KR100623743B1 - An open circuit voltage determination device of vehicle using 42 voltage power system and method thereof - Google Patents

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Abstract

42V 전원 시스템이 적용되는 차량에서 엔진의 시동 요구시 36V 배터리에 대한 무부하 전압(Open Circuit Voltage ; OCV)의 검출을 통해 36V 배터리에 대한 SOC(State Of Charge)의 관리 및 제어에 정밀성을 제공하도록 하는 것으로,In vehicles with a 42V power system, detection of open circuit voltage (OCV) for a 36V battery is required to provide precision in the management and control of a state of charge (SOC) for a 36V battery when an engine is started. In that,

36V의 전원을 저장하며, 42V 부하 전원을 담당하고 엔진 시동시 기동 전류를 공급하는 제1배터리와, 14V의 부하 전원을 담당하고, 상기 제1배터리의 전원에 의해 충전되는 제2배터리와, 상기 제1배터리의 직류 전압을 3상 전압으로 상변환하여 ISG의 기동이 이루어지도록 하고, ISG에서 발전되는 전압을 DC로 변환시켜 제1배터리에 충전 전압으로 공급하는 인버터와, 상기 제1배터리의 양 단자에 직접 연결되고, 제1배터리의 전원에 의해 동작되며, 상기 제1배터리에 대한 제반적인 SOC를 관리하는 BMS를 포함되며, 상기 BMS내에 구성되며, 엔진의 시동 요구시 무부하 전압의 검출을 위한 제어와 부무하 전압의 검출 후 상기 인버터내의 커패시터에 유입되는 초기 돌입 전류가 발생되지 않도록 하는 제어를 실행하며, 엔진의 정상적인 시동이 완료되면 충전 제어를 위한 제어를 실행하는 프로세서와, 상기 제1배터리의 일측 단자에 병렬로 접속되어 인버터에 연결되며, 상기 프로세서에서 인가되는 제어신호에 따라 스위칭 되어 제1배터리와 인버터간의 전원 공급 라인을 단속하는 제1,제2릴레이 및 상기 제1릴레이와 인버터의 사이에 설치되어 제1릴레이를 통해 인버터에 공급되는 제1배터리의 전류를 제한하는 저항을 포함한다.A first battery that stores power of 36V and is responsible for a 42V load power supply and supplies a starting current at engine start-up; a second battery that is responsible for a 14V load power supply and is charged by the power of the first battery; The inverter converts the DC voltage of the first battery into a three-phase voltage to start the ISG, converts the voltage generated by the ISG into DC, and supplies the charged voltage to the first battery as a charging voltage, and the amount of the first battery. Directly connected to the terminal, operated by the power source of the first battery, and includes a BMS that manages the overall SOC for the first battery, is configured in the BMS, for the detection of no-load voltage at the start-up of the engine After the control and the detection of the no-load voltage, control is performed to prevent the initial inrush current flowing into the capacitor in the inverter, and to control charging when the engine is normally started. A processor that executes control, and is connected in parallel to one terminal of the first battery and connected to the inverter, and switched according to a control signal applied from the processor to control the power supply line between the first battery and the inverter; And a resistor disposed between the second relay and the first relay and the inverter to limit the current of the first battery supplied to the inverter through the first relay.

42V 전원 시스템, BMS, SOC, 무부하 전압42V power system, BMS, SOC, no-load voltage

Description

42V 전원 시스템이 적용되는 차량의 무부하 전압 측정장치 및 방법{AN OPEN CIRCUIT VOLTAGE DETERMINATION DEVICE OF VEHICLE USING 42 VOLTAGE POWER SYSTEM AND METHOD THEREOF}No-load voltage measuring device and method for vehicle with 42 V power system {AN OPEN CIRCUIT VOLTAGE DETERMINATION DEVICE OF VEHICLE USING 42 VOLTAGE POWER SYSTEM AND METHOD THEREOF}

도 1은 차량에 적용되는 42V 전원 시스템의 개략적 구성도.1 is a schematic diagram of a 42V power supply system applied to a vehicle.

도 2는 도 1의 구성에서 본 발명에 따른 BMS에 대한 상세 구성도.Figure 2 is a detailed configuration diagram for the BMS according to the present invention in the configuration of FIG.

도 3은 본 발명에 따른 42V 전원 시스템에서 36V 배터리의 SOC와 무부하 전압의 관계를 도시한 그래프.3 is a graph showing the relationship between SOC and no-load voltage of a 36V battery in a 42V power system according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따라 42V 전원 시스템이 적용되는 차량에서 36V 배터리의 무부하 전압 측정을 실행하는 일 실시예의 흐름도.4 is a flow diagram of one embodiment for performing a no-load voltage measurement of a 36V battery in a vehicle to which a 42V power system is applied in accordance with the present invention.

