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KR101498764B1 - 배터리의 저항측정방법 및 장치, 이를 이용한 배터리 관리 시스템 - Google Patents

배터리의 저항측정방법 및 장치, 이를 이용한 배터리 관리 시스템 Download PDF

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KR101498764B1
KR101498764B1 KR1020120049967A KR20120049967A KR101498764B1 KR 101498764 B1 KR101498764 B1 KR 101498764B1 KR 1020120049967 A KR1020120049967 A KR 1020120049967A KR 20120049967 A KR20120049967 A KR 20120049967A KR 101498764 B1 KR101498764 B1 KR 101498764B1
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박규하
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Abstract

배터리의 저항측정방법 및 장치, 이를 이용한 배터리 관리 시스템이 개시된다. 배터리의 저항측정방법은 제1 시점에 배터리의 제1 전류를 측정하는 단계, 제2 시점에 상기 배터리의 제2 전류를 측정하는 단계, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류를 이용하여 상기 배터리의 저항 측정 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 따라 상기 배터리의 저항을 측정하는 단계를 포함한다.

Description

배터리의 저항측정방법 및 장치, 이를 이용한 배터리 관리 시스템{METHOD AND APPARATUS FOR BATTERY RESISTANCE ESTIMATION, AND BATTERY MANAGEMENT SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 배터리 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리의 저항을 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전기 제품의 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로 주로 사용되는 이차 전지에 대한 중요성이 증가되고 있다. 또한, 최근에는 환경 문제에 대한 관심이 높아지면서 하이브리드 자동차와 전기 자동차에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하이브리드 자동차나 전기 자동차는 배터리의 충방전 에너지를 이용하여 차량을 구동시키기 때문에, 엔진만을 이용하는 자동차에 비해 연비가 뛰어나고 공해 물질을 감소시킬 수 있다는 점에서 소비자들에게 좋은 반응을 얻고 있다. 이에 따라 하이브리드 자동차나 전기 자동차의 핵심 부품인 배터리에 보다 많은 관심과 연구가 집중되고 있다.
이와 함께, 배터리를 보다 효율적으로 사용하고 관리하기 위한 배터리 관리 시스템에 관한 기술도 중요성이 증가되고 있다. 특히, 배터리 관리 시스템은 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.
이러한 배터리의 SOH 예측은 주로 배터리의 저항 값을 이용한다. 즉, 배터리의 저항 값은 배터리의 사용 시간에 따라 증가하는 경향이 있으므로, 배터리의 저항을 측정하여 배터리 출하 시의 초기 저항과 비교하면 배터리의 SOH를 예측할 수 있다.
그러나, 배터리의 저항은 충방전이 이루어지고 있는 동안에는 직접적인 측정이 불가능하다. 따라서, 종래에는 배터리를 탈거하여 저항을 측정하거나, 또는 배터리에 일정 규격의 전류를 흘려 전압의 거동을 측정하는 등의 방식을 이용하였다. 이러한 배터리의 저항 측정 방법은 부하에 연결되어 충방전이 이루어지고 있는 경우 배터리의 저항을 정확하게 측정할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2007-0047453호
본 발명은 배터리의 퇴화 정도를 예측하기 위한 배터리의 저항을 측정하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태는 배터리의 저항측정방법에 관한 것으로, 제1 시점에 배터리의 제1 전류를 측정하는 단계, 제2 시점에 상기 배터리의 제2 전류를 측정하는 단계, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류를 이용하여 상기 배터리의 저항 측정 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 따라 상기 배터리의 저항을 측정하는 단계를 포함한다.
상기 배터리의 저항 측정 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류 중 적어도 하나가 기준 전류값 미만이고, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류의 차이가 기준 차이값을 초과하면 상기 배터리의 저항을 측정하도록 할 수 있다.
상기 배터리의 저항은, R = (V2 - V1)/(I2 - I1) (여기서, R은 상기 배터리의 저항, I1는 상기 제1 전류, I2는 상기 제2 전류, V1는 상기 제1 시점에 측정한 상기 배터리의 제1 전압, V2는 상기 제2 시점에 측정한 상기 배터리의 제2 전압)일 수 있다.
