KR20110126535A - 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 방법은, 하이브리드 차량의 시동 시 트랙션 배터리 온도(T)를 측정하는 단계와, 측정된 트랙션 배터리 온도(T)에서 사전 설정된 하나 이상의 도로 유형에 대해 주행한 거리(W)에 대한 배터리 펄스 가열 모드에서의 연료 소비(V) 의존도를 검출하는 단계와, 검출된 의존도를 디스플레이 장치(50)에 표시하는 단계와, 입력 장치(60)를 이용하여 배터리 펄스 가열 모드를 수행할지 여부를 선택하는 단계와, 선택 단계에 따라 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 단계를 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드 제어 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING A BATTERY PULSE HEATING MODE OF A TRACTION BATTERY OF A HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
하이브리드 차량에는, 낮은 온도에서 트랙션 배터리(예를 들어 NiMH 또는 Li 이온 기술)가 하이브리드 기능을 위한 충분한 전류를 제공하지 못한다는 문제점이 있다. 충방전을 위한 최대 허용 전류 한계는 트랙션 배터리의 온도와 함수 관계에 있기 때문에, 하이브리드 기능들은 낮은 축전지 온도에서는 제한되거나 전기 주행처럼 예를 들어 10℃의 특정 온도 임계값에서부터 비로소 이용 가능하다. 이러한 거동으로 인해, 낮은 온도에서는 하이브리드 시스템의 연료 절감 능력이 감소한다.
상기 문제를 해결하기 위해, 트랙션 배터리를 최대한 신속히 최적의 작동 온도로 가열함으로써 하이브리드 기능의 최적의 가용성이 보장될 수 있다. 공랭식 트랙션 배터리는 충방전 중 고유의 손실에 의해서만 가열될 수 있다. 이는 주행 중 가열을 위해, 배터리 펄스 가열 모드, 즉 온도 의존적 전류 한계 내에서의 충방전을 필요로 한다.
배터리 펄스 가열 모드는, 주행 중 내연 기관이 방전을 위해 전기 기계에 의해 지원되고, 충전을 위해서는 전기 기계에 의해 부하 레벨이 상승함으로써 구현된다. 그러나, 이처럼 트랙션 배터리의 가열을 위해 의도적으로 발생한 전력 손실의 결과, 추가로 연료가 요구됨으로써, 특히 주행 거리가 짧은 경우 배터리 펄스 가열 모드를 갖는 평균 연료 소비는 그렇지 않은 경우보다 훨씬 더 높다.
도 5에는 배터리 펄스 가열 모드 중 상이한 트랙션 배터리 온도(T=-10, -5, 0, +5℃)에 대해 주행한 거리(W)에 대한 추가 연료 소비(ΔV) 의존도가 예시적으로 도시되어 있다.
도 5에서, 곡선 A는 트랙션 배터리 온도가 T=-10℃인 경우를 나타내고, 곡선 B는 트랙션 배터리 온도가 T=-5℃인 경우를 나타내고, 곡선 C는 트랙션 배터리 온도가 T=0℃인 경우를 나타내고, 곡선 D는 트랙션 배터리 온도가 T=5℃인 경우를 나타낸다. 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 추가적 소비는 더 높은 트랙션 배터리 온도에서보다 더 낮은 트랙션 배터리 온도에서 실질적으로 더 높다. 다시 말해서, 더 낮은 트랙션 배터리 온도에서는, 상응하게 감소된 추가적 소비 레벨에 도달하기 위해 더 긴 거리를 주행해야 한다.
간결성을 위해, 도 5에서는 배터리 펄스가 매우 신속하게 발생하는 것으로 가정했으며, 이는 물론 실제로는 그렇지 않지만, 여기서 도시를 단순화하기 위해 가정될 수 있다.
U.S. 6,271,648 B1호에는, 차량의 저온 시동(cold-start) 거동을 개선하기 위해 배터리를 조정하는 방법이 공지되어 있다. 이 방법에서는 차량의 시동을 걸기 전에 전기 시동 장치를 사용하여 저온에서 배터리 펄스 가열 모드를 수행한다.
