KR20200009920A - Apparatus for diagnosing battery - Google Patents

Abstract

According to the present invention, provided is a battery diagnosis apparatus which comprises: a sensing unit configured to measure a voltage of a battery having a first electrode and a second electrode; and a processor operatively coupled with the sensing unit. The processor may select a first electrode inflection point and a second electrode inflection point based on each of a first reference capacitance range and a second reference capacitance range from inflection points detected from capacity-voltage data of the battery, diagnose whether the first electrode of the battery deteriorates using a capacity corresponding to the first electrode inflection point, and diagnose whether the second electrode of the battery deteriorates using the capacity corresponding to the second electrode inflection point.

Description

배터리 진단 장치{Apparatus for diagnosing battery}Battery diagnostic device {Apparatus for diagnosing battery}

본 발명은 배터리 진단 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리에 구비된 제1 전극 및 제2 전극 각각에 대해 열화 여부를 진단하는 배터리 진단 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery diagnostic apparatus, and more particularly, to a battery diagnostic apparatus for diagnosing degradation of each of the first electrode and the second electrode provided in the battery.

이차 전지는 전기화학적인 산화 및 환원 반응을 통해 전기 에너지를 생성하는 것으로, 광범위하게 다양한 용도로 이용된다. 예를 들어, 이차 전지는 휴대 전화, 랩탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 태블릿 컴퓨터, 전동 공구 등과 같이 사람의 손에 휴대할 수 있는 장치; 전기 자전거, 전기 오토바이, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 배, 전기 비행기 등과 같은 각종 전기구동 동력 장치; 신재생 에너지를 통해 발전된 전력이나 잉여 발전 전력을 저장하는데 사용되는 전력 저장 장치; 서버 컴퓨터와 통신용 기지국을 비롯한 각종 정보 통신 장치에 전력을 안정적으로 공급하기 위한 무 정전 전원 공급 장치 등에 이르기까지 사용 영역이 점차 확대되고 있다.Secondary batteries generate electrical energy through electrochemical oxidation and reduction reactions and are widely used for various purposes. For example, a secondary battery may be a device that can be carried in a human hand such as a mobile phone, a laptop computer, a digital camera, a video camera, a tablet computer, a power tool, or the like; Various electric drive power devices such as electric bicycles, electric motorcycles, electric vehicles, hybrid vehicles, electric boats, electric airplanes, and the like; A power storage device used to store power generated by renewable energy or surplus generated power; The field of use has been gradually expanded to server-free computers, communication base stations, and non-interruptible power supplies for stably supplying power to various information communication devices.

이차 전지는, 3가지의 기본 구성요소를 포함하는데, 이는, 방전되는 동안 전자를 방출하면서 산화되는 물질을 포함하는 음극(anode), 방전되는 동안 전자를 수용하면서 환원되는 물질을 포함하는 양극(cathode), 그리고 음극과 양극 사이에서 이온 이동이 가능하게 하는 전해질이 바로 그것이다. 전지에는 방전된 후에는 재사용이 불가능한 일차 전지와, 전기화학 반응이 적어도 부분적으로는 가역적이어서 반복적인 충전과 방전이 가능한 이차 전지로 분류될 수 있다.The secondary battery includes three basic components, an anode including a material that is oxidized while releasing electrons during discharge, and a cathode including a material that is reduced while receiving electrons during discharge. And an electrolyte that allows ion transport between the cathode and the anode. The battery may be classified into a primary battery that cannot be reused after being discharged and a secondary battery capable of repetitive charging and discharging because the electrochemical reaction is at least partially reversible.

이 중, 이차 전지로는, 납-산 전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-아연 전지, 니켈-철 전지, 은 산화물 전지, 니켈 금속 수화물(hydride) 전지, 아연-망간 산화물 전지, 아연-브로마이드 전지, 금속-공기 전지, 리튬 이차 전지 등이 공지되어 있다. 이들 중에서, 리튬 이차 전지는 다른 이차 전지에 비해 에너지 밀도가 높고 전지 전압이 높으며 보존 수명이 길다는 이유로 상업적으로 가장 큰 관심을 끌고 있다.Among these, secondary batteries include lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-zinc batteries, nickel-iron batteries, silver oxide batteries, nickel metal hydride batteries, zinc-manganese oxide batteries, and zinc-bromide batteries. , Metal-air batteries, lithium secondary batteries and the like are known. Among them, lithium secondary batteries have attracted the greatest commercial interest because of their higher energy density, higher battery voltage, and longer shelf life than other secondary batteries.

한편, 이차 전지의 퇴화 정도를 진단하는데 있어서, 종래에는 이차 전지의 전압과 용량 간에 상호 변화 양상에 대한 데이터인 용량-전압 데이터를 이용하였다. 이러한, 용량-전압 데이터는 적용되는 해당 이차 전지의 종류에 따라 계형이 상이한데, 구체적으로 이차 전지를 구성하는 양극 전극과 음극 전극 각각의 퇴화도, 용량 설계 및 활물질의 종류에 따라 용량-전압 데이터가 달라지게 된다. On the other hand, in diagnosing the degree of deterioration of a secondary battery, conventionally, capacity-voltage data, which is data on a change pattern between a voltage and a capacity of a secondary battery, was used. The capacitance-voltage data is different in type depending on the type of the secondary battery to be applied. Specifically, the capacity-voltage data depends on the degree of degeneration of each of the positive electrode and the negative electrode of the secondary battery, the capacity design, and the type of the active material. Will be different.

이러한, 용량-전압 데이터를 이용한 종래의 이차 전지의 진단 기술은 해당 이차 전지의 완전셀에 대한 퇴화 정도만을 진단하거나, 이차 전지의 반쪽셀에 대한 퇴화 정도를 진단하기 위해 양극과 음극을 분리하여 각 전극에 대한 용량-전압 데이터를 획득하는 3전극 실험을 수행해야 하는 문제점이 있다.The conventional technology of diagnosing a secondary battery using the capacity-voltage data is to separate the positive electrode and the negative electrode to diagnose only the degree of degeneration of a full cell of the secondary battery, or to diagnose the degree of degeneration of a half cell of the secondary battery. There is a problem in that a three-electrode experiment for acquiring capacitive-voltage data for an electrode is required.

본 발명은 배터리의 용량-전압 데이터에 기초하여 검출된 변곡점을 이용하여 배터리에 구비된 제1 전극과 제2 전극 각각에 대해 열화 여부를 진단할 수 있는 배터리 진단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a battery diagnostic apparatus capable of diagnosing degradation of each of a first electrode and a second electrode of a battery using an inflection point detected based on a capacity-voltage data of a battery.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned above can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 배터리 진단 장치는 제1 전극과 제2 전극을 구비하는 배터리의 전압을 측정하도록 구성된 센싱부; 및 상기 센싱부와 동작 가능하게 결합된 프로세서;를 포함한다.Battery diagnostic apparatus according to the present invention for solving the technical problem is a sensing unit configured to measure the voltage of the battery having a first electrode and a second electrode; And a processor operatively coupled with the sensing unit.

바람직하게, 상기 프로세서는 상기 배터리의 용량-전압 데이터로부터 검출된 변곡점 중에서 제1 기준 용량 범위와 제2 기준 용량 범위 각각에 기초하여 제1 전극 변곡점과 제2 전극 변곡점을 각각 선택하고, 상기 제1 전극 변곡점에 대응되는 용량을 이용하여 상기 배터리의 제1 전극의 열화 여부를 진단하며, 상기 제2 전극 변곡점에 대응되는 용량을 이용하여 상기 배터리의 제2 전극의 열화 여부를 진단할 수 있다.Preferably, the processor selects a first electrode inflection point and a second electrode inflection point based on each of a first reference capacitance range and a second reference capacitance range among inflection points detected from the capacity-voltage data of the battery, and selects the first electrode inflection point. The deterioration of the first electrode of the battery may be diagnosed using a capacity corresponding to an electrode inflection point, and the deterioration of the second electrode of the battery may be diagnosed using a capacity corresponding to the second electrode inflection point.

