KR102496642B1 - 배터리의 온도 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

배터리의 온도 제어 시스템 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102496642B1
KR102496642B1 KR1020170084350A KR20170084350A KR102496642B1 KR 102496642 B1 KR102496642 B1 KR 102496642B1 KR 1020170084350 A KR1020170084350 A KR 1020170084350A KR 20170084350 A KR20170084350 A KR 20170084350A KR 102496642 B1 KR102496642 B1 KR 102496642B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
battery
current
value corresponding
current value
Prior art date
Application number
KR1020170084350A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190004138A (ko
Inventor
고규범
정승면
이태우
유재석
신덕근
신진철
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
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, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020170084350A priority Critical patent/KR102496642B1/ko
Priority to US15/814,712 priority patent/US10913361B2/en
Publication of KR20190004138A publication Critical patent/KR20190004138A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102496642B1 publication Critical patent/KR102496642B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/25—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by controlling the electric load
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT 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
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1917—Control of temperature characterised by the use of electric means using digital means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/443—Methods for charging or discharging in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6571—Resistive heaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리의 온도 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류와 충전기의 허용전류에 기초하여 배터리의 승온(temperature rising) 여부를 결정함으로써, 필요한 경우에만 배터리를 승온하여 승온에 이용되는 배터리의 에너지가 불필요하게 소모되는 것을 방지하면서 배터리의 충전효율을 높일 수 있는 배터리의 온도 제어 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 배터리의 온도 제어 시스템에 있어서, 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵과 CP(Control Pilot) 듀티에 따른 허용전류 맵을 저장하는 메모리; 및 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값과 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값을 비교하여 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 온도 제어기를 포함한다.

Description

배터리의 온도 제어 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR CONTROLLING TEMPERATURE OF BATTERY AND METHOD THEREOF}
본 발명은 배터리의 온도 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온(low temperature)에서 전기 자동차용 배터리의 충전시, 필요한 경우에만 배터리를 승온(temperature rising)하여 승온에 이용되는 배터리의 에너지가 불필요하게 소모되는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다.
전기 자동차에서 동력을 제공하는 리튬폴리머 배터리(Lithium Polymer Batteries, LiPB)는, 이온 전도도가 우수한 고체 전해질을 사용하는 이차전지로서, 전해액의 누액 가능성과 폭발 위험성 및 내부저항이 낮고 에너지 밀도가 높으며 메모리 효과가 없어 완충전/완방전을 하지 않아도 수명이 저하되지 않는 장점이 있다.
이러한 리튬폴리머 배터리를 저온상태에서 충전할 경우, 양극과 음극의 과전압 상승이 비대칭적으로 증가하여 상온 충전대비 충전용량이 감소하고, 음극전압이 매우 낮은 전압으로 떨어져 금속형태의 리튬이 석출(eduction)될 수 있으며, 이를 장기적으로 반복할 경우 리튬폴리머 배터리의 성능 열화 및 내부 단락의 위험성을 가지게 된다.
따라서, 리튬폴리머 배터리의 효율적인 사용 및 안전성 확보, 내구수명 확보를 위해서는 리튬폴리머 배터리의 온도를 관리해야 한다.
하지만, 리튬폴리머 배터리의 온도를 높여주기 위해서 히터를 통해 급격히 열을 가하면 화재 및 폭발 등의 위험성이 있기 때문에 리튬폴리머 배터리의 온도 및 주위 조건에 따라 히터의 열을 효율적으로 제어해주는 시스템이 필요하다.
종래의 배터리 승온 시스템은 저온에서 배터리 충전시 배터리의 온도를 높일지 말지를 판단하지 않고 무조건 사전에 설정된 목표온도까지 배터리의 온도를 높이기 때문에, 전기 자동차에서 배터리의 승온에 이용되는 에너지가 상기 배터리로부터 공급됨을 고려할 때, 배터리의 승온이 필요하지 않은 경우에도 배터리를 승온하여 불필요한 배터리의 방전을 야기하는 문제점이 있었다.
