KR20220128531A - 차량의 배터리 온도를 제어하는 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

차량의 배터리 온도를 제어하는 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 배터리 제어 장치는 차량의 운행 패턴 정보 및 상기 차량의 주행 환경 정보에 기초하여 배터리의 충전이 시작되는 제1 시점을 판단하는 제1 시점 판단부, 상기 운행 패턴 정보, 상기 주행 환경 정보 및 상기 배터리의 현재 잔량에 기초하여 상기 제1 시점까지 상기 배터리의 소모 패턴 및 상기 제1 시점의 배터리 잔량을 판단하는 소모 패턴 판단부, 상기 배터리 잔량 및 상기 배터리에 대한 충전 온도 맵에 기초하여 상기 제1 시점의 목표 배터리 온도를 판단하는 목표 온도 판단부, 상기 소모 패턴 및 상기 배터리의 현재 온도에 기초하여 상기 제1 시점까지 상기 배터리의 온도 변화 패턴을 판단하는 온도 변화 패턴 판단부, 상기 온도 변화 패턴 및 상기 목표 배터리 온도에 기초하여 상기 배터리에 대한 온도 제어를 시작하는 제2 시점을 판단하는 제2 시점 판단부 및 상기 제2 시점 이후 상기 배터리의 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함할 수 있다.

Description

차량의 배터리 온도를 제어하는 장치 및 그 동작 방법 {BATTERY TEMPERATURE CONTROLLING DEVICE OF VEHICLE AND METHOD OF OPERATION THEREOF}
본 발명은 차량의 배터리 최적 온도 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 배터리 충전 시, 상기 배터리의 온도가 최적 온도가 되도록 제어 함으로써 배터리의 충전 효율을 향상시킬 수 있는 차량의 배터리 온도 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량 또는 전기 차량은 모터를 동력원으로 사용하여 배기가스 저감 및 연비 향상을 도모할 수 있다. 하이브리드 차량은 내연 엔진 및 모터를 이용하는 차량이고, 전기 차량은 충방전이 가능한 배터리 셀 및 모터를 구비하는 차량일 수 있다.
하이브리드 차량 및 전기 차량은 모터를 이용하여 구동 및 회생 제동 등을 수행하고, 상기 모터는 배터리의 출력 전압으로 동력을 생성할 수 있다.
하이브리드 차량 및 전기 차량의 배터리는 전기 화학 반응에 기초하여 전기 에너지의 충전 및 방전을 수행할 수 있다. 따라서, 차량 배터리의 충전 및 방전 효율은 상기 전기 화학 반응이 원활하게 일어날 수 있는 배터리 온도에 의존성을 가질 수 있다.
차량의 주행 중, 배터리는 부품 동작을 위한 방전과 회생 제동에 의한 충전 과정을 겪을 수 있으며, 상기 충전 및 방전 동작 중 발생하는 에너지 손실에 의해 배터리의 온도가 변화할 수 있다. 따라서, 배터리 온도 관리 장치가 배터리의 온도를 적정 범위 내에서 유지할 수 있다. 배터리 온도 관리 장치는 냉매와 배터리 간의 열 교환을 통해 배터리의 온도를 조절할 수 있으며, 팬(fan), 라디에이터(radiator), 냉각기(chiller), 펌프(pump) 및 히터(heater)등의 장치를 포함할 수 있다.
그런데, 종래 배터리 온도 관리 장치는 운행 중 배터리 온도를 일률적으로 관리함으로써 배터리의 충전 시, 상기 배터리의 온도를 최적 충전 온도로 유지하지 못한다는 단점이 있었다.
또한, 기존의 배터리 온도 관리 장치는 배터리의 최적 충전 온도와 상관없이 일률적인 배터리 온도를 유지함으로써 불필요한 전력 소모가 발생할 우려가 있었다.
본 발명의 목적은 하이브리드 차량 및 전기 차량에 사용되는 배터리의 충전 시점을 판단하고, 판단된 충전 시점의 상기 배터리 잔량에 기초하여 배터리의 온도를 제어함으로써 상기 배터리 충전 시점 도달 시, 최적의 충전 효율을 갖는 배터리 온도를 유지할 수 있도록 하는 차량용 배터리 제어 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실 시 예에 따른 차량용 배터리 제어 장치는 차량의 운행 패턴 정보 및 상기 차량의 주행 환경 정보에 기초하여 배터리의 충전이 시작되는 제1 시점을 판단하는 제1 시점 판단부, 상기 운행 패턴 정보, 상기 주행 환경 정보 및 상기 배터리의 현재 잔량에 기초하여 상기 제1 시점까지 상기 배터리의 소모 패턴 및 상기 제1 시점의 배터리 잔량을 판단하는 소모 패턴 판단부, 상기 배터리 잔량 및 상기 배터리에 대한 충전 온도 맵에 기초하여 상기 제1 시점의 목표 배터리 온도를 판단하는 목표 온도 판단부, 상기 소모 패턴 및 상기 배터리의 현재 온도에 기초하여 상기 제1 시점까지 상기 배터리의 온도 변화 패턴을 판단하는 온도 변화 패턴 판단부, 상기 온도 변화 패턴 및 상기 목표 배터리 온도에 기초하여 상기 배터리에 대한 온도 제어를 시작하는 제2 시점을 판단하는 제2 시점 판단부 및 상기 제2 시점 이후 상기 배터리의 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함할 수 있다.
또한 일 실시 예에서, 상기 목표 배터리 온도는 상기 배터리의 충전 효율이 임계 수준 이상이 되는 온도일 수 있다.
또한 일 실시 예에서, 상기 목표 온도 판단부는, 상기 배터리 잔량, 상기 배터리의 충전 온도 및 상기 충전 효율을 매칭시켜 상기 충전 온도 맵으로 저장할 수 있다.
또한 일 실시 예에서, 상기 온도 제어부는, 상기 배터리의 현재 온도가 상기 목표 배터리 온도보다 높은 경우, 상기 배터리를 감온할 수 있다.
또한 일 실시 예에서, 상기 온도 제어부는 상기 배터리의 현재 온도가 상기 목표 배터리 온도보다 낮은 경우, 상기 배터리를 승온할 수 있다.
또한 일 실시 예에서, 상기 온도 제어부는 상기 배터리의 현재 온도가 상기 목표 배터리 온도와 미리 설정된 범위 내인 경우, 현재 시점이 상기 제1 시점에 도달했는지 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 배터리에 대한 온도 제어를 추가로 시행할지 결정할 수 있다.
또한 일 실시 예에서, 상기 차량의 배터리 제어 장치는 상기 차량의 운행 기록을 기초로 상기 운행 패턴 정보를 생성하는 운행 기록 수집부를 포함하고, 상기 운행 기록은 상기 차량의 구동 전력 정보, 상기 차량의 회생 제동 전력 정보, 상기 차량의 차속 정보 및 상기 차량의 제어기 가동 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 일 실시 예에서, 상기 주행 환경 정보는 교통 정보, 주행 경로 정보, 외부 기후 조건 및 충전소 위치 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 일 실시 예에서, 상기 제2 시점 판단부는, 상기 온도 제어부의 승온 성능 및 감온 성능을 반영하여 상기 제2 시점을 판단할 수 있다.
또한 일 실시 예에서, 상기 차량은 미리 설정된 구간을 반복적으로 주행하는 차량일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 차량용 배터리의 동작 방법은 제1 시점 판단부가 차량의 운행 패턴 정보 및 상기 차량의 주행 환경 정보에 기초하여 배터리의 충전이 시작되는 제1 시점을 판단하는 단계, 소모 패턴 판단부가 상기 운행 패턴 정보, 상기 주행 환경 정보 및 상기 배터리의 현재 잔량에 기초하여 상기 제1 시점까지 상기 배터리의 소모 패턴 및 상기 제1 시점의 배터리 잔량을 판단하는 단계, 목표 온도 판단부가 상기 배터리 잔량 및 상기 배터리에 대한 충전 온도 맵에 기초하여 상기 제1 시점의 목표 배터리 온도를 판단하는 단계, 온도 변화 패턴 판단부가 상기 소모 패턴 및 상기 배터리의 현재 온도에 기초하여 상기 제1 시점까지 상기 배터리의 온도 변화 패턴을 판단하는 단계, 제2 시점 판단부가 상기 온도 변화 패턴 및 상기 목표 배터리 온도에 기초하여 상기 배터리에 대한 온도 제어를 시작하는 제2 시점을 판단하는 단계 및 온도 제어부가 상기 제2 시점 이후 상기 배터리의 온도를 제어하는 단계를 포함 할 수 있다.
또한 다른 실시 예에서, 상기 목표 배터리 온도는 상기 배터리의 충전 효율이 임계 수준 이상이 되는 온도일 수 있다.
또한 다른 실시 예에서, 상기 충전 온도 맵은 상기 배터리 잔량, 상기 배터리의 충전 온도 및 상기 충전 효율이 매칭되어 저장할 수 있다.
또한 다른 실시 예에서, 상기 배터리의 온도를 제어하는 단계는, 상기 배터리의 현재 온도가 상기 목표 배터리 온도보다 높은 경우, 상기 온도 제어부가 상기 배터리를 감온하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 다른 실시 예에서, 상기 배터리의 온도를 제어하는 단계는, 상기 배터리의 현재 온도가 상기 목표 배터리 온도보다 낮은 경우, 상기 온도 제어부가 상기 배터리를 승온하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 다른 실시 예에서, 상기 배터리의 온도를 제어하는 단계는, 상기 배터리의 현재 온도가 상기 목표 배터리 온도와 미리 설정된 범위 내인 경우, 상기 온도 제어부는 현재 시점이 상기 제1 시점에 도달 했는지 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 배터리에 대한 온도 제어를 추가로 시행할지 결정할 수 있다.
또한 다른 실시 예에서, 차량용 배터리 제어 장치의 동작 방법은 운행 기록 수집부가 상기 차량의 운행 기록을 기초로 상기 운행 패턴 정보를 수집하는 단계를 더 포함하고, 상기 운행 기록은 상기 차량의 구동 전력 정보, 상기 차량의 회생 제동 전력 정보, 상기 차량의 차속 정보 및 상기 차량의 제어기 가동 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 다른 실시 예에서, 상기 주행 환경 정보는 교통 정보, 주행 경로 정보, 외부 기후 조건 및 충전소 위치 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 다른 실시 예에서, 상기 제2 시점을 판단하는 단계는, 상기 제2 시점 판단부가 상기 온도 제어부의 승온 성능 및 감온 성능을 반영하여 상기 제2 시점을 판단할 수 있다.
본 발명에 따르면 차량의 운행 패턴 정보 및 상기 차량의 주행 환경 정보에 기초하여 하이브리드 차량 및 전기 차량에 사용되는 배터리의 충전 시점을 판단하고, 상기 충전 시점의 배터리 잔량을 판단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 충전 시점의 배터리 잔량에 따라 배터리의 충전을 위한 최적의 온도를 판단하고, 상기 최적의 온도에 도달하기 위한 온도 제어 시작 시점을 판단함으로써 효율적인 배터리 온도 조절이 가능할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 배터리 제어 장치 및 상용 웹을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 시점, 제2 시점 및 시간에 따른 배터리의 온도 변화를 예시적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 온도 맵을 예시적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 배터리 제어 장치의 동작 방법을 예시적으로 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 배터리 제어 장치의 동작 방법 중 배터리의 온도를 제어하는 단계를 구체적으로 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아래에서 소개하는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것 일 뿐, 본 발명이 제시하는 실시 예만으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 다른 실시 형태로도 구체화될 수 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략할 수 있고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기 등을 다소 과장하여 표현할 수 있다.
또한, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 배터리 제어 장치(10) 및 상용 웹(20)을 도시한 것이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 차량용 배터리 제어 장치(10)는 상용 웹(20)과 통신할 수 있다.
차량용 배터리 제어 장치(10)는 제1 모듈(100) 및 제2 모듈(200)을 포함할 수 있다.
상용 웹(20)은 차량용 배터리 제어 장치(10)와 접속되는 상용 통신망 또는 비상용 통신망일 수 있으며, 예시적으로 인터넷, 인트라넷, 로컬 통신망 등을 포함하는 것일 수 있다.
상용 웹(20)은 차량용 배터리 제어 장치(10)에 차량의 주행 환경 정보를 전송할 수 있다. 차량의 주행 환경 정보는 공공 데이터를 포함할 수 있으며, 상기 공공 데이터는 교통 정보, 차량의 주행 경로에 대한 경사 구배, 코너 곡선 정보, 외부 기후 조건 정보 등을 포함할 수 있다.
