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KR20170062765A - 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치 및 방법 - Google Patents

언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치 및 방법 Download PDF

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KR20170062765A
KR20170062765A KR1020150168342A KR20150168342A KR20170062765A KR 20170062765 A KR20170062765 A KR 20170062765A KR 1020150168342 A KR1020150168342 A KR 1020150168342A KR 20150168342 A KR20150168342 A KR 20150168342A KR 20170062765 A KR20170062765 A KR 20170062765A
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권경민
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Abstract

본 발명은 검출기를 상기 배터리 셀과 충전 전원을 공급하는 전원 공급기 사이에 직렬 연결시키는 검출기 연결 단계; 상기 배터리 셀이 상기 충전 전원에 의해 미리 설정된 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단하는 테스트 적정 충전 시간 판단 단계; 상기 배터리 셀의 충전이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행된 경우, 상기 배터리 셀의 전류 값을 실시간 측정하는 배터리 셀의 전류 실시간 측정 단계; 실시간 측정되는 상기 배터리 셀의 전류 값이 미리 설정된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는지 판단하는 언노운 방전 전류 모니터링 단계; 및 상기 배터리 셀의 전류 값이 미리 설정된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 셀의 상태를 언노운 방전이 발생한 불량 상태로 판단하는 불량 검출 완료 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법이 제시된다.

Description

언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치 및 방법{APPARATUS METHOD FOR DEFECT DETECTING OF THE BATTERY CELL BY UNKNOWN DISCHARGE CURRENT}
본 발명은 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 실시간 전류 모니터링 방식을 사용하여 종래의 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 기술보다 불량 검출에 소요되는 시간을 줄일 수 있는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 이차 전지에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등과 최근의 리듐 이온 전지를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 전지는 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다, 또한, 리튬 이온 전지는 소형, 경향으로 제작할 수 있어서, 이동 기기의 전원으로 사용된다. 또한, 리듐 이온 전지는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.
한편, 배터리 셀 생산 공정에 있어서 생산 완료된 배터리 셀에 발생할 수 있는 언노운 방전 전류는 배터리 셀의 전압을 비정상적으로 떨어트리는 불량의 유형이다. 종래의 배터리 셀의 전압 특성을 기반으로 하는 배터리 셀의 불량을 검출 기술은 배터리 셀이 생산 완료된 시점으로부터 불량이 검출되는 시점까지 수일이라는 긴 시간이 소요되어 배터리 셀의 생산 속도를 떨어뜨리는 어려움이 있다.
따라서, 배터리 셀의 생산 속도를 증가시키기 위해 종래의 배터리 셀의 전압특성을 기반으로 하는 배터리 셀의 불량 검출 기술보다 검출 소요 시간을 줄일 수 있는 새로운 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀 불량 검출 기술의 개발이 요구된다.
KR 10-2012-0072459 A
본 발명은 종래의 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀 불량 검출 방법보다 검출 소요 시간을 줄일 수 있는 새로운 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법은, 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법에 있어서, 검출기를 상기 배터리 셀과 충전 전원을 공급하는 전원 공급기 사이에 직렬 연결시키는 검출기 연결 단계; 상기 배터리 셀이 상기 충전 전원에 의해 미리 설정된 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단하는 테스트 적정 충전 시간 판단 단계; 상기 배터리 셀의 충전이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행된 경우, 상기 배터리 셀의 전류 값을 실시간 측정하는 배터리 셀의 전류 실시간 측정 단계; 실시간 측정되는 상기 배터리 셀의 전류 값이 미리 설정된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는지 판단하는 언노운 방전 전류 모니터링 단계; 및 상기 배터리 셀의 전류 값이 미리 설정된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 셀의 상태를 언노운 방전이 발생한 불량 상태로 판단하는 불량 검출 완료 단계를 포함할 수 있다.
