배터리 수명 예측 장치 및 그의 동작 방법
Battery life prediction device and method of operation thereof
특허 요약
본 개시는 배터리에 대한 정보를 실시간으로 수신하여 노화 상태(State Of Health) 데이터를 생성하도록 구성된 상태 데이터 생성부, 상기 상태 데이터 생성부에서 생성되는 상기 노화 상태 데이터를 저장하여 과거 상태 데이터를 생성하도록 구성된 상태 데이터 저장부, 및 상기 과거 상태 데이터에 기초하여 상기 배터리의 노화 추이를 수식적으로 나타내는 노화 상태 모델을 생성하고, 상기 노화 상태 모델을 이용하여 상기 상태 데이터 생성부에서 생성되는 상기 노화 상태 데이터를 기초로 상태 예측 데이터를 생성하여 배터리의 잔여 수명을 산출하도록 구성된 배터리 수명 산출부를 포함하고, 상기 배터리 수명 산출부는 모델 계수를 포함하는 비선형 함수를 초기 모델로 설정하고, 상기 초기 모델과 상기 과거 상태 데이터에 기초하여 재귀 최소 자승법을 통해 상기 모델 계수를 보정하여 초기 모델 계수를 도출하도록 구성되고, 상기 배터리 수명 산출부는 상기 상태 예측 데이터 및 상기 노화 상태 데이터에 기초하여 상기 노화 상태 모델을 재생성할지 여부를 판단하도록 구성된 배터리 수명 예측 장치를 제공한다.
청구항
번호청구항
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제3 항에 있어서,상기 상태 데이터 생성부는:상기 이중 확장 칼만 필터를 이용하여 상기 노화 상태 데이터 및 용량 상태 데이터를 생성하도록 구성된 상태 데이터 산출부; 및상기 용량 상태 데이터에 기초하여 배터리 사이클 데이터를 생성하도록 구성된 배터리 사이클 산출부를 포함하고,상기 배터리 사이클 데이터는 상기 노화 상태 데이터와 함께 상기 상태 데이터 저장부에 상기 과거 상태 데이터로 저장되도록 구성된 배터리 수명 예측 장치.

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제2 항에 있어서,상기 상태 데이터 생성부는 이중 확장 칼만 필터를 이용하여 상기 출력 전압데이터 및 상기 출력 전류 데이터에 기초하여 상기 노화 상태 데이터를 생성하도록 구성된 배터리 수명 예측 장치.

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배터리에 대한 정보를 실시간으로 수신하여 노화 상태(State Of Health) 데이터를 생성하도록 구성된 상태 데이터 생성부;상기 상태 데이터 생성부에서 생성되는 상기 노화 상태 데이터를 저장하여 과거 상태 데이터를 생성하도록 구성된 상태 데이터 저장부; 및상기 과거 상태 데이터에 기초하여 상기 배터리의 노화 추이를 수식적으로 나타내는 노화 상태 모델을 생성하고, 상기 노화 상태 모델을 이용하여 상기 상태 데이터 생성부에서 생성되는 상기 노화 상태 데이터를 기초로 상태 예측 데이터를 생성하여 배터리의 잔여 수명을 산출하도록 구성된 배터리 수명 산출부를 포함하고,상기 배터리 수명 산출부는 모델 계수를 포함하는 비선형 함수를 초기 모델로 설정하고, 상기 초기 모델과 상기 과거 상태 데이터에 기초하여 재귀 최소 자승법을 통해 상기 모델 계수를 보정하여 초기 모델 계수를 도출하도록 구성되고,상기 배터리 수명 산출부는 상기 상태 예측 데이터 및 상기 노화 상태 데이터에 기초하여 상기 노화 상태 모델을 재생성할지 여부를 판단하도록 구성된 배터리 수명 예측 장치.

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제1 항에 있어서,상기 상태 데이터 생성부는 상기 배터리의 전기적 등가 회로 모델을 이용하여 상기 배터리의 출력 전압 데이터 및 출력 전류 데이터를 기초로 상기 노화 상태 데이터를 생성하도록 구성된 배터리 수명 예측 장치.

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제2 항에 있어서,상기 전기적 등가 회로 모델은 상기 배터리의 테브난 등가 회로 모델을 포함하는 배터리 수명 예측 장치.

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제1 항에 있어서,상기 배터리 수명 산출부는:상기 과거 상태 데이터에 기초하여 상기 재귀 최소 자승법을 통해 상기 노화 상태 모델을 생성하도록 구성된 노화 상태 모델 생성부;상기 노화 상태 모델에 파티클 필터를 적용하여 상기 노화 상태 데이터를 기초로 확률 분포 형태의 상기 상태 예측 데이터를 생성하도록 구성된 상태 예측 데이터 생성부;상기 상태 예측 데이터 및 상기 노화 상태 데이터에 기초하여 보정 신호를 생성하도록 구성된 보정 신호 생성부; 및상기 상태 예측 데이터를 기초로 상기 배터리의 잔여 수명을 산출하도록 구성된 잔여 수명 예측부를 포함하고,상기 상태 예측 데이터 생성부는 상기 상태 예측 데이터의 확률 분포에 기초하여 신뢰 구간을 생성하도록 구성되고,상기 상태 예측 데이터의 상기 신뢰 구간에 상기 노화 상태 데이터가 속하지 않는 경우, 상기 보정 신호 생성부는 상기 보정 신호를 생성하도록 구성되는 배터리 수명 예측 장치.

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제6 항에 있어서,상기 노화 상태 모델 생성부는 상기 보정 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 노화 상태 모델 생성부는 상기 보정 신호가 수신된 경우, 수신된 시점까지 상기 상태 데이터 저장부에 저장된 과거 상태 데이터를 기초로 상기 초기 모델 계수를 보정하여 상기 노화 상태 모델을 재생성하도록 구성된 배터리 수명 예측 장치.

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제7 항에 있어서,상기 노화 상태 모델 생성부는 상기 저장된 과거 상태 데이터에 기초하여 재귀 최소 자승법을 통해 상기 초기 모델 계수를 보정하여 상기 노화 상태 모델을 재생성하도록 구성된 배터리 수명 예측 장치.

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제6 항에 있어서,상기 상태 예측 데이터의 상기 신뢰 구간에 상기 노화 상태 데이터가 속하는 경우, 상기 배터리 수명 산출부는 상기 상태 예측 데이터에 기초하여 상기 배터리의 잔여 수명을 산출하도록 구성된 배터리 수명 예측 장치.

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배터리에 대한 정보를 실시간으로 수집하여 노화 상태(State Of Health) 데이터를 생성하는 단계;상기 노화 상태 데이터를 저장하여 과거 상태 데이터를 생성하는 단계;상기 과거 상태 데이터에 기초하여 상기 배터리의 노화 추이를 수식적으로 나타내는 노화 상태 모델을 생성하는 단계;상기 노화 상태 모델을 이용하여 상기 노화 상태 데이터를 기초로 상태 예측 데이터를 생성하는 단계;상기 상태 예측 데이터 및 상기 노화 상태 데이터에 기초하여 상기 노화 상태 모델을 재생성할지 여부를 판단하는 단계; 및상기 상태 예측 데이터에 기초하여 배터리의 잔여 수명을 산출하는 단계를 포함하고,상기 노화 상태 모델은 모델 계수를 포함하는 비선형 함수를 초기 모델로 설정하고, 상기 초기 모델과 상기 과거 상태 데이터에 기초하여 재귀 최소 자승법을 통해 상기 모델 계수를 보정하여 초기 모델 계수를 도출하여 생성되는 배터리 수명 예측 방법.