WO2023038275A1 - 배터리 교환 장치, 배터리 상태 진단 서버 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 교환 시스템 - Google Patents

배터리 교환 장치, 배터리 상태 진단 서버 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 교환 시스템 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a battery exchange device, a battery condition diagnosis server device and method, and a battery exchange system including the same, and more specifically, to a battery exchange system including the same, and more particularly, to a battery pack deterioration degree and defects by measuring impedance in real time while charging the battery pack.
  • the conventional battery pack deterioration measuring method has a disadvantage in that the error range of the measurement result is large, and the capacity of the battery pack is overestimated. Accordingly, the battery use time is short compared to the estimated capacity of the battery. A losing problem occurred.
  • the conventional method for measuring impedance of a battery pack is used for technology for reuse, resale, or recycling of batteries.
  • An object of the present invention to solve the above problems is to provide a high-efficiency and high-reliability battery exchange device that measures state information of a battery pack.
  • Another object of the present invention to solve the above problems is to provide a high-efficiency and high-reliability battery condition diagnosis server device that determines the degree of deterioration and defects of the battery pack by measuring the impedance from the state information of the battery pack. there is.
  • Another object of the present invention to solve the above problems is to provide a high-efficiency and high-reliability battery condition diagnosis method for determining the degree of deterioration and defects of the battery pack by measuring the impedance from the state information of the battery pack. there is.
  • Another object of the present invention to solve the above problems is to provide a high-efficiency and high-reliability battery exchange system that determines the degree of deterioration and defects of the battery pack by measuring the impedance from the state information of the battery pack. there is.
  • a battery exchange device for charging at least one battery pack includes a charger for charging the battery pack, a discharger for discharging the battery pack, and at least one state of the battery pack.
  • the controller may control the charger to operate and resume charging so that the battery pack is fully charged.
  • the controller may transmit at least one state information of the battery pack to the external server by interworking with the external server.
  • the state information of the battery pack may include at least one of a voltage (V), a current (I), and a temperature (T) of the battery pack.
  • the discharger may discharge the battery pack so that discharge current in the form of a pulse is output.
  • SoH state of health
  • At least one state information of the battery pack may be obtained from a battery exchange device.
  • the state information of the battery pack may include at least one of a voltage (V), a current (I), and a temperature (T) of the battery pack.
  • the at least one command of the battery state diagnosis server device may include a command to calculate a change in internal resistance of the battery pack from at least one state information of the battery pack and a change in internal resistance of the battery pack to determine the battery condition. It may include instructions for calculating the degree of degeneration (SoH) of the pack.
  • SoH degree of degeneration
  • the at least one command of the battery state diagnosis server device may further include a command for determining whether to diagnose a defect of the battery pack based on a degree of degradation (SoH) of the battery pack.
  • SoH degree of degradation
  • the at least one command of the battery state diagnosis server device may include a command to compare the SoH of the battery pack with a reference SoH of the battery pack under the same condition and the reference SoH
  • the method may include a command for determining that a defect has occurred in the battery pack when a difference greater than or equal to a threshold value occurs in the degree of deterioration (SoH) of the battery pack.
  • a battery condition diagnosis method for diagnosing the state of the battery pack using at least one state information of the battery pack includes at least one state information of the battery pack. Receiving and storing the battery pack, calculating impedance information from at least one state information of the battery pack, and calculating a state of health (SoH) of the battery pack from the impedance information.
  • SoH state of health
  • At least one state information of the battery pack may be obtained from a battery exchange device.
  • the state information of the battery pack may include at least one of a voltage (V), a current (I), and a temperature (T) of the battery pack.
  • the calculating of the degree of deterioration (SoH) of the battery pack may include calculating a change in internal resistance of the battery pack from at least one piece of state information of the battery pack and the change in internal resistance of the battery pack. Calculating a degree of degradation (SoH) of the battery pack may be included.
  • the method for diagnosing a state of the battery may further include determining whether to diagnose a defect in the battery pack based on a degree of degradation (SoH) of the battery pack.
  • SoH degree of degradation
  • the step of determining whether the battery pack is defective is the step of comparing the degree of degradation (SoH) of the battery pack with a reference degree of degradation (SoH) of a battery pack under the same condition, and comparing the degree of degradation (SoH) to the reference degree of degradation (SoH).
  • the method may include determining that a defect has occurred in the battery pack when a difference greater than or equal to a threshold value occurs in the degree of deterioration (SoH) of the battery pack.
  • a battery exchange system for charging a battery pack accommodated in at least one battery accommodating unit and diagnosing the state of the battery pack, stops charging of the battery pack to at least A battery exchange device that measures one state information and resumes charging of the battery pack, and a battery state diagnosis server that receives at least one state information of the battery pack from the battery exchange device and calculates impedance information of the battery pack.
  • the battery exchange device may stop charging the battery when the charge rate (SoC) of the battery pack reaches a specific reference value.
  • the battery exchange device may measure the at least one piece of state information by discharging the battery pack in which charging is stopped.
  • the battery state diagnosis server device may calculate the degree of degradation (SoH) of the battery pack using impedance information of the battery pack.
  • the battery condition diagnosis server device may determine whether the battery pack is defective by using impedance information of the battery pack.
  • a battery exchange device according to an embodiment of the present invention, a battery condition diagnosis server device and method, and a battery exchange system including the same discharge a specific battery pack whose charging has stopped and obtain at least one state information of the discharged specific battery pack. calculating, resuming charging of a specific battery pack, and calculating impedance information from at least one state information of the battery pack to determine the degree of degradation (SoH) and defect of the battery pack from the impedance information,
  • SoH degree of degradation
  • a reliable battery exchange device, a battery condition diagnosis server device and method, and a battery exchange system including the same can be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram of a conventional battery exchange system.
  • FIG. 2 is a block diagram of a battery exchange system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a pulse signal waveform graph of discharge current of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of a battery condition diagnosis server device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of diagnosing a state of a battery using a battery exchange system according to an embodiment of the present invention.
  • server 100 memory
  • first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.
  • the term “and/or” includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • FIG. 1 is a block diagram of a conventional battery exchange system.
  • a conventional battery exchange system is provided in the form of a battery exchange device in which a charger is individually connected to a battery accommodating unit in which a battery pack is accommodated, and an external server that stores a charge amount of the battery pack.
  • the conventional battery exchange system simply provides a charging function of the battery pack, and thus cannot take into account the change in impedance of the battery pack, the degree of deterioration of the battery pack, and the presence or absence of defects, resulting in a decrease in reliability. .
  • the battery exchange system measures state information along with charging of a specific battery pack, and calculates the impedance of a specific battery pack from the measured state information. SoH) and defects are determined, and a high-efficiency and high-reliability battery exchange system can be provided.
  • FIG. 2 is a block diagram of a battery exchange system according to an embodiment of the present invention.
  • the battery exchange system may include a battery exchange device D and an external battery condition diagnosis server device S.
  • the battery exchange device D may interwork with the external battery condition diagnosis server device S through external communication. Accordingly, the battery exchange system controls the charging of the battery pack P accommodated in the battery accommodating unit by the battery exchange device D, measures at least one state information of a specific battery pack P, and measures the external battery. Based on at least one state information of the specific battery pack P measured by the state diagnosis server device S, impedance information, degree of degeneration (State of Health, SoH), and defect of the specific battery pack P are determined. judged and provided.
  • the battery exchange device D may include at least one battery accommodating part.
  • the battery accommodating portion may accommodate a battery pack P inserted from the outside by a user. Accordingly, the battery exchange device D can charge at least one battery pack P accommodated in the battery accommodating portion and diagnose whether the battery pack P being charged is defective in real time.
  • the battery exchange device D may provide a fully charged battery pack P among the battery packs P accommodated in at least one battery accommodation unit to the user.
  • the battery exchange device D may include a charger 1000, a discharger 3000, a meter 5000, and a controller 7000.
  • the charger 1000, the discharger 3000, and the meter 5000 may be connected in parallel, and the charger 1000, the discharger 3000, and the meter 5000 may be connected to the control unit 7000 through internal communication.
  • internal communication may be provided by any one of UART, CAN, LIN, and Ethernet.
  • the charger 1000 is provided as at least one in the battery exchange device D, and can charge at least one battery pack P accommodated in the battery accommodating unit.
  • the battery pack P is a device for storing energy, and may be applied to at least one electric device to provide power to the device.
  • at least one electric device may be any one of an electric scooter, a kickboard, a car, a robot, or a drone.
  • the at least one charger 1000 may be individually connected to the at least one battery pack P.
  • the charger 1000 may be connected 1:1 to a specific battery pack P.
  • each of the + terminal and the - terminal of the first charger 1000 is the first battery pack P 1 . It may be connected to the + terminal and - terminal of the accommodated battery accommodating unit, and the + terminal and - terminal of the Nth charger 1000 may be connected to the + terminal and - terminal of the battery accommodating unit in which the Nth battery pack P N is accommodated, respectively. .
  • the charger 1000 When the charger 1000 receives a first control signal from the controller 7000 to be described later, the charger 1000 converts the AC power supplied to the battery exchange device D into DC power, and converts the individually connected specific battery pack P. can be charged.
  • the controller 7000 to be described below may transmit a second control signal to the charger 1000 when the amount of charge of a specific battery pack P being charged satisfies a specific reference value. Accordingly, the charger 1000 may stop charging the specific battery pack P being charged.
  • the second control signal may be transmitted when the charge rate of a specific battery pack P is 50%.
  • At least one discharger 3000 is provided in the battery exchange device to discharge at least one battery pack P accommodated in the battery accommodating unit.
  • the at least one discharger 3000 may be individually connected to the at least one battery pack P.
  • the discharger 3000 may be connected 1:1 to a specific battery pack P.
  • each + terminal and - terminal of the first discharger 3000 is a + terminal of the battery accommodating portion in which the first battery pack P 1 is accommodated.
  • terminal and - terminal, and the + terminal and - terminal of the Nth discharger 3000 may be respectively connected to the + terminal and - terminal of the battery accommodating part in which the Nth battery pack P N is accommodated.
  • the discharger 3000 may discharge a specific battery pack P that is individually connected.
  • the discharger 3000 may receive a third control signal from the controller 7000. More specifically, the discharger 3000 may receive a third control signal from the controller 7000 after charging is stopped when the charge rate of the battery pack P satisfies a specific reference value.
  • the discharger 3000 may discharge the battery pack P when receiving a third control signal from the controller 7000 .
  • the discharger 3000 may discharge the discharge current of a specific battery pack P so that it is output as a pulse signal waveform.
  • FIG. 3 is a pulse signal waveform graph of discharge current of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
  • the discharger 3000 may adjust at least one parameter among amplitude, period, and frequency so that the discharge current of a specific battery pack P has various pulse waveforms.
  • the battery pack P when the discharger 3000 is 0.5 C-rate, the battery pack P may be discharged so that the discharge current is output once in 10 seconds.
  • the discharger 3000 may discharge the battery pack P so that the discharge current is output three times within 20 seconds at a 1 C-rate.
  • the C-rate may be defined as an amount that can be discharged for a corresponding time when the battery pack is discharged with a specific constant current.
  • the discharger 3000 when a battery pack having a charging capacity of 3000 mA/h is used, the discharger 3000 according to one embodiment can output a maximum discharge current of 300 mA at a 0.5 C-rate, and the discharger according to another embodiment can output a maximum discharge current of 300 mA. (3000) can output a maximum discharge current of 3000mA at 1 C-rate.
  • the battery exchange device D may output the charging current in the form of a pulse signal by adjusting the charger 1000 instead of the discharger 3000 .
  • the meter 5000 may receive a fourth control signal from the controller 7000 to measure at least one state information of the battery pack P.
  • the at least one meter 5000 may be individually connected to the at least one battery pack P.
  • the meter 5000 may be connected 1:1 to a specific battery pack P.
  • the + terminal and the - terminal of the first measuring device 5000 are the + terminals of the battery accommodating portion in which the first battery pack P 1 is accommodated, respectively. It may be connected to the terminal and - terminal, and the + terminal and - terminal of the Nth meter 5000 may be connected to the + terminal and - terminal of the battery accommodating part in which the Nth battery pack P N is accommodated, respectively.
  • the measuring device 5000 is not limited to the disclosed one and may be provided in a single form. More specifically, one meter 5000 may be connected to at least one switch (not shown) connected to at least one battery pack P. Accordingly, the measuring device 5000 may measure state information of at least one battery pack P connected to the switch in a 1:1 manner according to the on/off of at least one switch.
  • the measuring device 5000 may measure at least one state information of a specific battery pack P that is individually connected.
  • the meter 5000 may receive a fourth control signal from the controller 7000.
  • the fourth control signal may cause the controller 7000 to be transmitted after the third control signal is transmitted.
  • the meter 5000 may measure at least one piece of state information from a specific battery pack P in a discharged state.
  • the at least one state information may include at least one of voltage (V), current (I), and temperature (T).
  • the measuring device 5000 may transmit at least one piece of measured state information to a controller 7000 to be described later.
  • the controller 7000 may be connected to the charger 1000, the discharger 3000, and the meter 5000 through internal communication. Accordingly, the controller 7000 transmits an operation control signal to the charger 1000, the discharger 3000, and the meter 5000, or at least one measurement information from the charger 1000, the discharger 3000, and the meter 5000. can receive
  • the controller 7000 may transmit a first control signal to a specific charger 1000 connected to the corresponding battery accommodating unit.
  • the first control signal may be a control signal for starting the operation of the charger 1000.
  • the controller 7000 controls the charger 1000 when the state of charge (SoC) of a specific battery pack P reaches a specific reference value during operation of the charger 1000 according to the first control signal. ) to transmit the second control signal.
  • the second control signal may be a control signal for stopping the operation of the charger 1000, and a specific reference value of a specific battery pack charging rate (SoC) may be 50%.
  • the controller 7000 may transmit a second control signal to the charger 1000 to stop charging of the specific battery pack P.
  • the controller 7000 may transmit a third control signal to the discharger 3000 connected in parallel with the charger 1000.
  • the third control signal is a signal for controlling the operation of the discharger 3000, and the discharger 3000 outputs a discharge current in a pulse form to the battery pack P whose charging is stopped by the second control signal. can discharge.
  • the controller 7000 may transmit a fourth control signal to the meter 5000 connected in parallel with the charger 1000 and the discharger 3000 .
  • the controller 7000 may operate the meter 5000 to receive at least one state information of a specific battery pack P measured by the meter 5000 .
  • the controller 7000 may be connected to a battery condition diagnosis server device S through external communication.
  • the external communication may be at least one of wired and wireless communication such as module Ethernet, 3G, 4G, and 5G.
  • the controller 7000 may be connected to an external battery condition diagnosis server device S and transmit state information of a specific battery pack P received from the meter 5000 to the battery condition diagnosis server device S. Thereafter, the controller 7000 may receive impedance information of a specific battery pack P calculated from the external battery condition diagnosis server device S.
  • the impedance information of the specific battery pack P may be calculated by the external battery state diagnosis server device S using the state information of the specific battery pack P.
  • the controller 7000 may transmit a first control signal to the charger 1000 connected to the specific battery pack P. Accordingly, the charger 1000 can fully charge the specific battery pack P by resuming the charging of the specific battery pack P where charging has been stopped.
  • the battery condition diagnosis server device S may interwork with the controller 7000 through external communication. Accordingly, the battery state diagnosis server device S may store at least one state information of a specific battery pack P received from the controller 7000 .
  • the state information as described above, may include voltage (V), current (I), and temperature (T) information of a specific battery pack (P).
  • the battery state diagnosis server device S may diagnose the state of the battery pack P in real time by using the received state information of the specific battery pack P.
  • the battery condition diagnosis server device S may calculate impedance information of a specific battery pack P using the state information of the specific battery pack P received by the controller 7000 .
  • the battery condition diagnosis server device S may store the calculated impedance information of a specific battery pack P and transmit the stored impedance information to the controller 7000 .
  • the battery state diagnosis server device S may calculate a state of health (SoH) of a specific battery pack P based on impedance information of the battery pack P.
  • SoH state of health
  • the battery condition diagnosis server device S may calculate a change in internal resistance of a specific battery pack P according to a change in impedance of the specific battery pack P.
  • the battery condition diagnosis server device S may calculate the degree of deterioration of a specific battery pack P from the calculated change in internal resistance. For example, when the internal resistance increases, the lifespan of a specific battery pack P may be shortened, and the degree of deterioration (SoH) may increase.
  • SoH degree of deterioration
  • the battery condition diagnosis server device S may determine whether a battery pack of a specific battery pack P is defective based on impedance information of the specific battery pack P.
  • the battery condition diagnosis server device (S) calculates the degree of degradation (SoH) of the specific battery pack (P) from the impedance change of the specific battery pack (P) as a standard under the same conditions. It can be compared with the degree of degradation (SoH) of the battery pack.
  • the battery condition diagnosis server device (S) indicates that the specific battery pack (P) has a defect.
  • the defect may include a defect due to a battery cell, an electric device, or a device.
  • FIG. 4 is a block diagram of a battery condition diagnosis server device according to an embodiment of the present invention.
  • the battery server diagnosis device S includes a memory 100, a processor 200, a transceiver 300, an input interface device 400, an output interface device 500, and a storage device 600.
  • a memory 100 can include a processor 200, a transceiver 300, an input interface device 400, an output interface device 500, and a storage device 600.
  • each of the components 100, 200, 300, 400, 500, 600 included in the battery server diagnostic device S may be connected by a bus 700 to communicate with each other. there is.
  • the memory 100 and the storage device 600 may include at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. there is.
  • the memory 100 and the storage device 600 may include at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).
  • the memory 100 may include at least one command executed by the processor 200 .
  • the at least one command includes a command to receive and store at least one state information of the battery pack, a command to calculate impedance information from the at least one state information of the battery pack, and a command to calculate impedance information from the impedance information.
  • a command for calculating a state of health (SoH) of the battery pack may be included.
  • the processor 200 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed.
  • CPU central processing unit
  • GPU graphics processing unit
  • dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed.
  • the processor 200 may execute at least one program command stored in the memory 100 .
  • the battery exchange system including the battery exchange device and the battery condition diagnosis server device according to an embodiment of the present invention has been described.
  • a method for diagnosing a battery condition using a battery exchange system will be described in detail.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of diagnosing a state of a battery using a battery exchange system according to an embodiment of the present invention.
  • the battery exchange system may check whether a specific battery pack P in a discharged state is accommodated in the battery accommodating unit (S1000).
  • the battery exchange system operates the charger 1000 connected to the battery accommodating unit using the first control signal of the controller 7000,
  • the battery pack P may be charged (S2000).
  • the battery exchange system uses the second control signal of the controller 7000 when the battery pack P being charged by the first control signal reaches a threshold of a specific standard (S3000), the charger 1000 The operation of can be stopped (S4000).
  • the specific criterion may be the state of charge (SoC) of the battery pack.
  • the battery exchange system can stop the operation of the charger 1000 by using the second control signal of the controller 7000 when the amount of charge (SoC) of the battery pack P being charged is 50% or more.
  • the battery exchange system may operate the discharger 3000 by using the third control signal of the controller 7000. Accordingly, the battery exchange system may discharge the battery pack P whose charging is stopped by the second control signal (S5000).
  • the discharger 3000 may discharge a specific battery pack P so that a signal waveform in the form of a pulse that clearly reveals a change in discharge current is output.
  • the battery exchange system may operate the meter 5000 by using the fourth control signal of the controller 7000. Accordingly, the battery exchange system may measure at least one state information of a specific battery pack in a discharged state (S6000).
  • the at least one state information may include at least one of voltage (V), current (I), and temperature (T), as described above.
  • the battery exchange system may store at least one piece of measured state information in the battery state diagnosis server device S (S7000).
  • the battery exchange system may operate the charger 1000 according to the first control signal of the controller 7000 to recharge the battery pack P until the battery pack P is fully charged (S8000).
  • the battery exchange system may calculate impedance information of a specific battery pack P using at least one state information stored in the battery state diagnosis server device S (S9000).
  • the battery exchange system may calculate the State of Health (SoH) of a specific battery pack P based on the impedance information of the specific battery pack P using the battery state diagnosis server device S. (S10000).
  • SoH State of Health
  • the battery exchange system may calculate a change in internal resistance of a specific battery pack P according to a change in impedance of the specific battery pack P. Thereafter, the battery exchange system may calculate the degree of deterioration of a specific battery pack P based on the calculated change in internal resistance. For example, when the internal resistance increases, the lifespan of the specific battery pack P may be shortened, and the degree of deterioration of the specific battery pack P may increase.
  • the battery exchange system may determine whether a battery pack of a specific battery pack P is defective based on the impedance information of the specific battery pack P using the battery condition diagnosis server device S ( S11000).
  • the battery exchange system uses a battery condition diagnosis server device (S) to determine the degradation of a specific battery pack (P) of a specific battery pack (P) calculated from a change in impedance of the specific battery pack (P).
  • the degree of degradation (SoH) can be compared with the degree of degradation (SoH) of a reference battery pack under the same conditions.
  • the battery condition diagnosis server device (S) in the battery exchange system is assigned to the specific battery pack (P). It can be determined that a defect has occurred.
  • the defect may include a defect due to a battery cell, an electric device, or a device.
  • a battery exchange device according to an embodiment of the present invention, a battery condition diagnosis server device and method, and a battery exchange system including the same discharge a specific battery pack whose charging has stopped and obtain at least one state information of the discharged specific battery pack. calculating, resuming charging of a specific battery pack, and calculating impedance information from at least one state information of the battery pack to determine the degree of degradation (SoH) and defect of the battery pack from the impedance information,
  • SoH degree of degradation
  • a reliable battery exchange device, a battery condition diagnosis server device and method, and a battery exchange system including the same can be provided.
  • a computer-readable recording medium includes all types of recording devices storing data that can be read by a computer system.
  • computer-readable recording media may be distributed to computer systems connected through a network to store and execute computer-readable programs or codes in a distributed manner.
  • the computer-readable recording medium may include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, and flash memory.
  • the program command may include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like as well as machine code generated by a compiler.
  • aspects of the invention have been described in the context of an apparatus, it may also represent a description according to a corresponding method, where a block or apparatus corresponds to a method step or feature of a method step. Similarly, aspects described in the context of a method may also be represented by a corresponding block or item or a corresponding feature of a device. Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device such as, for example, a microprocessor, programmable computer or electronic circuitry. In some embodiments, one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.

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Abstract

본 발명은 배터리 교환 장치, 배터리 상태 진단 서버 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 교환 시스템에 대한 것으로, 상기 배터리 교환 장치, 배터리 상태 진단 서버 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 교환 시스템은 충전이 중단된 특정 배터리 팩을 방전하여, 방전된 특정 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 산출하고, 특정 배터리 팩의 충전을 재개하며, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보로부터 임피던스 정보를 산출함으로써 상기 임피던스 정보로부터 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH) 및 결함 유무를 판단하는, 고효율 및 고신뢰성의 배터리 교환 장치, 배터리 상태 진단 서버 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 교환 시스템을 제공할 수 있다.

