KR20160060495A - Low Voltage Converter of Electric Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기자동차의 저전압 컨버터에 관한 것으로서, 특히 전기자동차의 배터리 충전 장치에 구비되는 저전압 컨버터(Low Voltage DC-DC Converter)에서 발열 소자의 온도 임계값을 결정하기 위한 기술이다. The present invention relates to a low-voltage converter of an electric vehicle, and more particularly, to a technique for determining a temperature threshold value of a heating element in a low-voltage DC-DC converter provided in a battery charging device of an electric vehicle.
일반적으로 넓은 의미의 하이브리드(Hybrid) 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미한다. Generally, a hybrid vehicle in a broad sense means driving a vehicle by efficiently combining two or more different kinds of power sources.
그러나, 대부분의 경우에는 연료를 사용하여 구동력을 얻는 엔진과 배터리의 전력으로 구동되는 전기모터에 의해 구동력을 얻는 차량을 의미하며, 이를 통상 하이브리드 전기 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)이라 부르고 있다.However, in most cases, this means a vehicle that obtains a driving force by an engine that uses a fuel to obtain a driving force and an electric motor that is driven by the power of the battery, and is generally called a hybrid electric vehicle (HEV).
최근 연비를 개선하고 보다 환경친화적인 차량을 개발해야 한다는 시대적 요구에 부응하여 하이브리드 전기 차량에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. In recent years, research on hybrid electric vehicles has been actively conducted in response to the demand for improving fuel efficiency and developing environmentally friendly vehicles.
상기 하이브리드 전기 차량(이하, '하이브리드 차량'으로 약칭함)은, 엔진과 전기모터를 동력원으로 하여 다양한 구조를 형성할 수 있다. The hybrid electric vehicle (hereinafter, abbreviated as 'hybrid vehicle') can form various structures using an engine and an electric motor as a power source.
또한, 전기자동차에 탑재되는 고전압 배터리는 전원을 저장하고 충전하기 위한 주요 구성요소로서, 통상 외부의 전원으로부터 고전압 배터리를 충전시키는 고전압 배터리 충전시스템을 구비하고 있다.Also, a high-voltage battery mounted on an electric vehicle is a main component for storing and charging a power supply, and usually has a high-voltage battery charging system for charging a high-voltage battery from an external power source.
전기자동차에는 전기모터의 구동전력을 제공하는 고전압 배터리(메인 배터리)가 필수적으로 장착되는데, 차량 운행 중에 고전압 배터리는 충전 또는 방전을 반복하면서 필요한 전력을 공급하게 된다.The electric vehicle is essentially equipped with a high-voltage battery (main battery) which provides the driving power of the electric motor. During the operation of the vehicle, the high-voltage battery repeats charging or discharging and supplies necessary electric power.
이러한 고전압 배터리 충전시스템은, 통상 고전압 배터리의 충전을 관리하는 BMS(Battery Management System)와, 외부의 전원장치에 연결되기 위한 커넥터와, 외부 전원과 통신 인터페이스 프로토콜(Interface Protocol)을 체크하고 충전 프로세스를 관리하는 통신 인터페이스를 포함하여 구성된다. Such a high-voltage battery charging system generally includes a BMS (Battery Management System) for managing charging of a high-voltage battery, a connector for connecting to an external power supply device, an external power supply and a communication interface protocol, And a communication interface for managing the communication interface.
상기한 BMS는, 고전압 배터리의 전원을 차량의 구동력으로 사용하는 전기자동차에서 반드시 구비되어야 하는 구성요소이다. The BMS is a component that must be provided in an electric vehicle that uses the power of the high-voltage battery as the driving force of the vehicle.
통상적으로 BMS에는, 고전압 배터리의 상태가 항상 최적의 상태를 유지할 수 있도록, 인버터(Inverter)와 LDC(Low Voltage DC/DC Converter, 이하 '저전압 컨버터'라 함)가 구비되어 있고, 이들 기기들을 제어하기 위한 프로그램이 탑재되어 있다.Generally, the BMS is provided with an inverter and a low voltage DC / DC converter (hereinafter referred to as "low voltage converter") so that the state of the high voltage battery can always be maintained in an optimal state. A program for carrying out the present invention is mounted.