상기 배터리의 저항은 상기 제1 시점에 산출된 상기 배터리의 제1 무부하 전압(OCV) 및 상기 제2 시점에 산출된 상기 배터리의 제2 무부하 전압(OCV)으로부터 도출된 값일 수 있다.
상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간 간격은 기설정된 일정시간이거나 임의의 시간이며, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점 각각은 소정의 지속시간을 가질 수 있다.
상기 배터리의 저항과 상기 배터리의 저항 측정 시점의 상기 배터리의 온도를 이용하여 상기 배터리의 퇴화 정도를 예측하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는 배터리의 저항측정장치에 관한 것으로, 배터리의 전류, 전압 및 온도 중 적어도 하나를 측정하는 센싱부, 상기 센싱부에 의해 제1 시점에 측정된 상기 배터리의 제1 전류 및 제2 시점에 측정된 상기 배터리의 제2 전류를 이용하여 상기 배터리의 저항 측정 여부를 판단하는 저항측정 판단부 및 상기 판단부의 결과에 따라 상기 배터리의 저항을 측정하는 저항 측정부를 포함한다.
상기 저항측정 판단부는, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류 중 적어도 하나가 기준 전류값 미만이고, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류의 차이가 기준 차이값을 초과하면 상기 배터리의 저항을 측정하도록 할 수 있다.
상기 배터리의 저항은, R = (V2 - V1)/(I2 - I1) (여기서, R은 상기 배터리의 저항, I1는 상기 제1 전류, I2는 상기 제2 전류, V1는 상기 제1 시점에 측정한 상기 배터리의 제1 전압, V2는 상기 제2 시점에 측정한 상기 배터리의 제2 전압)일 수 있다.
상기 배터리의 저항은 상기 제1 시점에 산출된 상기 배터리의 제1 무부하 전압(OCV) 및 상기 제2 시점에 산출된 상기 배터리의 제2 무부하 전압(OCV)으로부터 도출된 값일 수 있다.
상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간 간격은 기설정된 일정시간이거나 임의의 시간이며, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점 각각은 소정의 지속시간을 가질 수 있다.
상기 배터리의 저항과 상기 배터리의 저항 측정 시점의 상기 배터리의 온도를 이용하여 상기 배터리의 퇴화 정도를 예측하는 수명 예측부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태는 배터리의 저항을 측정하는 배터리 관리 시스템에 관한 것으로, 배터리의 전류, 전압 및 온도 중 적어도 하나를 측정하는 센싱부, 상기 센싱부에 의해 제1 시점에 측정된 상기 배터리의 제1 전류 및 제2 시점에 측정된 상기 배터리의 제2 전류를 이용하여 상기 배터리의 저항 측정 여부를 판단하는 저항측정 판단부 및 상기 판단부의 결과에 따라 상기 배터리의 저항을 측정하는 저항 측정부를 포함한다.
상기 저항측정 판단부는, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류 중 적어도 하나가 기준 전류값 미만이고, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류의 차이가 기준 차이값을 초과하면 상기 배터리의 저항을 측정하도록 할 수 있다.
상기 배터리의 저항은, R = (V2 - V1)/(I2 - I1) (여기서, R은 상기 배터리의 저항, I1는 상기 제1 전류, I2는 상기 제2 전류, V1는 상기 제1 시점에 측정한 상기 배터리의 제1 전압, V2는 상기 제2 시점에 측정한 상기 배터리의 제2 전압)일 수 있다.
상기 배터리의 저항은 상기 제1 시점에 산출된 상기 배터리의 제1 무부하 전압(OCV) 및 상기 제2 시점에 산출된 상기 배터리의 제2 무부하 전압(OCV)으로부터 도출된 값일 수 있다.
상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간 간격은 기설정된 일정시간이거나 임의의 시간이며, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점 각각은 소정의 지속시간을 가질 수 있다.
상기 배터리의 저항과 상기 배터리의 저항 측정 시점의 상기 배터리의 온도를 이용하여 상기 배터리의 퇴화 정도를 예측하는 수명 예측부를 더 포함할 수 있다.