대한민국등록특허공보 제10-0282883호
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류와 충전기의 허용전류에 기초하여 배터리의 승온(temperature rising) 여부를 결정함으로써, 필요한 경우에만 배터리를 승온하여 승온에 이용되는 배터리의 에너지가 불필요하게 소모되는 것을 방지하면서 배터리의 충전효율을 높일 수 있는 배터리의 온도 제어 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은, 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵과 CP(Control Pilot) 듀티에 따른 허용전류 맵을 저장하는 메모리; 및 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값과 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값을 비교하여 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 온도 제어기를 포함한다.
여기서, 상기 온도 제어기는 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어할 수 있다. 이때, 상기 온도 제어기는 상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정할 수도 있다.
또한, 상기 온도 제어기는 상기 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압 미만이고, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어할 수 있다. 이때, 상기 온도 제어기는 상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정할 수도 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 시스템은, 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵을 저장하는 메모리; 및 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값과 차량 네트워크를 통해 충전기로부터 수신한 허용전류 값을 비교하여 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 온도 제어기를 포함한다.
여기서, 상기 온도 제어기는 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 상기 충전기의 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어할 수 있다. 이때, 상기 온도 제어기는 상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정할 수도 있다.
또한, 상기 온도 제어기는 상기 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압 미만이고, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 상기 충전기의 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어할 수 있다. 이때, 상기 온도 제어기는 상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정할 수도 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 메모리가 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵과 CP(Control Pilot) 듀티에 따른 허용전류 맵을 저장하는 단계; 및 온도 제어기가 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값과 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값을 비교하여 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 단계는 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어할 수 있다. 상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정할 수도 있다.
또한, 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 단계는 상기 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압 미만이고, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어할 수 있다. 상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정할 수도 있다.
또한, 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 단계는, 현재 CP 듀티가 상기 허용전류 맵 상에서 유효구간을 벗어나는 경우, 차량 네트워크를 통해 충전기로부터 수신한 허용전류 값과 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값을 비교하여 배터리의 승온 여부를 결정할 수도 있다. 이때, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 상기 충전기의 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어한다. 상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정할 수도 있다. 또한, 상기 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압 미만이고, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 상기 충전기의 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어할 수도 있다. 상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류와 충전기의 허용전류에 기초하여 배터리의 승온(temperature rising) 여부를 결정함으로써, 필요한 경우에만 배터리를 승온하여 승온에 이용되는 배터리의 에너지가 불필요하게 소모되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류와 충전기의 허용전류에 기초하여 배터리의 승온(temperature rising) 여부를 결정함으로써, 필요한 경우에만 배터리를 승온하여 승온에 이용되는 배터리의 에너지가 불필요하게 소모되는 것을 방지하면서 배터리의 충전효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류와 충전기의 허용전류에 기초하여 배터리의 승온(temperature rising) 여부를 결정함으로써, 필요한 경우에만 배터리를 승온하여 불필요한 승온 동작을 수행하지 않아도 되는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 배터리의 온도 제어 시스템에 대한 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵을 나타내는 일예시도,
도 3 은 본 발명에 따른 배터리의 온도 제어 시스템에 구비된 CP 듀티에 따른 허용전류 맵을 나타내는 일예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 배터리 승온 시스템의 일실시예 구성도,
도 5 는 본 발명에 따른 배터리와 면상 히터의 구조에 대한 일예시도,
도 6 은 본 발명에 따른 배터리의 온도 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
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.
본 발명에서, 전기 자동차는 고전압 배터리의 동력으로 전기 모터를 구동시켜 주행하며, 외부의 충전소로부터 전기를 공급받아 고전압 배터리를 충전하는 차량으로서, EV(Electric Vehicle), PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 등을 포함할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 배터리의 온도 제어 시스템에 대한 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리의 온도 제어 시스템은 메모리(10), 충전기(20), 온도 제어기(30), 승온 시스템(40)을 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 메모리(10)는 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류가 기록된 맵(이하, 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵)을 저장한다. 여기서, 최대 충전전류는 배터리가 충전할 수 있는 최대 전류를 의미하는 것으로, 일례로 최대 충전전류가 200A라 가정하면 배터리는 200A 이하까지 충전할 수 있다는 것을 의미한다.
