KR101836643B1 - 차량용 마일드 하이브리드 시스템 - Google Patents

차량용 마일드 하이브리드 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 마일드 하이브리드 시스템에 관한 것으로, 기존 시스템에 구비되는 서로 다른 타입의 2가지 배터리를 하나로 통합 구성하여 시스템 전체 사이즈를 축소하는 동시에, DC-DC 컨버터의 전력 변환 효율을 향상할 수 있는 차량용 마일드 하이브리드 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 마일드 하이브리드 시스템에 의하면, 기존 시스템 대비 DC-DC 컨버터의 동작 구간이 줄어듦에 따라 DC-DC 컨버터의 에너지 변환에 따른 손실을 저감할 수 있으며, MHSG의 발전 동작 시 전력 회생의 의해 생성되는 전기에너지가 모두 통합 배터리에 충전됨으로써 시스템 전체 효율이 증가되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

차량용 마일드 하이브리드 시스템 {Mild hybrid system of vehicle}
본 발명은 차량용 마일드 하이브리드 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 통합을 통해 시스템 사이즈를 축소하는 동시에 DC-DC 컨버터의 전력 변환 효율을 향상할 수 있는 차량용 마일드 하이브리드 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 차량은 엔진뿐만 아니라 전기모터를 보조동력원으로 채택하여 배기가스 저감 및 연비 향상을 도모할 수 있는 차량으로, 차량의 구동방식에 따라 병렬형, 직렬형, 복합형 등이 있으며, 엔진과 전기모터(구동모터)의 파워 분담비에 따라 마일드(Mild), 미들(Middle), 하드(Hard) 타입으로 분류된다.
예를 들어, 엔진의 용량에 비해 구동모터의 용량이 적은 형태를 마일드 하이브리드 시스템이라 하며, 일반적으로 마일드 하이브리드 시스템에서는 구동모터로만 차량이 구동되는 모드는 없다. 이와 반대로 모터의 용량이 큰 하드 타입 하이브리드 시스템의 경우에는 저속에서 모터로 구동하는 모드가 있다.
첨부한 도 8은 종래의 마일드 하이브리드 시스템을 나타낸 회로도이다.
도 8에 보듯이, 종래의 마일드 하이브리드 시스템(mild hybrid system)은 발전 및 엔진 토크 보조를 담당하는 MHSG(Mild Hybrid Starter Generator)(1)와, 차량 제동 시 생성되는 회생에너지를 저장 및 이용하는 제1배터리(2)와, 전력 변환을 수행하여 차량 전장부하(3) 및 제2배터리(4)에 전력을 공급하는 DC-DC 컨버터(5)(이하, '컨버터'라고 함)로 구성되며, 상기 제1배터리(2)와 제2배터리(4) 간에 단락 보호를 위하여 각각 제1스위치(6)와 제2스위치(7)가 구비되고, 상기 컨버터(5)는 양방향으로 전력 변환 기능을 수행할 수 있도록 구비된다.
이러한 마일드 하이브리드 시스템은 MHSG(1)에서 발전된 전력이 제1배터리(2)에 저장되고, 이 전력이 컨버터(5)에서 변환되어 제2배터리(4)의 충전 및 차량 전장부하(3)의 구동을 위해 공급되도록 구성되어 있다.
이때, 상기 제1배터리(2)에 저장된 전력은 차량 전장부하(3)로 공급되는 것 뿐만 아니라 MHSG(1)로 공급되어 엔진 토크 보조 등에 사용되어 차량 동력 성능을 향상시킬 수 있다.
이러한 마일드 하이브리드 시스템은 일반적으로 48V 배터리와 12V 배터리를 사용하고, 이에 따라 기본적으로 2가지의 다른 특성의 배터리 시스템이 필요하며, 각 부하 상황에 따라서 에너지 관리를 해주는 알고리즘이 필요하게 된다.
다시 말해, 종래의 마일드 하이브리드 시스템은 서로 다른 타입의 배터리가 분리 구성되어 있는 관계로 배터리 센싱 및 출력 제어에 있어서 양측 배터리를 모두 고려해야 하므로 전체 시스템의 사이즈가 증가하게 되는 문제점이 있다.
