KR101856289B1 - 친환경 차량의 ｌｄｃ 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 차량의 LDC 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 주행시 고전압 배터리의 전원을 낮춰 전장부하에 직접 공급함으로써, 보조 배터리의 충전 횟수를 줄여 친환경 차량의 연비를 향상시킬 수 있는 친환경 차량의 LDC 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 친환경 차량의 LDC 제어 장치에 있어서, 기준전압을 저장하는 저장부; 보조 배터리의 전압을 감지하는 전압 감지부; 차량의 주행 여부를 감지하는 주행 감지부; 및 주행시, 보조 배터리의 전압이 기준전압을 초과하는 경우, 보조 배터리의 전압과 동일하게 LDC(Low voltage DC-DC Converter)의 출력전압을 설정하는 제어부를 포함한다.

Description

친환경 차량의 ＬＤＣ 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING LDC IN GREEN CAR AND METHOD THEREOF}
본 발명은 친환경 차량의 LDC 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주행시 고전압 배터리의 전원을 전장부하(Electric field load)에 공급하여 연비를 향상시키는 기술에 관한 것이다.
본 발명에서, 친환경 차량은 고전압 배터리를 이용하여 전기모터를 구동시켜 주행하는 차량으로서, HEV(Hybrid Electric Vehicle), EV(Electric Vehicle), PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle), FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle) 등을 포함한다.
일반적으로, 친환경 차량은 구동용 전원을 공급하기 위한 고전압 배터리와 전장부하에 전원을 공급하기 위한 보조 배터리를 구비한다. 이때, 보조 배터리 및 전장부하와 연결되어 있는 LDC(Low voltage DC-DC Converter)는 상위 제어기의 제어하에 보조 배터리의 전압이 기준치를 초과하지 않으면 고전압 배터리의 전압을 낮추어 보조 배터리를 충전한다.
종래의 LDC 제어 장치는 보조 배터리의 전압이 기준치를 초과하면 보조 배터리의 전원이 전장부하에 공급되도록 LDC의 출력전압을 낮춘다. 예를 들어, 보조 배터리의 전압이 13V라 하면, LDC의 출력전압을 12V로 설정하여 보조 배터리의 전원이 전장부하로 공급되도록 한다.
또한, 종래의 LDC 제어 장치는 보조 배터리의 전압이 기준치를 초과하지 않으면 보조 배터리가 충전되도록 LDC의 출력전압을 높인다. 예를 들어, 보조 배터리의 전압이 12.5V라 하면, LDC의 출력전압을 14V로 설정하여 보조 배터리가 충전되도록 한다.
이러한 종래의 LDC 제어 장치는 보조 배터리의 전압이 기준치를 초과하지 않으면 보조 배터리를 충전하고, 기준치를 초과하면 보조 배터리를 방전(전장부하로 전원을 공급)시킴으로써, 고전압 배터리의 불필요한 낭비를 초래하는 문제점이 있다.
즉, 종래의 LDC 제어 장치는 보조 배터리를 이용하여 전장부하에 전원을 공급함으로써, 보조 배터리의 충전 과정이 요구되고, 이때 충전 효율이 70% 정도(입력량이 100일 때 충전량은 70) 임을 고려할 때 고전압 배터리의 소모량을 높여 연비를 저하시키는 문제점이 있다.
대한민국등록특허 제10-1500080호
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 주행시 고전압 배터리의 전원을 낮춰 전장부하에 직접 공급함으로써, 보조 배터리의 충전 횟수를 줄여 친환경 차량의 연비를 향상시킬 수 있는 친환경 차량의 LDC 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 친환경 차량의 LDC 제어 장치에 있어서, 기준전압을 저장하는 저장부; 보조 배터리의 전압을 감지하는 전압 감지부; 차량의 주행 여부를 감지하는 주행 감지부; 및 주행시, 보조 배터리의 전압이 기준전압을 초과하는 경우, 보조 배터리의 전압과 동일하게 LDC(Low voltage DC-DC Converter)의 출력전압을 설정하는 제어부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 친환경 차량의 LDC 제어 방법에 있어서, 주행 감지부가 차량의 주행 여부를 감지하는 단계; 전압 감지부가 보조 배터리의 전압을 감지하는 단계; 및 주행시, 보조 배터리의 전압이 기준전압을 초과하는 경우, 제어부가 보조 배터리의 전압과 동일하게 LDC(Low voltage DC-DC Converter)의 출력전압을 설정하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 주행시 고전압 배터리의 전원을 낮춰 전장부하에 직접 공급함으로써, 보조 배터리의 충전 횟수를 줄여 친환경 차량의 연비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 친환경 차량의 전원 공급 시스템에 대한 일예시도,
도 2 는 본 발명에 따른 친환경 차량의 LDC 제어 장치에 대한 일실시예 구성도
도 3 은 본 발명에 따른 친환경 차량의 LDC 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 친환경 차량의 전원 공급 시스템에 대한 일예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 친환경 차량의 전원 공급 시스템은, 고전압 배터리(10), LDC(20), 전장부하(30), 보조 배터리(40), 및 제어장치(50)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 고전압 배터리(10)는 친환경 차량의 구동용 전원은 물론 전장부하(30)의 전원 및 보조 배터리(40)의 충전 전원을 공급한다.
다음으로, LDC(20)는 고전압 배터리(10)의 전압을 전장부하(30)의 정격전압으로 변환하는 것은 물론, 고전압 배터리(10)의 전압을 보조 배터리(40)의 정격 충전전압으로 변환한다.
특히, LDC(20)는 제어장치(50)의 제어하에 출력전압이 조절되는데, 주행시 보조 배터리(40)의 전압이 기준치를 초과하는 경우, LDC(20)의 출력전압은 보조 배터리(40)의 전압과 동일하게 설정되어 보조 배터리(40)의 전원이 아닌 고전압 배터리(10)의 전원이 전장부하(30)에 공급되도록 한다.
또한, LDC(20)는 주행시 보조 배터리(40)의 전압이 기준치를 초과하지 않으면, 고전압 배터리(10)의 전원을 전장부하(30)에 공급하는 동시에 보조 배터리(40)를 충전하도록 LDC(20)의 전압은 보조 배터리(40)의 전압보다 높게 설정된다.
참고로, 회생제동시 고전압 배터리의 전원이 아닌 회생제동을 통해 생성된 에너지를 이용할 수도 있다.
본 발명에서 보조 배터리(40)는 차량의 시동시에 사용되는 것이 바람직하다.
도 2 는 본 발명에 따른 친환경 차량의 LDC 제어 장치에 대한 일실시예 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 차량의 LDC 제어 장치는, 저장부(510), 전압 감지부(520), 주행 감지부(530), 및 제어부(540)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 저장부(510)는 보조 배터리(40)의 충전 여부를 결정하는데 이용되는 기준전압을 저장한다.
다음으로, 전압 감지부(520)는 보조 배터리(40)의 전압을 감지한다.
다음으로, 주행 감지부(530)는 차량 네트워크를 통해 속도 및 가속도 정보를 수집하여 차량의 주행 여부를 감지한다. 이때, 차량 네트워크는 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), 플렉스레이(FlexRay), MOST(Media Oriented System Transport) 등을 포함한다.
다음으로, 제어부(540)는 주행시 보조 배터리(40)의 전압이 기준전압을 초과하는 경우, 보조 배터리(40)의 전압과 동일하게 LDC의 출력전압을 설정한다. 이렇게 함으로써, 고전압 배터리(10)의 전원이 전장부하(30)에 공급되도록 한다.
또한, 제어부(540)는 주행시 보조 배터리(40)의 전압이 기준전압을 초과하지 않는 경우, LDC(20)의 출력전압을 보조 배터리(40)의 전압보다 크게 설정한다. 일례로, 보조 배터리(40)의 전압이 13V이면, LDC(20)의 전압은 13,5V로 설정한다. 이렇게 함으로써, 고전압 배터리(10)의 전원이 전장부하(30)에 공급되는 것은 물론 보조 배터리(40)의 충전 전원으로 공급되도록 한다.
또한, 제어부(540)는 회생제동시 고전압 배터리(10) 대신 회생제동에 따라 발생한 에너지를 이용하여 전장부하(30)에 전원을 공급하거나 보조 배터리(40)를 충전할 수도 있다.
결국, 본 발명은 보조 배터리(40)를 이용하여 전장부하(30)에 전원을 공급하던 종래의 방식에서 벗어나, 고전압 배터리(10)의 전원을 낮춰 전장부하(30)에 직접 공급하는 것을 특징으로 한다. 물론, 보조 배터리(40)의 전압이 기준치를 초과하지 않으면 보조 배터리(40)를 충전하는 과정도 수행한다.
이를 통해, 보조 배터리(40)의 충전 횟수를 현격히 줄임으로써, 충전 과정에서 발생하는 에너지의 손실을 감소시켜 연비를 향상시킬 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 친환경 차량의 LDC 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 주행 감지부(530)가 차량의 주행 여부를 감지한다(301).
이후, 전압 감지부가 보조 배터리의 전압을 감지한다(302).
이후, 주행시, 보조 배터리의 전압이 기준전압을 초과하는 경우, 제어부(540)가 보조 배터리(40)의 전압과 동일하게 LDC(20)의 출력전압을 설정한다(303).
이러한 과정을 통해 보조 배터리의 충전 횟수를 줄여 친환경 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10 : 고전압 배터리
20 : LDC
30 : 전장부하
40 : 보조 배터리
50 : 제어장치

Claims (6)

  1. 기준전압을 저장하는 저장부;
    보조 배터리의 전압을 감지하는 전압 감지부;
    차량의 주행 여부를 감지하는 주행 감지부; 및
    주행시, 보조 배터리의 전압이 기준전압을 초과하는 경우, 보조 배터리의 전압과 동일하게 LDC(Low voltage DC-DC Converter)의 출력전압을 설정하는 제어부
    를 포함하는 친환경 차량의 LDC 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    주행시, 보조 배터리의 전압이 기준전압을 초과하지 않는 경우, LDC의 출력전압을 보조 배터리의 전압보다 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 LDC 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    회생제동시, 회생제동에 따라 발생한 에너지를 이용하여 전장부하에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 LDC 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행 감지부는,
    CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), 플렉스레이(FlexRay), MOST(Media Oriented System Transport) 중 어느 하나를 통해 차량의 주행정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 LDC 제어 장치.
  5. 주행 감지부가 차량의 주행 여부를 감지하는 단계;
    전압 감지부가 보조 배터리의 전압을 감지하는 단계; 및
    주행시, 보조 배터리의 전압이 기준전압을 초과하는 경우, 제어부가 보조 배터리의 전압과 동일하게 LDC(Low voltage DC-DC Converter)의 출력전압을 설정하는 단계
    를 포함하는 친환경 차량의 LDC 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 출력전압을 설정하는 단계는,
    주행시, 보조 배터리의 전압이 기준전압을 초과하지 않는 경우, LDC의 출력전압을 보조 배터리의 전압보다 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 LDC 제어 방법.
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