배터리가 부하에 연결되어 충방전이 이루어지는 동적 상태에서 배터리의 저항을 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 정확한 배터리의 저항 측정으로 배터리 교체 시기 추정 등 다양한 응용이 가능하다. 나아가, 저항의 퇴화 정도를 정확하게 추정하여 배터리의 충방전 용량을 조절함으로써 과충전 및 과방전을 방지하여 배터리의 안전성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 저항측정장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 저항측정방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 또한 본 발명은 이하에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 여러 가지 상이한 형태로 적용될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 구성요소는 필요에 따라 이하에서 설명할 구성요소 이외의 것을 포함할 수 있으며, 본 발명에 직접적인 연관이 없는 부분 또는 중복되는 내용에 대해서는 자세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서에서 설명하는 각 구성요소의 배치는 필요에 따라서 조정이 가능하며, 하나의 구성요소가 다른 구성요소에 포함될 수도 있고 하나의 구성요소가 둘 이상의 구성요소로 세분화 될 수도 있다.
이하에서 서술하는 전기 자동차(electric vehicle)는 추진력으로 하나 또는 그 이상의 전기 모터를 포함하는 차량을 말한다. 전기 자동차를 추진하는데 사용되는 에너지는 재충전 가능한 배터리 및/또는 연료 전지와 같은 전기적 소스(electrical source)를 포함한다. 전기 자동차는 내연 기관(combustion engine)을 또 하나의 동력원으로 사용하는 하이브리드 전기 자동차일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전기 자동차(1)는 배터리(10), BMS(Battery Management System, 20), ECU(Electronic Control Unit, 30), 인버터(40) 및 모터(50)를 포함한다.
배터리(10)는 모터(50)에 구동력을 제공하여 전기 자동차(1)를 구동시키는 전기 에너지원이다. 배터리(100)는 모터(50) 및/또는 내연 기관(미도시)의 구동에 따라 인버터(40)에 의해 충전되거나 방전될 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 형성된다. 그리고, 이러한 전지 팩이 하나 이상 구비되어 배터리(10)를 형성할 수도 있다.
BMS(20)는 배터리(10)의 상태를 추정하고, 추정한 상태 정보를 이용하여 배터리(10)를 관리한다. 예컨대, 배터리(10)의 잔존용량(State of Charging; SOC), 수명(State of Health; SOH), 최대 입출력 전력 허용량, 출력 전압 등 배터리(10) 상태 정보를 추정하고 관리한다. 그리고, 이러한 상태 정보를 이용하여 배터리(10)의 충전 또는 방전을 제어한다.
또한, 본 발명에 따른 BMS(20)는 후술하는 배터리의 저항측정장치(도 2의 200)를 포함할 수 있다. 따라서, 배터리의 저항을 정확하게 측정하여 배터리의 퇴화 정도를 추정하는 SOH의 정확도를 향상시킬 수 있다.
ECU(30)는 전기 자동차(1)의 상태를 제어하는 전자적 제어 장치이다. 예컨대, 액셀러레이터(accelerator), 브레이크(break), 속도 등의 정보에 기초하여 토크 정도를 결정하고, 모터(50)의 출력이 토크 정보에 맞도록 제어한다.
또한, ECU(30)는 BMS(20)에 의해 전달받은 배터리(10)의 SOC, SOH 등의 상태 정보에 기초하여 배터리(10)가 충전 또는 방전될 수 있도록 인버터(40)에 제어 신호를 보낸다.
인버터(40)는 ECU(30)의 제어 신호에 기초하여 배터리(10)가 충전 또는 방전되도록 한다.
모터(50)는 배터리(10)의 전기 에너지를 이용하여 ECU(30)로부터 전달되는 제어 정보(예컨대, 토크 정보)에 기초하여 전기 자동차(1)를 구동한다.
