KR102586442B1 - 차량의 배터리 관리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 배터리 관리 방법에 관한 것으로서, 배터리 사용과 관련한 간접적인 지표만을 이용하여 리프레쉬 로직의 진입을 판단하는 것이 아닌, 실제적인 차량 사용 조건을 반영하여 최적의 리프레쉬 작동을 수행할 수 있도록 한 배터리 리프레쉬 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 차량 시동 후 최근의 정해진 기간 내 차량 운행빈도와 기온 정보에 상응하는 리프레쉬 가중치를 결정하는 단계; 상기 결정된 리프레쉬 가중치를 미리 설정된 판정 표준값에 곱하여 리프레쉬 작동 조건 값을 새로이 결정하는 단계; 이전의 리프레쉬 작동 조건 값을 상기 새로이 결정된 리프레쉬 작동 조건 값으로 업데이트 하는 단계; 및 이후 배터리 사용량 및 차량 시동 횟수, 배터리의 저 SOC(state of charge) 상태 판정 횟수가 상기 업데이트 된 리프레쉬 작동 조건 값을 만족할 경우, 배터리를 최대 충전하는 리프레쉬 작동이 이루어지도록 하는 단계를 포함하는 차량의 배터리 관리 방법이 개시된다.

Description

차량의 배터리 관리 방법{Method for managing battery of vehicle}

본 발명은 차량의 배터리 관리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 사용에 관련된 기존의 간접적인 지표만을 이용하여 배터리 리프레쉬 작동 여부를 결정하는 것이 아닌, 실제적인 차량 사용 조건에 따라 최적의 리프레쉬 작동이 수행될 수 있도록 한 배터리 리프레쉬 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 전기부하에 전력을 공급하기 위한 동력원으로 배터리와, 차량 구동 중 발전작동을 통해 전력을 생성하여 배터리 및 전기부하에 공급하는 알터네이터가 구비되어 있다.

이 중에서 배터리는 차량의 주행조건 및 전기부하 작동조건 등 여러 조건에서 잦은 충, 방전이 이루어질 수 있고, 그로 인해 내구수명이 감소할 수 있는 문제가 있다.

또한, 차량에 탑재된 배터리 제어기, 즉 배터리 관리 시스템(Battery Managenet System, BMS)에서 배터리의 충전과 방전 특성을 적절한 수준으로 관리함에도 불구하고 배터리의 내구수명이 저하되면서 충분한 충전이 이루어지지 않고 용량이 축소되는 문제가 나타나고 있다.

더욱이, 운전자의 실수로 배터리를 방전상태로 오랫동안 방치할 경우 배터리 내 활물질이 고착화되어 배터리의 수명이 급격히 감소한다.

따라서, 저전압 보조 배터리로 널리 사용되고 있는 납산(lead acid) 배터리와 관련하여 주기적인 활성화를 통해 배터리의 수명을 관리할 수 있는 노후 방지 알고리즘이 알려져 있다.

과거 차량 배터리는 엔진 시동시에만 사용되고 차량이 운행되는 동안에는 알터네이터에 의한 충전으로 항상 만충전 상태를 유지하였다.

그러나, 최근에는 정차 중 엔진을 오프하는 스탑 앤 고(Stop & Go) 시스템과 같은 연비 개선 시스템이 차량에 적용됨에 따라 배터리의 사용량이 늘어나게 되어 과거보다는 배터리가 낮은 충전상태(State of Charge, SOC)를 유지하고, 그로 인해 배터리 내 미사용 영역이 장시간 유지되는 경우가 많아지면서 배터리의 수명이 과거보다 단축되는 결과가 나타나고 있다.

특히, 배터리의 충전상태(SOC)를 제한된 수준으로 계속 제어할 경우 배터리 내 미사용 영역이 장시간 유지되면서 배터리의 용량이 감소하게 된다.

따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위해 배터리를 주기적으로 최대 충전(즉, 만충전)하여 배터리 내 미사용 영역을 최소화함으로써 배터리 노화를 방지하는 로직, 즉 리프레쉬(refresh) 로직이 적용되고 있다.

이러한 리프레쉬 로직을 적용함에 있어서 배터리 누적 전류량, 차량 시동 횟수 등은 리프레쉬 로직의 작동 주기와 관련되는 것으로서, 상기와 같은 배터리 누적 전류량과 시동 회수 등의 상태를 판단하여 리프레쉬 로직의 진입 여부를 결정한다.

그러나, 배터리를 최대 충전하는 리프레쉬 로직의 작동시에는 높은 전압으로 배터리를 충전하기 때문에 연비 측면에서 불리함이 있게 되고, 따라서 최적화된 리프레쉬 로직의 진입이 필요하다.

여기서, 납산 배터리의 주기적인 활성화를 위한 리프레쉬 로직의 주기를 판단함에 있어서 나타나는 종래의 문제점을 간단히 설명하면 다음과 같다.

차량에서 배터리의 사용량 및 사용기간의 절대적인 판단이 어려우므로 배터리 전류 누적량 및 차량 시동 횟수와 같이 배터리 사용에 관련된 간접적인 지표를 이용하여 리프레쉬 로직의 진입 여부를 결정한다.

그러나, 상기의 간접적인 지표를 이용할 경우 운전자가 빈번한 운행 패턴을 가지고 있다면 불필요한 리프레쉬 로직의 진입이 있을 수 있고, 그로 인해 연비가 악화하는 문제가 있게 된다.

