KR102496195B1 - 차량의 능동형 전력 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

차량의 능동형 전력 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량에 탑재된 배터리의 상태에 따라 차량 전력을 능동적으로 관리하고 제어하는 차량의 능동형 전력 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 차량에 탑재된 배터리의 상태 정보를 기초로 상기 배터리와 연계되어 작동하는 차량 시스템의 작동 모드를 여러 단계로 분류하고 변경 제어함으로써, 차량에 탑재되는 배터리의 성능 변경에 따른 차량 시스템의 오작동을 근본적으로 방지하고 차량 연비를 효과적으로 향상시킬 수 있는 차량의 능동형 전력 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

Description

차량의 능동형 전력 제어 시스템 및 방법 {System and method for actively controlling power of vehicles}
본 발명은 차량의 능동형 전력 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 차량에 탑재된 배터리의 상태에 따라 차량 전력을 능동적으로 관리하고 제어하는 차량의 능동형 전력 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 연비 향상을 위한 다양한 기술이 적용되고 있으며, 연비 향상을 위한 차량 기술로서 발전제어 시스템 및 ISG 시스템 등이 적용되고 있다.
차량의 발전제어 시스템은 엔진 회전력을 이용하여 전기를 발전하는 알터네이터의 출력을 배터리 충전 상태 등에 따라 제어하여 발전 효율을 높임으로써 연비를 향상시킬 수 있도록 구성된다.
그리고, 차량의 ISG 시스템은 주행 중 차량이 일시 정지하게 될 때 엔진 구동을 멈추었다가 차량이 출발할 때 다시 자동으로 시동을 걸어 엔진을 구동함으로써 엔진 공회전 시 낭비하는 연료를 절감하여 연비를 향상시킬 수 있도록 구성된다.
최근 이러한 발전제어 시스템과 ISG 시스템에서 배터리 방전량(DOD, Depth Of Discharge)이 증가함에 따라 일반적인 표준형 배터리(예를 들어, SLI 배터리 등) 대비 방전 성능 등이 우수한 고성능 배터리(예를 들어, AGM 배터리 등)가 사용되고 있다.
상기 고성능 배터리를 탑재하는 차량의 경우, 배터리 교체 시에 상기 고성능 배터리의 성능에 상당하는 성능을 갖는 배터리를 사용해야 한다.
만약, 배터리 교체 주기가 도래하여 사용자가 배터리를 교체할 때 비용 등의 문제로 인해 상기 고성능 배터리보다 성능이 떨어지는 표준형 배터리를 사용하게 되면, 시스템의 전기 사용량에 비해 배터리의 전기 공급량이 적어 시스템 오작동의 문제가 발생하며, 또한 배터리 수명이 급격하게 단축되는 문제가 발생한다. 이러한 문제는 차량의 연비 감소와 잦은 배터리 교체를 초래하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량에 탑재된 배터리의 상태 정보를 기초로 상기 배터리와 연계되어 작동하는 차량 시스템의 작동 모드를 여러 단계로 분류하고 변경 제어함으로써, 차량에 탑재되는 배터리의 성능 변경에 따른 차량 시스템의 오작동을 근본적으로 방지하고 차량 연비를 효과적으로 향상시킬 수 있는 차량의 능동형 전력 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
이에 본 발명에서는, 차량 배터리의 내부저항 및 충전전류를 기초로 상기 배터리의 성능 상태를 판단하는 배터리센서와; 상기 배터리센서에서 수신한 배터리 성능 상태 신호를 기초로 상기 배터리와 연계되어 작동하는 차량 시스템의 작동 모드를 구분하여 제어하는 제어기;를 포함하는 차량의 능동형 전력 제어 시스템을 제공한다.
구체적으로, 상기 제어기는, 배터리의 실시간 성능이 초기 성능 대비 제1기준치 이상 및 제2기준치 미만(제1기준치 < 제2기준치) 감소한 것으로 판단되는 배터리센서의 신호를 수신하면, 상기 차량 시스템의 작동 모드를 시스템 작동 중에도 배터리 충전을 우선으로 하여 배터리 충전이 가능하도록 하는 전력 특화 모드로 제어하며,
상기 배터리센서는, 배터리의 내부저항이 제1저항임계치(B)를 초과하는 동시에 제2저항임계치(A) 이하(A>B)인 조건과, 상기 배터리의 충전전류가 전류임계치 미만인 조건이 만족되면, 배터리의 실시간 성능이 초기 성능 대비 제1기준치 이상 및 제2기준치 미만 감소한 것으로 판단한다.
또한, 상기 제어기는, 배터리의 실시간 성능이 초기 성능 대비 제1기준치 미만 감소한 것으로 판단되는 배터리센서의 신호를 수신하면, 상기 차량 시스템의 작동 모드를 배터리 충전보다 시스템 작동을 우선으로 하는 연비 특화 모드로 제어하며, 상기 연비 특화 모드는 배터리의 충전상태(SOC)가 SOC 임계치를 초과하는 조건을 만족할 때 배터리 충전보다 차량 시스템의 작동을 우선으로 하는 시스템 모드를 말한다. 이때 상기 배터리센서는, 배터리의 내부저항이 제1저항임계치(B)를 초과하는 동시에 제2저항임계치(A) 이하인 조건과 상기 배터리의 충전전류가 전류임계치 이상인 조건이 만족되거나, 또는 배터리의 내부저항이 제1저항임계치 이하인 조건이 만족되면, 배터리의 실시간 성능이 초기 성능 대비 상기 제1기준치 미만 감소한 것으로 판단한다.
아울러, 상기 배터리센서는 배터리의 내부저항이 제2저항임계치를 초과하면 상기 배터리의 실시간 성능이 초기 성능 대비 제2기준치 이상 감소한 것으로 판단하고 클러스터를 통해 사용자에게 배터리 교체가 필요함을 알릴 수 있다.
한편, 본 발명에서는, 배터리센서에서 검출한 차량 배터리의 내부저항 및 충전전류를 기초로 상기 배터리의 성능 상태를 판단하는 단계와; 상기 배터리센서에서 수신한 배터리 성능 상태 신호를 기초로 제어기가 상기 배터리와 연계되어 작동하는 차량 시스템의 작동 모드를 구분하여 제어하는 단계;를 포함하는 차량의 능동형 전력 제어 방법도 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 차량에 탑재된 배터리의 상태에 따라 차량 시스템의 작동 모드를 전력 특화 모드와 연비 특화 모드 중 선택된 어느 하나의 모드로 능동적으로 변경 제어하게 되며, 그에 따라 차량 시스템이 배터리 상태에 따른 최적의 작동 모드로 제어됨으로써 차량 연비 향상 효과를 극대화할 수 있고, 또한 상기 배터리의 성능 변경에 따른 차량 시스템의 오작동을 근본적으로 방지할 수 있으며, 아울러 배터리 성능에 상관없이 다양한 종류의 배터리를 차량에 탑재가능하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 능동형 전력 제어 시스템을 나타낸 구성도
도 2는 본 발명에 따른 차량의 능동형 전력 제어 방법을 나타낸 순서도
도 3은 본 발명에 따른 차량의 능동형 전력 제어 시에 배터리의 내부저항(Ri) 값에 따른 배터리 방전량(DOD, Depth Of Discharge)을 나타낸 그래프
이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.
알려진 바와 같이, 배터리는 용량 및 종류에 따라 내부저항이 상이하고 내구성능이 우수할수록 내부저항이 작은 값을 가지며, 배터리 내구가 진행될수록 내부저항이 증가하여 충전전류가 감소하고 결국 충전시간이 증가하게 된다. 또한 AGM 배터리 등과 같은 고성능 배터리는, SLI 배터리 등과 같은 일반적인 표준형 배터리(혹은 저성능 배터리) 대비, 내부저항이 낮아 시동 성능이 우수하고 충전전류가 높아 충전시간이 짧으며 방전 성능이 우수한 장점 등이 있다.
그런데, 상기 고성능 배터리의 초기 성능을 기준으로 설계된 차량 시스템의 경우, 상대적으로 성능이 낮은 표준형 배터리를 사용하면 시스템 오작동 및 배터리 수명 단축 등의 문제가 발생한다.
이에 본 발명에서는 차량에 탑재된 배터리의 상태 정보(내부저항 및 충전전류량 등)를 기초로 상기 배터리와 연계된 차량 시스템의 작동 모드를 여러 단계로 분류하고 배터리의 상태에 따라 선택된 작동 모드로 차량 시스템의 작동을 최적 제어함으로써 차량 연비 향상 효과를 극대화하고 배터리의 성능 변경에 따른 시스템 오작동을 근본적으로 방지할 수 있도록 한다.
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 차량의 능동형 전력 제어 시스템을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량의 능동형 전력 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 능동형 전력 제어 시스템은, 차량에 탑재된 배터리의 실시간 성능 상태를 판정할 수 있는 배터리센서(10)와, 상기 배터리센서(10)에서 수신한 배터리 상태 신호를 기초로 상기 배터리와 연계하여 작동하는 차량 시스템의 작동 모드를 결정하고 제어하는 제어기(20), 및 상기 배터리 상태 신호를 기초로 배터리의 성능 불량을 사용자에게 선택적으로 알리는 클러스터(30)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 배터리센서(10)는 차량의 시동 전원 등으로서 사용되는 차량 배터리의 내부저항과 충전전류, 충전량(SOC)(%), 양단전압(OCV) 등을 측정할 수 있도록 차량에 설치되며, 상기 측정한 정보 중 내부저항과 충전전류를 기초로 차량 배터리의 실시간 성능 상태를 판단할 수 있다.
상기 충전전류는 단위시간당 배터리에 충전되는 전류량을 말하며, 충전전류의 측정은 안정화된 전류를 기준으로 이루어지는 것이 바람직하고, 예를 들어 주행 중 엔진이 아이들(IDLE) 상태에 진입한 뒤 1분이 경과한 시점에 충전되는 전류량일 수 있다.
이러한 배터리센서(10)는 실시간으로 판단한 배터리 성능 상태 정보를 상기 제어기(20)와 클러스터(30)에 전송한다. 상기 배터리센서(10)는 배터리의 내부저항 값을 기초로 상기 배터리의 내구성능 상태를 판단할 수 있고, 상기 배터리의 충전전류 값을 기초로 배터리의 충전성능을 판단할 수 있다.
상기 클러스터(30)는 차량 실내에 설치되어 차량의 다양한 상태 정보를 표시할 수 있는 계기판으로서, 배터리센서(10)에서 전송되는 정보가 교체가 필요한 수준으로 배터리 성능 상태가 불량하다고 판단하는 플래그(제3상태 신호)를 포함하고 있으면 배터리 교체가 필요함을 알리는 정보를 출력하여 사용자가 인지할 수 있도록 표시한다.
상기 제어기(20)는 배터리센서(10)에서 전송되는 배터리 상태 신호에 따라 차량 시스템의 작동 모드를 제어하는 것으로서, 예를 들어 차량에 탑재된 제어기 중 엔진과 관련된 제반 구성의 전반적인 제어를 수행하는 엔진제어기일 수 있다.
상기 차량 시스템은 차량에 탑재되어 배터리와 연계하여 작동하는 시스템으로서, 구체적으로 배터리의 전력을 사용하여 작동하거나 또는 배터리의 전력이 축적되도록 작동하여서 시스템 동작 중에 배터리를 방전시키거나 충전시키게 되는 시스템을 말하며, 예를 들어 ISG(IDLE STOP & GO) 시스템 및 발전제어 시스템 등을 포함한다.
알려진 바와 같이, 상기 ISG 시스템은 주행 중 차량이 일시 정지하게 될 때 엔진 구동을 멈추고 차량이 출발할 때 다시 자동으로 시동을 걸어 엔진을 구동시킬 수 있는 차량 시스템이며, 시동 전원으로서 상기 배터리를 사용한다. 그리고, 상기 발전제어 시스템은 엔진 회전력을 이용하여 전기를 발전하는 알터네이터의 출력을 배터리 충전 상태 등에 따라 배터리 충전량을 제어할 수 있는 차량 시스템으로서, 상기 알터네이터의 발전 전기로 배터리를 충전시킬 수 있다.
상기 제어기(20)는 배터리의 실시간 성능이 설정된 초기 성능(차량 시스템의 설계 시에 설정된 배터리 초기 성능) 대비 제1기준치 미만으로 미미하게 감소하여 양호한 것으로 판단되는 정보(제1상태 신호)를 배터리센서(10)에서 수신하면 배터리 충전보다 시스템 작동을 우선으로 하는 연비 특화 모드로 차량 시스템의 작동 모드를 제어하고, 상기 배터리의 실시간 성능이 설정된 초기 성능 대비 제1기준치 이상 및 제2기준치 미만(제1기준치 < 제2기준치)만큼 감소한 것으로 판단되는 정보(제2상태 신호)를 배터리센서(10)에서 수신하면 차량 시스템의 미작동 시는 물론이고 작동 중에도 배터리 충전이 가능하도록 하는 전력 특화 모드로 차량 시스템의 작동 모드를 제어한다. 상기 초기 성능 값은 배터리센서(10)의 메모리에 입력 저장되어 있다.
또한, 상기 제어기(20)는 배터리센서(10)의 메모리 상황에 따라 배터리 성능 상태를 직접 판단할 수도 있다. 예를 들어, 상기 배터리센서(10)의 메모리가 부족하여 상기 초기 성능 값 및 측정값(배터리의 내부저항, 충전전류, SOC(%), OCV 등) 등을 저장하고 배터리 성능 상태를 판단하기 어려운 경우, 제어기(20)가 상기 측정값을 전송받아 배터리센서(10) 대신 배터리 성능 상태를 판단할 수 있다. 이 경우 제어기(20)는 직접 판단한 배터리 성능 상태가 불량이면 해당 플래그 신호(제3상태 신호)를 클러스터(30)에 전송하며, 또한 상기 제어기(20)의 메모리에는 상기 초기 성능 값이 저장되어 있다.
여기서, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 능동형 전력 제어 방법을 좀더 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 차량 시동이 걸린 상태에서 먼저 배터리센서(10)가 배터리의 내부저항, 충전전류, SOC(%), OCV 등을 측정한다(S10,S11).
상기 배터리센서(10)는 배터리의 내부저항 값을 설정된 제2저항임계치(A)과 비교하고(S12), 비교 결과 상기 내부저항 값이 제2저항임계치(A)를 초과하면 배터리의 실시간 성능 상태가 상기 배터리의 초기 성능 대비 교체가 필요한 정도의 수준으로 제2기준치 이상 크게 감소하여 불량한 상태인 것으로 판단하고(S13), 그 판단 결과에 따른 배터리 상태 신호(플래그를 포함하는 신호, 제3상태 신호)를 클러스터(30)에 전송하여, 상기 클러스터(30)가 전송받은 배터리 상태 신호(제3상태 신호)를 근거로 배터리 교체가 필요함을 알리는 시각적 정보를 출력 표시하여 사용자에게 인지시킬 수 있도록 한다(S14).
또한, 상기 배터리센서(10)는 배터리의 내부저항 값을 설정된 제2저항임계치(A)와 비교한 결과(S12) 상기 내부저항 값이 제2저항임계치(A) 이하이면 배터리의 내부저항 값을 제1저항임계치(B)와도 비교하고(S15), 비교 결과 상기 배터리의 내부저항 값이 제1저항임계치(B)를 초과하면, 상기 배터리의 충전전류 값을 설정된 전류임계치(α)와 비교한다(S16). 비교 결과, 상기 배터리의 충전전류 값이 전류임계치(α) 미만이면, 배터리센서(10)는 배터리의 내구가 진행되어 충전전류 및 충전성능이 감소한 것으로 판단하고(S17), 그 판단 결과에 따른 배터리 상태 신호(제2상태 신호)를 제어기(20)에 전송한다.
다시 말해, 상기 배터리센서(10)는 배터리의 내부저항 값이 제1저항임계치(B)를 초과하는 동시에 제2저항임계치(A) 이하인 조건을 만족하고, 상기 배터리의 충전전류 값이 전류임계치(α) 미만인 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 배터리의 충전성능이 상시 충전이 필요한 수준으로 감소한 것으로 판단하고(S17) 그에 따른 배터리 상태 신호(제2상태 신호)를 제어기(20)에 송신한다.
여기서, 상기 제2저항임계치(A)는 배터리의 내부저항이 증가하여 배터리의 충전성능이 교체가 필요한 수준으로 크게 감소된 것으로 판단할 수 있는 경계값으로서 설정되고, 상기 제1저항임계치(B)는 배터리의 내부저항이 증가하여 배터리의 충전성능이 감소된 것으로 판단되나 아직 배터리 교체가 필요하지 않은 정도까지 충전성능이 감소된 것으로 판단할 수 있는 경계값으로서 제2저항임계치(A)보다 일정치 이상 작은 값으로 설정될 수 있다. 이때 상기 제1저항임계치(B) 및 제2저항임계치(A)는 배터리센서(10)의 메모리(또는 제어기의 메모리)에 입력된 배터리의 내부저항 초기값에 따라 산출 결정되며, 상기 내부저항 초기값은 차량에 최초 탑재된 배터리의 내부저항 초기값이다. 아울러, 상기 배터리의 내부저항이 증가하는 경우에는 배터리의 교체로 인해 내부저항 값이 증가(변경)된 경우도 포함된다. 예를 들어, 최초 탑재된 배터리가 AGM 배터리와 같이 고성능을 가지는 배터리이고, 상기 배터리 대신 교체된 배터리가 SLI 배터리와 같이 상대적으로 저성능을 가지는 배터리인 경우에도 배터리의 내부저항 값이 증가할 수 있다.
한편, 상기 S17 단계에서의 판단 결과에 따른 배터리 상태 신호(제2상태 신호)를 수신한 제어기(20)는, 상기 배터리와 연계되어 작동하는 차량 시스템의 작동 모드를 상시 배터리 충전이 가능하도록 하는 전력 특화 모드로 제어한다(S18).
상기 전력 특화 모드로 동작하는 차량 시스템은 시스템 미작동 시는 물론이고 시스템 작동 중에도 배터리 충전이 가능한 상황이면 시스템 작동과 상관없이 배터리 충전이 항시 이루어질 수 있도록 한다. 다시 말해, 상기 전력 특화 모드에 진입한 차량 시스템은 배터리 충전이 가능한 조건이면 배터리 방전을 발생시키는 시스템 작동을 제한/중단하거나 최소화하고 배터리 충전이 바로 수행되도록 한다. 즉, 차량 시스템은 배터리 충전이 필요하여 전력 특화 모드에 진입하게 되는 경우 배터리 충전이 가능한 조건이 되면 배터리 충전을 후순위로 제한하여 지연시키지 않고 상시/바로 배터리 충전이 수행되도록 한다.
이에 따라, 상기 전력 특화 모드에 진입한 차량 시스템은 시스템 동작이 필요한 조건과 배터리 충전이 가능한 조건이 모두 만족되는 경우, 배터리 충전을 먼저 수행하거나 또는 배터리 충전과 시스템 동작이 동시에 수행될 수 있다. 좀더 말하면, ISG 시스템과 발전제어 시스템 등을 포함하는 차량 시스템이 상기 전력 특화 모드에 진입한 경우, 배터리 충전을 위한 조건이 만족되면, 배터리 방전을 초래하는 시스템 작동을 차단하거나 또는 상기 시스템 작동을 위한 배터리 방전을 최소화하고 바로 배터리 충전이 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 배터리센서(10)에 의해 상기 S15 단계에서 배터리의 내부저항 값이 제1저항임계치(B) 이하인 것으로 판단되거나 또는 상기 S16 단계에서 배터리의 충전전류가 전류임계치(α) 이상인 것으로 판단되면, 다시 말해 상기 배터리의 내부저항이 제1저항임계치(B) 이하이거나 또는 배터리의 내부저항이 제2저항임계치(A)를 초과하되 상기 배터리의 충전전류가 전류임계치(α) 이상인 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 상기 배터리센서(10)는 배터리의 충전성능이 양호하여 배터리 충전을 수행하지 않아도 되는 상태인 것(즉, 배터리 충전이 불필요한 것)으로 판단하고(S19) 그 판단 결과에 근거한 배터리 성능 상태 신호(제1상태 신호)를 제어기(20)에 전송한다.
상기 배터리 성능 상태 신호(제1상태 신호)를 수신한 제어기(20)는 차량 시스템(배터리에 연계하여 작동하는 차량 시스템)의 작동 모드를 배터리 충전보다 시스템 동작을 우선으로 하는 연비 특화 모드로 제어한다(S20).
상기 연비 특화 모드로 작동하는 차량 시스템은 배터리 충전이 가능한 조건이더라도 시스템 동작이 요구되는 상황이면 먼저 시스템 동작을 수행하고 상기 시스템 동작이 완료된 이후에도 충전이 가능한 상황이면 배터리 충전을 수행할 수 있도록 한다. 다시 말해, 상기 연비 특화 모드에 진입한 차량 시스템은 시스템 동작이 필요한 조건과 배터리 충전이 가능한 조건이 모두 만족되는 경우 먼저 시스템 동작이 이루어질 수 있도록 배터리 충전을 제한하고 시스템 동작이 완료된 이후에 배터리 충전을 수행할 수 있도록 한다. 예를 들어, ISG 시스템의 경우 배터리를 사용하여 엔진 시동을 걸어야 하는 조건일 때 상기 엔진 시동을 거는 시스템 동작을 수행한 이후에 배터리 충전이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 제어기(20)에 의해 차량 시스템이 연비 특화 모드에 진입하는 경우, 상기 제어기(20)는 배터리센서(10)에서 측정한 배터리 충전상태(SOC) 값을 설정된 SOC 임계치와 비교하고(S21), 비교 결과 배터리 SOC 값이 상기 SOC 임계치를 초과하면, 차량 시스템이 요구된 시스템 동작을 수행(시작)할 수 있도록 차량 시스템에 제어기(20)의 허가신호가 전송되고, 상기 허가신호를 수신한 차량 시스템이 요구된 시스템 동작을 수행하게 된다(S22). 그리고, 상기 비교 결과 배터리 SOC 값이 SOC 임계치 이하이면 차량 시스템은 상기 배터리 SOC 값이 설정된 SOC 임계치를 초과할 때까지 대기하고(미동작하고)(S23) 상기 차량 시스템이 대기하는 동안 상기 SOC 임계치에 도달할 때까지 배터리 충전이 수행된다. 상기 SOC 임계치는 배터리 충전상태(SOC)가 양호하여 배터리 충전이 불필요하다고 판단되는 값으로 설정될 수 있다.
첨부된 도 3은 배터리의 내부저항(Ri) 값에 따른 배터리 방전량(DOD, Depth Of Discharge)을 나타낸 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 배터리의 내부저항(Ri)이 증가할수록 단위시간당 배터리 방전량(DOD)이 증가하게 되며, 그에 따라 배터리의 내구성능과 방전성능 및 충전성능 등과 같은 배터리 성능이 감소하게 된다. 상기 배터리 성능이 감소됨에 따라 차량 시스템을 연비 특화 모드와 전력 특화 모드 중에 선택된 모드로 작동시키거나 또는 배터리 교체를 유도함으로써 차량 전력을 효율적으로 제어하고 차량 연비를 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 또한 상기 배터리의 성능 변경(감소)에 따른 차량 시스템의 오작동을 방지할 수 있게 된다.
다시 말해, 배터리 성능 상태가 충전이 불필요한 수준으로 양호한 경우 연비 특화 모드로 차량 시스템을 제어함으로써 차량의 연비 향상 효과를 극대화할 수 있고, 차량 설계에 따라 차량에 최초 탑재된 배터리의 초기 성능 대비 실시간 배터리 성능이 약화/감소된 경우 또는 상기 초기 성능 대비 저성능의 배터리로 교체가 발생한 경우 교체된 배터리의 성능에 맞게 전력 특화 모드로 차량 시스템의 작동 모드가 제어됨으로써 배터리의 급격한 내구 감소를 방지하여 배터리의 내구성능을 유지하고 배터리 성능 변경에 따른 차량 시스템의 오작동을 방지할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명에서는 차량에 탑재된 배터리의 상태 정보를 기초로 배터리의 성능 상태를 3단계로 분류하여 판단할 수 있으며, 그 판단 결과에 따라 배터리의 충전 및 시스템의 작동 모드를 능동적으로 제어하여 배터리 충전이 효율적으로 수행되고 차량 시스템의 작동 모드가 배터리 성능 상태에 따른 최적 모드로 제어됨으로써 차량 연비를 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 또한 배터리의 교체 필요 여부를 결정하여 사용자에게 알림으로써 상기 배터리의 성능 변경(감소)에 따른 차량 시스템의 오작동을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 배터리 성능(내구성능, 충전성능, 방전성능 등)에 상관없이 다양한 종류의 배터리를 차량에 탑재가능하게 된다.
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 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : 배터리센서
20 : 제어기
30 : 클러스터

Claims (9)

  1. 차량 배터리의 내부저항 및 충전전류를 기초로 상기 배터리의 성능 상태를 판단하는 배터리센서;
    상기 배터리센서에서 수신한 배터리 성능 상태 신호를 기초로, 상기 배터리와 연계되어 작동하는 차량 시스템의 작동 모드를 구분하여 제어하는 제어기;를 포함하며,
    상기 제어기는, 배터리의 실시간 성능이 초기 성능 대비 제1기준치 이상 및 제2기준치 미만(제1기준치 < 제2기준치) 감소한 것으로 판단되는 배터리센서의 신호를 수신하면, 상기 차량 시스템의 작동 모드를 시스템 작동 중에도 배터리 충전이 가능하도록 하는 전력 특화 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 전력 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리센서는, 배터리의 내부저항이 제1저항임계치(B)를 초과하는 동시에 제2저항임계치(A) 이하인 조건(A > B)과 상기 배터리의 충전전류가 전류임계치 미만인 조건이 만족되면, 배터리의 실시간 성능이 초기 성능 대비 상기 제1기준치 이상 및 제2기준치 미만 감소한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 전력 제어 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기는, 배터리의 실시간 성능이 초기 성능 대비 제1기준치 미만 감소한 것으로 판단되는 배터리센서의 신호를 수신하면, 상기 차량 시스템의 작동 모드를 배터리 충전보다 시스템 작동을 우선으로 하는 연비 특화 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 전력 제어 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 연비 특화 모드는 배터리의 충전상태(SOC)가 SOC 임계치를 초과하는 조건을 만족할 때 배터리 충전보다 차량 시스템의 작동을 우선으로 하는 시스템 모드인 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 전력 제어 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 배터리센서는, 배터리의 내부저항이 제1저항임계치(B)를 초과하는 동시에 제2저항임계치(A) 이하인 조건과 상기 배터리의 충전전류가 전류임계치 이상인 조건이 만족되면, 배터리의 실시간 성능이 초기 성능 대비 상기 제1기준치 미만 감소한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 전력 제어 시스템.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 배터리센서는, 배터리의 내부저항이 제1저항임계치 이하인 조건이 만족되면, 배터리의 실시간 성능이 초기 성능 대비 상기 제1기준치 미만 감소한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 전력 제어 시스템.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 배터리센서는 배터리의 내부저항이 제2저항임계치를 초과하면 상기 배터리의 실시간 성능이 초기 성능 대비 제2기준치 이상 감소한 것으로 판단하고 클러스터를 통해 사용자에게 배터리 교체가 필요함을 알리는 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 전력 제어 시스템.
  9. 배터리센서에서 검출한 차량 배터리의 내부저항 및 충전전류를 기초로 상기 배터리의 성능 상태를 판단하는 단계;
    상기 배터리센서에서 수신한 배터리 성능 상태 신호를 기초로 제어기가 상기 배터리와 연계되어 작동하는 차량 시스템의 작동 모드를 구분하여 제어하는 단계;를 포함하며,
    상기 제어기는, 배터리의 실시간 성능이 초기 성능 대비 제1기준치 이상 및 제2기준치 미만(제1기준치 < 제2기준치) 감소한 것으로 판단되는 배터리센서의 신호를 수신하면, 상기 차량 시스템의 작동 모드를 시스템 작동 중에도 배터리 충전이 가능하도록 하는 전력 특화 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 전력 제어 방법.
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