KR100285490B1 - 전기자동차의배터리잔존용량측정방법 - Google Patents
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Abstract
전기자동차의 운행중 사용할 수 있는 배터리의 잔존 용량을 정확히 측정할 수 있도록 한 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 방법에 관한 것으로, 전기자동차의 운행중 검출되는 전류를 근거로 하여 피오커 방정식을 이용하여 배터리의 사용 가능한 용량을 측정하고, 검출되는 전류에 따라 배터리의 사용된 용량을 측정한 후 전 단계에서 측정된 배터리 잔존 용량을 이용하여 현 시점의 배터리 잔존 용량을 측정하는 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 방법에 있어서, 검출되는 배터리의 전류가 C/3일 경우 배터리 전압에 따라 실제 배터리의 잔존 용량을 측정한 후 상기 피오커 방정식을 이용하여 측정된 이전 단계의 배터리 잔존 용량을 보상하여 현 시점의 배터리 잔존 용량을 측정함으로써 배터리 임피던스에 의한 자기 방전에 따라 발생되는 잔존 용량 오차를 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기자동차의 운행중 사용할 수 있는 배터리의 잔존 용량을 정확히 측정할 수 있도록 한 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기자동차는 일반적으로 전기자동차는 가솔린 자동차와는 달리 모듈화되어 있는 배터리의 한정된 에너지를 이용하여 주행하는 것으로, 배터리의 한정된 에너지가 소모되면 외부 전원에 의해 배터리를 충전하여야 한다.
이러한 전기자동차에서 배터리의 잔존 용량은 배터리의 상태를 파악하는 데 있어 매우 중요하며, 배터리 충전 시기를 확인하기 위하여 사용자는 배터리 잔존 용량을 정확히 알고 있어야 한다.
이와 같은 배터리 잔존 용량을 측정하기 위하여 종래에는 전기자동차의 주행중 배터리 제어부에서 배터리의 방전 전류를 검출하고, 검출된 전류를 근거로 다음의 수학식 1과 같은 피오커 방정식(PEUKERT'S EQUATION)을 이용하여 배터리의 사용 가능한 용량( Ahavailable )을 측정한다.
그리고, 검출되는 전류에 따라 배터리의 사용된 용량( Ahused )을 측정한 후 다음의 수학식 2에 의해 배터리의 잔존 용량을 측정하여 사용자가 알 수 있도록 표시하여 주었다.
전술한 바와 같은 종래의 방법에서는 전 단계에서 측정된 잔존 용량을 기준으로 하여 현 시점의 잔존 용량을 측정하므로 전기자동차를 주차 및 장기간 방치시 배터리 임피던스에 의한 자기 방전으로 잔존 용량 측정에 오차가 발생하여 정확한 배터리 잔존 용량을 측정하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 전기자동차의 정확한 배터리 잔존 용량을 측정하는 방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예인 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 방법을 개략적으로 도시한 동작 순서도이고,
도 3 과 도 4는 본 발명의 일 실시예인 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 방법에서 배터리 전류가 C/3일 때 배터리 전압과 잔존 용량과의 관계를 도시한 그래프이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전기자동차의 운행중 검출되는 전류를 근거로 하여 피오커 방정식을 이용하여 배터리의 사용 가능한 용량을 측정하는 단계와;
검출되는 전류에 따라 배터리의 사용된 용량을 측정한 후 전 단계에서 측정된 배터리 잔존 용량을 이용하여 현 시점의 배터리 잔존 용량을 측정하는 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 방법에 있어서,
검출되는 배터리의 전류가 C/3일 경우 배터리 전압에 따라 실제 배터리의 잔존 용량을 측정한 후 상기 피오커 방정식을 이용하여 측정된 이전 단계의 배터리 잔존 용량을 보상하여 현 시점의 배터리 잔존 용량을 측정하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 장치는 배터리 제어부(10), 디스플레이부(20)로 이루어진다.
배터리 제어부(10)는 전기자동차의 운행중 배터리(B)의 전류, 전압 등의 각종 상태를 파악하여 배터리(B)를 제어하며, 배터리(B)의 잔존 용량을 측정하여 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.
디스플레이부(20)는 배터리 제어부(10)의 신호에 따라 사용자가 배터리(b)의 잔존 용량을 알 수 있도록 표시하여 준다.
이와 같이 구성된 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 장치에서 본 발명의 일 실시예인 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
배터리(B)의 에너지를 이용하여 전기자동차를 주행할 경우 배터리 제어부(10)는 배터리(B)에서 방전되는 전류를 검출하고(S1), 그 검출된 전류가 C/3 즉, 배터리 사용 가능 용량의 1/3인지를 판단한다(S2).
이때, 검출된 전류가 C/3이 아니면 배터리 제어부(10)는 검출되는 전류를 근거로 상기의 수학식 1과 같은 피오커 방정식(PEUKERT'S EQUATION)을 이용하여 배터리(B)의 사용 가능한 용량( Ahavailable )을 측정한다(S3).
그리고, 검출되는 전류에 따라 시간에 대한 적분을 하여 배터리(B)의 사용된 용량( Ahused )을 측정한(S4) 후 상기의 수학식 2에 의해 전 단계에서 측정된 배터리 잔존 용량(SOC(n-1))을 이용하여 현 시점의 배터리 잔존 용량(SOC(n))을 측정하여(S5) 사용자가 알 수 있도록 디스플레이부(20)에 표시하여 준다(S6).
이후, 검출되는 배터리의 전류가 C/3이면(S2) 배터리 제어부(10)는 배터리(B)의 방전 전압을 검출하고(S7), 검출된 전압에 따라 도 3과 도 4에서와 같은 전압에 따른 배터리 잔존 용량 그래프에 의해 현 시점의 배터리 잔존 용량을 측정한다(S8).
이때, 검출되는 배터리(B) 전압이 설정된 기준 전압값 범위이면 배터리 제어부(10)는 도 3의 그래프를 표현한 다음의 수학식 3에 의해 배터리의 잔존 용량을 측정하고, 검출되는 배터리(B) 전압이 설정된 기준 전압값 이하이면 도 4의 그래프를 표현한 다음의 수학식 4에 의해 배터리의 잔존 용량을 측정한다.
그리고, 배터리 제어부(10)는 수학식 3과 수학식 4에 의해 측정된 배터리 잔존 용량을 이전 단계에서 피오커 방정식을 이용하여 측정한 잔존 용량(SOC(n))을 보상하여 줌과 동시에 디스플레이부(20)를 통해 사용자가 현 시점의 배터리 잔존 용량을 알 수 있도록 표시하여 준다(S7). 즉, 이전 단계에서 피오커 방정식을 이용하여 측정한 잔존 용량(SOC(n))을 수학식 3과 수학식 4에 의해 측정된 배터리 잔존용량으로 대체하여 준다.
그러면, 이전 단계에서 전기자동차의 정차 및 장기간의 주차로 인한 배터리 자기 방전에 따라 발생한 잔존 용량 오차가 보상되며, 이후 단계에서 피오커 방정식을 이용하여 배터리 잔존 용량을 측정할 경우에도 방전 전압에 의해 측정된 실제 배터리 잔존 용량을 이전 단계의 잔존 용량(SOC(n-1))으로 하여 그 시점의 배터리 잔존 용량을 측정하므로 배터리 자기 방전에 의한 오차를 줄일 수 있어 사용자에게 정확한 배터리 잔존 용량 정보를 표시하여 준다.
이와 같이 본 발명은 전기자동차의 주행중 사용 전류(C/3)에 따른 방전 전압으로 실제 배터리의 잔존 용량을 측정하여 피오커 방정식을 이용하여 측정되는 배터리 잔존 용량을 보상하여 줌으로써 배터리 임피던스에 의한 자기 방전에 따라 발생되는 잔존 용량 오차를 방지할 수 있다.
Claims (4)
- 전기자동차의 운행중 검출되는 전류를 근거로 하여 피오커 방정식을 이용하여 배터리의 사용 가능한 용량을 측정하는 단계와;검출되는 전류에 따라 배터리의 사용된 용량을 측정한 후 전 단계에서 측정된 배터리 잔존 용량을 이용하여 현 시점의 배터리 잔존 용량을 측정하는 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 방법에 있어서,검출되는 배터리의 전류가 C/3일 경우 배터리 전압에 따라 실제 배터리의 잔존 용량을 측정한 후 상기 피오커 방정식을 이용하여 측정된 이전 단계의 배터리 잔존 용량을 보상하여 현 시점의 배터리 잔존 용량을 측정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 방법.
- 청구항 1 에 있어서, 현 시점의 잔존 용량 측정은 다음의 수학식에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 방법.
- 청구항 1 에 있어서, 배터리 전류가 C/3일 경우 검출되는 배터리 전압이 설정된 기준 전압값 범위이면 다음의 수학식에 따라 배터리의 잔존 용량을 측정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 방법.
SOC[%]=-97.95/(1+e((V M -13.876)/0.27481))+114.05 - 청구항 1 또는 3 에 있어서, 배터리 전류가 C/3일 경우 검출되는 배터리 전압이 설정된 기준 전압값 범위 이하이면 다음의 수학식에 따라 배터리의 잔존 용량을 측정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 잔존 용량 측정 방법.
SOC[%]=-88/(1+e((V M -13.902)/0.72421))+86.578
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