중치 임.)을 이용하여 현재 단계의 상기 전압 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 전압 데이터 처리 방법은, 하나 이상의 배터리 셀로부터 인가되는 전압을 측정하여 전압 데이터를 획득하는 단계와, 상기 획득한 하나 이상의 상기 전압 데이터에 대응하는 가중치를 산출하여 각각의 상기 전압 데이터에 부여하는 단계와, 상기 가중치를 부여받은 하나 이상의 상기 전압 데이터의 이동평균을 산출하는 단계 및 직전 단계에서 획득한 상기 전압 데이터를 상기 이동평균에 반영하여 현재 단계의 상기 전압 데이터를 획득하는 단계를 포함를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 기 가중치를 산출하여 각각의 상기 전압 데이터에 부여하는 단계는, 상기 하나 이상의 전압 데이터 중 어느 하나 이상의 상기 전압 데이터를 선택하는 단계 및 상기 선택된 전압 데이터의 개수에 근거하여 상기 전압 데이터에 대응하는 가중치를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가중치를 산출하여 각각의 상기 전압 데이터에 부여하는 단계는, 현재 단계에서 측정된 전압값에 대응하는 상기 전압 데이터에 대해 가장 큰 가중치를 산출하여 부여하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 현재 단계의 상기 전압 데이터를 획득하는 단계는,
Figure PCTKR2017013668-appb-I000002
(여기서, c0, c1, cn은 각각 최초, 1번째, n번째 단계에서 획득한 상기 전압 데이터이고, w0, w1, wn은 각각 최초, 1번째, n번째 단계에서 산출한 상기 가중치 임.)을 이용하여 현재 단계의 상기 전압 데이터를 획득할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 셀로부터 획득되는 하나 이상의 전압 데이터에 가중치를 부여하여 이동평균을 산출하고, 획득되는 전압 데이터를 산출된 이동평균에 반영하여 사용함으로써, 배터리 셀로부터 인가되는 전압 데이터의 급격한 변동을 신속하게 추종할 수 있는 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치 및 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 배터리 셀로부터 획득되는 하나 이상의 전압 데이터에 연속적으로 가중치를 부여하고, 이동평균에 반영하여 사용함으로써, 전압 데이터의 급격한 변동을 지속적으로 감지할 수 있는 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치 및 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 전압 데이터 처리 방법의 과정을 설명한 순서도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 명세서에 기재된 "이상 상황"이란, 배터리(10)의 과전류, 과전압 및 과열 등과 같은 상황으로 인한 배터리(10) 및 배터리(10)를 구비하는 기기의 오작동 발생 상황을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
다만, 도 1에 도시된 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치(100)는 일 실시예에 따른 것으로, 그 구성요소들이 도 1에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있음을 유의한다.
또한, 도 1에 도시된 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치(100)는 이차 전지가 적용될 수 있는 분야라면 어떠한 기술 분야에도 적용될 수 있음을 유의한다.
먼저, 도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치(100)는 전압 데이터 획득부(110), 가중치 처리부(120), 이동평균 산출부(130) 및 전압 데이터 처리부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치(100)는, BMS(Battery management system)에서 하나 이상의 배터리로부터 전압 데이터를 측정하는 BMIC(Battery monitoring integrated circuit)로서 이용될 수 있으나, 이에 한정되지는 아니한다.
먼저, 전압 데이터 획득부(110)는 배터리 셀 또는 하나 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 팩을 포함하는 배터리(10)로부터 인가되는 전압을 측정하여 전압 데이터를 획득하는 역할을 할 수 있다.
이때, 상기 배터리(10)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등의 전지로 구현될 수 있다.
한편, 상기 전압 데이터는 상기 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치(100)의 외부 노이즈 또는 배터리(10)의 충방전으로 인해 그 값이 변동될 수 있다.
다음으로, 가중치 처리부(120)는 상기 전압 데이터 획득부(110)를 통해 획득한 하나 이상의 전압 데이터 각각에 대응하는 가중치를 산출하고, 해당 전압 데이터에 가중치를 부여하는 역할을 할 수 있다.
여기서, 가중치는, 상기 전압 데이터 획득부(110)를 통해 획득한 하나 이상의 전압 데이터의 개수에 근거하여 산출될 수 있다.
예를 들어, 상기 가중치 처리부(120)는 상기 전압 데이터 획득부(110)로부터 n번째(여기서, n은 양의 정수를 의미한다.)의 전압 데이터를 획득하는 경우, n번째로 획득한 전압 데이터에 n번만큼 가중된 가중치를 부여할 수 있다.
즉, 상기 가중치 처리부(120)는 획득한 전압 데이터의 개수에 근거하여 가중치를 산출하고 부여하므로, 현재 단계에서 측정된 배터리(10)의 전압값에 대응하는 상기 전압 데이터에 대해 가장 큰 가중치를 산출하여 부여할 수 있다.
