KR20220023244A - 배터리 관리 시스템, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량 - Google Patents

배터리 관리 시스템, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량 Download PDF

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KR20220023244A
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김형석
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Abstract

본 발명에 따른 배터리 관리 시스템은, 배터리 전압 및 배터리 전류를 나타내는 센싱 신호를 생성하는 센싱부; 다단 정전류 충전을 위한 제1 내지 제n 기준 전류, 제1 내지 제n 기준 전압 범위, 제1 내지 제n 기준 SOC 및 제1 내지 제n 기준 전압 커브가 기록된 충전 맵을 저장하는 메모리부; 및 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 충전 회로에게 상기 배터리 전압이 속하는 제k 기준 전압 범위에 대응하는 제k 기준 전류를 이용한 정전류 충전을 명령한다. 상기 제어부는, 상기 정전류 충전 중, 상기 배터리 전압이 상기 제k 기준 전압 범위의 상한에 도달한 것에 응답하여, 제k 측정 전압 커브를 결정하도록 구성된다. 상기 제어부는, 제k 기준 전압 커브 및 상기 제k 측정 전압 커브를 기초로, 상기 충전 맵을 업데이트한다

Description

배터리 관리 시스템, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량{BATTERY MANAGEMENT SYSTEM, BATTERY MANAGEMENT METHOD, BATTERY PAKC, AND ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 배터리를 충전하는 기술에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
배터리를 정전류 충전함에 있어서, 충전 전류의 전류 레이트가 작을 경우에는 배터리를 완충하기까지 매우 긴 시간이 요구된다. 반면, 충전 전류의 전류 레이트가 지나치게 높을 경우, 배터리가 빠르게 퇴화되는 부작용이 있다.
위와 같은 문제를 해결하고자 제안된 충전 프로토콜들 중 하나는, 충전 중의 배터리의 충전 상태나 전압에 따라 충전 전류의 전류 레이트를 단계적으로 조절하는 '다단 정전류 충전(multi-stage constant-current charging)'이다. 전류 레이트란, 충전 전류를 배터리의 최대 용량으로 나눈 값으로서, 'C-rate'이라고 칭할 수도 있으며, 단위로는 'C'를 사용한다. 다단 정전류 충전 맵은, 복수의 전압 범위와 복수의 전류 레이트와 간의 대응 관계가 기록된 적어도 하나의 데이터 배열을 포함한다. 다단 정전류 충전 맵을 이용한 충전 절차는, 배터리 전압이 각 전압 범위의 상한에 도달할 때마다, 다음 순서의 전류 레이트의 충전 전류가 배터리에 공급되는 과정이 반복된다.
배터리가 신품 상태(BOL:Beginning Of Life)로부터 퇴화되어 갈수록, 동일 전류 레이트에 의한 퇴화가 가속화될 수 있다. 예컨대, 특정 전압 범위에 걸쳐 동일 전류 레이트를 이용하여 정전류 충전을 진행하는 경우, 배터리가 퇴화될수록 더 많은 리튬 석출이 유발된다.
그러나, 종래의 다단 정전류 충전 맵을 이용한 충전 절차는, 배터리의 퇴화를 고려하지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다단 정전류 충전 맵을 이용한 충전 중에 모니터링되는 배터리의 전압 및 전류를 기초로, 배터리의 퇴화에 맞춰 다단 정전류 충전 맵을 업데이트하는 배터리 관리 시스템, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 충전 절차가 복수의 전압 범위 모두에 대해 진행되지 못한 채로 종료되어 버리더라도, 정전류 충전이 진행된 적어도 하나의 전압 범위에 연관된 전류 레이트에 대한 업데이트 결과를 기초로, 정전류 충전이 진행되지 못한 나머지 전압 범위에 연관된 전류 레이트를 업데이트하는 배터리 관리 시스템, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 시스템은, 배터리의 배터리 전압 및 배터리 전류를 나타내는 센싱 신호를 생성하도록 구성되는 센싱부; 다단 정전류 충전을 위한 제1 내지 제n 기준 전류, 제1 내지 제n 기준 전압 범위, 제1 내지 제n 기준 SOC 및 제1 내지 제n 기준 전압 커브 간의 대응 관계가 기록된 충전 맵을 저장하도록 구성되는 메모리부; 및 상기 센싱 신호를 기초로, 상기 배터리의 잔존 용량을 나타내는 배터리 SOC를 결정하도록 구성되는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 충전 개시 명령이 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리에 연결된 충전 회로에게 상기 배터리 전압이 속하는 제k 기준 전압 범위에 대응하는 제k 기준 전류를 이용한 정전류 충전을 명령하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 정전류 충전 중, 상기 배터리 전압이 상기 제k 기준 전압 범위의 상한에 도달한 것에 응답하여, 상기 정전류 충전의 충전 기간에 걸친 상기 배터리 전압과 상기 배터리 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 제k 측정 전압 커브를 결정하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 제k 측정 전압 커브의 전압 범위가 상기 제k 기준 전압 범위와 동일한 경우, 제k 기준 전압 커브 및 상기 제k 측정 전압 커브를 기초로, 상기 충전 맵을 업데이트하도록 구성된다. n은 2 이상의 자연수이고, k는 n 이하의 자연수이다.
