WO2024058523A1 - 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

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Definitions

  • Embodiments disclosed herein relate to a battery management device and method of operating the same.
  • the secondary battery is a battery capable of charging and discharging, and includes both conventional Ni/Cd batteries, Ni/MH batteries, etc., and recent lithium ion batteries.
  • lithium-ion batteries have the advantage of having a much higher energy density than conventional Ni/Cd batteries, Ni/MH batteries, etc.
  • lithium-ion batteries can be manufactured in small and light sizes, so they are used as a power source for mobile devices. Recently, its range of use has expanded as a power source for electric vehicles, and it is attracting attention as a next-generation energy storage medium.
  • One purpose of the embodiments disclosed in this document is to provide a battery management device capable of determining deteriorated battery cells using the difference in the amount of change in temperature and voltage compared to the time axis by comprehensively considering the voltage of the battery cell and the temperature of the battery cell, and the same.
  • the purpose is to provide a method of operation.
  • a battery management device includes a measuring unit that measures the temperature and voltage of each of a plurality of battery cells, whether the plurality of battery cells are charging or discharging, and a time signal for each of the plurality of battery cells. Generate first information for each of the plurality of battery cells based on temperature and voltage of each of the plurality of battery cells over time, and determine which of the plurality of battery cells is depleted based on the first information for each of the plurality of battery cells. It may include a controller that determines the battery cell.
  • the controller when the plurality of battery cells are being charged, the controller generates second information by subtracting the initial temperature from the hourly temperature of each of the plurality of battery cells, and Third information can be generated by subtracting the initial voltage from the star voltage and inverting it to negative, and the difference between the second information and the third information can be generated as the first information.
  • the controller when the plurality of battery cells are discharging, the controller generates second information by subtracting the initial temperature from the hourly temperature of each of the plurality of battery cells, and Third information can be generated by subtracting the initial voltage from the star voltage, and the difference between the second information and the third information can be generated as the first information.
  • the controller may determine a battery cell in which a change in the first information over time differs by more than a set value from that of other battery cells as the deteriorated battery cell.
  • the controller may determine a battery cell in which the first information differs from other battery cells by more than a set value as the deteriorated battery cell.
  • the measuring unit measures a current flowing through the plurality of battery cells, and the controller determines that the plurality of battery cells are charging when the current has a positive value, and when the current has a negative value. If it has a value, it can be determined that the plurality of battery cells are discharging.
  • the controller may regenerate the first information based on the time when the state changes.
  • the measuring unit includes a plurality of temperature sensors, and the number of temperature sensors may correspond to the number of battery cells.
  • a method of operating a battery management device includes measuring the temperature and voltage of each of a plurality of battery cells, whether the plurality of battery cells are charging or discharging, and each of the plurality of battery cells. generating first information on each of the plurality of battery cells based on the hourly temperature and hourly voltage of each of the plurality of battery cells; and generating first information on each of the plurality of battery cells based on the first information on each of the plurality of battery cells. It may include the step of determining which of the cells is degenerated.
  • each of the plurality of battery cells is based on whether each of the plurality of battery cells is charging or discharging, the hourly temperature of each of the plurality of battery cells, and the hourly voltage of each of the plurality of battery cells.
  • Generating the first information includes checking whether the plurality of battery cells are charging or discharging, and when the plurality of battery cells are charging, the initial temperature is determined from the hourly temperature of each of the plurality of battery cells.
  • generating second information by subtracting, generating third information by subtracting the initial voltage from the hourly voltage of each of the plurality of battery cells and inverting it negatively, and calculating the difference between the second information and the third information. It may include generating the first information.
  • each of the plurality of battery cells is based on whether each of the plurality of battery cells is charging or discharging, the hourly temperature of each of the plurality of battery cells, and the hourly voltage of each of the plurality of battery cells.
  • Generating the first information includes determining whether the plurality of battery cells are charging or discharging. If the plurality of battery cells are discharging, the initial temperature is determined from the hourly temperature of each of the plurality of battery cells.
  • generating second information by subtracting, generating third information by subtracting an initial voltage from the time-dependent voltage of each of the plurality of battery cells, and dividing the difference between the second information and the third information into the first information. It may include the step of creating .
  • measuring current flowing through the plurality of battery cells and determining that the plurality of battery cells are being charged when the current has a positive value, and determining that the plurality of battery cells are discharging when the current has a negative value.
  • the battery management device and its operating method generate new information based on the voltage of the battery cell and the temperature of the battery cell, and determine deteriorated battery cells based on the generated information. You can.
  • the battery management device and its operating method according to an embodiment disclosed in this document can determine depleted battery cells by generating information differently based on whether a plurality of battery cells are charging or discharging.
  • the battery management device and its operating method generate first information related to the temperature and voltage of each of a plurality of battery cells, and degenerate based on the amount of change over time in the generated first information. Battery cells can be judged.
  • a battery management device and a method of operating the same measure the temperature of each of a plurality of battery cells based on a plurality of temperature sensors corresponding to the number of the plurality of battery cells, and measure the temperature of each of the plurality of battery cells. By comprehensively considering voltage, deteriorated battery cells can be determined more accurately.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a general battery pack.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a battery management device according to an embodiment disclosed in this document.
  • Figure 3 is a diagram showing an example of a plurality of battery cells and a battery management device according to an embodiment disclosed in this document.
  • FIGS 4 and 5 are diagrams showing an example in which a battery management device according to an embodiment disclosed in this document generates first information according to charging and discharging to determine a depleted battery cell.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method of operating a battery management device according to an embodiment disclosed in this document.
  • FIG. 7 and 8 are flowcharts specifically showing a method of operating a battery management device according to an embodiment disclosed in this document.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the hardware configuration of a computing system for performing a method of operating a battery management device according to an embodiment disclosed in this document.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a general battery pack.
  • FIG. 1 it schematically shows a battery control system including a battery pack 1 and a higher level controller 2 included in the upper level system according to an embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1 is made up of one or more battery cells and is connected in series to a battery module 10 capable of charging and discharging, and to the (+) terminal side or the (-) terminal side of the battery module 10. It is connected to a switching unit 14 to control the charge/discharge current flow of the battery module 10, and monitors the voltage, current, temperature, etc. of the battery pack 1 for control and management to prevent overcharge and overdischarge. It includes a battery management system 20 that does. At this time, the battery pack 1 may be provided with a plurality of battery modules 10, sensors 12, switching units 14, and battery management system 20.
  • the switching unit 14 is an element for controlling the current flow for charging or discharging the plurality of battery modules 10, for example, at least one relay or magnetic contactor depending on the specifications of the battery pack 1. etc. can be used.
  • the battery management system 20 is an interface that receives measured values of the various parameters described above, and may include a plurality of terminals and a circuit connected to these terminals to process the input values.
  • the battery management system 20 may control ON/OFF of the switching unit 14, for example, a relay or contactor, and is connected to the battery module 10 to monitor the status of each battery module 10. It can be monitored.
  • the battery management system 20 may include the battery management device 100 of FIG. 2 .
  • the battery management system 20 may be a different system from the battery management device 100 of FIG. 2 . That is, the battery management device 100 of FIG. 2 may be included in the battery pack 1 or may be configured as another device external to the battery pack 1.
  • the upper controller 2 may transmit a control signal for the battery module 10 to the battery management system 20 . Accordingly, the operation of the battery management system 20 may be controlled based on a signal applied from the upper controller 2.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a battery management device according to an embodiment disclosed in this document.
  • the battery management device 100 may include a measurement unit 110 and a controller 120. According to the embodiment, the battery management device 100 may be included in the battery management system 20 of FIG. 1, or may be another device different from the battery management system 20 of FIG. 1.
  • the measuring unit 110 can measure the temperature and voltage of a plurality of battery cells.
  • the measurement unit 110 may measure the temperature and voltage of a plurality of battery cells at regular time intervals.
  • the measuring unit 110 may include a temperature sensor and a voltage sensor.
  • the measuring unit 110 may further include a current sensor.
  • the measuring unit 110 may measure the current of a plurality of battery cells.
  • Figure 3 is a diagram showing an example of a plurality of battery cells and a battery management device according to an embodiment disclosed in this document.
  • the battery management device may include a plurality of temperature sensors 111, current sensors 112, and controller 120.
  • a plurality of temperature sensors 111 and current sensors 112 may be included in the measuring unit 110 of FIG. 2.
  • the controller 120 may be substantially the same as the controller 120 of FIG. 2.
  • the number of temperature sensors included in the plurality of temperature sensors 111 may correspond to the number of battery cells.
  • a specific number of temperature sensors may be attached to each of the plurality of battery cells 200.
  • FIG. 3 two temperature sensors capable of measuring the temperatures of 2K and 10K of the plurality of battery cells 200 are shown attached, but the present invention is not limited thereto and the number of temperature sensors may be the same as the number of battery cells.
  • Information measured by the plurality of temperature sensors 111 and current sensors 112 may be transmitted to the controller 120. Based on the information received from the plurality of temperature sensors 111 and the current sensor 112, the controller 120 determines whether the plurality of battery cells 200 are charging or discharging and which of the plurality of battery cells 200 are degenerated. It is possible to determine whether a battery cell exists.
  • the controller 120 may determine whether each of the plurality of battery cells is charging or discharging. For example, the controller 120 may determine that a plurality of battery cells are being charged when the current measured by the current sensor has a positive value, and may determine that the plurality of battery cells are discharging when the current measured by the current sensor has a negative value. can do.
  • the controller 120 generates first information for each of the plurality of battery cells based on whether the plurality of battery cells are charging or discharging, the hourly temperature of each of the plurality of battery cells, and the hourly voltage of each of the plurality of battery cells. can do.
  • the controller 120 may generate the first information in different ways depending on whether a plurality of battery cells are being charged or discharged.
  • the controller 120 may generate second information by subtracting the initial temperature from the hourly temperature of each of the plurality of battery cells. Additionally, the controller 120 may generate third information by subtracting the initial voltage from the time-dependent voltage of each of the plurality of battery cells and inverting it negatively. In this case, the controller 120 may generate the difference between the second information and the third information as first information.
  • the controller 120 may generate second information by subtracting the initial temperature from the hourly temperature of each of the plurality of battery cells. Additionally, the controller 120 may generate third information by subtracting the initial voltage from the time-dependent voltage of each of the plurality of battery cells. In this case, the controller 120 may generate the difference between the second information and the third information as first information.
  • the controller 120 may determine which of the plurality of battery cells is depleted based on first information about each of the plurality of battery cells. For example, the controller 120 may determine which of the plurality of battery cells is depleted by comparing the first information of each of the plurality of battery cells.
  • the controller 120 may determine a battery cell in which the change in first information over time differs by more than a set value from that of other battery cells as a deteriorated battery cell.
  • the controller 120 may determine a battery cell whose first information differs from other battery cells by more than a set value as a deteriorated battery cell.
  • the controller 120 controls the temperature, voltage, and A depleted battery cell may be determined based on the change rate of the related first information or the size of the first information.
  • the controller 120 may regenerate the first information based on the time when the state changes. For example, because the method of generating the first information is different when a plurality of battery cells are charging and when a plurality of battery cells are discharging, the controller 120 may regenerate the first information when the state changes. there is.
  • the controller 120 may regenerate the first information based on the time when the state changes. For example, because the method of generating the first information is different when a plurality of battery cells are discharging and when a plurality of battery cells are charging, the controller 120 may regenerate the first information when the state changes. there is.
  • the battery management device 100 can accurately determine depleted battery cells regardless of whether a plurality of battery cells are being charged or discharged.
  • FIGS 4 and 5 are diagrams showing an example in which a battery management device according to an embodiment disclosed in this document generates first information according to charging and discharging to determine a depleted battery cell.
  • the measurement unit 110 of the battery management device 100 can measure the current of a plurality of battery cells, and the controller 120 can measure the current of the plurality of battery cells. It can be judged that it is charging.
  • the measuring unit 110 may measure the temperature 310 of each of the plurality of battery cells over time and the voltage 320 of each of the plurality of battery cells over time. In this case, the time-dependent changes in temperature and voltage of degenerated battery cells may be measured to be greater than those of normal battery cells.
  • the controller 120 may generate the first information based on the temperature 310 of each of the plurality of battery cells over time and the voltage 320 of each of the plurality of battery cells over time. For example, the controller 120 may generate the second information 330 by subtracting the initial temperature from the hourly temperature 310 of each of the plurality of battery cells. Additionally, the controller 120 may generate third information 340 by subtracting the initial voltage from the time-dependent voltage 320 of each of the plurality of battery cells and inverting it negatively. In this case, the controller 120 may generate first information 350 as the difference between the second information 330 and the third information 340.
  • the controller 120 may generate the first information by setting the hourly temperature 310 of each of the plurality of battery cells and the hourly voltage 320 of each of the plurality of battery cells to the same reference point (e.g., 0). .
  • the controller 120 may determine a depleted battery cell based on the generated first information. For example, the controller 120 may determine that a battery cell in which the amount of change over time in the first information differs from other battery cells by more than a set value is a deteriorated battery cell.
  • the measurement unit 110 of the battery management device 100 can measure the current of a plurality of battery cells, and the controller 120 can measure the current of the plurality of battery cells. It can be judged that it is discharging.
  • the measuring unit 110 may measure the temperature 410 of each of the plurality of battery cells over time and the voltage 420 of each of the plurality of battery cells over time. In this case, the time-dependent changes in temperature and voltage of degenerated battery cells may be measured to be greater than those of normal battery cells.
  • the controller 120 may generate first information based on the temperature 410 of each of the plurality of battery cells over time and the voltage 420 of each of the plurality of battery cells over time. For example, the controller 120 may generate the second information 430 by subtracting the initial temperature from the hourly temperature 410 of each of the plurality of battery cells. Additionally, the controller 120 may generate third information 440 by subtracting the initial voltage from the time-specific voltage 420 of each of the plurality of battery cells. In this case, the controller 120 may generate the difference between the second information 430 and the third information 440 as first information 450.
  • the controller 120 may generate the first information by setting the hourly temperature 410 of each of the plurality of battery cells and the hourly voltage 420 of each of the plurality of battery cells to the same reference point (e.g., 0). .
  • the controller 120 may determine a depleted battery cell based on the generated first information. For example, the controller 120 may determine that a battery cell in which the amount of change over time in the first information differs from other battery cells by more than a set value is a deteriorated battery cell.
  • the battery management device 100 generates new information (e.g., first information) by comprehensively considering the temperature and voltage of a plurality of battery cells, and the generated information Since degenerated battery cells are determined based on , degenerated battery cells can be determined more accurately than when temperature or voltage is used respectively.
  • new information e.g., first information
  • the battery management device 100 determines a deteriorated battery cell by comprehensively considering the temperature and voltage of a plurality of battery cells, so that an error occurs in either temperature or voltage This can prevent battery cells from being misjudged.
  • a battery management device generates first information related to the temperature and voltage of each of a plurality of battery cells, and determines a deteriorated battery cell based on the amount of change over time in the generated first information. You can.
  • a battery management device measures the temperature of each of the plurality of battery cells based on a plurality of temperature sensors corresponding to the number of the plurality of battery cells and comprehensively considers the voltage of each of the plurality of battery cells. As a result, deteriorated battery cells can be determined more accurately.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method of operating a battery management device according to an embodiment disclosed in this document. According to the embodiment, the operations shown in FIG. 6 may be performed through the battery management device 100 of FIG. 2.
  • the operating method of the battery management device 100 includes measuring the temperature and voltage of each of a plurality of battery cells (S110), and the plurality of battery cells are being charged. Or, generating first information on each of the plurality of battery cells based on whether they are being discharged, the temperature of each of the plurality of battery cells over time, and the voltage of each of the plurality of battery cells over time (S120), and each of the plurality of battery cells It may include determining a deteriorated battery cell among a plurality of battery cells based on the first information (S130).
  • the measurement unit 110 may measure the temperature and voltage of each of the plurality of battery cells.
  • the measurement unit 110 may measure the temperature and voltage of a plurality of battery cells at regular time intervals.
  • the measuring unit 110 may include a temperature sensor and a voltage sensor.
  • step S120 the controller 120 controls each of the plurality of battery cells based on whether the plurality of battery cells are charging or discharging, the hourly temperature of each of the plurality of battery cells, and the hourly voltage of each of the plurality of battery cells.
  • 1 Information can be generated.
  • the controller 120 may generate the first information in different ways depending on whether a plurality of battery cells are being charged or discharged.
  • the controller 120 may determine which of the plurality of battery cells is a depleted battery cell based on the first information of each of the plurality of battery cells. For example, the controller 120 may determine which of the plurality of battery cells is depleted by comparing the first information of each of the plurality of battery cells.
  • the controller 120 may determine a battery cell in which the change in first information over time differs by more than a set value from that of other battery cells as a deteriorated battery cell.
  • the controller 120 may determine a battery cell whose first information differs from other battery cells by more than a set value as a deteriorated battery cell.
  • FIGS. 7 and 8 are flowcharts specifically showing a method of operating a battery management device according to an embodiment disclosed in this document. According to the embodiment, the operations shown in FIGS. 7 and 8 may be performed through the battery management device 100 of FIG. 2.
  • the operating method of the battery management device 100 includes determining whether a plurality of battery cells are charging or discharging (S210), and determining the time of each of the plurality of battery cells.
  • step S210 the controller 120 may check whether a plurality of battery cells are being charged or discharged. For example, the controller 120 may check whether the plurality of battery cells are being charged or discharged by checking the sign of the current flowing through the plurality of battery cells. According to an embodiment, when a plurality of battery cells are being charged, the controller 120 may perform step S220, and when a plurality of battery cells are being discharged, the controller 120 may perform step S250.
  • step S220 the controller 120 may generate second information by subtracting the initial temperature from the hourly temperature of each of the plurality of battery cells.
  • the controller 120 may generate third information by subtracting the initial voltage from the time-dependent voltage of each of the plurality of battery cells and inverting it negatively.
  • step S240 the controller 120 may generate the difference between the second information and the third information as first information.
  • steps S210 to S240 may be performed by being included in step S120 in FIG. 6.
  • step S250 the controller 120 may generate second information by subtracting the initial temperature from the hourly temperature of each of the plurality of battery cells.
  • step S260 the controller 120 may generate third information by subtracting the initial voltage from the time-dependent voltage of each of the plurality of battery cells.
  • step S270 the controller 120 may generate the difference between the second information and the third information as first information.
  • steps S210, S250 to S270 may be performed and included in step S120 in FIG. 6.
  • the operating method of the battery management device 100 includes measuring the current flowing through a plurality of battery cells (S310) and when the current has a positive value, the plurality of battery cells are measured. It may further include determining that the battery cells are charging, and determining that the plurality of battery cells are discharging when the current has a negative value (S320).
  • the measuring unit 110 may measure the current flowing through a plurality of battery cells.
  • step S320 the controller 120 may determine that the plurality of battery cells are being charged when the current has a positive value, and may determine that the plurality of battery cells are discharging when the current has a negative value.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the hardware configuration of a computing system for performing a method of operating a battery management device according to an embodiment disclosed in this document.
  • the computing system 1000 may include an MCU 1010, a memory 1020, an input/output I/F 1030, and a communication I/F 1040. there is.
  • the MCU 1010 stores various programs stored in the memory 1020 (e.g., a plurality of battery cell voltage information, current information, or temperature information collection program, a battery cell charge/discharge determination program, and a plurality of battery cell first information generation program, depleted battery cell determination program, etc.) are executed, and through these programs, voltage information of each of the plurality of battery cells, current information of each of the plurality of battery cells, temperature information of each of the plurality of battery cells, and plurality of battery cells are generated. It may be a processor that processes various information, including each first information and whether the battery is depleted, and performs the functions of the controller included in the battery management device shown in FIG. 2 described above.
  • the memory 1020 can store various programs, such as a program for collecting battery cell voltage information, current information, or temperature information, a program for determining whether a battery cell is charged or discharged, a program for generating first information for a plurality of battery cells, and a program for determining deteriorated battery cells. there is.
  • the memory 1020 stores various information such as voltage information for each of the plurality of battery cells, current information for each of the plurality of battery cells, temperature information for each of the plurality of battery cells, first information for each of the plurality of battery cells, and whether or not the battery is depleted. can be saved.
  • Memory 1020 may be volatile memory or non-volatile memory.
  • the memory 1020 as a volatile memory may use RAM, DRAM, SRAM, etc.
  • the memory 1020 as a non-volatile memory may be ROM, PROM, EAROM, EPROM, EEPROM, flash memory, etc.
  • the examples of memories 1020 listed above are merely examples and are not limited to these examples.
  • the input/output I/F (1030) is an interface that connects the MCU (1010) with input devices (not shown) such as a keyboard, mouse, and touch panel, and output devices such as a display (not shown) to transmit and receive data. can be provided.
  • the communication I/F 1040 is a component that can transmit and receive various data with a server, and may be various devices that can support wired or wireless communication.
  • the battery management device receives voltage information for each of a plurality of battery cells, current information for each of a plurality of battery cells, temperature information for each of a plurality of battery cells, and information from a separately provided external server through the communication I/F 1040.
  • Information such as first information about each of a plurality of battery cells and whether the battery is depleted can be transmitted and received.
  • the computer program according to an embodiment disclosed in this document may be recorded in the memory 1020 and processed by the MCU 1010, so that it may be implemented as a module that performs each function shown in FIG. 2, for example. there is.

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Abstract

본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 셀 각각의 온도 및 전압을 측정하는 측정부 및 상기 복수의 배터리 셀이 충전 중 또는 방전 중인지 여부, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보를 생성하고, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 중 퇴화된 배터리 셀을 판단하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법
관련출원과의 상호인용
본 발명은 2022.09.13.에 출원된 한국 특허 출원 제10-2022-0115234호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용을 본 명세서의 일부로 포함한다.
기술분야
본 문서에 개시된 실시예들은 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
최근 이차 전지에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 배터리, Ni/MH 배터리 등과 최근의 리튬 이온 배터리를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 배터리는 종래의 Ni/Cd 배터리, Ni/MH 배터리 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다, 또한, 리튬 이온 배터리는 소형, 경량으로 제작할 수 있어 이동 기기의 전원으로 사용되며, 최근에는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.
고전압 배터리 시스템을 구성하는 배터리 셀들 중 배터리 시스템의 성능과 안전을 저해할 수 있는 퇴화된 배터리 셀의 탐지가 필요하다. 현재 배터리 시스템 내에 배터리 셀의 직렬/병렬 구조로 용접되어 적용된 상태에서 배터리 관리 시스템에서 산출한 평균적인 SOH(State of Health)로 건강 상태를 판단하는 방법이 존재하고, 배터리 관리 시스템이 측정하는 배터리 팩/모듈의 온도를 기초로 퇴화된 배터리 셀을 탐지하는 방법이 존재한다.
본 문서에 개시된 실시예들의 일 목적은 배터리 셀의 전압과 배터리 셀의 온도를 종합적으로 고려하여 시간 축 대비 온도 및 전압의 변동량의 차를 활용한 퇴화된 배터리 셀의 판단이 가능한 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.
본 문서에 개시된 실시예들의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 셀 각각의 온도 및 전압을 측정하는 측정부 및 상기 복수의 배터리 셀이 충전 중 또는 방전 중인지 여부, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보를 생성하고, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 중 퇴화된 배터리 셀을 판단하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 복수의 배터리 셀이 충전 중인 경우, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보를 생성하고, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에서 초기 전압을 차감하고 음으로 반전하여 제3 정보를 생성하고, 상기 제2 정보와 상기 제3 정보의 차이를 상기 제1 정보로 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 복수의 배터리 셀이 방전 중인 경우, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보를 생성하고, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에서 초기 전압을 차감하여 제3 정보를 생성하고, 상기 제2 정보와 상기 제3 정보의 차이를 상기 제1 정보로 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 시간 별 상기 제1 정보의 변화가 다른 배터리 셀보다 설정값 이상 차이 나는 배터리 셀을 상기 퇴화된 배터리 셀로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 정보가 다른 배터리 셀보다 설정값 이상 차이 나는 배터리 셀을 상기 퇴화된 배터리 셀로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 측정부는, 상기 복수의 배터리 셀에 흐르는 전류를 측정하고, 상기 컨트롤러는, 상기 전류가 양의 값을 갖는 경우 상기 복수의 배터리 셀이 충전 중으로 판단하고, 상기 전류가 음의 값을 갖는 경우 상기 복수의 배터리 셀이 방전 중으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 복수의 배터리 셀의 상태가 충전 중에서 방전 중으로 변하거나 방전 중에서 충전 중으로 변하면, 상태가 변하는 시점을 기준으로 상기 제1 정보를 재생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 측정부는 복수개의 온도 센서를 포함하고, 상기 온도 센서의 수는 상기 배터리 셀의 수에 대응될 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법은, 복수의 배터리 셀 각각의 온도 및 전압을 측정하는 단계, 상기 복수의 배터리 셀이 충전 중 또는 방전 중인지 여부, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보를 생성하는 단계 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 중 퇴화된 배터리 셀을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 배터리 셀 각각이 충전 중 또는 방전 중인지 여부, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보를 생성하는 단계는, 상기 복수의 배터리 셀이 충전 중 또는 방전 중인지 여부를 확인하는 단계, 상기 복수의 배터리 셀이 충전 중인 경우, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보를 생성하는 단계, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에서 초기 전압을 차감하고 음으로 반전하여 제3 정보를 생성하는 단계 및 상기 제2 정보와 상기 제3 정보의 차이를 상기 제1 정보로 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 배터리 셀 각각이 충전 중 또는 방전 중인지 여부, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보를 생성하는 단계는, 상기 복수의 배터리 셀이 충전 중 또는 방전 중인지 여부를 확인하는 단계, 상기 복수의 배터리 셀이 방전 중인 경우, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보를 생성하는 단계, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에서 초기 전압을 차감하여 제3 정보를 생성하는 단계 및 상기 제2 정보와 상기 제3 정보의 차이를 상기 제1 정보로 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 배터리 셀에 흐르는 전류를 측정하는 단계; 및 상기 전류가 양의 값을 갖는 경우 상기 복수의 배터리 셀이 충전 중으로 판단하고, 상기 전류가 음의 값을 갖는 경우 상기 복수의 배터리 셀이 방전 중으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법은, 배터리 셀의 전압과 배터리 셀의 온도를 기초로 새로운 정보를 생성하고, 생성한 정보에 기반하여 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법은 복수의 배터리 셀이 충전 중인지 또는 방전 중인지 여부에 기반하여 서로 다르게 정보를 생성하여 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법은 복수의 배터리 셀 각각의 온도 및 전압에 관련된 제1 정보를 생성하고, 생성된 제1 정보의 시간 별 변화량에 기반하여 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법은 복수의 배터리 셀의 개수에 대응되는 복수의 온도 센서를 기초로 복수의 배터리 셀 각각의 온도를 측정하고 복수의 배터리 셀 각각의 전압과 종합적으로 고려하여 보다 더 정확하게 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일반적인 배터리 팩의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 복수의 배터리 셀과 배터리 관리 장치의 예시를 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치가 충방전에 따라서 제1 정보를 생성하여 퇴화된 배터리 셀을 판단하는 예시를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 7 및 도 8은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 구체적으로 보여주는 흐름도이다.
도 9는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 수행하기 위한 컴퓨팅 시스템의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 본 문서에 개시된 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 문서에 개시된 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 문서에 개시된 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 문서에 개시된 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 일반적인 배터리 팩의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 팩(1)과 상위 시스템에 포함되어 있는 상위 제어기(2)를 포함하는 배터리 제어 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(1)은 하나의 이상의 배터리 셀로 이루어지고 충방전 가능한 배터리 모듈(10)과, 배터리 모듈(10)의 (+) 단자 측 또는 (-) 단자 측에 직렬로 연결되어 배터리 모듈(10)의 충방전 전류 흐름을 제어하기 위한 스위칭부(14)와, 배터리 팩(1)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하여, 과충전 및 과방전 등을 방지하도록 제어 관리하는 배터리 관리 시스템(20)을 포함한다. 이 때, 배터리 팩(1)에는 배터리 모듈(10), 센서(12), 스위칭부(14) 및 배터리 관리 시스템(20)이 복수 개 구비될 수 있다.
여기서, 스위칭부(14)는 복수의 배터리 모듈(10)의 충전 또는 방전에 대한 전류 흐름을 제어하기 위한 소자로서, 예를 들면, 배터리 팩(1)의 사양에 따라서 적어도 하나의 릴레이, 마그네틱 접촉기 등이 이용될 수 있다.
배터리 관리 시스템(20)은 상술한 각종 파라미터를 측정한 값을 입력받는 인터페이스로서, 복수의 단자와, 이들 단자와 연결되어 입력받은 값들의 처리를 수행하는 회로 등을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 관리 시스템(20)은, 스위칭부(14) 예를 들어, 릴레이 또는 접촉기 등의 ON/OFF를 제어할 수도 있으며, 배터리 모듈(10)에 연결되어 배터리 모듈(10) 각각의 상태를 감시할 수 있다. 실시예에 따르면, 배터리 관리 시스템(20)은 도 2의 배터리 관리 장치(100)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 배터리 관리 시스템(20)은 도 2의 배터리 관리 장치(100)와 상이한 다른 시스템일 수 있다. 즉, 도 2의 배터리 관리 장치(100)는 배터리 팩(1)에 포함될 수도 있고, 배터리 팩(1) 외부의 다른 장치로 구성될 수도 있다.
상위 제어기(2)는 배터리 관리 시스템(20)으로 배터리 모듈(10)에 대한 제어 신호를 전송할 수 있다. 이에 따라, 배터리 관리 시스템(20)은 상위 제어기(2)로부터 인가되는 신호에 기초하여 동작이 제어될 수 있을 것이다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 측정부(110) 및 컨트롤러(120)를 포함할 수 있다. 실시예예 따라서, 배터리 관리 장치(100)는 도 1의 배터리 관리 시스템(20)에 포함될 수도 있고, 또는 도 1의 배터리 관리 시스템(20)과 상이한 다른 장치일 수도 있다.
측정부(110)는 복수의 배터리 셀의 온도 및 전압을 측정할 수 있다. 예를 들어, 측정부(110)는 일정 시간 간격으로 복수의 배터리 셀의 온도 및 전압을 측정할 수 있다. 실시예에 따르면 측정부(110)는 온도 센서, 전압 센서를 포함할 수 있다.
실시예예 따르면, 측정부(110)는 전류 센서를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 측정부(110)는 복수의 배터리 셀의 전류를 측정할 수 있다.
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 복수의 배터리 셀과 배터리 관리 장치의 예시를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 복수의 온도 센서(111), 전류 센서(112) 및 컨트롤러(120)를 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 복수의 온도 센서(111) 및 전류 센서(112)는 도 2의 측정부(110)에 포함될 수 있다. 실시예에 따르면, 컨트롤러(120)는 도 2의 컨트롤러(120)와 실질적으로 동일할 수 있다.
복수의 온도 센서(111)에 포함된 온도 센서의 수는 배터리 셀의 수에 대응될 수 있다. 예를 들어, 복수의 배터리 셀(200) 각각에 특정 개수의 온도 센서가 부착될 수 있다. 도 3에서는 복수의 배터리 셀(200) 2K, 10K의 온도를 측정할 수 있는 2개의 온도 센서가 부착되는 것으로 도시 되었지만 이에 한정되는 것은 아니고 온도 센서의 개수는 배터리 셀의 개수와 동일할 수도 있다.
복수의 온도 센서(111) 및 전류 센서(112)에서 측정된 정보는 컨트롤러(120)에게 전송될 수 있다. 컨트롤러(120)는 복수의 온도 센서(111) 및 전류 센서(112)로부터 수신된 정보를 기초로 복수의 배터리 셀(200)이 충전 중 또는 방전 중인지 여부, 복수의 배터리 셀(200) 중 퇴화된 배터리 셀이 존재하는지 여부 등을 판단할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각이 충전 중 또는 방전 중인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 전류 센서에서 측정된 전류가 양의 값을 갖는 경우 복수의 배터리 셀이 충전 중으로 판단할 수 있고, 전류가 음의 값을 갖는 경우 복수의 배터리 셀이 방전 중으로 판단할 수 있다.
컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀이 충전 중 또는 방전 중인지 여부, 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도 및 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에 기반하여 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀이 충전 중인지 또는 방전 중인지 여부에 따라서 서로 다른 방법으로 제1 정보를 생성할 수 있다.
실시예에 따르면, 복수의 배터리 셀이 충전 중인 경우, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보를 생성할 수 있다. 또한, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에서 초기 전압을 차감하고 음으로 반전하여 제3 정보를 생성할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(120)는 제2 정보와 제3 정보의 차이를 제1 정보로 생성할 수 있다.
실시예에 따르면, 복수의 배터리 셀이 방전 중인 경우, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보를 생성할 수 있다. 또한, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에서 초기 전압을 차감하여 제3 정보를 생성할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(120)는 제2 정보와 제3 정보의 차이를 제1 정보로 생성할 수 있다.
컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보에 기반하여 복수의 배터리 셀 중 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보를 비교하여 복수의 배터리 셀 중 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 컨트롤러(120)는 시간 별 제1 정보의 변화가 다른 배터리 셀보다 설정값 이상 차이 나는 배터리 셀을 퇴화된 배터리 셀로 판단할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 컨트롤러(120)는 제1 정보가 다른 배터리 셀보다 설정값 이상 차이 나는 배터리 셀을 퇴화된 배터리 셀로 판단할 수 있다.
배터리 셀이 퇴화되는 경우 내부 저항이 증가하고, 용량이 퇴화하는 현상들이 발생하고, 내부 저항이 증가하면 충전시 또는 방전시 온도 변화와 전압 변화가 커지게 되므로, 컨트롤러(120)는 온도와 전압과 관련된 제1 정보의 변화율 또는 제1 정보의 크기를 기초로 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀의 상태가 충전 중에서 방전 중으로 변하면, 상태가 변하는 시점을 기준으로 제1 정보를 재생성할 수 있다. 예를 들어, 복수의 배터리 셀이 충전 중인 경우와 복수의 배터리 셀이 방전 중인 경우의 제1 정보를 생성하는 방법이 상이하기 때문에, 컨트롤러(120)는 상태가 변하는 경우 제1 정보를 재생성할 수 있다.
실시예에 따르면, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀의 상태가 방전 중에서 충전 중으로 변하면, 상태가 변하는 시점을 기준으로 제1 정보를 재생성할 수 있다. 예를 들어, 복수의 배터리 셀이 방전 중인 경우와 복수의 배터리 셀이 충전 중인 경우의 제1 정보를 생성하는 방법이 상이하기 때문에, 컨트롤러(120)는 상태가 변하는 경우 제1 정보를 재생성할 수 있다.
따라서, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 복수의 배터리 셀이 충전 중인 경우와 방전 중인 경우에 관계없이 정확하게 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치가 충방전에 따라서 제1 정보를 생성하여 퇴화된 배터리 셀을 판단하는 예시를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 측정부(110)는 복수의 배터리 셀의 전류를 측정할 수 있고, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀이 충전 중인 것으로 판단할 수 있다.
측정부(110)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도(310) 및 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압(320)을 측정할 수 있다. 이 경우, 퇴화된 배터리 셀은 정상 배터리 셀보다 온도와 전압의 시간 별 변화가 더 크게 측정될 수 있다.
컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도(310) 및 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압(320)을 기초로 제1 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도(310)에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보(330)를 생성할 수 있다. 또한, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압(320)에서 초기 전압을 차감하고 음으로 반전하여 제3 정보(340)를 생성할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(120)는 제2 정보(330)와 제3 정보(340)의 차이를 제1 정보(350)로 생성할 수 있다.
즉, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도(310) 및 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압(320)을 같은 기준점(예: 0)으로 맞춰 제1 정보를 생성할 수 있다.
컨트롤러(120)는 생성된 제1 정보를 기초로 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 제1 정보의 시간 별 변화량이 다른 배터리 셀과 설정값 이상 차이 나는 배터리 셀을 퇴화된 배터리 셀로 판단할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 측정부(110)는 복수의 배터리 셀의 전류를 측정할 수 있고, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀이 방전 중인 것으로 판단할 수 있다.
측정부(110)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도(410) 및 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압(420)을 측정할 수 있다. 이 경우, 퇴화된 배터리 셀은 정상 배터리 셀보다 온도와 전압의 시간 별 변화가 더 크게 측정될 수 있다.
컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도(410) 및 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압(420)을 기초로 제1 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도(410)에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보(430)를 생성할 수 있다. 또한, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압(420)에서 초기 전압을 차감하여 제3 정보(440)를 생성할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(120)는 제2 정보(430)와 제3 정보(440)의 차이를 제1 정보(450)로 생성할 수 있다.
즉, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도(410) 및 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압(420)을 같은 기준점(예: 0)으로 맞춰 제1 정보를 생성할 수 있다.
컨트롤러(120)는 생성된 제1 정보를 기초로 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 제1 정보의 시간 별 변화량이 다른 배터리 셀과 설정값 이상 차이 나는 배터리 셀을 퇴화된 배터리 셀로 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 복수의 배터리 셀의 온도 및 전압을 종합적으로 고려하여 새로운 정보(예: 제1 정보)를 생성하고, 생성된 정보를 기초로 퇴화된 배터리 셀을 판단하므로, 온도 또는 전압을 각각 사용하는 경우보다 더 정확하게 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 복수의 배터리 셀의 온도 및 전압을 종합적으로 고려하여 퇴화된 배터리 셀을 판단하므로 온도 또는 전압 어느 하나에 오차가 발생하여 퇴화된 배터리 셀이 잘못 판단되는 것을 방지할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 셀 각각의 온도 및 전압에 관련된 제1 정보를 생성하고, 생성된 제1 정보의 시간 별 변화량에 기반하여 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는 복수의 배터리 셀의 개수에 대응되는 복수의 온도 센서를 기초로 복수의 배터리 셀 각각의 온도를 측정하고 복수의 배터리 셀 각각의 전압과 종합적으로 고려하여 보다 더 정확하게 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다. 실시예에 따르면 도 6에 도시된 동작들은 도 2의 배터리 관리 장치(100)를 통해 수행될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 동작 방법은, 복수의 배터리 셀 각각의 온도 및 전압을 측정하는 단계(S110), 복수의 배터리 셀이 충전 중 또는 방전 중인지 여부, 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도 및 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에 기반하여 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보를 생성하는 단계(S120) 및 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보에 기반하여 복수의 배터리 셀 중 퇴화된 배터리 셀을 판단하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.
S110 단계에서, 측정부(110)는 복수의 배터리 셀 각각의 온도 및 전압을 측정할 수 있다. 예를 들어, 측정부(110)는 일정 시간 간격으로 복수의 배터리 셀의 온도 및 전압을 측정할 수 있다. 실시예에 따르면 측정부(110)는 온도 센서, 전압 센서를 포함할 수 있다.
S120 단계에서, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀이 충전 중 또는 방전 중인지 여부, 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도 및 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에 기반하여 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀이 충전 중인지 또는 방전 중인지 여부에 따라서 서로 다른 방법으로 제1 정보를 생성할 수 있다.