이러한 최대 충전전류 맵의 일례는 도 2에 도시된 바와 같다.
도 2 는 본 발명에 따른 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵을 나타내는 일예시도로서, 세로축은 최대 충전전류를 나타내고, 가로축은 배터리의 온도를 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이 특정 구간(일례로, 온도가 0도 ~ 50도)에서 충전전류가 가장 높고, 상기 특정 구간을 벗어나면 최대 충전전류가 점차 낮아지는 것을 알 수 있다.
또한, 메모리(10)는 CP(Control Pilot) 신호(또는 전압)의 듀티(Duty)(이하, 'CP 듀티'라 함)에 따른 충전기의 허용전류가 기록된 맵(이하, CP 듀티에 따른 허용전류 맵)을 저장한다. 여기서, 허용전류는 배터리 충전시 충전기가 허용하는 충전전류를 의미한다.
이러한 허용전류 맵의 일례는 도 3에 도시된 바와 같다.
도 3 은 본 발명에 따른 배터리의 온도 제어 시스템에 구비된 CP 듀티에 따른 허용전류 맵을 나타내는 일예시도로서, 세로축은 허용전류를 나타내고, 가로축은 CP 듀티를 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이 특정 구간(일례로, CP 듀티가 10% ~ 95%)에서는 각 CP 듀티에 상응하는(매칭된) 허용전류가 기록되어 있는데, 충전기로부터 수신한 CP 신호에 기초하여 검출한 CP 듀티가 상기 특정 구간에 포함되면 완속충전(최대 80A 이하로 충전)을 의미한다. 이때, CP 듀티가 일례로 5%이면(310) 급속충전으로 판단할 수 있다. 이 경우, 허용전류 맵을 이용하지 않고, 차량 네트워크를 통해 충전기로부터 수신한 허용전류(일례로, 125A)를 이용한다.
여기서, 차량 네트워크는 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), 플렉스레이(FlexRay), MOST(Media Oriented Systems Transport) 등을 포함한다. 또한, 급속충전의 경우 CAN(Controller Area Network) 통신을 대체하여 PLC(Power Line Communication)가 적용될 수도 있다.
결국, 메모리(10)는 상술한 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵과 CP 듀티에 따른 허용전류 맵을 저장한다.
한편, 메모리(10)는 온도 제어기(30)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 충전기(20)로부터 수신한 데이터 및 승온 시스템(40)으로 전송할 데이터 등을 임시 저장할 수도 있다.
또한, 메모리(10)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory; RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory; ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
본 발명에서는 메모리(10)를 온도 제어기(30)와 별개의 구성으로 구현한 예를 설명하지만, 메모리(10)는 온도 제어기(30) 내부에 구현될 수도 있다.
다음으로, 충전기(20)는 외부의 충전소나 가정에 구비된 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)로서, 전기 자동차의 배터리를 충전할 수 있는 ICCB(In Cable Control Box) 또는 CCID(Charging Circuit Interrupt Devive) 등을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이러한 충전기(20)는 커넥터를 통해 전기 자동차에 구비된 OBC(On-Board Charger)(도면에는 도시되어 있지 않음)와 접속되어 전압을 공급한다. 여기서, OBC는 고전압 스위치, 인덕터, 커패시터, 절연형 트랜스 포머, 릴레이 등을 포함할 수 있다.
또한, OBC는 EVSE와 연결되어 EVSE로부터 상용 교류 전원(AC)을 입력받아 직류 전원(DC)으로 변환한다. 이를 위하여 OBC는 전압 레벨을 체크하기 위해 EVSE로부터 CP(Control Pilot) 전압을 입력받는다.
다음으로, 온도 제어기(30)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 제어를 수행한다.
또한, 온도 제어기(30)는 충전기(20)로부터 수신한 CP 신호에 기초하여 CP 듀티를 검출한다.
또한, 온도 제어기(30)는 메모리(10)에 저장되어 있는 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵과 CP 듀티에 따른 허용전류 맵에 기초하여 배터리의 승온 여부를 결정하고, 아울러 목표온도를 설정한다.
예를 들어, 현재 온도에서 배터리의 최대 충전전류(충전전류 값)는 20A이고, 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류가 30A라 하면 온도 제어기(30)는 배터리의 최대 충전전류가 30A가 되도록 배터리의 온도를 높인다. 즉, 온도 제어기(30)는 배터리의 최대 충전전류가 30A가 되도록 승온 시스템(40)의 목표온도를 설정한다.
다른 예로, 현재 온도에서 배터리의 최대 충전전류가 10A이고, 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류가 6A라 하면 온도 제어기(30)는 배터리의 온도를 높이지 않는다. 이는 배터리가 이미 충전기(20)가 공급하는 허용전류를 모두 수용할 수 있기 때문에 굳이 배터리의 온도를 높여 최대 충전전류를 증가시킬 필요가 없다. 즉, 배터리의 최대 충전전류에 비해 CP 듀티에 상응하는 허용전류의 우선순위가 높다.
또한, 온도 제어기(30)는 허용전류 맵에서 CP 듀티가 유효구간(일례로 10% ~ 95%)을 벗어나는 경우 급속충전으로 판단하고, 차량 네트워크를 통해 충전기(20)로부터 수신한 허용전류와 배터리의 최대 충전전류 맵에 기초하여 배터리의 승온 여부를 결정하며, 아울러 승온 시스템(40)의 목표온도를 설정한다.
예를 들어, 현재 온도에서 배터리의 최대 충전전류가 40A이고, 충전기의 허용전류가 125A라 하면 온도 제어기(30)는 배터리의 최대 충전전류가 125A가 되도록 배터리의 온도를 높인다. 즉, 온도 제어기(30)는 배터리의 최대 충전전류가 125A가 되도록 승온 시스템(40)의 목표온도를 설정한다.
지금까지 설명한 온도 제어기(30)가 배터리의 온도를 제어하는 동작은, 배터리 셀의 컷오프 전압(충전전류가 컷 되는 전압)을 고려하지 않은 경우로서, 배터리 셀의 컷오프 전압을 고려하는 경우를 상기 설명한 온도 제어기(30)의 동작에 부가한다면, 배터리 셀의 컷오프 전압의 우선순위가 가장 높다. 여기서, 컷오프 전압은 일례로 4.14V일 수 있으나, 이는 배터리의 종류 및 특성에 따라 변할 수 있다.
예를 들어, 현재 온도에서 배터리의 최대 충전전류는 20A이고, 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류가 30A라 하더라도, 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압이면 배터리의 온도를 높이지 않는다. 물론, 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압 미만이면 온도 제어기(30)는 배터리의 최대 충전전류가 30A가 되도록 배터리의 온도를 높인다.
다른 예로, 현재 온도에서 배터리의 최대 충전전류가 40A이고, 충전기의 허용전류가 125A라 하더라도, 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압이면 배터리의 온도를 높이지 않는다. 물론, 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압 미만이면 온도 제어기(30)는 배터리의 최대 충전전류가 125A가 되도록 배터리(410)의 온도를 높인다.
여기서, 온도 제어기(30)는 승온 시스템(40) 내 BMS(440)로부터 배터리(410)의 셀 전압, 배터리(410) 셀의 컷오프 전압을 획득할 수 있다.
다음으로, 승온 시스템(40)은 온도 제어기(30)의 제어를 받아 배터리를 승온한다.
이하, 도 4를 참조하여 승온 시스템(40)의 구성에 대해 살펴보기로 한다.
