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KR20250035136A - Apparatus and method for estimating soh(state of health) of battery - Google Patents

Apparatus and method for estimating soh(state of health) of battery Download PDF

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KR20250035136A
KR20250035136A KR1020230117368A KR20230117368A KR20250035136A KR 20250035136 A KR20250035136 A KR 20250035136A KR 1020230117368 A KR1020230117368 A KR 1020230117368A KR 20230117368 A KR20230117368 A KR 20230117368A KR 20250035136 A KR20250035136 A KR 20250035136A
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KR
South Korea
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battery
soh
rsoc
command
soc
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Application number
KR1020230117368A
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Korean (ko)
Inventor
김승환
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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Publication date
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 SOH(State of Health) 추정 장치는, 배터리 시스템 내에 위치하는 SOH 추정 장치로서, 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 배터리의 개방 전압 값을 포함한 배터리 상태 정보를 수집하는 명령; 상기 배터리 상태 정보를 기초로, 상기 배터리의 SOC(State of Charge)를 결정하는 명령; 상이한 시점에 획득된 SOC 값들을 기초로, SOC 변화량을 산출하는 명령; 및 상기 SOC 변화량을 기초로, 상기 배터리의 SOH를 추정하는 명령을 포함할 수 있다.
A SOH (State of Health) estimation device according to one embodiment of the present invention is an SOH estimation device located in a battery system, and may include at least one processor; and a memory storing at least one command executed via the at least one processor.
The at least one command may include: a command for collecting battery state information including an open circuit voltage value of the battery in a standby mode state of the battery system; a command for determining a SOC (State of Charge) of the battery based on the battery state information; a command for calculating a SOC change amount based on SOC values acquired at different points in time; and a command for estimating an SOH of the battery based on the SOC change amount.

Description

배터리의 SOH 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING SOH(STATE OF HEALTH) OF BATTERY}{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING SOH(STATE OF HEALTH) OF BATTERY}

본 발명은 배터리의 SOH 추정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서의 SOC 변화량을 기초로 배터리의 SOH를 추정하는, 배터리의 SOH 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device and method for estimating SOH of a battery, and more particularly, to a device and method for estimating SOH of a battery based on the amount of change in SOC in a standby mode of a battery system.

이차 전지는 방전 이후에도 충전을 통해 재사용이 가능한 전지로, 휴대용 전화기, 태블릿 PC, 청소기 등 소형 디바이스의 에너지원으로 활용될 수 있으며, 자동차, 스마트 그리드용 ESS(Energy Storage System) 등 중대형 디바이스의 에너지원으로서도 활용되고 있다. Secondary batteries are batteries that can be reused by charging even after discharge, and can be used as an energy source for small devices such as mobile phones, tablet PCs, and vacuum cleaners, and are also used as an energy source for medium and large devices such as automobiles and ESS (Energy Storage Systems) for smart grids.

이차 전지는 시스템의 요구 조건에 따라 다수의 배터리 셀들이 직병렬로 연결된 배터리 모듈, 또는 배터리 모듈들이 직병렬로 연결된 배터리 팩 등의 어셈블리 형태로 시스템에 적용된다. 전기자동차 등 중대형 디바이스의 경우, 해당 디바이스의 요구 용량을 만족시키기 위하여, 다수의 배터리 팩이 병렬로 연결된 고용량의 배터리 시스템이 적용될 수 있다. Secondary batteries are applied to the system in the form of assemblies such as battery modules in which a number of battery cells are connected in series and parallel, or battery packs in which battery modules are connected in series and parallel, depending on the requirements of the system. In the case of medium and large-sized devices such as electric vehicles, a high-capacity battery system in which a number of battery packs are connected in parallel can be applied to satisfy the required capacity of the device.

배터리의 SOH(STATE OF HEALTH)는, 배터리의 퇴화 정도를 나타내는 지표로서, 배터리 시스템의 관리 및 제어에 활용되는 중요한 파라미터이다. The SOH (State of Health) of a battery is an indicator of the degree of battery deterioration and is an important parameter used in the management and control of the battery system.

일반적으로, 배터리의 SOH는, 배터리의 충방전 과정에서 수집되는 상태 정보를 이용하여 추정될 수 있다. 구체적으로, 배터리 관리 장치는, 배터리 시스템의 충방전 모드에서 주기적으로 수집되는 상태 값들을 이용해 배터리의 개방 전압 값(OCV; Open Circuit Voltage)를 산출하고, OCV를 기초로 SOC를 추정한 후, SOC를 이용해 SOH를 추정한다. In general, the SOH of a battery can be estimated using state information collected during the charge/discharge process of the battery. Specifically, the battery management device calculates the open circuit voltage (OCV) of the battery using state values periodically collected during the charge/discharge mode of the battery system, estimates the SOC based on the OCV, and then estimates the SOH using the SOC.

이러한 일반적인 SOH 추정 방법의 경우, OCV를 정확하게 산출하기 위한 연산이 복잡하여, 데이터 처리 속도가 지연될 수 있으며, 데이터 처리 속도를 개선하기 위해 시스템 설계 비용이 증가될 수 있다. For these general SOH estimation methods, the calculation to accurately calculate OCV is complex, which may delay data processing speed and increase system design cost to improve data processing speed.

이에, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술로서, 데이터 처리 속도가 개선되고 저비용으로 구현 가능한, 적절한 SOH 추정 기술이 필요하다.Accordingly, a suitable SOH estimation technology that can solve these problems, improve data processing speed, and be implemented at low cost, is needed.

한국 공개특허 제2022-0168920호Korean Publication Patent No. 2022-0168920

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서의 SOC 변화량을 기초로 배터리의 SOH를 추정하는 SOH 추정 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide an SOH estimation device that estimates the SOH of a battery based on the SOC change amount in the standby mode of the battery system.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 이러한 SOH 추정 장치에 의한 SOH 추정 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention to solve the above problems is to provide a SOH estimation method using such a SOH estimation device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 SOH(State of Health) 추정 장치는, 배터리 시스템 내에 위치하는 SOH 추정 장치로서, 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention for achieving the above purpose, a SOH (State of Health) estimation device is provided, which is an SOH estimation device located in a battery system, and may include at least one processor; and a memory storing at least one command executed through the at least one processor.

