KR20040009368A

KR20040009368A - 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법

Info

Publication number: KR20040009368A
Application number: KR1020020043295A
Authority: KR
Inventors: 박경혁
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2004-01-31

Abstract

하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법이 개시된다. 개시된 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법은, (a) 하이브리드 전기자동차의 배터리의 현재 총 전류량을 읽는 단계와; (b) 상기 현재 총전류량을 참조하여 전류차를 계산하는 단계와; (c) 상기 전류차가 0에 접근하는지 판단하는 단계와; (d) 상기 단계 (c)를 만족하는 경우, 모터 토크량을 수회 카운트하여 현재 모터 토크량(Tmot)으로 설정하는 단계와; (e) 상기 단계 (d)에서 설정한 상기 현재 모터 토크량(Tmot)을 참조하여 현재 엔진 토크량의 증감을 계산하는 단계와; (f) 상기 단계 (d)에서 설정한 상기 현재 모터 토크량(Tmot)을 참조하여 현재 모터 전류치를 계산하는 단계와; (g) 1주기간 축적된 현재 전류량을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 배터리 용량 최적화가 가능하여 최적 소요 발전량에 의한 배터리의 수명을 연장시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법{METHOD OF MAINTAINING THE BALANCE OF A BATTERY FOR HYBRID ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리 소비전류 또는 배터리 잔존량 상태(State Of Charge; 이하 SOC라 함)를 보상하기 위한 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법에 관한 것이다.

하이브리드 전기자동차에서 차속이 0이고, 브레이크 페달이 작동하며, 액셀 페달이 오프(off)되는 등의 조건아래 엔진 아이들(idle)시 연료 절약을 위해 엔진 시동을 오프시키는 기능을 아이들 스톱(idle stop)이라 한다.

차량 주행을 위해 상기한 아이들 스톱을 해제하면 이그니션 키(ignition key)를 사용하지 않아도 자동으로 모터를 시동된다.

상기와 같은 아이들 스톱 해제시 엔진 크랭킹(cranking) 후, 배터리 잔존량보정을 실시하지 않는다.

그런데, 상기와 같은 아이들 스톱과 고(go)를 빈번하게 수행하게 되면 배터리 잔존량이 고갈되어 아이들 스톱 회수를 제한시키게 된다.

그리고 상기의 아이들 정지와 진행 수행시 배터리 잔존량을 보충하기 위해 일정 지속 기간 주행해야 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 차량 시동시 모터 기동에 의한 배터리 소비 전류 또는 SOC를 보상하여 배터리의 밸런스를 유지시켜 주기 위한 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법은, (a) 하이브리드 전기자동차의 배터리의 현재 총 전류량을 읽는 단계와; (b) 상기 현재 총전류량을 참조하여 전류차를 계산하는 단계와; (c) 상기 전류차가 0에 접근하는지 판단하는 단계와; (d) 상기 단계 (c)를 만족하는 경우, 모터 토크량을 수회 카운트하여 현재 모터 토크량(Tmot)으로 설정하는 단계와; (e) 상기 단계 (d)에서 설정한 상기 현재 모터 토크량(Tmot)을 참조하여 현재 엔진 토크량의 증감을 계산하는 단계와; (f) 상기 단계 (d)에서 설정한 상기 현재 모터 토크량(Tmot)을 참조하여 현재 모터 전류치를 계산하는 단계와; (g) 1주기간 축적된 현재 전류량을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법은, 우선, 하이브리드 전기자동차의 배터리의 현재 총 전류량(Itot)을 읽는다.(단계 110)

이어서, 상기 현재 총전류량을 참조하여 전류차(Idiff)를 계산한다.(단계 120)

상기 단계 120에서 전류차는, 현재 총 전류량에서 1주기간 축적된 전류량을 차감한 값으로 한다.

상기 단계 120이서 구한 전류차가 0에 접근하는지 판단한다.(단계 130)

그리고 상기 단계 130을 만족하는 경우 즉, 상기 전류차가 0에 접근하면, 모터 토크량을 수회 카운트하여 현재 모터 토크량(Tmot)으로 설정한다.(단계 140)

상기 단계 140에서 설정한 현재 모터 토크량(Tmot)을 참조하여 현재 엔진 토크량(Teng)의 증감을 계산한다.(단계 150)

상기 단계 150에서 현재 엔진 토크량의 증감은, 이전의 엔진 토크량과 상기 현재 모터 토크량을 더한 값으로 한다.

또한 상기 단계 140에서 설정한 현재 모터 토크량(Tmot)을 참조하여 현재 모터 생성 전류치(Igen)를 계산한다.(단계 160)

상기 단계 160에서 현재 모터 생성 전류치는, 비례정수(K)의 역수와 현재 모터 토크량을 곱한 값으로 한다.

여기서, 상기 비례정수(K)는 아래의 식 1에서 구한다.

[식 1]

Tmot = K ×Igen(t)

그리고 1주기간 축적된 현재 전류량(Icharg)을 계산한다.(단계 170)

상기 단계 170에서 1주기간 축적된 현재 전류량은, 1주기간 총 모터 생성 전류치의 합(1/T(ΣIgen(t))이다.

한편, 상기 단계 130에서의 조건을 만족하지 못하는 경우, 현재 엔진 토크량의 감소를 계산하고, 본 제어를 종료한다.(단계 180)

상기 단계 180에서 현재 엔진 토크량의 감소는, 이전의 엔진 토크량에서 모터 토크량을 차감한 값으로 한다.

다른 한편으로, 하이브리드 전기자동차는 기본적으로 모터로 시동을 하게 되어 있어 모터 시동이 불가능한 상황에서만 스타터(starter)로 시동하게 된다. 이 모터 시동 조건이 만족되면 이그니션 키 시동시 모터로 시동이 걸려야만 한다.

따라서 본 발명은 상기와 같이, 하이브리드 전기자동차 시동시 모터 기동에 의한 배터리 소비 전류 또는 SOC를 보상하여 배터리 밸런스(balance)를 유지시켜 주고, 아이들 스톱 반복 또는 빈번한 요구 기능에 대처하기 위한 것이다.

이를 위해 방법으로 시동시 소비된 전류를 보상해 준다. 그 보상 방법으로 전술한 바와 같이 엔진 토크를 증대시킨다.

구체적으로는 느린 충전(slow charge)과 급속 충전(fast charge)이 있다. 우선, 더딘 충전은 통상 운전시 배터리 셀(cell)간의 전위차 보상 및 SOC 균일화를 위한 저전류 충전 방법을 들 수 있다.

그리고 급속 충전은 배터리 심방전 후, SOC를 보충하기 위한 예컨대, SOC ≤40% 조건에서 시행한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

배터리 용량 최적화가 가능하여 최적 소요 발전량에 의한 엔진 동력을 제어할 수 있다.

그리고 배터리의 용량을 유지할 수 있고, 배터리의 용량의 하향 조정 예컨대, 65Ah에서 60Ah로 조정이 가능하다. 이에 따라 차량의 경량화가 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

(a) 하이브리드 전기자동차의 배터리의 현재 총 전류량을 읽는 단계와;

(b) 상기 현재 총전류량을 참조하여 전류차를 계산하는 단계와;

(c) 상기 전류차가 0에 접근하는지 판단하는 단계와;

(d) 상기 단계 (c)를 만족하는 경우, 모터 토크량을 수회 카운트하여 현재 모터 토크량(Tmot)으로 설정하는 단계와;

(e) 상기 단계 (d)에서 설정한 상기 현재 모터 토크량(Tmot)을 참조하여 현재 엔진 토크량의 증감을 계산하는 단계와;

(f) 상기 단계 (d)에서 설정한 상기 현재 모터 토크량(Tmot)을 참조하여 현재 모터 전류치를 계산하는 단계와;

(g) 1주기간 축적된 현재 전류량을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (b)에서 상기 전류차는,

상기 현재 총 전류량에서 1주기간 축적된 전류량을 차감하여 계산되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (c)에서의 조건을 만족하지 못하는 경우, 상기 현재 엔진 토크량의 감소를 계산하고, 본 제어를 종료하는 단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법.
제3항에 있어서,

상기 현재 엔진 토크량의 감소는, 이전의 엔진 토크량에서 모터 토크량을 차감하여 계산되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (e)에서, 상기 현재 엔진 토크량의 증감은,

이전의 엔진 토크량과 상기 현재 모터 토크량을 더하여 계산되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (f)에서, 상기 현재 모터 생성 전류치는,

비례정수(K)의 역수와 상기 현재 모터 토크량을 곱하여 계산되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (g)에서 상기 1주기간 축적된 현재 전류량은,

1주기간 총 모터 생성 전류치의 합으로 계산되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차의 배터리 밸런스 유지방법.