Description

배터리 교환 장치, 배터리 상태 진단 서버 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 교환 시스템
본 출원은 2021년 9월 08일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2021-0119789 호의 출원일의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 배터리 교환 장치, 배터리 상태 진단 서버 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 교환 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 배터리 팩의 충전과 함께 임피던스를 실시간으로 측정하여 배터리 팩의 퇴화도 및 결함 여부를 판단하는 배터리 교환 장치, 배터리 상태 진단 서버 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 교환 시스템에 관한 것이다.
종래에는 배터리 팩의 퇴화도 추정을 위해, 배터리 팩의 전압, 전류 및 온도를 별도로 측정하였다. 그러나, 종래의 배터리 팩 퇴화도 측정 방법은 측정 결과의 오차범위가 크게 발생하여, 배터리 팩의 용량이 과도하게 추정되는 단점이 있으며, 이에 따라, 예상되는 배터리의 추정 용량 대비 배터리의 사용 시간이 짧아지는 문제가 발생하였다.
또한, 종래의 배터리 팩의 퇴화도 추정 장치는 배터리 셀, 기구 또는 전자 장치 등의 배터리 내부 결함의 사전 진단이 어려우므로, 화재 또는 폭발 현상을 사전에 감지하기 어려웠다.
이에 따라, 최근에는 배터리 팩의 정밀한 퇴화 추정 및 결함 진단을 위해, 배터리의 임피던스(Impedance)를 측정하는 방법이 제공되고 있다.
그러나, 종래의 임피던스 측정 방법은 실시간 측정이 어려우므로, 사용 중에 발생하는 배터리 팩의 결함을 진단하기 어려운 단점이 있다.
이에, 종래의 배터리 팩의 임피던스 측정 방법은 배터리의 재사용(reuse), 재판매(resale) 또는 재사용(recycle)을 위한 기술에 사용되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배터리 팩의 상태 정보를 측정하는, 고효율 및 고신뢰성의 배터리 교환 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 배터리 팩의 상태 정보로부터 임피던스를 측정하여 배터리 팩의 퇴화도 및 결함 여부를 판단하는, 고효율 및 고신뢰성의 배터리 상태 진단 서버 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또다른 목적은 배터리 팩의 상태 정보로부터 임피던스를 측정하여 배터리 팩의 퇴화도 및 결함 여부를 판단하는, 고효율 및 고신뢰성의 배터리 상태 진단 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또다른 목적은, 배터리 팩의 상태 정보로부터 임피던스를 측정하여 배터리 팩의 퇴화도 및 결함 여부를 판단하는, 고효율 및 고신뢰성의 배터리 교환 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라 적어도 하나의 배터리 팩을 충전하는 배터리 교환 장치는 상기 배터리 팩을 충전하는 충전기, 상기 배터리 팩을 방전하는 방전기, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 측정하는 측정기 및 상기 배터리 팩의 충전율이 특정 기준치에 도달하면, 상기 충전기의 동작을 중단시키고 상기 방전기를 동작하도록 제어하여, 상기 측정기에 의해 방전 상태의 상기 배터리 팩의 상태 정보를 측정하는 제어기를 포함한다.
여기서, 상기 제어기는 방전 상태의 상기 배터리 팩의 상태 정보 측정이 완료되면, 상기 충전기를 동작하도록 제어하여, 상기 배터리 팩이 완충되도록 충전을 재개할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 외부 서버와 연동하여, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 상기 외부 서버로 송신할 수 있다.
이때, 상기 배터리 팩의 상태 정보는 상기 배터리 팩의 전압(V), 전류(I) 및 온도(T) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방전기는 펄스(Pulse) 형태의 방전 전류가 출력되도록 상기 배터리 팩을 방전시킬 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따라 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 이용하여 상기 배터리 팩의 상태를 진단하는 배터리 상태 진단 서버 장치는, 메모리 및 상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 수행하는 프로세서를 포함하되, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 수신하여 저장하도록 하는 명령, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보로부터 임피던스 정보를 산출하도록 하는 명령 및 상기 임피던스 정보로부터 상기 배터리 팩의 퇴화도(State of Health, SoH)를 산출하도록 하는 명령을 포함한다.
이때, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보는 배터리 교환 장치로부터 획득될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩의 상태 정보는 상기 배터리 팩의 전압(V), 전류(I) 및 온도(T) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 배터리 상태 진단 서버 장치의 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보로부터 상기 배터리 팩의 내부 저항의 변화를 산출하도록 하는 명령 및 상기 배터리 팩의 내부 저항의 변화로부터 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)를 산출하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
또한, 배터리 상태 진단 서버 장치의 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)로부터 상기 배터리 팩의 결함 진단 여부를 판단하도록 하는 명령을 더 포함할 수 있다.
또한, 배터리 상태 진단 서버 장치의 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)를 동일 조건의 배터리 팩의 기준 퇴화도(SoH)와 비교하도록 하는 명령 및 상기 기준 퇴화도(SoH) 대비 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)에 임계값 이상의 차이가 발생하면 상기 배터리 팩에 결함이 발생했음을 판단하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또다른 실시예에 따라 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 이용하여 상기 배터리 팩의 상태를 진단하는 배터리 상태 진단 방법은, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 수신하여 저장하는 단계, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보로부터 임피던스 정보를 산출하는 단계 및 상기 임피던스 정보로부터 상기 배터리 팩의 퇴화도(State of Health, SoH)를 산출하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보는 배터리 교환 장치로부터 획득할 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩의 상태 정보는 상기 배터리 팩의 전압(V), 전류(I) 및 온도(T) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)를 산출하는 단계는, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보로부터 상기 배터리 팩의 내부 저항의 변화를 산출하는 단계 및 상기 배터리 팩의 내부 저항의 변화로부터 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 배터리 상태 진단 방법은 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)로부터 상기 배터리 팩의 결함 진단 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 배터리 팩의 결함 진단 여부를 판단하는 단계는, 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)를 동일 조건의 배터리 팩의 기준 퇴화도(SoH)와 비교하는 단계 및 상기 기준 퇴화도(SoH) 대비 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)에 임계값 이상의 차이가 발생하면 상기 배터리 팩에 결함이 발생했음을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또다른 실시예에 따라 적어도 하나의 배터리 수용부에 수용된 배터리 팩을 충전하고 상기 배터리 팩의 상태를 진단하는 배터리 교환 시스템은, 상기 배터리 팩의 충전을 중단하여 적어도 하나의 상태 정보를 측정하고 상기 배터리 팩의 충전을 재개하는 배터리 교환 장치 및, 상기 배터리 교환 장치로부터 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 수신하여 상기 배터리 팩의 임피던스 정보를 산출하는 배터리 상태 진단 서버 장치를 포함한다.
여기서, 상기 배터리 교환 장치는, 상기 배터리 팩의 충전률(SoC)이 특정 기준치에 도달하면 상기 배터리의 충전을 중단시킬 수 있다.
또한, 상기 배터리 교환 장치는, 충전이 중단된 상기 배터리 팩을 방전하여 상기 적어도 하나의 상태 정보를 측정할 수 있다.
한편, 상기 배터리 상태 진단 서버 장치는, 상기 배터리 팩의 임피던스 정보를 이용하여, 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)를 산출할 수 있다.
또한, 상기 배터리 상태 진단 서버 장치는, 상기 배터리 팩의 임피던스 정보를 이용하여, 상기 배터리 팩의 결함 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 장치, 배터리 상태 진단 서버 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 교환 시스템은 충전이 중단된 특정 배터리 팩을 방전하여, 방전된 특정 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 산출하고, 특정 배터리 팩의 충전을 재개하며, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보로부터 임피던스 정보를 산출함으로써 상기 임피던스 정보로부터 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH) 및 결함 유무를 판단하는, 고효율 및 고신뢰성의 배터리 교환 장치, 배터리 상태 진단 서버 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 교환 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 배터리 교환 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 시스템의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 배터리 팩의 방전 전류의 펄스 신호 파형 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 상태 진단 서버 장치의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 시스템을 이용하여 배터리의 상태를 진단하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
<부호의 설명>
1000: 충전기 3000: 방전기
5000: 측정기 7000: 제어기
9000: 서버 100: 메모리
200: 프로세서 300: 송수신 장치
400: 입력 인터페이스 장치 500: 출력 인터페이스 장치
600: 저장 장치 700: 버스
P: 배터리 팩
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 종래의 배터리 교환 시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 배터리 교환 시스템은 배터리 팩이 수용된 배터리 수용부에 충전기가 개별 연결된 배터리 교환 장치 및 배터리 팩의 충전량을 저장하는 외부 서버의 형태로 제공되었다.
이에 따라, 종래의 배터리 교환 시스템은 단순히 배터리 팩의 충전 기능만을 제공함으로써, 배터리 팩의 임피던스의 변화와, 이에 따른 배터리 팩의 퇴화도 및 결함 유무 등을 고려하지 못하여, 신뢰성이 저하되는 단점이 있었다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 시스템은, 특정 배터리 팩의 충전과 함께 상태 정보를 측정하고, 측정된 상태 정보로부터 특정 배터리 팩의 임피던스를 산출함으로써, 산출된 임피던스를 이용하여 퇴화도(SoH) 및 결함 유무를 판단하여, 고효율 및 고신뢰성의 배터리 교환 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 시스템에 대해서는 하기 도면들을 참조하여 보다 자세히 설명하겠다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 시스템의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 시스템은 배터리 교환 장치(D) 및 외부 배터리 상태 진단 서버 장치(S)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 배터리 교환 장치(D)는 외부 배터리 상태 진단 서버 장치(S)와 외부 통신에 의해 서로 연동될 수 있다. 이에 따라, 배터리 교환 시스템은 배터리 교환 장치(D)에 의해, 배터리 수용부에 수용된 배터리 팩(P)의 충전을 제어하여, 특정 배터리 팩(P)의 적어도 하나의 상태 정보를 측정하고, 외부 배터리 상태 진단 서버 장치(S)에 의해, 측정된 특정 배터리 팩(P)의 적어도 하나의 상태 정보를 바탕으로 특정 배터리 팩(P)의 임피던스 정보, 퇴화도(State of Health, SoH) 및 결함 여부를 판단하여 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 시스템의 상기 구성들(D, S)에 대해 보다 자세히 설명하면, 배터리 교환 장치(D)는 적어도 하나의 배터리 수용부를 포함할 수 있다.
배터리 수용부는 사용자에 의해 외부로부터 삽입되는 배터리 팩(P)을 수용할 수 있다. 이에 따라, 배터리 교환 장치(D)는 배터리 수용부 내에 수용되는 적어도 하나의 배터리 팩(P)을 충전하고, 충전 중인 배터리 팩(P)의 결함 여부를 실시간으로 진단할 수 있다.
또한, 배터리 교환 장치(D)는 적어도 하나의 배터리 수용부에 수용된 배터리 팩(P) 중 충전이 완료된 배터리 팩(P)을 사용자에게 제공할 수 있다.
배터리 교환 장치(D)에 대해 구성별로 보다 구체적으로 설명하면, 배터리 교환 장치(D)는 충전기(1000), 방전기(3000), 측정기(5000) 및 제어기(7000)를 포함할 수 있다.
여기서, 충전기(1000), 방전기(3000), 측정기(5000)는 병렬 연결될 수 있으며, 충전기(1000), 방전기(3000), 측정기(5000)는 각각 내부 통신에 의해 제어부(7000)와 연결될 수 있다. 실시예에 따르면, 내부 통신은 UART, CAN, LIN 및 이더넷 중 어느 하나로 제공될 수 있다.
충전기(1000)는 배터리 교환 장치(D) 내 적어도 하나로 제공되어, 배터리 수용부에 수용된 적어도 하나의 배터리 팩(P)을 충전할 수 있다. 여기서, 배터리 팩(P)은 에너지를 저장하는 장치로, 적어도 하나의 전동 기기에 적용되어, 해당 기기에 동력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 전동 기기는 전동 스쿠터, 킥보드, 자동차, 로봇 또는 드론 중 어느 하나일 수 있다.
실시예에 따르면, 적어도 하나의 배터리 수용부에 배터리 팩(P)이 수용될 경우, 적어도 하나의 충전기(1000)는 적어도 하나의 배터리 팩(P)과 개별 연결될 수 있다. 다시 말해, 충전기(1000)는 특정 배터리 팩(P)과 1:1로 연결될 수 있다.
예를 들어 보다 구체적으로 설명하면, 배터리 팩(P) 및 충전기(1000)가 각각 N개로 제공될 경우, 제1 충전기(1000)의 + 단자 및 - 단자는 각각 제1 배터리 팩(P1)이 수용된 배터리 수용부의 + 단자 및 - 단자에 연결될 수 있으며, 제N 충전기(1000)의 + 단자 및 - 단자는 각각 제N 배터리 팩(PN)이 수용된 배터리 수용부의 + 단자 및 - 단자에 연결될 수 있다.
충전기(1000)는 후술될 제어부(7000)로부터 제1 제어 신호를 수신할 경우, 배터리 교환 장치(D)에 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환(Converting)하여, 개별 연결된 특정 배터리 팩(P)을 충전할 수 있다.
또한, 충전기(1000)는 후술될 제어부(7000)로부터 제2 제어 신호를 수신할 경우, 충전 중인 특정 배터리 팩(P)의 충전을 중단할 수 있다. 실시예에 따르면, 후술될 제어기(7000)는 충전 중인 특정 배터리 팩(P)의 충전량이 특정 기준값을 만족할 경우, 충전기(1000)로 제2 제어 신호를 송신할 수 있다. 이에 따라, 충전기(1000)는 충전 중인 특정 배터리 팩(P)의 충전을 중단할 수 있다. 예를 들어, 제2 제어 신호는 특정 배터리 팩(P)의 충전율이 50%일 때 송신될 수 있다.
방전기(3000)는 배터리 교환 장치 내 적어도 하나로 제공되어, 배터리 수용부에 수용된 적어도 하나의 배터리 팩(P)을 방전시킬 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 적어도 하나의 배터리 수용부에 배터리 팩(P)이 수용될 경우, 적어도 하나의 방전기(3000)는 적어도 하나의 배터리 팩(P)과 개별 연결될 수 있다. 다시 말해, 방전기(3000)는 특정 배터리 팩(P)과 1:1로 연결될 수 있다.
예를 들어, 배터리 팩(P) 및 방전기(3000)가 각각 N개로 제공될 경우, 제1 방전기(3000)의 + 단자 및 - 단자는 각각 제1 배터리 팩(P1)이 수용된 배터리 수용부의 + 단자 및 - 단자에 연결될 수 있으며, 제N 방전기(3000)의 + 단자 및 - 단자는 각각 제N 배터리 팩(PN)이 수용된 배터리 수용부의 + 단자 및 - 단자에 연결될 수 있다.
방전기(3000)는 후술될 제어기(7000)로부터 제3 제어 신호를 수신할 경우, 개별 연결된 특정 배터리 팩(P)을 방전시킬 수 있다.
실시예에 따르면, 방전기(3000)는 제어기(7000)로부터 제3 제어 신호를 수신할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 방전기(3000)는 배터리 팩(P)의 충전율이 특정 기준치를 만족하여 충전이 중단된 이후에 제어기(7000)로부터 제3 제어 신호를 수신할 수 있다.
방전기(3000)는 제어부(7000)로부터 제3 제어 신호를 수신할 경우, 배터리 팩(P)을 방전시킬 수 있다.
이때, 방전기(3000)는 특정 배터리 팩(P)의 방전 전류가 펄스(Pulse) 신호 파형으로 출력되도록 방전시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 배터리 팩의 방전 전류의 펄스 신호 파형 그래프이다.
도 3을 참조하면, 방전기(3000)는 특정 배터리 팩(P)의 방전 전류가 다양한 펄스 파형을 갖도록 진폭, 주기, 진동수 중 적어도 하나의 파라미터를 조정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 방전기(3000)는 0.5 C-rate일 때, 10초 내 1회 주기로 방전 전류가 출력되도록 배터리 팩(P)을 방전시킬 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 방전기(3000)는 1 C-rate일 때, 20초 내 3회 주기로 방전 전류가 출력되도록 배터리 팩(P)을 방전시킬 수 있다.
여기서, C-rate는 배터리 팩을 특정 정전류로 방전시켰을 때 해당 시간 동안 방전시킬 수 있는 양으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 충전 용량이 3000mA/h인 배터리 팩을 사용할 경우, 일 실시예에 따른 방전기(3000)는 0.5 C-rate일 때 300mA의 최대 방전 전류를 출력할 수 있으며, 다른 실시예에 따른 방전기(3000)는 1 C-rate 일 때 3000mA의 최대 방전 전류를 출력할 수 있다.
그러나, 개시된 바에 국한되지 않고, 배터리 교환 장치(D)는, 방전기(3000) 대신, 충전기(1000)를 조정하여 충전 전류를 펄스(Pulse) 신호 형태로 출력시킬 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 측정기(5000)는 제어기(7000)로부터 제4 제어 신호를 수신하여 배터리 팩(P)의 적어도 하나의 상태 정보를 측정할 수 있다.
실시예에 따라 보다 구체적으로 설명하면, 적어도 하나의 배터리 수용부에 배터리 팩(P)이 수용될 경우, 적어도 하나의 측정기(5000)는 적어도 하나의 배터리 팩(P)과 개별 연결될 수 있다. 다시 말해, 측정기(5000)는 특정 배터리 팩(P)과 1:1로 연결될 수 있다.
예를 들어, 배터리 팩(P) 및 측정기(5000)가 각각 N개로 제공될 경우, 제1 측정기(5000)의 + 단자 및 - 단자는 각각 제1 배터리 팩(P1)이 수용된 배터리 수용부의 + 단자 및 - 단자에 연결될 수 있으며, 제N 측정기(5000)의 + 단자 및 - 단자는 각각 제N 배터리 팩(PN)이 수용된 배터리 수용부의 + 단자 및 - 단자에 연결될 수 있다.
그러나 측정기(5000)는 개시된 바에 국한되지 않고 단일 형태로 제공될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 하나의 측정기(5000)는 적어도 하나의 배터리 팩(P)과 연결된 적어도 하나의 스위치(미도시)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 측정기(5000)는 적어도 하나의 스위치의 On/Off에 따라, 상기 스위치와 1:1로 연결된 적어도 하나의 배터리 팩(P)의 상태 정보를 측정할 수 있다.
측정기(5000)는 앞서 설명된 바와 같이, 후술될 제어기(7000)로부터 제4 제어 신호를 수신할 경우, 개별 연결된 특정 배터리 팩(P)의 적어도 하나의 상태 정보를 측정할 수 있다.
실시예에 따라 보다 자세히 설명하면, 측정기(5000)는 제어기(7000)로부터 제4 제어 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 제4 제어 신호는 제어기(7000)로 하여금 제3 제어 신호가 송신된 이후 송신될 수 있다. 다시 말해, 측정기(5000)는 방전 상태의 특정 배터리 팩(P)으로부터 적어도 하나의 상태 정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 상태 정보는 전압(V), 전류(I) 및 온도(T) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이후, 측정기(5000)는 측정된 적어도 하나의 상태 정보를 후술될 제어기(7000)로 전달할 수 있다.
제어기(7000)는, 앞서 설명한 바와 같이, 충전기(1000), 방전기(3000) 및 측정기(5000)와 각각 내부 통신에 의해 연결될 수 있다. 이에 따라, 제어기(7000)는 충전기(1000), 방전기(3000) 및 측정기(5000)로 동작 제어 신호를 송신하거나 또는 충전기(1000), 방전기(3000) 및 측정기(5000)로부터 적어도 하나의 측정 정보를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어기(7000)는 적어도 하나의 배터리 수용부에 배터리 팩(P)이 수용될 경우, 해당 배터리 수용부와 연결된 특정 충전기(1000)에 제1 제어 신호를 송신할 수 있다. 여기서, 제1 제어 신호는 충전기(1000)의 동작을 시작하는 제어 신호일 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제어기(7000)는 제1 제어 신호에 따른 충전기(1000)의 동작 중에 특정 배터리 팩(P)의 충전율(State of Charge, SoC)이 특정 기준치에 도달할 경우, 충전기(1000)에 제2 제어 신호를 송신할 수 있다. 여기서, 제2 제어 신호는 충전기(1000)의 동작을 중단하는 제어 신호일 수 있으며, 특정 배터리 팩 충전율(SoC)의 특정 기준치는 50%일 수 있다.
다시 말해, 제어기(7000)는 특정 배터리 팩 충전율(SoC)이 50%일 경우, 충전기(1000)로 제2 제어 신호를 송신하여, 특정 배터리 팩(P)의 충전을 중단시킬 수 있다.
또한, 제어기(7000)는 충전기(1000)에 제2 제어 신호를 송신한 이후, 상기 충전기(1000)와 병렬 연결된 방전기(3000)로 제3 제어 신호를 송신할 수 있다.
여기서, 제3 제어 신호는 방전기(3000)의 동작을 제어하는 신호로, 방전기(3000)는 제2 제어 신호에 의해 충전이 중단된 배터리 팩(P)에 대하여, 펄스 형태의 방전 전류가 출력되도록 방전시킬 수 있다.
이후, 제어기(7000)는 충전기(1000) 및 방전기(3000)와 병렬 연결된 측정기(5000)로 제4 제어 신호를 송신할 수 있다. 다시 말해, 제어기(7000)는 측정기(5000)를 동작시켜, 측정기(5000)로 하여금 측정된 특정 배터리 팩(P)의 적어도 하나의 상태 정보를 수신할 수 있다.
또한, 제어기(7000)는 후술될 배터리 상태 진단 서버 장치(S)와 외부 통신에 의해 연결될 수 있다. 여기서, 외부 통신은 모듈 이더넷, 3G, 4G, 5G 등의 유선무선 통신 중 적어도 하나일 수 있다.
제어기(7000)는 외부의 배터리 상태 진단 서버 장치(S)와 연결되어, 측정기(5000)로부터 수신된 특정 배터리 팩(P)의 상태 정보를 배터리 상태 진단 서버 장치(S)로 송신할 수 있다. 이후, 제어기(7000)는 외부 배터리 상태 진단 서버 장치(S)로부터 산출된 특정 배터리 팩(P)의 임피던스 정보를 수신할 수 있다.
여기서, 특정 배터리 팩(P)의 임피던스 정보는 외부 배터리 상태 진단 서버 장치(S)에 의해, 상기 특정 배터리 팩(P)의 상태 정보를 이용하여 산출될 수 있다.
이후, 제어기(7000)는 특정 배터리 팩(P)과 연결된 충전기(1000)로 제1 제어 신호를 송신할 수 있다. 이에 따라, 충전기(1000)는 충전이 중단된 특정 배터리 팩(P)의 충전을 재개하여, 특정 배터리 팩(P)을 완충할 수 있다.
배터리 상태 진단 서버 장치(S)는 외부 통신에 의해 제어기(7000)와 연동될 수 있다. 이에 따라, 배터리 상태 진단 서버 장치(S)는 제어기(7000)로부터 수신된 특정 배터리 팩(P)의 적어도 하나의 상태 정보를 저장할 수 있다. 여기서, 상태 정보는, 앞서 설명한 바와 같이, 특정 배터리 팩(P)의 전압(V), 전류(I) 및 온도(T) 정보를 포함할 수 있다.
배터리 상태 진단 서버 장치(S)는 수신된 특정 배터리 팩(P)의 상태 정보를 이용하여, 배터리 팩(P)의 상태를 실시간으로 진단할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 배터리 상태 진단 서버 장치(S)는 제어기(7000)에 수신된 특정 배터리 팩(P)의 상태 정보를 이용하여, 특정 배터리 팩(P)의 임피던스 정보를 산출할 수 있다.
배터리 상태 진단 서버 장치(S)는 산출된 특정 배터리 팩(P)의 임피던스 정보를 저장하고, 저장된 상기 임피던스 정보를 제어기(7000)로 송신할 수 있다.
배터리 상태 진단 서버 장치(S)는 배터리 팩(P)의 임피던스 정보를 바탕으로, 특정 배터리 팩(P)의 퇴화도(State of Health, SoH)를 산출할 수 있다.
실시예에 따르면, 배터리 상태 진단 서버 장치(S)는 특정 배터리 팩(P)의 임피던스 변화에 따른 상기 특정 배터리 팩(P)의 내부 저항의 변화를 산출할 수 있다.
이후, 배터리 상태 진단 서버 장치(S)는 산출된 내부 저항의 변화로부터 특정 배터리 팩(P)의 퇴화도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 내부 저항이 상승할 경우, 특정 배터리 팩(P)의 수명이 짧아져, 퇴화도(SoH)가 높아질 수 있다.
또한, 배터리 상태 진단 서버 장치(S)는 특정 배터리 팩(P)의 임피던스 정보를 바탕으로, 특정 배터리 팩(P)의 배터리 팩의 결함 여부를 판단할 수 있다.
실시예에 따라 보다 구체적으로 설명하면, 배터리 상태 진단 서버 장치(S)는 특정 배터리 팩(P)의 임피던스 변화로부터 산출된 상기 특정 배터리 팩(P)의 퇴화도(SoH)를 동일 조건에서의 기준 배터리 팩의 퇴화도(SoH)와 비교할 수 있다.
이때, 특정 배터리 팩(P)의 퇴화도(SoH)가 기준 퇴화도(SoH) 대비 임계값 이상의 차이가 발생할 경우, 배터리 상태 진단 서버 장치(S)는 특정 배터리 팩(P)에 결함이 발생했음을 판단할 수 있다. 여기서, 결함은 배터리 셀, 전기 장치 또는 기구 등에 의한 결함을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 상태 진단 서버 장치의 블록 구성도이다.
도 4를 참조하면, 배터리 서버 진단 장치(S)는 메모리(100), 프로세서(200), 송수신 장치(300), 입력 인터페이스 장치(400), 출력 인터페이스 장치(500) 및 저장 장치(600)를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 배터리 서버 진단 장치(S)에 포함된 각각의 구성 요소들(100, 200, 300, 400, 500, 600)은 버스(bus, 700)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
배터리 서버 진단 장치(S)의 상기 구성들(100, 200, 300, 400, 500, 600) 중 메모리(100) 및 저장 장치(600)는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(100) 및 저장 장치(600)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
이 중에서도 메모리(100)는, 프로세서(200)에 의해 실행되는 적어도 하나의 명령을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 수신하여 저장하도록 하는 명령, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보로부터 임피던스 정보를 산출하도록 하는 명령 및 상기 임피던스 정보로부터 상기 배터리 팩의 퇴화도(State of Health, SoH)를 산출하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
프로세서(200)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다.
프로세서(200)는 앞서 설명한 바와 같이, 메모리(100)에 저장된 적어도 하나의 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 장치 및 배터리 상태 진단 서버 장치를 포함하는 배터리 교환 시스템을 설명하였다. 이하에서는, 배터리 교환 시스템을 이용한 배터리 상태 진단 방법을 보다 자세히 설명하겠다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 시스템을 이용하여 배터리의 상태를 진단하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 배터리 교환 시스템은 배터리 수용부에 방전 상태의 특정 배터리 팩(P)이 수용되어 있는지의 여부를 확인할 수 있다(S1000).
이때, 적어도 하나의 배터리 수용부에 배터리 팩(P)이 수용될 경우, 배터리 교환 시스템은 제어기(7000)의 제1 제어 신호를 이용하여, 상기 배터리 수용부와 연결된 충전기(1000)를 동작시킴으로써, 상기 배터리 팩(P)을 충전할 수 있다(S2000).
이후, 배터리 교환 시스템은 제1 제어 신호에 의해 충전 중인 배터리 팩(P)이 특정 기준의 임계치에 도달할 경우(S3000), 제어기(7000)의 제2 제어 신호를 이용하여, 상기 충전기(1000)의 동작을 중단시킬 수 있다(S4000). 여기서, 상기 특정 기준은 배터리 팩의 충전량(State of Charge, SoC)일 수 있다. 다시 말해, 배터리 교환 시스템은 충전 중인 상기 배터리 팩(P)의 충전량(SoC)이 50% 이상일 경우, 제어기(7000)의 제2 제어 신호를 이용하여 충전기(1000)의 동작을 중단시킬 수 있다.
이후, 배터리 교환 시스템은 제어기(7000)의 제3 제어 신호를 이용하여 방전기(3000)를 동작시킬 수 있다. 이에 따라, 배터리 교환 시스템은 제2 제어 신호에 의해 충전이 중단된 상기 배터리 팩(P)을 방전시킬 수 있다(S5000). 여기서, 방전기(3000)는 방전 전류의 변화 값이 명확히 드러나는 펄스(Pulse) 형태의 신호 파형이 출력되도록 특정 배터리 팩(P)을 방전시킬 수 있다.
이후, 배터리 교환 시스템은 제어기(7000)의 제4 제어 신호를 이용하여 측정기(5000)를 동작시킬 수 있다. 이에 따라, 배터리 교환 시스템은 방전된 상태의 특정 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 측정할 수 있다(S6000). 여기서, 적어도 하나의 상태 정보는, 앞서 설명한 바와 같이, 전압(V), 전류(I) 및 온도(T) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이후, 배터리 교환 시스템은 측정된 적어도 하나의 상태 정보를 배터리 상태 진단 서버 장치(S)에 저장할 수 있다(S7000).
한편, 배터리 교환 시스템은 제어기(7000)의 제1 제어 신호에 의해 충전기(1000)를 동작하여, 충전이 중단된 특정 배터리 팩(P)이 완충될 때까지 재충전할 수 있다(S8000).
또한, 배터리 교환 시스템은 배터리 상태 진단 서버 장치(S)에 저장된 적어도 하나의 상태 정보를 이용하여, 특정 배터리 팩(P)의 임피던스 정보를 산출할 수 있다(S9000).
배터리 교환 시스템은 배터리 상태 진단 서버 장치(S)를 이용하여, 상기 특정 배터리 팩(P)의 임피던스 정보를 바탕으로 특정 배터리 팩(P)의 퇴화도(State of Health, SoH)를 산출할 수 있다(S10000).
실시예에 따라 보다 자세히 설명하면, 배터리 교환 시스템은 특정 배터리 팩(P)의 임피던스 변화에 따른 상기 특정 배터리 팩(P)의 내부 저항의 변화를 산출할 수 있다. 이후, 배터리 교환 시스템은 산출된 내부 저항의 변화를 바탕으로, 특정 배터리 팩(P)의 퇴화도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 내부 저항이 상승할 경우, 특정 배터리 팩(P)의 수명이 짧아져, 특정 배터리 팩(P)의 퇴화도가 높아질 수 있다.
또한, 배터리 교환 시스템은 배터리 상태 진단 서버 장치(S)를 이용하여, 상기 특정 배터리 팩(P)의 임피던스 정보를 바탕으로, 특정 배터리 팩(P)의 배터리 팩의 결함 여부를 판단할 수 있다(S11000).
실시예에 따라 보다 구체적으로 설명하면, 배터리 교환 시스템은 배터리 상태 진단 서버 장치(S)를 이용하여, 특정 배터리 팩(P)의 임피던스 변화로부터 산출된 상기 배터리 팩의 특정 배터리 팩(P)의 퇴화도(SoH)를 동일 조건에서의 기준 배터리 팩의 퇴화도(SoH)와 비교할 수 있다.
이때, 특정 배터리 팩(P)의 퇴화도(SoH)가 기준 퇴화도(SoH) 대비 임계값 이상의 차이를 가질 경우, 배터리 교환 시스템 내 배터리 상태 진단 서버 장치(S)는 특정 배터리 팩(P)에 결함이 발생했음을 판단할 수 있다. 여기서, 결함은 배터리 셀, 전기장치 또는 기구 등에 의한 결함을 포함할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 장치, 배터리 상태 진단 서버 장리 상태 진단 서버 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 교환 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 교환 장치, 배터리 상태 진단 서버 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 교환 시스템은 충전이 중단된 특정 배터리 팩을 방전하여, 방전된 특정 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 산출하고, 특정 배터리 팩의 충전을 재개하며, 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보로부터 임피던스 정보를 산출함으로써 상기 임피던스 정보로부터 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH) 및 결함 유무를 판단하는, 고효율 및 고신뢰성의 배터리 교환 장치, 배터리 상태 진단 서버 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 배터리 교환 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (22)

  1. 배터리 팩을 충전하는 적어도 하나의 배터리 수용부를 포함하는 배터리 교환 장치에 있어서,
    상기 배터리 팩을 충전하는 충전기;
    상기 배터리 팩을 방전하는 방전기;
    상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 측정하는 측정기; 및
    상기 배터리 팩의 충전율이 특정 기준치에 도달하면 상기 충전기의 동작을 중단시키고 상기 방전기를 동작하도록 제어하여 상기 측정기에 의해 방전 상태의 상기 배터리 팩의 상태 정보를 측정하는 제어기를 포함하는, 배터리 교환 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기는 방전 상태의 상기 배터리 팩의 상태 정보 측정이 완료되면, 상기 충전기를 동작하도록 제어하여 상기 배터리 팩이 완충되도록 충전을 재개하는, 배터리 교환 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기는 외부 서버와 연동하여 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 상기 외부 서버로 송신하는, 배터리 교환 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 팩의 상태 정보는 상기 배터리 팩의 전압(V), 전류(I) 및 온도(T) 중 적어도 하나를 포함하는, 배터리 교환 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 방전기는 펄스(Pulse) 형태의 방전 전류가 출력되도록 상기 배터리 팩을 방전시키는, 배터리 교환 장치.
  6. 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 이용하여 상기 배터리 팩의 상태를 진단하는 서버 장치에 있어서,
    상기 서버 장치는
    메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 수행하는 프로세서를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 수신하여 저장하도록 하는 명령,
    상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보로부터 임피던스 정보를 산출하도록 하는 명령, 및
    상기 임피던스 정보로부터 상기 배터리 팩의 퇴화도(State of Health, SoH)를 산출하도록 하는 명령을 포함하는, 배터리 상태 진단 서버 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보는 배터리 교환 장치로부터 획득되는, 배터리 상태 진단 서버 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 배터리 팩의 상태 정보는 상기 배터리 팩의 전압(V), 전류(I) 및 온도(T) 중 적어도 하나를 포함하는, 배터리 상태 진단 서버 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보로부터 상기 배터리 팩의 내부 저항의 변화를 산출하도록 하는 명령, 및
    상기 배터리 팩의 내부 저항의 변화로부터 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)를 산출하도록 하는 명령을 포함하는, 배터리 상태 진단 서버 장치.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)로부터 상기 배터리 팩의 결함 진단 여부를 판단하도록 하는 명령을 더 포함하는, 배터리 상태 진단 서버 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)를 동일 조건의 배터리 팩의 기준 퇴화도(SoH)와 비교하도록 하는 명령, 및
    상기 기준 퇴화도(SoH) 대비 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)에 임계값 이상의 차이가 발생하면, 상기 배터리 팩에 결함이 발생했음을 판단하도록 하는 명령을 포함하는, 배터리 상태 진단 서버 장치.
  12. 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 이용하여 상기 배터리 팩의 상태를 진단하는 방법에 있어서,
    상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 수신하여 저장하는 단계;
    상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보로부터 임피던스 정보를 산출하는 단계; 및
    상기 임피던스 정보로부터 상기 배터리 팩의 퇴화도(State of Health, SoH)를 산출하는 단계를 포함하는, 배터리 상태 진단 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보는 배터리 교환 장치로부터 획득하는, 배터리 상태 진단 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 배터리 팩의 상태 정보는 상기 배터리 팩의 전압(V), 전류(I) 및 온도(T) 중 적어도 하나를 포함하는, 배터리 상태 진단 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)를 산출하는 단계는,
    상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보로부터 상기 배터리 팩의 내부 저항의 변화를 산출하는 단계; 및
    상기 배터리 팩의 내부 저항의 변화로부터 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)를 산출하는 단계를 포함하는, 배터리 상태 진단 방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)로부터 상기 배터리 팩의 결함 진단 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는, 배터리 상태 진단 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 배터리 팩의 결함 진단 여부를 판단하는 단계는,
    상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)를 동일 조건의 배터리 팩의 기준 퇴화도(SoH)와 비교하는 단계; 및
    상기 기준 퇴화도(SoH) 대비 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)에 임계값 이상의 차이가 발생하면 상기 배터리 팩에 결함이 발생했음을 판단하는 단계를 포함하는, 배터리 상태 진단 서버 방법.
  18. 적어도 하나의 배터리 수용부에 수용된 배터리 팩을 충전하고, 상기 배터리 팩의 상태를 진단하는 배터리 교환 시스템에 있어서,
    상기 배터리 팩의 충전을 중단하여 적어도 하나의 상태 정보를 측정하고, 상기 배터리 팩의 충전을 재개하는 배터리 교환 장치; 및
    상기 배터리 교환 장치로부터 상기 배터리 팩의 적어도 하나의 상태 정보를 수신하여 상기 배터리 팩의 임피던스 정보를 산출하는 배터리 상태 진단 서버 장치를 포함하는, 배터리 교환 시스템.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 배터리 교환 장치는,
    상기 배터리 팩의 충전률(SoC)이 특정 기준치에 도달하면 상기 배터리의 충전을 중단시키는, 배터리 교환 시스템.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 배터리 교환 장치는,
    충전이 중단된 상기 배터리 팩을 방전하여 상기 적어도 하나의 상태 정보를 측정하는, 배터리 교환 시스템.
  21. 청구항 18에 있어서,
    상기 배터리 상태 진단 서버 장치는,
    상기 배터리 팩의 임피던스 정보를 이용하여, 상기 배터리 팩의 퇴화도(SoH)를 산출하는, 배터리 교환 시스템.
  22. 청구항 18에 있어서,
    상기 배터리 상태 진단 서버 장치는,
    상기 배터리 팩의 임피던스 정보를 이용하여, 상기 배터리 팩의 결함 여부를 판단하는, 배터리 교환 시스템.
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