▶ エルジー エナジー ソリューション リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-18
(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】
G01R 31/396 20190101AFI20241010BHJP
G01R 31/367 20190101ALI20241010BHJP
G01R 31/389 20190101ALI20241010BHJP
G01R 31/382 20190101ALI20241010BHJP
G01R 31/385 20190101ALI20241010BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20241010BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20241010BHJP
【ＦＩ】
G01R31/396
G01R31/367
G01R31/389
G01R31/382
G01R31/385
H01M10/48 P
H02J7/00 Q
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024520624
(86)(22)【出願日】2023-06-14
(85)【翻訳文提出日】2024-04-03
(86)【国際出願番号】 KR2023008206
(87)【国際公開番号】W WO2023244017
(87)【国際公開日】2023-12-21
(31)【優先権主張番号】10-2022-0071950
(32)【優先日】2022-06-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】スン－ヒュン・チェ
(72)【発明者】
【氏名】デ－ス・キム
(72)【発明者】
【氏名】ヨン－ドク・キム
【テーマコード（参考）】
2G216
5G503
5H030
【Ｆターム（参考）】
2G216AB01
2G216BA01
2G216BA51
2G216BB01
5G503AA01
5G503BA01
5G503BB01
5G503CA01
5G503CA11
5G503EA05
5G503FA06
5G503GD03
5G503GD04
5G503GD06
5H030AA01
5H030AS20
5H030FF43
(57)【要約】
本発明の一態様によるバッテリー診断装置は、バッテリーが充電される過程で前記バッテリーの電圧値を所定の周期ごとに測定するように構成された測定部と、測定されたバッテリーの電圧値に基づいて前記バッテリーの抵抗値を算出し、算出された複数の抵抗値と予め設定された基準プロファイルとを比較して抵抗変化パターンを決定し、決定された抵抗変化パターンに基づいて前記バッテリーの状態を決定するように構成されたプロセッサと、を含むことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリーが充電される過程で前記バッテリーの電圧値を所定の周期ごとに測定するように構成された測定部と、測定されたバッテリーの電圧値に基づいて前記バッテリーの抵抗値を算出し、算出された複数の抵抗値と予め設定された基準プロファイルとを比較して抵抗変化パターンを決定し、決定された抵抗変化パターンに基づいて前記バッテリーの状態を決定するように構成されたプロセッサと、を含むことを特徴とする、バッテリー診断装置。
【請求項2】
前記基準プロファイルは、前記所定の周期ごとに基準バッテリーの充電過程で算出された複数の抵抗値の変化を示すプロファイルであることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー診断装置。
【請求項3】
前記プロセッサは、前記算出された複数の抵抗値の変化を示す抵抗プロファイルを生成し、生成された抵抗プロファイルと前記基準プロファイルとを比較して、前記抵抗変化パターンを第１抵抗変化パターン又は第２抵抗変化パターンと決定するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー診断装置。
【請求項4】
前記プロセッサは、前記抵抗プロファイルで第１の傾きを算出し、前記基準プロファイルで第２の傾きを算出し、前記第１の傾きと前記第２の傾きとを比較した結果によって前記抵抗変化パターンを決定するように構成されたことを特徴とする、請求項３に記載のバッテリー診断装置。
【請求項5】
前記プロセッサは、前記抵抗プロファイル上で充電終了時点の第１の傾きが、前記基準プロファイル上の充電終了時点の第２の傾き未満である場合、前記抵抗変化パターンを前記第１抵抗変化パターンと決定し、
前記第１の傾きが前記第２の傾き以上である場合、前記抵抗変化パターンを前記第２抵抗変化パターンと決定するように構成されたことを特徴とする、請求項４に記載のバッテリー診断装置。
【請求項6】
前記プロセッサは、前記抵抗プロファイル上の充電終了時点に対応する第１地点、及び前記第１地点とは異なる第２地点を基準とする第１の傾きが、前記基準プロファイル上の前記第１地点に対応する第３地点及び前記第２地点に対応する第４地点を基準とする第２の傾き未満である場合、前記抵抗変化パターンを前記第１抵抗変化パターンと決定し、
前記第１の傾きが前記第２の傾き以上である場合、前記抵抗変化パターンを前記第２抵抗変化パターンと決定するように構成されたことを特徴とする、請求項４に記載のバッテリー診断装置。
【請求項7】
前記プロセッサは、前記バッテリーが充電される過程で前記バッテリーのＳＯＣと前記算出された抵抗値との間の対応関係を示すＳＯＣ－抵抗プロファイルを生成し、前記ＳＯＣ－抵抗プロファイルで所定のＳＯＣに対応するターゲット抵抗値を決定し、前記抵抗プロファイルで前記ターゲット抵抗値に対応する地点を前記第２地点と決定するように構成されたことを特徴とする、請求項６に記載のバッテリー診断装置。
【請求項8】
前記プロセッサは、前記基準プロファイルに対応した基準ＳＯＣ－抵抗プロファイルで前記所定のＳＯＣに対応する参照抵抗値を決定し、前記基準プロファイルで前記参照抵抗値に対応する地点を前記第４地点と決定するように構成されたことを特徴とする、請求項７に記載のバッテリー診断装置。
【請求項9】
前記プロセッサは、前記バッテリーのＳＯＣと前記バッテリーの電圧値に対応する微分プロファイルで所定のＳＯＣ区間に属するピークを決定し、決定されたピークに対応するＳＯＣを前記所定のＳＯＣと決定するように構成されたことを特徴とする、請求項７に記載のバッテリー診断装置。
【請求項10】
前記プロセッサは、前記抵抗変化パターンが前記第１抵抗変化パターンである場合、前記バッテリーの状態を不良状態と判断し、
前記抵抗変化パターンが前記第２抵抗変化パターンである場合、前記バッテリーの状態を正常状態と判断するように構成されたことを特徴とする、請求項３に記載のバッテリー診断装置。
【請求項11】
前記プロセッサは、所定の周期ごとに繰り返して前記バッテリーの充電電流値を変化させて前記バッテリーを充電し、前記バッテリーの充電電流値が所定の値に対応している間の電圧値の変化に基づいて前記抵抗値を算出するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー診断装置。
【請求項12】
請求項１から１１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】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のバッテリー診断装置を含む、自動車。
【請求項14】
バッテリーが充電される過程で前記バッテリーの電圧値を所定の周期ごとに測定する電圧値測定ステップと、測定されたバッテリーの電圧値に基づいて前記バッテリーの抵抗値を算出する抵抗値算出ステップと、
算出された複数の抵抗値と予め設定された基準プロファイルとを比較して抵抗変化パターンを決定する抵抗変化パターン決定ステップと、
決定された抵抗変化パターンに基づいて前記バッテリーの状態を決定するバッテリー状態決定ステップと、を含むことを特徴とする、バッテリー診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、２０２２年０６月１４日付け出願の韓国特許出願第１０－２０２２－００７１９５０号に基づく優先権を主張し、当該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。
【0002】
本発明は、バッテリー診断装置及びその方法に関し、より詳しくは、バッテリーの状態を診断する装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【0003】
最近、ノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話などのような携帯型電子製品の需要が急激に増加し、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してきている。これに伴い、繰り返し充放電が可能な高性能バッテリーに関する研究が活発に行われている。
【0004】
現在商用化されている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、これらのうちでも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効果がほとんどないため充放電が自由であり、自己放電率が非常に低く、エネルギー密度が高い利点から脚光を浴びている。
【0005】
このようなバッテリーは、高容量化及び高密度化の観点で多くの研究が行われているが、寿命と安全性の向上の観点も重要である。これらのためには、電極表面で電解液との分解反応を抑制する必要があり、過充電及び過放電を防止することが求められる。
【0006】
特に、バッテリーの製造過程で正極と負極の配列がずれるオーバーハング（ｏｖｅｒｈａｎｇ）が発生することがあり、オーバーハングは、負極表面にリチウムが析出する現象（リチウムプレーティング、Ｌｉ－ｐｌａｔｉｎｇ）の原因の１つになり得る。負極表面にリチウムが析出すると、電解液との副反応及びバッテリーの運動力学的均衡（ｋｉｎｅｔｉｃ ｂａｌａｎｃｅ）の変更などをもたらし、バッテリー劣化の原因となる。また、負極表面にリチウム金属が析出することによってバッテリーの内部短絡が発生することがあるため、内部短絡による発火及び爆発などのリスクがある。
【0007】
したがって、オーバーハングの発生の有無、及び／又は発生の程度を考慮してバッテリーの状態を診断できる技術の開発が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、オーバーハングを有するバッテリーの状態を診断するバッテリー診断装置及びその方法を提供することを目的とする。
【0009】
本発明の他の目的及び利点は、下記の説明によって理解することができ、本発明の実施形態によってさらに明らかになるであろう。また、本発明の目的及び利点は、特許請求の範囲に示された手段及びそれらの組み合わせによって実現可能であることを容易に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様によるバッテリー診断装置は、バッテリーが充電される過程で前記バッテリーの電圧値を所定の周期ごとに測定するように構成された測定部と、測定されたバッテリーの電圧値に基づいて前記バッテリーの抵抗値を算出し、算出された複数の抵抗値と予め設定された基準プロファイルとを比較して抵抗変化パターンを決定し、決定された抵抗変化パターンに基づいて前記バッテリーの状態を決定するように構成されたプロセッサと、を含むことができる。
【0011】
ここで、前記基準プロファイルは、前記所定の周期ごとに基準バッテリーの充電過程で算出された複数の抵抗値の変化を示すプロファイルであることを特徴とすることができる。
【0012】
また、前記プロセッサは、前記算出された複数の抵抗値の変化を示す抵抗プロファイルを生成し、生成された抵抗プロファイルと前記基準プロファイルとを比較して、前記抵抗変化パターンを第１抵抗変化パターン又は第２抵抗変化パターンと決定するように構成され得る。
【0013】
また、前記プロセッサは、前記抵抗プロファイルで第１の傾きを算出し、前記基準プロファイルで第２の傾きを算出し、前記第１の傾きと前記第２の傾きとを比較した結果によって前記抵抗変化パターンを決定するように構成され得る。
【0014】
また、前記プロセッサは、前記抵抗プロファイル上で充電終了時点の第１の傾きが、前記基準プロファイル上の充電終了時点の第２の傾き未満である場合、前記抵抗変化パターンを前記第１抵抗変化パターンと決定し、前記第１の傾きが前記第２の傾き以上である場合、前記抵抗変化パターンを前記第２抵抗変化パターンと決定するように構成され得る。
【0015】
また、前記プロセッサは、前記抵抗プロファイル上の充電終了時点に対応する第１地点、及び前記第１地点とは異なる第２地点を基準とする第１の傾きが、前記基準プロファイル上の前記第１地点に対応する第３地点及び前記第２地点に対応する第４地点を基準とする第２の傾き未満である場合、前記抵抗変化パターンを前記第１抵抗変化パターンと決定し、前記第１の傾きが前記第２の傾き以上である場合、前記抵抗変化パターンを前記第２抵抗変化パターンと決定するように構成され得る。
【0016】
また、前記プロセッサは、前記バッテリーが充電される過程で前記バッテリーのＳＯＣと前記算出された抵抗値との間の対応関係を示すＳＯＣ－抵抗プロファイルを生成し、前記ＳＯＣ－抵抗プロファイルで所定のＳＯＣに対応するターゲット抵抗値を決定し、前記抵抗プロファイルで前記ターゲット抵抗値に対応する地点を前記第２地点と決定するように構成され得る。
【0017】
また、前記プロセッサは、前記基準プロファイルに対応した基準ＳＯＣ－抵抗プロファイルで前記所定のＳＯＣに対応する参照抵抗値を決定し、前記基準プロファイルで前記参照抵抗値に対応する地点を前記第４地点と決定するように構成され得る。
【0018】
また、前記プロセッサは、前記バッテリーのＳＯＣと前記バッテリーの電圧値に対応する微分プロファイルで所定のＳＯＣ区間に属するピークを決定し、決定されたピークに対応するＳＯＣを前記所定のＳＯＣと決定するように構成され得る。
【0019】
また、前記プロセッサは、前記抵抗変化パターンが前記第１抵抗変化パターンである場合、前記バッテリーの状態を不良状態と判断し、前記抵抗変化パターンが前記第２抵抗変化パターンである場合、前記バッテリーの状態を正常状態と判断するように構成され得る。
【0020】
また、前記プロセッサは、所定の周期ごとに繰り返して前記バッテリーの充電電流値を変化させて前記バッテリーを充電し、前記バッテリーの充電電流値が所定の値に対応している間の電圧値の変化に基づいて前記抵抗値を算出するように構成され得る。
【0021】
また、上記のような目的を達成するための本発明の他の態様によるバッテリーパックは、本発明によるバッテリー診断装置を含むことができる。
【0022】
また、上記のような目的を達成するための本発明のまた他の態様による自動車は、本発明によるバッテリー診断装置を含むことができる。
【0023】
また、上記のような目的を達成するための本発明のさらに他の態様によるバッテリー診断方法は、バッテリーが充電される過程で前記バッテリーの電圧値を所定の周期ごとに測定する電圧値測定ステップと、測定されたバッテリーの電圧値に基づいて前記バッテリーの抵抗値を算出する抵抗値算出ステップと、算出された複数の抵抗値と予め設定された基準プロファイルとを比較して抵抗変化パターンを決定する抵抗変化パターン決定ステップと、決定された抵抗変化パターンに基づいて前記バッテリーの状態を決定するバッテリー状態決定ステップと、を含むことができる。
【発明の効果】
【0024】
本発明の一態様によると、製造過程で発生したオーバーハングによってリチウムが析出した不良バッテリーを診断することができる。
【0025】
また、本発明の一態様によると、バッテリーの充電過程で得られた抵抗値の変化パターンだけでも、オーバーハングによってリチウムが析出した不良バッテリーを迅速に判断することができるという利点がある。
【0026】
本発明の効果は以上で言及した効果に限定されず、言及されていないまた他の効果は、特許請求の範囲の記載より当業者であれば明確に理解できるであろう。
【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形態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ものであるため、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】本発明の一実施形態によるバッテリー診断装置を例示的に示す図。
【図2】バッテリーの充電過程でバッテリーに印加される充電電流の一例を示す図。
【図3】基準バッテリーが充電される過程で基準バッテリーの電圧値を示す基準電圧プロファイル及び基準バッテリーの抵抗値を示す基準プロファイルの一例を示す図。
【図4】本発明の一実施形態によるプロセッサが抵抗プロファイルを用いて抵抗変化パターンを決定する一例を示すグラフ。
【図5】本発明の様々な実施形態によるプロセッサが抵抗プロファイルを用いて抵抗変化パターンを決定する一例を示すグラフ。
【図6】本発明の一実施形態によるＳＯＣ－抵抗プロファイル及び基準ＳＯＣ－抵抗プロファイルの一例を示すグラフ。
【図7】バッテリーのＳＯＣ及び電圧に基づく、微分電圧とＳＯＣとの間の対応関係を示す微分プロファイルの一例を示す図。
【図8】本発明によるバッテリー診断装置を含むバッテリーパックを例示的に示す図。
【図9】本発明によるバッテリー診断装置を含む自動車を例示的に示す図。
【図10】本発明の一実施形態によるバッテリー診断方法を概略的に示すフローチャート。
【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形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲において使用される用語や単語は通常的及び辞書的な意味に限定して解釈されるものではなく、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じた意味及び概念で解釈されるものである。
【0030】
したがって、本明細書に記載された実施形態に示された構成は、本発明の最も望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを表すものではないため、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されたい。
【0031】
また、本発明を説明するにあたって、関連する公知構成又は機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にすると判断される場合にはその詳細な説明は省略する。
【0032】
第１、第２などのように序数を含む用語は、様々な構成要素のうちの１つを残りのものと区別する目的で使用されるものであり、そのような用語によって構成要素を限定するために使用するものではない。
【0033】
明細書全体にわたって、ある部分がある構成要素を「含む」というとき、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【0034】
なお、明細書全体にわたって、ある部分が他の部分と「接続」されているというとき、これは「直接的に接続」されている場合だけでなく、それらの間に他の素子を介して「間接的に接続」されている場合も含む。
【0035】
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形態を詳しく説明する。
【0036】
図１は、本発明の一実施形態によるバッテリー診断装置１００を例示的に示す図である。
【0037】
図１を参照すると、バッテリー診断装置１００は、測定部１１０、プロセッサ１２０及びメモリ１３０を含むことができる。
【0038】
測定部１１０は、バッテリーが充電される過程でバッテリーの電圧値を所定の周期ごとに測定するように構成され得る。ここで、バッテリーは、負極端子と正極端子を備え、物理的に分離可能な１つの独立したセルを意味する。一例として、リチウムイオン電池又はリチウムポリマー電池をバッテリーと見なすことができる。また、バッテリーは、複数のセルが直列及び／又は並列に接続されたバッテリーモジュールを意味することもできる。以下では、説明の便宜上、バッテリーが１つの独立したセルを意味するものとして説明する。
【0039】
測定部１１０は、本発明の出願時点に公知の様々な電圧測定技術を採用することができる。例えば、測定部１１０は、本発明の出願時点に公知の電圧センサーを備えることができる。特に、本発明によるバッテリー診断装置１００がバッテリーパックに適用される場合、バッテリーパックに既に備えられた電圧センサーを本発明による測定部１１０として用いることもできる。
【0040】
測定部１１０は、プロセッサ１２０の制御に基づいて、バッテリーの充電中に所定の周期ごとにバッテリーの電圧値を測定することができる。具体的に、プロセッサ１２０は、バッテリーに充電電流が印加されるように制御することでバッテリーを充電することができる。一例として、プロセッサ１２０は、バッテリーを充電するために印加される充電電流をパルスの形態でバッテリーに印加することができる。
【0041】
プロセッサ１２０は、所定の周期ごとに繰り返してバッテリーの充電電流値を変化させてバッテリーを充電することができる。図２は、バッテリーの充電過程でバッテリーに印加される充電電流の一例である。図２のグラフのｘ軸は時間であり、ｙ軸は充電電流の電流値である。プロセッサ１２０は、第１電流値Ｉ１でバッテリーを充電し、所定の周期ごとに第２電流値Ｉ２のパルス電流をバッテリーに印加することができる。すなわち、第１時間ｔ１から第２時間ｔ２、第３時間ｔ３から第４時間ｔ４、第５時間ｔ５から第６時間ｔ６の間には第２電流値Ｉ２の電流がバッテリーに印加され、第２時間ｔ２から第３時間ｔ３、第４時間ｔ４から第５時間ｔ５には第１電流値Ｉ１大きさの電流がバッテリーに印加され得る。ここで、パルス電流が印加される所定の周期は第１周期ｐ１であり、パルス電流が印加されるデュレーションは第１時間間隔ｄ１であり得る。パルス電流が印加されるデュレーションは、０．１秒、０．５秒又は１秒など様々な値に対応することができる。或いは、様々な実施形態において、プロセッサ１２０は、電流が０の休止時間を有するように充電電流を設定することもできる。例えば、図２に示されてはいないが、第１時間ｔ１から第２時間ｔ２、第３時間ｔ３から第４時間ｔ４、第５時間ｔ５から第６時間ｔ６間には所定の大きさの電流がバッテリーに印加され、第２時間ｔ２から第３時間ｔ３、第４時間ｔ４から第５時間ｔ５には電流値が０であり得る。以下では、説明の便宜上、休止時間なくバッテリーが充電されることを例示として説明する。
【0042】
プロセッサ１２０は、バッテリーの充電電流値が所定の値に対応している間の電圧値の変化に基づいて抵抗値を算出することができる。具体的に、測定部１１０は、所定の周期ごとにパルス電流がバッテリーに印加されるとき、第２電流値Ｉ２の電流が印加される開始時間及び終了時間のそれぞれでバッテリーの電圧値を測定することができる。例えば、測定部１１０は、第１時間ｔ１でバッテリーの電圧値を測定し、第２時間ｔ２でバッテリーの電圧値を測定することができる。その後、測定部１１０は、第３時間ｔ３でバッテリーの電圧値をまた測定し、第４時間ｔ４でバッテリーの電圧値をまた測定することで、所定の周期（例：第１周期ｐ１）ごとにバッテリーの電圧値を測定することができる。測定部１１０は、測定した電圧値をプロセッサ１２０に伝送することができる。プロセッサ１２０は、電圧値の変化に基づいて抵抗値を算出することができる。
【0043】
プロセッサ１２０は、測定部１１０により測定されたバッテリーの電圧値を取得することができる。プロセッサ１２０は、測定されたバッテリーの電圧値に基づいて、バッテリーの抵抗値を算出することができる。具体的に、プロセッサ１２０は、バッテリーの充電中に所定の周期ごとに（例：第１周期ｐ１）バッテリーの抵抗値を算出することができる。プロセッサ１２０は、バッテリーの電圧差を算出し、算出された電圧差を充電電流値で除して所定の周期ごとにバッテリーの抵抗値を算出することができる。
【0044】
プロセッサ１２０は、図２を参照して説明したように、測定されたバッテリーの電圧値を用いてバッテリーの抵抗値を算出することができる。具体的に、プロセッサ１２０は、第１時間ｔ１のバッテリーの電圧値に対応する第１電圧値と、第２時間ｔ２のバッテリーの電圧値に対応する第２電圧値との差を算出することができる。プロセッサ１２０は、オームの法則（ｏｈｍ’ｓ ｌａｗ、Ｒ＝△Ｖ÷△Ｉ）を用いてバッテリーの抵抗値を算出することができる。例えば、プロセッサ１２０は、算出した電圧値の差（例えば、△Ｖ）を第１時間ｔ１及び第２時間ｔ２の間に印加された電流量（例えば、△Ｉ＝Ｉ２×（ｔ２－ｔ１））で除して抵抗値を算出することができる。プロセッサ１２０は、上述の方式で所定の周期ごとにバッテリーの抵抗値を算出して複数の抵抗値を算出することができる。一例として、プロセッサ１２０が算出する抵抗値は、ＤＣＩＲ（直流内部抵抗値（Ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ））に対応することができる。
【0045】
プロセッサ１２０は、算出された複数の抵抗値と予め設定された基準プロファイルとを比較して抵抗変化パターンを決定することができる。ここで、基準プロファイルは、診断の対象となるバッテリーと同一の種類のバッテリー又は同一の特性を有するように設計されたバッテリー（以下、基準バッテリー）に対して、予め充電過程を経て抽出された抵抗値の変化を示すプロファイルであり得る。基準プロファイルは、メモリ１３０に予め記憶され得る。
【0046】
図３は、基準バッテリーが充電される過程で基準バッテリーの電圧値を示す基準電圧プロファイルＶｒ、及び基準バッテリーの抵抗値を示す基準プロファイルＲｒの一例である。例えば、図３の実施形態において、基準電圧プロファイルＶｒは、Ｘ軸が時間でＹ軸が電圧値であるＸ－Ｙグラフで表現することができる。同様に、基準プロファイルＲｒは、Ｘ軸が時間でＹ軸が電圧値であるＸ－Ｙグラフで表現することができる。
【0047】
基準プロファイルＲｒは、所定の周期ごとに基準バッテリーの充電過程で算出された複数の抵抗値の変化を示すプロファイルであり得る。基準プロファイルＲｒは、後述するプロセッサ１２０が、診断の対象となるバッテリーの抵抗値と比較できるように、同一の条件下で算出された基準バッテリーの抵抗値を示すグラフであり得る。例えば、基準プロファイルＲｒは、図２を参照して説明した方式と同様に、診断対象となるバッテリーの充電電流の大きさと同様の充電電流の大きさで基準バッテリーを充電する場合に、測定時間及び測定周期を同様にして測定された基準バッテリーの電圧値を用いて算出された抵抗値を示すグラフであり得る。一方、図３は、説明の便宜上、基準電圧プロファイルＶｒ及び基準プロファイルＲｒを１つの平面に表示している。
【0048】
基準バッテリーの基準電圧プロファイルＶｒを参照すると、基準バッテリーが充電される過程で、基準バッテリーの電圧値は、充電が終了する時点ｔｆまで徐々に上昇することを把握することができる。基準バッテリーの基準プロファイルＲｒを参照すると、基準バッテリーが充電される過程で、基準バッテリーの抵抗値は、充電開始から充電が終了する時点ｔｆまで徐々に減少することを把握することができる。
【0049】
プロセッサ１２０は、図２を参照して説明したように、複数の抵抗値と上述の基準プロファイルとを比較して抵抗変化パターンを決定することができる。具体的に、プロセッサ１２０は、特定の地点を基準として基準プロファイルの傾きと、診断対象となるバッテリーの抵抗値の変化を示すプロファイルの傾きとを比較することができる。
【0050】
プロセッサ１２０は、決定された抵抗変化パターンに基づいてバッテリーの状態を決定することができる。
【0051】
プロセッサ１２０は、抵抗変化パターンが第１抵抗変化パターンと決定された場合、診断の対象となるバッテリーの状態を不良状態と判断することができる。ここで、第１抵抗変化パターンは、基準プロファイルの傾き未満の傾きを有するパターンであり得る。具体的に、バッテリーにオーバーハングが発生する場合、負極にリチウムが析出して充電過程の末端で抵抗値が減少するパターンが現れることがある。望ましくは、バッテリーに基準比率以上のオーバーハングが発生する場合、充電過程の末端で抵抗が減少するパターンが現れることがある。プロセッサ１２０は、抵抗変化パターンが第１抵抗変化パターンである場合、バッテリーの状態をオーバーハングが発生した不良状態と判断することができる。
【0052】
例えば、基準比率は３％以上の値に設定することができる。望ましくは、基準比率は３％から５％の間のいずれかの値に設定することができる。ただし、基準比率は、上述した例示的な数値に限定されて解釈されないことに留意されたい。
【0053】
プロセッサ１２０は、抵抗変化パターンが第２抵抗変化パターンと決定された場合、診断の対象となるバッテリーの状態を正常状態と判断することができる。ここで、第２抵抗変化パターンは、基準プロファイルの傾き以上の傾きを有するパターンであり得る。
【0054】
すなわち、本願の一実施形態によるバッテリー診断装置１００は、充電過程におけるバッテリーの抵抗変化パターンを第１抵抗変化パターン又は第２抵抗変化パターンに具体的に区分することができる。また、バッテリー診断装置１００は、バッテリーの抵抗変化パターンに基づいてバッテリーの状態を診断することができる。よって、バッテリー診断装置１００は、充電過程でバッテリーの状態を迅速に診断することができるという利点がある。
【0055】
以下の図面を用いてプロセッサ１２０が抵抗変化パターンを決定する様々な実施形態について説明する。
【0056】
プロセッサ１２０は、バッテリー診断装置１００の他の構成と動作可能に接続され、バッテリー診断装置１００の各種の動作を制御することができる。プロセッサ１２０は、メモリ１３０に記憶された１つ以上の命令を実行することで、バッテリー診断装置１００の各種の動作を行うことができる。プロセッサ１２０は、本発明で行われる様々な制御ロジッグを行うために、当該技術分野で知られているプロセッサ１２０、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、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必要に応じて含むことができる。また、前記制御ロジッグがソフトウェアで実現されるとき、前記プロセッサ１２０は、プログラムモジュールの集合で実現され得る。このとき、プログラムモジュールは、メモリ１３０に記憶され、プロセッサ１２０によって実行され得る。
【0057】
特に、本発明によるバッテリー診断装置１００がバッテリーパックに含まれる形態で実現される場合、バッテリーパックには、ＭＣＵ（ｍｉｃｒｏ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｕｎｉｔ）及びＢＭＳ（ｂａｔｔｅｒｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）のような用語と指称される制御装置が含まれ得る。このとき、プロセッサ１２０は、このような一般的なバッテリーパックに備えられたＭＣＵやＢＭＳのような構成要素によって実現されることも可能である。また、本明細書において、プロセッサ１２０の動作や機能に対する「～する」又は「～ように構成される」という用語は、「～ようにプログラミングされる」という意味を含むことができる。
【0058】
メモリ１３０は、所定のデータを記憶するように構成され得る。特に、本発明において、メモリ１３０は、基準プロファイルを予め記憶することができる。基準プロファイルは、診断対象となるバッテリーの抵抗値との比較のための基準となるプロファイルであり得る。すなわち、基準プロファイルは、診断対象となるバッテリーの電圧値を算出するために行った方式と同様の方式により、基準バッテリーの充電過程で基準バッテリーの電圧値を測定し、充電電流値を用いて算出された抵抗値の推移に対応することができる。一例として、基準プロファイルは、図３を参照して既に説明したので重複する説明は省略する。
【0059】
メモリ１３０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ために必要なデータやプログラム、又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記憶することができる。メモリ１３０は、プロセッサ１２０の内部又は外部にあり、周知の様々な手段によってプロセッサ１２０と接続することができる。メモリ１３０は、プロセッサ１２０によって実行される少なくとも１つのプログラム、アプリケーション、データ、又は命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）を記憶することができる。メモリ１３０は、データを記録、消去、更新及び読取できると知られた公知の情報記憶手段であればその種類は特に限定されない。前記メモリ１３０は、フラッシュメモリタイプ、ハードディスクタイプ、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ）タイプ、ＳＤＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）タイプ、マルチメディアカードマイクロタイプ、ラム（ＲＡＭ、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）の少なくとも１つで実現することができるが、本発明が必ずしもこれらのメモリの具体的な形態に限定されるものではない。また、メモリ１３０は、プロセッサ１２０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記憶することができる。
【0060】
本発明のこのような構成によると、バッテリーの充電過程の末端における抵抗値の変化に基づいてバッテリーの状態を容易に診断することができる。以下の図面を参照して、プロセッサ１２０が抵抗変化パターンを用いてバッテリーの状態を決定する様々な実施形態について説明する。
【0061】
プロセッサ１２０は、算出された複数の抵抗値の変化を示す抵抗プロファイルを生成することができる。これについて、図４を参照してより具体的に説明する。
【0062】
図４は、本発明の一実施形態によるプロセッサ１２０が抵抗プロファイルを用いて抵抗変化パターンを決定する一例を示すグラフである。本実施形態及び以下の他の実施形態については、上述とは異なる部分を主に説明し、同一又は類似の説明を適用できる部分に対しては詳細な説明は省略する。
【0063】
図４を参照すると、図２で説明したように、基準バッテリーに対する基準プロファイルＲｒが示されている。ここで、プロセッサ１２０は、診断対象となるバッテリーの所定の周期ごとに測定された電圧値を用いて複数の抵抗値を算出し、算出された複数の抵抗値の変化パターンを示す抵抗プロファイルＲｄを生成することができる。
【0064】
プロセッサ１２０は、生成した抵抗プロファイルＲｄと基準プロファイルＲｒとを比較して、抵抗変化パターンを第１抵抗変化パターン又は第２抵抗変化パターンと決定することができる。
【0065】
具体的に、プロセッサ１２０は、バッテリー診断の正確性を高めるために、抵抗プロファイルＲｄと基準プロファイルＲｒの傾きを比較して抵抗変化パターンを決定することができる。
【0066】
例えば、プロセッサ１２０は、抵抗プロファイルＲｄの傾きによって、抵抗変化パターンを第１抵抗変化パターン又は第２抵抗変化パターンと決定することができる。
【0067】
プロセッサ１２０は、抵抗プロファイルＲｄで第１の傾きを算出し、基準プロファイルＲｒで第２の傾きを算出することができる。また、プロセッサ１２０は、第１の傾きと第２の傾きとを比較した結果によって抵抗変化パターンを決定することができる。プロセッサ１２０は、抵抗プロファイルＲｄの所定の地点における瞬時の傾きを認識して第１の傾きを算出することができる。プロセッサ１２０は、基準プロファイルＲｒで前記所定の地点に対応する地点における瞬時の傾きを認識して第２の傾きを算出することができる。プロセッサ１２０は、第１の傾きが第２の傾き未満である場合、抵抗変化パターンを第１抵抗変化パターンと決定することができる。プロセッサ１２０は、第１の傾きが第２の傾き以上である場合、抵抗変化パターンを第２抵抗変化パターンと決定することができる。これについて、図４を参照してより具体的に説明する。
【0068】
プロセッサ１２０は、抵抗プロファイルＲｄ上で充電が終了する時点ｔｆの第１の傾きが、基準プロファイルＲｒ上で充電が終了する時点ｔｆの第２の傾き未満である場合、抵抗変化パターンを第１抵抗変化パターンと決定することができる。抵抗プロファイルＲｄ上で充電が終了する時点ｔｆの第１の傾きは、充電が終了する時点ｔｆの瞬時の傾きに対応することができる。また、基準プロファイルＲｒ上で充電が終了する時点ｔｆの第２の傾きは、充電が終了する時点ｔｆの瞬時の傾きに対応することができる。
【0069】
図４を参照すると、抵抗プロファイルＲｄ上で充電が終了する時点ｔｆの接線Ｒｄａ、及び基準プロファイルＲｒ上で充電が終了する時点ｔｆの接線Ｒｒａが示されている。接線Ｒｄａの傾きに対応する第１の傾きは、接線Ｒｒａの傾きに対応する第２の傾き未満であるため、プロセッサ１２０は、抵抗変化パターンを第１抵抗変化パターンと決定することができる。様々な実施形態において、第１の傾き及び第２の傾きの差分値が所定の範囲を超過する場合、プロセッサ１２０は、抵抗変化パターンを第１抵抗変化パターンと決定することもできる。
【0070】
プロセッサ１２０は、抵抗変化パターンが第１抵抗変化パターンである場合、バッテリーの状態を不良状態と判断することができる。
【0071】
例えば、第１抵抗変化パターンは、第１の傾きが第２の傾き未満であるパターンであって、バッテリーの抵抗値が減少するパターンであり得る。
【0072】
他の例として、第１抵抗変化パターンは、第１の傾きが第２の傾き未満であり、かつ第１の傾き及び第２の傾きの差分値が閾値以上であるパターンであり得る。プロセッサ１２０は、「第２の傾き－第１の傾き」の式を計算して前記差分値を算出することができる。また、プロセッサ１２０は、算出した差分値が予め設定された閾値以上であると、抵抗変化パターンを第１抵抗変化パターンと決定することができる。
【0073】
プロセッサ１２０は、第１抵抗変化パターンと決定されたバッテリーを不良状態のバッテリーと診断することができる。すなわち、プロセッサ１２０は、第１抵抗変化パターンと決定されたバッテリーを、オーバーハングが基準比率以上発生した異常バッテリーと診断することができる。
【0074】
プロセッサ１２０は、抵抗プロファイルＲｄ上で充電が終了する時点ｔｆの第１の傾きが、基準プロファイルＲｒ上で充電が終了する時点ｔｆの第２の傾き以上である場合、抵抗変化パターンを第２抵抗変化パターンと決定することができる。
【0075】
例えば、第２抵抗変化パターンは、第１の傾きが第２の傾き以上であるパターンであり得る。プロセッサ１２０は、第１の傾きは減少するが、第１の傾きが第２の傾き以上である場合には、抵抗変化パターンを第２抵抗変化パターンと決定することができる。
【0076】
他の例として、第２抵抗変化パターンは、第１の傾きが第２の傾き未満であるが、第１の傾き及び第２の傾きの差分値が閾値未満である場合、プロセッサ１２０は、抵抗変化パターンを第２抵抗変化パターンと決定することもできる。プロセッサ１２０は、「第２の傾き－第１の傾き」の式を計算して前記差分値を算出することができる。また、プロセッサ１２０は、算出した差分値が予め設定された閾値未満であると、抵抗変化パターンを第２抵抗変化パターンと決定することができる。すなわち、プロセッサ１２０は、第１の傾きが第２の傾き未満であるが、第１の傾きの減少幅が第２の傾きに比べて一定水準未満である場合には、抵抗変化パターンを第２抵抗変化パターンと決定することができる。
【0077】
プロセッサ１２０は、抵抗変化パターンが第２抵抗変化パターンである場合、バッテリーの状態を正常状態と判断することができる。具体的に、プロセッサ１２０は、第２抵抗変化パターンと決定されたバッテリーを正常状態のバッテリーと診断することができる。すなわち、プロセッサ１２０は、第２抵抗変化パターンと決定されたバッテリーを、オーバーハングが発生していない正常バッテリーと診断することができる。或いは、プロセッサ１２０は、第２抵抗変化パターンと決定されたバッテリーを基準比率未満のオーバーハングが発生した正常バッテリーと診断することができる。このようにプロセッサ１２０は、バッテリーの充電中に、充電の末端での抵抗変化パターンだけで、バッテリーのオーバーハングが発生したか否かを診断することができる。
【0078】
本発明の一実施形態によるバッテリー診断装置１００は、第１の傾きの増減及び第１の傾きと第２の傾きとの差によってバッテリーの抵抗変化パターンを細分化することができる。また、バッテリー診断装置１００は、細分化された抵抗変化パターンによってバッテリーの状態を診断することができる。よって、バッテリー診断装置１００は、充電過程でバッテリーの状態を迅速に診断できることはもちろん、バッテリーの状態を具体的に細分化して診断できるという利点がある。
【0079】
以下では、図５を参照して、プロセッサ１２０が抵抗変化パターンを決定する他の実施形態について具体的に説明する。説明の便宜上、プロセッサ１２０が決定された抵抗変化パターンによってバッテリーの状態を診断する内容は上述した内容と重複するので、簡略に説明するか省略することに留意されたい。
【0080】
図５は、本発明の様々な実施形態によるプロセッサ１２０が抵抗プロファイルを用いて抵抗変化パターンを決定する一例を示すグラフである。
【0081】
【0082】
プロセッサ１２０は、抵抗プロファイルＲｄ上の充電が終了する時点ｔｆに対応する第１地点ｒ１１、及び第１地点ｒ１１とは異なる第２地点ｒ１２を基準とする第１の傾きが、第１地点に対応する基準プロファイルＲｒ上の第３地点ｒ１３、及び第２地点ｒ１２に対応する基準プロファイルＲｒ上の第４地点ｒ１４を基準とする第２の傾き未満である場合、抵抗変化パターンを第１抵抗変化パターンと決定することができる。
【0083】
具体的に、プロセッサ１２０は、抵抗プロファイルＲｄ上の第１地点ｒ１１及び第２地点ｒ１２を基準として第１直線Ｒｄｂを生成することができる。例えば、第１直線Ｒｄｂは、第１地点ｒ１１及び第２地点ｒ１２を含む直線であり得る。すなわち、第１直線Ｒｄｂは、第１地点ｒ１１及び第２地点ｒ１２を連結する直線であり得る。
【0084】
プロセッサ１２０は、基準プロファイルＲｒ上の第３地点ｒ１３及び第４地点ｒ１４を基準として第２直線Ｒｒｂを生成することができる。例えば、第２直線Ｒｒｂは、第３地点ｒ１３及び第４地点ｒ１４を含む直線であり得る。すなわち、第２直線Ｒｒｂは、第３地点ｒ１３及び第４地点ｒ１４を連結する直線であり得る。
【0085】
ここで、第１地点ｒ１１と第３地点ｒ１３は、同一の時刻に対して対応する地点であり得る。具体的に、第１地点ｒ１１が第３地点ｒ１３に対応するとは、第１地点ｒ１１は、抵抗プロファイルＲｄ上の充電が終了する時点ｔｆの診断対象となるバッテリーの抵抗値に対応し、第３地点ｒ１３は、充電が終了する時点ｔｆの基準バッテリーの抵抗値に対応することを意味し得る。
【0086】
また、第２地点ｒ１２と第４地点ｒ１４は同一のＳＯＣに対して対応する地点であり得る。具体的に、第２地点ｒ１２が第４地点ｒ１４に対応するとは、第２地点ｒ１２は、所定のＳＯＣに対応する診断対象となるバッテリーの抵抗値に対応し、第４地点ｒ１４は、前記所定のＳＯＣに対応する基準バッテリーの抵抗値に対応することを意味し得る。第２地点ｒ１２と第４地点ｒ１４が決定される実施形態は図６及び図７を用いて後述する。
【0087】
図５を参照すると、第１直線Ｒｄｂ及び第２直線Ｒｒｂが示されている。第１直線Ｒｄｂの第１の傾きが第２直線Ｒｒｂの第２の傾き未満であることに基づいて、プロセッサ１２０は、抵抗変化パターンを第１抵抗変化パターンと決定することができる。ここで、第１抵抗変化パターンは、抵抗値が減少するパターンであり得る。様々な実施形態において、第１直線Ｒｄｂの第１の傾き及び第２直線Ｒｒｂの第２の傾きの差分値が所定の範囲を超過する場合、プロセッサ１２０は、抵抗変化パターンを第１抵抗変化パターンと決定することもできる。プロセッサ１２０は、第１抵抗変化パターンと決定されたバッテリーを不良状態のバッテリーと診断することができる。すなわち、プロセッサ１２０は、第１抵抗変化パターンと決定されたバッテリーを、オーバーハングが基準比率以上発生した異常バッテリーと診断することができる。
【0088】
プロセッサ１２０は、第１の傾きが第２の傾き以上である場合、抵抗変化パターンを第２抵抗変化パターンと決定することができる。
【0089】
例えば、第１直線Ｒｄｂの第１の傾きが第２直線Ｒｒｂの第２の傾き以上である場合、プロセッサ１２０は、抵抗変化パターンを第２抵抗変化パターンと決定することができる。
【0090】
他の例として、第１直線Ｒｄｂの第１の傾きと第２直線Ｒｒｂの第２の傾きとの差分値が閾値未満である場合、プロセッサ１２０は、抵抗変化パターンを第２抵抗変化パターンと決定することもできる。
【0091】
また、プロセッサ１２０は、第２抵抗変化パターンと決定されたバッテリーを正常状態のバッテリーと診断することができる。すなわち、プロセッサ１２０は、第２抵抗変化パターンと決定されたバッテリーをオーバーハングが発生していない正常バッテリーと診断することができる。或いは、プロセッサ１２０は、第２抵抗変化パターンと決定されたバッテリーを基準比率未満にオーバーハングが発生した正常バッテリーと診断することができる。
【0092】
本発明の一実施形態によるバッテリー診断装置１００は、充電の末端での瞬時の傾きだけでなく、充電の末端及び所定の地点における平均傾きを用いてバッテリーの状態を容易に診断することができる。すなわち、バッテリー診断装置１００は、バッテリーの抵抗変化を様々な点（特に、時点）で考慮することで、バッテリーの状態をより正確に診断できるという利点がある。
【0093】
以下で、プロセッサ１２０が前記第２地点ｒ１２及び第４地点ｒ１４を決定する実施形態について説明する。
【0094】
プロセッサ１２０は、バッテリーの充電過程で、バッテリーのＳＯＣ（ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）と抵抗値の対応関係を示すＳＯＣ－抵抗プロファイルを生成することができる。また、プロセッサ１２０は、基準バッテリーの充電過程で基準バッテリーのＳＯＣと抵抗値の対応関係を示す基準ＳＯＣ－抵抗プロファイルを取得することができる。ここで、基準ＳＯＣ－抵抗プロファイルは、予め基準バッテリーの充電過程を経て抽出された抵抗値とＳＯＣとの対応関係を示すプロファイルであり得る。基準ＳＯＣ－抵抗プロファイルは、メモリ１３０に予め記憶され得る。言い換えると、上述した基準プロファイルも基準バッテリーの充電過程で取得したプロファイルであり、基準プロファイルは基準ＳＯＣ－抵抗プロファイルと対応することができる。
【0095】
図６は、本発明の一実施形態によるＳＯＣ－抵抗プロファイルＳＯＣｄ及び基準ＳＯＣ－抵抗プロファイルＳＯＣｒの一例を示すグラフである。
【0096】
図６を参照すると、グラフのｘ軸はＳＯＣであり、ｙ軸は抵抗値である。ここで、ｘ軸の単位はパーセント（％）で表示したが、０から１の数で表示することもできる。
【0097】
プロセッサ１２０は、バッテリーの充電過程でバッテリーのＳＯＣを所定の周期ごとに算出し、算出されたＳＯＣを上述の方式で測定したバッテリーの抵抗値とマッピングしてＳＯＣ－抵抗プロファイルＳＯＣｄを生成することができる。図６には、プロセッサ１２０が生成したＳＯＣ－抵抗プロファイルＳＯＣｄ、及びメモリ１３０に予め記憶された基準ＳＯＣ－抵抗プロファイルＳＯＣｒが示されている。
【0098】
プロセッサ１２０は、生成したＳＯＣ－抵抗プロファイルＳＯＣｄで所定のＳＯＣに対応するターゲット抵抗値Ｒｔを決定することができる。例えば、所定のＳＯＣは、約６０％に対応することができるが、このような数値に限定されない。より詳しくは、プロセッサ１２０が所定のＳＯＣを決定する内容は、後述する図７を用いて説明する。
【0099】
プロセッサ１２０は、抵抗プロファイルでターゲット抵抗値Ｒｔに対応する地点を第２地点と決定することができる。具体的に、プロセッサ１２０は、所定のＳＯＣに対応するターゲット抵抗値Ｒｔを決定し、図５を参照して説明したように、抵抗プロファイルＲｄ上でターゲット抵抗値Ｒｔに対応する地点を第２地点ｒ１２と決定することができる。すなわち、プロセッサ１２０は、抵抗プロファイルＲｄ上でバッテリーが所定のＳＯＣ（例えば、６０％）に対応するターゲット抵抗値Ｒｔを有する地点を、平均傾きを求めるための第２地点ｒ１２と決定することができる。
【0100】
一方、プロセッサ１２０は、平均傾きを求めるための第２直線Ｒｒｂの第４地点ｒ１４を決定するために基準ＳＯＣ－抵抗プロファイルを用いることができる。
【0101】
プロセッサ１２０は、基準プロファイルに対応する基準ＳＯＣ－抵抗プロファイルで所定のＳＯＣに対応する参照抵抗値を決定することができる。具体的に、プロセッサ１２０は、基準ＳＯＣ－抵抗プロファイル上で、ターゲット抵抗値Ｒｔを決定するためのＳＯＣと同一のＳＯＣに対応する参照抵抗値Ｒｆを決定することができる。ここで、比較の対象を選定するため、同一のＳＯＣでターゲット抵抗値Ｒｔ及び参照抵抗値Ｒｆを決定することが好ましい。
【0102】
プロセッサ１２０は、基準プロファイルで参照抵抗値に対応する地点を第４地点と決定することができる。具体的に、プロセッサ１２０は、所定のＳＯＣに対応する参照抵抗値Ｒｆを決定し、図５を参照して説明したように、基準プロファイルＲｒ上で参照抵抗値Ｒｆに対応する地点を第４地点ｒ１４と決定することができる。すなわち、プロセッサ１２０は、基準プロファイルＲｒ上でバッテリーが所定のＳＯＣ（例えば、６０％）に対応する抵抗値を有する地点を、平均傾きを求めるための第４地点ｒ１４と決定することができる。このように、プロセッサ１２０は、抵抗変化パターンを決定するために、抵抗プロファイルＲｄ及び基準プロファイルＲｒで充電終了時点に対応する地点、及びバッテリーの充電状態が所定のＳＯＣに到逹した状態の地点を用いることができる。この他にも、プロセッサ１２０は、抵抗変化パターンを決定するために用いる所定のＳＯＣを決定する際に微分プロファイルを用いることができる。以下で図７を用いて詳細な実施形態について説明する。
【0103】
図７は、バッテリーのＳＯＣ及び電圧に基づく、微分電圧とＳＯＣとの間の対応関係を示す微分プロファイルの一例である。
【0104】
プロセッサ１２０は、微分電圧とＳＯＣとの間の対応関係を示す微分プロファイルを生成するように構成することができる。
【0105】
ここで、微分電圧は、バッテリーの電圧をＳＯＣで微分した値であり、ｄＶ／ｄＳＯＣと示すことができる。すなわち、微分電圧は、ＳＯＣに対する電圧の瞬時の変化率を示す値に対応することができる。
【0106】
微分プロファイルは、Ｘ軸がＳＯＣでＹ軸が微分電圧値であるＸ－Ｙグラフで表現することができる。微分プロファイルは、複数のピークＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を含むことができる。例えば、プロセッサ１２０は、第１ピークＰ１、第２ピークＰ２、第３ピークＰ３及び第４ピークＰ４を検出することができる。ここで、ピークは、微分プロファイルで上に凸状の概形を有する地点であり得る。
【0107】
プロセッサ１２０は、バッテリーのＳＯＣとバッテリーの電圧値に対応する微分プロファイルで所定のＳＯＣ区間に属するピークを決定することができる。
【0108】
図７を参照すると、プロセッサ１２０は、一例として、第１ＳＯＣ（ＳＯＣ１）及び第２ＳＯＣ（ＳＯＣ２）の間の区間を所定のＳＯＣ区間と決定し、当該区間に属するピークを決定することができる。例えば、第１ＳＯＣ（ＳＯＣ１）は５０％であり、第２ＳＯＣ（ＳＯＣ２）は７０％であり得る。この場合、所定のＳＯＣ区間は５０％及び７０％の間の区間であるが、このような数値に限定されて解釈されない。図７を参照すると、プロセッサ１２０は、第３ピークＰ３を、ターゲット抵抗値Ｒｔ及び参照抵抗値Ｒｆを決定するためのピークと決定することができる。すなわち、第３ピークＰ３を、ターゲット抵抗値Ｒｔ及び参照抵抗値Ｒｆを決定するためのターゲットピークと決定することができる。様々な実施形態において、プロセッサ１２０は、第１ＳＯＣ（ＳＯＣ１）及び第３ＳＯＣ（ＳＯＣ３）の間の区間を所定のＳＯＣ区間と決定する場合、当該区間に第３ピークＰ３及び第４ピークＰ４が属することができる。この場合、プロセッサ１２０は、微分電圧値（ｄＶ／ｄＳＯＣ）が相対的に大きい第３ピークＰ３を、ターゲット抵抗値Ｒｔ及び参照抵抗値Ｒｆを決定するためのピークと決定することができる。或いは、プロセッサ１２０は、微分プロファイルの全区間にあるピークのうち、微分電圧値が最大のピーク（例えば、第３ピークＰ３）を、ターゲット抵抗値Ｒｔ及び参照抵抗値Ｒｆを決定するためのピークと決定することができる。
【0109】
プロセッサ１２０は、決定されたピークに対応するＳＯＣを所定のＳＯＣと決定することができる。例えば、図７を参照すると、プロセッサ１２０は、第３ピークＰ３をターゲット抵抗値Ｒｔ及び参照抵抗値Ｒｆを決定するためのピークと決定することができる。プロセッサ１２０は、第３ピークＰ３に対応するＳＯＣを所定のＳＯＣと決定することができる。例えば、決定された所定のＳＯＣは６０％であり得る。プロセッサ１２０は、図６を参照して説明したように、ＳＯＣ－抵抗プロファイルＳＯＣｄ及び基準ＳＯＣ－抵抗プロファイルＳＯＣｒで決定された所定のＳＯＣに対応するターゲット抵抗値Ｒｔ及び参照抵抗値Ｒｆを決定することができる。具体的に、プロセッサ１２０は、ＳＯＣ－抵抗プロファイルＳＯＣｄ上でＳＯＣが６０％である点の抵抗値をターゲット抵抗値Ｒｔと決定することができる。また、プロセッサ１２０は、基準ＳＯＣ－抵抗プロファイルＳＯＣｒ上でＳＯＣが６０％である点の抵抗値を参照抵抗値Ｒｆと決定することができる。
【0110】
プロセッサ１２０は、図５を参照して説明したように、決定されたターゲット抵抗値Ｒｔに対応する、抵抗プロファイルＲｄ上の第２地点ｒ１２を決定することができる。同様に、プロセッサ１２０は、決定された参照抵抗値Ｒｆに対応する、基準プロファイルＲｒ上の第４地点ｒ１４を決定することができる。
【0111】
本発明のこのような実施形態によると、プロセッサ１２０は、バッテリーの充電過程で周期的に算出される抵抗の変化を検出して抵抗変化パターンを決定することができ、決定された抵抗変化パターンによってバッテリーの状態を容易に判断することができる。
【0112】
本発明によるバッテリー診断装置１００は、ＢＭＳに適用することができる。すなわち、本発明によるＢＭＳは、上述したバッテリー診断装置１００を含むことができる。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又は追加することで実現することができる。例えば、バッテリー診断装置１００の測定部１１０、プロセッサ１２０及びメモリ１３０は、ＢＭＳの構成要素として実現することができる。
【0113】
図８は、本発明によるバッテリー診断装置１００を含むバッテリーパック１０を例示的に示している。図８を参照すると、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１０に備えられ得る。すなわち、本発明によるバッテリーパック１０は、上述した本発明によるバッテリー診断装置１００及び１つ以上のバッテリーセルＢを含むことができる。また、本発明によるバッテリーパック１０は、本発明によるバッテリー診断装置１００以外に、バッテリーパック１０に通常含まれる構成要素、例えば１つ以上の二次電池、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、電流センサー、リレー、ヒューズ、パックケースなどをさらに含むことができる。また、本発明によるバッテリー診断装置１００のうち少なくとも一部の構成要素は、バッテリーパック１０に含まれている従来の構成要素で実現することもできる。例えば、本発明によるバッテリー診断装置１００の測定部１１０は、バッテリーパック１０に含まれた電圧センサーによって実現することができる。また、本発明によるバッテリー診断装置１００のプロセッサ１２０のうち少なくとも一部の機能及び動作は、バッテリーパック１０に含まれたＢＭＳによって実現することができる。
【0114】
図９は、本発明によるバッテリー診断装置１００を含む自動車１を例示的に示している。図９を参照すると、本発明によるバッテリー診断装置１００は、自動車１に適用することができる。すなわち、本発明による自動車１は、上述した本発明によるバッテリー診断装置１００を含むことができる。特に、電気自動車の場合、バッテリーパック１０が駆動源として非常に重要な構成要素であるため、本発明によるバッテリー診断装置１００がより有用に適用され得る。また、本発明による自動車１は、このようなバッテリー診断装置１００以外に、他の様々な装置、例えば、車体、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）のような車制御ユニット、モータ、接続端子、ＤＣ－ＤＣコンバータなどをさらに含むことができる。他にも、本発明による自動車１は、自動車に通常含まれた構成要素をさらに採用できることは言うまでもない。
【0115】
【0116】
図１０を参照すると、本発明によるバッテリー診断方法は、電圧値測定ステップ（Ｓ１１０）、抵抗値算出ステップ（Ｓ１２０）、抵抗変化パターン決定ステップ（Ｓ１３０）及びバッテリー状態決定ステップ（Ｓ１４０）を含むことができる。
【0117】
ステップＳ１１０は、バッテリーが充電される過程でバッテリーの電圧値を測定するステップであり、測定部１１０によって行うことができる。
【0118】
具体的に、測定部１１０は、所定の周期ごとにバッテリーの電圧値を測定することができる。
【0119】
例えば、図２の実施形態において、プロセッサ１２０は、所定の周期ごとにバッテリーに充電電流をパルスの形態で印加し、測定部１１０は、パルス信号がバッテリーに印加される間にバッテリーの電圧値を測定することができる。
【0120】
ステップＳ１２０は、ステップＳ１１０で測定されたバッテリーの電圧値に基づいてバッテリーの抵抗値を算出するステップであり、プロセッサ１２０によって行うことができる。
【0121】
例えば、プロセッサ１２０は、所定の周期ごとにパルス信号に対応する充電電流量に対する電圧値の変化に基づいて抵抗値を算出することができる。
【0122】
ステップＳ１３０は、ステップＳ１２０で算出された複数の抵抗値と予め設定された基準プロファイルとを比較して抵抗変化パターンを決定するステップであり、プロセッサ１２０によって行うことができる。
【0123】
具体的に、プロセッサ１２０は、複数の抵抗値と基準プロファイルとを比較した結果に基づいて、抵抗変化パターンを第１抵抗変化パターン又は第２抵抗変化パターンと決定することができる。
【0124】
例えば、プロセッサ１２０は、複数の抵抗値の変化を示す抵抗プロファイルにおける第１の傾きと基準プロファイルにおける第２の傾きとを比較し、比較結果によって抵抗変化パターンを決定することができる。
【0125】
ステップＳ１４０は、ステップＳ１３０で決定された抵抗変化パターンに基づいてバッテリーの状態を決定するステップであり、プロセッサ１２０によって行うことができる。
【0126】
例えば、抵抗変化パターンが第１抵抗変化パターンと決定された場合、プロセッサ１２０は、バッテリーの状態を不良状態と決定することができる。逆に、抵抗変化パターンが第２抵抗変化パターンと決定された場合、プロセッサ１２０は、バッテリーの状態を正常状態と決定することができる。
【0127】
前記ステップＳ１１０からステップＳ１４０に関して、上述した本発明によるバッテリー診断装置１００の内容を同一又は類似に適用することができる。よって、本発明によるバッテリー制御方法の各ステップについての詳細な説明は省略する。
【0128】
以上で説明した本発明の実施形態は装置及び方法を通じて実現されるものではなく、本発明の実施形態の構成に対応する機能を実現するプログラム又はそのプログラムが記録された記録媒体を通じて実現することもでき、このようなプログラム又は記録媒体は、上述した実施形態の記載より本発明が属する技術分野における専門家であれば容易に実現することができる。
【0129】
以上、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれによって限定されず、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的な思想と下記の特許請求の範囲の均等範囲内で様々な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【0130】
また、以上で説明した本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であるため、上述の実施形態及び添付された図面によって限定されるものではなく、種々の変形が行われるように各実施形態の全部又は一部を必要に応じて組み合わせて構成することができる。
【符号の説明】
【0131】
１００：バッテリー診断装置
１１０：測定部
１２０：プロセッサ
１３０：メモリ
１１０：測定部
１２０：プロセッサ
１３０：メモリ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】