WO2022145998A1 - 배터리 진단 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2022145998A1
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voltage
change rate
battery
battery module
voltage change
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안양수
성용철
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for diagnosing a battery, and more particularly, to an apparatus and method for diagnosing a battery module based on voltage behaviors of a plurality of battery cells included in the battery module.
  • the state of the battery is diagnosed in consideration of changes in voltage, temperature, and current of the battery. In particular, based on the result of comparing the voltage of the battery with the reference value, whether the battery is overvoltage and/or undervoltage is monitored.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method for diagnosing a battery capable of diagnosing a state of a battery module based on a voltage change trend of a plurality of battery cells.
  • a battery diagnosis apparatus includes: a voltage measuring unit configured to measure a voltage of each of a plurality of battery cells included in a battery module at every voltage measurement period; and obtaining voltage values for the plurality of battery cells from the voltage measuring unit for each voltage measurement period, calculating voltage variations between the obtained voltage values for the plurality of battery cells, and calculating the plurality of voltage variations.
  • the control unit may include a controller configured to calculate a voltage change rate between the voltages for each diagnosis period different from the voltage measurement period, and diagnose the battery module based on one or more voltage change rates calculated up to the current diagnosis period and a preset reference change rate.
  • the control unit may be configured to compare the magnitude between the voltage change rate calculated in the current diagnosis period and the reference change rate, and diagnose the battery module according to the comparison result.
  • the controller may be configured to diagnose the battery module based on a reference change rate preset before the current diagnosis period and the voltage change rate when the voltage change rate is equal to or greater than the reference rate of change.
  • the controller may be configured to diagnose the battery module as a normal module when the voltage change rate is less than the reference change rate.
  • the controller may be configured to preset a largest voltage change rate among one or more voltage change rates calculated before the current diagnosis period as the reference change rate.
  • the controller may be configured to diagnose the battery module as a defective module when the voltage change rate is equal to or greater than the reference change rate and the reference change rate.
  • the controller may be configured to diagnose the battery module as the normal module when the voltage change rate is greater than or equal to the reference change rate and less than the reference change rate.
  • the control unit determines the state of the battery module based on at least one of the voltage change rate, the reference change rate, and the reference change rate for each diagnosis period, and adjusts a preset counting value according to the determined state of the battery module, It may be configured to diagnose the battery module based on the adjusted counting value and a preset reference value.
  • the controller may be configured to diagnose the battery module as the defective module when the adjusted counting value is equal to or greater than the reference value.
  • the controller may be configured to decrease the counting value when the voltage change rate is less than the reference change rate.
  • the controller may be configured to decrease the counting value when the voltage change rate is greater than or equal to the reference change rate and less than the reference change rate.
  • the controller may be configured to increase the counting value when the voltage change rate is equal to or greater than the reference change rate and the reference change rate.
  • the diagnosis period may be set to be greater than the voltage measurement period.
  • a battery pack according to another aspect of the present invention may include the battery diagnosis apparatus according to an aspect of the present invention.
  • a battery diagnosis method includes: measuring a voltage of each of a plurality of battery cells included in a battery module at every voltage measurement period; a voltage change amount calculating step of calculating a voltage change amount between a plurality of voltage values for the plurality of battery cells for each voltage measurement period; a voltage change rate calculating step of calculating a voltage change rate among a plurality of calculated voltage change amounts for each diagnosis period different from the voltage measurement period; and a battery module diagnosis step of diagnosing the battery module based on one or more voltage change rates calculated up to the current diagnosis period and a preset reference change rate.
  • the state of the battery module may be diagnosed based on voltage behaviors of a plurality of battery cells included in the battery module.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an apparatus for diagnosing a battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an exemplary configuration of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a method for diagnosing a battery according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an embodiment of a battery module diagnosis step in a battery diagnosis method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating another embodiment of a battery module diagnosis step in a battery diagnosis method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a battery diagnosis apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a diagram schematically showing an exemplary configuration of a battery pack 1 according to another embodiment of the present invention.
  • the battery diagnosis apparatus 100 may include a voltage measurement unit 110 and a control unit 120 .
  • the voltage measuring unit 110 may be configured to measure the voltage of each of the plurality of battery cells B included in the battery module BM for each voltage measurement period.
  • the battery module BM may include one or more battery cells connected in series and/or in parallel.
  • the battery cell means one independent cell that has a negative terminal and a positive terminal and is physically separable.
  • one pouch-type lithium polymer cell may be regarded as a battery cell.
  • the voltage measurement period may be a preset period so that the voltage measurement unit 110 measures the voltage of each of the plurality of battery cells B.
  • the voltage measurement period may be 1 second.
  • five battery cells B1 to B5 may be included in the battery module BM.
  • the voltage measuring unit 110 includes a first sensing line SL1 , a second sensing line SL2 , a third sensing line SL3 , a fourth sensing line SL4 , and a fifth The sensing line SL5 and the sixth sensing line SL6 may be connected.
  • the voltage measuring unit 110 measures the voltage of the first battery cell B1 through the first sensing line SL1 and the second sensing line SL2, and the second sensing line SL2 and the third sensing line SL2 The voltage of the second battery cell B2 may be measured through SL3 .
  • the voltage measuring unit 110 measures the voltage of the third battery cell B3 through the third sensing line SL3 and the fourth sensing line SL4, and the fourth sensing line SL4 and the fifth sensing line SL4.
  • the voltage of the fourth battery cell B4 may be measured through the line SL5
  • the voltage of the fifth battery cell B5 may be measured through the fifth sensing line SL5 and the sixth sensing line SL6 . .
  • the control unit 120 may be configured to obtain voltage values for the plurality of battery cells B from the voltage measurement unit 110 every voltage measurement period.
  • the voltage measuring unit 110 and the control unit 120 may be connected to each other to enable communication.
  • the voltage measurement unit 110 may measure the voltages of the plurality of battery cells B at each voltage measurement period, and transmit the measured voltage values to the control unit 120 .
  • the controller 120 may acquire voltage values for the plurality of battery cells B for each voltage measurement period.
  • the controller 120 may be configured to calculate a voltage change amount between a plurality of voltage values for the plurality of battery cells B obtained.
  • the controller 120 may calculate a voltage change amount between voltage values of the first to fifth battery cells B1 to B5 .
  • the controller 120 may be configured to calculate the voltage change amount by calculating a standard deviation or variance between the plurality of voltage values for each voltage measurement period. That is, the voltage change amount calculated by the controller 120 may be the standard deviation or variance of a plurality of voltage values measured at the same time point.
  • the controller 120 may be configured to calculate a voltage change rate between the plurality of calculated voltage change amounts for each diagnosis period different from the voltage measurement period.
  • the diagnosis period is a period in which the voltage change rate is calculated, and may be a period for diagnosing the battery module BM.
  • the diagnosis period may be set to be greater than the voltage measurement period.
  • the diagnosis period may be set to 100 seconds.
  • the control unit 120 calculates the voltage variations for the plurality of battery cells B at each voltage measurement period, 100 voltage variations may be calculated by the control unit 120 whenever a diagnosis cycle arrives.
  • the controller 120 may calculate the voltage change rate for the current diagnosis period by calculating the average change rate among 100 voltage change amounts.
  • a total of 100 voltage variations may be calculated from the n-1 th diagnosis cycle to the n th diagnosis cycle.
  • the first to 100th voltage variations may be calculated according to the voltage measurement period (1 second).
  • the controller 120 may calculate the voltage change rate for the Nth diagnosis period by calculating an average rate of change between the first voltage change amount and the 100th voltage change amount using Equation 1 below.
  • VRn is the voltage change rate of the nth diagnosis cycle.
