KR20170071030A - Apparatus and method for managing HEV battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 차량에 탑재된 배터리 충전장치의 이상 혹은 배터리 과부하로 인하여 메인 배터리의 과방전이 초래되는 충전불가의 상황에서 메인 배터리의 과방전을 방지하여 배터리를 보호하고 차량의 주행 성능을 확보하기 위한 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to an apparatus and method for managing a battery SOC of a hybrid vehicle, and more particularly, to an apparatus and method for managing a battery SOC of a hybrid vehicle, which prevents overcharge of the main battery in a situation where charging can not be performed due to an abnormality in the battery charging apparatus mounted on the vehicle, An object of the present invention is to provide an apparatus and method for managing battery SOC of a hybrid vehicle for protecting a battery and ensuring running performance of the vehicle.

Description

하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치 및 방법 {Apparatus and method for managing HEV battery}[0001] Apparatus and method for managing battery SOC of hybrid vehicle [0002]

본 발명은 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에 탑재된 배터리의 과방전이 초래되는 충전불가의 상황에서 배터리의 과방전을 방지하기 위한 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and method for managing a battery SOC of a hybrid vehicle, and more particularly to an apparatus and method for managing a battery SOC of a hybrid vehicle, And methods.

하이브리드 차량은 엔진과 전기모터를 구동원으로 사용하는 친환경 차량으로서, 전기모터에 전력을 공급하기 위한 동력원으로서 배터리를 탑재하고 있으며, 더불어 배터리 충전을 위한 충전장치와 전기모터를 구동시키기 위한 인버터 등이 구비되고 있다.A hybrid vehicle is an eco-friendly vehicle that uses an engine and an electric motor as its driving source. The hybrid vehicle is equipped with a battery as a power source for supplying electric power to the electric motor, and includes a charging device for charging the battery and an inverter for driving the electric motor .

하이브리드 차량에 탑재되는 병렬형 하이브리드 시스템은 엔진과 모터 사이에 엔진클러치가 설치된 시스템으로서, 엔진클러치의 오픈 상태에서는 모터에 의해서만 차량 구동이 가능하고, 엔진클러치의 클로즈 혹은 락(Lock) 상태에서는 엔진과 모터에 의해 차량 구동이 가능한 구조로 구성되며, 차량 주행 모드에 상관없이 변속기 및 엔진클러치에 유압을 공급하기 위하여, 기존에 엔진에 장착되는 기계식 오일펌프 대신, 변속기에 유압 공급을 위한 전동식 오일펌프가 장착된다.A parallel type hybrid system mounted on a hybrid vehicle is a system in which an engine clutch is installed between an engine and a motor. In the open state of the engine clutch, the vehicle can be driven only by the motor. When the engine clutch is closed or locked, In order to supply the hydraulic pressure to the transmission and the engine clutch irrespective of the mode of driving the vehicle, an electric oil pump for supplying hydraulic pressure to the transmission is used instead of the mechanical oil pump which is conventionally mounted on the engine Respectively.

또한, 상기 병렬형 하이브리드 시스템은 엔진의 자동 시동 및 정지를 위해 엔진 축 풀리에 HSG(Hybrid Starter-Generator)가 장착되고, 제동시 회생을 위한 회생제동 브레이크 장치가 구비된다.Also, in the parallel hybrid system, a hybrid starter-generator (HSG) is mounted on an engine shaft pulley for automatic start and stop of the engine, and a regenerative braking brake device for regenerating braking is provided.

그리고, 상기 모터의 동력원인 메인 배터리와 더불어 구비되는 보조 배터리의 충전은, 기존의 얼터네이터(alternator) 대신, 메인 배터리와 보조 배터리 사이에 설치된 LDC(Low DC-DC Converter)가 담당하며, EV 모드로 주행 중 엔진 정지의 경우가 발생할 수 있기 때문에 에어컨의 경우 기존의 엔진 벨트식 컴프레서가 아닌 전동식 컴프레서를 사용한다.In addition, an LDC (Low DC-DC Converter) provided between the main battery and the auxiliary battery is used instead of the existing alternator to charge the auxiliary battery provided with the main battery, which is the power source of the motor, In case of air conditioner, electric compressors are used instead of conventional engine belt type compressors.

이와 같이 병렬형 하이브리드 시스템은 메인 배터리에 여러 전기부하가 연결되기 때문에, 배터리 충전장치의 이상 혹은 배터리 과부하로 인해 메인 배터리의 방전만 발생하여 배터리 SOC(State Of Charge)가 매우 낮아질 경우 과방전으로 인해 메인 배터리의 소손이 발생할 수 있다.In this parallel hybrid system, since several electric loads are connected to the main battery, if the battery charging device is abnormally turned off or the battery is overloaded, only the main battery is discharged and the battery state of charge (SOC) becomes very low, The main battery may be damaged.

이 경우 배터리 과방전 방지를 위하여 메인 배터리의 부하로 작용하는 LDC 혹은 전동식 오일펌프의 작동을 제한할 경우 변속기의 유압 공급이 이루어지지 않아 차량 주행이 불가하게 된다.
In this case, if the operation of the LDC or electric oil pump, which acts as a load of the main battery, is restricted in order to prevent over discharge of the battery, the hydraulic supply of the transmission is not provided and the vehicle can not be driven.

본 발명은 차량에 탑재된 배터리 충전장치의 이상 혹은 배터리 과부하로 인하여 메인 배터리의 과방전이 초래되는 충전불가의 상황에서 메인 배터리의 과방전을 방지하여 배터리를 보호하고 차량의 주행 성능을 확보하기 위한 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention relates to a hybrid battery for preventing over discharge of a main battery in a non-rechargeable state where overcharge of the main battery occurs due to an abnormality of a battery charging device mounted on a vehicle or overload of the battery, And an object of the present invention is to provide an apparatus and method for managing a battery SOC of a vehicle.

이에 본 발명에서는, 하이브리드 차량의 시동 이후 최초 엔진 완폭 시점에 메인 배터리 SOC를 검출하는 제1단계; 상기 시동 이후 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC에 기초하여 메인 배터리의 과방전 직전 상태 진입 여부를 판단하는 제2단계; 상기 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단되면 메인 배터리와 이 메인 배터리의 전기부하 사이에 설치된 메인 릴레이를 오프시키는 제3단계; 및 상기 메인 릴레이의 오프 이후 기어변속단이 파킹단(P단)으로 변속되고 차량이 정차하면, 다시 메인 릴레이의 온 작동을 재개하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 방법을 제공한다.Accordingly, in the present invention, there is provided a hybrid vehicle comprising: a first step of detecting a main battery SOC at a time point of an initial engine load increase after starting a hybrid vehicle; A second step of determining whether the main battery is in a state immediately before overdischarge based on the main battery SOC at the time of the first engine widening after the startup; A third step of turning off the main relay installed between the main battery and the electric load of the main battery when it is determined that the main battery has entered the state immediately before overdischarge; And a fourth step of restarting the on-operation of the main relay when the vehicle shifts to the parking end (P-end) after the gear relay is turned off after the main relay is turned off. Provide a management method.

구체적으로, 상기 제2단계에서는, 상기 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC가 설정된 과방전임계값을 초과하는 경우, 이후 모니터링한 메인 배터리 SOC가 상기 과방전임계값 이하에 도달하면 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단한다.Specifically, in the second step, when the main battery SOC at the time of the first engine widening exceeds the set over-discharge threshold value, when the main battery SOC that has been monitored subsequently reaches the over-discharge threshold value, It is judged that it has entered the previous state.

또한, 상기 제2단계에서는, 상기 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC가 설정된 과방전임계값 이하인 경우, 이후 모니터링한 메인 배터리 SOC가 상승하여 상기 과방전임계값보다 크게 설정된 충전임계값을 초과하였다가 다시 감소하여 상기 과방전임계값 이하에 도달하면 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단한다.In the second step, when the main battery SOC at the time of the first engine widening is less than or equal to the set over-discharge threshold value, the monitored main battery SOC then rises to exceed the charge threshold set higher than the over-discharge threshold It is determined that the main battery has entered the state immediately before overdischarge if it has decreased below the over-discharge threshold value.

또한, 상기 제2단계에서는, 상기 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC가 설정된 과방전임계값 이하인 경우, 이후 모니터링한 메인 배터리 SOC가 상기 최초 엔진 완폭 시점의 배터리 SOC 대비 설정된 기준값 이상 감소하면 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단한다.In the second step, when the main battery SOC at the time of the first engine widening is equal to or less than the set over-discharge threshold value, if the main battery SOC monitored subsequently decreases to be equal to or greater than the reference value of the battery SOC at the initial engine widening time, It is judged that it has entered the state immediately before overdischarge.

그리고, 상기 제3단계에서는, 메인 릴레이를 오프시킬 때, 차륜으로부터 모터 및 HSG(Hybrid Starter-Generator)에 전달되는 회전력에 의해 발생되는 역기전력을 전동식 오일펌프의 구동 전력으로 사용한다.In the third step, when the main relay is turned off, the counter electromotive force generated by the rotational force transmitted from the wheel to the motor and the HSG (Hybrid Starter-Generator) is used as driving electric power for the electric oil pump.

또한, 상기 제4단계에서는, 상기 메인 릴레이의 온 작동을 재개하는 동안 메인 배터리의 방전 및 충전을 중단하고, 상기 메인 릴레이의 온 작동 재개가 실패하면 보조 배터리의 전력을 메인 배터리의 전기부하의 전력으로서 사용한다.In addition, in the fourth step, when the on-operation of the main relay is resumed, the discharge and charging of the main battery is stopped, and when the on-operation resumption of the main relay fails, .

또한 본 발명에서는, 차량의 메인 배터리 SOC를 모니터링하여 제공하는 제1제어기; 시동 이후 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC에 기초하여 메인 배터리의 과방전 직전 상태 진입 여부를 판단하고, 상기 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단되면 메인 배터리와 이 메인 배터리의 전기부하 사이에 설치된 메인 릴레이를 오프시키는 제2제어기;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치를 제공한다.In the present invention, a first controller monitors and provides a main battery SOC of the vehicle; Determining whether or not the main battery is in the state immediately before overdischarge based on the main battery SOC at the time of the first engine widening after the start of the engine; And a second controller for turning off the main relay installed in the battery SOC of the hybrid vehicle.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제2제어기는, 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC가 설정된 과방전임계값을 초과하는 경우, 이후 모니터링한 메인 배터리 SOC가 상기 과방전임계값 이하에 도달하면 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단한다.According to an embodiment of the present invention, when the main battery SOC at the time of the first engine widening exceeds the set over-discharge threshold value, the second controller, when the monitored main battery SOC reaches the over- It is determined that the battery has entered the state immediately before overdischarge.

또한 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제2제어기는, 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC가 설정된 과방전임계값 이하인 경우, 이후 모니터링한 메인 배터리 SOC가 상승하여 상기 과방전임계값보다 크게 설정된 충전임계값을 초과하였다가 다시 감소하여 상기 과방전임계값 이하에 도달하면 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단한다.Also, according to an embodiment of the present invention, when the main battery SOC at the time of the first engine widening time is equal to or less than the set over-discharge threshold value, the second controller increases the main battery SOC It is determined that the main battery has entered the state immediately before overdischarge if the threshold value is exceeded and then decreased again to reach the overdischarge threshold value or less.

또한 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제2제어기는, 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC가 설정된 과방전임계값 이하인 경우, 이후 모니터링한 메인 배터리 SOC가 상기 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC 대비 설정된 기준값 이상 감소하면 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단한다.Also, according to an embodiment of the present invention, when the main battery SOC at the time of the first engine widening is equal to or less than the set over-discharge threshold value, the second controller sets the monitored main battery SOC to the main battery SOC It is judged that the main battery has entered the state immediately before overdischarge.

아울러, 상기 제2제어기는 메인 릴레이를 오프시킬 때, 차륜으로부터 모터 및 HSG(Hybrid Starter-Generator)에 전달되는 회전력에 의해 발생되는 역기전력이 전동식 오일펌프의 구동 전력으로 사용되게 한다.In addition, when the main relay is turned off, the second controller causes the counter electromotive force generated by the rotational force transmitted from the wheel to the motor and the HSG (Hybrid Starter-Generator) to be used as driving power for the electric oil pump.

그리고, 상기 제2제어기는 메인 릴레이의 오프 이후 기어변속단이 파킹단(P단)으로 변속되고 차량이 정차하면, 다시 메인 릴레이의 온 작동을 재개시킨다.When the vehicle is stopped, the second controller resumes the on-operation of the main relay again after the gear-speed change stage is shifted to the parking end (P-stage) after the main relay is turned off.

바람직하게, 상기 제2제어기는 메인 릴레이의 온 작동이 재개되는 동안 메인 배터리의 방전 및 충전을 중단시키고, 메인 릴레이의 온 작동 재개가 실패하면 보조 배터리의 전력이 메인 배터리의 전기부하의 전력으로서 사용되게 한다.
Preferably, the second controller stops discharging and charging the main battery while the main relay is turned on, and when the main relay fails to resume the on-operation, the power of the auxiliary battery is used as the power of the electric load of the main battery .

본 발명에 따른 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치 및 방법에 의하면, 엔진이 기동된 상태에서 메인 릴레이를 선택적으로 오프시켜 메인 배터리를 차량의 고전압 전장으로부터 격리함으로써 메인 배터리의 충전불가로 인해 초래되는 배터리 과방전을 방지하고, 이에 의해 과방전으로 인한 배터리 소손으로부터 메인 배터리를 보호하고 차량의 주행 성능을 확보할 수 있게 된다.
According to the apparatus and method for managing the battery SOC of the hybrid vehicle according to the present invention, the main relay is selectively turned off in the state in which the engine is started, thereby isolating the main battery from the high voltage electric field of the vehicle. Thus, it is possible to protect the main battery from the battery burn-out caused by the over discharge and ensure the running performance of the vehicle.

도 1은 병렬형 하이브리드 시스템을 예시한 구성도
도 2는 병렬형 하이브리드 시스템의 전력 전달 구조를 예시한 구성도
도 3 내지 6은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 방법을 예시한 타이밍 차트1 is a block diagram illustrating a parallel type hybrid system
2 is a block diagram illustrating a power transfer structure of a parallel type hybrid system
3 to 6 are timing charts illustrating a method of managing battery SOC of a hybrid vehicle according to the present invention.

본 발명의 이해를 돕기 위하여 먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 병렬형 하이브리드 시스템의 구성을 살펴보도록 한다.In order to facilitate understanding of the present invention, the configuration of a parallel hybrid system will be described with reference to FIG. 1 and FIG.

도 1에 보듯이, 병렬형 하이브리드 시스템은 하이브리드 차량의 구동원인 엔진(1)과 모터(2) 사이에 엔진클러치(3)가 설치되고 상기 엔진클러치(3)와 변속기(4) 사이에 상기 모터(2)가 설치된 구조를 가진다.1, a parallel type hybrid system is provided with an engine clutch 3 between an engine 1 and a motor 2, which is a driving source of a hybrid vehicle, and the hybrid vehicle 1 is provided between the engine clutch 3 and the transmission 4, (2).

이에 따라 엔진클러치(3)의 오픈 상태에서는 모터(2)에 의해서만 차량 구동이 가능하고, 엔진클러치(3)의 클로즈 혹은 락(Lock) 상태에서는 엔진(1)과 모터(2)에 의해 차량 구동이 가능하며, 차량 주행 모드에 상관없이 변속기(4) 및 엔진클러치(3)에 유압을 공급하기 위하여, 변속기(4)에 유압 공급을 위한 전동식 오일펌프(5)가 장착된다.Thus, the vehicle can be driven only by the motor 2 in the open state of the engine clutch 3 and can be driven by the engine 1 and the motor 2 in the closed or locked state of the engine clutch 3. [ And a motor-driven oil pump 5 for supplying hydraulic pressure to the transmission 4 is mounted in order to supply the hydraulic pressure to the transmission 4 and the engine clutch 3 regardless of the vehicle running mode.

또한, 상기 병렬형 하이브리드 시스템은 엔진(1)의 자동 시동 및 정지를 위해 엔진 축 풀리에 HSG(Hybrid Starter-Generator)(6)가 장착되고, 제동시 회생을 위한 회생제동 브레이크 장치(7)가 구비된다.In the parallel hybrid system, an HSG (Hybrid Starter-Generator) 6 is mounted on an engine shaft pulley for automatic start and stop of the engine 1, and a regenerative braking / braking device 7 for regenerating braking Respectively.

그리고, 상기 모터(2)의 동력원인 메인 배터리(8)와 더불어 구비되는 보조 배터리(9)의 충전을 위하여, 메인 배터리(8)와 보조 배터리(9) 사이에 LDC(Low DC-DC Converter)(10)가 설치된다.A low DC-DC converter (LDC) is connected between the main battery 8 and the auxiliary battery 9 to charge the auxiliary battery 9 provided with the main battery 8, which is a power source of the motor 2, (10).

상기 모터(2)와 LDC(10)와 전동식 오일펌프(5) 및 HSG(6) 등의 전기부하에 전력을 공급하기 위한 메인 배터리(8)는 메인 릴레이(도 2의 11 참조)의 온 작동시 상기 전기부하에 전력을 공급가능하게 된다.The main battery 8 for supplying electric power to the motor 2 and the electric loads such as the LDC 10 and the electric oil pump 5 and the HSG 6 is turned on by the main relay The electric power can be supplied to the electric load.

도 2는 병렬형 하이브리드 시스템의 전력 전달 구조를 예시한 구성도로서, 메인 배터리(8)와 더불어 메인 릴레이(11), 인버터(12), 모터(2)(혹은 HSG), 전동식 오일펌프(5), LDC(10), 및 보조 배터리(9)의 연결 구조를 보여주고 있으며, 메인 배터리(8)와 상기의 전기부하 사이에 설치된 메인 릴레이(11)의 온 작동시 상기 전기부하에 메인 배터리(8)의 전력이 공급가능한 회로 구성을 보여주고 있다.2 is a configuration diagram illustrating a power transfer structure of a parallel type hybrid system in which a main relay 11, an inverter 12, a motor 2 (or HSG), an electric oil pump 5 The main battery 8 is connected to the main battery 8 when the main relay 11 installed between the main battery 8 and the electric load is turned on, 8) of the power supply circuit.

본 발명에서는 이러한 병렬형 하이브리드 시스템이 탑재된 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 방법에 관한 것으로서, 메인 배터리의 충전을 위한 충전장치의 이상 혹은 메인 배터리의 과부하로 인하여 메인 배터리의 방전만 발생하는 충전불가의 상황에서 초래되는 메인 배터리의 과방전을 방지하여 배터리를 보호하고 차량의 주행 성능을 확보하도록 한다.The present invention relates to a method of managing a battery SOC of a hybrid vehicle equipped with such a parallel type hybrid system, and more particularly, to a method of managing a battery SOC of a hybrid vehicle equipped with the parallel hybrid system, The main battery is prevented from being overdischarged, thereby protecting the battery and securing the running performance of the vehicle.

본 발명에 의하면, 하이브리드 차량에는 차량에 탑재된 메인 배터리의 SOC를 모니터링하는 제1제어기; 상기 제1제어기에서 검출한 시동 완료 시점(구체적으로, 시동 이후 최초 엔진 완폭 시점)의 메인 배터리 SOC에 기초하여 메인 배터리의 과방전 직전 상태 진입 여부를 판단하고, 상기 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단되면 메인 배터리와 이 메인 배터리의 전기부하 사이에 설치된 메인 릴레이를 오프시키는 제2제어기;를 포함하여 구성되는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치가 구축될 수 있다.According to the present invention, the hybrid vehicle includes a first controller for monitoring the SOC of the main battery installed in the vehicle; Determines whether or not the main battery enters a state immediately before overdischarge based on the main battery SOC of the start-up completion time (specifically, the initial engine load-up time point after startup) detected by the first controller, And a second controller for turning off the main relay installed between the main battery and the electric load of the main battery when it is determined that the main battery has entered the battery SOC management apparatus of the hybrid vehicle.

여기서, 상기 제1제어기는 메인 배터리(8) 및 보조 배터리(9)의 상태를 감시하는 차량의 배터리 제어기(Battery Management System, BMS)일 수 있으며, 상기 제2제어기는 상기 배터리 제어기에서 배터리 상태 정보를 제공받아 차량 제어에 이용하는 하이브리드 제어기일 수 있다.Here, the first controller may be a battery management system (BMS) of a vehicle that monitors the states of the main battery 8 and the auxiliary battery 9, and the second controller may determine battery state information And may be a hybrid controller used for vehicle control.

첨부한 도 3 내지 6은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 방법을 예시한 타이밍 차트이다.3 to 6 are timing charts illustrating a method of managing a battery SOC of a hybrid vehicle according to the present invention.

먼저, 상기 제1제어기는 차량의 시동 완료 시점 즉, 시동 이후 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC를 검출하여 제2제어기에 제공한다.First, the first controller detects the main battery SOC at the time of completion of starting the vehicle, that is, after starting the engine, and provides the main battery SOC to the second controller.

하이브리드 차량의 시동시에는 엔진이 완폭 상태 즉, 자력에 의해 회전을 유지할 수 있는 기동 상태에 도달하는데 시간이 소요될 수 있으므로 시동 이후 엔진의 최초 완폭 시점에 메인 배터리 SOC를 검출한다.The main battery SOC is detected at the initial widening of the engine after the start of the hybrid vehicle because the engine may take a long time to reach the starting state in which the engine can maintain the rotation by the magnetic force.

상기 제2제어기는 제1제어기에서 제공받은 시동 완료 시점의 메인 배터리 SOC에 기초하여 메인 배터리의 과방전 직전 상태 진입 여부를 판단하는데, 상기 메인 배터리 SOC가 설정된 과방전임계값을 초과하는 경우와 메인 배터리 SOC가 상기 과방전임계값 이하인 경우로 구분하여 메인 배터리의 과방전 직전 상태 진입 여부를 판단한다.The second controller determines whether or not the main battery SOC is in the state immediately before the overdischarge based on the main battery SOC at the start completion time provided by the first controller. When the main battery SOC exceeds the preset overdischarge threshold value, And a case in which the battery SOC is less than or equal to the over-discharge pre-charge threshold value.

여기서, 상기 과방전임계값은 메인 배터리가 과방전 상태에 진입할 우려가 있는 낮은 배터리 SOC 값으로서 설정되며, 구체적으로 메인 배터리의 과방전을 방지하기 위해 배터리 방전을 제한하는 임계값과 다음 드라이빙 사이클 즉, 이그니션 오프 이후에 새로 진행되는 드라이빙 사이클(시동 ~ 이그니션 오프 시점까지)에서 3~5회의 시동을 시도할 수 있을 정도의 마진을 합산한 값으로서 설정된다.Here, the over-discharge threshold value is set as a low battery SOC value at which the main battery is likely to enter an over-discharge state, and specifically, a threshold value for limiting battery discharge to prevent over discharge of the main battery, That is, the sum of the margins is set so as to be able to start three to five starts in the driving cycle (from the start to the ignition-off time) newly performed after the ignition off.

시동 완료 시점의 메인 배터리 SOC가 상기 과방전임계값을 초과하는 경우, 제2제어기는 제1제어기로부터 메인 배터리 SOC의 모니터링값을 실시간으로 전달받는다.When the main battery SOC at the start completion time exceeds the over-discharge threshold value, the second controller receives the monitoring value of the main battery SOC from the first controller in real time.

상기 제2제어기는 시동 완료 시점에 과방전임계값을 초과하던 메인 배터리 SOC가 하락하여 과방전임계값 이하에 도달하면, 즉 시동 이후 최초 엔진 완폭 시점에 과방전임계값을 초과하던 메인 배터리 SOC가 하락하여 과방전 상태에 진입할 우려가 있는 과방전임계값에 도달하면, 메인 배터리가 과방전이 우려되는 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단한다(도 3 참조).When the main battery SOC which has exceeded the over-discharge threshold at the completion of the start-up is reached and reaches the over-discharge threshold value, that is, the main battery SOC which has exceeded the over-discharge threshold at the initial engine load- It is determined that the main battery has entered the state immediately before overdischarge in which the main battery is likely to be overdischarged (see FIG. 3).

또한, 시동 완료 시점의 메인 배터리 SOC가 상기 과방전임계값 이하인 경우, 제2제어기는 역시 제1제어기로부터 메인 배터리 SOC의 모니터링값을 실시간으로 입력받는다.Also, when the main battery SOC at the time of completion of startup is equal to or less than the over-discharge threshold value, the second controller also receives the monitoring value of the main battery SOC from the first controller in real time.

상기 제2제어기는 시동 완료 시점에 과방전임계값 이하이던 메인 배터리 SOC가 상승하여 과방전임계값보다 큰 값으로 설정된 충전임계값을 초과하면 메인 배터리의 충전이 수행되는 것으로 판단하고, 제1제어기로부터 계속 메인 배터리의 SOC 모니터링값을 실시간으로 입력받는다.The second controller determines that charging of the main battery is performed when the main battery SOC which is less than the over-discharge threshold value at the completion of startup exceeds the charging threshold value set to a value larger than the over-discharge threshold value, The SOC monitoring value of the main battery continues to be inputted in real time.

제2제어기는 상기 충전임계값을 초과하던 메인 배터리 SOC가 감소하여 과방전임계값 이하에 도달하면, 메인 배터리가 과방전이 우려되는 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단한다(도 4 참조).The second controller determines that the main battery has entered the over-discharge state where over-discharge is likely to occur when the main battery SOC that has exceeded the charge threshold is decreased and reaches the over-discharge threshold value (see FIG. 4).

일례로, 상기 충전임계값은 과방전임계값에 '1'을 더한 값으로서 설정될 수 있다.For example, the charge threshold value may be set as a value obtained by adding '1' to the over-discharge threshold value.

또한, 상기 제2제어기는 제1제어기로부터 전달받은 메인 배터리 SOC의 모니터링값에 기초하여 메인 배터리 SOC를 실시간으로 파악한 결과, 시동 완료 시점에 과방전임계값 이하이던 메인 배터리 SOC가 감소하여 시동 완료 시점의 배터리 SOC 대비 설정된 기준값 이상 하락한 것으로 판단되면, 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단한다(도 5 참조).In addition, the second controller determines in real time the main battery SOC based on the monitoring value of the main battery SOC received from the first controller. As a result, the main battery SOC which is less than the over-discharge threshold value at the start completion time decreases, It is determined that the main battery has entered the state immediately before overdischarge (refer to FIG. 5).

도 3 내지 5에 보듯이, 제2제어기는 메인 배터리가 과방전 직전 상태의 위험 수준에 진입한 것으로 판단되면, 메인 배터리와 이 메인 배터리의 전기부하 사이에 설치된 메인 릴레이의 오프 작동을 요청하여 메인 릴레이를 오프시킨다.As shown in FIGS. 3 to 5, when the second controller determines that the main battery has entered the risk level of the state immediately before the overdischarge, it requests an off operation of the main relay installed between the main battery and the electric load of the main battery, Turn off the relay.

상기 메인 릴레이는 메인 배터리와 전기부하 사이의 전기적인 접속 및 접속해제의 기능을 수행하는 것으로서, 메인 릴레이의 오프시 메인 배터리의 전력이 전기부하에 공급되는 것이 중단된다.The main relay performs electrical connection and disconnection between the main battery and the electric load, so that the power of the main battery is not supplied to the electric load when the main relay is off.

상기 메인 릴레이를 오프시킬 때 전동식 오일펌프의 작동 중단으로 인해 변속기 및 엔진클러치의 유압 공급이 불가하여 차량의 주행 불가 상황이 초래되는 것을 방지하기 위하여, 모터 및 HSG(Hybrid Starter-Generator)의 회전에 의해 발생되는 역기전력을 전동식 오일펌프의 구동 전력으로서 사용한다.In order to prevent the hydraulic oil supply of the transmission and the engine clutch from being impossible due to the interruption of the operation of the electric oil pump when the main relay is turned off, the rotation of the motor and the HSG (Hybrid Starter-Generator) Is used as the driving power of the electric oil pump.

즉, 메인 릴레이의 오프시, 차륜으로부터 모터 및 HSG에 전달되는 회전력에 의해 발생되는 역기전력을 전동식 오일펌프의 동력원으로서 사용하여 차량 주행 성능을 확보한다.That is, when the main relay is off, the counter electromotive force generated by the rotational force transmitted from the wheel to the motor and the HSG is used as a power source of the electric oil pump to secure the running performance of the vehicle.

그리고, 도 6에 보듯이, 제2제어기는 상기 메인 릴레이의 오프 이후 기어변속단이 정차를 위한 파킹단(P단)으로 변속되고 차량이 정차한 것으로 판단되면, 다시 메인 릴레이의 온 작동을 재개/시도하고, 상기 메인 릴레이의 온 작동을 재개/시도하는 동안에는 메인 배터리의 방전 및 충전을 중단시킨다.6, after the main relay is turned off, the second controller is shifted to the parked end (P-end) for stopping, and when it is determined that the vehicle has stopped, the second controller resumes the on- / Stopping the discharge and charging of the main battery while attempting to restart / attempt to turn on the main relay.

상기 제2제어기는 메인 릴레이의 온 작동을 재개/시도하는 동안 메인 릴레이의 융착 방지를 위해 LDC 동작 중단과 더불어 메인 배터리의 방전 및 충전 동작을 중단하고, 메인 릴레이의 온 작동이 성공적으로 재개되면 메인 배터리의 방전 및 충전을 재개하여 차량 정상 주행이 가능하도록 한다.The second controller interrupts the discharging and charging operation of the main battery along with the LDC operation interruption to prevent fusion of the main relay while the main relay is restarted on / Discharge and charge of the battery are resumed so that the vehicle can be driven normally.

또한, 제2제어기는 메인 릴레이의 온 작동 재개가 실패하면 메인 배터리 대신 보조 배터리의 전력을 전기부하의 전력으로서 사용하여 차량 주행이 가능하도록 한다. 상기 보조 배터리의 SOC만큼 차량 주행이 가능하도록 함으로써 메인 배터리의 온 작동 실패로 인해 주행중인 도로에서 차량이 의도치 않게 정차되는 것을 방지한다.In addition, if the main relay fails to resume the on-operation of the main relay, the second controller uses the electric power of the auxiliary battery as electric power of the electric load instead of the main battery, thereby enabling the vehicle to travel. The vehicle can be driven by the SOC of the auxiliary battery, thereby preventing the vehicle from unintentionally stopping on the road under driving due to the failure of the main battery to be turned on.

메인 배터리가 충전불가로 인해 과방전 직전 상태로 진입하는 상황은 특정 드라이빙 사이클에 국한되어 발생하는 것일 수 있으므로, 상기와 같은 본 발명의 배터리 SOC 관리 방법은 메인 배터리의 과방전이 우려되는 해당 드라이빙 사이클에서만 수행되어야 한다. The situation in which the main battery enters the state immediately before overdischarge due to the non-chargeability may be limited to a specific driving cycle. Therefore, the battery SOC management method of the present invention as described above can be applied only to the driving cycle Should be performed.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Modifications are also included in the scope of the present invention.

1 : 엔진
2 : 모터
3 : 엔진클러치
4 : 변속기
5 : 전동식 오일펌프
6 : HSG(Hybrid Starter-Generator)
8 : 메인 배터리
9 : 보조 배터리
10 : LDC
11 : 메인 릴레이1: engine
2: Motor
3: Engine clutch
4: Transmission
5: Electric oil pump
6: Hybrid Starter-Generator (HSG)
8: Main battery
9: Auxiliary battery
10: LDC
11: Main relay

Claims (16)

하이브리드 차량의 시동 이후 최초 엔진 완폭 시점에 메인 배터리 SOC를 검출하는 제1단계;
상기 시동 이후 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC에 기초하여 메인 배터리의 과방전 직전 상태 진입 여부를 판단하는 제2단계;
상기 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단되면 메인 배터리와 이 메인 배터리의 전기부하 사이에 설치된 메인 릴레이를 오프시키는 제3단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 방법.
A first step of detecting the main battery SOC at the time of the first engine widening after starting the hybrid vehicle;
A second step of determining whether the main battery is in a state immediately before overdischarge based on the main battery SOC at the time of the first engine widening after the startup;
A third step of turning off the main relay installed between the main battery and the electric load of the main battery when it is determined that the main battery has entered the state immediately before overdischarge;
(SOC) of the hybrid vehicle.
청구항 1에 있어서,
상기 제2단계에서는, 상기 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC가 설정된 과방전임계값을 초과하는 경우, 이후 모니터링한 메인 배터리 SOC가 상기 과방전임계값 이하에 도달하면 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 방법.
The method according to claim 1,
In the second step, when the main battery SOC at the time of the first engine widening exceeds the preset over-discharge threshold value, when the monitored main battery SOC reaches the over-discharge threshold value, the main battery is in a state immediately before over- Wherein the control unit determines that the vehicle has entered the hybrid vehicle.
청구항 1에 있어서,
상기 제2단계에서는, 상기 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC가 설정된 과방전임계값 이하인 경우, 이후 모니터링한 메인 배터리 SOC가 상승하여 상기 과방전임계값보다 크게 설정된 충전임계값을 초과하였다가 다시 감소하여 상기 과방전임계값 이하에 도달하면 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 방법.
The method according to claim 1,
In the second step, when the main battery SOC at the time of the first engine widening is less than or equal to the set over-discharge threshold value, the monitored main battery SOC then goes up to exceed the charging threshold value set to be greater than the over- And determines that the main battery has entered a state immediately before overdischarge if the temperature of the main battery reaches the over-discharge threshold value.
청구항 1에 있어서,
상기 제2단계에서는, 상기 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC가 설정된 과방전임계값 이하인 경우, 이후 모니터링한 메인 배터리 SOC가 상기 최초 엔진 완폭 시점의 배터리 SOC 대비 설정된 기준값 이상 감소하면 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 방법.
The method according to claim 1,
In the second step, if the main battery SOC at the time of the first engine widening is equal to or less than the preset over-discharge threshold value, if the main battery SOC monitored subsequently decreases to be equal to or greater than the reference value of the battery SOC at the initial engine widening time, (SOC) of the hybrid vehicle.
청구항 1에 있어서,
상기 제3단계에서는, 메인 릴레이를 오프시킬 때, 차륜으로부터 모터 및 HSG(Hybrid Starter-Generator)에 전달되는 회전력에 의해 발생되는 역기전력을 전동식 오일펌프의 구동 전력으로 사용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the back electromotive force generated by the rotational force transmitted from the wheel to the motor and the HSG (hybrid starter-generator) when the main relay is turned off is used as the driving power of the electric oil pump in the third step. How to manage battery SOC.
청구항 1에 있어서,
상기 메인 릴레이의 오프 이후 기어변속단이 파킹단으로 변속되고 차량이 정차하면, 다시 메인 릴레이의 온 작동을 재개하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 방법.
The method according to claim 1,
And a fourth step of restarting the on-operation of the main relay when the gearshift range is shifted to the parking end after the main relay is turned off and the vehicle is stopped.
청구항 6에 있어서,
상기 메인 릴레이의 온 작동을 재개하는 동안 메인 배터리의 방전 및 충전을 중단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 방법.
The method of claim 6,
And discharging and charging of the main battery is stopped while the on-operation of the main relay is resumed.
청구항 6에 있어서,
상기 메인 릴레이의 온 작동 재개가 실패하면 보조 배터리의 전력을 메인 배터리의 전기부하의 전력으로서 사용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 방법.
The method of claim 6,
And the power of the auxiliary battery is used as the power of the electric load of the main battery when the on-operation resumption of the main relay fails.
차량의 메인 배터리 SOC를 모니터링하여 제공하는 제1제어기;
시동 이후 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC에 기초하여 메인 배터리의 과방전 직전 상태 진입 여부를 판단하고, 상기 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단되면 메인 배터리와 이 메인 배터리의 전기부하 사이에 설치된 메인 릴레이를 오프시키는 제2제어기;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치.
A first controller monitoring and providing a main battery SOC of the vehicle;
Determining whether or not the main battery is in the state immediately before overdischarge based on the main battery SOC at the time of the first engine widening after the start of the engine; A second controller for turning off the main relay installed in the main body;
And a battery SOC management device for managing the battery SOC of the hybrid vehicle.
청구항 9에 있어서,
상기 제2제어기는, 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC가 설정된 과방전임계값을 초과하는 경우, 이후 모니터링한 메인 배터리 SOC가 상기 과방전임계값 이하에 도달하면 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치.
The method of claim 9,
When the main battery SOC at the time of the first engine load-up exceeds the preset over-discharge threshold value, the second controller enters the main battery immediately before the over-discharge state when the monitored main battery SOC reaches the over-discharge threshold value (SOC) of the hybrid vehicle.
청구항 9에 있어서,
상기 제2제어기는, 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC가 설정된 과방전임계값 이하인 경우, 이후 모니터링한 메인 배터리 SOC가 상승하여 상기 과방전임계값보다 크게 설정된 충전임계값을 초과하였다가 다시 감소하여 상기 과방전임계값 이하에 도달하면 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치.
The method of claim 9,
If the main battery SOC at the time of the first engine widening time is less than or equal to the set over-discharge threshold value, the second controller increases the monitored main battery SOC and then decreases again after exceeding the charging threshold value set to be greater than the over- And determines that the main battery has entered a state immediately before overdischarge when the temperature reaches the over-discharge threshold value.
청구항 9에 있어서,
상기 제2제어기는, 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC가 설정된 과방전임계값 이하인 경우, 이후 모니터링한 메인 배터리 SOC가 상기 최초 엔진 완폭 시점의 메인 배터리 SOC 대비 설정된 기준값 이상 감소하면 메인 배터리가 과방전 직전 상태에 진입한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치.
The method of claim 9,
If the main battery SOC at the time of the first engine widening time is equal to or less than the set over-discharge threshold value, the main controller determines that the main battery SOC is over- (SOC) of the hybrid vehicle.
청구항 9에 있어서,
상기 제2제어기는 메인 릴레이를 오프시킬 때, 차륜으로부터 모터 및 HSG(Hybrid Starter-Generator)에 전달되는 회전력에 의해 발생되는 역기전력이 전동식 오일펌프의 구동 전력으로 사용되게 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치.
The method of claim 9,
Wherein the second controller causes the counter electromotive force generated by the rotational force transmitted from the wheel to the motor and the HSG (Hybrid Starter-Generator) to be used as the driving power of the electric oil pump when the main relay is turned off. Battery SOC management device.
청구항 9에 있어서,
상기 제2제어기는 메인 릴레이의 오프 이후 기어변속단이 파킹단(P단)으로 변속되고 차량이 정차하면, 다시 메인 릴레이의 온 작동을 재개시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치.
The method of claim 9,
Wherein the second controller resumes the on-operation of the main relay when the gearshift range is shifted to the parked end (P-end) after the main relay is turned off and the vehicle stops.
청구항 14에 있어서,
상기 제2제어기는 메인 릴레이의 온 작동이 재개되는 동안 메인 배터리의 방전 및 충전을 중단시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치.
15. The method of claim 14,
Wherein the second controller stops discharging and charging the main battery while the on-operation of the main relay is resumed.
청구항 14에 있어서,
상기 제2제어기는 메인 릴레이의 온 작동 재개가 실패하면 보조 배터리의 전력이 메인 배터리의 전기부하의 전력으로서 사용되게 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 배터리 SOC 관리 장치.
15. The method of claim 14,
Wherein the second controller causes the power of the auxiliary battery to be used as the power of the electric load of the main battery when the on-operation resume of the main relay fails.
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