KR20210086422A - 차량의 듀얼 배터리 시스템 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템은, 메인 배터리 전압을 생성하는 메인 배터리, 차량 주차 모드에서 차량 부하에 보조 배터리 전압을 공급하는 보조 배터리, 및 상기 차량 주차 모드에서 상기 메인 배터리 전압이 상기 보조 배터리에 공급되도록, 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리를 연결하는 스위치 모듈을 포함한다.

Description

차량의 듀얼 배터리 시스템 및 그것의 동작 방법{DUAL BATTERY SYSTEM OF VEHICLE AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 듀얼 배터리 시스템 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량은, 엔진 구동을 위한 스타터 모터의 시동을 위해, 또는 실내 램프 등이나 계기류, 에어컨장치와 같은 전기장치에 전원을 공급하기 위해 배터리가 장착되어 있다. 또한 차량은 엔진에 팬 벨트로 접속되어 엔진 동력을 통해 배터리를 충전시키는 교류발전기가 장착되어 있다.
최근에는 친환경적 측면을 고려하여 전기차(EV)나 하이브리드 차량(PHEV/HEV)의 개발이 이루어지고 있고, 사용자 편의를 위한 각종 전기장치가 추가 장착되고 있는데, 다양한 전기장치에 전원을 효율적으로 공급하기 위한 배터리 전원 공급 기술이 함께 발전하고 있다.
특히, 차량의 주행 전용 배터리 전압을 공급하기 위한 메인 배터리와 차량의 주차 전용 배터리 전압을 공급하기 위한 보조 배터리를 구비하는 듀얼 배터리 시스템이 차량에 적용되고 있다.
종래 듀얼 배터리 시스템이 장착된 차량의 경우, 주차 중 ACC 모드 온(ON) 상태에서 보조 배터리의 배터리 전압 사용이 이루어지나, 주차 중 ACC 모드 오프(off) 상태에서 블랙박스 등의 상시 부하에 연결되어 방전되는 보조 배터리를 충전하기 위한 방안이 별도 마련되지 않은 문제가 있다.
이로 인해, 주차 중 보조 배터리의 방전으로 인한 상시 부하의 상품성이 저하되고, 보조 배터리의 내구성이 저하되는 문제가 있다.
이러한 문제 해결을 위해 보조 배터리에 메인 배터리를 항상 연결시켜 충전시킬 경우, 상시 부하(예, 녹화 블랙박스)의 과다 사용으로 인한 시동 성능 저하가 발생하는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1484241호
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 차량의 상태, 듀얼 배터리 상태, 및 딥사이클 배터리 특성을 고려하여 보조 배터리(예, 딥사이클 배터리)의 충방전을 제어함으로써 배터리 용량을 늘리지 않은 채 시동 성능 저하가 발생하는 것을 방지할 수 있는 차량의 듀얼 배터리 시스템 및 그것의 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템은, 메인 배터리 전압을 생성하는 메인 배터리; 차량 주차 모드에서 차량 부하에 보조 배터리 전압을 공급하는 보조 배터리; 및 상기 차량 주차 모드에서 상기 메인 배터리 전압이 상기 보조 배터리에 공급되도록, 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리를 연결하는 스위치 모듈;을 포함한다.
차량 시동 모드에서 상기 메인 배터리와 차량의 엔진을 구동하는 스타터 모터를 연결하는 제1 스위치;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 스위치는, 상기 차량 시동 모드 중에서 안전 시동 모드로 동작하는 경우, 상기 보조 배터리와 상기 스타터 모터를 연결할 수 있다.
상기 스위치 모듈은, 상기 차량 시동 모드 중에서 점프 시동 모드로 동작하는 경우, 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리를 연결할 수 있다.
상기 차량 주차 모드로 동작하는 중에 상기 보조 배터리의 충전 상태가 충분한 경우, 상기 보조 배터리와 상기 차량 부하를 연결하는 제2 스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 스위치 모듈은, 상기 차량 주차 모드로 동작하는 중에 상기 보조 배터리의 충전 상태가 부족한 경우, 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리를 연결할 수 있다.
상기 제2 스위치는, 차량 주행 모드로 동작하는 중에 보조 배터리 오프 모드로 동작하는 경우, 상기 메인 배터리와 상기 차량 부하를 연결할 수 있다.
상기 스위치 모듈은, 상기 차량 주행 모드로 동작하는 중에 보조 배터리 충전 모드로 동작하는 경우, 차량의 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 발전기와 상기 보조 배터리를 연결할 수 있다.
차량 주행 모드, 차량 주차 모드, 또는 차량 시동 모드에 따라, 상기 보조 배터리와 상기 차량 부하의 연결 필요 여부, 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리의 연결 필요 여부, 상기 메인 배터리와 스타터 모터의 연결 필요 여부, 및 상기 보조 배터리와 발전기의 연결 필요 여부, 및 상기 메인 배터리와 상기 차량 부하의 연결 필요 여부를 판단하는 마스터 제어기를 더 포함할 수 있다.
상기 메인 배터리에 태양광 에너지에 의한 충전 전압을 공급하는 태양광 발전부를 더 포함할 수 있다.
상기 보조 배터리는, 리튬 계열의 딥사이클 배터리일 수 있다.
상기 메인 배터리 또는 상기 보조 배터리는, 리튬 계열의 딥사이클 배터리일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템은, 마스터 제어기; 메인 배터리 전압을 생성하는 메인 배터리; 보조 배터리 전압을 생성하는 보조 배터리; 차량 주차 모드에서 상기 메인 배터리 전압이 상기 보조 배터리에 공급되도록, 상기 마스터 제어기에 의해 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리를 연결하는 스위치 모듈; 차량 시동 모드에서 상기 마스터 제어기에 의해 상기 메인 배터리와 차량의 엔진을 구동하는 엔진 구동부를 연결하는 제1 스위치; 및 차량 주차 모드에서 상기 보조 배터리 전압이 차량 부하에 공급되도록, 상기 마스터 제어기에 의해 상기 보조 배터리와 상기 차량 부하를 연결하는 제2 스위치;를 포함한다.
상기 엔진 구동부는 모터 제너레이터일 수 있다.
상기 메인 배터리에 태양광 에너지에 의한 충전 전압을 공급하는 태양광 발전부를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법은, 차량 엔진의 온(ON) 여부에 따라, 차량 주차 모드 또는 차량 주행 모드로 동작하는 엔진 시동 판단 단계; 상기 차량 주차 모드로 동작하는 경우, 보조 배터리의 충전 상태를 판단하는 충전 상태 판단 단계; 상기 보조 배터리의 충전 상태에 따라 보조 배터리 방전 모드로 동작하는 경우, 보조 배터리를 이용하여 차량 부하를 구동하는 보조 배터리 방전 단계; 및 상기 보조 배터리의 충전 상태에 따라 보조 배터리 방전 차단 모드로 동작하는 경우, 메인 배터리를 이용하여 상기 보조 배터리를 충전하는 보조 배터리 방전 차단 단계;를 포함한다.
상기 충전 상태 판단 단계는, 상기 보조 배터리의 교체 필요 여부를 판단하는 교체 판단 단계, 상기 보조 배터리의 교체가 필요 없는 경우, 상기 보조 배터리의 타입을 판단하는 타입 판단 단계, 및 상기 보조 배터리의 타입이 리튬 계열 딥사이클 배터리인 경우, 과방전 기준값을 특정값으로 변경하는 과방전 기준값 설정 단계를 포함할 수 있다.
