特許 7404612 バッテリー診断装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-18

(45)【発行日】2023-12-26

(54)【発明の名称】バッテリー診断装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/48 20060101AFI20231219BHJP

   G01R 31/389 20190101ALI20231219BHJP

   G01R 31/387 20190101ALI20231219BHJP

   G01R 31/392 20190101ALI20231219BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20231219BHJP

【ＦＩ】

H01M10/48 P

H01M10/48 301

G01R31/389

G01R31/387

G01R31/392

H02J7/00 Q

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022554333

(86)(22)【出願日】2021-10-12

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-26

(86)【国際出願番号】 KR2021014053

(87)【国際公開番号】W WO2022080837

(87)【国際公開日】2022-04-21

【審査請求日】2022-09-09

(31)【優先権主張番号】10-2020-0131451

(32)【優先日】2020-10-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ウー、キュン－ファ

(72)【発明者】

【氏名】ベ、ユン－ジュン

(72)【発明者】

【氏名】チャ、エー－ミン

【審査官】佐藤 卓馬

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１０３３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／００５４１７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－００２４５４５（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１５８３３７３（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】韓国登録特許第１０－２１５２５７２（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００８３２１４（ＫＲ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０９０１４３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｇ０１Ｒ ３１／３８９

Ｇ０１Ｒ ３１／３８７

Ｇ０１Ｒ ３１／３９２

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーの放電容量及び温度を測定する測定部と、
前記バッテリーに対して生成されたインピーダンスプロファイルに基づいて前記バッテリーのオーム抵抗を決定するオーム抵抗決定部と、
前記測定部によって測定されたバッテリーの放電容量と参照容量を比較して容量変化率を算出し、前記オーム抵抗決定部によって決定されたオーム抵抗と参照抵抗を比較して抵抗変化率を算出し、算出された抵抗変化率と基準抵抗変化率との大きさ比較によって前記バッテリーの内部ガスの発生程度を判断し、算出された容量変化率と基準容量変化率との大きさ比較によって前記バッテリーの内部ガスの発生原因を判断する制御部と、を含む、バッテリー診断装置。

【請求項2】

前記オーム抵抗決定部は、
前記測定部によって測定された前記バッテリーの温度が所定の期間の間に基準温度以上である場合、前記バッテリーに対して生成されたインピーダンスプロファイルに基づいて前記オーム抵抗を決定する、請求項１に記載のバッテリー診断装置。

【請求項3】

前記バッテリーは、
前記所定の期間の間に前記基準温度以上に維持された後、第１時点で完全充電され、前記第１時点で完全充電された後、第２時点で完全放電されるように構成され、
前記測定部は、
前記第１時点で完全充電されたバッテリーが前記第２時点で完全放電されるまでの前記バッテリーの放電容量を測定する、請求項２に記載のバッテリー診断装置。

【請求項4】

前記制御部は、
前記算出された抵抗変化率が前記基準抵抗変化率以上であれば、前記バッテリーの内部ガスが基準量以上に発生したと判断し、
前記算出された抵抗変化率が前記基準抵抗変化率未満であれば、前記バッテリーの内部ガスが前記基準量未満に発生したと判断する、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリー診断装置。

【請求項5】

前記制御部は、
前記算出された容量変化率が前記基準容量変化率以上であれば、前記内部ガスの発生原因を前記バッテリーの負極の副反応に判断し、
前記算出された容量変化率が前記基準容量変化率未満であれば、前記内部ガスの発生原因を前記負極の副反応以外の他の原因に判断する、請求項４に記載のバッテリー診断装置。

【請求項6】

前記制御部は、
前記内部ガスの発生程度及び前記内部ガスの発生原因に基づいて前記バッテリーの状態を診断する、請求項５に記載のバッテリー診断装置。

【請求項7】

前記制御部は、
前記内部ガスが前記基準量未満に発生したと判断された場合、前記バッテリーの状態を正常状態に診断する、請求項５または６に記載のバッテリー診断装置。

【請求項8】

前記制御部は、
前記内部ガスが前記他の原因によって前記基準量以上に発生したと判断された場合、前記バッテリーの状態を第１警告状態に診断し、前記バッテリーに対する上限温度を減少させる、請求項５から７のいずれか一項に記載のバッテリー診断装置。

【請求項9】

前記制御部は、
前記内部ガスが前記負極の副反応によって前記基準量以上に発生したと判断された場合、前記バッテリーの状態を第２警告状態に診断し、前記バッテリーに対する上限温度及び上限Ｃ－ｒａｔｅのうち少なくとも一つを減少させる、請求項５から８のいずれか一項に記載のバッテリー診断装置。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載のバッテリー診断装置と、
前記バッテリーに交流電流を出力し、前記交流電流の出力結果によって前記バッテリーのインピーダンスを実部と虚部との対応関係として示すインピーダンスプロファイルを生成し、生成されたインピーダンスプロファイルを前記バッテリー診断装置に出力するＥＩＳ部と、を含む、バッテリー診断システム。

【請求項11】

前記バッテリーの温度が基準温度以上になるように前記バッテリーの温度を上昇させるヒーティング部と、
前記バッテリーを充電及び放電する充放電部と、をさらに含む、請求項１０に記載のバッテリー診断システム。

【請求項12】

請求項１から９のいずれか一項に記載のバッテリー診断装置を含む、バッテリーパック。

【請求項13】

バッテリーの温度を測定する温度測定段階と、
前記バッテリーに対して生成されたインピーダンスプロファイルに基づいて前記バッテリーのオーム抵抗を決定するオーム抵抗決定段階と、
前記バッテリーの放電容量を測定する放電容量測定段階と、
前記放電容量測定段階で測定されたバッテリーの放電容量と参照容量を比較して容量変化率を算出する容量変化率算出段階と、
前記オーム抵抗決定段階で決定されたオーム抵抗と参照抵抗を比較して抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出段階と、
算出された抵抗変化率と基準抵抗変化率との大きさ比較によって前記バッテリーの内部ガスの発生程度を判断する内部ガス発生程度判断段階と、
算出された容量変化率と基準容量変化率との大きさ比較によって前記バッテリーの内部ガスの発生原因を判断する内部ガス発生原因判断段階と、を含む、バッテリー診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリー診断装置及び方法に関し、より詳しくは、バッテリーの内部ガスの発生程度及び発生原因が診断可能なバッテリー診断装置及び方法に関する。

【0002】

本出願は、２０２０年１０月１２日出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１３１４５１号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。

【背景技術】

【0003】

最近、ノートブックＰＣ、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯用電子製品の需要が急増し、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれ、反復的な充放電の可能な高性能バッテリーについての研究が活発に進行しつつある。

【0004】

現在、商用化したバッテリーとしては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウムバッテリーなどがあり、このうち、リチウムバッテリーは、ニッケル系のバッテリーに比べてメモリー効果がほとんど起こらず、充放電が自由で、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。

【0005】

バッテリーは、退化するにつれ、内部ガスの発生を伴う多様な副反応が発生し、このような副反応が持続されて内部ガス量が許容値を上回ると、バッテリーの接合部がオープンされてＥＯＬ（Ｅｎｄ ｏｆ ｌｉｆｅ）状態に到達するようになる。

【0006】

したがって、バッテリーの状態を診断するためには、内部ガス量に対する測定が必要であるが、従来には非破壊的な方式でバッテリーの内部ガス量を測定することが困難であった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーのインピーダンスプロファイルに基づいて非破壊的にバッテリーの内部ガスの発生程度及び発生原因を診断するバッテリー診断装置及び方法を提供することを目的とする。

【0008】

本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに理解されるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一面によるバッテリー診断装置は、バッテリーの放電容量及び温度を測定するように構成された測定部と、前記バッテリーに対して生成されたインピーダンスプロファイルに基づいて前記バッテリーのオーム抵抗を決定するように構成されたオーム抵抗決定部と、前記測定部によって測定されたバッテリーの放電容量と参照容量を比較して容量変化率を算出し、前記オーム抵抗決定部によって決定されたオーム抵抗と参照抵抗を比較して抵抗変化率を算出し、算出された抵抗変化率と基準抵抗変化率との大きさ比較によって前記バッテリーの内部ガスの発生程度を判断し、算出された容量変化率と基準容量変化率との大きさ比較によって前記バッテリーの内部ガスの発生原因を判断するように構成された制御部と、を含み得る。

【0010】

前記オーム抵抗決定部は、前記測定部によって測定された前記バッテリーの温度が所定の期間の間に基準温度以上である場合、前記バッテリーに対して生成されたインピーダンスプロファイルに基づいて前記オーム抵抗を決定するように構成され得る。

【0011】

前記バッテリーは、前記所定の期間の間に前記基準温度以上に維持された後、第１時点で完全充電され、前記第１時点で完全充電された後、第２時点で完全放電されるように構成され得る。

【0012】

前記測定部は、前記第１時点で完全充電されたバッテリーが前記第２時点で完全放電されるまでの前記バッテリーの放電容量を測定するように構成され得る。

【0013】

前記制御部は、前記算出された抵抗変化率が前記基準抵抗変化率以上であれば、前記バッテリーの内部ガスが基準量以上に発生したと判断するように構成され得る。

【0014】

前記制御部は、前記算出された抵抗変化率が前記基準抵抗変化率未満であれば、前記バッテリーの内部ガスが前記基準量未満に発生したと判断するように構成され得る。

【0015】

前記制御部は、前記算出された容量変化率が前記基準容量変化率以上であれば、前記内部ガスの発生原因を前記バッテリーの負極の副反応として判断するように構成され得る。

【0016】

前記制御部は、前記算出された容量変化率が前記基準容量変化率未満であれば、前記内部ガスの発生原因を前記負極の副反応以外の他の原因と判断するように構成され得る。

【0017】

前記制御部は、前記内部ガスの発生程度及び前記内部ガスの発生原因に基づいて前記バッテリーの状態を診断するように構成され得る。

【0018】

前記制御部は、前記内部ガスが前記基準量未満に発生したと判断された場合、前記バッテリーの状態を正常状態に診断するように構成され得る。

【0019】

前記制御部は、前記内部ガスが前記他の原因によって前記基準量以上に発生したと判断された場合、前記バッテリーの状態を第１警告状態に診断し、前記バッテリーに対する上限温度を減少させるように構成され得る。

【0020】

前記制御部は、前記内部ガスが前記負極の副反応によって前記基準量以上に発生したと判断された場合、前記バッテリーの状態を第２警告状態に診断し、前記バッテリーに対する上限温度及び上限Ｃ－ｒａｔｅのうち少なくとも一つを減少させるように構成され得る。

【0021】

本発明の他面によるバッテリー診断システムは、本発明の一面によるバッテリー診断装置と、前記バッテリーに交流電流を出力し、前記交流電流の出力結果によって前記バッテリーのインピーダンスを実部と虚部との対応関係として示すインピーダンスプロファイルを生成し、生成されたインピーダンスプロファイルを前記バッテリー診断装置に出力するように構成されたＥＩＳ部と、を含み得る。

【0022】

本発明のさらに他面によるバッテリー診断システムは、前記バッテリーの温度が基準温度以上になるように前記バッテリーの温度を上昇させるように構成されたヒーティング部と、前記バッテリーを充電及び放電するように構成された充放電部と、をさらに含み得る。

【0023】

本発明のさらに他面によるバッテリーパックは、本発明の一面によるバッテリー診断装置を含み得る。

【0024】

本発明のさらに他面によるバッテリー診断方法は、バッテリーの温度を測定する温度測定段階と、前記バッテリーに対して生成されたインピーダンスプロファイルに基づいて前記バッテリーのオーム抵抗を決定するオーム抵抗決定段階と、バッテリーの放電容量を測定する放電容量測定段階と、前記測定段階で測定されたバッテリーの放電容量と参照容量を比較して容量変化率を算出する容量変化率算出段階と、前記オーム抵抗決定段階で決定されたオーム抵抗と参照抵抗を比較して抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出段階と、算出された抵抗変化率と基準抵抗変化率との大きさ比較によって前記バッテリーの内部ガスの発生程度を判断する内部ガス発生程度判断段階と、算出された容量変化率と基準容量変化率との大きさ比較によって前記バッテリーの内部ガスの発生原因を判断する内部ガス発生原因判断段階と、を含み得る。

【発明の効果】

【0025】

本発明の一面によると、非破壊的な方式によってバッテリーの内部ガスの発生程度と発生原因を診断することができる。

【0026】

本発明の効果は上述した効果に制限されず、言及されていない本発明の他の効果は請求範囲の記載から当業者により明らかに理解されるだろう。

【0027】

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の一実施例によるバッテリー診断装置を概略的に示した図である。

【図2】本発明の一実施例によるインピーダンスプロファイルを概略的に示した図である。

【図3】本発明の一実施例によるバッテリー診断装置によって算出された容量変化率の一例を示した図である。

【図4】本発明の一実施例によるバッテリー診断装置によって算出された抵抗変化率の一例を示した図である。

【図5】発明の一実施例によるバッテリー診断装置によって診断されるバッテリーの状態を概略的に示した図である。

【図6】本発明の他の実施例によるバッテリー診断システムを概略的に示した図である。

【図7】本発明の一実施例によるバッテリー診断装置を含むバッテリーパックの例示的構成を示した図である。

【図8】本発明のさらに他の実施例によるバッテリー診断方法を概略的に示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。