다만, 상술한 상기 가중치 처리부(120)의 가중치 산출 방법은 일 실시예에 따른 것으로, 그 방법이 상술한 바에 한정되는 것은 아니며, 사용자의 설정에 따라, 가중치의 산출 방법이 변경될 수 있음에 유의한다.
일 예로, 사용자가 획득한 전압 데이터 각각에 소정의 값만큼 가중된 가중치를 부여하도록 설정하는 경우, 상기 가중치 처리부(120)는 n번째로 획득한 전압 데이터에 소정의 값만큼 가중된 가중치를 부여할 수 있다.
다음으로, 이동평균 산출부(130)는, 상기 가중치를 부여받은 하나 이상의 전압 데이터의 이동평균을 산출하는 역할을 할 수 있다.
여기서, 상기 이동평균은,
Figure PCTKR2017013668-appb-I000003
(c0, c1, cn은 각각 최초, 1번째, n번째 단계에서 획득한 상기 전압 데이터이고, w0, w1, wn은 각각 최초, 1번째, n번째 단계에서 산출한 상기 가중치 임.)을 통해 산출될 수 있다.
다만, 상기 이동평균의 산출 방법은 일 실시예에 따른 것으로, 그 방법이 상술한 바에 한정되지 않으며, 가중치를 부여한 하나 이상의 전압 데이터의 이동평균을 구할 수 있는 방법이라면 어떠한 방법이라도 이용될 수 있음을 유의한다.
다음으로, 전압 데이터 처리부(140)는 상기 전압 데이터 획득부(110)를 통해 획득되는 배터리(10)의 전압 데이터를 상기 이동평균에 반영하여 현재 단계에서 사용되는 전압 데이터를 획득하는 역할을 할 수 있다.
여기서, 현재 단계에서 사용되는 전압 데이터란, 상기 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치(100) 및 이를 구비하는 배터리 관리 기기(예를 들어, BMS)에서 배터리(10)의 전압 데이터를 측정하는 경우, 실질적으로 측정하게 되는 배터리(10)의 전압 데이터일 수 있다.
한편, 현재 단계에서 사용되는 전압 데이터의 값은 전압 데이터 획득부(110)를 통해 획득되는 하나 이상의 전압 데이터를 상기 이동평균에 반영하여 획득되는 값이므로, 현재까지 획득된 하나 이상의 전압 데이터의 이동평균 값과 동일할 수 있다.
즉, 상기 전압 데이터 획득부(110)로부터 n번째 획득한 전압 데이터가 상기 전압 데이터 처리부(140)에 의해 상기 이동평균 식에 반영되어 현재 단계에서 사용되는 전압 데이터로 획득되어 사용됨으로써, 배터리(10)의 전압 데이터를 측정하는 과정에서 상기 하나 이상의 전압 데이터 간의 전압 차 및 전압 변동 값이 완만해질 수 있다.
또한, 획득되는 전압 데이터를 이동평균에 반영하여 현재 단계에서 사용되는 전압 데이터를 획득하되, 획득되는 전압 데이터의 개수에 근거하여 가중치를 부여받은 하나 이상의 전압 데이터의 이동평균을 통해 현재 단계에서 사용되는 전압 데이터를 획득함으로써, 배터리(10)의 충/방전으로 인해 급격하게 변동되는 전압 데이터를 신속하게 추종할 수 있게 된다.
다음으로, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 전압 데이터 처리 방법의 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
다만, 도 2에 도시된 배터리 셀 전압 데이터 처리 방법은 일 실시예에 따른 것으로, 그 과정이 도 2에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 과정이 부가, 변경 또는 삭제될 수 있음을 유의한다.
도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 전압 데이터 처리 방법의 배터리 셀 전압 데이터 처리 과정을 개략적으로 설명하면, 먼저, 전압 데이터 획득부(110)에서 배터리 셀 또는 하나 이상의 배터리 셀로 구성되는 배터리 팩을 포함하는 배터리(10)로부터 인가되는 전압을 측정하여 전압 데이터를 획득(S201)하면, 가중치 처리부(120)는 획득된 전압 데이터에 대응하는 가중치를 산출하고, 전압 데이터 각각에 부여(S202)한다.
여기서, 상기 가중치 처리부(120)는 획득되는 하나 이상의 전압 데이터의 개수에 근거하여 전압 데이터에 대응하는 가중치를 산출하고 부여함으로써, 현재 단계에서 측정된 배터리(10)의 전압에 대응하는 전압 데이터에 대해 가장 큰 가중치를 산출하여 부여할 수 있다.
이어서, 이동평균 산출부(130)는 가중치를 부여한 하나 이상의 전압 데이터의 이동평균을 산출(S203)한다.