JP 2007097359 A호에는, 배터리 펄스 가열 모드를 수행할지 여부에 대한 결정에 내비게이션 목적지가 사용되는 배터리 펄스 가열 모드의 제어 장치가 공지되어 있다.
JP 2008162318 A호에는, 경로 인식에 기초하여 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 방법이 공지되어 있다.
본 발명의 목적은, 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 더 유연한 방법 및 그에 상응하는 장치를 제공하는 데에 있다.
상기 목적은 청구범위 제1항에 따른 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 방법 및 그에 상응하는 청구범위 제6항에 따른 장치에 의해 달성된다.
본 발명이 기반을 두는 개념은, 운전자에게 도로 유형 및 거리에 대한 연료 소비 의존도를 통지하고, 배터리 펄스 가열 모드에 의해 다음 주행에서 연료 소비의 이점을 얻을 수 있을지에 관해 결정하도록 하는 데에 있다.
제공된 도로 유형에서 다음 주행이 충분한 길이의 거리를 포함할 경우, 배터리 펄스 가열 모드에 의해 충분한 정도로 하이브리드 기능이 제공될 수 있다는 것을 운전자에게 표시함으로써, 하이브리드 기능에 의해 최적의 연료 소비 절감을 실현할 수 있다. 이러한 경우, 배터리 펄스 가열 모드로 인한 추가적 소비가 하이브리드 기능에 의해 과잉 보상된다.
예를 들어 키를 이용하여 차량의 시동을 거는 경우, 트랙션 배터리의 낮은 온도가 우세하여 하이브리드 기능이 제공될 수 없다는 것을 운전자에게 통지한다. 그러면 운전자는 배터리 펄스 가열 모드를 활성화하기를 원하는지에 대해 선택을 내릴 수 있으며, 이때 어떠한 이동 주행 거리에서부터 다시 연료 소비 이점을 얻을 수 있는지에 대한 정보가 디스플레이 장치 상에 운전자에게 제공된다.
이러한 질문을 통해, 자동적으로 짧은 주행은 배터리 펄스 가열 모드로부터 유발되는 추가 연료 소비의 영향을 받지 않는다는 이점이 있다.
종속항들은 본 발명의 유리한 실시예 및 개선예에 관련된 것이다.
바람직한 개선예에서, 측정된 트랙션 배터리 온도에서 사전 설정된 복수의 도로 유형에 대해 주행한 거리에 대한 배터리 펄스 가열 모드에서의 연료 소비 의존도가 검출된다.
다른 바람직한 개선예에서, 하이브리드 차량의 위치가 결정되며, 이때 결정된 위치에 기초하여 사전 선택된 의존도만이 검출 및/또는 표시된다. 이는 운전자를 위한 명확성을 증가시킨다.
다른 바람직한 개선예에서, 도로 유형은 다음의 도로 유형들, 즉 고속도로, 지방 도로, 시내 도로 중 하나 이상을 포함한다.
본 발명에 따르면, 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드를 제어하기 위한 효과적인 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예가 도면에 도시되며, 다음의 상세한 설명에서 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예의 개략도.
도 2는 측정된 트랙션 배터리 온도(T=10℃)에서 고속도로, 지방 도로, 시내 도로의 도로 유형에 대해 주행한 거리(W)에 대한 배터리 펄스 가열 모드에서의 연료 소비(V)의 검출된 의존도의 예시적 도면.
도 3은 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 본 발명에 따른 방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예의 개략도.
도 5는 상이한 트랙션 배터리 온도(T=-10, -5, 0, +5℃)에서 주행한 거리(W)에 대한 배터리 펄스 가열 모드에서의 추가 연료 소비(ΔV)의 의존도의 예시적 도면.
도면들에서, 동일한 도면 부호는 동일하거나 또는 기능적으로 동일한 구성요소를 나타내는 데에 사용된다.
도 1은 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예의 개략도이다.
