KR101836586B1 - 저전압 배터리 충전 제어 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

차량의 저전압 배터리의 전압에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전상태를 판단하는 제1 판단 단계; 상기 차량의 시동이 진행되는 동안 상기 저전압 배터리로 충전 전력을 제공하는 저전압 직류 변환기의 소비 파워의 크기에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전상태를 판단하는 제2 판단 단계; 상기 제1 판단 단계 또는 상기 제2 판단 단계에서 판단된 상기 저전압 배터리의 충전상태 판단 결과에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전전압을 설정하는 설정 단계를 포함하는 저전압 배터리 충전 제어 방법이 개시된다.

Description

저전압 배터리 충전 제어 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING CHARGING OF LOW-VOLTAGE BATTERY}
본 발명은 연료전지 차량 등의 저전압 배터리 충전 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저전압 배터리의 전압뿐만 아니라 차량 시동 시 저전압 배터리 충전 전력을 제공하는 저전압 직류 변환기의 출력 파워를 감안하여 저전압 배터리의 충전 상태를 판단함으로써 더욱 정밀한 저전압 배터리 상태 판단 및 그에 따른 효율적인 저전압 배터리 충전이 가능한 저전압 배터리 충전 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
종래의 경우, 연료전지 차량의 운전모드 및 고전압 배터리의 충전상태에 기반하여 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정함으로써 차량의 연비를 개선시키고 시스템의 안정성을 향상시켰다.
하지만, 장기주차나 운전자의 실수로 인하여 실내등을 점등한 상태로 방치했을 경우 12V 저전압 배터리의 방전이 발생한다. 이 상태에서 종래기술에 의한 전압제어를 수행하면 배터리의 방전이 가속될 수 있으며, 12V 저전압 배터리의 충전이 충분히 이루어지지 않아 방전상태를 유지하다 결국, 시동이 걸리지 않는 상태에 이르게 되는 문제점이 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2013-0129286 A
이에 본 발명은, 저전압 배터리의 전압뿐만 아니라 차량 시동 시 저전압 배터리 충전 전력을 제공하는 저전압 직류 변환기의 출력 파워를 감안하여 저전압 배터리의 충전 상태를 판단함으로써 더욱 정밀한 저전압 배터리 상태 판단 및 그에 따른 효율적인 저전압 배터리 충전이 가능한 저전압 배터리 충전 제어 방법 및 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
차량의 저전압 배터리의 전압에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전상태를 판단하는 제1 판단 단계;
상기 차량이 시동이 진행되는 동안 상기 저전압 배터리로 전력을 제공하는 저전압 직류 변환기의 소비 파워의 크기에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전상태를 판단하는 제2 판단 단계;
상기 제1 판단 단계 또는 상기 제2 판단 단계에서 판단된 상기 저전압 배터리의 충전상태 판단 결과에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전전압을 설정하는 설정 단계;
를 포함하는 저전압 배터리 충전 제어 방법.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 판단 단계는, 전압 크기의 순서대로 순차 구분된 복수의 구간 중 상기 저전압 배터리의 전압이 속하는 구간에 따라 상기 저전압 배터리의 충전 상태를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제2 판단 단계는, 상기 제1 판단 단계에서 이루어지는 저전압 배터리의 충전 상태에 따라 실행여부가 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제2 판단 단계는, 상기 차량의 시동 이후 상기 저전압 배터리에 전력을 공급하는 저전압 직류-직류 변환기(LDC)의 동작이 개시된 이후부터 상기 차량의 시동이 완료될 때까지 상기 저전압 직류 변환기의 소비 파워의 크기를 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제2 