도 4 는 본 발명에 따른 배터리 승온 시스템의 일실시예 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 승온 시스템은, 히터 작동을 위한 전원(411), 배터리(410)에 부착되며 발열 작동하여 배터리를 승온시키는 히터(421), 상기 전원(411)과 히터(421) 사이의 회로상에 설치되고 저항값 조정상태에 따라 히터(421)의 발열량을 조절하기 위한 가변저항기(431), 상기 전원(411)과 히터(421) 사이의 회로상에 설치되고 상기 회로를 개폐하여 히터(421)를 선택적으로 온/오프시키기 위한 히터 릴레이(432), 배터리 온도를 센싱하는 센서(412), 히터 온도를 센싱하는 센서(420), 상기 각 센서(412,420)를 통해 센싱되는 온도정보에 따라 히터(421)가 선택적으로 온/오프되도록 상기 히터 릴레이(432)의 작동을 제어하기 위한 제어신호, 및 상기 가변저항기(431)의 저항값을 조정하기 위한 제어신호를 출력하는 BMS(Battery Management System, 40)를 포함한다.
여기서, 상기 히터(421)는 배터리(410)로부터 전원을 공급받아 작동하는 면상 히터(421)로서, 상기 면상 히터(421)는 도 5에 나타낸 바와 같이 배터리(410)에 부착되어 배터리(410)의 온도를 승온시킨다.
이러한 면상 히터(421)의 작동을 위한 전원(411)은 배터리(410)로부터 제공되며, 배터리(410)의 DC 링크단에는 배터리 전원이 차량에 선택적으로 공급되도록 스위칭하는 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly, PRA)가 설치된다.
파워 릴레이 어셈블리(PRA)는 배터리(410)의 전원(411)과 히터(421) 사이를 연결하고 있는 DC 회로상에서 배터리(410)의 전원(411)을 선택적으로 개폐하도록 설치되고, 복수 개의 고전압 릴레이와 퓨즈로 구성된다.
이때, 파워 릴레이 어셈블리(PRA)는 주 전원접점인 두 개의 고전압 메인 릴레이(433,434), 퓨즈(435), 그리고 히터(421)를 선택적으로 작동시키기 위한 히터 릴레이(승온 릴레이)(432)를 포함한다.
파워 릴레이 어셈블리(PRA)의 각 릴레이(432,433,434)들은 BMS(440)가 출력하는 릴레이 제어신호에 따라 온/오프 동작하도록 구비되는데, 여기서 제어부(440)는 배터리 상태정보를 수집하는 배터리 제어기(Battery Management System, BMS)가 될 수 있다.
BMS(440)는 온도 제어기(30)로부터의 제어신호에 따라 배터리(410)의 온도를 조절한다.
BMS(440)는 각 센서(412,420)를 통해 센싱되는 배터리 온도(배터리 셀 온도)와 히터 온도를 입력받도록 되어 있으며, 더불어 센서(412,420)를 통해 센싱되는 온도정보, 특히 배터리 온도에 따라 히터 릴레이(432)를 온/오프 제어하기 위한 제어신호를 출력할 수도 있다.
BMS(440)는 가변저항기(431)의 저항값을 조정하기 위한 제어신호를 출력하는데, 배터리(410)의 전원(411)과 히터(421) 사이의 회로(전원공급회로) 상에 가변저항기(431)가 설치되고, 이때 가변저항기(31)는 BMS(440)의 제어신호에 의해 저항값이 조정된다.
BMS(440)는 각 센서(412,420)를 통해 센싱되는 배터리 온도와 히터 온도에 기초하여 가변저항기(431)의 저항값을 조정하기 위한 제어신호를 출력할 수도 있다.
BMS(440)는 배터리 셀의 전압, 전류, 온도, 충전상태(State of Charge, SOC) 등 배터리 상태정보를 수집하면서, 수집되는 배터리 상태정보를 충/방전 제어 등에 이용하거나, 차량 제어 또는 충전 제어 등에 이용될 수 있도록 차량 내/외부의 타 제어기에 제공할 수도 있다.
