KR101936469B1 - 충전 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 충전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치는 차량의 주행이 종료되면, 차량의 주행정보를 학습하고 학습된 주행이력 데이터를 저장하는 주행정보 학습부, 사전에 학습된 복수의 주행이력 데이터를 이용하여 미리 설정된 기준온도 또는 교통부 서버로부터 미리 수신한 평균속도에 대한 기여도를 계산하고, 상기 계산된 기여도를 적용하여 학습연비를 계산하는 학습연비 계산부, 다음 주행에 대한 주행구간 및 주행시간대 정보가 입력되면, 입력된 주행정보 및 상기 계산된 학습연비를 이용하여 충전연비를 계산하고 상기 계산된 충전연비를 이용하여 다음 주행 시 요구되는 충전전력 정보를 계산하는 충전량 계산부, 및 상기 충전전력 정보를 배터리 관리 시스템으로 전송하여 배터리가 충전되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

충전 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHARGE CONTROL}
본 발명은 충전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
전기차의 방전 반복에 의해 열화가 일어나지만 방치를 통해서도 열화는 활발하게 일어난다.
방전에 의한 열화와 방치에 의한 열화는 배터리의 양극을 구성하는 성분에 의해 열화 비중이 정해지게 된다.
만약, SOC(State of Charge)가 30%, 60%, 90%인 배터리가 있다면, 동일시간 방치 후 SOC가 90%인 배터리가 열화속도가 가장 빠르게 진행되는 것은 논문이나 시험을 통해서 밝혀진 바 있다.
또한, 일반 사용자 조건에서의 전기차는 항상 충전기를 꽂은 후 충전이 완료되면 충전을 종료하기 때문에, 고SOC 조건에서 차량을 방치하게 되고 그로 인해 배터리 열화 가속을 유발하게 되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 사용자의 주행정보를 통해 필요한 양만큼의 SOC를 충전하여 배터리 열화를 방지하고, 사용자의 불필요한 전력 에너지 낭비를 방지하도록 한 충전 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치는, 차량의 주행이 종료되면, 차량의 주행정보를 학습하고 학습된 주행이력 데이터를 저장하는 주행정보 학습부, 사전에 학습된 복수의 주행이력 데이터를 이용하여 미리 설정된 기준온도 또는 교통부 서버로부터 미리 수신한 평균속도에 대한 기여도를 계산하고, 상기 계산된 기여도를 적용하여 학습연비를 계산하는 학습연비 계산부, 다음 주행에 대한 주행구간 및 주행시간대 정보가 입력되면, 입력된 주행정보 및 상기 계산된 학습연비를 이용하여 충전연비를 계산하고 상기 계산된 충전연비를 이용하여 다음 주행 시 요구되는 충전전력 정보를 계산하는 충전량 계산부, 및 상기 충전전력 정보를 배터리 관리 시스템으로 전송하여 배터리가 충전되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 방법은, 차량의 주행이 종료되면, 차량의 주행정보를 학습하고 학습된 주행이력 데이터를 저장하는 단계, 사전에 학습된 복수의 주행이력 데이터를 이용하여 미리 설정된 기준온도 또는 교통부 서버로부터 미리 수신한 평균속도에 대한 기여도를 계산하고, 상기 계산된 기여도를 적용하여 학습연비를 계산하는 단계, 다음 주행에 대한 주행구간 및 주행시간대 정보가 입력되면, 입력된 주행정보 및 상기 계산된 학습연비를 이용하여 충전연비를 계산하고 상기 계산된 충전연비를 이용하여 다음 주행 시 요구되는 충전전력 정보를 계산하는 단계, 및 상기 충전전력 정보를 배터리 관리 시스템으로 전송하여 배터리가 충전되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 사용자의 주행정보를 통해 필요한 양만큼의 SOC를 충전하여 배터리 열화를 방지하고, 사용자의 불필요한 전력 에너지 낭비를 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치의 외기온 기반 학습연비 계산 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치의 평균속도 기반 학습연비 계산 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치가 적용된 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 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. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 충전 제어 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 충전 제어 장치(100)는 차량의 내부에 구현될 수 있다. 이때, 충전 제어 장치(100)는 차량의 내부 제어 유닛들과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어 유닛들과 연결될 수도 있다. 여기서, 충전 제어 장치(100)는 배터리관리시스템(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM, BMS)과 연계되어 동작할 수도 있다.
