WO2022085996A1 - 배터리 관리 장치 및 방법 - Google Patents

배터리 관리 장치 및 방법 Download PDF

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WO2022085996A1
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battery
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negative electrode
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differential
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차아밍
배윤정
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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 capable of determining the type of a negative electrode of a battery.
  • a voltage profile indicating a correspondence between voltage and capacity appears differently depending on the types of positive and negative electrodes used.
  • the types of the positive and negative electrodes of the battery are not known, there is a problem in that it is not possible to specifically set the conditions of use of the battery.
  • a battery for which rapid charging is not desirable is provided in a product requiring rapid charging, and there is a problem that the battery may deteriorate rapidly as the battery is used. That is, for a battery whose positive and negative poles are unknown, determining the type of positive and negative poles can be said to be one of methods for preventing rapid deterioration of the battery.
  • the positive electrode of the battery can be relatively easily distinguished according to the composition of nickel (Ni), it is difficult to determine whether the negative electrode of the battery is a natural graphite-based negative electrode or an artificial graphite-based negative electrode.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and a battery management apparatus and method capable of determining the type of anode of a battery based on the voltage and SOC of the battery, and setting usage conditions for the battery according to the determination result is intended to provide
  • a battery management apparatus obtains a battery profile indicating a correspondence between a voltage of a battery and an SOC, and generates a differential profile indicating a correspondence between a differential voltage for SOC and an SOC based on the obtained battery profile.
  • a profile generating unit configured to do so; and a controller configured to receive the differential profile from the profile generator, calculate a degree of relevance between a preset reference profile and the differential profile, and determine the type of the negative electrode of the battery based on the calculated degree of relevance.
  • the control unit calculates a first degree of relevance between a preset first reference profile and the differential profile, and calculates a second degree of relevance between a second reference profile preset to be different from the first reference profile and the differential profile, The calculated first degree of relevance and the second degree of relevance may be compared to determine the type of the negative electrode of the battery.
  • the controller may be configured to determine the negative electrode of the battery as a natural graphite-based negative electrode when the first degree of relevance is greater than or equal to the second degree of relevance.
  • the controller may be configured to determine the negative electrode of the battery as an artificial graphite negative electrode when the second degree of relevance is less than the second degree of relevance.
  • the first reference profile may be configured to be preset to indicate a correspondence between the SOC and the differential voltage of the first reference cell including the natural graphite-based cathode.
  • the second reference profile may be configured to be preset to indicate a correspondence between the SOC and the differential voltage of the second reference cell including the artificial graphite-based negative electrode.
  • the control unit may include: the first degree of relevance indicating a profile agreement rate between a first SOC section of the first reference profile and the first SOC section of the differential profile; and a second degree of relevance indicating a profile agreement rate between the first SOC section of the second reference profile and the first SOC section of the differential profile.
  • the control unit is configured to determine a target peak in the second SOC section of the differential profile, compare the differential voltage of the determined target peak with a preset reference value, and determine whether to determine the type of the negative electrode of the battery according to the comparison result.
  • the controller may be configured to determine the type of the negative electrode of the battery based on the first reference profile, the second reference profile, and the differential profile when the differential voltage of the target peak is equal to or greater than the reference value.
  • the controller may be configured to set usage conditions for the battery based on whether the type of the negative electrode of the battery is determined and the determined type of the negative electrode of the battery.
  • the controller may be configured to set usage conditions for the battery such that, when it is determined that the negative electrode of the battery is a natural graphite-based negative electrode, the battery is charged and discharged at less than a predetermined C-rate.
  • the controller may be configured to set usage conditions for the battery so that, when it is determined that the negative electrode of the battery is an artificial graphite negative electrode, the battery is charged and discharged at the predetermined C-rate or higher.
  • the controller is configured to reduce the available SOC interval for the battery when the type of the anode of the battery is not determined, and set the usage conditions for the battery so that the battery is charged and discharged at less than the predetermined C-rate can be
  • a battery test apparatus may include the battery management apparatus according to an aspect of the present invention.
  • a battery pack according to another aspect of the present invention may include the battery management apparatus according to an aspect of the present invention.
  • a battery management method includes: a battery profile acquiring step of acquiring a battery profile indicating a correspondence between a voltage of a battery and an SOC; a differential profile generating step of generating a differential profile representing a correspondence relationship between a differential voltage for SOC and SOC based on the battery profile acquired in the battery profile acquiring step; a relevance calculating step of calculating a relevance between a preset reference profile and the differential profile; and a negative electrode type determination step of determining the type of the negative electrode of the battery based on the degree of relevance calculated in the relevance calculation step.
  • a target peak is determined in a second SOC section of the differential profile, and a differential voltage of the determined target peak is compared with a preset reference value, and the comparison result
  • the method may further include determining whether to determine whether to determine the type of the negative electrode of the battery according to the method.
  • the degree of relevance may be calculated.
  • the type of the negative electrode of the battery can be determined even if there is no prior information about the battery.
  • 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 battery profile according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a differential profile according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a first reference profile according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a second reference profile according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a battery testing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a battery management method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a battery 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 profile generator 110 and a controller 120 .
  • the profile generator 110 may be configured to acquire a battery profile PF_B indicating a corresponding relationship between the voltage of the battery and the SOC.
  • 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 a battery.
  • the battery may refer to a battery module in which a plurality of cells are connected in series and/or in parallel.
  • a battery means one independent cell.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a battery profile PF_B according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a battery profile PF_B that the profile generator 110 may obtain.
  • the battery profile PF_B may be a profile indicating the correspondence between the voltage of the battery and the SOC.
  • the battery profile PF_B may be a profile for the negative electrode of the battery. That is, the battery profile PF_B may be a profile indicating a correspondence between the negative voltage of the battery and the SOC of the battery.
  • the battery profile PF_B of FIG. 2 may be a profile obtained by charging the negative electrode of the battery with a constant current at a low rate (eg, 0.05C (C-rate)).
  • the profile generator 110 may be configured to generate a differential profile PF_D indicating a correspondence between a differential voltage for SOC and SOC based on the acquired battery profile PF_B.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a differential profile PF_D according to an embodiment of the present invention.
  • the differential profile PF_D may be a profile indicating a correspondence between the differential voltage dV/dSOC obtained by differentiating the voltage of the battery by the SOC and the SOC of the battery.
  • the profile generator 110 may obtain the battery profile PF_B of FIG. 2 , and may generate the differential profile PF_D of FIG. 3 from the obtained profile.
  • the controller 120 may be configured to receive the differential profile PF_D from the profile generator 110 .
  • the controller 120 may be communicatively connected to the profile generator 110 . After generating the differential profile PF_D, the profile generator 110 may transmit the generated differential profile PF_D to the controller 120 .
  • the controller 120 may be configured to calculate a degree of relevance between a preset reference profile and the differential profile PF_D.
  • the reference profile may include a first reference profile PF1 and a second reference profile PF2 according to the type of the negative electrode of the battery.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a first reference profile PF1 according to an embodiment of the present invention.
  • the first reference profile PF1 may be a profile configured to be preset to indicate a correspondence between the SOC and the differential voltage of the first reference cell including the natural graphite-based cathode. That is, the first reference profile PF1 may be a differential profile PF_D with respect to the first reference cell including the natural graphite-based negative electrode.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a second reference profile PF2 according to an embodiment of the present invention.
  • the second reference profile PF2 may be a profile configured to be preset to indicate a correspondence between the SOC and the differential voltage of the second reference cell including the artificial graphite-based negative electrode. That is, the second reference profile PF2 may be a differential profile PF_D with respect to the second reference cell including the artificial graphite-based negative electrode.