상술한 전기 자동차(1)는 배터리(10)의 전기 에너지를 이용하여 구동되므로, 배터리(10)의 상태, 즉 SOC 및 SOH를 정확하게 추정하는 것이 중요하다. 따라서, 이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 배터리의 SOC 및 SOH 추정 시 이용되는 배터리의 저항을 측정하는 방법 및 장치에 대해서 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 저항측정장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리의 저항측정장치(200)는 배터리(10)와 연결되어 배터리(10)의 저항을 측정한다. 여기서, 배터리(10)는 상술한 것처럼 복수의 전지 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결될 수 있다. 배터리의 저항측정장치(200)는 이러한 복수의 전지 셀 각각에 대해 저항을 측정하고, 측정한 전지 셀 각각의 저항을 기초로 전지 셀 각각에 대한 퇴화 정도를 예측할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 배터리의 저항측정장치(200)는 센싱부(210), 저항측정 판단부(220), 저항 측정부(230) 및 수명 예측부(240)를 포함한다.
센싱부(210)는 배터리(10)의 충방전 전류, 전압 및 온도 중 적어도 하나를 측정한다. 예컨대, 홀(hall) 소자와 같은 센서(미도시)를 구비하여 배터리(10)의 충방전 전류, 전압, 온도 등을 측정할 수 있다. 물론, 센서(미도시)는 배터리의 저항측정장치(200) 외부에 배치될 수도 있다. 이때, 센서(미도시)에 의해 측정된 배터리(10)의 전류, 전압, 온도 등의 데이터는 센싱부(210)로 출력될 수 있다.
저항측정 판단부(220)는 센싱부(210)에 의해 측정된 배터리(10)의 전류를 이용하여 배터리(10)의 저항 측정 여부를 판단한다.
보다 구체적으로, 센싱부(210)에 의해 제1 시점에 측정된 배터리(10)의 제1 전류와 제2 시점에 측정된 배터리(10)의 제2 전류를 이용하여 배터리(10)의 저항 측정 여부를 판단한다. 여기서, 제1 시점은 소정의 지속시간을 가지며, 또한 제2 시점도 소정의 지속시간을 가진다. 제1 시점 및 제2 시점은 동일한 소정의 지속시간을 가질 수 있으며, 또는 서로 다른 지속시간을 가질 수도 있다. 제1 시점과 제2 시점 사이의 시간 간격은 기설정된 일정시간이거나 임의의 시간일 수 있다.
예컨대, 1초 동안(제1 시점) 배터리(10)의 제1 전류 입출력 값을 측정하고, 기설정된 일정시간이 경과된 다음 1초 동안(제2 시점) 배터리(10)의 제2 전류 입출력 값을 측정할 수 있다. 또는, 제1 시점에서 배터리(10)의 제1 전류를 측정하고, 이후 제어 신호를 수신하거나 특정 조건을 만족하는 경우 등과 같이 임의의 시간이 경과된 제2 시점에서 배터리(10)의 제2 전류를 측정할 수도 있다.
즉, 저항측정 판단부(220)는 제1 시점에 측정된 배터리(10)의 제1 전류(I1)와 제2 시점에 측정된 배터리(10)의 제2 전류(I2) 중 적어도 하나가 기준 전류값(REFi) 미만이고, 제1 시점에 측정된 배터리(10)의 제1 전류(I1)와 제2 시점에 측정된 배터리(10)의 제2 전류(I2)의 차이가 기준 차이값(REFdiff)을 초과하면 배터리(10)의 저항을 측정하도록 한다. 따라서, 저항측정 판단부(220)가 아래 수학식 1과 수학식 2를 모두 만족한다고 판단하면 저항 측정부(230)에서 배터리(10)의 저항을 측정할 수 있다.
Figure 112012037611904-pat00001
Figure 112012037611904-pat00002
저항 측정부(230)는 저항측정 판단부(220)의 판단 결과에 따라 배터리(10)의 저항을 측정한다.
이때, 배터리(10)의 저항(R)은 무부하 전압(OCV; Open Circuit Voltage)을 이용하여 측정될 수 있다. 무부하 전압이란 배터리의 출력 전압으로부터 배터리의 내부 저항에 기인하는 전압 강하(drop)를 감산하는 방법으로, 배터리 전류의 영향을 배제한 전압을 의미한다. 이를 이용하여 제1 시점에서 측정된 배터리(10)의 제1 전압(V1)과 제1 전류(I1)를 기초로 배터리(10)의 제1 무부하 전압(OCV1)을 산출하고, 제2 시점에서 측정된 배터리(10)의 제2 전압(V2)과 제2 전류(I2)를 기초로 배터리(10)의 제2 무부하 전압(OCV2)을 산출한다.
