KR102206606B1 - 배터리 여유 용량 추정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 배터리 여유 용량 추정 장치는 배터리의 전압를 각각 측정하도록 구성된 센싱부; 및 상기 센싱부와 동작 가능하게 결합된 프로세서;를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 배터리의 제1 충전 상태와 상기 배터리의 전압이 맵핑된 상기 배터리의 제1 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 상기 제1 충전 상태-전압 데이터의 제1 변곡점을 검출하고, 상기 배터리의 양극 전극과 음극 전극 각각에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터로부터 검출된 제2 변곡점 중에서 기인 전극 조건을 만족하는 제2 변곡점을 선택하고, 상기 제1 변곡점에 대응되는 제1 충전 상태 간의 제1 충전 상태 차이값과 상기 선택된 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 제2 충전 상태 간의 제2 충전 상태 차이값의 충전 상태 비율을 이용하여 상기 선택된 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 여유 용량을 추정할 수 있다.

Description

배터리 여유 용량 추정 장치{Apparatus for estimating remain capacity}
본 발명은 배터리 여유 용량 추정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리의 반쪽셀의 여유 용량을 추정하는 배터리 여유 용량 추정 장치에 관한 것이다.
이차 전지는 전기화학적인 산화 및 환원 반응을 통해 전기 에너지를 생성하는 것으로, 광범위하게 다양한 용도로 이용된다. 예를 들어, 이차 전지는 휴대 전화, 랩탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 태블릿 컴퓨터, 전동 공구 등과 같이 사람의 손에 휴대할 수 있는 장치; 전기 자전거, 전기 오토바이, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 배, 전기 비행기 등과 같은 각종 전기구동 동력 장치; 신재생 에너지를 통해 발전된 전력이나 잉여 발전 전력을 저장하는데 사용되는 전력 저장 장치; 서버 컴퓨터와 통신용 기지국을 비롯한 각종 정보 통신 장치에 전력을 안정적으로 공급하기 위한 무 정전 전원 공급 장치 등에 이르기까지 사용 영역이 점차 확대되고 있다.
이차 전지는, 3가지의 기본 구성요소를 포함하는데, 이는, 방전되는 동안 전자를 방출하면서 산화되는 물질을 포함하는 음극(anode), 방전되는 동안 전자를 수용하면서 환원되는 물질을 포함하는 양극(cathode), 그리고 음극과 양극 사이에서 이온 이동이 가능하게 하는 전해질이 바로 그것이다. 이차 전지에는 방전된 후에는 재사용이 불가능한 일차 전지와, 전기화학 반응이 적어도 부분적으로는 가역적이어서 반복적인 충전과 방전이 가능한 이차 전지로 분류될 수 있다.
이 중, 이차 전지로는, 납-산 전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-아연 전지, 니켈-철 전지, 은 산화물 전지, 니켈 금속 수화물(hydride) 전지, 아연-망간 산화물 전지, 아연-브로마이드 전지, 금속-공기 전지, 리튬 이차 전지 등이 공지되어 있다. 이들 중에서, 리튬 이차 전지는 다른 이차 전지에 비해 에너지 밀도가 높고 전지 전압이 높으며 보존 수명이 길다는 이유로 상업적으로 가장 큰 관심을 끌고 있다.
한편, 이차 전지가 적용되는 전자기기에는 이차 전지의 충전 상태(state of charge)를 통해 잔여 사용량을 알려주는 기능이 있는 것이 일반적인데, 이러한 이차 전지의 SOC는 통상적으로 이차 전지의 전압의 변화에 따른 충전 상태의 변화 양상에 관한 충전 상태-전압 데이터에 따라 얻어지게 된다. 여기서, 이차 전지의 전압은 이차 전지의 개방 전압(open circuit voltage)일 수 있다.
이러한 충전 상태-전압 데이터는 적용되는 해당 이차 전지의 종류나 용량 등에 따라 달라질 뿐만 아니라, 이차 전지의 종류나 용량 등이 특정된 경우에도 사용으로 인한 퇴화가 진행됨에 달라지게 된다.
보다 구체적으로, 충전 상태-전압 데이터는 이차 전지를 구성하는 양극 전극과 음극 전극 각각의 퇴화도, 용량 설계 및 활물질의 종류에 따라 달라지게 된다.
이에 따라, 이차 전지의 충전 상태-전압 데이터를 정확하게 추정하기 위해서는 이차 전지를 구성하는 양극 전극과 음극 전극 각각의 정확한 충전 상태-전압 데이터가 요구된다.
종래에는 이차 전지를 구성하는 양극 전극과 음극 전극 각각의 충전 상태-전압 데이터를 추정하기 위해서 양극 전극과 음극 전극 사이에 기준 전극을 물리적으로 삽입하여 양극 전극과 음극 전극 각각의 전압을 측정하고, 이를 이용하여 충전 상태-전압 데이터를 추정하였다.
따라서, 상술된 각종 장치에 구비된 이차 전지의 경우, 양극 전극과 음극 전극 사이에 기준 전극을 물리적으로 삽입하여 양극 전극과 음극 전극 각각의 전압을 측정하고, 이를 이용하여 충전 상태-전압 데이터를 추정하는 것이 불가능한 문제점이 있다.
본 발명은 배터리의 완전셀과 반쪽셀 각각의 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 검출된 변곡점을 이용하여 반쪽셀의 충전 상태 총 구간을 보정하고, 충전 상태 총 구간의 보전 전과 후 간에 충전 상태 차이를 여유 용량으로 추정함으로써, 기준 전극을 삽입하지 않고도 반쪽셀의 여유 용량을 정확하게 추정하는 배터리 여유 용량 추정 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 배터리 여유 용량 추정 장치는 배터리의 전압를 각각 측정하도록 구성된 센싱부; 및 상기 센싱부와 동작 가능하게 결합된 프로세서;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 배터리의 제1 충전 상태와 상기 배터리의 전압이 맵핑된 상기 배터리의 제1 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 상기 제1 충전 상태-전압 데이터의 제1 변곡점을 검출하고, 상기 배터리의 양극 전극과 음극 전극 각각에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터로부터 검출된 제2 변곡점 중에서 기인 전극 조건을 만족하는 제2 변곡점을 선택하고, 상기 제1 변곡점에 대응되는 제1 충전 상태 간의 제1 충전 상태 차이값과 상기 선택된 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 제2 충전 상태 간의 제2 충전 상태 차이값의 충전 상태 비율을 이용하여 상기 선택된 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 여유 용량을 추정할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 제1 변곡점에 대응되는 제1 충전 상태를 기준으로 제1 충전 상태 구간을 설정하고, 상기 검출된 제2 변곡점에 대응되는 제2 충전 상태가 상기 제1 충전 상태 구간에 포함되는지 여부에 따라 해당 제2 변곡점이 상기 기인 전극 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 검출된 제2 변곡점에 대응되는 제2 충전 상태가 상기 제1 충전 상태 구간에 포함되면 해당 제2 변곡점이 상기 기인 전극 조건을 만족하는 것으로 판단하고, 상기 검출된 제2 변곡점에 대응되는 제2 충전 상태가 상기 제1 충전 상태 구간에 포함되지 않으면 해당 제2 변곡점이 상기 기인 전극 조건을 만족하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 충전 상태 비율을 이용하여 상기 선택된 제2 변곡점에 대응되는 제2 충전 상태를 증가시키거나 감소시켜 제1 보정 충전 상태로 보정할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 충전 상태 비율을 이용하여 상기 선택된 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 제1 충전 상태 총 구간을 증가시키거나 감소시켜 제1 보정 충전 상태 총 구간으로 보정할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 제1 변곡점에 대응되는 제1 충전 상태와 상기 제1 보정 충전 상태 간의 제3 충전 상태 차이값을 이용하여 상기 제1 보정 충전 상태 총 구간을 제2 보정 충전 상태 총 구간으로 보정할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 제1 충전 상태 총 구간과 상기 제2 보정 충전 상태 총 구간 각각의 최소 충전 상태 간에 제4 충전 상태 차이값을 산출하고, 상기 제4 충전 상태 차이값을 상기 선택된 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 제1 여유 용량으로 추정할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로세서는 상기 제1 충전 상태 총 구간과 상기 제2 보정 충전 상태 총 구간 각각의 최대 충전 상태 간에 제5 충전 상태 차이값을 산출하고, 상기 제5 충전 상태 차이값을 상기 선택된 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 제2 여유 용량으로 추정하는 추정할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 관리 장치는 배터리 여유 용량 추정 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차는 배터리 여유 용량 추정 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 저장 장치는 배터리 여유 용량 추정 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리의 완전셀과 반쪽셀 각각의 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 검출된 변곡점을 이용하여 반쪽셀의 충전 상태 총 구간을 보정하고, 충전 상태 총 구간의 보전 전과 후 간에 충전 상태 차이를 여유 용량으로 추정함으로써, 기준 전극을 삽입하지 않고도 반쪽셀의 여유 용량을 정확하게 추정할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 여유 용량 추정 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 배터리의 완전셀의 제1 충전 상태에 따른 배터리의 전압 그래프이다.
도 3 및 도 4는 평활화 전과 후, 배터리의 완전셀의 제1 충전 상태에 따른 배터리의 전압 미분 그래프이다.
도 5는 배터리의 반쪽셀의 제2 충전 상태에 따른 배터리의 전압 미분 그래프이다.
도 6 및 도 7은 배터리의 반쪽셀의 제2 충전 상태와 보정 충전 상태 총 구간을 보정하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 여유 용량 추정 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 배터리의 완전셀의 제1 충전 상태에 따른 배터리의 전압 그래프이고, 도 3 및 도 4는 평활화 전과 후, 배터리의 완전셀의 제1 충전 상태에 따른 배터리의 전압 미분 그래프이고, 도 5는 배터리의 반쪽셀의 제2 충전 상태에 따른 배터리의 전압 미분 그래프이고, 도 6 및 도 7은 배터리의 반쪽셀의 제2 충전 상태와 보정 충전 상태 총 구간을 보정하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
우선, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 여유 용량 추정 장치(100)는 배터리(B)를 포함하는 배터리 팩(1)에 포함되고, 배터리(B)와 연결되어 배터리(B)의 반쪽셀(half cell)의 여유 용량을 추정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 여유 용량 추정 장치(100)는 배터리 팩(1)에 구비된 배터리 관리 장치(BMS)에 포함될 수도 있다.
상기 배터리 여유 용량 추정 장치(100)는 센싱부(110), 메모리부(120) 및 프로세서(130)를 포함할 수 있다.
상기 배터리(B)는 충전 상태가 추정되는 최소 단위의 전지로서, 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 복수의 단위 셀들을 포함한다. 물론, 상기 배터리(B)가 하나의 단위 셀만을 포함하는 경우도 본 발명의 범주에 포함된다.
상기 단위 셀은 반복적인 충방전이 가능하다면 그 종류에 특별한 제한이 없는데, 일 예시로서 파우치 타입으로 이루어진 리튬 폴리머 배터리일 수 있다.
상기 배터리(B)는 외부 단자를 통해 다양한 외부 장치에 전기적으로 결합될 수 있다. 상기 외부 장치는, 일 예시로서 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 드론과 같은 무인 비행체, 전력 그리드에 포함된 대용량의 전력 저장 장치(ESS), 또는 모바일 디바이스일 수 있다. 이 경우, 상기 배터리(B)는 상기 외부 장치에 탑재된 모듈화된 전지 팩에 포함된 단위 셀들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
상기 배터리(B)의 외부 단자는 충전 장치와 선택적으로 결합될 수 있다. 상기 충전 장치는 배터리(B)가 탑재되는 외부 장치의 제어에 의해 배터리(B)에 선택적으로 결합될 수 있다.
상기 센싱부(110)는 프로세서(130)와 동작 가능하게 결합된다. 즉, 센싱부(110)는 프로세서(130)로 전기적 신호를 송신하거나 프로세서(130)로부터 전기적 신호를 수신 가능하도록 프로세서(130)에 접속될 수 있다.
상기 센싱부(110)는 미리 설정된 주기마다 배터리(B)의 양극 전극과 음극 전극 사이에 인가되는 전압과 배터리(B)로 흘러 들어가거나 흘러 나오는 전류를 반복 측정하고 측정된 전압과 전류를 나타내는 측정 신호를 프로세서(130)로 제공할 수 있다.
상기 센싱부(110)는 배터리(B)의 전류를 측정하도록 구성된 전류 센서를 포함한다. 또한, 센싱부(110)는 배터리(B)의 전압을 측정하도록 구성된 전압 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세서(130)는 센싱부(110)로부터 측정 신호가 수신되면, 신호 처리를 통해 배터리(B)의 전압 및 전류 각각의 디지털 값을 결정하고 메모리부(120)에 저장할 수 있다.
상기 메모리부(120)는 반도체 메모리 소자로서, 상기 프로세서(130)에 의해 생성되는 데이터를 기록, 소거, 갱신하며, 배터리(B)의 반쪽셀의 여유 용량 추정을 위해 마련된 복수의 프로그램 코드를 저장한다. 또한, 상기 메모리부(120)는 본 발명을 실시할 때 사용되는 미리 결정된 각종 파라미터들의 사전 설정 값들을 저장할 수 있다.
상기 메모리부(120)는 데이터를 기록, 소거, 갱신할 수 있다고 알려진 반도체 메모리 소자라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 메모리부(120)는 DRAM, SDRAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등일 수 있다. 상기 메모리부(120)는 상기 프로세서(130)의 제어 로직을 정의한 프로그램 코드들을 저장하고 있는 저장매체를 더 포함할 수 있다. 상기 저장매체는 플래쉬 메모리나 하드디스크와 같은 불활성 기억 소자를 포함한다. 상기 메모리부(120)는 프로세서(130)와 물리적으로 분리되어 있을 수도 있고, 상기 프로세서(130)와 일체로 통합되어 있을 수도 있다.
상기 프로세서(130)는 배터리(B)에 미리 설정된 충전 전류값의 전류가 입력되어 배터리(B)가 충전되도록 배터리(B)의 전류를 제어하고, 배터리(B)에 입력된 전류에 기초하여 배터리(B)의 제1 충전 상태(state of charge)를 추정할 수 있다.
이때, 미리 설정된 충전 전류값은 하기 수학식 1을 이용하여 산출될 수 있다.
<수학식 1>
Figure 112017114044039-pat00001
여기서, Ic는 미리 설정된 충전 전류값이고, a는 1 이하의 상수이고, Cn은 배터리의 정격 전류일 수 있다.
이에 따라, 상기 프로세서(130)는 정격 전류의 전류값 보다 작은 충전 전류값의 전류가 입력되어 충전되는 배터리(B)의 제1 충전 상태를 추정할 수 있다.
한편, 배터리(B)의 제1 충전 상태는 배터리(B)가 완전셀(full cell)인 경우, 완전셀의 전체 용량 대비 완전셀의 충전 용량의 비율일 수 있다.
상기 프로세서(130)는 배터리(B)에 입력된 전류의 전류값을 적산하는 전류적산법을 이용하여 배터리(B)의 제1 충전 상태를 추정할 수 있다.
상기 프로세서(130)는 전류적산법을 이용하여 배터리(B)의 제1 충전 상태(state of charge)를 추정하는 것으로 설명하였으나, 미리 설정된 충전 전류값의 전류가 입력되는 배터리(B)의 제1 충전 상태를 추정하는 한 추정 방법은 한정되지 않음을 유의한다.
한편, 상기 프로세서(130)는 추정된 배터리(B)의 제1 충전 상태 별로 배터리(B)의 전압을 맵핑시켜 배터리(B)의 제1 충전 상태-전압 데이터를 생성할 수 있다.
여기서, 배터리(B)의 전압은 배터리(B)의 개방 전압(open circuit voltage)일 수 있다.
이러한, 배터리(B)의 제1 충전 상태-전압 데이터는 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리(B)의 제1 충전 상태에 따른 배터리(B)의 전압 곡선으로 표시될 수 있다.
이때, 상기 메모리부(120)는 배터리(B)의 제1 충전 상태-전압 데이터를 배터리(B)의 제1 충전 상태에 따른 배터리(B)의 전압 곡선으로 근사시킨 근사 함수 및 배터리(B)의 제1 충전 상태 별로 배터리(B)의 전압이 맵핑된 룩업 테이블 중 하나 이상의 형태로 저장할 수 있다.
상기 프로세서(130)는 배터리(B)의 제1 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 제1 충전 상태-전압 데이터의 제1 변곡점을 검출할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 프로세서(130)는 제1 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 제1 충전 상태의 미소 변화에 따른 배터리(B)의 전압의 변화가 증가하다가 감소하는 지점의 제1 충전 상태와 배터리(B)의 전압을 제1 변곡점으로 검출할 수 있다.
또한, 상기 프로세서(130)는 제1 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 제1 충전 상태의 미소 변화에 따른 배터리(B)의 전압의 변화가 감소하다가 증가하는 지점의 제1 충전 상태와 배터리(B)의 전압을 제1 변곡점으로 검출할 수 있다.
즉, 상기 프로세서(130)는 배터리(B)의 제1 충전 상태-전압 데이터에 대응되는 근사 함수의 이계 미분계수가 "0"인 제1 충전 상태와 해당 제1 충전 상태에 대응되는 배터리(B)의 전압을 제1 변곡점으로 검출할 수 있다.
이를 위하여, 상기 프로세서(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리(B)의 제1 충전 상태-전압 데이터에 대응되는 근사 함수를 미분하여 일계 도함수를 산출할 수 있다.
이후, 상기 프로세서(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리(B)의 제1 충전 상태-전압 데이터에 대응되는 근사 함수의 일계 도함수를 평활화하여 노이즈 성분을 제거할 수 있다.
이때, 상기 프로세서(130)는 노이즈 필터를 이용하여 배터리(B)의 제1 충전 상태-전압 데이터에 대응되는 근사 함수의 일계 도함수를 평활화할 수 있다.
이를 통해, 상기 프로세서(130)는 노이즈 성분으로 인해 제1 변곡점이 오검출되는 현상을 방지함으로써, 제1 변곡점 검출의 정확성을 향상시킬 수 있다.
이어서, 상기 프로세서(130)는 평활화된 근사 함수의 일계 도함수를 미분하여 이계 도함수를 산출하고, 산출된 이계 도함수의 함수값이 "0"인 제1 충전 상태와 해당 제1 충전 상태에 대응되는 배터리(B)의 전압을 제1 변곡점으로 검출할 수 있다.
예를 들어, 상기 프로세서(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 7개의 제1 변곡점(a1, ..., a7)을 검출할 수 있고, 7개의 제1 변곡점(a1, ..., a7)에 대응되는 제1 충전 상태는 각각 "7.2%", "13.6%", "19.1%", "21.2%", "35.3%", "56.8%" 및 "60.0%"일 수 있다.
한편, 상기 프로세서(130)는 배터리(B)의 양극 전극과 음극 전극 각각에 대한 반쪽셀(half cell)의 제2 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 검출된 제2 변곡점 중에서 기인 전극 조건을 만족하는 제2 변곡점을 선택할 수 있다.
여기서, 배터리(B)의 양극 전극과 음극 전극 각각에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터는 퇴화되지 않은 BOL(beginning of life) 상태의 배터리(B)를 이용하여 3전극 실험을 통해 획득된 데이터일 수 있다.
또한, 배터리(B)의 양극 전극과 음극 전극 각각에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터는 반쪽셀의 제2 충전 상태 별로 반쪽셀의 전압을 맵핑시킨 데이터일 수 있다.
한편, 제2 변곡점은 배터리(B)의 양극 전극과 음극 전극 각각에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 상술된 제1 변곡점의 검출 방법과 동일한 방법으로 미리 검출될 수 있다.
보다 구체적으로, 양극 전극과 음극 전극에 각각에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터에 대응되는 근사 함수는 미분되어 일계 도함수로 산출되고, 산출된 일계 도함수는 노이즈 필터를 통해 평활화될 수 있다. 이후, 평활화된 일계 도함수는 미분되어 이계 도함수로 산출될 수 있다. 최종적으로, 산출된 이계 도함수의 함수값이 "0"인 제2 충전 상태와 해당 제2 충전 상태에 대응되는 반쪽셀의 전압을 제2 변곡점으로 검출할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 양극 전극에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 검출된 제2 변곡점(b1, ..., b3)은 3개일 수 있고, 3개의 제2 변곡점(b1, ..., b3)에 대응되는 제2 충전 상태는 각각 "5.1%", "12.1%" 및 "36.3%"일 수 있다.
또한, 음극 전극에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 검출된 제2 변곡점(c1, ..., c7)은 7개일 수 있고, 7개의 제2 변곡점(c1, ..., c7)에 대응되는 제2 충전 상태는 각각 "9.7%", "14.8%", "19.1%", "21.2%", "32.8%", "54.3%" 및 "57.5%"일 수 있다.
이러한, 미리 검출된 제2 변곡점의 데이터는 상기 메모리부(120)에 미리 저장될 수 있다. 즉, 상기 메모리부(120)는 양극 전극에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 검출된 제2 변곡점의 데이터과 음극 전극에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 검출된 제2 변곡점의 데이터를 개별적으로 미리 저장할 수 있다.
상기 프로세서(130)는 검출된 제2 변곡점을 상기 메모리부(120)로부터 독출하여 기인 전극 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 우선, 상기 프로세서(130)는 검출된 제1 변곡점에 대응되는 제1 충전 상태를 기준으로 제1 충전 상태 구간을 설정할 수 있다.
예를 들어, 상기 프로세서(130)는 검출된 제1 변곡점(a1, ..., a7)에 대응되는 제1 충전 상태를 중심값으로 충전 상태 "5%" 범위를 제1 충전 상태 구간으로 설정할 수 있다.
상기 프로세서(130)는 검출된 제1 변곡점(a1, ..., a7)에 대응되는 제1 충전 상태 "7.2%", "13.6%", "19.1%", "21.2%", "35.3%", "56.8%" 및 "60.0%" 각각을 중심값으로 충전 상태 "5%" 범위를 제1 충전 상태 구간으로 설정할 수 있다. 이에 따라, 상기 프로세서(130)는 제1 충전 상태 구간을 각각 "4.7% 내지 9.7%", "11.1% 내지 16.1%", "16.6% 내지 21.6%", "18.7% 내지 23.7%", "32.8% 내지 37.8%", "54.3% 내지 59.3%" 및 "57.5% 내지 62.5%"로 설정할 수 있다.
이후, 상기 프로세서(130)는 미리 검출되어 상기 메모리부(120)에 저장된 제2 변곡점에 대응되는 제2 충전 상태가 제1 충전 상태 구간에 포함되는지 여부에 따라 해당 제2 변곡점이 기인 전극 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 프로세서(130)는 제2 변곡점에 대응되는 제2 충전 상태가 제1 충전 상태 구간에 포함되면 해당 제2 변곡점이 기인 전극 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 반대로, 상기 프로세서(130)는 제2 변곡점에 대응되는 제2 충전 상태가 제1 충전 상태 구간에 포함되지 않으면 해당 제2 변곡점이 기인 전극 조건을 만족하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
상술된 예를 이어서 설명하면, 양극 전극에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터로부터 검출된 제2 변곡점(b1, ..., b3)에 대응되는 제2 충전 상태 "5.1%", "12.1%" 및 "36.3%" 각각은 제1 충전 상태 구간 "4.7% 내지 9.7%", "11.1% 내지 16.1%" 및 "32.8% 내지 37.8%"에 각각 포함된다. 이에 따라, 상기 프로세서(130)는 양극 전극에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 검출된 제2 변곡점(b1, ..., b3) 모두가 기인 전극 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 음극 전극에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터로부터 검출된 제2 변곡점(c1, ..., c7)에 대응되는 제2 충전 상태 "9.7%", "14.8%", "19.1%", "21.2%", "32.8%", "54.3%" 및 "57.5%" 각각은 제1 충전 상태 구간 "4.7% 내지 9.7%", "11.1% 내지 16.1%", "16.6% 내지 21.6%", "18.7% 내지 23.7%", "32.8% 내지 37.8%", "54.3% 내지 59.3%" 및 "57.5% 내지 62.5%"에 각각 포함된다. 이에 따라, 상기 프로세서(130)는 음극 전극에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 검출된 제2 변곡점(c1, ..., c7) 모두가 기인 전극 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
이때, 상기 프로세서(130)는 기인 전극 조건을 만족하는 제2 변곡점의 수가 더 많은 반쪽셀을 선택할 수 있다.
예를 들어, 상기 프로세서(130)는 음극 전극에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터로부터 검출된 제2 변곡점(c1, ..., c7)은 총 7개가 기인 전극 조건을 만족하고, 양극 전극에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터로부터 검출된 제2 변곡점(b1, ..., b3)은 총 3개가 기인 전극 조건을 만족하므로, 음극 전극에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터로부터 검출된 제2 변곡점(c1, ..., c7)을 선택할 수 있다.
이를 통해, 상기 프로세서(130)는 배터리(B)의 제1 충전 상태에 따른 배터리(B)의 전압 변동 특성이 양극 전극과 음극 전극 중 어느 하나의 전극에 기인한 변동 특성인지 판단할 수 있다.
상술된 예와 같이, 상기 프로세서(130)는 음극 전극에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터로부터 검출된 제2 변곡점을 선택하는 경우, 배터리(B)의 제1 충전 상태에 따른 배터리(B)의 전압 변동 특성이 음극 전극에 기인한 변동 특성인 것으로 판단할 수 있다.
이후, 상기 프로세서(130)는 제1 변곡점에 대응되는 제1 충전 상태 간의 제1 충전 상태 차이값과 선택된 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 제2 충전 상태 간의 제2 충전 상태 차이값의 충전 상태 비율을 이용하여 선택된 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 여유 용량을 추정할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 프로세서(130)는 제1 변곡점에 대응되는 제1 충전 상태 중에서 최소 충전 상태와 최대 충전 상태 간의 제1 충전 상태 차이값을 산출하고, 선택된 제2 변곡점 대응되는 제2 충전 상태 중에서 최소 충전 상태와 최대 충전 상태 간의 제2 충전 상태 차이값을 산출할 수 있다.
이후, 상기 프로세서(130)는 산출된 제1 충전 상태 차이값과 제2 충전 상태 차이값의 충전 상태 비율을 산출할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 프로세서(130)는 제2 충전 상태 차이값 대비 제1 충전 상태 차이값의 비율을 충전 상태 비율로 산출할 수 있다.
이때, 상기 프로세서(130)는 하기 수학식 2를 이용하여 충전 상태 비율을 산출할 수 있다.
<수학식 2>
Figure 112017114044039-pat00002
여기서, RSOC는 충전 상태 비율이고, SOCFC -MAX는 제1 변곡점에 대응되는 제1 충전 상태 중에서 최대 충전 상태이고, SOCFC -MIN는 제1 변곡점에 대응되는 제1 충전 상태 중에서 최소 충전 상태이고, SOCHC -MAX는 제2 변곡점에 대응되는 제2 충전 상태 중에서 최대 충전 상태이고, SOCHC -MIN는 제2 변곡점에 대응되는 제2 충전 상태 중에서 최소 충전 상태이다.
상술된 예를 이어서 설명하면, 상기 프로세서(130)는 검출된 제1 변곡점(a1, ..., a7)에 대응되는 제1 충전 상태 "7.2%", "13.6%", "19.1%", "21.2%", "35.3%", "56.8%" 및 "60.0%" 중에서 최소 충전 상태 "7.2%"와 최대 충전 상태 "60.0%" 간의 제1 충전 상태 차이값 "52.8%"를 산출할 수 있다.
또한, 상기 프로세서(130)는 선택된 제2 변곡점(c1, ..., c7)에 대응되는 제2 충전 상태 "9.7%", "14.8%", "19.1%", "21.2%", "32.8%", "54.3%" 및 "57.5%" 중에서 최소 충전 상태 "9.7%"와 최대 충전 상태 "57.5%" 간의 제2 충전 상태 차이값 "47.8%"를 산출할 수 있다.
이후, 상기 프로세서(130)는 제1 충전 상태 차이값 "52.8%"과 제2 충전 상태 차이값 "47.8%" 간의 충전 상태 비율 "1.1"를 산출할 수 있다.
한편, 상기 프로세서(130)는 충전 상태 비율을 이용하여 선택된 제2 변곡점에 대응되는 제2 충전 상태를 증가시키거나 감소시켜 제1 보정 충전 상태로 보정할 수 있다.
이때, 상기 프로세서(130)는 하기 수학식 3을 이용하여 선택된 제2 변곡점에 대응되는 제2 충전 상태를 제1 보정 충전 상태로 보정할 수 있다.
<수학식 3>
Figure 112017114044039-pat00003
Figure 112017114044039-pat00004
여기서, SOCHC -MAX'는 제1 보정 충전 상태중 에서 최대 충전 상태이고, SOCHC -MIN'는 제1 보정 충전 상태중에서 최소 충전 상태이고, SOCHC -MAX는 제2 변곡점에 대응되는 제2 충전 상태 중에서 최대 충전 상태이고, SOCHC -MIN는 제2 변곡점에 대응되는 제2 충전 상태 중에서 최소 충전 상태이고, RSOC는 충전 상태 비율이다.
이어서, 상기 프로세서(130)는 충전 상태 비율을 이용하여 선택된 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 제1 충전 상태 총 구간을 증가시키거나 감소시켜 제1 보정 충전 상태 총 구간으로 보정할 수 있다.
이때, 상기 프로세서(130)는 하기 수학식 4를 이용하여 선택된 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 제1 충전 상태 총 구간을 제1 보정 충전 상태 총 구간으로 보정할 수 있다.
<수학식 4>
Figure 112017114044039-pat00005
Figure 112017114044039-pat00006
여기서, RagHC -MAX'와 RagHC -MIN'는 각각 제1 보정 충전 상태 총 구간의 최대 충전 상태와 최소 충전 상태이고, RagHC -MAX와 RagHC -MIN는 각각 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 제1 충전 상태 총 구간의 최대 충전 상태와 최소 충전 상태이고, RSOC는 충전 상태 비율이다.
상술된 예를 이어서 설명하면, 상기 프로세서(130)는 도 6에 도시된 바와 같이, 선택된 제2 변곡점(c1, ..., c7)에 대응되는 제2 충전 상태 "9.7%", "14.8%", "19.1%", "21.2%", "32.8%", "54.3%" 및 "57.5%" 중에서 최소 충전 상태 "9.7%"와 최대 충전 상태 "57.5%" 각각에 충전 상태 비율 "1.1"을 곱하여 제1 보정 충전 상태 "10.7%"와 "63.5%"로 각각 보정할 수 있다.
상기 프로세서(130)는 제1 충전 상태 총 구간 "0% 내지 100%"에 충전 상태 비율 "1.1"을 곱하여 제1 충전 상태 총 구간 "0% 내지 110%"로 보정할 수 있다.
이후, 상기 프로세서(130)는 제1 변곡점에 대응되는 제1 충전 상태와 제1 보정 충전 상태 간의 제3 충전 상태 차이값을 이용하여 제1 보정 충전 상태 총 구간을 이동시켜 제2 보정 충전 상태 총 구간으로 보정할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 프로세서(130)는 제1 변곡점에 대응되는 제1 충전 상태 중에서 최소 충전 상태와 제1 보정 충전 상태 중에서 최소 충전 상태 간의 제3 충전 상태 차이값을 산출할 수 있다.
상기 프로세서(130)는 산출된 제3 충전 상태 차이값만큼 제1 보정 충전 상태 총 구간의 최소 충전 상태와 최대 충전 상태를 증가시키거나 감소시켜 제1 보정 충전 상태 총 구간을 제2 보정 충전 상태 총 구간으로 보정할 수 있다.
이때, 상기 프로세서(130)는 하기 수학식 5를 이용하여 제1 보정 충전 상태 총 구간을 제2 보정 충전 상태 총 구간으로 보정할 수 있다.
<수학식 5>
Figure 112017114044039-pat00007
Figure 112017114044039-pat00008
여기서, RagHC -MAX"와 RagHC -MIN"는 각각 제2 보정 충전 상태 총 구간의 최대 충전 상태와 최소 충전 상태이고, RagHC -MAX'와 RagHC -MIN'는 각각 제1 보정 충전 상태 총 구간의 최대 충전 상태와 최소 충전 상태이고, SOCHC -MIN'는 제1 보정 충전 상태 중에서 최소 충전 상태이고, SOCFC -MIN는 제1 변곡점에 대응되는 제1 충전 상태 중에서 최소 충전 상태이다.
상술된 예를 이어서 설명하면, 상기 프로세서(130)는 도 7에 도시된 바와 같이, 검출된 제1 변곡점(a1, ..., a7)에 대응되는 제1 충전 상태 "7.2%", "13.6%", "19.1%", "21.2%", "35.3%", "56.8%" 및 "60.0%" 중에서 최소 충전 상태 "7.2%"와 제1 보정 충전 상태 "10.7%" 및 "63.5%" 중에서 최소 충전 상태 "10.7%"의 제3 충전 상태 차이값 "-3.5%"를 산출할 수 있다.
이어서, 상기 프로세서(130)는 제1 보정 충전 상태 총 구간의 최소 충전 상태 "0%"와 최대 충전 상태 "110%"를 각각 산출된 제3 충전 상태 차이값 "-3.5%" 만큼 합산하여 제2 보정 충전 상태 총 구간으로 보정할 수 있다.
이에 따라, 제2 보정 충전 상태 총 구간의 최소 충전 상태와 최대 충전 상태는 각각 "-3.5%"와 "106.5%"로 보정될 수 있다.
프로세서(130)는 제1 충전 상태 총 구간과 제2 보정 충전 상태 총 구간 각각의 최소 충전 상태 간에 제4 충전 상태 차이값을 산출하고, 제4 충전 상태 차이값을 선택된 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 제1 여유 용량으로 추정할 수 있다.
여기서, 제1 여유 용량은 방전 말단 여유 용량일 수 있다.
이때, 상기 프로세서(130)는 하기 수학식 6을 이용하여 제1 여유 용량을 추정할 수 있다.
<수학식 6>
Figure 112017114044039-pat00009
여기서, SOC1은 제1 여유 용량이고, RagHC -MIN"는 제2 보정 충전 상태 총 구간의 최소 충전 상태이고, RagFC -MIN는 제1 충전 상태 총 구간의 최소 충전 상태이다.
상술된 예를 이어서 설명하면, 상기 프로세서(130)는 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 충전 상태 총 구간의 최소 충전 상태 "0%"와 제2 보정 충전 상태 총 구간의 최소 충전 상태 "-3.5%" 간에 제4 충전 상태 차이값을 "3.5%"로 산출할 수 있다.
이어서, 상기 프로세서(130)는 선택된 제2 변곡점(c1, ..., c7)에 대응되는 반쪽셀인 음극 전극에 대한 반쪽셀의 제1 여유 용량을 산출된 제4 충전 상태 차이값 "3.5%"으로 추정할 수 있다.
한편, 프로세서(130)는 제1 충전 상태 총 구간과 제2 보정 충전 상태 총 구간 각각의 최대 충전 상태 간에 제5 충전 상태 차이값을 산출하고, 제5 충전 상태 차이값을 선택된 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 제2 여유 용량으로 추정할 수 있다.
여기서, 제2 여유 용량은 충전 말단 여유 용량일 수 있다.
이때, 상기 프로세서(130)는 하기 수학식 7을 이용하여 제2 여유 용량을 추정할 수 있다.
<수학식 7>
Figure 112017114044039-pat00010
여기서, SOC2은 제2 여유 용량이고, RagHC -MAX"는 제2 보정 충전 상태 총 구간의 최대 충전 상태이고, RagFC -MAX는 제1 충전 상태 총 구간의 최대 충전 상태이다.
상술된 예를 이어서 설명하면, 상기 프로세서(130)는 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 충전 상태 총 구간의 최대 충전 상태 "100%"와 제2 보정 충전 상태 총 구간의 최대 충전 상태 "106.5%" 간에 제5 충전 상태 차이값을 "6.5%"로 산출할 수 있다.
이어서, 상기 프로세서(130)는 선택된 제2 변곡점(c1, ..., c7)에 대응되는 반쪽셀인 음극 전극에 대한 반쪽셀의 제2 여유 용량을 산출된 제5 충전 상태 차이값 "6.5%"으로 추정할 수 있다.
이를 통해, 상기 프로세서(130)는 3전극 실험 또는 수학적 모델링을 이용하는 여유 용량 추정 방법을 이용하지 않고 반쪽셀의 여유 용량을 정확하게 추정할 수 있다.
상기 프로세서(130)는, 추정된 제1 여유 용량과 제2 여유 용량을 나타내는 메시지를 통신 단자(COM)를 통해 외부 장치로 전송할 수 있다.
상기 프로세서(130)는, 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 프로세서(130)에 의해 실행될 수 있는 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. 기록매체는 컴퓨터에 포함된 프로세서(130)에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 자동차는 상술된 배터리 여유 용량 추정 장치를 포함할 수 있다. 이를 통해, 자동차에 구비된 배터리 팩의 여유 용량을 추정할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 에너지 저장 장치는 상술된 배터리 여유 용량 추정 장치를 포함할 수 있다. 이를 통해, 에너지 저장 장치에 구비된 배터리 팩의 여유 용량을 추정할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
1: 배터리 팩
B: 배터리
100: 배터리 여유 용량 추정 장치
110: 센싱부
120: 메모리부
130: 프로세서

Claims (11)

  1. 배터리의 전압을 측정하도록 구성된 센싱부; 및
    상기 센싱부와 동작 가능하게 결합된 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는
    상기 배터리의 제1 충전 상태와 상기 배터리의 전압이 맵핑된 상기 배터리의 제1 충전 상태-전압 데이터에 기초하여 상기 제1 충전 상태-전압 데이터의 복수의 제1 변곡점을 검출하고, 상기 배터리의 양극 전극과 음극 전극 각각에 대한 반쪽셀의 제2 충전 상태-전압 데이터로부터 검출된 복수의 제2 변곡점 중에서 기인 전극 조건을 만족하는 복수의 제2 변곡점을 선택하고, 상기 복수의 제1 변곡점에 대응되는 복수의 제1 충전 상태 간의 제1 충전 상태 차이값과 상기 선택된 복수의 제2 변곡점에 대응되는 복수의 제2 충전 상태 간의 제2 충전 상태 차이값의 충전 상태 비율을 이용하여 상기 선택된 복수의 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 여유 용량을 추정하고,
    상기 프로세서는,
    상기 충전 상태 비율을 이용하여 상기 선택된 제2 변곡점에 대응되는 제2 충전 상태를 증가시키거나 감소시켜 제1 보정 충전 상태로 보정하는 것을 특징으로 하는 배터리 여유 용량 추정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 복수의 제1 변곡점에 대응되는 복수의 제1 충전 상태 각각을 기준으로 복수의 제1 충전 상태 구간을 설정하고, 상기 검출된 복수의 제2 변곡점에 대응되는 복수의 제2 충전 상태가 상기 복수의 제1 충전 상태 구간 중 적어도 하나에 포함되는지 여부에 따라 해당 제2 변곡점이 상기 기인 전극 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 배터리 여유 용량 추정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 검출된 복수의 제2 변곡점에 대응되는 복수의 제2 충전 상태가 상기 복수의 제1 충전 상태 구간 중 적어도 하나에 포함되면 해당 제2 변곡점이 상기 기인 전극 조건을 만족하는 것으로 판단하고, 상기 검출된 복수의 제2 변곡점에 대응되는 복수의 제2 충전 상태가 상기 복수의 제1 충전 상태 구간에 포함되지 않으면 해당 제2 변곡점이 상기 기인 전극 조건을 만족하지 않는 것으로 판단하는 배터리 여유 용량 추정 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 충전 상태 비율을 이용하여 상기 선택된 복수의 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 제2 충전 상태 총 구간을 증가시키거나 감소시켜 제1 보정 충전 상태 총 구간으로 보정하는 배터리 여유 용량 추정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 복수의 제1 변곡점에 대응되는 복수의 제1 충전 상태와 상기 제1 보정 충전 상태 간의 제3 충전 상태 차이값을 이용하여 상기 제1 보정 충전 상태 총 구간을 제2 보정 충전 상태 총 구간으로 보정하는 배터리 여유 용량 추정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 제1 충전 상태 총 구간과 상기 제2 보정 충전 상태 총 구간 각각의 최소 충전 상태 간에 제4 충전 상태 차이값을 산출하고, 상기 제4 충전 상태 차이값을 상기 선택된 복수의 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 제1 여유 용량으로 추정하는 배터리 여유 용량 추정 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 제1 충전 상태 총 구간과 상기 제2 보정 충전 상태 총 구간 각각의 최대 충전 상태 간에 제5 충전 상태 차이값을 산출하고, 상기 제5 충전 상태 차이값을 상기 선택된 복수의 제2 변곡점에 대응되는 반쪽셀의 제2 여유 용량으로 추정하는 추정하는 배터리 여유 용량 추정 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 여유 용량 추정 장치를
    포함하는 배터리 관리 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 여유 용량 추정 장치를
    포함하는 자동차.
  11. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 여유 용량 추정 장치를
    포함하는 에너지 저장 장치.
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