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KR20220045452A - Apparatus and method for managing battery - Google Patents

Apparatus and method for managing battery Download PDF

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KR20220045452A
KR20220045452A KR1020200128195A KR20200128195A KR20220045452A KR 20220045452 A KR20220045452 A KR 20220045452A KR 1020200128195 A KR1020200128195 A KR 1020200128195A KR 20200128195 A KR20200128195 A KR 20200128195A KR 20220045452 A KR20220045452 A KR 20220045452A
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KR
South Korea
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discharge
target
discharging
model
time
Prior art date
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Pending
Application number
KR1020200128195A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이순종
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020200128195A priority Critical patent/KR20220045452A/en
Publication of KR20220045452A publication Critical patent/KR20220045452A/en
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Abstract

Provided are a battery management apparatus and method capable of generating a discharge model for a battery cell and estimating a dischargeable capacity of the battery cell based on the generated discharge model. The battery management apparatus according to an embodiment of the present invention comprises: a discharging unit configured to discharge a battery cell in multiple cycles so that a different discharge current is output from the battery cell in each cycle; a timer unit configured to measure a discharging time for each cycle in which the battery cell is discharged by the discharging unit; and a control unit configured to receive respective discharge times for the multiple discharge currents in the multiple cycles, generate a discharge model representing a correspondence between the multiple discharge currents in the multiple cycles and the discharge times for the multiple discharge currents, calculate a target discharge current for a target current time based on the generated discharge model when a dischargeable capacity for the target discharge time is requested from the outside, and calculate the dischargeable capacity based on the calculated target discharge current and the target discharge time.

Description

배터리 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING BATTERY}BATTERY MANAGEMENT APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING BATTERY

본 발명은 배터리 관리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 방전 가능 용량에 대한 추정이 가능한 배터리 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery management apparatus and method, and more particularly, to a battery management apparatus and method capable of estimating a dischargeable capacity.

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.Recently, as the demand for portable electronic products such as laptops, video cameras, and mobile phones has rapidly increased, and the development of electric vehicles, energy storage batteries, robots, satellites, etc. is in full swing, high-performance batteries that can be repeatedly charged and discharged have been developed. Research is being actively conducted.

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.Currently commercialized batteries include nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, and lithium batteries. It is in the spotlight because of its low energy density and high energy density.

이러한 배터리를 활용하기 위해서는, 배터리의 방전 가능 용량을 예측하는 것이 중요하다. 따라서, 종래에는 온도 및/또는 방전 전류에 대해 배터리의 방전 가능 용량을 시험을 통해 직접 측정함으로써, 배터리의 방전 가능 용량을 예측하였다. 다만, 이러한 방법은 시험에 상당한 시간이 소요될 수 있을 뿐만 아니라, 시험을 위해 배터리의 사용이 제한되는 문제가 있다.In order to utilize such a battery, it is important to predict the dischargeable capacity of the battery. Accordingly, in the related art, the dischargeable capacity of the battery is predicted by directly measuring the discharging capacity of the battery with respect to temperature and/or discharging current through a test. However, this method has a problem in that it may take a considerable amount of time for the test, and the use of the battery for the test is limited.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리 셀에 대한 방전 모델을 생성하고, 생성된 방전 모델에 기반하여 배터리 셀의 방전 가능 용량을 추정할 수 있는 배터리 관리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the above problems, and provides a battery management apparatus and method capable of generating a discharge model for a battery cell and estimating a dischargeable capacity of the battery cell based on the generated discharge model. intended to provide

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.Other objects and advantages of the present invention may be understood by the following description, and will become more clearly understood by the examples of the present invention. In addition, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations thereof indicated in the claims.

본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 장치는 배터리 셀을 복수의 사이클로 방전시키되, 각각의 사이클마다 상기 배터리 셀로부터 서로 다른 방전 전류가 출력되도록 상기 배터리 셀을 방전시키도록 구성된 방전부; 상기 방전부에 의해 상기 배터리 셀이 방전되는 상기 각각의 사이클마다 방전 시간을 측정하도록 구성된 타이머부; 및 상기 타이머부로부터 상기 복수의 사이클에 대한 복수의 방전 전류별 방전 시간을 수신하고, 상기 복수의 사이클에 대한 복수의 방전 전류와 상기 복수의 방전 전류별 방전 시간 간의 대응 관계를 나타내는 방전 모델을 생성하며, 외부로부터 타겟 방전 시간에 대한 방전 가능 용량이 요청되면, 생성된 방전 모델에 기반하여 상기 타겟 방전 시간에 대한 타겟 방전 전류를 산출하고, 산출된 타겟 방전 전류와 상기 타겟 방전 시간에 기반하여 상기 방전 가능 용량을 산출하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.A battery management apparatus according to an aspect of the present invention comprises: a discharging unit configured to discharge a battery cell in a plurality of cycles, and to discharge the battery cell so that different discharge currents are output from the battery cell in each cycle; a timer unit configured to measure a discharge time for each cycle in which the battery cell is discharged by the discharging unit; and receiving a discharge time for each of the plurality of discharge currents for the plurality of cycles from the timer unit, and generates a discharge model indicating a correspondence relationship between the plurality of discharge currents for the plurality of cycles and the discharge times for each of the plurality of discharge currents and, when a dischargeable capacity for a target discharge time is requested from the outside, a target discharge current for the target discharge time is calculated based on the generated discharge model, and the target discharge current is calculated based on the target discharge time and the target discharge time. and a control unit configured to calculate the dischargeable capacity.

상기 방전 모델은, 상기 복수의 방전 전류와 상기 복수의 방전 전류별 방전 시간 간의 대응 관계에 기반하여, 연속된 방전 시간에 대한 연속된 방전 전류를 나타내는 함수 모델일 수 있다.The discharge model may be a functional model representing a continuous discharge current with respect to a continuous discharge time based on a correspondence relationship between the plurality of discharge currents and a discharge time for each of the plurality of discharge currents.

상기 제어부는, 상기 생성된 방전 모델에 상기 타겟 방전 시간을 대입하여 상기 타겟 방전 전류를 산출하고, 상기 산출된 타겟 방전 전류와 상기 타겟 방전 시간을 곱하여 상기 방전 가능 용량을 산출하도록 구성될 수 있다.The control unit may be configured to calculate the target discharge current by substituting the target discharge time into the generated discharge model, and to calculate the dischargeable capacity by multiplying the calculated target discharge current and the target discharge time.

상기 방전부는, 복수의 온도마다 상기 복수의 방전 전류 각각이 출력되도록 상기 배터리 셀을 상기 복수의 사이클로 방전시키도록 구성될 수 있다.The discharging unit may be configured to discharge the battery cells in the plurality of cycles such that each of the plurality of discharge currents is output for each of the plurality of temperatures.

상기 제어부는, 상기 복수의 방전 전류와 상기 복수의 방전 전류별 방전 시간 간의 대응 관계를 나타내는 상기 방전 모델을 상기 복수의 온도마다 생성하도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to generate the discharge model representing a correspondence relationship between the plurality of discharge currents and a discharge time for each of the plurality of discharge currents for each of the plurality of temperatures.

상기 제어부는, 상기 외부로부터 상기 타겟 방전 시간과 타겟 온도에 대한 방전 가능 용량이 요청되면, 상기 타겟 온도가 상기 복수의 온도에 포함되는지 여부를 판단하고, 상기 타겟 온도가 상기 복수의 온도에 포함되면, 상기 타겟 온도에 대해 생성된 방전 모델에 기반하여 상기 타겟 방전 시간에 대한 상기 타겟 방전 전류를 산출하도록 구성될 수 있다.When the dischargeable capacity for the target discharge time and the target temperature is requested from the outside, the control unit determines whether the target temperature is included in the plurality of temperatures, and when the target temperature is included in the plurality of temperatures , to calculate the target discharge current for the target discharge time based on a discharge model generated for the target temperature.

상기 제어부는, 상기 복수의 온도마다 생성된 상기 방전 모델에 포함된 계수와 대응되는 온도 간의 대응 관계를 나타내는 계수 모델을 생성하도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to generate a coefficient model indicating a correspondence relationship between a coefficient included in the discharge model generated for each of the plurality of temperatures and a corresponding temperature.

상기 제어부는, 상기 외부로부터 상기 타겟 방전 시간과 타겟 온도에 대한 방전 가능 용량이 요청되면, 상기 타겟 온도가 상기 복수의 온도에 포함되는지 여부를 판단하고, 상기 타겟 온도가 상기 복수의 온도에 포함되지 않으면, 상기 계수 모델에서 상기 타겟 온도에 대응되는 타겟 계수를 산출하며, 산출된 타겟 계수에 대응되는 타겟 방전 모델을 생성하고, 생성된 타겟 방전 모델에 기반하여 상기 타겟 방전 시간에 대한 상기 타겟 방전 전류를 산출하도록 구성될 수 있다.The control unit determines whether the target temperature is included in the plurality of temperatures when the dischargeable capacity for the target discharge time and the target temperature is requested from the outside, and the target temperature is not included in the plurality of temperatures Otherwise, a target coefficient corresponding to the target temperature is calculated from the coefficient model, a target discharge model corresponding to the calculated target coefficient is generated, and the target discharge current for the target discharge time based on the generated target discharge model It can be configured to calculate

본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은 본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 장치를 포함할 수 있다.A battery pack according to another aspect of the present invention may include the battery management apparatus according to an aspect of the present invention.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 방법은 배터리 셀을 복수의 사이클로 방전시키되, 각각의 사이클마다 상기 배터리 셀로부터 서로 다른 방전 전류가 출력되도록 상기 배터리 셀을 방전시키는 방전 단계; 상기 방전 단계에서 상기 배터리 셀이 방전되는 상기 각각의 사이클마다 방전 시간을 측정하는 방전 시간 측정 단계; 상기 복수의 사이클에 대한 복수의 방전 전류와 복수의 방전 전류별 방전 시간 간의 대응 관계를 나타내는 방전 모델을 생성하는 방전 모델 생성 단계; 외부로부터 타겟 방전 시간에 대한 방전 가능 용량이 요청되면, 생성된 방전 모델에 기반하여 상기 타겟 방전 시간에 대한 타겟 방전 전류를 산출하는 방전 전류 산출 단계; 및 산출된 타겟 방전 전류와 상기 타겟 방전 시간에 기반하여 상기 방전 가능 용량을 산출하는 방전 가능 용량 산출 단계를 포함할 수 있다.A battery management method according to another aspect of the present invention includes discharging the battery cells in a plurality of cycles, discharging the battery cells so that different discharge currents are output from the battery cells in each cycle; a discharging time measuring step of measuring a discharging time for each cycle in which the battery cells are discharged in the discharging step; a discharge model generating step of generating a discharge model representing a correspondence relationship between a plurality of discharge currents for the plurality of cycles and a discharge time for each of the plurality of discharge currents; a discharge current calculation step of calculating a target discharge current for the target discharge time based on the generated discharge model when a dischargeable capacity for the target discharge time is requested from the outside; and calculating the dischargeable capacity based on the calculated target discharge current and the target discharge time.

본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 장치는 방전 모델을 생성하고, 생성된 방전 모델에 기반하여 타겟 방전 시간에 대한 방전 가능 용량을 추정할 수 있는 특징이 있다. 따라서, 실제로 타겟 방전 시간에 대응되는 방전 전류 및 방전 가능 용량이 측정되지 않더라도, 타겟 방전 시간에 대응되는 방전 가능 용량이 신속하고 정확하게 추정될 수 있는 장점이 있다.The battery management apparatus according to an aspect of the present invention has a feature of generating a discharge model and estimating a dischargeable capacity for a target discharge time based on the generated discharge model. Therefore, even if the discharge current and the dischargeable capacity corresponding to the target discharge time are not actually measured, there is an advantage that the dischargeable capacity corresponding to the target discharge time can be quickly and accurately estimated.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 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 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩의 예시적 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 시간 테이블을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 모델을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 방전 시간 테이블을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 계수 테이블을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 계수 모델을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 계수 모델을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
The following drawings attached to the present specification serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention, so the present invention should not be construed as limited only to the matters described in such drawings.
1 is a diagram schematically illustrating a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a battery pack including a battery management apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating a discharge time table according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating a discharge model according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram schematically illustrating another discharge time table according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram schematically illustrating a coefficient table according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram schematically illustrating a first coefficient model according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram schematically illustrating a second coefficient model according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram schematically illustrating a battery management method according to another embodiment of the present invention.

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. The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

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. Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all the technical spirit of the present invention, so at the time of the present application, various It should be understood that there may be equivalents and variations.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In addition, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

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.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. are used for the purpose of distinguishing any one of various components from the others, and are not used to limit the components by such terms.

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. Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

또한, 명세서에 기재된 제어부와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, a term such as a control unit described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.

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.In addition, throughout the specification, when a part is "connected" with another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another element interposed therebetween. include

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)를 포함하는 배터리 팩(1)의 예시적 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. 2 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a battery pack 1 including the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 방전부(110), 타이머부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include a discharge unit 110 , a timer unit 120 , and a control unit 130 .

방전부(110)는 배터리 셀(B)을 복수의 사이클로 방전시키되, 각각의 사이클마다 상기 배터리 셀(B)로부터 서로 다른 방전 전류가 출력되도록 배터리 셀(B)을 방전시키도록 구성될 수 있다. 즉, 방전부(110)는 복수의 방전 전류별로 배터리 셀(B)을 방전시키도록 구성될 수 있다.The discharging unit 110 may be configured to discharge the battery cell B in a plurality of cycles, and to discharge the battery cell B so that different discharge currents are output from the battery cell B in each cycle. That is, the discharge unit 110 may be configured to discharge the battery cells B for each of a plurality of discharge currents.

여기서, 배터리 셀(B)은, 음극 단자와 양극 단자를 구비하며, 물리적으로 분리 가능한 하나의 독립된 셀을 의미한다. 일 예로, 파우치형 리튬 폴리머 셀 하나가 배터리 셀(B)로 간주될 수 있다.Here, the battery cell (B) means one independent cell having a negative terminal and a positive terminal and physically separable. For example, one pouch-type lithium polymer cell may be regarded as the battery cell (B).

구체적으로, 방전부(110)는 복수의 사이클에서 서로 다른 방전 전류 각각으로 배터리 셀(B)을 방전시킬 수 있다. 예컨대, 방전부(110)는 제1 사이클에서 만충된 배터리 셀(B)을 제1 방전 전류로 만방전시킬 수 있다. 즉, 제1 사이클에서 SOC(State of charge) 100%인 배터리 셀(B)이 SOC 0%로 방전되며, 제1 사이클에서 배터리 셀(B)로부터 출력되는 전류의 크기는 제1 방전 전류일 수 있다. 마찬가지로, 방전부(110)는 제2 사이클에서 제2 방전 전류가 출력되도록 배터리 셀(B)을 방전시키고, 제3 사이클에서 제3 방전 전류가 출력되도록 배터리 셀(B)을 방전시키며, 제4 사이클에서 제4 방전 전류가 출력되도록 배터리 셀(B)을 방전시킬 수 있다. Specifically, the discharge unit 110 may discharge the battery cells B with different discharge currents in a plurality of cycles. For example, the discharge unit 110 may fully discharge the battery cell B fully charged in the first cycle with the first discharge current. That is, in the first cycle, the battery cell B having a state of charge (SOC) of 100% is discharged to an SOC of 0%, and the magnitude of the current output from the battery cell B in the first cycle may be the first discharge current. there is. Similarly, the discharge unit 110 discharges the battery cell B to output the second discharge current in the second cycle, discharges the battery cell B to output the third discharge current in the third cycle, and the fourth In a cycle, the battery cell B may be discharged so that the fourth discharge current is output.

예컨대, 도 2의 실시예에서, 방전부(110)는 배터리 셀(B)의 양단과 연결될 수 있다. 그리고, 방전부(110)는 동작 상태에 따라 배터리 셀(B)을 방전시킬 수 있다. 바람직하게, 방전부(110)의 동작 상태는 제어부(130)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 방전부(110)의 동작 상태가 방전 시작 상태로 전환되면, 방전부(110)는 배터리 셀(B)을 방전시킬 수 있다. 방전부(110)는 방전 과정에서 배터리 셀(B)의 전압을 측정하여, 배터리 셀(B)의 전압이 소정의 전압에 도달하면, 방전을 종료할 수 있다. 방전 종료와 동시에, 방전부(110)의 동작 상태는 방전 종료 상태로 전환될 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 2 , the discharge unit 110 may be connected to both ends of the battery cell (B). In addition, the discharge unit 110 may discharge the battery cell B according to an operating state. Preferably, the operating state of the discharge unit 110 may be controlled by the control unit 130 . That is, when the operating state of the discharging unit 110 is switched to the discharging start state, the discharging unit 110 may discharge the battery cell B. The discharging unit 110 may measure the voltage of the battery cell B during the discharging process, and when the voltage of the battery cell B reaches a predetermined voltage, the discharging may be terminated. Simultaneously with the end of the discharge, the operating state of the discharge unit 110 may be switched to the discharge end state.

타이머부(120)는 상기 방전부(110)에 의해 상기 배터리 셀(B)이 방전되는 각각의 사이클마다 방전 시간을 측정하도록 구성될 수 있다.The timer unit 120 may be configured to measure a discharge time for each cycle in which the battery cell B is discharged by the discharge unit 110 .

바람직하게, 타이머부(120)는 복수의 방전 전류 각각에 대하여 배터리 셀(B)이 방전되는 시간을 측정할 수 있다. 예컨대, 앞선 실시예에서, 타이머부(120)는 제1 사이클의 제1 방전 전류에 대한 방전 시간, 제2 사이클의 제2 방전 전류에 대한 방전 시간, 제3 사이클의 제3 방전 전류에 대한 방전 시간 및 제4 사이클의 제4 방전 전류에 대한 방전 시간을 측정할 수 있다.Preferably, the timer unit 120 may measure the discharge time of the battery cell B for each of the plurality of discharge currents. For example, in the previous embodiment, the timer unit 120 discharges the discharge time for the first discharge current of the first cycle, the discharge time for the second discharge current of the second cycle, and the discharge time for the third discharge current of the third cycle The time and the discharge time for the fourth discharge current of the fourth cycle may be measured.

제어부(130)는 상기 타이머부(120)로부터 상기 복수의 사이클에 대한 복수의 방전 전류별 방전 시간을 수신하도록 구성될 수 있다.The control unit 130 may be configured to receive a discharge time for each of a plurality of discharge currents for the plurality of cycles from the timer unit 120 .

예컨대, 도 2의 실시예에서, 제어부(130)와 타이머부(120)는 서로 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 타이머부(120)는 배터리 셀(B)이 방전되는 방전 시간을 측정하고, 측정된 방전 시간을 제어부(130)에게 송신할 수 있다. For example, in the embodiment of FIG. 2 , the control unit 130 and the timer unit 120 may be connected to communicate with each other. The timer unit 120 may measure a discharge time during which the battery cell B is discharged, and transmit the measured discharge time to the controller 130 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 시간 테이블(T1)을 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating a discharge time table T1 according to an embodiment of the present invention.

구체적으로, 도 3의 방전 시간 테이블(T1)은, 배터리 셀(B)의 온도가 45℃일 때, 제1 내지 제4 방전 전류로 만방전되는 방전 시간을 나타낸 테이블이다. 여기서, 만방전이란 SOC 100%인 배터리 셀(B)이 SOC 0%까지 방전되는 것을 의미한다.Specifically, the discharging time table T1 of FIG. 3 is a table showing the discharging time at which the battery cell B is fully discharged with the first to fourth discharging currents when the temperature of the battery cell B is 45°C. Here, fully discharged means that the battery cell B having an SOC of 100% is discharged to an SOC of 0%.

예컨대, 도 3의 실시예에서, 제어부(130)는 방전 시간 테이블(T1)에 제1 내지 제4 방전 전류별로 타이머부(120)에 의해 측정된 방전 시간을 맵핑하여 저장할 수 있다. For example, in the embodiment of FIG. 3 , the controller 130 may map and store the discharge time measured by the timer unit 120 for each of the first to fourth discharge currents in the discharge time table T1 .

제어부(130)는 상기 복수의 사이클에 대한 복수의 방전 전류와 상기 복수의 방전 전류별 방전 시간 간의 대응 관계를 나타내는 방전 모델을 생성하도록 구성될 수 있다.The controller 130 may be configured to generate a discharge model indicating a correspondence relationship between a plurality of discharge currents for the plurality of cycles and a discharge time for each of the plurality of discharge currents.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 모델을 개략적으로 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 4의 방전 모델은 도 3의 방전 시간 테이블(T1)에 기반하여 생성된 방전 모델일 수 있다.4 is a diagram schematically illustrating a discharge model according to an embodiment of the present invention. Specifically, the discharge model of FIG. 4 may be a discharge model generated based on the discharge time table T1 of FIG. 3 .

구체적으로, 제어부(130)는 제1 방전 전류에 대한 방전 시간, 제2 방전 전류에 대한 방전 시간, 제3 방전 전류에 대한 방전 시간 및 제4 방전 전류에 대한 방전 시간에 기반한 방전 모델을 생성할 수 있다. 이러한 방전 모델은, X축이 방전 시간으로 설정되고, Y축이 방전 전류로 설정된 X-Y 평면 그래프에서 도 4에 도시된 바와 같이 표현될 수 있다. 여기서, 방전 전류의 부호가 "-"인 것은 배터리 셀(B)로부터 방전되는 전류임을 나타내기 위한 것임을 유의한다.Specifically, the controller 130 generates a discharge model based on the discharge time for the first discharge current, the discharge time for the second discharge current, the discharge time for the third discharge current, and the discharge time for the fourth discharge current. can Such a discharge model may be expressed as shown in FIG. 4 in an X-Y plane graph in which the X axis is set as the discharge time and the Y axis is set as the discharge current. Here, it is noted that the sign of the discharge current is "-" to indicate that the current is discharged from the battery cell (B).

바람직하게, 방전 모델은 다음의 수학식으로 표현될 수 있다.Preferably, the discharge model can be expressed by the following equation.

[수학식][Equation]

Figure pat00001
Figure pat00001

예컨대, 도 4의 실시예에서, 방전 모델은 "y=(59.511×lnx)-571.17"의 함수 모델로 표현될 수 있다. 즉, 도 4의 실시예에서, 제1 계수는 59.511이고, 제2 계수는 -571.17일 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 4 , the discharge model may be expressed as a functional model of “y=(59.511×lnx)-571.17”. That is, in the embodiment of FIG. 4 , the first coefficient may be 59.511 and the second coefficient may be -571.17.

