KR20200043665A - 차량, 그 제어 방법 및 차량용 전력 관리 시스템 - Google Patents

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

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Abstract

배터리의 충전 상태에 따라 복수의 절전 모드로 동작할 수 있는 차량을 개시한다. 차량은 복수의 전기 부하들; 제1 배터리; 제1 배터리의 충전 상태를 감지하는 제1 배터리 센서; 및 제1 배터리 센서에 의하여 감지된 제1 배터리의 충전 상태에 기초하여 차량의 항속 거리를 산출하고, 차량의 항속 거리와 목적지까지의 거리 사이의 비교에 기초하여 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하고, 절전 제어 중에 복수의 전기 부하들의 사용 기록에 기초하여 복수의 전기 부하들 각각의 출력 감소를 설정하는 제어기를 포함할 수 있다.

Description

차량, 그 제어 방법 및 차량용 전력 관리 시스템 {VEHICLE, CONTROLLING METHOD THEREOF AND ELECTRIC POWER MANAGEMENT SYSTEM}
차량 및 그 제어 방법에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 차량의 항속 거리를 증가시킬 수 있는 차량, 그 제어 방법 및 전력 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 화석 연료, 전기 등을 동력원으로 하여 도로 또는 선로를 주행하는 이동 수단 또는 운송 수단을 의미한다.
차량은 이동 또는 운송을 위하여 내연기관 또는 모터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일반 차량은 내연기관을 구비하며, 내연 기관은 화석 연료의 화학 에너지를 차량을 이동시키는 운동 에너지로 변환할 수 있다. 전기 차량은 구동 모터를 구비하며, 구동 모터를 전기 에너지를 차량을 이동시키는 운동 에너지로 변환할 수 있다. 하이브리드 차량은 내연 기관과 구동 모터를 모두 포함할 수 있다.
차량(일반 차량, 전기 차량, 하이브리드 차량 모두)은 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, 전기 차량과 하이브리드 차량은 배터리의 충전 상태가 차량이 주행할 수 있는 항속 거리와 연관되므로, 배터리의 충전 상태를 일정 수준 이상으로 유지하는 것이 중요하다.
이상의 이유로, 개시된 발명의 일 측면은 배터리의 충전 상태에 따라 복수의 절전 모드로 동작할 수 있는 차량, 그 제어 방법 및 전력 관리 시스템을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은 운전자의 전기 부하 사용 성향에 따라 복수의 절전 모드 각각에서의 전기 부하의 출력을 가변할 수 있는 차량, 그 제어 방법 및 전력 관리 시스템을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 차량은 복수의 전기 부하들; 제1 배터리; 상기 제1 배터리의 충전 상태를 감지하는 제1 배터리 센서; 및 상기 제1 배터리 센서에 의하여 감지된 상기 제1 배터리의 충전 상태에 기초하여 상기 차량의 항속 거리를 산출하고, 상기 차량의 항속 거리와 목적지까지의 거리 사이의 비교에 기초하여 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하고, 상기 절전 제어 중에 상기 복수의 전기 부하들의 사용 기록에 기초하여 상기 복수의 전기 부하들 각각의 출력 감소를 설정하는 제어기를 포함할 수 있다.
상기 제어기는 전기 부하의 사용 빈도가 높을수록 상기 전기 부하의 출력 감소를 증가시킬 수 있다.
상기 차량은 상기 제1 배터리보다 낮은 전압을 출력하는 제2 배터리; 및 상기 제2 배터리의 충전 상태를 감지하는 제2 배터리 센서를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 제1 배터리의 충전 상태, 상기 제2 배터리의 충전 상태 및 상기 복수의 전기 부하들의 동작 정보에 기초하여 상기 차량의 항속 거리를 산출할 수 있다.
상기 목적지까지의 거리가 상기 항속 거리보다 크면 상기 제어기는 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행할 수 있다.
상기 제어기는 상기 복수의 전기 부하들의 사용 기록에 기초하여 설정된 상기 출력 감소에 따라 상기 복수의 전기 부하들 각각의 출력을 감소시킬 수 있다.
상기 목적지까지의 거리가 상기 항속 거리의 1.2배 보다 크면 상기 제어기는 상기 복수 전기 부하들의 동작을 정지할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 차량의 제어 방법은 복수의 전기 부하들과 제1 배터리를 포함하는 차량의 제어 방법에 있어서, 상기 제1 배터리의 충전 상태에 기초하여 상기 차량의 항속 거리를 산출하고; 상기 차량의 항속 거리와 목적지까지의 거리 사이의 비교에 기초하여 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하고; 상기 절전 제어 중에 상기 복수의 전기 부하들의 사용 기록에 기초하여 상기 복수의 전기 부하들 각각의 출력 감소를 설정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 복수의 전기 부하들 각각의 출력 감소를 설정하는 것은, 전기 부하의 사용 빈도가 높을수록 상기 전기 부하의 출력 감소를 증가시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 차량의 항속 거리를 산출하는 것은, 상기 제1 배터리보다 낮은 전압을 출력하는 제2 배터리의 충전 상태를 감지하고; 상기 제1 배터리의 충전 상태, 상기 제2 배터리의 충전 상태 및 상기 복수의 전기 부하들의 동작 정보에 기초하여 상기 차량의 항속 거리를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하는 것은, 상기 목적지까지의 거리가 상기 항속 거리보다 크면 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하는 것은, 상기 복수의 전기 부하들의 사용 기록에 기초하여 설정된 상기 출력 감소에 따라 상기 복수의 전기 부하들 각각의 출력을 감소시키는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하는 것은, 상기 목적지까지의 거리가 상기 항속 거리의 1.2배 보다 크면 상기 복수 전기 부하들의 동작을 정지하는 것을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 복수의 전기 부하들과 제1 배터리와 제2 배터리를 포함하는 차량의 전력을 관리하는 전력 관리 시스템은, 명령어를 저장하는 메모리; 및 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 충전 상태에 기초하여 상기 차량의 항속 거리를 산출하고, 상기 차량의 항속 거리와 목적지까지의 거리 사이의 비교에 기초하여 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하고, 상기 절전 제어 중에 상기 복수의 전기 부하들의 사용 기록에 기초하여 상기 복수의 전기 부하들 각각의 출력 감소를 설정하도록, 상기 메모리에 저장된 명령어를 실행하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 전기 부하의 사용 빈도가 높을수록 상기 전기 부하의 출력 감소를 증가시키도록 상기 메모리에 저장된 명령어를 실행할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제1 배터리의 충전 상태, 상기 제2 배터리의 충전 상태 및 상기 복수의 전기 부하들의 동작 정보에 기초하여 상기 차량의 항속 거리를 산출하도록 상기 메모리에 저장된 명령어를 실행할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 목적지까지의 거리가 상기 항속 거리보다 큰 것에 응답하여 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하도록 상기 메모리에 저장된 명령어를 실행할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 복수의 전기 부하들의 사용 기록에 기초하여 설정된 상기 출력 감소에 따라 상기 복수의 전기 부하들 각각의 출력을 감소시키도록 상기 메모리에 저장된 명령어를 실행할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 목적지까지의 거리가 상기 항속 거리의 1.2배 보다 큰 것에 응답하여 상기 복수 전기 부하들의 동작을 정지하도록 상기 메모리에 저장된 명령어를 실행할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 배터리의 충전 상태에 따라 복수의 절전 모드로 동작할 수 있는 차량, 그 제어 방법 및 전력 관리 시스템을 제공할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 운전자의 전기 부하 사용 성향에 따라 복수의 절전 모드 각각에서의 전기 부하의 출력을 가변할 수 있는 차량, 그 제어 방법 및 전력 관리 시스템을 제공할 수 있다.
나아가, 운전자의 전기 부하 사용 성향에 따라 복수의 절전 모드 각각에서의 전기 부하의 출력을 가변함으로써, 전기 차량의 항속 거리를 증가시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 전력 관리 시스템의 구성을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량의 제어 구성을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량의 절전 동작을 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 전기 부하들의 그룹화를 도시한다.
도 6은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 전기 부하들의 사용 빈도를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 전기 부하들의 사용 빈도에 따른 출력 제한을 도시한다.
도 8은 일 실시예에 의한 차량의 절전 단계를 선택하는 일 예를 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 차량을 도시한다. 도 2는 일 실시예에 의한 전력 관리 시스템의 구성을 도시한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 차량(1)은 주행 중 차량(1)의 전력을 공급하는 고전압 배터리(110)와, 차량 구동 및 회생 제동을 통하여 운동 에너지와 전기 에너지 사이의 변환을 수행하는 구동 모터(120)와, 운전자에게 편의를 제공하는 고전압 편의 부하(201)와, 고전압 전력 제어를 위한 고전압 전력 제어기(130)와, 고전압 전력과 저전압 전력 사이의 전압 변환을 수행하는 전압 변환기(140)와, 저전압 전력망의 전력을 저장하는 저전압 배터리(150)와, 차량(1)의 주행 및 운전자의 안전과 관련된 저전압 안전 부하(202)와, 운전자에게 편의를 제공하는 저전압 편의 부하(203)와, 저전압 전력 제어를 위한 저전압 전력 제어기(160)를 포함한다.
고전압 배터리(110)는 구동 모터(120)의 회생 제동에 의하여 생성된 고전압 전력을 저장할 수 있다. 고전압 배터리(110)는 차량(1)의 주행 시에 구동 모터(120)에 고전압 전력을 공급할 수 있다. 고전압 배터리(110)는 고전압 편의 부하(201)에 고전압 전력을 공급할 수 있다.
고전압 배터리(110)는 예를 들어 충방전 가능한 전기 에너지 저장 장치로서, 납산, AGM, 리튬 이온, 슈퍼 캐패시터, EDLC (electric double-layer capacitor)를 포함할 수 있다.
고전압 배터리(110)의 충전 상태를 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS) (111)이 마련될 수 있다. 배터리 관리 시스템(111)은 고전압 배터리(110)의 출력 전압, 고전압 배터리(110)의 입출력 전류, 고전압 배터리(110)의 온도를 감지하고, 고전압 배터리(110)의 전압/전류/온도 등에 기초하여 고전압 배터리(110)의 충전 상태(State of Charge, SoC)을 연산할 수 있다.
구동 모터(120)는 고전압 배터리(110)로부터 고전압 전력을 공급받고, 고전압 배터리(110)의 고전압 전력을 이용하여 차량(1)을 주행시킬 수 있다.
구동 모터(120)는 차량(1)의 차륜으로부터 회전력을 공급받고, 회전력으로부터 전력을 생성할 수 있다. 구동 모터(120)는 생성된 전력을 고전압 배터리(110)에 저장할 수 있다.
고전압 편의 부하(201)는 고전압 배터리(110)로부터 고전압 전력을 공급받고, 운전자에게 편의를 제공할 수 있다.
고전압 편의 부하(201)는 예를 들어 컴프레서(201a), PTC (Positive Temperature Coefficient) 히터 (201b) 등과 같이 고전압을 사용하는 부하를 포함할 수 있다.
