KR101956384B1 - 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법 - Google Patents

전기자동차의 주행가능거리 산출 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101956384B1
KR101956384B1 KR1020120053822A KR20120053822A KR101956384B1 KR 101956384 B1 KR101956384 B1 KR 101956384B1 KR 1020120053822 A KR1020120053822 A KR 1020120053822A KR 20120053822 A KR20120053822 A KR 20120053822A KR 101956384 B1 KR101956384 B1 KR 101956384B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
calculating
energy
current
ratio
Prior art date
Application number
KR1020120053822A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130129738A (ko
Inventor
김상준
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020120053822A priority Critical patent/KR101956384B1/ko
Priority to JP2012181602A priority patent/JP6009271B2/ja
Priority to US13/590,322 priority patent/US9037327B2/en
Priority to DE102012214962.7A priority patent/DE102012214962B4/de
Priority to CN201210320648.8A priority patent/CN103419787B/zh
Publication of KR20130129738A publication Critical patent/KR20130129738A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101956384B1 publication Critical patent/KR101956384B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13Maintaining the SoC within a determined range
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/12Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to parameters of the vehicle itself, e.g. tyre models
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07CTIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/10Air crafts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/18Buses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/32Waterborne vessels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/36Vehicles designed to transport cargo, e.g. trucks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549Current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00Driver interactions
    • B60L2250/10Driver interactions by alarm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00Driver interactions
    • B60L2250/16Driver interactions by display
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00Operating Modes
    • B60L2260/40Control modes
    • B60L2260/50Control modes by future state prediction
    • B60L2260/52Control modes by future state prediction drive range estimation, e.g. of estimation of available travel distance
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00Operating Modes
    • B60L2260/40Control modes
    • B60L2260/50Control modes by future state prediction
    • B60L2260/54Energy consumption estimation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실제로 사용가능한 배터리의 잔존 가용에너지를 추정하여 연산에 이용함으로써 더욱 정확한 주행가능거리를 산출할 수 있도록 한 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 배터리 초기 가용에너지를 취득하는 단계; 현재의 누적 주행거리를 주행하는 동안 소모된 배터리의 누적 소모에너지를 연산하는 단계; 상기 초기 가용에너지와 누적 소모에너지로부터 배터리의 잔존 가용에너지를 연산하는 단계; 현재의 누적 주행거리를 주행하는 동안의 최종 전비를 연산하는 단계; 상기 최종 전비와 잔존 가용에너지로부터 주행가능거리를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법을 제공한다.

Description

전기자동차의 주행가능거리 산출 방법 {DTE estimation method of electric vehicle}
본 발명은 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실제로 사용가능한 배터리의 잔존 가용에너지를 추정하여 연산에 이용함으로써 더욱 정확한 주행가능거리를 산출할 수 있도록 한 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 전기자동차는 배터리에 전기를 충전하고, 충전된 전기를 이용하여 모터를 구동함으로써 주행하는 자동차를 말한다.
전기자동차에서는 현재의 배터리 온도와 배터리 SOC(State Of Charge) 등에 관한 배터리 상태를 확인하고, 배터리 상태가 일정한 수준 이상을 유지할 수 있도록 관리하는 것이 매우 중요하며, 그 이유 중에 하나는 배터리 SOC를 실시간으로 파악하여 주행 중에 배터리의 잔존 용량에 따른 주행가능거리를 운전자에게 알려주어야 함에 있다.
배터리 잔존 용량에 따른 주행가능거리와 관련하여, 내연기관 자동차에서 현재의 연료 수준으로부터 주행가능거리(DTE: Distance To Empty)를 예측하여 운전자에게 알려주는 것과 마찬가지로, 전기자동차에서도 현재의 배터리 에너지 상태로부터 주행가능거리(잔존주행거리)를 추정하여 클러스터 등에 표시하는 기능을 제공하고 있다.
종래기술에 따른 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법으로는 고전압 배터리의 잔존 에너지인 SOC(%)와 차량의 거리당 에너지 소모 비율의 관계를 이용하여 주행가능거리를 추정하는 방법이 이용되고 있다.
도 1은 종래의 주행가능거리 산출 과정을 나타내는 순서도로서, 이를 참조하여 종래의 주행가능거리 산출 과정을 설명하면 다음과 같다.
종래의 주행가능거리(DTE) 산출 방법은, 최종의 전비를 연산하는 과정(S1)과 상기 산출된 최종의 전비로부터 주행가능거리를 연산하는 과정(S2)으로 이루어지며, 구체적으로는 과거 주행 평균 전비(km/%)를 연산하는 과정, 현재의 주행 누적 전비(km/%)를 연산하는 과정, 현재의 주행 구간 평균 전비(km/%)를 연산하는 과정, 공인 전비(km/%)(혹은 인증 전비, 해당 차량 모델에 대한 전비 시험 모드를 통해 계산 및 입력되는 값임)를 연산하는 과정, 과거 주행 평균 전비와 현재의 주행 누적 전비와 현재의 주행 구간 평균 전비 및 공인 전비를 블렌딩(blending)하여 최종의 전비를 연산하는 과정, 및 상기 산출된 최종의 전비로부터 주행가능거리를 연산하는 과정을 포함하여 이루어진다.
여기서, 과거 주행 평균 전비는 과거 n번의 주행 사이클(이전 충전시부터 다음의 충천시까지를 하나의 주행 사이클로 정의함)의 전비를 평균하여 산출하는데, 매 주행 사이클 종료시(충전시에 이전의 주행 사이클 종료)마다 전비(km/%)를 산출하여 저장한 후 저장된 사이클의 전비들을 평균하여 산출한다.
이때, 주행 사이클의 전비(km/%)는 '해당 주행 사이클의 누적 주행거리(km)/ΔSOC(%)'로 계산된다(여기서, ΔSOC(%) = 이전 충전 직후 SOC(%) - 현재 충전 직전 SOC(%) 임).
그리고, 현재의 주행 누적 전비(km/%)로는 충전 이후 현재 주행 사이클의 전비를 산출하며, 현재의 주행 구간 평균 전비(km/%)는 n번의 일정 구간 주행시의 전비를 평균하여 산출하는데, 매 일정 구간의 거리를 주행시마다 전비를 산출하여 저장한 후 저장된 전비들을 평균하여 산출한다.
또한, 상기의 최종 전비가 산출되면 이를 기반으로 주행가능거리를 산출하여 클러스터 등에 표시하는데, 이때 주행가능거리(DTE)(km)는 '최종 전비(km/%) × 현재의 SOC(%)'로 계산된다.
이와 같이 전기자동차의 주행가능거리를 산출함에 있어서 배터리 SOC가 필요하며, 특히 과거 주행 사이클의 전비를 산출할 때 사이클 동안의 배터리 총 소모량(상기 ΔSOC에 해당함)이 반영된다.