바람직하게, 상기 프로세서는 상기 검출된 변곡점 중에서 대응되는 용량이 제1 기준 용량 범위 내에 포함되고 대응되는 용량이 가장 작은 변곡점을 상기 제1 전극 변곡점으로 선택할 수 있다.Preferably, the processor may select, as the first electrode inflection point, the inflection point having a corresponding capacitance within the first reference capacitance range and having the smallest corresponding capacitance among the detected inflection points.

바람직하게, 상기 프로세서는 상기 제1 전극 변곡점에 대응되는 용량을 제1 기준 용량으로 설정하고, 상기 검출된 변곡점 중에서 대응되는 용량이 상기 제1 기준 용량 보다 크고 상기 제1 기준 용량과의 차이값이 가장 작은 변곡점을 상기 제1 전극 변곡점으로 더 선택할 수 있다.Preferably, the processor sets a capacitance corresponding to the first electrode inflection point as a first reference capacitance, and a corresponding capacitance among the detected inflection points is greater than the first reference capacitance and a difference value from the first reference capacitance is increased. The smallest inflection point may be further selected as the first electrode inflection point.

바람직하게, 상기 프로세서는 상기 제1 전극 변곡점에 대응되는 용량 간의 차이값을 제1 용량 구간값으로 산출할 수 있다.Preferably, the processor may calculate a difference value between capacitances corresponding to the first electrode inflection point as a first capacitance interval value.

바람직하게, 상기 프로세서는 상기 제1 용량 구간값과 제1 기준 구간값을 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 제1 전극의 열화 여부를 진단할 수 있다.Preferably, the processor may compare the first capacitance section value with the first reference section value and diagnose whether the first electrode is deteriorated based on the comparison result.

바람직하게, 상기 프로세서는 상기 검출된 변곡점 중에서 대응되는 용량이 제2 기준 용량 범위 내에 포함되고 대응되는 용량이 가장 큰 변곡점을 상기 제2 전극 변곡점으로 선택할 수 있다.Preferably, the processor may select, as the second electrode inflection point, the inflection point of which the corresponding capacitance is within the second reference capacitance range among the detected inflection points and has the largest corresponding capacitance.

바람직하게, 상기 프로세서는 상기 제2 전극 변곡점에 대응되는 용량을 제2 기준 용량으로 설정하고, 상기 검출된 변곡점 중에서 대응되는 용량이 상기 제2 기준 용량 보다 작고 상기 제2 기준 용량과의 차이값이 가장 작은 변곡점을 상기 제2 전극 변곡점으로 더 선택할 수 있다.Preferably, the processor sets a capacitance corresponding to the second electrode inflection point as a second reference capacitance, and a corresponding capacitance among the detected inflection points is smaller than the second reference capacitance and a difference value with the second reference capacitance is determined. The smallest inflection point may be further selected as the second electrode inflection point.

바람직하게, 상기 프로세서는 상기 제2 전극 변곡점에 대응되는 용량 간의 차이값을 제2 용량 구간값으로 산출할 수 있다.Preferably, the processor may calculate a difference value between capacitances corresponding to the second electrode inflection point as a second capacitance interval value.

바람직하게, 상기 프로세서는 상기 제2 용량 구간값과 제2 기준 구간값을 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 제2 전극의 열화 여부를 진단할 수 있다.Preferably, the processor may compare the second capacitance section value with the second reference section value and diagnose whether the second electrode is deteriorated based on the comparison result.

본 발명에 따른 배터리 관리 장치는 상기 배터리 진단 장치를 포함할 수 있다.The battery management apparatus according to the present invention may include the battery diagnostic apparatus.

본 발명에 따른 배터리 팩은 상기 배터리 진단 장치를 포함할 수 있다.The battery pack according to the present invention may include the battery diagnosis device.

본 발명에 따른 에너지 저장 장치는 상기 배터리 진단 장치를 포함할 수 있다.The energy storage device according to the present invention may include the battery diagnosis device.

본 발명에 따르면, 배터리의 용량-전압 데이터에 기초하여 검출된 변곡점을 이용하여 배터리에 구비된 제1 전극과 제2 전극 각각에 대해 열화 여부를 진단함으로써, 배터리의 퇴화를 가중시키는 전극을 확인할 수 있다.According to the present invention, the first and second electrodes provided in the battery are diagnosed for degradation by using the inflection point detected based on the capacity-voltage data of the battery, thereby identifying the electrodes that increase the deterioration of the battery. have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 배터리의 용량에 따른 배터리의 전압 그래프이다.
도 3 및 도 4는 평활화 전과 후, 배터리의 용량에 따른 배터리의 전압 미분 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서가 제1 전극 변곡점과 제2 전극 변곡점을 선택하고, 제1 용량 구간값과 제2 용량 구간값을 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로세서가 제1 전극 변곡점과 제2 전극 변곡점을 선택하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서가 제1 전극과 제2 전극 각각의 열화 여부를 진단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
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 아니된다.1 is a view showing the configuration of a battery diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a voltage graph of a battery according to the capacity of the battery.
3 and 4 are graphs of voltage differentials of a battery according to capacity of the battery before and after smoothing.
FIG. 5 is a diagram for describing a process of selecting, by a processor, a first electrode inflection point and a second electrode inflection point, and calculating a first capacitance interval value and a second capacitance interval value, according to an exemplary embodiment.
FIG. 6 is a diagram for describing a process of selecting a first electrode inflection point and a second electrode inflection point by a processor according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 7 is a diagram for describing a process of diagnosing whether each of the first and second electrodes is deteriorated by a processor according to an exemplary embodiment of the present invention.
The following drawings attached to this specification are illustrative of the preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve as a further understanding of the technical spirit of the present invention, the present invention described in such drawings It should not be construed as limited to.

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, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

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. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

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.In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof 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 including ordinal numbers, such as first and second, are used for the purpose of distinguishing any one of the various components from the others, 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 <프로세서>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 a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated. In addition, the term <processor> described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or 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.In addition, throughout the specification, when a part is "connected" to another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another element in between. Include.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 배터리의 용량에 따른 배터리의 전압 그래프이고, 도 3 및 도 4는 평활화 전과 후, 배터리의 용량에 따른 배터리의 전압 미분 그래프이다.1 is a view showing the configuration of a battery diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a voltage graph of the battery according to the capacity of the battery, Figures 3 and 4 before and after smoothing, according to the capacity of the battery The voltage differential graph of the battery.

우선, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 장치(100)는 배터리(B)를 포함하는 배터리 팩(1)에 포함되고, 배터리(B)와 연결되어 배터리(B)에 구비된 제1 전극과 제2 전극 각각의 열화 여부를 진단할 수 있다.First, referring to FIG. 1, the battery diagnosis apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention is included in a battery pack 1 including a battery B, and is connected to a battery B so that the battery B is connected. It is possible to diagnose whether each of the first electrode and the second electrode provided in the deterioration.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 장치(100)는 배터리 팩(1)에 포함된 배터리 관리 장치(BMS)에 포함될 수도 있다.On the other hand, the battery diagnostic apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may be included in the battery management device (BMS) included in the battery pack (1).

상기 배터리 진단 장치(100)는 센싱부(110), 메모리부(120), 프로세서(130) 및 알림부(140)를 포함할 수 있다.The battery diagnosis apparatus 100 may include a sensing unit 110, a memory unit 120, a processor 130, and a notification unit 140.

상기 배터리(B)는 전기 화학 반응을 일으키는 제1 전극과 제2 전극을 구비할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 배터리(B)에 구비된 제1 전극은 양극일 수 있고, 제2 전극은 음극일 수 있다.The battery B may include a first electrode and a second electrode for causing an electrochemical reaction. In one embodiment, the first electrode provided in the battery (B) may be a positive electrode, the second electrode may be a negative electrode.

상기 배터리(B)는 열화 여부가 진단되는 최소 단위의 전지로서, 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 연결된 복수의 단위 셀들을 포함한다. 물론, 상기 배터리(B)가 하나의 단위 셀만을 포함하는 경우도 본 발명의 범주에 포함된다.The battery B is a minimum unit battery diagnosed as deterioration and includes a plurality of unit cells electrically connected in series and / or in parallel. Of course, the case in which the battery B includes only one unit cell is also included in the scope of the present invention.

상기 단위 셀은 반복적인 충방전이 가능하다면 그 종류에 특별한 제한이 없는데, 일 예시로서 파우치 타입으로 이루어진 리튬 폴리머 배터리일 수 있다. The unit cell is not particularly limited as long as it can be repeatedly charged and discharged, for example, may be a lithium polymer battery made of a pouch type.

상기 배터리(B)는 외부 단자를 통해 다양한 외부 장치에 전기적으로 결합될 수 있다. 상기 외부 장치는, 일 예시로서 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 드론과 같은 무인 비행체, 전력 그리드에 포함된 대용량의 전력 저장 장치(ESS), 또는 모바일 디바이스일 수 있다. 이 경우, 상기 배터리(B)는 상기 외부 장치에 탑재된 모듈화된 전지 팩에 포함된 단위 셀들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.The battery B may be electrically coupled to various external devices through external terminals. The external device may be, for example, an electric vehicle, a hybrid vehicle, an unmanned aerial vehicle such as a drone, a large capacity power storage device (ESS) included in a power grid, or a mobile device. In this case, the battery B may include some or all of the unit cells included in the modular battery pack mounted in the external device.

상기 배터리(B)의 외부 단자는 충전 장치와 선택적으로 결합될 수 있다. 상기 충전 장치는 배터리(B)가 탑재되는 외부 장치의 제어에 의해 배터리(B)에 선택적으로 결합될 수 있다. The external terminal of the battery B may be selectively coupled with the charging device. The charging device may be selectively coupled to the battery B under the control of an external device on which the battery B is mounted.

상기 센싱부(110)는 프로세서(130)와 동작 가능하게 결합된다. 즉, 센싱부(110)는 프로세서(130)로 전기적 신호를 송신하거나 프로세서(130)로부터 전기적 신호를 수신 가능하도록 프로세서(130)에 접속될 수 있다. The sensing unit 110 is operably coupled with the processor 130. That is, the sensing unit 110 may be connected to the processor 130 to transmit an electrical signal to the processor 130 or to receive the electrical signal from the processor 130.

상기 센싱부(110)는 미리 설정된 주기마다 배터리(B)에 인가되는 전압과 배터리(B)로 흘러 들어가거나 흘러 나오는 전류를 반복 측정하고 측정된 전압과 전류를 나타내는 측정 신호를 프로세서(130)로 제공할 수 있다.The sensing unit 110 repeatedly measures the voltage applied to the battery B and the current flowing into or flowing out of the battery B at predetermined intervals, and transmits a measurement signal indicating the measured voltage and current to the processor 130. Can provide.

상기 센싱부(110)는 배터리(B)의 전류를 측정하도록 구성된 전류 센서를 포함한다. 또한, 센싱부(110)는 배터리(B)의 전압을 측정하도록 구성된 전압 센서를 더 포함할 수 있다. The sensing unit 110 includes a current sensor configured to measure the current of the battery B. In addition, the sensing unit 110 may further include a voltage sensor configured to measure the voltage of the battery B.

상기 프로세서(130)는 센싱부(110)로부터 측정 신호가 수신되면, 신호 처리를 통해 배터리(B)의 전압 및 전류 각각의 디지털 값을 결정하고 메모리부(120)에 저장할 수 있다.When the measurement signal is received from the sensing unit 110, the processor 130 may determine a digital value of each of the voltage and current of the battery B through signal processing and store the digital value in the memory unit 120.

상기 메모리부(120)는 반도체 메모리 소자로서, 상기 프로세서(130)에 의해 생성되는 데이터를 기록, 소거, 갱신하며, 배터리(B)에 구비된 제1 전극과 제2 전극 각각의 열화 여부를 진단하기 위해 마련된 복수의 프로그램 코드를 저장한다. 또한, 상기 메모리부(120)는 본 발명을 실시할 때 사용되는 미리 결정된 각종 파라미터들의 사전 설정 값들을 저장할 수 있다.The memory unit 120 is a semiconductor memory device that records, erases, and updates data generated by the processor 130, and diagnoses whether the first electrode and the second electrode of the battery B deteriorate. Stores a plurality of program codes prepared for. In addition, the memory unit 120 may store preset values of various predetermined parameters used when implementing the present invention.

상기 메모리부(120)는 데이터를 기록, 소거, 갱신할 수 있다고 알려진 반도체 메모리 소자라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 상기 메모리부(120)는 DRAM, SDRAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등일 수 있다. 상기 메모리부(120)는 상기 프로세서(130)의 제어 로직을 정의한 프로그램 코드들을 저장하고 있는 저장매체를 더 포함할 수 있다. 상기 저장매체는 플래쉬 메모리나 하드디스크와 같은 불활성 기억 소자를 포함한다. 상기 메모리부(120)는 프로세서(130)와 물리적으로 분리되어 있을 수도 있고, 상기 프로세서(130)와 일체로 통합되어 있을 수도 있다.The memory unit 120 is not particularly limited as long as it is a semiconductor memory device known to be capable of writing, erasing, and updating data. As an example, the memory unit 120 may be a DRAM, an SDRAM, a flash memory, a ROM, an EEPROM, a register, or the like. The memory unit 120 may further include a storage medium storing program codes defining control logic of the processor 130. The storage medium includes an inert storage element such as a flash memory or a hard disk. The memory unit 120 may be physically separated from the processor 130 or may be integrated with the processor 130.

상기 프로세서(130)는 배터리(B)에 미리 설정된 충전 전류값의 전류가 입력되어 배터리(B)가 충전되도록 배터리(B)의 전류를 제어하고, 배터리(B)에 입력된 전류에 기초하여 배터리(B)의 용량을 추정할 수 있다.The processor 130 controls the current of the battery B such that the current of the preset charging current value is input to the battery B to charge the battery B, and based on the current input to the battery B, The capacity of (B) can be estimated.

이때, 미리 설정된 충전 전류값은 하기 수학식 1을 이용하여 산출될 수 있다.In this case, the preset charging current value may be calculated using Equation 1 below.

<수학식 1><Equation 1>

여기서, I_c는 미리 설정된 충전 전류값이고, a는 1 이하의 상수이고, C_n은 배터리의 정격 전류일 수 있다.Here, I _c may be a preset charging current value, a may be a constant less than or equal to 1, and C _n may be a rated current of the battery.

이에 따라, 상기 프로세서(130)는 정격 전류의 전류값 보다 작은 충전 전류값의 전류가 입력되어 충전되는 배터리(B)의 용량을 추정할 수 있다.Accordingly, the processor 130 may estimate the capacity of the battery B that is charged with a current having a charging current value smaller than that of the rated current.

이어서, 상기 프로세서(130)는 배터리(B)에 입력된 전류의 전류값을 적산하는 전류적산법을 이용하여 배터리(B)의 용량을 추정할 수 있다. Subsequently, the processor 130 may estimate the capacity of the battery B by using a current integration method that integrates a current value of the current input to the battery B.

상기 프로세서(130)는 전류적산법을 이용하여 배터리(B)의 용량을 추정하는 것으로 설명하였으나, 미리 설정된 충전 전류값의 전류가 입력되는 배터리(B)의 용량을 추정하는 한 추정 방법은 한정되지 않음을 유의한다.The processor 130 has been described as estimating the capacity of the battery B using the current integration method, but the estimation method is not limited as long as the processor 130 estimates the capacity of the battery B to which a current of a preset charging current value is input. Note.

한편, 상기 프로세서(130)는 추정된 배터리(B)의 용량 별로 배터리(B)의 전압을 맵핑시켜 배터리(B)의 용량-전압 데이터를 생성할 수 있다.Meanwhile, the processor 130 may generate the capacity-voltage data of the battery B by mapping the voltage of the battery B by the estimated capacity of the battery B. FIG.

이러한, 배터리(B)의 용량-전압 데이터는 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리(B)의 용량에 따른 배터리(B)의 전압 곡선으로 표시될 수 있다.The capacity-voltage data of the battery B may be represented by a voltage curve of the battery B according to the capacity of the battery B, as shown in FIG. 2.

이때, 상기 메모리부(120)는 배터리(B)의 용량-전압 데이터를 배터리(B)의 용량에 따른 배터리(B)의 전압 곡선으로 근사시킨 근사 함수 및 배터리(B)의 용량 별로 배터리(B)의 전압이 맵핑된 룩업 테이블 중 하나 이상의 형태로 저장할 수 있다.In this case, the memory unit 120 approximates the capacity-voltage data of the battery B to the voltage curve of the battery B according to the capacity of the battery B and the battery B for each capacity of the battery B. ) Can be stored in one or more of the mapped lookup tables.

상기 프로세서(130)는 배터리(B)의 용량-전압 데이터에 기초하여 용량-전압 데이터의 변곡점을 검출할 수 있다. The processor 130 may detect an inflection point of the capacitance-voltage data based on the capacitance-voltage data of the battery B.

보다 구체적으로, 상기 프로세서(130)는 용량-전압 데이터에 기초하여 용량의 미소 변화에 따른 배터리(B)의 전압의 변화가 증가하다가 감소하는 지점의 용량과 배터리(B)의 전압을 변곡점으로 검출할 수 있다.More specifically, the processor 130 detects the capacity of the battery B and the voltage of the battery B as the inflection point on the basis of the capacity-voltage data. can do.

또한, 상기 프로세서(130)는 용량-전압 데이터에 기초하여 용량의 미소 변화에 따른 배터리(B)의 전압의 변화가 감소하다가 증가하는 지점의 용량과 배터리(B)의 전압을 변곡점으로 검출할 수 있다.In addition, the processor 130 may detect the capacity of the battery B and the voltage of the battery B as the inflection point based on the capacitance-voltage data. have.

즉, 상기 프로세서(130)는 배터리(B)의 용량-전압 데이터에 대응되는 근사 함수의 이계 미분계수가 "0"인 용량과 해당 용량에 대응되는 배터리(B)의 전압을 변곡점으로 검출할 수 있다.In other words, the processor 130 may detect, as an inflection point, the capacity of the approximate differential coefficient corresponding to the capacity-voltage data of the battery B and the voltage of the battery B corresponding to the capacity. have.

이를 위하여, 상기 프로세서(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리(B)의 용량-전압 데이터에 대응되는 근사 함수를 미분하여 일계 도함수를 산출할 수 있다.To this end, the processor 130 may calculate a daily derivative by differentiating an approximation function corresponding to the capacity-voltage data of the battery B, as shown in FIG. 3.

이후, 상기 프로세서(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리(B)의 용량-전압 데이터에 대응되는 근사 함수의 일계 도함수를 평활화하여 노이즈 성분을 제거할 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 4, the processor 130 may remove a noise component by smoothing a linear derivative of an approximation function corresponding to the capacitance-voltage data of the battery B. FIG.

이때, 상기 프로세서(130)는 노이즈 필터를 이용하여 배터리(B)의 용량-전압 데이터에 대응되는 근사 함수의 일계 도함수를 평활화할 수 있다.In this case, the processor 130 may smooth the daily derivative of the approximation function corresponding to the capacitance-voltage data of the battery B using a noise filter.

이를 통해, 상기 프로세서(130)는 노이즈 성분으로 인해 변곡점이 오검출되는 현상을 방지함으로써, 변곡점 검출의 정확성을 향상시킬 수 있다.In this way, the processor 130 may improve the accuracy of inflection point detection by preventing the inflection point from being incorrectly detected due to the noise component.

이어서, 상기 프로세서(130)는 평활화된 근사 함수의 일계 도함수를 미분하여 이계 도함수를 산출하고, 산출된 이계 도함수의 함수값이 "0"인 용량과 해당 용량에 대응되는 배터리(B)의 전압을 변곡점으로 검출할 수 있다.Subsequently, the processor 130 calculates a second derivative by differentiating the first derivative of the smoothed approximation function, and calculates a capacity having a function value of the calculated second derivative and a voltage of the battery B corresponding to the capacity. It can be detected by the inflection point.

예를 들어, 상기 프로세서(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 9개의 변곡점(a1, ..., a9)을 검출할 수 있고, 9개의 변곡점(a1, ..., a9)에 대응되는 용량은 각각 "4.5mAh", "8.2mAh", "11.5mAh", "12.5mAh", "18.0mAh", "32.5mAh", "37.0mAh", "43.5mAh" 및 "48.0mAh"일 수 있다.For example, as shown in FIG. 4, the processor 130 may detect nine inflection points a1, ..., a9 and correspond to the nine inflection points a1, ..., a9. Capacity can be "4.5mAh", "8.2mAh", "11.5mAh", "12.5mAh", "18.0mAh", "32.5mAh", "37.0mAh", "43.5mAh" and "48.0mAh" have.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 프로세서(130)가 검출된 변곡점 중에서 제1 전극 변곡점과 제2 전극 변곡점을 선택하는 과정에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a process of selecting the first electrode inflection point and the second electrode inflection point among the inflection points detected by the processor 130 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)가 제1 전극 변곡점(q1-1, q1-2)과 제2 전극 변곡점(q2-1, q2-2)을 선택하고, 제1 용량 구간값(qr1)과 제2 용량 구간값(qr2)을 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 illustrates that the processor 130 selects the first electrode inflection points q1-1 and q1-2 and the second electrode inflection points q2-1 and q2-2 according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram for explaining a process of calculating the interval value qr1 and the second capacitance interval value qr2.

도 5를 더 참조하면, 상기 프로세서(130)는 상기 배터리(B)의 용량-전압 데이터로부터 검출된 변곡점(a1, ..., a9) 중에서 제1 기준 용량 범위(rqr1)와 제2 기준 용량 범위(rqr2) 각각에 기초하여 제1 전극 변곡점(q1-1)과 제2 전극 변곡점(q2-1)을 각각 선택할 수 있다.Referring to FIG. 5, the processor 130 may include a first reference capacitance range rqr1 and a second reference capacitance among the inflection points a1,..., A9 detected from the capacity-voltage data of the battery B. The first electrode inflection point q1-1 and the second electrode inflection point q2-1 can be selected based on each of the ranges rqr2.

보다 구체적으로, 상기 프로세서(130)는 상기 배터리(B)의 용량-전압 데이터로부터 검출된 변곡점(a1, ..., a9) 중에서 제1 기준 용량 범위(rqr1)에 기초하여 제1 전극 변곡점(q1-1)을 선택하고, 제2 기준 용량 범위(rqr2)에 기초하여 제2 전극 변곡점(q2-1)을 선택할 수 있다.More specifically, the processor 130 may perform the first electrode inflection point on the basis of the first reference capacitance range rqr1 among the inflection points a1,..., A9 detected from the capacitance-voltage data of the battery B. q1-1), and the second electrode inflection point q2-1 may be selected based on the second reference capacitance range rqr2.

여기서, 제1 기준 용량 범위(rqr1)는 퇴화되지 않은 BOL(beginning of life) 상태의 배터리의 제1 전극에 대한 용량-전압 데이터로부터 검출된 변곡점 중에서 어느 하나의 변곡점에 대응되는 용량에 기초하여 설정될 수 있다.Here, the first reference capacitance range rqr1 is set based on a capacitance corresponding to any one inflection point among the inflection points detected from the capacitance-voltage data of the first electrode of the battery in a non-degenerate BOL (beginning of life) state. Can be.

예를 들어, 제1 기준 용량 범위(rqr1)는 BOL 상태의 배터리의 제1 전극에 대한 용량-전압 데이터로부터 검출된 변곡점에 대응되는 용량 중에서 크기가 작은 순으로 2순위인 용량을 기준으로 설정될 수 있다.For example, the first reference capacitance range rqr1 may be set on the basis of the second largest capacitance among the capacitances corresponding to the inflection point detected from the capacitance-voltage data of the first electrode of the battery in the BOL state. Can be.

또한, 제2 기준 용량 범위(rqr2)는 퇴화되지 않은 BOL 상태의 배터리의 제2 전극에 대한 용량-전압 데이터로부터 검출된 변곡점 중에서 어느 하나의 변곡점에 대응되는 용량에 기초하여 설정될 수 있다.In addition, the second reference capacitance range rqr2 may be set based on a capacitance corresponding to any one inflection point among the inflection points detected from the capacitance-voltage data for the second electrode of the battery in the non-degenerate BOL state.

예를 들어, 제2 기준 용량 범위(rqr2)는 BOL 상태의 배터리의 제2 전극에 대한 용량-전압 데이터로부터 검출된 변곡점에 대응되는 용량 중에서 크기가 큰 순으로 2순위인 용량 기준으로 설정될 수 있다.For example, the second reference capacitance range rqr2 may be set on the basis of the second largest capacitance among the capacitances corresponding to the inflection point detected from the capacitance-voltage data of the second electrode of the battery in the BOL state, in order of magnitude. have.

이때, BOL 상태의 배터리의 제1 전극에 대한 용량-전압 데이터를 획득하는 과정과 BOL 상태의 배터리의 제2 전극에 대한 용량-전압 데이터를 획득하는 과정은 상술된 배터리(B)에 대한 용량-전압 데이터를 획득하는 과정과 동일할 수 있다. 또한, BOL 상태의 배터리의 제1 전극에 대한 용량-전압 데이터로부터 변곡점을 검출하는 과정과 배터리의 제2 전극에 대한 용량-전압 데이터로부터 변곡점을 검출하는 과정은 상술된 배터리(B)에 대한 용량-전압 데이터로부터 변곡점(a1, ..., a9)을 검출하는 과정과 동일할 수 있다.At this time, the process of acquiring the capacity-voltage data for the first electrode of the battery in the BOL state and the process of acquiring the capacity-voltage data for the second electrode of the battery in the BOL state are described above. It may be the same as the process of acquiring the voltage data. In addition, the step of detecting the inflection point from the capacitance-voltage data for the first electrode of the battery in the BOL state and the step of detecting the inflection point from the capacitance-voltage data for the second electrode of the battery described above is the capacity for the battery (B) It may be the same as the process of detecting the inflection points a1, ..., a9 from the voltage data.

이어서, 상기 프로세서(130)는 검출된 변곡점 변곡점(a1, ..., a9) 중에서 대응되는 용량이 제1 기준 용량 범위(rqr1) 내에 포함되고 대응되는 용량이 가장 작은 변곡점(a2)을 제1 전극 변곡점(q1-1)으로 선택할 수 있다.Subsequently, the processor 130 may include a first inflection point a2 having a corresponding capacitance within the first reference capacitance range rqr1 and having the smallest corresponding capacitance among the detected inflection point inflection points a1,..., A9. The electrode inflection point q1-1 can be selected.

보다 구체적으로, 상기 프로세서(130)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 기준 용량 범위(rqr1)가 "8mAh 내지 12mAh"로 설정된 경우, 대응되는 용량이 제1 기준 용량 범위(rqr1) 내에 포함되는 변곡점 "a2"와 "a3" 중에서 대응되는 용량이 가장 작은 변곡점 "a2"를 제1 전극 변곡점(q1-1)으로 선택할 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 5, when the first reference capacity range rqr1 is set to “8 mAh to 12 mAh”, the processor 130 includes a corresponding capacity within the first reference capacity range rqr1. The inflection point "a2" having the smallest corresponding capacitance among the inflection points "a2" and "a3" may be selected as the first electrode inflection point q1-1.

이후, 상기 프로세서(130)는 선택된 제1 전극 변곡점(q1-1)에 대응되는 용량을 제1 기준 용량(rq1)으로 설정하고, 검출된 변곡점(a1, ..., a9) 중에서 대응되는 용량이 제1 기준 용량(rq1) 보다 크고 제1 기준 용량(rq1)과의 차이값이 가장 작은 변곡점(a3)을 제1 전극 변곡점(q1-2)으로 더 선택할 수 있다.Thereafter, the processor 130 sets the capacitance corresponding to the selected first electrode inflection point q1-1 as the first reference capacitance rq1 and corresponds to the capacitance among the detected inflection points a1, ..., a9. The inflection point a3 larger than the first reference capacitor rq1 and having the smallest difference from the first reference capacitor rq1 may be further selected as the first electrode inflection point q1-2.

보다 구체적으로, 상기 프로세서(130)는 도 5에 도시된 바와 같이, 선택된 제1 전극 변곡점 "q1-1"에 대응되는 용량 "8.2mAh"를 제1 기준 용량(rq1)으로 설정할 수 있다. 이어서, 상기 프로스세서(130)는 검출된 (a1, ..., a9) 중에서 대응되는 용량이 제1 기준 용량(rq1) "8.2mAh" 보다 크고 제1 기준 용량(rq1) "8.2mAh"와의 차이값이 가장 작은 변곡점 "a3"를 제1 전극 변곡점(q1-2)으로 더 선택할 수 있다.In more detail, as illustrated in FIG. 5, the processor 130 may set the capacitance “8.2 mAh” corresponding to the selected first electrode inflection point “q1-1” as the first reference capacitance rq1. Subsequently, the processor 130 has a corresponding capacity among the detected (a1, ..., a9) that is greater than the first reference capacity rq1 "8.2 mAh" and the first reference capacity rq1 "8.2 mAh". The inflection point “a3” having the smallest difference value may be further selected as the first electrode inflection point q1-2.

한편, 상기 프로세서(130)는 검출된 변곡점 변곡점(a1, ..., a9) 중에서 대응되는 용량이 제2 기준 용량 범위(rqr2) 내에 포함되고 대응되는 용량이 가장 큰 변곡점(a8)을 제2 전극 변곡점(q2-1)으로 선택할 수 있다.Meanwhile, the processor 130 includes a second inflection point a8 having a corresponding capacity within the second reference capacitance range rqr2 and having the largest corresponding capacity among the detected inflection point inflection points a1,..., A9. It can be selected as the electrode inflection point q2-1.

보다 구체적으로, 상기 프로세서(130)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 기준 용량 범위(rqr2)가 "35mAh 내지 45mAh"로 설정된 경우, 대응되는 용량이 제2 기준 용량 범위(rqr2) 내에 포함되는 변곡점 "a7"과 "a8" 중에서 대응되는 용량이 가장 큰 변곡점 "a8"를 제2 전극 변곡점(q2-1)으로 선택할 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 5, when the second reference capacity range rqr2 is set to “35 mAh to 45 mAh”, the processor 130 includes a corresponding capacity within the second reference capacity range rqr2. The inflection point “a8” having the largest corresponding capacitance among the inflection points “a7” and “a8” may be selected as the second electrode inflection point q2-1.

이후, 상기 프로세서(130)는 선택된 제2 전극 변곡점(q2-1)에 대응되는 용량을 제2 기준 용량(rq2)으로 설정하고, 검출된 변곡점(a1, ..., a9) 중에서 대응되는 용량이 제2 기준 용량(rq2) 보다 작고 제2 기준 용량(rq2)과의 차이값이 가장 작은 변곡점(a7)을 제2 전극 변곡점(q2-2)으로 더 선택할 수 있다.Thereafter, the processor 130 sets the capacitance corresponding to the selected second electrode inflection point q2-1 to the second reference capacitance rq2, and corresponds to the capacitance among the detected inflection points a1,..., A9. An inflection point a7 smaller than the second reference capacitor rq2 and having a smallest difference value from the second reference capacitor rq2 may be further selected as the second electrode inflection point q2-2.

보다 구체적으로, 상기 프로세서(130)는 도 5에 도시된 바와 같이, 선택된 제2 전극 변곡점 "q2-1"에 대응되는 용량 "43.5mAh"를 제2 기준 용량(rq2)으로 설정할 수 있다. 이어서, 상기 프로스세서(130)는 검출된 (a1, ..., a9) 중에서 대응되는 용량이 제2 기준 용량(rq2) "43.5mAh" 보다 작고 제2 기준 용량(rq2) "43.5mAh"와의 차이값이 가장 작은 변곡점 "a7"를 제2 전극 변곡점(q2-2)으로 더 선택할 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 5, the processor 130 may set the capacity “43.5 mAh” corresponding to the selected second electrode inflection point “q2-1” as the second reference capacity rq2. Subsequently, the processor 130 has a corresponding capacity among the detected (a1, ..., a9) smaller than the second reference capacity rq2 "43.5mAh" and the second reference capacity rq2 "43.5mAh". The inflection point "a7" with the smallest difference value may be further selected as the second electrode inflection point q2-2.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 프로세서(130)가 검출된 변곡점 중에서 제1 전극 변곡점과 제2 전극 변곡점을 선택하는 과정에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a process of selecting the first electrode inflection point and the second electrode inflection point among the inflection points detected by the processor 130 according to another embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로세서(130)가 제1 전극 변곡점과 제2 전극 변곡점을 선택하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a diagram for describing a process of selecting a first electrode inflection point and a second electrode inflection point by the processor 130 according to another exemplary embodiment of the present disclosure.

도 6을 참조하면, 다른 실시예에 따른 프로세서(130)는 검출된 변곡점 변곡점(b1, ..., b9) 중에서 하나의 변곡점(b2)에 대응되는 용량만이 제1 기준 용량 범위(rqr1) 내에 포함되면, 해당 변곡점(b2)을 제1 전극 변곡점(q1-1)으로 선택할 수 있다.Referring to FIG. 6, the processor 130 according to another exemplary embodiment of the present disclosure may include only a capacity corresponding to one inflection point b2 among the detected inflection points inflection points b1,..., And b9. If included in the inside, the inflection point b2 may be selected as the first electrode inflection point q1-1.

또한, 다른 실시예에 따른 프로세서(130)는 검출된 변곡점 변곡점(b1, ..., b9) 중에서 하나의 변곡점(b8)에 대응되는 용량만이 제2 기준 용량 범위(rqr2) 내에 포함되면, 해당 변곡점(b8)을 제2 전극 변곡점(q2-1)으로 선택할 수 있다.In addition, when the processor 130 according to another embodiment includes only a capacity corresponding to one inflection point b8 among the detected inflection points inflection points b1,..., And b9, the processor 130 includes the second reference capacitance range rqr2. The inflection point b8 may be selected as the second electrode inflection point q2-1.

보다 구체적으로, 배터리(B)의 열화 정도에 따라 검출되는 변곡점(b1, ..., b9)에 대응되는 용량은 변화할 수 있다. 이에 따라, 검출된 변곡점 변곡점(b1, ..., b9)에 대응되는 용량이 제1 기준 용량 범위(rqr1)와 제2 기준 용량 범위(rqr2) 각각에 하나씩만 포함될 수 있다. 이러한 경우, 다른 실시예에 따른 프로세서(130)는 검출된 변곡점 변곡점(b1, ..., b9)에 대응되는 용량 간 차이값을 산출하지 않고, 대응되는 용량이 제1 기준 용량 범위(rqr1)와 제2 기준 용량 범위(rqr2) 내에 포함되는 변곡점 "b2"와 "b8"을 각각 제1 전극 변곡점(q1-1)과 제2 전극 변곡점(q2-1)으로 선택할 수 있다.More specifically, the capacity corresponding to the inflection points b1,..., B9 detected according to the degree of deterioration of the battery B may vary. Accordingly, only one dose corresponding to the detected inflection point inflection point b1, ..., b9 may be included in each of the first reference dose range rqr1 and the second reference dose range rqr2. In this case, the processor 130 according to another embodiment does not calculate a difference value between the capacities corresponding to the detected inflection points inflection points b1,..., And b9, and the corresponding capacity is the first reference capacitance range rqr1. And inflection points "b2" and "b8" included in the second reference capacitance range rqr2 may be selected as the first electrode inflection point q1-1 and the second electrode inflection point q2-1, respectively.

이후, 다른 실시예에 따른 프로세서(130)가 제1 기준 용량(rq1)과 제2 기준 용량(rq2)을 설정하고, 제1 전극 변곡점(q1-2)과 제2 전극 변곡점(q2-2)을 더 선택하는 과정은 일 실시예에 따른 프로세서(130)와 동일하게 수행할 수 있다.Subsequently, the processor 130 according to another embodiment sets the first reference capacitor rq1 and the second reference capacitor rq2, and sets the first electrode inflection point q1-2 and the second electrode inflection point q2-2. The process of selecting more may be performed in the same manner as the processor 130 according to an embodiment.

이어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 프로세서(130)가 제1 용량 구간값과 제2 용량 구간값을 산출하고, 제1 전극과 제2 전극 각각에 대해 열화 여부를 진단하는 과정을 설명하도록 한다.Subsequently, the processor 130 according to an embodiment of the present invention calculates a first capacitance interval value and a second capacitance interval value, and describes a process of diagnosing degradation of each of the first electrode and the second electrode. do.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(130)가 제1 전극과 제2 전극 각각의 열화 여부를 진단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for describing a process of diagnosing whether each of the first electrode and the second electrode is deteriorated by the processor 130 according to an exemplary embodiment.

도 5를 다시 참조하면, 상기 프로세서(130)는 선택된 제1 전극 변곡점(q1-1, q1-2)에 대응되는 용량 간의 차이값을 제1 용량 구간값(qr1)으로 산출할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(130)는 선택된 제2 전극 변곡점(q2-1, q2-2)에 대응되는 용량 간의 차이값을 제2 용량 구간값(qr2)으로 산출할 수 있다.Referring back to FIG. 5, the processor 130 may calculate a difference between capacitances corresponding to the selected first electrode inflection points q1-1 and q1-2 as the first capacitance section value qr1. In addition, the processor 130 may calculate a difference between capacitances corresponding to the selected second electrode inflection points q2-1 and q2-2 as the second capacitance interval value qr2.

보다 구체적으로, 상기 프로세서(130)는 선택된 제1 전극 변곡점 "q1-1"과 "q1-2" 각각에 대응되는 용량 "8.2mAh"와 "11.5mAh" 간의 차이값인 "3.2mAh"를 제1 용량 구간값(qr1)으로 산출할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(130)는 선택된 제2 전극 변곡점 "q2-1"과 "q2-2" 각각에 대응되는 용량 "37.0mAh"와 "43.5mAh" 간의 차이값인 "6.5mAh"를 제2 용량 구간값(qr2)으로 산출할 수 있다.More specifically, the processor 130 removes "3.2mAh" which is a difference between the capacitances "8.2mAh" and "11.5mAh" corresponding to each of the selected first electrode inflection points "q1-1" and "q1-2". It can be calculated as one dose interval value qr1. In addition, the processor 130 has a second capacity of "6.5mAh" which is a difference value between the capacity "37.0mAh" and "43.5mAh" corresponding to each of the selected second electrode inflection points "q2-1" and "q2-2". It can be calculated as the section value qr2.

이후, 도 7을 참조하면, 상기 프로세서(130)는 제1 용량 구간값(qr1)과 제1 기준 구간값(rr1)을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 제1 전극의 열화 여부를 진단할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(130)는 제2 용량 구간값(qr2)과 제2 기준 구간값(rr2)을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 제2 전극의 열화 여부를 진단할 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 7, the processor 130 may compare the first capacitance period value qr1 and the first reference interval value rr1 and diagnose whether the first electrode is deteriorated based on the comparison result. have. In addition, the processor 130 may compare the second capacitance section value qr2 and the second reference section value rr2 and diagnose whether the second electrode is deteriorated based on the comparison result.

여기서, 제1 기준 구간값(rr1)은 퇴화되지 않은 BOL 상태의 배터리의 제1 전극에 대한 용량-전압 데이터로부터 검출된 변곡점 중에서 어느 두개의 변곡점에 대응되는 용량에 기초하여 설정될 수 있다.Here, the first reference section value rr1 may be set based on the capacitances corresponding to any two inflection points among the inflection points detected from the capacitance-voltage data of the first electrode of the battery in the non-degenerate BOL state.

예를 들어, 제1 기준 구간값(rr1)은 BOL 상태의 배터리의 제1 전극에 대한 용량-전압 데이터로부터 검출된 변곡점에 대응되는 용량 중에서 크기가 작은 순으로 2순위와 3순위인 용량 간에 차이값의 80%로 설정될 수 있다.For example, the first reference interval value rr1 is a difference between the second and third capacitances in the order of the smallest size among the capacitances corresponding to the inflection point detected from the capacitance-voltage data of the first electrode of the battery in the BOL state. It can be set to 80% of the value.

또한, 제2 기준 구간값(rr2)은 퇴화되지 않은 BOL 상태의 배터리의 제2 전극에 대한 용량-전압 데이터로부터 검출된 변곡점 중에서 어느 두개의 변곡점에 대응되는 용량에 기초하여 설정될 수 있다.In addition, the second reference section value rr2 may be set based on a capacitance corresponding to any two inflection points among the inflection points detected from the capacitance-voltage data of the second electrode of the battery in the non-degenerate BOL state.

예를 들어, 제2 기준 구간값(rr2)은 BOL 상태의 배터리의 제2 전극에 대한 용량-전압 데이터로부터 검출된 변곡점에 대응되는 용량 중에서 크기가 큰 순으로 2순위와 3순위인 용량 간에 차이값의 80%로 설정될 수 있다.For example, the second reference interval value rr2 is a difference between the second- and third-order capacitances in order of magnitude, among the capacitances corresponding to the inflection point detected from the capacitance-voltage data of the second electrode of the battery in the BOL state. It can be set to 80% of the value.

이어서, 상기 프로세서(130)는 제1 용량 구간값(qr1)이 제1 기준 구간값(rr1) 이하이면 상기 제1 전극에 열화가 발생한 것으로 진단할 수 있다. 반대로, 상기 프로세서(130)는 제1 용량 구간값(qr1)이 제1 기준 구간값(rr1)을 초과하면 상기 제1 전극에 열화가 발생하지 않은 것으로 진단할 수 있다.Subsequently, the processor 130 may diagnose that degradation occurs in the first electrode when the first capacitance period value qr1 is less than or equal to the first reference interval value rr1. In contrast, the processor 130 may diagnose that no degradation occurs in the first electrode when the first capacitance period value qr1 exceeds the first reference interval value rr1.

상기 프로세서(230)는 제2 용량 구간값(qr2)이 제2 기준 구간값(rr2) 이하이면 상기 제2 전극에 열화가 발생한 것으로 진단할 수 있다. 반대로, 상기 프로세서(230)는 제2 용량 구간값(qr2)이 제2 기준 구간값(rr2)을 초과하면 상기 제2 전극에 열화가 발생하지 않은 것으로 진단할 수 있다.When the second capacitance section value qr2 is less than or equal to the second reference section value rr2, the processor 230 may diagnose that deterioration has occurred in the second electrode. In contrast, when the second capacitance section value qr2 exceeds the second reference section value rr2, the processor 230 may diagnose that deterioration has not occurred in the second electrode.

이러한 본 발명의 구성에 따르면, 3전극 실험을 통해 배터리의 제1 전극과 제2 전극 각각에 대한 용량-전압 데이터를 획득하지 않고도 배터리의 완전셀에 대한 용량-전압 데이터를 이용하여 제1 전극과 제2 전극 각각에 대해 열화 여부를 진단할 수 있다.According to the configuration of the present invention, the first electrode and the first electrode using the capacity-voltage data for the full cell of the battery without acquiring the capacity-voltage data for each of the first electrode and the second electrode of the battery through a three-electrode experiment It is possible to diagnose whether the second electrode is deteriorated.

상기 프로세서(130)는, 진단 결과를 나타내는 메시지를 통신 단자(COM)를 통해 외부 장치로 전송할 수 있다.The processor 130 may transmit a message indicating a diagnosis result to an external device through the communication terminal COM.

상기 프로세서(130)는, 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 프로세서(130)에 의해 실행될 수 있는 다양한 제어 로직들은 적어도 하나 이상이 조합되고, 조합된 제어 로직들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드 체계로 작성되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 수록될 수 있다. 기록매체는 컴퓨터에 포함된 프로세서(130)에 의해 접근이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 기록매체는 ROM, RAM, 레지스터, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크 및 광 데이터 기록장치를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 코드 체계는 캐리어 신호로 변조되어 특정한 시점에 통신 캐리어에 포함될 수 있고, 네트워크로 연결된 컴퓨터에 분산되어 저장되고 실행될 수 있다. 또한, 조합된 제어 로직들을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The processor 130 may optionally include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, registers, communication modems, data processing devices, and the like, known in the art for executing various control logics. Various control logics that may be executed by the processor 130 may be combined with at least one, and the combined control logics may be written in a computer readable code system and stored in a computer readable recording medium. The recording medium is not particularly limited as long as it is accessible by the processor 130 included in the computer. In one example, the recording medium includes at least one selected from the group consisting of a ROM, a RAM, a register, a CD-ROM, a magnetic tape, a hard disk, a floppy disk, and an optical data recording device. In addition, the code scheme may be modulated into a carrier signal to be included in a communication carrier at a particular point in time, and distributed and stored and executed in a networked computer. In addition, functional programs, code, and code segments for implementing the combined control logics can be easily inferred by programmers in the art to which this invention belongs.

상기 알림부(140)는 상기 프로세서(130)의 진단 결과를 입력받아 외부로 출력할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 알림부(140)는 상술된 진단 결과를 기호, 숫자 및 코드 중 하나 이상을 이용하여 표시하는 디스플레이부 및 소리로 출력하는 스피커 장치 중 하나 이상을 구비할 수 있다.The notification unit 140 may receive a diagnosis result of the processor 130 and output it to the outside. More specifically, the notification unit 140 may include one or more of a display unit for displaying the above-described diagnosis result using one or more of symbols, numbers, and codes, and a speaker device for outputting the sound.

한편, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치는 상술된 배터리 진단 장치를 포함할 수 있다. 이를 통해, 배터리 관리 장치가 관리하는 배터리에 대해 활물질 면적, 방전 심도 및 충전 심도 중 하나 이상의 변화를 진단할 수 있다.Meanwhile, the battery management apparatus according to the present invention may include the battery diagnosis apparatus described above. Through this, it is possible to diagnose a change in one or more of the active material area, the discharge depth, and the charge depth of the battery managed by the battery management apparatus.

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 above-described embodiments of the present invention are not implemented only through the apparatus and the method, but may be implemented through a program or a recording medium on which the program is recorded to realize a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention. Implementation can be easily implemented by those skilled in the art from 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 by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the 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 within the scope without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains the above-described embodiments and attached Not limited by the drawings, all or part of the embodiments may be selectively combined to enable various modifications.

1: 배터리 팩
B: 배터리
100: 배터리 진단 장치
110: 센싱부
120: 메모리부
130: 프로세서
140: 알림부1: battery pack
B: battery
100: battery diagnostic device
110: sensing unit
120: memory
130: processor
140: notification unit

Claims (11)

제1 전극과 제2 전극을 구비하는 배터리의 전압을 측정하도록 구성된 센싱부; 및
상기 센싱부와 동작 가능하게 결합된 프로세서;를 포함하고,
상기 프로세서는
상기 배터리의 용량-전압 데이터로부터 검출된 변곡점 중에서 제1 기준 용량 범위와 제2 기준 용량 범위 각각에 기초하여 제1 전극 변곡점과 제2 전극 변곡점을 각각 선택하고, 상기 제1 전극 변곡점에 대응되는 용량을 이용하여 상기 배터리의 제1 전극의 열화 여부를 진단하며, 상기 제2 전극 변곡점에 대응되는 용량을 이용하여 상기 배터리의 제2 전극의 열화 여부를 진단하는 배터리 진단 장치.
A sensing unit configured to measure a voltage of a battery having a first electrode and a second electrode; And
And a processor operatively coupled with the sensing unit.
The processor is
A first electrode inflection point and a second electrode inflection point are respectively selected based on each of the first reference capacitance range and the second reference capacitance range among the inflection points detected from the capacity-voltage data of the battery, and the capacitance corresponding to the first electrode inflection point. And diagnosing whether or not the first electrode of the battery is deteriorated, and diagnosing or deteriorating the second electrode of the battery using a capacity corresponding to the second electrode inflection point.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 검출된 변곡점 중에서 대응되는 용량이 제1 기준 용량 범위 내에 포함되고 대응되는 용량이 가장 작은 변곡점을 상기 제1 전극 변곡점으로 선택하는 배터리 진단 장치.
The method of claim 1,
The processor is
And an inflection point having a corresponding capacitance within the first reference capacitance range and having the smallest corresponding capacitance among the detected inflection points as the first electrode inflection point.
제2항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 제1 전극 변곡점에 대응되는 용량을 제1 기준 용량으로 설정하고, 상기 검출된 변곡점 중에서 대응되는 용량이 상기 제1 기준 용량 보다 크고 상기 제1 기준 용량과의 차이값이 가장 작은 변곡점을 상기 제1 전극 변곡점으로 더 선택하는 배터리 진단 장치.
The method of claim 2,
The processor is
The capacitance corresponding to the first electrode inflection point is set as a first reference capacitance, and among the detected inflection points, the inflection point having a larger capacitance than the first reference capacitance is smaller than the first reference capacitance. Battery diagnostic device for further selection with 1 electrode inflection point.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 제1 전극 변곡점에 대응되는 용량 간의 차이값을 제1 용량 구간값으로 산출하는 배터리 진단 장치.
The method of claim 1,
The processor is
The battery diagnostic apparatus for calculating a difference value between the capacitance corresponding to the first electrode inflection point as a first capacitance interval value.
제4항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 제1 용량 구간값과 제1 기준 구간값을 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 제1 전극의 열화 여부를 진단하는 배터리 진단 장치.
The method of claim 4, wherein
The processor is
And comparing the first capacitance section value with the first reference section value, and diagnosing whether the first electrode is deteriorated based on the comparison result.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 검출된 변곡점 중에서 대응되는 용량이 제2 기준 용량 범위 내에 포함되고 대응되는 용량이 가장 큰 변곡점을 상기 제2 전극 변곡점으로 선택하는 배터리 진단 장치.
The method of claim 1,
The processor is
And selecting an inflection point having a corresponding capacitance among the detected inflection points within a second reference capacitance range and having the largest corresponding capacitance as the second electrode inflection point.
제6항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 제2 전극 변곡점에 대응되는 용량을 제2 기준 용량으로 설정하고, 상기 검출된 변곡점 중에서 대응되는 용량이 상기 제2 기준 용량 보다 작고 상기 제2 기준 용량과의 차이값이 가장 작은 변곡점을 상기 제2 전극 변곡점으로 더 선택하는 배터리 진단 장치.
The method of claim 6,
The processor is
The capacitance corresponding to the second electrode inflection point is set as a second reference capacitance, and among the detected inflection points, the inflection point at which the corresponding capacitance is smaller than the second reference capacitance and the difference with the second reference capacitance is smallest is determined. Battery diagnostic device for further selection with 2-electrode inflection point.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 제2 전극 변곡점에 대응되는 용량 간의 차이값을 제2 용량 구간값으로 산출하는 배터리 진단 장치.
The method of claim 1,
The processor is
And a difference value between the capacitances corresponding to the second electrode inflection points is calculated as a second capacitance interval value.
제8항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 제2 용량 구간값과 제2 기준 구간값을 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 제2 전극의 열화 여부를 진단하는 배터리 진단 장치.
The method of claim 8,
The processor is
And comparing the second capacitance section value with a second reference section value, and diagnosing whether the second electrode is deteriorated based on the comparison result.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 진단 장치를
포함하는 배터리 관리 장치.
A battery diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 9
Battery management device comprising.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배터리 진단 장치를
포함하는 배터리 팩.A battery diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 9
Battery pack included.

Images