KR20210116006A - Device for controlling battery thermal management system of commercial vehicle - Google Patents

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KR20210116006A
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전기남
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Abstract

The present invention relates to a device for controlling a battery heat management system of a commercial vehicle, which distinguishes and predicts a grade of electricity efficiency according to a driving pattern of a vehicle and an environmental condition and differentiates and performs battery heat management control according to a predicted characteristic of the electricity efficiency, thereby enabling optimal control of a battery heat management system.

Description

상용차의 배터리 열관리 시스템 제어 장치{Device for controlling battery thermal management system of commercial vehicle}Device for controlling battery thermal management system of commercial vehicle

본 발명은 상용차의 배터리 열관리 시스템 제어 장치에 관한 것으로, 상세하게는 배터리 열관리 시스템의 최적 제어를 가능하도록 하기 위한 배터리 열관리 시스템 제어 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a battery thermal management system control apparatus for a commercial vehicle, and more particularly, to a battery thermal management system control apparatus for enabling optimal control of the battery thermal management system.

일반적으로 전기모터를 구동원으로 사용하는 차량의 경우 동력원으로 충방전이 가능한 배터리를 탑재하고 있으며, 상기 배터리의 효율적인 성능 관리를 위해 배터리 열관리 시스템이 적용되고 있다.In general, a vehicle using an electric motor as a driving source is equipped with a battery capable of being charged and discharged as a power source, and a battery thermal management system is applied to efficiently manage the performance of the battery.

배터리 열관리 시스템은 통상적으로 배터리의 온도 관리를 통해 배터리의 성능 및 효율이 유지될 수 있도록 한다. The battery thermal management system typically maintains the performance and efficiency of the battery through temperature management of the battery.

한편, 전기버스와 같은 친환경 상용차량의 경우 현재 단일 로직에 의해 제어되도록 구성된 배터리 열관리 시스템이 적용되고 있다.Meanwhile, in the case of eco-friendly commercial vehicles such as electric buses, a battery thermal management system configured to be controlled by a single logic is currently applied.

첨부된 도 4는 종래의 상용차 배터리 열관리 시스템의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a conventional control method of a battery thermal management system for a commercial vehicle.

도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 상용차 배터리 열관리 시스템은, 검출된 배터리 셀의 최고온도를 기준으로, 배터리 온도가 높다고 판단되면 배터리 칠러나 라디에이터 팬과 같은 냉각 보기류를 작동시키고, 배터리 온도가 낮다고 판단되면 히터와 같은 승온 보기류를 작동시키고, 또한 배터리 온도가 적절하다고 판단되면 냉각 보기류 및 승온 보기류를 미작동시키는 방식으로 제어되었다. As shown in FIG. 4 , the conventional commercial vehicle battery thermal management system operates cooling accessories such as a battery chiller or a radiator fan when it is determined that the battery temperature is high based on the detected maximum temperature of the battery cell, and the battery temperature decreases It was controlled in such a way that, when it was judged that it was low, the temperature increasing accessories such as a heater were operated, and when it was judged that the battery temperature was appropriate, the cooling accessories and the temperature increasing accessories were not operated.

그러나 상기와 같은 방식으로 배터리 열관리 시스템이 제어되는 경우, 차량의 다양한 운행 패턴 및 환경 조건에 대한 효율적인 배터리 열관리가 이루어지지 않아 그에 따른 전비 손실이 발생하게 되고 또한 전비 개선에 많은 제약이 발생하게 된다. However, when the battery thermal management system is controlled in the above manner, efficient battery thermal management for various driving patterns and environmental conditions of the vehicle is not performed, resulting in loss of fuel consumption and many restrictions on fuel efficiency improvement.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량의 운행 패턴과 환경 조건에 따라 전비 등급을 구별하여 예측하고 상기 예측한 전비 특성에 따라 배터리 열관리 제어를 차별화하여 수행함으로써 배터리 열관리 시스템의 최적 제어를 가능하도록 한 상용차의 배터리 열관리 시스템 제어 장치를 제공하는데 목적이 있다. The present invention has been devised in view of the above points, and it is optimized for the battery thermal management system by classifying and predicting fuel efficiency classes according to vehicle driving patterns and environmental conditions, and performing battery thermal management control by differentiating and performing battery thermal management control according to the predicted fuel efficiency characteristics An object of the present invention is to provide an apparatus for controlling a battery thermal management system of a commercial vehicle that enables control.

이에 본 발명은: 차량의 시동 온(ON) 이후부터 시동 오프(OFF) 시까지 수집된 차량의 주행조건정보를 기반으로 다음의 시동 온 시에 적용가능한 차량의 전비 등급을 예측하는 전비 등급 판별부; 상기 전비 등급 판별부에서 예측한 전비 등급에 따라 결정되는 제어 모드의 배터리 열관리 제어를 수행하는 배터리 열관리 제어부;를 포함하는 상용차의 배터리 열관리 시스템 제어 장치를 제공한다. Accordingly, the present invention is: Fuel efficiency class determination unit that predicts the fuel efficiency class of the vehicle applicable to the next start-up on the basis of the driving condition information of the vehicle collected from the start-on of the vehicle to the time of the ignition-off ; It provides a battery thermal management system control apparatus for a commercial vehicle comprising a; a battery thermal management control unit for performing battery thermal management control in a control mode determined according to the fuel efficiency rating predicted by the fuel efficiency rating unit.

구체적으로 상기 전비 등급 판별부는, 정해진 도로 구간을 반복적으로 주행하는 차량의 주행조건정보를 사전에 빅데이터로 수집하여 분류 및 저장하고, 상기 빅데이터를 기반으로 구축해둔 전비 예측 모델을 통해 운행중인 차량의 다음 시동 온(ON) 시의 전비 등급을 예측하게 된다.Specifically, the fuel efficiency class determination unit collects, classifies and stores driving condition information of a vehicle that repeatedly drives a predetermined road section as big data in advance, and the vehicle is running through a fuel efficiency prediction model built based on the big data. It predicts the fuel efficiency rating of the next ignition ON.

이때 상기 전비 등급 판별부는, 사용자 단말기로부터 요청신호가 수신되면 차량의 주행조건정보에 따른 전비 등급 정보를 배터리 열관리 제어부로 전송하게 된다. In this case, when the request signal is received from the user terminal, the fuel efficiency rating determining unit transmits fuel efficiency rating information according to the driving condition information of the vehicle to the battery thermal management control unit.

그리고 상기 배터리 열관리 제어부는, 서로 다른 조건으로 수행되는 배터리 열관리 제어가 복수 개의 제어 모드로 서전 구축되어 저장되고, 상기 전비 등급 판별부에서 수신한 전비 등급 정보에 따라 상기 복수 개의 제어 모드 중 결정된 하나의 제어 모드를 기초로 배터리 열관리 제어를 수행하게 된다. And the battery thermal management control unit, the battery thermal management control performed under different conditions is constructed and stored in a plurality of control modes, and one of the plurality of control modes is determined according to the fuel efficiency rating information received from the fuel efficiency rating unit. Battery thermal management control is performed based on the control mode.

본 발명에 따른 상용차의 배터리 열관리 시스템 제어 장치에 의하면, 차량의 주행조건정보에 따라 예측되는 전비 등급에 따라 배터리 열관리 시스템의 보기류 작동 조건이 다르게 설정될 수 있으며, 그에 따른 배터리 열관리 제어를 수행함으로써 배터리의 성능 및 효율을 최적으로 유지하기 위한 시스템 보기류의 작동이 최적화되고 그에 의해 배터리 열관리에 따른 전력 손실이 최소화되어 결과적으로 전비 개선이 가능하게 된다. According to the battery thermal management system control apparatus for a commercial vehicle according to the present invention, the operating conditions of the auxiliary equipment of the battery thermal management system can be set differently according to the fuel efficiency class predicted according to the driving condition information of the vehicle, and by performing the battery thermal management control accordingly The operation of system accessories for optimally maintaining battery performance and efficiency is optimized, thereby minimizing power loss due to battery thermal management, resulting in improved fuel efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 열관리 시스템 제어 장치의 구성을 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 제어 방법이 적용되는 일반적인 배터리 열관리 시스템을 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 배터리 열관리 시스템 제어 방법을 일례로 나타낸 개략도
도 4는 종래의 상용차 배터리 열관리 방법을 나타낸 순서도1 is a view showing the configuration of a battery thermal management system control apparatus according to the present invention;
2 is a view showing a general battery thermal management system to which the control method according to the present invention is applied;
3 is a schematic diagram showing an example of a battery thermal management system control method according to the present invention
4 is a flow chart showing a conventional commercial vehicle battery thermal management method

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 practice it.

본 발명은 배터리 전력에 의해 구동되는 전기모터를 구동원으로 사용하는 상용차의 배터리 열관리 시스템 제어에 관한 것으로서, 상기 배터리의 효율적인 성능 관리를 위해 적용되는 배터리 열관리 시스템의 최적화 제어 기술을 개시한다.The present invention relates to a battery thermal management system control of a commercial vehicle using an electric motor driven by battery power as a driving source, and discloses an optimization control technology for a battery thermal management system applied for efficient performance management of the battery.

특히, 본 발명은 차량의 운행 패턴 및 환경 조건에 따라 전비(전기 소비 효율) 특성이 상이해지는 것을 고려하여 차량의 운행 패턴과 환경 조건에 따라 전비 특성을 구별하여 예측하고 상기 예측한 전비 특성에 따라 배터리 열관리 제어를 차별화하여 수행함으로써 배터리 열관리 시스템의 최적 제어를 가능하도록 한다. In particular, in the present invention, considering that fuel efficiency (electricity consumption efficiency) characteristics are different according to driving patterns and environmental conditions of a vehicle, fuel efficiency characteristics are distinguished and predicted according to driving patterns and environmental conditions of the vehicle, and according to the predicted fuel efficiency characteristics By performing differentiated battery thermal management control, it is possible to optimally control the battery thermal management system.

상기 배터리 열관리 시스템을 차량의 운행 패턴 및 환경 조건에 따라 최적화하여 구동함으로써 배터리 냉각성능 등을 최적화할 수 있으며 그에 따라 배터리 열관리에 소모되는 전력 손실을 최소화하여 결과적으로 전비 개선이 가능하게 된다. By optimizing and driving the battery thermal management system according to the driving pattern and environmental conditions of the vehicle, the battery cooling performance can be optimized, thereby minimizing the power loss consumed in the battery thermal management, resulting in improved fuel efficiency.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 열관리 시스템 제어 장치의 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the configuration of the battery thermal management system control apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 열관리 시스템 제어 장치를 나타낸 구성도이다. 1 is a block diagram showing a battery thermal management system control apparatus according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 배터리 열관리 시스템 제어 장치는, 차량의 전비 등급을 예측하여 판별하기 위한 전비 등급 판별부(10)와 예측된 전비 등급에 따른 배터리 열관리 제어를 수행하기 위한 배터리 열관리 제어부(22)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIG. 1 , the battery thermal management system control device includes a fuel efficiency class determination unit 10 for predicting and determining the fuel efficiency class of the vehicle and a battery thermal management control unit for performing battery thermal management control according to the predicted fuel efficiency class. (22) may be included.

상기 전비 등급 판별부(10)는, 차량의 운행중 시동 온(ON) 이후부터 시동 오프(OFF) 시까지 수집된 차량의 주행조건정보를 기반으로 다음의 시동 온(ON) 시부터 시동 오프 시까지 적용가능한 차량의 전비 등급을 예측할 수 있도록 구성된다. The fuel efficiency class determination unit 10, based on the driving condition information of the vehicle collected from starting on (ON) to starting off (OFF) during the operation of the vehicle, from the next starting on (ON) to starting off It is configured to predict the fuel efficiency class of the applicable vehicle.

여기서, 상기 차량의 주행조건정보는 차량의 운행기록정보와 환경정보일 수 있다. 상기 운행기록정보는 차량의 디지털운행기록계 (DTG, Digital Tacho Graph)(24)로부터 수신될 수 있고, 차량의 환경정보는 공공 데이터로서 오픈 에이피아이(Open API: Open Application Program Interface) 등을 통해 수집될 수 있다.Here, the driving condition information of the vehicle may be driving record information and environment information of the vehicle. The driving record information may be received from a digital tachograph (DTG, Digital Tacho Graph) 24 of the vehicle, and environmental information of the vehicle is collected as public data through Open API (Open Application Program Interface), etc. can be

상기 운행기록정보와 환경정보는 차량의 시동 온 이후부터 시동 오프 시까지(즉, 시동 온-오프 동안)의 정보가 1개의 트립(TRIP) 정보로 구분되어 인식될 수 있다. The driving record information and the environmental information may be recognized as information from after the vehicle is started to when the vehicle is started off (that is, during ignition on-off) by being divided into one TRIP information.

상기 디지털운행기록계(24)는 차량의 운행기록정보를 1개의 트립 정보 단위로 구분하여 전비 등급 판별부(10)로 전송할 수 있다. The digital driving recorder 24 may divide the driving record information of the vehicle into one trip information unit and transmit it to the fuel efficiency class determination unit 10 .

구체적으로, 상기 운행기록정보는, 전비 특성에 영향을 미치는 정보로서, 차량의 구동전력과 회생전력과 차속과 가감속 비율과 배터리 소모패턴과 차량 하중과 외기 온도와 경사로 구배와 코너 곡률 및 공조기 사용 환경 등이 포함된다. Specifically, the driving record information is information that affects fuel efficiency characteristics, and the driving power, regenerative power, vehicle speed, acceleration/deceleration ratio, battery consumption pattern, vehicle load, outdoor temperature, slope gradient, corner curvature, and use of the air conditioner environment, etc.

좀더 설명하면, 상기 배터리 소모패턴은 차량의 운행중 사전 구축된 배터리 방전 전류맵에 의한 배터리 소모 전류량이고, 상기 코너 곡률은 조향각센서의 신호정보에 따른 선회 주행시의 코너 곡선 곡률이고, 상기 공조기 사용 환경은 에어블로워의 작동 단수 및 실내 설정 온도 등이 포함된다.More specifically, the battery consumption pattern is the amount of current consumed by the battery according to the battery discharge current map built in advance while driving the vehicle, the corner curvature is the curvature of the corner curve during turning driving according to the signal information of the steering angle sensor, and the air conditioner usage environment is This includes the number of operating stages of the air blower and the set room temperature.

그리고, 상기 환경정보는 전비 특성에 영향을 미치는 정보로서 버스의 정류소 위치 정보와 승객수 정보 및 교통량 정보 그리고 날씨 정보(눈, 비) 등이 포함된다. In addition, the environmental information is information affecting fuel efficiency characteristics, and includes bus stop location information, number of passengers information, traffic volume information, and weather information (snow and rain).

여기서, 상기 전비 등급 판별부(10)는 빅데이터 분석 프로세스가 가능한 텔레매틱스 서버일 수 있다. 상기 텔레매틱스 서버는, 스마트폰 등의 사용자 단말기(30)로부터 배터리 열관리 시스템의 최적 제어를 위한 서비스 요청신호가 수신되면, 전비 등급을 예측하기 위해 상기 요청신호를 수신하기 직전의 시동 온-오프 동안 수집한 차량의 운행기록정보 및 환경정보를 이용한다. Here, the fuel efficiency level determining unit 10 may be a telematics server capable of a big data analysis process. When a service request signal for optimal control of the battery thermal management system is received from the user terminal 30 such as a smart phone, the telematics server collects during startup on-off just before receiving the request signal to predict the fuel efficiency rating One vehicle's driving record information and environmental information are used.

차량의 디지털운행기록계(24)를 통해 취득한 운행기록정보는 상용 웹(WEB)을 통해 텔레매틱스 서버 즉, 상기 전비 등급 판별부(10)에 전송될 수 있다. The driving record information acquired through the digital driving recorder 24 of the vehicle may be transmitted to the telematics server, that is, the fuel efficiency rating determining unit 10 through a commercial web (WEB).

상기 전비 등급 판별부(10)는 사용자 단말기(30)로부터 서비스 요청신호가 발생하기 이전에도 차량의 주행조건정보를 수신할 수 있으며, 수집된 주행조건정보를 누적 분석하여 전비 예측 모델을 갱신할 수 있다.The fuel efficiency class determination unit 10 can receive the driving condition information of the vehicle even before the service request signal is generated from the user terminal 30, and can update the fuel efficiency prediction model by cumulatively analyzing the collected driving condition information. have.

상기 전비 등급 판별부(10)는, 정해진 도로 구간을 반복적으로 주행하는 차량 즉, 버스의 주행조건정보(운행기록정보 및 환경정보)를 빅데이터로 사전에 수집하여 분류 및 저장하고, 상기 빅데이터를 기반으로 차량의 전비 등급을 예측하기 위한 전비 예측 모델을 모델링하여 저장한다. 이때 통상적인 빅데이터 분석 방법이 적용될 수 있다. The fuel efficiency class determination unit 10 collects, classifies and stores driving condition information (driving record information and environmental information) of a vehicle, that is, a bus, which repeatedly travels on a predetermined road section, as big data in advance, classifies and stores the big data. Based on the model, the fuel efficiency prediction model for predicting the fuel efficiency class of the vehicle is modeled and stored. In this case, a typical big data analysis method may be applied.

상기 전비 등급 판별부(10)는, 사용자 단말기(30)로부터 서비스 요청신호가 수신되면 차량의 운행기록정보 및 환경정보를 기반으로 다음 시동 온 시의 전비 등급을 예측하며, 이때 상기 전비 예측 모델을 통해 운행중인 버스의 다음 시동 온 시의 전비 등급을 결정하게 된다. When the service request signal is received from the user terminal 30, the fuel efficiency class determination unit 10 predicts the fuel efficiency class at the next start-up based on the driving record information and environment information of the vehicle, and at this time, the fuel efficiency prediction model This determines the fuel efficiency level at the next start-up of the running bus.

상기 전비 예측 모델은 1개의 트립 정보가 발생하는 시동 온-오프 동안 소비되는 전력량을 예측하고 그에 따른 전비 등급을 결정하게 된다. The fuel efficiency prediction model predicts the amount of power consumed during startup on-off when one piece of trip information is generated, and determines the fuel efficiency class accordingly.

정해진 도로 구간을 반복적으로 동일하게 주행하는 상용 버스의 경우, 신호등이나 교통 체증 등과 같은 요인 외에도 적어도 정해진 정류소마다 정차를 하기 때문에, 1개의 트립 정보가 발생하는 동안 주행하는 거리가 비교적 짧으며, 따라서 이전 시동 온 시의 트립 정보를 기반으로 다음 시동 온 시의 전비 등급을 예측하여 적용하는 경우 효율적인 배터리 열관리 제어를 통해 결과적으로 전비 개선을 도모하는 것이 가능하다. In the case of a commercial bus that repeatedly travels on a set road section in the same way, in addition to factors such as traffic lights or traffic jams, it stops at at least every fixed stop, so the distance traveled while one trip information is generated is relatively short, so In the case of predicting and applying the fuel efficiency class for the next start-up based on the trip information at the time of starting-on, it is possible to improve fuel efficiency as a result through efficient battery thermal management control.

한편, 상기와 같이 전비 등급 판별부(10)에서 예측한 전비 등급 정보는 차량의 배터리 열관리 제어부(22)에 전송된다. Meanwhile, the fuel efficiency rating information predicted by the fuel efficiency rating unit 10 as described above is transmitted to the battery thermal management control unit 22 of the vehicle.

상기 배터리 열관리 제어부(22)는 배터리 열관리 시스템의 작동을 제어하는 차량내 제어유닛으로서 상기 전비 등급 판별부(10)에서 예측한 전비 등급에 따라 결정되는 제어 모드로 배터리 열관리 시스템을 제어하게 된다.The battery thermal management control unit 22 is an in-vehicle control unit that controls the operation of the battery thermal management system, and controls the battery thermal management system in a control mode determined according to the fuel efficiency class predicted by the fuel efficiency class determination unit 10 .

즉, 상기 배터리 열관리 제어부(22)는 전비 등급 판별부(10)에서 예측한 전비 등급에 따른 제어 모드로 배터리 열관리 제어를 수행하게 된다. That is, the battery thermal management control unit 22 performs the battery thermal management control in a control mode according to the fuel efficiency class predicted by the fuel efficiency class determination unit 10 .

상기 배터리 열관리 제어부(22)에는, 배터리 열관리 시스템의 작동을 서로 다른 조건으로 제어하는 복수 개의 제어 모드가 사전 구축되어 저장되어 있고, 전비 등급에 따라 상기 복수 개의 제어 모드 중에 하나의 제어 모드가 선택 결정된다. A plurality of control modes for controlling the operation of the battery thermal management system under different conditions are pre-built and stored in the battery thermal management control unit 22, and one control mode is selected and determined among the plurality of control modes according to the fuel efficiency class do.

다시 말해, 상기 배터리 열관리 제어부(22)는, 전비 등급 판별부(10)에서 수신한 전비 등급 정보에 따라 상기 복수 개의 제어 모드 중 결정된 하나의 제어 모드를 기초로 배터리 열관리 제어를 수행하게 된다. In other words, the battery thermal management control unit 22 performs battery thermal management control based on one control mode determined from among the plurality of control modes according to the fuel efficiency rating information received from the fuel efficiency rating unit 10 .

상기 배터리 열관리 제어는 배터리 셀의 최대온도를 기준으로 배터리 열관리 시스템에 구비된 배터리 냉각을 위한 보기류 또는 배터리 승온을 위한 보기류들의 작동을 제어하여 배터리 셀의 최대온도를 정해진 목표온도 범위에 도달시키도록 하는 제어이다. The battery thermal management control controls the operation of auxiliary equipment for cooling the battery or auxiliary equipment for increasing the battery temperature provided in the battery thermal management system based on the maximum temperature of the battery cell to reach the maximum temperature of the battery cell within a predetermined target temperature range. It is a control that allows

여기서, 도 2 및 도 3을 참조하여 배터리 열관리 시스템의 제어 방법을 일례로서 설명하기로 한다. Here, a method of controlling the battery thermal management system will be described as an example with reference to FIGS. 2 and 3 .

전비 등급 판별부(10)는 사용자 단말기(30)로부터 서비스 요청신호가 수신되면 가장 최근에 수신하여 수집한 차량의 주행조건정보를 기반으로 한 빅데이터 분석 프로세스를 통해 전비 등급을 예측하고 상기 예측한 전비 등급 정보를 배터리 열관리 제어부(22)로 전송한다. When the service request signal is received from the user terminal 30, the fuel efficiency class determination unit 10 predicts the fuel efficiency rating through a big data analysis process based on the driving condition information of the vehicle most recently received and collected, and The fuel efficiency rating information is transmitted to the battery thermal management control unit 22 .

이때 전비 등급 판별부(10)는 차량의 전비 등급을 제1 등급(전비 양호)과 제2 등급(전비 보통) 및 제3 등급(전비 불량) 중에 하나의 등급으로 예측할 수 있다. In this case, the fuel efficiency class determination unit 10 may predict the fuel efficiency rating of the vehicle as one of a first grade (good fuel efficiency), a second grade (normal fuel efficiency), and a third grade (poor fuel efficiency).

상기 전비 등급 판별부(10)로부터 전비 등급 정보를 수신한 배터리 열관리 제어부(22)는, 전비 등급에 따라 서로 다른 조건으로 배터리 열관리 시스템의 보기류 작동을 제어할 수 있다. The battery thermal management control unit 22 that has received the fuel efficiency rating information from the fuel efficiency rating unit 10 may control the operation of accessories of the battery thermal management system under different conditions according to the electric energy rating.

도 2를 참조하여 설명하면, 상기 배터리 열관리 시스템은 냉각수를 이용한 배터리 열관리를 수행하도록 구성될 수 있으며, 구체적으로 배터리 냉각수의 냉각을 위한 배터리 칠러(42)와 라디에이터(41) 및 배터리 냉각수의 승온을 위한 수가열식 히터(43) 등을 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 2 , the battery thermal management system may be configured to perform battery thermal management using cooling water, and specifically, the battery chiller 42 and the radiator 41 for cooling the battery cooling water, and the temperature increase of the battery cooling water. It may be configured to include a water heating type heater 43 for.

그리고 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 먼저 3등급 중 가장 높은/좋은 제1 등급(전비 양호)으로 차량의 전비 등급이 예측되는 경우, 배터리를 구성하는 배터리 셀들 중에 온도가 가장 높은 배터리 셀의 온도 즉, 배터리 셀의 최대온도가 5℃ ~ 30℃ 인 온도구간에서는 배터리 열관리 제어를 미수행하고, 배터리 셀의 최대온도가 30℃ ~ 35℃ 이면 라디에이터 팬(44)과 같은 냉각 보기류를 작동시켜 배터리 냉각이 이루어지도록 하고, 배터리 셀의 최대온도가 35℃ 이상이면 라디에이터 팬(44)과 함께 전동컴프레서(45)도 작동시켜 배터리 냉각이 보다 고속으로 이루어지도록 한다. And, referring to FIGS. 2 and 3 , when the fuel efficiency rating of the vehicle is predicted as the highest/best first grade (good fuel efficiency) among the three grades, the battery cell having the highest temperature among the battery cells constituting the battery In the temperature range, that is, the maximum temperature of the battery cell is 5℃ ~ 30℃, the battery thermal management control is not performed, and if the maximum temperature of the battery cell is 30℃ ~ 35℃, cooling accessories such as the radiator fan 44 are operated to cool the battery, and when the maximum temperature of the battery cell is 35° C. or higher, the electric compressor 45 is also operated together with the radiator fan 44 so that the battery is cooled at a higher speed.

상기 라디에이터 팬(44)은 냉각수가 흐르는 라디에이터(41) 주변에 강제로 공기 흐름을 생성하는 공냉식 냉각 보기류이고, 상기 전동컴프레서(45)는 팽창밸브(46)를 통해 배터리 칠러(42)에 유입되는 냉매를 고압으로 압축하는 냉각 보기류이다. 상기 배터리 칠러(42)는 냉매를 이용하여 냉각수로부터 열을 흡수하는 열교환 방식으로 배터리에 공급되는 냉각수를 냉각할 수 있다. The radiator fan 44 is an air-cooled cooling accessory that forcibly creates an air flow around the radiator 41 through which the coolant flows, and the electric compressor 45 flows into the battery chiller 42 through the expansion valve 46 . It is a cooling accessory that compresses the refrigerant to be used at high pressure. The battery chiller 42 may cool the coolant supplied to the battery in a heat exchange method that absorbs heat from the coolant using the coolant.

또한 배터리 셀의 최대온도가 -5℃ ~ 5℃ 이면 배터리의 충전상태(SOC)가 70% 이하일 때 수가열식 히터(43)와 같은 승온 보기류를 작동시켜 배터리 승온이 이루어지도록 하고, 배터리 셀의 최대온도가 -5℃ 이하이면 배터리의 충전상태 조건과 상관없이 히터(43)를 작동시켜 배터리 승온이 이루어지도록 한다. In addition, when the maximum temperature of the battery cell is -5°C to 5°C, when the state of charge (SOC) of the battery is 70% or less, the temperature increasing accessory such as the water heating type heater 43 is operated to increase the battery temperature, and the battery temperature is increased. If the maximum temperature is -5°C or less, the heater 43 is operated to increase the battery temperature regardless of the battery state of charge condition.

상기 냉각 보기류 및 승온 보기류의 작동시 냉각수의 유량/유속 생성을 위해 전동워터펌프(47)도 함께 작동된다. When the cooling auxiliary and the temperature increasing auxiliary are operated, the electric water pump 47 is also operated to generate the flow rate/flow rate of the cooling water.

다음, 3등급 중 가장 낮은/나쁜 제3 등급(전비 불량)으로 차량의 전비 등급이 예측되는 경우, 배터리 셀의 최대온도가 5℃ ~ 25℃ 인 온도구간에서는 배터리 열관리 제어를 미수행하고, 배터리 셀의 최대온도가 25℃ ~ 30℃ 이면 라디에이터 팬(44)을 작동시켜 배터리 냉각이 이루어지도록 하고, 배터리 셀의 최대온도가 30℃ 이상이면 라디에이터 팬(44)과 함께 전동컴프레서(45)도 작동시켜 배터리 냉각이 보다 고속으로 이루어지도록 한다. Next, if the fuel efficiency rating of the vehicle is predicted as the lowest/worst third grade (poor fuel efficiency) among the three grades, the battery thermal management control is not performed in the temperature section where the maximum temperature of the battery cell is 5℃ ~ 25℃, and the battery cell If the maximum temperature of the battery is 25℃ ~ 30℃, the radiator fan 44 is operated to cool the battery, and if the maximum temperature of the battery cell is 30℃ or higher, the electric compressor 45 is also operated together with the radiator fan 44 Allows for faster battery cooling.

그리고 배터리 셀의 최대온도가 -5℃ ~ 5℃ 이면 배터리의 충전상태(SOC)가 70% 이하일 때 수가열식 히터(43)를 작동시켜 배터리 승온이 이루어지도록 하고, 배터리 셀의 최대온도가 -5℃ 이하이면 배터리의 충전상태 조건과 상관없이 히터(43)를 작동시켜 배터리 승온이 이루어지도록 한다. And when the maximum temperature of the battery cell is -5℃ ~ 5℃, when the state of charge (SOC) of the battery is 70% or less, the water heating type heater 43 is operated to increase the battery temperature, and the maximum temperature of the battery cell is -5 If it is below ℃, the heater 43 is operated to increase the temperature of the battery regardless of the state of charge of the battery.

마지막으로, 3등급 중 상기 제1 등급과 제3 등급 사이의 수준인 제2 등급으로 차량의 전비 등급이 예측되는 경우, 배터리 셀의 최대온도가 18℃ ~ 25℃ 인 온도구간에서는 배터리 열관리 제어를 미수행하고, 배터리 셀의 최대온도가 25℃ ~ 30℃ 이면 라디에이터 팬(44)을 작동시켜 배터리 냉각이 이루어지도록 하고, 배터리 셀의 최대온도가 30℃ 이상이면 라디에이터 팬(44)과 함께 전동컴프레서(45)도 작동시켜 배터리 냉각이 보다 고속으로 이루어지도록 한다. Finally, if the fuel efficiency rating of the vehicle is predicted as the second grade, which is a level between the first and third grades among the three grades, the battery thermal management control is performed in the temperature section where the maximum temperature of the battery cell is 18℃ ~ 25℃. If the maximum temperature of the battery cell is 25 ℃ ~ 30 ℃, the radiator fan 44 is operated to cool the battery, and if the maximum temperature of the battery cell is 30 ℃ or higher, the electric compressor (44) together with the radiator fan (44) 45) is also activated to allow for faster battery cooling.

그리고 배터리 셀의 최대온도가 -5℃ ~ 18℃ 이면 배터리의 충전상태(SOC)가 70% 이하일 때 수가열식 히터(43)를 작동시켜 배터리 승온이 이루어지도록 하고, 배터리 셀의 최대온도가 -5℃ 이하이면 배터리의 충전상태 조건과 상관없이 히터(43)를 작동시켜 배터리 승온이 이루어지도록 한다. And when the maximum temperature of the battery cell is -5℃ ~ 18℃, when the state of charge (SOC) of the battery is 70% or less, the water heating type heater 43 is operated to increase the battery temperature, and the maximum temperature of the battery cell is -5 If it is below ℃, the heater 43 is operated to increase the temperature of the battery regardless of the state of charge of the battery.

본 발명에 의하면, 상기와 같이 차량의 주행조건정보에 따라 예측되는 전비 등급에 따라 배터리 열관리 시스템의 보기류 작동 조건(배터리 셀의 최대온도 등)이 다르게 설정될 수 있으며, 그에 따른 배터리 열관리 제어를 수행함으로써 배터리의 성능 및 효율을 최적으로 유지하기 위한 냉각 보기류 및 승온 보기류의 작동이 최적화되고 그에 의해 배터리 열관리에 따른 전력 손실이 최소화되어 결과적으로 전비 개선이 가능하게 된다. According to the present invention, as described above, the auxiliary operating conditions (the maximum temperature of the battery cells, etc.) of the battery thermal management system can be set differently according to the fuel efficiency class predicted according to the driving condition information of the vehicle, and thus the battery thermal management control can be performed. By doing so, the operation of the cooling accessory and the heating accessory for optimally maintaining the performance and efficiency of the battery is optimized, thereby minimizing the power loss due to the thermal management of the battery, and consequently, improving the fuel efficiency.

이상으로 본 발명에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 설명에 의해 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.As the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited by the above description, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also present. It is included in the scope of the invention.

10 : 전비 등급 판별부(텔레매틱스 서버)
22 : 배터리 열관리 제어부
24 : 디지털운행기록계
30 : 사용자 단말기
41 : 라디에이터
42 : 배터리 칠러
43 : 히터
44 : 라디에이터 팬
45 : 전동컴프레서
46 : 팽창밸브
47 : 전동워터펌프10: fuel efficiency rating unit (telematics server)
22: battery thermal management control unit
24: digital tachometer
30: user terminal
41 : radiator
42: battery chiller
43: heater
44 : radiator fan
45: electric compressor
46: expansion valve
47: electric water pump

Claims (5)

차량의 시동 온(ON) 이후부터 시동 오프(OFF) 시까지 수집된 차량의 주행조건정보를 기반으로 다음의 시동 온 시에 적용가능한 차량의 전비 등급을 예측하는 전비 등급 판별부;
상기 전비 등급 판별부에서 예측한 전비 등급에 따라 결정되는 제어 모드의 배터리 열관리 제어를 수행하는 배터리 열관리 제어부;
를 포함하는 상용차의 배터리 열관리 시스템 제어 장치.
Fuel efficiency class determination unit for predicting the fuel efficiency class of the vehicle applicable to the next start-on on the basis of the driving condition information of the vehicle collected from the start-on (ON) of the vehicle to the start-off time (OFF);
a battery thermal management control unit configured to perform battery thermal management control in a control mode determined according to the fuel efficiency rating predicted by the fuel efficiency rating unit;
A battery thermal management system control device of a commercial vehicle comprising a.
 청구항 1에 있어서,
상기 전비 등급 판별부는, 정해진 도로 구간을 반복적으로 주행하는 차량의 주행조건정보를 사전에 빅데이터로 수집하여 분류 및 저장하고, 상기 빅데이터를 기반으로 구축해둔 전비 예측 모델을 통해 운행중인 차량의 다음 시동 온(ON) 시의 전비 등급을 예측하도록 된 것을 특징으로 하는 상용차의 배터리 열관리 시스템 제어 장치.
The method according to claim 1,
The fuel efficiency class determination unit collects, classifies and stores driving condition information of a vehicle repeatedly driving a predetermined road section as big data in advance, and uses the fuel efficiency prediction model built on the basis of the big data. A battery thermal management system control device for a commercial vehicle, characterized in that it predicts the fuel efficiency level when the ignition is on.
 청구항 1에 있어서,
상기 배터리 열관리 제어부는, 서로 다른 조건으로 수행되는 배터리 열관리 제어가 복수 개의 제어 모드로 서전 구축되어 저장되고, 상기 전비 등급 판별부에서 수신한 전비 등급 정보에 따라 상기 복수 개의 제어 모드 중 결정된 하나의 제어 모드를 기초로 배터리 열관리 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 상용차의 배터리 열관리 시스템 제어 장치.
The method according to claim 1,
The battery thermal management control unit is configured to sequentially build and store battery thermal management control performed under different conditions in a plurality of control modes, and control one of the plurality of control modes according to the fuel efficiency rating information received from the fuel efficiency rating determining unit. A battery thermal management system control device for a commercial vehicle, characterized in that the battery thermal management control is performed based on the mode.
 청구항 1에 있어서,
상기 전비 등급 판별부는, 사용자 단말기로부터 요청신호가 수신되면 차량의 주행조건정보에 따른 전비 등급 정보를 배터리 열관리 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 상용차의 배터리 열관리 시스템 제어 장치.
The method according to claim 1,
The fuel efficiency rating determining unit, when a request signal is received from the user terminal, transmits fuel efficiency rating information according to the driving condition information of the vehicle to the battery thermal management controller.
 청구항 1에 있어서,
상기 차량은 배터리 전력에 의해 구동되는 전기모터를 구동원으로 사용하는 버스인 것을 특징으로 하는 상용차의 배터리 열관리 시스템 제어 장치.The method according to claim 1,
The vehicle is a battery thermal management system control device for a commercial vehicle, characterized in that the bus using an electric motor driven by battery power as a driving source.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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