또한, 48V 배터리의 충전 에너지로 12V 배터리를 충전할 경우에 컨버터의 효율에 따른 에너지 손실이 발생하게 되어 전체 차량 연비 하락을 초래할 수 있다.
본 발명은 기존 시스템에 구비되는 서로 다른 타입의 2가지 배터리를 하나로 통합 구성하여 시스템 전체 사이즈를 축소하는 동시에, DC-DC 컨버터의 전력 변환 효율을 향상할 수 있도록 하는 차량용 마일드 하이브리드 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이에 본 발명에서는, 직렬 연결된 제1배터리부와 제2배터리부로 이루어진 통합 배터리; 상기 통합 배터리의 충전 및 엔진토크 보조를 수행하는 MHSG; 상기 통합 배터리의 전력 변환을 수행하는 DC-DC 컨버터; 상기 통합 배터리와 MHSG 및 통합 배터리와 DC-DC 컨버터 사이에 회로 연결을 단속하는 릴레이 스위치; 상기 릴레이 스위치와 더불어 상기 통합 배터리와 DC-DC 컨버터 간에 회로 연결을 단속하는 제1스위치; 상기 제2배터리부와 DC-DC 컨버터 간에 회로 연결을 단속하는 제2스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 마일드 하이브리드 시스템을 제공한다.
이러한 본 발명의 마일드 하이브리드 시스템에는 상기 MHSG, 릴레이 스위치, 제1 및 제2스위치, DC-DC 컨버터의 작동 제어를 위한 제어기가 구비된다.
그리고, 상기 제어기의 제어에 의해, 초기 기동 모드 시에 상기 릴레이 스위치는 오프 동작 상태가 되고 상기 제1스위치와 제2스위치는 온 동작 상태가 되어, 제2배터리부의 전력이 DC-DC 컨버터를 통해, MHSG와 통합 배터리 사이에 구성된 직류 링크 커패시터에 충전된다.
상기 직류 링크 커패시터의 충전완료 이후, 상기 제1스위치는 온 동작 상태를 유지하고 제2스위치는 오프 동작 상태로 전환됨과 더불어 릴레이 스위치는 온 동작 상태가 되어, 통합 배터리의 전력이 방전되어 DC-DC 컨버터를 통해 차량 전장부하에 공급된다.
또한, 상기 통합 배터리의 SOC가 임계값 미만이면, 상기 릴레이 스위치는 온 동작 상태를 유지하는 동시에, 제1스위치는 오프 동작 상태가 되고 제2스위치는 온 동작 상태가 되어, MHSG의 발전 전력이 통합 배터리에 충전된다.
그리고, 상기 통합 배터리의 SOC가 임계값 이상이고 차량이 가속 주행 모드 또는 정속 주행 모드로 운행 중이면, 릴레이 스위치는 온 동작 상태를 유지하는 동시에, 제1스위치는 오프 동작 상태가 되고 제2스위치는 온 동작 상태가 되어, 통합 배터리의 전력이 방전되어 MHSG 및 차량 전장부하에 공급된다.
아울러, 상기 통합 배터리의 SOC가 임계값 이상이고 차량이 타행 주행 모드로 운행 중이면, 릴레이 스위치는 온 동작 상태를 유지하는 동시에, 제1스위치는 온 동작 상태가 되고 제2스위치는 오프 동작 상태가 되어, 통합 배터리의 전력이 DC-DC 컨버터를 통해 차량 전장부하에 공급된다.
