KR102659880B1 - Apparatus and method for evaluating a power capability for charge/discharge of a battery pack - Google Patents
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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
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]
Pcell은 상기 소정의 정전력, Vocv는 개방 전압값, Vcell_k는 상기 최종 셀 전압값, Rcell_k는 상기 최종 내부 저항, Rcell_mg_k는 상기 보정된 최종 내부 저항, Vcell_mg_k는 상기 보정된 최종 셀 전압값, N은 상기 총 개수, Ik는 상기 최종 전류값, Rpc는 상기 부품 저항, Vpack_k는 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]
Pcell은 상기 소정의 정전력, Vocv는 개방 전압값, Vcell_k는 상기 최종 셀 전압값, Rcell_k는 상기 최종 내부 저항, Rcell_mg_k는 상기 보정된 최종 내부 저항, Vcell_mg_k는 상기 보정된 최종 셀 전압값, N은 상기 총 개수, Ik는 상기 최종 전류값, Rpc는 상기 부품 저항, Vpack_k는 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]
Pcell은 상기 소정의 정전력, Vocv는 개방 전압값, Vcell_k는 상기 최종 셀 전압값, Rcell_k는 상기 최종 내부 저항, Rcell_mg_k는 상기 보정된 최종 내부 저항, Vcell_mg_k는 상기 보정된 최종 셀 전압값, N은 상기 총 개수, Ik는 상기 최종 전류값, Rpc는 상기 부품 저항, Vpack_k는 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 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
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
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
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/
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
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
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
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
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
전압 센서(22)는, 개방 전압값 및 주기적으로 측정되는 셀 전압값을 나타내는 전압 측정 정보를 사용자 디바이스(30)에게 전송하도록 구성될 수 있다. The
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 'RPC'로 표시하였다.The component resistance represents the resistance that exists in the current path for charging and discharging the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2][Equation 2]
수학식 1 및 수학식 2에서, Pcell은 소정의 정전력, Vcell_k는 제k 셀 전압값, Vocv는 개방 전압값, Rcell_k는 제k 내부 저항을 나타낸다. 일 예로, Pcell = 500 W, 제k 셀 전압값 Vcell_k = 1.85 V, 개방 전압값 Vocv = 2.15 V인 경우, 제k 내부 저항 Rcell_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
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
[수학식 3][Equation 3]
수학식 3에서, MR은 저항 마진값, Rcell_mg_k는 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 MR은 제k 내부 저항 Rcell_k을 스케일링하는 계수로서, 제k 보정된 내부 저항은 제k 내부 저항보다 커지게 된다. 일 예로, Rcell_k = 1.11 mΩ이고, 저항 마진값 MR = 0.1인 경우, 제k 보정된 내부 저항 Rcell_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
[수학식 4][Equation 4]
[수학식 5][Equation 5]
수학식 4 및 수학식 5에서, Vcell_mg_k는 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 Vcell_mg_k, 배터리 셀(41)의 총 개수 N, 제k 전류값 Ik 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
[수학식 6][Equation 6]
[수학식 7][Equation 7]
수학식 6 및 수학식 7에서, Rpc는 부품 저항, Vpack_k는 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 Vpack_k이 제2 방전 한계 전압값 이상인지 여부를 판정한다. 만약, 제k 팩 전압값 Vpack_k이 제2 방전 한계 전압값 이상인 경우, 제어부(120)는 패스값을 가지는 제1 신호를 인터페이스부(110)에게 전송할 수 있다. 만약, 제k 팩 전압값 Vpack_k이 제2 방전 한계 전압값 미만인 경우, 제어부(120)는 페일값을 가지는 제2 신호를 인터페이스부(110)에게 전송할 수 있다.When the
제어부(120)는, 테스트 셀(11)이 소정의 정전력으로 충전된 경우, 제k 팩 전압값 Vpack_k이 제2 충전 한계 전압값 이하인지 여부를 판정한다. 만약, 제k 팩 전압값 Vpack_k이 제2 충전 한계 전압값 이하인 경우, 제어부(120)는 패스값을 가지는 제3 신호를 인터페이스부(110)에게 전송할 수 있다. 만약, 제k 팩 전압값 Vpack_k이 제2 충전 한계 전압값보다 큰 경우, 제어부(120)는 페일값을 가지는 제4 신호를 인터페이스부(110)에게 전송할 수 있다.When the
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
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
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
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
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
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
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
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
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
단계 S360에서, 제어부(120)는, 패스값(예, 1)을 가지는 제1 신호를 인터페이스부(110)에게 전송한다.In step S360, the
단계 S370에서, 제어부(120)는, 페일값(예, 0)을 가지는 제2 신호를 인터페이스부(110)에게 전송한다.In step S370, the
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
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
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
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
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
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
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
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
단계 S460에서, 제어부(120)는, 패스값(예, 1)을 가지는 제3 신호를 인터페이스부(110)에게 전송한다.In step S460, the
단계 S470에서, 제어부(120)는, 페일값(예, 0)을 가지는 제4 신호를 인터페이스부(110)에게 전송한다.In step S470, the
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 (10)
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.
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.
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]
Pcell은 상기 소정의 정전력, Vocv는 개방 전압값, Vcell_k는 상기 최종 셀 전압값, Rcell_k는 상기 최종 내부 저항, Rcell_mg_k는 상기 보정된 최종 내부 저항, Vcell_mg_k는 상기 보정된 최종 셀 전압값, N은 상기 총 개수, Ik는 상기 최종 전류값, Rpc는 상기 부품 저항, Vpack_k는 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.
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.
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.
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]
Pcell은 상기 소정의 정전력, Vocv는 개방 전압값, Vcell_k는 상기 최종 셀 전압값, Rcell_k는 상기 최종 내부 저항, Rcell_mg_k는 상기 보정된 최종 내부 저항, Vcell_mg_k는 상기 보정된 최종 셀 전압값, N은 상기 총 개수, Ik는 상기 최종 전류값, Rpc는 상기 부품 저항, Vpack_k는 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.
A test system comprising the device according to any one of claims 1 to 6.
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.
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.
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]
Pcell은 상기 소정의 정전력, Vocv는 개방 전압값, Vcell_k는 상기 최종 셀 전압값, Rcell_k는 상기 최종 내부 저항, Rcell_mg_k는 상기 보정된 최종 내부 저항, Vcell_mg_k는 상기 보정된 최종 셀 전압값, N은 상기 총 개수, Ik는 상기 최종 전류값, Rpc는 상기 부품 저항, Vpack_k는 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.
Priority Applications (1)
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KR1020190028804A KR102659880B1 (en) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | Apparatus and method for evaluating a power capability for charge/discharge of a battery pack |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005063930A (en) | 2003-08-13 | 2005-03-10 | Hyundai Motor Co Ltd | Method and system of calculating effective battery power |
JP2013104697A (en) | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Calsonic Kansei Corp | Input/output possible power estimation apparatus of battery pack and method for the same |
KR101922478B1 (en) | 2017-06-01 | 2018-11-27 | 한국전력공사 | Apparatus for diagnosing battery and method thereof |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6157088B2 (en) * | 2012-11-07 | 2017-07-05 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Battery control IC and control method thereof |
-
2019
- 2019-03-13 KR KR1020190028804A patent/KR102659880B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005063930A (en) | 2003-08-13 | 2005-03-10 | Hyundai Motor Co Ltd | Method and system of calculating effective battery power |
JP2013104697A (en) | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Calsonic Kansei Corp | Input/output possible power estimation apparatus of battery pack and method for the same |
KR101922478B1 (en) | 2017-06-01 | 2018-11-27 | 한국전력공사 | Apparatus for diagnosing battery and method thereof |
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Publication number | Publication date |
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