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KR20210156618A - 배터리 관리 시스템, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량 - Google Patents

배터리 관리 시스템, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량 Download PDF

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KR20210156618A
KR20210156618A KR1020200074421A KR20200074421A KR20210156618A KR 20210156618 A KR20210156618 A KR 20210156618A KR 1020200074421 A KR1020200074421 A KR 1020200074421A KR 20200074421 A KR20200074421 A KR 20200074421A KR 20210156618 A KR20210156618 A KR 20210156618A
Authority
KR
South Korea
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charging
current
battery
mth
value
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
KR1020200074421A
Other languages
English (en)
Inventor
남기민
김형석
황태현
조원태
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 KR1020200074421A priority Critical patent/KR20210156618A/ko
Priority to US17/924,417 priority patent/US20230182618A1/en
Priority to JP2022520013A priority patent/JP7355478B2/ja
Priority to EP21826857.1A priority patent/EP4068562A4/en
Priority to CN202180006093.7A priority patent/CN114599548B/zh
Priority to PCT/KR2021/007577 priority patent/WO2021256864A1/ko
Priority to CN202410334325.7A priority patent/CN118238673A/zh
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Abstract

배터리 관리 시스템, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량이 제공된다. 상기 배터리 관리 시스템은, 배터리의 전압 및 전류를 나타내는 센싱 신호를 생성하도록 구성되는 센싱부; 제1 내지 제m 기준 전류 레이트를 이용한 정전류 충전을 위한 기준 충전 맵을 저장하도록 구성되되, m은 2 이상의 자연수인 메모리부; 및 충전 명령이 수신되는 경우, 상기 센싱 신호를 기초로, 상기 충전 명령의 수신 시점에서의 상기 배터리의 충전 팩터를 나타내는 시작값을 결정하도록 구성되는 제어부를 포함한다. 상기 충전 팩터는, 상기 배터리의 SOC 또는 전압이다. 상기 제어부는, 상기 기준 충전 맵으로부터 상기 제1 내지 제m 기준 전류 레이트에 일대일 대응하는 제1 내지 제m 기준 충전 함수를 생성하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 정전류 충전을 포함하는 충전 사이클이 개시되는 경우, 상기 센싱 신호, 상기 시작값 및 상기 제1 내지 제m 기준 충전 함수를 기초로, 상기 제1 내지 제m 기준 전류 레이트를 순차적으로 이용하여 상기 배터리에 공급되는 충전 전류를 제어하도록 구성된다.

Description

배터리 관리 시스템, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량{BATTERY MANAGEMENT SYSTEM, BATTERY MANAGEMENT METHOD, BATTERY PAKC, AND ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 배터리를 충전하는 기술에 관한 것이다.
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.
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.
배터리를 정전류 충전함에 있어서, 충전 전류의 전류 레이트가 작을 경우에는 배터리를 완충하기까지 매우 긴 시간이 요구된다. 반면, 충전 전류의 전류 레이트가 지나치게 높을 경우, 배터리가 빠르게 퇴화되는 부작용이 있다. 따라서, 정전류 충전 중, 배터리의 상태에 맞춰 충전 전류의 전류 레이트를 단계적으로 조절할 필요가 있다.
정전류 충전 시의 전류 레이트를 단계적으로 조절하기 위해 '다단 정전류 충전 프로토콜(multi-stage constant-current charging protocol)'을 가지는 충전 맵이 주로 활용된다. 충전 맵은, 복수의 전류 레이트와 복수의 전환 조건 간의 관계가 기록된 적어도 하나의 데이터 배열을 포함한다. 각 전환 조건이 만족될 때마다, 다음 순서의 전류 레이트가 충전 전류로서 배터리에 공급될 수 있다. 전류 레이트('C-rate'이라고 칭할 수도 있음)란, 충전 전류를 배터리의 최대 용량으로 나눈 값으로서, 단위로는 'C'를 사용한다.
동일 충전 사이클에 있어서, 충전이 진행됨에 따라, 분극 전압이 증가하는 등 충전 전류에 의한 스트레스가 누적되어 배터리에 손상(예, 리튬 금속 석출)을 끼칠 수 있다. 따라서, 충전 맵은, 충전 초기부터 충전 말기까지 충전 전류의 전류 레이트가 단계적으로 감소되도록 작성되는 것이 일반적이다. 예컨대, 충전 맵에 있어서, 현 전환 조건(예, SOC 50%)에 대응하는 전류 레이트(예, 1.5 C)는 다음 전환 조건(예, SOC 60%)에 대응하는 전류 레이트(예, 1.4 C)보다 높다.
그런데, 종래의 충전 맵은, 배터리가 완전 방전 상태(예, SOC 0%)로부터 충전 사이클이 개시되는 것을 전제로 작성된 것이다. 따라서, 배터리가 완전 방전 상태가 아니더라도, 충전 전류의 전류 레이트가 충전 맵에 의해 무조건적으로 제한된다. 예컨대, 배터리의 SOC가 55%인 때에 충전 사이클이 개시되는 경우, 복수의 전류 레이트 중 최대치(예, 2.0 C)가 충전 전류로 이용되지 못하고, 최대치보다 작은 전류 레이트가(예, 1.5 C)가 충전 전류에 의해 정전류 충전이 개시된다. 결과적으로, 충전 완료까지 소요되는 시간이 불필요하게 늘어나는 단점이 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 충전 사이클의 개시 시점에서의 배터리의 충전 팩터(예, SOC, 전압)를 기초로 복수의 전류 레이트 각각에 대한 전환 조건을 설정함으로써, 복수의 전류 레이트 전부를 순차적으로 활용하여 배터리의 정전류 충전을 진행할 수 있는 배터리 관리 시스템, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
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.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 관리 시스템은, 배터리의 전압 및 전류를 나타내는 센싱 신호를 생성하도록 구성되는 센싱부; 제1 내지 제m 기준 전류 레이트를 이용한 정전류 충전을 위한 기준 충전 맵을 저장하도록 구성되되, m은 2 이상의 자연수인 메모리부; 및 충전 명령이 수신되는 경우, 상기 센싱 신호를 기초로, 상기 충전 명령의 수신 시점에서의 상기 배터리의 충전 팩터를 나타내는 시작값을 결정하도록 구성되는 제어부를 포함한다. 상기 충전 팩터는, 상기 배터리의 SOC 또는 전압이다. 상기 제어부는, 상기 기준 충전 맵으로부터 상기 제1 내지 제m 기준 전류 레이트에 일대일 대응하는 제1 내지 제m 기준 충전 함수를 생성하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 정전류 충전을 포함하는 충전 사이클이 개시되는 경우, 상기 센싱 신호, 상기 시작값 및 상기 제1 내지 제m 기준 충전 함수를 기초로, 상기 제1 내지 제m 기준 전류 레이트를 순차적으로 이용하여 상기 배터리에 공급되는 충전 전류를 제어하도록 구성된다.
