WO2024122782A1 - 배터리 방전 진단 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치는, 배터리 유닛의 전압을 획득하는 획득부, 상기 배터리 유닛의 전압이 서로 다른 복수의 전압 범위들에서 감지된 횟수들의 가중 합산 값을 산출하는 산출부, 및 상기 가중 합산 값과 적어도 하나의 임계 값을 비교하여 상기 배터리 유닛의 방전도를 진단하는 진단부를 포함할 수 있다.

Description

배터리 방전 진단 장치 및 그의 동작 방법

관련출원과의 상호인용

본 발명은 2022.12.9.에 출원된 한국 특허 출원 제 10-2022-0171810호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용을 본 명세서의 일부로서 포함한다.

기술분야

본 문서에 개시된 실시 예들은, 배터리 방전 진단 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.

최근 이차 전지에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 배터리, Ni/MH 배터리 등과 최근의 리튬 이온 배터리를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 배터리는 종래의 Ni/Cd 배터리, Ni/MH 배터리 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다, 또한, 리튬 이온 배터리는 소형, 경량으로 제작할 수 있어 이동 기기의 전원으로 사용되며, 최근에는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.

또한, 이차 전지는 일반적으로 복수 개의 배터리 셀들이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩으로 이용될 수 있다. 그리고, 이차 전지는 복수 개의 배터리 모듈 및 이러한 배터리 모듈을 수용하는 랙 프레임을 포함하는 배터리 랙으로 이용될 수 있다.

이와 같은 배터리 셀, 배터리 모듈, 배터리 팩, 또는 배터리 랙은 다양한 장치에서 활용될 수 있다. 일 예로, 배터리는 휴대폰, 랩탑 컴퓨터, 스마트 폰, 스마트 패드 등의 모바일 디바이스뿐만 아니라 전기로 구동되는 자동차(EV, HEV, PHEV)나 대용량 전력 저장 장치(ESS) 등의 분야에서도 활용될 수 있다.

최근 전기 자동차의 다양화된 기능, 운전자의 부주의, 외부 환경의 영향 등으로 인해 차량용 AUX 배터리의 방전이 빈번하게 일어나고 있다. 차량용 AUX 배터리의 방전은 배터리가 퇴화하여 수명 저하를 가속화시키거나, 전기 자동차의 시동이 걸리지 않는 상황을 발생시킬 수 있으므로, 이에 대한 지속적인 관리가 필요하다.

종래의 배터리 시스템에서는 주차된 차량의 배터리가 방전될 때, 이를 사전에 방지하기 위한 관리가 이루어지지 않고 있었다. 이러한 차량의 배터리 상태와 방전 여부에 관해서는 운전자가 직접 시동을 걸어보기 전까지는 알기가 어렵다.

본 문서에 개시된 실시 예들은, 배터리 유닛의 전압 및 복수의 전압 범위들에 기초하여 산출된 가중 합산 값을 통해 배터리 유닛의 방전도를 진단하여 배터리 유닛의 방전을 사전에 감지할 수 있는 배터리 방전 진단 장치 및 그의 동작 방법을 제공할 수 있다.

