KR100507486B1 - Method for battery recovery charge of electric vehicle - Google Patents
Method for battery recovery charge of electric vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- KR100507486B1 KR100507486B1 KR10-2003-0033703A KR20030033703A KR100507486B1 KR 100507486 B1 KR100507486 B1 KR 100507486B1 KR 20030033703 A KR20030033703 A KR 20030033703A KR 100507486 B1 KR100507486 B1 KR 100507486B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- voltage
- battery
- recovery
- charging
- battery module
- Prior art date
Links
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
전기 자동차에서 다수개로 구성되는 각 배터리 모듈의 노후화 정도를 판별하여 각각의 배터리 모듈이 비슷한 용량의 충전 전압이 유지될 수 있도록 회복 충전을 제어하는 것으로,By determining the deterioration degree of each battery module consisting of a plurality of electric vehicles by controlling the recovery charging so that each battery module can maintain a similar charge voltage,
배터리의 현재 모드 상태를 검출 판정하는 과정과, 충전 모드이면 각 배터리 모듈의 최대 전압과 최소 전압을 검출하고, 최대 전압과 최소 전압으로부터 평균 전압을 산출하는 과정과, 상기 배터리 모듈 각 전압의 상관 관계로부터 회복 충전 여부를 결정하는 과정과, 회복 충전이 필요한 경우 용량 대비 설정된 일정량의 저 전류 및 전압의 공급으로 회복 충전을 수행하는 과정을 포함한다.Detecting a current mode state of a battery, detecting a maximum voltage and a minimum voltage of each battery module in a charging mode, calculating an average voltage from the maximum voltage and the minimum voltage, and correlating each voltage of the battery module Determining whether or not the recovery charge from the recovery, and if the recovery charge is necessary to perform the recovery charge by supplying a predetermined amount of low current and voltage compared to the capacity.
Description
본 발명은 전기 자동차의 배터리 충전 제어에 관한 것으로, 더 상세하게는 다수개로 구성되는 각 배터리 모듈의 노후화 정도를 판별하여 각각의 배터리 모듈이 비슷한 용량의 충전 전압이 유지될 수 있도록 회복 충전을 제어하는 전기 자동차의 배터리 회복 충전방법에 관한 것이다.The present invention relates to battery charging control of an electric vehicle, and more particularly, to determine the degree of aging of each battery module consisting of a plurality of each battery module to control the recovery charge so that the charge voltage of a similar capacity can be maintained The present invention relates to a battery recovery charging method for an electric vehicle.
일반적으로, 배터리를 에너지원으로 사용하는 순수 전기 자동차와 에너지 버퍼로 사용하는 엔진 하이브리드 전기 자동차 및 연료 전지 하이브리드 전기 자동차에서 배터리는 차량의 품질을 결정하는 주요한 부품중의 하나이다.In general, in a pure electric vehicle using a battery as an energy source and an engine hybrid electric vehicle and a fuel cell hybrid electric vehicle using an energy buffer, a battery is one of the main components for determining the quality of a vehicle.
따라서, 배터리에 대한 제반적인 상태를 총괄하여 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System ; BMS)은 배터리 수명의 조기 단축을 방지하고, 총합제어를 수행하는 차량 제어수단에 배터리의 SOC 정보를 알려줌으로써 발전제어와 주행 제어를 지원해 준다.Accordingly, the Battery Management System (BMS), which manages the overall state of the battery, prevents premature shortening of battery life and informs the vehicle control means of performing total control to generate SOC information of the battery. It supports control and driving control.
상기 배터리 관리 시스템(BMS)의 주요기능은 배터리의 SOC 예측과 만충전 감지, 각 배터리 모듈간 전압의 균형 유지, 배터리의 SOC에 따른 최대 충전 및 방전 전압의 제어, 안전 관리 및 냉각 제어 등을 수행한다.The main functions of the battery management system (BMS) are to predict the SOC of the battery and to detect the full charge, to balance the voltage between each battery module, to control the maximum charge and discharge voltage according to the SOC of the battery, safety management and cooling control do.
상기한 배터리 관리 시스템(BMS)이 배터리의 충전 및 방전을 관리함에 있어서 배터리 모듈의 상태, 즉 배터리 모듈의 최대 전압값과 최소 전압값을 비교하고, 배터리 모듈 전압의 평균/최대 또는 평균/최소값을 비교하여 충전 및 방전을 제한하고 있다.When the battery management system (BMS) manages the charging and discharging of the battery, the state of the battery module, that is, the maximum voltage value and the minimum voltage value of the battery module is compared, and the average / maximum or average / minimum value of the battery module voltage is determined. In comparison, charging and discharging are limited.