상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 배터리의 개방 전압 값을 포함한 배터리 상태 정보를 수집하는 명령; 상기 배터리 상태 정보를 기초로, 상기 배터리의 SOC(State of Charge)를 결정하는 명령; 상이한 시점에 획득된 SOC 값들을 기초로, SOC 변화량을 산출하는 명령; 및 상기 SOC 변화량을 기초로, 상기 배터리의 SOH를 추정하는 명령을 포함할 수 있다. The at least one command may include: a command for collecting battery state information including an open circuit voltage value of the battery in a standby mode state of the battery system; a command for determining a SOC (State of Charge) of the battery based on the battery state information; a command for calculating a SOC change amount based on SOC values acquired at different points in time; and a command for estimating an SOH of the battery based on the SOC change amount.

상기 배터리 상태 정보를 수집하는 명령은, 상기 배터리 시스템이 대기 모드로 전환된 후, 설정된 시간 마다 웨이크업되어, 상기 배터리 상태 정보를 수집하는 명령을 포함할 수 있다. The command to collect the above battery status information may include a command to wake up at set intervals after the battery system switches to standby mode and collect the battery status information.

상기 배터리의 SOC를 결정하는 명령은, 상기 배터리 상태 정보를 기초로, 상기 배터리의 RSOC(Relative State of Charge)를 결정하는 명령을 포함할 수 있다.The command for determining the SOC of the battery may include a command for determining the RSOC (Relative State of Charge) of the battery based on the battery state information.

여기에서, 상기 배터리의 RSOC를 결정하는 명령은, 배터리의 온도 및 개방 전압 값에 대응하는 RSOC가 저장된 룩업 테이블을 이용하여, 상기 RSOC를 결정하는 명령을 포함할 수 있다. Here, the command for determining the RSOC of the battery may include a command for determining the RSOC using a lookup table in which an RSOC corresponding to a temperature and an open circuit voltage value of the battery is stored.

상기 SOC 변화량을 산출하는 명령은, 기정의된 기간 동안의 RSOC 변화량을 산출하는 명령을 포함할 수 있다. The command for calculating the above SOC change amount may include a command for calculating the RSOC change amount over a defined period of time.

여기에서, 상기 배터리의 SOH를 추정하는 명령은, 상기 산출된 RSOC 변화량과, 기저장된 RSOC 변화량의 초기 값 간의 차이 값을 기초로, 상기 SOH를 추정하는 명령을 포함할 수 있다. Here, the command for estimating the SOH of the battery may include a command for estimating the SOH based on a difference value between the calculated RSOC change amount and an initial value of the stored RSOC change amount.

상기 배터리의 SOH를 추정하는 명령은, 아래 수학식에 기초하여 상기 배터리의 SOH를 산출하는 명령을 포함할 수 있다. The command for estimating the SOH of the above battery may include a command for calculating the SOH of the battery based on the mathematical formula below.

[수학식][Mathematical formula]

(여기에서, 는 RSOC 변화량의 초기 값이고, 는 현재의 RSOC 변화량임) (Here, is the initial value of RSOC variation, is the current RSOC change)

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 SOH 추정 방법은, 배터리 시스템 내에 위치하는 SOH 추정 장치에 의한, SOH 추정 방법으로서, 상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 배터리의 개방 전압 값을 포함한 배터리 상태 정보를 수집하는 단계; 상기 배터리 상태 정보를 기초로, 상기 배터리의 SOC(State of Charge)를 결정하는 단계; 상이한 시점에 획득된 SOC 값들을 기초로, SOC 변화량을 산출하는 단계; 및 상기 SOC 변화량을 기초로, 상기 배터리의 SOH를 추정하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention for achieving the above other objects, a SOH estimation method is provided, by an SOH estimation device located in a battery system, the method including: a step of collecting battery state information including an open circuit voltage value of a battery in a standby mode state of the battery system; a step of determining an SOC (State of Charge) of the battery based on the battery state information; a step of calculating an SOC change amount based on SOC values acquired at different points in time; and a step of estimating an SOH of the battery based on the SOC change amount.

상기 배터리 상태 정보를 수집하는 단계는, 상기 배터리 시스템이 대기 모드로 전환된 후, 설정된 시간 마다 웨이크업되어, 상기 배터리 상태 정보를 수집하는 단계를 포함할 수 있다. The step of collecting the above battery status information may include a step of waking up at set intervals after the battery system switches to a standby mode to collect the battery status information.

상기 배터리의 SOC를 결정하는 단계는, 상기 배터리 상태 정보를 기초로, 상기 배터리의 RSOC(Relative State of Charge)를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. The step of determining the SOC of the battery may include a step of determining the RSOC (Relative State of Charge) of the battery based on the battery state information.

여기에서, 상기 배터리의 RSOC를 결정하는 단계는, 배터리의 온도 및 개방 전압 값에 대응하는 RSOC가 저장된 룩업 테이블을 이용하여, 상기 RSOC를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. Here, the step of determining the RSOC of the battery may include the step of determining the RSOC using a lookup table in which the RSOC corresponding to the temperature and open circuit voltage values of the battery are stored.

상기 SOC 변화량을 산출하는 단계는, 기정의된 기간 동안의 RSOC 변화량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. The step of calculating the above SOC change amount may include a step of calculating the RSOC change amount over a predefined period of time.

여기에서, 상기 배터리의 SOH를 추정하는 단계는, 상기 산출된 RSOC 변화량과, 기저장된 RSOC 변화량의 초기 값 간의 차이 값을 기초로, 상기 SOH를 추정하는 단계를 포함할 수 있다. Here, the step of estimating the SOH of the battery may include a step of estimating the SOH based on a difference value between the calculated RSOC change amount and an initial value of the stored RSOC change amount.

상기 배터리의 SOH를 추정하는 단계는, 아래 수학식에 기초하여 상기 배터리의 SOH를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. The step of estimating the SOH of the above battery may include a step of calculating the SOH of the battery based on the mathematical formula below.