상기 교체 판단 단계는, 외부 서버와 통신하여 상기 보조 배터리의 교체 여부 및 최초 보조 배터리 사양 대비 현재 보조 배터리의 변경 사양을 획득하는 변경 사양 획득 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 교체 판단 단계는, 상기 보조 배터리의 탈거 또는 단자 오픈 상태를 감지하는 감지 단계, 상기 보조 배터리의 탈거 및 교체 정비 이력을 외부 서버에 전송하는 전송 단계, 및 상기 외부 서버로부터 최초 보조 배터리의 사양을 수신하고, 수신한 사양과 현재 보조 배터리의 사양을 비교하여 변경 사양을 획득하는 비교 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 차량 주행 모드로 동작하는 경우, 회생제동 모드로 동작하는 회생 제동 동작 단계; 상기 회생제동 모드로 동작하는 중에 상기 보조 배터리의 충전 상태에 따라 보조 배터리 충전 모드로 동작하는 경우, 발전기를 이용하여 상기 보조 배터리를 충전하는 보조 배터리 충전 단계; 및 상기 회생제동 모드로 동작하는 중에 상기 보조 배터리의 충전 상태에 따라 보조 배터리 충전 정지 모드로 동작하는 경우, 상기 보조 배터리의 충전을 정지하는 보조 배터리 충전 정지 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 차량 주행 모드로 동작하는 경우, 차량 주행 완료 후 차량 시동 오프를 판단하는 시동 오프 판단 단계, 차량 시동 오프인 경우, 상기 보조 배터리의 교체 필요 여부를 진단하는 배터리 교체 필요 진단 단계, 상기 보조 배터리의 타입을 판단하는 배터리 타입 판단 단계, 및 상기 보조 배터리가 리튬 계열 딥사이클 배터리인 경우, 과방전 기준값을 특정값으로 변경하는 과방전 기준값 변경 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 차량 주행 모드로 동작하는 경우, 차량 주행 완료 후 차량 시동 오프를 판단하는 시동 오프 판단 단계, 차량 시동 오프인 경우, 상기 보조 배터리의 교체 필요 여부를 진단하는 배터리 교체 필요 진단 단계, 상기 보조 배터리의 타입을 판단하는 배터리 타입 판단 단계, 및 상기 보조 배터리가 리튬 계열 딥사이클 배터리인 경우, 시동 off Idle Stop 모드의 진입 또는 해제를 위한 진입해제 기준값을 진입해제 특정값으로 변경하는 진입해제 기준값 변경 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 차량 주차 모드로 동작하는 경우, 태양광 발전부를 이용하여 상기 메인 배터리를 충전하는 태양광 발전 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 태양광 발전 단계는, 상기 메인 배터리의 충전 상태가 제1 기준 충전 상태 이상이면, 상기 메인 배터리를 이용하여 상기 보조 배터리를 충전하고, 상기 메인 배터리의 충전 상태가 상기 제1 기준 충전 상태보다 낮은 제2 기준 충전 상태 이하이면, 상기 메인 배터리를 이용한 상기 보조 배터리의 충전을 중지할 수 있다.
상기 보조 배터리 방전 단계는, 안전 시동 모드로 동작하는 경우, 상기 보조 배터리를 이용하여 차량 시동을 온 하는 안전 시동 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 보조 배터리 방전 단계는, 점프 시동 모드로 동작하는 경우 상기 보조 배터리를 이용하여 차량 시동을 온 하고, 상기 메인 배터리를 이용하여 상기 보조 배터리를 충전하는 점프 시동 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템에 의하면, 차량의 상태, 듀얼 배터리 상태, 및 딥사이클 배터리 특성을 고려하여 보조 배터리(예, 딥사이클 배터리)의 충방전을 제어함으로써 배터리 용량을 늘리지 않은 채 시동 성능 저하가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 주차 중 보조 배터리 사용 시간이 연장되어 상시 부하(블랙박스 등)에 대한 상품성이 개선되는 효과가 있다.
또한, 주행 중 회생제동 구간에서만 교류발전기를 이용하여 보조 배터리를 충전시킴으로써 교류발전기의 부하가 경감되고 연비가 향상되는 효과가 있다.
또한, 주행 중 메인 배터리의 에너지 수출입량을 제한하여 내구성 및 시동성을 저하시키지 않는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 주차 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 주차 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 정상 시동 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 안전 시동 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 점프 시동 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 주행 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 주행 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 구성 블록도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법의 순서도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 웨이크업 모드에 따른 동작 방법의 순서도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 주차 모드에 따른 동작 방법의 순서도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 대기 모드에 따른 동작 방법의 제1 순서도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 대기 모드에 따른 동작 방법의 제2 순서도이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 주행 모드에 따른 동작 방법의 제1 순서도이다.
도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 주행 모드에 따른 동작 방법의 제2 순서도이다.
도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 차량 주차 모드에서 배터리 타입에 따른 동작 방법의 순서도이다.
도 18은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 차량 주행 모드에서 배터리 타입에 따른 동작 방법의 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 구성 블록도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템(100)은, 배터리가 2개 장착되어 있는 차량(메인 배터리, 보조배터리)에서의 충방전 전략에 관한 것으로, 보조 배터리가 항상 메인 배터리에 연결되어 발생하는 상시 부하(녹화 블랙박스)의 과다 사용으로 인한 시동성능 저하 등의 문제점을 개선하고, 보조배터리 추가로 인한 배터리 용량 증대 및 딥사이클 배터리의 특성을 충분히 활용하여 배터리 용량을 더 늘리지 않더라도 제어를 통해 극복하는 것을 특징으로 한다.
일반 차량용 배터리는 짧은 시간, 많은전류, 적은 방전을 반복하는 특성을 갖고 있어 일정수준 이하의 SoC가 되면 수명이 단축된다. 그러나, 딥사이클 배터리는 특성상 SoC를 90%이상 방전해도 배터리의 성능에 영향을 주지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템(100)은, 마스터 제어기(110), 제1 스위치(SW1), 메인 배터리(BAT1), 제1 센서(120), 스타터 모터(130), 태양광 발전부(140), 제2 스위치(SW2), 스위치 모듈(150), 보조 배터리(BAT2), 제2 센서(160), 부하(170), 및 발전기(180)를 포함한다.
마스터 제어기(110)는 차량용 전자제어장치(ECU: Electronic Controller Unit)일 수 있다. 마스터 제어기(110)는 사용자 명령에 응답하여 차량 주행 모드 또는 차량 주차 모드로 동작할 수 있다. 사용자 명령은 차량 시동 온 또는 오프 명령일 수 있다. 또한, 마스터 제어기(110)는 사용자의 차량 시동 온 명령에 따라 정상 시동 모드, 안전 시동 모드, 또는 점프 시동 모드 중에서 어느 하나의 모드로 동작할 수 있다.
마스터 제어기(110)는 차량 주행 모드 또는 차량 주차 모드에 따라 메인 배터리(BAT1)와 보조 배터리(BAT2)의 충방전을 제어할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 차량 주행 모드에 따라 제1 스위치(SW1)와 제2 스위치(SW2)의 연결 위치를 제어할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 차량 주차 모드에 따라 제2 스위치(SW1)의 연결 위치를 제어할 수 있다.
또한, 마스터 제어기(110)는 정상 시동 모드, 안전 시동 모드, 또는 점프 시동 모드에 따라 제1 스위치(SW1)의 연결 위치를 제어할 수 있다.
또한, 마스터 제어기(110)는 차량 주행 모드, 차량 주차 모드, 또는 점프 시동 모드 중에 보조 배터리(BAT2)의 충전을 위해 스위치 모듈(150)을 턴 온(turn on) 제어할 수 있다.
제1 스위치(SW1)는, 모스펫(MOSFET) 소자일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 스위치(SW1)는, 메인 배터리(BAT1)와 스타터 모터(130)를 연결하도록 위치 제어될 수 있다. 제1 스위치(SW1)는, 스타터 모터(130)와 보조 배터리(BAT2)를 연결하도록 위치 제어될 수 있다.
메인 배터리(BAT1)는, 메인 배터리 전압을 생성할 수 있다. 메인 배터리(BAT1)는 대략 12V 전압을 가질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 메인 배터리(BAT1)는 리튬계열의 딥사이클 배터리일 수 있다. 메인 배터리(BAT1)는 양의 전압단이 제1 스위치(SW1), 태양광 발전부(140), 스위치 모듈(150) 각각에 연결될 수 있다. 메인 배터리(BAT1)는 음의 전압단이 제1 센서(120)에 연결될 수 있다. 메인 배터리(BAT1)는 정상 시동 모드에서 스타터 모터(130)에 메인 배터리 전압을 공급할 수 있다. 메인 배터리(BAT1)는 차량 주차 모드에서 부하(170)에 메인 배터리 전압을 공급할 수 있다. 메인 배터리(BAT1)는 엔진 오프(예, 주차, 대기, ACC, ISG stop) 상태에서 태양광 발전에 의해 충전이 가능하여 전류의 수입성과 발전 효율이 향상될 수 있다.
제1 센서(120)는, 배터리 모니터링 센서일 수 있다. 제1 센서(120)는 메인 배터리(BAT1)의 온도, 및 충방전 상태 등의 상태 정보를 센싱할 수 있다. 제1 센서(120)는 메인 배터리(BAT1)의 상태 정보를 마스터 제어기(110)에 전달할 수 있다.
스타터 모터(130)는, 차량의 엔진 시동을 위한 모터일 수 있다. 스타터 모터(130)는 메인 배터리(BAT1)의 메인 배터리 전압이 공급되면, 회전력을 발생하여 차량 엔진의 시동을 걸 수 있다. 스타터 모터(130)는 일단이 제1 스위치(SW1)에 연결되고, 타단이 메인 배터리(BAT1)에 연결될 수 있다.
