特許 7566042 バッテリー状態診断装置及び方法

(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】2024-10-03

(45)【発行日】2024-10-11

(54)【発明の名称】バッテリー状態診断装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/48 20060101AFI20241004BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241004BHJP

   G01R 31/392 20190101ALI20241004BHJP

   G01R 31/3835 20190101ALI20241004BHJP

   G01R 31/396 20190101ALI20241004BHJP

   G01R 31/388 20190101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

H01M10/48 P

H02J7/00 Q

G01R31/392

G01R31/3835

G01R31/396

G01R31/388

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022571320

(86)(22)【出願日】2021-10-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-27

(86)【国際出願番号】 KR2021013730

(87)【国際公開番号】W WO2022080746

(87)【国際公開日】2022-04-21

【審査請求日】2022-11-21

(31)【優先権主張番号】10-2020-0134587

(32)【優先日】2020-10-16

(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】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】イ－ガン・ソン

【審査官】右田 勝則

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１７６９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１６９９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１８０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２０１９－００６１８０９（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１３７６９１０（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｇ０１Ｒ ３１／３９２

Ｇ０１Ｒ ３１／３８３５

Ｇ０１Ｒ ３１／３９６

Ｇ０１Ｒ ３１／３８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のバッテリーの各々の電圧を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された前記複数のバッテリーの各々の電圧に関わる電圧情報を受信し、受信した電圧情報に基づいて前記複数のバッテリーの各々の電圧に対する分布度プロファイルを生成するプロファイル生成部と、
ＢＯＬ状態の前記複数のバッテリーに対して予め設定された基準プロファイルに基づいて現在状態の前記複数のバッテリーの前記分布度プロファイルに対する参照電圧を設定し、前記測定された前記複数のバッテリーの各々の電圧と前記設定された参照電圧を比較して前記複数のバッテリーの各々の状態を診断する制御部と、
を含むことを特徴とする、バッテリー状態診断装置。

【請求項2】

前記プロファイル生成部は、
前記複数のバッテリーの各々の電圧に対する正規分布を示す前記分布度プロファイルを生成することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー状態診断装置。

【請求項3】

前記基準プロファイルは、
前記複数のバッテリーがＢＯＬ状態であるときに測定された各々の電圧に対する分布度を示すプロファイルであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のバッテリー状態診断装置。

【請求項4】

前記制御部は、
前記基準プロファイルに対して設定されたＢＯＬ状態の前記複数のバッテリーの異常状態を検出するための基準電圧に対応するように前記分布度プロファイルに対する参照電圧を設定することを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のバッテリー状態診断装置。

【請求項5】

前記制御部は、
前記基準プロファイルの全体電圧範囲で前記基準電圧から前記基準プロファイルにおける電圧値の平均値である前記基準プロファイルの平均電圧までに対応する確率密度の合計である基準密度を前記分布度プロファイルに適用することで前記参照電圧を設定することを特徴とする、請求項４に記載のバッテリー状態診断装置。

【請求項6】

前記制御部は、
前記分布度プロファイルの平均電圧を基準にして前記分布度プロファイルから前記基準密度に対応する電圧を算出し、算出された電圧を前記参照電圧に設定することを特徴とする、請求項５に記載のバッテリー状態診断装置。

【請求項7】

前記制御部は、
前記複数のバッテリーのうち測定された電圧が前記参照電圧未満であるバッテリーの状態を異常状態に診断することを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載のバッテリー状態診断装置。

【請求項8】

前記制御部は、
前記複数のバッテリーのうち測定された電圧が前記参照電圧以上であるバッテリーの状態を正常状態に診断することを特徴とする、請求項７に記載のバッテリー状態診断装置。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載のバッテリー状態診断装置を含む、バッテリーパック。

【請求項10】

複数のバッテリーの各々の電圧を測定する測定段階と、
前記測定段階で測定された前記複数のバッテリーの各々の電圧に対する分布度プロファイルを生成するプロファイル生成段階と、
ＢＯＬ状態の前記複数のバッテリーに対して予め設定された基準プロファイルに基づいて現在状態の前記複数のバッテリーの前記分布度プロファイルに対する参照電圧を設定する参照電圧設定段階と、
前記測定された前記複数のバッテリーの各々の電圧と前記設定された参照電圧を比較して前記複数のバッテリーの各々の状態を診断する状態診断段階と、
を含むことを特徴とする、バッテリー状態診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリー状態診断装置及び方法に関し、より詳しくは、確率統計的にバッテリーの状態が診断可能なバッテリー状態診断装置及び方法に関する。

【0002】

本出願は、２０２０年１０月１６日出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１３４５８７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】

このようなバッテリーは、生産工程における偏差及び出荷後の実使用環境における偏差などによって、同じ製品であるとしても電気化学特性に差異が増加し得る。例えば、バッテリー間の差異は、充放電サイクル中の挙動偏差につながり、これによる発熱及び電圧差が非線形的に加速され得る。

【0006】

従来には、固定された臨界値または固定された臨界範囲を設定し、設定された臨界値または臨界範囲を用いて異常状態のバッテリーを診断していた。但し、このような従来の方式は、経時によるバッテリーの退化を反映できないという問題がある。また、バッテリーの退化を反映して臨界値または臨界範囲を設定するための数値決定モデルの複雑度のため、実際に具現しにくいという問題がある。

【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、バッテリー状態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、複数のバッテリーの各々の電圧を測定するように構成された測定部と、前記測定部によって測定された前記複数のバッテリーの各々の電圧に関わる電圧情報を受信し、受信した電圧情報に基づいて前記複数のバッテリーの各々の電圧に対する分布度プロファイルを生成するように構成されたプロファイル生成部と、前記複数のバッテリーに対して予め設定された基準プロファイルに基づいて前記分布度プロファイルに対する参照電圧を設定し、前記測定された前記複数のバッテリーの各々の電圧と前記設定された参照電圧を比較して前記複数のバッテリーの各々の状態を診断するように構成された制御部と、を含み得る。

【0010】

前記プロファイル生成部は、前記複数のバッテリーの各々の電圧に対する正規分布を示す前記分布度プロファイルを生成するように構成され得る。

【0011】

前記基準プロファイルは、前記複数のバッテリーがＢＯＬ状態であるときに測定された各々の電圧に対する分布度を示すプロファイルであり得る。

【0012】

前記制御部は、前記基準プロファイルに対して設定された基準電圧に対応するように前記分布度プロファイルに対する参照電圧を設定するように構成され得る。

【0013】

前記制御部は、前記基準プロファイルの全体電圧範囲で前記基準電圧から前記基準プロファイルの平均電圧までに対応する基準密度を前記分布度プロファイルに適用することで前記参照電圧を設定するように構成され得る。

【0014】

前記制御部は、前記分布度プロファイルの平均電圧を基準にして前記分布度プロファイルから前記基準密度に対応する電圧を算出し、算出された電圧を前記参照電圧に設定するように構成され得る。

【0015】

前記制御部は、前記複数のバッテリーのうち測定された電圧が前記参照電圧未満であるバッテリーの状態を異常状態に診断するように構成され得る。

【0016】

前記制御部は、前記複数のバッテリーのうち測定された電圧が前記参照電圧以上である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。

【0017】

本発明の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状態診断装置を含み得る。

【0018】

本発明の他面によるバッテリー状態診断方法は、複数のバッテリーの各々の電圧を測定する測定段階と、前記測定段階で測定された前記複数のバッテリーの各々の電圧に対する分布度プロファイルを生成するプロファイル生成段階と、前記複数のバッテリーに対して予め設定された基準プロファイルに基づいて前記分布度プロファイルに対する参照電圧を設定する参照電圧設定段階と、前記測定された前記複数のバッテリーの各々の電圧と前記設定された参照電圧を比較して前記複数のバッテリーの各々の状態を診断する状態診断段階と、を含み得る。

【発明の効果】

【0019】

本発明の一面によると、複数のバッテリーのＢＯＬ（Ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ ｌｉｆｅ）状態と現在の退化状態を考慮し、複数のバッテリーの各々の状態が診断可能であるという長所がある。

【0020】

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。

【0021】

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】

【0022】

【図1】本発明の一実施例によるバッテリー状態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バッテリー状態診断装置によって生成された分布度プロファイルの一示を示した図である。

【図3】本発明の一実施例による基準プロファイル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状態診断装置によって生成された分布度プロファイル及び設定された参照電圧の一例を示した図である。

【図5】本発明の一実施例によるバッテリー状態診断装置を含むバッテリーパックの例示的な構成を示した図である。

【図6】本発明のさらに他の実施例によるバッテリー状態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】

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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

【0032】

図１を参照すると、バッテリー状態診断装置１００は、測定部１１０と、プロファイル生成部１２０と、制御部１３０と、を含み得る。

【0033】

測定部１１０は、複数のバッテリーの各々の電圧を測定するように構成され得る。

【0034】

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セルを意味する。一例で、パウチ型リチウムポリマーセル一つが一つの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／または並列に接続されたバッテリーモジュールであり得る。以下では、説明の便宜のために、バッテリーがバッテリーセルであることに説明する。

【0035】

具体的には、測定部１１０は、複数のバッテリーの各々の電圧を測定し、測定された複数の電圧に対する電圧情報を出力し得る。

【0036】

プロファイル生成部１２０は、前記測定部１１０によって測定された前記複数のバッテリーの各々の電圧に関わる電圧情報を受信するように構成され得る。

【0037】

例えば、測定部１１０とプロファイル生成部１２０は、通信可能に接続され得る。これによって、測定部１１０から出力された電圧情報をプロファイル生成部１２０が受信し得る。

【0038】

また、プロファイル生成部１２０は、受信した電圧情報に基づいて前記複数のバッテリーの各々の電圧に対する分布度プロファイルＰ１を生成するように構成され得る。

【0039】

ここで、分布度プロファイルＰ１は、複数のバッテリーの各々の電圧に対する分布度を示すプロファイルであり得る。例えば、前記プロファイル生成部１２０は、前記複数のバッテリーの各々の電圧に対する正規分布を示す前記分布度プロファイルＰ１を生成するように構成され得る。

【0040】

図２は、本発明の一実施例によるバッテリー状態診断装置１００によって生成された分布度プロファイルＰ１の一例を示した図である。

【0041】

例えば、図２を参照すると、プロファイル生成部１２０によって分布度プロファイルＰ１が生成され得る。具体的には、平均電圧Ｅ１が３．０Ｖである正規分布を従う分布度プロファイルＰ１が生成され得る。

【0042】

制御部１３０は、前記複数のバッテリーに対して予め設定された基準プロファイルＰ２に基づいて、前記分布度プロファイルＰ１に対する参照電圧Ｖ１を設定するように構成され得る。

【0043】

望ましくは、プロファイル生成部１２０と制御部１３０は、通信可能に接続され得る。即ち、プロファイル生成部１２０は、生成した分布度プロファイルＰ１を出力し、制御部１３０がプロファイル生成部１２０から出力された分布度プロファイルＰ１を受信し得る。

【0044】

具体的には、前記基準プロファイルＰ２は、前記複数のバッテリーがＢＯＬ（Ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ ｌｉｆｅ）状態であるときに測定された各々の電圧に対する分布度を示すプロファイルであり得る。例えば、複数のバッテリーは、ＢＯＬ状態であるときに電圧が測定され、測定された電圧に基づいて基準プロファイルＰ２が予め生成され得る。

【0045】

即ち、基準プロファイルＰ２は、ＢＯＬ状態の複数のバッテリーの電圧に対する正規分布を示すプロファイルであり、分布度プロファイルＰ１は、現在状態の複数のバッテリーの電圧に対する正規分布を示すプロファイルであり得る。

【0046】

図３は、本発明の一実施例による基準プロファイルＰ２の一例を示した図である。例えば、図３を参照すると、基準プロファイルＰ２は、平均電圧Ｅ２が３．４Ｖである正規分布を従うプロファイルであり得る。

【0047】

具体的には、制御部１３０は、基準プロファイルＰ２の基準電圧Ｖ２に対応するように分布度プロファイルＰ１で参照電圧Ｖ１を設定し得る。即ち、参照電圧Ｖ１は、予め設定された下限電圧値を基準にして設定されることではなく、基準プロファイルＰ２の基準電圧Ｖ２に対応するように設定され得る。したがって、制御部１３０は、複数のバッテリーのＢＯＬ状態を反映する基準プロファイルＰ２及び基準電圧Ｖ１に基づいて、複数のバッテリーの現在状態に対する参照電圧Ｖ１を設定し得る。

【0048】

図４は、本発明の一実施例によるバッテリー状態診断装置１００によって生成された分布度プロファイルＰ１及び設定された参照電圧Ｖ１の一例を示した図である。

【0049】

例えば、図４の実施例で、基準プロファイルＰ２の平均電圧Ｅ２は３．４Ｖであり、基準電圧Ｖ２は３．２５Ｖであり得る。また、分布度プロファイルＰ１の平均電圧は３．０Ｖであり、参照電圧Ｖ１は２．４Ｖであり得る。

【0050】

また、制御部１３０は、前記測定された前記複数のバッテリーの各々の電圧と前記設定された参照電圧Ｖ１を比較して前記複数のバッテリーの各々の状態を診断するように構成され得る。

【0051】

例えば、前記制御部１３０は、前記複数のバッテリーのうち測定された電圧が前記参照電圧Ｖ１未満であるバッテリーの状態を異常状態に診断するように構成され得る。また、前記制御部１３０は、前記複数のバッテリーのうち測定された電圧が前記参照電圧Ｖ１以上である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。

【0052】

例えば、図４の実施例で、複数のバッテリーのうち測定部１１０によって測定された電圧が２．４Ｖ未満であれば、制御部１３０は、当該バッテリーの状態を異常状態に診断するように構成され得る。逆に、複数のバッテリーのうち測定部１１０によって測定された電圧が２．４Ｖ以上であれば、制御部１３０は、当該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。

【0053】

即ち、本発明の一実施例によるバッテリー状態診断装置１００は、予め設定された電圧値に基づいてバッテリーの状態を画一的に診断せず、ＢＯＬ状態のバッテリーに対する基準プロファイルＰ２と現在状態のバッテリーに対する分布度プロファイルＰ１を共に考慮してバッテリーの現在状態を診断し得る。即ち、バッテリー状態診断装置１００は、バッテリーの退化を考慮して複数のバッテリーの各々の状態が診断できるため、複数のバッテリーの各々の状態をより正確に診断可能である。

【0054】

より具体的には、基準プロファイルＰ２は、複数のバッテリーがＢＯＬ状態であるときに測定された電圧に基づいて生成されたものであって、基準電圧Ｖ２はＢＯＬ状態であるが、異常状態であるバッテリーを検出するために設定された電圧であり得る。このような複数のバッテリーが退化するとしても、複数のバッテリーの退化は、基準プロファイルＰ２に対応するように正規分布を従い得る。これによって、バッテリー状態診断装置１００は、基準プロファイルＰ２の基準電圧Ｖ２を考慮して分布度プロファイルＰ１の参照電圧Ｖ１を設定し、設定された参照電圧Ｖ１に基づいてバッテリーの状態を診断することで、複数のバッテリーの退化を考慮して複数のバッテリーの各々の状態を診断できる。

【0055】

他の実施例で、制御部１３０は、外部からターゲット電圧を受信し得る。ここで、ターゲット電圧は、ＢＯＬ状態の複数のバッテリーに対する状態診断のために設定された電圧値であり得る。例えば、バッテリーは、自動車、エネルギー貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ，ＥＳＳ）及び家電製品などの多様な製品に用いられ得る。バッテリーの使用用途に応じて、バッテリーの状態を診断するための基準値として考慮される基準電圧Ｖ２を適切に変更するために、制御部１３０は、外部からターゲット電圧を受信した場合、前記ターゲット電圧を基準電圧Ｖ２に設定し得る。そして、制御部１３０は、ターゲット電圧から設定された基準電圧Ｖ２に基づいて、分布度プロファイルＰ１から参照電圧Ｖ１を設定し、設定された参照電圧Ｖ１に基づいてバッテリーの状態を診断し得る。即ち、バッテリーの使用環境に応じて基準電圧Ｖ２を適切に設定可能であるため、バッテリーの使用環境に基づいてバッテリーの状態を適応的に診断可能であるという長所がある。

【0056】

一方、バッテリー状態診断装置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）、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、前記制御ロジッグがソフトウェアに具現されるとき、前記制御部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。前記メモリーは、制御部１３０の内部または外部に存在し、公知の多様な手段で制御部１３０と接続され得る。

【0057】

また、バッテリー状態診断装置１００は、保存部１４０をさらに含み得る。 保存部１４０は、バッテリー状態診断装置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。

【0058】

例えば、保存部１４０には、複数のバッテリーに対する基準プロファイルＰ２及び基準電圧Ｖ２に対する情報、基準割合に対する情報及び分布度プロファイルＰ１が保存され得る。そして、制御部１３０は、保存部１４０にアクセスして複数のバッテリーに対する基準プロファイルＰ２及び基準電圧Ｖ２に関わる情報、基準割合に関わる情報を獲得し得る。

【0059】

一方、プロファイル生成部１２０は、所定の診断周期または診断命令が入力された場合、分布度プロファイルＰ１を生成し得る。そして、制御部１３０は、プロファイル生成部１２０から分布度プロファイルＰ１を受信する度に、基準プロファイルＰ２と受信した分布度プロファイルＰ１を用いて複数のバッテリーの現在状態を診断し得る。即ち、現在時点で生成された分布度プロファイルＰ１に基づいて複数のバッテリーの現在状態が診断され得る。

【0060】

前記制御部１３０は、前記基準プロファイルＰ２に対して設定された基準電圧Ｖ２に対応するように前記分布度プロファイルＰ１に対する参照電圧Ｖ１を設定するように構成され得る。そして、制御部１３０は、算出された電圧を前記参照電圧Ｖ１に設定するように構成され得る。

【0061】

具体的には、前記制御部１３０は、前記基準プロファイルＰ２の全体電圧範囲で前記基準電圧Ｖ２から前記基準プロファイルＰ２の平均電圧Ｅ２までに対応する基準密度Ｄを前記分布度プロファイルＰ１に適用することで前記参照電圧Ｖ１を設定するように構成され得る。

【0062】

図４の実施例において、基準プロファイルＰ２の全体電圧範囲で基準電圧Ｖ２から平均電圧Ｅ２までに対応する基準密度はＤであり得る。制御部１３０は、基準密度Ｄを分布度プロファイルＰ１に適用し得る。

【0063】

具体的には、前記制御部１３０は、前記分布度プロファイルＰ１の平均電圧Ｅ１を基準にして前記分布度プロファイルＰ１から前記基準密度Ｄに対応する電圧を算出し得る。ここで、算出された電圧が参照電圧Ｖ１であり得る。

【0064】

例えば、図４の実施例において、分布度プロファイルＰ１に基準プロファイルＰ２の基準密度Ｄを適用した場合、分布度プロファイルＰ１の平均電圧Ｅ１を基準にして基準密度Ｄに対応する電圧として２．４Ｖが算出され得る。即ち、基準プロファイルＰ２において基準密度Ｄに対応する基準電圧Ｖ２は３．２５Ｖであるが、分布度プロファイルＰ１において基準密度Ｄに対応する電圧は２．４Ｖであり得る。そして、制御部１３０は、算出された電圧２．４Ｖを参照電圧Ｖ１に設定し得る。その後、制御部１３０は、測定された電圧が２．４Ｖ未満であるバッテリーの状態を異常状態に診断し、測定された電圧が２．４Ｖ以上であるバッテリーの状態を正常状態に診断し得る。

【0065】

例えば、複数のバッテリーは使用するほど退化し、複数のバッテリーの退化程度は、各々相違し得る。これによって、図４の実施例において、基準プロファイルＰ２と分布度プロファイルＰ１に同じ基準密度Ｄを適用するとしても、基準プロファイルＰ２の平均電圧Ｅ２と基準電圧Ｖ２との電圧差（０．１５Ｖ）と、分布度プロファイルＰ１の平均電圧Ｅ１と参照電圧Ｖ１との電圧差（０．６Ｖ）は、相違し得る。

【0066】

即ち、本発明の一実施例によるバッテリー状態診断装置１００は、基準プロファイルＰ２に対する基準密度Ｄを分布度プロファイルＰ１に適用して参照電圧Ｖ１を算出することで、複数のバッテリーの退化を考慮して参照電圧Ｖ１を設定できる。これによって、バッテリー状態診断装置１００は、ＢＯＬ状態のバッテリーの正規分布とバッテリーの退化を総合的に考慮して、バッテリーの現在状態が診断可能であるという長所がある。

【0067】

本発明によるバッテリー状態診断装置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状態診断装置１００を含み得る。このような構成において、バッテリー状態診断装置１００の各構成要素の少なくとも一部は、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。例えば、バッテリー状態診断装置１００の測定部１１０、プロファイル生成部１２０、制御部１３０及び保存部１４０は、ＢＭＳの構成要素として具現され得る。

【0068】

また、本発明によるバッテリー状態診断装置１００は、バッテリーパック１に備えられ得る。即ち、本発明によるバッテリーパック１は、上述したバッテリー状態診断装置１００及びバッテリーＢを含み得る。また、バッテリーパック１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。

【0069】

図５は、本発明の一実施例によるバッテリー状態診断装置１００を含むバッテリーパック１の例示的構成を示した図である。

【0070】

図５の実施例において、バッテリーＢは複数個が備えられ得る。測定部１１０は、複数のバッテリーＢの各々の電圧を測定し、プロファイル生成部１２０は、測定部１１０によって測定された複数のバッテリーＢの電圧に基づいて分布度プロファイルＰ１を生成し得る。制御部１３０は、プロファイル生成部１２０によって生成された分布度プロファイルＰ１とバッテリーＢに対して予め設定された基準プロファイルＰ２に基づいて、バッテリーＢの各々の状態を診断し得る。

【0071】

一方、測定部１１０は、バッテリーＢの充放電経路に備えられた電流測定ユニットＡと接続され、バッテリーＢの電流を測定することも可能である。

【0072】

図６は、本発明のさらに他の実施例によるバッテリー状態診断方法を概略的に示した図である。

【0073】

ここで、バッテリー状態診断方法の各段階は、バッテリー状態診断装置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省略するか、または簡略に説明する。

【0074】

図６を参照すると、バッテリー状態診断方法は、測定段階Ｓ１００、プロファイル生成段階Ｓ２００、参照電圧設定段階Ｓ３００及び状態診断段階Ｓ４００を含み得る。

【0075】

測定段階Ｓ１００は、複数のバッテリーの各々の電圧を測定する段階であって、測定部１１０によって行われ得る。

【0076】

プロファイル生成段階Ｓ２００は、前記測定段階Ｓ１００で測定された前記複数のバッテリーの各々の電圧に対する分布度プロファイルＰ１を生成する段階であって、プロファイル生成部１２０によって行われ得る。

【0077】

具体的には、プロファイル生成部１２０は、前記測定部１１０によって測定された前記複数のバッテリーの各々の電圧に対する電圧情報を受信し得る。そして、プロファイル生成部１２０は、受信した電圧情報に基づいて前記複数のバッテリーの各々の電圧に対する分布度プロファイルＰ１を生成し得る。

【0078】

例えば、図２の実施例において、プロファイル生成部１２０は、平均電圧Ｅ１が３．０Ｖである正規分布を従う分布度プロファイルＰ１を生成し得る。

【0079】

参照電圧設定段階Ｓ３００は、前記複数のバッテリーに対して予め設定された基準プロファイルＰ２に基づいて前記分布度プロファイルＰ１に対する参照電圧Ｖ１を設定する段階であって、制御部１３０によって行われ得る。

【0080】

例えば、図４の実施例において、制御部１３０は、基準プロファイルＰ２の基準密度Ｄを分布度プロファイルＰ１に適用することで、分布度プロファイルＰ１において基準密度Ｄに対応する電圧として２．４Ｖを算出し得る。そして、制御部１３０は、算出した２．４Ｖを参照電圧Ｖ１に設定し得る。

【0081】

状態診断段階Ｓ４００は、前記測定された前記複数のバッテリーの各々の電圧と前記設定された参照電圧Ｖ１を比較して前記複数のバッテリーの各々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。

【0082】

例えば、測定された電圧が参照電圧Ｖ１未満であれば、制御部１３０は、当該バッテリーの状態を異常状態に診断し得る。逆に、測定された電圧が参照電圧Ｖ１以上であれば、制御部１３０は、当該バッテリーの状態を正常状態に診断し得る。

【0083】

このように、バッテリー状態診断方法は、予め設定された臨界値を用いて複数のバッテリーの状態を画一的に判断せず、複数のバッテリーのＢＯＬ状態を反映する基準プロファイルＰ２及び現在状態を反映する分布度プロファイルＰ１に基づいて複数のバッテリーの各々の現在状態が診断可能であるという長所がある。

【0084】

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。

【0085】

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。

【0086】

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】

【0087】

１ バッテリーパック１００ バッテリー状態診断装置
１１０ 測定部
１２０ プロファイル生成部
１３０ 制御部
１４０ 保存部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】