  • the controller 120 may calculate a degree of relevance between the first reference profile PF1 and the second reference profile PF2 and the differential profile PF_D received from the profile generator 110 , respectively. And, the control unit 120 may be configured to determine the type of the negative electrode of the battery based on the calculated degree of relevance.
  • control unit 120 calculates the degree of relevance between the first reference profile PF1 and the differential profile PF_D and the second reference profile PF2 and the differential profile PF_D, and based on the calculated degree of relevance,
  • the type of the negative electrode may be determined as a natural graphite-based negative electrode or an artificial graphite-based negative electrode.
  • the battery management apparatus 100 determines the negative electrode type of the battery as a natural graphite negative electrode or an artificial graphite negative electrode using the battery profile PF_B and the differential profile PF_D of the battery can do.
  • the battery management apparatus 100 has the advantage of being able to determine the type of the negative electrode of the battery even if there is no prior information about the battery.
  • control unit 120 provided in the battery management apparatus 100 is a processor, an application-specific integrated circuit (ASIC), other chipsets, logic circuits, and registers known in the art to execute various control logics performed in the present invention.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the controller 120 may be implemented as a set of program modules.
  • the program module may be stored in the memory and executed by the controller 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 130 .
  • the storage unit 130 may store data necessary for each component of the battery management apparatus 100 to perform operations and functions, programs or data generated in the course of performing operations and functions.
  • the storage unit 130 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 130 may store program codes in which processes executable by the control unit 120 are defined.
  • the controller 120 may be configured to calculate a first degree of relation between the preset first reference profile PF1 and the differential profile PF_D. Also, the controller 120 may be configured to calculate a second degree of relevance between the second reference profile PF2 preset to be different from the first reference profile PF1 and the differential profile PF_D.
  • the first reference profile PF1 and the second reference profile PF2 may be stored in the storage unit 130 .
  • the first degree of relevance may indicate a profile matching rate between the first SOC section of the first reference profile PF1 and the first SOC section of the differential profile PF_D.
  • the second degree of relevance may indicate a profile agreement rate between the first SOC section of the second reference profile PF2 and the first SOC section of the differential profile PF_D.
  • the first SOC section may be an SOC section that does not include a target peak TP, which will be described later.
  • the first SOC section may be an SOC section of 0% or more and less than the SOC of the target peak TP. More specifically, the first SOC section may be an SOC section of 0% or more and less than 40%.
  • the controller 120 may calculate the first degree of relevance based on the coincidence rate between the first reference profile PF1 and the differential profile PF_D in the first SOC section. For example, the control unit 120 may control the first reference profile ( The first degree of relevance may be calculated by determining the coincidence rate between PF1) and the differential profile PF_D. Similarly, the controller 120 may calculate the second degree of relevance based on the coincidence rate between the second reference profile PF2 and the differential profile PF_D in the first SOC section.
  • a first peak P1 and a second peak P2 may be included in the first SOC section of the differential profile PF_D.
  • the peak may be a point at which the instantaneous rate of change of the differential voltage with respect to SOC is 0, and the instantaneous rate of change of the differential voltage with respect to SOC changes from positive to negative around the peak. That is, the peak may be a point having an upward convex opening in the differential profile PF_D.
  • the first SOC section of the first reference profile PF1 may include a first peak a1 , a second peak a2 , and a third peak a3 . Also, in the embodiment of FIG.
  • a first peak b1 and a second peak b2 may be included in the first SOC section of the second reference profile PF2 .
  • the controller 120 calculates a first degree of relevance between the differential profile PF_D and the first reference profile PF1 for the first SOC section, and the differential profile PF_D and the second reference profile for the first SOC section A second degree of relation between (PF2) can be calculated.
  • the controller 120 may be configured to determine the type of the negative electrode of the battery by comparing the calculated first relevance and the second relevance.
  • the controller 120 may be configured to determine the negative electrode of the battery as a natural graphite-based negative electrode. Conversely, if the second degree of relevance is less than the second degree of relevance, the control unit 120 may be configured to determine the negative electrode of the battery as an artificial graphite negative electrode.
  • the number of peaks of the differential profile may be two, the number of peaks of the first reference profile may be three, and the number of peaks of the second reference profile may be two.
  • the first degree of relevance between the differential profile and the first reference profile may be calculated to be lower than the second degree of relevance between the differential profile and the second reference profile. Accordingly, the controller 120 may determine that the negative electrode of the battery is an artificial graphite negative electrode.
  • the degree of relevance is calculated in consideration of the number of peaks, but based on various factors such as the SOC of the peak, the differential voltage, and the distance between the peaks, the first SOC section of the differential profile and the first of the reference profile Note that the degree of relevance between SOC intervals can be calculated.
  • the first reference profile PF1 is a differential profile PF_D for the first reference cell including the natural graphite-based negative electrode
  • the second reference profile PF2 is the second reference cell including the artificial graphite-based negative electrode.
  • PF_D when the first degree of relevance is equal to or greater than the second degree of relevance, the controller 120 may determine the type of the negative electrode of the battery as a natural graphite-based negative electrode.
  • the controller 120 determines the type of the negative electrode of the battery to be a natural graphite-based negative electrode, thereby preventing unexpected deterioration of the battery in advance.
  • the contents of setting the use condition for the battery according to the determined type of the negative electrode will be described later.
  • the controller 120 first calculates the differential voltage of the target peak TP included in the second SOC section of the differential profile PF_D before determining the degree of relevance between the reference profile and the differential profile PF_D, and the calculated It may be determined whether to determine the degree of relevance according to the differential voltage.
  • the controller 120 may be configured to determine the target peak TP in the second SOC section of the differential profile PF_D.
  • the first SOC section and the second SOC section may be different from each other.
  • the first SOC section and the second SOC section may be different so as not to overlap with each other.
  • the second SOC section may be an SOC section of 40% or more and less than 100% of SOC. That is, in the 50% or more SOC section, the controller 120 may determine the target peak TP.
  • the controller 120 may determine the target peak TP located at about SOC 56%.
  • the target peak TP like the first and second peaks, has an instantaneous rate of change of the differential voltage with respect to SOC is 0, and the instantaneous rate of change of the differential voltage with respect to SOC with respect to the target peak TP is positive to negative. It may be a point that changes to .
  • the controller 120 may be configured to compare the determined differential voltage of the target peak TP with a preset reference value.
  • the reference value may be a value for dQ/dSOC. Accordingly, the controller 120 may compare the magnitude of the differential voltage of the target peak TP and the reference value.
  • the differential voltage of the target peak TP may be -0.010 (dQ/dSOC), and the reference value may be -0.075 (dQ/dSOC).
  • the controller 120 may be configured to determine whether to determine the type of the negative electrode of the battery according to the comparison result.
  • the control unit 120 controls the first reference profile PF1, the second reference profile PF2, and the differential profile PF_D. It may be configured to determine the type of the negative electrode of the battery based on the.
  • the controller 120 determines the type of the negative electrode of the battery only when the differential voltage of the target peak TP is equal to or greater than the reference value, and may not determine the type of the negative electrode of the battery when the differential voltage of the target peak TP is less than the reference value. there is.
  • the controller 120 may determine the type of the negative electrode of the battery only when the differential voltage is equal to or greater than the reference value.
  • the controller 120 compares the differential profile PF_D of the corresponding battery, the first reference profile PF1, and the second reference profile PF2, respectively, to the negative electrode of the corresponding battery. type can be determined.
  • the control unit 120 may be configured to set usage conditions for the battery based on whether the type of the negative electrode of the battery is determined and the determined type of the negative electrode of the battery.
