KR20220048939A

KR20220048939A - 차량용 배터리 과충전 방지 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20220048939A
Application number: KR1020210130201A
Authority: KR
Inventors: 김우열; 이종우
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2020-10-13
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2022-04-20

Abstract

본 발명은 배터리 충전 시, 배터리의 충전상태를 확인하여 과충전을 감지하는 과충전 감지 단계와, 과충전시 배터리에 입력되는 평균 입력 전력을 산출하고, 산출된 평균 입력 전력에 기반하여 충전기기가 감축하여 출력할 전력을 산출하는 감축 출력 전력 산출 단계와, 상기 산출된 감축 출력 전력을 기반하여 충전기로 출력 전력 감축을 요청하는 출력 전력 감축 요청 단계와, 상기 감축 요청을 받은 충전기가 감축된 전력으로 출력하는 감축 전력 출력 단계와, 상기 충전기의 감축된 출력 전력으로 E-PTO에 입력되는 모자란 전력이 배터리로부터 공급되어, 과충전된 배터리의 전력을 소모하는 과충전 배터리 전력 소비 단계와, 상기 배터리 전력의 소비로 인하여 충전 상태가 설정된 충전 상태 이하에서는, 다시 정상 전력으로 출력하는 정상 전력 출력 단계와, 배터리 충전 상태에 기반하여 상기 감축 전력 출력 단계와 상기 정상 전력 출력 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지 방법으로서, 배터리 충전의 효율성을 향상시킬 수 있으며 과충전을 방지할 수 있는 방법이 제시된다.

Description

차량용 배터리 과충전 방지 시스템 및 방법 {Method for preventing overcharge of vehicle battery pack}

본 발명은 차량용 배터리의 과충전을 방지하는 방법 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 E-TPO를 장착하는 차량에서 사용되는 배터리의 과충전을 방지하기 위한 방법 관한 것이다.

최근 환경 오염 문제로 자동차 배출가스에 관련한 규제가 강화되면서 친환경 자동차의 수요가 증가하고 있으며. 이러한 이유에서 외부에서 전기에너지를 공급받아 배터리에 충전한 후, 배터리가 공급하는 전기에너지로 모터를 구동시켜 동력을 얻는 전기자동차에 관한 연구와 개발이 활발히 이루어지고 있다.

이러한 전기자동차의 배터리는 충방전이 가능한 다수의 2차 전지가 하나의 팩으로 형성되며, 외부 충전기로부터 배터리를 충전해야 하기 때문에 배터리의 용량과 충전 상태에 따라서 전기자동차의 주행거리에 미치는 영향이 크다.

또한 전기를 동력으로 사용하면서 냉장 장비 또는 리프팅 장비 등 특수한 목적을 수행하는 부수 장비 및 외부 장비가 장착된 전기자동차들은 이러한 부수 장비 및 외부 장비에 전력을 공급하기 위한 전기식 동력인출장치(E-PTO, Electric Power Take Off)를 구성한다.

외부충전기로부터 상기의 배터리와 상기의 E-PTO에 전기에너지를 공급받는 방법에 있어서, E-PTO에 소요되는 전력을 배터리와 함께 충전기로부터 동시에 공급받는 시스템일 경우, 전기자동차의 배터리가 완전 충전된 이후에도 계속 충전기와 전기자동차가 연결되어 있으면 E-PTO에서 소비하지 못한 전력이 배터리를 과충전시키는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 종래에는 E-PTO에서 소비되는 필요한 전력을 전기자동차의 배터리로부터 공급받는 방법으로 과충전을 방지하게 된다. 하지만 이는 배터리가 완전 충전된 상태에서 전기자동차가 장기간 주차하는 경우 배터리에서 E-PTO로 공급되는 전력으로 인해 출발 시 배터리가 완전 충전되지 않은 상태가 됨으로써 전기자동차 충전의 효율성이 떨어진다는 단점을 발생시킨다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.

KR

1490958

B1

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2019-0062824

A

JP

4831179

B2

KR

1610507

B1

본 발명은 E-PTO를 탑재한 전기자동차에서 배터리 완전 충전 상태에서의 효율성 향상과, 과충전을 방지하는 제어 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 과충전 방지 방법은, 배터리의 과충전을 감지하는 과충전 감지 단계; 배터리의 과충전 상태에서, 상기 배터리에 입력되는 평균 입력 전력을 산출하고, 산출된 평균 입력 전력에 기반하여 충전기가 감축하여 출력할 전력을 산출하는 감축 출력 전력 산출 단계; 상기 산출된 감축 출력 전력을 기반하여 충전기로 출력 전력의 감축을 요청하는 출력 전력 감축 요청 단계; 상기 출력 전력 감축 요청을 받은 충전기가 감축된 전력을 출력하는 감축 전력 출력 단계; 상기 감축 전력 출력 단계에서 출력된 감축된 충전 전력은 E-PTO로만 입력되며, E-PTO의 모자란 전력은 배터리로부터 공급받아 과충전된 배터리를 소모하는 과충전 배터리 전력 소비 단계; 상기 과충전 배터리의 전력이 소비되어 배터리의 충전 상태가 과충전 상태가 아닌 경우, 충전기가 다시 정상 전력으로 출력하는 정상 전력 출력 단계; 를 포함하여 구성되고, 배터리 충전 상태에 기반하여 상기 감축 전력 출력 단계와 상기 정상 전력 출력 단계를 반복하는 것을 특징으로 한다.

상기 과충전 감지 단계는 상기 배터리의 과충전 상태를 확인하는 충전 상태 확인 단계;와 배터리의 과충전 확인시, 배터리로 입력되는 과충전 전류 입력을 감지하고 측정하는 과충전 전류 입력 감지 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 감축 출력 전력 산출 단계는 상기 감지된 과충전 전류 입력 값을 이용하여 과충전 전력을 산출하는 입력 전력 산출 단계;와 상기 산출된 과충전 전력과 검출 시간을 이용하여 평균 입력 전력을 산출하는 평균 입력 전력 산출 단계;와 상기 산출된 평균 입력 전력을 기반으로 충전기에 요청하는 감축되어 출력할 전력을 산출하는 감축 출력 전력 산출 단계;를 포함하여 구성되며 상기 감축 출력 전력은 E-PTO에서 요구하는 전력에서 상기 평균 입력 전력의 1배를 초과하여 2배를 제하는 것을 특징으로 한다.

상기 충전 전력 감축 요청 단계는, 상기 감축 전력량에 기반하여 충전기로 출력 전력 감축을 요청하는 출력 전력 감축 요청 단계;를 포함한다.

상기 과충전 상태는 완전 충전 상태의 101% 이며, 상기 과충전 상태가 아닌 것은 완전 충전 상태의 99% 이하로 설정하여, 배터리의 충전 상태를 100%에 가깝게 유지하는 것을 특징으로 한다.

전기자동차의 구동 모터 및 E-PTO에 전력을 공급하도록 구성된 전기자동차 배터리의 과충전을 방지하는 시스템에 있어서, 상기 전기자동차는, 충전기로부터 공급받은 전기에너지를 저장하는 배터리; 상기 배터리로부터 전기에너지를 공급받아 구동하는 모터; 상기 충전기 또는 배터리로부터 전기에너지를 공급받아 주행 이외의 기능을 하는 전자 장비에 전력을 공급하는 E-PTO; 및 배터리와 E-PTO에 입력되는 전력과 충전기가 출력하는 전력을 제어하는 과충전 제어부를 포함하여 구성되며, 상기 과충전 제어부는, 배터리의 충전 상태를 확인하는 충전 상태 검출부; 상기 배터리의 과충전시 배터리로 인가되는 입력 전류를 감지하는 전류 검출부; 상기 입력되는 전류를 기반으로 입력 전력을 산출하며, 상기 입력된 입력 전력과 검출 시간을 이용하여 평균 입력 전력을 산출하고, 상기 평균 입력 전력을 기반으로 충전기가 감축 출력해야할 감축 전력량을 산출하는 전력산출부; 및 상기 산출된 감출 전력량을 충전기로 요청하는 전력 감축 요청부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 과충전 제어부는, 배터리와 일체형으로 설계되는 BMS(Battery Management System)의 일 구성 또는 VCU(Vehicle Control Unit)의 일 구성일 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 전력 산출부에서 산출하는 감축 출력해야할 감축 전력량은, E-PTO에서 요구하는 전력에서 상기 평균 입력 전력의 2배를 제하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 전기자동차는 구성하는 VCU에 충전 상태 검출부, 전류 검출부, 전력 산출부 전력 감축 요청부를 포함하는 과충전 제어부를 배치함으로써 배터리 과충전시 입력 전류를 감지하여 평균 입력 전력을 산출하고, 산출된 결과를 기반으로 충전기에 출력 전력 감축을 요청한다. 그 결과 과충전 상태에서의 배터리는 VCU를 통하여 외부 충전기로부터 전기자동차로 공급되는 전력을 제한함으로써 E-TPO가 요구하는 전력을 일시적으로 외부 충전기와 배터리로부터 공급받을 수 있다. 즉, VCU가 충전기의 출력 전력을 제어하여 배터리의 과충전시 E-PTO가 요구하는 요청 전력의 일부를 배터리가 공급하도록 함으로써, 과충전된 배터리의 전력을 소모시켜 배터리의 과충전을 방지할 수 있으며 종래의 기술보다 배터리 충전 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 본 발명의 전체 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리의 과충전 방지 방법을 개략적으로 보여주는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 VCU(Vehicle Control Unit), E-PTO, 배터리를 포함하는 전기자동차(200)와, 상기 전기자동차(200)에 전기에너지를 공급하는 충전기(100)로 구성된다.

1. 본 발명의 전기자동차의 구성

가. 배터리

배터리(240)는 외부 충전기(100)로부터 받은 전기에너지를 저장하여 주행시 모터(241)로 공급한다. 본 발명의 배터리(240)는 주행 모터(241) 뿐만 아니라 E-PTO(230)에도 전력을 공급하는 역할을 수행한다.

나. 모터

모터(241)는 배터리(241)로부터 전기에너지를 공급받아 전기자동차(200)의 주행 동력으로 출력한다.

다. E-PTO

E-PTO(230)는 외부 충전기(100) 또는 배터리(240)로부터 전기에너지를 공급받아 전기자동차(200) 외부의 전자장비를 구동시키는데 필요한 동력으로 출력한다.

라. 전자장비

전자장비(231)는 전기자동차(200)에 장착되어 E-PTO(230)가 출력하는 전력을 전달받아 주행 이외의 기능을 수행하는 것으로서, 예를 들어 냉동탑차용 냉장고, 소방용 워터펌프, 윙바디 개폐용 구동장치 및 고소작업용 승강장치 등 다양한 전자 장비(231)들을 포함한다.

마. VCU

VCU(Vehicle Control Unit)(210)는 전기자동차(200) 내에서 충전기(100), 배터리(240)와 E-PTO(230) 사이에서의 전력을 제어하며, 과충전 제어부(220)를 통해 과충전 상태의 배터리(240)로 공급되는 소정의 단위 시간 동안 입력되는 전력과 이를 바탕으로 감축해야 할 입력 전력을 산출하고 이를 충전기(100)에 전송하여, 충전 전력의 감축 요청을 수행한다.

(1) 과충전 제어부

과충전 제어부(220)는 충전 상태 검출부(221), 전류 검출부(222), 전력 산출부(223), 전력 감축 요청부(224)를 포함하여 구성되며, 배터리(240)와 일체형으로 설계되는 BMS(Battery Management System)의 일 구성 또는 VCU(210)의 일 구성일 수 있다.

(2) 충전 상태 검출부

충전 상태 검출부(221)는 배터리(240)의 충전 상태, 즉 배터리(240)의 SOC를 실시간으로 확인하여 배터리(240)의 과충전 상태를 감지한다. 배터리(240)의 과충전 상태는 소정의 SOC 상한 값, 예를 들어 101%를 초과하는 것으로 판단한다.

상기 배터리(240) SOC 상한 값은 시스템 요구사항에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 예를 들어 배터리(240) 완충 SOC의 100%를 초과하는 SOC를 상한 충전용량으로 설정할 수 있으며. 하한 충전용량은 100% 미만으로 설정할 수 있다.

(3) 전류 검출부

전류 검출부(222)는 배터리(240)가 완전 충전 상태인 경우, 즉 배터리(240)의 SOC 측정값이 소정의 기준값 이상, 예를 들어 101% 이상인 경우에도 배터리(240)로 입력되는 전류값을 검출한다.

상기 검출된 입력 전류값은 배터리(240)가 소정의 기준 SOC 값 이상임에도 지속적으로 배터리(240)로 유입되는 전류이므로 과충전 전류로 판단하며, 입력된 과충전 전력량을 산출하기 위하여 소정의 시간 구간 동안의 입력 전류값들을 검출하고, 이 때 배터리(240)에 인가되는 전압을 함께 측정하여 이를 전력 산출부(223)로 전달한다.

(4) 전력 산출부

전력 산출부(223)에서는 과충전 상태의 배터리(240)로 입력되는 상기 과충전 입력 전류와 이때의 전압을 이용하여 검출된 소정의 시간 구간 동안의 평균 입력 전력, 즉 과충전 전력량을 산출한다. 또한 산출된 평균 입력 전력을 기반으로 충전기(100)에 감축을 요청할 감축 전력을 산출한다.

이 때, 배터리(240)의 SOC가 예를 들어 101% 이상임에도 불구하고 상기 소정의 시간 구간 동안의 전력이 초과 입력되어 배터리(240)가 과충전 상태가 되었으므로, 이를 정상상태로 되돌리기 위해서는, 배터리(240)의 과충전 전력을 소비해야 한다. 본 발명은 충전기(100)에서 출력되는 전력이 E-PTO(230)와 배터리(240)에 분배되어 공급되는데, 배터리(240)의 전력을 소비시키기 위한 방법으로 충전기(100)에서 출력하는 충전전력에 대하여 감축을 요청하여, E-PTO(230) 요구 전력보다 더 작은 전력으로 출력하도록 충전기에 요청한다. 그 결과 E-PTO(230) 요구 전력보다 더 작게 출력되는 감축된 충전 전력은 모두 E-PTO(230)로 공급되고, 또한 E-PTO(230)가 요구하는 E-PTO(230) 요구 전력에서 모자란 전력은 배터리(240)로부터 E-PTO(230)로 입력되어 공급됨으로써 과충전 상태의 배터리(240) 전력을 소비한다.

한편, 충전기(100)에 요청하는 감축 출력 전력은 E-PTO(230) 요구전력에서 과충전 배터리(240)로 입력되는 평균 입력 전력인 과충전 전력만이 아닌, 더 큰 전력을 감축 출력 전력으로 제하여 산출할 수 있다. 예를 들어 충전기로 출력을 요청하는 감축 충전 전력은 E-PTO(230) 요구전력에서 과충전 상태 배터리(240)의 평균 입력 전력(과충전 전력)의 2배를 제한 전력으로 산출될 수 있다. 시스템 요구사항에 따라서 2배가 아닌 1배 이상의 다른 배수를 제한 전력을 감축 요청할 수도 있다.

(5) 전력 감축 요청부

전력 감축 요청부(224)는 산출된 감축 출력 전력을 감축한, 감축 충전전력을 출력할 것을 충전기(100)로 전달한다. 또한 충전 상태 검출부(221)에서 검출된 배터리(240)의 SOC가 소정의 값, 예를 들어 99%이하로 검출되는 경우, 감축 출력 요청을 중단하고 정상 충전할 것을 요청한다.

바. 충전기

충전기(100)는 전기자동차(200)와 연결되어 VCU(210)의 과충전 제어부(220)에서 감지하는 배터리(240)의 SOC상태에 따라 감축 출력 또는 정상 출력 요청을 전달받아 출력한다. 예를 들어 SOC가 101%이상에서는 산출된 감축 출력 전력을 감축한 감축 충전전력을 출력하여 과충전을 방지하고, 99% 이하에서는 정상 전력으로 출력하여, 배터리(240) SOC를 100%에 가깝게 유지할 수 있다.

2. 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 과충전 방지 방법

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차(200) 배터리(240)의 과충전 방지 방법을 도시한 흐름도이다.

각각의 절차를 설명하면 다음과 같다.

가. 과충전 감지 단계(S10)

먼저 충전기(100)와 전기자동차(200)를 연결하여 배터리(240)를 충전한다.

과충전 감지 단계는 배터리가 과충전되는 상태를 감지하고, 과충전 상태에서 지속적으로 배터리로 충전전류가 유입되는 것을 감지하는 절차이다.

이는 과충전 상태 확인단계와 과충전 전류 입력 감지단계를 포함하여 구성될 수 있다.

(1) 과충전 상태 확인단계

충전 시, 과충전 제어부(220)의 전류 검출부(222)에서 배터리(240)의 충전 상태, 즉 배터리(240) SOC를 실시간으로 확인하여 충전 상태를 확인한다.

충전 상태 확인 결과, SOC 가 소정의 SOC 상한 값, 예를들어 101% 이상이 되면 과충전 상태로 판단한다.

(2) 과충전 전류 입력 감지단계

과충전 전류 입력 감지단계는, 상기 과충전 상태 확인단계에서의 확인 결과 과충전 상태임에도 지속적으로 배터리로 충전전류가 입력되는 과충전 전류 입력을 감지하고 측정하는 단계이다.

배터리(240)의 SOC가 소정의 상한 값, 예를 들면 101% 이상으로 초과하게 되면 전류 검출부(222)에서 이때의 배터리(240)에 입력되는 전류를 검출한다. 상기 검출되는 입력 전류값은 배터리(240)가 소정의 기준 SOC 이상임에도 지속적으로 배터리(240)로 유입되는 전류이므로 과충전 전류로 판단하며, 입력된 과충전 전력량을 산출하기 위하여 소정의 시간 구간 동안 입력된 전류값들을 검출하고 이때 배터리(240)에 인가되는 전압을 함께 측정하여 이를 전력 산출부(223)로 전달한다.

상기 배터리(240) SOC 상한 값은 시스템 요구사항에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 예를 들어 배터리(240) 완충 SOC의 100를 초과하는 SOC를 상한 충전용량으로 설정할 수 있으며. 하한 충전용량은 100% 미만으로 설정할 수 있다.

나. 감축 출력 전력 산출 단계(S20)

상기 측정한 과충전 입력 전류와 이때의 전압을 이용하여 검출된 소정의 시간 구간 동안의 평균 입력 전력, 즉 과충전 전력량을 산출한다. 또한 산출된 평균 입력 전력을 기반으로 충전기(100)에 감축을 요청할 감축 출력 전력(전력 감출량)을 산출한다.

이 때, 배터리(240)의 SOC가 100%임에도 불구하고 상기 소정의 시간 구간 동안의 전력이 초과 입력되어 배터리(240)가 과충전 상태가 되었으므로, 이를 정상상태로 되돌리기 위해서는 배터리(240)의 과충전 전력을 소비해야 한다. 충전기(100)에서 출력되는 전력이 E-PTO(230)와 배터리(240)에 분배되어 공급되는데, 배터리(240)의 전력을 소비시키기 위한 방법으로 충전기(100)에서 출력하는 전력을 E-PTO(230) 요구 전력보다 더 작은 전력으로 출력한다. 그 결과 충전기(100)에서 출력되는 전력이 E-PTO(230)와 배터리(240)에 분배되어 공급되는데, 배터리(240)의 전력을 소비시키기 위한 방법으로 충전기(100)에서 출력하는 전력을 E-PTO(230) 요구 전력보다 더 작은 전력으로 출력한다.

따라서, 충전기(100)에 요청하는 감축된 충전 전력은 E-PTO(230) 요구 조건에서 과충전 배터리(240)의 평균 입력 전력만이 아닌, 더 큰 전력을 감축 출력 전력으로 제하여 산출한다. 예를 들어 충전기로 요청하는 감축 충전전력은 E-PTO(230) 요구 전력에서 배터리(240)의 평균 입력 전력의 2배를 제한 전력으로 산출될 수 있다. 시스템 요구사항에 따라서 2배가 아닌 1배 이상의 다른 배수로 감축 요청할 수도 있다.

다. 충전 전력 감축 요청 단계(S30)

전력 감축 요청부(224)는 E-PTO(230) 요구 전력에서 상기 산출된 감축 출력 전력을 감축한, 감축 충전전력을 출력할 것을 충전기(100)에 요청한다. 또한 충전 상태 검출부(221)에서 검출된 배터리(240)의 SOC가 소정의 하한 값, 예를 들어 99%이하로 검출되는 경우, 충전 전력 감축 요청을 중단하고 정상 충전할 것을 요청할 수 있다.

라. 감축 충전전력 출력 단계(S40)

충전기(100)는 상기 전력 감축 요청부(224)에서 요청받은 감축 충전 전력을 출력한다. 또한 충전 상태 검출부(221)에서 검출된 배터리(240)의 SOC가 소정의 하한 값, 예를 들어 99%이하로 검출되는 경우, 감축 출력 요청을 중단 받아 정상 전력으로 출력할 수 있다.

마. 과충전 배터리 전력 소비 단계(S50)

상기 감축 출력 요청을 받은 충전기(100)로부터 전기자동차(200)로 입력되는 감축 전력은 E-PTO(230) 요구 전력에 의해 E-PTO(230)로만 입력된다. 따라서 배터리(240)는 더 이상 과충전 되지 않으며, 또한 충전기(100)는 E-PTO(230)에서 요구하는 전력을 모두 전송하지 않으므로, E-PTO(230)는 모자라는 전력을 배터리(240)로부터 공급받고, 이로 인하여 과충전된 배터리는 전력을 소모하여 과충전 상태를 벗어나게 된다.

바. 정상 전력 충전 단계(S60)

배터리(240)의 과충전 상태에서 상기 감축 충전전력 출력 단계가 지속되면, 배터리(240)의 전력 소모로 인하여 SOC가 줄어들게 되는데, 배터리(240)의 SOC가 소정의 하한 값, 예를 들어 99% 이하로 확인되면 VCU(210)에서 충전기(100)로 전달하는 충전전력 감축 요청을 중단하여 정상 충전을 실시한다.

본 발명의 시스템 및 충전방법은 배터리(240)의 충전 상태에 따라 상기 과정을 주기적으로 되풀이한다. 결국 배터리(240)는 소정의 하한값 내지 상한값, 예를 들면 99% 내지 101%의 SOC 상태를 유지함으로써, 과충전을 방지할 수 있으며 완충전 상태에 가깝게 유지되게 된다.

본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 조합 및 변형될 것이고, 이에 의한 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100: 충전기
200: 전기자동차
210: VCU
220: 과충전 제어부
221: 충전 상태 검출부
222: 전류 검출부
223: 전력 산출부
224: 전력 감축 요청부
230: E-PTO
231: 전자 장비
240: 배터리
241: 모터

Claims

전기자동차의 구동 모터 및 E-PTO에 전력을 공급하도록 구성된 전기자동차 배터리의 과충전을 방지하는 방법에 있어서,
배터리의 과충전을 감지하는 과충전 감지 단계;
배터리의 과충전 상태에서, 상기 배터리에 입력되는 평균 입력 전력을 산출하고, 산출한 평균 입력 전력에 기반하여 충전기가 감축하여 출력할 전력을 산출하는 감축 출력 전력 산출 단계;
상기 산출된 감축 출력 전력을 기반하여 충전기로 충전 전력의 감축을 요청하는 층전 전력 감축 요청 단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지 방법.
제1항에 있어서,
상기 출력 전력 감축 요청을 받은 충전기가 감축된 충전전력을 출력하는 감축 충전전력 출력 단계;
상기 감축 충전전력 출력 단계에서 출력된 감축된 충전 전력은 E-PTO로만 입력되며, E-PTO의 모자란 전력은 배터리로부터 공급받아 과충전된 배터리를 소모하는 과충전 배터리 전력 소비 단계;
상기 과충전 배터리의 전력이 소비되어 배터리의 충전 상태가 과충전 상태가 아닌 경우, 충전기가 다시 정상 전력으로 출력하는 정상 전력 출력 단계; 를 추가로 포함하며,
배터리 충전 상태에 기반하여 상기 감축 충전전력 출력 단계와 상기 정상 전력 출력 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 과충전 감지 단계는,
상기 배터리의 과충전 상태를 확인하는 충전 상태 확인 단계;
배터리의 과충전 확인시, 배터리로 입력되는 과충전 전류 입력을 감지하고 측정하는 과충전 전류 입력 감지 단계; 를 포함하는 배터리 과충전 방지 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 감축 출력 전력 산출 단계는,
상기 감지된 과충전 전류 입력 값을 이용하여 과충전 전력을 산출하는 입력 전력 산출 단계;
상기 산출된 과충전 전력과 과충전 전류입력의 검출 시간을 이용하여 평균 입력 전력을 산출하는 평균 입력 전력 산출 단계;
상기 산출된 평균 입력 전력을 기반으로 충전기에 감축을 요청할 감축 출력 전력을 산출하는 감축 출력 전력 산출 단계;
를 포함해서 구성되며,
상기 감축 출력 전력은 상기 평균 입력 전력보다 더 큰 전력인 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지 방법.
청구항 1에 있어서,
충전 전력 감축 요청 단계는,
E-PTO 요구 전력에서 상기 산출된 감축 출력 전력을 제한, 감축 충전전력을 출력할 것을 충전기에 요청하는 것;인 배터리 과충전 방지 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 과충전 상태는 완전 충전 상태의 101% 이며, 상기 과충전 상태가 아닌 것은 완전 충전 상태의 99% 이하로 설정하여, 배터리의 충전 상태를 100%에 가깝게 유지하는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지 방법.
전기자동차의 구동 모터 및 E-PTO에 전력을 공급하도록 구성된 전기자동차 배터리의 과충전을 방지하는 시스템에 있어서,
상기 전기자동차는,
충전기로부터 공급받은 전기에너지를 저장하는 배터리;
상기 배터리로부터 전기에너지를 공급받아 구동하는 모터;
상기 충전기 또는 배터리로부터 전기에너지를 공급받아 주행 이외의 기능을 하는 전자 장비에 전력을 공급하는 E-PTO; 및
배터리와 E-PTO에 입력되는 전력과 충전기가 출력하는 전력을 제어하는 과충전 제어부를 포함하여 구성되며,
상기 과충전 제어부는,
배터리의 충전 상태를 확인하는 충전 상태 검출부;
상기 배터리의 과충전시 배터리로 인가되는 입력 전류를 감지하는 전류 검출부;
상기 입력되는 전류를 기반으로 입력 전력을 산출하며, 상기 입력된 입력 전력과 검출 시간을 이용하여 평균 입력 전력을 산출하고, 상기 평균 입력 전력을 기반으로 충전기가 충전전력을 감축해야 할 감축 전력량을 산출하는 전력산출부; 및
상기 산출된 감출 전력량을 상기 E-PTO가 요구하는 전력으로부터 제한 감축 충전전력을 출력할 것을 충전기로 요청하는 전력 감축 요청부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 방지 시스템.
제7항에 있어서,
상기 과충전 제어부는,
배터리와 일체형으로 설계되는 BMS(Battery Management System)의 일 구성 또는 VCU(Vehicle Control Unit)의 일 구성일 수 있는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 과충전 방지 시스템.
제7항에 있어서,
상기 전력 산출부에서 산출하는 감축 전력량은,
상기 평균 입력 전력보다 더 큰 전력량인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 과충전 방지 시스템.