S130 단계에서, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보에 기반하여 복수의 배터리 셀 중 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보를 비교하여 복수의 배터리 셀 중 퇴화된 배터리 셀을 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 컨트롤러(120)는 시간 별 제1 정보의 변화가 다른 배터리 셀보다 설정값 이상 차이 나는 배터리 셀을 퇴화된 배터리 셀로 판단할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 컨트롤러(120)는 제1 정보가 다른 배터리 셀보다 설정값 이상 차이 나는 배터리 셀을 퇴화된 배터리 셀로 판단할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 구체적으로 보여주는 흐름도이다. 실시예에 따르면 도 7 및 도 8에 도시된 동작들은 도 2의 배터리 관리 장치(100)를 통해 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 동작 방법은, 복수의 배터리 셀이 충전 중인지 또는 방전 중인지 확인하는 단계(S210), 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보를 생성하는 단계(S220), 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에서 초기 전압을 차감하여 제3 정보를 생성하는 단계(S230), 제2 정보와 제3 정보의 차이를 제1 정보로 생성하는 단계(S240), 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보를 생성하는 단계(S250), 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에서 초기 전압을 차감하여 제3 정보를 생성하는 단계(S260) 및 제2 정보와 제3 정보의 차이를 제1 정보로 생성하는 단계(S270)를 포함할 수 있다.
S210 단계에서, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀이 충전 중인지 또는 방전 중인지 확인할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀에 흐르는 전류의 부호를 확인하여 복수의 배터리 셀이 충전 중인지 또는 방전 중인지 확인할 수 있다. 실시예에 따르면, 복수의 배터리 셀이 충전 중인 경우 컨트롤러(120)는 S220 단계를 수행할 수 있고, 복수의 배터리 셀이 방전 중인 경우 컨트롤러(120)는 S250 단계를 수행할 수 있다.
S220 단계에서, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보를 생성할 수 있다.
S230 단계에서, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에서 초기 전압을 차감하고 음으로 반전하여 제3 정보를 생성할 수 있다.
S240 단계에서, 컨트롤러(120)는 제2 정보와 제3 정보의 차이를 제1 정보로 생성할 수 있다.
실시예에 따르면, S210 단계 내지 S240 단계는 도 6에 S120 단계에 포함되어 수행될 수 있다.
S250 단계에서, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보를 생성할 수 있다.
S260 단계에서, 컨트롤러(120)는 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에서 초기 전압을 차감하여 제3 정보를 생성할 수 있다.
S270 단계에서, 컨트롤러(120)는 제2 정보와 제3 정보의 차이를 제1 정보로 생성할 수 있다.
실시예에 따르면, S210 단계, S250 단계 내지 S270 단계는 도 6에 S120 단계에 포함되어 수행될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)의 동작 방법은, 복수의 배터리 셀에 흐르는 전류를 측정하는 단계(S310) 및 전류가 양의 값을 갖는 경우 복수의 배터리 셀이 충전 중으로 판단하고, 전류가 음의 값을 갖는 경우 복수의 배터리 셀이 방전 중으로 판단하는 단계(S320)를 더 포함할 수 있다.
S310 단계에서, 측정부(110)는 복수의 배터리 셀에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.
S320 단계에서, 컨트롤러(120)는 전류가 양의 값을 갖는 경우 복수의 배터리 셀이 충전 중으로 판단하고, 전류가 음의 값을 갖는 경우 복수의 배터리 셀이 방전 중으로 판단할 수 있다.
도 9는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치의 동작 방법을 수행하기 위한 컴퓨팅 시스템의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(1000)은 MCU(1010), 메모리(1020), 입출력 I/F(1030) 및 통신 I/F(1040)를 포함할 수 있다.
MCU(1010)는 메모리(1020)에 저장되어 있는 각종 프로그램(예를 들면, 복수의 배터리 셀 전압 정보, 전류 정보 또는 온도 정보 수집 프로그램, 배터리 셀 충방전 여부 판단 프로그램, 복수의 배터리 셀 제1 정보 생성 프로그램, 퇴화된 배터리 셀 판단 프로그램 등)을 실행시키고, 이러한 프로그램들을 통해 복수의 배터리 셀 각각의 전압 정보, 복수의 배터리 셀 각각의 전류 정보, 복수의 배터리 셀 각각의 온도 정보, 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보, 퇴화 배터리 여부 등을 포함한 각종 정보를 처리하며, 전술한 도 2에 나타낸 배터리 관리 장치에 포함된 컨트롤러의 기능들을 수행하도록 하는 프로세서일 수 있다.
메모리(1020)는 복수의 배터리 셀 전압 정보, 전류 정보 또는 온도 정보 수집 프로그램, 배터리 셀 충방전 여부 판단 프로그램, 복수의 배터리 셀 제1 정보 생성 프로그램, 퇴화된 배터리 셀 판단 프로그램 등 각종 프로그램을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1020)는 복수의 배터리 셀 각각의 전압 정보, 복수의 배터리 셀 각각의 전류 정보, 복수의 배터리 셀 각각의 온도 정보, 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보, 퇴화 배터리 여부 등 각종 정보를 저장할 수 있다.
이러한 메모리(1020)는 필요에 따라서 복수 개 마련될 수도 있을 것이다. 메모리(1020)는 휘발성 메모리일 수도 있으며 비휘발성 메모리일 수 있다. 휘발성 메모리로서의 메모리(1020)는 RAM, DRAM, SRAM 등이 사용될 수 있다. 비휘발성 메모리로서의 메모리(1020)는 ROM, PROM, EAROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등이 사용될 수 있다. 상기 열거한 메모리(1020)들의 예를 단지 예시일 뿐이며 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
입출력 I/F(1030)는, 키보드, 마우스, 터치 패널 등의 입력 장치(미도시)와 디스플레이(미도시) 등의 출력 장치와 MCU(1010) 사이를 연결하여 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공할 수 있다.
통신 I/F(1040)는 서버와 각종 데이터를 송수신할 수 있는 구성으로서, 유선 또는 무선 통신을 지원할 수 있는 각종 장치일 수 있다. 예를 들면, 배터리 관리 장치는 통신 I/F(1040)를 통해 별도로 마련된 외부 서버로부터 각종 복수의 배터리 셀 각각의 전압 정보, 복수의 배터리 셀 각각의 전류 정보, 복수의 배터리 셀 각각의 온도 정보, 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보, 퇴화 배터리 여부와 같은 정보를 송수신할 수 있다.
이와 같이, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 메모리(1020)에 기록되고, MCU(1010)에 의해 처리됨으로써, 예를 들면 도 2에서 도시한 각 기능들을 수행하는 모듈로서 구현될 수도 있다.
이상의 설명은 본 문서에 개시된 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 문서에 개시된 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 문서에 개시된 실시예들은 본 문서에 개시된 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 문서에 개시된 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 문서에 개시된 기술 사상의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 문서의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 복수의 배터리 셀 각각의 온도 및 전압을 측정하는 측정부; 및
    상기 복수의 배터리 셀이 충전 중 또는 방전 중인지 여부, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보를 생성하고,
    상기 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 중 퇴화된 배터리 셀을 판단하는 컨트롤러; 를 포함하는 배터리 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 복수의 배터리 셀이 충전 중인 경우,
    상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보를 생성하고,
    상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에서 초기 전압을 차감하고 음으로 반전하여 제3 정보를 생성하고,
    상기 제2 정보와 상기 제3 정보의 차이를 상기 제1 정보로 생성하는, 배터리 관리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 복수의 배터리 셀이 방전 중인 경우,
    상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보를 생성하고,
    상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에서 초기 전압을 차감하여 제3 정보를 생성하고,
    상기 제2 정보와 상기 제3 정보의 차이를 상기 제1 정보로 생성하는, 배터리 관리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    시간 별 상기 제1 정보의 변화가 다른 배터리 셀보다 설정값 이상 차이 나는 배터리 셀을 상기 퇴화된 배터리 셀로 판단하는, 배터리 관리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제1 정보가 다른 배터리 셀보다 설정값 이상 차이 나는 배터리 셀을 상기 퇴화된 배터리 셀로 판단하는, 배터리 관리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정부는, 상기 복수의 배터리 셀에 흐르는 전류를 측정하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 전류가 양의 값을 갖는 경우 상기 복수의 배터리 셀이 충전 중으로 판단하고,
    상기 전류가 음의 값을 갖는 경우 상기 복수의 배터리 셀이 방전 중으로 판단하는, 배터리 관리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 복수의 배터리 셀의 상태가 충전 중에서 방전 중으로 변하거나 방전 중에서 충전 중으로 변하면, 상태가 변하는 시점을 기준으로 상기 제1 정보를 재생성하는, 배터리 관리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정부는 복수개의 온도 센서를 포함하고,
    상기 온도 센서의 수는 상기 배터리 셀의 수에 대응되는, 배터리 관리 장치.
  9. 복수의 배터리 셀 각각의 온도 및 전압을 측정하는 단계;
    상기 복수의 배터리 셀이 충전 중 또는 방전 중인지 여부, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 중 퇴화된 배터리 셀을 판단하는 단계; 를 포함하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀 각각이 충전 중 또는 방전 중인지 여부, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보를 생성하는 단계는,
    상기 복수의 배터리 셀이 충전 중 또는 방전 중인지 여부를 확인하는 단계;
    상기 복수의 배터리 셀이 충전 중인 경우, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보를 생성하는 단계;
    상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에서 초기 전압을 차감하고 음으로 반전하여 제3 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 제2 정보와 상기 제3 정보의 차이를 상기 제1 정보로 생성하는 단계; 를 포함하는, 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀 각각이 충전 중 또는 방전 중인지 여부, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도 및 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에 기반하여 상기 복수의 배터리 셀 각각의 제1 정보를 생성하는 단계는,
    상기 복수의 배터리 셀이 충전 중 또는 방전 중인지 여부를 확인하는 단계;
    상기 복수의 배터리 셀이 방전 중인 경우, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 온도에서 초기 온도를 차감하여 제2 정보를 생성하는 단계;
    상기 복수의 배터리 셀 각각의 시간 별 전압에서 초기 전압을 차감하여 제3 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 제2 정보와 상기 제3 정보의 차이를 상기 제1 정보로 생성하는 단계; 를 포함하는 배터리 관리 장치의 동작 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀에 흐르는 전류를 측정하는 단계; 및
    상기 전류가 양의 값을 갖는 경우 상기 복수의 배터리 셀이 충전 중으로 판단하고,
    상기 전류가 음의 값을 갖는 경우 상기 복수의 배터리 셀이 방전 중으로 판단하는 단계; 를 더 포함하는, 배터리 관리 장치의 동작 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2026084211A1 (ko) * 2024-10-16 2026-04-23 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 배터리 진단 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100911317B1 (ko) * 2008-08-08 2009-08-11 주식회사 엘지화학 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치 및방법
KR20200030467A (ko) * 2018-09-12 2020-03-20 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치 및 방법
KR20210014003A (ko) * 2019-07-29 2021-02-08 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치 및 배터리 관리 방법
KR20210066609A (ko) * 2019-11-28 2021-06-07 주식회사 엘지화학 배터리 셀 이상 퇴화 진단 장치 및 방법
KR20220058250A (ko) * 2020-10-30 2022-05-09 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR20220115234A (ko) 2021-02-10 2022-08-17 부경대학교 산학협력단 흉곽 골절부 고정용 플레이트

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3170381B2 (ja) * 1993-02-12 2001-05-28 オムロン株式会社 電池の寿命判定装置
JP2002184469A (ja) * 2000-12-13 2002-06-28 Yazaki Corp 車載用バッテリの充電側分極解消検出方法及びその装置、車載用バッテリの充電容量状態検出方法及びその装置
JP2014063693A (ja) * 2012-09-24 2014-04-10 Toshiba Corp 二次電池装置および電池容量推定システム
WO2015155805A1 (ja) * 2014-04-09 2015-10-15 三菱電機株式会社 蓄電池劣化測定装置、蓄電システム装置
JP6664872B2 (ja) * 2014-10-28 2020-03-13 株式会社Gbs 充電装置、充電プログラム、充電方法
JP6520654B2 (ja) * 2015-11-12 2019-05-29 株式会社豊田自動織機 鉛バッテリの劣化度を検出する方法および鉛バッテリの充電を制御する方法
KR102715869B1 (ko) * 2019-09-11 2024-10-14 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR102400450B1 (ko) * 2019-09-25 2022-05-20 주식회사 엠피에스티 배터리 온도 데이터를 이용한 이상 상태 사전 감지 시스템
KR102775043B1 (ko) * 2019-09-27 2025-02-27 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치
KR102332444B1 (ko) * 2019-12-23 2021-11-26 삼성에스디아이 주식회사 열 폭주 검출 장치, 배터리 시스템 및 배터리 시스템의 열 폭주 검출 방법
JP7553332B2 (ja) * 2020-11-20 2024-09-18 株式会社日立製作所 電池制御装置およびプログラム
CN112816885B (zh) * 2021-01-06 2024-11-19 北京嘀嘀无限科技发展有限公司 一种电池异常检测方法、装置、电子设备及存储介质
KR102883880B1 (ko) * 2021-02-26 2025-11-07 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100911317B1 (ko) * 2008-08-08 2009-08-11 주식회사 엘지화학 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 용량 퇴화 추정 장치 및방법
KR20200030467A (ko) * 2018-09-12 2020-03-20 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치 및 방법
KR20210014003A (ko) * 2019-07-29 2021-02-08 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치 및 배터리 관리 방법
KR20210066609A (ko) * 2019-11-28 2021-06-07 주식회사 엘지화학 배터리 셀 이상 퇴화 진단 장치 및 방법
KR20220058250A (ko) * 2020-10-30 2022-05-09 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR20220115234A (ko) 2021-02-10 2022-08-17 부경대학교 산학협력단 흉곽 골절부 고정용 플레이트

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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