KR20110013364A - 하이브리드 전기모터 차량의 배터리 팩 관리 방법 - Google Patents

하이브리드 전기모터 차량의 배터리 팩 관리 방법 Download PDF

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KR20110013364A
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KR1020107022244A
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스탠톤 이. 밀러
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인터내셔널 트럭 인터렉츄얼 프로퍼티 캄파니, 엘엘씨
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Abstract

소프트웨어 알고리즘(도3)은 컨트롤러(34)가 하이브리드 전기 차량의 배터리 팩(32)의 SOC(state of charge)를 관리하는 방법을 결정하지만 대신에 항상 운전자에게 그 자신의 선택을 하도록 기회를 주는 것이다. 상기 알고리즘은 2개의 방법 중의 한 방법으로 하여금 점화 스위치가 "오프" 위치로부터 "온" 위치로 작동될 때마다 선택되게 한다. 상기 알고리즘이 수행하는 방법은 차량이 공장에서 제조될 때 특정 차량의 컨트롤러에 전자적으로 프로그램되는 보정가능한(calibratable) 매개변수의 값에 따른다.

Description

하이브리드 전기모터 차량의 배터리 팩 관리 방법{BATTERY PACK MANAGEMENT STRATEGY IN A HYBRID ELECTRIC MOTOR VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 전기모터 차량에 관련한 것으로서, 특히 하이브리드 전기모터 차량에서 고-전압 배터리 팩의 SOC(state of charge)를 관리하기 위한 방법에 관한 것이다.
하이브리드 전기모터 차량은 내연기관에 의해서만 추진되는 대응 차량과 대비하여 상당히 큰 연료 경제성으로 운행할 수 있다. 연료 경제성이 30% 이상으로 증가한 경우도 드물지 않다. 디젤연료와 같은 탄화수소 연료의 가격은 상용차 트럭 사용자가 하이브리드 전기모터 차량이 자신들의 특별한 사업용으로 제공될 수 있는 가능한 이점을 찾아내도록 자극하였다.
예를 들어, 먼 작업현장에서 전동 공구와 같은 전기장치의 작동을 필요로 하는 전기 유틸리티 같은 사업은 외부로 송출할 수 있는 AC전력을 배달할 수 있는 하이브리드 전기 차량의 구매를 고려할 수 있다. 그외 다른 회사, 예를 들면 냉동 또는 냉장 식품 배달회사는 차량을 운행하면서 차량 탑재(on-board) AC전력을 사용하는 압축기에 의해 작동되는 냉장 시스템을 갖춘 본체가 있는 하이브리드 전기 차량의 구매를 고려할 수 있다. 이런 차량은 트럭 본체에 냉장 시스템이 존재하지만 일반적으로 밤에 차량을 주차하였을 때와 냉장 시스템이 전기 콘센트에 플러그 인 되었을 때만 작동하는 콜드 플레이트(cold plate) 기술을 이용한 냉장 트럭과 대비할 때 확장된 배달영역에 걸쳐 작동할 수 있는 것이다. 상기 냉장 트럭의 배달 루트 시간은 적절한 온도로 냉동 또는 냉장 물품을 유지할 수 있는 콜드 플레이트의 시간 길이에 의한 제약을 받는다.
플러그-인 하이브리드 전기 차량(PHEV: plug-in hybrid electric vehicle)은 소유자/조작자가 전기 유틸리티 그리드(grid)에 차량의 전기적 시스템을 접속할 수 있게 하여 고-전압 하이브리드 배터리 팩을 충전하는 성능(capability)을 제공한다. 이것은 전형적으로 상기 그리드 상에서 이용할 수 있는 과잉 량의 AC전기가 있을 때와 킬로와트-시간 당 가격이 최저일 때에, 통상적으로 밤시간 동안에 행해진다. 가장 효율적인 PHEV를 만들기 위해서는 논-플러그-인 하이브리드 상대물(non-plug-in hybrid counterpart)보다 큰 배터리 에너지 저장 수용량을 가져야 한다.
본원의 발명자가 알고 있는 한에서는 현재의 하이브리드 전기 차량은 단 1개 만의 배터리 관리 방법(battery management strategy)을 갖게 제조된다. 그러한 단일 방법은 조작자(운전자)가 특별한 날에 차량의 의도된 사용에 보다 적절한 다른 방법의 선택을 할 수 없게 한다.
본원의 발명자는 다른 구동 사이클을 통한 다른 시간에서 다른 방식으로 구동되는 PHEV의 소유자/조작자가 차량이 주차된 동안에 PHEV 배터리 팩을 재-충전하는 전기 에너지를 어떻게 그리고 언제 소비하는지를 선택할 수 있어야 한다고 믿고 있다. 만일, 차량이 본 발명의 특징으로 기술된 바와 같이 "현장 충전 유지(Maintain Charge To Job Site)" 방법으로 작동되고 있으면, 고-전압 제어 모듈이 구동 중에 추진(propulsion) 및 재생(regeneration)을 위해 모터/발전기의 일부 제한된 사용을 허용할 것이고, 배터리 용량과 배터리 화학성에 따라서 75-95% 사이에서 배터리 SOC를 유지하도록 노력할 것이다. 이런 비교적 높은 레벨 SOC의 유지는 현장(job site) 또는 탑재 장비 작동을 위한 대부분의 배터리 에너지를 절약하면서, 차량 제동 시 운동 에너지의 회수를 가능하게 한다. 만일, 다른 한 편에서, 또한 본 발명의 특징으로 기술되어진 "최대 연료 경제성(Maximize Fuel Economy)" 배터리 팩 관리 방법으로 차량이 작동하고 있으면, 특정 배터리 용량과 배터리 화학성에 따라서, 고-전압 제어 모듈은 모터/발전기가 상당한 비율의 차량 추진 에너지를 제공할 수 있게 하고 그리고 배터리 팩 SOC가 낮은 레벨로 -대략 25 - 65%- 유지되게 할 것이다.
본 발명은 컨트롤러가 배터리 팩 SOC를 관리할 특별한 방법을 결정하기 위한 소프트웨어 알고리즘을 활용하지만 대신에 항시 운전자가 그 자신의 선택을 할 기회를 주는 것이다. 상기 알고리즘은 2개의 방법, "최대 연료 경제성" 또는 "현장 충전 관리" 중의 하나로 하여금, 차량의 점화 스위치가 "오프" 위치로부터 "온" 위치로 작동되는 각각의 시간을 자동적으로 선택되게 한다.
그러나, 알고리즘을 수행하는 방식은 차량이 공장에서 제조되는 중에 특정 차량의 제어 모듈에 전자적으로 프로그램되는 보정가능한 매개변수(calibratable parameter)의 값에 따른다. 보정가능한 매개변수는 점화 스위치가 "오프"로부터 "온"으로 전환되는 각각의 시간에서 수행되는 알고리즘의 특정 브랜치(branch)를 결정한다.
점화 스위치가 구동 사이클에 대비하여 "오프"로부터 "온"으로 작동되면, 운전자는 디스플레이의 측부를 따라서 순간 접촉 스위치를 가진 계기 패널 모듈의 디스플레이 부분 상에 "최대 연료 경제성" 또는 "현장 충전 유지"(다른 유사한 표현이 대신하여 사용될 수 있음)의 선택을 하는 기회를 갖는다. 이때, 운전자는 만약 자신이 그렇게 하기로 선택한다면, 디스플레이의 측부를 따른 순간 접촉 스위치를 눌러서 자동 선택(즉, 불이행(default) 선택)을 변경할 수 있는 능력을 갖는다. 따라서, 차량의 점화 스위치가 "오프"로부터 "온"으로 작동하게 되면, 본 발명은 컨트롤러가 선택하도록 프로그램되어져 있는 방법과는 무관하게, 소유자/조작자가 그렇게 하기를 바란다면, 저장된 배터리 팩 에너지를 어떻게 사용할 것인가를 선택하는 능력을 PHEV의 소유자/조작자에게 주는 것이다.
알고리즘에 의한 불이행 배터리 관리 방법의 선택을 효과적으로 우선하는 기회를 운전자에게 제공하여, 차량 추진 목적으로 저장된 에너지의 상당한 부분을 사용하거나 또는 현장 또는 탑재 장치(예, 냉동 압축기) 작동을 위한 저장된 에너지의 상당한 부분을 보존하는 일을 선택할 수 있다. 예를 들어, "현장 충전 유지" 방법이 점화 스위치가 "오프"로부터 "온"으로 작동되어진 후에 불이행 모드의 작동일 때에는, 조작자가 차량이 더 나은 연료 경제성으로 작동하도록 홈 베이스로 귀환하기 전에 "최대 연료 경제성"을 선택할 수 있다. 배터리 팩 SOC 관리 방법의 선택에 유연성을 주어서, 차량 소유자/조작자가 자신이 최상으로 여기는 방식으로 저장된 배터리 에너지를 사용할 수 있다.
보정가능한 매개변수의 한 값은, 차량이 마지막으로 정지되었을 때에 실행되는 방법으로 배터리 관리 방법을 설정하는 방식으로 알고리즘으로 하여금 수행하게 할 것이다. 그러나, 운전자는 여전히 그 자신의 선택을 할 수 있다.
보정가능한 매개변수의 다른 값은, 배터리 팩이 최대 플러그-인 충전을 수용한 후에(SOC플러그-인 > KWHMin, 알고리즘으로 사전 결정된 값), 또는 상기 "현장 충전 유지" 방법이 점화 스위치가 "온"으로부터 "오프"로 마지막 전환하기에 앞서 실행되어져 있으면, "현장 충전 유지"로 배터리 관리 방법을 설정하는 방식으로 알고리즘으로 하여금 수행하게 할 것이다. 또한, 운전자는 여전히 그 자신의 선택을 할 수 있다.
예를 들어, 만일 차량이 전동 공구가 사용되는 현장으로 빈번하게 이동하고 그리고 정상 모드의 작동이 배터리 팩을 밤사이에 재-충전한다면, 조작자는 통상적으로 현장에 도달하였을 때에 높은 SOC를 유지하도록 알고리즘에 의해 설정된 방법을 우선하지 않을 것이다. 다른 한 편, 만일 조작자가 송출가능한 전력이 정해진 날에 요구될 현장으로 가지 않으면, 연료효율은 수동으로 "최대 연료 경제성"을 선택하여 최적하게 될 것이다.
상기 배터리 충전 알고리즘의 명시는 임의적으로 주어진 차량에서 특정된 배터리 화학성(NiMH, Li-ion, 등)과 배터리 용량(KW-Hr)에 따른다.
본 발명의 일 면은 차량을 이동시키는 차륜을 가진 섀시와 상기 차륜들 중의 피동 차륜에 연결된 전동계열(power train)을 포함하는 하이브리드 전기 차량에 관한 것이다. 전동계열은 피동 차륜에 연결된 로터리 출력을 가진 전기 모터/발전기의 로터리 입력부에 연결된 로터리 출력부를 가진 내연기관을 포함한다. 또한, 차량은 "온" 위치에서 작동될 때 전동계열이 차량을 추진할 수 있고 그리고 "오프" 위치에서 작동될 때 전동계열을 정지시키는 점화 스위치도 갖는다.
배터리 팩의 관리 방법은 그러한 작동을 가능하게 할 때, 전동계열에 토크를 가하게 배터리 팩으로부터 전기를 끌어내는 모터로서 그리고 전동계열로부터 토크를 감하게 배터리 팩에 전기를 전달하는 발전기로서, 모터/발전기를 선택적으로 작동하기 위한 컨트롤러를 통해 모터/발전기에 배터리 팩을 연결한다.
점화 스위치가 "오프"로부터 "온"으로 작동될 때에는, 차량용으로, 복수 값 중의 특별한 한 값으로 설정되어 있는 보정가능한 매개변수에 따른 특별한 배터리 팩 관리 방법을 선택하도록 작동하는 알고리즘에 의한 배터리 팩의 관리를 위한 임의적인 복수의 방법으로 컨트롤러를 선택적으로 작동할 수 있다.
제1보정가능한 매개변수 값은 점화 스위치가 마지막으로 "온"으로부터 "오프"로 작동될 때에 실행된 것과 동일한 배터리 팩 관리 방법으로 알고리즘으로 하여금 상기 배터리 팩 관리 방법을 설정하게 하는데 유효한 것이다. 제2보정가능한 매개변수 값은 차량에 대해 외부 소스로부터 배터리 팩의 마지막 재-충전동작 후에 "오프"로부터 "온"으로 점화 스위치가 작동한 횟수로 결정되는 방법으로 알고리즘으로 하여금 배터리 팩 관리 방식을 설정하게 하는데 유효하다.
본 발명의 부가적인 면은 상술한 바와 같은 차량을 작동하는 방법에 관한 것이다. 점화 스위치가 "오프" 위치로부터 "온" 위치로 작동되면, 알고리즘이 차량용으로 복수 값 중의 특별한 한 값으로 설정되어진 보정가능한 매개변수에 따르는 배터리 팩을 관리하기 위한 방법을 선택하고, 제1보정가능한 매개변수 값은 점화 스위치가 "온" 위치로부터 "오프" 위치로 마지막으로 작동될 때에 실행된 것과 동일한 배터리 팩 관리 방법으로 알고리즘으로 하여금 배터리 팩 관리 방법을 설정하게 하는데 유효하고, 그리고 제2눈금교정 매개변수 값은 차량에 대한 외부 소스로부터 배터리 팩의 마지막 재-충전동작 후에 점화 스위치가 "오프" 위치로부터 "온" 위치로 작동되어진 횟수에 의해 결정되는 방법으로 알고리즘으로 하여금 배터리 팩 관리 방법을 설정하게 하는데 유효하다.
본 발명의 다른 면은 차량을 이동시키는 차륜을 가진 섀시와, 상기 차륜 중의 피구동 차륜에 결합한 전동계열, 및 "온" 위치로 작동할 때에는 전동계열이 차량을 추진시킬 수 있고 그리고 "오프" 위치로 작동할 때에는 전동계열을 정지시킬 수 있는 점화 스위치를 포함하는 하이브리드 전기 차량에 관한 것이다. 상기 전동계열은 피동 차륜에 연결한 로터리 출력을 가진 전기 모터/발전기의 로터리 입력에 연결한 로터리 출력을 가진 내연기관을 포함한다.
배터리 팩은 모터/발전기를 선택적으로 작동하기 위해 컨트롤러를 통해 모터/발전기에 연결되고, 상기 모터는 배터리 팩으로부터 전기를 끌어내어 전동계열에 토크를 가하고 그리고 상기 발전기는 배터리 팩으로 전기를 송출하여 배터리 팩의 관리 방법이 그런 작동을 가능하게 할 때 전동계열로부터 토크를 감한다.
상기 컨트롤러는 선택적으로, 점화 스위치가 "오프" 위치로부터 "온" 위치로 작동될 때 배터리 팩 관리 방법이 배터리 팩 관리 방법들 중의 하나를 이행하지 않게 작동하는 알고리즘에 의해 복수의 배터리 팩 관리 방법으로 작동한다.
컨트롤러에 대한 선택 입력(selection input)은 알고리즘 대신에 사람이, 점화 스위치가 "오프" 위치로부터 "온" 위치로 작동될 때 알고리즘에 의해 결정된 불이행 방법과는 다르게 컨트롤러에 의한 사용을 위한 배터리 팩 관리 방법을 선택할 수 있다.
본 발명의 상술한 특징 및 이점은 첨부 도면을 참고로 본 발명을 수행하는 최상의 모드를 통한 양호한 실시예로써 이하에 기재하는 설명으로 이해할 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 원리의 이해에 적절한 하이브리드 전기 차량의 일 부분을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도2는 도1의 일 부분과 관련된 디스플레이를 가진 모듈을 포함하여 상세하게 나타낸 도면이다.
도3은 배터리 팩 관리 방법을 설정하기 위한 알고리즘을 나타낸 도면이다.
도4는 도2와는 다른 정보를 제공하는 디스플레이를 가진 도2의 모듈을 나타낸 도면이다.
도5는 도2 또는 도4의 어느 하나 와는 다른 정보를 제공하는 디스플레이를 가진 도2의 모듈을 나타낸 도면이다.
도1은 본 발명의 기본원리의 이해에 적절한 하이브리드 전기 차량(10)의 일 부분을 도시한 것이다. 본원의 특정 차량은 PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)이다.
PHEV(10)는 예를 들어, 내연기관(14)의 크랭크축이 변속기(18)의 입력부에 로터리 DC전기장치(즉, 모터/발전기)(16)의 회전자를 통해 연결된 전동계열(12)을 포함하는 후륜 구동 타입 차량으로 도시되었다. 변속기(18)의 출력부는 각각의 축의 외측 단부에 부착된 차륜(26)을 가진 후방 차축(24)의 차동장치(22)에 구동축(20)을 통해 연결된다. 본 발명의 기본원리를 후륜 구동 구조 이외의 다른 다양한 차량의 구동계열(drive train) 구조에 적용할 수 있다.
엔진 제어 모듈(28)은 엔진(14)과 연관하여 모듈(28)에 대한 다양한 입력에 기초한 다양한 엔진 동작을 제어한다.
PHEV(10)는 또한 12 및/또는 24VDC 전력에 기초한 저-전압 전기 시스템도 포함한다. PHEV(10)는 부가로 300VDC 내지 600VDC 범위의 DC전압에 기초한 고-전압 전기 시스템을 포함한다.
저-전압 시스템은 1개 이상의 DC저장 배터리를 가진 DC배터리 팩(30)을 포함한다. 고-전압 시스템은 1개 이상의 배터리를 가진 DC 배터리 팩(32)을 포함한다.
집합적으로, 상기 고-전압 및 저-전압 시스템은 차량 내의 각종 전기적 부속품 및 장치의 전력 수요를 공급한다.
고-전압 시스템은 부가로 고-전압 제어 모듈(34)을 포함한다. 상기 고-전압 제어 모듈(34)의 주 목적은 저장된 전기적 에너지가 전동계열(12)을 통해 PHEV(10)를 전체적으로 또는 부분적으로 추진하는데 사용되기에 적합할 때 배터리 팩이 모터/발전기(16)를 작동하는데 사용되도록 배터리 팩(32)과 모터/발전기(16)를 접속(interface)하는 것이다. 또한, 모듈(34)은 엔진 제어 모듈(28) 및 배터리 팩(30)과 각기 연통하는 각각의 채널(36, 38)도 갖는다.
PHEV(10)의 객실 내부의 계기 패널 상에는 누름-버튼 작동 스위치(42)와 전자 디스플레이(44)를 포함하는 도4와 도5에 상세하게 나타낸 모듈(40)이 있다.
도1은 예를 들어 상업적 전기회사(commercial electric utility company)로부터 AC전압을 제공하는 전력 그리드(electric power grid) 상의 리셉터클(도시하지 않음)에 플러그-인 될 수 있는 플러그(46)를 나타낸다. 플러그(46)가 상기 그리드에 연결되면, 그리드로부터 끌어낸 교류 전기는 모듈(34)에서 통상적인 AC-DC 변환에 의해 배터리 팩(32)을 재충전하기 위해 직류 전기로 변환된다.
또한, PHEV(10)는 도1에 대표적으로 나타낸 바와 같이 배터리 팩(32)에 저장된 전기 에너지를 1개 이상의 AC전압으로 변환할 수 있는 고-전압 전력 인버터(48)도 갖는다. 상기 전압은 현장(job site)에서 다양한 전동 공구와 장치를 작동하는데 사용될 수 있다. 인버터(48)는 상기 공구와 장치를 사용할 때 배터리 팩으로부터 나오는 전류에 의해 작동되도록 인버터(48)를 작동하기 위한 적절한 제어와 기능을 제공하는 모듈(34)을 통해 배터리 팩(32)과 접속한다. 도1에 도시하지 않은 것으로, AC전력 보다는 DC전력에서 작동하는 다른 전동 공구 및 장치에 사용하기 위해 배터리 팩(32)의 고-전압 DC를 저-DC 전압(들)으로 변환하기 위해서, DC-DC 변환기가 인버터(48)에 추가되거나 대체될 수 있다. 이러한 변환기는 또한 모듈(34)을 통해 배터리 팩과 접속할 수 있다.
점화 스위치가 "오프"로부터 "온"으로 전환되면, 고-전압 배터리 팩 관리 방법은 자동적으로 2개의 방법, 즉 "최대 연료 경제성(Maximize Fuel Economy)" 방법 또는 "현장 충전 유지(Maintain Charge To Job Site)" 방법 중에서 한 방법에 놓이게 된다. 차량은 알고리즘 또는 운전자가 "현장 충전 유지" 방법을 선택할 때 "현장 충전 유지" 모드에서 작동되는 것으로 고려되고, 그리고 알고리즘 또는 운전자가 "최대 연료 경제성" 방법을 선택할 때 "최대 연료 경제성" 모드에서 작동되고 있는 것으로 고려된다. 사용되는 특정한 방법은 디스플레이(44) 상에 나타난다. 도2에서, 제 위치에 있는 방법은 "최대 연료 경제성"으로 디스플레이(44) 상에 나타내었다.
스위치(42)는 PHEV(10)의 조작자가 누름-버튼 작동기를 눌러서 상기 방법을 변경하는데 사용된다. 도4는 상기 방법이 "현장 충전 유지" 방법으로 변경되어진 것을 나타낸다.
점화 스위치가 "오프"로부터 "온"으로 전환되었을 때, 배터리 팩 관리가 놓인 특별한 방법은 PHEV를 제조할 때 모듈(34)에 프로그램 되어진 보정가능한 매개변수의 함수(a function of a calibratable parameter)이다. 상기 보정가능한 매개변수는 임의적인 다수의 다른 값들 중의 하나를 취할 수 있는데, 여기에서는 예를 들어 "1" 및 "2"로 주어진다.
만일 보정가능한 매개변수를 "1"로 설정하였다면, 상기 관리 방법(management strategy)은 배터리 팩이 플러그-인 재-충전(plug-in re-charge)을 수용하였는지의 여부와 상관없이 점화 스위치가 마지막으로 오프로 전환되었을 때 제 위치에 있는 방법을 취한다.
만일 보정가능한 매개변수를 "2"로 설정하였으면, 알고리즘은 자동적으로, 배터리팩이 플러그-인 재-충전을 수용한 후 점화 스위치가 "오프"로부터 "온"으로 작동되어진 처음이면, "현장 충전 유지" 방법을, 즉 불이행(default)으로 선택한다. 만일 점화 스위치가 플러그-인 재-충전 후 "오프"로부터 "온"으로 작동되어진 것이 처음이 아니면, 알고리즘은 점화 스위치가 마지막으로 오프로 전환되었을 때 실행되는 방법을 불이행 방법으로써 선택한다.
"최대 연료 경제성" 방법은 바람직하게 PHEV(10)가 실질적으로 구동되는 방식에 따라서 "최대 연료 경제성"에 맞추어지게 작용하는 "적응적 학습 특징(Adaptive Learning Feature)"을 포함한다. 모듈(34)의 프로세서에서의 적응적 학습 알고리즘은 배터리 팩(32)의 SOC, 경과한 차량 운행시간, 재생 제동 배터리 재-충전에 의한 배터리 팩 재-충전 량, 그리고 이동 거리와 같은 다양한 매개변수를 모니터하여 배터리 팩 재-충전 방법을 역동적으로 업데이트 한다.
예를 들어, 만일 PHEV(10)가 빈번한 출발과 정지동작(가속과 감속)으로 주로 저속도 방식으로 작동되고 있다면, 상기 적응적 학습 알고리즘은 배터리 팩으로부터 나온 재생 전기 에너지를 더 많이 가속용으로 사용하여 연료효율을 최대화 하도록 상당히 많은 양의 배터리 방전(SOC에 의해 측정)이 가능하게 한다. 다른 한 편, 만일 PHEV가 때때로 감속 만을 하는 고속도로 운행속도로 주로 작동하고 있으면, 상기 알고리즘은 때때로 행해지는 감속 중에는 배터리 팩이 에너지를 회복할 수 있게 하면서 정해진 상당히 높은 한계 값에 배터리 SOC가 도달하면 추진(propulsion)을 위한 전기 에너지를 공급하는 정해진 상당히 높은 SOC로 배터리 팩 SOC가 유지되게 한다.
도3은 보정가능한 매개변수의 특징을 사용하는 알고리즘(50)을 나타낸 것이다. 알고리즘은 점화 스위치가 "오프"로부터 "온"으로 작동될 때에 실행한다.
만일 보정가능한 매개변수가 "1"로 설정되었으면, 상기 배터리 팩 관리 방법은 단계(52)로 나타낸 바와 같이 점화 스위치가 오프로 전환되어져 있을 때 이전의 방법이 무엇이든 이행하지 않는다. 상기 불이행 방법은 디스플레이(44) 상에 차량 조작자에게 알려지게 만들어진다. 상기 조작자는 임의적인 시간에 스위치(42)를 작동하여 상기 방법을 변경하여서 다른 방법을 선택하는 기회를 갖는다. 단계(54)는 그러한 변경을 모니터 한다.
만일 변경을 선택하지 않았다면, 단계(56)는 현재 방법을 유지한다. 만일 변경을 선택하였으면, 단계(58)는 새롭게 선택된 방법으로 하여금 배터리 팩을 관리하게 한다.
단계(56 또는 58)의 발생 후, 단계(60)는 점화 스위치의 상태를 점검한다. 점화 스위치가 온 상태를 유지하는 동안에는 상기 알고리즘이 다시 단계(54)로의 순환을 계속한다. 한 방법으로부터 다른 한 방법으로 왕복하는 절환 동작은 점화 스위치가 온 상태를 유지하는 동안에 가능한 것이다.
단계(60)가 점화 스위치가 오프로 전환되어져 있음을 탐지하면, 그 때에 사용되고 있는 방법은 점화 스위치가 다음에 온으로 전환되었을 때에 이행하지 않게 된다. 알고리즘의 실행은 점화 스위치가 오프인 동안에는 중단된다.
만일 보정가능한 매개변수가 "2"로 설정되었으면, 알고리즘은 점화 스위치가 온으로 전환되었을 때에 단계(62)를 수행한다. 단계(62)의 목적은 배터리 팩(32)이 유틸리티 그리드로부터 재-충전되어진 후에(즉, 플러그-인 재-충전 후에) 점화 스위치가 온으로 전환되어져 있는 것이 처음인지를 판단하는 것이다. 만일, 처음이면, 배터리 팩 관리 방법은 단계(64)로 나타내고 그리고 선택적으로 도면에서 "현장 또는 탑재장치용 배터리 SOC 유지(Maintain Battery for Job Site or On Board Equipment)"로서 칭해진 "현장 충전 유지"를 이행하지 않는다.
운전자는 보정가능한 매개변수가 단계(54, 56, 58, 60)에 대응하는 일련의 단계(68, 70, 72, 74)로 "1"로 설정될 때와 동일한 방식으로 상기 방법을 변경할 수 있다.
그러나, 만일 단계(62)가 마지막 플러그-인 재-충전 후에 점화 스위치가 온으로 전환되어져 있는 것이 처음이 아니라고 판단하면, 단계(65)가 점화 스위치가 마지막으로 오프로 전환되었을 때에 실행된 방법이 "현장 충전 유지" 방법인지를 판단하는 일을 수행한다.
만일 그렇다면, 동일한 방법을 지속하며 단계(68, 70, 72, 74)가 임의 시간에 운전자가 방법의 변경이 가능하게 한다.
만일 그렇지 않다면, 단계(66)는 배터리 관리 방법으로 하여금 "최대 연료 경제성" 방법이 이행하지 않게 하여 단계(68, 70, 72, 74)가 여전히 운전자가 임의 시간에 "현장 충전 유지" 방법으로의 변경이 가능하게 한다. 이식으로 상기 방법이 "현장 충전 유지" 방법으로 이행하지 않는 플러그-인 재-충전이 개재하지 않는한, 상기 방법은 점화 스위치가 마지막으로 오프로 전환되었을 때에 실행되는 것으로 이행하지 않는다.
상기 방법이 단계(64 또는 66)에 의해 설정되었으면, 보정가능한 매개변수가 "1"로 설정되었을 때와 동일한 방식으로 항시 조작자가 방법을 변경할 수 있다.
만일 디스플레이(44) 상에서의 특별한 방법이 어떠한 양의 시간 내에서 운전자에 의해 변경되지 않으면, 상기 디스플레이는 레벨이 최소와 최대 사이에서 하이라이트 양으로 나타낸 도5에 도시한 그래픽 방식에서와 같이 배터리 팩 SOC 정보를 나타내는 스크린을 이행하지 않는다. 만일 운전자가 스위치(42)의 작동기를 누르면, 디스플레이는 현재의 방법을 보여주는 스크린으로 복귀한다. 이런 스크린이 디스플레이 되고 있는 동안에 스위치 작동기를 누르면 상기 방법을 변경할 것이고, 반면에 작동기를 누르지 않는다면 상기 방법은 변경되지 않은 상태를 유지할 것이다. 어떠한 양의 시간 내에서 작동기를 누르는 행위를 실패하면 도5에 도시된 스크린으로 복귀하는 스크린을 초래할 것이다.
본 발명을 양호한 실시예를 통해 설명하였지만, 기술된 실시예는 본 발명을 한정하는 것이 아니고, 본 발명은 첨부 청구범위의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 이루어지는 모든 실시예에 본 발명의 기본원리를 적용할 수 있는 것으로 이들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (16)

  1. 하이브리드 전기 차량은:
    차량을 이동시키는 차륜을 가진 섀시와;
    상기 차륜 중의 피동 차륜에 결합된 전동계열와;
    "온" 위치로 작동할 때에는 상기 전동계열이 차량을 추진할 수 있고 그리고 "오프" 위치로 작동할 때에는 상기 전동계열을 정지시키는 점화 스위치와;
    전동계열에 토크를 가하기 위해 배터리 팩으로부터 전기를 끌어내는 모터로서 그리고 배터리 팩의 관리 방법이 그런 작동을 가능하게 할 때 전동계열로부터 토크를 감하기 위해 배터리 팩에 전기를 송출하는 발전기로서, 모터/발전기를 선택적으로 작동하기 위해 컨트롤러를 통해 모터/발전기에 연결된 배터리 팩을 포함하고;
    상기 전동계열은 피동 차륜에 연결된 로터리 출력을 가진 전기 모터/발전기의 로터리 입력에 연결된 로터리 출력부를 가진 내연기관을 포함하고;
    상기 컨트롤러는 점화 스위치가 "오프" 위치로부터 "온" 위치로 작동할 때 차량용으로 복수의 값 중의 특정한 1개 값으로 설정되어진 보정가능한 매개변수에 따라 특정한 배터리 팩 관리 방법을 선택하기 위해 작동하는 알고리즘에 의해 배터리 팩을 관리하기 위한 복수 방법 중 하나로 선택적으로 작동하고;
    제1보정가능한 매개변수 값은 점화 스위치가 "온" 위치로부터 "오프" 위치로 마지막 작동되었을 때에 사용된 것과 동일한 배터리 팩 관리 방법으로 알고리즘으로 하여금 배터리 팩 관리 방법을 설정하게 하는데 유효하고, 그리고 제2보정가능한 매개변수 값은 차량에 대한 외부 소스로부터 배터리 팩의 마지막 재-충전 후 점화 스위치가 "오프" 위치로부터 "온" 위치로 작동되어진 횟수에 의해 결정되는 방법으로 알고리즘으로 하여금 배터리 팩 관리 방법을 설정하게 하는데 유효한 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량.
  2. 제1항에 있어서, 하나의 방법은 비교적 큰 SOC 값에서 배터리 팩 SOC를 조절하고 그리고 다른 하나의 방법은 비교적 작은 SOC 값에서 배터리 팩 SOC를 조절하고, 그리고 상기 보정가능한 매개변수가 상기 제2값으로 설정되었고 그리고 "오프" 위치로부터 "온" 위치로의 점화 스위치의 작동은 차량에 대한 외부 소스로부터 배터리 팩의 마지막 재-충전 후에 최초로 발생할 때, 상기 알고리즘은 상기 방법을 상기 하나의 방법으로 설정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량.
  3. 제1항에 있어서, 사람이 상기 알고리즘을 대신하여 컨트롤러에 의한 사용을 위해 배터리 팩 관리 방법을 선택할 수 있게 하기 위해 컨트롤러에 대한 선택 입력을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량.
  4. 제3항에 있어서, 상기 선택 입력은 배터리 팩 관리 방법을 볼 수 있는 스크린을 나타내는 디스플레이의 측부를 따라서 배치된 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량.
  5. 제4항에 있어서, 상기 디스플레이는 또한 배터리 팩 SOC를 보이는 스크린을 나타내도록 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량.
  6. 제1항에 있어서, 차량은 배터리 팩이 그리드로부터 재-충전될 수 있도록 전력 그리드로부터 배출구와 대응 연결하기 위한 커넥터를 갖는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량.
  7. 차량을 이동시키는 차륜을 가진 섀시와;
    피동 차륜에 연결된 로터리 출력을 가진 전기 모터/발전기의 로터리 입력에 연결된 로터리 출력을 가진 내연기관을 구비하고, 상기 차륜들 중의 피동 차륜에 연결된 전동계열와;
    "온" 위치로 작동할 때 상기 전동계열이 차량을 추진할 수 있게 하고 그리고 "오프" 위치로 작동할 때 상기 전동계열을 정지시키는 점화 스위치와;
    전동계열에 토크를 가하기 위해 배터리 팩으로부터 전기를 끌어내는 모터로서 그리고 배터리 팩의 관리 방법이 그런 작동을 허용할 때 전동계열로부터 토크를 감하기 위해 배터리 팩에 전기를 송출하는 발전기로서, 상기 모터/발전기를 선택적으로 작동하기 위해 컨트롤러를 통해 모터/발전기에 연결된 배터리 팩을 포함하는 하이브리드 전기 차량을 작동하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    상기 점화 스위치가 "오프" 위치로부터 "온" 위치로 작동할 때, 차량용으로 복수의 값 중의 특정한 1개 값으로 설정된 보정가능한 매개변수에 따라 배터리 팩을 관리하기 위한 방법을 선택하기 위해 알고리즘을 수행하는 단계를 포함하고, 여기서 제1보정가능한 매개변수 값은 점화 스위치가 "온" 위치로부터 "오프" 위치로 마지막 작동되었을 때 사용된 것과 동일한 배터리 팩 관리 방법으로 상기 알고리즘으로 하여금 배터리 팩 관리 방법을 설정하게 하는데 유효하고, 그리고 제2보정가능한 매개변수 값은 차량에 대한 외부 소스로부터의 배터리 팩의 마지막 재-충전 후에 점화 스위치가 "오프" 위치로부터 "온" 위치로 작동되어진 횟수에 의해 결정되는 방법으로 상기 알고리즘으로 하여금 배터리 팩 관리 방법을 설정하게 하는데 유효한 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 하나의 방법은 비교적 큰 SOC 값에서 배터리 팩 SOC를 조절하고 그리고 다른 하나의 방법은 비교적 작은 SOC 값에서 배터리 팩 SOC를 조절하고, 그리고 상기 보정가능한 매개변수가 상기 제2값으로 설정되었고 그리고 "오프" 위치로부터 "온" 위치로의 점화 스위치의 작동이 차량에 대한 외부 소스로부터의 배터리 팩의 마지막 재-충전동작 후에 최초로 발생할 때, 상기 알고리즘은 상기 방법을 상기 하나의 방법으로 설정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 만일 사용되는 현재의 방법과 다른 경우 그 방법을 대신하는 컨트롤러에 의해 사용을 위한 배터리 팩 관리 방법을 선택하도록 컨트롤러에 대한 선택 입력을 작동하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 선택 입력을 작동하는 단계는 배터리 팩 관리 방법을 볼 수 있게 하는 스크린을 나타내는 디스플레이의 측부를 따라 배치된 스위치를 작동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 배터리 팩 SOC를 보이는 스크린을 나타내도록 상기 디스플레이를 작동하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 하이브리드 전기 차량은:
    차량을 이동시키는 차륜을 가진 섀시와;
    피동 차륜에 연결된 로터리 출력을 가진 전기 모터/발전기의 로터리 입력에 연결된 로터리 출력을 가진 내연기관을 구비하고, 상기 차륜 중의 피동 차륜에 연결된 전동계열와;
    "온" 위치로 작동할 때 상기 전동계열이 차량을 추진할 수 있게 하고 그리고 "오프" 위치로 작동할 때 상기 전동계열을 정지하는 점화 스위치와;
    전동계열에 토크를 가하기 위해 배터리 팩으로부터 전기를 끌어내는 모터로서 그리고 배터리 팩의 관리 방법이 그런 작동을 허용할 때 전동계열로부터 토크를 감하기 위해 배터리 팩에 전기를 송출하는 발전기로서, 상기 모터/발전기를 선택적으로 작동하기 위해 컨트롤러를 통해 모터/발전기에 연결된 배터리 팩을 포함하고;
    상기 컨트롤러는, 상기 점화 스위치가 "오프" 위치로부터 "온" 위치로 작동될 때, 배터리 팩 관리 방법으로 하여금 배터리 팩 관리 방법들 중의 하나를 이행하지 않게 작동하는 알고리즘에 의해 복수의 배터리 팩 관리 방법 중 하나로 선택적으로 작동 가능하며;
    그리고 부가로, 상기 알고리즘을 대신하여 사람이, 점화 스위치가 "오프" 위치로부터 "온" 위치로 작동될 때 알고리즘에 의해 결정된 불이행 방법과는 다른 컨트롤러에 의한 사용을 위해 배터리 팩 관리 방법을 선택하도록 하기 위해 컨트롤러에 대한 선택 입력을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량.
  13. 제12항에 있어서, 상기 선택 입력은 배터리 팩 관리 방법을 볼 수 있게 하는 스크린을 나타내는 디스플레이의 측부를 따라서 배치된 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량.
  14. 제13항에 있어서, 상기 디스플레이는 또한 배터리 팩 SOC를 보이는 스크린을 나타내도록 작동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량.
  15. 제12항에 있어서, 상기 알고리즘은 불이행 방법으로 하여금 상기 점화 스위치가 차량에 대한 외부 소스로부터 배터리 팩의 마지막 재-충전 후에 "오프" 위치로부터 "온" 위치로 처음 작동될 때 임의적인 다른 방법보다 비교적 큰 SOC 값에서 배터리 팩 SOC를 조절하는 방법이 되게 작용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량.
  16. 제12항에 있어서, 상기 알고리즘은 불이행 방법으로 하여금 상기 점화 스위치가 "오프" 위치에 있는 동안에 차량에 대한 외부 소스로부터 임의적인 배터리 팩의 재-충전과 무관하게 점화 스위치가 "온" 위치로부터 "오프" 위치로 마지막 작동될 때에 사용되는 것과 동일한 방법으로 배터리 팩 SOC를 조절하는 방법이 되게 작용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량.
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