KR102444851B1 - 전지의 냉각 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

전지의 냉각 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 냉각 제어 방법은 전지의 현재 온도(Tbat) 및 상기 전지의 현재 온도(Tbat) 이전에 측정된 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교하여 온도 상승값을 계산하고, 상기 온도 상승값에 따라 냉각 팬의 PWM(pulse width modulation) 기본 값을 조정하여 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 변화시키며, 상기 전지의 현재 온도(Tbat)와 상기 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교하여 온도 상승값을 계산하는 과정 및 그에 따른 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정하는 과정을 기 결정된 시간 단위로 수행하는 과정을 포함함으로써, 전지의 온도가 상승하는 상태를 미리 예측하고 실제 전지가 고온 상태에 도달하기 전에 냉각 팬의 성능을 상승시켜 고속 주행 등의 급격한 온도 변화 상황에서 전지의 열 관리를 효율적으로 할 수 있다.

Description

전지의 냉각 제어 방법 {Method for Controlling Cooling of Battery}
본 발명의 실시예들은 전지의 냉각 제어 방법과 관련된다.
가솔린, 경유 등의 화석 연료를 사용하는 차량의 가장 큰 문제점 중의 하나는 대기오염을 유발한다는 점이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서 차량의 동력원을 충방전이 가능한 이차전지로 사용하는 기술이 관심을 끌고 있다.
따라서, 배터리 만으로 운행될 수 있는 전기자동차(EV), 배터리와 기존 엔진을 병용하는 하이브리드 전기자동차(HEV) 등이 개발되었고, 일부는 상용화되어 있다. EV, HEV 등의 동력원으로서의 이차전지는 주로 니켈 금속수소(Ni-MH) 전지가 주로 사용되고 있지만, 최근에는 리튬 이온전지의 사용도 연구되고 있다.
이러한 이차전지가 EV, HEV 등의 동력원으로 사용되기 위해서는 고출력 대용량이 요구되는 바, 이를 위하여 다수의 소형 이차전지(단위전지)를 직렬 또는 병렬로 연결하여 전지군을 형성하고 다시 다수의 전지군을 병렬 또는 직렬로 연결하여 하나의 전지팩으로 형성하여 사용하고 있다.
그러나, 이와 같은 고출력 대용량 전지는 충방전 과정에서 다량의 열을 발생시킨다는 문제점을 가지고 있다. 충방전 과정에서 발생한 단위전지의 열이 효율적으로 제거되지 못하면, 열축적이 일어나고 결과적으로 단위전지의 열화를 초래한다.
또한, 전지팩의 온도가 과도하게 저하되는 경우에는 단위전지내의 전기화학적 반응에 많은 저항요소들이 작용하여 전지의 성능이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 고출력 대용량의 전지인 전지팩에서 단위전지의 효율적인 작동을 위한 온도 제어가 요구된다.
전지팩의 그러한 온도 제어 방법으로서 종래기술에서는, 전지의 효율적 작동을 위한 온도 범위(Trng)와 전지의 최대 허용온도(Tmax) 및 최저 허용 온도(Tmin)를 각각 설정하여, 전지팩의 온도가 Tmax 이상이 될 때에는 냉각 팬을 작동하고 반대로 Tmin 이하가 될 때에는 공조 시스템의 히터를 작동하여 전지팩의 온도를 Trng 로 유지하는 방법이 사용되고 있다.
일부 선행기술에서는 Trng 와 Tmax 의 온도 구간과 Trng 와 Tmin 의 온도구간을 세분화하여 팬의 구동률을 조절하는 방법을 더 포함하고 있다.
그러나, 이러한 종래기술의 방법은 팬의 작동으로 공급되는 공기의 냉각 또는 가열 효율이 고려되지 않고 전지팩의 온도변화만을 감지하여 팬이 작동되므로, 팬의 구동 대비 온도 제어의 효율이 현격히 낮다.
예를 들어, 팬의 구동에 의해 유입되는 공기의 온도가 높은 경우에는 팬의 높은 구동률에도 불구하고 냉각 효과가 미비하다.
더욱이, 이러한 종래기술은 고속으로 주행하는 환경에서 급격한 온도 상승 환경을 예측하는 것이 매우 어려우므로, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10- 2012-0117470호 (2012.10.24.)
본 발명의 실시예들은 전지의 온도 상승값 또는 온도 상승률을 계산하여 전지의 온도가 상승하는 상태를 미리 예측하고 실제 전지가 고온 상태에 도달하기 전에 냉각 팬의 성능을 상승시키기 위한 전지의 냉각 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 상기 전지의 현재 온도(Tbat) 이전에 측정된 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교하여 온도 상승값을 계산하고, 상기 온도 상승값에 따라 냉각 팬의 PWM(pulse width modulation) 기본 값을 조정하여 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 변화시키며, 상기 전지의 현재 온도(Tbat)와 상기 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교하여 온도 상승값을 계산하는 과정 및 그에 따른 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정하는 과정을 기 결정된 시간 단위로 수행하는, 전지의 냉각 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 냉각 팬은, 상기 전지의 현재 온도(Tbat)에 따라 냉각 팬의 PWM 기본값이 세분화될 수 있다.
또한, 상기 냉각 팬은 상기 전지의 현재 온도(Tbat)가 28° 미만인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값이 0%이며, 상기 냉각 팬은 상기 전지의 현재 온도(Tbat)가 30° 이상 33° 미만인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값이 20%이고, 상기 냉각 팬은 상기 전지의 현재 온도(Tbat)가 33° 이상 36° 미만인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값이 40%이며, 상기 냉각 팬은 상기 전지의 현재 온도(Tbat)가 36° 이상 38° 미만인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값이 50%이고, 상기 냉각 팬은 상기 전지의 현재 온도(Tbat)가 38° 이상 40° 미만인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값이 60%이며, 상기 냉각 팬은 상기 전지의 현재 온도(Tbat)가 40° 이상인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값이 70%로서 최대 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 전지의 현재 온도(Tbat) 및 상기 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교한 온도 상승값이 0.5° 미만이거나 상기 냉각 팬의 PWM 기본값이 최대 값일 경우, 현재 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 유지될 수 있다.
또한, 상기 전지의 현재 온도(Tbat) 및 상기 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교한 온도 상승값이 0.5° 이상 0.8° 미만인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 제 1레벨 증가시켜 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 상승시킬 수 있다.
또한, 상기 냉각 팬의 PWM 값의 제 1 레벨 증가는, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 5% 증가시키는 것일 수 있다.
또한, 상기 전지의 현재 온도(Tbat) 및 상기 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교한 온도 상승값이 0.8° 이상 1° 미만인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 제 2 레벨 증가시켜 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 상승시킬 수 있다.
또한, 상기 냉각 팬의 PWM 값의 제 2 레벨 증가는, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 10% 증가시키는 것일 수 있다.
또한, 상기 전지의 현재 온도(Tbat) 및 상기 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교한 온도 상승값이 1° 이상인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 제 3레벨 증가시켜 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 상승시킬 수 있다.
또한, 상기 냉각 팬의 PWM 값의 제 3 레벨 증가는, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 15% 증가시키는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전지의 현재 온도(Tbat), 상기 전지의 현재 온도(Tbat) 이전에 측정된 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1), 상기 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1) 이전에 측정된 전지의 제 2 이전 온도(Tpre2)를 비교하여 온도 상승값 또는 온도 상승율을 계산하고, 상기 온도 상승값 또는 온도 상승률에 따라 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정하여 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 변화시키며, 상기 전지의 현재 온도(Tbat), 상기 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1) 및 상기 전지의 제 2 이전 온도(Tpre2)를 비교하여 온도 상승값 또는 온도 상승률을 계산하는 과정 및 그에 따른 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정하는 과정을 기 결정된 시간 단위로 수행하는, 전지의 냉각 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 전지의 현재 온도(Tbat) 및 상기 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1)를 비교한 온도 상승값이 0.5° 이하인 경우, 현재 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 유지할 수 있다.
또한, 상기 전지의 현재 온도(Tbat) 및 상기 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1)를 비교한 온도 상승값이 0.5°를 초과하는 경우, 상기 전지의 온도 상승률((Tbat - Tpre1)/(Tpre1 - Tpre2))을 계산하여 상기 냉각 팬의 PWM 기본 값을 조정하여 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 변화시킬 수 있다.
또한, 상기 전지의 온도 상승률((Tbat - Tpre1)/(Tpre1 - Tpre2))이 1.1 미만인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 제 1 레벨 증가시켜 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 상승시킬 수 있다.
또한, 상기 냉각 팬의 PWM 값의 제 1 레벨 증가는, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 5% 증가시키는 것일 수 있다.
또한, 상기 전지의 온도 상승률((Tbat - Tpre1)/(Tpre1 - Tpre2))이 1.1 이상인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 제 2 레벨 증가시켜 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 상승시킬 수 있다.
또한, 상기 냉각 팬의 PWM 값의 제 2 레벨 증가는, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 10% 증가시키는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전지의 냉각 제어 방법으로서, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 상기 전지의 현재 온도(Tbat) 이전에 측정된 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교하여 온도 상승값을 계산하고, 상기 온도 상승값에 따라 냉각 팬의 PWM(pulse width modulation) 기본 값을 조정하여 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 변화시키며, 상기 전지의 현재 온도(Tbat)와 상기 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교하여 온도 상승값을 계산하는 과정 및 그에 따른 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정하는 과정을 기 결정된 시간 단위로 수행하는 과정을 포함함으로써, 전지의 온도가 상승하는 상태를 미리 예측하고 실제 전지가 고온 상태에 도달하기 전에 냉각 팬의 성능을 상승시켜 고속 주행 등의 급격한 온도 변화 상황에서 전지의 열 관리를 효율적으로 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 냉각 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지의 냉각 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도 이다
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 냉각 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다. 도시된 흐름도에서는 전지의 냉각 제어 방법을 복수 개의 과정으로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 과정들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 과정 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 과정들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 과정이 부가되어 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 냉각 제어 방법(100)은, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 현재 온도(Tbat) 이전에 측정된 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교하여 온도 상승값을 계산하는 과정, 온도 상승값에 따라 냉각 팬의 PWM(pulse width modulation) 기본 값(PWM duty비)을 조정하여 냉각 팬의 냉각 성능을 변화시키는 과정을 포함할 수 있다.
이때, 전지의 현재 온도(Tbat)와 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교하여 온도 상승값을 계산하는 과정 및 그에 따른 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정하는 과정은 기 결정된 시간 단위로 수행될 수 있다.
상기에서, 기 결정된 시간 단위는 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 60초 단위로 전지의 현재 온도(Tbat)의 측정하고, 이전에 측정된 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교하여 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정할 수 있다.
구체적으로, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 현재 온도(Tbat) 이전에 측정된 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교하여 온도 상승값을 계산하는 과정은 도 1에 예시되어 있는 바와 같이, 전지의 현재 온도(Tbat)를 측정하는 과정(S101) 및 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 현재 온도(Tbat) 이전에 측정된 전지의 이전 온도(Tpre) 차이를 계산하는 과정(S102)을 포함할 수 있다.
또한, 온도 상승값에 따라 냉각 팬의 PWM 기본 값을 조정하여 냉각 팬의 냉각 성능을 변화시키는 과정은, 후술하는 예시에서 설명하는 바와 같이, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 현재 온도(Tbat) 이전에 측정된 전지의 이전 온도(Tpre) 차이를 계산하는 과정(S102)에 따라 PWM 기본값을 유지하는 과정(S103), PWM 기본값에 제 1 레벨을 증가시키는 과정(S104), PWM 기본값에 제 2 레벨을 증가시키는 과정(S105), PWM 기본값에 제 3 레벨을 증가시키는 과정(S106)으로 구분할 수 있고, 과정(S103), (S104), (S105), (S106)에 따라 냉각 팬의 PWM 기본값이 조정되어 전지를 냉각하는 과정(S107)을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에서 설명한 PWM 기본값은, 예를 들어, 냉각 팬 모터를 PWM 펄스를 이용하여 제어하는 것으로서, PWM 펄스의 출력 듀 티에 따라 냉각 팬 모터에 인가되는 구동 전원을 스위칭하여 회전 속도를 제어하는 것으로 정의할 수 있다.
또한, 냉각 팬 모터는 다단으로 회전 속도를 제어할 수 있으며, 냉각 팬 PWM 기본값에 따른 회전 속도에 대응하는 PWM 펄스의 출력 듀티를 조절하여 냉각 팬 모터에 인가되는 전류를 제어함으로써 회전 속도를 제어하는 것일 수 있다.
따라서, 냉각 팬 PWM 기본값이 증가하는 경우, 회전 속도가 증가하는 방식으로 냉각 팬의 성능이 상승될 수 있으며, 본 발명에서 냉각 팬의 구체적인 구조 및 냉각 팬 모터를 제어하는 구체적인 방식의 경우, 통상의 어떠한 구조 및 방식을 따르더라도 무방하므로, 냉각 팬 PWM에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 냉각 팬은, 전지의 현재 온도(Tbat)에 따라 냉각 팬의 PWM 기본값이 세분화될 수 있다.
구체적으로, 냉각 팬은 전지의 현재 온도(Tbat)가 28° 미만인 경우, 냉각 팬의 PWM 기본값이 0%일 수 있으며, 전지의 현재 온도(Tbat)가 30° 이상 33° 미만인 경우, 냉각 팬의 PWM 기본값이 20%일 수 있고, 전지의 현재 온도(Tbat)가 33° 이상 36° 미만인 경우, 냉각 팬의 PWM 기본값이 40%일 수 있으며, 전지의 현재 온도(Tbat)가 36° 이상 38° 미만인 경우, 냉각 팬의 PWM 기본값이 50%일 수 있고, 전지의 현재 온도(Tbat)가 38° 이상 40° 미만인 경우, 냉각 팬의 PWM 기본값이 60%일 수 있으며, 전지의 현재 온도(Tbat)가 40° 이상인 경우, 냉각 팬의 PWM 기본값이 70%으로서 최대 값을 가질 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 냉각 제어 방법(100)은, 측정된 전지의 현재 온도(Tbat)에 따라 냉각 팬의 PWM 기본값이 설정될 수 있고, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 현재 온도(Tbat) 이전에 측정된 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교하여 측정된 온도 상승값에 따라 전지의 급격한 온도 상승을 예측하고, 냉각 팬의 기 설정된 PWM 기본값을 증가시켜 냉각 팬의 성능을 미리 상승시킬 수 있다.
앞서 설명한 냉각 팬의 PWM 기본값은 구체적인 수치 범위로서 정의하였으나, 적용되는 전지의 종류 및 크기에 따라 냉각에 필요한 냉각 팬의 PWM 기본값이 달리질 수 있으며, 필요에 따라 기 설정된 냉각 팬의 PWM 기본값을 온도 범위에 따라 좀더 세분화하여 설정할 수 있음은 물론이다.
한편, 하나의 구체적인 예에서, 상기 과정(S103)을 설명하면, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교한 온도 상승값이 0.5° 미만이거나 냉각 팬의 PWM 기본값이 최대 값일 경우, 현재 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 유지될 수 있다.
예를 들어, 전지의 현재 온도(Tbat)가 33°도 이고, 전지의 이전 온도(Tpre)가 32.8°인 경우, 기 설정한 냉각 팬의 PWM 기본값에 따라, 냉각 팬의 PWM 기본값이 20%일 수 있고, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교한 온도 상승값이 0.5° 미만이므로, 냉각 팬의 PWM 기본값을 변화하지 않을 수 있다.
또한, 전지의 현재 온도(Tbat)가 42°도 이고, 전지의 이전 온도(Tpre)가 41°인 경우, 기 설정한 냉각 팬의 PWM 기본값에 따라, 냉각 팬의 PWM 기본값이 70%으로서 최대 값을 가질 수 있고, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교한 온도 상승값과 상관 없이, 냉각 팬의 PWM 기본값이 최대값이므로, 냉각 팬의 PWM 기본값을 변화하지 않을 수 있다.
즉, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교한 온도 상승값을 통해 전지의 온도가 급격히 상승하는 환경이 아님라고 판단되는 경우, 또는 이미 냉각 팬의 PWM 기본값이 최대값으로 더 이상 냉각 팬의 성능을 상승시킬 수 없다고 판단되는 경우, 냉각 팬의 PWM 기본값을 유지할 수 있으며, 이러한 환경의 판단을 위한 수치 범위는 필요에 따라 조절이 가능하다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 과정(S104)를 설명하면, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교한 온도 상승값이 0.5° 이상 0.8° 미만인 경우, 냉각 팬의 PWM 기본값을 제 1레벨 증가시켜 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 상승시킬 수 있다.
이때, 냉각 팬의 PWM 기본값의 제 1 레벨 증가는, 냉각 팬의 PWM 기본값을 5% 증가시키는 것일 수 있다.
예를 들어, 전지의 현재 온도(Tbat)가 33°도 이고, 전지의 이전 온도(Tpre)가 32.5°인 경우, 기 설정한 냉각 팬의 PWM 기본값에 따라, 냉각 팬의 PWM 기본값이 20%일 수 있고, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교한 온도 상승값이 0.5° 이상 0.8° 미만이므로, 냉각 팬의 PWM 기본값을 20%에서 제 1 레벨 증가한 25%로 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정하고, 그에 따라 냉각 팬의 성능을 상승시킬 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 과정(105)를 설명하면, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교한 온도 상승값이 0.8° 이상 1° 미만인 경우, 냉각 팬의 PWM 기본값을 제 2 레벨 증가시켜 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 상승시킬 수 있다.
이때, 냉각 팬의 PWM 기본값의 제 2 레벨 증가는, 냉각 팬의 PWM 기본값을 10% 증가시키는 것일 수 있다.
예를 들어, 전지의 현재 온도(Tbat)가 35°도 이고, 전지의 이전 온도(Tpre)가 32.2°인 경우, 기 설정한 냉각 팬의 PWM 기본값에 따라, 냉각 팬의 PWM 기본값이 40%일 수 있고, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교한 온도 상승값이 0.8° 이상 1° 미만이므로, 냉각 팬의 PWM 기본값을 40%에서 제 2 레벨 증가한 50%으로 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정하고, 그에 따라 냉각 팬의 성능을 상승시킬 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 과정(S106)을 설명하면, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교한 온도 상승값이 1° 이상인 경우, 냉각 팬의 PWM 기본값을 제 3레벨 증가시켜 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 상승시킬 수 있다.
이때, 냉각 팬의 PWM 기본값의 제 3 레벨 증가는, 냉각 팬의 PWM 기본값을 15% 증가시키는 것일 수 있다.
예를 들어, 전지의 현재 온도(Tbat)가 37°도 이고, 전지의 이전 온도(Tpre)가 35°인 경우, 기 설정한 냉각 팬의 PWM 기본값에 따라, 냉각 팬의 PWM 기본값이 50%일 수 있고, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교한 온도 상승값이 1° 이상이므로, 냉각 팬의 PWM 기본값을 50%에서 제 3 레벨 증가한 65%으로 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정하고, 그에 따라 냉각 팬의 성능을 상승시킬 수 있다.
앞서 설명한 냉각 팬의 PWM 기본값 조정을 위한 (S103), (S104), (S105), (S106)은 구체적인 수치 범위로서 정의하였으나, 적용되는 전지의 종류 및 크기에 따라 전지의 냉각에 필요한 냉각 팬의 PWM 기본값 조정이 달리질 수 있으며, 필요에 따라 제 1 레벨, 제 2 레벨, 제 3 레벨 증가를 위한 온도 범위를 좀더 세분화하여 설정할 수 있음은 물론이다.
도 2에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지의 냉각 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다. 도시된 흐름도에서는 전지의 냉각 제어 방법을 복수 개의 과정으로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 과정들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 과정 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 과정들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 과정이 부가되어 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지의 냉각 제어 방법(200)은, 전지의 현재 온도(Tbat), 전지의 현재 온도(Tbat) 이전에 측정된 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1), 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1) 이전에 측정된 전지의 제 2 이전 온도(Tpre2)를 비교하여 온도 상승값 또는 온도 상승율을 계산하는 과정, 온도 상승값 또는 온도 상승률에 따라 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정하여 냉각 팬의 냉각 성능을 변화시키는 과정을 포함할 수 있다.
이때, 전지의 현재 온도(Tbat), 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1) 및 전지의 제 2 이전 온도(Tpre2)를 비교하여 온도 상승값 또는 온도 상승률을 계산하는 과정 및 그에 따른 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정하는 과정은 기 결정된 시간 단위로 수행할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 기 결정된 시간 단위는 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 60초 단위로 전지의 현재 온도(Tbat)의 측정하고, 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1) 및 전지의 제 2 이전 온도(Tpre2)를 비교하여 냉각 팬의 PWM 값을 조정할 수 있다.
구체적으로, 전지의 현재 온도(Tbat), 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1) 및 전지의 제 2 이전 온도(Tpre2)를 비교하여 온도 상승값 또는 온도 상승률을 계산하는 과정은 도 2에 예시되어 있는 바와 같이, 전지의 현재 온도(Tbat)를 측정하는 과정(S201) 및 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 현재 온도(Tbat) 이전에 측정된 전지의 이전 온도(Tpre1) 차이를 계산하는 과정(S202)을 포함할 수 있다.
또한, 후술하는 예시에서 설명하는 바와 같이, 상기 과정(S202)에서 전지의 현재 온도(Tbat), 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1) 및 전지의 제 2 이전 온도(Tpre2) 상승값이 0.5° 이하인 경우, PWM 기본값을 유지하는 과정(S203)을 포함할 수 있다.
한편, 온도 상승값 또는 온도 상승률에 따라 냉각 팬의 PWM 기본 값을 조정하여 냉각 팬의 냉각 성능을 변화시키는 과정은, 후술하는 예시에서 설명하는 바와 같이, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 현재 온도(Tbat) 이전에 측정된 전지의 이전 온도(Tpre1) 차이를 계산하는 과정(S202)에 따라 다시 전지의 온도 상승률((Tbat - Tpre1)/(Tpre1 - Tpre2))을 계산하는 과정(S204)을 포함할 수 있고, 전지의 온도 상승률((Tbat - Tpre1)/(Tpre1 - Tpre2))을 계산하는 과정(S204)에 따라, PWM 기본값에 제 1 레벨을 증가시키는 과정(S205), PWM 기본값에 제 2 레벨을 증가시키는 과정(S206)으로 구분할 수 있으며, 과정(S203), (S205), (S206)에 따라 냉각 팬의 PWM 기본값이 조정되어 전지를 냉각하는 과정(S207)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지의 냉각 제어 방법(200)은, 전지의 현재 온도(Tbat), 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1) 및 제 2 이전 온도(Tpre2)로 구분되는 세 개의 구간에 대해서 온도 상승값 또는 온도 상승률을 계산하여 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정하므로, 전지의 급격한 온도 변화 상태를 예측하여 냉각 팬의 성능을 상승시킬 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 과정(S203)을 설명하면, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1)를 비교한 온도 상승값이 0.5° 이하인 경우, 현재 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 유지할 수 있다.
예를 들어, 전지의 현재 온도(Tbat)가 33°도 이고, 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1)가 32.8°인 경우, 기 설정한 냉각 팬의 PWM 기본값에 따라, 냉각 팬의 PWM 기본값이 20%일 수 있고, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1)를 비교한 온도 상승값이 0.5° 이하이므로, 제 2 이전 온도(Tpre2)를 고려하지 않고, 냉각 팬의 PWM 기본값을 변화하지 않을 수 있다.
반면에, 전지의 현재 온도(Tbat) 및 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1)를 비교한 온도 상승값이 0.5°를 초과하는 경우, 전지의 온도 상승률((Tbat - Tpre1)/(Tpre1 - Tpre2))을 계산하여 냉각 팬의 PWM 기본 값을 조정하여 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 변화시킬 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 과정(S205)를 설명하면, 전지의 온도 상승률((Tbat - Tpre1)/(Tpre1 - Tpre2))이 1.1 미만인 경우, 냉각 팬의 PWM 기본값을 제 1 레벨 증가시켜 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 상승시킬 수 있다.
이때 냉각 팬의 PWM 기본값의 제 1 레벨 증가는, 냉각 팬의 PWM 기본값을 5% 증가시키는 것일 수 있다.
예를 들어, 전지의 현재 온도(Tbat)가 33°도 이고, 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1)가 32.4°, 전지의 제 2 이전 온도가 30° 인 경우, 기 설정한 냉각 팬의 PWM 기본값에 따라, 냉각 팬의 PWM 기본값이 20%일 수 있고, 전지의 온도 상승률((Tbat - Tpre1)/(Tpre1 - Tpre2))이 0.25로서, 1.1 미만이므로, 냉각 팬의 PWM 기본값을 20%에서 제 1 레벨 증가한 25%로 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정하고, 그에 따라 냉각 팬의 성능을 상승시킬 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 과정(S206)을 설명하면, 전지의 온도 상승률((Tbat - Tpre1)/(Tpre1 - Tpre2))이 1.1 이상인 경우, 냉각 팬의 PWM 기본값을 제 2 레벨 증가시켜 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 상승시킬 수 있다.
이때, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값의 제 2 레벨 증가는, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 10% 증가시키는 것일 수 있다.
예를 들어, 전지의 현재 온도(Tbat)가 35°도 이고, 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1)가 30°, 전지의 제 2 이전 온도가 29° 인 경우, 기 설정한 냉각 팬의 PWM 기본값에 따라, 냉각 팬의 PWM 기본값이 40%일 수 있고, 전지의 온도 상승률((Tbat - Tpre1)/(Tpre1 - Tpre2))이 5로서, 1.1 이상이므로, 냉각 팬의 PWM 기본값을 40%에서 제 2 레벨 증가한 50%으로 냉각 팬의 PWM 기본값을 조정하고, 그에 따라 냉각 팬의 성능을 상승시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100, 200: 전지의 냉각 제어 방법

Claims (17)

  1. 전지의 현재 온도(Tbat)에 따라 냉각 팬의 PWM(pulse width modulation) 기본 값을 설정하는 단계;
    상기 전지의 현재 온도(Tbat) 및 상기 전지의 현재 온도(Tbat) 이전에 측정된 전지의 이전 온도(Tpre)를 비교하여 온도 상승값을 계산하는 단계; 및
    상기 온도 상승값에 따라 냉각 팬의 상기 설정된 PWM 기본 값을 조정하는 단계; 를 포함하고,
    상기 설정된 PWM 기본값을 조정하는 단계는,
    상기 온도 상승값이 제1 임계값 미만이면, 상기 설정된 PWM 기본값을 유지하는 단계;
    상기 온도 상승값이 제1 임계값 이상 제2 임계값 미만이면, 상기 설정된 PWM 기본값을 제1 레벨 증가시키는 단계;
    상기 온도 상승값이 제2 임계값 이상 제3 임계값 미만이면, 상기 설정된 PWM 기본값을 제2 레벨 증가시키는 단계; 및
    상기 온도 상승값이 제3 임계값 이상이면, 상기 설정된 PWM 기본값을 제3 레벨 증가시키는 단계; 를 포함하는, 전지의 냉각 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 팬의 PWM 기본 값을 설정하는 단계는,
    상기 전지의 현재 온도(Tbat)가 28° 미만인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 0%로 설정하는 단계;
    상기 전지의 현재 온도(Tbat)가 30° 이상 33° 미만인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 20%로 설정하는 단계;
    상기 전지의 현재 온도(Tbat)가 33° 이상 36° 미만인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 40%로 설정하는 단계;
    상기 전지의 현재 온도(Tbat)가 36° 이상 38° 미만인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 50%로 설정하는 단계;
    상기 전지의 현재 온도(Tbat)가 38° 이상 40° 미만인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 60%로 설정하는 단계; 및
    상기 전지의 현재 온도(Tbat)가 40° 이상인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 70%로 설정하는 단계; 를 포함하는, 전지의 냉각 제어 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 설정된 PWM 기본값을 조정하는 단계는,
    상기 설정된 PWM 기본값이 최대 값일 경우, 상기 설정된 PWM 기본값을 유지하는 단계; 를 포함하는, 전지의 냉각 제어 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 임계값은 0.5°이고, 상기 제2 임계값은 0.8°이고, 상기 제3 임계값은 1°인, 전지의 냉각 제어 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 레벨은 5%이고, 상기 제2 레벨은 10%이고, 상기 제3 레벨은 15%인, 전지의 냉각 제어 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 전지의 현재 온도(Tbat)와 상기 전지의 현재 온도(Tbat) 이전에 측정된 전지의 제 1 이전 온도(Tpre1)를 비교하여 온도 상승값을 계산하는 단계;
    상기 온도 상승값이 소정 임계값 이하인 경우, 현재 냉각 팬의 PWM 기본값을 유지하는 단계;
    상기 온도 상승값이 소정 임계값을 초과하는 경우, 상기 제1 이전 온도(Tpre1)와 상기 제 1 이전 온도(Tpre1) 이전에 측정된 전지의 제 2 이전 온도(Tpre2)의 차이에 대한 상기 현재 온도(Tbat)와 상기 제1 이전 온도(Tpre1)의 차이의 비인 상기 전지의 온도 상승률((Tbat - Tpre1)/(Tpre1 - Tpre2))을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 온도 상승률에 따라 상기 냉각 팬의 PWM 기본 값을 조정하여 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 변화시키는 단계; 를 포함하는, 전지의 냉각 제어 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 소정 임계값은 0.5°인, 전지의 냉각 제어 방법.
  13. 삭제
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 냉각 팬의 냉각 성능을 변화시키는 단계는,
    상기 전지의 온도 상승률((Tbat - Tpre1)/(Tpre1 - Tpre2))이 1.1 미만인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 제 1 레벨 증가시켜 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 상승시키는, 전지의 냉각 제어 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제 1 레벨은 5%인, 전지의 냉각 제어 방법.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 냉각 팬의 냉각 성능을 변화시키는 단계는,
    상기 전지의 온도 상승률((Tbat - Tpre1)/(Tpre1 - Tpre2))이 1.1 이상인 경우, 상기 냉각 팬의 PWM 기본값을 제 2 레벨 증가시켜 상기 냉각 팬의 냉각 성능을 상승시키는, 전지의 냉각 제어 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제 2 레벨은 10%인, 전지의 냉각 제어 방법.
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