WO2022080746A1 - 배터리 상태 진단 장치 및 방법 - Google Patents

배터리 상태 진단 장치 및 방법 Download PDF

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WO2022080746A1
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송이강
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for diagnosing a battery state, and more particularly, to an apparatus and method for diagnosing a battery state probabilistically.
  • the difference in electrochemical characteristics may increase due to variations in the production process and variations in the actual use environment after shipment.
  • a gap between batteries may lead to a behavioral deviation during a charge/discharge cycle, and thus heat generation and voltage difference may be accelerated in a non-linear manner.
  • a fixed threshold value or a fixed threshold range is set, and the battery in an abnormal state is diagnosed using the set threshold value or threshold range.
  • this conventional method has a problem in that it does not reflect the deterioration of the battery over time.
  • due to the complexity of the numerical determination model for setting the threshold value or the threshold range by reflecting the deterioration of the battery there is a problem in that the actual implementation becomes very difficult.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a.
  • an apparatus for diagnosing a battery state includes a measuring unit configured to measure a voltage of each of a plurality of batteries; a profile generating unit configured to receive voltage information for each voltage of the plurality of batteries measured by the measuring unit and to generate a distribution profile for each voltage of the plurality of batteries based on the received voltage information; and setting a reference voltage for the distribution profile based on a preset reference profile for the plurality of batteries, and comparing the measured voltages of each of the plurality of batteries with the set reference voltage to state each of the plurality of batteries It may include a control unit configured to diagnose.
  • the profile generator may be configured to generate the distribution profile indicating a normal distribution of voltages of the plurality of batteries, respectively.
  • the reference profile may be a profile indicating a distribution for each voltage measured when the plurality of batteries are in a BOL state.
  • the controller may be configured to set a reference voltage for the distribution profile to correspond to a reference voltage set for the reference profile.
  • the controller may be configured to set the reference voltage by applying a reference density corresponding to the reference voltage to the average voltage of the reference profile in the entire voltage range of the reference profile to the distribution profile.
  • the controller may be configured to calculate a voltage corresponding to the reference density in the distribution profile based on the average voltage of the distribution profile, and set the calculated voltage as the reference voltage.
  • the controller may be configured to diagnose a state of a battery having a measured voltage of less than the reference voltage among the plurality of batteries as an abnormal state.
  • the controller may be configured to diagnose a state of a battery having a measured voltage equal to or greater than the reference voltage among the plurality of batteries as a normal state.
  • a battery pack according to another aspect of the present invention may include the apparatus for diagnosing a battery state according to an aspect of the present invention.
  • a method for diagnosing a battery state includes measuring voltages of each of a plurality of batteries; a profile generating step of generating a distribution profile for each voltage of the plurality of batteries measured in the measuring step; a reference voltage setting step of setting a reference voltage for the distribution profile based on a preset reference profile for the plurality of batteries; and comparing the measured voltage of each of the plurality of batteries with the set reference voltage to diagnose the state of each of the plurality of batteries.
  • states of each of the plurality of batteries can be diagnosed in consideration of the beginning of life (BOL) state and the current deterioration state of the plurality of batteries.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an apparatus for diagnosing a battery state according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a distribution profile generated by an apparatus for diagnosing a battery state according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a reference profile according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a distribution profile generated by an apparatus for diagnosing a battery state and a set reference voltage according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a battery pack including an apparatus for diagnosing a battery state according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a method for diagnosing a battery state 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 an apparatus 100 for diagnosing a battery state according to an embodiment of the present invention.
  • the battery state diagnosis apparatus 100 may include a measurement unit 110 , a profile generation unit 120 , and a control unit 130 .
  • the measuring unit 110 may be configured to measure the voltage of each of the plurality of batteries.
  • the battery includes a negative terminal and a positive terminal, and refers to one physically separable independent cell.
  • one pouch-type lithium polymer cell may be regarded as one battery.
  • the battery may be a battery module in which one or more battery cells are connected in series and/or in parallel.
  • the battery is a battery cell.
  • the measurement unit 110 may measure voltages of each of the plurality of batteries, and may output voltage information for the plurality of measured voltages.
  • the profile generating unit 120 may be configured to receive voltage information about the voltages of each of the plurality of batteries measured by the measuring unit 110 .
  • the measuring unit 110 and the profile generating unit 120 may be communicatively connected. Accordingly, the profile generating unit 120 may receive the voltage information output from the measuring unit 110 .
  • the profile generator 120 may be configured to generate a distribution profile P1 for voltages of each of the plurality of batteries based on the received voltage information.
  • the distribution profile P1 may be a profile indicating the distribution of voltages of each of the plurality of batteries.
  • the profile generator 120 may be configured to generate the distribution profile P1 representing a normal distribution of voltages of the plurality of batteries.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a distribution profile P1 generated by the apparatus 100 for diagnosing a battery state according to an embodiment of the present invention.
  • a distribution profile P1 may be generated by the profile generator 120 .
  • the distribution profile P1 following a normal distribution in which the average voltage E1 is 3.0V may be generated.
  • the controller 130 may be configured to set a reference voltage V1 for the distribution profile P1 based on a reference profile P2 preset for the plurality of batteries.
  • the profile generating unit 120 and the control unit 130 may be connected to enable communication. That is, the profile generator 120 may output the generated distribution profile P1 , and the controller 130 may receive the distribution profile P1 output from the profile generator 120 .
  • the reference profile P2 may be a profile indicating a distribution for each voltage measured when the plurality of batteries are in a beginning of life (BOL) state.
  • BOL beginning of life
  • voltages of the plurality of batteries may be measured when they are in a BOL state, and a reference profile P2 may be generated in advance based on the measured voltages.
  • the reference profile P2 may be a profile indicating a normal distribution of voltages of a plurality of batteries in a BOL state
  • the distribution profile P1 may be a profile indicating a normal distribution of voltages of a plurality of batteries in a current state.
  • the reference profile P2 may be a profile following a normal distribution in which the average voltage E2 is 3.4V.
  • the controller 130 may set the reference voltage V1 in the distribution profile P1 to correspond to the reference voltage V2 of the reference profile P2 . That is, the reference voltage V1 may not be set based on a preset lower limit voltage value, but may be set to correspond to the reference voltage V2 of the reference profile P2 . Accordingly, the controller 130 may set the reference voltage V1 for the current state of the plurality of batteries based on the reference voltage V1 and the reference profile P2 reflecting the BOL state of the plurality of batteries.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a distribution profile P1 generated by the battery state diagnosis apparatus 100 and a set reference voltage V1 according to an embodiment of the present invention.
  • the average voltage E2 of the reference profile P2 may be 3.4V, and the reference voltage V2 may be 3.25V.
  • the average voltage of the distribution profile P1 may be 3.0V, and the reference voltage V1 may be 2.4V.
  • controller 130 may be configured to diagnose the state of each of the plurality of batteries by comparing the measured voltages of each of the plurality of batteries with the set reference voltage V1 .
  • the controller 130 may be configured to diagnose a state of a battery in which a measured voltage among the plurality of batteries is less than the reference voltage V1 as an abnormal state.
  • the control unit 130 may be configured to diagnose a state of a battery having a measured voltage of the plurality of batteries equal to or greater than the reference voltage V1 as a normal state.
  • the controller 130 when the voltage measured by the measuring unit 110 among the plurality of batteries is less than 2.4V, the controller 130 may be configured to diagnose the state of the corresponding battery as an abnormal state. Conversely, when the voltage measured by the measuring unit 110 among the plurality of batteries is 2.4V or more, the controller 130 may be configured to diagnose the state of the corresponding battery as a normal state.
  • the apparatus 100 for diagnosing the battery state does not uniformly diagnose the state of the battery based on a preset voltage value, but rather the reference profile P2 for the battery in the BOL state and the current state.
  • the current state of the battery may be diagnosed by considering all of the distribution profile P1 for the battery. That is, since the battery state diagnosis apparatus 100 may diagnose the state of each of the plurality of batteries in consideration of the deterioration of the battery, the state of each of the plurality of batteries may be more accurately diagnosed.
  • the reference profile P2 is generated based on voltages measured when the plurality of batteries are in the BOL state, and the reference voltage V2 may be a voltage set to detect the batteries in the BOL state but in an abnormal state. . Even if the plurality of batteries are degraded, the degradation of the plurality of batteries may follow a normal distribution to correspond to the reference profile P2 . Accordingly, the battery state diagnosis apparatus 100 sets the reference voltage V1 of the distribution profile P1 in consideration of the reference voltage V2 of the reference profile P2, and sets the reference voltage V1 of the battery based on the set reference voltage V1. By diagnosing the state, it is possible to diagnose the state of each of the plurality of batteries in consideration of deterioration of the plurality of batteries.
  • the controller 130 may receive the target voltage from the outside.
  • the target voltage may be a voltage value set for state diagnosis of the plurality of batteries in the BOL state.
  • the battery may be used in various products such as automobiles, energy storage systems (ESSs), and home appliances.
  • the controller 130 converts the target voltage to the reference voltage V2 when receiving the target voltage from the outside. ) can be set.
  • the controller 130 sets the reference voltage V1 in the distribution profile P1 based on the reference voltage V2 set according to the target voltage, and diagnoses the state of the battery based on the set reference voltage V1. can do. That is, since the reference voltage V2 can be appropriately set according to the usage environment of the battery, there is an advantage that the state of the battery can be adaptively diagnosed based on the usage environment of the battery.
  • the controller 130 provided in the battery state diagnosis apparatus 100 includes a processor, an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, It may optionally include a register, a communication modem, a data processing unit, and the like.
  • the control logic is implemented in software
  • the controller 130 may be implemented as a set of program modules.
  • the program module may be stored in the memory and executed by the controller 130 .
  • the memory may be inside or outside the control unit 130 , and may be connected to the control unit 130 by various well-known means.
  • the battery state diagnosis apparatus 100 may further include a storage unit 140 .
  • the storage unit 140 may store data necessary for each component of the apparatus 100 for diagnosing battery state to perform operations and functions, programs, or data generated while the operations and functions 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 130 are defined.
  • the storage unit 140 may store information on a reference profile P2 and a reference voltage V2 for a plurality of batteries, information on a reference ratio, and a distribution profile P1 for a plurality of batteries.
  • the controller 130 may access the storage 140 to obtain information on the reference profile P2 and the reference voltage V2 for the plurality of batteries, and information on the reference ratio.
  • the profile generator 120 may generate the distribution profile P1 when a predetermined diagnostic cycle or a diagnostic command is input. And, whenever the control unit 130 receives the distribution profile P1 from the profile generator 120, the current state of the plurality of batteries can be diagnosed using the reference profile P2 and the received distribution profile P1. there is. That is, the current state of the plurality of batteries may be diagnosed based on the distribution profile P1 generated at the current time point.
  • the controller 130 may be configured to set the reference voltage V1 for the distribution profile P1 to correspond to the reference voltage V2 set for the reference profile P2 . In addition, the controller 130 may be configured to set the calculated voltage as the reference voltage V1.
  • control unit 130 determines the reference density D corresponding to the average voltage E2 of the reference voltage V2 to the reference profile P2 in the entire voltage range of the reference profile P2. It can be configured to set the reference voltage V1 by applying it to the distribution profile P1.
  • the reference density corresponding to the reference voltage V2 to the average voltage E2 in the entire voltage range of the reference profile P2 may be D.
  • the controller 130 may apply the reference density D to the distribution profile P1 .
  • the controller 130 may calculate a voltage corresponding to the reference density D from the distribution profile P1 based on the average voltage E1 of the distribution profile P1 .
  • the calculated voltage may be the reference voltage V1.
  • the reference density D of the reference profile P2 when the reference density D of the reference profile P2 is applied to the distribution profile P1, the reference density D is based on the average voltage E1 of the distribution profile P1.
  • a corresponding voltage may be calculated as 2.4V. That is, the reference voltage V2 corresponding to the reference density D in the reference profile P2 may be 3.25V, but the voltage corresponding to the reference density D in the distribution profile P1 may be 2.4V.
  • the controller 130 may set the calculated voltage of 2.4V as the reference voltage V1. Thereafter, the controller 130 may diagnose a state of a battery having a measured voltage of less than 2.4V as an abnormal state, and may diagnose a state of a battery having a measured voltage of 2.4V or more as a normal state.
  • the plurality of batteries deteriorate according to use, and the degree of deterioration of the plurality of batteries may be different from each other. Therefore, in the embodiment of FIG. 4 , even when the same reference density D is applied to the reference profile P2 and the distribution profile P1 , the voltage between the average voltage E2 and the reference voltage V2 of the reference profile P2 is The difference 0.15V and the voltage difference 0.6V between the average voltage E1 of the distribution profile P1 and the reference voltage V1 may be different from each other.
  • the battery state diagnosis apparatus 100 calculates the reference voltage V1 by applying the reference density D with respect to the reference profile P2 to the distribution profile P1 to obtain a plurality of The reference voltage V1 may be set in consideration of the deterioration of the battery. Accordingly, the battery state diagnosis apparatus 100 has the advantage of diagnosing the current state of the battery by comprehensively considering the normal distribution of the battery in the BOL state and the deterioration of the battery.
  • the battery state diagnosis apparatus 100 may be applied to a battery management system (BMS). That is, the BMS according to the present invention may include the battery state diagnosis apparatus 100 described above. In this configuration, at least some of the respective components of the battery state diagnosis apparatus 100 may be implemented by supplementing or adding functions of components included in the conventional BMS. For example, the measurement unit 110 , the profile generation unit 120 , the control unit 130 , and the storage unit 140 of the battery state diagnosis apparatus 100 may be implemented as components of the BMS.
  • the battery state diagnosis apparatus 100 may be provided in the battery pack 1 . That is, the battery pack 1 according to the present invention may include the battery state diagnosis apparatus 100 and the battery B described above. In addition, the battery pack 1 may further include electrical equipment (relays, fuses, etc.) and a case.
  • FIG 5 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a battery pack 1 including an apparatus 100 for diagnosing a battery state according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of batteries B may be provided.
  • the measuring unit 110 measures the voltage of each of the plurality of batteries B, and the profile generating unit 120 is a distribution profile P1 based on the voltages of the plurality of batteries B measured by the measuring unit 110 . ) can be created.
  • the controller 130 may diagnose the state of each battery B based on the distribution profile P1 generated by the profile generator 120 and the reference profile P2 preset for the battery B. .
  • the measurement unit 110 may be connected to the current measurement unit A provided in the charge/discharge path of the battery B to measure the current of the battery B.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a method for diagnosing a battery state according to another embodiment of the present invention.
  • each step of the battery state diagnosis method may be performed by the battery state diagnosis apparatus 100 .
  • the content overlapping with the previously described content will be omitted or briefly described.
  • the battery state diagnosis method may include a measuring step S100 , a profile generating step S200 , a reference voltage setting step S300 , and a state diagnosis step S400 .
  • the measuring step S100 is a step of measuring the voltage of each of the plurality of batteries, and may be performed by the measuring unit 110 .
  • the profile generating step S200 is a step of generating a distribution profile P1 for each voltage of the plurality of batteries measured in the measuring step S100 , and may be performed by the profile generating unit 120 .
  • the profile generating unit 120 may receive voltage information about the voltages of each of the plurality of batteries measured by the measuring unit 110 .
  • the profile generator 120 may generate a distribution profile P1 for voltages of each of the plurality of batteries based on the received voltage information.
  • the profile generator 120 may generate a distribution profile P1 following a normal distribution in which the average voltage E1 is 3.0V.
  • the reference voltage setting step S300 is a step of setting a reference voltage V1 for the distribution profile P1 based on a reference profile P2 preset for the plurality of batteries, and is performed by the controller 130 .
  • control unit 130 applies the reference density D of the reference profile P2 to the distribution profile P1, so that the voltage corresponding to the reference density D in the distribution profile P1 can be calculated as 2.4V.
  • controller 130 may set the calculated reference voltage V1 to 2.4V.
  • the state diagnosis step ( S400 ) is a step of diagnosing the state of each of the plurality of batteries by comparing the measured voltage of each of the plurality of batteries with the set reference voltage V1 , and may be performed by the controller 130 . there is.
  • the controller 130 may diagnose the state of the corresponding battery as an abnormal state. Conversely, when the measured voltage is equal to or greater than the reference voltage V1 , the controller 130 may diagnose the state of the corresponding battery as a normal state.
  • the battery state diagnosis method does not uniformly determine the states of a plurality of batteries using a preset threshold value, but a reference profile P2 reflecting the BOL state of a plurality of batteries and a distribution profile (P2) reflecting the current state ( There is an advantage of diagnosing the current state of each of the plurality of batteries based on P1).
  • 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 130 control unit

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 상태 진단 장치는 복수의 배터리 각각의 전압을 측정하도록 구성된 측정부; 상기 측정부에 의해 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 전압 정보를 수신하고, 수신한 전압 정보에 기반하여 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 분포도 프로파일을 생성하도록 구성된 프로파일 생성부; 및 상기 복수의 배터리에 대해 미리 설정된 기준 프로파일에 기반하여 상기 분포도 프로파일에 대한 참조 전압을 설정하고, 상기 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압과 상기 설정된 참조 전압을 비교하여 상기 복수의 배터리 각각의 상태를 진단하도록 구성된 제어부를 포함한다.

Description

배터리 상태 진단 장치 및 방법
본 출원은 2020년 10월 16일 자로 출원된 한국 특허 출원번호 제10-2020-0134587호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 배터리 상태 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 확률통계적으로 배터리의 상태를 진단할 수 있는 배터리 상태 진단 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 생산 공정에서의 편차 및 출하 후 실사용 환경에서의 편차 등으로 동일 제품이라고 하더라도 전기화학 특성의 격차가 증가할 수 있다. 예컨대, 배터리 간의 격차는 충방전 사이클 중의 거동 편차로 이어지게 되고, 이에 따른 발열 및 전압 차이가 비선형 형태로 가속될 수 있다.
종래에는 고정된 임계값 또는 고정된 임계 범위를 설정하고, 설정된 임계값 또는 임계 범위를 이용하여 비정상 상태의 배터리를 진단하였다. 다만, 이러한 종래의 방식은, 시간 경과에 따른 배터리의 퇴화를 반영하지 못하는 문제가 있다. 또한, 배터리의 퇴화를 반영하여 임계값 또는 임계 범위를 설정하기 위한 수치 결정 모델의 복잡도로 인해, 실제 구현이 매우 어려워지는 문제가 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 하는 을 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 상태 진단 장치는 복수의 배터리 각각의 전압을 측정하도록 구성된 측정부; 상기 측정부에 의해 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 전압 정보를 수신하고, 수신한 전압 정보에 기반하여 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 분포도 프로파일을 생성하도록 구성된 프로파일 생성부; 및 상기 복수의 배터리에 대해 미리 설정된 기준 프로파일에 기반하여 상기 분포도 프로파일에 대한 참조 전압을 설정하고, 상기 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압과 상기 설정된 참조 전압을 비교하여 상기 복수의 배터리 각각의 상태를 진단하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.
상기 프로파일 생성부는, 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 정규분포를 나타내는 상기 분포도 프로파일을 생성하도록 구성될 수 있다.
상기 기준 프로파일은, 상기 복수의 배터리가 BOL 상태일 때 측정된 각각의 전압에 대한 분포도를 나타내는 프로파일일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 기준 프로파일에 대해 설정된 기준 전압에 대응되도록 상기 분포도 프로파일에 대한 참조 전압을 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 기준 프로파일의 전체 전압 범위에서 상기 기준 전압 내지 상기 기준 프로파일의 평균 전압에 대응되는 기준 밀도를 상기 분포도 프로파일에 적용함으로써 상기 참조 전압을 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 분포도 프로파일의 평균 전압을 기준으로 상기 분포도 프로파일에서 상기 기준 밀도에 대응되는 전압을 산출하고, 산출된 전압을 상기 참조 전압으로 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 복수의 배터리 중 측정된 전압이 상기 참조 전압 미만인 배터리의 상태를 비정상 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 복수의 배터리 중 측정된 전압이 상기 참조 전압 이상인 배터리의 상태를 정상 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 상태 진단 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 상태 진단 방법은 복수의 배터리 각각의 전압을 측정하는 측정 단계; 상기 측정 단계에서 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 분포도 프로파일을 생성하는 프로파일 생성 단계; 상기 복수의 배터리에 대해 미리 설정된 기준 프로파일에 기반하여 상기 분포도 프로파일에 대한 참조 전압을 설정하는 참조 전압 설정 단계; 및 상기 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압과 상기 설정된 참조 전압을 비교하여 상기 복수의 배터리 각각의 상태를 진단하는 상태 진단 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 배터리의 BOL(Beginning of life) 상태와 현재 퇴화 상태를 고려하여, 복수의 배터리 각각의 상태가 진단될 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 상태 진단 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 상태 진단 장치에 의해 생성된 분포도 프로파일의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 프로파일의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 상태 진단 장치에 의해 생성된 분포도 프로파일 및 설정된 참조 전압의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 상태 진단 장치를 포함하는 배터리 팩의 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 상태 진단 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 상태 진단 장치(100)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리 상태 진단 장치(100)는 측정부(110), 프로파일 생성부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
측정부(110)는 복수의 배터리 각각의 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 하나의 배터리로 간주될 수 있다. 또한, 배터리는 하나 이상의 배터리 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 배터리 모듈일 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 배터리가 배터리 셀인 것으로 설명한다.
구체적으로, 측정부(110)는 복수의 배터리 각각의 전압을 측정하고, 측정된 복수의 전압에 대한 전압 정보를 출력할 수 있다.
프로파일 생성부(120)는 상기 측정부(110)에 의해 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 전압 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 측정부(110)와 프로파일 생성부(120)는 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 따라서, 측정부(110)에서 출력된 전압 정보를 프로파일 생성부(120)가 수신할 수 있다.
또한, 프로파일 생성부(120)는 수신한 전압 정보에 기반하여 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 분포도 프로파일(P1)을 생성하도록 구성될 수 있다.
여기서, 분포도 프로파일(P1)은 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 분포도를 나타내는 프로파일일 수 있다. 예컨대, 상기 프로파일 생성부(120)는, 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 정규분포를 나타내는 상기 분포도 프로파일(P1)을 생성하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 상태 진단 장치(100)에 의해 생성된 분포도 프로파일(P1)의 일 예시를 도시한 도면이다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 프로파일 생성부(120)에 의해 분포도 프로파일(P1)이 생성될 수 있다. 구체적으로, 평균 전압(E1)이 3.0V인 정규분포를 따르는 분포도 프로파일(P1)이 생성될 수 있다.
제어부(130)는 상기 복수의 배터리에 대해 미리 설정된 기준 프로파일(P2)에 기반하여 상기 분포도 프로파일(P1)에 대한 참조 전압(V1)을 설정하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 프로파일 생성부(120)와 제어부(130)는 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 즉, 프로파일 생성부(120)는 생성한 분포도 프로파일(P1)을 출력하고, 제어부(130)가 프로파일 생성부(120)로부터 출력된 분포도 프로파일(P1)을 수신할 수 있다.
구체적으로, 상기 기준 프로파일(P2)은, 상기 복수의 배터리가 BOL(Beginning of life) 상태일 때 측정된 각각의 전압에 대한 분포도를 나타내는 프로파일일 수 있다. 예컨대, 복수의 배터리는 BOL 상태일 때 전압이 측정되고, 측정된 전압에 기반하여 기준 프로파일(P2)이 미리 생성될 수 있다.
즉, 기준 프로파일(P2)은 BOL 상태의 복수의 배터리의 전압에 대한 정규분포를 나타내는 프로파일이고, 분포도 프로파일(P1)은 현재 상태의 복수의 배터리의 전압에 대한 정규분포를 나타내는 프로파일일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 프로파일(P2)의 일 예시를 도시한 도면이다. 예컨대, 도 3을 참조하면, 기준 프로파일(P2)은 평균 전압(E2)이 3.4V인 정규분포를 따르는 프로파일일 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는 기준 프로파일(P2)의 기준 전압(V2)에 대응되도록 분포도 프로파일(P1)에서 참조 전압(V1)을 설정할 수 있다. 즉, 참조 전압(V1)은 미리 설정된 하한 전압값을 기준으로 설정되는 것이 아니고, 기준 프로파일(P2)의 기준 전압(V2)에 대응되도록 설정될 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 복수의 배터리의 BOL 상태를 반영하는 기준 프로파일(P2) 및 기준 전압(V1)에 기반하여, 복수의 배터리의 현재 상태에 대한 참조 전압(V1)을 설정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 상태 진단 장치(100)에 의해 생성된 분포도 프로파일(P1) 및 설정된 참조 전압(V1)의 일 예시를 도시한 도면이다.
예컨대, 도 4의 실시예에서, 기준 프로파일(P2)의 평균 전압(E2)은 3.4V이고, 기준 전압(V2)은 3.25V일 수 있다. 또한, 분포도 프로파일(P1)의 평균 전압은 3.0V이고, 참조 전압(V1)은 2.4V일 수 있다.
또한, 제어부(130)는 상기 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압과 상기 설정된 참조 전압(V1)을 비교하여 상기 복수의 배터리 각각의 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 상기 제어부(130)는, 상기 복수의 배터리 중 측정된 전압이 상기 참조 전압(V1) 미만인 배터리의 상태를 비정상 상태로 진단하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 제어부(130)는, 상기 복수의 배터리 중 측정된 전압이 상기 참조 전압(V1) 이상인 배터리의 상태를 정상 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 4의 실시예에서, 복수의 배터리 중 측정부(110)에 의해 측정된 전압이 2.4V 미만이면, 제어부(130)는 해당 배터리의 상태를 비정상 상태로 진단하도록 구성될 수 있다. 반대로, 복수의 배터리 중 측정부(110)에 의해 측정된 전압이 2.4V 이상이면, 제어부(130)는 해당 배터리의 상태를 정상 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 상태 진단 장치(100)는 미리 설정된 전압값에 기반하여 배터리의 상태를 획일적으로 진단하지 않고, BOL 상태의 배터리에 대한 기준 프로파일(P2)과 현재 상태의 배터리에 대한 분포도 프로파일(P1)을 모두 고려하여 배터리의 현재 상태를 진단할 수 있다. 즉, 배터리 상태 진단 장치(100)는 배터리의 퇴화를 고려하여 복수의 배터리 각각의 상태를 진단할 수 있기 때문에, 복수의 배터리 각각의 상태가 보다 정확하게 진단될 수 있다.
보다 구체적으로, 기준 프로파일(P2)은 복수의 배터리가 BOL 상태일 때 측정된 전압에 기반하여 생성된 것으로, 기준 전압(V2)은 BOL 상태이지만 비정상 상태인 배터리를 검출하기 위하여 설정된 전압일 수 있다. 이러한 복수의 배터리가 퇴화된다고 하더라도, 복수의 배터리의 퇴화는 기준 프로파일(P2)에 대응되도록 정규분포를 따를 수 있다. 따라서, 배터리 상태 진단 장치(100)는 기준 프로파일(P2)의 기준 전압(V2)을 고려하여 분포도 프로파일(P1)의 참조 전압(V1)을 설정하고, 설정된 참조 전압(V1)에 기반하여 배터리의 상태를 진단함으로써, 복수의 배터리의 퇴화를 고려하여 복수의 배터리 각각의 상태를 진단할 수 있다.
다른 실시예로, 제어부(130)는 외부로부터 타겟 전압을 수신할 수 있다. 여기서, 타겟 전압은 BOL 상태의 복수의 배터리에 대한 상태 진단을 위해 설정된 전압값일 수 있다. 예컨대, 배터리는 자동차, 에너지 저장 장치(Energy storage system, ESS) 및 가전 제품 등 다양한 제품에 이용될 수 있다. 배터리의 사용처에 따라 배터리의 상태를 진단하기 위한 기준값으로 고려되는 기준 전압(V2)을 적절하게 변경하기 위하여, 제어부(130)는 외부로부터 타겟 전압을 수신한 경우, 상기 타겟 전압을 기준 전압(V2)으로 설정할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 타겟 전압에 따라 설정된 기준 전압(V2)에 기반하여, 분포도 프로파일(P1)에서 참조 전압(V1)을 설정하고, 설정된 참조 전압(V1)에 기반하여 배터리의 상태를 진단할 수 있다. 즉, 배터리의 사용 환경에 따라 기준 전압(V2)이 적절하게 설정될 수 있기 때문에, 배터리의 사용 환경에 기반하여 배터리의 상태가 적응적으로 진단될 수 있는 장점이 있다.
한편, 배터리 상태 진단 장치(100)에 구비된 제어부(130)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(130)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 제어부(130)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리는 제어부(130) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어부(130)와 연결될 수 있다.
또한, 배터리 상태 진단 장치(100)는 저장부(140)를 더 포함할 수 있다. 저장부(140)는 배터리 상태 진단 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(130)에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수 있다.
예컨대, 저장부(140)에는 복수의 배터리에 대한 기준 프로파일(P2) 및 기준 전압(V2)에 대한 정보, 기준 비율에 대한 정보, 및 분포도 프로파일(P1)이 저장될 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 저장부(140)에 접근하여 복수의 배터리에 대한 기준 프로파일(P2) 및 기준 전압(V2)에 대한 정보, 기준 비율에 대한 정보를 획득할 수 있다.
한편, 프로파일 생성부(120)는 소정의 진단 주기 또는 진단 명령이 입력된 경우, 분포도 프로파일(P1)을 생성할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 프로파일 생성부(120)로부터 분포도 프로파일(P1)을 수신할 때마다 기준 프로파일(P2)과 수신한 분포도 프로파일(P1)을 이용하여 복수의 배터리의 현재 상태를 진단할 수 있다. 즉, 현재 시점에서 생성된 분포도 프로파일(P1)에 기반하여 복수의 배터리의 현재 상태가 진단될 수 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 기준 프로파일(P2)에 대해 설정된 기준 전압(V2)에 대응되도록 상기 분포도 프로파일(P1)에 대한 참조 전압(V1)을 설정하도록 구성될 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 산출된 전압을 상기 참조 전압(V1)으로 설정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(130)는, 상기 기준 프로파일(P2)의 전체 전압 범위에서 상기 기준 전압(V2) 내지 상기 기준 프로파일(P2)의 평균 전압(E2)에 대응되는 기준 밀도(D)를 상기 분포도 프로파일(P1)에 적용함으로써 상기 참조 전압(V1)을 설정하도록 구성될 수 있다.
도 4의 실시예에서, 기준 프로파일(P2)의 전체 전압 범위에서 기준 전압(V2) 내지 평균 전압(E2)에 대응되는 기준 밀도는 D일 수 있다. 제어부(130)는 기준 밀도(D)를 분포도 프로파일(P1)에 적용할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(130)는, 상기 분포도 프로파일(P1)의 평균 전압(E1)을 기준으로 상기 분포도 프로파일(P1)에서 상기 기준 밀도(D)에 대응되는 전압을 산출할 수 있다. 여기서, 산출된 전압이 참조 전압(V1)일 수 있다.
예컨대, 도 4의 실시예에서, 분포도 프로파일(P1)에 기준 프로파일(P2)의 기준 밀도(D)를 적용한 경우, 분포도 프로파일(P1)의 평균 전압(E1)을 기준으로 기준 밀도(D)에 대응되는 전압이 2.4V로 산출될 수 있다. 즉, 기준 프로파일(P2)에서 기준 밀도(D)에 대응되는 기준 전압(V2)은 3.25V이지만, 분포도 프로파일(P1)에서 기준 밀도(D)에 대응되는 전압은 2.4V일 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 산출된 전압 2.4V를 참조 전압(V1)으로 설정할 수 있다. 이후, 제어부(130)는 측정된 전압이 2.4V 미만인 배터리의 상태를 비정상 상태로 진단하고, 측정된 전압이 2.4V 이상인 배터리의 상태를 정상 상태로 진단할 수 있다.
예컨대, 복수의 배터리는 사용에 따라 퇴화하며, 복수의 배터리의 퇴화 정도는 각기 상이할 수 있다. 따라서, 도 4의 실시예에서, 기준 프로파일(P2)과 분포도 프로파일(P1)에 동일한 기준 밀도(D)를 적용하더라도, 기준 프로파일(P2)의 평균 전압(E2)과 기준 전압(V2) 간의 전압 차이(0.15V)와 분포도 프로파일(P1)의 평균 전압(E1)과 참조 전압(V1) 간의 전압 차이(0.6V)는 서로 상이할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 상태 진단 장치(100)는 기준 프로파일(P2)에 대한 기준 밀도(D)를 분포도 프로파일(P1)에 적용하여 참조 전압(V1)을 산출함으로써, 복수의 배터리의 퇴화를 고려하여 참조 전압(V1)을 설정할 수 있다. 따라서, 배터리 상태 진단 장치(100)는 BOL 상태의 배터리의 정규 분포와 배터리의 퇴화를 종합적으로 고려하여, 배터리의 현재 상태를 진단할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 배터리 상태 진단 장치(100)는, BMS(Battery Management System)에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 배터리 상태 진단 장치(100)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 배터리 상태 진단 장치(100)의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 배터리 상태 진단 장치(100)의 측정부(110), 프로파일 생성부(120), 제어부(130) 및 저장부(140)는 BMS의 구성요소로서 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 상태 진단 장치(100)는, 배터리 팩(1)에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은, 상술한 배터리 상태 진단 장치(100) 및 배터리(B)를 포함할 수 있다. 또한, 배터리 팩(1)은, 전장품(릴레이, 퓨즈 등) 및 케이스 등을 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 상태 진단 장치(100)를 포함하는 배터리 팩(1)의 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 5의 실시예에서, 배터리(B)는 복수 구비될 수 있다. 측정부(110)는 복수의 배터리(B) 각각의 전압을 측정하고, 프로파일 생성부(120)는 측정부(110)에 의해 측정된 복수의 배터리(B)의 전압에 기반하여 분포도 프로파일(P1)을 생성할 수 있다. 제어부(130)는 프로파일 생성부(120)에 의해 생성된 분포도 프로파일(P1)과 배터리(B)에 대해 미리 설정된 기준 프로파일(P2)에 기반하여, 배터리(B) 각각의 상태를 진단할 수 있다.
한편, 측정부(110)는 배터리(B)의 충방전 경로에 구비된 전류 측정 유닛(A)과 연결되어, 배터리(B)의 전류를 측정할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 상태 진단 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
여기서, 배터리 상태 진단 방법의 각 단계는 배터리 상태 진단 장치(100)에 의해 수행될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 6을 참조하면, 배터리 상태 진단 방법은 측정 단계(S100), 프로파일 생성 단계(S200), 참조 전압 설정 단계(S300) 및 상태 진단 단계(S400)를 포함할 수 있다.
