KR20140053585A - 배터리 잔존 수명 추정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

배터리 잔존 수명 추정 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치는, 배터리의 SOC(State Of Charge)의 전체 구간 중 상기 배터리의 SOH(State Of Health)를 산출하기 위한 SOH 산출 구간을 설정하는 산출 구간 설정부; 및 설정된 상기 SOH 산출 구간 동안 상기 배터리에 충전 또는 방전되는 전류를 적산하여 상기 배터리의 충전 SOH 또는 방전 SOH를 산출하는 충방전 SOH 산출부를 포함한다.

Description

배터리 잔존 수명 추정 장치 및 방법{Apparatus and method for estimating state of health of battery}

본 발명은 배터리 잔존 수명 추정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 배터리의 SOC(State Of Charge)의 전체 구간 중 SOH(State Of Health) 산출 구간을 설정하고, 설정된 SOH 산출 구간 동안 배터리에 충전 또는 방전되는 전류를 적산하여 배터리의 충전 SOH 또는 방전 SOH를 산출함으로써, 추정 오차를 최소화하여 보다 정확하고 신뢰도 높은 배터리의 SOH를 추정할 수 있는 배터리 잔존 수명 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 산업 및 경제의 급속한 발전으로 전기 기기 및 전자 기기의 보급이 급속하게 확산됨에 따라 안정적인 전력 수급 문제와 우수한 품질의 전력에 대한 요구가 높아짐에 따라 정전 시 안정적인 전력 공급을 위한 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply; UPS)의 사용이 급격하게 증대되고 있다. 순간 정전, 순간 전압강하 및 고조파 등에 의한 전력 품질의 저하는 산업체에 막대한 경제적 손실을 발생시키게 된다. 이러한 전력 품질의 문제점을 해소하기 위한 일환으로 산업체에서 많이 사용하는 UPS는 전력전자기술의 급속한 발전으로 안정적 동작에 대한 신뢰성은 상당 부분 확보하고 있으나, 에너지 저장용 배터리의 불량으로 인한 정전시의 전력 품질 저하 현상이 종종 발생하고 있다.

일반적으로 배터리는 충방전을 반복함에 따라 불가피하게 성능이 저하되고, 수명이 단축되며, 배터리의 불안정한 특성으로 사고의 위험성을 가지게 되어 UPS의 전체적인 신뢰도 저하를 야기시킨다. 이에 따라, 배터리를 보다 효율적으로 사용하고 관리하기 위한 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)에 관한 기술도 중요성이 증가되고 있다. 특히, BMS는 배터리의 충전 또는 방전 출력 및 잔존 용량(State of Charging; SOC) 사용 전략을 적절하게 조정하기 위해서 배터리의 수명(State of Health; SOH)를 정확하게 예측할 수 있어야 한다.

하지만, BMS는 UPS를 임의로 충방전할 권한을 가지고 있지 아니하므로, 정확한 SOH를 산출하는 것이 어렵다.

종래에는 배터리의 용량, 배터리의 전류 등을 이용하여 배터리의 SOH를 추정하였다. 하지만 이러한 종래의 방식은 배터리의 용량이나 배터리의 전류와 같은 값들은 측정오차를 포함하고 있는 경우가 많기 때문에, 이를 이용하여 추정된 SOH에도 추정오차가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0052557호

본 발명의 목적은, 배터리의 SOC의 전체 구간 중 SOH 산출 구간을 설정하고, 설정된 SOH 산출 구간 동안 배터리에 충전 또는 방전되는 전류를 적산하여 배터리의 충전 SOH 또는 방전 SOH를 산출함으로써, 추정 오차를 최소화하여 보다 정확하고 신뢰도 높은 배터리의 SOH를 추정할 수 있는 배터리 잔존 수명 추정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치는, 배터리의 SOC(State Of Charge)의 전체 구간 중 상기 배터리의 SOH(State Of Health)를 산출하기 위한 SOH 산출 구간을 설정하는 산출 구간 설정부; 및 설정된 상기 SOH 산출 구간 동안 상기 배터리에 충전 또는 방전되는 전류를 적산하여 상기 배터리의 충전 SOH 또는 방전 SOH를 산출하는 충방전 SOH 산출부를 포함하여 구성된다.