  • m is the number of voltage variations calculated from the n-1 th diagnosis cycle to the n th diagnosis cycle. For example, m may be calculated as "diagnosis period ⁇ voltage measurement period”.
  • Sm is a voltage change amount last calculated in the nth diagnosis period, and S1 is a voltage change amount first calculated in the nth diagnosis period.
  • the diagnosis cycle is 100 seconds
  • the voltage measurement cycle is 1 second
  • a total of 100 voltage variations may be calculated. That is, in Equation 1, m may be 100 (the calculation result of “100 ⁇ 1”). Sm may be the 100th calculated voltage change amount, and Si may be the first calculated voltage change amount.
  • the voltage change rate VR3 of the third diagnostic cycle may be calculated according to the equation “(S100-S1) ⁇ 100”.
  • the controller 120 may be configured to diagnose the battery module BM based on one or more voltage change rates calculated up to the current diagnosis period and a preset reference change rate.
  • the reference change rate may be a voltage change rate that is a reference for diagnosing the battery module BM as a defective state or a normal state.
  • the reference change rate may be set to correspond to the battery module BM in a beginning of life (BOL) state.
  • the battery module BM in the BOL state means a battery module BM including one or more battery cells in the BOL state.
  • the controller 120 may be configured to compare the magnitude of the voltage change rate calculated in the current diagnosis period and the reference change rate, and diagnose the battery module BM according to the comparison result.
  • the battery diagnosis apparatus 100 may periodically calculate the voltage change rate of the voltage change amount for the plurality of battery cells (B). That is, the average rate of change of the voltage distribution of the plurality of battery cells B included in the battery module BM may be calculated for each diagnosis cycle.
  • the battery module BM may be diagnosed based on the average rate of change (voltage change rate) and the reference rate of change for the voltage distribution. Accordingly, the battery diagnosis apparatus 100 may more accurately diagnose the state of the battery module BM by considering the voltage behavior of the plurality of battery cells B during the diagnosis period.
  • the controller 120 included in the battery diagnosis apparatus 100 includes 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 diagnosis apparatus 100 may further include a storage unit 130 .
  • the storage unit 130 may store data necessary for each component of the battery diagnosis apparatus 100 to perform an operation and function, a program or data generated while an operation and a function are performed.
  • 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 voltages of the plurality of battery cells B measured by the voltage measuring unit 110 and the amount of voltage change calculated by the control unit 120 at each voltage measurement period may be stored in the storage unit 130 .
  • the reference change rate for the battery module BM in the BOL state may also be previously stored in the storage unit 130 .
  • the control unit 120 may access the storage unit 130 to obtain a plurality of voltage variations calculated during the diagnosis period, and obtain a preset reference rate of change.
  • controller 120 diagnoses the battery module BM.
  • a first voltage change rate may be calculated for the first diagnosis period (1 second to 100 seconds), and a second voltage change rate may be calculated for the second diagnosis period (101 seconds to 200 seconds).
  • a third voltage change rate is calculated for the third diagnostic period (201 seconds to 300 seconds), a fourth voltage change rate is calculated for the fourth diagnostic period (301 seconds to 400 seconds), and a fifth diagnostic period (401) Second to 500 seconds), a fifth voltage change rate may be calculated.
  • the controller 120 may be configured to compare the magnitude of the voltage change rate calculated in the current diagnosis period and the reference change rate, and diagnose the battery module BM according to the comparison result.
  • the controller 120 may be configured to diagnose the battery module BM as a normal module.
  • the controller 120 may diagnose the battery module BM as a normal module.
  • the controller 120 does not compare the voltage change rate of the current diagnosis period with the voltage change rate of the previous diagnosis period and the battery module BM ) can be diagnosed as normal.
  • the controller 120 may be configured to diagnose the battery module BM based on a preset reference change rate and the voltage change rate in a previous diagnosis cycle.
  • controller 120 may be configured to preset the largest voltage change rate among one or more voltage change rates calculated in the previous diagnosis period as the reference change rate.
  • the controller 120 may preset a third voltage change rate with the largest magnitude among the first to fourth voltage change rates as the reference change rate before the fifth diagnosis cycle.
  • the controller 120 may be configured to diagnose the battery module BM as the normal module when the voltage change rate is greater than or equal to the reference change rate and less than the reference change rate.
  • the controller 120 may diagnose the battery module BM as a normal module in the fifth diagnosis cycle. That is, when the fifth voltage change rate of the plurality of battery cells B in the fifth diagnosis cycle is equal to or greater than the reference rate of change but less than the reference rate of change (third voltage change rate), the controller 120 controls the voltages of the plurality of battery cells B in the fifth diagnosis cycle. It can be determined that the rate of change for the deviation has not increased compared to the previous diagnosis period. Accordingly, when the voltage change rate of the current cycle is greater than or equal to the reference change rate but less than the reference change rate, the controller 120 may diagnose the battery module BM as a normal module.
  • the controller 120 may be configured to diagnose the battery module BM as a defective module.
  • the controller 120 controls the voltage deviation of the plurality of battery cells B It can be judged that the rate of change for s is higher than the standard rate of change and is increasing compared to the previous diagnosis period. That is, the controller 120 may determine that the degree of degradation among the plurality of battery cells B included in the battery module BM of the current cycle is non-uniform. Accordingly, the controller 120 may diagnose the battery module BM as a defective module.
  • the battery diagnosis apparatus 100 may diagnose the battery module BM as a normal module without considering the reference change rate. Also, when the voltage change rate is greater than or equal to the reference change rate and less than the reference change rate, the battery diagnosis apparatus 100 may diagnose the battery module BM as a normal module. Finally, when the voltage change rate is equal to or greater than the reference change rate and the reference change rate, the battery diagnosis apparatus 100 may diagnose the battery module BM as a defective module.
  • the battery diagnosis apparatus 100 may consider all of the voltage change rate, the reference change rate, and the reference change rate of the current diagnosis period. Through comparison between the voltage change rate and the reference change rate, the current state of the battery module BM may be diagnosed with respect to the battery module BM in the BOL state. In addition, the state of the battery module BM with respect to the non-uniform deterioration of the plurality of battery cells B may be diagnosed through a comparison between the voltage change rate and the reference change rate. Accordingly, the battery diagnosis apparatus 100 has the advantage of diagnosing the state of the battery module BM in the current diagnosis cycle from various aspects.
  • controller 120 may be configured to set the largest voltage change rate among one or more voltage change rates calculated before the current diagnosis period as the reference change rate.
  • the controller 120 calculates the first to fifth voltage change rates, and the fifth voltage change rate is calculated most recently, as in the previous embodiment.
  • the controller 120 may set a voltage change rate having the largest magnitude among the first to fourth voltage change rates excluding the fifth voltage change rate as the reference rate of change.
  • the first voltage change rate is set as the reference change rate.
  • the controller 120 may be configured to compare the magnitude between the reference change rate and the voltage change rate, and to diagnose the battery module BM according to the comparison result.
  • the controller 120 may be configured to diagnose the battery module BM as a defective module. For example, when the fifth voltage change rate set as the voltage change rate is equal to or greater than the first voltage change rate set as the reference change rate, the state of the battery module BM may be diagnosed as a defective module.
  • the controller 120 may be configured to diagnose the battery module BM as a normal module. For example, when the fifth voltage change rate set as the voltage change rate is less than the first voltage change rate set as the reference change rate, the state of the battery module BM may be diagnosed as a normal module.
  • the controller 120 may diagnose the battery module BM as a defective module.
  • the case in which the voltage change rate increases may be a case in which the voltage change amount (standard deviation or variance) for the plurality of battery cells B increases.
  • the battery management apparatus may diagnose the battery module BM according to a result of comparing the voltage change rate and the reference change rate.
  • control unit 120 in parallel with the diagnosis of the battery module (BM), for each voltage measurement period, based on the voltage value corresponding to each of the plurality of battery cells (B) the plurality of battery cells (B) ( B) can be configured to diagnose each.
  • an upper limit voltage value and a lower limit voltage value with respect to the voltage of the battery cell may be preset.
  • the controller 120 may diagnose a battery cell in which the voltage value received from the voltage measuring unit 110 is equal to or greater than the upper limit voltage as an overvoltage state. Also, the controller 120 may diagnose a battery cell having a received voltage value equal to or less than a lower limit voltage value as a low voltage state. The controller 120 may diagnose a battery cell having a voltage value less than the upper limit voltage value and exceeding the lower limit voltage value as a normal state.
  • the controller 120 may diagnose the state of the battery module BM at every diagnosis cycle, as well as diagnose the state of each of the plurality of battery cells B at each voltage measurement cycle.
  • controller 120 adjusts the counting value and diagnoses the battery module BM according to the adjusted counting value.
  • the control unit 120 determines the state of the battery module BM based on at least one of the voltage change rate, the reference change rate, and the reference change rate for each diagnosis cycle, and determines the state of the battery module BM. It may be configured to adjust a preset counting value according to the present invention.
  • the counting value may have an initial value and a minimum value set to 0.
  • the counting value may be adjusted by increasing or decreasing by 1 by the controller 120 .
  • the controller 120 may be configured to conservatively diagnose the battery module BM as a defective state according to more stringent criteria.
  • the controller 120 may be configured to decrease the counting value when the voltage change rate is less than the reference change rate.
  • the controller 120 may diagnose the battery module BM as a normal module. If the existing counting value is 0, since the counting value cannot be decreased any more (because the minimum value is set to 0), the counting value may be maintained at 0.
  • the controller 120 may be configured to decrease the counting value when the voltage change rate is greater than or equal to the reference change rate and less than the reference change rate. In this case, the controller 120 may diagnose the battery module BM as a normal module.
  • the controller 120 may be configured to increase the counting value when the voltage change rate is equal to or greater than the reference change rate and the reference change rate. In this case, the controller 120 may be configured to diagnose the battery module BM based on an adjusted counting value and a preset reference value without immediately diagnosing the battery module BM as a defective module.
  • the reference value is a preset value and may be set to a natural number.
  • the controller 120 may be configured to diagnose the battery module BM as the defective module.
  • the counting value when the voltage change rate is equal to or greater than the reference change rate and the reference change rate, the counting value may be increased. And, when the adjusted counting value is equal to or greater than the reference value, the battery module BM may be diagnosed as a defective module. That is, the controller 120 may be configured to diagnose the battery module BM as a defective module when the voltage change rate is equal to or greater than the reference change rate and the reference change rate is greater than or equal to the reference value. Accordingly, since the controller 120 diagnoses the battery module BM as a defective module through strict criteria, the possibility of erroneously diagnosing a normal module as a defective module may be significantly reduced.
  • the controller 120 may decrease the counting value. That is, in this case, the adjusted counting value is inevitably less than the reference value. Accordingly, in order to prevent unnecessary waste of system resources by using system resources more efficiently, the controller 120 may diagnose the battery module BM as a normal module even if the adjusted counting value and the reference value are not compared.
  • the battery diagnosis apparatus 100 may diagnose the battery module BM as a defective module through strict criteria based on the counting value and the reference value. Accordingly, the battery management apparatus may prevent a normal module from being erroneously diagnosed as a defective module.
  • the battery 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 diagnosis apparatus 100 described above. In this configuration, at least some of the respective components of the battery diagnosis apparatus 100 may be implemented by supplementing or adding functions of components included in the conventional BMS. For example, the voltage measurement unit 110 , the control unit 120 , and the storage unit 130 of the battery diagnosis apparatus 100 may be implemented as components of the BMS.
  • BMS battery management system
  • the battery diagnosis apparatus 100 may be provided in the battery pack 1 .
  • the battery pack 1 according to the present invention may include a battery diagnosis apparatus 100 and a battery module BM.
  • the battery pack 1 may further include electrical components (relays, fuses, etc.) and a case.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a method for diagnosing a battery according to another embodiment of the present invention.
  • each step of the battery diagnosis method may be performed by the battery management device.
  • the battery management device Preferably, content overlapping with the previously described content will be omitted or briefly described.
  • the battery diagnosis method may include a voltage measurement step S100 , a voltage change amount calculation step S200 , a voltage change rate calculation step S300 , and a battery module diagnosis step S400 .
  • the voltage measuring step S100 is a step of measuring the voltage of each of the plurality of battery cells B included in the battery module BM for each voltage measuring cycle, and may be performed by the voltage measuring unit 110 .
  • the voltage variation calculation step S200 is a step of calculating the voltage variation between a plurality of voltage values for the plurality of battery cells B for each voltage measurement period, and may be performed by the controller 120 .
  • the controller 120 may receive a plurality of voltage values for the plurality of battery cells B from the voltage measurement unit 110 , and may calculate a voltage change amount between the plurality of received voltage values.
  • the controller 120 may calculate the voltage change amount by calculating the variance or standard deviation between the plurality of voltage values.
  • the step of calculating the voltage change rate ( S300 ) is a step of calculating the voltage change rate between the plurality of calculated voltage change amounts for each diagnosis period different from the voltage measurement period, and may be performed by the controller 120 .
  • the controller 120 may calculate a voltage change amount of a plurality of voltage values for a plurality of battery cells B measured every 1 second. In addition, the controller 120 may calculate a voltage change rate for a plurality of voltage change amounts every 100 seconds. In this case, the controller 120 may calculate a voltage change rate for 100 voltage changes every 100 seconds.
  • the controller 120 may calculate the voltage change rate for the corresponding diagnosis period by calculating an average rate of change between the first calculated voltage change amount and the last calculated voltage change amount in the corresponding diagnosis period.
  • the battery module diagnosis step S400 is a step of diagnosing the battery module BM based on one or more voltage change rates calculated up to the current diagnosis period and a preset reference change rate, and may be performed by the controller 120 .
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an embodiment of a battery module diagnosis step S400 in a battery diagnosis method according to another embodiment of the present invention.
  • the battery module diagnosis step S400 may include steps S410 to S440 .
  • step S410 the voltage change rate and the reference rate of change may be compared. Specifically, the magnitude between the voltage change rate calculated in the current diagnosis period and the reference change rate may be compared. If the voltage change rate is equal to or greater than the reference rate of change, step S420 may be performed, and if the voltage change rate is less than the reference rate of change, step S440 may be performed.
  • step S420 the voltage change rate and the reference rate of change may be compared. Specifically, the magnitude between the voltage change rate calculated in the current diagnosis period and the reference change rate preset before the current diagnosis period may be compared. That is, a magnitude between a voltage change rate calculated in the current diagnosis period and a reference change rate having the largest magnitude among one or more voltage change rates calculated in a previous diagnosis period may be compared. If the voltage change rate is equal to or greater than the reference rate of change, step S430 may be performed, and if the voltage change rate is less than the reference rate of change, step S440 may be performed.
  • the battery module BM may be diagnosed as a defective module. That is, when the voltage change rate is equal to or greater than the reference change rate and the reference change rate, the controller 120 may diagnose the battery module BM as a defective module.
  • the battery module BM may be diagnosed as a normal module. That is, when the voltage change rate is less than the reference change rate or the voltage change rate is greater than or equal to the reference change rate but less than the reference change rate, the controller 120 may diagnose the battery module BM as a normal module.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating another embodiment of a battery module diagnosis step S400 of a battery diagnosis method according to another embodiment of the present invention.
  • the battery module diagnosis step S400 may include steps S410 to S470 .
  • the embodiment of FIG. 5 will be described with a focus on differences from the embodiment of FIG. 4 .
  • step S410 if the voltage change rate is equal to or greater than the reference rate of change, step S420 may be performed, and if the voltage change rate is less than the reference rate of change, step S460 may be performed.
  • step S420 if the voltage change rate is equal to or greater than the reference rate of change, step S450 may be performed, and if the voltage change rate is less than the reference rate of change, step S460 may be performed.
  • the counting value may be increased.
  • the counting value may have an initial value and a minimum value set to 0, and may be incremented by 1. That is, when the voltage change rate is equal to or greater than the reference change rate and the reference change rate, the controller 120 may increase the counting value. After the counting value is increased, step S470 may be performed.
  • step S470 the count value and the reference value may be compared. Specifically, if the counting value increased in step S450 is equal to or greater than the reference value, step S430 may be performed. Conversely, if the counting value increased in step S450 is less than the reference value, step S440 may be performed.
  • step S460 the counting value may be decremented. That is, when the voltage change rate is less than the reference change rate, or when the voltage change rate is greater than or equal to the reference change rate but less than the reference change rate, the controller 120 may decrease the counting value. However, the counting value may not decrease below the set minimum value.
  • step S440 may be performed to diagnose the battery module BM as a normal module.
  • 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 진단 장치는 전압 측정 주기마다 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하도록 구성된 전압 측정부; 및 상기 전압 측정 주기마다 상기 전압 측정부로부터 상기 복수의 배터리 셀에 대한 전압값을 획득하고, 획득된 상기 복수의 배터리 셀에 대한 복수의 전압값 간의 전압 변화량을 산출하며, 산출된 복수의 전압 변화량 간의 전압 변화율을 상기 전압 측정 주기와 상이한 진단 주기마다 산출하고, 산출된 하나 이상의 전압 변화율과 미리 설정된 기준 변화율에 기반하여 상기 배터리 모듈을 진단하도록 구성된 제어부를 포함한다.

Description

배터리 진단 장치 및 방법
본 출원은 2020년 12월 28일 자로 출원된 한국 특허 출원번호 제10-2020-0184947에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 배터리 진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀의 전압 거동에 기반하여 배터리 모듈의 상태를 진단하는 배터리 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.
종래에는 배터리의 전압, 온도 및 전류 변화량 등을 고려하여 배터리의 상태를 진단하였다. 특히, 배터리의 전압을 기준값과 비교한 결과에 기반하여, 배터리의 과전압 여부 및/또는 저전압 여부가 모니터링되었다.
다만, 종래에는 특정 시점에서의 배터리의 전압에 따라 배터리의 상태가 진단하기 때문에, 배터리의 전압 변동 추이를 파악할 수 없고, 이러한 전압 변동 추이에 따라 배터리의 상태를 진단하는데 어려움이 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 복수의 배터리 셀의 전압 변동 추이에 기반하여 배터리 모듈의 상태를 진단할 수 있는 배터리 진단 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 진단 장치는 전압 측정 주기마다 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하도록 구성된 전압 측정부; 및 상기 전압 측정 주기마다 상기 전압 측정부로부터 상기 복수의 배터리 셀에 대한 전압값을 획득하고, 획득된 상기 복수의 배터리 셀에 대한 복수의 전압값 간의 전압 변화량을 산출하며, 산출된 복수의 전압 변화량 간의 전압 변화율을 상기 전압 측정 주기와 상이한 진단 주기마다 산출하고, 현재 진단 주기까지 산출된 하나 이상의 전압 변화율과 미리 설정된 기준 변화율에 기반하여 상기 배터리 모듈을 진단하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 현재 진단 주기에서 산출된 전압 변화율과 상기 기준 변화율 간의 대소를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 배터리 모듈을 진단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 이상인 경우, 상기 현재 진단 주기 이전에 미리 설정된 참조 변화율과 상기 전압 변화율에 기반하여 상기 배터리 모듈을 진단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 미만인 경우, 상기 배터리 모듈을 정상 모듈로 진단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 현재 진단 주기 이전에 산출된 하나 이상의 전압 변화율 중 가장 큰 전압 변화율을 상기 참조 변화율로 미리 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 및 상기 참조 변화율 이상인 경우, 상기 배터리 모듈을 결함 모듈로 진단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 이상이고, 상기 참조 변화율 미만인 경우, 상기 배터리 모듈을 상기 정상 모듈로 진단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 진단 주기마다, 상기 전압 변화율, 상기 기준 변화율 및 상기 참조 변화율 중 적어도 하나에 기반하여 상기 배터리 모듈의 상태를 결정하고, 결정된 배터리 모듈의 상태에 따라 미리 설정된 카운팅값을 조정하며, 조정된 카운팅값과 미리 설정된 기준값에 기반하여 상기 배터리 모듈을 진단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 조정된 카운팅값이 상기 기준값 이상이면, 상기 배터리 모듈을 상기 결함 모듈로 진단하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 미만인 경우, 상기 카운팅값을 감소시키도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 이상이고, 상기 참조 변화율 미만인 경우, 상기 카운팅값을 감소시키도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 및 상기 참조 변화율 이상인 경우, 상기 카운팅값을 증가시키도록 구성될 수 있다.
상기 진단 주기는, 상기 전압 측정 주기보다 크도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 진단 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 진단 방법은 전압 측정 주기마다 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하는 전압 측정 단계; 상기 전압 측정 주기마다 상기 복수의 배터리 셀에 대한 복수의 전압값 간의 전압 변화량을 산출하는 전압 변화량 산출 단계; 산출된 복수의 전압 변화량 간의 전압 변화율을 상기 전압 측정 주기와 상이한 진단 주기마다 산출하는 전압 변화율 산출 단계; 및 현재 진단 주기까지 산출된 하나 이상의 전압 변화율과 미리 설정된 기준 변화율에 기반하여 상기 배터리 모듈을 진단하는 배터리 모듈 진단 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀의 전압 거동에 기반하여 배터리 모듈의 상태가 진단될 수 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 진단 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 진단 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 배터리 진단 방법 중 배터리 모듈 진단 단계의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 배터리 진단 방법 중 배터리 모듈 진단 단계의 다른 실시예를 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.
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 진단 장치(100)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(1)의 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리 진단 장치(100)는 전압 측정부(110) 및 제어부(120)를 포함할 수 있다.
전압 측정부(110)는 전압 측정 주기마다 배터리 모듈(BM)에 포함된 복수의 배터리 셀(B) 각각의 전압을 측정하도록 구성될 수 있다.
여기서, 배터리 모듈(BM)에는 하나 이상의 배터리 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 구비될 수 있다. 그리고, 배터리 셀은, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 배터리 셀로 간주될 수 있다.
또한, 전압 측정 주기는 전압 측정부(110)가 복수의 배터리 셀(B) 각각의 전압을 측정하도록 미리 설정된 주기일 수 있다. 예컨대, 전압 측정 주기는 1초일 수 있다.
예컨대, 도 2의 실시예에서, 배터리 모듈(BM)에는 5개의 배터리 셀(B1 내지 B5)이 포함될 수 있다.
또한, 도 2의 실시예에서, 전압 측정부(110)는 제1 센싱 라인(SL1), 제2 센싱 라인(SL2), 제3 센싱 라인(SL3), 제4 센싱 라인(SL4), 제5 센싱 라인(SL5) 및 제6 센싱 라인(SL6)과 연결될 수 있다. 전압 측정부(110)는 제1 센싱 라인(SL1) 및 제2 센싱 라인(SL2)을 통해 제1 배터리 셀(B1)의 전압을 측정하고, 제2 센싱 라인(SL2) 및 제3 센싱 라인(SL3)을 통해 제2 배터리 셀(B2)의 전압을 측정할 수 있다. 또한, 전압 측정부(110)는 제3 센싱 라인(SL3) 및 제4 센싱 라인(SL4)을 통해 제3 배터리 셀(B3)의 전압을 측정하고, 제4 센싱 라인(SL4) 및 제5 센싱 라인(SL5)을 통해 제4 배터리 셀(B4)의 전압을 측정하며, 제5 센싱 라인(SL5) 및 제6 센싱 라인(SL6)을 통해 제5 배터리 셀(B5)의 전압을 측정할 수 있다.
제어부(120)는 상기 전압 측정 주기마다 상기 전압 측정부(110)로부터 상기 복수의 배터리 셀(B)에 대한 전압값을 획득하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 2의 실시예에서, 전압 측정부(110)와 제어부(120)는 통신 가능하도록 서로 연결될 수 있다. 전압 측정부(110)는 전압 측정 주기마다 복수의 배터리 셀(B)의 전압을 측정하고, 측정된 전압값을 제어부(120)로 송신할 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 전압 측정 주기마다 복수의 배터리 셀(B)에 대한 전압값을 획득할 수 있다.
제어부(120)는 획득된 상기 복수의 배터리 셀(B)에 대한 복수의 전압값 간의 전압 변화량을 산출하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 2의 실시예에서, 제어부(120)는 제1 내지 제5 배터리 셀(B1 내지 B5)의 전압값 간의 전압 변화량을 산출할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(120)는, 상기 전압 측정 주기마다 상기 복수의 전압값 간의 표준 편차 또는 분산을 계산함으로써, 상기 전압 변화량을 산출하도록 구성될 수 있다. 즉, 제어부(120)에 의해 산출되는 전압 변화량은 동일 시점에서 측정된 복수의 전압값의 표준 편차 또는 분산일 수 있다.
제어부(120)는 산출된 복수의 전압 변화량 간의 전압 변화율을 상기 전압 측정 주기와 상이한 진단 주기마다 산출하도록 구성될 수 있다.
여기서, 진단 주기는 전압 변화율이 산출되는 주기로서, 배터리 모듈(BM)을 진단하기 위한 주기일 수 있다. 바람직하게, 상기 진단 주기는, 상기 전압 측정 주기보다 크도록 설정될 수 있다. 예컨대, 진단 주기는 100초로 설정될 수 있다.
예컨대, 앞선 실시예와 같이, 전압 측정 주기는 1초이고, 진단 주기는 100초라고 가정한다. 제어부(120)는 전압 측정 주기마다 복수의 배터리 셀(B)에 대한 전압 변화량을 산출하기 때문에, 진단 주기가 도래할 때마다 제어부(120)에 의해 100개의 전압 변화량이 산출될 수 있다. 제어부(120)는 100개의 전압 변화량 간의 평균 변화율을 산출함으로써 현재 진단 주기에 대한 전압 변화율을 산출할 수 있다.
구체적으로, 제n-1 진단 주기 이후 제n 진단 주기까지 총 100개의 전압 변화량이 산출될 수 있다. 예컨대, 전압 측정 주기(1초)에 따라 제1 내지 제100 전압 변화량이 산출될 수 있다. 제어부(120)는, 아래의 수학식 1을 이용하여 제1 전압 변화량과 제100 전압 변화량 간의 평균 변화율을 계산함으로써, 제N 진단 주기에 대한 전압 변화율을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
VRn = (Sm - S1)÷m
여기서, VRn은 제n 진단 주기의 전압 변화율이다. m은 제n-1 진단 주기 이후 제n 진단 주기까지 산출된 전압 변화량의 개수이다. 예컨대, m은 "진단 주기÷전압 측정 주기"로 계산될 수 있다. Sm은 제n 진단 주기에서 마지막으로 산출된 전압 변화량이고, S1은 제n 진단 주기에서 처음으로 산출된 전압 변화량이다.
예컨대, 진단 주기가 100초이고, 전압 측정 주기가 1초이며, 현재 제3 진단 주기라고 가정한다. 제3 진단 주기에서 전압 변화량은 총 100개가 산출될 수 있다. 즉, 수학식 1에서 m은 100("100÷1"의 계산 결과)일 수 있다. Sm은 100번 째로 산출된 전압 변화량이고, Si는 첫 번째로 산출된 전압 변화량일 수 있다. 수학식 1에 따르면, 제3 진단 주기의 전압 변화율(VR3)은 "(S100-S1)÷100"의 수식에 따라 산출될 수 있다.
제어부(120)는 현재 진단 주기까지 산출된 하나 이상의 전압 변화율과 미리 설정된 기준 변화율에 기반하여 상기 배터리 모듈(BM)을 진단하도록 구성될 수 있다.
여기서, 기준 변화율은 배터리 모듈(BM)을 결함 상태 또는 정상 상태로 진단하기 위한 기준이 되는 전압 변화율일 수 있다. 바람직하게, 기준 변화율은 BOL(Beginning of life) 상태의 배터리 모듈(BM)에 대응되도록 설정될 수 있다. 여기서, BOL 상태의 배터리 모듈(BM)이란, BOL 상태의 배터리 셀을 하나 이상 포함하는 배터리 모듈(BM)을 의미한다.
예컨대, 제어부(120)는 현재 진단 주기에서 산출된 전압 변화율과 상기 기준 변화율 간의 대소를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 배터리 모듈(BM)을 진단하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 장치(100)는 복수의 배터리 셀(B)에 대한 전압 변화량의 전압 변화율을 주기적으로 산출할 수 있다. 즉, 진단 주기마다 배터리 모듈(BM)에 포함된 복수의 배터리 셀(B)의 전압 분포에 대한 평균 변화율이 산출될 수 있는 것이다. 그리고, 전압 분포에 대한 평균 변화율(전압 변화율)과 기준 변화율에 기반하여 배터리 모듈(BM)이 진단될 수 있다. 따라서, 배터리 진단 장치(100)는 진단 주기 동안의 복수의 배터리 셀(B)의 전압 거동에 고려함으로써, 배터리 모듈(BM)의 상태를 보다 정확하게 진단할 수 있다.
한편, 배터리 진단 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 진단 장치(100)는 저장부(130)를 더 포함할 수 있다. 저장부(130)는 배터리 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(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.
예컨대, 전압 측정 주기마다 전압 측정부(110)에 의해 측정되는 복수의 배터리 셀(B)의 전압과 제어부(120)에 의해 산출된 전압 변화량은 저장부(130)에 저장될 수 있다. 또한, BOL 상태의 배터리 모듈(BM)에 대한 기준 변화율도 저장부(130)에 미리 저장될 수 있다. 제어부(120)는 저장부(130)에 접근(Access)하여 진단 주기 동안 산출된 복수의 전압 변화량을 획득하고, 미리 설정된 기준 변화율을 획득할 수 있다.
이하에서는, 제어부(120)가 배터리 모듈(BM)을 진단하는 일 실시예를 설명한다.
