KR20140010664A - 전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법 - Google Patents

전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배터리의 고충전 영역에서 배터리 내부 저항이 커지는 특성을 이용하여 배터리를 충/방전 제어함으로써 배터리 내부로부터 발열을 유도하여 배터리를 승온시키는 제어 방법에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 배터리의 고충전 영역에서 배터리 내부 저항이 커지는 특성을 이용하여 배터리의 충방전을 제어함으로써 배터리 내부로부터 발열을 유도함으로써 겨울철 저온시에도 배터리 가용에너지를 증대하여 주행거리의 감소를 개선할 수 있다.

Description

전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법{Method for contronlling temperature rise of an electric car battery for increasing the available energy thereof when the battery is in a low temperature}
본 발명은 전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배터리의 고충전 영역에서 배터리 내부 저항이 커지는 특성을 이용하여 배터리를 충/방전 제어함으로써 배터리 내부로부터 발열을 유도하여 배터리를 승온시키는 제어 방법에 대한 것이다.
다수의 배터리를 모아 고정한 것을 배터리 팩이라 하며, 실질적으로 전기 자동차에는 이 배터리 팩이 상자 모양의 트레이에 고정되어 차량에 탑재되고 있다.
이와 같은 배터리는 사용됨에 따라 발생되는 고열을 적절히 방열시켜 그 성능과 수명이 유지되도록 한다. 예컨대 배터리를 차량의 실내 혹은 외부 공기를 이용하여 냉각한다. 이와 같이 차량의 실내 혹은 외부 공기를 이용하게 되면, 차량 밖의 공기 즉, 온도 및 습도의 범위가 넓은 외기에 의해 배터리가 요구하는 적정온도에 도달하기까지 지연이 발생되며 이로 인해 정상 온도범위에 이르기까지 배터리의 성능이 저하되는 문제가 있었다.
도 1은 종래 기술에 따른 배터리 냉각 또는 승온 장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 배터리 냉각 장치는 배터리 트레이(2)의 내측에 일정 공간을 두고서 일정간격으로 장착되어있는 다수의 배터리(1), 다수의 배터리(1)를 장착하고 있는 배터리 트레이(2), 배터리 트레이(2)의 일측에 배터리(1)로부터 발산된 열기를 배출하기 위한 냉각 팬(3)을 구비하고 있다.
이러한, 배터리 냉각 장치에 있어서 다수개의 배터리(1)가 내장된 배터리 트레이(2)에 냉각팬(3)이 설치되고, 이 냉각팬(3)에 보조 배터리(4)가 시동스위치(5)와 배터리 컨트롤러(6)를 매개하여 접속된다.
그리고, 배터리 트레이(2)에는 온도감지센서(7)가 설치되는 한편, 배터리 컨트롤러(6)에 릴레이(8)가 구비되어 온도감지센서(7)의 감지신호에 따라 제어 작동되어져 냉각팬(3)에 공급되는 전원을 차단 혹은 인가시키는 구조로 되어 있다.
이러한 종래 기술의 경우, 주변온도가 저온일 경우(특히 겨울철 저온인 경우를 들 수 있음) 능동적으로 대처하지 못하게 되어 배터리의 성능저하의 원인 중 하나로 대두하여 왔다.
이를 해소하는 방식으로는 열선 또는 열전 반도체를 배터리 외부에 부착하여 직접 가열하는 방식, PTC 히터를 사용하여 공기를 가열한 후 가열된 공기를 순환시켜 배터리를 승온시키는 방식 등이 있다.
이중 열전 반도체를 배터리 외부에 부착하는 방식의 예가 도 2에 도시된다. 도 2를 참조하면 온도 조절 장치는, 배터리(11), 배터리 트레이(12), 냉각 팬(13), 보조 배터리(14), 시동 스위치(15), 배터리 컨트롤러(16), 온도감지센서(17), 릴레이(18), 열전반도체 유닛(19), 열전반도체 유닛 컨트롤러(20)를 구비하고 있다.
그런데, 이러한 종래 방식들의 경우, 부가적인 장치 부착에 따른 고비용 발생, 중량 및 부피 증가로 차량의 레이아웃(layout) 측면상 불리하다는 단점이 있다.
또한, 전기차 구동용 배터리가 저온시 배터리의 저온 분극 전압특성으로 인해 출력 에너지가 대폭 감소하여 여름철 대비 겨울철에 차량의 실도로 주행거리가 대폭 짧아지는 현상이 발생한다는 단점이 있다.
또한, 배터리를 외부 가열하는 방식으로 실질적으로 배터리가 승온되기까지 시간이 과다하게 소요되며, 에너지 소모도 과다하다는 단점이 있다.
1.한국공개특허번호 제10-2008-0053552호 2.한국공개특허번호 제10-2005-0023141호 3.한국공개특허번호 제10-2005-0018184호
본 발명은 종래기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 겨울철 저온시 배터리 승온제어를 통한 배터리 가용에너지를 증대하여 주행거리의 감소를 개선하는 전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 배터리가 승온되는 시간이 과다하게 소요되지 않으면서도 효과적으로 승온이 이루어지게 하는 전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제기된 과제를 달성하기 위해, 예약공조가 작동될 때 히터 사용 전원으로 외부 충전 전원을 사용하지 않고 배터리를 충전 에너지를 방전시켜 배터리 내부 저항에 의한 발열을 유도하고 일정량 방전이 되면 다시 배터리를 재충전하는 사이클을 반복함으로써 빠른 시간내에 배터리를 승온시킬 수 있는 배터리 승온 제어 방법을 제공한다.
상기 배터리 승온 제어 방법은, 차량 출발 시점 예약 및 예약 공조 설정이 되었는지를 판단하는 차량 출발 시점 예약 및 예약 공조 설정 판단 단계; 차량 출발 시점 예약 및 예약 공조 설정이 이루어진 것으로 판단되면 외부 충전 전원 인가인지를 판단하는 외부 충전 전원 인가 판단 단계; 외부 충전 전원 인가로 판단되면 센싱된 배터리 온도가 미리 설정된 제 1 온도 설정값 미만인지를 판단하는 제 1 배터리 온도 판단 단계; 센싱된 배터리 온도가 제 1 온도 설정값 이상이면 히터를 온하여 난방 제어를 수행하는 제 1 난방 제어 단계; 센싱된 배터리 온도가 제 1 온도 설정값 미만이면 배터리 SOC(State Of Charge)가 미리 설정된 제 1 용량 설정값 이상인지를 판단하는 제 1 용량 설정값 이상 판단 단계; 배터리 SOC가 제 1 용량 설정값 이상이면 히터를 온하여 난방 제어를 수행하는 제 2 난방 제어 단계; 배터리 SOC가 제 1 용량 설정값 미만이면 배터리 SOC가 제 2 용량 설정값 이하인지를 판단하는 제 2 용량 설정값 이하 판단 단계; 및 배터리 SOC가 제 2 용량 설정값 이하이면 충전기를 온하여 배터리 충전 제어를 수행하는 배터리 충전 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 2 난방 제어 단계는, 센싱된 배터리 온도가 미리 설정된 제 2 온도 설정값 이상인지 또는 현재 시간이 차량 예약 출발 시간인지를 판단하는 단계; 및 판단결과 제 2 온도 설정값 이상이 아니거나 차량 예약 출발 시간이 아니면 난방 제어를 계속 수행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 배터리 충전 제어 단계는, 센싱된 배터리 온도가 미리 설정된 제 2 온도 설정값 이상인지 또는 현재 시간이 차량 예약 출발 시간인지를 판단하는 단계; 및 판단결과 제 2 온도 설정값 이상이 아니거나 차량 예약 출발 시간이 아니면 충전 제어를 수행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 2 온도 설정값은 5℃인 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 제 1 난방 제어 단계는, 현재 차량 난방 온도가 예약 난방 설정 온도인지 또는 현재 시간이 차량 예약 출발 시간인지를 판단하는 단계; 및 판단결과 예약 난방 설정 온도가 아니거나 차량 예약 출발 시간이 아니면 난방 제어를 계속 수행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 온도 설정값은 0℃인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 용량 설정값은 89%인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 2 용량 설정값은 88%인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 2 난방 제어 단계는, 배터리의 충전 에너지를 방전시켜 배터리 내부 저항에 의한 발열을 유도함으로써 배터리의 온도를 상승시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리의 고충전 영역에서 배터리 내부 저항이 커지는 특성을 이용하여 배터리의 충방전을 제어함으로써 배터리 내부로부터 발열을 유도함으로써 겨울철 저온시에도 배터리 가용에너지를 증대하여 주행거리의 감소를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 배터리의 재충전하는 사이클을 반복함으로써 빠른 시간내에 배터리를 승온시키게 되므로 배터리가 승온되는 시간이 과다하게 소요되지 않으면서도 효과적으로 승온이 이루어진다는 점을 들 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 냉각 장치의 구성도이다.
도 2는 종래기술에 따른 열전 반도체 소자를 이용한 전기 자동차의 배터리 온도 조절 장치의 구성도이다.
도 3은 일반적인 배터리 온도를 제어하는 회로 구성도이다.
도 4는 배터리 온도 VS(Versus) 배터리 가용 에너지의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 5는 배터리 SOC(State Of Charge) VS 배터리 내부 저항을 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 배터리 저온시 가용에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어를 위한 타이밍도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 배터리 저온시 가용에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어를 수행하는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 일반적인 배터리 온도를 제어하는 회로 구성도이다. 도 3을 참조하면, 제어 회로 시스템(300)은, 배터리(320), 이 배터리 온도를 검출하는 배터리 온도 검출센서(330), 배터리 온도 검출센서(330)를 통해 입력되는 신호들을 분석하여 본 발명의 실시예에 따른 배터리 온도 제어동작을 수행하는 제어부(310), 데이터와 프로그램을 저장하며 본 발명의 실시예에 따라 미리 설정되는 값들을 저장하는 메모리(340), 제어부(310)로부터 공급되는 구동신호의 입력에 따라 해당되는 동작을 수행하는 히터(360), 충전기(350) 등을 포함하여 구성된다.
여기서, 배터리(320)는 배터리 셀이 직렬 또는 병렬로 구성되며, 이 배터리 셀은 니켈 메탈 배터리, 리튬 이온 배터리 등의 2차 전지용 배터리가 될 수 있다.
물론, 본 발명의 일실시예에서는 이해의 편의를 위해 배터리는 하나의 팩으로만 구성된 것을 도시하였으나, 여러 개의 서브 팩으로 구성하는 것도 가능하다.
배터리 온도 검출 센서(330)는 배터리(320)의 온도를 센싱한다. 여기서, 배터리 온도 검출 센서(330)는 홀(Hall) 소자를 이용하여 전류를 측정하고 측정된 전류에 대응되는 아날로그 전류 신호로 출력하는 홀 CT(Hall current transformer)일 수 있다.
그러나, 본 발명은 이에 한정되지는 않으며, 배터리의 온도를 센싱할 수 있는 것이라면 다른 전자소자도 적용 가능하다.
메모리부(340)는 제어부(310) 내에 구비되는 메모리일 수 있고, 별도의 메모리가 될 수 있다. 따라서 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, FRAM(Ferro-electric RAM), PRAM (Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM) 등과 같은 비휘발성 메모리가 사용될 수 있다.
이외에도 다른 구성요소들이 구성되나. 이들 전기차의 구성요소들은 널리 알려져 있으므로 본 발명의 명확한 이해를 위해 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
도 4는 배터리 온도 VS 배터리 가용 에너지의 관계를 보여주는 그래프(400)이다. 도 4를 참조하면, 배터리 온도가 0℃가 되는 것을 기점으로 배터리 가용 에너지가 감소되고 있음을 보여준다. 부연하면, 배터리 온도가 상온인 25℃로부터 0℃에 근접할 때까지는 배터리 가용에너지가 거의 100%를 유지하나, 약 -10℃에서는 배터리 가용 에너지가 87%가 된다. 즉, 약 13% 이상이 감소하는 것이다.
따라서, 도 4의 그래프에서 보는 바와 같이 전기차 구동요 배터리가 저온시 배터리의 저온 분극 전압 특성으로 인해 출력 에너지가 대폭 감소하여 여름철 대비 겨울철에 차량의 실도로 주행거리가 대폭 짧아지는 현상이 발생한다.
도 5는 배터리 SOC(State Of Charge) VS 배터리 내부 저항을 보여주는 그래프(500)이다. 도 5를 참조하면, 배터리 내부 저항은 배터리 SOC가 90%이상에서 하이(high) 상태에 있다가 배터리 SOC가 떨어지면서 감소하게 되며, 배터리 SOC가 85% 이하게 되면 거의 일정하게 유지된다.
본 발명의 일실시예서는 이러한 배터리 내부 저항(단위: ㏁)의 특성을 이용한다. 부연하면, 배터리의 고충전 영역에서 배터리 내부 저항이 커지는 특성을 이용하여 배터리의 충방전을 제어함으로써 배터리 내부로부터 발열을 유도하여 배터리를 승온시키는 제어방법을 구현할 수 있다.
부연하면, 본 발명의 일실시예는 예약공조 기능의 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터 시스템과 충전기 시스템을 활용하여 배터리의 충전 및 방전을 병행하여 제어함으로써 배터리도 승온 시키고 차량 실내 온도도 상승시킬 수 있는 방법을 구현한다.
일반적으로 전기차는 완속충전을 할 경우 충전시간이 오래 소요(6~8시간) 되므로 주로 저녁 및 야간에 충전을 하게 된다.
저녁에 충전을 시작할 경우 밤 12시 정도에 만충전되어 충전이 종료되고 겨울철 외기온으로 인하여 배터리 온도가 영하로 내려가게 된다. 배터리 온도가 내려간 상태에서 그 다음날 아침 주행을 하게 되면 주행할 때 사용되는 전류에 의하여 배터리 온도가 다소 올라간다.
그러나 배터리 용량의 한계로 인하여 배터리 내부온도가 올라가기도 전에 주행이 종료되어 배터리 가용에너지 감소로 인해 주행거리가 짧아지게 된다.
이러한 주행거리 감소를 줄이기 위하여 외부 충전 전원이 차량에 인가되어 있을 때 출발 시간을 예약 설정하고 공조를 예약하면 예약된 시간에 히터를 작동시 차실내를 미리 웜업(warm up)하여 히터 소모부하를 저감하는 방법이 적용되고 있다.
그러나 차실내를 히팅하는 것으론 배터리 온도를 승온 시키는데 한계가 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서는 예약공조가 작동될 때 히터사용 전원으로 외부 충전 전원을 사용하지 않고 배터리(도 3의 320)의 충전 에너지를 방전시켜 배터리 내부저항에 의한 발열을 유도하고 일정량 방전이 되고나면 다시 배터리를 재충전하는 사이클을 반복함으로써 빠른 시간 내에 배터리를 승온시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 배터리 저온시 가용에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어를 위한 타이밍도이다. 도 6을 참조하면, 타이밍도의 그래프를 대체로 3구간으로 나누어 볼 수 있다.
1) 배터리 충전 구간(601): 차량 충전 시작 및 예약 공조 설정(600) - 차량 충전 완료(610)
2) 배터리 만충전 유지 구간(611): 차량 충전 완료(610) - 차량 예약 출발 시점(620)
3) 배터리 승온 제어 구간(621): 자동 배터리 승온제어 및 예약 공조 시작(620) - 차량 예약 출발 시점(630)
배터리 충전 구간(601)은 외부 충전 전원이 충전기(도 3의 350)에 인가되어 충전이 이루어지는 구간이다. 물론, 이때 차량 충전시작 및 예약 공조 설정이 동시에 이루어져야 있어야 한다.
배터리 만충전 유지 구간(611)은 만충전으로 충전이 자동으로 종료되면, 이 상태를 계속 유지하는 구간이다. 이러한 배터리 만충전 유지 구간(611)은 자동 배터리 승온제어 및 예약 공조 시작(620)까지 유지된다.
배터리 승온 제어 구간(621)은 배터리 승온 제어를 수행하는 구간이다. 부연하면, 차량 예약 출발 시점(630)으로부터 약 20분에 전에 배터리 승온이 이루어진다. 즉, 차량 예약 출발 시점 이전에 자동적으로 배터리 승온 제어 및 예약 공조가 시작된다.
배터리 승온 제어 구간(621)에서 배터리(320)는 충전 및/또는 방전을 반복한다. 이때, 충전기는 충전때만 ON되고, 방전때는 OFF된다.
따라서, 배터리 온도가 -20℃까지 내려갔다가 다시 상온 20℃를 회복하게 되며, 승온 제어 구간(621)을 거치게 되면 예약 공조가 이루어지므로 차량 예약 출발 시점까지는 차량 실내 온도도 상승하여 일정한 온도로 유지된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차의 배터리 저온시 가용에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어를 수행하는 흐름도이다. 즉, 도 7은 예약공조가 작동될 때 히터 사용 전원으로 외부 충전 전원을 사용하지 않고 배터리를 충전 에너지를 방전시켜 배터리 내부 저항에 의한 발열을 유도하고 일정량 방전이 되면 다시 배터리를 재충전하는 사이클을 반복함으로써 빠른 시간내에 배터리를 승온시킬 수 있는 배터리 승온 제어 방법을 구현하는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 배터리(도 3의 320)가 만충전을 유지하고 있는 상태에서 차량 출발 시점 예약 및 예약 공조 설정이 되었는지를 판단한다(단계 S700).
단계 S700에서, 차량 출발 시점 예약 및 예약 공조 설정이 이루어진 것으로 판단되면 외부 충전 전원 인가인지를 판단한다(단계 S710).
이와 달리 단계 S700에서, 차량 출발 시점 예약 및 예약 공조 설정이 이루어지지 않으면 승온 제어 구간을 수행할 필요가 없으므로 종료된다.
단계 S710에서, 외부 충전 전원 인가로 판단되면 센싱된 배터리 온도가 미리 설정된 제 1 온도 설정값(약 0℃로 설정됨) 미만인지를 판단한다(단계 S720).
단계 S720에서 센싱된 배터리 온도가 제 1 온도 설정값 이상이면 히터를 온하여 난방 제어를 수행한다(단계 S730,S731).
이와 달리 단계 S710에서, 외부 충전 전원 인가가 아니면 승온 제어 구간을 수행하지 않고 종료된다.
단계 S720에서, 판단결과 센싱된 배터리 온도가 제 1 온도 설정값(약 0℃) 미만이면 배터리 SOC(State Of Charge)가 미리 설정된 제 1 용량 설정값(약 89%로 설정됨) 이상인지를 판단한다(단계 S740).
단계 S740에서, 판단결과 배터리 SOC가 제 1 용량 설정값(약 89%로 설정됨) 이상이면 히터를 온하여 난방 제어를 수행한다(단계 S741,S743).
이와 달리, 단계 S740에서 판단결과 배터리 SOC가 제 1 용량 설정(약 89%로 설정됨)값 미만이면 배터리 SOC가 제 2 용량 설정값(약 88%로 설정됨) 이하인지를 판단한다(단계 S750).
단계 S750에서, 판단결과 배터리 SOC가 제 2 용량 설정값(약 88%로 설정됨) 이하이면 충전기(도 3의 350)를 온하여 배터리 충전 제어를 수행한다(단계 S751,S753).
또한, 단계 S731 이후, 현재 차량 난방 온도가 예약 난방 설정 온도인지 또는 현재 시간이 차량 예약 출발 시간인지를 판단한다(단계 S735).
단계 S735에서, 판단결과 예약 난방 설정 온도가 아니거나 차량 예약 출발 시간이 아니면 단계 S731 및 단계 S735가 반복적으로 수행된다.
이와 달리, 단계 S735에서, 판단결과 예약 난방 설정 온도이거나 차량 예약 출발 시간이면 종료된다.
또한, 단계 S743 이후, 현재 차량 난방 온도가 예약 난방 설정 온도인지 또는 현재 시간이 차량 예약 출발 시간인지를 판단한다(단계 S745).
단계 S745에서, 판단결과 예약 난방 설정 온도가 아니거나 차량 예약 출발 시간이 아니면 단계 S743 및 단계 S745가 반복적으로 수행된다.
이와 달리, 단계 S745에서, 판단결과 예약 난방 설정 온도이거나 차량 예약 출발 시간이면 종료된다.
또한, 단계 S753 이후, 센싱된 배터리 온도가 미리 설정된 제 2 온도 설정값(약 5℃로 설정됨) 이상인지 또는 현재 시간이 차량 예약 출발 시간인지를 판단한다(단계 S755).
단계 S755에서, 판단결과 제 2 온도 설정값 이상이 아니거나 차량 예약 출발 시간이 아니면 단계 S753 및 단계 S755가 반복적으로 수행된다. 즉, 배터리 충전 제어가 수행된다.
이와 달리, 단계 S755에서, 판단결과 제 2 온도 설정값 이상이거나 차량 예약 출발 시간이면 종료된다.
이러한 배터리의 충전 및/또는 방전을 반복함으로써 배터리의 충전 에너지를 방전시켜 배터리 내부 저항에 의한 발열을 유도함으로써 배터리의 온도를 상승시키게 된다.
11 : 배터리 12 : 배터리 트레이
13 : 냉각팬 14 : 보조 배터리
15 : 스위치 16 : 배터리 컨트롤러
17 : 온도감지 센서 18 : 릴레이
19 : 열전반도체 유닛 20 : 열전반도체 유닛 컨트롤러
21 : 열전반도체 소자 22 : 방열핀
23 : 컨트롤 와이어 30: 입구 삼방변
31: 출구 삼방변 32: 단열재
33: 재순환 공기관
310: 제어부
320: 배터리
330: 배터리 온도 검출 센서
340: 메모리
350: 충전기
360: 히터
601: 배터리 충전 구간
611: 배터리 만충전 유지 구간
621: 배터리 승온 제어 구간

Claims (7)

  1. 차량 출발 시점 예약 및 예약 공조 설정이 되었는지를 판단하는 차량 출발 시점 예약 및 예약 공조 설정 판단 단계;
    차량 출발 시점 예약 및 예약 공조 설정이 이루어진 것으로 판단되면 외부 충전 전원 인가인지를 판단하는 외부 충전 전원 인가 판단 단계;
    외부 충전 전원 인가로 판단되면 센싱된 배터리 온도가 미리 설정된 제 1 온도 설정값 미만인지를 판단하는 제 1 배터리 온도 판단 단계;
    센싱된 배터리 온도가 제 1 온도 설정값 이상이면 히터를 온하여 난방 제어를 수행하는 제 1 난방 제어 단계;
    센싱된 배터리 온도가 제 1 온도 설정값 미만이면 배터리 SOC(State Of Charge)가 미리 설정된 제 1 용량 설정값 이상인지를 판단하는 제 1 용량 설정값 이상 판단 단계;
    배터리 SOC가 제 1 용량 설정값 이상이면 히터를 온하여 난방 제어를 수행하는 제 2 난방 제어 단계;
    배터리 SOC가 제 1 용량 설정값 미만이면 배터리 SOC가 제 2 용량 설정값 이하인지를 판단하는 제 2 용량 설정값 이하 판단 단계; 및
    배터리 SOC가 제 2 용량 설정값 이하이면 충전기를 온하여 배터리 충전 제어를 수행하는 배터리 충전 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 난방 제어 단계는, 센싱된 배터리 온도가 미리 설정된 제 2 온도 설정값 이상인지 또는 현재 시간이 차량 예약 출발 시간인지를 판단하는 단계; 및 판단결과 제 2 온도 설정값 이상이 아니거나 차량 예약 출발 시간이 아니면 난방 제어를 계속 수행하는 단계를 추가로 포함하는 전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 충전 제어 단계는, 센싱된 배터리 온도가 미리 설정된 제 2 온도 설정값 이상인지 또는 현재 시간이 차량 예약 출발 시간인지를 판단하는 단계; 및 판단결과 제 2 온도 설정값 이상이 아니거나 차량 예약 출발 시간이 아니면 충전 제어를 수행하는 단계를 추가로 포함하는 전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 온도 설정값은 5℃인 것을 특징으로 하는 전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 난방 제어 단계는, 현재 차량 난방 온도가 예약 난방 설정 온도인지 또는 현재 시간이 차량 예약 출발 시간인지를 판단하는 단계; 및
    판단결과 예약 난방 설정 온도가 아니거나 차량 예약 출발 시간이 아니면 난방 제어를 계속 수행하는 단계를 추가로 포함하는 전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 용량 설정값은 89%이고, 제 2 용량 설정값은 88%인 것을 특징으로 하는 전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 난방 제어 단계는, 배터리의 충전 에너지를 방전시켜 배터리 내부 저항에 의한 발열을 유도함으로써 배터리의 온도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 전기차의 배터리 저온시 가용 에너지 증대를 위한 배터리 승온 제어방법.
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