KR20200016570A - 차량, 그 제어 방법 및 차량용 전력 관리 장치 - Google Patents

차량, 그 제어 방법 및 차량용 전력 관리 장치 Download PDF

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Abstract

차량은 전력을 생산하는 발전기; 발전기에 의하여 생산된 전력을 저장하는 배터리; 배터리의 전압, 전류 및 충전률을 감지하는 배터리 센서; 및 배터리 센서로부터 배터리의 전압, 전류 및 충전률을 수신하고, 배터리의 충전률에 기초하여 배터리의 저충전 여부를 식별하고, 배터리의 전압 및 전류에 기초하여 배터리의 저충전의 원인을 식별하는 전력 관리 장치를 포함할 수 있다.

Description

차량, 그 제어 방법 및 차량용 전력 관리 장치{VEHICLE, CONTROLLING METHOD THEREOF AND ELECTRIC POWER MANAGEMENT APPARUTUS}
차량 및 그 제어 방법에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 차량 내의 배터리의 저충전 발생 원인을 식별할 수 있는 차량, 그 제어 방법 및 차량용 전력 관리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 화석 연료, 전기 등을 동력원으로 하여 도로 또는 선로를 주행하는 이동 수단 또는 운송 수단을 의미한다.
차량은 시동을 걸기 위한 시동 모터를 포함하며, 차량에는 운전자를 보호하고 운전자에게 편의와 재미를 제공하기 위하여 다양한 전장 부품들이 마련되고 있다. 또한, 차량은 시동 모터 및 전장 부품들에 공급되는 전력을 생산하는 발전기와, 발전기에 의하여 생산된 전력을 저장하는 배터리를 포함할 수 있다.
차랑 내 전장 부품들의 안정적인 동작을 위하여, 차량 내의 배터리 충전 상태를 일정하게 유지하는 것이 매우 중요하다. 배터리의 충전 상태가 일정하게 유지되지 않으면 차량의 시동이 걸리지 않거나, 전장 부품들이 고장할 수 있다.
특히, 자율 차량 및 카 쉐어링이 보편화되면, 운전자는 차량의 시동이 잘 걸리는지 또는 전장 부품들이 고장 없이 동작하는지 등을 포함하는 배터리 상태를 파악하기 어렵다.
이상의 이유로, 개시된 발명의 일 측면은 차량의 배터리 저충전 발생의 원인을 식별하는 차량, 그 제어 방법 및 차량용 전력 관리 장치를 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 차량은 전력을 생산하는 발전기; 상기 발전기에 의하여 생산된 전력을 저장하는 배터리; 상기 배터리의 전압, 전류 및 충전률을 감지하는 배터리 센서; 및 상기 배터리 센서로부터 상기 배터리의 전압, 전류 및 충전률을 수신하고, 상기 배터리의 충전률에 기초하여 상기 배터리의 저충전 여부를 식별하고, 상기 배터리의 전압 및 전류에 기초하여 상기 배터리의 저충전의 원인을 식별하는 전력 관리 장치를 포함할 수 있다.
상기 전력 관리 장치는 상기 차량의 주차 개시 시의 상기 배터리의 충전률과 상기 차량의 주행 개시 시의 상기 배터리의 충전률 사이의 차이에 기초하여 상기 차량의 주차 중의 상기 배터리의 저충전 여부를 식별하고, 상기 차량의 주행 개시 시의 상기 배터리의 충전률과 상기 차량의 주차 개시 시의 상기 배터리의 충전률 사이의 차이에 기초하여 상기 차량의 주행 중의 상기 배터리의 저충전 여부를 식별할 수 있다.
상기 전력 관리 장치는 상기 차량의 주차 중의 평균 암전류가 기준 암전류보다 큰지 여부에 기초하여 상기 차량의 암전류로 인한 상기 배터리의 저충전 발생을 식별할 수 있다.
상기 전력 관리 장치는 상기 차량의 주차 시간이 기준 시간보다 큰지 여부에 기초하여 상기 차량의 주차 시간 과다를 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별할 수 있다.
상기 전력 관리 장치는 상기 차량의 회생 제동 중의 상기 배터리의 평균 전압에 기초하여 상기 발전기의 고장을 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별할 수 있다.
상기 전력 관리 장치는 상기 차량의 회생 제동 중의 상기 배터리의 평균 전류에 기초하여 상기 배터리의 노후화를 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별할 수 있다.
상기 전력 관리 장치는 상기 차량의 회생 제동 이외의 주행 중의 상기 배터리의 평균 전류에 기초하여 상기 차량에 포함된 전기 부하들의 고장 또는 주행 시간 부족을 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 전력을 생산하는 발전기 및 상기 발전기에 의하여 생산된 전력을 저장하는 배터리를 포함하는 차량의 제어 방법은 상기 배터리의 전압, 전류 및 충전률을 감지하고; 상기 배터리의 충전률에 기초하여 상기 배터리의 저충전 여부를 식별하고; 상기 배터리의 전압 및 전류에 기초하여 상기 배터리의 저충전의 원인을 식별하는 것을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 차량용 전력 관리 장치는 차량의 배터리의 전압, 전류 및 충전률을 감지하는 배터리 센서와 통신하는 통신부; 상기 배터리의 전압, 전류 및 충전률을 저장하는 저장부; 및 상기 통신부를 통하여 상기 배터리 센서로부터 상기 배터리의 전압, 전류 및 충전률을 수신하고, 상기 배터리의 충전률에 기초하여 상기 배터리의 저충전 여부를 식별하고, 상기 배터리의 전압 및 전류에 기초하여 상기 배터리의 저충전의 원인을 식별하는 제어부를 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 배터리 저충전 발생의 원인을 식별하는 차량, 그 제어 방법 및 차량용 전력 관리 장치를 제공할 수 있다. 나아가, 차량은 차량 내의 전력 시스템을 사전 진단하고, 사전 진단 결과에 따른 적절한 대응을 수행할 수 있다.
또한, 차량이 능동적으로 배터리 저충전 발생의 원인을 식별함으로 배터리 수명을 더욱 연장시키고, 전력 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량의 주요 구성을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 차량의 전장 부품들을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량의 전력 시스템의 일 예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량의 전력 관리 장치를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 차량의 배터리 저충전 여부 식별 시점을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 의한 차량의 주차 중 배터리 저충전 식별 방법을 도시한다.
도 7은 일 실시예에 의한 차량의 회생 제동 구간에서의 데이터 수집 방법을 도시한다.
도 8은 일 실시예에 의한 차량의 회생 제동 시의 제동 신호, 회생 제동 전압 및 회생 제동 전류를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 의한 차량의 주행 중 배터리 저충전 식별 방법을 도시한다.
도 10은 일 실시예 의한 차량의 주행 중 배터리 저충전의 원인에 따른 배터리의 전압 및 전류를 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 개시된 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량의 주요 구성을 도시한다. 도 2는 일 실시예에 의한 차량의 전장 부품들을 도시한다. 도 3은 일 실시예에 의한 차량의 전력 시스템의 일 예를 도시한다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 차량(1)은 차량(1)의 외관을 형성하고 운전자 및/또는 수화물을 수용하는 차체(body) (10)와, 차체 이외의 차량(1)의 구성 부품을 포함하는 차대(chassis) (20)와, 운전자를 보호하거나 운전자에게 편의를 제공하는 전장 부품들(30)을 포함할 수 있다.
차체(10)는 운전자가 머무를 수 있는 실내 공간, 엔진을 수용하는 엔진 룸 및 화물을 수용하기 위한 트렁크 룸을 형성할 수 있다. 예를 들어, 차체(10)는 후드(hood), 루프 패널(roof panel), 도어(door), 트렁크 리드(trunk lid) 등을 포함할 수 있다. 또한, 운전자의 시야를 확보하기 위하여, 차체(10)의 전방에는 프런트 윈도우가 설치되고, 차체(10)의 측면에 사이드 윈도우가 설치되고, 차체(10)의 후방에는 리어 윈도우가 마련될 수 있다.