판단 단계는, 파워 크기의 순서대로 순차 구분된 복수의 구간 중 상기 저전압 직류 변환기의 소비 파워의 크기가 속하는 구간에서의 누적 시간에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전 상태를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 파워 크기의 순서대로 순차 구분된 복수의 구간의 경계값은 상기 차량의 시동 시 상기 저전압 직류 변환기로부터 파워를 제공 받는 고부하 전장부품의 동작 여부에 따라 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 설정 단계는, 상기 제1 판단 단계 또는 상기 제2 판단 단계에서 판단된 상기 저전압 배터리의 충전상태 판단 결과에 기반하여 상기 저전압 배터리의 베이스 충전 전압을 설정하는 단계; 및 상기 베이스 충전전압 및 상기 차량의 운전모드에 기반하여 상기 저전압 배터리에 대한 충전 전압을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 운전모드는 복수의 모드를 포함하며, 상기 복수의 모드 중 적어도 하나의 모드는 고전압 배터리의 충전 상태에 따라 사전 설정된 오프셋값을 상기 베이스 충전 전압에 합산하여 상기 충전 전압을 설정할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
전압 크기의 순서대로 순차 구분된 복수의 구간 중 차량의 저전압 배터리의 전압이 속하는 구간에 따라 상기 저전압 배터리의 충전 상태를 판단하는 제1 판단 단계;
상기 차량의 시동이 진행되는 동안, 파워 크기의 순서대로 순차 구분된 복수의 구간 중 상기 저전압 배터리로 충전 전력을 제공하는 저전압 직류 변환기의 소비 파워의 크기가 속하는 구간에서의 누적 시간에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전 상태를 판단하는 제2 판단 단계;
상기 제1 판단 단계 또는 상기 제2 판단 단계에서 판단된 상기 저전압 배터리의 충전상태 판단 결과에 기반하여 상기 저전압 배터리의 베이스 충전 전압을 설정하는 단계; 및
상기 베이스 충전전압 및 상기 차량의 운전모드에 기반하여 상기 저전압 배터리에 대한 충전 전압을 설정하는 단계;
를 포함하는 저전압 배터리 충전 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제2 판단 단계는, 상기 제1 판단 단계에서 이루어지는 저전압 배터리의 충전 상태가 완충 상태 및 방전 상태의 사이에 해당하는 상태인 경우 실행될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 파워 크기의 순서대로 순차 구분된 복수의 구간의 경계값은 상기 차량의 시동 시 상기 저전압 직류 변환기로부터 파워를 제공 받는 고부하 전장부품의 동작 여부에 따라 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 운전모드는 복수의 모드를 포함하며, 상기 복수의 모드 중 적어도 하나의 모드는 고전압 배터리의 충전 상태에 따라 사전 설정된 오프셋값을 상기 베이스 충전 전압에 합산하여 상기 충전 전압을 설정할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서 본 발명은,
연료 전지 스택;
상기 연료 전지 스택으로부터 전력을 공급받는 고전압 직류 변환기;
상기 고전압 직류 변환기에 의해 하향 변환된 전압을 공급받는 고전압 배터리;
상기 연료 전지 스택과 고전압 직류 변환기 사이의 고전압 버스단에 연결되어 전압을 하향 변환하는 저전압 직류 변환기(LDC);
상기 저전압 직류 변환기에서 변환된 전압에 의해 충전되는 저전압 배터리; 및
상기 저전압 배터리의 전압에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전상태를 판단하고, 차량의 시동이 진행되는 동안 상기 저전압 직류 변환기의 소비 파워의 크기에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전상태를 판단하며, 상기 저전압 배터리의 충전상태 판단 결과에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전전압을 설정하는 제어부;
를 포함하는 저전압 배터리 충전 제어 시스템을 제공한다.
상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 갖는 저전압 배터리 충전 제어 방법 및 시스템에 따르면, 저전압 배터리의 충전 상태에 따라 저전압 배터리의 충전전압을 설정함으로써 저전압 배터리의 방전을 방지하여 시동성을 개선할 수 있다.
