KR20200084936A - 하이브리드 배터리 시스템 및 이를 이용하는 자동차 - Google Patents

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KR20200084936A
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장민호
김태신
연상훈
강태주
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세방전지(주)
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Abstract

하이브리드 배터리 시스템이 제공된다. 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 배터리 시스템은 복수의 납축전지 셀을 포함하는 납축전지 모듈, 복수의 리튬전지 셀을 포함하는 리튬전지 모듈, 납축전지 모듈의 납축 현재전압을 감지하는 납축 전압 감지 모듈, 리튬전지 모듈의 리튬 현재전압 및 현재온도를 감지하는 리튬 전압 온도 감지 모듈, 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈과 연결되어, 전력을 제공받아 동작하는 부하 모듈, 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈과 연결되어, 엔진 발전 전력 또는 회생 발전 전력을 이용하여 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈을 충전하는 발전 모듈 및 납축전지 모듈의 전압이 낮아지는 순서로 미리 설정된 납축 상한 SOC(State of Charge) 전압, 납축 제1전압, 납축 제2전압 및 납축 하한 SOC 전압과 상기 납축 현재전압을 비교하고, 리튬전지 모듈의 전압이 낮아지는 순서로 미리 설정된 리튬 상한 SOC 전압, 리튬 제1전압, 리튬 제2전압 및 리튬 하한 SOC 전압과 상기 리튬 현재전압을 비교하여, 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 제어 모듈을 포함하며, 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈을 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.

Description

하이브리드 배터리 시스템 및 이를 이용하는 자동차 {Hybrid Battery System and Vehicle using the same}
본 발명은 하이브리드 배터리 시스템 및 이를 이용하는 자동차에 관한 것으로, 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈을 효율적으로 관리하는 하이브리드 배터리 시스템 및 이를 이용하는 자동차에 관한 것이다.
일반적으로 배터리 시스템은 자동차에 시동을 거는 중요한 기능을 한다. 시동을 걸고 나면 전기를 공급하는 역할은 발전기가 맡지만 시동이 꺼진 다음 헤드램프, 실내조명, 라디오 등은 모두 배터리 전원에 의해 작동된다. 한편, 자동차의 배터리 시스템으로는 납축전지가 주로 사용되고 있으며, 현재에는 리튬전지 등도 사용되고 있다.
납축전지는 가격이 상대적으로 매우 싸며, 높은 신뢰성을 가진다는 장점이 있으나, 단위 무게당 출력이 낮으며, 부피가 크고, 장시간 사용하면 출력 전압이 저하되는 문제가 있다. 리튬 전지는 다른 전지에 비해 고출력, 고밀도 전지로써 각광을 받고 있다. 하지만, 리튬 전지는 가격이 매우 비싸며, 온도에 따라 성능이 크게 좌우되며, 특히 높은 온도에서는 전해질 분해가 일어나며, 이에 따라 수명이 현저하게 떨어진다. 또한, 발화 및 폭발의 위험도 있다.
일본등록공보 3716776호는 자동차의 전원 시스템에 관한 것으로, 차량에 탑재되어, 발전기로부터 공급되는 전력을 수납 가능한 동시에 방전 부하에 방전가능한 전원 시스템이며, 복수의 수용액계 이차전지를 접속한 수용액계 이차전지군과, 복수의 비수용액계 이차전지를 조합시킨 전원 시스템을 게시하고 있다.
일본공개공보 2011-208599호는 전압유지가 요구되는 전장품에 대한 전원설비를, 엔진 시동 때의 전원 변화의 영향을 받는 일 없이 안정적으로 행할 수 있는 차량용 전원 장치를 제공하고 있다.
한국등록공보 0436644호는 보조 배터리의 전압을 이용한 차량용 비디오 레코딩 장치에 관한 것으로서, 기존 차량에서 사용되는 주배터리와 별도로 보조 배터리를 장착하여 주배터리가 충전 완료되면 자동적으로 보조배터리가 충전시켜 상기 보조배터리로 차량에 장착된 비디오 레코딩 장치에 필요한 전기에너지를 공급할 수 있는 차량의 보조 배터리의 전압을 이용한 차량용 비디오 레코딩 장치를 제공하고 있다.
한국공개공보 2014-0134070호는 고전압 배터리의 상태 감시 정보를 추가로 정의하여 충전 동작 및 인터페이스를 강화하고 배터리 상태 이상 발생시 안정적인 충전 동작을 가능하게 하는, 통신 인터페이스 시스템 및 이를 이용한 차량 배터리의 충전방법, 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 제공하고 있다.
자동차의 배터리 시스템은 효율적인 관리가 절대적으로 필요하며, 특히, 하이브리드 배터리 시스템의 경우에는 납축전지 및 리튬전지를 효율적으로 관리하며, 충전 및 방전을 반복적으로 수행할 수 있는 배터리 관리 시스템이 필요한 실정이다.