제어부(130)는 외부로부터 타겟 방전 시간(TS)에 대한 방전 가능 용량이 요청되면, 생성된 방전 모델에 기반하여 상기 타겟 방전 시간(TS)에 대한 타겟 방전 전류를 산출하도록 구성될 수 있다.The controller 130 may be configured to calculate a target discharge current for the target discharge time TS based on the generated discharge model when a dischargeable capacity for the target discharge time TS is requested from the outside.

앞서 설명한 바와 같이, 방전 모델은 방전 시간과 방전 전류 간의 대응 관계를 나타내는 모델일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 방전 모델은, 상기 복수의 방전 전류와 상기 복수의 방전 전류별 방전 시간 간의 대응 관계에 기반하여, 연속된 방전 시간에 대한 연속된 방전 전류를 나타내는 함수 모델일 수 있다. As described above, the discharge model may be a model indicating the correspondence between the discharge time and the discharge current. More specifically, the discharge model may be a functional model representing a continuous discharge current with respect to a continuous discharge time based on a correspondence relationship between the plurality of discharge currents and a discharge time for each of the plurality of discharge currents.

따라서, 상기 제어부(130)는, 상기 생성된 방전 모델에 상기 타겟 방전 시간(TS)을 대입하여 상기 타겟 방전 전류를 산출하도록 구성될 수 있다. 즉, 도 4의 실시예에서, 제어부(130)는 방전 모델에 타겟 방전 시간(TS)을 대입하여 -50(mA)의 타겟 방전 전류를 산출할 수 있다.Accordingly, the controller 130 may be configured to calculate the target discharge current by substituting the target discharge time TS into the generated discharge model. That is, in the embodiment of FIG. 4 , the controller 130 may calculate the target discharge current of -50 (mA) by substituting the target discharge time TS into the discharge model.

또한, 제어부(130)는 산출된 타겟 방전 전류와 상기 타겟 방전 시간(TS)에 기반하여 상기 방전 가능 용량을 산출하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 상기 산출된 타겟 방전 전류와 상기 타겟 방전 시간(TS)을 곱하여 상기 방전 가능 용량을 산출하도록 구성될 수 있다.Also, the controller 130 may be configured to calculate the dischargeable capacity based on the calculated target discharge current and the target discharge time TS. Specifically, the controller 130 may be configured to calculate the dischargeable capacity by multiplying the calculated target discharge current and the target discharge time TS.

예컨대, 도 4의 실시예에서, 제어부(130)는 산출된 타겟 방전 전류 -50(mA)와 타겟 방전 시간(TS)을 곱함으로써, 방전 가능 용량을 산출할 수 있다. 이 경우, 방전 가능 용량은 "-50×TS"일 수 있다. 여기서의 "-" 부호는 실제 방전 가능 용량이 마이너스의 값을 갖는 것을 의미하는 것이 아니고, 방전을 나타내는 부호일 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 4 , the controller 130 may calculate the dischargeable capacity by multiplying the calculated target discharge current -50 (mA) by the target discharge time TS. In this case, the dischargeable capacity may be "-50xTS". Here, the "-" sign does not mean that the actual dischargeable capacity has a negative value, but may be a sign indicating discharge.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 방전 모델을 생성하고, 생성된 방전 모델에 기반하여 타겟 방전 시간(TS)에 대한 방전 가능 용량을 추정할 수 있는 특징이 있다. 따라서, 실제로 타겟 방전 시간(TS)에 대응되는 방전 전류 및 방전 가능 용량이 측정되지 않더라도, 타겟 방전 시간(TS)에 대응되는 방전 가능 용량이 신속하고 정확하게 추정될 수 있는 장점이 있다.The battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention has a feature of generating a discharge model and estimating a dischargeable capacity for a target discharge time TS based on the generated discharge model. Therefore, even if the discharge current and the dischargeable capacity corresponding to the target discharge time TS are not actually measured, there is an advantage that the dischargeable capacity corresponding to the target discharge time TS can be quickly and accurately estimated.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)에 구비된 제어부(130)는 본 발명에서 수행되는 다양한 제어 로직들을 실행하기 위해 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 제어부(130)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이때, 프로그램 모듈은 메모리에 저장되고, 제어부(130)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리는 제어부(130) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어부(130)와 연결될 수 있다.On the other hand, the control unit 130 provided in the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is a processor, ASIC (application-specific integrated circuit) known in the art to execute various control logic performed in the present invention. , other chipsets, logic circuits, registers, communication modems, data processing devices, and the like. Also, when the control logic is implemented in software, the controller 130 may be implemented as a set of program modules. In this case, the program module may be stored in the memory and executed by the controller 130 . The memory may be inside or outside the control unit 130 , and may be connected to the control unit 130 by various well-known means.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 저장부(140)를 더 포함할 수 있다. 저장부(140)는 배터리 관리 장치(100)에 필요한 프로그램 및 데이터 등을 저장할 수 있다. 즉, 저장부(140)는 배터리 관리 장치(100)의 각 구성요소가 동작 및 기능을 수행하는데 필요한 데이터나 프로그램 또는 동작 및 기능이 수행되는 과정에서 생성되는 데이터 등을 저장할 수 있다. 저장부(140)는 데이터를 기록, 소거, 갱신 및 독출할 수 있다고 알려진 공지의 정보 저장 수단이라면 그 종류에 특별한 제한이 없다. 일 예시로서, 정보 저장 수단에는 RAM, 플래쉬 메모리, ROM, EEPROM, 레지스터 등이 포함될 수 있다. 또한, 저장부(140)는 제어부(130)에 의해 실행 가능한 프로세스들이 정의된 프로그램 코드들을 저장할 수 있다.Also, the battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may further include a storage unit 140 . The storage unit 140 may store programs and data necessary for the battery management apparatus 100 . That is, the storage unit 140 may store data necessary for each component of the battery management apparatus 100 to perform operations and functions, or data generated in the process of performing programs or operations and functions. The storage unit 140 is not particularly limited in its type as long as it is a known information storage means capable of writing, erasing, updating and reading data. As an example, the information storage means may include RAM, flash memory, ROM, EEPROM, registers, and the like. Also, the storage unit 140 may store program codes in which processes executable by the control unit 130 are defined.

예컨대, 도 3의 실시예에 따른 방전 시간 테이블(T1), 도 4의 실시예에 따른 방전 모델은 저장부(140)에 저장될 수 있다.For example, the discharge time table T1 according to the embodiment of FIG. 3 and the discharge model according to the embodiment of FIG. 4 may be stored in the storage unit 140 .

상기 방전부(110)는, 복수의 온도마다 상기 복수의 방전 전류 각각이 출력되도록 상기 배터리 셀(B)을 상기 복수의 사이클로 방전시키도록 구성될 수 있다.The discharge unit 110 may be configured to discharge the battery cells B in the plurality of cycles such that each of the plurality of discharge currents is output at a plurality of temperatures.

구체적으로, 방전부(110)는 배터리 셀(B)의 복수의 온도에서, 복수의 방전 전류별로 배터리 셀(B)을 방전시킬 수 있다. 예컨대, 방전부(110)는 0℃ 온도에서 제1 내지 제4 방전 전류 각각으로 배터리 셀(B)을 방전시킬 수 있다. 또한, 방전부는 25℃ 온도에서 제1 내지 제4 방전 전류 각각으로 배터리 셀(B)을 방전시킬 수 있다.Specifically, the discharge unit 110 may discharge the battery cell B at a plurality of temperatures of the battery cell B for each of a plurality of discharge currents. For example, the discharging unit 110 may discharge the battery cell B at a temperature of 0° C. with the first to fourth discharging currents, respectively. Also, the discharging unit may discharge the battery cell B at a temperature of 25° C. with each of the first to fourth discharging currents.