  • the use condition is an optimal condition in which the battery can be used, and may be a condition set for a charge/discharge C-rate and/or an available SOC section of the battery.
  • control unit 120 may be configured to set usage conditions for the battery so that the battery is charged and discharged at less than a predetermined C-rate.
  • the predetermined C-rate may be set to 1C or higher.
  • the controller 120 sets the charge/discharge C-rate for the battery to be less than a predetermined C-rate, thereby degrading the battery in a situation in which the battery is actually used. may lead to slow progression.
  • control unit 120 may be configured to set usage conditions for the battery so that the battery is charged and discharged at the predetermined C-rate or higher.
  • a battery including an artificial graphite negative electrode may deteriorate more slowly than a battery including a natural graphite negative electrode even if it is charged or discharged at a high C-rate. Accordingly, when it is determined that the negative electrode of the battery is an artificial graphite negative electrode, the controller 120 sets the charge/discharge C-rate for the battery to a predetermined C-rate or higher, thereby charging the battery in a situation in which the battery is actually used. It can be induced to improve the discharge efficiency.
  • the controller 120 decreases the available SOC period for the battery and sets the usage conditions for the battery so that the battery is charged and discharged at less than the predetermined C-rate. can be configured.
  • the controller 120 may not determine the type of the negative electrode of the battery.
  • the controller 120 since the negative electrode of the battery may be a natural graphite-based negative electrode, the controller 120 sets the charge/discharge C-rate for the corresponding battery to less than a predetermined C-rate, thereby rapidly degrading the battery due to rapid charge/discharge. can be prevented in advance.
  • the controller 120 may prevent deterioration of the battery due to full charge (or overcharge) and full discharge (or overdischarge).
  • the battery management apparatus 100 can not only determine the type of the negative electrode of the battery, but also set the usage conditions for the battery to correspond to the determination result, so that the battery rapidly deteriorates in an actual use environment. There are advantages to preventing this from happening.
  • a usage condition set for the battery may be stored in the controller 120 or the storage 130 .
  • the use condition set for the battery may be transmitted to an external server by the controller 120 , and the use condition for the battery may be stored in the external server.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a battery testing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the battery test apparatus may include a battery management apparatus 100 , a charging/discharging unit 200 , and a measuring unit 300 .
  • the charging/discharging unit 200 may charge the battery B from 0% to 100% SOC.
  • the charging/discharging unit 200 may discharge and charge the battery B at a charging/discharging rate of 0.05C.
  • the type of the negative electrode of the battery B may be unknown.
  • the measurement unit 300 may measure the voltage and current of the battery B and estimate the SOC of the battery B .
  • the measurement unit 300 may be connected to the battery B through the first sensing line SL1 and the second sensing line SL2 .
  • the measurement unit 300 may measure the voltage of the battery B through the first sensing line SL1 and the second sensing line SL2 .
  • the measurement unit 300 may be connected to the current measurement unit A through the third sensing line SL3 to measure the current of the battery B.
  • the measurement unit 300 generates a battery profile PF_B indicating a correspondence between the measured voltage of the battery B and the estimated SOC of the battery B, and uses the generated battery profile PF_B to the battery management device. (100) can be transmitted.
  • the battery management apparatus 100 generates a differential profile PF_D for the battery B according to the battery profile PF_B received from the measurement unit 300 , and the generated differential profile PF_D, a preset first reference
  • the type of the negative electrode of the battery B may be determined based on the profile PF1 and the second reference profile PF2 .
  • the battery management apparatus 100 may set usage conditions for the battery B based on whether the type of the negative electrode of the battery B is determined and the determined type of the negative electrode of the battery B .
  • the battery test apparatus has the advantage of not only determining the type of the negative electrode of the battery B, but also setting the optimal usage conditions for the battery B.
  • the battery management apparatus 100 may be applied to a Battery Management System (BMS). That is, the BMS according to the present invention may include the above-described battery management apparatus 100 . In this configuration, at least some of each component of the battery management apparatus 100 may be implemented by supplementing or adding functions of the configuration included in the conventional BMS. For example, the profile generator 110 , the controller 120 , and the storage 130 of the battery management apparatus 100 may be implemented as components of the BMS.
  • BMS Battery Management System
  • the battery management apparatus 100 may be provided in a battery pack. That is, the battery pack according to the present invention may include the battery management apparatus 100 and one or more batteries B described above. In addition, the battery pack may further include electrical equipment (relay, fuse, etc.) and a case.
  • the battery management apparatus 100 may set a usage condition for the battery B included in the battery pack. That is, the charge/discharge C-rate of the battery B included in the battery management apparatus 100 may be controlled according to a set usage condition. Accordingly, since charging and discharging of the battery B can be controlled to correspond to the set usage conditions, rapid deterioration of the battery B can be prevented.
  • the battery management apparatus 100 may determine the type of the negative electrode for the battery B to be reused, and set the usage conditions. If the reuse target battery B is applied to an energy storage system (ESS), charging and discharging are controlled according to set usage conditions, thereby increasing the lifespan of the battery B.
  • ESS energy storage system
  • 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 may include a battery profile acquisition step S100 , a differential profile generation step S200 , a relevance calculation step S300 , and a negative electrode type determination step S400 .
  • the battery profile obtaining step S100 is a step of obtaining a battery profile PF_B indicating a correspondence relationship between the voltage of the battery B and the SOC, and may be performed by the profile generating unit 110 .
  • the profile generator 110 may acquire the battery profile PF_B of FIG. 2 .
  • the differential profile generation step (S200) is a step of generating a differential profile (PF_D) indicating the correspondence between the differential voltage for SOC and the SOC based on the battery profile (PF_B) obtained in the battery profile acquisition step (S100). This may be performed by the profile generator 110 .
  • the profile generator 110 may generate the differential profile PF_D of FIG. 3 based on the battery profile PF_B of FIG. 2 .
  • the relevance calculating step S300 is a step of calculating the relevance between the preset reference profile and the differential profile PF_D, and may be performed by the controller 120 .
  • the reference profile may include a first reference profile PF1 and a second reference profile PF2 .
  • the controller 120 calculates a first degree of relevance between the first reference profile PF1 and the differential profile PF_D, and calculates a second degree of relevance between the second reference profile PF2 and the differential profile PF_D. can do.
  • the negative electrode type determination step S400 is a step of determining the negative electrode type of the battery B based on the relevance calculated in the relevance calculation step S300 , and may be performed by the controller 120 .
  • the controller 120 may determine the type of the negative electrode of the battery B to be a natural graphite-based negative electrode or an artificial graphite-based negative electrode, based on the calculated relevance.
  • a usage condition setting step (not shown) of setting the usage conditions for the battery (B) may further include.
  • the use condition setting step may be performed by the controller 120 .
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a battery management method according to another embodiment of the present invention.
  • the battery management method may further include determining whether to determine ( S250 ).
  • the determination whether to determine (S250) may be performed by the controller 120 after the differential profile generating step (S200) and before the relevance calculating step (S300).
  • step S250 determines the target peak TP in the second SOC section of the differential profile PF_D, compares the differential voltage of the determined target peak TP with a preset reference value, and compares It may be a step of determining whether to determine the type of the negative electrode of the battery (B) according to the result.
  • the controller 120 may determine the target peak TP in the second SOC section of the differential profile PF_D. 3 , the controller 120 may determine the target peak TP in the second SOC section (40% to 100% SOC section) of the differential profile PF_D. In addition, the controller 120 may determine whether to determine the type of the negative electrode of the battery B based on the comparison between the reference value and the differential voltage of the target peak TP.
