WO2019240426A1 - 충전 중 배터리의 전압 변화량에 기반하여 배터리의 상태에 대한 정보를 획득하기 위한 방법 및 이를 지원하는 전자 장치 - Google Patents

충전 중 배터리의 전압 변화량에 기반하여 배터리의 상태에 대한 정보를 획득하기 위한 방법 및 이를 지원하는 전자 장치 Download PDF

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한성호
오부근
김길호
오준영
위성언
이재연
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삼성전자 주식회사
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    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00—Machine learning

Definitions

  • Various embodiments of the present disclosure relate to a method for acquiring information on a state of a battery based on an amount of change in voltage of the battery during charging and an electronic device supporting the same.
  • Batteries in electronic devices are widely used as rechargeable energy storage devices due to their relatively high energy, power density, and low cost compared to other energy storage devices.
  • the capacity of the battery of the electronic device may gradually decrease (or the life of the battery of the electronic device may gradually degrade).
  • problems related to safety such as swelling of the battery, may occur. In order to prevent this, it is necessary to accurately calculate the capacity of the battery of the electronic device.
  • the capacity of the battery of the electronic device is calculated by integrating a current during the full charge or complete discharge of the battery of the electronic device.
  • the user of the electronic device may start charging the battery in a fully charged state (or partially charged) rather than charging the battery of the electronic device, and after starting charging the battery, the battery of the electronic device may be in a fully charged state. You can stop charging the battery before it reaches it.
  • Various embodiments of the present invention provide a method for acquiring information about a state of a battery based on an amount of change in voltage of the battery during charging, which can accurately calculate the capacity of the battery of the electronic device during partial charging of the battery of the electronic device. And an electronic device supporting the same.
  • an electronic device may include a memory configured to store one or more mapping parameters indicating a correlation between a voltage change amount of the battery and a state of health (SOH), and a processor.
  • the processor detects that an external device for charging the battery is connected to the electronic device, charges the battery using a charging current supplied from the external device, and based at least on the charging current, the at least one Determine a mapping parameter of at least one of the mapping parameters, identify the amount of voltage change of the battery while charging the battery, and based at least in part on the at least one mapping parameter and the amount of voltage change, the SOH of the battery It can be set to obtain.
  • a method for acquiring a state of a battery of an electronic device based on a voltage change amount of a battery during charging may include: detecting that an external device for charging the battery is connected to the electronic device; Charging the battery using a charging current supplied from the external device, determining at least one mapping parameter among one or more mapping parameters stored in a memory based at least on the charging current, and charging the battery
  • the method may include checking an amount of change in voltage of the battery, and obtaining an SOH of the battery based at least in part on the at least one mapping parameter and the amount of change in voltage.
  • a method for providing information about a state of a battery and an electronic device supporting the same may accurately calculate a capacity of a battery of the electronic device while partially charging the battery of the electronic device.
  • a method for acquiring information about a state of a battery based on an amount of change in voltage of the battery during charging periodically monitors the capacity of the battery of the electronic device.
  • the capacity of the battery of the electronic device is changed to a predetermined threshold or more, the user or the manufacturer may recognize the same, thereby preventing a problem related to safety such as swelling of the battery in advance.
  • a method for acquiring information about a state of a battery based on an amount of change in voltage of the battery during charging may include a charging environment (eg, The capacity of the electronic device can be accurately calculated by calculating the capacity of the electronic device in consideration of a function performed in the electronic device, a charging method for charging the electronic device, an electronic device temperature, and the like.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment according to various embodiments.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an electronic device for processing data according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a block diagram of an electronic device for providing information about a state of a battery according to various embodiments of the present disclosure.
  • 4A to 4E are diagrams for describing a method for calculating a mapping parameter indicating a relationship between an amount of change in an output voltage of a battery and an SOH of a battery, according to various embodiments of the present disclosure.
  • 5A to 5C are diagrams for describing a method for calculating a mapping parameter indicating a relationship between an amount of change in an output voltage of a battery and an SOC of a battery, according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 illustrates a matrix including, as a factor, a mapping parameter indicating a relationship between the amount of change in the open circuit voltage of the battery and the SOH of the battery, according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIGS. 7A to 7C are diagrams for describing a method for calculating a mapping parameter indicating a relationship between an amount of change in voltage of a battery and an SOH of a battery, according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 illustrates a matrix including as a parameter a temperature parameter for obtaining a mapping parameter according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method for providing information about a state of a battery according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams for describing a method for obtaining SOH according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method for providing information about a state of a battery according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method for providing information about a state of a battery, according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of providing notification of a state of a battery according to various embodiments of the present disclosure.
  • 15 is an exemplary diagram for describing a method of providing a notification about a state of a battery according to various embodiments of the present disclosure.
  • 16 is a flowchart illustrating a method of providing notification of a state of a battery according to various embodiments of the present disclosure.
  • 17 is an exemplary diagram for describing a method of providing a notification regarding a state of a battery according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100, according to various embodiments.
  • the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through a first network 198 (for example, near field communication), or the second network 199 ( For example, it may communicate with the electronic device 104 or the server 108 through remote wireless communication.
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 may include a processor 120, a memory 130, an input device 150, an audio output device 155, a display device 160, an audio module 170, and a sensor module. 176, interface 177, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196, and antenna module 197.
  • At least one of the components (for example, the display device 160 or the camera module 180) may be omitted or another component may be added to the electronic device 101.
  • some components such as, for example, in the case of a sensor module 176 (eg, fingerprint sensor, iris sensor, or illuminance sensor) embedded in the display device 160 (eg, display), It can be integrated.
  • the processor 120 may drive at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120 by driving software (eg, the program 140). It can control and perform various data processing and operations.
  • the processor 120 loads and processes the command or data received from another component (eg, the sensor module 176 or the communication module 190) into the volatile memory 132, and processes the result data in the nonvolatile memory 134.
  • the processor 120 operates independently of the main processor 121 (eg, central processing unit or application processor), and additionally or alternatively, uses less power than the main processor 121, Or a coprocessor 123 specialized for a designated function (eg, a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • the coprocessor 123 may be operated separately from the main processor 121 or embedded.
  • the coprocessor 123 may, for example, replace the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is active (eg At least one of the elements of the electronic device 101 (eg, the display device 160, the sensor module 176, or the communication module) together with the main processor 121 while in the application execution state. 190) may control at least some of the functions or states associated with).
  • the coprocessor 123 e.g., an image signal processor or communication processor
  • is implemented as some component of another functionally related component e.g. camera module 180 or communication module 190. Can be.
  • the memory 130 may include various data used by at least one component of the electronic device 101 (for example, the processor 120 or the sensor module 176), for example, software (for example, the program 140). ), And input data or output data for a command related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a nonvolatile memory 134.
  • the program 140 is software stored in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142, a middleware 144, or an application 146.
  • the input device 150 is a device for receiving a command or data to be used for a component (for example, the processor 120) of the electronic device 101 from the outside (for example, a user) of the electronic device 101.
  • a component for example, the processor 120
  • the input device 150 may include a microphone, a mouse, or a keyboard.
  • the sound output device 155 is a device for outputting sound signals to the outside of the electronic device 101.
  • the sound output device 155 may include a speaker used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and a receiver used only for receiving a call. It may include. According to one embodiment, the receiver may be formed integrally or separately from the speaker.
  • the display device 160 is a device for visually providing information to a user of the electronic device 101.
  • the display device 160 may include a display, a hologram device, a projector, and a control circuit for controlling the device.
  • the display device 160 may include a pressure sensor capable of measuring the intensity of the pressure on the touch circuitry or the touch.
  • the audio module 170 may bidirectionally convert a sound and an electrical signal. According to an embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input device 150, or an external electronic device (for example, a wired or wireless connection with the sound output device 155 or the electronic device 101). Sound may be output through the electronic device 102 (for example, a speaker or a headphone).
  • an external electronic device for example, a wired or wireless connection with the sound output device 155 or the electronic device 101. Sound may be output through the electronic device 102 (for example, a speaker or a headphone).
  • the sensor module 176 may generate an electrical signal or data value corresponding to an operating state (eg, power or temperature) inside the electronic device 101 or an external environmental state.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, Or an illumination sensor.
  • the interface 177 may support a specified protocol that may be connected to an external electronic device (for example, the electronic device 102) by wire or wirelessly.
  • the interface 177 may include a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • audio interface an audio interface
  • the connection terminal 178 is a connector for physically connecting the electronic device 101 and an external electronic device (for example, the electronic device 102), for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector. (Eg, headphone connector).
  • an HDMI connector for example, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector. (Eg, headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that can be perceived by the user through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture still images and videos. According to an embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, an image sensor, an image signal processor, or a flash.
  • the power management module 188 is a module for managing power supplied to the electronic device 101, and may be configured, for example, as at least part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 is a device for supplying power to at least one component of the electronic device 101 and may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 establishes a wired or wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108), and establishes the established communication channel. It can support to perform communication through.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that support wired communication or wireless communication that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor).
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a near field communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg A local area network (LAN) communication module, or a power line communication module, comprising a local area network such as a first network 198 (eg, Bluetooth, WiFi direct, or infrared data association) using a corresponding communication module. Communication with an external electronic device via a communication network) or a second network 199 (eg, a telecommunication network such as a cellular network, the Internet, or a computer network (eg, a LAN or a WAN)).
  • the various types of communication modules 190 described above may be implemented as one chip or each separate chip.
  • the wireless communication module 192 may distinguish and authenticate the electronic device 101 in the communication network using the user information stored in the subscriber identification module 196.
  • the antenna module 197 may include one or more antennas for transmitting or receiving signals or power from the outside.
  • the communication module 190 (for example, the wireless communication module 192) may transmit a signal to or receive a signal from an external electronic device through an antenna suitable for a communication method.
  • Some of the components are connected to each other through a communication method (eg, a bus, a general purpose input / output (GPIO), a serial peripheral interface (SPI), or a mobile industry processor interface (MIPI)) between peripheral devices.
  • a communication method eg, a bus, a general purpose input / output (GPIO), a serial peripheral interface (SPI), or a mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input / output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199.
  • Each of the electronic devices 102 and 104 may be a device of the same or different type as the electronic device 101.
  • all or part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in another or a plurality of external electronic devices.
  • the electronic device 101 may instead or additionally execute the function or service by itself.
  • At least some associated functions may be requested to the external electronic device.
  • the external electronic device may execute the requested function or additional function and transmit the result to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may process the received result as it is or additionally to provide the requested function or service.
  • cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology may be used.
  • the power management module 188 may include a charging circuit 210, a power regulator 220, or a fuel gauge 230.
  • the charging circuit 210 may charge the battery 189 using power supplied from an external power source for the electronic device 101.
  • the charging circuit 210 may include a type of external power (eg, a power adapter, USB or wireless charging), a magnitude of power available from the external power (eg, about 20 watts or more), or a battery 189.
  • a charging method (for example, normal charging or rapid charging) may be selected based on at least some of the attributes of), and the battery 189 may be charged using the selected charging method.
  • the external power source may be, for example, wired through the connection terminal 178 or wirelessly connected through the antenna module 197.
  • the power regulator 220 may convert the power regulator 220 into a plurality of powers having different voltages or different current levels by adjusting the voltage level or the current level of the power supplied from the external power source or the battery 189.
  • the power regulator 220 may adjust the power of the external power source or the battery 189 to a voltage or current level suitable for each component of the components included in the electronic device 101.
  • the power regulator 220 may be implemented in the form of a low drop out (LDO) regulator or a switching regulator.
  • LDO low drop out
  • the fuel gauge 230 may measure the use state information of the battery 189 (for example, the capacity of the battery, the number of charge / discharge cycles, the voltage, or the temperature).
  • the power management module 188 uses, for example, the charging circuit 210, the voltage regulator 220, or the fuel gauge 230, to determine whether the battery 189 is based on at least a portion of the measured usage state information.
  • Determine charge state information related to charging e.g., lifetime, overvoltage, undervoltage, overcurrent, overcharge, over discharge, overheat, short circuit, or swelling
  • the charging of the battery 189 may be adjusted (for example, a decrease in charging current or voltage, or a stop of charging).
  • at least some of the functions of the power management module 188 may be performed by an external control device (eg, the processor 120).
  • the battery 189 may include a battery protection circuit (PCM) 240 according to one embodiment.
  • the battery protection circuit 240 may perform various functions (eg, a pre-blocking function) to prevent performance degradation or burnout of the battery 189.
  • the battery protection circuit 240 additionally or alternatively includes a battery management system (BMS) for performing cell balancing, battery capacity measurement, charge / discharge count, temperature measurement, or voltage measurement. It can be configured as at least a part of)).
  • BMS battery management system
  • At least a portion of the state of use information or the state of charge information of the battery 189 may include a corresponding sensor (eg, temperature) of the fuel gauge 230, the power management module 188, or the sensor module 176. Sensor).
  • the corresponding sensor (eg, temperature sensor) of the sensor module 176 is included as part of the battery protection circuit 140, or as a separate device, the vicinity of the battery 189. Can be placed in.
  • Electronic devices may be various types of devices.
  • the electronic device may include, for example, at least one of a portable communication device (eg, a smartphone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance.
  • a portable communication device eg, a smartphone
  • a computer device e.g., a laptop, a desktop, a tablet, or a smart bracelet
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a wearable device e.g., a portable medical device
  • a home appliance e.g., a portable medical device
  • any (eg first) component is said to be “(functionally or communicatively)” or “connected” to another (eg second) component, the other component is said other
  • the component may be directly connected or connected through another component (eg, a third component).
  • module includes a unit composed of hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic blocks, components, or circuits.
  • the module may be an integrally formed part or a minimum unit or part of performing one or more functions.
  • the module may be configured as an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of this document include instructions stored in a machine-readable storage media (eg, internal memory 136 or external memory 138) that can be read by a machine (eg, a computer). It may be implemented in software (eg, program 140).
  • the device may be a device capable of calling a stored command from a storage medium and operating in accordance with the called command, and may include an electronic device (eg, the electronic device 101) according to the disclosed embodiments.
  • the processor for example, the processor 120
  • the processor may perform a function corresponding to the command directly or by using other components under the control of the processor.
  • the instructions can include code generated or executed by a compiler or interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-temporary' means that the storage medium does not include a signal and is tangible, but does not distinguish that the data is semi-permanently or temporarily stored in the storage medium.
  • a method according to various embodiments disclosed in the present disclosure may be included in a computer program product.
  • the computer program product may be traded between the seller and the buyer as a product.
  • the computer program product may be distributed online in the form of a device-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)) or via an application store (eg play store TM ).
  • a portion of the computer program product may be stored at least temporarily or temporarily created in a storage medium such as a server of a manufacturer, a server of an application store, or a relay server.
  • Each component eg, a module or a program
  • some components eg, modules or programs
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or at least some of the operations may be executed in a different order, omitted, or another operation may be added. Can be.
  • FIG. 3 is a block diagram of an electronic device 101 for providing information about a state of a battery, according to various embodiments of the present disclosure.
  • the state of the battery may include the state of health (SOH) of the battery or the state of charging (SOC) of the battery.
  • SOH state of health
  • SOC state of charging
  • the SOH of a battery may be the ratio of the battery's current capacity to capacity in the manufacture of the battery.
  • the SOH of a battery may be referred to as the capacity (or remaining capacity), life (or expected life, or remaining life), performance, or the like of the battery.
  • the SOC of the battery may comprise the state of charge of the battery.
  • the SOC of the battery may be referred to as the current charge amount, the degree of charge of the battery 310, and the like.
  • the electronic device 101 may include a battery 310, a processor 320, and a memory 330.
  • battery 310 may include a rechargeable battery that is repeatedly (or rechargeable) rechargeable.
  • the battery 310 may include a lithium-ion battery.
  • the battery that may be included in the battery 310 is not limited to the lithium-ion battery.
  • the battery 310 may be at least partially identical or similar to the battery 189 of FIG. 1.
  • the memory 330 may have the same or similar configuration as at least a portion of the memory 130 of FIG. 1. In one embodiment, the memory 330 may include a mapping parameter 331.
  • mapping parameter 331 is a parameter (or set of parameters, or coefficients) that indicates a correlation between the amount of change in voltage (or output voltage) (or voltage level) of the battery and the SOH (or SOC) of the battery. , Or functions). In one embodiment, the mapping parameter 331 may be a parameter for expressing a relationship between the level of the voltage changed during the designated time and the SOH of the battery.
  • the voltage of the battery associated with the mapping parameter 331 (or for calculating the mapping parameter 331) is a closed circuit voltage that takes into account (or reflects) the internal resistance (or charging current) of the battery. (Or may be a closed loop voltage.
  • the voltage of the battery associated with the mapping parameter 331 is the open circuit voltage (measured at no load (or measured at no load)). may be an open circuit voltage (or an open loop voltage).
  • the voltage of the battery refers to a voltage including a closed circuit voltage of the battery and an open circuit voltage of the battery, and the output voltage of the battery. 'Will refer to the closed circuit voltage of the battery.
  • the mapping parameter 331 is a charge current (or charge C).
  • -rate may include different mapping parameters.
  • the mapping parameter 331 when the mapping parameter 331 is a mapping parameter indicating a correlation between the amount of change in the open circuit voltage of the battery and the SOH of the battery, the mapping parameter 331 is independent of the charging current (or charging C-rate). It may include a mapping parameter (or one mapping parameter).
  • the mapping parameter 331 may vary the temperature of the electronic device 101 (eg, the ambient temperature of the electronic device 101 or the internal temperature of the electronic device 101) (or the ambient temperature of the electronic device 101). Reflecting parameters). In one embodiment, the mapping parameter 331 may be calculated (or obtained) based on battery life degradation experiments performed under accelerated conditions (or environment). For example, the mapping parameter 331 may be calculated (or obtained) based on a battery life deterioration experiment performed at a temperature higher than room temperature (eg, about 25 ° C) (eg, about 45 ° C). In one embodiment, the battery life deterioration experiment may be performed at at least two temperature conditions (eg, about 25 ° C., and about 45 ° C.) to calculate a mapping parameter that varies with ambient temperature of the electronic device 101. Can be.
  • mapping parameter 331 stored in the memory 330 A method for calculating the mapping parameter 331 stored in the memory 330 will be described later in detail with reference to FIGS. 4 to 8.
  • the processor 320 may control the overall operation to provide information about the state of the battery 310.
  • the processor 320 may be of the same or similar configuration at least in part to the processor 120 of FIG. 1.
  • the processor 320 may have a configuration that is at least partially identical or similar to the power management module 188 or PMIC of FIG. 2.
  • the processor 320 may be included in the power management module 188 or PMIC of FIG. 2.
  • the processor 320 may have a configuration that is at least partially identical or similar to a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • the processor 320 may include an external device connection detector 321, a charge current acquirer 323, a mapping parameter acquirer 325, a voltage change acquirer 327, and an SOH acquirer 329. It may include.
  • the external device connection detection unit 321 may detect whether an external device (hereinafter, referred to as an “external device”) for charging a battery is connected to the electronic device 101.
  • the external device connection detection unit 321 is connected to the electronic device 101 (eg, a battery connector) to an external device (eg, a USB charging device, a travel adapter, a spare battery, or an in-vehicle charging device). It can be detected whether is connected by wire.
  • the external device connection detector 321 determines whether an external device (eg, a wireless charger, a wireless charging pad, a wireless charging cradle, or a wireless charging case) for wirelessly charging the battery 310 is connected. Can be detected.
  • the external device for charging the battery 310 is not limited to the above example.
  • the charging current acquirer 323 may obtain information about a current (hereinafter, referred to as a 'charge current') supplied to the battery 310 through an external device. In one embodiment, the charging current acquirer 323 may acquire the level (or magnitude) of the charging current. In one embodiment, the charging current may be a constant current. In one embodiment, the charging current acquirer 323 may obtain information about the charging current by measuring the current supplied from the external device to the battery 310. In one embodiment, the charging current acquirer 323 may obtain information about the charging current through communication with an external device.
  • mapping parameter obtainer 325 may obtain the mapping parameter 331 from the memory 330.
  • the mapping parameter obtaining unit 325 is configured by the mapping parameter 331 stored in the memory 330 is configured as a mapping parameter indicating a correlation between the amount of change in the output voltage of the battery and the SOH (or SOC) of the battery.
  • a mapping parameter corresponding to (or corresponding to) the obtained charging current may be obtained from among mapping parameters stored for each charging current (or charging C-rate).
  • the mapping parameter obtaining unit 325 is a parameter 331 stored in the memory 330 is composed of a mapping parameter indicating a correlation between the amount of change in the open circuit voltage of the battery and the SOH (or SOC) of the battery
  • a mapping parameter indicating a correlation between the change amount of the open circuit voltage of the battery and the SOH (or SOC) of the battery may be obtained from the memory 330.
  • the mapping parameter acquirer 325 may determine the mapping parameter based on at least a part of the temperature of the electronic device 101 obtained by the electronic device 101 through the sensor module 176 (eg, a temperature sensor). 331 may be obtained.
  • the mapping parameter obtaining unit 325 may determine the mapping parameter indicating the relationship between the amount of change in the voltage of the battery and the SOH (or SOC), the temperature parameter, and the electrons used in the experiment.
  • Mapping parameters can be obtained by reflecting (or assigning) to a function representing the relationship between the temperatures of the devices. Detailed description thereof will be described in detail with reference to FIG. 7 to be described later.
  • the voltage change obtaining unit 327 may obtain a change amount of the output voltage (or output voltage level) of the battery while the battery 310 is being charged through the external device. In one embodiment, the voltage variation obtaining unit 327 may partially charge the battery 310 through an external device (eg, partially charged or fully charged in a non-fully discharged state, or partially in a fully discharged state). The amount of change in the output voltage (or output voltage level) of the battery 310 may be acquired at a predetermined time interval during charging to a charged state.
  • the voltage change obtaining unit 327 outputs the output voltage (or output voltage level) of the battery 310 at a specified time interval while the battery 310 is charged from a fully discharged state to a fully charged state through an external device. It is also possible to obtain a change amount of.
  • the voltage change acquisition unit 327 may include a configuration for measuring the time to charge the battery 310 through an external device, in order to obtain a change amount of the output voltage of the battery 310.
  • the voltage change obtaining unit 327 may include a real time clock (RTC) for measuring a time for charging the battery 310 through an external device.
  • RTC real time clock
  • the voltage change obtaining unit 327 may include a mapping parameter 331 stored in the memory 330 (or obtained from the memory 330) such that the change amount of the open circuit voltage of the battery and the SOH (or SOC) of the battery are changed. ), The amount of change in the open circuit voltage of the battery may be obtained based on the obtained output voltage and the charging current of the battery 310.
  • the voltage change obtaining unit 327 may obtain or obtain an output voltage and an output of the battery based on the obtained change amount of the output voltage of the battery 310 and the obtained charging current and the internal resistance of the battery 310.
  • the amount of change in the open circuit voltage of the battery can be obtained (or calculated) by performing the calculation using the charged current and the internal resistance of the battery.
  • the SOH obtainer 329 is based at least in part on the obtained mapping parameter 331 and the change amount of the output voltage of the battery 310 (or the change amount of the open circuit voltage of the obtained battery 310). To obtain (or estimate) the SOH (or SOC) of the battery 310.
  • the SOH obtainer 329 may be configured according to the time specified while charging the battery 310, among functions for the amount of change in the output voltage of the battery according to the charging time indicated by the acquired mapping parameter 331.
  • a function corresponding to (or matching) the amount of change (or a function of the amount of change) in the output voltage of the obtained battery 310 (or every specified time) may be obtained.
  • the SOH acquirer 329 may charge the battery 310 with functions indicating correlations between the amount of change in the output voltage of the battery indicated by the acquired mapping parameter 331 and the SOH (or SOC).
  • the SOH (or SOC) of the battery 310 may be obtained based at least in part on the amount of change in the output voltage of the battery 310 according to the designated time.
  • the SOH obtainer 329 is based, at least in part, on the acquired mapping parameter 331 and the obtained change amount of the output voltage of the battery 310 (or the obtained change amount of the open circuit voltage of the battery). Statistical prediction models or machine learning techniques may be used to obtain the SOH (or SOC) of the battery 310.
  • the statistical prediction model may include a Particle filter, Bayesian theorem, Kalman filter, Extended Kalman filter, Unscented Kalman filter, and the like.
  • the statistical prediction model for obtaining the SOH (or SOC) of the battery 310 is not limited to the above-described example.
  • the machine learning technique may include an Artificial Neural Network, Gradient Descent, and the like.
  • the machine learning technique for obtaining the SOH (or SOC) of the battery 310 is not limited to the above example.
  • the processor 320 corresponds to (or reaches) a charging cycle (cycle or cycle) for acquiring an SOH (or SOC) when an external device is connected to the electronic device 101. It may further include a configuration for checking. In one embodiment, the processor 320 may periodically obtain the SOH (or SOC) of the battery 310. For example, the processor 320 may perform an operation for acquiring an SOH (or SOC) every time the battery 310 is charged (for example, about 50 times). In another example, the processor 320 may perform an operation for obtaining an SOH (or SOC) at periodic time intervals (eg, at weekly intervals) for charging the battery 310.
  • the processor 320 may further include a configuration for identifying specified conditions for obtaining the SOH (or SOC) of the battery 310.
  • the processor 320 performs an operation for obtaining an SOH (or SOC) of the battery 310 when the state of the electronic device 101 corresponds to (or satisfies a specified condition). can do.
  • the processor 320 acquires the SOH (or SOC) of the battery 310 when a function that consumes power above a specified threshold is executed in the electronic device 101 while charging the battery 310. It may not perform the operation.
  • the processor 320 may execute an application (eg, a navigation application, a game application, a video application, or a call application) on the electronic device 101 while charging the battery 310.
  • an application eg, a navigation application, a game application, a video application, or a call application
  • the operation for acquiring the SOH (or SOC) of the battery 310 may not be performed.
  • the processor 320 obtains the SOH (or SOC) of the battery 310 when the display is in a turn-on state in the electronic device 101 while charging the battery 310. It may not perform an operation for doing so.
  • the case in which the function of consuming a power higher than a predetermined threshold is executed in the electronic device 101 is not limited to the above-described example.
  • 4A to 4E are diagrams for describing a method for calculating a mapping parameter 331 indicating a relationship between an amount of change in an output voltage of a battery and an SOH of a battery, according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4A shows a graph 410 (or function) showing the output voltage (or output voltage level) (or change in battery output voltage) of the battery over charging time for SOHs of the battery. .
  • the graph 410 may be calculated (or obtained) based on battery life degradation experiments performed under accelerated conditions (or environment). In one embodiment, the graph may be calculated based on a set of data obtained in battery life degradation experiments performed under accelerated conditions.
  • the function (or curve) 411 is a function representing the output voltage of the battery according to the charging time when the SOH of the battery is about 1, and the function 413 is the charging time when the SOH of the battery is about 0.9
  • the function 415 may be a function indicating the output voltage of the battery according to the charging time when the SOH of the battery is about 0.8.
  • the functions 411 to 415 representing the output voltage of the battery according to the charging time for each SOH of the battery of FIG. 4A are exemplifications, and the inventive concept is not limited thereto.
  • the time for the battery to reach full charge may be shortened from function 411 to function 415.
  • the functions 411-415 are based on the charge time obtained during charging (or supplying the same current) for the same current (or the same constant current) for batteries with different SOHs. May be functions representing the output voltage.
  • the graph 420 of FIG. 4B may be calculated (or derived, or derived).
  • FIG. 4B is a graph showing a change amount ( ⁇ V) of the output voltage of the battery according to the SOH of the battery for a specified charging time (or a charging time interval) (or for each designated charging time) while charging the battery ( Or function).
  • the output voltage of a battery for a time from a reference time t 0 to a time t 1 for a function 415 (or a battery having a SOH corresponding to the function 415).
  • V) is changed by A 1 (V)
  • the output voltage V of the battery is changed by B 1 (V) for a time from the reference time t 0 to the time t 1 with respect to the function 413.
  • the output voltage V of the battery may vary by C 1 (V) during the time from the reference time t 0 to the time t 1 .
  • the function ⁇ V 1 of FIG. 4B is the output voltage of the battery for the SOHs corresponding to the functions 411-415 in the time interval from the reference time t 0 to the time t 1 .
  • Change amounts A 1 to C 1 ) may be a function that continuously represents the relationship.
  • the output voltage of the battery for a time from reference time t 0 to time t 2 for function 415 is changed by A 2 (V)
  • the output voltage V of the battery is changed by B 2 (V) for a time from the reference time t 0 to the time t 2 with respect to the function 413.
  • the output voltage V of the battery may vary by C 2 (V) for a time from the reference time t 0 to the time t 2 .
  • the function ⁇ V 2 of FIG. 4B is the output voltage of the battery for the SOHs corresponding to the functions 411-415 in the time interval from the reference time t 0 to the time t 2 .
  • Change amounts A 2 to C 2 ) may be a function that continuously represents the relationship.
  • the output voltage of a battery for a time from a reference time t 0 to a time t 3 for a function 415 (or a battery with an SOH corresponding to the function 415).
  • V) is changed by A 3 (V)
  • the output voltage V of the battery is changed by B 3 (V) for a time from the reference time t 0 to time t 3 with respect to the function 413.
  • the output voltage V of the battery may vary by C 3 (V) for a time from the reference time t 0 to the time t 3 with respect to the function 411.
  • the function ⁇ V 3 of FIG. 4B is the output voltage of the battery for the SOHs corresponding to the functions 411-415 in the time interval from the reference time t 0 to the time t 3 .
  • Change amounts A 3 to C 3 ) may be a function that continuously represents the relationship.
  • the function ⁇ V k of FIG. 4B is the output voltage of the battery for the SOHs corresponding to the functions 411-415 in the time interval from the reference time t 0 to the time t k .
  • Variations A k to C k ) can be a function that continuously represents the relationship.
  • each of ⁇ V K may continuously represent a relationship of the amount of change in the output voltage of the battery with respect to the SOHs in an increased time interval based on the reference time t 0 .
  • FIG. 4C illustrates, in one embodiment, the functions ⁇ V 1 through FIG. 4B.
  • ⁇ V K it may be a table 430 that dataates the values of the SOHs.
  • the first row 431 of the table 430 represents the values of the SOHs for the function ⁇ V 1
  • the second row 433 of the table 430 represents the SOHs of the function ⁇ V 2 .
  • the third row 435 of the table 430 represents the values of the SOHs for the function ⁇ V 3
  • the last row 437 of the table 430 represents the values of the SOHs for the function ⁇ V k . Can be represented.
  • Equation 1 a function representing the relationship between the amount of change in the output voltage of the battery and the SOH can be calculated as shown in Equation 1 below.
  • Equation 1 k may represent a variable corresponding to a time interval from a reference time t 0 to a time t k , and N may represent an order of a function.
  • N representing the order of the function may be set to an optimal value that can represent the relationship between V k and SOH k .
  • the coefficients a0k to aNk may represent mapping parameters indicating a relationship between V and SOH in each time interval from the reference time t 0 to the time t 1 to time t k . .
  • the table 440 of FIG. 4D may represent a mapping parameter 331 calculated based on the graph 420 of FIG. 4B and the table 430 of FIG. 4C.
  • the first column 441 of the table 440 is the zeroth order coefficient a01 of the function. To a0k), and the second column 443 of the table 440 represents the first order coefficient a01 of the function. To a1k), and the third column 445 of the table 440 represents the second order coefficient a02 of the function. To a2k), and the last column 447 of the table 440 represents the Nth order coefficient (a0k) of the function. To aNk).
  • the first row 442 of the table 440 is a coefficient a01 representing the relationship between ⁇ V 1 and SOH 1 .
  • To aN1 the second row 444 of the table 440 shows the coefficient a02 of the function representing the relationship of ⁇ V 2 and SOH 2 .
  • To aN2 and the last row 446 of the table 440 is the coefficient of the function a0k representing the relationship between ⁇ V k and SOH k . To aNk).
  • FIG. 4E shows a matrix 450 including as a factor a mapping parameter 331 indicating the relationship between the amount of change in the output voltage of the battery and the SOH of the battery.
  • the matrix 450 is a mapping parameter 331, eg, a set of coefficients a01. To aNk) as a factor.
  • mapping parameter 331 indicating a correlation between the variation in the output voltage of the battery and the SOH of the battery
  • the parameter can be calculated.
  • the battery is used by using the charging currents 1 (A), 2 (A), and 3 (A) in the life degradation experiment.
  • the mapping parameter may be calculated for each of the charging currents 1 (A), 2 (A), and 3 (A).
  • 5A to 5C are diagrams for describing a method for calculating a mapping parameter indicating a relationship between an amount of change in an output voltage of a battery and an SOC of a battery, according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5A shows a graph 510 (or function) showing the output voltage (or output voltage level) (or change in battery output voltage) of the battery over charging time for SOCs of the battery. .
  • graph 510 may be calculated (or obtained) based on battery life degradation experiments performed under accelerated conditions (or environment).
  • graph 510 may represent a higher SOC function of the battery from function 511 to function 515, as indicated by the direction of arrow 517.
  • the higher the SOC of the battery the shorter the time for the battery to reach full charge.
  • the functions 511-515 output the battery according to the charging time obtained while supplying the same current (or the same constant current) for the batteries with different SOCs (or by supplying the same current). May be functions representing voltage.
  • the graph 520 of FIG. 5B may be calculated (or derived, or derived).
  • FIG. 5B is a graph showing a change amount ( ⁇ V) of the output voltage of the battery according to the SOC of the battery for a specified charging time (or charging time interval) (or for each designated charging time) while the battery is being charged ( 520 (or function) is shown.
  • ⁇ V change amount
  • the function ⁇ V 1 of FIG. 5B is the change amount of the output voltage of the battery for the SOCs corresponding to the functions 511 to 515 in the time interval from the reference time t 0 to the time t 1 in FIG. 5A. It can be a function that continuously represents the relationship between the two.
  • the function ⁇ V 2 of FIG. 5B continuously plots the relationship of the variation amounts of the output voltage of the battery to the SOCs corresponding to the functions 511 to 515 in the time interval from the reference time t 0 to the time t 2 . It may be a function represented by.
  • the function ⁇ V k of FIG. 5B continuously plots the relationship of the variation amounts of the output voltage of the battery to the SOCs corresponding to the functions 511 to 515 in the time interval from the reference time t 0 to the time t k . It may be a function represented by.
  • Equation 2 a function representing the relationship between the amount of change in the output voltage of the battery and the SOC, as shown in Equation 2 below, may be calculated.
  • Equation 2 k may represent a variable corresponding to a time interval from the reference time t 0 to the time t k , and N may represent the order of the function. In one embodiment, N representing the order of the function may be set to an optimal value that may represent the relationship between V k and SOC k .
  • Equation 2 the coefficient, To May represent a mapping parameter representing the relationship between V k and SOC k in each time interval from the reference time t 0 to the time t 1 to time t k .
  • FIG. 5C shows a matrix 530 including as a factor a mapping parameter 331 indicating the relationship between the amount of change in the output voltage of the battery and the SOC of the battery.
  • the matrix 530 is a mapping parameter 331, eg, a set of coefficients ( To ) Can be included as an argument.
  • mappings are performed for each charging current (or charging C-rate) when calculating the mapping parameter 331 indicating a correlation between the variation in the output voltage of the battery and the SOC of the battery.
  • the parameter can be calculated.
  • FIG. 6 illustrates a matrix 600 including mapping parameters representing a relationship between an amount of change in an open circuit voltage of a battery and an SOH of a battery, according to various embodiments of the present disclosure.
  • the battery is the same as or similar to the method of calculating the mapping parameter 331 representing the amount of change in the output voltage of the battery and the SOH or SOC of the battery in FIGS. 4A-4E and 5A-5C.
  • the mapping parameter 331 indicating the relationship between the amount of change in the open circuit voltage and the SOH of the battery can be calculated.
  • the open circuit voltage of the battery, the output voltage of the battery, the charging current of the battery, and the internal resistance of the battery may be calculated using Equation 3 below.
  • V OCV denotes an open circuit voltage of the battery
  • V cell denotes an output voltage of the battery (or a closed circuit voltage of the battery)
  • I denotes a charging current
  • R var denotes a variable internal voltage of the battery. May indicate resistance.
  • the amount of change in the output voltage of the battery over time, the charging current, and the Using the internal resistance the amount of change in the open circuit voltage of the battery over time can be calculated.
  • the battery is the same as or similar to the method of calculating the mapping parameter 331 indicating the relationship between the amount of change in the output voltage of the battery and the SOH or SOC of the battery in FIGS. 4A-4C and 5A-5B.
  • a function indicating the amount of change in the open circuit voltage and the relationship between SOH or SOC can be calculated.
  • a function representing the relationship between the amount of change in the open circuit voltage of the battery and the SOH may be calculated as shown in Equation 4 below.
  • Equation 4 k may represent a variable corresponding to a time interval from the reference time t 0 to the time t k , and N may represent the order of the function.
  • Equation 4 the coefficient, To May represent a mapping parameter indicating a relationship between the variation amount V k of the open circuit voltage of the battery and the SOH (SOH k ) in each time interval from time t 1 to time t k .
  • Equation 5 k denotes a variable corresponding to the time interval from the reference time t 0 to the time t k , and V OCV, k is the reference time t 0 to the time t k . Represents the amount of change in the open circuit voltage of the battery changed over the time interval, and N may represent the order of the function.