반면, 운전자가 간헐적인 운행 패턴을 가진다면 차량의 사용량이 적으므로 낮은 간접적 지표로 인해 리프레쉬 로직의 진입이 거의 이루어지지 않게 되며, 그로 인해 배터리의 수명이 악화될 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 배터리 사용에 관련된 기존의 간접적인 지표만을 이용하여 리프레쉬 로직의 진입을 판단하는 것이 아닌, 실제적인 차량 사용 조건에 따라 최적의 리프레쉬 작동이 수행될 수 있도록 한 배터리 리프레쉬 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 차량 시동 후 최근의 정해진 기간 내 차량 운행빈도와 기온 정보에 상응하는 리프레쉬 가중치를 결정하는 단계; 상기 결정된 리프레쉬 가중치를 미리 설정된 판정 표준값에 곱하여 리프레쉬 작동 조건 값을 새로이 결정하는 단계; 이전의 리프레쉬 작동 조건 값을 상기 새로이 결정된 리프레쉬 작동 조건 값으로 업데이트 하는 단계; 및 이후 배터리 사용량 및 차량 시동 횟수, 배터리의 저 SOC(state of charge) 상태 판정 횟수가 상기 업데이트 된 리프레쉬 작동 조건 값을 만족할 경우, 배터리를 최대 충전하는 리프레쉬 작동이 이루어지도록 하는 단계를 포함하는 차량의 배터리 관리 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 리프레쉬 가중치는, 현 시점부터 최근 제1 설정기간 동안의 차량 운행횟수와 배터리 충전 전류량 정보로부터 저장된 설정정보를 이용하여 결정되는 제1 가중치; 및 현 시점부터 최근 제2 설정기간 동안의 평균대기온도로부터 저장된 설정정보를 이용하여 결정되는 제2 가중치를 포함하고, 상기 제1 가중치와 제2 가중치를 상기 판정 표준값에 곱하여 리프레쉬 작동 조건 값을 결정하도록 함이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 제1 가중치를 결정하기 위한 설정정보는 차량 운행횟수와 배터리 충전 전류량 정보에 따른 값으로 제1 가중치가 설정되어 있는 테이블이고, 상기 제2 가중치를 결정하기 위한 설정정보는 평균대기온도에 따른 값으로 제2 가중치가 설정되어 있는 테이블일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 배터리 충전 전류량 정보는 상기 제1 설정기간 동안의 배터리 충, 방전 전류량의 총 합인 배터리 누적 전류량에 대한 충전 전류량의 비율일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 제1 가중치를 결정하기 위한 설정정보는 차량 운행횟수가 동일한 조건일 때 충전 전류량이 클수록 제1 가중치가 큰 값으로 설정됨이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 제1 가중치를 결정하기 위한 설정정보는 충전 전류량 정보가 동일한 조건일 때 차량 운행횟수가 클수록 제1 가중치가 큰 값으로 설정됨이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 제2 가중치를 결정하기 위한 설정정보는 평균대기온도가 높을수록 제2 가중치가 큰 값으로 설정됨이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 판정 표준값은 배터리 사용량 판정 표준값, 시동 횟수 판정 표준값 및 저 SOC 상태 판정 표준값을 포함하고, 상기 리프레쉬 가중치를 각각 배터리 사용량 판정 표준값, 시동 횟수 판정 표준값 및 저 SOC 상태 판정 표준값에 곱하여 상기 리프레쉬 작동 조건 값을 결정하도록 함이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 리프레쉬 작동 조건 값은, 상기 리프레쉬 가중치를 배터리 사용량 판정 표준값에 곱하여 계산되는 배터리 사용량 판정값; 상기 리프레쉬 가중치를 시동 횟수 판정 표준값에 곱하여 계산되는 시동 횟수 판정값; 및 상기 리프레쉬 가중치를 저 SOC 상태 판정 표준값에 곱하여 계산되는 저 SOC 상태 판정값을 포함할 수 있다.

이로써, 본 발명에 따른 차량 배터리의 리프레쉬 방법에 의하면, 배터리 사용량 및 시동 횟수 등과 같은 기존의 간접적인 지표에 더하여, 운전자의 차량 운행 패턴과 계절적 특성 등의 실제적인 차량 사용 조건에 따라 리프레쉬 진입 여부와 진입 주기가 결정되도록 함으로써, 더욱 최적화된 배터리 리프레쉬가 수행될 수 있게 된다.

즉, 빈번한 운행 패턴을 가지는 운전자의 경우 불필요한 리프레쉬 작동이 제한되고 실질적인 리프레쉬 작동이 이루어지면서 연비 개선의 효과가 있게 되고, 간헐적인 운행 패턴을 가지는 운전자의 경우 필요한 리프레쉬 작동이 제때 이루어질 수 있게 되면서 배터리의 수명을 개선하는데 기여한다.

도 1은 빈번한 차량 운행 패턴인 경우의 리프레쉬 작동 주기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 간헐적인 차량 운행 패턴인 경우의 리프레쉬 작동 주기를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 배터리의 리프레쉬 과정을 나타내는 순서도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 각 실시예에 따른 리프레쉬 작동 주기를 나타내는 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 차량에서 사용되고 있는 납산(lead acid) 배터리의 주기적인 활성화를 통해 노후화를 방지하는 배터리 관리 방법에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 차량의 납산 배터리에 대한 리프레쉬(refresh) 방법에 관한 것으로, 간접적인 지표만을 이용한 리프레쉬 로직 작동의 결정이 아닌, 종합적인 차량 사용 판단에 근거한 최적의 리프레쉬 로직 작동 결정 및 수행이 이루어질 수 있는 배터리 리프레쉬 방법에 관한 것이다.

즉, 종래의 경우 운전자의 차량 운행 패턴이나 계절 등에 상관없이 배터리 전류 누적량 및 차량 시동 횟수와 같은 간접적인 지표에 따라서만 리프레쉬 로직이 작동하였으나, 본 발명에서는 차량 운행 패턴이나 계절 등의 실제적인 차량 사용 조건에 따라 리프레쉬 로직의 진입 및 작동을 결정하는 점에 주된 특징이 있다.

또한, 본 발명에서는 운전자의 차량 운행 패턴이나 계절적 특성 등의 실제적인 차량 사용 조건에 기초하여 리프레쉬 로직의 작동 주기(진입 주기)를 가변하고 갱신(업데이트) 하는 점에 주된 특징이 있다.

본 발명의 설명에 앞서서 운전자의 운행 패턴에 따른 바람직한 리프레쉬 작동 주기에 대해 설명하면, 먼저 운전자가 차량을 빈번하게 운행하는 경우, 즉 차량 운행이 빈번한 운행 패턴의 운전자인 경우, 배터리의 사용량이 많기는 하나 방치 기간이 상대적으로 짧으므로, 도 1에 나타낸 바와 같이 리프레쉬 작동 주기를 종래에 비해 길게 하는 것이 연비 측면에서 유리하다.

반면, 운전자가 차량을 간헐적으로 운행하는 경우, 즉 차량 운행이 간헐적인 운행 패턴의 운전자인 경우, 배터리 사용량은 적으나 방치 기간이 상대적으로 길기 때문에, 도 2에 나타낸 바와 같이 리프레쉬 작동 주기를 종래에 비해 짧게 하여 배터리 노후 방지를 우선시해야 한다.

또한, 배터리의 충전량은 배터리 내부 온도에 절대적인 영향을 받으며, 추운 겨울철에는 배터리의 충전량이 적으므로 장시간 충전을 해도 충분한 리프레쉬 효과를 얻기 어려운 반면, 더운 여름철에는 배터리의 충전량이 많으므로 짧은 시간 충전을 하더라도 충분한 리프레쉬 효과를 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명은 이 점에 착안하여 창출한 것으로서, 배터리 사용량(배터리 누적 전류량), 차량 시동 횟수, 저 SOC 상태 판정 횟수 등의 배터리 사용에 관련된 기존의 간접적인 지표에 더해, 차량의 실제 사용량과 계절적 특성이 반영된 가중치를 이용하여 최적의 리프레쉬 작동 결정 및 작동 주기의 가변이 이루어지는 리프레쉬 가변 제어에 주된 특징이 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 리프레쉬 방법에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 배터리 리프레쉬 방법은, 차량 시동 후 최근의 정해진 기간 내 차량 운행빈도와 기온 정보에 상응하는 리프레쉬 가중치를 결정하는 단계; 상기 결정된 리프레쉬 가중치를 미리 설정된 판정 표준값에 곱하여 리프레쉬 작동 조건 값을 새로이 결정하는 단계; 이전의 리프레쉬 작동 조건 값을 상기 새로이 결정된 리프레쉬 작동 조건 값으로 업데이트 하는 단계; 및 이후 배터리 사용량 및 차량 시동 횟수, 배터리의 저 SOC(state of charge) 상태 판정 횟수가 상기 업데이트 된 리프레쉬 작동 조건 값을 만족할 경우, 배터리를 최대 충전하는 리프레쉬 작동이 이루어지도록 하는 단계를 포함한다.

좀더 구체적으로 설명하면, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 배터리의 리프레쉬 과정을 나타내는 순서도로서, 도시된 바와 같이 차량 시동이 이루어지고 나면(S11) 리프레쉬 가중치를 결정한다(S12).

본 발명에서 리프레쉬 가중치는 차량 내 제어부 또는 차량 외부의 서버에서 결정하도록 설정될 수 있다.

만약, 외부 서버에서 리프레쉬 가중치를 결정하도록 설정된 경우, 차량 내 제어부가 필요한 정보를 무선통신을 통해 외부 서버에 제공하고, 외부 서버가 각 차량에서 수집된 정보를 이용하여 해당 차량의 리프레쉬 가중치를 결정한 뒤 차량 내 제어부로 송신하도록 한다.

상기 외부 서버는 자동차 주행 데이터 서버가 될 수 있으며, 좀더 구체적인 예를 들면, 차량에 대해 텔레매틱스 서비스를 제공하는 TMS(Telematics Multimedia System) 서버가 될 수 있고, 이때 차량 내 제어부가 TMS 서버로부터 텔레매틱스 통신을 통해 리프레쉬 가중치를 수신하도록 구비될 수 있다.

본 발명에서 상기 제어부는 미리 정해진 리프레쉬 작동 조건(즉, 리프레쉬 로직 진입 조건)을 만족하면 리프레쉬 로직의 진입을 결정하여 배터리에 대한 만충전 제어, 즉 통상의 리프레쉬 작동 제어를 수행하는 제어기들을 포함하는 것이 될 수 있고, 예를 들어 상기 제어부는 배터리 제어기, 즉 배터리 관리 시스템(BMS)을 포함하는 것이 될 수 있다.

차량에서 납산 보조 배터리의 리프레쉬를 위한 제어는 배터리 제어기를 포함하여 배터리 충전 제어 등을 수행하는 차량 내 제어기들의 협조 제어하에 이루어질 수 있다.

본 발명에서 개선된 리프레쉬 작동 조건을 만족할 경우에 수행되는 리프레쉬 작동 및 그 제어 자체의 구체적인 방법이나 과정에 대해서는 공지의 방법 및 과정과 비교하여 차이가 없으므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명에서 리프레쉬 가중치는 최근의 차량 사용량을 나타내는 운전자의 차량 운행빈도 정보와 최근의 계절적 특성을 나타내는 기온 정보로부터 구해질 수 있다.

보다 상세하게는, 리프레쉬 가중치는 상기 운행빈도 정보로서 최근의 정해진 일정 기간(제1 설정기간) 내 차량 운행횟수와, 상기 계절적 특성을 나타내는 정보로서 최근의 정해진 일정 기간(제2 설정기간) 동안의 평균대기온도로부터 구해질 수 있다.

여기서, 상기 최근이 의미하는 것은 지금 시점을 기준으로 그 전의 과거 일정 기간을 의미하는 것으로, 이하의 설명에서는 운행횟수를 결정하는 상기 최근의 정해진 일정 기간을 제1 설정기간이라 칭하고, 평균대기온도를 계산하는 상기 최근의 정해진 일정 기간을 제2 설정기간이라 칭하기로 한다.

또한, 이하의 설명에서 최근의 차량 사용량(차량 운행빈도) 및 제1 설정기간 동안의 차량 운행횟수에 관계되는 가중치를 제1 가중치라 칭하고, 최근의 계절적 특성 및 제2 설정기간 동안의 평균대기온도에 관계되는 가중치를 제2 가중치라 칭하기로 한다.

본 발명의 실시예에서, 최근의 차량 사용량을 반영한 제1 가중치는, 상기와 같은 제1 설정기간 동안의 차량 운행횟수에 더하여, 배터리 누적 전류량에 대한 충전 전류량의 비율을 임계값(제1 임계비율값,제2 임계비율값)과 비교하여 판단한 충전 전류량 정보를 추가로 이용하여 결정될 수 있다.

하기 표 1은 최근의 차량 운행빈도에 상응하는 제1 가중치를 나타낸 것으로, 제1 가중치(A: A01~A03, A11~A13, A21~A23)는 현 시점부터 이전의 최근 제1 설정기간 동안의 차량 운행횟수와 충전 전류량의 정보로부터 하기 표 1과 같이 결정될 수 있다.

표 1에서 알 수 있듯이, 충전 전류량의 정보는 '소', '중', '대'로 분류할 수 있으며, 차량에서 배터리에 대해 제1 설정기간 동안 연산된 충전 전류량으로부터 상기 '소', '중', '대' 중 하나로 결정할 수 있다.

이때, 충전 전류량의 '소', '중', '대'는 제1 설정기간 동안 배터리 누적 전류량에 대한 충전 전류량의 비율을 제1 임계비율값 및 제2 임계비율값과 비교하여 결정한 충전 전류량에 대한 정보이다.

상기 배터리 누적 전류량은 최근 제1 설정기간 동안의 총 배터리 사용량으로서, 최근 제1 설정기간 동안 누적된 충전 전류량과 방전 전류량의 총합을 의미한다.

또한, 상기 충전 전류량은 최근의 제1 설정기간 동안 누적된(즉, 적산된) 충전 전류량을 의미한다.

만약, 제1 설정기간 동안 배터리 누적 전류량에 대한 충전 전류량의 비율이 제1 임계비율값 미만이면 충전 전류량이 '소'인 것으로 결정하고, 충전 전류량의 비율이 제1 임계비율값 이상이면서 제2 임계비율값 미만이면 충전 전류량이 '중'인 것으로 결정하며, 충전 전류량의 비율이 제2 임계비율값 이상이면 충전 전류량이 '대'인 것으로 결정한다.

여기서, 비율의 임계값인 제1 임계비율값과 제2 임계비율값은 미리 설정되는 값으로, 제2 임계비율값이 제1 임계비율값보다 큰 값으로 설정된다.

마찬가지로, 운행횟수 역시 '소', '중', '대'로 분류할 수 있고, 최근 제1 설정기간 동안의 운행횟수를 임계횟수와 비교하여 '소', '중', '대' 중 하나로 결정할 수 있다.

즉, 상기 제1 설정기간 동안 운전자가 차량을 운행한 운행횟수가 제1 임계횟수 미만이면 '소'인 것으로 결정하고, 상기 운행횟수가 제1 임계횟수 이상이면서 제2 임계횟수 미만이면 '중'인 것으로 결정하며, 상기 운행횟수가 제2 임계횟수 이상이면 '대'인 것으로 결정한다.

여기서, 운행횟수의 임계값인 제1 임계횟수와 제2 임계횟수는 미리 설정되는 것으로, 제2 임계횟수가 제1 임계횟수보다 큰 값으로 설정된다.

결국, 현재의 제1 가중치(A)는, 최근의 차량 사용량을 나타내는 제1 설정기간 동안의 운행빈도, 즉 최근 제1 설정기간 동안의 차량 운행횟수 정보('대', '중', '소')와 충전 전류량 정보('대', '중', '소')에 기초하여, 상기 표 1의 테이블과 같은 저장된 설정정보로부터 A01~A03, A11~A13, A21~A23 중 어느 하나로 결정될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 제1 설정기간은 일례로 1개월이 될 수 있고, 이는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 상기 제1 설정기간은 필요에 따라 다양하게 변경 가능하다.

그리고, 제1 가중치(A)는 0과 2 사이의 값으로 결정될 수 있고(0≤ A ≤2), 이때 충전 전류량 정보가 동일할 때 운행횟수가 많을수록 제1 가중치는 큰 값이 되도록 설정될 수 있다.

즉, 충전 전류량 정보가 동일할 때 운행횟수가 '대'인 경우 제1 가중치가 가장 큰 값으로 설정되고, 운행횟수가 '소'인 경우 제1 가중치가 가장 작은 값으로 설정되며, 운행횟수가 '중'인 경우 '대'와 '소'의 중간값으로 설정될 수 있다.

표 1을 참조하였을 때, A01 < A02 < A03, 그리고 A11 < A12 < A13, 그리고 A21 < A22 < A23의 관계가 되도록 운행횟수 및 충전 전류량별 제1 가중치의 값이 설정될 수 있는 것이다.

또한, 운행횟수 정보가 동일할 때 충전 전류량이 많을수록 제1 가중치는 큰 값이 되도록 설정될 수 있다.

즉, 운행횟수 정보가 동일할 때 충전 전류량이 '대'인 경우 제1 가중치가 가장 큰 값으로 설정되고, 충전 전류량이 '소'인 경우 제1 가중치가 가장 작은 값으로 설정되며, 운행횟수가 '중'인 경우 '대'와 '소'의 중간값으로 설정될 수 있다.

표 1을 참조하였을 때, A01 < A11 < A21, 그리고 A02 < A12 < A22, 그리고 A03 < A13 < A23의 관계가 되도록 운행횟수 및 충전 전류량별 제1 가중치의 값이 설정될 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에서, 최근의 계절적 특성을 반영하기 위한 제2 가중치는, 현 시점부터 이전의 최근 제2 설정기간 동안의 평균대기온도를 임계온도(제1 임계온도,제2 임계온도)와 비교하여 판단한 기온 정보를 이용하여 결정될 수 있다.

하기 표 2는 최근의 계절적 특성에 상응하는 제2 가중치를 나타낸 것으로, 제2 가중치(B: B1, B2, B3)는 제2 설정기간 동안의 평균대기온도로부터 하기 표 2과 같이 결정될 수 있다.

표 2에서 알 수 있듯이, 평균대기온도에 따라 결정되는 기온 정보는 '저온', '상온', '고온'로 분류될 수 있으며, 최근 제2 설정기간 동안의 평균대기온도로부터 상기 '저온', '상온', '고온' 중 하나로 제2 가중치를 결정하기 위한 기온 정보(계절적 특성 정보)가 결정될 수 있다.

이때, 기온 정보인 상기 '저온', '상온', '고온'는 계절적 특성을 나타내는 정보로서, 제2 설정기간 동안 평균대기온도를 제1 임계온도 및 제2 임계온도와 비교하여 결정한 정보이다.

만약, 제2 설정기간 동안의 평균대기온도가 제1 임계온도 미만이면 기온 정보가 '저온'인 것으로 결정하고, 제2 설정기간동안의 평균대기온도가 제1 임계온도 이상이면서 제2 임계온도 미만이면 기온 정보가 '상온'인 것으로 결정하며, 제2설정기간 동안의 평균대기온도가 제2 임계온도 이상이면 기온 정보가 '고온'인 것으로 결정한다.

여기서, 온도의 임계값인 제1 임계온도와 제2 임계온도는 미리 설정되는 값으로, 제2 임계온도가 제1 임계온도보다 높은 온도로 설정된다.

결국, 현재의 제2 가중치(B)는, 최근의 계절적 특성을 나타내는 제2 설정기간 동안의 기온 정보('대', '중', '소')에 기초하여, 상기 표 2의 테이블과 같은 저장된 설정정보로부터 B1, B2, B3 중 어느 하나로 결정될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 제2 설정기간은 예로서 1개월이 될 수 있고, 이는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 제2 설정기간은 필요에 따라 다양하게 변경 가능하다.

그리고, 제2 가중치(B)는 0.5와 2 사이의 값으로 결정될 수 있는데(0.5 ≤ B ≤ 2), 가중치는 계절적 특성보다 운행빈도의 영향이 더 크므로, 본 발명의 실시예에서 제1 가중치(A)와 제2 가중치(B)의 최소값은 각각 0과 0.5로 설정될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 평균대기온도가 높을수록 제2 가중치는 큰 값이 되도록 설정될 수 있다.

즉, 기온 정보가 '고온'인 경우 제2 가중치가 가장 큰 값으로 설정되고, 기온 정보가 '저온'인 경우 제2 가중치가 가장 작은 값으로 설정되며, 기온 정보가 '상온'인 경우 '고온'과 '저온'의 중간값으로 설정될 수 있다.

표 2를 참조하였을 때, B1 < B2 < B3의 관계가 되도록 평균대기온도에 따른 제2 가중치의 값이 설정될 수 있는 것이다.

위에서 리프레쉬 가중치(제1 가중치와 제2 가중치)는 차량 내 제어부 또는 외부 서버에서 결정됨을 설명하였는바, 만약 차량 내 제어부에서 리프레쉬 가중치가 결정되는 경우 평균대기온도 등 필요한 정보를 차량 내 제어부가 외부 서버(예, TMS 서버 등)로부터 제공받아 가중치를 결정하는데 이용할 수 있다.

반면, 외부 서버에서 리프레쉬 가중치가 결정되는 경우 해당 차량의 배터리 충전 전류량, 배터리 누적 전류량 등의 정보와 차량의 운행횟수 정보 등 필요한 정보를 차량으로부터 외부 서버가 수신하여 가중치를 결정하는데 이용할 수 있다.

물론, 이때 차량 내 제어부는 외부 서버에서 결정된 리프레쉬 가중치를 무선통신을 통해 수신한다.

다음으로, 차량 내 제어부는 도 3에 나타낸 바와 같이 취득된 현재의 제1 가중치와 제2 가중치를 이용하여 리프레쉬 작동 조건 값을 업데이트 한다(S13).

이때, 가중치를 이용하여 배터리 사용량 판정값, 시동 횟수 판정값, 저 SOC 상태 판정값의 정보를 업데이트 하며, 이러한 작동 조건 값의 정보가 업데이트 되면, 업데이트 된 정보를 이용하여 현재의 배터리 사용량과 시동 횟수, 저 SOC 상태 판정 횟수로부터 배터리에 대한 리프레쉬 로직의 진입 여부(즉, 리프레쉬 작동 여부)를 결정한다.

여기서, 리프레쉬 로직의 진입은 납산 배터리(차량에서 저전압 보조 배터리로 사용됨)를 만충전하는 리프레쉬 작동 및 그 제어가 시작 및 수행되는 것을 의미한다.

그리고, 배터리 사용량 판정값은 미리 설정된 배터리 사용량 판정 표준값, 상기 결정된 제1 가중치와 제2 가중치를 모두 곱한 값으로 결정되고, 이전의 배터리 사용량 판정값은, 차량 시동 후 상기 배터리 사용량 판정 표준값과 제1 가중치, 제2 가중치를 곱하여 새로이 계산한 배터리 사용량 판정값으로 업데이트 되고, 이후 업데이트 된 배터리 사용량 판정값이 리프레쉬 작동 조건 값 중 하나로 사용된다.

또한, 시동 횟수 판정값은 미리 설정된 시동 횟수 표준값과 제1 가중치, 제2 가중치를 모두 곱한 값으로 결정되고, 저 SOC 상태 판정값은 미리 설정된 저 SOC 상태 판정 표준값과 제1 가중치, 제2 가중치를 모두 곱한 값으로 결정된다.

마찬가지로, 이전의 시동 횟수 판정값과 저 SOC 상태 판정값은, 차량 시동 후 상기와 같은 방법으로 새로이 계산한 시동 횟수 판정값과 저 SOC 상태 판정값으로 업데이트 되고, 이후 업데이트 된 시동 횟수 판정값과 저 SOC 상태 판정값이 리프레쉬 작동 조건 값으로 사용된다.

상기 S13 단계에서 업데이트 되는 리프레쉬 작동 조건 값, 즉 새로운 배터리 사용랑 판정값('배터리 사용량 판정값_new')과 시동 횟수 판정값('시동 횟수 판정값_new'), 저 SOC 상태 판정값('저 SOC 상태 판정값_new')은, 이전의 S11 단계에서 연산된 리프레쉬 가중치인 제1 가중치와 제2 가중치를 이용하여 아래의 식과 같이 계산된다.

- 배터리 사용량 판정값_new = 배터리 사용량 판정 표준값×(A×B)

- 시동 횟수 판정값_new = 시동 횟수 판정 표준값×(A×B)

- 저 SOC 상태 판정값_new = 저 SOC 상태 판정 표준값×(A×B)

여기서, 'A'는 제1 가중치를 나타내고, 'B'는 제2 가중치를 나타내며, '배터리 사용량 판정 표준값', '시동 횟수 판정 표준값', '저 SOC 상태 판정 표준값'은 미리 정해지는 값이다.

상기 '배터리 사용량 판정 표준값', '시동 횟수 판정 표준값', '저 SOC 상태 판정 표준값'은 종래의 배터리 리프레쉬 제어 과정에서 적용되어온 리프레쉬 작동 조건 값이 될 수 있다.

이와 같이 업데이트 되는 배터리 사용량 판정값(배터리 사용량 판정값_new)과 시동 횟수 판정값(시동 횟수 판정값_new), 저 SOC 상태 판정값(저 SOC 상태 판정값_new)은, 운전자의 차량 운행빈도와 계절적 특성을 각각 반영하고 있는 리프레쉬 가중치, 즉 상기 제1 가중치와 제2 가중치를 이용하여 종래의 리프레쉬 작동 조건 값인 상기의 각 표준값을 보정한 것이라 할 수 있고, 이때 제1 가중치와 제2 가중치는 보정계수의 의미를 가진다.

또한, 상기 식에서 '배터리 사용량 판정값_new', '시동 횟수 판정값_new', '저 SOC 상태 판정값_new'는 차량 시동 후 새로이 계산되어 업데이트 되는 리프레쉬 작동 조건 값을 나타낸다.

상기 '배터리 사용량 판정값_new', '시동 횟수 판정값_new', '저 SOC 상태 판정값_new'는 각각 배터리 사용량, 시동 횟수, 저 SOC 상태 판정 횟수에 대한 리프레쉬 작동 조건 값으로서, 업데이트 이후 현재의 배터리 사용량, 시동 횟수, 저 SOC 상태 판정 횟수를 상기 업데이트 된 각 리프레쉬 작동 조건 값과 비교하고(S14), 여기서 모두 상기 업데이트 된 각 리프레쉬 작동 조건 값을 동시에 만족하는 것으로 판단하게 되면(S15), 차량 내 제어부에 의한 리프레쉬 로직의 작동(즉, 배터리의 리프레쉬 제어)이 시작되고, 이로써 배터리를 만충전하는 배터리 리프레쉬 작동이 실시된다(S16).

이하에서는 발명의 구체적인 실시예에 대해 설명하겠는바, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

먼저, 최근의 운행빈도에 따른 제1 가중치와 계절적 특성에 따른 제2 가중치가 하기 표 3 및 표 4와 같은 가중치 테이블로 미리 설정되어 있다고 가정한다.

그리고, 제1 설정기간과 제2 설정기간은 모두 1개월로 정해지고, 배터리 사용량 판정 표준값은 100Ah, 시동 횟수 판정 표준값은 10회, 저 SOC 상태 판정 표준값은 3회로 각각 설정되어 있다고 가정한다.

실시예 1

최근 1개월 동안의 평균대기온도가 10℃인 겨울에 1개월 동안 총 1회 차량을 운행하고 배터리 충전 전류량이 5Ah인 운전자인 경우이다.

차량을 총 1회 운행하는 것, 즉 운행횟수 1은 제1 임계횟수(예, 5회) 미만인 것으로서, 운행횟수 '소'에 해당한다.

그리고, 배터리 누적 전류량(실제 차량에서 배터리 충, 방전 동안 계산되는 값임)에 대한 충전 전류량 5Ah의 비율이 제1 임계비율값 미만인 조건을 만족한다고 할 때 충전 전류량은 '소'에 해당한다.

이때, 제1 가중치는 표 3과 같은 테이블 설정정보에 따라 0으로 결정된다.

그리고, 평균대기온도가 10℃인 것은 제1 임계온도(예, 15℃) 미만인 것으로서, 평균대기온도 '저온'에 해당하며, 따라서 제2 가중치는 표 4와 같은 테이블 설정정보에 따라 0.5로 결정된다.

결국, '배터리 사용량 판정값_new = 배터리 사용량 판정 표준값×(A×B) = 100Ah×(0×0.5) = 0Ah'가 된다.

또한, '시동 횟수 판정값_new = 시동 횟수 판정 표준값×(A×B) = 10회×(0×0.5) = 0회'가 된다.

또한, '저 SOC 상태 판정값_new = 저 SOC 상태 판정 표준값×(A×B) = 3회×(0×0.5) = 0회'가 된다.

이 경우, 운전자는 겨울인 최근에 차량을 장기간 방치하고 운행시 주로 단거리 운행을 한 운전자로서, 시동 후 리프레쉬 작동 조건 값, 즉 상기 '배터리 사용량 판정값_new', '시동 횟수 판정값_new', '저 SOC 상태 판정값_new'가 각각 0Ah, 0회, 0회로 업데이트 되므로, 업데이트 된 시점에서 즉시 리프레쉬 로직으로 진입하여 배터리 리프레쉬를 실시하게 된다.

도 4는 실시예 1에서 제1 설정기간인 최근 1개월 동안 1회 차량이 운행되었으므로, 차량 시동 후 즉시 배터리 리프레쉬가 실시됨을 나타내고 보여주고 있으며, 종래의 리프레쉬 작동 주기에 비해 앞당겨진 시점에서 배터리 리프레쉬가 실시되고 있다.

실시예 1에서는 리프레쉬 작동 조건 값을 만족하는 업데이트 시점에서 즉시 배터리 리프레쉬를 실시하게 되고, 업데이트 된 시점이 변경된 리프레쉬 작동 주기에 해당하는 시점이 된다.

그리고, 업데이트 된(즉, 변경된) 리프레쉬 작동 조건 값이 계속해서 0Ah, 0회, 0회를 유지하는 한, 차량 시동 후 그 업데이트 시점에서 1회에 한하여 배터리 리프레쉬가 실시된다.

실시예 2

최근 1개월 동안의 평균대기온도가 20℃인 봄(또는 가을)에 1개월 동안 총 10회 차량을 운행하고 배터리 충전 전류량이 30Ah인 운전자인 경우이다.

차량을 총 10회 운행하는 것, 즉 운행횟수 10은 제1 임계횟수(예, 5회) 이상이면서 제2 임계횟수(예, 15회) 미만인 조건을 만족하는 것으로서, 운행횟수 '중'에 해당한다.

그리고, 배터리 누적 전류량(실제 차량에서 배터리 충, 방전 동안 계산되는 값임)에 대한 충전 전류량 30Ah의 비율이 제1 임계비율값 이상이면서 제2 임계비율값 미만인 조건을 만족한다고 할 때 충전 전류량은 '중'에 해당한다.

이때, 제1 가중치는 표 3의 테이블 설정정보에 따라 1로 결정된다.

그리고, 평균대기온도가 20℃인 것은 제1 임계온도(예, 15℃) 이상이면서 제2 임계온도(예, 25℃) 미만인 조건을 만족하는 것으로서, 평균대기온도 '상온'에 해당하며, 따라서 제2 가중치는 표 4의 테이블 설정정보에 따라 1로 결정된다.

결국, '배터리 사용량 판정값_new = 배터리 사용량 판정 표준값×(A×B) = 100Ah×(1×1) = 100Ah'가 된다.

또한, '시동 횟수 판정값_new = 시동 횟수 판정 표준값×(A×B) = 10회×(1×1) = 10회'가 된다.

또한, '저 SOC 상태 판정값_new = 저 SOC 상태 판정 표준값×(A×B) = 3회×(1×1) = 3회'가 된다.

이 경우, 운전자는 봄(또는 가을)인 최근에 운행빈도와 주행거리에 있어서 보통의 일반적인 조건으로 차량을 운행한 운전자로서, 시동 후 업데이트 된 리프레쉬 작동 조건 값, 즉 상기 '배터리 사용량 판정값_new', '시동 횟수 판정값_new', '저 SOC 상태 판정값_new'가 각각 100Ah, 10회, 3회가 되므로, 종래의 리프레쉬 작동 조건 값(즉, 미리 설정된 각 표준값)과 동일한 조건이 되며, 종래의 리프레쉬 작동 주기와 동일한 주기로 배터리 리프레쉬가 실시될 수 있다.

도 5는 종래의 리프레쉬 작동 주기와 변경된(즉, 업데이트 된) 작동 주기가 동일하여 차이가 없음을 나타내고 있으며, 이러한 실시예 2에서는 이전의 배터리 리프레쉬가 실시된 이후, 그 다음에서 상기 리프레쉬 작동 조건 값(변경 없이 종래와 동일함)을 만족하는 시점, 즉 상기 작동 주기(변경 없이 종래와 동일함)에 해당하는 시점에서 배터리 리프레쉬를 실시하게 된다.

실시예 3

최근 1개월 동안의 평균대기온도가 30℃인 여름에 1개월 동안 총 20회 차량을 운행하고 배터리 충전 전류량이 50Ah인 운전자인 경우이다.

차량을 총 20회 운행하는 것, 즉 운행횟수 20은 제2 임계횟수(예, 15회) 이상인 조건을 만족하는 것으로서, 운행횟수 '대'에 해당한다.

그리고, 배터리 누적 전류량(실제 차량에서 배터리 충, 방전 동안 계산되는 값임)에 대한 충전 전류량 50Ah의 비율이 제2 임계비율값 이상인 조건을 만족한다고 할 때 충전 전류량은 '대'에 해당한다.

이때, 제1 가중치는 표 3의 테이블 설정정보에 따라 2로 결정된다.

그리고, 평균대기온도가 30℃인 것은 제2 임계온도(예, 25℃) 이상인 조건을 만족하는 것으로서, 평균대기온도 '고온'에 해당하며, 따라서 제2 가중치는 표 4의 테이블 설정정보에 따라 2로 결정된다.

결국, '배터리 사용량 판정값_new = 배터리 사용량 판정 표준값×(A×B) = 100Ah×(2×2) = 400Ah'가 된다.

또한, '시동 횟수 판정값_new = 시동 횟수 판정 표준값×(A×B) = 10회×(2×2) = 40회'가 된다.

또한, '저 SOC 상태 판정값_new = 저 SOC 상태 판정 표준값×(A×B) = 3회×(2×2) = 12회'가 된다.

이 경우, 운전자는 여름인 최근에 빈번한 운행 패턴으로 비교적 먼 거리의 차량 운행을 한 운전자로서, 시동 후 리프레쉬 작동 조건 값, 즉 상기 '배터리 사용량 판정값_new', '시동 횟수 판정값_new', '저 SOC 상태 판정값_new'가 각각 400Ah, 40회, 12회로 업데이트 된다.

결국, 이후 리프레쉬 작동 조건 값의 변경이 있기 전까지 상기와 같이 변경된(즉, 업데이트 된) 리프레쉬 작동 조건 값을 만족할 경우, 즉 변경된 리프레쉬 작동 주기에 맞추어 배터리 리프레쉬를 실시하게 된다.

도 6은 실시예 3에서 변경 리프레쉬 작동 주기가 종래의 리프레쉬 작동 주기에 비해 길어져 배터리 리프레쉬가 종래에 비해 지연되어 실시됨을 나타내고 있다.

실시예 3의 경우, 리프레쉬 작동 조건 값이 변경되면서 종래에 비해 리프레쉬 작동 주기가 길어진 효과를 나타내는바, 불필요한 배터리 리프레쉬가 생략될 수 있게 된다.

결국, 배터리 리프레쉬 횟수가 과도했던 종래에 비해 배터리 리프레쉬 횟수를 적절한 수준을 줄일 수 있고, 운전자의 차량 운행빈도와 계절적 특성을 고려한 최적의 배터리 리프레쉬 진입 및 작동이 이루어질 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

Claims (11)

1. 차량 시동 후 최근의 정해진 기간 내 차량 운행빈도와 기온 정보에 상응하는 리프레쉬 가중치를 결정하는 단계;
   상기 결정된 리프레쉬 가중치를 이용하여 미리 설정된 판정 표준값으로부터 리프레쉬 작동 조건 값을 새로이 결정하는 단계;
   이전의 리프레쉬 작동 조건 값을 상기 새로이 결정된 리프레쉬 작동 조건 값으로 업데이트 하는 단계; 및
   이후 배터리 사용량 및 차량 시동 횟수, 배터리의 저 SOC(state of charge) 상태 판정 횟수가 상기 업데이트 된 리프레쉬 작동 조건 값을 만족할 경우, 배터리를 최대 충전하는 리프레쉬 작동이 이루어지도록 하는 단계를 포함하는 차량의 배터리 관리 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 리프레쉬 가중치는
   현 시점부터 최근 제1 설정기간 동안의 차량 운행횟수와 배터리 충전 전류량 정보로부터 설정정보를 이용하여 결정되는 제1 가중치; 및
   현 시점부터 최근 제2 설정기간 동안의 평균대기온도로부터 설정정보를 이용하여 결정되는 제2 가중치를 포함하고,
   상기 제1 가중치와 제2 가중치를 이용하여 상기 판정 표준값으로부터 리프레쉬 작동 조건 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 방법.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 가중치를 결정하기 위한 설정정보는 차량 운행횟수와 배터리 충전 전류량 정보에 따른 값으로 제1 가중치가 설정되어 있는 테이블이고,
   상기 제2 가중치를 결정하기 위한 설정정보는 평균대기온도에 따른 값으로 제2 가중치가 설정되어 있는 테이블인 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 방법.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 배터리 충전 전류량 정보는 상기 제1 설정기간 동안의 배터리 충, 방전 전류량의 총 합인 배터리 누적 전류량에 대한 충전 전류량의 비율인 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 방법.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 가중치를 결정하기 위한 설정정보는 차량 운행횟수가 동일한 조건일 때 충전 전류량이 클수록 제1 가중치가 큰 값으로 설정된 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 방법.
   
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 가중치를 결정하기 위한 설정정보는 충전 전류량 정보가 동일한 조건일 때 차량 운행횟수가 클수록 제1 가중치가 큰 값으로 설정된 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 방법.
   
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2 가중치를 결정하기 위한 설정정보는 평균대기온도가 높을수록 제2 가중치가 큰 값으로 설정된 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 방법.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 판정 표준값은 배터리 사용량 판정 표준값, 시동 횟수 판정 표준값 및 저 SOC 상태 판정 표준값을 포함하고,
   상기 리프레쉬 가중치를 이용하여 배터리 사용량 판정 표준값, 시동 횟수 판정 표준값 및 저 SOC 상태 판정 표준값으로부터 상기 리프레쉬 작동 조건 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 방법.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 리프레쉬 작동 조건 값은
   상기 리프레쉬 가중치를 이용하여 배터리 사용량 판정 표준값으로부터 결정되는 배터리 사용량 판정값;
   상기 리프레쉬 가중치를 이용하여 시동 횟수 판정 표준값으로부터 결정되는 시동 횟수 판정값; 및
   상기 리프레쉬 가중치를 이용하여 저 SOC 상태 판정 표준값으로부터 결정되는 저 SOC 상태 판정값을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 방법.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 리프레쉬 작동 조건 값을 새로이 결정하는 단계에서, 상기 결정된 리프레쉬 가중치를 상기 판정 표준값에 곱하여 리프레쉬 작동 조건 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 방법.
    
11. 청구항 8에 있어서,
    상기 리프레쉬 가중치를 각각 배터리 사용량 판정 표준값, 시동 횟수 판정 표준값 및 저 SOC 상태 판정 표준값에 곱하여 상기 리프레쉬 작동 조건 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 관리 방법.

Images