상기 제어부는, 상기 메모리부에 저장된 상기 기준 충전 맵을 상기 제1 내지 제m 기준 충전 함수로 대체하도록 구성될 수 있다.
상기 기준 충전 맵은, 상기 제1 내지 제m 기준 전류 레이트에 일대일 대응하는 제1 내지 제m 기준 배열을 포함할 수 있다. 각 기준 배열은, 제1 내지 제n 기준값 및 제1 내지 제n 경계값을 포함할 수 있다. n은 2 이상의 자연수이다. i이 2 이상 m 이하의 자연수고, j는 1 이상 n 이하의 자연수라고 할 때, 상기 제1 기준 배열의 제j 경계값은, 상기 배터리의 충전 팩터가 제j 기준값과 동일한 시점에서 상기 충전 사이클이 개시되는 경우, 상기 제1 기준 전류 레이트에 의한 정전류 충전이 허용되는 한계값을 나타낸다. 제i 기준 배열의 제j 경계값은, 상기 배터리의 충전 팩터가 제i-1 기준 배열의 제j 경계값에 도달한 시점부터, 제i 기준 전류 레이트에 의한 정전류 충전이 허용되는 한계값을 나타낸다.
상기 제i 기준 전류 레이트는, 상기 제i-1 기준 전류 레이트보다 작을 수 있다.
k는 2 이상 n 이하의 자연수라고 할 때, 제k 기준값은 제k-1 기준값보다 클 수 있고, 상기 제i 기준 배열의 제k 경계값은 상기 제i 기준 배열의 제k-1 경계값보다 클 수 있다.
상기 제어부는, 상기 충전 명령의 수신 시점에서의 상기 배터리의 충전 팩터인 시작값을 기초로, 상기 제1 내지 제m 기준 충전 함수로부터 제1 내지 제m 전환값을 각각 결정한 다음, 제1 제어 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 제1 제어 신호는, 상기 충전 전류를 상기 제1 기준 전류 레이트와 동일하게 설정할 것을 요청하는 신호일 수 있다.
상기 제어부는, 전류 인덱스를 나타내는 자연수인 z가 m 미만인 경우, 제z 기준 전류 레이트의 상기 충전 전류에 의해 상기 배터리의 충전 팩터가 제z 전환값에 도달한 것에 응답하여, z를 1만큼 증가시킨 다음 제z 제어 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 제z 제어 신호는, 상기 충전 전류를 제z 기준 전류 레이트와 동일하게 설정할 것을 요청하는 신호일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제m 기준 전류 레이트의 상기 충전 전류에 의해 상기 배터리의 충전 팩터가 상기 제m 전환값에 도달한 것에 응답하여, 상기 정전류 충전으로부터 임계 전압에 의한 정전압 충전으로 전환할 것을 요청하는 전환 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 임계 전압을 상기 배터리의 충전 팩터가 상기 제m 전환값에 도달한 시점에서의 상기 배터리의 전압과 동일하게 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 정전압 충전 중 상기 배터리의 전류가 임계 전류에 도달한 것에 응답하여, 상기 정전압 충전을 종료하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 관리 시스템을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 전기 차량은, 상기 배터리 팩을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 관리 방법은, 제1 내지 제m 기준 전류 레이트를 이용한 정전류 충전을 위한 기준 충전 맵으로부터 상기 제1 내지 제m 기준 전류 레이트에 일대일 대응하는 제1 내지 제m 기준 충전 함수를 생성하는 단계; 충전 명령이 수신되는 경우, 상기 충전 명령의 수신 시점에서의 상기 배터리의 충전 팩터인 시작값을 결정하는 단계; 상기 시작값을 기초로, 상기 제1 내지 제m 기준 충전 함수로부터 제1 내지 제m 전환값을 각각 결정하는 단계; 상기 정전류 충전을 포함하는 충전 사이클을 개시하기 위해, 충전 전류를 상기 제1 기준 전류 레이트와 동일하게 설정할 것을 요청하는 제1 제어 신호를 출력하는 단계; 및 전류 인덱스가 m 미만의 자연수인 z라고 할 때, 제z 기준 전류 레이트의 상기 충전 전류에 의해 상기 배터리의 충전 팩터가 제z 전환값에 도달한 것에 응답하여, z를 1만큼 증가시킨 다음, 상기 충전 전류를 제z 기준 전류 레이트와 동일하게 설정할 것을 요청하는 제z 제어 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 충전 사이클의 개시 시점에서의 배터리의 충전 팩터(예, SOC, 전압)를 기초로 복수의 전류 레이트 각각에 대한 전환 조건을 설정함으로써, 복수의 전류 레이트 전부를 순차적으로 활용하여 배터리의 정전류 충전을 진행할 수 있다. 이에 따라, 배터리가 완전 방전 상태가 아닐 때에 충전 사이클이 개시되더라도, 충전 전류가 복수의 전류 레이트 중 최대치부터 최소치까지 단계적으로 조절되기 때문에, 충전 완료까지의 소요 시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 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 전기 차량의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 기준 충전 맵을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 기준 충전 맵으로부터 생성되는 예시적인 기준 충전 함수를 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 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.
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.
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.
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. 또한, 명세서에 기재된 <제어부>와 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 차량(1)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 전기 차량(1)은, 배터리 팩(10), 인버터(30) 및 전기 모터(40)를 포함한다.
배터리 팩(10)은, 배터리(11), 스위치(20) 및 배터리(11) 관리 시스템(100)을 포함한다.
배터리(11)는, 적어도 하나 이상의 배터리 셀을 포함한다. 각 배터리 셀은, 예컨대 리튬 이온 셀 등과 같이 반복적인 충방전이 가능한 것이라면 그 종류는 특별히 한정되지 않는다. 배터리(11)는, 배터리 팩(10)에 마련된 한 쌍의 전원 단자를 통해 인버터(30) 및/또는 충전기(50)에 결합될 수 있다.
