KR101906385B1 - Pre heating control apparatus and method of plugin hybrid electric commercial vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 충전시 발생하는 열을 이용해서 엔진의 블록 내부를 예열(preheating)하고 무시동 조건에서 캡 내부를 난방하는 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a preheating integrated control apparatus and method for a plug-in hybrid commercial vehicle, and more particularly, to a preheating integrated control apparatus and method for preheating a block of an engine using heat generated when a battery is charged, And to an apparatus and method for preheating integrated control of a plug-in hybrid commercial vehicle.
최근 환경문제와 유류비 상승을 이유로 내연기관 자동차를 전기 자동차로 대체하기 위해 정부차원에 전기차 보급정책을 추진하고 있다. Recently, due to environmental problems and rising oil prices, the government is promoting electric vehicle supply policy to replace electric vehicles with electric vehicles.
일반 승용 전기자동차는 현재 양산, 판매 중이고, 상용 트럭분야에도 관련 기술이 개발 확대되고 있다. In general, passenger cars are being mass-produced and sold, and related technologies are being developed in the field of commercial trucks.
상용 트럭은 시스템 및 운행 특성상 주행부하가 크고, 장거리 운행이 필수적으로 요구된다. Commercial trucks have a large driving load due to system and operating characteristics, and long distance operation is essential.
이로 인해, 상용 트럭에는 순수 전기 트럭보다 엔진과 전기 모터를 동시에 시스템에 적용해서 배터리 팩의 용량을 줄임으로써, 차량 총 중량을 감소시키고, 연료를 태워 주행할 수 있는 총 주행 거리를 연장할 수 있는 플러그인 하이브리드 자동차(Plug in Hybrid Electric Vehicle, 이하 'PHEV'라 함)가 적합하다.This makes it possible to reduce the total weight of the vehicle by reducing the capacity of the battery pack by applying the engine and the electric motor to the system at the same time as the pure electric truck rather than the pure electric truck so as to extend the total mileage A plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) is suitable.
PHEV 상용 차량은 시스템 효율을 향상시키기 위해, 기본적으로 약 650V 수준의 고전압을 베이스(Base) 전압으로 가지고, 이에 맞는 급속 충전기의 미개발로 인해 충전 시 상용전원인 외부의 3상 전원을 탑재형 충전기(On-Board Charger)를 이용하여 단상으로 전압을 승압해서 배터리를 충전한다.In order to improve the system efficiency, PHEV commercial vehicle has basically high voltage of about 650V as the base voltage. Due to the undeveloped fast charger, external three-phase power source, which is a commercial power source, On-Board Charger) to boost the voltage to a single phase to charge the battery.
그리고 PHEV 승용차는 승차감 향상, 진동소음 저감을 위해 가솔린 엔진을 적용하는 반면, PHEV 상용 차량은 연료비 절감을 위해 디젤 엔진을 이용하여 발전하도록 구성된다. PHEV passenger cars use gasoline engines to improve ride comfort and vibration noise while PHEV commercial vehicles are configured to use diesel engines to reduce fuel costs.
이러한 디젤 엔진이 적용된 PHEV 상용 차량은 겨울철 냉간 시 엔진의 시동성능 향상을 위해, 키 온(Key on) 조건에서 배터리 전원을 이용하여 연료필터 히터, 인라인 연료히터를 작동시킨다. In order to improve the starting performance of cold engine in winter, PHEV commercial vehicle with diesel engine operates fuel filter heater and inline fuel heater using battery power under key on condition.
예를 들어, 하기의 특허문헌 1에는 전기자동차의 배터리 충전 제어를 이용한 실내 냉난방 장치 및 방법 기술이 개시되어 있다. For example, Patent Document 1 below discloses an indoor cooling / heating apparatus and method using battery charge control of an electric vehicle.
한편, 전기자동차나 플러그인 하이브리드 차량에서는 배터리 충전 과정에서 배터리 셀에서 열이 발생함에 따라, 배터리셀의 과열이나 손상을 방지하기 위해 배터리를 냉각하기 기술이 적용된다. On the other hand, in an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle, as the battery cell generates heat during the battery charging process, a technique of cooling the battery to prevent overheating or damage of the battery cell is applied.
예를 들어, 하기의 특허문헌 2에는 차량의 배터리 시스템 냉각 장치 및 제어방법 기술이 개시되어 있다. For example, Patent Document 2 below discloses a battery system cooling apparatus and a control method technique of a vehicle.