상기 배터리 잔존 수명 추정 장치는, 상기 충방전 SOH 산출부가 상기 배터리의 충전 SOH 및 방전 SOH를 모두 산출한 후, 상기 충전 SOH 및 상기 방전 SOH의 평균을 산출하여 평균 SOH를 산출하는 평균 SOH 산출부를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리 잔존 수명 추정 장치는, 상기 평균 SOH와 상기 배터리의 이전에 산출된 SOH를 비교하여, 상기 평균 SOH가 상기 배터리의 이전에 산출된 SOH보다 작으면 상기 배터리의 SOH를 갱신하는 SOH 갱신부를 더 포함할 수 있다.

상기 충방전 SOH 산출부는,

(여기서, SOH는 상기 배터리의 충전 SOH 또는 방전 SOH, p는 상기 SOH 산출 구간, i(t)는 상기 배터리에 충전 또는 방전되는 전류, t는 상기 SOH 산출 구간 동안의 시간, C는 상기 배터리의 출하 시의 초기 용량, x는 상기 배터리의 SOC의 전체 구간에 대한 상기 SOH 산출 구간의 비율)로 상기 충전 SOH 또는 상기 방전 SOH를 산출할 수 있다.

상기 산출 구간 설정부는, 상기 SOH 산출 구간을 상기 배터리의 SOC가 30% 내지 70%인 구간으로 설정할 수 있다.

상기 배터리 잔존 수명 추정 장치는, 상기 배터리에 전류의 흐름이 있는지를 감지하고, 상기 배터리에 전류의 흐름이 있는 경우, 전류의 방향을 감지하고 상기 전류의 방향을 이용하여 상기 배터리가 충전되는지 방전되는지를 판단하는 전류 감지부를 더 포함할 수 있다.

상기 전류 감지부는, 상기 전류가 기설정된 기준값 이상인 경우에만 전류의 흐름이 있는 것으로 감지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 방법은, 배터리의 SOC(State Of Charge)의 전체 구간 중 상기 배터리의 SOH(State Of Health)를 산출하기 위한 SOH 산출 구간을 설정하는 단계; 및 설정된 상기 SOH 산출 구간 동안 상기 배터리에 충전 또는 방전되는 전류를 적산하여 상기 배터리의 충전 SOH 또는 방전 SOH를 산출하는 단계를 포함하여 구성된다.

상기 배터리 잔존 수명 추정 방법은, 상기 충방전 SOH 산출부가 상기 배터리의 충전 SOH 및 방전 SOH를 모두 산출한 후, 상기 충전 SOH 및 상기 방전 SOH의 평균을 산출하여 평균 SOH를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리 잔존 수명 추정 방법은, 상기 평균 SOH와 상기 배터리의 이전에 산출된 SOH를 비교하는 단계; 및 상기 평균 SOH가 상기 배터리의 이전에 산출된 SOH보다 작으면 상기 배터리의 SOH를 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리의 충전 SOH 또는 방전 SOH를 산출하는 단계는,

(여기서, SOH는 상기 배터리의 충전 SOH 또는 방전 SOH, p는 상기 SOH 산출 구간, i(t)는 상기 배터리에 충전 또는 방전되는 전류, t는 상기 SOH 산출 구간 동안의 시간, C는 상기 배터리의 출하 시의 초기 용량, x는 상기 배터리의 SOC의 전체 구간에 대한 상기 SOH 산출 구간의 비율)로 상기 충전 SOH 또는 상기 방전 SOH를 산출할 수 있다.

상기 SOH 산출 구간을 설정하는 단계는, 상기 SOH 산출 구간을 상기 배터리의 SOC가 30% 내지 70%인 구간으로 설정할 수 있다.

상기 배터리 잔존 수명 추정 방법은, 상기 배터리에 전류의 흐름이 있는지를 감지하는 단계; 상기 배터리에 전류의 흐름이 있는 경우, 전류의 방향을 감지하는 단계; 및 상기 전류의 방향을 이용하여 상기 배터리가 충전되는지 방전되는지를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리에 전류의 흐름이 있는지를 감지하는 단계는, 상기 전류가 기설정된 기준값 이상인 경우에만 전류의 흐름이 있는 것으로 감지할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리의 SOC의 전체 구간 중 SOH 산출 구간을 설정하고, 설정된 SOH 산출 구간 동안 배터리에 충전 또는 방전되는 전류를 적산하여 배터리의 충전 SOH 또는 방전 SOH를 산출함으로써, 추정 오차를 최소화하여 보다 정확하고 신뢰도 높은 배터리의 SOH를 추정할 수 있는 배터리 잔존 수명 추정 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치가 적용될 수 있는 UPS 시스템의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치의 산출 구간 설정부가 구간을 설정하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치가 적용될 수 있는 UPS 시스템의 일 예를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치가 적용될 수 있는 UPS 시스템(1)은 주전원(2) 및 부하(3)와 연결되어, 주전원(2)의 정전 시 주전원(2)을 대신하여 부하(3)에 전력을 공급한다. 이러한 동작을 수행하기 위하여, UPS 시스템(1)은 배터리(10), 충전기(20) 및 인버터(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 배터리(10)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성할 수 있다.

또한, 배터리(10)는 복수의 전지 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 있는 전지 팩으로 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 전지 팩이 하나 이상 구비되어 배터리(10)를 형성할 수도 있다.

도 1은 주전원(2)이 정상적으로 동작하고 있을 경우를 도시한 것으로, 주전원(2)은 부하(3)에 전력을 공급함과 동시에 부동 충전(floating charge)으로 충전기(20)를 통하여 배터리(10)를 충전한다. 따라서, 배터리(10)는 주전원(2)이 정상적으로 동작하는 동안 항상 만충 상태로 대기할 수 있다. 이 때, 배터리(10)와 부하(3)간에는 차단되어 배터리(10)가 방전되는 것을 막는다.

그리고, 도 2는 주전원(2)이 고장, 사고 등으로 정전되었을 경우를 도시한 것으로, 주전원(2)은 부하(3)와 차단되고, 배터리(10)가 인버터(30)와 연결되어 방전함으로써, 부하(3)에 전원을 공급한다. 그리고 주전원(2)에 대한 조치가 완료되어 주전원(2)이 다시 투입되게 되면 다시 도 1에 도시된 상태로 돌아가 주전원(2)은 부하(3)에 전원을 공급하고 충전기(20)를 통하여 배터리(10)를 충전한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 UPS 시스템(1)에 적용되어 배터리(10)의 SOH를 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치는 배터리(10)에 연결된 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS), 전력 모니터링 시스템[예, 원격 감시 제어 데이터 수집 시스템(Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA)], 사용자 이용 단말 및 충방전기 중 하나 이상에 포함되거나, 또는 BMS, 전력 모니터링 시스템, 사용자 이용 단말 및 충방전기의 형태로 구현될 수 있다.

이하 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치를 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치(100)는 전류 감지부(110), 산출 구간 설정부(120), 충방전 SOH 산출부(130), 평균 SOH 산출부(140) 및 SOH 갱신부(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 배터리 잔존 수명 추정 장치(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 3에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.

전류 감지부(110)는 배터리(10)에 연결되어, 배터리(10)에 전류의 흐름이 있는지를 감지한다. 일 실시예에서, 전류 감지부(110)는 상기 전류가 기설정된 기준값 이상인 경우에만 전류의 흐름이 있는 것으로 감지할 수 있다.

예를 들어, 배터리(10)로 흘러 들어가는 전류나 배터리(10)에서 흘러 나오는 전류가 기준값(예를 들어, 5A) 이상이면 전류의 흐름이 있는 것으로 판단할 수 있다. 반대로, 배터리(10)로 흘러 들어가는 전류나 배터리(10)에서 흘러 나오는 전류가 기준값(예를 들어, 5A) 미만이면 전류의 흐름이 없는 것으로 판단할 수 있다.

상기 기준값은 전류 감지부(110)에 미리 설정된 고정값일 수도 있고, 사용자의 입력을 받아 변경되는 값일 수도 있다.

전류 감지부(110)는 상기 배터리에 전류의 흐름이 있는 경우, 전류의 방향을 감지하고 상기 전류의 방향을 이용하여 상기 배터리가 충전되는지 방전되는지를 판단한다.

예를 들어, 전류 감지부(110)는 감지된 전류의 방향이 배터리(10)로 흘러 들어가는 전류인 경우에는 배터리가 충전되는 것으로 판단할 수 있고, 감지된 전류의 방향이 배터리(10)에서 흘러 나오는 전류인 경우에는 배터리가 방전되는 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치는 전류 감지부(110)에서 전류의 흐름이 측정되고 전류의 방향이 배터리가 충전되는 방향인 경우에는, 산출 구간 설정부(120) 및 충방전 SOH 산출부(130)를 거쳐 배터리(10)의 충전 SOH를 산출하게 된다.

또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치는 전류 감지부(110)에서 전류의 흐름이 측정되고 전류의 방향이 배터리가 방전되는 방향인 경우에는, 산출 구간 설정부(120) 및 충방전 SOH 산출부(130)를 거쳐 배터리(10)의 방전 SOH를 산출하게 된다.

산출 구간 설정부(120)는 배터리(10)의 SOC(State Of Charge)의 전체 구간 중 상기 배터리의 SOH(State Of Health)를 산출하기 위한 SOH 산출 구간을 설정한다. 배터리(10)의 SOH는 배터리(10)에 충전 또는 방전되는 전류를 적산하는 전류 적산법을 적용하여 산출할 수 있다. 하지만 이 때 배터리(10)의 SOC 전체 구간에 대하여 전류 적산법을 적용하여 SOH를 산출하게 되면, 충전이나 방전이 막 시작되는 초기 또는 충전이나 방전이 끝나는 말기에는 전류가 불안정하여 오차가 발생하게 되고, 이러한 오차가 SOH에 반영되면 SOH의 정확도가 떨어지게 된다. 따라서, 산출 구간 설정부(120)는 배터리(10)의 SOC 전체 구간 중 비교적 오차가 적은 일부 구간을 설정하기 위한 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치의 산출 구간 설정부가 구간을 설정하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 배터리의 충전 또는 방전에 따른 SOC의 변화를 도시한 그래프이다. 도 4를 참조하면, SOC의 곡선(201)은 충전됨에 따라 SOC가 증가하게 되고, 방전됨에 따라 SOC가 감소하게 된다. 여기서, 배터리 잔존 수명 추정 장치(100)의 산출 구간 설정부(120)는 SOC 전체 구간 중 배터리(10)의 SOC가 30% 내지 70%인 구간(202, 203)을 SOH 산출 구간으로 설정하고 있다. 구간(202)은 충전 시의 SOH 산출 구간이고, 구간(203)은 방전 시의 SOH 산출 구간이다.

다시 도 3으로 돌아와서, 상기와 간이 산출 구간 설정부(120)가 SOH 산출 구간을 설정하고 나면, 충방전 SOH 산출부(130)는 설정된 상기 SOH 산출 구간 동안 배터리(10)에 충전 또는 방전되는 전류를 적산하여 배터리(10)의 충전 SOH 또는 방전 SOH를 산출한다. 배터리(10)의 충전 SOH 또는 방전 SOH는 아래의 수학식 1을 이용하여 산출할 수 있다.

여기서, SOH는 배터리(10)의 충전 SOH 또는 방전 SOH, p는 상기 SOH 산출 구간, i(t)는 배터리(10)에 충전 또는 방전되는 전류, t는 상기 SOH 산출 구간 동안의 시간, C는 배터리(10)의 출하 시의 초기 용량, x는 배터리(10)의 SOC의 전체 구간에 대한 상기 SOH 산출 구간의 비율이다.

만약, 산출 구간 설정부(120)가 도 4에서와 같이 배터리(10)의 SOC가 30% 내지 70%인 구간(302, 303)을 SOH 산출 구간으로 설정한 경우에 수학식 1은 다음과 같은 수학식 2로 나타낼 수 있다.

여기서, x는 SOC의 전체 구간에 대하여 30% 내지 70%에 해당하는 구간의 비율이 0.4에 해당하므로, 0.4의 값을 가진다.

평균 SOH 산출부(140)는 충방전 SOH 산출부(103)가 배터리(10)의 충전 SOH 및 방전 SOH를 모두 산출한 후, 상기 충전 SOH 및 상기 방전 SOH의 평균을 산출하여 평균 SOH를 산출한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 장치는 충방전 SOH 산출부(130)에서 산출된 충전 SOH 또는 방전 SOH를 최종 SOH로 결정할 수 있지만, 충전 SOH 및 방전 SOH는 산출 과정에 따라 일부 오차가 발생할 수 있어서, 다른 값을 가질 수 있다. 따라서, 이 두 가지 SOH 값을 구한 다음 이를 평균하면, 더욱 정확한 SOH 값을 산출할 수 있다.

SOH 갱신부(150)는 평균 SOH 산출부(140)에서 산출된 평균 SOH와 배터리(10)의 이전에 산출된 SOH를 비교하여, 상기 평균 SOH가 배터리(10)의 이전에 산출된 SOH보다 작으면 배터리(10)의 SOH를 갱신할 수 있다. 이전에 산출된 SOH는 배터리 잔존 수명 추정 장치에 구비된 저장 장치(미도시)에 저장되어 있을 수 있다. 이 때, SOH 갱신부(150)는 평균 SOH 산출부(140)에서 산출된 평균 SOH와 저장된 이전에 산출된 SOH를 비교하여, 상기 평균 SOH가 이전에 산출된 SOH보다 작으면 배터리(10)의 SOH를 갱신하여 상기 저장 장치에 저장할 수 있다. 평균 SOH가 이전에 산출된 SOH보다 작을 때만 갱신하는 것은, SOH는 배터리(10)가 충방전을 반복할수록 줄어드는 것이므로, 현재의 SOH는 이전에 산출된 SOH 보다 작아야 의미가 있기 때문이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔존 수명 추정 방법이 시작되면, 먼저 배터리에 전류의 흐름이 있는지 여부를 감지하고(S310), 전류의 흐름이 있는 것으로 판단되면, 전류의 방향을 감지하고 상기 전류의 방향을 이용하여 상기 배터리가 충전되는지 방전되는지를 판단한다(S320). 단계(S310) 및 단계(S320)의 과정은 도 1에서 설명한 전류 감지부(110)에서 수행될 수 있는 단계들이며, 여기서는 전류 감지부(110)에 대한 설명이 준용되므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

그리고 배터리가 방전되는 것으로 판단되는 경우, SOH 산출 구간(S203)에 대하여 방전 SOH를 산출하고(S305), 배터리가 충전되는 것으로 판단되는 경우, SOH 산출 구간(S304)에 대하여 충전 SOH를 산출한다(S306).

그리고 충전 SOH와 방전 SOH가 모두 산출되었는지를 확인하여(S307), 모두 산출된 경우, 충전 SOH 및 방전 SOH의 평균을 산출하여 평균 SOH를 산출한다(S308). 그리고 나서, 평균 SOH가 이전에 산출된 SOH보다 작은지를 판단하여(S309), 작으면 SOH를 갱신하고(S310) 나서 종료하고, 작지 않으면, SOH를 갱신하지 아니하고 종료한다.

전술한 배터리 잔존 수명 추정 방법은 도면에 제시된 순서도를 참조로 하여 설명되었다. 간단히 설명하기 위하여 상기 방법은 일련의 블록들로 도시되고 설명되었으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 다른 블록들과 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과 상이한 순서로 또는 동시에 일어날 수도 있으며, 동일한 또는 유사한 결과를 달성하는 다양한 다른 분기, 흐름 경로, 및 블록의 순서들이 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 방법의 구현을 위하여 도시된 모든 블록들이 요구되지 않을 수도 있다.

이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.

10: 배터리
100: 배터리 잔존 수명 추정 장치
110: 전류 감지부
120: 산출 구간 설정부
130: 충방전 SOH 산출부
140: 평균 SOH 산출부
150: SOH 갱신부

Claims (14)

1. 배터리의 SOC(State Of Charge)의 전체 구간 중 상기 배터리의 SOH(State Of Health)를 산출하기 위한 SOH 산출 구간을 설정하는 산출 구간 설정부; 및
   설정된 상기 SOH 산출 구간 동안 상기 배터리에 충전 또는 방전되는 전류를 적산하여 상기 배터리의 충전 SOH 또는 방전 SOH를 산출하는 충방전 SOH 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔존 수명 추정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 충방전 SOH 산출부가 상기 배터리의 충전 SOH 및 방전 SOH를 모두 산출한 후, 상기 충전 SOH 및 상기 방전 SOH의 평균을 산출하여 평균 SOH를 산출하는 평균 SOH 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔존 수명 추정 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 평균 SOH와 상기 배터리의 이전에 산출된 SOH를 비교하여, 상기 평균 SOH가 상기 배터리의 이전에 산출된 SOH보다 작으면 상기 배터리의 SOH를 갱신하는 SOH 갱신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔존 수명 추정 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 충방전 SOH 산출부는,
   

   

   (여기서, SOH는 상기 배터리의 충전 SOH 또는 방전 SOH, p는 상기 SOH 산출 구간, i(t)는 상기 배터리에 충전 또는 방전되는 전류, t는 상기 SOH 산출 구간 동안의 시간, C는 상기 배터리의 출하 시의 초기 용량, x는 상기 배터리의 SOC의 전체 구간에 대한 상기 SOH 산출 구간의 비율)로 상기 충전 SOH 또는 상기 방전 SOH를 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔존 수명 추정 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 산출 구간 설정부는,
   상기 SOH 산출 구간을 상기 배터리의 SOC가 30% 내지 70%인 구간으로 설정하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔존 수명 추정 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 배터리에 전류의 흐름이 있는지를 감지하고, 상기 배터리에 전류의 흐름이 있는 경우, 전류의 방향을 감지하고 상기 전류의 방향을 이용하여 상기 배터리가 충전되는지 방전되는지를 판단하는 전류 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔존 수명 추정 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 전류 감지부는,
   상기 전류가 기설정된 기준값 이상인 경우에만 전류의 흐름이 있는 것으로 감지하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔존 수명 추정 장치.
8. 배터리의 SOC(State Of Charge)의 전체 구간 중 상기 배터리의 SOH(State Of Health)를 산출하기 위한 SOH 산출 구간을 설정하는 단계; 및
   설정된 상기 SOH 산출 구간 동안 상기 배터리에 충전 또는 방전되는 전류를 적산하여 상기 배터리의 충전 SOH 또는 방전 SOH를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔존 수명 추정 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 충방전 SOH 산출부가 상기 배터리의 충전 SOH 및 방전 SOH를 모두 산출한 후, 상기 충전 SOH 및 상기 방전 SOH의 평균을 산출하여 평균 SOH를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔존 수명 추정 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 평균 SOH와 상기 배터리의 이전에 산출된 SOH를 비교하는 단계; 및
    상기 평균 SOH가 상기 배터리의 이전에 산출된 SOH보다 작으면 상기 배터리의 SOH를 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔존 수명 추정 방법.
11. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 충전 SOH 또는 방전 SOH를 산출하는 단계는,
    

    

    (여기서, SOH는 상기 배터리의 충전 SOH 또는 방전 SOH, p는 상기 SOH 산출 구간, i(t)는 상기 배터리에 충전 또는 방전되는 전류, t는 상기 SOH 산출 구간 동안의 시간, C는 상기 배터리의 출하 시의 초기 용량, x는 상기 배터리의 SOC의 전체 구간에 대한 상기 SOH 산출 구간의 비율)로 상기 충전 SOH 또는 상기 방전 SOH를 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔존 수명 추정 방법.
12. 제8항에 있어서,
    상기 SOH 산출 구간을 설정하는 단계는,
    상기 SOH 산출 구간을 상기 배터리의 SOC가 30% 내지 70%인 구간으로 설정하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔존 수명 추정 방법.
13. 제8항에 있어서,
    상기 배터리에 전류의 흐름이 있는지를 감지하는 단계;
    상기 배터리에 전류의 흐름이 있는 경우, 전류의 방향을 감지하는 단계; 및
    상기 전류의 방향을 이용하여 상기 배터리가 충전되는지 방전되는지를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔존 수명 추정 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 배터리에 전류의 흐름이 있는지를 감지하는 단계는,
    상기 전류가 기설정된 기준값 이상인 경우에만 전류의 흐름이 있는 것으로 감지하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔존 수명 추정 방법.

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