특히, 저전압 배터리 충전 제어 방법 및 시스템에 따르면, 저전압 직류 변환기의 동작이 개시된 이후 저전압 배터리로 제공되는 전력 변화에 따라 저전압 배터리의 충전 상태를 판단하므로, 배터리의 열화 상태나 주변 온도 등을 감안한 배터리 충전 상태 판단이 가능하다. 이에 따라, 더욱 정확한 저전압 배터리 상태 판단이 가능하며, 사전에 저전압 배터리의 방전을 방지하여 시동성을 개선 및 연비를 개선하는 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 저전압 배터리 충전 제어 방법 및 시스템에 따르면, 저전압 직류 변환기의 동작이 개시될 때 고부하 전장이 동작 중이면 그에 따른 부하 전력을 감안하여 전력 사용에 따라 저전압 배터리 상태를 판단하기 위한 기준을 변경함으로써 더욱 정확한 저전압 배터리 상태 판단이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법에서 수행되는 제1 판단 단계에서 적용되는 저전압 배터리 충전 상태 판단을 위한 전압 구간의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법에서 수행되는 제2 판단 단계에서 적용되는 저전압 직류 변환기의 소비 파워가 속하는 전력 구간의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법에서 수행되는 제2 판단 단계에서 적용되는 저전압 직류 변환기의 소비 파워가 속하는 전력 구간을 변경하는 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법에서 적용되는 저전압 배터리 충전상태 별 베이스 충전 전압의 일례를 도시한 표이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법에서 적용되는 운전모드 별 저전압 배터리 충전 전압 설정 기법의 일례를 도시한 표이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법 및 시스템에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 시스템(100)은, 연료 전지 스택(110)과, 연료 전지 스택(110)으로부터 전력을 공급받는 고전압 직류 변환기(130)와, 고전압 직류 변환기(130)에 의해 하향 변환된 전압을 공급받는 고전압 배터리(140)와, 연료 전지 스택(110)과 고전압 직류 변환기 (130)사이의 고전압 버스단에 연결되어 전압을 하향 변환하는 저전압 직류 변환기(LDC)(150)와, 저전압 직류 변환기(150)에서 변환된 전압에 의해 충전되는 저전압 배터리(160) 및 저전압 배터리(160)의 전압에 기반하여 저전압 배터리의 충전상태를 판단하고, 차량의 시동이 진행되는 동안 저전압 직류 변환기(150)의 소비 파워의 크기에 기반하여 저전압 배터리(160)의 충전상태를 판단하며, 저전압 배터리(160)의 충전상태 판단 결과에 기반하여 저전압 배터리(160)의 충전전압을 설정하는 제어부(110)를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같이 구성될 수 있는 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 시스템(100)의 구체적인 동작 및 작용 효과는 이하의 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법에 대한 설명을 통해 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법은, 차량의 시동이 개시되면(S100), LDC가 동작하기 이전 무부하 상태에서 저전압 배터리(160)의 전압에 따라 저전압 배터리(160)의 충전상태를 판단하는 제1 판단 단계(S110)가 제어부(110)에 의해 수행된다.
제1 판단 단계(S110)에서, 제어부(110)는 전압 크기의 순서대로 순차 구분된 복수의 구간 중 저전압 배터리(160)의 전압이 속하는 구간에 따라 저전압 배터리(160)의 충전 상태를 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법에서 수행되는 제1 판단 단계에서 적용되는 저전압 배터리 충전 상태 판단을 위한 전압 구간의 일례를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 판단 단계(S110)에서 제어부(110)는 11.5 V, 12.5V를 전압경계값으로 하여 전압 크기에 따라 구분되는 세 개의 구간 중 저전압 배터리(160)의 전압이 속하는 구간에 따라 저전압 배터리(160)의 충전상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 저전압 배터리(160)의 전압이 11.5 V 미만의 경우 제어부(110)는 저전압 배터리(160)가 방전 상태로 판단하고, 저전압 배터리(160)의 전압이 11.5 V 이상 12.5 V 미만인 경우 제어부(110)는 저전압 배터리(160)가 보통 상태로 판단하며, 저전압 배터리(160)의 전압이 12.5 V 이상인 경우 제어부(110)는 저전압 배터리(160)가 완충 상태인 것으로 판단할 수 있다. 도 3에서 도시된 각 구간의 경계값은 발명의 이해를 위해 예시로서 제시되는 것으로 이 값들은 필요에 따라 적절하게 조정될 수 있다.
제1 판단 단계(S110)에서 완충 상태 또는 방전 상태로 판단된 경우, 무부하 상태에서 저전압 배터리(160)의 전압값에 따라 충분히 배터리 상태를 판단 가능한 것으로 간주할 수 있으므로 후술하는 제2 판단 단계를 수행하지 않고 해당 배터리 상태에 대해 사전 설정된 충전 전압으로 저전압 배터리(160)를 충전할 수 있다.
한편, 제1 판단 단계(S110)에서 저전압 배터리(160)의 전압이 보통 상태인 것으로 판단된 경우 배터리의 상태를 더욱 정확하게 판단하기 위해 제2 판단 단계를 수행할 수 있다.