상기 제어부는, 상기 제k 기준 전압 커브의 제1 평균 SOC를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제k 측정 전압 커브의 제2 평균 SOC를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 평균 SOC에 대한 상기 제2 평균 SOC의 비율을 기초로, 상기 제k 기준 전류를 업데이트하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제k 기준 전압 커브의 제1 평균 전압을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제k 측정 전압 커브의 제2 평균 전압을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제2 평균 전압에 대한 상기 제1 평균 전압의 비율을 기초로, 상기 제k 기준 전류를 업데이트하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제k 기준 전압 커브의 제1 평균 SOC를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제k 측정 전압 커브의 제2 평균 SOC를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제k 기준 전압 커브의 제1 평균 전압을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제k 측정 전압 커브의 제2 평균 전압을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 평균 SOC에 대한 상기 제2 평균 SOC의 제1 비율 및 상기 제2 평균 전압에 대한 상기 제1 평균 전압의 제2 비율을 기초로, 상기 제k 기준 전류를 업데이트하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제k 기준 SOC에 대한 관심 SOC의 비율을 기초로, 상기 제k 기준 전류를 업데이트하도록 구성될 수 있다. 상기 관심 SOC는, 상기 배터리 전압이 상기 제k 기준 전압 범위의 상한에 도달한 시점에서의 상기 배터리 SOC이다.
상기 제어부는, 상기 제k 기준 전류에 대한 상기 업데이트된 제k 기준 전류의 비율을 기초로, 상기 제k 기준 전류를 제외한 나머지 각 기준 전류를 업데이트하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 정전류 충전 중, 상기 배터리 전압이 상기 제k 기준 전압 범위의 상한에 도달한 것에 응답하여, 상기 충전 회로에게 상기 제k 기준 전압 범위의 상한을 이용한 정전압 충전을 명령하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은 상기 배터리 관리 시스템을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 전기 차량은 상기 배터리 팩을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 방법은, 상기 배터리 관리 시스템을 이용한다. 상기 배터리 관리 방법은, 상기 제어부가, 충전 개시 명령이 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리에 연결된 충전 회로에게 상기 배터리 전압이 속하는 제k 기준 전압 범위에 대응하는 제k 기준 전류를 이용한 정전류 충전을 명령하는 단계; 상기 제어부가, 상기 정전류 충전 중, 상기 배터리 전압이 상기 제k 기준 전압 범위의 상한에 도달한 것에 응답하여, 상기 정전류 충전의 충전 기간에 걸친 상기 배터리 전압과 상기 배터리 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 제k 측정 전압 커브를 결정하는 단계; 및 상기 제어부가, 상기 제k 측정 전압 커브의 전압 범위가 상기 제k 기준 전압 범위와 동일한 경우, 상기 제k 측정 전압 커브와 제k 기준 전압 커브를 기초로, 상기 충전 맵을 업데이트하는 단계를 포함한다. n은 2 이상의 자연수이고, k는 n 이하의 자연수이다.
상기 충전 맵을 업데이트하는 단계는, 상기 제k 기준 전압 커브의 제1 평균 SOC를 결정하는 단계; 상기 제k 측정 전압 커브의 제2 평균 SOC를 결정하는 단계; 및 상기 제1 평균 SOC에 대한 상기 제2 평균 SOC의 비율을 기초로, 상기 제k 기준 전류를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 다단 정전류 충전 맵을 이용한 충전 중에 모니터링되는 배터리의 전압 및 전류를 기초로, 배터리의 퇴화에 맞춰 다단 정전류 충전 맵을 업데이트할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 충전 절차가 복수의 전압 범위 모두에 대해 진행되지 못한 채로 종료되어 버리더라도, 정전류 충전이 진행된 적어도 하나의 전압 범위에 연관된 전류 레이트에 대한 업데이트 결과를 기초로, 정전류 충전이 진행되지 못한 나머지 전압 범위에 연관된 전류 레이트를 업데이트할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 따른 전기 차량의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 충전 맵에 기록된 기준 전류와 기준 전압 범위 간의 대응 관계를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 충전 맵에 기록된 기준 전압 범위와 기준 SOC 간의 대응 관계를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
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.
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.
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.
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 <제어부>와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
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.
도 1은 본 발명의 따른 전기 차량(1)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 전기 차량(1)은, 배터리 팩(10), 인버터(30), 전기 모터(40) 및 충전 회로(50)를 포함한다.
배터리 팩(10)은, 배터리(B), 스위치(20) 및 배터리 관리 시스템(100)을 포함한다.
배터리(B)는, 적어도 하나 이상의 배터리 셀을 포함한다. 각 배터리 셀은, 예컨대 리튬 이온 셀 등과 같이 반복적인 충방전이 가능한 것이라면 그 종류는 특별히 한정되지 않는다. 배터리(B)는, 배터리 팩(10)에 마련된 한 쌍의 전원 단자를 통해 인버터(30) 및/또는 충전 회로(50)에 결합될 수 있다.
스위치(20)는, 배터리(B)에 직렬로 연결된다. 스위치(20)는, 배터리(B)의 충방전을 위한 전류 경로에 설치된다. 스위치(20)는, 배터리 관리 시스템(100)으로부터의 스위칭 신호에 응답하여, 온오프 제어된다. 스위치(20)는, 코일의 자기력에 의해 온오프되는 기계식 릴레이이거나 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor)과 같은 반도체 스위치일 수 있다.
인버터(30)는, 배터리 관리 시스템(100)로부터의 명령에 응답하여, 배터리(B)로부터의 직류 전류를 교류 전류로 변환하도록 제공된다. 전기 모터(40)는, 예컨대 3상 교류 모터일 수 있다. 전기 모터(40)는, 인버터(30)로부터의 교류 전력을 이용하여 구동한다.
