KR20120002754A - 전기자동차의 실내온도 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차의 실내온도 제어방법에 관한 것으로서, 특히 전기자동차의 배터리 충전상태를 확인하여 차량의 실내온도를 조절하는 실내온도 조절단계(S10)로 이루어져, 전기자동차의 배터리 충전 시 차량 실내의 온도를 냉방 및 난방시스템을 통해 쾌적하게 유지시켜 충전 후 운전자가 차량에 탑승하는 순간 상쾌한 기분을 느끼게 하여 안전운전이 가능하게 하는 동시에, 충전 시 배터리 상태뿐만 아니라 차량 내부의 실내온도 상태도 최상의 상태가 유지되도록 함으로써 전기자동차의 최대 항속거리를 증대시켜 상품성을 향상시키는데 효과가 있도록 하는 것이다.

Description

전기자동차의 실내온도 제어방법{Method for controlling indoor temperature of electric vehicle}

본 발명은 전기자동차의 실내온도 제어방법에 관한 것으로서, 특히 전기자동차 충전 시 차량 내부의 실내온도를 제어하기 위한 것으로, 충전과 동시에 실내온도를 제어하는 것이 가능하게 함으로써 충전 후 탑승자가 운전할 때 차량 내부의 온도를 쾌적하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 배터리 온도 및 충전상태가 최적의 상태를 유지하도록 하여 전기자동차의 항속거리를 향상시킬 수 있게 하기 위한 전기자동차의 실내온도 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관에 의해서 구동하는 자동차는 내부에 공기조화 시스템이 마련되며, 여기에 에어컨 가스 등의 냉매가스가 순환되도록 하여 여름철에 차량 내부의 온도를 저하시켜서 쾌적한 상태에서 운전을 할 수 있도록 하고 있으며, 반대로 자동차 실내의 난방을 위해서는 엔진을 냉각시킬 때 가열된 냉각수 열기를 실내로 유입시킴으로써 난방을 수행하고 있다.

한편, 자동차에서 에어컨을 가동할 경우 엔진 출력이 낮은 차량은 오르막길을 오를 때 가속이 어렵고, 또한 연료 소모량도 증가하는 단점이 있기는 하지만, 내연기관이 장착된 일반적인 차량은 휘발유 혹은 경유 등을 이용하여 엔진을 구동하기 때문에 에어컨을 작동시키더라도 연료의 소모량이 증가하고, 출력이 다소 떨어질 뿐, 연료가 남아있는 동안은 자동차를 구동할 수 있다.

이에 반해, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하여 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 자동차를 구동시키는 전기자동차는 매연 등의 가스 배출이 전혀 없기 때문에 지구 온난화와 석유 자원 고갈 극복을 위하여 세계의 자동차 생산 업체들이 무공해 환경자동차로 지칭되고 있는 전기자동차 개발에 주력하고 있다.

그러나 종래의 전기자동차는 매연 등의 가스 배출이 전혀 없는 이점이 있는 반면, 배터리 내에 충전된 전기를 이용하여 차량을 구동시키기 때문에, 배터리 용량에 따라 차이는 있으나 비교적 운행 거리가 매우 짧은 단점으로 인해 전기 소모량이 많은 공조장치를 사용하기 어려운 문제점이 있다.

즉, 전기자동차에 에어컨과 히터와 같은 냉방 및 난방장치를 설치하면, 그만큼 전기를 과다하게 소모하여 차량의 구동 가능한 시간이 짧아져서 자주 충전을 해야 하는 불편한 문제점이 있으므로, 순수한 전기자동차에 공조장치를 설치하는 것은 그 실효성이 낮아서 상용화되지 못하고 있는 실정이다.

한편, 전기자동차의 여러 기술 중에서도 배터리의 에너지 축적밀도 한계로 인한 항속거리가 매우 중요하게 대두되고 있는 가운데, 공조장치의 전기소모전력에 따른 최대 항속거리는 미작동시의 항속거리 대비 최대 50%까지 차이가 나기 때문에 항속거리 증대를 위해 공조시스템의 전기부하 축소가 매우 중요하며, 이때 전기자동차의 공조장치 소모 전력을 1/3 정도로 축소시키게 되면 항속거리는 40% 이상 증가시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 전기자동차에서 냉방 및 난방시스템 작동 시 공조장치의 전기부하와 항속거리를 도시하는 그래프로, 공조장치를 작동하지 않을 경우와 냉방 및 난방을 최대한으로 작동시킨 상태를 비교하여 보면 공조장치 작동 시에는 전기부하가 발생되어 항속거리를 현저하게 저하시키는 문제점이 있음을 알 수 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 전기자동차의 실내온도 제어방법에 관한 것으로서, 특히 전기자동차 충전 시 차량 내부의 실내온도를 제어하기 위한 것으로, 충전과 동시에 실내온도를 제어하는 것이 가능하게 함으로써 충전 후 탑승자가 운전할 때 차량 내부의 온도를 쾌적하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 배터리 온도 및 충전상태가 최적의 상태를 유지하도록 하여 전기자동차의 항속거리를 향상시킬 수 있게 하기 위한 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명은 전기자동차의 배터리 충전상태를 확인하여 차량의 실내온도를 조절하는 실내온도 조절단계로 이루어진다.

