KR102586460B1 - 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템 - Google Patents

배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템을 제공한다. 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템은 배터리의 배터리 충전량(SOC)을 감지하는 배터리 센서, 상기 배터리 센서가 감지한 정보를 기초로 차량의 주행시간 동안의 배터리 발전량 및 상기 차량의 주차시간 동안의 배터리 소모량을 계산하는 통합 제어 유닛 및 상기 배터리 발전량, 상기 배터리 소모량, 상기 차량의 시동의 온/오프 시간 및 상기 통합 제어 유닛의 슬릿(Sleep)/웨이크-업(Wake-up) 시간을 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.

Description

배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템{System for predicting battery usage habits and battery discharge tendency}
본 발명은 배터리 센서를 이용하여 운전자의 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향을 예측하는 배터리 센서를 이용한 배터리 사용 예측 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 배터리는 다양한 전장 부하와 각종 제어기들에 동작 전원을 공급한다. 차량용 배터리는 방전이 되면 성능이 급격히 줄어들게 되므로 배터리가 방전되지 않게 운전가는 주의를 기울여야 한다. 최근에는 차량에 차량 배터리를 모니터링하는 지능형 배터리 센서(IBS, Intelligent Battery Sensor)가 많이 장착되고 있다. 지능형 배터리 센서는 배터리의 전해액 온도, 충전 상태(SOC; State Of Charge) 및 노화 정도를 예측하여 예측 값을 LIN(Local Interconnect Network) 통신으로 통합 제어 유닛(Integrated Control Unit, ICU)에 전달한다. 통합 제어 유닛(ICU)은 예측 값을 이용하여 차량의 발전 제어(Alternator Management System)나, ISG(Idle Stop & Go) 제어 조건 등을 판단한다.
이러한, 배터리 센서는 배터리 초기치와 전류 변화량의 적분을 더하여 충전 상태를 계산한다. 배터리 센서가 측정한 정보는 통합 제어 유닛(ICU)이 발전기를 발전시키기 위해 사용되고 있다. 다만, 차량이 주차된 시간이 길거나 차량을 주행하는 시간이 짧은 경우, 차량용 배터리는 쉽게 방전되어 배터리의 수명이 짧아지는 문제점이 있었다. 일반적인 배터리 센서는 충전 상태만을 감지하므로, 운전자는 배터리의 성능 저하를 방지하기 위한 배터리 관리에 어려움이 있었다.
본 발명의 기술적 과제는 배터리 센서가 감지한 배터리의 충전량, 차량의 시동의 온/오프 시간, 통합 제어 유닛의 슬립(Sleep)/웨이크-업(Wake-up) 시간을 통해 운전자의 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향을 예측하는 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템을 제공한다. 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템은 배터리의 배터리 충전량(SOC)을 감지하는 배터리 센서, 상기 배터리 센서가 감지한 정보를 기초로 차량의 주행시간 동안의 배터리 발전량 및 상기 차량의 주차시간 동안의 배터리 소모량을 계산하는 통합 제어 유닛 및 상기 배터리 발전량, 상기 배터리 소모량, 상기 차량의 시동의 온/오프 시간 및 상기 통합 제어 유닛의 슬릿(Sleep)/웨이크-업(Wake-up) 시간을 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.
일 예에 의하여, 상기 배터리 사용 습관은 상기 배터리의 소모량 및 상기 배터리의 발전량을 기초로 계산된 상기 배터리 충전량을 기준으로 결정되고, 상기 배터리 충전량이 높을수록 상기 배터리 사용 습관은 좋은 것을 의미한다.
일 예에 의하여, 상기 배터리의 방전 경향은 상기 배터리의 평균 소모량 대비 상기 배터리의 평균 발전량이 기설정된 기준값 이상인지 미만인지는 판단하여 결정된다.
일 예에 의하여, 상기 배터리 센서는 상기 차량의 시동의 온/오프 시간 및 상기 통합 제어 유닛의 슬릿(Sleep)/웨이크-업(Wake-up) 시간을 측정하여 상기 통합 제어 유닛으로 전송한다.
일 예에 의하여, 상기 배터리 발전량 및 상기 배터리 소모량은 1 사이클을 기준으로 계산되고, 상기 1 사이클은 상기 통합 제어 유닛이 슬립된 후 상기 통합 제어 유닛이 웨이크-업되고, 다시 상기 통합 제어 유닛이 슬립될 때까지를 의미한다.
일 예에 의하여, 상기 배터리의 평균 발전량 및 상기 배터리의 평균 소모량은 복수회의 사이클 동안 측정된 상기 배터리 발전량들 및 상기 배터리 소모량들의 표준편차를 계산하고, 표준편차에서 벗어난 값은 제거 후에 계산된다.
일 예에 의하여, 상기 통합 제어 유닛은 1 사이클이 끝난 이후에 계산된 상기 배터리 발전량, 상기 배터리 소모량, 상기 차량의 시동의 온/오프 시간 및 상기 통합 제어 유닛의 슬릿(Sleep)/웨이크-업(Wake-up) 시간을 통해 계산된 상기 배터리의 평균 발전량, 상기 배터리의 평균 소모량, 평균 주차시간 및 평균 주행시간을 저장하도록 상기 저장부를 제어한다.
일 예에 의하여, 상기 배터리 발전량은 상기 차량의 시동이 온된 시점부터 시동이 오프된 시점까지의 상기 배터리가 충전된 양을 계산한 것이다.
일 예에 의하여, 상기 배터리 소모량은 상기 통합 제어 유닛이 슬립된 시점부터 웨이크-업된 시점까지의 상기 배터리가 방전된 양을 계산한 것이다.
일 예에 의하여, 상기 운전자는 AVN을 통해 상기 배터리 사용 습관 및 상기 배터리의 방전 경향 분석을 요청하고, 상기 통합 제어 유닛은 상기 배터리 사용 습관 및 상기 배터리의 방전 경향을 분석하여 상기 AVN을 통해 상기 운전자에게 알린다.
일 예에 의하여, 상기 통합 제어 유닛은 상기 배터리 사용 습관 별 상기 배터리의 방전 경향을 분석한 결과를 미리 저장된 판정 결과 테이블과 매칭시켜 알람 문구를 출력하도록 상기 AVN을 제어한다.
일 예에 의하여, 상기 통합 제어 유닛은 클러스터를 통해 상기 배터리 사용 습관 및 상기 배터리의 방전 경향을 상기 운전자에게 알린다.
본 발명의 실시예에 따르면, 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템은 배터리 센서가 감지한 배터리의 충전량, 차량의 시동의 온/오프 시간, 통합 제어 유닛의 슬립(Sleep)/웨이크-업(Wake-up) 시간을 통해 현재 배터리의 충전량에 따른 배터리 사용 습관 및 배터리의 평균 발전량과 평균 소모량 비료에 따른 배터리 방전 경향을 예측할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 운전자는 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템이 제공하는 정보를 이용하여 배터리 관리를 수행하여 배터리를 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 배터리 관리를 통해 배터리의 교체 비용 저감의 효과가 발생될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향의 예측을 위한 데이터베이스 구축 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사이클에 따른 배터리의 충전량을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자의 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향의 예측을 위한 정보를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 운전자의 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향의 예측을 위한 정보를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 판정 결과 테이블을 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템(1)은 배터리(100), 배터리 센서(150), 통합 제어 유닛(200), 엔진 제어기(Engine Management System, EMS, 300), 발전기(400), AVN(Audio Video Navigation, 500) 및 클러스터(600)를 포함할 수 있다.
배터리(100)는 차량에 장착되어 다양한 전장 부하와 각종 제어기들에 동작 전원을 공급할 수 있다. 배터리(100)는 주차시간 동안 방전이 발생되고, 주행시간 동안은 발전기(400)의 구동에 의해 배터리(100)는 충전될 수 있다. 배터리 센서(150)는 배터리 초기치와 전류 변화량의 적분을 더하여 충전 상태를 계산할 수 있다. 배터리 센서(150)는 차량의 시동의 온/오프 시간, 통합 제어 유닛(200)의 슬립(Sleep)/웨이크-업(Wake-up) 시간 및 배터리 충전량(SOC; State Of Charge)을 감지할 수 있다. 배터리 충전량은 배터리(100)의 충전상태를 수치화시킨 데이터로 전체 배터리 용량 대비 남아있는 잔량을 백분율로 계산한 값이다. 배터리 센서(150)는 배터리(100)의 마이너스(-) 단자에 장착되며, b+ 전원을 공급받을 수 있다. 배터리 센서(150)는 배터리(100)의 전해액 온도, 배터리 충전량 및 노화 정도를 예측한 정보를 LIN(Local Interconnect Network) 통신으로 통합 제어 유닛(200)으로 전송할 수 있다.
통합 제어 유닛(200)은 배터리 센서(150)로부터 전달받은 정보를 기초로 엔진 제어기(300)의 제어 및 운전자의 배터리 사용 습관 및 배터리의 방전 경향에 대해 판단할 수 있다. 통합 제어 유닛(200)은 배터리 센서(150)로부터 수신한 정보를 이용하여 차량의 발전 제어(Alternator Management System)나, ISG(Idle Stop & Go) 제어 조건 등을 판단할 수 있다.
통합 제어 유닛(200)은 배터리 센서(150)로부터 전달받은 정보를 엔진 제어기(300)로 전송하여 발전기(400)를 발전시킬 수 있다. 이 때, 엔진 제어기(300)는 배터리(100)의 충전량을 고려하여 발전기(400)의 발전량을 제어할 수 있다. 차량이 주행 중인 경우, 발전기(400)의 발전에 의해 배터리(100)는 충전될 수 있다.
통합 제어 유닛(200)은 차량의 주행시간 동안의 배터리 발전량 및 차량의 주차시간 동안의 배터리 소모량을 계산할 수 있다. 배터리 센서(150)가 감지한 차량의 시동의 온/오프 시간, 통합 제어 유닛(200)의 슬립(Sleep)/웨이크-업(Wake-up) 시간, 배터리 발전량 및 배터리 소모량을 기초로 배터리 발전량 및 배터리 소모량을 계산할 수 있다. 이 때, 배터리 충전량은 배터리의 발전량과 배터리의 소모량을 더하여 계산될 수 있다.
통합 제어 유닛(200)은 시동이 온된 직후부터 시동이 오프된 때까지의 시간 변화량을 계산하여 주행시간을 계산할 수 있다. 또한, 통합 제어 유닛(200)은 시동이 온된 직후의 배터리 충전량과 시동이 오프된 직후의 배터리 충전량을 비교하여 배터리 충전량의 변화값을 계산할 수 있다. 이 때, 배터리 충전량의 변화값은 배터리 발전량을 의미할 수 있다.
통합 제어 유닛(200)은 통합 제어 유닛(200)이 슬립된 때의 시간과 웨이크-업된 때의 시간을 이용하여 차량의 주차시간을 계산할 수 있다. 또한, 통합 제어 유닛(200)은 통합 제어 유닛(200)이 슬립된 때의 배터리 충전량과 통합 제어 유닛(200)이 웨이크-업 된때의 배터리 충전량을 비교하여 배터리 충전량 변화값을 계산할 수 있다. 이 때, 배터리 충전량의 변화값은 배터리 소모량을 의미할 수 있다.
배터리 발전량 및 배터리 소모량은 1 사이클을 기준으로 계산될 수 있다. 1 사이클은 통합 제어 유닛(200)이 슬립된 후 통합 제어 유닛(200)이 웨이크-업되고, 다시 통합 제어 유닛(200)이 슬립될 때까지를 의미할 수 있다.
통합 제어 유닛(200)은 배터리 발전량 및 배터리 소모량에 기초하여 배터리의 평균 발전량 및 배터리의 평균 소모량을 계산할 수 있다. 배터리의 평균 발전량은 평균 주행 시간과 시간당 발전량을 곱한 값일 수 있다. 시간당 발전량은 총 주행 시간 대비 총 배터리 발전량을 의미할 수 있다. 배터리의 평균 소모량은 평균 주차시간과 시간당 소모량을 곱한 값일 수 있다. 시간당 소모량은 총 주차시간 대비 총 배터리 소모량을 의미할 수 있다.
이러한 배터리의 평균 발전량 및 평균 소모량은 복수회의 사이클 동안 측정된 배터리 발전량들 및 배터리 소모량들의 표준편차를 계산하고, 표준편차에서 벗어난 값은 제거 후에 계산될 수 있다.
통합 제어 유닛(200)은 평균 주차시간 및 평균 주행시간을 계산할 수 있다. 평균 주차시간은 총 사이클의 개수 대비 총 주차시간을 의미할 수 있다. 평균 주행시간은 총 사이클의 개수 대비 총 주행시간을 의미할 수 있다.
통합 제어 유닛(200)은 계산된 주차시간, 주행시간, 배터리 소모량, 배터리 발전량, 시간당 배터리 소모량, 시간당 배터리 발전량, 평균 배터리 소모량, 평균 배터리 발전량, 평균 주차시간 및 평균 주행 시간에 대한 데이터를 저장부(250)에 저장할 수 있다. 또한, 통합 제어 유닛(200)은 1 사이클이 끝날 때마다 계산된 주차시간, 주행시간, 배터리 소모량, 배터리 발전량, 시간당 배터리 소모량, 시간당 배터리 발전량, 평균 배터리 소모량, 평균 배터리 발전량, 평균 주차시간 및 평균 주행 시간에 대한 데이터를 저장부(250)에 저장할 수 있다. 저장부(250)에 저장되는 데이터는 다음과 같은 표로 정리될 수 있다.
통합 제어 유닛(200)은 배터리의 충전량, 배터리의 평균 발전량, 배터리의 평균 소모량을 기준으로 운전자의 배터리 사용 습관 및 배터리의 방전 경향에 대해 판단할 수 있다. 배터리 사용 습관은 배터리의 소모량 및 배터리의 발전량을 기초로 계산된 배터리 충전량을 기준으로 결정될 수 있다. 배터리 충전량이 높을수록 배터리 사용 습관은 좋은 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 배터리 충전량은 평균 배터리 충전량을 의미할 수 있다. 배터리의 방전 경향은 배터리의 평균 소모량 대비 배터리의 평균 발전량이 기설정된 기준값 이상인지 미만인지는 판단하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 기준값은 1일 수 있다. 이 때, 배터리의 평균 소모량 대비 배터리의 평균 발전량 1 이상인 경우 배터리(100)는 정상 상태라고 판단될 수 있고, 배터리의 평균 소모량 대비 배터리의 평균 발전량 1 미만인 경우 배터리(100)는 위험 상태라고 판단될 수 있다.
통합 제어 유닛(200)은 저장부(250)에 저장된 정보를 기초로 운전자가 배터리 사용 습관 및 배터리의 방전 경향 분석을 요청하는 경우 배터리 사용 습관 및 배터리의 방전 경향 분석을 진행할 수 있다. 운전자는 AVN(500)을 통해 배터리 사용 습관 및 상기 배터리의 방전 경향 분석을 요청할 수 있다. AVN(500)은 차량 내의 오디오와 멀티미디어 장치 및 내비게이션 장치 등이 통합되어 하나의 시스템으로 구현된 제품을 말하는 것일 수 있다. AVN(500)은 차량 운전시 운전 경로나 운전 정보를 안내하며, 음악 및 동영상의 청취 및 시청과, 방송 등을 들을 수 있는 멀티미디어적 기능을 제공하는 기기를 의미할 수 있다. AVN(500)은 작업 수행을 지시하는 입력부 및 작업 수행 결과를 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다. 입력부는 디스플레이부와 인접한 영역에 하드 키 타입으로 마련될 수도 있고, 디스플레이부 자체가 터치 스크린 타입으로 구현되는 경우에는 디스플레이부의 전면에 터치 패널 형태로 마련될 수도 있다. 디스플레이부는 오디오 화면, 비디오 화면 및 내비게이션 화면 중 적어도 하나를 의미할 수 있고, 차량과 관련된 각종 제어 화면 또는 부가기능과 관련된 화면을 표시할 수 있다. 통합 제어 유닛(200)은 AVN(500) 및 클러스터(600)를 통해 배터리 사용 습관 및 배터리의 방전 경향 분석한 결과를 표시할 수 있다. 클러스터(600)는 차량의 주행 및 차량 내부의 편의시설과 관련된 다양한 정보를 운전자에게 표시하는 역할을 할 수 있다. 즉, 통합 제어 유닛(200)은 배터리 사용 습관 별 배터리의 방전 경향을 분석한 결과를 미리 저장된 판정 결과 테이블과 매칭시켜 알람을 출력하도록 AVN(500) 및 클러스터(600)을 제어할 수 있다. 판정 결과 테이블에 대해서는 후술하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템(1)은 배터리 센서(150)가 감지한 배터리의 충전량, 차량의 시동의 온/오프 시간, 통합 제어 유닛(200)의 슬립(Sleep)/웨이크-업(Wake-up) 시간을 통해 현재 배터리의 충전량에 따른 배터리 사용 습관 및 배터리의 평균 발전량과 평균 소모량 비료에 따른 배터리 방전 경향을 예측할 수 있다. 배터리 사용 습관은 배터리가 충전된 상태에 따라 운전자가 얼마나 주행하는지를 보여주는 지표로 사용될 수 있다. 배터리 방전 경향 예측은 주행시간과 주차시간이 적절히 분배되어 있는지 여부 및 배터리(100)의 성능 저하가 있는지 여부 등을 보여주는 지표로 사용될 수 있다. 따라서, 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템(1)은 운전자에게 운전자의 배터리 사용 습관과 자신의 차량 사용 패턴에 따라 배터리를 효율적으로 관리할 수 있는 정보를 제공할 수 있다. 운전자는 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템(1)이 제공하는 정보를 이용하여 배터리 관리를 수행하여 배터리를 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 배터리 관리를 통해 배터리의 교체 비용 저감의 효과가 발생될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향의 예측을 위한 데이터베이스 구축 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 통합 제어 유닛(ICU, 200)은 차량의 시동을 오프한 이후에 슬립 상태가 될 수 있다. 통합 제어 유닛(200)이 슬립 상태가 된 직후, 배터리 센서(150)는 배터리(100)의 충전량 및 통합 제어 유닛(200)이 슬립 상태가 된 시간을 측정할 수 있다(S110).
통합 제어 유닛(200)은 차량의 시동이 온되기 전에 웨이크-업 상태가 될 수 있다. 통합 제어 유닛(200)이 웨이크-업 상태가 된 직후, 배터리 센서(150)는 배터리(100)의 충전량 및 통합 제어 유닛(200)이 웨이크-업 상태가 된 시간을 측정할 수 있다(S120).
통합 제어 유닛(200)은 통합 제어 유닛(200)이 슬립 상태가 된 시간부터 웨이크-업 상태가 된 시간까지의 시간 간격을 계산하여 주차시간을 도출할 수 있다. 또한, 통합 제어 유닛(200)은 통합 제어 유닛(200)이 슬립 상태가 된 때 측정된 배터리(100)의 충전량과 통합 제어 유닛(200)이 웨이크-업 상태가 된 때 측정된 배터리(100)의 충전량의 비교하여 배터리의 소모량을 계산할 수 있다. 배터리 센서(150)는 배터리(100)의 충전량 및 통합 제어 유닛(200)이 슬립 상태가 된 시간을 측정할 수 있다 차량은 주차시간 동안 방전될 수 있으므로, 배터리(100)의 충전량은 주차시간 동안 감소될 수 있다(S130).
배터리 센서(150)는 차량의 시동인 온 된 시간 및 시동이 온 된 시점의 배터리(100)의 충전량을 측정할 수 있다 또한, 배터리 센서(150)는 차량이 주행을 종료한 이후에 차량의 시동이 오프된 시간 및 시동이 오프된 시점의 배터리(100)의 충전량을 측정할 수 있다(S140, S150).
통합 제어 유닛(200)은 차량의 시동이 온 된 시간에부터 시동이 오프된 시간까지의 시간 간격을 계산하여 주차시간을 도출할 수 있다. 또한, 통합 제어 유닛(200)은 차량의 시동이 온 된 시점에서의 배터리(100)의 충전량과 차량의 시동이 오프된 시점에서의 배터리(100)의 충전량을 비교하여 배터리 발전량을 계산할 수 있다(S160).
차량의 시동이 오프된 이후 통합 제어 유닛(200)은 슬립 상태가 될 수 있다. 통합 제어 유닛(200)이 슬립된 후 통합 제어 유닛(200)이 웨이크-업되고, 다시 통합 제어 유닛(200)이 슬립될 때까지의 시간은 1 사이클로 정의될 수 있다(S170).
통합 제어 유닛(200)은 1 사이클이 종료된 이후 배터리 발전량, 배터리 소묘량, 시동의 온/오프 시간, 통합 제어 유닛(200)의 슬립/웨이크-업 시간 등 다양한 정보를 저장부(250)에 저장시킬 수 있다. 복수회의 사이클이 진행되는 동안 통합 제어 유닛(200)은 1 사이클 당 배터리 소모량, 배터리 발전량, 배터리 충전량, 주차시간 및 주행시간에 대한 정보를 계산하여 저장부(250)에 저장시킬 수 있다. 또한, 통합 제어 유닛(200)은 복수회으 사이클이 진행되는 동안 축적된 정보들의 평균값을 계산하고 이를 저장부(250)에 저장시킬 수 있다. 일 예로, 통합 제어 유닛(200)은 평균 배터리 소모량, 평균 배터리 발전량, 평균 배터리 충전량, 평균 주차시간 및 평균 주행시간을 계산하여 저장부(250)에 저장시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 통합 제어 유닛(200)은 배터리 센서(150)가 실시간으로 감지한 정보를 기초로 배터리(100)의 상태를 분석할 수 있다. 배터리(100)의 상태에 대한 정보는 저장부(250)에 저장될 수 있다. 이를 통해, 향후 운전자의 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향을 예측할 수 있는 데이터베이스가 구축될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 운전자는 AVN(500)을 통해 운전자 운전 습관에 대해 알림을 요청할 수 있다. AVN(500)은 통합 제어 유닛(200)으로 운전자의 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향을 포함하는 운전자 운전 습관에 대한 예측을 수행하도록 요청할 수 있다(S210).
통합 제어 유닛(200)은 저장부(250)에 저장된 데이터를 읽어 운전자의 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향을 예측하기 위한 분석을 수행할 수 있다(S220).
통합 제어 유닛(200)은 배터리의 충전 상태에 따라 운전자의 배터리 사용 습관을 판단할 수 있다. 통합 제어 유닛(200)은 1 사이클 당 배터리의 발전량과 소모량을 분석하여 1 사이클 당 배터리의 충전량을 계산할 수 있다. 통합 제어 유닛(200)은 배터리의 충전량이 좋을수록 운전자의 배터리 사용 습관이 좋은 것으로 판단할 수 있다. 운전자의 배터리 사용 습관의 판단 기준에 대해서는 후술하도록 한다(S230).
통합 제어 유닛(200)은 복수회의 사이클 동안 측정된 배터리 발전량 및 배터리 소모량을 기초로 배터리의 평균 발전량 및 평균 소모량을 계산할 수 있다. 통합 제어 유닛(200)은 평균 소모량 대비 평균 발전량이 기설정된 기준값 이상인지 미만인지를 통해 배터리 방전 경향을 판단할 수 있다. 통합 제어 유닛(200)은 평균 소모량 대비 평균 발전량이 기준값 이상인 경우 배터리(100)를 정상 상태라고 판단할 수 있고, 배터리의 평균 소모량 대비 배터리의 평균 발전량 1 미만인 경우 배터리(100)를 위험 상태라고 판단할 수 있다(S240).
통합 제어 유닛은(200)은 AVN(500) 및 클러스터(600)를 통해 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향을 알릴 수 있다. 알림의 형태는 알람 문구 및 음성 문구를 포함할 수 있다(S250).
본 발명의 실시예에 따르면, 배터리(100)의 상태를 분석한 결과로 운전자의 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향이 도출될 수 있다. 따라서, 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향은 운전자가 배터리(100)의 관리하기 위한 지표로 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사이클에 따른 배터리의 충전량을 나타내는 그래프이다. X축은 사이클의 횟수이고, Y축은 배터리 충전량을 나타낸다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 사이클 당 배터리 소모량과 배터리 방전량이 도출될 수 있다. 사이클 당 배터리 소모량과 배터리 방전량을 더한 값은 배터리 충전량으로 정의될 수 있다. 이 때, 배터리 충전량은 “좋음”, “보통” 및 “나쁨” 3가지로 분류될 수 있고, 상기 3가지 분류는 운전자의 배터리 사용 습관의 지표로 사용될 수 있다. 배터리 충전량이 S1 이하이면 운전자의 배터리 사용 습관은 “나쁨”으로 판단될 수 있다. 배터리 충전량이 S1 초과 S2 미만이면 운전자의 배터리 사용 습관은 “보통”으로 판단될 수 있다. 배터리 충전량이 S2 이상이면 운전자의 배터리 사용 습관은 “좋음”으로 판단될 수 있다. 예를 들어, S1은 65%일 수 있고, S2는 85%일 수 있다. 다만, S1 및 S2의 구체적인 값은 설계자에 의해 변경될 수 있는 사항이고, 운전자의 배터리 사용 습관의 판단하는 지표의 수는 3가지 이상일 수 있다.
운전자의 배터리 사용 습관은 1 사이클 당 배터리 충전량으로 판단될 수 있으나, 복수회의 사이클 동안 측정된 배터리의 충전량으로 판단될 수도 있다. 통합 제어 유닛(200)은 복수회의 사이클 동안 측정된 배터리 발전량과 배터리 소모량의 평균값을 계산할 수 있다. 배터리의 평균 발전량 및 평균 소모량은 복수회의 사이클 동안 측정된 배터리 발전량들 및 배터리 소모량들의 표준편차를 계산하고, 표준편차에서 벗어난 값은 제거 후에 계산될 수 있다.
일 예로, ① 사이클에서 차량의 주차 후 배터리 소모량은 -14.4%이고, 주행 중 배터리 발전량은 +8%이고, 최종 배터리 충전량은 78.6%이다. ② 사이클에서 차량의 주차 후 배터리 소모량은 -9.6%이고, 시동 후 발전량은 +18%이고, ②최종 배터리 충전량은 87%이다. 10회 사이클 동안 측정된 배터리의 충전량은 88.2%이고, 이 때 통합 제어 유닛(200)은 운전자의 배터리 사용 습관이 “좋음”에 해당하는 것으로 판단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자의 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향의 예측을 위한 정보를 나타내는 그래프이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 배터리 센서(150)는 1 사이클 당 배터리의 충전량을 측정할 수 있다. 통합 제어 유닛(200)은 1 사이클 당 배터리 발전량 및 배터리 소모량을 계산할 수 있고, 복수회의 사이클 동안 측정된 배터리 발전량과 배터리 소모량을 기초로 배터리의 평균 발전량 및 평균 소모량을 계산할 수 있다.
하기의 표는 사이클 당 주차시간에 따른 배터리 소모량 및 주행시간에 따른 배터리 발전량을 예시로 기재한 것이다.
사이클 배터리 소모량 DB 배터리 발전량 DB
주차시간 배터리 소모량 주행시간 배터리 발전량
1 36 -14.4% 0.5 +8%
2 24 -9.6% 1 +16%
3 36 14.4% 1.5 +24%
4 48 -19.2% 1 +16%
5 24 -9.6% 0.5 +8%
6 24 -9.6% 0.5 +8%
7 24 -9.6% 0.5 +8%
8 24 -9.6% 1 +16%
9 36 -14.4% 1 +16%
10 36 -14.4% 1 +16%
평균 31.2 시간 주차 시간당 0.4% 감소 0.9 시간 주행 시간당 16% 증가
평균 배터리 소모량 12. 48% 평균 배터리 발전량 +14.4%
운전자의 배터리 사용 습관을 분석한 결과 평균 배터리 충전량은 85% 이상으로 유지되고 있으므로 “좋음”으로 판단될 수 있다. 또한, 배터리 방전 경향을 분석한 결과, 아래와 같은 수식에 따라 정상 상태인 것으로 판단될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 운전자의 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향의 예측을 위한 정보를 나타내는 그래프이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 평균 배터리 충전량은 65% 내지 85% 사이의 값을 가질 수 있다. 10회의 사이클 동안 측정된 배터리 발전량과 배터리 소모량으로 평균값을 계산할 결과 평균 소모량은 14.08%이고 평균 발전량은 10.71%이다.
운전자의 배터리 사용 습관을 분석한 결과 평균 배터리 충전량은 65% 내지 85% 사이로 유지되고 있으므로 “보통”으로 판단될 수 있다. 또한, 배터리 방전 경향을 분석한 결과, 아래와 같은 수식에 따라 위험 상태인 것으로 판단될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 판정 결과 테이블을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 통합 제어 유닛(200)은 AVN(500) 및 클러스터(600)를 통해 운전자의 배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향을 분석한 결과를 운전자에게 알릴 수 있다. 도 7은 배터링 사용 습관 별 배터리 방전 경향을 분석한 것이다.
운전자의 배터리 사용 습관이 좋고 배터리 방전 경향이 정상인 경우, 배터리(100)의 상태가 좋고 운전자는 배터리(100)를 오랫동안 사용할 수 있는 경향을 가졌다는 것이 분석 결과이다. 이 때, AVN(500) 및 클러스터(600)는 “배터리를 적절하고 안정적이게 사용 중입니다” 라는 알람 문구를 출력할 수 있다.
운전자의 배터리 사용 습관이 좋고 배터리 방전 경향이 위험인 경우, 배터리(100)의 상태가 좋고 운전자는 배터리(100)의 교체 시기를 앞당길 수 있는 경향을 가졌다는 것이 분석 결과이다. 이 때, AVN(500) 및 클러스터(600)는 “주행시간을 좀 더 늘릴 필요가 있습니다” 라는 알람 문구를 출력할 수 있다. 주행 시간을 늘리는 경우, 배터리 발전량이 증가하기 때문에 배터리 방전 경향이 위험 상태에서 정상 상태로 변경될 수 있다.
운전자의 배터리 사용 습관이 보통이고 배터리 방전 경향이 정상인 경우, 배터리(100)의 상태가 보통이고 운전자는 배터리(100)를 오랫동안 사용할 수 있는 경향을 가졌다는 것이 분석 결과이다. 이 때, AVN(500) 및 클러스터(600)는 “배터리의 노후화가 일부 진행 중이며, 아직 교체는 불필요한 상태입니다” 라는 알람 문구를 출력할 수 있다.
운전자의 배터리 사용 습관이 보통이고 배터리 방전 경향이 위험인 경우, 배터리(100)의 상태가 보통이고 운전자는 배터리(100)의 교체 시기를 앞당길 수 있는 경향을 가졌다는 것이 분석 결과이다. 이 때, AVN(500) 및 클러스터(600)는 “주행을 좀 더 늘릴 필요가 있으며, 별 다른 조치 없을 시 배터리 방전이 우려됩니다” 라는 알람 문구를 출력할 수 있다.
운전자의 배터리 사용 습관이 나쁨이고 배터리 방전 경향이 정상인 경우, 배터리(100)의 상태가 나쁨이고 운전자는 배터리(100)를 오랫동안 사용할 수 있는 경향을 가졌다는 것이 분석 결과이다. 이 때, AVN(500) 및 클러스터(600)는 “배터리의 교체 진단이 필요합니다” 라는 알람 문구를 출력할 수 있다.
운전자의 배터리 사용 습관이 나쁨이고 배터리 방전 경향이 위험인 경우, 배터리(100)의 상태가 나쁨이고 운전자는 배터리(100)의 교체 시기를 앞당길 수 있는 경향을 가졌다는 것이 분석 결과이다. 이 때, AVN(500) 및 클러스터(600)는 “주행을 더 진행 한 후 배터리의 교체 여부의 판단이 필요합니다” 라는 알람 문구를 출력할 수 있다.
상기와 같은 알람 문구는 분석 결과에 맞도록 변경될 수 있는 사항이고, 상기 알람 문구의 구체적인 내용은 설계자에게 변경될 수 있는 사항이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 운전자는 배터리를 분석한 결과에 대해 알림을 받을 수 있으므로 향후 배터리를 효율적으로 관리할 수 있다. 따라서, 배터리의 교체 시기를 최대한 늦출 수 있으므로 배터리 교체 비용이 절감될 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (12)

  1. 배터리의 배터리 충전량(SOC)을 감지하는 배터리 센서;
    상기 배터리 센서가 감지한 정보를 기초로 차량의 주행시간 동안의 배터리 발전량 및 상기 차량의 주차시간 동안의 배터리 소모량을 계산하는 통합 제어 유닛; 및
    상기 배터리 발전량, 상기 배터리 소모량, 상기 차량의 시동의 온/오프 시간 및 상기 통합 제어 유닛의 슬릿(Sleep)/웨이크-업(Wake-up) 시간을 저장하는 저장부를 포함하고,
    상기 통합 제어 유닛은 상기 배터리의 충전량, 상기 배터리의 평균 발전량, 상기 배터리의 평균 소모량을 기준으로 운전자의 배터리 사용 습관 및 배터리의 방전 경향에 대해 판단하는,
    배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리 사용 습관은 상기 배터리의 소모량 및 상기 배터리의 발전량을 기초로 계산된 상기 배터리 충전량을 기준으로 결정되고,
    상기 배터리 충전량이 높을수록 상기 배터리 사용 습관은 좋은 것을 의미하는,
    배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리의 방전 경향은 상기 배터리의 평균 소모량 대비 상기 배터리의 평균 발전량이 기설정된 기준값 이상인지 미만인지는 판단하여 결정되는,
    배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리 센서는 상기 차량의 시동의 온/오프 시간 및 상기 통합 제어 유닛의 슬릿(Sleep)/웨이크-업(Wake-up) 시간을 측정하여 상기 통합 제어 유닛으로 전송하는,
    배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리 발전량 및 상기 배터리 소모량은 1 사이클을 기준으로 계산되고,
    상기 1 사이클은 상기 통합 제어 유닛이 슬립된 후 상기 통합 제어 유닛이 웨이크-업되고, 다시 상기 통합 제어 유닛이 슬립될 때까지를 의미하는,
    배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 배터리의 평균 발전량 및 상기 배터리의 평균 소모량은,
    복수회의 사이클 동안 측정된 상기 배터리 발전량들 및 상기 배터리 소모량들의 표준편차를 계산하고, 표준편차에서 벗어난 값은 제거 후에 계산되는,
    배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 통합 제어 유닛은 1 사이클이 끝난 이후에 계산된 상기 배터리 발전량, 상기 배터리 소모량, 상기 차량의 시동의 온/오프 시간 및 상기 통합 제어 유닛의 슬릿(Sleep)/웨이크-업(Wake-up) 시간을 통해 계산된 상기 배터리의 평균 발전량, 상기 배터리의 평균 소모량, 평균 주차시간 및 평균 주행시간을 저장하도록 상기 저장부를 제어하는,
    배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리 발전량은 상기 차량의 시동이 온된 시점부터 시동이 오프된 시점까지의 상기 배터리가 충전된 양을 계산한 것인,
    배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리 소모량은 상기 통합 제어 유닛이 슬립된 시점부터 웨이크-업된 시점까지의 상기 배터리가 방전된 양을 계산한 것인,
    배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 운전자는 AVN을 통해 상기 배터리 사용 습관 및 상기 배터리의 방전 경향 분석을 요청하고,
    상기 통합 제어 유닛은 상기 배터리 사용 습관 및 상기 배터리의 방전 경향을 분석하여 상기 AVN을 통해 상기 운전자에게 알리는,
    배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 통합 제어 유닛은 상기 배터리 사용 습관 별 상기 배터리의 방전 경향을 분석한 결과를 미리 저장된 판정 결과 테이블과 매칭시켜 알람 문구를 출력하도록 상기 AVN을 제어하는,
    배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 통합 제어 유닛은 클러스터를 통해 상기 배터리 사용 습관 및 상기 배터리의 방전 경향을 상기 운전자에게 알리는,
    배터리 사용 습관 및 배터리 방전 경향 예측 시스템.
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