JP2022534442A - バッテリー退化度診断装置及び方法 - Google Patents

バッテリー退化度診断装置及び方法 Download PDF

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Abstract

本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置は、放電及び充電が行われる複数のサイクル毎に、複数のバッテリーセルのそれぞれの電圧を測定し、測定された複数の電圧に対する複数の電圧情報を出力するように構成された測定部と、複数の電圧情報を受信し、複数のバッテリーセルのそれぞれの最初サイクルで測定された基準電圧を基準にしてそれぞれのバッテリーセルのサイクル毎の電圧偏差を算出し、複数のバッテリーセルのそれぞれに対して算出された複数の電圧偏差による電圧合算値に基づいて、複数のバッテリーセルの相対的退化度を診断するように構成された制御部と、を含む。

Description

本発明は、バッテリー退化度診断装置及び方法に関し、より詳しくは、複数のバッテリーセルの退化度を正確且つ迅速に診断することができるバッテリー退化度診断装置及び方法に関する。
本出願は、２０１９年１０月２４日付け出願の韓国特許出願第１０－２０１９－０１３２９４６号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
近年、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急激に伸び、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれて、繰り返して充放電可能な高性能バッテリーに対する研究が活発に行われている。
現在、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウムバッテリーなどのバッテリーが商用化しているが、中でもリチウムバッテリーはニッケル系列のバッテリーに比べてメモリ効果が殆ど起きず充放電が自在であって、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
一方、このようなバッテリーは、充電及び放電が繰り返されるにつれて容量が徐々に低下するため、バッテリーの容量低下によって予期せぬ事故が発生するおそれがある。したがって、バッテリーの寿命または退化度を推定するための多様な研究が行われている。
従来、バッテリーの健康状態（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＨ）を推定し、バッテリーの残余寿命を推定するバッテリー寿命推定方法または装置が開示されている（特許文献１）。
ただし、特許文献１では、バッテリーが充電されるときの電圧上昇量を測定してバッテリーの健康状態を推定し、統計的技法（例えば、パーティクルフィルタ）を用いて推定された健康状態からバッテリーの残余寿命を算定するため、バッテリーの残余寿命または退化度を診断するのに相当な時間がかかるという問題がある。
韓国特許第１０－１８８２２８７号公報
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーセルの測定電圧に基づいて、バッテリーセルの退化度を迅速且つ正確に診断することができるバッテリー退化度診断装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施形態によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
本発明の一態様によるバッテリー退化度診断装置は、放電及び充電が行われる複数のサイクル毎に、複数のバッテリーセルのそれぞれの電圧を測定し、測定された複数の電圧に対する複数の電圧情報を出力するように構成された測定部と、複数の電圧情報を受信し、複数のバッテリーセルのそれぞれの最初サイクルで測定された基準電圧を基準にしてそれぞれのバッテリーセルのサイクル毎の電圧偏差を算出し、複数のバッテリーセルのそれぞれに対して算出された複数の電圧偏差による電圧合算値に基づいて、複数のバッテリーセルの相対的退化度を診断するように構成された制御部と、を含む。
測定部は、複数のバッテリーセルの放電が終了してから所定の時間が経過した測定時点における電圧を測定するように構成され得る。
制御部は、それぞれのバッテリーセルの最初サイクルで測定された電圧を基準電圧に設定し、それぞれのバッテリーセルの各サイクル毎に測定されたセル電圧と基準電圧との差を算出して電圧偏差を算出するように構成され得る。
制御部は、複数のバッテリーセルのそれぞれに対して算出された電圧合算値を互いに比較し、複数のバッテリーセルの相対的退化度を診断するように構成され得る。
制御部は、電圧合算値が大きいほどバッテリー退化度が大きいと診断するように構成され得る。
制御部は、複数のサイクルを複数の単位区間に区画し、区画された複数の単位区間のそれぞれに属したサイクルに対応して算出された少なくとも一つの電圧偏差に基づいて、区画された複数の単位区間のそれぞれに対する単位合算値を算出し、同一単位区間に対応して算出された単位合算値同士を比較した結果に基づいて複数のバッテリーセルの複数の単位区間それぞれにおける相対的退化度を診断するように構成され得る。
制御部は、複数のバッテリーセルのうちターゲットセルを選定し、複数の単位区間のそれぞれにおいてターゲットセルに対応する単位合算値を算出し、ターゲットセルに対応するように算出された複数の単位合算値を互いに比較し、ターゲットセルの退化加速を診断するように構成され得る。
制御部は、サイクルが進行するほど単位合算値が大きくなれば、ターゲットセルの退化が加速していると診断するように構成され得る。
本発明の他の態様によるバッテリーパックは、本発明の一態様によるバッテリー退化度診断装置を含む。
本発明のさらに他の態様によるバッテリー退化度診断方法は、放電及び充電が行われる複数のサイクル毎に、複数のバッテリーセルのそれぞれの電圧を測定する電圧測定段階と、複数のバッテリーセルのそれぞれの最初サイクルで測定された基準電圧を基準にしてそれぞれのバッテリーセルのサイクル毎の電圧偏差を算出する電圧偏差算出段階と、複数のバッテリーセルのそれぞれに対して算出された複数の電圧偏差による電圧合算値を算出する電圧合算値算出段階と、電圧合算値算出段階で算出された電圧合算値に基づいて、複数のバッテリーセルの相対的退化度を診断する退化度診断段階と、を含む。
本発明の一態様によれば、測定された電圧値に基づいて複数のバッテリーセルの相対的退化度を診断できるため、複数のバッテリーセルの相対的退化度を正確且つ迅速に診断することができる。
また、本発明の一態様によれば、バッテリーの健康状態を推定しなくても、短時間で複数のバッテリーセルに対する性能優位を比較診断することができる。
また、本発明の一態様によれば、バッテリーセルの退化原因の推定に必要な情報が提供されるため、ユーザがバッテリーセルの交換時期またはバッテリーセルの充放電条件などを決定するのに役立つことができる。
本発明の効果は上記の効果に制限されず、他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
本明細書に添付される次の図面は、発明の詳細な説明ともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするものであるため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置を含むバッテリーパックを概略的に示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置を含むバッテリーパックの例示的構成を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置が第１バッテリーセルに対して算出した電圧偏差を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置が第２バッテリーセルに対して算出した電圧偏差を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置が第３バッテリーセルに対して算出した電圧偏差を示した図である。 本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置が第４バッテリーセルに対して算出した電圧偏差を示した図である。 複数のバッテリーセルに対するサイクル容量維持率を示した図である。 本発明の他の実施形態によるバッテリー退化度診断方法を概略的に示した図である。
本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
また、本発明の説明において、関連公知構成または機能についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合、その詳細な説明は省略する。
第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素のうちある一つをその他の要素と区別するために使われたものであり、これら用語によって構成要素が限定されることはない。
明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に言及されない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。
また、明細書に記載された制御部のような用語は少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せで具現され得る。
さらに、明細書の全体において、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されるとするとき、これは「直接的な連結（接続）」だけではなく、他の素子を介在した「間接的な連結（接続）」も含む。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００を概略的に示した図である。図２は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００を含むバッテリーパック１を概略的に示した図である。図３は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００を含むバッテリーパック１の例示的構成を示した図である。
図２及び図３を参照すると、バッテリーパック１は、バッテリーモジュール１０及びバッテリー退化度診断装置１００を含むことができる。
ここで、バッテリーモジュール１０には、一つ以上のバッテリーセルが直列及び／または並列で接続されて備えられ得る。そして、バッテリーセルは、負極端子及び正極端子を備え、物理的に分離可能な一つの独立したセルを意味する。一例として、一つのパウチ型リチウムポリマーセルをバッテリーセルとして見なし得る。
以下では、図２及び図３に示されたように、バッテリーモジュール１０に第１バッテリーセルＢ１、第２バッテリーセルＢ２、第３バッテリーセルＢ３及び第４バッテリーセルＢ４が含まれたとして説明する。ただし、バッテリーモジュール１０には一つ以上のバッテリーセルが備えられればよく、備えられるバッテリーセルの個数には特に制限がない。
図１を参照すると、バッテリー退化度診断装置１００は、測定部１１０及び制御部１２０を含むことができる。
測定部１１０は、放電及び充電が行われる複数のサイクル毎に、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの電圧を測定するように構成され得る。
具体的には、測定部１１０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４のうち少なくとも一つの電圧を測定することができる。
例えば、図３の実施形態において、測定部１１０は、第１センシングラインＳＬ１、第２センシングラインＳＬ２、第３センシングラインＳＬ３、第４センシングラインＳＬ４及び第５センシングラインＳＬ５を通じてバッテリーモジュール１０と接続され得る。そして、測定部１１０は、第１センシングラインＳＬ１及び第２センシングラインＳＬ２を通じて第１バッテリーセルＢ１の電圧を測定し得る。また、測定部１１０は、第２センシングラインＳＬ２及び第３センシングラインＳＬ３を通じて第２バッテリーセルＢ２の電圧を測定し得る。また、測定部１１０は、第３センシングラインＳＬ３及び第４センシングラインＳＬ４を通じて第３バッテリーセルＢ３の電圧を測定し得る。また、測定部１１０は、第４センシングラインＳＬ４及び第５センシングラインＳＬ５を通じて第４バッテリーセルＢ４の電圧を測定し得る。
また、測定部１１０は、一サイクル毎に複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの電圧を測定し得る。
例えば、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の充電及び放電が総２００サイクル行われたと仮定する。測定部１１０は、第１サイクル～第２００サイクルのそれぞれにおいて複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の電圧を測定し得る。
また、測定部１１０は、測定された複数の電圧に対する複数の電圧情報を出力するように構成され得る。
測定部１１０は、複数のセンシングラインＳＬ１～ＳＬ５を用いて測定した複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の電圧をデジタル信号の形態に変換し得る。そして、測定部１１０は、変換したデジタル信号を出力することで、測定した電圧情報を出力し得る。
制御部１２０は、複数の電圧情報を受信するように構成され得る。
すなわち、制御部１２０は、測定部１１０から受信したデジタル信号を読み取り、測定部１１０によって測定された複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４に対する電圧情報を取得することができる。
図３を参照すると、測定部１１０と制御部１２０とは有線で互いに接続され得る。すなわち、測定部１１０と制御部１２０とは有線で互いに信号を送受信するように構成され得る。
例えば、測定部１１０が第１サイクル～第２００サイクルのそれぞれにおいて測定した複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの電圧情報を制御部１２０に送信したと仮定する。この場合、制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４のそれぞれに対し、第１サイクルにおける電圧情報から第２００サイクルにおける電圧情報をすべて取得することができる。
制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの最初サイクルで測定された基準電圧を基準にしてそれぞれのバッテリーセルのサイクル毎の電圧偏差を算出するように構成され得る。
具体的には、制御部１２０は、下記の数式１を用いてそれぞれのバッテリーセルのサイクル毎の電圧偏差を算出し得る。
［数式１］
△V = Vn - Vref
ここで、△Ｖは算出された電圧偏差［ｍＶ］であり、Ｖｎは第ｎサイクルで測定された電圧［ｍＶ］であり、Ｖｒｅｆは基準サイクルで測定された基準電圧［ｍＶ］であり、ｎは正の整数である。
例えば、基準サイクルが第１サイクルである場合、Ｖｒｅｆは第１サイクルで測定された電圧であり得る。すなわち、制御部１２０は、第１サイクルで測定された電圧を基準にして、第１サイクルで測定された基準電圧（Ｖｒｅｆ）と第ｎサイクルで測定された電圧（Ｖｎ）との間の電圧偏差（△Ｖ）を算出することができる。この場合、制御部１２０は、第１サイクル～第ｎサイクルにおける複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の退化度を診断することができる。
他の例として、基準サイクルが第１０１サイクルである場合、Ｖｒｅｆは第１０１サイクルで測定された電圧であり得る。すなわち、制御部１２０は、第１０１サイクルで測定された電圧を基準にして、第１０１サイクルで測定された基準電圧（Ｖｒｅｆ）と第ｎサイクルで測定された電圧（Ｖｎ）との間の電圧偏差（△Ｖ）を算出することができる。この場合、制御部１２０は、第１０１サイクル～第ｎサイクルにおける複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の退化度を診断することができる。
以下、図３の実施形態において、制御部１２０が複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４のそれぞれに対して算出した電圧偏差の例を図４～図７を参照して説明する。
図４は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００が第１バッテリーセルＢ１に対して算出した電圧偏差［ｍＶ］を示した図である。図５は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００が第２バッテリーセルＢ２に対して算出した電圧偏差［ｍＶ］を示した図である。図６は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００が第３バッテリーセルＢ３に対して算出した電圧偏差［ｍＶ］を示した図である。図７は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００が第４バッテリーセルＢ４に対して算出した電圧偏差［ｍＶ］を示した図である。
具体的には、図４は、第１サイクル～第４００サイクルで算出された第１バッテリーセルＢ１の電圧偏差を示した図である。図５は、第１サイクル～第２５０サイクルで算出された第２バッテリーセルＢ２の電圧偏差を示した図である。図６は、第１サイクル～第２５０サイクルで算出された第３バッテリーセルＢ３の電圧偏差を示した図である。図７は、第１サイクル～第３２０サイクルで算出された第４バッテリーセルＢ４の電圧偏差を示した図である。
図４～図７を参照すると、第ｎサイクルで測定されたバッテリーセルの電圧によって、電圧偏差は０、正数または負数で算出され得る。望ましくは、図４～図７の実施形態において、基準サイクルは第１サイクルであり得る。すなわち、電圧偏差を算出するとき、基準サイクルで測定されたバッテリーセルの電圧が基準になるため、図４～図７において、第１サイクルにおける電圧偏差はいずれも０と同一である。
また、基準になる基準電圧（例えば、第１サイクルで測定されたバッテリーセルの電圧）は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４毎に異なるように測定され得る。すなわち、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の退化度に応じて基準電圧が相異なるように設定され得る。
制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４のそれぞれに対して算出された複数の電圧偏差による電圧合算値に基づいて、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の相対的退化度を診断するように構成され得る。
まず、制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４のそれぞれに対して算出された複数の電圧偏差を合算し得る。すなわち、電圧合算値とは、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４毎に算出された複数の電圧偏差を足した値であり得る。
例えば、図４～図７の実施形態において、制御部１２０が複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４のそれぞれに対して、第１サイクルから第２００サイクルまでの電圧偏差を合算したと仮定する。第１バッテリーセルＢ１の電圧合算値は２５７５［ｍＶ］であり、第２バッテリーセルＢ２の電圧合算値は－１１８７［ｍＶ］であり、第３バッテリーセルＢ３の電圧合算値は－３２７２［ｍＶ］であり、第４バッテリーセルＢ４の電圧合算値は－７４０４［ｍＶ］であり得る。
制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４のそれぞれに対して算出された電圧合算値を比較し、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の相対的退化度を診断し得る。
具体的には、制御部１２０は、電圧合算値が小さいほど退化の進行が遅いと診断し、電圧合算値が大きいほど退化がより進行したと診断することができる。
例えば、上述した実施形態のように、第１バッテリーセルＢ１の電圧合算値が２５７５［ｍＶ］であり、第２バッテリーセルＢ２の電圧合算値が－１１８７［ｍＶ］であり、第３バッテリーセルＢ３の電圧合算値が－３２７２［ｍＶ］であり、第４バッテリーセルＢ４の電圧合算値が－７４０４［ｍＶ］であると仮定する。制御部１２０は、電圧合算値が最も大きい第１バッテリーセルＢ１の相対的退化度が最も高いと診断し、電圧合算値が最も小さい第４バッテリーセルＢ４の相対的退化度が最も低いと診断し得る。望ましくは、制御部１２０は、第１サイクル～第２００サイクルにおいて、第１バッテリーセルＢ１が第２バッテリーセルＢ２、第３バッテリーセルＢ３及び第４バッテリーセルＢ４に比べてさらに退化したと診断することができる。
図８は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４に対するサイクル容量維持率を示した図である。具体的には、図８は、充放電サイクルの進行に伴う、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの容量変化を示した図である。ここで、サイクル容量維持率は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４のそれぞれに対して推定された健康状態（ＳＯＨ）に対応し得る。
図８を参照すると、第１サイクルから第２００サイクルに進行するほど、第１バッテリーセルＢ１の容量が最も多く減ることが確認できる。また、第４バッテリーセルＢ４の容量が最も少し減ることが確認できる。ただし、図８に示されたバッテリーセルの健康状態は、直接測定することはできず、バッテリーセルの電流及び／または電圧などのバッテリー状態情報に基づいて推定される値である。すなわち、バッテリーセルの健康状態は、バッテリーセルの充電及び／または放電電流を積算するか又はバッテリーセルの内部抵抗の変化を考慮して推定されるため、推定に多くの時間とシステム資源が必要であるという問題がある。
一方、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００は、測定された電圧値に基づいて複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の相対的退化度を診断できるため、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の相対的退化度を正確且つ迅速に診断することができる。
すなわち、バッテリー退化度診断装置１００は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の健康状態を推定しなくても、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４間の相対的退化度を診断できるため、短時間で複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の相対的退化度を診断しなければならない状況でも、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の相対的退化度を正確且つ迅速に診断することができる。
一方、バッテリー退化度診断装置１００に備えられた制御部１２０は、本発明で実行される多様な制御ロジックを実行するため、当業界に知られたプロセッサ、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、他のチップセット、論理回路、レジスタ、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含み得る。また、制御ロジックがソフトウェアとして具現されるとき、制御部１２０はプログラムモジュールの集合として具現され得る。このとき、プログラムモジュールはメモリに保存され、制御部１２０によって実行され得る。メモリは制御部１２０の内部または外部に備えられ得、周知の多様な手段で制御部１２０と接続され得る。
また、図１～図３を参照すると、バッテリー退化度診断装置１００は保存部１３０をさらに含み得る。保存部１３０は、制御部１２０が複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の退化度を診断するのに必要なプログラム及びデータなどを保存することができる。すなわち、保存部１３０は、バッテリー退化度診断装置１００の各構成要素が動作及び機能を実行するのに必要なデータやプログラム、または、動作及び機能の実行過程で生成されるデータなどを保存し得る。
例えば、保存部１３０は、各サイクルで測定された複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの電圧情報を保存し得る。
また、保存部１３０は、データを記録、消去、更新及び読出できると知られた公知の情報記憶手段であればその種類に特に制限がない。一例として、情報記憶手段には、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、レジスタなどが含まれ得る。また、保存部１３０は、制御部１２０によって実行可能なプロセスが定義されたプログラムコードを保存し得る。
測定部１１０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の放電が終了してから所定の時間が経過した測定時点における電圧を測定するように構成され得る。
望ましくは、測定部１１０は、バッテリーセルの開放回路電圧（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ、ＯＣＶ）を測定することができる。すなわち、測定部１１０は、バッテリーセルの充電または放電が終了した後、所定の時間が経過したとき、バッテリーセルの開放回路電圧を測定し得る。例えば、測定部１１０は、バッテリーセルの放電が終了した後、バッテリーセルが無負荷状態であるときの開放回路電圧を測定し得る。
すなわち、測定部１１０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の電圧を測定するとき、電流による影響を最小化するために、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の開放回路電圧を測定するように構成され得る。例えば、測定部１１０は、バッテリーセルの正確な開放回路電圧を測定するため、バッテリーセルの放電が終了し、化学的弛緩（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ）状態に到達したときにバッテリーセルの開放回路電圧を測定し得る。
図３の実施形態において、測定部１１０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の放電が終了した後、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの開放回路電圧を測定するように構成され得る。したがって、測定部１１０は、開放回路電圧を測定するため、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の放電が終了してから所定の時間が経過した時点で、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの電圧を測定することができる。
すなわち、測定部１１０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の放電が終了した放電終了時点から同じ時間が経過した時点で、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの電圧を測定することができる。例えば、測定部１１０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の放電が終了した後、３００秒が経過したとき、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの電圧を測定し得る。
制御部１２０は、それぞれのバッテリーセルの最初サイクルで測定された電圧を基準電圧に設定するように構成され得る。
例えば、数式１を参照すると、制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４のそれぞれに対して、測定部１１０によって第１サイクルで測定された電圧を基準電圧に設定し得る。
また、制御部１２０は、それぞれのバッテリーセルの各サイクル毎に測定されたセル電圧と基準電圧との差を算出して電圧偏差を算出するように構成され得る。
上述した実施形態のように、基準サイクルが第１サイクルに設定された場合、電圧偏差は第ｎサイクルで測定された電圧と第１サイクルで測定された電圧との差として算出され得る。すなわち、制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４に対し、第１サイクルから第ｎサイクルが進行するまでの相対的退化度を診断し得る。
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００は、複数のサイクルが進行する間に複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４が退化した程度を容易に比較することができる。すなわち、バッテリー退化度診断装置１００は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４に対する性能優位を短時間で比較しなければならない状況でより効果的に用いることができる。
制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４のそれぞれに対して算出された電圧合算値を互いに比較し、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の相対的退化度を診断するように構成され得る。
ここで、電圧合算値は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４間の性能優位を比較可能な指標であり得る。例えば、算出された複数の電圧偏差を合算して電圧合算値を算出し得る。
一般に、内部ガスの発生、リチウムメッキの生成、電解液の分解及び／または副産物の蓄積などの理由で、バッテリーセルのサイクルが進行するほど測定される開放電圧は増加し得る。例えば、バッテリーセル内部の正極容量の減少によってバッテリーセルが退化する場合、初期バッテリーセルよりも、正極の開放回路電圧は増加し、負極の開放回路電圧は減少し得る。すなわち、ＥＯＬ（ｅｎｄ ｏｆ ｌｉｆｅ）状態のバッテリーセルの開放回路電圧は、ＢＯＬ（ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ ｌｉｆｅ）状態のバッテリーセルの開放回路電圧よりも大きくなり得る。したがって、バッテリーセルが退化するほど、バッテリーセルの開放電圧が増加し得る。
例えば、数式１を参照すると、バッテリーセルのサイクルが進行するほど、第ｎサイクルで測定された電圧（Ｖｎ）が増加し得るため、バッテリーセルが退化するほど電圧合算値が増加し得る。望ましくは、制御部１２０は、電圧合算値が大きいほどバッテリー退化度が大きいと診断するように構成され得る。逆に、制御部１２０は、電圧合算値が小さいほどバッテリー退化度が小さいと診断するように構成され得る。
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００は、バッテリーセルの退化による開放電圧の変化を考慮して、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４間の相対的退化度を正確且つ迅速に診断することができる。
以下、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００が所定のサイクル区間で複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４間の相対的退化度を比較する実施形態を説明する。
まず、制御部１２０は、複数のサイクルを複数の単位区間に区画するように構成され得る。
例えば、図４～図７の実施形態において、制御部１２０は、５０サイクル毎に単位区間を区画し得る。すなわち、制御部１２０は、第１サイクル～第５０サイクルを第１単位区間に区画し、第５１サイクル～第１００サイクルを第２単位区間に区画し得る。そして、制御部１２０は、第１０１サイクル～第１５０サイクルを第３単位区間に区画し、第１５１サイクル～第２００サイクルを第４単位区間に区画し、第２０１サイクル～第２５０サイクルを第５単位区間に区画し得る。
そして、制御部１２０は、区画された複数の単位区間のそれぞれに属したサイクルに対応して算出された少なくとも一つの電圧偏差に基づいて、区画された複数の単位区間のそれぞれに対する単位合算値を算出するように構成され得る。
ここで、単位合算値とは、単位区間毎に算出された電圧合算値を意味し得る。すなわち、制御部１２０は、区画した複数の単位区間毎に電圧合算値を算出することができる。
具体的には、制御部１２０は、区画した複数の単位区間に属したサイクル毎に電圧偏差を算出することができる。例えば、第１単位区間を挙げれば、制御部１２０は、第１サイクル～第５０サイクルのそれぞれに対して電圧偏差を算出し得る。そして、制御部１２０は、第１サイクル～第５０サイクルのそれぞれで算出した電圧偏差を合算して、第１単位区間の単位合算値を算出し得る。
同様に、第２単位区間を挙げれば、制御部１２０は、第５１サイクル～第１００サイクルのそれぞれに対して電圧偏差を算出し得る。そして、制御部１２０は、第５１サイクル～第１００サイクルのそれぞれで算出した電圧偏差を合算して、第２単位区間の単位合算値を算出し得る。
制御部１２０は、第１単位区間の電圧合算値及び第２単位区間の単位合算値を算出した方式と同様に、第３単位区間、第４単位区間及び第５単位区間の単位合算値を算出し得る。
最後に、制御部１２０は、同一単位区間に対応して算出された単位合算値同士を比較した結果に基づいて複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の複数の単位区間それぞれにおける相対的退化度を診断するように構成され得る。
すなわち、制御部１２０は、複数の単位区間毎に複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４間の相対的退化度を診断することができる。
例えば、制御部１２０は、第１単位区間、第２単位区間、第３単位区間、第４単位区間及び第５単位区間のそれぞれにおける複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４間の相対的退化度をそれぞれ診断し得る。
したがって、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００は、全期間にわたる複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の相対的退化度を診断できるだけでなく、単位区間毎に複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の退化度を診断することができる。
また、制御部１２０は、複数の単位区間のそれぞれに対するサイクル所要時間（一サイクルの進行にかかった時間）、充電電流の強度、放電電流の強度またはバッテリーセルの温度などのサイクル情報を取得して保存部１３０に保存し得る。そして、制御部１２０は、複数の単位区間のそれぞれにおいて診断された複数のバッテリーセルの退化度とともに、保存部１３０に保存されたサイクル情報を提供し得る。
したがって、バッテリー退化度診断装置１００は、サイクル情報をユーザに提供することで、バッテリーセルの退化原因の推定に必要な情報を提供することができる。
また、バッテリー退化度診断装置１００は、バッテリーセルの退化原因の推定に必要な情報を提供することで、ユーザがバッテリーセルの交換時期またはバッテリーセルの充放電条件などを決定するのに役立つことができる。
以下、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００がそれぞれのバッテリーセルの退化加速を診断する実施形態について説明する。
制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４のうちターゲットセルを選定するように構成され得る。
すなわち、制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４のうち退化加速を診断するターゲットセルを選定することができる。例えば、制御部１２０は、第１バッテリーセルＢ１をターゲットセルとして選定し得る。
そして、制御部１２０は、複数の単位区間のそれぞれでターゲットセルに対応する単位合算値を算出するように構成され得る。
まず、制御部１２０は、複数のサイクルを複数の単位区間に区画し得る。
例えば、図４の実施形態において、制御部１２０は、第１サイクル～第４００サイクルを５０サイクル毎に区画し得る。すなわち、制御部１２０は、第１サイクル～第４００サイクルを第１単位区間～第８単位区間に区画し得る。
そして、制御部１２０は、区画された複数の単位区間のそれぞれに属したサイクルに対応して算出された少なくとも一つの電圧偏差に基づいて、区画された複数の単位区間のそれぞれに対する単位合算値を算出するように構成され得る。
ここで、制御部１２０は、ターゲットセルの退化加速程度を診断するため、複数のサイクルのうち最初サイクルで測定された電圧を上記の数式１の基準電圧（Ｖｒｅｆ）に設定し得る。
例えば、制御部１２０がターゲットセルの第１単位区間～第８単位区間の単位合算値を算出しようとするとき、制御部１２０は、第１単位区間の最初サイクル（第１サイクル）で測定された電圧を基準電圧（Ｖｒｅｆ）に設定し得る。すなわち、ターゲットセルの退化加速程度を診断する場合、複数の単位区間のそれぞれの単位合算値を算出するための基準電圧が同一でなければならない。したがって、制御部１２０は、ターゲットセルの退化加速程度を診断するため、第１サイクルで測定された電圧を基準にして、第１単位区間～第８単位区間に対する単位合算値を算出し得る。
他の例として、制御部１２０がターゲットセルの第３単位区間～第８単位区間の単位合算値を算出しようとするとき、制御部１２０は、第３単位区間の最初サイクル（第１０１サイクル）で測定された電圧を基準電圧（Ｖｒｅｆ）に設定し得る。この場合、制御部１２０は、第３単位区間～第８単位区間におけるターゲットセルの退化加速程度を診断することができる。
最後に、制御部１２０は、ターゲットセルに対応するように算出された複数の単位合算値同士を比較して、ターゲットセルの退化加速を診断するように構成され得る。
もし、サイクルが進行するほど単位合算値が大きくなれば、制御部１２０は、ターゲットセルの退化が加速していると診断することができる。逆に、サイクルが進行するほど単位合算値が小さくなれば、ターゲットセルの退化が減速していると診断することができる。
以下、図４を参照して、制御部１２０が第１バッテリーセルＢ１の退化加速を診断する実施形態を説明する。
制御部１２０は、第１バッテリーセルＢ１をターゲットセルに選定し、第１サイクル～第４００サイクルを第１単位区間～第８単位区間に区画し得る。
そして、制御部１２０は、第１サイクルで測定されたターゲットセルの電圧を基準にして、第１サイクル～第４００サイクルのそれぞれに対応する電圧偏差を算出し得る。
そして、制御部１２０は、算出したサイクル毎の電圧偏差に基づいて、第１単位区間～第８単位区間のそれぞれの単位合算値を算出し得る。
図４を参照すると、第１単位区間～第８単位区間のそれぞれの単位合算値は、サイクルが進行するほど増加することが分かる。すなわち、図４のグラフにおいて、電圧偏差「０」を基準にして、第１バッテリーセルＢ１の電圧偏差グラフを積分した面積がそれぞれの単位区間における単位合算値に対応し得る。
具体的には、図４の実施形態において、第１単位区間及び第２単位区間の単位合算値は負数で算出され、第３単位区間～第８単位区間の単位合算値は正数で算出され得る。そして、第１単位区間から第８単位区間へとサイクルが進行するとともに、単位合算値が徐々に増加するパターンを見せ得る。
したがって、制御部１２０は、ターゲットセルである第１バッテリーセルＢ１の退化が加速していると診断することができる。
すなわち、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４を相互に比較してセル間の相対的退化度を診断できるだけでなく、一つのバッテリーセルの退化加速程度を診断することもできる。
したがって、バッテリー退化度診断装置１００は、個別バッテリーセルの退化加速程度及び複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の相対的退化度に基づいて、より正確に且つ信頼度高くバッテリー退化情報を提供することができる。
また、本発明によるバッテリー退化度診断装置１００は、バッテリーパック１に備えられ得る。すなわち、図２及び図３を参照すると、本発明によるバッテリーパック１は、上述したバッテリー退化度診断装置１００及び一つ以上のバッテリーセルを含むことができる。また、バッテリーパック１は、電装品（リレー、ヒューズなど）及びケースなどをさらに含むことができる。
図９は、本発明の他の実施形態によるバッテリー退化度診断方法を概略的に示した図である。ここで、バッテリー退化度診断方法に含まれた各段階は、本発明の一実施形態によるバッテリー退化度診断装置１００によって実行できる。
図９を参照すると、バッテリー退化度診断方法は、電圧測定段階、電圧偏差算出段階、電圧合算値算出段階及び退化度診断段階を含むことができる。
電圧測定段階は、放電及び充電が行われる複数のサイクル毎に、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの電圧を測定する段階であって、測定部１１０によって実行できる。
望ましくは、測定部１１０は、それぞれのサイクルで複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の開放回路電圧を測定することができる。例えば、図３の実施形態において、測定部１１０は、複数のセンシングラインＳＬ１～ＳＬ５を通じてバッテリーモジュール１０に備えられた複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の開放回路電圧を測定し得る。
電圧偏差算出段階は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの最初サイクルで測定された基準電圧を基準にしてそれぞれのバッテリーセルのサイクル毎の電圧偏差を算出する段階であって、制御部１２０によって実行できる。
例えば、制御部１２０は、上記の数式１を参照して複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれのサイクル毎の電圧偏差を算出し得る。
ここで、制御部１２０は、退化度を診断しようとするバッテリーセルの最初サイクルで測定された電圧を基準電圧に設定することができる。
例えば、第１サイクル～第２５０サイクルで複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の退化度を診断しようとするとき、制御部１２０は、第１サイクルで測定された複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの電圧を該当バッテリーセルの電圧偏差算出の基準電圧として設定し得る。
他の例として、第１０１サイクル～第２５０サイクルで複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の退化度を診断しようとするとき、制御部１２０は、第１０１サイクルで測定された複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの電圧を該当バッテリーセルの電圧偏差算出の基準電圧として設定し得る。
電圧合算値算出段階は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４のそれぞれに対して算出された複数の電圧偏差による電圧合算値を算出する段階であって、制御部１２０によって実行できる。
制御部１２０は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４のそれぞれに対して算出したサイクル毎の電圧偏差を足して電圧合算値を算出し得る。
具体的には、制御部１２０は、退化度を診断しようとするサイクル区間に対する電圧合算値を算出し得る。
例えば、制御部１２０は、第１サイクル～第２５０サイクルのそれぞれで算出された複数の電圧偏差をすべて足して、第１サイクル～第２５０サイクル区間に対する電圧合算値を算出し得る。
他の例として、制御部１２０は、第１サイクル～第２５０サイクルを５０サイクルずつ単位区間に区画し、区画された単位区間のそれぞれに対する電圧合算値を算出し得る。この場合、制御部１２０は、単位区間毎に複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の相対的退化度を診断するか、または、ターゲットセルの退化加速程度を診断することができる。
退化度診断段階は、電圧合算値算出段階で算出された電圧合算値に基づいて、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４の相対的退化度を診断する段階であって、制御部１２０によって実行できる。
望ましくは、制御部１２０は、算出した電圧合算値が大きいほど退化がより進行したと診断することができる。逆に、制御部１２０は、算出した電圧合算値が小さいほど退化の進行が遅いと診断することができる。
したがって、本発明の他の実施形態によるバッテリー退化度診断方法は、複数のバッテリーセルＢ１～Ｂ４それぞれの健康状態を推定しなくても、測定された電圧に基づいて退化度を迅速且つ正確に診断することができる。
したがって、バッテリー退化度診断方法は、複数のバッテリーの退化度を短時間で診断または推定しなければならない環境において非常に効果的に適用することができる。
上述した本発明の実施形態は、装置及び方法のみによって具現されるものではなく、本発明の実施形態の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じても具現され得、このような具現は上述した実施形態の記載から当業者であれば容易に具現できるであろう。
以上のように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
また、上述した本発明は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者により、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であって、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではなく、多様な変形のため各実施形態の全部または一部が選択的に組み合わせられて構成され得る。
１：バッテリーパック
１０：バッテリーモジュール １００：バッテリー退化度診断装置
１１０：測定部
１２０：制御部
１３０：保存部
Ｂ１～Ｂ４：第１バッテリーセル～第４バッテリーセル
ＳＬ１～ＳＬ５：第１センシングライン～第５センシングライン

Claims (10)

  1. 放電及び充電が行われるサイクル毎に、複数のバッテリーセルのそれぞれの電圧を測定し、測定された複数の電圧に対する複数の電圧情報を出力するように構成された測定部と、
    前記複数の電圧情報を受信し、前記複数のバッテリーセルのそれぞれの最初サイクルで測定された基準電圧を基準にしてそれぞれのバッテリーセルのサイクル毎の電圧偏差を算出し、前記複数のバッテリーセルのそれぞれに対して算出された複数の電圧偏差による電圧合算値に基づいて、前記複数のバッテリーセルの退化度を診断するように構成された制御部と、を含む、バッテリー退化度診断装置。
  2. 前記測定部は、
    前記複数のバッテリーセルの放電が終了してから所定の時間が経過した測定時点における電圧を測定するように構成された、請求項１に記載のバッテリー退化度診断装置。
  3. 前記制御部は、
    それぞれのバッテリーセルの前記最初サイクルで測定された電圧を前記基準電圧に設定し、それぞれのバッテリーセルの各サイクル毎に測定されたセル電圧と前記基準電圧との差を算出して前記電圧偏差を算出するように構成された、請求項２に記載のバッテリー退化度診断装置。
  4. 前記制御部は、
    前記複数のバッテリーセルのそれぞれに対して算出された電圧合算値を互いに比較し、前記複数のバッテリーセルの退化度を診断するように構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリー退化度診断装置。
  5. 前記制御部は、
    前記電圧合算値が大きいほどバッテリー退化度が大きいと診断するように構成された、請求項４に記載のバッテリー退化度診断装置。
  6. 前記制御部は、
    前記サイクルを複数の単位区間に区画し、区画された複数の単位区間のそれぞれに属したサイクルに対応して算出された少なくとも一つの電圧偏差に基づいて、区画された前記複数の単位区間のそれぞれに対する単位合算値を算出し、同一単位区間に対応して算出された単位合算値同士を比較した結果に基づいて前記複数のバッテリーセルの前記複数の単位区間それぞれにおける退化度を診断するように構成された、請求項４または５に記載のバッテリー退化度診断装置。
  7. 前記制御部は、
    前記複数のバッテリーセルのうちターゲットセルを選定し、前記複数の単位区間のそれぞれにおいて前記ターゲットセルに対応する単位合算値を算出し、前記ターゲットセルに対応するように算出された複数の単位合算値を互いに比較し、前記ターゲットセルの退化加速を診断するように構成された、請求項６に記載のバッテリー退化度診断装置。
  8. 前記制御部は、
    前記サイクルが進行するほど前記単位合算値が大きくなれば、前記ターゲットセルの退化が加速していると診断するように構成された、請求項７に記載のバッテリー退化度診断装置。
  9. 請求項１から８のうちいずれか一項に記載のバッテリー退化度診断装置を含むバッテリーパック。
  10. 放電及び充電が行われるサイクル毎に、複数のバッテリーセルのそれぞれの電圧を測定する電圧測定段階と、
    前記複数のバッテリーセルのそれぞれの最初サイクルで測定された基準電圧を基準にしてそれぞれのバッテリーセルのサイクル毎の電圧偏差を算出する電圧偏差算出段階と、
    前記複数のバッテリーセルのそれぞれに対して算出された複数の電圧偏差による電圧合算値を算出する電圧合算値算出段階と、
    前記電圧合算値算出段階で算出された電圧合算値に基づいて、前記複数のバッテリーセルの退化度を診断する退化度診断段階と、を含む、バッテリー退化度診断方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240040991A (ko) * 2022-09-22 2024-03-29 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 장기 시험 분석 장치 및 방법
KR20240062037A (ko) * 2022-11-01 2024-05-08 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
WO2024128769A1 (ko) * 2022-12-12 2024-06-20 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004132899A (ja) * 2002-10-11 2004-04-30 Furukawa Electric Co Ltd:The 蓄電池の劣化判定方法および装置
JP2009162750A (ja) * 2007-12-13 2009-07-23 Panasonic Corp リチウム二次電池の寿命推定方法と劣化抑制方法、寿命推定器と劣化抑制器、それを用いた電池パック、充電器
US20120274281A1 (en) * 2010-12-29 2012-11-01 Lg Chem, Ltd. Apparatus and method for managing battery pack by reflecting degradation degree of secondary cells and battery pack having the same
JP2013247773A (ja) * 2012-05-25 2013-12-09 Toyota Motor Corp 蓄電システムおよび断線判別方法
JP2018120758A (ja) * 2017-01-25 2018-08-02 三菱自動車工業株式会社 リチウムイオン電池及びリチウムイオン電池システム

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3430600B2 (ja) * 1993-12-24 2003-07-28 新神戸電機株式会社 蓄電池の劣化状態推定方法及び装置
JP3539412B2 (ja) * 2001-08-09 2004-07-07 日産自動車株式会社 組電池の異常検出装置
KR101187766B1 (ko) * 2008-08-08 2012-10-05 주식회사 엘지화학 배터리 셀의 전압 변화 거동을 이용한 셀 밸런싱 장치 및 방법
JP5586219B2 (ja) * 2009-12-25 2014-09-10 株式会社東芝 診断装置、電池パック及び電池価値指標の製造方法
US9435866B2 (en) * 2010-04-09 2016-09-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device and method for determining deterioration of secondary battery
CN102893170B (zh) * 2010-04-23 2015-07-22 株式会社日立制作所 电池组和电池组的控制装置
JP5395006B2 (ja) * 2010-07-22 2014-01-22 株式会社日立製作所 電池制御システムとその制御方法並びに電池システム
WO2012148070A1 (ko) * 2011-04-25 2012-11-01 주식회사 엘지화학 배터리 용량 퇴화 추정 장치 및 방법
JP2013096752A (ja) * 2011-10-28 2013-05-20 Sanyo Electric Co Ltd パック電池の異常判定方法及びパック電池
US20140278169A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Apparatus for predicting state of health of battery pack by using discrete wavelet transform
FR3009093B1 (fr) * 2013-07-29 2017-01-13 Renault Sa Estimation de l'etat de vieillissement d'une batterie electrique
US9411019B2 (en) * 2013-12-16 2016-08-09 Automotive Research & Testing Center Method and system for estimating state of health of battery set
KR101572494B1 (ko) * 2014-01-14 2015-11-27 (주)아이비티 배터리팩의 수명 추정 장치
JP6161133B2 (ja) * 2015-07-02 2017-07-12 学校法人同志社 データ抽出装置、データ抽出方法およびデータ抽出プログラム
KR101882287B1 (ko) 2016-12-09 2018-07-26 주식회사 효성 배터리 수명 추정 방법 및 장치
KR102055850B1 (ko) * 2017-12-21 2019-12-13 주식회사 엘지화학 전류 센서 진단 장치 및 방법
US11703547B2 (en) * 2018-04-03 2023-07-18 Maxim Integrated Products, Inc. Software-configurable battery management systems and methods
CN108226809A (zh) * 2018-04-13 2018-06-29 淮阴工学院 一种多模型并用的电池soc估算方法
US10676137B2 (en) 2018-05-21 2020-06-09 Bollinger Motors, LLC Automotive vehicle body
KR20210074003A (ko) * 2019-12-11 2021-06-21 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 퇴화도 진단 장치 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004132899A (ja) * 2002-10-11 2004-04-30 Furukawa Electric Co Ltd:The 蓄電池の劣化判定方法および装置
JP2009162750A (ja) * 2007-12-13 2009-07-23 Panasonic Corp リチウム二次電池の寿命推定方法と劣化抑制方法、寿命推定器と劣化抑制器、それを用いた電池パック、充電器
US20120274281A1 (en) * 2010-12-29 2012-11-01 Lg Chem, Ltd. Apparatus and method for managing battery pack by reflecting degradation degree of secondary cells and battery pack having the same
JP2013247773A (ja) * 2012-05-25 2013-12-09 Toyota Motor Corp 蓄電システムおよび断線判別方法
JP2018120758A (ja) * 2017-01-25 2018-08-02 三菱自動車工業株式会社 リチウムイオン電池及びリチウムイオン電池システム

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