KR20130116419A

KR20130116419A - 하이브리드 차량용 보조배터리의 충전상태 판단방법

Info

Publication number: KR20130116419A
Application number: KR1020120026420A
Authority: KR
Inventors: 이영국
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2013-10-24

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량용 보조배터리의 충전상태 판단방법에 관한 것으로, 하이브리드와 같은 친환경 차량에 구비된 보조배터리(6)의 충전상태(SOC)를 배터리센서를 이용하지 않고 LDC(4)의 출력전류 값을 이용해서 판단할 수 있게 됨에 따라, 배터리센서의 제거를 통해 원가절감 및 중량감소를 도모할 수 있도록 된 것이다.

Description

하이브리드 차량용 보조배터리의 충전상태 판단방법{METHOD FOR ESTIMATING SOC OF AUXILIARY BATTERY}

본 발명은 하이브리드 차량용 보조배터리의 충전상태 판단방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리센서를 사용하지 않고 보조배터리의 충전상태를 판단할 수 있도록 된 하이브리드 차량용 보조배터리의 충전상태 판단방법에 관한 기술이다.

일반적으로, 하이브리드 차량에는 고전압배터리의 전원을 차량의 12V계 전장부하에 공급할 수 있는 LDC(Low DC Converter, 저전압직류변환기)가 장착되어 있는 바, 상기 LDC는 출력전압과 전류를 조정할 수 있도록 구성되어 있다.

도 1에는 하이브리드 차량의 동력 계통도가 개략적으로 도시되어 있는 바, 모터(3)의 동력원인 고전압배터리(1)와 모터(3)를 구동시키기 위한 MCU(2; Motor Control Unit)를 갖는다.

고전압배터리(1)와 MCU(2) 사이에는 LDC(4)의 고전압 라인이 병렬로 연결되고, LDC(4)는 모터(3)나 배터리의 두가지 전원을 모두 사용할 수 있도록 되어 있다.

LDC(4)의 저전압 라인에는 12V 전장부하(5)단과 12V 보조배터리(6)가 병렬로 연결되어 있고, 상기 보조배터리(6)에는 배터리센서(7)가 구비되어 있는 바, 상기 배터리센서(7)는 보조배터리(6)의 전압 및 전류를 측정하고 충전상태(State Of Charge, 이하 SOC라 한다)를 모니터링 할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 보조배터리(6)의 과방전 또는 과충전은 성능저하에 큰 영향을 미치는 요소이므로, 상기 배터리센서(7)는 보조배터리(6)의 SOC값을 항상 모니터링 하고 있으며, 모니터링 된 SOC값을 이용해서 LDC(4)의 출력파워를 조절함에 따라 상기 보조배터리(6)가 항상 적정한 SOC값을 유지하도록 하고 있다.

한편, 상기와 같은 배터리센서(7)는 하이브리드와 같은 친환경 차량에서 발전제어에 필요한 센서인데, 만약 배터리센서(7)없이 친환경차에서 발전제어 시스템의 구현이 가능하다면, 원가 절감 및 중량 감소를 이룩할 수 있게 될 것이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 10-2010-0031964호.

본 발명은, LDC의 출력전류 값을 이용해서 최종적으로 보조배터리의 현재 충전상태를 판단할 수 있도록 함으로써, 보조배터리의 충전상태 판단을 위해 배터리센서를 사용하지 않도록 하고, 배터리센서를 사용하지 않음에 따라 원가절감 및 중량감소를 도모할 수 있는 하이브리드 차량용 보조배터리의 충전상태 판단방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 하이브리드 차량용 보조배터리의 충전상태 판단방법은, LDC의 출력전류 값과 전장부하에 사용된 모든 소모전류 값을 모니터링해서 보조배터리의 충전전류 값을 결정하는 충전전류 값 결정단계; 및 보조배터리의 온도와 SOC를 이용해서 충전 가능한 전류 값을 결정할 수 있는 맵테이블에 상기 보조배터리의 충전전류 값을 적용해서 보조배터리의 SOC값을 판단하는 SOC값 판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보조배터리의 충전전류 값은 상기 LDC의 출력전류 값에서 상기 전장부하에 사용된 모든 소모전류 값을 뺀 값인 것을 특징으로 한다.

상기 충전전류 값 결정단계에서 결정된 보조배터리의 충전전류 값과 상기 맵테이블을 이용해서 결정된 보조배터리의 충전 가능 전류 값은 서로 동일한 것임을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 하이브리드와 같은 친환경 차량에 구비된 보조배터리의 충전상태(SOC)를 배터리센서를 이용하지 않고 LDC의 출력전류 값을 이용해서 판단할 수 있게 됨에 따라, 배터리센서의 제거를 통해 원가절감 및 중량감소를 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 하이브리드 차량의 동력 계통도를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따라 LDC의 출력전류 값을 이용해서 보조배터리의 충전상태(SOC)를 판단하는 방법에 대한 하이브리드 차량의 개략적인 동력 계통도,
도 3은 도 2에 대한 순서도,
도 4와 도 5는 본 발명에 따라 보조배터리의 충전전류 값과 SOC값을 판단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 보조배터리의 충전상태 판단방법에 대해 살펴보기로 한다.

하이브리드 차량에는 도 2에 도시된 바와 같이 고전압배터리의 전원을 차량의 전장부하(5)에 공급할 수 있는 LDC(4)가 장착되어 있는 바, 즉 LDC(4)의 저전압 라인에 12V 전장부하(5)단과 12V 보조배터리(6)가 병렬로 연결되어 있으며, 상기 LDC(4)는 출력전압과 전류를 모니터링할 수 있는 기능을 구비하고 있다.

본 발명은 배터리센서를 이용하지 않고 LDC(4)의 출력전류 값을 이용해서 최종적으로 보조배터리(6)의 현재 충전상태를 판단할 수 있도록 하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 보조배터리의 충전상태 판단방법은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 LDC(4)의 출력전류 값(A1)과 전장부하에 사용된 모든 소모전류 값(A2)을 모니터링해서 보조배터리(6)의 충전전류 값(A3)을 결정하는 충전전류 값 결정단계; 및 보조배터리(6)의 온도와 SOC를 이용해서 충전 가능한 전류 값(A4)을 결정할 수 있는 맵테이블(11)에 상기 보조배터리(6)의 충전전류 값(A3)을 적용해서 보조배터리(6)의 SOC값을 판단하는 SOC값 판단단계;를 포함한다.

여기서, 상기 보조배터리(6)의 충전전류 값(A3)은 상기 LDC(4)의 출력전류 값(A1)에서 상기 전장부하에 사용된 모든 소모전류 값(A2)을 뺀 값인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 충전전류 값 결정단계에서 결정된 보조배터리(6)의 충전전류 값(A3)과 상기 맵테이블(11)을 이용해서 결정된 보조배터리(6)의 충전 가능 전류 값(A4)은 서로 동일한 것임이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 보조배터리의 충전상태 판단방법에 대해 보다 상세하게 설명한다.

하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit)는 LDC(4)측 출력전류 값(A1)과 보조배터리(6)의 온도, 그리고 전장부하(5)에 사용된 모든 소모전류 값(A2)을 모니터링할 수 있는 기능을 구비하고 있다.

따라서, LDC(4)측 출력전류 값(A1)을 측정하고(단계 S1), 전장부하(5)에 사용된 모든 소모전류 값(A2)을 측정한 다음(단계 S2), 도 4와 같이 상기 LDC(4)측 출력전류 값(A1)에서 상기 전장부하(5)에 사용된 모든 소모전류 값(A2)을 빼주게 되면, 보조배터리(6)의 충전전류 값(A3)을 결정할 수 있게 된다.(단계 S3)

여기서, 상기 전장부하(5)는 헤드램프, 디프로스터, 팬모터, 블로워모터, 연료 인젝션 등을 포함한다.

상기와 같이 보조배터리(6)의 충전전류 값(A3)이 결정되고 나면, 상기 값(A3)을 도 5와 같이 맵테이블(11)에 적용해서(단계 S4) 보조배터리(6)의 SOC값을 판단하게 된다.(단계 S5)

즉, 상기 맵테이블(11)은 보조배터리(6)의 온도와 SOC를 이용해서 충전 가능한 전류 값(A4)을 결정할 수 있는 것으로, 상기 보조배터리(6)의 온도는 하이브리드 제어기를 이용해서 측정한 값이고, 상기 보조배터리(6)의 충전 가능 전류 값(A4)은 보조배터리(6)의 충전전류 값(A3)과 서로 동일한 값이다.

따라서, 상기 맵테이블(11)은 보조배터리(6)의 온도와 SOC를 알고 있는 상태에서 충전 가능한 전류 값(A4)을 결정하는 것이지만, 본 발명의 실시예는 보조배터리(6)의 온도와 보조배터리(6)의 충전전류 값(A3)을 알고 있으므로, 역으로 보조배터리(6)의 SOC값을 판단할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 보조배터리(6)의 SOC값이 판단되면, 최종적으로 LDC(4)의 출력파워를 조절해서 온도별 보조배터리(6)의 목표전압을 컨트롤하게 되고, 이를 통해 보조배터리(6)의 과방전 또는 과충전 발생을 예방할 수 있게 됨으로써 항상 보조배터리(6)의 성능을 우수한 상태로 유지할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 하이브리드와 같은 친환경 차량에 구비된 보조배터리(6)의 충전상태(SOC)를 배터리센서를 이용하지 않고 LDC(4)의 출력전류 값을 이용해서 판단할 수 있게 됨에 따라, 배터리센서의 제거를 통해 원가절감 및 중량감소를 도모할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

4 - LDC 5 - 전장부하
6 - 보조배터리 11 - 맵데이터

Claims

LDC(4)의 출력전류 값(A1)과 전장부하에 사용된 모든 소모전류 값(A2)을 모니터링해서 보조배터리(6)의 충전전류 값(A3)을 결정하는 충전전류 값 결정단계; 및
보조배터리(6)의 온도와 SOC를 이용해서 충전 가능한 전류 값(A4)을 결정할 수 있는 맵테이블(11)에 상기 보조배터리(6)의 충전전류 값(A3)을 적용해서 보조배터리(6)의 SOC값을 판단하는 SOC값 판단단계;를 포함하는 하이브리드 차량용 보조배터리의 충전상태 판단방법.
청구항 1에 있어서,
상기 보조배터리(6)의 충전전류 값(A3)은 상기 LDC(4)의 출력전류 값(A1)에서 상기 전장부하에 사용된 모든 소모전류 값(A2)을 뺀 값인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 보조배터리의 충전상태 판단방법.
청구항 1에 있어서,
상기 충전전류 값 결정단계에서 결정된 보조배터리(6)의 충전전류 값(A3)과 상기 맵테이블(11)을 이용해서 결정된 보조배터리(6)의 충전 가능 전류 값(A4)은 서로 동일한 것임을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 보조배터리의 충전상태 판단방법.