본 발명에 따른 차량용 마일드 하이브리드 시스템에 의하면, 기존 시스템 대비 DC-DC 컨버터의 동작 구간이 줄어듦에 따라 DC-DC 컨버터의 에너지 변환에 따른 손실을 저감할 수 있으며, MHSG의 발전 동작 시 전력 회생의 의해 생성되는 전기에너지가 모두 통합 배터리에 충전됨으로써 시스템 전체 효율이 증가되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 서로 다른 타입의 배터리를 하나로 통합하여 이용함으로써 기존 시스템 대비 재료비 절감이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 마일드 하이브리드 시스템을 보여주는 회로도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 운전 상황에 따른 전력 제어 방법을 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 초기 기동 모드 시의 전력 흐름을 보여주는 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 초기 기동 모드 이후 릴레이 스위치의 온 작동 시의 전력 흐름을 보여주는 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 레큐퍼레이션 모드 시의 전력 흐름을 보여주는 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 엔진토크 어시스트 모드 시와 세일링 모드 시의 전력 흐름을 보여주는 도면
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 코스팅 모드 시의 전력 흐름을 보여주는 도면
도 8은 종래의 마일드 하이브리드 시스템을 나타낸 회로도
이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 마일드 하이브리드 시스템의 구성을 보여주는 회로도로서, 통합 배터리(10)와 MHSG(Mild Hybrid Starter Generator)(20)와 DC-DC 컨버터(30)와 더불어 이들의 회로 연결을 단속하기 위한 릴레이 스위치(14)와 제1스위치(16) 및 제2스위치(18) 등을 포함하는 회로 구성이 도시되어 있다.
상기 통합 배터리(10)는 직렬 연결된 제1배터리부(11)와 제2배터리부(12)로 이루어진 것으로서, 제1배터리부(11)가 제2배터리부(12) 대비 상대적으로 고전압의 배터리로서 구성되며, 상기 제1배터리부(11) 측에 연결된 회로상에 설치되는 릴레이 스위치(14)에 의해 MHSG(20) 및 DC-DC 컨버터(30)와의 회로 연결이 단속된다.
상기 릴레이 스위치(14)의 온/오프 작동에 의해 회로 연결이 단속됨으로써 통합 배터리(10)와 MHSG(20) 간에 회로 연결 및 통합 배터리(10)와 DC-DC 컨버터(30) 간에 회로 연결 그리고 통합 배터리(10)와 차량 전장부하(40) 간에 회로 연결 등이 단속된다.
상기 MHSG(20)는 차량 제동 시에 회생에너지를 생성하여 통합 배터리(10)(구체적으로는, 제1배터리부)를 충전시키는 기능 및, 통합 배터리(10)의 전력을 이용하여 엔진 토크를 보조하는 기능을 수행한다.
이러한 MHSG(20)와 통합 배터리(10) 사이에는 시스템의 초기 기동 모드 시에 제2배터리부(12)에서 공급되는 전력에 의해 충전되는 직류 링크 커패시터(22)가 연결 구성된다.
또한, 상기 통합 배터리(10)에는 통합 배터리(10)의 전력을 변환하여 차량 전장부하(40)로 공급하기 위한 DC-DC 컨버터(30)가 연결 구성된다.
상기 DC-DC 컨버터(30)는 통합 배터리(10)에서 공급하는 전력을 변환하여 차량 전장부하(40)에 공급 가능하도록 구비되며, 차량 전장부하(40)에 전력을 공급하는 동시에 스타터(42)에도 전력을 공급하게 된다.
상기 스타터(42)는 마일드 하이브리드 시스템 내에서 MHSG(20)의 전력이 충분하지 못한 경우 MHSG(20) 대신 엔진 시동을 보조하는 기능을 수행한다.
그리고, 상기 제1스위치(16)는 DC-DC 컨버터(30)와 통합 배터리(10) 사이에 연결된 회로상에 설치되어, 통합 배터리(10)와 DC-DC 컨버터(30) 간에 회로 연결을 단속한다.
좀더 구체적으로, 제1스위치(16)는 DC-DC 컨버터(30)와 릴레이 스위치(14) 사이에 연결된 회로상에 설치되며, 이에 릴레이 스위치(14)와 더불어 통합 배터리(10)와 DC-DC 컨버터(30) 간에 회로 연결을 단속하게 된다.
또한, 상기 제2스위치(18)는 제1배터리부(11)와 제2배터리부(12) 사이에서 분기되어 DC-DC 컨버터(30)에 연결된 회로상에 설치되어, 상기 제2배터리부(12)와 DC-DC 컨버터(30) 및 차량 전장부하(40) 간에 회로 연결을 단속하는 역할을 한다.
상기 DC-DC 컨버터(30)와 통합 배터리(10)의 제2배터리부(12) 사이 회로에는 차량 전장부하(40) 및 스타터(42)가 구성되며, 제2스위치(18)의 온 동작 시 제2배터리부(12)의 전력 또는 MHSG(20)의 전력이 차량 전장부하(40) 및 스타터(42)에 공급되고, 제2스위치(18)의 오프 동작 시 통합 배터리(10)의 전력이 DC-DC 컨버터(30)를 통해 변환되어 차량 전장부하(40) 및 스타터(42)에 공급된다.
여기서, 상기의 MHSG(20), 릴레이 스위치(14), 제1 및 제2스위치(16,18), 및 DC-DC 컨버터(30) 등은 차량 내 제어기(미도시)에 의해 작동 제어가 이루어진다.
이하, 상기한 구성을 기반으로 하는 마일드 하이브리드 시스템의 운전 상황에 따른 전력 제어 방법 및 그에 따른 컨버터와 스위치 등 구성요소의 동작 상태를 첨부한 도 2 내지 7을 참조로 설명하면 다음과 같다.
도 2는 마일드 하이브리드 시스템의 운전 상황에 따른 전력 제어 방법을 나타낸 개략도이고, 도 3은 마일드 하이브리드 시스템의 초기 기동 모드 시의 전력 흐름을 보여주는 도면이고, 도 4는 마일드 하이브리드 시스템의 초기 기동 모드 이후 릴레이 스위치의 온 작동 시의 전력 흐름을 보여주는 도면이고, 도 5는 마일드 하이브리드 시스템의 레큐퍼레이션 모드 시의 전력 흐름을 보여주는 도면이고, 도 6은 마일드 하이브리드 시스템의 엔진토크 어시스트 모드 시와 세일링 모드 시의 전력 흐름을 보여주는 도면이고, 도 7은 마일드 하이브리드 시스템의 코스팅 모드 시의 전력 흐름을 보여주는 도면이다.
먼저, 도 2 및 도 3을 보면, 마일드 하이브리드 시스템이 웨이크업(wake up)되는 초기 기동 모드 시에는 통합 배터리(10)의 제2배터리부(12)에서 공급되는 전력이 DC-DC 컨버터(30)를 거쳐 직류 링크 커패시터(22)에 충전된다(S10).
이를 위하여 제1스위치(16)와 제2스위치(18)는 온 동작 상태가 되고 릴레이 스위치(14)는 오프 동작 상태가 되며, 이때 DC-DC 컨버터(30)는 부스트 모드로 작동하여 제2배터리부(12)의 전력을 승압 변환시켜 직류 링크 커패시터(22)에 공급한다.
또한, 이때 MHSG(20)는 출력 대기 중인 PWM(pulse width modulation) 오프 상태(혹은 출력 오프 상태)로서 동작 및 출력이 없는 상태이다.
릴레이 스위치(14)를 온 작동하기 전에, 다시 말해 릴레이 스위치(14)를 온 작동시켜 통합 배터리(10)의 전력을 차량 전장부하(40)에 공급하기 전에, 직류 링크 커패시터(22)를 미리 충전시켜주는 프리차지를 수행함으로써 직류 링크 커패시터(22)의 충전완료 이후 DC-DC 컨버터(30)는 평활화된 통합 배터리(10)의 직류 전력을 변환하여 차량 전장부하(40)에 공급하게 된다.
따라서, 도 4를 보면, 직류 링크 커패시터(22)의 충전완료 이후 제1스위치(16)는 온 동작 상태를 유지하고 제2스위치(18)는 오프 동작 상태로 전환됨과 더불어 릴레이 스위치(14)가 온 동작 상태가 됨(S20)으로써 통합 배터리(10)와 DC-DC 컨버터(30) 간에 회로가 통전가능하게 연결되고, 통합 배터리(10)의 평활화된 직류 전력이 DC-DC 컨버터(30)를 통해 변환되어 차량 전장부하(40) 및 스타터(42)에 공급된다.
이때 DC-DC 컨버터(30)는 벅 모드로 작동하여 통합 배터리(10)의 전력을 강압 변환시켜 차량 전장부하(40) 및 스타터(42)에 공급한다.
이렇게 통합 배터리(10)의 전력을 DC-DC 컨버터(30)를 통해 차량 전장부하(40)에 공급함에 따라 통합 배터리(10)의 SOC(state of charge)가 감소하게 되므로, 시스템의 초기 기동 이후 릴레이 스위치(14)가 온 작동되면 통합 배터리(10)의 SOC를 검출한다(S30).
검출한 통합 배터리(10)의 SOC가 설정된 임계값 미만이면 시스템은 리큐퍼레이션 모드(recuperation mode)(혹은 배터리 회복/충전 모드)로 운전된다(S40).
도 5를 보면, 리큐퍼레이션 모드 시에는, 릴레이 스위치(14)는 온 동작 상태를 유지하는 동시에, 제1스위치(16)는 오프 동작 상태가 되고 제2스위치(18)는 온 동작 상태가 됨으로써, 제1스위치(16)를 통해 단속되는 릴레이 스위치(14)와 DC-DC 컨버터(30) 간에 회로가 통전 불가능 상태가 되고, 제2스위치(18)를 통해 단속되는 제2배터리부(12)와 DC-DC 컨버터(30) 간에 회로가 통전가능 상태가 되어, MHSG(20)가 전력 회생을 위한 발전(generation) 상태로서 작동하여, MHSG(20)의 발전 전력이 통합 배터리(10)의 충전에 사용되는 동시에 차량 전장부하(40)와 스타터(42)에 공급되게 된다.
이때 통합 배터리(10)는 충전 상태가 되고, DC-DC 컨버터(30)는 출력 대기 중인 출력 오프 상태가 되며, 특히 MHSG(20)가 전력 회생을 통해 생성한 전체 에너지가 통합 배터리(10)에 모두 충전됨으로써 시스템 전체 효율이 증가하게 된다.
또한, 통합 배터리(10)의 SOC를 검출(S30)한 결과 통합 배터리(10)의 SOC가 설정된 임계값 이상이면, 차량의 주행 모드에 따라 시스템 운전 모드가 결정된다.
통합 배터리(10)의 SOC가 설정된 임계값 이상이고 차량이 가속 주행 모드로 운행 중이면, 시스템은 엔진토크 어시스트 모드로 운전된다(S60).
마일드 하이브리드 시스템이 엔진토크 어시스트 모드로 운전되는 경우, 도 6에 보듯이, 릴레이 스위치(14)는 온 동작 상태를 유지하는 동시에 제1스위치(16)는 접점 오프 상태로 동작하고 제2스위치(18)는 접점 온 상태로 동작하며, 엔진토크 보조를 위해 통합 배터리(10)의 전력이 방전되어 MHSG(20)에 공급되는 동시에 차량 전장부하(40) 및 스타터(42)에 공급된다.
이때 통합 배터리(10)는 방전 상태가 되고, DC-DC 컨버터(30)는 출력 대기 중인 출력 오프 상태가 되며, MHSG(20)는 모터로서 동작하여 엔진토크를 보조하게 된다.
그리고, 통합 배터리(10)의 SOC가 설정된 임계값 이상이고 차량이 정속 주행 모드로 운행 중인 경우, 시스템은 세일링 모드(sailing mode)로서 운전된다.
구체적으로는, 통합 배터리(10)의 SOC가 설정된 임계값 이상이고 차량이 정속 주행 모드로 운행 중인 경우, 차속이 설정된 기준속도(예를 들어, 30kph) 미만이면 시스템은 세일링 모드(sailing mode)로서 운전된다(S80).
