KR20210028476A - 배터리 충전 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

배터리 충전 장치 및 방법이 개시된다. 일실시예는 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성에 기초하여, 배터리의 열화 요인 및 열화 정도가 반영된 배터리의 열화 모드를 추정하고, 열화 모드에 기초하여, 배터리 모델을 업데이트하며, 업데이트된 배터리 모델을 이용하여, 배터리를 충전한다.

Description

배터리 충전 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS CHARGING BATTERY}
아래 실시예들은 배터리 충전 장치 및 방법에 관한 것이다.
배터리 충전 방법은 다양하다. 예를 들어, 정전류-정전압 충전 방법(Constant Current-Constant Voltage, CCCV)은 정전류로 배터리를 충전하고, 배터리 전압이 미리 설정된 전압에 도달한 경우, 정전압으로 배터리를 충전한다. 다른 일례로, 전류 감쇠(Varying current decay) 충전 방법은 낮은 SOC(State of Charge)에서는 고전류로 배터리를 충전하고, 특정 SOC가 되는 경우, 전류를 점점 줄여가면서 배터리를 충전한다. 이 외에, 고전류에서 저전류로 여러 단계의 CC(Constant Current)로 충전하는 방식인 멀티-스텝(multi-step) 충전 방식과 짧은 시간 단위로 펄스 전류(pulse current)를 반복적으로 인가하는 펄스 충전 방식이 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법은 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성에 기초하여, 상기 배터리의 열화 요인 및 열화 정도가 반영된 상기 배터리의 열화 모드를 추정하는 단계; 상기 열화 모드에 기초하여, 배터리 모델을 업데이트하는 단계; 및 상기 업데이트된 배터리 모델을 이용하여, 상기 배터리를 충전하는 단계를 포함한다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 배터리의 열화 모드를 추정하는 단계는 상이한 열화 요인 및/또는 상이한 열화 정도를 가진 복수의 기준 배터리들 중에서 선택된 하나 또는 복수의 기준 배터리의 열화 모드를 이용하여, 상기 배터리의 열화 모드를 추정할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 배터리의 열화 모드를 추정하는 단계는 상기 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성과 유사한 정도에 따라 결정된 가중치를 상기 선택된 하나 또는 복수의 기준 배터리 각각의 열화 모드에 적용하여, 상기 배터리의 열화 모드를 추정할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 유사한 정도는 상기 선택된 기준 배터리 각각의 충전 정도에 따른 배터리 특성의 그래프에 나타난 피크 특성이 상기 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성의 그래프에 나타난 피크 특성과 유사한 정도를 나타낼 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 피크 특성은 충전 정도에 따른 배터리 특성의 그래프에 나타난 피크의 위치, 강도(intensity), FWHM(Full Width at Half Maximum) 및 모양 중 적어도 하나의 특성을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 피크 특성은 충전 정도에 따른 배터리 특성의 그래프에 포함된 피크들 중 충전 정도가 가장 낮은 부분의 피크에 대한 특성일 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 열화 모드는 상기 배터리의 열화 이력에 의해 상기 배터리가 열화된 열화 요인; 및 상기 열화 요인에 따라 현재 상기 배터리가 열화된 열화 정도를 나타낼 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 충전 정도에 따른 배터리 특성은 상기 배터리의 전하량 변화 및 전압 변화 사이의 비율; 및 상기 배터리의 충전 정도에 기초한 그래프로 표현될 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 배터리의 충전 정도는 상기 배터리의 SOC(State of Charge), 전압 및 전하량 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 충전 정도에 따른 배터리 특성은 SOC에 따른 dQ/dV에 해당하고, 상기 dQ는 전하량 변화를 나타내고, 상기 dV는 전압 변화를 나타낼 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 배터리의 열화 모드를 추정하는 단계는 열화 모드의 재사용 조건이 만족되는 경우, 상기 배터리에 대해 이전에 추정된 열화 모드를 상기 배터리의 열화 모드로 결정할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 열화 모드의 상기 재사용 조건은 상기 배터리의 열화 모드를 추정한 마지막 시점으로부터 현재 시점까지의 시간차가 임계시간 이하인지 여부; 및 상기 마지막 시점 이후 상기 배터리의 사용량이 임계 사용량 이하인지 여부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 배터리를 충전하는 단계는 상기 업데이트된 배터리 모델에 기반하여 결정된 멀티-스텝 충전 방식으로 상기 배터리를 충전할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 충전 정도에 따른 배터리 특성은 상기 배터리의 충전 프로파일에 기초하여 결정될 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 배터리 모델을 업데이트하는 단계는 상기 열화 모드에 따른 상기 배터리의 열화 요인 및 열화 정도가 상기 배터리 모델의 내부 상태에 반영되도록 상기 배터리 모델을 업데이트할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 배터리는 배터리 셀, 배터리 모듈 또는 배터리 팩일 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 배터리 모델은 전기화학 모델일 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 장치는 배터리 모델을 저장하는 메모리; 및 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성에 기초하여 상기 배터리의 열화 요인 및 열화 정도가 반영된 상기 배터리의 열화 모드를 추정하고, 상기 열화 모드에 기초하여 상기 배터리 모델을 업데이트하며, 상기 업데이트된 배터리 모델을 이용하여 상기 배터리의 충전을 제어하는 프로세서를 포함한다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법은 리튬을 포함하는 배터리의 충전 프로파일을 획득하는 단계; 상기 충전 프로파일에 기초하여 상기 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성을 결정하는 단계; 상기 충전 정도에 따른 배터리 특성에 기반하여 상기 배터리에 리튬 플레이팅에 의한 열화가 발생하였는지 여부를 판단하는 단계; 상기 배터리에 리튬 플레이팅에 의한 열화가 발생한 경우, 상기 열화가 반영되도록 상기 배터리의 열화 모드를 추정하여 배터리 모델을 업데이트하는 단계; 및 상기 업데이트된 배터리 모델을 이용하여, 상기 배터리를 충전하는 단계를 포함한다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 배터리에 리튬 플레이팅에 의한 열화가 발생하였는지 여부를 판단하는 단계는 상이한 열화 요인 및/또는 상이한 열화 정도를 가진 복수의 기준 배터리들 중에서 리튬 플레이팅에 의한 열화가 주로 발생된 기준 배터리가 상기 충전 정도에 따른 배터리 특성과 가장 유사한 경우, 상기 배터리에 리튬 플레이팅에 의한 열화가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 배터리 모델을 업데이트하는 단계는 상기 리튬 플레이팅에 의한 열화가 주로 발생된 기준 배터리의 열화 모드를 이용하여 상기 배터리의 열화 모드를 추정하고, 상기 추정된 열화 모드에 기초하여 상기 배터리 모델을 업데이트할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 배터리를 충전하는 단계는 상기 업데이트된 배터리 모델을 이용하여 상기 배터리의 충전 조건을 결정하고, 상기 결정된 충전 조건을 이용하여 상기 배터리를 충전할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 배터리 모델은 전기화학 모델일 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 충전 방법에서 상기 배터리 모델을 업데이트하는 단계는 상기 리튬 플레이팅에 의한 양극에서의 리튬 용량감소를 반영하여 상기 전기화학 모델을 업데이트일 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 배터리 충전 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 배터리 충전 방법을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 일실시예에 따른 복수의 기준 배터리들의 충전 정도에 따른 배터리 특성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 일실시예에 따라 배터리의 열화 모드를 추정하는 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 일실시예에 따라 배터리를 충전하는 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 다른 일실시예에 따른 배터리 충전 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 일실시예에 따라 배터리 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 일실시예에 따른 차량을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일실시예에 따른 모바일 기기를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일실시예에 따른 단말을 설명하기 위한 도면이다.
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 설명된 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. 아래의 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 실시예의 범위가 본문에 설명된 내용에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타내며, 공지된 기능 및 구조는 생략하도록 한다.
도 1은 일실시예에 따른 배터리 충전 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 배터리 충전 시스템(100)은 배터리 충전 장치(110) 및 배터리(120)를 포함한다.
배터리(120)는 배터리 셀, 배터리 모듈 또는 배터리 팩에 해당한다.
배터리 충전 장치(110)는 배터리 모델을 이용하여 배터리(120)를 충전한다. 이를테면, 배터리 충전 장치(110)는 배터리 모델을 기반으로 배터리 내부 상태를 추정하여 충전 열화를 최소화하고자 하는 멀티-스텝 충전 방식으로 배터리(120)를 급속 충전할 수 있다. 여기서, 배터리 모델은 배터리(120)의 전위, 이온 농도분포 등과 같은 내부의 물리 현상을 모델링하여 배터리(120)의 상태 정보를 추정하는 전기화학 모델(electrochemical model)일 수 있다. 또한, 배터리 내부 상태는 배터리의 양극 리튬이온 농도분포, 음극 리튬이온 농도분포 및/또는 전해질 리튬이온 농도분포를 포함하고, 활물질은 배터리의 양극, 음극을 포함할 수 있다.
배터리(120)를 반복적으로 사용하면 열화가 점차 가중되는데, 배터리(120)의 사용 이력에 따라 배터리(120)의 열화 상태가 달라질 수 있다. 따라서, 배터리(120)의 반복 사용으로 감소된 SOH(State of Health)뿐만 아니라 배터리(120)의 사용 이력에 따라 달라질 수 있는 열화 모드가 반영되도록 배터리 모델이 업데이트될 수 있다. 열화 모드가 반영되지 않은 배터리 모델을 이용하면, 급속충전 시 충전제한 조건을 결정하기 위한 배터리 모델의 내부 상태가 부정확하게 추정되고, 이로 인하여 열화 조건을 회피하지 못해 급격한 열화 발생으로 배터리 수명이 감소될 수 있다.
일실시예에 따른 열화 모드는 배터리(120)의 열화 이력에 의해 배터리(120)가 열화된 열화 요인 및 열화 요인에 따라 현재 배터리(120)가 열화된 열화 정도를 반영할 수 있다. 열화 요인은 배터리 모델에 반영될 수 있는 임의의 열화 인자를 포함하며, 예를 들어, 양극 용량감소, 음극 용량감소, 리튬이온 손실, 전극 표면저항 증가, 전극 확산성(diffusivity) 변화 등을 포함할 수 있다. 일반적으로 배터리는 여러 열화 요인들이 복합적으로 적용되어 열화될 수 있다. 열화 정도는 SOH를 나타낼 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 배터리 충전 방법을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 배터리 충전 장치에 구비된 프로세서에서 수행되는 배터리 충전 방법이 도시된다.
단계(210)에서, 배터리 충전 장치는 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성에 기초하여, 배터리의 열화 요인 및 열화 정도가 반영된 배터리의 열화 모드를 추정한다. 여기서, 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성은 배터리의 전하량 변화 및 전압 변화 사이의 비율 및 배터리의 충전 정도에 기초한 그래프로 표현될 수 있다. 배터리의 충전 정도는 배터리의 SOC, 전압(V) 및 전하량(Q) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 이를테면, 충전 정도에 따른 배터리 특성은 SOC에 따른 dQ/dV에 해당하고, dQ는 전하량 변화를 나타내고, dV는 전압 변화를 나타낼 수 있다. 충전 정도에 따른 배터리 특성은 배터리의 충전 프로파일에 기초하여 결정될 수 있다.
배터리 충전 장치는 상이한 열화 요인 및/또는 상이한 열화 정도를 가진 복수의 기준 배터리들 중에서 선택된 하나 또는 복수의 기준 배터리의 열화 모드를 이용하여, 배터리의 열화 모드를 추정할 수 있다. 이 때, 복수의 기준 배터리들이 선택되면, 기준 배터리 각각의 열화 모드에 가중치가 적용되어 배터리의 열화 모드가 추정될 수 있으며, 가중치는 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성과 유사한 정도에 따라 결정될 수 있다. 자세한 설명은 도 3 내지 도 5를 통해 후술한다.
단계(220)에서, 배터리 충전 장치는 열화 모드에 기초하여, 배터리 모델을 업데이트한다. 배터리 충전 장치는 열화 모드에 따른 배터리의 열화 요인 및 열화 정도가 배터리 모델의 내부 상태에 반영되도록 배터리 모델을 업데이트할 수 있다.
단계(230)에서, 배터리 충전 장치는 업데이트된 배터리 모델을 이용하여, 배터리를 충전한다. 배터리 충전 장치는 업데이트된 전기화학 모델에 기반하여 결정된 멀티-스텝 충전 방식으로 배터리를 충전할 수 있다.
도 3 및 도 4는 일실시예에 따른 복수의 기준 배터리들의 충전 정도에 따른 배터리 특성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
앞서 설명한 것처럼, 배터리의 열화 모드를 추정할 때 하나 또는 복수의 기준 배터리들의 열화 모드가 이용될 수 있다. 이를 위해, 복수의 기준 배터리들의 충전 정도에 따른 배터리 특성과 열화 모드가 데이터베이스에 미리 저장될 수 있다.
복수의 기준 배터리들은 상이한 열화 요인에 의해 열화 및/또는 현재 상이한 열화 정도를 가질 수 있다. 이로 인해, 복수의 기준 배터리들은 서로 상이한 충전 정도에 따른 배터리 특성과 열화 모드를 가질 수 있다.
배터리 충전 장치는 복수의 기준 배터리들 중에서 충전하고자 하는 배터리와 유사한 충전 정도에 따른 배터리 특성을 가진 하나 또는 복수의 기준 배터리를 선택할 수 있다. 이 때, 유사한 정도는 충전 정도에 따른 배터리 특성의 그래프에 나타난 피크 특성에 기반하여 결정될 수 있다. 피크 특성은 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3에는 일실시예에 따라 10℃, 1C 열화셀의 충전 정도에 따른 배터리 특성을 나타낸 그래프들의 예시가 도시되고, 이 경우 리튬 플레이팅(Li plating)에 의한 열화가 주요 요인으로 추정될 수 있다. 도 4에는 일실시예에 따라 25℃, 1C 열화셀의 충전 정도에 따른 배터리 특성을 나타낸 그래프들의 예시가 도시되고, 이 경우 양극 용량감소 및 음극 SEI(solid electrolyte interphase) 레이어에 의한 열화가 주요 요인으로 추정될 수 있다.
도 3 및 도 4에 예시적으로 도시된 그래프들을 참조하면, 열화된 온도가 동일하더라도 SOH에 따라 상이한 그래프가 나타나며, 동일한 SOH를 가지더라도 열화된 온도에 따라 상이한 그래프가 나타나는 것을 알 수 있다. 특히, 그래프에 포함된 피크들 중에서 SOC가 가장 낮은 부분(다시 말해, 초기 SOC)(310, 410)의 피크에서 상이한 특성이 명확하게 나타날 수 있다. 다시 말해, 그래프에 나타나는 첫 번째 피크에서 가장 명확한 특성 차이가 발생할 수 있다.
일실시예에 따른 피크 특성은 그래프에 나타난 피크의 위치, 강도, FWHM 및 모양 중 적어도 하나의 특성을 포함할 수 있다. 피크의 위치는 피크가 발생한 SOC 값을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 3에서 SOH가 달라짐에 따라 피크의 위치(다시 말해, 피크가 발생한 SOC)가 시프트됨을 알 수 있다. 반면, 도 4에서는 SOH가 달라짐에 따라 피크 위치의 시프트가 상대적으로 작음을 알 수 있다. 또한, 피크의 강도는 해당 피크가 얼마나 날카롭게 형성되었는지를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 3 또는 도 4에서는 SOH가 낮아짐에 따라 피크의 강도가 상대적으로 약해지는 것을 알 수 있다. 또한, 피크의 FWHM는 피크의 최대값의 절반이 되는 두 변수 값들의 차이로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 피크가 얇고 날카로울수록 피크의 FWHM은 작을 수 있다. 또한, 피크의 모양은 피크가 형성된 형태를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 피크가 날카롭게 올라갔다가 완만하게 내려오거나, 반대로 피크가 완만하게 올라갔다가 날카롭게 내려오는 등의 모양이 있을 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 충전 정도에 따른 배터리 특성은 dQ/dV vs. SOC의 그래프로 도시되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 이에 실시예가 제한되지 않으며, y축의 dQ/dV 대신 dV/dQ이 적용될 수 있으며, x축의 SOC 대신 전압(V) 또는 전하량(Q)이 적용될 수도 있다.
도 5는 일실시예에 따라 배터리의 열화 모드를 추정하는 예시를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 일실시예에 따라 충전 정도에 따른 배터리 특성이 충전하고자 하는 타겟 배터리와 유사한 하나 또는 복수의 기준 배터리의 열화 모드를 이용하여 타겟 배터리의 열화 모드를 결정하는 예시가 도시된다.
도 5에 예시적으로 도시된 그래프(510)는 타겟 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성을 나타내고, 그래프(521)는 제1 기준 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성을 나타내며, 그래프(522)는 제2 기준 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성을 나타낼 수 있다.
데이터베이스(520)는 복수의 기준 배터리들 각각의 충전 정도에 따른 배터리 특성과 열화 모드를 저장할 수 있다. 배터리 충전 장치는 충전 정도에 따른 배터리 특성이 타겟 배터리과 유사한 하나 또는 복수의 기준 배터리를 데이터베이스(520)에서 식별할 수 있다. 이를테면, 배터리 충전 장치는 충전 정도에 따른 배터리 특성이 타겟 배터리와 임계 유사도 이상 유사한 하나 또는 복수의 기준 배터리를 식별할 수 있다. 또는, 배터리 충전 장치는 충전 정도에 따른 배터리 특성이 타겟 배터리와 가장 유사한 n개의 기준 배터리를 식별할 수 있다. 이외에도 충전 정도에 따른 배터리 특성이 타겟 배터리와 유사한 하나 또는 복수의 기준 배터리를 식별할 수 있는 다양한 실시예들이 제한없이 적용될 수 있다.
그리고, 배터리 충전 장치는 유사한 정도에 따라 결정된 가중치를 식별된 하나 또는 복수의 기준 배터리 각각의 열화 모드에 적용하여, 타겟 배터리의 열화 모드를 추정할 수 있다. 유사한 정도는 식별된 기준 배터리 각각의 충전 정도에 따른 배터리 특성의 그래프에 나타난 피크 특성이 타겟 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성의 그래프에 나타난 피크 특성과 유사한 정도를 나타낼 수 있다.
설명의 편의를 위해, 도 5의 데이터베이스(520) 내 복수의 기준 배터리들 중에서 제1 기준 배터리와 제2 기준 배터리가 식별된 경우를 가정한다. 또한, 제1 기준 배터리 및 제2 기준 배터리는 다양한 열화 요인(예컨대, 리튬 플레이팅, 양극 용량감소 및 음극 SEI 레이어 등)에 의해 열화된 배터리로서, 예를 들어, 제1 기준 배터리는 주로 리튬 플레이팅에 의해 열화된 배터리이고, 제2 기준 배터리는 주로 양극 용량감소 및 음극 SEI 레이어에 의해 열화된 배터리인 경우를 가정한다.
배터리 충전 장치는 타겟 배터리의 그래프(510)와 제1 기준 배터리의 그래프(521) 간 제1 유사도를 결정할 수 있다. 이 때, 앞서 설명한 피크 특성의 유사한 정도에 기초하여 제1 유사도가 결정될 수 있다. 마찬가지로, 배터리 충전 장치는 타겟 배터리의 그래프(510)와 제2 기준 배터리의 그래프(522) 간 제2 유사도를 결정할 수 있다.
그리고, 배터리 충전 장치는 제1 유사도에 기초하여 제1 기준 배터리의 제1 열화 모드에 적용할 제1 가중치를 결정할 수 있으며, 동일하게 제2 유사도에 기초하여 제2 기준 배터리의 제2 열화 모드에 적용할 제2 가중치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 유사도가 높을수록 가중치가 높게 결정됨으로써, 높은 유사도를 가진 기준 배터리의 열화 모드가 더 많은 비중으로 타겟 배터리의 열화 모드에 반영될 수 있다.
그리고, 배터리 충전 장치는 제1 가중치가 적용된 제1 열화 모드와 제2 가중치가 적용된 제2 열화 모드에 기초하여, 충전하고자 하는 배터리의 열화 모드를 추정할 수 있으며, 이렇게 추정된 열화 모드에 기반하여 배터리 모델을 업데이트할 수 있다.
예를 들어, 배터리 모델은 충전하고자 하는 배터리에 발생된 리튬 플레이팅, 양극 용량감소 및 음극 SEI 레이어에 의한 열화가 반영되도록 업데이트될 수 있다. 만약 제1 기준 배터리의 제1 열화 모드에 적용될 제1 가중치가 0.7이고, 제2 기준 배터리의 제2 열화 모드에 적용될 제2 가중치가 0.3이라면, 배터리 모델에 반영시킬 리튬 플레이팅에 의한 열화는 제1 기준 배터리에 발생한 리튬 플레이팅 열화를 나타낸 제1 열화 모드에 0.7를 적용하고, 제2 기준 배터리에 발생한 리튬 플레이팅 열화를 나타낸 제2 열화 모드에 0.3를 적용함으로써 결정될 수 있다. 또한, 배터리 모델에 반영시킬 양극 용량감소 및 음극 SEI 레이어에 의한 열화는 제1 기준 배터리에 발생한 양극 용량감소 및 음극 SEI 레이어 열화를 나타낸 제1 열화 모드에 0.7를 적용하고, 제2 기준 배터리에 발생한 양극 용량감소 및 음극 SEI 레이어 열화를 나타낸 제2 열화 모드에 0.3를 적용함으로써 결정될 수 있다.
이처럼, 충전하고자 하는 타겟 배터리의 열화 모드를 충전 정도에 따른 배터리 특성이 유사한 하나 또는 복수의 기존 배터리들의 열화 모드에 기반하여 추정함으로써, 타겟 배터리의 충전 프로파일에서 도출된 충전 정도에 따른 배터리 특성만을 가지고도 타겟 배터리가 과거에 어떤 열화 요인에 의해 어떤 이력으로 열화가 되었고, 현재 열화 상태가 어떤지를 배터리 모델에 반영할 수 있어, 열화 조건을 효과적으로 회피하면서 급속 충전을 수행할 수 있다.
도 6은 일실시예에 따라 배터리를 충전하는 예시를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 일실시예에 따라 배터리 충전 장치가 배터리를 충전하는 플로우차트가 도시된다.
단계(601)에서, 배터리 충전 장치는 열화 모드의 재사용 조건이 만족되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 재사용 조건은 배터리의 열화 모드를 추정한 마지막 시점으로부터 현재 시점까지의 시간차가 임계시간 이하인지 여부 및 마지막 시점 이후 배터리의 사용량이 임계 사용량 이하인지 여부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다시 말해, 열화 모드를 추정한 마지막 시점과 현재 시점 간 차이가 크지 않거나 및/또는 마지막 시점 이후 해당 배터리를 많이 사용하지 않았다면 그 사이에 배터리의 열화 상태가 실질적으로 진행되었다고 보기 어려우므로, 이전에 추정한 열화 모드를 그대로 이용할 수 있다.
만약 열화 모드의 재사용 조건이 만족되면, 단계(605)가 이어서 수행되어 이전 열화 모드가 배터리 모델에 적용되며, 단계들(602~604)가 생략될 수 있다. 반대로 열화 모드의 재사용 조건이 만족되지 않으면, 단계(602)가 이어서 수행될 수 있다.
단계(602)에서, 배터리 충전 장치는 충전 프로파일 분석을 위한 충전 전류를 배터리에 인가할 수 있다.
단계(603)에서, 배터리 충전 장치는 충전 프로파일을 분석하여 배터리의 열화 모드를 추정할 수 있다. 이를테면, 배터리 충전 장치는 충전 프로파일을 분석하여 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성을 결정할 수 있으며, 결정된 충전 정도에 따른 배터리 특성을 이용하여 배터리의 열화 모드를 추정할 수 있다. 자세한 내용은 앞선 설명이 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
단계(604)에서, 배터리 충전 장치는 추정된 열화 모드에 기초하여 배터리 모델을 업데이트할 수 있다.
단계(606)에서, 배터리 충전 장치는 업데이트된 배터리 모델을 이용하여 배터리의 SOC 및 내부상태를 추정할 수 있다. 여기서, 내부상태는 배터리의 음극 과전위(anode overpotential), 양극 과전위(cathode overpotential), 음극 표면 리튬이온 농도, 양극 표면 리튬이온 농도, 셀 전압 조건, 충전 상태 및 온도 등을 포함할 수 있다.
단계(607)에서, 배터리 충전 장치는 충전 전류 및 충전 제한조건을 결정할 수 있다. 여기서, 충전 제한조건은 멀티-스텝 충전 방식에 따라 배터리의 열화가 방지되는 범위 내에서 배터리를 충전시키기 위해 배터리의 충전을 복수의 충전 스텝들로 나누는 나누기 위한 조건으로서, 예를 들어, 배터리의 충전 시간, 전압, 전류, 온도 및 내부상태 중 적어도 하나에 대한 충전 제한조건이 설정될 수 있다. 충전 전류는 각 충전 스텝에서 배터리를 충전하기 위한 전류로서, A, mA, C-rate 등으로 표현될 수 있다.
단계(608)에서, 배터리 충전 장치는 충전 스텝 N을 "1"로 설정할 수 있다.
단계(609)에서, 배터리 충전 장치는 정전류에 해당하는 충전 전류 IN으로 배터리를 충전할 수 있다.
단계(610)에서, 배터리 충전 장치는 배터리의 전류, 전압 및 온도 중 적어도 하나를 측정하고, 측정된 값 및 전기화학 모델에 기초하여 배터리의 내부 상태를 추정할 수 있다.
단계(611)에서, 배터리 충전 장치는 단계(607)에서 결정한 충전 종료조건에 도달되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 배터리 충전 장치는 배터리의 충전 시간, 전압, 전류, 온도 등 측정 값 및/또는 배터리의 내부 상태 등 추정 값이 충전 제한조건에 도달하는지 여부를 판단할 수 있다. 만약 충전 제한조건에 도달하지 않았으면, 단계(609)가 이어서 수행될 수 있다. 반대로, 충전 제한조건에 도달되면, 단계(612)가 이어서 수행될 수 있다.
단계(612)에서, 배터리 충전 장치는 충전 스텝 N을 1만큼 증가시킬 수 있다.
단계(613)에서, 배터리 충전 장치는 충전 스텝 N이 미리 정해진 마지막 충전 스텝 NF를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 만약 마지막 충전 스텝 NF가 초과되지 않는다면, 단계(609)가 이어서 수행될 수 있다. 반대로, 마지막 충전 스텝 NF가 초과된다면, 배터리 충전 동작이 종료될 수 있다.
이외에도, 실시예에 따라서 다른 충전 종료 이벤트에 의해 배터리의 충전이 종료될 수 있다. 일례로, 배터리 충전 장치는 배터리의 전압이 임계 전압에 도달하는 경우, 배터리의 충전을 종료할 수 있다. 임계 전압은, 예를 들어, 4V~4.2V 이내일 수 있다. 다른 일례로, 배터리 충전 장치는 배터리(120)의 전압이 임계 전압에 도달하는 경우, 배터리를 일정 전압으로 충전할 수 있으며, 그 동안 배터리의 전류가 종료 전류(termination current)(예를 들어, 0.05 C-rate)에 도달하는 경우, 배터리의 충전을 종료할 수 있다.
도 7은 다른 일실시예에 따른 배터리 충전 방법을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 배터리 충전 장치에 구비된 프로세서에서 수행되는 배터리 충전 방법이 도시된다.
단계(710)에서, 배터리 충전 장치는 리튬을 포함하는 배터리의 충전 프로파일을 획득한다.
단계(720)에서, 배터리 충전 장치는 충전 프로파일에 기초하여 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성을 결정한다.
단계(730)에서, 배터리 충전 장치는 충전 정도에 따른 배터리 특성에 기반하여 배터리에 리튬 플레이팅에 의한 열화가 발생하였는지 여부를 판단한다. 배터리 충전 장치는 상이한 열화 요인 및/또는 상이한 열화 정도를 가진 복수의 기준 배터리들 중에서 리튬 플레이팅에 의한 열화가 주로 발생된 기준 배터리가 충전 정도에 따른 배터리 특성과 가장 유사한 경우, 배터리에 리튬 플레이팅에 의한 열화가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
단계(740)에서, 배터리 충전 장치는 배터리에 리튬 플레이팅에 의한 열화가 발생한 경우 열화가 반영되도록 배터리의 열화 모드를 추정하여 배터리 모델을 업데이트한다. 배터리 충전 장치는 리튬 플레이팅에 의한 열화가 주로 발생된 기준 배터리의 열화 모드를 이용하여 배터리의 열화 모드를 추정하고, 추정된 열화 모드에 기초하여 배터리 모델을 업데이트할 수 있다.
단계(750)에서, 배터리 충전 장치는 업데이트된 배터리 모델을 이용하여, 배터리를 충전한다. 배터리 충전 장치는 업데이트된 배터리 모델을 이용하여 배터리의 충전 조건을 결정하고, 결정된 충전 조건을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.
도 7에 도시된 각 단계들에는 도 1 내지 도 6을 통하여 전술한 사항들도 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
도 8은 일실시예에 따라 배터리 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 일실시예에 따른 배터리 충전 장치(800)는 메모리(810) 및 프로세서(820)를 포함한다. 메모리(810) 및 프로세서(820)는 버스(bus)(730)를 통하여 서로 통신할 수 있다. 배터리 충전 장치(800)는 배터리를 포함하는 다양한 전자 장치(예를 들어, 차량, 단말, 보행 보조 장치 등)에 탑재될 수 있다.
메모리(810)는 컴퓨터에서 읽을 수 있는 명령어를 포함할 수 있다. 프로세서(820)는 메모리(810)에 저장된 명령어가 프로세서(820)에서 실행됨에 따라 앞서 언급된 동작들을 수행할 수 있다. 메모리(810)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있다.
프로세서(820)는 명령어들, 혹은 프로그램들을 실행하거나, 배터리 충전 장치(800)를 제어하는 장치일 수 있다. 프로세서(820)는 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성에 기초하여 배터리의 열화 요인 및 열화 정도가 반영된 배터리의 열화 모드를 추정하고, 열화 모드에 기초하여 배터리 모델을 업데이트하며, 업데이트된 배터리 모델을 이용하여 배터리의 충전을 제어한다.
그 밖에, 배터리 충전 장치(800)에 관해서는 상술된 동작을 처리할 수 있다.
도 9는 일실시예에 따른 차량을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 차량(900)은 배터리 팩(910)을 포함한다. 차량(900)은 배터리 팩(910)을 전원(power)으로 이용하는 차량일 수 있다. 차량(900)은, 예를 들어, 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차일 수 있다.
배터리 팩(910)은 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS) 및 배터리 셀들(또는 배터리 모듈들)을 포함한다. BMS는 배터리 팩(910)에 이상(abnormality)이 발생하였는지 모니터링할 수 있고, 배터리 팩(910)이 과충전(over-charging) 또는 과방전(over-discharging)되지 않도록 할 수 있다. 또한, BMS는 배터리 팩(910)의 온도가 제1 온도(일례로, 40℃)를 초과하거나 제2 온도(일례로, -10℃) 미만이면 배터리 팩(910)에 대해 열 제어를 수행할 수 있다. 또한, BMS는 셀 밸런싱을 수행하여 배터리 팩(910) 내의 배터리 셀들 간의 충전 상태가 균등해지도록 할 수 있다.
실시예에 따르면, 차량(900)은 배터리 충전 장치를 포함한다. 배터리 충전 장치는 배터리 팩(910)(또는 배터리 팩(910) 내의 배터리 셀들)의 열화 요인 및 열화 정도가 반영된 열화 모드에 기초하여 배터리 모델을 업데이트하고, 업데이트된 배터리 모델을 이용하여 배터리 팩(910)(또는 배터리 팩(910) 내의 배터리 셀들)을 충전한다.
도 1 내지 도 8을 통해 기술된 사항은 도 9를 통해 기술된 사항에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
도 10은 일실시예에 따른 모바일 기기를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 모바일 기기(1000)는 배터리 팩(1010)을 포함한다. 모바일 기기(1000)는 배터리 팩(1010)을 전원으로 이용하는 장치일 수 있다. 모바일 기기(1000)는 휴대용 단말로서, 예를 들어, 스마트 폰일 수 있다. 배터리 팩(1010)은 BMS 및 배터리 셀들(또는 배터리 모듈들)을 포함한다.
실시예에 따르면, 모바일 기기(1000)는 배터리 충전 장치를 포함한다. 배터리 충전 장치는 배터리 팩(1010)(또는 배터리 팩(1010) 내의 배터리 셀들)의 열화 요인 및 열화 정도가 반영된 열화 모드에 기초하여 배터리 모델을 업데이트하고, 업데이트된 배터리 모델을 이용하여 배터리 팩(1010)(또는 배터리 팩(1010) 내의 배터리 셀들)을 충전한다.
도 1 내지 도 9을 통해 기술된 사항은 도 10을 통해 기술된 사항에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
도 11은 일실시예에 따른 단말을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 단말(1110)은 배터리 충전 장치(110) 및 배터리(120)를 포함한다. 단말(1110)은 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC, 또는 웨어러블 디바이스와 같은 이동 단말일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
배터리 충전 장치(110)는 IC(Integrated Circuit) 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
배터리 충전 장치(110)는 파워 소스(1120)로부터 유선 또는 무선으로 전력을 수신할 수 있고, 해당 전력을 기초로 배터리(120)를 충전할 수 있다. 배터리 충전 장치(110)는 배터리(120)의 열화 요인 및 열화 정도가 반영된 열화 모드에 기초하여 배터리 모델을 업데이트하고, 업데이트된 배터리 모델을 이용하여 배터리(120)를 충전할 수 있다.
도 1 내지 도 10을 통해 기술된 사항은 도 11을 통해 기술된 사항에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 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.

Claims (26)

  1. 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성에 기초하여, 상기 배터리의 열화 요인 및 열화 정도가 반영된 상기 배터리의 열화 모드를 추정하는 단계;
    상기 열화 모드에 기초하여, 배터리 모델을 업데이트하는 단계; 및
    상기 업데이트된 배터리 모델을 이용하여, 상기 배터리를 충전하는 단계
    를 포함하는
    배터리 충전 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 열화 모드를 추정하는 단계는
    상이한 열화 요인 및/또는 상이한 열화 정도를 가진 복수의 기준 배터리들 중에서 선택된 하나 또는 복수의 기준 배터리의 열화 모드를 이용하여, 상기 배터리의 열화 모드를 추정하는,
    배터리 충전 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배터리의 열화 모드를 추정하는 단계는
    상기 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성과 유사한 정도에 따라 결정된 가중치를 상기 선택된 하나 또는 복수의 기준 배터리 각각의 열화 모드에 적용하여, 상기 배터리의 열화 모드를 추정하는,
    배터리 충전 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유사한 정도는
    상기 선택된 기준 배터리 각각의 충전 정도에 따른 배터리 특성의 그래프에 나타난 피크 특성이 상기 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성의 그래프에 나타난 피크 특성과 유사한 정도를 나타내는,
    배터리 충전 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 피크 특성은
    충전 정도에 따른 배터리 특성의 그래프에 나타난 피크의 위치, 강도(intensity), FWHM(Full Width at Half Maximum) 및 모양 중 적어도 하나의 특성을 포함하는,
    배터리 충전 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 피크 특성은
    충전 정도에 따른 배터리 특성의 그래프에 포함된 피크들 중 충전 정도가 가장 낮은 부분의 피크에 대한 특성인,
    배터리 충전 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열화 모드는
    상기 배터리의 열화 이력에 의해 상기 배터리가 열화된 열화 요인; 및
    상기 열화 요인에 따라 현재 상기 배터리가 열화된 열화 정도
    를 나타내는,
    배터리 충전 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 충전 정도에 따른 배터리 특성은
    상기 배터리의 전하량 변화 및 전압 변화 사이의 비율; 및
    상기 배터리의 충전 정도
    에 기초한 그래프로 표현되는,
    배터리 충전 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 충전 정도는
    상기 배터리의 SOC(State of Charge), 전압 및 전하량 중 어느 하나를 포함하는,
    배터리 충전 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 충전 정도에 따른 배터리 특성은 SOC에 따른 dQ/dV에 해당하고,
    상기 dQ는 전하량 변화를 나타내고, 상기 dV는 전압 변화를 나타내는,
    배터리 충전 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 열화 모드를 추정하는 단계는
    열화 모드의 재사용 조건이 만족되는 경우, 상기 배터리에 대해 이전에 추정된 열화 모드를 상기 배터리의 열화 모드로 결정하는,
    배터리 충전 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 열화 모드의 상기 재사용 조건은
    상기 배터리의 열화 모드를 추정한 마지막 시점으로부터 현재 시점까지의 시간차가 임계시간 이하인지 여부; 및
    상기 마지막 시점 이후 상기 배터리의 사용량이 임계 사용량 이하인지 여부
    중 적어도 하나를 포함하는,
    배터리 충전 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 배터리를 충전하는 단계는
    상기 업데이트된 배터리 모델에 기반하여 결정된 멀티-스텝 충전 방식으로 상기 배터리를 충전하는,
    배터리 충전 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 충전 정도에 따른 배터리 특성은 상기 배터리의 충전 프로파일에 기초하여 결정되는,
    배터리 충전 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모델을 업데이트하는 단계는
    상기 열화 모드에 따른 상기 배터리의 열화 요인 및 열화 정도가 상기 배터리 모델의 내부 상태에 반영되도록 상기 배터리 모델을 업데이트하는,
    배터리 충전 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는 배터리 셀, 배터리 모듈 또는 배터리 팩인,
    배터리 충전 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 모델은 전기화학 모델인,
    배터리 충전 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  19. 배터리 모델을 저장하는 메모리; 및
    배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성에 기초하여 상기 배터리의 열화 요인 및 열화 정도가 반영된 상기 배터리의 열화 모드를 추정하고, 상기 열화 모드에 기초하여 상기 배터리 모델을 업데이트하며, 상기 업데이트된 배터리 모델을 이용하여 상기 배터리의 충전을 제어하는 프로세서
    를 포함하는
    배터리 충전 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상이한 열화 요인 및/또는 상이한 열화 정도를 가진 복수의 기준 배터리들 중에서 선택된 하나 또는 복수의 기준 배터리의 열화 모드를 이용하여, 상기 배터리의 열화 모드를 추정하는,
    배터리 충전 장치.
  21. 리튬을 포함하는 배터리의 충전 프로파일을 획득하는 단계;
    상기 충전 프로파일에 기초하여 상기 배터리의 충전 정도에 따른 배터리 특성을 결정하는 단계;
    상기 충전 정도에 따른 배터리 특성에 기반하여 상기 배터리에 리튬 플레이팅에 의한 열화가 발생하였는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 배터리에 리튬 플레이팅에 의한 열화가 발생한 경우, 상기 열화가 반영되도록 상기 배터리의 열화 모드를 추정하여 배터리 모델을 업데이트하는 단계; 및
    상기 업데이트된 배터리 모델을 이용하여, 상기 배터리를 충전하는 단계
    를 포함하는
    배터리 충전 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 배터리에 리튬 플레이팅에 의한 열화가 발생하였는지 여부를 판단하는 단계는
    상이한 열화 요인 및/또는 상이한 열화 정도를 가진 복수의 기준 배터리들 중에서 리튬 플레이팅에 의한 열화가 주로 발생된 기준 배터리가 상기 충전 정도에 따른 배터리 특성과 가장 유사한 경우, 상기 배터리에 리튬 플레이팅에 의한 열화가 발생한 것으로 판단하는,
    배터리 충전 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 배터리 모델을 업데이트하는 단계는
    상기 리튬 플레이팅에 의한 열화가 주로 발생된 기준 배터리의 열화 모드를 이용하여 상기 배터리의 열화 모드를 추정하고, 상기 추정된 열화 모드에 기초하여 상기 배터리 모델을 업데이트하는,
    배터리 충전 방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 배터리를 충전하는 단계는
    상기 업데이트된 배터리 모델을 이용하여 상기 배터리의 충전 조건을 결정하고, 상기 결정된 충전 조건을 이용하여 상기 배터리를 충전하는,
    배터리 충전 방법.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 배터리 모델은 전기화학 모델인,
    배터리 충전 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 배터리 모델을 업데이트하는 단계는
    상기 리튬 플레이팅에 의한 양극에서의 리튬 용량감소를 반영하여 상기 전기화학 모델을 업데이트하는,
    배터리 충전 방법.
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