  • Equation 5 the coefficient, To May represent a mapping parameter indicating a relationship between the variation amount V k of the open circuit voltage of the battery and the SOH (SOH k ) in each time interval from time t 1 to time t k .
  • the matrix 600 is a mapping parameter 331, eg, a set of coefficients ( To ) Can be included as an argument.
  • the open circuit voltage of the battery is independent of the charging current and the internal resistance of the battery. Because of the (or not affected) relationship (or because it does not change depending on the charge current and the internal resistance of the battery), a mapping showing the correlation between the amount of change in the open circuit voltage of the battery and the SOH or SOC of the battery of FIG. When the parameter 331 is calculated, another mapping parameter may not need to be calculated for each charging current (or charging C-rate).
  • FIGS. 7A to 7C are diagrams for describing a method for calculating a mapping parameter indicating a relationship between an amount of change in voltage of a battery and an SOH of a battery, according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7A may be a graph showing a change in voltage of a battery while charging the battery using different charging currents.
  • the function (or curve) 711 represents a change in the voltage of the battery while supplying about 2550 mA of current to the battery, and the function 713 shows the battery while supplying about 1000 mA of current to the battery. It can represent the change in voltage.
  • the output voltage of the battery may be different.
  • Figure 7b is a graph showing the change in the output voltage of the battery with respect to the amount of charge (C) by integrating (or integrating) different charging currents in a specified interval while charging the battery using different charging currents.
  • C amount of charge
  • function 721 represents a change in the output voltage of the battery relative to the accumulated charge amount while supplying the battery with a charging current of about 2550 mA
  • function 723 supplies a charging current of about 1000 mA to the battery. It can represent the change of the output voltage of the battery with respect to the accumulated charge amount.
  • comparing the function 721 and the function 723, as the amount of charge C increases, the output voltage of the function 721 may be greater than the output voltage of the function 723.
  • the amount of change in the output voltage of the function 721 and the amount of change in the output voltage of the function 723 may be the same.
  • a battery considering that the amount of change in the output voltage of the function 721 and the amount of change in the output voltage of the function 723 are the same as the amount of charges C increases, a battery as shown in Equation 6 below.
  • a mapping parameter indicative of the relationship between the amount of change in the output voltage and the SOH can be calculated.
  • Equation 6 k may represent a variable corresponding to a time interval from the reference time t 0 to the time t k , and N may represent the order of the function.
  • Equation 6 is an equation calculated equally for different charging currents and may be calculated using various charging currents.
  • FIG. 7C illustrates the change in the open circuit voltage of the battery with respect to the amount of charge C obtained by integrating (or integrating) different charging currents in a specified period while charging the battery using different charging currents. It may be a graph that represents.
  • function 731 represents a change in the open circuit voltage of the battery relative to the accumulated charge amount while supplying the battery with a charge current of about 2550 mA
  • function 733 converts a charge current of about 1000 mA to the battery. It can represent a change in the open circuit voltage of the battery with respect to the accumulated charge amount during supply.
  • the open circuit voltage of the function 731 may change to be equal to the open circuit voltage of the function 723. . In one embodiment, in the designated interval, as the amount of charge C increases, the amount of change in the open circuit voltage of the function 731 may be equal to the amount of change in the open circuit voltage of the function 723.
  • the battery considering that the amount of change in the output voltage of the function 721 and the amount of change in the output voltage of the function 723 are the same as the amount of charges C increases, the battery, as shown in Equation 7 below.
  • a mapping parameter indicative of the relationship between the amount of change in the output voltage and the SOH can be calculated.
  • Equation 7 k may represent a variable corresponding to a time interval from the reference time t 0 to the time t k , and N may represent an order of the function.
  • Equation 7 is an equation calculated equally for different charging currents, and may be calculated using various charging currents.
  • FIG. 8 illustrates a matrix 700 including as parameters a temperature parameter for obtaining a mapping parameter, in accordance with various embodiments of the present invention.
  • mapping parameter 331 (e.g. a01 To a0N, To , To , To ) May be a parameter that varies according to the temperature of the electronic device 101 (for example, the ambient temperature of the electronic device 101 or the internal temperature of the electronic device 101) (or reflects the ambient temperature of the electronic device 101).
  • the coefficient of the mapping parameter indicating the relationship between the change amount of the open circuit voltage of the battery and the SOH ( ) can be configured as a function of temperature.
  • Equation 8 k represents a variable corresponding to a time interval from the reference time t 0 to the time t k , N represents the order of the function, and T may represent the temperature.
  • Equation 8 the coefficients b0k to bNk are coefficients ( ) And a temperature parameter to calculate a correlation (or function) between temperature T.
  • the coefficients of the mapping parameters over temperature (T) through lifetime degradation experiments performed at various temperature conditions (eg, about 25 ° C, about 35 ° C, about 45 ° C, or about 55 ° C). (Yes: ) By obtaining (or calculating) and substituting the temperature T in Equation 8, coefficients b0k to bNk can be calculated.
  • matrix 700 may include a temperature parameter, for example, a set of coefficients b01 to bNk as a factor.
  • mapping parameter 8 is a coefficient of a mapping parameter indicating the relationship between the amount of change in the open circuit voltage of the battery and the SOH ( Is shown, but not limited thereto.
  • mapping parameters eg a01 To a0N, To , To The temperature parameter for each can be calculated.
  • the SOH or SOC of the battery may be obtained through a life degradation experiment performed under accelerated conditions (eg, a temperature condition higher than room temperature).
  • a life degradation experiment performed under accelerated conditions (eg, a temperature condition higher than room temperature).
  • an acceleration factor (AF) for a life deterioration experiment may be calculated through the Arrhenius equation of Equation 9 below.
  • Equation 9 ⁇ represents a failure time (or time constant), E a represents the activation energy of lithium-ion, k represents the Boltzmann constant, and T d represents a user charging the actual battery. Represents the temperature of the environment, and T a may represent the temperature of the environment in which the experimenter charges the battery.
  • the SOH or SOC of a reliable battery can be obtained in an environment where the user charges the actual battery (or the temperature of the environment), for example about 100 charge cycles, for example,
  • the factor of about 2 for example, a temperature condition where the factor of acceleration is about 2
  • cycle information corresponding to user conditions for about 200 charge cycles can be obtained.
  • an electronic device may include a memory configured to store one or more mapping parameters indicating a correlation between a voltage change amount of the battery and a state of health (SOH), and a processor.
  • the processor detects that an external device for charging the battery is connected to the electronic device, charges the battery using a charging current supplied from the external device, and based at least on the charging current, the at least one Determine a mapping parameter of at least one of the mapping parameters, identify the amount of voltage change of the battery while charging the battery, and based at least in part on the at least one mapping parameter and the amount of voltage change, the SOH of the battery It can be set to obtain.
  • the memory may further include another mapping parameter indicating a correlation between a voltage change amount of the battery and a state of charging (SOC).
  • SOC state of charging
  • the amount of change in voltage of the battery includes a change in the closed circuit voltage of the battery, wherein the one or more mapping parameters are changes in the closed circuit voltage of the battery that are configured differently according to a specified charging current. And mapping parameters indicating a correlation between the SOHs.
  • the voltage change amount of the battery includes a change amount of the open circuit voltage of the battery
  • the one or more mapping parameters correspond to a correlation between the change amount of the open circuit voltage of the battery and the SOH.
  • a mapping parameter indicative wherein the processor is configured to obtain the voltage change amount, the amount of change in the open circuit voltage of the battery, based at least on the charging current.
  • the one or more mapping parameters include a mapping parameter indicating a correlation between SOHs according to different temperatures, wherein the processor obtains a temperature of the electronic device through a sensor module and based on the temperature It may be set to determine the at least one mapping parameter of the one or more mapping parameters.
  • the processor may be configured to obtain an SOH of the battery using a statistical prediction model based at least in part on the at least one mapping parameter and the voltage change amount.
  • the processor may be configured to obtain an SOH of the battery using a machine learning technique based at least in part on the at least one mapping parameter and the amount of voltage change.
  • the processor determines whether a state of the electronic device corresponds to a condition specified for obtaining the SOH of the battery and a charging cycle for obtaining the SOH of the battery, and wherein the state of the electronic device is the battery.
  • the condition corresponds to the specified condition for obtaining the SOH and corresponds to the charging cycle for obtaining the SOH of the battery, it may be set to obtain the SOH of the battery.
  • the processor may be configured to obtain the amount of voltage change based at least on the amount of change in voltage during a specified time period during which the battery is charged.
  • the SOH of the obtained battery is compared with the SOH or limit SOH of the previously obtained battery, and the SOH of the obtained battery and the SOH of the previously obtained battery If the difference is determined to be above a specified threshold or reaches the limit SOH, it may be set to provide a notification related to the SOH of the battery.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method for providing information about a state of a battery 310 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the processor 320 may detect a connection of an external device for charging the battery 310.
  • the processor 320 is an external device (eg, USB charging device, travel adapter, auxiliary battery, or in-vehicle charging device) for charging a battery in the electronic device 101 (eg, a battery connector). ) Can be detected by wire.
  • the external device connection detector 321 determines whether an external device (eg, a wireless charger, a wireless charging pad, a wireless charging cradle, or a wireless charging case) for wirelessly charging the battery 310 is connected. Can be detected.
  • the external device for charging the battery 310 is not limited to the above example.
  • the processor 320 may obtain information about the charging current supplied through the external device. In one embodiment, the processor 320 may obtain the level (or magnitude) of the charging current. In one embodiment, the charging current may be a constant current. In one embodiment, the processor 320 may obtain information about the charging current by measuring the current supplied from the external device to the battery. In one embodiment, the charging current acquirer 321 may obtain information about the charging current through communication with an external device.
  • the processor 320 may determine at least one mapping parameter among the mapping parameters 331 stored in the memory 330 based at least on the charging current.
  • the processor 320 may determine that the mapping parameter 331 stored in the memory 330 represents a correlation between the amount of change in the output voltage of the battery and the SOH (or SOC) of the battery (eg, a01 To a0N, To ), A mapping parameter corresponding to (or corresponding to) the obtained charging current from among the mapping parameters stored for each charging current (or charging C-rate) may be obtained (or determined as at least one mapping parameter).
  • the processor 320 may determine that the mapping parameter 331 stored in the memory 330 represents a correlation between the amount of change in the open circuit voltage of the battery and the SOH (or SOC) of the battery (eg, To , To ), A mapping parameter indicating a correlation between the change amount of the open circuit voltage of the battery and the SOH (or SOC) of the battery may be obtained from the memory 330.
  • the processor 320 may determine a mapping parameter (eg, based on at least a portion of the temperature of the electronic device 101 obtained by the electronic device 101 through the sensor module 176 (eg, a temperature sensor)). a01 To a0N, To , To , or To ) Can be obtained.
  • the processor 320 may include a mapping parameter (eg, a relationship between the amount of change in the open circuit voltage of the battery and the SOH).
  • a mapping parameter e.g., a relationship between the amount of change in the open circuit voltage of the battery and the SOH.
  • a mapping parameter such as [Equation 8]
  • the mapping parameter 331 may be obtained by reflecting (or assigning) to a function representing a relationship between parameters (eg, b0k to bNk).
  • the processor 320 may check the amount of change in the output voltage (or output voltage level) of the battery 310 while the battery 310 is being charged through the external device.
  • the processor 320 may allow the battery 310 to partially charge (e.g., not fully discharged, partially charged or fully charged, or fully discharged to partially charged) via an external device.
  • the amount of change in the output voltage (or output voltage level) of the battery 310 may be checked at specified time intervals during charging.
  • the processor 320 changes the output voltage (or output voltage level) of the battery 310 at specified time intervals while the battery 310 is charged from a fully discharged state to a fully charged state through an external device. You can also check.
  • the processor 320 may include a configuration for measuring a time for charging the battery 310 through an external device in order to check the amount of change in the output voltage of the battery 310.
  • the voltage change obtaining unit 327 may include a real time clock (RTC) for measuring a time for charging the battery through an external device.
  • RTC real time clock
  • the processor 320 allows the parameter 331 stored in (or obtained from) the memory 330 to correlate between the amount of change in the open circuit voltage of the battery and the SOH (or SOC) of the battery.
  • the change amount of the open circuit voltage of the battery may be checked based on the obtained output voltage and the charging current of the battery 310.
  • the processor 320 is based on (or obtained) the output voltage and the obtained output voltage of the battery 310 based on the amount of change in the output voltage of the battery 310 and the obtained charging current and the internal resistance of the battery 310.
  • the amount of change in the open circuit voltage of the battery 310 may be confirmed (or obtained or calculated) by performing calculation using the charged current and the internal resistance of the battery 310.
  • operation 907 is illustrated as being performed after operations 903 and 905, but is not limited thereto.
  • operation 907 may be performed after performing operation 901 or before performing operation 905 or operation 905.
  • the processor 320 may vary the amount of change in the obtained mapping parameter 331 and the obtained output voltage of the battery 310 (or the amount of change in the open circuit voltage of the obtained battery 310).
  • An SOH (or SOC) of the battery 310 may be obtained (or estimated) based at least in part.
  • the processor 320 is a function of the amount of change in the output voltage of the battery according to the charging time indicated by the obtained mapping parameter, according to the specified time (or every designated time) while charging the battery 310.
  • a function corresponding to (or matching) the amount of change (or function of the amount of change) of the output voltage of the obtained (or measured) battery 310 may be obtained.
  • the processor 320 obtains an SOH (or SOC) by identifying an SOH (or SOC) corresponding to (or representing) a function of the amount of change in the output voltage of the battery 310 over the obtained charge time. can do. This will be described in detail with reference to FIG. 9 to be described later.
  • the processor 320 is a specified time while charging the battery 310 and functions representing correlations between the SOH (or SOC) and the amount of change in the output voltage of the battery indicated by the obtained mapping parameter 331.
  • the SOH (or SOC) of the battery 310 may be obtained based at least in part on the change amount of the output voltage of the battery 310. This will be described in detail with reference to FIG. 10 to be described later.
  • the processor 320 is based at least in part on the obtained mapping parameter 331 and the amount of change in the obtained output voltage of the battery 310 (or the amount of change in the open circuit voltage of the battery 310 obtained). , Statistical prediction models, or machine learning techniques can be used to obtain the SOH (or SOC) of the battery.
  • the statistical prediction model may include a Particle filter, Bayesian theorem, Kalman filter, Extended Kalman filter, Unscented Kalman filter, and the like.
  • the statistical prediction model for acquiring the SOH (or SOC) of the battery is not limited to the above example.
  • the machine learning technique may include an Artificial Neural Network, Gradient Descent, and the like.
  • the machine learning technique for obtaining the SOH (or SOC) of the battery 310 is not limited to the above example.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams for describing a method for obtaining SOH according to various embodiments of the present disclosure.
  • the functions 1010, 1020 represent the voltage of the battery (eg, the output voltage of the battery, or the like, depending on the charging time for different SOHs (or corresponding to different SOHs) of the battery. The amount of change in the open circuit voltage of the battery).
  • the functions 1010, 1020 (or curves) may be functions (or functions that may be represented by the obtained mapping parameter) corresponding to the obtained mapping parameter.
  • the symbols 'X' 1011-1017 indicate the amount of change in battery voltage measured at a specified time interval while charging the battery (or during partial charging of the battery from about 10 seconds to about 30 seconds). Can be represented.
  • the symbol 1011 indicates the amount of change in the voltage of the battery between about 10 seconds and about 15 seconds of the reference time
  • the symbol 1013 indicates the amount of change in the voltage of the battery between about 10 seconds and about 20 seconds of the reference time. Can be represented.
  • processor 320 is a trace (or curve) (or symbols) of variations in voltage measured at specified time intervals, among functions 1010 and 1020 of variation in output voltage of the battery over charging time.
  • the function 1010 that matches (or matches) or approximates the trace of the amount of change in voltage represented by ('X') 1011 to 1017 may be determined.
  • the processor 320 uses a statistical predictive model or machine learning technique to determine the measured voltage at a specified time interval of the functions 1010 and 1020 of the amount of change in the output voltage of the battery over charge time.
  • a function 1010 that matches (or matches) or approximates the trace (or curve) of the variations can be determined.
  • the processor 320 may determine the SOH corresponding to the function 1010 (or represented by the function 1010) as the current SOH of the battery.
  • the functions 1010 and 1020 are illustrated as corresponding to different SOHs, but by using the same or similar method as the method described in FIG. 10, the processor 320 corresponds to different SOCs.
  • the current SOC of the battery can be obtained based on the functions.
  • FIG. 11 shows a graph (or function) showing the amount of change ( ⁇ V) of the output voltage of a battery according to the SOH of the battery for a specified charging time (or charging time interval) (or for each designated charging time) while charging the battery. do.
  • the graph of FIG. 11 may be the same as or similar to the graph of FIG. 4B.
  • the symbols 'o' 1111 to 1117 indicate the amount of change in the battery voltage measured at a specified time interval while charging the battery (or during partial charging of the battery from about 10 seconds to about 30 seconds). Can be represented.
  • the symbol 1111 indicates the amount of change in the voltage of the battery between about 10 seconds and about 15 seconds of reference time
  • the symbol 1113 indicates the amount of change in the voltage of the battery between about 10 seconds and about 20 seconds of the reference time. Can be represented.
  • the processor 320 is configured to vary the amounts of variation in the output voltage of the battery corresponding to the symbols 'o' 1111 to 1117 based on the functions ⁇ V 1 to ⁇ V k .
  • SOH (D) corresponding to (or matching) the trace (or straight line) or the closest line segment 1120 (or voltage variations) may be determined as the SOH of the battery.
  • the difference between ⁇ V 15 and ⁇ V 14 is the change amount of the battery output telephone corresponding to the symbol 1117 and the change amount of the battery output telephone corresponding to the symbol 1115.
  • the difference between ⁇ V 14 and ⁇ V 13 is matched to the difference between the amount of change in battery output telephone corresponding to symbol 1115 and the amount of change in battery output telephone corresponding to symbol 1113, and ⁇ V 13 and ⁇ V
  • the difference between the 12 may be matched to the difference between the change amount of the battery output telephone corresponding to the symbol 1113 and the change amount of the battery output telephone corresponding to the symbol 1111.
  • processor 320 corresponds to symbols 'o' 1111 to 1117 based on functions ⁇ V 1 to ⁇ V k , using a statistical predictive model or machine learning technique.
  • the SOH (D) corresponding to the line segment 1120 (or the voltage variations) that is matched (or coincided with) or closest to the trace (or straight line) of changes in the output voltage of the battery may be determined as the SOH of the battery.
  • FIG. 11 illustrates a method of obtaining the SOH of a battery using the functions ⁇ V 1 to ⁇ V k
  • the processor 320 may use the same or similar method as described with reference to FIG. 11. Can be obtained.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method for providing information about a state of a battery 310 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the processor 320 may detect a connection of an external device for charging the battery 310.
  • operation 1201 is the same as or similar to operation 901 of FIG. 9, a detailed description thereof will be omitted.
  • the processor 320 may determine whether the state of the electronic device 101 corresponds to a specified condition for obtaining the SOH (or SOC) of the battery 310.
  • the processor 320 acquires the SOH (or SOC) of the battery 310 when a function that consumes power above a specified threshold is executed in the electronic device 101 while charging the battery 310. May decide not to meet (or meet) the specified conditions.
  • the processor 320 may execute an application (eg, a navigation application, a game application, a video application, or a call application) on the electronic device 101 while charging the battery 310. If so, it may be determined that the specified condition does not correspond to the SOH (or SOC) of the battery 310.
  • the processor 320 may include the SOH (or the SOH) of the battery 310 when the display device 160 is in a turn-on state in the electronic device 101 while charging the battery 310. It may be determined that the conditions specified do not correspond to the acquisition of the SOC.
  • the case in which the function of consuming a power higher than a predetermined threshold is executed in the electronic device 101 is not limited to the above-described example.
  • the processor 320 determines that the state of the electronic device 101 corresponds to a specified condition for obtaining the SOH (or SOC) of the battery 310, in one embodiment, the processor ( 320 may obtain information about the charging current supplied through the external device.
  • the processor 320 may determine at least one mapping parameter among the mapping parameters 331 stored in the memory 330 based at least on the charging current.
  • the processor 320 may check the amount of change in the output voltage (or output voltage level) of the battery 310 while the battery 310 is being charged through the external device.
  • the processor 320 may determine the amount of change in the obtained mapping parameter 331 and the obtained change in the output voltage of the battery 310 (or the amount of change in the open circuit voltage of the obtained battery 310).
  • An SOH (or SOC) of the battery 310 may be obtained (or estimated) based at least in part.
  • the processor 320 determines that the state of the electronic device 101 does not correspond to a specified condition for obtaining the SOH (or SOC) of the battery 310, in one embodiment, the processor 320 The battery 310 may not perform an operation for acquiring the SOH (or SOC) of the battery 310 (or charge the battery 310 without performing an operation for acquiring the SOH (or SOC) of the battery 310). To continue the operation).
  • FIG. 13 is a flowchart for describing a method for providing information about a state of a battery 310, according to various embodiments of the present disclosure.
  • the processor 320 may detect a connection of an external device for charging the battery 310.
  • operation 1301 is the same as or similar to operation 901 of FIG. 9, a detailed description thereof will be omitted.
  • the processor 320 may determine whether it corresponds to (or has reached) a charge cycle (cycle or period) for obtaining the SOH (or SOC) of the battery 310.
  • the processor 320 may periodically obtain the SOH (or SOC) of the battery 310. For example, the processor 320 may perform an operation for acquiring an SOH (or SOC) of the battery 310 every periodic number of times (eg, 50 times) for charging the battery 310. In another example, the processor 320 may perform an operation for acquiring an SOH (or SOC) of the battery 310 at periodic time intervals (eg, at a weekly interval) for charging the battery 310.
  • the processor 320 may be configured via an external device. Information about the charging current supplied can be obtained.
  • the processor 320 may determine at least one mapping parameter among the mapping parameters 331 stored in the memory 330 based at least on the charging current.
  • the processor 320 may check the amount of change in the output voltage (or output voltage level) of the battery 310 while the battery 310 is being charged through the external device.
  • the processor 320 may vary the amount of change in the obtained (or determined) mapping parameter 331 and the output voltage of the identified battery 310 (or the open circuit voltage of the identified battery 310).
  • the SOH (or SOC) of the battery 310 may be obtained (or estimated) based at least in part on the amount of change).
  • the processor 320 may perform the SOH (or The operation for acquiring the SOC may not be performed (or the operation for charging the battery 310 may be continued without performing the operation for acquiring the SOH (or SOC) of the battery 310).
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of providing a notification about a state of a battery 310 according to various embodiments of the present disclosure.
  • 15 is an exemplary diagram for describing a method of providing a notification of a state of a battery 310 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the processor 320 may obtain the SOH (or SOC) of the battery.
  • the processor 320 may obtain a current SOH (or SOC) of the battery 310 through the method illustrated in FIGS. 9 to 13.
  • the processor 320 may obtain (or verify) the SOH (or SOC) of the battery 310 previously obtained. For example, the processor 320 may perform an operation of acquiring an SOH (or SOC) of the battery 310, and then store the obtained SOH (or SOC) of the battery 310 in the memory 330. The processor 320 may obtain the SOH (or SOC) of the battery 310 obtained just before obtaining the current SOH (or SOC) of the battery 310 from the memory 330.
  • the processor 320 compares the current SOH (or SOC) of the battery 310 with the SOH (or SOC) of the battery 310 previously obtained, thereby comparing the SOH (or SOC) of the battery 310. It can be checked whether has changed more than the specified threshold. For example, the processor 320 compares the current SOH (or SOC) of the battery 310 with the previously obtained SOH (or SOC) of the battery 310, and compares the SOH (or SOC) of the battery 310. It can be seen that is changed by about 1% or more.
  • the specified threshold may be set by the designer or user of the electronic device 101 or the battery 310.
  • the processor 320 may determine that the SOH (or SOC) of the battery 310 is changed. ) Can provide notifications.
  • the processor 320 may use at least one of the display device 160, the haptic module 179, or the audio output device 155 to notify of a change in the SOH (or SOC) of the battery 310.
  • the notification associated with the change in the SOH (or SOC) of the battery 310 informs the user of the electronic device 101 that the SOH (or SOC) of the battery 310 has changed above a specified threshold, or the user It may include a notification to inform the manufacturer of the service center associated with the electronic device 101 or the manufacturer of the electronic device 101 (or the battery 310) that the SOH (or SOC) of the battery 310 has changed more than a specified threshold.
  • the processor 320 displays a 'battery life has changed drastically through the display! Please contact your nearest service center.
  • the processor 320 may use the communication module 190 to manufacture a service center (or device of a service center) associated with the electronic device 101 or a manufacturer of the electronic device 101 (or a battery 310). Or a device of a manufacturer), a notification relating to a change in the SOH (or SOC) of the battery 310 may be transmitted.
  • the method of providing a notification related to the change of the SOH (or SOC) of the battery 310 is not limited to the above-described example.
  • the processor 320 may not provide a notification related to the SOH (or SOC) of the battery 310. Can be.
  • 16 is a flowchart illustrating a method of providing a notification of a state of a battery 310 according to various embodiments of the present disclosure.
  • 17 is an exemplary diagram for describing a method of providing a notification regarding a state of a battery 310 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the processor 320 may obtain an SOH (or SOC) of the battery 310.
  • the processor 320 may obtain the current SOH of the battery 310 through the method illustrated in FIGS. 9 to 13.
  • the processor 320 may determine whether the obtained current SOH of the battery 310 is less than or equal to or less than the limit SOH of the battery 310.
  • the limit SOH of the battery 310 may be the SOH of the battery 310 corresponding to a state in which the battery 310 is deteriorated and does not operate normally (or a state in which it is unlikely to operate normally).
  • the limit SOH of battery 310 may be set by the designer (or manufacturer) of electronic device 101 (or battery 310).
  • the processor 320 may execute the SOH of the battery 310. It may provide a notification associated with.
  • the processor 320 may use at least one of the display device 170, the haptic module 179, or the audio output device 165 to indicate that the current SOH of the battery 310 has reached the limit SOH. You can output a notification.
  • the notification indicating that the current SOH of the battery 310 has reached the limit SOH informs the user of the electronic device 101 that the current SOH of the battery 310 has reached the limit SOH
  • the service center associated with the device 101 or a manufacturer of the electronic device 101 may include a notification for notifying that the current SOH of the battery 310 has reached the limit SOH.
  • the processor 320 displays the battery life limit through the display device 170. Please replace the battery. '1717 can be displayed.
  • the processor 320 may use the communication module 190 to manufacture a service center (or device of a service center) associated with the electronic device 101 or a manufacturer of the electronic device 101 (or a battery 310).
  • a notification relating to the current SOH of the battery 310 reaching the limit SOH may be transmitted.
  • the method of providing a notification relating to the current SOH of the battery 310 reaching the limit SOH is not limited to the above-described example.
  • the processor 320 may not provide a notification regarding the SOH of the battery 310. Can be.
  • a method for acquiring a state of a battery of an electronic device based on a voltage change amount of a battery during charging may include: detecting that an external device for charging the battery is connected to the electronic device; Charging the battery using a charging current supplied from the external device, determining at least one mapping parameter among one or more mapping parameters stored in a memory based at least on the charging current, and charging the battery
  • the method may include checking an amount of change in voltage of the battery, and obtaining an SOH of the battery based at least in part on the at least one mapping parameter and the amount of change in voltage.
  • the memory may further include other mapping parameters indicating a correlation between the voltage change amount of the battery and the SOC.
  • the voltage change amount of the battery includes a change amount of the closed circuit voltage of the battery
  • the one or more mapping parameters are related to the change amount of the closed loop voltage of the battery and the SOH configured differently according to a designated charging current. It may include mapping parameters indicating.
  • the voltage change amount of the battery includes a change amount of the open circuit voltage of the battery
  • the one or more mapping parameters include a mapping parameter indicating a correlation between the change amount of the open circuit voltage of the battery and the SOH.
  • the acquiring of the voltage change amount of the battery may include acquiring the change amount including the change amount of the open circuit voltage of the battery based at least on the charging current.
  • the one or more mapping parameters include a mapping parameter representing a correlation between SOHs at different temperatures, and the method is based on the temperature and the operation of obtaining a temperature of the electronic device through a sensor module.
  • the method may further include determining the at least one mapping parameter among the one or more mapping parameters.
  • obtaining the SOH of the battery may include obtaining the SOH of the battery using a statistical prediction model based at least in part on the at least one mapping parameter and the voltage change amount. have.
  • the operation of acquiring the SOH of the battery may include acquiring the SOH of the battery using a machine learning technique based at least in part on the at least one mapping parameter and the voltage change amount. have.
  • the method may further include: checking whether a state of the electronic device corresponds to a condition specified for obtaining the SOH of the battery and a charging cycle for obtaining the SOH of the battery; And when it is determined that the state of the electronic device corresponds to a specified condition for acquiring the SOH of the battery and corresponds to a charging cycle for acquiring the SOH of the battery, acquiring the SOH of the battery. have.
  • the checking of the voltage change amount of the battery may include obtaining a voltage change amount based at least on the change amount of the voltage during a predetermined time when the battery is charged.
  • the method further comprises: after obtaining the SOH of the battery, comparing the SOH of the obtained battery with the SOH or limit SOH of a previously obtained battery, and the SOH and transfer of the obtained battery.
  • the method may further include providing a notification related to the SOH of the battery when it is determined that the difference between the SOHs of the obtained battery is greater than or equal to a predetermined threshold or reaches the limit SOH.
  • the computer-readable recording medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (for example, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optical reading medium (for example, a CD-ROM, a DVD, etc.).
  • a storage medium such as a magnetic storage medium (for example, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optical reading medium (for example, a CD-ROM, a DVD, etc.).
  • the computer-readable recording medium may be configured to detect an external device for charging the battery connected to the electronic device in an electronic device, and to charge the battery using a charging current supplied from the external device. Operation, determining at least one mapping parameter of one or more mapping parameters stored in a memory based at least on the charging current, identifying an amount of voltage change of the battery while charging the battery, and the at least one The program for executing the operation of obtaining the SOH of the battery may be recorded based at least in part on the mapping parameter and the amount of voltage change.

Abstract

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 상기 배터리의 전압 변화량 및 SOH(state of health) 간의 상관 관계를 나타내는 하나 이상의 매핑 파라미터들(mapping parameters)을 저장하는 메모리, 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 전자 장치에 상기 배터리를 충전하기 위한 외부 장치가 연결됨을 검출하고, 상기 외부 장치로부터 공급 되는 충전 전류를 이용하여 상기 배터리를 충전하고, 상기 충전 전류에 적어도 기반하여, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들 중 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정하고, 상기 배터리를 충전하는 동안, 상기 배터리의 전압 변화량을 확인하고, 및 상기 적어도 하나의 매핑 파라미터 및 상기 전압 변화량에 적어도 일부 기반하여, 상기 배터리의 SOH를 획득하도록 설정될 수 있다.

Description

충전 중 배터리의 전압 변화량에 기반하여 배터리의 상태에 대한 정보를 획득하기 위한 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
본 발명의 다양한 실시예들은, 충전 중 배터리의 전압 변화량에 기반하여 배터리의 상태에 대한 정보를 획득하기 위한 방법 및 이를 지원하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자장치의 배터리는 다른 에너지 저장 장치에 비하여 상대적으로 높은 에너지, 전력 밀도, 및 저비용으로 인하여 반복적으로 충전 가능한 에너지 저장 장치로 널리 사용되고 있다. 전자 장치의 배터리가 충전 또는 방전되는 횟수가 증가될수록 전자 장치의 배터리의 용량(capacity)은 점진적으로 감소될 수 있다(또는 전자 장치의 배터리의 수명이 점진적으로 열화될 수 있다). 전자 장치의 배터리의 용량이 감소됨에 따라 배터리의 스웰링(swelling)과 같이 안전과 관련된 문제가 발생할 수 있으며, 이를 방지하기 위하여 전자 장치의 배터리의 용량을 정확하게 산출할 필요가 있다.
종래 기술에서는, 전자 장치의 배터리를 완전 충전 또는 완전 방전하는 동안 전류를 적산함으로써 전자 장치의 배터리의 용량을 산출하고 있다.
전자 장치의 사용자는 완전 충전 상태에서 전자 장치의 배터리를 충전하기 보다 완전 충전되지 않은 상태(또는 일부 충전 상태)에서 배터리 충전을 시작할 수 있으며, 배터리 충전을 시작한 후 전자 장치의 배터리가 완전 충전 상태에 도달하기 전 배터리 충전을 중단할 수 있다.
이에 따라, 완전히 방전되지 않은 상태로부터 완전히 충전되지 않는 상태로 전자 장치의 배터리를 부분 충전하는 경우에 있어서, 전자 장치의 배터리의 용량을 정확히 산출할 필요가 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은, 전자 장치의 배터리를 부분 충전하는 동안 전자 장치의 배터리의 용량을 정확하게 산출할 수 있는, 충전 중 배터리의 전압 변화량에 기반하여 배터리의 상태에 대한 정보를 획득하기 위한 방법 및 이를 지원하는 전자 장치에 관한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 상기 배터리의 전압 변화량 및 SOH(state of health) 간의 상관 관계를 나타내는 하나 이상의 매핑 파라미터들(mapping parameters)을 저장하는 메모리, 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 전자 장치에 상기 배터리를 충전하기 위한 외부 장치가 연결됨을 검출하고, 상기 외부 장치로부터 공급 되는 충전 전류를 이용하여 상기 배터리를 충전하고, 상기 충전 전류에 적어도 기반하여, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들 중 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정하고, 상기 배터리를 충전하는 동안, 상기 배터리의 전압 변화량을 확인하고, 및 상기 적어도 하나의 매핑 파라미터 및 상기 전압 변화량에 적어도 일부 기반하여, 상기 배터리의 SOH를 획득하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 충전 중 배터리의 전압 변화량에 기반하여 전자 장치의 배터리의 상태를 획득하기 위한 방법은, 상기 전자 장치에 상기 배터리를 충전하기 위한 외부 장치가 연결됨을 검출하는 동작, 상기 외부 장치로부터 공급되는 충전 전류를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 동작, 상기 충전 전류에 적어도 기반하여, 메모리에 저장된 하나 이상의 매핑 파라미터들 중 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정하는 동작, 상기 배터리를 충전하는 동안, 상기 배터리의 전압 변화량을 확인하는 동작, 및 상기 적어도 하나의 매핑 파라미터 및 상기 전압 변화량에 적어도 일부 기반하여, 상기 배터리의 SOH를 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리의 상태에 대한 정보를 제공하기 위한 방법 및 이를 지원하는 전자 장치는, 전자 장치의 배터리를 부분 충전하는 동안 전자 장치의 배터리의 용량을 정확하게 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 충전 중 배터리의 전압 변화량에 기반하여 배터리의 상태에 대한 정보를 획득하기 위한 방법 및 이를 지원하는 전자 장치는, 전자 장치의 배터리의 용량을 주기적으로 모니터링(monitoring)하고, 전자 장치의 배터리의 용량이 지정된 임계 이상으로 변화된 경우 사용자 또는 제조사에게 이를 인식시킴으로써, 배터리의 스웰링(swelling)과 같이 안전과 관련된 문제를 사전에 예방할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 충전 중 배터리의 전압 변화량에 기반하여 배터리의 상태에 대한 정보를 획득하기 위한 방법 및 이를 지원하는 전자 장치는, 전자 장치의 배터리를 충전하는 동안 충전 환경(예: 전자 장치에서 수행되는 기능, 전자 장치를 충전하기 위한 충전 방식, 전자 장치 온도 등)을 고려하여 전자 장치의 용량을 산출함으로써 전자 장치의 배터리의 용량을 정확하게 산출할 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 데이터를 처리하기 위한 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 상태에 대한 정보를 제공하기 위한 전자 장치의 블럭도이다.
도 4a 내지 도 4e는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 출력 전압의 변화량 및 배터리의 SOH의 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 산출하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 출력 전압의 변화량 및 배터리의 SOC의 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 산출하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 배터리의 SOH의 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 인자로 포함하는 행렬을 도시한다.
도 7a 내지 도 7c는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 전압의 변화량 및 배터리의 SOH의 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 산출하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 매핑 파라미터를 획득하기 위한 온도 파라미터를 인자로 포함하는 행렬을 도시한다.
도 9는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 상태에 대한 정보를 제공하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10 및 11은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, SOH를 획득하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 상태에 대한 정보를 제공하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 상태에 대한 정보를 제공하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 상태에 대한 알림을 제공하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 15는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 상태에 대한 알림을 제공하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 16은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 상태에 대한 알림을 제공하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 상태에 대한 알림을 제공하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 및 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(190)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일시예에 따르면, 통신 모듈(190)(예: 무선 통신 모듈(192))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2은, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블럭도(200)이다. 도 2를 참조하면, 전력 관리 모듈(188)은 충전 회로(210), 전력 조정기(220), 또는 연료 게이지(230)를 포함할 수 있다. 충전 회로(210)는 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 충전 회로(210)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선충전), 상기 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기(예: 약 20와트 이상), 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 상기 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은, 예를 들면, 연결 단자(178)을 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(197)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.
전력 조정기(220)는 외부 전원 또는 배터리(189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들로 변환할 수 있다. 전력 조정기(220)는 상기 외부 전원 또는 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들의 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 조정기(220)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다.
연료 게이지(230)는 배터리(189)의 사용 상태 정보(예: 배터리의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, 충전회로(210), 전압 조정기(220), 또는 연료 게이지(230)를 이용하여, 상기 측정된 사용 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))을 결정하고, 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 이상 상태 또는 정상 상태의 여부를 판단한 후, 이상 상태로 판단되는 경우 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 프로세서(120))에 의해서 수행될 수 있다.
배터리(189)는, 일 실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(protection circuit module(PCM))(240)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는 배터리(189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)은, 추가적으로 또는 대체적으로(in alternative to), 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 수행하기 위한 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(189)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 연료 게이지(230), 전력 관리 모듈(188) 또는 센서 모듈(176) 중 해당하는 센서(예: 온도 센서)을 이용하여 측정될 수 있다. 이런 경우, 일 실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 온도 센서)는 배터리 보호 회로(140)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(189)의 인근에 배치될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(101))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
도 3은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 상태에 대한 정보를 제공하기 위한 전자 장치(101)의 블럭도이다.
일 실시예에서, 배터리의 상태는 배터리의 SOH(state of health) 또는 배터리의 SOC(state of charging)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리의 SOH는 배터리의 제조 시 용량에 대한 배터리의 현재 용량의 비율일 수 있다. 배터리의 SOH는 배터리의 용량(또는 잔존 용량), 수명(또는 기대 수명, 또는 잔존 수명), 성능 등으로 지칭될 수 있다.
일 실시예에서, 배터리의 SOC는 배터리의 충전 상태를 포함할 수 있다. 배터리의 SOC는 배터리(310)의 현재 충전량, 충전 정도 등으로 지칭될 수 있다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(101)는, 배터리(310), 프로세서(320), 및 메모리(330)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리(310)는 반복적으로 충전 가능한(또는 재충전 가능한) 2차 전지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리(310)는 리튬-이온(lithium-ion) 전지를 포함할 수 있다. 다만, 배터리(310)가 포함할 수 있는 전지는 리튬-이온 전지에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 배터리(310)는 도 1의 배터리(189)와 적어도 일부가 동일 또는 유사한 구성일 수 있다.
일 실시예에서, 메모리(330)는 도 1의 메모리(130)의 적어도 일부와 동일 또는 유사한 구성일 수 있다. 일 실시예에서, 메모리(330)는 매핑 파라미터(331)(mapping parameter)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 매핑 파라미터(331)는 배터리의 전압(또는 출력 전압)(또는 전압 레벨(level))의 변화량 및 배터리의 SOH(또는 SOC) 간 상관 관계를 나타내는 파라미터(또는 파라미터 집합, 또는 계수, 또는 함수)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 매핑 파라미터(331)는 지정된 시간 동안 변화된 전압의 레벨과 배터리의 SOH 간 관계를 수식으로 나타내기 위한 파라미터일 수 있다.
일 실시예에서, 매핑 파라미터(331)와 관련된(또는 매핑 파라미터(331)를 산출하기 위한) 배터리의 전압은 배터리의 내부 저항(또는 충전 전류)을 고려한(또는 반영한) 폐회로 전압(closed circuit voltage)(또는 폐루프 전압(closed loop voltage)일 수 있다. 일 실시예에서, 매핑 파라미터(331)와 관련된 배터리의 전압은 배터리의 내부 저항을 고려하지 않은(또는 무부하 상태에서 측정된) 개회로 전압(open circuit voltage)(또는 개루프 전압(open loop voltage)일 수 있다. 이하에서, '배터리의 전압'은 배터리의 폐회로 전압 및 배터리의 개회로 전압을 포함하는 전압을 지칭하고,'배터리의 출력 전압'은 배터리의 폐회로 전압을 지칭하기로 한다.
일 실시예에서, 매핑 파라미터(331)가, 배터리의 폐회로 전압의 변화량 및 배터리의 SOH(또는 SOC) 간 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터로 구성되는 경우, 매핑 파라미터(331)는 충전 전류(또는 충전 C-rate) 별로 다른 매핑 파라미터들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 매핑 파라미터(331)가, 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 배터리의 SOH 간 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터인 경우, 매핑 파라미터(331)는 충전 전류(또는 충전 C-rate)와 독립된, 매핑 파라미터(또는 하나의 매핑 파라미터)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 매핑 파라미터(331)는 전자 장치(101) 온도(예: 전자 장치(101) 주변 온도 또는 전자 장치(101) 내부 온도)에 따라 가변하는(또는 전자 장치(101) 주변 온도를 반영하는) 파라미터일 수 있다. 일 실시예에서, 매핑 파라미터(331)는 가속화된 조건(또는 환경)에서 수행된 배터리 수명 열화 실험을 기반으로 산출(또는 획득)될 수 있다. 예를 들어, 매핑 파라미터(331)는 상온(예: 약 25˚C) 보다 높은 온도(예: 약 45˚C) 조건에서 수행된 배터리 수명 열화 실험을 기반으로 산출(또는 획득)될 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(101) 주변 온도에 따라 가변하는 매핑 파라미터를 산출하기 위하여, 배터리 수명 열화 실험은 적어도 2개의 온도 조건(예: 약 25˚C, 및 약 45˚C)에서 수행될 수 있다.
메모리(330)에 저장되는 매핑 파라미터(331)를 산출하기 위한 방법은 후술할 도 4 내지 도 8을 참조하여 상세히 후술하도록 한다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는 배터리(310)의 상태에 대한 정보를 제공하기 위한 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는 도 1의 프로세서(120)와 적어도 일부가 동일 또는 유사한 구성일 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 도 2의 전력 관리 모듈(188) 또는 PMIC와 적어도 일부가 동일 또는 유사한 구성일 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 도 2의 전력 관리 모듈(188) 또는 PMIC에 포함될 수도 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 배터리 관리 시스템(BMS)과 적어도 일부가 동일 또는 유사한 구성일 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는, 외부 장치 연결 검출부(321), 충전 전류 획득부(323), 매핑 파라미터 획득부(325), 전압 변화량 획득부(327), 및 SOH 획득부(329)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 외부 장치 연결 검출부(321)는, 전자 장치(101)에 배터리를 충전하기 위한 외부 장치(이하, '외부 장치'로 지칭함)가 연결되는지 여부를 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 외부 장치 연결 검출부(321)는, 전자 장치(101)(예: 배터리 커넥터(connector))에 외부 장치(예: USB 충전 장치, travel adapter, 보조 배터리, 또는 차량 내 충전 장치)가 유선으로 연결되는지 여부를 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 외부 장치 연결 검출부(321)는, 무선으로 배터리(310)를 충전하기 위한 외부 장치(예: 무선 충전기, 무선 충전 패드, 무선 충전 거치대, 또는 무선 충전 케이스)가 연결되는지 여부를 검출할 수 있다. 다만, 배터리(310)를 충전하기 위한 외부 장치는 전술한 예시에 제한되지 않는다.
일 실시예에서, 충전 전류 획득부(323)는, 외부 장치를 통하여 배터리(310)로 공급되는 전류(이하, '충전 전류'로 지칭함)에 대한 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 충전 전류 획득부(323)는 충전 전류의 레벨(또는 크기)를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 충전 전류는 정전류(constant current)일 수 있다. 일 실시예에서, 충전 전류 획득부(323)는 외부 장치로부터 배터리(310)로 공급되는 전류를 측정함으로써, 충전 전류에 대한 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 충전 전류 획득부(323)는 외부 장치와의 통신을 통하여 충전 전류에 대한 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 매핑 파라미터 획득부(325)는, 메모리(330)로부터 매핑 파라미터(331)를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 매핑 파라미터 획득부(325)는, 메모리(330)에 저장된 매핑 파라미터(331)가 배터리의 출력 전압의 변화량 및 배터리의 SOH(또는 SOC) 간 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터로 구성되는 경우, 충전 전류(또는 충전 C-rate) 별로 저장된 매핑 파라미터 중 획득된 충전 전류에 대응(또는 해당)하는 매핑 파라미터를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 매핑 파라미터 획득부(325)는, 메모리(330)에 저장된 파라미터(331)가 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 배터리의 SOH(또는 SOC) 간 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터로 구성되는 경우, 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 배터리의 SOH(또는 SOC) 간 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 메모리(330)로부터 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 매핑 파라미터 획득부(325)는, 전자 장치(101)가 센서 모듈(176)(예: 온도 센서)을 통하여 획득된 전자 장치(101)의 온도에 적어도 일부 기반하여, 매핑 파라미터(331)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 매핑 파라미터 획득부(325)는, 획득된 전자 장치(101)의 온도를 배터리의 전압의 변화량 및 SOH(또는 SOC)의 관계를 나타내는 매핑 파라미터, 온도 파라미터, 및 실험에서 사용된 전자 장치의 온도 간 관계를 나타내는 함수에 반영(또는 대입)함으로써, 매핑 파라미터를 획득할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술할 도 7을 통하여 상세히 설명하도록 한다.
일 실시예에서, 전압 변화량 획득부(327)는 외부 장치를 통하여 배터리(310)가 충전되는 동안 배터리의 출력 전압(또는 출력 전압 레벨)의 변화량을 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 전압 변화량 획득부(327)는 외부 장치를 통하여 배터리(310)가 부분 충전(예: 완전 방전되지 않은 상태에서 부분 충전 상태 또는 완전 충전 상태로의 충전, 또는 완전 방전 상태에서 부분 충전 상태로의 충전)되는 동안 지정된 시간 간격으로 배터리(310)의 출력 전압(또는 출력 전압 레벨)의 변화량을 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 전압 변화량 획득부(327)는 외부 장치를 통하여 배터리(310)가 완전 방전 상태에서 완전 충전 상태로 충전되는 동안 지정된 시간 간격으로 배터리(310)의 출력 전압(또는 출력 전압 레벨)의 변화량을 획득할 수도 있다.
일 실시예에서, 전압 변화량 획득부(327)는 배터리(310)의 출력 전압의 변화량을 획득하기 위하여, 외부 장치를 통하여 배터리(310)를 충전하는 시간을 측정하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전압 변화량 획득부(327)는 외부 장치를 통하여 배터리(310)를 충전하는 시간을 측정하기 위한 RTC(real time clock)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전압 변화량 획득부(327)는, 메모리(330)에 저장된(또는 메모리(330)로부터 획득된) 매핑 파라미터(331)가 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 배터리의 SOH(또는 SOC) 간 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터로 구성된 경우), 획득된 배터리(310)의 출력 전압 및 충전 전류에 기반하여 배터리의 개회로 전압의 변화량을 획득할 수 있다. 예를 들어, 전압 변화량 획득부(327)는, 획득된 배터리(310)의 출력 전압의 변화량과 획득된 충전 전류 및 배터리(310)의 내부 저항에 기반하여(또는 획득된 배터리의 출력 전압과 획득된 충전 전류 및 배터리의 내부 저항을 이용하여 연산을 수행함으로써) 배터리의 개회로 전압의 변화량을 획득(또는 산출)할 수 있다.
일 실시예에서, SOH 획득부(329)는 획득된 매핑 파라미터(331) 및 획득된 배터리(310)의 출력 전압의 변화량(또는 획득된 배터리(310)의 개회로 전압의 변화량)에 적어도 일부 기반하여 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득(또는 추정)할 수 있다.
일 실시예에서, SOH 획득부(329)는, 획득된 매핑 파라미터(331)가 나타내는 충전 시간에 따른 배터리의 출력 전압의 변화량에 대한 함수들 중, 배터리(310)를 충전하는 동안 지정된 시간에 따라(또는 지정된 시간 마다) 획득된(또는 측정된) 배터리(310)의 출력 전압의 변화량(또는 변화량의 함수)에 대응하는(또는 매칭하는) 함수를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, SOH 획득부(329)는, 획득된 매핑 파라미터(331)가 나타내는 배터리의 출력 전압의 변화량 및 SOH(또는 SOC) 간 상관 관계들을 나타내는 함수들과 배터리(310)를 충전하는 동안 지정된 시간에 따른 배터리(310)의 출력 전압의 변화량에 적어도 일부 기반하여, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, SOH 획득부(329)는, 획득된 매핑 파라미터(331) 및 획득된 배터리(310)의 출력 전압의 변화량(또는 획득된 배터리의 개회로 전압의 변화량)에 적어도 일부 기반하여, 통계적 예측 모델 또는 머신 러닝(machine learning) 기법을 이용하여, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 통계적 예측 모델은, Particle filter, Bayesian 정리, Kalman filter, Extended Kalman filter, 또는 Unscented Kalman filter 등을 포함할 수 있다. 다만, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 통계적 예측 모델은 전술한 예시에 제한되지 않는다.
일 실시예에서, 머신 러닝 기법은, Artificial Neural network, Gradient Descent 등을 포함할 수 있다. 다만, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 머신 러닝 기법은 전술한 예시에 제한되지 않는다.
도 3에 도시하지는 않았지만, 일 실시예에서, 프로세서(320)는 전자 장치(101)에 외부 장치가 연결된 경우 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 충전 사이클(cycle 또는 주기)에 해당하는지(또는 도달하였는지) 확인하기 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는 주기적으로 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 배터리(310)를 충전하는 주기적인 횟수(예: 약 50회) 마다 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 다른 예에서, 프로세서(320)는 배터리(310)를 충전하는 주기적인 시간 간격으로(예: 일 주일 간격으로) SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 동작을 수행할 수 있다.
도 3에 도시하지는 않았지만, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 지정된 조건을 확인하기 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는 전자 장치(101)의 상태가 지정된 조건에 해당하는(또는 지정된 조건을 충족하는) 경우, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 배터리(310)를 충전하는 동안 전자 장치(101)에서 지정된 임계 이상의 전력을 소모하는 기능이 실행되는 경우 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 동작을 수행하지 않을 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는, 배터리(310)를 충전하는 동안 전자 장치(101)에서 어플리케이션(예: 내비게이션(navigation) 어플리케이션, 게임(game) 어플리케이션, 동영상 어플리케이션, 또는 통화 어플리케이션 등)이 실행되는 경우 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 동작을 수행하지 않을 수 있다. 다른 예에서, 프로세서(320)는, 배터리(310)를 충전하는 동안 전자 장치(101)에서 디스플레이가 턴-온(turn-on) 상태에 있는 경우 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 동작을 수행하지 않을 수 있다. 다만, 전자 장치(101)에서 지정된 임계 이상의 전력을 소모하는 기능이 실행되는 경우는 전술한 예시에 제한되지 않는다.
이하에서, 배터리(310)의 상태에 대한 정보를 제공하기 위한 방법을 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 4a 내지 도 4e는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 출력 전압의 변화량 및 배터리의 SOH의 관계를 나타내는 매핑 파라미터(331)를 산출하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 도 4a는 배터리의 SOH 들에 대하여 충전 시간에 따른 배터리의 출력 전압(또는 출력 전압 레벨)(또는 배터리 출력 전압의 변화)을 나타내는 그래프(410)(또는 함수)를 도시한다.
일 실시예에서, 그래프(410)는 가속화된 조건(또는 환경)에서 수행된 배터리 수명 열화 실험을 기반으로 산출(또는 획득)될 수 있다. 일 실시예에서, 그래프는 가속화된 조건에서 수행된 배터리 수명 열화 실험에서 획득된 데이터들의 집합에 기반하여 산출될 수 있다.
일 실시예에서, 함수(또는 곡선)(411)는 배터리의 SOH가 약 1인 경우 충전 시간에 따른 배터리의 출력 전압을 나타내는 함수이고, 함수(413)는 배터리의 SOH가 약 0.9인 경우 충전 시간에 따른 배터리의 출력 전압을 나타내는 함수이고, 함수(415)는 배터리의 SOH가 약 0.8인 경우 충전 시간에 따른 배터리의 출력 전압을 나타내는 함수일 수 있다. 다만, 도 4a의 배터리의 SOH 마다 충전 시간에 따른 배터리의 출력 전압을 나타내는 함수들(411 내지 415)은 예시이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 화살표(417)가 지시하는 바와 같이, 함수(411)로부터 함수(415)로 갈수록 배터리가 완전 충전 상태에 도달하는 시간은 짧아질 수 있다. 일 실시예에서, 함수들(411 내지 415)은, 서로 다른 SOH를 가지는 배터리들에 대하여 동일한 전류(또는 동일한 정전류)를 공급하는 동안(또는 동일한 전류를 공급함으로써) 획득된 충전 시간에 따른 배터리의 출력 전압을 나타내는 함수들일 수 있다.
일 실시예에서, 도 4a의 그래프(410)로부터, 도 4b의 그래프(420)를 산출(또는 도출, 또는 유도)할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 도 4b는 배터리를 충전하는 동안 지정된 충전 시간(또는 충전 시간 구간)에 대하여(또는 지정된 충전 시간 마다) 배터리의 SOH에 따른 배터리의 출력 전압의 변화량(ΔV)을 나타내는 그래프(또는 함수)를 도시한다.
도 4a에서, 일 실시예에서, 함수(415)(또는 함수(415)에 해당하는 SOH를 가지는 배터리)에 대하여 기준 시간(t0)으로부터 시간(t1)까지의 시간 동안 배터리의 출력 전압(V)은 A1(V)만큼 변화되고, 함수(413)에 대하여 기준 시간(t0)으로부터 시간(t1)까지의 시간 동안 배터리의 출력 전압(V)은 B1(V)만큼 변화되고, 함수(411)에 대하여 기준 시간(t0)으로부터 시간(t1)까지의 시간 동안 배터리의 출력 전압(V)은 C1(V)만큼 변화될 수 있다. 일 실시예에서, 도 4b의 함수(ΔV1)는 기준 시간(t0)으로부터 시간(t1)까지의 시간 구간에서 함수들(411 내지 415)에 대응하는 SOH들에 대한 배터리의 출력 전압의 변화량들(A1 내지 C1)의 관계를 연속적으로 나타내는 함수일 수 있다.
도 4a에서, 일 실시예에서, 함수(415)(또는 함수(415)에 해당하는 SOH를 가지는 배터리)에 대하여 기준 시간(t0)으로부터 시간(t2)까지의 시간 동안 배터리의 출력 전압(V)은 A2(V)만큼 변화되고, 함수(413)에 대하여 기준 시간(t0)으로부터 시간(t2)까지의 시간 동안 배터리의 출력 전압(V)은 B2(V)만큼 변화되고, 함수(411)에 대하여 기준 시간(t0)으로부터 시간(t2)까지의 시간 동안 배터리의 출력 전압(V)은 C2(V)만큼 변화될 수 있다. 일 실시예에서, 도 4b의 함수(ΔV2)는 기준 시간(t0)으로부터 시간(t2)까지의 시간 구간에서 함수들(411 내지 415)에 대응하는 SOH들에 대한 배터리의 출력 전압의 변화량들(A2 내지 C2)의 관계를 연속적으로 나타내는 함수일 수 있다.
도 4a에서, 일 실시예에서, 함수(415)(또는 함수(415)에 해당하는 SOH를 가지는 배터리)에 대하여 기준 시간(t0)으로부터 시간(t3)까지의 시간 동안 배터리의 출력 전압(V)은 A3(V)만큼 변화되고, 함수(413)에 대하여 기준 시간(t0)으로부터 시간(t3)까지의 시간 동안 배터리의 출력 전압(V)은 B3(V)만큼 변화되고, 함수(411)에 대하여 기준 시간(t0)으로부터 시간(t3)까지의 시간 동안 배터리의 출력 전압(V)은 C3(V)만큼 변화될 수 있다. 일 실시예에서, 도 4b의 함수(ΔV3)는 기준 시간(t0)으로부터 시간(t3)까지의 시간 구간에서 함수들(411 내지 415)에 대응하는 SOH들에 대한 배터리의 출력 전압의 변화량들(A3 내지 C3)의 관계를 연속적으로 나타내는 함수일 수 있다.
일 실시예에서, 도 4b의 함수(ΔVk)는 기준 시간(t0)으로부터 시간(tk)까지의 시간 구간에서 함수들(411 내지 415)에 대응하는 SOH들에 대한 배터리의 출력 전압의 변화량들(Ak 내지 Ck)의 관계를 연속적으로 나타내는 함수일 수 있다.
일 실시예에서, 도 4b의 그래프(420)에 도시된 바와 같이, 함수들(ΔV1 내지 ΔVK) 각각은, 기준 시간(t0)을 기준으로 증가된 시간 구간에서 SOH들에 대한 배터리의 출력 전압의 변화량의 관계를 연속적으로 나타낼 수 있다.
도 4c는, 일 실시예에서, 도 4b의 함수들(ΔV1 내지 ΔVK) 각각에 있어서, SOH들의 값들을 데이터화한 테이블(430)일 수 있다. 예를 들어, 테이블(430)의 첫 번째 행(431)은 함수(ΔV1)에 대한 SOH들의 값들을 나타내고, 테이블(430)의 두 번째 행(433)은 함수(ΔV2)에 대한 SOH들의 값들을 나타내고, 테이블(430)의 세 번째 행(435)은 함수(ΔV3)에 대한 SOH들의 값들을 나타내고, 테이블(430)의 마지막 행(437)은 함수(ΔVk)에 대한 SOH들의 값들을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 도 4b의 그래프(420) 및 도 4c의 테이블(430)에 기반하여, 함수들(ΔV1 내지 ΔVK) 각각에 대하여, 아래 [수학식 1]과 같은 배터리의 출력 전압의 변화량 및 SOH의 관계를 나타내는 함수가 산출될 수 있다.
Figure PCTKR2019006812-appb-I000001
[수학식 1]에서, k는 기준 시간(t0)으로부터 시간(tk)까지의 시간 구간에 대응하는 변수를 나타내고, N은 함수의 차수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 함수의 차수를 나타내는 N은 Vk 와 SOHk의 관계를 나타낼 수 있는 최적의 값으로 설정될 수 있다.
[수학식 1]에서, 계수, a0k 내지 aNk는 기준 시간(t0)으로부터 시간(t1) 내지 시간(tk)까지 각각의 시간 구간에서 V 와 SOH의 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 나타낼 수 있다.
도 4d의 테이블(440)은, 일 실시예에서, 도 4b의 그래프(420) 및 도 4c의 테이블(430)에 기반하여 산출된 매핑 파라미터(331)를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 테이블(440)의 첫 번째 열(441)은 함수의 0차 계수(a01 내지 a0k)를 나타내고, 테이블(440)의 두 번째 열(443)은 함수의 1차 계수(a01 내지 a1k)를 나타내고, 테이블(440)의 세 번째 열(445)은 함수의 2차 계수(a02 내지 a2k)를 나타내고, 테이블(440)의 마지막 열(447)은 함수의 N차 계수(a0k 내지 aNk)를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 테이블(440)의 첫 번째 행(442)은 ΔV1 및 SOH1의 관계를 나타내는 함수의 계수(a01 내지 aN1)를 나타내고, 테이블(440)의 두 번째 행(444)은 ΔV2 및 SOH2의 관계를 나타내는 함수의 계수(a02 내지 aN2를 나타내고, 테이블(440)의 마지막 행(446)은 ΔVk 및 SOHk의 관계를 나타내는 함수의 계수(a0k 내지 aNk)를 나타낼 수 있다.
도 4e는 배터리의 출력 전압의 변화량 및 배터리의 SOH의 관계를 나타내는 매핑 파라미터(331)를 인자로 포함하는 행렬(450)을 도시한다.
일 실시예에서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 행렬(450)은 매핑 파라미터(331), 예를 들어, 계수의 집합(a01 내지 aNk)을 인자로서 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 도 4a 내지 도 4e에 도시하지는 않았지만, 배터리의 출력 전압의 변화량 및 배터리의 SOH 간 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터(331) 산출 시, 충전 전류(또는 충전 C-rate) 별로 다른 매핑 파라미터가 산출될 수 있다. 예를 들어, 배터리의 출력 전압의 변화량 및 배터리의 SOH 간 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터 산출 시, 수명 열화 실험에서 충전 전류 1(A), 2(A), 및 3(A)를 이용하여 배터리를 충전하는 경우, 충전 전류 1(A), 2(A), 및 3(A) 별로 매핑 파라미터가 산출될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 출력 전압의 변화량 및 배터리의 SOC의 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 산출하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 도 5a는 배터리의 SOC 들에 대하여 충전 시간에 따른 배터리의 출력 전압(또는 출력 전압 레벨)(또는 배터리 출력 전압의 변화)을 나타내는 그래프(510)(또는 함수)를 도시한다.
일 실시예에서, 그래프(510)는 가속화된 조건(또는 환경)에서 수행된 배터리 수명 열화 실험을 기반으로 산출(또는 획득)될 수 있다.
일 실시예에서, 그래프(510)는 화살표(517)의 방향이 지시하는 바와 같이, 함수(511)로부터 함수(515)로 갈수록 배터리의 SOC가 높은 함수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 배터리의 SOC가 높은 함수일수록 배터리가 완전 충전 상태에 도달하는 시간은 짧을 수 있다. 일 실시예에서, 함수들(511 내지 515)은, 다른 SOC를 가지는 배터리들에 대하여 동일한 전류(또는 동일한 정전류)를 공급하는 동안(또는 동일한 전류를 공급함으로써) 획득된 충전 시간에 따른 배터리의 출력 전압을 나타내는 함수들일 수 있다.
일 실시예에서, 도 5a의 그래프(510)로부터, 도 5b의 그래프(520)를 산출(또는 도출, 또는 유도)될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 도 5b는 배터리를 충전하는 동안 지정된 충전 시간(또는 충전 시간 구간)에 대하여(또는 지정된 충전 시간 마다) 배터리의 SOC에 따른 배터리의 출력 전압의 변화량(ΔV)을 나타내는 그래프(520)(또는 함수)를 도시한다.
도 5b의 함수(ΔV1)는 도 5a에서의 기준 시간(t0)으로부터 시간(t1)까지의 시간 구간에서 함수들(511 내지 515)에 대응하는 SOC들에 대한 배터리의 출력 전압의 변화량들의 관계를 연속적으로 나타내는 함수일 수 있다.
도 5b의 함수(ΔV2)는 기준 시간(t0)으로부터 시간(t2)까지의 시간 구간에서 함수들(511 내지 515)에 대응하는 SOC들에 대한 배터리의 출력 전압의 변화량들의 관계를 연속적으로 나타내는 함수일 수 있다.
도 5b의 함수(ΔVk)는 기준 시간(t0)으로부터 시간(tk)까지의 시간 구간에서 함수들(511 내지 515)에 대응하는 SOC들에 대한 배터리의 출력 전압의 변화량들의 관계를 연속적으로 나타내는 함수일 수 있다.
일 실시예에서, 도 5b의 그래프에 기반하여, 함수들(ΔV1 내지 ΔVK) 각각에 대하여, 아래 [수학식 2]와 같은 배터리의 출력 전압의 변화량 및 SOC의 관계를 나타내는 함수가 산출될 수 있다.
Figure PCTKR2019006812-appb-I000002
[수학식 2]에서, k는 기준 시간(t0)으로부터 시간(tk)까지의 시간 구간에 대응하는 변수를 나타내고, N은 함수의 차수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 함수의 차수를 나타내는 N은 Vk 와 SOCk의 관계를 나타낼 수 있는 최적의 값으로 설정될 수 있다.
[수학식 2]에서, 계수,
Figure PCTKR2019006812-appb-I000003
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000004
는 기준 시간(t0)으로부터 시간(t1) 내지 시간(tk)까지 각각의 시간 구간에서 Vk 와 SOCk의 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 나타낼 수 있다.
도 5c는 배터리의 출력 전압의 변화량 및 배터리의 SOC의 관계를 나타내는 매핑 파라미터(331)를 인자로 포함하는 행렬(530)을 도시한다.
일 실시예에서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 행렬(530)은 매핑 파라미터(331), 예를 들어, 계수의 집합(
Figure PCTKR2019006812-appb-I000005
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000006
)을 인자로서 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 도 5a 내지 도 5c에 도시하지는 않았지만, 배터리의 출력 전압의 변화량 및 배터리의 SOC 간 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터(331) 산출 시, 충전 전류(또는 충전 C-rate) 별로 다른 매핑 파라미터가 산출될 수 있다.
도 6은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 배터리의 SOH의 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 인자로 포함하는 행렬(600)을 도시한다.
일 실시예에서, 도 4a 내지 도 4e 및 도 5a 내지 도 5c에서 배터리의 출력 전압의 변화량 및 배터리의 SOH 또는 SOC의 관계를 나타내는 매핑 파라미터(331)를 산출하는 방법과 동일 또는 유사한 방법으로, 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 배터리의 SOH의 관계를 나타내는 매핑 파라미터(331)를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리의 개회로 전압은, 배터리의 출력 전압, 배터리의 충전 전류, 및 배터리의 내부 저항은, 아래 [수학식 3]을 이용하여 산출할 수 있다.
Figure PCTKR2019006812-appb-I000007
[수학식 3]에서, VOCV는 배터리의 개회로 전압을 나타내고, Vcell은 배터리의 출력 전압(또는 배터리의 폐회로 전압)을 나타내고, I는 충전 전류를 나타내고, Rvar는 배터리의 가변하는 내부 저항을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 매핑 파라미터(331)를 획득하기 위한 수명 열화 실험에서, 서로 다른 SOH(또는 SOC)를 가지는 배터리들을 충전하는 동안, 시간에 따른 배터리의 출력 전압의 변화량, 충전 전류, 및 배터리의 내부 저항을 이용하여, 시간에 따른 배터리의 개회로 전압의 변화량이 산출될 수 있다.
일 실시예에서, 도 4a 내지 도 4c 및 도 5a 내지 도 5b에서 배터리의 출력 전압의 변화량 및 배터리의 SOH 또는 SOC의 관계를 나타내는 매핑 파라미터(331)를 산출하는 방법과 동일 또는 유사한 방법으로, 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 SOH 또는 SOC의 관계를 나타내는 함수가 산출될 수 있다.
일 실시예에서, 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 SOH의 관계를 나타내는 함수는 아래 [수학식 4]와 같이 산출될 수 있다.
Figure PCTKR2019006812-appb-I000008
[수학식 4]에서, k는 기준 시간(t0)으로부터 시간(tk)까지의 시간 구간에 대응하는 변수를 나타내고, N은 함수의 차수를 나타낼 수 있다.
[수학식 4]에서, 계수,
Figure PCTKR2019006812-appb-I000009
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000010
는 시간(t1) 내지 시간(tk)까지 각각의 시간 구간에서 배터리의 개회로 전압의 변화량(Vk)와 SOH(SOHk)의 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2019006812-appb-I000011
[수학식 5]에서, k는 기준 시간(t0)으로부터 시간(tk)까지의 시간 구간에 대응하는 변수를 나타내고, VOCV,k는 기준 시간(t0)으로부터 시간(tk)까지의 시간 구간 동안 변화된 배터리의 개회로 전압의 변화량을 나타내고, N은 함수의 차수를 나타낼 수 있다.
[수학식 5]에서, 계수,
Figure PCTKR2019006812-appb-I000012
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000013
는 시간(t1) 내지 시간(tk)까지 각각의 시간 구간에서 배터리의 개회로 전압의 변화량(Vk)와 SOH(SOHk)의 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 행렬(600)은 매핑 파라미터(331), 예를 들어, 계수의 집합(
Figure PCTKR2019006812-appb-I000014
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000015
)을 인자로서 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 도 4 및 도 5의 매핑 파라미터 산출 시, 충전 전류(또는 충전 C-rate) 별로 다른 매핑 파라미터가 산출되는 것과 다르게, 배터리의 개회로 전압은 충전 전류 및 배터리의 내부 저항과 독립된(또는 영향을 받지 않는) 관계에 있기 때문에(또는 충전 전류 및 배터리의 내부 저항에 따라 변경되지 않기 때문에), 도 6의 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 배터리의 SOH 또는 SOC 간 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터(331) 산출 시에는 충전 전류(또는 충전 C-rate) 별로 다른 매핑 파라미터가 산출될 필요가 없을 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리의 전압의 변화량 및 배터리의 SOH의 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 산출하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 일 실시예에서, 도 7a는 서로 다른 충전 전류들을 이용하여 배터리를 충전하는 동안, 배터리의 전압의 변화를 나타내는 그래프일 수 있다.
일 실시예에서, 함수(또는 곡선)(711)은 약 2550 mA의 전류를 배터리로 공급하는 동안 배터리의 전압의 변화를 나타내고, 함수(713)은 약 1000 mA의 전류를 배터리로 공급하는 동안 배터리의 전압의 변화를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 도 7a에 도시된 바와 같이, 충전 전류가 다른 경우, 배터리의 출력 전압은 다를 수 있다.
일 실시예에서, 도 7b는 서로 다른 충전 전류들을 이용하여 배터리를 충전하는 동안, 지정된 구간에서 서로 다른 충전 전류들을 적산(또는 적분)한 전하량(C)에 대한 배터리의 출력 전압의 변화를 나타내는 그래프일 수 있다. 예를 들어, 함수(721)은 약 2550 mA의 충전 전류를 배터리로 공급하는 동안 적산된 전하량에 대한 배터리의 출력 전압의 변화를 나타내고, 함수(723)은 약 1000 mA의 충전 전류를 배터리로 공급하는 동안 적산된 전하량에 대한 배터리의 출력 전압의 변화를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 함수(721) 및 함수(723)를 비교하면, 전하량(C)이 증가함에 따라, 함수(721)의 출력 전압이 함수(723)의 출력 전압 보다 클 수 있다. 일 실시예에서, 지정된 구간에서, 전하량(C)이 증가함에 따라, 함수(721)의 출력 전압의 변화량과 함수(723)의 출력 전압의 변화량은 동일할 수 있다.
일 실시예에서, 전하량(C)이 증가함에 따라, 함수(721)의 출력 전압의 변화량과 함수(723)의 출력 전압의 변화량이 동일한 점을 고려하여, 아래 [수학식 6]과 같은, 배터리의 출력 전압의 변화량 및 SOH의 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 산출할 수 있다.
Figure PCTKR2019006812-appb-I000016
[수학식 6]에서, k는 기준 시간(t0)으로부터 시간(tk)까지의 시간 구간에 대응하는 변수를 나타내고, N은 함수의 차수를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, [수학식 6]은 서로 다른 충전 전류들에 대하여 동일하게 산출되는 수식으로서, 다양한 충전 전류들을 이용하여 산출될 수 있다.
일 실시예에서, 도 7c는, 서로 다른 충전 전류들을 이용하여 배터리를 충전하는 동안, 지정된 구간에서 서로 다른 충전 전류들을 적산(또는 적분)한 전하량(C)에 대한 배터리의 개회로 전압의 변화를 나타내는 그래프일 수 있다. 예를 들어, 함수(731)은 약 2550 mA의 충전 전류를 배터리로 공급하는 동안 적산된 전하량에 대한 배터리의 개회로 전압의 변화를 나타내고, 함수(733)은 약 1000 mA의 충전 전류를 배터리로 공급하는 동안 적산된 전하량에 대한 배터리의 개회로 전압의 변화를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 도 7c에 도시된 바와 같이, 지정된 구간에서, 전하량(C)이 증가함에 따라, 함수(731)의 개회로 전압은 함수(723)의 개회로 전압과 동일하게 변화할 수 있다. 일 실시예에서, 지정된 구간에서, 전하량(C)이 증가함에 따라, 함수(731)의 개회로 전압의 변화량은 함수(723)의 개회로 전압의 변화량과 동일할 수 있다.
일 실시예에서, 전하량(C)이 증가함에 따라, 함수(721)의 출력 전압의 변화량과 함수(723)의 출력 전압의 변화량이 동일한 점을 고려하여, 아래 [수학식 7]과 같은, 배터리의 출력 전압의 변화량 및 SOH의 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 산출할 수 있다.
Figure PCTKR2019006812-appb-I000017
[수학식 7]에서, k는 기준 시간(t0)으로부터 시간(tk)까지의 시간 구간에 대응하는 변수를 나타내고, N은 함수의 차수를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, [수학식 7]은 서로 다른 충전 전류들에 대하여 동일하게 산출되는 수식으로서, 다양한 충전 전류들을 이용하여 산출될 수 있다.
도 8은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 매핑 파라미터를 획득하기 위한 온도 파라미터를 인자로 포함하는 행렬(700)을 도시한다.
일 실시예에서, 매핑 파라미터(331)(예: a01 내지 a0N,
Figure PCTKR2019006812-appb-I000018
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000019
,
Figure PCTKR2019006812-appb-I000020
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000021
,
Figure PCTKR2019006812-appb-I000022
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000023
)는 전자 장치(101) 온도(예: 전자 장치(101) 주변 온도 또는 전자 장치(101) 내부 온도)에 따라 가변하는(또는 전자 장치(101) 주변 온도를 반영하는) 파라미터일 수 있다.
예를 들어, 아래 [수학식 8]와 같이, 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 SOH의 관계를 나타내는 매핑 파라미터의 계수(
Figure PCTKR2019006812-appb-I000024
)는 온도에 대한 함수로 구성될 수 있다.
Figure PCTKR2019006812-appb-I000025
[수학식 8]에서, k는 기준 시간(t0)으로부터 시간(tk)까지의 시간 구간에 대응하는 변수를 나타내고, N은 함수의 차수를 나타내고, T 는 온도를 나타낼 수 있다.
[수학식 8]에서, 계수들(b0k 내지 bNk)은 계수(
Figure PCTKR2019006812-appb-I000026
)와 온도(T) 간 상관 관계(또는 함수)를 산출하기 위한 온도 파라미터일 수 있다.
일 실시예에서, 다양한 온도 조건(예: 약 25˚C, 약 35˚C, 약 45˚C, 또는 약 55˚C)에서 수행된 수명 열화 실험을 통하여 온도(T)에 따른 매핑 파라미터의 계수(예:
Figure PCTKR2019006812-appb-I000027
)를 획득(또는 산출)하고, [수학식 8]에 온도(T)를 대입함으로써, 계수들(b0k 내지 bNk)이 산출될 수 있다.
일 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 행렬(700)은 온도 파라미터, 예를 들어, 계수의 집합(b01 내지 bNk)을 인자로서 포함할 수 있다.
도 8은, 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 SOH의 관계를 나타내는 매핑 파라미터의 계수(
Figure PCTKR2019006812-appb-I000028
)의 온도 파라미터를 도시하고 있지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 수명 열화 실험을 통하여 매핑 파라미터(예: a01 내지 a0N,
Figure PCTKR2019006812-appb-I000029
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000030
,
Figure PCTKR2019006812-appb-I000031
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000032
) 각각에 대한 온도 파라미터가 산출될 수 있다.
도 4 내지 도 8에 도시하지는 않았지만, 가속화된 조건(예: 상온 보다 높은 온도 조건)에서 수행된 수명 열화 실험을 통하여 배터리의 SOH 또는 SOC를 획득할 수 있다. 예를 들어, 아래 [수학식 9]의 아레니우스(Arrhenius) 식을 통하여 수명 열화 실험에 대한 가속 계수(acceleration factor, AF)가 산출될 수 있다.
Figure PCTKR2019006812-appb-I000033
[수학식 9]에서, τ는 고장 시간(또는 시정수)을 나타내고, Ea는 리튬-이온의 활성화 에너지를 나타내고, k 는 볼츠만(Boltzmann) 상수를 나타내고, Td는 사용자가 실제 배터리를 충전하는 환경의 온도를 나타내고, Ta는 실험자가 실험에서 배터리를 충전하는 환경의 온도를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 사용자가 실제 배터리를 충전하는 환경(또는 환경의 온도)에서, 예를 들어, 약 100회의 충전 사이클에 대하여 신뢰성 있는 배터리의 SOH 또는 SOC가 획득될 수 있다면, 예를 들어, 가속 계수(AF)가 약 2인 가속화된 조건(예: 가속 계수가 약 2가 되는 온도 조건)에서 수명 열화 실험을 수행함으로써 약 200회의 충전 사이클에 대한 사용자 조건에 해당하는 사이클 정보를 확보할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 상기 배터리의 전압 변화량 및 SOH(state of health) 간의 상관 관계를 나타내는 하나 이상의 매핑 파라미터들(mapping parameters)을 저장하는 메모리, 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 전자 장치에 상기 배터리를 충전하기 위한 외부 장치가 연결됨을 검출하고, 상기 외부 장치로부터 공급 되는 충전 전류를 이용하여 상기 배터리를 충전하고, 상기 충전 전류에 적어도 기반하여, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들 중 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정하고, 상기 배터리를 충전하는 동안, 상기 배터리의 전압 변화량을 확인하고, 및 상기 적어도 하나의 매핑 파라미터 및 상기 전압 변화량에 적어도 일부 기반하여, 상기 배터리의 SOH를 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 메모리는, 상기 배터리의 전압 변화량 및 SOC(state of charging) 간의 상관 관계를 나타내는 다른(another) 매핑 파라미터를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 배터리의 전압 변화량은, 상기 배터리의 폐회로 전압(closed circuit volatage)의 변화량을 포함하고, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들은, 지정된 충전 전류에 따라 다르게 구성되는 상기 배터리의 폐회로 전압의 변화량 및 SOH 간의 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 배터리의 전압 변화량은, 상기 배터리의 개회로 전압(open circuit volatage)의 변화량을 포함하고, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들은, 상기 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 SOH 간의 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 충전 전류에 적어도 기반하여, 상기 배터리의 개회로 전압의 변화량을 포함하는 상기 전압 변화량을 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들은, 서로 다른 온도에 따른 SOH 간의 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 포함하고, 상기 프로세서는 센서 모듈을 통하여 상기 전자 장치의 온도를 획득하고, 상기 온도에 기반하여, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들 중 상기 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 매핑 파라미터 및 상기 전압 변화량에 적어도 일부 기반하여, 통계적 예측 모델을 이용하여, 상기 배터리의 SOH를 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 매핑 파라미터 및 상기 전압 변화량에 적어도 일부 기반하여, 머신 러닝(machine learning) 기법을 이용하여, 상기 배터리의 SOH를 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 프로세서는, 상기 전자 장치의 상태가 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위하여 지정된 조건 및 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위한 충전 사이클에 해당하는지 확인하고, 상기 전자 장치의 상태가 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위하여 지정된 조건에 해당하고 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위한 충전 사이클에 해당하는 것으로 확인되면, 상기 배터리의 SOH를 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 프로세서는, 상기 배터리가 충전되는 지정된 시간 동안의 전압의 변화량에 적어도 기반하여 상기 전압 변화량을 획득하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 배터리의 SOH를 획득한 후, 상기 획득된 배터리의 SOH와 이전에 획득된 배터리의 SOH 또는 한계 SOH를 비교하고, 상기 획득된 배터리의 SOH 및 상기 이전에 획득된 배터리의 SOH 간 차이가 지정된 임계 이상이거나 상기 한계 SOH에 도달한 것으로 확인한 경우, 상기 배터리의 SOH와 관련된 알림을 제공하도록 설정될 수 있다.
도 9는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리(310)의 상태에 대한 정보를 제공하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 동작 901에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는 배터리(310)를 충전하기 위한 외부 장치의 연결을 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는 전자 장치(101)(예: 배터리 커넥터(connector))에 배터리를 충전하기 위한 외부 장치(예: USB 충전 장치, travel adapter, 보조 배터리, 또는 차량 내 충전 장치)가 유선으로 연결되는지 여부를 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 외부 장치 연결 검출부(321)는, 무선으로 배터리(310)를 충전하기 위한 외부 장치(예: 무선 충전기, 무선 충전 패드, 무선 충전 거치대, 또는 무선 충전 케이스)가 연결되는지 여부를 검출할 수 있다. 다만, 배터리(310)를 충전하기 위한 외부 장치는 전술한 예시에 제한되지 않는다.
동작 903에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 외부 장치를 통하여 공급되는 충전 전류에 대한 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는 충전 전류의 레벨(또는 크기)를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 충전 전류는 정전류(constant current)일 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는 외부 장치로부터 배터리로 공급되는 전류를 측정함으로써, 충전 전류에 대한 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 충전 전류 획득부(321)는 외부 장치와의 통신을 통하여 충전 전류에 대한 정보를 획득할 수 있다.
동작 905에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 충전 전류에 적어도 기반하여 메모리(330)에 저장된 매핑 파라미터(331) 중에서 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는, 메모리(330)에 저장된 매핑 파라미터(331)가 배터리의 출력 전압의 변화량 및 배터리의 SOH(또는 SOC) 간 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터(예: a01 내지 a0N,
Figure PCTKR2019006812-appb-I000034
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000035
)로 구성된 경우, 충전 전류(또는 충전 C-rate) 별로 저장된 매핑 파라미터 중 획득된 충전 전류에 대응(또는 해당)하는 매핑 파라미터를 획득할 수 있다(또는 적어도 하나의 매핑 파라미터로 결정할 수 있다).
일 실시예에서, 프로세서(320)는, 메모리(330)에 저장된 매핑 파라미터(331)가 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 배터리의 SOH(또는 SOC) 간 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터(예:
Figure PCTKR2019006812-appb-I000036
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000037
,
Figure PCTKR2019006812-appb-I000038
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000039
)로 구성된 경우, 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 배터리의 SOH(또는 SOC) 간 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 메모리(330)로부터 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는, 전자 장치(101)가 센서 모듈(176)(예: 온도 센서)을 통하여 획득된 전자 장치(101)의 온도에 적어도 일부 기반하여, 매핑 파라미터(예: a01 내지 a0N,
Figure PCTKR2019006812-appb-I000040
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000041
,
Figure PCTKR2019006812-appb-I000042
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000043
, 또는
Figure PCTKR2019006812-appb-I000044
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000045
)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는, 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 SOH의 관계를 나타내는 매핑 파라미터(예:
Figure PCTKR2019006812-appb-I000046
내지
Figure PCTKR2019006812-appb-I000047
) 에 대응하는 온도 파라미터(예: b0k 내지 bNk)를 획득한 후, 획득된 전자 장치(101)의 온도를 [수학식 8]과 같은 매핑 파라미터, 실험 수행에 이용된 전자 장치의 온도, 및 온도 파라미터(예: b0k 내지 bNk)의 관계를 나타내는 함수에 반영(또는 대입)함으로써, 매핑 파라미터(331)를 획득할 수 있다.
동작 907에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는 외부 장치를 통하여 배터리(310)가 충전되는 동안 배터리(310)의 출력 전압(또는 출력 전압 레벨)의 변화량을 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는 외부 장치를 통하여 배터리(310)가 부분 충전(예: 완전 방전되지 않은 상태에서 부분 충전 상태 또는 완전 충전 상태로의 충전, 또는 완전 방전 상태에서 부분 충전 상태로의 충전)되는 동안 지정된 시간 간격으로 배터리(310)의 출력 전압(또는 출력 전압 레벨)의 변화량을 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는 외부 장치를 통하여 배터리(310)가 완전 방전 상태에서 완전 충전 상태로 충전되는 동안 지정된 시간 간격으로 배터리(310)의 출력 전압(또는 출력 전압 레벨)의 변화량을 확인할 수도 있다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는 배터리(310)의 출력 전압의 변화량을 확인하기 위하여, 외부 장치를 통하여 배터리(310)를 충전하는 시간을 측정하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전압 변화량 획득부(327)는 외부 장치를 통하여 배터리를 충전하는 시간을 측정하기 위한 RTC(real time clock)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는, 메모리(330)에 저장된(또는 메모리(330)로부터 획득된) 파라미터(331)가 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 배터리의 SOH(또는 SOC) 간 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터로 구성되는 경우, 획득된 배터리(310)의 출력 전압 및 충전 전류에 기반하여 배터리의 개회로 전압의 변화량을 확인할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는, 획득된 배터리(310)의 출력 전압의 변화량과 획득된 충전 전류 및 배터리(310)의 내부 저항에 기반하여(또는 획득된 배터리(310)의 출력 전압과 획득된 충전 전류 및 배터리(310)의 내부 저항을 이용하여 연산을 수행함으로써) 배터리(310)의 개회로 전압의 변화량을 확인(또는 획득, 또는 산출)할 수 있다.
도 9에서, 동작 907이 동작 903 및 동작 905 후에 수행되는 것으로 도시하고 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 동작 907은 동작 901 수행 후 동작 903 또는 동작 905 수행 전 수행될 수도 있다.
동작 909에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 획득된 매핑 파라미터(331) 및 획득된 배터리(310)의 출력 전압의 변화량(또는 획득된 배터리(310)의 개회로 전압의 변화량)에 적어도 일부 기반하여 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득(또는 추정)할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는, 획득된 매핑 파라미터가 나타내는 충전 시간에 따른 배터리의 출력 전압의 변화량의 함수들 중, 배터리(310)를 충전하는 동안 지정된 시간에 따라(또는 지정된 시간 마다) 획득된(또는 측정된) 배터리(310)의 출력 전압의 변화량(또는 변화량의 함수)에 대응하는(또는 매칭하는) 함수를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는 획득된 충전 시간에 따른 배터리(310)의 출력 전압의 변화량의 함수에 대응하는(또는 나타내는) SOH(또는 SOC)를 확인함으로써, SOH(또는 SOC)를 획득할 수 있다. 이에 대하여 후술할 도 9를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는, 획득된 매핑 파라미터(331)가 나타내는 배터리의 출력 전압의 변화량 및 SOH(또는 SOC) 간 상관 관계들을 나타내는 함수들과 배터리(310)를 충전하는 동안 지정된 시간에 따른 배터리(310)의 출력 전압의 변화량에 적어도 일부 기반하여, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득할 수 있다. 이에 대하여 후술할 도 10을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는, 획득된 매핑 파라미터(331) 및 획득된 배터리(310)의 출력 전압의 변화량(또는 획득된 배터리(310)의 개회로 전압의 변화량)에 적어도 일부 기반하여, 통계적 예측 모델, 또는 머신 러닝(machine learning) 기법을 이용하여, 배터리의 SOH(또는 SOC)를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 통계적 예측 모델은, Particle filter, Bayesian 정리, Kalman filter, Extended Kalman filter, 또는 Unscented Kalman filter 등을 포함할 수 있다. 다만, 배터리의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 통계적 예측 모델은 전술한 예시에 제한되지 않는다.
일 실시예에서, 머신 러닝 기법은, Artificial Neural network, Gradient Descent 등을 포함할 수 있다. 다만, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 머신 러닝 기법은 전술한 예시에 제한되지 않는다.
도 10 및 11은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, SOH를 획득하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10에서, 함수들(1010, 1020)(또는 곡선들)은 배터리의 서로 다른 SOH들에 대하여(또는 서로 다른 SOH들에 대응하는) 충전 시간에 따른 배터리의 전압(예: 배터리의 출력 전압 또는 배터리의 개회로 전압)의 변화량을 나타낼 수 있다. 함수들(1010, 1020)(또는 곡선들)은 획득된 매핑 파라미터에 대응하는 함수들(또는 획득된 매핑 파라미터에 의해 나타낼 수 있는 함수들)일 수 있다.
도 10에서, 기호들('X')(1011 내지 1017)은 배터리를 충전하는 동안(또는 배터리를 약 10초부터 약 30초 사이에서 부분 충전하는 동안) 지정된 시간 간격에서 측정된 배터리 전압의 변화량을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 기호(1011)은 기준 시간 약 10초부터 약 15초 사이의 배터리의 전압의 변화량을 나타내고, 기호(1013)은 기준 시간 약 10초부터 약 20초 사이의 배터리의 전압의 변화량을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는, 충전 시간에 따른 배터리의 출력 전압의 변화량의 함수들(1010, 1020) 중, 지정된 시간 간격 마다 측정된 전압의 변화량들의 자취(또는 곡선)(또는 기호들('X')(1011 내지 1017)이 나타내는 전압의 변화량의 자취)와 매칭되거나(또는 일치하거나) 가장 근사한 함수(1010)를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 통계적 예측 모델 또는 머신 러닝 기법을 이용하여, 충전 시간에 따른 배터리의 출력 전압의 변화량의 함수들(1010, 1020) 중, 지정된 시간 간격 마다 측정된 전압의 변화량들의 자취(또는 곡선)과 매칭되거나(또는 일치하거나) 가장 근사한 함수(1010)를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 함수(1010)에 대응하는(또는 함수(1010)가 나타내는) SOH를 배터리의 현재 SOH로서 결정할 수 있다.
도 10에서 함수들(1010, 1020)은 서로 다른 SOH들에 대응하는 것으로 예시하고 있지만, 도 10에서 설명한 방법과 동일 또는 유사한 방법을 이용하여, 프로세서(320)는, 서로 다른 SOC들에 대응하는 함수들에 기반하여 배터리의 현재 SOC를 획득할 수 있다.
도 11은, 배터리를 충전하는 동안 지정된 충전 시간(또는 충전 시간 구간)에 대하여(또는 지정된 충전 시간 마다) 배터리의 SOH에 따른 배터리의 출력 전압의 변화량(ΔV)을 나타내는 그래프(또는 함수)를 도시한다. 도 11의 그래프는 도 4b의 그래프와 동일 또는 유사할 수 있다.
도 11에서, 기호들('o')(1111 내지 1117)은 배터리를 충전하는 동안(또는 배터리를 약 10초부터 약 30초 사이에서 부분 충전하는 동안) 지정된 시간 간격에서 측정된 배터리 전압의 변화량을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 기호(1111)은 기준 시간 약 10초부터 약 15 초 사이의 배터리의 전압의 변화량을 나타내고, 기호(1113)은 기준 시간 약 10초부터 약 20초 사이의 배터리의 전압의 변화량을 나타낼 수 있다.
도 11에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 함수들(ΔV1 내지 ΔVk)에 기반하여, 기호들('o')(1111 내지 1117)에 대응하는 배터리의 출력 전압의 변화량들의 자취(또는 직선)와 매칭되거나(또는 일치하거나) 가장 근사한 선분(1120)(또는 전압 변화량들)에 해당하는 SOH(D)를 배터리의 SOH로서 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 11에서, 배터리의 SOH(D)에서, ΔV15 및 ΔV14 간 차이는, 기호(1117)에 대응하는 배터리 출력 전화의 변화량 및 기호(1115)에 대응하는 배터리 출력 전화의 변화량 간 차이에 매칭되고, ΔV14 및 ΔV13 간 차이는, 기호(1115)에 대응하는 배터리 출력 전화의 변화량 및 기호(1113)에 대응하는 배터리 출력 전화의 변화량 간 차이에 매칭되고, ΔV13 및 ΔV12 간 차이는, 기호(1113)에 대응하는 배터리 출력 전화의 변화량 및 기호(1111)에 대응하는 배터리 출력 전화의 변화량 간 차이에 매칭될 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는, 통계적 예측 모델 또는 머신 러닝 기법을 이용하여, 함수들(ΔV1 내지 ΔVk)에 기반하여, 기호들('o')(1111 내지 1117)에 대응하는 배터리의 출력 전압의 변화량들의 자취(또는 직선)와 매칭되거나(또는 일치하거나) 가장 근사한 선분(1120)(또는 전압 변화량들)에 해당하는 SOH(D)를 배터리의 SOH로서 결정할 수 있다.
도 11에서 함수들(ΔV1 내지 ΔVk)을 이용하여 배터리의 SOH를 획득하는 방법을 예시하고 있지만, 프로세서(320)는, 도 11에서 설명한 방법과 동일 또는 유사한 방법을 이용하여, 배터리의 SOC를 획득할 수 있다.
도 12는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리(310)의 상태에 대한 정보를 제공하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 동작 1201에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는 배터리(310)를 충전하기 위한 외부 장치의 연결을 검출할 수 있다.
동작 1201은, 도 9의 동작 901과 적어도 일부가 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
동작 1203에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는 전자 장치(101)의 상태가 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 지정된 조건에 해당하는지 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는, 배터리(310)를 충전하는 동안 전자 장치(101)에서 지정된 임계 이상의 전력을 소모하는 기능이 실행되는 경우 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위하여 지정된 조건에 해당(또는 지정된 조건을 충족)하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는, 배터리(310)를 충전하는 동안 전자 장치(101)에서 어플리케이션(예: 내비게이션(navigation) 어플리케이션, 게임(game) 어플리케이션, 동영상 어플리케이션, 또는 통화 어플리케이션 등)이 실행되는 경우 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위하여 지정된 조건에 해당하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 다른 예에서, 프로세서(320)는, 배터리(310)를 충전하는 동안 전자 장치(101)에서 표시 장치(160)가 턴-온(turn-on) 상태에 있는 경우 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위하여 지정된 조건에 해당하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 다만, 전자 장치(101)에서 지정된 임계 이상의 전력을 소모하는 기능이 실행되는 경우는 전술한 예시에 제한되지 않는다.
동작 1205에서, 동작 1203에서 프로세서(320)가 전자 장치(101)의 상태가 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 지정된 조건에 해당하는 것으로 결정한 경우, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 외부 장치를 통하여 공급되는 충전 전류에 대한 정보를 획득할 수 있다.
동작 1207에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 충전 전류에 적어도 기반하여 메모리(330)에 저장된 매핑 파라미터(331) 중에서 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정할 수 있다.
동작 1209에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는 외부 장치를 통하여 배터리(310)가 충전되는 동안 배터리(310)의 출력 전압(또는 출력 전압 레벨)의 변화량을 확인할 수 있다.
동작 1211에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 획득된 매핑 파라미터(331) 및 획득된 배터리(310)의 출력 전압의 변화량(또는 획득된 배터리(310)의 개회로 전압의 변화량)에 적어도 일부 기반하여 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득(또는 추정)할 수 있다.
동작 1205 내지 동작 1211은, 도 9의 동작 903 내지 909와 적어도 일부가 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
동작 1203에서 프로세서(320)가 전자 장치(101)의 상태가 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 지정된 조건에 해당하지 않는 것으로 결정한 경우, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 동작을 수행하지 않을 수 있다(또는, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 동작을 수행함 없이, 배터리(310)를 충전하는 동작을 지속할 수 있다).
도 13은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리(310)의 상태에 대한 정보를 제공하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 동작 1301에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는 배터리(310)를 충전하기 위한 외부 장치의 연결을 검출할 수 있다.
동작 1301은, 도 9의 동작 901과 적어도 일부가 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
동작 1303에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 충전 사이클(cycle 또는 주기)에 해당하는지(또는 도달하였는지) 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(320)는 주기적으로 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 배터리(310)를 충전하는 주기적인 횟수(예: 50회) 마다 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 다른 예에서, 프로세서(320)는 배터리(310)를 충전하는 주기적인 시간 간격으로(예: 일 주일 간격으로) 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 동작을 수행할 수 있다.
동작 1305에서, 동작 1303에서 프로세서(320)가 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 충전 사이클에 해당하는 것으로 확인한 경우, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 외부 장치를 통하여 공급되는 충전 전류에 대한 정보를 획득할 수 있다.
동작 1307에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 충전 전류에 적어도 기반하여 메모리(330)에 저장된 매핑 파라미터(331) 중에서 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정할 수 있다.
동작 1309에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는 외부 장치를 통하여 배터리(310)가 충전되는 동안 배터리(310)의 출력 전압(또는 출력 전압 레벨)의 변화량을 확인할 수 있다.
동작 1311에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 획득된(또는 결정된) 매핑 파라미터(331) 및 확인된 배터리(310)의 출력 전압의 변화량(또는 확인된 배터리(310)의 개회로 전압의 변화량)에 적어도 일부 기반하여 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득(또는 추정)할 수 있다.
동작 1305 내지 동작 1311은, 도 9의 동작 903 내지 909와 적어도 일부가 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
동작 1303에서 프로세서(320)가 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 충전 사이클에 해당하는 것으로 확인한 경우, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 동작을 수행하지 않을 수 있다(또는, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하기 위한 동작을 수행함 없이, 배터리(310)를 충전하는 동작을 지속할 수 있다).
도 14는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리(310)의 상태에 대한 알림을 제공하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 15는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리(310)의 상태에 대한 알림을 제공하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 동작 1401에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 배터리의 SOH(또는 SOC)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 도 9 내지 도 13에서 예시한 방법을 통하여 배터리(310)의 현재 SOH(또는 SOC)를 획득할 수 있다.
동작 1403에서, 프로세서(320)는 이전에 획득된 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득(또는 확인)할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득하는 동작을 수행한 후, 획득된 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 메모리(330)에 저장할 수 있다. 프로세서(320)는 메모리(330)로부터 배터리(310)의 현재 SOH(또는 SOC)를 획득하기 바로 이전에 획득한 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득할 수 있다.
동작 1405에서, 프로세서(320)는, 배터리(310)의 현재 SOH(또는 SOC)과 이전에 획득된 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 비교함으로써, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)가 지정된 임계 이상 변화되었는지 확인할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는, 배터리(310)의 현재 SOH(또는 SOC)과 이전에 획득된 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 비교하고, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)가 약 1% 이상 변화되었는지 확인할 수 있다. 일 실시예에서, 지정된 임계는 전자 장치(101) 또는 배터리(310)의 설계자 또는 사용자에 의해 설정될 수 있다.
동작 1405에서, 동작 1403에서 프로세서(320)가 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)가 지정된 임계 이상 변화된 것으로 확인한 경우, 일 실시예에서, 프로세서(320)는 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)와 관련된 알림을 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 표시 장치(160), 햅틱 모듈(179), 또는 음향 출력 장치(155) 중 적어도 하나를 이용하여, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)의 변화와 관련된 알림을 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)의 변화와 관련된 알림은 전자 장치(101)의 사용자에게 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)가 지정된 임계 이상 변화되었음을 알리거나, 사용자가 전자 장치(101)와 관련된 서비스 센터 또는 전자 장치(101)(또는 배터리(310))의 제조사로 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)가 지정된 임계 이상 변화되었음을 알리도록 하는 알림을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 도 15에 도시된 바와 같이, 디스플레이를 통하여 '배터리의 수명이 급격하게 변화하였습니다! 가까운 서비스 센터에 문의 바랍니다.'와 같은 문구(1510)를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는 통신 모듈(190)을 이용하여 전자 장치(101)와 관련된 서비스 센터(또는 서비스 센터의 장치) 또는 전자 장치(101)(또는 배터리(310))의 제조사(또는 제조사의 장치)로 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)의 변화와 관련된 알림을 전송할 수 있다. 다만, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)의 변화와 관련된 알림을 제공하는 방법은 전술한 예시에 제한되지 않는다.
동작 1403에서, 동작 1403에서 프로세서(320)가 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)가 지정된 임계 이상 변화되지 않은 것으로 확인한 경우, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)와 관련된 알림을 제공하지 않을 수 있다.
도 16은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리(310)의 상태에 대한 알림을 제공하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 배터리(310)의 상태에 대한 알림을 제공하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 동작 1601에서, 일 실시예에서, 프로세서(320)는, 배터리(310)의 SOH(또는 SOC)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 도 9 내지 도 13에서 예시한 방법을 통하여 배터리(310)의 현재 SOH를 획득할 수 있다.
동작 1603에서, 프로세서(320)는 획득된 배터리(310)의 현재 SOH가 배터리(310)의 한계 SOH 이하인지(또는 한계 SOH 이하에 도달하였는지) 확인할 수 있다. 일 실시예에서, 배터리(310)의 한계 SOH는 배터리(310)가 열화되어 정상적으로 동작하지 않는 상태(또는 정상적으로 동작하지 않을 가능성이 높은 상태)에 대응하는 배터리(310)의 SOH일 수 있다. 일 실시예에서, 배터리(310)의 한계 SOH는 전자 장치(101)(또는 배터리(310))의 설계자(또는 제조자)에 의해 설정될 수 있다.
동작 1605에서, 동작 1603에서 프로세서(320)가 획득된 배터리(310)의 현재 SOH가 배터리(310)의 한계 SOH 이하인 것으로 확인한 경우, 일 실시예에서, 프로세서(320)는 배터리(310)의 SOH와 관련된 알림을 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 표시 장치(170), 햅틱 모듈(179), 또는 음향 출력 장치(165) 중 적어도 하나를 이용하여, 배터리(310)의 현재 SOH가 한계 SOH에 도달하였음을 나타내는 알림을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리(310)의 현재 SOH가 한계 SOH에 도달하였음을 나타내는 알림은 전자 장치(101)의 사용자에게 배터리(310)의 현재 SOH가 한계 SOH에 도달하였음을 알리거나, 사용자가 전자 장치(101)와 관련된 서비스 센터 또는 전자 장치(101)(또는 배터리(310))의 제조사로 배터리(310)의 현재 SOH가 한계 SOH에 도달하였음을 알리도록 하는 알림을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 도 17에 도시된 바와 같이, 표시 장치(170)를 통하여 '배터리의 수명이 한계에 도달하였습니다. 배터리를 교환하시기 바랍니다.'와 같은 문구(1710)를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(320)는 통신 모듈(190)을 이용하여 전자 장치(101)와 관련된 서비스 센터(또는 서비스 센터의 장치) 또는 전자 장치(101)(또는 배터리(310))의 제조사(또는 제조사의 장치)로 배터리(310)의 현재 SOH가 한계 SOH에 도달함과 관련된 알림을 전송할 수 있다. 다만, 배터리(310)의 현재 SOH가 한계 SOH에 도달한 것과 관련된 알림을 제공하는 방법은 전술한 예시에 제한되지 않는다.
동작 1603에서, 동작 1603에서 프로세서(320)가 획득된 배터리(310)의 현재 SOH가 배터리(310)의 한계 SOH에 도달하지 않은 것으로 확인한 경우, 배터리(310)의 SOH와 관련된 알림을 제공하지 않을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 충전 중 배터리의 전압 변화량에 기반하여 전자 장치의 배터리의 상태를 획득하기 위한 방법은, 상기 전자 장치에 상기 배터리를 충전하기 위한 외부 장치가 연결됨을 검출하는 동작, 상기 외부 장치로부터 공급되는 충전 전류를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 동작, 상기 충전 전류에 적어도 기반하여, 메모리에 저장된 하나 이상의 매핑 파라미터들 중 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정하는 동작, 상기 배터리를 충전하는 동안, 상기 배터리의 전압 변화량을 확인하는 동작, 및 상기 적어도 하나의 매핑 파라미터 및 상기 전압 변화량에 적어도 일부 기반하여, 상기 배터리의 SOH를 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 메모리는, 상기 배터리의 전압 변화량 및 SOC 간의 상관 관계를 나타내는 다른 매핑 파라미터를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 배터리의 전압 변화량은, 상기 배터리의 폐회로 전압의 변화량을 포함하고, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들은, 지정된 충전 전류에 따라 다르게 구성되는 상기 배터리의 폐회로 전압의 변화량 및 SOH 간의 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 배터리의 전압 변화량은, 상기 배터리의 개회로 전압의 변화량을 포함하고, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들은, 상기 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 SOH 간의 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 포함하고, 상기 배터리의 전압 변화량을 획득하는 동작은, 상기 충전 전류에 적어도 기반하여, 상기 배터리의 개회로 전압의 변화량을 포함하는 상기 변화량을 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들은, 서로 다른 온도에 따른 SOH 간의 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 포함하고, 상기 방법은 센서 모듈을 통하여 상기 전자 장치의 온도를 획득하는 동작 및 상기 온도에 기반하여, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들 중 상기 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 배터리의 SOH를 획득하는 동작은, 상기 적어도 하나의 매핑 파라미터 및 상기 전압 변화량에 적어도 일부 기반하여, 통계적 예측 모델을 이용하여, 상기 배터리의 SOH를 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 배터리의 SOH를 획득하는 동작은, 상기 적어도 하나의 매핑 파라미터 및 상기 전압 변화량에 적어도 일부 기반하여, 머신 러닝 기법을 이용하여, 상기 배터리의 SOH를 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 방법은, 상기 전자 장치의 상태가 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위하여 지정된 조건 및 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위한 충전 사이클에 해당하는지 확인하는 동작; 및 상기 전자 장치의 상태가 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위하여 지정된 조건에 해당하고 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위한 충전 사이클에 해당하는 것으로 확인되면, 상기 배터리의 SOH를 획득하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 배터리를 충전하는 동안, 상기 배터리의 전압 변화량을 확인하는 동작은, 상기 배터리가 충전되는 지정된 시간 동안의 전압의 변화량에 적어도 기반하여 전압 변화량을 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 방법은, 상기 배터리의 SOH를 획득한 후, 상기 획득된 배터리의 SOH와 이전에 획득된 배터리의 SOH 또는 한계 SOH를 비교하는 동작, 및 상기 획득된 배터리의 SOH 및 상기 이전에 획득된 배터리의 SOH 간 차이가 지정된 임계 이상이거나 상기 한계 SOH에 도달한 것으로 확인한 경우, 상기 배터리의 SOH와 관련된 알림을 제공하는 동작을 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 실시예에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, CD-ROM, DVD 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
일 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 전자 장치에서, 상기 전자 장치에 상기 배터리를 충전하기 위한 외부 장치가 연결됨을 검출하는 동작, 상기 외부 장치로부터 공급되는 충전 전류를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 동작, 상기 충전 전류에 적어도 기반하여, 메모리에 저장된 하나 이상의 매핑 파라미터들 중 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정하는 동작, 상기 배터리를 충전하는 동안, 상기 배터리의 전압 변화량을 확인하는 동작, 및 상기 적어도 하나의 매핑 파라미터 및 상기 전압 변화량에 적어도 일부 기반하여, 상기 배터리의 SOH를 획득하는 동작을 실행시키기 위한 프로그램을 기록할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    배터리;
    상기 배터리의 전압 변화량 및 SOH(state of health) 간의 상관 관계를 나타내는 하나 이상의 매핑 파라미터들(mapping parameters)을 저장하는 메모리; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 전자 장치에 상기 배터리를 충전하기 위한 외부 장치가 연결됨을 검출하고,
    상기 외부 장치로부터 공급 되는 충전 전류를 이용하여 상기 배터리를 충전하고, 상기 충전 전류에 적어도 기반하여, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들 중 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정하고,
    상기 배터리를 충전하는 동안, 상기 배터리의 전압 변화량을 확인하고, 및
    상기 적어도 하나의 매핑 파라미터 및 상기 전압 변화량에 적어도 일부 기반하여, 상기 배터리의 SOH를 획득하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메모리는,
    상기 배터리의 전압 변화량 및 SOC(state of charging) 간의 상관 관계를 나타내는 다른(another) 매핑 파라미터를 더 포함하는 전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리의 전압 변화량은, 상기 배터리의 폐회로 전압(closed circuit voltage)의 변화량을 포함하고, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들은, 지정된 충전 전류에 따라 다르게 구성되는 상기 배터리의 폐회로 전압의 변화량 및 SOH 간의 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터들을 포함하는 전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리의 전압 변화량은, 상기 배터리의 개회로 전압(open circuit volatage)의 변화량을 포함하고,
    상기 하나 이상의 매핑 파라미터들은, 상기 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 SOH 간의 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 충전 전류에 적어도 기반하여, 상기 배터리의 개회로 전압의 변화량을 포함하는 상기 전압 변화량을 획득하도록 설정된 전자 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 매핑 파라미터들은, 서로 다른 온도에 따른 SOH 간의 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 포함하고,
    상기 프로세서는 센서 모듈을 통하여 상기 전자 장치의 온도를 획득하고,
    상기 온도에 기반하여, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들 중 상기 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정하도록 설정된 전자 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 매핑 파라미터 및 상기 전압 변화량에 적어도 일부 기반하여, 통계적 예측 모델 또는 머신 러닝(machine learning)을 이용하여, 상기 배터리의 SOH를 획득하도록 설정된 전자 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전자 장치의 상태가 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위하여 지정된 조건 및 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위한 충전 사이클에 해당하는지 확인하고,
    상기 전자 장치의 상태가 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위하여 지정된 조건에 해당하고 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위한 충전 사이클에 해당하는 것으로 확인되면, 상기 배터리의 SOH를 획득하도록 설정된 전자 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 배터리가 충전되는 지정된 시간 동안의 전압의 변화량에 적어도 기반하여 상기 전압 변화량을 획득하도록 설정된 전자 장치.
  9. 충전 중 배터리의 전압 변화량에 기반하여 전자 장치의 배터리의 상태를 획득하기 위한 방법에 있어서,
    상기 전자 장치에 상기 배터리를 충전하기 위한 외부 장치가 연결됨을 검출하는 동작;
    상기 외부 장치로부터 공급되는 충전 전류를 이용하여 상기 배터리를 충전하는 동작;
    상기 충전 전류에 적어도 기반하여, 메모리에 저장된 하나 이상의 매핑 파라미터들 중 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정하는 동작;
    상기 배터리를 충전하는 동안, 상기 배터리의 전압 변화량을 확인하는 동작; 및
    상기 적어도 하나의 매핑 파라미터 및 상기 전압 변화량에 적어도 일부 기반하여, 상기 배터리의 SOH를 획득하는 동작을 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 메모리는,
    상기 배터리의 전압 변화량 및 SOC 간의 상관 관계를 나타내는 다른 매핑 파라미터를 더 포함하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 배터리의 전압 변화량은, 상기 배터리의 폐회로 전압의 변화량을 포함하고,
    상기 하나 이상의 매핑 파라미터들은, 지정된 충전 전류에 따라 다르게 구성되는 상기 배터리의 폐회로 전압의 변화량 및 SOH 간의 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터들을 포함하는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 배터리의 전압 변화량은, 상기 배터리의 개회로 전압의 변화량을 포함하고,
    상기 하나 이상의 매핑 파라미터들은, 상기 배터리의 개회로 전압의 변화량 및 SOH 간의 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 포함하고,
    상기 배터리의 전압 변화량을 획득하는 동작은, 상기 충전 전류에 적어도 기반하여, 상기 배터리의 개회로 전압의 변화량을 포함하는 상기 변화량을 획득하는 동작을 포함하는 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 매핑 파라미터들은, 서로 다른 온도에 따른 SOH 간의 상관 관계를 나타내는 매핑 파라미터를 포함하고,
    센서 모듈을 통하여 상기 전자 장치의 온도를 획득하는 동작; 및
    상기 온도에 기반하여, 상기 하나 이상의 매핑 파라미터들 중 상기 적어도 하나의 매핑 파라미터를 결정하는 동작을 더 포함하는 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 배터리의 SOH를 획득하는 동작은,
    상기 적어도 하나의 매핑 파라미터 및 상기 전압 변화량에 적어도 일부 기반하여, 통계적 예측 모델 또는 머신 러닝 기법을 이용하여, 상기 배터리의 SOH를 획득하는 동작을 포함하는 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 전자 장치의 상태가 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위하여 지정된 조건 및 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위한 충전 사이클에 해당하는지 확인하는 동작; 및
    상기 전자 장치의 상태가 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위하여 지정된 조건에 해당하고 상기 배터리의 SOH를 획득하기 위한 충전 사이클에 해당하는 것으로 확인되면, 상기 배터리의 SOH를 획득하는 동작을 더 포함하는 방법.
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