스위치(20)는, 배터리(11)에 직렬로 연결된다. 스위치(20)는, 배터리(11)의 충방전을 위한 전류 경로에 설치된다. 스위치(20)는, 배터리 관리 시스템(100)으로부터의 스위칭 신호에 응답하여, 온오프 제어된다. 스위치(20)는, 코일의 자기력에 의해 온오프되는 기계식 릴레이이거나 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor)과 같은 반도체 스위치일 수 있다.
인버터(30)는, 배터리 관리 시스템(100)로부터의 명령에 응답하여, 배터리(11)로부터의 직류 전류를 교류 전류로 변환하도록 제공된다. 전기 모터(40)는, 예컨대 3상 교류 모터일 수 있다. 전기 모터(40)는, 인버터(30)로부터의 교류 전력을 이용하여 구동한다.
배터리 관리 시스템(100)은, 배터리(11)의 충방전과 관련된 전반적인 제어를 담당하도록 제공된다.
배터리 관리 시스템(100)은, 센싱부(110), 메모리부(120) 및 제어부(140)를 포함한다. 배터리 관리 시스템(100)은, 인터페이스부(130) 및 스위치 드라이버(150) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
센싱부(110)는, 전압 센서(111) 및 전류 센서(112)를 포함한다. 센싱부(110)는, 온도 센서(113)를 더 포함할 수 있다.
전압 센서(111)는, 배터리(11)에 병렬 연결되어, 배터리(11)의 양단에 걸친 전압을 검출하고, 검출된 전압을 나타내는 전압 신호를 생성하도록 구성된다. 전류 센서(112)는, 전류 경로를 통해 배터리(11)에 직렬로 연결된다. 전류 센서(112)는, 배터리(11)를 통해 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류를 나타내는 전류 신호를 생성하도록 구성된다. 온도 센서(113)는, 배터리(11)의 온도를 검출하고, 검출된 온도를 나타내는 온도 신호를 생성하도록 구성된다.
메모리부(120)는, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 메모리부(120)는, 제어부(140)에 의한 연산 동작에 요구되는 데이터 및 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리부(120)는, 제어부(140)에 의한 연산 동작의 결과를 나타내는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리부(120)는, 적어도 하나의 기준 충전 맵을 저장하고 있다. 기준 충전 맵은, 배터리 관리 시스템(100)의 출하 전에 메모리부(120)에 저장된 것이거나, 충전 명령이 수신되기에 앞서 인터페이스부(130)를 통해 외부(예, 배터리 제조사)나 상위 컨트롤러(2)로부터 수신된 것일 수 있다. 메모리부(120)에 둘 이상의 기준 충전 맵이 저장되어 있는 경우, 각 기준 충전 맵은 서로 다른 온도에 연관된 것일 수 있다.
인터페이스부(130)는, 제어부(140)와 상위 컨트롤러(2)(예, ECU: Electronic Control Unit) 간의 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하도록 구성되는 통신 회로를 포함할 수 있다. 유선 통신은 예컨대 캔(CAN: contoller area network) 통신일 수 있고, 무선 통신은 예컨대 지그비나 블루투스 통신일 수 있다. 물론, 제어부(140)와 상위 컨트롤러(2) 간의 유무선 통신을 지원하는 것이라면, 통신 프토토콜의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. 인터페이스부(130)는, 제어부(140) 및/또는 상위 컨트롤러(2)로부터 수신된 정보를 사용자가 인식 가능한 형태로 제공하는 출력 디바이스(예, 디스플레이, 스피커)를 포함할 수 있다. 상위 컨트롤러(2)는, 배터리 관리 시스템(100)과의 통신을 통해 수집되는 배터리 정보(예, 전압, 전류, 온도, SOC)를 기초로, 인버터(30)를 제어할 수 있다.
제어부(140)는, 센싱부(110), 상위 컨트롤러(2), 스위치(20), 메모리부(120), 인터페이스부(130) 및/또는 스위치 드라이버(150)에 동작 가능하게 결합될 수 있다.
스위치 드라이버(150)는, 제어부(140) 및 스위치(SW)에 전기적으로 결합된다. 스위치 드라이버(150)는, 제어부(140)로부터의 명령에 응답하여, 스위치(SW)를 선택적으로 온오프하도록 구성된다. 제어부(140)는, 충전 사이클의 진행 중, 스위치(SW)를 턴 온시킬 것을 스위치 드라이버(150)에게 명령할 수 있다.
제어부(140)는, 센싱 신호를 센싱부(110)로부터 수집할 수 있다. 센싱 신호는, 동기 검출된 전압 신호, 전류 신호 및/또는 온도 신호를 지칭한다.
제어부(140)는, 하드웨어적으로, ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
제어부(140)는, 인터페이스부(130)를 통해, 충전기(50)와 양방향 통신을 수행한다. 충전기(50)는, 배터리 관리 시스템(100)으로부터 요청되는 전류 레이트의 충전 전류를 배터리(11)에 공급하도록 구성된다. 충전기(50)는, 배터리 관리 시스템(100)으로부터 요청되는 전압 레벨을 가지는 충전 전압을 배터리(11)에 공급하도록 구성될 수 있다. 제어부(140)는, 인터페이스부(130)를 통해 차량(1) 유저로부터 충전 명령을 수신한 것에 응답하여, 배터리(11)의 초기 상태 정보를 결정한 다음, 정전류 충전을 위한 충전 사이클을 개시하도록 구성된다.
초기 상태 정보는, 충전 사이클에 의한 초기 충전 전류가 배터리(11)에 공급되기 전의 배터리(11)의 충전 팩터를 나타내는 데이터를 포함한다. 충전 팩터는, 배터리(11)에 저장된 전기 에너지에 대응하는 것으로서, SOC 또는 전압이다. 즉, 충전 팩터는, 배터리(11)가 완전 방전 상태와 완전 충전 상태 사이의 어느 상태에 있는지를 나타내는 값이다. 제어부(140)는, 충전 사이클 중의 소정 시간마다, 센싱 신호를 기초로 배터리(11)의 충전 팩터로서의 SOC를 결정(업데이트)한다. SOC의 결정을 위해, 암페어 카운팅, 칼만 필터 등과 같은 공지의 알고리즘이 이용될 수 있다. 초기 상태 정보는, 충전 사이클에 의한 초기 충전 전류가 배터리(11)에 공급되기 전의 배터리(11)의 온도를 나타내는 데이터를 포함한다. 제어부(140)는, 메모리부(120)에 서로 상이한 온도에 연관된 복수의 기준 충전 맵이 저장되어 있는 경우, 복수의 기준 충전 맵 중 초기 상태 정보의 온도에 연관된 하나의 기준 충전 맵을 선택하고, 선택된 기준 충전 맵을 이용하여 충전 사이클의 진행을 제어할 수 있다.