종래기술에 따른 디젤 엔진이 적용된 PHEV 상용 차량은 배터리의 충전상황에 따라 겨울철 온도저하에 따른 배터리 성능 하락과 맞물려 2~3차례의 시동 모터(start motor) 작동 후 급속한 전압 하락에 의해 시동이 걸리지 않는 현상이 발생함에 따라, 필요 이상의 고용량 배터리를 적용해야 하는 문제점이 있었다.The PHEV commercial vehicle to which the diesel engine according to the prior art is applied has a problem in that the start-up is not performed due to rapid voltage drop after two or three start motors operation in conjunction with battery performance degradation due to the temperature drop in winter depending on the charging state of the battery As the phenomenon occurs, there has been a problem in that a high capacity battery is required to be applied more than necessary.
한편, 종래기술에 따른 디젤 엔진이 적용된 PHEV 상용 차량은 엔진 작동 후 발전기(Alternator)를 구동해서 배터리를 충전하고, 엔진 시동이 불가능할 정도 방전된 경우에는 충전기를 이용하여 배터리를 충전한다. Meanwhile, a PHEV commercial vehicle to which a diesel engine according to the related art is applied charges the battery by driving an alternator after the engine starts, and charges the battery using a charger when the engine is discharged to such an extent that the engine can not be started.
그리고 에어컨이나 히터의 작동을 위해서는 엔진 시동 후 냉각수 온도가 상승하기까지 상당시간 소요되며, PHEV 상용 차량에서 엔진은 차량 구동용이 아닌 고전압 배터리 팩 충전을 위한 발전기용으로 사용되기 때문에, 항시 작동이 아닌 간헐적으로 발전한다. In order to operate the air conditioner or the heater, it takes a long time until the coolant temperature rises after starting the engine. In the PHEV commercial vehicle, since the engine is used for the generator for charging the high voltage battery pack which is not easy to drive the vehicle, .
이로 인해, 일정 조건에서는 냉각수 온도를 상승시키지 못하며, 특히 순수전기차 같은 경우에는 영하의 날씨에 PTC 히터(Positive Temperature Coefficient Heater)와 히트 펌프를 사용하고, 이를 구동시키기 위한 연료 소모로 인해 총 주행 거리가 감소하는 문제점이 있었다.As a result, the cooling water temperature can not be raised under certain conditions. In particular, in the case of a pure electric vehicle, a PTC heater (Positive Temperature Coefficient Heater) and a heat pump are used in sub-zero weather. .
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량 운행 전 고전압 배터리를 충전하는 과정에서 발생하는 열을 이용해서 엔진 블록을 프리히팅하는 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어장치 및 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus and method for preheating integrated control of a plug-in hybrid commercial vehicle in which an engine block is preheated by using heat generated during a process of charging a high- .
본 발명의 다른 목적은 에어컨 히터의 작동 예약에 기초하여 고전압 배터리의 충전시 발생하는 열을 이용해서 캡 내부를 난방하는 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어장치 및 방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for preheating integrated control of a plug-in hybrid commercial vehicle in which the inside of a cab is heated using heat generated upon charging a high voltage battery based on an operation reservation of an air conditioner heater.