  • the relevance calculating step (S300) may calculate the relevance only when it is determined to determine the type of the negative electrode of the battery (B) in the determining whether to determine (S250).
  • the controller 120 may determine to determine the type of the negative electrode of the battery B, and may perform the relevance calculation step S300 .
  • the controller 120 may determine not to determine the type of the negative electrode of the battery B, and may not perform the relevance calculation step S300 .
  • 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 배터리의 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 배터리 프로파일을 획득하고, 획득한 배터리 프로파일에 기반하여 SOC에 대한 미분 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 미분 프로파일을 생성하도록 구성된 프로파일 생성부; 및 프로파일 생성부로부터 상기 미분 프로파일을 수신하고, 미리 설정된 기준 프로파일과 상기 미분 프로파일 간의 관련도를 산출하며, 산출된 관련도에 기반하여 상기 배터리의 음극 종류를 판단하도록 구성된 제어부를 포함한다.

Description

배터리 관리 장치 및 방법
본 출원은 2020년 10월 23일 자로 출원된 한국 특허 출원번호 제10-2020-0138622호에 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 음극 종류를 판단할 수 있는 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 사용되는 양극 및 음극의 종류에 따라 전압과 용량 간의 대응 관계를 나타내는 전압 프로파일이 상이하게 나타난다. 배터리의 양극 및 음극의 종류를 모를 경우, 배터리의 사용 조건을 구체적으로 설정할 수 없는 문제가 있다. 예컨대, 배터리의 양극 및 음극의 종류가 불명인 경우, 급속 충전이 바람직하지 않은 배터리가 급속 충전이 요구되는 제품에 구비되어 배터리가 사용될수록 급속히 퇴화될 수 있는 문제가 있다. 즉, 양극 및 음극이 불명인 배터리에 대해 양극 및 음극 종류를 판단하는 것은 배터리의 급속한 퇴화를 방지할 수 있는 방법 중 하나라고 할 수 있다.
다만, 배터리의 양극은 니켈(Ni)의 조성에 따라 비교적 쉽게 구분이 가능하지만, 배터리의 음극은 천연 흑연계 음극인지 또는 인조 흑연계 음극인지를 판단하는데 어려움이 있다.
따라서, 배터리의 전압 및 SOC(State of charge)의 거동을 토대로, 배터리의 음극 종류를 판단하고, 판단 결과에 따라 해당 배터리에 대한 사용 조건을 설정할 수 있는 기술이 필요하다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리의 전압과 SOC에 기반하여 배터리의 음극 종류를 판단하고, 판단 결과에 따라 배터리에 대한 사용 조건을 설정할 수 있는 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 배터리의 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 배터리 프로파일을 획득하고, 획득한 배터리 프로파일에 기반하여 SOC에 대한 미분 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 미분 프로파일을 생성하도록 구성된 프로파일 생성부; 및 프로파일 생성부로부터 상기 미분 프로파일을 수신하고, 미리 설정된 기준 프로파일과 상기 미분 프로파일 간의 관련도를 산출하며, 산출된 관련도에 기반하여 상기 배터리의 음극 종류를 판단하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 미리 설정된 제1 기준 프로파일과 상기 미분 프로파일 간의 제1 관련도를 산출하며, 상기 제1 기준 프로파일과 상이하도록 미리 설정된 제2 기준 프로파일과 상기 미분 프로파일 간의 제2 관련도를 산출하고, 산출된 상기 제1 관련도 및 상기 제2 관련도를 비교하여 상기 배터리의 음극 종류를 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 관련도가 상기 제2 관련도 이상이면, 상기 배터리의 음극을 천연 흑연계 음극으로 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제2 관련도가 상기 제2 관련도 미만이면, 상기 배터리의 음극을 인조 흑연계 음극으로 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 기준 프로파일은, 상기 천연 흑연계 음극을 포함하는 제1 참조셀의 상기 SOC와 상기 미분 전압 간의 대응 관계를 나타내도록 미리 설정되도록 구성될 수 있다.
상기 제2 기준 프로파일은, 상기 인조 흑연계 음극을 포함하는 제2 참조셀의 상기 SOC와 상기 미분 전압 간의 대응 관계를 나타내도록 미리 설정되도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 기준 프로파일의 제1 SOC 구간과 상기 미분 프로파일의 상기 제1 SOC 구간 간의 프로파일 일치율을 나타내는 상기 제1 관련도; 및 상기 제2 기준 프로파일의 상기 제1 SOC 구간과 상기 미분 프로파일의 상기 제1 SOC 구간 간의 프로파일 일치율을 나타내는 제2 관련도;를 각각 산출하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 미분 프로파일의 제2 SOC 구간에서 타겟 피크를 결정하고, 결정된 타겟 피크의 미분 전압과 미리 설정된 참조값을 비교하며, 비교 결과에 따라 상기 배터리의 음극 종류의 판단 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 타겟 피크의 미분 전압이 상기 참조값 이상인 경우, 상기 제1 기준 프로파일, 상기 제2 기준 프로파일 및 상기 미분 프로파일에 기반하여 상기 배터리의 음극 종류를 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 배터리의 음극 종류의 판단 여부 및 상기 판단된 배터리의 음극 종류에 기반하여, 상기 배터리에 대한 사용 조건을 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 배터리의 음극이 천연 흑연계 음극으로 판단된 경우, 상기 배터리가 소정의 C-rate 미만으로 충방전되도록 상기 배터리에 대한 사용 조건을 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 배터리의 음극이 인조 흑연계 음극으로 판단된 경우, 상기 배터리가 상기 소정의 C-rate 이상으로 충방전되도록 상기 배터리에 대한 사용 조건을 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 배터리의 음극 종류가 판단되지 않은 경우, 상기 배터리에 대한 가용 SOC 구간을 감소시키고, 상기 배터리가 상기 소정의 C-rate 미만으로 충방전되도록 상기 배터리에 대한 사용 조건을 설정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 검사 장치는 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 팩은 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 방법은 배터리의 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 배터리 프로파일을 획득하는 배터리 프로파일 획득 단계; 상기 배터리 프로파일 획득 단계에서 획득된 배터리 프로파일에 기반하여 SOC에 대한 미분 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 미분 프로파일을 생성하는 미분 프로파일 생성 단계; 미리 설정된 기준 프로파일과 상기 미분 프로파일 간의 관련도를 산출하는 관련도 산출 단계; 및 상기 관련도 산출 단계에서 산출된 관련도에 기반하여 상기 배터리의 음극 종류를 판단하는 음극 종류 판단 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 방법은 상기 미분 프로파일 생성 단계 이후, 상기 미분 프로파일의 제2 SOC 구간에서 타겟 피크를 결정하고, 결정된 타겟 피크의 미분 전압과 미리 설정된 참조값을 비교하며, 비교 결과에 따라 상기 배터리의 음극 종류를 판단할지 여부를 결정하는 판단 여부 결정 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 관련도 산출 단계는, 상기 판단 여부 결정 단계에서 상기 배터리의 음극 종류를 판단하는 것으로 결정된 경우에 한하여, 상기 관련도를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리에 대한 사전 정보가 없더라도 배터리의 음극 종류가 판단될 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 따른 배터리 프로파일을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미분 프로파일을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 기준 프로파일을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 기준 프로파일을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 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, 배터리 관리 장치(100)는 프로파일 생성부(110) 및 제어부(120)를 포함할 수 있다.
