(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのセルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理システムであって、
前記バッテリーの残容量（ＳＯＣ；Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を推定するための推定パラメータを決定するＳＯＣ推定部；および
前記推定パラメータに基づいて前記バッテリーの充電および放電サイクルに対する使用パターンを予測するためのパターンテーブルを更新する制御部；を含み、
前記パターンテーブルは複数のパターンカウンターを含み、前記複数のパターンカウンターの各々は複数の推定範囲に対応し、
前記制御部は、前記推定パラメータが前記複数の推定範囲のうちどの推定範囲に該当するかを決定し、前記複数のパターンカウンターのうち前記決定された推定範囲に対応するパターンカウンターの値を更新し、
前記複数の推定範囲の個数はＮ（Ｎ＞１）であり、
前記複数の推定範囲の各々の大きさはＫであり、
前記複数の推定範囲の各々は１からＮまでインデックスｎが設定され、
前記複数の推定範囲の各々は１００−ｎＫと１００−（ｎ−１）Ｋとの間の範囲を有し、
前記制御部は前記複数の推定範囲の各々が設定された複数の比較部を含み、前記推定パラメータが前記複数の比較部に設定された推定範囲の各々に該当するかを決定することを特徴とするバッテリー管理システム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記推定パラメータが前記インデックスの値ｎである推定範囲に該当するかを決定し、前記複数のパターンカウンターのうち前記決定されたインデックスの値ｎである推定範囲に対応するパターンカウンターの値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管理システム。
【請求項３】
前記制御部は、
前記インデックスの値ｎを最も小さい値から順次増加させるか、前記インデックスの値ｎを最も大きい値から順次減少させて、前記推定パラメータが前記インデックスの値ｎである推定範囲に該当するかを決定することを特徴とする、請求項２に記載のバッテリー管理システム。
【請求項４】
前記推定パラメータは、前記バッテリーの無負荷電圧（ＯＣＶ；Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）、前記バッテリーのＳＯＣ、前記バッテリーの電圧および前記バッテリーの充電または放電電流のうちいずれか１つであることを特徴とする、請求項１から３の何れか１項に記載のバッテリー管理システム。
【請求項５】
一定の時間周期で前記推定パラメータを決定し、前記推定パラメータに基づいて前記複数のパターンカウンターの値を更新することを特徴とする、請求項１から４の何れか１項に記載のバッテリー管理システム。
【請求項６】
前記複数のパターンカウンターの値に基づいて前記バッテリーの充電および放電サイクルに対する使用パターンを予測して、前記バッテリーの残余寿命（ＳＯＨ；Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）を推定するＳＯＨ推定部をさらに含むことを特徴とする、請求項１から５の何れか１項に記載のバッテリー管理システム。
【請求項７】
少なくとも１つのセルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理方法であって、
前記バッテリーの残容量（ＳＯＣ；Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を推定するための推定パラメータを決定するステップ；および
前記推定パラメータに基づいて前記バッテリーの充電および放電サイクルに対する使用パターンを予測するためのパターンテーブルを更新するステップ；を含み、
前記パターンテーブルは複数のパターンカウンターを含み、前記複数のパターンカウンターの各々は複数の推定範囲に対応し、
前記複数の推定範囲の個数はＮ（Ｎ＞１）であり、
前記複数の推定範囲の各々の大きさはＫであり、
前記複数の推定範囲の各々は１からＮまでインデックスｎが設定され、
前記複数の推定範囲の各々は１００−ｎＫと１００−（ｎ−１）Ｋとの間の範囲を有し、
前記更新するステップは、前記推定パラメータが、複数の比較部に設定された複数の推定範囲の各々に該当するかを決定するステップを含むことを特徴とするバッテリー管理方法。
【請求項８】
前記パターンテーブルを更新するステップは、
前記推定パラメータが前記複数の推定範囲のうちどの推定範囲に該当するかを決定するステップ；および
前記複数のパターンカウンターのうち前記決定された推定範囲に対応するパターンカウンターの値を更新するステップ；を含むことを特徴とする、請求項７に記載のバッテリー管理方法。
