KR101316208B1 - 전기차량의 전동식 워터펌프 제어방법 - Google Patents

전기차량의 전동식 워터펌프 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉각대상부품의 열용량에 따라 전동식 워터펌프의 구동속도를 가변시켜 냉각대상부품을 냉각하도록 하여 전력소모를 줄이도록 한 것으로, 전기차량의 각 냉각대상부품의 온도와 열용량을 검출하는 검출단계; 검출단계를 통해 검출되는 냉각대상부품의 온도에 따라 전동식 워터펌프의 구동을 제어하고, 냉각대상부품의 열용량에 따라 전동식 워터펌프의 구동속도를 고속 또는 저속으로 구동시키는 제어단계;를 포함하는 전기차량의 워터펌프 제어방법이 소개된다.

Description

전기차량의 전동식 워터펌프 제어방법{WATER PUMP CONTROL METHOD OF ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 냉각대상부품의 열용량에 따라 전동식 워터펌프의 구동속도를 가변시켜 냉각대상부품을 냉각하도록 함으로써 전력소모를 줄일 수 있는 전기차량의 워터펌프 제어방법에 관한 것이다.
전기자동차는 나날이 심각해져 가는 대기오염을 방지하기 위한 대비책과 한정된 유체 에너지를 새로운 에너지원으로 대체하고자 하는 목적에서 개발된 것으로, 배터리의 전원으로 모터를 구동시켜 일정 차속 이상의 주행성을 확보하여 이동수단으로서의 역할을 담당하고 있다.
이러한 전기자동차의 운행에 있어서, 종래에는 가장 치명적인 열문제를 해결 하기 위하여 열 방출이 심한 인버터, LDC(Low-voltage DC Converter), OBC(On-Board Charger), 모터, 배터리 등에 냉각 시스템을 적용하여 열문제를 해결하고 있으며, 이 중에서, 배터리는 독자적인 냉각 시스템을 이루어 작동하며, 그 외 모터, 인버터, LDC(Low-voltage DC Converter), OBC(On-Board Charger)는 별도로 구축된 냉각시스템을 통하여 냉각시키고 있다
이러한 냉각시스템은 기본적으로 전력 및 전자부품들이 제어기의 제어에 의하여 작동하는 워터펌프의 구동에 의해 냉각되도록 이루어져 있다.
보다 상세하게는, 차량의 시동 온과 함께 모터, 인버터 등의 전력 및 전자부품들이 구동을 하게 되고, 조건에 따라 전동식 워터펌프도 구동을 하게 되면서 워터펌프로부터 냉각수가 하나의 계를 이루고 있는 냉각라인을 따라 모터, 인버터 등과 같은 냉각대상부품들을 순환하여 냉각대상부품들의 냉각이 이루어지는 것이다.
종래의 냉각방법은 차량의 시동 온과 함께 냉각대상부품의 온도가 기준치 이상으로 검출된 경우 제어기에서 전동식 워터펌프를 작동시켜 동일한 속도로 구동시킴으로써 냉각수를 냉각라인을 통해 순환시켜 냉각대상부품들을 냉각시키도록 하고 있다.
즉, 열용량이 적은 LDC와 인버터와 같은 냉각대상부품과 열용량이 많은 모터와 같은 냉각대상부품의 냉각시 열용량에 상관없이 동일한 구동속도로 전동식 워터펌프를 작동시켜 냉각하고 있는 것이다.
그러나 이와 같은 종래의 냉각방법은 동일한 속도로 전동식 워터펌프를 작동시킴에 따라 전력을 효율적으로 사용하지 못함은 물론 작은 열용량을 갖는 냉각대상부품을 냉각시키는 경우에는 불필요한 전력을 소모하게 되는 문제점이 있었으며, 이는 결국 짧은 주행거리로 연비를 낮추게 되는 요인이 되었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2010-0104602
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 냉각대상부품의 열용량에 따라 전동식 워터펌프의 구동속도를 가변제어하여 냉각대상부품을 냉각하도록 함으로써 전력을 효율적으로 사용할 수 있음은 물론 불필요한 전력소모를 줄여 차량의 연비를 개선할 수 있도록 한 전기차량의 워터펌프 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기차량의 워터펌프 제어방법은 전기차량의 각 냉각대상부품의 온도를 검출하는 검출단계와; 상기 각 냉각대상부품 중 어느 하나 이상의 냉각대상부품 온도가 기준치 이상인지를 판단하는 온도판단단계와; 온도가 기준치 이상인 경우 그 검출된 해당 냉각대상부품의 열용량을 확인하는 열용량확인단계와; 열용량확인단계를 거쳐 해당 냉각대상부품의 열용량이 큰 경우에 상기 냉각대상부품들을 냉각시키는 냉각수를 순환시키는 전동식 워터펌프의 구동속도를 고속으로 제어하는 고속제어단계와; 열용량확인단계를 거쳐 해당 냉각대상부품의 열용량이 작은 경우에 상기 전동식 워터펌프의 구동속도를 저속으로 제어하는 저속제어단계;를 포함한다.
삭제
상기 저속제어단계에서 전동식 워터펌프를 저속으로 구동하는 도중에 추가로 열용량이 큰 냉각대상부품의 온도가 기준치 이상으로 검출된 경우, 전동식 워터펌프의 구동속도를 상향조정하여 고속으로 구동시키는 속도 상향조정단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제어단계에서는 상기 냉각대상부품 중 적어도 두 개 이상의 냉각대상부품이 함께 온도 상승하여 기준치 이상으로 검출된 경우, 해당 냉각대상부품의 열용량을 비교 판단하여 열용량이 높은 냉각대상부품에 대응하여 전동식 워터펌프의 구동속도를 제어할 수 있다.
상술한 바와 같은 방법으로 이루어진 전기차량의 전동식 워터펌프 제어방법에 따르면, 전동식 워터펌프의 구동속도를 가변제어하여 냉각대상부품을 냉각함으로써 불필요한 전력소모를 방지할 수 있으며, 절약한 전력으로 차량의 연비를 개선할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량의 전동식 워터펌프 제어를 위한 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량의 전동식 워터펌프 제어방법을 나타낸 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기차량의 전동식 워터펌프 제어방법에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량의 전동식 워터펌프 제어를 위한 구성도로서, 전기차량의 전동식 워터펌프를 제어하기 위한 구성은 냉각대상부품(10)과, 냉각대상부품의 온도와 열용량에 대한 정보를 제공받아 전동식 워터펌프(30)를 제어하는 제어기(20)를 포함하고, 전동식 워터펌프(30)는 냉각대상부품과 연결되어 있다.
전동식 워터펌프(30)는 냉각대상부품인 인버터, LDC, OBC, 모터를 냉각시키기 위한 것으로, 제어기(20)의 제어에 의하여 상시 구동되면서 상기한 냉각대상부품들을 냉각시키게 된다.
보다 상세하게는, 차량의 시동 온과 함께 냉각대상부품인 모터, 인버터, LDC, OBC 등과 같은 전력 및 전자부품들이 구동을 하게 되고, 점차 열이 발생하게 되는데, 이에 전동식 워터펌프의 구동에 의해 냉각수가 하나의 계를 이루고 있는 냉각라인을 따라 모터, 인버터, LDC, OBC 등과 같은 냉각대상부품들을 순환하게 됨으로써, 냉각대상부품인 모터, 인버터, LCD, OBC 등과 같은 전력 및 전자부품들의 냉각이 이루어지게 된다.
본 발명에 따르면, 전기차량의 각 냉각대상부품의 온도와 열용량을 검출하고, 그 검출된 냉각대상부품의 온도에 따라 냉각여부를 판단하여 전동식 워터펌프의 구동하고, 냉각대상부품의 열용량에 따라 전동식 워터펌프의 구동속도를 고속설정값 또는 저속설정값으로 제어하게 된다.
보다 상세하게 설명하면, 검출된 냉각대상부품의 온도가 냉각을 실시해야 할 정도록 상승하여 기준치 이상이 되면, 제어기(20)에서 전동식 워터펌프(30)의 구동시키게 되고, 그와 동시에 검출된 해당 냉각대상부품의 열용량이 미리 마련된 기준값 이상의 냉각대상부품인지 아니면 열용량이 미리 마련된 기준값 미만의 냉각대상부품인지를 판단하여 전동식 워터펌프의 구동속도를 고속설정값 또는 저속설정값으로 제어하게 된다.
이와 같이, 냉각대상부품인 모터, 인버터, LDC 등과 같은 전력 및 전자부품의 온도 상승시 해당 냉각대상부품의 열용량에 따라 전동식 워터펌프의 구동속도를 제어하여 냉각이 이루어지도록 함으로써 기존의 전기차량과 같이 동일한 속도로 구동시키지 않아도 되며, 이에 따라 불필요한 전력소모를 방지하여 전력을 효율적으로 사용할 수 있게 됨은 물론 그 전력으로 연비향상에 도움을 줄 수도 있게 된다.
이때, 열용량이 미리 마련된 기준값 미만인 냉각대상부품의 온도 상승으로 전동식 워터펌프(30)를 저속설정값으로 구동시키는 도중에 추가로 열용량이 미리 마련된 기준값 이상인 냉각대상부품의 온도가 상승하여 기준치 이상인 것으로 검출되면, 제어기(20)는 냉각수요를 충족시키기 위해 추가로 냉각이 필요하다고 판단하고 전동식 워터펌프의 구동속도를 상향조정하여 고속설정값으로 구동시키게 된다.
한편, 냉각대상부품 중 적어도 두 개 이상의 냉각대상부품이 함께 온도 상승하여 기준치 이상으로 검출된 경우가 발생될 수 있는데, 이 경우에는 검출된 해당 냉각대상부품의 열용량을 비교 판단하여 열용량이 높은 냉각대상부품에 대응하여 전동식 워터펌프의 구동속도를 제어하게 된다.
따라서, 온도 상승된 두 개 이상의 냉각대상부품 모두의 냉각수요를 충족시킬 수 있게 되는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차량의 전동식 워터펌프 제어방법을 나타낸 순서도로서, 차량의 시동 온과 함께 냉각대상부품인 모터, 인버터, LDC, OBC 등과 같은 전력 및 전자부품들이 구동을 하게 되고, 그로 인해 점차 열이 발생하게 되며, 발생된 온도와 함께 그 냉각대상부품의 열용량을 검출하게 된다(S100).
검출된 냉각대상부품의 온도가 기준치 이상인지를 판단하는 온도판단단계(S210)를 수행하고, 온도가 기준치 이상인 경우에 그 검출된 해당 냉각대상부품이 열용량이 미리 마련된 기준값 이상의 냉각대상부품인지 열용량이 기준값 미만의 냉각대상부품인지를 확인하게 된다(S220).
열용량확인단계(S220)를 통해 온도 상승한 냉각대상부품이 열용량이 미리 마련된 기준값 이상의 큰 냉각대상부품인 경우 전동식 워터펌프의 구동속도를 고속설정값으로 제어하는 고속제어단계(S230)를 수행하여 냉각대상부품을 냉각시키게 되고, 이와 반대로 온도 상승한 냉각대상부품이 열용량이 미리 마련된 기준값 미만의 작은 냉각대상부품인 경우 전동식 워터펌프의 구동속도를 저속설정값으로 제어하는 저속제어단계(S240)를 수행하게 된다.
한편, 저속제어단계(S240)에서 전동식 워터펌프를 저속설정값으로 구동하는 도중에 추가로 열용량이 미리 마련된 기준값 이상인 냉각대상부품의 온도가 기준치 이상으로 검출된 경우에는 전동식 워터펌프의 구동속도를 상향조정하여 고속설정값으로 구동시키는 속도 상향조정단계(S250)를 수행하여 냉각대상부품을 냉각시키게 되는 것이다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 냉각대상부품 20: 제어기
30: 전동식 워터펌프
S100: 검출단계 S200: 제어단계
S210: 온도판단단계 S220: 고속제어단계
S230: 저속제어단계 S240: 속도 상향조정단계

Claims (4)

  1. 전기차량의 각 냉각대상부품의 온도를 검출하는 검출단계;
    상기 각 냉각대상부품 중 어느 하나 이상의 냉각대상부품 온도가 기준치 이상인지를 판단하는 온도판단단계와;
    온도가 기준치 이상인 경우 그 검출된 해당 냉각대상부품의 열용량을 확인하는 열용량확인단계와;
    열용량확인단계를 거쳐 해당 냉각대상부품의 열용량이 미리 마련된 기준값 이상인 경우에 상기 냉각대상부품들을 냉각시키는 냉각수를 순환시키는 전동식 워터펌프의 구동속도를 고속설정값으로 제어하는 고속제어단계와;
    열용량확인단계를 거쳐 해당 냉각대상부품의 열용량이 미리 마련된 기준값 미만인 경우에 상기 전동식 워터펌프의 구동속도를 저속설정값으로 제어하는 저속제어단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량의 워터펌프 제어방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 저속제어단계에서 전동식 워터펌프를 저속설정값으로 구동하는 도중에 추가로 열용량이 미리 마련된 기준값 이상인 냉각대상부품의 온도가 기준치 이상으로 검출된 경우, 전동식 워터펌프의 구동속도를 상향조정하여 고속설정값으로 구동시키는 속도 상향조정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량의 워터펌프 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 고속제어단계 및 저속제어단계에서는 상기 냉각대상부품 중 적어도 두 개 이상의 냉각대상부품이 함께 온도 상승하여 기준치 이상으로 검출된 경우, 해당 냉각대상부품의 열용량을 비교 판단하여 열용량이 높은 냉각대상부품에 대응하여 전동식 워터펌프의 구동속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차량의 워터펌프 제어방법.
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