태양광 발전부(140)는, 태양전지, 및 전력변환장치로 구성될 수 있다. 태양광 발전부(140)는 태양 에너지를 통해 태양전지의 전압 충전이 가능하고, 전력변환장치를 통해 태양전지의 전압을 변환하여 메인 배터리(BAT1)를 충전시킬 수 있다.
제2 스위치(SW2)는, 모스펫(MOSFET) 소자일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제2 스위치(SW2)는, 차량 주행 모드에서 메인 배터리(BAT1)와 부하(170)를 연결하도록 위치 제어될 수 있다. 제2 스위치(SW2)는, 차량 주차 모드에서 보조 배터리(BAT2)와 부하(170)를 연결하도록 위치 제어될 수 있다.
스위치 모듈(150)은, 단방향 컨버터일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 스위치 모듈(150)은 제3 스위치(SW3)와 다이오드(D)를 포함할 수 있다.
제3 스위치(SW3)는 모스펫(MOSFET) 소자일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제3 스위치(SW3)는 일단이 메인 배터리(BAT1)와 발전기(180) 각각에 연결되고 타단이 다이오드(D)에 연결될 수 있다. 제3 스위치(SW3)는 차량 주차 모드 또는 차량 주행 모드에서 보조 배터리(BAT2) 충전을 위해 턴 온(turn on) 제어될 수 있다.
다이오드(D)는 제3 스위치(SW3)와 보조 배터리(BAT2) 사이에 연결될 수 있다. 다이오드(D)는 메인 배터리(BAT1) 또는 발전기(180)로부터 보조 배터리(BAT2)로 전류가 흐르도록 순방향 전류 흐름을 제어할 수 있다. 다이오드(D)는 보조 배터리(BAT2)로부터 메인 배터리(BAT1) 또는 발전기(180)로 전류가 흐르지 않도록 역방향 전류 흐름을 제어할 수 있다.
보조 배터리(BAT2)는, 보조 배터리 전압을 생성할 수 있다. 보조 배터리(BAT2)는 대략 12V 전압을 가질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 보조 배터리(BAT2)는 리튬계열의 딥사이클 배터리일 수 있다. 보조 배터리(BAT2)는 양의 전압단이 제2 스위치(SW2)와 스위치 모듈(150) 각각에 연결될 수 있다. 보조 배터리(BAT2)는 음의 전압단이 제2 센서(160)에 연결될 수 있다. 보조 배터리(BAT2)는 차량 주차 모드에서 부하(170)에 보조 배터리 전압을 공급할 수 있다. 보조 배터리(BAT2)는 엔진 오프(예, 주차, 대기, ACC, ISG stop) 상태에서 작동하는 각종 차량 전장품(예, 센서, 제어기, 부하 등)에 배터리 전압을 공급할 수 있다. 또한, 보조 배터리(BAT2)는 엔진 오프(예, 주차, 대기, ACC, ISG stop) 상태에서 태양광 발전에 의해 충전이 가능하여 전류의 수입성과 발전 효율이 향상될 수 있다.
제2 센서(160)는, 배터리 모니터링 센서일 수 있다. 제2 센서(160)는 보조 배터리(BAT2)의 온도, 및 충방전 상태 등의 상태 정보를 센싱할 수 있다. 제2 센서(160)는 보조 배터리(BAT2)의 상태 정보를 마스터 제어기(110)에 전달할 수 있다.
부하(170)는, 차량 주차 모드 및 차량 주행 모드에서 상시 동작하는 상시 부하와 차량 주행 모드에서 동작하는 일반 부하를 포함할 수 있다. 부하(170)는 엔터테인먼트 장치, 클러스터(Cluster), AVN(Audio Video Navigation) 및 블랙박스 등을 포함할 수 있다.
발전기(180)는, 교류식 발전기 또는 알터네이터(Alternator)일 수 있다. 발전기(180)는 차량 주행에 따라 발생하는 기계식 에너지를 전기식 에너지로 변환하여 메인 배터리(BAT1) 또는 보조 배터리(BAT2)를 충전할 수 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 8을 참고하여, 차량의 듀얼 배터리 시스템의 각종 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 주차 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 2를 참고하면, 차량의 듀얼 배터리 시스템(100)의 마스터 제어기(110)는 차량 주차 모드로 동작할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 제1 센서(120)로부터 메인 배터리(BAT1)의 상태 정보를 전달받고, 제2 센서(160)로부터 보조 배터리(BAT2)의 상태 정보를 전달받을 수 있다. 마스터 제어기(110)는 메인 배터리(BAT1)의 상태 정보와 보조 배터리(BAT2)의 상태 정보를 기초로 각종 배터리 충방전 모드 중에서 어느 하나의 충방전 모드로 동작할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 마스터 제어기(110)는 차량 주차 모드로 동작하는 중에 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(SoC, State of Charge)가 충분한 것으로 판단되면, 보조 배터리(BAT2)의 보조 배터리 전압을 부하(170)에 공급하도록 제2 스위치(SW2)의 연결 위치를 제어할 수 있다. 이때, 제2 스위치(SW2)는 마스터 제어기(110)에 의해 위치 제어되어, 보조 배터리(BAT2)와 부하(170)를 연결할 수 있다. 방전경로는 보조 배터리(BAT2), 제2 스위치(SW2), 및 부하(170)를 순차적으로 포함하여 구성될 수 있다. 이를 통해 부하(170)는 보조 배터리 전압을 통해 동작할 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 주차 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 3을 참고하면, 차량의 듀얼 배터리 시스템(100)의 마스터 제어기(110)는 차량 주차 모드로 동작할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 마스터 제어기(110)는 차량 주차 모드로 동작하는 중에 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(SoC, State of Charge)가 부족한 것으로 판단되면, 메인 배터리(BAT1)의 메인 배터리 전압을 보조 배터리(BAT2)에 공급하도록 제3 스위치(SW2)를 턴 온(turn on) 제어할 수 있다. 이때, 제3 스위치(SW3)는 마스터 제어기(110)에 의해 턴 온(turn on) 제어되어, 메인 배터리(BAT1)와 보조 배터리(BAT2)를 연결할 수 있다. 충전경로는 메인 배터리(BAT1), 제3 스위치(SW3), 다이오드(D), 및 보조 배터리(BAT2)를 순차적으로 포함하여 구성될 수 있다. 이를 통해, 보조 배터리(BAT2)는 부하(170)에 보조 배터리 전압을 공급하는 도중에 메인 배터리 전압에 의해 충전됨에 따라 방전되는 것이 방지될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 정상 시동 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참고하면, 차량의 듀얼 배터리 시스템(100)의 마스터 제어기(110)는 엔진 시동(크랭킹) 모드 중에서 정상 시동 모드로 동작할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 마스터 제어기(110)는 정상 시동 모드로 동작하는 경우, 메인 배터리(BAT1)의 메인 배터리 전압을 스타터 모터(130)에 공급하도록 제1 스위치(SW1)의 연결 위치를 제어할 수 있다. 이때, 제1 스위치(SW1)는 마스터 제어기(110)에 의해 위치 제어되어, 메인 배터리(BAT1)와 스타터 모터 (130)를 연결할 수 있다. 여기서, 방전경로는 메인 배터리(BAT1), 제1 스위치(SW1), 및 스타터 모터(130)를 순차적으로 포함하여 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 안전 시동 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참고하면, 차량의 듀얼 배터리 시스템(100)의 마스터 제어기(110)는 엔진 시동(크랭킹) 모드 중에서 안전 시동 모드로 동작할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 마스터 제어기(110)는 안전 시동 모드로 동작하는 경우, 보조 배터리(BAT2)의 보조 배터리 전압을 스타터 모터(130)에 공급하도록 제1 스위치(SW1)의 연결 위치를 제어할 수 있다. 이때, 제1 스위치(SW1)는 마스터 제어기(110)에 의해 위치 제어되어, 보조 배터리(BAT2)와 스타터 모터 (130)를 연결할 수 있다. 여기서, 방전경로는 보조 배터리(BAT2), 제1 스위치(SW1), 및 스타터 모터(130)를 순차적으로 포함하여 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 점프 시동 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참고하면, 차량의 듀얼 배터리 시스템(100)의 마스터 제어기(110)는 엔진 시동(크랭킹) 모드 중에서 점프 시동 모드로 동작할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 마스터 제어기(110)는 점프 시동 모드로 동작하는 경우, 메인 배터리(BAT1)의 메인 배터리 전압을 보조 배터리(BAT2)에 공급하도록 제3 스위치(SW3)를 턴 온(turn on) 제어할 수 있다. 이때, 제3 스위치(SW3)는 마스터 제어기(110)에 의해 턴 온 제어되어, 메인 배터리(BAT1)와 보조 배터리(BAT2)를 연결할 수 있다. 여기서, 충전경로는 메인 배터리(BAT1), 제3 스위치(SW3), 다이오드(D), 및 보조 배터리(BAT2)를 순차적으로 포함하여 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 주행 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 7을 참고하면, 차량의 듀얼 배터리 시스템(100)의 마스터 제어기(110)는 주행 모드로 동작 중에 보조 배터리 오프(off) 모드로 동작할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 마스터 제어기(110)는 보조 배터리 오프 모드로 동작하는 경우, 메인 배터리(BAT1)의 메인 배터리 전압을 부하(170)에 공급하도록 제2 스위치(SW2)의 연결 위치를 제어할 수 있다. 이때, 제2 스위치(SW2)는 마스터 제어기(110)에 의해 위치 제어되어, 메인 배터리(BAT1)와 부하(170)를 연결할 수 있다. 여기서, 방전경로는 메인 배터리(BAT1), 제2 스위치(SW2), 및 부하(170)를 순차적으로 포함하여 구성될 수 있다.