그러나, 상기와 같은 기존의 주행가능거리 산출 방법은 배터리 SOC 레벨을 배터리 가용에너지 레벨로 가정하여 주행가능거리(DTE)를 연산하는바, 내연기관의 연비(km/ℓ)에 해당하는 값을 전비(km/%) 값으로 사용함으로 인해 주행가능거리(DTE) 연산시 오차가 발생하게 된다.
실제로 배터리 SOC의 변화와 배터리 가용에너지의 변화는 동일하지 않기에, 배터리 SOC의 변화와 배터리 가용에너지의 변화 간 상관관계가 감소될수록 주행가능거리(DTE)의 연산 오차가 발생하게 된다.
이에 부가적인 보상이 필요하나, 기존의 주행가능거리 산출 방법은 배터리 온도 및 배터리 전류패턴(차량 주행패턴과 전류패턴은 동일함)에 대한 보정을 수행하지 않음으로 주행가능거리(DTE)의 연산 정확도가 저하되게 된다.
예컨대, 영하 10℃에서 주행하는 경우와 영상 20℃에서 주행하는 경우를 비교해보면 실제 주행가능한 거리가 상이하게 된다.
실제로 배터리 SOC는 전하량을 누적(전류 적산)한 값을 0~100%로 노말라이즈(normalize)한 값으로, 배터리의 잔존 가용에너지(현재의 배터리 가용에너지)를 정확하게 나타내지 못한다.
아울러, 배터리의 전류 크기 및 온도에 따라 배터리 전압의 드롭(drop)이 발생하고, 가용에너지의 변동이 발생하게 되므로, 배터리 SOC(%)를 기반으로 한 주행가능거리(DTE)의 연산시 정확성이 떨어지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 점을 해결하기 위해 고안한 것으로서, 실제 사용가능한 배터리 잔존 가용에너지에 영향을 미치는 조건을 고려하여 배터리 온도와 배터리 SOC 별로 배터리의 대표 전류패턴(발생빈도가 높은 전류패턴)에 따른 배터리의 가용에너지를 시험을 통해 도출하고, 도출한 시험데이터를 이용하여 만든 배터리 초기 가용에너지 맵으로부터 취득한 배터리의 초기 가용에너지를 이용하여 현재의 누적 주행거리 주행 후 남은 실제 사용가능한 배터리 잔존 가용에너지를 연산함으로써 주행가능거리의 산출 정확성을 향상하는 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 배터리 초기 가용에너지를 취득하는 단계; 현재의 누적 주행거리를 주행하는 동안 소모된 배터리의 누적 소모에너지를 연산하는 단계; 상기 초기 가용에너지와 누적 소모에너지로부터 배터리의 잔존 가용에너지를 연산하는 단계; 현재의 누적 주행거리를 주행하는 동안의 최종 전비를 연산하는 단계; 상기 최종 전비와 잔존 가용에너지로부터 주행가능거리를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법을 제공한다.
이때, 현재의 누적 주행거리를 주행하는 동안 소모된 배터리의 누적 소모에너지는 충전 이후 현재의 누적 주행거리를 주행하기 위한 차량 구동에 사용되는 누적 소모에너지를 포함한다.
본 발명의 주행가능거리 산출 방법에서, 상기 배터리 초기 가용에너지를 취득하는 단계는, 충전 이후 초기 배터리 온도와 초기 배터리 SOC를 이용하여 배터리 관리 시스템의 맵으로부터 취득하는 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리의 누적 소모에너지를 연산하는 단계는, 배터리 충전 이후 누적 주행거리를 주행하는 동안 현재의 배터리 전류 및 전압 값을 이용하여 연산한 전력값들을 적산방식으로 합산하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 주행가능거리 산출 방법에서, 상기 배터리의 누적 소모에너지(R7)는 배터리 초기 가용에너지가 업데이트될 시 '0'으로 리셋(reset)되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 주행가능거리 산출 방법에서, 상기 배터리의 잔존 가용에너지를 연산하는 단계는, 최근 업데이트된 배터리 초기 가용에너지에서 배터리 누적 소모에너지를 차감하여 이루어지는 한다.
또한, 본 발명의 주행가능거리 산출 방법에서, 상기 배터리 초기 가용에너지는, IG Off 후 다시 IG ON 하는 경우에서 IG Off 시 저장한 배터리 온도와 직후 다시 IG ON 시의 배터리 온도 간에 일정치 이상으로 차이가 발생할 시, 배터리의 충전 완료 시, 및 배터리 관리 시스템 내 저장수단의 업데이트 시, 상기 IG ON 시의 배터리 온도와 배터리 SOC를 이용하여 맵으로부터 얻은 데이터인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 주행가능거리 산출 방법에서, 상기 배터리 초기 가용에너지는 IG OFF 시와 재 IG ON 시의 배터리 온도가 동일하거나 일정치 내로 온도차가 발생하는 경우, IG OFF 직전의 배터리 초기 가용에너지가 재 IG ON 시에 동일하게 사용된다.
또한, 본 발명의 주행가능거리 산출 방법에서, 상기 최종 전비를 연산하는 단계는, 과거 주행 평균 전비를 연산하는 단계; 현재 주행 누적 전비를 연산하는 단계; 현재 주행 구간 평균 전비를 연산하는 단계; 상기 과거 주행 평균 전비와 현재 주행 누적 전비와 현재 주행 구간 평균 전비를 블렌딩하는 단계; 현재의 공조장치 소모 전력에 상응하는 전비를 연산하는 단계; 및 상기 블렌딩으로 얻어진 주행 전비와 공조장치 소모 전력에 상응하는 전비로부터 최종 전비를 산출하는 단계;로 이루어진다.
이때, 상기 현재 주행 구간 평균 전비를 연산하는 단계에서는, 전비 평균값 산출시 각 주행 구간의 전비에 가중값을 적용하여 평균하는 가중평균 방식을 적용하여 각 주행 구간들의 평균 전비를 산출하게 된다.
그리고, 상기 최종 전비는 블렌딩하여 얻은 주행 전비에서 공조장치 소모 전력에 상응하는 연비를 차감하여 구해지게 된다.
본 발명에 따른 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법에 의하면 배터리 온도와 배터리 SOC, 전류패턴 및 열화도 등 환경 변화에 따른 현재 배터리의 잔존 가용에너지를 정확하게 추정할 수 있으며, 이에 전비 정확성을 개선하여 주행가능거리의 연산 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 주행가능거리 산출 과정을 나타내는 순서도
도 2는 본 발명의 주행가능거리 산출 과정을 나타내는 순서도
도 3은 본 발명의 주행가능거리 산출시 각 단계의 연산 방법을 나타내는 블록 순서도
도 4는 본 발명의 주행가능거리 산출시 배터리 잔존 가용에너지의 연산 방법을 나타내는 블록 순서도
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법에 관한 것으로서, 현재 실제 사용가능한 배터리의 잔존 가용에너지를 이용하여서 에너지를 기반으로 주행가능거리를 산출하는데 특징이 있다.
구체적으로는, 시험데이터를 기반으로 하여 취득한 배터리의 초기 가용에너지를 이용하여 현재 실제로 사용가능한 배터리의 잔존 가용에너지(kWh)를 연산하고, 에너지값을 기반으로 하여 내연기관의 연비에 해당하는 물리량으로서 정확한 전비(km/kWh)를 연산함으로써 더욱 정확한 주행가능거리를 산출가능하도록 함에 주된 특징이 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 주행가능거리 산출 과정은, 배터리의 초기 가용에너지를 취득하는 과정(S11), 배터리의 누적 소모에너지를 연산하는 과정(S12), 상기 초기 가용에너지와 누적 소모에너지를 이용하여 배터리의 잔존 가용에너지(잔존 에너지)를 연산하는 과정(S13), 최종 전비를 연산하는 과정(S14 ~ S19), 및 상기 최종 전비로부터 주행가능거리를 산출하는 과정(S20)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 최종 전비를 연산하는 과정(S14 ~ S19)은, 과거 주행 평균 전비를 연산하는 과정(S14), 현재 주행 누적 전비를 연산하는 과정(S15), 현재 주행 구간 평균 전비를 연산하는 과정(S16), 상기 과거 주행 평균 전비와 현재 주행 누적 전비와 현재 주행 구간 평균 전비를 블렌딩(blending)하는 과정(S17), 현재의 공조장치 소모 전력에 상응하는 전비를 연산하는 과정(S18), 및 상기 블렌딩으로 얻어진 전비와 공조장치 소모 전력에 상응하는 전비로부터 최종 전비를 산출하는 과정(S19)을 포함하여 이루어진다.
이러한 본 발명에서, 상기한 산출 과정의 주체는 각 과정의 연산을 수행하는 연산블록과 저장수단을 갖는 제어기가 되며, 이때 최종 산출된 주행가능거리를 클러스터에 표시해야 하므로, 상기 제어기는 차량의 트립 컴퓨터이거나, 또는 주행가능거리를 산출하고 트립 컴퓨터에 전송하는 별도의 제어기가 될 수 있다.
또한 상기 제어기는 실제 사용가능한 배터리의 가용에너지에 영향을 미치는 조건들을 고려하여 도출한 시험데이터로부터 배터리의 초기 가용에너지를 취측해야 하므로 배터리 관리 시스템으로부터 배터리의 초기 가용에너지 정보를 입력받도록 구비됨은 물론, 공조제어기로부터 공조장치의 온/오프 신호 및 작동상태 등의 정보를 입력받도록 구비된다.
이하, 도 2에 나타낸 각 연산 과정을 도 3을 참조하여 좀더 상세히 설명하기로 한다.
배터리 초기 가용에너지 연산( S11 )
전기자동차의 배터리는 그 전류패턴에 따라 전압 강하(drop)가 상이하게 발생하므로 동일 전력 사용시에도 가용에너지의 차이가 발생할 수 있다.
또한, 상기 배터리는 전류패턴 외에도 온도 및 열화도 등에 따라 가용에너지가 변화하게 된다.
이에, 먼저 전기자동차에서 배터리의 열화도 단계에 따라 발생빈도가 빈번한 배터리의 전류패턴(주행패턴)을 선정한다. 배터리 전류패턴의 선정은 UDDS(urban dynamometer driving schedule)와 같은 인증시험 모드 또는 정속 주행 모드 등 상대적으로 발생빈도가 높은 전류패턴으로 선정함으로써 이루어진다.
이렇게 선정한 각각의 배터리의 전류패턴 별로 배터리 충전 이후 초기 배터리 온도와 초기 배터리 SOC에 따른 가용에너지를 시험을 통해 측정 확보한다.
이때 시험 조건으로는 배터리의 소킹(soaking) 온도와 스타트(start) SOC를 사용한다.
구체적으로는, 상기 소킹 온도를 영하 30℃부터 영상 30℃까지 10℃ 간격으로 하고, 스타트 SOC를 90~10%까지 10% 간격으로 하여, 배터리의 전류패턴에 따라 시험하여 소킹 온도 및 스타트 SOC 별 배터리 가용에너지를 측정 및 확보한다. 아울러, 스타트 SOC 5%에서의 배터리 가용에너지도 시험 측정하여 확보한다.
그리고, 상기와 같이 배터리의 소킹 온도와 스타트 SOC 별 배터리 가용에너지 데이터를 획득한 뒤, 획득한 데이터를 각각의 배터리 전류패턴에 따라 평균하여 평균치를 연산하고, 상기 평균치를 배터리 충전 이후 주행시의 배터리 초기 가용에너지로서 적용하도록 한다.
예를 들어, 소킹 온도 영하 30℃ 및 스타트 SOC 80% 일 때 각각의 전류패턴(선정된 전류패턴)에 따른 배터리 가용에너지 값들의 평균치를 주행시(충전 이후 초기 배터리 온도가 영하 30℃이고 초기 배터리 SOC가 80%일 때) 배터리 초기 가용에너지로서 적용하게 된다.
즉, 배터리의 초기 가용에너지로는 각각의 배터리 전류패턴에 따른 가용에너지 데이터들을 평균하여 연산한 평균치를 사용한다.
이렇게 획득한 가용에너지 데이터(시험데이터)를 이용하여 배터리 관리 시스템 내 저장수단에 배터리 초기 가용에너지 맵(이하, '맵'이라고 함)을 구성한다.
상기 배터리 관리 시스템은 초기 배터리 SOC와 초기 배터리 온도를 입력값으로 하여 상기 맵(map)의 데이터를 체킹함으로써 해당 조건(초기 배터리 SOC와 초기 배터리 온도)에 상응하는 배터리 초기 가용에너지(맵 데이터)를 출력값으로 하여(도 4 참조) 제어기에 제공하게 된다.
여기서, 상기 배터리 관리 시스템은 배터리의 충전 완료 후 IG(Ignition) ON 시 맵 데이터(출력값)를 고정하고 IG(Ignition) Off 시마다 배터리의 현재 온도를 저장하는데, IG OFF 이후 재 IG ON 시 온도와 상기 IG Off 시 배터리 온도를 비교하여 일정치 이상 차이가 발생하면 상기 맵의 출력값을 현재(IG ON 시)의 온도값에 따른 가용에너지로 업데이트하여 제공한다.
즉, IG Off 시 저장한 배터리 온도와 현재(IG ON 시)의 배터리 온도 간에 일정치 이상으로 차이가 발생하는 경우, 상기 맵으로부터 현재(IG ON 시)의 배터리 온도 및 배터리 SOC에 상응하는 맵 데이터(배터리 초기 가용에너지)를 취득하여 배터리 초기 가용에너지를 업데이트한다.