다시 말하여 충전시에는 충전량이 많은 모듈에 의해 충전 전압이 제한되도록 하고, 방전시에는 충전량이 낮은 모듈에 의해 방전 전압이 제한되도록 하고 있다.In other words, the charging voltage is limited by the module having a large charge amount during charging, and the discharge voltage is limited by the module having a low charge amount during discharge.
엔진 하이브리드 전기 자동차 및 연료 전지 하이브리드 전기 자동차 및 순수 전기 자동차에 적용되고 있는 배터리는 모터의 구동에 필요한 대용량 고전압을 위하여 다수개의 배터리 모듈로 구성되는데, 각 배터리 모듈은 구성되는 배터리의 품질과 팩 구성시의 품질문제 등으로 인하여 반복적인 충전과 방전 그리고 사용시간에 따라 각기 다른 노후화의 특성을 갖고 있다.Engine Hybrid Electric Vehicles and Fuel Cells The batteries used in hybrid electric vehicles and pure electric vehicles are composed of a plurality of battery modules for the high-capacity high voltage required for driving the motors. Due to the quality problems of, it has different characteristics of aging according to repeated charging and discharging and usage time.
따라서, 각 배터리 모듈간의 특성 및 상태가 불균형을 이루고 있는 관계로, 충전시에 충분한 전압의 충전이 이루어지지 못하여 충전량이 모자라게 되고, 방전시에는 모터측에 충분한 에너지를 공급할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.Therefore, due to the imbalance between the characteristics and states of each battery module, a sufficient voltage cannot be charged at the time of charging, resulting in insufficient charge, and a problem in that sufficient energy cannot be supplied to the motor side at the time of discharge. .
또한, 배터리의 충전 및 방전을 수행하는데 단순 비교값에 의존하는 관계로 노후화가 진행되는 특정 배터리 모듈이 악조건에 장시간 방치되어 노후화를 가속시키게 되는 문제점을 발생시킨다.In addition, since a specific battery module in which aging proceeds is left in a bad condition for a long time because it depends on a simple comparison value to perform charging and discharging of the battery, it causes a problem of accelerating aging.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 전기 자동차에 장착되는 배터리의 각 모듈에 대한 노후화 정도를 판별하여 각 배터리 모듈이 비슷한 충전 용량을 갖도록 회복 충전을 제어하며, 다수개의 배터리 모듈이 비슷한 노후화가 진행되고 있는 경우에는 가용 에너지가 커져 일충전 거리가 줄어드는 것을 방지하고, 지정된 교체 기준 시점(정격용량 대비 약 70%)에서 배터리 팩 전체의 교환을 유도하도록 한 것이다.The present invention was invented to solve the above problems, the object of which is to determine the degree of aging for each module of the battery mounted on the electric vehicle to control the recovery charging so that each battery module has a similar charging capacity, When the two battery modules are undergoing similar aging, the available energy is increased to prevent the charging distance from decreasing, and the replacement of the battery pack is induced at the designated replacement reference point (about 70% of the rated capacity).
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 전기 자동차에 있어서, 배터리의 현재 모드 상태를 검출 판정하는 과정과; 상기에서 배터리 모드가 충전 모드이면 각 배터리 모듈의 최대 전압과 최소 전압을 검출하고, 최대 전압과 최소 전압으로부터 평균 전압을 산출하는 과정과; 상기 배터리 모듈 각 전압의 상관 관계로부터 회복 충전 여부를 결정하는 과정과; 상기에서 회복 충전이 필요한 경우 용량 대비 설정된 일정량의 저 전류 및 전압의 공급으로 회복 충전을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 회복 충전방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electric vehicle, comprising: detecting and determining a current mode state of a battery; Detecting a maximum voltage and a minimum voltage of each battery module and calculating an average voltage from the maximum voltage and the minimum voltage when the battery mode is the charging mode; Determining whether to recover recovery from the correlation of the voltages of the battery modules; When the recovery charge is required in the above it provides a method for recovering the battery of the electric vehicle comprising the step of performing the recovery charge by supplying a predetermined amount of low current and voltage compared to the capacity.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 전기 자동차의 배터리 회복 충전장치는, 하이브리드 전기 자동차에 구비되는 각 구성요소들의 제어기 전체를 통합 제어하여 차량의 구동을 제어하는 HCU(Hybrid Control Unit;10)과, HCU(10)에서 인가되는 제어신호에 따라 토크 제어 및 속도 제어신호를 출력하여 모터(60)로 하여금 최적의 구동력 발생이 되도록 하고, 제동 제어시 회생 에너지의 발전이 일어나도록 하며, 동력원인 배터리(50)가 항상 적정한 충전상태를 유지하도록 하는 MCU(Motor Control Unit;20)와, 상기 MCU(20)의 제어에 따른 PWM(Pulse Width Modulation) 제어로 내부의 IGBT소자가 스위칭되어 배터리(50)의 DC 전압을 3상 전압으로 변환시켜 모터(60)에 공급하는 인버터(30)와, 배터리(50)의 작동 영역내에서 전류와 전압 및 온도 등을 검출하여 제반적인 상태를 관리하는 BMS(Battery Management System;40)로 구성된다.As can be seen in Figure 1, the battery recovery charging device for an electric vehicle according to the present invention, a hybrid control unit (HCU) for controlling the driving of the vehicle by integrally controlling the entire controller of each component provided in the hybrid electric vehicle; ), And outputs torque control and speed control signals in accordance with the control signal applied from the HCU 10 to allow the motor 60 to generate an optimal driving force, and to generate regenerative energy during braking control. The IGBT element is switched by the MCU (Motor Control Unit) 20 and the PWM (Pulse Width Modulation) control according to the control of the MCU 20 to ensure that the in-battery 50 always maintains an appropriate state of charge. The inverter 30 converts the DC voltage of 50 into a three-phase voltage and supplies it to the motor 60, and detects current, voltage, temperature, and the like in the operating region of the battery 50, and manages overall conditions. It consists of BMS (Battery Management System) 40.
상기한 구성 요소 이외에 다양한 구성 요소가 더 포함되나, 본 발명에 직접적으로 관련되지 않는 구성 요소에 대해서는 통상의 기능을 적용한다.Various components are further included in addition to the above components, but conventional functions are applied to components that are not directly related to the present invention.
상기한 기능을 포함하는 기능을 갖는 본 발명에 따른 전기 자동차에서 배터리 회복 충전 제어를 수행하는 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.An operation of performing battery recovery charge control in an electric vehicle according to the present invention having a function including the above function will be described below.
먼저, 배터리의 충전 모드에서의 회복 충전 제어에 대한 동작을 설명한다.First, the operation of the recovery charging control in the charging mode of the battery will be described.
전기 자동차의 운행 혹은 정차 중인 상태에서 BMS(40)는 배터리(50)의 정보를 판독하여 현재 충전 모드에 있는지를 판단한다(S211).In operation or stopping of the electric vehicle, the BMS 40 reads the information of the battery 50 to determine whether it is currently in a charging mode (S211).
배터리(50)가 충전 모드를 유지하고 있는 것으로 판단되면 배터리 팩을 구성하고 있는 각 모듈의 최대 전압(Vmax)과 최소 전압(Vmin)을 검출하고, 검출된 최대 전압(Vmax)과 최소 전압(Vmin)으로 평균 전압(Vavg)을 산출한다(S212).When it is determined that the battery 50 is in the charging mode, the maximum voltage Vmax and the minimum voltage Vmin of each module constituting the battery pack are detected, and the detected maximum voltage Vmax and the minimum voltage Vmin are detected. In step S212, the average voltage Vavg is calculated.
이후, 상기 검출된 최대 전압(Vmax)에서 최소 전압(Vmin)을 차 연산한 값에 절대값을 취하고, 이 값이 배터리의 스펙상으로 설정되는 허용 전압(Vdel) 보다 큰 값을 유지하고 있는지를 판단한다(S213).Thereafter, an absolute value is taken from the value obtained by subtracting the minimum voltage Vmin from the detected maximum voltage Vmax, and it is determined whether the value is kept larger than the allowable voltage Vdel set on the specification of the battery. It is determined (S213).
상기에서 허용 전압(Vdel)보다 작은 값을 갖는 것으로 판단되면 최대 전압(Vmax)에서 평균 전압(Vavg)을 차 연산하여 절대값을 취한 다음 설정된 비례상수(N)를 곱 연산하여 산출되는 값이 평균 전압(Vavg)에서 최소 전압(Vmin)을 차 연산하여 절대값을 취한 값 보다 작은 값을 갖는지를 판단한다(S214).If it is determined as having a value smaller than the allowable voltage (Vdel), the absolute value is calculated by calculating the average voltage (Vavg) at the maximum voltage (Vmax) and then calculated by multiplying the set proportional constant (N) is the average The minimum voltage Vmin is differentially calculated from the voltage Vavg to determine whether it has a value smaller than the value of the absolute value (S214).
상기 S214의 판단에서 큰 값을 갖는 것으로 판단되면 최소 전압(Vmin)에서 평균 전압(Vavg)을 차 연산하여 절대값을 취한 다음 설정된 비례상수(N)를 곱 연산하여 산출되는 값이 최대 전압(Vmax)에서 평균 전압(Vavg)을 차 연산하여 절대값을 취한 값 보다 작은 값을 갖는지를 판단한다(S215).If it is determined in S214 that the value has a large value, the average voltage Vavg is calculated from the minimum voltage Vmin to take an absolute value, and the value calculated by multiplying the set proportional constant N is the maximum voltage Vmax. In step S215, the average voltage Vavg is calculated differently to determine whether the average voltage Vavg has a smaller value than the absolute value.