메인 배터리(BAT1)는 부하(170)에 메인 배터리 전압을 공급하는 도중에 발전기(180)에 의해 충전될 수 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 주행 모드에 따른 충전경로와 방전경로를 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 8을 참고하면, 차량의 듀얼 배터리 시스템(100)의 마스터 제어기(110)는 주행 모드로 동작 중에 보조 배터리 충전 모드로 동작할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 마스터 제어기(110)는 보조 배터리 충전 모드로 동작하는 경우, 발전기(180)의 전압을 보조 배터리(BAT2)에 공급하도록 제3 스위치(SW3)를 턴 온 제어할 수 있다. 이때, 제3 스위치(SW3)는 마스터 제어기(110)에 의해 턴 온 제어되어, 발전기(180)와 보조 배터리(BAT2)를 연결할 수 있다. 여기서, 충전경로는 발전기(180), 제3 스위치(SW2), 다이오드(D), 및 보조 배터리(BAT2)를 순차적으로 포함하여 구성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 구성 블록도이다.
도 9를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템(200)은, 마스터 제어기(210), 제1 스위치(S1), 메인 배터리(BATT1), 제1 센서(220), 모터 제너레이터(230), 태양광 발전부(240), 제2 스위치(S2), 스위치 모듈(250), 보조 배터리(BATT2), 제2 센서(260), 부하(270)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템(200)은, 도 1의 차량의 듀얼 배터리 시스템(100)와 달리, 모터 제너레이터(230)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템(200)은 도 1의 스타터 모터(130)와 발전기(180)가 제외될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템(200)은 도 1의 차량의 듀얼 배터리 시스템(100)와 달리, 태양광 발전부(240)와 메인 배터리(BATT1) 사이에 전류 흐름 제어를 위한 제1 다이오드(DI1)가 추가 구비될 수 있다.
이하에서는, 도 1의 차량의 듀얼 배터리 시스템(100)과 동일한 구성 설명은 생략하고, 도 1 내지 도 8의 내용 설명으로 대체한다.
모터 제너레이터(230)는, 전기적으로 동작하는 발전기일 수 있다. 모터 제너레이터(230)는 차량 엔진을 구동하거나, 메인 배터리(BATT1) 또는 보조 배터리(BATT2)를 충전할 수 있다.
모터 제너레이터(230)는, 차량 시동 모드 중에서 정상 시동 모드로 동작하는 경우, 메인 배터리(BATT1)로부터 메인 배터리 전압을 공급받아 차량 엔진을 구동시킬 수 있다.
모터 제너레이터(230)는, 차량 시동 모드 중에서 안전 시동 모드로 동작하는 경우, 보조 배터리(BATT2)로부터 보조 배터리 전압을 공급받아 차량 엔진을 구동시킬 수 있다.
모터 제너레이터(230)는, 차량 주행 모드로 동작하는 중에 보조 배터리 충전 모드로 동작하는 경우, 보조 배터리(BATT2)를 충전할 수 있다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법의 순서도이다.
도 1 및 도 10을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법은, 엔진 시동 판단 단계(S1010), 배터리 제어 단계(S1020), 제1 충전 상태 판단 단계(S1030), 보조 배터리 충전 단계(S1040), 보조 배터리 충전 정지 단계(S1050), 제2 충전 상태 판단 단계(S1060), 보조 배터리 방전 단계(S1070), 보조 배터리 방전 차단 단계(S1080)를 포함할 수 있다.
엔진 시동 판단 단계(S1010)에서, 마스터 제어기(110)는 차량 엔진이 온(On) 된 상태인지를 판단한다.
배터리 제어 단계(S1020)에서, 차량 엔진이 온(ON) 된 상태인 경우, 마스터 제어기(110)는 차량 주행 모드로 동작할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 차량 주행 모드로 동작하는 도중에 보조 배터리 방전 차단 모드 및 메인 배터리 방전 모드로 동작할 수 있다.
회생 제동 동작 단계(S1030)에서, 마스터 제어기(110)는 차량 주행 중에 회생 제동 모드로 동작할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 회생 제동 모드로 동작하는 중에 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(SOC)를 확인할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(SOC)가 대략 95% 미만인 경우 보조 배터리(BAT2)의 충전이 필요한 것으로 판단할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(SOC)가 대략 95% 이상인 경우 보조 배터리(BAT2)의 충전이 불필요한 것으로 판단할 수 있다.
보조 배터리 충전 단계(S1040)에서, 마스터 제어기(110)는 보조 배터리 충전 모드로 동작할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 발전기(180)와 보조 배터리(BAT2)를 연결하도록 스위치 모듈(150)를 제어할 수 있다. 발전기(180)를 통해 보조 배터리(BAT2)의 충전이 가능하다. 이와 같이, 차량 주행 중 회생 제동 에너지만을 활용하여 보조 배터리(BAT2)의 충전이 가능하므로 연비가 향상되는 효과가 있다.
보조 배터리 충전 정지 단계(S1050)에서, 마스터 제어기(110)는 보조 배터리 충전 정지 모드로 동작할 수 있다. 이를 통해 보조 배터리(BAT2)의 과충전이 방지될 수 있다. 또한 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태가 메인 배터리(BAT1)에 영향을 주지 않으므로, 메인 배터리(BAT1)의 시동성 및 내구성이 향상되는 효과가 있다.
한편, 도 17을 참고하면, 마스터 제어기(110)는 차량 주행 모드로 동작하는 경우, 차량 주행 완료 후 차량 시동 오프를 판단할 수 있다(S1041).
마스터 제어기(110)는 차량 시동 오프된 경우, 보조 배터리(BAT2)의 교체 여부를 진단할 수 있다(S1042).
마스터 제어기(110)는 진단 결과 교체가 필요한 경우, 보조 배터리(BAT2)의 교체가 필요함을 알림을 통해 차량 운전자에게 알릴 수 있다(S1043).
마스터 제어기(110)는 진단 결과 교체가 필요없는 경우, 보조 배터리(BAT2)의 타입을 판단할 수 있다(S1044).
마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)의 타입이 리튬 이온계 딥사이클 배터리인 경우, 과방전 기준값을 특정값(예, S10%~20%)으로 변경할 수 있다(S1045). 여기서, 특정값은 일반적인 납산 배터리 또는 AGM(Absorbent Glass Mat) 배터리의 과방전 기준값보다 낮은 값일 수 있다.
또한, 마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)의 타입이 리튬 이온계 딥사이클 배터리인 경우, 시동 off Idle Stop 모드의 진입 또는 해제를 위한 진입해제 기준값을 진입해제 특정값으로 변경할 수 있다(S1046). 여기서, 진입해제 특정값은 일반적인 납산 배터리 또는 AGM 배터리의 진입해제 기준값보다 낮은 값일 수 있다.
예를 들어, 일반적으로 마스터 제어기(110)는 납산 배터리가 SoC 값 60%~70%를 기준으로 대략 65%를 초과할 경우, Idle Stop 구간 진입이 가능하고, ISG 진입 이후에 엔진 오프(off) 대기 상태에서 납산 배터리의 SoC가 60% 이하로 낮아지면, ISG 해제되어 엔진 재시동 명령을 출력할 수 있다.
보조 배터리(BAT2)가 리튬 이온계 딥사이클 배터리인 경우, 엔진 오프(off) 상태에서 방전량이 증가하므로, 마스터 제어기(110)는 납산 배터리 대비 진입해제 기준값을 진입해제 특정값(예, 10%~20%)까지 낮출 수 있다. 이를 통해 ISG Stop 구간에서 엔진 오프(off) 구간이 상대적으로 길어지므로, 부하(예, 블랙박스, 센서 등)의 작동 시간이 연장되어 연비가 향상될 수 있다. 이때 에진 재시동을 위한 전력은 메인 배터리(BAT1)에서 공급되므로, 보조 배터리(BAT2)가 과방전되더라도 재시동 성능에는 영향이 없다.