본 발명의 또 다른 목적은 전장 시스템에 전원을 공급하는 보조배터리의 충전상태를 모니터링하고, 완충 상태로 유지해서 엔진의 시동성을 향상시킬 수 있는 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어장치 및 방법을 제공하는 것이다.Yet another object of the present invention is to provide an apparatus and method for preheating integrated control of a plug-in hybrid commercial vehicle, which can improve the startability of the engine by monitoring the state of charge of the auxiliary battery supplying power to the electrical system, will be.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어장치는 냉각수를 순환시켜 배터리팩의 충전 시 열교환을 통해 각 배터리셀에서 발생하는 열을 흡수하고 엔진 블록과 히터 코어에 흡수한 열을 전달하는 순환라인, 상기 순환라인을 통해 냉각수가 순환하도록 펌핑 동작하는 순환펌프, 상기 순환라인 상에 설치되고 냉각수의 유량을 조절하는 조절밸브 및 차량의 운행 조건에 기초해서 배터리팩에서 발생한 열을 이용해서 엔진 블록과 히터 코어를 예열하도록 상기 순환펌프와 조절밸브 및 히터의 구동을 제어하는 통합 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the preheating integrated controller of the plug-in hybrid commercial vehicle according to the present invention circulates cooling water to absorb heat generated in each battery cell through heat exchange when charging the battery pack, A circulation pump for circulating the cooling water through the circulation line, a regulating valve installed on the circulation line for regulating the flow rate of the cooling water, and a battery And an integrated controller for controlling driving of the circulation pump, the regulating valve and the heater to preheat the engine block and the heater core using the heat generated in the pack.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어방법은 (a) 외부의 상용전원이 공급되면 탑재형 충전기를 이용해서 미리 설정된 전압레벨의 고전압 전원으로 승압해서 배터리팩을 충전하는 단계, (b) 통합 제어부에서 CAN 통신을 통해 차량의 전장 시스템에 구동전원을 공급하는 보조배터리의 충전상태를 모니터링하고, 미리 설정된 설정충전량까지 충전하도록 상기 고전압 전원을 보조 배터리에 충전 가능한 전압 레벨로 변환하는 전압변환기의 구동을 제어하는 단계, (c) 상기 배터리팩의 충전 과정에서 발생한 열에 의해 가열된 냉각수를 순환시켜 엔진 블록과 히터 코어를 예열하는 단계 및 (d) 상기 통합 제어부에서 통신을 통해 운전자로부터 설정된 실내 설정온도까지 난방하도록 히터의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a preheating integrated control method of a plug-in hybrid commercial vehicle according to the present invention comprises the steps of: (a) when a commercial power supply is supplied from an external charging power supply to a high voltage power supply (B) monitoring the charging state of the auxiliary battery for supplying the driving power to the electric field system of the vehicle through the CAN communication in the integrated control unit, and for charging the battery pack to the auxiliary (C) preheating the engine block and the heater core by circulating the cooling water heated by the heat generated in the charging process of the battery pack, and (d) So that the integrated control unit is able to heat up to the indoor set temperature set by the driver through communication Characterized in that it comprises the step of controlling the driving of the emitter.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어장치 및 방법에 의하면, 배터리 팩을 충전하는 과정에서 발생하는 열을 흡수한 냉각수를 순환시켜 엔진 블록을 예열해서 겨울철 시동 초기 성능을 개선할 수 있다는 효과가 얻어진다. As described above, according to the apparatus and method for preheating integrated control of a plug-in hybrid commercial vehicle according to the present invention, the engine block is preheated by circulating cooling water that absorbs heat generated during charging the battery pack, It is possible to obtain the effect of improving.
그리고 본 발명에 의하면, 운전자가 예약한 시간에 맞춰 엔진 무시동 조건에서 배터리 충전중에 발생한 열 에너지를 에어컨 히터로 순환시켜 겨울철에 차량의 캡 내부의 실내공간을 예열하고 난방할 수 있다는 효과가 얻어진다.According to the present invention, it is possible to circulate the heat energy generated during battery charging under the engine ignition condition to the air conditioner in accordance with the time reserved by the driver, thereby preheating and heating the interior space in the cab of the vehicle during winter .
또한, 본 발명에 의하면, 보조배터리의 상태를 모니터링하여 배터리 상태를 완충 조건으로 유지시켜 연료필터에 마련된 히터와 연료 가열기를 작동시키기 충분한 전기에너지를 공급 가능하게 하고, 배터리 용량을 축소하여 축소된 용량의 배터리를 적용해서 제조 비용을 절감하며, 배터리 설치 공간을 감소시켜 공간활용도를 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.According to the present invention, it is possible to monitor the state of the auxiliary battery to maintain the battery condition as a buffer condition, thereby supplying sufficient electric energy to operate the heater and the fuel heater provided in the fuel filter, The manufacturing cost can be reduced by applying the battery of the present invention, and space utilization can be improved by reducing the battery installation space.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프리히팅 통합 제어장치가 적용된 플러그인 하이브리드 상용차의 블록구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도. 1 is a block diagram of a plug-in hybrid commercial vehicle to which a preheating integrated controller according to a preferred embodiment of the present invention is applied;
FIG. 2 is a flowchart illustrating steps of a preheating integrated control method of a plug-in hybrid commercial vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, an apparatus and method for preheating integrated control of a plug-in hybrid commercial vehicle according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프리히팅 통합 제어장치가 적용된 플러그인 하이브리드 상용차의 블록구성도이다.1 is a block diagram of a plug-in hybrid commercial vehicle to which a preheating integrated controller according to a preferred embodiment of the present invention is applied.
도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프리히팅 통합 제어장치가 적용된 플러그인 하이브리드 상용차의 구성을 상세하게 설명한다. 1, a configuration of a plug-in hybrid commercial vehicle to which a preheating integrated control device according to a preferred embodiment of the present invention is applied will be described in detail.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프리히팅 통합 제어장치가 적용된 플러그인 하이브리드 상용차(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 연료탱크(22)에서 공급되는 연료를 연소시켜 구동력을 발생하는 디젤엔진(20), 디젤엔진(20)의 구동을 제어하는 엔진제어유닛(21), 미리 설정된 전압레벨 이상의 고전압을 충전하는 배터리팩(31), 배터리팩(31)에서 고전압 전원을 공급받아 구동되는 전기모터(30), 외부의 상용전원을 승압해서 배터리팩(31)에 마련된 고전압 배터리를 충전하는 탑재형 충전기(32) 및 차량에 마련된 전장시스템에 구동전원을 공급하는 보조배터리(23)를 포함한다. 1, a plug-in hybrid
이러한 플러그인 하이브리드 상용차(10)에는 송풍방향, 송풍량, 실내온도 및 외기 온도의 유입 상태를 자동으로 조절하여 외부 상태에 관계없이 실내공간을 쾌적하게 유지하는 전자동 온도조절장치(FATC: Full Automatic Temperature Control)(40)가 적용되고 있다. The plug-in hybrid
전자동 온도조절장치(40)는 상용차의 캡 내부에 형성된 실내공간을 난방하도록, 공기를 가열하는 히터(41), 히터(41)에 공기를 송풍하는 송풍팬(42) 및 히터(41)와 송풍팬(42)의 구동을 제어하는 온도제어유닛(43)을 포함할 수 있다. The fully automatic
여기서, 플러그인 하이브리드 상용차(10)는 상용전원을 공급받아 배터리팩(31)의 고전압 배터리를 충전하고, 배터리팩(31)에서 공급되는 고전압 전원을 전기모터(30)에 공급해서 플러그인 구동 시스템을 작동시키는 고전압부와 차량의 전장 시스템을 작동시키는 저전압부로 구성될 수 있다. Here, the plug-in hybrid
일반적으로 승용 전기자동차에 적용되는 고전압 배터리의 전압은 약 270V 내지 420V이고, 상용 차량에 적용되는 고전압 배터리의 전압은 시스템 효율을 향상시키기 위해 약 650V 수준까지 높게 승압된 전압을 사용한다. Generally, the voltage of a high-voltage battery applied to a passenger electric vehicle is about 270 to 420 V, and the voltage of a high-voltage battery applied to a commercial vehicle uses a voltage that is boosted up to about 650 V level to improve system efficiency.
상기 고전압부는 외부의 3상 상용전원을 공급받아 단상 약 650V의 고전압 레벨로 승압하고, 승압된 고전압 전원을 배터리팩(31)에 충전하는 탑재형 충전기(32)와 배터리팩(31) 및 전기모터(30)로 구성될 수 있다. The high voltage unit includes a built-in
상기 저전압부는 약 24V의 저전압 전원이 충전되는 보조배터리(23)와 상기 저전압 전원을 공급받아 구동되는 차량의 전장시스템, 엔진제어유닛(43), 전자동 온도조절장치(40)를 포함할 수 있다. The low voltage section may include an
연료탱크(22)와 디젤엔진(20) 사이에는 디젤엔진(20)으로 공급되는 연료를 필터링하는 연료필터(24)와 보조배터리(23)에서 저전압 전원을 공급받아 연료를 가열하는 연료가열기(25)가 마련될 수 있다. 여기서, 연료필터(24)에도 연료를 가열하기 위한 연료필터 히터가 마련될 수 있다. Between the
배터리팩(31)은 고전압 배터리를 구성하는 복수의 배터리셀을 포함하고, 충전 과정에서 각 배터리셀 내부의 화학 반응에 의해 열이 발생한다. The
이에 따라, 본 발명은 배터리팩과 엔진 블록, 에어컨의 히터 코어부를 따라 냉각수가 순환하는 순환라인을 마련하고, 차량의 주행 전에 배터리팩의 충전 과정에서 발생하는 열을 이용해서 엔진 블록과 히터 코어부를 예열할 수 있다. Accordingly, the present invention provides a circulation line through which the cooling water circulates along the heater core portion of the battery pack, the engine block, and the air conditioner, and uses the heat generated during the charging process of the battery pack before the vehicle runs to heat the engine block and the heater core portion You can preheat.
한편, 배터리팩(31)과 보조배터리(23)에는 각각 과충전, 과방전, 과전류, 단락 보호 기능과 통신 및 관리 기능을 수행하는 제1 및 제2 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)(34,26)이 마련될 수 있다. The
이와 함께, 플러그인 하이브리드 하이브리드 상용차(10)에는 차량 외부에서 내부로 유입되는 외기의 온도를 감지하는 외기 온도센서(11)와 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수 온도센서(12)가 마련될 수 있다. In addition, the plug-in hybrid hybrid
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프리히팅 통합 제어장치(50)는 냉각수를 순환시켜 배터리팩(31)의 충전 시 열교환을 통해 각 배터리셀에서 발생하는 열을 흡수하고 디젤엔진(20)의 블록(이하 '엔진블록'이라 함)과 히터(41)의 코어부(이하 '히터 코어'라 함)에 흡수한 열을 전달하는 순환라인(51), 순환라인(51)을 통해 냉각수가 순환하도록 펌핑 동작하는 순환펌프(52), 순환라인(51) 상에 설치되고 냉각수의 유량을 조절하는 조절밸브(53) 및 차량의 운행 조건에 따라 배터리팩(31)에서 발생한 열을 이용해서 엔진 블록과 히터 코어를 예열하고 히터(41)의 구동을 제어하는 통합 제어부(60)를 포함한다. The preheating integrated control device 50 according to the preferred embodiment of the present invention circulates cooling water to absorb heat generated in each battery cell through heat exchange during charging of the
순환라인(51)은 배터리팩(31) 내부와 엔진 블록 및 히터 코어에 순차적으로 설치되고, 배터리팩(31) 내부에서 열교환에 의해 가열된 냉각수를 순환시켜 엔진 블록과 히터 코어에 열을 전달하는 기능을 한다. The
순환펌프(52)는 순환라인(51)의 일측에 설치되고 통합 제어부(60)의 제어신호에 따라 구동될 수 있다.The
조절밸브(53)는 순환펌프(52)와 엔진 블록 사이에 설치되어 배터리팩(31)에서 가열된 냉각수를 엔진 블록과 히터 코어로 공급하는 공급라인에 설치되는 제1 조절밸브(54) 및 히터(41)와 배터리팩(31) 사이에 설치되어 엔진 블록과 히터 코어에 열을 전달하고 냉각된 냉각수를 회수하는 회수라인에 설치되는 제2 조절밸브(55)를 포함할 수 있다. The regulating
제1 및 제2 조절밸브(54,55)는 각각 통합 제어부(60)의 제어신호에 따라 개폐 동작해서 순환하는 냉각수의 유량을 조절하고, 역류를 방지할 수 있다. The first and
한편, 탑재형 충전기(32)와 보조배터리(23) 사이에는 고전압 전원을 보조배터리(23)에 충전 가능한 저전압 레벨로 변환하는 전압변환기(56)가 마련될 수 있다. Between the on-
전압변환기(56)는 저전압 DC-DC 컨버터로 마련될 수 있다.
통합 제어부(60)는 차량에 마련된 CAN(controller area network) 통신라인을 통해 배터리팩(31)에 마련된 제1 배터리 관리시스템(34), 보조배터리(23)에 마련된 제2 배터리 관리 시스템(26), 탑재형 충전기(32), 전압변환기(56), 엔진제어유닛(21) 및 온도제어유닛(43)과 통신 가능하게 연결될 수 있다.The integrated
그래서 통합 제어부(60)는 차량 운행 전에 플러그(33)를 통해 공급되는 상용전원을 미리 설정된 전압레벨의 고전압으로 승압해서 배터리팩(31)의 고전압 배터리를 충전하도록 탑재형 충전기(32)의 구동을 제어한다. Therefore, the integrated
그리고 통합 제어부(60)는 고전압 배터리의 충전이 완료되면, 보조배터리(23)의 충전상태를 검사하고, 미리 설정된 설정충전량(State Of Charge, SOC)까지 보조배터리(23)를 충전하도록 전압변환기(56)의 구동을 제어한다. When the charging of the high voltage battery is completed, the integrated
이와 같이, 통합 제어부(60)는 보조배터리(23)의 충전상태를 모니터링하고, 충전량 부족시 전압변환기(56)를 작동시켜 엔진 시동성 개선을 위한 연료가열기(25)와 연료필터(24) 히터 및 흡기 매니폴드에 마련된 예열기(preheater)의 작동을 위한 안정적인 전원공급이 가능한 상태까지 보조배터리를 충전함으로써, 엔진 시동성을 개선할 수 있다. In this way, the integrated
또한, 통합 제어부(60)는 겨울철 운전자로부터 설정된 에어컨 히터 작동 예약 상태를 검사하고, 차량에 마련된 외기 온도센서(11)와 냉각수 온도센서(12)에서 감지된 온도에 기초해서 배터리팩(31)에서 발생한 열을 전달해서 엔진 블록과 히터 코어를 예열하거나 캡 내부의 실내 공간을 미리 설정된 실내 설정온도까지 난방하도록 순환펌프(52) 및 조절밸브(53)의 구동을 제어한다.The integrated
다음, 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어방법을 상세하게 설명한다. Next, a preheating integrated control method of a plug-in hybrid commercial vehicle according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다. FIG. 2 is a flowchart illustrating steps of a preheating integrated control method of a plug-in hybrid commercial vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2의 S10단계에서 통합 제어부(60)는 플러그(33)가 외부의 전원콘센트에 연결되어 상용전원이 공급되는지를 검사하고, 상용전원이 공급될 때까지 대기한다. In step S10 of FIG. 2, the
S10단계의 검사결과 상용전원이 인가되면, 탑재형 충전기(32)는 외부에서 공급되는 3상 상용전원을 단상의 약 650V 고전압 레벨로 승압하고 승압된 고전압 전원을 배터리팩(31)에 충전한다. When the commercial power is applied in step S10, the on-
S14단계에서 제1 배터리 관리 시스템(34)은 배터리팩(31)의 충전상태를 검사하고, 배터리팩(310의 충전이 완료될 때까지 S12단계 내지 S14단계를 반복 수행하도록 제어한다. In step S14, the first
배터리팩의 충전이 완료되면, 통합 제어부(60)는 보조배터리(23)가 미리 설정된 설정충전량, 예컨대 85%까지 충전된 상태인지를 검사하고, 상기 설정 충전량까지 충전하도록 전압변환기(56)의 구동을 제어한다(S16).When the charging of the battery pack is completed, the
보조배터리(23)의 충전이 완료되면, S18단계에서 통합 제어부(60)는 온도제어유닛(43)과의 통신을 통해 운전자로부터 운행 시간을 고려해서 히터(41) 작동이 예약된 상태인지를 검사한다. When the charging of the
S18단계의 검사결과 히터 작동이 예약된 상태이면, 통합 제어부(60)는 충전시 배터리팩(31)에서 발생한 열을 히터 코어로 전달하도록 순환펌프(52) 및 조절밸브(53)의 구동을 제어하고, 온도제어유닛(43)과의 통신을 통해 캡 내부의 실내공간을 실내 설정온도까지 난방하도록 히터(41)의 구동을 제어한다(S20). If it is determined in step S18 that the heater operation is reserved, the
반면, S18단계의 검사결과 히터(41) 작동이 미예약 상태이면, 통합 제어부(60)는 차량에 마련된 외기 온도센서(11)와 냉각수 온도센서(12)에서 감지된 온도를 검사한다(S22). 즉, 통합 제어부(60)는 외기온도가 차량 시동성을 저하시키는 온도로 설졍된 한계온도, 예컨대 약 -5℃보다 낮은지를 검사한다. On the other hand, if it is determined in operation S18 that the operation of the
S22단계의 검사결과 외기온도가 상기 한계온도보다 낮으면, 통합 제어부(60)는 외기온도가 한계온도 이상이 될 때까지 배터리팩(31)에서 발생한 열을 히터 코어로 전달하도록 순환펌프(52) 및 조절밸브(53)의 구동을 제어한다. If it is determined in step S22 that the outside air temperature is lower than the limit temperature, the
이와 같이, 배터리팩(31) 충전시 발생하는 열을 이용해서 엔진 블록이 예열됨에 따라(S24), 본 발명은 엔진의 시동성을 개선할 수 있다. As described above, as the engine block is preheated by using the heat generated when the
물론, 본 발명은 외기온도센서에서 감지된 외기온도 대신에, 냉각수 온도센서에서 감지된 냉각수 온도에 기초해서 엔진 블록을 예열하도록 변경될 수도 있다.Of course, the present invention may be modified to preheat the engine block based on the coolant temperature sensed by the coolant temperature sensor, instead of the ambient temperature sensed by the ambient temperature sensor.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 플러그인 하이브리드 상용차에서 배터리팩 충전시 발생하는 열을 이용해서 엔진 블록과 히터 코어를 예열해서 엔진의 시동성을 개선할 수 있다. Through the above process, the present invention can improve the startability of the engine by preheating the engine block and the heater core using the heat generated when the battery pack is charged in the plug-in hybrid commercial vehicle.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the invention made by the present inventors has been described concretely with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
본 발명은 플러그인 하이브리드 상용차에서 배터리팩 충전 과정에서 발생하는 열을 이용해서 엔진 블록과 히터 코어를 예열하고, 보조배터리를 완충 상태로 유지해서 엔진의 시동성을 개선하는 기술에 적용된다.The present invention is applied to a technology for preheating an engine block and a heater core using heat generated in a battery pack charging process in a plug-in hybrid commercial vehicle and improving the startability of the engine by keeping the auxiliary battery in a buffered state.