상기 불량 검출 완료 단계는, 스피커, 표시부 및 램프 중 적어도 하나를 통해 상기 불량 상태를 표출하는 불량 검출 알림 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법은, 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법에 있어서, 검출기를 상기 배터리 셀과 충전 전원을 공급하는 전원 공급기 사이에 직렬 연결시키는 검출기 연결 단계; 상기 배터리 셀이 상기 충전 전원에 의해 미리 설정된 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단하는 테스트 적정 충전 시간 판단 단계; 상기 배터리 셀의 충전이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행된 경우, 상기 배터리 셀의 전류 값을 실시간 측정하는 배터리 셀의 전류 실시간 측정 단계; 실시간 측정된 상기 배터리 셀의 전류 값을 저장소자에 측정된 시간 별로 누적하여 저장하는 배터리 셀 전류 누적 저장 단계; 상기 배터리 셀 누적 저장 단계에서 누적 저장된 상기 배터리 셀의 전류 값의 전류 기울기 변화량을 산출하는 전류 기울기 변화량 산출 단계; 상기 전류 기울기 변화량 산출 단계에서 산출된 상기 전류 기울기 변화량이 미리 설정된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 기울기 변화량 값을 초과하는지 판단하는 언노운 방전 전류 모니터링 단계; 및 상기 전류 기울기 변화량 값이 미리 설정된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 기울기 변화량 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 셀의 상태를 언노운 방전이 발생한 불량 상태로 판단하는 불량 검출 완료 단계를 포함할 수 있다.
상기 불량 검출 완료 단계는, 스피커, 표시부 및 램프 중 적어도 하나를 통해 상기 불량 상태를 표출하는 불량 검출 알림 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치는, 배터리 셀과 충전 전원을 공급하는 전원 공급기 사이에 직렬 연결되는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치에 있어서, 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값과 배터리 셀별 충전 기준 시간이 미리 저장된 저장소자; 상기 배터리 셀로부터 실시간 전류를 측정하는 전류 측정부; 및 상기 배터리 셀이 상기 충전 전원에 의해 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단하고, 상기 배터리 셀의 충전이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행된 경우, 상기 전류 측정부에서 실시간 측정되는 상기 배터리 셀의 전류 값이 상기 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는지 판단하고, 실시간 측정되는 상기 배터리 셀의 전류 값이 상기 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 셀의 상태를 언노운 방전이 발생한 불량 상태로 판단하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 배터리 셀이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단하는 테스트 적정 충전 시간 판단부; 및 상기 배터리 셀의 충전이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행된 경우, 실시간 측정되는 상기 배터리 셀의 전류 값이 상기 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는지 판단하는 불량 여부 판단부; 를 더 포함할 수 있다.
스피커, 표시부 및 램프 중 적어도 하나를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 배터리 셀의 불량 상태를 상기 스피커, 상기 표시부 및 상기 램프 중 적어도 하나를 통해 표출하는 불량 검출 알림부; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치는, 배터리 셀과 충전 전원을 공급하는 전원 공급기 사이에 직렬 연결되는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치에 있어서, 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 변화량 값과 배터리 셀별 충전 기준 시간이 미리 저장된 저장소자; 상기 배터리 셀로부터 실시간 전류를 측정하는 전류 측정부; 및 상기 배터리 셀이 상기 충전 전원에 의해 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단하고, 상기 배터리 셀의 충전이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행된 경우, 상기 전류 측정부에서 실시간 측정되는 상기 배터리 셀의 전류 값을 상기 저장소자에 측정된 시간 별로 누적하여 저장하며, 누적 저장된 상기 배터리 셀의 전류 값의 전류 기울기 변화량을 산출하고, 산출된 상기 전류 기울기 변화량이 상기 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 변화량 값을 초과하는지 판단하며, 상기 전류 기울기 변화량 값이 미리 설정된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 기울기 변화량 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 셀의 상태를 언노운 방전 불량 발생 상태인 불량 상태로 판단하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 배터리 셀이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단하는 테스트 적정 충전 시간 판단부; 상기 배터리 셀의 충전이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행된 경우, 상기 전류 측정부에서 실시간 측정되는 상기 배터리 셀의 전류 값을 상기 저장소자에 측정된 시간 별로 누적하여 저장하는 배터리 셀 전류 누적 저장부; 누적 저장된 상기 배터리 셀의 전류 값으로부터 상기 전류 기울기 변화량을 산출하는 전류 기울기 변화량 산출부; 및 산출된 상기 전류 기울기 변화량이 상기 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 변화량 값을 초과하는지 판단하고, 상기 전류 기울기 변화량 값이 미리 설정된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 기울기 변화량 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 셀의 상태를 언노운 방전 불량 발생 상태인 불량 상태로 판단하는 전류 기울기 판단부; 를 더 포함할 수 있다.
스피커, 표시부 및 램프 중 적어도 하나를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 배터리 셀의 불량 상태를 상기 스피커, 상기 표시부 및 상기 램프 중 적어도 하나를 통해 표출하는 불량 검출 알림부; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치 및 방법은, 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량을 검출함에 있어서, 실시간 배터리 셀의 전류를 모니터링하고 모니터링된 배터리 셀의 전류로부터 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량을 진단할 수 있으므로, 종래의 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 진단 기술에 소요되는 시간을 단축시켜 최종 배터리 셀의 생산 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치 및 방법은, 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 발생 시점을 검출할 수 있어, 불량이 발생한 순간 즉시 불량 검출을 진행될 수 있다.
도 1은 정상 배터리 셀과 불량 배터리 셀의 전압 특성을 나타내는 예시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치를 나타내는 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치의 세부 구성을 나타내는 세부 구성도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치의 세부 구성을 나타내는 세부 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법을 나타내는 순서도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법을 나타내는 순서도.
도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 언노운 방전 전류의 측정 원리를 나타내는 예시도.
도 8은 언노운 방전 전류에 의한 불량 상태의 배터리 셀과 정상 상태의 배터리 셀들의 전류 특성을 나타내는 예시도.
도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 언노운 방전 전류에 의한 불량 배터리 셀의 불량 상태 검출 시점을 나타내는 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀은 전기 에너지를 저장하고, 저장된 전기 에너지를 제공할 수 있다. 여기서, 배터리 셀의 종류가 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 배터리 셀의 종류로는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등을 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 실시 예들에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치 및 방법의 이해를 돕기 위해 도 1을 참조하여 종래의 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 기술에 대하여 설명한다.
1. 종래의 배터리 셀의 전압 특성을 기반으로 하는 배터리 셀의 불량 검출 기술.
도 1은 정상 배터리 셀과 불량 배터리 셀의 전압 특성을 나타내는 예시도.
도 1을 참조하면, 불량 상태인 배터리 셀의 전압 특성은 정상 상태의 배터리 셀의 전압 특성에 비해 시간이 지남에 따라 급격하게 감소한다. 이러한 전압 특성을 기반으로 하는 종래의 배터리 셀의 불량 검출 기술은 다음과 같은 과정들을 통해 배터리 셀의 불량 검출을 수행하였다.
생산된 배터리 셀을 미리 설정된 시간 동안 충전하는 단계.
충전이 완료된 배터리 셀의 전압을 1회 측정 하는 단계.
배터리 셀의 전압은 1회 측정된 시점으로부터 수일 이후에 배터리 셀의 전압을 재측정하는 단계.
초기 측정된 전압 값과 재측정된 전압 간의 전압차가 미리 설정된 불량 배터리 셀 판정 기준 값 이상의 값을 갖는지 판단하는 단계.
상기 판단 결과, 전압차가 미리 설정된 불량 배터리 셀 판정 기준 값 이상의 값을 갖는 경우, 해당 배터리 셀에 언노운 방전 전류 불량이 발생했다고 판단하는 불량 검출 단계
상기와 같은 단계들로 수행되는 종래의 배터리 셀의 전압 특성을 기반으로 하는 배터리 셀의 불량 검출 기술은 생산된 배터리 셀의 언노운 방전 전류에 의한 불량을 검출하는데 까지 수일이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 배터리 셀의 전압 특성을 기반으로 하는 배터리 셀의 불량 검출 기술을 적요하여 양품의 배터리 셀의 생산까지 불량 검사에 소요되는 시간을 포함되므로 생산 단가가 상승되는 원인으로 작용한다.
반면, 하기 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명될 본 발명의 실시 예들에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치 및 방법은 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 전류 특성을 기반으로 하기 때문에 배터리 셀의 불량을 검출하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
2. 본 발명의 일 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치를 나타내는 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치의 세부 구성을 나타내는 세부 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치(100)는 배터리 셀(200)과 배터리 셀(200)로 충전 전원을 공급하는 전원 공급기(300)의 사이에 직렬 연결되어 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀(200)의 불량 상태 여부를 검출할 수 있다.
배터리 셀(200)은 전원 공급기(300)로부터 공급되는 충전 전원으로 인해 충전이 진행될 수 있다.
언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치(100)는 배터리 셀(200)을 대상으로 언노운 방전 전류에 의한 불량을 검출할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치(100)는 전류 측정부(110), 저장소자(120) 및 제어부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치(100)는 사양에 따라 스피커(130), 표시부(140) 및 램프(150) 중 적어도 하나를 더 포함하여 구성될 수 있다.
전류 측정부(110)는 제어부(160)의 제어에 따라 배터리 셀(200)의 전류를 실시간 측정할 수 있다.
저장소자(120)는 제어부(160)의 제어에 따라 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값 및 배터리 셀별 충전 기준 시간이 미리 저장될 수 있다. 여기서 배터리 셀별 충전 기준 시간은 배터리 셀(200)이 언노운 방전 전류에 의한 불량을 검출을 시작하기 이전에 충전이 진행되어야 할 배터리 셀별 최소한의 충전 시간 정보를 포함할 수 있다. 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값은 충전 시간 대비 정상 상태의 배터리 셀별 전류 값들을 포함할 수 있다. 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값은 언노운 방전 전류에 의한 불량을 판단하기 위해 사용되는 기준 값으로서 사용될 수 있다.
제어부(160)는 테스트 적정 충전 시간 판단부(161), 불량 여부 판단부(162) 및 불량 검출 알림부(163)를 포함하여 구성될 수 있다.
테스트 적정 충전 시간 판단부(161)는 배터리 셀(200)이 전원 공급기(300)의 충전 전원에 의해 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단할 수 있다. 배터리 셀(200)의 언노운 방전 전류에 의한 불량을 오류없이 정확하게 검출하기 위해선 배터리 셀별로 미리 설정된 충전 시간을 초과하여 충전이 진행되어야 한다.
배터리 셀(200)의 충전이 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행된 경우, 불량 여부 판단부(162)는 전류 측정부(110)에서 실시간 측정되는 배터리 셀(200)의 전류 값이 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는지 판단할 수 있다.
실시간 측정되는 배터리 셀(200)의 전류 값이 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는 경우, 불량 여부 판단부(162)는 배터리 셀(200)의 상태를 언노운 방전이 발생한 불량 상태로 판단할 수 있다.
불량 검출 알림부(163)는 불량 여부 판단부(162)에서 배터리 셀(200)의 상태를 불량 상태로 판단한 경우, 스피커(130), 표시부(140) 및 램프(150) 중 적어도 하나를 통해 배터리 셀(200)의 상태를 불량 상태를 표출할 수 있다.
3. 본 발명의 일 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치(100)는 배터리 셀(200)과 충전 전원을 공급하는 전원 공급기(300) 사이에 직렬 연결되는 검출기 연결 단계(S510)를 수행할 수 있다.
그 후, 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치(100)의 제어부(160)는 배터리 셀(200)이 전원 공급기(300)로부터 공급되는 충전 전원에 의해 충전이 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행되었는지 판단하는 테스트 적정 충전 시간 판단 단계(S520)를 수행할 수 있다.
배터리 셀(200)의 충전이 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행된 경우, 제어부(160)는 배터리 셀(200)의 전류 값을 전류 측정부(110)를 통해 실시간 측정하는 배터리 셀의 전류 실시간 측정 단계(S530)를 수행할 수 있다.
그 후, 제어부(160)는 전류 측정부(110)에서 실시간 측정되는 배터리 셀(200)의 전류 값이 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는지 판단하는 언노운 방전 전류 모니터링 단계(S540)를 수행할 수 있다.
그 후, 제어부(160)는 실시간 측정되는 배터리 셀(200)의 전류 값이 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는 경우, 배터리 셀(200)의 상태를 언노운 방전이 발생한 불량 상태로 판단하는 불량 검출 완료 단계(S550)를 수행할 수 있다.
또한, 제어부(160)가 수행하는 불량 검출 완료 단계(S550)는 스피커(130), 표시부(140) 및 램프(150) 중 적어도 하나를 통해 배터리 셀(200)의 불량 상태를 표출하는 불량 검출 알림 단계를 더 포함할 수 있다.
4. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치의 세부 구성을 나타내는 세부 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치(100)는 전류 측정부(110), 저장소자(120) 및 제어부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치(100)는 사양에 따라 스피커(130), 표시부(140) 및 램프(150) 중 적어도 하나를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치(100)는 저장소자(120)의 저장된 정보와 제어부(160)의 일부 구성을 제외한 나머지 구성이 도 1을 참조하여 상세히 설명된 본 발명의 일 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치(100)과 동일하다. 따라서 하기에는 도 1과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
저장소자(120)는 제어부(160)의 제어에 따라 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 변화량 값 및 배터리 셀별 충전 기준 시간이 미리 저장될 수 있다. 여기서 배터리 셀별 충전 기준 시간은 배터리 셀(200)이 언노운 방전 전류에 의한 불량을 검출을 시작하기 이전에 충전이 진행되어야 할 배터리 셀별 최소한의 충전 시간 정보를 포함할 수 있다. 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 변화량 값은 충전 시간 대비 정상 상태의 배터리 셀별 전류 변화량 값들을 포함할 수 있다. 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 변화량 값은 언노운 방전 전류에 의한 불량을 판단하기 위해 사용되는 기준 값으로서 사용될 수 있다.
제어부(160)는 테스트 적정 충전 시간 판단부(161), 배터리 셀 전류 누적 저장부(164), 전류 기울기 변화량 산출부(165), 전류 기울기 판단부(166) 및 불량 검출 알림부(163)를 포함하여 구성될 수 있다.
테스트 적정 충전 시간 판단부(161)는 배터리 셀(200)이 전원 공급기(300)의 충전 전원에 의해 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단할 수 있다. 배터리 셀(200)의 언노운 방전 전류에 의한 불량을 오류없이 정확하게 검출하기 위해선 배터리 셀별로 미리 설정된 충전 시간을 초과하여 충전이 진행되어야 한다.
배터리 셀(200)의 충전이 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행된 경우, 배터리 셀 전류 누적 저장부(164)는 전류 측정부(110)에서 실시간 측정되는 배터리 셀(200)의 전류 값을 저장소자(120)에 측정된 시간 별로 누적하여 저장할 수 있다.
그 후, 전류 기울기 변화량 산출부(165)는 배터리 셀 전류 누적 저장부(164)에 의해 저장소자(120)에 누적 저장된 배터리 셀(200)의 전류 값으로부터 전류 기울기 변화량을 산출할 수 있다.
그 후, 전류 기울기 판단부(166)는 전류 기울기 변화량 산출부(165)에서 산출된 전류 기울기 변화량이 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 변화량 값을 초과하는지 판단할 수 있다.
전류 기울기 변화량 산출부(165)에서 산출된 전류 기울기 변화량 값이 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 기울기 변화량 값을 초과하는 경우, 전류 기울기 판단부(166)는 배터리 셀(200)의 상태를 언노운 방전 불량 발생 상태인 불량 상태로 판단할 수 있다.
불량 검출 알림부(163)는 전류 기울기 판단부(166)에서 배터리 셀(200)의 상태를 불량 상태로 판단한 경우, 스피커(130), 표시부(140) 및 램프(150) 중 적어도 하나를 통해 배터리 셀(200)의 상태를 불량 상태를 표출할 수 있다.
5. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치(100) 배터리 셀(200)과 충전 전원을 공급하는 전원 공급기(300) 사이에 직렬 연결되는 검출기 연결 단계(S610)를 수행할 수 있다.
그 후, 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치(100)의 제어부(160)는 배터리 셀(200)이 전원 공급기(300)로부터 공급되는 충전 전원에 의해 충전이 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행되었는지 판단하는 테스트 적정 충전 시간 판단 단계(S620)를 수행할 수 있다.
배터리 셀(200)의 충전이 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행된 경우, 제어부(160)는 배터리 셀(200)의 전류 값을 전류 측정부(110)를 통해 실시간 측정하는 배터리 셀의 전류 실시간 측정 단계(S630)를 수행할 수 있다.
그 후, 제어부(160)는 전류 측정부(110)에서 실시간 측정되는 배터리 셀(200)의 전류 값을 저장소자(120)에 측정된 시간 별로 누적하여 저장하는 배터리 셀 전류 누적 저장 단계(S640)를 수행할 수 있다.
그 후, 제어부(160)는 배터리 셀 전류 누적 저장 단계(S640)에서 저장소자(120)에 누적 저장된 배터리 셀(200)의 전류 값으로부터 전류 기울기 변화량을 산출하는 전류 기울기 변화량 산출 단계(S650)를 수행할 수 있다.
그 후, 제어부(160)는 전류 기울기 변화량 산출 단계(S650)에서 산출된 전류 기울기 변화량 값이 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 기울기 변화량 값을 초과하는지 판단하는 언노운 방전 전류 모니터링 단계(S660)를 수행할 수 있다.
그 후, 제어부(160)는 산출된 전류 기울기 변화량 값이 저장소자(120)에 미리 저장된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 기울기 변화량 값을 초과하는 경우, 배터리 셀(200)의 상태를 언노운 방전이 발생한 불량 상태로 판단하는 불량 검출 완료 단계(S670)를 수행할 수 있다.
또한, 제어부(160)가 수행하는 불량 검출 완료 단계(S670)는 스피커(130), 표시부(140) 및 램프(150) 중 적어도 하나를 통해 배터리 셀(200)의 불량 상태를 표출하는 불량 검출 알림 단계를 더 포함할 수 있다.
6. 본 발명의 실시 예들에 따른 언노운 방전 전류의 측정 원리
도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 언노운 방전 전류의 측정 원리를 나타내는 예시도이다.
도 7을 참조하면, 배터리 셀(200)을 우측에 도시된 바와 같이 등가 회로로 표현할 수 있다.
전류 A는 언노운 방전 전류를 유발하는 저항 성분을 가지고 있는 불량 상태의 배터리 셀(200)의 전류를 나타낸다.
전류 B는 기본적인 셀프 방전 전류를 유발하는 저항 성분을 가지고 있는 배터리 셀(200)의 전류를 나타낸다.
전류 C는 전원 공급기(300)에 의해 공급되는 충전 전원에 의해 전압 인가시 배터리 셀(200)에 충전되는 전류를 나타낸다.
정상 상태의 배터리 셀(200)이라면, 전원 공급기(300)에 의해 충전 전원에 의해 배터리 셀(200)의 내부에는 전류 B와 전류 C만 인가되며, 전류 A는 존재하지 않는다.
그 후, 정상 상태의 배터리 셀(200)은 충전이 진행되어 완전 충전 상태가 될 수록 전류 C는 줄어들고 전류 B만 존재하게 되어 총 전류량은 감소하게 된다.
더욱 상세하게는 도 8은 언노운 방전 전류에 의한 불량 상태의 배터리 셀과 정상 상태의 배터리 셀들의 전류 특성을 나타내는 예시도이다.
도 8을 참조하면, 정상 상태의 A 등급 셀의 전류의 특성은 충전이 진행되어 완전 충전 상태가 될수록 총 전류량은 감소하게 된다. 정상 상태의 A 등급 셀을 제외한 나머지 셀들은 충전이 진행되어 완전 충전 상태가 될수록 전류 A의 증가량에 비례하여 총 전류량이 급격히 증가하거나 천천히 증가한다.
도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 언노운 방전 전류에 의한 불량 배터리 셀의 불량 상태 검출 시점을 나타내는 예시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예들에 따른 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치(100)는 상기 도 8 내지 9를 참조하여 설명된 배터리 셀(200)의 전류 특성을 이용하여 충전 중인 배터리 셀(200)에 언노운 방전 전류로 인한 총 전류량 증가 현상 발생시 이를 즉각 검출할 수 있다. 따라서 종래의 전압 특성 기반의 배터리 셀 불량 검출 기술에 비해 불량 검출에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치
110: 전류 측정부
120: 저장소자
130: 스피커
140: 표시부
150: 램프
160: 제어부
161: 테스트 적정 충전 시간 판단부
162: 불량 여부 판단부
163: 불량 검출 알림부
164: 배터리 셀 전류 누적 저장부
165: 전류 기울기 변화량 산출부
166: 전류 기울기 판단부
200: 배터리 셀
300: 전원 공급기

Claims (10)

  1. 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법에 있어서,
    검출기를 상기 배터리 셀과 충전 전원을 공급하는 전원 공급기 사이에 직렬 연결시키는 검출기 연결 단계;
    상기 배터리 셀이 상기 충전 전원에 의해 미리 설정된 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단하는 테스트 적정 충전 시간 판단 단계;
    상기 배터리 셀의 충전이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행된 경우, 상기 배터리 셀의 전류 값을 실시간 측정하는 배터리 셀의 전류 실시간 측정 단계;
    실시간 측정되는 상기 배터리 셀의 전류 값이 미리 설정된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는지 판단하는 언노운 방전 전류 모니터링 단계; 및
    상기 배터리 셀의 전류 값이 미리 설정된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 셀의 상태를 언노운 방전이 발생한 불량 상태로 판단하는 불량 검출 완료 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 불량 검출 완료 단계는,
    스피커, 표시부 및 램프 중 적어도 하나를 통해 상기 불량 상태를 표출하는 불량 검출 알림 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법.
  3. 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법에 있어서,
    검출기를 상기 배터리 셀과 충전 전원을 공급하는 전원 공급기 사이에 직렬 연결시키는 검출기 연결 단계;
    상기 배터리 셀이 상기 충전 전원에 의해 미리 설정된 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단하는 테스트 적정 충전 시간 판단 단계;
    상기 배터리 셀의 충전이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행된 경우, 상기 배터리 셀의 전류 값을 실시간 측정하는 배터리 셀의 전류 실시간 측정 단계;
    실시간 측정된 상기 배터리 셀의 전류 값을 저장소자에 측정된 시간 별로 누적하여 저장하는 배터리 셀 전류 누적 저장 단계;
    상기 배터리 셀 누적 저장 단계에서 누적 저장된 상기 배터리 셀의 전류 값의 전류 기울기 변화량을 산출하는 전류 기울기 변화량 산출 단계;
    상기 전류 기울기 변화량 산출 단계에서 산출된 상기 전류 기울기 변화량이 미리 설정된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 기울기 변화량 값을 초과하는지 판단하는 언노운 방전 전류 모니터링 단계; 및
    상기 전류 기울기 변화량 값이 미리 설정된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 기울기 변화량 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 셀의 상태를 언노운 방전이 발생한 불량 상태로 판단하는 불량 검출 완료 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 불량 검출 완료 단계는,
    스피커, 표시부 및 램프 중 적어도 하나를 통해 상기 불량 상태를 표출하는 불량 검출 알림 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 방법.
  5. 배터리 셀과 충전 전원을 공급하는 전원 공급기 사이에 직렬 연결되는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치에 있어서,
    배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값과 배터리 셀별 충전 기준 시간이 미리 저장된 저장소자;
    상기 배터리 셀로부터 실시간 전류를 측정하는 전류 측정부; 및
    상기 배터리 셀이 상기 충전 전원에 의해 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단하고, 상기 배터리 셀의 충전이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행된 경우, 상기 전류 측정부에서 실시간 측정되는 상기 배터리 셀의 전류 값이 상기 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는지 판단하고, 상기 배터리 셀의 전류 값 상기 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 셀의 상태를 언노운 방전이 발생한 불량 상태로 판단하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 배터리 셀이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단하는 테스트 적정 충전 시간 판단부; 및
    상기 배터리 셀의 충전이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행된 경우, 실시간 측정되는 상기 배터리 셀의 전류 값이 상기 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 범위 값을 초과하는지 판단하는 불량 여부 판단부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    스피커, 표시부 및 램프 중 적어도 하나를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 배터리 셀의 불량 상태를 상기 스피커, 상기 표시부 및 상기 램프 중 적어도 하나를 통해 표출하는 불량 검출 알림부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치.
  8. 배터리 셀과 충전 전원을 공급하는 전원 공급기 사이에 직렬 연결되는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치에 있어서,
    배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 변화량 값과 배터리 셀별 충전 기준 시간이 미리 저장된 저장소자;
    상기 배터리 셀로부터 실시간 전류를 측정하는 전류 측정부; 및
    상기 배터리 셀이 상기 충전 전원에 의해 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단하고, 상기 배터리 셀의 충전이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 진행된 경우, 상기 전류 측정부에서 실시간 측정되는 상기 배터리 셀의 전류 값을 상기 저장소자에 측정된 시간 별로 누적하여 저장하며, 누적 저장된 상기 배터리 셀의 전류 값의 전류 기울기 변화량을 산출하고, 산출된 상기 전류 기울기 변화량이 상기 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 변화량 값을 초과하는지 판단하며, 상기 전류 기울기 변화량 값이 미리 설정된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 기울기 변화량 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 셀의 상태를 언노운 방전 불량 발생 상태인 불량 상태로 판단하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 배터리 셀이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행되었는지 판단하는 테스트 적정 충전 시간 판단부;
    상기 배터리 셀의 충전이 상기 배터리 셀별 충전 기준 시간을 초과하여 충전이 진행된 경우, 상기 전류 측정부에서 실시간 측정되는 상기 배터리 셀의 전류 값을 상기 저장소자에 측정된 시간 별로 누적하여 저장하는 배터리 셀 전류 누적 저장부;
    누적 저장된 상기 배터리 셀의 전류 값으로부터 상기 전류 기울기 변화량을 산출하는 전류 기울기 변화량 산출부; 및
    산출된 상기 전류 기울기 변화량이 상기 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 변화량 값을 초과하는지 판단하고, 상기 전류 기울기 변화량 값이 미리 설정된 배터리 셀별 불량 판단 기준 전류 기울기 변화량 값을 초과하는 경우, 상기 배터리 셀의 상태를 언노운 방전 불량 발생 상태인 불량 상태로 판단하는 전류 기울기 판단부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    스피커, 표시부 및 램프 중 적어도 하나를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 배터리 셀의 불량 상태를 상기 스피커, 상기 표시부 및 상기 램프 중 적어도 하나를 통해 표출하는 불량 검출 알림부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치.
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