【0030】

したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

【0031】

また、本発明に関連する公知の機能または構成についての具体的な説明が、本発明の要旨をぼやかすと判断される場合、その説明を省略する。

【0032】

第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素のうちいずれか一つを残りと区別する目的として使用され、このような用語によって構成要素が限定されることではない。

【0033】

なお、明細書の全体にかけて、ある部分が、ある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反する記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。

【0034】

また、明細書に記載の「制御部」のような用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を示し、これはハードウェアやソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの結合せにより具現され得る。

【0035】

さらに、明細書の全体に亘って、ある部分が他の部分と「連結（接続）」されているとするとき、これは、「直接的に連結（接続）」されている場合のみならず、その中間に他の素子を介して「間接的に連結（接続）」されている場合も含む。

【0036】

以下では、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を説明する。

【0037】

図１は、本発明の一実施例によるバッテリー診断装置１００を概略的に示した図である。

【0038】

図１を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリー診断装置１００は、測定部１１０と、オーム抵抗決定部１２０及び制御部１３０を含み得る。

【0039】

測定部１１０は、バッテリーの放電容量及び温度を測定するように構成され得る。

【0040】

ここで、バッテリーは、負極端子及び正極端子を備え、物理的に分離可能な一つの独立したバッテリーセルを意味し得る。一例で、パウチ型リチウムポリマーセル一つがバッテリーとして看做され得る。また、バッテリーは、一つ以上のバッテリーセルが直列及び／または並列で接続されて備えられたバッテリーモジュールであり得る。但し、ここでは、説明の便宜のために、バッテリーは独立したセルを意味することに説明する。

【0041】

例えば、測定部１１０は、バッテリーの放電電流を測定することで、所定の時間の間のバッテリーの放電容量を測定し得る。

【0042】

また、測定部１１０はバッテリーと接続され、バッテリーの現在温度を測定し得る。

【0043】

オーム抵抗決定部１２０は、前記バッテリーに対して生成されたインピーダンスプロファイルに基づいて前記バッテリーのオーム抵抗を決定するように構成され得る。

【0044】

図２は、本発明の一実施例によるインピーダンスプロファイルを概略的に示した図である。

【0045】

図２を参照すると、インピーダンスプロファイルは、Ｘを実部Ｚｒｅに設定し、Ｙを虚部－Ｚｉｍに設定したときのＸ－Ｙ平面グラフとして示され得る。図２の実施例において、バッテリーのオーム抵抗Ｒｏは、インピーダンスプロファイルの開始抵抗値であり得る。具体的には、インピーダンスプロファイルにおいて、虚部－Ｚｉｍの値が０であるときの実部Ｚｒｅの抵抗値がバッテリーのオーム抵抗Ｒｏであり得る。オーム抵抗Ｒｏは、公知の因子であることから、オーム抵抗Ｒｏそのものについての説明は省略する。

【0046】

例えば、バッテリーのインピーダンスプロファイルは、バッテリー診断装置１００の外部で生成され得る。そして、オーム抵抗決定部１２０は、外部から生成されたバッテリーのインピーダンスプロファイルを直接受信するか、またはバッテリーのインピーダンスプロファイルが保存されたメモリーにアクセスしてインピーダンスプロファイルを獲得し得る。

【0047】

そして、オーム抵抗決定部１２０は、受信したインピーダンスプロファイルから開始抵抗値を決定し、決められた開始抵抗値をバッテリーのオーム抵抗に決定し得る。

【0048】

制御部１３０は、前記測定部１１０によって測定されたバッテリーの放電容量と参照容量を比較して容量変化率を算出するように構成され得る。

【0049】

ここで、参照容量は、ＢＯＬ（Ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ ｌｉｆｅ）状態のバッテリーが完全充電された状態で完全放電するまでのバッテリーの放電容量であり得る。例えば、参照容量は、ＢＯＬ状態のバッテリーがＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）１００％から０％まで放電される間に測定されたバッテリーの放電容量であり得る。

【0050】

具体的に、制御部１３０は、参照容量に対する参照容量と、測定されたバッテリーの放電容量との差の割合を計算して、バッテリーの容量変化率を算出できる。例えば、制御部１３０は、「（参照容量－測定されたバッテリーの放電容量）÷参照容量×１００」の数式を計算することで、バッテリーの容量変化率を算出し得る。

【0051】

図３は、本発明の一実施例によるバッテリー診断装置１００によって算出された容量変化率の一例を示した図である。

【0052】

例えば、図３の実施例において、制御部１３０は、第１～第５バッテリーＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５に対する容量変化率を算出し得る。ここで、参照容量は、第１～第５バッテリーＢ１～Ｂ５の各々に対して予め設定され得る。即ち、第１バッテリーＢ１に対する第１参照容量及び第２バッテリーＢ２に対する第２参照容量が予め設定され得る。また、第３バッテリーＢ３に対する第３参照容量及び第４バッテリーＢ４に対する第４参照容量が予め設定され得る。また、第５バッテリーＢ５に対する第５参照容量が予め設定され得る。

【0053】

即ち、制御部１３０は、予め設定された一つの参照容量を用いて第１～第５バッテリーＢ１～Ｂ５の容量変化率を算出せず、対応する参照容量と測定されたバッテリーの放電容量との差を計算して第１～第５バッテリーＢ１～Ｂ５の各々の容量変化率を算出し得る。したがって、制御部１３０によって算出されたバッテリーの容量変化率には、各々のバッテリーの退化度が反映され得る。

【0054】

例えば、図３の実施例において、第１バッテリーＢ１の容量変化率は３．１７％であり、第２バッテリーＢ２の容量変化率は２．５％であり得る。また、第３バッテリーＢ３の容量変化率は２．８３％であり、第４バッテリーＢ４の容量変化率は３．６７％であり得る。また、第５バッテリーＢ５の容量変化率は６．３３％であり得る。

【0055】

制御部１３０は、前記オーム抵抗決定部１２０によって決められたオーム抵抗と参照抵抗を比較して抵抗変化率を算出するように構成され得る。

【0056】

ここで、参照抵抗は、ＢＯＬ状態のバッテリーに対して予め測定された抵抗値であり得る。より望ましくは、参照抵抗はＢＯＬ状態のバッテリーがＳＯＣ１００％であるときに測定されたオーム抵抗値であり得る。

【0057】

具体的には、制御部１３０は、参照抵抗に対して、測定されたバッテリーのオーム抵抗と参照抵抗との差の割合を計算し、バッテリーに対する抵抗変化率を算出し得る。例えば、制御部１３０は、「（測定されたバッテリーのオーム抵抗－参照抵抗）÷参照抵抗×１００」の数式を計算し、バッテリーに対する抵抗変化率を算出し得る。

【0058】

図４は、本発明の一実施例によるバッテリー診断装置１００によって算出された抵抗変化率の一例を示した図である。

【0059】

例えば、図４の実施例において、制御部１３０は、第１～第５バッテリーＢ１～Ｂ５の抵抗変化率を算出し得る。参照容量と同様に、参照抵抗も第１～第５バッテリーＢ１～Ｂ５の各々に対して予め設定され得る。即ち、第１バッテリーＢ１に対する第１参照抵抗及び第２バッテリーＢ２に対する第２参照抵抗が予め設定され得る。また、第３バッテリーＢ３に対する第３参照抵抗及び第４バッテリーＢ４に対する第４参照抵抗が予め設定され得る。また、第５バッテリーＢ５に対する第５参照抵抗が予め設定され得る。そして、制御部１３０は、対応する参照抵抗とバッテリーのオーム抵抗に基づき、第１～第５バッテリーＢ１～Ｂ５の各々の抵抗変化率を算出し得る。

【0060】

例えば、図４の実施例において、第１バッテリーＢ１の抵抗変化率は１６．４％であり、第２バッテリーＢ２の抵抗変化率は１７．１％であり得る。また、第３バッテリーＢ３の抵抗変化率は１６．１％であり、第４バッテリーＢ４の抵抗変化率は２４．２％であり得る。また、第５バッテリーＢ５の抵抗変化率は２５．２％であり得る。

【0061】

制御部１３０は、算出された抵抗変化率と基準抵抗変化率との大きさ比較によって前記バッテリーの内部ガスの発生程度を判断するように構成され得る。

【0062】

具体的には、前記制御部１３０は、前記算出された抵抗変化率が前記基準抵抗変化率以上であれば、前記バッテリーの内部ガスが基準量以上に発生したと判断し得る。また、前記制御部１３０は、前記算出された抵抗変化率が前記基準抵抗変化率未満であれば、前記バッテリーの内部ガスが前記基準量未満に発生したと判断し得る。ここで、バッテリーの内部ガスが基準量未満に発生する場合は、バッテリーの内部ガスが基準量未満に発生する場合及び内部ガスが発生ししない場合を共に含み得る。

【0063】

例えば、図４の実施例において、基準抵抗変化率が２０％に予め設定されたと仮定する。第１～第３バッテリーＢ１～Ｂ３の抵抗変化率は、基準抵抗変化率より小さいため、制御部１３０は第１～第３バッテリーＢ１～Ｂ３の内部ガスが基準量未満に発生したと判断し得る。そして、第４及び第５バッテリーＢ４、Ｂ５の抵抗変化率は、基準抵抗変化率より大きいため、制御部１３０は第４及び第５バッテリーＢ４、Ｂ５の内部ガスが基準量以上に発生したと判断し得る。

【0064】

制御部１３０は、算出された容量変化率と基準容量変化率との大きさ比較によって前記バッテリーの内部ガスの発生原因を判断するように構成され得る。

【0065】

具体的には、前記制御部１３０は、前記算出された容量変化率が前記基準容量変化率以上であれば、前記内部ガス発生原因を前記バッテリーの負極の副反応として判断するように構成され得る。より望ましくは、前記制御部１３０は、前記算出された容量変化率が前記基準容量変化率以上であれば、前記内部ガスの発生原因を前記バッテリーの負極及び電解質の副反応として判断するように構成され得る。

【0066】

また、前記制御部１３０は、前記算出された容量変化率が前記基準容量変化率未満であれば、前記内部ガスの発生原因を前記負極の副反応以外の他の原因と判断するように構成され得る。例えば、他の原因としては、バッテリーの正極の副反応などが含まれ得る。

【0067】

例えば、図３の実施例において、基準容量変化率が５％に予め設定されたと仮定する。第１～第４バッテリーＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の容量変化率は、基準容量変化率より小さいため、制御部１３０は、第１～第４バッテリーＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の内部ガスは、他の原因によって発生したと判断し得る。そして、第５バッテリーＢ５の容量変化率は、基準容量変化率より大きいため、制御部１３０は、第５バッテリーＢ５の内部ガスは、当該バッテリーの負極の副反応によって発生したと判断し得る。

【0068】

即ち、本発明の一実施例によるバッテリー診断装置１００は、バッテリーの内部ガスが基準量以上に発生したか否かと、バッテリーの内部ガスが如何なる副反応に起因して発生したかを判断可能である。特に、バッテリー診断装置１００は、バッテリーの負極の副反応に起因したバッテリーの内部ガス発生を非破壊的に診断可能であるという長所がある。

【0069】

例えば、再使用のために収集された一つ以上のバッテリーの状態を診断する場合、本発明の一実施例によるバッテリー診断装置１００が用いられ得る。バッテリー診断装置１００は、一つ以上のバッテリーの各々に対する内部ガスの発生程度及び発生原因を非破壊的に診断できる。これによって、本発明の一実施例によると、バッテリーのオーム抵抗及び放電容量に基づいてバッテリーの内部ガスの発生程度及び発生原因が迅速かつ簡便に診断可能であるため、収集されたバッテリーの再使用の可否が迅速かつ正確に判断可能である。

【0070】

一方、バッテリー診断装置１００に備えられた制御部１３０は、本発明で行われる多様な制御ロジッグを実行するために、当業界に知られたプロセッサー、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ、特定用途向け集積回路）、他のチップセット、論理回路、レジスター、通信モデム、データ処理装置などを選択的に含み得る。また、制御ロジッグがソフトウェアとして具現されるとき、制御部１３０は、プログラムモジュールの集合として具現され得る。この際、プログラムモジュールはメモリーに保存され、制御部１３０によって実行され得る。メモリーは、制御部１３０の内部または外部にあってもよく、公知の多様な手段で制御部１３０と接続され得る。

【0071】

また、図１を参照すると、バッテリー診断装置１００は、保存部１４０をさらに含み得る。保存部１４０は、バッテリー診断装置１００の各構成要素が動作及び機能を行うのに必要なデータやプログラム、または動作及び機能が行われる過程で生成されるデータなどを保存し得る。保存部１４０は、データを記録、消去、更新及び読出可能な公知の情報保存手段であれば、その種類は特に制限されない。一例として、情報保存手段には、ＲＡＭ、フラッシュメモリー（登録商標）、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスターなどが挙げられる。また、保存部１４０は、制御部１３０によって実行可能なプロセスが定義されたプログラムコードを保存し得る。

【0072】

例えば、保存部１４０は、各々のバッテリーに対する参照容量、参照抵抗を保存し得る。また、保存部１４０は、バッテリーのインピーダンスプロファイルを保存し得る。この場合、オーム抵抗決定部１２０は、保存部１４０にアクセスしてバッテリーのインピーダンスプロファイルを獲得し得る。

【0073】

望ましくは、前記オーム抵抗決定部１２０は、前記測定部１１０によって測定された前記バッテリーの温度が所定の期間の間に基準温度以上である場合、前記バッテリーに対して生成されたインピーダンスプロファイルに基づいて前記オーム抵抗を決定するように構成され得る。

【0074】

ここで、所定の期間は、バッテリーのオーム抵抗の変化がバッテリーの内部ガスの発生と関連を有するように、バッテリーの温度が基準温度以上に維持されるべき最小期間であり得る。即ち、短すぎる期間の間にバッテリーの温度を基準温度以上に維持すると、発生するバッテリーの内部ガスはバッテリーのオーム抵抗の変化に関連しないことがある。これによって、本発明のバッテリーの温度を基準温度以上に所定の期間の間に維持することで、バッテリーのオーム抵抗の変化とバッテリーの内部ガスの発生程度とを関連付けて判断可能である。

【0075】

例えば、基準温度は４０～６０℃のいずれかに設定され得る。望ましくは、基準温度は４０℃に設定され得る。また、所定の期間は３日～８日のいずれかに設定され得る。望ましくは、所定の期間は３日に設定され得る。

【0076】

具体的に例を挙げると、基準温度が４０℃に設定され、所定の期間が３日に設定されたと仮定する。オーム抵抗決定部１２０は、測定部１１０によって測定されたバッテリーの温度が４０℃以上に３日間維持された場合、当該バッテリーに対するインピーダンスプロファイルを獲得して当該バッテリーに対するオーム抵抗を決定し得る。

【0077】

一般的に、バッテリーのＳＯＣ及び温度が高いほど、バッテリーの内部ガスの発生量が増加し得る。即ち、本発明の一実施例によるバッテリー診断装置１００は、バッテリーの再使用の可否を判断するための一環として、内部ガスの発生程度及び発生原因を診断するために、基準温度以上に所定の期間の間に維持されたバッテリーを対象にして診断を行い得る。

【0078】

また、望ましくは、バッテリーは、初期にＳＯＣ１００％の状態に完全充電され得る。そして、完全充電されたバッテリーが所定の期間の間に基準温度以上に維持され得る。即ち、所定の期間の間、完全充電されたバッテリーは次第に自然放電され得るが、バッテリーの温度は、基準温度以上に維持されるように構成され得る。

【0079】

そして、オーム抵抗決定部１２０と同様に、測定部１１０も所定の期間の間に温度が基準温度以上に維持されたバッテリーのみに対して放電容量を測定し、制御部１３０は、当該バッテリーのみに対して内部ガスの発生程度及び発生原因を診断し得る。

【0080】

ここで、前記バッテリーは、前記所定の期間の間に前記基準温度以上に維持された後である第１時点でさらに完全充電され、前記第１時点で完全充電された後、第２時点で完全放電されるように構成され得る。望ましくは、前記測定部１１０は、前記第１時点で完全充電されたバッテリーが前記第２時点で完全放電されるまでの前記バッテリーの放電容量を測定するように構成され得る。

【0081】

例えば、前述した実施例のようにバッテリーの温度が４０℃以上に３日間維持された後、第１時点でバッテリーはＳＯＣ１００％まで完全充電され得る。そして、第１時点以後の第２時点でバッテリーはＳＯＣ０％まで完全放電され得る。測定部１１０は、第１時点から第２時点までバッテリーの放電容量を測定し得る。そして、制御部１３０は、測定部１１０によって測定された放電容量に基づいてバッテリーの容量変化率を算出し得る。即ち、制御部１３０は、バッテリーの非可逆容量の損失率を算出し得る。

【0082】

即ち、バッテリー診断装置１００は、バッテリーの内部ガスが発生し得る試験環境を組成するために、完全充電されたバッテリーが所定の期間の間に基準温度以上に維持された場合に限り、バッテリーの内部ガスが発生するか否か、発生するなら、如何なる原因によって発生するかを判断し得る。

【0083】

以下では、バッテリー診断装置１００が、診断されたバッテリーの内部ガス発生程度及び発生原因からバッテリーの状態を診断する実施例について具体的に説明する。

【0084】

前記制御部１３０は、前記内部ガスの発生程度及び前記内部ガスの発生原因に基づいて前記バッテリーの状態を診断するように構成され得る。

【0085】

以下では、説明の便宜のために、制御部１３０によって判断され得るバッテリーの状態は、正常状態、第１警告状態、及び第２警告状態であることに説明する。但し、制御部１３０によって判断され得るバッテリーの状態は、バッテリーの内部ガスの発生程度及び発生原因によってより細分化され得る。例えば、制御部１３０は、算出されたバッテリーの抵抗変化率を複数の区間に区分された基準抵抗範囲と比較してバッテリーの内部ガスの発生程度を具体的に細分化して診断し得る。また、制御部１３０は、算出されたバッテリーの容量変化率を複数の区間に区分された基準容量範囲と比較してバッテリーの内部ガスの発生原因をより具体的に細分化して診断し得る。そして、細分化されて診断された内部ガスの発生程度及び発生原因によってバッテリーの状態はより多様な面で具体的に診断可能であることに留意する。

【0086】

図５は、本発明の一実施例によるバッテリー診断装置１００によって診断されるバッテリーの状態を概略的に示した図である。

【0087】

図５を参照すると、前記制御部１３０は、前記内部ガスが前記基準量未満に発生したと判断された場合、前記バッテリーの状態を正常状態に診断するように構成され得る。

【0088】

即ち、完全充電されたバッテリーが所定の期間の間に基準温度以上の状況に置かれていても、内部ガスが基準量未満に発生した場合、制御部１３０は、バッテリーの状態を正常状態に診断し得る。そして、制御部１３０は、このようなバッテリーを再使用可能のバッテリーに分類し得る。

【0089】

また、図５を参照すると、前記制御部１３０は、前記内部ガスが前記他の原因によって前記基準量以上に発生したと判断された場合、前記バッテリーの状態を第１警告状態に診断するように構成され得る。そして、制御部１３０は、バッテリーを再使用可能のバッテリーに分類し得る。

【0090】

その後、制御部１３０は、第１警告状態に診断されたバッテリーの内部ガスの発生量を減少させるために、前記バッテリーに対する上限温度を減少させるように構成され得る。即ち、第１警告状態に診断されたバッテリーは、許容可能な上限温度が減少するように制御部１３０によって設定され得る。つまり、第１警告状態に診断されたバッテリーが再使用される場合、当該バッテリーに対して許容可能な上限温度は、制御部１３０によって設定された温度に制限され得る。

【0091】

また、図５を参照すると、前記制御部１３０は、前記内部ガスが前記負極の副反応によって前記基準量以上に発生したと判断された場合、前記バッテリーの状態を第２警告状態に診断するように構成され得る。そして、制御部１３０は、バッテリーを再使用可能のバッテリーに分類し得る。

【0092】

その後、制御部１３０は、第２警告状態に診断されたバッテリーの内部ガスの発生量を減少させるために、前記バッテリーに対する上限温度及び上限Ｃ－ｒａｔｅのうち少なくとも一つを減少させるように構成され得る。即ち、第２警告状態に診断されたバッテリーは、許容可能な上限温度及び許容可能な上限Ｃ－ｒａｔｅのうち少なくとも一つが減少するように制御部１３０によって設定され得る。望ましくは、制御部１３０は、第２警告状態に診断されたバッテリーの内部ガスの発生量を効果的に減少させるために、前記バッテリーに対する上限温度及び上限Ｃ－ｒａｔｅを共に減少させ得る。即ち、第２警告状態に診断されたバッテリーが再使用される場合、当該バッテリーに対して許容可能な上限温度及び上限Ｃ－ｒａｔｅのうち少なくとも一つは、制御部１３０によって設定された値に制限され得る。

【0093】

具体的には、制御部１３０は、内部ガス発生程度が基準量以上であるバッテリーの状態を警告状態に診断し、内部ガスの発生量を減少させるために上限温度及び／または上限Ｃ－ｒａｔｅを減少させ得る。

【0094】

要するに、制御部１３０は、正常状態、第１警告状態または第２警告状態に診断されたバッテリーを再使用可能のバッテリーに分類し得る。また、制御部１３０は、第１警告状態または第２警告状態に診断されたバッテリーの駆動を適切に制限することで、再使用時においてバッテリーの内部ガスの発生量を減少させ得る。

【0095】

このように、本発明の一実施例によるバッテリー診断装置１００は、バッテリーの内部ガスの発生程度及び発生原因に基づき、再使用の可否に焦点を合わせてバッテリーの状態を診断し得る。また、再使用時における内部ガスの発生を減少させるために、各々のバッテリーは、診断された状態に基づいて駆動が制限され得る。これによって、バッテリー診断装置１００は、バッテリーの再使用の可否が判断可能であるだけでなく、バッテリーをより長く使用できるように適切な制御条件を設定できるという長所がある。

【0096】

図６は、本発明の他の実施例によるバッテリー診断システム１０を概略的に示した図である。

【0097】

図６を参照すると、バッテリー診断システム１０は、本発明の一実施例によるバッテリー診断装置１００及びＥＩＳ部２００を含み得る。

【0098】

ＥＩＳ部２００は、前記バッテリーに交流電流を出力し、前記交流電流の出力結果によって前記バッテリーのインピーダンスを実部Ｚｒｅ及び虚部－Ｚｉｍとの対応関係として示すインピーダンスプロファイルを生成するように構成され得る。

【0099】

具体的には、ＥＩＳ部２００は、電気化学的インピーダンス分光法（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；ＥＩＳ）を実施するための構成であり得る。したがって、ＥＩＳ部２００は、バッテリーに微小な交流電流を印加してバッテリーのインピーダンスを計測し、インピーダンスを実部Ｚｒｅと虚部－Ｚｉｍとの対応関係を示すインピーダンスプロファイルを生成し得る。

【0100】

例えば、バッテリーの温度が基準温度以上である場合、ＥＩＳ部２００によって測定されるバッテリーのインピーダンスは、温度の影響で不正確であり得る。これによって、ＥＩＳ部２００は、バッテリーの温度が常温に類似になったときのバッテリーのインピーダンスを測定し得る。

【0101】

ＥＩＳ部２００は、生成されたインピーダンスプロファイルを前記バッテリー診断装置１００に出力するように構成され得る。

【0102】

例えば、ＥＩＳ部２００は、生成したインピーダンスプロファイルをバッテリー診断装置１００のオーム抵抗決定部１２０に送信し得る。

【0103】

他の例で、ＥＩＳ部２００は、生成したインピーダンスプロファイルをバッテリー診断装置１００の保存部１４０に送信し得る。この場合、オーム抵抗決定部１２０は、保存部１４０にアクセスして、ＥＩＳ部２００によって生成されたインピーダンスプロファイルを獲得し得る。

【0104】

また、図６を参照すると、バッテリー診断システム１０は、ヒーティング部３００及び充放電部４００をさらに含み得る。

【0105】

ヒーティング部３００は、前記バッテリーの温度が基準温度以上になるように前記バッテリーの温度を上昇させるように構成され得る。即ち、ヒーティング部３００は、バッテリーが所定の期間の間に基準温度以上を維持するようにバッテリーの温度を上昇及び維持させ得る。

【0106】

充放電部４００は、バッテリーと接続されてバッテリーを充電または放電するように構成され得る。

【0107】

例えば、充放電部４００によってバッテリーは初期時点で完全充電され得る。そして、所定の期間の間にヒーティング部３００によってバッテリーの温度が基準温度以上に維持され得る。充放電部４００は、所定の期間が経過した後である第１時点でバッテリーをさらに完全充電し得る。即ち、第１時点でバッテリーのＳＯＣは１００％であり得る。そして、充放電部４００は、第１時点以後の第２時点でバッテリーを完全放電し得る。即ち、第２時点でバッテリーのＳＯＣは０％であり得る。測定部１１０は、第１時点から第２時点までバッテリーの放電容量を測定し得る。そして、制御部１３０は、バッテリーの内部ガスの発生程度、内部ガスの発生原因及び状態を診断し得る。

【0108】

したがって、バッテリー診断システム１０は、バッテリーの内部ガスが発生され得る試験条件を満たすことで、バッテリーの再使用の可否を診断できるという長所がある。

【0109】

一方、バッテリーの内部ガスが基準量以上に発生したと判断され、内部ガスの発生原因が負極の副反応以外の他の原因に診断されることに備え、バッテリー診断装置１００は、バッテリーの内部ガスの発生原因を具体的に診断するために追加診断を行い得る。即ち、バッテリー診断装置１００は、バッテリーの状態が第１警告状態に判断されることに備え、バッテリーの内部ガスの発生原因を具体的に診断するために追加診断を行い得る。

【0110】

測定部１１０は、バッテリーの電圧をさらに測定するように構成され得る。望ましくは、測定部１１０は、所定の期間の間に基準温度以上に維持されたバッテリーの電圧を測定し得る。より望ましくは、測定部１１０は、バッテリーの開路電圧（Ｏｐｅｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｖｏｌｔａｇｅ；ＯＣＶ）を測定し得る。

【0111】

制御部１３０は、前記測定部１１０によって測定されたバッテリーの電圧と参照電圧を比較して電圧変化量を算出するように構成され得る。

【0112】

ここで、参照電圧は、ＢＯＬ状態のバッテリーに対して予め測定された電圧値であり得る。より望ましくは、参照電圧は、ＢＯＬ状態のバッテリーのＳＯＣが１００％であるときに測定された開路電圧値であり得る。

【0113】

具体的には、制御部１３０は、参照電圧と測定されたバッテリーの電圧との差を計算し、バッテリーに対する電圧変化量を算出し得る。例えば、制御部１３０は、「参照電圧－測定されたバッテリーの電圧」の数式を計算し、バッテリーに対する電圧変化量を算出し得る。

【0114】

そして、制御部１３０は、算出された電圧変化量が基準電圧変化量以上であれば、バッテリーの内部ガスの発生原因を正極の副反応として判断するように構成され得る。

【0115】

また、制御部１３０は、バッテリーの内部ガスが正極の副反応によって基準量以上に発生したと判断された場合、バッテリーの状態を第３警告状態に診断するように構成され得る。そして、制御部１３０は、バッテリーを再使用可能のバッテリーに分類し得る。

【0116】

その後、制御部１３０は、第３警告状態に診断されたバッテリーの内部ガスの発生量を減少させるために、バッテリーに対する上限温度及び上限ＳＯＣのうち少なくとも一つを減少させるように構成され得る。即ち、第３警告状態に診断されたバッテリーは、許容可能な上限温度及び上限ＳＯＣのうち少なくとも一つが減少するように制御部１３０によって設定され得る。即ち、第３警告状態に診断されたバッテリーが再使用される場合、当該バッテリーに対して許容可能な上限温度及び／または上限ＳＯＣは、制御部１３０によって設定された値に制限され得る。

【0117】

本発明によるバッテリー診断装置１００は、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に適用可能である。即ち、本発明によるＢＭＳは、上述したバッテリー診断装置１００を含み得る。このような構成において、バッテリー診断装置１００の各構成要素のうち少なくとも一部は、従来のＢＭＳに含まれた構成の機能を補完または追加することで具現され得る。

【0118】

また、本発明によるバッテリー診断装置１００は、バッテリーパックに備えられ得る。即ち、本発明によるバッテリーパックは、上述したバッテリー診断装置１００及び一つ以上のバッテリーを含み得る。また、バッテリーパックは、電装品（リレー、ヒューズなど）及びケースなどをさらに含み得る。

【0119】

図７は、本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパック１の例示的構成を概略的に示した図である。図７を参照すると、バッテリーパック１には、バッテリー診断装置１００、ＥＩＳ部２００、ヒーティング部３００及び充放電部４００が備えられ得る。即ち、バッテリーパック１には、バッテリー診断システム１０が含まれ得る。

【0120】

例えば、図７の実施例において、バッテリー診断装置１００は、第１～第４センシングラインＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４と接続され得る。望ましくは、第１～第４センシングラインＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４は、バッテリー診断装置１００の測定部１１０と接続され得る。

【0121】

測定部１１０は、第１センシングラインＳＬ１を介してバッテリーＢの温度を測定し得る。

【0122】

また、測定部１１０は、第２センシングラインＳＬ２を介してバッテリーＢの正極放電容量を測定し、第３センシングラインＳＬ３を介してバッテリーＢの負極放電容量を測定し得る。そして、測定部１１０は、測定されたバッテリーＢの正極放電容量と負極放電容量との差を算出し、バッテリーＢの放電容量を測定し得る。

【0123】

また、測定部１１０は、第４センシングラインＳＬ４を介して電流測定素子Ａと接続され得る。ここで、電流測定素子Ａは、電流計またはシャント抵抗であり得る。これによって、測定部１１０は、第４センシングラインＳＬ４を介してバッテリーＢの電流を測定し得る。図７では、望ましい実施例として電流測定素子ＡがバッテリーＢの負極とバッテリーパック１の負極端子Ｐ－との間に備えられた実施例を示したが、電流測定素子Ａは、バッテリーＢの正極とバッテリーパック１の正極端子Ｐ＋との間にも備えられ得ることに留意する。

【0124】

ＥＩＳ部２００は、一端がバッテリーパック１の正極端子Ｐ＋とバッテリーＢの正極との間に接続され、他端がバッテリーパック１の負極端子Ｐ－とバッテリーＢの負極との間に接続され得る。そして、ＥＩＳ部２００は、微小な交流電流を出力した後、バッテリーＢのインピーダンスを測定し得る。その後、ＥＩＳ部２００は、バッテリーＢのインピーダンスプロファイルを生成してバッテリー診断装置１００に送信し得る。

【0125】

ヒーティング部３００の一端はバッテリーＢの正極に接続され、他端はバッテリーＢの負極に接続され得る。そして、ヒーティング部３００の動作は、バッテリー診断装置１００（特に、制御部１３０）によって制御され、ヒーティング部３００が動作されると、バッテリーＢの温度が上昇し得る。

【0126】

充放電部４００の一端は、バッテリーパック１の正極端子Ｐ＋に接続され、他端は、バッテリーパック１の負極端子Ｐ－に接続され得る。他の実施例で、充放電部４００は、ヒーティング部３００と同様に、一端がバッテリーＢの正極に直接接続され、他端がバッテリーＢの負極に直接接続され得る。充放電部４００の動作は、バッテリー診断装置１００（特に、制御部１３０）によって制御され、充放電部４００が動作されると、バッテリーＢが充電または放電され得る。

【0127】

例えば、充放電部４００によってバッテリーＢは、完全充電され得る。そして、ヒーティング部３００によってバッテリーＢの温度が基準温度以上に所定の期間の間に維持され得る。その後、バッテリー診断装置１００によってバッテリーＢの内部ガスの発生程度、内部ガスの発生原因及び状態が診断され得る。

【0128】

図８は、本発明のさらに他の実施例によるバッテリー診断方法を概略的に示した図である。

【0129】

ここで、バッテリー診断方法の各段階は、バッテリー診断装置１００によって行われ得る。以下では、説明の便宜のために、前述した内容と重複する内容は簡略に説明するか、または省略する。

【0130】

図８を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリー診断方法は、温度測定段階Ｓ１００、オーム抵抗決定段階Ｓ２００、放電容量測定段階Ｓ３００、容量変化率算出段階Ｓ４００、抵抗変化率算出段階Ｓ５００、内部ガス発生程度判断段階Ｓ６００及び内部ガス発生原因判断段階Ｓ７００を含む。

【0131】

温度測定段階Ｓ１００は、バッテリーの温度を測定する段階であって、測定部１１０によって行われ得る。

【0132】

例えば、図１及び図７を参照すると、測定部１１０は、第１センシングラインＳＬ１を介してバッテリーと接続され得る。そして、測定部１１０は、第１センシングラインＳＬ１を介してバッテリーの温度を測定し得る。

【0133】

オーム抵抗決定段階Ｓ２００は、前記バッテリーに対して生成されたインピーダンスプロファイルに基づいて前記バッテリーのオーム抵抗を決定する段階であって、オーム抵抗決定部１２０によって行われ得る。

【0134】

例えば、オーム抵抗決定部１２０は、外部からバッテリーに対して生成されたインピーダンスプロファイルを直接受信するか、または保存部１４０にアクセスして保存部１４０に保存された前記インピーダンスプロファイルを獲得し得る。そして、オーム抵抗決定部１２０は、インピーダンスプロファイルからバッテリーのオーム抵抗を決定し得る。

【0135】

望ましくは、オーム抵抗決定部１２０は、測定部１１０によって測定されたバッテリーの温度が基準温度以上であり、このような状態が所定の期間の間に維持されたバッテリーのみに対してオーム抵抗を決定し得る。

【0136】

放電容量測定段階Ｓ３００は、前記バッテリーの放電容量を測定する段階であって、測定部１１０によって行われ得る。

【0137】

望ましくは、所定の期間の間に基準温度以上の温度に維持されたバッテリーは、前記所定の期間が経過した後、さらに完全充電され得る。その後、完全充電されたバッテリーは完全放電され得る。測定部１１０は、完全充電されたバッテリーが完全放電される過程で、バッテリーの放電容量を測定し得る。

【0138】

例えば、図１及び図７を参照すると、測定部１１０は、第４センシングラインＳＬ４を介して電流測定素子Ａと接続され得る。そして、測定部１１０は、電流測定素子Ａを介してバッテリーの放電容量を測定し得る。

【0139】

容量変化率算出段階Ｓ４００は、前記放電容量測定段階Ｓ３００で測定されたバッテリーの放電容量と参照容量を比較して容量変化率を算出する段階であって、制御部１３０によって行われ得る。

【0140】

例えば、制御部１３０は、「（参照容量－測定されたバッテリーの放電容量）÷参照容量×１００」の数式を計算することで、バッテリーの容量変化率を算出し得る。

【0141】

抵抗変化率算出段階Ｓ５００は、前記オーム抵抗決定段階Ｓ２００で決定されたオーム抵抗と参照抵抗を比較して抵抗変化率を算出する段階であって、制御部１３０によって行われ得る。

【0142】

例えば、制御部１３０は、「決定されたオーム抵抗－参照抵抗）÷参照抵抗×１００」の数式を計算することで、バッテリーの抵抗変化率を算出し得る。

【0143】

内部ガス発生程度判断段階Ｓ６００は、算出された抵抗変化率と基準抵抗変化率との大きさ比較を通じて前記バッテリーの内部ガス発生程度を判断する段階であって、制御部１３０によって行われ得る。

【0144】

例えば、算出された抵抗変化率が基準抵抗変化率以上であれば、制御部１３０は、バッテリーの内部ガスが基準量以上に発生したと判断し得る。逆に、算出された抵抗変化率が基準抵抗変化率未満であれば、制御部１３０は、バッテリーの内部ガスが基準量未満に発生したと判断し得る。

【0145】

内部ガス発生原因判断段階Ｓ７００は、算出された容量変化率と基準容量変化率との大きさ比較を通じて前記バッテリーの内部ガスの発生原因を判断する段階であって、制御部１３０によって行われ得る。

【0146】

例えば、算出された容量変化率が基準容量変化率以上であれば、制御部１３０は、バッテリーの内部ガスがバッテリーの負極の副反応によって発生したと判断し得る。逆に、算出された容量変化率が基準容量変化率未満であれば、制御部１３０は、バッテリーの内部ガスがバッテリーの負極の副反応以外の他の原因によって発生したと判断し得る。

【0147】

さらに、図８には図示していないが、バッテリー診断方法は、内部ガス発生原因判断段階Ｓ７００の後、バッテリー状態診断段階をさらに含み得る。

【0148】

バッテリー状態診断段階は、前記内部ガス発生程度及び前記内部ガス発生原因に基づいて前記バッテリーの状態を診断する段階であって、制御部１３０によって行われ得る。

【0149】

図５を参照すると、制御部１３０は、内部ガスの発生程度及び発生原因に基づいてバッテリーの状態を、正常状態、第１警告状態、または第２警告状態に診断し得る。

【0150】

例えば、制御部１３０は、正常状態、第１警告状態または第２警告状態に診断されたバッテリーを再使用可能のバッテリーに分類し得る。また、制御部１３０は、第１警告状態または第２警告状態に診断されたバッテリーの駆動を適切に制限することで、再使用時においてバッテリーの内部ガスの発生量を減少させ得る。

【0151】

また、バッテリー状態診断段階の後、バッテリーが第１警告状態に判断された場合に限ってバッテリーの内部ガスの発生原因をより具体的に確認するための追加診断段階が行われ得る。

【0152】

追加診断段階は、バッテリーの内部ガスの発生原因が正極の副反応によることであるか否かを診断する段階であって、制御部１３０によって行われ得る。

【0153】

以上で説明した本発明の実施例は、必ずしも装置及び方法を通じて具現されることではなく、本発明の実施例の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じて具現され得、このような具現は、本発明が属する技術分野における専門家であれば、前述した実施例の記載から容易に具現できるはずである。

【0154】

以上、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

【0155】

また、上述の本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想から脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であるため、上述の実施例及び添付された図面によって限定されず、多様な変形が行われるように各実施例の全部または一部を選択的に組み合わせて構成可能である。

【符号の説明】

【0156】

１ バッテリーパック
１０ バッテリー診断システム
１００ バッテリー診断装置
１１０ 測定部
１２０ オーム抵抗決定部
１３０ 制御部
１４０ 保存部
２００ ＥＩＳ部
３００ ヒーティング部
４００ 充放電部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】