【請求項９】
前記パターンテーブルを更新するステップは、
前記推定パラメータが前記インデックスの値ｎである推定範囲に該当するかを決定するステップ；および
前記複数のパターンカウンターのうち前記決定されたインデックスの値ｎである推定範囲に対応するパターンカウンターの値を増加させるステップ；を含むことを特徴とする、請求項７又は８に記載のバッテリー管理方法。
【請求項１０】
前記インデックスの値ｎを最も小さい値から順次増加させるか、前記インデックスの値ｎを最も大きい値から順次減少させて、前記推定パラメータが前記インデックスの値ｎである推定範囲に該当するかを決定することを特徴とする、請求項９に記載のバッテリー管理方法。
【請求項１１】
前記推定パラメータは、前記バッテリーの無負荷電圧（ＯＣＶ；Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）、前記バッテリーのＳＯＣ、前記バッテリーの電圧および前記バッテリーの充電または放電電流のうちいずれか１つであることを特徴とする、請求項７から１０の何れか１項に記載のバッテリー管理方法。
【請求項１２】
一定の時間周期で前記推定パラメータを決定し、前記推定パラメータに基づいて前記複数のパターンカウンターの値を更新することを特徴とする、請求項７から１１の何れか１項に記載のバッテリー管理方法。
【請求項１３】
前記複数のパターンカウンターの値に基づいて前記バッテリーの充電および放電サイクルに対する使用パターンを予測して、前記バッテリーの残余寿命（ＳＯＨ；Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）を推定するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項７から１２の何れか１項に記載のバッテリー管理方法。
【請求項１４】
前記使用パターンおよび前記残余寿命のうち少なくとも１つをユーザに出力するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載のバッテリー管理方法。
【請求項１５】
前記更新されたパターンテーブルをメモリに格納するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項７から１４の何れか１項に記載のバッテリー管理方法。
【請求項１６】
少なくとも１つのセルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理方法であって、
メモリに格納された前記バッテリーの充電および放電サイクルに対する使用パターンを予測するための複数のパターンカウンターの値をリーディングするステップ；
前記バッテリーの残容量（ＳＯＣ；Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を推定するための推定パラメータを決定するステップ；
前記推定パラメータに基づいて前記複数のパターンカウンターのうち少なくとも１つを更新するステップ；および
前記更新された複数のパターンカウンターのうち少なくとも１つを前記メモリに格納するステップ；を含み、
前記複数のパターンカウンターの各々は複数の推定範囲に対応し、
前記複数の推定範囲の個数はＮ（Ｎ＞１）であり、
前記複数の推定範囲の各々の大きさはＫであり、
前記複数の推定範囲の各々は１からＮまでインデックスｎが設定され、
前記複数の推定範囲の各々は１００−ｎＫと１００−（ｎ−１）Ｋとの間の範囲を有し、
前記更新するステップは、前記推定パラメータが、複数の比較部に設定された複数の推定範囲の各々に該当するかを決定するステップを含むことを特徴とするバッテリー管理方法。
【請求項１７】
前記複数のパターンカウンターのうち少なくとも１つを更新するステップは、
前記推定パラメータが前記複数の推定範囲のうちどの推定範囲に該当するかを決定するステップ；および
前記複数のパターンカウンターのうち前記決定された推定範囲に対応するパターンカウンターの値を更新するステップ；を含むことを特徴とする、請求項１６に記載のバッテリー管理方法。
【請求項１８】
前記推定パラメータは、前記バッテリーの無負荷電圧（ＯＣＶ；Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）、前記バッテリーのＳＯＣ、前記バッテリーの電圧および前記バッテリーの充電または放電電流のうちいずれか１つであることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載のバッテリー管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２０１１年１０月４日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１１−０１００８８７号および２０１２年９月２８日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１２−０１０９００５号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。
