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公開番号2025041506
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2024060253
出願日2024-04-03
発明の名称バッテリー充電状態推定装置および方法
出願人三星エスディアイ株式会社,SAMSUNG SDI Co., LTD.
代理人個人,個人
主分類H02J 7/00 20060101AFI20250318BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】本発明は、多数のセルで構成されたバッテリーラックの充/放電時の過充電/過放電からバッテリーを保護できるようにするバッテリー充電状態推定装置および方法を提供することにその目的がある。
【解決手段】本発明は、バッテリー充電状態推定装置および方法に関するものであり、メモリー、および前記メモリーと連結されるプロセッサーを含み、前記プロセッサーは、複数のセルを含むバッテリーラックの充/放電時、最大電圧セルの最大SOCと最小電圧セルの最小SOCを算出し、前記最大SOCおよび最小SOCに基づいて前記バッテリーラックの代表SOCを算出することを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
メモリー；および
前記メモリーと連結されるプロセッサーを含み、
前記プロセッサーは、
複数のセルを含むバッテリーラックの充／放電時、最大電圧セルの最大ＳＯＣと最小電圧セルの最小ＳＯＣを算出し、前記最大ＳＯＣおよび前記最小ＳＯＣに基づいて前記バッテリーラックの代表ＳＯＣを算出することを特徴とする、バッテリー充電状態推定装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記プロセッサーは、
前記バッテリーラックの充／放電時、前記複数のセルの各電圧中で最も大きい電圧を有する前記最大電圧セルの電圧および電流に基づいて前記最大ＳＯＣを算出し、前記複数のセルの電圧中で最も小さい電圧を有する前記最小電圧セルの電圧および電流に基づいて前記最小ＳＯＣを算出することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー充電状態推定装置。
【請求項３】
前記プロセッサーは、
バッテリー稼働範囲、前記最大ＳＯＣと前記最小ＳＯＣの平均ＳＯＣおよび偏差ＳＯＣに基づいて、前記最大ＳＯＣの第１加重値および前記最小ＳＯＣの第２加重値を算出し、前記最大ＳＯＣおよび前記最小ＳＯＣに前記第１加重値および前記第２加重値を適用して前記代表ＳＯＣを算出することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー充電状態推定装置。
【請求項４】
前記プロセッサーは、
前記バッテリー稼働範囲である第１ＳＯＣ上限値および第１ＳＯＣ下限値に前記偏差ＳＯＣを適用して第２ＳＯＣ上限値および第２ＳＯＣ下限値を算出し、前記第２ＳＯＣ上限値、前記第２ＳＯＣ下限値および前記平均ＳＯＣに基づいて、前記最大ＳＯＣの前記第１加重値と前記最小ＳＯＣの前記第２加重値を算出することを特徴とする、請求項３に記載のバッテリー充電状態推定装置。
【請求項５】
前記プロセッサーは、
前記第１ＳＯＣ上限値から前記偏差ＳＯＣの一定割合を減算して前記第２ＳＯＣ上限値を算出し、前記第１ＳＯＣ下限値に前記偏差ＳＯＣの前記一定割合を加算して前記第２ＳＯＣ下限値を算出することを特徴とする、請求項４に記載のバッテリー充電状態推定装置。
【請求項６】
前記プロセッサーは、
前記第２ＳＯＣ上限値から前記平均ＳＯＣを減算した値を、前記第２ＳＯＣ上限値から前記第２ＳＯＣ下限値を減算した値で割ることにより前記第２加重値を算出し、１から前記第２加重値を減算することにより前記第１加重値を算出することを特徴とする、請求項４に記載のバッテリー充電状態推定装置。
【請求項７】
プロセッサーが、複数のセルを含むバッテリーラックの充／放電時に、センサーから各セルの測定データを受信する段階；
前記プロセッサーが、各セルの前記測定データに基づいて最大電圧セルの最大ＳＯＣと最小電圧セルの最小ＳＯＣを算出する段階；および
前記プロセッサーが、前記最大ＳＯＣおよび前記最小ＳＯＣに基づいて前記バッテリーラックの代表ＳＯＣを算出する段階
を含むことを特徴とする、バッテリー充電状態推定方法。
【請求項８】
前記最大電圧セルの前記最大ＳＯＣと最小電圧セルの前記最小ＳＯＣを算出する段階において、
前記プロセッサーは、前記複数のセルの各電圧中で最も大きい電圧を有する前記最大電圧セルの電圧および電流に基づいて前記最大ＳＯＣを算出し、前記複数のセルの電圧中で最も小さい電圧を有する前記最小電圧セルの電圧および電流に基づいて前記最小ＳＯＣを算出することを特徴とする、請求項７に記載のバッテリー充電状態推定方法。
【請求項９】
前記バッテリーラックの代表ＳＯＣを算出する段階は、
前記プロセッサーが、前記最大ＳＯＣと前記最小ＳＯＣの平均ＳＯＣおよび偏差ＳＯＣを算出する段階；
前記プロセッサーが、バッテリー稼働範囲である第１ＳＯＣ上限値および第１ＳＯＣ下限値に前記偏差ＳＯＣを適用して、第２ＳＯＣ上限値および第２ＳＯＣ下限値を算出する段階；
前記プロセッサーが、前記第２ＳＯＣ上限値、前記第２ＳＯＣ下限値および前記平均ＳＯＣに基づいて前記最大ＳＯＣの第１加重値と前記最小ＳＯＣの第２加重値を算出する段階；および
前記プロセッサーが、前記最大ＳＯＣおよび前記最小ＳＯＣに前記第１加重値および前記第２加重値を適用して前記バッテリーラックの前記代表ＳＯＣを算出する段階を含むことを特徴とする、請求項７に記載のバッテリー充電状態推定方法。
【請求項１０】
前記第２ＳＯＣ下限値を算出する段階において、
前記プロセッサーは、前記第１ＳＯＣ上限値から前記偏差ＳＯＣの一定割合を減算して前記第２ＳＯＣ上限値を算出し、前記第１ＳＯＣ下限値に前記偏差ＳＯＣの前記一定割合を加算して前記第２ＳＯＣ下限値を算出することを特徴とする、請求項９に記載のバッテリー充電状態推定方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリー充電状態推定装置および方法に関するものであり、より詳しくは、多数のセルで構成されたバッテリーラック（Ｒａｃｋ）の充／放電時に、過充電／過放電からバッテリーを保護できるようにするバッテリー充電状態推定装置および方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
環境破壊、資源枯渇等が深刻な問題として提起されていることから、エネルギーを貯蔵し、貯蔵されたエネルギーを効率的に活用できる電力貯蔵装置（ＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＳｙｓｔｅｍ，ＥＳＳ）に対する関心が高まっている。電力貯蔵装置は、数十から数百個のセルが直列または並列に連結してバッテリーラックを構成する。
【０００３】
このようなバッテリーラックを構成する多数のセルの充／放電を制御する方式として、バッテリーラックに含まれた多数のセルの平均ＳＯＣ（ＳｔａｔｅｏｆＣｈａｒｇｅ）を算出し、それを基準にしてセルの充／放電を行う方式が用いられていた。
【０００４】
しかし、充／放電時にバッテリーラックに含まれた多数のセルの平均ＳＯＣを基準に使用する場合、セルの充／放電状態にバラツキが発生する問題が生じ得る。
【０００５】
また、全てのセルの平均電圧でＳＯＣを算出する場合、実際のバッテリーラックが有している可用容量と誤差が存在することから、完全充電時点では過充電の危険が存在し、完全放電時点では過放電の危険が存在することになる。具体的には、ＳＯＣが平均よりも高いセルは必要以上に充電（過充電）することになり、ＳＯＣが平均よりも低いセルは必要以上に放電（過放電）することになって、放電深度（ＤｅｐｔｈｏｆＤｉｓｃｈａｒｇｅ，ＤＯＤ）の上／下限の限界線で一部のセルが断続的に充／放電を持続するようになり、このような現象はセルの退化を発生させる主要要因として作用し、バッテリーの性能を低下させる問題点を招くことになる。
【０００６】
本発明の背景技術は、韓国特許公報第１０－１４６７３６３号に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、多数のセルで構成されたバッテリーラックの充／放電時の過充電／過放電からバッテリーを保護できるようにするバッテリー充電状態推定装置および方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一部の実施例にかかるバッテリー充電状態推定装置は、メモリー、および前記メモリーと連結されるプロセッサーを含み、前記プロセッサーは、複数のセルを含むバッテリーラックの充／放電時、最大電圧セルの最大ＳＯＣと最小電圧セルの最小ＳＯＣを算出し、前記最大ＳＯＣおよび最小ＳＯＣに基づいて前記バッテリーラックの代表ＳＯＣを算出することを特徴とする。
【０００９】
本発明の一部の実施例において、前記プロセッサーは、前記バッテリーラックの充／放電時、前記の複数のセルの各電圧中で最も大きい電圧を有する最大電圧セルの電圧および電流に基づいて最大ＳＯＣを算出し、前記の複数のセルの電圧中で最も小さい電圧を有する最小電圧セルの電圧および電流に基づいて最小ＳＯＣを算出することを特徴とする。
【００１０】
本発明の一部の実施例において、前記プロセッサーは、バッテリー稼働範囲、前記の最大ＳＯＣと最小ＳＯＣの平均ＳＯＣおよび偏差ＳＯＣに基づいて、前記最大ＳＯＣの第１加重値および最小ＳＯＣの第２加重値を算出し、前記最大ＳＯＣおよび最小ＳＯＣに前記の第１加重値および第２加重値を適用して前記代表ＳＯＣを算出することを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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