KR101459489B1 - 친환경 자동차의 제어 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 자동차의 저전압 직류 변환기(LDC; low voltage DC-DC converter)의 효율을 극대화하기 위해 친환경 자동차의 보조 배터리 상태 및 차량 부하에 기초하여 상기 저전압 직류 변환기를 제어하는 친환경 자동차의 제어 방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 실시예는, 친환경 자동차의 저전압 직류 변환기(LDC; low voltage DC-DC converter)를 제어하는 방법으로서, 상기 친환경 자동차의 전장 부하에서 소모되는 부하 전류를 측정하는 단계; 상기 친환경 자동차의 보조 배터리의 SOC(state of charge) 및 SOH(state of health)를 확인하는 단계; 상기 부하 전류가 설정값 미만이고 상기 SOC 및 SOH가 설정값 이상인 경우 상기 LDC의 동작을 설정 시간 동안 중지시키고, 상기 전장 부하에 필요한 전류는 상기 보조 배터리에서 공급하도록 하는 제1 에코 모드로 동작시키는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

친환경 자동차의 제어 방법 및 시스템 {Method and system for controlling environmentally-friendly vehicle}
본 발명은 친환경 자동차의 저전압 직류 변환기(LDC; low voltage DC-DC converter)의 효율을 극대화하기 위해 친환경 자동차의 보조 배터리의 상태 및 차량 전장부하에 기초하여 상기 저전압 직류 변환기를 제어하는 친환경 자동차의 제어 방법에 관한 것이다.
주지하고 있는 바와 같이, 자동차에 대한 연비 향상의 요구와 강화된 배출가스에 대한 OBD(On Board Diagnosis) 규제에 따라 친환경 자동차가 제공되고 있다.
친환경 자동차는 연료전지 자동차, 전기 자동차, 플러그인 전기 자동차, 하이브리드 자동차를 포괄하는 것으로 하나 이상의 모터와 엔진을 구비한다.
이러한 친환경 자동차는, 일례로 도 1에 도시한 바와 같이 모터(70)를 구동시키기 위한 고전압의 전원이 저장되는 고전압 배터리(20)와, 고전압 배터리(20)에 입출력되는 전압을 변환하는 양방향 고전압 전력 변환기(bi-directional high voltage DC-DC converter; BHDC)(30), 고전압 배터리(20)의 직류 고전압을 교류전압으로 변환하여 모터(70)를 구동하는 전자전력 제어장치인 인버터(60), 직류 고전압을 직류 저전압으로 변환하여 보조 배터리(40)를 충전하는 저전압 직류 변환기(LDC; low voltage DC-DC converter)(50), 정션 박스(80), 및 친환경 자동차의 운행을 위한 각종 부하(90)를 포함한다.
정션 박스(80)는 BHDC(30)와 인버터(60), LDC(50) 및 각종 차량 부하(90) 사이에 배치되어, 이들의 연결을 수행한다.
보조 배터리(40)는 12V 배터리일 수 있으며, 소정 구동 전압을 사용하는 차량의 부품들, 예를 들면 차량의 각종 전장 부하에 파워를 공급한다.
LDC(50)는 보조 배터리(10)를 전원으로 이용하는 전장 부하들이 차량 운행 중 계속 파워를 소모하기 때문에, 이를 충전하기 위해 보조 배터리(10)의 전력 공급을 제어한다.
이러한 LDC(50)는, 통상적으로 변환 제어가 간단하고 적은 소자로 구현될 수 있다는 장점 때문에, ZVS(Zero Voltage Switching) 풀 브리지(full-bridge) PWM(Pulse Width Modulation) 회로로 구성된다.
그러나, 이러한 구성의 LDC는 저부하 또는 부하가 없을 때, 제로 전압 스위칭(ZVS)이 실패하여 스위칭 손실로 인한 전체 효율 저하를 일으킬 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래 기술에서는 LDC의 출력전압과 보조 배터리의 전압을 비교하여 LDC의 동작 여부 판단 및 출력전류 제한을 통하여 LDC의 효율 극대화를 도모하였지만, 보조 배터리 상태를 고려하지 않기 때문에 보조 배터리의 수명을 단축시킬 수 있고, 또한 차량 부하가 급변하는 경우 보조 배터리 방전을 야기할 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는, 친환경 자동차의 LDC의 동작 시, 보조 배터리의 상태 및 차량 전장부하에 따라 LDC 동작 여부 판단 및 출력 전류 제한을 통해 LDC의 효율을 극대화할 수 있는 친환경 자동차의 제어 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 친환경 자동차의 제어 방법은, 친환경 자동차의 저전압 직류 변환기(LDC; low voltage DC-DC converter)를 제어하는 방법으로서, 상기 친환경 자동차의 전장 부하에서 소모되는 부하 전류를 측정하는 단계; 상기 친환경 자동차의 보조 배터리의 SOC(state of charge) 및 SOH(state of health)를 확인하는 단계; 상기 부하 전류가 설정값 미만이고 상기 SOC 및 SOH가 설정값 이상인 경우 상기 LDC의 동작을 설정 시간 동안 중지시키고, 상기 전장 부하에 필요한 전류는 상기 보조 배터리에서 공급하도록 하는 제1 에코 모드로 동작시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1 에코 모드에서 상기 LDC의 동작을 중지시키는 설정 시간은 상기 보조 배터리의 방전 맵(map)을 기초로 설정되고, 상기 설정 시간이 경과하면 상기 제1 에코 모드를 해제할 수 있다.
상기 부하 전류 설정값 이상이고, 상기 SOC 및 SOH가 설정값 이상이고, 상기 보조 배터리의 방전 전류의 증가 기울기가 상기 부하 전류의 증가 기울기 미만인 경우 상기 LDC의 출력 전류를 설정 시간 동안 정해진 크기로 제한하는 제2 에코 모드로 동작시키는 단계; 및 상기 전장 부하가 증가하여 상기 부하 전류의 증가 기울기가 상기 보조 배터리의 방전 전류의 증가 기울기 이상이 되면, 상기 제2 에코 모드를 해제하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 LDC의 제한된 출력 전류 이상으로 전류가 필요할 때, 상기 보조 배터리에서 전류가 보충되도록 할 수 있다.
상기 부하 전류의 설정값은 4~6A 이고, 상기 SOC 및 SOH의 설정값은 80~90% 일 수 있다.
상기 부하 전류의 설정값에 대응하는 상기 전장 부하의 소모 전력은 100W 일 수 있다.
그리고, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 친환경 자동차의 제어 시스템은, 직류 고전압을 직류 저전압으로 변환하는 저전압 직류 변환기(LDC; low voltage DC-DC converter); 상기 저전압 직류 변환기에 의해 변환된 직류 저전압이 충전되고, 상기 친환경 자동차의 전장 부하에 저전압 전원을 제공하는 보조 배터리; 및 상기 보조 배터리의 상태 및 차량 부하에 기초하여 상기 LDC를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 본 발명의 실시예에 따른 친환경 자동차의 제어 방법을 수행하기 위한 설정된 프로그램에 의해 동작할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 차량 전장 부하에 따라 LDC의 동작 효율을 극대화 하여 차량 연비를 개선할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 극저부하 또는 저부하 시 보조 배터리 상태에 따라 LDC의 동작을 중지시킬 수 있어 에너지 손실을 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고부하 또는 정상부하 시 보조 배터리 상태에 따라 유동적으로 LDC의 출력전류를 제한할 수 있어, LDC의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 보조 배터리의 내구 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 친환경 자동차의 제어 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 자동차의 제어 시스템을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 친환경 자동차의 제어 시스템의 제어기를 상세하게 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 자동차의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 동작 영역을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 에코 모드 동작 시간을 설정하기 위한 보조 배터리의 방전 전류 맵 그래프의 일례이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 부하 전류 및 보조 배터리 방전 전류의 기울기를 도시한 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 자동차의 제어 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 친환경 자동차의 제어 시스템은, 보조 배터리의 상태 및 차량 전장 부하에 기초하여 저전압 직류 변환기(LDC)를 제어하는 시스템이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 친환경 자동차의 제어 시스템은, 모터(70)를 구동시키기 위한 고전압의 전원이 저장되는 고전압 배터리(20)와, 고전압 배터리(20)에 입출력되는 전압을 변환하는 양방향 고전압 전력 변환기(bi-directional high voltage DC-DC converter; BHDC)(30), 고전압 배터리(20)의 직류 고전압을 교류전압으로 변환하여 모터(70)를 구동하는 인버터(60), 직류 고전압을 직류 저전압으로 변환하여 보조 배터리(400)를 충전하는 저전압 직류 변환기(LDC; low voltage DC-DC converter)(500), 정션 박스(80), 및 친환경 자동차의 운행을 위한 각종 전장 부하(90)를 포함할 수 있다.
도 1과 도 2에 동일한 참조번호로 표시된 구성요소들은 실질적으로 동일한 구성요소들이고, 이들에 대해서는 앞서 설명하였거나 또는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것들이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 제어기(100)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서 및/또는 마이크로프로세서를 포함하는 하드웨어로서, 상기 설정된 프로그램은 후술할 본 발명의 실시예에 따른 친환경 자동차의 제어 방법을 수행하기 위한 일련의 명령으로 형성될 수 있다.
상기 제어기(100)는 저전압 직류 변환기(500)를 포함하거나, 혹은 상기 저전압 직류 변환기(500)가 상기 제어기(100)를 포함하는 구성으로 할 수 있다.
상기 제어기(100)는, 도 3에 도시한 바와 같이 부하 전류 측정부(120), 보조 배터리 SOC/SOH 확인부(130), 및 에코 모드 제어부(110)를 포함할 수 있다.
상기 부하 전류 측정부(120)는 친환경 자동차의 전장 부하(90)에서 소모되는 부하 전류를 측정하기 위한 프로그램 및/또는 소자들로 구성될 수 있다.
상기 보조 배터리 SOC/SOH 확인부(130)는 보조 배터리(400)의 SOC 및 SOH를 확인할 수 있는 프로그램 및/또는 소자들로 구성될 수 있다.
상기 에코 모드 제어부(110)는, 부하 전류가 설정값(예; 4~6A) 미만이고 상기 보조 배터리(400)의 SOC 및 SOH가 설정값(80~90%) 이상인 경우 상기 LDC(500)의 동작을 설정 시간(예; 5분) 동안 중지시키고, 상기 전장 부하(90)에 필요한 전류는 상기 보조 배터리(400)에서 공급하도록 하는 제1 에코 모드를 수행할 수 있다.
또한, 상기 에코 모드 제어부(110)는, 상기 부하 전류 설정값(예; 4~6A) 이상이고, 상기 보조 배터리(400)의 SOC 및 SOH가 설정값(예; 80~90%) 이상이고, 상기 보조 배터리(400)의 방전 전류의 증가 기울기가 상기 부하 전류의 증가 기울기 미만인 경우 상기 LDC(500)의 출력 전류를 설정 시간(예; 5분) 동안 정해진 크기로 제한하는 제2 에코 모드를 수행할 수 있고, 또한 상기 전장 부하(90)가 증가하여 상기 부하 전류의 증가 기울기가 상기 보조 배터리(400)의 방전 전류의 증가 기울기 이상이 되면, 상기 제2 에코 모드를 해제하는 동작을 수행할 수 있다.
상기 제어기(100)는 도 5에 도시한 바와 같이 LDC(500)의 동작 효율에 따라 2가지 동작 영역(극저부하 영역, 고부하 또는 정상 부하 영역)으로 구분하여 제어 동작을 수행할 수 있다. 도 5를 참조하면, 차량 전장 부하가 극저부하일 때 LDC(500)의 동작 효율이 매우 낮음을 알 수 있다.
따라서, 상기 제어기(100)는 차량 전장 부하가 극저부하 또는 저부하 상태, 예를 들면 차량 전장 부하가 소모하는 전력이 100W 미만이고, 보조 배터리(400)의 SOC 및 SOH가 충분한 상태, 예를 들면 80% 이상이면, LDC(500)의 동작을 설정시간 동안 중지시켜 효율이 좋지 않은 구간에서의 동작을 피할 수 있다.
그리고, 차량 전장 부하가 고 부하시 또는 정상 부하 시, 상기 제어기(100)는 도 5에 도시한 바와 같이 LDC(500)가 최고 효율을 나타내는 지점에서 동작하도록 LDC(500)의 출력 전류를 제한하고, 부족한 전류는 보조 배터리(400)에서 공급하도록 할 수 있다.
상기 제어기(100)는 도 6에 도시한 바와 같은 보조 배터리(400)의 방전 전류 맵을 이용하여 상기 에코 모드의 동작 시간을 설정할 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 상기 보조 배터리(400)의 방전 전류는 차량 전장 부하 및 보조 배터리의 SOC, SOH 등에 따라 변화하고, 방전 전류 기울기는 차량 전장 부하의 크기에 따라 도 7에 도시한 바와 같이 변할 수 있다.
상기 제어기(100)는, 차량 전장 부하가 극저부하에서 고부하로 급변하는 경우 도 7에 도시한 바와 같이 차량 부하 기울기와 보조 배터리의 평균 방전 전류 기울기를 비교하여 상기 에코 모드를 해제할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 친환경 자동차의 제어 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 친환경 자동차의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, LDC(500)가 동작하면, 제어기(100)의 부하전류 측정부(120)는 전장 부하(90)가 소모하는 부하전류를 측정한다(S100). 전장 부하(90)가 소모하는 전류를 측정하는 구성은 당업자에게 자명한 구성이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 부하 전류가 측정되면, 제어기(100)는 측정된 부하 전류가 설정값(예; 5A) 미만인지 판단한다(S150).
상기 측정된 부하 전류가 설정값 미만이면, 제어기(100)는 보조 배터리(400)의 SOC 및 SOH를 확인한다(S200). 상기 보조 배터리(400)의 SOC 및 SOH를 확인하는 방법은 당업자에게 널리 공지되어 있으므로 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 보조 배터리(400)의 SOC 및 SOH가 확인되었으면, 제어기(100)는 확인된 SOC 및 SOH가 설정값(예; 80%) 이상인지 판단한다(S300).
상기 확인된 SOC 및 SOH가 설정값(예; 80%) 이상이면, 제어기(100)는 도 6에 도시한 바와 같은 보조 배터리(400)의 방전 전류 맵을 기초로 시간을 설정하고, 상기 설정 시간 동안 LDC(500)의 동작을 중지시키고, 전장 부하(90)에 필요한 전류는 보조 배터리(400)에서 공급되도록 한다(S320, S340).
S300에서 상기 확인된 SOC 및 SOH가 설정값 미만이면, 제어기(100)는 에코 모드를 하지 않고 기존의 일반적인 방법으로 LDC(500)를 제어한다(S500).
한편, S150에서 부하 전류가 설정값 이상이면, 제어기(100)는 상기 보조 배터리(400)의 SOC 및 SOH가 설정값(예; 80%) 이상인지 판단한다(S300).
S400에서 상기 보조 배터리(400)의 SOC 및 SOH가 설정값 이상이면, 제어기(100)는 도 7에 도시한 바와 같은 보조 배터리(400)의 방전 전류 증가 기울기가 부하 전류 증가 기울기 보다 작은지 판단한다(S410).
상기 방전 전류 증가 기울기가 부하 전류 증가 기울기 보다 작으면, 제어기(100)는 설정 시간 동안 LDC(500)의 출력 전류를 제한하고, 부족한 전류는 보조 배터리(400)에서 공급되도록 한다(S420, S440).
예를 들면, LDC(500)의 입력 전압이 240볼트 이고, 전장 부하(90)의 소모 전류가 45A 이고, 상기 입력 전압에서 LDC(500)의 최대 효율이 30A 출력 전류에서 달성될 때, 제어기(100)는 LDC(500)의 출력 전류를 30A로 제한하고, 부족분 전류 15A는 보조 배터리(400)에서 보충되도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
90: 전장 부하
100: 제어기
110: 에코모드 제어부
120: 부하전류 측정부
130: 보조 배터리 SOC/SOH 확인부
400: 보조 배터리
500: 저전압 직류 변환기(LDC)

Claims (7)

  1. 친환경 자동차의 저전압 직류 변환기(LDC; low voltage DC-DC converter)를 제어하는 방법으로서,
    상기 친환경 자동차의 전장 부하에서 소모되는 부하 전류를 측정하는 단계;
    상기 친환경 자동차의 보조 배터리의 SOC(state of charge) 및 SOH(state of health)를 확인하는 단계;
    상기 부하 전류가 설정값 미만이고 상기 SOC 및 SOH가 설정값 이상인 경우 상기 LDC의 동작을 설정 시간 동안 중지시키고, 상기 전장 부하에 필요한 전류는 상기 보조 배터리에서 공급하도록 하는 제1 에코 모드로 동작시키는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 에코 모드에서 상기 LDC의 동작을 중지시키는 설정 시간은 상기 보조 배터리의 방전 맵을 기초로 설정되고, 상기 설정 시간이 경과하면 상기 제1 에코 모드를 해제하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 부하 전류 설정값 이상이고, 상기 SOC 및 SOH가 설정값 이상이고, 상기 보조 배터리의 방전 전류의 증가 기울기가 상기 부하 전류의 증가 기울기 미만인 경우 상기 LDC의 출력 전류를 설정 시간 동안 정해진 크기로 제한하는 제2 에코 모드로 동작시키는 단계; 및
    상기 전장 부하가 증가하여 상기 부하 전류의 증가 기울기가 상기 보조 배터리의 방전 전류의 증가 기울기 이상이 되면, 상기 제2 에코 모드를 해제하는 단계;
    를 더 포함하는 친환경 자동차의 제어 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 LDC의 제한된 출력 전류 이상으로 전류가 필요할 때, 상기 보조 배터리에서 전류가 보충되도록 하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 제어 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 부하 전류의 설정값은 4~6A 이고, 상기 SOC 및 SOH의 설정값은 80~90% 인 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 제어 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 부하 전류의 설정값에 대응하는 상기 전장 부하의 소모 전력은 100W 인 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 제어 방법.
  7. 친환경 자동차의 제어 시스템으로서,
    직류 고전압을 직류 저전압으로 변환하는 저전압 직류 변환기(LDC; low voltage DC-DC converter);
    상기 저전압 직류 변환기에 의해 변환된 직류 저전압이 충전되고, 상기 친환경 자동차의 전장 부하에 저전압 전원을 제공하는 보조 배터리; 및
    상기 보조 배터리의 상태 및 차량 부하에 기초하여 상기 LDC를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는 제1항 및 제3항 내지 제6항 중의 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 설정된 프로그램에 의해 동작하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 제어 시스템.
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US14/107,778 US9662984B2 (en) 2013-09-26 2013-12-16 Method and system for controlling environmentally-friendly vehicle
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160122543A (ko) * 2015-04-14 2016-10-24 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 직류변환장치 제어 시스템 및 방법
CN106394448A (zh) * 2016-11-15 2017-02-15 奇瑞汽车股份有限公司 一种电源分级管理方法及系统
CN106921200A (zh) * 2017-05-04 2017-07-04 北京新能源汽车股份有限公司 一种电动汽车无线充电电路、电动汽车及充电系统
KR101806616B1 (ko) 2015-09-17 2017-12-08 현대자동차주식회사 전기차량의 충전 제어 방법
KR101836603B1 (ko) * 2016-03-10 2018-03-08 현대자동차주식회사 친환경차량의 직류변환장치 출력 제어 방법
KR20200068389A (ko) * 2018-12-05 2020-06-15 현대자동차주식회사 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치 및 방법
WO2021080045A1 (ko) * 2019-10-25 2021-04-29 엘지전자 주식회사 복수의 배터리를 이용하는 전자 장치 및 그 제어 방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2012027C2 (en) * 2013-12-24 2015-06-26 E Traction Europe Bv Power converter for electric vehicle.
DE102014209249A1 (de) * 2014-05-15 2015-11-19 Ford Global Technologies, Llc Elektrisches Ladeverfahren für ein Fahrzeug und elektrische Fahrzeugladevorrichtung
KR101875996B1 (ko) * 2015-06-17 2018-07-06 현대자동차주식회사 친환경 차량용 양방향 컨버터 제어 장치 및 방법
CN108599553A (zh) * 2015-08-25 2018-09-28 漳州龙文区汇洋远软件开发有限公司 一种电动车的电气系统
KR102322921B1 (ko) * 2017-02-22 2021-11-08 현대자동차주식회사 전기 자동차 및 그 제어방법
KR102660349B1 (ko) * 2018-12-11 2024-04-24 현대자동차주식회사 배터리 충전 시스템 및 방법
CN109941151B (zh) * 2019-01-30 2022-06-10 重庆海尔空调器有限公司 驻车空调器、车辆电池的寿命预警方法及系统
US11230192B2 (en) 2019-09-13 2022-01-25 Ford Global Technologies, Llc Vehicle battery monitoring assembly and monitoring method
CN112234819B (zh) * 2020-10-14 2022-02-01 睿驰电装(大连)电动系统有限公司 基于dc-dc的低压供电方法、装置以及电子设备
CN113147630B (zh) * 2021-04-30 2023-04-25 江铃汽车股份有限公司 一种模式控制方法、系统、可读存储介质及车辆
KR102590908B1 (ko) 2021-10-22 2023-10-23 현대모비스 주식회사 연료전지 전력 관리 장치 및 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011151937A (ja) * 2010-01-21 2011-08-04 Toyota Motor Corp 車両
JP2011223833A (ja) * 2010-04-14 2011-11-04 Toyota Motor Corp 電源システムおよびそれを搭載する車両

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3356922A (en) * 1965-04-08 1967-12-05 Amphenol Corp Automatic battery charging circuit
KR0134243Y1 (ko) 1996-09-06 1999-01-15 이충기 도로 통행권 보관기능을 갖는 차량용 달력
JP3549806B2 (ja) * 2000-03-01 2004-08-04 株式会社日立製作所 自動車用電源の制御装置
KR100869801B1 (ko) * 2006-09-26 2008-11-21 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그 구동방법
KR100867795B1 (ko) 2007-07-13 2008-11-10 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 ｄｃ／ｄｃ 컨버터 운전 제어 방법
KR101103877B1 (ko) * 2009-07-30 2012-01-12 현대자동차주식회사 하이브리드차량의 가변 전압 제어 방법
US8928272B2 (en) * 2009-12-04 2015-01-06 Hyundai Motor Company Method for controlling charging voltage of 12V auxiliary battery for hybrid vehicle
JP5248568B2 (ja) * 2010-09-27 2013-07-31 三菱電機株式会社 車両充電システムおよび車両充電方法
KR101251509B1 (ko) * 2010-12-01 2013-04-05 기아자동차주식회사 하이브리드 자동차의 고장진단장치 및 방법
CN103260933B (zh) * 2010-12-14 2015-11-25 本田技研工业株式会社 车辆
CN102490622A (zh) * 2011-12-19 2012-06-13 青岛威能电动车辆电控有限公司 一种电动汽车辅助系统供电控制方法
KR20130078386A (ko) * 2011-12-30 2013-07-10 엘에스산전 주식회사 전기자동차 충전기용 ｄｃ-ｄｃ 컨버터
US9925933B2 (en) * 2013-08-30 2018-03-27 Ford Global Technologies, Llc Pre-charge quick key cycling protection

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011151937A (ja) * 2010-01-21 2011-08-04 Toyota Motor Corp 車両
JP2011223833A (ja) * 2010-04-14 2011-11-04 Toyota Motor Corp 電源システムおよびそれを搭載する車両

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160122543A (ko) * 2015-04-14 2016-10-24 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 직류변환장치 제어 시스템 및 방법
KR101704185B1 (ko) * 2015-04-14 2017-02-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 직류변환장치 제어 시스템 및 방법
US9669728B2 (en) 2015-04-14 2017-06-06 Hyundai Motor Company System and method for controlling LDC of hybrid vehicle
KR101806616B1 (ko) 2015-09-17 2017-12-08 현대자동차주식회사 전기차량의 충전 제어 방법
US9908420B2 (en) 2015-09-17 2018-03-06 Hyundai Motor Company Charging control method and system for electric vehicle
KR101836603B1 (ko) * 2016-03-10 2018-03-08 현대자동차주식회사 친환경차량의 직류변환장치 출력 제어 방법
CN106394448A (zh) * 2016-11-15 2017-02-15 奇瑞汽车股份有限公司 一种电源分级管理方法及系统
CN106394448B (zh) * 2016-11-15 2019-06-14 奇瑞汽车股份有限公司 一种电源分级管理方法及系统
CN106921200A (zh) * 2017-05-04 2017-07-04 北京新能源汽车股份有限公司 一种电动汽车无线充电电路、电动汽车及充电系统
KR20200068389A (ko) * 2018-12-05 2020-06-15 현대자동차주식회사 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치 및 방법
KR102532333B1 (ko) 2018-12-05 2023-05-15 현대자동차주식회사 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치 및 방법
WO2021080045A1 (ko) * 2019-10-25 2021-04-29 엘지전자 주식회사 복수의 배터리를 이용하는 전자 장치 및 그 제어 방법

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