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KR102274383B1 - 자동차 차량 배터리의 에너지량 평가 - Google Patents

자동차 차량 배터리의 에너지량 평가 Download PDF

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KR102274383B1
KR102274383B1 KR1020167017758A KR20167017758A KR102274383B1 KR 102274383 B1 KR102274383 B1 KR 102274383B1 KR 1020167017758 A KR1020167017758 A KR 1020167017758A KR 20167017758 A KR20167017758 A KR 20167017758A KR 102274383 B1 KR102274383 B1 KR 102274383B1
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실뱅 랄리슈
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르노 에스.아.에스.
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Abstract

본 발명은 자동차 차량의 배터리의 정 전력(constant power)에서 에너지량을 평가하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, (a) 용량 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00185
)의 값을 결정하는 단계(30); (b) 충전 상태 매개변수(z)의 N 값들에 대한 전류 매개변수의 값의 함수에 기반을 두고 배터리 단자 전압의 매개변수의 값들의 표(table)를 구성하는 단계(31); (c) 상기 단계(b)에서 구성된 표로부터의 충전 상태 매개변수(z)에 기반을 두고 내부 저항 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00186
)의 값을 결정하는 단계(32); (d) 상기 충전 상태 매개변수(z)에 기반을 두고 개방-회로 전압 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00187
)의 값들의 표를 제공하는 단계(33); (e) 상기 초기 충전 상태 매개변수(z0)의 값을 추정하는 단계(34); (f) 상기 충전 상태 매개변수(z) 및 상기 매개변수들
Figure 112016063952286-pct00188
,
Figure 112016063952286-pct00189
및
Figure 112016063952286-pct00190
의 값들의 함수를 사용하여, 상기 초기 충전 상태 및 최종 충전 상태 간의 에너지량 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00191
)의 값을 계산하여 추정하는 단계(35);를 포함한다.

Description

자동차 차량 배터리의 에너지량 평가{Assessing the quantity of energy in a motor vehicle battery}
본 발명은 자동차 차량 배터리의 제어에 관한 것이다. 구체적으로 기술하면, 본 발명은 자동차 차량, 특히 전기 또는 하이브리드 차량의 배터리에서 이용 가능하거나 추출 가능한 에너지 평가에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 배터리의 충전 단계 동안 축적해야 할 에너지량 평가에 관한 것이다.
소정의 충전 상태(state of charge) 또는 축약하여 SOC인 경우에, 배터리로부터 추출 가능한 에너지는 온도의 함수이다. 실제로, 배터리의 온도가 낮으면, 배터리의 내부 저항들이 높아진다. 전류 레벨이 동일할 경우에, 방전 전체에 대해 평균 전압이 낮아질 수 있다.
자동차 차량에 예를 들면 배터리 관리 시스템(battery management systems) 또는 축약하여 BMS를 장착하여 특히 이용 가능한 에너지 평가를 허용하는 것이 공지되어 있다. 이와 같은 이용 가능한 에너지를 계산하려면 충전 상태의 함수로서의 배터리 '개방-회로 전압(open-circuit voltage; OCV)', 배터리 내부 저항 및 배터리 용량(Ah 단위)을 알아야 할 필요가 있다. 그러나 배터리 용량 및 배터리 내부 저항은 배터리 수명에 따라 변하는 특성들이다. 따라서, 이용 가능한 에너지량 결정의 정확도는 이러한 값들에 대한 지식과 연관되어 있지만, 상기 값들은 상기 값들을 생성하기 위해 상당히 많은 테스트를 수반하는 매핑(mapping)들에 의해 근사화되는 것이 일반적이다.
문헌 US　2006/202663　A1에는 배터리의 잔량을 추정하는 방법이 기재되어 있으며, 상기 배터리의 잔량 추정 방법에서는 상기 SOC의 초기값이 상기 배터리의 온도 및 노화의 함수로서의 개방-회로 전압의 변화를 고려함으로써 결정된다. 이러한 목적으로, 상기 개방-회로 전압 및 상기 온도의 함수로서의 SOC 매핑이 확립되어 상기 BMS에 수록되고, 그리고 나서 상기 개방-회로 전압 및 상기 온도의 측정으로 상기 SOC의 초기값이 결정될 수 있다. 그러나 이러한 방법은 배터리의 용량 또는 내부 저항의 시간 경과에 따른 변화가 고려되는 것을 허용하고 있지 않다. 더군다나, 만약 배터리가 충분히 릴랙스한 상태(relaxed state)에 있지 않다면 SOC의 초기값을 결정하기 위해 사용된 OCV의 측정값이 잘못될 수 있기 때문에, 결과적으로는 상기 SCO의 초기값 추정이 정확하지 않게 된다.
그러므로 배터리의 에너지량에 대한 더 정확한 평가, 특히 배터리의 노화 과정에서의 매개변수들 중 적어도 일부가 업데이트되는 것을 허용하는, 배터리의 에너지량에 대한 더 정확한 평가가 필요하다.
자동차 차량의 배터리의 정 전력(constant power)에서 에너지량을 평가하는 방법이 제공되며, 상기 에너지량은 추출 가능한 에너지량 또는 축적해야 할 에너지량에 상응하고, 상기 방법은,
(a) 상기 배터리에 대한 용량 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00001
)의 값을 결정하는 단계;
(b) 특히 상기 배터리의 충전 단계 동안, 충전 상태 매개변수(z)의 N 값들에 대한 전류 매개변수의 값의 함수로서 배터리 단자들 양단에 걸리는 전압의 매개변수에 대한 값들의 표(table)를 구성하는 단계;
(c) 상기 단계(b)에서 구성된 표에 기반을 두고 상기 배터리에 대한 충전 상태 매개변수(z)의 함수로서 상기 배터리에 대한 내부 저항 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00002
)의 값을 결정하는 단계;
(d) 상기 배터리에 대한 충전 상태 매개변수(z)의 함수로서 상기 배터리에 대한 개방-회로 전압 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00003
)의 값들의 표를 제공하는 단계;
(e) 상기 배터리의 초기 충전 상태에 상응하는 초기 시간(t0)에서 상기 배터리에 대한 충전 상태 매개변수(z0)의 값을 추정하는 단계;
(f) 상기 충전 상태 매개변수(z)인 변수 및 상기 배터리에 대한 용량 매개변수(
Figure 112019099559416-pct00004
)의 값, 상기 내부 저항 매개변수(
Figure 112019099559416-pct00005
)의 값 및 상기 개방-회로 전압(
Figure 112019099559416-pct00195
)의 값인 매개변수들을 지니는 함수(
Figure 112019099559416-pct00007
)를 사용하여 상기 초기 충전 상태 및 최종 충전 상태 간의 에너지량 매개변수(
Figure 112019099559416-pct00008
)의 값을 계산하여 추정하는 단계;
를 포함한다.
