KR102676220B1 - 배터리 상태를 측정하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
배터리 상태를 측정하는 방법 및 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 배터리 상태 측정 방법은 배터리의 동작 모드를 판단하는 단계와, 상기 배터리가 저율 모드로 동작하는 경우, 상기 배터리의 전기화학 모델을 사용하여 상기 배터리 상태를 측정하는 단계와, 상기 배터리가 고율 모드로 동작하는 경우, 상기 배터리의 농도에 기초하여 수정된 전기화학 모델을 사용하여 배터리 상태를 측정하는 단계를 포함한다.
Description
아래 실시예들은 배터리 상태를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
배터리를 안정적이고 최대한의 용량을 사용하기 위해서는 현재 배터리의 상태를 정확히 추정하는 것이 중요하다. 배터리 상태는 충전 상태(state of charge(SOC)), 또는 수명 상태(state of health(SOH)) 등을 포함할 수 있다.
배터리 상태를 추정하는 방법은 다양하게 시도되고 있다. 예를 들어, 전류 적산법, 전압 측정법, 또는 저항 측정법 등이 있을 수 있다.
전류적산법(Ah counting method 또는 Coulomb Counting method)은 사용 전류와 시간과의 관계로부터 사용된 용량을 반영하여 SOC(State of Charge)를 추정하는 방법일 수 있다.
전압 측정법은 배터리의 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage(OCV))으로부터 미리 측정된 개방 회로 전압(OCV)과 충전 상태(SOC)의 관계로부터 배터리 상태를 추정하는 방법일 수 있다. 예를 들어, 전압 측정법은 개방 회로 전압(OCV)과 충전 상태(SOC)를 대응시킨 룩업 테이블(look up table(LUT))을 사용하여 충전 상태(SOC)를 계산할 수 있다.
또한, 저항 측정법은 배터리의 내부 저항과 충전 상태(SOC)의 관계에서 배터리 상태를 추정하는 방법일 수 있다. 예를 들어, 저항 측정법은 배터리의 내부 저항과 충전 상태(SOC)을 대응시킨 룩업 테이블(LUT)을 사용하여 충전 상태(SOC)를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따른 배터리 상태 측정 방법은 배터리의 동작 모드를 판단하는 단계와, 상기 배터리가 저율 모드(low rate mode)로 동작하는 경우, 상기 배터리의 전기화학 모델(electrochemical model)을 사용하여 상기 배터리 상태를 측정하는 단계와, 상기 배터리가 고율 모드(high rate mode)로 동작하는 경우, 상기 배터리의 농도에 기초하여 수정된 전기화학 모델(modified electrochemical model)을 사용하여 배터리 상태를 측정하는 단계를 포함한다.
상기 배터리 상태는, 상기 배터리의 충전 상태(state of charge(SOC))를 포함할 수 있다.
상기 동작 모드를 판단하는 단계는, 상기 배터리가 출력하는 전류 값에 기초하여 상기 동작 모드를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전류 값에 기초하여 상기 동작 모드를 판단하는 단계는, 상기 전류 값에 기초하여 충방전율(current rate(C-rate))을 계산하는 단계와, 상기 충방전율에 기초하여 상기 동작 모드를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 충방전율에 기초하여 상기 동작 모드를 판단하는 단계는, 상기 충방전율이 제1 기준 값(reference value) 이상인 경우, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작한다고 판단하는 단계와, 상기 충방전율이 상기 제1 기준 값 미만인 경우, 상기 배터리가 상기 저율 모드로 동작한다고 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 충방전율에 기초하여 상기 동작 모드를 판단하는 단계는, 상기 배터리의 전압 값을 획득하는 단계를 더 포함하고, 상기 충방전율에 기초하여 상기 동작 모드를 판단하는 단계는, 상기 충방전율이 상기 제1 기준 값 미만이고, 상기 전압 값이 제2 기준 값 이상인 경우, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작한다고 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 배터리가 저율 모드로 동작하는 경우, 상기 배터리의 전기화학 모델을 사용하여 상기 배터리 상태를 측정하는 단계는, 전극/전해질 계면에서의 전기화학 반응 량을 결정하는 버틀러-볼머 식(Butler-Volmer's equation)을 사용하여 상기 배터리의 상태를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작하는 경우, 상기 배터리의 농도에 기초하여 수정된 전기화학 모델(modified electrochemical model)을 사용하여 배터리 상태를 측정하는 단계는, 상기 배터리의 농도에 기초하여 수정된 버틀러-볼머 식(modified Butler-Volmer's equation)을 사용하여 상기 배터리의 상태를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 동작 모드를 판단하는 단계는, 상기 배터리의 온도를 측정하는 단계와, 상기 온도가 제3 기준 값 미만인 경우, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작한다고 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 배터리 상태 측정 장치는 배터리와, 상기 배터리의 동작 모드를 판단하고, 상기 배터리가 저율 모드(low rate mode)로 동작하는 경우, 상기 배터리의 전기화학 모델(electrochemical model)을 사용하여 상기 배터리 상태를 측정하고, 상기 배터리가 고율 모드(high rate mode)로 동작하는 경우, 상기 배터리의 농도에 기초하여 수정된 전기화학 모델(modified electrochemical model)을 사용하여 배터리 상태를 측정하는 컨트롤러를 포함한다.
상기 배터리 상태는, 상기 배터리의 충전 상태(state of charge(SOC))를 포함할 수 있다.
상기 장치는, 상기 배터리가 출력하는 전류 값을 측정하는 제1 센서(sensor)를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 배터리가 출력하는 전류 값에 기초하여 상기 동작 모드를 판단할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 전류 값에 기초하여 충방전율(current rate(C-rate))을 계산하고, 상기 충방전율에 기초하여 상기 동작 모드를 판단할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 충방전율이 제1 기준 값(reference value) 이상인 경우, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작한다고 판단하고, 상기 충방전율이 상기 제1 기준 값 미만인 경우, 상기 배터리가 상기 저율 모드로 동작한다고 판단할 수 있다.
상기 제1 센서는, 상기 배터리의 전압 값을 획득하고, 상기 컨트롤러는, 상기 충방전율이 상기 제1 기준 값 미만이고, 상기 전압 값이 제2 기준 값 이상인 경우, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작한다고 판단할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 배터리가 상기 저율 모드로 동작하는 경우, 전극/전해질 계면에서의 전기화학 반응 량을 결정하는 버틀러-볼머 식(Butler-Volmer's equation)을 사용하여 상기 배터리의 상태를 측정할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작하는 경우, 상기 배터리의 농도에 기초하여 수정된 버틀러-볼머 식(modified Butler-Volmer's equation)을 사용하여 상기 배터리의 상태를 측정할 수 있다.
상기 장치는, 상기 배터리의 온도를 측정하는 제2 센서를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 온도가 제3 기준 값 미만인 경우, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작한다고 판단할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 상태 측정 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리의 구조도를 나타낸다.
도 3a는 배터리의 저율 모드를 설명하기 위한 개략도를 나타낸다.
도 3b는 배터리의 저율 모드를 설명하기 위한 그래프를 나타낸다.
도 4a는 배터리의 고율 모드를 설명하기 위한 개략도를 나타낸다.
도 4b는 배터리의 고율 모드를 설명하기 위한 그래프를 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 배터리 상태 측정 장치의 성능을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 도 5의 일부 구간을 확대한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 배터리 상태 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 배터리 상태 측정 방법의 순서도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리의 구조도를 나타낸다.
도 3a는 배터리의 저율 모드를 설명하기 위한 개략도를 나타낸다.
도 3b는 배터리의 저율 모드를 설명하기 위한 그래프를 나타낸다.
도 4a는 배터리의 고율 모드를 설명하기 위한 개략도를 나타낸다.
도 4b는 배터리의 고율 모드를 설명하기 위한 그래프를 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 배터리 상태 측정 장치의 성능을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 도 5의 일부 구간을 확대한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 배터리 상태 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 배터리 상태 측정 방법의 순서도를 나타낸다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 상태 측정 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 배터리 상태 측정 장치(100)는 배터리(110)의 배터리 상태를 측정할 수 있다. 이때, 배터리 상태는 충전 상태(state of charge(SOC)), 또는 수명 상태(state of health(SOH)) 등을 포함할 수 있다.
배터리 상태 측정 장치(100)는 전기 에너지(electric energy)를 사용하는 모든 장치에 구현될 수 있다. 예를 들어, 배터리 상태 측정 장치(100)은 에너지 저장 시스템(energy storage system(ESS)), 전자 장치, 이동 수단 등에 구현될 수 있다. 즉, 배터리 상태 측정 장치(100)의 배터리(110)는 전자 장치, 이동 수단 등을 구성하는 요소들에 전원으로서 동작할 수 있다.
배터리 상태 측정 장치(100)가 이동 수단(예를 들어, 자동차)에 구현되는 경우, 스마트 모빌리티(smart mobility), 전기 자동차(electric vehicle), 하이브리드 자동차(hybrid vehicle), 또는 플러그인 하이브리드 자동차(plug-in hybrid vehicle)에 구현될 수 있다.
배터리(110)는 적어도 하나의 배터리 셀(battery cell)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀은 2차 전지를 의미할 수 있다. 배터리(110)는 배터리 셀, 배터리 모듈(battery module), 또는 배터리 팩(battery pack) 등을 의미할 수 있다. 배터리 팩은 적어도 하나의 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 배터리 모듈은 적어도 하나의 배터리 셀을 포함할 수 있다.
컨트롤러(120)는 배터리(110)의 상태를 측정할 수 있다.
배터리(110)가 배터리 팩 또는 배터리 모듈로 구현되는 경우, 컨트롤러(120)는 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))로 이해될 수 있다. 즉, 컨트롤러(120)는 마스터 배터리 관리 시스템(master BMS(M-BMS)) 및 적어도 하나의 슬레이브 배터리 관리 시스템(slave BMS(S-BMS))을 포함할 수 있다.
배터리(110)가 배터리 팩으로 구현되는 경우, 적어도 하나의 슬레이브 배터리 관리 시스템은 적어도 하나의 배터리 모듈의 배터리 상태를 측정할 수 있다. 즉, 적어도 하나의 슬레이브 배터리 관리 시스템은 적어도 하나의 배터리 모듈에 개별적으로 연결될 수 있다. 적어도 하나의 슬레이브 배터리 관리 시스템은 측정한 배터리 상태를 마스터 배터리 관리 시스템으로 전송할 수 있다.
마스터 배터리 관리 시스템은 적어도 하나의 술래이브 배터리 관리 시스템으로부터 수신한 배터리 상태에 기초하여 배터리 팩의 배터리 상태를 측정할 수 있다. 즉, 마스터 배터리 관리 시스템은 배터리 모듈의 배터리 상태 및 배터리 팩의 배터리 상태를 측정할 수 있다.
배터리(110)가 배터리 모듈로 구현되는 경우에도 동일한 원리가 적용될 수 있다. 적어도 하나의 슬레이브 배터리 관리 시스템은 배터리 셀의 배터리 상태를 측정할 수 있다. 즉, 적어도 하나의 슬레이브 배터리 관리 시스템은 적어도 하나의 배터리 셀에 개별적으로 연결될 수 있다. 적어도 하나의 슬레이브 배터리 관리 시스템은 측정한 배터리 상태를 마스터 배터리 관리 시스템으로 전송할 수 있다.
마스터 배터리 관리 시스템은 적어도 하나의 술래이브 배터리 관리 시스템으로부터 수신한 배터리 상태에 기초하여 배터리 모듈의 배터리 상태를 측정할 수 있다. 즉, 마스터 배터리 관리 시스템은 배터리 셀의 배터리 상태 및 배터리 모듈의 배터리 상태를 측정할 수 있다.
컨트롤러(120)는 배터리(110)의 전기화학 모델(electrochemical model)에 기초하여 배터리 상태를 측정할 수 있다. 전기화학 모델은 배터리(110)의 물리 특성을 고려하여 배터리(110)의 내부 농도 및 전위 정보를 계산하여 배터리 잔여 충전량을 추정하는 방법일 수 있다. 컨트롤러(120)는 전기화학 모델에 기초하여 배터리 상태를 측정함으로써, 배터리(110)의 내부 상태 정보(농도(concentration), 전위(potential), 또는 전류 밀도(current density) 등)를 제공할 수 있다. 이에, 컨트롤러(120)는 배터리(110)의 가용 출력 예측, 급속 충전, 급속 방전 등의 기능을 통해 배터리(110)의 열화를 최소화시킬 수 있다.
컨트롤러(120)는 배터리(110)의 동작 모드를 판단하고, 판단 결과에 기초하여 배터리 상태를 측정할 수 있다.
배터리(110)는 저율 모드(low rate mode) 또는 고율 모드(high rate mode)로 동작할 수 있다. 배터리(110)가 저율 모드로 동작하는 경우는 일반적인 충전 또는 방전 등의 동작을 수행하는 경우를 의미할 수 있다. 배터리(110)가 고율 모드로 동작하는 경우는 급속 충전 또는 급속 방전 등의 동작을 수행하는 경우를 의미할 수 있다.
배터리(110)는 출력하는 전류 값에 따라 동작 모드를 고율 모드 또는 저율 모드로 분류될 수 있다. 이에, 컨트롤러(120)는 배터리(110)가 출력하는 전류 값에 기초하여 배터리(110)의 동작 모드를 판단할 수 있다.
배터리 상태 측정 장치(100)는 제1 센서(sensor; 미도시)를 더 포함할 수 있다. 제1 센서는 배터리(110)가 출력하는 전류 값 또는 배터리(110)의 전압 값을 측정할 수 있다. 배터리(110)의 전압 값은 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage(OCV))을 의미할 수 있다. 제1 센서는 측정한 전류 값 또는 전압 값을 컨트롤러(120)로 출력할 수 있다.
컨트롤러(120)는 배터리(110)가 출력하는 전류 값에 기초하여 배터리(110)의 충방전율(current rate(C-rate))을 계산할 수 있다. 충방전율은 배터리(110)의 충전 전류 또는 방전 전류를 배터리(110)의 정격 용량 값으로 나눈 값일 수 있다. 예를 들어, 정격 용량 값이 10Ah인 배터리 셀이 10A의 전류를 방전하는 경우, 충방전율은 1C이고, 20A의 전류를 방전하는 경우, 충방전율은 2C일 수 있다. 같은 원리로, 정격 용량 값이 100Ah인 배터리 셀이 100A의 전류를 방전하는 경우, 충방전율은 1C이고, 200A의 전류를 방전하는 경우, 충방전율은 2C일 수 있다.
컨트롤러(120)는 충방전율에 기초하여 배터리(110)의 동작 모드를 판단할 수 있다. 컨트롤러(120)는 충방전율이 제1 기준 값 이상인 경우, 배터리(110)가 고율 모드로 동작한다고 판단할 수 있다. 컨트롤러(120)는 충방전율이 제1 기준 값 미만인 경우, 배터리(110)가 저율 모드로 동작한다고 판단할 수 있다. 예를 들어, 제1 기준 값은 2C일 수 있다. 제1 기준 값은 배터리 셀 또는 배터리 모듈의 개수에 따라 상이할 수 있다.
컨트롤러(120)는 충방전율이 제1 기준 값 미만이고, 전압 값이 제2 기준 값 이상인 경우, 배터리(110)가 고율 모드로 동작한다고 판단할 수 있다. 제2 기준 값은 사용자에 의해 미리 정해진 값일 수 있다. 사용자는 배터리 상태 측정 장치(100)의 정확도를 고려하여 제2 기준 값을 설정할 수 있다.
또한, 컨트롤러(120)는 제1 센서가 측정한 전압 값과 실제 전압 값의 차이가 제2 기준 값 이상인 경우, 배터리(110)가 고율 모드로 동작한다고 판단할 수 있다.
컨트롤러(120)는 배터리(110)가 저율 모드로 동작하는 경우, 배터리(110)의 전기화학 모델을 사용하여 배터리 상태를 측정할 수 있다. 전기화학 모델은 버틀러-볼머 식(Butler-Volmer's equation)을 포함할 수 있다. 컨트롤러(120)는 전하 보존 법칙(charge conservation law) 및 질량 보존 법칙(mass conservation law)을 사용하여 배터리 상태의 정확도를 향상시킬 수 있다.
컨트롤러(120)가 버틀러-볼머 식을 사용하여 배터리 상태를 측정하는 동작은 아래 수학식들로 설명될 수 있다. 수학식 1은 배터리(110)에서 활성화 과전압()을 계산하는 수학식일 수 있다. 수학식 1에서의 활성화 과전압()은 도 3b에서의 활성화 과전압(ηct)과 동일할 수 있다. 또한, 수학식 1에서의 평형 전위()는 도 3b에서의 평형 전위(Ueq)와 동일할 수 있다.
여기서, 는 활성화 과전압[V]이고, 는 전극 전위(solid potential)[V]이고, 는 전해질 전위(electrolyte potential)[V]이고, 는 평형 전위[V]이고, 는 전류 밀도(current density)[A/m3]이고, 는 전극 활물질(electrode active material)의 부피(volume) 대비 표면(surface) 면적을 나타내는 비표면적(specific surface area)[1/m]이고, 는 막 저항(film resistance)[Ωm2]이고, 는 또는 음극(anode 또는 negative electrode(n))에서의 반응 또는 양극(cathode 또는 positive electrode(p))에서의 반응을 의미할 수 있다. 즉, 수학식 1은 가 n인지 또는 p인지에 따라, 음극에서의 반응 또는 양극에서의 반응을 의미할 수 있다. 전극 활물질은 배터리(110)가 충전 또는 방전 시 화학적으로 반응하여 전기 에너지를 생성할 수 있다.
수학식 2는 배터리(110)에서 교환 전류 밀도(exchange current density)를 계산하는 수학식일 수 있다.
여기서, 는 교환 전류 밀도[A/m2]이고, 는 반응 상수(reaction constant)이고, 는 표면 농도(surface concentration)[mol/m3]이고, 는 최대 표면 농도(maximum surface concentration)[mol/m3]이고, 는 음극(anode)에서의 전하 이동 상수(charge transfer coefficient)이고, 는 양극(cathode)에서의 전하 이동 상수이고, 는 전해질 농도(electrolyte concentration)[mol/m3]이고, 는 음극(n)에서의 반응 또는 양극(p)에서의 반응을 의미할 수 있다. 즉, 수학식 2는 가 n인지 또는 p인지에 따라, 음극에서의 반응 또는 양극에서의 반응을 의미할 수 있다.
컨트롤러(120)는 수학식 1 및 수학식 2를 버틀러-볼머 식에 대입할 수 있다. 버틀러-볼머 식은 수학식 3과 같을 수 있다.
여기서, 는 전류 밀도[A/m3]이고, 는 전극 활물질의 부피 대비 표면 면적을 나타내는 비표면적[1/m]이고, 는 교환 전류 밀도[A/m2]이고, 는 음극(anode)에서의 전하 이동 상수이고, 는 패러데이 상수(Faraday's constant)[C/mol]이고, 는 일반 기체 상수(universal gas constant)[J/(molK)]이고, 는 온도(temperature)[K]이고, 는 활성화 과전압[V]이고, 는 양극(cathode)에서의 전하 이동 상수이고, 는 음극(n)에서의 반응 또는 양극(p)에서의 반응을 의미할 수 있다. 즉, 수학식 3은 가 n인지 또는 p인지에 따라, 음극에서의 반응 또는 양극에서의 반응을 의미할 수 있다.
컨트롤러(120)는 뉴턴-랩슨법(Newton-Raphson method)을 사용하여 수학식 1 내지 수학식 3으로부터 전류 밀도()를 계산할 수 있다.
컨트롤러(120)는 전하 보존 법칙을 사용하여 전극 전위() 및 전해질 전위()를 계산할 수 있다.
또한, 컨트롤러(120)는 질량 보존 법칙을 사용하여 표면 농도() 및 전해질 농도()를 계산할 수 있다.
컨트롤러(120)는 전류 밀도(), 전극 전위(), 전해질 전위(), 표면 농도(), 및 전해질 농도()를 사용하여 배터리 상태를 측정할 수 있다.
컨트롤러(120)는 배터리(110)가 고율 모드로 동작하는 경우, 배터리(110)의 농도에 기초하여 수정된 전기화학 모델(modified electrochemical model)을 사용하여 배터리 상태를 측정할 수 있다. 수정된 전기화학 모델은 배터리(110)의 농도에 기초하여 수정된 버틀러-볼머 식(modified Butler-Volmer's equation)을 포함할 수 있다. 컨트롤러(120)는 전하 보존 법칙 및 질량 보존 법칙을 사용하여 배터리 상태의 정확도를 향상시킬 수 있다.
컨트롤러(120)가 수정된 버틀러-볼머 식을 사용하여 배터리 상태를 측정하는 동작은 아래 수학식들로 설명될 수 있다. 수학식 4는 배터리(110)에서 과전압을 계산하는 수학식일 수 있다. 수학식 4에서의 과전압은 활성화 과전압()과 농도 과전압()을 포함할 수 있다. 수학식 4에서의 농도 과전압은 도 4b에서의 농도 과전압(ηc)과 동일할 수 있다.
여기서, 는 활성화 과전압[V]이고, 는 농도 과전압[V]이고, 는 전극 전위[V]이고, 는 전해질 전위[V]이고, 는 평형 전위[V]이고, 는 전류 밀도[A/m3]이고, 는 전극 활물질의 부피 대비 표면 면적을 나타내는 비표면적[1/m]이고, 는 막 저항[Ωm2]이고, 는 음극(n)에서의 반응 또는 양극(p)에서의 반응을 의미할 수 있다. 즉, 수학식 4는 가 n인지 또는 p인지에 따라, 음극에서의 반응 또는 양극에서의 반응을 의미할 수 있다.
수학식 5는 농도 과전압을 계산하는 수학식일 수 있다.
여기서, 는 농도 과전압[V]이고, 는 일반 기체 상수[J/(molK)]이고, 는 온도[K]이고, 는 전하 이동 상수이고, 는 패러데이 상수[C/mol]이고, 는 전류 밀도[A/m3]이고, 는 한계 전류 밀도(limit current density)[A/m3]이고, 는 음극(n)에서의 반응 또는 양극(p)에서의 반응을 의미할 수 있다. 즉, 수학식 5는 가 n인지 또는 p인지에 따라, 음극에서의 반응 또는 양극에서의 반응을 의미할 수 있다. 전하 이동 상수()는 수학식 3에서의 전하 이동 상수( 또는 )와 동일할 수 있다.
컨트롤러(120)는 수학식 2, 수학식 4 및 수학식 5를 배터리(110)의 농도에 기초하여 수정된 버틀러-볼머 식에 대입할 수 있다. 수정된 버틀러-볼머 식은 수학식 6과 같을 수 있다.
여기서, 는 전류 밀도[A/m3]이고, 는 전극 활물질의 부피 대비 표면 면적을 나타내는 비표 면적[1/m]이고, 는 교환 전류 밀도[A/m2]이고, 는 음극(anode)에서의 전하 이동 상수이고, 는 패러데이 상수[C/mol]이고, 는 일반 기체 상수[J/(molK)]이고, 는 온도[K]이고, 는 전극 전위[V]이고, 는 전해질 전위[V]이고, 는 평형 전위[V]이고, 는 막 저항[Ωm2]이고, 는 농도 과전압[V]이고, 는 양극(cathode)에서의 전하 이동 상수이고, 는 음극(n)에서의 반응 또는 양극(p)에서의 반응을 의미할 수 있다. 즉, 수학식 6은 가 n인지 또는 p인지에 따라, 음극에서의 반응 또는 양극에서의 반응을 의미할 수 있다.
컨트롤러(120)는 뉴턴-랩슨법을 사용하여 수학식 2, 및 수학식 4 내지 수학식 6으로부터 전류 밀도()를 계산할 수 있다.
컨트롤러(120)는 전하 보존 법칙을 사용하여 전극 전위() 및 전해질 전위()를 계산할 수 있다.
또한, 컨트롤러(120)는 질량 보존 법칙을 사용하여 표면 농도() 및 전해질 농도()를 계산할 수 있다.
컨트롤러(120)는 전류 밀도(), 전극 전위(), 전해질 전위(), 표면 농도(), 및 전해질 농도()를 사용하여 배터리 상태를 측정할 수 있다.
배터리(110)는 저온 상태에서 고율 모드와 동일하게 동작할 수 있다. 배터리 상태 측정 장치(100)는 제2 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제2 센서는 배터리(110)의 온도를 측정할 수 있다. 제2 센서는 측정한 온도를 컨트롤러(120)로 출력할 수 있다.
컨트롤러(120)는 배터리(110)의 온도가 제3 기준 값 미만인 경우, 배터리(110)가 고율 모드로 동작한다고 판단할 수 있다. 이때, 배터리(110)가 실제로 고율 모드로 동작하는지 여부는 별론으로 하고, 배터리(110)는 고율 모드에서의 동작과 동일할 수 있다. 제3 기준 값은 사용자에 의해 미리 정해진 값일 수 있다. 사용자는 배터리 상태 측정 장치(100)의 정확도를 고려하여 제3 기준 값을 설정할 수 있다.
도 1에서는 설명의 편의를 위해 배터리(110)가 배터리 상태 측정 장치(100)의 내부에 구현되는 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 배터리(110)는 배터리 상태 측정 장치(100)의 외부에 구현될 수 있다. 즉, 배터리 상태 측정 장치(100)는 배터리(110)를 포함하지 않을 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리의 구조도를 나타내고, 도 3a는 배터리의 저율 모드를 설명하기 위한 개략도이고, 도 3b는 배터리의 저율 모드를 설명하기 위한 그래프이고, 도 4a는 배터리의 고율 모드를 설명하기 위한 개략도이고, 도 4b는 배터리의 고율 모드를 설명하기 위한 그래프이다.
도 2 내지 도 4b를 참조하면, 배터리(110)는 음극(anode), 양극(cathode), 및 전해질(electrolyte)로 구성될 수 있다. 배터리(110)는 전기화학 반응을 통해 부하(load; 200)에 전력을 공급할 수 있다.
배터리(110)가 리튬 이온 배터리(lithium(Li) ion battery)로 구현되는 경우를 예로 들어 설명하면, 충전의 경우 배터리(110)의 양극에서 리튬 원자(Li)은 산화 반응(oxidation reaction)을 통해 리튬 이온(Li+ ; 101)과 전자(e-)로 분리될 수 있다. 리튬 이온(101)은 전해질의 용매 분자(102)를 통해 음극으로 이동할 수 있다. 리튬 이온(101)은 음극에서 전자와 환원 반응(reduction reaction)을 통해 리튬 원자가 될 수 있다. 예를 들어, 리튬 이온(101)은 집전체(current collector; 104)를 통해 이동한 전자와 전극 활물질(103)에서 환원 반응을 일으킬 수 있다. 즉, 배터리(110)는 산화환원 반응을 통해 전류를 출력할 수 있다.
저율 모드에서 배터리(110)의 반응은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같을 수 있다. 저율 모드에서 리튬 이온(101)은 용매 분자(102)를 통해 전해질에서 이동할 수 있다. 이때, 리튬 이온(101)은 전해질에서 물질 이동 저항(mass transfer resistance(R mt))을 경험할 수 있다. 리튬 이온(101)은 전극 활물질(103)의 표면, 즉 전해질/전극 계면에서 전자와 환원 반응을 일으키기 위한 전하 이동 저항(charge transfer resistance(R ct))을 경험할 수 있다. 또한, 리튬 이온(101)은 활물질 내부에서 리튬 이온의 이동에 대한 확산 저항(diffusion resistance(R d))을 경험할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 전위 차, 즉 전위(electric potential(φ))와 평형 전위의 차에 대응하는 환원 전류(reduction current 또는 cathodic current(i c))와 산화 전류(oxidation current 또는 anodic current(i a))를 확인할 수 있다. 전위 차는 활성화 과전압(overpotential 또는 activation polarization(ηct))을 고려한 값일 수 있다. 원점(Ueq)은 평형 전위(equilibrium potential 또는 open circuit potential(OCP))를 의미할 수 있다. 전하 이동 상수()가 동일하다면 ( = ), 도 3b의 그래프는 원점 대칭일 수 있다. 즉, 배터리(110)에서 산화 반응 및 환원 반응은 부호가 반대이고, 크기는 동일할 수 있다.
고율 모드에서 배터리(110)의 반응은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같을 수 있다. 고율 모드에서 리튬 이온(101)은 용매 분자(102)를 통해 전해질에서 이동할 수 있다. 이때, 리튬 이온(101)은 전해질에서 물질 이동 저항(mass transfer resistance(R mt)) 및 전하 이동 저항(R ct)을 경험할 수 있다. 리튬 이온(101)은 전극 활물질(103)의 표면, 즉 전해질/전극 계면에서 전자와 환원 반응을 일으키기 위한 전하 이동 저항(R ct)을 경험할 수 있다. 또한, 리튬 이온(101)은 활물질 내부에서의 리튬 이온의 이동에 대한 확산 저항(R d)을 경험할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 전위(φ)에 대응하는 환원 전류(i c)와, 전위에 대응하는 산화 전류(i a)를 확인할 수 있다. 전위는 활성화 과전압(ηct) 및 농도 과전압(concentration overpotential 또는 concentration polarization(ηc))을 고려한 값일 수 있다. 원점(Ueq)은 평형 전위를 의미할 수 있다. 전하 이동 상수()가 동일하다면 ( = ), 도 4b의 그래프는 원점 대칭일 수 있다. 즉, 배터리(110)에서 산화 반응 및 환원 반응은 부호가 반대이고, 크기는 동일할 수 있다.
배터리(110)가 고율 모드로 동작할 때는 저율 모드에 비해서 리튬 이온(101)이 경험하는 저항이 크기 때문에 전해질의 농도 변화가 발생하고, 농도 과전압이 발생할 수 있다. 이에, 컨트롤러(120)는 농도 과전압을 고려하여 배터리(110)의 배터리 상태를 측정할 수 있다.
도 3a 내지 도 4b에서는 설명의 편의를 위해 음극(anode)에서의 환원 반응을 예로 들어 설명하였으나, 산화 반응에서도 마찬가지의 원리가 적용될 수 있음은 자명하다.
도 5는 일 실시예에 따른 배터리 상태 측정 장치의 성능을 설명하기 위한 개략도이고, 도 6은 도 5의 일부 구간을 확대한 도면이다.
도 5를 참조하면, 배터리 상태 측정 장치(100)가 배터리(110)의 농도에 기초하여 수정된 버틀러-볼머 식(modified Butler-Volmer's equation)을 사용하여 측정한 방전 특성 곡선(범례 내 B-V and ConcOverpotential)와, 기존 기술에서 버틀러-볼머 식(Butler-Volmer's equation)을 사용하여 측정한 방전 특성 곡선(범례 내 B-V)와, 실제 충전 상태(범례 내 Ref.)를 비교할 수 있다. 이때, 배터리(110)는 정격 용량 값이 60Ah이고, 평형 전위가 4V이고, 충방전율이 5C인 고율 모드에서 방전을 수행할 수 있다.
도 5의 영역(510)을 확대한 것은 도 6에 도시된 바와 같을 수 있다. 즉, 배터리 상태 측정 장치(100)가 추정한 방전 전압 기존 기술과 비교하여 약 10mV 정도의 전압 강하를 반영하여 실제 충전 상태에 더 가까운 값을 출력하였다.
도 7은 일 실시예에 따른 배터리 상태 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 자동차(700)가 도시된다. 자동차(700)는 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 또는 플러그인 하이브리드 자동차일 수 있다.
배터리 상태 측정 장치(100)는 배터리(110) 및 컨트롤러(120)을 포함한다.
배터리(110)는 적어도 하나의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리(110)는 배터리 셀, 배터리 모듈, 또는 배터리 팩 등을 의미할 수 있다.
배터리(110)가 배터리 팩 또는 배터리 모듈로 구현되는 경우, 컨트롤러(120)는 배터리 관리 시스템(BMS)로 이해될 수 있다. 즉, 컨트롤러(120)는 마스터 배터리 관리 시스템(M-BMS) 및 적어도 하나의 슬레이브 배터리 관리 시스템(S-BMS)을 포함할 수 있다. 복수의 슬레이브 배터리 관리 시스템(S-BMS) 각각은 서로 동일한 동작을 수행할 수 있다.
배터리(110)가 배터리 모듈로 구현되는 경우, 슬레이브 배터리 관리 시스템(S-BMS)은 배터리(110) 내의 복수의 배터리 셀 각각의 물리량 정보를 수집할 수 있다. 물리량 정보는, 예를 들어, 전압 정보, 전류 정보, 온도 정보, 중 임피던스 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 슬레이브 배터리 관리 시스템(S-BMS)은 수집된 물리량 정보를 마스터 배터리 관리 시스템(M-BMS)으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 슬레이브 배터리 관리 시스템(S-BMS)은 CAN(Controller Area Network) 통신, 무선 통신(wireless communication) 등을 통해 수집된 물리량 정보를 마스터 배터리 관리 시스템(M-BMS)으로 전송할 수 있다.
마스터 배터리 관리 시스템(M-BMS)는 수집된 물리량 정보를 기초로 배터리 셀, 배터리 모듈, 및/또는 배터리 팩의 배터리 상태를 결정할 수 있다. 배터리 상태는, 예를 들어, 충전 상태(SOC) 또는 수명 상태(SOH)를 포함할 수 있다.
마스터 배터리 관리 시스템(M-BMS)는 자동차(700) 내의 동력 관리 시스템(예를 들어, ECU(Electronic Control Unit))으로부터 요청 출력 정보를 수신할 수 있다. 요청 출력 정보는 사용자가 자동차(700)의 액셀러레이터를 밟은 경우, 동력 관리 시스템이 연산한 전력에 대한 정보(예를 들어, 전력 지령(command)값)를 포함할 수 있다. 마스터 배터리 관리 시스템(M-BMS)는 배터리 팩의 상태 정보(예를 들어, 충전 상태 및/또는 수명 상태)를 기초로 배터리 팩의 출력 가능 전력 정보를 결정할 수 있다.
도 1 내지 도 6을 통해 기술된 사항들은 도 7을 통해 기술된 사항들에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.
도 8은 일 실시예에 따른 배터리 상태 측정 방법의 순서도를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 배터리 상태 측정 장치(100)는 배터리(110)의 동작 모드를 판단할 수 있다(810). 배터리(110)의 동작 모드는 고율 모드 및 저율 모드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리(110)는 저율 모드에서 일반적으로 충전, 방전, 또는 운전 등의 동작을 수행할 수 있다. 배터리(110)는 고율 모드에서 급속 충전, 급속 방전, 급가속 등의 동작을 수행할 수 있다.
배터리 상태 측정 장치(100)는 배터리(110)가 출력하는 전류 값 또는 배터리(110)의 전압 값에 기초하여 동작 모드를 판단할 수 있다. 배터리 상태 측정 장치(100)는 전류 값에 기초하여 충방전율을 계산할 수 있다.
배터리 측정 장치(100)는 충방전율에 기초하여 동작 모드를 판단할 수 있다. 예를 들어, 충방전율이 제1 기준 값 이상인 경우, 배터리 측정 장치(100)는 배터리(110)가 고율 모드로 동작한다고 판단할 수 있다. 충방전율이 제1 기준 값 미만인 경우, 배터리 측정 장치(100)는 배터리(110)가 저율 모드로 동작한다고 판단할 수 있다.
배터리 측정 장치(100)는 충방전율이 제1 기준 값 미만이더라도, 전압 값(또는 측정된 전압 값과 실제 전압 값의 차이)이 제2 기준 값 이상인 경우, 배터리(110)가 고율 모드로 동작한다고 판단할 수 있다. 이때, 제1 기준 값 및 제2 기준 값은 배터리 상태 측정 장치(100)의 정확도를 고려하여 사용자가 미리 설정한 값일 수 있다.
배터리(110)는 저온에서 동작할 때, 고율 모드에서의 동작과 동일하게 동작할 수 있다. 이에, 배터리 측정 장치(100)는 배터리(110)의 온도가 제3 기준 값 미만인 경우, 배터리(110)가 고율 모드로 동작한다고 판단할 수 있다. 이때, 제3 기준 값은 배터리 상태 측정 장치(100)의 정확도를 고려하여 사용자가 미리 설정한 값일 수 있다.
배터리 상태 측정 장치(100)는 배터리(110)가 저율 모드로 동작하는 경우, 전기화학 모델을 사용하여 배터리 상태를 측정할 수 있다(820). 전기화학 모델은 버틀러-볼머 식을 포함할 수 있다. 배터리 상태는 충전 상태(SOC), 또는 수명 상태(SOH) 등을 포함할 수 있다.
배터리 상태 측정 장치(100)는 배터리(110)가 고율 모드로 동작하는 경우, 배터리(110)의 농도에 기초하여 수정된 전기화학 모델을 사용하여 배터리 상태를 측정할 수 있다(830). 수정된 전기화학 모델은 배터리(110)의 농도에 기초하여 수정된 버틀러-볼머 식을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Claims (18)
- 배터리의 동작 모드를 판단하는 단계;
상기 배터리가 저율 모드(low rate mode)로 동작하는 경우, 상기 배터리의 전극/전해질 계면에서의 전기화학 반응 량을 결정하는 버틀러-볼머 식(Butler-Volmer's equation)을 사용하여 상기 배터리 상태를 측정하는 단계; 및
상기 배터리가 고율 모드(high rate mode)로 동작하는 경우, 상기 버틀러-볼머 식을 상기 배터리의 전해질 농도의 변화에 따라 발생하는 농도 과전압을 더 고려하도록 수정한 수정된 버틀러-볼머 식(modified Butler-Volmer's equation)을 사용하여 배터리 상태를 측정하는 단계
를 포함하고,
상기 고율 모드는,
급속 충전 또는 급속 방전의 동작을 수행하는 모드이고,
상기 저율 모드는,
상기 급속 충전 또는 상기 급속 방전을 수행하지 않는 일반 모드인
배터리 상태 측정 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 배터리 상태는,
상기 배터리의 충전 상태(state of charge(SOC))를 포함하는 배터리 상태 측정 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 동작 모드를 판단하는 단계는,
상기 배터리가 출력하는 전류 값을 상기 배터리의 정격 용량 값으로 나누어서 충방전율(current rate(C-rate))을 계산하는 단계;
상기 충방전율이 기설정된 제1 기준 값(reference value) 이상인 경우, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작한다고 판단하는 단계; 및
상기 충방전율이 상기 기설정된 제1 기준 값 미만인 경우, 상기 배터리가 상기 저율 모드로 동작한다고 판단하는 단계
를 포함하는 배터리 상태 측정 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 동작 모드를 판단하는 단계는,
상기 배터리가 출력하는 전류 값을 상기 배터리의 정격 용량 값으로 나누어서 충방전율(current rate(C-rate))을 계산하는 단계;
상기 배터리의 전압 값을 획득하는 단계;
상기 충방전율이 기설정된 제1 기준 값(reference value) 이상인 경우, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작한다고 판단하는 단계; 및
상기 충방전율이 상기 기설정된 제1 기준 값 미만이고, 상기 전압 값이 기설정된 제2 기준 값 이상인 경우, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작한다고 판단하는 단계; 및
상기 충방전율이 상기 기설정된 제1 기준 값 미만이고, 상기 전압 값이 상기 기설정된 제2 기준 값 미만인 경우, 상기 배터리가 상기 저율 모드로 동작한다고 판단하는 단계
를 포함하는 배터리 상태 측정 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 동작 모드를 판단하는 단계는,
상기 배터리의 온도를 측정하는 단계; 및
상기 온도가 기설정된 제3 기준 값 미만인 경우, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작한다고 판단하는 단계
를 포함하는 배터리 상태 측정 방법.
- 배터리; 및
상기 배터리의 동작 모드를 판단하고, 상기 배터리가 저율 모드(low rate mode)로 동작하는 경우, 상기 배터리의 전극/전해질 계면에서의 전기화학 반응 량을 결정하는 버틀러-볼머 식(Butler-Volmer's equation)을 사용하여 상기 배터리 상태를 측정하고, 상기 배터리가 고율 모드(high rate mode)로 동작하는 경우, 상기 버틀러-볼머 식을 상기 배터리의 전해질 농도의 변화에 따라 발생하는 농도 과전압을 더 고려하도록 수정한 수정된 버틀러-볼머 식(modified Butler-Volmer's equation)을 사용하여 배터리 상태를 측정하는 컨트롤러
를 포함하고,
상기 고율 모드는,
급속 충전 또는 급속 방전의 동작을 수행하는 모드이고,
상기 저율 모드는,
상기 급속 충전 또는 상기 급속 방전을 수행하지 않는 일반 모드인
배터리 상태 측정 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 배터리 상태는,
상기 배터리의 충전 상태(state of charge(SOC))를 포함하는 배터리 상태 측정 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 배터리가 출력하는 전류 값을 측정하는 제1 센서(sensor)
를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 배터리가 출력하는 전류 값을 상기 배터리의 정격 용량 값으로 나누어서 충방전율(current rate(C-rate))을 계산하고,
상기 충방전율이 기설정된 제1 기준 값(reference value) 이상인 경우, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작한다고 판단하고,
상기 충방전율이 상기 기설정된 제1 기준 값 미만인 경우, 상기 배터리가 상기 저율 모드로 동작한다고 판단하는
배터리 상태 측정 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제12항에 있어서,
상기 배터리가 출력하는 전류 값과 상기 배터리의 전압 값을 측정하는 제1 센서(sensor)
를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 충방전율이 기설정된 제1 기준 값(reference value) 이상인 경우, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작한다고 판단하고,
상기 충방전율이 상기 기설정된 제1 기준 값 미만이고, 상기 전압 값이 기설정된 제2 기준 값 이상인 경우, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작한다고 판단하고,
상기 충방전율이 상기 기설정된 제1 기준 값 미만이고, 상기 전압 값이 상기 기설정된 제2 기준 값 미만인 경우, 상기 배터리가 상기 저율 모드로 동작한다고 판단하는
배터리 상태 측정 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 배터리의 온도를 측정하는 제2 센서
를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 온도가 기설정된 제3 기준 값 미만인 경우, 상기 배터리가 상기 고율 모드로 동작한다고 판단하는 배터리 상태 측정 장치.
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