KR101617581B1 - 전력 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 전력을 제어하는 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 메인 배터리 및 보조 배터리의 잔존용량, 보조 배터리의 충방전 전력 및 전장 부하의 전력에 기초하여 전장 부하 및 보조 배터리의 전력을 제어하는 기술에 관한 것으로, 본 발명의 메인(main) 배터리, 보조 배터리 및 전장 부하를 포함하는 차량 장치에 있어서, 메인 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC) 및 보조 배터리의 잔존용량을 감지하는 잔존용량 감지부와 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 메인 배터리의 허용 전력을 산출하는 허용 전력 산출부와 충전 또는 방전 동작하는 보조 배터리의 충방전 전력을 산출하는 충방전 전력 산출부와 운전자에 의해 실행 요청된 전장 부하의 전력인 제1 전장 부하 전력을 산출하는 제1 전장 부하 전력 산출부와 허용 전력, 충방전 전력 및 제1 전장 부하 전력에 기초하여 실행 요청된 전장 부하의 동작을 제어하는 동작 제어부와 동작 제어부에 의해 실행되는 전장 부하의 전력인 제2 전장 부하 전력을 산출하는 제2 전장 부하 전력 산출부 및 보조 배터리의 잔존용량, 허용 전력, 충방전 전력 및 제2 전장 부하 전력에 기초하여 보조 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어부를 포함하는 장치 및 방법을 제공한다.

Description

전력 제어 장치 및 방법{Apparatuses and Methods for Power control}
본 발명은 메인(Main) 배터리, 보조 배터리 및 전장 부하를 포함하는 차량 장치의 전력을 제어하는 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 메인 배터리 및 보조 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC), 보조 배터리의 충방전 전력, 전장 부하의 소모 전력에 기초하여 메인 배터리, 보조 배터리 및 전장 부하를 포함하는 차량 장치의 전력을 제어하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 운전자의 편의를 돕기 위해, 전열시트, 와이퍼, 히터, 열선, 에어컨, 오디오, 사이드 미러(side mirror), 안개등, 헤드램프, 브레이크 등, 비상등, 실내등, 창문, 조향장치(Electric Power Steering, EPS) 등을 포함하는 전장 부하가 설치되어 있다.
이러한 전장 부하는 일반적으로 메인 배터리의 전력을 이용하여 동작을 수행하며, 메인 배터리의 전력이 부족하더라도 전장 부하는 보조 배터리의 전력을 이용하여 정상 동작을 수행할 수 있다.
그러나, 운전자 요청에 의해 실행되는 전장 부하의 전력에 따라 빈번한 보조 배터리를 충방전 변환 동작에 따라 보조 배터리의 수명이 단축될 수 있다.
또한, 운전자 요청에 의해 실행되는 전장 부하의 전력에 따라 메인 배터리가 완전 방전되는 문제점이 발생한다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 10-2013-0046267호에 기재되어 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면에서, 보조 배터리의 빈번한 충방전 변환 동작을 방지하도록 전력을 제어하는 전력 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
다른 측면에서, 본 발명은, 메인 배터리의 완전 방전을 방지하도록 전력을 제어하는 전력 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은 메인(main) 배터리, 보조 배터리 및 전장 부하를 포함하는 차량 장치에 있어서, 메인 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC) 및 보조 배터리의 잔존용량을 감지하는 잔존용량 감지부와 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 메인 배터리의 허용 전력을 산출하는 허용 전력 산출부와 충전 또는 방전 동작하는 보조 배터리의 충방전 전력을 산출하는 충방전 전력 산출부와 운전자에 의해 실행 요청된 전장 부하의 전력인 제1 전장 부하 전력을 산출하는 제1 전장 부하 전력 산출부와 허용 전력, 충방전 전력 및 제1 전장 부하 전력에 기초하여 실행 요청된 전장 부하의 동작을 제어하는 동작 제어부와 동작 제어부에 의해 실행되는 전장 부하의 전력인 제2 전장 부하 전력을 산출하는 제2 전장 부하 전력 산출부 및 보조 배터리의 잔존용량, 허용 전력, 충방전 전력 및 제2 전장 부하 전력에 기초하여 보조 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어부를 포함하는 전력 제어 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 전력 제어 방법에 있어서, 차량에 메인(main) 배터리, 보조 배터리 및 전장 부하를 병렬로 설치하는 단계와 메인 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC) 및 보조 배터리의 잔존용량을 감지하는 잔존용량 감지단계와 보조 배터리의 잔존용량에 기초하여 보조 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어단계와 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 메인 배터리의 허용 전력을 산출하는 허용 전력 산출단계와 충전 또는 방전 동작하는 보조 배터리의 충방전 전력을 산출하는 충방전 전력 산출단계와 운전자에 의해 실행 요청된 전장 부하의 전력인 제1 전장 부하 전력을 산출하는 제1 전장 부하 전력 산출단계와 허용 전력, 충방전 전력 및 제1 전장 부하 전력에 기초하여 실행 요청된 전장 부하의 동작을 제어하는 동작 제어단계와 동작 제어부에 의해 실행되는 전장 부하의 전력인 제2 전장 부하 전력을 산출하는 제2 전장 부하 전력 산출단계 및 허용 전력, 충방전 전력 및 제2 전장 부하 전력에 기초하여 보조 배터리의 방전을 제어하는 충방전 제어단계를 포함하는 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 메인 배터리 및 보조 배터리의 잔존용량, 보조 배터리의 충방전 전력 및 전장 부하의 소모 전력에 기초하여 전력을 제어함으로써, 보조 배터리의 빈번한 충방전 변환 동작이 예방되어 보조 배터리의 수명 단축 예방 및 메인 배터리의 완전 방전을 예방하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작 제어부의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작 제어부의 동작을 설명하기 위한 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 일 예를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 동작 제어부는 이해의 편의를 위해 전장 부하 동작 제어부와 모터 동작 제어부로 나누어 설명하더라도 하나의 동작 제어부가 동작할 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. 충방전 제어부 역시, 이해의 편의를 위해 충전 제어부와 방전 제어부로 나누어 설명하더라도 하나의 충방전 제어부가 동작할 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
메인(main) 배터리, 보조 배터리 및 전장 부하를 포함하는 차량 장치에 있어서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치는 메인 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC) 및 보조 배터리의 잔존용량을 감지하는 잔존용량 감지부와 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 메인 배터리의 허용 전력을 산출하는 허용 전력 산출부와 충전 또는 방전 동작하는 보조 배터리의 충방전 전력을 산출하는 충방전 전력 산출부와 운전자에 의해 실행 요청된 전장 부하의 전력인 제1 전력을 산출하는 제1 전장 부하 전력 산출부와 허용 전력, 충방전 전력 및 제1 전장 부하 전력에 기초하여 실행 요청된 상기 전장 부하의 동작을 제어하는 동작 제어부와 동작 제어부에 의해 실행되는 전장 부하의 전력인 제2 전장 부하 전력을 산출하는 제2 전장 부하 전력 산출부 및 보조 배터리의 잔존용량, 허용 전력, 충방전 전력 및 제2 전장 부하 전력에 기초하여 보조 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어부를 포함할 수 있다.
전장 부하는 전기로 동작하며 운전자의 편의를 제공하는 장치로서, 전열시트, 와이퍼, 히터, 열선, 에어컨, 오디오, 전자식 사이드 미러(side mirror), 안개등, 헤드램프(head ramp), 브레이크 등, 비상등, 실내등, 전자식 창문, 조향장치(Electric Power Steer, EPS) 등을 포함할 수 있다. 다만 이하에서는 설명의 편의상 전장 부하를 소모전력과 주행성능에 미치는 영향을 고려하여 대표적인 3단계의 전장 부하(하 단계의 전장 부하인 히터, 중 단계의 전장부하인 와이퍼 및 상 단계의 전장부하인 조향장치)로 제한하여 설명한다.
다만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치에 있어서 전장 부하는 둘 이상의 단계에서 적용될 수 있으며, 설정된 기준에 따라 전장 부하의 단계가 달라질 수 있다. 하지만, 기준에 따라 달라지는 차이점과 무관하게 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치가 동작할 수 있으므로 본 발명의 범주에 포함되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치(100)는 메인 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC) 및 보조 배터리의 잔존용량을 감지하는 잔존용량 감지부(110)를 포함할 수 있다.