배터리 가용에너지 데이터는 배터리의 초기 온도에서부터 시험 진행 중 변하는 배터리 온도에 따라 연속적으로 변하게 되므로, IG Off 시 배터리 온도를 저장하고 재 IG ON 시의 배터리 온도와 비교하여 일정치 이상 차이가 없을 경우 IG Off 시와 재 IG ON 시의 가용에너지 데이터를 하나의 연속데이터로 가정하여 맵의 출력값(배터리의 초기 가용에너지)를 업데이트하지 않고 재 IG ON 시에도 IG OFF 직전의 배터리 초기 가용에너지(R6)를 그대로(동일하게) 적용한다.
즉, 배터리의 초기 가용에너지(R6)는 IG ON 시 적용된 시험데이터가 IG Off 시까지 동일하게 사용되며, 재 IG ON 시의 배터리 온도가 직전 IG Off 시에 저장한 배터리 온도와 동일하거나 또는 일정 범위 내로 차이를 가지는 경우 업데이트 없이 IG Off 직전의 배터리 초기 가용에너지가 그대로 사용된다.
예를 들어, 초기 배터리 온도가 영하 20℃이고 초기 배터리 SOC가 SOC 80%일 때의 맵 데이터(배터리의 초기 가용에너지) 1이 10kWh 이고, 초기 배터리 온도가 10℃이고 초기 배터리 SOC가 50%일 때의 맵 데이터 2가 6kWh라고 할 때, 충전기로 배터리를 SOC 80%까지 충전한 뒤 일정 시간 차량을 방지한 다음 다시 IG ON 할 시 배터리 온도가 영하 20℃인 경우 배터리 초기 가용에너지는 10kWh이고, 일정 거리 주행 후 배터리 SOC가 50%이고 배터리 온도가 20℃ 인 상태에서 IG Off 시 배터리 온도(20℃)를 저장한다.
그리고, 다시 주행하기 위해 재 IG ON 시 배터리 온도가 20℃인 경우 배터리 초기 가용에너지는 기존(직전 IG Off 시)의 10kWh를 그대로 유지하고, 재 IG ON 시 배터리 온도가 10℃인 경우(직전 IG Off 시와 일정치 이상으로 온도 차 발생) 배터리 초기 가용에너지를 맵 데이터 2의 값인 6kWh로 업데이트하여 변경한다.
배터리의 누적 소모에너지 연산( S12 )
배터리 충전 이후 누적 주행거리를 주행하는 동안 일정 시간마다 현재의 배터리 전류값과 전압값을 곱하여 연산한 전력들을 적산방식으로 합산함으로써 배터리의 누적 소모에너지(R7)를 산출한다.
이렇게 계산되는 배터리의 누적 소모에너지(R7)는, IG Off 후 다시 IG ON 하는 경우에서 IG Off 시 저장한 배터리 온도와 현재(IG ON 시)의 배터리 온도 간에 일정치 이상으로 차이가 발생시, 또는 배터리의 충전 완료 시, 또는 배터리 관리 시스템 내 저장수단(예컨대, ROM 등)의 업데이트 등으로 배터리의 초기 가용에너지를 업데이트하는 경우 '0'으로 리셋(reset)된다.
배터리의 잔존 가용에너지(잔존 에너지) 연산( S13 )
상기 배터리 초기 가용에너지(R6)에서 누적 소모에너지(R7)를 감산하여 배터리의 잔존 가용에너지(현재의 배터리 가용에너지)(R8)를 산출한다.
여기서, 상기 배터리 초기 가용에너지(R6)가 업데이트되는 경우, 현재의 배터리 가용에너지(R8)는 경신(업데이트)된 배터리 초기 가용에너지를 적용하여 산출하게 된다.
즉, 배터리의 잔존 에너지(현재의 배터리 가용에너지)(R8)는 '최근 업데이트된 배터리 초기 가용에너지 - 배터리 누적 소모에너지(R7)'로 계산된다.
다시 말해 배터리 초기 가용에너지(R6)로는, IG Off 후 다시 IG ON 하는 경우에서 IG Off 시 저장한 배터리 온도와 현재(IG ON 시)의 배터리 온도 간에 일정치 이상으로 차이가 발생시, 또는 배터리의 충전 완료 시, 또는 배터리 관리 시스템 내 저장수단의 업데이트 시, 상기 맵으로부터 현재(IG ON 시)의 배터리 온도 및 배터리 SOC에 상응하는 맵 데이터(배터리 초기 가용에너지)를 취득하여 업데이트한 배터리 초기 가용에너지가 적용되며, 이 외의 경우에는 배터리 초기 가용에너지 값을 고정(holding)하여 그대로 사용한다.
다음으로, 최종 전비(R5)를 연산하기 위하여 다음의 과정을 진행한다.
과거 주행 평균 전비 연산( S14 )
과거 주행 평균 전비(R0)(km/kWh)는 과거 주행 사이클(이전 충전시부터 다음의 충전시까지를 하나의 주행 사이클로 정의함)의 전비를 평균하여 산출하는데, 매 주행 사이클 종료시(충전시에 이전의 주행 사이클 종료)마다 전비(km/kWh)를 산출하여 저장한 후 저장된 사이클의 전비들을 평균하여 산출한다.
이때, 주행 사이클의 전비(km/kWh)는 '해당 주행 사이클의 누적 주행거리(km)/해당 주행 사이클의 차량 구동에 사용된 누적 소모에너지(kWh)'로 계산된다.
상기와 같이 계산되는 전비는 저장수단 내 n개의 버퍼에 저장되는데, n개의 버퍼에 매 주행 사이클의 전비가 저장됨에 있어서, 새로운 전비 데이터 저장시마다 가장 오래된 이전의 전비 데이터는 삭제된다.
또한 저장수단 내 1개의 버퍼에 공인 전비(해당 차량 모델에 대한 전비 시험 모드를 통해 계산 및 입력되는 값임)가 저장되고, 주행 사이클의 전비와 공인 전비를 사용하여 과거 주행 평균 전비(R0)를 산출한다.
전비 평균값 산출시에는 각 전비에 가중값을 적용하여 평균하는 가중평균 방식이 적용될 수 있으며, 예컨대 아래 식 1에 나타낸 바와 같다.
식 1: R0 =
{A1×a[0]+A2×a[1]+A3×a[2]+...+An×a[n-1]+B×b[0]}/(A1+A2+A3+...An+B)
여기서, R0는 과거 주행 평균 전비를, A1, A2, A3, An, B는 가중값을 나타내고, a[0], a[1], a[2], a[n-1]은 각 주행 사이클의 전비를 나타내며, b[0]은 공인 전비를 나타낸다.
