JP7674002B2 - Socレベルをガイドするための電池制御システムおよび方法 - Google Patents

Socレベルをガイドするための電池制御システムおよび方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7674002B2
JP7674002B2 JP2023566619A JP2023566619A JP7674002B2 JP 7674002 B2 JP7674002 B2 JP 7674002B2 JP 2023566619 A JP2023566619 A JP 2023566619A JP 2023566619 A JP2023566619 A JP 2023566619A JP 7674002 B2 JP7674002 B2 JP 7674002B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soc
battery
maximum
charging
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023566619A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2024518906A (ja
Inventor
ソン キム、ドン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of JP2024518906A publication Critical patent/JP2024518906A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7674002B2 publication Critical patent/JP7674002B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/80Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries including monitoring or indicating arrangements
    • H02J7/82Control of state of charge [SOC]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3828Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC using current integration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644Constructional arrangements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/371Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with remote indication, e.g. on external chargers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/90Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/933Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2105/00Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load
    • H02J2105/30Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Description

本発明は、2021年10月15日付けの韓国特許出願第10-2021-0137911号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。
本文書に開示された実施形態は、SOC(state of charge)レベルをガイドするための電池制御システムおよびその方法に関する。
近年、二次電池に対する研究開発が活発に行われている。ここで、二次電池は、充放電が可能な電池であり、従来のNi/Cd電池、Ni/MH電池などと、最近のリチウムイオン電池とをいずれも含む意味である。二次電池の中でも、リチウムイオン電池は、従来のNi/Cd電池、Ni/MH電池などに比べて、エネルギー密度が遥かに高いという長所がある。また、リチウムイオン電池は、小型、軽量に作製することができるため、移動機器の電源として用いられる。また、リチウムイオン電池は、電気自動車の電源にまでその使用範囲が拡張され、次世代エネルギー貯蔵媒体として注目を浴びている。
電池の寿命(SOH、state of health)は制限されるため、電池の寿命の増加や効率の極大化のための多様な研究が議論されている。特に、電池の充電、放電状態を示すSOCは電池の寿命に影響を及ぼすため、SOCを効率的に管理できるようにユーザにガイドを提供できるソリューションが求められる。
本文書に開示された実施形態の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していないまた他の技術的課題は、下記の記載から当業者に明らかに理解できるものである。