일 예를 들어, 잔존용량 감지부(110)는 메인 배터리 및 보조 배터리에 대한 간단한 등가 회로 모델을 이용하여 일정한 조건에 따라 전류 기반 잔존용량(State Of Charge based on current, SOCi) 또는 전압 기반 잔존용량(State Of Charge based on voltage, SOCv)를 이용하여 메인 배터리 및 보조 배터리의 잔존용량을 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치(100)는 감지된 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 메인 배터리의 허용 전력을 산출하는 허용 전력 산출부(130)를 포함할 수 있다.
일 예를 들어, 허용 전력 산출부(130)는 산출된 메인 배터리의 잔존용량에 비례하는 값으로 허용 전력을 산출할 수 있다.
허용 전력 산출부(130)는 메인 배터리의 잔존용량 및 전력 사용 시간에 대한 실험데이터에 기초하여 허용 전력을 산출할 수 있다.
동일 값을 갖는 2개의 메인 배터리를 일 예로 들면, 잔존용량이 1,000[Wh]인 A메인 배터리에 대해 전력 사용 시간을 5시간으로 계산하면 허용 전력 산출부(130)는 200[W]의 전력을 A메인 배터리의 허용 전력으로 산출할 수 있다.
이와 달리 잔존용량이 500[Wh]인 B메인 배터리에 대해 전력 사용 시간을 5시간으로 계산하면 허용 전력 산출부(130)는 100[W]의 전력을 B메인 배터리의 허용 전력으로 산출할 수 있다.
예시한 5시간은 운전자가 한번 충전하고 운행하는 시간을 예시하였으며, 이는 실험값에 의해 달라질 수 있다.
추가적으로, 허용 전력 산출부(130)는 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 사용가능 시간을 예측할 수 있다.
예를 들어 허용 전력 산출부(130)가 잔존용량이 1,000[Wh]인 배터리에 대해 사용가능 시간을 5시간으로 산출하면, 허용 전력 산출부(130)는 잔존용량이 500[Wh]인 배터리에 대해 사용가능 시간이 2.5시간으로 산출할 수 있다.허용 전력 산출부(130)는 산출된 사용가능 시간에 비례하는 허용 전력을 산출할 수 있다.
예를 들어, 사용가능 시간을 5시간으로 산출된 A메인 배터리에 대해 200[W]의 허용 전력을 산출하고 사용가능 시간이 2.5시간으로 산출된 B메인 배터리에 대해 100[W]의 허용 전력을 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치(100)는 충전 또는 방전 동작하는 보조 배터리의 충방전 전력을 산출하는 충방전 전력 산출부(140)를 포함할 수 있다.
충방전 전력 산출부(140)는 보조 배터리의 측정한 전압 및 전류를 이용하여 보조 배터리의 전력을 산출할 수 있다. 전력을 산출하기 위해 사용하는 전압은 전장 부하의 전압을 일정전압으로 고정하기 위해 사용하는 컨버터의 전압센서의 측정 전압과 동일하기 때문에 본 발명의 장치에 있어서 전압센서를 추가되지 않는 장점이 있다. 또한, 전력을 산출하기 위해 사용하는 전류는 보조 배터리의 정전류 충전(constant-current charge)을 위해 사용하는 컨버터의 전류센서의 측정 전류와 동일하기 때문에 본 발명의 장치에 있어서 전류센서를 추가되지 않는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치(100)는 운전자에 의해 실행 요청된 전장 부하의 전력인 제1 전력을 산출하는 제1 전장 부하 전력 산출부(150)을 포함할 수 있다.
제1 전장 부하 전력 산출부(150)는 미리 실험을 통해 측정한 전장 부하의 전력데이터에 기초하여 전장 부하를 동작하지 않고 실행 요청된 전장 부하의 전력을 산출할 수 있다.
예를 들어, 미리 실험을 수행하여 열 세기의 1단, 2단 및 3단에 따라 동작하는 히터의 소모 전력은 각각 20[W], 40[W] 및 60[W]인 실험데이터1, 동작 속도의 1단 및 2단에 따라 동작하는 와이퍼의 소모 전력은 각각 10[W] 및 20[W]인 설험데이터2 및 조타기에 의한 조향각에 따라 동작하는 조향장치의 소모 전력은 0[W] 내지 50[W]인 실험데이터3를 얻으면, 제1 전장 부하 전력 산출부(150)는 데이터에 해당하는 히터, 와이퍼 또는 조향장치는 동작을 수행하지 않고도 실행 요청된 동작의 전력을 산출할 수 있다. 즉, 운전자 히터를 2단으로, 와이퍼를 1단으로 조타기를 최대 조향각으로 실행하도록 요청하면, 제1 전장 전력 산출부(150)는 동작을 수행하지 않고도, 히터의 소모전력은 40[W], 와이퍼의 소모전력은 10[W] 및 조향장치의 소모전력은 50[W]임을 산출할 수 있다.
이는, 전장 부하가 동작하는 각각의 동작에 따른 전력 소모값은 일정하기 때문에, 항상 전장 부하의 소모 전력은 미리 수행하여 얻은 데이터와 같을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치(100)는 허용 전력 산출부(130)가 산출한 허용 전력, 충방전 전력 산출부(140)가 산출한 충방전 전력 및 제1 전장 부하 전력 산출부(150)가 산출한 제1 전장 부하 전력에 기초하여 실행 요청된 상기 전장 부하의 동작을 제어하는 동작 제어부(160)을 포함할 수 있다.
동작 제어부(160)는 충방전 전력과 제1 전장 부하 전력의 합이 상기 허용 전력을 초과하면, 실행 요청된 상기 전장 부하의 동작을 제어할 수 있다.
일 예를 들어, 소모전력과 주행성능에 미치는 영향을 고려하여 전장부하 각각에는 우선순위가 부여될 수 있다.
이에 대해, 동작 제어부(160)는 사용가능 시간이 일정 기준 이하인 경우, 우선순위가 낮은 상기 전장부하부터 전력 소모를 제한할 수 있다.
히터, 와이퍼 및 조향장치로 구성된 전장 부하를 예를 들어, 소모전력에 미치는 영향을 고려하면 히터가 가장 크며, 조향장치 및 와이퍼가 작을 수 있다. 이와 달리 주행성능에 미치는 영향을 고려하면 히터 및 와이퍼는 주행성능에 영향이 적으며, 조향장치는 주행성능에 영향력이 클 수 있다. 이와 같은 전제하에 소모전력과 주행성능에 미치는 영향을 고려하면 히터를 우선순위가 가장 낮은 단계로 설정할 수 있으며, 와이퍼는 우선순위가 중간 단계로, 조향장치는 우선순위가 높은 단계로 설정할 수 있다.
전술한 단계에 있어서 낮고 높음의 관계는 전장 부하에서 전력을 줄이고자 할 경우 먼저 줄이고자 하는 관점에서의 높낮이로서, 전장 부하에서 전력을 불가피하게 줄이게 될 경우 높낮이가 낮은 단계의 전장부하의 소모전력을 감소하는 것이 운전자의 안전을 포함하는 여러 관점에서 효과적임을 의미한다. 이와 같은 관점에서, 높낮이가 높은 단계의 전장부하는 소모전력을 줄이면 운전자의 안전에 위협이 될 수 있음을 의미할 수 있다.
따라서, 충방전 전력과 제1 전장 부하 전력의 합이 허용 전력을 초과하면, 동작 제어부(160)는 낮은 단계의 전장 부하인 히터의 소모 전력을 먼저 줄일 수 있다. 만일, 충방전 전력과 제1 전장 부하 전력의 합에 대한 허용 전력과의 차이 전력이 히터를 제어하여 절약하는 전력보다 크면, 동작 제어부(160)는 히터 다음 단계인 와이퍼의 소모 전력을 줄일 수 있다.
동작 제어부(160)는 동작레벨 저하, 동작시간 감소 중 하나 이상의 방법으로 실행 요청된 전장 부하의 동작을 제어하여 소모 전력을 줄일 수 있다.
동작레벨 저하에 대해 예를 들면, 운전자가 히터를 고온의 3단으로 실행 요청하면, 동작 제어부(160)는 히터를 3단보다 낮은 온도인 2단으로 동작시켜 히터가 소모하는 전력을 줄일 수 있다. 이와 동일하게, 운전자가 와이퍼를 빠른 속도인 2단으로 실행 요청하면, 동작 제어부(160)는 와이퍼를 2단보다 느린 속도인 1단으로 동작시켜 와이퍼가 소모하는 전력을 줄일 수 있다.
이와 달리 동작시간 감소에 대한 예를 들면, 운전자가 히터를 고온의 3단으로 실행 요청하면, 동작 제어부(160)는 히터를 이산시간으로 3단으로 동작시켜 히터가 소모하는 전력을 줄일 수 있다. 이는, 동작 제어부(160)가 히터를 3단으로 동작하되, 일정 시간 간격으로 동작시켜 소모하는 전력을 줄일 수 있다. 즉, 동작 제어부(160)가 히터를 5초 동안 3단으로 동작하고, 이후 5초 동안 동작 오프하고, 다시 3단으로 동작시켜 히터가 소모하는 전력을 줄일 수 있다.
전장부하가 이산시간으로 동작하여 소모 전력을 줄이는 경우, 동작 제어부(160)는 전장 부하의 동작시점을 분산시켜 전장 부하가 소모하는 전력을 줄일 수 있다.
예를 들어, 히터와 와이퍼를 이산시간으로 동작하여 소모 전력을 줄이는 경우, 동작 제어부(160)가 히터를 0초 내지 5초, 10초 내지 15초 20초 내지 25초, 등의 5초 간격으로 동작시키고, 와이퍼를 5초 내지 10초, 15초 내지 20초, 25초 내지 30초, 등의 5초 간격으로 동작시킴으로써 전장 부하의 소모 전력을 줄일 수 있다.
예시한 5초의 동작 간격은 하나의 예시일 뿐이며, 부하 각각의 특성에 따라 달라질 수 있다. 다만, 동작 제어부(160)는 예시와 같이 동작시점은 분산되도록 전장 부하를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치(100)는 동작 제어부(160)에 의해 실행되는 전장 부하의 전력인 제2 전장 부하 전력을 산출하는 제2 전장 부하 전력 산출부(170)을 포함할 수 있다.
제2 전장 부하 전력 산출부(170)는 동작 제어부(160)의 제어에 따른 전장 부하의 소모 전력을 미리 실험한 데이터에 기초하여 산출할 수 있다. 상기 실험한 데이터는 제1 전장 부하 전력 산출부(150)의 제1 전장 부하 전력 산출하는데 기초한 실험 데이터와 동일 데이터를 사용할 수 있다.
예를 들어, 운전자가 히터를 3단으로 실행 요청했지만, 동작 제어부(160)에 의해 히터가 1단으로 동작하면, 제2 전장 부하 전력 산출부는 히터가 1단으로 동작할 때의 실험 데이터에 기초하여 히터의 소모 전력을 산출할 수 있다.
다만, 제2 전장 부하 전력 산출부(170)가 산출하는 제2 전장 부하 전력은 항상 제1 전장 부하 전력 산출부(150)가 산출하는 제1 전력 이하의 값이 된다. 또한 제2 전장 부하 전력은 항상 최고 단계에 전장 부하의 소모 전력 이상이 될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치(100)는 보조 배터리의 잔존용량, 메인 배터리의 허용 전력, 보조 배터리의 충방전 전력 및 제2 전력에 기초하여 보조 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어부(120)을 포함할 수 있다.
충방전 제어부(120)는 보조 배터리의 잔존용량이 미리 설정된 임계값 미만이면 보조 배터리를 충전하도록 제어하는 충전 제어부(121)과 보조 배터리의 충방전 전력과 제2 전장 부하 전력의 합이 메인 배터리의 허용 전력을 초과하면, 보조 배터리를 방전하도록 제어하는 방전 제어부(122)를 포함할 수 있다.
배터리의 충방전은 마이크로 콘트롤러 유닛(Micro Controller Unit, MCU)에 의해 충전동작 또는 방전동작이 되도록 할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 본 발명의 취지와 관련이 적어 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 차량 장치는 메인 배터리, 보조 배터리 및 전장 부하는 병렬로 연결될 수 있다.
메인 배터리의 잔존용량은 메인 배터리의 전력량에 해당한다. 즉, 메인 배터리의 잔존용량이 1,000[Wh]이면, 100[W]의 전력을 1시간 동안 사용할 수 있는 것이다.
메인 배터리가 방전되면, 메인 배터리의 전력을 이용하는 전장 부하는 동작할 수 없다. 따라서, 메인 배터리가 방전된 경우에도 전장 부하를 동작하기 위해 보조 배터리를 사용한다. 예를 들어, 메인 배터리가 방전되어 잔존 용량이 0[Wh]이면, 보조 배터리를 방전시켜 전장 부하에 전력을 공급해 줌으로써 전장 부하는 동작할 수 있다.
이러한 전력 관계를 도시하면 도 2와 같이 메인 배터리의 전력(PMB), 보조 배터리의 충방전 전력(PSB) 및 전장 부하의 전력(PLoad)의 관계가 성립될 수 있다. 다만, 메인 배터리의 전력(PMB)과 전장 부하의 전력(PLoad)의 방향은 도 2와 같이 항상 일정하나, 보조 배터리의 충방전 전력(PSB)는 보조 배터리의 충전 동작 또는 방전 동작에 따라 다른 방향을 가질 수 있다. 도 2에 도시한 방향의 충방전 전력(PSB)는 보조 배터리의 충전 동작에 따른 전력을 도시한다. 메인 배터리의 전력(PMB)과 전장 부하의 전력(PLoad)은 단방향성이므로 단방향 컨버터를 사용해도 되지만, 보조 배터리의 전력(PSB)은 양방향성이므로 양방향 컨버터를 사용해야 한다. 전술한 컨버터 내용은 도 2에 도시하지 않았으나, 도 2의 도면을 이해하기 위해 이러한 지식은 기반되어야 할 것이다.
또한, 도 2의 전기적인 지식에 있어서, 전장 부하의 동작에 따른 전장 부하의 전력(PLoad)와, 보조 배터리의 충전 또는 방전 동작에 따른 충방전 전력(PSB)은 각각 전장 부하의 컨버터와 보조 배터리의 양방향 컨버터에 의해 조절되며, 조절된 전장 부하의 전력(PLoad)와 충방전 전력(PSB)의 합에 의해 메인 배터리 전력(PMB)이 결정된다. 이는 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112015013051246-pat00001
단,
Figure 112015013051246-pat00002
즉, 전장 부하의 전력(PLoad)와 충방전 전력(PSB)은 능동적으로 조절하는 반면, 메인 배터리 전력(PMB)은 능동적으로 조절한 전장 부하의 전력(PLoad)와 충방전 전력(PSB)에 의해 수동적으로 조절된다. 여기서, 보조 배터리의 충전 동작 또는 방전 동작에 따른 + 또는 - 극성은 하드웨어적 구성에 따라 달라질 수 있는 값으로 + 극은 충전 상태, - 극은 방전상태에 제한되지 않는다.
전술한 능동적 조절의 의미는 마이크로 컨트롤러에 의해 직접 조절되는 것을 의미하며, 수동적 조절의 의미는 마이크로 컨트롤러에 의해 직접 조절된 결과에 따라 조절되는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치에 적용하면, 잔존용량 감지부가 보조 배터리의 잔존용량을 감지하여 보조 배터리의 충전 동작을 제어한다. 또한 잔존용량 감지부가 감지한 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 허용 전력 산출부가 메인 배터리의 허용 전력을 산출한다. 잔존용량을 감지하는 방법은, 배터리의 전압과, 해당 배터리의 특성을 이용하여 감지할 수 있다.
추가적으로, 허용 전력 산출부는 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 사용가능 시간을 예측할 수 있다. 이후, 허용 전력 산출부는 사용가능 시간에 비례하는 허용 전력을 산출한다.
이후, 산출된 메인 배터리의 허용 전력, 보조 배터리의 충방전 전력 및 운전자가 실행 요청한 전장 부하의 산출된 소모전력에 기초하여, 동작 제어부는 운전자가 실행 요청한 값으로 전장 부하를 동작할지, 아니면 전장부하의 소모전력을 줄여 전장 부하를 동작할지 결정한다. 이는 전술한 바와 같이 메인 배터리의 전력(PMB)는 전장부하의 전력(PLoad)와 보조 배터리의 충방전 전력(PSB)에 의해 결정되기 때문에, 미리 설정한 메인 배터리의 허용 전력과 충방전 전력(PSB)에 기초하여 전장부하의 전력(PLoad)를 결정하면 메인 배터리의 전력(PMB)는 미리 설정한 메인 배터리의 허용 전력과 같아지는 것을 이용한 것이다.
전술한 바와 같이, 미리 설정한 메인 배터리의 허용 전력과 충방전 전력(PSB)에 기초하여 전장부하의 전력(PLoad)를 조절하기 위해, 동작 제어부가 미리 설정한 메인 배터리의 허용 전력 및 충방전 전력(PSB)이 되도록 전장 부하를 소모전력이 감소하도록 제어할 수 있다.
동작 제어부가 전장 부하를 제어하는 방법은, 전장 부하에 대해 미리 소모전력과 주행성능에 미치는 영향을 고려하여 둘 이상의 단계로 구분하고, 최고 단계의 전장 부하를 제외한 전장 부하에 대하여, 낮은 단계의 전장 부하에서 높은 단계의 전장 부하 순으로 전원을 관리함으로써, 소모전력이 감소하도록 제어할 수 있다.
동작 제어부가 전장 부하를 제어하는 다른 방법은, 전장부하의 동작레벨 저하, 동작시간 감소 중 하나 이상의 방법을 이용하여 소모전력이 감소하도록 제어할 수 있다. 동작레벨 저하의 방법은 운전자가 실행 요청한 동작레벨이 아닌 낮은 동작레벨로 전장 부하를 작동시키는 것이다. 이와 달리 동작시간 감소의 방법은 운전자가 실행 요청한 동작 레벨로 동작하되, 동작에 있어서 연속시간으로 동작하지 않고 이산시간으로 전장 부하를 작동시키는 것이다.
동작 제어부가 전장 부하를 제어하는 또 다른 방법은, 전장 부하의 동작시점을 분산하여 소모전력이 감소하도록 제어할 수 있다. 이는 전술한 다른 방법으로 전장 부하를 동작시키되, 둘 이상의 전장 부하를 이산시간으로 동작하는 경우, 각각 전장 부하가 동 시간에 동작하지 않도록 전장 부하를 작동시키는 것이다.
또 다른 방법에 있어서, 동작 제어부는 둘 이상의 전장부하에 대해서는 소모전력을 줄이는 제어를 한다.
이에 따라, 히터, 와이퍼 및 조향장치로 구성된 전장 부하에서 동작 제어부가 히터 및 와이퍼의 전장 부하의 동작을 제어해도 동작하는 전장 부하의 전력(PLoad)와 충전 동작을 하는 보조 배터리의 충방전 전력(PSB)의 합이 메인 배터리의 허용 전력을 초과하면, 충방전 제어부가 충전동작 중인 보조 배터리를 방전동작으로 변환시킴으로써, 동작하는 전장 부하의 전력(PLoad)와 방전 동작을 하는 보조 배터리의 충방전 전력(-PSB)의 합이 메인 배터리의 허용 전력을 초과하지 않도록 한다. 전술한 동작을 수행함으로써, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어장치는 메인 배터리의 전력 사용 시간을 유지할 수 있다.
다만, 보조 배터리의 방전 동작 수행은 보조 배터리의 완전 방전을 방지하고자, 보조 배터리의 잔존용량이 미리 설정된 임계값 이상에서만 수행하도록 설정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 장치의 잔존용량 감지부가 메인 배터리의 잔존용량 및 보조 배터리의 잔존용량을 감지한다(S300).
배터리의 잔존용량을 감지하는 방법은, 배터리 전압과 배터리의 특성에 기초하여 간접적으로 잔존용량을 감지하는 전압 측정법이 있다. 간단히 설명하면, 배터리의 출력전압을 측정하고, 측정한 출력전압을 해당 배터리의 방전곡선(discharge curve)과 대조하여 잔존용량을 계산할 수 있다. 단, 배터리의 내부 저항에 의해 오차가 생길 수 있다. 이는 배터리의 내부 저항과 출력 전류의 곱에 해당하는 전압 강하가 추가로 일어나기 때문이다. 따라서, 회로의 전류를 측정하여 해당하는 전압 강하 값만큼 수정하여 배터리의 잔존용량을 정확하게 감지할 수 있다.
이와 달리, 봉해지지 않은 납축전지와 같이 액체 전해질에 직접 접근이 가능한 축전지에만 사용하는 화학측정법이 있다. 간단히 설명하면, 전해질의 비중이나 산도(hydrogen exponent, pH)를 측정하여 잔존용량을 계산할 수 있다.
또한, 배터리의 출력전류를 전 가동 시간에 걸쳐 측정 및 적분하여 잔존용량을 산출하는 전류 적분법이 있다. 하지만, 측정이 장기화됨에 따라 오차가 극심해진다는 단점이 있다. 따라서 축전지가 다 충전되었다고 판단될 때를 기하여 다시 잔존용량이 100%인 것으로 기준값을 수정해 주는 과정이 필요하며, 이를 위해 다른 측정법과 병행하여 사용한다.
마지막으로, 니켈 수소 축전지(NiMH)의 잔존용량을 측정하는 데 사용되는 압력측정법이 있다. 충전됨에 따라 내부압력이 크게 증가하는 니켈 수소 축전지 특성을 이용한 것으로, 포이케르트의 법칙(Peukert's Law)의 적용하여 잔존용량을 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 충방전 제어부는 S300 단계에서 감지된 보조 배터리의 잔존용량과 미리 설정한 임계값을 비교한다(S310).
미리 설정한 임계값은, 메인 배터리의 방전 사고 시 보조 배터리의 잔존 용량이 상기 임계값일 때 전장 부하의 동작 지원을 보장하기 위한 일정 시간에 기초하여 설정될 수 있다. 즉, 메인 배터리의 방전 사고시, 오랜 시간 동안 보조 배터리의 전력을 이용하여 전장 부하를 동작하고자 한다면 상대적으로 높은 수치의 임계값을 설정할 수 있다.
S310 단계에서 잔존용량이 미리 설정된 임계값보다 작은 것으로 비교되면, 충방전 제어부가 보조 배터리가 충전 동작을 수행하도록 제어한다(S320).
S310 단계에서 보조 배터리의 잔존용량이 임계값 이상으로 비교되거나, 또는 보조 배터리의 잔존용량이 임계값 미만으로 비교되어 S320 단계를 수행하면, 허용 전력 산출부가 각각 S300 단계에서 감지한 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 상기 메인 배터리의 허용 전력(PMB)을 산출하고, 충방전 전력 산출부가 충전 또는 방전 동작하는 보조 배터리의 충방전 전력(PSB)을 산출하고, 제1 전장 부하 전력 산출부가 운전자에 의해 실행 요청된 전장 부하의 전력인 제1 전장 부하 전력(PL1)을 산출한다(S330).
간단히 설명하면, S300 단계에서 감지한 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 허용 전력 산출부가 일정 시간 동안 전장 부하에 전력을 공급할 수 있는 허용 전력을 산출한다. 그리고 5시간 동안 전장 부하가 정상 동작하도록 설정한다는 가정하에, 메인 배터리의 잔존 용량이 1,000[W]로 감지되면, 허용 전력 산출부는 허용 전력을 200Wh로 산출할 수 있다.
단, 설정에 따라 허용 전력 산출부는 허용 전력을 유지하거나 또는 변동하는 메인 배터리의 잔존 용량에 따라 변동할 수 있다. 예를 들어, 전술한 예의 경우와 같이 메인 배터리의 잔존용량이 1,000[W]로 감지되어 허용 전력 산출부가 허용 전력을 200Wh로 산출되어 전장 부하가 200Wh의 전력을 1시간동안 사용하면, 1시간 후의 메인 배터리의 잔존용량은 800[W]가 될 수 있다. 만약, 허용 전력 산출부가 허용 전력을 유지하도록 설정되면, 메인 배터리의 잔존용량이 800[W]인 상황에서도 산출된 허용 전력은 200Wh로 유지될 것이다. 이와 달리, 허용 전력 산출부가 변동하는 메인 배터리의 잔존 용량에 따라 변동하도록 설정되면, 메인 배터리의 잔존 용량이 800[W]인 상황에서 산출된 허용 전력은 160Wh이 될 수 있다.
충방전 전력 산출부는 보조 배터리의 충방전 동작에 따른 충방전 전력을 산출한다. 충방전 전력을 산출하기 위한 전압은 보조 배터리와 메인 배터리 사이에 존재하여 전장부하의 전압을 유지시키는 컨버터에 포함되는 전압센서가 측정한 전압을 사용할 수 있다. 또한, 충방전 전력을 산출하기 위한 전류는 보조 배터리의 충방전 동작을 제어하기 위한 컨버터에 포함되는 전류센서가 측정한 전류값을 사용할 수 있다.
제1 전장 부하 전력 산출부는 미리 실험을 통해 얻은 전장 부하의 전력 데이터에 기초하여, 운전자에 의해 실행 요청된 전장 부하의 소모 전력을 산출할 수 있다. 이는, 전장 부하의 소모 전력이 동일한 동작에서 항상 같은 소모 전력을 갖기 때문에 전력 데이터에 기초하여 전장 부하의 소모 전력을 산출할 수 있다.
S330 단계가 수행 완료되면, 동작 제어부가 충방전 전력(PSB)과 제1 전장 부하 전력(PL1)의 합이 허용 전력(PMB)을 초과하는지 판단한다(S340).
S340 단계에서 충방전 전력과 제1 전장 부하 전력의 합이 허용 전력을 초과하지 않는 것으로 판단되면, 동작 제어부는 운전자의 요청에 따라 전장 부하를 동작한다(S350).
이와 달리 S340 단계에서 충방전 전력과 제1 전장 부하 전력의 합이 허용 전력을 초과한 것으로 판단되면, 동작 제어부는 운전자에 의해 실행 요청된 전장 부하의 동작을 제어한다(S360).
예를 들어, 전장 부하를 소모전력과 주행성능에 미치는 영향을 기초로 우선순위가 부여되고, 동작 제어부가 우선순위가 낮은 단계의 전장 부하부터 전력 소모를 제한하도록 제어할 수 있다. 히터, 와이퍼 및 조향장치로 구성된 전장 부하를 예로 들면, 2단계로 구분되는 경우, 히터와 와이퍼가 낮은 단계로 구분되며 조향장치가 높은 단계로 구분될 수 있다. 이와 달리 3단계로 구분되는 경우, 히터가 낮은 단계로 구분되며, 와이퍼가 중간 단계로 구분되고, 조향장치가 높은 단계로 구분될 수 있다.
2단계로 구분되는 경우, S360 단계를 수행하는 동작 제어부는 낮은 단계인 히터 및 와이퍼 중 하나 이상의 소모전력을 감소하도록 제어할 수 있다. 이와 달리 3단계로 구분되는 경우, S360 단계를 수행하는 동작 제어부는 충방전 전력과 제1 전장 부하 전력의 합과 허용 전력의 차이 전력에 따라 히터 또는 히터와 와이퍼의 소모전력을 감소하도록 제어할 수 있다.
충방전 전력과 제1 전장 부하 전력의 합이 허용 전력보다 30[W] 이상의 상태이며 히터 및 와이퍼가 동작 제어하여 감소되는 전력이 각각 20[W]인 조건에서, 2단계로 구분되면, 동작 제어부가 히터 및 와이퍼를 동작하여 각각 15[W]의 전력을 감소하거나, 또는 미리 정해진 우선 순위에 따라 우선 순위가 높은 히터 또는 와이퍼를 제어하여 20[W]의 전력을 감소하고, 남은 와이퍼 또는 히터를 제어하여 10[W]의 전력을 감소할 수 있다. 이와 달리 3단계로 구분되면, 동작 제어부가 낮은 단계인 히터의 소모전력을 20[W] 감소하도록 제어하고, 중간 단계인 와이퍼의 소모전력을 10[W] 감소하도록 제어할 수 있다.
전장 부하의 동작을 제어하여 소모 전력을 감소하는 다른 예를 들면, 동작 제어부는 동작레벨 저하, 동작시간 감소 중 하나 이상의 방법으로 운전자에 의해 실행 요청된 전장 부하의 동작을 제어할 수 있다. 운전자가 전장 부하인 히터를 고온의 3단으로 실행 요청하면, 동작 제어부가 히터를 1단 또는 2단으로 동작레벨을 저하하여 소모전력량을 줄일 수 있다. 또는 동작 제어부가, 연속시간으로 히터를 3단으로 동작하지 않고 이산시간으로 히터를 3단으로 동작할 수 있다. 즉, 동작 제어부가 일정 시간 동안 히터를 온 동작하고 이후 일정 시간 동안 히터를 오프 동작하여 이산시간으로 동작할 수 있다. 예시한 동작 제어부의 동작은 히터뿐만 아니라 다른 전장 부하에도 해당할 수 있다
전장 부하의 동작을 제어하여 소모 전력을 감소하는 또 다른 예를 들면, 동작 제어부는 동작시점을 분산하여 전장 부하의 동작을 제어할 수 있다. 운전자가 히터를 고온의 3단으로 와이퍼를 고속의 2단으로 실행 요청하면, 동작 제어부가 히터 및 와이퍼를 이산시간으로 동작함에 있어서, 동작 제어부가 히터 및 와이퍼의 동작시점을 분산하여 전장 부하의 소모전력을 감소할 수 있다. 즉, 동작 제어부가 히터가 0초 내지 5초에서 온 동작하고, 5초 내지 10초에서 오프 동작하도록 하면, 와이퍼를 0초 내지 5초에서는 오프 동작하고, 5초 내지 10초에서 온 동작하도록 함으로써 전장 부하의 소모 전력을 감소할 수 있다.
전술한 방법들을 적용하여 S360단계를 수행한 다음, 제2 전장 부하 전력 산출부가 동작 제어부에 의해 실행되는 전장 부하의 전력인 제2 전장 부하 전력(PL2)을 산출한다(S370).
미리 전장 부하의 다양한 조건에 따라 실험을 한 후 얻은 소모전력 데이터에 기초하여, 제2 전장 부하 전력 산출부가 실행되는 전장 부하의 전력인 제2 전장 부하 전력을 산출할 수 있다. 이와 달리, 제2 전장 부하 전력 산출부가 실행중인 전장 부하의 전력을 각각 측정하여 얻음으로써 제2 전장 부하 전력을 산출할 수도 있다.
이후, 충방전 제어부가 S330 단계에서 산출한 충방전 전력(PSB)과 S370 단계에서 산출한 제2 전장 부하 전력(PL2)의 합이 S330 단계에서 산출한 허용 전력(PMB)을 초과하는지 판단한다(S380).
S380 단계에서 충방전 전력과 제2 전장 부하 전력의 합이 허용 전력을 초과하는 것으로 판단되면, 충방전 제어부는 충전 동작 중인 보조 배터리를 방전 동작하도록 제어한다(S390).
즉, S380 단계에서 충방전 전력과 제2 전장 부하 전력의 합이 허용 전력을 초과한 경우는 S360 단계에서 전장 부하의 소모전력이 최소가 되도록 전장 부하 동작을 최대 제어했지만, 메인 배터리의 잔존용량이 부족에 따라 낮은 허용 전력을 산출한 경우로서, S390 단계를 수행하여 메인 배터리의 완전 방전을 예방함과 동시에 주행 성능에 큰 영향력이 있는 전장 부하를 정상 동작할 수 있다. 주행 성능에 큰 영향력이 있는 전장 부하는, 전술한 둘 이상의 단계로 구분된 전장 부하에서 최고 단계의 전장 부하가 될 수 있다.
전술한 S300 내지 S390 단계에 대해 단계가 일부 추가 또는 일부 수정될 수 있다.
예를 들어 S330 단계에서, 허용 전력 산출부가 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 사용가능 시간을 예측할 수 있다. 이후, 허용 전력 산출부가 예측된 사용가능 시간에 비례하는 허용 전력을 산출한다.
또한, 360 단계에서, 동작 제어부가 사용가능 시간이 일정 기준 이하인 경우, 우선순위가 낮은 단계의 전장부하부터 전력 소모를 제한할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작 제어부의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 시각(t)에 따른 전장 부하의 소모전력(P)에 대한 파형을 도시한다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 동작 제어부는 (A)와 같은 소모전력을 갖는 전장 부하를 동작레벨 저하 방법으로 제어함으로써, 전장 부하가 (B)와 같은 소모전력을 갖도록 할 수 있다. 또는 일 실시 예에 따른 동작 제어부는 (A)와 같은 소모전력을 갖는 전장 부하를 동작시간 감소 방법으로 제어함으로써, 전장 부하가 (C)와 같은 소모전력을 갖도록 할 수 있다.
도시한 (B)는 하나의 예시일 뿐이며, (A)의 소모전력에 비해 적은 소모전력을 갖도록 하는 모든 것을 포함할 수 있다. 또한, (C)도 하나의 예시일 뿐이며, 반드시 전장 부하의 동작 온 시간과 오프 시간이 같을 필요는 없다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작 제어부의 동작을 설명하기 위한 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 시각에 따른 전장 부하의 소모전력에 대한 파형으로서, 파형(A), (B) 및 (C)의 시각 축은 동일하다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 3개의 전장 부하의 동작을 제어함에 있어 동작 제어부는 하나의 전장 부하를 (A)와 같은 소모전력을 갖도록 제어하고, 다른 전장 부하를 (B)와 같은 소모전력을 갖도록 제어하고, 또 다른 전장 부하를 (C)와 같은 소모전력을 갖도록 제어할 수 있다.
동작 제어부가 전장 부하의 동작시점을 분산하여 제어함으로써 각각 (A), (B) 및 (C)의 소모전력을 갖게 되고, 이에 따라 메인 배터리가 일정한 전력을 소모할 수 있게 되어 메인 배터리의 수명을 보장할 수 있다. 이와 달리, 동작 제어부가 전장 부하의 동작시점을 동일하게 제어하면, 전장 부하가 동작하는 시간에서 메인 배터리는 많은 전력을 방전하는 반면, 전장 부하가 동작하지 않는 시간에서 메인 배터리는 적은 전력을 방전하게 된다. 즉, 시간에 따른 메인 배터리 방전 전력은 일정하지 않게 되어 메인 배터리의 수명이 단축될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
메인(main) 배터리, 보조 배터리 및 전장 부하를 포함하는 차량 장치, 메인 배터리와 차량의 로드 휠(Road wheel) 사이에 연결되어, 차량의 주행 동작 시 전력을 소모하고 차량의 제동 동작 시 전력을 생산하는 모터를 포함하는 장치에 있어서, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치는 메인 배터리의 잔존용량 및 보조 배터리의 잔존용량을 감지하는 잔존용량 감지부와 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 메인 배터리의 허용 전력을 산출하는 허용 전력 산출부와 충전 또는 방전 동작하는 보조 배터리의 충방전 전력을 산출하는 충방전 전력 산출부와 운전자에 의해 실행 요청된 전장 부하의 전력인 제1 전장 부하 전력을 산출하는 제1 전장 부하 전력 산출부와 모터의 전력을 산출하는 제1 모터 전력 산출부와 산출된 허용 전력, 충방전 전력, 제1 전장 부하 전력 및 제1 모터 전력에 기초하여 실행 요청된 전장 부하의 동작을 제어하는 전장 부하 동작 제어부와 전장 부하 동작 제어부에 의해 실행되는 전장 부하의 전력인 제2 전장 부하 전력을 산출하는 제2 전장 부하 전력 산출부와 모터의 동작을 제어하는 모터 동작 제어부와 모터 동작 제어부에 의해 제어된 모터의 전력인 제2 모터 전력을 산출하는 제2 모터 전력 산출부 및 보조 배터리의 잔존용량, 상기 허용 전력, 상기 충방전 전력 및 상기 제2 전력에 기초하여 상기 보조 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어부를 포함할 수 있다. 전술한 전장 부하 동작 제어부 및 모터 동작 제어부는 하나의 동작 제어부가 될 수 있으며, 또한, 전술한 충방전 제어부는 충전 제어부와 방전 제어부로 나눌 수 있다.
다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 구성 중 잔존용량 산출부, 허용 전력 산출부, 충방전 전력 산출부, 제1 전장 부하 전력 산출부, 전장 부하 동작 제어부 및 제2 전장 부하 전력 산출부는 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 구성과 일치할 수 있다. 따라서, 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 구성 중 잔존용량 산출부, 허용 전력 산출부, 충방전 전력 산출부, 제1 전장 부하 전력 산출부, 전장 부하 동작 제어부 및 제2 전장 부하 전력 산출부에 대한 설명은 일부 생략한다.
도 6을 참조하면, 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치는 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치에 추가로, 차량의 주행 동작 시 전력을 소모하고 차량의 제동 동작 시 전력을 생산하는 모터의 전력인 제1 모터 전력을 산출하는 제1 모터 전력 산출부(610)을 포함할 수 있다.
제1 모터 전력 산출부(610)는 차량의 주행 동작 또는 차량의 제동 동작에 따른 모터의 전압 및 전류를 검출하여 이를 이용하여 전력을 산출할 수 있다. 부하의 측면에서, 차량이 주행 동작을 수행하면 모터 전력은 양의 값을 가지며, 차량이 제동 동작을 수행하면 모터 전력은 음의 값을 가질 수 있다. 이와 달리 전원의 측면에서, 차량이 주행 동작을 수행하면 모터 전력은 음의 값을 가지며, 차량이 제동 동작을 수행하면 모터 전력은 양의 값을 가질 수 있다. 부하의 측면으로 고려하든 전원의 측면으로 고려하든 같은 결과를 얻을 수 있지만, 설명의 편의를 위해, 이하에서 모터 전력은 부하의 측면에서 고려한다.
다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치는 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치에 추가로, 모터 동작 제어부(620)를 포함할 수 있다. 모터 동작 제어부(620)은 전장 부하 동작 제어부와 함께 하나의 동작 제어부로 포함되며, 하나의 동작 제어부는 전장 부하를 1차 제어하고 모터를 2차 제어할 수 있다. 다만, 설명의 편의와 이해의 편의를 위해, 하나의 동작 제어부를 전장 부하 동작 제어부와 모터 동작 제어부(620)으로 나눠 설명한다.
전장 부하 동작 제어부는 허용 전력, 충방전 전력, 제1 전장 부하 전력 및 제1 모터 전력에 기초하여 실행 요청한 전장 부하의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 충방전 전력, 제1 전장 부하 전력 및 제1 모터 전력의 합이 허용전력을 초과하면 전장 부하 동작 제어부는 전장 부하가 소모하는 전력이 감소하도록 전장 부하를 제어할 수 있다.
모터 동작 제어부(620)는 허용 전력, 충방전 전력, 제2 전장 부하 전력 및 제1 모터 전력에 기초하여 상기 모터의 동작을 제어할 수 있다.
충방전 전력, 제2 전장 부하 전력 및 제1 모터 전력의 합이 허용전력을 초과하면, 모터 동작 제어부(620)는 모터의 출력을 줄임으로써, 모터의 전력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 운전자가 가속 페달을 작동하여 모터의 분당 회전수(Revolutions Per Minute, RPM)를 200[RPM]을 요청하였지만, 모터 동작 제어부(620)가 모터의 분단 회전수를 100[RPM]으로 동작하여 모터가 소모하는 전력을 줄일 수 있다.
다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치는 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치에 추가로, 제2 모터 전력 산출부(630)를 포함할 수 있다.
제2 모터 전력 산출부(630)는 모터 동작 제어부(620)에 의해 제어된 모터가 소모하는 전력을 산출하는 반면, 제1 모터 전력 산출부(610)는 운전자의 요청에 따라 동작하는 모터의 소모전력인 제1 모터 전력을 산출하는 것과 다를 수 있다.
방전 제어부는 허용 전력, 충방전 전력, 제2 전장 부하 전력 및 제2 모터 전력에 기초하여 보조 배터리의 방전을 제어할 수 있다.
예를 들어, 충방전 전력, 제2 전장 부하 전력 및 제2 모터 전력의 합이 허용 전력을 초과하면 방전 제어부는 충전 동작중인 보조 배터리를 방전 동작으로 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 7의 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치는 도 2의 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치에 있어서, 메인 배터리와 차량의 로드 휠 사이에 연결되어, 차량의 주행 동작 시 전력을 소모하고 차량의 제동 동작 시 전력을 생산하는 모터를 포함한다. 이하의 설명은 도 2의 부분과 동일한 부분을 제외한 모터를 중심으로 설명한다.
도 7을 참조하면, 메인 배터리와 차량의 로드 휠 사이에 모터가 연결되어, 메인 배터리의 전력(PMB)은 다음 수학식 2와 같이 보조 배터리의 충방전 전력(PSB)와 전장 부하 전력(PLoad)와 모터 전력(PM)의 합이 될 수 있다.
Figure 112015013051246-pat00003
단,
Figure 112015013051246-pat00004
도 2에서 설명과 유사하게, 메인 배터리 전력은 마이크로 컨트롤러에 의해 직접 제어되는 보조 배터리의 전력, 전장 부하의 전력 및 모터의 전력에 의해 결정될 수 있다.
또한 모터가 직류모터 또는 교류모터에 따라 컨버터 또는 인버터를 포함할 수 있다. 다만, 차량이 주행 동작 시 전력을 소모하고, 차량이 제동 동작 시 전력을 생산하기 때문에, 컨버터 또는 인버터 모두 양방향성을 가져야 한다.
보조 배터리의 전력 관계와 유사하게, 모터를 전동기 관점에서 보면 주행 동작 시 양의 전력이 되며, 제동 동작 시 음의 전력이 될 수 있다. 이와 달리, 발전기 관점에서 보면 주행 동작 시 음의 전력이 되며, 제동 동작 시 양의 전력이 될 수 있다. 전동기 관점이든 발전기 관점이든 결과는 같게 되지만, 설명의 편의상, 보조 배터리와 유사하게 전동기 관점에서 설명한다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치는 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치에 추가로, 모터 전력(PM)을 산출하는 제1 모터 전력 산출부를 포함할 수 있다. 제1 모터 전력 산출부는 동작하는 차량의 모터의 전압 및 전류를 검출하여 이를 이용하여 전력을 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 동작 제어부는 전장 부하 제어하여 전장 부하 전력(PLoad) 조절할 수 있는 전장 부하 동작 제어부 및 모터 동작 제어하여 모터 전력(PM)을 조절할 수 있는 모터 동작 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 동작 제어부는 전장 부하를 1차 제어하고 모터를 2차 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 일 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치는, 메인(main) 배터리, 보조 배터리, 전장 부하 및 메인 배터리와 차량의 로드휠 사이에 연결되어 차량의 주행 동작 시 전력을 소모하고 차량의 제동 동작 시 전력을 생산하는 모터를 더 포함하는 차량 장치에 있어서, 메인 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC) 및 보조 배터리의 잔존용량을 감지하는 잔존용량 감지부와 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 메인 배터리의 허용 전력을 산출하는 허용 전력 산출부와 충전 또는 방전 동작하는 보조 배터리의 충방전 전력을 산출하는 충방전 전력 산출부와 운전자에 의해 실행 요청된 전장 부하의 전력인 제1 전장 부하 전력을 산출하는 제1 전장 부하 전력 산출부와 차량의 동작에 따른 모터의 전력인 제1 모터 전력 산출부와 허용 전력, 충방전 전력, 제1 전장 부하 전력, 제1 모터 전력 및 제2 전장 부하 전력에 기초하여 실행 요청된 전장 부하의 동작을 제어하는 동작 제어부와 동작 제어부에 의해 실행되는 전장 부하의 전력인 제2 전장 부하 전력을 산출하는 제2 전장 부하 전력 산출부와 동작 제어부에 의해 제어된 모터의 전력인 제2 모터 전력을 산출하는 제2 모터 전력 산출부 및 보조 배터리의 잔존용량, 허용 전력, 충방전 전력 및 제2 전장 부하 전력에 기초하여 보조 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어부를 포함할 수 있다.
도 8을 이용하여 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치에 대한 설명에 있어서, 도 3의 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치에서 설명과 유사한 부분의 설명은 일부 생략한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 잔존용량 감지부가 메인 배터리의 잔존용량 및 보조 배터리의 잔존용량을 감지할 수 있다(S800).
충방전 제어부가 S800 단계에서 감지된 보조 배터리의 잔존용량이 미리 설정된 임계값보다 작은지 판단한다(S805).
S805 단계에서 보조 배터리의 잔존용량이 미리 설정된 임계값보다 작으면, 충방전 제어부가 보조 배터리를 충전하도록 제어한다(S810).
S805 단계에서 보조 배터리의 잔존용량이 미리 설정된 임계값 이상으로 판단되거나, 또는 S810 단계가 수행되면, 허용 전력 산출부, 충방전 전력 산출부, 제1 전장 부하 전력 산출부 및 제1 모터 전력 산출부가 각각 허용 전력(PMB), 충방전 전력(PSB), 제1 전장 부하 전력(PL1) 및 제1 모터 전력(PM1)을 산출한다(S815).
예를 들어, 제1 모터 전력 산출부는 메인 배터리와 로드 휠 사이에 연결되며, 운전자의 요청에 의해 동작하는 모터의 양단 전압 및 모터에 흐르는 전류를 측정하고 측정한 모터의 양단 전압과 모터에 흐르는 전류의 곱을 이용하여 모터의 전력인 제1 모터 전력을 산출할 수 있다.
이후, 동작 제어부가 충방전 전력(PSB), 제1 전장 부하 전력(PL1) 및 제1 모터 전력(PM1)의 합이 허용 전력(PMB)을 초과하는지 판단한다(S820).
S820 단계에서 충방전 전력(PSB), 제1 전장 부하 전력(PL1) 및 제1 모터 전력(PM1)의 합이 허용 전력(PMB) 이하로 판단되면, 동작 제어부는 운전자의 요청에 따라 전장 부하 및 모터를 실행시킨다(S825).
S820 단계에서 충방전 전력(PSB), 제1 전장 부하 전력(PL1) 및 제1 모터 전력(PM1)의 합이 허용 전력(PMB)을 초과하는 것으로 판단되면, 동작 제어부는 전장 부하의 소모 전력을 감소하도록 전장 부하의 동작을 제어하고, 제2 전장 부하 전력 산출부가 동작 제어부에 의해 실행되는 전장 부하의 전력인 제2 전장 부하 전력(PL2)를 산출한다(S830).
동작 제어부가 S815 단계에서 산출된 충방전 전력(PSB), S830 단계에서 산출된 제2 전장 부하 전력(PL2) 및 S815 단계에서 산출된 제1 모터 전력(PM1)의 합이 S815 단계에서 산출된 허용 전력(PMB)을 초과하는지 판단한다(S835).
S835 단계에서 충방전 전력(PSB), 제2 전장 부하 전력(PL2) 및 제1 모터 전력(PM1)의 합이 허용 전력(PMB) 이하이면, 동작 제어부는 운전자의 요청에 따라 모터를 실행시킨다(S840).
S835 단계에서 충방전 전력(PSB), 제2 전장 부하 전력(PL2) 및 제1 모터 전력(PM1)의 합이 허용 전력(PMB)을 초과하면, 동작 제어부가 모터의 소모 전력을 줄이도록 제어하고, 제2 모터 전력 산출부가 동작 제어부에 의해 제어된 모터의 전력인 제2 모터 전력(PM2)을 산출한다(S845).
모터를 제어하여 소모 전력을 줄이는 방법은 일 예로, 모터가 전동기 동작 시(차량 주행 동작 시), 운전자가 요구한 2,000[RPM]의 모터 출력이 아닌 1,000[RPM]의 모터 출력으로 제어하여 모터의 소모 전력을 감소할 수 있다. 다른 일 예로, 모터가 발전기 동작 시(차량 제동 동작 시), 운전자가 요구한 2,000[RPM]에서 1,000[RPM]의 모터 출력 변화가 아닌 2,000[RPM]에서 500[RPM]의 모터 출력 변화를 가지도록 제어하여 모터의 발전 전력을 증가할 수 있다.
다음, 충방전 제어부가 S815 단계에서 산출된 충방전 전력(PSB), S830 단계에서 산출된 제2 전장 부하 전력(PL2) 및 S845 단계에서 산출된 제2 모터 전력(PM2)의 합이 S815 단계에서 산출된 허용 전력(PMB)을 초과하는지 판단한다(S850).
S850 단계에서, 충방전 전력(PSB), 제2 전장 부하 전력(PL2) 및 제2 모터 전력(PM2)의 합이 허용 전력(PMB)을 초과하면, 보조 배터리를 방전 제어한다(S855).
일 예로, S855 단계는 충전 동작 중인 보조 배터리를 방전 동작하도록 제어할 수 있다.
다른 일 예로, S855 단계는 방전 동작 중인 보조 배터리의 방전 전력을 증가하도록 제어할 수 있다.
이로써, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 제어 장치는 차량 주행성능에 큰 영향을 고려하는 전장 부하의 정상 동작을 유지하며, 메인 배터리의 완전 방전을 예방할 수 있다.
이하에서는 도1 내지 도8을 이용하여 설명한 전력 제어 장치가 수행하는 동작인 전력 제어 방법에 대해서 간략하게 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 제어 방법은, 차량에 메인(main) 배터리, 보조 배터리 및 전장 부하를 병렬로 설치하는 단계와 메인 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC) 및 보조 배터리의 잔존용량을 감지하는 잔존용량 감지단계와 보조 배터리의 잔존용량에 기초하여 보조 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어단계와 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 메인 배터리의 허용 전력을 산출하는 허용 전력 산출단계와 충전 또는 방전 동작하는 보조 배터리의 충방전 전력을 산출하는 충방전 전력 산출단계와 운전자에 의해 실행 요청된 전장 부하의 전력인 제1 전장 부하 전력을 산출하는 제1 전장 부하 전력 산출단계와 허용 전력, 충방전 전력 및 제1 전장 부하 전력에 기초하여 실행 요청된 전장 부하의 동작을 제어하는 동작 제어단계와 동작 제어부에 의해 실행되는 전장 부하의 전력인 제2 전장 부하 전력을 산출하는 제2 전장 부하 전력 산출단계 및 허용 전력, 충방전 전력 및 제2 전장 부하 전력에 기초하여 보조 배터리의 방전을 제어하는 충방전 제어단계를 포함할 수 있다.
차량에 메인(main) 배터리, 보조 배터리 및 전장 부하를 병렬로 설치하는 단계는 예를 들어 도 2에 도시한 도면과 같이 설치할 수 있다.
메인 배터리의 잔존용량 및 보조 배터리의 잔존용량을 감지하는 잔존용량 감지단계는 도 3의 S300 단계의 메인 배터리 및 보조 배터리 잔존용량 감지 단계와 같이 수행될 수 있다.
보조 배터리의 잔존용량에 기초하여 보조 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어단계는 도 3의 S310 내지 S320 단계와 같이 수행될 수 있다.
메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 메인 배터리의 허용 전력을 산출하는 허용 전력 산출단계, 충전 또는 방전 동작하는 보조 배터리의 충방전 전력을 산출하는 충방전 전력 산출단계 및 운전자에 의해 실행 요청된 전장 부하의 전력인 제1 전장 부하 전력을 산출하는 제1 전장 부하 전력 산출단계는 도 3의 S330 단계와 같이 수행될 수 있다.
허용 전력, 충방전 전력 및 제1 전장 부하 전력에 기초하여 실행 요청된 전장 부하의 동작을 제어하는 동작 제어단계는 도 3의 S340 단계 내지 S360 단계와 같이 수행될 수 있다.
동작 제어부에 의해 실행되는 전장 부하의 전력인 제2 전장 부하 전력을 산출하는 제2 전장 부하 전력 산출단계는 도 3의 S370 단계와 같이 수행될 수 있다.
마지막으로, 허용 전력, 충방전 전력 및 제2 전장 부하 전력에 기초하여 보조 배터리의 방전을 제어하는 충방전 제어단계는 도 3의 S380 단계 내지 S390 단계와 같이 수행될 수 있다.
이 외에도 본 발명의 전력 제어 방법은 도 1 내지 도 8에 기초하여 설명한 본 발명의 전력 제어 장치가 수행하는 각 동작을 모두 수행할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 메인(main) 배터리, 보조 배터리 및 전장 부하를 포함하는 차량 장치에 있어서,
    상기 메인 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC) 및 상기 보조 배터리의 잔존용량을 감지하는 잔존용량 감지부;
    상기 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 상기 메인 배터리의 허용 전력을 산출하는 허용 전력 산출부;
    충전 또는 방전 동작하는 상기 보조 배터리의 충방전 전력을 산출하는 충방전 전력 산출부;
    운전자에 의해 실행 요청된 상기 전장 부하의 전력인 제1 전장 부하 전력을 산출하는 제1 전장 부하 전력 산출부;
    상기 충방전 전력 및 상기 제1 전장 부하 전력의 합이 상기 허용 전력을 초과하면, 상기 보조 배터리의 충방전 변환 동작을 방지하기 위해 상기 전장 부하에서 소비되는 전력과 상기 충방전 전력의 합이 상기 허용 전력 이하가 되도록 상기 전장 부하의 동작을 제어하는 동작 제어부;
    상기 동작 제어부에 의해 실행되는 상기 전장 부하의 전력인 제2 전장 부하 전력을 산출하는 제2 전장 부하 전력 산출부; 및
    상기 보조 배터리의 잔존용량, 상기 허용 전력, 상기 충방전 전력 및 상기 제2 전장 부하 전력에 기초하여 상기 보조 배터리의 충방전을 제어하는 충방전 제어부를 포함하는 전력 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    허용 전력 산출부는,
    상기 메인 배터리의 잔존용량에 비례하는 허용 전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    허용 전력 산출부는,
    상기 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 사용가능 시간을 예측하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전장 부하 각각에는, 소모전력과 주행성능에 미치는 영향을 기초로 우선순위가 부여되는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 동작 제어부는,
    상기 사용가능 시간이 일정 기준 이하인 경우, 상기 우선순위가 낮은 단계의 상기 전장부하부터 전력 소모를 제한하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 동작 제어부는,
    동작레벨 저하, 동작시간 감소 중 하나 이상의 방법으로 실행 요청된 상기 전장 부하의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 동작 제어부는,
    실행 요청된 상기 전장 부하의 동작시점을 분산하여 상기 전장 부하의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 충방전 제어부는,
    상기 보조 배터리의 잔존용량이 미리 설정된 임계값 미만이면 상기 보조 배터리를 충전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 충방전 제어부는,
    상기 충방전 전력과 상기 제2 전장 부하 전력의 합이 상기 허용 전력을 초과하면, 상기 보조 배터리를 방전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 배터리와 상기 차량의 로드 휠(Road wheel) 사이에 연결되어, 상기 차량의 주행 동작 시 전력을 소모하고 상기 차량의 제동 동작 시 전력을 생산하는 모터, 및 상기 모터의 전력인 제1 모터 전력을 산출하는 제1 모터 전력 산출부를 더 포함하고,
    상기 동작 제어부는,
    상기 충방전 전력, 상기 제1 전장 부하 전력 및 상기 제1 모터 전력의 합이 상기 허용 전력을 초과하면, 상기 보조 배터리의 충방전 변환 동작을 방지하기 위해 상기 전장 부하에서 소비되는 전력, 상기 충방전 전력 및 상기 제1 모터 전력의 합이 상기 허용 전력 이하가 되도록 상기 전장 부하의 동작을 1차 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 배터리와 상기 차량의 로드 휠(Road wheel)에 연결되어, 상기 차량의 주행 동작 시 전력을 소모하고 상기 차량의 제동 동작 시 전력을 생산하는 모터, 및 상기 모터의 전력인 제1 모터 전력을 산출하는 제1 모터 전력 산출부를 더 포함하고,
    상기 동작 제어부는,
    상기 허용 전력, 상기 충방전 전력, 상기 제2 전장 부하 전력 및 상기 제1 모터 전력의 합이 상기 허용 전력 이하가 되도록 상기 모터의 동작을 2차 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 배터리와 상기 차량의 로드 휠(Road wheel)에 연결되어, 상기 차량의 주행 동작 시 전력을 소모하고 상기 차량의 제동 동작 시 전력을 생산하는 모터, 및 상기 모터의 전력인 제1 모터 전력을 산출하는 제1 모터 전력 산출부 및 상기 동작 제어부에 의해 제어된 상기 모터의 전력인 제2 모터 전력을 산출하는 제2 모터 전력 산출부를 더 포함하고,
    상기 충방전 제어부는,
    상기 보조 배터리의 잔존용량, 상기 허용 전력, 상기 제2 전장 부하 전력 및 상기 제2 모터 전력에 기초하여 상기 보조 배터리의 충방전을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  14. 차량에 메인(main) 배터리, 보조 배터리 및 전장 부하를 병렬로 설치하는 단계;
    상기 메인 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC) 및 상기 보조 배터리의 잔존용량을 감지하는 잔존용량 감지단계;
    상기 보조 배터리의 잔존용량에 기초하여 상기 보조 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어단계;
    상기 메인 배터리의 잔존용량에 기초하여 상기 메인 배터리의 허용 전력을 산출하는 허용 전력 산출단계;
    충전 또는 방전 동작하는 상기 보조 배터리의 충방전 전력을 산출하는 충방전 전력 산출단계;
    운전자에 의해 실행 요청된 상기 전장 부하의 전력인 제1 전장 부하 전력을 산출하는 제1 전장 부하 전력 산출단계;
    상기 충방전 전력 및 상기 제1 전장 부하 전력의 합이 상기 허용 전력을 초과하면, 상기 보조 배터리의 충방전 변환 동작을 방지하기 위해 상기 전장 부하에서 소비되는 전력과 상기 충방전 전력의 합이 상기 허용 전력 이하가 되도록 상기 전장 부하의 동작을 제어하는 동작 제어단계;
    상기 동작 제어단계에서 실행되는 상기 전장 부하의 전력인 제2 전장 부하 전력을 산출하는 제2 전장 부하 전력 산출단계; 및
    상기 허용 전력, 상기 충방전 전력 및 상기 제2 전장 부하 전력에 기초하여 상기 보조 배터리의 방전을 제어하는 방전 제어단계를 포함하는 전력 제어 방법.
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