차대(20)는 운전자의 제어에 따라 차량(1)이 주행할 수 있도록 동력을 생성하고, 동력을 이용하여 차량(1)을 주행/제동/조향하는 장치들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 차대(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 동력 생성 장치(21)와, 동력 전달 장치(22)와, 조향 장치(23)와, 제동 장치(24)와, 차륜(25) 등을 포함할 수 있다.
동력 생성 장치(21)는 차량(1)이 주행하기 위한 동력 즉 회전력과 전력을 생성하며, 엔진(21a)과, 가속 페달(21b)과, 배터리(21c)와, 연료 공급 장치(21d)와, 배기 장치(21e) 등을 포함할 수 있다.
동력 전달 장치(22)는 동력 생성 장치(21)에 의하여 생성된 동력을 차륜(25)까지 전달하며, 변속기(22a), 변속 레버(22b), 구동축(22c) 등을 포함할 수 있다.
조향 장치(23)는 차량(1)의 주행 방향을 제어하며, 스티어링 휠(23a), 조향 액추에이터(23b), 조향 링크(23c) 등을 포함할 수 있다.
제동 장치(24)는 차륜(25)의 회전을 정지시키며, 제동 페달(24a), 제동 액추에이터(24b), 브레이크 디스크(24c), 브레이크 패드(24d) 등을 포함할 수 있다.
차륜(25)은 동력 전달 장치(22)를 통하여 동력 생성 장치(21)로부터 회전력을 제공받으며, 차량(1)을 이동시킬 수 있다. 차륜(25)은 차량의 전방에 마련되는 전륜과, 차량의 후방에 마련되는 후륜을 포함할 수 있다.
차량(1)은 이상에서 설명된 기계 부품들 뿐만 차량(1)의 제어, 운전자 및 동승자의 안전과 편의를 위한 다양한 전장 부품들(30)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)은 엔진 제어기(31)와, 변속 제어기(32)와, 조향 제어기(33)와, 제동 제어기(34)와, 바디 제어기(35)와, 배터리(36)와, 배터리 센서(37)와, 전력 관리 장치(100)를 포함할 수 있다.
엔진 제어기(31)는 가속 페달(21b)을 통한 운전자의 가속 명령에 응답하여 엔진(21a)의 동작을 제어하고 엔진(21a)을 관리할 수 있다. 엔진 제어기(31)는 또한 엔진 토크 제어, 연비 제어, 및/또는 엔진 고장 진단 등을 수행할 수 있다. 엔진 제어기(31)는 예를 들어 엔진 관리 시스템(Engine Management System, EMS) 등 다양하게 호칭될 수 있다.
또한, 엔진 제어기(31)는 발전기(21c)의 동작을 제어할 수 있다.
발전기(21c)는 엔진(21a)으로부터 회전력을 전달받고, 회전력으로부터 전력을 생산할 수 있다. 또한, 발전기(21c)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)에 포함된 배터리(336)와 복수의 부하들(30a)에 전력을 공급할 수 있다.
발전기(21c)는 회전 여부에 따라 엔진(21a)과 연결되어 회전하는 회전자와, 회전하지 않고 고정된 고정자를 포함할 수 있다. 발전기(21c)는 자기장을 생성하는 계자와, 계장의 전기장에 대하여 상대적으로 이동하며 전력을 생성하는 전기자를 포함할 수 있다.
특히, 계자는 계자 코일을 포함할 수 있으며, 계자 코일에는 흐르는 전류의 크기에 따라 계자에 의하여 생성되는 자기장의 세기가 달라질 수 있다. 또한, 계자에 의하여 생성되는 자기장의 세기에 따라 전기자에 의하여 생성되는 전압 및/또는 전류의 크기가 달라질 수 있다.
엔진 제어기(31)는 차량(1)의 주행 상태 및 배터리(36)의 충전률에 기초하여 발전기(21c)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 엔진제어기(31)는 발전기(21c)의 계자 코일에 흐르는 전류의 크기를 조절할 수 있으며, 계자 코일의 전류 제어에 의하여 발전기(21c)의 전력 생산을 제어할 수 있다. 다시 말해, 엔진 제어기(31)는 발전기(21c)로부터 출력되는 전압 및 전류를 제어할 수 있다.
변속 제어기(32)는 변속 레버(22b)를 통한 운전자의 변속 명령에 응답하여 또는 차량(1)의 주행 속도에 기초하여 변속기(22a)의 동작을 제어할 수 있다. 변속 제어기(32)는 또한 클러치 제어, 변속 제어, 및/또는 변속 중 엔진 토크 제어 등을 수행할 수 있다. 변속 제어기(32)는 예를 들어 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, TCU) 등 다양하게 호칭될 수 있다.
조향 제어기(33)는 운전자가 쉽게 스티어링 휠을 조작할 수 있도록 운전자를 보조하는 조향 액추에이터(23b)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 전동 조향 제어기(34)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시키도록 조향 액추에이터(23b)를 제어할 수 있다. 조향 제어기(33)는 예를 들어 전동 조향 제어기(Power Steering Controller) 등 다양하게 호칭될 수 있다.
제동 제어기(34)는 제동 페달을 통한 운전자의 제동 명령에 응답하여 또는 차량(1)의 주변 환경에 기초하여 제동 액추에이터(24a)를 제어할 수 있다. 제동 제어기(34)는 또한 차량(1)의 균형을 유지할 수 있다. 예를 들어, 제동 제어기(34)은 자동 주차 브레이크 제어, 제동 중 슬립 방지, 및/또는 조향 중 슬립 방지 등을 수행할 수 있다. 제동 제어기(34)는 예를 들어 전자 제동 제어기(Electronic Braking Controller) 등 다양하게 호칭될 수 있다.
차체 제어기(35)는 운전자에게 편의를 제공하거나 운전자의 안전을 보장하는 차체(10)의 전장 부품들의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 차체 제어기(35)은 차량(1)에 설치된 도어 잠금 장치, 헤드 램프, 와이퍼, 파워 시트, 시트 히터, 클러스터, 룸 램프, 내비게이션, 다기능 스위치 등을 제어할 수 있다. 차체 제어기(35)는 바디 컨트롤 모듈(body control module) 등 다양하게 호칭될 수 있다.
배터리(36)는 도 3에 도시된 바와 같이 발전기(21c)에 의하여 생산된 전력을 저장하고, 차량(1)에 포함된 복수의 부하들(30a)에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 주행 중에 발전기(21c)는 엔진(21a)의 회전으로부터 전력을 생산할 수 있으며, 배터리(36)는 발전기(21c)로부터 전력을 공급받고, 전력(전기 에너지)을 저장할 수 있다. 또한, 배터리(36)는 차량(1)의 주행을 위하여 시동 모터에 시동을 위한 전력을 공급하거나 차량(1)의 복수의 부하들(30a)에 전력을 공급할 수 있다.
배터리 센서(37)는 배터리(36)와 관련된 상태 정보를 획득할 수 있다. 배터리 센서(37)는 배터리(36)의 출력 전압을 측정하는 전압 센서, 배터리(36)의 입출력 전류를 측정하는 전류 센서, 배터리(36)의 온도를 측정하는 온도 센서 등을 포함할 수 있다. 배터리 센서(37)는 배터리(36)의 전압/전류/온도 등에 기초하여 배터리(36)의 충전률(State of Charge, SoC) 및/또는 배터리(36)의 수명(State of Health, SoH) 등을 연산하고, 배터리(36)의 전압과 배터리(36)의 전류와 배터리(36)의 충전률과 배터리(36)의 수명을 출력할 수 있다.
