KR20200025495A - 이차 전지의 충전 시간 추정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이차 전지를 구비하는 전기 차량의 충전 시간을 추정하는 과정에서 효과적으로 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있는 충전 시간 추정 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 장치로서, 상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 측정하도록 구성된 모니터링부; 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정하도록 구성된 추정부; 및 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 현재 충전 전류를 수신하고, 상기 추정부로부터 상기 이차 전지의 SOC를 수신하여, 상기 SOC를 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열하고, 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단하며, 각 SOC 구간별 용량을 추정하고, 상기 각 SOC 구간별 용량을 상기 현재 충전 전류 또는 상기 최대 충전 전류로 나누어 구간 충전 시간을 연산하며, 상기 구간 충전 시간을 기초로 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정하도록 구성된 프로세서를 포함한다.

Description

이차 전지의 충전 시간 추정 장치 및 방법{Apparatus and method for estimating charging time of secondary battery}

본 발명은 이차 전지의 충전 시간 추정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차 전지를 구비하는 전기 차량의 충전 시간을 추정하는 과정에서 효과적으로 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있는 충전 시간 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.

근래에 들어서, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.

특히, 최근에는 탄소 에너지가 점차 고갈되고 환경에 대한 관심이 높아지면서, 미국, 유럽, 일본, 한국을 비롯하여 전 세계적으로 하이브리드 자동차와 전기 자동차에 대한 수요가 점차 증가하고 있다. 이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동차는 배터리 팩의 충방전 에너지를 이용하여 차량 구동력을 얻기 때문에, 엔진만을 이용하는 자동차에 비해 연비가 뛰어나고 공해 물질을 배출하지 않거나 감소시킬 수 있다는 점에서 많은 소비자들에게 좋은 반응을 얻고 있다. 따라서, 하이브리드 자동차나 전기 자동차의 핵심적 부품인 차량용 배터리에 보다 많은 관심과 연구가 집중되고 있다.

상기와 같이 배터리는 자동차와 같은 각종 이동성 장치에 사용되는 것으로, 사용 시간에 한계가 있기 때문에 배터리의 잔존량(SOC: State Of Charge)에 대한 정확한 정보를 파악하는 것이 중요하다. 또한, 배터리를 충전하는 경우, 충전 시간을 예측하는 것이 중요하다. 이러한 충전 시간은 배터리를 만충전까지 충전하기 위하여 충전 지속 여부의 척도가 되므로 사용자가 해당 장치를 사용하는데 있어서 매우 중요한 정보이다.

일반적으로 종래 이차 전지의 충전 시간을 추정하고자 하는 경우, 이차 전지의 용량을 충전 주입 전류로 단순히 나누어 계산하는 방법을 사용하였다. 이와 같은 경우, 이차 전지가 받아들일 수 있는 충전 전류의 값이 충전 중 변화하기 때문에 충전 시간을 정확하게 추정하기 어렵다.

또한, 이차 전지의 온도 또는 퇴화율 등의 차이로 인해, 충전이 진행되는 동안 운전자에게 표시되는 충전 시간과 실제 충전 시간 사이에 차이가 발생할 수 있다. 이와 같은 충전 시간의 차이는, 운전자에게 혼란을 초래할 수 있다. 또한, 이와 같은 실제 충전 시간과 추정 충전 시간 사이의 차이로 인해, 운전자는, 차량에 표시되는 충전 시간에 대한 신뢰성을 상실할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 이차 전지를 구비하는 전기 차량의 충전 시간을 추정하는 과정에서 효과적으로 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있는 개선된 충전 시간 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 장치로서, 상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 측정하도록 구성된 모니터링부; 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정하도록 구성된 추정부; 및 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 현재 충전 전류를 수신하고, 상기 추정부로부터 상기 이차 전지의 SOC를 수신하여, 상기 SOC를 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열하고, 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단하며, 각 SOC 구간별 용량을 추정하고, 상기 각 SOC 구간별 용량을 상기 현재 충전 전류 또는 상기 최대 충전 전류로 나누어 구간 충전 시간을 연산하며, 상기 구간 충전 시간을 기초로 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정하도록 구성된 프로세서를 포함한다.

