KR101846642B1

KR101846642B1 - 이차 전지의 저항 팩터 결정 방법, 상기 저항 팩터를 이용한 충전 출력 추정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101846642B1
Application number: KR1020160012520A
Authority: KR
Inventors: 차선영; 조원태
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2018-04-06
Also published as: EP3163314B1; CN106796271A; JP2017538936A; US20170123011A1; EP3163314A1; CN106796271B; JP6473817B2; EP3163314A4; KR20160094882A; US10670664B2

Abstract

본 발명은 이차 전지의 저항 팩터 결정 방법 및 상기 저항 팩터를 이용한 충전 출력 추정 방법 및 장치에 관한 발명이다.
본 발명에 따른 이차 전지의 저항 팩터 결정 방법은, 이차 전지가 소정의 온도 및 충전 상태를 가질 때, 충전 전류의 크기 변화에 따른 충전 종료 I-V 프로파일이 충전 상한으로 설정된 경계선과 만나는 교차점의 전류 값에서 계산한 충전 초기 I-V 프로파일에 대한 일차 미분 값을 상기 온도 및 충전 상태에 대응되는 저항 팩터로 결정한다.
또한, 본 발명에 따른 충전 출력 추정 장치 및 방법은, 이차 전지의 충전 상태와 온도에 따라서 미리 정의된 저항 팩터를 이용하여 이차 전지가 충전되는 동안 이차 전지의 온도 및 충전 상태에 대응되는 충전 출력을 추정한다.

Description

이차 전지의 저항 팩터 결정 방법, 상기 저항 팩터를 이용한 충전 출력 추정 장치 및 방법 {Method for determining resistance factor of secondary battery, and Apparatus and Method for estimating charging power of secondary battery using determined resistance factor}

본 발명은 이차 전지의 저항 팩터를 결정하고 상기 저항 팩터를 이용하여 충전 출력을 추정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

고성능 이차 전지의 애플리케이션은 이차 전지의 충전 상태(State Of Charge: SOC)에 대응되는 충전 출력(power)의 추정을 요구한다.

예컨대, 하이브리드 전기 차량(HEV)과 전기 차량(EV)에서, 차량 제어기는 이차 전지의 충전 출력에 관하여 배터리 관리 시스템(BMS)으로부터 연속적인 최신 정보를 요구한다.

당업계에는, HPPC(Hybrid Pulse Power Characterization)법으로 불리는 이차 전지의 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 이차 전지의 전압에 대한 동작 설계 한도(V_min, V_max)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. 충전 상태는 SOC나 z 라는 파라미터로 표시한다. 충전 상태를 백분율로 나타낼 때에는 SOC라는 파라미터를 사용한다. 그리고, 충전 상태를 0-1 사이의 숫자로 나타낼 때에는 z라는 파라미터를 사용한다.

HPPC법은 다음 수학식 1에 의해 이차 전지의 전압을 간단하게 모델링한다.

<수학식 1>

V = OCV (z) + R×I

여기서, OCV(z)는 이차 전지의 충전 상태에 해당하는 이차 전지의 개방 전압(Open Circuit Voltage: OCV)이고, R은 이차 전지의 저항을 나타내는 상수이다.

개방 전압은 실험을 통해 미리 정의된 SOC-OCV 룩업 테이블로부터 결정할 수 있다. 즉, 상기 룩업 테이블에서 충전 상태에 대응하는 개방 전압을 맵핑하면 OCV(z) 값을 얻을 수 있다.

도 1은 HPPC법을 이용하여 이차 전지의 충전 출력을 결정하는 개념을 구체적으로 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 충전 상태가 z_k인 이차 전지를 I_ch의 크기를 갖는 정전류로 소정 시간(예: 10sec) 동안 충전시켰을 때 충전이 끝나자 마자 이차 전지의 충전 종료 전압 V_ch를 측정한다. 여기서, 충전 종료 전압은 충전 전류의 크기와 충전 시간에 따라서 달라질 수 있다.

그런 다음, 상기 수학식 1로부터 I-V 프로파일의 기울기에 해당하는 R_ch 값을 결정하고, 결정된 R_ch 값을 이용하여 I-V 프로파일에 대한 1차식 V= OCV(z_k)+ R_ch*I를 결정한다. 그런 다음, 결정된 식에 대해 외삽법(extrapolation)을 적용하여 충전 상한 전압인 V_limit에 해당할 때의 전류 값을 결정한다. 이렇게 결정된 전류가 바로 최대 충전 전류 I_max,ch이다.

HPPC법은, 최대 충전 전류 I_max,ch가 결정되면, 다음 수학식 2에 의해 충전 출력(P^c)을 결정한다.

<수학식 2>

P^c= V_limit×I_max,ch = V_limit×[(V_limit-OCV(z_k))÷R_ch]

그런데, HPPC법은 충전 전류에 대한 동작 설계 한도를 설정하지 않는다. 만약, HPPC법에 의해 결정한 이차 전지의 최대 충전 전류 I_max,ch가 이차 전지가 실제로 출력할 수 있는 충전 상한 전류보다 크면, 이차 전지의 성능보다 크게 충전 출력이 결정된다. 이 경우, 이차 전지가 실제보다 과도한 조건에서 충전될 수 있다. 특히, 리튬 이차 전지의 경우 과 충전은 전지의 폭발 원인을 제공한다.

따라서, 당업계에서는, HPPC법이 갖는 상술한 문제점을 극복할 수 있는 새로운 충전 출력 추정 기술이 요구되고 있다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 배경하에 창안된 것으로서, 새로운 충전 출력 추정 방법에서 사용될 수 있는 이차 전지의 저항 팩터를 실험적으로 결정하고 저항 팩터 룩업 테이블로 구성할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 저항 팩터 룩업 테이블을 이용하여 이차 전지의 충전 출력을 충전 상한 조건 내에서 안전 마진을 두고 추정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지의 저항 팩터 결정 방법은, (a) 이차 전지의 온도와 충전 상태 별로 충전 전류의 크기 변화에 따른 복수의 충전 초기 전압 데이터와 복수의 충전 종료 전압 데이터를 측정하여 메모리에 저장하는 단계; (b) 상기 복수의 충전 종료 전압 데이터로부터 충전 종료 I-V 프로파일을 결정하고, 상기 충전 종료 I-V 프로파일이 충전 상한 조건으로 미리 설정된 충전 상한 전류 또는 충전 상한 전압과 대응되는 경계선과 만나는 교차점을 결정하는 단계; (c) 상기 복수의 충전 초기 전압 데이터로부터 충전 초기 I-V 프로파일을 결정하고, 상기 교차점의 전류 값을 기준으로 계산된 상기 충전 초기 I-V 프로파일에 대한 일차 미분 값을 결정하는 단계; 및 (d) 상기 결정된 일차 미분 값을 이차 전지의 온도 및 충전 상태에 대응되는 저항 팩터로서 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.

바람직하게, 본 발명에 따른 저항 팩터 결정 방법은, 이차 전지의 온도 및 충전 상태에 의해 이차 전지의 저항 팩터를 맵핑 가능하도록 상기 메모리에 저항 팩터 룩업 테이블을 정의하는 단계; 및 상기 정의된 저항 팩터 룩업 테이블에 상기 결정된 저항 팩터를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 충전 초기 전압 데이터는 충전 전류가 이차 전지에 인가된 후 1초 이내의 시점에 측정된 전압 데이터이고, 상기 충전 종료 전압 데이터는 이차 전지에 충전 전류의 인가가 종료되는 시점에 측정된 전압 데이터일 수 있다.

다른 측면에 따르면, 상기 (a) 단계는, 상기 이차 전지의 온도를 일정하게 유지하는 단계; 상기 이차 전지의 충전 상태 별로, 크기가 다른 복수의 충전 전류를 상기 이차 전지에 인가하는 충전 테스트를 진행하는 단계; 및 각각의 충전 전류가 인가될 때마다 상기 이차 전지의 충전 초기 전압 및 충전 종료 전압을 측정하여 저장하는 단계;를 포함할 수 있다.

바람직하게, 이차 전지에 인가된 충전 전류의 크기가 상기 충전 상한 전류보다 커지거나 가장 최근에 측정된 이차 전지의 충전 종료 전압이 상기 충전 상한 전압보다 커지면 상기 충전 테스트를 중단할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지의 충전 출력 추정 장치는, 이차 전지의 온도 및 충전 상태 별로 미리 결정된 저항 팩터를 참조할 수 있는 저항 팩터 룩업 테이블이 미리 저장된 저장 유닛; 이차 전지가 충전 중일 때 이차 전지의 충전 전류와 온도를 측정하는 센서 유닛; 및 이차 전지의 충전 상태를 결정하고, 상기 결정된 충전 상태 및 상기 측정된 온도에 대응되는 저항 팩터를 상기 저항 팩터 룩업 테이블을 참조하여 결정하고, 상기 결정된 저항 팩터와 상기 측정된 충전 전류로부터 이차 전지의 충전 출력을 추정하는 제어 유닛;을 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 저항 팩터는, 이차 전지가 소정의 온도 및 충전 상태를 가질 때, 충전 전류의 크기 변화에 따른 충전 종료 I-V 프로파일이 충전 상한으로 설정된 경계선과 만나는 교차점의 전류 값에서 계산한 충전 초기 I-V 프로파일에 대한 일차 미분 값일 수 있다.

바람직하게, 상기 경계선은 충전 상한 전류와 충전 상한 전압을 지시하는 경계선일 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 충전 초기 I-V 프로파일은, 이차 전지에 크기가 다른 복수의 충전 전류가 인가될 때, 이차 전지에 인가된 충전 전류와 해당 충전 전류가 인가된 직후에 측정된 전압의 상관 관계를 정의하는 그래프일 수 있다.

바람직하게, 상기 충전 초기 I-V 프로파일을 구성하는 복수의 전압 데이터는 각 충전전류가 이차 전지에 인가된 후 1초 이내에 측정된 전압 데이터일 수 있다.

다른 측면에 따르면, 상기 충전 종료 I-V 프로파일은, 이차 전지에 크기가 다른 복수의 충전 전류가 인가될 때, 이차 전지에 인가된 충전 전류와 해당 충전 전류의 인가가 종료된 시점에 측정된 전압의 상관 관계를 정의하는 그래프일 수 있다.

바람직하게, 상기 제어 유닛은, 상기 추정된 충전 출력을 상기 저장 유닛에 저장하도록 구성될 수 있다.

선택적으로, 상기 제어 유닛은 표시 유닛과 연결될 수 있고, 상기 추정된 충전 출력을 상기 표시 유닛을 통해 표시할 수 있다.

선택적으로, 상기 제어 유닛은 통신 인터페이스와 연결될 수 있고, 상기 추정된 충전 출력을 상기 통신 인터페이스를 통해 외부로 전송할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지의 충전 출력 추정 방법은, 이차 전지의 온도 및 충전 상태 별로 미리 결정된 저항 팩터를 참조할 수 있는 저항 팩터 룩업 테이블을 제공하는 단계; 이차 전지가 충전 중일 때 이차 전지의 충전 전류와 온도를 측정하는 단계; 이차 전지의 충전 상태를 결정하는 단계; 상기 결정된 충전 상태 및 상기 측정된 온도에 대응되는 저항 팩터를 상기 저항 팩터 룩업 테이블을 참조하여 결정하는 단계; 및 상기 결정된 저항 팩터와 상기 측정된 충전 전류로부터 이차 전지의 충전 출력을 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 이차 전지의 충전 출력 추정 방법은, 상기 추정된 충전 출력을 저장, 표시 또는 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이차 전지의 충전 출력을 안전 마진 내에서 추정하는데 활용되는 저항 팩터를 용이하게 결정할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 이차 전지의 충전 상한 조건으로부터 안전 마진을 두고 이차 전지의 충전 출력을 신뢰성 있게 추정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이차 전지의 충전 제어 과정에서 이차 전지의 전압이나 충전 전류가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.

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 충전 출력을 결정할 때 충전 전류에 대한 상한이 설정되지 않을 때의 문제를 설명하기 위한 I-V 프로파일을 예시한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 저항 팩터 결정 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2의 저항 팩터 결정 시스템을 이용한 저항 팩터 결정 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.
도 4는 도 3의 순서도에서 S140 단계를 세부적으로 도시한 순서도이다.
도 5는 리튬 금속 산화물(LiNi_xMn_yCo_zO₂)과 그라파이트(graphite)를 양극과 음극에 각 포함하는 리튬 이차 전지의 충전 상태가 20%일 때 도 4의 충전 테스트 알고리즘에 의해 충전 테스트를 시행하여 얻은 충전 초기 전압 데이터와 충전 종료 전압 데이터를 이용하여 충전 초기 I-V 프로파일과 충전 종료 I-V 프로파일을 플로팅한 결과를 나타낸 그래프들이다.
도 6은, 상기 리튬 이차 전지의 충전 상태가 70%일 때 도 4의 충전 테스트 알고리즘에 의해 충전 테스트를 시행하여 얻은 충전 초기 전압 데이터와 충전 종료 전압 데이터를 이용하여 충전 초기 I-V 프로파일과 충전 종료 I-V 프로파일을 플로팅한 결과를 나타낸 그래프들이다.
도 7은 상기 리튬 이차 전지의 충전 상태가 0%부터 100%까지 변화할 때 각각의 충전 상태에 대응되는 충전 종료 I-V 프로파일이 충전 상한 조건과 만나는 교차점을 이용하여 얻은 최대 충전 전류(I_max,ch)의 변화 패턴을 플로팅한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지의 충전 출력 추정 장치의 개략적인 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지의 충전 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.

이하에서 첫 번째로 설명되는 실시 예는, 이차 전지의 충전 출력을 추정하는데 사용되는 저항 팩터를 결정하는 방법에 관한 것이다.

이차 전지의 충전 출력을 추정할 때 사용되는 저항 팩터를 결정하기 위해, 도 2에 도시된 것과 같은 저항 팩터 결정 시스템(10)이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 저항 팩터 결정 시스템(10)은, 이차 전지(B)를 임의의 충전 전류로 일정한 시간 동안 충전시키거나 이차 전지(B)의 충전 상태를 원하는 값으로 조정할 수 있는 충방전 장치(20)를 포함한다.

바람직하게, 충방전 장치(20)는 여러 가지의 크기를 갖는 정전류로 이차 전지(B)를 일정한 시간 동안 충전 또는 방전시킨다.

상기 충방전 장치(20)는 이차 전지(B)를 충전시킬 수 있는 충전 유닛과, 이차 전지(B)를 방전시킬 수 있는 방전 유닛을 포함한다.

상기 충전 유닛은 당업계에 공지된 충전 회로를 포함할 수 있고, 유사하게 상기 방전 유닛은 당업계에 공지된 방전 회로를 포함할 수 있다.

상기 저항 팩터 결정 시스템(10)은, 또한 충방전 장치(20)에 의해 이차 전지(B)가 소정 시간 동안 충전되는 동안 이차 전지(B)가 충전되기 시작한 직후 의 충전 초기 전압과 설정된 충전 시간이 종료되었을 때의 충전 종료 전압을 측정할 수 있는 전압 측정 장치(30)를 포함한다.

일 예에서, 이차 전지(B)가 10초 동안 충전될 경우, 상기 충전 초기 전압은 충전 전류가 흐르기 시작한 후 1초 이내, 예컨대 0.1초가 경과된 이후에 측정된 전압이고 상기 충전 종료 전압은 충전 전류가 흐르기 시작 후, 예컨대 10초가 경과된 이후에 측정된 전압을 의미한다.

상기 충전 초기 전압과 상기 충전 종료 전압은 충전 초반부 및 충전 후반부에 측정된 전압을 의미하는 것이므로, 상기 충전 초기 전압과 상기 충전 종료 전압이 측정되는 시점은 상기한 바에 한정되지 않고 얼마든지 변경이 가능하다.

바람직하게, 상기 전압 측정 장치(30)는 당업계에 공지된 볼트 미터 또는 전압 측정 회로를 포함할 수 있다.

상기 저항 팩터 결정 시스템(10)은, 또한 충방전 장치(20)에 의해 이차 전지(B)가 소정 시간 동안 충전 또는 방전되는 동안 이차 전지(B)의 전류를 측정할 수 있는 전류 측정 장치(35)를 더 포함한다.

일 예에서, 상기 전류 측정 장치(35)는 이차 전지(B)가 충전 또는 방전되는 동안 시간 간격을 두고 이차 전지(B)의 전류를 측정하고, 측정된 전류 값을 후술하는 컴퓨팅 장치(40)로 제공할 수 있다.

바람직하게, 상기 전류 측정 장치(35)는 당업계에 공지된 전류 미터 또는 전류 측정 회로를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 저항 팩터 결정 시스템(10)은, 컴퓨팅 장치(40)를 더 포함한다. 상기 컴퓨팅 장치(40)는, 상기 충방전 장치(20), 상기 전압 측정 장치(30) 및 상기 전류 측정 장치(35)와 연결되고, 각각의 장치를 본 발명의 실시 예에 따라서 제어할 수 있다.

상기 컴퓨팅 장치(40)는, 시스템 오퍼레이터의 요청에 따라 이차 전지(B)를 충전시킬 때 적용할 복수의 충전 전류 크기들, 충전 시간 등을 설정할 수 있다. 이를 위해, 상기 컴퓨터 장치(40)는 여러 가지 설정 값을 입력할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스를 상기 시스템 오퍼레이터에게 제공할 수 있다.

상기 컴퓨팅 장치(40)는 또한 이차 전지(B)가 충전되는 동안 충전 초기 전압과 충전 종료 전압을 상기 전압 측정 장치(30)로부터 입력 받을 수 있다.

상기 컴퓨팅 장치(40)는 또한 이차 전지(B)가 충전 또는 방전되는 동안 이차 전지(B)의 전류 측정 값을 시간 간격을 두고 상기 전류 측정 장치(35)로부터 입력 받을 수 있다.

바람직하게, 상기 컴퓨팅 장치(40)는 자동화된 방식으로 이차 전지(B)의 저항 팩터를 결정할 수 있는 저항 팩터 결정 프로그램(60)과, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)의 제어 로직을 포함하는 프로그램 코드와 상기 제어 로직이 실행되는 과정에서 발생되는 데이터들과 저항 팩터의 추정 시 참조되는 미리 정의된 데이터들을 저장할 수 있는 메모리(50)를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 컴퓨팅 장치(40)는 저항 팩터 결정 프로그램(60)의 미리 정의된 제어 로직들을 실행하는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.

이하의 설명에서, 저항 팩터 결정 프로그램(60)이 수행하는 기능은 하드웨어적 관점에서는 마이크로프로세서에 의해 수행되는 것임을 미리 밝혀둔다.

도 3은 도 2에 개시된 저항 팩터 결정 시스템(10)을 이용하여 이차 전지(B)의 충전 출력 추정에 사용되는 저항 팩터를 결정하는 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.

도 3을 참조하면, 먼저 시스템 오퍼레이터에 의해, 저항 팩터 결정 시스템(10)에 저항 팩터를 결정하고자 하는 이차 전지(B)가 장착되고(S100), 컴퓨팅 장치(40)에서 저항 팩터 결정 프로그램(60)이 구동된다(S110).

여기서, 상기 이차 전지(B)는 BOL(Beginning Of Life) 상태에 있는 전지인 것이 바람직하다.

상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 구동이 완료되면, 충전 조건을 입력할 수 있는 GUI(Graphic User Interface)가 구비된 충전 조건 설정 인터페이스를 컴퓨팅 장치(40)의 모니터를 통해 시스템 오퍼레이터에게 시각적으로 출력시킨다(S110).

일 예로, 상기 시스템 오퍼레이터는, 상기 충전 조건 설정 인터페이스를 이용함으로써, 충전 테스트가 진행될 충전 상태 구간(0 내지 100%) 및 충전 테스트가 시행될 충전 상태의 간격(5%), 이차 전지에 인가하고자 하는 복수의 충전 전류 크기들(50A, 100A, 150A, 200A, 225A, 275A 등), 충전 전류가 이차 전지(B)에 인가되는 시간(10sec), 충전 초기 전압과 충전 종료 전압이 측정될 타이밍 정보(0.1sec 및 10sec) 등을 설정할 수 있다.

이어서, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 시스템 오퍼레이터로부터 상기 충전 조건 설정 인터페이스를 통해 충전 설정 정보를 입력 받아 메모리(50)에 저장한다(S120).

이어서, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 충전 상한 전류(I_limit,ch)와 충전 상한 전압(V_limit,ch)을 포함하는 충전 상한 조건을 입력할 수 있는 GUI를 포함하는 충전 상한 설정 인터페이스를 컴퓨팅 장치(40)의 모니터에 표출하여 시스템 오퍼레이터로부터 충전 상한 조건을 입력 받아 메모리(50)에 저장한다(S130)

일 예로, 상기 시스템 오퍼레이터는, 상기 충전 상한 설정 인터페이스를 이용함으로써, 충전 상한 전류(I_limit,ch)를 240A로 설정하고, 충전 상한 전압(V_limit,ch)를 4.16V로 설정할 수 있다.

이어서, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 메모리(50)에 저장된 충전 설정 정보를 참조하여 충방전 장치(20)와 전압 측정 장치(30)를 제어함으로써 이차 전지(B)의 충전 상태 별로 서로 다른 크기를 갖는 복수의 충전 전류에 대한 충전 응답 특성으로서 충전 초기 전압과 충전 종료 전압을 측정하고, 측정된 충전 초기 전압과 충전 종료 전압을 상기 전압 측정 장치(30)로부터 입력 받아 메모리(50)에 저장한다(S140).

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 이차 전지의 충전 상태 별로 복수의 충전 전류 조건에서 충전 초기 전압과 충전 종료 전압이 측정되는 과정을 보다 구체적으로 도시한 순서도이다.

도 4에 있어서, I_ch는 이차 전지(B)에 인가된 충전 전류를 나타내고, V_i및 V_f는 각각 이차 전지(B)가 충전되는 동안 측정된 충전 초기 전압 및 충전 종료 전압을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 먼저, 저항 팩터 결정 프로그램(60)은, 전압 측정 장치(30)와 온도 조절 장치(70)를 제어하여 이차 전지(B)의 개방 전압과 온도를 측정하고(S141) 메모리(50)에 미리 저장된 OCV-SOC 룩업 테이블을 참조하여 측정된 개방 전압 및 온도에 대응되는 충전 상태를 결정한다(S142).

참고로, 상기 OCV-SOC 룩업 테이블을 이차 전지(B)의 개방 전압과 온도에 대응되는 충전 상태 정보를 포함한다.

이어서, 저항 팩터 결정 프로그램(60)은, S142 단계에서 결정한 충전 상태가 초기 값인지 판별한다(S143). 일 예로, 초기 값은 0%일 수 있다.

만약, 충전 상태가 초기 값이 아니면, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 이차 전지(B)의 충전 상태를 초기 값으로 조정하는데 필요한 방전 전류의 크기 및 방전 시간을 포함하는 방전 조건을 암페어 카운팅법을 이용하여 결정하고, 충방전 장치(20)를 제어하여 결정된 방전 조건에 따라 이차 전지(B)를 방전시켜 이차 전지(B)의 충전 상태를 초기 값으로 조정하고(S144) 프로세스를 S145 단계로 이행한다.

여기서, 이차 전지(B)의 충전 상태를 초기 값으로 조정하기 위해 이차 전지(B)가 방전되어야 할 용량을 Q(Ah)라고 하면, 방전 전류의 크기를 1차로 결정한 후 Q 값을 전류의 크기 값으로 나누면 방전 시간을 결정할 수 있다. 상기 방전 전류의 크기는 미리 설정될 수 있다.

반면, 이차 전지(B)의 충전 상태가 초기 값에 해당하면, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 프로세스를 곧 바로 S145 단계로 이행한다.

이어서, 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 충방전 장치(20)를 제어하여 미리 설정된 충전 전류의 크기들 중에서 가장 작은 크기의 충전 전류(I_ch)를 미리 설정된 시간 동안 이차 전지(B)에 인가하여 이차 전지(B)를 충전시킨다(S145).

또한, 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 이차 전지(B)의 충전이 이루어지는 동안 전압 측정 장치(30)를 제어함으로써 미리 설정된 타이밍에서 충전 초기 전압(V_i)과 충전 종료 전압(V_f)을 측정하고 전압 측정 장치(30)로부터 측정된 충전 초기 전압(V_i)과 충전 종료 전압(V_f)을 입력 받아 메모리(50)에 저장한다(S146).

구체적인 일 예로, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 이차 전지(B)가 10초 동안 충전될 경우, 0.1초 및 10초 타이밍에 이차 전지(B)의 충전 초기 전압(V_i) 및 충전 종료 전압(V_f)이 측정될 수 있도록 상기 전압 측정 장치(30)를 제어할 수 있다.

이어서, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 이차 전지(B)의 충전 조건으로 적용된 충전 전류(I_ch)의 크기 또는 S146 단계에서 측정된 충전 종료 전압(V_f)이 미리 설정된 충전 상한 조건을 벗어났는지 판별한다(S147).

여기서, 충전 전류(I_ch)의 크기가 설정된 충전 상한 전류(I_limit,ch)보다 크거나 측정된 충전 종료 전압(V_f)의 크기가 충전 상한 전압(V_limit,ch)보다 크면, 충전 전류(I_ch)의 크기 또는 충전 종료 전압(V_f)이 충전 상한 조건을 벗어난 것이 된다.

만약, S147 단계에서 NO로 판별되면, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 충방전 장치(20)를 제어하여 이차 전지(B)를 방전시킴으로써 충전 전류가 인가되기 전의 상태로 이차 전지(B)의 충전 상태를 되돌린다(S148).

이 때, 방전 전류의 크기 및 방전 시간은 이차 전지(B)의 충전 시 적용된 충전 전류의 크기 및 충전 시간과 실질적으로 동일하게 조절될 수 있다.

이어서, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 메모리(50)에 저장된 충전 설정 정보를 참조하여 이차 전지(B)에 인가될 충전 전류(I_ch)의 크기를 이전보다 바로 다음으로 큰 크기로 증가시키고(S149), 충방전 장치(20)를 제어하여 이전보다 큰 충전 전류(I_ch)로 이차 전지(B)를 충전시키고(S150), 충전이 진행되는 동안 전압 측정 장치(30)를 제어하여 충전 초기 전압(V_i)과 충전 종료 전압(V_f)을 측정하여 메모리(60)에 저장시킨다(S151).

여기서, 충전 초기 전압(V_i)과 충전 종료 전압(V_f)이 측정되는 타이밍은 S146 단계에서 적용되는 타이밍과 실질적으로 동일하다.

S151 단계가 종료되면, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 프로세스를 S147 단계로 이행한다.

따라서, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은, 이차 전지(B)에 인가되는 충전 전류(I_ch)의 크기를 미리 설정된 조건에 따라서 증가시키면서 이차 전지(B)에 인가된 충전 전류(I_ch)의 크기 또는 충전 응답 특성으로서 측정된 충전 종료 전압(V_f)의 크기가 충전 상한 조건을 벗어날 때까지 S148 내지 S151 단계를 반복한다.

한편, S147 단계에서 YES로 판별되면, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 이차 전지(B)의 충전 상태가 초기 값일 때의 충전 테스트를 종료하고 프로세스를 S152 단계로 이행한다.

S152 단계에서, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 충전 테스트가 시행된 이차 전지(B)의 충전 상태가 미리 설정된 폭만큼 증가된 상태에서 충전 테스트를 진행하기에 앞서서 현재의 충전 상태 크기가 설정된 상한치인 100% 이상인지 여부를 판별한다.

S152 단계에서 YES로 판별되면, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 이차 전지(B)에 대한 충전 테스트를 완료하고 도 3의 S160 단계로 이행한다.

반면, S152 단계에서 NO이면, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 메모리(50)에 저장된 충전 설정 정보를 참조하여 이차 전지(B)의 충전 상태를 미리 설정된 폭(△SOC)만큼 증가시키고(S153), 충방전 장치(20)를 제어하여 이차 전지(B)를 충전시킴으로써 이차 전지(B)의 충전 상태를 S153 단계에서 결정된 충전 상태로 조정한다(S154). S154 단계에서 이차 전지(B)에 인가되는 충전 전류의 크기와 충전 시간은 S153 단계에서 결정된 SOC 값을 이용하여 암페어 카운팅법에 의해 결정할 수 있다.

여기서, 이차 전지(B)의 충전 상태를 S153 단계에 결정한 SOC 값으로 조정하기 위해 이차 전지(B)가 충전되어야 할 용량을 Q'(Ah)라고 하면, 충전 전류의 크기를 1차로 결정한 후 Q 값을 전류의 크기 값으로 나누면 충전 시간을 결정할 수 있다. 상기 충전 전류의 크기는 미리 설정할 수 있다.

이어서, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은, 프로세스를 S145 단계로 이행함으로써, S153 단계에서 조정된 이차 전지(B)의 충전 상태에 대해서 충전 전류(I_ch)의 크기 또는 충전 종료 전압(V_f)이 미리 설정된 충전 상한 조건을 벗어날 때까지 이차 전지(B)에 인가되는 충전 전류(I_ch)의 크기를 미리 설정된 조건에 따라서 증가시키면서 충전 초기 전압(V_i) 및 충전 종료 전압(V_f)을 측정하여 메모리(50)에 저장하는 전술한 프로세스를 다시 반복한다.

상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 S145 단계 내지 S151 단계를 이차 전지(B)의 충전 상태가 100%가 될 때까지 반복할 수 있고, 이차 전지(B)의 충전 상태가 100% 이상이 되면 이차 전지(B)의 충전 상태 별로 진행되는 충전 테스트를 완료하고 프로세스를 도 3의 S160 단계로 이행한다.

이하, 설명의 편의를 위해, 이차 전지(B)의 충전 상태가 SOC_p이고, 충전 전류의 크기가 미리 설정된 m개의 크기들 중에서 k번째 크기인 I_ch _(k) 일 때 측정되어 메모리(50)에 저장된 충전 초기 전압(V_i)과 충전 종료 전압(V_f)을 각각 하기와 같이 표시하기로 한다.

충전 초기 전압: V_i,@ _SOCp(I_ch(k))[k=1,…,m]

충전 종료 전압: V_f _,@ _SOCp(I_ch(k))[k=1,…,m]

또한, 이차 전지(B)에 인가된 충전 전류(I_ch)의 크기와 이차 전지(B)의 전압을 각각 X 좌표 및 Y 좌표로 정의하면, 충전 초기 전압 데이터 및 충전 종료 전압 데이터를 아래와 같은 복수의 좌표 데이터로 정의할 수 있다.

충전 초기 데이터: (I_ch _(k), V_i,@ _SOCp(I_ch _(k))) [k=1,…,m]

충전 종료 데이터: (I_ch _(k), V_f _,@ _SOCp(I_ch _(k))) [k=1,…,m]

또한, 상기 복수의 충전 초기 전압 데이터 및 상기 복수의 충전 종료 전압 데이터에 의해 플로팅되는 I-V 프로파일을 각각 충전 초기 I-V 프로파일 및 충전 종료 I-V 프로파일로 정의할 수 있다.

도 5는 리튬 금속 산화물(LiNi_xMn_yCo_zO₂)과 그라파이트(graphite)를 양극과 음극에 각 포함하고 있으며 26Ah의 용량을 가지는 리튬 이차 전지에 대해서 도 4의 충전 테스트 알고리즘을 이용하여 충전 전류의 크기를 증가시키면서 충전 초기 전압(V_i)과 충전 종료 전압(V_f)을 측정하고 측정된 결과를 이용하여 충전 초기 I-V 프로파일과 충전 종료 I-V 프로파일을 플로팅한 결과를 나타낸 그래프들이다.

도 5의 그래프를 얻기 위한 실험에 있어서, 충전 전류가 리튬 이차 전지에 인가되기 전에 리튬 이차 전지의 충전 상태는 20%로 동일하게 조절하였다.

도 5에 예시된 I-V 프로파일 상에서, ■ 표시된 된 위치의 X 좌표는 이차 전지(B)에 인가된 충전 전류(I_ch)의 크기를, Y 좌표는 해당 충전 전류(I_ch)가 인가되었을 때의 충전 초기 전압(V-_i) 또는 충전 종료 전압(V_f)을 나타낸다.

도 5에서, 점선은 충전 상한 조건을 나타내며, 세로 점선은 충전 상한 전류(I_limit,ch)를, 가로 점선은 충전 상한 전압(V_limit,ch)을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 충전 초기 I-V 프로파일과 충전 종료 I-V 프로파일은 동일한 Y 절편을 가진다. 참고로, Y 절편은 이차 전지(B)에 충전 전류(I_ch)가 인가되지 않을 때 측정된 개방 전압에 해당한다. 개방 전압은 이차 전지(B)의 충전 상태에 따라서 고유하게 결정된다.

충전 초기 I-V 프로파일(점선)은 충전 전류(I_ch)가 이차 전지(B)에 인가된 직후, 예컨대, 0.1초 이후에 측정된 전압을 충전 전류(I_ch)의 크기에 따라 플로팅한 것이므로, 충전 종료 I-V 프로파일보다 아래에 위치한다.

충전 전류(I_ch)가 이차 전지(B)에 인가되면 전압이 충전 전류(I_ch)의 흐름이 멈출 때까지 점점 증가하므로 전압을 측정한 시점이 늦을수록 전압이 높게 측정되기 때문이다.

한편, 충전 종료 I-V 프로파일(실선)이 충전 상한 조건과 만나는 교차점에서의 전류 크기는 이차 전지(B)에 인가될 수 있는 최대 충전 전류(I_max,ch)에 해당하고 이 전류 값은 이차 전지(B)의 충전 상태에 따라서 고유하게 결정될 수 있다.

도 5를 참조하면, 충전 상태가 20%인 리튬 이차 전지에 인가될 수 있는 최대 충전 전류(I_max,ch)는 경계 조건으로 설정된 충전 상한 전류 I_limit,ch와 동일하다는 것을 확인할 수 있다.

도 6은, 전술한 리튬 이차 전지의 충전 상태가 70%일 때 도 4에 예시된 알고리즘에 의해 충전 테스트를 시행하여 얻은 충전 초기 전압 데이터와 충전 종료 전압 데이터를 이용하여 충전 초기 I-V 프로파일과 충전 종료 I-V 프로파일을 플로팅한 결과를 나타낸 그래프들이다.

도 6에 있어서, 충전 종료 I-V 프로파일(실선)이 충전 상한 조건과 만나는 교차점에서의 전류 크기, 즉 충전 상태가 70%인 이차 전지(B)에 인가될 수 있는 최대 충전 전류(I_max,ch)는 충전 상한 조건으로 설정된 충전 상한 전류(I_limit,ch)보다 작다. 충전 종료 I-V 프로파일(실선)이 충전 상한 조건과 만나는 교차점이 V=V_limit,ch 직선 상에 있기 때문이다.

도 7은 전술한 리튬 이차 전지의 충전 상태가 0%부터 100%까지 변화할 때 각각의 충전 상태에 대응되는 충전 종료 I-V 프로파일이 충전 상한 조건과 만나는 교차점을 이용하여 얻은 최대 충전 전류(I_max,ch)의 변화 패턴을 플로팅한 그래프이다.

도시된 바와 같이, 이차 전지(B)에 인가될 수 있는 최대 충전 전류(I_max,ch)는 리튬 이차 전지의 충전 상태가 낮은 구간에서는 일정하다가 충전 상태가 40% 이상으로 증가하면 이차 전지(B)에 인가될 수 있는 최대 충전 전류(I_max,ch)는 점차 감소하는 것을 확인할 수 있다.

도 7과 같은 그래프가 얻어진 이유는, 최대 충전 전류(I_max,ch)가 일정한 충전 상태 구간에서는 충전 종료 I-V 프로파일이 충전 상한 조건의 세로선에 해당하는 I=I_limit,ch 직선과 교차하고, 최대 충전 전류(I_max,ch)가 점차 감소하는 충전 상태 구간에서는 충전 종료 I-V 프로파일이 충전 상한 조건의 가로선에 해당하는 V=V_limit,ch 직선과 교차하기 때문이다.

다시 도 3으로 돌아가서, 본 발명에 따른 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 이차 전지(B)의 충전 상태 별로 메모리(50)에 저장된 충전 초기 전압 데이터와 충전 종료 전압 데이터를 이용하여 이차 전지(B)의 충전 상태 별로 저항 팩터 R_ch@SOC를 결정할 수 있다.

또한, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 이차 전지(B)의 충전 상태에 의해 저항 팩터 R_ch@SOC를 맵핑할 수 있도록 상기 충전 상태 별 저항 팩터 정보를 룩업 테이블의 형태로 메모리(50)에 저장할 수 있다. 이하, 상기 룩업 테이블을 저항 팩터 룩업 테이블로 정의한다.

구체적으로, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은, 충전 상태 별로 메모리(50)에 저장된 충전 종료 전압 데이터로부터 충전 종료 I-V 프로파일(도 5 및 도 6의 실선 그래프)을 결정한다(S160).

이어서, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 S160 단계에서 결정한 각각의 충전 종료 I-V 프로파일이 충전 상한 조건(도 5 및 도 6의 가로 점선 또는 세로 점선)과 교차하는 지점의 X 좌표를 계산하여 이차 전지(B)의 충전 상태 별로 이차 전지(B)의 최대 충전 전류(I_max,ch)를 결정한다(S170).

이어서, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은, 충전 상태 별로 메모리(50)에 저장된 충전 초기 전압 데이터로부터 각 충전 상태에 대응되는 충전 초기 I-V 프로파일(도 5 및 도 6의 점선 그래프)을 결정한다(S180).

이어서, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은, 각 충전 상태 별로, S170 단계에서 결정된 최대 충전 전류(I_max,ch)를 기준으로 S180 단계에서 결정된 충전 초기 I-V 프로파일의 1차 미분 값 dV/dI)_@ _Imax,ch을 계산하고 계산된 값을 이차 전지(B)의 저항 팩터 R_ch@SOC로 결정할 수 있다(S190).

도 5에 예시된 그래프에서, 리튬 이차 전지의 충전 상태가 20%일 때의 저항 팩터 R_ch@20 _%는, 충전 전류가 l_limit,ch에 해당할 때 계산된 점선 프로파일에 대한 일차 미분 값(dV/dI)에 해당한다.

유사하게, 도 6에 예시된 그래프에서, 리튬 이차 전지의 충전 상태가 70%일 때의 저항 팩터 R_ch@70 _%는, 충전 전류가 l_max,ch에 해당할 때 계산된 점선 프로파일에 대한 일차 미분 값(dV/dI)에 해당한다.

이어서, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은, 이차 전지(B)의 충전 상태 별로 결정된 저항 팩터 R_ch@soc를 메모리(50)에 정의된 저항 팩터 룩업 테이블에 저장할 수 있다(S200).

바람직하게, 상기 저항 팩터 룩업 테이블은, 이차 전지(B)의 충전 상태에 의해 이차 전지(B)의 저항 팩터 R_ch@soc를 맵핑할 수 있는 데이터 구조를 가진다.

한편, 본 발명에 따른 저항 팩터 결정 시스템(10)은 도 4에 도시된 바에 따라 이차 전지의 충전 상태 별로 충전 테스트가 수행되는 동안 이차 전지(B)의 온도를 일정하게 유지시키는 온도 조절 장치(70)를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 도 4에 도시된 알고리즘에 따라서 충전 테스트를 시행할 때 온도 조절 장치(70)를 제어하여 이차 전지(B)의 온도를 시스템 오퍼레이터가 설정한 값으로 일정하게 유지할 수 있다.

바람직하게, 상기 온도 조절 장치(70)은 상기 컴퓨팅 장치(30)와 연결되고, 이차 전지(B)의 온도를 낮추는 공냉식 냉각 팬과 이차 전지(B)의 온도를 상승시키는 히터와 상기 이차 전지(B)의 온도를 측정하는 온도 센서와 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)으로부터 온도 설정 값을 제공 받으며 상기 온도 센서를 이용하여 이차 전지(B)의 온도를 측정하고 상기 냉각 팬 또는 상기 히터를 제어하여 이차 전지(B)의 온도를 상기 온도 설정 값으로 제어하는 제어기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 온도 조절 장치(70)는 온도 센서를 이용하여 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)의 요청에 따라 이차 전지(B)의 온도를 측정하고 측정된 온도 값을 상기 컴퓨팅 장치(30)로 제공할 수 있다.

또한, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 도 4에 개시된 단계들을 복수의 온도 조건에 대해 반복적으로 수행할 수 있고, 각각의 충전 상태에 대응되는 이차 전지의 저항 팩터 R_ch@SOC도 이차 전지(B)의 온도에 따라 결정할 수 있다.

구체적으로, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)는 온도 조절 장치(70)를 이용하여 이차 전지(B)의 온도를 시스템 오퍼레이터가 설정한 조건으로 일정하게 유지하면서 이차 전지의 충전 상태 별로 충전 초기 전압 데이터와 충전 종료 전압 데이터를 측정하여 메모리(50)에 저장할 수 있고, 이러한 과정을 시스템 오퍼레이터가 설정한 복수의 온도 조건에 대해서 반복함으로써 이차 전지의 온도 설정 값에 따라 충전 상태 별로 충전 초기 전압 데이터와 충전 종료 전압 데이터를 측정하여 메모리(50)에 저장할 수 있다.

또한, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)는 메모리(50)에 저장된 충전 초기 전압 데이터와 충전 종료 전압 데이터를 이용하여 이차 전지(B)의 충전 상태에 대응되는 저항 팩터 R_ch@SOC를 온도 별로 결정할 수 있다.

또한, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)는 온도 별로 저항 팩터 룩업 테이블을 메모리(50)에 정의하고, 온도 조건에 따라서 결정된 충전 상태 별 저항 팩터 R_ch@SOC를 온도 별로 정의된 저항 팩터 룩업 테이블에 저장할 수 있다.

상기 저항 팩터 R_ch@SOC가 결정될 복수의 온도 값은 시스템 오퍼레이터에 의해 미리 설정될 수 있다. 이를 위해, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)에 의해 제공되는 충전 조건 설정 인터페이스는 시스템 오퍼레이터가 복수의 온도 값을 설정할 수 있는 GUI를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 저항 팩터 결정 프로그램(60)은 시스템 오퍼레이터가 설정한 복수의 온도 값을 메모리(50)에 저장할 수 있다.

지금까지 설명된 이차 전지(B)의 저항 팩터 R_ch@SOC는 이차 전지(B)의 충전 출력을 실시간으로 추정하는데 이용될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지의 충전 출력 추정 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 블록 다이어그램이다.

도 8을 참조하면, 상기 충전 출력 추정 장치(100)는, 센서 유닛(110)과 제어 유닛(120)을 포함하고, 이차 전지(B)와 전기적으로 연결되어 이차 전지(B)가 충전되는 동안 이차 전지(B)의 충전 출력을 추정할 수 있다.

상기 이차 전지(B)는 충전기(130)와 전기적으로 연결된다. 상기 충전기(130)는 이차 전지(B)가 탑재되는 장치에 포함되는 것으로서, 일 예로 전기 자동차나 하이브리드 자동차에 포함된 충전 유닛일 수 있다.

바람직하게, 상기 충전 유닛은 전기 자동차나 하이브리드 자동차가 감속될 때 발생하는 재생 충전 전류를 후술하는 충전기 제어기(180)의 통제 하에 이차 전지(B) 측으로 공급할 수 있다.

바람직하게, 상기 충전 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 또는 레지스터일 수 있는데, 본 발명에 이에 한하는 것은 아니다.

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 저항 팩터 R_ch@SOC를 정의하고 있는 저항 팩터 룩업 테이블을 저장하고 있다.

보다 바람직한 예에서, 상기 저항 팩터 룩업 테이블은 이차 전지(B)의 온도 별로 정의될 수 있다. 이 경우, 저항 팩터 R_ch@SOC는 이차 전지(B)의 온도 및 충전 상태에 의해 맵핑될 수 있다.

상기 저항 팩터 룩업 테이블은 도 3 및 도 4를 참고하여 설명된 알고리즘을 이용하여 미리 정의되는 것으로서, 실험을 통하여 그것을 생성하는 방법은 이미 상술하였다. 또한, 실험을 통하여 생성한 저항 팩터 룩업 테이블을 저장 유닛(140)에 저장할 때는 통상적인 데이터 복제 기술이 사용될 수 있다.

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)로 입력되거나 이차 전지(B)로부터 출력되는 전류, 및 이차 전지(B)의 온도를 반복적으로 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, 접지(GND)를 기준으로 이차 전지(B)의 전압을 측정할 수 있는 통상적인 전압 측정 회로(111)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전류 측정부는 전류의 크기를 측정하기 위한 센스 저항(112)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 온도 측정부는 이차 전지의 온도를 측정하기 위한 열전대(113)를 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 전지(B)의 충전 상태를 추정할 수 있다.

일 예에서, 상기 제어 유닛(120)은 전류 적산법(Ampere Counting)에 의해 이차 전지(B)의 충전 상태를 추정할 수 있다. 즉, 상기 제어 유닛(120)은 센서 유닛(110)에 의해 측정된 전류를 시간에 따라 적분하여 이차 전지(B)의 충전 상태를 추정할 수 있다.

전류 적산법으로 이차 전지(B)의 충전 상태를 추정하기 위해서는 충전 상태의 초기값이 필요하다. 충전 상태의 초기 값은 이차 전지(B)의 개방 전압을 측정하여 결정할 수 있다.

즉, 상기 제어 유닛(120)는 이차 전지(B)의 동작이 개시되기 전에 상기 센서 유닛(110)을 제어하여 개방 전압과 온도를 측정하고, 저장 유닛(140)에 저장된 OCV-SOC 룩업 테이블을 참조하여 측정된 개방 전압 및 온도에 대응되는 충전 상태를 초기 값으로 결정할 수 있다. 상기 OCV-SOC 룩업 테이블은 개방 전압 및 온도에 의해 충전 상태를 맵핑할 수 있는 데이터 구조를 가진다.

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 있으며, 상기 문헌들에 개시된 내용은 본 발명의 일부로 합체될 수 있다.

상기 제어 유닛(120)은 이차 전지(B)가 충전되는 동안 저장 유닛(140)에 저장된 저항 팩터 룩업 테이블을 이용하여 충전 출력을 추정할 수 있다.

즉, 제어 유닛(120)은, 이차 전지(B)의 측정된 온도에 대응되는 저항 팩터 룩업 테이블을 식별하고, 식별된 저항 팩터 룩업 테이블로부터 추정된 충전 상태에 대응되는 저항 팩터 R_ch@SOC를 결정하고, 결정된 저항 팩터 R_ch@SOC와 이차 전지(B)의 측정된 전류를 이용하여 다음 수학식 3에 의해 이차 전지(B)의 충전 출력을 추정할 수 있다.

<수학식 3>

P_ch = R_ch@SOC×I²

상기 수학식에 있어서, P^ch는 이차 전지(B)의 충전 출력이고, R_ch@SOC는 이차 전지(B)의 온도 및 충전 상태에 대응되는 저항 팩터이고, I는 이차 전지(B)의 측정된 전류로서 충전 전류의 크기에 해당한다.

상기 수학식 3에 의해 계산되는 충전 출력은 측정이 용이한 전류를 이용하여 계산하므로 오차가 작은 장점이 있다. 또한, 이차 전지(B)가 충전되는 동안에는 이차 전지(B)의 내부저항과 분극 전압으로 인해 정확한 전압 측정이 어렵다. 따라서, 전류를 이용하여 충전 출력을 계산하는 방식이 보다 바람직하다.

상기 수학식 3에 의해 계산되는 충전 출력은 센서 유닛(110)에 의해 측정된 충전 전류가 이차 전지(B)에 인가되었을 때 충전 초기에 나타나는 전압 응답 특성을 이용하여 미리 결정된 저항 팩터 R_ch@SOC를 이용하여 결정된 것이다.

따라서, 상기 충전 출력을 기준으로 이차 전지(B)의 충전이 제어되면 이차 전지(B)의 전압이나 충전 전류가 충전 상한 조건을 벗어나는 것을 방지할 수 있다.

즉, 이차 전지(B)에 과도한 충전 전류가 인가되거나 이차 전지(B)가 과전압 상태로 충전되는 것을 방지할 수 있으므로 보다 안전한 충전 제어가 가능하다.

상기 제어 유닛(120)은 추정된 이차 전지(B)의 충전 출력과 충전 출력의 변화 이력을 저장 유닛(140)에 저장할 수 있다.

다른 측면에서, 상기 충전 출력 추정 장치(100)는 표시 유닛(150)을 더 포함할 수 있다. 상기 표시 유닛(150)은 상기 제어 유닛(120)이 추정한 충전 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 충전 출력 추정 장치(100)는, 통신 인터페이스 (160)를 더 포함할 수 있다. 상기 통신 인터페이스(160)는 제어 유닛(120)과 충전기(130)의 동작을 제어하는 충전기 제어기(180) 사이에서 데이터의 송수신을 지원한다.

이러한 예에서, 상기 제어 유닛(120)은 추정된 이차 전지(B)의 충전 출력을 충전기 제어기(180)에 전송할 수 있다. 그러면, 상기 충전기 제어기(180)는 이차 전지(B)의 충전 출력을 이용하여 이차 전지(B)의 충전 동작을 어느 정도의 안전 마진을 두고 충전 상한 조건 내에서 제어할 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 충전 출력 추정 방법의 프로세스를 구성할 수 있음은 자명하다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지의 충전 출력 추정 방법의 순차적 흐름을 도시한 순서도이다.

먼저, 단계 S200에서, 제어 유닛(120)은 저장 유닛(140)으로부터 저항 팩터 룩업 테이블을 로딩한다. 상기 저항 팩터 룩업 테이블은 충전 상태 별로 이차 전지의 저항 팩터 R_ch@SOC를 정의한다. 바람직하게, 상기 저항 팩터 룩업 테이블은 온도 조건에 따라 별도로 정의될 수 있다.

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 팩터 테이블을 식별하고, 식별된 저항 팩터 룩업 테이블을 이용하여 추정된 충전 상태에 대응되는 저항 팩터 R_ch@SOC를 결정한다.

이어서, 제어 유닛(120)은, 상술한 수학식 3을 이용하여 결정된 저항 팩터 R_ch@soc와 측정된 충전 전류 I를 이용하여 이차 전지의 충전 출력 P^ch을 추정한다.

선택적으로, 제어 유닛(120)은, 단계 S250에서, 추정된 충전 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 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.

10: 저항 팩터 결정 시스템 20: 충방전 장치
30: 전압측정장치 35: 전류측정장치
40: 컴퓨팅 장치 50: 메모리
60: 저항 팩터 결정 프로그램 70: 온도조절장치
100: 충전 출력 추정 장치 110: 센서 유닛
120: 제어 유닛 130: 충전기
140: 저장 유닛 150: 표시 유닛
160: 통신 인터페이스 180: 충전기제어기

Claims

(a) 이차 전지의 온도와 충전 상태 별로 충전 전류의 크기 변화에 따른 복수의 충전 초기 전압 데이터와 복수의 충전 종료 전압 데이터를 측정하여 메모리에 저장하는 단계;
(b) 상기 복수의 충전 종료 전압 데이터로부터 충전 종료 I-V 프로파일을 결정하고, 상기 충전 종료 I-V 프로파일이 충전 상한 조건으로 미리 설정된 충전 상한 전류 또는 충전 상한 전압과 대응되는 경계선과 만나는 교차점을 결정하는 단계;
(c) 상기 복수의 충전 초기 전압 데이터로부터 충전 초기 I-V 프로파일을 결정하고, 상기 교차점의 전류 값을 기준으로 계산된 상기 충전 초기 I-V 프로파일에 대한 일차 미분 값을 결정하는 단계;
(d) 상기 결정된 일차 미분 값을 이차 전지의 온도 및 충전 상태에 대응되는 저항 팩터로서 결정하는 단계;
(e) 이차 전지의 온도 및 충전 상태에 의해 이차 전지의 저항 팩터를 맵핑 가능하도록 상기 메모리에 저항 팩터 룩업 테이블을 정의하는 단계; 및
(f) 상기 정의된 저항 팩터 룩업 테이블에 상기 결정된 저항 팩터를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 팩터 결정 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 충전 초기 전압 데이터는 충전 전류가 이차 전지에 인가된 후 1초 이내의 시점에 측정된 전압 데이터이고,
상기 충전 종료 전압 데이터는 이차 전지에 충전 전류의 인가가 종료되는 시점에 측정된 전압 데이터인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 팩터 결정 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는,
상기 이차 전지의 온도를 일정하게 유지하는 단계;
상기 이차 전지의 충전 상태 별로, 크기가 다른 복수의 충전 전류를 상기 이차 전지에 인가하는 충전 테스트를 진행하는 단계; 및
각각의 충전 전류가 인가될 때마다 상기 이차 전지의 충전 초기 전압 및 충전 종료 전압을 측정하여 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 팩터 결정 방법.
제4항에 있어서,
이차 전지에 인가된 충전 전류의 크기가 상기 충전 상한 전류보다 커지거나 가장 최근에 측정된 이차 전지의 충전 종료 전압이 상기 충전 상한 전압보다 커지면 상기 충전 테스트를 중단하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 저항 팩터 결정 방법.
이차 전지의 온도 및 충전 상태에 의해 저항 팩터를 참조할 수 있는 저항 팩터 룩업 테이블이 미리 저장된 저장 유닛;
이차 전지가 충전 중일 때 이차 전지의 충전 전류와 온도를 측정하는 센서 유닛; 및
이차 전지의 충전 상태를 결정하고, 상기 결정된 충전 상태 및 상기 측정된 온도에 대응되는 저항 팩터를 상기 저항 팩터 룩업 테이블을 참조하여 결정하고, 상기 결정된 저항 팩터와 상기 측정된 충전 전류로부터 이차 전지의 충전 출력을 추정하는 제어 유닛;을 포함하고,
상기 저항 팩터는, 이차 전지가 소정의 온도 및 충전 상태를 가질 때, 충전 전류의 크기 변화에 따른 충전 종료 I-V 프로파일이 충전 상한으로 설정된 경계선과 만나는 교차점의 전류 값에서 계산한 충전 초기 I-V 프로파일에 대한 일차 미분 값인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 출력 추정 장치.
제6항에 있어서,
상기 경계선은 충전 상한 전류와 충전 상한 전압을 지시하는 경계선임을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 출력 추정 장치.
제6항에 있어서,
상기 충전 초기 I-V 프로파일은, 이차 전지에 크기가 다른 복수의 충전 전류가 인가될 때, 이차 전지에 인가된 충전 전류와 해당 충전 전류가 인가된 직후에 측정된 전압의 상관 관계를 정의하는 그래프인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 출력 추정 장치.
제8항에 있어서,
상기 충전 초기 I-V 프로파일을 구성하는 복수의 전압 데이터는 각 충전전류가 이차 전지에 인가된 후 1초 이내에 측정된 전압 데이터인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 출력 추정 장치.
제6항에 있어서,
상기 충전 종료 I-V 프로파일은, 이차 전지에 크기가 다른 복수의 충전 전류가 인가될 때, 이차 전지에 인가된 충전 전류와 해당 충전 전류의 인가가 종료된 시점에 측정된 전압의 상관 관계를 정의하는 그래프인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 출력 추정 장치.
제6항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 추정된 충전 출력을 상기 저장 유닛에 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 출력 추정 장치.
제6항에 있어서,
상기 제어 유닛과 연결된 표시 유닛을 더 포함하고,
상기 제어 유닛은 상기 추정된 충전 출력을 상기 표시 유닛을 통해 표시하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 출력 추정 장치.
제6항에 있어서,
상기 제어 유닛과 연결된 통신 인터페이스를 더 포함하고,
상기 제어 유닛은 상기 추정된 충전 출력을 상기 통신 인터페이스를 통해 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 출력 추정 장치.
이차 전지의 온도 및 충전 상태에 의해 저항 팩터를 참조할 수 있는 저항 팩터 룩업 테이블을 제공하는 단계;
이차 전지가 충전 중일 때 이차 전지의 충전 전류와 온도를 측정하는 단계;
이차 전지의 충전 상태를 결정하는 단계;
상기 결정된 충전 상태 및 상기 측정된 온도에 대응되는 저항 팩터를 상기 저항 팩터 룩업 테이블을 참조하여 결정하는 단계; 및
상기 결정된 저항 팩터와 상기 측정된 충전 전류로부터 이차 전지의 충전 출력을 추정하는 단계;를 포함하고,
상기 저항 팩터는, 이차 전지가 소정의 온도 및 충전 상태를 가질 때, 충전 전류의 크기 변화에 따른 충전 종료 I-V 프로파일이 충전 상한으로 설정된 경계선과 만나는 교차점의 전류 값에서 계산한 충전 초기 I-V 프로파일에 대한 일차 미분 값인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 출력 추정 방법.
제14항에 있어서,
상기 경계선은 충전 상한 전류와 충전 상한 전압을 지시하는 경계선임을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 출력 추정 방법.
제14항에 있어서,
상기 충전 초기 I-V 프로파일은, 이차 전지에 크기가 다른 복수의 충전 전류가 인가될 때, 이차 전지에 인가된 충전 전류와 해당 충전 전류가 인가된 직후에 측정된 전압의 상관 관계를 정의하는 그래프인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 출력 추정 방법.
제16항에 있어서,
상기 충전 초기 I-V 프로파일을 구성하는 복수의 전압 데이터는 각 충전전류가 이차 전지에 인가된 후 1초 이내에 측정된 전압 데이터인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 출력 추정 방법.
제14항에 있어서,
상기 충전 종료 I-V 프로파일은, 이차 전지에 크기가 다른 복수의 충전 전류가 인가될 때, 이차 전지에 인가된 충전 전류와 해당 충전 전류의 인가가 종료된 시점에 측정된 전압의 상관 관계를 정의하는 그래프인 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 출력 추정 방법.
제14항에 있어서,
상기 추정된 충전 출력을 저장, 표시 또는 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 충전 출력 추정 방법.