다시 말해, 통합 배터리(10)의 SOC가 설정된 임계값 이상이고 차량이 기준속도 미만으로 차량 주행이 이루어지는 정속 주행 모드에 진입한 상태인 경우, 시스템은 세일링 모드로 운전된다.
마일드 하이브리드 시스템은 모터 용량이 상대적으로 큰 다른 하이브리드 시스템(예를 들어, 풀 하이브리드 시스템, 플러그인 하이브리드 시스템 등) 대비 모터 출력이 제한되기 때문에, 엔진 오프 상태의 세일링 모드로 운전되기 위해서는 모터 동력으로만 운행 가능한 속도로 차속이 제한될 필요가 있으며, 이에 따라 차속이 기준속도 미만인 경우에만 세일링 모드로 운전된다.
마일드 하이브리드 시스템은 세일링 모드로 운전되는 경우, 엔진토크 어시스트 모드 시와 동일하게 운전된다.
즉, 마일드 하이브리드 시스템은 세일링 모드로 운전되는 경우에도, 도 6에 보듯이, 릴레이 스위치(14)는 온 동작 상태를 유지하는 동시에 제1스위치(16)는 오프 상태로 동작하고 제2스위치(18)는 온 상태로 동작하며, 통합 배터리(10)의 전력이 방전되어 MHSG(20)에 공급되는 동시에 차량 전장부하(40)(스타터 포함)에 공급된다.
다만, 엔진토크 어시스트 모드 시에는 엔진이 기동 중이고, 세일링 모드 시에는 엔진이 오프 상태이므로, 통합 배터리(10)의 방전량에 차이가 있고, 그에 따라 차후 리큐퍼레이션 모드로 진입하는 타이밍에도 차이가 존재하게 된다.
또한, 통합 배터리(10)의 SOC가 설정된 임계값 이상이고 차량이 정속 주행 모드로 운행 중이 아닌 경우, 시스템은 차량 운행 조건에 따라 코스팅 모드(coasting mode)로서 운전된다.
구체적으로는, 통합 배터리(10)의 SOC가 설정된 임계값 이상이고 차량이 정속 주행 모드로 운행 중이 아닌 경우, 차량의 정차 여부를 판단하여(S85) 차량이 정차(차속=0) 상태가 아니면 즉, 차량이 감속 중이면 타행 주행 모드로 운행 중인 것으로 판단되고, 시스템은 코스팅 모드로서 운전된다(S90).
다시 말해, 통합 배터리(10)의 SOC가 설정된 임계값 이상이고 차량이 타행 주행 모드로 운행 중인 경우, 시스템은 코스팅 모드로서 운전된다.
마일드 하이브리드 시스템은 코스팅 모드로 운전되는 경우, 도 7에 보듯이, 릴레이 스위치(14)는 온 동작 상태를 유지하는 동시에 제1스위치(16)는 온 상태로 동작하고 제2스위치(18)는 오프 상태로 동작하며, 통합 배터리(10)의 전력이 방전되어 차량 전장부하(40)(스타터 포함)에 공급된다.
이때 차량 전장부하(40)(스타터 포함)에는 벅 모드로 동작하는 DC-DC 컨버터(30)를 통해 통합 배터리(10)의 전력이 강압되어 공급되며, MHSG(20)는 출력 대기 중인 출력 오프 상태(PWM 오프 상태)가 된다.
참고로, 타행 주행 모드로 운행되는 경우, 엔진은 이그니션(ignition) 오프 상태이고 MHSG(20)도 오프 상태이며 엑셀 페달 및 브레이크 페달 역시 오프 상태이기 때문에, 차량은 엔진 이그니션 오프 전까지 발생한 구동력에 의해 타행으로 주행하게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 운전 모드에 따른 전력 흐름 제어가 이루어짐으로써 기존 시스템 대비 DC-DC 컨버터(30)의 동작 구간이 줄어듦에 따른 에너지 변환 효율의 증가를 구현할 수 있으며, MHSG(20)의 발전 동작 시 전력 회생의 의해 생성되는 전기에너지가 모두 통합 배터리(10)에 충전됨으로써 시스템 전체 효율이 증가되는 효과를 얻을 수 있다.
