KR20200127105A - Control method of electric vehicle corresponding to BMS power disconnection - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 방법에 관한 것으로, 상세하게는 배터리 관리를 위한 BMS(Battery Management System)와 상기 BMS에 전원을 공급하는 배터리 사이의 회로에 발생하는 단선에 대응하여 차량을 안전하게 제어하기 위한 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method when a BMS power supply of an electric vehicle is disconnected, and in detail, a vehicle is controlled in response to a disconnection occurring in a circuit between a battery management system (BMS) for battery management and a battery supplying power to the BMS. It relates to a control method when the BMS power supply of an electric vehicle is disconnected for safe control.
전기자동차는 주행을 위한 구동력을 발생하기 위해 전기모터와 고전압배터리가 탑재되며, 상기 고전압배터리는 배터리릴레이를 통해 전기모터와 전장부하에 전력을 공급하게 된다. An electric vehicle is equipped with an electric motor and a high voltage battery to generate driving power for driving, and the high voltage battery supplies power to the electric motor and an electric load through a battery relay.
또한 전기자동차는 상기 고전압배터리의 상태를 진단하고 상기 전기모터와 전장부하에 배터리 전력을 인가하는 상기 배터리릴레이를 제어하는 BMS(Battery Management System)가 탑재되며, 차량의 주행을 위해 VCU(Vehicle Control Unit) 및 MCU(Motor Control Unit) 등의 차량 제어부와 상기 BMS 간에 통신은 필수적이다. In addition, the electric vehicle is equipped with a Battery Management System (BMS) that diagnoses the state of the high voltage battery and controls the battery relay that applies battery power to the electric motor and electric load, and a Vehicle Control Unit (VCU) for driving the vehicle. ) And a vehicle control unit such as a motor control unit (MCU) and the BMS.
따라서 주행중에 BMS에 관련된 통신불량이 발생하는 경우, 최소한의 주행을 가능하게 하여 주행중인 차량이 갑자기 멈춤에 따른 사고를 방지할 수 있도록 하고 있다. Therefore, when a communication failure related to the BMS occurs while driving, it is possible to minimize the driving and prevent an accident caused by a sudden stop of the driving vehicle.
상기 BMS가 차량의 통신버스상에서 이탈하는 경우 BMS의 통신 타임아웃 현상이 발생한다. 이때 BMS는 상기 통신 타임아웃 현상이 발생하기 이전의 작동상태로 배터리릴레이를 유지시킨다. 예를 들어 배터리릴레이가 온 상태로 주행중이면 통신 타임아웃 현상이 발생한 이후에 상기 배터리릴레이를 온 상태로 작동 유지시켜 주행이 가능하도록 한다. 이때 VCU는 배터리릴레이가 이전의 작동상태를 유지하는 것으로 간주하고 MCU에 모터토크지령을 지속적으로 송출하되 모터 출력을 50% 이하로 제한한다. 또한 상기 VCU는 차량 계기판에 표시되는 레디램프를 점멸시켜 차량이 비정상 상태임을 운전자에게 인지시킴으로써 차량의 정비소 입고를 유도한다. When the BMS deviates from the communication bus of the vehicle, a communication timeout phenomenon of the BMS occurs. At this time, the BMS maintains the battery relay in an operating state before the communication timeout phenomenon occurs. For example, when the battery relay is running while the battery relay is on, the battery relay is operated and maintained in the on state after a communication timeout phenomenon occurs to enable driving. At this time, the VCU regards the battery relay as maintaining the previous operating state, and continuously transmits the motor torque command to the MCU, but limits the motor output to 50% or less. In addition, the VCU induces the vehicle to wear to a repair shop by flashing a ready lamp displayed on the vehicle instrument panel to recognize to the driver that the vehicle is in an abnormal state.
한편, 상기 BMS는 차량의 저전압배터리로부터 전원을 공급받게 되며, 상기 저전압배터리와 BMS 사이에 설치된 배터리퓨즈를 통해 저전압배터리의 전력이 BMS에 공급되고, 상기 BMS는 저전압배터리의 전력을 이용하여 배터리릴레이의 온/오프 동작을 제어한다. Meanwhile, the BMS is supplied with power from the low-voltage battery of the vehicle, and the power of the low-voltage battery is supplied to the BMS through a battery fuse installed between the low-voltage battery and the BMS, and the BMS is a battery relay using the power of the low-voltage battery. Control the on/off operation of
상기 배터리퓨즈가 단선되는 경우, BMS는 저전압배터리로부터 전력공급이 중단되므로 차량 제어부와의 통신을 위한 신호를 송출할 수 없게 되어 통신 타임아웃 현상이 발생되고, 배터리릴레이의 클로즈 상태를 유지시키기 위한 전원이 상실되므로 배터리릴레이는 지령과 무관하게 오픈/오프 상태가 된다. 이때 VCU는 BMS의 통신 타임아웃 상황이 발생함에 따라 MCU에 모터토크지령을 지속적으로 송출하여 차량 주행상태를 유지시키려 하고 레디램프를 점멸(blinking) 모드로 작동시킨다. When the battery fuse is disconnected, the BMS is unable to transmit a signal for communication with the vehicle control unit because power supply from the low voltage battery is interrupted, resulting in a communication timeout phenomenon, and a power supply for maintaining the closed state of the battery relay. Since this is lost, the battery relay is in an open/off state regardless of the command. At this time, the VCU attempts to maintain the vehicle driving state by continuously sending a motor torque command to the MCU as the communication timeout situation of the BMS occurs, and operates the ready lamp in the blinking mode.
상기 저전압배터리와 BMS 사이의 회로가 단선됨에 의해 상기 배터리릴레이가 오픈되는 경우 모터 구동을 위한 전원(고전압배터리)가 상실되고, 모터 구동을 위한 전원이 상실됨에 따라 차량 주행이 불가능한 상황이 된다. When the battery relay is opened due to the disconnection of the circuit between the low voltage battery and the BMS, power for driving the motor (high voltage battery) is lost, and as the power for driving the motor is lost, the vehicle cannot be driven.
그러나, 차량 운행이 불가한 상황임에도 불구하고 VCU에서 레디램프를 점멸 모드로 작동시킴에 의해 운전자는 차량 주행이 지속될 수 있는 것으로 인식하게 되는 문제가 있으며, 그에 따라 도로에서 갑자기 차량 운행이 불가해지는 문제가 발생하게 된다.However, there is a problem in that the driver recognizes that the vehicle can continue driving by operating the ready lamp in the flashing mode in the VCU despite the situation in which vehicle operation is impossible, and accordingly, the vehicle operation is suddenly disabled on the road. Occurs.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량이 레디된 상태에서 차량의 주행조건에 따라 인버터 캐패시터의 전압 추이를 기준으로 고전압배터리와 인버터 사이에 배터리릴레이의 단선 여부를 진단하고 배터리릴레이의 단선이 진단되면 운전자에게 차량의 주행불가 상태를 정확하게 인지시켜 차량의 셧다운을 유도하여서 주행안전성을 확보하도록 하는 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다. The present invention has been devised in consideration of the above points, and diagnoses whether the battery relay is disconnected between the high voltage battery and the inverter based on the voltage transition of the inverter capacitor according to the driving condition of the vehicle while the vehicle is ready. It is an object of the present invention to provide a control method in case of disconnection of the BMS power of an electric vehicle, which ensures driving safety by inducing the vehicle to shut down by accurately recognizing the vehicle's undriving state to the driver when the disconnection of the vehicle is diagnosed.
이에 본 발명에서는, BMS(Battery Management System)에 의해 제어되는 배터리릴레이를 통해 고전압배터리의 전력을 공급받아 구동되는 모터를 이용하여 주행하는 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 방법으로서, Accordingly, in the present invention, as a control method when the BMS power is disconnected of an electric vehicle running using a motor driven by receiving power from a high voltage battery through a battery relay controlled by a battery management system (BMS),
전기자동차의 레디 상태에서, 상기 BMS의 통신 타임아웃이 발생하면, 상기 고전압배터리로부터 인가되는 전류를 변환시켜 상기 모터에 공급하는 인터버와 상기 고전압배터리로부터 인가되는 전류를 상기 인버터에 인가하는 배터리릴레이 사이에 연결된 인버터 캐패시터의 전압을 검출하여 상기 캐패시터의 전압 변동이 발생하는지 여부를 판단하는 제1단계; 상기 캐패시터의 전압 변동이 발생하면 차량의 주행모드를 정차모드와 가속주행모드 및 회생제동모드 중 어느 하나로 구분하여 판단하는 제2단계; 상기 캐패시터의 전압 변동값이 주행모드에 따라 설정된 기준전압 이상이면 상기 배터리릴레이가 오픈된 것으로 판단하는 제3단계; 상기 배터리릴레이가 오픈된 것으로 판단되면 차량을 셧다운시키는 제4단계;를 포함하는 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 방법을 제공한다. In the ready state of the electric vehicle, when the communication timeout of the BMS occurs, an inverter that converts a current applied from the high voltage battery and supplies it to the motor and a battery relay that applies a current applied from the high voltage battery to the inverter A first step of determining whether a voltage fluctuation of the capacitor occurs by detecting a voltage of the inverter capacitor connected therebetween; A second step of dividing and determining a driving mode of the vehicle into any one of a stopping mode, an acceleration driving mode, and a regenerative braking mode when the voltage fluctuation of the capacitor occurs; A third step of determining that the battery relay is open when the voltage fluctuation value of the capacitor is greater than or equal to a reference voltage set according to a driving mode; A fourth step of shutting down the vehicle when it is determined that the battery relay is open is provided, and a control method when the BMS power of the electric vehicle is disconnected is provided.
구체적으로, 상기 제2단계에서 판단한 차량의 주행모드가 정차모드일 때 상기 제3단계에서는 캐패시터의 전압이 제1 기준전압 이상 하강하면 상기 배터리릴레이가 클로즈 모드에서 오픈 모드로 전환된 것으로 판단하고, 상기 제2단계에서 판단한 차량의 주행모드가 가속주행모드일 때 상기 제3단계에서는 캐패시터의 전압이 제2 기준전압 이상 하강하면 상기 배터리릴레이가 클로즈 모드에서 오픈 모드로 전환된 것으로 판단한다. 여기서 상기 제2 기준전압은 상기 제1 기준전압보다 일정치 이상 큰 전압값으로 설정된다. 또한 상기 제2단계에서 판단한 차량의 주행모드가 회생제동모드일 때, 상기 제3단계에서는 캐패시터의 전압이 제3 기준전압 이상 상승할 때 상기 배터리릴레이가 클로즈 모드에서 오픈 모드로 전환된 것으로 판단하며, 상기 제3 기준전압은 상기 제2 기준전압보다 설정치 이상 큰 전압값으로 설정된다.Specifically, when the driving mode of the vehicle determined in the second step is the stop mode, in the third step, when the voltage of the capacitor falls by more than the first reference voltage, it is determined that the battery relay has changed from the closed mode to the open mode, When the driving mode of the vehicle determined in the second step is the accelerated driving mode, in the third step, when the voltage of the capacitor falls by more than the second reference voltage, it is determined that the battery relay has changed from the closed mode to the open mode. Here, the second reference voltage is set to a voltage value greater than or equal to a predetermined value than the first reference voltage. In addition, when the driving mode of the vehicle determined in the second step is the regenerative braking mode, in the third step, it is determined that the battery relay has changed from the closed mode to the open mode when the voltage of the capacitor rises above the third reference voltage. , The third reference voltage is set to a voltage value greater than or equal to a set value than the second reference voltage.
그리고 상기 제4단계는, 차량의 주행가능 여부를 표시하는 레디램프를 오프시켜 차량이 주행불가상태임을 나타내는 단계; 차속이 0(zero)이 되면 차량의 변속레버를 수동으로 주행단(D단)에서 주차단(P단)으로 쉬프트시키고 파킹브레이크를 수동으로 온(ON) 작동시키는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다. In the fourth step, the ready lamp indicating whether the vehicle can be driven is turned off to indicate that the vehicle is in a driving impossible state; When the vehicle speed becomes zero, manually shifting the shift lever of the vehicle from the driving stage (D stage) to the parking stage (P stage) and manually operating the parking brake on (ON); may be performed. .
또한 상기 제4단계는, 전자식 변속레버(SBW)가 장착되어 있는 경우 차속이 감속되어 일정 차속 이하가 되면 상기 변속레버를 주행단에서 주차단으로 자동 쉬프트시키는 단계로 구현될 수도 있다. In addition, the fourth step may be implemented as a step of automatically shifting the shift lever from the driving stage to the parking stage when the vehicle speed is reduced and falls below a predetermined vehicle speed when the electronic shift lever (SBW) is mounted.
본 발명에 따른 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 방법에 의하면, 인버터 캐패시터의 전압 추이를 모니터링하여 배터리릴레이의 단선 여부를 진단하고 진단 결과에 따른 차량의 상태정보(주행불가)를 운전자에게 정확하게 제공하여 적절한 후속조치(차량 셧다운)가 이루어지도록 함으로써 BMS 전원 단선 문제에 신속하고 안전하게 대응할 수 있게 된다. According to the control method when the BMS power is disconnected in an electric vehicle according to the present invention, the voltage trend of the inverter capacitor is monitored to diagnose whether the battery relay is disconnected, and the vehicle status information (not allowed to run) according to the diagnosis result is accurately provided to the driver. By ensuring that appropriate follow-up (vehicle shutdown) is taken, it is possible to respond quickly and safely to the problem of a BMS power disconnection.
도 1은 전기자동차의 고전압배터리와 모터 사이에 회로 구성을 나타낸 도면
도 2는 전기자동차의 정차모드 시 인버터 캐패시터의 전압 추이 등을 나타낸 도면
도 3은 전기자동차의 가속주행모드 시 인버터 캐패시터의 전압 추이 등을 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 과정을 나타낸 흐름도1 is a diagram showing a circuit configuration between a high voltage battery and a motor of an electric vehicle
2 is a diagram showing a voltage transition of an inverter capacitor in a stop mode of an electric vehicle
3 is a diagram showing a voltage transition of an inverter capacitor in an accelerated driving mode of an electric vehicle
4 is a flow chart showing a control process when the BMS power is disconnected of an electric vehicle according to the present invention
이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described so that those skilled in the art can easily implement the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 전기자동차는 주행을 위한 구동력을 발생하는 전기모터(7)와 상기 전기모터(7)에 구동전력을 제공하는 고전압배터리(1)가 탑재되며, 상기 고전압배터리(1)는 차량 레디 상태가 될 때 배터리릴레이(4)를 통해 전기모터(7)와 전장부하에 전력을 공급가능한 상태가 된다. 그리고 상기 고전압배터리(1)의 전력은 LDC(Low-Voltage DC-DC Converter)(9)를 통해 저전압배터리(11)에 공급될 수 있다. As shown in Fig. 1, the electric vehicle is equipped with an
상기 저전압배터리(11)는 배터리퓨즈(2)를 통해 BMS(Battery Management System)(8)와 연결되어 상기 BMS에 제어 전원을 공급하며, 상기 BMS(8)는 고전압배터리(1)의 상태를 진단하고 상기 전기모터(7)와 고전압 전장부하에 고전압 전력을 인가하기 위한 배터리릴레이(4)를 온/오프 제어한다. 상기 BMS(8)에 의해 배터리릴레이(4)로 저전압 구동전력이 선택적으로 공급된다. 그리고 상기 전기모터(7)에 인가되는 전류 변환을 위한 인버터(5)와 상기 배터리릴레이(4) 사이에는 전류 평활을 위한 인버터 캐패시터(6)가 연결된다. The
상기 BMS(8)는 주행 시, 전기모터(7)의 제어를 위한 MCU(Motor Control Unit) 및 상위제어기로서 상기 MCU에 모터토크지령을 송출하는 VCU(Vehicle Control Unit) 등의 차량 제어부와 통신을 수행하게 된다. When driving, the
전기자동차의 레디(READY) 상태에서, 즉 전기자동차의 주행준비가 완료된 상태에서, 다시 말해 전기자동차의 주행이 가능한 상태에서, 상기 배터리퓨즈(2)가 단선되는 등에 의해 상기 저전압배터리(11)와 BMS(8) 사이의 회로가 단선되어 배터리릴레이의 구동전압이 상실되거나 또는 BMS(8)의 신호 송출을 위한 시그널커넥터가 탈거됨에 의해 상기 배터리릴레이(4)가 오픈상태로 전환된다.In the READY state of the electric vehicle, that is, in the state in which the driving preparation of the electric vehicle is completed, that is, in the state in which the electric vehicle can be driven, the low-
상기 전기자동차는, 배터리릴레이(4)가 클로즈 모드가 되어 상기 배터리릴레이(4)를 통해 전기모터(7) 및 고전압 전장부하에 전원을 인가가능한 조건이 만족될 때, 레디 상태에 진입한 것으로 판단된다. The electric vehicle is judged to have entered a ready state when the
이에 본 발명에서는 차량이 레디된 상태에서 차량의 주행조건에 따라 인버터 캐패시터(6)의 전압 추이를 기준으로 배터리릴레이(4)의 회로 단선 여부를 진단하고, 진단결과 회로 단선에 따른 차량이 주행불가 상태가 판정되면 운전자에게 차량 상태를 정확하게 인지시켜 차량의 셧다운을 유도하여서 주행안전성을 확보할 수 있도록 한다. Accordingly, in the present invention, in the vehicle ready state, based on the voltage transition of the
이를 위해 본 발명에 따른 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 방법은, 차량의 레디 상태에서 BMS(8)의 통신 타임아웃이 발생하면 인버터 캐패시터(6)의 전압 변동이 발생하는지 여부를 판단하는 제1단계, 상기 인버터 캐패시터(6)의 전압 변동이 발생하면 차량의 주행모드를 판단하는 제2단계, 상기 인버터 캐패시터(6)의 전압 변동값이 주행모드에 따라 설정된 기준전압 이상이면 고전압배터리(1)와 인버터 캐패시터(6) 사이에 연결된 배터리릴레이(4)가 오픈 전환된 것으로 판단하는 제3단계, 및 상기 배터리릴레이(4)가 오픈된 것으로 판단되면 차량을 셧다운시키는 제4단계를 포함하며, 이러한 제어 과정은 VCU 등의 차량 제어부에 의해 수행될 수 있다. To this end, the control method of the electric vehicle when the BMS power is disconnected according to the present invention is a first method for determining whether a voltage fluctuation of the
상기 인버터 캐패시터(6)는 고전압배터리(1)로부터 인가되는 전류를 3상 교류로 변환시켜 전기모터(7)에 공급하는 인버터(5)와 상기 고전압배터리(1)로부터 공급되는 전류를 상기 인버터(5)에 인가하는 배터리릴레이(4) 사이에 연결 배치된다. The
상기 VCU는, 차량의 레디 상태에서 일정 시간동안 BMS(8)로부터 송출되는 신호가 없으면 BMS(8)의 통신 타임아웃이 발생한 것으로 판단한다. 상기 제1단계에서는, 차량이 주행가능한 레디 상태일 때, BMS(8)의 통신 타임아웃이 발생한 것으로 판단되면, 상기 인버터 캐패시터(6)의 전압을 실시간으로 검출하여 상기 캐패시터(6)의 전압 변동이 발생하는지 여부를 판단한다. The VCU determines that a communication timeout of the
상기 제2단계에서는, 인버터 캐패시터(6)의 전압 변동이 지속적으로 발생하면 차량의 주행모드를 정차모드와 가속주행모드 및 회생제동모드(혹은 감속주행모드) 중 어느 하나의 모드로 구분하여 판단한다. In the second step, if the voltage fluctuation of the
차량의 주행모드가 차속이 0(zero)이 되는 정차모드라고 판단될 때에는, 상기 인버터 캐패시터(6)의 전압값이 제1 기준전압 이상 하강되면 배터리릴레이(4)가 클로즈 모드에서 오픈 모드로 전환된 것으로 판단한다. 차량이 주행가능한 레디 상태에서 배터리릴레이(4)는 클로즈 모드가 유지된다. 상기 정차모드일 때 변속레버는 주행단에 위치되어 있다. When it is determined that the driving mode of the vehicle is a stop mode in which the vehicle speed becomes 0 (zero), the
상기 배터리릴레이(4)가 오픈 모드로 전환되면, 고전압배터리(1)와 인버터(5) 사이에 배터리릴레이(4)에 의한 단선(斷線)이 발생하게 되고, 클로즈 모드의 배터리릴레이(4)를 통해 고전압배터리(1)의 전력을 인가받던 고전압 전장부품의 구동에 의해 인버터 캐패시터(6)의 충전량 및 전압이 하락하게 된다. 정차중에는 차량의 전장부품 중에 LDC(Low-Voltage DC-DC Converter)(9) 및 공조장치용 에어컨 컴프레서(10) 등의 고전압 전장부품만 인버터 캐패시터(6)의 전력을 사용하므로 상기 인버터 캐패시터(6)의 전압 하락 속도가 상대적으로 낮은 값을 가진다(도 2 참조). When the
차량의 주행모드가 차속이 증가하는 가속주행모드라고 판단되면, 상기 인버터 캐패시터(6)의 전압값이 제2 기준전압 이상 하강할 때 배터리릴레이(4)가 클로즈 모드에서 오픈 모드로 전환된 것으로 판단한다. If it is determined that the driving mode of the vehicle is an accelerated driving mode in which the vehicle speed increases, it is determined that the
가속주행모드로 주행하는 중에 배터리릴레이(4)가 오픈 모드로 전환되면, 고전압배터리(1)와 인버터(5) 사이에 배터리릴레이(4)에 의한 단선이 발생하고 고전압 사용부품의 구동에 의해 인버터 캐패시터(6)의 충전량 및 전압이 하락하게 된다. 가속주행중에는 LDC(9) 및 에어컨 컴프레서(10) 등의 고전압 전장부품 외에 특히 전기모터(7)의 구동에 의해 인버터 캐패시터(6)의 전력이 소모되므로 상기 인버터 캐패시터(6)의 전압이 순간적으로 급락하게 되고(도 3 참조), 정차모드 대비 빠른 속도로 캐패시터(6)의 전력이 소모된다. When the battery relay (4) is switched to the open mode while driving in the accelerated driving mode, a disconnection occurs between the high voltage battery (1) and the inverter (5) by the battery relay (4), and the inverter is driven by the high voltage components. The charge amount and voltage of the
여기서 상기 제2 기준전압은 상기 제1 기준전압보다 일정치 이상 큰 전압값으로 설정된다. 예를 들어, 상기 제1 기준전압은 30V로 설정될 수 있고 상기 제2 기준전압은 150V로 설정될 수 있다. 상기 제1 및 제2 기준전압은, 배터리릴레이(4)가 클로즈 모드일 때의 인버터 캐패시터(6)의 정상전압값보다 작은 전압값으로 설정된다.Here, the second reference voltage is set to a voltage value greater than or equal to a predetermined value than the first reference voltage. For example, the first reference voltage may be set to 30V and the second reference voltage may be set to 150V. The first and second reference voltages are set to voltage values smaller than the normal voltage value of the
정차모드 시와 가속주행모드 시의 기준전압 값을 다르게 설정하고 상기 제1 기준전압을 제2 기준전압보다 작은 값으로 설정함으로써, 정차모드일 때에 배터리릴레이(4)의 오픈 여부를 빠르게 진단할 수 있게 되며, 가속주행모드 일 때에 배터리릴레이(4)의 오픈 여부에 대한 진단 정확도를 증대시킬 수 있게 된다. By setting the reference voltage value in the stop mode and the accelerated driving mode differently and setting the first reference voltage to a value smaller than the second reference voltage, it is possible to quickly diagnose whether the
그리고 차량의 주행모드가 차속이 감소하는 회생제동모드(혹은 감속주행모드)라고 판단되면, 상기 인버터 캐패시터(6)의 전압값이 제3 기준전압 이상 상승할 때 배터리릴레이(4)가 클로즈 모드에서 오픈 모드로 전환된 것으로 판단한다. And if it is determined that the driving mode of the vehicle is a regenerative braking mode (or a decelerated driving mode) in which the vehicle speed decreases, the
운전자가 가속페달에서 발을 떼고 관성주행(타행주행)을 하거나 또는 브레이크페달을 밟아 감속주행(제동주행)을 하는 경우, 배터리릴레이(4)가 오픈(오프)된 상태에서 회생제동에 의해 전기모터(7)에 역기전력이 걸려 인버터 캐패시터(6)의 전압 및 충전량이 상승하게 된다. 따라서 전기자동차가 회생제동모드로 주행하는 경우 인버터 캐패시터(6)의 전압값이 제3 기준전압 이상 상승하게 되면 배터리릴레이(4)가 오픈 모드로 전환된 것으로 판단할 수 있다. When the driver takes off his or her foot from the accelerator pedal and performs inertial driving (other driving) or deceleration driving (braking driving) by stepping on the brake pedal, the electric motor is driven by regenerative braking while the battery relay (4) is open (off). Back EMF is applied to (7), and the voltage and charge amount of the
여기서 상기 제3 기준전압은 상기 제2 기준전압보다 설정치 이상 큰 전압값으로 설정된다. 예를 들어 상기 제3 기준전압은 인버터 캐패시터(6)의 정상전압보다 50V 정도 큰 전압값으로 설정될 수 있다. 배터리릴레이(4)가 클로즈 모드일 때 즉, 인버터 캐패시터(6)의 전력이 고전압 전장부하에 의해 소모되지 않을 때에 인버터 캐패시터(6)의 전압값이, 인버터 캐패시터(6)의 정상전압 값이다. Here, the third reference voltage is set to a voltage value greater than or equal to a set value than the second reference voltage. For example, the third reference voltage may be set to a voltage value that is about 50V higher than the normal voltage of the
이와 같이 차량의 주행모드에 따른 인버터 캐패시터(6)의 전압 추이를 기준으로 배터리릴레이(4)가 오픈 모드로 전환되는 것을 판단할 수 있으며, 상기 배터리릴레이(4)가 오픈되어 전기모터(7)의 구동전원이 실질적으로 상실된 것으로 판단되면 차량을 셧다운시킴으로써 주행안전성 및 운전자 안전을 확보하도록 한다. As described above, it can be determined that the
차량을 셧다운 제어하는 단계(상기 제4단계)는, 차량의 주행가능 여부를 표시하는 레디램프를 오프시키는 단계와, 차속이 0(zero)이 되면 차량의 변속레버를 주행단(D단)에서 주차단(P단)으로 이동시키고 파킹브레이크를 온(ON) 시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. The step of shutting down the vehicle (the fourth step) includes turning off a ready lamp indicating whether the vehicle is capable of driving, and when the vehicle speed becomes 0 (zero), the shift lever of the vehicle is turned off at the driving stage (D stage). It may be accomplished including the step of moving to the parking end (P end) and turning the parking brake ON.
차량을 셧다운시키기 전에, 먼저 계기판에 표시되는 레디램프를 오프시켜 운전자에게 차량이 주행 불가상태임을 인지시킨다. 상기 레디램프는 차량이 주행 가능한 상태일 때 온(ON) 제어되어 점등된다. Before shutting down the vehicle, the ready lamp displayed on the instrument panel is first turned off to make the driver aware that the vehicle is in a non-driving state. The ready lamp is controlled to be turned on when the vehicle is in a driveable state.
차량이 주행불가 상태임을 인지한 운전자는, 차량이 정차되면 주차를 위해 차량의 변속레버를 주차단(P단)으로 쉬프트 제어하고 파킹브레이크를 온(ON) 제어하여 차륜이 회전되지 않도록 잠금시킨다. The driver who recognizes that the vehicle is in a state of being unable to drive, when the vehicle is stopped, shifts the vehicle's shift lever to the parking stage (P stage) for parking, and controls the parking brake to be locked so that the wheel does not rotate.
아울러 전자식 변속레버(SBW)를 장착한 전기자동차의 경우 차속이 감속되어 정차 수준의 일정 차속(예를 들어, 2kph) 이하가 되면 변속레버가 주차단으로 자동 쉬프트되며, 그에 따라 경사로에서 차량 밀림을 방지할 수 있게 된다. In addition, in the case of an electric vehicle equipped with an electronic shifting lever (SBW), when the vehicle speed is reduced to a certain vehicle speed (for example, 2kph) or less, the shift lever is automatically shifted to the parking level, thereby preventing the vehicle from being pushed on the slope. Can be prevented.
여기서 도 4를 참조하여 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 과정을 정리하면 다음과 같다. Here, the control process when the BMS power supply of the electric vehicle is disconnected is summarized as follows with reference to FIG. 4.
도 4에 나타낸 바와 같이, 전기자동차의 레디 상태에서 BMS(8)의 통신 타임아웃이 발생하고 인버터 캐패시터의 전압 변동이 발생하면 차량의 주행모드를 판단한다. 차량이 정차중(차속=0)이면 인버터 캐패시터의 전압 하강값이 제1 기준전압 이상이 될 때 차량을 셧다운시키고, 차량이 주행중(차속≠0)이면 가속 여부에 따라 주행모드를 판단한다. 차량이 가속주행중(가속도>0)이면 인버터 캐패시터의 전압 하강값이 제2 기준전압 이상이 될 때 차량을 셧다운시키고, 차량이 회생제동중이면 인버터 캐패시터의 전압 상승값이 제3 기준전압 이상이 될 때 차량을 셧다운시킨다. As shown in Fig. 4, when a communication timeout of the
차량을 셧다운시킬 때는, 먼저 레디램프를 오프시켜 운전자에게 차량이 주행 불가상태임을 인지시킨다. 차량이 주행불가한 상태임을 인지한 운전자는, 차속이 0(zero)이 되면 차량의 변속레버를 주행단에서 주차단으로 쉬트프시키고 파킹브레이크를 온 작동시킨다.When shutting down the vehicle, the ready lamp is first turned off to make the driver aware that the vehicle is in a non-driving state. The driver, who recognizes that the vehicle is in a state of being unable to drive, shifts the vehicle's shift lever from the driving stage to the parking stage and turns on the parking brake when the vehicle speed becomes zero.
회생제동모드로 주행 시 일시적으로 주행이 가능하기는 하나, 전기모터에 걸리는 역기전력을 지속적으로 허용할 경우 인버터 파워모듈의 소손 등이 우려되므로 즉시 차량을 셧다운시켜서 인버터 작동을 종료하는 것이 필요하다. While driving in the regenerative braking mode is possible temporarily, if the back electromotive force applied to the electric motor is continuously allowed, the inverter power module may be damaged, so it is necessary to shut down the vehicle immediately to terminate the operation of the inverter.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.As the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims Improvements are also included in the scope of the present invention.
1 : 고전압배터리
2 : 배터리퓨즈
4 : 배터리릴레이
5 : 인버터
6 : 인버터 캐패시터
7 : 전기모터
8 : BMS
11 : 저전압배터리1: high voltage battery
2: Battery fuse
4: battery relay
5: inverter
6: inverter capacitor
7: Electric motor
8: BMS
11: Low voltage battery
Claims (6)
전기자동차의 레디 상태에서, 상기 BMS의 통신 타임아웃이 발생하면, 상기 고전압배터리로부터 인가되는 전류를 변환시켜 상기 모터에 공급하는 인터버와 상기 고전압배터리로부터 인가되는 전류를 상기 인버터에 인가하는 배터리릴레이 사이에 연결된 인버터 캐패시터의 전압을 검출하여 상기 캐패시터의 전압 변동이 발생하는지 여부를 판단하는 제1단계;
상기 캐패시터의 전압 변동이 발생하면 차량의 주행모드를 정차모드와 가속주행모드 및 회생제동모드 중 어느 하나로 구분하여 판단하는 제2단계;
상기 캐패시터의 전압 변동값이 주행모드에 따라 설정된 기준전압 이상이면 상기 배터리릴레이가 오픈된 것으로 판단하는 제3단계;
상기 배터리릴레이가 오픈된 것으로 판단되면 차량을 셧다운시키는 제4단계;
를 포함하는 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 방법.
As a control method when the BMS power of an electric vehicle is disconnected, which runs using a motor driven by receiving power from a high voltage battery through a battery relay controlled by a BMS (Battery Management System),
In the ready state of the electric vehicle, when the communication timeout of the BMS occurs, an inverter that converts a current applied from the high voltage battery and supplies it to the motor and a battery relay that applies a current applied from the high voltage battery to the inverter A first step of determining whether a voltage fluctuation of the capacitor occurs by detecting a voltage of the inverter capacitor connected therebetween;
A second step of dividing and determining a driving mode of the vehicle into any one of a stopping mode, an acceleration driving mode, and a regenerative braking mode when the voltage fluctuation of the capacitor occurs;
A third step of determining that the battery relay is open when the voltage fluctuation value of the capacitor is greater than or equal to a reference voltage set according to a driving mode;
A fourth step of shutting down the vehicle when it is determined that the battery relay is open;
Control method when the BMS power is disconnected of the electric vehicle comprising a.
상기 제2단계에서 판단한 차량의 주행모드가 정차모드일 때, 상기 제3단계에서는 캐패시터의 전압이 제1 기준전압 이상 하강하면 상기 배터리릴레이가 클로즈 모드에서 오픈 모드로 전환된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 방법.
The method according to claim 1,
When the driving mode of the vehicle determined in the second step is the stop mode, in the third step, it is determined that the battery relay has changed from the closed mode to the open mode when the voltage of the capacitor falls by more than the first reference voltage. Control method when the BMS power of the electric vehicle is disconnected.
상기 제2단계에서 판단한 차량의 주행모드가 가속주행모드일 때, 상기 제3단계에서는 캐패시터의 전압이 제2 기준전압 이상 하강하면 상기 배터리릴레이가 클로즈 모드에서 오픈 모드로 전환된 것으로 판단하며, 상기 제2 기준전압은 상기 제1 기준전압보다 일정치 이상 큰 전압값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 방법.
The method according to claim 2,
When the driving mode of the vehicle determined in the second step is the accelerated driving mode, in the third step, when the voltage of the capacitor falls by more than the second reference voltage, it is determined that the battery relay has changed from the closed mode to the open mode, and the The second reference voltage is set to a voltage value greater than or equal to a predetermined value than the first reference voltage.
상기 제2단계에서 판단한 차량의 주행모드가 회생제동모드일 때, 상기 제3단계에서는 캐패시터의 전압이 제3 기준전압 이상 상승할 때 상기 배터리릴레이가 클로즈 모드에서 오픈 모드로 전환된 것으로 판단하며, 상기 제3 기준전압은 상기 제2 기준전압보다 설정치 이상 큰 전압값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 방법.
The method of claim 3,
When the driving mode of the vehicle determined in the second step is the regenerative braking mode, in the third step, it is determined that the battery relay has changed from the closed mode to the open mode when the voltage of the capacitor rises above the third reference voltage, The third reference voltage is set to a voltage value greater than or equal to a set value than the second reference voltage.
상기 제4단계는,
차량의 주행가능 여부를 표시하는 레디램프를 오프시켜 차량이 주행불가상태임을 나타내는 단계;
차속이 0(zero)이 되면 차량의 변속레버를 수동으로 주행단(D단)에서 주차단(P단)으로 쉬프트시키고 파킹브레이크를 수동으로 온(ON) 작동시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 방법.
The method according to claim 1,
The fourth step,
Indicating that the vehicle is in an undriable state by turning off a ready lamp indicating whether the vehicle is capable of driving;
When the vehicle speed becomes 0 (zero), manually shifting the shift lever of the vehicle from the driving stage (D stage) to the parking stage (P stage) and manually operating the parking brake on (ON);
Control method when the BMS power supply of an electric vehicle is disconnected, comprising a.
상기 제4단계는,
차량의 주행가능 여부를 표시하는 레디램프를 오프시켜 차량이 주행불가상태임을 나타내는 단계;
전자식 변속레버(SBW)가 장착되어 있는 경우 차속이 감속되어 일정 차속 이하가 되면 상기 변속레버를 주행단에서 주차단으로 자동 쉬프트시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 BMS 전원 단선시 제어 방법.The method according to claim 1,
The fourth step,
Indicating that the vehicle is in an undriable state by turning off a ready lamp indicating whether the vehicle is capable of driving;
Automatically shifting the shift lever from the driving stage to the parking stage when the vehicle speed is reduced and falls below a predetermined vehicle speed when the electronic shift lever (SBW) is mounted;
Control method when the BMS power supply of an electric vehicle is disconnected, comprising a.
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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 | ||
GRNT | Written decision to grant |