제1 모듈(100)은 차량의 운행 패턴 정보 및 차량의 주행 환경 정보에 기초하여 배터리의 충전이 시작되는 제1 시점을 판단하는 제1 시점 판단부(110), 운행 패턴 정보, 주행 환경 정보 및 배터리의 현재 잔량에 기초하여 제1 시점까지 배터리의 소모 패턴 및 제1 시점의 배터리 잔량을 판단하는 소모 패턴 판단부(120), 배터리 잔량 및 배터리에 대한 충전 온도 맵에 기초하여 제1 시점의 목표 배터리 온도를 판단하는 목표 온도 판단부(130), 소모 패턴 및 배터리의 현재 온도에 기초하여 제1 시점까지 배터리의 온도 변화 패턴을 판단하는 온도 변화 패턴 판단부(140) 및 온도 변화 패턴 및 목표 배터리 온도에 기초하여 배터리에 대한 온도 제어를 시작하는 제2 시점을 판단하는 제2 시점 판단부(150)를 포함할 수 있다.
제1 모듈(100)에 포함되는 구성들은 각각 프로세서(미도시) 및 메모리(미도시)를 포함할 수 있다. 프로세서(미도시)는 상기 각 구성들에 대한 제어를 수행할 수 있다. 또한, 메모리(미도시)는 상기 각 구성들의 제어를 위한 데이터를 저장할 수 있다.
프로세서(미도시) 및 메모리(미도시)는 제1 모듈(100)에 포함되는 각 구성들(예를 들어, 제1 시점 판단부(110), 소모 패턴 판단부(120), 목표 온도 판단부(130), 온도 변화 패턴 판단부(140) 및 제2 시점 판단부(150))에 개별적으로 포함될 수 있다. 또한, 다른 실시 예에서, 프로세서(미도시) 및 메모리(미도시)는 제1 모듈(100)에 포함되어 상기 제1 모듈(100)의 각 구성들에 대한 제어 및 데이터 저장을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 모듈(100)은 텔레매틱스 서버에 구비될 수 있다. 텔레매틱스 서버란 차량의 위치 정보 및 무선 통신망을 이용하여 차량에 정보를 제공하는 서버를 의미할 수 있다.
텔레매틱스 서버는 도시된 상용 웹(20)등의 외부 통신망과 무선으로 접속될 수 있고, 외부 통신망으로부터 수신한 정보에 기초하여 차량에 부가 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 모듈(100)은 상용 웹(20)으로부터 차량의 주행 환경 정보를 수신하고, 제2 모듈(200)로부터 차량의 운행 패턴 정보를 수신할 수 있다.
제1 모듈(100)은 수신한 주행 환경 정보 및 차량의 운행 패턴 정보에 기초하여 배터리의 충전 시점 및 상기 충전 시점의 배터리 잔량 등을 판단할 수 있다. 제1 모듈(100)은 상기 판단 결과에 기초하여 차량용 배터리의 온도를 관리할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 제1 모듈(100)은 제2 모듈(200)과 함께 차량 내에 구비될 수 있다.
제1 시점 판단부(110)는 차량의 운행 패턴 정보 및 차량의 주행 환경 정보에 기초하여 차량의 배터리 충전이 시작되는 제1 시점을 판단할 수 있다.
차량의 운행 패턴 정보는 차량의 운행 기록을 기초로 생성되는 정보일 수 있다. 예를 들어, 상기 차량이 상용 차량인 경우, 상용 차량은 임의의 경로를 반복적으로 운행할 수 있으며, 운행 기록들로부터 공통되는 패턴을 검출하여 운행 기록을 패턴화 할 수 있다. 운행 기록은 차량의 시동이 켜진 상태부터 차량의 시동이 꺼질 때까지 차량이 수집한 데이터에 대한 기록일 수 있다. 운행 기록 수집부(220)는 패턴화된 운행 기록을 운행 패턴 정보로 제1 모듈(100)에 제공할 수 있다.
상기 운행 패턴 정보는 차량의 상태, 운전 성향 및 차량의 운행 시간 등에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 교통량이 많은 시간대에 운행되는 차량의 경우, 감속 및 가속이 잦은 운행 패턴을 가질 수 있다.
운행 패턴 정보는 차량의 구동 전력 사용 패턴, 차량의 회생 전력 충전 패턴, 차량의 가감속 패턴, 속도 패턴 및 차량 제어기 사용 패턴 등을 포함할 수 있다.
또한, 차량의 주행 환경 정보는 교통 정보, 차량의 주행 경로 정보, 차량이 주행하는 지역의 외부 기후 정보, 차량의 주행 경로 상에 위치한 충전소 정보, 차량 주행 경로의 경사 구배, 코너 각도 등에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량이 미리 정해진 구간을 반복적으로 운행하는 상용 차량(예를 들어, 버스 등)인 경우, 차량의 주행 환경 정보는 정류소 정보, 탑승 승객 정보 및 상기 상용 차량의 운행 구간 정보 등을 포함하는 정보일 수 있다.
예시적으로, 제1 시점 판단부(110)는 차량의 주행 환경 정보로부터 배터리 충전소에 대한 위치 정보를 획득할 수 있다. 제1 시점 판단부(110)는 충전소에 대한 위치 정보 및 차량의 운행 패턴으로부터 상기 차량이 충전소에 도달하여 배터리 충전이 시작되는 제1 시점을 판단할 수 있다.
예를 들어, 제1 시점 판단부(110)는 차량의 주행 경로상에 있는 가장 가까운 충전소 위치에 기초하여 해당 충전소에 도달할 것으로 예상되는 시점을 제1 시점으로 판단할 수 있다.
소모 패턴 판단부(120)는 차량의 운행 패턴 정보, 차량의 주행 환경 정보 및 배터리의 현재 잔량에 기초하여 제1 시점까지 배터리의 소모 패턴 및 제1 시점의 배터리 잔량을 판단할 수 있다.
차량의 주행 시, 소모되는 배터리 량은 차량의 가감속 패턴, 차량에 포함된 제어기의 사용 패턴, 구동 전력 사용 패턴 및 회생 전력 충전 패턴 등에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 가속 및 감속이 빈번한 운행 패턴을 갖는 차량의 경우, 가속 및 감속이 상대적으로 적게 반복되는 운행 패턴을 갖는 차량에 비해 배터리 소모량이 많을 수 있다. 또한, 주행 시 소모되는 배터리 량은 차량의 주행 경로, 차량이 주행하는 경로의 교통량 등에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 차량의 주행 경로에 경사로가 포함되는 경우, 경사로가 없는 경로에 비해 배터리 소모량이 커질 수 있다.
따라서, 소모 패턴 판단부(120)는 차량의 운행 패턴 및 차량의 주행 구간에 기초하여 소모되는 배터리 량을 판단할 수 있고, 운행 기록에 대응하는 배터리 소모량에 기초하여 배터리 소모 패턴을 판단할 수 있다.
또한, 소모 패턴 판단부(120)는 배터리 소모 패턴과 배터리의 현재 잔량에 기초하여 제1 시점의 배터리 잔량을 판단할 수 있다. 예시적으로, 제1 시점의 배터리 잔량은 배터리의 현재 잔량에서 제1 시점까지 소모되는 배터리 량을 뺀 값일 수 있다.
목표 온도 판단부(130)는 제1 시점의 배터리 잔량 및 배터리에 대한 충전 온도 맵에 기초하여 제1 시점의 목표 배터리 온도를 판단할 수 있다. 충전 온도 맵은 배터리 잔량, 배터리의 충전 온도 및 충전 효율이 매칭된 테이블일 수 있다. 배터리의 잔량에 따른 충전 온도 및 충전 효율은 차량에 사용되는 배터리 별로 실험적으로 결정될 수 있다. 목표 온도 판단부(130)는 메모리(미도시)에 충전 온도 맵을 저장할 수 있다.
목표 온도 판단부(130)는 제1 시점의 배터리 잔량에 매칭되는 배터리의 충전 온도 및 충전 효율에 따라 배터리가 최적 충전 효율을 갖는 목표 배터리 온도를 판단할 수 있다.
목표 배터리 온도는 제1 시점의 배터리 잔량에 매칭되는 배터리의 충전 온도 중 충전 효율이 임계 수준 이상이 되는 온도를 의미할 수 있다. 충전 효율이 임계 수준 이상이 되는 온도로 배터리의 온도를 유지함에 따라 최소 시간 내에 배터리를 충전할 수 있다.
다른 실시 예에서, 목표 온도 판단부(130)는 충전 효율이 임계 수준 이상이 되는 온도들 중 배터리에 대한 온도 제어 시작 시점(제2 시점)의 배터리 온도와 온도 차이가 가장 적게 나는 배터리 온도를 목표 배터리 온도로 판단할 수 있다.
온도 변화 패턴 판단부(140)는 배터리의 소모 패턴 및 배터리의 현재 온도에 기초하여 제1 시점까지 배터리의 온도 변화 패턴을 판단할 수 있다.
배터리의 온도는 배터리의 소모량에 따라 변화할 수 있다. 예시적으로 배터리의 소모량이 많아지는 경우, 배터리의 발열량이 증가하고, 발열량 증가로 인해 배터리의 온도가 높아질 수 있다.
따라서, 온도 변화 패턴 판단부(140)는 배터리의 소모 패턴에 따라 배터리의 발열량 변화 패턴을 판단할 수 있다. 온도 변화 패턴 판단부(140)는 제1 시점까지 배터리의 소모 패턴 및 현재 배터리 온도에 기초하여 제1 시점까지 배터리의 온도 변화 패턴을 판단할 수 있다.
제2 시점 판단부(150)는 온도 변화 패턴 및 목표 배터리 온도에 기초하여 상기 배터리에 대한 온도 제어를 시작하는 제2 시점을 판단할 수 있다. 온도 제어부(210)는 제2 시점부터 배터리에 대한 온도 제어를 시작하여 제1 시점의 배터리 온도가 목표 배터리 온도가 되도록 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 시점 판단부(150)는 온도 변화 패턴으로부터 목표 배터리 온도와 가장 인접한 배터리 온도일 것으로 예측되는 시점을 검출하고, 해당 시점을 제2 시점으로 결정할 수 있다.
다른 실시 예에서, 제2 시점 판단부(150)는 온도 제어부(210)의 승온 성능 및 감온 성능을 반영하여 제2 시점을 판단할 수 있다. 온도 제어부(210)의 승온 성능 및 감온 성능은 단위 시간당 배터리를 승온 또는 감온시킬 수 있는 능력뿐만 아니라 배터리를 승온 또는 감온시키기 위해 소모되는 전력을 포함하는 성능을 의미할 수 있다.
예를 들어, 온도 제어부(210)가 목표 배터리 온도와 가장 인접한 배터리 온도일 것으로 예측되는 시점으로부터 제1 시점까지 배터리를 승온 또는 감온하더라도 목표 배터리 온도에 도달하지 못할 것으로 판단되는 경우, 제2 시점 판단부(150)는 상기 온도 제어부(210)의 승온 성능 및 감온 성능을 반영하여 목표 배터리 온도와 가장 인접한 배터리 온도일 것으로 예측되는 시점보다 빠른 시점을 제2 시점으로 판단할 수 있다. 다른 실시 예에서, 제2 시점 판단부(150)는 소모 전력이 최소가 되면서 목표 배터리 온도에 도달할 수 있는 시점을 제2 시점으로 판단할 수 있다.
제2 시점 판단부(150)는 배터리에 대한 온도 제어를 시작하는 제2 시점을 판단함으로써 배터리의 온도 제어를 위한 불필요한 소모 전력을 감소시킬 수 있다. 다시말해, 제2 시점 판단부(150)가 배터리 온도 제어를 시작하는 제2 시점을 판단함으로써 제2 시점 이전의 배터리 온도 제어를 위한 소모 전력을 감소시킬 수 있다.
제2 모듈(200)은 제2 시점 이후 배터리의 온도를 제어하는 온도 제어부(210) 및 차량의 운행 기록을 수집하고, 운행 기록을 기초로 운행 패턴 정보를 생성하는 운행 기록 수집부(220)를 포함할 수 있다.
제2 모듈(200)에 포함되는 구성들은 각각 프로세서(미도시) 및 메모리(미도시)를 포함할 수 있다. 프로세서(미도시)는 상기 각 구성들에 대한 제어를 수행할 수 있다. 또한, 메모리(미도시)는 상기 각 구성들의 제어를 위한 데이터를 저장할 수 있다.
프로세서(미도시) 및 메모리(미도시)는 제2 모듈(200)에 포함되는 각 구성들(예를 들어, 온도 제어부(210) 및 운행 기록 수집부(220))에 개별적으로 포함될 수 있다. 또한, 다른 실시 예에서, 프로세서(미도시) 및 메모리(미도시)는 제2 모듈(200)에 포함되어 상기 제2 모듈(200)의 각 구성들에 대한 제어 및 데이터 저장을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 모듈(200)은 차량에 구비될 수 있다. 제2 모듈(200)이 차량에 구비됨에 따라, 온도 제어부(210)가 차량에 포함된 열 관리 장치들을 구동하여 배터리의 온도를 승온 또는 감온할 수 있다. 또한, 운행 기록 수집부(220)가 차량의 시동이 켜진 시점부터 차량의 시동이 꺼진 시점까지 운행 기록들을 수집하고 수집된 운행 기록들로부터 운행 패턴을 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 제2 모듈(200)은 제1 모듈(100)과 함께 텔레매틱스 서버에 구비될 수 있으며, 이때 제2 모듈(200)은 차량에 배터리 온도 제어를 위한 데이터를 송신하고, 차량으로부터 운행 기록에 대한 데이터를 수신할 수 있다.
온도 제어부(210)는 배터리의 온도를 제어할 수 있다. 온도 제어부(210)는 제2 시점부터 배터리 충전이 시작되는 제1 시점까지 배터리의 온도를 제어할 수 있다.
온도 제어부(210)는 배터리의 온도를 승온하는 승온 장치 및 배터리의 온도를 감온하는 감온 장치를 포함할 수 있다. 승온 장치는 예시적으로, 히터, 수가열식 히터 또는 난방용 열 교환기 등을 포함할 수 있다. 감온 장치는 예시적으로 수랭식 쿨러, 공랭식 쿨러 또는 라디에이터 등을 포함할 수 있다. 승온 장치 및 감온 장치는 배터리의 온도를 조절할 수 있는 장치로 상기 예시로 제한되지 않는다.
온도 제어부(210)는 배터리의 현재 온도를 센싱하는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 제어부(210)는 온도 센서가 검출한 배터리 현재 온도에 따라 배터리 온도를 제어할 수 있다.
제2 시점 이후, 온도 센서가 검출한 배터리의 현재 온도가 목표 배터리 온도보다 높은 경우, 온도 제어부(210)는 감온 장치를 통해 배터리의 온도를 감온할 수 있다. 또한, 온도 센서가 검출한 배터리의 현재 온도가 목표 배터리 온도보다 낮은 경우, 온도 제어부(210)는 승온 장치를 통해 배터리의 온도를 승온할 수 있다.
다른 실시 예에서, 배터리의 현재 온도가 목표 배터리 온도와 미리 설정된 범위 내인 경우, 온도 제어부(210)는 현재 시점이 제1 시점에 도달했는지 판단하고 판단 결과에 따라 배터리에 대한 온도 제어를 추가로 시행할지 결정할 수 있다.
온도 제어부(210)는 제2 시점 이후 제1 시점에 도달하지 않은 경우, 배터리의 온도가 목표 배터리 온도와 미리 설정된 범위 내가 되도록 배터리에 대한 온도 제어를 반복 실행할 수 있다.
운행 기록 수집부(220)는 차량의 운행 기록을 기초로 운행 패턴 정보를 생성할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 차량의 운행 기록은 차량의 시동이 켜진 시점부터 차량의 시동이 꺼지는 시점까지 차량의 운행에 대한 모든 데이터를 포함하는 기록일 수 있다.
운행 기록 수집부(220)는 차량에 포함된 복수의 센서 및 차량의 제어기들로부터 차량의 운행에 대한 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어, 차량은, 자차량과 타차량 간의 거리, 속도 등을 검출할 수 있는 초음파 센서, LIDAR 센서 및 카메라 등을 포함할 수 있다. 또한, 차량은 차량의 방향을 제어하는 조향 제어기, 차량의 변속을 제어하는 변속 제어기, 차량의 구동 토크를 제어하는 토크 제어기, 차량의 제동을 조절하는 제동 제어기 및 차량에 포함된 전자 장치들을 제어하는 바디 제어기 등을 포함할 수 있다. 상기 센서 및 제어기들은 차량에 일반적으로 포함되는 구성인 바, 자세한 설명은 생략한다.
운행 기록 수집부(220)는 상기 센서 및 제어기들로부터 운행 중 수집된 운행 기록에 관한 데이터를 취득할 수 있고, 상기 운행 기록을 기반으로 운행 패턴 정보를 생성할 수 있다. 운행 패턴 정보는 상기 운행 기록들 중 공통되는 운행 기록을 패턴화 함으로써 생성되는 정보일 수 있다.
운행 기록 수집부(220)는 수집된 운행 기록들을 데이터 분석 프로세스를 통해 분석함으로써 운행 패턴 정보를 생성할 수 있다. 데이터 분석 프로세스는 예시적으로 탐색적 데이터 분석(Exploratory Data Analysis, EDA) 방식에 기초한 프로세스일 수 있다.
운행 기록 수집부(220)는 생성한 운행 패턴 정보를 제1 모듈(100)에 전송할 수 있다. 또한, 다른 실시 예에서, 운행 기록 수집부(220)는 운행 패턴 정보를 상용 웹(20)에 전송함으로써 상용 웹(20)에 운행 패턴 정보를 저장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 시점, 제2 시점 및 시간에 따른 배터리의 온도 변화를 예시적으로 도시한 것이다.
도 2를 통해 현재 시점, 제2 시점 및 제1 시점이 예시적으로 도시된다. 제1 시점은 차량이 정차하고 배터리의 충전이 시작될 것으로 판단되는 시간인 바, 현재 시점 및 제2 시점 이후의 시간일 수 있다.
제2 시점은 제1 시점에 기초하여 제1 시점의 배터리 온도가 목표 배터리 온도가 되도록 배터리의 온도를 조절하기 시작하는 시점인 바, 제1 시점 이전의 시간일 수 있다.
도 2을 통해 현재 시점부터 제1 시점까지 배터리 온도가 증가하는 온도 변화 패턴이 도시된다. 온도 변화 패턴은 소모 패턴 및 배터리의 현재 온도에 기초하여 판단되는 것인 바, 온도 제어부(도 1의 210)에 의한 제어가 없는 상태를 가정한 배터리의 온도 변화일 수 있다.
제2 시점 판단부(도 1의 150)는 온도 변화 패턴 및 목표 배터리 온도에 기초하여 제2 시점을 판단할 수 있다. 또한, 제2 시점 판단부(도 1의 150)는 온도 제어부(도 1의 210)의 배터리 승온 성능 및 배터리 감온 성능을 더 반영하여 제2 시점을 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 온도 변화 패턴은 현재 온도로부터 제1 시점까지 배터리 온도가 증가하는 패턴인 바, 제2 시점 판단부(도 1의 150)는 온도 제어부(도 1의 210)의 감온 성능을 고려하여 제2 시점을 판단할 수 있다.
온도 제어부(도 1의 210)의 감온 성능은 단위 시간당 배터리 온도를 감온할 수 있는 성능뿐만 아니라 배터리 온도의 감온을 위해 소모되는 전력을 포함하는 것일 수 있다.
제2 시점 판단부(도 1의 150)는 온도 제어부(도 1의 210)가 시간 당 배터리 온도를 승온 또는 감온 시킬 수 있는 최대 수치 및 상기 배터리 온도의 승온 또는 수행하기 위해 소비되는 전력을 모두 고려하여 제2 시점을 판단할 수 있다.