【０００２】
本発明は、バッテリー管理システムおよびバッテリー管理方法に関し、より詳しくは、充電および放電が可能なバッテリーを管理するためのバッテリー管理システムおよびバッテリー管理方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
化石燃料を用いる自動車は、大気汚染などの公害の発生に深刻な影響を与えるため、最近では、公害の発生がほぼない電気自動車またはハイブリッド（Ｈｙｂｒｉｄ）自動車が開発されて続々と商用化されている。電気自動車またはハイブリッド自動車は、車体に内蔵されたバッテリー（ｂａｔｔｅｒｙ）から出力される電気エネルギーを用いて走行するように構成される。また、このための動力源であるバッテリーは、充電および放電が可能な複数の２次電池セル（ｃｅｌｌ）が１つのパック（ｐａｃｋ）として構成されて用いられる。
【０００４】
したがって、電気自動車とハイブリッド自動車に用いられるバッテリーの性能は自動車の性能と直結するため、バッテリーの性能を効率的に制御できるバッテリー管理システム（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）が必要である。
【０００５】
バッテリー管理システムは、セルの電圧、全体バッテリーの電圧および電流などを推定して各々のセルの充電および放電を効率的に管理するようにする機能を果たし、セルの残容量（ＳＯＣ；Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を演算で推定し、さらには、この残容量を制御する機能を果たす。残容量の推定は、セルの電圧、電流、温度などを検出して推定することができ、推定された残容量の制御は、バッテリーの電力消費がより効果的に行われるようにする。
【０００６】
一方、バッテリーは、充電および放電サイクルの回数が増加するに伴ってその寿命が短縮する。したがって、充電および放電サイクルの回数は、バッテリーの残余寿命（ＳＯＨ；Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ（劣化状態））を予測する１つの尺度となる。このため、バッテリー管理システムは、バッテリーの充電および放電サイクルに関する情報を管理し、これをユーザに伝達して該バッテリーの残余寿命を予測するようにすることが必要である。
【０００７】
従来のバッテリーの充電および放電サイクルに関する情報を管理する方式は、単に残容量の一定値またはセルの無負荷電圧（ＯＣＶ；Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）の一定値を超過すればカウントする方法が利用されている。しかし、一定値の超過時にのみカウントする方法によってはバッテリーの正確な充電および放電サイクルに対する使用パターンを獲得することが困難である。さらには、バッテリーの正確な使用パターンを確保することができないため、バッテリーの残余寿命の推定、バッテリーのメンテナンスなど、バッテリーの使用信頼度が落ちる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、バッテリーの残容量を周期的にそして段階別に多重カウントしてバッテリーの充電および放電サイクルをより効果的に分析するバッテリー管理システムおよびバッテリー管理方法を提供する。
【０００９】
本発明は、バッテリーの充電および放電サイクルを用いてバッテリーの残余寿命をより正確に予測し、バッテリーの使用効率、メンテナンスおよび修理の効率をさらに向上するようにするバッテリー管理システムおよびバッテリー管理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施様態において、少なくとも１つのセルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理システムは、前記バッテリーのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を推定するための推定パラメータを決定するＳＯＣ推定部、および前記推定パラメータに基づいて前記バッテリーの充電および放電サイクルに対する使用パターンを予測するためのパターンテーブルを更新する制御部を含む。前記パターンテーブルは複数のパターンカウンターを含み、前記複数のパターンカウンターの各々は複数の推定範囲に対応する。前記制御部は、前記推定パラメータが前記複数の推定範囲のうちどの推定範囲に該当するかを決定し、前記複数のパターンカウンターのうち前記決定された推定範囲に対応するパターンカウンターの値を更新する。
