KR19980020456A - 전기자동차 축전시 온도변화에 따른 충전종지전압 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축전지의 충전시 시간별 온도변화를 감지하여 충전전압을 산출함으로서 각 축전지의 충전종지전압을 제어할 수 있도록 하는 것으로, 축전지 충전시간별 온도 변화량에 따른 충전전압량에 대한 함수관계를 설정하는 기준 데이터 설정단계와; 축전지 축전시간별 온도를 측정하는 온도측정단계와; 시간별 온도변화량을 기준 데이터 테이블과 비교하여 충전전압을 산출하는 데이터 비교단계와; 시간별 온도변화량이 충전 종지전압에 도달할 경우 충전을 정지토록 하는 충전종지전압 검출단계;의 루틴을 수행하여 축전지 충전시 온도변화에 따른 과충전을 방지하게 된다.

Description

전기자동차 축전지 온도변화에 따른 충전종지전압 제어방법

본 발명은 전기자동차의 축전지 충전방식에 관한 것으로, 특히 축전지의 충전시 시간별 온도변화를 감지하여 충전전압을 산출함으로써 각 축전지의 충전종지전압을 제어할 수 있도록 하는 전기자동차 축전지 온도변화에 따른 충전종지전압 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 전기자동차의 구성부품으로는 자동차를 구동하기 위한 에너지원인 배터리와, 상기 배터리 전압을 변환시키는 컨트롤러 및 인버터와, 상기 인버터에 의해 변환된 신호에 의해 회전하여 추진력을 발생하는 모터로 이루어진다.

상기 배터리는 통상 12V 배터리를 복수 직열로 연결하며, 주로 납축전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소전지, 리듐이온전지 등을 사용하게 되는데, 일정 전압 이하로 방전이 이루어지면 재충전을 하도록 되어 있다.

충전방식에는 미충전 축전지를 제조 후 처음으로 사용할 때 전해액을 투입하고 최초로 충전하는 초충전과, 자기방전에 의하거나 사용 중에 소비된 용량을 보충하기 위해 하는 보충전이 있다.

보충전 방식에는 비교적 장시간 충전하는 보통충전과 큰 전류로 응급적으로 충전하는 급속충전등이 있다. 또 보통 충전은 조건에 따라 정전류 충전, 정전압 충전, 단별 전류충전 등이 있으며, 통상 정전류 충전과 급속충전이 많이 사용되고 있다.

일예로 종래의 충전방식은 전기자동차에 탑재된 축전지를 충전시킬 때 축전지간의 온도가 서로 다를 경우, 충전종지전압에 차이가 발생하여 각 축전지에 충전되는 량이 서로 다르게 되고 이로 인해 과충전으로 인 한 게이밍(Gaming) 또는 과방전을 초래하게 되기 때문에 이를 위해 차량에 탑재된 각 축전지마다 전압 및 온도센서를 설치하여 충전시 각 축전지의 전압을 측정하는 방식을 사용하고 있다. 따라서 전압이 축전종지전압에 이를 경우 충전전류를 제어하도록 하고 있다.

그러나 이러한 방식은 각 축전지의 온도가 다를 경우 이로 인해 생성되는 충전종지 전압의 차이를 보상할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 특히 충전지의 충전시 시간별 온도변화에 따라 전압을 분석하여 충전종지전압을 제어함으로써 과충전을 방지할 수 있는 전기자동자 축전지 온도변화에 따른 충전종지전압 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 축전지 충전시간별 온도변화량에 따른 충전전압량에 대한 함수관계를 설정하는 기준데이터 설정단계와; 축전지 충전시간별 온도를 측정하는 온도측정단계와; 시간별 온도변화량을 기준 데이터 테이블과 비교하여 충전전압을 산출하는 데이터비교단계와; 시간별 온도변화량이 충전종지전압에 도달할 경우 충전을 정지토록 하는 충전종지전압 검출단계;의 루틴을 수행함을 특징으로 한다.

이러한 방법에 의하면, 충전시 충전시간에 따라 변 화하는 전해액의 온도변화량을 통해 충전전압을 감지할 수 있기 때문에 축전지 온도에 따른 충전종지전압을 정확히 검출하여 과충전에 따른 피해를 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 정전류 충전곡선을 보인 그래프,

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 순서도,

도 3은 본 발명의 시간별 온도변화량에 따른 충전전압관계를 보인 그래프.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도는 일반적인 정전류 충전곡선을 보인 것으로, 이는 충전시간이 경과할 경우 어느 정도 완만하게 전압이 상승하다가 급속히 상승하게 되고 최고값 즉, 충전종지전압에 도달하게 되면 이후에는 충전을 계속하여도 전압이 상승하지 않게 된다.

즉, 충전후 일정한 시정에 전압이 급속히 상승하는 것은 전해액의 온도가 급상승하는 것으로, 본 발명은 이러한 현상을 반복적인 실험을 통해 기준 데이터값을 설정하고, 다시말해 시간변화량에 따른 전해액의 온도변화량을 검출하여 전압변화량을 산출함으로써 온도에 따른 충전종지전압을 감지할 수 있게 된다.

즉, 제2도와 같이 본 발명은 반복적인 실험을 통하여 시간변화량(△dt)에 따른 전압변화량(△dv)을 산출하여 그때의 충전전압(a,b,c)값에 대한 온도를 산출한다(S1).

다시 말해 시간별 온도변화량을 측정하게 되면 그때의 충전전압값을 알 수 있게 되는 것이다.

여기서 제3도의 그래프와 같이 a는 dv/dt가 시간에 대해 상수인 지점이고, b는 급격한 dv/dt의 증가를 보이는 지점이며, c는 충전종지전압 지점을 의미한다.

이와 같이 시간별 온도에 따른 충전전압값에 대한 데이터가 설정되면, 충전시 축전지의 전해액 온도를 측정(S2)하고, 측정된 전해액 온도를 기준데이터 즉, 시간변화량에 대한 충전전압을 비교(S3)하여 현재의 충전전압량을 산출한다.

이러한 지속적인 비교에 의해 충전 시간별 전해액 온도가 충전종지전압 대역에 도달하면, 충전장치를 제어(S4)하여 충전을 정지함으로써 축전지 온도변화에 따라 변하는 충전종지전압을 정확히 검출하고 제어할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 충전시 충전시간에 따라 변화하는 전해액의 온도변화량을 통해 충전전압을 감지할 수 있기 때문에 축전지 온도에 따라 변하는 충전종지전압을 정확하게 충전할 수 있어 과충전이나 또는 충전부족현상을 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 축전지 충전시간별 온도변화량에 따른 충전전압량에 대한 함수관계를 설정하는 기준데이터 설정단계와; 축전지 충전시간별 온도를 측정하는 온도측정단계와; 시간별 온도변화량을 기준 데이터 테이블과 비교하여 충전전압을 산출하는 데이터비교단계와; 시간별 온도변화량이 충전종지전압에 도달할 경우 충전을 정지토록 하는 충전종지전압 검출단계; 의 루틴을 수행함을 특징으로 하는 전기자동차 축전지 온도변화에 따른 충전종지 전압 제어방법.