KR20170014962A - 차량용 배터리 관리 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리의 과방전을 방지하기 위하여 배터리와 전장 부하와 연결되는 릴레이를 제어함으로써 배터리의 전류소모를 방지하는 차량용 배터리 관리 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 관리 시스템은 차량용 배터리의 전류와 전압을 측정하는 감지부, 차량용 배터리와 차량의 전장품들 사이에 접속된 릴레이 및 상기 감지부로부터 데이터를 전송받아 상기 릴레이를 오프시키는 제어부를 포함한다.

Description

차량용 배터리 관리 시스템 및 그 제어 방법{Battery Management System for vehicle and controlling method thereof}
본 발명은 차량용 배터리 관리 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리와 전장부하의 사이에 릴레이를 제어하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 전자기기, 예컨대 차량용 영상기록장치, 경로안내장치 또는 AV기기 등은 차량의 시거 잭에 연결되어 전력을 공급받는다.
이러한 차량용 전자기기 중에는 차량의 시동을 끈 이후에도 계속 전력을 공급받아 동작할 것을 요하는 기기들이 있다.
가령 차량용 블랙박스가 대표적인 경우로서, 차량용 블랙박스는 주행 중 상황 및 주차 중 상황을 녹화하여, 교통사고나 주차 중 인위적 차량파손 사고 등에 대비하도록 하는 기능을 수행하므로, 자체 배터리를 사용하는 경우가 아니라면 차량으로부터 전력을 지속적으로 공급받을 필요가 있다.
그런데, 차량용 배터리는 대략 60AH 내지 100AH 정도의 한정된 용량을 가지고 있으므로, 시동을 걸지 않아 발전기가 가동되지 않는 경우에는 충전된 배터리가 모두 소진되어 운행이 불가능해지는 경우가 발생한다.
이에 따라 차량용 전자기기와 차량용 배터리 사이에 설치되어, 배터리 전압이 일정 수준에 못 미치는 경우에는 차량용 전자기기로의 전력 공급을 차단하는 차량용 배터리 과방전 방지 장치에 관한 기술이 소개되어 있다.
[특허문헌]한국공개특허 2015-0022110호.
본 발명은 배터리의 과방전을 방지하기 위하여 배터리와 전장 부하와 연결되는 릴레이를 제어함으로써 배터리의 전류소모를 방지하는 차량용 배터리 관리 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 관리 시스템은 차량용 배터리의 전류와 전압을 측정하는 감지부, 차량용 배터리와 차량의 전장품들 사이에 접속된 릴레이 및 상기 감지부로부터 데이터를 전송받아 상기 릴레이를 오프시키는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 차량용 배터리의 SOC가 미리 정해진 슬립기준값 이하이면 상기 릴레이를 오프시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는 차량용 배터리의 SOH가 미리 정해진 슬립기준값 이하이면 상기 릴레이를 오프시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는 차량의 운행이 종료되면 미리 정해진 슬립시간마다 상기 감지부로부터 데이터를 전송 받을 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 감지부로부터 측정된 전류와 전압에 따라 달라지는 슬립시간이 경과하면 상기 감지부로부터 데이터를 전송 받을 수 있다.
또한, 상기 제어부로부터 오프 신호를 전달받아 상기 릴레이를 오프시키는 오프스위치를 더 포함할 수 있다.
또한, 사용자의 조작에 따라 상기 릴레이를 온 시키는 온스위치를 더 포함하고, 상기 릴레이와 차량용 배터리는 병렬회로에 의해 연결될 수 있다.
또한, 사용자의 조작에 따라 상기 릴레이를 온 시키는 온스위치를 더 포함 할 수 있다.
또한, 상기 온스위치는 차량용 배터리와 상기 릴레이를 연결하는 전기회로에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 온스위치가 상기 릴레이를 온 시킨 후 미리 정해진 대기시간 내에 배터리 충전이 이루어지지 않으면 상기 릴레이를 오프시킬 수 있다.
또한, 상기 감지부는 상기 온스위치가 상기 릴레이를 온 시킨 후 미리 정해진 대기시간 내에 배터리 충전이 이루어지지 않으면 상기 제어부에 배터리의 전압과 전류 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 관리 시스템의 제어 방법은 엔진의 구동을 종료하는 단계, 차량용 배터리의 전압과 전류를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 전압과 전류를 통해 측정된 배터리의 상태가 미리 정해진 슬립기준값 이하이면 차량용 배터리와 차량의 전장품들 사이에 접속된 릴레이를 오프시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 배터리의 상태가 미리 정해진 슬립 기준값을 초과하면, 슬립시간이 경과한 후 상기 전압과 전류를 측정하는 단계를 재 수행할 수 있다.
또한, 상기 슬립시간은 상기 배터리의 상태와 상기 슬립기준값의 차이에 따라 달라질 수 있다.
또한, 사용자의 조작에 의해 상기 릴레이를 온 시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 릴레이를 온 시키는 단계 후 상기 미리 정해진 대기시간 내에 차량용 배터리의 충전이 시작되지 않으면 상기 릴레이를 오프시키는 단계를 다시 수행할 수 있다.
본 기술은 배터리의 수명을 연장시킬 수 있다.
아울러, 본 기술은 배터리를 리튬배터리로 이용함으로써, 차량의 연비가 개선되고, 차량의 조립성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 관리 시스템을 설명하는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 관리 시스템의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서는 플러그인 하이브리드 차량 또는 전기차량과 같은 전력을 동력원으로 사용하는 친환경 차량의 충전방식을 제안하는 바, 여기서 충전의 대상이 되는 차량은 반드시 본 발명에서 설명되는 명칭에 한정되는 것은 아니며, 또한 본 발명의 개념은 플러그인 방식으로 충전이 이루어지는 다양한 장치들에 적용될 수 있는 것임에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 관리 시스템을 설명하는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 차량용 배터리 관리 시스템은 감지부(100), 릴레이(110) 및 제어부(120)를 포함한다.
감지부(100)는 차량용 배터리의 전류와 전압을 측정하고, 전원회로부, 전압 센싱 및 셀밸런싱부, 전류 및 온도 센싱 릴레이 제어부, 통신부 등을 포함하는 다수의 센서들로 구비된다.
여기서, 전원회로부는 일정 시간마다 배터리의 SOC 및 SOH를 연산하고, 전압을 측정하며, RTC(Real Time Clock)를 포함하고, 일정 시간마다 시간 신호를 차량용 배터리 관리 시스템에 송신한다.
전압 센싱 및 셀밸런싱부는 배터리의 단위셀의 전압 센싱 및 밸런싱을 수행한다. 여기서, 전압 센싱 및 셀밸런싱부는 배터리로부터 전압센싱 신호를 수신하고, 셀밸런싱 신호를 배터리에 송신한다.
전류 및 온도 센싱 릴레이 제어부는 전류와 온도를 측정하는 센서들을 포함하며, 센싱된 전류 및 온도를 참조하여 배터리와 전장품들 사이에 릴레이의 온 또는 오프에 관한 제어를 실시한다.
통신부는 배터리와 차량용 배터리 관리 시스템과의 통신 방식으로써, LIN 통신방법 또는 CAN 통신방법 등을 이용할 수 있다.
릴레이(110)는 배터리와 전장품들 사이에 전류의 온 또는 오프하는 구성요소로써, 배터리의 과충전 또는 과방전을 방지할 수 있고, 전장품들에 흐르는 암전류에 의한 배터리의 소모 전류를 방지할 수 있다.
제어부(120)는 감지부(100)와 릴레이(110)를 제어하는 구성요소로써, 각종 감지부에 구비된 센서들 또는 구성요소와 회로를 통하여 연결되고, 그 연결된 회로를 통하여 전달받은 데이터들에 의거하여 릴레이의 전력전달 동작의 동작 및 전력 전달 동작의 차단을 제어한다.
제어부(120)는 차량용 배터리의 SOC 또는 차량용 배터리의 SOH가 미리 정해진 슬립기준값 이하이면, 릴레이(110)를 오프시킬 수 있다.
또한, 제어부(120)는 차량의 운행이 종료되면 미리 정해진 슬립시간마다 감지부(100)로부터 데이터를 전송 받을 수 있으며, 감지부(100)로부터 측정된 전류와 전압에 따라 달라지는 슬립시간이 경과하면 감지부(100)로부터 데이터를 전송 받을 수 있다.
또한, 제어부(120)는 온스위치가 릴레이(110)를 온 시킨 후 미리 정해진 대기시간 내에 배터리 충전이 이루어지지 않으면 릴레이(110)를 오프시킬 수 있다.
아울러, 제어부(120)로부터 오프 신호를 전달받아 릴레이(110)를 오프시키는 오프스위치를 더 포함할 수 있고, 운전자 또는 사용자의 조작에 따라 상기 릴레이(110)를 온 시키는 온스위치를 더 포함하고, 온스위치는 릴레이(110)와 차량용 배터리는 병렬회로에 의해 연결되어 전기회로에 배치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 관리 시스템의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 관리 시스템은 차량용 배터리의 전류와 전압을 측정하는 감지부, 차량용 배터리와 차량의 전장품들 사이에 접속된 릴레이 및 상기 감지부로부터 데이터를 전송받아 상기 릴레이를 오프시키는 제어부를 포함한다.
차량용 배터리 관리 시스템의 제어 방법은 하기와 같이 구체적으로 설명하고자 한다.
운전자 또는 사용자가 엔진의 구동을 종료하면, 차량용 배터리 관리 시스템은 차량용 배터리의 전압과 전류를 측정한다(S100~S110)).
다음으로, 차량용 배터리 관리 시스템은 측정된 전압과 전류를 통해 측정된 배터리의 상태가 미리 정해진 슬립기준값 이하이면, 차량용 배터리와 차량의 전장품들 사이에 접속된 릴레이를 오프시킨다(S120~S130).
그러나, 차량용 배터리 관리 시스템은 측정된 전압과 전류를 통해 측정된 배터리의 상태가 미리 정해진 슬립기준값 이상이면, 차량용 배터리 관리 시스템은 슬립시간만큼 대기한다(S125). 여기서, 슬립시간은 배터리의 상태와 슬립기준값의 차이에 따라 달라질 수 있다.
그리고, 차량용 배터리 관리 시스템은 차량용 배터리의 전압과 전류를 다시 측정한다.
다음에는, 운전자 또는 사용자가 차량을 운전하기 위하여 시동을 온하거나, 릴레이를 온 하게 되면, 차량용 배터리 관리 시스템의 감지부는 시간을 측정한다(S140~S150). 이러한 릴레이를 온 하는 방법은 다양한 방법을 이용할 수 있다.
다음으로, 차량용 배터리 관리 시스템은 미리 정해진 대기시간 내에 배터리 충전이 시작되면, 차량 운행을 시작한다(S160).
그러나, 차량용 배터리 관리 시스템은 정해진 대기시간 내에 배터리 충전이 시작되지 않으면, 차량용 배터리의 전압과 전류를 다시 측정하고, 릴레이를 오프시킬 수 있다(S170).
전술한 바와 같이, 본 기술은 배터리의 수명을 연장시킬 수 있고, 배터리를 리튬배터리로 이용함으로써, 차량의 연비가 개선되고, 차량의 조립성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 구성과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

Claims (16)

  1. 차량용 배터리의 전류와 전압을 측정하는 감지부;
    차량용 배터리와 차량의 전장품들 사이에 접속된 릴레이; 및
    상기 감지부로부터 데이터를 전송받아 상기 릴레이를 오프시키는 제어부를 포함하는 차량용 배터리 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    차량용 배터리의 SOC가 미리 정해진 슬립기준값 이하이면 상기 릴레이를 오프시키는 차량용 배터리 관리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    차량용 배터리의 SOH가 미리 정해진 슬립기준값 이하이면 상기 릴레이를 오프시키는 차량용 배터리 관리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    차량의 운행이 종료되면 미리 정해진 슬립시간마다 상기 감지부로부터 데이터를 전송받는 차량용 배터리 관리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지부로부터 측정된 전류와 전압에 따라 달라지는 슬립시간이 경과하면 상기 감지부로부터 데이터를 전송받는 차량용 배터리 관리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부로부터 오프 신호를 전달받아 상기 릴레이를 오프시키는 오프스위치를 더 포함하는 차량용 배터리 관리 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    사용자의 조작에 따라 상기 릴레이를 온 시키는 온스위치를 더 포함하고,
    상기 릴레이와 차량용 배터리는 병렬회로에 의해 연결되는 차량용 배터리 관리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 조작에 따라 상기 릴레이를 온 시키는 온스위치를 더 포함하는 차량용 배터리 관리 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 온스위치는 차량용 배터리와 상기 릴레이를 연결하는 전기회로에 배치된 차량용 배터리 관리 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온스위치가 상기 릴레이를 온 시킨 후 미리 정해진 대기시간 내에 배터리 충전이 이루어지지 않으면 상기 릴레이를 오프시키는 차량용 배터리 관리 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 온스위치가 상기 릴레이를 온 시킨 후 미리 정해진 대기시간 내에 배터리 충전이 이루어지지 않으면 상기 제어부에 배터리의 전압과 전류 데이터를 전송하는 차량용 배터리 관리 시스템.
  12. 엔진의 구동을 종료하는 단계;
    차량용 배터리의 전압과 전류를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 전압과 전류를 통해 측정된 배터리의 상태가 미리 정해진 슬립기준값 이하이면 차량용 배터리와 차량의 전장품들 사이에 접속된 릴레이를 오프시키는 단계를 포함하는 차량용 배터리 관리 시스템의 제어방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 배터리의 상태가 미리 정해진 슬립 기준값을 초과하면, 슬립시간이 경과한 후 상기 전압과 전류를 측정하는 단계를 재 수행하는 차량용 배터리 관리 시스템의 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 슬립시간은,
    상기 배터리의 상태와 상기 슬립기준값의 차이에 따라 달라지는 차량용 배터리 관리 시스템의 제어방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    사용자의 조작에 의해 상기 릴레이를 온 시키는 단계를 더 포함하는 차량용 배터리 관리 시스템의 제어방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 릴레이를 온 시키는 단계 후 상기 미리 정해진 대기시간 내에 차량용 배터리의 충전이 시작되지 않으면 상기 릴레이를 오프시키는 단계를 다시 수행하는 차량용 배터리 관리 시스템의 제어방법.
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