여기서, 상기 이동평균 산출부(130)는
Figure PCTKR2017013668-appb-I000004
(여기서, c0, c1, cn은 각각 최초, 1번째, n번째 단계에서 획득한 상기 전압 데이터이고, w0, w1, wn은 각각 최초, 1번째, n번째 단계에서 산출한 상기 가중치 임.)을 통해 상기 전압 데이터의 이동평균을 산출할 수 있다.
다음으로, 전압 데이터 처리부(140)는 전압 데이터 획득부(110)로부터 획득되는 전압 데이터를 상기 이동평균 산출부(130)로부터 산출된 이동평균에 반영(S204)하여 현재 단계에서 사용되는 전압 데이터를 획득(S205)할 수 있다.
여기서, 상기 현재 단계에서 사용되는 전압 데이터란, 배터리 셀 전압 데이터 처리 장치(100) 및 이를 포함하는 배터리 관리 기기(예를 들어, BMS)에서 배터리(100)의 충전 상태, 용량 열화 상태 및 출력 전압 상태를 감지하기 위해, 실질적으로 측정하는 전압 데이터일 수 있다.
즉, 전압 데이터 획득부(110)를 통해 획득되는 전압 데이터가 획득된 상기 전압 데이터의 개수에 근거하여 가중치를 부여받고, 산출된 이동평균에 반영되어 현재 단계에서 사용되는 실질적인 전압 데이터로 획득됨으로써, 배터리(10)의 충/방전과 같은 전압 변동 상황으로 인한 전압 데이터의 변동을 신속하게 추종할 수 있게 된다.
그 뿐만 아니라, 획득되는 하나 이상의 전압 데이터에 연속적으로 가중치를 부여하고, 이동평균에 반영하여 사용함으로써, 상기 배터리(10)의 전압 데이터 변동을 지속적으로 감지할 수 있게 된다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.

Claims (8)

  1. 하나 이상의 배터리 셀로부터 인가되는 전압을 측정하여 전압 데이터를 획득하는 전압데이터 획득부;
    상기 획득한 하나 이상의 상기 전압 데이터에 대응하는 가중치를 산출하여 각각의 상기 전압 데이터에 부여하는 가중치 처리부;
    상기 가중치를 부여받은 하나 이상의 상기 전압 데이터의 이동평균을 산출하는 이동평균 산출부; 및
    직전 단계에서 획득한 상기 전압 데이터를 상기 이동평균에 반영하여 현재 단계의 상기 전압 데이터를 획득하는 전압데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 전압 데이터 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가중치 처리부는,
    상기 획득한 하나 이상의 전압 데이터 중 어느 하나 이상의 상기 전압 데이터를 선택하고, 상기 선택된 전압 데이터의 개수에 근거하여 상기 전압 데이터에 대응하는 가중치를 산출하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 전압 데이터 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가중치 처리부는,
    현재 단계에서 측정된 전압값에 대응하는 상기 전압 데이터에 대해 가장 큰 가중치를 산출하여 부여하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 전압 데이터 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전압데이터 처리부는,
    Figure PCTKR2017013668-appb-I000005
    (여기서, c0, c1, cn은 각각 최초, 1번째, n번째 단계에서 획득한 상기 전압 데이터이고, w0, w1, wn은 각각 최초, 1번째, n번째 단계에서 산출한 상기 가중치 임.)을 이용하여 현재 단계의 상기 전압 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 전압 데이터 처리 장치.
  5. 하나 이상의 배터리 셀로부터 인가되는 전압을 측정하여 전압 데이터를 획득하는 단계;
    상기 획득한 하나 이상의 상기 전압 데이터에 대응하는 가중치를 산출하여 각각의 상기 전압 데이터에 부여하는 단계;
    상기 가중치를 부여받은 하나 이상의 상기 전압 데이터의 이동평균을 산출하는 단계; 및
    직전 단계에서 획득한 상기 전압 데이터를 상기 이동평균에 반영하여 현재 단계의 상기 전압 데이터를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 전압 데이터 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가중치를 산출하여 각각의 상기 전압 데이터에 부여하는 단계는,
    상기 하나 이상의 전압 데이터 중 어느 하나 이상의 상기 전압 데이터를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 전압 데이터의 개수에 근거하여 상기 전압 데이터에 대응하는 가중치를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 전압 데이터 처리 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 가중치를 산출하여 각각의 상기 전압 데이터에 부여하는 단계는,
    현재 단계에서 측정된 전압값에 대응하는 상기 전압 데이터에 대해 가장 큰 가중치를 산출하여 부여하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 전압 데이터 처리 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 현재 단계의 상기 전압 데이터를 획득하는 단계는,
    Figure PCTKR2017013668-appb-I000006
    (여기서, c0, c1, cn은 각각 최초, 1번째, n번째 단계에서 획득한 상기 전압 데이터이고, w0, w1, wn은 각각 최초, 1번째, n번째 단계에서 산출한 상기 가중치 임.)을 이용하여 현재 단계의 상기 전압 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 셀 전압 데이터 처리 방법.
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