먼저, 전압 측정 주기는 1초이고, 진단 주기는 100초이며, 현재 진단 주기는 제5 진단 주기라고 가정한다. 제1 진단 주기(1초 내지 100초)에 대하여 제1 전압 변화율이 산출되고, 제2 진단 주기(101초 내지 200초)에 대하여 제2 전압 변화율이 산출될 수 있다. 또한, 제3 진단 주기(201초 내지 300초)에 대하여 제3 전압 변화율이 산출되고, 제4 진단 주기(301초 내지 400초)에 대하여 제4 전압 변화율이 산출되며, 제5 진단 주기(401초 내지 500초)에 대하여 제5 전압 변화율이 산출될 수 있다.
제어부(120)는 현재 진단 주기에서 산출된 전압 변화율과 상기 기준 변화율 간의 대소를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 배터리 모듈(BM)을 진단하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 미만인 경우, 제어부(120)는 상기 배터리 모듈(BM)을 정상 모듈로 진단하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 현재 진단 주기에서 산출된 제5 전압 변화율이 기준 변화율 미만인 경우, 제어부(120)는 배터리 모듈(BM)을 정상 모듈로 진단할 수 있다.
즉, 제어부(120)는 현재 진단 주기에서 산출된 복수의 배터리 셀(B)의 전압 변화율이 기준 변화율 미만인 경우, 현재 진단 주기의 전압 변화율을 이전 진단 주기의 전압 변화율과 비교하지 않고 배터리 모듈(BM)을 정상 상태로 진단할 수 있다.
반대로, 상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 이상인 경우, 제어부(120)는 이전 진단 주기에서 미리 설정된 참조 변화율과 상기 전압 변화율에 기반하여 상기 배터리 모듈(BM)을 진단하도록 구성될 수 있다.
여기서, 제어부(120)는 상기 이전 진단 주기에서 산출된 하나 이상의 전압 변화율 중 가장 큰 전압 변화율을 상기 참조 변화율로 미리 설정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 제1 내지 제4 전압 변화율 중 제3 전압 변화율이 가장 크다고 가정한다. 제어부(120)는 제5 진단 주기 이전에 제1 내지 제4 전압 변화율 중 크기가 가장 큰 제3 전압 변화율을 참조 변화율로 미리 설정할 수 있다.
상기 제어부(120)는, 상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 이상이고, 상기 참조 변화율 미만인 경우, 상기 배터리 모듈(BM)을 상기 정상 모듈로 진단하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 제5 전압 변화율이 기준 변화율 이상이지만, 참조 변화율(제3 전압 변화율) 미만인 경우, 제어부(120)는 제5 진단 주기에서 배터리 모듈(BM)을 정상 모듈로 진단할 수 있다. 즉, 제어부(120)는 제5 진단 주기에서 복수의 배터리 셀(B)의 제5 전압 변화율이 기준 변화율 이상이지만, 참조 변화율(제3 전압 변화율) 미만인 경우, 복수의 배터리 셀(B)의 전압 편차에 대한 변화율이 이전 진단 주기보다 증가되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 현재 주기의 전압 변화율이 기준 변화율 이상이지만, 참조 변화율 미만인 경우에는, 배터리 모듈(BM)을 정상 모듈로 진단할 수 있다.
반대로, 상기 제어부(120)는, 상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 및 상기 참조 변화율 이상인 경우, 상기 배터리 모듈(BM)을 결함 모듈로 진단하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 현재 진단 주기(제5 진단 주기)의 전압 변화율(제5 전압 변화율)이 기준 변화율 및 참조 변화율(제3 전압 변화율) 이상인 경우, 제어부(120)는 복수의 배터리 셀(B)의 전압 편차에 대한 변화율이 기준 변화율 이상이면서 이전 진단 주기보다 증가되고 있는 것으로 판단할 수 있다. 즉, 제어부(120)는 현재 주기의 배터리 모듈(BM)에 포함된 복수의 배터리 셀(B) 간의 퇴화도가 불균일하다고 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 배터리 모듈(BM)을 결함 모듈로 진단할 수 있다.
정리하면, 배터리 진단 장치(100)는 전압 변화율이 기준 변화율 미만이면, 참조 변화율을 고려하지 않고 배터리 모듈(BM)을 정상 모듈로 진단할 수 있다. 또한, 배터리 진단 장치(100)는 전압 변화율이 기준 변화율 이상이고, 참조 변화율 미만이면, 배터리 모듈(BM)을 정상 모듈로 진단할 수 있다. 마지막으로, 배터리 진단 장치(100)는 전압 변화율이 기준 변화율 및 참조 변화율 이상이면, 배터리 모듈(BM)을 결함 모듈로 진단할 수 있다.
즉, 배터리 진단 장치(100)는 배터리 모듈(BM)의 상태를 진단하는 과정에서, 현재 진단 주기의 전압 변화율, 기준 변화율 및 참조 변화율을 모두 고려할 수 있다. 전압 변화율과 기준 변화율 간의 비교를 통해서 BOL 상태의 배터리 모듈(BM)에 대비하여 현재의 배터리 모듈(BM)의 상태가 진단될 수 있다. 또한, 전압 변화율과 참조 변화율 간의 비교를 통해서 복수의 배터리 셀(B)의 불균일 퇴화에 대한 배터리 모듈(BM)의 상태가 진단될 수 있다. 따라서, 배터리 진단 장치(100)는 현재 진단 주기에서의 배터리 모듈(BM)의 상태를 보다 다양한 측면에서 진단할 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 제어부(120)는, 현재 진단 주기 이전에 산출된 하나 이상의 전압 변화율 중 가장 큰 전압 변화율을 참조 변화율로 설정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 앞선 실시예와 같이, 제어부(120)가 제1 내지 제5 전압 변화율을 산출하였고, 제5 전압 변화율이 가장 최근에 산출되었다고 가정한다. 제어부(120)는 제5 전압 변화율을 제외한 제1 내지 제4 전압 변화율 중에서 크기가 가장 큰 전압 변화율을 참조 변화율로 설정할 수 있다. 이하에서는, 제1 전압 변화율이 참조 변화율로 설정되었다고 가정한다.
제어부(120)는 상기 참조 변화율과 상기 전압 변화율 간의 크기를 비교하며, 비교 결과에 따라 상기 배터리 모듈(BM)을 진단하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 전압 변화율이 상기 참조 변화율 이상인 경우, 제어부(120)는 상기 배터리 모듈(BM)을 결함 모듈로 진단하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 전압 변화율로 설정된 제5 전압 변화율이 참조 변화율로 설정된 제1 전압 변화율 이상인 경우, 배터리 모듈(BM)의 상태는 결함 모듈로 진단될 수 있다.
반대로, 상기 전압 변화율이 상기 참조 변화율 미만인 경우, 제어부(120)는 상기 배터리 모듈(BM)을 정상 모듈로 진단하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 전압 변화율로 설정된 제5 전압 변화율이 참조 변화율로 설정된 제1 전압 변화율 미만인 경우, 배터리 모듈(BM)의 상태는 정상 모듈로 진단될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제어부(120)는 배터리 모듈(BM)에 대한 전압 변화율이 증가하는 경우, 배터리 모듈(BM)을 결함 모듈로 진단할 수 있다. 여기서, 전압 변화율이 증가하는 경우란, 복수의 배터리 셀(B)에 대한 전압 변화량(표준 편차 또는 분산)이 증가하는 경우일 수 있다. 예컨대, 복수의 배터리 셀(B)의 불균일 퇴화로 인하여, 복수의 배터리 셀(B)에 대한 전압 편차가 증가되는 경우에 배터리 모듈(BM)의 전압 변화율이 증가될 수 있다. 따라서, 배터리 관리 장치는 전압 변화율과 참조 변화율을 비교한 결과에 따라 배터리 모듈(BM)을 진단할 수 있다.
한편, 제어부(120)는, 배터리 모듈(BM)을 진단하는 것과 병렬적으로, 상기 전압 측정 주기마다, 상기 복수의 배터리 셀(B) 각각에 대응되는 전압값에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀(B) 각각을 진단하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 배터리 셀의 전압에 대한 상한 전압값 및 하한 전압값이 미리 설정될 수 있다. 제어부(120)는 전압 측정부(110)로부터 수신한 전압값이 상한 전압값 이상인 배터리 셀을 과전압 상태로 진단할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 수신한 전압값이 하한 전압값 이하인 배터리 셀을 저전압 상태로 진단할 수 있다. 제어부(120)는 전압값이 상한 전압값 미만이고, 하한 전압값을 초과하는 배터리 셀을 정상 상태로 진단할 수 있다.
즉, 제어부(120)는 진단 주기마다 배터리 모듈(BM)의 상태를 진단할 수 있음은 물론이고, 전압 측정 주기마다 복수의 배터리 셀(B) 각각의 상태를 진단할 수 있다.
따라서, 배터리 관리 장치에 의해 복수의 배터리 셀(B) 각각의 상태 및 배터리 모듈(BM)의 상태가 모두 진단될 수 있는 장점이 있다.
이하에서는, 제어부(120)가 카운팅값을 조정하며, 조정된 카운팅값에 따라 배터리 모듈(BM)을 진단하는 실시예에 대해 설명한다.
상기 제어부(120)는, 상기 진단 주기마다, 상기 전압 변화율, 상기 기준 변화율 및 상기 참조 변화율 중 적어도 하나에 기반하여 상기 배터리 모듈(BM)의 상태를 결정하고, 결정된 배터리 모듈(BM)의 상태에 따라 미리 설정된 카운팅값을 조정하도록 구성될 수 있다.
여기서, 카운팅값은 초기값 및 최소값이 0으로 설정될 수 있다. 그리고, 카운팅값은 제어부(120)에 의해 1씩 증가 또는 감소되면서 조정될 수 있다.
구체적으로, 제어부(120)에 의해 배터리 모듈(BM)이 결함 모듈로 진단되는 경우, 배터리 모듈(BM)의 사용이 중단되고, 교체가 요청될 수 있다. 즉, 배터리 모듈(BM)이 정상 모듈로 진단되는 경우와 달리 결함 모듈로 진단되는 경우에는 해당 배터리 모듈(BM)에 대한 패널티가 있을 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 좀 더 엄격한 기준에 따라 보수적으로 배터리 모듈(BM)을 결함 상태로 진단하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 상기 제어부(120)는, 상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 미만인 경우, 상기 카운팅값을 감소시키도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 배터리 모듈(BM)을 정상 모듈로 진단할 수 있다. 만약, 기존의 카운팅값이 0인 경우, 카운팅값은 더 이상 감소될 수 없기 때문에(최소값이 0으로 설정되었기 때문), 카운팅값은 0으로 유지될 수 있다.
또한, 상기 제어부(120)는, 상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 이상이고, 상기 참조 변화율 미만인 경우, 상기 카운팅값을 감소시키도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 배터리 모듈(BM)을 정상 모듈로 진단할 수 있다.
또한, 상기 제어부(120)는, 상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 및 상기 참조 변화율 이상인 경우, 상기 카운팅값을 증가시키도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 즉시 배터리 모듈(BM)을 결함 모듈로 진단하지 않고, 조정된 카운팅값과 미리 설정된 기준값에 기반하여 상기 배터리 모듈(BM)을 진단하도록 구성될 수 있다.
여기서, 기준값은 미리 설정된 값으로서, 자연수로 설정될 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(120)는, 상기 조정된 카운팅값이 상기 기준값 이상이면, 상기 배터리 모듈(BM)을 상기 결함 모듈로 진단하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 전압 변화율이 기준 변화율 및 참조 변화율 이상인 경우에 카운팅값은 증가될 수 있다. 그리고, 조정된 카운팅값이 기준값 이상이면 배터리 모듈(BM)이 결함 모듈로 진단될 수 있다. 즉, 제어부(120)는 전압 변화율이 기준 변화율 및 참조 변화율 이상인 경우가 기준값 이상 발생되면, 배터리 모듈(BM)을 결함 모듈로 진단하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 엄격한 기준을 통해 배터리 모듈(BM)을 결함 모듈로 진단하기 때문에, 정상 모듈을 결함 모듈로 오진단할 수 있는 가능성이 현저히 줄어들 수 있다.
다만, 전압 변화율이 기준 변화율 미만인 경우 또는 전압 변화율이 기준 변화율 이상이지만 참조 변화율 미만인 경우, 제어부(120)는 카운팅값을 감소시킬 수 있다. 즉, 이러한 경우에는 조정된 카운팅값이 기준값 미만일 수밖에 없다. 따라서, 제어부(120)는 시스템 자원을 보다 효율적으로 사용하여 시스템 자원의 불필요한 낭비를 방지하기 위하여, 조정된 카운팅값과 기준값을 비교하지 않더라도 배터리 모듈(BM)을 정상 모듈로 진단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 장치(100)는 카운팅값과 기준값에 기반한 엄격한 기준을 통해 배터리 모듈(BM)을 결함 모듈로 진단할 수 있다. 따라서, 배터리 관리 장치는 정상 모듈이 결함 모듈로 오진단되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 진단 장치(100)는, BMS(Battery Management System)에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 배터리 진단 장치(100)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 배터리 진단 장치(100)의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 배터리 진단 장치(100)의 전압 측정부(110), 제어부(120) 및 저장부(130)는 BMS의 구성요소로서 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 진단 장치(100)는, 배터리 팩(1)에 구비될 수 있다. 예컨대, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은, 배터리 진단 장치(100) 및 배터리 모듈(BM)을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 팩(1)은 전장품(릴레이, 퓨즈 등) 및 케이스 등을 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 진단 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
바람직하게 배터리 진단 방법의 각 단계는 배터리 관리 장치에 의해 수행될 수 있다. 이하에서는, 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 3을 참조하면, 배터리 진단 방법은 전압 측정 단계(S100), 전압 변화량 산출 단계(S200), 전압 변화율 산출 단계(S300) 및 배터리 모듈 진단 단계(S400)를 포함할 수 있다.
전압 측정 단계(S100)는 전압 측정 주기마다 배터리 모듈(BM)에 포함된 복수의 배터리 셀(B) 각각의 전압을 측정하는 단계로서, 전압 측정부(110)에 의해 수행될 수 있다.
전압 변화량 산출 단계(S200)는 상기 전압 측정 주기마다 상기 복수의 배터리 셀(B)에 대한 복수의 전압값 간의 전압 변화량을 산출하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
제어부(120)는 전압 측정부(110)로부터 복수의 배터리 셀(B)에 대한 복수의 전압값을 수신하고, 수신한 복수의 전압값 간의 전압 변화량을 산출할 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 복수의 전압값 간의 분산 또는 표준 편차를 계산함으로써, 전압 변화량을 산출할 수 있다.
전압 변화율 산출 단계(S300)는 산출된 복수의 전압 변화량 간의 전압 변화율을 상기 전압 측정 주기와 상이한 진단 주기마다 산출하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
전압 측정 주기는 1초이고, 진단 주기는 100초라고 가정한다. 제어부(120)는 1초마다 측정되는 복수의 배터리 셀(B)에 대한 복수의 전압값의 전압 변화량을 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 100초마다 복수의 전압 변화량에 대한 전압 변화율을 산출할 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 100초마다 100개의 전압 변화량에 대한 전압 변화율을 산출할 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 해당 진단 주기에서 첫 번째로 산출된 전압 변화량과 마지막으로 산출된 전압 변화량 간의 평균 변화율을 계산함으로써 해당 진단 주기에 대한 전압 변화율을 산출할 수 있다.
배터리 모듈 진단 단계(S400)는 현재 진단 주기까지 산출된 하나 이상의 전압 변화율과 미리 설정된 기준 변화율에 기반하여 상기 배터리 모듈(BM)을 진단하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 배터리 진단 방법 중 배터리 모듈 진단 단계(S400)의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 배터리 모듈 진단 단계(S400)는 단계 S410 내지 단계 S440을 포함할 수 있다.
단계 S410에서, 전압 변화율과 기준 변화율이 비교될 수 있다. 구체적으로는, 현재 진단 주기에서 산출된 전압 변화율과 기준 변화율 간의 크기가 비교될 수 있다. 전압 변화율이 기준 변화율 이상이면 단계 S420이 수행되고, 전압 변화율이 기준 변화율 미만이면 단계 S440이 수행될 수 있다.
단계 S420에서, 전압 변화율과 참조 변화율이 비교될 수 있다. 구체적으로는, 현재 진단 주기에서 산출된 전압 변화율과 현재 진단 주기 이전에 미리 설정된 참조 변화율 간의 크기가 비교될 수 있다. 즉, 현재 진단 주기에서 산출된 전압 변화율과 이전 진단 주기에서 산출된 하나 이상의 전압 변화율 중에서 가장 크기가 큰 참조 변화율 간의 크기가 비교될 수 있다. 전압 변화율이 참조 변화율 이상이면 단계 S430이 수행되고, 전압 변화율이 기준 변화율 미만이면 단계 S440이 수행될 수 있다.
단계 S430에서, 배터리 모듈(BM)은 결함 모듈로 진단될 수 있다. 즉, 전압 변화율이 기준 변화율 및 참조 변화율 이상이면, 제어부(120)는 배터리 모듈(BM)을 결함 모듈로 진단할 수 있다.
단계 S440에서, 배터리 모듈(BM)은 정상 모듈로 진단될 수 있다. 즉, 전압 변화율이 기준 변화율 미만이거나, 전압 변화율이 기준 변화율 이상이지만 참조 변화율 미만이면, 제어부(120)는 배터리 모듈(BM)을 정상 모듈로 진단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 배터리 진단 방법 중 배터리 모듈 진단 단계(S400)의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 배터리 모듈 진단 단계(S400)는 단계 S410 내지 단계 S470을 포함할 수 있다. 이하에서는, 도 4의 실시예와의 차이를 중심으로 도 5의 실시예를 설명한다.
단계 S410에서, 전압 변화율이 기준 변화율 이상이면 단계 S420이 수행되고, 전압 변화율이 기준 변화율 미만이면 단계 S460이 수행될 수 있다.
단계 S420에서, 전압 변화율이 참조 변화율 이상이면 단계 S450이 수행되고, 전압 변화율이 참조 변화율 미만이면 단계 S460이 수행될 수 있다.
단계 S450에서 카운팅값은 증가될 수 있다. 예컨대, 카운팅값은 초기값 및 최소값이 0으로 설정되고, 1씩 증가될 수 있다. 즉, 전압 변화율이 기준 변화율 및 참조 변화율 이상이면, 제어부(120)는 카운팅값을 증가시킬 수 있다. 카운팅값이 증가된 이후, 단계 S470이 수행될 수 있다.
단계 S470에서, 카운팅값과 기준값이 비교될 수 있다. 구체적으로, 단계 S450에서 증가된 카운팅값이 기준값 이상이면 단계 S430이 수행될 수 있다. 반대로, 단계 S450에서 증가된 카운팅값이 기준값 미만이면 단계 S440이 수행될 수 있다.
단계 S460에서, 카운팅값은 감소될 수 있다. 즉, 전압 변화율이 기준 변화율 미만이거나, 전압 변화율이 기준 변화율 이상이지만 참조 변화율 미만이면, 제어부(120)는 카운팅값을 감소시킬 수 있다. 다만, 카운팅값은 설정된 최소값 미만으로 감소되지 않을 수 있다. 단계 S460 이후, 단계 S440이 수행되어 배터리 모듈(BM)이 정상 모듈로 진단될 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 팩
100: 배터리 진단 장치
110: 전압 측정부
120: 제어부
130: 저장부
BM: 배터리 모듈
C: 복수의 배터리 셀

Claims (13)

  1. 전압 측정 주기마다 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하도록 구성된 전압 측정부; 및
    상기 전압 측정 주기마다 상기 전압 측정부로부터 상기 복수의 배터리 셀에 대한 전압값을 획득하고, 획득된 상기 복수의 배터리 셀에 대한 복수의 전압값 간의 전압 변화량을 산출하며, 산출된 복수의 전압 변화량 간의 전압 변화율을 상기 전압 측정 주기와 상이한 진단 주기마다 산출하고, 현재 진단 주기까지 산출된 하나 이상의 전압 변화율과 미리 설정된 기준 변화율에 기반하여 상기 배터리 모듈을 진단하도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    현재 진단 주기에서 산출된 전압 변화율과 상기 기준 변화율 간의 대소를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 배터리 모듈을 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 이상인 경우, 이전 진단 주기에서 미리 설정된 참조 변화율과 상기 전압 변화율에 기반하여 상기 배터리 모듈을 진단하고,
    상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 미만인 경우, 상기 배터리 모듈을 정상 모듈로 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이전 진단 주기에서 산출된 하나 이상의 전압 변화율 중 가장 큰 전압 변화율을 상기 참조 변화율로 미리 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 및 상기 참조 변화율 이상인 경우, 상기 배터리 모듈을 결함 모듈로 진단하고,
    상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 이상이고, 상기 참조 변화율 미만인 경우, 상기 배터리 모듈을 상기 정상 모듈로 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 진단 주기마다, 상기 전압 변화율, 상기 기준 변화율 및 상기 참조 변화율 중 적어도 하나에 기반하여 상기 배터리 모듈의 상태를 결정하고, 결정된 배터리 모듈의 상태에 따라 미리 설정된 카운팅값을 조정하며, 조정된 카운팅값과 미리 설정된 기준값에 기반하여 상기 배터리 모듈을 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 조정된 카운팅값이 상기 기준값 이상이면, 상기 배터리 모듈을 상기 결함 모듈로 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 미만인 경우, 상기 카운팅값을 감소시키고,
    상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 이상이고, 상기 참조 변화율 미만인 경우, 상기 카운팅값을 감소시키며,
    상기 전압 변화율이 상기 기준 변화율 및 상기 참조 변화율 이상인 경우, 상기 카운팅값을 증가시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전압 측정 주기마다 상기 복수의 전압값 간의 표준 편차 또는 분산을 계산함으로써, 상기 전압 변화량을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 진단 주기는,
    상기 전압 측정 주기보다 크도록 설정된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전압 측정 주기마다, 상기 복수의 배터리 셀 각각에 대응되는 전압값에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각을 진단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 진단 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 배터리 진단 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 전압 측정 주기마다 배터리 모듈에 포함된 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 측정하는 전압 측정 단계;
    상기 전압 측정 주기마다 상기 복수의 배터리 셀에 대한 복수의 전압값 간의 전압 변화량을 산출하는 전압 변화량 산출 단계;
    산출된 복수의 전압 변화량 간의 전압 변화율을 상기 전압 측정 주기와 상이한 진단 주기마다 산출하는 전압 변화율 산출 단계; 및
    현재 진단 주기까지 산출된 하나 이상의 전압 변화율과 미리 설정된 기준 변화율에 기반하여 상기 배터리 모듈을 진단하는 배터리 모듈 진단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 진단 방법.
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