BMS(440)는 OBC로부터 전원을 공급받아 미리 설정된 프로그램에 따라 차량용 배터리(410)의 충전 여부를 결정할 수 있다. 이때, BMS(440)는 충전 여부를 결정하기 위해 OBC가 수신한 CP 전압을 샘플링하여 전압 레벨의 평균값을 계산한다. 이러한 목적을 위하여, BMS(440)는 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있다.
배터리(410)는 하이브리드 차량이나 전기 자동차에 장착되어 구동 모터에 전원을 공급한다. 상기 배터리(410)는 배터리의 필요 용량에 따라 셀(Cell)을 직렬로 연결하여 하나의 팩(Pack) 형태로 구성되는 배터리 팩일 수 있다.
도 6 은 본 발명에 따른 배터리의 온도 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 온도 제어기(30)에 의해 수행되는 과정을 나타낸다.
먼저, 메모리(10)가 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵과 CP(Control Pilot) 듀티에 따른 허용전류 맵을 저장한다(601).
이후, 온도 제어기(30)가 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압 미만인지를 판단한다(602).
상기 판단결과(602), 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압 이상이면 종료한다. 즉, 배터리 셀 전압이 컷오프 전압 이상이면 배터리의 온도에 의한 디레이팅(derating)이 아닌 배터리의 열화에 의한 디레이팅으로 판단하여 배터리의 온도를 조절하지 않는다.
상기 판단결과(602), 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압 미만이면, 충전기(20)로부터 수신되는 CP 신호에 기초하여 CP 듀티를 검출한다(603). 이렇게 검출된 CP 듀티를 현재 CP 듀티라 칭한다.
이후, 상기 검출된 현재 CP 듀티가 상기 메모리(10)에 저장되어 있는 CP 듀티에 따른 허용전류 맵 상에서 유효구간에 포함되는지 판단한다(604). 이때, CP 듀티에 따른 허용전류 맵 상에서 현재 CP 듀티와 매칭된 허용전류가 존재하면 현재 CP 듀티는 유효구간에 포함되는 것으로 판단하고, 현재 CP 듀티와 매칭된 허용전류가 존재하지 않으면 현재 CP 듀티는 유효구간에 포함되지 않는 것으로 판단한다.
상기 판단결과(604), 유효구간에 포함되면 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값 미만인지를 판단한다(605). 이때, 배터리의 현재 온도는 승온 시스템(40) 내 BMS(440)로부터 획득할 수 있다.
상기 판단결과(605), 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값 이상이면 종료한다.
상기 판단결과(605), 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값 미만이면, 배터리를 승온하도록 승온 시스템(40)을 제어한다(606).
상기 판단결과(604), 유효구간에 포함되지 않으면 차량 네트워크를 통해 충전기(20)로부터 허용전류 값을 수신한다(607).
이후, 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 상기 충전기의 허용전류 값 미만인지를 판단한다(608).
상기 판단결과(608), 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 상기 충전기의 허용전류 값 미만이면 '606' 과정으로 진행하고, 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 상기 충전기의 허용전류 값 이상이면 종료한다.
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 : 메모리
20 : 충전기
30 : 온도 제어기
40 : 승온 시스템

Claims (20)

  1. 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵과 CP(Control Pilot) 듀티에 따른 허용전류 맵을 저장하는 메모리; 및
    상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값과 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값을 비교하여 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 온도 제어기를 포함하되,
    상기 온도 제어기는,
    상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어하고,
    상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정하는 것을 특징으로 하는 배터리의 온도 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵과 CP(Control Pilot) 듀티에 따른 허용전류 맵을 저장하는 메모리; 및
    상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값과 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값을 비교하여 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 온도 제어기를 포함하되,
    상기 온도 제어기는,
    상기 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압 미만이고, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어하고,
    상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정하는 것을 특징으로 하는 배터리의 온도 제어 시스템.