다시 도 10을 참고하면, 충전 상태 판단 단계(S1060)에서, 마스터 제어기(110)는 차량 엔진이 온 상태가 아닌 경우, 차량 주차 모드로 동작할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 차량 주차 모드로 동작하는 경우, 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태를 판단할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(SOC)가 대략 50%를 초과하는 경우 보조 배터리의 사용이 가능한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 50%는 과방전 기준값일 수 있고, 사용자 필요에 따라 적절히 변경될 수 있다. 마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(SOC)가 대략 50% 이하인 경우, 보조 배터리의 사용 중지가 필요한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 마스터 제어기(110)는 차량 주차 모드로 동작하는 경우, 태양광 발전부(140)를 이용하여 메인 배터리(BAT1)를 우선 충전할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 마스터 제어기(110)는 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태가 완충 기준 대략 SoC 95%(제 1 기준 충전 상태) 이상인 경우, 메인 배터리(BAT1)를 이용하여 보조 배터리(BAT2)를 충전할 수 있다. 또한, 마스터 제어기(110)는 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태가 시동 가능 충전 기준 대략 SoC 60%(제 2 기준 충전 상태) 이하인 경우, 메인 배터리(BAT1)를 이용한 보조 배터리(BAT2)의 충전을 중지할 수 있다.
한편, 도 18을 참고하면, 충전 상태 판단 단계(S1060)에서, 마스터 제어기(110)는 엔진 오프(OFF)에 따라 차량 주차 모드로 동작하는 경우, 보조 배터리(BAT2)의 탈거 또는 단자 오픈(OPEN) 상태를 감지할 수 있다(S1061). 이때 마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)의 탈거 또는 단자 오픈 상태를 감지하는 경우, 메모리에 기록할 수 있다.
마스터 제어기(110)는 보조 배터리의(BAT2)의 탈거 상태 및 교체 정비 이력을 외부 서버에 전송할 수 있다(S1062). 여기서, 외부 서버는 차량 정비서비스 관련한 커넥티드, 또는 블루링크 서버일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
마스터 제어기(110)는 외부 서버와 통신하여 차량의 최초 보조 배터리 사양을 수신하고, 수신한 사양 데이터와 현재 보조 배터리(BAT2)의 사양을 비교할 수 있다(S1063). 이때 마스터 제어기(110)는 비교 결과를 통해 차량의 최초 배터리 사양 대비 변경 사양을 획득할 수 있다.
마스터 제어기(110)는 변경 사양을 기초로 현재 보조 배터리(BAT2)의 교체 필요 여부를 판단할 수 있다(S1064).
마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)의 교체가 필요하다고 판단된 경우, 보조 배터리(BAT2)의 교체가 필요함을 별도 알림을 통해 차량 운전자에게 알릴 수 있다.
마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)의 교체가 필요없는 경우, 보조 배터리(BAT2)의 타입을 판단할 수 있다(S1066). 마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)의 타입이 일반적인 납산 배터리에 해당하는 경우, 과방전 기준값을 50%~60%로 유지할 수 있다.
마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)의 타입이 리튬 이온계 딥사이클 배터리인 경우, 과방전 기준값을 특정값(예, 10%~20%)으로 낮게 변경할 수 있다(S1067). 여기서, 특정값은 일반적인 납산 배터리 또는 AGM(Absorbent Glass Mat) 배터리의 과방전 기준값보다 낮은 값일 수 있다. 이를 통해 보조 배터리(BAT2)의 총 방전 전압이 증가하여 주차 대기 상태에서 부하(예, 블랙박스, 센서 등)의 작동 시간이 연장될 수 있다.
다시 도 10을 참고하면, 보조 배터리 방전 단계(S1070)에서, 마스터 제어기(110)는 보조 배터리 방전 모드로 동작할 수 있다. 마스터 제어기(100)는 보조 배터리 방전 모드로 동작하는 경우 보조 배터리(BAT2)와 차량 부하(170)를 연결하도록 제2 스위치(SW2)를 제어할 수 있다. 보조 배터리(BAT2)는 차량 부하(170)에 보조 배터리 전압을 공급하여 동작시킬 수 있다.
또한, 마스터 제어기(110)는 안전 시동 모드로 동작할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 안전 시동 모드로 동작하는 경우, 보조 배터리(BAT2)와 스타터 모터(130)의 연결을 제어할 수 있다. 이를 통해 보조 배터리(BAT2)가 차량 시동을 온 시킬 수 있다.
또한, 마스터 제어기(110)는 점프 시동 모드로 동작할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 점프 시동 모드로 동작하는 경우, 보조 배터리(BAT2)와 스타터 모터(130)의 연결을 제어함과 동시에 메인 배터리(BAT1)와 보조 배터리(BAT2)의 연결을 제어할 수 있다. 이를 통해 보조 배터리(BAT2)가 차량 시동을 온 시킴과 동시에 메인 배터리(BAT1)가 보조 배터리(BAT2)를 충전시킬 수 있다.
보조 배터리 방전 차단 단계(S1080)에서, 마스터 제어기(110)는 보조 배터리 방전 차단 모드로 동작할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 보조 배터리 방전 차단 모드로 동작하는 경우 보조 배터리(BAT2)와 차량 부하(170)의 연결을 해제하도록 제2 스위치(SW2)를 제어할 수 있다. 보조 배터리(BAT2)는 완전 방전이 방지될 수 있다. 마스터 제어기(110)는 별도의 경고 출력 장치를 통해 배터리 방전 경고를 출력할 수 있다. 또한, 마스터 제어기(110)는 메인 배터리(BAT1)와 보조 배터리(BAT2)를 연결하도록 제2 스위치(SW2)를 제어할 수 있다. 메인 배터리(BAT1)를 통해 보조 배터리(BAT2)가 충전될 수 있다.
이와 같이, 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태에 따라 충전 및 방전을 제어함으로써 과충전 및 과방전이 방지될 수 있고, 보조 배터리(BAT2)의 내구성 및 상품성이 개선되는 효과가 있다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 웨이크업 모드에 따른 동작 방법의 순서도이다.
도 1 및 도 11을 참고하면, 배터리 센서(제1 센서(120), 제2 센서(160))는, 차량이 웨이크업(Wakeup) 모드로 동작하는 경우, 배터리 모니터링 모드로 동작할 수 있다(S101). 여기서, 배터리 모니터링 모드는 배터리 센서의 입출력 신호 송수신에 오류가 없는 상태(Input_b_BS_Invalid=0x0, #No error)에서 배터리 정보를 정상적으로 센싱하는 모드를 의미한다. 이때 제2 센서(160)가 우선 동작할 수 있다. 또한, 관련 제어기들은 슬립 모드(Sleep Mode) 상태일 수 있다.
배터리 센서는 메인 배터리(BAT1) 또는 보조 배터리(BAT2)로부터 입력 전압(Input_VBAT), 입력 온도(Input_TBAT), 및 입력 전류 변환(Input_IBAT_conversion) 값을 계측할 수 있다(S103, S105, S107).
배터리 센서는 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태(B1_SoC)와 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(B2_SoC)를 획득할 수 있다(S109).
배터리 센서는, 보조 배터리의 충전 상태(B2_SoC)가 대략 10%가 가산된 웨이크업용 충전 상태(SoC_WakeUp) 미만이면서, 이러한 시간(t)이 기설정된 웨이크업 시간(Time_Wakeup)을 초과하는 경우, 관련 제어기들에게 웨이크업 신호(Wakeup)를 전달할 수 있다(S111). 여기서, 배터리 센서는 보조 배터리(BAT2)의 과방전 여부를 판단하고, 보조 배터리(BAT2)의 과방전 상태인 것으로 판단되면, 관련 제어기들을 웨이크업시킬 수 있다. 또한, 웨이크업용 충전 상태(SoC_Wakeup)는 대략 60%일 수 있다.
한편, 배터리 센서는, 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태가 암전류 차단 조건을 만족하는 경우, 관련 제어기들에게 웨이크업 신호(Wakeup)를 전달할 수도 있다(S113).
관련 제어기들 중에서 마스터 제어기(110)는, 슬립 모드로 동작한다(S 115).
마스터 제어기(110)는, 배터리 센서로부터 웨이크업 신호(Wakeup)를 전달받아 웨이크업할 수 있다(S117, S119). 이때 마스터 제어기(110)는 웨이크업 신호(Wakeup)를 다른 제어기에 전달할 수 있다.
마스터 제어기(110)는, 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태(B1_SoC)를 체크할 수 있다(S121). 마스터 제어기(110)는 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태(B1_SoC)가 충분한 것으로 판단되면, 메인 배터리(BAT1)를 이용하여 보조 배터리(BAT2)를 충전시킬 수 있는 제어신호를 출력할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)가 과방전 상태인 경우, 보조 배터리(BAT2)의 방전 차단 신호를 출력하여 보조 배터리(BAT2)의 방전을 차단하고, 다음 시동 시 차량 클러스터에 배터리 방전 경고등(Aux battery indicator)이 켜지도록 하거나, 알림 기능을 활성화하여 사용자에게 보조 배터리(BAT2)의 과방전 상태를 알릴 수 있다.
암전류 차단 제어기(미도시)는, 슬립 모드(SleepMode)로 동작한다(S123).
암전류 차단 제어기는, 마스터 제어기(110)로부터 웨이크업 신호(WakeUp) 신호를 전달받아 웨이크업할 수 있다(S125, S127). 암전류 차단 제어기는 메인 배터리(BAT1)와 보조 배터리(BAT2)의 암전류 차단 기능을 수행할 수 있다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 주차 모드에 따른 동작 방법의 순서도이다.
도 1 및 도 12를 참고하면, 태양광 발전부(140)는 차량 주차 모드에서 열사량을 센싱할 수 있다(S201),
태양광 발전부(140)는 차량 주차 모드에서 온도를 센싱할 수 있다(S203).
태양광 발전부(140)는 센싱 정보를 이용하여 태양광 (PV, PhotoVoltaics) 발전 가능한지를 판단할 수 있다(S205).
태양광 발전부(140)는 태양광 발전 출력이 감지되는 경우, 우선적으로 메인 배터리(BAT1)를 충전할 수 있다(S207).
배터리 센서(120, 160)는, 차량 주차 모드로 동작하는 경우, 배터리 모니터링 모드(Monitoring Mode)로 동작할 수 있다(S209).
배터리 센서(120, 160)는 메인 배터리(BAT1) 또는 보조 배터리(BAT2)로부터 입력 전압(Input_VBAT), 입력 온도(Input_TBAT), 및 입력 전류 변환(Input_IBAT_conversion) 값을 계측할 수 있다(S211, S213, S215).
배터리 센서(120, 160)는 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태(B1_SoC)와 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(B2_SoC)를 획득할 수 있다(S217).
배터리 센서(120, 160)는, 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태(B1_SoC)가 대략 기준값 90% 이상인지를 판단할 수 있다(S219).
배터리 센서(120, 160)는, 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태(B1_SoC)가 90%를 초과하는 경우, 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(B2_SoC)가 대략 기준값 95% 미만인지를 판단할 수 있다(S221). 배터리 센서(120, 160)는 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(B2_SoC)가 기준값 95% 미만인 경우, 마스터 제어기(110)에 웨이크업 신호를 전달할 수 있다.
마스터 제어기(110)는, 차량 주차 모드에서 슬립 모드(SleepMode)로 동작할 수 있다(S223).
마스터 제어기(110)는, 배터리 센서(120, 160)로부터 웨이크업 신호를 전달받아 웨이크업할 수 있다(S225).
마스터 제어기(110)는, 스위치 모듈(150)을 턴 온(Turn On) 제어할 수 있다(S227). 여기서, 메인 배터리(BAT1)와 보조 배터리(BAT2)가 연결될 수 있다.
마스터 제어기(110)는 메인 배터리(BAT1)를 이용하여 보조 배터리(BAT2)를 충전할 수 있다(S229).
배터리 센서(120, 160)는, 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(B2_SoC)가 대략 95%를 초과하는지 또는 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태(B1_SoC)가 대략 85% 미만인지를 판단할 수 있다(S231).
마스터 제어기(110)는, 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(B2_SoC)가 대략 95%를 초과하거나, 또는 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태(B1_SoC)가 대략 85% 미만인 경우, 스위치 모듈(150)을 턴 오프(Turn Off) 제어할 수 있다(S233). 여기서, 메인 배터리(BAT1)와 보조 배터리(BAT2)가 연결 해제될 수 있다. 이후 마스터 제어기(110)는 슬립 모드로 동작할 수 있다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 대기 모드에 따른 동작 방법의 제1 순서도이다.
도 13을 참고하면, 마스터 제어기(110)의 웨이크업 이후 시동 전 정차 및 대기 상태에서, 배터리 센서(120, 160)는 메인 배터리 상태 요청(B1_State_Request)을 마스터 제어기(110)로부터 수신할 수 있다(S301). 여기서, 제1 센서(120)가 제2 센서(160)보다 우선 동작할 수 있다.
배터리 센서(120, 160)는 모니터링 모드로 동작할 수 있다(S303).
배터리 센서(120, 160)는 메인 배터리(BAT1) 또는 보조 배터리(BAT2)로부터 입력 전압(Input_VBAT), 입력 온도(Input_TBAT), 및 입력 전류 변환(Input_IBAT_conversion) 값을 계측할 수 있다(S305, S307, S309).
배터리 센서(120, 160)는 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태(B1_SoC)와 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(B2_SoC)를 획득할 수 있다(S311).
배터리 센서(120, 160)는 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태(B1_SoC)가 충분한지를 판단할 수 있다(S313). 배터리 센서(120, 160)는 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태(B1_SoC)를 마스터 제어기(110)에 전달할 수 있다.
마스터 제어기(110)는 웨이크업 모드로 동작할 수 있다(S315).
마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)가 부하(170)에 연결되도록 제2 스위치(SW2)의 연결 위치를 제어하고, 메인 배터리(BAT1)가 보조 배터리(BAT2)에 연결되도록 스위치 모듈(150)을 턴 온 제어할 수 있다(S317). 여기서, 마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)를 이용하여 부하(170)를 구동할 수 있다. 마스터 제어기(110)는 메인 배터리(BAT1)를 이용하여 보조 배터리(BAT2)를 충전할 수 있다.
마스터 제어기(110)는 메인 배터리(BAT1)의 충전 상태 요청(B1_State_Request) 신호를 배터리 센서(120)에 송신할 수 있다(S319).
마스터 제어기(110)는 배터리 센서(120)로부터 메인 배터리(BAT1)의 고 충전 상태(B1_SoC High State)를 수신할 수 있다(S321). 이때 마스터 제어기(110)는, 계속해서 충전 상태 요청 신호를 송신할 수 있다.
마스터 제어기(110)는 배터리 센서(120)로부터 메인 배터리(BAT1)의 저 충전 상태(B1_SoC Low State)를 수신할 수 있다(S323).
마스터 제어기(110)는 메인 배터리(BAT1)의 저 충전 상태(B1_SoC Low State)인 경우, 상태 변환(State Transition) 명령을 배터리 센서(120, 160)에 송신할 수 있다(S325). 이때 마스터 제어기(110)는 스위치 모듈(150)을 턴 오프 제어할 수 있다.
배터리 센서(120, 160)는 상태 변환(State Transition) 명령에 따라 모니터링 모드(Monitoring Mode)로 동작할 수 있다(S327).
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 대기 모드에 따른 동작 방법의 제2 순서도이다.
도 14를 참고하면, 마스터 제어기(110)의 웨이크업 이후 시동 전 정차 및 대기 상태에서, 배터리 센서(160)는 보조 배터리 상태 요청(B2_State_Request)을 마스터 제어기(110)로부터 수신할 수 있다(S401). 여기서, 배터리 센서는 제2 센서(160)일 수 있다.
배터리 센서(160)는 모니터링 모드로 동작할 수 있다(S403).
배터리 센서(160)는 메인 배터리(BAT1) 또는 보조 배터리(BAT2)로부터 입력 전압(Input_VBAT), 입력 온도(Input_TBAT), 및 입력 전류 변환(Input_IBAT_conversion) 값을 계측할 수 있다(S405, S407, S409).
배터리 센서(160)는 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(B2_SoC)를 획득할 수 있다(S411).
배터리 센서(160)는 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(B2_SoC)가 충분한지를 판단할 수 있다(S413). 배터리 센서(160)는 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(B2_SoC)를 마스터 제어기(110)에 전달할 수 있다.
한편, 배터리 센서(160)는 보조 배터리(BAT2)의 장착 여부를 판단할 수 있다(S415), 배터리 센서(160)는 보조 배터리(BAT2)의 미장착(탈거) 상태를 마스터 제어기(110)에 전달할 수 있다.
마스터 제어기(110)는, 보조 배터리 경고 및 차단 모드로 동작하는 경우, 보조 배터리(BAT2)와 부하(170)의 연결을 해제하도록 제2 스위치(SW2)의 연결 위치를 제어할 수 있다(S417).
마스터 제어기(110)는, 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태 요청(B2_State_Request) 신호를 배터리 센서(160)에 송신할 수 있다(S419).
마스터 제어기(110)는 배터리 센서(160)로부터 보조 배터리(BAT2)의 고 충전 상태(B2_SoC High State)를 수신할 수 있다(S421). 이때 마스터 제어기(110)는, 계속해서 충전 상태 요청 신호를 송신할 수 있다.
마스터 제어기(110)는 배터리 센서(160)로부터 보조 배터리(BAT2)의 저 충전 상태(B1_SoC Low State)를 수신할 수 있다(S423).
마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)의 저 충전 상태(B1_SoC Low State)인 경우 또는 보조 배터리(BAT2)의 미장착 상태인 경우, 보조 배터리(BAT2)와 부하(170)의 연결을 해제하도록 제2 스위치(SW2)의 연결 위치를 제어할 수 있다(S425). 이때 마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)가 방전 상태인 것으로 판단할 수 있다.
마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)의 상태 정보(B2_State)를 저장할 수 있다(S427).
마스터 제어기(110)는 ACC 상태 정보(ACC_State)를 수신할 수 있다(S429).
마스터 제어기(110)는 ACC 상태 정보(ACC_State)에 따라 보조 배터리 방전 상태를 출력하도록 관련 명령을 표시 장치(AVN/클러스터)에 송신할 수 있다(S431). 보조 배터리의 방전 상태(SoC Low)는 DTC 코드를 신규로 생성하고 이를 통해 진단될 수 있다.
AVN/클러스터는 웨이크업할 수 있다(S433).
AVN/클러스터는 ACC 전원을 입력받을 수 있다(S435).
AVN/클러스터는 ACC 상태 정보(ACC_State)를 마스터 제어기(110)에 송신할 수 있다(S437).
AVN/클러스터는, 보조 배터리 방전 상태 출력 명령을 마스터 제어기(110)로부터 전달받은 경우, 배터리 경고등을 출력할 수 있다(S439).
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 주행 모드에 따른 동작 방법의 제1 순서도이다.
도 1 및 도 15를 참고하면, 차량 주행 중에 보조 배터리 오프 모드 및 보조 배터리 충전 모드로 동작하는 경우, 배터리 센서(120, 160)는 모니터링 모드(Monitoring Mode)로 동작할 수 있다(S501).
배터리 센서(120, 160)는 메인 배터리 상태 요청(B1_State_Request)을 마스터 제어기(110)로부터 수신할 수 있다(S503).
배터리 센서(120, 160)는 메인 배터리 상태(State)를 마스터 제어기(110)에 송신할 수 있다(S505).
마스터 제어기(110)는 초기 상태 모드(Initial State Mode)로 동작할 수 있다(S507).
마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)와 부하(170)의 연결을 해제하도록 제2 스위치(SW2)의 연결 위치를 제어할 수 있다(S509).
마스터 제어기(110)는 태양광 발전부(140)와 발전기(180)를 이용하여 메인 배터리(BAT1)를 충전시킬 수 있다(S511).
마스터 제어기(110)는 메인 배터리 상태 요청(B1_State_Request) 신호를 배터리 센서(120, 160)에 송신할 수 있다(S513).
마스터 제어기(110)는 메인 배터리 상태(State)를 배터리 센서(120, 160)로부터 수신할 수 있다(S515).
마스터 제어기(110)는 회생 제동 상태 정보를 수신할 수 있다(S517).
마스터 제어기(110)는 메인 배터리(BAT1)의 전압이 기준전압 13.5V를 초과하는 지를 판단할 수 있다(S519). 이때 마스터 제어기(110)는 회생 제동 구간인지를 판단할 수 있다.
마스터 제어기(110)는 메인 배터리(BAT1)의 전압이 기준전압 13.5V를 초과하는 경우, 발전기(180)와 보조 배터리(BAT2)를 연결하도록 스위치 모듈(150)을 턴 온 제어할 수 있다(S521).
마스터 제어기(110)는 발전기(180)를 이용하여 메인 배터리(BAT1)와 보조 배터리(BAT2)를 동시에 충전할 수 있다(S523).
마스터 제어기(110)는 메인 배터리 상태 요청(B1_State_Request) 신호를 배터리 센서(120, 160)에 송신할 수 있다(S525).
배터리 센서(120, 160)는 메인 배터리 상태 요청(B1_State_Request)을 마스터 제어기(110)로부터 수신할 수 있다(S527).
배터리 센서(120, 160)는 메인 배터리 상태(State)를 마스터 제어기(110)에 송신할 수 있다(S529).
마스터 제어기(110)는 메인 배터리 상태(State)를 배터리 센서(120, 160)로부터 수신할 수 있다(S531).
마스터 제어기(110)는 회생 제동 상태 정보를 수신할 수 있다(S533).
마스터 제어기(110)는 메인 배터리(BAT1)의 전압이 기준전압 13.5V 미만인 지를 판단할 수 있다(S535). 이때 마스터 제어기(110)는 차량이 가속 중인지를 판단할 수 있다. 또한 마스터 제어기(110)는 MDPS 온(On) 상태인지를 판단할 수 있다.
마스터 제어기(110)는 메인 배터리(BAT1)의 전압이 기준전압 13.5V 미만인 경우, 스위치 모듈(150)을 턴 오프 제어할 수 있다(S537). 또한, 마스터 제어기(110)는 차량이 가속 중인 경우 스위치 모듈(150)을 턴 오프 제어할 수 있다. 또한, 마스터 제어기(110)는 MDPS 온(On) 상태인 경우, 제2 스위치(SW2)를 위치 제어할 수 있다. 이를 통해 발전기(180)의 부하가 줄어들 수 있다. 또한 마스터 제어기(110)는 MDPS와 같은 대전력 샤시 부하가 작동할 경우, 보조 배터리(BAT2)와 부하(170)의 연결을 해제할 수 있다.
도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 듀얼 배터리 시스템의 주행 모드에 따른 동작 방법의 제2 순서도이다.
도 16을 참고하면, 차량 주행 중 ISG 스탑 및 강제 재시동 상태에서, 배터리 센서(160)는, 모니터링 모드(Monitoring mode)로 동작할 수 있다(S601).
배터리 센서(160)는, 마스터 제어기(110)로부터 보조 배터리 상태 요청(B2_State_Request) 신호를 수신할 수 있다(S603).
배터리 센서(160)는, 보조 배터리 상태(State)를 마스터 제어기(110)에 송신할 수 있다(S605).
마스터 제어기(110)는 ISG 제어기로부터 보조 배터리 충전 전압 체크 신호(B2_SoC_Voltage Check)를 수신할 수 있다(S607).
마스터 제어기(110)는 보조 배터리 상태 요청(B2_State_Request) 신호를 배터리 센서(160)에 송신할 수 있다(S609).
마스터 제어기(110)는 배터리 센서(160)로부터 보조 배터리 상태(State)를 수신할 수 있다(S611).
마스터 제어기(110)는 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(SoC)가 충분한지를 판단할 수 있다(S613).
마스터 제어기(110)는, 보조 배터리(BAT2)의 충전 상태(SoC)가 충분한 경우, ISG 인에이블(Enable) 신호를 ISG 제어기에 송신할 수 있다(S615).
ISG 제어기는 ISG 소프트웨어 온 상태를 송신할 수 있다(S617).
ISG 제어기는 보조 배터리 충전 전압 체크 신호(B2_SoC_Voltage Check)를 마스터 제어기(110)에 송신할 수 있다(S619).
ISG 제어기는 마스터 제어기(110)로부터 ISG 인에이블 신호를 수신할 수 있다(S621).
ISG 제어기는, ISG 인에이블 신호를 수신하는 경우, 아이들 스탑(Idle Stop) 상태 또는 리스타트(Restart) 상태 신호를 마스터 제어기(110)에 송신할 수 있다(S623).
마스터 제어기(110)는 ISG 작동 상태를 수신할 수 있다(S625).
마스터 제어기(110)는 메인 배터리(BAT1)와 부하의 연결을 해제하도록 제2 스위치(SW2)의 연결 위치를 제어할 수 있다(S627). 아이들 스탑 해제 조건 만족에 의한 강제 재시동 구간에서는 센서티브 부하(Sensitive load) 망의 전원이 보조 배터리(BAT2)에 의해 안정적으로 공급될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.
실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.
100: 차량의 듀얼 배터리 시스템
110: 마스터 제어기
BAT1: 메인 배터리
120: 제1 센서
130: 스타터 모터
140: 태양광 발전부
SW1, SW2: 제1, 제2 스위치
150: 스위치 모듈
SW3: 제3 스위치
D: 다이오드
BAT2: 보조 배터리
160: 제2 센서
170: 부하
180: 발전기
200: 차량의 듀얼 배터리 시스템
210: 마스터 제어기
BATT1: 메인 배터리
220: 제1 센서
230: 모터 제너레이터
240: 태양광 발전부
DI1: 제1 다이오드
S1, S2: 제1, 제2 스위치
250: 스위치 모듈
S3: 제3 스위치
DI2: 제2 다이오드
BATT2: 보조 배터리
260: 제2 센서
270: 부하

Claims (26)

  1. 메인 배터리 전압을 생성하는 메인 배터리;
    차량 주차 모드에서 차량 부하에 보조 배터리 전압을 공급하는 보조 배터리; 및
    상기 차량 주차 모드에서 상기 메인 배터리 전압이 상기 보조 배터리에 공급되도록, 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리를 연결하는 스위치 모듈;
    을 포함하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    차량 시동 모드에서 상기 메인 배터리와 차량의 엔진을 구동하는 스타터 모터를 연결하는 제1 스위치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 스위치는,
    상기 차량 시동 모드 중에서 안전 시동 모드로 동작하는 경우, 상기 보조 배터리와 상기 스타터 모터를 연결하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스위치 모듈은,
    상기 차량 시동 모드 중에서 점프 시동 모드로 동작하는 경우, 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리를 연결하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 주차 모드로 동작하는 중에 상기 보조 배터리의 충전 상태가 충분한 경우, 상기 보조 배터리와 상기 차량 부하를 연결하는 제2 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치 모듈은,
    상기 차량 주차 모드로 동작하는 중에 상기 보조 배터리의 충전 상태가 부족한 경우, 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리를 연결하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 스위치는,
    차량 주행 모드로 동작하는 중에 보조 배터리 오프 모드로 동작하는 경우, 상기 메인 배터리와 상기 차량 부하를 연결하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스위치 모듈은,
    상기 차량 주행 모드로 동작하는 중에 보조 배터리 충전 모드로 동작하는 경우, 차량의 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 발전기와 상기 보조 배터리를 연결하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    차량 주행 모드, 차량 주차 모드, 또는 차량 시동 모드에 따라, 상기 보조 배터리와 상기 차량 부하의 연결 필요 여부, 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리의 연결 필요 여부, 상기 메인 배터리와 스타터 모터의 연결 필요 여부, 상기 보조 배터리와 발전기의 연결 필요 여부, 및 상기 메인 배터리와 상기 차량 부하의 연결 필요 여부를 판단하는 마스터 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 배터리에 태양광 에너지에 의한 충전 전압을 공급하는 태양광 발전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 배터리는, 리튬 계열의 딥사이클 배터리인 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 메인 배터리 또는 상기 보조 배터리는, 리튬 계열의 딥사이클 배터리인 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  13. 마스터 제어기;
    메인 배터리 전압을 생성하는 메인 배터리;
    보조 배터리 전압을 생성하는 보조 배터리;
    차량 주차 모드에서 상기 메인 배터리 전압이 상기 보조 배터리에 공급되도록, 상기 마스터 제어기에 의해 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리를 연결하는 스위치 모듈;
    차량 시동 모드에서 상기 마스터 제어기에 의해 상기 메인 배터리와 차량의 엔진을 구동하는 엔진 구동부를 연결하는 제1 스위치; 및
    차량 주차 모드에서 상기 보조 배터리 전압이 차량 부하에 공급되도록, 상기 마스터 제어기에 의해 상기 보조 배터리와 상기 차량 부하를 연결하는 제2 스위치;를 포함하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 엔진 구동부는 모터 제너레이터인 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 메인 배터리에 태양광 에너지에 의한 충전 전압을 공급하는 태양광 발전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템.
  16. 차량 엔진의 온(ON) 여부에 따라, 차량 주차 모드 또는 차량 주행 모드로 동작하는 엔진 시동 판단 단계;
    상기 차량 주차 모드로 동작하는 경우, 보조 배터리의 충전 상태를 판단하는 충전 상태 판단 단계;
    상기 보조 배터리의 충전 상태에 따라 보조 배터리 방전 모드로 동작하는 경우, 보조 배터리를 이용하여 차량 부하를 구동하는 보조 배터리 방전 단계; 및
    상기 보조 배터리의 충전 상태에 따라 보조 배터리 방전 차단 모드로 동작하는 경우, 메인 배터리를 이용하여 상기 보조 배터리를 충전하는 보조 배터리 방전 차단 단계;를 포함하는 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 충전 상태 판단 단계는,
    상기 보조 배터리의 교체 필요 여부를 판단하는 교체 판단 단계,
    상기 보조 배터리의 교체가 필요 없는 경우, 상기 보조 배터리의 타입을 판단하는 타입 판단 단계, 및
    상기 보조 배터리의 타입이 리튬 계열 딥사이클 배터리인 경우, 과방전 기준값을 특정값으로 변경하는 과방전 기준값 설정 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 교체 판단 단계는,
    외부 서버와 통신하여 상기 보조 배터리의 교체 여부 및 최초 보조 배터리 사양 대비 현재 보조 배터리의 변경 사양을 획득하는 변경 사양 획득 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 교체 판단 단계는,
    상기 보조 배터리의 탈거 또는 단자 오픈 상태를 감지하는 감지 단계,
    상기 보조 배터리의 탈거 및 교체 정비 이력을 외부 서버에 전송하는 전송 단계, 및
    상기 외부 서버로부터 최초 보조 배터리의 사양을 수신하고, 수신한 사양과 현재 보조 배터리의 사양을 비교하여 변경 사양을 획득하는 비교 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 차량 주행 모드로 동작하는 경우, 회생제동 모드로 동작하는 회생 제동 동작 단계;
    상기 회생제동 모드로 동작하는 중에 상기 보조 배터리의 충전 상태에 따라 보조 배터리 충전 모드로 동작하는 경우, 발전기를 이용하여 상기 보조 배터리를 충전하는 보조 배터리 충전 단계; 및
    상기 회생제동 모드로 동작하는 중에 상기 보조 배터리의 충전 상태에 따라 보조 배터리 충전 정지 모드로 동작하는 경우, 상기 보조 배터리의 충전을 정지하는 보조 배터리 충전 정지 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 차량 주행 모드로 동작하는 경우, 차량 주행 완료 후 차량 시동 오프를 판단하는 시동 오프 판단 단계,
    차량 시동 오프인 경우, 상기 보조 배터리의 교체 필요 여부를 진단하는 배터리 교체 필요 진단 단계,
    상기 보조 배터리의 타입을 판단하는 배터리 타입 판단 단계, 및
    상기 보조 배터리가 리튬 계열 딥사이클 배터리인 경우, 과방전 기준값을 특정값으로 변경하는 과방전 기준값 변경 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 차량 주행 모드로 동작하는 경우, 차량 주행 완료 후 차량 시동 오프를 판단하는 시동 오프 판단 단계,
    차량 시동 오프인 경우, 상기 보조 배터리의 교체 필요 여부를 진단하는 배터리 교체 필요 진단 단계,
    상기 보조 배터리의 타입을 판단하는 배터리 타입 판단 단계, 및
    상기 보조 배터리가 리튬 계열 딥사이클 배터리인 경우, 시동 off Idle Stop 모드의 진입 또는 해제를 위한 진입해제 기준값을 진입해제 특정값으로 변경하는 진입해제 기준값 변경 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 차량 주차 모드로 동작하는 경우, 태양광 발전부를 이용하여 상기 메인 배터리를 충전하는 태양광 발전 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 태양광 발전 단계는,
    상기 메인 배터리의 충전 상태가 제1 기준 충전 상태 이상이면, 상기 메인 배터리를 이용하여 상기 보조 배터리를 충전하고,상기 메인 배터리의 충전 상태가 상기 제1 기준 충전 상태보다 낮은 제2 기준 충전 상태 이하이면, 상기 메인 배터리를 이용한 상기 보조 배터리의 충전을 중지하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법.
  25. 제 16 항에 있어서,
    상기 보조 배터리 방전 단계는,
    안전 시동 모드로 동작하는 경우, 상기 보조 배터리를 이용하여 차량 시동을 온 하는 안전 시동 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법.
  26. 제 16 항에 있어서,
    상기 보조 배터리 방전 단계는,
    점프 시동 모드로 동작하는 경우 상기 보조 배터리를 이용하여 차량 시동을 온 하고, 상기 메인 배터리를 이용하여 상기 보조 배터리를 충전하는 점프 시동 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 듀얼 배터리 시스템의 동작 방법.
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