이에, 도 1을 참조하면, 충전 제어 장치(100)는 제어부(110), 인터페이스부(120), 통신부(130), 저장부(140), 주행정보 학습부(150), 학습연비 계산부(160) 및 충전량 계산부(170)를 포함할 수 있다. 여기서, 제어부(110)는 충전 제어 장치(100)의 각 부간에 전달되는 신호를 처리할 수 있다.
먼저, 인터페이스부(120)는 사용자로부터의 제어 명령을 입력 받기 위한 입력수단과 충전 제어 장치(100)의 동작 상태 및 결과 등을 출력하는 출력수단을 포함할 수 있다.
여기서, 입력수단은 키 버튼이 해당될 수 있으며, 마우스, 조이스틱, 조그 셔틀, 스타일러스 펜 등이 해당될 수도 있다. 또한, 입력수단은 디스플레이 상에 구현되는 소프트 키가 해당 될 수도 있다.
출력수단은 디스플레이를 포함할 수 있으며, 스피커와 같은 음성출력수단을 포함할 수도 있다. 이때, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 터치 센서가 디스플레이에 구비되는 경우, 디스플레이는 터치 스크린으로 동작하며, 입력수단과 출력수단이 통합된 형태로 구현될 수 있다.
이때, 디스플레이는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 전계 방출 디스플레이(Feld Emission Display, FED), 3차원 디스플레이(3D Display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
통신부(130)는 차량에 구비된 전장품 및/또는 제어유닛들과의 통신 인터페이스를 지원하는 제1 통신모듈(131)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 제1 통신모듈(131)은 차량에 구비된 배터리 관리 시스템(BMS)(10)과 통신 연결되어 충전량 계산부(170)에 의해 계산된 충전 전력 정보를 배터리 관리 시스템(BMS)(10)으로 송신할 수 있다.
여기서, 제1 통신모듈(131)은 CAN(Controller Area Network) 통신, LIN(Local Interconnect Network) 통신, 플렉스레이(Flex-Ray) 통신 등의 차량 네트워크 통신을 지원하는 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 통신부(130)는 무선 인터넷 접속을 위한 모듈 또는 근거리 통신(Short Range Communication)을 위한 제2 통신모듈(135)을 포함할 수도 있다. 일 예로서, 제2 통신모듈(135)은 인터넷을 통해 기상청 서버 및/또는 교통부 서버 등에 연결되어 외기온 정보 및/또는 교통량 정보 등을 수신할 수 있다.
여기서, 무선 인터넷 기술로는 무선랜(Wireless LAN, WLAN), 와이브로(Wireless Broadband, Wibro), 와이 파이(Wi-Fi), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax) 등이 포함될 수 있으며, 근거리 통신 기술로는 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), UWB(Ultra Wideband), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association, IrDA) 등이 포함될 수 있다.
저장부(140)는 충전 제어 장치(100)가 동작하는데 필요한 데이터 및/또는 알고리즘 등을 저장할 수 있다.
저장부(140)는 차량의 주행이력 정보가 저장될 수 있으며, 주행정보를 학습하거나 연비, 충전량 등을 계산하는데 필요한 조건 정보가 저장될 수 있다. 또한, 저장부는 연비 및/또는 충전량을 계산하기 위한 알고리즘이 저장될 수 있다. 일 예로, 저장부는 차량의 주행연비를 계산하기 위한 알고리즘이 저장될 수 있으며, 외기온 기반 주행이력에 따른 학습연비를 계산하기 위한 알고리즘이 저장될 수 있다. 또한, 저장부는 계산된 충전 전력 정보에 대응하여 배터리 관리 시스템의 충전을 제어하는 명령이 저장될 수도 있다.
여기서, 저장부(140)는 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), PROM(Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)와 같은 저장매체를 포함할 수 있다.
주행정보 학습부(150)는 차량의 주행이 종료되면, 차량의 주행정보를 학습하고 학습된 주행이력 데이터를 저장부에 저장한다. 일 예로, 주행정보 학습부(150)는 외기온을 기반으로 차량이 주행한 주행거리 및 주행연비 등을 학습한다.
주행정보 학습부(150)에 의해 학습된 주행이력 데이터에 대한 실시예는 아래 [표 1]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016099813258-pat00001
여기서, 가중치는 차량의 누적된 주행거리에 따른 가중치로서, 누적된 주행거리가 많아질수록 가중치는 점차 감소하는 것으로 한다.
주행이력 데이터는 정해진 개수(N), 예를 들어, 20개를 초과하지 않는 것으로 한다. 여기서, 새로 학습된 주행이력 데이터가 존재하는 경우, 주행정보 학습부(150)는 20개의 주행이력 데이터 중 가장 오래된 주행이력 데이터를 삭제하고 새로 학습된 주행이력 데이터를 추가할 수 있다.
다른 예로, 주행정보 학습부(150)는 교통량, 예를 들어 차량의 평균속도를 기반으로 차량이 주행한 주행거리 및 주행연비 등을 학습할 수도 있다.
학습연비 계산부(160)는 주행정보 학습부(150)에 의해 학습된 주행이력 데이터를 이용하여 기준온도 및/또는 평균속도를 기반으로 하는 학습연비를 계산할 수 있다.
제1 실시예로서, 학습연비 계산부(160)는 저장부에 저장된 주행이력 데이터를 호출하고, 호출된 주행이력 데이터를 이용하여 기준온도 기반의 외기온 기여도를 계산할 수 있다.
일 예로, [표 1]의 주행이력 데이터 중 첫 번째 주행이력 데이터는 가중치가 1000, 연비가 4.11km/kWh), 주행거리가 5km, 그리고 외기온이 10℃이다. 여기서, 첫 번째 주행이력 데이터에서 외기온이 기준온도, 예를 들어, 17℃라 가정하면, 첫 번째 주행이력 데이터의 해당 연비는 A% 만큼 상승(또는 감소)할 것이다. 여기서, A 값이 17℃에 대한 외기온 기여도가 된다.
여기서, 각 온도에 따른 외기온 기여도는 도 2의 그래프를 이용하여 산출할 수 있다.
기준온도를 기반으로 도 2의 그래프를 이용하여 N개의 주행이력 데이터에 대해 산출된 외기온 기여도는 [표 2]와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016099813258-pat00002
이와 같이, 학습연비 계산부(160)는 N개의 주행이력 데이터 각각에 대한 기준온도 기반의 외기온 기여도를 계산하고, 계산된 외기온 기여도를 이용하여 기준온도 기반의 학습연비를 계산할 수 있다.
외기온 기반 학습연비 계산식은 아래 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016099813258-pat00003
[수학식 1]에서, LE는 학습연비, E는 연비, C는 외기온 기여도, W는 가중치, D는 주행거리를 의미하며, k는 주행이력 데이터의 개수(N)를 의미한다.
학습연비 계산부(160)는 [수학식 1]을 통해 기준온도에 대해 계산된 학습연비를 저장부에 저장할 수 있다.
제2 실시예로서, 학습연비 계산부(160)는 저장부에 저장된 주행이력 데이터를 호출하고, 호출된 주행이력 데이터를 이용하여 평균속도 기반의 평균속도 기여도를 계산할 수 있다.
일 예로, 학습연비 계산부(160)는 N개의 주행이력 데이터 중 어느 하나의 주행이력 데이터의 주행속도가 평균속도, 예를 들어, 40mph라 가정하면, 해당 주행이력 데이터의 연비는 B% 만큼 상승(또는 감소)할 것이다. 여기서, B 값이 40mph에 대한 평균속도 기여도가 된다.
여기서, 각 속도에 따른 평균속도 기여도는 도 3의 그래프를 이용하여 산출할 수 있다.
평균속도를 기반으로 도 3의 그래프를 이용하여 N개의 주행이력 데이터에 대해 산출된 평균속도 기여도는 [표 3]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016099813258-pat00004
이와 같이, 학습연비 계산부(160)는 N개의 주행이력 데이터 각각에 대한 평균속도 기반의 평균속도 기여도를 계산하고, 계산된 평균속도 기여도를 이용하여 평균속도 기반의 학습연비를 계산할 수 있다.
평균속도 기반 학습연비 계산식은 아래 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016099813258-pat00005
[수학식 2]에서, LE는 학습연비, E는 연비, VC는 평균속도 기여도를 의미하며, k는 주행이력 데이터의 개수(N)를 의미한다.
학습연비 계산부(160)는 [수학식 2]를 통해 평균속도에 대해 계산된 학습연비를 저장부에 저장할 수 있다.
제3 실시예로서, 학습연비 계산부(160)는 저장부에 저장된 주행이력 데이터를 호출하고, 호출된 주행이력 데이터를 이용하여 외기온 및 평균속도 기반의 기여도를 계산할 수 있다.
제3 실시예는 제1 실시예 및 제2 실시예를 모두 적용한 실시예로서, N개의 주행이력 데이터에 대해 도 2 및 도 3의 그래프를 이용하여 산출된 외기온 및 평균속도 기반 기여도는 [표 4]와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016099813258-pat00006
이와 같이, 학습연비 계산부(160)는 N개의 주행이력 데이터 각각에 대한 외기온 및 평균속도 기반의 기여도를 계산하고, 계산된 기여도를 이용하여 외기온 및 평균속도 기반의 학습연비를 계산할 수 있다.
외기온 및 평균속도 기반 학습연비 계산식은 아래 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016099813258-pat00007
[수학식 2]에서, LE는 학습연비, E는 연비, C는 외기온 기여도, C는 평균속도 기여도, W는 가중치, D는 주행거리를 의미하며, k는 주행이력 데이터의 개수(N)를 의미한다.
학습연비 계산부(160)는 [수학식 3]을 통해 외기온 및 평균속도에 대해 계산된 학습연비를 저장부에 저장할 수 있다.
충전량 계산부(170)는 학습연비 계산부(160)에 학습연비가 계산된 이후, 운전자에 의해 다음 주행에 대한 주행정보가 입력되면, 운전자에 의해 입력된 주행정보 및 저장부에 기 저장된 학습연비를 이용하여 충전연비를 계산할 수 있다.
여기서, 다음 주행에 대한 주행정보는 주행구간 및 주행 시간대 정보를 포함할 수 있다. 또한, 다음 주행에 대한 주행정보는 주행구간에 대한 주행거리 및 주행도로 정보 등을 더 포함할 수 있다. 이때, 충전량 계산부(170)는 제2 통신모듈(135)을 통해 기상청 서버에 접속하여 기상청 서버로부터 해당 주행구간 및 주행 시간대에 대응하는 외기온 정보를 수신할 수 있다. 또한, 충전량 계산부(170)는 제2 통신모듈(135)을 통해 교통부 서버에 접속하여 교통부 서버로부터 해당 주행구간 및 주행 시간대에 대응하는 속도 정보를 수신할 수 있다.
일 예로, 교통부 서버로부터 수신한 주행구간 및 주행 시간대에 대응하는 속도 정보는 아래 [표 5]와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016099813258-pat00008
제1 실시예로서, 충전량 계산부(170)는 기상청 서버로부터 주행구간에 대한 외기온 정보가 수신되면, 수신된 외기온 및 저장부에 저장된 외기온 기반 학습연비를 이용하여 충전연비를 계산할 수 있다.
외기온 기반 충전연비 계산식은 아래 [수학식 4]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016099813258-pat00009
[수학식 4]에서, CE는 충전연비, LE는 외기온 기반 학습연비, T는 주행구간의 외기온을 기반으로 하는 외기온 기여도를 의미한다.
충전량 계산부(170)는 [수학식 4]를 통해 계산된 외기온 기반 충전연비를 저장부에 저장할 수 있다. 또한, 충전량 계산부(170)는 계산된 외기온 기반 충전연비를 이용하여 다음 주행에 필요한 충전전력을 계산할 수 있다.
외기온 기반 충전전력 계산식은 아래 [수학식 5]와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016099813258-pat00010
[수학식 5]에서, P는 충전전력, CE는 충전연비, M은 총 주행거리를 의미한다.
제2 실시예로서, 충전량 계산부(170)는 교통부 서버로부터 주행구간에 대한 도로 구간별 속도 정보가 수신되면, 수신된 도로 구간별 속도 및 저장부에 저장된 평균속도 기반 학습연비를 이용하여 충전연비를 계산할 수 있다.
일 예로서, 각 도로구간의 평균속도를 반영한 연비는 아래 [표 6]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016099813258-pat00011
이때, 충전량 계산부(170)는 [표 6]에서와 같이 각 도로구간의 평균속도를 반영한 연비 및 각 도로구간의 이동거리를 이용하여 평균속도 기반 충전연비를 계산할 수 있다.
평균속도 기반 충전연비 계산식은 아래 [수학식 6]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016099813258-pat00012
[수학식 6]에서, CE는 충전연비, LE는 평균속도 기반 학습연비, VC는 해당 도로구간의 평균속도를 기반으로 하는 평균속도 기여도, D는 해당 도로구간의 주행거리를 의미하며, l은 도로구간의 개수를 의미한다.
충전량 계산부(170)는 [수학식 6]을 통해 계산된 평균속도 기반 충전연비를 저장부에 저장할 수 있다. 또한, 충전량 계산부(170)는 계산된 평균속도 기반 충전연비를 이용하여 다음 주행에 필요한 충전전력을 계산할 수 있다.
제3 실시예로서, 충전량 계산부(170)는 기상청 서버 및 교통부 서버로부터 주행구간에 대한 도로 구간별 외기온 및 속도 정보가 수신되면, 수신된 도로 구간별 외기온 및 속도와, 저장부에 저장된 외기온 및 평균속도 기반 학습연비를 이용하여 충전연비를 계산할 수 있다.
외기온 및 평균속도 기반 충전연비 계산식은 아래 [수학식 7]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016099813258-pat00013
[수학식 7]에서, CE는 충전연비, LE는 평균속도 기반 학습연비, T는 해당 도로구간의 외기온, VC는 해당 도로구간의 평균속도를 기반으로 하는 평균속도 기여도, D는 해당 도로구간의 주행거리를 의미하며, l은 도로구간의 개수를 의미한다.
충전량 계산부(170)는 [수학식 7]을 통해 계산된 외기온 및 평균속도 기반 충전연비를 저장부에 저장할 수 있다. 또한, 충전량 계산부(170)는 계산된 평균속도 기반 충전연비를 이용하여 다음 주행에 필요한 충전전력을 계산할 수 있다.
충전량 계산부(170)는 계산된 충전전력 정보를 제어부(110)로 전달하고, 제어부(110)는 충전량 계산부(170)로부터 전달된 충전전력 정보를 제1 통신모듈(131)을 통해 배터리 관리 시스템(BMS)(10)으로 제공하도록 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 장치의 동작 흐름을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
먼저, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 충전 제어 방법에 관한 동작 흐름을 나타낸 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 충전 제어 장치(100)는 차량의 주행이 종료되면(S110), 주행정보를 학습하고 주행이력을 저장부에 저장한다(S120).
충전 제어 장치(100)는 기 저장한 N개의 주행이력 데이터를 호출하여(S130), 기준온도 기반의 외기온 기여도를 계산하고(S140), 'S140' 과정에서 계산한 외기온 기여도를 이용하여 기준온도 기반 학습연비를 계산한다(S150).
'S150' 과정에서, 충전 제어 장치(100)는 [수학식 1]을 이용하여 기준온도 기반 학습연비를 계산할 수 있다. 기준온도 기반 학습연비 계산이 완료되면, 충전 제어 장치(100)는 학습연비 정보를 저장부에 저장하도록 한다(S160).
이후, 충전 제어 장치(100)는 운전자로부터 다음 주행을 위한 주행정보가 입력되면(S170), 'S160' 과정에서 저장된 외기온 기반 학습연비 정보를 호출한다(S180).
여기서, 충전 제어 장치(100)는 제2 통신모듈(135)을 통해 기상청 서버로부터의 외기온 정보를 수신할 수 있다(S190).
충전 제어 장치(100)는 'S180' 과정에서 호출한 외기온 기반 학습연비와, 'S190' 과정에서 수신한 외기온 정보를 이용하여 외기온 기반 충전연비를 계산하고(S200), 'S200' 과정에서 계산된 외기온 기반 충전연비를 기반으로 하는 충전 전력을 계산한다(S210).
'S200' 과정에서 충전 제어 장치(100)는 [수학식 4]를 이용하여 외기온 기반 충전연비를 계산할 수 있으며, 'S210' 과정에서 충전 제어 장치(100)는 [수학식 5]를 이용하여 외기온 기반 충전전력을 계산할 수 있다.
다음 주행을 위한 충전전력의 계산이 완료되면, 충전 제어 장치(100)는 'S210' 과정에서 계산된 충전전력 정보를 배터리 관리 시스템(BMS)(10)으로 전송하도록 한다(S220).
한편, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 충전 제어 방법에 관한 동작 흐름을 나타낸 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 충전 제어 장치(100)는 차량의 주행이 종료되면(S310), 주행정보를 학습하고 주행이력을 저장부에 저장한다(S320).
충전 제어 장치(100)는 기 저장한 N개의 주행이력 데이터를 호출하여(S330), 평균속도 기반의 평균속도 기여도를 계산하고(S340), 'S340' 과정에서 계산한 평균속도 기여도를 이용하여 평균속도 기반 학습연비를 계산한다(S550).
'S350' 과정에서, 충전 제어 장치(100)는 [수학식 2]를 이용하여 평균속도 기반 학습연비를 계산할 수 있다. 평균속도 기반 학습연비 계산이 완료되면, 충전 제어 장치(100)는 학습연비 정보를 저장부에 저장하도록 한다(S360).
이후, 충전 제어 장치(100)는 운전자로부터 다음 주행을 위한 주행정보가 입력되면(S370), 'S360' 과정에서 저장된 평균속도 기반 학습연비 정보를 호출한다(S380).
여기서, 충전 제어 장치(100)는 제2 통신모듈(135)을 통해 교통부 서버로부터 입력된 주행시간대의 각 도로구간별 평균속도 정보를 수신할 수 있다(S390).
충전 제어 장치(100)는 'S380' 과정에서 호출한 평균속도 기반 학습연비와, 'S390' 과정에서 수신한 평균속도 정보를 이용하여 평균속도 기반 충전연비를 계산하고(S400), 'S400' 과정에서 계산된 평균속도 기반 충전연비를 기반으로 하는 충전 전력을 계산한다(S410).
'S400' 과정에서 충전 제어 장치(100)는 [수학식 6]을 이용하여 평균속도 기반 충전연비를 계산할 수 있으며, 'S410' 과정에서 충전 제어 장치(100)는 [수학식 5]을 이용하여 평균속도 기반 충전전력을 계산할 수 있다.
다음 주행을 위한 충전전력의 계산이 완료되면, 충전 제어 장치(100)는 'S410' 과정에서 계산된 충전전력 정보를 배터리 관리 시스템(BMS)(10)으로 전송하도록 한다(S420).
한편, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 충전 제어 방법에 관한 동작 흐름을 나타낸 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 충전 제어 장치(100)는 차량의 주행이 종료되면(S510), 주행정보를 학습하고 주행이력을 저장부에 저장한다(S520).
충전 제어 장치(100)는 기 저장한 N개의 주행이력 데이터를 호출하여(S530), 기준온도 및 평균속도 기반의 기여도를 계산하고(S540), 'S540' 과정에서 계산한 기여도를 이용하여 외기온 및 평균속도 기반 학습연비를 계산한다(S550).
'S550' 과정에서, 충전 제어 장치(100)는 [수학식 3]을 이용하여 외기온 및 평균속도 기반 학습연비를 계산할 수 있다. 외기온 및 평균속도 기반 학습연비 계산이 완료되면, 충전 제어 장치(100)는 학습연비 정보를 저장부에 저장하도록 한다(S560).
이후, 충전 제어 장치(100)는 운전자로부터 다음 주행을 위한 주행정보가 입력되면(S570), 'S560' 과정에서 저장된 외기온 및 평균속도 기반 학습연비 정보를 호출한다(S580).
여기서, 충전 제어 장치(100)는 제2 통신모듈(135)을 통해 기상청 서버 및 교통부 서버로부터 입력된 주행시간대의 각 도로구간별 외기온 및 평균속도 정보를 수신할 수 있다(S590).
충전 제어 장치(100)는 'S580' 과정에서 호출한 외기온 및 평균속도 기반 학습연비와, 'S590' 과정에서 수신한 각 도로구간의 외기온 및 평균속도 정보를 이용하여 외기온 및 평균속도 기반 충전연비를 계산하고(S600), 'S600' 과정에서 계산된 외기온 및 평균속도 기반 충전연비를 기반으로 하는 충전 전력을 계산한다(S610).
'S600' 과정에서 충전 제어 장치(100)는 [수학식 7]을 이용하여 외기온 및 평균속도 기반 충전연비를 계산할 수 있으며, 'S610' 과정에서 충전 제어 장치(100)는 [수학식 5]을 이용하여 외기온 및 평균속도 기반 충전전력을 계산할 수 있다.
다음 주행을 위한 충전전력의 계산이 완료되면, 충전 제어 장치(100)는 'S610' 과정에서 계산된 충전전력 정보를 배터리 관리 시스템(BMS)(10)으로 전송하도록 한다(S620).
상기에서와 같이 동작하는 본 실시예에 따른 충전 제어 장치(100)는 독립적인 하드웨어 장치 형태로 구현될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)로서 마이크로 프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치가 적용된 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 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.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 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.
10: 배터리 관리 시스템(BMS) 100: 충전 제어 장치
110: 제어부 120: 인터페이스부
130: 통신부 131: 제1 통신모듈
135: 제32 통신모듈 140: 저장부
150: 주행정보 학습부 160: 학습연비 계산부
170: 충전량 계산부

Claims (16)

  1. 차량의 주행이 종료되면, 차량의 주행정보를 학습하고 학습된 주행이력 데이터를 저장하는 주행정보 학습부;
    사전에 학습된 복수의 주행이력 데이터를 이용하여 미리 설정된 기준온도에 대한 외기온 기여도 또는 교통부 서버로부터 미리 수신한 평균속도에 대한 평균속도 기여도를 계산하고, 계산된 기여도를 적용하여 학습연비를 계산하는 학습연비 계산부;
    다음 주행에 대한 주행구간 및 주행시간대 정보가 입력되면, 입력된 주행정보 및 상기 계산된 학습연비를 이용하여 충전연비를 계산하고 상기 계산된 충전연비를 이용하여 다음 주행 시 요구되는 충전전력 정보를 계산하는 충전량 계산부; 및
    상기 충전전력 정보를 배터리 관리 시스템으로 전송하여 배터리가 충전되도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 복수의 주행이력 데이터는, 외기온 또는 주행속도 정보를 포함하고,
    상기 외기온 기여도는, 상기 복수의 주행이력 데이터에 포함된 외기온과 상기 기준온도간 차이에 따른 연비 변화에 기초하여 계산된 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 학습연비 계산부는,
    상기 차량의 주행연비, 주행거리, 주행거리에 따라 부여된 가중치 및 상기 외기온 기여도를 이용하여 외기온 기반 학습연비를 계산하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    기상청 서버에 연결된 통신부를 더 포함하고,
    상기 학습연비 계산부는,
    상기 기상청 서버로부터 다음 주행을 위한 주행구간에 대한 외기온 정보가 수신되면 상기 수신된 외기온 정보를 기반으로 외기온 기여도를 계산하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 충전량 계산부는,
    상기 외기온 기여도 및 상기 외기온 기반 학습연비를 이용하여 충전연비를 계산하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 외기온 기여도는,
    사전에 온도 및 연비 관계를 정의한 그래프를 이용하여 계산된 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 학습연비 계산부는,
    상기 차량의 주행연비 및 상기 평균속도 기여도를 이용하여 평균속도 기반 학습연비를 계산하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 학습연비 계산부는,
    상기 교통부 서버로부터 다음 주행을 위한 주행구간에 대한 각 주행 시간대별 각 도로구간의 평균속도 정보가 수신되면 상기 수신된 평균속도에 대한 평균속도 기여도를 계산하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 충전량 계산부는,
    상기 평균속도 기여도, 상기 평균속도 기반 학습연비 및 각 도로구간의 주행거리 정보를 이용하여 평균속도 기반 충전연비를 계산하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 평균속도 기여도는,
    사전에 속도 및 연비 관계를 정의한 그래프를 이용하여 계산된 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