여기서, 상기 저전압 컨버터는 고전압과 저전압 사이의 출력변환을 수행하며, 고전압 배터리의 충전기인 OBC(On-Board Charger) 안에 내장된다. Here, the low-voltage converter performs an output conversion between a high voltage and a low voltage, and is embedded in an on-board charger (OBC) which is a charger of a high-voltage battery.
즉, 상기한 저전압 컨버터는, 전기자동차의 고전압 배터리로부터 나오는 고전압 직류전압을 저전압 직류전압으로 변환하여 보조배터리를 충전하고, 차량의 전장부하량을 모니터링하는 기능을 수행한다. That is, the low-voltage converter converts a high-voltage direct-current voltage from a high-voltage battery of an electric vehicle into a low-voltage direct-current voltage to charge the auxiliary battery, and monitors a full-load load of the vehicle.
이러한 종래의 전기자동차에서는 ADC(Analog Digital Converter, 아날로그 디지털 변환기) 이전에 증폭기 소자와 시정수의 조합에 의한 하드웨어를 기반으로 하여 온도 값을 설정하고 있다.In this conventional electric vehicle, the temperature value is set based on the hardware by the combination of the amplifier element and the time constant before the ADC (Analog Digital Converter).
또한, 종래의 전기자동차는 노이즈 제거를 위해 저항과 커패시터로 구성된 1차 저주파 필터를 사용하고 있다. In addition, a conventional electric vehicle uses a first low-pass filter composed of a resistor and a capacitor for noise removal.
그런데, 위와 같은 종래의 하드웨어의 구성은 EMC(Electro Magnetic Compatibility)에 취약하다는 문제점이 있다. However, there is a problem that the above-described conventional hardware configuration is vulnerable to EMC (Electro Magnetic Compatibility).
또한, 하드웨어 구성으로 인해 사이즈가 커지게 되어 고전압 배터리 충전기의 신뢰성 및 생산성이 저하된다는 문제점이 있다. In addition, there is a problem that reliability and productivity of the high-voltage battery charger are deteriorated due to a size increase due to the hardware configuration.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 전기자동차에 있어서 저전압 컨버터의 발열 소자의 온도 임계값을 소프트웨어적인 수단을 통해 설정하도록 하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a temperature threshold value of a heating element of a low voltage converter in an electric vehicle through a software means.
본 발명의 다른 목적은, 저전압 컨버터의 발열소자의 온도 임계 값을 소프트웨어적인 수단을 통해 설정하도록 함으로써, 고전압 배터리의 사이즈를 감소시키고 신뢰성을 향상시키는 데 있다. It is another object of the present invention to reduce the size of a high voltage battery and improve reliability by allowing a temperature threshold value of a heating element of a low voltage converter to be set through software means.
본 발명의 또 다른 목적은, 완속 충전부(On-Board Charger; OBC)와 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)를 일체화시킴으로써 전기자동차의 배터리 보호기능을 향상시키는 데 있다.It is still another object of the present invention to improve the battery protection function of an electric vehicle by integrating an On-Board Charger (OBC) and a Battery Management System (BMS).
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기자동차의 저전압 컨버터는, 저전압 컨버터의 온도를 검출하여 상기 온도에 대응하는 전압을 출력하는 온도센서; 상기 온도 센서의 출력을 일정 시간 단위로 샘플링하여 디지털 변환된 데이터를 출력하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 아날로그 디지털 변환기의 출력을 필터링하여 상기 샘플링 범위를 설정하는 저주파 통과 필터; 및 상기 아날로그 디지털 변환기에서 설정된 샘플링 범위에서 상기 저주파 통과 필터의 출력 데이터를 수집하여 임계 범위의 변화를 감지하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a low-voltage converter of an electric vehicle including: a temperature sensor for detecting a temperature of a low-voltage converter and outputting a voltage corresponding to the temperature; An analog-to-digital converter for sampling the output of the temperature sensor at predetermined time intervals and outputting the digitally converted data; A low-pass filter for filtering the output of the analog-to-digital converter to set the sampling range; And a controller for collecting output data of the low-pass filter in a sampling range set by the analog-to-digital converter and sensing a change in a threshold range.
또한, 상기 온도 센서는, 상기 온도에 따라 변화하는 저항값에 의해 전압을 분배하여 출력하는 NTC 써미스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the temperature sensor includes an NTC thermistor for dividing and outputting a voltage by a resistance value varying with the temperature.
또한, 상기 아날로그 디지털 변환기는, 상기 온도센서로부터 인가되는 신호의 샘플링 범위를 가변시켜 출력하는 것을 특징으로 한다.The analog-to-digital converter may vary the sampling range of the signal applied from the temperature sensor.
또한, 상기 제어부는, 하사점 또는 상사점을 기준값으로 하여 직전 샘플링에서 계산된 데이터의 제 1변화량과 현재 제 2변화량을 비교하여, 상기 저주파 통과 필터의 출력 데이터가 상기 하사점 또는 상기 상사점에 근접하는 것을 판단하는 것을 특징으로 한다.The control unit compares the first variation of the data calculated in the immediately preceding sampling with the current second variation using the bottom dead center or the top dead center as a reference value so that the output data of the low pass filter is added to the bottom dead center or the top dead center And judges that it is close.
또한, 상기 제어부는, 상기 제 1변화량과 상기 제 2변화량이 상기 하사점과 상기 상사점의 오차 범위 내에 있는 경우, 변화된 샘플링 주기에 대응하여 상기 저주파 통과 필터의 데이터를 누적 평균하는 것을 특징으로 한다.The control unit is characterized in that when the first variation amount and the second variation amount are within the error range between the bottom dead center and the top dead center, the control unit cumulatively averages the data of the low pass filter in accordance with the changed sampling period .
또한, 상기 제어부는, 상기 누적 평균 값이 상기 하사점과 상기 상사점의 허용된 오차 범위 내의 값인 경우, 상기 저전압 컨버터의 전원을 오프시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The control unit controls the power source of the low voltage converter to be turned off when the accumulated average value is within a tolerance range of the bottom dead center and the top dead center.
또한, 상기 저전압 컨버터는, 상기 오차 범위 내에서 상기 하사점이 기준인 경우 마진 이상일 때 온 되고, 상기 상사점이 기준인 경우 마진 이하인 경우 온 되는 것을 특징으로 한다.The low-voltage converter is turned on when the bottom dead center is the reference when the margin is greater than the margin within the error range, and is turned on when the top dead center is the reference, when the margin is less than the margin.
본 발명에 의하면, 전기자동차에 있어서 저전압 컨버터의 발열 소자의 온도 임계값을 소프트웨어적인 수단을 통해 설정하도록 함으로써, 고전압 배터리의 사이즈를 감소시키고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, by setting the temperature threshold value of the heating element of the low voltage converter in the electric vehicle through software, it is possible to reduce the size of the high voltage battery and improve the reliability.
또한, 완속 충전부(On-Board Charger; OBC)와 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)을 일체화시킴으로써 전기자동차의 배터리 보호기능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, by integrating the On-Board Charger (OBC) and the Battery Management System (BMS), the battery protection function of the electric vehicle can be improved.
또한, 발열 소자의 온도 임계 값 근방의 데이터를 증가시켜 임계범위의 변화를 감지하도록 함으로써, 발열 소자의 온도 임계 값 근방에서 일어나는 채터링(Chattering) 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다. In addition, by increasing the data in the vicinity of the temperature threshold value of the heat generating element to detect a change in the critical range, chattering phenomenon occurring near the temperature threshold value of the heat generating element can be prevented.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저전압 컨버터의 구성도.
도 2는 도 1의 온도센서에 관한 상세 회로도.
도 3은 도 1의 아날로그 디지털 변환기에 관한 상세 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 저전압 컨버터의 동작 과정을 설명하기 위한 흐름도. 1 is a configuration diagram of a low-voltage converter according to an embodiment of the present invention;
2 is a detailed circuit diagram of the temperature sensor of Fig.
3 is a detailed configuration diagram of the analog-to-digital converter of FIG.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of a low-voltage converter according to an embodiment of the present invention; FIG.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저전압 컨버터의 구성도를 도시한 것이다. 1 is a block diagram of a low-voltage converter according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 저전압 컨버터는, 하드웨어부(100) 구성과 소프트웨어부(200) 구성으로 구분된다. The low voltage converter according to the present invention is divided into a
상기 하드웨어부(100)는, 온도센서(110)와 아날로그 디지털 변환기(ADC: Analog Digital Converter)(120)를 포함한다.The
그리고, 소프트웨어부(200)는, 저주파 통과 필터(210)와 제어부(220)를 포함하여 구성되며, 상기 소프트웨어부(200) 구성은 MCU(Micro Controller Unit)로 이루어질 수 있다. The
상기 온도센서(110)는, 고전압 배터리 충전기의 저전압 컨버터에서 온도를 검출한다. The
여기서, 상기 온도 센서(110)는 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 부저항 온도 계수(NTC; Negative Temperature Coefficient)의 특성을 갖는 NTC 써미스터를 포함할 수 있다. Here, the
그리고, 상기 아날로그 디지털 변환기(120)는, 온도센서(110)로부터 인가되는 아날로그 검출신호를 디지털 신호로 변환하여 저주파 통과 필터(210)에 출력한다. The analog-to-
상기 아날로그 디지털 변환기(120)는, 상기 온도센서(110)로부터 인가되는 신호를 샘플링하여 디지털 변환된 데이터를 저주파 통과 필터에 출력한다. The analog-to-
이때, 상기 아날로그 디지털 변환기(120)는, 온도센서(110)로부터 인가되는 신호의 샘플링 범위를 가변시켜 출력한다. At this time, the analog-to-
저주파 통과 필터(210)는, 아날로그 디지털 변환기(120)로부터 인가되는 신호에서 저주파 영역을 필터링하여 노이즈(Noise)를 제거한다. The low-
본 발명에서는 저주파 통과 필터(210)를 컴퓨터에서 연산 가능한 재귀 식으로 구현한다.In the present invention, the low-
또한, 상기 제어부(220)는, 저주파 통과 필터(210)로부터 인가되는 데이터에 대응하여 저전압 컨버터의 동작을 제어하기 위한 신호를 출력한다. In addition, the
이러한 제어부(220)는, 아날로그 디지털 변환기(120)에서 설정된 샘플링 범위에서 온도 임계값 근방의 데이터 수집을 증가시킴으로써 임계 범위의 변화를 감지한다. The
이에 따라, 임계값 근방에서 발생하는 채터링(Chattering) 현상을 방지할 수 가 있다. Accordingly, it is possible to prevent a chatter phenomenon occurring in the vicinity of the threshold value.
도 2는 도 1의 온도센서(110)에 관한 회로도를 도시한 것이다. Fig. 2 shows a circuit diagram relating to the
상기 온도센서(110)는, 복수의 저항 R1~R3과, 복수의 커패시터 C1, C2 및 출력부(10)를 포함한다. The
상기 저항 R1은 온도 검출신호 LDC_TEMP1 입력단과 출력부(10) 사이에 연결된다. The resistor R1 is connected between the input terminal of the temperature detection signal LDC_TEMP1 and the
그리고, 커패시터 C1는 저항 R1의 일단과 그라운드 전압단 GND 사이에 연결된다. 또한, 저항 R2는 전원전압단 VCC과 저항 R1의 타단 사이에 연결된다. The capacitor C1 is connected between one end of the resistor R1 and the ground voltage terminal GND. The resistor R2 is connected between the power supply voltage terminal VCC and the other end of the resistor R1.
그리고, 저항 R3은 저항 R1의 타단과 그라운드 전압단 GND 사이에 연결된다.The resistor R3 is connected between the other end of the resistor R1 and the ground voltage terminal GND.
또한, 커패시터 C2는 전원전압단 VCC와 그라운드 전압단 GND 사이에 연결된다. 출력부(10)의 일단은 저항 R1~R3의 일단과 공통 연결되고, 출력부(10)의 타단은 그라운드 전압단 GND에 연결된다. Also, the capacitor C2 is connected between the power supply voltage terminal VCC and the ground voltage terminal GND. One end of the
상기한 구성을 갖는 온도센서(110)는, 외기 온도에 대응하여 온도의 변화를 전압으로 변경시켜 아날로그 디지털 변환기(120)에 출력한다. The
도 3은 도 1의 아날로그 디지털 변환기(120)에 관한 상세 구성도를 도시한 것이다. FIG. 3 shows a detailed configuration diagram of the analog-to-
상기 아날로그 디지털 변환기(120)는, 클록 분주기(Clock Prescaler)(121), 내부클록 생성부(122), 트리거 멀티플렉서(123), 타이밍 제어부(124), 버퍼부(125), 멀티플렉서(126), 레지스터(127), 샘플링부(128) 및 비교부(129)를 포함하여 구성된다. The analog-to-
상기 클록 분주기(121)는 입력되는 클록을 분주시켜 타이밍 제어부(124)에 출력하며, 상기 클록 분주기(121)는 전치분주기를 포함할 수 있다. The
그리고, 내부클록 생성부(122)는 아날로그 디지털 변환기(120)의 내부클록 ICLK를 생성한다 Then, the
트리거 멀티플렉서(Trigger Multiplexer)(123)는, 버퍼(Buffer)(125)로부터 인가되는 선택신호에 대응하여 트리거 신호들을 멀티플렉싱하여 타이밍 제어부(124)에 출력한다. The
상기 타이밍 제어부(124)는, 클록 분주기(121)로부터 인가되는 분주 클록에 의해 동작하거나, 내부클록 생성부(122)로부터 인가되는 내부클록 ICLK에 의해 동작할 수 있다. The
또한, 타이밍 제어부(124)는, 트리거 멀티플렉서(123)로부터 인가되는 신호와 비교부(129)로부터 인가되는 신호에 따라, 동작 모드 및 내부 동작 타이밍을 제어하기 위한 신호를 멀티플렉서(126)나 레지스터(127)에 출력하거나 인터럽트 신호를 생성한다. The
버퍼(125)는, 복수의 입력신호 AN을 버퍼링하여 트리거 멀티플렉서(123)에 선택신호를 출력한다. The
멀티플렉서(126)는, 타이밍 제어부(124)로부터 인가되는 제어신호에 대응하여 복수의 입력신호 AN을 멀티플렉싱하여 샘플링부(128)에 출력한다. The
레지스터(127)는, 입력신호의 각 비트의 변환 결과를 저장하고, 타이밍 제어부(124)의 출력에 대응하여 그 결과를 비교부(129)에 출력한다. 본 발명의 실시예에서는 10 비트 아날로그 디지털 변환기(120)를 사용하는 것이 바람직하다. The
샘플링부(128)는, 멀티플렉서(126)의 출력을 샘플링 및 홀드하여 비교부(129)에 출력한다. The
비교부(129)는, 샘플링부(128)의 출력과 레지스터(127)의 출력을 비교하여 타이밍 제어부(124)에 출력한다. The comparing
이하, 상기한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 저전압 컨버터의 동작 과정을 도 4의 흐름도를 참조하여 설명한다. . Hereinafter, the operation of the low-voltage converter according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. .
먼저, 온도센서(110)를 통해 온도에 대응하는 전압값을 측정한다.(단계 S1)First, the voltage value corresponding to the temperature is measured through the temperature sensor 110 (step S1)
외기 온도에 따라 변화하는 온도센서(110)의 저항값에 의해 아날로그 디지털 변환기(120)에 인가되는 전압의 분배 정도가 달라진다. The degree of distribution of the voltage applied to the analog-to-
이때, 온도센서(110)에서 분배되는 전압(Voltage)의 분배 식은 다음의 [수학식 1]과 같다.At this time, the distribution formula of the voltage distributed by the
온도센서(110)에서 분배된 전압(Voltage)은, MCU(Micro Control Unit)에 내장된 주변장치인 아날로그 디지털 변환기(120)의 멀티플렉서(126)에 출력된다. Voltage distributed from the
상기 온도센서(110)에서 분배된 전압은, 그 이후 샘플링부(128), 비교부(129)를 거쳐 타이밍 제어부(124)에 출력된다. The voltage distributed from the
상기 온도센서(110)에서 출력된 신호는 아날로그 디지털 변환기(120)에서 양자화된 디지털 값으로 연산 및 판단을 위해 사용된다. The signal output from the
예를 들어, 온도센서(110)에서 사용되는 기준 전압이 5V인 경우, 최소 전압 값 Q는 다음의 [수학식 2]와 같다.For example, when the reference voltage used in the
이후에, 아날로그 디지털 변환기(120)에서 출력된 디지털 데이터는 저주파 통과 필터(210)에 출력되어 필터링 동작을 거치게 된다.(단계 S2)Thereafter, the digital data output from the analog-to-
마이크로 제어부는, 일정시간(매 1초) 주기로 얻은 디지털 값을 컴퓨터에서 연산 가능한 재귀 식인 1차 저주파 통과 필터(210)를 통해 누적하여 필터링된 데이터를 얻는다.The microcontroller accumulates the digital value obtained at a predetermined time (every 1 second) period through the first low-
이때, 저주파 통과 필터(210)의 재귀 식은 다음의 [수학식 3]과 같다.At this time, the recursive equation of the low-
위의 [수학식 3]에서 α는 0<α<1인 상수이고, 는 추정 값 (Estimated Value) 이며, 는 직전 추정 값이고, 는 측정값이다. In the above equation (3),? Is a constant with 0 <? <1, Is an estimated value, Is an immediately preceding estimation value, Is the measured value.
상기 α이 클수록 측정값보다 직전 추정 값이 반영되는 비중이 커지게 된다. The larger the value of?, The larger the specific weight that the immediately preceding estimated value is reflected than the measured value.
다음으로, 저주파 통과 필터(210)를 통해 누적 필터링된 데이터는 제어부(220)에 출력된다. Next, the data that is cumulatively filtered through the low-
상기 제어부(220)는 UTP(Under Temperature Protection, 하사점) 또는 OTP(Over Temperature Protection, 상사점)를 기준 값으로 하여 저주파 통과 필터(210)로부터 인가된 데이터의 범위를 판단한다 The
즉, 직전 샘플링에서 계산된 데이터의 변화량 ΔV1과 현재 데이터 변화량 ΔV2의 등식 조건인 다음의 [수학식 4]를 만족한다면, UTP 또는 OTP에 근접하고 있음을 판단할 수 있다.That is, if it satisfies the following Equation (4), which is an equation condition of the data change amount? V1 and the current data change amount? V2 calculated in the immediately preceding sampling, it can be determined that it is close to UTP or OTP.
상기 제어부(220)는, 위의 [수학식 4]에서와 같이 직전 샘플링에서 계산된 데이터의 변화량 ΔV1이 현재 데이터 변화량 ΔV2 보다 큰지의 여부를 UTP를 기준으로 판단한다.(단계 S3)The
그리고 제어부(220)는 데이터 변화량이 UTP 허용 오차보다 작은지의 여부를 판단한다.(단계 S4)Then, the
만일 데이터의 변화량 ΔV1, ΔV2가 UTP의 허용 오차 범위 안에 들어온다면, 그때부터 샘플링부(128)가 샘플링 주기를 짧게 제어한다. If the amount of change? V1,? V2 of the data falls within the tolerance range of UTP, then the
예를 들어, 샘플링부(128)는 샘플링 시간을 1초에서 0.1초로 줄인다. 그리고 100 번의 샘플링 동안 누적되는 평균값을 측정한다.(단계 S5)For example, the
이후에, 제어부(220)는 측정된 데이터가 UTP의 허용 오차보다 작은 경우를 판단하여(단계 S6), 오차 범위 안에 들어온다면 저전압 컨버터의 전원을 오프시키도록 제어한다.(단계 S7)Thereafter, the
한편, 제어부(220)는, 위의 [수학식 4]에서와 같이 직전 샘플링에서 계산된 데이터의 변화량 ΔV1이 현재 데이터 변화량 ΔV2 보다 큰지의 여부를 OTP를 기준으로 판단한다.(단계 S8)On the other hand, the
그리고 제어부(220)는 데이터 변화량이 OTP 허용 오차보다 작은지의 여부를 판단한다.(단계 S9)Then, the
만일 데이터의 변화량 ΔV1, ΔV2가 OTP의 허용 오차 범위 안에 들어온다면, 그때부터 샘플링부(128)가 샘플링 주기를 짧게 제어한다. If the amounts of change of the data DELTA V1 and DELTA V2 fall within the tolerance range of the OTP, the
예를 들어, 샘플링부(128)는 샘플링 시간을 1초에서 0.1초로 줄인다. 그리고, 100 번의 샘플링 동안 누적되는 평균값을 측정한다.(단계 S10)For example, the
이후에, 제어부(220)는 측정된 데이터가 OTP의 허용 오차보다 작은 경우를 판단하여(단계 S11), 오차 범위 안에 들어온다면 저전압 컨버터의 전원을 오프(OFF)시키도록 제어한다.(단계 S7)Thereafter, the
저전압 컨버터가 오프 되어 UTP 또는 OTP 영역 안으로 온도 값이 들어와도, LDC는 마진(Margin) 영역을 두는 것이 바람직하다. Even when the low-voltage converter is turned off and the temperature value falls into the UTP or OTP region, it is preferable that the LDC has a margin region.
즉, UTP의 경우 마진(Margin) 이상일 때 저전압 컨버터가 온(ON) 되고, OTP인 경우 마진(Margin) 이하일 때 저전압 컨버터가 온(ON) 되도록 한다. That is, the UTP low voltage converter is turned on when the margin is higher than the margin, and the low voltage converter is turned on when the margin is lower than the OTP margin.
본 발명에 의하면, 전기자동차에 있어서 저전압 컨버터의 발열 소자의 온도 임계값을 소프트웨어적인 수단을 통해 설정하도록 함으로써, 고전압 배터리의 사이즈를 감소시키고 신뢰성을 향상시킬 수가 있게 된다. According to the present invention, by setting the temperature threshold value of the heating element of the low voltage converter in the electric vehicle through software, it is possible to reduce the size of the high voltage battery and improve the reliability.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
10: 출력부
100: 하드웨어부
110: 온도센서
120: 아날로그 디지털 변환기(ADC:Analog Digital Converter)
121: 클록 분주기(Clock Prescaler)
122: 내부클록 생성부
123: 트리거 멀티플렉서(Trigger Multiplexer)
124: 타이밍 제어부
125: 버퍼(Buffer)부
126: 멀티플렉서
127: 레지스터(Register)
128: 샘플링(Sampling)부
129: 비교부
200: 소프트웨어부
210: 저주파 통과필터
220: 제어부10: Output section
100: Hardware section
110: Temperature sensor
120: Analog Digital Converter (ADC)
121: Clock Prescaler
122: internal clock generator
123: Trigger Multiplexer
124:
125: Buffer section
126: Multiplexer
127: Register
128: Sampling unit
129:
200: Software Department
210: Low-pass filter
220:
Claims (7)
상기 온도 센서의 출력을 일정 시간 단위로 샘플링하여 디지털 변환된 데이터를 출력하는 아날로그 디지털 변환기(120);
상기 아날로그 디지털 변환기(120)의 출력을 필터링하여 상기 샘플링 범위를 설정하는 저주파 통과 필터(210); 및
상기 아날로그 디지털 변환기(120)에서 설정된 샘플링 범위에서 상기 저주파 통과 필터(210)의 출력 데이터를 수집하여 임계 범위의 변화를 감지하는 제어부(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 저전압 컨버터. A temperature sensor (110) for detecting a temperature of the low voltage converter and outputting a voltage corresponding to the temperature;
An analog-to-digital converter (120) for sampling the output of the temperature sensor at predetermined time intervals and outputting digitally converted data;
A low pass filter (210) for filtering the output of the analog to digital converter (120) to set the sampling range; And
And a controller (220) for collecting output data of the low pass filter (210) in a sampling range set by the analog to digital converter (120) and detecting a change in a critical range.
상기 온도 센서(110)는,
상기 온도에 따라 변화하는 저항값에 의해 전압을 분배하여 출력하는 NTC 써미스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 저전압 컨버터. The method according to claim 1,
The temperature sensor (110)
And an NTC thermistor for dividing and outputting the voltage by a resistance value varying according to the temperature.
상기 아날로그 디지털 변환기(120)는,
상기 온도센서로부터 인가되는 신호의 샘플링 범위를 가변시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 저전압 컨버터. The method according to claim 1,
The analog-to-digital converter (120)
Wherein the sampling range of the signal applied from the temperature sensor is varied and output.
상기 제어부(220)는,
하사점(UTP) 또는 상사점(OTP)을 기준값으로 하여 직전 샘플링에서 계산된 데이터의 제 1변화량과 현재의 제 2변화량을 비교하여, 상기 저주파 통과 필터의 출력 데이터가 상기 하사점 또는 상기 상사점에 근접하는 것을 판단하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 저전압 컨버터. The method according to claim 1,
The control unit 220,
The output data of the low-pass filter is compared with the first variation of the data calculated in the immediately preceding sampling with the bottom dead center (UTP) or the top dead center (OTP) as a reference value, Of the low-voltage converter of the electric vehicle.
상기 제어부(220)는,
상기 제 1변화량과 상기 제 2변화량이 상기 하사점과 상기 상사점의 오차 범위 내에 있는 경우, 변화된 샘플링 주기에 대응하여 상기 저주파 통과 필터의 데이터를 누적 평균하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 저전압 컨버터. 5. The method of claim 4,
The control unit 220,
Wherein the data of the low-pass filter is cumulatively averaged corresponding to the changed sampling period when the first variation amount and the second variation amount are within the error range between the bottom dead center and the top dead center.
상기 제어부(220)는,
상기 누적 평균 값이 상기 하사점과 상기 상사점의 허용된 오차 범위 내의 값인 경우, 상기 저전압 컨버터의 전원을 오프(OFF)시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 저전압 컨버터. 6. The method of claim 5,
The control unit 220,
And controls the power supply of the low-voltage converter to be turned off when the cumulative average value is a value within the allowable error range of the bottom dead center and the top dead center.
상기 저전압 컨버터는,
상기 오차 범위 내에서 상기 하사점이 기준인 경우 마진(Margin) 이상일 때 온(ON) 되고, 상기 상사점이 기준인 경우 마진 이하인 경우 온(ON) 되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 저전압 컨버터. The method according to claim 6,
The low-
(ON) when the bottom dead center is equal to or greater than a margin in the error range, and is turned ON when the top dead center is equal to or less than a margin when the top dead center is a reference.
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WO2017222147A1 (en) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 주식회사 엘지화학 | Diagnostic system for dc-dc voltage converter |
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- 2014-11-20 KR KR1020140162928A patent/KR20160060495A/en not_active Application Discontinuation
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