  5. 삭제
  6. 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵을 저장하는 메모리; 및
    상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값과 차량 네트워크를 통해 충전기로부터 수신한 허용전류 값을 비교하여 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 온도 제어기를 포함하되,
    상기 온도 제어기는,
    상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 상기 충전기의 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어하고,
    상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정하는 것을 특징으로 하는 배터리의 온도 제어 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵을 저장하는 메모리; 및
    상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값과 차량 네트워크를 통해 충전기로부터 수신한 허용전류 값을 비교하여 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 온도 제어기를 포함하되,
    상기 온도 제어기는,
    상기 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압 미만이고, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 상기 충전기의 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어하고,
    상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정하는 것을 특징으로 하는 배터리의 온도 제어 시스템.
  10. 삭제
  11. 메모리가 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵과 CP(Control Pilot) 듀티에 따른 허용전류 맵을 저장하는 단계; 및
    온도 제어기가 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값과 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값을 비교하여 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 단계는,
    상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어하는 단계; 및
    상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정하는 단계
    를 포함하는 배터리의 온도 제어 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 메모리가 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵과 CP(Control Pilot) 듀티에 따른 허용전류 맵을 저장하는 단계; 및
    온도 제어기가 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값과 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값을 비교하여 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 단계는,
    상기 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압 미만이고, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어하는 단계; 및
    상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정하는 단계
    를 포함하는 배터리의 온도 제어 방법.
  15. 삭제
  16. 메모리가 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵과 CP(Control Pilot) 듀티에 따른 허용전류 맵을 저장하는 단계; 및
    온도 제어기가 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값과 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값을 비교하여 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 단계는,
    현재 CP 듀티가 상기 허용전류 맵 상에서 유효구간을 벗어나는 경우, 차량 네트워크를 통해 충전기로부터 수신한 허용전류 값과 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값을 비교하여 배터리의 승온 여부를 결정하는 단계;
    상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 상기 충전기의 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어하는 단계; 및
    상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정하는 단계
    를 포함하는 배터리의 온도 제어 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 메모리가 전기 자동차용 배터리의 온도에 따른 최대 충전전류 맵과 CP(Control Pilot) 듀티에 따른 허용전류 맵을 저장하는 단계; 및
    온도 제어기가 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값과 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값을 비교하여 상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 배터리의 승온 여부를 결정하는 단계는,
    상기 배터리의 셀 전압이 컷오프 전압 미만이고, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 충전기의 허용전류 값 미만이면 상기 배터리를 승온하도록 승온 시스템을 제어하는 단계; 및
    상기 배터리의 승온 시, 상기 배터리의 현재 온도에 상응하는 최대 충전전류 값이 현재 CP 듀티에 상응하는 허용전류 값이 되도록 상기 승온 시스템의 목표온도를 설정하는 단계
    를 포함하는 배터리의 온도 제어 방법.
  20. 삭제
KR1020170084350A 2017-07-03 2017-07-03 배터리의 온도 제어 시스템 및 그 방법 KR102496642B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170084350A KR102496642B1 (ko) 2017-07-03 2017-07-03 배터리의 온도 제어 시스템 및 그 방법
US15/814,712 US10913361B2 (en) 2017-07-03 2017-11-16 Battery temperature control system and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170084350A KR102496642B1 (ko) 2017-07-03 2017-07-03 배터리의 온도 제어 시스템 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190004138A KR20190004138A (ko) 2019-01-11
KR102496642B1 true KR102496642B1 (ko) 2023-02-07

Family

ID=64734360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170084350A KR102496642B1 (ko) 2017-07-03 2017-07-03 배터리의 온도 제어 시스템 및 그 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10913361B2 (ko)
KR (1) KR102496642B1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107210615B (zh) * 2016-01-05 2019-09-13 Oppo广东移动通信有限公司 快速充电方法、移动终端和适配器
CN111845456B (zh) * 2019-08-20 2021-07-20 北京嘀嘀无限科技发展有限公司 电池温度的控制方法和装置
US11402418B2 (en) * 2019-09-09 2022-08-02 International Business Machines Corporation Time-domain reflectometry protocol for sensors
CN114074550A (zh) * 2020-08-10 2022-02-22 中兴通讯股份有限公司 车辆热失控处理方法、装置、车辆和计算机可读存储介质
US11680918B2 (en) * 2020-09-25 2023-06-20 Google Llc Thermal gradient battery monitoring system and methods
KR20220052185A (ko) 2020-10-20 2022-04-27 현대자동차주식회사 빅데이터를 이용한 차량 배터리 승온 시스템 및 방법
CN112382806B (zh) * 2020-11-11 2021-11-05 北京理工大学 实现内外部联合加热的锂离子动力电池系统及控制方法
KR102632192B1 (ko) * 2021-05-25 2024-02-06 케이지씨 주식회사 배터리 팩 온도 제어 방법 및 시스템
FR3133953B1 (fr) * 2022-03-25 2024-04-12 Psa Automobiles Sa Procede de recharge d’une batterie d’un dispositif
CN116430082B (zh) * 2023-04-10 2023-11-14 珠海浩阳科技有限公司 一种智能调节测试温度的蓄电池质量检测设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013005520A (ja) * 2011-06-14 2013-01-07 Mitsubishi Motors Corp 車両の暖機制御装置
US20170057376A1 (en) * 2014-02-21 2017-03-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power storage system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100282883B1 (ko) 1997-12-09 2001-04-02 정몽규 전기자동차의주배터리충전온도조절장치및조정방법
JP5652331B2 (ja) 2011-05-30 2015-01-14 スズキ株式会社 電池温調システムおよび電池充電システム
KR102034817B1 (ko) 2012-12-27 2019-10-21 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 온도 관리 장치를 포함하는 배터리 팩 시스템 및 그 제어 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013005520A (ja) * 2011-06-14 2013-01-07 Mitsubishi Motors Corp 車両の暖機制御装置
US20170057376A1 (en) * 2014-02-21 2017-03-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power storage system

Also Published As

Publication number Publication date
US10913361B2 (en) 2021-02-09
US20190001828A1 (en) 2019-01-03
KR20190004138A (ko) 2019-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102496642B1 (ko) 배터리의 온도 제어 시스템 및 그 방법
US10044080B2 (en) Battery temperature raising system and control method thereof
EP3573174B1 (en) Battery pack heating apparatus and method of battery pack heating control
US9933491B2 (en) Electric storage system
EP2994989B1 (en) Pre-charging and voltage supply system for a dc-ac inverter
KR102224592B1 (ko) 매트릭스 구조의 배터리 팩을 갖는 전기 자동차용 배터리 장치
US20110291481A1 (en) Power source apparatus with fuse-implemented over-current cut-off
US10809305B2 (en) System and method for detecting and responding to a battery over-discharge condition within a vehicle
KR20140123164A (ko) 배터리 밸런싱 장치 및 방법
CN203631703U (zh) 一种电动汽车电池加热系统的控制电路
CN102473982A (zh) 锂离子二次电池系统及电池包
EP3232049B1 (en) Automobile starting control system and automobile
JP2018026300A (ja) 充電システム
KR101641762B1 (ko) 프리차지 저항 및 릴레이 파손 방지 장치 및 방법
CN103123995A (zh) 一种车用电池加热保温系统
KR20210050462A (ko) 자동차의 고전압 배터리
CN111063950A (zh) 充电方法和充电系统
JP5626190B2 (ja) 蓄電システム
CN110816311B (zh) 用于运行电池组系统的方法和电动车辆
CN111934038B (zh) 一种电池加热装置及加热方法
JP2013160539A (ja) 蓄電システム
CN116368706A (zh) 动力电池的加热方法和加热系统
CN208723604U (zh) 具有分级使用功能的电池管理系统
CN112829636A (zh) 使用统计分析来平衡牵引电池的电池单元
KR20210044026A (ko) 쌍안정릴레이를 이용한 병렬 전지팩 제어시스템 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant