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본 발명은 리튬인산철(LFP) 배터리의 평탄한 개방회로전압(OCV) 구간에서 발생하는 가관측성 저하 및 상태추정 발산 문제를 해결하기 위한 기하학적 상태 추정 방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 1차원 상태 변수인 충전상태(SOC)를 2차원 단위 원 매니폴드 상의 위상각으로 변환하고, 해당 기하학적 구속 조건을 가상 관측식으로 도입하여 비선형 상태공간 모델을 재구성한다. 또한, 상기 모델을 시그마 포인트 칼만 필터(SPKF)와 결합하여, 전압 변화가 거의 없는 평탄 구간에서도 시스템의 가관측성을 유지하도록 하며, 상태 변수의 발산을 방지한다. 특히, 센서 정보가 제한되는 조건에서는 전류 적산 기반 추정 모드로 안정적으로 동작하고, 비선형 구간 진입 시 초기 오차를 빠르게 수렴시키는 특징을 가진다. 따라서 본 발명은 다양한 부하 조건 및 환경에서도 배터리 관리 시스템의 신뢰성과 안전성을 향상시킬 수 있는 SOC 추정 기술을 제공한다.