일본등록공보 3716776 일본공개공보 2011-208599 한국등록공보 0436644 한국공개공보 2014-0134070
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈을 효율적으로 관리하는 하이브리드 배터리 시스템 및 이를 이용하는 자동차를 제공하는 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 배터리 시스템은 자동차에 이용되는 하이브리드 배터리 시스템에 있어서, 복수의 납축전지 셀을 포함하는 납축전지 모듈; 복수의 리튬전지 셀을 포함하는 리튬전지 모듈; 상기 납축전지 모듈의 납축 현재전압을 감지하는 납축 전압 감지 모듈; 상기 리튬전지 모듈의 리튬 현재전압 및 현재온도를 감지하는 리튬 전압 온도 감지 모듈; 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈과 연결되어, 전력을 제공받아 동작하는 부하 모듈; 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈과 연결되어, 엔진 발전 전력 또는 회생 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 발전 모듈; 및 상기 납축전지 모듈의 전압이 낮아지는 순서로 미리 설정된 납축 상한 SOC(State of Charge) 전압, 납축 제1전압, 납축 제2전압 및 납축 하한 SOC 전압과 상기 납축 현재전압을 비교하고, 상기 리튬전지 모듈의 전압이 낮아지는 순서로 미리 설정된 리튬 상한 SOC 전압, 리튬 제1전압, 리튬 제2전압 및 리튬 하한 SOC 전압과 상기 리튬 현재전압을 비교하여, 상기 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 제어 모듈;을 포함하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 발전 모듈에서 회생 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 경우에, 상기 배터리 제어 모듈은 먼저, 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 충전한 후, 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 충전하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 발전 모듈에서 엔진 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 경우에, 상기 배터리 제어 모듈은 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 및 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 상기 리튬전지 모듈과 상기 납축전지 모듈에 동시 충전하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 하이브리드 배터리 시스템은 상기 리튬전지 모듈의 온도를 낮추기 위한 리튬 냉각 모듈을 더 포함하며, 상기 리튬 냉각 모듈은 상기 리튬 전압 온도 감지 모듈에서 감지한 현재온도가 미리 설정된 임계 리튬 온도보다 높은 경우에 상기 리튬전지 모듈을 냉각하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 하이브리드 배터리 시스템은 상기 납축전지 모듈의 납축 현재전압, 상기 리튬전지 모듈의 리튬 현재전압 및 현재온도를 표시하는 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 상기 디스플레이 모듈은 충전 또는 방전 상태를 더 표시하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 부하 모듈이 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈로부터 전력을 제공받아 동작하는 경우에, 상기 배터리 제어 모듈은 먼저, 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제2전압에 도달할 때까지 방전한 후, 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제2전압에 도달할 때까지 방전하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 배터리 제어 모듈은 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 제2전압과 상기 리튬 하한 SOC 전압 및 상기 납축전지 모듈에서 상기 납축 제2전압과 상기 납축 하한 SOC 전압이 하기 수학식을 만족하는 것일 수 있다.
Figure pat00001
여기에서, 상기 배터리 제어 모듈은 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 제1전압과 상기 리튬 상한 SOC 전압 및 상기 납축전지 모듈에서 상기 납축 제1전압과 상기 납축 상한 SOC 전압이 하기 수학식을 만족하는 것일 수 있다.
Figure pat00002
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 배터리 시스템을 이용하는 자동차는 하이브리드 배터리 시스템; 자동차를 주행시키는 엔진; 및 상기 엔진으로 구동되어 주행하는 차륜;을 포함하며, 상기 하이브리드 배터리 시스템은 복수의 납축전지 셀들을 포함하는 납축전지 모듈; 복수의 리튬전지 셀들을 포함하는 리튬전지 모듈; 상기 납축전지 모듈의 납축 현재전압을 감지하는 납축 전압 감지 모듈; 상기 리튬전지 모듈의 리튬 현재전압 및 온도를 감지하는 리튬 전압 온도 감지 모듈; 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈과 연결되어, 전력을 제공받아 동작하는 부하 모듈; 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈과 연결되어, 엔진 발전 전력 또는 회생 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 발전 모듈; 및 상기 납축전지 모듈의 전압이 낮아지는 순서로 미리 설정된 납축 상한 SOC(State of Charge) 전압, 납축 제1전압, 납축 제2전압 및 납축 하한 SOC 전압과 상기 납축 현재전압을 비교하고, 상기 리튬전지 모듈의 전압이 낮아지는 순서로 미리 설정된 리튬 상한 SOC 전압, 리튬 제1전압, 리튬 제2전압 및 리튬 하한 SOC 전압과 상기 리튬 현재전압을 비교하여, 상기 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 제어 모듈;을 포함하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 발전 모듈에서 회생 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 경우에, 상기 배터리 제어 모듈은 먼저, 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 충전한 후, 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 충전하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 발전 모듈에서 엔진 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 경우에, 상기 배터리 제어 모듈은 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 및 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 상기 리튬전지 모듈과 상기 납축전지 모듈에 동시 충전하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 하이브리드 배터리 시스템은 상기 리튬전지 모듈의 온도를 낮추기 위한 리튬 냉각 모듈을 더 포함하며, 상기 리튬 냉각 모듈은 상기 리튬 전압 온도 감지 모듈에서 감지한 현재온도가 미리 설정된 임계 리튬 온도보다 높은 경우에 상기 리튬전지 모듈을 냉각하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 하이브리드 배터리 시스템은 상기 납축전지 모듈의 납축 현재전압, 상기 리튬전지 모듈의 리튬 현재전압 및 현재온도를 표시하는 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 상기 디스플레이 모듈은 충전 또는 방전 상태를 더 표시하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 부하 모듈이 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈로부터 전력을 제공받아 동작하는 경우에, 상기 배터리 제어 모듈은 먼저, 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제2전압에 도달할 때까지 방전한 후, 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제2전압에 도달할 때까지 방전하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 배터리 제어 모듈은 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 제2전압과 상기 리튬 하한 SOC 전압 및 상기 납축전지 모듈에서 상기 납축 제2전압과 상기 납축 하한 SOC 전압이 하기 수학식을 만족하는 것일 수 있다.
Figure pat00003
여기에서, 상기 배터리 제어 모듈은 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 제1전압과 상기 리튬 상한 SOC 전압 및 상기 납축전지 모듈에서 상기 납축 제1전압과 상기 납축 상한 SOC 전압이 하기 수학식을 만족하는 것일 수 있다.
Figure pat00004
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 배터리 시스템 및 이를 이용하는 자동차에 따르면, 납축전지 모듈의 출력 전압 저하와 리튬전지 모듈의 온도 상승에 따른 열화를 방지할 수 있으며, 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈의 수명을 연장시키는 등 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈을 효율적으로 관리할 수 있다.
또한, 고가의 리튬전지 모듈만을 사용하는 것이 아니라, 가격이 저렴한 납축전지 모듈을 함께 사용하므로, 제조비용 및 관리비용을 절감할 수 있는 효과가 있으며, 하이브리드 배터리 시스템에 따른 연비 개선의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 배터리 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 배터리 시스템을 이용하는 자동차를 설명하기 위한 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 배터리 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 배터리 시스템(100)은 자동차에 이용되는 하이브리드 배터리 시스템에 있어서, 복수의 납축전지 셀을 포함하는 납축전지 모듈(110); 복수의 리튬전지 셀을 포함하는 리튬전지 모듈(120); 상기 납축전지 모듈의 납축 현재전압을 감지하는 납축 전압 감지 모듈(130); 상기 리튬전지 모듈의 리튬 현재전압 및 현재온도를 감지하는 리튬 전압 온도 감지 모듈(140); 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈과 연결되어, 전력을 제공받아 동작하는 부하 모듈(150); 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈과 연결되어, 엔진 발전 전력 또는 회생 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 발전 모듈(160); 및 상기 납축전지 모듈의 전압이 낮아지는 순서로 미리 설정된 납축 상한 SOC(State of Charge) 전압, 납축 제1전압, 납축 제2전압 및 납축 하한 SOC 전압과 상기 납축 현재전압을 비교하고, 상기 리튬전지 모듈의 전압이 낮아지는 순서로 미리 설정된 리튬 상한 SOC 전압, 리튬 제1전압, 리튬 제2전압 및 리튬 하한 SOC 전압과 상기 리튬 현재전압을 비교하여, 상기 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 제어 모듈(170);을 포함하는 것일 수 있다.
상기 복수의 납축전지 셀을 포함하는 납축전지 모듈(110)은 금속 납을 음극, 산화 납을 양극, 진한 황산을 전해질로 구성한 대표적인 2차 전지인 납축전지 셀들을 연결하여 이용하는 것으로 주로 자동차의 배터리로 쓰이는 것을 말한다.
상기 납축전지 모듈(110)은 충방전이 가능한 2차 전지이며, 전기에너지를 사용하여 화학에너지로 변환하여 충전하며, 화학에너지를 화학 반응을 이용하여 전기에너지로 변환하여 방전을 하게 된다.
일반적으로, 리튬전지는 음극에 금속 리튬을 사용한 전지들을 모두 가리키는 용어이지만, 여기에서는 2차 전지를 말하며, 2차 전지는 주로 리튬 이온 전지 또는 리튬 폴리머 전지로 상용화 되어 있다.
상기 복수의 리튬전지 셀을 포함하는 리튬전지 모듈(120)은 상기 납축전지 모듈(110)과 마찬가지로 충방전이 가능한 2차전지를 말하며, 상기 납축전지 모듈(110)과 상기 리튬전지 모듈(120)은 효율적인 배터리 관리에 따라, 동시 또는 별도 충전 및 방전될 수 있다.
상기 납축전지 모듈의 납축 현재전압을 감지하는 납축 전압 감지 모듈(130)은 상기 납축전지 모듈(110)에 연결되어 납축 현재전압을 측정하여 상기 배터리 제어 모듈(170)에 제공하는 것일 수 있으며, 상기 리튬전지 모듈의 리튬 현재전압 및 현재온도를 감지하는 리튬 전압 온도 감지 모듈(140)은 상기 리튬전지 모듈(120)에 연결되어 리튬 현재전압 및 리튬 현재온도를 측정하여 상기 배터리 제어 모듈(170)에 제공하는 것일 수 있다.
상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈과 연결되어, 전력을 제공받아 동작하는 부하 모듈(150)은 자동차에서 사용되는 장치로 램프(Light), 점화 플러그, 에어컨, 라디오를 포함하는 음향기기, 네비게이션 등을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 부하 모듈(150)에 포함되는 각종 장치는 자동차에서 사용자에게 편의 기능을 제공하는 것일 수 있다.
상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈과 연결되어, 엔진 발전 전력 또는 회생 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 발전 모듈(160)은 엔진을 작동하여 자동차를 주행하는 동안의 에너지를 이용하여 발전하는 엔진 발전 전력 또는 움직이고 있는 전동기가 폐회로 상태가 되었을 때의 관성력을 이용하여 바퀴 등에 달려 있는 회전자를 돌려 전동기를 발전기 기능으로 작동하게 함으로써 운동 에너지를 전기 에너지로 변환해 회수하여 제동력을 발휘하는 회생 발전 전력을 이용하는 것일 수 있다.
상기 엔진 발전 전력 또는 회생 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈(110) 및 상기 리튬전지 모듈(120)을 충전하며, 효율적인 충전이 될 수 있도록 상기 배터리 제어 모듈(170)의 제어에 따라 충전 전력을 제공하는 것일 수 있다.
일반적으로, 2차전지는 충전 레벨(SOC: State of Charge)을 효율적으로 관리해야 충전 효율을 높일 수 있으며, 2차전지의 수명도 연장할 수 있다. 이에 따라, 2차전지는 상한 SOC 전압과 하한 SOC 전압을 설정하고, 상한 SOC 전압과 하한 SOC 전압의 범위 내에서 충전 및 방전을 제한하고 있다.
한편, 2차전지의 상한 SOC 전압과 하한 SOC 전압의 범위를 벗어나는 경우에는 충전 효율도 낮아지며 배터리의 수명도 짧아지게 된다. 즉, 2차전지의 상한 SOC 전압과 하한 SOC 전압의 범위 내에서만 충전 및 방전이 진행되도록 철저하게 관리할 필요성이 있는 것이다.
상기 배터리 제어 모듈(170)은 상기 납축전지 모듈(110) 및 상기 리튬전지 모듈(120)의 충전 및 방전을 효율적으로 제어하여, 배터리의 수명 및 효율을 증가시키는 것일 수 있다.
먼저, 상기 납축전지 모듈(110)에서 높은 전압에서 낮은 전압 순으로 상기 납축 상한 SOC(State of Charge) 전압, 납축 제1전압, 납축 제2전압 및 납축 하한 SOC 전압을 미리 설정하고, 상기 미리 설정된 상기 납축 상한 SOC 전압, 납축 제1전압, 납축 제2전압 및 납축 하한 SOC 전압을 상기 납축 전압 감지 모듈(130)에서 측정된 납축 현재전압과 비교하는 것일 수 있다.
상기 납축 제1전압은 상기 납축 상한 SOC 전압보다 낮은 전압으로 설정하고, 상기 납축 제2전압은 상기 납축 하한 SOC 전압보다 낮은 전압으로 설정하여, 상기 배터리 제어 모듈(170)은 상기 납축 현재전압이 항상 상기 납축 제1전압보다 낮으며, 상기 납축 제2전압보다 높은 상태를 유지하도록 제어하는 것일 수 있다.
또한, 상기 리튬전지 모듈(120)에서 높은 전압에서 낮은 전압 순으로 상한 SOC 전압, 리튬 제1전압, 리튬 제2전압 및 리튬 하한 SOC 전압을 미리 설정하고, 상기 미리 설정된 상한 SOC 전압, 리튬 제1전압, 리튬 제2전압 및 리튬 하한 SOC 전압과 상기 리튬 전압 온도 감지 모듈(140)에서 측정된 상기 리튬 현재전압을 비교하는 것일 수 있다.
상기 리튬 제1전압은 상기 리튬 상한 SOC 전압보다 낮은 전압으로 설정하고, 상기 리튬 제2전압은 상기 리튬 하한 SOC 전압보다 낮은 전압으로 설정하여, 상기 배터리 제어 모듈(170)은 상기 리튬 현재전압이 항상 상기 리튬 제1전압보다 낮으며, 상기 리튬 제2전압보다 높은 상태를 유지하도록 상기 납축전지 모듈(110) 및 리튬전지 모듈(120)의 충전 및 방전을 제어하는 것일 수 있다.
한편, 상기 발전 모듈(160)에서 회생 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 경우에, 상기 배터리 제어 모듈(170)은 먼저, 상기 리튬전지 모듈(120)의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 충전한 후, 상기 납축전지 모듈(110)의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 충전하는 것일 수 있다.
상기 발전 모듈(160)에서 회생 발전 전력을 이용하여 발전하는 경우에는 상기 리튬전지 모듈(120)을 먼저 충전하는 것이 효율적이므로, 상기 리튬전지 모듈(120)을 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 충전하는 것이며, 리튬전지 모듈(120)의 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달한 후에 비로소 상기 납축전지 모듈(110)을 충전하여 상기 납축전지 모듈(110)의 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 충전하는 것일 수 있다.
다른 한편, 상기 발전 모듈(160)에서 엔진 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 경우에, 상기 배터리 제어 모듈(170)은 상기 리튬전지 모듈(120)의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 및 상기 납축전지 모듈(110)의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 상기 리튬전지 모듈과 상기 납축전지 모듈에 동시 충전하는 것일 수 있다.
상기 발전 모듈(160)에서 엔진 발전 전력을 이용하여 발전하는 경우에는 상기 리튬전지 모듈(120)과 상기 리튬전지 모듈(120)에 충전하는 것이 비슷한 효율을 나타낼 것이므로, 상기 리튬전지 모듈(120)과 상기 리튬전지 모듈(120)을 동시에 충전하여, 각각, 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 및 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 동시에 충전하는 것일 수 있다.
상기 하이브리드 배터리 시스템(100)은 상기 리튬전지 모듈의 온도를 낮추기 위한 리튬 냉각 모듈(180)을 더 포함하며, 상기 리튬 냉각 모듈(180)은 상기 리튬 전압 온도 감지 모듈에서 감지한 현재온도가 미리 설정된 임계 리튬 온도보다 높은 경우에 상기 리튬전지 모듈을 냉각하는 것일 수 있다.