예를 들어, 기존에 48V 배터리의 충전 에너지로 12V 배터리를 충전할 경우에 발생한 DC-DC 컨버터의 에너지 손실이 저감되어 전체 시스템 효율을 향상 가능하며, 추후 48V 전장부하가 추가될 경우 DC-DC 컨버터를 이용하여 48V 전장부하로 전력 공급이 가능하다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : 통합 배터리
11 : 제1배터리부
12 : 제2배터리부
14 : 릴레이 스위치
16 : 제1스위치
18 : 제2스위치
20 : MHSG
22 : 직류 링크 커패시터
30 : DC-DC 컨버터
40 : 차량 전장부하
42 : 스타터

Claims (8)

  1. 직렬 연결된 제1배터리부와 제2배터리부로 이루어진 통합 배터리;
    상기 통합 배터리의 충전 및 엔진토크 보조를 수행하는 MHSG;
    상기 통합 배터리의 전력 변환을 수행하는 DC-DC 컨버터;
    상기 통합 배터리와 MHSG 및 통합 배터리와 DC-DC 컨버터의 고전압 단자 사이에 회로 연결을 단속하는 릴레이 스위치;
    상기 릴레이 스위치와 더불어 상기 통합 배터리와 DC-DC 컨버터의 고전압 단자 간에 회로 연결을 단속하는 제1스위치;
    상기 제2배터리부와 DC-DC 컨버터의 저전압 단자 간에 회로 연결을 단속하는 제2스위치;를 포함하며,
    초기 기동 모드 시에 상기 릴레이 스위치는 오프 동작 상태가 되고 상기 제1스위치와 제2스위치는 온 동작 상태가 되어, 제2배터리부의 전력이 DC-DC 컨버터를 통해, MHSG와 통합 배터리 사이에 구성된 직류 링크 커패시터에 충전되는 것을 특징으로 하는 차량용 마일드 하이브리드 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 MHSG, 릴레이 스위치, 제1 및 제2스위치, DC-DC 컨버터의 작동 제어를 위한 제어기가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 마일드 하이브리드 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 직류 링크 커패시터의 충전완료 이후, 제1스위치는 온 동작 상태를 유지하고 제2스위치는 오프 동작 상태로 전환됨과 더불어 릴레이 스위치는 온 동작 상태가 되어, 통합 배터리의 전력이 방전되어 DC-DC 컨버터를 통해 차량 전장부하에 공급되는 것을 특징으로 하는 차량용 마일드 하이브리드 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 통합 배터리의 SOC가 임계값 미만이면, 릴레이 스위치는 온 동작 상태를 유지하는 동시에, 제1스위치는 오프 동작 상태가 되고 제2스위치는 온 동작 상태가 되어, MHSG의 발전 전력이 통합 배터리에 충전되는 것을 특징으로 하는 차량용 마일드 하이브리드 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 통합 배터리의 SOC가 임계값 이상이고 차량이 가속 주행 모드 또는 정속 주행 모드로 운행 중이면, 릴레이 스위치는 온 동작 상태를 유지하는 동시에, 제1스위치는 오프 동작 상태가 되고 제2스위치는 온 동작 상태가 되어, 통합 배터리의 전력이 방전되어 MHSG 및 차량 전장부하에 공급되는 것을 특징으로 하는 차량용 마일드 하이브리드 시스템.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 통합 배터리의 SOC가 임계값 이상이고 차량이 타행 주행 모드로 운행 중이면, 릴레이 스위치는 온 동작 상태를 유지하는 동시에, 제1스위치는 온 동작 상태가 되고 제2스위치는 오프 동작 상태가 되어, 통합 배터리의 전력이 DC-DC 컨버터를 통해 차량 전장부하에 공급되는 것을 특징으로 하는 차량용 마일드 하이브리드 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 정속 주행 모드는 기준속도 미만으로 차량 주행이 이루어지는 정속 주행 모드인 것을 특징으로 하는 차량용 마일드 하이브리드 시스템.
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