KR20090019038A - Method for optimizing high voltage battery - Google Patents

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Abstract

A method for optimizing a high voltage battery according to a temperature is provided to maximize fuel efficiency of a vehicle and to improve power performance by resetting up the maximum charging or discharging power limit value of the high voltage battery or driving an electrical power part in the optimized SOC section. An internal temperature of a high voltage battery is measured. The maximum charging/discharging power value is compared with the maximum available power of the electrical power part(55). An available SOC(State Of Charge) section of the high voltage battery is reset(57).

Description

온도에 따른 고전압 배터리의 최적화 방법 {Method For Optimizing High Voltage Battery}How to Optimize High Voltage Battery According to Temperature {Method For Optimizing High Voltage Battery}

본 발명은 온도에 따른 고전압 배터리의 최적화 방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 고전압 배터리의 내부 온도의 변화에 따라 배터리의 사용가능한 최대파워와 사용 구간이 변화될 수 있는 점을 이용하여 고전압 배터리를 제어함으로써, 배터리의 가용 에너지를 최적화하여 사용할 수 있는 온도에 따른 고전압 배터리의 최적화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of optimizing a high voltage battery according to temperature, and more particularly, to control a high voltage battery by using a maximum power and a usable range of the battery according to a change in the internal temperature of the high voltage battery. Thus, the present invention relates to a method of optimizing a high voltage battery according to a temperature that can be used by optimizing available energy of a battery.

일반적인 전기동력차량, 즉 전기자동차(Electric Vehicle), 하이브리드자동차(Hybrid Eletric Vehicle), 플러그인하이브리드자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle), 연료전지자동차(Fuel Cell Electric Vehicle) 등은 전기동력부품을 구동하기 위하여 고전압 배터리가 장착되고, 차량의 구동/제동 상태에 따라서 방전/충전을 수행하게 되며, BMS(Battery Management System)가 고전압 배터리 내부 온도와 SOC(state of charge) 등을 실시간으로 모니터링하여 제어기를 통해 최적의 사 용영역과 최대의 입출력 파워를 제어한다.Common electric power vehicles such as electric vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, and fuel cell electric vehicles are used to drive electric power components. For this purpose, a high voltage battery is installed, and discharge / charge is performed according to the driving / braking state of the vehicle, and the battery management system (BMS) monitors the internal temperature of the high voltage battery and the state of charge (SOC) in real time through a controller. It controls the optimal use area and maximum input / output power.

이때, 상기 고전압 배터리의 최대 충/방전 파워는 차량에 장착된 구동계 전기동력부품(모터/인버터)의 최대파워 값에 효율을 고려하여 제한되며, 고전압 배터리의 내부 온도 및 SOC에 따라 고전압 배터리의 충/방전이 제어된다.In this case, the maximum charge / discharge power of the high voltage battery is limited in consideration of the efficiency of the maximum power value of the drive system electric power component (motor / inverter) mounted on the vehicle, and the charge of the high voltage battery according to the internal temperature and SOC of the high voltage battery. / Discharge is controlled.

먼저 고전압 배터리의 온도에 따라서 살펴보면, 저온에서는 고전압 배터리의 출력이 저하되고 반대로 고온에서는 안전성에 문제가 발생할 수 있으므로, 일반적으로 20~40℃ 범위에서 유지되도록 고전압 배터리 온도를 제어한다.First, according to the temperature of the high voltage battery, since the output of the high voltage battery at low temperatures, and conversely may cause a safety problem at high temperatures, the high voltage battery temperature is generally controlled to be maintained in the 20 ~ 40 ℃ range.

도 1은 SOC 값이 50%로 일정할때 온도에 따른 고전압 배터리의 최대 충방전 파워를 나타낸 그래프이다. 도 1에 도시된 최대 방전 파워값 및 최대 충전 파워값은 모터/인버터에서 충/방전 할 수 있는 최대 파워값으로 설정된다.1 is a graph showing the maximum charge and discharge power of a high voltage battery according to temperature when the SOC value is constant at 50%. The maximum discharge power value and the maximum charge power value shown in FIG. 1 are set to the maximum power values that can be charged / discharged in the motor / inverter.

이때 배터리 냉각제어를 통하여 20~40도 범위에서 배터리가 동작할 수 있도록 하며, 이 온도 범위에서 고전압 배터리는 온도에 따른 파워 제한값의 변화없이 항상 최대 방전 또는 충전 파워값을 제한값으로 가지게 됨을 알 수 있다.At this time, the battery can be operated in the range of 20 to 40 degrees through the battery cooling control, and it can be seen that the high voltage battery always has the maximum discharge or charging power value as the limit value without changing the power limit value according to the temperature. .

다음으로 고전압 배터리의 SOC에 대하여 살펴보면, 과도하게 높거나 낮은 SOC 범위에서는 내부저항의 증가로 배터리 전압이 상하한 제한값을 벗어나게 되므로, 이를 방지하기 위하여 최대 파워 입출력 가능 구간 내로 사용영역을 제한한다.Next, the SOC of the high-voltage battery, in the excessively high or low SOC range, the battery voltage is out of the upper and lower limits due to the increase in the internal resistance, in order to prevent this limit the use area within the maximum power input / output possible section.

도 2는 전기동력부품을 사용하는 HEV 차량에 장착되는 고전압 배터리의 25℃의 일정한 온도에서 SOC 값에 따른 최대 충/방전 파워를 나타낸 도면이다. 도면의 우상향선은 10sec 방전파워를, 우하향선은 10sec 충전파워를 각각 나타낸다.2 is a view showing the maximum charge / discharge power according to the SOC value at a constant temperature of 25 ℃ of a high voltage battery mounted on an HEV vehicle using an electric power component. The upper right line in the figure represents 10 sec discharge power, and the lower right line represents 10 sec charging power, respectively.

도 2에 도시된 바와 같이 고전압 배터리가 요구 사항에 맞는 최대출력을 낼 수 있는 SOC 구간은 35~80%가 되며, 일반적으로 파워 마진 및 수명에 따른 성능감소를 고려하여 실제 제어기에서는 더 좁은 영역에서 사용하도록 제어한다.As shown in FIG. 2, the SOC section in which the high voltage battery can output the maximum output that meets the requirements is 35 to 80%, and in general, in a narrower area in the actual controller in consideration of the performance decrease according to the power margin and the lifespan. Control to use

이처럼 좁은 SOC 영역에서 사용가능한 배터리의 SOC 영역을 넓히기 위해서는 낮은 SOC에서는 방전파워를, 높은 SOC에서는 충전파워를 높여야 하나 그럴 경우 고전압 배터리의 주 사용영역인 SOC 50% 근처에서는 전기동력부품의 최대사용가능파워보다 훨씬 큰 파워가 나오도록 배터리가 설계된다는 문제점이 있다.In order to expand the SOC area of a battery that can be used in such a narrow SOC area, discharge power should be increased at low SOC and charging power at high SOC. However, the maximum use of electric power parts is possible in the vicinity of SOC, which is the main use area of high voltage battery. The problem is that the battery is designed to produce much greater power than power.

따라서 일반적으로 고전압 배터리의 사용영역을 줄여서 사용하게 되며, 고전압 배터리의 성능을 최대한 사용하지 못한다는 문제점이 있다.Therefore, it is generally used to reduce the use area of the high voltage battery, there is a problem that can not use the performance of the high voltage battery to the maximum.

또한, 고전압 배터리의 온도 변화에 따라 배터리의 사용가능한 최대 파워 및 사용구간이 변화될 수 있다는 점이 무시된다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that it is ignored that the maximum usable power of the battery and the period of use may be changed according to the temperature change of the high voltage battery.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, The present invention has been made in view of the above points,

배터리 내부 온도 및 SOC 변화에 따라 고전압 배터리의 최대 충방전 파워 제한값을 재설정거나 최적화된 SOC 구간에서 전기동력부품을 구동하여 차량의 연비 및 동력성능 향상을 극대화할 수 있는 온도에 따른 고전압 배터리 최적화 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.How to optimize the high voltage battery according to temperature that can maximize the fuel efficiency and power performance of the vehicle by resetting the maximum charge / discharge power limit of the high voltage battery according to the battery internal temperature and SOC change or driving the electric power parts in the optimized SOC section. The purpose is to provide.

상기와 같은 본 발명 온도에 따른 고전압 배터리 최적화 방법은,The high voltage battery optimization method according to the present invention temperature as described above,

고전압 배터리의 내부 온도를 측정하는 단계;Measuring an internal temperature of the high voltage battery;

상기 내부 온도에 따른 고전압 배터리의 최대 충/방전 파워를 계산하는 단계;Calculating a maximum charge / discharge power of a high voltage battery according to the internal temperature;

상기 최대 충/방전 파워 값과 전기동력부품의 최대사용가능파워를 비교하여 고전압 배터리의 가용 SOC 구간을 재설정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And resetting the available SOC section of the high voltage battery by comparing the maximum charge / discharge power value with the maximum usable power of the electric power component.

한편, 본 발명의 또 다른 형태로서, On the other hand, as another form of this invention,

고전압 배터리의 가용 SOC 구간을 설정하는 단계;Setting an available SOC section of the high voltage battery;

상기 고전압 배터리의 내부 온도 및 SOC를 측정하는 단계;Measuring the internal temperature and SOC of the high voltage battery;

상기 측정된 내부 온도 및 SOC에 의한 고전압 배터리의 충/방전 파워를 계산 하고, 상기 계산된 값을 고전압 배터리의 최대 충/방전 파워로 설정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Calculating the charge / discharge power of the high voltage battery by the measured internal temperature and the SOC, and setting the calculated value to the maximum charge / discharge power of the high voltage battery.

한편, 본 발명의 또 다른 형태로서,On the other hand, as another form of this invention,

고전압 배터리의 내부 온도 및 SOC에 대한 고전압 배터리의 가용 SOC 영역 및 최대 파워를 정의하여 테이블화 하는 단계;Defining and tabulating the available SOC area and maximum power of the high voltage battery relative to the internal temperature of the high voltage battery and the SOC;

고전압 배터리의 내부 온도 및 SOC를 측정하는 단계;Measuring the internal temperature and SOC of the high voltage battery;

상기 내부 온도 및 SOC 값을 상기 테이블에 대입하여 고전압 배터리의 가용 SOC 영역 및 최대 파워를 설정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And setting the available SOC area and the maximum power of the high voltage battery by substituting the internal temperature and the SOC value into the table.

한편, 본 발명의 또 다른 형태로서,On the other hand, as another form of this invention,

목표 고전압 배터리 내부 온도를 설정하는 단계;Setting a target high voltage battery internal temperature;

상기 내부 온도에 따른 고전압 배터리의 최대 충/방전 파워를 계산하는 단계;Calculating a maximum charge / discharge power of a high voltage battery according to the internal temperature;

상기 최대 충/방전 파워 값과 전기동력부품의 최대사용가능파워를 비교하여 고전압 배터리의 가용 SOC 구간을 설정하는 단계;Setting an available SOC section of a high voltage battery by comparing the maximum charge / discharge power value with the maximum usable power of the electric power component;

싱기 목표 고전압 배터리 내부 온도가 유지되도록 고전압 배터리를 제어하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And controlling the high voltage battery such that the internal target temperature of the high voltage battery is maintained.

또한, 상기 목표 고전압 배터리 내부 온도가 유지되도록 고전압 배터리를 제어하는 단계는,The controlling of the high voltage battery such that the target high voltage battery internal temperature is maintained may include:

수냉 제어의 경우 냉각수 온도 조절을 통해 고전압 배터리의 내부 온도를 유지하는 것을 특징으로 한다.In the case of water cooling control, the internal temperature of the high voltage battery is maintained by adjusting the temperature of the cooling water.

또한, 상기 목표 고전압 배터리 내부 온도가 유지되도록 고전압 배터리를 제어하는 단계는,The controlling of the high voltage battery such that the target high voltage battery internal temperature is maintained may include:

공냉식 제어의 경우 팬 조절을 통해 고전압 배터리의 내부 온도를 유지하는 것을 특징으로 한다.In the case of air-cooled control, the internal temperature of the high voltage battery is maintained by adjusting the fan.

상기와 같은 본 발명 온도에 따른 고전압 배터리 최적화 방법에 의하면,According to the high voltage battery optimization method according to the present invention temperature as described above,

첫째, 본 발명에 따른 고전압 배터리 제어로 인해 동일한 배터리로부터 얻을 수 있는 최대파워와 가용에너지를 늘릴 수 있고,First, the high voltage battery control according to the present invention can increase the maximum power and available energy that can be obtained from the same battery,

둘째, 상기와 같은 효과를 통해 전기동력차량의 연비 및 동력성능을 최적화 할 수 있으며,Second, the fuel economy and power performance of the electric power vehicle can be optimized through the above effects.

셋째, 향후 전기동력차량 성능 최적화를 위한 배터리의 용량 및 파워선정에 활용할 경우 최적화된 사양 도출을 통하여 원가절감 효과를 얻을 수 있고,Third, if the battery capacity and power selection for the future optimization of electric power vehicle performance is utilized, cost reduction effect can be obtained by deriving the optimized specifications.

넷째, 본 발명은 차량구동을 목적으로 하는 고전압 배터리가 장착되는 모든 차량(전기자동차, 하이브리드자동차, 플러그인하이브리드자동차, 연료전지자동차 등)에 적용할 수 있으므로 상당한 상업적·경제적 효과가 기대된다.Fourth, the present invention can be applied to any vehicle (electric vehicle, hybrid vehicle, plug-in hybrid vehicle, fuel cell vehicle, etc.) equipped with a high-voltage battery for the purpose of driving a vehicle, a considerable commercial and economic effect is expected.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르 게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms “comprises” or “having” are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or a combination thereof.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서는 고전압 배터리의 온도 변화에 따라 가용 최대파워 및 사용영역을 최적화하는 방법을 제안한다.The present invention proposes a method for optimizing the maximum available power and the use area according to the temperature change of the high voltage battery.

즉, 고전압 배터리의 온도는 계절에 따른 배터리 주위온도 및 차량의 주행 패턴에 따라서 25도에서 40도 사이에서 변하게 되는데, 이러한 온도 변화에 따라 고전압 배터리의 내부 저항값이 변화하고 이와 연계되어 최대 가용파워도 변화하게 된다(도 3 참조).That is, the temperature of the high voltage battery varies between 25 degrees and 40 degrees according to the battery ambient temperature and the vehicle's driving pattern according to the season. The internal resistance value of the high voltage battery is changed according to the temperature change and the maximum available power is connected thereto. Will also change (see FIG. 3).

이러한 성질을 이용하여 낮은 SOC 영역이라 하더라도 고전압 배터리의 온도가 높은 경우 최대 가용파워가 전기동력부품의 최대사용가능파워 이상으로 증가함으로써 고전압 배터리의 사용 가능하여 고전압 배터리의 최대 사용영역을 확장시킬 수 있다(도 4 참조).Using this property, even in a low SOC region, the maximum usable power increases when the temperature of the high voltage battery is high, beyond the maximum usable power of the electric power component, thereby enabling the use of the high voltage battery, thereby extending the maximum use region of the high voltage battery. (See Figure 4).

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3에서 아래에 위치한 선은 SOC 20% 상태에서 온도에 따른 10sec 방전파워를 나타낸 것이고, 위에 위치한 선은 SOC 30% 상태에서 온도에 따른 10sec 방전파워를 각각 나타낸다.In FIG. 3, the lower line represents 10 sec discharge power according to temperature at 20% SOC, and the upper line represents 10 sec discharge power according to temperature at 30% SOC.

도 3에 도시된 바와 같이 고전압 배터리의 온도가 증가함에 따라서 고전압 배터리의 방전 파워가 상승함을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, it can be seen that the discharge power of the high voltage battery increases as the temperature of the high voltage battery increases.

25℃를 기준으로 보면, SOC 20% 상태와 SOC 30% 상태 모두 최대방전파워를 만족하지 못한다.Based on 25 ° C, both the SOC 20% state and the SOC 30% state do not satisfy the maximum discharge power.

30℃를 기준으로 보면, SOC 30% 상태는 최대방전파워를 만족하나, SOC 20% 상태는 최대방전파워를 만족하지 못한다.Based on 30 ° C, the SOC 30% state satisfies the maximum discharge power, while the SOC 20% state does not satisfy the maximum discharge power.

40℃를 기준으로 보면, SOC 20% 상태와 SOC 30% 상태 모두 최대방전파워를 만족함을 알 수 있다.Based on 40 ° C, it can be seen that both the SOC 20% state and the SOC 30% state satisfy the maximum discharge power.

상기와 같은 성질을 이용하면 낮은 SOC 상태에서도 고전압 배터리를 사용할 수 있게 된다. 즉 온도가 높은 경우에는 비록 낮은 SOC(20%)라 하더라도 최대방전파워를 만족시키므로 고전압 배터리를 사용할 수 있는 것이다.By using the above properties, it is possible to use a high voltage battery even in a low SOC state. In other words, if the temperature is high, even a low SOC (20%) satisfies the maximum discharge power, it is possible to use a high voltage battery.

도 4는 상기와 같은 원리에 의하여 고전압 배터리의 최대 사용영역이 확장된 그래프를 나타낸다.4 shows a graph in which the maximum use area of the high voltage battery is expanded according to the above principle.

기존의 제어방식을 이용할 경우 제어기는 최대가용파워가 나오는 SOC 35% ~ 80% 까지만 배터리를 사용할 수 없었으나, 고전압 배터리의 온도 변화에 따라 가용할 수 있는 최대파워를 변화시키며 제어할 경우 최대 SOC 20% 영역까지도 사용할 수 있다.When using the conventional control method, the controller could not use the battery only from 35% to 80% of the SOC with the maximum available power.However, if the control is performed by changing the maximum available power according to the temperature change of the high voltage battery, the maximum SOC 20 You can also use the% field.

이로 인해 고전압 배터리의 사용영역은 최대로 20% ~ 80% 까지 가능하며 이러한 방법을 이용하여 동일한 배터리를 사용하면서도 배터리의 사용 영역을 증대시킬 수 있다.As a result, the use area of the high voltage battery can be up to 20% to 80%. By using this method, the use area of the battery can be increased while using the same battery.

즉, 일반적으로 실제 차량 주행시 배터리의 내부온도는 계절적 요인 및 주행패턴에 따라 변화하게 되는데, 이러한 온도 변화에 따라 고전압 배터리의 최대 파워 값이 변하는 성질을 이용하여 제어할 경우 배터리의 가용 에너지를 최적화하여 사용할 수 있다.That is, in general, the actual internal temperature of the battery changes according to seasonal factors and driving patterns when the actual vehicle is driven. When controlling by using the property of changing the maximum power value of the high voltage battery according to the temperature change, the available energy of the battery is optimized. Can be used.

상기와 같은 본 발명을 이용하여 고전압 배터리를 제어할 경우, 다음과 같은 제어 방법이 가능하다.When controlling the high voltage battery using the present invention as described above, the following control method is possible.

첫째, 상기에서 언급한 바와 같이 내부 온도 변화에 대한 최대파워를 계산한 후 이로 인한 가용 SOC 구간을 제어하는 방법이 있다.First, as mentioned above, there is a method of calculating the maximum power for the internal temperature change and controlling the available SOC section.

둘째, 반대로 가용 SOC 구간을 설정한 후 내부 온도 변화에 따라 최대 파워를 설정하는 방법이 있다. 이러한 제어 방법은 플러그인하이브리드자동차와 같이 넓은 구간의 SOC를 사용하는 차량 등에서 사용할 수 있다.Secondly, there is a method of setting the maximum power according to the internal temperature change after setting the available SOC section. Such a control method can be used in a vehicle using a wide range of SOC, such as a plug-in hybrid vehicle.

기존 제어 방법의 경우 낮은 SOC 영역에서 배터리의 최대 충/방전 파워가 미리 정해진 값이었으나, 본 발명에 의할 경우 배터리의 온도에 따른 파워를 계산하여 배터리의 최대 충/방전 파워를 재설정해 줄 수 있다. 예를 들어, SOC 20% 영역에서 일정값(예를 들어, 20kW)으로 최대 충전 파워가 정해져 있었던 종래 제어 방법과 다르게, 본 발명에서는 SOC 20% 영역에서 배터리의 내부 온도 값에 따른 최대 충전 파워(예를 들어, 25kW)를 계산 또는 선 정의된 맵을 이용하여 이 값을 배터리의 최대 충전 파워값으로 재설정함으로써 배터리의 성능을 향상시킬 수 있다.In the conventional control method, the maximum charge / discharge power of the battery was a predetermined value in a low SOC region, but according to the present invention, the maximum charge / discharge power of the battery may be reset by calculating the power according to the temperature of the battery. . For example, unlike the conventional control method in which the maximum charging power is determined at a predetermined value (for example, 20 kW) in the SOC 20% region, in the present invention, the maximum charging power according to the internal temperature value of the battery in the SOC 20% region ( For example, the performance of a battery can be improved by recalculating this value to the maximum charge power value of the battery using a calculation or a predefined map.

셋째, 배터리의 내부 온도와 SOC에 대한 맵 데이타(map data) 구축을 통하여 테이블(table)화 된 데이타로 운행 조건에 맞는 배터리 사용영역과 최대 파워를 설 정하는 방법이 있다. Third, there is a method of setting the battery usage area and maximum power according to the driving conditions with table data through building map data of the internal temperature of the battery and SOC.

넷째, 배터리의 내구 수명에 대한 SOH(state of health) 팩터(factor)를 적용하여 주행거리 및 사용된 적산Ah에 따라 배터리의 사용영역과 최대파워를 재설정 하는 방법 등이 있다.Fourth, there is a method of resetting the use area and the maximum power of the battery according to the mileage and the used cumulative Ah by applying a state of health (SOH) factor for the endurance life of the battery.

한편, 고전압 배터리의 온도를 능동적으로 제어하여 가용 SOC 구간을 제어하는 방법도 가능하다.On the other hand, it is also possible to control the available SOC interval by actively controlling the temperature of the high voltage battery.

즉, 일반적인 하이브리드자동차(HEV)의 경우 배터리의 온도는 30도~35도 사이가 유지되므로 본 발명을 바로 적용하여 가용 SOC 범위를 증가시킬 수 있으며, 플러그인하이브리드자동차(PHEV)와 전기자동차(EV)의 경우 배터리의 SOC가 낮아지면 냉각 온도를 높게 조절하여 최대 파워 유지 구간을 넓힐 수 있도록 제어하여 주행거리를 증가시킬 수 있다. That is, in the case of a general hybrid vehicle (HEV), the temperature of the battery is maintained between 30 degrees to 35 degrees, so that the present invention can be directly applied to increase the available SOC range, and the plug-in hybrid vehicle (PHEV) and the electric vehicle (EV). In the case of when the SOC of the battery is lowered, it is possible to increase the mileage by controlling the cooling temperature to be increased to increase the maximum power maintenance interval.

이때 상기의 배터리 온도조절은 수냉제어의 경우 냉각수 온도조절을 통해, 공냉식의 경우 팬 컨트롤(fan control)을 통해 가능하다. At this time, the battery temperature control is possible through the cooling water temperature control in the case of water cooling control, through the fan control (fan control) in the case of air cooling.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 제어기에서 출력하는 동력시스템의 최대 가용파워 및 가용 SOC 구간 설정 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of setting maximum available power and available SOC interval of a power system output from a controller according to the present invention will be described with reference to FIG. 5.

먼저, 발명을 보다 명확하게 설명하기 위하여 용어를 정의한다. First, terms are defined to more clearly describe the invention.

ⅰ) P_max는 모터/인버터의 최대 가용 파워, _) P_max is the maximum available power of the motor / inverter,

ⅱ) P_batt은 배터리의 최대 가용 파워, Ii) P_batt is the maximum available power of the battery,

ⅲ) P_limit은 제어기에서 출력하는 동력시스템의 최대 가용 파워, _) P_limit is the maximum available power of the power system output from the controller,

ⅳ) A는 온도에 따른 파워보정계수로서, 배터리 제조특성을 고려한 온도에 따른 내부저항 변화함수를 의미한다.A) A is power correction coefficient according to temperature, and it means internal resistance change function according to temperature considering battery manufacturing characteristics.

먼저, 배터리의 내부온도와 SOC 모니터링을 수행 중에, 저SOC에 의한 파워제한기능의 동작 여부를 판단한다(S52). 만약 파워제한 기능이 동작하지 않는 경우, 제어기의 최대가용파워(P_limit)는 모터/인버터의 최대가용파워(P_max)로 설정한다(s53).First, while performing the internal temperature and SOC monitoring of the battery, it is determined whether the power limit function by the low SOC is operating (S52). If the power limit function does not operate, the maximum available power (P_limit) of the controller is set to the maximum available power (P_max) of the motor / inverter (s53).

반대로 파워제한 기능이 동작하는 경우, 제어기의 최대가용파워(P_limit)를 배터리의 최대가용파워(P_max)값에 온도에 따른 가용파워 변화 팩터(factor) A를 곱한 값으로 재설정한다(s54).On the contrary, when the power limit function is operated, the maximum available power P_limit of the controller is reset to a value obtained by multiplying the maximum available power P_max of the battery by the available power change factor A according to temperature (s54).

재설정된 제어기의 최대가용파워(P_limit) 값을 모터/인버터의 최대가용파워(P_max) 값과 비교하여(s55), 만약 제어기의 최대가용파워(P_limit) 값이 모터/인버터의 최대가용파워(P_max) 값 이하인 경우, 현재 SOC를 최대파워 가용 SOC로 설정하고 제어기의 최대가용파워(P_limit)는 배터리의 최대가용파워(P_batt)로 디래이팅(derating)시킨다(s56).The maximum available power (P_limit) of the reset controller is compared with the maximum available power (P_max) of the motor / inverter (s55), and if the maximum available power (P_limit) of the controller is equal to the maximum available power (P_max) of the motor / inverter If the value is less than or equal to the value, the current SOC is set to the maximum power available SOC, and the maximum available power P_limit of the controller is deratinged to the maximum available power P_batt of the battery (s56).

반대로 제어기의 최대가용파워(P_limit) 값이 모터/인버터의 최대가용파워(P_max) 값보다 큰 경우, 제어기의 최대가용파워 값이 모터/인버터의 최대가용파워 보다 큰 (즉, P_limit > P_max) 구간인 제어기의 최대가용파워 가용 SOC 구간을 재설정(s57)한 후 제어기의 최대가용파워(P_limit)는 모터/인버터의 최대가용파워(P_max)로 설정한다(s58).Conversely, if the controller's maximum available power (P_limit) is greater than the motor's / inverter's maximum available power (P_max), the controller's maximum available power is greater than the motor / inverter's maximum available power (ie, P_limit> P_max). After resetting the maximum available power available SOC section of the controller (s57), the maximum available power (P_limit) of the controller is set to the maximum available power (P_max) of the motor / inverter (s58).

따라서 상기와 같은 제어를 통해 가용 SOC 구간을 확대하여 고전압 배터리를 사용할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to use the high voltage battery by extending the available SOC section through the above control.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다. While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments, the invention is not limited to these embodiments, and those of ordinary skill in the art claim the invention as claimed in the appended claims. It includes all the various forms of embodiments that can be implemented without departing from the spirit.

도 1은 종래 기술에 따른 온도 값에 의한 최대 충방전 파워를 나타낸 도면,1 is a view showing the maximum charge and discharge power by the temperature value according to the prior art,

도 2는 종래 기술에 따른 SOC 값에 의한 배터리 사용영역을 나타낸 도면,2 is a view showing a battery using area by the SOC value according to the prior art,

도 3은 일정 SOC 값을 기준으로 온도에 따른 충전 파워의 변화를 나타낸 도면,3 is a view showing a change in charging power with temperature on the basis of a constant SOC value,

도 4는 본 발명에 따른 SOC 값에 의한 배터리 사용영역을 나타낸 도면,4 is a view showing a battery using area by the SOC value according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 고전압 배터리 제어 흐름을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a high voltage battery control flow according to the present invention.

Claims (6)

고전압 배터리의 내부 온도를 측정하는 단계;Measuring an internal temperature of the high voltage battery; 상기 내부 온도에 따른 고전압 배터리의 최대 충/방전 파워를 계산하는 단계;Calculating a maximum charge / discharge power of a high voltage battery according to the internal temperature; 상기 최대 충/방전 파워 값과 전기동력부품의 최대사용가능파워를 비교하여 고전압 배터리의 가용 SOC 구간을 재설정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 고전압 배터리의 최적화 방법.And resetting the available SOC section of the high voltage battery by comparing the maximum charge / discharge power value with the maximum usable power of the electric power component. 고전압 배터리의 가용 SOC 구간을 설정하는 단계;Setting an available SOC section of the high voltage battery; 상기 고전압 배터리의 내부 온도 및 SOC를 측정하는 단계;Measuring the internal temperature and SOC of the high voltage battery; 상기 측정된 내부 온도 및 SOC에 의한 고전압 배터리의 충/방전 파워를 계산하고, 상기 계산된 값을 고전압 배터리의 최대 충/방전 파워로 설정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 고전압 배터리의 최적화 방법.Calculating the charge / discharge power of the high voltage battery by the measured internal temperature and the SOC, and setting the calculated value as the maximum charge / discharge power of the high voltage battery. How to optimize your battery. 고전압 배터리의 내부 온도 및 SOC에 대한 고전압 배터리의 가용 SOC 영역 및 최대 파워를 정의하여 테이블화 하는 단계;Defining and tabulating the available SOC area and maximum power of the high voltage battery relative to the internal temperature of the high voltage battery and the SOC; 고전압 배터리의 내부 온도 및 SOC를 측정하는 단계;Measuring the internal temperature and SOC of the high voltage battery; 상기 내부 온도 및 SOC 값을 상기 테이블에 대입하여 고전압 배터리의 가용 SOC 영역 및 최대 파워를 설정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 고전압 배터리의 최적화 방법.And setting the available SOC area and the maximum power of the high voltage battery by substituting the internal temperature and the SOC value into the table. 목표 고전압 배터리 내부 온도를 설정하는 단계;Setting a target high voltage battery internal temperature; 상기 내부 온도에 따른 고전압 배터리의 최대 충/방전 파워를 계산하는 단계;Calculating a maximum charge / discharge power of a high voltage battery according to the internal temperature; 상기 최대 충/방전 파워 값과 전기동력부품의 최대사용가능파워를 비교하여 고전압 배터리의 가용 SOC 구간을 설정하는 단계;Setting an available SOC section of a high voltage battery by comparing the maximum charge / discharge power value with the maximum usable power of the electric power component; 싱기 목표 고전압 배터리 내부 온도가 유지되도록 고전압 배터리를 제어하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 고전압 배터리의 최적화 방법.And controlling the high voltage battery such that the internal temperature of the target high voltage battery is maintained. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 목표 고전압 배터리 내부 온도가 유지되도록 고전압 배터리를 제어하는 단계는,The controlling of the high voltage battery such that the target high voltage battery internal temperature is maintained may include: 수냉 제어의 경우 냉각수 온도 조절을 통해 고전압 배터리의 내부 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 고전압 배터리의 최적화 방법.In the case of water-cooling control, the method of optimizing a high voltage battery according to temperature, wherein the internal temperature of the high voltage battery is maintained by adjusting the coolant temperature. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 목표 고전압 배터리 내부 온도가 유지되도록 고전압 배터리를 제어하는 단계는,The controlling of the high voltage battery such that the target high voltage battery internal temperature is maintained may include: 공냉식 제어의 경우 팬 조절을 통해 고전압 배터리의 내부 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 고전압 배터리의 최적화 방법.In the case of air-cooled control, a method of optimizing a high voltage battery according to temperature, wherein the internal temperature of the high voltage battery is maintained by adjusting a fan.
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