고전압 전력 제어기(130)는 고전압 전력을 관리할 수 있다. 고전압 전력 제어기(130)는 배터리 관리 시스템(111)으로부터 고전압 배터리(110)의 충전 상태(SoC)를 수신할 수 있다. 고전압 전력 제어기(130)는 고전압 배터리(110)의 충전 상태(SoC)에 기초하여 차량(1)의 항속 거리를 판단할 수 있다. 고전압 전력 제어기(130)는, 차량(1)의 항속 거리에 의존하여 또는 저전압 전력 제어기(160)의 요청에 응답하여, 고전압 편의 부하(201)의 출력을 제어할 수 있다.
전압 변환기(140)는 고전압 전력과 저전압 전력 사이의 변환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전압 변환기(140)는 고전압 배터리(110)로부터 출력되는 고전압 전력을 저전압 전력으로 변환하고, 저전압 전력을 저전압 배터리(150)에 공급할 수 있다. 또한, 전압 변환기(140)는 저전압 배터리(150)로부터 출력되는 저전압 전력을 고전압 전력을 변환하고, 고전압 전력을 고전압 배터리(110)에 공급할 수 있다.
전압 변환기(140)는 예를 들어 직류-직류 변환기(DC-DC converter)를 포함할 수 있다.
저전압 배터리(150)는 전압 변환기(140)에 의하여 변환된 저전압 전력을 저장할 수 있다. 저전압 배터리(150)는 저전압 안전 부하(202)와 저전압 편의 부하(203)에 저전압 전력을 공급할 수 있다.
저전압 배터리(150)는 예를 들어 충방전 가능한 전기 에너지 저장 장치로서, 납산, AGM, 리튬 이온, 슈퍼 캐패시터, EDLC (electric double-layer capacitor)를 포함할 수 있다.
저전압 배터리(150)의 충전 상태를 감지하는 배터리 센서(151)가 마련될 수 있다. 배터리 센서(151)는 저전압 배터리(150)의 출력 전압, 저전압 배터리(150)의 입출력 전류, 저전압 배터리(150)의 온도를 감지하고, 저전압 배터리(150)의 전압/전류/온도 등에 기초하여 저전압 배터리(150)의 충전 상태(SoC)을 연산할 수 있다.
저전압 안전 부하(202)는 저전압 배터리(150)로부터 저전압 전력을 공급받고, 차량(1)의 주행 및 운전자의 안전과 관련된 동작을 수행할 수 있다.
저전압 안전 부하(202)는 조향 제어기, 제동 제어기, 조향 액츄에이터 및 제동 액츄에이터 등과 같이 차량(1)의 주행 시에 안전과 직결되어 있는 부하를 포함할 수 있다.
저전압 편의 부하(203)는 저전압 배터리(150)로부터 고전압 전력을 공급받고, 운전자에게 편의를 제공할 수 있다.
저전압 편의 부하(203)는 예를 들어 시트 열선(203a), 리어 열선(203b), 송풍팬(203c) 등의 저전압을 이용하는 편의 부하를 포함할 수 있다.
저전압 전력 제어기(160)는 저전압 전력을 관리할 수 있다. 저전압 전력 제어기(160)는 예를 들어 저전압 배터리(150)의 충전 상태에 의존하여 저전압 편의 부하(203)의 출력을 제어할 수 있다.
저전압 전력 제어기(160)는 고전압 전력 제어기(130)로부터 차량(1)의 항속 거리에 관한 정보를 수신하고, 차량(1)의 항속 거리에 기초하여 절전 모드의 수행 여부 및 절전 단계를 판단할 수 있다.
저전압 전력 제어기(160)는 고전압 편의 부하(201) 및 저전압 편의 부하(203)의 가동 기록을 수집하고, 고전압 편의 부하(201) 및 저전압 편의 부하(203)의 가동 기록에 기초하여 운전자의 전기 부하 사용 성향을 판단할 수 있다. 또한, 저전압 전력 제어기(160)는 운전자의 전기 부하 사용 성향에 기초하여 절전 단계 각각에서의 고전압 편의 부하(201) 및 저전압 편의 부하(203)의 출력을 제한할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 차량(1)의 전력망의 전체 전기 부하는 항속 거리 증대를 위한 절전 제어가 가능한 고전압 편의 부하와 저전압 편의 부하로 구분될 수 있다.
전력 관리 시스템(100)은 차량(1)의 항속거리에 따라 4가지 동작 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 시스템(100)은 차량(1)의 항속거리에 따라 정상 모드, 절전 1단계, 절전 2단계, 절전 3단계로 동작할 수 있다.
전력 관리 시스템(100)은 운전자의 전기 부하 사용 성향에 기초하여 4가지 동작 모드 각각에서의 고전압 편의 부하(201) 및 저전압 편의 부하(203)의 출력을 제어할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량의 제어 구성을 도시한다.
도 3을 참조하면, 차량(1)은 운전자 입력부(170)와, 저전압 배터리(150)와, 배터리 센서(151)와, 내비게이션(180)과, 고전압 배터리(110)와, 배터리 관리 시스템(111)와, 구동 모터(120)와, 고전압 편의 부하(201)와, 저전압 안전 부하(202)와, 저전압 편의 부하(203)와 제어기(190)를 포함한다.
저전압 배터리(150)와, 배터리 센서(151)와, 고전압 배터리(110)와, 배터리 관리 시스템(111)와, 구동 모터(120)와, 고전압 편의 부하(201)와, 저전압 안전 부하(202)와, 저전압 편의 부하(203)는 도 1 및 도 2와 함께 설명된 것과 동일할 수 있다.
운전자 입력부(170)는 운전자로부터 차량(1)의 절전 동작에 관한 명령을 수신할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)은 정상 모드, 절전 1단계, 절전 2단계 및 절전 3단계로 동작할 수 있다.
운전자는 운전자 입력부(170)를 통하여 차량(1)의 절전 여부 및 절전 단계를 선택할 수 있다. 예를 들어, 운전자는 운전자 입력부(170)를 통하여 정상 모드, 절전 1단계, 절전 2단계 및 절전 3단계 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
운전자 입력부(170)는 제어기(190)와 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 운전자 입력부(170)는 차량(1)의 내부 통신망을 통하여 제어기(190)와 연결되거나, 하드 와이어(hard-wire)를 통하여 직접 연결될 수 있다.
운전자 입력부(170)는 운전자의 선택에 대응하는 전기적 신호를 제어기(190)로 출력할 수 있다.
운전자 입력부(170)는 예를 들어 사용자가 누르는 것에 의하여 작동되는 푸시 스위치(push switch)와 멤브레인 스위치(membrane), 또는 사용자의 신체 일부의 접촉에 의하여 작동되는 터치 스위치(touch switch) 등을 포함할 수 있다.
내비게이션(180)은 운전자가 입력한 목적지에 응답하여 목적지까지의 경로를 판단할 수 있다.
내비게이션(180)은 운전자로부터 목적지에 관한 정보를 수신하기 위한 유저 인터페이스를 포함할 수 있으며, 차량(1)의 현재 위치를 판단하기 위한 GPS (Global Positioning System) 수신기를 포함할 수 있다. 내비게이션(180)은 차량(1)의 현재 위치로부터 운전자의 목적지까지의 경로를 판단할 수 있다.
내비게이션(180)은 제어기(190)와 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 내비게이션(180)은 차량(1)의 내부 통신망을 통하여 제어기(190)와 연결되거나, 하드 와이어를 통하여 직접 연결될 수 있다.
내비게이션(180)은 차량(1)의 현재 위치로부터 운전자의 목적지까지의 경로에 관한 정보를 제어기(190)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 내비게이션(180)은 판단된 경로의 거리 등을 제어기(190)에 전달할 수 있다.
제어기(190)는 도 1 및 도 2와 함께 설명된 고전압 전력 제어기(130)와 저전압 전력 제어기(160) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(190)는 고전압 전력 제어기(130)를 나타내거나, 제어기(190)는 저전압 전력 제어기(160)를 나타내거나, 제어기(190)는 고전압 전력 제어기(130)와 저전압 전력 제어기(160) 모두를 나타낼 수 있다.
제어기(190)는 프로세서(191)와 메모리(192)를 포함한다.
프로세서(191)는 운전자 입력부(170)로부터 사용자 입력과, 배터리 센서(151)로부터 저전압 배터리(150)의 충전 상태와, 배터리 관리 시스템(111)으로부터 고전압 배터리(110)의 충전 상태와, 내비게이션(180)으로부터 목적지까지의 거리와, 복수의 전기 부하들(201, 202, 203: 200)로부터 전기 부하들(200) 각각의 동작 정보를 수신할 수 있다.
프로세서(191)는 복수의 전기 부하들(200)의 동작 정보에 기초하여 절전 단계 각각에서의 전기 부하들(200) 각각의 출력 감소를 설정할 수 있다.
프로세서(191)는 복수의 전기 부하들(200)로부터 동작 정보를 수신하고, 복수의 전기 부하들(200)의 동작 정보에 기초하여 전기 부하들(200) 각각의 사용 기록과 전기 부하들(200) 각각의 전력 소비량을 수집할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(191)는 고전압 편의 부하(201)의 사용 기록 및 전력 소비량과 저전압 안전 부하(202)의 사용 기록 및 전력 소비량과 저전압 편의 부하(203)의 사용 기록 및 전력 소비량을 수집할 수 있다.
프로세서(191)는 운전자의 전기 부하들(200)의 사용 성향을 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(191)는 전기 부하들(200) 각각의 사용 기록 및 전력 소비량에 기초하여 전기 부하들(200) 각각의 사용 빈도를 판단할 수 있다.
프로세서(191)는 전기 부하들(200) 각각의 사용 빈도에 기초하여 절전 단계 각각에서의 전기 부하들(200) 각각의 출력 감소를 설정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(191)는 절전 1단계, 절전 2단계, 절전 3단계 각각에서의 전기 부하들(200)의 출력 감소를 설정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(191)는 전기 부하의 사용 빈도가 클수록 절전 모드에서의 전기 부하의 출력 감소를 증가시킬 수 있다.
프로세서(191)는 운전자 입력에 기초하여 차량(1)의 절전 여부 및 절전 단계를 선택할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(191)는 사용자 입력에 기초하여 정상 모드, 절전 1단계, 절전 2단계, 절전 3단계 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
또한, 프로세서(191)는 복수의 전기 부하들(200)의 동작 정보에 기초하여 차량(1)의 절전 여부 및 절전 단계를 선택할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(191)는 복수의 전기 부하들(200)의 동작 정보에 기초하여 정상 모드, 절전 1단계, 절전 2단계, 절전 3단계 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
프로세서(191)는 고전압 배터리(110)의 충전 상태와 복수의 전기 부하들(200)의 동작 정보에 기초하여 차량(1)의 항속 거리를 판단할 수 있다. 프로세서(191)는 고전압 배터리(110)의 충전 상태와 복수의 전기 부하들(200)의 동작에 기초하여 가용 전력량을 산출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(191)는 고전압 배터리(110)의 충전 상태에 기초하여 고전압 배터리(110)의 충전 전력량을 산출할 수 있으며, 복수의 전기 부하들(200)의 동작에 기초하여 전기 부하들(200)의 소비 전력량을 산출할 수 있으며, 충전 전력량과 소비 전력량에 기초하여 가용 전력량을 산출할 수 있다. 프로세서(191)는 가용 전력량과 차량(1)의 평균 전비(1kw 당 항속 거리)에 기초하여 차량(1)의 항속 거리를 산출할 수 있다.
프로세서(191)는 목적지까지의 경로의 거리와 항속 거리의 비교에 기초하여 차량(1)의 절전 여부 및 절전 단계를 선택할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(191)는 목적지까지의 경로의 거리가 항속 거리보다 작으면 정상 모드를 선택할 수 있다. 프로세서(191)는 목적지까지의 경로의 거리가 항속 거리의 1.05배보다 큰 것에 응답하여 절전 1단계를 선택할 수 있다. 프로세서(191)는 목적지까지의 경로의 거리가 항속 거리의 1.10배보다 큰 것에 응답하여 절전 2단계를 선택할 수 있다. 프로세서(191)는 목적지까지의 경로의 거리가 항속 거리의 1.20배보다 큰 것에 응답하여 절전 3단계를 선택할 수 있다.
프로세서(191)는 선택된 절전 단계와 절전 단계 각각에서 설정된 전기 부하들(200)의 출력 감소에 기초하여 복수의 전기 부하들(200)의 출력을 감소시킬 수 있다.
메모리(192)는 차량(1)의 동작을 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다.
또한, 메모리(192)는 운전자 입력부(170)로부터 사용자 입력과, 배터리 센서(151)로부터 저전압 배터리(150)의 충전 상태와, 배터리 관리 시스템(111)으로부터 고전압 배터리(110)의 충전 상태와, 내비게이션(180)으로부터 목적지까지의 거리와, 복수의 전기 부하들(200)로부터 전기 부하들(200) 각각의 동작 정보를 임시로 기억할 수 있다.
메모리(192)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량의 절전 동작을 도시한다. 도 5는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 전기 부하들의 그룹화를 도시한다. 도 6은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 전기 부하들의 사용 빈도를 도시한다. 도 7은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 전기 부하들의 사용 빈도에 따른 출력 제한을 도시한다. 도 8은 일 실시예에 의한 차량의 절전 단계를 선택하는 일 예를 도시한다.
도 4, 도 5, 도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면, 차량(1)은 전기 부하들(200)의 동작 정보를 수집한다(1010).
프로세서(191)는 복수의 전기 부하들(200)로부터 동작 정보를 수신하고, 복수의 전기 부하들(200)의 동작 정보에 기초하여 전기 부하들(200) 각각의 사용 기록 및 전력 소비량을 수집할 수 있다.
복수의 전기 부하들(200)은 복수의 부하 그룹들(210: 211, 212, 213, 214, 215)로 분류될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 전기 부하들(200)은 히팅 부하 그룹(211)과, 냉방 부하 그룹(212)과, 표시 부하 그룹(213)과, 샤시 부하 그룹(214)과, 오디오 부하 그룹(215)으로 분류될 수 있다. 히팅 부하 그룹(211)은 PTC 히터, 시트 히터, 스티어링 휠 히터, 뒷 유리 열선, 아웃사이드 미러 열선 등을 포함할 수 있다. 냉방 부하 그룹(212)은 에이컨 컴프레서, 공조 블로워, 통풍 시트 등을 포함할 수 있다. 표시 부하 그룹(213)은 클러스터, 헤드업 디스플레이(HUD), 내비게이션, 리어 시트 엔터테인먼트 등을 포함할 수 있다. 샤시 부하 그룹(214)은 전자 제어 서스펜션, 전자식 AWD, 롤 스테빌라이저, 리어 휠 스티어링, 액티브 프론트 스티어링 등을 포함할 수 있다. 오디오 부하 그룹(215)은 앰프, 스피커, 오디오, 액티브 노이즈 캔슬링, 액티브 사운드 디자인 등을 포함할 수 있다.
프로세서(191)는 복수의 전기 부하들(200)로부터 동작 정보를 수신하고, 복수의 전기 부하들(200)의 동작 정보에 기초하여 복수의 부하 그룹들(210) 각각의 사용 기록 및 전력 소비량을 수집할 수 있다. 프로세서(191)는 전기 부하들(200)로부터 동작 정보에 기초하여 전기 부하들(200)의 온/오프 및 전기 부하들(200)의 동작 레벨을 포함하는 사용 기록을 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(191)는 전기 부하들(200)의 온/오프 및 전기 부하들(200)의 동작 레벨에 기초하여 전기 부하들(200) 각각의 전력 소비량을 산출할 수 있다.
프로세서(191)는 복수의 부하 그룹들(210) 각각의 사용 기록 및 전력 소비량을 메모리(192)에 저장할 수 있다.
프로세서(191)는 복수의 전기 부하들(200)로부터 동작 정보와 함께 차량(1) 외부의 환경 변수를 기록할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(191)는 외기 온도, 주행 정보(도심 도로, 고속 도로), 주행 모드(노말 모드, 스포츠 모드, 에코 모드) 등을 기록할 수 있다.
차량(1)은 운전자의 전기 부하들(200)의 사용 성향을 판단한다(1020).
프로세서(191)는 전기 부하들(200) 각각의 사용 기록 및 전력 소비량에 기초하여 복수의 전기 부하들(200) 각각의 사용 빈도를 판단할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(191)는 복수의 부하 그룹들(210) 각각의 사용 빈도를 판단할 수 있다.
프로세서(191)는 미리 정해진 시간 동안 전기 부하들(200) 각각의 최대 전력 소비량에 대한 미리 정해진 동안 전기 부하들(200) 각각의 실제 전력 소비량의 비율에 기초하여 전기 부하들(200) 각각의 사용 빈도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(191)는 [수학식 1]에 기초하여 전기 부하들(200) 각각의 사용 빈도를 산출할 수 있다.
[수학식 1]
P_load = P_sum / P_max
단, P_load는 전기 부하들(200) 각각의 사용 빈도를 나타내며, P_sum은 전기 부하들(200) 각각의 미리 정해진 시간 실제 전력 소비량을 나타내며, P_max은 전기 부하들(200) 각각의 미리 정해진 시간 최대 전력 소비량을 나타낸다.
프로세서(191)는 복수의 전기 부하들(200) 각각의 사용 빈도에 기초하여 복수의 부하 그룹들(210) 각각의 사용 빈도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(191)는 [수학식 2]에 기초하여 부하 그룹들(210) 각각의 사용 빈도를 산출할 수 있다.
[수학식 2]
P_group = ∑P_load / n
단, P_group은 부하 그룹들(210) 각각의 사용 빈도를 나타내며, P_load는 전기 부하들(200) 각각의 사용 빈도를 나타내며, n은 부하 그룹에 속하는 전기 부하의 개수를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 프로세서(191)는 도 6에 도시된 바와 같이 부하 그룹들(210)의 사용 빈도를 산출할 수 있다. 히팅 부하 그룹(211)의 사용 빈도는 0.2 내지 0.4일 수 있으며 냉방 부하 그룹(212)의 사용 빈도는 0.4 내지 0.6일 수 있으며, 표시 부하 그룹(215)의 사용 빈도는 0.6 내지 1일 수 있으며, 샤시 부하 그룹(214)의 사용 빈도는 0 내지 0.2일 수 있으며, 오디오 부하 그룹(215)의 사용 빈도는 0 내지 0.2일 수 있다.
차량(1)은 절전 모드에서의 전기 부하들(200)의 출력 감소를 설정한다(1030)
프로세서(191)는 부하 그룹들(210) 각각의 사용 빈도에 기초하여 절전 단계 각각에서의 부하 그룹들(210)에 속하는 전기 부하들(200) 각각의 출력 감소를 설정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(191)는 절전 1단계, 절전 2단계, 절전 3단계 각각에서의 전기 부하들(200)의 출력 감소를 설정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(191)는 부하 그룹의 사용 빈도가 클수록 절전 모드에서의 해당 부하 그룹에 속하는 전기 부하의 출력을 크게 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 메모리(192)는 절전 1단계, 절전 2단계, 절전 3단계 각각에서의 전기 부하들(200)의 출력 감소를 저장할 수 있다.
정상 모드에서 부하 그룹들(210)은 운전자의 조작에 따라 정해진 출력의 100%를 출력할 수 있다.
절전 1단계에서 부하 그룹들(210)은 운전자의 조작에 따라 정해진 출력의 70%를 출력할 수 있다. 다시 말해, 절전 1단계에서 부하 그룹들(210)의 출력은 30% 감소된다.
절전 2단계에서 부하 그룹들(210)은 운전자의 조작에 따라 정해진 출력의 30%를 출력할 수 있다. 다시 말해, 절전 1단계에서 부하 그룹들(210)의 출력은 70% 감소된다.
절전 3단계에서 부하 그룹들(210)은 운전자의 조작에 따라 정해진 출력의 0%를 출력할 수 있다. 다시 말해, 절전 1단계에서 부하 그룹들(210)의 출력은 100% 감소된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 히팅 부하 그룹(211)의 사용 빈도는 0.2 내지 0.4일 수 있으며 냉방 부하 그룹(212)의 사용 빈도는 0.4 내지 0.6일 수 있으며, 표시 부하 그룹(213)의 사용 빈도는 0.6 내지 1일 수 있으며, 샤시 부하 그룹(214)의 사용 빈도는 0 내지 0.2일 수 있으며, 오디오 부하 그룹(215)의 사용 빈도는 0 내지 0.2일 수 있다.
사용 빈도가 0.2 내지 0.4인 히팅 부하 그룹(211)의 출력 감소는 기본값과 동일할 수 있다. 절전 1단계에서의 히팅 부하 그룹(211)의 출력 감소는 여전히 70%이고, 절전 2단계에서의 히팅 부하 그룹(211)의 출력 감소는 여전히 30%일 수 있다.
사용 빈도가 0.4 내절전 2단계에서의 지 0.6인 냉방 부하 그룹(212)의 출력 감소는 기본값의 1.5배일 수 있다. 절전 1단계에서의 냉방 부하 그룹(212)의 출력 감소는 45%로 증가하며, 절전 1단계에서 냉방 부하 그룹(212)은 출력은 70%에서 55%로 더욱 감소할 수 있다. 또한, 절전 2단계에서의 냉방 부하 그룹(212)의 출력 감소는 105%로 증가하며, 절전 2단계에서 냉방 부하 그룹(212)은 출력은 30%에서 0%로 더욱 감소할 수 있다.
사용 빈도가 0.6 내지 1인 표시 부하 그룹(213)의 출력 감소는 기본값의 2배일 수 있다. 절전 1단계에서의 표시 부하 그룹(213)의 출력 감소는 60%로 증가하며, 절전 1단계에서 냉방 부하 그룹(212)은 출력은 70%에서 40%로 더욱 감소할 수 있다. 또한, 절전 2단계에서의 냉방 부하 그룹(212)의 출력 감소는 120%로 증가하며, 절전 2단계에서 냉방 부하 그룹(212)은 출력은 30%에서 0%로 더욱 감소할 수 있다.
사용 빈도가 0 내지 2인 샤시 부하 그룹(214)과 오디오 부하 그룹(215)의 출력 감소는 기본값의 1/2일 수 있다. 절전 1단계에서의 샤시 부하 그룹(214)과 오디오 부하 그룹(215)의 출력 감소는 15%가 되며, 절전 1단계에서 샤시 부하 그룹(214)과 오디오 부하 그룹(215)은 출력은 70%에서 85%로 변경될 수 있다. 또한, 절전 2단계에서의 샤시 부하 그룹(214)과 오디오 부하 그룹(215)의 출력 감소는 35%가 되며, 절전 2단계에서 샤시 부하 그룹(214)과 오디오 부하 그룹(215)은 출력은 30%에서 65%로 변경될 수 있다.
프로세서(191)는 절전 단계 별로 설정된 전기 부하들(200)의 출력 감소를 메모리(192)에 저장할 수 있다.
차량(1)은 복수의 전기 부하들(200)의 동작 정보에 기초하여 절전 제어 여부를 판단한다(1040).
프로세서(191)는 복수의 전기 부하들(200)의 동작 정보에 기초하여 정상 모드, 절전 1단계, 절전 2단계, 절전 3단계 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
프로세서(191)는 고전압 배터리(110)의 충전 상태와 복수의 전기 부하들(200)의 동작 정보에 기초하여 차량(1)의 항속 거리를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(191)는 고전압 배터리(110)의 충전 상태에 기초하여 고전압 배터리(110)의 충전 전력량을 산출할 수 있으며, 복수의 전기 부하들(200)의 동작에 기초하여 전기 부하들(200)의 소비 전력량을 산출할 수 있으며, 충전 전력량과 소비 전력량에 기초하여 가용 전력량을 산출할 수 있다. 프로세서(191)는 가용 전력량과 차량(1)의 평균 전비(1kw 당 항속 거리)에 기초하여 차량(1)의 항속 거리를 산출할 수 있다.
프로세서(191)는 목적지까지의 경로의 거리와 항속 거리의 비교에 기초하여 차량(1)의 절전 여부 및 절전 단계를 선택할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(191)는 도 8에 도시된 바와 같이 목적지까지의 경로의 거리가 항속 거리보다 작으면 정상 모드를 선택할 수 있다. 프로세서(191)는 도 8에 도시된 바와 같이 목적지까지의 경로의 거리가 항속 거리의 1.05배보다 큰 것에 응답하여 절전 1단계를 선택할 수 있다. 프로세서(191)는 도 8에 도시된 바와 같이 목적지까지의 경로의 거리가 항속 거리의 1.10배보다 큰 것에 응답하여 절전 2단계를 선택할 수 있다. 프로세서(191)는 도 8에 도시된 바와 같이 목적지까지의 경로의 거리가 항속 거리의 1.20배보다 큰 것에 응답하여 절전 3단계를 선택할 수 있다.
차량(1)은 절전 단계에 따라 전기 부하들(200)을 절전 제어한다(1050).
프로세서(191)는 선택된 절전 단계와 도 7에 도시된 바와 같이 절전 단계 각각에서 설정된 전기 부하들(200)의 출력 감소에 기초하여 복수의 전기 부하들(200)의 출력을 감소시킬 수 있다.
절전 제어의 결과, 목적지까지의 경로의 거리가 차량(1)의 항속 거리보다 크면, 고전압 편의 부하(201)의 전력 소비가 감소한다. 또한, 저전압 편의 부하(203)의 전력 소비가 감소하며, 전압 변환기(140)에 의하여 고전압 배터리(110)로부터 저전압 배터리(150)로 이동되는 전력량이 감소한다.
특히, 운전자의 전기 부하 사용 패턴에 의하여 사용 빈도가 높은 전기 부하의 출력이 크게 감소하며, 사용 빈도가 높은 전기 부하의 전력 소비량이 감소할 수 있다. 그 결과, 전체 전기 부하의 전력 소비량이 드라마틱하게 감소할 수 있으며, 항속 거리는 드라마틱하게 증가할 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 100: 전력 관리 시스템
110: 고전압 배터리 111: 배터리 관리 시스템
120: 구동 모터 130: 고전압 전력 제어기
140: 전압 변환기 150: 저전압 배터리
151: 배터리 센서 160: 저전압 전력 제어기
170: 운전자 입력부 180: 내비게이션
190: 제어기 191: 프로세서
192: 메모리 200: 전기 부하들
201: 고전압 편의 부하 202: 저전압 안전 부하
203: 저전압 편의 부하 210: 부하 그룹들
211: 히팅 부하 그룹 212: 냉방 부하 그룹
213: 표시 부하 그룹 214: 샤시 부하 그룹
215: 오디오 부하 그룹

Claims (18)

  1. 차량에 있어서,
    복수의 전기 부하들;
    제1 배터리;
    상기 제1 배터리의 충전 상태를 감지하는 제1 배터리 센서; 및
    상기 제1 배터리 센서에 의하여 감지된 상기 제1 배터리의 충전 상태에 기초하여 상기 차량의 항속 거리를 산출하고, 상기 차량의 항속 거리와 목적지까지의 거리 사이의 비교에 기초하여 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하고, 상기 절전 제어 중에 상기 복수의 전기 부하들의 사용 기록에 기초하여 상기 복수의 전기 부하들 각각의 출력 감소를 설정하는 제어기를 포함하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 전기 부하의 사용 빈도가 높을수록 상기 전기 부하의 출력 감소를 증가시키는 차량.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배터리보다 낮은 전압을 출력하는 제2 배터리; 및
    상기 제2 배터리의 충전 상태를 감지하는 제2 배터리 센서를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 제1 배터리의 충전 상태, 상기 제2 배터리의 충전 상태 및 상기 복수의 전기 부하들의 동작 정보에 기초하여 상기 차량의 항속 거리를 산출하는 차량.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 목적지까지의 거리가 상기 항속 거리보다 크면 상기 제어기는 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하는 차량.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 복수의 전기 부하들의 사용 기록에 기초하여 설정된 상기 출력 감소에 따라 상기 복수의 전기 부하들 각각의 출력을 감소시키는 차량.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 목적지까지의 거리가 상기 항속 거리의 1.2배 보다 크면 상기 제어기는 상기 복수 전기 부하들의 동작을 정지하는 차량.
  7. 복수의 전기 부하들과 제1 배터리를 포함하는 차량의 제어 방법에 있어서,
    상기 제1 배터리의 충전 상태에 기초하여 상기 차량의 항속 거리를 산출하고;
    상기 차량의 항속 거리와 목적지까지의 거리 사이의 비교에 기초하여 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하고;
    상기 절전 제어 중에 상기 복수의 전기 부하들의 사용 기록에 기초하여 상기 복수의 전기 부하들 각각의 출력 감소를 설정하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 복수의 전기 부하들 각각의 출력 감소를 설정하는 것은,
    전기 부하의 사용 빈도가 높을수록 상기 전기 부하의 출력 감소를 증가시키는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 차량의 항속 거리를 산출하는 것은,
    상기 제1 배터리보다 낮은 전압을 출력하는 제2 배터리의 충전 상태를 감지하고;
    상기 제1 배터리의 충전 상태, 상기 제2 배터리의 충전 상태 및 상기 복수의 전기 부하들의 동작 정보에 기초하여 상기 차량의 항속 거리를 산출하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하는 것은,
    상기 목적지까지의 거리가 상기 항속 거리보다 크면 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하는 것은,
    상기 복수의 전기 부하들의 사용 기록에 기초하여 설정된 상기 출력 감소에 따라 상기 복수의 전기 부하들 각각의 출력을 감소시키는 것을 더 포함하는 차량의 제어 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하는 것은,
    상기 목적지까지의 거리가 상기 항속 거리의 1.2배 보다 크면 상기 복수 전기 부하들의 동작을 정지하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  13. 복수의 전기 부하들과 제1 배터리와 제2 배터리를 포함하는 차량의 전력을 관리하는 전력 관리 시스템에 있어서,
    명령어를 저장하는 메모리; 및
    상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 충전 상태에 기초하여 상기 차량의 항속 거리를 산출하고, 상기 차량의 항속 거리와 목적지까지의 거리 사이의 비교에 기초하여 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하고, 상기 절전 제어 중에 상기 복수의 전기 부하들의 사용 기록에 기초하여 상기 복수의 전기 부하들 각각의 출력 감소를 설정하도록, 상기 메모리에 저장된 명령어를 실행하는 프로세서를 포함하는 전력 관리 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는 전기 부하의 사용 빈도가 높을수록 상기 전기 부하의 출력 감소를 증가시키도록 상기 메모리에 저장된 명령어를 실행하는 전력 관리 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 배터리의 충전 상태, 상기 제2 배터리의 충전 상태 및 상기 복수의 전기 부하들의 동작 정보에 기초하여 상기 차량의 항속 거리를 산출하도록 상기 메모리에 저장된 명령어를 실행하는 전력 관리 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 목적지까지의 거리가 상기 항속 거리보다 큰 것에 응답하여 상기 복수 전기 부하들의 절전 제어를 수행하도록 상기 메모리에 저장된 명령어를 실행하는 전력 관리 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수의 전기 부하들의 사용 기록에 기초하여 설정된 상기 출력 감소에 따라 상기 복수의 전기 부하들 각각의 출력을 감소시키도록 상기 메모리에 저장된 명령어를 실행하는 전력 관리 시스템.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 목적지까지의 거리가 상기 항속 거리의 1.2배 보다 큰 것에 응답하여 상기 복수 전기 부하들의 동작을 정지하도록 상기 메모리에 저장된 명령어를 실행하는 전력 관리 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220001547A (ko) * 2020-06-29 2022-01-06 주식회사 유라코퍼레이션 차량의 주행가능 거리 알림 방법 및 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140060751A (ko) * 2012-11-12 2014-05-21 현대자동차주식회사 전기자동차의 주행가능 거리 안내 장치 및 그 방법
KR20180045211A (ko) * 2016-10-25 2018-05-04 현대자동차주식회사 전기자동차의 배터리 soc를 이용한 원격 공조 제어 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140060751A (ko) * 2012-11-12 2014-05-21 현대자동차주식회사 전기자동차의 주행가능 거리 안내 장치 및 그 방법
KR20180045211A (ko) * 2016-10-25 2018-05-04 현대자동차주식회사 전기자동차의 배터리 soc를 이용한 원격 공조 제어 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220001547A (ko) * 2020-06-29 2022-01-06 주식회사 유라코퍼레이션 차량의 주행가능 거리 알림 방법 및 장치

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