KR101592742B1 - 친환경 자동차의 완속 충전 제어 방법 - Google Patents

친환경 자동차의 완속 충전 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101592742B1
KR101592742B1 KR1020140095487A KR20140095487A KR101592742B1 KR 101592742 B1 KR101592742 B1 KR 101592742B1 KR 1020140095487 A KR1020140095487 A KR 1020140095487A KR 20140095487 A KR20140095487 A KR 20140095487A KR 101592742 B1 KR101592742 B1 KR 101592742B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
charging
voltage
current
constant
mode
Prior art date
Application number
KR1020140095487A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160013551A (ko
Inventor
윤길영
이상규
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020140095487A priority Critical patent/KR101592742B1/ko
Publication of KR20160013551A publication Critical patent/KR20160013551A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101592742B1 publication Critical patent/KR101592742B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

본 발명은 친환경 자동차의 완속 충전 제어 방법에 관한 것으로서, 충전시 완속충전기와 저전압 DC-DC 컨버터가 비효율적인 영역에서 작동하는 문제점을 개선할 수 있는 친환경 자동차의 완속 충전 제어 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 모드 입력 수단을 통해 운전자에 의해 선택된 완속 충전 모드가 입력되는 단계; 완속 충전 모드 중 최적 효율 충전 모드가 입력된 경우, 차량 내 완속충전기의 최대 효율점에 해당하는 전류를 충전전류로 하여 최대 효율 충전전류를 일정하게 출력하도록 완속충전기가 제어되는 정전류 충전 단계; 및 정전류 충전 동안 메인 배터리의 전압이 상승하여 정해진 정전압 설정 충전전압 1에 도달하면, 메인 배터리의 전압을 유지하면서 충전전류를 감소시키도록 완속충전기를 제어하는 정전압 충전 단계를 포함하는 친환경자동차의 완속 충전 제어 방법이 개시된다.

Description

친환경 자동차의 완속 충전 제어 방법{Charging control method for eco-friendly vehicle}
본 발명은 친환경 자동차의 완속 충전 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충전시 완속충전기와 저전압 DC-DC 컨버터가 비효율적인 영역에서 작동하는 문제점을 개선할 수 있는 친환경 자동차의 완속 충전 제어 방법에 관한 것이다.
오늘날 가솔린이나 디젤 등과 같은 화석연료를 사용하는 내연기관 자동차는 배기가스로 인한 환경오염, 이산화탄소로 인한 지구온난화, 오존 생성 등으로 인한 호흡기 질환 유발 등의 여러 문제점을 가지고 있다.
따라서, 전기동력으로 주행하는 자동차, 즉 전기모터를 구동시켜 주행하는 순수 전기자동차(Electric Vehicle, EV)나, 엔진과 전기모터로 주행하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 연료전지에서 생성되는 전력으로 전기모터를 구동시켜 주행하는 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV)와 같은 친환경자동차가 개발되어 왔다.
이와 더불어 친환경자동차의 동력원이 되는 배터리 등 전기에너지 저장장치의 기술도 급속히 발전하고 있으며, 배터리 충전을 위한 차량 내 장치와 외부 충전설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)의 연구 개발, 충전 인프라 확충 등에 많은 노력을 기울이고 있다.
주지하는 바와 같이, 전기자동차(EV)나 플러그-인 하이브리드 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)와 같이 배터리 충전을 필요로 하는 친환경자동차에는 차량 주행을 위한 구동원인 전기모터, 전기모터의 구동 및 제어를 위한 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU)(인버터 포함), 전기모터의 구동을 위한 전력을 공급하는 배터리, 그리고 배터리 충전을 위한 차량 내 충전기 등이 탑재되고, 차량과 외부 충전설비 간의 연결을 위한 충전포트가 구비되어 있다.
상기 인버터는 배터리의 충전(모터 회생), 방전(모터 구동)시 교류-직류 간 전력 변환을 수행하며, 친환경자동차에서 주동력원 또는 보조동력원으로 사용되고 있는 고전압 배터리(메인 배터리)로는 에너지 밀도가 높고 단위면적당 용량이 큰 리튬이온 배터리가 널리 사용되고 있다.
또한, 배터리의 상태 및 작동을 감시 및 관리하는 BMS(Battery Management System)가 탑재되는데, 이는 배터리 팩의 전압, 전류, 온도, 충전상태(State Of Charge, SOC) 등 배터리 상태 정보를 수집하면서, 수집되는 배터리 상태 정보를 차량 제어나 충전 제어 등에 이용될 수 있도록 차량 내/외부의 타 제어기에 제공한다.
한편, 친환경자동차에서 배터리는 교류(AC) 충전전원을 차량에 연결하여 완속 충전하거나, 직류(DC) 충전전원(급속충전설비)을 차량에 연결하여 급속 충전할 수 있다.
외부의 교류 충전전원(상용전원 등)이 차량에 교류전력을 공급하면, 차량 내 완속충전기(On-Board Charger, OBC)가 교류전력을 직류전력으로 변환하여 배터리를 충전하게 된다.
반면, 직류 충전전원으로 사용되는 급속충전설비는 교류전력을 직류전력으로 변환하여 차량에 공급하는 것으로, 차량 내 배터리에 직결되어 높은 전류를 제공하므로 단시간에 배터리 충전을 완료할 수 있다.
도 1은 외부의 상용전원을 이용하여 차량 내 배터리의 충전이 이루어지는 친환경자동차의 파워넷 구성과 완속 충전시의 파워 흐름을 나타내는 도면으로, 상용전원의 교류전력을 직류전력으로 변환하는 차량 내 충전기(OBC)(11), 차량의 주동력원(EV인 경우) 또는 보조동력원(PHEV인 경우)으로서 충전기(11)가 공급하는 직류전력으로 충전되는 메인 배터리(고전압 배터리)(12), 차량 구동원이 되는 모터(14), 모터 구동을 위한 인버터(13), 및 인버터 제어를 위한 모터 제어기(MCU)(16)가 도시되어 있다.
또한, 상위 제어기인 차량 제어기(VCU:Vehicle Control Unit/HCU:Hybrid Control Unit)(15), 차량 내 저전압 전장부하(12V 전장부하)(17), 저전압 전장부하(17)에 작동전력을 공급하는 보조 배터리(저전압 배터리)(18), 고전압 전원과 보조 배터리(18)/저전압 전장부하(17) 사이의 전력 변환을 담당하는 저전압 DC-DC 컨버터(Low Voltage DC-DC Converter, LDC)(19)가 도시되어 있다.
완속 충전시에는 상용전원이 공급하는 교류전력을 차량 내 충전기(11)가 직류전력으로 변환하여 공급함으로써 메인 배터리(12)의 충전이 이루어지고, 더불어 충전기(11)의 고전압 직류전력이 저전압 DC-DC 컨버터(19)에서 저전압 직류변환되어 보조 배터리(18)를 충전하거나 전장부하(17)에 작동전력으로 공급된다.
도 2는 메인 배터리의 충전 방식을 나타내는 도면으로, 일반적으로 리튬이온 전지의 완속 충전시에는 정전력(Constant Power, CP) + 정전압(Constant Voltage, CV) 방식을 많이 이용하는데, 충전효율을 높이고 충전시간을 단축하기 위해 초기에는 충전기의 최대 파워로 충전하고(CP), 이후 충전 말기에는 안정성 확보를 위해 일정 전압으로 충전한다(CV).
도 3은 저전압 DC-DC 컨버터에 의한 보조 배터리의 충전 방식을 나타내는 도면으로, 일반적으로 정전력(CP) 또는 정전압(CV) 모드로 충전 중 전장부하 작동시에는 전장부하에만 전력을 공급하지만, 보조 배터리의 상태에 따라 저전압 DC-DC 컨버터의 제어를 통해 충전량을 증대시켜 보조 배터리의 충전량을 증대시킬 수 있다.
그러나, 이러한 충전 방법은 연축전지나 Ni-MH 배터리 등과 같이 이전에 개발된 배터리의 완속 충전시 그 충전효율 저하로 인해 많은 충전시간이 소요되는 문제점을 개선하기 위하여 개발된 것으로, 이를 리튬이온 배터리 등 친환경자동차용 배터리의 충전에 그대로 적용할 경우 차량 내 충전기(OBC)나 저전압 DC-DC 컨버터(LDC) 등 다른 부품의 최적 효율 및 연비 개선을 충분히 반영하지 못하게 된다.
특히, 종래의 충전 방법은 완속 충전시간 단축에만 포커스를 맞추어 개발된 것으로, 충전기와 저전압 DC-DC 컨버터 등의 다른 부품은 비효율적인 영역에서 작동하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 충전시 완속충전기와 저전압 DC-DC 컨버터가 비효율적인 영역에서 작동하는 문제점을 개선할 수 있는 친환경 자동차의 완속 충전 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 모드 입력 수단을 통해 운전자에 의해 선택된 완속 충전 모드가 입력되는 단계; 완속 충전 모드 중 최적 효율 충전 모드가 입력된 경우, 차량 내 완속충전기의 최대 효율점에 해당하는 전류를 충전전류로 하여 최대 효율 충전전류를 일정하게 출력하도록 완속충전기가 제어되는 정전류 충전 단계; 및 정전류 충전 동안 메인 배터리의 전압이 상승하여 정해진 정전압 설정 충전전압 1에 도달하면, 메인 배터리의 전압을 유지하면서 충전전류를 감소시키도록 완속충전기를 제어하는 정전압 충전 단계를 포함하는 친환경자동차의 완속 충전 제어 방법을 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 정전류 충전 단계에서 메인 배터리의 충전량이 충전 가능 최대 충전량에 도달하면 완속충전기의 충전 작동을 종료하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정전압 충전 동안 메인 배터리의 충전량이 충전 가능 최대 충전량에 도달하면 완속충전기의 충전 작동을 종료하는 것을 특징으로 한다.
또한, 완속 충전 모드 중 최적 효율 충전 모드가 입력된 경우, 보조 배터리의 SOC(state of charge)가 보조 배터리의 최적 효율 충전을 위한 SOC 설정값과 비교하는 단계; 보조 배터리의 SOC가 상기 SOC 설정값 이상인 경우 일정 시간 동안의 정전류를 주기적으로 반복 출력하도록 저전압 DC-DC 컨버터를 제어하는 펄스 충전 단계; 및 펄스 충전 동안 보조 배터리의 전압이 상승하여 정해진 정전압 설정 충전 전압 2에 도달하면, 보조 배터리의 전압을 유지하면서 충전전류를 감소시키도록 저전압 DC-DC 컨버터를 제어하는 정전압 충전 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모드 입력 수단은 차량에 설치되어 모드 선택을 위해 조작하게 되는 스위치 또는 차량과 통신 가능하게 연결되는 휴대 단말기인 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 완속 충전 제어 방법에 의하면 완속충전기(OBC) 및 저전압 DC-DC 컨버터(LDC)의 최적 효율점에서 충전이 이루어지도록 할 수 있다.
도 1은 친환경자동차의 파워넷 구성과 완속 충전시의 파워 흐름을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 메인 배터리 충전 방식을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래의 보조 배터리 충전 및 전장 부하 공급을 나타내는 도면이다.
도 4는 완속 충전시 전류 값에 따른 OBC의 운전 효율을 나타내는 도면으로, 본 발명에서 OBC가 최적 효율점에서 운전됨을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에서 완속 충전시 LDC 전류 출력을 나타내는 도면이다.
도 6은 완속 충전시 전류 값에 따른 LDC의 운전 효율을 나타내는 도면으로, 본 발명에서 LDC가 최적 효율점에서 운전됨을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 완속 충전 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서는 충전시간 단축을 위한 기존의 충전 모드(완속충전기: CP+CV 모드, LDC: CP 또는 CV모드로 제어)와 최적 충전효율을 위한 충전 모드를 분리하여, 심야 충전시 등에서 사용자가 긴 충전시간의 여유를 가지고 있을 때, 최적 충전효율에서의 충전이 이루어지도록 하는 ECO 충전 기능을 사용자가 선택할 수 있도록 함으로써, 배터리의 충전특성은 유지하면서도 차량 내 완속충전기(이하 'OBC'라 칭함)와 저전압 DC-DC 컨버터(이하 'LDC'라 칭함)를 최적 운전점에서 작동시킬 수 있도록 한 점에 특징이 있다.
즉, 본 발명에서는 차량 주행시 사용자 편의성은 제한하면서 연비를 개선하는 ECO 주행 모드와 유사하게 차량 배터리를 최적 충전효율에서 충전하는 ECO 충전 모드를 제공한다.
이러한 ECO 충전 모드에서는 충전시간이 약간 증가하더라도 완속 충전시 사용되는 OBC와 LDC를 최적 효율점에서 운전함으로써 충전효율을 향상시킬 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명에서 충전시간 단축이 가능한 기존의 충전 방법과 최적 충전효율에서의 충전 방법 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 함으로써, 심야 충전 요구시간을 만족하면서도(심야의 정해진 시간 내 충전을 완료하면서도) ECO 충전 기능을 사용자에게 제공한다.
본 발명에서 완속 충전 모드는 최적 충전효율에서의 충전이 이루어지는 최적 효율 충전 모드와, 기존의 충전 모드로 구분되며, 최적 효율 충전 모드는 OBC 및 LDC의 최적 효율 운전점에 해당하는 전류로 충전이 이루어지도록 제어하는 정전류(Constant Current, CC) 충전 과정을 포함한다.
이하, 본 명세서에서는 기존의 충전 모드를 최적 효율 충전 모드와 구분하기 위해 단시간 충전 모드라 칭하기로 하며, 단시간 충전 모드에는 알려진 바와 같이 OBC 제어에 있어서 CP+CV 충전 방식이, LDC에 있어서 CP 또는 CV 충전 방식이 적용될 수 있다.
또한, 차량 충전을 위한 시스템의 구성에 대해서는 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에서 차량 배터리의 완속 충전시에 운전자가 두 완속 충전 모드, 즉 단시간 충전 모드와 최적 효율 충전 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 하며, 이를 위해 운전자가 단시간 충전 모드와 최적 효율 충전 모드 중 어느 하나를 선택 입력하기 위한 수단이 구비된다.
이때, 모드 입력 수단은 차량에 설치되는 스위치가 될 수 있다.
상기 스위치는 차량에서 충전 제어를 수행하는 제어기, 예컨대 OBC 제어기에 연결될 수 있고, 운전자가 스위치를 조작할 경우 스위치 신호(모드 입력 신호)가 OBC 제어기에 입력되어 두 완속 충전 모드 중 어느 하나가 인식될 수 있도록 한다.
이때, LDC 제어기 또한 OBC 제어기로부터 운전자가 선택한 모드 정보를 전달받으며, 이후 OBC 제어기와 LDC 제어기 간 협조 제어를 통하여 차량 배터리의 충전이 이루어질 수 있다.
또는, 운전자가 소지하고 있는 휴대 단말기, 예를 들어 스마트폰 등의 스마트기기를 이용하여 두 완속 충전 모드, 즉 최적 효율 충전 모드와 단시간 충전 모드 중 어느 하나가 선택 입력될 수 있도록 하는 것도 적용 가능하다.
이때, 스마트기기와 차량 간의 통신 연결은 유선 또는 무선 방식의 적용이 모두 가능하며, 무선 입력을 위해 블루투스(Bluetooth) 통신의 적용이 가능하다.
한편, 최적 효율 충전 모드가 선택되면, OBC(완속충전기)의 경우 기존의 정전력(CP)+정전압(CV) 충전 방식 대신 정전류(CC)+정전압(CV) 충전 방식이 이용되며, 최적 효율 운전점에서의 정전류 충전이 이루어진다.
상기 정전류 충전시에는 OBC의 최적 효율점(최대 효율점)에 해당하는 전류를 충전전류(최적 효율 충전전류)로 하여, OBC가 OBC 제어기에 의해 최적 효율 충전전류를 일정하게 출력하도록 제어된다.
도 4는 완속 충전시 전류 값에 따른 OBC의 운전 효율을 나타낸 것으로, 본 발명에서 OBC가 최적 효율점에서 운전됨을 보여주는 도면이다.
OBC의 하드웨어 특성에 따른 최적 충전효율이 존재하는바, 최적 효율 충전 모드에서는 OBC 충전전류를 최대 충전효율을 나타내는 전류로 변경하여 OBC의 출력을 정전류 제어하게 된다.
이러한 OBC 운전점 및 그에 따른 효율점의 이동에 의해 완속 충전시의 OBC 충전효율이 향상될 수 있게 된다.
그리고, 보조 배터리의 충전을 행하기 위한 LDC의 경우 일정한 충전전류를 출력하도록 제어하는 정전압(CV) 충전 방식 대신 일정 시간 동안의 정전류를 주기적으로 반복 출력하는 펄스 충전 방식이 이용된다.
즉, LDC의 최적 효율점(최대 효율점)에 해당하는 전류를 충전전류(최적 효율 충전전류)로 하여, LDC가 LDC 제어기에 의해 최적 효율 충전전류를 일정 시간 동안 정해진 간격으로 반복 출력하도록 제어된다.
도 5는 완속 충전시 LDC 전류 출력을 예시한 것으로, 매 시간 최적 효율 충전전류(예, 30A)를 일정시간(예, 10분) 동안 반복되는 펄스 형태로 출력하는 충전 방식을 보여주고 있다.
도 6은 완속 충전시 전류 값에 따른 LDC의 충전 효율을 나타낸 것으로, 본 발명에서 LDC가 최적 효율점에서 운전됨을 보여주고 있으며, LDC가 최대 충전효율을 나타내는 전류로 LDC 운전점 및 그에 따른 효율점을 이동하여 펄스 충전이 이루어짐으로써 완속시의 LDC 충전효율이 향상될 수 있게 된다.
보조 배터리의 경우 주행이 완료되면 보통 SOC 80% 수준을 유지하게 되므로 충전 중 약간의 전력 소모가 있음을 감안하더라도 매 시간 일정 시간 동안의 충전을 행하는 펄스 충전만으로도 보조 배터리의 SOC 보충이 가능하다.
도 7은 본 발명에 따른 완속 충전 제어 과정을 나타내는 순서도로서, 운전자가 완속 충전 모드를 선택하여 입력하며, 운전자 의지에 따라 단시간 충전 모드가 선택된 경우 기존의 충전 알고리즘을 적용한다.
이때, 메인 배터리의 경우 OBC 출력이 제어되어 도 2에 나타낸 바와 같이 정전력(CP) 충전 후 정전압(CV) 충전을 통해 충전이 이루어지게 된다.
또한, 보조 배터리의 경우 LDC 출력이 제어되어 도 3에 나타낸 바와 같이 정전력(CP) 충전 또는 정전압(CV) 충전을 통해 충전이 이루어지게 된다.
반면, 최적 효율 충전 모드가 선택되었다면, OBC 제어에 있어서는 OBC의 전류 출력을 OBC 최적 효율 충전전류 'a'로 일정하게 제어하는 정전류(CC) 충전 제어가 수행되며, 메인 배터리의 전압이 상승하여 미리 정해진 정전압(CV) 설정 충전전압 'b'에 도달하기 전까지는 정전류 충전을 유지한다.
물론, 정전류 충전 동안 정전압(CV) 설정 충전전압 'b'에 도달하기 전에 메인 배터리의 충전량(SOC)이 충전 가능 최대 충전량 'c'에 도달하면 OBC의 충전 작동을 종료한다.
또한, 정전류 충전 동안 배터리 전압이 정전압(CV) 설정 충전전압 'b'에 도달하게 되면, 메인 배터리의 전압을 유지하면서 충전전류가 감소되도록 하는 정전압(CV) 충전 제어가 수행된다.
이때, 메인 배터리의 충전량이 충전 가능 최대 충전량 'c'에 도달할 때까지 정전압 충전을 유지하며, 정전압 충전 동안 충전량이 충전 가능 최대 충전량 'c'에 도달하면 OBC의 충전 작동을 종료한다.
한편, 보조 배터리의 충전을 위한 LDC 제어에 있어서, 최대 효율 충전 모드가 선택되면, LDC 제어기 내 타이머 작동이 온(On) 되고, 보조 배터리의 SOC가 보조 배터리의 최적 효율 충전을 위한 SOC 설정값 'd' 미만인 경우 정전력(CP) 또는 정전압(CV) 충전을 통해 보조 배터리를 충전하는 기존의 충전 방식이 적용된다.
반면, 보조 배터리의 SOC가 SOC 설정값 'd' 이상인 경우 매 시간마다 50분이 경과하였을 때 LDC 최적 효율 충전전류로 LDC 전류 출력이 이루어지도록 하는 10분 동안의 정전류(CC) 충전을 행하고, 보조 배터리의 전압이 미리 정해진 정전압(CV) 설정 충전전압 'f'에 도달하기 전까지는 매 시간 50분 경과 후 10분 동안의 정전류(CC) 충전을 행하는 펄스 충전을 유지한다.
또한, 정전류 충전 동안 보조 배터리의 전압이 상승하여 정전압(CV) 설정 충전전압 'f'에 도달하게 되면, 배터리 전압을 유지하면서 충전전류가 감소되도록 하는 정전압(CV) 충전으로 전환된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 상용전원 11 : 완속충전기(OBC)
12 : 메인 배터리 13 : 인버터
14 : 구동모터 15 : 차량 제어기(VCU/HCU)
16 : 모터 제어기(MCU) 17 : 전장부하
18 : 보조 배터리 19 : 저전압 DC-DC 컨버터(LDC)

Claims (5)

  1. 모드 입력 수단을 통해 운전자에 의해 선택된 완속 충전 모드가 입력되는 단계;
    완속 충전 모드 중 최적 효율 충전 모드가 입력된 경우, 차량 내 완속충전기의 최대 효율점에 해당하는 전류를 충전전류로 하여 최대 효율 충전전류를 일정하게 출력하도록 완속충전기가 제어되는 정전류 충전 단계; 및
    정전류 충전 동안 메인 배터리의 전압이 상승하여 소정의 정전압 설정 충전 전압1에 도달하면, 메인 배터리의 전압을 유지하면서 충전전류를 감소시키도록 완속충전기를 제어하는 정전압 충전 단계;
    를 포함하며,
    완속 충전 모드 중 최적 효율 충전 모드가 입력된 경우, 보조 배터리의 SOC(state of charge)가 보조 배터리의 최적 효율 충전을 위한 SOC 설정값과 비교하는 단계;
    보조 배터리의 SOC가 상기 SOC 설정값 이상인 경우 일정 시간 동안의 정전류를 주기적으로 반복 출력하도록 저전압 DC-DC 컨버터를 제어하는 펄스 충전 단계; 및
    펄스 충전 동안 보조 배터리의 전압이 상승하여 소정의 정전압 설정 충전 전압 2에 도달하면, 보조 배터리의 전압을 유지하면서 충전전류를 감소시키도록 저전압 DC-DC 컨버터를 제어하는 정전압 충전 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 완속 충전 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 정전류 충전 단계에서 메인 배터리의 충전량이 충전 가능 최대 충전량에 도달하면 완속충전기의 충전 작동을 종료하는 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 완속 충전 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 정전압 충전 동안 메인 배터리의 충전량이 충전 가능 최대 충전량에 도달하면 완속충전기의 충전 작동을 종료하는 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 완속 충전 제어 방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 모드 입력 수단은 차량에 설치되어 모드 선택을 위해 조작하게 되는 스위치 또는 차량과 통신 가능하게 연결되는 휴대 단말기인 것을 특징으로 하는 친환경자동차의 완속 충전 제어 방법.


KR1020140095487A 2014-07-28 2014-07-28 친환경 자동차의 완속 충전 제어 방법 KR101592742B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140095487A KR101592742B1 (ko) 2014-07-28 2014-07-28 친환경 자동차의 완속 충전 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140095487A KR101592742B1 (ko) 2014-07-28 2014-07-28 친환경 자동차의 완속 충전 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160013551A KR20160013551A (ko) 2016-02-05
KR101592742B1 true KR101592742B1 (ko) 2016-02-18

Family

ID=55353400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140095487A KR101592742B1 (ko) 2014-07-28 2014-07-28 친환경 자동차의 완속 충전 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101592742B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180052021A (ko) * 2016-11-09 2018-05-17 현대자동차주식회사 차량탑재형 충전장치

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180046538A (ko) * 2016-10-28 2018-05-09 르노삼성자동차 주식회사 배터리 충전상태에 따라 충전종료 시기를 조절하는 전기자동차의 배터리충전제어장치 및 방법
KR102565348B1 (ko) 2017-12-18 2023-08-16 현대자동차주식회사 센서 진단이 가능한 충전 시스템 및 이 충전 시스템에 적용된 센서의 진단 방법
KR102497025B1 (ko) 2017-12-20 2023-02-08 현대자동차주식회사 충전 시 차량 제어 방법 및 시스템
KR102530939B1 (ko) 2018-04-09 2023-05-11 현대자동차주식회사 차량용 전력변환 시스템
KR102532323B1 (ko) 2018-04-09 2023-05-16 현대자동차주식회사 차량용 전력변환 시스템
KR102045012B1 (ko) * 2018-05-30 2019-12-02 주식회사 만도 마일드 하이브리드 자동차의 전원제어 시스템 및 방법
KR102542941B1 (ko) 2018-06-08 2023-06-14 현대자동차주식회사 저주파 누설전류를 감소시킬 수 있는 충전 장치
KR102602920B1 (ko) 2018-06-29 2023-11-16 현대자동차주식회사 차량용 충전기 및 그 제어 방법
US11018519B2 (en) 2018-12-12 2021-05-25 Hyundai Motor Company Charging apparatus capable of reducing low frequency leakage current
KR102657323B1 (ko) 2018-12-12 2024-04-12 현대자동차주식회사 저주파 누설전류를 감소시킬 수 있는 충전 장치
KR102270373B1 (ko) * 2019-05-28 2021-06-29 쌍용자동차 주식회사 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어장치
KR102235836B1 (ko) * 2019-05-28 2021-04-05 쌍용자동차 주식회사 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어방법
KR20210033575A (ko) 2019-09-18 2021-03-29 현대자동차주식회사 차량용 충전기 및 그 제어 방법
KR102280630B1 (ko) * 2019-10-15 2021-07-22 주식회사 코리아비티에스 차량용 배터리 충전 관리 장치 및 그 방법
WO2022231062A1 (ko) * 2021-04-26 2022-11-03 국민대학교 산학협력단 배터리 충전 방법 및 배터리 충전 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200181443Y1 (ko) 1999-11-11 2000-05-15 주식회사한창트랜스 인버터 겸용 충전기

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0173961B1 (ko) * 1996-06-24 1999-05-01 김광호 모드변환형 배터리 충전장치
KR101033014B1 (ko) * 2009-08-14 2011-05-09 (주) 다이시스 배터리 충전기의 충전 제어 방법
KR20140068556A (ko) * 2012-11-28 2014-06-09 쌍용자동차 주식회사 전기자동차용 직류 변환장치의 제어방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200181443Y1 (ko) 1999-11-11 2000-05-15 주식회사한창트랜스 인버터 겸용 충전기

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180052021A (ko) * 2016-11-09 2018-05-17 현대자동차주식회사 차량탑재형 충전장치
KR101905997B1 (ko) 2016-11-09 2018-10-08 현대자동차주식회사 차량탑재형 충전장치
US10270273B2 (en) 2016-11-09 2019-04-23 Hyundai Motor Company Charging apparatus mounted in vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160013551A (ko) 2016-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101592742B1 (ko) 친환경 자동차의 완속 충전 제어 방법
CN103339005B (zh) 混合动力车辆
KR101305605B1 (ko) 전기자동차의 전원 공급 시스템
KR101798514B1 (ko) 차량 및 그 충전 제어방법
CN106887878B (zh) 用于车辆的辅助电池再充电系统及其控制方法
KR102302783B1 (ko) 차량 구동 시스템 및 방법
US9187085B1 (en) Electric vehicle control based on operating costs associated with power sources
KR101500080B1 (ko) 친환경 자동차의 회생 제동시 저전압 직류변환장치의 출력 제어 방법
KR20120012660A (ko) 전기자동차 및 그 보조배터리의 충전제어방법.
CN105035078A (zh) 混合动力车辆和控制混合动力车辆的方法
CN104955699A (zh) 混合动力车辆
JP2009112194A (ja) 電気自動車および電気自動車の二次電池充電方法
KR101866063B1 (ko) 보조배터리의 릴레이 제어 시스템 및 그 방법
JP6741791B2 (ja) バッテリパックの熱調整方法及びシステム
KR20130069001A (ko) 전기자동차 및 그 제어방법
JP2009201170A (ja) 充電制御システム
JP2014023231A (ja) 車載充電制御装置
KR20130120229A (ko) 전기 자동차의 충전 방법
JP5454739B2 (ja) 充電制御装置およびそれを備える車両ならびに充電制御方法
KR101558705B1 (ko) 배터리 충전 제어 장치 및 방법
KR101838506B1 (ko) 차량 및 그 충전 제어방법
JP2012050281A (ja) 電動車両のバッテリ充電システム
CN102468519A (zh) 延长插电式混合动力车电池寿命的装置与方法
KR101628552B1 (ko) 보조배터리 보충전 주기 설정 방법
KR20170025605A (ko) 친환경 자동차의 전력변환 제어방법

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: 20190130

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191219

Year of fee payment: 5