전력 분배기(38)는 전력을 발전기(21c) 및/또는 배터리(36)로부터 복수의 부하들(30a)로 분배/공급할 수 있다. 예를 들어, 전력 분배기(38)는 발전기(21c) 및/또는 배터리(36)로부터 부하들(30a)로의 전력 공급을 허용하거나 전력 공급을 차단할 수 있다.
전력 관리 장치(100)는 배터리(36)의 저전압 및/또는 저충전을 감지하고, 배터리(36)의 전전압 및/또는 저충전의 원인을 식별할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 장치(100)는 엔진 제어기(31)의 출력에 기초하여 주행 중 여부를 식별할 수 있으며, 제동 제어기(34)의 출력에 기초하여 제동 여부를 식별할 수 있다. 전력 관리 장치(100)는 차량(1)의 주행 중에 배터리(36)의 전압, 전류 및/또는 충전률(SOC)을 감시할 수 있다. 또한, 전력 관리 장치(100)는 차량(1)의 주행 중 배터리(36)의 전압, 전류 및/또는 충전률(SOC)에 기초하여 배터리(36)의 전전압 및/또는 저충전의 원인을 식별할 수 있다.
전력 관리 장치(100)의 구성 및 동작은 아래에서 더욱 상세하게 설명된다.
이러한 전장 부품들(30)은 차량용 통신 네트워크(CNT)를 통하여 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 전장 부품들(30)은 이더넷(Ethernet), 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 플렉스레이(Flexray), 캔(CAN, Controller Area Network), 린(LIN, Local Interconnect Network) 등을 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량의 전력 관리 장치를 도시한다. 도 5는 일 실시예에 의한 차량의 배터리 저충전 여부 식별 시점을 도시한다.
도 4를 참조하면, 전력 관리 장치(100)는 통신 네트워크(CNT)를 통하여 다른 전장 부품들(30)과 데이터를 주고받는 통신부(110)와, 차량(1)의 주행 중 배터리(36)의 전압, 전류 및/또는 충전률(SOC)에 관한 정보를 저장하는 저장부(120)와, 차량(1)의 주행 중 배터리(36)의 전압, 전류 및/또는 충전률(SOC)에 기초하여 배터리(36)의 전전압 및/또는 저충전의 원인을 식별하는 제어부(130)를 포함한다.
통신부(110)는 통신 네트워크(CNT)를 통하여 다른 전장 부품들(30)로부터 통신 신호를 수신하고 다른 전장 부품들(30)로 통신 신호를 전송하는 캔 트랜시버can transceiver) (111)와, 캔 트랜시버(111)의 동작을 제어하는 캔 컨트롤러를 포함할 수 있다.
캔 트랜시버(111)는 통신 네트워크(CNT)를 통하여 전장 부품들(30)로부터 통신 신호를 수신하고, 통신 신호를 제어부(130)로 출력할 수 있다. 또한, 캔 트랜시버(111)는 전력 관리 제어부(130)로부터 통신 신호를 수신하고, 통신 신호를 통신 네트워크(CNT)를 통하여 다른 전장 부품들(30)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 캔 트랜시버(111)는 배터리 센서(37)로부터 배터리(36)의 전압, 전류 및 충전률에 관한 통신 데이터를 수신하고, 통신 데이터를 제어부(130)로 전달할 수 있다. 또한, 캔 트랜시버(111)는 제어부(130)로부터 전달된 전력 분배 제어 신호를 전력 분배기(38)로 전송할 수 있다.
저장부(120)는 배터리(36)의 전압, 전류 및 충전률에 관한 정보를 저장하는 저장 매체(121)와, 저장 매체(121)에 저장된 데이터의 저장/삭제/로딩 등을 제어하는 저장 컨트롤러를 포함할 수 있다.
저장 매체(121)는 배터리(36)의 전압의 프로파일, 배터리(36)의 전류의 프로파일 및 배터리(36)의 충전률의 프로파일을 저장할 수 있다. 배터리(36)의 전압의 프로파일은 시간의 흐름에 따른 배터리(36)의 전압 값과, 차량(1)의 회생 제동 중의 배터리(36)의 평균 전압 값과, 차량(1)의 회생 제동 이외의 주행 중의 배터리(36)의 평균 전압 값 등을 포함할 수 있다. 배터리(36)의 전류의 프로파일은 시간의 흐름에 따른 배터리(36)의 전류 값과, 차량(1)의 회생 제동 중의 배터리(36)의 평균 전류 값과, 차량(1)의 회생 제동 이외의 주행 중의 배터리(36)의 평균 전류 값 등을 포함할 수 있다. 또한, 배터리(36)의 충전률의 프로파일은 차량(1)의 주차 개시(또는 주행 종료) 시의 배터리(36)의 충전률과, 차량(1)의 주행 개시(또는 주차 종료) 시의 배터리(36)의 충전률을 포함할 수 있다.
저장 매체(121)는 플래시 메모리(flash memory), 반도체 소자 드라이브(Solid Stat Drive, SSD), 자기 디스크 드라이브(Hard Disc Drive, HDD) 등을 포함할 수 있다.
제어부(130)는 통신부(110)의 통신 데이터 및 저장부(120)의 저장 데이터를 처리하고 전력 분배기(38)를 제어하기 위한 전력 분배 제어 신호를 생성하는 1 또는 2이상의 마이크로 프로세서(131)와, 통신부(110)의 통신 데이터 및 저장부(120)의 저장 데이터를 임시로 기억하는 1 또는 2이상의 메모리(132)를 포함할 수 있다. 제어부(130)는 프로세서(131) 및 메모리(132) 등의 하드웨어 뿐만 아니라 메모리(132)에 기억/저장된 프로그램(일련의 명령어들) 및 데이터 등의 소프트웨어를 포함할 수 있다.
메모리(132)는 전력 관리 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(132)는 프로세서(131)가 차량(1)의 주행 중에 배터리(36)의 전압, 전류 및 충전률을 처리하도록 하는 제어 프로그램 및 제어 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(132)는 통신부(110)의 통신 데이터 및 저장부(120)의 저장 데이터를 임시로 기억할 수 있다.
예를 들어, 메모리(132)는 통신부(110)로부터 배터리(36)의 전압, 전류 및 충전률에 관한 정보를 수신하고, 배터리(36)의 전압, 전류 및 충전률에 관한 정보를 기억할 수 있다. 또한, 메모리(132)는 프로세서(131)의 로드 명령에 응답하여 배터리(36)의 전압, 전류 및 충전률에 관한 정보를 프로세서로 전달할 수 있다.
메모리(132)는 프로세서(131)에 의하여 생성된 전력 분배 제어 신호를 임시로 기억할 수 있다. 또한, 메모리(132)는 프로세서(131)의 통신 명령에 응답하여 전력 분배 제어 신호를 통신부(110)로 전달할 수 있다.
메모리(132)는 데이터를 장기간 저장하기 위한 롬(Read Only Memory), 플래시 메모리(flash memory) 등의 비휘발성 메모리와, 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 S-램(Static Random Access Memory, S-RAM), D-램(Dynamic Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(131)는 메모리(132)에 저장된 프로그램(일련의 명령어들)에 따라 메모리(132)에 기억된 데이터를 처리할 수 있으며, 처리된 데이터를 메모리(132)에 다시 제공할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(131)는 메모리(132)로부터 배터리(36)의 전압, 전류 및 충전률에 관한 정보를 로딩하고, 배터리(36)의 충전률에 기초하여 배터리(36)의 저충전 여부를 식별하고, 배터리(36)의 전압과 전류에 기초하여 배터리(36)의 저충전의 원인을 식별할 수 있다. 프로세서(131)는 배터리(36)의 저충전의 원인에 대응하는 전력 분배 제어 신호를 생성할 수 있거나, 전장 부품들(30) 각각의 전력 소비를 제한하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한, 프로세서(131)는 배터리(36)의 저충전의 원인에 기초하여 운전자에게 배터리(36)의 안정적인 충전을 위한 메시지를 생성할 수도 있다.
