KR102455631B1 - Method and apparatus of charging battery - Google Patents
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Abstract
배터리 충전 장치의 배터리 충전 방법이 개시된다. 일 실시예는 충전 전류로 배터리를 충전하고, 상기 배터리가 충전되는 동안 전류 변경 이벤트가 발생하는 경우, 상기 충전 전류를 변경하는 단계를 포함한다.A method of charging a battery in a battery charging device is disclosed. One embodiment includes charging a battery with a charging current, and changing the charging current when a current changing event occurs while the battery is being charged.
Description
아래 실시예들은 배터리 충전 방법 및 장치에 관한 것이다.The following embodiments relate to a method and apparatus for charging a battery.
배터리 충전 방법은 다양하다. 예를 들어, 정전류-정전압 충전 방법(Constant Current-Constant Voltage, CCCV)은 정전류로 배터리를 충전하고, 배터리 전압이 미리 설정된 전압에 도달한 경우, 정전압으로 배터리를 충전한다. 다른 일례로, 전류 감쇠(Varying current decay) 충전 방법은 낮은 SOC(State of Charge)에서는 고전류로 배터리를 충전하고, 특정 SOC가 되는 경우, 전류를 점점 줄여가면서 배터리를 충전한다.There are various ways to charge a battery. For example, a constant current-constant voltage (CCCV) charging method charges a battery with a constant current, and charges the battery with a constant voltage when the battery voltage reaches a preset voltage. As another example, in the varying current decay charging method, the battery is charged with a high current at a low state of charge (SOC), and when the state of charge (SOC) is low, the battery is charged while gradually reducing the current when the voltage reaches a specific SOC.
또한, 배터리 충전 방법에는 배터리의 충전 시간을 감소시키는 급속 충전 방법이 있다. 급속 충전이 반복되는 경우, 배터리의 수명이 열화될 수 있다.In addition, as a battery charging method, there is a fast charging method for reducing the charging time of the battery. If rapid charging is repeated, the lifespan of the battery may deteriorate.
일 측에 따른 배터리 충전 방법은 충전 전류로 배터리를 충전하는 단계; 및 상기 배터리가 충전되는 동안 전류 변경 이벤트가 발생하는 경우, 상기 충전 전류를 변경하는 단계를 포함하고, 상기 전류 변경 이벤트는, 상기 배터리가 상기 배터리의 음극 전위(anode potential)가 기준값이 되는 임계 전압에 도달하는 경우, 발생한다.A method of charging a battery according to one side comprises: charging a battery with a charging current; and when a current change event occurs while the battery is being charged, changing the charging current, wherein the current change event is a threshold voltage at which the battery becomes a reference value of an anode potential of the battery. If it is reached, it occurs.
상기 배터리 충전 방법은 테이블을 참조하여 상기 충전 전류와 대응된 상기 임계 전압을 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of charging the battery may further include checking the threshold voltage corresponding to the charging current by referring to a table.
상기 배터리 충전 방법은 상기 배터리의 수명 정보가 변화하는 경우, 상기 테이블을 상기 변화된 수명 정보에 대응되는 테이블로 대체하는 단계를 더 포함할 수 있다.The battery charging method may further include replacing the table with a table corresponding to the changed life information when the life information of the battery changes.
상기 배터리 충전 방법은 상기 전류 변경 이벤트가 발생하는 경우, 상기 충전 전류에 대응하는 충전 구간을 종료하는 단계; 및 이후 충전 구간에서 상기 충전 전류보다 낮은 전류로 상기 배터리를 충전하는 단계를 더 포함할 수 있다.The battery charging method may include terminating a charging period corresponding to the charging current when the current change event occurs; and charging the battery with a current lower than the charging current during a subsequent charging period.
상기 배터리 충전 방법은 상기 배터리가 최대 전압에 도달하는 경우, 정전압으로 상기 배터리를 충전하는 단계; 및 상기 배터리를 상기 정전압으로 충전하는 동안 충전 전류가 감소하여 종료 전류에 도달하는 경우, 상기 배터리의 충전을 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다.The battery charging method may include charging the battery with a constant voltage when the battery reaches a maximum voltage; and terminating charging of the battery when the charging current decreases to reach an end current while charging the battery at the constant voltage.
상기 기준값은 0.075V 내지 0.73V일 수 있다. The reference value may be 0.075V to 0.73V.
상기 기준값은 0.075V 내지 0.2V일 수 있다. The reference value may be 0.075V to 0.2V.
일 측에 따른 배터리 충전 장치는 충전 전류로 배터리를 충전하고, 상기 배터리가 충전되는 동안 전류 변경 이벤트가 발생하는 경우, 상기 충전 전류를 변경하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 전류 변경 이벤트는, 상기 배터리가 상기 배터리의 음극 전위(anode potential)가 기준값이 되는 임계 전압에 도달하는 경우, 발생한다.A battery charging device according to one side charges a battery with a charging current, and includes a controller that changes the charging current when a current change event occurs while the battery is being charged, wherein the current change event is Occurs when the anode potential of the battery reaches a threshold voltage serving as a reference value.
상기 컨트롤러는 테이블을 참조하여 상기 충전 전류와 대응된 상기 임계 전압을 확인할 수 있다.The controller may check the threshold voltage corresponding to the charging current by referring to the table.
상기 컨트롤러는 상기 배터리의 수명 정보가 변화하는 경우, 상기 테이블을 상기 변화된 수명 정보에 대응되는 테이블로 대체할 수 있다.When the life information of the battery changes, the controller may replace the table with a table corresponding to the changed life information.
상기 컨트롤러는 상기 전류 변경 이벤트가 발생하는 경우, 상기 충전 전류에 대응하는 충전 구간을 종료하고, 이후 충전 구간에서 상기 충전 전류보다 낮은 전류로 상기 배터리를 충전할 수 있다.When the current change event occurs, the controller may end a charging period corresponding to the charging current, and then charge the battery with a current lower than the charging current in the charging period.
상기 컨트롤러는 상기 배터리가 최대 전압에 도달하는 경우, 정전압으로 상기 배터리를 충전하고, 상기 배터리를 상기 정전압으로 충전하는 동안 충전 전류가 감소하여 종료 전류에 도달하는 경우, 상기 배터리의 충전을 종료할 수 있다.The controller may charge the battery with a constant voltage when the battery reaches the maximum voltage, and terminate charging of the battery when the charging current decreases and reaches an end current while charging the battery with the constant voltage. have.
상기 기준값은 0.075V 내지 0.73V일 수 있다.The reference value may be 0.075V to 0.73V.
상기 기준값은 0.075V 내지 0.2V일 수 있다.The reference value may be 0.075V to 0.2V.
다른 일 측에 따른 배터리 충전 방법은 제1 충전 전류값으로 배터리를 충전하는 단계; 및 상기 배터리가 상기 배터리의 음극 전위가 기준값이 되는 임계 전압에 도달하면 상기 제1 충전 전류값보다 낮은 제2 충전 전류값으로 충전하는 단계를 포함한다.A battery charging method according to another aspect includes: charging a battery with a first charging current value; and charging the battery with a second charging current value lower than the first charging current value when the battery reaches a threshold voltage at which the negative potential of the battery becomes a reference value.
상기 기준값은 0.075V 내지 0.73V일 수 있다.The reference value may be 0.075V to 0.73V.
상기 기준값은 0.075V 내지 0.2V일 수 있다. The reference value may be 0.075V to 0.2V.
상기 제1 충전 전류값은 1.0 C-rate 이상일 수 있다. The first charging current value may be greater than or equal to 1.0 C-rate.
상기 배터리 충전 방법은 테이블을 참조하여 상기 제1 충전 전류값과 대응된 상기 임계 전압을 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.The battery charging method may further include checking the threshold voltage corresponding to the first charging current value by referring to a table.
상기 배터리 충전 방법은 상기 배터리의 수명 정보가 변화하는 경우, 상기 테이블을 상기 변화된 수명 정보에 대응되는 테이블로 대체하는 단계를 더 포함할 수 있다.The battery charging method may further include replacing the table with a table corresponding to the changed life information when the life information of the battery changes.
상기 배터리 충전 방법은 상기 배터리가 최대 전압에 도달하는 경우, 정전압으로 상기 배터리를 충전하는 단계; 및 상기 배터리를 상기 정전압으로 충전하는 동안 충전 전류가 감소하여 종료 전류에 도달하는 경우, 상기 배터리의 충전을 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다.The battery charging method may include charging the battery with a constant voltage when the battery reaches a maximum voltage; and terminating charging of the battery when the charging current decreases to reach an end current while charging the battery at the constant voltage.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 충전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 3은 일 실시예에 따른 배터리 충전 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 일 실시예에 따른 배터리 충전 방법의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 8b는 일 실시예에 따른 임계 전압 결정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 임계 전압 결정 방법의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 배터리 충전 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 임계 전압 결정 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 단말을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a battery charging system according to an embodiment.
2 to 3 are diagrams for explaining an example of a method for charging a battery according to an embodiment.
4A to 4B are diagrams for explaining another example of a method for charging a battery according to an embodiment.
5 to 8B are flowcharts illustrating a method of determining a threshold voltage according to an exemplary embodiment.
9 and 10 are diagrams for explaining another example of a method for determining a threshold voltage according to an embodiment.
11 is a block diagram illustrating an apparatus for charging a battery according to an exemplary embodiment.
12 is a block diagram illustrating an apparatus for determining a threshold voltage according to an embodiment.
13 is a view for explaining a vehicle according to an embodiment.
14 is a diagram for describing a terminal according to an embodiment.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
아래 설명하는 실시예들로만 실시 형태가 한정되는 것은 아니며 다양한 변경이 가해질 수 있다. 실시 형태는 실시예들의 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiment is not limited to the embodiments described below, and various changes may be made. It is to be understood that the embodiments include all modifications, equivalents and substitutions of the embodiments.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for description only, and are not intended to limit the scope of rights. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. does not
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a battery system according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 배터리 시스템(100)은 배터리 충전 장치(110) 및 배터리(120)를 포함한다. 배터리(120)는 배터리 셀, 배터리 모듈, 또는 배터리 팩을 나타낸다.Referring to FIG. 1 , a
배터리 충전 장치(110)는 스텝 충전 모드(step charging mode)에서 배터리(120)를 충전할 수 있다. 스텝 충전 모드 급속 충전 모드의 종류로, 배터리 충전 장치(110)가 충전 전류를 단계적으로 변경하면서 배터리(120)를 충전하는 모드를 나타낸다.The
배터리(120)가 충전되면, 배터리(120) 내부의 전기 화학적 현상에 의해 배터리(120)의 음극 전위는 낮아진다. 배터리(120)의 음극 전위가 낮은 상황(예를 들어, 0V 이하)에서 배터리(120)가 지속적으로 충전되면, 배터리(120)의 전극에 금속이 도금되는 현상이 발생할 수 있다. 예를 들어, 리튬 이온 배터리의 경우, 음극에 리튬 플레이팅이 발생할 수 있다. 이러한 현상은 배터리(120)의 수명을 단축시키는 요인이다. When the
이러한 현상을 방지하기 위해 일 실시예에 따른 배터리 충전 장치(110)는 스텝 충전 모드에서 전류 변경 이벤트가 발생할 때마다 충전 전류를 변경하여 배터리(120)를 충전한다. 예를 들어, 배터리(120)의 전압이 임계 전압에 도달하면, 전류 변경 이벤트가 발생하는 것으로 간주할 수 있다. 배터리(120)의 음극 전위(anode potential)가 기준값에 도달했을 때의 배터리(120)의 전압이 임계 전압으로 설정될 수 있다. 기준값은 특정한 값 또는 구간으로 설정될 수 있으며, 임계 전압은 충전을 하는 동안 음극 전위가 기준값보다 작아지지 않도록 하여 음극에 금속이 도금되는 현상을 완화할 수 있고 배터리(120)의 열화를 방지할 수 있다.In order to prevent this phenomenon, the
배터리 충전 장치(110)는 임계 전압에 도달할 때마다 충전 전류를 단계적으로 줄이면서 충전을 수행할 수 있다. 이와 같이 스텝 충전 모드로 충전하는 도중 배터리(120) 전압이 최대 전압에 도달하면, 배터리 충전 장치(110)는 정전압 충전 모드(constant voltage charging mode)로 배터리(120)를 충전할 수 있다. The
이하, 도 2 내지 도 4b를 참조하면서, 배터리 충전 장치(110)의 배터리 충전 방법에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of charging a battery of the
도 2 내지 도 3은 일 실시예에 따른 배터리 충전 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.2 to 3 are diagrams for explaining an example of a method for charging a battery according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 배터리 충전 장치(110)는 스텝 충전 모드에서 배터리(120)를 충전한다(210). 스텝 충전 모드가 아래의 표 1의 충전 전류를 갖는다고 할 때, 배터리 충전 장치(110)는 1.2 C-rate~0.4 C-rate 중에서1.2 C-rate로 배터리(120)를 충전한다고 하자. Referring to FIG. 2 , the
배터리 충전 장치(110)는 충전 전류를 변경하기 위해 전류 변경 이벤트가 발생하는지 모니터링한다(220). 예를 들어, 배터리 충전 장치(110)는 배터리(120)의 전압이 충전 전류 1.2 C-rate에 대응되는 임계 전압에 도달하였는지를 모니터링할 수 있다. 달리 표현하면, 배터리 충전 장치(110)는 배터리(120)의 전압을 충전 전류 1.2 C-rate에 대응되는 임계 전압과 비교할 수 있다. 여기서, 1.2 C-rate에 대응되는 임계 전압은 배터리(120)의 음극 전위가 기준값이 되는 배터리(120) 전압으로, 배터리 충전 장치(110)는 충전 전류와 임계 전압 사이의 대응 관계가 기록되어 있는 표(table)(일례로, 아래 표 1)에서 1.2 C-rate에 대응되는 임계 전압 3.974V를 확인할 수 있고, 배터리(120)의 전압이 임계 전압 3.974V에 도달하였는지 모니터링할 수 있다.The
기준값은 배터리(120)의 음극에 금속이 도출되는 현상을 방지 또는 최소화기 위해 설정된 값으로, 예를 들어, 0.075V~0.73V 이내의 값 또는 0.07V~0.2V 이내의 값일 수 있다. 기준값은 이에 제한되지 않는다.The reference value is a value set to prevent or minimize a phenomenon in which metal is drawn to the negative electrode of the
단계(220)에서 전류 변경 이벤트가 발생하지 않으면(일례로, 배터리(120)의 전압이 임계 전압 3.974V보다 작으면), 배터리 충전 장치(110)는 충전 전류 1.2 C-rate로 배터리(120)를 계속 충전한다.If no current change event occurs in step 220 (eg, if the voltage of the
단계(220)에서 전류 변경 이벤트가 발생하면(일례로, 배터리(120)의 전압이 임계 전압 3.974V에 도달하면), 배터리 충전 장치(110)는 배터리(120)의 전압이 최대 전압보다 작은지 여부를 체크한다(230). 최대 전압은 배터리(120)의 과충전(over-charging)을 방지하기 위해 설정된 전압으로, 배터리(120)의 종류에 따라 다를 수 있다. 일례로, 리튬 이온 배터리의 최대 전압은 4V~4.2V 이내일 수 있다. 만약 배터리(120)의 전압이 최대 전압보다 작은지 체크되지 않는다면, 배터리(120)는 과충전될 수 있어 배터리(120)에 이상(abnormality)이 발생할 수 있고, 이에 따라 배터리(120)의 수명이 단축될 수 있다. 이러한 문제의 발생을 방지 또는 최소화하기 위해 배터리 충전 장치(110)는 배터리(120)의 전압이 최대 전압보다 작은지 체크할 수 있다. When a current change event occurs in step 220 (eg, when the voltage of the
단계(230)에서 배터리(120)의 전압이 최대 전압보다 작으면, 배터리 충전 장치(110)는 충전 전류를 변경한다(240). 예를 들어, 배터리 충전 장치(110)는 충전 전류 1.2 C-rate를 1.1 C-rate로 변경할 수 있다. 다시 말해, 배터리 충전 장치(110)는 1.2 C-rate 충전 구간을 종료하고 1.1 C-rate 충전 구간에서 배터리(120)를 충전할 수 있다.If the voltage of the
배터리 충전 장치(110)는 배터리(120)의 전압이 최대 전압에 도달하기 전까지 단계(210) 내지 단계(240)을 반복적으로 수행한다. 배터리 충전 장치(110)가 단계(210) 내지 단계(240)을 반복적으로 수행했을 때, 배터리(120)의 전압 그래프(310)가 도 3에 도시된다. 도 3을 참조하면, 배터리(120)의 전압이 최대 전압에 도달하기 전까지, 배터리 충전 장치(110)는 전류 변경 이벤트가 발생할 때마다 충전 전류를 변경한다.The
단계(230)에서 배터리(120)의 전압이 최대 전압에 도달하면, 배터리 충전 장치(110)는 정전압으로 배터리를 충전한다(250). 다시 말해, 배터리 충전 장치(110)는 정전압 충전 모드에서 배터리(120)를 충전한다. 이 때, 충전 전류는 시간이 지날수록 점점 감소하고, 결국 충전 전류는 종료 전류(termination current)(예를 들어, 0.05 C-rate)에 도달한다. 배터리 충전 장치(110)는 충전 전류가 종료 전류에 도달하면, 충전을 종료한다(260).When the voltage of the
일 실시예에 따르면, 스텝 충전 모드에서의 충전은 임계 전압 기반으로 제어되므로, 배터리(120)의 음극 전위는 기준값 이상으로 유지될 수 있다. 이에 따라, 배터리(120) 음극 전극에 금속이 도금되는 현상이 완화될 수 있고, 배터리(120)의 수명 특성이 향상될 수 있다.According to an embodiment, since charging in the step charging mode is controlled based on the threshold voltage, the negative potential of the
도 4a 내지 도 4b는 일 실시예에 따른 배터리 충전 방법의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.4A to 4B are diagrams for explaining another example of a method for charging a battery according to an embodiment.
도 4a를 참조하면, SOH(state of health)들 각각에 대응되는 표(410, 420, 및 430)가 도시된다. SOH는 수명 정보로 달리 표현될 수 있다.Referring to FIG. 4A , tables 410 , 420 , and 430 corresponding to each state of health (SOH) are shown. SOH may be expressed differently as lifetime information.
배터리(120)의 음극 전위 특성은 배터리(120)의 열화 정도에 따라 달라지게 되는데, 배터리 충전 장치(110)가 배터리(120)의 열화 정도를 고려하지 않고 하나의 표(일례로, 위의 표 2)를 계속 이용하여 배터리 충전 방법을 수행하면, 음극 전위가 기준값보다 작아지는 상황이 발생할 수 있다. 이에 따라, 배터리 충전 장치(110)는 배터리(120)가 열화되어 SOH가 감소하면, 감소된 SOH에 대응되는 표로 도 2의 배터리 충전 방법을 수행할 수 있다. 예를 들어, 배터리 충전 장치(110)는 배터리(120)의 SOH=0.95일 때 표(410)로 배터리 충전 방법을 수행할 수 있고, SOH=0.9이면 표(410)를 표(420)로 대체하여 도 2의 배터리 충전 방법을 수행할 수 있다. 또한, 배터리 충전 장치(110)는 SOH=0.85이면 표(420)를 표(430)로 대체하여 도 2의 배터리 충전 방법을 수행할 수 있다.The negative potential characteristic of the
도 4b를 참조하면, 배터리 종류들 각각에 대응되는 표(440, 450, 및460)가 도시된다. 이러한 표들(440, 450, 및460) 각각에는 해당 종류의 배터리에 대한 충전 전류와 임계 전압 사이의 대응 관계가 기록되어 있다. Referring to FIG. 4B , tables 440 , 450 , and 460 corresponding to battery types, respectively, are shown. In each of these tables 440 , 450 , and 460 , a correspondence between a charging current and a threshold voltage for a corresponding type of battery is recorded.
배터리 충전 장치(110)는 배터리(120)의 종류를 고려하여 다양한 표들(440, 450, 및 460) 중에서 어느 하나를 선택할 수 있고, 선택한 표로 도 2의 배터리 충전 방법을 수행할 수 있다. 예를 들어, 배터리 충전 장치(110)는 표들(440, 450, 및 460)에서 배터리(120)의 종류에 대응되는 표를 선택할 수 있다. 배터리 충전 장치(110)는 배터리(120)의 종류가 a이면 표(440)를 선택할 수 있고, 배터리(120)의 종류가 b이면 표(450)를 선택할 수 있으며, 배터리(120)의 종류가 c이면 표(460)를 선택할 수 있다. 배터리 충전 장치(110)는 선택한 표로 도 2의 배터리 충전 방법을 수행할 수 있다. The
일 실시예에 따른 배터리 충전 장치(110)가 도 1 내지 도 4b를 통해 설명한 배터리 충전 방법을 수행하기 위해서, 스텝 충전 모드의 각 충전 전류에 대응되는 임계 전압이 미리 결정되어야 한다. 이하, 도 5 내지 도 10을 참조하면서, 임계 전압이 어떻게 결정되는지에 대해 설명한다.In order for the
도 5 내지 도 8b는 일 실시예에 따른 임계 전압 결정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.5 to 8B are flowcharts illustrating a method of determining a threshold voltage according to an exemplary embodiment.
일 실시예에 따른 임계 전압 결정 방법은 임계 전압 결정 장치에 의해 수행될 수 있다.The threshold voltage determination method according to an embodiment may be performed by a threshold voltage determination apparatus.
도 5를 참조하면, 임계 전압 결정 장치는 기본 충전 모드(normal charging mode)에서 기준 배터리(reference battery)를 충전한다(510). 기본 충전 모드는, 일례로, CCCV(C-rate=0.3)일 수 있다. 이 경우, 임계 전압 결정 장치는 정전류 0.3 C-rate로 기준 배터리를 충전하고, 기준 배터리의 SOC가 미리 정해진 SOC(예를 들어, 약 80%)에 도달하면 정전압으로 기준 배터리를 충전할 수 있다. Referring to FIG. 5 , the threshold voltage determining device charges a reference battery in a normal charging mode ( 510 ). The basic charging mode may be, for example, CCCV (C-rate=0.3). In this case, the threshold voltage determining device may charge the reference battery with a constant current of 0.3 C-rate, and when the SOC of the reference battery reaches a predetermined SOC (eg, about 80%), the reference battery may be charged with a constant voltage.
기준 배터리는 배터리(120)와 동일한 종류의 배터리에 기준 전극(reference electrode)이 삽입된 것이다. The reference battery is one in which a reference electrode is inserted into the same type of battery as the
임계 전압 결정 장치는 기본 충전 모드에서 충전 중인 기준 배터리의 음극 전위를 측정한다(515). 여기서, 음극 전위는 기준 배터리의 음극의 전위와 기준 전극의 전위 사이의 차이를 나타낸다. 임계 전압 결정 장치는 기준 배터리가 완전 충전될 때까지 음극 전위를 측정할 수 있다. The threshold voltage determining device measures the negative potential of the reference battery being charged in the basic charging mode ( 515 ). Here, the negative potential represents the difference between the potential of the negative electrode of the reference battery and the potential of the reference electrode. The threshold voltage determination device may measure the negative potential until the reference battery is fully charged.
임계 전압 결정 장치는 음극 전위의 측정 결과를 기초로 기준 배터리의 음극 전위의 최소값을 찾고(520), 최소값을 기초로 기준값을 결정한다(525). 예를 들어, 임계 전압 결정 장치는 도 6에 도시된 음극 전위의 측정 결과(610)에서 음극 전위의 최소값 0.1V를 찾을 수 있고, 최소값을 기준값으로 결정할 수 있다. 도 6에 도시된 예의 경우, 기준값은 0.1이다. The threshold voltage determining device finds the minimum value of the negative potential of the reference battery based on the measurement result of the negative potential ( 520 ), and determines the reference value based on the minimum ( 525 ). For example, the threshold voltage determining apparatus may find a minimum value of 0.1 V of the cathode potential from the
전술한 최소값은 예시적인 사항으로, 충전 환경에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 기본 충전 모드의 C-rate=0.3이고, 음극의 온도가 상온 보다 낮은 경우(예를 들어, -10℃인 경우), 음극 전위의 최소값은 0.075V일 수 있고, 기본 충전 모드의 C-rate가 0.3보다 작고, 음극의 온도가 상온보다 높은 경우(예를 들어, 60℃인 경우), 음극 전위의 최소값은 0.73V일 수 있다. 음극의 온도가 동일한 상황에서, 기본 충전 모드의 C-rate가 증가할수록 음극 전위의 최소값은 감소할 수 있다. 음극의 온도 및 기본 충전 모드의 C-rate를 고려하여 음극 전위의 최소값은 0.075V 내지 0.73V로 설정될 수 있다. 상온의 음극 온도 및 0.3보다 큰 C-rate를 고려하여 음극 전위의 최소값은 0.075V 내지 0.2V로 설정될 수 있다. 또한, 음극 전위의 최소값은 기준 배터리의 종류마다 다를 수 있다. 예를 들어, 전극 활물질(active material), 전극의 두께, 전극의 기공률(porosity), 전해액(electrolyte), 집전체(current collector), 기준 배터리의 크기, 및/또는 기준 배터리의 최대 전압은 기준 배터리의 종류마다 다를 수 있고, 앞서 열거한 항목들은 음극 전위의 최소값과 관련될 수 있으므로, 음극 전위의 최소값은 기준 배터리의 종류마다 다를 수 있다.The above-mentioned minimum values are exemplary and may vary depending on the charging environment. For example, when C-rate = 0.3 in the basic charging mode, and the temperature of the negative electrode is lower than room temperature (for example, -10 °C), the minimum value of the negative electrode potential may be 0.075V, When the C-rate is less than 0.3 and the temperature of the cathode is higher than room temperature (eg, 60° C.), the minimum value of the cathode potential may be 0.73V. In a situation where the temperature of the anode is the same, the minimum value of the cathode potential may decrease as the C-rate of the basic charging mode increases. In consideration of the temperature of the negative electrode and the C-rate of the basic charging mode, the minimum value of the negative potential may be set to 0.075V to 0.73V. In consideration of the cathode temperature at room temperature and a C-rate greater than 0.3, the minimum value of the cathode potential may be set to 0.075V to 0.2V. In addition, the minimum value of the negative potential may be different for each type of the reference battery. For example, the active material of the electrode, the thickness of the electrode, the porosity of the electrode, the electrolyte, the current collector, the size of the reference battery, and/or the maximum voltage of the reference battery may be may be different for each type of battery, and the items listed above may be related to the minimum value of the negative potential, so the minimum value of the negative potential may be different for each type of the reference battery.
임계 전압 결정 장치는 기준값을 결정한 경우, 기준 배터리를 방전한다(530). 이 때, 임계 전압 결정 장치는 기준 배터리를 완전 방전할 수 있다.When the threshold voltage determining device determines the reference value, the reference battery is discharged ( 530 ). At this time, the threshold voltage determining device may completely discharge the reference battery.
임계 전압 결정 장치는 방전된 기준 배터리를 스텝 충전 모드의 충전 전류로 충전한다(535). 일례로, 임계 전압 결정 장치는 위에서 설명한 스텝 충전 모드의 충전 전류 1.2 C-rate로 충전할 수 있다. The threshold voltage determining device charges the discharged reference battery with the charging current of the step charging mode ( 535 ). As an example, the threshold voltage determining device may be charged at a charging current of 1.2 C-rate in the step charging mode described above.
임계 전압 결정 장치는 스텝 충전 모드의 충전 전류로 충전 중인 기준 배터리의 전압과 최대 전압을 비교한다(540).The threshold voltage determining unit compares the voltage of the reference battery being charged with the charging current of the step charging mode and the maximum voltage ( 540 ).
기준 배터리의 전압이 최대 전압보다 작으면, 임계 전압 결정 장치는 기준 배터리의 음극 전위가 기준값에 도달하는지 모니터링한다(545). If the voltage of the reference battery is less than the maximum voltage, the threshold voltage determining device monitors whether the negative potential of the reference battery reaches a reference value ( 545 ).
모니터링 결과 기준 배터리의 음극 전위가 기준값에 도달하지 않으면, 임계 전압 결정 장치는 기준 배터리를 1.2 C-rate로 계속 충전한다. As a result of monitoring, if the negative potential of the reference battery does not reach the reference value, the threshold voltage determining device continues to charge the reference battery at 1.2 C-rate.
모니터링 결과 기준 배터리의 음극 전위가 기준값에 도달하면, 임계 전압 결정 장치는 기준 배터리의 전압을 충전 전류에 대응하는 임계 전압으로 결정한다(550). 또한, 임계 전압 결정 장치는 충전 전류를 변경한다(565). 그리고, 임계 전압 결정 장치는 단계(535) 내지 단계(565)를 반복적으로 수행할 수 있고, 기준 배터리의 전압이 최대 전압 이상이면, 임계 전압 결정 장치는 충전을 종료한다(570). As a result of monitoring, when the negative potential of the reference battery reaches the reference value, the threshold voltage determining device determines the voltage of the reference battery as a threshold voltage corresponding to the charging current ( S550 ). Also, the threshold voltage determination device changes the charging current (565). Then, the threshold voltage determining device may repeatedly perform
도 7에 단계(535) 내지 단계(565)가 반복적으로 수행된 결과에 따른 음극 전위의 그래프(710)가 도시된다. 1.2 C-rate로 기준 배터리가 충전되는 동안 음극 전위가 기준값(720)에 도달했을 때, 기준 배터리의 전압이 3.974V라 하자. 임계 전압 결정 장치는 3.974V를 1.2 C-rate에 대응하는 임계 전압으로 결정할 수 있고, 충전 전류를 1.1 C-rate로 변경할 수 있다. 임계 전압 결정 장치는 1.1 C-rate로 기준 배터리를 충전하는 동안 기준 배터리의 음극 전위가 기준값(720)에 도달하면, 음극 전위가 기준값(720)에 도달할 때의 전압을 1.1 C-rate에 대응되는 임계 전압으로 결정할 수 있고, 충전 전류를 1.1 C-rate에서 1.0 C-rate로 변경할 수 있다. 이와 같은 방식으로, 임계 전압 결정 장치는 단계(535) 내지 단계(565)가 반복적으로 수행하여 스텝 충전 모드의 충전 전류들 각각에 대응되는 임계 전압을 결정할 수 있고, 충전 전류와 임계 전압 사이의 대응 관계가 기록된 표를 완성할 수 있다. 완성된 표는, 예를 들어, 위에서 설명한 표 2에 해당할 수 있다.7 shows a
구현에 따라, 다양한 종류의 배터리들에 기준 전극이 삽입될 수 있다. 이 경우, 임계 전압 결정 장치는 기준 전극이 삽입된 배터리들에 도 5의 임계 전압 결정 방법을 수행함으로써, 각 배터리 종류에 대응되는 표를 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 표들은 도 4b를 통해 설명한 표들(440, 450, 및 460)에 해당할 수 있다. According to implementation, the reference electrode may be inserted into various types of batteries. In this case, the threshold voltage determination apparatus may generate a table corresponding to each battery type by performing the threshold voltage determination method of FIG. 5 on the batteries in which the reference electrode is inserted. The tables generated in this way may correspond to the tables 440 , 450 , and 460 described with reference to FIG. 4B .
일 실시예에 따르면, 단계(525)에서 임계 전압 결정 장치는 최소값에 일정한 값 α를 더해 기준값을 결정할 수 있다. 여기서, α는 상수로, 0<α≤0.1일 수 있다. 이 경우, 충전 전류에 대응하는 임계 전압은 기준값이 최소값일 때보다 낮게 결정되는데, 이에 대해선 도 8a 내지 도 8b를 참조하면서 구체적으로 설명한다.According to an embodiment, in
도 8a을 참조하면, 기준값=0.1인 경우(810) 및 기준값=0.11인 경우(820) 각각에서 단계(535) 내지 단계(565)의 반복적 수행 결과에 따른 음극 전위에 그래프가 도시되고, 도 8a에 도시된 각 그래프에 대한 수치표가 아래 표 3에 기재된다. Referring to FIG. 8A , a graph is shown of the cathode potential according to the results of repeated execution of
위 표 3을 참조할 때, 동일한 충전 전류이면, 음극 전위가 기준값=0.11에 도달했을 때의 SOC가 기준값=0.1에 도달했을 때의 SOC보다 작다. 이는, 동일한 충전 전류가 기준 배터리에 흐르면, 음극 전위가 기준값=0.11에 도달했을 때의 기준 배터리의 전압은 음극 전위가 기준값=0.1에 도달했을 때의 기준 배터리의 전압보다 작다는 것을 의미한다. 임계 전압은 기준값에 도달했을 때의 기준 배터리의 전압으로 결정되므로, 기준값=0.1인 경우(810)보다 기준값=0.11인 경우(820)에서 임계 전압이 낮게 결정된다. 도 8b에 기준값=0.1인 경우(810)의 임계 전압("□"로 표시)과 기준값=0.11인 경우(820)의 임계 전압(기호 "○"로 표시)이 도시되는데, 기준값=0.11인 경우(820)의 임계 전압이 낮게 형성된다.Referring to Table 3 above, for the same charging current, the SOC when the cathode potential reaches the reference value = 0.11 is smaller than the SOC when the reference value = 0.1 is reached. This means that when the same charging current flows through the reference battery, the voltage of the reference battery when the negative potential reaches the reference value = 0.11 is smaller than the voltage of the reference battery when the negative potential reaches the reference value = 0.1. Since the threshold voltage is determined as the voltage of the reference battery when the reference value is reached, the threshold voltage is determined to be lower when the reference value is 0.11 (820) than when the reference value is 0.1 (810). 8B shows the threshold voltage (indicated by "□") when the reference value = 0.1 (810) and the threshold voltage (indicated by the symbol "○") in the
기준값=0.11인 경우(820)에서 생성된 임계 전압으로 도 2의 배터리 충전 방법이 수행된다면, 충전 전류는 배터리(120)의 전압이 낮은 임계 전압에 도달했을 때에 변경된다. 이에 따라, 배터리(120)의 전압이 낮게 제어되어, 배터리(120)의 사용 기간이 보다 늘어날 수 있다. 위에서 설명한 표 2가 기준값=0.1인 경우(810)에서 생성된 임계 전압이면, 배터리 충전 장치(110)는 배터리(120)의 사용 기간을 보다 늘리기 위해 표 2를 기준값=0.11인 경우(820)에서 생성된 임계 전압으로 대체하여 도 2의 배터리 충전 방법을 수행할 수 있다. If the battery charging method of FIG. 2 is performed with the threshold voltage generated in the case where the reference value = 0.11 ( 820 ), the charging current is changed when the voltage of the
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 임계 전압 결정 방법의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.9 and 10 are diagrams for explaining another example of a method for determining a threshold voltage according to an embodiment.
도 9를 참조하면, 임계 전압 결정 장치는 단계(540)에서 배터리의 전압이 최대 전압에 도달하면, 기준 배터리를 방전한다(910). 여기서, 기준 배터리는 완전 방전될 수 있다.Referring to FIG. 9 , when the voltage of the battery reaches the maximum voltage in
임계 전압 결정 장치는 방전된 기준 배터리의 충방전 사이클 횟수가 미리 정해진 횟수(일례로, 미리 정해진 횟수는 2~100에 속함)에 대응하는지 체크한다(920). 기준 배터리가 미리 정해진 수준까지 열화되었는지를 확인하기 위해 임계 전압 결정 장치는 단계(920)를 수행할 수 있다. 단계(920)에서 충방전 사이클 횟수가 미리 정해진 횟수에 대응하지 않으면, 임계 전압 결정 장치는 단계(535) 내지 단계(565)와 단계(910) 내지 단계(920)을 반복할 수 있다. 달리 표현하면, 기준 배터리를 미리 정해진 수준까지 열화시키기 위해, 임계 전압 결정 장치는 단계(535) 내지 단계(565)와 단계(910) 내지 단계(920)을 반복할 수 있다. 단계(535) 내지 단계(565)와 단계(910) 내지 단계(920)의 반복 수행 결과가 도 10에 도시된다. 보다 구체적으로, 도 10에 5번째, 6번째, 10번째 등 각 충방전 사이클에 대하여, 충전 전류-임계 전압에 대한 그래프가 도시된다. 충방전 사이클 횟수가 증가할수록 임계 전압은 낮게 결정될 수 있는데, 위에서 설명한 것과 같이 낮게 결정된 임계 전압으로 배터리(120)의 충전이 제어된다면 배터리(120)의 사용 기간이 보다 늘어날 수 있다.The threshold voltage determining apparatus checks whether the number of charge/discharge cycles of the discharged reference battery corresponds to a predetermined number (eg, the predetermined number belongs to 2 to 100) ( 920 ). In order to determine whether the reference battery has deteriorated to a predetermined level, the threshold voltage determination apparatus may perform
단계(920)에서 충방전 사이클 횟수가 미리 정해진 횟수에 대응하면, 임계 전압 결정 장치는 충전을 종료한다. 예를 들어, 충방전 사이클 횟수가 미리 정해진 횟수 76에 해당하면, 임계 전압 결정 장치는 충전을 종료하고, 충방전 사이클 횟수 76번째에 대한 충전 전류-임계 전압 표를 생성할 수 있다. 생성된 표는 배터리 충전 장치(110)에 저장될 수 있다.When the number of charge/discharge cycles corresponds to the predetermined number in
구현에 따라, 임계 전압 결정 장치는 충방전 사이클 횟수가 일정 횟수들 각각에 해당될 때마다 충전 전류-임계 전압 표를 생성하여 저장할 수 있다. 다시 말해, 임계 전압 결정 장치는 충방전 사이클 횟수가 증가할수록 감소하는 SOH에 대응되는 표를 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 표들은 위 도 4a를 통해 설명한 표들(410, 420, 및 430)에 해당할 수 있다.According to implementation, the threshold voltage determining device may generate and store the charging current-threshold voltage table whenever the number of charge/discharge cycles corresponds to each of the predetermined times. In other words, the threshold voltage determining device may generate a table corresponding to the SOH that decreases as the number of charge/discharge cycles increases. The tables generated in this way may correspond to the tables 410 , 420 , and 430 described with reference to FIG. 4A .
도 11은 일 실시예에 따른 배터리 충전 장치를 설명하기 위한 블록도이다.11 is a block diagram illustrating an apparatus for charging a battery according to an exemplary embodiment.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 배터리 충전 장치(110)는 컨트롤러(1110) 및 메모리(1120)를 포함한다.Referring to FIG. 11 , the
컨트롤러(1110)는 배터리(120)를 충전한다. 일례로, 컨트롤러(1110)는 스텝 충전 모드에서 충전 전류로 배터리(120)를 충전한다.The
컨트롤러(1110)는 충전 전류로 배터리(120)를 충전하는 동안 전류 변경 이벤트가 발생하는 경우, 충전 전류를 이후 충전 전류로 변경한다. When a current change event occurs while charging the
메모리(1120)는 충전 전류와 임계 전압 사이의 대응 관계가 기록된 표를 저장한다. 메모리(1120)는, 예를 들어, 도 2를 통해 설명한 표 1을 저장할 수 있다. 구현에 따라, 메모리(1120)는 도 4a를 통해 설명한 표들(410, 420, 및 430) 및/또는 도 4b를 통해 설명한 표들(440, 450, 및 460)을 저장할 수 있다.The
도 1 내지 도 10을 통해 기술된 사항들은 도 11을 통해 기술된 사항들에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.Since the matters described with reference to FIGS. 1 to 10 may be applied to the matters described with reference to FIG. 11 , a detailed description thereof will be omitted.
도 12는 일 실시예에 따른 임계 전압 결정 장치를 설명하기 위한 블록도이다.12 is a block diagram illustrating an apparatus for determining a threshold voltage according to an embodiment.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 임계 전압 결정 장치(1200)는 메모리 (1210) 및 컨트롤러(1220)를 포함한다.Referring to FIG. 12 , an
컨트롤러(1220)는 스텝 충전 모드에서 기준 배터리를 충전한다. The
컨트롤러(1220)는 스텝 충전 모드에서 기준 배터리를 충전하는 동안 기준 배터리의 음극 전위가 기준값에 도달하는 경우, 기준 배터리의 전압을 충전 전류에 대응되는 임계 전압으로 결정하고 충전 전류를 변경한다. 컨트롤러(1220)는 이러한 동작을 기준 배터리의 음극 전위가 기준값에 도달할 때마다 수행할 수 있다. 이로써, 컨트롤러(1220)는 스텝 충전 모드의 각 충전 전류에 대응되는 임계 전압을 결정할 수 있고, 충전 전류와 임계 전압 사이의 대응 관계를 기록한 표를 생성할 수 있다. When the negative potential of the reference battery reaches the reference value while charging the reference battery in the step charging mode, the
메모리(1210)는 컨트롤러(1220)에 의해 생성된 표를 저장한다.The
임계 전압 결정 장치(1200)에 의해 생성된 표는 전술한 배터리 충전 장치(110) 또는 후술할 배터리 관리 시스템에 저장될 수 있다.The table generated by the threshold
도 1 내지 도 11을 통해 기술된 사항들은 도 12를 통해 기술된 사항들에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.Since the matters described with reference to FIGS. 1 to 11 may be applied to the matters described with reference to FIG. 12 , a detailed description thereof will be omitted.
도 13은 일 실시예에 따른 자동차를 설명하기 위한 도면이다.13 is a view for explaining a vehicle according to an embodiment.
도 13을 참조하면, 자동차(1300)는 배터리 시스템(1310)을 포함한다. 자동차(1300)는 배터리 팩(1311)을 전원(power)으로 이용하는 자동차일 수 있다. 자동차(1300)는, 예를 들어, 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차일 수 있다. Referring to FIG. 13 , a
배터리 시스템(1310)은 배터리 팩(1311) 및 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)(1312)을 포함한다. 위에서 설명한 배터리 충전 장치(110)는 오프-보드(off-board) 충전기로, 자동차(1300)의 외부 충전기에 해당할 수 있다. 이 경우, 배터리 충전 장치(110)는 케이블을 통해 자동차(1300)와 연결되어 배터리 팩(1311)을 충전할 수 있다. 구현에 따라, 배터리 충전 장치(110)는 온-보드(on-board) 충전기로, 자동차(1300) 또는 BMS(1312)에 포함될 수 있다. The
배터리 충전 장치(110)는 배터리 팩(1311)에 포함된 배터리 셀의 음극 전위가 기준값 이상을 유지하도록 배터리 팩(1311)에 대한 충전을 제어할 수 있다. 이로써, 배터리 팩(1311)의 수명 특성이 향상될 수 있다.The
도 1 내지 도 12를 통해 기술된 사항은 도 13을 통해 기술된 사항에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.Since the matters described with reference to FIGS. 1 to 12 may be applied to the matters described with reference to FIG. 13 , a detailed description thereof will be omitted.
도 14는 일 실시예에 따른 단말을 설명하기 위한 도면이다.14 is a diagram for describing a terminal according to an embodiment.
도 14를 참조하면, 단말(1400) 및 파워 소스(1420)가 도시된다. 단말(1400)은 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC, 또는 웨어러블 디바이스와 같은 이동 단말일 수 있다. 단말(1400)에 대한 예는 예시적인 사항일 뿐, 단말(1400)은 전술한 예로 제한되지 않는다. Referring to FIG. 14 , a terminal 1400 and a
일 실시예에 따르면, 배터리 충전 장치(110)는 단말(1400)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 배터리 충전 장치(110)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 단말(1400)에 탑재될 수 있다. 단말(1400)은 위에서 설명한 배터리 충전 방법을 수행할 수 있다.According to an embodiment, the
다른 실시예에 따르면, 배터리 충전 장치(110)는 파워 소스(1420)에 포함될 수 있다. 여기서, 파워 소스(1420)는 단말(1400)의 충전 포트와 유선으로 연결되거나 무선으로 연결될 수 있다. 파워 소스(1420)는 위에서 설명한 배터리 충전 방법에 따라 동작하여 단말(1400)의 배터리(1410)를 충전할 수 있다. According to another embodiment, the
도 14에는 배터리(1410)가 단말(1400)에 포함된 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 실시예에 따른 예시적인 사항일 뿐이다. 예를 들어, 단말(1400)로부터 분리된 배터리(1410)가 파워 소스(1620)와 연결되어 충전될 수 있다.Although the
도 1 내지 도 13을 통해 기술된 사항은 도 14를 통해 기술된 사항에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.Since the matters described with reference to FIGS. 1 to 13 may be applied to the matters described with reference to FIG. 14 , a detailed description thereof will be omitted.
배터리(120)의 음극 전위는 배터리(120)의 내부 상태에 해당하므로, 배터리(120)가 충전되는 동안 측정되기 어렵다. 이에 따라, 배터리(120)의 음극 전위는 충전하는 동안 측정이 아닌 추정될 수 있고, 이러한 추정을 위해 전기 화학적 모델이 이용될 수 있다. 하지만, 전기 화학적 모델은 고성능을 요구하고 있어, 저성능 배터리 관리 시스템 및 이동 단말은 전기 화학적 모델을 구동하는 것이 어렵다. 일 실시예에 따르면, 저성능 배터리 관리 시스템 및/또는 이동 단말은 전기 화학적 모델을 이용하여 음극 전위를 추정하는 방법 대신에 위에서 설명한 배터리 충전 방법을 수행할 수 있다. 이에 따라, 저성능 배터리 관리 시스템 및/또는 이동 단말은 배터리(120)를 충전하는 동안 배터리(120)의 음극 전위를 일정 수준 이상으로 유지할 수 있어, 배터리(120)의 수명 특성을 보다 향상시킬 수 있다. Since the negative potential of the
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (22)
배터리의 제1 수명 정보에 대응되는 제1 테이블에 기록된 충전 전류로 배터리를 충전하는 단계;
상기 배터리가 충전되는 동안 전류 변경 이벤트가 발생하는 경우, 상기 충전 전류를 변경하는 단계; 및
상기 배터리의 수명 정보가 상기 제1 수명 정보에서 제2 수명 정보로 감소하는 경우, 상기 제2 수명 정보에서의 배터리 충전을 위해, 상기 제1 테이블에서 상기 제2 수명 정보에 대응되는 제2 테이블로 변경하는 단계
를 포함하고,
상기 전류 변경 이벤트는 상기 배터리가 상기 제1 테이블에서 상기 충전 전류와 맵핑된 임계 전압에 도달하는 경우, 발생하고,
상기 임계 전압은 상기 배터리의 음극 전위(anode potential)가 기준값이 될 때의 전압을 나타내며,
상기 기준값은 상기 배터리와 동일한 종류의 기준 배터리의 음극 전위 측정 결과 중 최소값에 해당하고,
상기 제2 테이블에는 상기 제2 수명 정보에서의 충전 전류와 임계 전압이 맵핑되어 있는,
배터리 충전 방법.
In the battery charging method of the battery charging device,
charging the battery with the charging current recorded in the first table corresponding to the first life information of the battery;
changing the charging current when a current changing event occurs while the battery is being charged; and
When the life information of the battery decreases from the first life information to the second life information, from the first table to a second table corresponding to the second life information for charging the battery in the second life information step to change
including,
The current change event occurs when the battery reaches a threshold voltage mapped with the charging current in the first table,
The threshold voltage represents a voltage when the anode potential of the battery becomes a reference value,
The reference value corresponds to the minimum value among the negative potential measurement results of a reference battery of the same type as the battery,
In the second table, the charging current and the threshold voltage in the second life information are mapped,
How to charge the battery.
상기 배터리가 최대 전압에 도달하는 경우, 정전압으로 상기 배터리를 충전하는 단계; 및
상기 배터리를 상기 정전압으로 충전하는 동안 충전 전류가 감소하여 종료 전류에 도달하는 경우, 상기 배터리의 충전을 종료하는 단계
를 더 포함하는,
배터리 충전 방법.
According to claim 1,
charging the battery to a constant voltage when the battery reaches a maximum voltage; and
terminating charging of the battery when the charging current decreases to reach an end current while charging the battery at the constant voltage;
further comprising,
How to charge the battery.
상기 기준값은 0.075V 내지 0.73V인, 배터리 충전 방법.
According to claim 1,
The reference value is 0.075V to 0.73V, the battery charging method.
상기 기준값은 0.075V 내지 0.2V인, 배터리 충전 방법.
7. The method of claim 6,
The reference value is 0.075V to 0.2V, the battery charging method.
A computer program stored in a medium for executing the method of any one of claims 1 and 5 to 7 in combination with hardware.
를 포함하고,
상기 전류 변경 이벤트는 상기 배터리가 상기 제1 테이블에서 상기 충전 전류와 맵핑된 임계 전압에 도달하는 경우, 발생하고,
상기 임계 전압은 상기 배터리의 음극 전위(anode potential)가 기준값이 될 때의 전압을 나타내며,
상기 기준값은 상기 배터리와 동일한 종류의 기준 배터리의 음극 전위 측정 결과 중 최소값에 해당하고,
상기 제2 테이블에는 상기 제2 수명 정보에서의 충전 전류와 임계 전압이 맵핑되어 있는,
배터리 충전 장치.
The battery is charged with the charging current recorded in the first table corresponding to the first life information of the battery, and when a current change event occurs while the battery is being charged, the charging current is changed, and the life information of the battery is When the first life information is reduced from the first life information to the second life information, the controller changes the first table to a second table corresponding to the second life information in order to charge the battery in the second life information
including,
The current change event occurs when the battery reaches a threshold voltage mapped with the charging current in the first table,
The threshold voltage represents a voltage when the anode potential of the battery becomes a reference value,
The reference value corresponds to the minimum value among the negative potential measurement results of a reference battery of the same type as the battery,
In the second table, the charging current and the threshold voltage in the second life information are mapped,
battery charging device.
상기 컨트롤러는 상기 배터리가 최대 전압에 도달하는 경우, 정전압으로 상기 배터리를 충전하고, 상기 배터리를 상기 정전압으로 충전하는 동안 충전 전류가 감소하여 종료 전류에 도달하는 경우, 상기 배터리의 충전을 종료하는,
배터리 충전 장치.
10. The method of claim 9,
the controller charges the battery with a constant voltage when the battery reaches a maximum voltage, and ends charging of the battery when the charging current decreases to reach an end current while charging the battery with the constant voltage;
battery charging device.
상기 기준값은 0.075V 내지 0.73V인, 배터리 충전 장치.
10. The method of claim 9,
The reference value is 0.075V to 0.73V, the battery charging device.
상기 기준값은 0.075V 내지 0.2V인, 배터리 충전 장치.
15. The method of claim 14,
The reference value is 0.075V to 0.2V, the battery charging device.
배터리의 제1 수명 정보에 대응되는 제1 테이블에 기록된 제1 충전 전류값으로 배터리를 충전하는 단계;
상기 배터리가 상기 제1 테이블에서 상기 제1 충전 전류값과 맵핑된 임계 전압에 도달하면 상기 제1 충전 전류값보다 낮은 제2 충전 전류값으로 충전하는 단계; 및
상기 배터리의 수명 정보가 상기 제1 수명 정보에서 제2 수명 정보로 감소하는 경우, 상기 제2 수명 정보에서의 배터리 충전을 위해, 상기 제1 테이블에서 상기 제2 수명 정보에 대응되는 제2 테이블로 변경하는 단계
를 포함하고,
상기 임계 전압은 상기 배터리의 음극 전위가 기준값이 될 때의 전압을 나타내고,
상기 기준값은 상기 배터리와 동일한 종류의 기준 배터리의 음극 전위 측정 결과 중 최소값에 해당하며.
상기 제2 테이블에는 상기 제2 수명 정보에서의 충전 전류와 임계 전압이 맵핑되어 있는, 배터리 충전 방법.
In the battery charging method of the battery charging device,
charging the battery with a first charging current value recorded in a first table corresponding to the first life information of the battery;
charging the battery to a second charging current value lower than the first charging current value when the battery reaches a threshold voltage mapped to the first charging current value in the first table; and
When the life information of the battery decreases from the first life information to the second life information, from the first table to a second table corresponding to the second life information for charging the battery in the second life information step to change
including,
The threshold voltage represents a voltage when the negative potential of the battery becomes a reference value,
The reference value corresponds to a minimum value among the negative potential measurement results of a reference battery of the same type as the battery.
In the second table, a charging current and a threshold voltage in the second life information are mapped.
상기 기준값은 0.075V 내지 0.73V인 배터리 충전 방법.
17. The method of claim 16,
The reference value is a battery charging method of 0.075V to 0.73V.
상기 기준값은 0.075V 내지 0.2V인 배터리 충전 방법.
18. The method of claim 17,
The reference value is a battery charging method of 0.075V to 0.2V.
상기 제1 충전 전류값은 1.0 C-rate 이상인 배터리 충전 방법.
17. The method of claim 16,
The first charging current value is 1.0 C-rate or more battery charging method.
상기 배터리가 최대 전압에 도달하는 경우, 정전압으로 상기 배터리를 충전하는 단계; 및
상기 배터리를 상기 정전압으로 충전하는 동안 충전 전류가 감소하여 종료 전류에 도달하는 경우, 상기 배터리의 충전을 종료하는 단계
를 더 포함하는 배터리 충전 방법.17. The method of claim 16,
charging the battery to a constant voltage when the battery reaches a maximum voltage; and
terminating charging of the battery when the charging current decreases to reach an end current while charging the battery at the constant voltage;
A method of charging a battery further comprising a.
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