현재의 주행 누적 전비 연산( S15 )
현재의 주행 누적 전비(R1)(km/kWh)는 충전 이후 현재의 누적 주행거리(km)와 충전 이후 차량 구동에 사용된 누적 소모에너지로부터 계산되며, 아래 식 2에 나타낸 바와 같다.
식 2: R1 =
충전 이후 현재의 누적 주행거리(km) / 차량 구동에 사용된 누적 소모에너지(kWh)
여기서, 충전 이후 차량 구동에 사용된 누적 소모에너지로는 전술한 배터리 누적 소모에너지(R7)를 사용한다.
또한, 충전 이후 현재의 누적 주행거리는 복수 개의 주행 구간으로 이루어진다.
현재 주행 구간 평균 전비 연산( S16 )
현재 주행 구간 평균 전비(R2)(km/kWh)는 현재 주행 구간(충전 이후 IG ON 시부터 IG OFF까지를 하나의 주행 구간으로 정의함)의 전비를 평균하여 산출하는데, 매 주행 구간 종료시마다 전비(km/kWh)를 산출하여 저장한 후 저장된 주행 구간의 전비들을 평균하여 산출한다.
이때, 주행 구간의 전비(km/kWh)는 '해당 주행 구간의 누적 주행거리(km)/해당 주행 구간의 차량 구동에 사용된 누적 소모에너지(kWh)'로 계산된다.
상기와 같이 계산되는 전비는 저장수단 내 n개의 버퍼에 저장되는데, n개의 버퍼에 매 주행 구간의 전비가 저장됨에 있어서, 이동평균(moving average) 방식으로 새로운 전비 데이터 저장시마다 가장 오래된 이전의 전비 데이터는 삭제되며, 이에 따라 일정 구간(누적 주행거리) 주행시 상대적으로 단기간의 평균치를 연산하게 된다.
또한, 차량의 정차시(IG OFF 이후 다시 IG ON 전)에는 전비 연산을 홀딩(Holding)한다.
전비 평균값 산출시에는 각 주행 구간의 전비에 가중값을 적용하여 평균하는 가중평균 방식이 적용될 수 있으며, 예컨대 아래 식 3에 나타낸 바와 같다.
식 3: R2 =
{E1×c[0]+E2×c[1]+E3×c[2]+...+En×c[n-1]}/(E1+E2+E3+...En)
여기서, R2는 현재 주행 구간 평균 전비를, E1, E2, E3, En은 가중값을 나타내고, c[0], c[1], c[2], c[n-1]은 각 주행 구간의 전비를 나타낸다.
한편, 상술한 각 과정에서 산출된 전비(km/kWh)를 블렌딩하여 얻어지는 전비(R3)를 연산한다.
과거 주행 평균 전비와 현재 주행 누적 전비 및 현재 주행 구간 평균 전비의 블렌딩( blending )( S17 )
과거 주행 평균 전비(R0)와 현재 주행 누적 전비(R1) 및 현재 주행 구간 평균 전비(R2)를 블렌딩(blending)하는 과정에서 구해지는 주행 전비(R3)(km/kWh)는 현재의 공조장치 소모 전력을 반영한 최종 전비(R5)를 연산하는데 사용된다.
앞서 산출된 전비(R0,R1,R2)들을 블렌딩하여 얻어지는 주행 전비(R3)는 과거 주행 평균 전비(R0)와 현재 주행 누적 전비(R1) 및 현재 주행 구간 평균 전비(R2)를 평균한 값으로서, 평균값 산출에는 각 전비에 가중값을 적용하여 평균하는 가중평균 방식이 적용될 수 있고, 이는 아래 식 4에 나타낸 바와 같다.
식 4: R3 = (R0×H + R1×I + R2×J)/(H + I + J)
여기서, R0, R1, R2는 상술한 각 과정에서 산출된 전비를, H, I, J는 가중값을 나타낸다.
상기와 같이 블렌딩 시 각각의 가중값은 상이하며, 가중값에 따라 주행가능거리의 표시 성향이 바뀌게 된다. 예를 들어, 과거 주행 평균 전비(R0)에 큰 가중치를 부여하여 블렌딩하면 과거 운전자의 성향에 따른 주행가능거리가 산출되고, 현재 주행 구간 평균 전비(R2)에 큰 가중치를 부여하여 블렌딩하면 현재의 주행패턴 변화에 따라 주행가능거리가 빠르게 반응하여 변하게 된다.
현재의 공조장치 소모 전력에 상응하는 전비 연산( S18 )
현재의 공조장치 소모 전력(파워)에 상응하는 전비(R4)(km/kWh)를 산출하는 과정은, 운전자가 공조장치를 작동시켰을 때 공조장치에 의해 소모되는 전력으로 차량을 주행할 수 있는 전비를 산출하는 과정이다(공조장치의 소모 전력을 차량 구동에 상응하는 전비로 변환하는 과정임).
상기 공조장치의 소모 전력은 냉방장치(에어컨 컴프레서 등)와 난방장치(전기히터, 예,PTC 히터)가 소모하는 전력이 될 수 있으며, 공조장치 소모 전력에 상응하는 전비는 아래 식 5에 나타낸 바와 같이 현재의 공조장치 소모 전력과 앞서 연산한 상기 주행 전비(R3) 및 충전 이후 주행시 차량의 평균속도를 입력으로 하는 테이블 값으로 산출될 수 있다.
식 5: R4 = Func(냉방장치 소모 전력 + 난방장치 소모전력 + 주행 전비(R3) + 충전 이후 주행시 차량의 평균속도),
여기서, Func은 테이블로 구현될 수 있고, 소모 전력에 따라 상응하는 전비 값이 미리 정의된 테이블로부터 구해진다.
한편, 상술한 과정에서 산출된 R3 및 R4 값을 이용하여 최종의 전비(R5)를 연산하는 과정이 수행되고(S19), 최종의 전비(R5)가 산출되고 나면 그로부터 최종의 주행가능거리(DTE)가 연산된다(S20).
최종 전비 연산( S19 ) 및 주행가능거리 연산( S20 )
블렌딩하여 얻어진 주행 전비(R3)에서 현재의 공조장치 소모 전력에 상응하는 전비(R4)를 차감하여 최종 전비(R5)(km/kWh)를 연산하게 되고, 이어 최종 전비(R5)와 전술한 배터리 잔존 가용에너지(현재의 배터리 가용에너지)(R8)로부터 주행가능거리(DTE)(km)를 최종 산출하게 되며, 이는 하기 식 6 및 식 7에 나타낸 바와 같다.