[수학식][Mathematical formula]

(여기에서, 는 RSOC 변화량의 초기 값이고, 는 현재의 RSOC 변화량임) (Here, is the initial value of RSOC variation, is the current RSOC change)

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, SOH 추정을 위한 데이터 처리의 속도가 향상되고, 저비용으로 구현 가능하다. According to the above-described embodiment of the present invention, the speed of data processing for SOH estimation is improved and can be implemented at low cost.

도 1은 일반적인 SOH 추정 방법의 동작 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템을 나타내는 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 SOH 추정 방법의 동작 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 SOH 추정 방법의 동작 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 SOH 추정 장치의 블록 구성도이다.
Figure 1 is a flowchart of the operation of a general SOH estimation method.
FIG. 2 is a block diagram showing a battery system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an operation flowchart of a SOH estimation method according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an operation flowchart of a SOH estimation method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of an SOH estimation device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. The present invention can have various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, but should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Although the terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component could be referred to as the second component, and similarly, the second component could also be referred to as the first component. The term "and/or" includes any combination of a plurality of related listed items or any item among a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When it is said that a component is "connected" or "connected" to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to that other component, but that there may be other components in between. On the other hand, when it is said that a component is "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there are no other components in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In this application, it should be understood that the terms "comprises" or "has" and the like are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries, such as those defined in common dictionaries, should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the relevant art, and will not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless expressly defined in this application.

본 명세서에 사용되는 일부 용어를 정의하면 다음과 같다. Some terms used in this specification are defined as follows.

SOC(State of Charge; 충전율)은 배터리의 현재 충전된 상태를 비율[%]로 표현한 것이고, SOH(State of Health; 배터리 수명 상태)은 배터리의 현재 퇴화 상태를 비율[%]로 표현한 것이다.SOC (State of Charge) is the current charged state of the battery expressed as a percentage [%], and SOH (State of Health) is the current deterioration state of the battery expressed as a percentage [%].

배터리 셀은 전력을 저장하는 역할을 수행하는 최소 단위이며, 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀들이 전기적으로 연결된 집합체를 의미한다.A battery cell is the smallest unit that stores electricity, and a battery module is a collection of multiple battery cells that are electrically connected.

배터리 팩 또는 배터리 랙은, 배터리 제조사에서 설정한 모듈 단위를 전기적으로 연결하여 BMS를 통해 모니터링과 제어가 가능한 최소 단일 구조의 시스템을 의미하며, 여러 개의 배터리 모듈과 1개의 BPU 또는 보호장치를 포함하여 구성될 수 있다.A battery pack or battery rack means a system with a minimum single structure that electrically connects module units set by a battery manufacturer and can be monitored and controlled through a BMS, and can be configured to include multiple battery modules and one BPU or protection device.

배터리 뱅크(Bank)는, 복수의 배터리 랙들을 병렬 연결하여 구성되는 큰 규모의 배터리 랙 시스템의 집합 군을 의미할 수 있다. 배터리 뱅크 단위의 BMS를 통해 배터리 랙 단위의 랙 BMS(RBMS)에 대한 모니터링과 제어를 수행할 수 있다.A battery bank may refer to a large-scale battery rack system group that is configured by connecting multiple battery racks in parallel. Monitoring and control of a rack BMS (RBMS) of a battery rack unit can be performed through a BMS of a battery bank unit.

배터리 어셈블리는, 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하여 구성되며, 특정 시스템 또는 장치에 적용되어 전력 공급원으로 기능하는 집합체를 의미한다. 여기서, 배터리 어셈블리는 배터리 모듈, 배터리 팩, 배터리 랙 또는 배터리 뱅크 등을 의미할 수 있다.A battery assembly is a group comprising a plurality of electrically connected battery cells and functioning as a power source when applied to a specific system or device. Here, the battery assembly may mean a battery module, a battery pack, a battery rack, or a battery bank.

도 1은 일반적인 SOH 추정 방법의 동작 순서도이다. Figure 1 is a flowchart of the operation of a general SOH estimation method.

배터리 시스템이 대기 모드에서 충방전 모드로 전환되면, 배터리 관리 장치는, 배터리의 충방전을 개시할 수 있다(S110).When the battery system switches from standby mode to charge/discharge mode, the battery management device can initiate charging/discharging of the battery (S110).

배터리 관리 장치는, 배터리의 충방전 과정에서 배터리의 상태 정보를 수집할 수 있다(S120). 여기에서, 배터리 상태 정보는, 배터리의 전압 값, 전류 값 및 온도 값을 포함할 수 있다. The battery management device can collect battery status information during the charging and discharging process of the battery (S120). Here, the battery status information can include the voltage value, current value, and temperature value of the battery.

이후, 배터리 관리 장치는, 수집된 배터리 상태 정보를 기초로, 배터리의 방전 용량 및 내부 저항을 산출할 수 있다(S130). 여기에서, 배터리 관리 장치는, 방전 용량 및 내부 저항을 산출하기 위해 기정의된 연산 알고리즘을 이용할 수 있다. Thereafter, the battery management device can calculate the discharge capacity and internal resistance of the battery based on the collected battery status information (S130). Here, the battery management device can use a predefined calculation algorithm to calculate the discharge capacity and internal resistance.

배터리 관리 장치는, S120에서 수집된 배터리 상태 정보와 S130에서 산출된 방전 용량 및 내부 저항을 이용하여, 배터리의 개방 전압 값(OCV)를 산출하고, 산출된 OCV를 기초로 SOC를 추정할 수 있다(S140). 여기에서, 배터리 관리 장치는, OCV에 대응하는 SOC가 저장된 룩업 테이블을 이용하여, SOC를 추정할 수 있다. The battery management device can calculate the open circuit voltage (OCV) of the battery by using the battery status information collected at S120 and the discharge capacity and internal resistance calculated at S130, and estimate the SOC based on the calculated OCV (S140). Here, the battery management device can estimate the SOC by using a lookup table in which the SOC corresponding to the OCV is stored.

배터리 관리 장치는, S140에서 추정된 SOC를 기초로 SOH를 추정할 수 있다(S150). 여기에서, 배터리 관리 장치는, 설정된 기간 동안의 SOC 변화량을 기초로 SOH를 추정할 수 있다. The battery management device can estimate the SOH based on the SOC estimated in S140 (S150). Here, the battery management device can estimate the SOH based on the amount of change in SOC over a set period of time.

도 1에 도시된 일반적인 SOH 추정 방법의 경우, OCV의 산출(S140)을 위한 연산 프로세스가 복잡하여, 데이터 처리 속도가 지연될 수 있다. 구체적으로, 충전 과정에서 수집 및 산출된 다수의 파라미터가 연산에 활용되고, 정확도 개선을 위해 추가적인 연산 프로세스(예를 들어, 칼만 필터 등)가 적용됨에 따라, 배터리 관리 장치의 프로세서에 의한 데이터 처리 속도가 지연될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는, 높은 처리 속도를 갖는 프로세서가 적용되어야 함에 따라, 시스템 설계 비용이 증가될 수 있다. In the case of the general SOH estimation method illustrated in Fig. 1, the calculation process for calculating OCV (S140) is complicated, so that the data processing speed may be delayed. Specifically, since a large number of parameters collected and calculated during the charging process are utilized in the calculation, and an additional calculation process (e.g., Kalman filter, etc.) is applied to improve accuracy, the data processing speed by the processor of the battery management device may be delayed. In order to solve this problem, a processor with a high processing speed must be applied, so that the system design cost may increase.

본 발명은, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술로서, 대기 모드 상태에서의 SOC 변화량을 기초로 배터리의 SOH를 추정하는, SOH 추정 장치 및 방법에 관한 것이다. 이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. The present invention relates to a device and method for estimating SOH of a battery based on the amount of change in SOC in a standby mode, as a technology capable of solving such problems. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 시스템을 나타내는 블록 구성도이다. FIG. 2 is a block diagram showing a battery system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 배터리 시스템은, 복수의 배터리들(100)(BAT #1 ~ BAT #N) 및 SOH 추정 장치(200)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 2, the battery system may be configured to include a plurality of batteries (100) (BAT #1 to BAT #N) and an SOH estimation device (200).

복수의 배터리(100)들과 SOH 추정 장치(200)는, 배터리 어셈블리에 포함되어 구성될 수 있다. A plurality of batteries (100) and an SOH estimation device (200) can be configured to be included in a battery assembly.

본 발명에 따른 배터리 시스템은, ESS(Energy Storage Syste)에 포함되어 구현될 수 있으나, 본 발명의 범위가 이들 개체에 한정되는 것은 아니며, 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. The battery system according to the present invention can be implemented by being included in an ESS (Energy Storage System), but the scope of the present invention is not limited to these entities and can be applied to various devices.

본 발명에 따른 배터리(100)는, 배터리 셀 또는 배터리 어셈블리를 의미할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 SOH 추정 장치(200)는, 이하에서 설명하는 SOH 추정 방법에 따라, 배터리 셀, 배터리 모듈, 배터리 랙 또는 배터리 팩에 대한 SOH를 추정할 수 있다. The battery (100) according to the present invention may mean a battery cell or a battery assembly. That is, the SOH estimation device (200) according to the present invention may estimate the SOH for a battery cell, a battery module, a battery rack, or a battery pack according to the SOH estimation method described below.

SOH 추정 장치(200)는, 배터리 시스템 내부에 위치한 배터리 관리 장치(BMS; Battery Management System)에 포함되거나, 또는 배터리 관리 장치의 외부에 별도로 마련될 수 있다. The SOH estimation device (200) may be included in a battery management system (BMS) located inside the battery system, or may be provided separately outside the battery management system.

SOH 추정 장치(200)는, 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서 수집되는 배터리 상태 정보를 기초로 SOC를 결정하고, 일정 기간 동안의 SOC 변화량을 기초로 SOH를 추정할 수 있다. 즉, 본 발명은, 충방전 모드에서 수집되는 배터리 상태 정보를 이용하는 일반적인 SOH 추정 기술과 달리, 대기 모드에서 수집되는 배터리 상태 정보를 이용해 SOH를 추정할 수 있다. The SOH estimation device (200) can determine the SOC based on battery status information collected in the standby mode of the battery system, and estimate the SOH based on the amount of change in SOC over a certain period of time. That is, unlike a general SOH estimation technique that uses battery status information collected in the charge/discharge mode, the present invention can estimate the SOH using battery status information collected in the standby mode.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 SOH 추정 방법의 동작 순서도이다.Figure 3 is an operation flowchart of a SOH estimation method according to an embodiment of the present invention.

배터리 시스템이 충방전 모드에서 대기 모드로 전환(S310)되면, SOH 추정 장치는, 대기 모드 상태에서 배터리 상태 정보를 수집할 수 있다(S320). 여기에서, 배터리 상태 정보는 개방 전압 값(OCV)를 포함할 수 있다. When the battery system switches from the charge/discharge mode to the standby mode (S310), the SOH estimation device can collect battery status information in the standby mode (S320). Here, the battery status information can include an open circuit voltage value (OCV).

구체적으로, SOH 추정 장치는, 배터리와 전기적으로 연결된 전압 측정 장치와 연결되어, 대기 모드 상태에서 측정된 개방 전압 값(OCV)을 수집할 수 있다. 여기에서, SOH 추정 장치는, 설정된 시간마다 웨이크업되어 개방 전압 값(OCV)을 포함한 배터리 상태 정보를 수집할 수 있다. Specifically, the SOH estimation device is connected to a voltage measuring device electrically connected to the battery, and can collect an open circuit voltage value (OCV) measured in a standby mode. Here, the SOH estimation device can wake up at set intervals to collect battery status information including the open circuit voltage value (OCV).

이후, SOH 추정 장치는, 배터리 상태 정보를 기초로, 배터리의 SOC를 결정할 수 있다(S330). Thereafter, the SOH estimation device can determine the SOC of the battery based on the battery condition information (S330).

SOH 추정 장치는, 개방 전압 값(OCV)에 대응하는 SOC가 저장된 룩업 테이블을 이용하여, SOC를 결정할 수 있다. 여기에서, OCV-SOC 룩업 테이블은, 개방 전압 값에 대응하는 개별 SOC 값이 사전 연산 또는 측정되어 기록된 데이터에 해당할 수 있다.The SOH estimation device can determine the SOC by using a lookup table in which SOC corresponding to an open circuit voltage value (OCV) is stored. Here, the OCV-SOC lookup table can correspond to data in which individual SOC values corresponding to open circuit voltage values are pre-calculated or measured and recorded.