이러한 프로세서(131)는 논리 연산 및 산술 연산 등을 수행하는 연산 회로와, 연산된 데이터를 기억하는 기억 회로 등을 포함할 수 있다.
이처럼, 제어부(130)는 메모리(132)로부터 배터리(36)의 전압, 전류 및 충전률에 관한 정보를 처리하고, 배터리(36)의 저충전 여부를 식별하며, 배터리(36)의 저충전의 원인을 식별할 수 있다.
배터리(36)의 저충전은 특정한 기간 또는 특정한 동작 중에 배터리(36)의 충전률의 감소가 기준 값 이상인 것을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 배터리(36)의 저충전은 주차 중의 배터리(36)의 저충전과 주행 중의 배터리(36)의 저충전을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리(36)의 저충전은 차량(1)의 주차 개시의 배터리(36)의 충전률과 차량(1)의 주차 종료(또는 주행 개시) 시의 배터리(36)의 충전률 사이의 차이가 기준 값 이상인 것을 나타낼 수 있다. 또한, 배터리(36)의 저충전은 차량(1)의 주행 개시의 배터리(36)의 충전률과 차량(1)의 주행 종료(또는 주차 개시) 시의 배터리(36)의 충전률 사이의 차이가 기준 값 이상인 것을 나타낼 수 있다.
제어부(130)는 배터리(36)의 저충전은 주차 중의 배터리(36)의 저충전과 주행 중의 배터리(36)의 저충전을 각각 식별하기 위하여 엔진 제어기(31)로부터 차량(1)의 시동에 관한 신호를 수신하고, 차량(1)의 시동에 관한 신호에 응답하여 배터리 센서(37)로부터 배터리(36)의 충전률에 관한 정보를 수신할 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 제어부(130)는 엔진 제어기(31)의 신동 신호에 기초하여 차량(1)의 주행 시작(또는 주차 종료) 및 주차 시작(또는 주행 종료)를 식별할 수 있다.
제어부(130)는 차량(1)의 주행 시작 시점에 배터리 센서(37)로부터 전송된 배터리(36)의 충전률(SOC_run)을 저장할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 차량(1)의 주행 종료(또는 주차 시작) 시점에 배터리 센서(37)로부터 전송된 배터리(36)의 충전률(SOC_parking)을 저장할 수 있다. 제어부(130)는 주행 종료 시점의 배터리(36)의 충전률(SOC_parking)과 주행 시작 시점의 배터리(36)의 충전률(SOC_run) 사이의 차이(SOC_parking-SOC_run)로부터 주행 중의 배터리(36)의 충전률의 변화량(증감량)을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 주행 중의 배터리(36)의 충전률의 감소량의 절대값이 주행 중의 기준 감소량보다 크면 주행 중 배터리(36)의 저충전을 식별할 수 있다. 주행 중의 기준 감소량은 차량(1)의 발전 제어 및 배터리(36)의 종류에 따라 달라질 수 있다.
주행 중 배터리(36)의 저충전은 발전기(21c)의 고장, 배터리(36)의 노후화, 운전자의 주행 패턴 또는 기타 전장 부품들(30)의 고장 등 때문일 수 있다. 제어부(130)는 배터리 센서(37)로부터 수신된 배터리(36)의 전압 및 전류에 기초하여 주행 중 배터리(36)의 저충전의 원인을 식별할 수 있다.
제어부(130)는 차량(1)의 주차 시작(주행 종료) 시점에 배터리 센서(37)로부터 전송된 배터리(36)의 충전률(SOC_parking)을 저장할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 차량(1)의 주차 종료(또는 주행 시작) 시점에 배터리 센서(37)로부터 전송된 배터리(36)의 충전률(SOC_run)을 저장할 수 있다. 제어부(130)는 주차 종료 시점의 배터리(36)의 충전률(SOC_run)과 주차 시작 시점의 배터리(36)의 충전률(SOC_parking) 사이의 차이(SOC_run-SOC_parking)로부터 주차 중의 배터리(36)의 충전률의 변화량(증감량)을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 주차 중의 배터리(36)의 충전률의 감소량의 절대값이 주차 중의 기준 감소량보다 크면 주차 중 배터리(36)의 저충전을 식별할 수 있다. 주차 중의 기준 감소량은 배터리(36)의 종류에 따라 달라질 수 있다.
주차 중 배터리(36)의 저충전은 주차 시간 과다 또는 이상 암전류 등 때문일 수 있다. 제어부(130)는 배터리 센서(37)로부터 수신된 배터리(36)의 전압 및 전류에 기초하여 주차 중 배터리(36)의 저충전의 원인을 식별할 수 있다. 암전류는 차량(1)의 주차 중에 차량(1)의 전장 부품들(30)이 소비하는 전류를 의미할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 전력 관리 장치(100)는 엔진 제어기(31)로부터 수신된 시동 신호와 배터리 센서(37)로부터 수신된 배터리(36)의 충전률에 기초하여 주행 중 배터리(36)의 저충전 여부 및/또는 주차 중 배터리(36)의 저충전 여부를 식별할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 의한 차량의 주차 중 배터리 저충전 식별 방법을 도시한다.
도 6과 함께, 차량(1)의 주차 중 배터리 저충전 식별 방법(1000)이 설명된다.
전력 관리 장치(100)는 주행 시작(주차 종료)을 판단한다(1010).
전력 관리 장치(100)는 통신 네트워크(CNT)를 통하여 엔진 제어기(31)로부터 시동 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 통신부(110)를 통하여 시동 신호를 수신할 수 있다. 또한, 전력 관리 장치(100)는 시동 신호에 기초하여 차량(1)의 주행 시작(또는 주차 종료) 여부를 판단할 수 있다.
주행 시작 이후 전력 관리 장치(100)는 배터리(36)의 저충전 여부를 식별한다(1020).
전력 관리 장치(100)는 배터리 센서(37)로부터 배터리(36)의 충전률에 관한 정보를 수신하고, 수신된 배터리(36)의 충전률에 관한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 장치(100)는 차량(1)의 주차 시작(또는 주행 종료) 시점의 배터리(36)의 충전률을 수신하고, 차량(1)의 주차 종료(또는 주행 시작) 시점의 배터리(36)의 충전률을 수신할 수 있다.
전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 주차 종료 시점의 배터리(36)의 충전률(SOC_run)과 주차 시작 시점의 배터리(36)의 충전률(SOC_parking) 사이의 차이(SOC_run-SOC_parking)로부터 주차 중의 배터리(36)의 충전률의 변화량을 산출할 수 있다. 또한, 전력 관리 장치(100)는 주차 중의 배터리(36)의 충전률의 감소량(SOC_run-SOC_parking)의 절대값이 주차 중의 기준 감소량(SOC_threshold)보다 크면 주차 중 배터리(36)의 저충전을 식별할 수 있다. 주차 중의 기준 감소량(SOC_threshold)은 배터리(36)의 종류에 따라 달라질 수 있다.
전력 관리 장치(100)는 평균 암전류 값(I_avg)을 산출한다(1030).
전력 관리 장치(100)는 주차 중의 배터리(36)의 충전률의 감소량(SOC_run-SOC_parking)과 주차 시간(T_parking)에 기초하여 주차 중 배터리(36)의 평균 암전류 값(I_avg)을 산출할 수 있다.
예를 들어, 전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 주차 중의 배터리(36)의 충전률의 감소량(SOC_run-SOC_parking)을 주차 시간(T_parking)으로 나눈 몫으로부터 주차 중 배터리(36)의 평균 암전류 값(I_avg)을 산출할 수 있다.
전력 관리 장치(100)는 주차 시간(T_parking)에 대응하는 기준 암전류(I_threshold)를 확인한다(1040).