이상과 같은 본 발명은 전기자동차의 배터리 충전 시 차량 실내의 온도를 냉방 및 난방시스템을 통해 쾌적하게 유지시켜 충전 후 운전자가 차량에 탑승하는 순간 상쾌한 기분을 느끼게 하여 안전운전이 가능하게 하는 동시에, 충전 시 배터리 상태뿐만 아니라 차량 내부의 실내온도 상태도 최상의 상태가 유지되도록 함으로써 전기자동차의 최대 항속거리를 증대시켜 상품성을 향상시키는데 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1은 종래의 전기자동차의 공조부하에 따른 항속거리를 도시하는 그래프,
도 2는 본 발명의 전기자동차의 실내온도 제어방법을 도시하는 흐름도,
도 3은 본 발명의 전기자동차의 외기온에 따른 배터리의 최소 요구 충전량을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 전기자동차의 실내온도 제어방법에서 배터리 충전상태를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 전기자동차의 실내온도 제어방법에서 실내온도에 따른 냉난방 시스템 작동 및 해제를 도시하는 그래프,
도 6은 본 발명의 전기자동차의 실내온도 제어방법에서 실내온도의 목표값을 설정하는 방법을 도시하는 도면.

도 2 내지 도 6은 본 발명의 전기자동차의 실내온도 제어방법에 관한 것으로, 도 2는 본 발명의 전기자동차의 실내온도 제어방법을 도시하는 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 전기자동차의 외기온에 따른 배터리의 최소 요구 충전량을 도시하는 도면이고, 도 4는 본 발명의 전기자동차의 실내온도 제어방법에서 배터리 충전상태를 도시하는 도면이다.

또한, 도 5는 본 발명의 전기자동차의 실내온도 제어방법에서 실내온도에 따른 냉난방 시스템 작동 및 해제를 도시하는 그래프이고, 도 6은 본 발명의 전기자동차의 실내온도 제어방법에서 실내온도의 목표값을 설정하는 방법을 도시하는 도면이다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 전기자동차의 실내온도 제어방법은 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 전기자동차의 배터리 충전상태를 확인하여 차량의 실내온도를 조절하는 실내온도 조절단계(S10)로 이루어지되; 상기 실내온도 조절단계(S10)는 전기자동차의 충전 중 외기온에 따른 배터리의 최소 요구 충전량 설정단계(S20)와; 운전자가 실내온도를 설정하는 실내온도 목표 설정단계(S30)와; 전기자동차의 배터리 충전상태를 확인하는 배터리 확인단계(S40)와; 실내온도를 확인하는 실내온도 확인단계(S50)와; 상기 배터리 확인단계(S40)에서 얻은 배터리 충전량과 배터리의 최소 요구 충전량을 비교하는 비교단계(S60)와; 상기 실내온도 확인단계(S50)의 실내온도 목표값과 현재 차량 내부의 실내온도를 비교하는 실내온도 비교판단단계(S70)와; 상기 비교단계(S60)에서 배터리 충전량이 최소 요구 충전량 보다 크고, 상기 실내온도 비교판단단계(S70)에서 실내온도가 목표값 보다 낮은 경우 난방시스템을 작동하게 되는 제1작동단계(S80)와; 상기 비교단계(S60)에서 배터리 충전량이 최소 요구 충전량 보다 크고, 상기 실내온도 비교판단단계(S70)에서 실내온도가 목표값 보다 높은 경우 냉방시스템을 작동하게 되는 제2작동단계(S90)를 포함함으로써, 전기자동차의 배터리 충전 시 차량 실내의 온도를 냉방 및 난방시스템을 통해 쾌적하게 유지시키는 동시에, 전기자동차의 최대 항속거리를 증대시켜 상품성을 향상시키게 되는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.

이하 본 발명의 전기자동차의 실내온도 제어방법에 대한 각 구성요소를 첨부한 도면을 참조하여 하나씩 살펴보면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 전기자동차의 배터리 충전상태를 확인하여 차량의 실내온도를 조절하는 실내온도 조절단계(S10)로 이루어진다.