제2 판단 단계는 전술한 제1 판단 단계(S110)에서 저전압 배터리(160)의 상태가 보통 상태로 판단되고, 사전 설정된 크기(예를 들어, 14 V)의 일정 전압을 출력하도록 LDC(150)의 동작이 개시된 이후(S120)에 수행될 수 있다. 즉, 제2 판단 단계는, 차량의 시동 이후 저전압 배터리(160)에 전력을 공급하는 저전압 직류 변환기(LDC)(150)의 동작이 개시된 이후에 수행된다.
제2 판단 단계는, 저전압 배터리(160)를 충전할 수 있는 사전 설정된 크기의 전압을 출력하도록 LDC(150)의 출력 전압을 제어하면서(S120) LDC(150)의 동작 개시시점부터 시동 완료 구간까지 LDC(150)에서 출력되는 소비 파워를 검출하고(S130), 파워의 크기 순서로 순차 구분된 복수의 구간 중 LDC(150)에서 출력되는 소비 파워의 크기가 속하는 구간에서의 누적 시간을 산출하여(S140) 저전압 배터리(160)의 상태를 판단할 수 있다(S150).
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법에서 수행되는 제2 판단 단계에서 적용되는 저전압 직류 변환기의 소비 파워가 속하는 전력 구간의 일례를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 다른 저전압 배터리 충전 제어 방법 중 제2 판단 단계에서, 제어부(110)는 LDC 동작 이후부터 차량 시동 완료 시점까지 시간 별로 LDC(150)의 소비 파워값을 연속적으로 검출할 수 있다. 이 때, 소비 파워값이 속하는 전체 범위는 사전 설정된 경계값을 기준으로 파워의 크기에 따라 순차 구분된 복수의 구간을 가질 수 있다. 도 4의 예에서는 파워 경계값을 400 W 및 600 W로 하여 세 개의 구간으로 파워의 범위가 분할되고 있다. 예를 들어, LDC(150)의 파워가 400 W 미만인 구간에서는 배터리 충전을 위해 소모되는 LDC(150)의 파워가 적은 경우로서 저전압 배터리(160)의 충전 상태가 완충상태로 판단될 수 있으며, 400 W 이상 600 W 미만인 경우에는 저전압 배터리(150)의 충전 상태가 보통상태로 판단될 수 있으며, 600 W 이상인 경우는 배터리 충전을 위해 많은 파워가 소모되는 경우이므로 저전압 배터리(16)의 상태가 방전 상태로 판단될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에서, 제2 판단 단계에서 적용되는 파워 크기의 순서대로 순차 구분된 복수의 구간의 경계값은 차량의 시동 시 저전압 직류 변환기(150)로부터 파워를 제공 받는 고부하 전장부품의 동작 여부에 따라 그 설정이 변경될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법에서 수행되는 제2 판단 단계에서 적용되는 저전압 직류 변환기의 소비 파워가 속하는 전력 구간을 변경하는 일례를 도시한 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태는, 차량의 시동 시 저전압 직류 변환기(150)로부터 파워를 제공 받는 고부하 전장부품이 동작하고 있는 것으로 제어부(110)가 판단한 경우, 제어부(110)는 제2 판단 단계에서 적용되는 전력 구간의 경계값을 다시 설정할 수 있다. 즉, 제어부(110)는 차량의 시동 시 저전압 직류 변환기(150)로부터 파워를 제공 받는 고부하 전장부품이 동작하고 있는 것으로 판단한 경우, 전장부품의 동작에 소요되는 파워에 해당하는 만큼 오프셋값을 적용하여 전력 구간을 구분하는 경계값의 크기를 상향시킬 수 있다.
예를 들어, 고부하 전장부품 중 하나인 차량의 헤드램프가 켜져 있는 상태로 시동이 시작되는 경우, 헤드 램프에서 소요되는 부하 전력을 오프셋으로 설정하여 도 4에 도시된 것과 같은 무부하 상태의 전력 구간 경계값에 적용하여 배터리 상태 판단의 기준을 상향 변경할 수 있다.
고부하 전장부품의 예로는 헤드램프, 공조 팬, 와이퍼, 열선 등이 있으며, 제어부(110)는 CAN 통신 또는 다른 방식을 통해 고부하 전장부품의 작동여부를 전달 받을 수 있다.
전술한 것과 같은 제1 판단 단계(S110) 또는 제2 판단 단계(S120 내지 S150)을 통해 저전압 배터리(160)의 충전상태가 판단된 이후에는, 저전압 배터리(160)의 충전 전압을 설정하는 단계(S160)가 수행될 수 있다. 이 충전 전압을 설정하는 단계(S160)는 저전압 배터리(160)의 충전상태 판단 결과에 기반하여 저전압 배터리의 베이스 충전 전압을 설정하는 단계와, 베이스 충전전압 및 차량의 운전모드에 기반하여 저전압 배터리(160)에 대한 충전 전압을 최종적으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 저전압 배터리(160)의 충전 전압 설정 단계는 도 6 및 도 7을 통해 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법에서 적용되는 저전압 배터리 충전상태 별 베이스 충전 전압의 일례를 도시한 표이고, 도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법에서 적용되는 운전모드 별 저전압 배터리 충전 전압 설정 기법의 일례를 도시한 표이다.
도 6에 도시된 것과 같이, 전술한 제1 판단 단계 및 제2 판단 단계를 통해 저전압 배터리의 충전상태는 완충상태, 보통상태 또는 방전상태 중 어느 하나로 판단될 수 있다.
베이스 충전전압은 저전압 배터리(160)의 충전상태가 완충상태로 판단된 경우 제1 충전전압(예를 들어, 12.5 V), 보통상태로 판단된 경우 제2 충전전압(예를 들어, 13 V), 방전상태로 판단된 경우 제3 충전전압(예를 들어, 14 V)으로 설정될 수 있다. 여기서, 제1 충전전압은 제2 충전전압 및 제3 충전전압보다 낮을 수 있다. 또한, 제2 충전전압은 제1 충전전압보다 높고 제3 충전전압보다는 낮을 수 있으며, 제3 충전전압은 제1 충전전압 및 제2 충전전압보다 높을 수 있다.
이러한 베이스 충전전압의 설정을 통해, 저전압 배터리(160)의 방전이 발생하는 상황이면 베이스 충전전압을 높게 설정함으로써 저전압 배터리(160)에 대한 충전전압을 높게 설정하여 저전압 배터리(160)의 방전을 방지할 수 있다. 반면, 저전압 배터리가 완충된 상황이라면 베이스 충전전압을 낮게 설정함으로써 저전압 배터리에 대한 충전전압을 낮추어 저전압 배터리(160)를 과하게 충전하는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시형태는 전술한 베이스 충전전압을 기준으로 다양한 운전모드에 따라 저전압 배터리의 충전전압을 설정할 수 있다. 예를 들어, 운전 모드는, 리제너레이션 모드(Regen. Mode), 아이들 모드(Idle Mode), 파워 어시스트 모드(Power Assist Mode), 연료전지 정지 모드(FC Stop Mode) 및 비상주행 모드(Em. EV Mode) 등을 포함할 수 있다.
리제너레이션 모드는 차량 구동모터로부터 회생제동 에너지를 회수하는 모드로서, 구체적으로 감속 또는 제동 시 모터의 발전을 통해 차량의 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 고전압 배터리를 충전하는 모드이다. 운전자가 브레이크 페달을 밟는 경우 모터로부터 회생제동 에너지를 회수하기 위해 아이들 모드로부터 전환될 수 있다. 또한, 리제너레이션 모드에 있을 때에 운전자가 정상 주행을 위해 가속 페달을 밟게 되면 다시 아이들로 전환될 수 있다. 리제너레이션 모드에서는 베이스 충전전압에 상관없이 일정한 전압(예를 들어, 14.5 V)으로 충전 전압이 설정될 수 있다.
아이들 모드는 일반적인 주행모드를 말하며, 차량이 주행 중인 경우를 나타내는 모드로서, 전술한 리제너레이션 모드와 후술하는 파워 어시스트 모드를 제외한 경우의 주행모드를 말한다. 아이들 모드는 고전압 배터리(140)의 충전 상태(SOC)에 기반하여 복수의 스테이지들로 분류될 수 있다.
예를 들어, 복수의 스테이지는 고전압 배터리(140)의 충전상태에 따라 분류된 4개의 스테이지를 포함할 수 있으며, 4개의 스테이지는 고전압 배터리(140)의 SOC가 55% 내지 65%인 경우의 Normal 스테이지, 고전압 배터리의 SOC가 65%를 초과하는 경우의 Critical High 스테이지, 고전압 배터리의 SOC가 50% 미만인 경우의 Critical Low 스테이지 및 고전압 배터리의 SOC가 50% 내지 55%인 경우의 Low 스테이지를 포함할 수 있다. 각각의 스테이지에서는 전술한 베이스 충전전압에 각 스테이지마다 각각 사전 설정된 오프셋 전압을 더하여 저전압 배터리(160)의 충전전압을 설정할 수 있다.
파워 어시스트 모드는 연료전지의 파워와 고전압 배터리의 파워를 동시에 사용하며, 운전자가 가속 페달을 기설정된 깊이 이상으로 밟은 경우 또는 기설정된 연료전지 파워에 도달한 때의 주행모드이며, 아이들 모드로 주행 도중 운전자가 가속 페달을 기설정된 깊이 이상으로 밟거나 기설정된 연료전지 파워에 도달하게 되면 파워 어시스트 모드로 전환될 수 있고, 그 역으로 전환될 수 있다. 파워 어시스트 모드에서는 베이스 충전전압에 상관없이 일정한 전압(예를 들어, 13 V)으로 충전 전압이 설정될 수 있다.
연료전지 정지모드는 저파워 구간이나 속도가 낮은 구간에서 연료전지를 정지시키고 고전압 배터리로만 운전하는 모드를 말한다. 저파워 구간에서 운전시에는 연료전지의 전압이 상승하며 이는 연료전지의 내구성에 악영향을 주기 때문에 저파워 구간에서는 연료전지를 정지시킨다. 일반적으로, 아이들 모드에서 차량을 제동하기 위해 속도를 줄일 때 리제너레이션 모드로 전환되고, 차량이 완전히 정지하게 되면 연료전지 정지모드로 전환되며, 소정 속도나 파워를 넘어가게 되면 다시 연료전지를 재구동하여 아이들 모드로 전환하게 된다. 연료전지 어시스트 모드에서는 베이스 충전전압을 그대로 저전압 배터리 충전 전압으로 적용할 수 있다.
비상주행 모드는 연료전지 시스템 자체가 고장인 경우, 고전압 배터리로만 구동되는 비상모드를 말한다. 비상주행 모드에서는 베이스 충전전압에 상관없이 일정한 전압(예를 들어, 13 V)으로 충전 전압이 설정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서는, 베이스 충전전압, 차량의 운전모드 및 고전압 배터리의 충전상태에 따라서 저전압 배터리를 충전하기 위한 충전 전압을 상이하게 설정함으로써 연료전지 및 하이브리드 차량의 연비를 개선할 수 있다.
그러나 이러한 설정 충전전압의 수치 및 스테이지를 구분하는 고전압 배터리의 SOC정도를 나타낸 수치는 예시로서 설명되는 것에 불과하며 이에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
상술한 것과 같은 본 발명의 여러 실시형태에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법 및 장치는, 저전압 배터리의 충전 상태에 따라 저전압 배터리의 충전전압을 설정함으로써 저전압 배터리의 방전을 방지하여 시동성을 개선할 수 있다.
특히, 본 발명의 다양한 실시형태는 저전압 배터리의 전압뿐만 아니라, 저전압 직류 변환기의 동작이 개시된 이후 저전압 배터리로 제공되는 전력 변화에 따라 저전압 배터리의 충전 상태를 판단하므로, 배터리의 열화 상태나 주변 온도 등을 감안한 배터리 충전 상태 판단이 가능하다. 이에 따라, 더욱 정확한 저전압 배터리 상태 판단이 가능하며, 사전에 저전압 배터리의 방전을 방지하여 시동성을 개선 및 연비를 개선하는 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시형태는, 저전압 직류 변환기의 동작이 개시될 때 고부하 전장이 동작 중이면 그에 따른 부하 전력을 감안하여 전력 사용에 따라 저전압 배터리 상태를 판단하기 위한 기준을 변경함으로써 더욱 정확한 저전압 배터리 상태 판단이 가능하다.
본 발명은 특정한 실시형태에 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.
100: 저전압 배터리 충전 제어 장치 110: 제어부
120: 연료전지 스택 130: 고전압 직류 변환기
140: 고전압 배터리 150: 저전압 직류 변환기
160: 저전압 배터리

Claims (13)

  1. 차량의 저전압 배터리의 전압에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전상태를 판단하는 제1 판단 단계;
    상기 차량의 시동이 진행되는 동안 상기 저전압 배터리로 충전 전력을 제공하는 저전압 직류 변환기의 소비 파워의 크기에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전상태를 판단하는 제2 판단 단계;
    상기 제1 판단 단계 또는 상기 제2 판단 단계에서 판단된 상기 저전압 배터리의 충전상태 판단 결과에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전전압을 설정하는 설정 단계;를 포함하며,
    상기 제2 판단 단계는, 상기 차량의 시동 이후 상기 저전압 배터리에 전력을 공급하는 저전압 직류-직류 변환기(LDC)의 동작이 개시된 이후부터 상기 차량의 시동이 완료될 때까지 상기 저전압 직류 변환기의 소비 파워의 크기를 검출하는 것을 특징으로 하는 저전압 배터리 충전 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 판단 단계는, 전압 크기의 순서대로 순차 구분된 복수의 구간 중 상기 저전압 배터리의 전압이 속하는 구간에 따라 상기 저전압 배터리의 충전 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 저전압 배터리 충전 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 판단 단계는, 상기 제1 판단 단계에서 이루어지는 저전압 배터리의 충전 상태에 따라 실행여부가 결정되는 것을 특징으로 하는 저전압 배터리 충전 제어 방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 판단 단계는, 파워 크기의 순서대로 순차 구분된 복수의 구간 중 상기 저전압 직류 변환기의 소비 파워의 크기가 속하는 구간에서의 누적 시간에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 저전압 배터리 충전 제어 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 파워 크기의 순서대로 순차 구분된 복수의 구간의 경계값은 상기 차량의 시동 시 상기 저전압 직류 변환기로부터 파워를 제공 받는 고부하 전장부품의 동작 여부에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 저전압 배터리 충전 제어 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 설정 단계는, 상기 제1 판단 단계 또는 상기 제2 판단 단계에서 판단된 상기 저전압 배터리의 충전상태 판단 결과에 기반하여 상기 저전압 배터리의 베이스 충전 전압을 설정하는 단계; 및 상기 베이스 충전전압 및 상기 차량의 운전모드에 기반하여 상기 저전압 배터리에 대한 충전 전압을 설정하는 단계를 포함하는 저전압 배터리 충전 제어방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 운전모드는 복수의 모드를 포함하며, 상기 복수의 모드 중 적어도 하나의 모드는 고전압 배터리의 충전 상태에 따라 사전 설정된 오프셋값을 상기 베이스 충전 전압에 합산하여 상기 충전 전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 저전압 배터리 충전 제어방법.
  9. 차량의 시동 초기 무부하 상태에서, 전압 크기의 순서대로 순차 구분된 복수의 구간 중 차량의 저전압 배터리의 전압이 속하는 구간에 따라 상기 저전압 배터리의 충전 상태를 판단하는 제1 판단 단계;
    상기 차량이 시동이 진행되는 동안, 파워 크기의 순서대로 순차 구분된 복수의 구간 중 상기 저전압 배터리로 충전 전력을 제공하는 저전압 직류 변환기의 소비 파워의 크기가 속하는 구간에서의 누적 시간에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전 상태를 판단하는 제2 판단 단계;
    상기 제1 판단 단계 또는 상기 제2 판단 단계에서 판단된 상기 저전압 배터리의 충전상태 판단 결과에 기반하여 상기 저전압 배터리의 베이스 충전 전압을 설정하는 단계; 및
    상기 베이스 충전전압 및 상기 차량의 운전모드에 기반하여 상기 저전압 배터리에 대한 충전 전압을 설정하는 단계를 포함하는 저전압 배터리 충전 제어방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 판단 단계는, 상기 제1 판단 단계에서 이루어지는 저전압 배터리의 충전 상태가 완충 상태 및 방전 상태의 사이에 해당하는 상태인 경우 실행되는 것을 특징으로 하는 저전압 배터리 충전 제어 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 파워 크기의 순서대로 순차 구분된 복수의 구간의 경계값은 상기 차량의 시동 시 상기 저전압 직류 변환기로부터 파워를 제공 받는 고부하 전장부품의 동작 여부에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 저전압 배터리 충전 제어 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 운전모드는 복수의 모드를 포함하며, 상기 복수의 모드 중 적어도 하나의 모드는 고전압 배터리의 충전 상태에 따라 사전 설정된 오프셋값을 상기 베이스 충전 전압에 합산하여 상기 충전 전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 저전압 배터리 충전 제어방법.
  13. 연료 전지 스택;
    상기 연료 전지 스택으로부터 전력을 공급받는 고전압 직류 변환기;
    상기 고전압 직류 변환기에 의해 하향 변환된 전압을 공급받는 고전압 배터리;
    상기 연료 전지 스택과 고전압 직류 변환기 사이의 고전압 버스단에 연결되어 전압을 하향 변환하는 저전압 직류 변환기(LDC);
    상기 저전압 직류 변환기에서 변환된 전압에 의해 충전되는 저전압 배터리; 및
    상기 저전압 배터리의 전압에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전상태를 판단하는 제1 판단 과정과, 차량의 시동 이후 상기 저전압 배터리에 전력을 공급하는 저전압 직류-직류 변환기(LDC)의 동작이 개시된 이후부터 상기 차량의 시동이 완료될 때까지 상기 저전압 직류 변환기의 소비 파워의 크기를 검출하고 상기 소비 파워의 크기에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전상태를 판단하는 제2 판단 과정을 수행하며, 상기 제1 판단 과정 또는 상기 제2 판단 과정에서 판단된 상기 저전압 배터리의 충전상태 판단 결과에 기반하여 상기 저전압 배터리의 충전전압을 설정하는 제어부;
    를 포함하는 저전압 배터리 충전 제어 시스템.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108964031B (zh) * 2018-07-12 2021-05-14 电子科技大学 电动汽车充电及参与调压的模型预测控制方法
CN108909502A (zh) * 2018-07-16 2018-11-30 上海蓥石汽车技术有限公司 一种自动调节新能源车车用蓄电池充电电压的装置
CN109774535B (zh) * 2018-12-29 2021-09-21 武汉职业技术学院 用于充电站对电动车充电的计算机远程控制方法
CN114750643B (zh) * 2021-06-30 2023-04-28 广州汽车集团股份有限公司 汽车低压电池充电方法、系统以及汽车
CN116707043A (zh) * 2022-02-28 2023-09-05 北京车和家汽车科技有限公司 电压控制方法、装置、电子设备、车辆和存储介质
CN115257458A (zh) * 2022-08-24 2022-11-01 中国第一汽车股份有限公司 Dcdc转化器的控制方法、控制装置及车辆

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3193486B2 (ja) * 1992-11-27 2001-07-30 本田技研工業株式会社 電動車両におけるバッテリー残量表示方法及び装置
KR100837939B1 (ko) 2006-10-11 2008-06-13 현대자동차주식회사 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 그 제어 방법
JP4274257B2 (ja) * 2007-02-20 2009-06-03 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP4363478B2 (ja) 2007-10-29 2009-11-11 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の出力制御装置
KR100916428B1 (ko) 2007-12-06 2009-09-11 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 보조배터리 충전제어방법
KR100986373B1 (ko) 2008-06-02 2010-10-08 현대자동차주식회사 차량의 배터리 충전량 판단방법
KR101417105B1 (ko) 2008-09-08 2014-07-08 현대자동차주식회사 차량의 배터리 용량 측정 방법
KR101382977B1 (ko) 2008-09-17 2014-04-10 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 보조배터리의 과충전방지방법
JP5744888B2 (ja) 2009-10-19 2015-07-08 ヌヴェラ・フュエル・セルズ・インコーポレーテッド バッテリー充電状態管理方法
KR101530627B1 (ko) 2011-03-10 2015-06-22 가부시키가이샤 아이에이치아이 베어링, 윤활제 분포 취득 장치 및 윤활제 분포 취득 방법
KR20130116419A (ko) 2012-03-15 2013-10-24 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 보조배터리의 충전상태 판단방법
KR101459464B1 (ko) 2013-03-19 2014-11-10 현대자동차 주식회사 연료전지 차량의 전력 제어 방법 및 시스템
KR101439059B1 (ko) 2013-10-29 2014-11-04 현대자동차주식회사 저전압 배터리 충전 제어 방법 및 장치
US9118190B2 (en) * 2013-10-30 2015-08-25 Metal Industries Research & Development Centre Charging balancing system based on battery operating process and method thereof
KR101664562B1 (ko) 2014-10-14 2016-10-11 현대자동차주식회사 저전압 배터리 충전 제어방법 및 장치
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