도 5는 본 발명에 따라 42V 전원 시스템이 적용되는 차량에서 36V 배터리의 무부하 전압 측정 및 초기 돌입전류 방지 제어에 타이밍도. 5 is a timing diagram for no-load voltage measurement and initial inrush current control of a 36V battery in a vehicle to which a 42V power system is applied in accordance with the present invention.

본 발명은 42V 전원 시스템이 적용되는 차량에 관한 것으로, 더 상세하게는 엔진의 시동 요구시 36V 배터리에 대한 무부하 전압(Open Circuit Voltage ; OCV)의 검출을 통해 36V 배터리에 대한 SOC(State Of Charge)의 관리 및 제어에 정밀성 을 제공하도록 하는 42V 전원 시스템이 적용되는 차량의 무부하 전압 측정장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle to which a 42V power system is applied, and more particularly, to a state of charge (SOC) for a 36V battery by detecting an open circuit voltage (OCV) for a 36V battery when an engine is required to start. The present invention relates to an apparatus and a method for measuring a no-load voltage of a vehicle to which a 42V power system is applied to provide precision in the management and control of a battery.

통상적으로 차량에는 14V의 전원 시스템을 적용하고 있으며, 14V의 전원 시스템으로서 공급할 수 있는 최대 전력 용량은 설계에 따라 다소 변동이 있겠으나, 대략 2KW 정도이다.In general, a 14V power system is applied to a vehicle, and the maximum power capacity that can be supplied as a 14V power system may vary depending on the design, but is about 2KW.

상기한 14V 전원 시스템은 가격적인 측면에서 유리하나, 발전 효율이 낮은 단점과 발전량을 부하량에 따라 조절할 수 없는 한계를 갖고 있다.The 14V power supply system is advantageous in terms of cost, but has a disadvantage in that power generation efficiency is low and the amount of power generation cannot be adjusted according to the load.

신기술의 개발에 따라 차량에는 전기식 워터 펌프, 냉각 팬 모터, 전동식 에어콘 시스템, 냉난방 통풍 시트, 전동식 파워 스티어링, 액티브 서스펜션, 점화제어장치, 연료분사 제어장치, 엔진밸브 제어장치, 전자식 열촉매장치, 프리 히터, 멀티 미디어, 텔레매틱스, 라이트 비젼, 후방감시 카메라 등의 다양한 전장 부하가 장착되고 있는바, 이들의 적용에 따른 전장 부하의 증가로 현재의 14V 전원 시스템으로는 상기한 각종 부하 요소에 안정된 전압을 제공할 수 없는 단점이 발생한다.With the development of new technologies, vehicles include electric water pumps, cooling fan motors, electric air conditioning systems, heating and cooling ventilating seats, electric power steering, active suspension, ignition controls, fuel injection controls, engine valve controls, electronic thermal catalysts, free Various electric loads such as heaters, multimedia, telematics, light vision, rear surveillance cameras, etc. are installed. Due to the increase in electric loads due to their application, the current 14V power system provides stable voltages to the various load elements. There is a disadvantage that cannot be provided.

따라서, 늘어나는 전장 부하에 따라 발생되는 다양한 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 차세대 전원체계로 14V 전원 시스템에서 36V 혹은 42V의 전원 시스템으로 승압된 전원 체계가 적용되고 있다.Therefore, as a solution to various problems caused by increasing electric load, a power system boosted from a 14V power system to a 36V or 42V power system is applied as a next generation power system.

상기한 바와 같이 차량에 적용되는 42V 전원 시스템의 구성은 다음과 같다.As described above, the configuration of the 42V power supply system applied to the vehicle is as follows.

도 1에 도시된 바와 같이, 엔진의 시동시에 스타터로 작동하고, 엔진의 시동이 온을 유지하는 상태에서 발전기로 작동하는 ISG(Integrated Starter Generator ; 10)와, 36V의 전원을 저장하며 42V용 전장 부하(50)에 필요 전원을 공급하는 제1 배터리(20)와, 엔진의 시동 요구시 제1배터리(20)의 직류전압을 교류 3상 전압으로 변환시켜 ISG(10)를 기동시키고, 엔진의 시동 온에 따라 ISG(10)에서 발전되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환시켜 상기 제1배터리(20)에 충전 전압으로 공급하는 인버터(30)와, 상기 ISG(10)의 상전류(ia)(ib)를 모니터링하여 인버터(30)내 전력변환 스위칭소자의 스위칭을 제어하는 MCU(40)와, 12V의 전원을 저장하며 14V용 전장 부하(80)에 필요전원을 공급하고, 제1배터리(20)의 전원에 의해 충전되는 제2배터리(70)와, 제1배터리(120의 36V 전원을 다운시켜 제2배터리(70)에 충전 전원으로 공급함과 동시에 14V 전장 부하(80)에 전원을 공급하는 DC/DC 컨버터(60)와, 상기 제1배터리(20)의 터미널 양단에 접속되어 상기 제1배터리(20)의 전압, 온도, 전류 등을 모니터링 하여 SOC를 관리하는 BMS(Battery Management System ; 100)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, an ISG (Integrated Starter Generator) 10, which operates as a starter at engine start-up and operates as a generator while the engine is kept on, stores power of 36V and is used for 42V. The first battery 20 for supplying the required power to the electric load 50 and the DC voltage of the first battery 20 are converted into an AC three-phase voltage when the engine is requested to be started to start the ISG 10, and the engine The inverter 30 converts the AC voltage generated by the ISG 10 into a DC voltage according to the start-up of the inverter, and supplies the charged voltage to the first battery 20 as a charging voltage, and the phase current ia of the ISG 10 ( ib) to monitor the switching of the power conversion switching element in the inverter 30, and stores the power of 12V, supplies the necessary power to the electric field load 80 for 14V, the first battery 20 The second battery 70 and the second battery 70 which are charged by the power of the first battery 120 The first battery 20 is connected to both ends of the terminal of the first battery 20 and a DC / DC converter 60 for supplying power to the 70V electrical load 80 while supplying the charging power to the 70. It is composed of BMS (Battery Management System; 100) that manages SOC by monitoring voltage, temperature, current, etc.

상기에서 인버터(30)내의 전력변환 스위칭 소자는 MOSFET로 이루어지며, 이 MOSFET의 스위칭에 따라 발생되는 42V의 전류는 DC 링크 커패시터(C)에 충전되어 42V의 직류 전압으로 변환된 다음 제1배터리(20)에 충전 전압으로 공급한다.The power conversion switching element in the inverter 30 is composed of a MOSFET, the current of 42V generated by the switching of the MOSFET is charged in the DC link capacitor (C) is converted into a DC voltage of 42V and then the first battery ( 20) to the charging voltage.

상기한 구조로 이루어지는 42V 전원 시스템이 적용되는 차량에서 제1배터리(20)의 관리는 매우 중요하다.Management of the first battery 20 is very important in a vehicle to which the 42V power system having the above structure is applied.

14V 전원 시스템이 적용되는 차량에서 사용되고 있는 배터리에 비해 42V 전원 시스템이 적용되는 차량에서 사용되고 있는 제1배터리(20)는 연비향상을 위한 다양한 제어 전략에 따라 매우 빈번한 충방전을 수행해야 한다. Compared with the battery used in the vehicle to which the 14V power system is applied, the first battery 20 used in the vehicle to which the 42V power system is applied must perform very frequent charging and discharging according to various control strategies for improving fuel efficiency.

예로서, 차량의 제동시 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환하여 열로 서 소비되던 에너지를 회수하여(회생제동) 저장함으로써 연비 향상을 제공한다. For example, when braking of a vehicle, mechanical energy is converted into electrical energy to recover (regeneration braking) energy that was consumed as heat, thereby improving fuel economy.

이러한 회생제동 기능을 위해 제1배터리(20)는 현재의 차량에 사용되고 있는 제2배터리(70)와 달리 항상 만충전 상태를 유지하지는 않는다. For the regenerative braking function, the first battery 20 does not always maintain a fully charged state unlike the second battery 70 used in the current vehicle.

즉, 엔진을 기동에 따라 ISG(10)로 발전되는 에너지를 사용해서는 대략 SOC 60% 수준으로 충전을 유지하도록 함으로써, 회생 제동시 회수될 에너지를 위한 저장 여유를 갖고 있어야 한다. In other words, by using the energy generated by the ISG 10 as the engine is started, it is necessary to have a storage margin for the energy to be recovered during the regenerative braking by maintaining the charge at approximately 60% SOC level.

따라서, 제1배터리(20)의 제반적인 관리를 위해 BMS(100)가 적용되고 있다.Therefore, the BMS 100 is applied for general management of the first battery 20.

36V의 전압을 저장하고 있는 제1배터리(20)는 비선형 특성을 갖고 있는 화학적인 반응이 실행됨에 따라 이를 예측하고 선형적으로 해석하기란 매우 어려운 현실이다.The first battery 20 storing the voltage of 36 V is difficult to predict and linearly interpret it as a chemical reaction having a nonlinear characteristic is performed.

또한, 차량이 주행할 때는 BMS(100)내의 마이크로 프로세서(Microprocessor)는 제1배터리(20)의 전류, 전압, 온도를 실시간으로 검출하여 SOC 상태를 모델링 수식에 의해 순시적으로 계산하지만 차량이 키 오프(Key-Off)되어 있는 동안은 엔진이 정지되어 차량의 모든 장치들이 오프되어 있는 상태이므로 제1배터리(20)의 SOC를 BMS(100)가 순시적으로 검출할 수 없게 된다. In addition, when the vehicle travels, the microprocessor in the BMS 100 detects the current, voltage, and temperature of the first battery 20 in real time and instantaneously calculates the SOC state by a modeling formula. Since the engine is stopped and all the devices of the vehicle are turned off while the key is off, the BMS 100 cannot instantaneously detect the SOC of the first battery 20.

그러나, 제1배터리(20)는 자기 방전이라든지 암전류에 의해 차량이 주차(Parking)되어 있는 상태에도 지속적으로 전하량의 변화가 발생하고 있다. However, the first battery 20 continuously changes in the amount of charge even when the vehicle is parked due to self discharge or dark current.

이러한 현상으로 인해 차량이 재기동 할 경우 주차전에 저장해 두었던 제1배터리(20)에 대한 최종 SOC값과 재 기동시의 실제 SOC사이에 차이가 발생하게 된다. Due to this phenomenon, when the vehicle restarts, a difference occurs between the final SOC value for the first battery 20 stored before parking and the actual SOC at restart.

따라서, 차량이 재 기동시 제1배터리(20)에 대한 SOC가 정확하게 재계산이 이루어져야 하며 이를 통해 실제의 제1배터리(20) SOC를 정확히 검출해야만 하나, 이에 대한 수단이 결여되어 있어 초기 시동 직후에 36V 배터리에 대한 안정된 충전 제어 및 관리가 수행되지 못하고 있으며, 이로 인하여 배터리의 수명을 단축시키는 문제점이 발생된다. Therefore, when the vehicle is restarted, the SOC for the first battery 20 must be accurately recalculated, thereby accurately detecting the actual first battery 20 SOC. The stable charging control and management for the 36V battery is not performed, which causes a problem of shortening the life of the battery.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 엔진의 재시동 요구시 36V 배터리에 대한 무부하 전압(OCV)의 검출을 통해 SOC의 관리 및 제어에 정밀성을 제공하도록 한 것이다.The present invention has been invented to solve the above problems, and its object is to provide precision in the management and control of SOC through detection of no-load voltage (OCV) for a 36V battery when the engine is required to restart.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 36V의 전원을 저장하며, 42V 부하 전원을 담당하고 엔진 시동시 기동 전류를 공급하는 제1배터리와; 14V의 부하 전원을 담당하고, 상기 제1배터리의 전원에 의해 충전되는 제2배터리와; 상기 제1배터리의 직류 전압을 3상 전압으로 상변환하여 ISG의 기동이 이루어지도록 하고, ISG에서 발전되는 전압을 DC로 변환시켜 제1배터리에 충전 전압으로 공급하는 인버터와; 상기 제1배터리의 양 단자에 직접 연결되고, 제1배터리의 전원에 의해 동작되며, 상기 제1배터리에 대한 제반적인 SOC를 관리하는 BMS를 포함하며,The present invention for realizing the above object is a first battery for storing the power supply of 36V, responsible for 42V load power supply and supply a starting current when the engine starts; A second battery that is responsible for a 14V load power supply and is charged by the power supply of the first battery; An inverter configured to phase-change the DC voltage of the first battery to a three-phase voltage to start the ISG, convert the voltage generated in the ISG into DC, and supply the charging voltage to the first battery; Directly connected to both terminals of the first battery, and is operated by the power source of the first battery, and includes a BMS for managing the general SOC for the first battery,

상기 BMS내에 구성되며, 엔진의 시동 요구시 무부하 전압의 검출을 위한 제어와 부무하 전압의 검출 후 상기 인버터내의 커패시터에 유입되는 초기 돌입 전류가 발생되지 않도록 하는 제어를 실행하며, 엔진의 정상적인 시동이 완료되면 충전 제어를 위한 제어를 실행하는 프로세서와; 상기 제1배터리의 일측 단자에 병렬로 접속되어 인버터에 연결되며, 상기 프로세서에서 인가되는 제어신호에 따라 스위칭 되어 제1배터리와 인버터간의 전원 공급 라인을 단속하는 제1,제2릴레이 및; 상기 제1릴레이와 인버터의 사이에 설치되어 제1릴레이를 통해 인버터에 공급되는 제1배터리의 전류를 제한하는 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 42V 전원 시스템이 적용되는 차량의 무부하 전압 측정장치를 제공한다.It is configured in the BMS, and controls to detect no-load voltage when the engine is requested to be started, and controls to prevent the initial inrush current from flowing into the capacitor in the inverter after the detection of the no-load voltage. A processor that executes control for charging control upon completion; First and second relays connected in parallel to one terminal of the first battery and connected to an inverter and switched according to a control signal applied from the processor to control a power supply line between the first battery and the inverter; It is provided between the first relay and the inverter provides a no-load voltage measuring device of the vehicle is applied to a 42V power system, characterized in that it comprises a resistor for limiting the current of the first battery supplied to the inverter through the first relay. do.