도 1에서, 도면 부호 1은 하이브리드 차량의 트랙션 배터리를 나타낸다. 트랙션 배터리(1)의 배터리 펄스 가열 모드는 제어 장치(10)에 의해 제어된다. 도면 부호 20은 사전 설정된 도로 유형에 대해 주행한 거리에 대한 배터리 펄스 가열 모드에서의 하이브리드 차량의 연료 소비 의존도를 검출하기 위한 검출 장치를 나타낸다. 이러한 목적으로, 검출 장치(20)는 트랙션 배터리의 온도(T)에 따라 메모리 장치(21)에 저장된 예컨대 룩업 테이블을 이용한다.
트랙션 배터리(1)의 현재 온도(T)가 측정 장치(25), 예를 들어 온도 센서에 의해 측정되어 검출 장치(20)에 제공되고, 이에 근거하여 검출 장치는 메모리 장치(21)로부터 상응하는 온도(T)에 대한 룩업 테이블을 추출할 수 있다.
도면 부호 26은 하이브리드 차량의 시동 상태(ST)를 측정하는 추가적인 측정 장치를 나타내며, 시동 상태는 마찬가지로 검출 장치(20)에 전달된다.
트랙션 배터리(1)의 측정된 온도(T)에서 사전 설정된 도로 유형, 예를 들어 고속도로, 지방 도로 및 시내 도로에 대해 주행한 거리에 대한 배터리 펄스 가열 모드에서의 연료 소비 의존도는, 시동 상태(ST)가 존재하고 또한 가능한 추가의 조건이 충족된 경우 디스플레이 장치(50) 상에 운전자에게 표시된다. 디스플레이 장치(50)는 예를 들어 계기판 또는 내비게이션 시스템의 스크린일 수 있다.
도 2에는 측정된 트랙션 배터리 온도(T=10℃)에서 고속도로(AB), 지방 도로(LS), 시내 도로(SV)의 도로 유형에 대해 주행한 거리(W)에 대한 배터리 펄스 가열 모드에서의 연료 소비(V)의 검출된 의존도가 예시적으로 도시되어 있다.
세 개의 곡선 AB, LS 및 SV는 우선 수평으로 시작해서, 배터리 펄스 가열 모드가 정지되고 하이브리드 기능이 릴리스되는 E지점까지는 상기 유형으로 이어진다. 상기 지점까지는, 배터리 펄스 가열 모드로 인한 각각의 추가 연료 소비가 일정한데, 이는 본 실시예에서 곡선 AB의 경우 대략 1.5l/100km, 곡선 LS의 경우 대략 2l/100km, 곡선 SV의 경우 대략 3.5l/100km이다.
하이브리드 기능이 릴리스됨으로써, 전기 기계가 구동의 일부를 맡을 수 있기 때문에 추가 연료 소비는 감소한다.
배터리 펄스 가열 모드의 활성화는 시내 도로에서의 곡선 SV의 경우 S* 지점에서, 즉 대략 8km의 거리(W) 후에 유용하다.
배터리 펄스 가열 모드의 활성화는 지방 도로에서의 곡선 LS의 경우 L* 지점에서, 즉 대략 13km의 거리(W) 후에 유용하다.
마지막으로, 배터리 펄스 가열 모드의 활성화는 고속도로에서의 곡선 AB의 경우 A* 지점에서, 즉 대략 40km의 거리(W) 후에 유용하다.
따라서 운전자는, 디스플레이 장치(50)에 표시된 의존도에 근거하여 자신이 의도한 경로에 대한 지식으로 배터리 펄스 가열 모드를 선택 또는 작동시키기를 원하는지 정할 수 있다.
그러한 경우, 입력 장치(60), 예를 들어 터치 스크린 영역을 이용하여 활성화에 대한 선택이 이루어진다. 그렇지 않은 경우, 상응하는 부정적인 입력이 입력 장치(60)에 주어진다.