SOH 추정 장치는, 설정된 시간마다 수집된 개방 전압 값(OCV)을 기초로, 설정된 시간마다 SOC를 결정하고, SOC를 시간 순서대로 저장 장치에 저장할 수 있다. The SOH estimation device can determine the SOC at set intervals based on the open circuit voltage values (OCVs) collected at set intervals, and store the SOC in a storage device in chronological order.

SOH 추정 장치는, 상이한 시점에 획득된 SOC 값들을 기초로, SOC 변화량을 산출할 수 있다(S340). 예를 들어, SOH 추정 장치는, t1 시점에서의 SOC와 t2 시점(t1에서 30분이 경과한 시점)에서의 SOC 간의 차이값을 산출하여, 30분 동안의 SOC 변화량을 산출할 수 있다. The SOH estimation device can calculate the SOC change amount based on SOC values acquired at different points in time (S340). For example, the SOH estimation device can calculate the SOC change amount for 30 minutes by calculating the difference between the SOC at point t1 and the SOC at point t2 (30 minutes after t1).

SOH 추정 장치는, 설정된 시간마다 SOC 변화량을 산출하고, SOC 변화량을 시간 순서대로 저장 장치에 저장할 수 있다. The SOH estimation device can calculate the SOC change amount at set intervals and store the SOC change amount in a storage device in chronological order.

SOH 추정 장치는, SOC 변화량을 기초로, 배터리의 SOH를 추정할 수 있다(S350). 여기에서, SOH 추정 장치는, 특정 시점에서의 SOC 변화량과, 기저장된 SOC 변화량의 초기 값 간의 차이 값을 기초로, SOH를 추정할 수 있다. The SOH estimation device can estimate the SOH of the battery based on the SOC change amount (S350). Here, the SOH estimation device can estimate the SOH based on the difference value between the SOC change amount at a specific point in time and the initial value of the stored SOC change amount.

SOC 변화량의 초기 값은, 배터리의 SOH가 100%인 상태에서 측정된 SOC 변화량을 의미할 수 있다. 즉, SOH 추정 장치는, SOH가 100%인 배터리를 대상으로 S310 내지 S340을 수행하고, 설정된 기간 동안의 SOC 변화량을 초기 값으로서 저장 장치에 저장할 수 있다. 이후, SOH 추정 장치는, 현재 시점에서의 SOC 변화량과 기저장된 SOC 변화량의 초기 값 간의 차이 값을 산출하고, 산출된 차이 값을 기초로 배터리의 현재 SOH를 추정할 수 있다. The initial value of the SOC change amount may mean the SOC change amount measured when the SOH of the battery is 100%. That is, the SOH estimation device may perform S310 to S340 for a battery having 100% SOH, and store the SOC change amount for a set period of time as the initial value in a storage device. Thereafter, the SOH estimation device may calculate a difference value between the SOC change amount at the current point in time and the initial value of the previously stored SOC change amount, and estimate the current SOH of the battery based on the calculated difference value.

배터리의 SOH는, 현재 시점에서의 SOC 변화량과 SOC 변화량의 초기 값 간의 차이가 클수록, 낮은 값으로 결정될 수 있다. The SOH of the battery can be determined as a lower value when the difference between the SOC change amount at the present point in time and the initial value of the SOC change amount is greater.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 SOH 추정 방법의 동작 순서도이다.Figure 4 is an operation flowchart of a SOH estimation method according to another embodiment of the present invention.

배터리 시스템이 충방전 모드에서 대기 모드로 전환(S410)되면, SOH 추정 장치는, 대기 모드 상태에서 배터리 상태 정보를 수집할 수 있다(S420). 여기에서, 배터리 상태 정보는 개방 전압 값(OCV) 및 온도 값(T)를 포함할 수 있다. When the battery system switches from the charge/discharge mode to the standby mode (S410), the SOH estimation device can collect battery condition information in the standby mode (S420). Here, the battery condition information can include an open circuit voltage value (OCV) and a temperature value (T).

구체적으로, SOH 추정 장치는, 배터리의 전압 측정 장치 및 온도 측정 장치와 연결되어, 대기 모드 상태에서 측정된 개방 전압 값(OCV) 및 온도 값(T)을 수집할 수 있다. 여기에서, SOH 추정 장치는, 설정된 시간마다 웨이크업되어 개방 전압 값(OCV) 및 온도 값(T)을 포함한 배터리 상태 정보를 수집할 수 있다. Specifically, the SOH estimation device is connected to a voltage measuring device and a temperature measuring device of the battery, and can collect an open circuit voltage value (OCV) and a temperature value (T) measured in a standby mode. Here, the SOH estimation device can wake up at set intervals to collect battery status information including the open circuit voltage value (OCV) and the temperature value (T).

이후, SOH 추정 장치는, 배터리 상태 정보를 기초로, 배터리의 SOC를 결정할 수 있다(S430). 여기에서, SOH 추정 장치는, 배터리 상태 정보를 기초로, 배터리의 RSOC(Relative State of Charge)를 결정할 수 있다. Thereafter, the SOH estimation device can determine the SOC of the battery based on the battery state information (S430). Here, the SOH estimation device can determine the RSOC (Relative State of Charge) of the battery based on the battery state information.

배터리의 SOC는, ASOC(Absolute SOC)와 RSOC(Relative SOC)로 구분될 수 있다. 여기에서, ASOC는, 배터리의 설계 용량 대비 잔존 용량의 비율을 나타내고, RSOC는 배터리의 만충전 용량 대비 잔존 용량의 비율을 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따른 SOH 추정 장치는, 대기 모드 상태에서의 RSOC를 기초로 배터리의 현재 SOH를 추정할 수 있다. The SOC of a battery can be divided into ASOC (Absolute SOC) and RSOC (Relative SOC). Here, ASOC represents the ratio of the remaining capacity to the design capacity of the battery, and RSOC represents the ratio of the remaining capacity to the full charge capacity of the battery. The SOH estimation device according to an embodiment of the present invention can estimate the current SOH of the battery based on the RSOC in the standby mode.

SOH 추정 장치는, 배터리의 온도 값(T) 및 개방 전압 값(OCV)에 대응하는 RSOC가 저장된 룩업 테이블을 이용하여, RSOC를 결정할 수 있다. 여기에서, T-OCV-RSOC 룩업 테이블은, 온도 값 및 개방 전압 값에 대응하는 개별 RSOC 값이 사전 연산 또는 측정되어 기록된 데이터에 해당할 수 있다. The SOH estimation device can determine the RSOC by using a lookup table in which RSOC corresponding to a temperature value (T) and an open circuit voltage value (OCV) of the battery are stored. Here, the T-OCV-RSOC lookup table can correspond to data in which individual RSOC values corresponding to the temperature value and the open circuit voltage value are pre-calculated or measured and recorded.

SOH 추정 장치는, 설정된 시간마다 수집된 개방 전압 값(OCV)을 기초로, 설정된 시간마다 RSOC를 결정하고, RSOC를 시간 순서대로 저장 장치에 저장할 수 있다. The SOH estimation device can determine the RSOC at set intervals based on the open circuit voltage values (OCVs) collected at set intervals, and store the RSOC in a storage device in chronological order.

SOH 추정 장치는, 상이한 시점에 획득된 RSOC 값들을 기초로, RSOC 변화량을 산출할 수 있다(S440). 예를 들어, SOH 추정 장치는, t1 시점에서의 RSOC와 t2 시점(t1에서 30분이 경과한 시점)에서의 RSOC 간의 차이값을 산출하여, 30분 동안의 RSOC 변화량을 산출할 수 있다. The SOH estimation device can calculate the RSOC change amount based on RSOC values acquired at different points in time (S440). For example, the SOH estimation device can calculate the RSOC change amount for 30 minutes by calculating the difference between the RSOC at time t1 and the RSOC at time t2 (30 minutes after t1).

SOH 추정 장치는, 설정된 시간마다 RSOC 변화량을 산출하고, RSOC 변화량을 시간 순서대로 저장 장치에 저장할 수 있다. The SOH estimation device can calculate the RSOC change amount at set time intervals and store the RSOC change amount in a storage device in time sequence.

SOH 추정 장치는, RSOC 변화량을 기초로, 배터리의 SOH를 추정할 수 있다(S450). 여기에서, SOH 추정 장치는, 특정 시점에서의 RSOC 변화량과, 기저장된 RSOC 변화량의 초기 값 간의 차이 값을 기초로, SOH를 추정할 수 있다. The SOH estimation device can estimate the SOH of the battery based on the RSOC change amount (S450). Here, the SOH estimation device can estimate the SOH based on the difference value between the RSOC change amount at a specific point in time and the initial value of the stored RSOC change amount.

RSOC 변화량의 초기 값은, 배터리의 SOH가 100%인 상태에서 측정된 RSOC 변화량을 의미할 수 있다. 즉, SOH 추정 장치는, SOH가 100%인 배터리를 대상으로 S410 내지 S440을 수행하고, 설정된 기간 동안의 RSOC 변화량을 초기 값으로서 저장 장치에 저장할 수 있다. 이후, SOH 추정 장치는, 현재 시점에서의 RSOC 변화량과 기저장된 RSOC 변화량의 초기 값 간의 차이 값을 산출하고, 산출된 차이 값을 기초로 배터리의 현재 SOH를 추정할 수 있다. The initial value of the RSOC change amount may mean the RSOC change amount measured when the SOH of the battery is 100%. That is, the SOH estimation device may perform S410 to S440 for a battery having 100% SOH, and store the RSOC change amount for a set period of time as the initial value in a storage device. Thereafter, the SOH estimation device may calculate a difference value between the RSOC change amount at the current point in time and the initial value of the previously stored RSOC change amount, and estimate the current SOH of the battery based on the calculated difference value.

SOH 추정 장치는, 아래 수학식 1에 기초하여 배터리의 SOH를 산출할 수 있다. The SOH estimation device can calculate the SOH of a battery based on the mathematical expression 1 below.

[수학식 1][Mathematical Formula 1]

(여기에서, 는 RSOC 변화량의 초기 값이고, 는 현재의 RSOC 변화량임) (Here, is the initial value of RSOC variation, is the current RSOC change)

예를 들어, RSOC 변화량의 초기 값이 1이고, 현재 시점에서 산출된 RSOC 변화량이 1.2인 경우, SOH는, 83.33%로 산출될 수 있다. For example, if the initial value of the RSOC change amount is 1 and the calculated RSOC change amount at the current point in time is 1.2, the SOH can be calculated as 83.33%.

다른 예를 들어, RSOC 변화량의 초기 값이 1이고, 현재 시점에서 산출된 RSOC 변화량이 1.4인 경우, SOH는, 71.43%로 산출될 수 있다. For another example, if the initial value of the RSOC change amount is 1 and the calculated RSOC change amount at the current point in time is 1.4, the SOH can be calculated as 71.43%.

또 다른 예를 들어, RSOC 변화량의 초기 값이 1이고, 현재 시점에서 산출된 RSOC 변화량이 1.6인 경우, SOH는, 62.5%로 산출될 수 있다. For another example, if the initial value of the RSOC change amount is 1 and the calculated RSOC change amount at the current point in time is 1.6, the SOH can be calculated as 62.5%.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 SOH 추정 장치의 블록 구성도이다.FIG. 5 is a block diagram of an SOH estimation device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 SOH 추정 장치(500)는, 배터리 시스템 내부에 위치한 배터리 관리 장치(BMS)에 포함되거나, 또는 배터리 관리 장치의 외부에 별도로 마련될 수 있다. The SOH estimation device (500) according to an embodiment of the present invention may be included in a battery management system (BMS) located inside the battery system, or may be provided separately outside the battery management system.

SOH 추정 장치(500)는, 적어도 하나의 프로세서(510), 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리(520) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(530)를 포함할 수 있다. The SOH estimation device (500) may include at least one processor (510), a memory (520) that stores at least one command executed through the processor, and a transmission/reception device (530) that is connected to a network and performs communication.

상기 적어도 하나의 명령은, 상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 배터리의 개방 전압 값을 포함한 배터리 상태 정보를 수집하는 명령; 상기 배터리 상태 정보를 기초로, 상기 배터리의 SOC를 결정하는 명령; 상이한 시점에 획득된 SOC 값들을 기초로, SOC 변화량을 산출하는 명령; 및 상기 SOC 변화량을 기초로, 상기 배터리의 SOH를 추정하는 명령을 포함할 수 있다. The at least one command may include: a command for collecting battery condition information including an open circuit voltage value of the battery in a standby mode state of the battery system; a command for determining an SOC of the battery based on the battery condition information; a command for calculating an SOC change amount based on SOC values acquired at different points in time; and a command for estimating an SOH of the battery based on the SOC change amount.

상기 배터리 상태 정보를 수집하는 명령은, 상기 배터리 시스템이 대기 모드로 전환된 후, 설정된 시간 마다 웨이크업되어, 상기 배터리 상태 정보를 수집하는 명령을 포함할 수 있다. The command to collect the above battery status information may include a command to wake up at set intervals after the battery system switches to standby mode and collect the battery status information.

상기 배터리의 SOC를 결정하는 명령은, 상기 배터리 상태 정보를 기초로, 상기 배터리의 RSOC를 결정하는 명령을 포함할 수 있다.The command for determining the SOC of the battery may include a command for determining the RSOC of the battery based on the battery state information.

여기에서, 상기 배터리의 RSOC를 결정하는 명령은, 배터리의 온도 및 개방 전압 값에 대응하는 RSOC가 저장된 룩업 테이블을 이용하여, 상기 RSOC를 결정하는 명령을 포함할 수 있다. Here, the command for determining the RSOC of the battery may include a command for determining the RSOC using a lookup table in which an RSOC corresponding to a temperature and an open circuit voltage value of the battery is stored.

상기 SOC 변화량을 산출하는 명령은, 기정의된 기간 동안의 RSOC 변화량을 산출하는 명령을 포함할 수 있다. The command for calculating the above SOC change amount may include a command for calculating the RSOC change amount over a defined period of time.

여기에서, 상기 배터리의 SOH를 추정하는 명령은, 상기 산출된 RSOC 변화량과, 기저장된 RSOC 변화량의 초기 값 간의 차이 값을 기초로, 상기 SOH를 추정하는 명령을 포함할 수 있다. Here, the command for estimating the SOH of the battery may include a command for estimating the SOH based on a difference value between the calculated RSOC change amount and an initial value of the stored RSOC change amount.

상기 배터리의 SOH를 추정하는 명령은, 상기 수학식 1에 기초하여 상기 배터리의 SOH를 산출하는 명령을 포함할 수 있다. The command for estimating the SOH of the battery may include a command for calculating the SOH of the battery based on the mathematical expression 1.

SOH 추정 장치(500)는 또한, 입력 인터페이스 장치(540), 출력 인터페이스 장치(550), 저장 장치(560) 등을 더 포함할 수 있다. SOH 추정 장치(500)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(570)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.The SOH estimation device (500) may also further include an input interface device (540), an output interface device (550), a storage device (560), etc. Each component included in the SOH estimation device (500) may be connected by a bus (570) and communicate with each other.

여기서, 프로세서(510)는 중앙처리장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(또는 저장 장치)는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.Here, the processor (510) may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed. The memory (or storage device) may be composed of at least one of a volatile storage medium and a nonvolatile storage medium. For example, the memory may be composed of at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).

본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. The operation of the method according to an embodiment of the present invention can be implemented as a computer-readable program or code on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. In addition, the computer-readable recording medium can be distributed over network-connected computer systems, so that the computer-readable program or code can be stored and executed in a distributed manner.

본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다. While some aspects of the invention have been described in the context of an apparatus, they may also represent a description of a corresponding method, wherein a block or device corresponds to a method step or a feature of a method step. Similarly, aspects described in the context of a method may also be described as a feature of a corresponding block or item or a corresponding device. Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device, such as, for example, a microprocessor, a programmable computer or an electronic circuit. In some embodiments, one or more of the most significant method steps may be performed by such a device.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below.

100 : 배터리
200, 500: 배터리 진단 장치
100 : Battery
200, 500: Battery Diagnostic Device

Claims (14)

배터리 시스템 내에 위치하는 SOH(State of Health) 추정 장치로서,
적어도 하나의 프로세서; 및
상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함하고,
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 배터리의 개방 전압 값을 포함한 배터리 상태 정보를 수집하는 명령;
상기 배터리 상태 정보를 기초로, 상기 배터리의 SOC(State of Charge)를 결정하는 명령;
상이한 시점에 획득된 SOC 값들을 기초로, SOC 변화량을 산출하는 명령; 및
상기 SOC 변화량을 기초로, 상기 배터리의 SOH를 추정하는 명령을 포함하는, SOH 추정 장치.
As a SOH (State of Health) estimation device located within the battery system,
at least one processor; and
A memory storing at least one instruction executed via at least one processor;
At least one of the above commands,
A command for collecting battery status information including an open circuit voltage value of a battery in a standby mode state of the above battery system;
A command for determining the SOC (State of Charge) of the battery based on the above battery status information;
A command for calculating the SOC change amount based on SOC values acquired at different points in time; and
An SOH estimation device including a command for estimating the SOH of the battery based on the SOC change amount.
청구항 1에 있어서,
상기 배터리 상태 정보를 수집하는 명령은,
상기 배터리 시스템이 대기 모드로 전환된 후, 설정된 시간 마다 웨이크업되어, 상기 배터리 상태 정보를 수집하는 명령을 포함하는, SOH 추정 장치.
In claim 1,
The command to collect the above battery status information is:
An SOH estimation device, comprising a command to wake up at set intervals after the battery system has been switched to standby mode and collect the battery state information.
청구항 1에 있어서,
상기 배터리의 SOC를 결정하는 명령은,
상기 배터리 상태 정보를 기초로, 상기 배터리의 RSOC(Relative State of Charge)를 결정하는 명령을 포함하는, SOH 추정 장치.
In claim 1,
The command to determine the SOC of the above battery is:
An SOH estimation device including a command for determining an RSOC (Relative State of Charge) of the battery based on the battery state information.
청구항 3에 있어서,
상기 배터리의 RSOC를 결정하는 명령은,
배터리의 온도 및 개방 전압 값에 대응하는 RSOC가 저장된 룩업 테이블을 이용하여, 상기 RSOC를 결정하는 명령을 포함하는, SOH 추정 장치.
In claim 3,
The command to determine the RSOC of the above battery is:
An SOH estimation device, comprising a command for determining the RSOC by using a lookup table in which the RSOC corresponding to the temperature and open circuit voltage values of the battery are stored.
청구항 3에 있어서,
상기 SOC 변화량을 산출하는 명령은,
기정의된 기간 동안의 RSOC 변화량을 산출하는 명령을 포함하는, SOH 추정 장치.
In claim 3,
The command to calculate the above SOC change amount is:
An SOH estimation device comprising a command for calculating the RSOC change amount over a defined period of time.
청구항 5에 있어서,
상기 배터리의 SOH를 추정하는 명령은,
상기 산출된 RSOC 변화량과, 기저장된 RSOC 변화량의 초기 값 간의 차이 값을 기초로, 상기 SOH를 추정하는 명령을 포함하는, SOH 추정 장치.
In claim 5,
The command to estimate the SOH of the above battery is:
An SOH estimation device including a command for estimating the SOH based on a difference value between the calculated RSOC change amount and an initial value of a previously stored RSOC change amount.
청구항 5에 있어서,
상기 배터리의 SOH를 추정하는 명령은,
아래 수학식에 기초하여 상기 배터리의 SOH를 산출하는 명령을 포함하는, SOH 추정 장치.
[수학식]

(여기에서, 는 RSOC 변화량의 초기 값이고, 는 현재의 RSOC 변화량임)
In claim 5,
The command to estimate the SOH of the above battery is:
An SOH estimation device comprising a command for calculating the SOH of the battery based on the mathematical formula below.
[Mathematical formula]

(Here, is the initial value of RSOC variation, is the current RSOC change)
배터리 시스템 내에 위치하는 SOH 추정 장치에 의한, SOH 추정 방법으로서,
상기 배터리 시스템의 대기 모드 상태에서, 배터리의 개방 전압 값을 포함한 배터리 상태 정보를 수집하는 단계;
상기 배터리 상태 정보를 기초로, 상기 배터리의 SOC(State of Charge)를 결정하는 단계;
상이한 시점에 획득된 SOC 값들을 기초로, SOC 변화량을 산출하는 단계; 및
상기 SOC 변화량을 기초로, 상기 배터리의 SOH를 추정하는 단계를 포함하는, SOH 추정 방법.
A method for estimating SOH by an SOH estimation device located within a battery system,
A step of collecting battery status information including an open circuit voltage value of the battery in a standby mode state of the above battery system;
A step of determining the SOC (State of Charge) of the battery based on the above battery status information;
A step of calculating the SOC change amount based on SOC values obtained at different points in time; and
A method for estimating SOH, comprising a step of estimating SOH of the battery based on the SOC change amount.
청구항 8에 있어서,
상기 배터리 상태 정보를 수집하는 단계는,
상기 배터리 시스템이 대기 모드로 전환된 후, 설정된 시간 마다 웨이크업되어, 상기 배터리 상태 정보를 수집하는 단계를 포함하는, SOH 추정 방법.
In claim 8,
The steps for collecting the above battery status information are:
A method for estimating SOH, comprising the step of waking up at set intervals after the battery system is switched to a standby mode and collecting the battery state information.
청구항 8에 있어서,
상기 배터리의 SOC를 결정하는 단계는,
상기 배터리 상태 정보를 기초로, 상기 배터리의 RSOC(Relative State of Charge)를 결정하는 단계를 포함하는, SOH 추정 방법.
In claim 8,
The steps for determining the SOC of the above battery are:
A method for estimating SOH, comprising a step of determining a relative state of charge (RSOC) of the battery based on the battery state information.
청구항 10에 있어서,
상기 배터리의 RSOC를 결정하는 단계는,
배터리의 온도 및 개방 전압 값에 대응하는 RSOC가 저장된 룩업 테이블을 이용하여, 상기 RSOC를 결정하는 단계를 포함하는, SOH 추정 방법.
In claim 10,
The step of determining the RSOC of the above battery is:
A method for estimating SOH, comprising the step of determining the RSOC by using a lookup table in which the RSOC corresponding to the temperature and open circuit voltage values of the battery are stored.
청구항 10에 있어서,
상기 SOC 변화량을 산출하는 단계는,
기정의된 기간 동안의 RSOC 변화량을 산출하는 단계를 포함하는, SOH 추정 방법.
In claim 10,
The step of calculating the above SOC change amount is:
A method for estimating SOH, comprising the step of calculating a change in RSOC over a defined period of time.
청구항 12에 있어서,
상기 배터리의 SOH를 추정하는 단계는,
상기 산출된 RSOC 변화량과, 기저장된 RSOC 변화량의 초기 값 간의 차이 값을 기초로, 상기 SOH를 추정하는 단계를 포함하는, SOH 추정 방법.
In claim 12,
The step of estimating the SOH of the above battery is:
A method for estimating SOH, comprising a step of estimating the SOH based on a difference value between the calculated RSOC change amount and an initial value of a previously stored RSOC change amount.
청구항 12에 있어서,
상기 배터리의 SOH를 추정하는 단계는,
아래 수학식에 기초하여 상기 배터리의 SOH를 산출하는 단계를 포함하는, SOH 추정 방법.
[수학식]

(여기에서, 는 RSOC 변화량의 초기 값이고, 는 현재의 RSOC 변화량임)
In claim 12,
The step of estimating the SOH of the above battery is:
A method for estimating SOH, comprising the step of calculating SOH of the battery based on the mathematical formula below.
[Mathematical formula]

(Here, is the initial value of RSOC variation, is the current RSOC change)
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Patent event date: 20230905

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