또한, 상기 모니터링부는, 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 측정하도록 구성되고, 상기 추정부는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정하며, 상기 프로세서는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 현재 충전 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 SOC 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열할 수 있다.

또한, 상기 프로세서는, 상기 각 SOC 구간별 용량을 상기 현재 충전 전류 및 상기 최대 충전 전류 중 작은 값으로 나누어 상기 구간 충전 시간을 연산할 수 있다.

또한, 상기 프로세서는, 각 구간 충전 시간을 합하여 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 프로세서는, 각 SOC 구간에 일대일로 대응하는 상기 현재 충전 전류 및 상기 최대 충전 전류 중 작은 값으로 각 SOC 구간별 용량을 나누어 상기 구간 충전 시간을 연산하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 추정부는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOH를 추정하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 프로세서는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 SOH값을 수신하고, 상기 이차 전지의 현재 온도값에 해당하는 상기 SOC 구간에 상기 이차 전지의 상기 SOH값을 곱하여 상기 SOC 구간을 판단하도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 상기 이차 전지의 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 상기 이차 전지의 온도를 기초로 복수의 SOC 구간으로 나누어 미리 저장하고, 미리 저장된 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 미리 저장하도록 구성된 메모리 디바이스를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS는, 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치를 포함한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치를 포함한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 방법은, 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 방법으로서, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 측정하는 단계; 상기 측정 단계에 의해 측정된 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정하고, 상기 이차 전지의 온도값 및 SOC값 중 적어도 하나 이상을 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열하고, 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단하며, 각 SOC 구간별 용량을 추정하는 단계; 및 상기 각 SOC 구간별 용량을 현재 충전 전류 또는 상기 최대 충전 전류로 나누어 구간 충전 시간을 연산하며, 상기 구간 충전 시간을 기초로 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 복수의 SOC 구간을 나누어 각 SOC 구간마다 충전 전류를 별도로 판단함으로써, 이차 전지의 충전 시간을 정확하게 추정할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 각 SOC 구간의 최대 충전 전류와 현재 충전 전류 중 작은 값을 충전 전류로 판단함으로써, 충전 시간 예측의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 이차 전지가 충전되어 SOC가 변화되어가는 과정에서, SOC 구간의 개수 및 각 SOC 구간별 용량을 판단하여 정확한 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있는 개선된 이차 전지의 충전 시간 추정 장치 및 방법이 제공될 수 있다.

이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치가 차량의 일부 구성과 연결된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치가 충전 시간을 추정하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치가 참조하는 최대 충전 전류와 SOC와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판정되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '프로세서'와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본 명세서에서, 이차 전지는, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 이차 전지로 간주될 수 있다. 또한, 본 명세서에서, 셀 어셈블리는, 직렬 및/또는 병렬로 연결된 적어도 하나 이상의 이차 전지를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 차량에 구비된 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 차량에 장착된 배터리 팩에 구비된 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치가 장착된 배터리 팩은, 배터리 팩의 양단이 차량 부하(50)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 차량에 구비된 외부 장치(30)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 테면, 상기 외부 장치(30)는, 차량의 ECU(Electronic Control Unit)일 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치가 차량의 일부 구성과 연결된 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 모니터링부(100), 추정부(200) 및 프로세서(300)를 포함할 수 있다.

상기 모니터링부(100)는, 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 모니터링부(100)는, 이차 전지의 전압을 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 모니터링부(100)는, 셀 어셈블리(10)의 양단과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 모니터링부(100)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 추정부(200)와 전기적으로 결합할 수 있다. 또한, 모니터링부(100)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 프로세서(300)와 전기적으로 결합할 수 있다. 또한, 모니터링부(100)는, 프로세서(300)의 통제 하에, 시간 간격을 두고 셀 어셈블리(10)의 양단 전압을 측정하고 측정된 전압의 크기를 나타내는 신호를 추정부(200)로 출력할 수 있다. 이때, 추정부(200)는, 모니터링부(100)로부터 출력되는 신호로부터 셀 어셈블리(10)의 전압을 결정할 수 있다. 예를 들어, 모니터링부(100)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 전압 측정 회로를 이용하여 구현될 수 있다.

또한, 모니터링부(100)는, 이차 전지의 전류를 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 모니터링부(100)는, 셀 어셈블리(10)의 충방전 경로 상에 구비된 전류 센서(110)의 양단과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 모니터링부(100)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 추정부(200)와 전기적으로 결합할 수 있다. 또한, 모니터링부(100)는, 프로세서(300)의 통제하에, 시간 간격을 두고 셀 어셈블리(10)의 충전 전류 또는 방전 전류의 크기를 반복 측정하고 측정된 전류의 크기를 나타내는 신호를 추정부(200)로 출력할 수 있다. 이때, 추정부(200)는 모니터링부(100)로부터 출력되는 신호로부터 전류의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전류 센서(110)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 홀 센서 또는 센스 저항을 이용하여 구현될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 모니터링부(100)는, 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 모니터링부(100)는, 이차 전지의 온도를 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 모니터링부(100)는, 셀 어셈블리(10)와 연결되어 셀 어셈블리(10)에 구비된 이차 전지의 온도를 측정할 수 있다. 또한, 모니터링부(100)는, 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 추정부(200)와 전기적으로 결합할 수 있다. 또한, 모니터링부(100)는, 시간 간격을 두고 이차 전지의 온도를 반복 측정하고 측정된 온도의 크기를 나타내는 신호를 추정부(200)로 출력할 수 있다. 이때, 추정부(200)는 모니터링부(100)로부터 출력되는 신호로부터 이차 전지의 온도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 모니터링부(100)는, 당업계에서 일반적으로 사용되는 열전대(thermocouple)를 이용하여 구현될 수 있다.

상기 추정부(200)는, 모니터링부(100)로부터 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 수신할 수 있다. 또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추정부(200)는, 모니터링부(100)로부터 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신할 수 있다.

또한, 추정부(200)는, 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 기초로 이차 전지의 SOC를 추정할 수 있다. 또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추정부(200)는, 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 이차 전지의 SOC를 추정할 수 있다.

상기 추정부(200)는, 모니터링부(100)로부터 이차 전지의 상태 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 이차 전지의 상태 정보는, 이차 전지의 전압값, 이차 전지의 전류값 및 이차 전지의 온도값을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 이차 전지의 상태 정보는, 이차 전지의 양단 전압값, 이차 전지를 흐르는 전류값 및 이차 전지의 온도값을 포함할 수 있다.

또한, 추정부(200)는, 모니터링부(100)로부터 수신한 이차 전지에 대한 전압 측정값, 전류 측정값 및 온도 측정값 중 적어도 하나 이상을 이용하여, 이차 전지의 충전 상태(SOC: State Of Charge)를 계산하여 이차 전지의 잔존량을 추정할 수 있다. 또한, 추정부(200)는, 추정된 이차 전지의 잔존량을 이용하여 추정 SOC를 산출할 수 있다. 여기서, 추정 SOC는, 0% 내지 100% 범위에서 이차 전지의 잔존량과 대응되는 수치로 산출될 수 있다.

본 발명의 일 측면에서, 추정부(200)는, 이차 전지의 충전 전류 및 방전 전류를 적산하여 이차 전지의 충전 상태를 추정할 수 있다. 여기서, 이차 전지의 충전 또는 방전이 시작될 때 충전 상태의 초기값은 충전 또는 방전이 시작되기 전에 측정한 이차 전지의 개방 전압(OCV: Open Circuit Voltage)을 이용하여 결정할 수 있다. 이를 위해, 추정부(200)는, 개방 전압 별로 충전 상태를 정의한 개방 전압-충전 상태 룩업 테이블을 포함하고, 룩업 테이블로부터 이차 전지의 개방 전압에 대응되는 충전 상태를 맵핑할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 추정부(200)는, 확장 칼만 필터를 이용하여 이차 전지의 충전 상태를 산출할 수 있다. 확장 칼만 필터는 이차 전지의 전압, 전류 및 온도를 이용하여 이차 전지의 충전 상태를 적응적으로 추정하는 수학적 알고리즘을 말한다. 여기서, 확장 칼만 필터를 이용한 충전 상태의 추정은, 일 예로서 그레고리 엘 플레트(Gregory L. Plett)의 논문 "Extended Kalman filtering for battery management systems of LiPB-based HEV battery packs Parts 1, 2 and 3" (Journal of Power Source 134, 2004, p. 252-261)을 참조할 수 있다.

이차 전지의 충전 상태는 전술한 전류 적산법 또는 확장 칼만 필터 이외에도 이차 전지의 전압, 전류 및 온도를 선택적으로 활용하여 충전 상태를 추정할 수 있는 다른 공지의 방법에 의해서도 결정할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 추정부(200)는, 모니터링부(100)로부터 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 이차 전지의 SOH(State Of Health)를 추정할 수 있다. 여기서, 이차 전지의 SOH는 퇴화율을 의미한다.

이차 전지의 퇴화율은 전술한 이차 전지의 전압, 전류 및 온도를 이용하는 방법 이외에도 이차 전지의 SOC 및 이차 전지의 내부 저항을 선택적으로 활용하여 퇴화율을 추정할 수 있는 다른 공지의 방법에 의해서도 결정할 수 있다.

상기 프로세서(300)는, 모니터링부(100)로부터 이차 전지의 현재 충전 전류를 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, 추정부(200)로부터 이차 전지의 SOC를 수신할 수 있다. 예를 들어, SOC는, 0% 내지 100% 범위에서 이차 전지의 잔존량과 대응되는 수치일 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, SOC를 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열할 수 있다. 예를 들어, 복수의 SOC 구간은, 0% 내지 100% 범위의 SOC를 복수의 구간으로 나눈 구간을 의미한다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 5개의 SOC 구간으로 나누는 경우, 1구간은, SOC 0% 내지 60% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 2구간은, SOC 60% 내지 80% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 3구간은, SOC 80% 내지 90% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 4구간은, SOC 90% 내지 97% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 5구간은, SOC 97% 내지 100% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 예를 들어, 복수의 SOC 구간은, 이차 전지의 SOC에따라 SOC 구간의 개수와 각 SOC 구간의 SOC 경계값이 다르게 설정될 수 있다.

더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(300)는, 모니터링부(100)로부터 이차 전지의 SOH값을 수신하고, 이차 전지의 현재 온도값에 해당하는 SOC 구간에 이차 전지의 상기 SOH값을 곱하여 SOC 구간을 판단할 수 있다. 예를 들어, 복수의 SOC 구간은, 이차 전지의 온도 및 SOH에따라 SOC 구간의 개수와 각 SOC 구간의 SOC 경계값이 다르게 설정될 수 있다.

또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(300)는, 모니터링부(100)로부터 이차 전지의 현재 충전 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, SOC 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열할 수 있다. 예를 들어, 복수의 SOC 구간은, 이차 전지의 SOC 및 온도에 따라 SOC 구간의 개수와 각 SOC 구간의 SOC 경계값이 다르게 설정될 수 있다.

또한, 프로세서(300)는, 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단할 수 있다. 여기서, 최대 충전 전류는, 이차 전지가 충전되는 경우, 이차 전지가 최대로 받아들일 수 있는 충전 전류의 크기를 의미할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 복수의 SOC 구간 중 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 1구간의 최대 충전 전류를 17A로 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, 2구간의 최대 충전 전류를 15A로 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, 3구간의 최대 충전 전류를 10A로 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, 4구간의 최대 충전 전류를 5A로 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(300)는, 5구간의 최대 충전 전류를 2A로 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 이차 전지의 SOC 및 온도를 기초로 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 이차 전지의 SOC 및 온도 별로 최대 충전 전류를 정의한 SOC구간-최대 충전 전류 테이블을 포함할 수 있다.

또한, 프로세서(300)는, 복수의 SOC 구간 중 각 SOC 구간별 용량(Capacity)을 추정할 수 있다. 여기서, 용량(Capacity)의 단위는 Ah(Ampere Hour)일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 이차 전지의 SOC, SOH 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 이차 전지의 각 SOC 구간별 용량을 추정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 이차 전지의 SOC, SOH 및 온도 별로 용량을 정의한 SOC구간-용량 테이블을 포함할 수 있다.

또한, 프로세서(300)는, 각 SOC 구간별 용량을 현재 충전 전류 또는 최대 충전 전류로 나누어 구간 충전 시간을 연산할 수 있다. 여기서, 현재 충전 전류 및 최대 충전 전류의 단위는 A(Ampere)일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 각 SOC 구간마다 현재 충전 전류 또는 최대 충전 전류로 각 SOC 구간별 용량을 나누어 각 SOC 구간의 구간 충전 시간을 연산할 수 있다.

또한, 프로세서(300)는, 구간 충전 시간을 기초로 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(300)는, 각 SOC 구간의 구간 충전 시간을 기초로 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 메모리 디바이스(400)를 더 포함할 수 있다.

상기 메모리 디바이스(400)는, 이차 전지의 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 이차 전지의 온도를 기초로 복수의 SOC 구간으로 나누어 미리 저장할 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(400)는, 미리 저장된 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 미리 저장할 수 있다.

또한, 메모리 디바이스(400)는, 이차 전지의 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 이차 전지의 온도 및 SOH를 기초로 복수의 SOC 구간으로 나누어 미리 저장할 수 있다.

또한, 메모리 디바이스(400)는, 이차 전지의 온도 별로 SOC 구간을 정의한 온도-SOC 구간 테이블을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(400)는, 이차 전지의 SOC 및 온도 별로 최대 충전 전류를 정의한 SOC구간-최대 충전 전류 테이블을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(400)는, 이차 전지의 SOC, SOH 및 온도 별로 용량을 정의한 SOC구간-용량 테이블을 포함할 수 있다.

또한, 메모리 디바이스(400)는, 이차 전지의 개방 전압 별로 잔존량을 정의한 개방 전압-잔존량 룩업 테이블을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(400)는, 모니터링부(100) 및 추정부(200)에서 추정 SOC를 산출하는데 필요한 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 추정부(200)는, 개방 전압-잔존량 룩업 테이블을 이용하여 이차 전지의 잔존량을 추정할 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(400)는, 이차 전지의 내부 저항 별로 SOH를 정의한 내부 저항-SOH 룩업 테이블을 포함할 수 있다.

한편, 프로세서(300)는, 상술한 바와 같은 동작을 수행하기 위해, 당업계에 알려진 프로세서(300), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀 및/또는 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함하는 형태로 구현될 수 있다.

한편, 메모리 디바이스(400)는, 정보를 기록하고 소거할 수 있는 저장 매체라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 메모리 디바이스(400)는, RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체일 수 있다. 메모리 디바이스(400)는, 또한 프로세서(300)에 의해 각각 접근이 가능하도록 예컨대 데이터 버스 등을 통해 프로세서(300)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 메모리 디바이스(400)는, 또한 프로세서(300)가 각각 수행하는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장 및/또는 갱신 및/또는 소거 및/또는 전송할 수 있다.

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치가 충전 시간을 추정하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, SOC 구간과 충전 전류를 기초로 충전 시간을 추정할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 단계 310에서, 이차 전지의 SOC, SOH 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 이차 전지의 SOC 구간을 판단하고, SOC 구간을 나열할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 0% 내지 100% 범위의 SOC를 1구간 내지 5구간 까지 5개의 SOC 구간으로 나누어 나열할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, SOC 구간별 용량을 추정할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 1구간 내지 5구간 까지 5개의 SOC 구간에 대하여 각 SOC 구간별로 용량을 추정할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 단계 320에서, 이차 전지의 온도 및 공급 전류 중 적어도 하나 이상을 기초로 이차 전지의 충전 전류를 판단할 수 있다. 여기서, 공급 전류는, 모니터링부로부터 수신한 이차 전지의 현재 충전 전류를 의미할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 각 SOC 구간의 최대 충전 전류와 현재 충전 전류를 기초로 이차 전지의 충전 전류를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 1구간 내지 5구간 까지 5개의 SOC 구간에 대응하여 1구간 내지 5구간에 각각 해당하는 충전 전류를 판단하여 나열할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 단계 330에서, 각 SOC 구간별 용량을 현재 충전 전류 및 최대 충전 전류 중 작은 값으로 나누어 구간 충전 시간을 연산할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 1구간 내지 5구간 까지 5개의 SOC 구간에 대하여 각 구간별로 현재 충전 전류 및 최대 충전 전류 중 작은 값으로 각 구간의 용량을 나누어 각 구간 충전 시간을 연산할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 단계 330에서, 각 SOC 구간에 일대일로 대응하는 현재 충전 전류 및 최대 충전 전류 중 작은 값으로 각 SOC 구간별 용량을 나누어 구간 충전 시간을 연산할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 1구간 내지 5구간 까지 5개의 SOC 구간에 대하여 5개의 SOC 구간과 5개의 충전 전류가 일대일로 대응하도록 하여 각 구간별로 현재 충전 전류 및 최대 충전 전류 중 작은 값으로 각 구간의 용량을 나누어 각 구간 충전 시간을 연산할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 도면에 도시된 바와 같이, 1구간은, 1 충전 전류와 대응할 수 있다. 또한, 2구간은, 2 충전 전류와 대응할 수 있다. 또한, 3구간은, 3 충전 전류와 대응할 수 있다. 또한, 4구간은, 4 충전 전류와 대응할 수 있다. 또한, 5구간은, 5 충전 전류와 대응할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 단계 340에서, 각 구간 충전 시간을 합하여 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다.

<수학식 1>

여기서, T_R은, 이차 전지의 충전 시간이고, i는, SOC 구간이고, C는, 각 SOC 구간별 용량이고, SOH는, 이차 전지의 퇴화율이고, I는, 각 SOC 구간의 충전 전류를 의미할 수 있다.

예를 들어, 충전 시간 추정 장치는, 각 SOC 구간별로 연산된 각 구간 충전 시간을 모두 합하여 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 단계 350에서, 이차 전지의 충전 시간을 외부 장치로 전달할 수 있다. 예를 들어, 외부 장치는, 차량의 ECU(Electronic Control Unit)일 수 있다.

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치가 참조하는 최대 충전 전류와 SOC와의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 0% 내지 100% 범위의 SOC를 1구간 내지 5구간 까지 5개의 SOC 구간으로 나눌 수 있다. 예를 들어, 1구간은, SOC 0% 내지 60% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 2구간은, SOC 60% 내지 80% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 3구간은, SOC 80% 내지 90% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 4구간은, SOC 90% 내지 97% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다. 또한, 5구간은, SOC 97% 내지 100% 범위의 SOC 구간을 의미할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 각 SOC 구간별로 최대 충전 전류를 판단할 수 있다. 예를 들어, 1구간의 최대 충전 전류는 17A일 수 있다. 또한, 2구간의 최대 충전 전류는 15A일 수 있다. 또한, 3구간의 최대 충전 전류는 10A일 수 있다. 또한, 4구간의 최대 충전 전류는 5A일 수 있다. 또한, 5구간의 최대 충전 전류는 2A일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 이차 전지의 SOC가 0% 로부터 100%까지 증가하는 과정에서, 각 SOC 구간별로 충전 전류를 판단할 수 있다. 예를 들어, 충전 전류는, 각 SOC 구간의 최대 충전 전류와 현재 충전 전류 중 작은 값일 수 있다. 예를 들어, 도 3의 그래프의 A상황에서, 1구간의 최대 충전 전류는 17A이고, 현재 충전 전류는 20A일 수 있다. 이 경우, A 상황의 충전 전류는 17A일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 실시간으로 현재 충전 전류와 최대 충전 전류를 비교하여 현재 충전 전류와 최대 충전 전류 중 작은 값을 충전 전류로 판단할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 각 SOC 구간별 용량을 추정할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 그래프에서, 1구간의 용량은, SOC가 0% 내지 60%의 범위를 가질 때 1구간의 용량이 0Ah 내지 20Ah의 범위를 가지므로, 1구간의 용량은 20Ah일 수 있다. 또한, 2구간의 용량은, SOC가 60% 내지 80%의 범위를 가질 때 2구간의 용량이 20Ah 내지 27Ah의 범위를 가지므로, 2구간의 용량은 7Ah일 수 있다. 또한, 3구간의 용량은, SOC가 80% 내지 90%의 범위를 가질 때 3구간의 용량이 27Ah 내지 30Ah의 범위를 가지므로, 3구간의 용량은 3Ah일 수 있다. 또한, 4구간의 용량은, SOC가 90% 내지 97%의 범위를 가질 때 4구간의 용량이 30Ah 내지 33Ah의 범위를 가지므로, 4구간의 용량은 3Ah일 수 있다. 또한, 5구간의 용량은, SOC가 97% 내지 100%의 범위를 가질 때 5구간의 용량이 33Ah 내지 35Ah의 범위를 가지므로, 5구간의 용량은 2Ah일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 각 SOC 구간별 용량을 현재 충전 전류 및 최대 충전 전류 중 작은 값으로 나누어 구간 충전 시간을 연산할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 그래프에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, SOC 30%인 A지점으로부터 SOC 100%로 이차 전지가 만충전 될 때까지의 충전 시간을 추정할 수 있다. 예를 들어, 이차 전지로 공급되는 현재 충전 전류는 일정하게 20A인 것으로 가정하도록 한다. 이 경우, 1구간의 구간 충전 시간은, A지점에서 1구간의 남은 용량인 10Ah를 17A로 나눈 값일 수 있다. 또한, 2구간의 구간 충전 시간은, 2구간의 용량인 7Ah를 15A로 나눈 값일 수 있다. 또한, 3구간의 구간 충전 시간은, 3구간의 용량인 3Ah를 10A로 나눈 값일 수 있다. 또한, 4구간의 구간 충전 시간은, 4구간의 용량인 3Ah를 5A로 나눈 값일 수 있다. 또한, 5구간의 구간 충전 시간은, 5구간의 용량인 2Ah를 2A로 나눈 값일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 각 구간 충전 시간을 합하여 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 그래프에서, 1구간의 구간 충전 시간, 2구간의 구간 충전 시간, 3구간의 구간 충전 시간, 4구간의 구간 충전 시간 및 5구간의 구간 충전 시간을 모두 합하여 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다.

이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 이차 전지가 충전되어 SOC값이 변화되어가는 과정에서, SOC 구간의 개수 및 각 SOC 구간별 용량을 판단하여 정확한 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 장치는, 이차 전지가 충전되어 SOC값이 변화되어가는 과정에서, 각 SOC 구간의 충전 전류를 각각 연산하여 정확한 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 배터리 충전 시간 추정 장치는, BMS에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치의 각 구성 요소는, BMS(Battery Management System)의 구성 요소로서 구현될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치는, 배터리 팩에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 상술한 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 팩은, 하나 이상의 이차 전지, 상기 충전 시간 추정 장치, 전장품(BMS나 릴레이, 퓨즈 등 구비) 및 케이스 등을 포함할 수 있다.

도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 4에서, 각 단계의 수행 주체는, 앞서 설명한 본 발명에 따른 충전 시간 추정 장치의 각 구성요소라 할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 방법은, 측정 단계(S100), 각 SOC 구간별 용량 추정 단계(S110) 및 충전 시간 추정 단계(S120)를 포함한다.

먼저, 측정 단계(S100)에서는, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 측정할 수 있다. 이어서, 각 SOC 구간별 용량 추정 단계(S110)에서는, 상기 측정 단계에 의해 측정된 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정할 수 있다. 또한, 상기 이차 전지의 온도값 및 SOC값 중 적어도 하나 이상을 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열하고, 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단하며, 각 SOC 구간별 용량을 추정할 수 있다. 이어서, 충전 시간 추정 단계(S120)에서는, 각 SOC 구간별 용량을 현재 충전 전류 또는 상기 최대 충전 전류로 나누어 구간 충전 시간을 연산하며, 상기 구간 충전 시간을 기초로 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 단계(S120)에서는, 각 SOC 구간별 용량을 상기 현재 충전 전류 및 상기 최대 충전 전류 중 작은 값으로 나누어 상기 구간 충전 시간을 연산할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 단계(S120)에서는, 각 구간 충전 시간을 합하여 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 단계(S120)에서는, 각 SOC 구간에 일대일로 대응하는 상기 현재 충전 전류 및 상기 최대 충전 전류 중 작은 값으로 각 SOC 구간별 용량을 나누어 상기 구간 충전 시간을 연산할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 SOC 추정 단계(S110)에서는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOH를 추정할 수 있다.

이어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시간 추정 단계(S120)에서는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 SOH값을 수신하고, 상기 이차 전지의 현재 온도값에 해당하는 상기 SOC 구간에 상기 이차 전지의 상기 SOH값을 곱하여 상기 SOC 구간을 판단할 수 있다.

또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 프로세서는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리 장치에 저장되고 프로세서에 의해 실행될 수 있다.

또한, 프로세서의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록 매체는, ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 상기 코드 체계는 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10: 셀 어셈블리
30: 외부 장치
50: 차량 부하
100: 모니터링부
110: 전류 센서
200: 추정부
300: 프로세서
400: 메모리 디바이스

Claims (11)

1. 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 장치에 있어서,
   상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 측정하도록 구성된 모니터링부;
   상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압 및 전류 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정하도록 구성된 추정부; 및
   상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 현재 충전 전류를 수신하고, 상기 추정부로부터 상기 이차 전지의 SOC를 수신하여, 상기 SOC를 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열하고, 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단하며, 각 SOC 구간별 용량을 추정하고, 상기 각 SOC 구간별 용량을 상기 현재 충전 전류 또는 상기 최대 충전 전류로 나누어 구간 충전 시간을 연산하며, 상기 구간 충전 시간을 기초로 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정하도록 구성된 프로세서
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 모니터링부는, 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 측정하도록 구성되고,
   상기 추정부는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정하며,
   상기 프로세서는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 현재 충전 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 SOC 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열하는 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 프로세서는, 상기 각 SOC 구간별 용량을 상기 현재 충전 전류 및 상기 최대 충전 전류 중 작은 값으로 나누어 상기 구간 충전 시간을 연산하는 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 프로세서는, 각 구간 충전 시간을 합하여 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 프로세서는, 각 SOC 구간에 일대일로 대응하는 상기 현재 충전 전류 및 상기 최대 충전 전류 중 작은 값으로 각 SOC 구간별 용량을 나누어 상기 구간 충전 시간을 연산하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 추정부는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOH를 추정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 프로세서는, 상기 모니터링부로부터 상기 이차 전지의 SOH값을 수신하고, 상기 이차 전지의 현재 온도값에 해당하는 상기 SOC 구간에 상기 이차 전지의 상기 SOH값을 곱하여 상기 SOC 구간을 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 이차 전지의 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 상기 이차 전지의 온도를 기초로 복수의 SOC 구간으로 나누어 미리 저장하고, 미리 저장된 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 미리 저장하도록 구성된 메모리 디바이스
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 장치.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 충전 시간 추정 장치를 포함하는 BMS.
   
10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 충전 시간 추정 장치를 포함하는 배터리 팩.
    
11. 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 방법에 있어서,
    상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 측정하는 단계;
    상기 측정 단계에 의해 측정된 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 수신하고, 상기 이차 전지의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나 이상을 기초로 상기 이차 전지의 SOC를 추정하고, 상기 이차 전지의 온도값 및 SOC값 중 적어도 하나 이상을 기초로 만충전부터 만방전 될 때까지의 SOC를 복수의 SOC 구간으로 나누어 나열하고, 각 SOC 구간마다 상응하는 최대 충전 전류를 판단하며, 각 SOC 구간별 용량을 추정하는 단계; 및
    상기 각 SOC 구간별 용량을 현재 충전 전류 또는 상기 최대 충전 전류로 나누어 구간 충전 시간을 연산하며, 상기 구간 충전 시간을 기초로 상기 이차 전지의 충전 시간을 추정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 시간 추정 방법.
    

Images