  10. 차량의 주행이 종료되면, 차량의 주행정보를 학습하고 학습된 주행이력 데이터를 저장하는 주행정보 학습부;
    사전에 학습된 복수의 주행이력 데이터를 이용하여 미리 설정된 기준온도에 대한 외기온 기여도 및 교통부 서버로부터 미리 수신한 평균속도에 대한 평균속도 기여도를 각각 계산하고, 상기 외기온 기여도 및 상기 평균속도 기여도를 적용하여 외기온 및 평균속도 기반 학습연비를 계산하는 학습연비 계산부;
    다음 주행에 대한 주행구간 및 주행시간대 정보가 입력되면, 입력된 주행정보 및 상기 계산된 외기온 및 평균속도 기반 학습연비를 이용하여 충전연비를 계산하고 상기 계산된 충전연비를 이용하여 다음 주행 시 요구되는 충전전력 정보를 계산하는 충전량 계산부; 및
    상기 충전전력 정보를 배터리 관리 시스템으로 전송하여 배터리가 충전되도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 복수의 주행이력 데이터는, 외기온 및 주행속도 정보를 포함하고,
    상기 외기온 기여도는, 상기 복수의 주행이력 데이터에 포함된 외기온과 상기 기준온도간 차이에 따른 연비 변화에 기초하여 계산된 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    기상청 서버 및 상기 교통부 서버에 연결되는 통신부를 더 포함하고,
    상기 학습연비 계산부는,
    상기 기상청 서버 및 상기 교통부 서버로부터 다음 주행을 위한 주행구간에 대한 각 주행 시간대별 각 도로구간의 외기온 및 평균속도 정보가 수신되면 상기 수신된 외기온 및 평균속도에 대한 외기온 기여도 및 평균속도 기여도를 계산하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 충전량 계산부는,
    상기 외기온 기여도, 상기 평균속도 기여도, 상기 외기온 및 평균속도 기반 학습연비 및 각 도로구간의 주행거리 정보를 이용하여 외기온 및 평균속도 기반 충전연비를 계산하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
  13. 차량의 주행이 종료되면, 차량의 주행정보를 학습하고 학습된 주행이력 데이터를 저장하는 단계;
    사전에 학습된 복수의 주행이력 데이터를 이용하여 미리 설정된 기준온도에 대한 외기온 기여도 또는 교통부 서버로부터 미리 수신한 평균속도에 대한 평균속도 기여도를 계산하고, 계산된 기여도를 적용하여 학습연비를 계산하는 단계;
    다음 주행에 대한 주행구간 및 주행시간대 정보가 입력되면, 입력된 주행정보 및 상기 계산된 학습연비를 이용하여 충전연비를 계산하고 상기 계산된 충전연비를 이용하여 다음 주행 시 요구되는 충전전력 정보를 계산하는 단계; 및상기 충전전력 정보를 배터리 관리 시스템으로 전송하여 배터리가 충전되도록 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 주행이력 데이터는, 외기온 또는 주행속도 정보를 포함하고,
    상기 외기온 기여도는, 상기 복수의 주행이력 데이터에 포함된 외기온과 상기 기준온도 간 차이에 따른 연비 변화에 기초하여 계산된 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 충전전력 정보를 계산하는 단계는,
    기상청 서버로부터 수신된 다음 주행을 위한 주행구간에 대한 외기온 정보를 기반으로 하는 외기온 기여도 및 외기온 기반 학습연비를 이용하여 외기온 기반 충전연비를 계산하는 단계; 및
    상기 외기온 기반 충전연비를 이용하여 충전전력을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 충전전력 정보를 계산하는 단계는,
    상기 교통부 서버로부터 수신된 다음 주행을 위한 주행구간에 대한 각 주행 시간대별 각 도로구간의 평균속도 정보를 기반으로 하는 평균속도 기여도, 평균속도 기반 학습연비 및 각 도로구간의 주행거리 정보를 이용하여 평균속도 기반 충전연비를 계산하는 단계; 및
    상기 평균속도 기반 충전연비를 이용하여 충전전력을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 외기온 기여도 및 상기 평균속도 기여도를 각각 계산하고, 상기 계산된 외기온 기여도 및 상기 평균속도 기여도를 적용하여 외기온 및 평균속도 기반 학습연비를 계산하는 단계; 및
    다음 주행에 대한 주행구간 및 주행시간대 정보가 입력되면, 입력된 주행정보 및 상기 계산된 외기온 및 평균속도 기반 학습연비를 이용하여 충전연비를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
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