상기 제어부(130)는, 상기 복수의 방전 전류와 상기 복수의 방전 전류별 방전 시간 간의 대응 관계를 나타내는 상기 방전 모델을 상기 복수의 온도마다 생성하도록 구성될 수 있다.The controller 130 may be configured to generate the discharge model representing a correspondence relationship between the plurality of discharge currents and a discharge time for each of the plurality of discharge currents for each of the plurality of temperatures.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 방전 시간 테이블(T2)을 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a diagram schematically illustrating another discharge time table T2 according to an embodiment of the present invention.

구체적으로, 도 5의 방전 시간 테이블(T2)은, 배터리 셀(B)의 온도가 -10℃, 0℃, 25℃ 및 45℃일 때, 제1 내지 제4 방전 전류로 만방전되는 방전 시간을 나타낸 테이블이다.Specifically, in the discharge time table T2 of FIG. 5, when the temperature of the battery cell B is -10°C, 0°C, 25°C, and 45°C, the discharge time at which the first to fourth discharge currents are fully discharged is a table showing

예컨대, 도 5의 실시예에서, 제어부(130)는 각각의 온도별로 방전 모델을 생성할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 배터리 셀(B)의 온도가 제1 온도(-10℃)일 때의 제1 내지 제4 방전 전류에 대한 방전 시간에 기반하여, 제1 방전 모델을 생성할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 배터리 셀(B)의 온도가 제2 온도(0℃)일 때의 제1 내지 제4 방전 전류에 대한 방전 시간에 기반하여, 제2 방전 모델을 생성할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 배터리 셀(B)의 온도가 제3 온도(25℃)일 때의 제1 내지 제4 방전 전류에 대한 방전 시간에 기반하여, 제3 방전 모델을 생성할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 배터리 셀(B)의 온도가 제4 온도(45℃)일 때의 제1 내지 제4 방전 전류에 대한 방전 시간에 기반하여, 제4 방전 모델을 생성할 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 5 , the controller 130 may generate a discharge model for each temperature. Specifically, the controller 130 may generate a first discharge model based on the discharge times for the first to fourth discharge currents when the temperature of the battery cell B is the first temperature (-10°C). there is. Also, the controller 130 may generate the second discharge model based on the discharge times for the first to fourth discharge currents when the temperature of the battery cell B is the second temperature (0°C). Also, the controller 130 may generate the third discharge model based on the discharge times for the first to fourth discharge currents when the temperature of the battery cell B is the third temperature (25° C.). Also, the controller 130 may generate the fourth discharge model based on the discharge times for the first to fourth discharge currents when the temperature of the battery cell B is the fourth temperature (45° C.).

또한, 상기 제어부(130)는, 상기 온도별 방전 모델에 포함된 계수와 상기 복수의 온도 간의 대응 관계를 나타내는 계수 모델을 생성하도록 구성될 수 있다.Also, the controller 130 may be configured to generate a coefficient model indicating a correspondence relationship between the coefficients included in the discharge model for each temperature and the plurality of temperatures.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 계수 테이블(T3)을 개략적으로 도시한 도면이다.6 is a diagram schematically illustrating a coefficient table T3 according to an embodiment of the present invention.

구체적으로, 도 6의 계수 테이블(T3)은, 제1 내지 제4 방전 모델 각각의 제1 계수 및 제2 계수를 배터리 셀(B)의 온도에 따라 나타낸 테이블이다. 즉, 제1 방전 모델의 제1 계수는 27이고, 제2 계수는 -270일 수 있다. 또한, 제2 방전 모델의 제1 계수는 30이고, 제2 계수는 -300일 수 있다. 또한, 제3 방전 모델의 제1 계수는 46이고, 제2 계수는 -450일 수 있다. 또한, 제4 방전 모델의 제1 계수는 59이고, 제2 계수는 -571일 수 있다.Specifically, the coefficient table T3 of FIG. 6 is a table showing the first coefficient and the second coefficient of each of the first to fourth discharge models according to the temperature of the battery cell B. Referring to FIG. That is, the first coefficient of the first discharge model may be 27, and the second coefficient may be -270. Also, the first coefficient of the second discharge model may be 30, and the second coefficient may be -300. Also, the first coefficient of the third discharge model may be 46, and the second coefficient may be -450. Also, the first coefficient of the fourth discharge model may be 59, and the second coefficient may be -571.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 계수 모델을 개략적으로 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 7은 온도와 제1 계수에 대한 제1 계수 모델을 개략적으로 도시한 도면이다.7 is a diagram schematically illustrating a first coefficient model according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a first coefficient model with respect to a temperature and a first coefficient.

또한, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 계수 모델을 개략적으로 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 8은 온도와 제2 계수에 대한 제2 계수 모델을 개략적으로 도시한 도면이다.8 is a diagram schematically illustrating a second coefficient model according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a second coefficient model with respect to a temperature and a second coefficient.

구체적으로, 제어부(130)는 제1 온도에 대한 제1 방전 모델의 제1 계수, 제2 온도에 대한 제2 방전 모델의 제1 계수, 제3 온도에 대한 제3 방전 모델의 제1 계수 및 제4 온도에 대한 제4 방전 모델의 제1 계수에 기반한 계수 모델을 생성할 수 있다. 이러한 계수 모델은, X축이 제1 계수로 설정되고, Y축이 온도로 설정된 X-Y 평면 그래프에서 도 7에 도시된 바와 같이 표현될 수 있다. Specifically, the control unit 130 controls the first coefficient of the first discharge model with respect to the first temperature, the first coefficient of the second discharge model with respect to the second temperature, the first coefficient of the third discharge model with respect to the third temperature, and A coefficient model based on the first coefficient of the fourth discharge model with respect to the fourth temperature may be generated. Such a coefficient model may be expressed as shown in FIG. 7 in an X-Y plane graph in which the X-axis is set as the first coefficient and the Y-axis is set as the temperature.

또한, 구체적으로, 제어부(130)는 제1 온도에 대한 제1 방전 모델의 제2 계수, 제2 온도에 대한 제2 방전 모델의 제2 계수, 제3 온도에 대한 제3 방전 모델의 제2 계수 및 제4 온도에 대한 제4 방전 모델의 제2 계수에 기반한 계수 모델을 생성할 수 있다. 이러한 계수 모델은, X축이 제2 계수로 설정되고, Y축이 온도로 설정된 X-Y 평면 그래프에서 도 8에 도시된 바와 같이 표현될 수 있다. Also, specifically, the controller 130 controls the second coefficient of the first discharge model with respect to the first temperature, the second coefficient of the second discharge model with respect to the second temperature, and the second coefficient of the third discharge model with respect to the third temperature. A coefficient model may be generated based on the second coefficient of the fourth discharge model with respect to the coefficient and the fourth temperature. Such a coefficient model may be expressed as shown in FIG. 8 in an X-Y plane graph in which the X-axis is set as the second coefficient and the Y-axis is set as the temperature.

이후, 상기 제어부(130)는, 상기 외부로부터 상기 타겟 방전 시간(TS)과 타겟 온도(TT)에 대한 방전 가능 용량이 요청되면, 상기 타겟 온도(TT)가 상기 복수의 온도에 포함되는지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.Thereafter, when the dischargeable capacity for the target discharge time TS and the target temperature TT is requested from the outside, the control unit 130 determines whether the target temperature TT is included in the plurality of temperatures. can be configured to judge.

만약, 상기 타겟 온도(TT)가 상기 복수의 온도에 포함되면, 제어부(130)는 상기 타겟 온도(TT)에 대해 생성된 방전 모델에 기반하여 상기 타겟 방전 시간(TS)에 대한 상기 타겟 방전 전류를 산출하도록 구성될 수 있다.If the target temperature TT is included in the plurality of temperatures, the controller 130 controls the target discharge current for the target discharge time TS based on the discharge model generated for the target temperature TT. It can be configured to calculate

예컨대, 타겟 온도(TT)가 45℃라고 가정한다. 이 경우, 제어부(130)는 도 4의 방전 모델을 이용하여 타겟 방전 시간(TS)에 대한 방전 전류를 산출할 수 있다. 구체적으로, 도 4의 방전 모델은 배터리 셀(B)의 온도가 45℃인 경우에 생성된 방전 모델이므로, 제어부(130)는 타겟 방전 시간(TS)을 방전 모델에 대응시킬 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 타겟 온도(TT)에 대응되는 타겟 방전 전류로써 -50(mA)를 산출할 수 있다.For example, it is assumed that the target temperature TT is 45°C. In this case, the controller 130 may calculate the discharge current for the target discharge time TS by using the discharge model of FIG. 4 . Specifically, since the discharge model of FIG. 4 is a discharge model generated when the temperature of the battery cell B is 45° C., the controller 130 may match the target discharge time TS to the discharge model. In addition, the controller 130 may calculate -50 (mA) as the target discharge current corresponding to the target temperature TT.

이와 반대로, 상기 타겟 온도(TT)가 상기 복수의 온도에 포함되지 않으면, 제어부(130)는 상기 계수 모델에서 상기 타겟 온도(TT)에 대응되는 타겟 계수를 산출하도록 구성될 수 있다. 즉, 타겟 온도(TT)가 복수의 온도에 포함되지 않으면, 타겟 온도(TT)에 대응되는 방전 모델이 생성되지 않은 상태일 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 타겟 온도(TT)에 대응되는 방전 모델을 생성하기 위하여 계수 모델에서 타겟 온도(TT)에 대응되는 타겟 계수를 산출할 수 있다.Conversely, when the target temperature TT is not included in the plurality of temperatures, the controller 130 may be configured to calculate a target coefficient corresponding to the target temperature TT from the coefficient model. That is, when the target temperature TT is not included in the plurality of temperatures, a discharge model corresponding to the target temperature TT may not be generated. Accordingly, the controller 130 may calculate a target coefficient corresponding to the target temperature TT from the coefficient model in order to generate a discharge model corresponding to the target temperature TT.

예컨대, 타겟 온도(TT)는 제1 내지 제4 온도와 상이하다고 가정한다. 도 7의 실시예에서, 제어부(130)는 제1 계수 모델에서 타겟 온도(TT)에 대응되는 제1 계수로써 40을 산출할 수 있다. 또한, 도 8의 실시예에서, 제어부(130)는 제2 계수 모델에서 타겟 온도(TT)에 대응되는 제2 계수로써 -380을 산출할 수 있다.For example, it is assumed that the target temperature TT is different from the first to fourth temperatures. 7 , the controller 130 may calculate 40 as the first coefficient corresponding to the target temperature TT in the first coefficient model. Also, in the embodiment of FIG. 8 , the controller 130 may calculate -380 as the second coefficient corresponding to the target temperature TT in the second coefficient model.

이후, 제어부(130)는 산출된 타겟 계수에 대응되는 타겟 방전 모델을 생성하고, 생성된 타겟 방전 모델에 기반하여 상기 타겟 방전 시간(TS)에 대한 타겟 방전 전류를 산출하도록 구성될 수 있다.Thereafter, the controller 130 may be configured to generate a target discharge model corresponding to the calculated target coefficient, and calculate a target discharge current for the target discharge time TS based on the generated target discharge model.

구체적으로, 상기 제어부(130)는, 상기 방전 모델에 상기 타겟 방전 시간(TS)을 대입하여 상기 타겟 방전 전류를 산출하도록 구성될 수 있다.Specifically, the controller 130 may be configured to calculate the target discharge current by substituting the target discharge time TS into the discharge model.

예컨대, 앞선 실시예와 같이, 제1 계수가 40으로 산출되고, 제2 계수가 -380으로 산출되었다고 가정한다. 제어부(130)는 산출된 제1 계수 및 제2 계수에 기반하여 "y=(40×lnx)-380"의 타겟 방전 모델을 생성할 수 있다. 여기서, y는 방전 전류이고, x는 방전 시간일 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 생성된 타겟 방전 모델의 방전 시간(x)에 타겟 방전 시간(TS)을 대입하여 타겟 방전 시간(TS)에 대한 방전 전류(y)를 산출할 수 있다. 즉, 산출된 방전 전류(y)가 타겟 방전 전류일 수 있다.For example, as in the previous embodiment, it is assumed that the first coefficient is calculated as 40 and the second coefficient is calculated as -380. The controller 130 may generate a target discharge model of “y=(40×lnx)−380” based on the calculated first and second coefficients. Here, y may be a discharge current, and x may be a discharge time. In addition, the controller 130 may calculate the discharge current y with respect to the target discharge time TS by substituting the target discharge time TS into the discharge time x of the generated target discharge model. That is, the calculated discharge current y may be the target discharge current.

그리고, 제어부(130)는 상기 산출된 타겟 방전 전류와 상기 타겟 방전 시간(TS)을 곱하여 상기 방전 가능 용량을 산출하도록 구성될 수 있다.The controller 130 may be configured to calculate the dischargeable capacity by multiplying the calculated target discharge current and the target discharge time TS.

즉, 방전 가능 용량은 방전 전류와 방전 시간의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 타겟 방전 시간(TS)과 산출된 방전 전류를 곱하여 방전 가능 용량을 산출할 수 있다. 예컨대, 앞선 수학식을 참조하면, 제어부(130)는 "y×x"를 계산하여, 방전 가능 용량을 산출할 수 있다.That is, the dischargeable capacity can be expressed as the product of the discharge current and the discharge time. Accordingly, the controller 130 may calculate the dischargeable capacity by multiplying the target discharge time TS and the calculated discharge current. For example, referring to the above equation, the controller 130 may calculate “y×x” to calculate the dischargeable capacity.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치(100)는 실제 방전이 수행되지 않은 타겟 온도(TT)에 대해서 방전 가능 용량에 대한 요청이 있더라도, 제1 계수 모델, 제2 계수 모델에 기반하여 타겟 온도(TT)에 대응되는 타겟 방전 모델을 생성할 수 있다. 그리고, 배터리 관리 장치(100)는 생성된 타겟 방전 모델에 기반하여 요청 받은 방전 가능 용량을 산출할 수 있다. 즉, 배터리 관리 장치(100)는 배터리 셀(B)의 방전 가능 용량을 직접 측정하지 않고도, 다양한 온도 및 다양한 방전 시간에 대응되는 방전 가능 용량을 용이하게 추정하여 제공할 수 있는 장점이 있다.The battery management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is a target based on the first coefficient model and the second coefficient model, even if there is a request for the dischargeable capacity with respect to the target temperature TT at which actual discharge is not performed. A target discharge model corresponding to the temperature TT may be generated. In addition, the battery management apparatus 100 may calculate the requested dischargeable capacity based on the generated target discharge model. That is, the battery management apparatus 100 has the advantage of being able to easily estimate and provide the dischargeable capacity corresponding to various temperatures and various discharge times without directly measuring the dischargeable capacity of the battery cell B .

본 발명에 따른 배터리 관리 장치(100)는, BMS(Battery Management System)에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 BMS는, 상술한 배터리 관리 장치(100)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 배터리 관리 장치(100)의 각 구성요소 중 적어도 일부는, 종래 BMS에 포함된 구성의 기능을 보완하거나 추가함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 장치(100)의 방전부(110), 제어부(130), 타이머부(120) 및 저장부(140)는 BMS의 구성요소로서 구현될 수 있다. The battery management apparatus 100 according to the present invention may be applied to a Battery Management System (BMS). That is, the BMS according to the present invention may include the above-described battery management apparatus 100 . In this configuration, at least some of each component of the battery management apparatus 100 may be implemented by supplementing or adding functions of the configuration included in the conventional BMS. For example, the discharge unit 110 , the control unit 130 , the timer unit 120 , and the storage unit 140 of the battery management apparatus 100 may be implemented as components of the BMS.

또한, 본 발명에 따른 배터리 관리 장치(100)는, 배터리 팩(1)에 구비될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리 팩(1)은, 상술한 배터리 관리 장치(100) 및 하나 이상의 배터리 셀(B)을 포함할 수 있다. 또한, 배터리 팩(1)은, 전장품(릴레이, 퓨즈 등) 및 케이스 등을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 도 2의 실시예에서, 배터리 관리 장치(100)는 배터리 팩(1)에 구비될 수 있다.Also, the battery management apparatus 100 according to the present invention may be provided in the battery pack 1 . That is, the battery pack 1 according to the present invention may include the battery management apparatus 100 and one or more battery cells B described above. In addition, the battery pack 1 may further include electronic components (relays, fuses, etc.) and a case. For example, in the embodiment of FIG. 2 , the battery management apparatus 100 may be provided in the battery pack 1 .

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.9 is a diagram schematically illustrating a battery management method according to another embodiment of the present invention.

바람직하게, 배터리 관리 방법의 각 단계는 배터리 관리 장치(100)에 의해 수행될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명하도록 한다.Preferably, each step of the battery management method may be performed by the battery management apparatus 100 . Hereinafter, for convenience of description, content overlapping with the previously described content will be omitted or briefly described.

도 9를 참조하면, 배터리 관리 방법은 방전 단계(S100), 방전 시간 측정 단계(S200), 방전 모델 생성 단계(S300), 방전 전류 산출 단계(S400) 및 방전 가능 용량 산출 단계(S500)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the battery management method includes a discharging step (S100), a discharging time measurement step (S200), a discharge model generation step (S300), a discharge current calculation step (S400), and a dischargeable capacity calculation step (S500) can do.

방전 단계(S100)는 배터리 셀(B)을 복수의 사이클로 방전시키되, 각각의 사이클마다 상기 배터리 셀(B)로부터 서로 다른 방전 전류가 출력되도록 상기 배터리 셀(B)을 방전시키는 단계로서, 방전부(110)에 의해 수행될 수 있다.The discharging step (S100) is a step of discharging the battery cell (B) in a plurality of cycles, and discharging the battery cell (B) so that different discharge currents are output from the battery cell (B) in each cycle, (110).

예컨대, 방전부(110)는 복수의 사이클로 배터리 셀(B)을 방전시킬 수 있다. 여기서, 각각의 사이클에서 배터리 셀(B)로부터 출력되는 방전 전류의 크기가 서로 상이할 수 있다.For example, the discharge unit 110 may discharge the battery cell B in a plurality of cycles. Here, the magnitude of the discharge current output from the battery cell B in each cycle may be different from each other.

또한, 방전부(110)는 복수의 온도마다 복수의 사이클로 배터리 셀(B)을 방전시킬 수 있다. 여기서, 각각의 온도마다 배터리 셀(B)의 복수의 사이클로 방전되며, 동일 온도의 각각의 사이클에서 배터리 셀(B)로부터 출력되는 방전 전류의 크기가 서로 상이할 수 있다.Also, the discharge unit 110 may discharge the battery cells B in a plurality of cycles at a plurality of temperatures. Here, the battery cell B is discharged in a plurality of cycles at each temperature, and the magnitude of the discharge current output from the battery cell B in each cycle of the same temperature may be different from each other.

방전 시간 측정 단계(S200)는 상기 방전 단계(S100)에서 상기 배터리 셀(B)이 방전되는 상기 각각의 사이클마다 방전 시간을 측정하는 단계로서, 타이머부(120)에 의해 수행될 수 있다.The discharging time measuring step S200 is a step of measuring the discharging time for each cycle in which the battery cell B is discharged in the discharging step S100 , and may be performed by the timer unit 120 .

예컨대, 타이머부(120)는 SOC 100%인 배터리 셀(B)이 방전부(110)에 의해 SOC 0%까지 방전되는 시간을 측정할 수 있다.For example, the timer unit 120 may measure the time for which the battery cell B having an SOC of 100% is discharged to an SOC of 0% by the discharge unit 110 .

방전 모델 생성 단계(S300)는 상기 복수의 사이클에 대한 복수의 방전 전류와 복수의 방전 전류별 방전 시간 간의 대응 관계를 나타내는 방전 모델을 생성하는 단계로서, 제어부(130)에 의해 수행될 수 있다.The generating a discharge model ( S300 ) is a step of generating a discharge model representing a correspondence relationship between a plurality of discharge currents for the plurality of cycles and a discharge time for each of the plurality of discharge currents, and may be performed by the controller 130 .

예컨대, 도 4의 실시예에서, 제어부(130)는 방전 시간과 방전 전류 간의 대응 관계를 나타내는 방전 모델을 생성할 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 4 , the controller 130 may generate a discharge model indicating a correspondence relationship between a discharge time and a discharge current.

방전 전류 산출 단계(S400)는 외부로부터 타겟 방전 시간(TS)에 대한 방전 가능 용량이 요청되면, 생성된 방전 모델에 기반하여 상기 타겟 방전 시간(TS)에 대한 타겟 방전 전류를 산출하는 단계로서, 제어부(130)에 의해 수행될 수 있다.The discharge current calculation step (S400) is a step of calculating the target discharge current for the target discharge time (TS) based on the generated discharge model when a dischargeable capacity for the target discharge time (TS) is requested from the outside, This may be performed by the controller 130 .

에컨대, 도 4의 실시예에서, 제어부(130)는 방전 모델을 이용하여 타겟 방전 시간(TS)에 대응되는 방전 전류로써, -50(mA)를 산출할 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 4 , the controller 130 may calculate -50 (mA) as the discharge current corresponding to the target discharge time TS by using the discharge model.

방전 가능 용량 산출 단계(S500)는 산출된 타겟 방전 전류와 상기 타겟 방전 시간(TS)에 기반하여 상기 방전 가능 용량을 산출하는 단계로서, 제어부(130)에 의해 수행될 수 있다.The dischargeable capacity calculation step S500 is a step of calculating the dischargeable capacity based on the calculated target discharge current and the target discharge time TS, and may be performed by the controller 130 .

예컨대, 도 4의 실시예에서, 제어부(130)는 타겟 방전 시간(TS)과 산출된 방전 전류(-50mA)를 곱하여 방전 가능 용량을 산출할 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 4 , the controller 130 may calculate the dischargeable capacity by multiplying the target discharge time TS and the calculated discharge current -50 mA.

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. The embodiments of the present invention described above are not implemented only through the apparatus and method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded. The implementation can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains from the description of the above-described embodiments.

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.In the above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below with the technical idea of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims.

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.In addition, since the present invention described above is capable of various substitutions, modifications and changes within the scope that does not depart from the technical spirit of the present invention for those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, the above-described embodiments and attachments It is not limited by the illustrated drawings, and all or part of each embodiment may be selectively combined and configured so that various modifications may be made.

1: 배터리 팩
100: 배터리 관리 장치
110: 방전부
120: 타이머부
130: 제어부
140: 저장부
B: 배터리 셀
1: battery pack
100: battery management device
110: discharge unit
120: timer unit
130: control unit
140: storage
B: battery cell

Claims (10)

배터리 셀을 복수의 사이클로 방전시키되, 각각의 사이클마다 상기 배터리 셀로부터 서로 다른 방전 전류가 출력되도록 상기 배터리 셀을 방전시키도록 구성된 방전부;
상기 방전부에 의해 상기 배터리 셀이 방전되는 상기 각각의 사이클마다 방전 시간을 측정하도록 구성된 타이머부; 및
상기 타이머부로부터 상기 복수의 사이클에 대한 복수의 방전 전류별 방전 시간을 수신하고, 상기 복수의 사이클에 대한 복수의 방전 전류와 상기 복수의 방전 전류별 방전 시간 간의 대응 관계를 나타내는 방전 모델을 생성하며, 외부로부터 타겟 방전 시간에 대한 방전 가능 용량이 요청되면, 생성된 방전 모델에 기반하여 상기 타겟 방전 시간에 대한 타겟 방전 전류를 산출하고, 산출된 타겟 방전 전류와 상기 타겟 방전 시간에 기반하여 상기 방전 가능 용량을 산출하도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
a discharging unit configured to discharge the battery cells in a plurality of cycles, and to discharge the battery cells so that different discharge currents are outputted from the battery cells at each cycle;
a timer unit configured to measure a discharge time for each cycle in which the battery cells are discharged by the discharging unit; and
Receive a discharge time for each of the plurality of discharge currents for the plurality of cycles from the timer unit, and generate a discharge model indicating a correspondence relationship between the plurality of discharge currents for the plurality of cycles and the discharge times for each of the plurality of discharge currents, , when a dischargeable capacity for a target discharge time is requested from the outside, a target discharge current for the target discharge time is calculated based on the generated discharge model, and the discharge is performed based on the calculated target discharge current and the target discharge time and a control unit configured to calculate the available capacity.
제1항에 있어서,
상기 방전 모델은,
상기 복수의 방전 전류와 상기 복수의 방전 전류별 방전 시간 간의 대응 관계에 기반하여, 연속된 방전 시간에 대한 연속된 방전 전류를 나타내는 함수 모델인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
According to claim 1,
The discharge model is
Based on the correspondence between the plurality of discharging currents and the discharging times for each of the plurality of discharging currents, the battery management device is a functional model representing a continuous discharge current with respect to a continuous discharge time.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 생성된 방전 모델에 상기 타겟 방전 시간을 대입하여 상기 타겟 방전 전류를 산출하고, 상기 산출된 타겟 방전 전류와 상기 타겟 방전 시간을 곱하여 상기 방전 가능 용량을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
According to claim 1,
The control unit is
and calculating the target discharging current by substituting the target discharging time into the generated discharging model, and multiplying the calculated target discharging current and the target discharging time to calculate the discharging capacity.
제1항에 있어서,
상기 방전부는,
복수의 온도마다 상기 복수의 방전 전류 각각이 출력되도록 상기 배터리 셀을 상기 복수의 사이클로 방전시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
The method of claim 1,
The discharge unit,
and discharging the battery cells in the plurality of cycles such that each of the plurality of discharge currents is output at a plurality of temperatures.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 방전 전류와 상기 복수의 방전 전류별 방전 시간 간의 대응 관계를 나타내는 상기 방전 모델을 상기 복수의 온도마다 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
5. The method of claim 4,
The control unit is
and generating the discharge model representing a correspondence relationship between the plurality of discharge currents and a discharge time for each of the plurality of discharge currents for each of the plurality of temperatures.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 외부로부터 상기 타겟 방전 시간과 타겟 온도에 대한 방전 가능 용량이 요청되면, 상기 타겟 온도가 상기 복수의 온도에 포함되는지 여부를 판단하고, 상기 타겟 온도가 상기 복수의 온도에 포함되면, 상기 타겟 온도에 대해 생성된 방전 모델에 기반하여 상기 타겟 방전 시간에 대한 상기 타겟 방전 전류를 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
6. The method of claim 5,
The control unit is
When a dischargeable capacity for the target discharge time and target temperature is requested from the outside, it is determined whether the target temperature is included in the plurality of temperatures, and when the target temperature is included in the plurality of temperatures, the target temperature and calculating the target discharging current for the target discharging time based on the discharging model generated for .
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 온도마다 생성된 상기 방전 모델에 포함된 계수와 대응되는 온도 간의 대응 관계를 나타내는 계수 모델을 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
6. The method of claim 5,
The control unit is
and generating a coefficient model representing a correspondence relationship between a coefficient included in the discharge model generated for each of the plurality of temperatures and a corresponding temperature.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 외부로부터 상기 타겟 방전 시간과 타겟 온도에 대한 방전 가능 용량이 요청되면, 상기 타겟 온도가 상기 복수의 온도에 포함되는지 여부를 판단하고, 상기 타겟 온도가 상기 복수의 온도에 포함되지 않으면, 상기 계수 모델에서 상기 타겟 온도에 대응되는 타겟 계수를 산출하며, 산출된 타겟 계수에 대응되는 타겟 방전 모델을 생성하고, 생성된 타겟 방전 모델에 기반하여 상기 타겟 방전 시간에 대한 상기 타겟 방전 전류를 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 관리 장치.
8. The method of claim 7,
The control unit is
When a dischargeable capacity for the target discharge time and target temperature is requested from the outside, it is determined whether the target temperature is included in the plurality of temperatures, and if the target temperature is not included in the plurality of temperatures, the coefficient configured to calculate a target coefficient corresponding to the target temperature from the model, generate a target discharge model corresponding to the calculated target coefficient, and calculate the target discharge current for the target discharge time based on the generated target discharge model A battery management device, characterized in that.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 배터리 관리 장치를 포함하는 배터리 팩.
A battery pack comprising the battery management device according to any one of claims 1 to 8.
배터리 셀을 복수의 사이클로 방전시키되, 각각의 사이클마다 상기 배터리 셀로부터 서로 다른 방전 전류가 출력되도록 상기 배터리 셀을 방전시키는 방전 단계;
상기 방전 단계에서 상기 배터리 셀이 방전되는 상기 각각의 사이클마다 방전 시간을 측정하는 방전 시간 측정 단계;
상기 복수의 사이클에 대한 복수의 방전 전류와 복수의 방전 전류별 방전 시간 간의 대응 관계를 나타내는 방전 모델을 생성하는 방전 모델 생성 단계;
외부로부터 타겟 방전 시간에 대한 방전 가능 용량이 요청되면, 생성된 방전 모델에 기반하여 상기 타겟 방전 시간에 대한 타겟 방전 전류를 산출하는 방전 전류 산출 단계; 및
산출된 타겟 방전 전류와 상기 타겟 방전 시간에 기반하여 상기 방전 가능 용량을 산출하는 방전 가능 용량 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
a discharging step of discharging the battery cells in a plurality of cycles, discharging the battery cells so that different discharging currents are output from the battery cells at each cycle;
a discharging time measuring step of measuring a discharging time for each cycle in which the battery cells are discharged in the discharging step;
a discharge model generating step of generating a discharge model representing a correspondence relationship between a plurality of discharge currents for the plurality of cycles and a discharge time for each of the plurality of discharge currents;
a discharge current calculation step of calculating a target discharge current for the target discharge time based on the generated discharge model when a dischargeable capacity for the target discharge time is requested from the outside; and
and a discharging capacity calculation step of calculating the discharging capacity based on the calculated target discharging current and the target discharging time.
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