프로파일 생성부(110)는 배터리의 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 배터리 프로파일(PF_B)을 획득하도록 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 복수의 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 배터리 모듈을 의미할 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 배터리가 하나의 독립된 셀을 의미하는 것으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 프로파일(PF_B)을 개략적으로 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 2는 프로파일 생성부(110)가 획득할 수 있는 배터리 프로파일(PF_B)의 일 예시를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 배터리 프로파일(PF_B)은 배터리의 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 프로파일일 수 있다.
예컨대, 배터리 프로파일(PF_B)은 배터리의 음극에 대한 프로파일일 수 있다. 즉, 배터리 프로파일(PF_B)은 배터리의 음극 전압과 배터리의 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 프로파일일 수 있다. 도 2의 배터리 프로파일(PF_B)은 배터리의 음극을 저율(예컨대, 0.05C(C-rate))로 정전류 충전하여 획득된 프로파일일 수 있다.
프로파일 생성부(110)는 획득한 배터리 프로파일(PF_B)에 기반하여 SOC에 대한 미분 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 미분 프로파일(PF_D)을 생성하도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미분 프로파일(PF_D)을 개략적으로 도시한 도면이다.
구체적으로, 미분 프로파일(PF_D)은 배터리의 전압을 SOC로 미분한 미분 전압(dV/dSOC)과 배터리의 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 프로파일일 수 있다.
예컨대, 도 2 및 도 3을 참조하면, 프로파일 생성부(110)는 도 2의 배터리 프로파일(PF_B)을 획득하고, 획득한 프로파일로부터 도 3의 미분 프로파일(PF_D)을 생성할 수 있다.
제어부(120)는 프로파일 생성부(110)로부터 상기 미분 프로파일(PF_D)을 수신하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(120)는 프로파일 생성부(110)와 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 프로파일 생성부(110)는 미분 프로파일(PF_D)을 생성한 후, 생성한 미분 프로파일(PF_D)을 제어부(120)에게 송신할 수 있다.
제어부(120)는 미리 설정된 기준 프로파일과 상기 미분 프로파일(PF_D) 간의 관련도를 산출하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 기준 프로파일은 복수 구비될 수 있다. 예컨대, 기준 프로파일은 배터리의 음극 종류에 따라 제1 기준 프로파일(PF1) 및 제2 기준 프로파일(PF2)이 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 기준 프로파일(PF1)을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 제1 기준 프로파일(PF1)은, 상기 천연 흑연계 음극을 포함하는 제1 참조셀의 상기 SOC와 상기 미분 전압 간의 대응 관계를 나타내도록 미리 설정되도록 구성된 프로파일일 수 있다. 즉, 제1 기준 프로파일(PF1)은 천연 흑연계 음극을 포함하는 제1 참조셀에 대한 미분 프로파일(PF_D)일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 기준 프로파일(PF2)을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 제2 기준 프로파일(PF2)은, 상기 인조 흑연계 음극을 포함하는 제2 참조셀의 상기 SOC와 상기 미분 전압 간의 대응 관계를 나타내도록 미리 설정되도록 구성된 프로파일일 수 있다. 즉, 제2 기준 프로파일(PF2)은 인조 흑연계 음극을 포함하는 제2 참조셀에 대한 미분 프로파일(PF_D)일 수 있다.
제어부(120)는 제1 기준 프로파일(PF1) 및 제2 기준 프로파일(PF2)과 프로파일 생성부(110)로부터 수신한 미분 프로파일(PF_D) 간의 관련도를 각각 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 산출된 관련도에 기반하여 상기 배터리의 음극 종류를 판단하도록 구성될 수 있다.
즉, 제어부(120)는 제1 기준 프로파일(PF1)과 미분 프로파일(PF_D) 및 제2 기준 프로파일(PF2)과 미분 프로파일(PF_D) 간의 관련도를 산출하고, 산출된 관련도에 기반하여 배터리의 음극의 종류를 천연 흑연계 음극 또는 인조 흑연계 음극으로 판단할 수 있다.
예컨대, 음극 종류가 불명인 배터리에 대해서, 배터리 관리 장치(100)는 배터리의 배터리 프로파일(PF_B) 및 미분 프로파일(PF_D)을 이용하여 배터리의 음극 종류를 천연 흑연계 음극 또는 인조 흑연계 음극으로 판단할 수 있다.
따라서, 배터리 관리 장치(100)는 배터리에 대한 사전 정보가 없더라도 배터리의 음극 종류를 판단할 수 있는 장점이 있다.
한편, 배터리 관리 장치(100)에 구비된 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 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 제어부(120)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리는 제어부(120) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어부(120)와 연결될 수 있다.
또한, 배터리 관리 장치(100)는 저장부(130)를 더 포함할 수 있다. 저장부(130)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(130)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(130)는 제어부(120)에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수 있다.
상기 제어부(120)는, 미리 설정된 제1 기준 프로파일(PF1)과 상기 미분 프로파일(PF_D) 간의 제1 관련도를 산출하도록 구성될 수 있다. 또한, 제어부(120)는 상기 제1 기준 프로파일(PF1)과 상이하도록 미리 설정된 제2 기준 프로파일(PF2)과 상기 미분 프로파일(PF_D) 간의 제2 관련도를 산출하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 제1 기준 프로파일(PF1) 및 제2 기준 프로파일(PF2)은 저장부(130)에 저장될 수 있다.
여기서, 제1 관련도는 상기 제1 기준 프로파일(PF1)의 제1 SOC 구간과 상기 미분 프로파일(PF_D)의 상기 제1 SOC 구간 간의 프로파일 일치율을 나타낼 수 있다. 또한, 제2 관련도는 상기 제2 기준 프로파일(PF2)의 상기 제1 SOC 구간과 상기 미분 프로파일(PF_D)의 상기 제1 SOC 구간 간의 프로파일 일치율을 나타낼 수 있다.
제1 SOC 구간은 후술하는 타겟 피크(TP)가 포함되지 않는 SOC 구간일 수 있다. 예컨대, 제1 SOC 구간은 0% 이상 타겟 피크(TP)의 SOC 미만의 SOC 구간일 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 SOC 구간은 0% 이상 40% 미만의 SOC 구간일 수 있다.
제어부(120)는 제1 SOC 구간에서의 제1 기준 프로파일(PF1)과 미분 프로파일(PF_D) 간의 일치율을 토대로 제1 관련도를 산출할 수 있다. 예컨대, 제어부(120)는 제1 기준 프로파일(PF1)의 제1 SOC 구간과 미분 프로파일(PF_D)의 제1 SOC 구간에 포함된 피크의 개수 및 피크의 SOC 간격 등을 고려하여 제1 기준 프로파일(PF1)과 미분 프로파일(PF_D) 간의 일치율을 판단함으로써 제1 관련도를 산출할 수 있다. 마찬가지로, 제어부(120)는 제1 SOC 구간에서의 제2 기준 프로파일(PF2)과 미분 프로파일(PF_D) 간의 일치율을 토대로 제2 관련도를 산출할 수 있다.
예컨대, 도 3의 실시예에서, 미분 프로파일(PF_D)의 제1 SOC 구간에는 제1 피크(P1) 및 제2 피크(P2)가 포함될 수 있다. 여기서, 피크는 SOC에 대한 미분 전압의 순간 변화율이 0이며, 피크를 중심으로 SOC에 대한 미분 전압의 순간 변화율이 양에서 음으로 변하는 포인트일 수 있다. 즉, 피크는 미분 프로파일(PF_D)에서 위로 볼록한 개형을 띠는 포인트일 수 있다. 또한, 도 4의 실시예에서, 제1 기준 프로파일(PF1)의 제1 SOC 구간에는 제1 피크(a1), 제2 피크(a2) 및 제3 피크(a3)가 포함될 수 있다. 또한, 도 5의 실시예에서, 제2 기준 프로파일(PF2)의 제1 SOC 구간에는 제1 피크(b1) 및 제2 피크(b2)가 포함될 수 있다. 제어부(120)는, 제1 SOC 구간에 대해 미분 프로파일(PF_D)과 제1 기준 프로파일(PF1) 간의 제1 관련도를 산출하고, 제1 SOC 구간에 대해 미분 프로파일(PF_D)과 제2 기준 프로파일(PF2) 간의 제2 관련도를 산출할 수 있다.