또한, 본 발명은 엔진의 시동 요구가 검출되면 BMS내의 프로세서는 제1배터리와 인버터의 전원 라인을 연결하는 제1,제2릴레이를 오프 상태로 유지시켜 설정된 일정시간 동안 제1배터리의 무부하 전압을 측정하는 과정과; 상기 일정시간 동안 측정된 제1배터리의 무부하 전압을 평균값으로 산출하는 과정과; 상기 제1배터리의 무부하 전압이 검출되면 상기 제1릴레이를 온시켜 제1배터리의 전압을 인버터내의 커패시터에 공급하는 과정과; 상기 제1릴레이를 통한 전원 공급 시간을 카운터하여 설정된 시간이 경과되었는지를 판단하는 과정과; 상기에서 설정된 시간이 경과되었으면 제2릴레이를 온 시켜 제1배터리와 인버터간의 전원라인을 연결하고, 일정시간 경과후 제1릴레이를 오프시키는 과정과; 상기 산출된 무부하 전압으로부터 SOC값을 환산하여 제1배터리의 SOC를 관리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 42V 전원 시스템이 적용되는 차량의 무부하 전압 측정방법을 제공한다.In addition, when the engine start-up request is detected, the processor in the BMS maintains the first and second relays connecting the first battery and the power line of the inverter in an off state to maintain the no-load voltage of the first battery for a predetermined time. Measuring process; Calculating a no-load voltage of the first battery measured during the predetermined time as an average value; Supplying a voltage of the first battery to a capacitor in the inverter by turning on the first relay when the no-load voltage of the first battery is detected; Counting a power supply time through the first relay to determine whether a set time has elapsed; Turning on the second relay to connect the power line between the first battery and the inverter when the set time has elapsed, and turning off the first relay after a predetermined time; It provides a method for measuring a no-load voltage of a vehicle to which a 42V power system is applied, comprising the step of managing the SOC of the first battery by converting the SOC value from the calculated no-load voltage.

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 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따라 42V 전원 시스템이 적용되는 차량의 무부하 측정장치는 도 1의 구성에 도시된 바와 같이, 36V의 전원을 저장하고 있는 제1배터리(20)의 양측 단자에 연결되는 BMS(100)내에 구성되며, 엔진의 재시동 요구시 무부하 전압의 검출을 위한 제어와 무부하 전압의 검출 후 인버터(30)내의 커패시터(C)에 유입되는 초기 돌입 전류가 발생되지 않도록 하는 제어를 실행하며, 엔진의 정상적인 시동이 완료되면 충전 제어를 위한 제어를 실행하는 프로세서(110)와, 상기 제1배터리(20)의 일측 단자, 바람직하게는 플러스 단자에 병렬로 접속되어 인버터(30)에 연결되며, 상기 프로세서(110)에서 인가되는 제어신호에 따라 스위칭되어 제1배터리(20)와 인버터(30)간의 전원 공급 라인 연결을 단속하는 제1,제2릴레이(120)(130)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the non-load measuring apparatus for a vehicle to which the 42V power system is applied according to the present invention is connected to both terminals of the first battery 20 storing the 36V power as shown in FIG. 1. It is configured in the connected BMS (100), the control to detect the no-load voltage when the engine restart request and the control to prevent the initial inrush current flowing into the capacitor (C) in the inverter 30 after detecting the no-load voltage When the engine is normally started, the processor 110 which executes the control for the charging control and the one terminal of the first battery 20, preferably the plus terminal, are connected in parallel to the inverter 30. And first and second relays 120 and 130 connected to each other and switched according to a control signal applied from the processor 110 to control a power supply line connection between the first battery 20 and the inverter 30. do.

전술한 바와 같은 구성을 포함하여 이루어지는 본 발명에서 제1배터리의 보다 안정된 SOC 제어를 위해 무부하 전압을 측정하는 동작에 대하여 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.An operation of measuring a no-load voltage for more stable SOC control of the first battery in the present invention including the above configuration will be described with reference to FIG. 4 as follows.

배터리의 무부하 전압은 배터리의 화학 반응이 안정화된 상태에서의 전압을 의미하는 것으로, 차량에서의 무부하 전압은 배터리의 충·방전 발생 후 대략 2시간 정도의 휴지 시간 이후의 전압이다.The no-load voltage of the battery refers to a voltage in a state where the chemical reaction of the battery is stabilized, and the no-load voltage in the vehicle is a voltage after about 2 hours of rest time after the battery charge / discharge occurs.

따라서, 상기와 같이 36V의 전원을 충전하고 있는 제1배터리(20)가 충·방전 발생 후 충분한 휴지시간이 경과된 상태에서 엔진의 시동을 요구하는 이그니션 키의 온이 BMS(100)내의 프로세서(110)에 검출되는지를 판단한다(S101).Therefore, when the first battery 20 charging the 36V power as described above is turned on, the ignition key for requesting the engine to be started in the state in which the sufficient idle time has elapsed after the charge / discharge occurs has occurred. It is determined whether it is detected at 110 (S101).

상기에서 엔진의 시동을 요구하는 이그니션 키의 온이 검출되면 BMS(100)내의 프로세서(110)는 제1제어신호와 제2제어신호를 출력하여 제1릴레이(120) 및 제2릴레이(130)의 접점을 오프시켜, 제1배터리(20)에서 인버터(30)에 공급되는 전원을 차단한다(S102).When the on of the ignition key for starting the engine is detected, the processor 110 in the BMS 100 outputs a first control signal and a second control signal to output the first relay 120 and the second relay 130. By turning off the contact of the power supply to the inverter 30 from the first battery 20 is cut off (S102).

이후, 프로세서(110)는 기억되어 있는 카운터 값 및 무부하 전압 값, 즉 이전에 측정된 무부하 전압 값을 초기화시킨 다음 설정된 시간, 바람직하게는 100ms가 경과되었는지를 판단한다(S103)(S104).Thereafter, the processor 110 initializes the stored counter value and the no-load voltage value, that is, the previously measured no-load voltage value, and then determines whether the set time, preferably 100 ms has elapsed (S103) (S104).

상기에서 설정된 시간이 경과되지 않은 상태이면 카운터를 증가하고(S105) BMS(100)의 프로세서(110)는 도시되지 않은 A/D 변환수단을 통해 제1배터리(20)에 대한 무부하 전압을 연속적으로 측정한다(S106).If the set time has not elapsed, the counter is incremented (S105), and the processor 110 of the BMS 100 continuously supplies the no-load voltage to the first battery 20 through an A / D conversion unit (not shown). It measures (S106).

상기와 같이 제1배터리(20)에서 측정되는 무부하 전압에 대하여 카운터를 증가시키고(S107), 상기 S104의 과정으로 리턴되어 설정된 일정시간, 바람직하게는 100ms가 경과되었는지를 판단한다.As described above, the counter is increased with respect to the no-load voltage measured by the first battery 20 (S107), and the process returns to the process of S104 to determine whether a predetermined time, preferably 100ms has elapsed.

상기의 판단에서 설정된 시간이 경과된 것으로 판단되면 측정된 무부하 전압의 평균값을 산출한다(S108).If it is determined that the set time has elapsed in the above determination, the average value of the measured no-load voltage is calculated (S108).

상기 평균값의 산출은 일 예를 들어, 100ms 동안 10ms의 간격으로 10회 측정한 무부하 전압에 대하여 평균값을 산출하는 것으로 한다.For example, the average value may be calculated for an unloaded voltage measured 10 times at intervals of 10 ms for 100 ms.

상기 S108에서 제1배터리(20)에 대한 무부하 전압에 대하여 평균값이 산출되면 BMS(100)내의 프로세서(110)는 제1제어신호를 출력하여 제1릴레이(120)의 접점을 온으로 절환시켜 초기 기동시 인버터(30)내의 커패시터에 전류가 공급되어 충전되도록 하며, 커패시터(C)에 공급되는 충전 전류는 저항(R1)에 의해 전류 제한되어 완만한 곡선을 갖는 충전이 이루어지도록 함으로서, 초기 기동시 돌입 전류가 발생되지 않도록 하여 준다(S109).When the average value of the no-load voltage for the first battery 20 is calculated in S108, the processor 110 in the BMS 100 outputs a first control signal to switch the contact point of the first relay 120 to ON to initialize the initial value. During startup, current is supplied to the capacitors in the inverter 30 to be charged, and the charging current supplied to the capacitor C is limited by the current of the resistor R1 to allow charging with a gentle curve to be performed. The inrush current is prevented from occurring (S109).

상기와 같이, 제1릴레이(120)의 온 제어 이후 상기 저항(R1)과 커패시터(C) 의 RC 시정수로 결정되는 지연시간(Td)을 설정하고, 설정된 지연시간의 카운터를 초기화한 이후 카운터를 진행하며(S110), 카운터의 진행이 설정된 지연시간(Td)을 경과하였는지를 판단한다(S111).As described above, after the ON control of the first relay 120, the delay time Td determined by the RC time constant of the resistor R1 and the capacitor C is set, and the counter after initializing the counter of the set delay time Proceeds to (S110), it is determined whether the progress of the counter has passed the set delay time (Td) (S111).

상기에서 설정된 지연시간(Td)가 경과되지 않은 상태이면 시간 경과의 카운터를 지속적으로 유지하고(S112), 설정된 지연시간(Td)이 경과된 것으로 판단되면 BMS(100)내의 프로세서(110)는 오프의 접점을 유지하고 있는 제2릴레이(130)의 접점을 온으로 절환하고, 일정시간(t2)의 경과 후 온 상태를 유지하고 있는 제1릴레이(120)의 접점을 오프로 절환시켜, 저항(R1)에 의한 전류 소모가 방지되어 제1배터리(20) 전압 및 전류의 사용에 효율성이 제공되도록 한다(S113).If the set delay time Td has not elapsed, the counter of the elapsed time is continuously maintained (S112). If it is determined that the set delay time Td has elapsed, the processor 110 in the BMS 100 is turned off. The contact of the second relay 130 holding the contact of the switch is turned ON, the contact of the first relay 120 holding the ON state after the elapse of the predetermined time (t2) is switched off, the resistance ( Current consumption by R1) is prevented to provide efficiency in the use of the first battery 20 voltage and current (S113).

이후, 프로세서(110)는 테이블로 설정되는 도 3과 같은 그래프의 특성을 갖는 제1배터리(20)의 SOC와 무부하 전압으로부터, 초기 시동시 설정된 일정시간 동안 측정된 무부하 전압 대비 SOC를 환산한 다음(S114), 이 환산된 SOC를 적용하여 제1배터리(20)에 대한 SOC 관리를 실행한다(S115).Subsequently, the processor 110 converts the SOC of the first battery 20 having the characteristics of the graph shown in FIG. 3 and the no-load voltage from the no-load voltage measured for a predetermined time set at initial startup, and then converts the SOC. In operation S114, the converted SOC is applied to execute SOC management for the first battery 20 (S115).

상기한 설명에 대하여 도 5를 참조하여 부연하면, 이그니션 키의 온으로 초기 시동 요구가 발생되면, 제2배터리(70)의 전원으로 동작되며, 제1배터리(20)의 단자에 직접 연결되어 있는 BMS(100)내의 프로세서(110)는 설정된 지연시간 동안(t1) 제1배터리(20)의 무부하 전압(OCV)을 측정하고, 무부하 전압의 측정에 할당된 설정된 지연시간(t1)이 경과되면 제1릴레이(120)의 온을 통해 인버터(30)내의 커패시터(C)에 충전전류를 공급한다.Referring to FIG. 5 for the above description, when an initial start-up request is generated by turning on the ignition key, the power is supplied to the second battery 70 and is directly connected to the terminal of the first battery 20. The processor 110 in the BMS 100 measures the no-load voltage OCV of the first battery 20 during the set delay time (t1), and when the set delay time t1 allocated to the measurement of the no-load voltage elapses, The charging current is supplied to the capacitor C in the inverter 30 by turning on one relay 120.

이때, 커패시터(C)에 공급되는 충전 전류는 저항(R1)에 의해 전류 제한되어 돌입전류가 공급되는 것을 방지하며, 저항(R1)과 커패시터(C)로 설정되는 시정수의 지연시간(Td)이 경과하게 되면 커패시터(C)의 만충전이 이루어진다.At this time, the charging current supplied to the capacitor C is current limited by the resistor R1 to prevent the inrush current from being supplied, and the delay time Td of the time constant set by the resistor R1 and the capacitor C. When this elapses, full charge of the capacitor C is achieved.

상기와 같이 커패시터(C)의 만충전이 이루어지는 지연시간(Td)이 경과하면 제2릴레이(130)의 접점을 온으로 절환시키고, 지연시간(t2)이 경과후 제1릴레이(120)의 접점을 오프시켜 커패시터(C)에 공급되는 제1배터리(20)의 전류가 저항(R1)에 의해 제한이 발생되지 않도록 한다.As described above, when the delay time Td at which the capacitor C is fully charged elapses, the contact point of the second relay 130 is turned on. After the delay time t2 elapses, the contact point of the first relay 120 is changed. The current of the first battery 20 supplied to the capacitor C is turned off so that the limit is not generated by the resistor R1.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 42V 전원 시스템이 적용되는 차량에서 초기 시동시 36V의 전압을 충전하고 있는 배터리의 무부하 전압을 측정한 다음 SOC를 환산하여 36V 배터리에 대한 SOC를 관리에 효율성과 정밀성을 제공한다.As described above, the present invention measures the no-load voltage of a battery charged with a voltage of 36V at initial start-up in a vehicle to which a 42V power system is applied, and then converts the SOC into efficiency and precision in managing the SOC for a 36V battery. to provide.

또한, 시동 요구시 인버터내의 커패시터에 공급되는 초기 돌입 전류를 방지하여, 전원 시스템의 안정성을 제공한다.
It also prevents the initial inrush current supplied to the capacitors in the inverter upon start-up, thereby providing stability of the power supply system.

Claims (3)

36V의 전원을 저장하며, 42V 부하 전원을 담당하고 엔진 시동시 기동 전류를 공급하는 제1배터리와;A first battery storing a 36V power supply, the first battery serving a 42V load power supply and supplying a starting current when the engine is started; 14V의 부하 전원을 담당하고, 상기 제1배터리의 전원에 의해 충전되는 제2배터리와;A second battery that is responsible for a 14V load power supply and is charged by the power supply of the first battery; 상기 제1배터리의 직류 전압을 3상 전압으로 상변환하여 ISG(Integrated Starter Generator)의 기동이 이루어지도록 하고, ISG(Integrated Starter Generator)에서 발전되는 전압을 DC(Direct Current)로 변환시켜 제1배터리에 충전 전압으로 공급하는 인버터와;Phase conversion of the DC voltage of the first battery to a three-phase voltage to enable the start of the integrated starter generator (ISG), and converts the voltage generated by the integrated starter generator (ISG) into direct current (DC) An inverter for supplying a charging voltage to the inverter; 상기 제1배터리의 양 단자에 직접 연결되고, 제1배터리의 전원에 의해 동작되며, 상기 제1배터리에 대한 제반적인 SOC(State Of Charge)를 관리하는 BMS(Battery Management System)를 포함하며,Directly connected to both terminals of the first battery, operated by the power of the first battery, and includes a battery management system (BMS) for managing the overall state of charge (SOC) for the first battery, 상기 BMS(Battery Management System)내에 구성되며, 엔진의 시동 요구시 무부하 전압의 검출을 위한 제어와 부무하 전압의 검출 후 상기 인버터내의 커패시터에 유입되는 초기 돌입 전류가 발생되지 않도록 하는 제어를 실행하며, 엔진의 정상적인 시동이 완료되면 충전 제어를 실행하는 프로세서와;It is configured in the BMS (Battery Management System), and performs the control to detect the no-load voltage when the start-up of the engine and the control to prevent the initial inrush current flowing into the capacitor in the inverter after the detection of the no-load voltage, A processor that executes charge control when normal starting of the engine is completed; 상기 제1배터리의 일측 단자에 병렬로 접속되어 인버터에 연결되며, 상기 프로세서에서 인가되는 제어신호에 따라 스위칭되어 제1배터리와 인버터간의 전원 공급 라인을 단속하는 제1,제2릴레이 및;First and second relays connected in parallel to one terminal of the first battery and connected to an inverter and switched according to a control signal applied from the processor to control a power supply line between the first battery and the inverter; 상기 제1릴레이와 인버터의 사이에 설치되어 제1릴레이를 통해 인버터에 공급되는 제1배터리의 전류를 제한하는 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 42V 전원 시스템이 적용되는 차량의 무부하 전압 측정장치.And a resistor installed between the first relay and the inverter to limit the current of the first battery supplied to the inverter through the first relay. 엔진의 시동 요구가 검출되면 BMS(Battery Management System)내의 프로세서는 제1배터리와 인버터의 전원 라인을 연결하는 제1,제2릴레이를 오프 상태로 유지시켜 설정된 일정시간 동안 제1배터리의 무부하 전압을 측정하는 과정과;When the engine start request is detected, the processor in the battery management system (BMS) maintains the first and second relays connecting the first battery and the power line of the inverter in an off state to maintain the no-load voltage of the first battery for a predetermined time. Measuring process; 상기 일정시간 동안 측정된 제1배터리의 무부하 전압을 평균값으로 산출하는 과정과;Calculating a no-load voltage of the first battery measured during the predetermined time as an average value; 상기 제1배터리의 무부하 전압이 검출되면 상기 제1릴레이를 온시켜 제1배터리의 전압을 인버터내의 커패시터에 공급하는 과정과;Supplying a voltage of the first battery to a capacitor in the inverter by turning on the first relay when the no-load voltage of the first battery is detected; 상기 제1릴레이를 통한 전원 공급 시간을 카운터하여 설정된 시간이 경과되었는지를 판단하는 과정과;Counting a power supply time through the first relay to determine whether a set time has elapsed; 상기에서 설정된 시간이 경과되었으면 제2릴레이를 온 시켜 제1배터리와 인버터간의 전원라인을 연결하고, 일정시간 경과후 제1릴레이를 오프시키는 과정과;Turning on the second relay to connect the power line between the first battery and the inverter when the set time has elapsed, and turning off the first relay after a predetermined time; 상기 산출된 무부하 전압으로부터 SOC(State Of Charge)값을 환산하여 제1배터리의 SOC(State Of Charge)를 관리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 42V 전원 시스템이 적용되는 차량의 무부하 전압 측정방법.And a process of managing a state of charge (SOC) of a first battery by converting a state of charge (SOC) value from the calculated no-load voltage. 삭제delete
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