본 명세서에서, 참조부호로서 사용된, m은 2 이상의 자연수, i는 2 이상 m 이하의 자연수이고, n은 2 이상의 자연수, j는 1 이상 n 이하의 자연수이다.
도 2는 기준 충전 맵(200)을 예시적으로 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2의 기준 충전 맵(200)으로부터 생성되는 예시적인 기준 충전 함수를 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 2를 참조하면, 기준 충전 맵(200)은, 제1 내지 제m 기준 전류 레이트(C1~Cm)를 순차적으로 이용한 정전류 충전을 위한 것이다. 즉, 기준 충전 맵(200)은, 다단 정전류 프로토콜을 규정한다.
기준 충전 맵(200)은, 제1 내지 제m 기준 배열(R1~Rm)을 포함할 수 있다. 기준 배열(Ri)은, 제i 기준 전류 레이트(Ci)에 연관된다. 기준 배열(Ri)은, 제1 내지 제n 기준값(A1~An)에 일대일 대응하는 제1 내지 제n 경계값(Bi1~Bin)을 포함할 수 있다.
충전 팩터로서 SOC가 이용되는 경우, 기준값은 기준 SOC라고 칭할 수 있고, 경계값은 경계 SOC라고 칭할 수 있다. 충전 팩터로서 전압이 이용되는 경우, 기준값은 기준 전압이라고 칭할 수 있고, 경계값은 경계 전압이라고 칭할 수 있다.
제1 기준 전류 레이트(C1)는 제i 기준 전류 레이트(Ci)보다 클 수 있다. i가 클수록, 제i 기준 전류 레이트(Ci)는 감소할 수 있다. 예컨대, C1 < Ci < Cm.
제1 기준 배열(R1)은, 정전류 충전이 개시된 시점으로부터 제1 기준 전류 레이트에 의한 정전류 충전이 허용되는 한계값을 규정한다. 구체적으로, 제1 기준 배열(R1)의 제j 경계값(B1j)은, 배터리(11)의 충전 팩터가 제j 기준값(Aj)과 동일한 시점에서 충전 사이클의 정전류 충전이 개시되는 경우, 제1 기준 전류 레이트(C1)에 의한 정전류 충전이 허용되는 한계값을 나타낸다. 예컨대, 배터리(11)의 충전 팩터가 제1 기준값(A1)과 동일한 시점에서 정전류 충전이 개시되는 경우, 배터리(11)의 충전 팩터가 제1 경계값(B11)에 도달할 때까지, 충전 전류가 제1 기준 전류 레이트(C1)로 유지된다.
제1 기준 배열(R1)에 있어서, j가 클수록 Aj는 증가할 수 있다. 예컨대, A1보다 A2가 크다. 또한, 제1 기준 배열(R1)에 있어서, Aj보다 B1j가 크다. 예컨대, A1보다 B11이 크다.
제2 기준 배열은, 정전류 충전 중, 충전 전류가 제1 기준 전류 레이트(C1)로부터 제2 기준 전류 레이트(C2)로 변경된 시점으로부터 제2 기준 전류 레이트(C2)에 의한 충전이 허용되는 한계값을 규정한다. 구체적으로, 제2 기준 배열(R2)의 제j 경계값(B2j)은, 배터리(11)의 충전 팩터가 제1 기준 배열(R1)의 제j 경계값(B1j)에 도달한 시점부터, 제2 기준 전류 레이트(C2)에 의한 정전류 충전이 허용되는 한계값을 나타낸다. 예컨대, 배터리(11)의 충전 팩터가 제1 기준값(A1)과 동일한 때부터 정전류 충전이 개시된 경우, 배터리(11)의 충전 팩터가 제1 기준 배열(R1)의 제1 경계값(B11)에 도달한 시점부터 제2 기준 배열(R2)의 제1 경계값(B21)에 도달할 때까지, 충전 전류가 제2 기준 전류 레이트(C2)로 유지된다.
제i 기준 배열(Ri)의 제j 경계값(Bij)은, 배터리(11)의 충전 팩터가 제i-1 기준 배열(R(i-1))의 제j 경계값(B(i-1)j)에 도달한 때부터 제i 기준 전류 레이트(Ci)에 의한 정전류 충전이 허용되는 한계값을 나타낸다. 즉, 기준 충전 맵(200)에 의해, 제i-1 기준 배열(R(i-1))의 제j 경계값(B(i-1)j)부터 제i 기준 배열(Ri)의 제j 경계값(Bij)까지의 충전 구간에서, 제i 기준 전류 레이트(Ci)가 충전 전류로 공급될 것이 규정되어 있다.
기준 충전 맵(200)에 있어서, i가 동일할 때 j가 증가할수록 Bij는 증가할 수 있다. 예컨대, B11보다 B12가 크다. 기준 충전 맵(200)에 있어서, j가 동일할 때 i가 증가할수록 Bij는 증가할 수 있다. 예컨대, B11보다 B21이 크다.
도 3은 도 2의 제1 기준 배열(R1) 및 제i 기준 배열(Ri)에 기록된 정보를 2차원 그래프를 보여준다. 설명의 편의를 위해, 도 3은 n이 5인 것으로 예시하였다.
도 3을 참조하면, 커브(301)는, 제1 기준 전류 레이트(C1)에 의한 정전류 충전에 활용되는 제1 기준 배열(R1)에 기록된 기준값과 경계값 간의 관계를 나타낸다. 커브(302)는, 제i 기준 전류 레이트(Ci)에 의한 정전류 충전에 활용되는 제i 기준 배열(Ri)에 기록된 기준값과 경계값 간의 관계를 나타낸다.
제어부(140)는, 제1 기준 배열(R1)에 기록된 관계로서의 5개의 기준점 P11~P15을 기초로, 제1 기준 전류 레이트(C1)에 대응하는 제1 기준 충전 함수를 생성할 수 있다.
제어부(140)는, 제1 기준 배열(R1)에 기록된 관계로서의 5개의 기준점 Pi1~Pi5을 기초로, 제i 기준 전류 레이트에 대응하는 제i 기준 충전 함수를 생성할 수 있다.