제어부(120)는 산출된 상기 제1 관련도 및 상기 제2 관련도를 비교하여 상기 배터리의 음극 종류를 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 관련도가 상기 제2 관련도 이상이면, 상기 제어부(120)는, 상기 배터리의 음극을 천연 흑연계 음극으로 판단하도록 구성될 수 있다. 반대로, 상기 제2 관련도가 상기 제2 관련도 미만이면, 상기 제어부(120)는, 상기 배터리의 음극을 인조 흑연계 음극으로 판단하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 미분 프로파일의 피크의 개수는 2개이고, 제1 기준 프로파일의 피크의 개수는 3개이며, 제2 기준 프로파일의 피크의 개수는 2개일 수 있다. 이 경우, 피크의 개수에 기반하여, 미분 프로파일과 제1 기준 프로파일 간의 제1 관련도가 미분 프로파일과 제2 기준 프로파일 간의 제2 관련도보다 낮게 산출될 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 배터리의 음극을 인조 흑연계 음극으로 판단할 수 있다. 이 실시예에서는, 관련도가 피크의 개수를 고려하여 산출되는 것으로 설명하였으나, 피크의 SOC, 미분 전압, 피크 간의 거리 등 다양한 인자에 기반하여, 미분 프로파일의 제1 SOC 구간과 기준 프로파일의 제1 SOC 구간 간의 관련도가 산출될 수 있음을 유의한다.
즉, 제1 기준 프로파일(PF1)은 천연 흑연계 음극을 포함하는 제1 참조셀에 대한 미분 프로파일(PF_D)이고, 제2 기준 프로파일(PF2)은 인조 흑연계 음극을 포함하는 제2 참조셀에 대한 미분 프로파일(PF_D)이므로, 제1 관련도가 제2 관련도 이상이면 제어부(120)는 배터리의 음극 종류를 천연 흑연계 음극으로 판단할 수 있다.
여기서, 천연 흑연계 음극은 인조 흑연계 음극에 비해 높은 C-rate로 충전 또는 방전하였을 때, 즉, 급속 충전하였을 때 퇴화가 빠르게 진행될 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 제1 관련도와 제2 관련도가 동일하게 산출된 경우에는 배터리의 음극 종류를 천연 흑연계 음극으로 판단함으로써, 배터리에 대한 예상치 못한 퇴화를 미연에 방지할 수 있다. 배터리의 퇴화 방지를 위해, 판단된 음극 종류에 따라 배터리에 대한 사용 조건을 설정하는 내용은 후술한다.
한편, 제어부(120)는 기준 프로파일과 미분 프로파일(PF_D) 간의 관련도를 판단하기 전에 미분 프로파일(PF_D)의 제2 SOC 구간에 포함된 타겟 피크(TP)의 미분 전압을 먼저 산출하고, 산출된 미분 전압에 따라 상기 관련도를 판단할지 여부를 결정할 수 있다.
즉, 상기 제어부(120)는, 상기 미분 프로파일(PF_D)의 제2 SOC 구간에서 타겟 피크(TP)를 결정하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제1 SOC 구간과 제2 SOC 구간은 서로 상이할 수 있다. 바람직하게, 제1 SOC 구간과 제2 SOC 구간은 서로 중복되지 않도록 상이할 수 있다.
예컨대, 제2 SOC 구간은 SOC 40% 이상 100% 미만의 SOC 구간일 수 있다. 즉, 50% 이상의 SOC 구간에서 제어부(120)는 타겟 피크(TP)를 결정할 수 있다.
도 3의 실시예에서, 제어부(120)는 약 SOC 56%에 위치한 타겟 피크(TP)를 결정할 수 있다. 여기서, 타겟 피크(TP)는 제1 피크 및 제2 피크와 마찬가지로, SOC에 대한 미분 전압의 순간 변화율이 0이며, 타겟 피크(TP)를 중심으로 SOC에 대한 미분 전압의 순간 변화율이 양에서 음으로 변하는 포인트일 수 있다.
제어부(120)는 결정된 타겟 피크(TP)의 미분 전압과 미리 설정된 참조값을 비교하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 참조값은 dQ/dSOC에 대한 값일 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 타겟 피크(TP)의 미분 전압과 참조값의 대소를 비교할 수 있다.
예컨대, 도 3의 실시예에서, 타겟 피크(TP)의 미분 전압은 -0.010(dQ/dSOC)이고, 참조값은 -0.075(dQ/dSOC)일 수 있다.
제어부(120)는 비교 결과에 따라 상기 배터리의 음극 종류의 판단 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(120)는, 상기 타겟 피크(TP)의 미분 전압이 상기 참조값 이상인 경우, 상기 제1 기준 프로파일(PF1), 상기 제2 기준 프로파일(PF2) 및 상기 미분 프로파일(PF_D)에 기반하여 상기 배터리의 음극 종류를 판단하도록 구성될 수 있다.
즉, 제어부(120)는 타겟 피크(TP)의 미분 전압이 참조값 이상인 경우에만 배터리의 음극 종류를 판단하고, 타겟 피크(TP)의 미분 전압이 참조값 미만인 경우에는 배터리의 음극 종류를 판단하지 않을 수 있다.
여기서, 타겟 피크(TP)의 미분 전압이 참조값 미만인 경우는 배터리의 음극 저항이 상당 수준 증가한 경우로서, 배터리의 음극 종류를 천연 흑연계 음극 또는 인조 흑연계 음극으로 판단할 수 없는 상태일 수 있다. 즉, 참조값은 배터리의 음극 종류를 판단할 수 없을 정도로 증가된 배터리의 음극 저항에 대응되는 미분 전압이라고 할 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 미분 전압이 참조값 이상인 경우에만 배터리의 음극 종류를 판단할 수 있다.
앞선 실시예와 같이, 도 3의 실시예에서, 타겟 피크(TP)의 미분 전압은 -0.010(dQ/dSOC)이고, 참조값은 -0.075(dQ/dSOC)라고 가정한다. 타겟 피크(TP)의 미분 전압이 참조값 이상이므로, 제어부(120)는 해당 배터리의 미분 프로파일(PF_D)과 제1 기준 프로파일(PF1) 및 제2 기준 프로파일(PF2)을 각각 비교하여 해당 배터리의 음극 종류를 판단할 수 있다.
상기 제어부(120)는, 상기 배터리의 음극 종류의 판단 여부 및 상기 판단된 배터리의 음극 종류에 기반하여, 상기 배터리에 대한 사용 조건을 설정하도록 구성될 수 있다.
여기서, 사용 조건이란 배터리가 사용될 수 있는 최적의 조건으로서, 배터리의 충방전 C-rate 및/또는 가용 SOC 구간에 대해 설정되는 조건일 수 있다.
상기 제어부(120)는, 상기 배터리의 음극이 천연 흑연계 음극으로 판단된 경우, 상기 배터리가 소정의 C-rate 미만으로 충방전되도록 상기 배터리에 대한 사용 조건을 설정하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 소정의 C-rate는 1C 이상으로 설정될 수 있다.
천연 흑연계 음극이 포함된 배터리는 높은 C-rate로 충전 또는 방전될 경우, 인조 흑연계 음극이 포함된 배터리보다 빠르게 퇴화될 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 배터리의 음극이 천연 흑연계 음극으로 판단된 경우에는 배터리에 대한 충방전 C-rate를 소정의 C-rate 미만으로 설정함으로써, 해당 배터리가 실제 사용되는 상황에서 배터리의 퇴화가 더디게 진행되도록 유도할 수 있다.
제어부(120)는 상기 배터리의 음극이 인조 흑연계 음극으로 판단된 경우, 상기 배터리가 상기 소정의 C-rate 이상으로 충방전되도록 상기 배터리에 대한 사용 조건을 설정하도록 구성될 수 있다.
인조 흑연계 음극이 포함된 배터리는 높은 C-rate로 충전 또는 방전되더라도, 천연 흑연계 음극이 포함된 배터리보다 퇴화가 더딜 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 배터리의 음극이 인조 흑연계 음극으로 판단된 경우에는 배터리에 대한 충방전 C-rate를 소정의 C-rate 이상으로 설정함으로써, 해당 배터리가 실제 사용되는 상황에서 배터리의 충방전 효율이 향상되도록 유도할 수 있다.
제어부(120)는 상기 배터리의 음극 종류가 판단되지 않은 경우, 상기 배터리에 대한 가용 SOC 구간을 감소시키고, 상기 배터리가 상기 소정의 C-rate 미만으로 충방전되도록 상기 배터리에 대한 사용 조건을 설정하도록 구성될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 타겟 피크(TP)의 미분 전압이 참조값 미만이면, 제어부(120)는 배터리의 음극 종류를 판단하지 않을 수 있다. 이 경우, 배터리의 음극이 천연 흑연계 음극일 수도 있기 때문에, 제어부(120)는 해당 배터리에 대한 충방전 C-rate를 소정의 C-rate 미만으로 설정함으로써, 급속 충방전에 의해 배터리가 급격히 퇴화되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 음극 종류가 판단되지 않은 배터리의 가용 SOC 구간을 감소시킴으로써, 만충전(또는 과충전) 및 만방전(또는 과방전)에 의해 배터리의 퇴화가 진행되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 배터리의 음극 종류를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 판단 결과에 대응되도록 배터리에 대한 사용 조건을 설정함으로써 실사용 환경에서 배터리가 급격히 퇴화되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
한편, 예컨대, 배터리에 대해 설정된 사용 조건은 제어부(120) 또는 저장부(130)에 저장될 수 있다. 다른 예로, 배터리에 대해 설정된 사용 조건은 제어부(120)에 의해 외부 서버로 송신되고, 외부 서버에서 배터리에 대한 사용 조건을 저장할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 검사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 배터리 검사 장치는 배터리 관리 장치(100), 충방전부(200) 및 측정부(300)를 포함할 수 있다.
충방전부(200)는 배터리(B)를 SOC 0%까지 방전시킨 후, SOC 0%에서 100%까지 충전할 수 있다. 예컨대, 충방전부(200)는 0.05C의 충방전율로 배터리(B)를 방전 및 충전할 수 있다. 바람직하게, 배터리(B)는 음극 종류가 불명일 수 있다.
측정부(300)는 충방전부(200)에 의해 배터리(B)가 충전되는 동안, 배터리(B)의 전압 및 전류를 측정하고, 배터리(B)의 SOC를 추정할 수 있다.
예컨대, 측정부(300)는 제1 센싱 라인(SL1) 및 제2 센싱 라인(SL2)을 통해 배터리(B)와 연결될 수 있다. 그리고, 측정부(300)는 제1 센싱 라인(SL1) 및 제2 센싱 라인(SL2)을 통해 배터리(B)의 전압을 측정할 수 있다. 또한, 측정부(300)는 제3 센싱 라인(SL3)을 통해 전류 측정 유닛(A)과 연결되어, 배터리(B)의 전류를 측정할 수 있다.
예컨대, 측정부(300)는 측정된 배터리(B)의 전압과 추정된 배터리(B)의 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 배터리 프로파일(PF_B)을 생성하고, 생성된 배터리 프로파일(PF_B)을 배터리 관리 장치(100)로 송신할 수 있다. 배터리 관리 장치(100)는 측정부(300)로부터 수신한 배터리 프로파일(PF_B)에 따라 배터리(B)에 대한 미분 프로파일(PF_D)을 생성하고, 생성된 미분 프로파일(PF_D), 미리 설정된 제1 기준 프로파일(PF1) 및 제2 기준 프로파일(PF2)에 기반하여 배터리(B)의 음극 종류를 판단할 수 있다. 또한, 배터리 관리 장치(100)는 배터리(B)의 음극 종류의 판단 여부 및 판단된 배터리(B)의 음극 종류에 기반하여, 배터리(B)에 대한 사용 조건을 설정할 수 있다.
따라서, 배터리 검사 장치는 배터리(B)의 음극 종류를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리(B)에 대한 최적의 사용 조건을 설정할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 배터리 관리 장치(100)는, BMS(Battery Management System)에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 배터리 관리 장치(100)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 배터리 관리 장치(100)의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 장치(100)의 프로파일 생성부(110), 제어부(120) 및 저장부(130)는 BMS의 구성요소로서 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치(100)는, 배터리 팩에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 배터리 관리 장치(100) 및 하나 이상의 배터리(B)를 포함할 수 있다. 또한, 배터리 팩은, 전장품(릴레이, 퓨즈 등) 및 케이스 등을 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 배터리 관리 장치(100)는 배터리 팩에 포함된 배터리(B)에 대한 사용 조건을 설정할 수 있다. 즉, 배터리 관리 장치(100)에 포함된 배터리(B)는 설정된 사용 조건에 따라 충방전 C-rate가 제어될 수 있다. 따라서, 배터리(B)는 설정된 사용 조건에 대응되도록 충전 및 방전이 제어될 수 있으므로, 배터리(B)의 퇴화가 급격하게 진행되는 것이 방지될 수 있다.
예컨대, 배터리 관리 장치(100)는 재사용 대상인 배터리(B)에 대한 음극 종류를 판단하고, 사용 조건을 설정할 수 있다. 만약, 재사용 대상인 배터리(B)가 ESS(Energy storage system)에 적용되는 경우, 설정된 사용 조건에 따라 충전 및 방전이 제어됨으로써, 배터리(B)의 수명이 증대될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
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 프로파일 획득 단계(S100), 미분 프로파일 생성 단계(S200), 관련도 산출 단계(S300) 및 음극 종류 판단 단계(S400)를 포함할 수 있다.
배터리 프로파일 획득 단계(S100)는 배터리(B)의 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 배터리 프로파일(PF_B)을 획득하는 단계로서, 프로파일 생성부(110)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 프로파일 생성부(110)는 도 2의 배터리 프로파일(PF_B)을 획득할 수 있다.
미분 프로파일 생성 단계(S200)는 상기 배터리 프로파일 획득 단계(S100)에서 획득된 배터리 프로파일(PF_B)에 기반하여 SOC에 대한 미분 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 미분 프로파일(PF_D)을 생성하는 단계로서, 프로파일 생성부(110)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 프로파일 생성부(110)는 도 2의 배터리 프로파일(PF_B)에 기반하여 도 3의 미분 프로파일(PF_D)을 생성할 수 있다.
관련도 산출 단계(S300)는 미리 설정된 기준 프로파일과 상기 미분 프로파일(PF_D) 간의 관련도를 산출하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 기준 프로파일은 제1 기준 프로파일(PF1) 및 제2 기준 프로파일(PF2)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 제1 기준 프로파일(PF1)과 미분 프로파일(PF_D) 간의 제1 관련도를 산출하고, 제2 기준 프로파일(PF2)과 미분 프로파일(PF_D) 간의 제2 관련도를 산출할 수 있다.
음극 종류 판단 단계(S400)는 상기 관련도 산출 단계(S300)에서 산출된 관련도에 기반하여 상기 배터리(B)의 음극 종류를 판단하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 산출된 관련도에 기반하여, 배터리(B)의 음극 종류를 천연 흑연계 음극 또는 인조 흑연계 음극으로 판단할 수 있다.
또한, 배터리 관리 방법은, 상기 음극 종류 판단 단계(S400)에서 판단된 상기 배터리(B)의 음극 종류에 기반하여, 상기 배터리(B)에 대한 사용 조건을 설정하는 사용 조건 설정 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 사용 조건 설정 단계는 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 배터리 관리 방법은 판단 여부 결정 단계(S250)를 더 포함할 수 있다.
판단 여부 결정 단계(S250)는 상기 미분 프로파일 생성 단계(S200) 이후 관련도 산출 단계(S300) 이전에 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
구체적으로, 판단 여부 결정 단계(S250)는 상기 미분 프로파일(PF_D)의 제2 SOC 구간에서 타겟 피크(TP)를 결정하고, 결정된 타겟 피크(TP)의 미분 전압과 미리 설정된 참조값을 비교하며, 비교 결과에 따라 상기 배터리(B)의 음극 종류를 판단할지 여부를 결정하는 단계일 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 기준 프로파일과 미분 프로파일(PF_D) 간의 관련도를 산출하기 전에, 미분 프로파일(PF_D)의 제2 SOC 구간에서 타겟 피크(TP)를 결정할 수 있다. 도 3의 실시예에서, 제어부(120)는 미분 프로파일(PF_D)의 제2 SOC 구간(40% 내지 100% SOC 구간)에서 타겟 피크(TP)를 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 타겟 피크(TP)의 미분 전압과 참조값 간의 대소 비교를 토대로 배터리(B)의 음극 종류를 판단할지 여부를 결정할 수 있다.
상기 관련도 산출 단계(S300)는, 상기 판단 여부 결정 단계(S250)에서 상기 배터리(B)의 음극 종류를 판단하는 것으로 결정된 경우에 한하여, 상기 관련도를 산출할 수 있다.
예컨대, 타겟 피크(TP)의 미분 전압이 참조값 이상이면, 제어부(120)는 배터리(B)의 음극 종류를 판단하는 것으로 결정하고, 관련도 산출 단계(S300)를 수행할 수 있다.
반대로, 타겟 피크(TP)의 미분 전압이 참조값 미만이면, 제어부(120)는 배터리(B)의 음극 종류를 판단하지 않는 것으로 결정하고, 관련도 산출 단계(S300)를 수행하지 않을 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)
1: 배터리 검사 장치
100: 배터리 관리 장치
110: 프로파일 생성부
120: 제어부
130: 저장부
200: 충방전부
300: 측정부
B: 배터리

Claims (12)

  1. 배터리의 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 배터리 프로파일을 획득하고, 획득한 배터리 프로파일에 기반하여 SOC에 대한 미분 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 미분 프로파일을 생성하도록 구성된 프로파일 생성부; 및
    프로파일 생성부로부터 상기 미분 프로파일을 수신하고, 미리 설정된 기준 프로파일과 상기 미분 프로파일 간의 관련도를 산출하며, 산출된 관련도에 기반하여 상기 배터리의 음극 종류를 판단하도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    미리 설정된 제1 기준 프로파일과 상기 미분 프로파일 간의 제1 관련도를 산출하며, 상기 제1 기준 프로파일과 상이하도록 미리 설정된 제2 기준 프로파일과 상기 미분 프로파일 간의 제2 관련도를 산출하고, 산출된 상기 제1 관련도 및 상기 제2 관련도를 비교하여 상기 배터리의 음극 종류를 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 관련도가 상기 제2 관련도 이상이면, 상기 배터리의 음극을 천연 흑연계 음극으로 판단하고,
    상기 제2 관련도가 상기 제2 관련도 미만이면, 상기 배터리의 음극을 인조 흑연계 음극으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 기준 프로파일은,
    상기 천연 흑연계 음극을 포함하는 제1 참조셀의 상기 SOC와 상기 미분 전압 간의 대응 관계를 나타내도록 미리 설정되도록 구성되고,
    상기 제2 기준 프로파일은,
    상기 인조 흑연계 음극을 포함하는 제2 참조셀의 상기 SOC와 상기 미분 전압 간의 대응 관계를 나타내도록 미리 설정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 기준 프로파일의 제1 SOC 구간과 상기 미분 프로파일의 상기 제1 SOC 구간 간의 프로파일 일치율을 나타내는 상기 제1 관련도; 및 상기 제2 기준 프로파일의 상기 제1 SOC 구간과 상기 미분 프로파일의 상기 제1 SOC 구간 간의 프로파일 일치율을 나타내는 제2 관련도;를 각각 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 미분 프로파일의 제2 SOC 구간에서 타겟 피크를 결정하고, 결정된 타겟 피크의 미분 전압과 미리 설정된 참조값을 비교하며, 비교 결과에 따라 상기 배터리의 음극 종류의 판단 여부를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 타겟 피크의 미분 전압이 상기 참조값 이상인 경우, 상기 제1 기준 프로파일, 상기 제2 기준 프로파일 및 상기 미분 프로파일에 기반하여 상기 배터리의 음극 종류를 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리의 음극 종류의 판단 여부 및 상기 판단된 배터리의 음극 종류에 기반하여, 상기 배터리에 대한 사용 조건을 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리의 음극이 천연 흑연계 음극으로 판단된 경우, 상기 배터리가 소정의 C-rate 미만으로 충방전되도록 상기 배터리에 대한 사용 조건을 설정하고,
    상기 배터리의 음극이 인조 흑연계 음극으로 판단된 경우, 상기 배터리가 상기 소정의 C-rate 이상으로 충방전되도록 상기 배터리에 대한 사용 조건을 설정하며,
    상기 배터리의 음극 종류가 판단되지 않은 경우, 상기 배터리에 대한 가용 SOC 구간을 감소시키고, 상기 배터리가 상기 소정의 C-rate 미만으로 충방전되도록 상기 배터리에 대한 사용 조건을 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 검사 장치.
  11. 배터리의 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 배터리 프로파일을 획득하는 배터리 프로파일 획득 단계;
    상기 배터리 프로파일 획득 단계에서 획득된 배터리 프로파일에 기반하여 SOC에 대한 미분 전압과 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 미분 프로파일을 생성하는 미분 프로파일 생성 단계;
    미리 설정된 기준 프로파일과 상기 미분 프로파일 간의 관련도를 산출하는 관련도 산출 단계; 및
    상기 관련도 산출 단계에서 산출된 관련도에 기반하여 상기 배터리의 음극 종류를 판단하는 음극 종류 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 미분 프로파일 생성 단계 이후,
    상기 미분 프로파일의 제2 SOC 구간에서 타겟 피크를 결정하고, 결정된 타겟 피크의 미분 전압과 미리 설정된 참조값을 비교하며, 비교 결과에 따라 상기 배터리의 음극 종류를 판단할지 여부를 결정하는 판단 여부 결정 단계를 더 포함하고,
    상기 관련도 산출 단계는,
    상기 판단 여부 결정 단계에서 상기 배터리의 음극 종류를 판단하는 것으로 결정된 경우에 한하여, 상기 관련도를 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
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