KR102663546B1 - Pre-charge method and system for high voltage link capacitor of vehicle - Google Patents

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Abstract

고전압의 메인 배터리와 저전압의 보조 배터리 및 상기 메인 배터리와 고전압 직류 링크단 사이에 연결된 고전압 직류 링크 커패시터를 포함하는 차량에서 상기 고전압 직류 링크 커패시터를 프리차지 하는 방법 및 시스템이 개시된다. 상기 방법은, 상기 메인 배터리와 상기 고전압 직류 링크 커패시터 사이에 연결된 프리차지 릴레이를 단락 시켜 상기 메인 배터리의 전력을 이용하여 상기 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지를 개시하는 단계; 상기 보조 배터리의 상태 및 상기 프리차지 릴레이의 상태 중 적어도 하나를 기반으로 상기 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시간을 설정하는 단계; 및 상기 프리차지 시간 경과 후 상기 고전압 직류 링크 커패시터의 전압을 기반으로 프리차지의 성공/실패 여부를 판단하는 단계를 포함한다.A method and system for precharging the high voltage direct current link capacitor in a vehicle including a high voltage main battery, a low voltage auxiliary battery, and a high voltage direct current link capacitor connected between the main battery and the high voltage direct current link terminal are disclosed. The method includes the steps of short-circuiting a precharge relay connected between the main battery and the high voltage direct current link capacitor to initiate precharge of the high voltage direct current link capacitor using power from the main battery; setting a precharge time of the high voltage direct current link capacitor based on at least one of the state of the auxiliary battery and the state of the precharge relay; and determining whether pre-charge is successful/failed based on the voltage of the high-voltage direct current link capacitor after the pre-charge time has elapsed.

Description

차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법 및 시스템{PRE-CHARGE METHOD AND SYSTEM FOR HIGH VOLTAGE LINK CAPACITOR OF VEHICLE}Precharge method and system for high voltage direct current link capacitor of vehicle {PRE-CHARGE METHOD AND SYSTEM FOR HIGH VOLTAGE LINK CAPACITOR OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 고전압 직류 링크 커패시터를 프리차지 하는 시간을 가변적으로 변경함으로써 프리차지 성공/실패 진단의 정확도를 향상시킬 수 있는 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for precharging a high-voltage direct current link capacitor of a vehicle. More specifically, the present invention relates to a method and system for precharging a high-voltage direct current link capacitor of a vehicle, and more specifically, to improve the accuracy of pre-charging success/failure diagnosis by variably changing the time to precharge the high-voltage direct current link capacitor of a vehicle. It relates to a precharge method and system for a high voltage direct current link capacitor.

일반적으로, 전기 에너지로 구동되는 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 플러그인 하이브리드 자동차에 적용되는 고전압 배터리 시스템에서는 차량 내 고전압 배터리 연결을 제어하기 위하여 파워 릴레이 어셈블리가 적용되고 있다.Generally, in a high-voltage battery system applied to an electric vehicle, hybrid vehicle, or plug-in hybrid vehicle driven by electrical energy, a power relay assembly is applied to control the connection of the high-voltage battery within the vehicle.

파워 릴레이 어셈블리에는 통상 메인 릴레이, 프리차지 릴레이가 포함되며, 프리차지 릴레이는 차량의 시동 초기에 고전압 직류 링크 단에 마련된 고전압 직류 링크 커패시터를 충전하는데 사용된다. 프리차지가 성공적으로 종료되면 프리차지 릴레이는 개방되고 메인 릴레이가 모두 단락 되어 고전압 배터리의 전력이 정상적으로 차량의 고전압 전장품으로 제공되는 바, 프리차지의 성공/실패 진단의 정확도는 환경차를 구동하는데 있어 매우 중요한 요소가 된다.The power relay assembly usually includes a main relay and a precharge relay, and the precharge relay is used to charge the high voltage direct current link capacitor provided at the high voltage direct current link stage at the beginning of the vehicle start. When precharge is successfully completed, the precharge relay is opened and all main relays are short-circuited, so that power from the high-voltage battery is normally supplied to the vehicle's high-voltage electrical components. The accuracy of diagnosing the success/failure of precharge is important for driving an environmentally friendly car. becomes a very important factor.

그러나, 종래에는 프리차지 시간을 하나로 고정 설정하고 이 프리차지 시간에 기반하여 프리차지 성공 여부를 판단하였으므로 주변의 여러 인자에 의해 영향을 받는 프리차지 릴레이 동작 시간 특성을 반영하지 못함으로써, 프리차지 성공/실패 진단에 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다.However, in the past, the precharge time was fixed to one and the success of the precharge was determined based on this precharge time, so the precharge relay operation time characteristics, which are influenced by various surrounding factors, were not reflected, thereby preventing the success of the precharge. /There was a problem with low accuracy in failure diagnosis.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as background technology above are only for the purpose of improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as recognition that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.

KR 10-2014-0078946 AKR 10-2014-0078946 A KR 10-2013-0088284 AKR 10-2013-0088284 A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량의 고전압 직류 링크 커패시터를 프리차지 하는 시간을 가변적으로 변경함으로써 프리차지 성공/실패 진단의 정확도를 향상시킬 수 있는 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법 및 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.The present invention was proposed to solve this problem, and is a pre-charge method for a high-voltage direct-current link capacitor that can improve the accuracy of pre-charge success/failure diagnosis by variably changing the time to pre-charge the high-voltage direct-current link capacitor of a vehicle. and providing a system are the technical challenges to be solved.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,As a means to solve the above technical problem, the present invention,

고전압의 메인 배터리와 저전압의 보조 배터리 및 상기 메인 배터리와 고전압 직류 링크단 사이에 연결된 고전압 직류 링크 커패시터를 포함하는 차량에서 상기 고전압 직류 링크 커패시터를 프리차지 하는 방법에 있어서.A method for precharging the high-voltage DC link capacitor in a vehicle including a high-voltage main battery, a low-voltage auxiliary battery, and a high-voltage DC link capacitor connected between the main battery and the high-voltage DC link terminal.

상기 메인 배터리와 상기 고전압 직류 링크 커패시터 사이에 연결된 프리차지 릴레이를 단락 시켜 상기 메인 배터리의 전력을 이용하여 상기 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지를 개시하는 단계;Short-circuiting a precharge relay connected between the main battery and the high voltage direct current link capacitor to initiate precharge of the high voltage direct current link capacitor using power from the main battery;

상기 보조 배터리의 상태 및 상기 프리차지 릴레이의 상태 중 적어도 하나를 기반으로 상기 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시간을 설정하는 단계; 및setting a precharge time of the high voltage direct current link capacitor based on at least one of the state of the auxiliary battery and the state of the precharge relay; and

상기 프리차지 시간 경과 후 상기 고전압 직류 링크 커패시터의 전압을 기반으로 프리차지의 성공/실패 여부를 판단하는 단계;After the precharge time has elapsed, determining whether precharge succeeds/failures based on the voltage of the high voltage direct current link capacitor;

를 포함하는 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법을 제공한다.Provides a precharge method for a high-voltage direct current link capacitor of a vehicle including.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 보조 배터리의 상태는 상기 보조 배터리의 전압이고, 상기 프리차지 릴레이의 상태는 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the state of the auxiliary battery may be the voltage of the auxiliary battery, and the state of the precharge relay may be the ambient temperature of the precharge relay.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 설정하는 단계는, 상기 보조 배터리의 전압이 높을수록 상기 프리차지 시간을 짧게 설정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the setting step, the precharge time may be set to be shorter as the voltage of the auxiliary battery is higher.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 설정하는 단계는, 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 높을수록 상기 프리차지 시간을 길게 설정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the setting step, the precharge time may be set to be longer as the surrounding temperature of the precharge relay is higher.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 설정하는 단계는, 상기 보조 배터리의 전압이 높을수록 작은 값을 갖고 상기 보조 배터리의 전압이 낮을수록 큰 값을 갖는 제1 인자 및 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 높을수록 큰 값을 갖고 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 낮을 수록 작은 값을 갖는 제2 인자 중 적어도 하나를 사전 설정된 기준 프리차지 시간에 승산하여 상기 프리차지 시간을 설정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the setting step includes a first factor having a small value as the voltage of the auxiliary battery is high and a large value as the voltage of the auxiliary battery is low, and the ambient temperature of the precharge relay. The precharge time can be set by multiplying at least one of the second factors, which has a larger value the higher the ambient temperature of the precharge relay is and has a smaller value the lower the surrounding temperature of the precharge relay is, by multiplying the preset reference precharge time.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 설정하는 단계는, 상기 보조 배터리의 전압 및 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도 중 적어도 하나를 입력으로 하고 입력된 값에 대응되는 상기 프리차지 시간을 출력으로 하는 사전 설정된 데이터맵을 이용하여 상기 프리차지 시간을 설정하되, 상기 데이터맵에는 상기 보조 배터리의 전압이 높을수록 상기 프리차지 시간이 짧게 설정되고 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 높을수록 상기 프리차지 시간이 길게 설정될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the setting step includes a preset setting that inputs at least one of the voltage of the auxiliary battery and the ambient temperature of the precharge relay and outputs the precharge time corresponding to the input value. The precharge time is set using a data map, wherein in the data map, the higher the voltage of the auxiliary battery, the precharge time is set shorter, and the higher the ambient temperature of the precharge relay is, the precharge time is set longer. It can be.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,As another means to solve the above technical problem, the present invention,

고전압의 메인 배터리와 저전압의 보조 배터리;High-voltage main battery and low-voltage auxiliary battery;

상기 메인 배터리와 고전압 직류 링크단 사이에 연결된 고전압 직류 링크 커패시터;A high voltage direct current link capacitor connected between the main battery and the high voltage direct current link terminal;

상기 메인 배터리와 상기 고전압 직류 링크 커패시터 사이에 저항을 매개로 연결되며, 상기 보조 배터리의 전력 인가/차단에 의해 단락/개방 제어되는 프리차지 릴레이; 및a precharge relay connected between the main battery and the high-voltage direct current link capacitor through a resistor, and controlled to short-circuit/open by applying/cutting off power of the auxiliary battery; and

상기 프리차지 릴레이의 단락/개방을 제어하며, 상기 프리차지 릴레이를 단락 시켜 상기 고전압 직류 링크 커패시터를 프리차지를 개시하면 상기 보조 배터리의 상태 및 상기 프리차지 릴레이의 상태 중 적어도 하나를 기반으로 상기 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시간을 설정하고, 상기 프리차지 시간이 경과한 후 상기 고전압 직류 링크 커패시터의 전압을 기반으로 프리차지의 성공/실패 여부를 판단하는 컨트롤러;Controls short-circuiting/opening of the pre-charge relay, and when the pre-charge relay is short-circuited to initiate pre-charging of the high-voltage DC link capacitor, the high voltage is generated based on at least one of the state of the auxiliary battery and the state of the pre-charge relay. A controller that sets a precharge time for a direct current link capacitor and determines success/failure of precharge based on the voltage of the high voltage direct current link capacitor after the precharge time has elapsed;

를 포함하는 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시스템을 제공한다.Provides a precharge system for a high voltage direct current link capacitor including.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 보조 배터리의 상태는 상기 보조 배터리의 전압이고, 상기 프리차지 릴레이의 상태는 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the state of the auxiliary battery may be the voltage of the auxiliary battery, and the state of the precharge relay may be the ambient temperature of the precharge relay.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 보조 배터리의 전압이 높을수록 상기 프리차지 시간을 짧게 설정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the controller may set the precharge time to be shorter as the voltage of the auxiliary battery is higher.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 높을수록 상기 프리차지 시간을 길게 설정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the controller may set the precharge time to be longer as the surrounding temperature of the precharge relay becomes higher.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 보조 배터리의 전압이 높을수록 작은 값을 갖고 상기 보조 배터리의 전압이 낮을수록 큰 값을 갖는 제1 인자 및 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 높을수록 큰 값을 갖고 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 낮을 수록 작은 값을 갖는 제2 인자 중 적어도 하나 및 사전 설정된 기준 프리차지 시간을 저장하며, 상기 보조 배터리의 전압 및 상기 프리차지 릴레이의 온도 중 적어도 하나에 따라 상기 제1 인자 및 상기 제2 인자 중 적어도 하나를 선택하여 상기 기준 프리차지 시간에 승산하여 상기 프리차지 시간을 설정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the controller has a first factor that has a small value as the voltage of the auxiliary battery becomes higher and a larger value as the voltage of the auxiliary battery becomes lower, and a first factor that has a larger value as the voltage of the auxiliary battery becomes higher. Stores at least one of a second factor that has a large value and a small value as the surrounding temperature of the precharge relay is lower, and a preset reference precharge time, and at least one of the voltage of the auxiliary battery and the temperature of the precharge relay. Accordingly, at least one of the first factor and the second factor may be selected and multiplied by the reference precharge time to set the precharge time.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 보조 배터리의 전압 및 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도 중 적어도 하나를 입력으로 하고 입력된 값에 대응되는 상기 프리차지 시간을 출력으로 하는 사전 설정된 데이터맵을 저장하고, 상기 보조 배터리의 전압 및 상기 프리차지 릴레이의 온도 중 적어도 하나를 상기 데이터맵에 적용할 수 있다. 여기서, 상기 데이터맵에는 상기 보조 배터리의 전압이 높을수록 상기 프리차지 시간이 짧게 설정되고 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 높을수록 상기 프리차지 시간이 길게 설정될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the controller sets a preset data map that inputs at least one of the voltage of the auxiliary battery and the ambient temperature of the precharge relay and outputs the precharge time corresponding to the input value. may be stored, and at least one of the voltage of the auxiliary battery and the temperature of the precharge relay may be applied to the data map. Here, in the data map, the precharge time may be set to be shorter as the voltage of the auxiliary battery is higher, and the precharge time may be set to be longer as the surrounding temperature of the precharge relay is higher.

상기 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법 및 시스템에 따르면, 보조배터리 전압 및/또는 온도에 기반하여 프리차지 릴레이 동작 시간 변화를 고려한 프리차지 시간 설정을 통해 프리차지 성공/실패 진단의 정확도 및 진단 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the precharge method and system for the high-voltage direct current link capacitor of the vehicle, the accuracy and diagnosis of precharge success/failure is achieved by setting the precharge time considering the change in precharge relay operation time based on the auxiliary battery voltage and/or temperature. Reliability can be improved.

또한, 상기 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법 및 시스템에 따르면, 차량의 하드웨어에 대한 추가적인 구조변경 및 개발이 요구되지 않고 단순히 알고리즘의 추가를 통해 구현 가능하므로 추가적인 재료비 상승이나 기존 구조의 설계 변경 없이 성능 향상이 가능하다.In addition, according to the precharge method and system for the vehicle's high-voltage direct current link capacitor, additional structural changes and development of the vehicle's hardware are not required and can be implemented simply by adding an algorithm, resulting in additional material cost increases or design changes to the existing structure. Performance can be improved without.

또한, 상기 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법 및 시스템에 따르면, 프리차지 성공/실패 진단의 결과는 차량의 다른 요소의 진단에서도 참조되고 있으므로 차량의 다른 요소에 대한 진단 정확도 및 신뢰성도 함께 향상될 수 있다.In addition, according to the precharge method and system for the vehicle's high-voltage direct current link capacitor, the results of the precharge success/failure diagnosis are also referenced in the diagnosis of other elements of the vehicle, thereby improving the diagnostic accuracy and reliability of other elements of the vehicle. It can be.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시스템에 마련된 릴레이의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법 및 시스템에 적용되는 보조 배터리 전압 및 환경 온도와 릴레이 구동 시간과의 관계를 각각 도시한 그래프이다.Figure 1 is a configuration diagram showing a precharge system for a high-voltage direct current link capacitor of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining the operation of a relay provided in a precharge system for a high-voltage direct current link capacitor according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flowchart showing a precharge method for a high-voltage direct current link capacitor according to an embodiment of the present invention.
Figures 4 and 5 are graphs showing the relationship between the auxiliary battery voltage and environmental temperature and relay driving time applied to the precharge method and system for the high-voltage direct current link capacitor of a vehicle according to an embodiment of the present invention, respectively.

이하, 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법 및 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a precharge method and system for a high-voltage direct current link capacitor of a vehicle according to various embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시스템을 도시한 구성도이다.Figure 1 is a configuration diagram showing a precharge system for a high-voltage direct current link capacitor of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시스템은, 메인 배터리(10), 보조 배터리(미도시), 프리차지 릴레이(13) 및 컨트롤러(20)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the precharge system for a high-voltage direct current link capacitor of a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a main battery 10, an auxiliary battery (not shown), a precharge relay 13, and a controller 20. It may be configured to include.

메인 배터리(10)는 직류 고전압의 전기 에너지를 저장하는 에너지 저장 장치로서, 차량의 휠을 구동하기 위한 모터에 전력을 공급한다. 메인 배터리(10)는 차량의 고전압 전장품들이 연결되는 고전압 직류(DC) 링크(16)와 커패시터(15)를 통해 전기적으로 연결된다. 메인 배터리(10)와 고전압 직류 링크(16) 사이에 연결되는 커패시터(15)는 '고전압 직류 링크 커패시터'라고 명명될 수 있다.The main battery 10 is an energy storage device that stores direct current high voltage electrical energy and supplies power to a motor for driving the wheels of a vehicle. The main battery 10 is electrically connected through a capacitor 15 and a high-voltage direct current (DC) link 16 to which the vehicle's high-voltage electrical components are connected. The capacitor 15 connected between the main battery 10 and the high voltage direct current link 16 may be named a 'high voltage direct current link capacitor'.

메인 배터리(10)와 고전압 직류 링크 커패시터(15) 사이에는 복수의 릴레이(11-13)를 포함하는 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly: PRA)가 배치될 수 있다. 파워 릴레이 어셈블리(PRA)는 메인 배터리(10)와 고전압 직류 커패시터(15) 또는 고전압 직류 링크(16) 사이의 전기적 연결을 형성하거나 차단하는 역할을 한다. A power relay assembly (PRA) including a plurality of relays 11-13 may be disposed between the main battery 10 and the high-voltage direct current link capacitor 15. The power relay assembly (PRA) serves to form or block the electrical connection between the main battery 10 and the high-voltage direct current capacitor 15 or the high-voltage direct current link 16.

파워 릴레이 어셈블리(PRA)는 메인 배터리(10)의 (+) 단자와 고전압 직류 링크 커패시터(15)의 일단에 양단이 각각 직접 연결된 제1 메인 릴레이(11)와, 메인 배터리(10)의 (-) 단자와 고전압 직류 링크 커패시터(15)의 타단에 양단이 각각 직접 연결된 제2 메인 릴레이(12)와, 메인 배터리(10)의 (+) 단자와 고전압 직류 링크 커패시터(15)의 일단 사이에 저항(14)를 매개로 연결되는 프리차지 릴레이(13)를 포함할 수 있다. 도 1에서는 프리차지 릴레이(13)가 메인 배터리(10)의 (+) 단자 측에 연결된 것으로 도시되고 있으나, 다른 예에서는 메인 배터리(10)의 (-) 단자 측에 연결될 수도 있다.The power relay assembly (PRA) includes a first main relay 11, both ends of which are directly connected to the (+) terminal of the main battery 10 and one end of the high voltage direct current link capacitor 15, and a (-) terminal of the main battery 10. ) terminal and the second main relay 12, both ends of which are directly connected to the other end of the high-voltage direct-current link capacitor 15, and a resistance between the (+) terminal of the main battery 10 and one end of the high-voltage direct-current link capacitor 15. It may include a precharge relay (13) connected via (14). In FIG. 1, the precharge relay 13 is shown as connected to the (+) terminal of the main battery 10, but in other examples, it may be connected to the (-) terminal of the main battery 10.

차량의 시동이 개시되면, 프리차지 릴레이(13)와 제2 메인 릴레이(12)가 단락 되도록 제어됨으로써 저항(14)에 의해 강하가 이루어진 전압이 고전압 직류 링크 커패시터(15)에 인가되어 고전압 직류 링크 커패시터(15)가 충전될 수 있다. 고전압 직류 링크 커패시터(15)가 충전이 완료되어 일정한 전압을 유지하게 되면 프리차지 릴레이(13)는 개방되고 제1 메인 릴레이(11)가 단락 되도록 제어됨으로써 메인 배터리(10)의 전압이 고전압 직류 링크(16)로 제공된다. 이러한 제어는 후술하는 컨트롤러(20)에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 제어는 차량의 시동 시 제1 메인 릴레이(11) 및 제2 메인 릴레이(12)이가 단락 되어 메인 배터리(10)의 고전압이 고전압 직류 링크 커패시터(15)에 바로 인가되는 경우 과전류가 흘러 고전압 직류 링크 커패시터(15)가 파손되는 것을 방지하기 위한 것이다.When the vehicle starts, the precharge relay 13 and the second main relay 12 are controlled to be short-circuited, so that the voltage dropped by the resistor 14 is applied to the high-voltage direct-current link capacitor 15, thereby causing the high-voltage direct-current link. Capacitor 15 can be charged. When the high-voltage DC link capacitor 15 is fully charged and maintains a constant voltage, the pre-charge relay 13 is opened and the first main relay 11 is controlled to be short-circuited, so that the voltage of the main battery 10 is connected to the high-voltage DC link. (16) is provided. This control can be achieved by the controller 20, which will be described later. This control is performed when the first main relay 11 and the second main relay 12 are short-circuited when starting the vehicle, and the high voltage of the main battery 10 is directly applied to the high voltage direct current link capacitor 15, causing overcurrent to flow and high voltage direct current. This is to prevent the link capacitor 15 from being damaged.

보조 배터리(미도시)는 차량에 구비된 저전압 전장품에 전력을 공급하기 위해 마련된 것으로, 고전압 직류 링크(16)에 연결된 저전압 컨버터(Low voltage DC-DC Converter: LDC)에 의해 고전압을 강압된 전력을 제공받아 충전될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 보조 배터리는 파워 릴레이 어셈블리(PRA)에 포함된 릴레이들(11-13)의 구동을 위한 전력을 제공할 수 있다.The auxiliary battery (not shown) is designed to supply power to low-voltage electrical equipment installed in the vehicle, and provides power converted to high voltage by a low-voltage converter (Low voltage DC-DC Converter: LDC) connected to the high-voltage direct current link 16. It can be provided and recharged. In one embodiment of the present invention, the auxiliary battery may provide power for driving the relays 11-13 included in the power relay assembly (PRA).

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시스템에 마련된 릴레이의 구동을 설명하기 위한 도면이다.Figure 2 is a diagram for explaining the operation of a relay provided in a precharge system for a high-voltage direct current link capacitor according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 것과 같이, 릴레이(R)은 그 내부에 마련된 코일(31)에 전류가 인가되어 유도되는 자기적인 힘에 의해 접점의 단락/개방이 제어된다. 코일(31)의 일단은 스위칭 소자(32)의 일단에 연결되고 타단은 접지된다. 또한, 스위칭 소자(32)의 타단은 보조 배터리(미도시)에 연결되어 보조 배터리로부터 전압을 인가 받는다. 컨트롤러(20)의 제어신호에 의해 스위칭 소자(31)가 온 되면 보조 배터리 전압이 코일(31)로 인가되어 코일(31)에 전류가 흐름으로써 자기가 형성되고 이에 의해 릴레이(R)의 접점은 단락 된다. 반대로 컨트롤러(20)의 제어신호에 의해 스위칭 소자(31)가 오프 되면 코일(31)에는 전류가 흐르지 않고 릴레이(R)의 접점은 개방 상태가 된다. 한편, 스위칭 소자(32)의 일단의 전압은 릴레이(R)의 상태나 스위칭 소자(32)의 상태를 판단하기 위해 검출될 수 있다. 스위칭 소자(32)의 일단의 전압이 보조 배터리 전압인 경우 스위칭 소자(32)가 온 된 상태로 판단될 수 있으며, 스위칭 소자(32)의 일단 전압이 접지(0V)이면 스위칭 소자(32)가 오프 된 상태로 판단될 수 있다.As shown in FIG. 2, the short-circuiting/opening of the contacts of the relay R is controlled by magnetic force induced when current is applied to the coil 31 provided therein. One end of the coil 31 is connected to one end of the switching element 32 and the other end is grounded. Additionally, the other end of the switching element 32 is connected to an auxiliary battery (not shown) and receives voltage from the auxiliary battery. When the switching element 31 is turned on by a control signal from the controller 20, the auxiliary battery voltage is applied to the coil 31 and a current flows through the coil 31, thereby forming magnetism. As a result, the contact point of the relay (R) is It becomes short-circuited. Conversely, when the switching element 31 is turned off by a control signal from the controller 20, no current flows through the coil 31 and the contact point of the relay R is in an open state. Meanwhile, the voltage of one end of the switching element 32 may be detected to determine the state of the relay R or the state of the switching element 32. If the voltage at one end of the switching element 32 is the auxiliary battery voltage, the switching element 32 can be determined to be in an on state. If the voltage at one end of the switching element 32 is ground (0V), the switching element 32 is turned on. It may be judged to be in an off state.

컨트롤러(20)는 파워 릴레이 어셈블리에 포함된 릴레이(11-13)의 단락/개방을 제어하며, 특히 프리차지 릴레이(13)를 단락 시켜 고전압 직류 링크 커패시터(14)의 충전이 시작되면 보조 배터리(미도시)의 상태 및 프리차지 릴레이(13)의 상태 중 적어도 하나를 기반으로 고전압 직류 링크 커패시터(14)의 프리차지 시간을 설정하고, 프리차지 시간이 경과한 후 고전압 직류 링크 커패시터(14)의 전압(Vc)을 기반으로 프리차지의 성공/실패 여부를 판단할 수 있다. 컨트롤러(20)에 대해서는 후술하는 본 발명의 일 실시형태에 따른 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법에 대한 설명을 통해 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The controller 20 controls the short-circuiting/opening of the relays 11-13 included in the power relay assembly. In particular, when the pre-charge relay 13 is short-circuited and the high-voltage direct current link capacitor 14 starts charging, the auxiliary battery ( The pre-charge time of the high-voltage DC link capacitor 14 is set based on at least one of the state (not shown) and the state of the pre-charge relay 13, and after the pre-charge time has elapsed, the pre-charge time of the high-voltage DC link capacitor 14 is set. The success/failure of precharge can be determined based on the voltage (Vc). The controller 20 can be more clearly understood through the description of the precharge method for the high-voltage direct current link capacitor according to an embodiment of the present invention, which will be described later.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시형태에 따른 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시스템의 작용 및 효과는 이하의 본 발명의 일 실시형태에 따른 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법에 대한 설명을 통해 이루어 질 것이다.The operation and effect of the precharge system for a high voltage direct current link capacitor according to an embodiment of the present invention having the above configuration will be explained through the description of the precharge method for a high voltage direct current link capacitor according to an embodiment of the present invention below. It will come true.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법을 도시한 흐름도이다.Figure 3 is a flowchart showing a precharge method for a high-voltage direct current link capacitor according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법은, 차량의 시동이 개시되면 컨트롤러(20)가 파워 릴레이 어셈블리(PRA)의 프리차지 릴레이(13)을 단락 시키는 것으로부터 시작될 수 있다(S11).As shown in FIG. 3, in the pre-charging method of the high-voltage direct current link capacitor according to an embodiment of the present invention, when the vehicle starts, the controller 20 connects the pre-charge relay 13 of the power relay assembly (PRA). It can be started by short-circuiting (S11).

이어, 컨트롤러(20)는 고전압 직류 링크 커패시터(15)의 전압을 검출하기 위한 시간, 즉 프리차지 릴레이(13)를 단락 상태로 유지시켜 고전압 직류 링크 커패시터(15)를 프리차지하기 위한 시간을 설정한다(S12).Next, the controller 20 sets the time for detecting the voltage of the high-voltage direct-current link capacitor 15, that is, the time for maintaining the pre-charge relay 13 in a short-circuited state to pre-charge the high-voltage direct-current link capacitor 15. Do it (S12).

본 발명의 여러 실시형태는, 사전에 미리 설정되어 고정된 프리차지 시간을 적용하는 것이 아니라, 단계(S12)에서 컨트롤러(20)가 보조 배터리(미도시)의 상태 및 프리차지 릴레이(13)의 상태 중 적어도 하나를 기반으로 고전압 직류 링크 커패시터(15)를 프리차지 하는 시간을 능동적으로 가변하여 설정한다.In various embodiments of the present invention, rather than applying a preset and fixed precharge time, the controller 20 determines the status of the auxiliary battery (not shown) and the precharge relay 13 in step S12. Based on at least one of the states, the time to precharge the high voltage DC link capacitor 15 is actively varied and set.

프리차지 릴레이(13)는 도 2를 통해 기 설명한 바와 같이, 보조 배터리로부터 제공되는 전력에 의해 코일에 전류를 흘려 동작한다. 이러한 프리차지 릴레이(13)의 구동은 보조 배터리와 프리차지 릴레이(13) 주변의 온도에 의해 영향을 받을 수 있다.As previously described with reference to FIG. 2, the precharge relay 13 operates by flowing current to the coil using power provided from the auxiliary battery. The operation of the precharge relay 13 may be affected by the temperature around the auxiliary battery and the precharge relay 13.

본 발명의 발명자들은 반복적인 원리 시험을 통해, 릴레이(특히, 본 발명에서 적용되는 프리차지 릴레이)의 구동에 보조 배터리 및 릴레이 주변 온도가 미치는 영향을 파악하였다.The inventors of the present invention identified the effect of the temperature around the auxiliary battery and the relay on the operation of the relay (in particular, the precharge relay applied in the present invention) through repeated principle tests.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법 및 시스템에 적용되는 보조 배터리 전압 및 환경 온도와 릴레이 구동 시간과의 관계를 각각 도시한 그래프이다.Figures 4 and 5 are graphs showing the relationship between the auxiliary battery voltage and environmental temperature and relay driving time applied to the precharge method and system for the high-voltage direct current link capacitor of a vehicle according to an embodiment of the present invention, respectively.

도 4에 도시한 것과 같이, 본 발명의 발명자들은 릴레이 동작 시간은 보조 배터리 전압과 대략 반비례 관계, 즉 보조 배터리 전압이 낮을수록 릴레이의 동작 시간은 커지고 보조 배터리 전압이 높을수록 릴레이의 동작시간은 작아진다는 것을 확인하였다.As shown in Figure 4, the inventors of the present invention found that the relay operation time is approximately inversely proportional to the auxiliary battery voltage, that is, the lower the auxiliary battery voltage, the larger the relay operation time, and the higher the auxiliary battery voltage, the shorter the relay operation time. It was confirmed that it was lost.

또한, 도 5에 도시된 것과 같이, 본 발명의 발명자들은 릴레이 동작 시간은 릴레이 환경 온도가 낮을 수록 동작 시간이 작아지고 릴레이 환경 온도가 높을 수록 릴레이의 동작 시간은 커진다는 것을 확인하였다.In addition, as shown in FIG. 5, the inventors of the present invention confirmed that the lower the relay environmental temperature, the smaller the relay operating time is, and the higher the relay environmental temperature, the larger the relay operating time.

이러한 점을 고려할 때, 보조 배터리의 전압이나 릴레이 환경온도를 고려하지 않고 고정된 프리차지 시간을 적용하는 경우, 릴레이가 느리지만 정상 동작하고 있더라도 고정된 프리차지 시간 동안 프리차지가 완료되지 않으면 프리차지가 실패한 것으로 오진단하여 차량 구동이 불가해지는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 프리차지가 이미 완료된 이후에도 고정된 프리차지 시간 동안 프리차지 릴레이를 개방상태로 유지하게 되므로 차량의 정상 구동을 위한 시간이 더 크게 소요되어 운전자에게 불편함을 느끼게 할 수도 있다.Considering this, if a fixed precharge time is applied without considering the voltage of the auxiliary battery or the environmental temperature of the relay, even if the relay is operating slowly but normally, if the precharge is not completed during the fixed precharge time, the precharge will not be completed. There may be cases where the vehicle is misdiagnosed as having failed and the vehicle cannot be driven. In addition, since the precharge relay is kept in an open state for a fixed precharge time even after precharge has already been completed, it takes longer for the vehicle to normally operate, which may cause discomfort to the driver.

이에, 본 발명의 여러 실시형태는, 보조 배터리의 전압 및 프리차지 릴레이(13)의 환경 온도를 고려하여 가변적으로 프리차지 시간을 설정함으로써 차량의 오진단이나 운전자에게 불편함을 느끼게 할 수 있는 문제를 해소할 수 있다.Accordingly, various embodiments of the present invention set the precharge time variably in consideration of the voltage of the auxiliary battery and the environmental temperature of the precharge relay 13, thereby solving problems that may cause misdiagnosis of the vehicle or cause discomfort to the driver. can be resolved.

프리차지 시간을 설정하는 단계(S12)에서 컨트롤러(20)는 보조 배터리의 전압(Va)와 프리차지 릴레이(13)의 주변 온도(T)를 입력 받고 이에 기반하여 프리차지 시간(즉, 프리차지 성공 여부를 판단하기 위한 고전압 직류 링크 커패시터(15)의 전압(Vc) 검출 시간)을 설정할 수 있다. 보조 배터리의 전압(Va)와 프리차지 릴레이(13)의 주변 온도(T)(즉, 고전압 시스템의 온도)는 차량의 다른 제어 목적으로 항시 모니터링 되고 있는 것으로 본 발명을 구현하기 위해 별도의 센서 등과 같이 추가적인 하드웨어가 요구되지 않는다.In the step of setting the precharge time (S12), the controller 20 receives the voltage (Va) of the auxiliary battery and the ambient temperature (T) of the precharge relay 13 and sets the precharge time (i.e., precharge time) based on this. The voltage (Vc) detection time of the high voltage DC link capacitor 15 to determine success can be set. The voltage (Va) of the auxiliary battery and the surrounding temperature (T) of the precharge relay 13 (i.e., the temperature of the high-voltage system) are constantly monitored for other control purposes of the vehicle, and separate sensors, etc. are used to implement the present invention. Likewise, no additional hardware is required.

도 4 및 도 5에 도시된 것과 같은 추이를 반영하여, 컨트롤러(20)는 보조 배터리의 전압(Va)이 높을수록 프리차지 시간을 짧게 설정할 수 있으며, 프리차지 릴레이(13)의 주변 온도가 높을수록 프리차지 시간을 길게 설정할 수 있다.Reflecting the trends shown in FIGS. 4 and 5, the controller 20 can set the precharge time to be shorter as the voltage (Va) of the auxiliary battery is higher, and the surrounding temperature of the precharge relay 13 is higher. The precharge time can be set longer.

본 발명의 다양한 실시형태에서, 컨트롤러(20)는 보조 배터리의 전압(Va)와 프리차지 릴레이(13)의 주변 온도(T) 중 하나만을 선택적으로 적용하여 프리차지 시간을 설정하거나, 보조 배터리의 전압(Va)와 프리차지 릴레이(13)의 주변 온도(T)를 복합적으로 적용하여 프리차지 시간을 설정할 수 있다.In various embodiments of the present invention, the controller 20 sets the precharge time by selectively applying only one of the voltage (Va) of the auxiliary battery and the ambient temperature (T) of the precharge relay 13, or sets the precharge time of the auxiliary battery. The precharge time can be set by complexly applying the voltage (Va) and the surrounding temperature (T) of the precharge relay 13.

더욱 구체적으로, 컨트롤러(20)는 보조 배터리의 전압이 높을수록 작은 값을 갖고 보조 배터리의 전압이 낮을수록 큰 값을 갖도록 사전 설정된 보조 배터리 전압 반영 인자 및 프리차지 릴레이(13)의 주변 온도가 높을수록 큰 값을 갖고 프리차지 릴레이(13)의 주변 온도가 낮을 수록 작은 값을 갖도록 사전 설정된 온도 반영 인자를 저장할 수 있다. 또한, 컨트롤러(20)는 사전 설정된 기준 프리차지 시간을 저장할 수 있다. 컨트롤러(20)는 검출된 보조 배터리 전압에 대응되는 보조 배터리 전압 반영 인자값과 검출된 온도에 대응되는 온도 반영 인자값 중 적어도 하나를 기준 프리차지 시간에 승산하여 프리차지 시간을 설정할 수 있다. 컨트롤러(20)는 보조 배터리 전압 및 프리차지 릴레이(13)의 주변 온도 중 하나만 고려하여 프리차지 시간을 설정하는 경우에 해당하는 하나의 인자값만 기준 프리차지 시간에 승산하여 프리차지 시간을 설정할 수 있으며, 보조 배터리 전압 및 프리차지 릴레이(13)의 주변 온도를 모두 고려하고자 하는 경우 두 인자값을 기준 프리차지 시간에 승산하여 프리차지 시간을 설정할 수 있다.More specifically, the controller 20 determines the auxiliary battery voltage reflection factor, which is preset to have a small value as the voltage of the auxiliary battery is high and a large value as the voltage of the auxiliary battery, and the surrounding temperature of the precharge relay 13 to be high. A preset temperature reflection factor can be stored to have a larger value as the ambient temperature of the precharge relay 13 decreases and a smaller value as the surrounding temperature of the precharge relay 13 decreases. Additionally, the controller 20 may store a preset reference precharge time. The controller 20 may set the precharge time by multiplying the reference precharge time by at least one of the auxiliary battery voltage reflection factor value corresponding to the detected auxiliary battery voltage and the temperature reflection factor value corresponding to the detected temperature. When setting the precharge time considering only the auxiliary battery voltage and the surrounding temperature of the precharge relay 13, the controller 20 can set the precharge time by multiplying the reference precharge time by only one factor value. In addition, if it is desired to consider both the auxiliary battery voltage and the surrounding temperature of the precharge relay 13, the precharge time can be set by multiplying the two factor values by the reference precharge time.

또 다른 방식으로, 컨트롤러(20)는 보조 배터리의 전압 및 프리차지 릴레이(13)의 주변 온도 중 적어도 하나를 입력으로 하고 입력된 값에 대응되는 프리차지 시간을 출력으로 하는 사전 설정된 데이터맵을 저장할 수 있다.In another method, the controller 20 stores a preset data map that uses at least one of the voltage of the auxiliary battery and the ambient temperature of the precharge relay 13 as input and the precharge time corresponding to the input value as output. You can.

이 데이터맵은 보조 배터리의 전압 및 프리차지 릴레이(13)의 주변 온도 각각을 하나의 입력으로 하는 1차원 데이터 맵이거나, 보조 배터리의 전압 및 프리차지 릴레이(13)의 주변 온도를 모두 입력으로 하는 2차원 데이터 맵일 수 있다. 물론, 이 데이터 맵에는 도 4 및 도 5에 도시된 경향을 반영하여 보조 배터리의 전압이 높을수록 프리차지 시간이 짧게 설정되고 프리차지 릴레이의 주변 온도가 높을수록 프리차지 시간이 길게 설정될 수 있도록 입출력 관계가 저장될 수 있다.This data map is a one-dimensional data map that uses the voltage of the auxiliary battery and the surrounding temperature of the precharge relay 13 as one input, or a map that uses both the voltage of the auxiliary battery and the surrounding temperature of the precharge relay 13 as inputs. It may be a two-dimensional data map. Of course, this data map reflects the trends shown in FIGS. 4 and 5 so that the higher the voltage of the auxiliary battery, the shorter the precharge time is set, and the higher the ambient temperature of the precharge relay is, the longer the precharge time is set. Input-output relationships can be stored.

컨트롤러(20)는 보조 배터리 전압 및 프리차지 릴레이(13)의 주변 온도 중 하나만 고려하여 프리차지 시간을 설정하는 경우에 해당하는 하나의 데이터 맵에만 해당 검출값을 입력하여 출력된 결과로 프리차지 시간을 설정할 수 있으며, 보조 배터리 전압 및 프리차지 릴레이(13)의 주변 온도를 모두 적용하는 경우 두 입력을 갖는 2차원 데이터 맵에 두 검출값을 입력하여 출력된 결과로 프리차지 시간을 설정할 수 있다.When setting the precharge time considering only the auxiliary battery voltage and the surrounding temperature of the precharge relay 13, the controller 20 inputs the detection value into only one data map and determines the precharge time as a result. can be set, and when both the auxiliary battery voltage and the surrounding temperature of the precharge relay 13 are applied, the precharge time can be set with the results output by inputting the two detection values into a two-dimensional data map with two inputs.

단계(S12)에서 프리차지 시간을 결정한 이후, 컨트롤러(20)는 프리차지 시간이 경과하는 경우, 고전압 직류 링크 커패시터(15)의 전압(Vc)를 검출하여 그 값을 사전 설정된 기준값(A)과 비교하고(S14), 고전압 직류 링크 커패시터(15)의 전압(Vc)이 사전 설정된 기준값(A)보다 작은 경우 프리차지를 실패한 것으로 판단하고 그에 대응되는 후속 과정을 진행하게 한다(예를 들어, 프리차지 실패 경고, 차랑 시동 종료 등)(S17). 단계(S14)에서 고전압 직류 링크 커패시터(15)의 전압(Vc)이 사전 설정된 기준값(A) 이상인 경우 프리차지가 성공된 것으로 판단하고 그에 대응되는 후속 과정을 진행하게 한다(예를 들어, 메인 릴레이 단락 등)(S17).After determining the precharge time in step S12, the controller 20 detects the voltage (Vc) of the high-voltage DC link capacitor 15 when the precharge time elapses and sets the value to the preset reference value (A). Compare (S14), and if the voltage (Vc) of the high-voltage DC link capacitor 15 is less than the preset reference value (A), it is determined that pre-charge has failed and the corresponding subsequent process is performed (e.g., pre-charge Charging failure warning, vehicle start-up termination, etc.) (S17). In step S14, if the voltage (Vc) of the high-voltage direct current link capacitor 15 is more than the preset reference value (A), it is determined that the pre-charge is successful and the corresponding subsequent process is performed (e.g., main relay paragraph, etc.) (S17).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 여러 실시형태는 보조배터리 전압 및/또는 온도에 기반하여 프리차지 릴레이 동작 시간 변화를 고려한 프리차지 시간 설정을 통해 프리차지 성공/실패 진단의 정확도 및 진단 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, various embodiments of the present invention improve the accuracy and reliability of pre-charge success/failure diagnosis by setting the pre-charge time in consideration of the change in pre-charge relay operation time based on the auxiliary battery voltage and/or temperature. You can do it.

특히, 본 발명의 여러 실시형태는 차량의 하드웨어에 대한 추가적인 구조변경 및 개발이 요구되지 않고 단순히 알고리즘의 추가를 통해 구현 가능하므로 추가적인 재료비 상승이나 기존 구조의 설계 변경이 필요 없다.In particular, various embodiments of the present invention do not require additional structural changes or development of vehicle hardware and can be implemented simply by adding an algorithm, so there is no need to increase material costs or change the design of the existing structure.

또한, 프리차지 성공/실패 진단의 결과는 차량의 다른 요소의 진단에서도 참조되고 있으므로 본 발명의 여러 실시형태는 프리차지 성공/고장 진단 결과를 참조하는 차량의 다른 요소에 대한 진단 정확도 및 신뢰성도 함께 향상된다.In addition, since the results of the precharge success/failure diagnosis are also referenced in the diagnosis of other elements of the vehicle, various embodiments of the present invention also provide diagnostic accuracy and reliability for other elements of the vehicle that refer to the precharge success/failure diagnosis results. It improves.

이상에서 본 발명의 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described in relation to specific embodiments of the present invention in the above, it is understood that various improvements and changes can be made to the present invention without departing from the technical spirit of the present invention provided by the following claims. This will be self-evident to those with ordinary knowledge in the technical field.

10: 메인 배터리 PRA: 파워 릴레이 어셈블리
11, 12: 메인 릴레이 13: 프리차지 릴레이
14: 프리차지 저항 15: 고전압 직류 링크 커패시터
16: 고전압 직류 링크 20: 컨트롤러10: Main battery PRA: Power relay assembly
11, 12: Main relay 13: Precharge relay
14: Precharge resistor 15: High voltage direct current link capacitor
16: High voltage direct current link 20: Controller

Claims (12)

고전압의 메인 배터리와 저전압의 보조 배터리 및 상기 메인 배터리와 고전압 직류 링크단 사이에 연결된 고전압 직류 링크 커패시터를 포함하는 차량에서 상기 고전압 직류 링크 커패시터를 프리차지 하는 방법에 있어서.
상기 메인 배터리와 상기 고전압 직류 링크 커패시터 사이에 연결되고 상기 보조 배터리의 전력 인가/차단에 의해 단락/개방 제어되는 프리차지 릴레이를 단락 시켜 상기 메인 배터리의 전력을 이용하여 상기 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지를 개시하는 단계;
상기 보조 배터리의 상태를 기반으로 상기 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시간을 설정하는 단계; 및
상기 프리차지 시간 경과 후 상기 고전압 직류 링크 커패시터의 전압을 기반으로 프리차지의 성공/실패 여부를 판단하는 단계;
를 포함하는 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법.A method for precharging the high-voltage DC link capacitor in a vehicle including a high-voltage main battery, a low-voltage auxiliary battery, and a high-voltage DC link capacitor connected between the main battery and the high-voltage DC link terminal.
The precharge relay, which is connected between the main battery and the high-voltage direct current link capacitor and is controlled to short-circuit/open by turning on/off power of the auxiliary battery, is short-circuited to precharge the high-voltage direct-current link capacitor using the power of the main battery. Initiating a;
Setting a precharge time of the high voltage direct current link capacitor based on the state of the auxiliary battery; and
After the precharge time has elapsed, determining whether precharge succeeds/failures based on the voltage of the high voltage direct current link capacitor;
A pre-charging method for a high-voltage direct current link capacitor of a vehicle comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 보조 배터리의 상태는 상기 보조 배터리의 전압인 것을 특징으로 하는 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법.In claim 1,
A precharge method for a high-voltage direct current link capacitor of a vehicle, wherein the state of the auxiliary battery is the voltage of the auxiliary battery. 청구항 2에 있어서,
상기 설정하는 단계는, 상기 보조 배터리의 전압이 높을수록 상기 프리차지 시간을 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법.In claim 2,
In the setting step, the precharge time is set to be shorter as the voltage of the auxiliary battery is higher. 청구항 1에 있어서,
상기 설정하는 단계는, 상기 프리차지 릴레이의 상태를 더 고려하여 상기 프리차지 시간을 설정하되, 상기 프리차지 릴레이의 상태는 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도를 포함하고, 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 높을수록 상기 프리차지 시간을 길게 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법.In claim 1,
In the setting step, the precharge time is set in further consideration of the state of the precharge relay, where the state of the precharge relay includes the ambient temperature of the precharge relay, and the ambient temperature of the precharge relay is A pre-charge method for a high-voltage direct current link capacitor of a vehicle, characterized in that the pre-charge time is set to be longer the higher it is. 청구항 4에 있어서,
상기 설정하는 단계는, 상기 보조 배터리의 전압이 높을수록 작은 값을 갖고 상기 보조 배터리의 전압이 낮을수록 큰 값을 갖는 제1 인자 및 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 높을수록 큰 값을 갖고 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 낮을 수록 작은 값을 갖는 제2 인자 중 적어도 하나를 사전 설정된 기준 프리차지 시간에 승산하여 상기 프리차지 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법.In claim 4,
The setting step includes a first factor having a small value as the voltage of the auxiliary battery is high and a large value as the voltage of the auxiliary battery is low, and a first factor having a large value as the surrounding temperature of the precharge relay is high. A precharge method for a high voltage direct current link capacitor of a vehicle, characterized in that the precharge time is set by multiplying at least one of the second factors, which have a smaller value as the ambient temperature of the charge relay is lower, by a preset reference precharge time. 청구항 4에 있어서,
상기 설정하는 단계는, 상기 보조 배터리의 전압 및 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도 중 적어도 하나를 입력으로 하고 입력된 값에 대응되는 상기 프리차지 시간을 출력으로 하는 사전 설정된 데이터맵을 이용하여 상기 프리차지 시간을 설정하되, 상기 데이터맵에는 상기 보조 배터리의 전압이 높을수록 상기 프리차지 시간이 짧게 설정되고 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 높을수록 상기 프리차지 시간이 길게 설정된 것을 특징으로 하는 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 방법.In claim 4,
In the setting step, the precharge is performed using a preset data map that inputs at least one of the voltage of the auxiliary battery and the ambient temperature of the precharge relay and outputs the precharge time corresponding to the input value. Set the time, but in the data map, the pre-charge time is set to be shorter as the voltage of the auxiliary battery is higher, and the pre-charge time is set to be longer as the surrounding temperature of the pre-charge relay is higher. Precharge method for link capacitor. 고전압의 메인 배터리와 저전압의 보조 배터리;
상기 메인 배터리와 고전압 직류 링크단 사이에 연결된 고전압 직류 링크 커패시터;
상기 메인 배터리와 상기 고전압 직류 링크 커패시터 사이에 저항을 매개로 연결되며, 상기 보조 배터리의 전력 인가/차단에 의해 단락/개방 제어되는 프리차지 릴레이; 및
상기 프리차지 릴레이의 단락/개방을 제어하며, 상기 프리차지 릴레이를 단락 시켜 상기 고전압 직류 링크 커패시터를 프리차지를 개시하면 상기 보조 배터리의 상태를 기반으로 상기 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시간을 설정하고, 상기 프리차지 시간이 경과한 후 상기 고전압 직류 링크 커패시터의 전압을 기반으로 프리차지의 성공/실패 여부를 판단하는 컨트롤러;
를 포함하는 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시스템.High-voltage main battery and low-voltage auxiliary battery;
a high-voltage direct-current link capacitor connected between the main battery and the high-voltage direct-current link terminal;
a precharge relay connected between the main battery and the high-voltage direct current link capacitor through a resistor, and controlled to short-circuit/open by applying/cutting off power of the auxiliary battery; and
Controls short-circuiting/opening of the pre-charge relay, and starts pre-charging the high-voltage direct-current link capacitor by short-circuiting the pre-charge relay, setting the pre-charge time of the high-voltage direct-current link capacitor based on the state of the auxiliary battery; , a controller that determines success/failure of pre-charge based on the voltage of the high-voltage direct current link capacitor after the pre-charge time has elapsed;
A precharge system for high voltage direct current link capacitors including. 청구항 7에 있어서,
상기 보조 배터리의 상태는 상기 보조 배터리의 전압인 것을 특징으로 하는 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시스템.In claim 7,
A precharge system for a high-voltage direct current link capacitor of a vehicle, wherein the state of the auxiliary battery is the voltage of the auxiliary battery. 청구항 8에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 보조 배터리의 전압이 높을수록 상기 프리차지 시간을 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시스템.In claim 8,
The precharge system for a high-voltage direct current link capacitor of a vehicle, wherein the controller sets the precharge time to be shorter as the voltage of the auxiliary battery increases. 청구항 7에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 프리차지 릴레이의 상태를 더 고려하여 상기 프리차지 시간을 설정하되, 상기 프리차지 릴레이의 상태는 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도를 포함하고, 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 높을수록 상기 프리차지 시간을 길게 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시스템.In claim 7,
The controller sets the precharge time in further consideration of the state of the precharge relay, wherein the state of the precharge relay includes the ambient temperature of the precharge relay, and the higher the ambient temperature of the precharge relay is, the higher the ambient temperature of the precharge relay is. A precharge system for a high-voltage direct current link capacitor of a vehicle, characterized in that the precharge time is set to be long. 청구항 10에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 보조 배터리의 전압이 높을수록 작은 값을 갖고 상기 보조 배터리의 전압이 낮을수록 큰 값을 갖는 제1 인자 및 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 높을수록 큰 값을 갖고 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 낮을 수록 작은 값을 갖는 제2 인자 중 적어도 하나 및 사전 설정된 기준 프리차지 시간을 저장하며, 상기 보조 배터리의 전압 및 상기 프리차지 릴레이의 온도 중 적어도 하나에 따라 상기 제1 인자 및 상기 제2 인자 중 적어도 하나를 선택하여 상기 기준 프리차지 시간에 승산하여 상기 프리차지 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시스템.In claim 10,
The controller has a first factor that has a small value as the voltage of the auxiliary battery is high and a large value as the voltage of the auxiliary battery is low, and a first factor that has a large value as the surrounding temperature of the precharge relay is high. Stores at least one of a second factor having a smaller value as the surrounding temperature is lower and a preset reference precharge time, and the first factor and the A precharge system for a high voltage direct current link capacitor of a vehicle, characterized in that the precharge time is set by selecting at least one of the second factors and multiplying it by the reference precharge time. 청구항 10에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 보조 배터리의 전압 및 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도 중 적어도 하나를 입력으로 하고 입력된 값에 대응되는 상기 프리차지 시간을 출력으로 하는 사전 설정된 데이터맵을 저장하고, 상기 보조 배터리의 전압 및 상기 프리차지 릴레이의 온도 중 적어도 하나를 상기 데이터맵에 적용하여 상기 프리차지 시간을 설정하며,
상기 데이터맵에는 상기 보조 배터리의 전압이 높을수록 상기 프리차지 시간이 짧게 설정되고 상기 프리차지 릴레이의 주변 온도가 높을수록 상기 프리차지 시간이 길게 설정된 것을 특징으로 하는 차량의 고전압 직류 링크 커패시터의 프리차지 시스템.
In claim 10,
The controller stores a preset data map that inputs at least one of the voltage of the auxiliary battery and the ambient temperature of the precharge relay and outputs the precharge time corresponding to the input value, and stores the preset data map of the auxiliary battery. Setting the precharge time by applying at least one of voltage and temperature of the precharge relay to the data map,
In the data map, the precharge time is set to be shorter as the voltage of the auxiliary battery is higher, and the precharge time is set to be longer as the surrounding temperature of the precharge relay is higher. system.
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