KR102659880B1

KR102659880B1 - Apparatus and method for evaluating a power capability for charge/discharge of a battery pack

Info

Publication number: KR102659880B1
Application number: KR1020190028804A
Authority: KR
Inventors: 전지훈; 최양림
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2024-04-22
Also published as: KR20200109572A

Abstract

배터리 팩의 전력 사양을 평가하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 테스트 시스템이 제공된다. 상기 장치는, 소정의 충전 상태를 가지는 테스트 셀에 대하여 시행된 정전력 방전 테스트에 연관된 설정 데이터 및 측정 데이터를 수신하도록 구성되는 인터페이스부; 및 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 설정 데이터 및 상기 측정 데이터를 기초로, 상기 테스트 셀이 소정의 테스트 기간에 걸쳐 소정의 정전력으로 방전된 시점에서의 상기 배터리 팩의 최종 팩 전압값을 산출하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 최종 팩 전압값이 방전 한계 전압값 이상인 경우, 패스값을 가지는 제1 신호를 상기 인터페이스부에게 전송하도록 구성된다.An apparatus and method for evaluating power specifications of a battery pack and a test system including the apparatus are provided. The device includes an interface unit configured to receive setting data and measurement data related to a constant power discharge test performed on a test cell having a predetermined state of charge; and a control unit. The control unit is configured to calculate the final pack voltage value of the battery pack at the point when the test cell is discharged to a predetermined constant power over a predetermined test period, based on the setting data and the measurement data. The control unit is configured to transmit a first signal having a pass value to the interface unit when the final pack voltage value is greater than or equal to the discharge limit voltage value.

Description

배터리 팩의 충방전을 위한 전력 사양을 평가하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR EVALUATING A POWER CAPABILITY FOR CHARGE/DISCHARGE OF A BATTERY PACK}Apparatus and method for evaluating power specifications for charging and discharging of a battery pack {APPARATUS AND METHOD FOR EVALUATING A POWER CAPABILITY FOR CHARGE/DISCHARGE OF A BATTERY PACK}

본 발명은, 테스트 셀에 대해 시행된 정전력 충전 테스트 또는 정전력 방전 테스트의 결과에 기반하여, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩의 충방전을 위한 전력 사양을 평가하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention provides an apparatus and method for evaluating power specifications for charging and discharging a battery pack including a plurality of battery cells connected in series, based on the results of a constant power charging test or constant power discharge test performed on the test cell. It's about.

최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, as the demand for portable electronic products such as laptops, video cameras, and portable phones has rapidly increased, and as the development of electric vehicles, energy storage batteries, robots, and satellites has begun, the need for high-performance batteries capable of repeated charging and discharging has increased. Research is actively underway.

현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.Currently commercialized batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium batteries. Among these, lithium batteries have little memory effect compared to nickel-based batteries, so they can be freely charged and discharged, and have a very high self-discharge rate. It is attracting attention due to its low and high energy density.

배터리 팩은, 일반적으로 직렬 연결되는 복수의 배터리 셀을 포함한다. 배터리 팩을 안전하고 오래 사용하기 위해서는 배터리 팩이 충방전 중에 배터리 팩에 입력되는 전력(즉, 충전 전력) 배터리 팩으로부터 출력되는 전력(즉, 방전 전력)을 배터리 팩의 상태(예, 팩 전압)에 따라 적절히 제한해줄 필요가 있다.A battery pack generally includes a plurality of battery cells connected in series. In order to use the battery pack safely and for a long time, the power input to the battery pack during charging and discharging (i.e. charging power) and the power output from the battery pack (i.e. discharging power) must be adjusted to determine the status of the battery pack (i.e. pack voltage). It is necessary to restrict it appropriately.

종래 기술에 따르면, 소정 범위의 충전 상태(SOC: state of charge)를 가지는 배터리 셀을 위해 미리 정해진 전력에 배터리 팩에 포함된 배터리 셀의 개수를 곱한 값을 배터리 팩의 최대 허용 전력으로서 결정한다.According to the prior art, the maximum allowable power of the battery pack is determined by multiplying the predetermined power for battery cells with a state of charge (SOC) in a predetermined range by the number of battery cells included in the battery pack.

그러나, 배터리 팩은, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀만을 포함하는 것은 아니며, 버스바, 케이블, 릴레이, 제어회로 등과 같이 배터리 팩의 충방전을 위한 전류 경로에 연결되는 여러 부품들을 포함한다. 각 부품들은 고유한 저항을 가질 뿐만 아니라, 부품들 간 및 부품들과 배터리 셀 간의 접촉 저항도 존재한다.However, the battery pack does not only include a plurality of battery cells connected in series, but also includes various components connected to the current path for charging and discharging the battery pack, such as bus bars, cables, relays, and control circuits. Not only does each component have its own resistance, but there is also contact resistance between components and between components and the battery cell.

따라서, 전술한 종래 기술에 따라 결정되는 배터리 팩의 최대 허용 전력은, 배터리 팩에 포함된 부품들의 저항에 의한 전압 변동분이 반영되지 않은 것이다.Accordingly, the maximum allowable power of the battery pack determined according to the above-described prior art does not reflect the voltage variation due to the resistance of the components included in the battery pack.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 테스트 셀에 대해 시행된 정전력 방전 테스트 또는 정전력 충전 테스트의 결과 및 배터리 팩에 포함된 부품들의 저항에 의한 전압 변동분을 기초로, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩의 충전 또는 방전에 대한 전력 사양을 평가하는 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 테스트 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed to solve the above problems. Based on the results of a constant power discharge test or a constant power charge test performed on a test cell and the voltage variation due to the resistance of the components included in the battery pack, An object of the present invention is to provide an apparatus and method for evaluating power specifications for charging or discharging a battery pack including a plurality of battery cells connected in series, and a test system including the apparatus.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood from the following description, and will be more clearly understood by practicing the present invention. In addition, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations thereof indicated in the claims.

본 발명의 일 측면에 따른 배터리 팩의 방전에 관한 전력 사양을 평가하기 위한 장치는, 소정의 충전 상태를 가지는 테스트 셀에 대하여 시행된 정전력 방전 테스트에 연관된 설정 데이터 및 측정 데이터를 수신하도록 구성되는 인터페이스부; 및 상기 인터페이스부에 동작 가능하게 결합되는 제어부를 포함한다. 상기 설정 데이터는, 저항 마진값, 상기 배터리 팩의 전류 경로에 존재하는 저항을 나타내는 부품 저항 및 상기 배터리 팩 내에 직렬 연결하고자 하는 배터리 셀의 총 개수를 포함한다. 상기 측정 데이터는, 상기 테스트 셀이 소정의 테스트 기간에 걸쳐 소정의 정전력으로 방전된 시점에서 측정된 상기 테스트 셀의 양단에 걸친 전압을 나타내는 최종 전압값, 상기 시점에서 측정된 상기 테스트 셀을 통해 흐르는 전류를 나타내는 최종 전류값 및 상기 소정 충전 상태에 연관된 개방 전압값을 포함한다. 상기 제어부는, 상기 설정 데이터 및 상기 측정 데이터를 기초로, 상기 시점에서의 상기 배터리 팩의 최종 팩 전압값을 산출하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 최종 팩 전압값이 방전 한계 전압값 이상인 경우, 패스값을 가지는 제1 신호를 상기 인터페이스부에게 전송하도록 구성된다.An apparatus for evaluating power specifications regarding discharge of a battery pack according to an aspect of the present invention is configured to receive setting data and measurement data related to a constant power discharge test performed on a test cell having a predetermined state of charge. interface unit; and a control unit operably coupled to the interface unit. The setting data includes a resistance margin value, a component resistance indicating resistance existing in a current path of the battery pack, and the total number of battery cells to be connected in series in the battery pack. The measurement data is a final voltage value representing the voltage across the test cell measured at the point when the test cell is discharged with a predetermined constant power over a predetermined test period, and the final voltage value representing the voltage across the test cell measured at the time. It includes a final current value representing the flowing current and an open-circuit voltage value associated with the predetermined state of charge. The control unit is configured to calculate the final pack voltage value of the battery pack at the time based on the setting data and the measurement data. The control unit is configured to transmit a first signal having a pass value to the interface unit when the final pack voltage value is greater than or equal to the discharge limit voltage value.

상기 제어부는, 상기 최종 팩 전압값이 상기 방전 한계 전압값 미만인 경우, 페일값을 가지는 제2 신호를 상기 인터페이스부에게 전송하도록 구성될 수 있다.The control unit may be configured to transmit a second signal having a fail value to the interface unit when the final pack voltage value is less than the discharge limit voltage value.

상기 제어부는, 하기의 수학식 1을 이용하여, 최종 내부 저항을 산출하도록 구성될 수 있다.The control unit may be configured to calculate the final internal resistance using Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

상기 제어부는, 하기의 수학식 2를 이용하여, 보정된 최종 내부 저항을 산출하도록 구성될 수 있다.The control unit may be configured to calculate the corrected final internal resistance using Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

상기 제어부는, 하기의 수학식 3을 이용하여, 보정된 최종 셀 전압값을 산출하도록 구성될 수 있다.The control unit may be configured to calculate the corrected final cell voltage value using Equation 3 below.

[수학식 3][Equation 3]

상기 제어부는, 하기의 수학식 4를 이용하여, 상기 최종 팩 전압값을 산출하도록 구성될 수 있다.The control unit may be configured to calculate the final pack voltage value using Equation 4 below.

[수학식 4][Equation 4]

P_cell은 상기 소정의 정전력, V_ocv는 개방 전압값, V_{cell_k}는 상기 최종 셀 전압값, R_{cell_k}는 상기 최종 내부 저항, R_{cell_mg_k}는 상기 보정된 최종 내부 저항, V_{cell_mg_k}는 상기 보정된 최종 셀 전압값, N은 상기 총 개수, I_k는 상기 최종 전류값, R_pc는 상기 부품 저항, V_{pack_k}는 상기 최종 팩 전압값을 나타낸다.P _cell is the predetermined constant power, V _ocv is the open-circuit voltage value, V _{cell_k} is the final cell voltage value, R _{cell_k} is the final internal resistance, R _{cell_mg_k} is the corrected final internal resistance, and V _{cell_mg_k} is the final corrected internal resistance. Cell voltage value, N represents the total number, I _k represents the final current value, R _pc represents the component resistance, and V _{pack_k} represents the final pack voltage value.

본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩의 충전에 관한 전력 사양을 평가하기 위한 장치는, 소정의 충전 상태를 가지는 테스트 셀에 대하여 시행된 정전력 충전 테스트에 연관된 설정 데이터 및 측정 데이터를 수신하도록 구성되는 인터페이스부; 및 상기 인터페이스부에 동작 가능하게 결합되는 제어부를 포함한다. 상기 설정 데이터는, 저항 마진값, 상기 배터리 팩의 전류 경로에 존재하는 저항을 나타내는 부품 저항 및 상기 배터리 팩 내에 직렬 연결하고자 하는 배터리 셀의 총 개수를 포함한다. 상기 측정 데이터는, 상기 테스트 셀이 소정의 테스트 기간에 걸쳐 소정의 정전력으로 충전된 시점에서 측정된 상기 테스트 셀의 양단에 걸친 전압을 나타내는 최종 전압값, 상기 시점에서 측정된 상기 테스트 셀을 통해 흐르는 전류를 나타내는 최종 전류값 및 상기 소정 충전 상태에 연관된 개방 전압값을 포함한다. 상기 제어부는, 상기 설정 데이터 및 상기 측정 데이터를 기초로, 상기 시점에서의 상기 배터리 팩의 최종 팩 전압값을 산출하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 최종 팩 전압값이 충전 한계 전압값 이하인 경우, 패스값을 가지는 제1 신호를 상기 인터페이스부에게 전송하도록 구성된다.An apparatus for evaluating power specifications related to charging of a battery pack according to another aspect of the present invention is configured to receive setting data and measurement data associated with a constant power charging test performed on a test cell having a predetermined charging state. interface unit; and a control unit operably coupled to the interface unit. The setting data includes a resistance margin value, a component resistance indicating resistance existing in a current path of the battery pack, and the total number of battery cells to be connected in series in the battery pack. The measurement data is a final voltage value representing the voltage across both ends of the test cell measured at the point when the test cell is charged with a predetermined constant power over a predetermined test period, through the test cell measured at that point in time. It includes a final current value representing the flowing current and an open-circuit voltage value associated with the predetermined state of charge. The control unit is configured to calculate the final pack voltage value of the battery pack at the time based on the setting data and the measurement data. The control unit is configured to transmit a first signal having a pass value to the interface unit when the final pack voltage value is less than or equal to the charging limit voltage value.

상기 제어부는, 상기 최종 팩 전압값이 상기 충전 한계 전압값보다 큰 경우, 페일값을 가지는 제2 신호를 상기 인터페이스부에게 전송하도록 구성될 수 있다.The control unit may be configured to transmit a second signal with a fail value to the interface unit when the final pack voltage value is greater than the charging limit voltage value.

상기 제어부는, 하기의 수학식 5를 이용하여, 최종 내부 저항을 산출하도록 구성될 수 있다.The control unit may be configured to calculate the final internal resistance using Equation 5 below.

[수학식 5][Equation 5]

상기 제어부는, 하기의 수학식 6을 이용하여, 보정된 최종 내부 저항을 산출하도록 구성될 수 있다.The control unit may be configured to calculate the corrected final internal resistance using Equation 6 below.

[수학식 6][Equation 6]

상기 제어부는, 하기의 수학식 7을 이용하여, 보정된 최종 셀 전압값을 산출하도록 구성될 수 있다.The control unit may be configured to calculate the corrected final cell voltage value using Equation 7 below.

[수학식 7][Equation 7]

상기 제어부는, 하기의 수학식 8을 이용하여, 상기 최종 팩 전압값을 산출하도록 구성될 수 있다.The control unit may be configured to calculate the final pack voltage value using Equation 8 below.

[수학식 8][Equation 8]

P_cell은 상기 소정의 정전력, V_ocv는 개방 전압값, V_{cell_k}는 상기 최종 셀 전압값, R_{cell_k}는 상기 최종 내부 저항, R_{cell_mg_k}는 상기 보정된 최종 내부 저항, V_{cell_mg_k}는 상기 보정된 최종 셀 전압값, N은 상기 총 개수, I_k는 상기 최종 전류값, R_pc는 상기 부품 저항, V_{pack_k}는 상기 최종 팩 전압값을 나타내는, 장치.P _cell is the predetermined constant power, V _ocv is the open-circuit voltage value, V _{cell_k} is the final cell voltage value, R _{cell_k} is the final internal resistance, R _{cell_mg_k} is the corrected final internal resistance, and V _{cell_mg_k} is the final corrected internal resistance. wherein N represents the total number, I _k represents the final current value, R _pc represents the component resistance, and V _{pack_k} represents the final pack voltage value.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 테스트 시스템은, 상기 장치를 포함한다.A test system according to another aspect of the present invention includes the above device.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 팩의 방전에 관한 전력 사양을 평가하기 위한 방법은, 제어부가, 상기 배터리 팩을 위한 정전력 테스트에 연관된 설정 데이터 및 측정 데이터를 상기 제어부에 동작 가능하게 결합된 인터페이스부로부터 수신하되, 상기 설정 데이터는, 저항 마진값, 상기 배터리 팩의 전류 경로에 존재하는 저항을 나타내는 부품 저항 및 상기 배터리 팩 내에 직렬 연결하고자 하는 배터리 셀의 총 개수를 포함하고, 상기 측정 데이터는, 소정의 충전 상태를 가지는 테스트 셀이 소정의 테스트 기간에 걸쳐 소정의 정전력으로 방전된 시점에서 측정된 상기 테스트 셀의 양단에 걸친 전압을 나타내는 최종 전압값, 상기 시점에서 측정된 상기 테스트 셀을 통해 흐르는 전류를 나타내는 최종 전류값 및 상기 소정 충전 상태에 연관된 개방 전압값을 포함하는 단계; 상기 제어부가, 상기 설정 데이터 및 상기 측정 데이터를 기초로, 상기 시점에서의 상기 배터리 팩의 최종 팩 전압값을 산출하는 단계; 및 상기 제어부가, 상기 최종 팩 전압값이 방전 한계 전압값 이상인 경우, 패스값을 가지는 제1 신호를 상기 인터페이스부에게 전송하는 단계를 포함한다.A method for evaluating power specifications related to discharge of a battery pack according to another aspect of the present invention includes a control unit operably coupled to the control unit to send setting data and measurement data related to a constant power test for the battery pack. Received from an interface unit, the setting data includes a resistance margin value, a component resistance indicating resistance existing in a current path of the battery pack, and the total number of battery cells to be connected in series in the battery pack, and the measurement data is the final voltage value representing the voltage across both ends of the test cell measured at the point when the test cell having a predetermined state of charge is discharged with a predetermined constant power over a predetermined test period, the test cell measured at that point including a final current value representing the current flowing through and an open-circuit voltage value associated with the predetermined state of charge; calculating, by the control unit, a final pack voltage value of the battery pack at the time based on the setting data and the measurement data; and transmitting, by the control unit, a first signal having a pass value to the interface unit when the final pack voltage value is greater than or equal to the discharge limit voltage value.

상기 방법은, 상기 제어부가, 상기 최종 팩 전압값이 상기 방전 한계 전압값 미만인 경우, 페일값을 가지는 제2 신호를 상기 인터페이스부에게 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include the step of transmitting, by the control unit, a second signal having a fail value to the interface unit when the final pack voltage value is less than the discharge limit voltage value.

상기 최종 팩 전압값을 산출하는 단계는, 하기의 수학식 1을 이용하여, 최종 내부 저항을 산출하는 단계;Calculating the final pack voltage value includes calculating the final internal resistance using Equation 1 below;

[수학식 1][Equation 1]

하기의 수학식 2를 이용하여, 보정된 최종 내부 저항을 산출하는 단계;Calculating the corrected final internal resistance using Equation 2 below;

[수학식 2][Equation 2]

하기의 수학식 3을 이용하여, 보정된 최종 셀 전압값을 산출하는 단계; 및Calculating the corrected final cell voltage value using Equation 3 below; and

[수학식 3][Equation 3]

하기의 수학식 4를 이용하여, 상기 최종 팩 전압값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.It may include calculating the final pack voltage value using Equation 4 below.

[수학식 4][Equation 4]

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 테스트 셀에 대해 시행된 정전력 방전 테스트 또는 정전력 충전 테스트의 결과 및 배터리 팩에 포함된 전도성 부품들의 저항에 의한 전압 변동분을 기초로, 직렬 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩의 충전 및 방전에 대한 전력 사양을 평가할 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, based on the results of a constant power discharge test or a constant power charge test performed on the test cell and the voltage variation due to the resistance of the conductive parts included in the battery pack, a plurality of devices connected in series The power specifications for charging and discharging of a battery pack containing battery cells can be evaluated.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

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 배터리 팩의 전력 사양을 평가하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 시스템의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 배터리 팩의 등가 회로를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 방전에 관한 전력 사양을 평가하기 위한 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩의 충전에 관한 전력 사양을 평가하기 위한 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later, so the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
Figure 1 is a diagram illustrating the configuration of a test system according to an embodiment of the present invention for evaluating the power specifications of a battery pack.
Figure 2 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a battery pack.
Figure 3 is a flowchart illustrating a method for evaluating power specifications regarding discharge of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flowchart illustrating a method for evaluating power specifications related to charging of a battery pack according to another embodiment of the present invention.

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. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle of definability.

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. Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, so at the time of filing this application, various alternatives are available to replace them. It should be understood that equivalents and variations may exist.

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.Additionally, when describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

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.Terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., are used for the purpose of distinguishing one of the various components from the rest, and are not used to limit the components by such terms.

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.Throughout the specification, when it is said that a part “includes” a certain element, this does not mean that other elements are excluded, but that it may further include other elements, unless specifically stated to the contrary. Additionally, terms such as <control unit> used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented as hardware, software, or a combination of hardware and software.

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.Additionally, throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this refers not only to the case where it is "directly connected" but also to the case where it is "indirectly connected" with another element in between. Includes.

도 1은 배터리 팩(40)의 전력 사양을 평가하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트 시스템(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 배터리 팩(40)의 등가 회로를 예시적으로 나타낸 도면이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, k = 1 ~ N 인 것으로 가정한다.FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a test system 10 according to an embodiment of the present invention for evaluating the power specifications of the battery pack 40, and FIG. 2 shows an equivalent circuit of the battery pack 40. This is an illustrative drawing. Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that k = 1 ~ N.

도 1 및 도 2를 참조하면, 테스트 시스템(10)은, 테스트 회로(20), 사용자 디바이스(30) 및 평가 장치(100)를 포함한다.1 and 2, the test system 10 includes a test circuit 20, a user device 30, and an evaluation device 100.

테스트 회로(20)는, 테스트용으로 선정된 셀(11, 이하, 테스트 셀이라고 칭할 수 있음)에 대해 정전력 방전 테스트 및 정전력 충전 테스트를 진행하도록 구성된 회로로서, 충방전 회로(21), 전압 센서(22) 및 전류 센서(23)를 포함한다.The test circuit 20 is a circuit configured to perform a constant power discharge test and a constant power charge test on a cell 11 (hereinafter referred to as a test cell) selected for testing, and includes a charge/discharge circuit 21, It includes a voltage sensor 22 and a current sensor 23.

충방전 회로(21)는, 테스트 셀(11)의 양극 단자 및 음극 단자에 전기적으로 연결된다. 테스트 셀(11)은, 배터리 팩(40)에 포함시킬 배터리 셀(41)과 동일한 사양을 가지도록 생산된 것으로서, 정전력 테스트의 진행에 앞서, 소정의 충전 상태(예, 40%)를 가지도록 마련된 것일 수 있다. The charge/discharge circuit 21 is electrically connected to the positive and negative terminals of the test cell 11. The test cell 11 is produced to have the same specifications as the battery cell 41 to be included in the battery pack 40, and has a predetermined state of charge (e.g., 40%) before proceeding with the constant power test. It may be something that has been prepared.

충방전 회로(21)는, 사용자 디바이스(30)로부터의 제1 테스트 명령에 응답하여, 소정의 정전력(예, 500W)으로 테스트 셀(11)을 적어도 소정의 테스트 기간(예, 1초)에 걸쳐 방전시킴으로써, 정전력 방전 테스트를 진행할 수 있다. 충방전 회로(21)는, 사용자 디바이스(30)로부터의 제2 테스트 명령에 응답하여, 소정의 정전력으로 테스트 셀(11)을 적어도 소정의 테스트 기간(예, 1초)에 걸쳐 충전시킴으로써, 정전력 충전 테스트를 진행할 수 있다. In response to the first test command from the user device 30, the charge/discharge circuit 21 tests the test cell 11 with a predetermined constant power (e.g., 500 W) for at least a predetermined test period (e.g., 1 second). By discharging over , a constant power discharge test can be performed. The charge/discharge circuit 21 charges the test cell 11 with a predetermined constant power over at least a predetermined test period (e.g., 1 second) in response to the second test command from the user device 30, A constant power charging test can be performed.

전압 센서(22)는, 소정의 정전력으로 테스트 셀(11)의 충전 또는 방전이 개시되기 전에, 테스트 셀(11)의 양단에 걸친 전압인 개방 전압(OCV: open circuit voltage)의 값을 측정하도록 구성될 수 있다. The voltage sensor 22 measures the value of open circuit voltage (OCV), which is the voltage across both ends of the test cell 11, before charging or discharging of the test cell 11 begins with a predetermined constant power. It can be configured to do so.

전압 센서(22)는, 충방전 회로(21)에 의해 테스트 셀(11)의 충전 또는 방전이 개시된 시점으로부터 소정의 테스트 기간이 경과된 시점에서의 테스트 셀(11)의 양단에 걸친 전압을 나타내는 최종 셀 전압값을 측정하도록 구성된다. 즉, 최종 셀 전압값은, 소정의 테스트 기간의 마지막 주기에서 측정된 테스트 셀(11)의 양단에 걸친 전압을 나타낸다.The voltage sensor 22 indicates the voltage across both ends of the test cell 11 when a predetermined test period has elapsed from the time when charging or discharging of the test cell 11 is started by the charge/discharge circuit 21. It is configured to measure the final cell voltage value. That is, the final cell voltage value represents the voltage across both ends of the test cell 11 measured in the last cycle of a predetermined test period.

물론, 전압 센서(22)는, 충방전 회로(21)에 의해 테스트 셀(11)이 충전 또는 방전되는 중에, 테스트 셀(11)의 양단에 걸친 전압을 나타내는 추가적 셀 전압값을 소정의 검출 시간(예, 0.1초)마다 주기적으로 측정할 수도 있다. 즉, 각 추가적 셀 전압값은, 소정의 테스트 기간의 마지막 주기보다 앞선 주기에서 측정된 테스트 셀(11)의 양단에 걸친 전압을 나타낸다. 예를 들어, m과 n은 자연수로서 m < n이라고 할때, 테스트 셀(11)이 소정의 정전력으로 방전되는 경우, m번째 주기에서 측정된 추가적 셀 전압값인 제m 셀 전압값은 n번째 주기에서 측정된 추가적 셀 전압값인 제n 셀 전압값보다 작을 것이다. Of course, the voltage sensor 22 generates an additional cell voltage value representing the voltage across both ends of the test cell 11 while the test cell 11 is being charged or discharged by the charge/discharge circuit 21 at a predetermined detection time. It can also be measured periodically (e.g., every 0.1 seconds). That is, each additional cell voltage value represents the voltage across the test cell 11 measured in a cycle preceding the last cycle of the predetermined test period. For example, m and n are natural numbers, and when m < n, when the test cell 11 is discharged with a predetermined constant power, the mth cell voltage value, which is an additional cell voltage value measured in the mth cycle, is n. It will be smaller than the nth cell voltage value, which is the additional cell voltage value measured in the th cycle.

예를 들어, 소정의 테스트 기간이 1초이고, 소정의 검출 시간이 0.1초인 경우, 1초/0.1초=10이므로, 최종 셀 전압값은 10번째 검출 주기에서 측정된 테스트 셀(11)의 양단에 걸친 전압을 나타낸다.For example, if the predetermined test period is 1 second and the predetermined detection time is 0.1 second, 1 second / 0.1 second = 10, so the final cell voltage value is both ends of the test cell 11 measured in the 10th detection cycle. Indicates the voltage across.

전압 센서(22)는, 개방 전압값 및 주기적으로 측정되는 셀 전압값을 나타내는 전압 측정 정보를 사용자 디바이스(30)에게 전송하도록 구성될 수 있다. The voltage sensor 22 may be configured to transmit voltage measurement information indicating an open-circuit voltage value and a periodically measured cell voltage value to the user device 30 .

대안적으로, 개방 전압값은, 상기 소정의 충전 상태에 연관된 것으로서 미리 정해져 있을 수 있다. 예를 들어, 테스트 셀(11)의 충전 상태와 개방 전압 간의 관계를 나타내는 SOC-OCV 커브로부터 상기 소정의 충전 상태에 연결된 단일의 개방 전압값이 미리 정해져 있을 수 있다.Alternatively, the open-circuit voltage value may be predetermined as related to the predetermined state of charge. For example, a single open-circuit voltage value connected to the predetermined charge state may be predetermined from the SOC-OCV curve indicating the relationship between the state of charge of the test cell 11 and the open-circuit voltage.

전류 센서(23)는, 충방전 회로(21)에 의해 테스트 셀(11)의 충전 또는 방전이 개시된 시점으로부터 소정의 테스트 기간이 경과된 시점에서 테스트 셀(11)를 통해 흐르는 전류를 나타내는 최종 전류값을 측정하도록 구성된다. 즉, 최종 전류값은, 소정의 테스트 기간의 마지막 주기에서 측정된 테스트 셀(11)을 통해 흐르는 전류를 나타낸다.The current sensor 23 is a final current indicating the current flowing through the test cell 11 when a predetermined test period has elapsed from the time the charging or discharging of the test cell 11 is started by the charging/discharging circuit 21. It is configured to measure a value. That is, the final current value represents the current flowing through the test cell 11 measured in the last cycle of a predetermined test period.

물론, 전류 센서(23)는, 충방전 회로(21)에 의해 테스트 셀(11)이 충전 또는 방전되는 중에, 테스트 셀(11)를 통해 흐르는 전류를 나타내는 추가적 전류값을 소정 시간(예, 0.1초)마다 주기적으로 측정할 수도 있다. 즉, 각 추가적 전류값은, 소정의 테스트 기간의 마지막 주기보다 앞선 주기에서 측정된 테스트 셀(11)을 통해 흐르는 전류를 나타낸다. 예를 들어, 테스트 셀(11)이 소정의 정전력으로 방전되는 경우, m번째 주기에서 측정된 추가적 전류값인 제m 전류값의 절대값은 n번째 주기에서 측정된 추가적 전류값인 제n 전류값의 절대값보다 클 것이다.Of course, the current sensor 23 generates an additional current value representing the current flowing through the test cell 11 while the test cell 11 is being charged or discharged by the charge/discharge circuit 21 for a predetermined time (e.g., 0.1 It can also be measured periodically (seconds). That is, each additional current value represents the current flowing through the test cell 11 measured in a cycle preceding the last cycle of the predetermined test period. For example, when the test cell 11 is discharged with a predetermined constant power, the absolute value of the mth current value, which is the additional current value measured in the mth cycle, is the nth current value, which is the additional current value measured in the nth cycle. It will be greater than the absolute value of the value.

예를 들어, 소정의 테스트 기간이 1초이고, 소정의 검출 시간이 0.1초인 경우, 1초/0.1초=10이므로, 최종 전류값은 10번째 검출 주기에서 테스트 셀(11)을 통해 흐르는 전류를 나타낸다.For example, if the predetermined test period is 1 second and the predetermined detection time is 0.1 second, 1 second/0.1 second = 10, so the final current value is the current flowing through the test cell 11 in the 10th detection cycle. indicates.

사용자 디바이스(30)는, 충방전 회로(21), 전압 센서(22), 전류 센서(23) 및 평가 장치(100)에 동작 가능하게 결합된다. 사용자 디바이스(30)는, 테스트 셀(11)을 소정의 테스트 기간 동안 소정의 정전력으로 충전 또는 방전시킬 것을 충방전 회로(21)에게 명령하도록 구성된다. 또한, 사용자 디바이스(30)는, 테스트 셀(11)의 충전 또는 방전 중에, 전압 센서(22)로부터 주기적으로 수신되는 전압 측정 정보 및 전류 센서(23)로부터 주기적으로 수신되는 전류 측정 정보를 사용자 디바이스(30)에 구비된 메모리 디바이스에 기록하도록 구성될 수 있다.The user device 30 is operably coupled to the charge/discharge circuit 21, the voltage sensor 22, the current sensor 23, and the evaluation device 100. The user device 30 is configured to command the charge/discharge circuit 21 to charge or discharge the test cell 11 with a predetermined constant power for a predetermined test period. In addition, while charging or discharging the test cell 11, the user device 30 uses voltage measurement information periodically received from the voltage sensor 22 and current measurement information periodically received from the current sensor 23 to the user device 30. It may be configured to record in the memory device provided in (30).

평가 장치(100)는, 인터페이스부(110), 제어부(120) 및 메모리부(130)를 포함한다. 평가 장치(100)는, 테스트 회로(201)에 의해 시행된 테스트 셀(11)에 대한 충방전 테스트의 결과를 분석하여, 배터리 팩(40)이 소정의 테스트 조건을 만족하는지 여부를 결정한다.The evaluation device 100 includes an interface unit 110, a control unit 120, and a memory unit 130. The evaluation device 100 analyzes the results of the charge/discharge test for the test cell 11 performed by the test circuit 201 and determines whether the battery pack 40 satisfies predetermined test conditions.

인터페이스부(110)는, LAN(local area network), CAN(controller area network), 데이지 체인과 같은 유선 네트워크 및/또는 블루투스, 지그비, 와이파이 등의 근거리 무선 네트워크를 통해 사용자 디바이스(30) 및 제어부(120)와 통신할 수 있다. 인터페이스부(110)는, 사용자 디바이스(30)로부터 테스트 정보를 수신하여, 제어부(120)에게 전달하도록 구성된다. 테스트 정보는, 설정 데이터 및 측정 데이터를 포함할 수 있다. The interface unit 110 connects the user device 30 and the control unit ( 120). The interface unit 110 is configured to receive test information from the user device 30 and transmit it to the control unit 120. Test information may include setting data and measurement data.

설정 데이터는, 배터리 팩(40)의 최대 허용 전력을 결정하는 데에 요구되는 고정 값들을 포함한다. 예를 들어, 설정 데이터는, 소정의 정전력, 저항 마진값, 부품 저항(component resistance), 최대 방전 전류값, 최대 충전 전류값, 배터리 셀(41)의 총 개수, 제1 방전 한계 전압값, 제2 방전 한계 전압값, 제1 충전 한계 전압값, 제2 충전 한계 전압값 등을 포함할 수 있다.The setting data includes fixed values required to determine the maximum allowable power of the battery pack 40. For example, the setting data may include a predetermined constant power, resistance margin value, component resistance, maximum discharge current value, maximum charge current value, total number of battery cells 41, first discharge limit voltage value, It may include a second discharge limit voltage value, a first charge limit voltage value, a second charge limit voltage value, etc.

저항 마진값은, 배터리 셀(41)의 생산 편차에 연관된 것으로서, 생산 라인에서 대량 생산된 배터리 셀(41) 간의 내부 저항의 분산(또는 표준 편차)에 따라, 0보다 크고 1보다 작은 값(예, 0.1)으로 미리 정해지는 것일 수 있다. 상기 분산(또는 표준 편차)가 클수록, 저항 마진값 역시 크게 정해질 수 있다.The resistance margin value is related to the production deviation of the battery cells 41, and is a value greater than 0 and less than 1 (e.g. , 0.1) may be predetermined. The larger the dispersion (or standard deviation), the larger the resistance margin value can also be set.

부품 저항은, 배터리 팩(40)의 충방전을 위한 전류 경로에 존재하는 저항을 나타낸다. 즉, 부품 저항은, 배터리 팩(40)의 충방전 시에, 배터리 셀(41)을 제외하고 배터리 팩(40)의 팩 전압에 영향을 주는 전도성 부품들의 저항을 합산한 것으로서, 도 2에서 부호 'R_PC'로 표시하였다.The component resistance represents the resistance that exists in the current path for charging and discharging the battery pack 40. That is, the component resistance is the sum of the resistances of the conductive components that affect the pack voltage of the battery pack 40, excluding the battery cells 41, when charging and discharging the battery pack 40, and is denoted by symbol in FIG. 2. It is marked as 'R _PC '.

최대 방전 전류값은, 배터리 팩(40)의 방전 시에 최대로 흐를 수 있는 전류의 크기로서, 미리 정해진 것일 수 있다. 최대 충전 전류값은, 배터리 팩(40)의 충전 시에 최대로 흐를 수 있는 전류의 크기로서, 미리 정해진 것일 수 있다.The maximum discharge current value is the maximum amount of current that can flow when the battery pack 40 is discharged, and may be predetermined. The maximum charging current value is the maximum amount of current that can flow when charging the battery pack 40, and may be predetermined.

상기 총 개수는, 배터리 팩(40)의 제조 시에, 상호 직렬로 연결시킬 복수의 배터리 셀(41)의 개수이다. 도 2에는, N개(예, 12개)의 배터리 셀(41)이 직렬 연결된 것으로 도시하였다.The total number is the number of battery cells 41 to be connected in series when manufacturing the battery pack 40. In Figure 2, N (eg, 12) battery cells 41 are shown connected in series.

제1 방전 한계 전압값은, 배터리 셀(41)을 안전하게 방전하기 위한 최소 전압으로서, 미리 정해진 것일 수 있다. 제2 방전 한계 전압값, 배터리 팩(40)을 안전하게 방전하기 위한 최소 전압으로서, 미리 정해진 것일 수 있다. 또는, 제어부(120)는, 제1 방전 한계 전압값에 배터리 셀(41)의 총 개수 N를 곱하여, 제2 방전 한계 전압값을 결정하도록 구성될 수도 있다.The first discharge limit voltage value is the minimum voltage for safely discharging the battery cell 41 and may be predetermined. The second discharge limit voltage value is the minimum voltage for safely discharging the battery pack 40, and may be predetermined. Alternatively, the control unit 120 may be configured to determine the second discharge limit voltage value by multiplying the first discharge limit voltage value by the total number N of the battery cells 41.

제1 충전 한계 전압값은, 배터리 셀(41)을 안전하게 충전하기 위한 최대 전압으로서, 미리 정해진 것일 수 있다. 제2 충전 한계 전압값은, 배터리 팩(40)을 안전하게 충전하기 위한 최대 전압으로서, 미리 정해진 것일 수 있다. 또는, 제어부(120)는, 제1 충전 한계 전압값에 배터리 셀(41)의 총 개수 N를 곱하여, 제2 충전 한계 전압값을 결정하도록 구성될 수도 있다.The first charging limit voltage value is the maximum voltage for safely charging the battery cell 41 and may be predetermined. The second charging limit voltage value is the maximum voltage for safely charging the battery pack 40 and may be predetermined. Alternatively, the control unit 120 may be configured to determine the second charge limit voltage value by multiplying the first charge limit voltage value by the total number N of the battery cells 41.

측정 데이터는, 배터리 팩(40)의 최대 허용 전력을 결정하는 데에 요구되는 가변 값들을 포함한다. 예를 들어, 측정 데이터는, 상기 소정의 충전 상태, 상기 최종 셀 전압값, 상기 최종 전류값, 상기 소정의 테스트 기간 동안에 측정된 적어도 하나의 추가적 셀 전압값, 상기 소정의 테스트 기간 동안에 측정된 복수의 추가적 전류값, 상기 개방 전압값 등을 포함할 수 있다. The measurement data includes variable values required to determine the maximum allowable power of the battery pack 40. For example, the measurement data may include the predetermined state of charge, the final cell voltage value, the final current value, at least one additional cell voltage value measured during the predetermined test period, and a plurality of cell voltage values measured during the predetermined test period. It may include the additional current value, the open-circuit voltage value, etc.

제어부(120)는, 하드웨어적으로, ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. In terms of hardware, the control unit 120 includes application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), and microprocessors. It can be implemented using at least one of (microprocessors) and electrical units for performing other functions.

제어부(120)는, 인터페이스부(110)에 동작 가능하게 결합된다. 제어부(120)는, 설정 데이터 및 측정 데이터를 기초로, 배터리 팩(40)의 충전 또는 방전을 위한 최대 허용 전력을 결정하도록 구성된다. 소정의 정전력으로 테스트 셀(11)을 방전시키는 동안에 얻어진 측정 데이터를 기초로 결정된 최대 허용 전력을 '최대 방전 전력'이라고 칭하고, 소정의 정전력으로 테스트 셀(11)을 충전시키는 동안에 얻어진 측정 데이터를 기초로 결정된 최대 허용 전력을 '최대 충전 전력'이라고 칭할 수 있다.The control unit 120 is operably coupled to the interface unit 110. The control unit 120 is configured to determine the maximum allowable power for charging or discharging the battery pack 40 based on the setting data and measurement data. The maximum allowable power determined based on the measurement data obtained while discharging the test cell 11 at a predetermined constant power is referred to as 'maximum discharge power', and the measurement data obtained while charging the test cell 11 at a predetermined constant power. The maximum allowable power determined based on can be referred to as 'maximum charging power'.

메모리부(130)는, 인터페이스부(110) 및/또는 제어부(120)에 동작 가능하게 결합된다. 메모리부(130)는, 제어부(120)의 전반적인 동작에 요구되는 데이터들, 명령어 및 소프트웨어를 저장하는 것으로서, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 메모리부(130)는, 인터페이스부(110)로부터의 테스트 정보 및 제어부(120)에 의한 연산 동작의 실행 결과를 저장하도록 구성될 수 있다.The memory unit 130 is operably coupled to the interface unit 110 and/or the control unit 120. The memory unit 130 stores data, commands, and software required for the overall operation of the control unit 120, and includes flash memory type, hard disk type, and SSD type. State Disk type, SDD type (Silicon Disk Drive type), multimedia card micro type, random access memory (RAM), static random access memory (SRAM), read-only memory (ROM) ), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), and programmable read-only memory (PROM). The memory unit 130 may be configured to store test information from the interface unit 110 and execution results of calculation operations by the control unit 120.

지금부터, 제어부(120)가 배터리 팩(40)의 충전 또는 방전을 위한 최대 허용 전력을 결정하는 동작에 대하여 보다 상세하게 설명한다.From now on, the operation of the control unit 120 to determine the maximum allowable power for charging or discharging the battery pack 40 will be described in more detail.

먼저, 제어부(120)는, 개방 전압값, 제k 셀 전압값 및 소정의 정전력을 기초로, 제k 내부 저항을 산출하도록 구성된다. 제k 셀 전압값은, k번째 검출 주기에서 측정된 테스트 셀(11)의 전압을 나타낸다. 즉, 제k 셀 전압값은, 최종 셀 전압값 또는 복수의 추가적 셀 전압값 중 어느 하나일 수 있다. 제k 내부 저항은, 제k 셀 전압값이 측정된 시점에서의 테스트 셀(11)의 내부 저항을 나타낸다. 따라서, 제k 셀 전압값이 최종 셀 전압값인 경우, 제k 내부 저항을 최종 내부 저항이라고 칭할 수 있다. 제어부(120)는, 제k 내부 저항을 산출하기 위해, 다음의 수학식 1 또는 수학식 2를 이용할 수 있다.First, the control unit 120 is configured to calculate the kth internal resistance based on the open-circuit voltage value, the kth cell voltage value, and a predetermined electrostatic power. The kth cell voltage value represents the voltage of the test cell 11 measured in the kth detection cycle. That is, the k-th cell voltage value may be either the final cell voltage value or a plurality of additional cell voltage values. The kth internal resistance represents the internal resistance of the test cell 11 at the time the kth cell voltage value is measured. Therefore, when the k-th cell voltage value is the final cell voltage value, the k-th internal resistance may be referred to as the final internal resistance. The control unit 120 may use the following Equation 1 or Equation 2 to calculate the kth internal resistance.

[수학식 1][Equation 1]

[수학식 2][Equation 2]

수학식 1 및 수학식 2에서, P_cell은 소정의 정전력, V_{cell_k}는 제k 셀 전압값, V_ocv는 개방 전압값, R_{cell_k}는 제k 내부 저항을 나타낸다. 일 예로, P_cell = 500 W, 제k 셀 전압값 V_{cell_k} = 1.85 V, 개방 전압값 V_ocv = 2.15 V인 경우, 제k 내부 저항 R_{cell_k} = 1.11 mΩ이다. In Equation 1 and Equation 2, P _cell represents a predetermined constant power, V _{cell_k} represents the kth cell voltage value, V _ocv represents the open-circuit voltage value, and R _{cell_k} represents the kth internal resistance. For example, when P _cell = 500 W, the kth cell voltage value V _{cell_k} = 1.85 V, and the open-circuit voltage value V _ocv = 2.15 V, the kth internal resistance R _{cell_k} = 1.11 mΩ.

수학식 1은, 테스트 셀(11)이 소정의 정전력으로 방전되는 경우에 이용된다. 수학식 2는, 테스트 셀(11)이 소정의 정전력으로 충전되는 경우에 이용된다. 제k 셀 전압값이 최종 셀 전압값인 경우, 제k 내부 저항을 최종 내부 저항이라고 칭할 수 있다.Equation 1 is used when the test cell 11 is discharged with a predetermined electrostatic power. Equation 2 is used when the test cell 11 is charged with a predetermined constant power. When the kth cell voltage value is the final cell voltage value, the kth internal resistance may be referred to as the final internal resistance.

다음, 제어부(120)는, 제k 내부 저항 및 저항 마진값을 기초로, 제k 보정된 내부 저항을 산출하도록 구성된다. 제어부(120)는, 제k 보정된 내부 저항을 산출하기 위해, 다음의 수학식 3을 이용할 수 있다.Next, the control unit 120 is configured to calculate the kth corrected internal resistance based on the kth internal resistance and resistance margin value. The control unit 120 may use the following equation 3 to calculate the k-th corrected internal resistance.

[수학식 3][Equation 3]

수학식 3에서, M_R은 저항 마진값, R_{cell_mg_k}는 제k 보정된 내부 저항을 나타낸다. 제k 셀 전압값이 최종 셀 전압값인 경우, 제k 보정된 내부 저항을 보정된 최종 내부 저항이라고 칭할 수 있다.In Equation 3, M _R represents the resistance margin value and R _{cell_mg_k} represents the kth corrected internal resistance. When the kth cell voltage value is the final cell voltage value, the kth corrected internal resistance may be referred to as the corrected final internal resistance.

저항 마진값 M_R은 제k 내부 저항 R_{cell_k}을 스케일링하는 계수로서, 제k 보정된 내부 저항은 제k 내부 저항보다 커지게 된다. 일 예로, R_{cell_k} = 1.11 mΩ이고, 저항 마진값 M_R = 0.1인 경우, 제k 보정된 내부 저항 R_{cell_mg_k} = 1.221 mΩ 이다. The resistance margin value M _R is a coefficient that scales the kth internal resistance R _{cell_k} , and the kth corrected internal resistance becomes larger than the kth internal resistance. For example, if R _{cell_k} = 1.11 mΩ and the resistance margin value M _R = 0.1, the kth corrected internal resistance R _{cell_mg_k} = 1.221 mΩ.

이어서, 제어부(120)는, 소정의 정전력, 제k 보정된 내부 저항 및 개방 전압값을 기초로, 제k 보정된 셀 전압값을 산출하도록 구성된다. 제어부(120)는, 제k 보정된 셀 전압값을 산출하기 위해, 다음의 수학식 4 또는 수학식 5를 이용할 수 있다. 수학식 4는, 테스트 셀(11)이 소정의 정전력으로 방전된 경우에 이용된다. 수학식 5는, 테스트 셀(11)이 소정의 정전력으로 충전된 경우에 이용된다.Next, the control unit 120 is configured to calculate the kth corrected cell voltage value based on a predetermined constant power, the kth corrected internal resistance, and the open-circuit voltage value. The control unit 120 may use the following Equation 4 or Equation 5 to calculate the kth corrected cell voltage value. Equation 4 is used when the test cell 11 is discharged to a predetermined electrostatic power. Equation 5 is used when the test cell 11 is charged with a predetermined constant power.

[수학식 4][Equation 4]

[수학식 5][Equation 5]

수학식 4 및 수학식 5에서, V_{cell_mg_k}는 제k 보정된 셀 전압값을 나타낸다. 제k 셀 전압값이 최종 셀 전압값인 경우, 제k 보정된 셀 전압값을 보정된 최종 셀 전압값이라고 칭할 수 있다.In Equation 4 and Equation 5, V _{cell_mg_k} represents the kth corrected cell voltage value. When the kth cell voltage value is the final cell voltage value, the kth corrected cell voltage value may be referred to as the corrected final cell voltage value.

다음, 제어부(120)는, 제k 보정된 셀 전압값 V_{cell_mg_k}, 배터리 셀(41)의 총 개수 N, 제k 전류값 I_k 및 부품 저항을 기초로, 제k 팩 전압값을 산출하도록 구성될 수 있다. 제어부(120)는, 제k 팩 전압값을 산출하기 위해, 다음의 수학식 6 또는 수학식 7을 이용할 수 있다. 수학식 6은, 테스트 셀(11)이 소정의 정전력으로 방전된 경우에 이용된다. 수학식 7은, 테스트 셀(11)이 소정의 정전력으로 충전된 경우에 이용된다.Next, the control unit 120 is configured to calculate the kth pack voltage value based on the kth corrected cell voltage value V _{cell_mg_k} , the total number N of battery cells 41, the kth current value I _k , and the component resistance. It can be. The control unit 120 may use the following equation (6) or equation (7) to calculate the kth pack voltage value. Equation 6 is used when the test cell 11 is discharged with a predetermined electrostatic power. Equation 7 is used when the test cell 11 is charged with a predetermined constant power.

[수학식 6][Equation 6]

[수학식 7][Equation 7]

수학식 6 및 수학식 7에서, R_pc는 부품 저항, V_{pack_k}는 제k 팩 전압값을 나타낸다. 제k 셀 전압값이 최종 셀 전압값인 경우, 제k 팩 전압값을 최종 팩 전압값이라고 칭할 수 있다.In Equation 6 and Equation 7, R _pc represents the component resistance and V _{pack_k} represents the kth pack voltage value. If the kth cell voltage value is the final cell voltage value, the kth pack voltage value may be referred to as the final pack voltage value.

수학식 4 내지 7에서, 기호 '││'는 절대값 함수이다.In Equations 4 to 7, the symbol '││' is an absolute value function.

제어부(120)는, 테스트 셀(11)이 소정의 정전력으로 방전된 경우, 제k 팩 전압값 V_{pack_k}이 제2 방전 한계 전압값 이상인지 여부를 판정한다. 만약, 제k 팩 전압값 V_{pack_k}이 제2 방전 한계 전압값 이상인 경우, 제어부(120)는 패스값을 가지는 제1 신호를 인터페이스부(110)에게 전송할 수 있다. 만약, 제k 팩 전압값 V_{pack_k}이 제2 방전 한계 전압값 미만인 경우, 제어부(120)는 페일값을 가지는 제2 신호를 인터페이스부(110)에게 전송할 수 있다.When the test cell 11 is discharged with a predetermined constant power, the control unit 120 determines whether the kth pack voltage value V _{pack_k} is equal to or greater than the second discharge limit voltage value. If the kth pack voltage value V _{pack_k} is greater than or equal to the second discharge limit voltage value, the control unit 120 may transmit a first signal having a pass value to the interface unit 110. If the kth pack voltage value V _{pack_k} is less than the second discharge limit voltage value, the control unit 120 may transmit a second signal with a fail value to the interface unit 110.

제어부(120)는, 테스트 셀(11)이 소정의 정전력으로 충전된 경우, 제k 팩 전압값 V_{pack_k}이 제2 충전 한계 전압값 이하인지 여부를 판정한다. 만약, 제k 팩 전압값 V_{pack_k}이 제2 충전 한계 전압값 이하인 경우, 제어부(120)는 패스값을 가지는 제3 신호를 인터페이스부(110)에게 전송할 수 있다. 만약, 제k 팩 전압값 V_{pack_k}이 제2 충전 한계 전압값보다 큰 경우, 제어부(120)는 페일값을 가지는 제4 신호를 인터페이스부(110)에게 전송할 수 있다.When the test cell 11 is charged with a predetermined constant power, the control unit 120 determines whether the kth pack voltage value V _{pack_k} is less than or equal to the second charging limit voltage value. If the kth pack voltage value V _{pack_k} is less than or equal to the second charging limit voltage value, the control unit 120 may transmit a third signal having a pass value to the interface unit 110. If the kth pack voltage value V _{pack_k} is greater than the second charging limit voltage value, the control unit 120 may transmit a fourth signal with a fail value to the interface unit 110.

제1 신호, 제2 신호, 제3 신호 또는 제4 신호는, 인터페이스부(110)를 통해 사용자 디바이스(30)에게 전달될 수 있다. 사용자 디바이스(30)는, 제1 신호에 응답하여, 소정의 정전력이 배터리 팩(40)의 방전에 관한 전력 사양을 만족함을 나타내는 제1 메시지를 출력도록 구성될 수 있다. 사용자 디바이스(30)는, 제2 신호에 응답하여, 소정의 정전력이 배터리 팩(40)의 방전에 관한 전력 사양을 불만족함을 나타내는 제2 메시지를 출력도록 구성될 수 있다. 사용자 디바이스(30)는, 제3 신호에 응답하여, 소정의 정전력이 배터리 팩(40)의 충전에 관한 전력 사양을 만족함을 나타내는 제3 메시지를 출력도록 구성될 수 있다. 사용자 디바이스(30)는, 제4 신호에 응답하여, 소정의 정전력이 배터리 팩(40)의 충전에 관한 전력 사양을 불만족함을 나타내는 제4 메시지를 출력도록 구성될 수 있다. 사용자 디바이스는, 디스플레이 및 스피커 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 각 메시지는 디스플레이를 통해 시각적으로 표시되거나 스피커를 통해 청각적으로 출력될 수 있다.The first signal, second signal, third signal, or fourth signal may be transmitted to the user device 30 through the interface unit 110. The user device 30 may be configured to output a first message indicating that a predetermined electrostatic power satisfies a power specification for discharging the battery pack 40 in response to the first signal. The user device 30 may be configured to, in response to the second signal, output a second message indicating that the predetermined constant power does not meet the power specification for discharging the battery pack 40 . The user device 30 may be configured to output a third message indicating that a predetermined constant power satisfies the power specification for charging the battery pack 40 in response to the third signal. The user device 30 may be configured to output, in response to the fourth signal, a fourth message indicating that the predetermined constant power does not meet the power specification for charging the battery pack 40 . The user device may include at least one of a display and a speaker, and each message may be displayed visually through the display or audibly output through the speaker.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 팩(40)의 방전에 관한 전력 사양을 평가하기 위한 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for evaluating power specifications regarding discharge of the battery pack 40 according to another embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 단계 S300에서, 제어부(120)는, 테스트 셀(11)에 대하여 시행된 정전력 방전 테스트에 연관된 설정 데이터 및 측정 데이터를 인터페이스부(110)로부터 수신한다. 설정 데이터는, 소정의 정전력, 저항 마진값, 부품 저항, 최대 방전 전류값, 배터리 셀(41)의 총 개수, 제1 방전 한계 전압값 또는 제2 방전 한계 전압값을 포함할 수 있다. 측정 데이터는, 소정의 충전 상태, 개방 전압값, 최종 셀 전압값 또는 최종 전류값을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3 , in step S300, the control unit 120 receives setting data and measurement data related to the constant power discharge test performed on the test cell 11 from the interface unit 110. The setting data may include a predetermined constant power, resistance margin value, component resistance, maximum discharge current value, total number of battery cells 41, first discharge limit voltage value, or second discharge limit voltage value. Measurement data may include a predetermined charge state, open-circuit voltage value, final cell voltage value, or final current value.

단계 S310에서, 제어부(120)는, 개방 전압값, 최종 셀 전압값 및 소정의 정전력을 기초로, 정전력 방전 테스트에 연관된 최종 내부 저항을 산출한다. 최종 내부 저항을 산출하는 데에 수학식 1이 이용될 수 있다.In step S310, the control unit 120 calculates the final internal resistance associated with the constant power discharge test based on the open-circuit voltage value, the final cell voltage value, and the predetermined constant power. Equation 1 can be used to calculate the final internal resistance.

단계 S320에서, 제어부(120)는, 최종 내부 저항 및 저항 마진값을 기초로, 정전력 방전 테스트에 연관된 보정된 최종 내부 저항을 산출하도록 구성된다. 보정된 최종 내부 저항을 산출하는 데에 수학식 3이 이용될 수 있다.In step S320, the control unit 120 is configured to calculate the corrected final internal resistance associated with the constant power discharge test based on the final internal resistance and resistance margin value. Equation 3 can be used to calculate the corrected final internal resistance.

단계 S330에서, 제어부(120)는, 소정의 정전력, 보정된 최종 내부 저항 및 개방 전압값을 기초로, 정전력 방전 테스트에 연관된 보정된 최종 셀 전압값을 산출한다. 보정된 최종 셀 전압값을 산출하는 데에 수학식 4가 이용될 수 있다.In step S330, the control unit 120 calculates a corrected final cell voltage value associated with the constant power discharge test based on the predetermined constant power, the corrected final internal resistance, and the open-circuit voltage value. Equation 4 can be used to calculate the corrected final cell voltage value.

단계 S335에서, 제어부(120)는, 보정된 최종 셀 전압값이 제1 방전 한계 전압값 이상이면서 최종 전류값의 절대값이 최대 방전 전류값 이하인지 여부를 판정한다. 단계 S335의 값이 "YES"인 경우, 단계 S340이 진행될 수 있다. 단계 S335의 값이 "NO"인 경우, 단계 S370이 진행될 수 있다. 단계 S335의 값이 "NO"라는 것은, 보정된 최종 셀 전압값이 제1 방전 한계 전압값보다 작거나 최종 전류값의 절대값이 최대 방전 전류값보다 크다는 것을 의미한다. 단계 S335는, 도 3의 방법으로부터 필요에 따라 생략될 수도 있다.In step S335, the control unit 120 determines whether the corrected final cell voltage value is greater than or equal to the first discharge limit voltage value and the absolute value of the final current value is less than or equal to the maximum discharge current value. If the value of step S335 is “YES,” step S340 may proceed. If the value of step S335 is “NO”, step S370 may proceed. The value of step S335 being “NO” means that the corrected final cell voltage value is less than the first discharge limit voltage value or the absolute value of the final current value is greater than the maximum discharge current value. Step S335 may be omitted from the method of FIG. 3 as needed.

단계 S340에서, 제어부(120)는, 보정된 최종 셀 전압값, 배터리 셀(41)의 총 개수, 최종 전류값 및 부품 저항을 기초로, 정전력 방전 테스트에 연관된 최종 팩 전압값을 산출한다. 최종 팩 전압값을 산출하는 데에 수학식 6이 이용될 수 있다.In step S340, the control unit 120 calculates a final pack voltage value associated with the constant power discharge test based on the corrected final cell voltage value, the total number of battery cells 41, the final current value, and the component resistance. Equation 6 can be used to calculate the final pack voltage value.

단계 S350에서, 제어부(120)는, 최종 팩 전압값이 제2 방전 한계 전압값 이상인지 여부를 판정한다. 단계 S350의 값이 "YES"인 경우, 단계 S360이 진행된다. 단계 S350의 값이 "NO"인 경우, 단계 S370이 진행될 수 있다.In step S350, the control unit 120 determines whether the final pack voltage value is greater than or equal to the second discharge limit voltage value. If the value of step S350 is "YES", step S360 proceeds. If the value of step S350 is “NO”, step S370 may proceed.

단계 S360에서, 제어부(120)는, 패스값(예, 1)을 가지는 제1 신호를 인터페이스부(110)에게 전송한다.In step S360, the control unit 120 transmits a first signal having a pass value (eg, 1) to the interface unit 110.

단계 S370에서, 제어부(120)는, 페일값(예, 0)을 가지는 제2 신호를 인터페이스부(110)에게 전송한다.In step S370, the control unit 120 transmits a second signal having a fail value (eg, 0) to the interface unit 110.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩(40)의 충전에 관한 전력 사양을 평가하기 위한 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for evaluating power specifications related to charging of the battery pack 40 according to another embodiment of the present invention.

도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 단계 S400에서, 제어부(120)는, 테스트 셀(11)에 대하여 시행된 정전력 충전 테스트에 연관된 설정 데이터 및 측정 데이터를 인터페이스부(110)로부터 수신한다. 설정 데이터는, 소정의 정전력, 저항 마진값, 부품 저항, 최대 충전 전류값, 배터리 셀(41)의 총 개수, 제1 충전 한계 전압값 또는 제2 충전 한계 전압값을 포함할 수 있다. 측정 데이터는, 개방 전압값, 소정의 충전 상태, 최종 셀 전압값 또는 최종 전류값을 포함할 수 있다.1, 2, and 4, in step S400, the control unit 120 receives setting data and measurement data related to the constant power charging test performed on the test cell 11 from the interface unit 110. do. The setting data may include a predetermined constant power, resistance margin value, component resistance, maximum charging current value, total number of battery cells 41, first charging limit voltage value, or second charging limit voltage value. Measurement data may include an open-circuit voltage value, a predetermined charge state, a final cell voltage value, or a final current value.

단계 S410에서, 제어부(120)는, 개방 전압값, 최종 셀 전압값 및 소정의 정전력을 기초로, 정전력 충전 테스트에 연관된 최종 내부 저항을 산출한다. 최종 내부 저항을 산출하는 데에 수학식 2가 이용될 수 있다.In step S410, the control unit 120 calculates the final internal resistance associated with the constant power charging test based on the open-circuit voltage value, the final cell voltage value, and the predetermined constant power. Equation 2 can be used to calculate the final internal resistance.

단계 S420에서, 제어부(120)는, 최종 내부 저항 및 저항 마진값을 기초로, 정전력 충전 테스트에 연관된 보정된 최종 내부 저항을 산출하도록 구성된다. 보정된 최종 내부 저항을 산출하는 데에 수학식 3이 이용될 수 있다.In step S420, the control unit 120 is configured to calculate the corrected final internal resistance associated with the constant power charging test based on the final internal resistance and resistance margin value. Equation 3 can be used to calculate the corrected final internal resistance.

단계 S430에서, 제어부(120)는, 소정의 정전력, 보정된 최종 내부 저항 및 개방 전압값을 기초로, 정전력 충전 테스트에 연관된 보정된 최종 셀 전압값을 산출한다. 보정된 최종 셀 전압값을 산출하는 데에 수학식 5가 이용될 수 있다.In step S430, the control unit 120 calculates a corrected final cell voltage value associated with the constant power charging test based on the predetermined constant power, the corrected final internal resistance, and the open-circuit voltage value. Equation 5 can be used to calculate the corrected final cell voltage value.

단계 S435에서, 제어부(120)는, 보정된 최종 셀 전압값이 제1 충전 한계 전압값 이하이면서 최종 전류값의 절대값이 최대 충전 전류값 이하인지 여부를 판정한다. 단계 S435의 값이 "YES"인 경우, 단계 S440이 진행될 수 있다. 단계 S435의 값이 "NO"인 경우, 단계 S470이 진행될 수 있다. 단계 S435의 값이 "NO"라는 것은, 보정된 최종 셀 전압값이 제1 충전 한계 전압값보다 크거나 최종 전류값의 절대값이 최대 충전 전류값보다 크다는 것을 의미한다. 단계 S435은, 도 4의 방법으로부터 필요에 따라 생략될 수도 있다.In step S435, the control unit 120 determines whether the corrected final cell voltage value is less than or equal to the first charging limit voltage value and the absolute value of the final current value is less than or equal to the maximum charging current value. If the value of step S435 is “YES,” step S440 may proceed. If the value of step S435 is “NO”, step S470 may proceed. The value of step S435 being “NO” means that the corrected final cell voltage value is greater than the first charging limit voltage value or the absolute value of the final current value is greater than the maximum charging current value. Step S435 may be omitted from the method of FIG. 4 as needed.

단계 S440에서, 제어부(120)는, 보정된 최종 셀 전압값, 배터리 셀(41)의 총 개수, 최종 전류값 및 부품 저항을 기초로, 정전력 충전 테스트에 연관된 최종 팩 전압값을 산출한다. 최종 팩 전압값을 산출하는 데에 수학식 7이 이용될 수 있다.In step S440, the control unit 120 calculates a final pack voltage value associated with the constant power charging test based on the corrected final cell voltage value, the total number of battery cells 41, the final current value, and the component resistance. Equation 7 can be used to calculate the final pack voltage value.

단계 S450에서, 제어부(120)는, 최종 팩 전압값이 제2 충전 한계 전압값 이하인지 여부를 판정한다. 단계 S450의 값이 "YES"인 경우, 단계 S460이 진행된다. 단계 S450의 값이 "NO"인 경우, 단계 S470이 진행될 수 있다.In step S450, the control unit 120 determines whether the final pack voltage value is less than or equal to the second charging limit voltage value. If the value of step S450 is "YES", step S460 proceeds. If the value of step S450 is “NO”, step S470 may proceed.

단계 S460에서, 제어부(120)는, 패스값(예, 1)을 가지는 제3 신호를 인터페이스부(110)에게 전송한다.In step S460, the control unit 120 transmits a third signal having a pass value (eg, 1) to the interface unit 110.

단계 S470에서, 제어부(120)는, 페일값(예, 0)을 가지는 제4 신호를 인터페이스부(110)에게 전송한다.In step S470, the control unit 120 transmits a fourth signal having a fail value (eg, 0) to the interface unit 110.

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. The embodiments of the present invention described above are not only implemented through devices and methods, but may also be implemented through a program that realizes the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. The implementation can be easily implemented by an expert in the technical field to which the present invention belongs based on the description of the embodiments described above.

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.Although the present invention has been described above with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the description below will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the patent claims.

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. In addition, the present invention described above is capable of various substitutions, modifications and changes without departing from the technical spirit of the present invention to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings, and all or part of each embodiment can be selectively combined so that various modifications can be made.

10: 테스트 시스템
11: 테스트 셀
20: 테스트 회로
21: 충방전 회로
22: 전압 센서
23: 전류 센서
30: 사용자 디바이스
40: 배터리 팩
41: 배터리 셀
100: 평가 장치
110: 인터페이스부
120: 제어부
130: 메모리부10: Test system
11: Test cell
20: Test circuit
21: charge/discharge circuit
22: voltage sensor
23: Current sensor
30: User device
40: Battery pack
41: battery cell
100: evaluation device
110: Interface unit
120: control unit
130: memory unit

Claims

배터리 팩의 방전에 관한 전력 사양을 평가하기 위한 장치에 있어서,
소정의 충전 상태를 가지는 테스트 셀에 대하여 시행된 정전력 방전 테스트에 연관된 설정 데이터 및 측정 데이터를 수신하도록 구성되는 인터페이스부; 및
상기 인터페이스부에 동작 가능하게 결합되는 제어부를 포함하되,
상기 설정 데이터는, 저항 마진값, 상기 배터리 팩의 전류 경로에 존재하는 저항을 나타내는 부품 저항 및 상기 배터리 팩 내에 직렬 연결하고자 하는 배터리 셀의 총 개수를 포함하고,
상기 측정 데이터는, 상기 테스트 셀이 소정의 테스트 기간에 걸쳐 소정의 정전력으로 방전된 시점에서 측정된 상기 테스트 셀의 양단에 걸친 전압을 나타내는 최종 전압값, 상기 시점에서 측정된 상기 테스트 셀을 통해 흐르는 전류를 나타내는 최종 전류값 및 상기 소정 충전 상태에 연관된 개방 전압값을 포함하고,
상기 제어부는,
상기 설정 데이터 및 상기 측정 데이터를 기초로, 상기 시점에서의 상기 배터리 팩의 최종 팩 전압값을 산출하도록 구성되고,
상기 최종 팩 전압값이 방전 한계 전압값 이상인 경우, 패스값을 가지는 제1 신호를 상기 인터페이스부에게 전송하도록 구성되는, 장치.
In a device for evaluating power specifications regarding discharge of a battery pack,
an interface unit configured to receive setting data and measurement data related to a constant power discharge test performed on a test cell having a predetermined state of charge; and
A control unit operably coupled to the interface unit,
The setting data includes a resistance margin value, a component resistance representing the resistance existing in the current path of the battery pack, and the total number of battery cells to be connected in series in the battery pack,
The measurement data is a final voltage value representing the voltage across the test cell measured at the point when the test cell is discharged with a predetermined constant power over a predetermined test period, and the final voltage value representing the voltage across the test cell measured at the time. Includes a final current value representing the flowing current and an open-circuit voltage value associated with the predetermined state of charge,
The control unit,
Configured to calculate a final pack voltage value of the battery pack at the time based on the setting data and the measurement data,
A device configured to transmit a first signal having a pass value to the interface unit when the final pack voltage value is greater than or equal to the discharge limit voltage value.

제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 최종 팩 전압값이 상기 방전 한계 전압값 미만인 경우, 페일값을 가지는 제2 신호를 상기 인터페이스부에게 전송하도록 구성되는, 장치.
According to paragraph 1,
The control unit,
A device configured to transmit a second signal having a fail value to the interface unit when the final pack voltage value is less than the discharge limit voltage value.

제1항에 있어서,
상기 제어부는,
하기의 수학식 1을 이용하여, 최종 내부 저항을 산출하도록 구성되고,
[수학식 1]

하기의 수학식 2를 이용하여, 보정된 최종 내부 저항을 산출하도록 구성되고,
[수학식 2]

하기의 수학식 3을 이용하여, 보정된 최종 셀 전압값을 산출하도록 구성되고,
[수학식 3]

하기의 수학식 4를 이용하여, 상기 최종 팩 전압값을 산출하도록 구성되되,
[수학식 4]

P_cell은 상기 소정의 정전력, V_ocv는 개방 전압값, V_{cell_k}는 상기 최종 셀 전압값, R_{cell_k}는 상기 최종 내부 저항, R_{cell_mg_k}는 상기 보정된 최종 내부 저항, V_{cell_mg_k}는 상기 보정된 최종 셀 전압값, N은 상기 총 개수, I_k는 상기 최종 전류값, R_pc는 상기 부품 저항, V_{pack_k}는 상기 최종 팩 전압값을 나타내는, 장치.
According to paragraph 1,
The control unit,
It is configured to calculate the final internal resistance using Equation 1 below,
[Equation 1]

It is configured to calculate the corrected final internal resistance using Equation 2 below,
[Equation 2]

It is configured to calculate the corrected final cell voltage value using Equation 3 below,
[Equation 3]

It is configured to calculate the final pack voltage value using Equation 4 below,
[Equation 4]

P _cell is the predetermined constant power, V _ocv is the open-circuit voltage value, V _{cell_k} is the final cell voltage value, R _{cell_k} is the final internal resistance, R _{cell_mg_k} is the corrected final internal resistance, and V _{cell_mg_k} is the final corrected internal resistance. wherein N represents the total number, I _k represents the final current value, R _pc represents the component resistance, and V _{pack_k} represents the final pack voltage value.

배터리 팩의 충전에 관한 전력 사양을 평가하기 위한 장치에 있어서,
소정의 충전 상태를 가지는 테스트 셀에 대하여 시행된 정전력 충전 테스트에 연관된 설정 데이터 및 측정 데이터를 수신하도록 구성되는 인터페이스부; 및
상기 인터페이스부에 동작 가능하게 결합되는 제어부를 포함하되,
상기 설정 데이터는, 저항 마진값, 상기 배터리 팩의 전류 경로에 존재하는 저항을 나타내는 부품 저항 및 상기 배터리 팩 내에 직렬 연결하고자 하는 배터리 셀의 총 개수를 포함하고,
상기 측정 데이터는, 상기 테스트 셀이 소정의 테스트 기간에 걸쳐 소정의 정전력으로 충전된 시점에서 측정된 상기 테스트 셀의 양단에 걸친 전압을 나타내는 최종 전압값, 상기 시점에서 측정된 상기 테스트 셀을 통해 흐르는 전류를 나타내는 최종 전류값 및 상기 소정 충전 상태에 연관된 개방 전압값을 포함하고,
상기 제어부는,
상기 설정 데이터 및 상기 측정 데이터를 기초로, 상기 시점에서의 상기 배터리 팩의 최종 팩 전압값을 산출하도록 구성되고,
상기 최종 팩 전압값이 충전 한계 전압값 이하인 경우, 패스값을 가지는 제1 신호를 상기 인터페이스부에게 전송하도록 구성되는, 장치.
In a device for evaluating power specifications regarding charging of a battery pack,
an interface unit configured to receive setting data and measurement data related to a constant power charging test performed on a test cell having a predetermined charging state; and
A control unit operably coupled to the interface unit,
The setting data includes a resistance margin value, a component resistance representing the resistance existing in the current path of the battery pack, and the total number of battery cells to be connected in series in the battery pack,
The measurement data is a final voltage value representing the voltage across both ends of the test cell measured at the point when the test cell is charged with a predetermined constant power over a predetermined test period, through the test cell measured at that point in time. Includes a final current value representing the flowing current and an open-circuit voltage value associated with the predetermined state of charge,
The control unit,
Configured to calculate a final pack voltage value of the battery pack at the time based on the setting data and the measurement data,
A device configured to transmit a first signal having a pass value to the interface unit when the final pack voltage value is less than or equal to the charging limit voltage value.

제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 최종 팩 전압값이 상기 충전 한계 전압값보다 큰 경우, 페일값을 가지는 제2 신호를 상기 인터페이스부에게 전송하도록 구성되는, 장치.
According to paragraph 4,
The control unit,
A device configured to transmit a second signal having a fail value to the interface unit when the final pack voltage value is greater than the charging limit voltage value.

제4항에 있어서,
상기 제어부는,
하기의 수학식 5를 이용하여, 최종 내부 저항을 산출하도록 구성되고,
[수학식 5]

하기의 수학식 6을 이용하여, 보정된 최종 내부 저항을 산출하도록 구성되고,
[수학식 6]

하기의 수학식 7을 이용하여, 보정된 최종 셀 전압값을 산출하도록 구성되고,
[수학식 7]

하기의 수학식 8을 이용하여, 상기 최종 팩 전압값을 산출하도록 구성되되,
[수학식 8]

P_cell은 상기 소정의 정전력, V_ocv는 개방 전압값, V_{cell_k}는 상기 최종 셀 전압값, R_{cell_k}는 상기 최종 내부 저항, R_{cell_mg_k}는 상기 보정된 최종 내부 저항, V_{cell_mg_k}는 상기 보정된 최종 셀 전압값, N은 상기 총 개수, I_k는 상기 최종 전류값, R_pc는 상기 부품 저항, V_{pack_k}는 상기 최종 팩 전압값을 나타내는, 장치.
According to paragraph 4,
The control unit,
It is configured to calculate the final internal resistance using Equation 5 below,
[Equation 5]

It is configured to calculate the corrected final internal resistance using Equation 6 below,
[Equation 6]

It is configured to calculate the corrected final cell voltage value using Equation 7 below,
[Equation 7]

It is configured to calculate the final pack voltage value using Equation 8 below,
[Equation 8]

P _cell is the predetermined constant power, V _ocv is the open-circuit voltage value, V _{cell_k} is the final cell voltage value, R _{cell_k} is the final internal resistance, R _{cell_mg_k} is the corrected final internal resistance, and V _{cell_mg_k} is the final corrected internal resistance. wherein N represents the total number, I _k represents the final current value, R _pc represents the component resistance, and V _{pack_k} represents the final pack voltage value.

제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 상기 장치를 포함하는, 테스트 시스템.
A test system comprising the device according to any one of claims 1 to 6.

배터리 팩의 방전에 관한 전력 사양을 평가하기 위한 방법에 있어서,
제어부가, 소정의 충전 상태를 가지는 테스트 셀에 대하여 시행된 정전력 방전 테스트에 연관된 설정 데이터 및 측정 데이터를 상기 제어부에 동작 가능하게 결합된 인터페이스부로부터 수신하되, 상기 설정 데이터는, 저항 마진값, 상기 배터리 팩의 전류 경로에 존재하는 저항을 나타내는 부품 저항 및 상기 배터리 팩 내에 직렬 연결하고자 하는 배터리 셀의 총 개수를 포함하고, 상기 측정 데이터는, 상기 테스트 셀이 소정의 테스트 기간에 걸쳐 소정의 정전력으로 방전된 시점에서 측정된 상기 테스트 셀의 양단에 걸친 전압을 나타내는 최종 전압값, 상기 시점에서 측정된 상기 테스트 셀을 통해 흐르는 전류를 나타내는 최종 전류값 및 상기 소정 충전 상태에 연관된 개방 전압값을 포함하는 단계;
상기 제어부가, 상기 설정 데이터 및 상기 측정 데이터를 기초로, 상기 시점에서의 상기 배터리 팩의 최종 팩 전압값을 산출하는 단계; 및
상기 제어부가, 상기 최종 팩 전압값이 방전 한계 전압값 이상인 경우, 패스값을 가지는 제1 신호를 상기 인터페이스부에게 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
In a method for evaluating power specifications regarding discharge of a battery pack,
A control unit receives setting data and measurement data related to a constant power discharge test performed on a test cell having a predetermined state of charge from an interface unit operably coupled to the control unit, wherein the setting data includes: a resistance margin value, It includes a component resistance representing the resistance present in the current path of the battery pack and the total number of battery cells to be connected in series within the battery pack, and the measurement data is determined by determining whether the test cell is tested at a predetermined level over a predetermined test period. A final voltage value representing the voltage across the test cell measured at the time of discharge to power, a final current value representing the current flowing through the test cell measured at the time, and an open-circuit voltage value associated with the predetermined state of charge. Steps comprising;
calculating, by the control unit, a final pack voltage value of the battery pack at the time based on the setting data and the measurement data; and
The method comprising the step of transmitting, by the control unit, a first signal having a pass value to the interface unit when the final pack voltage value is greater than or equal to the discharge limit voltage value.

제8항에 있어서,
상기 제어부가, 상기 최종 팩 전압값이 상기 방전 한계 전압값 미만인 경우, 페일값을 가지는 제2 신호를 상기 인터페이스부에게 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
According to clause 8,
The method further includes transmitting, by the control unit, a second signal having a fail value to the interface unit when the final pack voltage value is less than the discharge limit voltage value.

제8항에 있어서,
상기 최종 팩 전압값을 산출하는 단계는,
하기의 수학식 1을 이용하여, 최종 내부 저항을 산출하는 단계;
[수학식 1]

하기의 수학식 2를 이용하여, 보정된 최종 내부 저항을 산출하는 단계;
[수학식 2]

하기의 수학식 3을 이용하여, 보정된 최종 셀 전압값을 산출하는 단계; 및
[수학식 3]

하기의 수학식 4를 이용하여, 상기 최종 팩 전압값을 산출하는 단계를 포함하되,
[수학식 4]

P_cell은 상기 소정의 정전력, V_ocv는 개방 전압값, V_{cell_k}는 상기 최종 셀 전압값, R_{cell_k}는 상기 최종 내부 저항, R_{cell_mg_k}는 상기 보정된 최종 내부 저항, V_{cell_mg_k}는 상기 보정된 최종 셀 전압값, N은 상기 총 개수, I_k는 상기 최종 전류값, R_pc는 상기 부품 저항, V_{pack_k}는 상기 최종 팩 전압값을 나타내는, 방법.
According to clause 8,
The step of calculating the final pack voltage value is,
Calculating the final internal resistance using Equation 1 below;
[Equation 1]

Calculating the corrected final internal resistance using Equation 2 below;
[Equation 2]

Calculating the corrected final cell voltage value using Equation 3 below; and
[Equation 3]

Comprising the step of calculating the final pack voltage value using Equation 4 below,
[Equation 4]

P _cell is the predetermined constant power, V _ocv is the open-circuit voltage value, V _{cell_k} is the final cell voltage value, R _{cell_k} is the final internal resistance, R _{cell_mg_k} is the corrected final internal resistance, and V _{cell_mg_k} is the final corrected internal resistance. A method wherein N represents the total number, I _k represents the final current value, R _pc represents the component resistance, and V _{pack_k} represents the final pack voltage value.