KR101798201B1 - 이차 전지의 방전 출력 추정 방법 및 장치 - Google Patents

이차 전지의 방전 출력 추정 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101798201B1
KR101798201B1 KR1020140132312A KR20140132312A KR101798201B1 KR 101798201 B1 KR101798201 B1 KR 101798201B1 KR 1020140132312 A KR1020140132312 A KR 1020140132312A KR 20140132312 A KR20140132312 A KR 20140132312A KR 101798201 B1 KR101798201 B1 KR 101798201B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
discharge
secondary battery
current
voltage
output
Prior art date
Application number
KR1020140132312A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160039364A (ko
Inventor
차선영
조원태
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020140132312A priority Critical patent/KR101798201B1/ko
Priority to US15/308,320 priority patent/US10753977B2/en
Priority to PCT/KR2015/009952 priority patent/WO2016052900A1/ko
Publication of KR20160039364A publication Critical patent/KR20160039364A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101798201B1 publication Critical patent/KR101798201B1/ko

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]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • 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
    • G01R31/3647—Constructional arrangements for determining the ability of a battery to perform a critical function, e.g. cranking
    • 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]
    • G01R31/371—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with remote indication, e.g. on external chargers
    • 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
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • 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]
    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • 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
    • H01M10/4285—Testing 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
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General 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)
  • Power Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 이차 전지의 방전 출력 추정 방법 및 장치에 관한 발명이다. 본 발명에 따른 이차 전지의 방전 출력 추정 방법은, 이차 전지의 방전 전류 상한과 방전 전압 하한을 포함하는 방전 경계 조건을 설정하는 단계; (b) 방전 출력을 추정하고자 하는 이차 전지의 충전 상태를 설정하는 단계; 이차 전지를 서로 다른 크기의 방전 전류로 방전을 시키면서 각 방전 전류에 대응되는 방전 종료 전압을 측정하고, 복수의 방전 전류와 그에 대응되는 방전 종료 전압을 이용하여 상기 방전 경계 조건과 적어도 교차점을 형성하는 전류-전압(I-V) 프로파일을 생성하는 단계; 상기 교차점에 대응되는 전류 값과 전압 값을 각각 최대 방전 전류 및 최종 방전 전압으로 결정하는 단계; 및 상기 최대 방전 전류 및 상기 최종 방전 전압을 이용하여 이차 전지의 상기 설정된 충전 상태에 대응되는 방전 출력을 결정하는 단계;를 포함하고, 상기 전류-전압(I-V) 프로파일은 상기 충전 상태의 크기가 감소함에 따라 상기 방전 전류 상한에 해당하는 직선과 교차점을 형성하다가 상기 방전 전압 하한에 해당하는 직선과 교차점을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

이차 전지의 방전 출력 추정 방법 및 장치 {Method and Apparatus for estimating discharge power of secondary battery}
본 발명은 이차 전지의 방전 출력을 추정할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
많은 고성능 이차 전지의 애플리케이션은 이차 전지가 공급하는 가용 출력(power)의 정확한 추정을 요한다. 예컨대, 하이브리드 전기 차량(HEV)과 전기 차량(EV)에서, 차량 제어기는 이차 전지로부터 모터로 공급되는 방전 출력, 그리고 모터 또는 회생 제동을 통하여 이차 전지에 공급될 수 있는 충전 출력에 관하여 배터리 관리 시스템(BMS)으로부터 연속적인 최신 정보를 요구한다.
당업계에는, HPPC(Hybrid Pulse Power Characterization)법으로 불리는 출력 계산 기술이 널리 알려져 있다. HPPC법은 미국 Department of Energy의 Idaho National Engineering and Environment Laboratory에 의하여 발간된 PNGV(Partnership for New Generation Vehicles) 배터리 테스트 매뉴얼(3판, 2001년 2월)에 기재되어 있다.
HPPC법은 단지 전압상의 동작 설계 한도(Vmin, Vmax)를 고려하여 이차 전지의 출력을 추정한다. 따라서, 이 방법은 이차 전지의 충전 상태(z)와 전류의 설계 한도를 고려하지 않는다. 여기서, 충전 상태는 이차 전지가 만 충전되었을 때의 용량을 기준으로 현재 남아 있는 용량의 상대적 비율이다.
HPPC법은 다음 수학식 1에 의해 이차 전지의 전압을 간단하게 모델링한다.
<수학식 1>
Figure 112014093946741-pat00001
여기서, OCV(z)는 이차 전지의 충전 상태가 z 일 때 그에 해당하는 이차 전지의 개방 전압이고, R은 이차 전지의 내부 저항을 나타내는 상수이다.
도 1은 HPPC법을 이용하여 이차 전지의 방전 출력을 결정하는 개념을 개략적으로 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 충전 상태가 zk인 이차 전지를 Idis의 크기를 갖는 정 전류로 소정 시간(예: 10sec) 동안 방전시켰을 때 이차 전지의 전압 Vdis를 측정한다. 이하, 설명의 편의 상 Vdis는 방전 종료 전압이라고 지칭한다.
그런 다음, 수학식1로부터 I-V 프로파일의 기울기에 해당하는 Rdis 값을 결정하고, 결정된 Rdis 값을 이용하여 I-V 프로파일에 대한 1차식 V=-Rdis*I+OCV(zk)를 결정한다. 그런 다음, 결정된 식에 대해 외삽법(extrapolation)을 적용하여 방전 하한 전압인 Vmin에 해당할 때의 전류 값을 결정한다. 이렇게 결정된 전류가 바로 최대 방전 전류 Imax,dis이다.
HPPC법은, 최대 방전 전류 Imax,dis가 결정되면, 다음 수학식 2에 의해 방전 출력을 결정한다.
<수학식 2>
Figure 112014093946741-pat00002
그런데, 위와 같은 방전 출력 계산법은 몇 가지 문제점을 안고 있다.
먼저, HPPC법은 전류에 대한 동작 설계 한도를 설정하지 않는다. 만약, HPPC법에 의해 결정한 이차 전지의 최대 방전 전류 Imax,dis가 이차 전지의 동작 상한 전류 Ilimit,dis 보다 크면, 이차 전지의 성능보다 크게 방전 출력이 결정된다. 이 경우, 이차 전지가 실제보다 과도한 조건에서 방전이 되므로 안전에 위협이 초래된다. 특히, 리튬 이차 전지의 경우 폭발의 위험성이 있다.
또한, HPPC법은 I-V 프로파일의 기울기에 해당하는 방전 저항 Rdis가 상수라고 가정한다. 하지만, 이차 전지의 종류에 따라 I-V 프로파일이 비선형성을 띨 수 있다. 이 경우에도 방전 출력이 이차 전지의 실제 성능보다 크게 결정된다.
도 2는, I-V 프로파일이 비선형성을 가지는 예를 도시한 것이다.
도 2의 예에서, 이차 전지가 방전 전류 Idis로 소정 시간 동안 방전되면 이차 전지의 방전 종료 전압은 Vdis로 측정된다. 이렇게 측정된 방전 종료 전압과 방전 전류의 크기를 이용하여 상술한 HPPC법에 따라 최대 방전 전류 Imax,dis를 계산하면 그 크기는 최대 방전 전류의 실제 값 I* max,dis보다 커진다. Imax,dis는 I-V 프로파일이 선형성을 가진다고 가정하고 외삽법을 이용하여 계산한 것이므로 실제 I-V 프로파일이 직선 V=Vmin과 만나는 교차점의 I* max,dis보다 크기 때문이다.
따라서, 당업계에서는, HPPC법이 갖는 상술한 문제점을 극복할 수 있는 새로운 방전 출력 추정 기술이 요구되고 있다.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 배경하에 창안된 것으로서, HPPC법이 가지는 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방전 출력 추정 방법을 제공하는데 일 목적이 있다.