배터리 관리 시스템(100)은, 배터리(B)의 충방전과 관련된 전반적인 제어를 담당하도록 제공된다.
배터리 관리 시스템(100)은, 센싱부(110), 메모리부(120) 및 제어부(140)를 포함한다. 배터리 관리 시스템(100)은, 인터페이스부(130) 및 스위치 드라이버(150) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
센싱부(110)는, 전압 센서(111) 및 전류 센서(112)를 포함한다. 센싱부(110)는, 온도 센서(113)를 더 포함할 수 있다.
전압 센서(111)는, 배터리(B)에 병렬 연결되어, 배터리(B)의 양단에 걸친 배터리 전압을 검출하고, 검출된 배터리 전압을 나타내는 전압 신호를 생성하도록 구성된다. 전류 센서(112)는, 전류 경로를 통해 배터리(B)에 직렬로 연결된다. 전류 센서(112)는, 배터리(B)를 통해 흐르는 배터리 전류를 검출하고, 검출된 배터리 전류를 나타내는 전류 신호를 생성하도록 구성된다. 온도 센서(113)는, 배터리(B)의 온도를 검출하고, 검출된 온도를 나타내는 온도 신호를 생성하도록 구성된다.
메모리부(120)는, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 메모리부(120)는, 제어부(140)에 의한 연산 동작에 요구되는 데이터 및 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리부(120)는, 제어부(140)에 의한 연산 동작의 결과를 나타내는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리부(120)는, 충전 맵을 저장하고 있다. 충전 맵은, 배터리 관리 시스템(100)의 출하 전에 메모리부(120)에 미리 저장된 것이거나, 인터페이스부(130)를 통해 외부(예, 배터리 제조사)나 상위 컨트롤러(2)로부터 수신된 것일 수 있다. 충전 맵에 기록되는 데이터는, 배터리(B)와 동일 사양을 가지는 샘플 배터리에 대한 테스트 및/또는 시뮬레이션 결과를 기초로 미리 정해진 것일 수 있다.
충전 맵은, 배터리(B)의 다단 정전류 충전을 위한 충전 절차에 이용된다. 충전 맵에는, 다단 정전류 충전을 위한, (i)제1 내지 제n 기준 전류, (ii)제1 내지 제n 기준 전압 범위, (iii)제1 내지 제n 기준 SOC 및 (iv)제1 내지 제n 기준 전압 커브 간의 대응 관계가 기록되어 있다. n은 2 이상의 자연수이다. 후순위의 기준 전류는 선순위의 기준 전류보다 작을 수 있다. 기준 전압 범위를 '스테이지'라고 칭할 수 있다.
인터페이스부(130)는, 제어부(140)와 상위 컨트롤러(2)(예, ECU: Electronic Control Unit) 간의 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하도록 구성되는 통신 회로를 포함할 수 있다. 유선 통신은 예컨대 캔(CAN: contoller area network) 통신일 수 있고, 무선 통신은 예컨대 지그비나 블루투스 통신일 수 있다. 물론, 제어부(140)와 상위 컨트롤러(2) 간의 유무선 통신을 지원하는 것이라면, 통신 프토토콜의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. 인터페이스부(130)는, 제어부(140) 및/또는 상위 컨트롤러(2)로부터 수신된 정보를 사용자가 인식 가능한 형태로 제공하는 출력 디바이스(예, 디스플레이, 스피커)를 포함할 수 있다. 상위 컨트롤러(2)는, 배터리 관리 시스템(100)과의 통신을 통해 수집되는 배터리 정보(예, 전압, 전류, 온도, SOC)를 기초로, 인버터(30)를 제어할 수 있다.
제어부(140)는, 상위 컨트롤러(2), 스위치(20), 충전 회로(50), 센싱부(110), 메모리부(120), 인터페이스부(130) 및/또는 스위치 드라이버(150)에 동작 가능하게 결합될 수 있다.
스위치 드라이버(150)는, 제어부(140) 및 스위치(SW)에 전기적으로 결합된다. 스위치 드라이버(150)는, 제어부(140)로부터의 명령에 응답하여, 스위치(SW)를 선택적으로 온오프하도록 구성된다. 제어부(140)는, 충전 절차의 진행 중, 스위치(SW)를 턴 온시킬 것을 스위치 드라이버(150)에게 명령할 수 있다.
제어부(140)는, 센싱 신호를 센싱부(110)로부터 수집할 수 있다. 센싱 신호는, 동기 검출된 전압 신호, 전류 신호 및/또는 온도 신호를 지칭한다.
제어부(140)는, 하드웨어적으로, ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
제어부(140)는, 인터페이스부(130)를 통해, 충전 회로(50)와 양방향 통신을 수행한다. 충전 회로(50)는, 배터리 관리 시스템(100)으로부터 요청되는 전류 레이트의 충전 전류를 배터리(B)에 공급하도록 구성된다. 충전 회로(50)는, 배터리 관리 시스템(100)으로부터 요청되는 전압 레벨을 가지는 충전 전압을 배터리(B)에 공급하도록 구성될 수 있다. 제어부(140)는, 인터페이스부(130)를 통해 차량 유저로부터 충전 개시 명령을 수신한 것에 응답하여, 충전 맵을 이용한 충전 절차를 개시하도록 구성된다. 제어부(140)는, 인터페이스부(130)를 통해 차량 유저로부터 충전 중단 명령을 수신한 것에 응답하여, 충전 맵을 이용한 충전 절차를 종료하도록 구성된다.
제어부(140)는, 충전 중, 소정 시간마다, 센싱 신호를 기초로 배터리(B)의 잔존 용량을 나타내는 배터리 SOC(State Of Charge)를 결정한다. SOC를 결정함에 있어서, 암페어 카운팅, 칼만 필터 등과 같은 공지의 알고리즘이 이용될 수 있다.
도 2는 충전 맵에 기록된 기준 전류와 기준 전압 범위 간의 대응 관계를 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 충전 맵에 기록된 기준 전압 범위와 기준 SOC 간의 대응 관계를 예시적으로 나타낸 도면이다. 설명의 편의를 위해, 도 2 및 도 3에서는 n=4 즉, 충전 맵이 4개의 기준 전류, 4개의 기준 전압 범위 및 4개의 기준 SOC 간의 대응 관계를 정의하는 것으로 도시하였다. 물론, n은 2, 3 또는 5 이상의 자연수일 수 있다.
도 2에 도시된 제1 전류 프로파일(210)은, 신품 상태인 배터리(B)를 위한, 제1 내지 제4 기준 전류(I1~I4)와 제1 내지 제4 기준 전압 범위(ΔV1~ΔV4)와 간의 대응 관계를 나타낸다. 제1 전류 프로파일(210)은, 데이터 테이블 등의 포맷으로 충전 맵에 기록되어 있을 수 있다. k('충전 인덱스'라고 칭할 수도 있음)는 n 이하의 자연수라고 할 때, Vk-1와 Vk는 각각 제k 기준 전압 범위(ΔVk)의 하한 및 상한이다.
제1 내지 제4 기준 전압 범위(ΔV1~ΔV4)는 순차적으로 연속된다. 따라서, i이 (n-1) 이하의 자연수라고 할 때, Vi은 제i 기준 전압 범위(ΔVi)의 상한이면서 동시에 제(i+1) 기준 전압 범위(ΔVi+1)의 하한이기도 하다. 예컨대, ΔV2의 상한과 ΔV3의 하한은 각각 V2로 동일하다. 이하에서는, Vk를 '제k 기준 전압'이라고 칭할 수 있다.
제어부(140)는, 배터리(B)의 배터리 전압이 제i 기준 전압 범위(ΔVi) 내인 경우, 제i 기준 전류(Ii)를 이용한 정전류 충전을 충전 회로(50)에게 명령할 수 있다.
제어부(140)는, 제i 기준 전류(Ii)를 이용한 정전류 충전 중, 배터리(B)의 SOC가 제i 기준 전압 범위(ΔVi)의 상한(Vi)에 도달하는 경우, 제(i+1) 기준 전류(Ii+1)를 이용한 정전류 충전을 충전 회로(50)에게 명령할 수 있다. 즉, 제어부(140)는, 제i 기준 전류(Ii)를 이용한 정전류 충전으로부터 제(i+1) 기준 전류(Ii+1)를 이용한 정전류 충전으로 전환할 수 있다.
제어부(140)는, 제n 기준 전류(In)를 이용한 정전류 충전 중, 배터리(B)의 SOC가 제n 기준 전압 범위(ΔVn)의 상한(Vn)에 도달하는 경우, 충전 맵을 이용한 다단 정전류 충전을 종료시키고, 상한(Vn)을 이용한 정전압 충전을 충전 회로(50)에게 명령할 수 있다. 즉, 제어부(140)는, 제n 기준 전류(In)를 이용한 정전류 충전으로부터 상한(Vn)을 이용한 정전압 충전으로 전환할 수 있다.
도 3에 도시된 제1 전압 프로파일(310)은, 신품 상태인 배터리(B)를 위한, 제1 내지 제4 기준 SOC(SOC1~SOC4)와 제1 내지 제4 기준 전압 범위(ΔV1~ΔV4) 간의 대응 관계를 나타낸다. 제1 전압 프로파일(310)은, 데이터 테이블 등의 포맷으로 충전 맵에 기록되어 있을 수 있다. 제1 전압 프로파일(310)은 제1 내지 제4 기준 전압 커브를 포함한다. 제k 기준 전압 커브는, 제1 전압 프로파일(310)에서 제k 기준 전압 범위(ΔVk)에 대응하는 부분이다.
Sk은, 신품 상태의 배터리(B)의 배터리 전압이 제k 기준 전류(Ik)를 이용한 정전류 충전에 의해 제k 기준 전압(Vk)에 도달 시의 배터리 SOC를 나타낸다.
한편, 배터리(B)가 점차 퇴화되어감에 따라 배터리(B)의 용량 손실이 증가하므로, 신품 상태에 비하여 동일 충전 용량에 의한 전압 상승량이 증가한다. 따라서, 충전 맵의 제k 기준 전류(Ik)를 이용한 정전류 충전 중, 배터리 SOC가 제k 기준 SOC(Sk)에 도달하기 전에 배터리 전압이 제k 기준 전압(Vk)에 도달한 것은, 배터리(B)가 퇴화되었음을 나타낸다. 도 3에 도시된 제2 전압 프로파일(320)은, 본 발명에 따른 배터리 관리 방법(도 4 참조)을 적용함 없이, 제1 내지 제4 기준 전압 범위(ΔV1~ΔV4)에 대해 제1 내지 제4 기준 전류(I1~I4)를 순차적으로 이용하여, 퇴화된 배터리(B)를 정전류 충전하는 과정을 통해 모니터링된, 배터리 전압의 변화 이력과 배터리 SOC의 변화 이력 간의 대응 관계를 나타낸다. 제2 전압 프로파일(320)을 참조하면, Zk는, 퇴화된 배터리(B)의 배터리 전압이 제k 기준 전압(Vk)에 도달 시의 배티리 SOC로서, 제k 기준 SOC(Sk)보다 작은 것을 확인할 수 있다. 즉, S1 > Z1, S2 > Z2, S3 > Z3, S4 > Z4.
제k 기준 전류(Ik)를 이용한 정전류 충전 중, 배터리 SOC가 제k 기준 SOC(Sk)에 도달하기 전에 배터리 전압이 제k 기준 전압(Vk)에 도달한 것은, 다음회의 정전류 충전 절차에서 제k 기준 전류(Ik)를 감소시킬 필요가 있음을 나타낸다. 특히, 제k 기준 전류(Ik)에 의한 충전 중에 모니터링되는 전압 이력 및/또는 SOC 이력을 고려하여 제k 기준 전류(Ik)의 감소 정도가 결정될 수 있다.
도 3에 도시된 제3 전압 프로파일(330)은, 본 발명에 따른 배터리 관리 방법(도 4 참조)을 적용하여, 퇴화된 배터리(B)를 충전하는 과정을 통해 모니터링된 배터리 전압의 변화 이력 및 배터리 SOC의 변화 이력 간의 대응 관계를 나타낸다. 제3 전압 프로파일(330)은 제1 내지 제4 측정 전압 커브를 포함한다. 제k 측정 전압 커브는, 제3 전압 프로파일(330)에서 제k 기준 전압 범위(ΔVk)에 대응하는 부분이다.
제3 전압 프로파일(330)을 참조하면, 제어부(140)는, 제k 기준 전류(Ik)를 이용한 정전류 충전 중, 설정 시간(예, 0.001 초)마다, 배터리 전압, 배터리 전류 및 배터리 SOC를 모니터링한다. 제어부(140)는, 배터리(B)의 배터리 SOC가 제k 기준 SOC(Sk)에 도달하기 전에 배터리 전압이 제k 기준 전압(Vk)에 도달한 것에 응답하여, 제k 기준 전류(Ik)를 이용한 정전류 충전으로부터 제k 기준 전압(Vk)을 이용한 정전압 충전으로 전환할 수 있다. 이에 따라, 배터리 전압이 제k 기준 전압(Vk)에 도달한 때부터 배터리(B)의 SOC가 제k 기준 SOC(Sk)에 도달할 때까지, 배터리(B)는 제k 기준 전압(Vk)으로 정전압 충전된다. 예컨대, V1 ~ V2의 전압 범위에 걸쳐 제2 기준 전류(I2)를 이용한 정전류 충전이 이루어진 다음, 배터리 SOC가 제2 기준 SOC(S2)에 도달할 때까지 제k 기준 전압(V2)과 동일한 충전 전압으로 배터리(B)가 정전압 충전된다. 제k 기준 전압 범위(ΔVk)을 이용한 정전압 충전 동안, 배터리 전압이 점차 증가함에 의해 배터리 전류는 점차적으로 감소한다. 제어부(140)는, 제k 기준 전압 범위(ΔVk)을 이용한 정전압 충전 동안, 설정 시간마다 배터리 전압, 배터리 전류 및 배터리 SOC를 모니터링할 수 있다.
제어부(140)는, 제k 기준 전압 범위(ΔVk)에 걸친 충전 동안에 모니터링된, 배터리 전압, 배터리 전류 및 배터리 SOC를 기초로, 도 2의 제1 전류 프로파일(210) 및 도 3의 제1 전압 프로파일(310)을 포함하는 충전 맵의 제k 기준 전류(Ik)를 업데이트할 수 있다. 도 2의 제3 전류 프로파일(230)의 전류(I11~I14) 각각은 충전 맵의 기준 전류(I1~I4)를 업데이트한 결과일 수 있다.
구체적으로, 제어부(140)는, 제k 기준 전압 커브의 평균 전압 및 평균 SOC 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 제k 기준 전압 커브의 평균 전압은, 제1 전압 프로파일(310)에서 제k 기준 전압 범위(ΔVk)에 걸친 배터리 전압의 평균이다. 제k 기준 전압 커브의 평균 SOC는, 제1 전압 프로파일(310)에서 제k 기준 전압 범위(ΔVk)에 걸친 배터리 SOC의 평균이다.
또한, 제어부(140)는, 제k 측정 전압 커브의 평균 전압 및 평균 SOC 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 제k 측정 전압 커브의 평균 전압은, 제3 전압 프로파일(330)에서 제k 기준 전압 범위(ΔVk)에 걸친 배터리 전압의 평균이다. 제k 측정 전압 커브의 평균 SOC는, 제3 전압 프로파일(330)에서 제k 기준 전압 범위(ΔVk)에 걸친 배터리 SOC의 평균이다.
그 다음, 제어부(140)는, 제k 기준 전압 커브의 평균 전압 및 평균 SOC 중 적어도 하나 및 제k 측정 전압 커브의 평균 전압 및 평균 SOC 중 적어도 하나를 기초로, 충전 맵의 제k 기준 전류(Ik)를 업데이트할 수 있다.
제어부(140)는, 제k 기준 전압 커브의 평균 SOC에 대한 제k 측정 전압 커브의 평균 SOC의 제1 비율(1 미만임)을 기초로, 제k 기준 전류(Ik)를 업데이트할 수 있다. 예컨데, 제어부(140)는, 제1 비율과 제k 기준 전류(Ik)의 곱과 동일하게 제k 기준 전류(Ik)를 업데이트할 수 있다.
대안적으로, 제어부(140)는, 제k 측정 전압 커브의 평균 전압에 대한 제k 기준 전압 커브의 평균 전압의 제2 비율(1 미만임)을 기초로, 제k 기준 전류(Ik)를 업데이트할 수 있다. 예컨데, 제어부(140)는, 제2 비율과 제k 기준 전류(Ik)의 곱과 동일하게 제k 기준 전류(Ik)를 업데이트할 수 있다.
대안적으로, 제어부(140)는, 제1 비율 및 제2 비율을 기초로, 제k 기준 전류(Ik)를 업데이트할 수 있다. 예컨데, 제어부(140)는, 제1 비율, 제2 비율 및 제k 기준 전류(Ik)의 곱과 동일하게 제k 기준 전류(Ik)를 업데이트할 수 있다.
대안적으로, 제어부(140)는, 제k 기준 SOC(Sk)에 대한 관심 SOC의 제3 비율(1 미만임)을 기초로, 제k 기준 전류(Ik)를 업데이트할 수 있다. 예컨데, 제어부(140)는, 제3 비율 및 제k 기준 전류(Ik)의 곱과 동일하게 제k 기준 전류(Ik)를 업데이트할 수 있다. 관심 SOC는, 배터리 전압이 제k 기준 전압(Vk)에 도달한 시점에서의 배터리 SOC(Uk)와 동일할 수 있다.
한편, 전술된 배터리 관리 방법에 따른 충전 절차는, 기준 전압 범위(ΔV1~ΔV4) 중 일부에 대해서는 진행되지 못하는 경우가 빈번하다. 예컨대, 도 2 및 도 3을 참조하면, 배터리 전압이 V0보다 높을 때에 충전 맵을 이용한 충전 절차가 개시되는 경우, 제1 기준 전압 범위(ΔV1) 전체에 걸친 제1 측정 전압 커브를 취득할 수 없기 때문에, 전술된 방식으로는 제1 기준 전류(I1)의 업데이트가 불가하다. 다른 예로, 배터리 전압이 V4에 도달하기 전에 차량 유저가 충전 케이블을 전기 차량(1)으로부터 분리하는 경우, 제4 기준 전압 범위(ΔV4) 전체에 걸친 제4 측정 전압 커브를 취득할 수 없기 때문에, 제4 기준 전류(I4)의 업데이트가 불가하다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 제어부(140)는, 배터리 전압이 V0보다 큰 때부터 충전이 개시되거나, 배터리 전압이 V4보다 작은 때에 충전이 종료되는 경우, 모든 기준 전압 범위(ΔV1~ΔV4) 중 측정 전압 커브가 취득된 적어도 하나의 기준 전압 범위에 대한 업데이트 정보를 기초로, 나머지 각 기준 전압 범위에 연관된 기준 전류를 업데이트할 수 있다.
제k 기준 전압 범위(ΔVk)에 대응하는 제k 기준 전류(Ik)만이 전술된 배터리 관리 방법에 따라 I1k로 업데이트되었다고 해보자. 제어부(140)는, Ik에 대한 I1k의 비율을 결정한 다음, 결정된 비율을 기초로, 나머지 각 기준 전류를 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는, 제2 기준 전류(I2)가 120 A로부터 100 A로 업데이트된 경우, 제1 기준 전류(I1), 제3 기준 전류(I3) 및 제4 기준 전류(I4) 각각에 100/120=5/6을 곱하여, 제1 기준 전류(I1), 제3 기준 전류(I3) 및 제4 기준 전류(I4)를 업데이트할 수 있다.
i 및 j는 각각 자연수이고, i ≤ j 이며, i는 2 이상이거나 j는 n=4 미만이라고 해보자. 제i 내지 제j 기준 전압 범위(ΔVi~ΔVj)에 대응하는 제i 내지 제j 기준 전류(Ii~Ij)만이 배터리 관리 방법(도 4 참조)에 따라 I1i~I1j로 각각 업데이트된 채로 충전 절차가 종료될 수 있다. 그러면, 제어부(140)는, 다음의 수식 1을 이용하여, 나머지 각 기준 전류를 업데이트할 수 있다.
<수식 1>
Figure pat00001
위 수식 1에서, x는 i 내지 j를 제외한 n 이하의 자연수이고, Ix는 업데이트 전의 기준 전류, I1x는 업데이트된 기준 전류이다. μavg는, 제i 내지 제j 기준 전류(Ii~Ij)에 대한 제i 내지 제j 업데이트된 기준 전류(I1i~I1j)의 평균 비율이다.
일 예로, i=2, j=3, i1 = 150 A, i2 = 120 A, i3 = 110 A, i4 = 90 A, i12 = 100 A, i13 = 95 A인 경우, i11 = i1×1/(3-2+1)×{i12/i2+i13/i3} A = i1×1/2×{100/120+95/110} A ≒ 127 A이고, i14 = i4×1/(3-2+1)×{i12/i2+i13/i3} A = i4×1/2×{100/120+95/110} A ≒ 76 A.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 4의 방법은, 소정의 업데이트 조건이 충족된 상태에서, 차량 유저로부터의 충전 개시 명령에 응답하여, 개시될 수 있다. 업데이트 조건은, 배터리(B)의 퇴화도가 전회의 업데이트 시점으로부터 일정 수준 이상 증가한 것으로 나타내는 것으로서, 예컨대 (i)배터리(B)의 누적 용량(accumulated capacity)이 전회의 업데이트 시점에서의 누적 용량보다 제1 임계값(예, 100 ampere-hour) 이상 증가, (ii)배터리(B)의 사이클 횟수가 전회의 업데이트 시점에서의 사이클 횟수보다 제2 임계값(예, 50회) 이상 증가, (iii)배터리(B)의 용량 유지율이 전회의 업데이트 시점에서의 용량 유지율(capacity retention rate)보다 보다 제3 임계값(예, 5%) 이상 감소, (iv)전회의 업데이트 시점으로부터 임계 시간(예, 한달) 이상 결과 등일 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 단계 S410에서, 제어부(140)는, 배터리(B)의 배터리 전압이 속하는 제k 기준 전압 범위(ΔVk)에 대응하는 제k 기준 전류(Ik)를 선택한다. 예컨대, 배터리 전압이 V1 이상 V2 미만인 경우, 제2 기준 전류(I2)가 선택된다.
단계 S420에서, 제어부(140)는, 제k 기준 전류(Ik)를 이용한 정전류 충전을 정전류 충전을 충전 회로(50)에게 명령한다. 이에 따라, 충전 회로(50)는, 제k 기준 전류(Ik)와 동일한 충전 전류를 배터리(B)에 공급함으로써, 제k 기준 전류(Ik)를 이용한 정전류 충전을 개시한다.
단계 S430에서, 제어부(140)는, 배터리 SOC가 제k 기준 SOC(Sk)에 도달하기 전에 배터리 전압이 제k 기준 전압(Vk)에 도달하였는지 여부를 판정한다. 단계 S440의 값이 "예"인 경우, 단계 S450으로 진행된다. 단계 S430의 값이 "아니오"인 경우, 소정 시간 후 단계 S430이 재진행된다.
단계 S440에서, 제어부(140)는, 충전 회로(50)에게 제k 기준 전압(Vk)을 이용한 정전압 충전을 명령한다. 이에 따라, 충전 회로(50)는, 제k 기준 전류(Ik)를 이용한 정전류 충전을 종료함과 동시에, 제k 기준 전압(Vk)과 동일한 충전 전압을 배터리(B)에 공급한다.
단계 S450에서, 제어부(140)는, 배터리 SOC가 제k 기준 SOC(Sk)에 도달하였는지 여부를 판정한다. 단계 S450의 값이 "예"인 경우, 단계 S460으로 진행된다. 단계 S450의 값이 "아니오"인 경우, 소정 시간 후 단계 S450이 재진행된다.
단계 S460에서, 제어부(140)는, 제k 측정 전압 커브를 결정한다. 제k 측정 전압 커브는, 제k 기준 전류(Ik)를 이용한 정전류 충전의 충전 기간에 걸친 배터리 전압과 배터리 SOC 간의 대응 관계를 나타낸다.
단계 S470에서, 제어부(140)는, 제k 측정 전압 커브의 전압 범위가 제k 기준 전압 범위(ΔVk)와 동일한지 여부를 판정한다. 단계 S470의 값이 "예"인 경우, 단계 S480으로 진행된다. 단계 S470의 값이 "아니오"인 경우, 단계 S490으로 진행될 수 있다. 예컨대, 배터리 전압이 V0보다 크고 V1보다 작았을 때부터 제1 기준 전류(I1)로 정전류 충전된 경우, 단계 S470의 값은 "아니오"이다.
단계 S480에서, 제어부(140)는, 제k 기준 전압 커브 및 제k 측정 전압 커브를 기초로, 충전 맵을 업데이트한다.
단계 S490에서, 제어부(140)는, 충전 인덱스 k가 n과 동일한지 여부를 판정한다. 즉, 제어부(140)는, 충전 맵이 규정하는 마지막 기준 전압 범위(ΔVn)에 대한 충전이 완료되었는지 여부를 판정한다. 단계 S490의 값이 "아니오"인 경우, 단계 S492에서 충전 인덱스 k를 1만큼 증가시킨 다음, 단계 S430으로 돌아갈 수 있다. 단계 S490의 값이 "예"인 경우, 도 4의 방법은 종료될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 5의 방법은, 제1 내지 제n 기준 전류(I1~In) 중 제i 내지 제j 기준 전류(Ii~Ij)만이 도 4의 방법을 통해 업데이트된 경우, 나머지 각 기준 전류를 업데이트하는 데에 이용될 수 있다. 즉, 도 5의 방법은, 배터리(B)가 도 4의 방법에 의해 V0~Vn의 전압 범위 중 일부에 대해서만 충전된 경우에 실행될 수 있다. 전술된 바와 같이, i 및 j는 각각 자연수이고, i < j 이며, i는 2 이상이거나 j는 n=4 미만이다.
단계 S510에서, 제어부(140)는, 제i 내지 제j 기준 전류(Ii~Ij)에 대한 제i 내지 제j 업데이트된 기준 전류(I1i~I1j)의 평균 비율을 연산한다(수식 1의 μavg 참조.
단계 S520에서, 제어부(140)는, 제1 내지 제n 기준 전류(I1~In) 중, 제i 내지 제j 기준 전류(Ii~Ij)를 제외한 나머지 기준 전류 각각에 평균 비율을 곱하여, 나머지 기준 전류 각각을 업데이트한다.
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.
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.
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.
1: 전기 차량
2: 상위 컨트롤러
10: 배터리 팩
B: 배터리
20: 스위치
30: 인버터
40: 전기 모터
50: 충전 회로
100: 배터리 관리 시스템
110: 센싱부
120: 메모리부
130: 인터페이스부
140: 제어부

Claims (11)

  1. 배터리의 배터리 전압 및 배터리 전류를 나타내는 센싱 신호를 생성하도록 구성되는 센싱부;
    다단 정전류 충전을 위한 제1 내지 제n 기준 전류, 제1 내지 제n 기준 전압 범위, 제1 내지 제n 기준 SOC 및 제1 내지 제n 기준 전압 커브 간의 대응 관계가 기록된 충전 맵을 저장하도록 구성되는 메모리부; 및
    상기 센싱 신호를 기초로, 상기 배터리의 잔존 용량을 나타내는 배터리 SOC를 결정하도록 구성되는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    충전 개시 명령이 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리에 연결된 충전 회로에게 상기 배터리 전압이 속하는 제k 기준 전압 범위에 대응하는 제k 기준 전류를 이용한 정전류 충전을 명령하고,
    상기 정전류 충전 중, 상기 배터리 전압이 상기 제k 기준 전압 범위의 상한에 도달한 것에 응답하여, 상기 정전류 충전의 충전 기간에 걸친 상기 배터리 전압과 상기 배터리 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 제k 측정 전압 커브를 결정하고,
    상기 제k 측정 전압 커브의 전압 범위가 상기 제k 기준 전압 범위와 동일한 경우, 제k 기준 전압 커브 및 상기 제k 측정 전압 커브를 기초로, 상기 충전 맵을 업데이트하도록 구성되되,
    n은 2 이상의 자연수이고, k는 n 이하의 자연수인 배터리 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제k 기준 전압 커브의 제1 평균 SOC를 결정하고,
    상기 제k 측정 전압 커브의 제2 평균 SOC를 결정하고,
    상기 제1 평균 SOC에 대한 상기 제2 평균 SOC의 비율을 기초로, 상기 제k 기준 전류를 업데이트하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제k 기준 전압 커브의 제1 평균 전압을 결정하고,
    상기 제k 측정 전압 커브의 제2 평균 전압을 결정하고,
    상기 제2 평균 전압에 대한 상기 제1 평균 전압의 비율을 기초로, 상기 제k 기준 전류를 업데이트하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제k 기준 전압 커브의 제1 평균 SOC를 결정하고,
    상기 제k 측정 전압 커브의 제2 평균 SOC를 결정하고,
    상기 제k 기준 전압 커브의 제1 평균 전압을 결정하고,
    상기 제k 측정 전압 커브의 제2 평균 전압을 결정하고,
    상기 제1 평균 SOC에 대한 상기 제2 평균 SOC의 제1 비율 및 상기 제2 평균 전압에 대한 상기 제1 평균 전압의 제2 비율을 기초로, 상기 제k 기준 전류를 업데이트하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제k 기준 SOC에 대한 관심 SOC의 비율을 기초로, 상기 제k 기준 전류를 업데이트하도록 구성되되,
    상기 관심 SOC는, 상기 배터리 전압이 상기 제k 기준 전압 범위의 상한에 도달한 시점에서의 상기 배터리 SOC인 배터리 관리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제k 기준 전류에 대한 상기 업데이트된 제k 기준 전류의 비율을 기초로, 상기 제k 기준 전류를 제외한 나머지 각 기준 전류를 업데이트하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 정전류 충전 중, 상기 배터리 전압이 상기 제k 기준 전압 범위의 상한에 도달한 것에 응답하여, 상기 충전 회로에게 상기 제k 기준 전압 범위의 상한을 이용한 정전압 충전을 명령하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 팩.
  9. 제8항에 따른 상기 배터리 팩을 포함하는 전기 차량.
  10. 배터리의 배터리 전압 및 배터리 전류를 나타내는 센싱 신호를 생성하도록 구성되는 센싱부; 다단 정전류 충전을 위한 제1 내지 제n 기준 전류, 제1 내지 제n 기준 전압 범위, 제1 내지 제n 기준 SOC 및 제1 내지 제n 기준 전압 커브 간의 대응 관계가 기록된 충전 맵을 저장하도록 구성되는 메모리부; 및 상기 센싱 신호를 기초로, 상기 배터리의 잔존 용량을 나타내는 배터리 SOC를 결정하도록 구성되는 제어부를 포함하는 배터리 관리 시스템을 이용한 배터리 관리 방법에 있어서,
    상기 제어부가, 충전 개시 명령이 수신된 것에 응답하여, 상기 배터리에 연결된 충전 회로에게 상기 배터리 전압이 속하는 제k 기준 전압 범위에 대응하는 제k 기준 전류를 이용한 정전류 충전을 명령하는 단계;
    상기 제어부가, 상기 정전류 충전 중, 상기 배터리 전압이 상기 제k 기준 전압 범위의 상한에 도달한 것에 응답하여, 상기 정전류 충전의 충전 기간에 걸친 상기 배터리 전압과 상기 배터리 SOC 간의 대응 관계를 나타내는 제k 측정 전압 커브를 결정하는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 제k 측정 전압 커브의 전압 범위가 상기 제k 기준 전압 범위와 동일한 경우, 상기 제k 측정 전압 커브와 제k 기준 전압 커브를 기초로, 상기 충전 맵을 업데이트하는 단계를 포함하되,
    n은 2 이상의 자연수이고, k는 n 이하의 자연수인 배터리 관리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 충전 맵을 업데이트하는 단계는,
    상기 제k 기준 전압 커브의 제1 평균 SOC를 결정하는 단계;
    상기 제k 측정 전압 커브의 제2 평균 SOC를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 평균 SOC에 대한 상기 제2 평균 SOC의 비율을 기초로, 상기 제k 기준 전류를 업데이트하는 배터리 관리 방법.
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