본 문서에 개시된 실시 예들의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치는, 배터리 유닛의 전압을 획득하는 획득부, 상기 배터리 유닛의 전압이 서로 다른 복수의 전압 범위들에서 감지된 횟수들의 가중 합산 값을 산출하는 산출부, 및 상기 가중 합산 값과 적어도 하나의 임계 값을 비교하여 상기 배터리 유닛의 방전도를 진단하는 진단부를 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치에 있어서, 상기 산출부는, 상기 복수의 전압 범위들에 대응되는 복수의 가중치들과 상기 횟수들을 곱한 값들을 합산하여 상기 가중 합산 값을 산출할 수 있다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치에 있어서, 상기 산출부는, 전압 범위의 상한 값이 높을수록 상기 전압 범위에 대응되는 가중치를 낮게 설정할 수 있다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치에 있어서, 상기 획득부는, 사용 기간이 제1 기준 기간 이하인 복수의 신규 배터리 유닛들의 제1 전압 값들 및 사용 기간이 제2 기준 기간을 초과하는 복수의 노후 배터리 유닛들의 제2 전압 값들을 획득하도록 구성되고, 상기 제1 전압 값들 및 상기 제2 전압 값들에 기초하여 상기 복수의 전압 범위들을 결정하는 결정부를 더 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치에 있어서, 상기 결정부는, 상기 제1 전압 값들의 최대 값을 상한 값으로 갖고, 상기 제1 전압 값들의 최소 값을 하한 값으로 갖는 제1 전압 범위를 결정하고, 상기 제2 전압 값들의 최대 값을 상한 값으로 갖고, 상기 제2 전압 값들의 최소 값을 하한 값으로 갖는 제2 전압 범위를 결정하고, 상기 제2 전압 범위에서 상기 제1 전압 범위를 제외한 대상 전압 범위를 결정하고, 상기 대상 전압 범위 내에서 상기 복수의 전압 범위들을 결정할 수 있다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치에 있어서, 상기 결정부는, 상기 대상 전압 범위 내에서의 상기 제2 전압 값들의 분포에 기초하여 상기 복수의 전압 범위들을 결정할 수 있다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치에 있어서, 상기 획득부는, 상기 배터리 유닛이 배치된 전자 장치의 전원이 off된 상태에서 상기 배터리 유닛이 상기 전자 장치에 배치된 다른 배터리 유닛에 의해 충전된 횟수를 획득하도록 구성되고, 상기 충전된 횟수에 기초하여 상기 방전도를 추가적으로 보정하는 보정부를 더 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치는, 상기 배터리 유닛의 전압이 지정된 전압 이하로 유지되는 시간을 식별하고, 상기 식별된 시간에 기초하여 상기 방전도를 추가적으로 보정하는 보정부를 더 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 방법은, 배터리 유닛의 전압을 획득하는 동작, 상기 배터리 유닛의 전압이 서로 다른 복수의 전압 범위들에서 감지된 횟수들의 가중 합산 값을 산출하는 동작, 및 상기 가중 합산 값과 적어도 하나의 임계 값을 비교하여 상기 배터리 유닛의 방전도를 진단하는 동작을 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 방법에 있어서, 상기 가중 합산 값을 산출하는 동작은, 상기 복수의 전압 범위들에 대응되는 복수의 가중치들과 상기 횟수들을 곱한 값들을 합산하여 상기 가중 합산 값을 산출하는 동작을 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 방법은, 전압 범위의 상한 값이 높을수록 상기 전압 범위에 대응되는 가중치를 낮게 설정하는 동작을 더 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 방법은, 사용 기간이 제1 기준 기간 이하인 복수의 신규 배터리 유닛들의 제1 전압 값들 및 사용 기간이 제2 기준 기간을 초과하는 복수의 노후 배터리 유닛들의 제2 전압 값들을 획득하는 동작, 및 상기 제1 전압 값들 및 상기 제2 전압 값들에 기초하여 상기 복수의 전압 범위들을 결정하는 동작을 더 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 방법에 있어서, 상기 복수의 전압 범위들을 결정하는 동작은, 상기 제1 전압 값들의 최대 값을 상한 값으로 갖고, 상기 제1 전압 값들의 최소 값을 하한 값으로 갖는 제1 전압 범위를 결정하는 동작, 상기 제2 전압 값들의 최대 값을 상한 값으로 갖고, 상기 제2 전압 값들의 최소 값을 하한 값으로 갖는 제2 전압 범위를 결정하는 동작, 상기 제2 전압 범위에서 상기 제1 전압 범위를 제외한 대상 전압 범위를 결정하는 동작, 및 상기 대상 전압 범위 내에서 상기 복수의 전압 범위들을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 방법에 있어서, 상기 복수의 전압 범위들을 결정하는 동작은, 상기 대상 전압 범위 내에서의 상기 제2 전압 값들의 분포에 기초하여 상기 복수의 전압 범위들을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 방법은, 상기 배터리 유닛이 배치된 전자 장치의 전원이 off된 상태에서 상기 배터리 유닛이 상기 전자 장치에 배치된 다른 배터리 유닛에 의해 충전된 횟수를 획득하는 동작, 및 상기 충전된 횟수에 기초하여 상기 방전도를 추가적으로 보정하는 동작을 더 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들에 따른, 배터리 방전 진단 장치 및 이의 동작 방법은 배터리 유닛의 방전을 사전에 감지함으로써 갑작스럽게 차량의 시동이 걸리지 않는 상황을 방지할 수 있다.

본 문서의 개시에 따른 배터리 이상 진단 장치 및 이의 동작 방법의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 효과들은 본 문서의 개시에 따라 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치의 블록도이다.

도 2는 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치가 획득한 배터리 유닛의 전압을 나타내는 그래프이다.

도 3은 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치가 대상 전압 범위를 결정하는 예시를 설명하기 위한 그래프이다.

도 4는 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치가 복수의 전압 범위들을 결정하는 예시를 설명하기 위한 그래프이다.

도 5는 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치가 가중 합산 값을 산출하는 예시를 설명하기 위한 그래프이다.

도 6은 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치의 동작 흐름도이다.

도 7은 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치의 동작 흐름도이다.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다.

본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째", "둘째", "A", "B", "(a)" 또는 "(b)"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다.

본 문서에서, 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 언급되거나 "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 배터리 방전 진단 장치(101)는 전자 장치(103) 및 사용자 단말(105)과 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)와 전자 장치(103) 간의 연결(104)은 유선 및/또는 무선 네트워크를 통한 통신 연결일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 유선 네트워크는 LAN(local area network) 통신, 또는 전력선 통신에 기초할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 네트워크는 근거리 통신 네트워크(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) 또는 IrDA(infrared data association)), 또는 원거리 통신 네트워크(셀룰러 네트워크, 4G 네트워크, 5G 네트워크)에 기초할 수 잇다.

다른 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)와 전자 장치(103) 간의 연결(104)은 기기 간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통한 연결일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)와 사용자 단말(105) 간의 연결(106)은 유선 및/또는 무선 네트워크를 통한 통신 연결일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전자 장치(103)는 모바일 디바이스(예: 휴대폰, 랩탑 컴퓨터, 스마트 폰, 스마트 패드), 전기 자동차(예: EV(electric vehicle), HEV(hybrid EV), PHEV(plug-in HEV), FCEV(fuel cell EV))나 에너지 저장 장치(ESS, energy storage system), 또는 배터리 교환 시스템(BSS, battery swapping system)일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전자 장치(103)는 하나 이상의 배터리 유닛들(111, 113, 115)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(103)가 전기 자동차인 경우, 하나 이상의 배터리 유닛들(111, 113, 115)은 차량용 AUX 배터리일 수 있다. 여기에서, 하나 이상의 배터리 유닛들(111, 113, 115) 각각은 배터리 셀, 배터리 모듈, 배터리 팩, 또는 배터리 랙일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 사용자 단말(105)은 모바일 디바이스(예: 휴대폰, 랩탑 컴퓨터, 스마트 폰, 스마트 패드), 또는 PC(personal computer)일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)는 통신 회로(120), 센서(130), 메모리(140), 및 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라, 도 1에 도시된 배터리 방전 진단 장치(101)는 도 1에서 도시된 구성 요소들 이외의 적어도 하나의 구성 요소(예: 디스플레이, 입력 장치, 또는 출력 장치)를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 통신 회로(120)는 배터리 방전 진단 장치(101)와 전자 장치(103) 및/또는 사용자 단말(105) 간의 유선 통신 채널 및/또는 무선 통신 채널을 수립하고, 수립된 통신 채널을 통해 전자 장치(103) 및/또는 사용자 단말(105)과 데이터를 송수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 통신 회로(120)는 배터리 방전 진단 장치(101)와 외부 서버 간의 유선 통신 채널 및/또는 무선 통신 채널을 수립하고, 수립된 통신 채널을 통해 외부 서버와 데이터를 송수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 센서(130)는, 전자 장치(103)의 배터리 유닛들(111, 113, 115)의 상태와 관련된 값들을 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상태와 관련된 값들은 배터리 유닛들(111, 113, 115)의 전압, 전류, 저항, 충전 상태(state of charge, SOC), 건강 상태(state of health, SOH), 또는 온도, 또는 이들의 조합에 대한 하나 이상의 값들을 나타낼 수 있다. 이하에서, 상태와 관련된 값은 '상태 값'으로 지칭될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 메모리(140)는 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 메모리(140)는, 배터리 방전 진단 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(150))에 의해 사용되는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 데이터는 소프트웨어(또는, 이와 관련된 명령어(instruction)), 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 명령어는 프로세서(150)에 의해 실행 시 배터리 이상 진단 장치(101)가 명령어에 의해 정의되는 동작들을 수행하게 할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 메모리(140)는 하나 이상의 소프트웨어들(예: 획득부(141), 결정부(143), 산출부(145), 진단부(147), 및 보정부(149))를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(150)는 중앙 처리 장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU, neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(150)는 소프트웨어(예: 획득부(141), 결정부(143), 산출부(145), 진단부(147), 및 보정부(149))를 실행하여 프로세서(150)에 연결된 배터리 방전 진단 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성 요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다.

이하에서는, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 획득부(141), 결정부(143), 산출부(145), 진단부(147), 및/또는 보정부(149)를 통해 배터리 방전 진단 장치(101)가 배터리 유닛들(111, 113, 115)의 방전도를 진단하는 방법을 설명한다.

도 2는 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치가 획득한 배터리 유닛의 전압을 나타내는 그래프이다. 도 3은 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치가 대상 전압 범위를 결정하는 예시를 설명하기 위한 그래프이다. 도 4는 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치가 복수의 전압 범위들을 결정하는 예시를 설명하기 위한 그래프이다. 도 5는 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치가 가중 합산 값을 산출하는 예시를 설명하기 위한 그래프이다. 도 2, 도 3, 도 4, 및 도 5는 도 1의 구성들을 이용하여 설명될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 획득부(141)는 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압을 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 획득부(141)는 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 시간에 따른 전압 값을 나타내는 전압 프로파일을 획득할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 획득부(141)는 유선 및/또는 무선 네트워크를 통해 연결되는 전자 장치(103)를 통해 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압을 획득할 수 있다.

도 2를 참조하면, 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 시간에 따른 전압 값을 나타내는 그래프(200)를 확인할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 획득부(141)는 그래프(200)와 같이 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압을 이산적으로(discretely) 획득할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 획득부(141)는 사용 기간이 제1 기준 기간 이하인 복수의 신규 배터리 유닛들의 제1 전압 값들 및 사용 기간이 제2 기준 기간을 초과하는 복수의 노후 배터리 유닛들의 제2 전압 값들을 획득할 수 있다. 여기에서, 상기 복수의 신규 배터리 유닛들, 상기 복수의 노후 배터리 유닛들, 및 전자 장치(103)의 복수의 배터리 유닛들(111, 113, 115)은 동일한 모델의 배터리 유닛일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 기준 기간과 제2 기준 기간은 동일한 기간 또는 상이한 기간일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 획득부(141)는 유선 및/또는 무선 네트워크를 통해 연결되는 외부 서버를 통해 제1 전압 값들 및 제2 전압 값들을 획득할 수 있다.

도 3을 참조하면, 제1 전압 값들 및 제2 전압 값들을 획득된 시간에 따라 나타낸 그래프(300)를 확인할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 획득부(141)는 그래프(300)와 같이 제1 전압 값들 및 제2 전압 값들을 이산적으로 획득할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 획득부(141)는 전자 장치(103)의 전원이 off된 상태에서 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)이 전자 장치(103)에 배치된 다른 배터리 유닛에 의해 충전된 횟수를 획득할 수 있다. 여기에서, 다른 배터리 유닛은 도 1에 도시된 적어도 하나의 배터리 유닛(111, 113, 115)과는 별개의 배터리 유닛일 수 있다. 예를 들어, 다른 배터리 유닛은 고전압 배터리 및/또는 저전압 배터리를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 획득부(141)는 유선 및/또는 무선 네트워크를 통해 연결되는 전자 장치(103)를 통해 전자 장치(103)의 전원이 off된 상태에서 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)이 전자 장치(103)에 배치된 다른 배터리 유닛에 의해 충전된 횟수를 획득할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 결정부(143)는 서로 다른 복수의 전압 범위들을 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 결정부(143)는 획득부(141)에 의해 획득된 제1 전압 값들 및 제2 전압 값들에 기초하여 복수의 전압 범위들을 결정할 수 있다.

예를 들어, 도 3을 참조하면, 결정부(143)는 제1 전압 값들의 최대 값(V1)을 상한 값으로 갖고, 제1 전압 값들의 최소 값(V3)을 하한 값으로 갖는 제1 전압 범위(R1)를 결정할 수 있다. 또한, 결정부(143)는 제2 전압 값들의 최대 값(V2)을 상한 값으로 갖고, 제2 전압 값들의 최소 값(V4)을 하한 값으로 갖는 제2 전압 범위(R2)를 결정할 수 있다. 결정부(143)는 제2 전압 범위(R2)에서 제1 전압 범위(R1)를 제외한 대상 전압 범위(R3)를 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 결정부(143)는 대상 전압 범위(R3) 내에서 복수의 전압 범위들을 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 결정부(143)는 대상 전압 범위(R3) 내에서의 제2 전압 값들의 분포에 기초하여 복수의 전압 범위들을 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 결정부(143)는 대상 전압 범위 내에서 각각 지정된 개수의 제2 전압 값들을 포함하는 복수의 전압 범위들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 결정부(143)는 대상 전압 범위 내에서 2개의 제2 전압 값들을 포함하는 복수의 전압 범위들(R4, R5, R6, 및 R7)을 결정할 수 있다. 도 4에서는, 복수의 전압 범위들(R4, R5, R6, 및 R7)이 각각 2개의 제2 전압 값들을 포함하는 것으로 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않고, 상기 지정된 개수는 다양하게 설정될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 산출부(145)는 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압이 복수의 전압 범위들에서 감지된 횟수들의 가중 합산 값을 산출할 수 있다. 여기에서, 복수의 전압 범위들은 메모리(140)에 저장되어 있거나 결정부(143)에 의해 결정될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 산출부(145)는 복수의 전압 범위들에 대응되는 복수의 가중치들과 상기 횟수들을 곱한 값들을 합산하여 가중 합산 값을 산출할 수 있다.

예를 들어, 도 5의 그래프(500)에 따르면, 산출부(145)는 전압 범위(R4)(T1 이상 V3 미만인 전압 범위)에 대응되는 가중치인 0과 전압 범위(R4)에서 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압이 감지된 횟수인 0을 곱한 값인 0을 제1 승산 값으로 산출할 수 있다. 산출부(145)는 전압 범위(R5)(T2 이상 T1 미만인 전압 범위)에 대응되는 가중치인 1과 전압 범위(R5)에서 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압이 감지된 횟수인 3을 곱한 값인 3을 제2 승산 값으로 산출할 수 있다. 산출부(145)는 전압 범위(R6)(T3 이상 T2 미만인 전압 범위)에 대응되는 가중치인 2와 전압 범위(R6)에서 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압이 감지된 횟수인 4를 곱한 값인 8을 제3 승산 값으로 산출할 수 있다. 산출부(145)는 전압 범위(R7)(V4 이상 T3 미만인 전압 범위)에 대응되는 가중치인 4와 전압 범위(R7)에서 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압이 감지된 횟수인 2를 곱한 값인 8을 제4 승산 값으로 산출할 수 있다. 산출부(145)는 제1 승산 값, 제2 승산 값, 제3 승산 값, 및 제4 승산 값을 합산한 값인 19를 가중 합산 값으로 산출할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 산출부(145)는 전압 범위의 상한 값이 높을수록 상기 전압 범위에 대응되는 가중치를 낮게 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 그래프(500)를 참조하면, 산출부(145)는 상한 값이 가장 높은 전압 범위(R4)에 대응되는 가중치를 가장 낮게 설정할 수 있다. 산출부(145)는 상한 값이 두 번째로 높은 전압 범위(R5)에 대응되는 가중치를 전압 범위들(R6, R7)에 대응되는 가중치들보다 낮게 설정할 수 있다. 산출부(145)는 상한 값이 세 번째로 높은 전압 범위(R6)에 대응되는 가중치를 전압 범위(R7)에 대응되는 가중치보다 낮게 설정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 진단부(147)는 가중 합산 값과 적어도 하나의 임계 값을 비교하여 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 방전도를 진단할 수 있다. 예를 들어, 진단부(147)는 가중 합산 값이 제1 임계 값 이상이면, 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)을 방전 상태로 진단할 수 있다. 또한, 진단부(147)는 가중 합산 값이 제1 임계 값보다 낮은 제2 임계 값 이상이고, 제1 임계 값 미만이면, 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)을 방전 위험 상태로 진단할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 보정부(149)는 전자 장치(103)의 전원이 off된 상태에서 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)이 전자 장치(103)에 배치된 다른 배터리 유닛에 의해 충전된 횟수에 기초하여 진단부(147)에 의해 진단된 방전도를 추가적으로 보정할 수 있다.

전자 장치(103)는 전원이 off된 상태에서 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 방전을 방지하기 위해 다른 배터리 유닛에 저장된 전력을 활용하여 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 충전을 수행하는 배터리 세이버(battery saver) 기능을 활성화할 수 있다. 이러한 배터리 세이버 기능은 퇴화 정도가 높은 배터리일수록 자주 활성화될 수 있다. 즉, 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)이 배터리 세이버 기능을 활성화한 횟수가 많을수록 방전 위험이 높아질 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 보정부(149)는 배터리 세이버 기능 활성화 횟수에 기초하여 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 방전도를 추가적으로 보정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 보정부(149)는 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압이 지정된 전압 이하로 유지되는 시간을 식별할 수 있다. 보정부(149)는 식별된 시간에 기초하여 진단부(147)에 의해 진단된 방전도를 추가적으로 보정할 수 있다. 예를 들어, 보정부(149)는 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압이 지정된 전압 이하로 유지되는 시간이 길수록 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 방전 위험이 높은 것으로 방전도를 보정할 수 있다. 여기에서, 지정된 전압은 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 사양에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

도 6은 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치의 동작 흐름도이다. 도 6은 도 1의 구성들을 이용하여 설명될 수 있다.

도 6에 도시된 실시 예는 일 실시 예일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 단계의 순서는 도 6에 도시된 바와 다를 수 있고, 도 6에 도시된 일부 단계들이 생략되거나 단계들 간의 순서가 변경되거나 단계들이 병합될 수도 있다. 예를 들어, 도 6에서 동작 610 및/또는 동작 625는 생략될 수 있다.

도 6을 참조하면, 동작 605에서, 배터리 방전 진단 장치(101)는 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압을 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)는 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 시간에 따른 전압 값을 나타내는 전압 프로파일을 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)는 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압을 이산적으로 획득할 수 있다.

동작 610에서, 배터리 방전 진단 장치(101)는 서로 다른 복수의 전압 범위들을 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)는 사용 기간이 제1 기준 기간 이하인 복수의 신규 배터리 유닛들의 제1 전압 값들 및 사용 기간이 제2 기준 기간을 초과하는 복수의 노후 배터리 유닛들의 제2 전압 값들에 기초하여 복수의 전압 범위들을 결정할 수 있다.

배터리 방전 진단 장치(101)가 서로 다른 복수의 전압 범위들을 결정하는 동작 610에 대해서는, 도 7을 통해 구체적으로 설명될 수 있다.

동작 615에서, 배터리 방전 진단 장치(101)는 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압이 복수의 전압 범위들에서 감지된 횟수들의 가중 합산 값을 산출할 수 있다. 여기에서, 복수의 전압 범위들은 메모리(140)에 저장되어 있거나 동작 610에서 결정될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)는 복수의 전압 범위들에 대응되는 복수의 가중치들과 상기 횟수들을 곱한 값들을 합산하여 가중 합산 값을 산출할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)는 전압 범위의 상한 값이 높을수록 상기 전압 범위에 대응되는 가중치를 낮게 설정할 수 있다.

동작 620에서, 배터리 방전 진단 장치(101)는 가중 합산 값과 적어도 하나의 임계 값을 비교하여 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 방전도를 진단할 수 있다. 예를 들어, 배터리 방전 진단 장치(101)는 가중 합산 값이 제1 임계 값 이상이면, 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)을 방전 상태로 진단할 수 있다. 또한, 배터리 방전 진단 장치(101)는 가중 합산 값이 제1 임계 값보다 낮은 제2 임계 값 이상이고, 제1 임계 값 미만이면, 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)을 방전 위험 상태로 진단할 수 있다.

동작 625에서, 배터리 방전 진단 장치(101)는 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 방전도를 추가적으로 보정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)는 전자 장치(103)의 전원이 off된 상태에서 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)이 전자 장치(103)에 배치된 다른 배터리 유닛에 의해 충전된 횟수에 기초하여 동작 620에서 진단된 방전도를 추가적으로 보정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)는 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압이 지정된 전압 이하로 유지되는 시간을 식별할 수 있다. 배터리 방전 진단 장치(101)는 식별된 시간에 기초하여, 동작 620에서 진단된 방전도를 추가적으로 보정할 수 있다. 예를 들어, 배터리 방전 진단 장치(101)는 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 전압이 지정된 전압 이하로 유지되는 시간이 길수록 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 방전 위험이 높은 것으로 방전도를 보정할 수 있다. 여기에서, 지정된 전압은 배터리 유닛(111, 113, 또는 115)의 사양에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

도 7은 일 실시 예에 따른 배터리 방전 진단 장치의 동작 흐름도이다. 도 7은 도 1의 구성들을 이용하여 설명될 수 있다.

도 7에 도시된 실시 예는 일 실시 예일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 단계의 순서는 도 7에 도시된 바와 다를 수 있고, 도 7에 도시된 일부 단계들이 생략되거나 단계들 간의 순서가 변경되거나 단계들이 병합될 수도 있다.

도 7을 참조하면, 동작 705에서, 배터리 방전 진단 장치(101)는 복수의 신규 배터리 유닛들의 제1 전압 값들 및 복수의 노후 배터리 유닛들의 제2 전압 값들을 획득할 수 있다. 여기에서, 복수의 신규 배터리 유닛들의 사용 기간은 제1 기준 기간 이하이고, 복수의 노후 배터리 유닛들의 사용 기간은 제2 기준 기간을 초과할 수 있다. 또한, 복수의 신규 배터리 유닛들, 복수의 노후 배터리 유닛들, 및 전자 장치(103)의 복수의 배터리 유닛들(111, 113, 115)은 동일한 모델의 배터리 유닛일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 기준 기간과 제2 기준 기간은 동일한 기간 또는 상이한 기간일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)는 제1 전압 값들 및 제2 전압 값들을 이산적으로 획득할 수 있다.

동작 710에서, 배터리 방전 진단 장치(101)는 제1 전압 범위 및 제2 전압 범위를 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)는 동작 705에서 획득된 제1 전압 값들의 최대 값을 상한 값으로 갖고, 제1 전압 값들의 최소 값을 하한 값으로 갖는 제1 전압 범위를 결정할 수 있다. 또한, 배터리 방전 진단 장치(101)는 제2 전압 값들의 최대 값을 상한 값으로 갖고, 제2 전압 값들의 최소 값을 하한 값으로 갖는 제2 전압 범위를 결정할 수 있다.

동작 715에서, 배터리 방전 진단 장치(101)는 대상 전압 범위를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)는 제2 전압 범위에서 제1 전압 범위를 제외한 대상 전압 범위를 결정할 수 있다.

동작 720에서, 배터리 방전 진단 장치(101)는 동작 715에서 결정된 대상 전압 범위 내에서 복수의 전압 범위들을 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)는 대상 전압 범위 내에서의 제2 전압 값들의 분포에 기초하여 복수의 전압 범위들을 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리 방전 진단 장치(101)는 대상 전압 범위 내에서 각각 지정된 개수의 제2 전압 값들을 포함하는 복수의 전압 범위들을 결정할 수 있다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소를 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 문서에 개시된 실시 예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 문서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

Claims (15)

1. 배터리 유닛의 전압을 획득하는 획득부;

   상기 배터리 유닛의 전압이 서로 다른 복수의 전압 범위들에서 감지된 횟수들의 가중 합산 값을 산출하는 산출부; 및

   상기 가중 합산 값과 적어도 하나의 임계 값을 비교하여 상기 배터리 유닛의 방전도를 진단하는 진단부를 포함하는, 배터리 방전 진단 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 산출부는, 상기 복수의 전압 범위들에 대응되는 복수의 가중치들과 상기 횟수들을 곱한 값들을 합산하여 상기 가중 합산 값을 산출하는, 배터리 방전 진단 장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 산출부는, 전압 범위의 상한 값이 높을수록 상기 전압 범위에 대응되는 가중치를 낮게 설정하는, 배터리 방전 진단 장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 획득부는, 사용 기간이 제1 기준 기간 이하인 복수의 신규 배터리 유닛들의 제1 전압 값들 및 사용 기간이 제2 기준 기간을 초과하는 복수의 노후 배터리 유닛들의 제2 전압 값들을 획득하도록 구성되고,

   상기 제1 전압 값들 및 상기 제2 전압 값들에 기초하여 상기 복수의 전압 범위들을 결정하는 결정부를 더 포함하는, 배터리 방전 진단 장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 결정부는,

   상기 제1 전압 값들의 최대 값을 상한 값으로 갖고, 상기 제1 전압 값들의 최소 값을 하한 값으로 갖는 제1 전압 범위를 결정하고,

   상기 제2 전압 값들의 최대 값을 상한 값으로 갖고, 상기 제2 전압 값들의 최소 값을 하한 값으로 갖는 제2 전압 범위를 결정하고,

   상기 제2 전압 범위에서 상기 제1 전압 범위를 제외한 대상 전압 범위를 결정하고,

   상기 대상 전압 범위 내에서 상기 복수의 전압 범위들을 결정하는, 배터리 방전 진단 장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 결정부는,

   상기 대상 전압 범위 내에서의 상기 제2 전압 값들의 분포에 기초하여 상기 복수의 전압 범위들을 결정하는, 배터리 방전 진단 장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 획득부는, 상기 배터리 유닛이 배치된 전자 장치의 전원이 off된 상태에서 상기 배터리 유닛이 상기 전자 장치에 배치된 다른 배터리 유닛에 의해 충전된 횟수를 획득하도록 구성되고,

   상기 충전된 횟수에 기초하여 상기 방전도를 추가적으로 보정하는 보정부를 더 포함하는, 배터리 방전 진단 장치.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 배터리 유닛의 전압이 지정된 전압 이하로 유지되는 시간을 식별하고, 상기 식별된 시간에 기초하여 상기 방전도를 추가적으로 보정하는 보정부를 더 포함하는, 배터리 방전 진단 장치.
9. 배터리 유닛의 전압을 획득하는 동작;

   상기 배터리 유닛의 전압이 서로 다른 복수의 전압 범위들에서 감지된 횟수들의 가중 합산 값을 산출하는 동작; 및

   상기 가중 합산 값과 적어도 하나의 임계 값을 비교하여 상기 배터리 유닛의 방전도를 진단하는 동작을 포함하는, 배터리 방전 진단 방법.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 가중 합산 값을 산출하는 동작은, 상기 복수의 전압 범위들에 대응되는 복수의 가중치들과 상기 횟수들을 곱한 값들을 합산하여 상기 가중 합산 값을 산출하는 동작을 포함하는, 배터리 방전 진단 방법.
11. 청구항 10에 있어서,

    전압 범위의 상한 값이 높을수록 상기 전압 범위에 대응되는 가중치를 낮게 설정하는 동작을 더 포함하는, 배터리 방전 진단 방법.
12. 청구항 9에 있어서,

    사용 기간이 제1 기준 기간 이하인 복수의 신규 배터리 유닛들의 제1 전압 값들 및 사용 기간이 제2 기준 기간을 초과하는 복수의 노후 배터리 유닛들의 제2 전압 값들을 획득하는 동작; 및

    상기 제1 전압 값들 및 상기 제2 전압 값들에 기초하여 상기 복수의 전압 범위들을 결정하는 동작을 더 포함하는, 배터리 방전 진단 방법.
13. 청구항 12에 있어서,

    상기 복수의 전압 범위들을 결정하는 동작은,

    상기 제1 전압 값들의 최대 값을 상한 값으로 갖고, 상기 제1 전압 값들의 최소 값을 하한 값으로 갖는 제1 전압 범위를 결정하는 동작,

    상기 제2 전압 값들의 최대 값을 상한 값으로 갖고, 상기 제2 전압 값들의 최소 값을 하한 값으로 갖는 제2 전압 범위를 결정하는 동작,

    상기 제2 전압 범위에서 상기 제1 전압 범위를 제외한 대상 전압 범위를 결정하는 동작, 및

    상기 대상 전압 범위 내에서 상기 복수의 전압 범위들을 결정하는 동작을 포함하는, 배터리 방전 진단 방법.
14. 청구항 13에 있어서,

    상기 복수의 전압 범위들을 결정하는 동작은, 상기 대상 전압 범위 내에서의 상기 제2 전압 값들의 분포에 기초하여 상기 복수의 전압 범위들을 결정하는 동작을 포함하는, 배터리 방전 진단 방법.
15. 청구항 9에 있어서,

    상기 배터리 유닛이 배치된 전자 장치의 전원이 off된 상태에서 상기 배터리 유닛이 상기 전자 장치에 배치된 다른 배터리 유닛에 의해 충전된 횟수를 획득하는 동작; 및

    상기 충전된 횟수에 기초하여 상기 방전도를 추가적으로 보정하는 동작을 더 포함하는, 배터리 방전 진단 방법.

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