트랙션 배터리(1)의 배터리 펄스 가열 모드의 제어는 운전자의 선택에 상응하게 수행되며, 이는 검출 장치(20)에 송신되고 선택 신호(AW)로서 제어 장치(10)에 송신된다.
도시된 실시예에서, 추가적인 입력 장치(70)가 제공되며, 이 장치에서 배터리 펄스 가열 모드의 선택 또는 비선택은 언제라도 정정 또는 취소될 수 있다.
도 3은 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 본 발명에 따른 방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1에 도시된 장치를 통해 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 도 3에 도시된 방법은 단계 S1에서 시작되며, 이 단계에서 운전자는 하이브리드 차량의 내연 기관의 시동을 걸고, 이는 측정 장치(26)에 의해 측정되어 시동 상태(ST)로서 검출 장치(20)에 전달된다.
단계 S2에서, 검출 장치(20)는, 고속도로(AB), 지방 도로(LS) 및 시내 도로(SV)의 도로 유형에 대해 주행한 거리에 대한 배터리 펄스 가열 모드에서의 연료 소비 의존도를 검출하고, 단계 S3에서, 상기 의존도가 상응하는 선택 메뉴와 함께 디스플레이 장치(50) 상에 운전자에게 표시되도록 한다. 선택 메뉴는 예를 들어 "배터리 펄스 가열 모드를 활성화하겠습니까? [예/아니오]"로 표시될 수 있다.
제공된 주행 거리에 대해 운전자가 배터리 펄스 가열 모드를 활성화하기를 원하는 경우, 단계 S4에서, 운전자는 입력 장치(60)에서 상응하는 입력을 수행하므로, 단계 S6에서는 긍정적인 선택 신호(AW)가 제어 장치(10)에 전달됨으로써 배터리 펄스가 촉발된다.
부정적인 상황, 즉 의도한 주행 거리를 고려하여 배터리 펄스 가열 모드가 실행되지 않는 경우, 운전자는 상응하는 부정적인 입력을 입력 장치(60)에서 수행함으로써, 상응하는 부정적인 선택 신호(AW)가 제어 장치(10)로 전달되고 배터리 펄스 가열 모드는 발생하지 않는다.
도 4는 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예의 개략도이다.
도 4에 도시된 제2 실시예에서, 검출 장치(20)는 추가적으로 위치 결정 장치(25), 예를 들어 내비게이션 시스템에 연결되며, 이는 하이브리드 차량의 현재 위치(O)를 검출 장치(20)에 전달한다.
검출된 위치(O)에 근거하여, 검출 장치(20)는 검출되거나 표시될 의존도가 사전 선택되도록 한다.
예를 들어, 하이브리드 차량의 현재 위치(O)가 고속도로로부터 예를 들어 20km가 넘는 매우 먼 거리에 있다고 검출되는 경우, 검출 장치(20)는 고속도로에 대한 상응하는 의존도, 즉 도 2의 곡선 AB가 검출되지 않거나 검출되어도 표시되지 않도록 사전 선택을 수행한다.
이로 인해 무관한 곡선이 생략되므로 디스플레이 장치(50) 상에서 운전자를 위한 명확성이 증가된다.
그 외에 제2 실시예의 기능 방식은 도 1을 참조로 전술된 제1 실시예의 기능 방식과 동일하다.
본 발명은 바람직한 실시예에 기초하여 설명되었지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
특히 트랙션 배터리의 온도가 특정의 최저 온도, 예를 들어 15℃ 미만일 때에만 상기 선택 기능과 함께 의존도가 표시되도록 전술된 실시예를 변형할 수 있다. 즉, 그 외에는 배터리 펄스 가열 모드가 실제로 요구되지 않는다고 가정할 수 있다.
또한, 어떠한 의존도가 디스플레이 장치(50)에 표시되는지 또는 어떠한 사항이 주로 검출 장치(20)에 의해 검출되는지를 정하기 위해 예를 들어 시작 시간, 평일 등과 같은 추가적인 기준을 사용할 수도 있다.
이러한 점에서, 본 발명에 따른 장치는, 아침 7시라는 시작 시간의 경우 예를 들어 시내 도로에 대한 곡선 SV만을 표시하도록 인식하는 학습 기능을 가질 수 있는데, 이는 운전자가 다른 도로 유형을 이용할 필요 없이 직장을 향해 시내 도로에서 주행하기를 원한다고 가정할 수 있기 때문이다.
1 : 트랙션 배터리
10 : 제어 장치
20 : 검출 장치
25 : 제1 측정 장치/위치 결정 장치
26 : 제2 측정 장치
50 : 디스플레이 장치
60 : 입력 장치
O : 차량의 위치
T : 배터리 온도
W : 주행한 거리
ST : 시동 상태

Claims (10)

  1. 하이브리드 차량의 트랙션 배터리(1)의 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 방법으로,
    하이브리드 차량의 시동 시 트랙션 배터리 온도(T)를 측정하는 단계와,
    측정된 트랙션 배터리 온도(T)에서 사전 설정된 하나 이상의 도로 유형에 대해 주행한 거리(W)에 대한 배터리 펄스 가열 모드에서의 연료 소비(V)의 의존도를 검출하는 단계와,
    검출된 의존도를 디스플레이 장치(50)에 표시하는 단계와,
    입력 장치(60)를 이용하여 배터리 펄스 가열 모드를 수행할지 여부를 선택하는 단계와,
    선택 단계에 따라 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 단계를 포함하는, 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    측정된 트랙션 배터리 온도(T)에서 사전 설정된 복수의 도로 유형에 대해 주행한 거리(W)에 대한 배터리 펄스 가열 모드에서의 연료 소비(V) 의존도가 검출되는, 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    검출된 모든 의존도가 표시되는, 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드 제어 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    하이브리드 차량의 위치(O)가 결정되고, 결정된 위치(O)에 기초하여 사전 선택된 의존도만이 검출되거나 표시되는, 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드 제어 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    도로 유형은 다음의 도로 유형, 즉 고속도로, 지방 도로, 시내 도로 중 하나 이상을 포함하는, 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드 제어 방법.
  6. 하이브리드 차량의 트랙션 배터리(1)의 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 장치로서,
    하이브리드 차량의 트랙션 배터리 온도(T)를 측정하는 제1 측정 장치(25)와,
    하이브리드 차량의 시동 상태(ST)를 측정하는 제2 측정 장치(26)와,
    측정된 트랙션 배터리 온도(T)에서 사전 설정된 하나 이상의 도로 유형에 대해 주행한 거리(W)에 대한 배터리 펄스 가열 모드에서의 연료 소비(V) 의존도를 검출하는 검출 장치(20)와,
    검출된 의존도를 표시하는 디스플레이 장치(50)와,
    배터리 펄스 가열 모드를 수행할지 여부를 선택하기 위한 입력 장치(60)와,
    입력 장치(60)에서의 입력에 기초하여 생성될 수 있는 제어 신호(AW)에 따라 배터리 펄스 가열 모드를 제어하는 제어 장치(10)를 포함하는, 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    검출 장치(20)는, 측정된 트랙션 배터리 온도(T)에서 사전 설정된 복수의 도로 유형에 대해 주행한 거리(W)에 대한 배터리 펄스 가열 모드에서의 연료 소비(V) 의존도를 검출하도록 설계되는, 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드 제어 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    하이브리드 차량의 위치(O)를 결정하는 위치 결정 장치(25)가 제공되며, 이 때 검출 장치(20)는 결정된 위치(O)에 기초하여 사전 선택된 의존도만을 검출하거나 표시하도록 설계되는, 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드 제어 장치.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    추가적인 입력 장치(70)가 제공되며, 이를 통해 선택을 정정할 수 있는, 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드 제어 장치.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    도로 유형은 다음의 도로 유형, 즉 고속도로, 지방 도로, 시내 도로 중 하나 이상을 포함하는, 하이브리드 차량의 트랙션 배터리의 배터리 펄스 가열 모드 제어 장치.
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