여기서, 상기 실내온도 조절단계(S10)는 배터리의 최소 요구 충전량 설정 단계(S20), 실내온도 목표설정단계(S30), 배터리 충전량 확인단계(S40), 실내온도 확인단계(S50), 배터리 충전량 충족 비교단계(S60), 실내온도 비교판단단계(S70), 제1작동단계(S80), 제2작동단계(S90)로 이루어지며, 이에 대한 설명은 아래와 같다.

배터리의 최소 요구 충전량 설정단계(S20)는 도 3에 도시된 바와 같이 외기온에 따른 충전 중 배터리의 최소 요구 충전량으로 표현되며, 이는 냉방 및 난방시스템의 구동 조건이다.

실내온도 목표설정단계(S30)는 도 6에 도시된 바와 같이 운전자가 설정한 실내목표 온도(b)를 기준으로 형성되는 목표온도영역으로 표현되며(도 5 참조), 이에 해당하는 온도를 유지시키기 위해 냉방 및 난방시스템이 작동하게 되는 것이다.

배터리 확인단계(S40)는 전기자동차의 배터리 충전상태를 확인하는 단계로서 도 4에 도시된 바와 같이 배터리를 충전하는 동안의 배터리 충전상태(c)를 체크하게 되며, 배터리 충전상태(c)는 방전상태의 0%에서 완충상태의 100%까지 확인할 수 있게 한다.

그리고 실내온도 확인단계(S50)에서 전기자동차의 현재 실내 온도(b)를 확인한다.

배터리 충전량 비교단계(S60)는 현재의 배터리 충전량(c)과 충전 중 배터리의 최소 요구 충전량(a)을 비교하여 현재의 배터리 충전량(c)이 배터리의 최소 요구 충전량(a)을 초과 시에만 실내온도 비교판단단계(S70)를 수행되도록 한다. 이는 충전 본연의 목적을 달성하면서 전기자동차의 실내온도를 유지하고자 함이다.

도 5는 실내온도 목표설정에 따른 실내온도의 냉방 및 난방시스템 작동 로직을 도시하는 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이 예를 들어 일정한 실내온도(23도)를 목표값(b)으로 설정한 경우 일정시간 경과 후 실내온도가 상승(23도에서 25도로 2도 상승)하게 되면 냉방시스템을 작동시켜 상승한 실내온도를 낮춰 목표값(b) 온도를 맞출 수 있게 하고, 반대로 일정한 실내온도(23도)를 목표값(b)으로 설정한 경우 일정시간 경과 후 실내온도가 하강(23도에서 21도로 2도 하강)하게 되면 난방시스템을 작동시켜 하강한 실내온도(21도)를 높혀 목표값(b) 온도를 맞출 수 있게 한다.

실내온도 비교판단단계(S70)는 실내온도 목표설정단계(S30)의 실내온도 목표값(b)과 현재 차량 내부의 실내온도를 비교하게 되는 단계이다.

이때, 상기 실내온도 비교판단단계(S40)에서는 실내온도 목표값(b)과 현재 차량 내부의 실내온도를 비교하여 실내온도가 목표값(b) 보다 낮은 경우 제1작동단계로 진행되며, 실내온도가 목표값(b) 보다 높은 경우 제2작동단계로 진행되어 로직을 수행하게 한다.

한편, 상기 실내온도 비교판단단계(S70)에서 차량 내부의 실내온도를 파악하는 것은 차량에 장착된 실내온도 감지센서(미도시)를 통해 이루어지는 것으로, 상기 실내온도 감지센서는 냉방 및 난방을 위해 구비되는 공조시스템에 일반적으로 포함되어 전자제어를 통해 컨트롤되는 센서이며, 본 발명에서도 실내온도를 파악하기 위해 상기 실내온도 감지센서와 함께 연동되게 하는 것이 바람직하다.

제1작동단계(S80)는 실내온도 비교판단단계(S70)에서 차량 내부의 실내온도가 실내온도 목표설정단계(S30)에서 설정한 실내온도 목표값(b) 보다 낮은 경우 히터와 같이 차량에 장착된 난방시스템을 작동시켜, 목표값(b) 보다 낮은 차량의 실내온도를 상승시킨다.

또한, 상기 제1작동단계(S80)에서 난방시스템 작동 시 실내온도 목표값(b)과 피드백되는 실내온도 차이에 대한 제1데이터(x)를 산출하며, 실내온도 목표값(b)과 실내온도의 편차를 나타내는 상기 제1데이터(x) 값이 큰 경우 차량에 구비되는 보조 난방시스템을 추가로 작동시켜 차량 내부 환경을 쾌적하게 할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

제2작동단계(S90)는 실내온도 비교판단단계(S70)에서 차량 내부의 실내온도가 실내온도 목표설정단계(S30)에서 설정한 실내온도 목표값(b) 보다 높은 경우 에어컨과 같이 차량에 장착된 냉방시스템을 작동시켜, 목표값(b) 보다 높은 차량의 실내온도를 하강시킨다.

또한, 상기 제2작동단계(S90)에서 냉방시스템 작동 시 실내온도 목표값(b)과 피드백되는 실내온도 차이에 대한 제2데이터(y)를 산출하며, 실내온도 목표값(b)과 실내온도의 편차를 나타내는 상기 제2데이터(y) 값이 큰 경우 차량에 구비되는 보조 냉방시스템을 추가로 작동시켜 차량 내부 환경을 쾌적하게 할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이때, 차량의 실내온도에 대한 최적온도는 21도 ~ 25도 사이가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1작동단계(S50)와 제2작동단계(S60)를 통해 실내온도 목표값(b)과 현재 차량 내부의 실내온도와 동일하게 되면 냉방 또는 난방시스템 작동을 중지하며, 상기 배터리의 최소 요구 충전량(a) 설정단계(S20)로 리턴되도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 전기자동차의 실내온도 제어방법은 전기자동차의 배터리 상태를 확인하는 배터리 확인단계와, 차량의 실내온도 목표값을 설정하는 실내온도 목표설정단계와, 실내온도 목표값과 차량의 실내온도를 비교하는 실내온도 비교판단단계와, 배터리의 최소 요구 충전량과 차량의 배터리 충전량을 비교하는 배터리 충전량 비교단계와, 실내온도가 낮은 경우 난방시스템을 작동시키는 제1작동단계와, 실내온도가 높은 경우 냉방시스템을 작동시키는 제2작동단계로 이루어져, 전기자동차의 배터리 충전 시 차량 실내의 온도를 냉방 및 난방시스템을 통해 쾌적하게 유지시키는 동시에, 충전 시 배터리 상태뿐만 아니라 차량 내부의 실내온도 상태도 최상의 상태가 유지되도록 함으로써 전기자동차의 최대 항속거리를 증대시켜 상품성을 향상시키는데 탁월한 이점을 가진 발명인 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

a : 배터리 충전상태 b : 실내온도 목표값
c : 배터리의 충전량 d : 차량의 현재 실내온도
S10 : 실내온도 조절단계 S20 : 배터리 충전량 설정단계
S30 : 실내온도 목표설정단계 S40 : 배터리 확인단계
S50 : 목표온도영역 설정단계 S60 : 배터리 충전량 비교단계
S70 : 실내온도 비교판단단계 S80 : 제1작동단계
S90 : 제2작동단계

Claims (5)

1. 전기자동차의 배터리 충전상태를 확인하여 차량의 실내온도를 조절하는 실내온도 조절단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 실내온도 제어방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 실내온도 제어방법은;
   전기자동차의 충전 중 외기온에 따른 배터리의 최소 요구 충전량 설정단계와;
   운전자가 실내온도를 설정하는 실내온도 목표 설정단계와;
   전기자동차의 배터리 충전상태를 확인하는 배터리 확인단계와;
   실내온도를 확인하는 실내온도 확인단계와;
   상기 배터리 확인단계에서 얻은 배터리 충전량과 배터리의 최소 요구 충전량을 비교하는 비교단계와;
   상기 실내온도 확인단계의 실내온도 목표값과 현재 차량 내부의 실내온도를 비교하는 실내온도 비교판단단계와;
   상기 비교단계에서 배터리 충전량이 최소 요구 충전량 보다 크고, 상기 실내온도 비교판단단계에서 실내온도가 목표값 보다 낮은 경우 난방시스템을 작동하게 되는 제1작동단계와;
   상기 비교단계에서 배터리 충전량이 최소 요구 충전량 보다 크고, 상기 실내온도 비교판단단계에서 실내온도가 목표값 보다 높은 경우 냉방시스템을 작동하게 되는 제2작동단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 실내온도 제어방법.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 제1작동단계에서 난방시스템 작동 시 실내온도 목표값과 피드백되는 실내온도 차이에 대한 제1데이터(x)를 산출하고, 상기 제1데이터(x)에 따른 온도차에 따라 차량에 구비되는 보조 난방시스템을 추가로 작동시키는 전기자동차의 실내온도 제어방법.
   
4. 제 2항에 있어서, 상기 제2작동단계에서 냉방시스템 작동 시 실내온도 목표값과 피드백되는 실내온도 차이에 대한 제2데이터(y)를 산출하고, 상기 제2데이터(y)에 따른 온도차에 따라 차량에 구비되는 보조 냉방시스템을 추가로 작동시키는 전기자동차의 실내온도 제어방법.
   
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 실내 온도 목표 설정은 사용자의 공조장치 설정온도에 따른 쾌적 목표 실내 온도를 기준으로 형성되는 목표 온도 영역을 이용하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 실내온도 제어방법.

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