10: 플러그인 하이브리드 상용차
11: 외기 온도센서 12: 냉각수 온도센서
20: 디젤엔진 21: 엔진제어유닛
22: 연료탱크 23: 보조배터리
24: 연료필터 25: 연료가열기
26: 제2 배터리 관리 시스템
30: 전기모터 31: 배터리팩
32: 탑재형 충전기 33: 플러그
34: 제1 배터리 관리 시스템
40: 전자동 온도조절장치 41: 히터
42: 송풍팬 43: 온도제어유닛
50: 프리히팅 통합 제어장치
51: 순환라인 52: 순환펌프
53: 조절밸브 54: 제1 조절밸브
55: 제2 조절밸브 56: 전압변환기
60: 통합 제어부10: Plug-in hybrid commercial vehicle
11: ambient temperature sensor 12: coolant temperature sensor
20: Diesel engine 21: Engine control unit
22: fuel tank 23: auxiliary battery
24: fuel filter 25: fuel heater
26: Second battery management system
30: Electric motor 31: Battery pack
32: on-board charger 33: plug
34: first battery management system
40: Fully automatic temperature control device 41: Heater
42: blower fan 43: temperature control unit
50: Preheating integrated control device
51: circulation line 52: circulation pump
53: regulating valve 54: first regulating valve
55: second control valve 56: voltage converter
60:
Claims (5)
냉각수를 순환시켜 배터리팩의 충전 시 열교환을 통해 각 배터리셀에서 발생하는 열을 흡수하고 엔진 블록과 히터 코어에 흡수한 열을 전달하는 순환라인,
상기 순환라인을 통해 냉각수가 순환하도록 펌핑 동작하는 순환펌프,
상기 순환라인 상에 설치되고 냉각수의 유량을 조절하는 조절밸브 및
차량의 운행 조건에 기초해서 배터리팩에서 발생한 열을 이용해서 엔진 블록과 히터 코어를 예열하도록 상기 순환펌프와 조절밸브 및 히터의 구동을 제어하는 통합 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어장치. A preheating integrated control device for a plug-in hybrid commercial vehicle,
A circulation line for circulating cooling water to absorb heat generated in each battery cell through heat exchange when charging the battery pack and transferring heat absorbed in the engine block and the heater core,
A circulation pump for pumping the cooling water to circulate through the circulation line,
A regulating valve installed on the circulation line and regulating the flow rate of the cooling water and
And an integrated controller for controlling driving of the circulation pump, the regulating valve and the heater so as to preheat the engine block and the heater core using the heat generated in the battery pack based on the driving condition of the vehicle. Integrated heating control unit.
외부의 상용전원을 미리 설정된 전압레벨의 고전압 전원으로 승압해서 배터리팩을 충전하는 탑재형 충전기 및
상기 탑재형 충전기와 차량의 전장 시스템에 전원을 공급하는 보조배터리 사이에 설치되고 상기 고전압 전원을 보조배터리에 충전 가능한 저전압 레벨로 변환하는 전압변환기를 더 포함하고,
상기 통합 제어부는 상기 보조배터리에 마련된 배터리 관리 시스템과의 통신을 통해 보조배터리의 충전상태를 모니터링하며, 충전량 부족시 상기 전압변환기를 작동시켜 미리 설정된 설정충전량까지 충전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어장치. The method according to claim 1,
A built-in charger for charging the battery pack by stepping up the external commercial power supply to a high voltage power supply of a predetermined voltage level and
Further comprising a voltage converter installed between the on-board charger and an auxiliary battery for supplying power to an electric system of the vehicle and converting the high voltage power into a low voltage level that can be charged to the auxiliary battery,
Wherein the integrated control unit monitors the state of charge of the auxiliary battery through communication with the battery management system provided in the auxiliary battery and controls the voltage converter to be charged to a predetermined set charge amount when the charged amount is insufficient. Integrated preheating control system for commercial vehicle.
상기 통합 제어부는 차량에 마련된 CAN 통신라인을 통해 전자동 온도조절장치의 온도제어유닛과 통신 가능하게 연결되고,
배터리팩의 충전이 완료되면 운전자로부터 설정된 히터 작동 예약 상태를 검사하며, 차량에 마련된 외기 온도센서 또는 냉각수 온도센서에서 감지된 온도에 기초해서 엔진 블록과 히터 코어를 예열하며, 캡 내부의 실내 공간을 미리 설정된 실내 설정온도까지 난방하도록 상기 순환펌프 및 조절밸브와 히터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어장치. The method according to claim 1,
The integrated control unit is communicably connected to the temperature control unit of the fully automatic temperature control device via the CAN communication line provided in the vehicle,
When the charging of the battery pack is completed, the heater operation reservation state set by the driver is checked, and the engine block and the heater core are preheated based on the temperature sensed by the outside air temperature sensor or the cooling water temperature sensor provided in the vehicle. And controls the driving of the circulation pump, the regulating valve and the heater so as to heat up to a preset indoor set temperature.
(a) 외부의 상용전원이 공급되면 탑재형 충전기를 이용해서 미리 설정된 전압레벨의 고전압 전원으로 승압해서 배터리팩을 충전하는 단계,
(b) 통합 제어부에서 CAN 통신을 통해 차량의 전장 시스템에 구동전원을 공급하는 보조배터리의 충전상태를 모니터링하고, 미리 설정된 설정충전량까지 충전하도록 상기 고전압 전원을 보조 배터리에 충전 가능한 전압 레벨로 변환하는 전압변환기의 구동을 제어하는 단계,
(c) 상기 배터리팩의 충전 과정에서 발생한 열에 의해 가열된 냉각수를 순환시켜 엔진 블록과 히터 코어를 예열하는 단계 및
(d) 상기 통합 제어부에서 통신을 통해 운전자로부터 설정된 실내 설정온도까지 난방하도록 히터의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어방법. A control method using a preheating integrated control device of a plug-in hybrid commercial vehicle according to any one of claims 1 to 3,
(a) when external commercial power is supplied, charging the battery pack by stepping up to a high voltage power source of a preset voltage level by using the on-board charger,
(b) The integrated control unit monitors the charging state of the auxiliary battery supplying the driving electric power to the electric field system of the vehicle through the CAN communication, and converts the high voltage electric power into a voltage level chargeable in the auxiliary battery Controlling the driving of the voltage converter,
(c) preheating the engine block and the heater core by circulating the cooling water heated by the heat generated in the charging process of the battery pack, and
(d) controlling the driving of the heater so as to heat from the driver to the set indoor temperature through communication in the integrated control unit.
상기 (c)단계에서 통합 제어부는 차량에 마련된 외기 온도센서 또는 냉각수 온도센서에서 감지된 온도가 엔진 시동성이 저하되는 한계온도 미만인지를 검사하고, 감지된 온도가 상기 한계온도 이상될 때까지 냉각수를 순환시켜 엔진 블록을 예열하는 것을 특징으로 하는 플러그인 하이브리드 상용차의 프리히팅 통합 제어방법. 5. The method of claim 4,
In the step (c), the integrated controller checks whether the temperature sensed by the outdoor air temperature sensor or the cooling water temperature sensor provided in the vehicle is lower than the limit temperature at which the engine startability is lowered. If the sensed temperature exceeds the limit temperature, And preheating the engine block by circulating the pre-heating engine.
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KR1020170051177A KR101906385B1 (en) | 2017-04-20 | 2017-04-20 | Pre heating control apparatus and method of plugin hybrid electric commercial vehicle |
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CN113135081A (en) * | 2021-05-28 | 2021-07-20 | 奇瑞汽车股份有限公司 | Thermal management system, method and device for automobile |
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