주차 시간이 길어짐에 따라 차량(1)은 암전류를 감소시키기 위하여 주차 중의 기능을 제한할 수 있다. 다시 말해, 배터리(36)의 충전률이 감소함에 따라 차량(1)은 주차 중에 동작하는 전장 부품들로의 전력 공급을 순차적으로 차단할 수 있다. 그 결과, 차량(1)의 평균 암전류는 주차 시간(T_parking)이 길어짐에 따라 감소할 수 있다.
따라서, 암전류의 이상 여부를 판단하기 위한 기준 암전류(I_threshold) 역시 주차 시간(T_parking)에 대응하여 변경될 수 있다. 전력 관리 장치(100)는 복수의 주차 시간(T_parking)과 복수의 주차 시간(T_parking) 각각에 대응하는 복수의 기준 암전류(I_threshold)를 포함하는 기준 암전류 룩업테이블을 저장부(120)에 저장할 수 있다.
전력 관리 장치(100)는 평균 암전류(I_avg)가 기준 암전류(I_threshold)보다 큰지를 판단한다(1050).
전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 평균 암전류(I_avg)를 주차 시간(T_parking)에 따라 선택된 기준 암전류(I_threshold)와 비교하고, 평균 암전류(I_avg)가 주차 시간(T_parking)에 따라 선택된 기준 암전류(I_threshold)보다 큰지를 판단할 수 있다.
평균 암전류(I_avg)가 기준 암전류(I_threshold)보다 크면(1050의 예), 전력 관리 장치(100)는 전장 부품들(30)의 암전류 이상을 식별한다(1060).
평균 암전류(I_avg)가 기준 암전류(I_threshold)보다 크면 전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 전장 부품들(30)의 암전류 이상으로 인하여 배터리(36)의 저충전이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
평균 암전류(I_avg)가 기준 암전류(I_threshold)보다 크지 않으면(1050의 아니오), 전력 관리 장치(100)는 주차 시간(T_parking)이 기준 시간(T_threshold)보다 큰지를 판단한다(1070).
전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 주차 시간(T_parking)을 기준 시간(T_threshold)과 비교하고, 주차 시간(T_parking)이 기준 시간(T_threshold) 보다 큰지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 기준 시간(T_threshold)은 배터리(36)의 저충전을 유발할 수 있는 과다한 주차 시간으로 설정될 수 있다.
주차 시간(T_parking)이 기준 시간(T_threshold)보다 크면(1070의 예), 전력 관리 장치(100)는 과다한 주차 시간을 식별한다(1080).
주차 시간(T_parking)이 기준 시간(T_threshold)보다 크면, 전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 과다한 주차 시간으로 인하여 배터리(36)의 저충전이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
평균 암전류(I_avg)가 기준 암전류(I_threshold)보다 크지 않고 주차 시간(T_parking)이 기준 시간(T_threshold)보다 크지 않으면(1070의 아니오), 전력 관리 장치(100)는 배터리(36)의 저충전의 원인을 식별하는 것을 보류한다(1090).
이상에서 설명된 바와 같이, 전력 관리 장치(100)는 평균 암전류(I_avg)와 주차 시간(T_parking)에 기초하여 배터리(36)의 저충전의 원인을 식별할 수 있다.
이하에서는 차량(1)의 주행 중에 전력 관리 장치(100)가 배터리(36)의 저충전의 원인을 식별하는 것이 설명된다.
전력 관리 장치(100)는 배터리(36)의 저충전의 원인을 판단하기 위하여 차량(1)의 주행을 충전을 위한 회생 제동 구간과 회생 제동 이외의 주행 구간(이하에서는 '비-회생 제동 구간'이라 한다)으로 구분하고, 회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 충방전과 비-회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 충방전을 판단할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 의한 차량의 회생 제동 구간에서의 데이터 수집 방법을 도시한다. 도 8은 일 실시예에 의한 차량의 회생 제동 시의 제동 신호, 회생 제동 전압 및 회생 제동 전류를 도시한다.
도 7 및 도 8과 함께, 차량(1)의 회생 제동 구간에서의 데이터 수집 방법(1100)이 설명된다.
전력 관리 장치(100)는 주행 시작을 판단한다(1110).
전력 관리 장치(100)는 통신 네트워크(CNT)를 통하여 엔진 제어기(31)로부터 시동 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 통신부(110)를 통하여 시동 신호를 수신할 수 있다. 또한, 전력 관리 장치(100)는 시동 신호에 기초하여 차량(1)의 주행 시작 여부를 판단할 수 있다.
전력 관리 장치(100)는 제동 신호를 수신한다(1120).
운전자는 차량(1)의 제동을 위하여 제동 페달(24a)을 밟을 수 있으며, 제동 제어기(34)는 제동 페달(24a)의 위치를 기초로 제동 액추에이터(24b)를 제어할 수 있다. 또한, 제동 제어기(34)는 차량용 통신 네트워크(CNT)를 통하여 제동 신호를 전력 관리 장치(100)로 전송할 수 있다.
전력 관리 장치(100)는 차량용 통신 네트워크(CNT)를 통하여 제동 제어기(34)로부터 제동 신호를 수신할 수 있다.
전력 관리 장치(100)는 제동 신호의 수신 종료 시까지 배터리(36)의 평균 전압(V_regen_cur), 배터리(36)의 평균 전류(I_regen_cur), 배터리(36)의 충전률의 변화(△SOC_regen_cur) 및 회생 제동 시간(T_regne_cur)을 산출한다(1130).
전력 관리 장치(100)는 회생 제동 중에 배터리 센서(37)로부터 배터리(36)의 전압, 배터리(36)의 전류 및 배터리(36)의 충전률을 수신할 수 있다.
회생 제동 시간과 관련하여 제동 제어기(34)에 의하여 제동 신호가 전송되는 시각과 회생 제동이 수행되는 시각은 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 운전자에게 안정적인 제동 페달감을 제공하기 위하여, 도 8에 도시된 바와 같이 제동 제어기(34)는 운전자가 제동 페달(24a)을 밟고 미리 정해진 시간 지연(T_delay)이 경과하면 회생 제동을 수행할 수 있다.
전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 제동 제어기(34)로부터 제동 신호가 수신된 이후 미리 정해진 시간 지연(T_delay)이 경과하면 회생 제동이 개시된 것으로 판단할 수 있다.
제어부(110)는 배터리(36)의 전압, 배터리(36)의 전류, 배터리(36)의 충전률 및 회생 제동 시간(T_regen_cur)에 기초하여 현재 회생 제동 동안의 배터리(36)의 평균 전압(V_regen_cur), 현재 회생 제동 동안의 배터리(36)의 평균 전류(I_regen_cur) 및 현재 회생 제동 동안의 배터리(36)의 충전률의 변화(△SOC_regen_cur)을 산출할 수 있다.
구체적으로, 제어부(110)는 회생 제동 시간(T_regen_cur) 동안 배터리 센서(37)로부터 수신된 배터리(36)의 전압의 평균 값으로부터 배터리(36)의 평균 전압(V_regen_cur)을 산출하고, 회생 제동 시간(T_regen_cur) 동안 배터리 센서(37)로부터 수신된 전류의 평균 값으로부터 배터리(36)의 평균 전압(V_regen_cur)을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 회생 제동 개시 시의 배터리(36)의 충전률과 회생 제동 종료 시의 배터리(36)의 충전률 사이의 차이로부터 배터리(36)의 충전률의 변화(△SOC_regen_cur)를 산출할 수 있다.
전력 관리 장치(100)는 차량(1)의 주행 종료 시까지 배터리(36)의 누적 평균 전압(V_regen_acc), 배터리(36)의 누적 평균 전류(I_regen_acc), 배터리(36)의 누적 충전률의 변화(△SOC_regen_acc) 및 누적 회생 제동 시간(T_regne_acc)을 산출한다(1130).
전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 이전의 누적 평균 전압(V_regen_pre)과 이전의 누적 회생 제동 시간(T_reg_pre)과 현재의 평균 전압(V_regen_cur)과 현재의 회생 제동 시간(T_regen_cur)에 기초하여 누적 평균 전압(V_regen_acc)을 산출할 수 있다.
예를 들어, 제어부(110)는 [수학식 1]를 이용하여 배터리(36)의 누적 평균 전압(V_regen_acc)을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서, V_regen_acc는 차량(1)의 주행 종료 시까지 배터리(36)의 누적 평균 전압을 나타내고, V_regen_pre는 이전의 배터리(36)의 누적 평균 전압을 나타내고, T_regen_pre는 이전의 회전 제동 시간을 나타내고, V_regen_cur는 현재의 배터리(36)의 평균 전압을 나타내고, T_regen_cur는 현재의 회전 제동 시간을 나타낼 수 있다.
제어부(110)는 이전의 누적 평균 전류(I_regen_pre)과 이전의 누적 회생 제동 시간(T_reg_pre)과 현재의 평균 전류(I_regen_cur)과 현재의 회생 제동 시간(T_regen_cur)에 기초하여 누적 평균 전류(I_regen_acc)을 산출할 수 있다.
예를 들어, 제어부(110)는 [수학식 2]를 이용하여 배터리(36)의 누적 평균 전류(I_regen_acc)을 산출할 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00002
여기서, I_regen_acc는 차량(1)의 주행 종료 시까지 배터리(36)의 누적 평균 전류를 나타내고, I_regen_pre는 이전의 배터리(36)의 누적 평균 전류를 나타내고, T_regen_pre는 이전의 회전 제동 시간을 나타내고, I_regen_cur는 현재의 배터리(36)의 평균 전류를 나타내고, T_regen_cur는 현재의 회전 제동 시간을 나타낼 수 있다.
제어부(110)는 이전의 누적 충전률 변화(△SOC_regen_pre)와 현재의 누적 충전률 변화(△SOC_regen_cur)에 기초하여 누적 충전률 변화(△SOC_regen_acc)을 산출할 수 있다.
예를 들어, 제어부(110)는 [수학식 3]를 이용하여 배터리(36)의 누적 충전률 변화(△SOC_regen_acc)을 산출할 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00003
여기서, △SOC_regen_acc는 차량(1)의 주행 종료 시까지 배터리(36)의 누적 충전률 변화를 나타내고, △SOC_regen_pre는 이전의 배터리(36)의 누적 충전률 변화를 나타내고, △SOC_regen_cur는 현재의 배터리(36)의 충전률 변화를 나타낼 수 있다.
제어부(110)는 이전의 누적 회생 제동 시간(T_regen_pre)와 현재의 회생 제동 시간(T_regen_cur)에 기초하여 누적 회생 제동 시간(T_regen_acc)을 산출할 수 있다.
예를 들어, 제어부(110)는 [수학식 4]를 이용하여 배터리(36)의 누적 회생 제동 시간(T_regen_acc)을 산출할 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00004
여기서, T_regen_acc는 차량(1)의 주행 종료 시까지 누적 회생 제동 시간을 나타내고, T_regen_pre는 이전의 누적 회생 제동 시간을 나타내고, T_regen_cur는 현재의 회생 제동 시간을 나타낼 수 있다.
전력 관리 장치(100)는 이상에서 설명된 배터리(36)의 누적 평균 전압(V_regen_acc)과, 누적 평균 전륜(I_regen_acc) 및 누적 충전률 변화(△SOC_regen_acc)에 기초하여 배터리(36)의 저충전 여부 및 배터리(36)의 저충전 원인을 식별할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 의한 차량의 주행 중 배터리 저충전 식별 방법을 도시한다. 도 10은 일 실시예 의한 차량의 주행 중 배터리 저충전의 원인에 따른 배터리의 전압 및 전류를 도시한다.
도 9 및 도 10과 함께, 차량(1)의 주행 중 배터리 저충전 식별 방법(1200)이 설명된다.
전력 관리 장치(100)는 주행 종료를 판단한다(1210).
전력 관리 장치(100)는 통신 네트워크(CNT)를 통하여 엔진 제어기(31)로부터 시동 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 통신부(110)를 통하여 시동 신호를 수신할 수 있다. 또한, 전력 관리 장치(100)는 시동 신호에 기초하여 차량(1)의 주행 종료 여부를 판단할 수 있다.
전력 관리 장치(100)는 배터리(36)의 저충전 여부 및 저충전 원인을 식별하기 위한 기준 값이 설정되었는지를 판단한다(1220).
전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 배터리(36)의 저충전 여부 및 저충전 원인을 식별하기 위한 기준 값이 저장부(120)에 저장되었는지 여부에 기초하여 기준 값이 설정되었는지를 판단할 수 있다.
기준 값이 설정되지 아니하였으면(1220의 아니오), 전력 관리 장치(100)는 회생 제동 구간에서의 전압의 기준 값(V_regen_ref)과 회전 제동 구간에서의 전류의 기준 값과 다른 주행 구간에서의 전류의 기준 값(I_other_ref)을 설정한다(1225).
전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 차량(1)의 최초 3회 주행 동안의 누적 평균 전압(V_regen_acc)을 회생 제동 구간에서의 전압의 기준 값(V_regen_ref)으로 설정하고, 차량(1)의 최초 3회 주행 동안의 누적 평균 전류(I_regen_acc)을 회생 제동 구간에서의 전류의 기준 값(I_regen_ref)으로 설정할 수 있다.
또한, 제어부(110)는 차량(1)의 최초 3회 주행 동안의 회생 제동 이외 구간에서의 배터리(36)의 평균 전류(I_other)으로부터 다른 주행 구간에서의 전류의 기준 값(I_other_ref)을 설정할 수 있다.
제어부(110)는 [수학식 5]를 이용하여 회생 제동 이외 구간에서의 배터리(36)의 평균 전류(I_other)을 산출할 수 있다.
[수학식 5]
Figure pat00005
여기서, I_other는 회생 제동 이외 구간에서의 배터리(36)의 평균 전류를 나타내고, C_bat는 배터리(36)의 용량을 나타내고, SOC_parking은 주차 시작 시점의 배터리(36)의 충전률을 나타내고, SOC_run은 주행 시작 시범의 배터리(36)의 충전률을 나타내고, △SOC_regen는 차량(1)의 주행 중의 배터리(36)의 충전률의 변화를 나타내고, T_run은 차량(1)의 주행 시간을 나타내고, T_regen은 차량(1)의 회생 제동 시간을 나타낼 수 있다.
기준값이 설정되었으면(1220의 예), 전력 관리 장치(100)는 배터리(36)의 저충전 여부를 식별한다(1230).
전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 주행 종료 시점의 배터리(36)의 충전률(SOC_parking)과 주행 시작 시점의 배터리(36)의 충전률(SOC_run) 사이의 차이로부터 주차 중의 배터리(36)의 충전률의 변화량(SOC_parking-SOC_run)을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 주차 중의 배터리(36)의 충전률의 감소량(SOC_parking-SOC_run)의 절대값이 주행 중의 기준 감소량(SOC_threshold)보다 크면 주차 중 배터리(36)의 저충전을 식별할 수 있다. 주행 중의 기준 감소량(SOC_threshold)은 차량(1)의 발전 제어 및 배터리(36)의 종류에 따라 달라질 수 있다.
배터리(36)의 저충전이 발생하지 아니하면(1230의 아니오), 전력 관리 장치(100)는 배터리(36)의 저충전의 원인을 식별하는 것을 보류한다(1235).
배터리(36)의 저충전이 발생하면(1230의 예), 전력 관리 장치(100)는 회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 전압(V_regen_acc)이 정상인지 여부를 판단한다(1240).
전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 누적 평균 전압(V_regen_acc)과 회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 전압의 기준 값(V_regen_ref) 사이의 차이에 기초하여 회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 전압이 정상인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 배터리(36)의 누적 평균 전압(V_regen_acc)과 배터리(36)의 전압의 기준 값(V_regen_ref) 사이의 차이(V_regen_acc-V_regen_ref)가 오차 범위(V_regen_var) 보다 작으면 제어부(110)는 회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 전압이 정상이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 또한, 배터리(36)의 누적 평균 전압(V_regen_acc)과 배터리(36)의 전압의 기준 값(V_regen_ref) 사이의 차이(V_regen_acc-V_regen_ref)가 오차 범위(V_regen_var) 보다 크거나 같으면 전력 관리 장치(100)는 회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 전압이 정상인 것으로 판단할 수 있다.
회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 전압이 정상이 아니면(1240의 아니오), 전력 관리 장치(100)는 발전기(21c)의 고장을 판단한다(1245).
도 10의 (a)에서와 같이 정상 상태에서의 배터리(36)는 정상적인 전압과 전류를 출력할 수 있다. 이때, 발전기(21c)가 고장하면 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 발전기(21c)로부터 출력되는 전압이 감소하며 배터리(36)의 전압 역시 함께 감소할 수 있다.
배터리(36)의 누적 평균 전압(V_regen_acc)이 배터리(36)의 전압의 기준 값(V_regen_ref) 보다 확연히 작으면 즉 배터리(36)의 누적 평균 전압(V_regen_acc)과 배터리(36)의 전압의 기준 값(V_regen_ref) 사이의 차이(V_regen_acc-V_regen_ref)가 오차 범위(V_regen_var)보다 작으면 전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 발전기(21c)의 고장으로 인하여 배터리(36)의 저충전이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 전압이 정상이면(1240의 예), 전력 관리 장치(100)는 회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 전류(I_regen_acc)가 정상인지 여부를 판단한다(1250).
전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 누적 평균 전류(I_regen_acc)과 회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 전류의 기준 값(I_regen_ref) 사이의 차이에 기초하여 회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 전류가 정상인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 배터리(36)의 누적 평균 전류(I_regen_acc)와 배터리(36)의 전류의 기준 값(I_regen_ref) 사이의 차이(I_regen_acc-I_regen_ref)가 오차 범위(I_regen_var) 보다 작으면 제어부(110)는 회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 전류가 정상이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 또한, 배터리(36)의 누적 평균 전류(I_regen_acc)과 배터리(36)의 전류의 기준 값(I_regen_ref) 사이의 차이(I_regen_acc-I_regen_ref)가 오차 범위(I_regen_var) 보다 크거나 같으면 제어부(110)는 회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 전류가 정상인 것으로 판단할 수 있다.
회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 전류가 정상이 아니면(1250의 아니오), 전력 관리 장치(100)는 배터리(36)의 노후화를 판단한다(1255).
도 10의 (a)에서와 같이 정상 상태에서의 배터리(36)는 정상적인 전압과 전류를 출력할 수 있다. 이때, 배터리(36)가 노후화되면 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 발전기(21c)로부터 출력되는 전압은 기준 범위 내이나 배터리(36)의 전류가 감소할 수 있다.
배터리(36)의 누적 평균 전류(I_regen_acc)이 배터리(36)의 전류의 기준 값(I_regen_ref) 보다 확연히 작으면 즉 배터리(36)의 누적 평균 전류(I_regen_acc)과 배터리(36)의 전류의 기준 값(I_regen_ref) 사이의 차이(I_regen_acc-I_regen_ref)가 오차 범위(I_regen_var)보다 작으면 전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 배터리(36)의 노후화로 인하여 배터리(36)의 저충전이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
회생 제동 구간에서의 배터리(36)의 전류가 정상이면(1250의 예), 전력 관리 장치(100)는 다른 주행 구간에서의 배터리(36)의 전류(I_other)가 정상인지 여부를 판단한다(1260).
전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 다른 주행 구간에서의 배터리(36)의 평균 전류(I_other)과 다른 주행 구간에서의 배터리(36)의 전류의 기준 값(I_other_ref) 사이의 차이에 기초하여 다른 주행 구간에서의 배터리(36)의 전류가 정상인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 배터리(36)의 평균 전류(I_other)와 배터리(36)의 전류의 기준 값(I_other_ref) 사이의 차이(I_other-I_other_ref)가 오차 범위(I_other_var) 보다 작으면 제어부(110)는 다른 주행 구간에서의 배터리(36)의 전류가 정상이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 또한, 배터리(36)의 평균 전류(I_other)과 배터리(36)의 전류의 기준 값(I_other_ref) 사이의 차이(I_other-I_other_ref)가 오차 범위(I_other_var) 보다 크거나 같으면 제어부(110)는 다른 주행 구간에서의 배터리(36)의 전류가 정상인 것으로 판단할 수 있다.
다른 주행 구간에서의 배터리(36)의 전류가 정상이 아니면(1260의 아니오), 전력 관리 장치(100)는 전장 부품들(30) 및/또는 배선 등을 판단한다(1265).
회생 제동 구간에서 배터리(36)의 전압과 전류가 정상이면 전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 발전기(21c) 및 배터리(36)는 정상적인 동작 중인 것으로 판단할 수 있다. 또한, 회생 제동 구간에서 배터리(36)의 전압과 전류가 정상이고, 다른 주행 구간에서 배터리(36)의 전류가 비정상이라면 제어부(110)는 차량(1)의 전장 부품들(30) 중 어느 하나가 고장 및/또는 배선이 단선/단락 등으로 인하여 배터리(36)의 저충전이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
다른 주행 구간에서의 배터리(36)의 전류가 정상이면(1260의 예), 전력 관리 장치(100)는 주행 시간의 부족을 판단한다(1270).
차량(1)의 주행 중에 배터리(36)의 전압과 전류가 정상이면 전력 관리 장치(100)의 제어부(110)는 발전기(21c), 배터리(36) 및 전장 부품들(30)은 정상적인 동작 중인 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(110)는 배터리(36)의 충전을 위한 충분한 시간이 부족함으로 인하여 배터리(36)의 저충전이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 전력 관리 장치(100)는 배터리(36)의 충전률에 기초하여 배터리(36)의 저충전 여부를 식별하고, 배터리(36)의 전압 및 전류에 기초하여 배터리(36)의 저충전 원인을 식별할 수 있다.
따라서, 차량(1)은 별도의 관리자 없이 간단한 제어 로직을 통하여 자체적으로 배터리(36)의 저충전 여부 및 저충전의 원인을 식별할 수 있다. 이를 통하여, 운전자 및/또는 점검자는 배터리(36)의 저충전 여부 및 저충전의 원인에 따라 적절한 조치를 취할 수 있으며, 배터리(36)의 저충전으로부터 발생하는 문제가 방지될 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 차량 21c: 발전기
31: 엔진 제어기 34: 제동 제어기
36: 배터리 37: 배터리 센서
38: 전력 분배기 100: 전력 관리 장치
110: 통신부 120: 저장부
130: 제어부

Claims (20)

  1. 전력을 생산하는 발전기;
    상기 발전기에 의하여 생산된 전력을 저장하는 배터리;
    상기 배터리의 전압, 전류 및 충전률을 감지하는 배터리 센서; 및
    상기 배터리 센서로부터 상기 배터리의 전압, 전류 및 충전률을 수신하고, 상기 배터리의 충전률에 기초하여 상기 배터리의 저충전 여부를 식별하고, 상기 배터리의 전압 및 전류에 기초하여 상기 배터리의 저충전의 원인을 식별하는 전력 관리 장치를 포함하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리 장치는 상기 차량의 주차 개시 시의 상기 배터리의 충전률과 상기 차량의 주행 개시 시의 상기 배터리의 충전률 사이의 차이에 기초하여 상기 차량의 주차 중의 상기 배터리의 저충전 여부를 식별하고, 상기 차량의 주행 개시 시의 상기 배터리의 충전률과 상기 차량의 주차 개시 시의 상기 배터리의 충전률 사이의 차이에 기초하여 상기 차량의 주행 중의 상기 배터리의 저충전 여부를 식별하는 차량.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리 장치는 상기 차량의 주차 중의 평균 암전류가 기준 암전류보다 큰지 여부에 기초하여 상기 차량의 암전류로 인한 상기 배터리의 저충전 발생을 식별하는 차량.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리 장치는 상기 차량의 주차 시간이 기준 시간보다 큰지 여부에 기초하여 상기 차량의 주차 시간 과다를 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별하는 차량.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리 장치는 상기 차량의 회생 제동 중의 상기 배터리의 평균 전압에 기초하여 상기 발전기의 고장을 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별하는 차량.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리 장치는 상기 차량의 회생 제동 중의 상기 배터리의 평균 전류에 기초하여 상기 배터리의 노후화를 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별하는 차량.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리 장치는 상기 차량의 회생 제동 이외의 주행 중의 상기 배터리의 평균 전류에 기초하여 상기 차량에 포함된 전기 부하들의 고장 또는 주행 시간 부족을 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별하는 차량.
  8. 전력을 생산하는 발전기 및 상기 발전기에 의하여 생산된 전력을 저장하는 배터리를 포함하는 차량의 제어 방법에 있어서,
    상기 배터리의 전압, 전류 및 충전률을 감지하고;
    상기 배터리의 충전률에 기초하여 상기 배터리의 저충전 여부를 식별하고;
    상기 배터리의 전압 및 전류에 기초하여 상기 배터리의 저충전의 원인을 식별하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 충전률에 기초하여 상기 배터리의 저충전 여부를 식별하는 것은,
    상기 차량의 주차 개시 시의 상기 배터리의 충전률과 상기 차량의 주행 개시 시의 상기 배터리의 충전률 사이의 차이에 기초하여 상기 차량의 주차 중의 상기 배터리의 저충전 여부를 식별하고;
    상기 차량의 주행 개시 시의 상기 배터리의 충전률과 상기 차량의 주차 개시 시의 상기 배터리의 충전률 사이의 차이에 기초하여 상기 차량의 주행 중의 상기 배터리의 저충전 여부를 식별하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 저충전의 원인을 식별하는 것은, 상기 차량의 주차 중의 평균 암전류가 기준 암전류보다 큰지 여부에 기초하여 상기 차량의 암전류로 인한 상기 배터리의 저충전 발생을 식별하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 저충전의 원인을 식별하는 것은, 상기 차량의 주차 시간이 기준 시간보다 큰지 여부에 기초하여 상기 차량의 주차 시간 과다를 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 저충전의 원인을 식별하는 것은, 상기 차량의 회생 제동 중의 상기 배터리의 평균 전압에 기초하여 상기 발전기의 고장을 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 저충전의 원인을 식별하는 것은, 상기 차량의 회생 제동 중의 상기 배터리의 평균 전류에 기초하여 상기 배터리의 노후화를 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 저충전의 원인을 식별하는 것은, 상기 차량의 회생 제동 이외의 주행 중의 상기 배터리의 평균 전류에 기초하여 상기 차량에 포함된 전기 부하들의 고장 또는 주행 시간 부족을 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  15. 차량의 배터리의 전압, 전류 및 충전률을 감지하는 배터리 센서와 통신하는 통신부;
    상기 배터리의 전압, 전류 및 충전률을 저장하는 저장부; 및
    상기 통신부를 통하여 상기 배터리 센서로부터 상기 배터리의 전압, 전류 및 충전률을 수신하고, 상기 배터리의 충전률에 기초하여 상기 배터리의 저충전 여부를 식별하고, 상기 배터리의 전압 및 전류에 기초하여 상기 배터리의 저충전의 원인을 식별하는 제어부를 포함하는 차량용 전력 관리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량의 주차 중의 평균 암전류가 기준 암전류보다 큰지 여부에 기초하여 상기 차량의 암전류를 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별하는 차량용 전력 관리 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량의 주차 시간이 기준 시간보다 큰지 여부에 기초하여 상기 차량의 주차 시간 과다를 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별하는 차량용 전력 관리 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량의 회생 제동 중의 상기 배터리의 평균 전압에 기초하여 상기 발전기의 고장을 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별하는 차량용 전력 관리 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량의 회생 제동 중의 상기 배터리의 평균 전류에 기초하여 상기 배터리의 노후화를 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별하는 차량용 전력 관리 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량의 회생 제동 이외의 주행 중의 상기 배터리의 평균 전류에 기초하여 상기 차량에 포함된 전기 부하들의 고장 또는 주행 시간 부족을 상기 배터리의 저충전의 원인으로 식별하는 차량용 전력 관리 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10737584B2 (en) * 2018-10-18 2020-08-11 Ford Global Technologies, Llc Battery state of charge reset

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140163853A1 (en) * 2012-12-12 2014-06-12 GM Global Technology Operations LLC Plug-in charge capacity estimation method for lithium iron-phosphate batteries
KR20150018187A (ko) * 2013-08-09 2015-02-23 현대자동차주식회사 보조배터리 전력충전 제어방법
KR20180042745A (ko) * 2016-10-18 2018-04-26 현대자동차주식회사 연료전지 스택의 상태 진단 장치 및 그 방법
KR20180063613A (ko) * 2016-12-02 2018-06-12 현대자동차주식회사 차량 및 차량의 제어 방법

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4120261B2 (ja) 2002-05-09 2008-07-16 松下電器産業株式会社 車両用蓄電池の状態判別装置およびそれを備えた車両用蓄電池
JP4374982B2 (ja) 2003-10-23 2009-12-02 パナソニック株式会社 蓄電池の劣化判別装置およびそれを備えた蓄電池
JP5034859B2 (ja) 2007-10-19 2012-09-26 パナソニック株式会社 バッテリ状態表示システム
JP2010267434A (ja) 2009-05-13 2010-11-25 Toyota Motor Corp バッテリパック
US20130132011A1 (en) * 2010-05-21 2013-05-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device and method for diagnosing rechargeable battery, and vehicle
JP2013092397A (ja) * 2011-10-24 2013-05-16 Denso Corp 電池監視装置
KR101406191B1 (ko) 2012-12-10 2014-06-13 현대오트론 주식회사 차량용 배터리의 수명 예측 장치 및 그 방법
US9594123B2 (en) * 2013-06-13 2017-03-14 Fca Us Llc Techniques for estimating battery pack parameters
KR101509001B1 (ko) 2013-10-31 2015-04-07 현대모비스 주식회사 차량용 고전압 배터리의 열화 판정 장치 및 방법
EP3208387B1 (en) * 2014-10-14 2020-12-09 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Hybrid construction machinery
KR101806705B1 (ko) 2016-06-07 2017-12-07 현대자동차주식회사 차량의 배터리 열화 판단 방법 및 시스템
KR101776761B1 (ko) * 2016-07-19 2017-09-08 현대자동차 주식회사 마일드 하이브리드 차량용 배터리 성능 판단 방법 및 장치
US20180065577A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-08 Hyundai Motor Company Optimization method and apparatus of power control logic for entering into isg mode
JP6992459B2 (ja) * 2017-12-05 2022-01-13 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車およびこれに搭載される制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140163853A1 (en) * 2012-12-12 2014-06-12 GM Global Technology Operations LLC Plug-in charge capacity estimation method for lithium iron-phosphate batteries
KR20150018187A (ko) * 2013-08-09 2015-02-23 현대자동차주식회사 보조배터리 전력충전 제어방법
KR20180042745A (ko) * 2016-10-18 2018-04-26 현대자동차주식회사 연료전지 스택의 상태 진단 장치 및 그 방법
KR20180063613A (ko) * 2016-12-02 2018-06-12 현대자동차주식회사 차량 및 차량의 제어 방법

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