Figure 112012037611904-pat00003
Figure 112012037611904-pat00004
여기서, 제1 전류(I1) 및 제2 전류(I2) 중 적어도 하나는 기준 전류값(REFi) 미만인 경우이다. 이는 저항측정 판단부(220)가 수학식 1을 만족하는 것으로 판단한 경우로, 기준 전류값(REFi) 보다 작은 전류값을 가진다는 것은 배터리(10)의 전류 측정 시점(예를 들어, 제1 시점 또는 제2 시점)에서 전류의 입출력이 크지 않았다는 것을 의미한다. 예컨대, 제1 전류(I1)가 기준 전류값(REFi) 미만이라면 제2 무부하 전압(OCV2)은 제1 무부하 전압(OCV1)과 거의 같다고 판단할 수 있다.
따라서, 수학식 3으로부터 배터리(10)의 저항(R)을 아래 수학식 4와 같이 도출할 수 있다.
Figure 112012037611904-pat00005
여기서, 수학식 4는 저항측정 판단부(220)에 의해 수학식 2를 만족한다. 제1 전류(I1)와 제2 전류(I2)의 차이가 작으면 측정오차가 발생할 확률이 커지지만, 제1 전류(I1)와 제2 전류(I2)의 차이가 충분히 크면 측정오차를 줄일 수 있다. 따라서, 제1 전류(I1)와 제2 전류(I2)의 차이가 기준 차이값(REFdiff)을 초과할 때 배터리(10)의 저항(R)을 측정하는 것이 바람직하다.
수명 예측부(240)는 저항 측정부(230)에 의해 측정된 배터리(10)의 저항(R)과, 센싱부(210)로부터 이 배터리(10)의 저항(R)을 측정한 시점의 배터리(10)의 온도를 전달 받아 배터리(10)의 퇴화 정도를 예측한다.
이때, 저항 측정부(230)에 의해 측정된 배터리(10)의 저항(R)과 센싱부(210)에 의해 측정된 배터리(10)의 온도는 EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)과 같은 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 즉, 시간에 따라 메모리(미도시)에 저장된 배터리(10)의 저항과 온도 데이터를 이용하여 배터리(10)의 내부 저항을 진단하고 퇴화 정도를 예측할 수 있다. 나아가, 배터리(10)의 SOC 및 SOH를 추정시 이용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 저항측정방법을 나타낸 순서도이다. 이 방법은 도 2의 배터리의 저항측정장치(200)에 의해 수행될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 시점에 배터리의 제1 전류를 측정한다(S10). 또한, 제1 시점에 배터리의 제1 전압, 온도를 측정할 수 있다.
제2 시점에 배터리의 제2 전류를 측정한다(S20). 또한, 제2 시점에 배터리의 제2 전압, 온도를 측정할 수 있다.
여기서, 단계S10 및 단계S20은 센싱부(210)에 의해 배터리의 전류, 전압, 온도를 측정할 수 있다. 그리고, 상술한 것처럼, 제1 시점 및 제2 시점 각각은 소정의 지속시간을 가진다. 이때, 제1 시점 및 제2 시점 각각은 서로 동일한 소정의 지속시간을 가질 수도 있고, 서로 다른 지속시간을 가질 수도 있다. 또한, 제1 시점과 제2 시점 사이의 시간 간격은 기설정된 일정시간이거나 임의의 시간일 수 있다.
단계S10에서 측정된 제1 전류 및 단계S20에서 측정된 제2 전류를 이용하여 배터리의 저항 측정 여부를 판단한다(S30). 이 단계는 저항측정 판단부(220)에 의해 수행될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 전류 및 제2 전류 중 적어도 하나가 기준 전류값 미만이고, 제1 전류와 제2 전류의 차이가 기준 차이값을 초과하면 배터리의 저항을 측정하도록 한다. 즉, 상술한 수학식 1과 수학식 2를 모두 만족하는 경우 단계S40을 수행할 수 있다. 그렇지 않으면 단계S10으로 복귀하여 배터리의 전류, 전압, 온도를 측정하는 단계를 수행한다.
단계S30의 판단 결과에 따라 배터리의 저항을 측정한다(S40). 이 단계는 저항 측정부(230)에 의해 수행될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 시점에 산출된 제1 무부하 전압과 제2 시점에 산출된 제2 무부하 전압을 이용하여 배터리의 저항을 측정할 수 있다.
단계S30에 의해 제1 전류 및 제2 전류 중 적어도 하나가 기준 전류값 미만이므로, 제1 시점 또는 제2 시점에서 측정된 배터리의 전류 입출력은 작은 값을 가진다. 따라서, 제1 무부하 전압과 제2 무부하 전압은 거의 동일한 값을 가진다고 판단할 수 있다. 즉, 상술한 수학식 3으로부터 수학식 4를 도출할 수 있다. 또한, 단계S30에 의해 제1 전류와 제2 전류의 차이가 기준 차이값을 초과하므로, 배터리의 전류 측정 오차에 따른 저항 값이 왜곡되는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 배터리의 저항측정방법은 단계S30의 판단 조건에 의해 배터리 저항 측정값의 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
단계S40에서 측정된 배터리의 저항은 메모리에 저장될 수 있다. 또한 배터리 저항 측정 시점에 배터리의 온도를 측정하고, 이 온도 데이터를 배터리 저항 값과 함께 메모리에 저장할 수 있다. 따라서, 시간에 따라 메모리에 저장된 배터리의 저항 및 온도 값을 이용하여 배터리의 퇴화 정도를 예측할 수 있다. 나아가, 배터리의 SOC 및 SOH 추정 시 이용할 수도 있다.
상술한 본 발명에 따른 흐름도의 단계들은 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 흐름도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 흐름도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 전기 자동차
10 : 배터리
20 : BMS
30 : ECU
40 : 인버터
50 : 모터
200 : 배터리의 저항측정장치
210 : 센싱부
220 : 저항측정 판단부
230 : 저항 측정부
240 : 수명 예측부

Claims (18)

  1. 제1 시점에 배터리의 제1 전류를 측정하는 단계;
    제2 시점에 상기 배터리의 제2 전류를 측정하는 단계;
    상기 제1 전류 및 상기 제2 전류를 이용하여 상기 배터리의 저항 측정 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라 상기 배터리의 저항을 측정하는 단계;를 포함하되,
    상기 제1 전류 및 상기 제2 전류 중 적어도 하나가 기준 전류값 미만이고, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류의 차이가 기준 차이값을 초과하면,
    상기 배터리의 저항 측정 여부를 판단하는 단계는,
    상기 배터리의 저항을 측정하고,
    상기 배터리의 저항을 측정하는 단계는,
    상기 제1 시점에 산출된 상기 배터리의 제1 무부하 전압(OCV) 및 상기 제2 시점에 산출된 상기 배터리의 제2 무부하 전압(OCV)이 같은 것으로 판단하여 이를 기반으로 상기 배터리의 저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 배터리의 저항측정방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 저항은,
    R = (V2 - V1)/(I2 - I1) (여기서, R은 상기 배터리의 저항, I1는 상기 제1 전류, I2는 상기 제2 전류, V1는 상기 제1 시점에 측정한 상기 배터리의 제1 전압, V2는 상기 제2 시점에 측정한 상기 배터리의 제2 전압)인 것을 특징으로 하는 배터리의 저항측정방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배터리의 저항은 상기 제1 시점에 산출된 상기 배터리의 제1 무부하 전압(OCV) 및 상기 제2 시점에 산출된 상기 배터리의 제2 무부하 전압(OCV)으로부터 도출된 값인 것을 특징으로 하는 배터리의 저항측정방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간 간격은 기설정된 일정시간이거나 임의의 시간이며, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점 각각은 소정의 지속시간을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리의 저항측정방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 저항과 상기 배터리의 저항 측정 시점의 상기 배터리의 온도를 이용하여 상기 배터리의 퇴화 정도를 예측하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 저항측정방법.
  7. 배터리의 전류, 전압 및 온도 중 적어도 하나를 측정하는 센싱부;
    상기 센싱부에 의해 제1 시점에 측정된 상기 배터리의 제1 전류 및 제2 시점에 측정된 상기 배터리의 제2 전류를 이용하여 상기 배터리의 저항 측정 여부를 판단하는 저항측정 판단부; 및
    상기 판단부의 결과에 따라 상기 배터리의 저항을 측정하는 저항 측정부;를 포함하되,
    상기 제1 전류 및 상기 제2 전류 중 적어도 하나가 기준 전류값 미만이고, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류의 차이가 기준 차이값을 초과하면,
    상기 저항측정 판단부는,
    상기 배터리의 저항을 측정하고,
    상기 저항 측정부는,
    상기 제1 시점에 산출된 상기 배터리의 제1 무부하 전압(OCV) 및 상기 제2 시점에 산출된 상기 배터리의 제2 무부하 전압(OCV)이 같은 것으로 판단하여 이를 기반으로 상기 배터리의 저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 배터리의 저항측정장치.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 배터리의 저항은,
    R = (V2 - V1)/(I2 - I1) (여기서, R은 상기 배터리의 저항, I1는 상기 제1 전류, I2는 상기 제2 전류, V1는 상기 제1 시점에 측정한 상기 배터리의 제1 전압, V2는 상기 제2 시점에 측정한 상기 배터리의 제2 전압)인 것을 특징으로 하는 배터리의 저항측정장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 배터리의 저항은 상기 제1 시점에 산출된 상기 배터리의 제1 무부하 전압(OCV) 및 상기 제2 시점에 산출된 상기 배터리의 제2 무부하 전압(OCV)으로부터 도출된 값인 것을 특징으로 하는 배터리의 저항측정장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간 간격은 기설정된 일정시간이거나 임의의 시간이며, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점 각각은 소정의 지속시간을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리의 저항측정장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 배터리의 저항과 상기 배터리의 저항 측정 시점의 상기 배터리의 온도를 이용하여 상기 배터리의 퇴화 정도를 예측하는 수명 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 저항측정장치.
  13. 배터리의 저항을 측정하는 배터리 관리 시스템에 있어서,
    배터리의 전류, 전압 및 온도 중 적어도 하나를 측정하는 센싱부;
    상기 센싱부에 의해 제1 시점에 측정된 상기 배터리의 제1 전류 및 제2 시점에 측정된 상기 배터리의 제2 전류를 이용하여 상기 배터리의 저항 측정 여부를 판단하는 저항측정 판단부; 및
    상기 판단부의 결과에 따라 상기 배터리의 저항을 측정하는 저항 측정부;를 포함하되,
    상기 제1 전류 및 상기 제2 전류 중 적어도 하나가 기준 전류값 미만이고, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류의 차이가 기준 차이값을 초과하면,
    상기 저항측정 판단부는,
    상기 배터리의 저항을 측정하고,
    상기 저항 측정부는,
    상기 제1 시점에 산출된 상기 배터리의 제1 무부하 전압(OCV) 및 상기 제2 시점에 산출된 상기 배터리의 제2 무부하 전압(OCV)이 같은 것으로 판단하여 이를 기반으로 상기 배터리의 저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 배터리의 저항은,
    R = (V2 - V1)/(I2 - I1) (여기서, R은 상기 배터리의 저항, I1는 상기 제1 전류, I2는 상기 제2 전류, V1는 상기 제1 시점에 측정한 상기 배터리의 제1 전압, V2는 상기 제2 시점에 측정한 상기 배터리의 제2 전압)인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 배터리의 저항은 상기 제1 시점에 산출된 상기 배터리의 제1 무부하 전압(OCV) 및 상기 제2 시점에 산출된 상기 배터리의 제2 무부하 전압(OCV)으로부터 도출된 값인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간 간격은 기설정된 일정시간이거나 임의의 시간이며, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점 각각은 소정의 지속시간을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 배터리의 저항과 상기 배터리의 저항 측정 시점의 상기 배터리의 온도를 이용하여 상기 배터리의 퇴화 정도를 예측하는 수명 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
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