식 6 : R5 = R3 - R4
식 7 : DTE = R5×R8
이와 같이, 본 발명에서는 에너지값을 기반으로 하여 정확한 전비(km/kWh)를 연산하고, 배터리 온도와 배터리 SOC 및 전류패턴 등의 조건에 따라 취득한 배터리의 초기 가용에너지(R6)에서 충전 이후 현재의 누적 주행거리를 주행하는데 소모한 배터리 누적 소모에너지(R7)를 차감하여 배터리 잔존 가용에너지(현재의 배터리 가용에너지)(R8)를 취득하고 이를 연산에 이용함으로써 더욱 정확한 주행가능거리(km)를 산출할 수 있게 된다.
여기서, 상기 배터리 누적 소모에너지(R7)는 충전 이후 현재의 누적 주행거리를 주행하는데 소모한 배터리 에너지이며, 배터리 잔존 가용에너지(R8)는 충전 이후 현재의 누적 주행거리 이동(주행) 후 남은 실제 사용가능한 배터리 에너지이다.
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 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 배터리 충전 이후 초기 배터리 온도와 초기 배터리 SOC에 따라 배터리 초기 가용에너지를 취득하는 단계;
    현재의 누적 주행거리를 주행하는 동안 소모된 배터리의 누적 소모에너지를 연산하는 단계;
    상기 초기 가용에너지와 누적 소모에너지로부터 배터리의 잔존 가용에너지를 연산하는 단계;
    현재의 누적 주행거리를 주행하는 동안의 최종 전비를 연산하는 단계;
    상기 최종 전비와 잔존 가용에너지로부터 주행가능거리를 산출하는 단계;를 포함하며,
    상기 배터리의 잔존 가용에너지를 연산하는 단계는, 최근 업데이트된 배터리 초기 가용에너지에서 배터리 누적 소모에너지를 차감하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 초기 가용에너지를 취득하는 단계는,
    충전 이후 초기 배터리 온도와 초기 배터리 SOC를 이용하여 배터리 관리 시스템의 맵으로부터 취득하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리의 누적 소모에너지를 연산하는 단계는,
    배터리 충전 이후 누적 주행거리를 주행하는 동안 현재의 배터리 전류 및 전압 값을 이용하여 연산한 전력값들을 적산방식으로 합산하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법.
  4. 청구항 1 또는 3에 있어서,
    상기 배터리의 누적 소모에너지(R7)는 배터리 초기 가용에너지가 업데이트될 시 '0'으로 리셋(reset)되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 초기 가용에너지는, IG Off 후 다시 IG ON 하는 경우에서 IG Off 시 저장한 배터리 온도와 직후 다시 IG ON 시의 배터리 온도 간에 일정치 이상으로 차이가 발생할 시, 배터리의 충전 완료 시, 및 배터리 관리 시스템 내 저장수단의 업데이트 시, 상기 IG ON 시의 배터리 온도와 배터리 SOC를 이용하여 맵으로부터 얻은 데이터인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 초기 가용에너지는 IG OFF 시와 재 IG ON 시의 배터리 온도가 동일하거나 일정치 내로 온도차가 발생하는 경우, IG OFF 직전의 배터리 초기 가용에너지가 재 IG ON 시에 동일하게 사용되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 최종 전비를 연산하는 단계는,
    과거 주행 평균 전비를 연산하는 단계;
    현재 주행 누적 전비를 연산하는 단계;
    현재 주행 구간 평균 전비를 연산하는 단계;
    상기 과거 주행 평균 전비와 현재 주행 누적 전비와 현재 주행 구간 평균 전비를 블렌딩하는 단계;
    현재의 공조장치 소모 전력에 상응하는 전비를 연산하는 단계; 및
    상기 블렌딩으로 얻어진 주행 전비와 공조장치 소모 전력에 상응하는 전비로부터 최종 전비를 산출하는 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 현재 주행 구간 평균 전비를 연산하는 단계에서는,
    전비 평균값 산출시 각 주행 구간의 전비에 가중값을 적용하여 평균하는 가중평균 방식을 적용하여 각 주행 구간들의 평균 전비를 산출하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 최종 전비는 블렌딩하여 얻은 주행 전비에서 공조장치 소모 전력에 상응하는 연비를 차감하여 구해지는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법.
KR1020120053822A 2012-05-21 2012-05-21 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법 KR101956384B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120053822A KR101956384B1 (ko) 2012-05-21 2012-05-21 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법
JP2012181602A JP6009271B2 (ja) 2012-05-21 2012-08-20 電気自動車の走行可能距離算出方法
US13/590,322 US9037327B2 (en) 2012-05-21 2012-08-21 Distance to empty calculation method for electric vehicle
DE102012214962.7A DE102012214962B4 (de) 2012-05-21 2012-08-23 Verfahren zum Berechnen der verbleibenden Fahrstrecke für ein Elektrofahrzeug
CN201210320648.8A CN103419787B (zh) 2012-05-21 2012-08-31 用于电动车的剩余燃料可行驶距离计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120053822A KR101956384B1 (ko) 2012-05-21 2012-05-21 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130129738A KR20130129738A (ko) 2013-11-29
KR101956384B1 true KR101956384B1 (ko) 2019-03-08

Family

ID=49511033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120053822A KR101956384B1 (ko) 2012-05-21 2012-05-21 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9037327B2 (ko)
JP (1) JP6009271B2 (ko)
KR (1) KR101956384B1 (ko)
CN (1) CN103419787B (ko)
DE (1) DE102012214962B4 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024035234A1 (ko) * 2022-08-12 2024-02-15 주식회사 엘지에너지솔루션 전비 분석 장치, 그를 포함하는 시스템 및 그의 동작 방법

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101394867B1 (ko) * 2012-09-28 2014-05-13 기아자동차주식회사 친환경 차량의 주행가능거리 산출 방법
US20140095088A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Caterpillar Inc. Systems and methods for characterization of energy storage devices
US10088528B2 (en) * 2013-12-10 2018-10-02 Sikorsky Aircraft Corporation Battery life tracking for wireless sensor systems
KR101509745B1 (ko) * 2013-12-16 2015-04-07 현대자동차 주식회사 공조장치 소비전력 산출방법
DE102013226621B3 (de) * 2013-12-19 2015-04-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung für den Betrieb eines Hybridfahrzeuges
US9346452B2 (en) 2014-02-21 2016-05-24 Ford Global Technologies, Llc Predicting energy consumption for an electric vehicle using variations in past energy consumption
JP6040950B2 (ja) * 2014-03-18 2016-12-07 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびその制御方法
US9272712B2 (en) * 2014-05-20 2016-03-01 Ford Global Technologies, Llc Vehicle energy consumption efficiency learning in the energy domain
CN104842797B (zh) * 2014-05-22 2017-06-06 北汽福田汽车股份有限公司 电动汽车未来平均电耗预估、剩余续驶里程估计方法及系统
US9561804B2 (en) 2014-06-19 2017-02-07 Ford Global Technologies, Llc Distance to empty prediction with short term distance compensation
US9574889B2 (en) 2014-06-24 2017-02-21 Hyundai Motor Company Apparatus and method for providing distance to empty of green vehicle
US9539904B2 (en) 2014-07-01 2017-01-10 Ford Global Technologies, Llc Energy consumption rate in distance domain
US9630504B2 (en) * 2014-07-24 2017-04-25 Ford Global Technologies, Llc Distance to empty prediction with kinetic energy change compensation
US9552678B2 (en) * 2014-08-28 2017-01-24 Ford Global Technologies, Llc Distance to empty energy compensation
US10048082B2 (en) 2014-08-29 2018-08-14 Ford Global Technologies, Llc Route and model based energy estimation
US9476719B2 (en) 2014-08-29 2016-10-25 Ford Global Technologies, Llc Route-based distance to empty calculation for a vehicle
US9637024B2 (en) * 2014-09-08 2017-05-02 Ford Global Technologies, Llc Controlling an electrified vehicle in response to differences in energy consumption rates
US9776643B2 (en) 2014-11-10 2017-10-03 Ford Global Technologies, Llc Electric range impact factor display and algorithms
US20160140780A1 (en) * 2014-11-18 2016-05-19 Hyundai Motor Company System and method of calculating distance to empty of eco-friendly vehicle
CN107406004B (zh) 2015-01-13 2021-05-07 沃尔沃汽车公司 用于确定车辆中的电池的能量状态的值的方法及设备
KR101713735B1 (ko) * 2015-07-10 2017-03-08 현대자동차 주식회사 친환경 차량의 저전압 직류 변환기의 출력 제어 방법, 및 친환경 차량의 저전압 직류 변환기
KR20170033695A (ko) * 2015-09-17 2017-03-27 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 주행가능거리 개선 방법
CN105459842B (zh) * 2015-11-19 2018-04-06 安徽师范大学 电动汽车续航里程的估算方法
CN105644380B (zh) * 2015-12-18 2018-02-16 惠州市蓝微新源技术有限公司 一种电动汽车剩余里程的计算方法及计算系统
KR20170114148A (ko) * 2016-04-05 2017-10-13 현대자동차주식회사 차량 및 그 제어방법
US11346678B2 (en) 2016-08-15 2022-05-31 Massachusetts Institute Of Technology System and method for estimating and predicting vehicle trip energy consumption
JP2018201262A (ja) 2017-05-25 2018-12-20 いすゞ自動車株式会社 電気自動車用制御装置および電気自動車
KR102437219B1 (ko) * 2017-09-13 2022-08-29 현대자동차주식회사 자동차의 주행 가능 거리 표시 방법 및 시스템
CN108764565A (zh) * 2018-05-25 2018-11-06 广州有轨电车有限责任公司 一种储能式有轨电车最大续航里程的预测方法
JP7018853B2 (ja) * 2018-09-05 2022-02-14 本田技研工業株式会社 情報提供装置、情報提供方法、及びプログラム
JP6817494B2 (ja) 2018-09-28 2021-01-20 株式会社日立建機ティエラ 電動式建設機械
CN109572483B (zh) * 2018-11-13 2020-06-23 北京长城华冠汽车技术开发有限公司 一种纯电动汽车的剩余里程计算方法及装置
JP2020092513A (ja) * 2018-12-05 2020-06-11 トヨタ自動車株式会社 走行可能距離計算装置
JP2020114127A (ja) * 2019-01-15 2020-07-27 トヨタ自動車株式会社 電動車両
DE102019201955A1 (de) * 2019-02-14 2020-08-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Antrieb
US12117499B2 (en) 2019-03-18 2024-10-15 Vehicle Energy Japan Inc. Battery management apparatus, battery management method, and battery energy storage system
DE102019117390A1 (de) * 2019-06-27 2020-12-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrifiziertes Kraftfahrzeug mit einer Anzeigeeinheit zum Anzeigen zumindest einer Restreichweite
US11200757B2 (en) 2019-08-16 2021-12-14 Honda Motor Co., Ltd. Systems and methods for range prediction
KR20210048299A (ko) * 2019-10-23 2021-05-03 현대자동차주식회사 전기차의 주행 가능 거리 표시 장치 및 방법
DE102019219450A1 (de) * 2019-12-12 2021-06-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Abschätzen eines Temperierungsenergieverbrauchs eines Elektrofahrzeugs, Verfahren zum Abschätzen einer Reichweite eines Elektrofahrzeugs
CN115427825A (zh) 2020-02-04 2022-12-02 日本汽车能源株式会社 电池管理装置、电池管理方法、电力储存系统
CN112744121B (zh) * 2020-04-30 2022-03-01 长城汽车股份有限公司 确定车辆续航里程的方法、系统
CN114083990B (zh) * 2020-08-25 2023-12-22 上海汽车集团股份有限公司 一种确定汽车的续驶里程的方法及装置
CN112092817B (zh) * 2020-09-23 2022-03-18 广州小鹏汽车科技有限公司 一种车辆的能耗分析方法、装置和车辆
US11814032B2 (en) 2020-12-08 2023-11-14 Ford Global Technologies, Llc Electrified vehicle control with dynamic segment-based distance-to-empty (DTE)
KR102476371B1 (ko) * 2021-01-05 2022-12-09 주식회사 현대케피코 차량의 전비 산출방법
EP4059770B1 (en) * 2021-03-16 2024-08-21 Volvo Truck Corporation A method and system for method for estimating a present energy consumption of an electrically propelled vehicle
CN113060121B (zh) * 2021-04-08 2022-06-10 中国第一汽车股份有限公司 一种混合动力汽车续驶里程计算方法及混合动力汽车
DE102021203610A1 (de) 2021-04-13 2022-10-13 Psa Automobiles Sa Energiemanagementvorrichtung und Verfahren zum Bereitstellen eines Energie-Schätzwertes eines Energiespeichers
CN113479116A (zh) * 2021-07-09 2021-10-08 东风柳州汽车有限公司 一种氢燃料电池车可续航里程的计算方法及装置
US11988517B2 (en) 2021-09-22 2024-05-21 Ford Global Technologies, Llc Vehicle system for adaptive energy consumption prediction
US12060143B2 (en) * 2022-01-12 2024-08-13 Brunswick Corporation Electric marine propulsion system and control method
FR3132957B1 (fr) * 2022-02-23 2024-05-03 Koriolan Procédé de détermination de l’autonomie énergétique d’une batterie d’un bateau
KR20240098935A (ko) * 2022-12-21 2024-06-28 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 수명 정보 제공 장치 및 그것의 동작 방법
WO2024136027A1 (ko) * 2022-12-23 2024-06-27 주식회사 엘지에너지솔루션 서버 및 그것의 주행 가능 거리 추정 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100254426B1 (ko) 1996-12-05 2000-05-01 정몽규 배터리 잔존용량을 이용한 전기자동차의 주행가능거리 표시장치 및 그 방법
KR100273535B1 (ko) * 1996-08-30 2001-01-15 정몽규 전기 자동차의 통합 관리 장치 및 그 방법
KR101091664B1 (ko) * 2010-11-30 2011-12-08 기아자동차주식회사 전기자동차 잔존 주행거리 추정방법

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3142038A1 (de) 1981-10-23 1983-05-05 GES Gesellschaft für elektrischen Straßenverkehr mbH, 4300 Essen Verfahren und anordnung zur ermittlung einer restlichen fahrreichweite bei einem elektrofahrzeug
JPH05203456A (ja) * 1992-01-28 1993-08-10 Toyota Motor Corp 航続距離算出装置
JP2791751B2 (ja) * 1994-06-30 1998-08-27 中国電力株式会社 電気自動車用鉛蓄電池の残存容量メータ及び残存容量評価方法
US6986688B1 (en) * 2003-06-06 2006-01-17 Patrick Lee Jansen Low-cost means for estimating and controlling speed of electric watercraft and trolling motors
KR20060020307A (ko) 2004-08-31 2006-03-06 현대자동차주식회사 연료전지 차량용 주행거리 계산 시스템 및 그 방법
JP2007064874A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Nissan Motor Co Ltd 二次電池の充電状態検出装置及び充電状態検出方法
CN200986955Y (zh) * 2006-09-18 2007-12-05 浙江亿源光电科技有限公司 一种电动自行车蓄电池电量显示系统
JP5020105B2 (ja) * 2008-01-10 2012-09-05 中国電力株式会社 電気自動車の節電運転支援装置及びそれを備える電気自動車
JP4893653B2 (ja) 2008-02-19 2012-03-07 トヨタ自動車株式会社 車両、二次電池の充電状態推定方法および車両の制御方法
JP4506881B2 (ja) 2008-06-19 2010-07-21 株式会社デンソー ハイブリッド車両の制御装置
JP2011095209A (ja) 2009-11-02 2011-05-12 Railway Technical Res Inst 放電量推定装置および放電量推定プログラム
JP5387854B2 (ja) * 2010-01-07 2014-01-15 三菱自動車工業株式会社 走行可能距離算出装置及びこれを用いた車両
US8121802B2 (en) * 2010-08-04 2012-02-21 Ford Global Technologies, Llc System and method for determining an expected vehicle drive range
US8433455B2 (en) 2010-10-29 2013-04-30 GM Global Technology Operations LLC Electrical vehicle range prediction
US8406948B2 (en) * 2010-11-08 2013-03-26 Ford Global Technologies, Llc Plug-in hybrid electric vehicle and method of control for providing distance to empty and equivalent trip fuel economy information
KR101154307B1 (ko) * 2010-12-03 2012-06-14 기아자동차주식회사 전기자동차의 잔존주행거리 적응형 초기값 설정 장치 및 방법
KR101154308B1 (ko) * 2010-12-03 2012-06-13 기아자동차주식회사 전기자동차의 잔존주행거리 추정 방법
US20120179395A1 (en) * 2011-01-06 2012-07-12 Ford Global Technologies, Llc Information Display System And Method
US9696176B2 (en) * 2011-01-06 2017-07-04 Ford Global Technologies, Llc Information display system and method
US8860565B2 (en) * 2011-01-06 2014-10-14 Ford Global Technlogies, Llc Information display system and method
US20130073113A1 (en) * 2011-09-16 2013-03-21 Ford Global Technologies, Llc Vehicle and method for estimating a range for the vehicle
KR101315714B1 (ko) * 2011-12-15 2013-10-14 기아자동차주식회사 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법
KR101936431B1 (ko) * 2012-03-20 2019-01-08 현대자동차주식회사 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100273535B1 (ko) * 1996-08-30 2001-01-15 정몽규 전기 자동차의 통합 관리 장치 및 그 방법
KR100254426B1 (ko) 1996-12-05 2000-05-01 정몽규 배터리 잔존용량을 이용한 전기자동차의 주행가능거리 표시장치 및 그 방법
KR101091664B1 (ko) * 2010-11-30 2011-12-08 기아자동차주식회사 전기자동차 잔존 주행거리 추정방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024035234A1 (ko) * 2022-08-12 2024-02-15 주식회사 엘지에너지솔루션 전비 분석 장치, 그를 포함하는 시스템 및 그의 동작 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130129738A (ko) 2013-11-29
JP6009271B2 (ja) 2016-10-19
DE102012214962A1 (de) 2013-11-21
DE102012214962B4 (de) 2022-03-17
CN103419787B (zh) 2018-10-02
CN103419787A (zh) 2013-12-04
US20130311016A1 (en) 2013-11-21
US9037327B2 (en) 2015-05-19
JP2013243899A (ja) 2013-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101956384B1 (ko) 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법
KR101936431B1 (ko) 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법
KR101315714B1 (ko) 전기자동차의 주행가능거리 산출 방법
CN111670340B (zh) 一种车辆剩余行驶里程的获取方法、电子设备及车辆
US9037426B2 (en) Systems and methods for determining cell capacity values in a multi-cell battery
KR101091664B1 (ko) 전기자동차 잔존 주행거리 추정방법
CN102778652B (zh) 利用置信度值来确定蓄电池的充电状态的系统和方法
JP6607255B2 (ja) バッテリ劣化度推定装置および推定方法
CN101813754B (zh) 一种用于汽车起动照明型铅酸蓄电池的状态估算方法
US20120112754A1 (en) Apparatus quantifying state-of-charge of vehicle-mounted rechargeable battery
JP2020119658A (ja) 二次電池モジュールの余寿命診断方法及び余寿命診断システム
KR101509745B1 (ko) 공조장치 소비전력 산출방법
CN103713262A (zh) 用于计算绿色车辆的可能行驶距离的系统和方法
US9539904B2 (en) Energy consumption rate in distance domain
CN111257778B (zh) 使用开路电压斜率估算电池的健康状态
CN111196180B (zh) 整车控制器、车辆及其剩余续驶里程显示方法、装置
CN111422070A (zh) 一种续航里程的检测方法、装置和新能源车辆
CN113119793A (zh) 一种车辆续驶里程计算方法及装置
KR20140060751A (ko) 전기자동차의 주행가능 거리 안내 장치 및 그 방법
KR101926872B1 (ko) 전기자동차의 잔존주행거리 추정방법
CN115139803A (zh) 新能源车剩余续航里程确定方法、装置、设备及存储介质
WO2022024847A1 (ja) 演算システム、電池の劣化予測方法、及び電池の劣化予測プログラム
KR20210138827A (ko) 전기차 기반 주행 정보 제공 서버 및 시스템
CN111487537B (zh) 修改荷电状态估计的方法和系统
KR20190011453A (ko) 전기자동차의 주행 가능 거리 추정 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant