WO2022075709A1 - 배터리 관리 장치 및 방법 - Google Patents

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이후준
권정현
박재동
이상훈
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a battery management apparatus and method, and more particularly, to a battery management apparatus and method for determining a state of a battery in consideration of environmental information of a storage location of the battery and information about surrounding batteries.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery management apparatus and method for determining the state of a battery in consideration of environmental information of a storage location of the battery and information about surrounding batteries.
  • a battery management apparatus includes: a battery information measuring unit connected to a battery and configured to measure a voltage of the battery; and receiving location information on a location where the battery is stored from the outside, receiving battery information including the voltage of the battery from the battery information measuring unit, and determining a target location where the battery is stored based on the received location information determine, obtain environmental information of the determined target position, set reference state information of one or more reference cells stored around the determined target position, and at least one of received battery information, acquired environmental information, and set reference state information It may include a control unit configured to determine the state of the battery based on the.
  • the control unit may be configured to change a voltage measurement period of the battery by the battery information measurement unit according to the determined state of the battery.
  • the control unit receives the storage period information about the storage period of the battery from the outside, and the storage period information and the storage period information so that the battery information measuring unit measures the voltage of the battery a predetermined number of times during the storage period It may be configured to preset the voltage measurement period based on the determined state of the battery.
  • the control unit may be configured to determine the state of the battery as a normal state or an abnormal state, and to decrease a voltage measurement period of the battery information measuring unit with respect to the battery determined to be in the abnormal state.
  • the battery management apparatus may further include an alarm unit configured to receive the determined state of the battery from the controller and turn on when the determined state of the battery is the abnormal state.
  • the control unit sets a first state profile for the predicted state of the battery based on the received battery information and the obtained environment information, and sets a first state profile for the battery based on the set first state profile and the set reference state information. It may be configured to set a second state profile for the predicted state, and to determine the state of the battery based on the set second state profile.
  • the controller may be configured to set the second state profile by correcting the set first state profile according to the reference state information.
  • the controller sets the second state profile at a first time point, compares the battery information received at a second time point after the first time point, and the predicted state of the second status profile corresponding to the second time point, It may be configured to determine the state of the battery.
  • the controller may be configured to compare the set second state profile with a reference profile and determine the state of the battery according to the comparison result.
  • the controller may be configured to determine the target location based on the received location information, determine one or more cells stored in the target location as the reference cell, and set reference state information corresponding to the determined reference cell. .
  • the reference cell may be provided in plurality.
  • the control unit obtains a plurality of pieces of reference information corresponding to each of a plurality of reference cells, sets the reference state information for the target location based on the obtained plurality of reference information, and sets the first state profile and the set reference information. and set the second state profile according to the reference state information.
  • the location information may be information on a target section in which the battery is stored among a plurality of sections divided so that the battery can be stored.
  • the battery management device includes an environmental information measuring unit configured to measure the environmental information including at least one of temperature, humidity, and air quality of the target location, and transmit the measured environmental information to the control unit. may include more.
  • a battery management method includes: a battery information measuring step of measuring a voltage of a battery; a target location determination step of determining a target location in which the battery is stored based on location information on a location in which the battery is stored received from the outside; an environment information obtaining step of obtaining environment information of the determined target location; a reference state information setting step of setting reference state information of one or more reference cells stored around the determined target position; and battery information including the voltage of the battery measured in the battery information measuring step, the environment information obtained in the environmental information obtaining step, and the reference state information set in the reference state information setting step based on at least one of the state of the battery It may include a battery state determination step of determining the.
  • the battery management method may further include, after the battery state determination step, a voltage measurement period changing step of changing the voltage measurement period of the battery according to the state of the battery determined in the battery state determination step.
  • the battery management apparatus can more accurately determine the state of the battery by considering not only battery information, but also environmental information about a target location in which the battery is stored, and reference state information of a reference cell stored in the target location.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a storage space in which a battery can be stored according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of a first state profile set by a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example of reference state information set by a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example of a second state profile set by a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example in which a state of a battery is determined by a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a battery state management method according to another embodiment of the present invention.
  • a term such as a control unit described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery management apparatus 100 may include a battery information measurement unit 110 and a control unit 120 .
  • the battery information measuring unit 110 may be connected to a battery and configured to measure a voltage of the battery.
  • the battery means one independent cell that has a negative terminal and a positive terminal and is physically separable.
  • one pouch-type lithium polymer cell may be regarded as a battery.
  • the battery may refer to a battery module in which two or more cells are connected in series and/or in parallel.
  • a battery means one cell.
  • each of the battery information measuring units 110 may be connected to one battery.
  • the battery information measuring unit 110 may measure the voltage of the connected battery.
  • the battery information measuring unit 110 may estimate the SOC and/or SOH of the battery based on the measured voltage of the battery. Note that the battery information measuring unit 110 may further measure or estimate various battery information that can be used to determine the state of the battery, for example, current, internal resistance, temperature, and swelling pressure.
  • the controller 120 may be configured to receive location information on a location where the battery is stored from the outside.
  • the controller 120 may receive location information on a location where the battery is stored from the user terminal.
  • the user terminal may be configured to include an input unit.
  • the user terminal may receive information on a location where the battery is stored through the input unit.
  • the user terminal may set location information on a location where the battery is stored based on the received information.
  • various devices having an input unit such as a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a personal computer (PC), and a tablet PC may be applied to the user terminal.
  • PDA personal digital assistant
  • PC personal computer
  • tablet PC tablet PC
  • the user terminal may be configured to output the set location information to the controller 120 .
  • the user terminal may be configured to enable wired communication and/or wireless communication. That is, the user terminal may output the set location information to the controller 120 , and the controller 120 may receive the location information output from the user terminal.
  • the control unit 120 may be configured to receive battery information including the voltage of the battery from the battery information measurement unit 110 .
  • the battery information measurement unit 110 and the control unit 120 may be connected to communicate with each other.
  • the battery information measurement unit 110 may transmit battery information including the measured voltage of the battery to the control unit 120 , and the control unit 120 may receive battery information from the battery information measurement unit 110 .
  • the controller 120 may be configured to determine a target location in which the battery is stored based on the received location information.
  • the target position of the battery determined by the controller 120 will be described in detail with reference to FIG. 2 .
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a storage space 200 in which a battery can be stored according to an embodiment of the present invention.
  • the battery may be stored in the storage space 200 .
  • the storage space 200 may be a space, such as a warehouse, a container, a trailer, in which a battery can be stored or loaded.
  • the storage space 200 may be divided into A section, B section, C section, D section, E section, and F section. That is, the battery may be stored in any one of section A, section B, section C, section D, section E, and section F.
  • the user terminal may be configured to set a target section in which the battery is stored among a plurality of divided sections as the location information.
  • section A may be the target section.
  • the user terminal may set location information for section A in which the battery is stored, and transmit the set location information to the controller 120 .
  • the controller 120 may receive the location information from the user terminal and determine the target location of the battery as the A section based on the received location information.
  • the control unit 120 may be configured to obtain the determined environment information of the target location.
  • the battery management apparatus 100 may further include an environment information measurement unit 130 .
  • the environmental information measuring unit 130 may be configured to measure the environmental information including at least one of temperature, humidity, and air quality of the target location.
  • the air quality may mean a concentration of pollutants in the air of the target location.
  • the pollutants may include sulfur dioxide (SO 2 ), carbon monoxide (CO), nitrogen dioxide (NO 2 ), fine dust (PM 10 , PM 2.5 ), and the like.
  • the environment information measurement unit 130 may be configured to transmit the measured environment information to the control unit 120 .
  • the environment information measurement unit 130 may receive a target location in which the battery is stored from the control unit 120 .
  • the environmental information measuring unit 130 may measure environmental information including at least one of temperature, humidity, and air quality of the target location.
  • the environment information measurement unit 130 may transmit the measured environment information to the control unit 120 .
  • the environment information measurement unit 130 may receive information on section A as a target location from the control unit 120 .
  • the environmental information measuring unit 130 may measure environmental information including at least one of temperature, humidity, and air quality of section A.
  • the environment information measurement unit 130 may transmit the measured environment information to the control unit 120 .
  • the controller 120 may be configured to set reference state information (Pref) of one or more reference cells stored around the determined target position.
  • Pref reference state information
  • the reference state information Pref of the reference cell may be a profile indicating degradation of the reference cell.
  • the reference state information Pref may be a profile indicating a correspondence relationship between at least one of a voltage value, SOC, and SOH of a reference cell and a storage time of the reference cell. Details of the reference state information Pref will be described later with reference to FIG. 4 .
  • one or more cells may be previously stored in the storage space 200 .
  • the control unit 120 may be configured to obtain in advance the storage location of one or more cells stored in the storage space 200 and the state information of each cell. Accordingly, the controller 120 may select one or more reference cells previously stored in the vicinity of the target location determined for the battery from among one or more cells previously stored in the storage space 200 . In addition, the controller 120 may set reference state information Pref of the selected reference cell.
  • the controller 120 may select one or more reference cells stored in section A from among one or more cells previously stored in the storage space 200 .
  • the controller 120 may set reference state information Pref for each of the one or more selected reference cells.
  • the controller 120 may select all cells stored in section A among one or more cells previously stored in the storage space 200 as reference cells.
  • the controller 120 may be configured to determine the state of the battery based on at least one of the received battery information, the acquired environment information, and the set reference state information Pref.
  • the reference state information Pref of the reference cell may be affected by the environment of the target location. For example, when the temperature of the target location exceeds the upper limit of the temperature range required for the battery, the reference cell may already be in a degraded state.
  • the reference state information Pref of the reference cell may correspond to a degradation profile (eg, a voltage profile) of the cell degraded due to a high temperature.
  • the voltage profile may be a profile indicating a voltage change with time.
  • the controller 120 considers not only the battery information received from the battery information measuring unit 110, but also the environmental information on the target location in which the battery is stored, and the reference state information (Pref) of the reference cell stored in the target location. , it is possible to more accurately determine the state of the battery.
  • the battery management apparatus 100 considers not only battery information, but also environmental information on a target location in which a battery is stored, and reference state information (Pref) of a reference cell stored in the target location, It is possible to more accurately determine the state of the battery.
  • Pref reference state information
  • the controller 120 uses a processor, an application-specific integrated circuit (ASIC), other chipsets, logic circuits, registers, communication modems, data processing devices, etc. known in the art to execute various control logics performed in the present invention. may optionally be included.
  • the control unit 120 may be implemented as a set of program units.
  • the program unit may be stored in the memory and executed by the control unit 120 .
  • the memory may be inside or outside the control unit 120 , and may be connected to the control unit 120 by various well-known means.
  • the battery management apparatus 100 may further include a storage unit 140 .
  • the storage unit 140 may store data necessary for each component of the battery management apparatus 100 to perform an operation and function, a program or data generated while an operation and a function are performed.
  • the storage unit 140 is not particularly limited in its type as long as it is a known information storage means capable of writing, erasing, updating and reading data.
  • the information storage means may include RAM, flash memory, ROM, EEPROM, registers, and the like.
  • the storage unit 140 may store program codes in which processes executable by the control unit 120 are defined.
  • the voltage of the battery measured by the battery information measurement unit 110 may be stored in the storage unit 140 . That is, voltage information about the battery may be accumulated and stored in the storage unit 140 . Accordingly, in the process of performing various analyzes on the battery determined to be in an abnormal state, voltage information of the battery accumulated and stored in the storage unit 140 may be used.
  • the control unit 120 may be configured to change the voltage measurement period of the battery by the battery information measurement unit 110 according to the determined state of the battery.
  • the controller 120 may be configured to determine the state of the battery as a normal state or an abnormal state.
  • the normal state means a state in which the battery stored in the target location is degraded according to a general degradation rate.
  • the abnormal state means a state in which the battery stored in the target location deteriorates faster than the general degradation progress rate.
  • the controller 120 is configured to reduce the voltage measurement period of the battery information measuring unit 110 for the battery determined to be in the abnormal state. can be
  • the controller 120 may reduce the voltage measurement period of the battery information measurement unit 110 so that the voltage of the battery is measured in a shorter period. That is, the controller 120 reduces the voltage measurement period of the battery information measuring unit 110 so that the voltage of the battery determined to be in an abnormal state is measured in a shorter period, so that voltage information on the battery in an abnormal state can be obtained. .
  • this voltage information may be data for analyzing the degree of deterioration of the battery in an abnormal state from various aspects.
  • the controller 120 may decrease the voltage measurement period for the corresponding battery from the point in time when the state of the battery is determined to be abnormal, so that more voltage information on the corresponding battery is accumulated and acquired.
  • the battery management apparatus 100 has the advantage of being able to secure more voltage information about the battery by changing the voltage measurement period of the battery determined to be in an abnormal state.
  • the battery management apparatus 100 may further include an alarm unit 150 .
  • the alarm unit 150 may be configured to receive the determined state of the battery from the controller 120 and turn on when the determined state of the battery is abnormal.
  • the alarm unit 150 may be a light emitting diode (LED) module capable of communicating with the control unit 120 . That is, when the alarm unit 150 receives information indicating that the state of the battery is in an abnormal state from the controller 120 , it may be turned on to inform the outside of the existence of the battery in the abnormal state.
  • LED light emitting diode
  • the alarm unit 150 may be provided for each section. Accordingly, the alarm unit 150 can effectively inform the outside of the existence of the battery in an abnormal state in the corresponding section.
  • the controller 120 may transmit information indicating that the state of the battery is abnormal to the alarm unit 150 corresponding to the section A.
  • the alarm unit 150 may be turned on to inform the outside of information that the battery in the abnormal state is stored in section A.
  • the battery management apparatus 100 has the advantage of effectively notifying the presence of the battery in an abnormal state to the outside through an alarm.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of a first state profile P1 set by the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a diagram schematically illustrating an example of reference state information Pref set by the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a diagram schematically illustrating an example of a second state profile P2 set by the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the first state profile P1, the second state profile P2, and the reference state information Pref are profiles indicating a correspondence relationship between at least one of a voltage value, SOC, and SOH of a reference cell and a storage time of the reference cell.
  • the first state profile P1 and the second state profile P2 will be described as voltage profiles indicating the predicted voltage of the battery according to the storage time.
  • the reference state information Pref is a voltage profile indicating a voltage change of the reference cell according to the storage time.
  • the controller 120 may be configured to set a first state profile P1 for the predicted state of the battery based on the received battery information and the obtained environment information.
  • the controller 120 may include an algorithm capable of setting a state profile for the battery based on the received battery information and the received environment information.
  • a machine learning algorithm may be applied to the controller 120 .
  • the controller 120 may set a state profile for the battery based on the input battery information and environment information. More specifically, when battery information and environment information are input to the controller 120 , a learned model may be preset to set a state profile for the battery.
  • control unit 120 controls the first state profile of the battery based on the battery information received from the battery information measurement unit 110 and the environment information received from the environment information measurement unit 130 .
  • (P1) can be set.
  • the controller 120 may be configured to set a second state profile P2 for the predicted state of the battery based on the set first state profile P1 and the set reference state information Pref.
  • the reference state information Pref may be a voltage profile of the reference cell in which the environment information of the target location is reflected. That is, the reference state information Pref may be an actual voltage profile of the reference cell to which the environment information of the target location is directly reflected.
  • the controller 120 may be configured to set the second state profile P2 by correcting the set first state profile P1 according to the reference state information Pref. That is, the controller 120 may set the second state profile P2 by fitting the first state profile P1 according to the reference state information Pref.
  • the controller 120 controls the voltage value Va at the first time point t1 of the first state profile P1 and the first time point t1 of the reference state information Pref. ), an average value between the voltage values Vb can be calculated.
  • the average of the voltage values calculated for the first time point t1 may be the voltage value Vc of the second state profile P2 .
  • the controller 120 may set the second state profile P2 by calculating an average of the voltage values per time between the first state profile P1 and the reference state information Pref.
  • the controller 120 sets the second state profile P2 as an average value between the voltage value per time of the first state profile P1 and the voltage value per time of the reference state information Pref has been described.
  • the method in which the control unit 120 sets the second state profile P2 based on the first state profile P1 and the reference state information Pref is not limited to the method of using the average of the previous state profile, and the voltage value per hour Note that various methods may be applied, such as the median theorem for , mean squared error, or mean absolute error.
  • the controller 120 may be configured to determine the state of the battery based on the set second state profile P2 .
  • the controller 120 sets the second state profile P2 at a first time point t1, and includes the battery information received at a second time point t2 after the first time point t1 and the second state profile P2.
  • the battery state may be determined by comparing the predicted state of the second state profile P2 corresponding to the second time point t2.
  • the controller 120 may control the second state profile P2 for the predicted state of the battery at the first time point t1 based on the received one or more battery information, one or more environment information, and one or more reference state information Pref. can be set. Then, the controller 120 determines the state of the battery according to the result of comparing the battery information received at the second time t2 with the predicted state according to the second state profile P2 at the second time t2.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example in which a state of a battery is determined by the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates an embodiment in which the state of the battery is determined according to the battery state information measured at the second time point t2 after the second state profile P2 is set at the first time point t1.
  • the voltage value of the battery obtained by the battery information measurement unit 110 at the second time point t2 is the first voltage value V1, and is determined by the second state profile P2. It is assumed that the predicted voltage value of the battery is the second voltage value V2. In this case, since the first voltage value V1 that is the actually measured voltage value is greater than the second voltage value V2 that is the voltage value predicted according to the second state profile P2, the controller 120 controls the battery The state can be judged to be a normal state.
  • the voltage value of the battery acquired by the battery information measuring unit 110 at the second time point t2 is the third voltage value V3, and It is assumed that the predicted voltage value of the battery is the second voltage value V2.
  • the controller 120 controls the battery The state may be judged to be an abnormal state.
  • the controller 120 determines the first state profile P1 for the predicted state of the battery at the second time point t2, based on the one or more battery information and the one or more environment information received until the second time point t2. can be reset. Also, the controller 120 may reset the second state profile P2 at a second time point t2 based on the reset first state profile P1 and the reference state information Pref. In addition, using the reset second state profile P2, the state of the battery may be determined according to the battery information received at a third time point after the second time point t2.
  • the battery management apparatus 100 may determine the state of the battery based on the battery information, the environment information, and the reference state information Pref, and update the second state profile P2. That is, since the second state profile P2 for determining the state of the battery may be continuously updated based on the latest information on the battery, the accuracy of determining the state of the battery by the battery management apparatus 100 may be continuously improved. there is.
  • the controller 120 may be configured to compare the set second state profile P2 with a reference profile and determine the state of the battery according to the comparison result.
  • the reference profile may be a degradation profile (eg, a voltage profile) for a reference cell of the same type as the battery. That is, the reference cell is differentiated from the reference cell stored in the target location of the storage space 200 , and may be a cell prepared to obtain a reference profile for the battery. Accordingly, the reference profile may be a profile in which the environmental information of the target location is not reflected.
  • a degradation profile eg, a voltage profile
  • the controller 120 may determine the state of the battery according to a result of comparing the voltage value of the second state profile P2 with the voltage value of the reference profile. If, at one point in time, the predicted voltage value according to the second state profile P2 is less than the reference voltage value according to the reference profile, the controller 120 may determine the state of the battery at the time point as an abnormal state. Conversely, when the predicted voltage value according to the second state profile P2 is equal to or greater than the reference voltage value according to the reference profile at a certain point in time, the controller 120 may determine the state of the battery at that point in time as a normal state.
  • the controller 120 may compare the match rate between the set second state profile P2 and the reference profile, and determine the state of the battery according to whether the match rate is equal to or greater than a predetermined rate. In particular, when the predicted voltage of the battery according to the second state profile P2 decreases faster than the voltage of the reference cell according to the reference profile, the controller 120 may determine the state of the battery as an abnormal state.
  • the controller 120 may be configured to determine the target location based on the received location information, and to determine one or more cells stored in the target location as the reference cell. In addition, the controller 120 may be configured to set reference state information Pref corresponding to the determined reference cell.
  • the controller 120 may determine a location where the battery is stored in the storage space 200 as the target location. In addition, the controller 120 may determine one or more cells stored in the target location as a reference cell.
  • the controller 120 may select a reference cell stored in a position adjacent to the battery from among the cells stored in the storage space 200 and determine the state of the battery based on the reference state information Pref of the selected reference cell. . Accordingly, since environmental interference to a location other than the target location can be reduced in the process of determining the battery status, the accuracy of the battery status determination by the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is improved. can be
  • a plurality of reference cells may be stored in the target location.
  • a plurality of reference cells may be previously stored in the A section.
  • the controller 120 may be configured to acquire a plurality of pieces of reference information corresponding to each of a plurality of reference cells.
  • the reference information may be a degradation profile of each reference cell.
  • the storage unit 140 may be configured to store reference information of each of one or more cells stored in the storage space 200 .
  • the storage unit 140 and the control unit 120 may be connected to be able to communicate.
  • the controller 120 may access the storage 140 to obtain reference information of each of a plurality of stored reference cells of the target location.
  • controller 120 may be configured to set reference state information Pref for the target location based on the obtained plurality of reference information.
  • the controller 120 may set one piece of reference state information Pref for a target location by collecting a plurality of pieces of acquired reference information.
  • the controller 120 may access the storage 140 to obtain five pieces of reference information for five reference cells stored in the target location.
  • the controller 120 may set one reference state information Pref for the target location based on the obtained five pieces of reference information.
  • the controller 120 may access the storage 140 to obtain reference information on one reference cell stored in the target location.
  • the controller 120 may set one piece of reference state information Pref for the target location based on the one piece of acquired reference information.
  • the controller 120 may set one reference state information Pref based on a plurality of reference information using various methods without limitation, such as the mean value theorem, the median value theorem, the mean square error, or the mean absolute error.
  • controller 120 may be configured to set the second state profile P2 according to the set first state profile P1 and the set reference state information Pref.
  • the second state profile P2 set by the controller 120 may be a profile set in consideration of battery information and environment information of the target location, as well as reference information of a plurality of reference cells stored in the target location.
  • the second state profile P2 is a profile set in consideration of the influence of the environment of the target location on a plurality of reference cells stored in the target location, the state of the battery determined based on the second state profile P2 Accuracy and reliability can be improved.
  • the user terminal may be configured to further set specification information about the battery.
  • the specification information may be configured to include at least one of a battery type, a manufacturer, a component of an active material, and a manufacturing time.
  • the specification information of the battery that can be set by the user terminal is not limited only by this embodiment, and, for example, more various information related to the specification of the battery, such as the maximum capacity of the battery, may be set.
  • the controller 120 may be configured to receive the capability information from the user terminal, and to determine a cell having the same capability as the received capability information among one or more cells stored in the target location as the reference cell.
  • the controller 120 may select one or more cells stored in the target location from among one or more cells previously stored in the storage space 200 . Then, the controller 120 may check the specification information of the selected one or more cells, and determine one or more cells having the same specification information as the battery as the reference cell. Here, the specification information on one or more cells previously stored in the storage space 200 may be previously stored in the storage unit 140 .
  • the controller 120 may more specifically consider the effect of the environment of the target location on the reference cell having the same specification information as the battery. Accordingly, since the second state profile P2 may be set by reflecting the specification information of the battery, as a result, the accuracy of determining the state of the battery based on the second state profile P2 may be improved.
  • the controller 120 may be configured to receive storage period information on the storage period of the battery from the outside.
  • the user terminal may be configured to further set the storage period of the battery.
  • the controller 120 may receive storage period information on the storage period of the battery from the user terminal.
  • the control unit 120 controls the voltage measurement period based on the storage period information and the determined state of the battery so that the battery information measurement unit 110 can measure the voltage of the battery a predetermined number of times during the storage period. may be configured to preset.
  • the battery information measuring unit 110 may not always be configured to maintain a wake-up state.
  • the battery information measuring unit 110 may be configured to obtain battery information by operating every set wakeup period (eg, voltage measuring period). That is, the wake-up period of the battery information measuring unit 110 may be set according to the storage period of the battery.
  • the battery information measuring unit 110 may be set to measure the battery information at least 100 times so that the state of the battery can be determined at more various time points.
  • the storage period of the battery set by the user terminal may be 100 hours.
  • the controller 120 sets the wakeup period of the battery information measurement unit 110 to be 1 hour or less, so that the battery information may be acquired 100 times or more by the battery information measurement unit 110 .
  • the battery information measuring unit 110 operates according to the wakeup period set according to the storage period of the battery, unnecessary power consumption can be reduced and sufficient battery information for determining the state of the battery can be secured. There are advantages.
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a battery management method according to another embodiment of the present invention.
  • each step of the battery management method may be performed by the battery management apparatus 100 .
  • the content overlapping with the previously described content will be omitted or briefly described.
  • the battery management method includes a battery information measurement step (S100), a target location determination step (S200), an environment information acquisition step (S300), a reference state information (Pref) setting step (S400), a battery state determination step (S500) and a voltage measurement cycle change step (S600) may be included.
  • S100 battery information measurement step
  • S200 target location determination step
  • S300 environment information acquisition step
  • Pref reference state information setting step
  • S400 battery state determination step
  • S600 voltage measurement cycle change step
  • the battery information measuring step S100 is a step of measuring the voltage of the battery, and may be performed by the battery information measuring unit 110 .
  • the battery information measuring unit 110 may measure the voltage of the connected battery.
  • the target location determination step ( S200 ) is a step of determining the target location where the battery is stored based on location information on the location where the battery is stored received from the outside, and may be performed by the controller 120 .
  • the controller 120 may receive location information on a location where the battery is stored from the user terminal. Then, the controller 120 may determine the target location based on the received location information.
  • the controller 120 may receive location information about section A in which the battery is stored from the user terminal. Then, the controller 120 may determine the A section in which the battery is stored as the target location.
  • the environmental information acquisition step ( S300 ) is a step of acquiring the environment information of the determined target location, and may be performed by the controller 120 .
  • the environmental information of the target location may be measured by the environmental information measuring unit 130 .
  • the control unit 120 may receive the environment information of the target location from the environment information measuring unit 130 .
  • the reference state information (Pref) setting step ( S400 ) is a step of setting reference state information (Pref) of one or more reference cells stored around the determined target position, and may be performed by the controller 120 .
  • the controller 120 obtains reference information of each of the plurality of reference cells, and collects the obtained reference information to obtain one reference state information ( Pref) can be set.
  • the battery state determination step (S500) includes battery information including the voltage of the battery measured in the battery information measuring step (S100), the environmental information obtained in the environmental information obtaining step (S300), and the reference state information (Pref) setting The step of determining the state of the battery based on at least one of the reference state information Pref set in step S400 , and may be performed by the controller 120 .
  • the controller 120 may set the first state profile P1 based on the battery information and the environment information.
  • the controller 120 may set the second state profile P2 by correcting the first state profile P1 according to the reference state information Pref.
  • the controller 120 may determine the state of the battery by comparing the predicted voltage of the battery according to the second state profile P2 with the actually measured voltage of the battery.
  • the voltage measuring cycle changing step S600 is a step of changing the voltage measuring cycle of the battery according to the battery status determined in the battery status determining step S500 , and may be performed by the controller 120 .
  • the control unit 120 may decrease the voltage measurement period of the battery measured by the battery information measurement unit 110 . That is, in the case of a battery in an abnormal state, a voltage may be measured more frequently, and the measured voltage information may be accumulated and stored in the storage unit 140 .
  • the embodiment of the present invention described above is not implemented only through the apparatus and method, and may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded.
  • the implementation can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains from the description of the above-described embodiments.
  • control unit 120 control unit

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 배터리에 연결되어 상기 배터리의 전압을 측정하도록 구성된 배터리 정보 측정부; 및 외부로부터 상기 배터리가 저장되는 위치에 대한 위치 정보를 수신하고, 상기 배터리 정보 측정부로부터 상기 배터리의 전압이 포함된 배터리 정보를 수신하며, 수신한 위치 정보에 기반하여 상기 배터리가 저장된 타겟 위치를 결정하고, 결정된 타겟 위치의 환경 정보를 획득하며, 상기 결정된 타겟 위치 주변에 저장된 하나 이상의 참조 셀의 참조 상태 정보를 설정하고, 수신한 배터리 정보, 획득된 환경 정보 및 설정된 참조 상태 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 배터리의 상태를 판단하도록 구성된 제어부를 포함한다.

Description

배터리 관리 장치 및 방법
본 출원은 2020년 10월 08일 자로 출원된 한국 특허 출원번호 제10-2020-0130303호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 배터리 관리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리의 저장 위치의 환경 정보 및 주변 배터리 정보를 고려하여 배터리의 상태를 판단하는 배터리 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 배터리는 생산될 때 각자 그 특성이 모두 다르고, 환경에 따라 퇴화되는 속도가 다르기 때문에, 배터리의 환경 정보를 고려하여 배터리의 상태를 판단하는 것이 필요하다.
종래에는 배터리가 제조되어 유통되는 과정에서 장기간 적재된 배터리가 온도 및 습도 등의 환경 요인과 자가 방전 등의 다양한 이유로 성능이 저하될 수 있으나, 이를 추적 관찰하는 데에는 한계가 있었다. 따라서, 배터리가 저장 또는 적재되는 위치의 환경 정보를 고려하여, 배터리의 상태를 정확하게 판단할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리의 저장 위치의 환경 정보 및 주변 배터리 정보를 고려하여 배터리의 상태를 판단하는 배터리 관리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 장치는 배터리에 연결되어 상기 배터리의 전압을 측정하도록 구성된 배터리 정보 측정부; 및 외부로부터 상기 배터리가 저장되는 위치에 대한 위치 정보를 수신하고, 상기 배터리 정보 측정부로부터 상기 배터리의 전압이 포함된 배터리 정보를 수신하며, 수신한 위치 정보에 기반하여 상기 배터리가 저장된 타겟 위치를 결정하고, 결정된 타겟 위치의 환경 정보를 획득하며, 상기 결정된 타겟 위치 주변에 저장된 하나 이상의 참조 셀의 참조 상태 정보를 설정하고, 수신한 배터리 정보, 획득된 환경 정보 및 설정된 참조 상태 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 배터리의 상태를 판단하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 판단된 배터리의 상태에 따라 상기 배터리 정보 측정부에 의한 상기 배터리의 전압 측정 주기를 변경시키도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 외부로부터 상기 배터리의 저장 기간에 대한 저장 기간 정보를 수신하고, 상기 배터리 정보 측정부가 상기 배터리의 전압을 상기 저장 기간 동안 소정의 측정 횟수만큼 측정할 수 있도록 상기 저장 기간 정보 및 상기 판단된 배터리의 상태에 기반하여 상기 전압 측정 주기를 미리 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 배터리의 상태를 정상 상태 또는 비정상 상태로 판단하고, 상기 비정상 상태로 판단된 배터리에 대하여 상기 배터리 정보 측정부의 전압 측정 주기를 감소시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 관리 장치는 상기 제어부로부터 상기 판단된 배터리의 상태를 수신하고, 상기 판단된 배터리의 상태가 상기 비정상 상태인 경우 점등하도록 구성된 알람부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 수신한 배터리 정보와 상기 획득된 환경 정보에 기반하여 상기 배터리의 예측 상태에 대한 제1 상태 프로파일을 설정하고, 설정된 제1 상태 프로파일과 상기 설정된 참조 상태 정보에 기반하여 상기 배터리의 예측 상태에 대한 제2 상태 프로파일을 설정하며, 설정된 제2 상태 프로파일에 기반하여 상기 배터리의 상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 설정된 제1 상태 프로파일을 상기 참조 상태 정보에 따라 보정하여, 상기 제2 상태 프로파일을 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 제1 시점에서 상기 제2 상태 프로파일을 설정하고, 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서 수신한 배터리 정보와 상기 제2 시점에 대응되는 상기 제2 상태 프로파일의 예측 상태를 비교하여 상기 배터리의 상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 설정된 제2 상태 프로파일을 기준 프로파일과 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 배터리의 상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 수신한 위치 정보에 기반하여 상기 타겟 위치를 결정하고, 상기 타겟 위치에 저장된 하나 이상의 셀을 상기 참조 셀로 결정하며, 결정된 참조 셀에 대응되는 참조 상태 정보를 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 참조 셀은, 복수 구비될 수 있다.
상기 제어부는, 복수의 참조 셀 각각에 대응되는 복수의 참조 정보를 획득하고, 획득된 복수의 참조 정보에 기반하여 상기 타겟 위치에 대한 상기 참조 상태 정보를 설정하며, 상기 설정된 제1 상태 프로파일과 설정된 참조 상태 정보에 따라 상기 제2 상태 프로파일을 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 위치 정보는, 상기 배터리가 저장될 수 있도록 구분된 복수의 섹션 중 상기 배터리가 저장되는 타겟 섹션에 대한 정보일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 장치는 상기 타겟 위치의 온도, 습도 및 대기질 중 적어도 하나를 포함하는 상기 환경 정보를 측정하고, 측정된 환경 정보를 상기 제어부에게 송신하도록 구성된 환경 정보 측정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 방법은 배터리의 전압을 측정하는 배터리 정보 측정 단계; 외부로부터 수신한 상기 배터리가 저장되는 위치에 대한 위치 정보에 기반하여 상기 배터리가 저장된 타겟 위치를 결정하는 타겟 위치 결정 단계; 상기 결정된 타겟 위치의 환경 정보를 획득하는 환경 정보 획득 단계; 상기 결정된 타겟 위치 주변에 저장된 하나 이상의 참조 셀의 참조 상태 정보를 설정하는 참조 상태 정보 설정 단계; 및 상기 배터리 정보 측정 단계에서 측정된 배터리의 전압을 포함하는 배터리 정보, 상기 환경 정보 획득 단계에서 획득된 환경 정보 및 상기 참조 상태 정보 설정 단계에서 설정된 참조 상태 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 배터리의 상태를 판단하는 배터리 상태 판단 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 방법은 상기 배터리 상태 판단 단계 이후, 상기 배터리 상태 판단 단계에서 판단된 배터리의 상태에 따라 상기 배터리의 전압 측정 주기를 변경하는 전압 측정 주기 변경 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 관리 장치는 배터리 정보뿐만 아니라, 배터리가 저장된 타겟 위치에 대한 환경 정보 및 타겟 위치에 저장된 참조 셀의 참조 상태 정보를 모두 고려하여, 배터리의 상태를 보다 정확하게 판단할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 배터리가 저장될 수 있는 저장 공간을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치에 의해 설정되는 제1 상태 프로파일의 일 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치에 의해 설정되는 참조 상태 정보의 일 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치에 의해 설정되는 제2 상태 프로파일의 일 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명이 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치에 의해 배터리의 상태가 판단되는 일 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 상태 관리 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 제어부와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 배터리 정보 측정부(110) 및 제어부(120)를 포함할 수 있다.
배터리 정보 측정부(110)는 배터리에 연결되어 상기 배터리의 전압을 측정하도록 구성될 수 있다.
여기서, 배터리는, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 배터리로 간주될 수 있다. 또한, 배터리는 둘 이상의 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 배터리 모듈을 의미할 수도 있다. 다만, 이하에서는, 설명의 편의를 위해 배터리가 하나의 셀을 의미하는 것으로 설명한다.
바람직하게, 배터리 정보 측정부(110)는 하나의 배터리에 각각 연결될 수 있다. 그리고, 배터리 정보 측정부(110)는 연결된 배터리의 전압을 측정할 수 있다.
또한, 구체적으로, 배터리 정보 측정부(110)는 측정한 배터리의 전압에 기반하여 배터리의 SOC 및/또는 SOH를 추정할 수 있다. 배터리 정보 측정부(110)는 배터리의 상태를 판단하기 위해 이용될 수 있는 다양한 배터리 정보, 예컨대, 전류, 내부 저항, 온도 및 스웰링 압력 등을 더 측정 또는 추정할 수 있음을 유의한다.
제어부(120)는 외부로부터 상기 배터리가 저장되는 위치에 대한 위치 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 사용자 단말로부터 배터리가 저장되는 위치에 대한 위치 정보를 수신할 수 있다.
구체적으로, 사용자 단말은 입력부를 포함하도록 구성될 수 있다. 그리고, 사용자 단말은 입력부를 통해 배터리가 저장되는 위치에 대한 정보를 입력받을 수 있다. 그리고, 사용자 단말은 입력받은 정보에 기반하여, 배터리가 저장되는 위치에 대한 위치 정보를 설정할 수 있다.
예컨대, 사용자 단말은 핸드폰, PDA(Personal digital assistant), PC(Personal computer) 및 태블릿 PC 등 입력부가 구비된 다양한 장치가 적용될 수 있다.
또한, 사용자 단말은 설정된 위치 정보를 제어부(120)로 출력하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 사용자 단말은 유선 통신 및/또는 무선 통신이 가능하도록 구성될 수 있다. 즉, 사용자 단말은 설정한 위치 정보를 제어부(120)로 출력하고, 제어부(120)는 사용자 단말에서 출력된 위치 정보를 수신할 수 있다.
제어부(120)는 상기 배터리 정보 측정부(110)로부터 상기 배터리의 전압이 포함된 배터리 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 배터리 정보 측정부(110)와 제어부(120)는 서로 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 배터리 정보 측정부(110)는 측정한 배터리의 전압이 포함된 배터리 정보를 제어부(120)로 송신하고, 제어부(120)는 배터리 정보 측정부(110)로부터 배터리 정보를 수신할 수 있다.
제어부(120)는 수신한 위치 정보에 기반하여 상기 배터리가 저장된 타겟 위치를 결정하도록 구성될 수 있다.
제어부(120)에 의해 결정되는 배터리의 타겟 위치는 도 2를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 배터리가 저장될 수 있는 저장 공간(200)을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2의 실시예에서, 배터리는 저장 공간(200) 내에 저장될 수 있다. 여기서, 저장 공간(200)은 배터리가 저장 또는 적재될 수 있는 창고, 컨테이너, 트레일러 등의 공간일 수 있다. 예컨대, 저장 공간(200)은 A 섹션, B 섹션, C 섹션, D 섹션, E 섹션 및 F 섹션으로 구분될 수 있다. 즉, 배터리는 A 섹션, B 섹션, C 섹션, D 섹션, E 섹션 및 F 섹션 중 어느 하나의 섹션에 저장될 수 있다.
바람직하게, 상기 사용자 단말은, 구분된 복수의 섹션 중 상기 배터리가 저장되는 타겟 섹션을 상기 위치 정보로 설정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 배터리가 A 섹션에 저장되었다고 가정한다. 이 경우, A 섹션이 타겟 섹션일 수 있다. 사용자 단말은 배터리가 저장된 A 섹션에 대한 위치 정보를 설정하고, 설정한 위치 정보를 제어부(120)에게 송신할 수 있다. 제어부(120)는 사용자 단말로부터 위치 정보를 수신하고, 수신한 위치 정보에 기반하여 배터리의 타겟 위치를 A 섹션으로 결정할 수 있다.
제어부(120)는 결정된 타겟 위치의 환경 정보를 획득하도록 구성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 환경 정보 측정부(130)를 더 포함할 수 있다.
환경 정보 측정부(130)는 상기 타겟 위치의 온도, 습도 및 대기질 중 적어도 하나를 포함하는 상기 환경 정보를 측정하도록 구성될 수 있다. 여기서, 대기질이란 타겟 위치의 대기 중 오염 물질의 농도를 의미할 수 있다. 예컨대, 오염 물질에는 아황산가스(SO2), 일산화탄소(CO), 이산화질소(NO2) 및 미세먼지(PM10, PM2.5) 등이 포함될 수 있다.
또한, 환경 정보 측정부(130)는 측정된 환경 정보를 상기 제어부(120)에게 송신하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 환경 정보 측정부(130)는 제어부(120)로부터 배터리가 저장된 타겟 위치를 수신할 수 있다. 환경 정보 측정부(130)는 타겟 위치의 온도, 습도 및 대기질 중 적어도 하나를 포함하는 환경 정보를 측정할 수 있다. 그리고, 환경 정보 측정부(130)는 측정된 환경 정보를 제어부(120)에게 송신할 수 있다.
예컨대, 앞선 실시예와 같이, 배터리가 A 섹션에 저장되었다고 가정한다. 환경 정보 측정부(130)는 제어부(120)로부터 타겟 위치로써 A 섹션에 대한 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 환경 정보 측정부(130)는 A 섹션의 온도, 습도 및 대기질 중 적어도 하나를 포함하는 환경 정보를 측정할 수 있다. 그리고, 환경 정보 측정부(130)는 측정한 환경 정보를 제어부(120)에게 송신할 수 있다.
제어부(120)는 상기 결정된 타겟 위치 주변에 저장된 하나 이상의 참조 셀의 참조 상태 정보(Pref)를 설정하도록 구성될 수 있다.
여기서, 참조 셀의 참조 상태 정보(Pref)는 참조 셀의 퇴화를 나타내는 프로파일일 수 있다. 구체적으로, 참조 상태 정보(Pref)는 참조 셀의 전압값, SOC 및 SOH 중 적어도 하나 이상과 참조 셀의 저장 시간 간의 대응 관계를 나타내는 프로파일일 수 있다. 참조 상태 정보(Pref)에 대한 구체적인 내용은 도 4를 참조하여 후술한다.
예컨대, 저장 공간(200)에는 하나 이상의 셀이 미리 저장되어 있을 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 저장 공간(200)에 미리 저장된 하나 이상의 셀의 저장 위치와 각각의 셀의 상태 정보를 미리 획득하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 저장 공간(200)에 미리 저장된 하나 이상의 셀 중에서 배터리에 대해 결정된 타겟 위치의 주변에 미리 저장된 하나 이상의 참조 셀을 선택할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 선택한 참조 셀의 참조 상태 정보(Pref)를 설정할 수 있다.
예컨대, 앞선 실시예와 같이, 배터리가 A 섹션에 저장되었다고 가정한다. 제어부(120)는 저장 공간(200)에 미리 저장된 하나 이상의 셀 중에서 A 섹션에 저장된 하나 이상의 참조 셀을 선택할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 선택한 하나 이상의 참조 셀 각각에 대한 참조 상태 정보(Pref)를 설정할 수 있다. 바람직하게, 제어부(120)는 저장 공간(200)에 미리 저장된 하나 이상의 셀 중에서 A 섹션에 저장된 모든 셀을 참조 셀로 선택할 수 있다.
제어부(120)는 수신한 배터리 정보, 획득된 환경 정보 및 설정된 참조 상태 정보(Pref) 중 적어도 하나에 기반하여 상기 배터리의 상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
여기서, 참조 셀은 타겟 위치에 미리 저장된 셀이기 때문에, 참조 셀의 참조 상태 정보(Pref)는 타겟 위치의 환경에 영향을 받을 수 있다. 예컨대, 타겟 위치의 온도가 배터리에 요구되는 온도 범위의 상한을 초과한 경우, 참조 셀은 이미 퇴화된 상태일 수 있다. 그리고, 참조 셀의 참조 상태 정보(Pref)는 고온의 영향으로 퇴화된 셀의 퇴화 프로파일(예컨대, 전압 프로파일)에 대응될 수 있다. 여기서, 전압 프로파일이란 시간에 따른 전압 변화를 나타내는 프로파일일 수 있다.
따라서, 제어부(120)는 배터리 정보 측정부(110)로부터 수신한 배터리 정보뿐만 아니라, 배터리가 저장된 타겟 위치에 대한 환경 정보 및 상기 타겟 위치에 저장된 참조 셀의 참조 상태 정보(Pref)를 모두 고려하여, 배터리의 상태를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 배터리 정보뿐만 아니라, 배터리가 저장된 타겟 위치에 대한 환경 정보 및 타겟 위치에 저장된 참조 셀의 참조 상태 정보(Pref)를 모두 고려하여, 배터리의 상태를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
한편, 제어부(120)는 본 발명에서 수행되는 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 제어부(120)는 프로그램부의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램부는 메모리에 저장되고, 제어부(120)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리는 제어부(120)의 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어부(120)와 연결될 수 있다.
또한, 도 1을 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 저장부(140)를 더 포함할 수 있다. 저장부(140)는 배터리 관리 장치(100)의 각 구성요소가 동작 및 기능을 수행하는데 필요한 데이터나 프로그램 또는 동작 및 기능이 수행되는 과정에서 생성되는 데이터 등을 저장할 수 있다. 저장부(140)는 데이터를 기록, 소거, 갱신 및 독출할 수 있다고 알려진 공지의 정보 저장 수단이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 정보 저장 수단에는 RAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등이 포함될 수 있다. 또한, 저장부(140)는 제어부(120)에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수 있다.
예컨대, 배터리 정보 측정부(110)에 의해 측정된 배터리의 전압은 저장부(140)에 저장될 수 있다. 즉, 저장부(140)에는 배터리에 대한 전압 정보가 누적되어 저장될 수 있다. 따라서, 비정상 상태로 판단된 배터리에 대한 다양한 분석을 수행하는 과정에서, 저장부(140)에 누적 저장된 배터리의 전압 정보가 이용될 수 있다.
제어부(120)는, 판단된 배터리의 상태에 따라 상기 배터리 정보 측정부(110)에 의한 배터리의 전압 측정 주기를 변경시키도록 구성될 수 있다.
예컨대, 상기 제어부(120)는, 상기 배터리의 상태를 정상 상태 또는 비정상 상태로 판단하도록 구성될 수 있다.
여기서, 정상 상태란 타겟 위치에 저장된 배터리가 일반적인 퇴화 속도에 따라 퇴화된 상태를 의미한다. 반대로, 비정상 상태란 타겟 위치에 저장된 배터리가 일반적인 퇴화 진행 속도보다 빠르게 퇴화된 상태를 의미한다.
만약, 제어부(120)에 의해 배터리의 상태가 비정상 상태로 판단된 경우, 제어부(120)는 상기 비정상 상태로 판단된 배터리에 대하여 상기 배터리 정보 측정부(110)의 전압 측정 주기를 감소시키도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(120)는 배터리 정보 측정부(110)의 전압 측정 주기를 감소시킴으로써, 배터리의 전압이 보다 짧은 주기로 측정되도록 할 수 있다. 즉, 제어부(120)는 비정상 상태로 판단된 배터리의 전압이 보다 짧은 주기로 측정되도록 배터리 정보 측정부(110)의 전압 측정 주기를 감소시킴으로써, 비정상 상태의 배터리에 대한 전압 정보가 획득되도록 할 수 있다. 바람직하게, 이러한 전압 정보는 비정상 상태인 배터리의 퇴화 정도를 다양한 측면에서 분석하기 위한 자료가 될 수 있다.
즉, 제어부(120)는 배터리의 상태가 비정상 상태로 판단된 시점부터 해당 배터리에 대한 전압 측정 주기를 감소시켜, 해당 배터리에 대한 보다 많은 전압 정보가 누적하여 획득되도록 할 수 있다.
배터리 관리 장치(100)는 비정상 상태로 판단된 배터리의 전압 측정 주기를 변경하여 해당 배터리에 대한 전압 정보를 보다 많이 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 도 1을 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 알람부(150)를 더 포함할 수 있다.
알람부(150)는 상기 제어부(120)로부터 상기 판단된 배터리의 상태를 수신하고, 상기 판단된 배터리의 상태가 비정상 상태인 경우 점등하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 알람부(150)는 제어부(120)와 통신 가능한 LED(Light emitting diode) 모듈일 수 있다. 즉, 알람부(150)는 제어부(120)로부터 배터리의 상태가 비정상 상태라는 정보를 수신하면, 점등하여 비정상 상태의 배터리의 존재를 외부로 알릴 수 있다.
바람직하게, 도 2의 실시예에서, 알람부(150)는 각각의 섹션마다 구비될 수 있다. 따라서, 알람부(150)는 대응되는 섹션에서 비정상 상태의 배터리의 존재를 외부로 효과적으로 알릴 수 있다.
예컨대, 앞선 실시예와 같이 A 섹션에 배터리가 저장되었고, 제어부(120)에 의해 이 배터리의 상태가 비정상 상태로 판단되었다고 가정한다. 제어부(120)는 A 섹션에 대응되는 알람부(150)에게 해당 배터리의 상태가 비정상 상태라는 정보를 송신할 수 있다. 배터리의 상태가 비정상 상태라는 정보를 수신한 알람부(150)는 점등하여, A 섹션에 비정상 상태의 배터리가 저장되어 있다는 정보를 외부에 알릴 수 있다.
배터리 관리 장치(100)는 알람을 통해 비정상 상태의 배터리의 존재를 외부로 효과적으로 알릴 수 있는 장점이 있다.
이하에서는, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 제어부(120)가 배터리의 상태를 판단하는 내용에 대해 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)에 의해 설정되는 제1 상태 프로파일(P1)의 일 예시를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)에 의해 설정되는 참조 상태 정보(Pref)의 일 예시를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)에 의해 설정되는 제2 상태 프로파일(P2)의 일 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
여기서, 제1 상태 프로파일(P1), 제2 상태 프로파일(P2) 및 참조 상태 정보(Pref)는 참조 셀의 전압값, SOC 및 SOH 중 적어도 하나 이상과 참조 셀의 저장 시간 간의 대응 관계를 나타내는 프로파일일 수 있다. 다만, 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 제1 상태 프로파일(P1)과 제2 상태 프로파일(P2)은 저장 시간에 따른 배터리의 예측 전압을 나타내는 전압 프로파일인 것으로 설명한다. 그리고, 참조 상태 정보(Pref)는 저장 시간에 따른 참조 셀의 전압 변화를 나타내는 전압 프로파일인 것으로 설명한다.
상기 제어부(120)는, 상기 수신한 배터리 정보와 상기 획득된 환경 정보에 기반하여 상기 배터리의 예측 상태에 대한 제1 상태 프로파일(P1)을 설정하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 제어부(120)는 수신한 배터리 정보와 수신한 환경 정보에 기반하여, 배터리에 대한 상태 프로파일을 설정할 수 있는 알고리즘을 포함할 수 있다.
예컨대, 제어부(120)에는 머신 러닝 알고리즘이 적용될 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 배터리 정보와 환경 정보를 입력받으면, 입력된 배터리 정보와 환경 정보에 기반하여 배터리에 대한 상태 프로파일을 설정할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(120)에는 배터리 정보와 환경 정보를 입력받으면, 배터리에 대한 상태 프로파일을 설정할 수 있도록 학습된 모델이 미리 설정될 수 있다.
예컨대, 도 3의 실시예에서, 제어부(120)는 배터리 정보 측정부(110)로부터 수신한 배터리 정보와 환경 정보 측정부(130)로부터 수신한 환경 정보에 기반하여, 배터리에 대한 제1 상태 프로파일(P1)을 설정할 수 있다.
제어부(120)는 설정된 제1 상태 프로파일(P1)과 상기 설정된 참조 상태 정보(Pref)에 기반하여 상기 배터리의 예측 상태에 대한 제2 상태 프로파일(P2)을 설정하도록 구성될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 참조 상태 정보(Pref)는 타겟 위치의 환경 정보가 반영된 참조 셀의 전압 프로파일일 수 있다. 즉, 참조 상태 정보(Pref)는 타겟 위치의 환경 정보가 직접적으로 반영된 참조 셀의 실제 전압 프로파일일 수 있다.
따라서, 상기 제어부(120)는, 상기 참조 상태 정보(Pref)에 따라 상기 설정된 제1 상태 프로파일(P1)을 보정하여, 상기 제2 상태 프로파일(P2)을 설정하도록 구성될 수 있다. 즉, 제어부(120)는 제1 상태 프로파일(P1)을 참조 상태 정보(Pref)에 따라 피팅하여, 제2 상태 프로파일(P2)을 설정할 수 있다.
예컨대, 도 3 및 도 4의 실시예에서, 제어부(120)는 제1 상태 프로파일(P1)의 제1 시점(t1)의 전압값(Va)과 참조 상태 정보(Pref)의 제1 시점(t1)의 전압값(Vb) 간의 평균값을 산출할 수 있다. 제1 시점(t1)에 대해 산출된 전압값의 평균은, 제2 상태 프로파일(P2)의 전압값(Vc)일 수 있다. 이와 같은 방식으로, 제어부(120)는 제1 상태 프로파일(P1)과 참조 상태 정보(Pref) 간의 시간당 전압값의 평균을 산출하여, 제2 상태 프로파일(P2)을 설정할 수 있다.
이상에서는, 제어부(120)가 제1 상태 프로파일(P1)의 시간당 전압값과 참조 상태 정보(Pref)의 시간당 전압값 간의 평균값으로, 제2 상태 프로파일(P2)을 설정하는 실시예를 설명하였다. 다만, 제어부(120)가 제1 상태 프로파일(P1) 및 참조 상태 정보(Pref)에 기반하여 제2 상태 프로파일(P2)을 설정하는 방식은 전앖갑의 평균을 이용하는 방식에 국한되지 않고, 시간당 전압값에 대한 중간값 정리, 평균 제곱 오차, 또는 평균 절대 오차 등 다양한 방식이 적용될 수 있음을 유의한다.
제어부(120)는 설정된 제2 상태 프로파일(P2)에 기반하여 상기 배터리의 상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(120)는 제1 시점(t1)에서 상기 제2 상태 프로파일(P2)을 설정하고, 상기 제1 시점(t1) 이후의 제2 시점(t2)에서 수신한 배터리 정보와 상기 제2 시점(t2)에 대응되는 상기 제2 상태 프로파일(P2)의 예측 상태를 비교하여 상기 배터리의 상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 수신한 하나 이상의 배터리 정보, 하나 이상의 환경 정보 및 하나 이상의 참조 상태 정보(Pref)에 기반하여 제1 시점(t1)에서 배터리의 예측 상태에 대한 제2 상태 프로파일(P2)을 설정할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 제2 시점(t2)에서 수신한 배터리 정보와 제2 시점(t2)에서의 제2 상태 프로파일(P2)에 따른 예측 상태를 비교한 결과에 따라 배터리의 상태를 판단할 수 있다.
도 6은 본 발명이 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)에 의해 배터리의 상태가 판단되는 일 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 6은 제1 시점(t1)에서 제2 상태 프로파일(P2)이 설정된 후, 제2 시점(t2)에서 측정된 배터리 상태 정보에 따라 배터리의 상태가 판단되는 실시예이다.
먼저, 도 6의 실시예에서, 제2 시점(t2)에서 배터리 정보 측정부(110)에 의해 획득된 배터리의 전압값이 제1 전압값(V1)이고, 제2 상태 프로파일(P2)에 의해 예측된 배터리의 전압값이 제2 전압값(V2)이라고 가정한다. 이 경우, 제2 상태 프로파일(P2)에 따라 예측된 전압값인 제2 전압값(V2)보다 실제 측정된 전압값인 제1 전압값(V1)이 더 크기 때문에, 제어부(120)는 배터리의 상태를 정상 상태로 판단할 수 있다.
반대로, 도 6의 실시예에서, 제2 시점(t2)에서 배터리 정보 측정부(110)에 의해 획득된 배터리의 전압값이 제3 전압값(V3)이고, 제2 상태 프로파일(P2)에 의해 예측된 배터리의 전압값이 제2 전압값(V2)이라고 가정한다. 이 경우, 제2 상태 프로파일(P2)에 따라 예측된 전압값인 제2 전압값(V2)보다 실제 측정된 전압값인 제3 전압값(V3)이 더 작기 때문에, 제어부(120)는 배터리의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다.
이후, 제어부(120)는 제2 시점(t2)까지 수신한 하나 이상의 배터리 정보 및 하나 이상의 환경 정보에 기반하여, 제2 시점(t2)에서의 배터리의 예측 상태에 대한 제1 상태 프로파일(P1)을 재설정할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 재설정한 제1 상태 프로파일(P1)과 참조 상태 정보(Pref)에 기반하여 제2 시점(t2)에서 제2 상태 프로파일(P2)을 재설정할 수 있다. 그리고 재설정된 제2 상태 프로파일(P2)을 이용하여, 제2 시점(t2) 이후의 제3 시점에서 수신한 배터리 정보에 따라 배터리의 상태를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 배터리 정보, 환경 정보 및 참조 상태 정보(Pref)에 기반하여 배터리의 상태를 판단하고, 제2 상태 프로파일(P2)을 갱신할 수 있다. 즉, 배터리의 상태를 판단하기 위한 제2 상태 프로파일(P2)이 배터리의 최신 정보에 기반하여 지속적으로 갱신될 수 있으므로, 배터리 관리 장치(100)에 의한 배터리 상태 판단의 정확도가 지속적으로 향상될 수 있다.
배터리의 상태를 판단하는 다른 실시예로, 상기 제어부(120)는, 상기 설정된 제2 상태 프로파일(P2)을 기준 프로파일과 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 배터리의 상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
여기서, 기준 프로파일은 배터리와 동종의 기준 셀에 대한 퇴화 프로파일(예컨대, 전압 프로파일)일 수 있다. 즉, 기준 셀은 저장 공간(200)의 타겟 위치에 저장된 참조 셀과 구분되는 것으로서, 배터리에 대한 기준 프로파일을 획득하기 위하여 준비된 셀일 수 있다. 따라서, 기준 프로파일은 타겟 위치의 환경 정보가 반영되지 않은 프로파일일 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 제2 상태 프로파일(P2)의 전압값과 기준 프로파일의 전압값을 비교한 결과에 따라 배터리의 상태를 판단할 수 있다. 만약, 어느 한 시점에서, 제2 상태 프로파일(P2)에 따른 예측 전압값이 기준 프로파일에 따른 기준 전압값 미만이면, 제어부(120)는 해당 시점의 배터리의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다. 반대로, 어느 한 시점에서, 제2 상태 프로파일(P2)에 따른 예측 전압값이 기준 프로파일에 따른 기준 전압값 이상이면, 제어부(120)는 해당 시점의 배터리의 상태를 정상 상태로 판단할 수 있다.
다른 예로, 제어부(120)는 설정된 제2 상태 프로파일(P2)과 기준 프로파일 간의 일치율을 비교하여, 일치율이 소정 비율 이상인지 여부에 따라 배터리의 상태를 판단할 수도 있다. 특히, 제2 상태 프로파일(P2)에 따른 배터리의 예측 전압이 기준 프로파일에 따른 기준 셀의 전압보다 빠르게 감소하는 경우, 제어부(120)는 배터리의 상태를 비정상 상태로 판단할 수 있다.
상기 제어부(120)는, 상기 수신한 위치 정보에 기반하여 상기 타겟 위치를 결정하고, 상기 타겟 위치에 저장된 하나 이상의 셀을 상기 참조 셀로 결정하도록 구성될 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 결정된 참조 셀에 대응되는 참조 상태 정보(Pref)를 설정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(120)는 저장 공간(200)에서 배터리가 저장된 위치를 타겟 위치로 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 타겟 위치에 저장된 하나 이상의 셀을 참조 셀로 결정할 수 있다.
즉, 제어부(120)는 저장 공간(200)에 저장된 셀들 중에서 배터리에 인접한 위치에 저장된 참조 셀을 선별하고, 선별된 참조 셀의 참조 상태 정보(Pref)에 기반하여 배터리의 상태를 판단할 수 있다. 따라서, 배터리의 상태가 판단되는 과정에서 타겟 위치 이외의 다른 위치에 대한 환경의 간섭이 줄어들 수 있기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)에 의한 배터리 상태 판단의 정확도가 향상될 수 있다.
구체적으로, 타겟 위치에는 복수의 참조 셀이 저장될 수 있다. 예컨대, 배터리가 저장된 타겟 위치가 A 섹션인 경우, A 섹션에는 복수의 참조 셀이 미리 저장되어 있을 수 있다.
상기 제어부(120)는, 복수의 참조 셀 각각에 대응되는 복수의 참조 정보를 획득하도록 구성될 수 있다. 여기서, 참조 정보는 참조 셀 각각의 퇴화 프로파일일 수 있다.
저장부(140)는 저장 공간(200)에 저장된 하나 이상의 셀 각각의 참조 정보를 저장하도록 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(140)와 제어부(120)는 통신 가능하도록 연결될 수 있다.
제어부(120)는 저장부(140)에 접근(access)하여, 타겟 위치의 저장된 복수의 참조 셀 각각의 참조 정보를 획득할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 획득된 복수의 참조 정보에 기반하여 상기 타겟 위치에 대한 참조 상태 정보(Pref)를 설정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(120)는 획득한 복수의 참조 정보를 취합하여, 타겟 위치에 대한 하나의 참조 상태 정보(Pref)를 설정할 수 있다.
예컨대, 타겟 위치에 5개의 참조 셀이 미리 저장되었다고 가정한다. 제어부(120)는 저장부(140)에 접근하여, 타겟 위치에 저장된 5개의 참조 셀에 대한 5개의 참조 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 획득한 5개의 참조 정보에 기반하여 타겟 위치에 대한 하나의 참조 상태 정보(Pref)를 설정할 수 있다.
다른 예로, 타겟 위치에 1개의 참조 셀이 미리 저장되었다고 가정한다. 제어부(120)는 저장부(140)에 접근하여, 타겟 위치에 저장된 1개의 참조 셀에 대한 참조 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 획득한 1개의 참조 정보에 기반하여 타겟 위치에 대한 하나의 참조 상태 정보(Pref)를 설정할 수 있다.
제어부(120)는 평균값 정리, 중간값 정리, 평균 제곱 오차, 또는 평균 절대 오차 등 제한되지 않는 다양한 방식을 이용하여, 복수의 참조 정보에 기반하여 하나의 참조 상태 정보(Pref)를 설정할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 상기 설정된 제1 상태 프로파일(P1)과 설정된 참조 상태 정보(Pref)에 따라 상기 제2 상태 프로파일(P2)을 설정하도록 구성될 수 있다.
즉, 제어부(120)에 의해 설정되는 제2 상태 프로파일(P2)은, 배터리 정보 및 타겟 위치의 환경 정보뿐만 아니라, 타겟 위치에 저장된 복수의 참조 셀의 참조 정보를 고려하여 설정된 프로파일일 수 있다.
따라서, 제2 상태 프로파일(P2)은 타겟 위치의 환경이 타겟 위치에 저장된 복수의 참조 셀에게 미치는 영향이 고려되어 설정된 프로파일이기 때문에, 제2 상태 프로파일(P2)에 기반하여 판단된 배터리의 상태의 정확도 및 신뢰도가 향상될 수 있다.
상기 사용자 단말은, 상기 배터리에 대한 사양 정보를 더 설정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 상기 사양 정보는, 배터리 종류, 제조사, 활물질의 성분 및 제조 시기 중 적어도 하나를 포함하도록 구성될 수 있다. 다만, 사용자 단말에 의해 설정될 수 있는 배터리의 사양 정보는 이러한 실시예에 의해서만 제한되지 않고, 예컨대, 배터리의 최대 용량 등의 배터리의 사양과 관련된 보다 다양한 정보들이 설정될 수 있다.
상기 제어부(120)는, 상기 사용자 단말로부터 상기 사양 정보를 수신하고, 상기 타겟 위치에 저장된 하나 이상의 셀 중 수신한 사양 정보와 동일한 사양을 가진 셀을 상기 참조 셀로 결정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(120)는 저장 공간(200)에 미리 저장된 하나 이상의 셀 중에서 타겟 위치에 저장된 하나 이상의 셀을 선별할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 선별된 하나 이상의 셀의 사양 정보를 확인하여, 사양 정보가 배터리와 동일한 하나 이상의 셀을 참조 셀로 결정할 수 있다. 여기서, 저장 공간(200)에 미리 저장된 하나 이상의 셀에 대한 사양 정보는 저장부(140)에 미리 저장될 수 있다.
즉, 제어부(120)는 배터리의 상태를 판단하는 과정에서, 타겟 위치의 환경이 배터리와 동일한 사양 정보를 가진 참조 셀에 미치는 영향을 보다 구체적으로 고려할 수 있다. 따라서, 제2 상태 프로파일(P2)이 배터리의 사양 정보를 반영하여 설정될 수 있기 때문에, 결과적으로 제2 상태 프로파일(P2)에 기반한 배터리의 상태 판단의 정확도가 향상될 수 있다.
상기 제어부(120)는, 상기 외부로부터 상기 배터리의 저장 기간에 대한 저장 기간 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
즉, 사용자 단말은 배터리의 저장 기간을 더 설정하도록 구성될 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 사용자 단말로부터 배터리의 저장 기간에 대한 저장 기간 정보를 수신할 수 있다.
제어부(120)는 상기 배터리 정보 측정부(110)가 상기 배터리의 전압을 상기 저장 기간 동안 소정의 측정 횟수만큼 측정할 수 있도록 상기 저장 기간 정보 및 상기 판단된 배터리의 상태에 기반하여 상기 전압 측정 주기를 미리 설정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 불필요한 전력 소비를 줄이기 위하여, 배터리 정보 측정부(110)는 항상 웨이크업 상태를 유지하도록 구성되지는 않을 수 있다. 배터리 정보 측정부(110)는 설정된 웨이크업 주기(예컨대, 전압 측정 주기)마다 동작하여, 배터리 정보를 획득하도록 구성될 수 있다. 즉, 이러한 배터리 정보 측정부(110)의 웨이크업 주기가 배터리의 저장 기간에 의해 설정될 수 있다.
예컨대, 보다 다양한 시점에서 배터리의 상태가 판단될 수 있도록, 배터리 정보 측정부(110)는 배터리 정보를 적어도 100회 측정하도록 설정될 수 있다. 그리고, 사용자 단말에 의해 설정된 배터리의 저장 기간은 100시간일 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 배터리 정보 측정부(110)의 웨이크업 주기를 1시간 이하로 설정함으로써, 배터리 정보 측정부(110)에 의해 배터리 정보가 100회 이상 획득될 수 있다.
따라서, 배터리 정보 측정부(110)는 배터리의 저장 기간에 따라 설정된 웨이크업 주기에 따라 동작하기 때문에, 불필요한 전력의 소비가 줄어들 수 있으면서, 배터리의 상태를 판단하기 위한 충분한 배터리 정보가 확보될 수 있는 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
여기서, 배터리 관리 방법의 각 단계는 배터리 관리 장치(100)에 의해 수행될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 7을 참조하면, 배터리 관리 방법은 배터리 정보 측정 단계(S100), 타겟 위치 결정 단계(S200), 환경 정보 획득 단계(S300), 참조 상태 정보(Pref) 설정 단계(S400), 배터리 상태 판단 단계(S500) 및 전압 측정 주기 변경 단계(S600)를 포함할 수 있다.
배터리 정보 측정 단계(S100)는 배터리의 전압을 측정하는 단계로서, 배터리 정보 측정부(110)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 배터리 정보 측정부(110)는 연결된 배터리의 전압을 측정할 수 있다.
타겟 위치 결정 단계(S200)는 외부로부터 수신한 상기 배터리가 저장되는 위치에 대한 위치 정보에 기반하여 상기 배터리가 저장된 타겟 위치를 결정하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 사용자 단말로부터 배터리가 저장되는 위치에 대한 위치 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 수신한 위치 정보에 기반하여 타겟 위치를 결정할 수 있다.
도 2의 실시예에서, 저장 공간(200)의 A 섹션에 배터리가 저장된다고 가정한다. 제어부(120)는 사용자 단말로부터 배터리가 저장되는 A 섹션에 대한 위치 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 배터리가 저장되는 A 섹션을 타겟 위치로 결정할 수 있다.
환경 정보 획득 단계(S300)는 상기 결정된 타겟 위치의 환경 정보를 획득하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
구체적으로, 타겟 위치의 환경 정보는 환경 정보 측정부(130)에 의해 측정될 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 환경 정보 측정부(130)로부터 타겟 위치의 환경 정보를 수신할 수 있다.
참조 상태 정보(Pref) 설정 단계(S400)는 상기 결정된 타겟 위치 주변에 저장된 하나 이상의 참조 셀의 참조 상태 정보(Pref)를 설정하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 타겟 위치에 복수의 참조 셀이 구비된 경우, 제어부(120)는 복수의 참조 셀 각각의 참조 정보를 획득하고, 획득한 복수의 참조 정보를 취합하여 타겟 위치에 대한 하나의 참조 상태 정보(Pref)를 설정할 수 있다.
배터리 상태 판단 단계(S500)는 상기 배터리 정보 측정 단계(S100)에서 측정된 배터리의 전압을 포함하는 배터리 정보, 상기 환경 정보 획득 단계(S300)에서 획득된 환경 정보 및 상기 참조 상태 정보(Pref) 설정 단계(S400)에서 설정된 참조 상태 정보(Pref) 중 적어도 하나에 기반하여 상기 배터리의 상태를 판단하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 배터리 정보 및 환경 정보에 기반하여 제1 상태 프로파일(P1)을 설정할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 참조 상태 정보(Pref)에 따라 제1 상태 프로파일(P1)을 보정하여, 제2 상태 프로파일(P2)을 설정할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 제2 상태 프로파일(P2)에 따른 배터리의 예측 전압과 실제 측정된 배터리의 전압을 비교하여 배터리의 상태를 판단할 수 있다.
전압 측정 주기 변경 단계(S600)는 상기 배터리 상태 판단 단계(S500)에서 판단된 배터리의 상태에 따라 상기 배터리의 전압 측정 주기를 변경하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 배터리의 상태가 비정상 상태로 판단된 경우, 제어부(120)는 배터리 정보 측정부(110)에 의해 측정되는 배터리의 전압 측정 주기를 감소시킬 수 있다. 즉, 비정상 상태의 배터리의 경우, 전압이 보다 자주 측정되며, 측정된 전압 정보는 저장부(140)에 누적하여 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
(부호의 설명)
100: 배터리 관리 장치
110: 배터리 정보 측정부
120: 제어부
130: 환경 정보 측정부
140: 저장부
150: 알람부
200: 저장 공간

Claims (15)

  1. 배터리에 연결되어 상기 배터리의 전압을 측정하도록 구성된 배터리 정보 측정부; 및
    외부로부터 상기 배터리가 저장되는 위치에 대한 위치 정보를 수신하고, 상기 배터리 정보 측정부로부터 상기 배터리의 전압이 포함된 배터리 정보를 수신하며, 수신한 위치 정보에 기반하여 상기 배터리가 저장된 타겟 위치를 결정하고, 결정된 타겟 위치의 환경 정보를 획득하며, 상기 결정된 타겟 위치 주변에 저장된 하나 이상의 참조 셀의 참조 상태 정보를 설정하고, 수신한 배터리 정보, 획득된 환경 정보 및 설정된 참조 상태 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 배터리의 상태를 판단하도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판단된 배터리의 상태에 따라 상기 배터리 정보 측정부에 의한 상기 배터리의 전압 측정 주기를 변경시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 외부로부터 상기 배터리의 저장 기간에 대한 저장 기간 정보를 수신하고, 상기 배터리 정보 측정부가 상기 배터리의 전압을 상기 저장 기간 동안 소정의 측정 횟수만큼 측정할 수 있도록 상기 저장 기간 정보 및 상기 판단된 배터리의 상태에 기반하여 상기 전압 측정 주기를 미리 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리의 상태를 정상 상태 또는 비정상 상태로 판단하고, 상기 비정상 상태로 판단된 배터리에 대하여 상기 배터리 정보 측정부의 전압 측정 주기를 감소시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부로부터 상기 판단된 배터리의 상태를 수신하고, 상기 판단된 배터리의 상태가 상기 비정상 상태인 경우 점등하도록 구성된 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수신한 배터리 정보와 상기 획득된 환경 정보에 기반하여 상기 배터리의 예측 상태에 대한 제1 상태 프로파일을 설정하고, 설정된 제1 상태 프로파일과 상기 설정된 참조 상태 정보에 기반하여 상기 배터리의 예측 상태에 대한 제2 상태 프로파일을 설정하며, 설정된 제2 상태 프로파일에 기반하여 상기 배터리의 상태를 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 설정된 제1 상태 프로파일을 상기 참조 상태 정보에 따라 보정하여, 상기 제2 상태 프로파일을 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제1 시점에서 상기 제2 상태 프로파일을 설정하고, 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에서 수신한 배터리 정보와 상기 제2 시점에 대응되는 상기 제2 상태 프로파일의 예측 상태를 비교하여 상기 배터리의 상태를 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 설정된 제2 상태 프로파일을 기준 프로파일과 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 배터리의 상태를 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수신한 위치 정보에 기반하여 상기 타겟 위치를 결정하고, 상기 타겟 위치에 저장된 하나 이상의 셀을 상기 참조 셀로 결정하며, 결정된 참조 셀에 대응되는 참조 상태 정보를 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 참조 셀은, 복수 구비되고,
    상기 제어부는,
    복수의 참조 셀 각각에 대응되는 복수의 참조 정보를 획득하고, 획득된 복수의 참조 정보에 기반하여 상기 타겟 위치에 대한 상기 참조 상태 정보를 설정하며, 상기 설정된 제1 상태 프로파일과 설정된 참조 상태 정보에 따라 상기 제2 상태 프로파일을 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 위치 정보는,
    상기 배터리가 저장될 수 있도록 구분된 복수의 섹션 중 상기 배터리가 저장되는 타겟 섹션에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 위치의 온도, 습도 및 대기질 중 적어도 하나를 포함하는 상기 환경 정보를 측정하고, 측정된 환경 정보를 상기 제어부에게 송신하도록 구성된 환경 정보 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  14. 배터리의 전압을 측정하는 배터리 정보 측정 단계;
    외부로부터 수신한 상기 배터리가 저장되는 위치에 대한 위치 정보에 기반하여 상기 배터리가 저장된 타겟 위치를 결정하는 타겟 위치 결정 단계;
    상기 결정된 타겟 위치의 환경 정보를 획득하는 환경 정보 획득 단계;
    상기 결정된 타겟 위치 주변에 저장된 하나 이상의 참조 셀의 참조 상태 정보를 설정하는 참조 상태 정보 설정 단계; 및
    상기 배터리 정보 측정 단계에서 측정된 배터리의 전압을 포함하는 배터리 정보, 상기 환경 정보 획득 단계에서 획득된 환경 정보 및 상기 참조 상태 정보 설정 단계에서 설정된 참조 상태 정보 중 적어도 하나에 기반하여 상기 배터리의 상태를 판단하는 배터리 상태 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 배터리 상태 판단 단계 이후,
    상기 배터리 상태 판단 단계에서 판단된 배터리의 상태에 따라 상기 배터리의 전압 측정 주기를 변경하는 전압 측정 주기 변경 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
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