제2 시점부터 온도 제어부(도 1의 210)가 배터리의 온도를 제어함에 따라 제1 시점의 배터리 온도가 목표 배터리 온도가 될 수 있다. 제1 시점의 배터리 온도가 목표 배터리 온도가 되는 경우, 제1 시점의 배터리의 충전 효율이 임계 수준 이상이 될 수 있고, 신속한 배터리 충전이 가능해질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 온도 맵을 예시적으로 도시한 것이다.
도 3의 충전 온도 맵(300)을 통해 배터리의 잔량, 배터리의 충전 온도 및 충전 효율이 매칭되어 도시된다.
차량용 배터리는 배터리의 잔량 및 배터리의 충전 온도에 따라 서로 다른 충전 효율을 가질 수 있다. 충전 온도 맵(300)은 도 1에 도시된 목표 온도 판단부(130)에 저장될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 잔량이 일정할 때, 배터리의 충전 효율은 충전 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 가질 수 있다. 또한, 배터리의 충전 온도가 일정할 때, 배터리의 잔량이 증가함에 따라 배터리의 충전 효율이 감소할 수 있다.
또한, 배터리의 충전 효율은 충전 온도가 임의의 구간 내인 경우, 최대 값을 가질 수 있고, 이후, 온도가 증가하더라도 일정한 충전 효율을 가질 수 있다.
도 3을 통해 도시된 충전 온도 맵(300)은 예시적인 것에 불과하며, 설명의 편의를 위해 충전 온도는 -35℃ 내지 55℃까지, 배터리 잔량은 0% 내지 65%까지 도시하였다.
목표 온도 판단부(도 1의 130)는 제1 시점의 배터리 잔량 및 충전 온도 맵에 기초하여 제1 시점의 목표 배터리 온도를 판단할 수 있다. 목표 배터리 온도는 배터리의 충전 효율이 임계 수준 이상이 되는 온도인 바, 목표 온도 판단부(도 1의 130)는 배터리가 최대 충전 효율을 가지면서 충전 온도가 최소가 되는 온도를 목표 배터리 온도로 설정할 수 있다.
예시적으로 제1 시점의 배터리의 잔량이 25%일 때, 최대 충전 효율인 180kW가 되는 온도는 25℃ 내지 55℃ 일 수 있으며, 이때, 목표 온도 판단부(도 1의 130)는 25℃를 목표 배터리 온도로 설정할 수 있다.
다른 실시 예에서 목표 온도 판단부(도 1의 130)는 충전 효율이 임계 수준 이상이 되는 충전 온도들 중 현재 배터리 온도와 가장 적은 온도 차를 갖는 충전 온도를 목표 배터리 온도로 판단할 수 있다.
예를 들어, 제1 시점의 배터리 잔량이 25%이고 배터리의 현재 온도가 42℃인 경우, 목표 온도 판단부(도 1의 130)는 충전 효율이 임계 수준 이상이 되는 충전 온도들(25℃ 내지 55℃) 중 40℃를 목표 배터리 온도로 설정할 수 있다.
목표 온도 판단부(도 1의 130)는 충전 온도 맵을 미리 저장함으로써 제1 시점의 배터리 잔량에 대응하는 목표 배터리 온도를 신속하게 판단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 배터리 제어 장치의 동작 방법을 예시적으로 도시한 흐름도이다.
제1 시점 판단부(도 1의 110)는 차량의 운행 패턴 정보 및 차량의 주행 환경 정보에 기초하여 배터리의 충전이 시작되는 제1 시점을 판단할 수 있다(S100).
차량의 운행 패턴 정보는 제2 모듈(도 1의 200)에 포함된 운행 기록 수집부(도 1의 220)를 통해 수집될 수 있다. 운행 기록 수집부(도 1의 220)는 차량에 구비될 수 있으며, 차량의 시동이 켜진 상태부터 시동이 꺼질 때까지 차량이 수집한 데이터에 기초하여 운행 패턴 정보를 생성할 수 있다.
운행 패턴 정보는 차량의 전력 사용 패턴, 가감속 패턴 및 차량 제어기 사용 패턴 등을 포함할 수 있다.
차량의 주행 환경 정보는 제1 모듈(도 1의 100)이 상용 웹(도 1의 20)으로부터 수신하는 정보일 수 있다. 제1 모듈(도 1의 100)은 텔레매틱스 서버에 구비될 수 있으며, 상용 웹(도 1의 20)으로부터 교통 정보, 차량의 주행 경로 정보, 차량이 주행하는 지역의 외부 기후 정보, 차량의 주행 경로 상에 위치한 충전소 정보 및 차량 주행 경로의 경사 구배, 코너 각도 등에 대한 정보를 포함하는 주행 환경 정보를 수신할 수 있다.
제1 시점 판단부(도 1의 110)는 차량의 운행 패턴 정보 및 차량의 주행 환경 정보에 기초하여 제1 시점을 판단할 수 있다. 예를 들어, 제1 시점 판단부(도 1의 110)는 주행 환경 정보로부터 차량이 자주 방문하는 충전소를 검출할 수 있다. 제1 시점 판단부(도 1의 110)는 차량의 운행 패턴에 기초하여 자주 방문하는 충전소 도달 시 배터리 충전이 예상되는 경우, 상기 자주 방문하는 충전소 도달 시점을 제1 시점으로 판단할 수 있다.
다른 예시에서, 제1 시점 판단부(도 1의 110)는 차량의 배터리 잔량이 미리 설정된 값 미만이 되고, 상기 배터리 잔량이 미리 설정된 값 미만이 되는 시점의 차량 위치와 가장 인접한 충전소에 도달하는 시점을 제1 시점으로 판단할 수 있다.
소모 패턴 판단부(도 1의 120)는 운행 패턴 정보, 주행 환경 정보, 배터리의 현재 잔량에 기초해 배터리 소모 패턴 및 제1 시점의 배터리 잔량을 판단할 수 있다(S200).
예를 들어, 소모 패턴 판단부(도 1의 120)는 차량 주행 경로의 경사 구배, 코너 각도 정보에 기초하여 운행 패턴에 따른 배터리 소모량을 판단할 수 있다. 주행 경로가 급격한 경사를 갖거나 코너 각도가 큰 경우, 차량은 배터리 소모량이 큰 운행 패턴에 따라 주행 경로를 주행할 수 있다.
또한, 소모 패턴 판단부(도 1의 120)는 배터리의 현재 잔량과 배터리의 소모 패턴을 통해 제1 시점의 배터리 잔량을 판단할 수 있다.
목표 온도 판단부(도 1의 130)는 배터리 잔량 및 충전 온도 맵에 기초하여 제1 시점의 목표 배터리 온도를 판단할 수 있다(S300).
충전 온도 맵은 배터리의 잔량, 배터리의 충전 온도 및 충전 효율이 매칭된 것으로 목표 온도 판단부(도 1의 130)에 저장될 수 있다.
제1 시점의 배터리 잔량이 연산되는 경우, 목표 온도 판단부(도 1의 130)는 제1 시점의 배터리 잔량에 대응하는 충전 온도 및 충전 온도에 따른 충전 효율을 확인할 수 있다. 충전 효율은 일반적으로 충전 온도가 높을 수록, 배터리의 잔량이 적을수록 큰 효율을 가질 수 있다.
제1 시점의 목표 배터리 온도는 배터리의 충전 효율이 임계 수준 이상이 되는 온도일 수 있다. 목표 온도 판단부(도 1의 130)는 복수의 충전 온도 중 충전 효율이 임계 수준 이상이 되는 온도를 목표 배터리 온도로 설정할 수 있다.
예를 들어, 목표 온도 판단부(도 1의 130)는 충전 효율이 임계 수준 이상이 되는 충전 온도들 중 가장 낮은 온도를 목표 배터리 온도로 설정할 수 있다.
다른 실시 예에서 목표 온도 판단부(도 1의 130)는 현재 배터리 온도를 고려하여 목표 배터리 온도를 판단할 수 있으며, 목표 온도 판단부(도 1의 130)는 충전 효율이 임계 수준 이상이 되는 충전 온도들 중 현재 배터리 온도와 가장 적은 온도 차를 갖는 충전 온도를 목표 배터리 온도로 판단할 수 있다.
온도 변화 패턴 판단부(도 1 의 140)는 소모 패턴 및 배터리의 현재 온도에 기초하여 제1 시점까지 배터리의 온도 변화 패턴을 판단할 수 있다(S400). 온도 변화 패턴은 온도 제어부(도 1의 210)에 의한 제어가 없는 상태를 가정한 배터리의 온도 변화일 수 있다.
배터리의 온도 변화는 배터리 소모량에 따라 결정될 수 있다. 배터리의 소모량이 많은 경우, 열 에너지로 변화하는 에너지가 많아지고 이에 따라 배터리의 온도가 증가할 수 있다. 배터리의 소모패턴은 차량의 운행 패턴에 의해 결정될 수 있다.
제2 시점 판단부(도 1의 150)는 온도 변화 패턴 및 목표 배터리 온도에 기초하여 배터리에 대한 온도 제어를 시작하는 제2 시점을 판단할 수 있다(S500)
제2 시점 판단부(도 1의 150)가 제2 시점을 판단함으로써 제2 시점 이전의 배터리 온도 제어로 인한 배터리 소모가 감소될 수 있다. 또한, 제1 시점의 배터리 온도가 목표 배터리 온도가 되도록 제어함으로써 배터리가 제1 시점에 임계 수준 이상의 충전 효율을 갖도록 할 수 있다.
다른 실시 예에서, 제2 시점 판단부(도 1의 150)는 온도 제어부(도 1의 210)의 승온 성능 또는 감온 성능을 더 반영하여 제2 시점을 판단할 수 있다.
온도 제어부(도 1의 210)는 제2 시점 이후 배터리의 온도를 제어할 수 있다(S600).
온도 제어부(도 1의 210)는 배터리의 온도를 승온하는 승온 장치, 배터리의 온도를 감온하는 감온 장치 및 배터리의 현재 온도를 센싱하는 온도 센서를 포함할 수 있다.
온도 제어부(도 1의 210)는 제2 시점 이후 배터리의 현재 온도를 센싱하고, 센싱되는 배터리의 현재 온도에 기초하여 제1 시점까지 배터리의 온도를 제어할 수 있다. 상기 온도 제어부(도 1의 210)의 배터리 온도 제어 방법은 도 5를 통해 구체적으로 개시될 것이다.
온도 제어부(도 1의 210)는 현재 시점이 제1 시점에 도달했는지 여부에 따라 배터리 온도 제어를 다시 수행할지 결정할 수 있다(S700).
현재 시점이 제1 시점에 도달하지 않은 경우(S700의 NO 경로), 온도 제어부(도 1의 210)는 배터리의 온도 제어 단계를 다시 수행할 수 있다.
현재 시점이 제1 시점에 도달한 경우(S700의 YES 경로), 온도 제어부(도 1의 210)는 배터리에 대한 온도 제어를 종료할 수 있다.
온도 제어부(도 1의 210)는 제1 시점의 배터리 온도가 목표 배터리 온도와 미리 설정된 범위 내에 있도록 배터리 온도를 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 배터리 제어 장치의 동작 방법 중 배터리의 온도를 제어하는 단계를 구체적으로 도시한 것이다.
온도 제어부(도 1의 210)는 온도 센서를 통해 배터리의 현재 온도를 센싱할 수 있다(S610).
온도 제어부(도 1의 210)는 배터리의 현재 온도가 목표 배터리 온도와 미리 설정된 범위 내인지 판단할 수 있다(S620). 미리 설정된 범위는 배터리의 충전 효율에 영향을 미치지 않는 범위를 의미할 수 있다.
배터리의 현재 온도가 목표 배터리 온도와 미리 설정된 범위 내인 경우(S620의 YES 경로), 온도 제어부(도 1의 210)는 현재 시점이 제1 시점인지 판단하는 단계(S700 단계)로 진행할 수 있다. 도 4에서 살펴본 바와 같이, 현재 시점이 제1 시점이 아닌 경우, 온도 제어부(도 1의 210)는 도 5에서 설명하는 단계를 다시 수행할 수 있다.
배터리의 현재 온도가 목표 배터리 온도와 미리 설정된 범위 내가 아닌 경우(S620의 NO 경로), 온도 제어부(도 1의 210)는 배터리의 현재 온도가 목표 배터리 온도보다 높은지 판단할 수 있다(S630).
배터리의 현재 온도가 목표 배터리 온도보다 높은 경우(S630의 YES 경로), 온도 제어부(도 1의 210)는 배터리를 감온할 수 있다(S640).
반면, 배터리의 현재 온도가 목표 배터리 온도보다 낮은 경우(S630의 NO 경로), 온도 제어부(도 1의 210)는 배터리를 승온할 수 있다(S640).