상기 S215의 판단에서 큰 값을 갖는 것으로 판단되면 현재 배터리(50)가 회복 충전중에 있는지를 판단하여(S216), 회복 충전중에 있는 것으로 판단되면 상기 S211의 루틴으로 리턴하여 전술한 과정을 반복적으로 수행하고, 회복 충전중에 있자 않은 상태이면 정상 충전으로 전환하거나 현재의 충전 모드를 지속적으로 유지하여 준다(S217).If it is determined in step S215 that it has a large value, it is determined whether the current battery 50 is in recovery charging (S216). If it is determined that recovery is in charging, the routine returns to the routine of S211 to repeatedly perform the above-described process. And, if not in the state of recovery charging, switch to normal charging or maintains the current charging mode continuously (S217).
이후, SOC 값의 판독을 통해 만충전이 완료되었는지를 판단하며(S218), 만충전이 완료되지 않은 상태이면 상기 S211의 루틴으로 리턴하여 전술한 과정을 반복적으로 수행하고, 만충전이 완료된 것으로 판단되면 주행중 회복 충전 지시가 검출되었는지를 판단한다(S219).Subsequently, it is determined whether the full charge is completed by reading the SOC value (S218). If the full charge is not completed, the routine returns to the routine of S211 and repeatedly performs the above-described process. It is determined whether a charging instruction is detected (S219).
상기 S219에서 주행중 회복 충전 지시가 검출되었으면 상기 S211의 루틴으로 리턴하여 전술한 과정을 반복적으로 수행하고, 주행중 회복 충전 지시가 검출되었으면 회복 충전 모드로 진입하여 배터리(50)의 각 모듈이 균등하게 회복 충전이 수행되도록 제어한다(S220).If the recovery charging instruction while driving is detected in S219, the routine returns to the routine of S211 to repeatedly perform the above-described process. If the recovery charging instruction while driving is detected, the battery enters the recovery charging mode and recovers each module of the battery 50 evenly. Control to perform the charging (S220).
이후, 충전 종료 신호가 검출되는지를 판단하여(S221) 충전 종료가 검출되면 충전 동작을 완료하고, 충전 종료가 검출되지 않으면 상기 S211의 루틴으로 리턴하여 전술한 과정을 반복 수행한다.Thereafter, it is determined whether the charging end signal is detected (S221), and when the charging end is detected, the charging operation is completed. If the charging end is not detected, the charging operation is returned to the routine of S211 to repeat the above-described process.
또한, 상기 S213의 판단에서 검출된 최대 전압(Vmax)에서 최소 전압(Vmin)을 차 연산한 값에 절대값을 취한 값이 배터리의 스펙상으로 설정되는 허용 전압(Vdel) 보다 큰 값을 유지하고 있는 것으로 판단되거나 상기 S214에서 최대 전압(Vmax)에서 평균 전압(Vavg)을 차 연산하여 절대값을 취한 다음 설정된 비례상수(N)를 곱 연산하여 산출되는 값이 평균 전압(Vavg)에서 최소 전압(Vmin)을 차 연산하여 절대값을 취한 값 보다 작은 값을 갖는 것으로 판단되거나 S215의 판단에서 최소 전압(Vmin)에서 평균 전압(Vavg)을 차 연산하여 절대값을 취한 다음 설정된 비례상수(N)를 곱 연산하여 산출되는 값이 최대 전압(Vmax)에서 평균 전압(Vavg)을 차 연산하여 절대값을 취한 값 보다 작은 값을 갖는 것으로 판단되면 배터리(50)의 각 모듈간 균등한 노후화가 진행되지 않은 것으로 판단하여 회복 충전 모드로 진입하여 각 배터리 모듈이 균등한 충전이 수행될 수 있도록 제어하며(S220), 충전 종료 여부를 판단하여 충전 완료 여부를 결정한다(S221).In addition, a value obtained by taking an absolute value from a value calculated by subtracting the minimum voltage Vmin from the maximum voltage Vmax detected in the determination of S213 is kept larger than the allowable voltage Vdel set in the specification of the battery. It is determined that there is, or that the value calculated by calculating the absolute value by calculating the average voltage Vavg at the maximum voltage Vmax in S214 and then multiplying the set proportional constant N is the minimum voltage (Vavg). Vmin) is calculated to have a smaller value than the absolute value, or S215 determines the absolute value by calculating the average voltage (Vavg) at the minimum voltage (Vmin), and then sets the proportional constant (N). If it is determined that the value calculated by the multiplication operation has a value smaller than the value obtained by taking the average voltage Vavg from the maximum voltage Vmax and taking the absolute value, no equal aging between the modules of the battery 50 is performed. Plate And to control and determines whether or not (S220), end-of-charge so that the charge which is equal for each battery module can be carried out by entering the recovery mode, charging and determines whether charging is complete (S221).
상기의 회복 충전모드에서의 충전 전류는 용량 대비 5내지 10%의 일정한 저전류 및 저전압을 설정된 시간 이내로 공급하여 충전이 수행되도록 제어한다.일 예를 들어 배터리의 정격 용량이 60Ah인 경우 6A 이내의 전압을 30분 이내로 공급한다.또한, 배터리(50)의 방전 모드에서 가용한 최대 전압의 출력을 제어하는 방전 모드에서의 동작은 다음과 같다.In the above recovery charging mode, the charging current is controlled so that charging is performed by supplying a constant low current and a low voltage of 5 to 10% of the capacity within a set time. For example, when the rated capacity of the battery is 60 Ah, the charging current is within 6 A. The voltage is supplied within 30 minutes. Further, the operation in the discharge mode for controlling the output of the maximum voltage available in the discharge mode of the battery 50 is as follows.
삭제delete
전기 자동차의 운행 혹은 정차 중인 상태에서 BMS(40)는 배터리(50)의 정보를 판독하여 현재 방전 모드에 있는지를 판단한다(S311).In operation or stopping of the electric vehicle, the BMS 40 reads the information of the battery 50 and determines whether the battery is currently in the discharge mode (S311).
배터리(50)가 방전 모드를 유지하고 있는 것으로 판단되면 배터리 팩을 구성하고 있는 각 모듈의 최대 전압(Vmax)과 최소 전압(Vmin)을 검출하고, 검출된 최대 전압(Vmax)과 최소 전압(Vmin)으로 평균 전압(Vavg)을 산출한다(S312).When it is determined that the battery 50 is in the discharge mode, the maximum voltage Vmax and the minimum voltage Vmin of each module constituting the battery pack are detected, and the detected maximum voltage Vmax and the minimum voltage Vmin are detected. ), The average voltage Vavg is calculated (S312).
이후, 상기 검출된 최대 전압(Vmax)에서 최소 전압(Vmin)을 차 연산한 값에 절대값을 취하고, 이 값이 배터리의 스펙상으로 설정되는 허용 전압(Vdel) 보다 큰 값을 유지하고 있는지를 판단한다(S313).Thereafter, an absolute value is taken from the value obtained by subtracting the minimum voltage Vmin from the detected maximum voltage Vmax, and it is determined whether the value is kept larger than the allowable voltage Vdel set on the specification of the battery. It is determined (S313).
상기에서 허용 전압(Vdel)보다 작은 값을 갖는 것으로 판단되면 최대 전압(Vmax)에서 평균 전압(Vavg)을 차 연산하여 절대값을 취한 다음 설정된 비례상수(N)를 곱 연산하여 산출되는 값이 평균 전압(Vavg)에서 최소 전압(Vmin)을 차 연산하여 절대값을 취한 값 보다 작은 값을 갖는지를 판단한다(S314).If it is determined as having a value smaller than the allowable voltage (Vdel), the absolute value is calculated by calculating the average voltage (Vavg) at the maximum voltage (Vmax) and then calculated by multiplying the set proportional constant (N) is the average The minimum voltage Vmin is calculated differently from the voltage Vavg to determine whether it has a value smaller than the value of the absolute value (S314).
상기 S214의 판단에서 큰 값을 갖는 것으로 판단되면 최소 전압(Vmin)에서 평균 전압(Vavg)을 차 연산하여 절대값을 취한 다음 설정된 비례상수(N)를 곱 연산하여 산출되는 값이 최대 전압(Vmax)에서 평균 전압(Vavg)을 차 연산하여 절대값을 취한 값 보다 작은 값을 갖는지를 판단한다(S315).If it is determined in S214 that the value has a large value, the average voltage Vavg is calculated from the minimum voltage Vmin to take an absolute value, and the value calculated by multiplying the set proportional constant N is the maximum voltage Vmax. In step S315, the average voltage Vavg is calculated differently to determine whether the average voltage Vavg is smaller than the absolute value.
상기 S315의 판단에서 작은 값을 갖는 것으로 판단되면 방전이 종료되었는지를 판단하여(S318), 방전 종료로 판단되면 방전 모드를 종료하고 방전 종료가 검출되지 않으면 상기 311의 루틴으로 리턴하여 전술한 과정을 반복한다.If it is determined in step S315 that it has a small value, it is determined whether the discharge is terminated (S318). If it is determined that the discharge is terminated, the discharge mode is terminated. If the discharge is not detected, the routine returns to the routine of 311. Repeat.
또한, 상기 S313의 판단에서 검출된 최대 전압(Vmax)에서 최소 전압(Vmin)을 차 연산한 값에 절대값을 취한 값이 배터리의 스펙상으로 설정되는 허용 전압(Vdel)보다 큰 값을 유지하고 있는 것으로 판단되거나 상기 S314에서 최대 전압(Vmax)에서 평균 전압(Vavg)을 차 연산하여 절대값을 취한 다음 설정된 비례상수(N)를 곱 연산하여 산출되는 값이 평균 전압(Vavg)에서 최소 전압(Vmin)을 차 연산하여 절대값을 취한 값 보다 작은 값을 갖는 것으로 판단되거나 S315의 판단에서 최소 전압(Vmin)에서 평균 전압(Vavg)을 차 연산하여 절대값을 취한 다음 설정된 비례상수(N)를 곱 연산하여 산출되는 값이 최대 전압(Vmax)에서 평균 전압(Vavg)을 차 연산하여 절대값을 취한 값 보다 작은 값을 갖는 것으로 판단되면 노후화에 의해 상태가 나쁜 배터리 모듈을 보호하기 위하여 방전 전압의 출력 제한을 지시함과 동시에 해당 배터리 모듈에 대하여 회복 충전이 필요함을 지시하여 준다(S317).상기한 설명에서 적용되는 비례상수(N)는 배터리의 제조상 용량 허용 차이값을 의미하며, 본 발명에서의 비례상수(N)은 예를 들어 '3'으로 한다.즉, 다수의 배터리가 연결되는 경우 배터리 제조상 허용하는 용량차이로 인하여 상대적인 용량차이가 자연적으로 발생한다.예를 들어 100Ah의 배터리에서 제조상 허용 용량차이가 98Ah ~ 102Ah라면, 기준 용량대비 +,- 2%의 용량차이가 허락된다.따라서, SOC가 30%일 경우 30Ah의 용량차이 2%는 0.6Ah가 되며, 이는 허용 용량차이 이다.30Ah의 경우 기준 전압이 12V이고 위로 12.2V, 아래로 11.8V가 허용 전압이라면 SOC가 30%인 경우의 용량차이 2%의 전압차가는 0.2V가 된다.이와 같이 배터리의 제조상 용량 허용 차이값인 비례상수(N =3)를 적용함으로써, 평균전압을 기준으로 모듈의 최대 전압과 최소 전압의 차이가 N배수가 되는 경우 배터리의 회복 충전이 가능하다고 판단하게 된다.따라서, 다수의 배터리중에서 제일 상태가 좋지 않은 배터리가 과방전되기 이전에 최소/최대 전압의 차가 비례상수(N)의 배수가 되는 것을 방전 중간에 감지함으로써, 회복충전이 필요한 배터리 모듈을 신속하게 찾아 과방전으로 인한 배터리 상태가 더 이상 나쁘게 하지 않고 회복 충전을 빠르게 할 수 있도록 하는 판단을 제공한다.In addition, a value obtained by taking an absolute value from a value calculated by subtracting the minimum voltage Vmin from the maximum voltage Vmax detected in the determination of S313 maintains a value larger than the allowable voltage Vdel set in the specification of the battery. It is determined that there is, or that the value calculated by calculating the absolute value by calculating the average voltage Vavg at the maximum voltage Vmax in S314 and then multiplying the set proportional constant N is the minimum voltage (Vavg). Vmin) is determined to have a value smaller than the absolute value, or S315 determines the absolute value by calculating the average voltage (Vavg) at the minimum voltage (Vmin), and then sets the set proportional constant (N). If it is determined that the value calculated by multiplying has a value smaller than the value obtained by taking the average voltage Vavg from the maximum voltage Vmax and taking the absolute value, before the discharge to protect the bad battery module due to aging. In addition to indicating the output limit of the pressure and at the same time indicates that the recovery charge is required for the battery module (S317). The proportional constant (N) applied in the above description means the manufacturing capacity allowable difference value of the battery, In the present invention, the proportionality constant N is, for example, '3', i.e., when a plurality of batteries are connected, a relative capacity difference naturally occurs due to a capacity difference allowable in battery manufacturing. For example, a battery of 100 Ah If the manufacturing allowance difference is 98Ah ~ 102Ah, then a +/- 2% capacity difference is allowed compared to the reference capacity.So, at 30% SOC, the 2% capacity difference of 30Ah is 0.6Ah, which is the allowable capacity difference. In the case of 30Ah, if the reference voltage is 12V, 12.2V up, and 11.8V down, the voltage difference of 2% of the difference in capacity when SOC is 30% is 0.2V. Proportional phase as a value By applying the number (N = 3), it is determined that the battery can be recovered and recharged when the difference between the maximum voltage and the minimum voltage of the module becomes N multiples based on the average voltage. By detecting that the difference between the minimum and maximum voltages is a multiple of the proportional constant (N) before the bad battery is over discharged, it quickly finds the battery module that needs to be recharged and the battery state due to the over discharge is no longer present. Provide judgment that will speed up the recovery charge without making it bad.
상기한 회복 충전을 적용하는 경우 도 3 및 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 각 배터리의 모듈 전압이 평균 전압(Vavg)에 대비하여 최대 전압(Vmax)과 최소 전압(Vmin)이 대칭을 이루어 배터리 모듈의 노후화가 전체적으로 균등하게 진행된 경우에는 허용 전압(Vdel)의 차이를 이용하여 회복 충전을 수행하며, 계속되는 충방전 진행속에 최대 전압(Vmax)과 최소 전압(Vmin)의 차이가 벌어지는 시점, 즉 SOC 10% 이하에서 운행되지 않는다면 각 배터리 모듈에 대하여 지속적인 사용이 가능하다.3 and 4, the module voltage of each battery is symmetrical to the maximum voltage Vmax and the minimum voltage Vmin as compared to the average voltage Vavg. When the aging of the module is uniformly performed, recovery charging is performed by using the difference of the allowable voltage (Vdel), and the time point at which the difference between the maximum voltage (Vmax) and the minimum voltage (Vmin) increases during continuous charge and discharge, that is, SOC If not running below 10%, continuous use of each battery module is possible.
또한, 첨부된 도 5 및 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 각 배터리 모듈의 전압이 평균 전압(Vavg)에 대비하여 최대 전압(Vmax)과 최소 전압(Vmin)이 약간의 비대칭과 전압 차이를 갖는 경우, 허용 전압(Vdel)차이를 이용하여 회복 충전을 수행하지 않고, 각 배터리 모듈간의 전압차에 비대칭이 진행되고 있어 평균 전압(Vavg)을 기준으로 하여 회복 충전을 수행하도록 제어한다.5 and 6, the voltage of each battery module has a slight asymmetry and a voltage difference between the maximum voltage Vmax and the minimum voltage Vmin relative to the average voltage Vavg. In this case, the recovery charging is not performed by using the difference of the allowable voltage Vdel, and the asymmetry is progressing in the voltage difference between the battery modules so that the recovery charging is performed based on the average voltage Vavg.
따라서, 노후화가 빠른 배터리 모듈이 극한 상황에 노출되는 것을 도면의 빗금친 부분만큼 방지할 수 있는 효과를 제공하게 된다.Therefore, it is possible to provide an effect of preventing the aging battery module from being exposed to an extreme situation by the hatched portion of the drawing.
상기한 바와 같은 회복 충전 제어는 도 7 및 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 충전 모드에서 일정한 평균 전류, 예를 들어 13A로 충전을 수행함에 따라 각 배터리 모듈이 만충전의 레벨인 대략 SOC 90%에 도달하기까지 정상적인 충전을 수행하고, 이후 노후 모듈에 대하여 낮은 평균 전류, 예를 들어 3A의 전류로 일정시간 회복 충전을 수행하여 노후화된 모듈이 최적의 충전 전압을 갖을 수 있도록 함으로써, 각 배터리 모듈간의 전압 균형을 유지하여 준다.The recovery charge control as described above can be seen in FIGS. 7 and 8 as each battery module performs charging at a constant average current, e.g., 13A, in a charge mode at approximately SOC 90%, the level of full charge. Normal charging is performed until it is reached, and then the recovery of the old module is performed for a predetermined time with a low average current, for example, 3 A, so that the aged module has an optimal charging voltage. Keep the voltage balanced.
상기한 정상 충전과 회복 충전에 따라 각 배터리 모듈의 전압과 온도와의 관계는 첨부된 도 9와 같이 되며, 각 배터리 모듈의 충전은 빗금친 부분과 같이 최적의 상태를 유지하게 된다.According to the normal charging and recovery charging, the relationship between the voltage and the temperature of each battery module is as shown in FIG. 9, and the charging of each battery module is maintained in an optimal state as shown by the hatched portion.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전기 자동차에서 배터리 모듈의 충전시 각 모듈에 대하여 충분한 충전이 이루어질 수 있도록 배터리 상태를 관리하고, 방전시에 차량이 필요로 하는 가용한 에너지를 최대로 사용할 수 있으며, 상태가 나쁜 배터리 모듈이 악조건에 노출되는 것을 최소화하여 균등한 노후화의 진행을 통해 안정성을 제공한다. As described above, the present invention manages the battery state so that sufficient charge can be made for each module when the battery module is charged in the electric vehicle, and can maximize the available energy required by the vehicle during discharge. Minimize the exposure of bad battery modules to bad conditions, providing stability through the process of aging evenly.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 회복 충전장치에 대한 개략적인 구성 블록도.1 is a schematic configuration block diagram of a battery recovery charging device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 전기 자동차에서 배터리 회복 충전 제어를 수행하는 흐름도.2 is a flow chart for performing battery recovery charge control in an electric vehicle according to one embodiment of the invention.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 전기 자동차의 배터리 회복 충전에서 균형적인 노후화가 진행된 배터리 모듈의 전압 변화 곡선을 도시한 그래프.3 and 4 are graphs showing a voltage change curve of a battery module subjected to balanced aging in battery recovery charging of an electric vehicle according to the present invention.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 전기 자동차의 배터리 회복 충전에서 비균형적 노후화가 진행된 배터리 모듈의 전압 변화 곡선을 도시한 그래프.5 and 6 are graphs showing a voltage change curve of a battery module undergoing asymmetrical aging in battery recovery charging of an electric vehicle according to the present invention.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 전기 자동차의 배터리 회복 충전 과정에서의 전압 변화 곡선을 도시한 그래프.7 to 9 are graphs showing a voltage change curve in a battery recovery charging process of an electric vehicle according to the present invention.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0033703A KR100507486B1 (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Method for battery recovery charge of electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0033703A KR100507486B1 (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Method for battery recovery charge of electric vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040102296A KR20040102296A (en) | 2004-12-04 |
| KR100507486B1 true KR100507486B1 (en) | 2005-08-17 |
Family
ID=37378611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0033703A KR100507486B1 (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Method for battery recovery charge of electric vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100507486B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10576841B2 (en) | 2016-09-26 | 2020-03-03 | Hyundai Motor Company | Battery management system and method of vehicle |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102370145B1 (en) * | 2017-08-11 | 2022-03-04 | 현대자동차주식회사 | Battery Management apparatus, Vehicle and method for controlling the same |
-
2003
- 2003-05-27 KR KR10-2003-0033703A patent/KR100507486B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10576841B2 (en) | 2016-09-26 | 2020-03-03 | Hyundai Motor Company | Battery management system and method of vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20040102296A (en) | 2004-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8928281B2 (en) | Battery control apparatus, vehicle, and battery control method | |
| CA2274476C (en) | Battery control apparatus for hybrid powered vehicle | |
| US5905360A (en) | Battery system and electric motor vehicle using the battery system with charge equalizing features | |
| US20100134065A1 (en) | Electric system, charging device and charging method for electric system | |
| US7148656B2 (en) | Capacity adjustment apparatus for battery pack and capacity adjustment method for battery pack | |
| JP4081970B2 (en) | Battery pack voltage adjustment device and battery pack voltage adjustment method | |
| US20100289452A1 (en) | Power supply apparatus for vehicles | |
| JPH10290535A (en) | Battery charger | |
| JPH10295045A (en) | Control apparatus for power generation of hybrid electric vehicle | |
| US20180154794A1 (en) | Range extending apparatus for electric vehicle and control method thereof | |
| JP3620517B2 (en) | Voltage control device for battery pack | |
| JP2002369391A (en) | Method and device for controlling residual capacity of secondary battery | |
| JP2001196102A (en) | Integrated battery control unit | |
| WO2012105448A1 (en) | Battery module, battery system, power supply apparatus, and moving body | |
| KR20110041994A (en) | Power supply and a vehicle having the same, and method for controlling charge and discharge of power supply | |
| CN101842927B (en) | Fuel cell output control device | |
| JP2005051921A (en) | Charge/discharge controller, control method and program of battery pack, and battery control system | |
| JP3849541B2 (en) | Charge / discharge control method for battery pack | |
| JP2004031014A (en) | Maximum charge-discharge power calculation method and device for battery pack including parallel connection battery | |
| JP2004015924A (en) | Battery pack controller and control system | |
| CN112384405B (en) | Method of controlling battery system in vehicle | |
| JP2001103614A (en) | Remaining capacity detector of power accumulation device | |
| KR100460893B1 (en) | The battery management method of hybrid electric vehicle and method thereof | |
| KR100507486B1 (en) | Method for battery recovery charge of electric vehicle | |
| JP2003111204A (en) | Charge and discharge control method for hybrid car power source unit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120731 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130731 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150731 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |