(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーに含まれた複数のセルをバランシングする装置であって、
それぞれのセルの電圧を周期的に測定して現在のセル電圧を含む少なくとも３つのセル電圧により開放電圧変化量とセル電圧変化量との相関関係を定義したパターン関数を用いてそれぞれのセルの開放電圧を推定する開放電圧推定手段と、
推定されたそれぞれのセルの開放電圧を比べてバランシングを要するセルを選択し、選択されたセルに対応するバランシング回路を制御してセルのＳＯＣをバランシングするセルバランス手段と、を含むことを特徴とするバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置。
【請求項２】
バッテリーパックに含まれた複数のセルをバランシングする装置であって、
それぞれのセルの電圧を周期的に測定して現在のセル電圧を含む少なくとも３つのセル電圧により開放電圧変化量とセル電圧変化量との相関関係を定義したパターン関数を用いてそれぞれのセルの開放電圧を推定する開放電圧推定手段と、
前記開放電圧からそれぞれのセルのＳＯＣを推定するＳＯＣ推定手段と、
推定されたそれぞれのセルのＳＯＣを比べてバランシングを要するセルを選択し、選択されたセルに対応するバランシング回路を制御してセルのＳＯＣをバランシングするセルバランス手段と、を含むことを特徴とするバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置。
【請求項３】
前記開放電圧推定手段が、
それぞれのセル電圧を周期的に測定する電圧測定部と、
それぞれのセルの温度を周期的に測定する温度測定部と、
前記電圧測定部及び温度測定部から周期的にそれぞれのセル電圧と温度データの入力を受けてメモリー部に保存するデータ保存部と、
前記パターン関数を前記メモリー部に保存されている現在のセル電圧を含む少なくとも３つのセル電圧に適用してそれぞれのセルの開放電圧変化量を計算し、それぞれのセルの温度に対応する補正ファクターを計算されたそれぞれのセルの開放電圧変化量に反映して現在段階のそれぞれのセルに対する開放電圧変化量を推定する開放電圧変化量推定部と、
直前段階で推定されたそれぞれのセルの開放電圧に推定されたそれぞれのセルの開放電圧変化量を反映してそれぞれのセルに対する現在段階の開放電圧を推定する開放電圧推定部と、を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置。
【請求項４】
前記ＳＯＣ推定手段が、開放電圧及び温度別にＳＯＣを定義したルックアップテーブルを参照してそれぞれのセルの開放電圧と温度に対応するＳＯＣを推定することを特徴とする請求項３に記載のバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置。
【請求項５】
前記バランシング回路は放電回路であり、
前記セルバランス手段が開放電圧が一定基準より高いセルをバランシング対象セルとして選択し、選択されたセルに対応する放電回路を動作させてセルのＳＯＣを減少させることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置。
【請求項６】
前記バランシング回路は充電回路であり、
前記セルバランス手段が開放電圧が一定基準より低いセルをバランシング対象セルとして選択し、選択されたセルに対応する充電回路を動作させてセルのＳＯＣを増加させることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置。
【請求項７】
前記バランシング回路は充電回路と放電回路を含み、
前記セルバランス手段が開放電圧が一定範囲から外れるセルをバランシング対象セルとして選択し、選択されたセルのうち開放電圧が前記範囲の上限より高いセルは対応するバランシング回路を放電回路に切り替えてセルのＳＯＣを減少させ、選択されたセルのうち開放電圧が前記範囲の下限より低いセルは対応するバランシング回路を充電回路に切り替えてセルのＳＯＣを増加させることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置。
【請求項８】
前記バランシング回路は放電回路であり、
前記セルバランス手段がＳＯＣが一定基準より高いセルをバランシング対象セルとして選択し、選択されたセルに対応する放電回路を動作させてセルのＳＯＣを減少させることを特徴とする請求項２に記載のバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置。
【請求項９】
前記バランシング回路は充電回路であり、
前記セルバランス手段がＳＯＣが一定基準より低いセルをバランシング対象セルとして選択し、選択されたセルに対応する充電回路を動作させてセルのＳＯＣを増加させることを特徴とする請求項２に記載のバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置。
【請求項１０】
前記バランシング回路は充電回路と放電回路を含み、
前記セルバランス手段がＳＯＣが一定範囲から外れるセルをバランシング対象セルとして選択し、選択されたセルのうちＳＯＣが前記範囲の上限より高いセルは対応するバランシング回路を放電回路に切り替えてセルのＳＯＣを減少させ、選択されたセルのうちＳＯＣが前記範囲の下限より低いセルは対応するバランシング回路を充電回路に切り替えてセルのＳＯＣを増加させることを特徴とする請求項２に記載のバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置。
【請求項１１】
バッテリーに含まれた複数のセルをバランシングする方法であって、
それぞれのセルの電圧を周期的に測定して現在のセル電圧を含む少なくとも３つのセル電圧により開放電圧変化量とセル電圧変化量との相関関係を定義したパターン関数を用いてそれぞれのセルの開放電圧を推定する段階と、
推定されたそれぞれのセルの開放電圧を比べてそれぞれのセルのＳＯＣをバランシングする段階と、を含むことを特徴とするバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス方法。
【請求項１２】
バッテリーに含まれた複数のセルをバランシングする方法であって、
それぞれのセルの電圧を周期的に測定して現在のセル電圧を含む少なくとも３つのセル電圧により開放電圧変化量とセル電圧変化量との相関関係を定義したパターン関数を用いてそれぞれのセルの開放電圧を推定する段階と、
前記開放電圧からそれぞれのセルのＳＯＣを推定する段階と、
推定されたそれぞれのセルのＳＯＣを比べてそれぞれのセルのＳＯＣをバランシングする段階と、を含むことを特徴とするバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス方法。
【請求項１３】
前記開放電圧を推定する段階が、
それぞれのセル電圧と温度を周期的に測定する段階と、
前記パターン関数を現在のセル電圧を含む少なくとも３つのセル電圧に適用してそれぞれのセルの開放電圧変化量を計算する段階と、
それぞれのセルの温度に対応する補正ファクターを計算されたそれぞれのセルの開放電圧変化量に反映して現在段階のそれぞれのセルに対する開放電圧変化量を推定する段階と、
直前に推定されたそれぞれのセルのバッテリー開放電圧に推定されたそれぞれのセルの開放電圧変化量を反映してそれぞれのセルに対する現在段階のバッテリー開放電圧を推定する段階と、を含むことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス方法。
【請求項１４】
前記ＳＯＣを推定する段階は、開放電圧及び温度毎にＳＯＣを定義したルックアップテーブルを参照してそれぞれのセルの開放電圧と温度に対応するＳＯＣを推定する段階であることを特徴とする請求項１３に記載のバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス方法。
【請求項１５】
前記ＳＯＣをバランシングする段階は、開放電圧が一定基準より高いセルを放電させるか、開放電圧が一定基準より低いセルを充電させるか、または、開放電圧が一定範囲から外れるセルのうち開放電圧が前記範囲の上限より高いセルは放電させ、開放電圧が前記範囲の下限より低いセルは充電させる段階であることを特徴とする請求項１１に記載のバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス方法。
【請求項１６】
前記ＳＯＣをバランシングする段階は、ＳＯＣが一定基準より高いセルを放電させるか、ＳＯＣが一定基準より低いセルを充電させるか、または、ＳＯＣが一定範囲から外れるセルのうちＳＯＣが前記範囲の上限より高いセルは放電させ、ＳＯＣが前記範囲の下限より低いセルは充電させる段階であることを特徴とする請求項１２に記載のバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーパック内に含まれた複数のセル間の充電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ；以下、「ＳＯＣ」とする）をバランシングする装置及び方法に関し、より詳しくは、バッテリーセルの電圧変化挙動を用いてセル間のＳＯＣをバランシングする装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気自動車のように高出力製品に搭載されるバッテリーは負荷に高電圧を供給しなければならないため、直列または並列で連結された複数のセルを含む。
【０００３】
複数のセルが含まれたバッテリーを放電させると、それぞれのセルの自己放電率の差によって経時的にそれぞれのセルのＳＯＣに差が生じる。このようにＳＯＣがばらついた状態でバッテリーが放電され続くと、ＳＯＣの低い特定セルが過放電されてバッテリーが安定的に動作し難くなる。したがって、従来はセル間のＳＯＣの不均衡を除去するため、セル毎に充電回路（Ｂｏｏｓｔ）または放電回路（Ｂｕｃｋ）を設け、ＳＯＣが相対的に高いセルを放電させるか又はＳＯＣが相対的に低いセルを充電させることでセル間のＳＯＣの不均衡を除去する方法を用いている。
【０００４】
バッテリーセル間のＳＯＣの不均衡を除去するためには、それぞれのセルのＳＯＣを正確に把握する必要がある。しかし、バッテリーセルの非線形性により、バッテリーセルのＳＯＣを直接測定することはできない。したがって、セルの開放電圧や放電電流など測定可能な他の電気的パラメーターを測定してバッテリーセルのＳＯＣを間接的に推定している。
【０００５】
開放電圧を用いてＳＯＣを推定する方法は、バッテリーセルの開放電圧別にセルのＳＯＣをルックアップテーブルの形態で予め用意した後、セルの出力電圧よりセルの開放電圧を計算し、ルックアップテーブルから開放電圧に対応するセルのＳＯＣをマッピングする方法である。
【０００６】
しかし、バッテリーセルの充電または放電が起きれば、ＩＲドロップ現象によってセルの実際出力電圧と測定出力電圧との間に誤差が生じるため、単にセルの出力電圧を用いてセルのＳＯＣを推定すれば正確度が低下するという問題がある。
【０００７】
ここで、ＩＲドロップ現象とは、セルが負荷に連結されて放電が始まるか又は充電が始まるとき、実際のセル電圧と違ってセルの測定電圧が急激に変化する現象を言う。すなわち、放電が始まるときはセル電圧が急激に落ち、充電が始まるときはセル電圧が急激に上がる。
【０００８】
充放電電流を積算してセルのＳＯＣを推定する方法は、セルの充放電電流を積算し、積算された電流量をもってセルのＳＯＣを推定する方法である。この方法は比較的簡単にセルのＳＯＣを推定できるという長所があるが、電流を測定する過程で生じる誤差が経時的に累積され続け、ＳＯＣ推定の正確度が経時的に低下するという問題がある。
【０００９】
近年、セルの電圧、電流、温度など測定可能な多様な電気的パラメーターからセルのＳＯＣを計算する数学的モデルを用いてセルのＳＯＣを推定する多様な方法が提示されている。しかし、数学的モデルの複雑性によってバッテリーＳＯＣの推定に長時間がかかるだけでなく、複雑な演算を行うためには高い仕様のハードウェアが必要となるという点が限界として指摘されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、測定誤差が累積されないバッテリー出力電圧を用いてバッテリーの開放電圧とＳＯＣを正確に推定し、バッテリーセル間のＳＯＣをバランシングする装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を達成するため、本発明の一態様によるバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置は、バッテリーに含まれた複数のセルをバランシングする装置であって、それぞれのセルの電圧を測定して現在のセル電圧と過去のセル電圧を含む電圧変化挙動によってそれぞれのセルの開放電圧を推定する開放電圧推定手段、及び推定されたそれぞれのセルの開放電圧を比べてバランシングを要するセルを選択し、選択されたセルに対応するバランシング回路を制御してセルのＳＯＣをバランシングするセルバランス手段を含む。
【００１２】
上記の課題を達成するため、本発明の他の態様によるバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置は、バッテリーパックに含まれた複数のセルをバランシングする装置であって、それぞれのセルの電圧を測定して現在のセル電圧と過去のセル電圧を含む電圧変化挙動によってそれぞれのセルの開放電圧を推定する開放電圧推定手段、前記開放電圧からそれぞれのセルのＳＯＣを推定するＳＯＣ推定手段、及び推定されたそれぞれのセルのＳＯＣを比べてバランシングを要するセルを選択し、選択されたセルに対応するバランシング回路を制御してセルのＳＯＣをバランシングするセルバランス手段を含むことを特徴とする。
【００１３】
望ましくは、前記開放電圧推定手段が、それぞれのセル電圧を測定する電圧測定部；それぞれのセルの温度を測定する温度測定部；前記電圧測定部及び温度測定部から周期的にそれぞれのセル電圧と温度データの入力を受けてメモリー部に保存するデータ保存部；セル電圧に対する変化挙動と開放電圧変化量との間の相関関係を定義した数学的モデルを適用して前記メモリー部に保存された現在及び過去に測定されたそれぞれのセル電圧の変化挙動からそれぞれのセルの開放電圧変化量を計算し、それぞれのセルの温度に対応する補正ファクターを計算されたそれぞれのセルの開放電圧変化量に反映して現在段階のそれぞれのセルに対する開放電圧変化量を推定する開放電圧変化量推定部；及び直前段階で推定されたそれぞれのセルの開放電圧に推定されたそれぞれのセルの開放電圧変化量を反映してそれぞれのセルに対する現在段階の開放電圧を推定する開放電圧推定部を含む。
【００１４】
本発明において、前記ＳＯＣ推定手段は開放電圧及び温度別にＳＯＣを定義したルックアップテーブルを参照してそれぞれのセルの開放電圧と温度に対応するＳＯＣを推定する。
【００１５】
本発明の一態様によれば、前記バランシング回路は放電回路であり、前記セルバランス手段が開放電圧またはＳＯＣが一定基準より高いセルをバランシング対象セルとして選択し、選択されたセルに対応する放電回路を動作させてセルのＳＯＣを減少させる。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、前記バランシング回路は充電回路であり、前記セルバランス手段が開放電圧またはＳＯＣが一定基準より低いセルをバランシング対象セルとして選択し、選択されたセルに対応する充電回路を動作させてセルのＳＯＣを増加させる。
【００１７】
本発明のさらに他の態様によれば、前記バランシング回路は充電回路と放電回路を含み、前記セルバランス手段が、開放電圧またはＳＯＣが一定範囲から外れるセルをバランシング対象セルとして選択し、選択されたセルのうち開放電圧またはＳＯＣが前記範囲の上限より高いセルは対応するバランシング回路を放電回路に切り替えてセルのＳＯＣを減少させ、選択されたセルのうち開放電圧またはＳＯＣが前記範囲の下限より低いセルは対応するバランシング回路を充電回路に切り替えてセルのＳＯＣを増加させる。
【００１８】
上記の他の課題を達成するため、本発明の一態様によるバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス方法は、バッテリーに含まれた複数のセルをバランシングする方法であって、それぞれのセルの電圧を測定して現在のセル電圧と過去のセル電圧を含む電圧変化挙動によってそれぞれのセルの開放電圧を推定する段階、及び推定されたそれぞれのセルの開放電圧を比べてそれぞれのセルのＳＯＣをバランシングする段階を含む。
【００１９】
上記の他の課題を達成するため、本発明の他の態様によるバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス方法は、バッテリーに含まれた複数のセルをバランシングする方法であって、それぞれのセルの電圧を測定して現在のセル電圧と過去のセル電圧を含む電圧変化挙動によってそれぞれのセルの開放電圧を推定する段階、前記開放電圧からそれぞれのセルのＳＯＣを推定する段階、及び推定されたそれぞれのセルのＳＯＣを比べてそれぞれのセルのＳＯＣをバランシングする段階を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
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１】本発明の実施例によるバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置のブロック図である。
【図２】本発明の望ましい実施例によるセルバランスモジュールの機能的ブロックを示したブロック図である。
【図３】本発明の実施例によるバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス方法を示したフロー図である。
【図４】実験例１による充放電サイクルが適用されたとき、本発明によって推定したバッテリーのＳＯＣ値と従来の電流積算方法によって推定したバッテリーのＳＯＣ値とを比べたグラフである。
【図５】実験例１で提案した条件の充放電サイクルで、本発明によって推定したバッテリー開放電圧と実際測定したバッテリー出力電圧とを比べたグラフである。
【図６】２５０秒の充放電週期と１０分間の休止期を設定した場合、本発明によって推定した開放電圧と実際測定したバッテリー出力電圧とを比べたグラフである。
【図７】５００秒の充放電週期と１０分間の休止期を設定した場合、本発明によって推定した開放電圧と実際測定したバッテリー出力電圧とを比べたグラフである。
【図８】実験例２の条件で３８回に亘ってバッテリーの温度、測定された開放電圧、推定された開放電圧、測定された開放電圧と推定された開放電圧との差（エラー値）、測定されたＳＯＣ、推定されたＳＯＣ、及び測定されたＳＯＣと推定されたＳＯＣの差（エラー値）を比較分析した表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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、本明細書及び請求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。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。
【００２２】
図１は、本発明の実施例によるバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置の構成を概略的に示したブロック図である。
【００２３】
図１を参照すれば、本発明によるバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス装置１０は、電圧測定部１１、温度測定部１２、メモリー部１３及び制御部１４を備える。図面には直列で連結されたｎ個のセルＣ１〜Ｃｎを含むバッテリーとして示したが、ｎ個のセルＣ１〜Ｃｎは並列で連結されても良い。バッテリーは従来と同様に負荷１５に連結されて電源を供給する。
【００２４】
前記電圧測定部１１は、バッテリーに含まれたそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎの出力電圧を周期的に測定して制御部１４に出力する。
【００２５】
前記温度測定部１２は、バッテリーに含まれたそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎの温度を周期的に測定して制御部１４に出力する。
【００２６】
前記メモリー部１３は、予め実験を通じて得られた温度別及び開放電圧別セルのＳＯＣ情報、それぞれのセルＣ１〜Ｃｎから周期的に得られる出力電圧と温度データ、それぞれのセル毎に算出される開放電圧とＳＯＣ情報、及びそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎの開放電圧とＳＯＣを推定してそれぞれのセルをバランシングするセルバランスプログラムを保存する記録媒体である。
【００２７】
ここで、前記温度別及び開放電圧別セルのＳＯＣ情報と前記セルバランスプログラムはメモリー部１３の不揮発性領域に保存される。したがって、温度別及び開放電圧別セルのＳＯＣに関するデータと前記セルバランスプログラムはメモリー部１３に電源が供給されなくても消失しない。
【００２８】
前記電圧測定部１１と温度測定部１２によって測定されたそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎの出力電圧、温度データ、推定された開放電圧及びＳＯＣ情報は、メモリー部１３の揮発性領域に保存される。したがって、これらのデータはメモリー部１３に電源が供給されているときのみ、保存されて保持される。
【００２９】
前記制御部１４は、装置が初期化されると、メモリー部１３からセルバランスプログラムを読み込んで、前記電圧測定部１１と温度測定部１２から周期的にそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎの出力電圧と温度データの入力を受けて前記メモリー部１３に保存し、保存されたデータに基づいてセル毎に開放電圧とＳＯＣを推定してＳＯＣまたは開放電圧のセル間偏差を除去するためにセルバランシングを行う。
【００３０】
本発明において、バッテリーセルＣ１〜Ｃｎの種類は特に限定されず、繰り返して充放電可能なリチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などとして構成し得る。
【００３１】
また、負荷１５の種類は特に限定されず、ビデオカメラ、携帯電話、携帯用パソコン、ＰＭＰ、ＭＰ３プレーヤーなどのような携帯用電子機器、電気自動車やハイブリッド自動車のモーター、ＤＣ ｔｏ ＤＣコンバータなどで構成し得る。
【００３２】
図２は、本発明の望ましい実施例によるセルバランスプログラムに該当するセルバランスモジュール２０の機能的ブロックを示したブロック図である。
【００３３】
図２を参照すれば、前記セルバランスモジュール２０は、データ保存部２１、開放電圧変化量推定部２２、開放電圧推定部２３、ＳＯＣ推定部２４及びセルバランシング部２５を含む。
【００３４】
前記データ保存部２１は、図１に示された電圧測定部１１及び温度測定部１２から周期的にそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎの出力電圧及び温度データの入力を受けて前記メモリ部１３に保存する。それぞれのセルＣ１〜Ｃｎの出力電圧及び温度データを測定する周期はセルバランス周期に対応するが、本発明がこれに限定されることはない。
【００３５】
前記データ保存部２１がｎ（ｎ≧３、ｎは整数）番目の測定週期でメモリー部１３にそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎの出力電圧及び温度データを保存すれば、開放電圧変化量推定部２２はセル毎に開放電圧変化量を推定する。
【００３６】
具体的に、前記開放電圧変化量推定部２２はセル毎に開放電圧を推定するため、それぞれのセルＣ１〜Ｃｎが示したセル出力電圧の変化パターンを用いてセルの以前段階の開放電圧を基準にセルの開放電圧変化量を推定する。すなわち、前記開放電圧変化量推定部２２はセルの以前段階の開放電圧を基準に現在段階の開放電圧の変化程度を推定する。
【００３７】
具体的に、前記開放電圧変化量推定部２２はｎ番目の測定週期でそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎの出力電圧と温度データがメモリー部１３に全て保存されれば、セル毎にメモリー部１３から現在段階のセル出力電圧、以前段階のセル出力電圧、及び現在段階のセル温度を読み出す。その後、下記数式１により開放電圧変化量△ＯＣＶｎ（ｋ）を推定する。
［数１］
△ＯＣＶｎ（ｋ）＝ＯＣＶｎ（ｋ）−ＯＣＶｎ−１（ｋ）＝Ｇ（Ｖ）×Ｆ（Ｔ）
【００３８】
数式１において、ｎは開放電圧変化量推定の順番を示すインデックスであり、ｋはセルの順番を示すインデックスである。したがって、△ＯＣＶｎ（ｋ）はｋ番目セルに対してｎ番目で推定された開放電圧変化量を表す。
【００３９】
数式１において、Ｇ（Ｖ）は現在段階と以前段階とのセル出力電圧の変化量「Ｖｎ−Ｖｎ−１」を開放電圧変化量△ＯＣＶｎ（ｋ）にマッピングする開放電圧変化量演算関数であり、Ｆ（Ｔ）は温度による開放電圧の変動効果を反映してセルの温度に従って開放電圧変化量△ＯＣＶｎ（ｋ）を補正する開放電圧補正関数である。ここで、前記ＶｎとＶｎ−１は開放電圧変化量の推定対象になるバッテリーセルＣｋの出力電圧である。
【００４０】
前記Ｇ（Ｖ）は、セル出力電圧の変化量を開放電圧変化量にそのまま換算せず、ＩＲドロップ現象によるセル出力電圧の誤差（測定電圧と実際電圧との差）を補正して換算する関数である。すなわち、Ｇ（Ｖ）はセル出力電圧の変化量が以前測定段階を基準にしたセル出力電圧の変化量より大きくなれば、セル出力電圧の変化量を減殺させてセル開放電圧変化量として出力し、セル出力電圧の変化量が以前と同じく維持されれば、セル出力電圧の変化量をそのままセル開放電圧変化量として出力し、セル出力電圧の変化量が以前より減少すれば、セル出力電圧の変化量を若干増幅させてセル開放電圧変化量として出力する。
【００４１】
Ｇ（Ｖ）は、特定の温度条件におけるセル出力電圧の変化パターンとそれに対応する開放電圧変化量との間の相関関係の数値分析を用いた数学的モデリングを通じて得られる。
【００４２】
例えば、Ｇ（Ｖ）は、セル出力電圧とセル開放電圧が測定可能な実験室条件で、バッテリーに含まれたセルと同じ条件を有する標準セルを満充電させてから放電電流を不規則に変化させながらセルを放電する間に、一定周期でセルの出力電圧と無負荷状態の開放電圧を測定し、セル出力電圧Ｖｎ、Ｖｎ−１及びＶｎ−２の変化パターンとそれに対応する開放電圧の変化量との間に存在する関数的相関関係を数学的に分析することで算出し得る。ここで、セル出力電圧の変化パターンを構成するセル出力電圧は４つ以上に拡張することができる。
【００４３】
Ｇ（Ｖ）は、以下の数式２のように一般化して定義し得る。
［数２］
Ｇ（Ｖ）＝［Ｖｎ−Ｖｎ−１］×ｇ（Ｖｎ、Ｖｎ−１、Ｖｎ−２、…）
【００４４】
ここで、ｇ（Ｖｎ、Ｖｎ−１、Ｖｎ−２、…）は標準セル出力電圧の変化パターンを定義するパターン関数である。記号「…」は、現在時点で測定されたセル出力電圧を含んで３つ以上のセル出力電圧によってパターン関数を定義し得ることを意味する。前記パターン関数ｇは、実験的に得た複数のセル出力電圧の変化量とセル開放電圧変化量との間の相関関係を分析して定義する。一例として、関数ｇは現在段階の出力電圧変化量を基準に前段階の出力電圧変化量の相対的の比率で定義し得る。勿論、本発明はパターン関数の具体的な数式によって限定されない。
【００４５】
一方、セルの内部抵抗は温度によって変化する。セルの内部抵抗が変化すれば、充電または放電条件が同一であってもセル出力電圧パターンとセル開放電圧変化量が変化する。このような点に鑑みて、前記Ｆ（Ｔ）はＧ（Ｖ）によって計算された開放電圧変化量をセルの温度条件に応じて補正する。換言して、Ｆ（Ｔ）はセルの温度がＧ（Ｖ）の算出条件として設定した温度と異なる場合、Ｇ（Ｖ）によって推定された開放電圧変化量を補正する関数である。前記Ｆ（Ｔ）は温度を一定間隔で変化させながらセル出力電圧の変化パターンとセル開放電圧変化量との相関関係を分析して算出し得る。すなわち、Ｆ（Ｔ）は、一定間隔、例えば１℃間隔で設定したそれぞれの測定温度でセル出力電圧パターンが同一になるように実験条件を設定した状態で、セルの開放電圧変化量の変化幅を定量的に測定し、温度Ｔとセルの開放電圧変化量をそれぞれ入力変数と出力変数にする数学的モデリングを通じて求めることができる。このようにして得られたＦ（Ｔ）はセルの温度Ｔを入力変数にしてセル開放電圧変化量の補正ファクターを出力する関数になる。計算を単純にするため、それぞれのＴ値に応じた補正ファクターをルックアップテーブルに構成してメモリー部１３に保存し、セル開放電圧変化量を計算するとき、前記ルックアップテーブルに書き込まれた温度別補正ファクターを参照することができる。
【００４６】
前記開放電圧推定部２３は、ｎ番目測定週期でそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎに対する開放電圧変化量の計算が完了すれば、セル毎に前記メモリー部１３から以前に推定された開放電圧であるｎ−１次開放電圧を読み出した後、ｎ−１次開放電圧に前記開放電圧変化量推定部２２で推定された開放電圧変化量を加算してｎ次開放電圧を推定する。
【００４７】
望ましくは、前記開放電圧推定部２３はセル毎に開放電圧を推定するとき、現段階のセル出力電圧Ｖｎと以前段階で測定されたセル出力電圧との加重平均Ｖｎ（ｍｅａｎｖａｌｕｅ）を下記数式３を通じて算出する。
［数３］
Ｖｎ（ｍｅａｎｖａｌｕｅ）＝
（Ａ１＊Ｖ１＋Ａ２＊Ｖ２＋…＋Ａｎ−１＊Ｖｎ−１＋Ａｎ＊Ｖｎ）／Ａｔｏｔａｌ
Ａｔｏｔａｌ＝Ａ１＋Ａ２＋Ａ３＋…＋Ａｎ
【００４８】
数式３において、Ａｐ（１≦ｐ≦ｎ）はｐ値が増加するほど減少する。例えば、ｎ＝１０である場合、Ａｐ値は１０から１ずつ減少する値であり得る。代案的に、数式３でＡ１＊Ｖ１＋Ａ２＊Ｖ２＋…＋Ａｎ−２＊Ｖｎ−２は省略しても良い。このような場合もＡｐ値は上記と同様の傾向を維持する。Ａ１＊Ｖ１＋Ａ２＊Ｖ２＋…＋Ａｎ−２＊Ｖｎ−２を０と見なし、ＡｎよりＡｎ−１に相対的に大きい値を割り当てることができる。例えば、Ａｎ−１とＡｎにそれぞれ９０と１０を割り当てることができる。
【００４９】
前記開放電圧推定部２３は、セル毎に算出された加重平均Ｖｎ（ｍｅａｎｖａｌｕｅ）とそれぞれのセルの開放電圧開放電圧ｎ−１との差を推定されたｎ次開放電圧に加算して追加的な補正を行うことで、それぞれのセルＣ１〜Ｃｎのｎ次開放電圧の推定値を再度補正し得る。加重平均を算出してそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎのｎ次開放電圧に追加的な補正を行えば、バッテリーセルから出力される出力電圧が急激に変化しても推定されたそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎのｎ次開放電圧に対する誤差を減らすことができる。
【００５０】
前記開放電圧推定部２３は、それぞれのセルＣ１〜Ｃｎに対するｎ次開放電圧の推定が完了すれば、それぞれの開放電圧値をメモリー部１３に保存する。
【００５１】
前記ＳＯＣ推定部２４は、開放電圧推定部２３が推定したそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎのｎ次開放電圧と、ｎ次開放電圧を推定するとき測定したそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎの温度に該当するバッテリーのＳＯＣを前記メモリー部１３に保存された温度別及び開放電圧別バッテリーＳＯＣ情報からマッピングして出力する。
【００５２】
前記温度別及び開放電圧別ＳＯＣ情報は下記表１のようなルックアップテイブルの形態で構築され得る。
【表１】
0005605717.tif 000002
【００５３】
前記ＳＯＣ推定部２４は、表１のような温度別及び開放電圧別ＳＯＣ情報を書き込んだルックアップテーブルから、それぞれのセルＣ１〜Ｃｎのｎ次開放電圧と温度とをマッピングしてそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎのｎ次ＳＯＣを推定する。例えば、特定セルのｎ次開放電圧が２．９７Ｖであって、ｎ次開放電圧を推定するとき測定したセルの温度が−３０度であれば、該セルのｎ次ＳＯＣは２％になる。
【００５４】
前記ＳＯＣ推定部２４は、それぞれのセルＣ１〜Ｃｎのｎ次ＳＯＣに対する推定が完了すれば、それぞれのＳＯＣ値をメモリー部１３に保存する。
【００５５】
前記セルバランシング部２５は、ｎ次測定週期でそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎのｎ次開放電圧またはｎ次ＳＯＣがメモリー部１３に保存されれば、それぞれのセル間のＳＯＣ偏差を計算する。ＳＯＣ偏差とは、それぞれのセルＣ１〜ＣｎのＳＯＣと全体セルＣ１〜ＣｎのＳＯＣの平均との差として定義される。しかし、本発明はセルのＳＯＣ偏差を定義する具体的な方法によって限定されない。
【００５６】
前記セルバランシング部２５は、それぞれのセルＣ１〜ＣｎのＳＯＣ偏差に対する計算が完了すれば、セルバランシングを要するセルを指定する。セルバランシングを要するセルは、次のような様々な方式で指定し得る。
【００５７】
第１方式：ＳＯＣ偏差が一定レベル（例えば、１０％）より大きいセルをセルバランシングを要するセルとして指定する。
【００５８】
第２方式：ＳＯＣ偏差が一定レベル（例えば、−１０％）より小さいセルをセルバランシングを要するセルとして指定する。
【００５９】
第３方式：ＳＯＣ偏差が一定範囲から（例えば、−１０％〜１０％）外れるセルをセルバランシングを要するセルとして指定する。
【００６０】
前記セルバランシング部２５はセルバランシングを要するセルの指定が完了すれば、指定されたセルと連結されたバランシング回路Ｂｋにバランシング制御信号を印加して一定時間バランシング回路Ｂｋを動作させることで、セルのＳＯＣ偏差を除去する。
【００６１】
前記第１方式によれば、前記バランシング回路Ｂｋは放電回路であることが望ましい。このような場合、前記セルバランシング部２５はセルバランシングを要するそれぞれのセルに対する放電時間を予め計算し、それぞれのバランシング回路を計算された時間動作させてセルバランシングを行う。それぞれのセルの放電時間は、セルのＳＯＣ偏差を除去するためのセルの放電容量を計算した後、計算されたセルの放電容量及びバランシング回路Ｂｋの放電効率を考慮して計算する。
【００６２】
前記第２方式によれば、前記バランシング回路Ｂｋは充電回路であることが望ましい。このような場合、前記セルバランシング部２５はセルバランシングを要するそれぞれのセルに対する充電時間を予め計算し、それぞれのバランシング回路を計算された時間動作させてセルバランシングを行う。それぞれのセルの充電時間は、セルのＳＯＣ偏差を除去するためのセルの充電容量を計算した後、計算されたセルの充電容量及びバランシング回路Ｂｋの充電効率を考慮して計算する。前記バランシング回路Ｂｋが充電回路で構成される場合、バランシング回路Ｂｋは外部電源（図示せず）から充電電流の入力を受けるか又はＳＯＣの高い他のバッテリーセルから充電電流の入力を受ける。前記外部電源はＤＣ ｔｏ ＤＣコンバータであり得るが、本発明はこれに限定されない。
【００６３】
前記第３方式によれば、前記バランシング回路Ｂｋは充電回路及び放電回路を含む。このような場合、前記セルバランシング部２５はセルバランシングを要するそれぞれのセルに対する充電時間または放電時間を予め計算し、各バランシング回路Ｂｋを計算された時間充電モードまたは放電モードで動作させてセルバランシングを行う。前記セルバランシング部２５は、ＳＯＣが一定値を超えるセルに対しては該当セルと連結されたバランシング回路Ｂｋを放電回路に切り替えて動作させる。逆に、前記セルバランシング部２５は、ＳＯＣが一定値より小さいセルに対しては該当セルと連結されたバランシング回路Ｂｋを充電回路に切り替えて動作させる。特定セルが充電されるとき、セルの充電時間はセルのＳＯＣ偏差を除去するためのセルの充電容量及びバランシング回路に含まれた充電回路の充電効率を考慮して計算する。また、特定セルが放電されるとき、セル放電時間はセルのＳＯＣ偏差を除去するためのセルの放電容量及びバランシング回路に含まれた放電回路の放電効率を考慮して計算する。前記バランシング回路Ｂｋが充電回路として動作する場合、バランシング回路Ｂｋは前記第２方式と同様に外部電源またはＳＯＣの高い非バランシングセルから充電電流の入力を受ける。
【００６４】
一方、前記セルバランシング部２５は、それぞれのセルのＳＯＣ偏差に基づいてセルバランシング動作を行い得るが、代案的にはそれぞれのセルの開放電圧に基づいてセルバランシング動作を行うこともできる。このような場合、前記セルバランシング部２５はそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎのｎ次開放電圧をメモリー部１３から読み出した後、それぞれのセルＣ１〜Ｃｎの開放電圧偏差を計算し、開放電圧偏差がバランシング基準に該当するセルをバランシング対象セルとして選定し、選定されたセルのバランシングのために必要な充電時間または放電時間を計算し、選定されたセルに連結されたバランシング回路Ｂｋを計算された時間動作させてそれぞれのセルの開放電圧偏差を除去する。
【００６５】
ここで、バランシング対象セルの選定は、上述した第１方式ないし第３方式と同様の方式で行う。すなわち、開放電圧偏差が一定レベル（例えば、０．５Ｖ）より大きいセルをセルバランシングを要するセルとして指定するか、開放電圧偏差が一定レベル（例えば、−０．５Ｖ）より小さいセルをセルバランシングを要するセルとして指定するか、又は、開放電圧偏差が一定範囲（例えば、−０．５Ｖ〜０．５Ｖ）から外れるセルをセルバランシングを要するセルとして指定する。
【００６６】
バランシングを要するセルの充電時間は開放電圧偏差を除去するために必要なセルの充電容量及びバランシング回路Ｂｋの充電効率を考慮して計算し、バランシングを要するセルの放電時間は開放電圧偏差を除去するために必要なセルの放電容量及びバランシング回路Ｂｋの放電効率を考慮して計算する。
【００６７】
前記セルバランシング部２５がそれぞれのセルＣ１〜Ｃｎの開放電圧偏差に基づいてセルバランシングを行う場合、バランシング回路Ｂｋの動作は実質的に上述したようであるため、説明は省く。
【００６８】
本発明において、それぞれのセルＣ１〜Ｃｎの出力電圧と温度データに基づいた開放電圧とＳＯＣの推定、そしてＳＯＣまたは開放電圧偏差に基づいたセルバランシングが一定周期で繰り返され得ることは、本発明が属した技術分野で通常の知識を持つ者に自明である。
【００６９】
上述した実施例においては、セルバランスモジュール２０がプログラムとして具現された。しかし、セルバランスモジュール２０はＡＳＩＣのような注文型半導体技術を用いて論理回路モジュールとして具現することもできる。このような場合、前記制御部１４が前記セルバランスモジュール２０の機能を具現する論理回路モジュールを含むことは、本発明が属した技術分野で通常の知識を持つ者に自明である。
【００７０】
図３は、本発明によるバッテリーセルの電圧変化挙動を用いたセルバランス方法を示したフロー図である。予め明らかにしておくが、以下の説明で各段階の遂行主体は図１に示されたセルバランス装置の制御部１４である。
【００７１】
まず、ステップＳ１０で、バッテリーに負荷が連結される直前にセル毎に１次出力電圧と温度を測定する。ここで、前記１次出力電圧は無負荷状態の出力電圧であるため、１次開放電圧に該当する。
【００７２】
ステップＳ２０では、セル毎にステップＳ１０で測定された１次出力電圧をそれぞれのセルの１次開放電圧（ＯＣＶ１）及び２次開放電圧（ＯＣＶ２）に割り当て、それぞれのセルの１次開放電圧（ＯＣＶ１）及び２次開放電圧（ＯＣＶ２）を初期化させる。
【００７３】
同様に、ステップＳ３０では、セル毎に１次出力電圧を１次出力電圧（Ｖ１）及び２次出力電圧（Ｖ２）に割り当て、それぞれのセルの１次出力電圧（Ｖ１）及び２次出力電圧（Ｖ２）も初期化させる。
【００７４】
ステップＳ４０では、バッテリーのセルバランシング周期が到来したか否かを判断する。ここで、セルバランシング周期は任意に設定することができる。
【００７５】
ステップＳ５０は、セルバランシング周期が到来したときに行われる段階であって、電圧測定部１１と温度測定部１２を通じてそれぞれのセルのｎ次出力電圧と温度を測定し、メモリー部１３に保存する。参照までに、ステップＳ５０のｎには３が割り当てられている。
【００７６】
ステップＳ６０では、それぞれのセルの出力電圧変化パターンと温度からそれぞれのセルのｎ次開放電圧変化量を推定する。ｎ次開放電圧変化量を推定するとき用いる数式は前述した通りである。ｎ値が現在３であるため、それぞれのセルの出力電圧変化パターンは３次、２次及び１次出力電圧の変化パターンである。しかし、ｎが４以上になると、それぞれのセルの出力電圧変化パターンは４つ以上の出力電圧に対する変化パターンであり得る。
【００７７】
ステップＳ７０では、セル毎にｎ−１次開放電圧にｎ次開放電圧変化量を加算してｎ次開放電圧を推定する。現在ｎが３であるため、ステップＳ７０はセル毎に２次開放電圧に３次開放電圧変化量を加算して３次開放電圧を推定する段階である。
【００７８】
ステップＳ８０は選択的に行う段階であって、セル毎にｎ次出力電圧とｎ次以前出力電圧との加重平均を算出し、算出された加重平均とｎ−１次開放電圧との差をｎ次開放電圧に加算してｎ次開放電圧を追加的に補正する。加重平均の計算に用いる数式は前述した通りである。
【００７９】
ステップＳ９０では、セル毎に推定されたｎ次開放電圧と測定された温度に対応するセルのＳＯＣを温度別及び開放電圧別ＳＯＣ情報が書き込まれたルックアップテーブルからマッピングしてセルのｎ次ＳＯＣを推定する。
【００８０】
ステップＳ１００では、それぞれのセルのｎ次ＳＯＣまたはｎ次開放電圧のセル間偏差を算出してバランシング対象セルを指定する。このとき、バランシング対象セルが存在しなければ、次のプロセスは終了する。それぞれのセルのＳＯＣまたは開放電圧偏差の計算方法は、前述した通りである。
【００８１】
ステップＳ１１０では、バランシング対象セルとして指定されたセルと連結されたバランシング回路を制御して該当セルを充電または放電させることで、ＳＯＣ偏差または開放電圧偏差を除去する。指定されたセルのバランシング方式及び各方式によるバランシング回路の具体的な制御方法は、前述した通りである。
【００８２】
ステップＳ１２０では、負荷がまだ連結されているか否かを判断する。
【００８３】
ステップＳ１３０は、バッテリーに負荷が連結されていると判断したときに行われる段階であって、バッテリーのセルバランシング周期が到来したか否かを判断する。
【００８４】
ステップＳ１４０は、バッテリーのセルバランシング周期が到来したと判断したときに行われる段階であって、ｎの値を１増加させた状態でプロセスをステップＳ５０に戻す。すると、それぞれのセルに対するｎ＋１次開放電圧変化量推定、ｎ次開放電圧と推定されたｎ＋１次開放電圧変化量との合算によるｎ＋１次開放電圧推定、出力電圧の加重平均とｎ次開放電圧との差から推定されたｎ＋１次開放電圧の補正、ルックアップテーブルを用いたｎ＋１次ＳＯＣの推定、推定されたｎ＋１次ＳＯＣまたはｎ＋１次開放電圧のセル間偏差によるセルバランシング過程が繰り返される。
【００８５】
［実験例］
以下、実験例を通じて本発明によって推定されたバッテリーセルのＳＯＣが実際のバッテリーセルのＳＯＣに近似的に収束することを具体的に説明する。しかし、実験例は本発明の例示に過ぎず、本発明がこれに限定されることはない。以下、ＳＯＣと開放電圧の推定及び測定は、バッテリーセル全体に対して行われたことを予め明らかにしておく。
【００８６】
実験例１
実験例１では、電気自動車またはハイブリッド自動車業界で車輌テストの標準として提示される米国環境保護庁（ＥＰＡ；Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ａｇｅｎｃｙ）で規定したＵＤＤＳ（Ｕｒｂａｎ Ｄｙｎａｍｏｍｅｔｅｒ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｃｙｃｌｅ）、ＨＷＦＥＴ（Ｈｉｇｈｗａｙ Ｆｕｅｌ Ｅｃｏｎｏｍｙ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｓｃｈｅｄｕｌｅ）、ＮＹＣＣ（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ Ｃｉｔｙ Ｃｙｃｌｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｓｃｈｅｄｕｌｅ）及びＵＳ６０（Ａｇｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｃｙｃｌｅ）による車輌運行モデルを連続的に適用して自動車に搭載されたバッテリーを充放電した。ここで、ＵＤＤＳとＮＹＣＣは都心で車輌を運行したとき、ＨＷＦＥＴは高速道路で車輌を運行したとき、ＵＳ６０は車輌を高速で運行したとき車輌が受ける車輌の状態変化を仮定した標準化された車輌運行モデルである。
【００８７】
図４は、実験例１による充放電サイクルが適用されたとき、本発明によって推定されたバッテリーのＳＯＣと従来技術の電流積算方法によって推定されたバッテリーのＳＯＣとを比べたグラフである。
【００８８】
図４から、従来の電流積算方法によってバッテリーのＳＯＣを推定すれば、電流の測定誤差が累積されて不安定なＳＯＣプロファイルを示す一方、本発明によって推定されたバッテリーのＳＯＣは電流積算方法を適用したときに比べてＳＯＣのプロファイルが安定的であることが分かる。このことから、本発明によってバッテリーのＳＯＣを推定すれば、従来の電流積算方法に比べて安定的にバッテリーのＳＯＣを推定できることが分かる。
【００８９】
図５は、実験例１で提案された条件の充放電サイクルで、本発明によって推定されたバッテリーの開放電圧と実際測定したバッテリーの出力電圧とを比べたグラフである。
【００９０】
図５を参照すれば、実際測定したバッテリーの出力電圧はＩＲドロップ現象のため急激な電圧変化パターンを見せる一方、本発明によって推定されたバッテリーの開放電圧は急激な電圧変化パターンを見せないことが分かる。すなわち、本発明によれば、ＩＲドロップ効果が排除された安定的な開放電圧プロファイルが得られ、その結果、バッテリーのＳＯＣを推定するときの誤差が減少できることが分かる。
【００９１】
実験例２
実験例２では、実施例１と同様の条件でバッテリーの充放電周期をそれぞれ２５０秒及び５０秒に設定し、充放電周期が終了する度に１０分間の休止期を置いてバッテリーの出力電圧が安定状態になるまで待機してから、再び充放電を行う過程を繰り返した。
【００９２】
図６は、２５０秒の充放電週期と１０分間の休止期を設定した場合、図７は５０秒の充放電週期と１０分間の休止期を設定した場合、本発明によって推定されたバッテリー開放電圧と実際測定されたバッテリー出力電圧を比べたグラフである。
【００９３】
図６及び図７を参照すれば、充放電週期の間に休止期を置いてバッテリーの電圧状態を安定化させた場合でも、本発明によって開放電圧を推定すれば、ＩＲドロップ効果を排除できることが分かる。よって、本発明は従来より正確にバッテリーのＳＯＣを推定できることがもう一度確認できた。
【００９４】
図８は、実験例２の条件で３８回に亘ってバッテリーの温度、測定された開放電圧、推定された開放電圧、測定された開放電圧と推定された開放電圧との差（エラー値）、測定されたＳＯＣ、推定されたＳＯＣ、及び測定されたＳＯＣと推定されたＳＯＣとの差（エラー値）を比較分析した表である。
【００９５】
図８において、ケース１〜２５は２５０秒の充放電週期と１０分の休止期を設定した場合であり、ケース２６〜３８は５０秒の充放電週期と１０分の休止期を設定した場合である。
【００９６】
図８より開放電圧の誤差とＳＯＣの誤差を分析すれば、ＲＭＳＥ（Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）が１．４％、ＭＡＥ（Ｍｅａｎ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｅｒｒｏｒ）が１．１４％であって、当業界で規定している許容誤差より大幅に下回る値を示していることが分かる。
【産業上利用可能性】
【００９７】
本発明によれば、ＩＲドロップ現象と温度変化によって生じるセル出力電圧の誤差を補正してセルの開放電圧を推定することで、より正確なバッテリーのＳＯＣを推定することができる。特に、本発明はセル電流を用いることなくセルのＳＯＣを推定するため、従来の電流積算方法に比べて正確にバッテリーのＳＯＣを推定することができる。このようなセルＳＯＣの正確な推定は、バッテリーセルのＳＯＣ偏差を実質的に除去する。また、本発明はセルの出力電圧を用いてセルのＳＯＣを推定するため、バッテリーが充電／放電されている間にも能動的なセルバランシングを行い、セル間ＳＯＣの偏差を最小化することができる。
【００９８】
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るものではなく、本発明が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。
【図１】
0005605717.tif 000003
【図２】
0005605717.tif 000004
【図３】
0005605717.tif 000005
【図４】
0005605717.tif 000006
【図５】
0005605717.tif 000007
【図６】
0005605717.tif 000008
【図７】
0005605717.tif 000009
【図８】
0005605717.tif 000010