【００１１】
前記複数の推定範囲の個数はＮ（Ｎ＞１）であり、前記複数の推定範囲の各々の大きさはＫであり、前記複数の推定範囲の各々は１からＮまでインデックスｎが設定され、前記複数の推定範囲の各々は１００−ｎＫと１００−（ｎ−１）Ｋとの間の範囲を有してもよい。
【００１２】
前記制御部は、前記推定パラメータが前記インデックスの値ｎである推定範囲に該当するかを決定し、前記複数のパターンカウンターのうち前記決定されたインデックスの値ｎである推定範囲に対応するパターンカウンターの値を増加させてもよい。
【００１３】
前記制御部は、前記インデックスの値ｎを最も小さい値から順次増加させるか、前記インデックスの値ｎを最も大きい値から順次減少させて、前記推定パラメータが前記インデックスの値ｎである推定範囲に該当するかを決定してもよい。
【００１４】
前記推定パラメータは、前記バッテリーのＯＣＶ（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）、前記バッテリーのＳＯＣ、前記バッテリーの電圧および前記バッテリーの充電または放電電流のうちのいずれか１つであってもよい。
【００１５】
一定の時間周期で前記推定パラメータを決定し、前記推定パラメータに基づいて前記複数のパターンカウンターの値を更新してもよい。
【００１６】
前記複数のパターンカウンターの値に基づいて前記バッテリーの充電および放電サイクルに対する使用パターンを予測して、前記バッテリーの残余寿命（ＳＯＨ；Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）を推定するＳＯＨ推定部をさらに含んでもよい。
【００１７】
他の実施様態において、少なくとも１つのセルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理方法は、前記バッテリーのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を推定するための推定パラメータを決定するステップ、および前記推定パラメータに基づいて前記バッテリーの充電および放電サイクルに対する使用パターンを予測するためのパターンテーブルを更新するステップを含む。前記パターンテーブルは複数のパターンカウンターを含み、前記複数のパターンカウンターの各々は複数の推定範囲に対応する。
【００１８】
前記パターンテーブルを更新するステップは、前記推定パラメータが前記複数の推定範囲のうちどの推定範囲に該当するかを決定するステップ、および前記複数のパターンカウンターのうち前記決定された推定範囲に対応するパターンカウンターの値を更新するステップを含んでもよい。
【００１９】
前記複数の推定範囲の個数はＮ（Ｎ＞１）であり、前記複数の推定範囲の各々の大きさはＫであり、前記複数の推定範囲の各々は１からＮまでインデックスｎが設定され、前記複数の推定範囲の各々は１００−ｎＫと１００−（ｎ−１）Ｋとの間の範囲を有してもよい。
【００２０】
前記パターンテーブルを更新するステップは、前記推定パラメータが前記インデックスの値ｎである推定範囲に該当するかを決定するステップ、および前記複数のパターンカウンターのうち前記決定されたインデックスの値ｎである推定範囲に対応するパターンカウンターの値を増加させるステップを含んでもよい。
【００２１】
前記インデックスの値ｎを最も小さい値から順次増加させるか、前記インデックスの値ｎを最も大きい値から順次減少させて、前記推定パラメータが前記インデックスの値ｎである推定範囲に該当するかを決定してもよい。
【００２２】
前記推定パラメータは、前記バッテリーのＯＣＶ（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）、前記バッテリーのＳＯＣ、前記バッテリーの電圧および前記バッテリーの充電または放電電流のうちのいずれか１つであってもよい。
【００２３】
一定の時間周期で前記推定パラメータを決定し、前記推定パラメータに基づいて前記複数のパターンカウンターの値を更新してもよい。
【００２４】
前記複数のパターンカウンターの値に基づいて前記バッテリーの充電および放電サイクルに対する使用パターンを予測して、前記バッテリーの残余寿命（ＳＯＨ；Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）を推定するステップをさらに含んでもよい。
【００２５】
前記使用パターンおよび前記残余寿命のうち少なくとも１つをユーザに出力するステップをさらに含んでもよい。
【００２６】
前記更新されたパターンテーブルをメモリに格納するステップをさらに含んでもよい。
【００２７】
また他の実施様態において、少なくとも１つのセルを含むバッテリーを管理するバッテリー管理方法は、メモリに格納された前記バッテリーの充電および放電サイクルに対する使用パターンを予測するための複数のパターンカウンターの値をリーディングするステップと、前記バッテリーのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を推定するための推定パラメータを決定するステップと、前記推定パラメータに基づいて前記複数のパターンカウンターのうち少なくとも１つを更新するステップ、および前記更新された複数のパターンカウンターのうち少なくとも１つを前記メモリに格納するステップを含む。
【００２８】
前記複数のパターンカウンターの各々は複数の推定範囲に対応し、前記複数の推定範囲の個数はＮ（Ｎ＞１）であり、前記複数の推定範囲の各々の大きさはＫであり、前記複数の推定範囲の各々は１からＮまでインデックスｎが設定され、前記複数の推定範囲の各々は１００−ｎＫと１００−（ｎ−１）Ｋとの間の範囲を有してもよい。
【００２９】
前記複数のパターンカウンターのうち少なくとも１つを更新するステップは、前記推定パラメータが前記複数の推定範囲のうちどの推定範囲に該当するかを決定するステップ、および前記複数のパターンカウンターのうち前記決定された推定範囲に対応するパターンカウンターの値を更新するステップを含んでもよい。
【００３０】
前記推定パラメータは、前記バッテリーのＯＣＶ（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）、前記バッテリーのＳＯＣ、前記バッテリーの電圧および前記バッテリーの充電または放電電流のうちのいずれか１つであってもよい。
【発明の効果】
【００３１】
バッテリーの充電および放電サイクルに対する使用パターンを周期的に更新して記録することによって、バッテリーの正確な残余寿命を推定することができる。また、より正確なバッテリーの残余寿命の推定を通じてバッテリーの使用効率、メンテナンスおよび修理の効率をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態によるバッテリー管理システムを示すブロック図である。
【図２】図１に示されたバッテリー管理システムの制御部をより詳細に示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態によるバッテリー管理方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下で説明する本発明の実施形態に用いられる用語や単語は通常的または辞書的な意味に限定して解釈してはならず、本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解釈しなければならない。したがって、本発明の詳細な説明に記載された実施形態と図面に示された構成は本発明の一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないため、これらの構成を代替できる様々な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態によるバッテリー管理システムを示すブロック図である。
【００３５】
図１に示すように、本発明の実施形態によるバッテリー管理システム１００は、少なくとも１つの電池セルを含むバッテリー１０を管理するためのものである。
【００３６】
バッテリー１０は、複数の電池セルが直列および／または並列に連結された電池パックで形成されることができる。また、バッテリー１０は、複数の電池パックで構成されることもできる。
【００３７】
本発明において、バッテリー１０の種類は特に限定されず、例えば、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の充電および放電が可能な２次電池であってもよい。
【００３８】
バッテリー管理システム１００は、センシング部１１０、ＳＯＣ推定部１２０、制御部１３０およびＳＯＨ推定部１４０を含む。
【００３９】
センシング部１１０は、バッテリー１０の充電および／または放電電流、バッテリー１０の電圧およびバッテリー１０の温度のうち少なくとも１つを検知する。より具体的には、センシング部１１０は、バッテリー１０の全体パック電流、バッテリー１０の全体パック電圧、各電池セルの電流、各電池セルの電圧、各電池セルの温度および周辺温度などを検知し、検知したデータのうち選択された一部または全部をＳＯＣ推定部１２０に伝達する。
【００４０】
ＳＯＣ推定部１２０は、バッテリー１０の残容量（ＳＯＣ；Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を推定する構成要素であり、バッテリー１０のＳＯＣを推定するための推定パラメータを決定する。
【００４１】
推定パラメータは、バッテリー１０に含まれた各電池セルの電圧、すなわち、各電池セルの無負荷電圧（ＯＣＶ；Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）であるか、またはバッテリー１０のＳＯＣそのものであってもよい。または、センシング部１１０によって検知されたバッテリー１０の充電および／または放電電流、前記充電および／または放電電流の累積値、バッテリー１０の温度などのようなデータであってもよい。
【００４２】
推定パラメータは、上述したもの以外にバッテリー１０の充電および／または放電サイクルに対する使用パターンを予測するための様々なパラメータを用いることもできる。
【００４３】
例えば、ＳＯＣ推定部１２０は、センシング部１１０によって検知された各電池セルの電圧に基づいて、各電池セルの電流の影響を排除したセルの無負荷電圧（ＯＣＶ）を推定して推定パラメータに決定することができる。または、ＳＯＣ推定部１２０は、各電池セルの無負荷電圧（ＯＣＶ）、またはバッテリー１０の全体パック電圧、バッテリー１０の電流などのような色々なバッテリー１０の状態値に基づいてＳＯＣを推定し、このＳＯＣを推定パラメータに決定することもできる。
【００４４】
ＳＯＣ推定方法は様々な方法で行われることができる。
【００４５】
一例として、電流積算法を利用することができる。バッテリーの充電および／または放電された電流を推定し、推定された電流値に充電効率を乗算した乗算値を計算する。乗算値は一定の時間周期で計算され、以前に計算された乗算値に現在計算された乗算値を積算することによって積算容量を計算する。前記積算容量に基づいてバッテリーのＳＯＣを推定する。
【００４６】
他の例として、無負荷電圧（ＯＣＶ；Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）を利用することができる。充電および／または放電された電流とこれに対応するバッテリーの電圧を対（ｐａｉｒ）とする対データを複数推定する。最小自乗法を利用して推定された複数の対データから１次の電流−電圧近似直線を求めて、電流値０に対応する電圧値を無負荷電圧として算出する。前記無負荷電圧に基づいてバッテリーのＳＯＣを推定する。
【００４７】
勿論、上述した例示以外の様々な方法を利用してバッテリーのＳＯＣを推定することができる。
【００４８】
制御部１３０は、ＳＯＣ推定部１２０によって決定された推定パラメータに基づいて、バッテリー１０の充電および放電サイクルに対する使用パターンを予測するためのパターンテーブルを更新する。パターンテーブルは複数のパターンカウンターを含む。複数のパターンカウンターの各々は複数の推定範囲に対応する。
【００４９】
すなわち、制御部１３０は、ＳＯＣ推定部１２０によって決定された推定パラメータが複数の推定範囲のうちどの推定範囲に該当するかを決定し、複数のパターンカウンターのうち決定された推定範囲に対応するパターンカウンターの値を更新する。
【００５０】
ここで、パターンテーブルは、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭなどのようなメモリに格納されることができる。例えば、制御部１３０は、メモリに格納されたパターンテーブルを読み取り、推定パラメータに基づいてパターンテーブルの複数のパターンカウンターの値を更新した後、更新されたパターンテーブルを再びメモリに格納することができる。
【００５１】
ＳＯＨ推定部１４０は、バッテリー１０の残余寿命（ＳＯＨ；Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）を推定する。すなわち、制御部１３０によって更新されたパターンテーブルのパターンカウンターの値に基づいてバッテリー１０の充電および放電サイクルに対する使用パターンを予測し、これに基づいてバッテリー１０のＳＯＨを推定する。
【００５２】
上述した本発明によるバッテリー管理システム１００は、一定の時間周期でＳＯＣ推定部１２０によって推定パラメータを決定し、推定パラメータに基づき、制御部１３０によって複数のパターンカウンターの値を更新することができる。
【００５３】
例えば、既に設定された時間周期ごとに推定パラメータを推定し、これを用いて複数のパターンカウンターの値を更新することができる。または、推定パラメータを推定するための制御信号によって推定パラメータを推定し、これを用いて複数のパターンカウンターの値を更新することもできる。
【００５４】
図２は、図１に示されたバッテリー管理システムの制御部をより詳細に示すブロック図である。図２に示された制御部は１つの例示であって、本発明がこれに限定されるものではない。
【００５５】
図２を参照すれば、制御部１３０は、複数の比較部１３１，１３２，１３３，１３４、および複数のパターンカウンター１３６，１３７，１３８，１３９を含む。
【００５６】
複数の比較部１３１，１３２，１３３，１３４は、ＳＯＣ推定部１２０から伝達された推定パラメータが複数の推定範囲のうちどの推定範囲に該当するかを決定するための構成要素である。
【００５７】
複数の比較部１３１，１３２，１３３，１３４の各々は、複数の推定範囲と対応する。すなわち、各々の比較部１３１，１３２，１３３，１３４は、複数の推定範囲のうち１つの推定範囲が設定されている。各々の比較部１３１，１３２，１３３，１３４に設定された推定範囲は、互いに異なる推定範囲である。さらに、第１比較部１３１から第ｎ比較部１３４まで段階的に推定範囲が設定される。
【００５８】
例えば、複数の推定範囲の個数がＮ（Ｎ＞１）であり、複数の推定範囲の各々の大きさがＫである時、複数の推定範囲の各々に１からＮまでインデックスｎ（ｎ＝１、２、３、…、Ｎ）が設定されることができる。この時、複数の推定範囲の各々は、１００−ｎＫと１００−（ｎ−１）Ｋとの間の範囲を有することができる。したがって、第１比較部１３１から第ｎ比較部１３４までは、インデックス値ｎ（ｎ＝１、２、３、…、Ｎ）である推定範囲の各々が設定されることができる。例えば、第１比較部１３１にはインデックス値１である推定範囲（１００−１・Ｋ〜１００−０・Ｋ）が、第２比較部１３２にはインデックス値２である推定範囲（１００−２・Ｋ〜１００−１・Ｋ）が設定されることができる。
【００５９】
複数のパターンカウンター１３６，１３７，１３８，１３９の各々は、複数の比較部１３１，１３２，１３３，１３４と対応する。パターンカウンター１３６，１３７，１３８，１３９は、回路で構成されたカウンターであってもよく、またはソフトウェアで実現されてもよい。
【００６０】
制御部１３０は、ＳＯＣ推定部１２０から推定パラメータが伝達されれば、推定パラメータが第１比較部１３１に設定された推定範囲に該当するかを決定する。仮に、推定パラメータが第１比較部１３１に設定された推定範囲に該当すれば、第１パターンカウンター１３６の値を増加させる。一方、推定パラメータが第１比較部１３１に設定された推定範囲に該当しなければ、第２比較部１３２に設定された推定範囲と比較する。このように、推定パラメータが属する推定範囲を探すまでに順次第ｎ比較部１３４まで比較を行う。
【００６１】
上述した複数の比較部１３１，１３２，１３３，１３４と複数のパターンカウンター１３６，１３７，１３８，１３９はパターンテーブルとして実現されることができる。
【００６２】
図３は、本発明の実施形態によるバッテリー管理方法を示すフローチャートである。この方法は図１に示されたバッテリー管理システム１００によって行われることができる。
【００６３】
図３を参照すれば、バッテリー管理システム１００は、メモリに格納されたパターンテーブル、すなわち、複数のパターンカウンターの値をリーディングする（Ｓ１００）。仮に、バッテリー管理システムが初めて動作する場合であれば、複数のパターンカウンターの値はいずれも０であってもよい。
【００６４】
複数のパターンカウンターは上述したパターンテーブルの形態で実現されてもよく、またはパターンテーブル無しでメモリに複数のパターンカウンターの値のみが格納されてもよい。複数のパターンカウンターの各々は複数の推定範囲に対応する。
【００６５】
例えば、複数の推定範囲の個数がＮ（Ｎ＞１）であり、複数の推定範囲の各々の大きさがＫである時、複数の推定範囲の各々に１からＮまでインデックスｎ（ｎ＝１、２、３、…、Ｎ）が設定されることができる。この時、複数の推定範囲の各々は、１００−ｎＫと１００−（ｎ−１）Ｋとの間の範囲を有することができる。一例として、表１のような形式でパターンテーブルを構成することができる。
【表１】
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【００６６】
バッテリー管理システム１００は、バッテリー１０のＳＯＣを推定するための推定パラメータを決定する（Ｓ１１０）。ステップＳ１１０は、センシング部１１０によって検知されたバッテリー１０に関するデータ（例えば、バッテリーの電流、電圧、温度など）を用いて、ＳＯＣ推定部１２０によって推定パラメータを決定することができる。
【００６７】
推定パラメータは、上述したように、バッテリー１０に含まれた各電池セルの電圧、すなわち、各電池セルの無負荷電圧（ＯＣＶ；Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）であるか、またはバッテリー１０のＳＯＣそのものであってもよい。また、推定パラメータは、バッテリー１０の充電および／または放電サイクルに対する使用パターンを予測するための様々なパラメータを用いることもできる。例えば、センシング部１１０によって検知されたバッテリー１０の充電および／または放電電流、前記充電および／または放電電流の累積値、バッテリー１０の温度などであってもよい。
【００６８】
ＳＯＣ推定は、上述したように電流積算法、無負荷電圧などの様々な方法を利用することができる。
【００６９】
図３には、一実施形態として、バッテリー１０のＳＯＣを推定パラメータとして用いるものを示す。
【００７０】
ステップＳ１１０は、ステップＳ１００の以前またはステップＳ１００と同時に行われることができる。
【００７１】
バッテリー管理システム１００は、推定パラメータに基づいてパターンテーブル、すなわち、複数のパターンカウンターの値を更新する。
【００７２】
より具体的には、制御部１３０は、推定パラメータ（例えば、バッテリーのＳＯＣ）が複数の推定範囲のうちどの推定範囲に該当するかを決定し（Ｓ１２０〜Ｓ１２２）、複数のパターンカウンターのうち前記決定された推定範囲に対応するパターンカウンターの値を更新する（Ｓ１３０〜Ｓ１３３）。
【００７３】
例えば、表１を参照すれば、制御部１３０は、推定パラメータがインデックスの値ｎである推定範囲に該当するかを決定し（Ｓ１２０〜Ｓ１２２）、複数のパターンカウンターのうち前記決定されたインデックスの値ｎである推定範囲に対応するパターンカウンターの値を増加させる（Ｓ１３０〜Ｓ１３３）。
【００７４】
図３を参照すれば、制御部１３０（図２の１３１によって行われることができる）は、推定パラメータがインデックスの値１である推定範囲１００〜１００−１＊Ｋの間に該当するかを比較する（Ｓ１２０）。仮に、推定パラメータがインデックスの値１である推定範囲１００〜１００−１＊Ｋの間に該当すれば、第１パターンカウンターの値を増加させる（Ｓ１３０）。一方、推定パラメータがインデックスの値１である推定範囲１００〜１００−１＊Ｋの間に該当しなければ、制御部１３０（図２の１３２によって行われることができる）は、インデックスの値２である推定範囲１００−１＊Ｋ〜１００−２＊Ｋの間に該当するかを比較する（Ｓ１２１）。
【００７５】
このような方法により、推定パラメータが属する推定範囲を探すまでに順次比較することができる。すなわち、インデックスの値ｎを最も小さい値から順次増加させるか、またはインデックスの値ｎを最も大きい値から順次減少させて、推定パラメータがインデックスの値ｎである推定範囲に該当するかを比較することができる。
【００７６】
上述したステップは、一定の時間周期でバッテリーのＳＯＣを推定するための推定パラメータを決定し、これに基づいて複数のパターンカウンターの値を更新する。
【００７７】
例えば、バッテリー管理システム１００が開始する時にバッテリーのＳＯＣを推定するための推定パラメータを決定し、これに基づいて表１に示された１番目（１ｓｔ）のサイクルのような値に複数のパターンカウンターの値を更新することができる。既に設定された一定時間が流れた後、または制御信号が検知された後に推定パラメータを再び決定し、これに基づいて表２に示された２番目（２ｎｄ）のサイクルのような値に複数のパターンカウンターの値を更新することができる。このように、バッテリー管理システム１００が動作する間には、複数のパターンカウンターの値が継続して更新され、パターンテーブルに記録されることができる。
【００７８】
バッテリー管理システム１００は、終了要請を受信すれば（Ｓ１４０）、最終的に更新されたパターンテーブル、すなわち、複数のパターンカウンターの値をメモリに格納する（Ｓ１５０）。
【００７９】
複数のパターンカウンターの値は、バッテリー管理システム１００の動作が終了する時にメモリに格納されてもよいが、一定時間ごとにメモリに格納されてもよい。
【００８０】
バッテリー管理システム１００は、上述した複数のパターンカウンターの値に基づいてバッテリー１０の充電および放電サイクルに対する使用パターンを予測し、前記使用パターンを用いてバッテリー１０のＳＯＨを推定するステップをさらに含むことができる。
【００８１】
また、バッテリー管理システム１００は、ディスプレイ装置を備え、上述した複数のパターンカウンターの値に基づいて予測されたバッテリー１０の使用パターンおよびバッテリー１０のＳＯＨのうち少なくとも１つをユーザに出力するステップをさらに含むこともできる。
【００８２】
上述した本発明の実施形態によるバッテリー管理システムおよびバッテリー管理方法は、バッテリーの充電および放電サイクルに対する使用パターンを格納することにより、その後のバッテリーのメンテナンスおよび修理時にそれを活用することができる。したがって、バッテリーの運用効率を向上させ、バッテリーの動作信頼性を向上させることができる。
【００８３】
以上で説明した本発明の実施形態は本発明の技術的思想を限定すると解釈してはならない。本発明の保護範囲は請求範囲に記載された事項によってのみ制限され、本発明の技術分野で通常の知識を有した者であれば本発明の技術的思想を様々な形態に改良変更することが可能である。したがって、このような改良および変更は通常の知識を有する者に明らかである限り、本発明の保護範囲に属するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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