본 발명은 상기 새로운 방전 출력 추정 방법을 이용하여 작성된 룩업 테이블을 이용하여 이차 전지의 방전 출력을 추정할 수 있는 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지의 방전 출력 추정 방법은, (a) 이차 전지의 방전 전류 상한과 방전 전압 하한을 포함하는 방전 경계 조건을 설정하는 단계; (b) 방전 출력을 추정하고자 하는 이차 전지의 충전 상태를 설정하는 단계; (c) 이차 전지를 서로 다른 크기의 방전 전류로 방전을 시키면서 각 방전 전류에 대응되는 방전 종료 전압을 측정하고, 복수의 방전 전류와 그에 대응되는 방전 종료 전압을 이용하여 상기 방전 경계 조건과 적어도 교차점을 형성하는 전류-전압(I-V) 프로파일을 생성하는 단계; (d) 상기 교차점에 대응되는 전류 값과 전압 값을 각각 최대 방전 전류 및 최종 방전 전압으로 결정하는 단계; 및 (e) 상기 최대 방전 전류 및 상기 최종 방전 전압을 이용하여 이차 전지의 상기 설정된 충전 상태에 대응되는 방전 출력을 결정하는 단계;를 포함하고, 상기 전류-전압(I-V) 프로파일은 상기 충전 상태의 크기가 감소함에 따라 상기 방전 전류 상한에 해당하는 직선과 교차점을 형성하다가 상기 방전 전압 하한에 해당하는 직선과 교차점을 형성하는 것을 특징으로 한다.
일 측면에 따르면, 본 발명은, 상기 (b) 내지 (e) 단계를 서로 다른 크기의 충전 상태를 갖는 이차 전지에 대해 반복적으로 수행함으로써 복수의 충전 상태에 따른 방전 출력을 추정할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은, 상기 (b) 내지 (e) 단계를 서로 다른 온도로 유지되는 이차 전지에 대해 반복적으로 수행함으로써 온도 및 충전 상태에 따른 방전 출력을 추정할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 상기 I-V 프로파일의 Y 절편과 상기 교차점을 연결하는 직선의 기울기로부터 이차 전지의 충전 상태에 대응되는 저항을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지의 방전 출력을 추정하는 장치는, 충전 상태에 대응되는 전류-전압(I-V) 프로파일이 방전 경계 조건과 만나는 교차점을 이용하여 결정된 저항을 충전 상태에 따라 정의하고 있는 저항 룩업 테이블이 저장된 저장 유닛; 이차 전지가 방전 중일 때 이차 전지의 방전 전류를 측정하는 센서 유닛; 및 이차 전지의 충전 상태를 결정하고, 상기 결정된 충전 상태에 대응되는 저항을 상기 저항 룩업 테이블을 이용하여 결정하고, 상기 결정된 저항과 상기 측정된 방전 전류로부터 이차 전지의 방전 출력을 추정하는 제어 유닛;을 포함하고, 상기 방전 경계 조건은 상기 이차 전지의 방전 전류 상한과 방전 전압 하한을 포함하고, 상기 교차점은 상기 충전 상태가 감소함에 따라 상기 방전 전류 상한에 해당하는 직선에 위치하였다가 상기 방전 전압 하한에 해당하는 직선에 위치하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 저항 룩업 테이블은 이차 전지의 온도에 따라서 별도로 정의되고, 상기 센서 유닛은, 이차 전지의 온도를 더 측정하고, 상기 제어 유닛은, 상기 측정된 온도에 대응되는 저항 룩업 테이블을 식별하고, 식별된 저항 룩업 테이블을 이용하여 상기 추정된 충전 상태에 대응되는 저항을 결정할 수 있다.
바람직하게, 상기 저항은 상기 교차점과 상기 I-V 프로파일의 Y 절편을 연결한 직선의 기울기에 해당한다.
바람직하게, 상기 방전 경계 조건은, 방전 상한 전류와 방전 하한 전압을 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 본 발명은, 상기 제어 유닛과 연결된 저장 유닛을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어 유닛은 상기 추정된 방전 출력을 상기 저장 유닛에 저장할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은, 상기 제어 유닛과 연결된 표시 유닛을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어 유닛은 상기 추정된 방전 출력을 상기 표시 유닛을 통해 표시할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 상기 제어 유닛과 연결된 통신 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어 유닛은 상기 추정된 방전 출력을 상기 통신 인터페이스를 통해 외부로 전송할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 이차 전지의 방전 출력을 추정하는 장치는, 충전 상태에 대응되는 전류-전압(I-V) 프로파일이 방전 경계 조건과 만나는 교차점의 전류와 전압으로부터 결정된 최대 방전 출력을 충전 상태에 따라 정의하고 있는 최대 방전 출력 룩업 테이블이 저장된 저장 유닛; 이차 전지가 방전 중일 때 이차 전지의 방전 전류를 측정하는 센서 유닛; 및 이차 전지의 충전 상태를 결정하고, 상기 결정된 충전 상태에 대응되는 최대 방전 출력을 상기 최대 방전 출력 룩업 테이블을 이용하여 결정하는 제어 유닛;을 포함하고, 상기 방전 경계 조건은 상기 이차 전지의 방전 전류 상한과 방전 전압 하한을 포함하고, 상기 교차점은 상기 충전 상태가 감소함에 따라 상기 방전 전류 상한에 해당하는 직선에 위치하였다가 상기 방전 전압 하한에 해당하는 직선에 위치하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 최대 방전 출력 룩업 테이블은 이차 전지의 온도에 따라서 별도로 정의되고, 상기 센서 유닛은, 이차 전지의 온도를 더 측정하고, 상기 제어 유닛은, 상기 측정된 온도에 대응되는 최대 방전 출력 룩업 테이블을 식별하고, 식별된 최대 방전 출력 룩업 테이블을 이용하여 상기 최대 방전 출력을 결정할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 이차 전지의 방전 출력 추정 방법은, (a) 충전 상태에 대응되는 전류-전압(I-V) 프로파일이 상기 이차 전지의 방전 전류 상한과 방전 전압 하한을 포함하는 방전 경계 조건과 만나는 교차점을 이용하여 결정된 저항을 충전 상태에 따라서 정의하고 있는 저항 룩업 테이블을 로딩하는 단계; (b) 이차 전지가 방전 중일 때 이차 전지의 방전 전류를 측정하는 단계; (c) 이차 전지의 충전 상태를 결정하는 단계; (d) 상기 결정된 충전 상태에 대응되는 저항을 상기 저항 룩업 테이블을 이용하여 결정하는 단계; 및 (e) 상기 결정된 저항과 상기 측정된 방전 전류로부터 이차 전지의 방전 출력을 추정하는 단계;를 포함하고, 상기 전류-전압(I-V) 프로파일은 상기 충전 상태의 크기가 감소함에 따라 상기 방전 전류 상한에 해당하는 직선과 교차점을 형성하다가 상기 방전 전압 하한에 해당하는 직선과 교차점을 형성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 저항 룩업 테이블은 이차 전지의 온도에 따라 개별적으로 정의될 수 있다. 이 경우, 상기 (b) 단계는, 이차 전지의 온도를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 (d) 단계 이전에, 복수의 저항 룩업 테이블 중에서 상기 측정된 온도에 대응되는 저항 룩업 테이블을 식별하는 단계가 진행될 수 있다.
일 측면에 따르면, 본 발명은, 상기 추정된 방전 출력을 저장, 표시 또는 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 이차 전지의 방전 출력 추정 방법은, (a) 충전 상태에 대응되는 전류-전압(I-V) 프로파일이 상기 이차 전지의 방전 전류 상한과 방전 전압 하한을 포함하는 방전 경계 조건과 만나는 교차점의 전류와 전압으로부터 결정된 최대 방전 출력을 충전 상태에 따라 정의하고 있는 최대 방전 출력 룩업 테이블을 로딩하는 단계; (b) 이차 전지의 충전 상태를 결정하는 단계; 및 (c) 결정된 충전 상태에 대응되는 최대 방전 출력을 상기 최대 방전 출력 룩업 테이블을 이용하여 결정하는 단계;를 포함하고, 상기 전류-전압(I-V) 프로파일은 상기 충전 상태의 크기가 감소함에 따라 상기 방전 전류 상한에 해당하는 직선과 교차점을 형성하다가 상기 방전 전압 하한에 해당하는 직선과 교차점을 형성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 최대 방전 출력 룩업 테이블은 이차 전지의 온도에 따라 개별적으로 정의될 수 있다. 이 경우, 상기 (b) 단계 전에, 이차 전지의 온도를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 (c) 단계는, 복수의 최대 방전 출력 룩업 테이블 중에서 상기 측정된 온도에 대응되는 최대 방전 출력 룩업 테이블을 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 본 발명은, 상기 추정된 최대 방전 출력을 저장, 표시 또는 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이차 전지의 방전 상한 전류와 방전 하한 전압을 동시에 고려하여 방전 출력을 추정하므로 이차 전지의 방전 시 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이차 전지의 방전 성능과 부합되는 방전 출력의 추정이 가능하다.
본 발명의 또 다른 측면에 다르면, 이차 전지의 I-V 프로파일이 비선형성을 가지는 충전 상태 구간에서도 이차 전지의 성능에 부합되는 방전 출력의 추정이 가능하다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 HPPC법을 이용하여 이차 전지의 방전 출력을 결정할 때 방전 전류 상한이 설정되지 않을 때의 문제를 설명하기 위한 I-V 프로파일을 예시한다.
도 2는 HPPC법을 이용하여 이차 전지의 방전 출력을 결정할 때 I-V 프로파일이 비선형성을 가질 때 생기는 문제를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방전 테스트 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3의 방전 테스트 시스템을 이용한 방전 출력 추정 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.
도 5는 도 4의 순서도에서 S130 단계를 세부적으로 도시한 순서도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 의해 생성된 I-V 프로파일들을 예시한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의해 리튬 이차 전지의 충전 상태 별로 생성된 I-V 프로파일들을 예시한다.
도 10은 도 9의 I-V 프로파일들을 이용하여 생성된 저항 프로파일을 예시한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 방전 출력 추정 장치의 개략적인 구성도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 방전 출력 추정 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 출원을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하에서 설명되는 실시 예에 있어서, 이차 전지는 리튬 이차 전지를 일컫는다. 여기서, 리튬 이차 전지라 함은 충전과 방전이 이루어지는 동안 리튬 이온이 작동 이온으로 작용하여 양극과 음극에서 전기화학적 반응을 유발하는 이차 전지를 총칭한다.
한편, 리튬 이차 전지에 사용된 전해질이나 분리막의 종류, 이차 전지를 포장하는데 사용된 포장재의 종류, 리튬 이차 전지의 내부 또는 외부의 구조 등에 따라 이차 전지의 명칭이 변경되더라도 리튬 이온이 작동 이온으로 사용되는 이차 전지라면 모두 상기 리튬 이차 전지의 범주에 포함되는 것으로 해석하여야 한다.
본 발명은 리튬 이차 전지 이외의 다른 이차 전지에도 적용이 가능하다. 따라서 작동 이온이 리튬 이온이 아니더라도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 이차 전지라면 그 종류에 상관 없이 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석하여야 한다.
또한, 이차 전지는 그것을 구성하는 요소의 수에 의해 한정되지 않는다. 따라서 이차 전지는 하나의 포장재 내에 양극/분리막/음극의 조립체 및 전해질이 포함된 단일 셀을 비롯하여 단일 셀의 어셈블리, 다수의 어셈블리가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 모듈, 다수의 모듈이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 팩, 다수의 팩이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 전지 시스템 등도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
일 실시 예에서, 본 발명에 따른 이차 전지의 방전 출력 추정 방법은, 이차 전지의 제조가 완료된 후 방전 출력 테스트 과정에서 실시된다.
이차 전지의 방전 출력 테스트를 위해, 도 3에 도시된 것과 같은 방전 테스트 시스템(10)이 제공될 수 있다.
방전 테스트 시스템(10)은, 이차 전지를 임의의 방전 전류로 일정한 시간 동안 방전시키거나 이차 전지의 충전 상태를 원하는 값으로 조정할 수 있는 충방전 장치(20)를 포함한다.
바람직하게, 충방전 장치(20)는 펄스 형태의 정 전류로 이차 전지를 설정된 시간 동안 방전시킬 수 있는 기능을 포함한다.
또한 충방전 장치(20)는 이차 전지의 충전 상태를 조정하기 위한 충전 상태 검출 유닛과 충전 상태를 증가시키기 위한 충전 유닛과 충전 상태를 감소시키기 위한 방전 유닛을 포함한다.
방전 테스트 시스템(10)은, 충방전 장치(20)에 의해 이차 전지의 방전이 종료된 후 이차 전지의 방전 종료 전압을 측정할 수 있는 전압 측정 장치(30)를 포함한다.
바람직하게, 전압 측정 장치(30)는, 방전 전류의 크기가 0이 된 것을 감지하여 방전 종료 전압을 측정한다.
방전 테스트 시스템(10)은, 상기 충방전 장치(20) 및 상기 전압 측정 장치(30)와 연결되고, 시스템 오퍼레이터의 요청에 따라 방전 전류의 크기와 방전 시간을 설정하고 측정된 방전 종료 전압을 상기 전압 측정 장치(30)로부터 입력 받는 컴퓨팅 장치(40)를 포함한다.
바람직하게, 컴퓨팅 장치(40)는 각각의 방전 전류에 대응되는 방전 종료 전압을 디지털 데이터로서 저장할 수 있는 메모리(50)를 포함하고, 본 발명의 실시 예에 따라 방전 출력을 테스트할 수 있는 프로그램(60)을 포함한다.
도 4는 방전 테스트 시스템(10)을 이용한 이차 전지의 방전 출력 추정 방법에 관한 절차 순서도이다.
도 4를 참조하면, 먼저 시스템 오퍼레이터는, 방전 테스트 시스템(10)에 이차 전지를 장착하고(S100) 컴퓨팅 장치(40)에서 방전 출력 테스트 프로그램(60)을 구동시킨다(S110).
이어서, 방전 출력 테스트 프로그램을 이용하여 방전 경계 조건을 설정한다(S120). 방전 경계 조건은, 방전 상한 전류 Ilimit,max와, 방전 하한 전압 Vmin을 포함한다.
방전 경계 조건의 설정이 끝나면, 오퍼레이터는 방전 출력 추정에 사용되는 충전 상태 별 I-V 프로파일의 생성을 명령한다.
그러면, 컴퓨팅 장치(40)는 방전 출력 테스트 프로그램(60)의 알고리즘을 실행하여 충방전 장치(20)와 전압 측정 장치(30)를 제어함으로써 이차 전지의 충전 상태 별로 적어도 방전 경계 조건과 만나는 I-V 프로파일을 생성한다(S130).
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 이차 전지의 충전 상태 별로 I-V 프로파일을 생성하는 과정을 보다 구체적으로 도시한 절차 순서도이다.
도 5를 참조하면, 먼저, 컴퓨팅 장치(40)는 충방전 장치(20)를 제어하여 이차 전지의 충전 상태를 조정한다(S131). 이 때, 충전 상태는 미리 설정된 복수의 값들 중에서 가장 높은 값인 1(100%)로 조정된다.
이어서, 컴퓨팅 장치(40)는 충방전 장치(20)를 제어하여 방전 전류 크기를 설정하고, 미리 설정된 시간 동안 이차 전지를 방전시킨다(S132). 이 때, 방전 전류의 크기는 미리 설정된 복수의 크기 값 중에서 가장 낮은 값이다.
그 다음, 컴퓨팅 장치(40)는 전압측정 장치(30)를 제어하여 방전 종료 전압을 측정하여 입력 받는다(S133). 그리고, 방전 전류의 크기와 방전 종료 전압이 방전 경계 상에 있거나 방전 경계를 벗어났는지 판단한다(S134).
만약 단계 S134에서 No이면, 컴퓨팅 장치(40)는 프로세스를 단계 S137로 이행하고 충방전 장치(30)를 제어하여 이차 전지의 충전 상태를 방전이 시작되기 전의 값으로 복원시킨다. 그런 다음, 컴퓨팅 장치(40)는 프로세스를 단계 S132로 이행하여 방전 전류 크기를 다시 설정하고 설정된 시간 동안 이차 전지를 방전시키는 단계를 다시 진행한다. 이 때, 방전 전류의 크기는 미리 설정된 여러 설정 값들 중 이전 값보다 그 다음으로 큰 값으로 설정한다. 그리고, 단계 S134 에서 YES 판단이 내려질 때까지 단계 S132, 133, 134 및 137을 반복한다.
한편, 단계 S134에서 Yes이면, 현재 방전 테스트를 진행하는 충전 상태에 대해서 적어도 방전 경계 조건과 만나는 I-V 프로파일이 얻어진 것이므로, 프로세스를 단계 S135로 이행하여 테스트를 해야 할 충전 상태가 남아 있는지 판단한다.
만약, 단계 S135에서 YES로 결정되면, 컴퓨팅 장치(40)는 프로세스를 단계 S131로 이행하여 충전 상태를 다시 조정한다. 이 때, 조정된 충전 상태는 미리 설정된 복수의 충전 상태들 중에서 이전의 충전 상태보다 바로 그 다음으로 작다. 그런 다음, 조정된 충전 상태에 대해서 앞서 설명한 프로세스를 동일하게 반복한다.
한편, 단계 S135에서 No라고 판단되면 테스트를 진행할 충전 상태가 더 이상 없으므로, 이차 전지의 충전 상태 별로 적어도 방전 경계와 만나는 I-V 프로파일의 생성이 완료되었으므로, 후속 단계인 S140가 진행된다.
다시 도 4를 참조하면, 컴퓨팅 장치(40)는 단계 S140에서 충전 상태 별로 생성된 I-V 프로파일과 방전 경계 조건이 만나는 위치의 전류 값과 전압 값을 방전 출력을 계산하는데 사용되는 최대 방전 전류 및 최종 방전 전압으로 설정한다.
그런 다음, 컴퓨팅 장치(40)는 각각의 충전 상태 별로 설정된 최대 방전 전류 및 최종 방전 전압을 이용하여 방전 출력을 결정하고, 결정된 방전 출력을 메모리(50)에 저장한다.
선택적으로, 컴퓨팅 장치(40)는 각각의 I-V 프로파일에 대해 Y 절편과 방전 경계와의 교점 사이를 잇는 I-V 직선의 기울기를 결정하고, 해당 기울기를 충전 상태에 대응되는 이차 전지의 저항으로서 메모리(50)에 저장할 수 있다. 참고로, 상기 Y 절편은 I-V 프로파일이 Y 축과 만나는 교점, 즉 전류가 0일 때의 전압이므로 개방 전압에 해당한다.
선택적으로, 본 발명에 따른 방전 테스트 시스템(10)은 방전 테스트가 수행되는 동안 이차 전지의 온도를 일정하게 유지시키는 온도 조절 장치(70)를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 컴퓨팅 장치(40)는 방전 테스트를 시행할 때 온도 조절 장치(70)를 제어하여 이차 전지의 온도를 일정한 값으로 유지할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(40)는 도 4에 개시된 단계들을 복수의 온도 조건에 대해 반복적으로 수행할 수 있고, 각각의 충전 상태에 대응되는 이차 전지의 저항도 복수의 온도 조건에 대해서 결정하여 메모리(50)에 저장할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 방전 테스트 시스템(10)을 이용하여 생성할 수 있는 I-V 프로파일들을 예시한 그래프이다. 각 도면에서, 적색 점선으로 표시한 선은 방전 경계 조건에 해당하고, 세로 선은 방전 전류 상한선에, 가로 선은 방전 전압 하한선에 해당한다.
먼저, 도 6에는 충전 상태가 zk인 이차 전지에 대해 얻은 I-V 프로파일 A가 도시되어 있다. I-V 프로파일 A는 선형성을 가진다. I-V 프로파일 A에 대응되는 방전 출력은, I-V 프로파일 A가 방전 전류 상한선과 만나는 점의 최대 방전 전류 (Imax)와 그에 대응되는 최종 방전 전압(Vfinal@Imax)을 다음 수학식 3에 대입하여 얻을 수 있다.
<수학식 3>
Figure 112014093946741-pat00003
상기 최대 방전 전류(Imax)는 HPPC법을 이용하여 외삽법에 의해 얻는 최대 방전 전류 Imax,HPPC 보다 작다. 또한, 방전 출력은, I-V 프로파일이 방전 경계 조건과 만나는 점을 이용하여 결정하므로 이차 전지의 현재 성능과 가장 잘 부합된다. 따라서, 이차 전지의 성능 범위 내에서 이차 전지의 방전을 보다 안전하게 제어할 수 있다.
다음으로, 도 7에는 방전 경계 조건 중 방전 전압 하한선과 만나면서 선형성을 가지는 I-V 프로파일 B가 예시되어 있다. I-V 프로파일 B에 대응되는 방전 출력은, I-V 프로파일 B가 방전 전압 하한선과 만나는 점의 최대 방전 전류(Imax)와 그에 대응되는 최종 방전 전압(Vfinal@Imax)을 상기 수학식 3에 대입하여 얻을 수 있다.
다만, I-V 프로파일 B는 선형성을 가지면서 방전 전압 하한선과 만나므로, 최대 방전 전류(Imax)는 HPPC법을 이용하여 외삽법에 의해 얻는 최대 방전 전류 (Imax,HPPC)와 동일하다. 따라서, I-V 프로파일 B로부터 얻는 방전 출력은 기존의 HPPC법으로 얻는 방전 출력과 동일하다.
도 8은 비선형성을 가지는 I-V 프로파일 C가 예시되어 있다. I-V 프로파일 C는 방전 경계 조건 중 방전 전압 하한선과 만난다. I-V 프로파일 C는 ① 내지 ③으로 표시된 3개의 방전 데이터를 포함한다. 각각의 방전 데이터는 HPPC법을 이용한 최대 방전 전류의 추정 시 사용될 수 있다. 하지만, HPPC법으로 추정하는 최대 방전 전류는 I-V 프로파일 C가 방전 전압 하한선과 만나는 지점의 최대 방전 전류(Imax)와 차이를 보인다. 즉, ① 및 ②번 데이터를 이용하여 HPPC법에 의해 얻는 최대 방전 전류(Imax,over_estimated)는 실제의 최대 방전 전류(Imax)보다 크다. 또한, ③번 데이터를 이용하여 HPPC법에 의해 얻는 최대 방전 전류(Imax,under_estimated)는 실제의 최대 방전 전류(Imax)보다 작다.
따라서, 본 발명에 의해 방전 출력을 추정하면 이차 전지의 성능과 부합되지만, HPPC법으로 방전 출력을 추정하면 이차 전지의 성능보다 높거나 작은 값으로 방전 출력이 추정된다.
도 9는 리튬 금속 산화물(LiNixMnyCozO2)과 그라파이트(graphite)를 양극과 음극에 포함하고 있고 26Ah의 용량을 갖는 리튬 이차 전지에 대해서 충전 상태 전체 구간에 걸쳐서 상온(25도)에서 도 4에 개시된 방법을 이용하여 생성한 I-V 프로파일들을 예시한다.
본 실시 예에서, 방전 전압 하한선은 V=2.8V이고, 방전 전류 상한선은 I=240A이다.
도 9에 나타난 I-V 프로파일들의 개형을 보면, 충전 상태가 높은 구간에서 측정된 I-V 프로파일들은 선형성이 강하다. 반면, 충전 상태가 낮아질수록 I-V 프로파일들의 비선형성이 증가한다.
방전이 진행되면 양극에 리튬 이온이 삽입되는데, 충전 상태가 어느 정도 낮아지면 리튬 이온의 양극 삽입이 점점 어려워지면서 이것이 이차 전지의 저항 증가로 나타나기 때문이다. 이러한 양극의 저항 증가 효과는 방전 전류의 크기가 커질수록 증가한다.
일 예로서, 충전 상태가 5%일 때의 I-V 프로파일을 보면 방전 전류의 크기가 커질수록 프로파일의 기울기에 해당하는 이차 전지의 저항이 점점 더 커지는 것을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명은, 지금까지 설명된 I-V 프로파일들을 이용하여 이차 전지의 충전 상태 별로 저항을 정의함으로써 이차 전지의 출력을 실시간으로 추정할 수 있다.
도 10의 좌측 그래프는, 도 9에 예시된 충전 상태 별 I-V 프로파일들에 대해서 각 프로파일이 방전 경계 조건 및 Y 축과 만나는 2개의 점을 연결한 선들(이하, I-V 직선)을 보여준다.
본 발명은, 각 I-V 직선의 기울기를 이차 전지가 각 I-V 직선에 대응하는 충전 상태를 가질 때 이차 전지의 저항 값으로 정의할 수 있다.
도 10의 우측 그래프는, 각 I-V 직선의 기울기로부터 얻은 저항을 이차 전지의 충전 상태에 따라 도시한 저항 프로파일이다. 저항 프로파일의 개형을 보면, 충전 상태가 20% 근처까지 감소하는 동안에는 이차 전지의 저항이 거의 일정하고, 충전 상태가 20% 보다 더 낮아지면 이차 전지의 저항이 점점 증가하는 것을 확인할 수 있다.
바람직하게, 도 10의 우측 그래프와 같은 저항 프로파일은 이차 전지의 온도 별로 생성할 수 있다. 즉, 서로 다른 복수의 온도에서 방전 경계 조건과 만나는 다수의 I-V 프로파일들을 얻어서 온도 별로 저항 프로파일을 생성할 수 있다.
이차 전지의 충전 상태에 따른 저항 프로파일 또는 이차 전지의 온도 및 충전 상태에 따른 저항 프로파일은 이차 전지의 방전 출력을 실시간으로 추정하는데 이용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지의 방전 출력 추정 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 블록 다이어그램이다.
도 11을 참조하면, 상기 방전 출력 추정 장치(100)는, 센서 유닛(110)과 제어 유닛(120)을 포함하고, 이차 전지(B)와 전기적으로 연결되어 이차 전지(B)가 방전되는 동안 이차 전지(B)의 방전 출력을 추정한다.
상기 이차 전지(B)는 부하(130)와 전기적으로 연결된다. 상기 부하(130)는 각종 전기구동 장치에 포함된 것으로서, 상기 이차 전지(B)가 방전될 때 공급되는 전기 에너지에 의해 작동되는 상기 전기구동 장치 내에 포함된 에너지 소모 장치를 의미한다.
상기 부하(130)는 비제한적인 예시로서 모터와 같은 회전 동력 장치, 인버터와 같은 전력 변환 장치 등이 될 수 있는데, 본 발명이 부하(130)의 종류에 의해 한정되는 것은 아니다.
바람직하게, 상기 방전 출력 추정 장치(100)는 저장 유닛(140)을 포함할 수 있다. 상기 저장 유닛(140)은 정보를 기록하고 소거할 수 있는 저장 매체라면 그 종류에 특별한 제한이 없다.
일 예시로서, 상기 저장 유닛(140)은 RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체일 수 있다.
바람직하게, 상기 저장 유닛(140)은 상기 제어 유닛(120)에 의해 접근이 가능하도록 예컨대 데이터 버스 등을 통해 상기 제어 유닛(120)과 연결될 수 있다.
상기 저장 유닛(140)은 또한 상기 제어 유닛(120)이 수행하는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 상기 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장 및/또는 갱신 및/또는 소거 및/또는 전송한다.
상기 저장 유닛(140)은 논리적으로 2개 이상으로 분할 가능하고, 상기 제어 유닛(120) 내에 포함되는 것을 제한하지 않는다.
바람직하게, 상기 저장 유닛(140)은, 이차 전지(B)의 충전 상태 별로 저항을 정의하고 있는 저항 룩업 테이블을 저장하고 있다. 보다 바람직한 예에서, 상기 저항 룩업 테이블은 온도 별로 따로 정의될 수 있다. 저항 룩업 테이블은, 온도 별로 도 10에 도시된 저항 프로파일을 얻어서 구성할 수 있다.
상기 충전 상태 별 저항은 도 10의 우측 그래프에 예시된 저항 프로파일로부터 추출된 것이다. 즉, 저항 룩업 테이블에 포함된 특정 충전 상태에 대응되는 저항은 특정 충전 상태에 대응되는 I-V 프로파일이 방전 경계 조건과 Y 축을 만나는 2개의 점을 연결한 I-V 직선의 기울기에 해당한다.
상기 센서 유닛(110)은, 제어 유닛(120)과 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록 전기적으로 결합된다.
상기 센서 유닛(110)은, 상기 제어 유닛(120)의 통제 하에, 시간 간격을 두고 이차 전지(B)의 양극과 음극 사이에 인가되는 전압, 이차 전지(B)의 전류, 및 이차 전지(B)의 온도를 반복 측정하고 상기 측정된 전압, 전류 및 온도를 제어 유닛(120)으로 제공한다. 여기서, 상기 전압, 전류 및 온도는 동일한 시점 또는 다른 시점에 측정될 수 있다.
상기 센서 유닛(110)은, 이차 전지(B)의 전압을 측정하기 위한 전압 측정부와, 이차 전지(B)의 전류를 측정하기 위한 전류 측정부와, 이차 전지(B)의 온도를 측정하기 위한 온도 측정부를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 전압 측정부는, 접지를 기준으로 이차 전지의 전압을 센싱하는 통상적인 전압 측정 회로를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전류 측정부는 전류의 크기를 측정하기 위한 센스 저항(170)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 온도 측정부는 이차 전지의 온도를 측정하기 위한 열전대를 포함할 수 있다.
상기 제어 유닛(120)은, 센서 유닛(110)으로부터 이차 전지(B)의 전압, 전류 및 온도의 측정 결과를 수신한 후, 이차 전지의 충전 상태를 추정한다.
일 예에서, 상기 제어 유닛(120)은 전류 적산법에 의해 이차 전지(B)의 충전 상태를 추정할 수 있다. 전류 적산법은 센서 유닛(110)에 의해 측정된 전류를 시간에 따라 적분하여 이차 전지(B)의 충전 상태를 추정한다.
다른 예에서, 상기 제어 유닛(120)은 확장 칼만 필터를 이용하여 이차 전지(B)의 충전 상태를 추정할 수 있다. 이 때, 센서 유닛(110)에 의해 측정된 전압, 전류 및 온도가 이용될 수 있다. 확장 칼만 필터를 이용하여 충전 상태를 추정하는 기법은 당업계에 널리 알려져 있다. 일 예로서, US7446504, US7589532 등에 개시된 기술이 활용될 수 있다.
상기 제어 유닛(120)은 이차 전지(B)가 방전되는 동안 저장 유닛(140)에 저장된 저항 룩업 테이블을 이용하여 방전 출력을 추정할 수 있다. 즉, 제어 유닛(120)은, 이차 전지(B)의 측정된 온도에 대응되는 저항 룩업 테이블을 식별하고, 식별된 저항 룩업 테이블로부터 추정된 충전 상태에 대응되는 저항을 결정하고, 결정된 저항과 이차 전지의 측정된 전류를 이용하여 다음 수학식 4에 의해 이차 전지(B)의 방전 출력을 추정할 수 있다.
<수학식 4>
Pdis = Rdis,soc*I2
수학식 4에 있어서, Pdis는 이차 전지(B)의 방전 출력이고, Rdis,soc 는 이차 전지(B)의 온도 및 충전 상태에 대응되는 저항이고, I는 이차 전지(B)의 측정된 전류로서 방전 전류의 크기에 해당한다.
수학식 4에 의해 계산되는 방전 출력을 측정이 용이한 전류를 이용하여 계산하므로 오차가 작은 장점이 있다. 이차 전지가 방전되는 동안에는 이차 전지의 내부저항과 분극 전압으로 인해 정확한 전압 측정이 어렵다. 따라서, 전류를 이용하여 방전 출력을 계산하는 방식이 보다 바람직하다.
상기 제어 유닛(120)은 추정된 이차 전지(B)의 방전 출력과 방전 출력의 변화 이력을 저장 유닛(140)에 저장할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 방전 출력 추정 장치(100)는 표시 유닛(150)을 더 포함할 수 있다. 상기 표시 유닛(150)은 상기 제어 유닛(120)이 추정한 방전 출력을 숫자, 문자, 그래픽 등의 GUI 인터페이스로 표시할 수 있는 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다.
일 예시로서, 상기 표시 유닛(150)은 액정 디스플레이, LED 디스플레이, OLED 디스플레이, E-INK 디스플레이, 플렉서블 디스플레이 등일 수 있다.
상기 표시 유닛(150)은 상기 제어 유닛(120)과 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 후자의 방식이 채택될 때, 상기 표시 유닛(150)은 상기 제어 유닛(120)이 위치하는 영역과 물리적으로 분리된 영역에 위치할 수 있다. 그리고 상기 표시 유닛(150)과 상기 제어 유닛(120) 사이에 제3의 제어 유닛이 개재되어 상기 제3의 제어 유닛이 상기 제어 유닛(120)으로부터 표시 유닛(150)에 표출할 정보를 제공 받아 표시 유닛(150)에 표출할 수 있다. 이를 위해, 상기 제3의 제어 유닛과 상기 제어 유닛(120)이 데이터를 주고 받을 수 있도록 연결될 수 있다.
또 다른 측면에서, 상기 방전 출력 추정 장치(100)는, 통신 인터페이스 (160)를 더 포함할 수 있다. 상기 통신 인터페이스(160)는 제어 유닛(120)과 부하(130)의 동작을 제어하는 부하 제어기(180) 사이에서 데이터의 송수신을 지원한다. 이러한 예에서, 상기 제어 유닛(120)은 추정된 이차 전지(B)의 방전 출력을 부하 제어기(180)에 전송할 수 있다. 그러면, 부하 제어기(180)는 이차 전지(B)의 방전 출력을 이용하여 이차 전지(B) 및/또는 부하(130)의 동작을 제어할 수 있다.
또 다른 측면에서, 제어 유닛(120)은 이차 전지(B)의 추정된 충전 상태와 이차 전지(B)의 측정된 온도에 대응되는 최대 방전 출력을 추정할 수 있다.
이를 위해, 상기 저장 유닛(140)은 이차 전지(B)의 충전 상태 별로 최대 방전 출력을 정의한 최대 방전 출력 룩업 테이블을 더 포함할 수 있다. 룩업 테이블에 포함된 충전 상태 별 최대 방전 출력은 도 3에 도시된 방전 테스트 시스템(10)을 이용하여 결정한 값이다. 이러한 예에서, 제어 유닛(120)은, 추정된 충전 상태에 대응되는 최대 방전 출력을 상기 최대 방전 출력 룩업 테이블로부터 맵핑하여 결정할 수 있다.
보다 바람직한 예에서, 최대 방전 출력 룩업 테이블은 이차 전지(B)의 온도에 따라 별도로 정의될 수 있다. 즉, 서로 다른 온도 조건에서 충전 상태 별로 I-V 프로파일을 얻고 각 I-V 프로파일이 방전 경계 조건과 만나는 점의 최대 방전 전류와 최종 방전 전압을 전술한 수학식 3에 대입하여 최대 방전 출력을 결정하고, 각 충전 상태에 대해 결정한 최대 방전 출력으로 해당 온도 조건에서의 룩업 테이블을 구성할 수 있다.
이러한 예에서, 제어 유닛(120)은, 측정된 이차 전지(B)의 온도에 대응되는 최대 방전 출력 룩업 테이블을 식별하고, 식별된 룩업 테이블로부터 추정된 충전 상태에 대응되는 최대 방전 출력을 맵핑함으로써 측정된 온도와 추정된 충전 상태에 대응되는 최대 방전 출력을 추정할 수 있다.
상기 제어 유닛(120)은 추정된 최대 방전 출력을 저장 유닛(140)에 저장하거나, 디스플레이 유닛(150)에 표시하거나, 통신 인터페이스(160)를 통해 부하 제어기(180)로 전송할 수 있다.
상기 제어 유닛(120)은, 상술한 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 제어 유닛(120)은 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이 때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 컴퓨터 부품으로 프로세서와 연결될 수 있다. 또한, 상기 메모리는 본 발명의 저장 유닛(140)에 포함될 수 있다. 또한, 상기 메모리는 디바이스의 종류에 상관 없이 정보가 저장되는 디바이스를 총칭하는 것으로서 특정 메모리 디바이스를 지칭하는 것은 아니다.
상술한 제어 유닛(120)의 제어 로직들은, 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지의 방전 출력 추정 방법의 프로세스를 구성할 수 있음은 자명하다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 방전 출력 추정 방법의 순차적 흐름을 도시한 순서도이다.
먼저, 단계 S200에서, 제어 유닛(120)은 저장 유닛(140)으로부터 저항 룩업 테이블을 로딩한다. 상기 저항 룩업 테이블은 충전 상태 별로 이차 전지의 저항을 정의한다. 바람직하게, 상기 저항 룩업 테이블은 온도 조건에 따라 별도로 정의된다.
이어서, 제어 유닛(120)은, 단계 S210에서 센서 유닛(110)을 통해 이차 전지의 전압, 전류 및 온도를 측정하여 저장 유닛(140)에 저장하고, 단계 S220에서 이차 전지의 충전 상태를 추정한다.
이어서, 제어 유닛(120)은, 단계 S230에서, 측정된 온도에 대응되는 저항 룩업 테이블을 식별하고, 식별된 저항 룩업 테이블을 이용하여 추정된 충전 상태에 대응되는 저항을 결정한다.
이어서, 제어 유닛(120)은, 수학식 4를 이용하여 결정된 저항과 측정된 방전 전류를 이용하여 이차 전지의 방전 출력을 추정한다.
선택적으로, 제어 유닛(120)은, 단계 S250에서, 추정된 방전 출력을 저장 유닛(140)에 저장하거나, 표시 유닛(150)에 표시하거나, 통신 인터페이스(160)를 통해 외부로 전송할 수 있다.
다른 측면에서, 제어 유닛(120)은, 단계 S200에서, 최대 방전 출력 룩업 테이블을 선택적으로 로딩할 수 있다. 상기 최대 방전 출력 룩업 테이블은, 충전 상태에 따라 이차 전지의 최대 방전 출력을 정의한다. 바람직한 예에서, 상기 최대 방전 출력 룩업 테이블은 온도 조건에 따라서 별도로 정의될 수 있다.
이 경우, 제어 유닛(120)은, 이차 전지의 측정된 온도에 대응되는 최대 방전 출력 룩업 테이블을 식별하고, 식별된 최대 방전 출력 룩업 테이블로부터 추정된 충전 상태에 대응되는 최대 방전 출력을 맵핑하여 최대 방전 출력을 추정할 수 있다.
또한, 제어 유닛(120)은, 추정된 최대 방전 출력을 저장 유닛(140)에 저장하거나, 표시 유닛(150)에 표시하거나, 통신 인터페이스(160)를 통해 외부로 전송할 수 있다.
상기 제어 유닛(120)의 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. 상기 기록매체는 컴퓨터에 포함된 프로세서에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 상기 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 상기 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 양태를 설명함에 있어서, '~유닛'이라고 명명된 구성 요소들은 물리적으로 구분되는 요소들이라고 하기 보다 기능적으로 구분되는 요소들로 이해되어야 한다. 따라서 각각의 구성요소는 다른 구성요소와 선택적으로 통합되거나 각각의 구성요소가 제어 로직(들)의 효율적인 실행을 위해 서브 구성요소들로 분할될 수 있다. 하지만 구성요소들이 통합 또는 분할되더라도 기능의 동일성이 인정될 수 있다면 통합 또는 분할된 구성요소들도 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 당업자에게 자명하다.
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.
이차 전지: B 센서 유닛:110
제어 유닛: 120 저장 유닛:140
디스플레이 유닛: 150 통신 인터페이스: 160
센스 저항: 170 부하 제어기: 180

Claims (25)

  1. 이차 전지의 방전 출력 추정 방법에 있어서,
    (a) 이차 전지의 방전 전류 상한과 방전 전압 하한을 포함하는 방전 경계 조건을 설정하는 단계;
    (b) 방전 출력을 추정하고자 하는 이차 전지의 충전 상태를 설정하는 단계;
    (c) 이차 전지를 서로 다른 크기의 방전 전류로 방전을 시키면서 각 방전 전류에 대응되는 방전 종료 전압을 측정하고, 복수의 방전 전류와 그에 대응되는 방전 종료 전압을 이용하여 상기 방전 경계 조건과 적어도 교차점을 형성하는 전류-전압(I-V) 프로파일을 생성하는 단계;
    (d) 상기 교차점에 대응되는 전류 값과 전압 값을 각각 최대 방전 전류 및 최종 방전 전압으로 결정하는 단계; 및
    (e) 상기 최대 방전 전류 및 상기 최종 방전 전압을 이용하여 이차 전지의 상기 설정된 충전 상태에 대응되는 방전 출력을 결정하는 단계;를 포함하고,
    상기 전류-전압(I-V) 프로파일은 상기 충전 상태의 크기가 감소함에 따라 상기 방전 전류 상한에 해당하는 직선과 교차점을 형성하다가 상기 방전 전압 하한에 해당하는 직선과 교차점을 형성하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 내지 (e) 단계를 서로 다른 크기의 충전 상태를 갖는 이차 전지에 대해 반복적으로 수행함으로써 충전 상태에 따른 방전 출력을 추정하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 내지 (e) 단계를 서로 다른 온도로 유지되는 이차 전지에 대해 반복적으로 수행함으로써 온도 및 충전 상태에 따른 방전 출력을 추정하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 I-V 프로파일의 Y 절편과 상기 교차점을 연결하는 직선의 기울기로부터 이차 전지의 충전 상태에 대응되는 저항을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 방법.
  5. 이차 전지의 방전 출력을 추정하는 장치에 있어서,
    충전 상태에 대응되는 전류-전압(I-V) 프로파일이 방전 경계 조건과 만나는 교차점을 이용하여 결정된 저항을 충전 상태에 따라 정의하고 있는 저항 룩업 테이블이 저장된 저장 유닛;
    이차 전지가 방전 중일 때 이차 전지의 방전 전류를 측정하는 센서 유닛; 및
    이차 전지의 충전 상태를 결정하고, 상기 결정된 충전 상태에 대응되는 저항을 상기 저항 룩업 테이블을 이용하여 결정하고, 상기 결정된 저항과 상기 측정된 방전 전류로부터 이차 전지의 방전 출력을 추정하는 제어 유닛;을 포함하고,
    상기 방전 경계 조건은 상기 이차 전지의 방전 전류 상한과 방전 전압 하한을 포함하고, 상기 교차점은 상기 충전 상태가 감소함에 따라 상기 방전 전류 상한에 해당하는 직선에 위치하였다가 상기 방전 전압 하한에 해당하는 직선에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 저항 룩업 테이블은 이차 전지의 온도에 따라서 별도로 정의되고,
    상기 센서 유닛은, 이차 전지의 온도를 더 측정하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 측정된 온도에 대응되는 저항 룩업 테이블을 식별하고, 식별된 저항 룩업 테이블을 이용하여 상기 추정된 충전 상태에 대응되는 저항을 결정하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 저항은 상기 교차점과 상기 I-V 프로파일의 Y 절편을 연결한 직선의 기울기에 해당하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 방전 경계 조건은, 방전 상한 전류와 방전 하한 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제어 유닛과 연결된 저장 유닛을 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 추정된 방전 출력을 상기 저장 유닛에 저장하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제어 유닛과 연결된 표시 유닛을 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 추정된 방전 출력을 상기 표시 유닛을 통해 표시하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 장치.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 제어 유닛과 연결된 통신 인터페이스를 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 추정된 방전 출력을 상기 통신 인터페이스를 통해 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 장치.
  12. 이차 전지의 방전 출력을 추정하는 장치에 있어서,
    충전 상태에 대응되는 전류-전압(I-V) 프로파일이 방전 경계 조건과 만나는 교차점의 전류와 전압으로부터 결정된 최대 방전 출력을 충전 상태에 따라 정의하고 있는 최대 방전 출력 룩업 테이블이 저장된 저장 유닛; 및
    이차 전지가 방전 중일 때 이차 전지의 방전 전류를 측정하는 센서 유닛; 및
    이차 전지의 충전 상태를 결정하고, 상기 결정된 충전 상태에 대응되는 최대 방전 출력을 상기 최대 방전 출력 룩업 테이블을 이용하여 결정하는 제어 유닛;을 포함하고,
    상기 방전 경계 조건은 상기 이차 전지의 방전 전류 상한과 방전 전압 하한을 포함하고, 상기 교차점은 상기 충전 상태가 감소함에 따라 상기 방전 전류 상한에 해당하는 직선에 위치하였다가 상기 방전 전압 하한에 해당하는 직선에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 최대 방전 출력 룩업 테이블은 이차 전지의 온도에 따라서 별도로 정의되고,
    상기 센서 유닛은, 이차 전지의 온도를 더 측정하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 측정된 온도에 대응되는 최대 방전 출력 룩업 테이블을 식별하고, 식별된 최대 방전 출력 룩업 테이블을 이용하여 상기 최대 방전 출력을 결정하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 방전 경계 조건은, 방전 상한 전류와 방전 하한 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제어 유닛과 연결된 저장 유닛을 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 추정된 최대 방전 출력을 상기 저장 유닛에 저장하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제어 유닛과 연결된 표시 유닛을 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 추정된 최대 방전 출력을 상기 표시 유닛을 통해 표시하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제어 유닛과 연결된 통신 인터페이스를 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 추정된 최대 방전 출력을 상기 통신 인터페이스를 통해 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 장치.
  18. 이차 전지의 방전 출력을 추정하는 방법에 있어서,
    (a) 충전 상태에 대응되는 전류-전압(I-V) 프로파일이 상기 이차 전지의 방전 전류 상한과 방전 전압 하한을 포함하는 방전 경계 조건과 만나는 교차점을 이용하여 결정된 저항을 충전 상태에 따라서 정의하고 있는 저항 룩업 테이블을 로딩하는 단계;
    (b) 이차 전지가 방전 중일 때 이차 전지의 방전 전류를 측정하는 단계;
    (c) 이차 전지의 충전 상태를 결정하는 단계;
    (d) 상기 결정된 충전 상태에 대응되는 저항을 상기 저항 룩업 테이블을 이용하여 결정하는 단계; 및
    (e) 상기 결정된 저항과 상기 측정된 방전 전류로부터 이차 전지의 방전 출력을 추정하는 단계;를 포함하고,
    상기 전류-전압(I-V) 프로파일은 상기 충전 상태의 크기가 감소함에 따라 상기 방전 전류 상한에 해당하는 직선과 교차점을 형성하다가 상기 방전 전압 하한에 해당하는 직선과 교차점을 형성하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 저항 룩업 테이블은 이차 전지의 온도에 따라 개별적으로 정의된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 (b) 단계는, 이차 전지의 온도를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 (d) 단계 이전에, 복수의 저항 룩업 테이블 중에서 상기 측정된 온도에 대응되는 저항 룩업 테이블을 식별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 추정된 방전 출력을 저장, 표시 또는 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 방법.
  22. 이차 전지의 방전 출력을 추정하는 방법에 있어서,
    (a) 충전 상태에 대응되는 전류-전압(I-V) 프로파일이 상기 이차 전지의 방전 전류 상한과 방전 전압 하한을 포함하는 방전 경계 조건과 만나는 교차점의 전류와 전압으로부터 결정된 최대 방전 출력을 충전 상태에 따라 정의하고 있는 최대 방전 출력 룩업 테이블을 로딩하는 단계;
    (b) 이차 전지의 충전 상태를 결정하는 단계; 및
    (c) 결정된 충전 상태에 대응되는 최대 방전 출력을 상기 최대 방전 출력 룩업 테이블을 이용하여 결정하는 단계;를 포함하고,
    상기 전류-전압(I-V) 프로파일은 상기 충전 상태의 크기가 감소함에 따라 상기 방전 전류 상한에 해당하는 직선과 교차점을 형성하다가 상기 방전 전압 하한에 해당하는 직선과 교차점을 형성하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 최대 방전 출력 룩업 테이블은 이차 전지의 온도에 따라 개별적으로 정의된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 (b) 단계 전에, 이차 전지의 온도를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 (c) 단계는, 복수의 최대 방전 출력 룩업 테이블 중에서 상기 측정된 온도에 대응되는 최대 방전 출력 룩업 테이블을 식별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 추정된 최대 방전 출력을 저장, 표시 또는 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 방전 출력 추정 방법.
KR1020140132312A 2014-10-01 2014-10-01 이차 전지의 방전 출력 추정 방법 및 장치 KR101798201B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140132312A KR101798201B1 (ko) 2014-10-01 2014-10-01 이차 전지의 방전 출력 추정 방법 및 장치
US15/308,320 US10753977B2 (en) 2014-10-01 2015-09-22 Method and device for estimating discharge power of secondary battery
PCT/KR2015/009952 WO2016052900A1 (ko) 2014-10-01 2015-09-22 이차 전지의 방전 출력 추정 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140132312A KR101798201B1 (ko) 2014-10-01 2014-10-01 이차 전지의 방전 출력 추정 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160039364A KR20160039364A (ko) 2016-04-11
KR101798201B1 true KR101798201B1 (ko) 2017-11-15

Family

ID=55630877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140132312A KR101798201B1 (ko) 2014-10-01 2014-10-01 이차 전지의 방전 출력 추정 방법 및 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10753977B2 (ko)
KR (1) KR101798201B1 (ko)
WO (1) WO2016052900A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11817562B2 (en) 2019-12-19 2023-11-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle, vehicle control system, and vehicle control method
US11858366B2 (en) 2019-12-19 2024-01-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle, vehicle control system, and vehicle control method

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6383704B2 (ja) 2015-07-02 2018-08-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池制御装置
KR101880195B1 (ko) * 2016-02-05 2018-07-20 한국과학기술원 배터리의 열역학적 정보에 기반한 배터리의 최적 충전 방법
CN109073709B (zh) 2016-11-04 2020-12-04 株式会社Lg化学 用于估计二次电池的反应的方法和用于该方法的包括电池单元的二次电池
KR20180057275A (ko) 2016-11-22 2018-05-30 삼성전자주식회사 배터리 제어 방법 및 장치
CN106950501B (zh) * 2017-03-09 2019-06-25 福建飞毛腿动力科技有限公司 一种锂离子电池组的剩余电量计算方法
KR102253781B1 (ko) 2017-04-28 2021-05-20 주식회사 엘지화학 방전 제어 장치 및 방법
KR102194842B1 (ko) * 2017-11-03 2020-12-23 주식회사 엘지화학 배터리의 내부 저항을 최적화하기 위한 배터리 관리 시스템 및 방법
KR102468695B1 (ko) * 2017-11-30 2022-11-21 주식회사 엘지에너지솔루션 전지셀의 활성화 방법 및 활성화 장치
KR102255490B1 (ko) 2018-01-03 2021-05-24 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리의 내부 저항을 최적화하기 위한 배터리 관리 시스템 및 방법
KR102373449B1 (ko) 2018-02-01 2022-03-10 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리의 전력 한계 결정 방법 및 배터리 관리 시스템
KR102258821B1 (ko) * 2018-04-30 2021-05-31 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지 테스트 장치 및 방법
CN110286326A (zh) * 2018-11-23 2019-09-27 天津力神电池股份有限公司 快速评估锂离子动力电池脉冲功率充放电能力的方法
CN109541472A (zh) * 2018-11-28 2019-03-29 江苏金派克新能源有限公司 锂电池循环充放电再利用***
CN110133503B (zh) * 2019-03-13 2022-05-24 北京车和家信息技术有限公司 一种电芯检测方法及装置
KR20220029109A (ko) * 2020-09-01 2022-03-08 삼성전자주식회사 배터리 상태 추정 방법 및 장치
TWI776255B (zh) * 2020-10-16 2022-09-01 三陽工業股份有限公司 電動車輛的放電切換架構

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0720216A (ja) * 1993-06-30 1995-01-24 Honda Motor Co Ltd バッテリの残容量推定方法
US6160380A (en) * 1997-02-13 2000-12-12 Nissan Motor Co., Ltd. Method and apparatus of correcting battery characteristic and of estimating residual capacity of battery
DE60020821T2 (de) * 1999-10-08 2006-05-11 Yazaki Corp. Verfahren zur berechnung der kapazität einer batterie und vorrichtung dafür
KR20030013215A (ko) 2001-08-07 2003-02-14 주식회사 맥사이언스 과도 응답 함수를 이용한 축전지의 용량 예측 및 선별 방법
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
DE10210516B4 (de) * 2002-03-09 2004-02-26 Vb Autobatterie Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Ermitteln der Funktionsfähigkeit einer Speicherbatterie
US7411400B2 (en) * 2003-12-19 2008-08-12 Battery Control Corp. Method for testing battery condition
JP2006129588A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池の電力制御方法及び電源装置
JP2006145285A (ja) * 2004-11-17 2006-06-08 Ricoh Co Ltd 電池残量検出装置
JP2006304516A (ja) 2005-04-21 2006-11-02 Nissan Motor Co Ltd バッテリ充電制御装置及びバッテリ充電制御方法
US7589532B2 (en) 2005-08-23 2009-09-15 Lg Chem, Ltd. System and method for estimating a state vector associated with a battery
US7446504B2 (en) 2005-11-10 2008-11-04 Lg Chem, Ltd. System, method, and article of manufacture for determining an estimated battery state vector
JP4692246B2 (ja) * 2005-11-29 2011-06-01 日産自動車株式会社 二次電池の入出力可能電力推定装置
JP4341652B2 (ja) * 2006-09-04 2009-10-07 トヨタ自動車株式会社 蓄電制御装置及び蓄電制御方法
JP4577294B2 (ja) * 2006-10-24 2010-11-10 株式会社デンソー バッテリ状態検出装置
KR100839385B1 (ko) * 2006-11-01 2008-06-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법
JP4925108B2 (ja) * 2007-01-10 2012-04-25 ヤマハモーターパワープロダクツ株式会社 電動ゴルフカート
JP4771176B2 (ja) * 2007-08-27 2011-09-14 株式会社デンソー バッテリの充放電制御装置
JP4930482B2 (ja) * 2008-09-30 2012-05-16 株式会社デンソー バッテリの充放電制御装置
JP5558941B2 (ja) 2010-06-30 2014-07-23 三洋電機株式会社 電池の内部抵抗の検出方法
JP5174111B2 (ja) * 2010-09-27 2013-04-03 三菱重工業株式会社 電池システム
TW201224485A (en) * 2010-12-02 2012-06-16 Ind Tech Res Inst State-of-charge estimation method and battery control unit
PL2894486T3 (pl) 2012-11-29 2020-11-30 Lg Chem, Ltd. Urządzenie i sposób do szacowania mocy baterii akumulatorowej zawierającej zmieszany materiał katodowy
WO2014088299A1 (ko) 2012-12-03 2014-06-12 주식회사 엘지화학 이차 전지의 파라미터 추정 장치 및 방법
PL3657191T3 (pl) 2012-12-04 2023-01-30 Lg Energy Solution, Ltd. Urządzenie do szacowania głębokości rozładowania (DOD) baterii akumulatorowej

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11817562B2 (en) 2019-12-19 2023-11-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle, vehicle control system, and vehicle control method
US11858366B2 (en) 2019-12-19 2024-01-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle, vehicle control system, and vehicle control method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160039364A (ko) 2016-04-11
US10753977B2 (en) 2020-08-25
WO2016052900A1 (ko) 2016-04-07
US20170059662A1 (en) 2017-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101798201B1 (ko) 이차 전지의 방전 출력 추정 방법 및 장치
KR101846642B1 (ko) 이차 전지의 저항 팩터 결정 방법, 상기 저항 팩터를 이용한 충전 출력 추정 장치 및 방법
EP3444888B1 (en) Apparatus and method for managing battery
US10340714B2 (en) System for controlling output parameter of secondary battery, and method therefor
KR102200550B1 (ko) 이차 전지의 충전 상태를 추정하기 위한 장치
US8965722B2 (en) Apparatus for calculating residual capacity of secondary battery
EP3664247A1 (en) Charging time computation method and charge control device
US11214168B2 (en) Deterioration state computation method and deterioration state computation device
CN107894571B (zh) 车载电池组寿命估算方法
KR20180064220A (ko) 배터리 관리 장치 및 방법
US10873201B2 (en) Battery management apparatus and method for protecting a lithium iron phosphate cell from over-voltage using the same
KR20180082345A (ko) 에너지 절약 및 빠른 셀 밸런싱이 가능한 충전 제어 장치 및 방법
KR101783918B1 (ko) 이차 전지의 저항 추정 장치 및 방법
JP6970289B2 (ja) 充電制御装置、輸送機器、及びプログラム
KR20190056743A (ko) 배터리 저항 추정 장치 및 방법
EP3828568B1 (en) Battery management apparatus, battery management method and battery pack
EP3604018B1 (en) Device and method for diagnosing battery deterioration
US20220099745A1 (en) Method and Apparatus for Device-Specific Determination of an Internal-Resistance Based State of Health of a Battery
US11251472B2 (en) System and method for operating batteries based on electrode crystal structure change
US20230341472A1 (en) Method, apparatus, medium and device for determining voltage inflection point of cell core in lfp battery
EP4116723A1 (en) Battery device and resistance state estimation method
KR20230108663A (ko) 배터리 충전 심도 산출 장치 및 그것의 동작 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant