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KR102814036B1 - 배터리 진단 장치 및 방법 - Google Patents

배터리 진단 장치 및 방법 Download PDF

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KR102814036B1
KR102814036B1 KR1020190172450A KR20190172450A KR102814036B1 KR 102814036 B1 KR102814036 B1 KR 102814036B1 KR 1020190172450 A KR1020190172450 A KR 1020190172450A KR 20190172450 A KR20190172450 A KR 20190172450A KR 102814036 B1 KR102814036 B1 KR 102814036B1
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 장치는 배터리 셀의 전압을 측정하는 전압 측정부, 상기 배터리 셀의 전압에 관한 근사식을 산출하는 근사식 산출부 및 상기 배터리 셀의 전압에 관한 근사식에 기초하여 상기 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 진단부를 포함할 수 있다.

Description

배터리 진단 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DIAGNOSING BATTERY}
본 발명은 배터리 셀의 충전시 이상 전압 강하 현상을 검출하기 위한 배터리 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 이차 전지에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등과 최근의 리튬 이온 전지를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 전지는 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다, 또한, 리튬 이온 전지는 소형, 경량으로 제작할 수 있어서, 이동 기기의 전원으로 사용된다. 또한, 리튬 이온 전지는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다.
또한, 이차 전지는 일반적으로 복수 개의 배터리 셀들이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩으로 이용된다. 그리고 배터리 팩은 배터리 관리 시스템에 의하여 상태 및 동작이 관리 및 제어된다.
이러한 이차 전지의 경우, 충전 주기 중에 내부 단락(internal short)으로 의심되는 이상 전압 강하 현상이 관찰되기도 한다. 이러한 이상 전압 강하를 진단하기 위해 배터리의 전압을 측정하여 전압 감소 여부를 검출하는 방법이 사용되고 있다. 그러나, 이러한 방법에 따르면 배터리의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 전체 구간에 걸쳐 발생하는 경우에는 전압 강하 현상을 검출할 수 있으나, 전압 강하가 순간적으로 발생하는 경우에는 검출이 불가능한 문제가 있다.
본 발명은 배터리의 전압에 관한 근사식을 이용하여 배터리 충전시 내부 단락으로 인한 이상 전압 강하 현상을 정확하고 용이하게 검출할 수 있는 배터리 진단 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 장치는 배터리 셀의 전압을 측정하는 전압 측정부, 상기 배터리 셀의 전압에 관한 근사식을 산출하는 근사식 산출부 및 상기 배터리 셀의 전압에 관한 근사식에 기초하여 상기 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 진단부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 방법은 배터리 셀의 전압을 측정하는 단계, 상기 배터리 셀의 전압에 관한 근사식을 산출하는 단계 및 상기 배터리 셀의 전압에 관한 근사식에 기초하여 배터리 셀의 이상 여부를 진단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 배터리 진단 장치 및 방법에 따르면, 배터리의 전압에 관한 근사식을 이용하여 배터리 충전시 내부 단락으로 인한 이상 전압 강하 현상을 정확하고 용이하게 검출할 수 있다.
도 1은 배터리 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3a는 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 전체 구간에 걸쳐 발생할 때의 전압 변화를 나타내고, 도 3b는 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 일시적으로 발생할 때의 전압 변화를 나타내는 도면이다.
도 4a는 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 전체 구간에 걸쳐 발생할 때의 EOC(End of Charge)를 나타내고, 도 4b는 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 일시적으로 발생할 때의 EOC를 나타내는 도면이다.
도 5는 배터리의 실제 휴지(rest) 전압과 근사식에 따른 전압의 차이값을 나타내는 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 장치로 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 전체 구간에 걸쳐 발생하는 것을 검출한 결과를 나타내고, 도 6b는 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 일시적으로 발생하는 것을 검출한 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 대해 상세히 설명하고자 한다. 본 문서에서 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 문서에 개시되어 있는 본 발명의 다양한 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 다양한 실시 예들은 여러 가지 형태로 실시될 수 있으며 본 문서에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
다양한 실시 예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성 요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 배터리 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리팩(1)과 상위 시스템에 포함되어 있는 상위 제어기(2)를 포함하는 배터리 제어 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(1)은 하나의 이상의 배터리 셀로 이루어지고, 충방전 가능한 배터리 모듈(10)과, 배터리 모듈(10)의 +단자 측 또는 -단자 측에 직렬로 연결되어 배터리 모듈(10)의 충방전 전류 흐름을 제어하기 위한 스위칭부(14)와, 배터리 팩(1)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하여, 과충전 및 과방전 등을 방지하도록 제어 관리하는 배터리 관리 시스템(20)을 포함한다.
여기서, 스위칭부(14)는 배터리 모듈(10)의 충전 또는 방전에 대한 전류 흐름을 제어하기 위한 반도체 스위칭 소자로서, 예를 들면, 적어도 하나의 MOSFET이 이용될 수 있다.
또한, BMS(20)는, 배터리 팩(1)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링하기 위해서, 반도체 스위칭 소자의 게이트, 소스 및 드레인 등의 전압 및 전류를 측정하거나 계산할 수 있고, 또한, 반도체 스위칭 소자(14)에 인접해서 마련된 센서(12)를 이용하여 배터리 팩의 전류, 전압, 온도 등을 측정할 수 있다. BMS(20)는 상술한 각종 파라미터를 측정한 값을 입력받는 인터페이스로서, 복수의 단자와, 이들 단자와 연결되어 입력받은 값들의 처리를 수행하는 회로 등을 포함할 수 있다.
또한, BMS(20)는, 스위칭 소자(14) 예를 들어 MOSFET의 ON/OFF를 제어할 수도 있으며, 배터리 모듈(10)에 연결되어 배터리 모듈(10)의 상태를 감시할 수 있다.
상위 제어기(2)는 BMS(20)로 배터리 모듈에 대한 제어 신호를 전송할 수 있다. 이에 따라, BMS(20)는 상위 제어기로부터 인가되는 신호에 기초하여 동작이 제어될 수 있을 것이다. 본 발명의 배터리 셀이 ESS(Energy Storage System) 또는 차량 등에 이용되는 배터리 팩에 포함된 구성일 수 있다. 다만, 이러한 용도에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 배터리 팩(1)의 구성 및 BMS(20)의 구성은 공지된 구성이므로, 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 장치(200)는 전압 측정부(210), 근사식 산출부(220), 진단부(230), 메모리부(240) 및 알람부(250)를 포함할 수 있다.
전압 측정부(210)는 배터리 셀의 전압을 측정할 수 있다. 이 때, 전압 측정부(210)는 배터리 셀의 전압을 일정 시간 간격으로 측정할 수 있다.
근사식 산출부(220)는 배터리 셀의 전압에 관한 근사(fitting)식을 산출할 수 있다. 이 때, 근사식 산출부(220)에 의해 산출되는 근사식은 배터리 셀의 전압 개형을 나타내는 모델 전압일 수 있다. 예를 들면, 상기 근사식은 지수(exponential)에 관한 식일 수 있다. 또한, 근사식 산출부(220)는 최소 제곱법(least square estimation)에 의해 근사식을 산출할 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 근사식 산출부(220)는 다양한 방식으로 근사식을 산출할 수 있다.
근사식 산출부(220)는 배터리 셀의 충전이 완료된 후 배터리의 내부 단락으로 인한 전압 강하 현상이 나타나는 휴지(rest) 구간에서의 전압에 관한 근사식을 산출할 수 있다.
진단부(230)는 근사식 산출부(220)에 의해 산출된 배터리 셀의 전압에 관한 근사식에 기초하여 배터리 셀의 이상 여부를 진단할 수 있다. 구체적으로, 진단부(230)는 전압 측정부(210)에 의해 측정된 배터리 셀의 전압과 근사식 산출부(220)에 의해 산출된 근사식에 따른 전압의 차이가 미리 설정된 기준치 이상인 경우 배터리 이상으로 진단할 수 있다. 이 때, 기준치는 전압 측정부(210)의 사전 결정된 측정 오차값에 기초하여 설정될 수 있다.
메모리부(240)는 전압 측정부(210)에 의해 측정된 배터리 셀의 전압과 근사식 산출부(220)에 의해 산출된 배터리 셀의 전압에 관한 근사식을 저장할 수 있다. 이 때, 메모리부(240)는 배터리 진단 장치(200) 내부에 포함될 수 있고, 또한 외부 서버(미도시)에 포함되어 별도의 통신 모듈을 통해 배터리 진단 장치(200)와 데이터를 송수신할 수 있다.
알람부(250)는 진단부(230)에 의해 배터리 셀에 이상이 발생한 것으로 판단되면 경고 알람을 발생시킬 수 있다. 이 때, 경고 알람은 디스플레이부(미도시) 상에 메시지 형태로 제공되거나, 또는 빛이나 소리 신호로 제공될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 장치에 의하면, 배터리 셀의 전압에 관한 근사식을 이용하여 배터리 충전시 내부 단락으로 인한 이상 전압 강하 현상을 정확하고 용이하게 검출할 수 있다.
도 3a는 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 전체 구간에 걸쳐 발생할 때의 전압 변화를 나타내고, 도 3b는 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 일시적으로 발생할 때의 전압 변화를 나타내는 도면이다. 여기서, 도 3a 및 3b의 가로축은 시간(초)을 나타내고, 세로축은 배터리의 전압(V)을 나타낸다.
도 3a를 참조하면, 충전 사이클이 113, 135, 140, 149 및 150회차인 경우에 대하여 배터리의 충전 후 휴지 구간에서의 배터리 셀 내부 단락으로 인한 전압 강하가 전체 구간에 걸쳐서 점진적으로 나타나는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 3b를 참조하면, 충전 사이클이 73, 74, 82 및 105회차인 경우에 대하여 배터리의 충전 후 휴지 구간에서의 배터리 셀 내부 단락으로 인한 전압 강하가 약 1500초 구간과 2300초 구간 등에서 일시적으로 발생하는 것을 확인할 수 있다.
도 4a는 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 전체 구간에 걸쳐 발생할 때의 EOC(End of Charge)를 나타내고, 도 4b는 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 일시적으로 발생할 때의 EOC를 나타내는 도면이다.
도 4a의 상단 그래프는 배터리의 충전 사이클 수(가로축)에 대한 EOC(End of Charge)(세로축)에서의 전압 변화를 나타내고, 도 4a의 하단 그래프는 배터리의 충전 사이클 수(가로축)에 대한 EOC 변화(세로축)를 나타낸다.
도 4a에 나타낸 바와 같이, 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 전체 구간에 걸쳐 발생하는 경우에는 EOC에서도 급격한 전압 강하가 나타남을 확인할 수 있다. 즉, 도 4a의 하단 그래프를 참조하면, 충전 사이클 수가 113, 135, 140 및 149인 구간(도 4a의 음영 부분)에서 전압 강하 현상이 나타남을 알 수 있다.
한편, 도 4b의 상단 그래프는 배터리의 충전 사이클 수(가로축)에 대한 EOC(End of Charge)(세로축)에서의 전압 변화를 나타내고, 도 4b의 하단 그래프는 배터리의 충전 사이클 수(가로축)에 대한 EOC 변화(세로축)를 나타낸다.
도 4b에 나타낸 바와 같이, 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 일시적으로 발생하여 순간적으로 전압 하강 후 다시 회복되는 경우에는 EOC만으로는 내부 단락으로 인한 전압 강하를 검출하는 것이 불가능하다.
도 5는 배터리의 충전 후 약 10분 동안의 실제 휴지(rest) 전압, 근사식에 따른 전압 및 이들의 차이값을 나타내는 그래프이다. 이 때, 도 5의 가로축은 시간(초)을 나타내고, 세로축(좌)은 배터리의 전압(V)을 나타내고, 세로축(우)은 배터리의 실제 측정 전압과 근사식에 따른 전압의 차이값 Verror(mV)을 나타낸다.
도 5의 배터리 전압의 근사식은 최소 제곱법을 통해 도출한 것이다. 이 때, 배터리 전압의 근사식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 장치에서는 상기 식의 a, b, c의 상수를 각각 계산함으로써 배터리 전압의 근사식을 완성할 수 있다. 그러나, 상기 식은 예시로 나타낸 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 배터리의 전압을 근사할 수 있는 다양한 식이 사용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 실제 측정된 배터리의 휴지 전압(raw)과 근사식에 따른 전압(Exp.fitting)의 차이값이 그래프 중앙에
Figure 112019132456814-pat00002
로 나타나 있다. 배터리의 실제 측정 전압과 근사식에 따른 전압의 차이값을 산출하고 이를 기준치와 비교함으로써 배터리의 휴지 구간에서의 내부 단락으로 인한 전압 강하를 검출할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 장치로 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 전체 구간에 걸쳐 발생하는 것을 검출한 결과를 나타내고, 도 6b는 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 일시적으로 발생하는 것을 검출한 결과를 나타낸 것이다.
이 때, 도 6a 및 6b의 가로축은 배터리의 충전 사이클 수를 나타내고, 세로축은 배터리의 실제 측정 전압과 근사식에 따른 전압의 차이값의 최대치(V)를 나타낸다.
도 6a를 참조하면, 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 전체 구간에 걸쳐 발생하는 경우에 대하여 배터리의 실제 측정 전압과 근사식에 따른 전압의 차이값을 미리 설정된 기준치와 비교하고, 그 차이값이 기준치 이상인 경우(도 6a의 135 부분)에 배터리의 내부 단락에 따른 전압 강하가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
마찬가지로, 도 6b를 참조하면, 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 일시적으로 발생하는 경우에 대해서도 배터리의 실제 측정 전압과 근사식에 따른 전압의 차이값을 미리 설정된 기준치와 비교하고, 그 차이값이 기준치 이상인 경우(도 6b의 74, 105 부분)에 배터리의 내부 단락에 따른 전압 강하가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이 때, 도 6a 및 6b의 기준치는 전압 센서 자체의 측정 범위에 기초하여 결정될 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 장치에 의하면, 배터리의 실제 측정 전압과 근사식에 따른 전압의 차이값을 기준치와 비교하여 전압 강하를 진단함으로써, 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 전체 구간에 걸쳐 발생하는 경우뿐 아니라 전압 강하가 일시적으로 발생하는 경우에 대해서도 이상 여부를 진단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 먼저 배터리 셀의 전압을 측정한다(S710). 이 때, 배터리 셀의 전압은 일정 시간 간격으로 측정할 수 있다.
그리고, 배터리 셀의 전압에 관한 근사식을 산출한다(S720). 이 경우, 최소 제곱법을 통해 근사식을 산출할 수 있다. 또한, 단계 S720에서는 배터리 셀의 충전이 완료된 후 휴지 구간에서의 전압에 관한 근사식을 산출할 수 있다
다음으로, 단계 S710에서 측정된 배터리 셀의 전압과 단계 S720에서 산출된 배터리 셀의 전압에 관한 근사식의 차이가 미리 설정된 기준치 이상인지 여부를 판단한다(S730). 만약, 측정된 배터리 셀의 전압과 산출된 배터리 셀의 전압에 관한 근사식의 차이가 미리 설정된 기준치 미만이라면(NO), 단계 S710으로 돌아간다.
반면, 측정된 배터리 셀의 전압과 산출된 배터리 셀의 전압에 관한 근사식의 차이가 미리 설정된 기준치 이상인 경우(YES), 배터리 셀의 이상(예를 들면, 배터리 내부 단락으로 인한 전압 강하)이 발생한 것으로 판단한다(S740).
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 방법에 의하면, 배터리 셀의 전압에 관한 근사식을 이용하여 배터리 충전시 내부 단락으로 인한 이상 전압 강하 현상을 정확하고 용이하게 검출할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 진단 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 배터리 진단 장치(800)는, 각종 처리 및 각 구성을 제어하는 마이크로컨트롤러(MCU; 810)와, 운영체제 프로그램 및 각종 프로그램(예로서, 배터리 진단 프로그램, 전압 근사식 산출 프로그램 등) 등이 기록되는 메모리(820)와, 배터리 셀 모듈 및/또는 반도체 스위칭 소자와의 사이에서 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 제공하는 입출력 인터페이스(830)와, 유무선 통신망을 통해 외부와 통신 가능한 통신 인터페이스(840)를 구비할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은 메모리(820)에 기록되고, 마이크로 컨트롤러(810)에 의해 처리됨으로써 예를 들면 도 2에서 도시한 각 기능 블록들을 수행하는 모듈로서 구현될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 배터리 팩 2: 상위 제어기
10: 배터리 모듈 12: 센서
14: 스위칭부 20: BMS
200, 800: 배터리 진단 장치 210: 전압 측정부
220: 근사식 산출부 230: 진단부
240: 메모리부 250: 알람부
810: MCU 820: 메모리
830: 입출력 I/F 840: 통신 I/F

Claims (11)

  1. 매 충전 사이클마다 배터리 셀의 충전이 완료된 이후의 휴지 구간에서 상기 배터리 셀의 전압값들을 일정 시간 간격으로 측정하는 전압 측정부;
    매 충전 사이클마다 상기 일정 시간 간격으로 측정되는 상기 배터리 셀의 전압값들에 기초하여 상기 배터리 셀의 상기 휴지 구간에서의 전압에 관한 근사(fitting)식을 산출하는 근사식 산출부; 및
    제1 충전 사이클에서 상기 일정 시간 간격으로 측정되는 상기 배터리 셀의 전압값들 및 상기 일정 시간 간격에 대응하는 상기 근사식에 따른 근사값들 간의 전압차 절대값들 중 최대값이 미리 설정되는 기준치 이상인 경우, 상기 제1 충전 사이클에서 상기 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 발생한 것으로 진단하는 진단부; 를 포함하는, 배터리 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준치는 상기 전압 측정부의 사전 결정된 측정 오차값에 기초하여 미리 설정되는, 배터리 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 근사식 산출부는 최소 제곱법(least square estimation)에 의해 상기 근사식을 산출하는, 배터리 진단 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 근사식은 상기 배터리 셀의 전압 개형을 나타내는 모델 전압을 근사하는, 배터리 진단 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 근사식은 지수(exponential)에 관한 근사식을 포함하는, 배터리 진단 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 일정 시간 간격으로 측정되는 상기 배터리 셀의 전압값들 및 상기 근사식을 저장하는 메모리부; 를 더 포함하는, 배터리 진단 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 충전 사이클에서 상기 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 발생한 것으로 판단되면 경고 알람을 발생시키는 알람부; 를 더 포함하는, 배터리 진단 장치.
  8. 매 충전 사이클마다 배터리 셀의 충전이 완료된 이후의 휴지 구간에서 상기 배터리 셀의 전압값들을 일정 시간 간격으로 측정하는 단계;
    매 충전 사이클마다 상기 일정 시간 간격으로 측정되는 상기 배터리 셀의 전압값들에 기초하여 상기 배터리 셀의 상기 휴지 구간에서의 전압에 관한 근사(fitting)식을 산출하는 단계; 및
    제1 충전 사이클에서 상기 일정 시간 간격으로 측정되는 상기 배터리 셀의 전압값들 및 상기 일정 시간 간격에 대응하는 상기 근사식에 따른 근사값들 간의 전압차 절대값들 중 최대값이 미리 설정되는 기준치 이상인 경우, 상기 제1 충전 사이클에서 상기 배터리 셀의 내부 단락으로 인한 전압 강하가 발생한 것으로 진단하는 단계; 를 포함하는, 배터리 진단 방법.
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