측정 단계(S100)는 복수의 배터리 각각의 전압을 측정하는 단계로서, 측정부(110)에 의해 수행될 수 있다.
프로파일 생성 단계(S200)는 상기 측정 단계(S100)에서 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 분포도 프로파일(P1)을 생성하는 단계로서, 프로파일 생성부(120)에 의해 수행될 수 있다.
구체적으로, 프로파일 생성부(120)는 상기 측정부(110)에 의해 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 전압 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 프로파일 생성부(120)는 수신한 전압 정보에 기반하여 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 분포도 프로파일(P1)을 생성할 수 있다.
예컨대, 도 2의 실시예에서, 프로파일 생성부(120)는 평균 전압(E1)이 3.0V인 정규분포를 따르는 분포도 프로파일(P1)을 생성할 수 있다.
참조 전압 설정 단계(S300)는 상기 복수의 배터리에 대해 미리 설정된 기준 프로파일(P2)에 기반하여 상기 분포도 프로파일(P1)에 대한 참조 전압(V1)을 설정하는 단계로서, 제어부(130)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 도 4의 실시예에서, 제어부(130)는 기준 프로파일(P2)의 기준 밀도(D)를 분포도 프로파일(P1)에 적용함으로써, 분포도 프로파일(P1)에서 기준 밀도(D)에 대응되는 전압을 2.4V로 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 참조 전압(V1)을 산출한 2.4V로 설정할 수 있다.
상태 진단 단계(S400)는 상기 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압과 상기 설정된 참조 전압(V1)을 비교하여 상기 복수의 배터리 각각의 상태를 진단하는 단계로서, 제어부(130)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 측정된 전압이 참조 전압(V1) 미만이면, 제어부(130)는 해당 배터리의 상태를 비정상 상태로 진단할 수 있다. 반대로, 측정된 전압이 참조 전압(V1) 이상이면, 제어부(130)는 해당 배터리의 상태를 정상 상태로 진단할 수 있다.
이와 같이, 배터리 상태 진단 방법은 미리 설정된 임계값을 이용하여 복수의 배터리의 상태를 획일적으로 판단하지 않고, 복수의 배터리의 BOL 상태를 반영하는 기준 프로파일(P2) 및 현재 상태를 반영하는 분포도 프로파일(P1)에 기반하여 복수의 배터리 각각의 현재 상태를 진단할 수 있는 장점이 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)
1: 배터리 팩
100: 배터리 상태 진단 장치
110: 측정부
120: 프로파일 생성부
130: 제어부
140: 저장부

Claims (10)

  1. 복수의 배터리 각각의 전압을 측정하도록 구성된 측정부;
    상기 측정부에 의해 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 전압 정보를 수신하고, 수신한 전압 정보에 기반하여 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 분포도 프로파일을 생성하도록 구성된 프로파일 생성부; 및
    상기 복수의 배터리에 대해 미리 설정된 기준 프로파일에 기반하여 상기 분포도 프로파일에 대한 참조 전압을 설정하고, 상기 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압과 상기 설정된 참조 전압을 비교하여 상기 복수의 배터리 각각의 상태를 진단하도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로파일 생성부는,
    상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 정규분포를 나타내는 상기 분포도 프로파일을 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 상태 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준 프로파일은,
    상기 복수의 배터리가 BOL 상태일 때 측정된 각각의 전압에 대한 분포도를 나타내는 프로파일인 것을 특징으로 하는 배터리 상태 진단 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기준 프로파일에 대해 설정된 기준 전압에 대응되도록 상기 분포도 프로파일에 대한 참조 전압을 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 상태 진단 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기준 프로파일의 전체 전압 범위에서 상기 기준 전압 내지 상기 기준 프로파일의 평균 전압에 대응되는 기준 밀도를 상기 분포도 프로파일에 적용함으로써 상기 참조 전압을 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 상태 진단 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 분포도 프로파일의 평균 전압을 기준으로 상기 분포도 프로파일에서 상기 기준 밀도에 대응되는 전압을 산출하고, 산출된 전압을 상기 참조 전압으로 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 상태 진단 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 배터리 중 측정된 전압이 상기 참조 전압 미만인 배터리의 상태를 비정상 상태로 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 상태 진단 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 배터리 중 측정된 전압이 상기 참조 전압 이상인 배터리의 상태를 정상 상태로 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 상태 진단 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 상태 진단 장치를 포함하는 배터리 팩.
  10. 복수의 배터리 각각의 전압을 측정하는 측정 단계;
    상기 측정 단계에서 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압에 대한 분포도 프로파일을 생성하는 프로파일 생성 단계;
    상기 복수의 배터리에 대해 미리 설정된 기준 프로파일에 기반하여 상기 분포도 프로파일에 대한 참조 전압을 설정하는 참조 전압 설정 단계; 및
    상기 측정된 상기 복수의 배터리 각각의 전압과 상기 설정된 참조 전압을 비교하여 상기 복수의 배터리 각각의 상태를 진단하는 상태 진단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 진단 방법.
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