배터리노화분석장치 및 방법, 그를 포함하는 배터리관리장치, 그리고, 배터리분석모델 생성방법
BATTERY AGING ANALYSIS DEVICE AND METHOD, BATTERY MANAGEMENT SYSTEM INCLUDING THE SAME, AND BATTERY ANALYSIS MODEL GENERATION METHOD
특허 요약
일 실시예는, 배터리단자의 전압(배터리전압)을 센싱하고, 상기 배터리단자로 입출력되는 전류(배터리전류)를 센싱하는 센싱부; 상기 배터리단자로 주파수성분을 포함하는 구동전류를 공급하는 구동부; 및 상기 구동전류에 대응되는 상기 배터리전압을 분석하여 나이키스트(Nyquist) 플롯데이터를 생성하고, 상기 나이키스트 플롯데이터를 분석하여 배터리의 노화데이터를 생성하는 분석부를 포함하는 배터리노화분석장치를 제공한다.
청구항
번호청구항
1

배터리단자의 전압(배터리전압)을 센싱하고, 상기 배터리단자로 입출력되는 전류(배터리전류)를 센싱하는 센싱부;상기 배터리단자로 주파수성분을 포함하는 구동전류를 공급하는 구동부; 및상기 구동전류에 대응되는 상기 배터리전압을 분석하여 나이키스트(Nyquist) 플롯데이터를 생성하고, 상기 나이키스트 플롯데이터를 분석하여 배터리의 노화데이터를 생성하는 분석부;를 포함하며,상기 노화데이터는, 수명데이터와 노화원인데이터를 포함하고, 상기 노화원인데이터는 진동원인을 나타내는 값, 온도원인을 나타내는 값을 포함하되, 각 노화원인에 대한 값이 비율로 나타나는, 배터리노화분석장치.

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제1항에 있어서,상기 분석부는,상기 나이키스트 플롯데이터에서 반원의 크기에 따라 진동에 의한 원인의 비율을 조정하고, 상기 나이키스트 플롯데이터에서 리얼(real)값의 크기에 따라 온도에 의한 원인의 비율을 조정하는 배터리노화분석장치.

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배터리단자로 주파수성분을 포함하는 구동전류를 공급하는 단계;상기 배터리단자의 전압(배터리전압)을 센싱하고, 상기 배터리단자로 입출력되는 전류(배터리전류)를 센싱하는 단계;상기 구동전류에 대응되는 상기 배터리전압을 분석하여 나이키스트(Nyquist) 플롯데이터를 생성하는 단계; 및상기 나이키스트 플롯데이터를 분석하여 배터리의 노화데이터를 생성하는 단계;를 포함하며,상기 노화데이터는, 수명데이터와 노화원인데이터를 포함하고, 상기 노화원인데이터는 진동원인을 나타내는 값, 온도원인을 나타내는 값을 포함하되, 각 노화원인에 대한 값이 비율로 나타나는, 배터리노화분석방법.

5

제4항에 있어서,상기 나이키스트 플롯데이터를 분석하여 상기 배터리의 노화데이터를 생성하는 단계에서,상기 나이키스트 플롯데이터를 이용하여 상기 배터리의 회로모델을 구성하고, 상기 회로모델의 구성성분값을 이용하여 상기 노화데이터를 생성하는 배터리노화분석방법.

6

제5항에 있어서,상기 나이키스트 플롯데이터를 분석하여 상기 배터리의 노화데이터를 생성하는 단계에서,상기 회로모델의 구성들 중 성분값이 변하는 구성에 따라 상기 배터리의 노화원인을 다르게 결정하는 배터리노화분석방법.

7

제4항에 있어서,상기 노화데이터는,수명데이터와 노화원인데이터를 포함하는 배터리노화분석방법.

8

배터리단자의 전압(배터리전압)을 센싱하고, 상기 배터리단자로 입출력되는 전류(배터리전류)를 센싱하며, 배터리의 온도(배터리온도)를 센싱하는 센싱부;상기 배터리전압이 상한전압을 초과하거나 하한전압에 미달되거나 상기 배터리전류가 제한전류를 초과하거나 상기 배터리온도가 제한온도를 초과하는 경우, 상기 배터리단자로 입출력되는 상기 배터리전류를 차단하는 제어부;상기 배터리단자로 주파수성분을 포함하는 구동전류를 공급하는 구동부; 및상기 구동전류에 대응되는 상기 배터리전압을 분석하여 나이키스트(Nyquist) 플롯데이터를 생성하고, 상기 나이키스트 플롯데이터를 분석하여 배터리의 노화데이터를 생성하는 분석부;를 포함하며,상기 노화데이터는, 수명데이터와 노화원인데이터를 포함하고, 상기 노화원인데이터는 진동원인을 나타내는 값, 온도원인을 나타내는 값을 포함하되, 각 노화원인에 대한 값이 비율로 나타나는, 배터리관리장치.

9

제8항에 있어서,상기 배터리전류의 입출력을 차단하는 차단스위치를 더 포함하고,상기 제어부는 상기 차단스위치를 제어하여 상기 배터리전류를 차단하는 배터리관리장치.

10

제8항에 있어서,상기 제어부는,상기 배터리전류를 누적하거나 상기 배터리전압을 이용하여 상기 배터리의 잔존용량을 계산하는 배터리관리장치.

11

제8항에 있어서,상기 노화데이터는,수명데이터와 노화원인데이터를 포함하는 배터리관리장치.

12

제8항에 있어서,상기 분석부는,상기 나이키스트 플롯데이터에서 반원의 크기에 따라 진동에 의한 원인의 비율을 조정하고, 상기 나이키스트 플롯데이터에서 리얼(real)값의 크기에 따라 온도에 의한 원인의 비율을 조정하는 배터리관리장치.

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제1배터리를 일정한 가속도로 흔들면서 N(N은 100 이상의 자연수)회 충방전시키는 단계;매 충방전사이클마다, 상기 제1배터리로 주파수성분을 포함하는 제1구동전류를 공급하고 상기 제1구동전류에 대응되는 상기 제1배터리의 전압을 분석하여 제1나이키스트 플롯데이터를 생성하고, 상기 제1배터리의 용량을 계산하는 단계;제2배터리를 일정한 온도 챔버에서 N회 충방전시키는 단계;매 충방전사이클마다, 상기 제2배터리로 주파수성분을 포함하는 제2구동전류를 공급하고 상기 제2구동전류에 대응되는 상기 제2배터리의 전압을 분석하여 제2나이키스트 플롯데이터를 생성하고, 상기 제2배터리의 용량을 계산하는 단계; 및상기 제1나이키스트 플롯데이터 및 상기 제1배터리의 용량, 그리고, 상기 제2나이키스트 플롯데이터 및 상기 제2배터리의 용량을 머신러닝장치에 투입하여 나이키스트 플롯에 따라 배터리의 수명을 계산하고 배터리 수명 변화의 원인을 분류하는 배터리분석모델을 생성하는 단계를 포함하는 배터리분석모델 생성방법.

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제13항에 있어서,상기 배터리분석모델은 BMS(Battery Management System)에 장착되는 배터리분석모델 생성방법.

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제13항에 있어서,상기 원인은 진동원인과 온도원인으로 분류되는 배터리분석모델 생성방법.

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제13항에 있어서,상기 제1구동전류 및 상기 제2구동전류는 충방전이 멈춘 상태에서 공급되는 배터리분석모델 생성방법.