예를 들면, 상기 미리 설정된 임계 리튬 온도가 섭씨 40도이고, 상기 리튬 전압 온도 감지 모듈에서 감지한 현재온도가 섭씨 40도를 초과하는 경우에는 상기 리튬 냉각 모듈(180)을 가동하여 상기 리튬전지 모듈(120)을 냉각시킬 수 있을 것이다.
상기 리튬 냉각 모듈(180)은 자동차의 냉각 시스템을 그대로 이용하여 상기 리튬전지 모듈(120)을 냉각시키는 것일 수 있으며, 별도의 냉각 시스템을 도입하여 독립적으로 상기 리튬전지 모듈(120)을 냉각시키는 것일 수도 있을 것이다.
상기 하이브리드 배터리 시스템(100)은 상기 납축전지 모듈의 납축 현재전압, 상기 리튬전지 모듈의 리튬 현재전압 및 현재온도를 표시하는 디스플레이 모듈(190)을 더 포함하며, 상기 디스플레이 모듈(190)은 충전 또는 방전 상태를 더 표시하는 것일 수 있다.
상기 디스플레이 모듈(190)은 자동차의 센터페시아(center fascia)에 표시되는 것일 수 있으며, 자동차의 계기판의 일부에 표시되는 것일 수도 있다. 또한, 상기 디스플레이 모듈(190)은 상기 납축전지 모듈(110)의 납축 현재전압을 표시하면서 현재 방전 상태인지 충전 상태인지도 함께 표시할 수 있을 것이며, 상기 리튬전지 모듈(120)의 리튬 현재전압 및 현재온도를 표시하면서, 현재 방전 상태인지 충전 상태인지 여부와 현재 냉각 모듈(180)이 동작하고 있는지 여부도 함께 표시할 수 있을 것이다.
한편, 상기 부하 모듈(150)이 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈로부터 전력을 제공받아 동작하는 경우에, 상기 배터리 제어 모듈(170)은 먼저, 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제2전압에 도달할 때까지 방전한 후, 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제2전압에 도달할 때까지 방전하는 것일 수 있다.
즉, 상기 부하 모듈(150)이 상기 납축전지 모듈(110) 및 상기 리튬전지 모듈(120)로부터 전력을 제공받아 동작하는 경우에, 상기 배터리 제어 모듈(170)의 제어에 따라, 먼저, 상기 리튬전지 모듈(120)의 현재전압이 상기 리튬 제2전압에 도달할 때까지 방전한 후, 상기 납축전지 모듈(110)의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제2전압에 도달할 때까지 방전하는 것일 수 있다. 방전의 효율을 고려하면서도, 회생 발전 전력을 이용하여 발전하는 경우에 필요한 상기 리튬전지 모듈(120)의 충전 공간을 확보하는 측면을 반영한 것이다.
상기 배터리 제어 모듈(170)은 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 제2전압과 상기 리튬 하한 SOC 전압 및 상기 납축전지 모듈에서 상기 납축 제2전압과 상기 납축 하한 SOC 전압이 하기 수학식을 만족하는 것일 수 있다.
Figure pat00005
일반적으로, 상기 납축전지 모듈(110)에서 상기 납축 제2전압과 상기 납축 하한 SOC 전압 사이의 차이와 상기 리튬전지 모듈(120)의 상기 리튬 제2전압과 상기 리튬 하한 SOC 전압 사이의 차이는 동일하게 설정할 수 있을 것이다.
그러나, 상기 납축전지 모듈(110)은 납축 하한 SOC 전압 아래로 납축 현재전압이 내려가는 경우에 상기 납축전지 모듈(110)의 수명에 큰 영향을 미쳐 수명이 현저하게 짧아질 수 있다. 따라서, 상기 리튬전지 모듈(120)의 상기 리튬 제2전압과 상기 리튬 하한 SOC 전압 간의 비율보다 상기 납축전지 모듈(110)에서 상기 납축 제2전압과 상기 납축 하한 SOC 전압 간의 비율을 크게 설정하여 상기 납축전지 모듈(110)의 수명 안정성을 확보할 수 있을 것이다.
상기 납축 하한 SOC 전압이 10.5V이고, 상기 리튬 하한 SOC 전압이 10.0V인 경우에 상기 납축전지 모듈(110)과 상기 리튬전지 모듈(120)의 특성을 고려하지 않는 경우에는 동일한 비율값을 갖는 상기 납축 제2전압과 상기 리튬 제2전압을 설정할 수 있을 것이지만, 상기 납축전지 모듈(110)과 상기 리튬전지 모듈(120)의 특성을 고려하여 상기 수학식을 만족하도록 설정하면, 상기 납축 제2전압을 11.5V로 설정할 수 있을 것이며, 상기 리튬 제2전압을 11.0V로 설정할 수 있을 것이다.
상기 배터리 제어 모듈(170)은 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 제1전압과 상기 리튬 상한 SOC 전압 및 상기 납축전지 모듈에서 상기 납축 제1전압과 상기 납축 상한 SOC 전압이 하기 수학식을 만족하는 것일 수 있다.
Figure pat00006
위와 마찬가지로, 상기 납축전지 모듈(110)에서 상기 납축 제1전압과 상기 납축 상한 SOC 전압 사이의 차이와 상기 리튬전지 모듈(120)의 상기 리튬 제1전압과 상기 리튬 상한 SOC 전압 사이의 차이는 동일하게 설정할 수 있을 것이다.
그러나, 상기 리튬전지 모듈(120)에서 상기 리튬 제1전압과 상기 리튬 상한 SOC 전압 사이의 차이를 상대적으로 상기 납축전지 모듈(110)에서 상기 납축 제1전압과 상기 납축 상한 SOC 전압 사이의 차이보다 크게 유지해야, 예상하지 못한 상황에서도 발생할 수 있는 회생 발전 전력을 이용하여 발전하는 경우를 대비하여 필요한 상기 리튬전지 모듈(120)의 충전 공간을 확보하는 측면을 반영할 수 있을 것이다.
상기 납축 상한 SOC 전압이 12.6V이고, 상기 리튬 상한 SOC 전압이 14.4V인 경우에 상기 납축전지 모듈(110)과 상기 리튬전지 모듈(120)의 특성을 고려하지 않는 경우에는 동일한 비율값을 갖는 상기 납축 제1전압과 상기 리튬 제1전압을 설정할 수 있을 것이지만, 상기 납축전지 모듈(110)과 상기 리튬전지 모듈(120)의 특성을 고려하여 상기 수학식을 만족하도록 설정하면, 상기 납축 제1전압을 12.0V로 설정할 수 있을 것이며, 상기 리튬 제1전압을 14.0V로 설정할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 배터리 시스템을 이용하는 자동차를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 배터리 시스템을 이용하는 자동차(1000)는 하이브리드 배터리 시스템(1100); 자동차를 주행시키는 엔진(1200); 및 상기 엔진으로 구동되어 주행하는 차륜(1300);을 포함하며, 상기 하이브리드 배터리 시스템(1100)은 복수의 납축전지 셀들을 포함하는 납축전지 모듈; 복수의 리튬전지 셀들을 포함하는 리튬전지 모듈; 상기 납축전지 모듈의 납축 현재전압을 감지하는 납축 전압 감지 모듈; 상기 리튬전지 모듈의 리튬 현재전압 및 온도를 감지하는 리튬 전압 온도 감지 모듈; 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈과 연결되어, 전력을 제공받아 동작하는 부하 모듈; 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈과 연결되어, 엔진 발전 전력 또는 회생 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 발전 모듈; 및 상기 납축전지 모듈의 전압이 낮아지는 순서로 미리 설정된 납축 상한 SOC(State of Charge) 전압, 납축 제1전압, 납축 제2전압 및 납축 하한 SOC 전압과 상기 납축 현재전압을 비교하고, 상기 리튬전지 모듈의 전압이 낮아지는 순서로 미리 설정된 리튬 상한 SOC 전압, 리튬 제1전압, 리튬 제2전압 및 리튬 하한 SOC 전압과 상기 리튬 현재전압을 비교하여, 상기 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 제어 모듈;을 포함하는 것일 수 있다.
위의 하이브리드 배터리 시스템(100)을 설명하면서 각각의 모듈에 대하여 언급하였으므로 각각의 모듈에 대한 자세한 설명은 생략한다.
상기 발전 모듈에서 회생 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 경우에, 상기 배터리 제어 모듈은 먼저, 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 충전한 후, 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 충전하는 것일 수 있다.
상기 발전 모듈에서 엔진 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 경우에, 상기 배터리 제어 모듈은 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 및 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 상기 리튬전지 모듈과 상기 납축전지 모듈에 동시 충전하는 것일 수 있다.
상기 발전 모듈(160)에서 회생 발전 전력을 이용하여 발전하는 경우에는 상기 리튬전지 모듈(120)을 먼저 충전하는 것이 효율적이므로, 상기 리튬전지 모듈(120)을 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 충전하는 것이며, 리튬전지 모듈(120)의 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달한 후에 비로소 상기 납축전지 모듈(110)을 충전하여 상기 납축전지 모듈(110)의 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 충전하는 것일 수 있다.
또한, 상기 발전 모듈(160)에서 엔진 발전 전력을 이용하여 발전하는 경우에는 상기 리튬전지 모듈(120)과 상기 리튬전지 모듈(120)에 충전하는 것이 비슷한 효율을 나타낼 것이므로, 상기 리튬전지 모듈(120)과 상기 리튬전지 모듈(120)을 동시에 충전하여, 각각, 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 및 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 동시에 충전하는 것일 수 있다.
상기 하이브리드 배터리 시스템은 상기 리튬전지 모듈의 온도를 낮추기 위한 리튬 냉각 모듈을 더 포함하며, 상기 리튬 냉각 모듈은 상기 리튬 전압 온도 감지 모듈에서 감지한 현재온도가 미리 설정된 임계 리튬 온도보다 높은 경우에 상기 리튬전지 모듈을 냉각하는 것일 수 있다.
상기 리튬 냉각 모듈(180)은 자동차의 냉각 시스템을 그대로 이용하여 상기 리튬전지 모듈(120)을 냉각시키거나 별도의 냉각 시스템을 도입하여 독립적으로 상기 리튬전지 모듈(120)을 냉각시키는 것일 수 있을 것이다.
상기 하이브리드 배터리 시스템은 상기 납축전지 모듈의 납축 현재전압, 상기 리튬전지 모듈의 리튬 현재전압 및 현재온도를 표시하는 디스플레이 모듈을 더 포함하며, 상기 디스플레이 모듈은 충전 또는 방전 상태를 더 표시하는 것일 수 있다.
상기 디스플레이 모듈(190)은 자동차의 센터페시아(center fascia)에 표시되는 것일 수 있으며, 자동차의 계기판의 일부에 표시되는 것일 수도 있다. 또한, 상기 디스플레이 모듈(190)은 상기 납축전지 모듈(110)의 납축 현재전압을 표시하면서 현재 방전 상태인지 충전 상태인지도 함께 표시할 수 있을 것이며, 상기 리튬전지 모듈(120)의 리튬 현재전압 및 현재온도를 표시하면서, 현재 방전 상태인지 충전 상태인지 여부와 현재 냉각 모듈(180)이 동작하고 있는지 여부도 함께 표시할 수 있을 것이다.
상기 부하 모듈이 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈로부터 전력을 제공받아 동작하는 경우에, 상기 배터리 제어 모듈은 먼저, 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제2전압에 도달할 때까지 방전한 후, 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제2전압에 도달할 때까지 방전하는 것일 수 있을 것이다.
즉, 상기 부하 모듈(150)이 상기 납축전지 모듈(110) 및 상기 리튬전지 모듈(120)로부터 전력을 제공받아 동작하는 경우에, 상기 배터리 제어 모듈(170)의 제어에 따라, 먼저, 상기 리튬전지 모듈(120)의 현재전압이 상기 리튬 제2전압에 도달할 때까지 방전한 후, 상기 납축전지 모듈(110)의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제2전압에 도달할 때까지 방전하는 것일 수 있다.
한편, 상기 배터리 제어 모듈은 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 제2전압과 상기 리튬 하한 SOC 전압 및 상기 납축전지 모듈에서 상기 납축 제2전압과 상기 납축 하한 SOC 전압이 하기 수학식을 만족하는 것일 수 있다.
Figure pat00007
상기 리튬전지 모듈(120)의 상기 리튬 제2전압과 상기 리튬 하한 SOC 전압 간의 비율보다 상기 납축전지 모듈(110)에서 상기 납축 제2전압과 상기 납축 하한 SOC 전압 간의 비율을 크게 설정하여 상기 납축전지 모듈(110)의 수명 안정성을 확보할 수 있을 것이다.
또한, 상기 배터리 제어 모듈은 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 제1전압과 상기 리튬 상한 SOC 전압 및 상기 납축전지 모듈에서 상기 납축 제1전압과 상기 납축 상한 SOC 전압이 하기 수학식을 만족하는 것일 수 있다.
Figure pat00008
상기 리튬전지 모듈(120)에서 상기 리튬 제1전압과 상기 리튬 상한 SOC 전압 사이의 차이를 상대적으로 상기 납축전지 모듈(110)에서 상기 납축 제1전압과 상기 납축 상한 SOC 전압 사이의 차이보다 크게 유지해야, 예상하지 못한 상황에서도 발생할 수 있는 회생 발전 전력을 이용하여 발전하는 경우를 대비할 수 있을 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 개시된 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
100, 1100: 하이브리드 배터리 시스템
110: 납축전지 모듈
120: 리튬전지 모듈
130: 납축 전압 감지 모듈
140: 리튬 전압 온도 감지 모듈
150: 부하 모듈
160: 발전 모듈
170: 배터리 제어 모듈
180: 냉각 모듈
190: 디스플레이 모듈
1000: 하이브리드 배터리 시스템을 이용하는 자동차
1200: 엔진
1300: 차륜

Claims (16)

  1. 자동차에 이용되는 하이브리드 배터리 시스템에 있어서,
    복수의 납축전지 셀을 포함하는 납축전지 모듈;
    복수의 리튬전지 셀을 포함하는 리튬전지 모듈;
    상기 납축전지 모듈의 납축 현재전압을 감지하는 납축 전압 감지 모듈;
    상기 리튬전지 모듈의 리튬 현재전압 및 현재온도를 감지하는 리튬 전압 온도 감지 모듈;
    상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈과 연결되어, 전력을 제공받아 동작하는 부하 모듈;
    상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈과 연결되어, 엔진 발전 전력 또는 회생 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 발전 모듈; 및
    상기 납축전지 모듈의 전압이 낮아지는 순서로 미리 설정된 납축 상한 SOC(State of Charge) 전압, 납축 제1전압, 납축 제2전압 및 납축 하한 SOC 전압과 상기 납축 현재전압을 비교하고, 상기 리튬전지 모듈의 전압이 낮아지는 순서로 미리 설정된 리튬 상한 SOC 전압, 리튬 제1전압, 리튬 제2전압 및 리튬 하한 SOC 전압과 상기 리튬 현재전압을 비교하여, 상기 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 제어 모듈;
    을 포함하는 하이브리드 배터리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발전 모듈에서 회생 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 경우에,
    상기 배터리 제어 모듈은
    먼저, 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 충전한 후, 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 충전하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 배터리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발전 모듈에서 엔진 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 경우에,
    상기 배터리 제어 모듈은
    상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 및 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 상기 리튬전지 모듈과 상기 납축전지 모듈에 동시 충전하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 배터리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 배터리 시스템은
    상기 리튬전지 모듈의 온도를 낮추기 위한 리튬 냉각 모듈을 더 포함하며,
    상기 리튬 냉각 모듈은 상기 리튬 전압 온도 감지 모듈에서 감지한 현재온도가 미리 설정된 임계 리튬 온도보다 높은 경우에 상기 리튬전지 모듈을 냉각하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 배터리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 배터리 시스템은
    상기 납축전지 모듈의 납축 현재전압, 상기 리튬전지 모듈의 리튬 현재전압 및 현재온도를 표시하는 디스플레이 모듈을 더 포함하며,
    상기 디스플레이 모듈은 충전 또는 방전 상태를 더 표시하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 배터리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 부하 모듈이 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈로부터 전력을 제공받아 동작하는 경우에,
    상기 배터리 제어 모듈은
    먼저, 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제2전압에 도달할 때까지 방전한 후, 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제2전압에 도달할 때까지 방전하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 배터리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 제어 모듈은
    상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 제2전압과 상기 리튬 하한 SOC 전압 및 상기 납축전지 모듈에서 상기 납축 제2전압과 상기 납축 하한 SOC 전압이 하기 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 배터리 시스템.
    Figure pat00009
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 제어 모듈은
    상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 제1전압과 상기 리튬 상한 SOC 전압 및 상기 납축전지 모듈에서 상기 납축 제1전압과 상기 납축 상한 SOC 전압이 하기 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 배터리 시스템.
    Figure pat00010
  9. 하이브리드 배터리 시스템;
    자동차를 주행시키는 엔진; 및
    상기 엔진으로 구동되어 주행하는 차륜;을 포함하며,
    상기 하이브리드 배터리 시스템은
    복수의 납축전지 셀들을 포함하는 납축전지 모듈; 복수의 리튬전지 셀들을 포함하는 리튬전지 모듈; 상기 납축전지 모듈의 납축 현재전압을 감지하는 납축 전압 감지 모듈; 상기 리튬전지 모듈의 리튬 현재전압 및 온도를 감지하는 리튬 전압 온도 감지 모듈; 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈과 연결되어, 전력을 제공받아 동작하는 부하 모듈; 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈과 연결되어, 엔진 발전 전력 또는 회생 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 발전 모듈; 및 상기 납축전지 모듈의 전압이 낮아지는 순서로 미리 설정된 납축 상한 SOC(State of Charge) 전압, 납축 제1전압, 납축 제2전압 및 납축 하한 SOC 전압과 상기 납축 현재전압을 비교하고, 상기 리튬전지 모듈의 전압이 낮아지는 순서로 미리 설정된 리튬 상한 SOC 전압, 리튬 제1전압, 리튬 제2전압 및 리튬 하한 SOC 전압과 상기 리튬 현재전압을 비교하여, 상기 납축전지 모듈 및 리튬전지 모듈의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 제어 모듈;
    을 포함하는 하이브리드 배터리 시스템을 이용하는 자동차.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 발전 모듈에서 회생 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 경우에,
    상기 배터리 제어 모듈은
    먼저, 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 충전한 후, 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 충전하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 배터리 시스템을 이용하는 자동차.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 발전 모듈에서 엔진 발전 전력을 이용하여 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈을 충전하는 경우에,
    상기 배터리 제어 모듈은
    상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제1전압에 도달할 때까지 및 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제1전압에 도달할 때까지 상기 리튬전지 모듈과 상기 납축전지 모듈에 동시 충전하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 배터리 시스템을 이용하는 자동차.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 하이브리드 배터리 시스템은
    상기 리튬전지 모듈의 온도를 낮추기 위한 리튬 냉각 모듈을 더 포함하며,
    상기 리튬 냉각 모듈은 상기 리튬 전압 온도 감지 모듈에서 감지한 현재온도가 미리 설정된 임계 리튬 온도보다 높은 경우에 상기 리튬전지 모듈을 냉각하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 배터리 시스템을 이용하는 자동차.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 하이브리드 배터리 시스템은
    상기 납축전지 모듈의 납축 현재전압, 상기 리튬전지 모듈의 리튬 현재전압 및 현재온도를 표시하는 디스플레이 모듈을 더 포함하며,
    상기 디스플레이 모듈은 충전 또는 방전 상태를 더 표시하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 배터리 시스템을 이용하는 자동차.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 부하 모듈이 상기 납축전지 모듈 및 상기 리튬전지 모듈로부터 전력을 제공받아 동작하는 경우에,
    상기 배터리 제어 모듈은
    먼저, 상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 현재전압이 상기 리튬 제2전압에 도달할 때까지 방전한 후, 상기 납축전지 모듈의 상기 납축 현재전압이 상기 납축 제2전압에 도달할 때까지 방전하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 배터리 시스템을 이용하는 자동차.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 배터리 제어 모듈은
    상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 제2전압과 상기 리튬 하한 SOC 전압 및 상기 납축전지 모듈에서 상기 납축 제2전압과 상기 납축 하한 SOC 전압이 하기 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 배터리 시스템을 이용하는 자동차.
    Figure pat00011
  16. 제9항에 있어서,
    상기 배터리 제어 모듈은
    상기 리튬전지 모듈의 상기 리튬 제1전압과 상기 리튬 상한 SOC 전압 및 상기 납축전지 모듈에서 상기 납축 제1전압과 상기 납축 상한 SOC 전압이 하기 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 배터리 시스템을 이용하는 자동차.
    Figure pat00012
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