이는 결과적으로 추정되는 에너지량의 함수로서 생성되는 신호를 사용자 인터페이스에 송신하도록 제공될 수 있을 것이다.
상기 용량(
Figure 112016063952286-pct00009
) 및 내부 저항(
Figure 112016063952286-pct00010
) 매개변수들의 값들을 결정하는 단계들은 상기 배터리의 노화 과정에서 이러한 값들의 정기적인 업데이트를 허용하며, 결과적으로는 이러한 노화가 에너지량의 추정을 계산하는데 고려되는 것을 허용하고, 이는 이러한 값들의 정확도, 결과적으로는 상기 에너지량 추정의 계산 정확도가 개선되는 것을 허용할 수 있다.
상기 단계(a)는 결과적으로 상기 배터리의 수명을 다할 때까지, 특히 나머지 단계들의 구현과 무관하게 정기적으로 반복될 수 있다. 다시 말하면, 상기 단계(a)에서 결정되는 용량 매개변수의 값은 나머지 단계들의 여러 번 반복을 위해 사용될 수 있다. 상기 단계(a)의 반복은 사전에 결정된 시간 간격들에서나 소정의 사용 조건들이 예를 들면 상기 배터리의 완전 충전 단계 동안, 사전에 결정된 충전 방전 사이클 횟수 후에, 주행된 소정의 마일리지 후에 또는 다른 어떤 것에 의해 충족될 때 수행될 수 있다.
상기 단계(a)에서 결정된 용량 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00011
)의 값은 상기 배터리의 충전 단계 동안 상기 배터리를 통해 흐르는 전류량을 계량함으로써 결정될 수 있다. 유리한 점으로는, 이러한 결정이 상기 배터리의 완전 충전 단계 동알 수행될 수 있지만, 부분 충전 단계 동안의 결정이 또한 가능하다.
상기 용량 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00012
)는 용량 값, 상기 용량 값에 비례하는 값을 지니는 매개변수 또는 다른 어떤 것일 수 있다.
상기 표를 구성하는 단계(b)는 또한 상기 배터리의 수명이 다할 때까지 특히 나머지 단계들의 구현과 무관하게, 구체적으로 기술하면 상기 단계(a)의 반복 그리고 상기 단계들 (e) 및 (f)의 반복과 무관하게 정기적으로 반복될 수 있다.
상기 충전 상태 매개변수(z)는 상기 SOC, 상기 SOC가 결정되는 것을 허용하는 매개변수, 또는 다른 어떤 것일 수 있다.
상기 충전 상태 매개변수의 N 값들은 달성 가능한 최소 충전 상태에 상응하는 충전 상태의 최소 값(완전히 빈 배터리) 및 달성 가능한 최대 충전 상태에 상응하는 충전 상태의 최대 값(완전히 충전된 배터리) 사이에서 스텝(step)별로 나눠질 수 있다. 예를 들어, 상기 수치 N은 25보다 작거나 같을 수 있고, 바람직하게는 20 미만, 예를 들면 10과 같을 수 있고, 바람직하게는 9보다 크거나 같을 수 있다.
전류를 나타내는 매개변수는 예를 들면 전류 값, 전류 값에 비례하는 값, 또는 다른 어떤 것일 수 있다. 상기 배터리의 단자들 양단 간에 걸린 전압을 나타내는 매개변수는 예를 들면 전압 값, 전압 값에 비례하는 값을 지니는 매개변수, 또는 다른 어떤 것일 수 있다. 본 발명은 어떤 방식으로든 이러한 매개변수들의 정확한 성질에 국한되지 않는다.
이러한 구성 단계(b)는 예를 들면 상기 배터리의 여러 충전 상태에 대해 전압 매개변수의 값 및 전류 매개변수(충전 전류)의 값을 측정함으로써 상기 배터리의 충전 단계 동안 수행될 수 있다.
매핑에 기반을 두는 것이 아니고 구성된 값들의 표에 기반을 두고 충전 상태(z)의 함수로서 상기 배터리에 대한 내부 저항 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00013
)의 값을 결정함으로써, 본 발명에 따른 상기 방법은 상기 배터리의 노화 과정에서 이러한 내부 저항의 더 정확한 결정을 허용할 수 있다.
상기 단계(d) 동안에, 상기 배터리에 대한 충전 상태 매개변수(z)의 함수로서의 상기 개방-회로 전압 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00014
)의 값들의 표는 상기 단계(b)에서 구성된 표로부터 획득될 수 있고, 상기 개방-회로 전압 매개변수의 값은 상기 전류 매개변수의 값이 0이고 상기 배터리가 릴랙스될 때 결정될 수 있다. 특히,
Figure 112016063952286-pct00015
는 상기 표의 N 값들을 사용하여 N-1보다 작거나 같은 차수의 다항식에 의해 근사화될 수 있는데, 예를 들면 근사화는 최소 자승법(least squares fit)에 기반을 두고 있는 다항식을 가지고 이루어질 수 있다. 그러나 보간, 선형 또는 이와는 달리 바람직하게는 선형과 같은 다른 근사화들이 예상될 수 있다. 더군다나, 이러한 표는 또한, 사전 단계에서 특히 실험 측정들에 의해 확립되고 예를 들면 매핑의 형태로 수록된 표일 수 있을 것이다.
상기 초기 충전 상태는 미션(mission) 개시 시간, 예를 들면 차량이 시동되는 미션 개시 시간, 또는 차량이 구동중에 있는 시간에 상응하는 초기 시간(
Figure 112016063952286-pct00016
)에서의 충전 상태이다.
유리한 점으로 그리고 비-제한적인 방식으로, 초기 충전 상태 매개변수(z0)의 값을 추정하는 단계(e)는, 상기 초기 시간(
Figure 112016063952286-pct00017
)에서,
(i) 상기 배터리에서 흐르는 전류의 매개변수의 값이 상기 배터리의 방전 단계 동안 사전에 결정된 시간 주기에 대해 안정적일 때 상기 배터리에서 흐르는 전류의 매개변수의 값 및 상기 배터리의 단자들 양단 간에 걸린 전압의 매개변수의 값을 측정하는 단계;
(ii) 이로부터, 상기 단계(b)에서 구성된 표에 기반을 두고 상기 초기 충전 상태 매개변수(z0)의 값을 추정하는 단계;
를 포함할 수 있다.
상기 전류 매개변수의 값은, 상기 전류 매개변수의 값이 사전에 결정된 기간에 걸쳐 변하지 않을 때 또는 상기 전류 매개변수의 값이 그다지 변하지 않을 때 안정적이라고 한다. 예를 들어, 상기 전류 매개변수의 값이 상기 사전에 결정된 기간, 예를 들면 10s에 걸쳐 상기 전류 매개변수의 값의 평균값에 대해 10% 내지 20% 이상, 예를 들면 단지 15% 이상 변하지 않을 때 그다지 변하지 않은 것으로 간주할 수 있다. 본 발명이 상기 사전에 결정된 기간에 의해서든지 변동율에 의해서든지 국한되지 않음은 물론이다.
그러나 본 발명은 상기 단계(b)에서 구성된 표에 기반을 두고 충전 상태 매개변수를 결정하는 이러한 방법에 의해 국한되지 않고 다른 방법들이 사용될 수 있을 것이다.
유리한 점으로 그리고 비-제한적인 방식으로, 상기 단계(e)는,
(iii) 다른 한 예측 방법에 의해 초기 충전 상태 매개변수의 제2 값(z'0)을 추정하는 단계;
(iv) 상기 단계(ii)에서 결정된 초기 충전 상태 매개변수의 제1 값(z0)을 상기 단계(iii)에서 결정된 초기 충전 상태 매개변수의 제2 값(z'0)과 비교하는 단계;
(v) 차분 값(z0-z'0)이 사전에 결정된 값보다 작을 경우에 상기 단계(ii)에서 결정된 초기 충전 상태 매개변수의 값(z0)을 사용하고, 차분 값(z0-z'0)이 사전에 결정된 값보다 작지 않을 경우에 상기 단계(iii)에서 결정된 초기 충전 상태 매개변수의 제2 값(z'0)을 사용하는 단계;
를 추가로 포함할 수 있다.
이러한 시퀀스는 2가지 서로 다른 방법에 의해 추정된 값들을 비교함으로써 초기 충전 상태 매개변수의 값의 결정이 개선되는 것을 허용할 수 있다.
특히, 상기 단계(iii)는 쿨롱 계측(coulomb metering)에 기반을 두고 이루어지는 예측 방법을 사용할 수 있다.
상기 초기 충전 상태 및 최종 충전 상태 간의 에너지량 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00018
)의 값을 계산하여 추정하는 상기 단계(f)는 상기 충전 상태 매개변수(z)인 변수를 지니는 함수(
Figure 112016063952286-pct00019
)를 사용하여 구현된다. 이러한 공식화에 의해 계산들이 간단해질 수 있고, 이때 상기 에너지량이 초기 충전 상태 매개변수의 값과 최종 충전 상태 매개변수의 값 사이에서 추정된다. 이러한 추정 단계(f)는 사전에 결정된 전력 매개변수의 값에 대해 구현된다. 이러한 전력 매개변수의 값은 전력 값, 상기 전력 값에 비례하는 매개변수 또는 다른 어떤 것일 수 있다. 상기 사전에 결정된 전력 매개변수의 값은 배터리의 사용에 대해 제공된 값에 상응할 수 있다.
상기 에너지량 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00020
)는 에너지량의 값, 상기 에너지량의 값에 비례하는 매개변수 또는 다른 어떤 것일 수 있다.
상기 최종 충전 상태는 상기 초기 시간보다 늦은 시간에 상응하는 최종 시간(
Figure 112016063952286-pct00021
)에서의 충전 상태이다.
상기 최종 충전 상태는 배터리 단자들 양단에 걸린 전압의 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00022
)의 사전에 결정된 문턱값에 이르게 되는 충전 상태로서 특히 정의될 수 있다.
특히, 최종 충전 상태 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00023
)가 이하의 수학식 1
Figure 112016063952286-pct00024
를 풂으로써 결과적으로 구해질 수 있는데, 상기 수학식 1에서
Figure 112016063952286-pct00025
는 상기 최종 충전 상태에서의 배터리의 개방-회로 전압 매개변수의 값이고,
Figure 112016063952286-pct00026
는 최종 충전 상태에서의 배터리의 내부 저항이며
Figure 112016063952286-pct00027
는 해당 전력 매개변수의 값이다.
Figure 112016063952286-pct00028
는 상기 방법의 단계(d)에서 제공된 표로부터, 특히 위에서 설명한 방법들에 의해 결정될 수 있다.
Figure 112016063952286-pct00029
는 상기 방법의 단계(c)에 기재된 표로부터 결정될 수 있다.
상기 방법이, 특히 배터리의 방전 동안, 배터리로부터 추출 가능한 에너지량을 결정하는데 사용될 경우에, 상기 전압 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00030
)의 문턱값이 배터리에 대해 지정된 최소값으로서 정의될 수 있다.
상기 방법이, 특히 배터리의 충전 단계 동안, 배터리에서 축적해야 할 에너지 잔량을 결정하는데 사용될 경우에, 상기 전압 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00031
)의 문턱값이 이르게 되거나 이를 수 있게 되는 최대 값으로서 정의될 수 있다.
유리한 점으로 그리고 비-제한적인 방식으로, 상기 에너지량을 추정하는 상기 단계(f)에서 사용되는 함수 (
Figure 112016063952286-pct00032
)는 이하의 수학식 2
Figure 112016063952286-pct00033
로 표기될 수 있는데, 상기 수학식 2에서
Figure 112016063952286-pct00034
는 충전 상태 매개변수(z)의 값의 함수인, 에너지 손실을 고려한 항이고,
Figure 112016063952286-pct00035
는 상기 충전 상태 매개변수(z)의 값의 함수로서 개방-회로 전압 매개변수를 나타낸다. 상기 에너지량 매개변수의 값은 이때 초기 상태에서의 충전 상태 매개변수(z0)의 값 및 최종 상태에서의 충전 상태 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00036
)의 값 사이에서 이러한 함수(
Figure 112016063952286-pct00037
)를 적분함으로써 구해지고, 상기 최종 충전 상태 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00038
)의 값은 위에서 언급한 수학식 1의 해(solution)이다.
구체적으로는, 상기 함수 (
Figure 112016063952286-pct00039
)가 N-1보다 작거나 같은 차수 n의 다항식에 의해 근사화될 수 있다. 에너지량 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00040
)의 값은 이때 이하의 수학식 3
Figure 112016063952286-pct00041
으로 표기될 수 있는데, 상기 수학식 3에서
Figure 112016063952286-pct00042
는 차수 n의 다항식의 적분이고,
Figure 112016063952286-pct00043
는 상기 용량 매개변수를 나타낸다.
유리한 점으로 그리고 비-제한적인 방식으로, 상기 단계(f) 다음에는, 상기 방법이 이하의 단계
(g) 상기 단계(f)에서 추정되는 에너지량 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00044
)의 값을 사용하여 초기 충전 상태 매개변수의 새로운 값(
Figure 112016063952286-pct00045
)을 결정하는 단계;
를 포함할 수 있다.
위에서 언급한 단계(g) 동안 결정된 초기 충전 상태 매개변수의 새로운 값(
Figure 112016063952286-pct00046
)은 전력 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00047
)의 다른 하나의 값에 대해 상기 단계(f)를 구현하기 위해 사용될 수 있다. 다시 말하면, 상기 단계들 (e) - (f)는 제1 전력 매개변수 값(
Figure 112016063952286-pct00048
)에 대해 구현될 수 있고, 그리고 나서 상기 단계(f)가 상기 단계(g)에서 결정된 초기 충전 상태 매개변수의 새로운 값(
Figure 112016063952286-pct00049
)을 사용하여 (
Figure 112016063952286-pct00050
과는 다른) 제2 전력 매개변수 값(
Figure 112016063952286-pct00051
)에 대해 구현될 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 상기 단계들 (e) 및 (f)의 계산을 위해 사용되는 전력 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00052
)의 값은 예를 들면 차량의 사용량을 대표하는 방전 전력 또는 충전 전력에 상응하는 한 세트의 이용 가능한 사전에 결정된 값들에 포함될 수 있다. 이는 결과적으로 전력 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00053
)의 여러 값에 대해 상기 에너지량(
Figure 112016063952286-pct00054
)을 추정하는데 유용할 수 있다. 이러한 추정들은 전력 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00055
)의 여러 값에 대해 상기 단계들 (e) 및 (f)를 반복함으로써 획득될 수 있다.
정 전력(constant power)에서 자동차 차량의 배터리의 에너지량을 평가하기 위한 기기가 더 제공되는데, 여기서 상기 에너지량은 추출 가능한 에너지량에나 축적해야 할 에너지량에 상응한다. 이러한 기기는,
- 배터리 단자들 양단 간에 걸린 전압의 매개변수의 값, 전류 매개변수의 값, 및 잠재적으로는 시간 매개변수의 값을 포함하는 여러 매개변수 값을 수신하도록 설계된 수신 수단;
- 상기 수신 수단에 의해 수신된 상기 값들을 저장하도록 구성된 수단으로서, 상기 배터리의 충전 상태 매개변수(z)의 N 값들에 대한 전류 매개변수의 값의 함수로서 상기 배터리의 단자들 양단 간의 전압의 매개변수의 값들의 표를 저장하고, 상기 배터리에 대한 충전 상태 매개변수(z)의 함수로서 상기 배터리에 대한 개방-회로 전압 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00056
)의 값들의 표를 저장하도록 구성된, 수단; 및
- 처리 수단;
을 포함하며,
상기 처리 수단은,
- 상기 배터리에 대한 용량 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00057
)의 값을 결정하도록 구성되어 있고,
- 상기 배터리에 대한 충전 상태 매개변수(z)의 N 값들에 대한 전류 매개변수의 값의 함수로서 상기 배터리의 단자들 양단 간에 걸린 전압의 매개변수의 값들의 표를 구성하도록 구성되어 있으며,
- 상기 구성된 표를 사용하여 상기 배터리에 대한 상기 충전 상태 매개변수(z)의 함수로서 상기 배터리에 대한 내부 저항 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00058
)의 값을 결정하도록 구성되어 있고,
- 상기 배터리의 초기 충전 상태에 상응하는 초기 시간(
Figure 112016063952286-pct00059
)에서의 상기 배터리에 대한 충전 상태 매개변수(z0)의 값을 특히 상기 저장 수단에 저장된 상기 표의 함수로서 추정하도록 구성되어 있으며, 그리고
- 상기 충전 상태 매개변수(z)인 변수를 지니고 상기 배터리의 용량 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00060
)의 값, 상기 내부 저항 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00061
)의 값 및 상기 개방-회로 전압(
Figure 112016063952286-pct00062
)의 값인 매개변수들을 지니는 함수(
Figure 112016063952286-pct00063
)를 사용하여 상기 초기 충전 상태 및 최종 충전 상태 사이에서 에너지량 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00064
)의 값을 계산하여 추정하도록 구성되어 있다.
상기 기기는 결과적으로 추정된 에너지량의 값의 함수로서 생성된 신호를 사용자 인터페이스에 전송하도록 구성된 전송 수단을 더 포함할 수 있다.
그러한 기기를 합체하고 있는 자동차 차량용 배터리 관리 시스템, 예를 들면 BMS 또는 다른 어떤 것이 더 구비된다.
이러한 시스템 및/또는 이러한 기기는 하나 이상의 프로세서들, 예를 들면 마이크로컨트롤러들, 마이크로프로세서들 또는 다른 어떤 타입들을 포함할 수도 있고 하나 이상의 프로세서들, 예를 들면 마이크로컨트롤러들, 마이크로프로세서들 또는 다른 어떤 타입들 내에 일체화될 수도 있다.
상기 수신 수단은 입력 핀, 입력 포트 또는 다른 어떤 것을 포함할 수 있다. 상기 저장 수단은 RMA(Random Access Memory의 약어), EEPROM(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory의 약어), ROM(Read-Only Memory의 약어) 또는 다른 어떤 것을 포함할 수 있다. 상기 처리 수단은 예를 들면 프로세서 코어 또는 CPU(Central Processing Unit의 약어)를 포함할 수 있다. 상기 전송 수단은 예를 들면 출력 포트, 출력 핀 또는 다른 어떤 것을 포함할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같은 배터리 관리 시스템을 포함하고, 잠재적으로는 배터리를 포함하는 자동차 차량이 부가적으로 제공된다. 이러한 차량은 예를 들면 전기 차량 및/또는 하이브리드 차량일 수 있다.
위에서 언급한 방법의 단계들을 수행하는 명령어들이 프로세서에 의해 실행될 때 위에서 언급한 방법의 단계들을 수행하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 더 제공된다.
본 발명은 비-제한적인 실시 예들을 예시하는 첨부도면들을 참조하면 양호하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 차량의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따른 방법의 일 예에 대한 타이밍도이다.
도 3은 배터리의 여러 충전 상태(SOC)의 함수로서 배터리의 단자들 양단 간에 걸리는 전압의 변화를 보여주는 한 세트의 곡선들을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 자동차 차량(1), 예를 들면 전기 차량은 이러한 차량을 구동하도록 설계된 전력 배터리(2), BMS로 지칭되는, 상기 전력 배터리(3)를 관리하는 시스템(3), 및 사용자 인터페이스(4), 예를 들면 대시보드(dashboard)를 포함할 수 있다.
상기 BMS(3)는 상기 전력 배터리(2)의 충전 및 방전이 제어되는 것을 허용하고, 상기 사용자 인터페이스(4)의 스크린(도시되지 않음) 상의 메시지들의 디스플레이가 제어되는 것을 허용한다.
상기 BMS(3)는 상기 전력 배터리(2)에서 이용 가능한 에너지 및 상기 전력 배터리(2)에서 축적해야 할 에너지를 평가하는 기기(5), 예를 들면 프로세서의 일부를 합체한다. 이러한 기기(5)는 사용자가 상기 차량의 시동을 위해 키를 돌리는 경우, 그리고 또한 미션 과정에서나 또는 달리 상기 전력 배터리의 충전 단계 동안 특히 활성화될 수 있다.
상기 BMS(3)는 전압 및 전류 측정 기기들, 예를 들면 셀 전압 측정 ASIC(ASIC은 Application-Specific Integrated Circuit의 약어임) 및 암미터(ammeter; 전류계)(도시되지 않음)와 연통(連通)되어 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 방법이 상기 전력 배터리의 용량(
Figure 112016063952286-pct00065
)을 결정하는 단계(30)를 포함할 수 있다.
이러한 용량(
Figure 112016063952286-pct00066
)은 예를 들면 상기 배터리의 단자들 양단 간의 전류 센서, 또는 그러하지 않으면 상기 배터리의 셀들의 단자들 양단 간의 여러 센서, 및 클록(clock)에 의해 상기 배터리의 부분 또는 완전 충전 동안 수행되는 쿨롱 계측으로부터 비롯된 것일 수 있다. 상기 용량은 특히 상기 충전 시간의 함수로서 상기 센서들에 의해 측정된 값들에 기반을 두고 그리고 잠재적으로는 상기 배터리의 초기 충전 상태에 기반을 두고 상기 BMS에 의해 계산될 수 있는데, 이 경우는 상기 계산이 상기 배터리의 부분 충전 동안 수행되는 경우에 상응하는 것이다.
이러한 단계(30)는 정기적으로 수행될 수 있지만 반드시 상기 차량의 시동시마다, 비교적 느린 시간 함수에 따른 상기 배터리의 용량 변화시에, 또는 상기 차량의 배터리의 특정 상태들 동안 수행될 필요는 없다. 따라서, 수일 또는 수주의 주기성이 예상될 수 있다. 단계(31) 동안, 특히 충전 단계 동안, N 충전 상태(z)에 대한 전류의 함수로서 전압의 변화가 메모리에 수록되고, 이러한 N 충전 상태는 예를 들면 0%에서부터 100%에 이르기까지 변하게 된다. 이러한 측정들은 N 충전 상태 각각에 대해, 표들의 형태로나 도 3에 도시된 타입의 한 세트의 곡선들의 형태로 수록될 수 있다. 도 3에는 배터리 팩의 일부를 형성하는 셀의 단자들 양단 간에 걸리는 전류 I(A 단위)의 함수로서 전압 U(V 단위)의 변화가 도시되어 있다. 도 3에서는, 단지 10%에서부터 90%에 이르기까지 진행하는 충전 상태(z=SOC)에 상응하는 곡선들만이 도시되어 있다.
이러한 표들 또는 곡선들은 충전 단계 동안 전류 및 전압 센서들에 의해 측정되는 값들을 사용하여 상기 BMS에 의해 구성된다. 상기 표들 또는 곡선들은 정기적으로, 예를 들면 상기 배터리의 충전시마다, 상기 배터리의 완전 충전시마다 또는 사전에 결정된 시간 간격들에서 구성될 수 있다.
단계(32) 동안, 상기 배터리의 내부 저항(
Figure 112016063952286-pct00067
)은 상기 단계(31)에서 사전에 구성되어 수록된 표를 사용하여 상기 배터리의 충전 상태(z)의 함수로서 결정된다.
실제로, 상기 배터리의 단자들 양단 간의 전압(
Figure 112016063952286-pct00068
) 및 상기 배터리를 통해 흐르는 전류(
Figure 112016063952286-pct00069
) 간의 관계는 특히 이하의 수학식 4
Figure 112016063952286-pct00070
로 표시될 수 있는데, 상기 수학식 4에서
Figure 112016063952286-pct00071
는 상기 충전 상태(z)의 함수로서 상기 배터리의 단자들 양단 간의 전압을 볼트 단위로 나타낸 것이고,
Figure 112016063952286-pct00072
는 상기 충전 상태(z)의 함수로서 상기 배터리의 개방-회로 전압을 볼트 단위로 나타낸 것이며,
Figure 112016063952286-pct00073
는 상기 배터리를 통해 흐르는 전류를 A 단위로 나타낸 것이며,
Figure 112016063952286-pct00074
는 상기 충전 상태(z)의 함수로서 상기 배터리의 내부 저항을 Ω 단위로 나타낸 것이다.
상기 배터리의 내부 저항(
Figure 112016063952286-pct00075
)이 충전시 (I>0) 또는 방전시 (I<0) 변하지 않는다는 점을 고려하여 그리고 상기 개방-회로 전압(
Figure 112016063952286-pct00076
)의 값이 상기 배터리의 노화 및 온도에 대해 불변이다는 점을 고려하여, 결과적으로는 상기 단계(31)에서 구성되는 표를 사용하여 충전 상태(z)의 N 값들 각각에 대해 상기 배터리의 내부 저항(
Figure 112016063952286-pct00077
)을 결정하는 것이 가능하다.
이러한 내부 저항의 N 값들은 상기 BMS에 의해 결정될 수 있으며 상기 메모리에 저장될 수 있다.
상기 충전 상태의 함수로서의 상기 배터리의 내부 저항(
Figure 112016063952286-pct00078
)의 이러한 결정은 상기 단계(31)에서 형성되는 표의 업데이트시마다, 예를 들면 상기 배터리의 충전시마다 수행될 수 있다.
단계(33) 동안, 상기 배터리의 충전 상태(z)의 함수로서 상기 배터리의 개방-회로 전압(g)의 표가 생성된다. 이러한 표는 상기 차량에서의 상기 배터리의 사용 이전에 수행되는 실험 측정들에 기반을 두고 생성된다. 상기 단계(33)에서 구성된 표의 N 값들을 사용하여, 최소 자승법(least squares fit)에 기반을 두고 이루어지는 N-1보다 작거나 같은 차수의 다항식에 의해, 또는 보간, 바람직하게는 선형에 의해
Figure 112016063952286-pct00079
를 근사화하는 것이 가능하다.
그러나 각각의 충전 상태에 대해 전류가 0일 경우에 전압 값을 판독함으로써 상기 단계(31)에서 구성되는 표를 사용하여 이러한 표(
Figure 112016063952286-pct00080
)를 생성하는 것도 예상될 수 있을 것이다. 이 경우에, 상기 배터리가 완전히 릴랙스되는 동안 상기 개방-회로 전압의 측정들을 구하기 위해 장시간 정차 후 상기 차량의 시동시에 상기 단계(31)가 구현될 때 상기 표(
Figure 112016063952286-pct00081
)를 생성하는 것이 바람직하다.
단계(34) 동안, 상기 배터리의 초기 충전 상태(z0)가 초기 시간(
Figure 112016063952286-pct00082
)에서 추정된다.
이러한 목적을 위해, 상기 배터리의 방전 단계 과정에서, 다시 말하면 구동시, 상기 전압 및 상기 전류의 한 쌍의 값들(U, I)이 예를 들면 측정 및 수록될 수 있고, 이 때문에 상기 전류(I)(방전 전류)는 사전에 결정된 기간, 예를 들면 10s 동안 안정적이다. 예를 들면, 이러한 전류(I)는 상기 전류(I)가 이러한 10s 기간에 걸쳐 계산된 상기 전류(I)의 평균 값에 대해 15% 이상 변하지 않을 때 안정적이다. 이러한 지점(U, I)은 상기 표 내에 복사될 수도 있고 상기 단계(31) 동안 구성된 곡선들 상에 표시될 수도 있으므로, 상기 값(z0)이 추정될 수 있다. 이러한 상관관계는 상기 BMS에 의해 수행될 수 있다. 도 3에서는, 이러한 쌍(U, I)들 중 여러 쌍이 10A 및 20A 방전 전류 값들에 대해 표시되어 있다.
옵션으로, 결과적으로 추정된 초기 충전 상태(z0)는 쿨롱 계측에 기반을 두고 이루어지는 다른 한 결정 방법에 의해 구해진 초기 충전 상태(z'0)와 비교될 수 있을 것이다. 이때 z0가 사전에 결정된 값만큼 z'0와 다른 경우에 이러한 초기 충전 상태 값을 상기 값(z'0)에 맞게 재조정하는 것이 가능하다. 테스트들을 통해, 상기 예측된 충전 상태 값(z0)이 단지 약 1% 내지 5% 만큼만 쿨롱 계측에 의해 측정된 충전 상태 값과 다르다는 것이 증명되었다.
단계(35) 동안, 사전에 추정된 초기 충전 상태(z0) 및 최종 충전 상태(z'0) 간의 에너지량(
Figure 112016063952286-pct00083
)은 계산을 통해 추정된다. 이러한 목적을 위해, 충전 상태 매개변수(z)인 변수를 지니며 상기 단계(30)에서 결정된 용량(
Figure 112016063952286-pct00084
), 상기 단계(32)로부터 결정된 내부 저항(
Figure 112016063952286-pct00085
) 및 상기 단계(33)로부터 결정된 개방-회로 전압(
Figure 112016063952286-pct00086
)인 매개변수들을 지니는 함수(
Figure 112016063952286-pct00087
)가 사용된다.
이러한 함수(
Figure 112016063952286-pct00088
)는 이때 이하의 수학식 2
[수학식 2]
Figure 112016063952286-pct00089
으로 표기될 수 있는데, 상기 수학식 2에서
Figure 112016063952286-pct00090
는 충전 상태(z)의 함수인, 에너지 손실을 V2 단위로 고려한 항이다.
이때, 상기 에너지량(
Figure 112016063952286-pct00091
)은 상기 초기 상태에서의 충전 상태 매개변수(z0)의 값과 이하의 수학식 1
[수학식 1]
Figure 112016063952286-pct00092
의 해인 것으로 정의되는 최종 상태에서의 충전 상태 매개변수(
Figure 112016063952286-pct00093
)의 값 사이에서의 이러한 함수(
Figure 112016063952286-pct00094
)의 적분에 의해 구해지는데, 상기 수학식 1에서
Figure 112016063952286-pct00095
는 상기 최종 충전 상태에서의 배터리의 개방-회로 전압 매개변수의 값이고,
Figure 112016063952286-pct00096
는 최종 충전 상태에서의 배터리의 내부 저항이며,
Figure 112016063952286-pct00097
는 전력 매개변수(상수)의 값이다.
이때, 상기 에너지량(
Figure 112016063952286-pct00098
)은 이하의 수학식 5
Figure 112016063952286-pct00099
로 표기될 수 있는데, 상기 수학식 5에서
Figure 112016063952286-pct00100
는 에너지량을 W.h 단위로 나타낸 것이며,
Figure 112016063952286-pct00101
는 배터리의 용량을 A.h 단위로 나타낸 것이다.
특히, 상기 전력(
Figure 112016063952286-pct00102
)이 상수이기 때문에, 이러한 전력은 이하의 수학식 6
Figure 112016063952286-pct00103
로 표기되는데, 상기 수학식 6에서
Figure 112016063952286-pct00104
는 시간의 함수로서 배터리의 단자들 양단 간의 전압을 V 단위로 나타낸 것이며,
Figure 112016063952286-pct00105
는 시간의 함수로서 배터리를 통해 흐르는 전류를 A 단위로 나타낸 것이고,
Figure 112016063952286-pct00106
는 시간의 함수로서 충전 상태를 % 단위로 나타낸 것이며,
Figure 112016063952286-pct00107
는 충전 상태의 함수로서 배터리의 개방-회로 전압을 V 단위로 나타낸 것이고,
Figure 112016063952286-pct00108
는 충전 상태의 함수로서 배터리의 내부 저항을 Ω 단위로 나타낸 것이다.
Figure 112016063952286-pct00109
에서 2 차수인 이러한 수학식 6은 충전 상태(z)에 의해 매개변수화된다. 그러므로, 주어진 z에 대하여,
Figure 112016063952286-pct00110
는 상기 수학식 2로부터의 항(
Figure 112016063952286-pct00111
)이며 이하의 수학식 7
Figure 112016063952286-pct00112
로 표기되는 판별식(discriminant)을 지니는 이러한 수학식 5를 풂으로써 계산될 수 있다.
하나의 유리한 실시 예에서는, 상기 함수(
Figure 112016063952286-pct00113
)의 적분 및 에너지량의 계산을 간단하게 하기 위해, 이러한 함수(
Figure 112016063952286-pct00114
)는 N-1보다 작거나 같은 차수 n의 다항식에 의해 근사화될 수 있다. 이때, 상기 에너지량은 이하의 수학식 3
[수학식 3]
Figure 112016063952286-pct00115
로 표기되는데, 상기 수학식 3에서
Figure 112016063952286-pct00116
는 상기 차수 n의 다항식의 프리미티브(primitive)이다.
더 정확하게 말하면, 본 사상(idea)은 최소 자승법(least squares fit)에 기반을 두고 있는 다항식으로
Figure 112016063952286-pct00117
를 근사화하는 것이다. 특히, (예를 들어 상기 단계들(32, 33)에 의하면) z의 함수로서
Figure 112016063952286-pct00118
및
Figure 112016063952286-pct00119
의 N 값들이 존재하는 경우에, 이러한 다항식(
Figure 112016063952286-pct00120
)이 N-1보다 작거나 같은 차수를 지니며 이하의 수학식 8
Figure 112016063952286-pct00121
로 표기될 수 있는데, 상기 수학식 8에서
Figure 112016063952286-pct00122
는 계수들이다.
이때, 이하의 수학식 9
Figure 112016063952286-pct00123
가 구해지는데, 상기 수학식 9에서
Figure 112016063952286-pct00124
는 적분 상수이다.
여기서 유념할 점은 상기 전력(
Figure 112016063952286-pct00125
)이 상수이기 때문에, 이때 상기 최종 충전 상태(
Figure 112016063952286-pct00126
)가 이하의 수학식 10
Figure 112016063952286-pct00127
에 이르게 될 때 최종 시간(
Figure 112016063952286-pct00128
)을 결정하는 것이 가능하다는 점이다.
이러한 최종 시간(
Figure 112016063952286-pct00129
)을 앎으로써 방전 모드에서 소정 기간의 전력(
Figure 112016063952286-pct00130
) (예컨대, 차량을 추월하는 시간인 10s 동안의
Figure 112016063952286-pct00131
)을 보장하거나 정 전력(
Figure 112016063952286-pct00132
)에서, 그리고 초기 충전 상태와 관계없이 충전 기간을 결정하는데 충분한 에너지가 이용 가능하게 될 것이지 알 수 있게 된다.
여기서 유념할 점은 상기 에너지량(
Figure 112016063952286-pct00133
)을 앎으로써 상기 초기 충전 상태(
Figure 112016063952286-pct00134
)가 z0에서 상기 수학식 3을
Figure 112016063952286-pct00135
와 같이 풀어서 회복될 수 있고(다시 말하면 상기 초기 충전 상태(
Figure 112016063952286-pct00136
)가 재계산될 수 있고), 상기 최종 충전 상태(
Figure 112016063952286-pct00137
)가 이전과 같이 상기 수학식 1을 풂으로써 계산된다는 점이다.
이와 같이 재계산된 초기 충전 상태(
Figure 112016063952286-pct00138
)는
Figure 112016063952286-pct00139
를 결정하는데 앞서 사용된 전력과는 다른 정 전력(
Figure 112016063952286-pct00140
)에 상응하는 새로운 에너지량(
Figure 112016063952286-pct00141
)을 결정하는데 사용될 수 있다.
마지막으로 여기서 유념할 점은 상기 방법의 단계들(30, 31, 33)이 서로 독립적으로 그리고 단계들(34, 35)의 반복과 관계없이 반복될 수 있다는 점이다. 여러 변형 예에 의하면, 상기 단계들(32, 33)은 상기 단계(31)의 반복시마다 구현될 수 있을 것이다.
상기 단계(30) 및 상기 단계(32)의 반복으로 배터리 용량 및 배터리 내부 저항의 변화가 배터리 노화 과정에서 고려될 수 있는데, 이는 에너지량의 더 나은 추정을 허용할 수 있다.
본 발명에서 설명한 방법은 배터리 충전 관리에 그리고 배터리 방전 관리에 모두 적용될 수 있는 이점을 더 제공하며 특히 정 전력에서의 충전 프로세스 동안 남아 있는 충전 시간이 추정되는 것을 허용한다.

Claims (10)

  1. 자동차 차량의 배터리의 정 전력(constant power)에서 에너지량을 평가하는 방법으로서, 상기 에너지량은 추출 가능한 에너지량 또는 축적해야 할 에너지량에 상응하는, 자동차 차량의 배터리의 정 전력에서 에너지량을 평가하는 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    (a) 상기 배터리에 대한 용량 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00142
    )의 값을 결정하는 단계(30);
    (b) 상기 배터리의 충전시마다, 충전 상태 매개변수(z)의 N 값들에 대한 전류 매개변수의 값의 함수로서 배터리 단자들 양단에 걸리는 전압의 매개변수에 대한 값들의 표(table)를 구성하는 단계(31);
    (c) 상기 단계(b)에서 구성된 표에 기반을 두고 상기 배터리에 대한 충전 상태 매개변수(z)의 함수로서 상기 배터리에 대한 내부 저항 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00143
    )의 값을 결정하는 단계(32);
    (d) 상기 배터리에 대한 충전 상태 매개변수(z)의 함수로서 상기 배터리에 대한 개방-회로 전압 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00144
    )의 값들의 표를 제공하는 단계(33);
    (e) 상기 배터리의 초기 충전 상태에 상응하는 초기 시간(t0)에서의 상기 배터리에 대한 충전 상태 매개변수(z)의 값을 추정하는 단계(34);
    (f) 상기 충전 상태 매개변수(z)인 변수 및 상기 배터리에 대한 용량 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00145
    )의 값, 상기 내부 저항 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00146
    )의 값 및 상기 개방-회로 전압 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00147
    )의 값인 매개변수들을 지니는 함수(
    Figure 112021012406695-pct00148
    )를 사용하여 상기 초기 충전 상태 및 최종 충전 상태 간의 에너지량 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00149
    )의 값을 계산하여 추정하는 단계(35);
    를 포함하는, 자동차 차량의 배터리의 정 전력에서 에너지량을 평가하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에너지량을 추정하는 상기 단계(f)에서 사용되는 함수 (
    Figure 112021012406695-pct00150
    )는,
    이하의 수학식 2
    [수학식 2]
    Figure 112021012406695-pct00151

    로 표기되며, 상기 수학식 2에서
    Figure 112021012406695-pct00152
    는 충전 상태 매개변수(z)의 값의 함수인, 에너지 손실을 고려한 항이고,
    Figure 112021012406695-pct00153
    는 상기 충전 상태 매개변수(z)의 값의 함수로서 개방-회로 전압 매개변수를 나타내며,
    상기 에너지량 매개변수의 값은 초기 상태에서의 충전 상태 매개변수(z0)의 값 및 최종 상태에서의 충전 상태 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00196
    )의 값 사이에서 상기 함수(
    Figure 112021012406695-pct00155
    )를 적분함으로써 구해지고, 상기 최종 충전 상태 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00156
    )의 값은 이하의 수학식 1
    [수학식 1]
    Figure 112021012406695-pct00157

    의 해(solution)이고, 상기 수학식 1에서,
    Figure 112021012406695-pct00158
    은 상기 최종 충전 상태(
    Figure 112021012406695-pct00159
    )에서 배터리 단자들 양단에 걸린 전압의 매개변수를 나타내며,
    Figure 112021012406695-pct00160
    는 최종 충전 상태(
    Figure 112021012406695-pct00161
    )에서의 배터리의 내부 저항을 나타내고,
    Figure 112021012406695-pct00162
    는 상기 최종 충전 상태 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00163
    )의 값의 함수로서 개방-회로 전압 매개변수를 나타내며,
    Figure 112021012406695-pct00164
    는 전력 매개변수의 상수 값인, 자동차 차량의 배터리의 정 전력에서 에너지량을 평가하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 함수 (
    Figure 112016063952286-pct00165
    )가 N-1보다 작거나 같은 차수 n의 다항식에 의해 근사화되고 에너지량 매개변수(
    Figure 112016063952286-pct00166
    )의 값은 이하의 수학식 3
    [수학식 3]
    Figure 112016063952286-pct00167

    으로 표기되며, 상기 수학식 3에서
    Figure 112016063952286-pct00168
    는 차수 n의 다항식의 적분이고,
    Figure 112016063952286-pct00169
    는 상기 용량 매개변수를 나타내는, 자동차 차량의 배터리의 정 전력에서 에너지량을 평가하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계들 (a) 및 (b)는 서로 독립적으로 그리고 상기 자동차 차량의 배터리의 정 전력에서 에너지량을 평가하는 방법의 단계들 (e) 및 (f)와 관계없이 상기 배터리의 수명이 다할 때까지 반복되는, 자동차 차량의 배터리의 정 전력에서 에너지량을 평가하는 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    초기 충전 상태 매개변수(z0)의 값을 추정하는 단계(e)는, 상기 초기 시간(
    Figure 112021012406695-pct00170
    )에서,
    (i) 상기 배터리에서 흐르는 전류의 매개변수의 값이 상기 배터리의 방전시마다 사전에 결정된 시간 주기에 대해 안정적일 때 상기 배터리에서 흐르는 전류의 매개변수의 값 및 상기 배터리의 단자들 양단 간에 걸린 전압의 매개변수의 값을 측정하는 단계;
    (ii) 이로부터, 상기 단계(b)에서 구성된 표에 기반을 두고 상기 초기 충전 상태 매개변수(z0)의 값을 추정하는 단계;
    를 포함하는, 자동차 차량의 배터리의 정 전력에서 에너지량을 평가하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단계(e)는,
    (iii) 다른 한 예측 방법에 의해 초기 충전 상태 매개변수의 제2 값(z'0)을 추정하는 단계;
    (iv) 상기 단계(ii)에서 결정된 초기 충전 상태 매개변수의 제1 값(z0)을 상기 단계(iii)에서 결정된 초기 충전 상태 매개변수의 제2 값(z'0)과 비교하는 단계;
    (v) 차분 값(z0-z'0)이 사전에 결정된 값보다 작을 경우에 상기 단계(ii)에서 결정된 초기 충전 상태 매개변수의 제1 값(z0)을 사용하고, 차분 값(z0-z'0)이 사전에 결정된 값보다 작지 않을 경우에 상기 단계(iii)에서 결정된 초기 충전 상태 매개변수의 제2 값(z'0)을 사용하는 단계;
    를 추가로 포함하는, 자동차 차량의 배터리의 정 전력에서 에너지량을 평가하는 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자동차 차량의 배터리의 정 전력에서 에너지량을 평가하는 방법은,
    상기 단계(f) 다음에는,
    (g) 상기 단계(f)에서 추정되는 에너지량 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00171
    )의 값을 사용하여 초기 충전 상태 매개변수의 새로운 값(
    Figure 112021012406695-pct00172
    )을 결정하는 단계;
    를 추가로 포함하는, 자동차 차량의 배터리의 정 전력에서 에너지량을 평가하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단계들 (e) - (f)는 제1 전력 매개변수 값(
    Figure 112016063952286-pct00173
    )에 대해 구현될 수 있고, 그리고 나서 상기 단계(f)가 상기 단계(g)에서 결정된 초기 충전 상태 매개변수의 값(
    Figure 112016063952286-pct00174
    )을 사용하여 제2 전력 매개변수 값(
    Figure 112016063952286-pct00175
    )에 대해 구현될 수 있는, 자동차 차량의 배터리의 정 전력에서 에너지량을 평가하는 방법.
  9. 정 전력(constant power)에서 자동차 차량의 배터리의 에너지량을 평가하기 위한 기기(5)로서, 상기 에너지량은 추출 가능한 에너지량에나 축적해야 할 에너지량에 상응하는, 정 전력에서 자동차 차량의 배터리의 에너지량을 평가하기 위한 기기에 있어서,
    상기 기기는,
    - 배터리 단자들 양단 간에 걸린 전압의 매개변수의 값, 전류 매개변수의 값, 및 잠재적으로는 시간 매개변수의 값을 포함하는 여러 매개변수 값을 수신하도록 설계된 수신 수단;
    - 상기 수신 수단에 의해 수신된 상기 값들을 저장하도록 구성된 저장 수단으로서, 상기 배터리의 충전 상태 매개변수(z)의 N 값들에 대한 전류 매개변수의 값의 함수로서 상기 배터리의 단자들 양단 간의 전압의 매개변수의 값들의 표를 저장하고, 상기 배터리에 대한 충전 상태 매개변수(z)의 함수로서 상기 배터리에 대한 개방-회로 전압 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00176
    )의 값들의 표를 저장하도록 구성된, 저장 수단; 및
    - 처리 수단;
    을 포함하며,
    상기 처리 수단은,
    - 상기 배터리에 대한 용량 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00177
    )의 값을 결정하도록 구성되어 있고,
    - 상기 배터리에 대한 충전 상태 매개변수(z)의 N 값들에 대한 전류 매개변수의 값의 함수로서 상기 배터리의 단자들 양단 간에 걸린 전압의 매개변수의 값들의 표를 구성하도록 구성되어 있으며,
    - 상기 구성된 표를 사용하여 상기 배터리에 대한 상기 충전 상태 매개변수(z)의 함수로서 상기 배터리에 대한 내부 저항 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00178
    )의 값을 결정하도록 구성되어 있고,
    - 상기 배터리의 초기 충전 상태에 상응하는 초기 시간(
    Figure 112021012406695-pct00179
    )에서의 상기 배터리에 대한 충전 상태 매개변수(z)의 값을 상기 저장 수단에 저장된 상기 표의 함수로서 추정하도록 구성되어 있으며, 그리고
    - 상기 충전 상태 매개변수(z)인 변수를 지니고 상기 배터리의 용량 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00180
    )의 값, 상기 내부 저항 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00181
    )의 값 및 상기 개방-회로 전압 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00182
    )의 값인 매개변수들을 지니는 함수(
    Figure 112021012406695-pct00183
    )를 사용하여 상기 초기 충전 상태 및 최종 충전 상태 사이에서 에너지량 매개변수(
    Figure 112021012406695-pct00184
    )의 값을 계산하여 추정하도록 구성되어 있는, 정 전력에서 자동차 차량의 배터리의 에너지량을 평가하기 위한 기기.
  10. 배터리(2); 및 제9항에 기재된, 정 전력에서 자동차 차량의 배터리의 에너지량을 평가하기 위한 기기(5);를 포함하는, 자동차 차량(1).
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