각 기준 배열의 기준점들을 기초로 기준 충전 함수를 생성하는 데에는, 공지의 커브 피팅(예, 최소 제곱법)이 활용될 수 있다. 일 예로, 제1 기준 충전 함수는 다차 다항식인 수식 1로, 제i 기준 충전 함수는 다차 다항식인 수식 2로 표현될 수 있다.
<수식 1>
Figure pat00001
<수식 2>
Figure pat00002
수식 1 및 수식 2에서, k는 다차 다항식의 차수, x는 시작값C이다. 시작값 x는, 충전 명령의 수신 시점에서의 배터리(11)의 충전 팩터를 나타낸다.
수식 1에서, α1h은 h차 항의 계수, y1은 제1 전환값을 나타낸다. 제1 전환값 y1는 제1 기준 전류 레이트(C1)에 의한 충전이 허용되는 한계값이다. 수식 2에서, αih은 h차 항의 계수, yi은 제i 전환값을 나타낸다. 제i 전환값 yi는 제i 기준 전류 레이트(Ci)에 의한 충전이 허용되는 한계값이다. 즉, 각 기준 배열로부터 기준 충전 함수를 생성한다는 것은, 수식 1 및 수식 2의 각 계수를 산출한다는 것을 의미할 수 있다. 제어부(120)는, 수식 2를 이용하여, 제2 내지 제m 전환값을 결정할 수 있다.
일 예로, A1 < x < A2인 경우, B11 < y1 < B12이고, Bi1 < yi < Bi2.
제어부(140)는, 제1 내지 제m 기준 배열(R1~Rm)에 기록된 관계를 기초로 제1 내지 제m 기준 충전 함수를 순차적 또는 일괄절으로 생성한 다음, 메모리부(120)에 저장된 기준 충전 맵(200)을 제1 내지 제m 기준 충전 함수로 대체할 수 있다. 즉, 제어부(140)는, 제1 내지 제m 기준 충전 함수를 메모리부(120)에 저장하고, 기준 충전 맵(200)을 메모리부(120)로부터 삭제할 수 있다. 기준 충전 함수는, 각 기준 배열이 나타내는 관계를 단일의 수식으로 변경한 것이므로, 기준 배열보다 적은 데이터 저장 공간이 요구될 수 있다. 따라서, 기준 충전 맵(200)을 기준 충전 함수로 대체함으로써, 메모리부(120)에 여유 공간을 확보할 수 있는 장점이 있다.
제어부(140)는, 시작값을 기초로, 제1 기준 충전 함수로부터 제1 전환값을 결정한다. 그 다음, 제어부(140)는, 충전 사이클을 개시하기 위해, 제1 제어 신호를 인터페이스부(130)에게 출력할 수 있다. 인터페이스부(130)는, 제1 제어 신호를 충전기(50)에 전달할 수 있다. 제1 제어 신호는, 충전 전류를 제1 기준 전류 레이트(C1)와 동일하게 설정할 것을 요청하는 신호일 수 있다. 충전기(50)는, 제1 제어 신호에 응답하여, 다른 제어 신호가 수신될 때까지, 제1 기준 전류 레이트(C1)의 충전 전류를 배터리(11)에 공급한다.
제어부(140)는, 배터리(11)의 충전 팩터가 제1 전환값(y1)에 도달하는 것에 응답하여, 충전 전류를 제1 기준 전류 레이트(C1)로부터 제2 기준 전류 레이트로 변경하기 위해, 제2 제어 신호를 출력할 수 있다. 인터페이스부(130)는, 제2 제어 신호를 충전기(50)에 전달할 수 있다. 제2 제어 신호는, 충전 전류를 제2 기준 전류 레이트와 동일하게 설정할 것을 요청하는 신호일 수 있다. 충전기(50)는, 제2 제어 신호에 응답하여, 다른 제어 신호가 수신될 때까지, 제2 기준 전류 레이트의 충전 전류를 배터리(11)에 공급한다.
이와 같이, 제어부(140)는, 각 전환값에 대응하는 제어 신호를 순차적으로 출력함으로써, 정전류 충전을 제어한다. 제어부(140)는, 충전 명령이 수신되는 경우, 전류 인덱스 z를 1과 동일하게 설정한 다음, 배터리(11)의 충전 팩터가 제z 전환값에 도달할 때마다, 전류 인덱스 z를 1만큼 증가시킬 수 있다. 제어부(140)는, 전류 인덱스 z에 대응하는 제z 제어 신호를 출력한다. 제z 제어 신호는, 충전 전류를 제z 기준 전류 레이트와 동일하게 설정할 것을 요청하는 신호이다. 충전기(50)는, 제z 제어 신호에 응답하여, 다른 제어 신호가 수신될 때까지, 제z 기준 전류 레이트의 충전 전류를 배터리(11)에 공급한다.
제어부(140)는, 배터리(11)의 충전 팩터가 제m 전환값에 도달하는 것에 응답하여, 전환 신호를 출력할 수 있다. 전환 신호는, 정전류 충전으로부터 정전압 충전으로 전환할 것을 요청하는 신호이다. 전환 신호는, 임계 전압을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 임계 전압은, 미리 정해진 전압 레벨이거나, 배터리(11)의 충전 팩터가 제m 전환값에 도달한 시점에서의 배터리(11)의 전압일 수 있다. 충전기(50)는, 전환 신호에 응답하여, 임계 전압과 동일한 충전 전압을 배터리(11)에 공급한다. 만약, 제m 전환값이 배터리(11)의 완전 충전 상태를 나타내는 경우, 제어부(140)는 전환 신호를 출력하는 대신 충전 사이클을 종료할 수 있다.
제어부(140)는, 정전압 충전 중, 배터리(11)의 전류가 임계 전류에 도달하는 것에 응답하여, 종료 신호를 출력할 수 있다. 충전기(50)는, 종료 신호에 응답하여, 충전 사이클을 종료시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 4의 방법은, 충전 사이클에 포함된 정전류 충전을 위한 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 단계 S410에서, 제어부(140)는, 메모리부(120)에 저장된 기준 충전 맵(200)으로부터, 제1 내지 제m 기준 전류 레이트(Cm)에 일대일 대응하는 제1 내지 제m 기준 충전 함수를 생성한다.
단계 S412에서, 제어부(140)는, 기준 충전 맵(200)을 제1 내지 제m 기준 충전 함수로 대체한다. 단계 S412는 필수적인 것은 아니기 때문에, 도 4의 방법으로부터 생략될 수도 있다.
단계 S420에서, 제어부(140)는, 충전 명령이 수신되었는지 여부를 판정한다. 단계 S420의 값이 "예"인 경우, 단계 S430이 진행된다.
단계 S430에서, 제어부(140)는, 충전 명령의 수신 시점에서의 배터리(11)의 충전 팩터를 나타내는 시작값을 결정한다.
단계 S440에서, 제어부(140)는, 시작값을 기초로, 제1 내지 제m 기준 충전 함수로부터 제1 내지 제m 전환값을 각각 결정한다. 각 전환값은, 충전 전류를 제1 기준 전류 레이트(C1)로부터 제m 기준 전류 레이트(Cm)까지 순차적으로 변경시키는 데에 활용된다.
단계 S442에서, 제어부(140)는, 전류 인덱스 z를 1로 설정한다. 전류 인덱스 z는, 제1 내지 제m 기준 전류 레이트 중에서, 현재 이용할 기준 전류 레이트를 선택하는 데에 이용된다.
단계 S450에서, 제어부(140)는, 충전 전류를 제z 기준 전류 레이트와 동일하게 설정할 것을 요청하는 제z 제어 신호를 출력한다.
단계 S460에서, 제어부(140)는, 배터리(11)의 충전 팩터가 제z 전환값에 도달하였는지 여부를 판정한다. 단계 S460의 값이 "예"인 경우, 단계 S470이 진행된다.
단계 S470에서, 제어부(140)는, 전류 인덱스 z가 m과 동일한지 여부를 판정한다다. 단계 S470의 값이 "아니오"인 경우, 단계 S480이 진행된다. 단계 S470의 값이 "예"인 경우, 도 4의 방법에 따른 정전류 충전이 종료될 수 있다.
단계 S480에서, 제어부(140)는, 전류 인덱스 z를 1만큼 증가시킨다. 단계 S472 후, 단계 S450으로 돌아간다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 관리 방법을 예시적으로 보여주는 순서도이다. 도 5의 방법은, 충전 사이클에 포함된 정전압 충전을 위한 것이다. 도 5의 방법은, 도 4의 방법에 의한 정전류 충전이 완료되는 경우에 제어부(140)에 의해 실행될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 단계 S500에서, 제어부(140)는, 임계 전압을 결정한다. 임계 전압은, 배터리(11)의 충전 팩터가 제1 내지 제m 중 마지막 순서인 제m 전환값에 도달한 시점에서의 배터리(11)의 전압을 나타낼 수 있다. 충전 팩터로서 SOC 대신 전압이 이용되는 경우, 임계 전압은 제m 전환값과 동일할 수 있다. 대안적으로, 임계 전압은 미리 정해진 전압 레벨일 수 있으며, 이 경우 단계 S500은 도 5의 방법으로부터 생략될 수 있다.
단계 S510에서, 제어부(140)는, 정전류 충전으로부터 정전압 충전으로 전환할 것을 요청하는 전환 신호를 출력한다. 인터페이스부(130)는, 전환 신호를 충전기(50)에 전달할 수 있다. 전환 신호는, 정전류 충전을 종료하고, 충전 전압을 임계 전압과 동일하게 설정할 것을 요청하는 신호일 수 있다. 충전기(50)는, 전환 신호에 응답하여, 임계 전압과 동일한 충전 전압을 배터리(11)에 공급한다.
단계 S520에서, 제어부(140)는, 배터리(11)의 충전 전류가 임계 전류에 도달하였는지 여부를 판정한다. 정전압 충전 중, 배터리(11)의 전압은 점차 증가하므로, 배터리(11)의 전류는 임계 전류를 향하여 점차 감소한다. 임계 전류는, 예컨대 0.1 A와 같이 미리 정해진 것이다. 제어부(140)는, 단계 S520의 값이 "아니오"인 경우, 단계 S520의 값이 "예"일 때까지, 단계 S520을 소정 주기로 반복 실행할 수 있다. 단계 S520의 값이 "예"인 경우, 단계 S530으로 진행된다.
단계 S530에서, 제어부(140)는, 정전압 충전이 완료되었음을 나타내는 충전 완료 신호를 출력한다. 인터페이스부(130)는, 충전 완료 신호를 충전기(50)에 전달할 수 있다. 충전기(50)는, 충전 완료 신호에 응답하여, 배터리(11)와의 전기적 결합을 해제함으로써, 충전 사이클을 종료시킬 수 있다.
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.
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.
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.
1: 전기 차량
2: 상위 컨트롤러
10: 배터리 팩
11: 배터리
20: 스위치
30: 인버터
40: 전기 모터
50: 충전기
100: 배터리 관리 시스템
110: 센싱부
111: 전압 센서
112: 전류 센서
113: 온도 센서
120: 메모리부
130: 인터페이스부
140: 제어부

Claims (13)

  1. 배터리의 전압 및 전류를 나타내는 센싱 신호를 생성하도록 구성되는 센싱부;
    제1 내지 제m 기준 전류 레이트를 이용한 정전류 충전을 위한 기준 충전 맵을 저장하도록 구성되되, m은 2 이상의 자연수인 메모리부; 및
    충전 명령이 수신되는 경우, 상기 센싱 신호를 기초로, 상기 충전 명령의 수신 시점에서의 상기 배터리의 충전 팩터를 나타내는 시작값을 결정하도록 구성되는 제어부를 포함하되,
    상기 충전 팩터는, 상기 배터리의 SOC 또는 전압이고,
    상기 제어부는,
    상기 기준 충전 맵으로부터 상기 제1 내지 제m 기준 전류 레이트에 일대일 대응하는 제1 내지 제m 기준 충전 함수를 생성하고,
    상기 정전류 충전을 포함하는 충전 사이클이 개시되는 경우, 상기 센싱 신호, 상기 시작값 및 상기 제1 내지 제m 기준 충전 함수를 기초로, 상기 제1 내지 제m 기준 전류 레이트를 순차적으로 이용하여 상기 배터리에 공급되는 충전 전류를 제어하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 메모리부에 저장된 상기 기준 충전 맵을 상기 제1 내지 제m 기준 충전 함수로 대체하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준 충전 맵은, 상기 제1 내지 제m 기준 전류 레이트에 일대일 대응하는 제1 내지 제m 기준 배열을 포함하고,
    각 기준 배열은, 제1 내지 제n 기준값 및 제1 내지 제n 경계값을 포함하되, n은 2 이상의 자연수고,
    i이 2 이상 m 이하의 자연수고, j는 1 이상 n 이하의 자연수라고 할 때,
    상기 제1 기준 배열의 제j 경계값은, 상기 배터리의 충전 팩터가 제j 기준값과 동일한 시점에서 상기 충전 사이클이 개시되는 경우, 상기 제1 기준 전류 레이트에 의한 정전류 충전이 허용되는 한계값을 나타내고,
    제i 기준 배열의 제j 경계값은, 상기 배터리의 충전 팩터가 제i-1 기준 배열의 제j 경계값에 도달한 시점부터, 제i 기준 전류 레이트에 의한 정전류 충전이 허용되는 한계값을 나타내는 배터리 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제i 기준 전류 레이트는, 상기 제i-1 기준 전류 레이트보다 작은 배터리 관리 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    k는 2 이상 n 이하의 자연수라고 할 때,
    제k 기준값은, 제k-1 기준값보다 크고,
    상기 제i 기준 배열의 제k 경계값은, 상기 제i 기준 배열의 제k-1 경계값보다 큰 배터리 관리 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 충전 명령의 수신 시점에서의 상기 배터리의 충전 팩터인 시작값을 기초로, 상기 제1 내지 제m 기준 충전 함수로부터 제1 내지 제m 전환값을 각각 결정한 다음, 제1 제어 신호를 출력하도록 구성되되,
    상기 제1 제어 신호는, 상기 충전 전류를 상기 제1 기준 전류 레이트와 동일하게 설정할 것을 요청하는 신호인 배터리 관리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    전류 인덱스를 나타내는 자연수인 z가 m 미만인 경우, 제z 기준 전류 레이트의 상기 충전 전류에 의해 상기 배터리의 충전 팩터가 제z 전환값에 도달한 것에 응답하여, z를 1만큼 증가시킨 다음 제z 제어 신호를 출력하도록 구성되되,
    상기 제z 제어 신호는, 상기 충전 전류를 제z 기준 전류 레이트와 동일하게 설정할 것을 요청하는 신호인 배터리 관리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제m 기준 전류 레이트의 상기 충전 전류에 의해 상기 배터리의 충전 팩터가 상기 제m 전환값에 도달한 것에 응답하여, 상기 정전류 충전으로부터 임계 전압에 의한 정전압 충전으로 전환할 것을 요청하는 전환 신호를 출력하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 임계 전압을 상기 배터리의 충전 팩터가 상기 제m 전환값에 도달한 시점에서의 상기 배터리의 전압과 동일하게 설정하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 정전압 충전 중 상기 배터리의 전류가 임계 전류에 도달한 것에 응답하여, 상기 정전압 충전을 종료하도록 구성되는 배터리 관리 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 관리 시스템을 포함하는 배터리 팩.
  12. 제11항에 따른 상기 배터리 팩을 포함하는 전기 차량.
  13. 배터리 관리 방법에 있어서,
    제1 내지 제m 기준 전류 레이트를 이용한 정전류 충전을 위한 기준 충전 맵으로부터 상기 제1 내지 제m 기준 전류 레이트에 일대일 대응하는 제1 내지 제m 기준 충전 함수를 생성하는 단계;
    충전 명령이 수신되는 경우, 상기 충전 명령의 수신 시점에서의 상기 배터리의 충전 팩터인 시작값을 결정하는 단계;
    상기 시작값을 기초로, 상기 제1 내지 제m 기준 충전 함수로부터 제1 내지 제m 전환값을 각각 결정하는 단계;
    상기 정전류 충전을 포함하는 충전 사이클을 개시하기 위해, 충전 전류를 상기 제1 기준 전류 레이트와 동일하게 설정할 것을 요청하는 제1 제어 신호를 출력하는 단계; 및
    전류 인덱스를 나타내는 자연수인 z가 m 미만인 경우, 제z 기준 전류 레이트의 상기 충전 전류에 의해 상기 배터리의 충전 팩터가 제z 전환값에 도달한 것에 응답하여, z를 1만큼 증가시킨 다음, 상기 충전 전류를 제z 기준 전류 레이트와 동일하게 설정할 것을 요청하는 제z 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는 배터리 관리 방법.
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US17/924,417 US20230182618A1 (en) 2020-06-18 2021-06-16 Battery Management System, Battery Management Method, Battery Pack, and Electric Vehicle
JP2022520013A JP7355478B2 (ja) 2020-06-18 2021-06-16 バッテリー管理システム、バッテリー管理方法、バッテリーパック及び電気車両
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4145588B1 (en) * 2020-08-13 2025-03-05 LG Energy Solution, Ltd. Battery management system, battery management method, battery pack, and electric vehicle
JP7659998B2 (ja) * 2021-02-10 2025-04-10 株式会社Subaru 充電装置
CN114397582B (zh) * 2022-01-11 2024-04-30 东莞新能安科技有限公司 析锂检测方法、电子设备、充电装置及存储介质

Family Cites Families (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1233655A (fr) * 1959-05-06 1960-10-12 Alsthom Cgee Dispositions améliorant l'utilisation de l'adhérence des véhicules à moteurs thermiques et à transmission électrique
JP2006288150A (ja) * 2005-04-04 2006-10-19 Hitachi Koki Co Ltd リチウム電池用充電装置
JP2007014163A (ja) * 2005-07-01 2007-01-18 Fujitsu Ltd 充電用ｉｃ、充電装置及び電子機器
US7834591B2 (en) * 2006-02-16 2010-11-16 Summit Microelectronics, Inc. Switching battery charging systems and methods
US7528574B1 (en) * 2006-02-16 2009-05-05 Summit Microelectronics, Inc. Systems and methods of programming voltage and current in a battery charger
JP4657148B2 (ja) * 2006-05-24 2011-03-23 ヤマハモーターパワープロダクツ株式会社 充電制御装置
JP4660523B2 (ja) * 2007-09-19 2011-03-30 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 電池セルの表面温度で充電制御する充電システム
JP5219485B2 (ja) * 2007-12-12 2013-06-26 三洋電機株式会社 充電方法
JP2010019758A (ja) * 2008-07-11 2010-01-28 Mitsumi Electric Co Ltd 電池状態検知装置
TWI394971B (zh) * 2008-09-23 2013-05-01 Ind Tech Res Inst 電池特性追蹤方法及電路
JP5332559B2 (ja) 2008-12-03 2013-11-06 レシップホールディングス株式会社 充電装置
RU2010134764A (ru) * 2009-01-07 2013-02-20 Панасоник Корпорэйшн Способ зарядки аккумуляторной батареи в сборе и система зарядки аккумуляторной батареи
WO2011033704A1 (ja) * 2009-09-18 2011-03-24 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池の充電方法及び充電装置
EP2479833A1 (en) * 2009-09-18 2012-07-25 Panasonic Corporation Nonaqueous electrolyte secondary battery charging method and charging device
US8305045B2 (en) * 2009-11-20 2012-11-06 Panasonic Corporation Charge control circuit, battery pack, and charging system
WO2011065009A1 (ja) * 2009-11-27 2011-06-03 パナソニック株式会社 リチウムイオン二次電池の充電方法、及び電池パック
TWI536702B (zh) * 2010-07-15 2016-06-01 Ｚ動力能源有限責任公司 用於將電池組再充電之方法及裝置
WO2012127775A1 (ja) * 2011-03-18 2012-09-27 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池の充電方法、及び電池パック
CN102785580B (zh) * 2011-05-16 2015-08-19 上海汽车集团股份有限公司 用于基于双蓄电池供电系统的汽车的起停控制方法
KR101419749B1 (ko) * 2011-10-04 2014-08-13 주식회사 엘지화학 배터리 충전 장치 및 방법
KR101863036B1 (ko) * 2011-11-30 2018-06-01 주식회사 실리콘웍스 배터리 잔존전하량 추정방법 및 배터리 관리시스템
WO2014110477A2 (en) * 2013-01-11 2014-07-17 Zpower, Llc Methods and systems for recharging a battery
US20140265945A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Infineon Technologies Austria Ag Electric Drive System
JP5812032B2 (ja) 2013-03-22 2015-11-11 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム及び蓄電装置の満充電容量推定方法
CN103241130B (zh) * 2013-04-10 2015-07-22 华中科技大学 一种电动公交车充换电站的能量管理方法及系统
US9559543B2 (en) * 2013-07-19 2017-01-31 Apple Inc. Adaptive effective C-rate charging of batteries
KR101502230B1 (ko) * 2013-09-17 2015-03-12 삼성에스디아이 주식회사 배터리 충전 방법 및 배터리 충전 시스템
KR102248599B1 (ko) * 2014-05-20 2021-05-06 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 충전방법 및 이를 위한 배터리 관리 시스템
KR102273766B1 (ko) * 2014-08-26 2021-07-06 삼성에스디아이 주식회사 배터리 충전방법 및 이를 이용한 배터리 팩
TWI566499B (zh) * 2014-12-30 2017-01-11 仁寶電腦工業股份有限公司 充電方法及其適用之充電裝置
KR20170020143A (ko) * 2015-08-13 2017-02-22 엘지이노텍 주식회사 무전전력전송 시스템 및 이의 구동 방법.
KR102502450B1 (ko) * 2015-11-02 2023-02-22 삼성전자주식회사 배터리 충전 방법 및 배터리 충전 장치
US20170288417A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Active-Semi (BVI) Inc. Fast Charging Apparatus and Method
JP2018046667A (ja) * 2016-09-14 2018-03-22 株式会社東芝 充電パターン作成装置、充電制御装置、充電パターン作成方法、プログラム、及び蓄電システム
JP2018063128A (ja) * 2016-10-11 2018-04-19 カルソニックカンセイ株式会社 充電率推定装置及び充電率推定方法
US10985590B2 (en) * 2016-11-01 2021-04-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for charging battery
KR102813037B1 (ko) * 2017-01-23 2025-05-27 삼성에스디아이 주식회사 배터리 충전 방법 및 충전 시스템
KR102254353B1 (ko) * 2017-03-10 2021-05-21 주식회사 엘지화학 이차전지의 충전방법
EP3611818B1 (en) * 2017-04-14 2024-09-25 Murata Manufacturing Co., Ltd. Charging device, charging method, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electricity storage device, electronic device, and electricity storage system
US11027624B2 (en) * 2017-09-15 2021-06-08 Proterra Inc. Electric vehicle charging by adjusting charger current based on battery chemistry
KR102441505B1 (ko) * 2017-12-11 2022-09-07 현대자동차주식회사 전기 자동차의 배터리 충전 방법
US11056900B2 (en) * 2018-01-31 2021-07-06 Ningde Amperex Technology Limited Charging method, charging device, and computer-readable medium for charging a battery
JP7190666B2 (ja) * 2018-02-28 2022-12-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 非水電解質二次電池の充電方法、及び非水電解質二次電池の充電システム
JP6674502B2 (ja) 2018-05-22 2020-04-01 本田技研工業株式会社 充電制御装置
US20210135474A1 (en) * 2018-07-13 2021-05-06 Lg Electronics Inc. Mobile terminal and control method thereof
KR20200074421A (ko) 2018-12-17 2020-06-25 이소현 머리 정리용 수건
TWI672844B (zh) * 2018-12-19 2019-09-21 財團法人工業技術研究院 鋁電池充電方法及鋁電池充電裝置
KR102392399B1 (ko) * 2018-12-21 2022-04-28 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지의 스텝 충전 제어 장치 및 방법
KR102768452B1 (ko) * 2019-04-05 2025-02-13 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 방법
KR102659679B1 (ko) * 2019-04-22 2024-04-19 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리의 미분 전압 커브를 결정하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리 팩
KR102743393B1 (ko) * 2019-09-06 2024-12-16 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량
KR102766401B1 (ko) * 2019-09-19 2025-02-10 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량
CN111063955B (zh) * 2019-12-27 2023-05-30 Oppo广东移动通信有限公司 充电方法及装置、设备、存储介质
EP4427975A3 (en) * 2020-03-24 2024-11-27 LG Energy Solution, Ltd. Battery performance management server and battery performance management system including the same
US11777330B2 (en) * 2020-07-22 2023-10-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Common charge controller for electronic devices with multiple batteries
KR102772378B1 (ko) * 2020-08-13 2025-02-21 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 시스템, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량
EP4145588B1 (en) * 2020-08-13 2025-03-05 LG Energy Solution, Ltd. Battery management system, battery management method, battery pack, and electric vehicle
JP7393090B2 (ja) * 2020-08-20 2023-12-06 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリー管理システム、バッテリー管理方法、バッテリーパック及び電気車両
JP7697191B2 (ja) * 2022-04-21 2025-06-24 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリー制御装置及びバッテリー制御方法
JP2024536379A (ja) * 2022-09-01 2024-10-04 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 直列型充放電装置およびそれを用いた充放電方法
WO2024058404A1 (ko) * 2022-09-15 2024-03-21 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 전기 차량 및 배터리 충전 시간 예측 방법

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