本文書に開示された電池制御システムは、出力装置と、SOCの最大値および最小値による放電エネルギー情報を格納するメモリと、前記出力装置および前記メモリと連結される制御装置と、を含み、前記制御装置は、前記放電エネルギー情報に基づいて、放電エネルギーが最大であるSOC最大値およびSOC最小値を決め、前記出力装置を介して、前記SOC最大値および前記SOC最小値をガイドするユーザインターフェースを出力するように設定されることができる。
本文書に開示された電池制御システムの動作方法は、メモリに格納された放電エネルギー情報に基づいて、放電エネルギーが最大であるSOC最大値およびSOC最小値を決める動作と、出力装置を介して、前記SOC最大値および前記SOC最小値をガイドするユーザインターフェースを出力する動作と、を含むことができる。
本文書に開示された一実施形態に係る電池制御システムは、SOCの効率的な管理によりSOH効率を極大化し、電池の寿命を増加させることができる。
本文書に開示された一実施形態に係る電池制御システムは、SOC使用パターンに応じて放電エネルギー効率を極大化可能なSOCをリアルタイムで決めることができる。
多様な実施形態に係る電池管理装置を含む一般的な電池パックの構成を示すブロック図である。 多様な実施形態に係る電池制御システムの構成を示すブロック図である。 多様な実施形態に係る放電エネルギー情報を示すグラフである。 多様な実施形態に係る、第1ユーザインターフェースを出力する動作フローチャートを示す。 多様な実施形態に係る第1ユーザインターフェースを示す。 多様な実施形態に係る、第2ユーザインターフェースを出力する動作フローチャートを示す。 多様な実施形態に係る第2ユーザインターフェースを示す。 多様な実施形態に係る、アップデートされた放電エネルギー情報を示すグラフである。 多様な実施形態に係る電池管理方法を実行するコンピューティングシステムを示すブロック図である。
以下、添付図面を参照して本文書に開示された多様な実施形態について詳しく説明する。本文書において、図面上の同一の構成要素に対しては同一の参照符号を付し、同一の構成要素に対して重複した説明は省略する。
本文書に開示されている多様な実施形態に対し、特定の構造的ないし機能的説明は、単に実施形態について説明するための目的で例示されたものであり、本文書に開示された多様な実施形態は、種々の形態で実施されてもよく、本文書に説明された実施形態に限定されるものと解釈されてはならない。
多様な実施形態で用いられた「第1」、「第2」、「1番目」、または「2番目」などの表現は、多様な構成要素を、順序および/または重要度に関係なく修飾してもよく、当該構成要素を限定しない。例えば、本文書に開示された実施形態の権利範囲から逸脱せずに、第1構成要素は第2構成要素と命名してもよく、それと同様に、第2構成要素も第1構成要素に変更して命名してもよい。
本文書で用いられた用語は、単に特定の実施形態について説明するために用いられたものであって、他の実施形態の範囲を限定しようとするものではない。単数の表現は、文脈上、明らかに他を意味しない限り、複数の表現を含んでもよい。
技術的または科学的な用語を含めてここで用いられる全ての用語は、本文書に開示された実施形態の技術分野における通常の知識を有する者により一般的に理解されるものと同一の意味を有してもよい。一般的に用いられる辞書に定義された用語は、関連技術の文脈上の意味と同一または類似の意味を有するものと解釈されてもよく、本文書において明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されない。場合によっては、本文書で定義された用語であっても、本文書に開示された実施形態を排除するように解釈されてはならない。
図1は、多様な実施形態に係る電池管理装置を含む一般的な電池パックの構成を示すブロック図である。
具体的に、図1は、本文書に開示された一実施形態に係る電池パック10と、上位システムに含まれている上位制御器20と、を含む電池制御システム1を概略的に示す。
図1に示されたように、電池パック10は、複数の電池モジュール12、センサ14、スイッチング部16、および電池管理システム100を含むことができる。この際、電池パック10には、電池モジュール12、センサ14、スイッチング部16、および電池管理システム100が複数備えられることができる。
複数の電池モジュール12は、充放電可能な少なくとも1つの電池セルを含むことができる。この際、複数の電池モジュール12は、直列または並列に連結されていてもよい。
センサ14は、電池パック10に流れる電流を検出することができる。この際、検出信号は、電池管理システム100に伝達されることができる。
スイッチング部16は、電池モジュール12の(+)端子側または(-)端子側に直列に連結され、電池モジュール12の充放電電流の流れを制御することができる。例えば、スイッチング部16は、電池パック10の仕様に応じて少なくとも1つのリレー、電磁接触器などを用いることができる。
電池管理システム100は、電池パック10の電圧、電流、温度などをモニターし、過充電および過放電などを防止するように制御管理することができ、例えば、RBMSを含むことができる。
電池管理システム100は、上述した各種パラメータを測定した値の入力を受けるインターフェースであり、複数の端子、およびこれらの端子と連結され、入力を受けた値の処理を行う回路などを含むことができる。また、電池管理システム100は、スイッチング部16、例えば、リレーまたは接触器などのON/OFFを制御することもでき、電池モジュール12に連結され、電池モジュール12それぞれの状態を監視することができる。
上位制御器20は、電池モジュール12を制御するための制御信号を電池管理システム100に伝送することができる。これにより、電池管理システム100は、上位制御器20から印加される制御信号に基づいて動作が制御されることができる。また、電池モジュール12は、ESS(Energy Storage System)に含まれた構成であってもよい。この場合、上位制御器20は、複数の電池パック10を含む電池バンクの制御器(BBMS)または複数のバンクを含むESS全体を制御するESS制御器であってもよい。ただし、電池パック10は、このような用途に限定されるものではない。
図2は、多様な実施形態に係る電池制御システムの構成を示すブロック図である。
図2を参照すると、電池制御システム1は、制御装置220、出力装置230、およびメモリ240を含むことができる。実施形態によっては、電池制御システム1は、測定センサ210をさらに含むことができる。
測定センサ210は、電池に対するデータをリアルタイムでモニターすることができる。例えば、測定センサ210は、OBD(on board diagnostics)装置であってもよい。測定センサ210は、電池のSOCをリアルタイムで測定することができる。電池制御システム1は、測定センサ210を介して測定されたデータに基づいて電池の充電および放電パターンを取得することができる。
出力装置230は、SOCレベルをガイドするかまたは電池の充電をガイドするためのユーザインターフェース(user interface、UI)を出力することができる。この場合、出力装置230は、GUI(graphic user interface)を出力するディスプレイ、音響を出力するスピーカ、または振動を出力するハプティックモジュールのうち少なくとも1つを含むことができる。実施形態によっては、出力装置230は、ユーザ入力を受信できる入力インターフェース(例えば、ディスプレイのタッチ回路またはマイクロホン)をさらに含むことができる。この場合、出力装置230は、図9の入出力I/F36と同様の構成であるか、または当該構成を含むことができる。
メモリ240は、揮発性メモリ(volatile memory)または不揮発性メモリ(non-volatile memory)のうち1つ以上を含むことができる。揮発性メモリは、DRAM(dynamic random access memory)、SRAM(static RAM)、SDRAM(synchronous DRAM)、PRAM(phase-change RAM)、MRAM(magnetic RAM)、RRAM(resistive RAM)、FeRAM(ferroelectric RAM)などを含むことができる。不揮発性メモリは、ROM(read only memory)、PROM(programmable ROM)、EPROM(electrically programmable ROM)、EEPROM(electrically erasable programmable ROM)、フラッシュメモリ(flash memory)などを含むことができる。メモリ240は、HDD(hard disk drive)、SSD(solid state disk)、eMMC(embedded multi media card)、UFS(universal flash storage)のような不揮発性媒体(medium)をさらに含むことができる。メモリ240は、電池制御システム1が制御する命令語、制御命令語コード、制御データ、またはユーザデータを格納することができる。例えば、メモリ240は、アプリケーション(application)プログラム、OS(operating system)、ミドルウェア(middleware)、またはデバイスドライバ(device driver)のうち少なくとも1つを含むことができる。また、メモリ240は、図3に示されたように、SOC最大値(または最大レベル)とSOC最小値(または最小レベル)による放電エネルギー情報を格納することができる。電池制御システム1は、放電エネルギー情報を介して、電池の寿命を極大化できるSOC最大レベルおよび最小レベルをユーザにガイドすることができる。
制御装置220は、図1の電池管理システム100と同様の構成であるか、または当該構成を含むことができる。他の例を挙げると、制御装置220は、図9のMCU32と同様の構成であるか、または当該構成を含むことができる。多様な実施形態において、制御装置220は、1つのプロセッサコア(single core)を含むか、または複数のプロセッサコアを含むことができる。例えば、制御装置220は、デュアルコア(dual-core)、クアッドコア(quad-core)、ヘキサコア(hexa-core)などのマルチコア(multi-core)を含むことができる。実施形態によっては、制御装置220は、内部または外部に位置したキャッシュメモリ(cache memory)をさらに含むことができる。実施形態によっては、制御装置220は、1つ以上のプロセッサで構成(configured with)されることができる。例えば、制御装置220は、アプリケーションプロセッサ(application processor)、通信プロセッサ(communication processor)、またはGPU(graphical processing unit)のうち少なくとも1つを含むことができる。制御装置220の全部または一部は、電池制御システム1内の他の構成要素(例えば、出力装置230、メモリ240、または測定センサ210)と電気的に(electrically)または作動的に(operablyまたはoperatively)結合(coupled with)または連結(connected to)されることができる。制御装置220は、電池制御システム1の他の構成要素の命令を受信することができ、受信された命令を解釈することができ、解釈された命令に応じて計算を行うかまたはデータを処理することができる。制御装置220は、プログラムから生成または発生するデータまたは信号を処理することができる。例えば、制御装置220は、プログラムを実行または制御するために、メモリ(図示せず)に命令語、データ、または信号を要請することができる。
実施形態に係る制御装置220は、電池制御システム1の全般的な動作を行うことができる。例えば、制御装置220は、メモリに格納された放電エネルギー情報に基づいて、放電エネルギーが最大となるSOC最大値およびSOC最小値を決め、決められたSOC値をガイドできるように出力装置230を介してユーザインターフェースを出力することができる。他の例を挙げると、制御装置220は、電池の充電が検知されると、充電SOCがSOC最大値に達するか否かをモニターし、充電SOCがSOC最大値に達すると、電池の充電を終了することができる。または、制御装置220は、充電SOCがSOC最大値に達することを示すユーザインターフェースを出力装置230を介して出力することができる。他の例を挙げると、制御装置220は、測定センサ210を介して測定された現在SOCとSOC最小値との差が閾値未満であれば、電池の充電をガイドするユーザインターフェースを出力装置230を介して出力することができる。
実施形態によると、制御装置220は、測定センサ210を介して充電および放電によるSOCパターンを取得し、取得されたSOCパターンに基づいて、メモリ240に既に格納された放電エネルギー情報をアップデートすることができる。この場合、電池制御システム1は、機械学習を行うための学習部(または学習プロセッサ)をさらに含むことができる。学習部は、人工ニューラルネットワークモデルを介してデータ(すなわち、SOCパターンおよびそれによる放電エネルギー情報)を学習し、学習されたデータおよび学習ヒストリーを格納することができる。人工ニューラルネットワークモデルは、メモリ240に割り当てられた空間に格納されることができる。メモリ240に割り当てられた空間は、学習されたモデルを学習時点または学習の進み具合などに応じて複数のバージョンに区分して格納することができる。制御装置220は、学習部を用いてSOCパターンに応じた放電エネルギー変化量を分析および学習し、学習された情報に従って現在の放電エネルギー情報を修正することができる。この場合、放電エネルギーが最大となるSOC最大値およびSOC最小値が変更されることができる。学習部は、アップデートされた情報に基づいて、データ分析および機械学習アルゴリズムおよび性能の正確性を向上させることができる。
図3は、多様な実施形態に係る放電エネルギー情報を示すグラフである。
図3を参照すると、縦軸は、最大/最小SOC値(またはレベル)を示し、横軸は、SOC最大/最小値による放電累積エネルギー比率を示す。例えば、SOC最大/最小値が70/10である際の放電累積エネルギー比率(3)は、SOC最大/最小値が90/30である際の放電累積エネルギー比率(1.5)の2倍であってもよい。放電累積エネルギー比率が高いほど電池の寿命効率が高くなるため、電池制御システム1は、放電累積エネルギー比率が最大であるSOC最大/最小値(すなわち、70/10)をユーザにガイドすることができる。
図4~図5は、多様な実施形態に係る、第1ユーザインターフェースを出力する内容について説明する。本文書において、「第1ユーザインターフェース」は、放電エネルギー(または放電累積エネルギー比率)が最大であるSOC最大値およびSOC最小値を示すユーザインターフェースを意味し得る。図4は、第1ユーザインターフェースを出力するための動作フローチャートを示し、図5は、第1ユーザインターフェースを例示する。以下の説明において、動作フローチャートに含まれた各動作は、電池制御システム1により実現されるか、またはその構成要素(例えば、制御装置220)により実現されてもよい。
図4を参照すると、動作410において、電池制御システム1は、放電累積エネルギー比率情報(または放電エネルギー情報)に基づいて、放電累積エネルギー比率が最大であるSOC最大値およびSOC最小値を決めることができる。実施形態によると、放電エネルギー情報は、電池のSOC充電および放電実験により決められたデータであってもよい。他の例を挙げると、放電エネルギー情報は、電池使用パターン(または充電および放電パターン)により決められたデータであってもよい。例えば、電池制御システム1は、車両の走行および電池の充電による電池使用パターンを取得し、各使用パターンに応じて放電累積エネルギー比率が最大となるSOC最大値およびSOC最小値を決めることができる。
動作420において、電池制御システム1は、決められたSOC最大値およびSOC最小値をガイドする第1ユーザインターフェースを出力することができる。例えば、図5を参照すると、電池制御システム1は、出力装置230(例えば、AVシステムまたはナビゲーション)を介して、推奨電池使用量を示すGUI510を出力することができる。他の例を挙げると、電池制御システム1は、音声により、SOC最大値およびSOC最小値をガイドすることができる。
図6~図7は、多様な実施形態に係る、第2ユーザインターフェースを出力する内容について説明する。本文書において、「第2ユーザインターフェース」は、電池の充電をガイドするユーザインターフェースを意味し得る。図6は、第2ユーザインターフェースを出力するための動作フローチャートを示し、図7は、第2ユーザインターフェースを例示する。
図6を参照すると、動作610において、電池制御システム1は、電池のSOCを測定することができる。例えば、制御装置220は、測定センサ210を介してSOCを取得することができる。この場合、測定センサ210は、指定された周期ごとにSOCを測定するか、または特定のイベント(例えば、電池の充電開始または終了時、車両の運行終了時、始動のオン/オフ時)ごとにSOCを測定することができる。
動作620において、電池制御システム1は、現在SOCと放電エネルギー情報により決められたSOC最小値との差が閾値未満であるか否かを確認することができる。差が閾値未満でなければ、電池制御システム1は、動作610~620を繰り返すことができる。
差が閾値未満であれば、動作630において、電池制御システム1は、電池の充電をガイドするUIを出力することができる。例えば、図7を参照すると、電池制御システム1は、出力装置230を介して電池の充電をガイドするGUI710を出力することができる。他の例を挙げると、電池制御システム1は、音声により、電池の充電をガイドすることができる。
図6~図7と類似した原理により、電池の充電SOCが放電エネルギー情報により決められたSOC最大値に達するかまたは電池の充電SOCとSOC最大値との差が閾値未満である場合、電池制御システム1は、電池の充電終了をガイドするユーザインターフェースを出力することができる。例えば、制御装置220は、電池の充電が検知されると、電池充電の間に測定センサ210を介してSOCを確認し、確認されたSOC(すなわち、電池の充電SOC)がSOC最大値に達する場合にユーザインターフェースを出力することができる。この場合、制御装置220は、ユーザ入力なしに電池の充電を終了することができる。
図8は、多様な実施形態に係る、アップデートされた放電エネルギー情報を示すグラフである。
電池の充電および放電が繰り返されると、電池の劣化が進行するため、SOC最大値およびSOC最小値による放電累積エネルギー比率情報の正確度が低下し得る。実施形態に係る電池制御システム1は、既に格納された実験データ(すなわち、初期放電エネルギー情報)に電池使用パターンを学習させることで、放電エネルギー情報をアップデートすることができる。制御装置220(または学習部)は、既に格納された実験データに教師あり学習(supervised learning)アルゴリズムを適用し、電池使用パターンに応じた最適なSOC最大値およびSOC最小値を算出することができる。例えば、図8に示されたように、既存の放電エネルギー情報300がデータ学習により新しい放電エネルギー情報800にアップデートされると、制御装置220は、放電累積エネルギー比率が最大であるSOC最大/最小値を変更することができる(例えば、90/30)。
図9は、多様な実施形態に係る電池管理方法を実行するコンピューティングシステムを示すブロック図である。
図9を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係るコンピューティングシステム30は、MCU32、メモリ34、入出力I/F36、および通信I/F38を含むことができる。
MCU32は、メモリ34に格納されている各種プログラム(例えば、特性値の算出プログラム、クラス分類、および寿命推定プログラムなど)を実行させ、このようなプログラムを介して電池セルの電圧、電流などを含む各種データを処理し、前述した図1に示した電池管理装置の機能を行うようにするプロセッサであってもよい。
メモリ34は、電池セルの特性値の算出、クラス分類、および寿命推定に関する各種プログラムを格納することができる。また、メモリ34は、電池セルそれぞれの電圧、電流、特性値データなどの各種データを格納することができる。
このようなメモリ34は、必要に応じて複数備えられてもよい。メモリ34は、揮発性メモリであってもよく、不揮発性メモリであってもよい。揮発性メモリとしてのメモリ34は、RAM、DRAM、SRAMなどが用いられることができる。不揮発性メモリとしてのメモリ34は、ROM、PROM、EAROM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリなどが用いられることができる。上記で列挙したメモリ34の例は単なる例示にすぎず、これら例に限定されるものではない。
入出力I/F36は、キーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置(図示せず)と、ディスプレイ(図示せず)などの出力装置と、MCU32との間を連結してデータを送受信できるようにするインターフェースを提供することができる。
通信I/F38は、サーバと各種データを送受信できる構成であり、有線または無線通信を支援できる各種装置であってもよい。例えば、通信I/F38を介して、別に備えられた外部サーバから電池セルの特性値の算出、クラス分類、および寿命推定のためのプログラムや各種データなどを送受信することができる。
このように、本文書に開示された一実施形態に係るコンピュータプログラムは、メモリ34に記録され、MCU32により処理されることで、例えば、図1または図2に示した各機能を行うモジュールとして実現されてもよい。
以上、本文書に開示された実施形態を構成する全ての構成要素が1つに結合するかまたは結合して動作するものと説明されたからといって、本文書に開示された実施形態が必ずしもこのような実施形態に限定されるものではない。すなわち、本文書に開示された実施形態の目的の範囲内であれば、その全ての構成要素が1つ以上に選択的に結合して動作してもよい。
また、以上に記載された「含む」、「構成する」、または「有する」などの用語は、特に反対の記載がない限り、当該構成要素が内在できることを意味するため、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいものと解釈されなければならない。技術的または科学的な用語を含む全ての用語は、他に定義しない限り、本文書に開示された実施形態が属する技術分野における通常の知識を有する者により一般的に理解されるものと同一の意味を有する。辞書に定義された用語のように一般的に用いられる用語は、関連技術の文脈上の意味と一致するものと解釈されなければならず、本文書において明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されない。
以上の説明は本文書に開示された技術思想を例示的に説明したものにすぎず、本文書に開示された実施形態が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本文書に開示された実施形態の本質的な特性から逸脱しない範囲内で多様な修正および変形が可能である。したがって、本文書に開示された実施形態は本文書に開示された実施形態の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであって、このような実施形態により本文書に開示された技術思想の範囲が限定されるものではない。本文書に開示された技術思想の保護範囲は後述の特許請求の範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本文書の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (8)

  1. 出力装置と、
    SOC(state of charge)の最大値および最小値による放電エネルギー情報を格納するメモリと、
    前記出力装置および前記メモリと連結される制御装置と、
    SOCをリアルタイムで測定するように設定される測定センサと、
    を含み、
    前記制御装置は、
    前記放電エネルギー情報に基づいて、放電エネルギーが最大であるSOC最大値およびSOC最小値を決め、
    前記出力装置を介して、前記SOC最大値および前記SOC最小値をガイドするユーザインターフェース(user interface、UI)を出力するように設定され
    前記制御装置は、
    前記測定センサを介して充電および放電によるSOCパターンを取得し、
    前記SOCパターンに基づいて、前記放電エネルギーが最大であるSOC最大値およびSOC最小値をアップデートするように設定される、電池制御システム。
  2. 前記制御装置は、
    電池の充電を検知し、
    前記電池の充電の間に充電SOCが前記SOC最大値に達すると、前記電池の充電を終了するか、または前記充電SOCが前記SOC最大値に達することを示すUIを前記出力装置を介して出力するように設定される、請求項1に記載の電池制御システム。
  3. 記制御装置は、
    前記測定センサを介して測定された現在SOCと前記SOC最小値との差が閾値未満であれば、電池の充電をガイドするUIを前記出力装置を介して出力するように設定される、請求項1または2に記載の電池制御システム。
  4. 前記制御装置は、電池管理システム(battery management system、BMS)を含み、
    前記測定センサは、OBD(on board diagnostics)装置を含む、請求項3に記載の電池制御システム。
  5. メモリに格納された放電エネルギー情報に基づいて、放電エネルギーが最大であるSOC最大値およびSOC最小値を決める動作と、
    出力装置を介して、前記SOC最大値および前記SOC最小値をガイドするユーザインターフェースを出力する動作と、
    測定センサを介して充電および放電によるSOCパターンを取得する動作と、
    前記SOCパターンに基づいて、前記放電エネルギーが最大であるSOC最大値およびSOC最小値をアップデートする動作と、
    を含む、電池制御システムの動作方法。
  6. 電池の充電を検知する動作と、
    前記電池の充電の間に充電SOCが前記SOC最大値に達すると、前記電池の充電を終了するか、または前記充電SOCが前記SOC最大値に達することを示すUIを前記出力装置を介して出力する動作と、をさらに含む、請求項に記載の電池制御システムの動作方法。
  7. 前記測定センサを介して現在SOCを測定する動作と、
    前記測定センサを介して測定された現在SOCと前記SOC最小値との差が閾値未満であれば、電池の充電をガイドするUIを前記出力装置を介して出力する動作と、をさらに含む、請求項またはに記載の電池制御システムの動作方法。
  8. 前記電池制御システムは、電池管理システムを含み、
    前記測定センサは、OBD装置を含む、請求項に記載の電池制御システムの動作方法。
JP2023566619A 2021-10-15 2022-09-20 Socレベルをガイドするための電池制御システムおよび方法 Active JP7674002B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0137911 2021-10-15
KR1020210137911A KR20230054191A (ko) 2021-10-15 2021-10-15 Soc 레벨을 안내하기 위한 배터리 제어 시스템 및 방법
PCT/KR2022/014016 WO2023063604A1 (ko) 2021-10-15 2022-09-20 Soc 레벨을 안내하기 위한 배터리 제어 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2024518906A JP2024518906A (ja) 2024-05-08
JP7674002B2 true JP7674002B2 (ja) 2025-05-09

Family

ID=85988393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023566619A Active JP7674002B2 (ja) 2021-10-15 2022-09-20 Socレベルをガイドするための電池制御システムおよび方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240219470A1 (ja)
EP (1) EP4318728A4 (ja)
JP (1) JP7674002B2 (ja)
KR (1) KR20230054191A (ja)
CN (1) CN117223148A (ja)
WO (1) WO2023063604A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025216464A1 (ko) * 2024-04-08 2025-10-16 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 뱅크를 위한 soc 결정 장치 및 soc 결정 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013051839A (ja) 2011-08-31 2013-03-14 Sekisui Chem Co Ltd 運用方法選択装置、電池運用システム、運用方法選択方法、電池運用方法及びコンピュータプログラム
JP2014230447A (ja) 2013-05-24 2014-12-08 本田技研工業株式会社 蓄電装置の残容量表示装置、及びハイブリッド車両の制御装置
JP2015108596A (ja) 2013-12-05 2015-06-11 株式会社五育 二次電池の充電状態計測装置、二次電池の充電状態計測方法及び二次電池の充電器
JP2017069011A (ja) 2015-09-30 2017-04-06 株式会社日立製作所 寿命制御型二次電池システム
JP2020005407A (ja) 2018-06-28 2020-01-09 日立建機株式会社 建設機械管理システム
JP2020008473A (ja) 2018-07-10 2020-01-16 株式会社豊田自動織機 充電率表示装置及び充電率表示方法
JP2021114887A (ja) 2020-01-21 2021-08-05 キヤノン株式会社 電池装置、制御方法およびプログラム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7321220B2 (en) * 2003-11-20 2008-01-22 Lg Chem, Ltd. Method for calculating power capability of battery packs using advanced cell model predictive techniques
US20110234167A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 Chin-Hsing Kao Method of Predicting Remaining Capacity and Run-time of a Battery Device
JP5762699B2 (ja) * 2010-06-30 2015-08-12 三洋電機株式会社 ハイブリッドカーの電源装置
JP7040489B2 (ja) * 2019-04-03 2022-03-23 株式会社デンソー 制御装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013051839A (ja) 2011-08-31 2013-03-14 Sekisui Chem Co Ltd 運用方法選択装置、電池運用システム、運用方法選択方法、電池運用方法及びコンピュータプログラム
JP2014230447A (ja) 2013-05-24 2014-12-08 本田技研工業株式会社 蓄電装置の残容量表示装置、及びハイブリッド車両の制御装置
JP2015108596A (ja) 2013-12-05 2015-06-11 株式会社五育 二次電池の充電状態計測装置、二次電池の充電状態計測方法及び二次電池の充電器
JP2017069011A (ja) 2015-09-30 2017-04-06 株式会社日立製作所 寿命制御型二次電池システム
JP2020005407A (ja) 2018-06-28 2020-01-09 日立建機株式会社 建設機械管理システム
JP2020008473A (ja) 2018-07-10 2020-01-16 株式会社豊田自動織機 充電率表示装置及び充電率表示方法
JP2021114887A (ja) 2020-01-21 2021-08-05 キヤノン株式会社 電池装置、制御方法およびプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024518906A (ja) 2024-05-08
US20240219470A1 (en) 2024-07-04
EP4318728A4 (en) 2024-11-27
WO2023063604A1 (ko) 2023-04-20
CN117223148A (zh) 2023-12-12
EP4318728A1 (en) 2024-02-07
KR20230054191A (ko) 2023-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115774212B (zh) 用于估计电池状态的电子装置和方法
US12388277B2 (en) Method and apparatus for charging battery
EP3961232B1 (en) Method and apparatus for battery state estimation
US20170023649A1 (en) Method and apparatus for estimating state of battery
KR102861015B1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
EP4016100B1 (en) Method and apparatus for optimizing battery
KR102805834B1 (ko) 배터리 관리 방법 및 장치
EP4019993B1 (en) Method and apparatus for battery short circuit detection
CN116298897A (zh) 用于电池短路检测的方法和设备
KR20240027444A (ko) 배터리 진단 장치 및 그것의 동작 방법
CN117192408A (zh) 用于预测电池寿命的设备及预测电池寿命的方法
JP7674002B2 (ja) Socレベルをガイドするための電池制御システムおよび方法
KR20240176270A (ko) 배터리 진단 장치 및 방법
CN113875065B (zh) 电池管理设备、电池管理方法和电池组
CN116243169B (zh) 基于电池特征参数的电池状态检测方法和装置
CN116699433A (zh) 一种电芯监测方法、装置、电池管理系统及电子设备
CN116324446B (zh) 电池管理装置和方法
CN114402208B (zh) 电池管理装置、电池管理方法和电池组
KR20250045561A (ko) 충전 관리 장치 및 그것의 동작 방법
KR20260014452A (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
KR20240163862A (ko) 배터리 안전진단 추정 장치 및 그것의 동작 방법
CN121532663A (zh) 电池诊断装置、电池诊断方法和电池诊断系统

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241001

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241205

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250325

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250417

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7674002

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150