배터리가 승온 또는 감온되는 온도는 온도 제어부(도 1의 210)가 포함하는 승온 장치 및 감온 장치의 종류 및 성능에 따라 달라질 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (19)

  1. 차량의 운행 패턴 정보 및 상기 차량의 주행 환경 정보에 기초하여 배터리의 충전이 시작되는 제1 시점을 판단하는 제1 시점 판단부;
    상기 운행 패턴 정보, 상기 주행 환경 정보 및 상기 배터리의 현재 잔량에 기초하여 상기 제1 시점까지 상기 배터리의 소모 패턴 및 상기 제1 시점의 배터리 잔량을 판단하는 소모 패턴 판단부;
    상기 배터리 잔량 및 상기 배터리에 대한 충전 온도 맵에 기초하여 상기 제1 시점의 목표 배터리 온도를 판단하는 목표 온도 판단부;
    상기 소모 패턴 및 상기 배터리의 현재 온도에 기초하여 상기 제1 시점까지 상기 배터리의 온도 변화 패턴을 판단하는 온도 변화 패턴 판단부;
    상기 온도 변화 패턴 및 상기 목표 배터리 온도에 기초하여 상기 배터리에 대한 온도 제어를 시작하는 제2 시점을 판단하는 제2 시점 판단부; 및
    상기 제2 시점 이후 상기 배터리의 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함하는 차량용 배터리 제어 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 목표 배터리 온도는
    상기 배터리의 충전 효율이 임계 수준 이상이 되는 온도인 차량용 배터리 제어 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 목표 온도 판단부는,
    상기 배터리 잔량, 상기 배터리의 충전 온도 및 상기 충전 효율을 매칭시켜 상기 충전 온도 맵으로 저장하는 차량용 배터리 제어 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 온도 제어부는,
    상기 배터리의 현재 온도가 상기 목표 배터리 온도보다 높은 경우, 상기 배터리를 감온하는 차량용 배터리 제어 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 온도 제어부는
    상기 배터리의 현재 온도가 상기 목표 배터리 온도보다 낮은 경우, 상기 배터리를 승온하는 차량용 배터리 제어 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 온도 제어부는
    상기 배터리의 현재 온도가 상기 목표 배터리 온도와 미리 설정된 범위 내인 경우, 현재 시점이 상기 제1 시점에 도달했는지 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 배터리에 대한 온도 제어를 추가로 시행할지 결정하는 차량용 배터리 제어 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 차량의 배터리 제어 장치는
    상기 차량의 운행 기록을 기초로 상기 운행 패턴 정보를 생성하는 운행 기록 수집부를 포함하고,
    상기 운행 기록은 상기 차량의 구동 전력 정보, 상기 차량의 회생 제동 전력 정보, 상기 차량의 차속 정보 및 상기 차량의 제어기 가동 정보 중 적어도 하나를 포함하는 차량용 배터리 제어 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 주행 환경 정보는 교통 정보, 주행 경로 정보, 외부 기후 조건 및 충전소 위치 정보 중 적어도 하나를 포함하는 차량용 배터리 제어 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 시점 판단부는,
    상기 온도 제어부의 승온 성능 및 감온 성능을 반영하여 상기 제2 시점을 판단하는 차량용 배터리 제어 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 차량은 미리 설정된 구간을 반복적으로 주행하는 차량인 차량용 배터리 제어 장치.
  11. 제1 시점 판단부가 차량의 운행 패턴 정보 및 상기 차량의 주행 환경 정보에 기초하여 배터리의 충전이 시작되는 제1 시점을 판단하는 단계;
    소모 패턴 판단부가 상기 운행 패턴 정보, 상기 주행 환경 정보 및 상기 배터리의 현재 잔량에 기초하여 상기 제1 시점까지 상기 배터리의 소모 패턴 및 상기 제1 시점의 배터리 잔량을 판단하는 단계;
    목표 온도 판단부가 상기 배터리 잔량 및 상기 배터리에 대한 충전 온도 맵에 기초하여 상기 제1 시점의 목표 배터리 온도를 판단하는 단계;
    온도 변화 패턴 판단부가 상기 소모 패턴 및 상기 배터리의 현재 온도에 기초하여 상기 제1 시점까지 상기 배터리의 온도 변화 패턴을 판단하는 단계;
    제2 시점 판단부가 상기 온도 변화 패턴 및 상기 목표 배터리 온도에 기초하여 상기 배터리에 대한 온도 제어를 시작하는 제2 시점을 판단하는 단계; 및
    온도 제어부가 상기 제2 시점 이후 상기 배터리의 온도를 제어하는 단계를 포함하는 차량용 배터리 제어 장치의 동작 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 목표 배터리 온도는
    상기 배터리의 충전 효율이 임계 수준 이상이 되는 온도인 차량용 배터리 제어 장치의 동작 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 충전 온도 맵은
    상기 배터리 잔량, 상기 배터리의 충전 온도 및 상기 충전 효율이 매칭되어 저장되는 차량용 배터리 제어 장치의 동작 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 배터리의 온도를 제어하는 단계는,
    상기 배터리의 현재 온도가 상기 목표 배터리 온도보다 높은 경우, 상기 온도 제어부가 상기 배터리를 감온하는 단계를 포함하는 배터리 제어 장치의 동작 방법.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 배터리의 온도를 제어하는 단계는,
    상기 배터리의 현재 온도가 상기 목표 배터리 온도보다 낮은 경우, 상기 온도 제어부가 상기 배터리를 승온하는 단계를 포함하는 배터리 제어 장치의 동작 방법.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 배터리의 온도를 제어하는 단계는,
    상기 배터리의 현재 온도가 상기 목표 배터리 온도와 미리 설정된 범위 내인 경우, 상기 온도 제어부는 현재 시점이 상기 제1 시점에 도달 했는지 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 배터리에 대한 온도 제어를 추가로 시행할지 결정하는 차량용 배터리 제어 장치의 동작 방법.
  17. 제11 항에 있어서,
    운행 기록 수집부가 상기 차량의 운행 기록을 기초로 상기 운행 패턴 정보를 수집하는 단계를 더 포함하고,
    상기 운행 기록은 상기 차량의 구동 전력 정보, 상기 차량의 회생 제동 전력 정보, 상기 차량의 차속 정보 및 상기 차량의 제어기 가동 정보 중 적어도 하나를 포함하는 차량용 배터리 제어 장치의 동작 방법.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 주행 환경 정보는 교통 정보, 주행 경로 정보, 외부 기후 조건 및 충전소 위치 정보 중 적어도 하나를 포함하는 차량용 배터리 제어 장치의 동작 방법.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 시점을 판단하는 단계는,
    상기 제2 시점 판단부가 상기 온도 제어부의 승온 성능 및 감온 성능을 반영하여 상기 제2 시점을 판단하는 차량용 배터리 제어 장치의 동작 방법.
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