KR20190110190A - Minimum Re-start Voltage Presumption Method of Battery for Automotive Vehicles - Google Patents

Minimum Re-start Voltage Presumption Method of Battery for Automotive Vehicles Download PDF

Info

Publication number
KR20190110190A
KR20190110190A KR1020180031820A KR20180031820A KR20190110190A KR 20190110190 A KR20190110190 A KR 20190110190A KR 1020180031820 A KR1020180031820 A KR 1020180031820A KR 20180031820 A KR20180031820 A KR 20180031820A KR 20190110190 A KR20190110190 A KR 20190110190A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
voltage
current
starting
minimum
Prior art date
Application number
KR1020180031820A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
노희진
바싯 칸 압둘
Original Assignee
영화테크(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 영화테크(주) filed Critical 영화테크(주)
Priority to KR1020180031820A priority Critical patent/KR20190110190A/en
Publication of KR20190110190A publication Critical patent/KR20190110190A/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/065Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at hot start or restart
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/2506Arrangements for conditioning or analysing measured signals, e.g. for indicating peak values ; Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
    • G01R19/2509Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

The present invention relates to a method for predicting a starting minimum voltage of a battery when a vehicle engine is restarted, which is capable of accurately predicting a starting minimum voltage. The method of the present invention comprises the steps of: sampling current of a battery per second; calculating voltage at an instant of sampling the current; predicting an internal resistance of the battery; calculating a starting minimum voltage; and continuously updating the starting minimum voltage.

Description

차량 엔진의 재시동시 배터리의 시동 최저전압 예측방법{Minimum Re-start Voltage Presumption Method of Battery for Automotive Vehicles}Minimum Re-start Voltage Presumption Method of Battery for Automotive Vehicles}
본 발명은 차량 엔진의 재시동시 배터리의 시동 최저전압 예측방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, ISG(Idle Stop & G0) 시스템을 적용한 차량에서 최초 시동시에는 부하가 없는 상태의 전압과 배터리 온도가 기록된 테이블에 의해 시동 최저전압을 예측하고, 차후 시동부터는 직전 시동 전압을 계속 테이블에 갱신하여 재시동시의 배터리 최저전압을 정확히 예측할 수 있도록 함으로써, 배터리의 전압이 재시동 전압 이하가 되면 일시 정지상태에서 시동이 꺼지지 않도록 할 수 있는 차량 엔진의 재시동시 배터리의 시동 최저전압 예측방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for predicting the lowest starting voltage of a battery when the vehicle engine is restarted. More specifically, the voltage and the battery temperature of the unloaded state in the vehicle starting with the ISG (Idle Stop & G0) system are initially loaded. The recorded table predicts the minimum starting voltage, and from the next start onwards, the previous starting voltage is continuously updated in the table so that the battery minimum voltage at restart can be accurately predicted. The present invention relates to a method for predicting the minimum starting voltage of a battery when the vehicle engine is restarted so that the starting can not be turned off.
최근의 차량에는 엔진의 공회전으로 인한 에너지의 낭비를 줄이기 위해 아이들 스톱 앤 고(Idle-Stop & Go) 시스템(이하, 'ISG 시스템' 이라 한다)이 적용되고 있다. Recently, an idle stop-and-go system (hereinafter, referred to as an 'ISG system') is applied to a vehicle to reduce waste of energy due to engine idling.
상기 ISG 시스템은, 차량이 정지하면 엔진을 정지시키고, 운전자의 주행 의지가 감지되거나 엔진을 재시동해야 할 경우에 엔진을 재가동시킨다. The ISG system stops the engine when the vehicle stops and restarts the engine when the driver's willingness to drive is detected or when the engine must be restarted.
즉 교통신호나 다른 이유로 차량이 정지되는 경우, ISG 기능의 요구조건이 충족되면 시동이 자동으로 꺼지고, 특정 조건을 만족하게 될 경우 시동이 자동으로 걸리도록 한다. In other words, if the vehicle is stopped for traffic signals or other reasons, the start-up is automatically turned off when the requirements of the ISG function are met, and the start-up is automatically taken when certain conditions are met.
운전자의 주행 의지는, 운전자가 브레이크에서 발을 떼거나 가속 페달을 밟는 것을 감지함으로써 확인될 수 있다.The driver's willingness to drive can be ascertained by detecting the driver's releasing the brake or depressing the accelerator pedal.
상기한 ISG 시스템은, 차량이 멈출 경우 엔진을 정지시키게 되므로, 불필요한 연료 소모를 줄이고 공회전에 의한 배기가스의 발생을 줄일 수 있으며, 연비를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.Since the ISG system stops the engine when the vehicle is stopped, it is possible to reduce unnecessary fuel consumption, reduce the generation of exhaust gas by idling, and improve fuel economy.
이러한 ISG 시스템을 적용하기 위해서는, 배터리의 상태를 정확하게 파악할 필요가 있는데, 배터리의 상태를 상시적으로 모니터링 하기 위해서 배터리 센서(BS: Battery Sensor)가 사용되고 있다. In order to apply the ISG system, it is necessary to accurately grasp the state of the battery, and a battery sensor (BS) is used to constantly monitor the state of the battery.
상기 배터리 센서는 아날로그식 배터리 센서와 지능형 배터리 센서(IBS: Intelligent Battery Sensor)로 구분할 수 있고, ISG 시스템에는 IBS가 사용되고 있다. The battery sensor may be classified into an analog battery sensor and an intelligent battery sensor (IBS), and IBS is used for an ISG system.
상기 배터리 센서는, 자동차의 배터리에 장착되어 배터리 전압, 배터리 전류, 배터리 음극 단자의 온도 정보를 수집하고, 이를 통해 SOC(State-of-Charge), SOH(State-of-Health) 및 SOF(State-of-Function)를 예측하는 기능을 수행하도록 한다.The battery sensor is mounted on a battery of the vehicle to collect battery voltage, battery current, temperature information of the battery negative terminal, and through this state-of-charge (SOC), state-of-health (SOH) and SOF (state) -of-Function).
또한 상기 배터리 센서는, 엔진의 재시동에 필요한 배터리의 최저 전압을 예측하여 전자 제어장치(ECU: Electronic Control Unit)에 정보를 제공한다.In addition, the battery sensor predicts the lowest voltage of the battery required for restarting the engine and provides information to the electronic control unit (ECU).
이에 따라 차량이 주행하다가 정차시 엔진을 정지시킬지의 여부를 판단하도록 하고 있다.Accordingly, it is determined whether to stop the engine when the vehicle stops while driving.
그런데 엔진 재시동시 최저 전압을 예측하는 종래의 방식은, 정확한 시동 최저전압을 파악하기 어렵다는 문제점이 있다.However, the conventional method of predicting the lowest voltage at engine restart has a problem that it is difficult to determine the correct starting minimum voltage.
차량의 배터리는 시간이 경과함에 따라 그 성능이 저하되고, 전해질의 중력밀도의 변화, 충,방전시의 전열 및 방열에 의해 그 온도가 변화하게 되는데, 종래의 재시동시 최저전압 예측방법은 이러한 배터리의 성능 및 온도 변화를 지속적으로 반영하지 못하고 있다. The performance of the battery of the vehicle deteriorates with time, and the temperature of the battery changes due to the change in gravity density of the electrolyte and the heat transfer and heat dissipation during charging and discharging. Does not continuously reflect changes in performance and temperature.
이에 따라 배터리의 온도 변화로 인해 배터리의 전압이 재시동시 필요한 최저전압 이하가 된 경우에도, 정차시 시동이 꺼지도록 제어하게 된다는 문제가 있다.Accordingly, even when the voltage of the battery becomes lower than or equal to the minimum voltage required for restarting due to the temperature change of the battery, there is a problem that the starting is controlled to be turned off when the vehicle is stopped.
한편 본 발명과 관련된 선행기술을 검색해 본 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.Meanwhile, as a result of searching the prior art related to the present invention, a number of patent documents have been searched and some of them are introduced as follows.
특허문헌 1은 "배터리 센서를 이용한 자동차 배터리의 기능상태 예측방법"에 관한 것으로서, 온라인 상에서 배터리의 내부저항을 추정할 수 있는 RLS 기법을 적용하여 실시간적으로 추정한 배터리의 내부저항을 이용하여 SOF값을 예측함으로써, ISG 시스템이 원활하게 작동되도록 하기 위해, 시동 시의 배터리 전압과 전류를 측정하여 부하저항을 구하는 단계; 주행시의 배터리 전압과 전류를 측정하고 이를 RLS 기법에 적용하여 배터리의 내부저항을 추정하는 단계; 배터리의 개방전압(OCV)을 부하저항과 배터리 내부저항의 합으로 나누어 예측전류를 구하는 단계; SOF 예측식을 이용하여 재시동 시의 배터리 최저 전압을 구하는 단계;를 포함하고 있다.Patent document 1 relates to a method of predicting a functional state of a car battery using a battery sensor. The SOF is obtained by using an internal resistance of a battery estimated in real time by applying an RLS technique that can estimate the internal resistance of a battery online. Calculating a load resistance by measuring a battery voltage and a current at start-up to predict the value, so that the ISG system operates smoothly; Estimating an internal resistance of the battery by measuring a battery voltage and a current while driving and applying the same to an RLS technique; Obtaining an expected current by dividing the open voltage (OCV) of the battery by the sum of the load resistance and the internal battery resistance; Calculating a battery lowest voltage at restart using the SOF prediction equation.
또한 특허문헌 2는, "배터리 센서의 SOF 추정방법 및 장치"에 관한 것으로서, 배터리의 최저 전압을 예측하는 장치는, 차량의 이전 내부저항을 계산하는 단계, 예상된 이전 내부저항과 계산된 이전 내부저항의 크기를 비교하는 단계, 비교결과에 따라 차량의 제1 노화계수를 제2 노화계수로 업데이트 하는 단계, 제2 노화계수를 바탕으로 차량의 현재 내부저항을 추정하는 단계, 그리고 현재 내부저항을 이용하여 최저 전압을 예측하는 단계에 따라 배터리의 최저 전압을 예측하고 있다.In addition, Patent Document 2 relates to "method and apparatus for estimating SOF of a battery sensor", the apparatus for predicting the lowest voltage of the battery, the step of calculating the previous internal resistance of the vehicle, the expected previous internal resistance and the calculated previous internal Comparing the magnitude of the resistance, updating the first aging coefficient of the vehicle with the second aging coefficient according to the comparison result, estimating the current internal resistance of the vehicle based on the second aging coefficient, and According to the step of estimating the lowest voltage using the predicted voltage of the battery.
또한 특허문헌 3은, "차량의 재시동 전압 예측 시스템 및 그 방법"에 관한 것으로서, 충방전이 가능한 배터리; 상기 배터리의 전류 및 온도를 측정하는 배터리 센서부; 및 일정 기간 동안 상기 배터리 센서부에서 수집된 상기 전류와 상기 배터리의 충방전 특성이 반영된 전압을 측정하여 통계적 기법을 활용한 상기 배터리의 내부 저항을 계산하고, 엔진 및 배터리 상태에 따른 크랭킹 시험 데이터를 참조하여 상기 내부 저항과 크랭킹시의 내부저항과의 상관 관계를 고려한 아이들 스탑(Idle Stop) 이후의 엔진 재시동 시 배터리 최저 전압을 추정하는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함하고 있다.In addition, Patent Document 3 relates to a "vehicle restart voltage prediction system and method thereof", comprising: a battery capable of charging and discharging; A battery sensor unit measuring current and temperature of the battery; And calculating an internal resistance of the battery using a statistical technique by measuring a voltage reflecting the current collected from the battery sensor unit and a charge / discharge characteristic of the battery for a predetermined period, and cranking test data according to engine and battery conditions. An electronic control unit (ECU) for estimating a battery's lowest voltage at engine restart after an idle stop considering the correlation between the internal resistance and the internal resistance during cranking is included.
KR 10-2017-0052936 AKR 10-2017-0052936 A KR 10-2015-0040599 AKR 10-2015-0040599 A KR 10-2014-0123838 AKR 10-2014-0123838 A
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량에 구비된 ISG 시스템에서 재시동시의 배터리 최저전압을 예측할 때, 배터리의 현재 온도를 고려하여 최저전압을 계산함으로써, 재시동시의 최저전압을 정확하게 예측할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, by estimating the battery's minimum voltage at restart in the ISG system provided in the vehicle, by calculating the lowest voltage in consideration of the current temperature of the battery, the lowest voltage at restart The purpose is to make it possible to accurately predict.
본 발명의 다른 목적은, 재시동시에 배터리의 현재 온도를 고려하여 최저전압을 정확하게 예측할 수 있도록 하여, ISG 시스템이 원활하게 작동될 수 있도록 하는 데 있다.Another object of the present invention is to enable the ISG system to operate smoothly by accurately predicting the lowest voltage in consideration of the current temperature of the battery at restart.
본 발명의 또 다른 목적은, 배터리의 전압이 재시동시의 최저전압 이하가 되면 차량의 일시 정차시 엔진의 시동이 꺼지지 않도록 하는 데 있다.Still another object of the present invention is to prevent the engine from turning off when the vehicle stops temporarily when the voltage of the battery becomes lower than or equal to the minimum voltage at restart.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량에 구비된 ISG(Idle Stop & Go) 시스템에서, 차량 엔진의 재시동시 배터리의 시동 최저전압을 예측하기 위한 방법에 있어서, (a) 매 초당 배터리의 전류를 샘플링하는 단계(S10); (b) 상기 S10 단계에서 전류를 샘플링하는 순간의 전압(
Figure pat00001
)을 계산하는 단계(S20); (c) 상기 S20 단계에서 계산된 순간전압(
Figure pat00002
)을 현재의 전류로 나눈 값으로 배터리의 내부저항(
Figure pat00003
)을 예측하는 단계(S30); (d) 시동 최저전압(
Figure pat00004
)을 계산하는 단계(S40); (e) BMS(Battery Management System) 내부 메모리에 저장된 테이블에, 상기 S40 단계에서 구해진 시동 최저전압을 갱신하는 단계(S50)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, the present invention, in the vehicle ISG (Idle Stop & Go) system, a method for predicting the starting voltage of the battery when restarting the vehicle engine, (a) of the battery per second Sampling a current (S10); (b) the voltage at the instant of sampling the current in step S10 (
Figure pat00001
Calculating (S20); (c) the instantaneous voltage calculated in step S20 (
Figure pat00002
) Divided by the current to determine the battery's internal resistance (
Figure pat00003
Predicting (S30); (d) starting minimum voltage
Figure pat00004
Calculating (S40); (e) updating the starting minimum voltage obtained in the step S40 to the table stored in the battery management system (BMS) internal memory (S50).
또한 상기 S10 단계에서, 배터리 폴(Pole)에 센서를 장착하여 매 초당 전류를 샘플링하는 것을 특징으로 한다.In addition, in step S10, the sensor is mounted on the battery pole (Pole), characterized in that the sampling of the current per second.
또한 상기 S20 단계에서, 전류를 샘플링하는 순간의 전압(
Figure pat00005
)은, 공장 출고 직후의 배터리 방전전압(Vccv)에서 현재의 배터리 방전전압(Vnow)을 빼서 계산하는 것을 특징으로 한다.
In addition, in the step S20, the voltage at the instant of sampling the current (
Figure pat00005
) Is calculated by subtracting the current battery discharge voltage V now from the battery discharge voltage Vccv immediately after factory shipment.
또한 상기 S30 단계에서, 배터리의 내부저항(
Figure pat00006
)은 상기 S20 단계에서 구해진 순간전압(
Figure pat00007
)을 현재의 배터리 방전전류(Inow)로 나누어 계산하는 것을 특징으로 한다.
In addition, in step S30, the internal resistance of the battery (
Figure pat00006
) Is the instantaneous voltage (
Figure pat00007
) Is calculated by dividing by the current battery discharge current (I now ).
또한 상기 S50 단계에서, 테이블내 온도에 해당하는 값에, 상기 S40 단계에서 구해진 시동 최저전압을 보간(Interpolation)하고 SOC(State of Charge)에 대한 편차값(δ)을 적용하는 것을 특징으로 한다.In the step S50, interpolation of the starting minimum voltage obtained in the step S40 is applied to a value corresponding to the temperature in the table, and a deviation value δ for SOC (State of Charge) is applied.
또한 최초 시동시의 시동 최저전압은, OCV(Open Circuit Voltage)와 BTM(Battery Temperature Modeling)이 기록된 테이블에 의해 예측하고, 재시동시의 최저전압 예측은, 직전 시동 최저전압이 지속적으로 갱신된 테이블에 의해 예측하는 것을 특징으로 한다. In addition, the starting minimum voltage at the first start is estimated by a table that records OCV (Open Circuit Voltage) and BTM (Battery Temperature Modeling), and the minimum voltage at restart is a table in which the last starting voltage was continuously updated. It is characterized by predicting.
본 발명에 의하면, 차량에 구비된 ISG 시스템에서 재시동시의 시동 최저전압을 정확하게 예측할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the ISG system provided in the vehicle has an effect of accurately predicting the starting minimum voltage at the time of restarting.
또한 엔진 재시동시에 배터리의 현재 온도를 고려하여 시동 최저전압을 정확히 예측할 수 있으므로, ISG 시스템이 원활하게 작동될 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, it is possible to accurately predict the starting voltage in consideration of the current temperature of the battery when the engine restarts, so that the ISG system can operate smoothly.
또한 배터리의 전압이 재시동시의 최저전압 이하로 예측되면, 차량의 일시 정차시 ISG 시스템이 작동되지 않도록 하여 엔진의 시동이 꺼지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. In addition, when the voltage of the battery is predicted to be lower than the minimum voltage at the restart, the ISG system is not operated when the vehicle is temporarily stopped, thereby preventing the engine from turning off.
또한 배터리의 정확한 상태를 사전에 파악할 수 있으므로, 배터리의 사용수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, since the exact state of the battery can be grasped in advance, there is an effect that can extend the life of the battery.
도 1은 시동 최저전압의 개념을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 배터리의 시동 최저전압 예측방법을 나타낸 흐름도.
1 is a view showing a concept of a starting minimum voltage.
2 is a flowchart illustrating a method for predicting a starting minimum voltage of a battery according to the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 차량 엔진의 재시동시 배터리의 시동 최저전압 예측방법은, 도 2에 도시된 바와 같이, 차량에 구비된 ISG(Idle Stop & Go) 시스템에서, 차량 엔진의 재시동시 배터리의 시동 최저전압을 예측하기 위한 방법에 있어서, (a) 매 초당 배터리의 전류를 샘플링하는 단계(S10); (b) 상기 S10 단계에서 전류를 샘플링하는 순간의 전압(
Figure pat00008
)을 계산하는 단계(S20); (c) 상기 S20 단계에서 계산된 순간전압(
Figure pat00009
)을 현재의 전류로 나눈 값으로 배터리의 내부저항(
Figure pat00010
)을 예측하는 단계(S30); (d) 부하가 없는 현재의 전압값(OCVTIME)에서, 배터리의 내부저항(RBATT)과 현재의 온도에 대한 전류(ICRNK _Ad)를 곱한 값을 빼서 시동 최저전압(
Figure pat00011
)을 계산하는 단계(S40); (e) BMS(Battery Management System) 내부 메모리에 저장된 테이블에, 상기 S40 단계에서 구해진 시동 최저전압을 갱신하는 단계(S50)을 포함하여 이루어진다.
As shown in FIG. 2, in the ISG system provided in a vehicle, a minimum starting voltage of a battery when the vehicle engine is restarted is illustrated in FIG. 2. In the method for predicting, (a) sampling the current of the battery per second (S10); (b) the voltage at the instant of sampling the current in step S10 (
Figure pat00008
Calculating (S20); (c) the instantaneous voltage calculated in step S20 (
Figure pat00009
) Divided by the current to determine the battery's internal resistance (
Figure pat00010
Predicting (S30); (d) From the current voltage value (OCV TIME ) without load, subtract the product of the battery's internal resistance (R BATT ) and the current (I CRNK _Ad ) for the current temperature to obtain the minimum starting voltage (
Figure pat00011
Calculating (S40); (e) updating the starting minimum voltage obtained in step S40 to the table stored in the battery management system (BMS) internal memory (S50).
상기 S40 단계에서, VCRANK 는 시동 최저전압, OCVTIME 는 부하가 없는 현재의 전압값, RBATT 는 배터리의 내부저항, ICRNK _Ad 현재의 온도에 대한 전류값을 나타낸다.In step S40, V CRANK Is starting voltage, OCV TIME Is the current voltage value without load, R BATT Is the internal resistance of the battery, I CRNK _Ad is Indicates the current value for the current temperature.
즉 본 발명에서는, 부하가 없는 현재의 전압값에서, 배터리의 내부저항과 현재의 온도에 대한 전류를 곱한 값을 빼서, 이를 시동 최저전압으로 예측한다.That is, in the present invention, the present voltage value without a load is subtracted from the product of the battery's internal resistance and the current temperature, and is predicted as the starting minimum voltage.
또한 상기 S10 단계에서, 배터리의 외부에 구비된 배터리 폴(Pole)에 센서를 장착하여 매 초당 전류를 샘플링하는 것이 바람직하다.In addition, in the step S10, it is preferable to mount a sensor on a battery pole provided on the outside of the battery to sample the current per second.
상기 S20 단계에서, 전류를 샘플링하는 순간의 전압(
Figure pat00012
)은, 공장 출고 직후의 배터리 방전전압(Vccv)에서 현재의 배터리 방전전압(Vnow)을 빼서 계산한다.
In the step S20, the voltage at the instant of sampling the current (
Figure pat00012
) Is calculated by subtracting the current battery discharge voltage V now from the battery discharge voltage Vccv immediately after factory shipment.
또한 상기 S30 단계에서, 배터리의 내부저항(
Figure pat00013
)은, 전류를 샘플링하는 순간의 전압(
Figure pat00014
)을 현재의 배터리 방전전류(Inow)로 나누어 계산한다.
In addition, in step S30, the internal resistance of the battery (
Figure pat00013
Is the voltage at the moment of sampling the current (
Figure pat00014
) Is calculated by dividing by the current battery discharge current (I now ).
또한 상기 S50 단계에서, 테이블내 온도에 해당하는 값에, 상기 S40 단계에서 구해진 시동 최저전압을 보간(Interpolation)하고, SOC(State of Charge)에 대한 편차값(δ)을 적용한다.Further, in step S50, the starting minimum voltage obtained in step S40 is interpolated to a value corresponding to the temperature in the table, and a deviation value δ for SOC (State of Charge) is applied.
또한 최초 시동시의 시동 최저전압은, OCV(Open Circuit Voltage)와 BTM(Battery Temperature Modeling)이 기록된 테이블에 의해 예측하고, 재시동시의 최저전압 예측은, 보간법에 의해 갱신된 테이블에 의해 예측한다.In addition, the starting minimum voltage at the first start is predicted by a table in which OCV (Open Circuit Voltage) and Battery Temperature Modeling (BTM) are recorded, and the minimum voltage prediction at restart is predicted by a table updated by interpolation. .
즉 본 발명에 의하면, 재시동시의 시동전압을 연속적으로 테이블에 업데이트하고, 이 업데이트되는 값들을 보간(Interpolation)하여 시동 최저전압을 예측한다.That is, according to the present invention, the starting voltage at restart is continuously updated in the table, and the updated starting voltages are predicted by interpolating the updated values.
이하 다음의 [표 1]을 참조하여 BMS 메모리에 저장된 테이블 데이터를 갱신하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of updating table data stored in a BMS memory will be described with reference to Table 1 below.
BMT(Battery Temperature Modeling) 및 시동 최저전압(V_CRNK)을 나타낸 테이블Table showing Battery Temperature Modeling (BMT) and Starting Low Voltage (V_CRNK)
Table BTM vs V_Table BTM vs V_ CRNKCRNK  ⇒
ExampleExample XX XX XX X1= 8℃X1 = 8 ℃ X2= 22℃X2 = 22 ℃ XX XX XX
XX XX XX Q11← 10.2VQ11 ← 10.2V Q21← 10.9VQ21 ← 10.9V XX XX XX
BTM ℃BTM ℃ -30-30 -20-20 -10-10 00 1010
X_10X_10
2020
X_20X_20
3030 4040 5050 6060
Add ℃Add ℃ Ad10Ad10 Ad20Ad20
V_V_ CRNKCRNK V V 88 99 9.59.5 1010 10.510.5 10.710.7 1111 11.311.3 11.611.6 11.911.9
상기 테이블에서 시동 최저전압(V_CRNK)의 결정은, 전류가 -120A 이하로 발생하는 시점부터 첫 충전모드(+1A 이상)로 전환될 까지의 샘플링 중, 최고 크랭킹 전류 포인트를 시동 최저전압(V_CRNK) 값으로 한다.Determination of the starting minimum voltage (V_CRNK) from the table above, starting from the point at which the current occurs below -120A to the first charging mode (+ 1A or more), the highest cranking current point is set to the starting minimum voltage (V_CRNK). ) Value.
상기 예에서 X1과 X2 사이에 BTM 테이블 값이 존재할 경우에는 다음의 식에 의해 Ad10 및 Ad20을 계산한다. In the above example, when a BTM table value exists between X1 and X2, Ad10 and Ad20 are calculated by the following equation.
Figure pat00015
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00016
위 식에 의하면, X1이 8℃일 경우 시동 최저전압이 10.2V 이면, 위 식에 의해 BMT 10℃란에 기록되는 시동 최저전압은 10.5V가 된다.According to the above equation, when X1 is 8 ° C and the starting minimum voltage is 10.2V, the starting minimum voltage recorded in the BMT 10 ° C column according to the above formula is 10.5V.
또한 X2가 22℃일 경우 시동 최저전압이 10.9V 이면, 위 식에 의해 BMT 20℃란에 기록되는 시동 최저전압은 10.7V 가 된다.In addition, when X2 is 22 ° C and the starting minimum voltage is 10.9V, the starting minimum voltage recorded in the BMT 20 ° C column according to the above formula is 10.7V.
또한 X1과 X2 사이에 BTM 테이블 값이 존재하지 않을 경우에는, 또 다른 X구간이 1개 이상 존재할 때까지 체크하여 역으로 보간(Interpolation) 한 후, 다음의 식에 의해 Ad_BTM에 해당하는 시동 최저전압(V_CRNK)에 SOC(State of Charge) 팩터값(δ)을 적용하여 기록한다.If there is no BTM table value between X1 and X2, check the interpolation by reverse until there is at least one other X section, and then start the minimum voltage corresponding to Ad_BTM by the following equation. The SOC (State of Charge) factor value δ is applied to V_CRNK.
V_ CRNK _10 = Ad_10 / δ V_ CRNK _10 = Ad_10 / δ
V_ CRNK _20 = Ad_20 / δ V_ CRNK _20 = Ad_20 / δ
예컨대 다음의 [표 2]에 표시된 바와 같이, SOC(State of Charge) 상태에 대응하여 일정한 팩터값(δ)을 적용할 수 있다.For example, as shown in the following Table 2, a constant factor value δ may be applied corresponding to a state of charge (SOC) state.
SOC에 대한 팩터값(δ)Factor value (δ) for SOC
Figure pat00017
Figure pat00017
3030 4040 5050 6060 7070 8080 9090 100100
δδ 0.30.3 0.40.4 0.50.5 0.60.6 0.70.7 0.80.8 0.90.9 1.01.0
상기한 방법에 의해, 배터리의 온도 변화 및 배터리의 상태 변화에 따른 인자들을 반영하여, 시동 최저전압을 정확하게 예측할 수가 있다.By the above-described method, it is possible to accurately predict the starting minimum voltage by reflecting the factors according to the temperature change of the battery and the state change of the battery.
이렇게 획득된 시동 최저전압은 ECU로 전송되어, ISG 시스템의 적용에 사용된다.The starting minimum voltage thus obtained is transferred to the ECU and used for the application of the ISG system.
ISG(Idle Stop & G0) 시스템을 적용한 차량에서는, 정차시 엔진의 구동을 정지시키고, 출발시 엔진을 다시 작동시키는 과정을 계속적으로 반복하게 된다.In a vehicle to which the ISG (Idle Stop & G0) system is applied, the process of stopping the driving of the engine at the stop and restarting the engine at the start is repeated repeatedly.
이에 따라 엔진을 재시동하기 위한 배터리의 시동 최저전압을 정확히 파악하는 것이 매우 중요해진다. Therefore, it is very important to know exactly the starting voltage of the battery for restarting the engine.
한편 배터리는 시간이 경과함에 따라 그 성능이 저하하게 되며, 전해질의 중력밀도, 충/방전시의 전열 및 화학적 발열, 외부온도 등의 요인에 의해 그 온도가 수시로 변화하게 된다. On the other hand, the battery performance decreases over time, the temperature of the battery is changed from time to time due to factors such as the gravity density of the electrolyte, electrothermal and chemical heat generated during charging / discharging, external temperature.
그런데 종래의 시동 최저전압 예측방법은, 위와 같은 여러 요인들을 고려하여 시동 최저전압을 판단하고 있지 않다. However, the conventional starting minimum voltage prediction method does not determine the starting minimum voltage in consideration of the above factors.
이에 따라 엔진 재시동시 배터리의 시동 최저전압을 정확하게 예측하기 어렵다는 문제점이 지적되고 있다.Accordingly, it is pointed out that it is difficult to accurately predict the starting voltage of the battery when the engine is restarted.
이에 비해 본 발명은, [표 1]에 도시된 바와 같이, BTM(Battery Temperature Modeling) 및 시동 최저전압(V_CRNK)을 기록한 테이블에 의해 배터리의 시동 최저전압을 예측하고 있다.In contrast, in the present invention, as shown in Table 1, the starting voltage of the battery is predicted by a table that records battery temperature modeling (BTM) and the starting minimum voltage (V_CRNK).
또한 배터리의 전압강하를 고려하여 시동 최저전압을 예측하고 있으며, 재시동시마다 시동 최저전압을 연속으로 테이블에 업데이트하여 갱신해 나간다.In addition, the minimum starting voltage is estimated in consideration of the voltage drop of the battery, and the starting minimum voltage is continuously updated in the table at each restart.
즉 본 발명은, 시간이 경과함에 따라 충전성능이 저하되는 배터리의 특성 및 배터리의 온도를 고려하여 재시동시의 최저전압을 예측한다.That is, the present invention predicts the minimum voltage at the time of restart in consideration of the characteristics of the battery and the temperature of the battery whose charging performance is deteriorated with time.
이에 따라 배터리를 장시간 사용하는 경우에도, 재시동시의 최저전압을 정확하게 예측할 수 게 된다.Accordingly, even when the battery is used for a long time, it is possible to accurately predict the minimum voltage at the restart.
이로써 ISG 시스템이 원활하게 작동될 수 있도록 할 수 있고, 배터리 전압이 재시동시의 최저전압 이하고 예측되면, 차량의 일시 정차시 ISG 시스템이 작동되지 않도록 하여 정차시 엔진의 시동이 꺼지지 않도록 할 수 있다.This allows the ISG system to operate smoothly, and if the battery voltage is predicted to be below the minimum voltage at restart, the ISG system can be disabled when the vehicle is temporarily stopped so that the engine does not turn off when the vehicle is stopped. .
또한 배터리 시동 최저전압의 변화에 근거하여 배터리의 충전성능을 사전에 파악할 수가 있다. In addition, the charging performance of the battery can be grasped in advance based on the change of the battery starting minimum voltage.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although the embodiments for illustrating the technical idea of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configuration and operation as described above, and the present invention without departing from the scope of the technical idea described in the claims. Those skilled in the art will appreciate that many variations and modifications to the invention are possible. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

Claims (6)

  1. 차량에 구비된 ISG(Idle Stop & Go) 시스템에서, 차량 엔진의 재시동시 배터리의 시동 최저전압을 예측하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 매 초당 배터리의 전류를 샘플링하는 단계(S10);
    (b) 상기 S10 단계에서 전류를 샘플링하는 순간의 전압(
    Figure pat00018
    )을 계산하는 단계(S20);
    (c) 상기 S20 단계에서 계산된 순간전압(
    Figure pat00019
    )을 현재의 전류로 나눈 값으로 배터리의 내부저항(
    Figure pat00020
    )을 예측하는 단계(S30);
    (d) 부하가 없는 현재의 전압값(OCVTIME)에서, 배터리의 내부저항(RBATT)과 현재의 온도에 대한 전류(ICRNK _Ad)를 곱한 값을 빼서 시동 최저전압(
    Figure pat00021
    )을 계산하는 단계(S40);
    (e) BMS(Battery Management System) 내부 메모리에 저장된 테이블에, 상기 S40 단계에서 구해진 시동 최저전압을 지속적으로 갱신하는 단계(S50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 재시동시 배터리의 시동 최저전압 예측방법.
    In the ISG (Idle Stop & Go) system provided in the vehicle, a method for predicting the starting voltage of the battery upon restart of the vehicle engine,
    (a) sampling the current of the battery every second (S10);
    (b) the voltage at the instant of sampling the current in step S10 (
    Figure pat00018
    Calculating (S20);
    (c) the instantaneous voltage calculated in step S20 (
    Figure pat00019
    ) Divided by the current to determine the battery's internal resistance (
    Figure pat00020
    Predicting (S30);
    (d) From the current voltage value (OCV TIME ) without load, subtract the product of the battery's internal resistance (R BATT ) and the current (I CRNK _Ad ) for the current temperature to obtain the minimum starting voltage (
    Figure pat00021
    Calculating (S40);
    (e) continuously updating the starting minimum voltage obtained in the step S40 to a table stored in a battery management system (BMS) internal memory (S50), wherein the minimum starting voltage of the battery when the vehicle engine is restarted Prediction Method.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 S10 단계에서, 배터리 폴(Pole)에 센서를 장착하여 매 초당 전류를 샘플링하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 재시동시 배터리의 시동 최저전압 예측방법.
    The method of claim 1,
    In step S10, the sensor is mounted on the battery pole (Pole) and sampling the current per second, characterized in that for starting the minimum voltage of the battery upon restarting the vehicle engine.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 S20 단계에서, 전류를 샘플링하는 순간의 전압(
    Figure pat00022
    )은, 공장 출고 직후의 배터리 방전전압(Vccv)에서 현재의 배터리 방전전압(Vnow)을 빼서 계산하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 재시동시 배터리의 시동 최저전압 예측방법.
    The method of claim 1,
    In the step S20, the voltage at the instant of sampling the current (
    Figure pat00022
    ) Is calculated by subtracting the current battery discharge voltage (V now ) from the battery discharge voltage (Vccv) immediately after factory shipment.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 S30 단계에서, 배터리의 내부저항(
    Figure pat00023
    )은, 전류를 샘플링하는 순간의 전압(
    Figure pat00024
    )을 현재의 배터리 방전전류(Inow)로 나누어 계산하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 재시동시 배터리의 시동 최저전압 예측방법.
    The method of claim 1,
    In step S30, the internal resistance of the battery (
    Figure pat00023
    Is the voltage at the moment of sampling the current (
    Figure pat00024
    ) Is calculated by dividing the current by the current battery discharge current (I now ), the method for predicting the starting voltage of the battery when the engine restarts.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 S50 단계에서, 테이블내 온도에 해당하는 값에, 상기 S40 단계에서 구해진 시동 최저전압을 보간(Interpolation)하고, SOC(State of Charge)에 대한 편차값(δ)을 적용하여 기록하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 재시동시 배터리의 시동 최저전압 예측방법.
    The method of claim 1,
    In the step S50, interpolation of the starting minimum voltage obtained in the step S40 to the value corresponding to the temperature in the table, and recording by applying the deviation value (δ) for the state of charge (SOC) A method for predicting the minimum starting voltage of a battery when a vehicle engine is restarted.
  6. 제 5 항에 있어서,
    최초 시동시의 시동 최저전압은, OCV(Open Circuit Voltage)와 BTM(Battery Temperature Modeling)이 기록된 테이블에 의해 예측하고,
    추후 재시동시의 최저전압은, 직전 시동전압이 지속적으로 갱신된 테이블에 의해 예측하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 재시동시 배터리의 시동 최저전압 예측방법.


    The method of claim 5,
    The starting minimum voltage at the first startup is estimated by a table in which OCV (Open Circuit Voltage) and BTM (Battery Temperature Modeling) are recorded.
    The minimum voltage at the time of a subsequent restart is estimated by the table which the last starting voltage was continuously updated, The prediction method of the starting voltage of the battery at the restart of a vehicle engine.


KR1020180031820A 2018-03-20 2018-03-20 Minimum Re-start Voltage Presumption Method of Battery for Automotive Vehicles KR20190110190A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180031820A KR20190110190A (en) 2018-03-20 2018-03-20 Minimum Re-start Voltage Presumption Method of Battery for Automotive Vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180031820A KR20190110190A (en) 2018-03-20 2018-03-20 Minimum Re-start Voltage Presumption Method of Battery for Automotive Vehicles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190110190A true KR20190110190A (en) 2019-09-30

Family

ID=68098623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180031820A KR20190110190A (en) 2018-03-20 2018-03-20 Minimum Re-start Voltage Presumption Method of Battery for Automotive Vehicles

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190110190A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11015562B1 (en) 2020-07-16 2021-05-25 Hyundai Motor Company Vehicle and method of controlling the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140123838A (en) 2013-04-15 2014-10-23 현대자동차주식회사 System and method for restarting voltage prediction of vehicle
KR20150040599A (en) 2013-10-07 2015-04-15 현대자동차주식회사 A Method and apparatus of estimating SOF of battery sensor
KR20170052936A (en) 2015-11-05 2017-05-15 영화테크(주) Prediction Method of State of Function of Car Battery Using Battery Sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140123838A (en) 2013-04-15 2014-10-23 현대자동차주식회사 System and method for restarting voltage prediction of vehicle
KR20150040599A (en) 2013-10-07 2015-04-15 현대자동차주식회사 A Method and apparatus of estimating SOF of battery sensor
KR20170052936A (en) 2015-11-05 2017-05-15 영화테크(주) Prediction Method of State of Function of Car Battery Using Battery Sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11015562B1 (en) 2020-07-16 2021-05-25 Hyundai Motor Company Vehicle and method of controlling the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7741805B2 (en) Method and apparatus for managing power flow of an electric power storage device
US7612538B2 (en) Method for estimating SOC of a battery and battery management system using the same
JP4258348B2 (en) Battery deterioration diagnosis device and on-vehicle power supply control device
US20090115419A1 (en) Apparatus for estimating charged state of on-vehicle battery
US20080208494A1 (en) Method and Device for Determining the Charge and/or Aging State of an Energy Store
JP2015530861A (en) Control method of car electrical system
CN107797068B (en) Battery functional state prediction using self-learning
JP4956476B2 (en) Battery discharge duration prediction method, battery state detection method, battery state detection device, and battery power supply system
US6732043B2 (en) Method and arrangement for determining the starting ability of a starter battery of an internal combustion engine
JP2003129927A (en) Method and device for judging condition of secondary battery mounted in vehicle
KR101776840B1 (en) Prediction Method of State of Function of Car Battery Using Battery Sensor
CN108701872B (en) Battery management system, battery system, and hybrid vehicle control system
JP2005188965A (en) Determining method of remaining capacity of secondary battery, and detecting method and device of remaining capacity of secondary battery mounted on vehicle using determined result
KR101459449B1 (en) System and method for restarting voltage prediction of vehicle
KR20190110190A (en) Minimum Re-start Voltage Presumption Method of Battery for Automotive Vehicles
JP2010024906A (en) Automatic stop/start device for internal combustion engine
JP5335594B2 (en) Automatic stop and start device for internal combustion engine
KR101853383B1 (en) Estimating system of internal resistance for starting battery without current sensor and method therefor
CN108931728B (en) Prediction of functional state of battery with hot/cold start identification and self-correction
KR100901594B1 (en) Method for calculating battery SOC of electronic vehicle
KR20100004024A (en) Device and method of estimating battery soh for isg vehicle using dc/dc converter
JP6603888B2 (en) Battery type determination device and battery type determination method
JP6350886B2 (en) Lithium-ion battery deterioration judgment method
JP4751381B2 (en) Engine control method and engine control apparatus for idling stop vehicle
JP2016162728A (en) Battery type determination device and battery type determination method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right