WO2022108344A1 - 배터리 관리 장치 및 방법 - Google Patents

배터리 관리 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2022108344A1
WO2022108344A1 PCT/KR2021/016934 KR2021016934W WO2022108344A1 WO 2022108344 A1 WO2022108344 A1 WO 2022108344A1 KR 2021016934 W KR2021016934 W KR 2021016934W WO 2022108344 A1 WO2022108344 A1 WO 2022108344A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
profile
differential
rate
voltage
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.)
Ceased
Application number
PCT/KR2021/016934
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
배윤정
차아밍
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
Priority to US17/923,027 priority Critical patent/US12405310B2/en
Priority to JP2022552277A priority patent/JP7443648B2/ja
Priority to EP21895112.7A priority patent/EP4155743A4/en
Priority to CN202180040753.3A priority patent/CN115917335A/zh
Publication of WO2022108344A1 publication Critical patent/WO2022108344A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US19/309,806 priority patent/US20250389775A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/90—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/933—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0038—Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller (comparing pulses or pulse trains according to amplitude)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/10—Measuring sum, difference or ratio
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/30—Measuring the maximum or the minimum value of current or voltage reached in a time interval
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery management apparatus and method, and more particularly, to a battery management apparatus and method capable of setting an upper limit C-rate for a battery cell.
  • a side reaction may occur and gradually deteriorate.
  • lithium plating in which lithium is deposited on the negative electrode of the battery may occur.
  • the negative electrode capacity of the battery is lost, there is a problem that the lifespan of the battery may be reduced.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and by determining an optimal upper limit C-rate corresponding to a battery cell, a battery management apparatus and method capable of preventing lithium plating from occurring in a battery cell is intended to provide
  • a battery management apparatus is an apparatus for managing battery cells charged a plurality of times at each of a plurality of C-rates, and a plurality of battery cells indicating a correspondence relationship between voltage and capacity of the battery cells for each of the plurality of C-rates.
  • a profile generator configured to acquire a battery profile of , and generate a plurality of differential profiles representing a correspondence relationship between a voltage of the battery cell and a differential capacity with respect to the voltage based on each of the acquired battery profiles; and acquiring the plurality of differential profiles from the profile generator, dividing the plurality of differential profiles into a reference differential profile corresponding to a preset reference C-rate and a plurality of reference differential profiles, and a reference peak in the reference differential profile determines the reference peak in each of the plurality of reference differential profiles, compares the determined voltage of the reference peak with the voltages of the plurality of reference peaks, and determines the upper limit C-rate for the battery cell according to the comparison result It may include a control unit configured to do so.
  • the control unit is configured to calculate a voltage difference between the reference peak and each of the plurality of reference peaks, compare the calculated plurality of voltage differences with a preset threshold voltage, and determine the upper limit C-rate according to the comparison result can
  • the controller may be configured to determine a reference peak in which the calculated voltage difference is equal to or greater than the threshold voltage as a target peak, and to determine a C-rate corresponding to a reference differential profile including the determined target peak as the upper limit C-rate. .
  • the controller generates a voltage profile indicating a correspondence relationship between the plurality of voltage differences and the plurality of C-rates, and determines a target C-rate corresponding to the threshold voltage from the generated voltage profile as the upper limit C-rate can be configured to
  • the controller acquires the plurality of battery profiles, and determines a reference battery profile corresponding to the reference C-rate and a reference battery profile corresponding to the reference C-rate from the plurality of obtained battery profiles, and the determined reference battery profile and set the threshold voltage based on the determined reference battery profile.
  • the controller may be configured to select a reference capacity satisfying a predetermined condition from the reference battery profile, and set a voltage corresponding to the reference capacity in the reference battery profile as the threshold voltage.
  • the controller may be configured to select, as the reference capacity, a capacity corresponding to a point at which the negative voltage is 0 in the reference battery profile.
  • the controller may be configured to set a negative voltage corresponding to the reference capacity in the reference battery profile as the threshold voltage.
  • a battery pack according to another aspect of the present invention may include the battery management apparatus according to an aspect of the present invention.
  • a battery management method is a method of managing a battery cell charged a plurality of times at each of a plurality of C-rates, and represents a corresponding relationship between a voltage and a capacity of the battery cell for each of the plurality of C-rates.
  • the charging and discharging of the battery cell can be controlled according to the determined upper limit C-rate, it is possible to prevent side reactions from occurring in the battery cell by charging and discharging according to the high C-rate. In addition, deterioration of the battery cell may be slowed, and thus the lifespan of the battery cell may be increased.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a plurality of differential profiles generated by a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a voltage profile generated by a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a plurality of battery profiles according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an exemplary configuration of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a battery management method according to another embodiment of the present invention.
  • a term such as a control unit described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery management apparatus 100 may manage battery cells charged a plurality of times at each of a plurality of current rates (C-rates).
  • the battery cell has a negative terminal and a positive terminal, and refers to one physically separable independent cell.
  • one pouch-type lithium polymer cell may be regarded as a battery cell.
  • the battery cells are configured at a first C-rate (C1), a second C-rate (C2), a third C-rate (C3), a fourth C-rate (C4), and a fifth C-rate (C5).
  • C1 a first C-rate
  • C2 a second C-rate
  • C3 a third C-rate
  • C4 a fourth C-rate
  • C5 a fifth C-rate
  • Each can be charged. That is, the battery cell may be fully charged at five C-rates from 0% to 100% of the state of charge (SOC).
  • SOC state of charge
  • the first C-rate(C1) may be 0.05C
  • the second C-rate(C2) may be 0.33C
  • the third C-rate(C3) may be 0.5C
  • the fourth C-rate (C4) may be 0.7C
  • the fifth C-rate (C5) may be 1C.
  • the battery management apparatus 100 may include a profile generator 110 and a controller 120 .
  • the profile generator 110 may be configured to acquire a plurality of battery profiles indicating a correspondence relationship between a voltage and a capacity of the battery cell for each of the plurality of C-rates.
  • the battery profile may be a profile indicating a correspondence relationship between a voltage and a capacity of a battery cell. For example, when the voltage is set to X and the capacity is set to Y, the battery profile may be expressed as an X-Y graph or an X-Y table.
  • the battery cell has a first C-rate (C1), a second C-rate (C2), a third C-rate (C3), a fourth C-rate (C4), and a fifth C
  • the profile generating unit 110 When each charged at -rate (C5), the profile generating unit 110 generates a first C-rate (C1), a second C-rate (C2), a third C-rate (C3), and a fourth C-rate Five battery profiles corresponding to each of (C4) and the fifth C-rate (C5) may be obtained.
  • the profile generator 110 may be configured to generate a plurality of differential profiles indicating a corresponding relationship between a voltage of the battery cell and a differential capacity with respect to the voltage, based on each of the plurality of obtained battery profiles.
  • the differential profile may be a profile indicating a correspondence between a voltage of a battery cell and a differential capacity.
  • the profile generator 110 may calculate the differential capacity by differentiating the capacity based on the voltage.
  • the profile generator 110 may generate a differential profile according to a correspondence relationship between a voltage and a differential capacitance. That is, when the voltage is set to X and the differential capacitance is set to Y, the differential profile may be expressed as an X-Y graph or an X-Y table.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a plurality of differential profiles generated by the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the profile generator 110 may generate five differential profiles P1 , P2 , P3 , P4 , and P5 based on the five battery profiles.
  • the first differential profile P1 is a differential profile corresponding to the battery cell charged at the first C-rate C1.
  • the second differential profile P2 is a differential profile corresponding to the battery cell charged at the second C-rate C2.
  • the third differential profile P3 is a differential profile corresponding to the battery cell charged at the third C-rate C3.
  • the fourth differential profile P4 is a differential profile corresponding to the battery cell charged at the fourth C-rate C4.
  • the fifth differential profile P5 is a differential profile corresponding to the battery cell charged at the fifth C-rate C5.
  • the controller 120 may be configured to obtain the plurality of differential profiles P1 , P2 , P3 , P4 , and P5 from the profile generator 110 .
  • the controller 120 may be communicatively connected to the profile generator 110 .
  • the profile generating unit 110 transmits the generated plurality of differential profiles (P1, P2, P3, P4, P5) to the control unit 120, and the control unit 120 transmits the plurality of differential profiles (P1, P2, P3, P4, P5) to the control unit 120 from the profile generation unit 110 (
  • a plurality of differential profiles P1, P2, P3, P4, and P5 may be obtained by receiving P1, P2, P3, P4, and P5).
  • the controller 120 may be configured to divide the plurality of differential profiles P1, P2, P3, P4, and P5 into a reference differential profile corresponding to a preset reference C-rate and a plurality of reference differential profiles.
  • the reference C-rate may be preset to less than 0.1C.
  • the controller 120 sets a differential profile corresponding to a C-rate of less than 0.1C among the plurality of differential profiles P1, P2, P3, P4, and P5 as a reference differential profile, and refers to the other differential profiles as reference differential You can set it as a profile.
  • the controller 120 may set the differential profile having the smallest corresponding C-rate as the reference differential profile, and set the remaining differential profiles as the reference differential profile. .
  • the reference C-rate may be preset to 0.05C.
  • the controller 120 may set the differential profile corresponding to 0.05C among the plurality of differential profiles as the reference differential profile, and set the remaining differential profiles as the reference differential profile.
  • the controller 120 selects the differential profile having the smallest C-rate among the plurality of differential profiles. It can be set as a reference differential profile, and the remaining differential profiles can be set as a reference differential profile.
  • the reference C-rate is preset to 0.05C, the first C-rate (C1), the second C-rate (C2), the third C-rate (C3), the fourth C-rate (C4) and It is assumed that the fifth C-rate (C5) is 0.05C, 0.33C, 0.5C, 0.7C, and 1C, respectively.
  • the controller 120 sets the first differential profile P1 corresponding to the first C-rate (C1) as the reference differential profile, and the second to fifth C-rates (C2, C3).
  • the second to fifth differential profiles P2, P3, P4, and P5 corresponding to , C4, and C5 may be set as reference differential profiles. That is, among the first to fifth differential profiles P1, P2, P3, P4, and P5, the first differential profile P1 is divided into a reference differential profile, and the second to fifth differential profiles P2, P3, P4, P5) can be classified as a reference differential profile.
  • the controller 120 may be configured to determine a reference peak in the reference differential profile and determine a reference peak in each of the plurality of reference differential profiles.
  • the reference peak and the reference peak may correspond to each other. That is, the reference peak and the reference peak may be points having an upward convex shape in a predetermined voltage range in a differential profile corresponding to each.
  • the point having an upward convex shape means a point at which the instantaneous rate of change of the differential capacitance with respect to voltage is 0. Based on the point, the instantaneous rate of change of the low potential side is positive and the instantaneous rate of change of the high potential side is negative. do.
  • the reference peak and the reference peak may be points having the largest differential capacity among peaks included in 3.6V to 3.8V in the corresponding differential profile.
  • the first differential profile P1 includes the first peak Pa
  • the second differential profile P2 includes the second peak Pb
  • the third differential profile P3 includes may include a third peak Pc
  • the fourth differential profile P4 may include the fourth peak Pd
  • the fifth differential profile P5 may include the fifth peak Pe. That is, the controller 120 may determine a reference peak in the reference differential profile and determine a reference peak in each of the plurality of reference differential profiles.
  • the controller 120 may be configured to compare the determined voltages of the reference peaks with the determined voltages of the plurality of reference peaks.
  • the controller 120 may compare the voltage of the reference peak and the determined voltages of the plurality of reference peaks, respectively. That is, the controller 120 may calculate a voltage difference between the reference peak and each of the plurality of reference peaks.
  • the voltage of the first peak Pa which is the reference peak
  • Voltages of the second peak Pb, the third peak Pc, the fourth peak Pd, and the fifth peak Pe corresponding to the plurality of reference peaks may be Vb, Vc, Vd, and Ve, respectively.
  • the controller 120 calculates a first voltage difference between the voltage Va of the first peak Pa and the voltage Vb of the second peak Pb, and the voltage Va of the first peak Pa and the second A second voltage difference between the voltages Vc of the three peaks Pc may be calculated.
  • the controller 120 calculates a third voltage difference between the voltage Va of the first peak Pa and the voltage Vd of the fourth peak Pd, and the voltage Va of the first peak Pa and the second A fourth voltage difference between the voltages Ve of the 5 peaks Pe may be calculated.
  • the controller 120 may be configured to determine the upper limit C-rate for the battery cell according to the comparison result. Specifically, the controller 120 may be configured to compare the plurality of calculated voltage differences with a preset threshold voltage Vth, and to determine the upper limit C-rate according to the comparison result.
  • the controller 120 may compare each of the calculated first to fourth voltage differences with a preset threshold voltage Vth.
  • the controller 120 may compare the magnitude between each of the first to fourth voltage differences and the threshold voltage Vth, and determine the upper limit C-rate for the battery cell according to the comparison result.
  • the upper limit C-rate is set for each battery cell, and may mean a maximum allowable C-rate when the battery cell is charged and discharged. That is, the upper limit C-rate determined by the controller 120 may be set as the maximum allowable C-rate for the battery cell. In addition, the battery cell may be charged or discharged at a C-rate less than the determined upper limit C-rate.
  • the control unit 120 determines the upper limit C-rate for the battery cell according to the result of comparing the voltage of the reference peak with the voltage of the plurality of reference peaks, thereby preventing the occurrence of side reactions in the battery cells according to charging and discharging. can be prevented
  • the charging and discharging of the battery cells can be controlled according to the upper limit C-rate determined by the battery management apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, the deterioration of the battery cells is slowed, and thus the lifespan of the battery cells. This can be increased.
  • control unit 120 provided in the battery management apparatus 100 is a processor, an application-specific integrated circuit (ASIC), other chipsets, logic circuits, and registers known in the art to execute various control logics performed in the present invention.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the controller 120 may be implemented as a set of program modules.
  • the program module may be stored in the memory and executed by the controller 120 .
  • the memory may be inside or outside the control unit 120 , and may be connected to the control unit 120 by various well-known means.
  • the battery management apparatus 100 may further include a storage unit 130 .
  • the storage unit 130 may store data necessary for each component of the battery management apparatus 100 to perform operations and functions, programs or data generated in the course of performing operations and functions.
  • the storage unit 130 is not particularly limited in its type as long as it is a known information storage means capable of writing, erasing, updating and reading data.
  • the information storage means may include RAM, flash memory, ROM, EEPROM, registers, and the like.
  • the storage unit 130 may store program codes in which processes executable by the control unit 120 are defined.
  • a plurality of battery profiles may be stored in the storage unit 130 .
  • the profile generating unit 110 may access the storage unit 130 to obtain a plurality of battery profiles.
  • the plurality of differential profiles generated by the profile generator 110 may be stored in the storage 130 .
  • the control unit 120 may not only receive the plurality of differential profiles directly from the profile generator 110 , but may also access the storage unit 130 to obtain a plurality of battery profiles and a plurality of differential profiles.
  • controller 120 determines the upper limit C-rate.
  • the controller 120 may determine any one of a plurality of C-rates at which the battery cells are charged as the upper limit C-rate.
  • the controller 120 may be configured to determine a reference peak having a calculated voltage difference equal to or greater than the threshold voltage Vth as the target peak TP.
  • the threshold voltage Vth may be preset.
  • a reference peak having a voltage difference equal to or greater than the threshold voltage Vth based on the voltage of the reference peak may be the fifth peak Pe. That is, the voltage difference between the voltage of the fifth peak Pe and the voltage of the reference peak may be greater than the threshold voltage Vth. Accordingly, the controller 120 may determine the fifth peak Pe as the target peak TP.
  • the controller 120 selects the reference peak having the calculated voltage difference equal to or greater than the threshold voltage Vth and having the smallest calculated voltage difference as the target peak. (TP) can be determined. That is, the controller 120 may determine a reference peak having the calculated voltage difference equal to or greater than the threshold voltage Vth and having the smallest corresponding voltage as the target peak TP.
  • the controller 120 may be configured to determine the C-rate corresponding to the reference differential profile including the determined target peak TP as the upper limit C-rate.
  • the controller 120 may select the fifth differential profile P5 including the target peak TP.
  • the controller 120 may determine the fifth C-rate C5 corresponding to the fifth differential profile P5 as the upper limit C-rate.
  • the controller 120 may determine the target C-rate (TC) based on a plurality of C-rates charged with respect to the battery cell, and determine the determined target C-rate (TC) as the upper limit C-rate. have.
  • the controller 120 may be configured to generate a voltage profile Pv indicating a correspondence relationship between the plurality of voltage differences and the plurality of C-rates.
  • the controller 120 may control the C-rate of the first differential profile P1, the second differential profile P2, the third differential profile P3, the fourth differential profile P4, and the fifth differential profile P5. and a voltage profile (Pv) for the voltage difference can be generated.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a voltage profile Pv generated by the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 120 controls a first C-rate (C1), a second C-rate (C2) and a first voltage difference, a third C-rate (C3) and a second voltage difference, and a fourth A voltage profile Pv representing a difference between C-rate (C4) and a third voltage and a difference between a fifth C-rate (C5) and a fourth voltage may be generated.
  • the first C-rate (C1) is the C-rate corresponding to the reference differential profile. That is, since the voltage difference is calculated based on the voltage of the reference peak, the voltage difference corresponding to the first C-rate (C1) may be set to zero.
  • the first voltage difference may be Vb-Va
  • the second voltage difference may be Vc-Va
  • the third voltage difference may be Vd-Va
  • the fourth voltage difference may be Ve-Va.
  • the controller 120 may be configured to determine a target C-rate TC corresponding to the threshold voltage Vth in the generated voltage profile Pv as the upper limit C-rate.
  • the controller 120 may select the target C-rate TC corresponding to the threshold voltage Vth by substituting the threshold voltage Vth into the generated voltage profile Pv. In addition, the controller 120 may determine the selected target C-rate (TC) as the upper limit C-rate.
  • the target C-rate corresponding to the threshold voltage Vth may be TC within 0.8C to 1C.
  • the controller 120 may determine the target C-rate (TC) as the upper limit C-rate for the battery cell.
  • the threshold voltage Vth is set by the controller 120.
  • the controller 120 may be configured to acquire the plurality of battery profiles.
  • the controller 120 may acquire a plurality of battery profiles by accessing the storage 130 .
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a plurality of battery profiles according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 may be an anode profile showing a correspondence relationship between a cathode voltage and a capacity of a battery cell charged a plurality of times at each of a plurality of C-rates.
  • the battery profile includes a positive electrode profile indicating a correspondence relationship between the positive voltage and capacity of the battery cell, a negative electrode profile indicating a correspondence relationship between a negative voltage and capacity of the battery cell, and a correspondence relationship between voltage and capacity of the battery cell (full cell).
  • a full cell profile representing may be included.
  • the profile generator 110 may generate a differential profile based on the full cell profile.
  • the controller 120 may acquire the negative electrode profile among the battery profiles from the storage unit 130 .
  • the controller 120 controls the first cathode profile NP1 corresponding to the first C-rate (C1), and the second cathode profile NP2 corresponding to the second C-rate (C2). ) and a third cathode profile NP3 corresponding to the third C-rate C3 may be obtained. Also, the controller 120 may obtain a fourth cathode profile NP4 corresponding to the fourth C-rate (C4) and a fifth cathode profile NP5 corresponding to the fifth C-rate (C5).
  • the controller 120 may be configured to determine a reference battery profile corresponding to the reference C-rate and a reference battery profile corresponding to the reference C-rate from the plurality of obtained battery profiles.
  • the controller 120 may be configured to determine a reference battery profile and a reference battery profile from the plurality of obtained negative electrode profiles.
  • the reference C-rate may be preset to 1C or higher.
  • the controller 120 may set a battery profile corresponding to a C-rate of 1C or higher among a plurality of battery profiles as a reference battery profile. If there are a plurality of battery profiles corresponding to the reference C-rate, the controller 120 may set the battery profile having the largest corresponding C-rate as the reference battery profile and set the remaining battery profiles as the reference battery profile. .
  • the reference C-rate may be preset to 1C.
  • the controller 120 may set the battery profile corresponding to 1C among the plurality of battery profiles as the reference battery profile.
  • the controller 120 may set a battery profile having the highest C-rate among the plurality of battery profiles as the reference battery profile.
  • the reference C-rate is 0.05C and the reference C-rate is preset to 1C.
  • the first C-rate (C1), the second C-rate (C2), the third C-rate (C3), the fourth C-rate (C4), and the fifth C-rate (C5) are each 0.05C , assume 0.33C, 0.5C, 0.7C and 1C.
  • the controller 120 determines the first negative electrode profile NP1 corresponding to the first C-rate (C1) as the reference battery profile, and selects the fifth negative electrode profile NP5 corresponding to the fifth C-rate (C5). It can be determined by the reference battery profile.
  • the controller 120 may be configured to set the threshold voltage Vth based on the determined reference battery profile and the determined reference battery profile.
  • the controller 120 may select a reference capacity satisfying a predetermined condition from the reference battery profile.
  • the controller 120 may be configured to set a voltage corresponding to the reference capacity in the reference battery profile as the threshold voltage Vth.
  • the controller 120 may set the voltage corresponding to the reference capacity in the reference battery profile as the threshold voltage Vth. That is, the voltage Vth corresponding to the reference capacitance Qr in the first cathode profile NP1 may be set as the threshold voltage Vth.
  • the controller 120 may be configured to select a capacity corresponding to a point at which the negative voltage is 0 in the reference battery profile as the reference capacity. That is, the reference capacity satisfying the predetermined condition may be a capacity corresponding to 0 [V] in the reference battery profile. In addition, the controller 120 may be configured to set a negative voltage corresponding to the reference capacity in the reference battery profile as the threshold voltage Vth.
  • the capacitance corresponding to 0 [V] in the fifth negative electrode profile NP5 may be Qr. Accordingly, the controller 120 may select Qr [mAh] as the reference capacity.
  • a voltage corresponding to the reference capacitance in the first negative electrode profile NP1 may be Vth. Accordingly, the controller 120 may set Vth[V] as the threshold voltage Vth.
  • the battery management apparatus 100 may be applied to a Battery Management System (BMS). That is, the BMS according to the present invention may include the above-described battery management apparatus 100 . In this configuration, at least some of each component of the battery management apparatus 100 may be implemented by supplementing or adding functions of the configuration included in the conventional BMS. For example, the profile generator 110 , the controller 120 , and the storage 130 of the battery management apparatus 100 may be implemented as components of the BMS.
  • BMS Battery Management System
  • the battery management apparatus 100 according to the present invention may be provided in the battery pack 1 . That is, the battery pack 1 according to the present invention may include the above-described battery management apparatus 100 and one or more battery cells. In addition, the battery pack 1 may further include electrical equipment (relays, fuses, etc.) and a case.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an exemplary configuration of a battery pack 1 according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1 may include a battery management device 100 , a measuring unit, and a charging/discharging unit 300 .
  • the measuring unit may be connected to the first sensing line SL1 , the second sensing line SL2 , and the third sensing line SL3 .
  • the measuring unit may measure the positive voltage of the battery cell through the first sensing line SL1 and measure the negative voltage of the battery cell through the second sensing line SL2 .
  • the measuring unit may measure the voltage of the battery cell by calculating a difference between the measured positive voltage and the negative voltage.
  • the measuring unit may be connected to the current measuring unit A through the third sensing line SL3 .
  • the current measuring unit A may be provided on a charge/discharge path of a battery cell.
  • the current measuring unit A may be an ammeter or a shunt resistor.
  • the charge/discharge path may be a high current path through which the charging current and the discharging current of the battery cell flow.
  • the measuring unit may measure the current of the battery cell through the third sensing line SL3 connected to the current measuring unit A, and measure the capacity of the battery cell based on the measured current.
  • both ends of the charging/discharging unit 300 may be connected to the charging/discharging path of the battery cell.
  • one end of the charging/discharging unit 300 may be connected to the positive side of the battery cell in the charging/discharging path.
  • the other end of the charging/discharging unit 300 may be connected to the negative side of the battery cell in the charging/discharging path.
  • the charging/discharging unit 300 may charge and/or discharge the battery cells under the control of the control unit 120 .
  • the charging/discharging unit 300 may charge the battery cells a plurality of times at each of a plurality of C-rates. Specifically, the charging/discharging unit 300 may charge the battery cell from 0% to 100% of the state of charge (SCO).
  • the measuring unit may measure a voltage and a capacity while the battery cell is being charged, and generate a battery profile indicating a correspondence relationship between the voltage and the capacity of the battery cell.
  • the measurement unit may transmit the generated plurality of battery profiles to the battery management apparatus 100 , and the profile generation unit 110 may receive the plurality of battery profiles from the measurement unit.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a battery management method according to another embodiment of the present invention.
  • the battery management method is a method of managing battery cells charged a plurality of times at each of a plurality of C-rates, and each step of the battery management method may be performed by the battery management apparatus 100 .
  • the content overlapping with the previously described content will be omitted or briefly described.
  • the battery management method includes a plurality of battery profile acquisition steps (S100), a differential profile generation step (S200), a differential profile classification step (S300), a reference peak and a reference peak determination step (S400), and an upper limit C- It may include a rate determination step (S500).
  • the step of acquiring a plurality of battery profiles is a step of acquiring a plurality of battery profiles indicating a correspondence relationship between the voltage and capacity of the battery cells for each of the plurality of C-rates, and may be performed by the profile generator 110 . have.
  • Each battery profile may represent a correspondence relationship between a voltage and a capacity of a battery cell charged at a corresponding C-rate.
  • the profile generating unit 110 may receive a plurality of battery profiles from the outside or may obtain a plurality of battery profiles by accessing the storage unit 130 .
  • the profile generator 110 may obtain first to fifth battery profiles, and each of the first to fifth battery profiles may correspond to each of the first to fifth C-rates (C5).
  • the differential profile generating step ( S200 ) is a step of generating a plurality of differential profiles indicating a correspondence between the voltage of the battery cell and a differential capacity with respect to the voltage based on each of the plurality of battery profiles obtained, and the profile generator 110 . ) can be done by
  • the profile generator 110 may generate a plurality of differential profiles based on each of the plurality of obtained battery profiles. That is, the profile generator 110 may generate one differential profile for one battery profile.
  • the profile generator 110 may generate a first differential profile P1 based on the first battery profile and generate a second differential profile P2 based on the second battery profile. have.
  • the profile generator 110 generates a third differential profile P3 based on the third battery profile, generates a fourth differential profile P4 based on the fourth battery profile, and generates a fourth differential profile P4 based on the fifth battery profile.
  • a fifth differential profile P5 may be generated.
  • the differential profile classification step S300 is a step of dividing the plurality of differential profiles into a reference differential profile corresponding to a preset reference C-rate and a plurality of reference differential profiles, and may be performed by the controller 120 .
  • the reference C-rate is set to 0.05C
  • the first C-rate (C1) is 0.05C
  • the second C-rate (C2) is 0.33C
  • the third C-rate (C3) is 0.5C
  • the fourth C-rate (C4) is 0.7C
  • the fifth C-rate (C5) is 1C.
  • the controller 120 divides the first differential profile P1 corresponding to the reference C-rate into the reference differential profile, and the second to fifth differential profiles P2, P3, P4, and P5. can be classified as a reference differential profile.
  • the step of determining the reference peak and the reference peak is a step of determining a reference peak in the reference differential profile and determining a reference peak in each of the plurality of reference differential profiles, and may be performed by the controller 120 .
  • the controller 120 may determine the first to fifth peaks Pe in each of the first to fifth differential profiles P5 .
  • the first peak Pa included in the first differential profile P1 that is the reference differential profile may be determined as the reference peak.
  • the second to fifth peaks Pe included in the second to fifth differential profiles P2, P3, P4, and P5 that are the reference differential profiles may be determined as reference peaks.
  • the upper limit C-rate determination step (S500) is a step of comparing the determined voltage of the reference peak and the determined voltages of the plurality of reference peaks, and determining the upper limit C-rate of the battery cell according to the comparison result. can be performed by
  • the controller 120 compares the voltage of the reference peak and the voltages of the plurality of reference peaks to calculate a voltage difference, compares the calculated voltage difference with the threshold voltage Vth, and compares According to the result, the upper limit C-rate for the battery cell may be determined.
  • the battery management method for battery cells charged a plurality of times at each of a plurality of C-rates, deterioration of the battery cells may be accelerated (that is, side reactions may further occur in the battery cells). )
  • the upper limit C-rate it is possible to control charging and discharging of battery cells. Accordingly, since the battery cell may be charged and discharged at a C-rate less than the upper limit C-rate, the lifespan of the battery cell may be increased.
  • the embodiment of the present invention described above is not implemented only through the apparatus and method, and may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded.
  • the implementation can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains from the description of the above-described embodiments.
  • control unit 120 control unit

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 배터리 셀에 대응되는 최적의 상한 C-rate를 결정함으로써, 배터리 셀에 리튬 플레이팅이 발생되는 것을 방지할 수 있는 배터리 관리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명의 일 측면에 따르면, 결정된 상한 C-rate에 따라 배터리 셀의 충전 및 방전이 제어될 수 있기 때문에, 높은 C-rate에 따른 충전 및 방전에 의해 배터리 셀에 부반응이 발생되는 것이 방지될 수 있으며, 배터리 셀의 퇴화가 더디게 진행되어 배터리 셀의 수명이 증대될 수 있다.

Description

배터리 관리 장치 및 방법
본 출원은 2020년 11월 17일 자로 출원된 한국 특허 출원번호 제 10-2020-0153903호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은 배터리 관리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리 셀에 대한 상한 C-rate를 설정할 수 있는 배터리 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
일반적으로, 배터리는 충전 및 방전이 반복되는 과정에서, 부반응이 발생되며 점차 퇴화될 수 있다. 예컨대, 높은 C-rate로 충전 및/또는 방전이 진행되면, 배터리의 음극에 리튬이 석출되는 리튬 플레이팅(Lithium plating)이 발생될 수 있다. 배터리에 리튬 플레이팅이 발생되면, 배터리의 음극 용량이 손실되기 때문에, 배터리의 수명이 감소될 수 있는 문제가 있다.
종래에는 배터리에 대한 프로파일을 분석하여 리튬 플레이팅의 발생 여부 및 발생 시점을 진단하였다. 다만, 퇴화로 인해 내부 저항이 증가된 퇴화 셀의 경우, 발생 시점을 정확히 진단하는데 어려움이 있다. 또한, 종래에는 리튬 플레이팅이 발생된 후에 리튬 플레이팅의 발생 여부 및 발생 시점을 진단하기 때문에, 배터리에 리튬 플레이팅이 발생되는 것을 방지하는 측면에서는 한계가 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리 셀에 대응되는 최적의 상한 C-rate를 결정함으로써, 배터리 셀에 리튬 플레이팅이 발생되는 것을 방지할 수 있는 배터리 관리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 장치는 복수의 C-rate 각각으로 복수 회 충전된 배터리 셀을 관리하는 장치로서, 상기 복수의 C-rate마다 상기 배터리 셀의 전압과 용량 간의 대응 관계를 나타내는 복수의 배터리 프로파일을 획득하고, 획득된 복수의 배터리 프로파일 각각에 기반하여 상기 배터리 셀의 전압과 상기 전압에 대한 미분 용량 간의 대응 관계를 나타내는 복수의 미분 프로파일을 생성하도록 구성된 프로파일 생성부; 및 상기 프로파일 생성부로부터 상기 복수의 미분 프로파일을 획득하고, 상기 복수의 미분 프로파일을 미리 설정된 기준 C-rate에 대응되는 기준 미분 프로파일과 복수의 참조 미분 프로파일로 구분하며, 상기 기준 미분 프로파일에서 기준 피크를 결정하고, 상기 복수의 참조 미분 프로파일 각각에서 참조 피크를 결정하며, 결정된 기준 피크의 전압과 결정된 복수의 참조 피크의 전압을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 배터리 셀에 대한 상한 C-rate를 결정하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 기준 피크와 상기 복수의 참조 피크 각각 간의 전압 차이를 산출하고, 산출된 복수의 전압 차이와 미리 설정된 임계 전압을 비교하며, 비교 결과에 따라 상기 상한 C-rate를 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 산출된 전압 차이가 상기 임계 전압 이상인 참조 피크를 타겟 피크로 결정하며, 결정된 타겟 피크가 포함된 참조 미분 프로파일에 대응되는 C-rate를 상기 상한 C-rate로 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 복수의 전압 차이와 상기 복수의 C-rate 간의 대응 관계를 나타내는 전압 프로파일을 생성하고, 생성된 전압 프로파일에서 상기 임계 전압에 대응되는 타겟 C-rate를 상기 상한 C-rate로 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 복수의 배터리 프로파일을 획득하고, 획득된 복수의 배터리 프로파일에서 상기 기준 C-rate에 대응되는 기준 배터리 프로파일 및 참조 C-rate에 대응되는 참조 배터리 프로파일을 결정하며, 결정된 기준 배터리 프로파일 및 결정된 참조 배터리 프로파일에 기반하여 상기 임계 전압을 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 참조 배터리 프로파일에서 소정의 조건을 만족하는 참조 용량을 선택하고, 상기 기준 배터리 프로파일에서 상기 참조 용량에 대응되는 전압을 상기 임계 전압으로 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 참조 배터리 프로파일에서 음극 전압이 0인 지점에 대응되는 용량을 상기 참조 용량으로 선택하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 기준 배터리 프로파일에서 상기 참조 용량에 대응되는 음극 전압을 상기 임계 전압으로 설정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 방법은 복수의 C-rate 각각으로 복수 회 충전된 배터리 셀을 관리하는 방법으로서, 상기 복수의 C-rate마다 상기 배터리 셀의 전압과 용량 간의 대응 관계를 나타내는 복수의 배터리 프로파일을 획득하는 복수의 배터리 프로파일 획득 단계; 획득된 복수의 배터리 프로파일 각각에 기반하여 상기 배터리 셀의 전압과 상기 전압에 대한 미분 용량 간의 대응 관계를 나타내는 복수의 미분 프로파일을 생성하는 미분 프로파일 생성 단계; 상기 복수의 미분 프로파일을 미리 설정된 기준 C-rate에 대응되는 기준 미분 프로파일과 복수의 참조 미분 프로파일로 구분하는 미분 프로파일 구분 단계; 상기 기준 미분 프로파일에서 기준 피크를 결정하고, 상기 복수의 참조 미분 프로파일 각각에서 참조 피크를 결정하는 기준 피크 및 참조 피크 결정 단계; 및 결정된 기준 피크의 전압과 결정된 복수의 참조 피크의 전압을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 배터리 셀의 상한 C-rate를 결정하는 상한 C-rate 결정 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 결정된 상한 C-rate에 따라 배터리 셀의 충전 및 방전이 제어될 수 있기 때문에, 높은 C-rate에 따른 충전 및 방전에 의해 배터리 셀에 부반응이 발생되는 것이 방지될 수 있으며, 배터리 셀의 퇴화가 더디게 진행되어 배터리 셀의 수명이 증대될 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치에 의해 생성된 복수의 미분 프로파일을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치에 의해 생성된 전압 프로파일을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 배터리 프로파일을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 제어부와 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.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 복수의 C-rate(Current rate) 각각으로 복수 회 충전된 배터리 셀을 관리할 수 있다.
여기서, 배터리 셀은 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 배터리 셀로 간주될 수 있다.
예컨대, 배터리 셀은 제1 C-rate(C1), 제2 C-rate(C2), 제3 C-rate(C3), 제4 C-rate(C4) 및 제5 C-rate(C5)로 각각 충전될 수 있다. 즉, 배터리 셀은 SOC(State of charge) 0%에서 100%까지 5개의 C-rate로 완전 충전될 수 있다.
구체적인 예로, 제1 C-rate(C1)는 0.05C이고, 제2 C-rate(C2)는 0.33C이며, 제3 C-rate(C3)는 0.5C일 수 있다. 제4 C-rate(C4)는 0.7C이고, 제5 C-rate(C5)는 1C일 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 프로파일 생성부(110) 및 제어부(120)를 포함할 수 있다.
프로파일 생성부(110)는 상기 복수의 C-rate마다 상기 배터리 셀의 전압과 용량 간의 대응 관계를 나타내는 복수의 배터리 프로파일을 획득하도록 구성될 수 있다.
배터리 프로파일은 배터리 셀의 전압과 용량 간의 대응 관계를 나타내는 프로파일일 수 있다. 예컨대, 전압을 X로 설정하고 용량을 Y로 설정하였을 경우, 배터리 프로파일은 X-Y 그래프 또는 X-Y 테이블로 표현될 수 있다.
예컨대, 앞선 실시예와 같이, 배터리 셀이 제1 C-rate(C1), 제2 C-rate(C2), 제3 C-rate(C3), 제4 C-rate(C4) 및 제5 C-rate(C5)로 각각 충전된 경우, 프로파일 생성부(110)는 제1 C-rate(C1), 제2 C-rate(C2), 제3 C-rate(C3), 제4 C-rate(C4) 및 제5 C-rate(C5) 각각에 대응되는 5개의 배터리 프로파일을 획득할 수 있다.
프로파일 생성부(110)는 획득된 복수의 배터리 프로파일 각각에 기반하여 상기 배터리 셀의 전압과 상기 전압에 대한 미분 용량 간의 대응 관계를 나타내는 복수의 미분 프로파일을 생성하도록 구성될 수 있다.
미분 프로파일은 배터리 셀의 전압과 미분 용량 간의 대응 관계를 나타내는 프로파일일 수 있다. 먼저, 복수의 배터리 프로파일 각각에 대하여, 프로파일 생성부(110)는 전압을 기준으로 용량을 미분함으로써 미분 용량을 산출할 수 있다. 그리고, 프로파일 생성부(110)는, 전압과 미분 용량 간의 대응 관계에 따라 미분 프로파일을 생성할 수 있다. 즉, 전압을 X로 설정하고 미분 용량을 Y로 설정한 경우, 미분 프로파일은 X-Y 그래프 또는 X-Y 테이블로 표현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)에 의해 생성된 복수의 미분 프로파일을 개략적으로 도시한 도면이다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 프로파일 생성부(110)는 5개의 배터리 프로파일에 기반하여 5개의 미분 프로파일(P1, P2, P3, P4, P5)을 생성할 수 있다. 제1 미분 프로파일(P1)은 제1 C-rate(C1)로 충전된 배터리 셀에 대응되는 미분 프로파일이다. 제2 미분 프로파일(P2)은 제2 C-rate(C2)로 충전된 배터리 셀에 대응되는 미분 프로파일이다. 제3 미분 프로파일(P3)은 제3 C-rate(C3)로 충전된 배터리 셀에 대응되는 미분 프로파일이다. 제4 미분 프로파일(P4)은 제4 C-rate(C4)로 충전된 배터리 셀에 대응되는 미분 프로파일이다. 제5 미분 프로파일(P5)은 제5 C-rate(C5)로 충전된 배터리 셀에 대응되는 미분 프로파일이다.
제어부(120)는 상기 프로파일 생성부(110)로부터 상기 복수의 미분 프로파일(P1, P2, P3, P4, P5)을 획득하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 프로파일 생성부(110)와 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 프로파일 생성부(110)는 생성한 복수의 미분 프로파일(P1, P2, P3, P4, P5)을 제어부(120)로 송신하고, 제어부(120)는 프로파일 생성부(110)로부터 복수의 미분 프로파일(P1, P2, P3, P4, P5)을 수신함으로써 복수의 미분 프로파일(P1, P2, P3, P4, P5)을 획득할 수 있다.
제어부(120)는 상기 복수의 미분 프로파일(P1, P2, P3, P4, P5)을 미리 설정된 기준 C-rate에 대응되는 기준 미분 프로파일과 복수의 참조 미분 프로파일로 구분하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 기준 C-rate는 0.1C 미만으로 미리 설정될 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 복수의 미분 프로파일(P1, P2, P3, P4, P5) 중 0.1C 미만의 C-rate에 대응되는 미분 프로파일을 기준 미분 프로파일로 설정하고, 나머지 미분 프로파일을 참조 미분 프로파일로 설정할 수 있다.
만약, 기준 C-rate에 대응되는 미분 프로파일이 복수인 경우, 제어부(120)는 대응되는 C-rate가 가장 작은 미분 프로파일을 기준 미분 프로파일로 설정하고, 나머지 미분 프로파일을 참조 미분 프로파일로 설정할 수 있다.
바람직하게, 기준 C-rate는 0.05C로 미리 설정될 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 복수의 미분 프로파일 중 0.05C에 대응되는 미분 프로파일을 기준 미분 프로파일로 설정하고, 나머지 미분 프로파일을 참조 미분 프로파일로 설정할 수 있다.
한편, 복수의 미분 프로파일(P1, P2, P3, P4, P5) 중에서 기준 C-rate에 대응되는 미분 프로파일이 없는 경우, 제어부(120)는 복수의 미분 프로파일 중에서 C-rate가 가장 작은 미분 프로파일을 기준 미분 프로파일로 설정하고, 나머지 미분 프로파일을 참조 미분 프로파일로 설정할 수 있다.
예컨대, 기준 C-rate가 0.05C로 미리 설정되었고, 제1 C-rate(C1), 제2 C-rate(C2), 제3 C-rate(C3), 제4 C-rate(C4) 및 제5 C-rate(C5)는 각각 0.05C, 0.33C, 0.5C, 0.7C 및 1C라고 가정한다. 도 2의 실시예에서, 제어부(120)는 제1 C-rate(C1)에 대응되는 제1 미분 프로파일(P1)을 기준 미분 프로파일로 설정하고, 제2 내지 제5 C-rate(C2, C3, C4, C5)에 대응되는 제2 내지 제5 미분 프로파일(P2, P3, P4, P5)을 참조 미분 프로파일로 설정할 수 있다. 즉, 제1 내지 제5 미분 프로파일(P1, P2, P3, P4, P5) 중 제1 미분 프로파일(P1)은 기준 미분 프로파일로 구분되고, 제2 내지 제5 미분 프로파일(P2, P3, P4, P5)은 참조 미분 프로파일로 구분될 수 있다.
제어부(120)는 상기 기준 미분 프로파일에서 기준 피크를 결정하고, 상기 복수의 참조 미분 프로파일 각각에서 참조 피크를 결정하도록 구성될 수 있다.
기준 피크와 참조 피크는 서로 대응되는 피크일 수 있다. 즉, 기준 피크와 참조 피크는 각각에 대응되는 미분 프로파일에서 소정의 전압 범위에서 위로 볼록한 개형을 띠는 지점일 수 있다. 여기서, 위로 볼록한 개형을 띠는 지점이란 전압에 대한 미분 용량의 순간 변화율이 0인 지점으로서, 해당 지점을 기준으로 저전위 측의 순간 변화율은 양이고, 고전위 측의 순간 변화율은 음인 지점을 의미한다.
예컨대, 기준 피크와 참조 피크는 대응되는 미분 프로파일에서 3.6V 내지 3.8V에 포함된 피크 중 미분 용량이 가장 큰 지점일 수 있다.
도 2의 실시예에서, 제1 미분 프로파일(P1)에는 제1 피크(Pa)가 포함되고, 제2 미분 프로파일(P2)에는 제2 피크(Pb)가 포함되며, 제3 미분 프로파일(P3)에는 제3 피크(Pc)가 포함될 수 있다. 제4 미분 프로파일(P4)에는 제4 피크(Pd)가 포함되고, 제5 미분 프로파일(P5)에는 제5 피크(Pe)가 포함될 수 있다. 즉, 제어부(120)는 기준 미분 프로파일에서 기준 피크를 결정하고, 복수의 참조 미분 프로파일 각각에서 참조 피크를 결정할 수 있다.
제어부(120)는 결정된 기준 피크의 전압과 결정된 복수의 참조 피크의 전압을 비교하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(120)는 기준 피크의 전압과 결정된 복수의 참조 피크의 전압을 각각 비교할 수 있다. 즉, 상기 제어부(120)는, 상기 기준 피크와 상기 복수의 참조 피크 각각 간의 전압 차이를 산출할 수 있다.
예컨대, 도 2의 실시예에서, 기준 피크인 제1 피크(Pa)의 전압은 Va일 수 있다. 복수의 참조 피크에 해당하는 제2 피크(Pb), 제3 피크(Pc), 제4 피크(Pd) 및 제5 피크(Pe)의 전압은 각각 Vb, Vc, Vd 및 Ve일 수 있다. 제어부(120)는 제1 피크(Pa)의 전압(Va)과 제2 피크(Pb)의 전압(Vb) 간의 제1 전압 차이를 산출하고, 제1 피크(Pa)의 전압(Va)과 제3 피크(Pc)의 전압(Vc) 간의 제2 전압 차이를 산출할 수 있다. 제어부(120)는 제1 피크(Pa)의 전압(Va)과 제4 피크(Pd)의 전압(Vd) 간의 제3 전압 차이를 산출하고, 제1 피크(Pa)의 전압(Va)과 제5 피크(Pe)의 전압(Ve) 간의 제4 전압 차이를 산출할 수 있다.
제어부(120)는 비교 결과에 따라 상기 배터리 셀에 대한 상한 C-rate를 결정하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 산출된 복수의 전압 차이와 미리 설정된 임계 전압(Vth)을 비교하며, 비교 결과에 따라 상기 상한 C-rate를 결정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 앞선 실시예에서, 제어부(120)는 산출한 제1 내지 제4 전압 차이 각각을 미리 설정된 임계 전압(Vth)과 비교할 수 있다. 바람직하게, 제어부(120)는 제1 내지 제4 전압 차이 각각과 임계 전압(Vth) 간의 대소를 비교하고, 비교 결과에 따라 배터리 셀에 대한 상한 C-rate를 결정할 수 있다.
여기서, 상한 C-rate란 배터리 셀 각각에 대해 설정되는 것으로서, 배터리 셀이 충전 및 방전될 때 허용될 수 있는 최대 C-rate를 의미할 수 있다. 즉, 제어부(120)에 의해 결정된 상한 C-rate는 배터리 셀에 대해 허용될 수 있는 최대 C-rate로 설정될 수 있다. 그리고, 결정된 상한 C-rate의 미만의 C-rate로 배터리 셀이 충전 또는 방전될 수 있다.
예컨대, 배터리 셀이 결정된 상한 C-rate 이상으로 충전되는 경우, 배터리 셀에 부반응이 발생될 수 있다. 구체적으로는, 배터리 셀의 음극에 리튬이 석출되는 리튬 플레이팅이 발생될 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 기준 피크의 전압과 결정된 복수의 참조 피크의 전압을 비교한 결과에 따라 배터리 셀에 대한 상한 C-rate를 결정함으로써, 충전 및 방전에 따라 배터리 셀에 부반응이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)에 의해 결정된 상한 C-rate에 따라 배터리 셀의 충전 및 방전이 제어될 수 있기 때문에, 배터리 셀의 퇴화가 더디게 진행되어 배터리 셀의 수명이 증대될 수 있다.
한편, 배터리 관리 장치(100)에 구비된 제어부(120)는 본 발명에서 수행되는 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 제어부(120)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 제어부(120)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리는 제어부(120) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어부(120)와 연결될 수 있다.
또한, 배터리 관리 장치(100)는 저장부(130)를 더 포함할 수 있다. 저장부(130)는 배터리 관리 장치(100)의 각 구성요소가 동작 및 기능을 수행하는데 필요한 데이터나 프로그램 또는 동작 및 기능이 수행되는 과정에서 생성되는 데이터 등을 저장할 수 있다. 저장부(130)는 데이터를 기록, 소거, 갱신 및 독출할 수 있다고 알려진 공지의 정보 저장 수단이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 정보 저장 수단에는 RAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등이 포함될 수 있다. 또한, 저장부(130)는 제어부(120)에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수 있다.
예컨대, 복수의 배터리 프로파일은 저장부(130)에 저장될 수 있다. 그리고, 프로파일 생성부(110)는 저장부(130)에 접근(access)하여 복수의 배터리 프로파일을 획득할 수 있다. 또한, 프로파일 생성부(110)에 의해 생성된 복수의 미분 프로파일은 저장부(130)에 저장될 수 있다. 제어부(120)는 프로파일 생성부(110)로부터 직접 복수의 미분 프로파일을 수신할 수 있을 뿐만 아니라, 저장부(130)에 접근하여 복수의 배터리 프로파일 및 복수의 미분 프로파일을 획득할 수도 있다.
이하에서는, 제어부(120)가 상한 C-rate를 결정하는 실시예에 대해 설명한다.
예컨대, 제어부(120)는 배터리 셀에 대해 충전이 진행된 복수의 C-rate 중 어느 하나를 상한 C-rate로 결정할 수 있다.
상기 제어부(120)는, 산출된 전압 차이가 상기 임계 전압(Vth) 이상인 참조 피크를 타겟 피크(TP)로 결정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 2의 실시예에서, 임계 전압(Vth)이 미리 설정될 수 있다. 그리고, 기준 피크의 전압을 기준으로 전압 차이가 임계 전압(Vth) 이상인 참조 피크는 제5 피크(Pe)일 수 있다. 즉, 제5 피크(Pe)의 전압과 기준 피크의 전압 간의 전압 차이는 임계 전압(Vth)보다 클 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 제5 피크(Pe)를 타겟 피크(TP)로 결정할 수 있다.
만약, 산출된 전압 차이가 임계 전압(Vth) 이상인 참조 피크가 복수인 경우, 제어부(120)는 산출된 전압 차이가 임계 전압(Vth) 이상이고, 산출된 전압 차이가 가장 작은 참조 피크를 타겟 피크(TP)로 결정할 수 있다. 즉, 제어부(120)는 산출된 전압 차이가 임계 전압(Vth) 이상이고, 대응되는 전압이 가장 작은 참조 피크를 타겟 피크(TP)로 결정할 수 있다.
제어부(120)는 결정된 타겟 피크(TP)가 포함된 참조 미분 프로파일에 대응되는 C-rate를 상기 상한 C-rate로 결정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 2의 실시예에서, 제5 피크(Pe)가 타겟 피크(TP)로 결정된 경우, 제어부(120)는 타겟 피크(TP)가 포함된 제5 미분 프로파일(P5)을 선택할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 제5 미분 프로파일(P5)에 대응되는 제5 C-rate(C5)를 상한 C-rate로 결정할 수 있다.
다른 예로, 제어부(120)는 배터리 셀에 대해 충전이 진행된 복수의 C-rate에 기반하여 타겟 C-rate(TC)를 결정하고, 결정된 타겟 C-rate(TC)를 상한 C-rate로 결정할 수도 있다.
구체적으로, 상기 제어부(120)는, 상기 복수의 전압 차이와 상기 복수의 C-rate 간의 대응 관계를 나타내는 전압 프로파일(Pv)을 생성하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 제1 미분 프로파일(P1), 제2 미분 프로파일(P2), 제3 미분 프로파일(P3), 제4 미분 프로파일(P4) 및 제5 미분 프로파일(P5)의 C-rate와 전압 차이에 대한 전압 프로파일(Pv)을 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)에 의해 생성된 전압 프로파일(Pv)을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제어부(120)는 제1 C-rate(C1), 제2 C-rate(C2)와 제1 전압 차이, 제3 C-rate(C3)와 제2 전압 차이, 제4 C-rate(C4)와 제3 전압 차이 및 제5 C-rate(C5)와 제4 전압 차이를 나타내는 전압 프로파일(Pv)을 생성할 수 있다. 여기서, 제1 C-rate(C1)는 기준 미분 프로파일에 대응되는 C-rate이다. 즉, 상기 전압 차이는 기준 피크의 전압에 기반하여 산출되는 것이기 때문에, 제1 C-rate(C1)에 대응되는 전압 차이는 0으로 설정될 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 제1 전압 차이는 Vb-Va이고, 제2 전압 차이는 Vc-Va일 수 있다. 또한, 제3 전압 차이는 Vd-Va이고, 제4 전압 차이는 Ve-Va일 수 있다.
제어부(120)는 생성된 전압 프로파일(Pv)에서 상기 임계 전압(Vth)에 대응되는 타겟 C-rate(TC)를 상기 상한 C-rate로 결정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(120)는 생성된 전압 프로파일(Pv)에 임계 전압(Vth)을 대입하여, 임계 전압(Vth)에 대응되는 타겟 C-rate(TC)를 선택할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 선택한 타겟 C-rate(TC)를 상한 C-rate로 결정할 수 있다.
예컨대, 도 3의 실시예에서, 임계 전압(Vth)에 대응되는 타겟 C-rate는 0.8C 내지 1C 이내에 속하는 TC일 수 있다. 제어부(120)는 타겟 C-rate(TC)를 배터리 셀에 대한 상한 C-rate로 결정할 수 있다.
이하에서는, 제어부(120)에 의해 임계 전압(Vth)이 설정되는 내용에 대해 설명한다.
상기 제어부(120)는, 상기 복수의 배터리 프로파일을 획득하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 저장부(130)에 접근하여 복수의 배터리 프로파일을 획득할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 배터리 프로파일을 개략적으로 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 4는 복수의 C-rate 각각으로 복수 회 충전된 배터리 셀의 음극 전압과 용량 간의 대응 관계를 나타내는 음극 프로파일일 수 있다.
바람직하게, 배터리 프로파일에는 배터리 셀의 양극 전압과 용량 간의 대응 관계를 나타내는 양극 프로파일, 배터리 셀의 음극 전압과 용량 간의 대응 관계를 나타내는 음극 프로파일 및 배터리 셀(풀 셀)의 전압과 용량 간의 대응 관계를 나타내는 풀 셀 프로파일이 포함될 수 있다. 예컨대, 프로파일 생성부(110)는 풀 셀 프로파일에 기반하여 미분 프로파일을 생성할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 저장부(130)로부터 배터리 프로파일 중 음극 프로파일을 획득할 수 있다.
예컨대, 도 4의 실시예에서, 제어부(120)는 제1 C-rate(C1)에 대응되는 제1 음극 프로파일(NP1), 제2 C-rate(C2)에 대응되는 제2 음극 프로파일(NP2) 및 제3 C-rate(C3)에 대응되는 제3 음극 프로파일(NP3)을 획득할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 제4 C-rate(C4)에 대응되는 제4 음극 프로파일(NP4) 및 제5 C-rate(C5)에 대응되는 제5 음극 프로파일(NP5)을 획득할 수 있다.
제어부(120)는 획득된 복수의 배터리 프로파일에서 상기 기준 C-rate에 대응되는 기준 배터리 프로파일 및 참조 C-rate에 대응되는 참조 배터리 프로파일을 결정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로는, 제어부(120)는 획득된 복수의 음극 프로파일에서 기준 배터리 프로파일 및 참조 배터리 프로파일을 결정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 참조 C-rate는 1C 이상으로 미리 설정될 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 복수의 배터리 프로파일 중 1C 이상의 C-rate에 대응되는 배터리 프로파일을 참조 배터리 프로파일로 설정할 수 있다. 만약, 참조 C-rate에 대응되는 배터리 프로파일이 복수인 경우, 제어부(120)는 대응되는 C-rate가 가장 큰 배터리 프로파일을 기준 배터리 프로파일로 설정하고, 나머지 배터리 프로파일을 참조 배터리 프로파일로 설정할 수 있다.
바람직하게, 참조 C-rate는 1C로 미리 설정될 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 복수의 배터리 프로파일 중 1C에 대응되는 배터리 프로파일을 참조 배터리 프로파일로 설정할 수 있다.
한편, 복수의 배터리 프로파일 중에서 참조 C-rate에 대응되는 배터리 프로파일이 없는 경우, 제어부(120)는 복수의 배터리 프로파일 중에서 C-rate가 가장 큰 배터리 프로파일을 참조 배터리 프로파일로 설정할 수도 있다.
예컨대, 도 4의 실시예에서, 기준 C-rate가 0.05C이고, 참조 C-rate가 1C로 미리 설정되었다고 가정한다. 또한, 제1 C-rate(C1), 제2 C-rate(C2), 제3 C-rate(C3), 제4 C-rate(C4) 및 제5 C-rate(C5)는 각각 0.05C, 0.33C, 0.5C, 0.7C 및 1C라고 가정한다. 제어부(120)는 제1 C-rate(C1)에 대응되는 제1 음극 프로파일(NP1)을 기준 배터리 프로파일로 결정하고, 제5 C-rate(C5)에 대응되는 제5 음극 프로파일(NP5)을 참조 배터리 프로파일로 결정할 수 있다.
제어부(120)는 결정된 기준 배터리 프로파일 및 결정된 참조 배터리 프로파일에 기반하여 상기 임계 전압(Vth)을 설정하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(120)는, 상기 참조 배터리 프로파일에서 소정의 조건을 만족하는 참조 용량을 선택할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 상기 기준 배터리 프로파일에서 상기 참조 용량에 대응되는 전압을 상기 임계 전압(Vth)으로 설정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 4의 실시예에서, 소정의 조건을 만족하는 참조 용량이 Qr이라고 가정한다. 제어부(120)는 기준 배터리 프로파일에서 참조 용량에 대응되는 전압을 임계 전압(Vth)으로 설정할 수 있다. 즉, 제1 음극 프로파일(NP1)에서 참조 용량(Qr)에 대응되는 전압 Vth가 임계 전압(Vth)으로 설정될 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(120)는, 상기 참조 배터리 프로파일에서 음극 전압이 0인 지점에 대응되는 용량을 상기 참조 용량으로 선택하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 소정의 조건을 만족하는 참조 용량이란, 참조 배터리 프로파일에서 0[V]에 대응되는 용량일 수 있다. 그리고, 상기 제어부(120)는, 상기 기준 배터리 프로파일에서 상기 참조 용량에 대응되는 음극 전압을 상기 임계 전압(Vth)으로 설정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 4의 실시예에서, 제5 음극 프로파일(NP5)에서 0[V]에 대응되는 용량은 Qr일 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 Qr[mAh]를 참조 용량으로 선택할 수 있다. 그리고, 제1 음극 프로파일(NP1)에서 참조 용량에 대응되는 전압은 Vth일 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 Vth[V]를 임계 전압(Vth)으로 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 관리 장치(100)는, BMS(Battery Management System)에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 배터리 관리 장치(100)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 배터리 관리 장치(100)의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 장치(100)의 프로파일 생성부(110), 제어부(120) 및 저장부(130)는 BMS의 구성요소로서 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치(100)는, 배터리 팩(1)에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은, 상술한 배터리 관리 장치(100) 및 하나 이상의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 팩(1)은, 전장품(릴레이, 퓨즈 등) 및 케이스 등을 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(1)의 예시적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 배터리 팩(1)은 배터리 관리 장치(100), 측정부 및 충방전부(300)를 포함할 수 있다.
도 5의 실시예에서, 측정부는 제1 센싱 라인(SL1), 제2 센싱 라인(SL2) 및 제3 센싱 라인(SL3)과 연결될 수 있다. 측정부는 제1 센싱 라인(SL1)을 통해 배터리 셀의 양극 전압을 측정하고, 제2 센싱 라인(SL2)을 통해 배터리 셀의 음극 전압을 측정할 수 있다. 그리고, 측정부는 측정된 양극 전압과 음극 전압 간의 차이를 산출하여 배터리 셀의 전압을 측정할 수 있다.
또한, 측정부는 제3 센싱 라인(SL3)을 통해 전류 측정 유닛(A)과 연결될 수 있다. 전류 측정 유닛(A)은 배터리 셀의 충방전 경로 상에 구비될 수 있다. 예컨대, 전류 측정 유닛(A)은 전류계 또는 션트 저항일 수 있다.
또한, 충방전 경로란 배터리 셀의 충전 전류 및 방전 전류가 흐르는 대전류 경로일 수 있다. 따라서, 측정부는 전류 측정 유닛(A)과 연결된 제3 센싱 라인(SL3)을 통해 배터리 셀의 전류를 측정하고, 측정된 전류에 기반하여 배터리 셀의 용량을 측정할 수 있다.
또한, 충방전부(300)는 양단이 배터리 셀의 충방전 경로에 연결될 수 있다. 예컨대, 충방전부(300)의 일단은 충방전 경로에서 배터리 셀의 양극 측에 연결될 수 있다. 또한, 충방전부(300)의 타단은 충방전 경로에서 배터리 셀의 음극 측에 연결될 수 있다. 그리고, 충방전부(300)는 제어부(120)의 제어에 따라, 배터리 셀을 충전 및/또는 방전시킬 수 있다.
예컨대, 도 5의 실시예에서, 충방전부(300)는 배터리 셀을 복수의 C-rate 각각으로 복수 회 충전시킬 수 있다. 구체적으로, 충방전부(300)는 배터리 셀을 SCO(State of charge) 0%에서 100%까지 충전시킬 수 있다. 측정부는 배터리 셀이 충전되는 동안 전압 및 용량을 측정하고, 배터리 셀의 전압과 용량 간의 대응 관계를 나타내는 배터리 프로파일을 생성할 수 있다. 측정부는 생성한 복수의 배터리 프로파일을 배터리 관리 장치(100)로 송신하고, 프로파일 생성부(110)는 측정부로부터 복수의 배터리 프로파일을 수신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
배터리 관리 방법은 복수의 C-rate 각각으로 복수 회 충전된 배터리 셀을 관리하는 방법으로서, 배터리 관리 방법의 각 단계는 배터리 관리 장치(100)에 의해 수행될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 6을 참조하면, 배터리 관리 방법은 복수의 배터리 프로파일 획득 단계(S100), 미분 프로파일 생성 단계(S200), 미분 프로파일 구분 단계(S300), 기준 피크 및 참조 피크 결정 단계(S400) 및 상한 C-rate 결정 단계(S500)를 포함할 수 있다.
복수의 배터리 프로파일 획득 단계(S100)는 상기 복수의 C-rate마다 상기 배터리 셀의 전압과 용량 간의 대응 관계를 나타내는 복수의 배터리 프로파일을 획득하는 단계로서, 프로파일 생성부(110)에 의해 수행될 수 있다.
각각의 배터리 프로파일은 대응되는 C-rate로 충전된 배터리 셀의 전압과 용량 간의 대응 관계를 나타낼 수 있다. 프로파일 생성부(110)는 외부로부터 복수의 배터리 프로파일을 수신하거나, 저장부(130)에 접근하여 복수의 배터리 프로파일을 획득할 수 있다.
예컨대, 프로파일 생성부(110)는 제1 내지 제5 배터리 프로파일을 획득하고, 제1 내지 제5 배터리 프로파일 각각은 제1 내지 제5 C-rate(C5) 각각에 대응될 수 있다.
미분 프로파일 생성 단계(S200)는 획득된 복수의 배터리 프로파일 각각에 기반하여 상기 배터리 셀의 전압과 상기 전압에 대한 미분 용량 간의 대응 관계를 나타내는 복수의 미분 프로파일을 생성하는 단계로서, 프로파일 생성부(110)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 프로파일 생성부(110)는 획득된 복수의 배터리 프로파일 각각에 기반하여 복수의 미분 프로파일을 생성할 수 있다. 즉, 프로파일 생성부(110)는 하나의 배터리 프로파일에 대해 하나의 미분 프로파일을 생성할 수 있다.
도 2의 실시예에서, 프로파일 생성부(110)는 제1 배터리 프로파일에 기반하여 제1 미분 프로파일(P1)을 생성하고, 제2 배터리 프로파일에 기반하여 제2 미분 프로파일(P2)을 생성할 수 있다. 프로파일 생성부(110)는 제3 배터리 프로파일에 기반하여 제3 미분 프로파일(P3)을 생성하고, 제4 배터리 프로파일에 기반하여 제4 미분 프로파일(P4)을 생성하며, 제5 배터리 프로파일에 기반하여 제5 미분 프로파일(P5)을 생성할 수 있다.
미분 프로파일 구분 단계(S300)는 상기 복수의 미분 프로파일을 미리 설정된 기준 C-rate에 대응되는 기준 미분 프로파일과 복수의 참조 미분 프로파일로 구분하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 기준 C-rate는 0.05C로 설정되었고, 제1 C-rate(C1)는 0.05C이고, 제2 C-rate(C2)는 0.33C이며, 제3 C-rate(C3)는 0.5C일 수 있다. 제4 C-rate(C4)는 0.7C이고, 제5 C-rate(C5)는 1C라고 가정한다. 도 2의 실시예에서, 제어부(120)는 기준 C-rate에 대응되는 제1 미분 프로파일(P1)을 기준 미분 프로파일로 구분하고, 제2 내지 제5 미분 프로파일(P2, P3, P4, P5)을 참조 미분 프로파일로 구분할 수 있다.
기준 피크 및 참조 피크 결정 단계(S400)는 상기 기준 미분 프로파일에서 기준 피크를 결정하고, 상기 복수의 참조 미분 프로파일 각각에서 참조 피크를 결정하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 제어부(120)는 제1 내지 제5 미분 프로파일(P5) 각각에서 제1 내지 제5 피크(Pe)를 결정할 수 있다. 그리고, 기준 미분 프로파일인 제1 미분 프로파일(P1)에 포함된 제1 피크(Pa)를 기준 피크로 결정할 수 있다. 또한, 참조 미분 프로파일인 제2 내지 제5 미분 프로파일(P2, P3, P4, P5)에 포함된 제2 내지 제5 피크(Pe)를 참조 피크로 결정할 수 있다.
상한 C-rate 결정 단계(S500)는 결정된 기준 피크의 전압과 결정된 복수의 참조 피크의 전압을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 배터리 셀의 상한 C-rate를 결정하는 단계로서, 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 도 2의 실시예에서, 제어부(120)는 기준 피크의 전압과 복수의 참조 피크의 전압을 각각 비교하여 전압 차이를 산출하고, 산출된 전압 차이와 임계 전압(Vth)을 비교하며, 비교 결과에 따라 배터리 셀에 대한 상한 C-rate를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 방법은 복수의 C-rate 각각으로 복수 회 충전된 배터리 셀에 대하여, 배터리 셀의 퇴화가 가속될 수 있는(즉, 배터리 셀에 부반응이 더욱 발생될 수 있는) 상한 C-rate를 결정함으로써, 배터리 셀의 충전 및 방전을 제어할 수 있다. 따라서, 배터리 셀은 상한 C-rate 미만의 C-rate로 충전 및 방전될 수 있으므로, 배터리 셀의 수명이 증대될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
(부호의 설명)
1: 배터리 팩
100: 배터리 관리 장치
110: 프로파일 생성부
120: 제어부
130: 저장부
200: 측정부
300: 충방전부

Claims (10)

  1. 복수의 C-rate 각각으로 복수 회 충전된 배터리 셀을 관리하는 배터리 관리 장치에 있어서,
    상기 복수의 C-rate마다 상기 배터리 셀의 전압과 용량 간의 대응 관계를 나타내는 복수의 배터리 프로파일을 획득하고, 획득된 복수의 배터리 프로파일 각각에 기반하여 상기 배터리 셀의 전압과 상기 전압에 대한 미분 용량 간의 대응 관계를 나타내는 복수의 미분 프로파일을 생성하도록 구성된 프로파일 생성부; 및
    상기 프로파일 생성부로부터 상기 복수의 미분 프로파일을 획득하고, 상기 복수의 미분 프로파일을 미리 설정된 기준 C-rate에 대응되는 기준 미분 프로파일과 복수의 참조 미분 프로파일로 구분하며, 상기 기준 미분 프로파일에서 기준 피크를 결정하고, 상기 복수의 참조 미분 프로파일 각각에서 참조 피크를 결정하며, 결정된 기준 피크의 전압과 결정된 복수의 참조 피크의 전압을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 배터리 셀에 대한 상한 C-rate를 결정하도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기준 피크와 상기 복수의 참조 피크 각각 간의 전압 차이를 산출하고, 산출된 복수의 전압 차이와 미리 설정된 임계 전압을 비교하며, 비교 결과에 따라 상기 상한 C-rate를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    산출된 전압 차이가 상기 임계 전압 이상인 참조 피크를 타겟 피크로 결정하며, 결정된 타겟 피크가 포함된 참조 미분 프로파일에 대응되는 C-rate를 상기 상한 C-rate로 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 전압 차이와 상기 복수의 C-rate 간의 대응 관계를 나타내는 전압 프로파일을 생성하고, 생성된 전압 프로파일에서 상기 임계 전압에 대응되는 타겟 C-rate를 상기 상한 C-rate로 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 배터리 프로파일을 획득하고, 획득된 복수의 배터리 프로파일에서 상기 기준 C-rate에 대응되는 기준 배터리 프로파일 및 참조 C-rate에 대응되는 참조 배터리 프로파일을 결정하며, 결정된 기준 배터리 프로파일 및 결정된 참조 배터리 프로파일에 기반하여 상기 임계 전압을 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 참조 배터리 프로파일에서 소정의 조건을 만족하는 참조 용량을 선택하고, 상기 기준 배터리 프로파일에서 상기 참조 용량에 대응되는 전압을 상기 임계 전압으로 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 참조 배터리 프로파일에서 음극 전압이 0인 지점에 대응되는 용량을 상기 참조 용량으로 선택하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기준 배터리 프로파일에서 상기 참조 용량에 대응되는 음극 전압을 상기 임계 전압으로 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩.
  10. 복수의 C-rate 각각으로 복수 회 충전된 배터리 셀을 관리하는 배터리 관리 방법에 있어서,
    상기 복수의 C-rate마다 상기 배터리 셀의 전압과 용량 간의 대응 관계를 나타내는 복수의 배터리 프로파일을 획득하는 복수의 배터리 프로파일 획득 단계;
    획득된 복수의 배터리 프로파일 각각에 기반하여 상기 배터리 셀의 전압과 상기 전압에 대한 미분 용량 간의 대응 관계를 나타내는 복수의 미분 프로파일을 생성하는 미분 프로파일 생성 단계;
    상기 복수의 미분 프로파일을 미리 설정된 기준 C-rate에 대응되는 기준 미분 프로파일과 복수의 참조 미분 프로파일로 구분하는 미분 프로파일 구분 단계;
    상기 기준 미분 프로파일에서 기준 피크를 결정하고, 상기 복수의 참조 미분 프로파일 각각에서 참조 피크를 결정하는 기준 피크 및 참조 피크 결정 단계; 및
    결정된 기준 피크의 전압과 결정된 복수의 참조 피크의 전압을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 배터리 셀의 상한 C-rate를 결정하는 상한 C-rate 결정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
PCT/KR2021/016934 2020-11-17 2021-11-17 배터리 관리 장치 및 방법 Ceased WO2022108344A1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/923,027 US12405310B2 (en) 2020-11-17 2021-11-17 Battery management apparatus and method
JP2022552277A JP7443648B2 (ja) 2020-11-17 2021-11-17 バッテリー管理装置及び方法
EP21895112.7A EP4155743A4 (en) 2020-11-17 2021-11-17 BATTERY MANAGEMENT DEVICE AND BATTERY MANAGEMENT METHOD
CN202180040753.3A CN115917335A (zh) 2020-11-17 2021-11-17 电池管理设备及电池管理方法
US19/309,806 US20250389775A1 (en) 2020-11-17 2025-08-26 Battery Management Apparatus and Method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0153903 2020-11-17
KR1020200153903A KR102847768B1 (ko) 2020-11-17 2020-11-17 배터리 관리 장치 및 방법

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/923,027 A-371-Of-International US12405310B2 (en) 2020-11-17 2021-11-17 Battery management apparatus and method
US19/309,806 Continuation US20250389775A1 (en) 2020-11-17 2025-08-26 Battery Management Apparatus and Method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022108344A1 true WO2022108344A1 (ko) 2022-05-27

Family

ID=81709438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2021/016934 Ceased WO2022108344A1 (ko) 2020-11-17 2021-11-17 배터리 관리 장치 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (2) US12405310B2 (ko)
EP (1) EP4155743A4 (ko)
JP (1) JP7443648B2 (ko)
KR (1) KR102847768B1 (ko)
CN (1) CN115917335A (ko)
WO (1) WO2022108344A1 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115453185B (zh) * 2022-08-30 2024-12-27 长城汽车股份有限公司 电池包的电压采样检测方法及装置、车辆和存储介质
US12578395B2 (en) 2022-09-21 2026-03-17 Lg Energy Solution, Ltd. Apparatus and method for diagnosing state of battery
JP2026500698A (ja) * 2022-12-26 2026-01-08 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリー管理装置及び方法
KR102916568B1 (ko) * 2023-01-05 2026-01-22 주식회사 엘지에너지솔루션 단선 검출 장치 및 이의 동작 방법
CN119137491A (zh) * 2023-01-25 2024-12-13 株式会社Lg新能源 用于诊断电池的装置和方法
EP4517352A1 (en) * 2023-08-31 2025-03-05 LG Energy Solution, Ltd. Apparatus and method for diagnosing battery
KR102841039B1 (ko) * 2023-08-31 2025-07-30 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR102839916B1 (ko) * 2023-08-31 2025-07-28 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR102825276B1 (ko) * 2024-01-26 2025-06-24 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR102825262B1 (ko) * 2024-01-26 2025-06-24 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR102841064B1 (ko) * 2024-01-26 2025-07-30 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 정보 생성 장치 및 방법
KR102841065B1 (ko) * 2024-01-26 2025-07-30 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 정보 생성 장치 및 방법
KR102831537B1 (ko) * 2024-01-30 2025-07-07 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR102847331B1 (ko) * 2024-01-30 2025-08-14 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR102764935B1 (ko) * 2024-01-30 2025-02-06 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180056238A (ko) * 2016-11-18 2018-05-28 삼성전자주식회사 배터리 충전 방법, 배터리 충전 정보 생성 방법 및 배터리 충전 장치
KR20190054513A (ko) * 2017-11-13 2019-05-22 주식회사 엘지화학 배터리 충전 방법 및 배터리 충전 장치
JP2019165553A (ja) * 2018-03-19 2019-09-26 三菱自動車工業株式会社 二次電池ユニットの充電装置
KR20200062672A (ko) * 2018-11-27 2020-06-04 디티아이코리아(주) 이차전지 충전 방법
KR20200117794A (ko) * 2019-04-05 2020-10-14 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치 및 방법

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5783333A (en) * 1996-11-27 1998-07-21 Polystor Corporation Lithium nickel cobalt oxides for positive electrodes
JP2013089423A (ja) 2011-10-17 2013-05-13 Nissan Motor Co Ltd 電池制御装置
JP5372208B2 (ja) 2012-05-11 2013-12-18 株式会社Ｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 二次電池の充電方法およびそれを用いた充電装置
JP2015061445A (ja) 2013-09-19 2015-03-30 株式会社東芝 充電装置およびその方法、ならびに放電装置およびその方法
CN103499727A (zh) * 2013-09-29 2014-01-08 天津力神电池股份有限公司 一种测定锂离子电池电解液中添加剂反应电位的方法
EP2990818B1 (en) * 2014-09-01 2019-11-27 Yokogawa Electric Corporation Secondary battery capacity measurement system and secondary battery capacity measurement method
JP6299623B2 (ja) 2015-02-10 2018-03-28 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン電池の初期充電方法
US10193198B2 (en) 2015-03-13 2019-01-29 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Cell management device and power supply device
DE112016003166B4 (de) 2015-07-13 2019-05-23 Mitsubishi Electric Corporation Verfahren zum schätzen des ladezustandes für eine lithium-ionen-batterie und ladezustands-schätzvorrichtung für eine lithium-ionen-batterie
KR101897859B1 (ko) 2015-08-24 2018-09-12 주식회사 엘지화학 리튬 석출 탐지 방법, 이를 이용한 이차전지 충전 방법과 장치 및 이차전지 시스템
US10137792B2 (en) * 2016-01-20 2018-11-27 Ford Global Technologies, Llc Vehicle control based on lithium plating detection in electrified vehicle battery
JP2017133870A (ja) * 2016-01-26 2017-08-03 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の異常劣化検知装置および異常劣化検知方法
US10071648B1 (en) * 2017-04-24 2018-09-11 GM Global Technology Operations LLC Avoidance of electrode plating in a battery cell
KR102472043B1 (ko) 2017-10-31 2022-11-29 삼성에스디아이 주식회사 배터리 충전 방법 및 이를 위한 배터리 충전 장치
TWI657639B (zh) * 2017-12-04 2019-04-21 Industrial Technology Research Institute 電池放電流程決定方法和系統
KR102563753B1 (ko) 2017-12-29 2023-08-04 삼성전자주식회사 배터리 충전 방법 및 장치
KR102452626B1 (ko) * 2018-03-07 2022-10-06 주식회사 엘지에너지솔루션 Soc-ocv 프로파일 추정 방법 및 장치
JP6870187B2 (ja) 2018-04-10 2021-05-12 エルジー・ケム・リミテッド バッテリー診断装置及び方法
CN109509909B (zh) * 2018-10-17 2020-07-03 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
US11228193B2 (en) * 2018-12-31 2022-01-18 Chongqing Jinkang Powertrain New Energy Co., Ltd. Serial SOC testing for improved fast-charge algorithm
KR102714079B1 (ko) 2019-09-11 2024-10-04 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180056238A (ko) * 2016-11-18 2018-05-28 삼성전자주식회사 배터리 충전 방법, 배터리 충전 정보 생성 방법 및 배터리 충전 장치
KR20190054513A (ko) * 2017-11-13 2019-05-22 주식회사 엘지화학 배터리 충전 방법 및 배터리 충전 장치
JP2019165553A (ja) * 2018-03-19 2019-09-26 三菱自動車工業株式会社 二次電池ユニットの充電装置
KR20200062672A (ko) * 2018-11-27 2020-06-04 디티아이코리아(주) 이차전지 충전 방법
KR20200117794A (ko) * 2019-04-05 2020-10-14 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치 및 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4155743A4

Also Published As

Publication number Publication date
US20250389775A1 (en) 2025-12-25
KR20220067328A (ko) 2022-05-24
CN115917335A (zh) 2023-04-04
JP7443648B2 (ja) 2024-03-06
US20230176128A1 (en) 2023-06-08
EP4155743A4 (en) 2024-04-10
JP2023515842A (ja) 2023-04-14
EP4155743A1 (en) 2023-03-29
KR102847768B1 (ko) 2025-08-18
US12405310B2 (en) 2025-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022108344A1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
WO2022035032A1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
WO2022158948A2 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
WO2023013967A1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
WO2022145822A1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
WO2022265357A1 (ko) 배터리 soh 추정 장치 및 방법
WO2022103213A1 (ko) 배터리 진단 장치 및 방법
WO2020213905A1 (ko) 배터리의 퇴화 상태를 결정하기 위한 장치, 방법, 배터리 팩 및 전기 차량
WO2022050540A1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
WO2022124773A1 (ko) 배터리 진단 장치 및 방법
WO2019199057A1 (ko) 배터리 진단 장치 및 방법
WO2022114826A1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
WO2023249285A1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
WO2022154545A1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
WO2022203322A1 (ko) 배터리 분류 장치 및 방법
WO2022145998A1 (ko) 배터리 진단 장치 및 방법
WO2022114873A1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
WO2022250390A1 (ko) 배터리 모니터링 장치 및 방법
WO2024014850A1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
WO2022085996A1 (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
WO2024096583A1 (ko) 배터리 진단 장치 및 방법
WO2022203367A1 (ko) 배터리 진단 장치 및 방법
WO2023106752A1 (ko) 배터리 상태 추정 장치 및 방법
WO2025165054A1 (ko) 배터리 진단 장치 및 방법
WO2024096584A1 (ko) 배터리 진단 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21895112

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022552277

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021895112

Country of ref document: EP

Effective date: 20221220

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 17923027

Country of ref document: US