KR20220153129A - 차량용 전력 시스템 - Google Patents

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권재민
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Abstract

본 발명은 차량용 전력 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 고전압 배터리가 적용되는 차량에서 단일한 저전압 배터리 내에서 전력망 분리 및 연결을 가능하게 하는 차량용 전력 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전력 시스템은, 고전압 배터리; 상기 고전압 배터리의 전압을 하향 변환하여 출력하는 저전압 직류 변환기; 상기 저전압 직류 변환기의 출력 전류에 의해 충전되는 저전압 배터리- 상기 저전압 배터리는, 복수의 전지 셀을 포함하는 제1 셀 그룹; 상기 제1 셀 그룹과 병렬로 연결되고, 복수의 전지 셀을 제2 셀 그룹; 및 상기 제1 셀 그룹과 제2 셀 그룹을 상기 저전압 직류 변환기와 전기적으로 연결해제 가능하게 연결하는 복수의 스위치를 포함함; 상기 저전압 직류 변환기 및 상기 저전압 배터리 중 적어도 하나로부터 전력을 공급받도록 구성되는 전장부하; 및 상기 복수의 스위치의 개폐를 제어하도록 구성되는 제어기를 포함한다.

Description

차량용 전력 시스템{POWER SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 전력 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 고전압 배터리가 적용되는 차량에서 단일한 저전압 배터리 내에서 전력망 분리 및 연결을 가능하게 하는 차량용 전력 시스템에 관한 것이다.
고전압 배터리가 적용되는 전기차 등의 친환경 차량에서는 각종 전장 부하에 전력 공급을 위하여 저전압 전력 변환기를 통해 고전압 배터리의 전압을 강압하도록 구성된다. 저전압 전력 변환기에 의해 강압된 전압은 차량 내 각종 전장 부하에 공급되고 저전압 배터리에 충전 전압으로 공급된다.
도 1에는 차량의 예시적인 전력 공급 시스템이 도시되어 있다. 고전압 배터리(600)의 출력 전압은 저전압 전력 변환기인 제1 LDC(Low voltage DC-DC Converter, 610) 및 제2 LDC(620)를 통해 강압된다.
제1 저전압 배터리(630)는 주 전원 공급원으로서, 전장 부하에 전원을 공급하도록 구성된다. 전장 부하는 조향 및 제동장치(640), 자율주행 제어기(650) 등과 일반 부하(660)를 포함한다. 제1 저전압 배터리(630)는 주행 중 상시 충전과 방전을 거치며, 주차 중에는 방전된다.
제1 저전압 배터리(630)와는 별개로 마련되는 제2 저전압 배터리(670)는 리던던시(redundancy) 전력 공급 기능을 수행한다. 제2 저전압 배터리(670)는 주행 중 리던던시 전력으로만 사용되며 주차 중에는 사용이 불가능한바 잉여전력이 발생한다. 또한, 제3 저전압 배터리(680)는 빌트인 캠(690)이 있는 차량에 구비되며, 주행 중에는 전력사용이 불가능하게 구성되어 이 경우에도 잉여 전력이 생긴다. 제3 저전압 배터리(680)는 주차 중에는 빌트인 캠(690) 전용으로만 사용된다.
이와 같이, 차량에서 저전압 배터리(통상적으로 12V가 사용되고 있음)의 총량은 크지만 도메인 별로 배터리를 분리하여 적용함으로써 효율적인 12V 전력 에너지의 사용에 어려움이 있다. 또한, 여러 개의 저전압 배터리 적용에 따른 패키지 공간 확보에 어려움이 있으며, 이는 중량을 증가시키고 인라인 생산성을 악화시키는 요인이 된다.
따라서, 차량 상태에 맞게 능동적으로 배터리 잉여 전력 재배분 제어를 가능하게 하는 전력 시스템에 대한 고안이 필요하다.
등록특허공보 제10-2178378호 (등록일자: 2020.11.06)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
차량에 구비되는 저전압 배터리의 총용량을 기준으로 차량 상태에 맞게 능동적인 전력 배분과 충방전 제어를 가능하게 하는 차량용 전력 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 전력 시스템은, 고전압 배터리; 상기 고전압 배터리의 전압을 하향 변환하여 출력하는 저전압 직류 변환기; 상기 저전압 직류 변환기의 출력 전류에 의해 충전되는 저전압 배터리- 상기 저전압 배터리는, 복수의 전지 셀을 포함하는 제1 셀 그룹; 상기 제1 셀 그룹과 병렬로 연결되고, 복수의 전지 셀을 제2 셀 그룹; 및 상기 제1 셀 그룹과 제2 셀 그룹을 상기 저전압 직류 변환기와 전기적으로 연결해제 가능하게 연결하는 복수의 스위치를 포함함; 상기 저전압 직류 변환기 및 상기 저전압 배터리 중 적어도 하나로부터 전력을 공급받도록 구성되는 전장부하; 및 상기 복수의 스위치의 개폐를 제어하도록 구성되는 제어기를 포함한다.
본 발명에 따르면, 차량에 구비되는 저전압 배터리의 총용량을 기준으로 차량 상태에 맞게 능동적인 전력 배분과 충방전 제어를 가능하게 하는 차량용 전력 시스템이 제공된다.
본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 전기차량의 전력 공급 시스템을 도시하고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전력 시스템을 도시하고,
도 3은 저전압 배터리의 정상 충전 상황에서 본 발명의 차량용 전력 시스템의 제어상태를 도시하고,
도 4는 제1 LDC 전력라인에 쇼트 발생 시 본 발명의 차량용 전력 시스템의 제어상태를 도시하고,
도 5는 제2 LDC 전력라인에 쇼트 발생 시 본 발명의 차량용 전력 시스템의 제어상태를 도시하고,
도 6은 차량 주차 중 저전압 배터리를 통해 전력이 정상 공급될 때의 제어상태를 도시하고,
도 7은 차량 주차 중 전력 공급이 이루어지는 다른 예의 제어상태를 도시하고,
도 8은 차량 주차 중 전력 공급이 이루어지는 또 다른 예의 제어상태를 도시하고,
도 9는 저전압 배터리의 보충전 상황에서의 제어상태를 도시한다.
발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 전력 시스템은 고전압 배터리(10), 저전압 직류 변환기(30), 저전압 배터리(50) 및 제어기(70)를 포함한다.
고전압 배터리(10)는, 전기차 등의 동력을 생성하는 구동모터에 전력을 공급하는 에너지 저장장치로서, 외부 전원으로부터 충전 가능하게 구성된다. 예를 들어, 고전압 배터리(10)는, 외부 충전 장치로부터 제공되는 교류 전력을 고전압 배터리(10)를 충전 가능한 직류 전력으로 변환하여 제공하는 차량 탑재형 충전기(On-Board Charger)를 통해 충전될 수 있다.
저전압 직류 변환기(30)는 고전압 배터리(10)의 고전압을 저전압 배터리(50) 또는 전장부하(20)에 적용할 수 있는 저전압으로 변환하도록 구성된다. 본 발명의 구현예에 따르면, 저전압 직류 변환기(30)는 제1 저전압 직류 변환기(도면에서 제1 LDC로 표시, 32) 및 제2 저전압 직류 변환기(도면에서 제2 LDC로 표시, 34)를 포함한다.
저전압 직류 변환기(30)는 고전압 배터리(10)의 전압을 하향 변환하여 출력하고, 차량에 구비되는 각종 전장부하(20)에 전원 전압을 공급하고 저전압 배터리(50)에 충전 전압을 제공하도록 구성된다.
본 발명의 구현예에 따르면, 전장부하(20)는 일반부하(22) 및 특별부하(24)를 포함한다. 본 명세서에서 특별부하(24)란 리던던시 전원을 가지는 전장부하를 일컫는 것으로서, 조향 및 제동장치, 첨단 운전자 지원 시스템(Advanced Driver Assistance System, ADAS) 등의 자율주행 제어기 등을 포함한다. 반대로 일반부하(22)는 리던던시 전원 공급 기능이 제공되지 않는 차량 내 전장부하를 의미한다. 본 발명의 구현예에 따르면, 전장부하(20)는 빌트인 캠(28)을 더 포함한다. 빌트인 캠(28)은 차량에 구비되는 영상장치로서, 차량 주차 중 또는 주행 중 차량 주변을 촬영하는 장치이다. 빌트인 캠(28)은 지능형 파워 스위치(Intelligent Power Switch, IPS, 26)를 통해 전력 공급원 내지는 저전압 배터리(50)에 연결된다.
저전압 배터리(50)는 저전압 직류 변환기(30)의 출력 전류에 의해 충전된다. 저전압 배터리(50)는 전장부하(20)에 전력을 공급할 수 있고, 전장부하(20)에서 사용되는 부하 전력을 공급함으로써 방전될 수 있다.
본 발명에 따르면, 저전압 배터리(50)는 리튬이온 배터리 일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 저전압 배터리(50)는 둘 이상의 그룹으로 나뉜 복수의 전지 셀을 포함하고, 각 그룹은 병렬로 연결된다. 비제한적인 예로서, 저전압 배터리(50)는 제1 셀 그룹(150), 제2 셀 그룹(250) 및 복수의 스위치(350)를 포함한다.
제1 셀 그룹(150) 및 제2 셀 그룹(250)은 각각 복수의 전지 셀을 포함하고, 제1 셀 그룹(150)과 제2 셀 그룹(250)은 저전압 배터리(50) 내에서 병렬로 연결된다.
제1 셀 그룹(150)의 일 단은 저전압 배터리(50)의 제1 터미널(52)과 연결되고, 제2 셀 그룹(250)의 일 단은 저전압 배터리(50)의 제2 터미널(54)과 연결된다. 제1 셀 그룹(150)과 제2 셀 그룹(250)의 타 측 단은 저전압 배터리(50)의 제3 터미널(56)에 연결된다.
제1 셀 그룹(150)은 제1 저전압 직류 변환기(32)와 연결된다. 특히, 제1 셀 그룹(150)은 저전압 배터리(50)의 제1 터미널(52)을 통해 제1 저전압 직류 변환기(32)와 연결될 수 있다. 제2 셀 그룹(250)은 제2 저전압 직류 변환기(34)와 연결된다. 제2 셀 그룹(250)은 저전압 배터리(50)의 제2 터미널(54)을 통해 제2 저전압 직류 변환기(34)와 연결될 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 복수의 스위치(350)는 개폐가능한 세 개의 스위치를 포함하고, 제1 스위치(351), 제2 스위치(352) 및 제3 스위치(353)를 포함한다. 스위치(350)는 제1 저전압 직류 변환기(32)와 제1 셀 그룹(150)의 연결, 제2 저전압 직류 변환기(34)와 제2 셀 그룹(250)의 연결 및 제1 셀 그룹(150)과 제2 셀 그룹(250) 사이의 연결을 해제 가능하게 연결한다.
제1 스위치(351)는 저전압 배터리(50) 내부에 구비되고, 제1 저전압 직류 변환기(32)의 출력단과 제1 셀 그룹(150) 사이에 연결된다. 보다 구체적으로는, 제1 스위치(351)는 제1 터미널(52)과 제1 셀 그룹(150) 사이에 개폐가능하게 배치된다.
제2 스위치(352)는 제2 저전압 직류 변환기(34)의 출력단과 제2 셀 그룹(250) 사이에 마련된다. 보다 상세하게는, 제2 스위치(352)는 제2 터미널(54)과 제2 셀 그룹(250) 사이에 배치되고 개폐가능하게 구성된다.
제3 스위치(353)는 제1 셀 그룹(150)과 제2 셀 그룹(250) 사이에 배치되어 제1 셀 그룹(150)과 제2 셀 그룹(250)을 연결 가능하게 구성된다. 보다 상세하게는, 제3 스위치(353)의 일 단은 제1 터미널(52)과 제1 스위치(351) 사이에 연결되고, 제3 스위치(353)의 타 단은 제2 터미널(54)과 제2 스위치(352)사이에 연결된다.
제어기(70)는 각 스위치(350)의 개폐를 제어하고, IPS(26)의 작동을 제어하도록 구성된다. 특히, 제어기(70)는 차량의 상태를 감지하고 각 상태에 맞게 각 스위치(350)의 개폐를 제어하여 전력 공급이 이루어지도록 구성된다. 예를 들어, 제어기(70)는 저전압 배터리(50)의 충전상태를 감지할 수 있다. 제어기(70)는 제1 저전압 직류 변환기(32)와 저전압 배터리(50) 사이의 전력라인 또는 제2 저전압 직류 변환기(34)와 저전압 배터리(50) 사이의 전력라인에 쇼트 등 이상 발생을 감지할 수 있다. 또한, 제어기(70)는 차량이 주행 중인지 또는 주차 중인지 등의 차량 상태정보를 받을 수 있다.
본 발명에 따르면, 병렬로 연결되는 복수의 셀 그룹과 스위치를 포함함으로써 차량 상황에 맞게 다양한 방식으로 차량에 전력 공급이 이루어지도록 한다. 기존 리튬 이온 배터리는 셀이 직렬로만 구성되었던 것과는 달리, 본 발명에서는 셀을 병렬로 연결함으로써 유연하게 전원망 분리를 할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 여러 실시예들에 따른 차량용 전력 시스템의 제어방법에 대하여 설명하기로 한다. 표 1은 도 3 내지 도 9의 각 상황에서 각 구성요소의 제어상태를 요약하고, 도 3 내지 9에서 점선 화살표는 각 상황에서 전류의 이동을 나타낸다. 이하에서 제1 셀 그룹(150)과 제2 셀 그룹(250)은 서로 다른 용량을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 셀 그룹(150)은 40Ampere-hour(Ah)를, 제2 셀 그룹(250)은 20Ah를 가질 수 있다.
도 3에는 저전압 배터리(50)의 정상적인 충전 상황이 도시되어 있다. 저전압 배터리(50)의 정상 충전 상황 하에서는 제어기(70)는 제1 스위치(351) 및 제2 스위치(352)를 닫힘 제어하고, 제3 스위치(353)는 닫힘 또는 열림으로 선택적으로 제어한다. 점선 화살표로 도시된 바와 같이, 제1 저전압 직류 변환기(32)는 일반부하(22) 및 특별부하(24)에 전원 전압을 공급하고, 저전압 배터리(50)로 충전 전압을 제공한다. 제2 저전압 직류 변환기(34)는 특별부하(24)에 전원 전압을 공급하고, 저전압 배터리(50)로 충전 전압을 제공한다. 이때, 제1 스위치(351) 및 제2 스위치(352)는 모두 닫힌 상태로 제1 셀 그룹(150) 및 제2 셀 그룹(250)의 충전이 이루어진다. IPS(26)를 닫힘상태로 하여 제2 저전압 직류 변환기(34)로부터 빌트인 캠(28)에도 전력이 공급된다. 제3 스위치(353)의 경우에는 닫힌 상태일 수도 있고, 열린 상태일 수도 있다. 제3 스위치(353)가 도면과 같이 닫힌 경우, 제1 저전압 직류 변환기(32)로부터의 전류는 제3 스위치(353)를 통해 제2 셀 그룹(250) 측으로 공급될 수도 있고, 제2 저전압 직류 변환기(34)로부터의 전류도 제3 스위치(353)를 통해 제1 셀 그룹(150)으로 공급될 수도 있다.
도 4에는 제1 저전압 직류 변환기(32) 및 저전압 배터리(50) 사이를 연결하는 제1 LDC 전력라인에 쇼트가 발생한 경우의 제어 상태가 도시되어 있다. 제어기(70)는 제2 스위치(352)는 닫고, 제1 스위치(351) 및 제3 스위치(353)는 열리도록 제어한다. 이 경우 제2 셀 그룹(250)은 특별부하(24)에 전력을 공급하면서 방전된다. 제1 LDC 전력라인에서 쇼트가 발생되어 전원이 차단되는 경우, 제어기(70)가 제1 스위치(351)를 개방함으로써 제1 셀 그룹(150)의 전력을 차단하며, 이때 제2 셀 그룹(250)은 리던던시 전력으로 기능하게 된다.
도 5는 제2 저전압 직류 변환기(34) 및 저전압 배터리(50)를 연결하는 제2 LDC 전력라인에서 쇼트가 발생한 경우의 제어 상태를 도시한다. 제어기(70)는 제1 스위치(351)는 닫고, 제2 스위치(352) 및 제3 스위치(353)는 개방한다. 제1 셀 그룹(150)은 특별부하(24) 및 일반부하(22)에 전원을 공급하면서 방전된다. 제2 LDC 전력라인에서 쇼트가 발생되어 전원이 차단될 때, 제어기(70)가 제2 스위치(352)를 개방함으로써 제2 셀 그룹(250)의 전력을 차단한다. 이 경우에는 제1 셀 그룹(150)은 리던던시 전력으로서 기능하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 전력망 분리를 가능하게 하는바 특별부하(24)에 전력 리던던시를 가능하게 한다.
도 6은 차량 주차 중(키-오프 상태) 전력이 정상적으로 공급될 때의 전류의 흐름을 도시한다. 이때 제1 셀 그룹(150) 및 제2 셀 그룹(250)의 충전상태(State of Charge)가 제1 셀 그룹(150) 및 제2 셀 그룹(250) 모두 미리 설정된 값, 예를 들어, 10% 이상이다. 제어기(70)는 제1 스위치(351), 제2 스위치(352) 및 IPS(26)를 닫고, 제3 스위치(353)는 개방하도록 조절한다. 따라서, 제1 셀 그룹(150)은 일반부하(22) 및 특별부하(24)에 전력을 제공하고, 제2 셀 그룹(250)은 빌트인 캠(28)에 전력을 제공한다.
도 7에는 주차 중 전력 공급이 이루어지는 다른 예를 도시한 것으로 제1 셀 그룹(150)의 충전상태는 미리 설정된 값, 예를 들어, 10% 이상이고, 제2 셀 그룹(250)의 충전상태는 10% 미만인 경우이다. 제어기(70)는 제1 스위치(351) 및 제3 스위치(353)는 닫고, 제2 스위치(352)는 열림 제어한다. 제2 셀 그룹(250)이 방전 상태이면 제2 스위치(352)를 열고, 제1 셀 그룹(150)이 전장부하(20)에 전원을 공급하도록 한다. 또한, 제어기(70)는 IPS(26)가 켜지도록 지시하여 닫힌 제3 스위치(353)를 통해 제1 셀 그룹(150)으로부터의 전력이 빌트인 캠(28)에 공급되도록 제어한다.
도 8은 주차 중 전력 공급이 이루어지는 또 다른 예를 도시한다. 이때는 도 7의 경우와 반대로 제1 셀 그룹(150)의 충전상태가 10% 미만이고, 제2 셀 그룹(250)의 충전상태가 10% 이상인 경우이다. 제어기(70)는 제1 스위치(351)를 개방하고, 제2 스위치(352), 제3 스위치(353) 및 IPS(26)는 폐쇄한다. 제2 셀 그룹(250)이 빌트인 캠(28)과 전장부하(20)에 전원을 공급하도록 구성된다.
도 9에는 저전압 배터리(50)의 보충전 상황이 도시되어 있다. 이때 제1 셀 그룹(150)과 제2 셀 그룹(250)의 충전상태는 모두 미리 설정된 값, 예를 들어, 30% 이하이다. 제어기(70)는 제3 스위치(353)를 개방하여 제1 저전압 직류 변환기(32) 및 제2 저전압 직류 변환기(34)가 각각 제1 셀 그룹(150) 및 제2 셀 그룹(250)을 보충전하도록 제어한다.
이와 같이, 본 발명은 저전압 배터리 내에서 전력망 분리 제어를 통해 주행 중 전력 리던던시 기능을 제공하고, 동시에 주차 중에는 배터리 내 전력망 연결 제어를 통해 부하 소비전력을 제공할 수 있다.
본 발명은 저전압 배터리의 용량 및 중량을 감소시킬 수 있고 조립성 내지는 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
제1 스위치
(351)		 제2 스위치
(352)		 제3 스위치
(353)		 IPS
(26)		 제1 셀 그룹
(150)		 제2 셀 그룹
(250)
정상 충전
(도 3)		 ON ON ON 또는 OFF ON 충전 충전
제1 LDC 전력라인 고장
(도 4)		 OFF ON OFF OFF - 방전
제2 LDC 전력라인 고장(도 5) ON OFF OFF OFF 방전 -
주차 중 전력공급 1
(도 6)		 ON ON OFF ON 방전 방전
주차 중 전력공급 2
(도 7)		 ON OFF ON ON - 방전
주차 중 전력공급 3 (도 8) OFF ON ON ON - 방전
보충전
(도 9)		 ON ON OFF ON 충전 충전
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10: 고전압 배터리 20: 전장부하
22: 일반부하 24: 특별부하
26: IPS 28: 빌트인 캠
30: 저전압 직류 변환기 32: 제1 저전압 직류 변환기
34: 제2 저전압 직류 변환기 50: 저전압 배터리
52: 제1 터미널 54: 제2 터미널
56: 제3 터미널 70: 제어기
150: 제1 셀 그룹 250: 제2 셀 그룹
350: 스위치 351: 제1 스위치
352: 제2 스위치 353: 제3 스위치

Claims (17)

  1. 고전압 배터리;
    상기 고전압 배터리의 전압을 하향 변환하여 출력하는 저전압 직류 변환기;
    상기 저전압 직류 변환기의 출력 전류에 의해 충전되는 저전압 배터리- 상기 저전압 배터리는, 복수의 전지 셀을 포함하는 제1 셀 그룹; 상기 제1 셀 그룹과 병렬로 연결되고, 복수의 전지 셀을 제2 셀 그룹; 및 상기 제1 셀 그룹과 제2 셀 그룹을 상기 저전압 직류 변환기와 전기적으로 연결해제 가능하게 연결하는 복수의 스위치를 포함함;
    상기 저전압 직류 변환기 및 상기 저전압 배터리 중 적어도 하나로부터 전력을 공급받도록 구성되는 전장부하; 및
    상기 복수의 스위치의 개폐를 제어하도록 구성되는 제어기;
    를 포함하는 것인 차량용 전력 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기는 차량의 상태정보에 기초하여 상기 스위치의 개폐를 제어하도록 구성되는 것인 차량용 전력 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 저전압 직류 변환기는,
    제1 저전압 직류 변환기 및 제2 저전압 직류 변환기를 포함하는 것인 차량용 전력 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 복수의 스위치는,
    제1 저전압 직류 변환기의 출력단과 제1 셀 그룹 사이에 연결되는 제1 스위치; 및
    상기 제2 저전압 직류 변환기의 출력단과 제2 셀 그룹 사이에 연결되는 제2 스위치를 포함하는 것인 차량용 전력 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서, 일 단은 제1 스위치 및 제1 저전압 직류 변환기의 출력단 사이에 연결되고 타 단은 제2 스위치 및 제2 저전압 직류 변환기의 출력단 사이에 연결되는 제3 스위치를 더 포함하는 것인 차량용 전력 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 전장부하는,
    상기 제1 저전압 직류 변환기 및 저전압 배터리 사이의 전력라인인 제1 전력라인에 전기적으로 연결되는 일반부하; 및
    상기 제2 저전압 직류 변환기 및 저전압 배터리 사이의 전력라인인 제2 전력라인 및 제1 전력라인에 연결되는 특별부하;
    를 포함하는 것인 차량용 전력 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 전장부하는, 상기 제3 스위치의 타 단 및 제2 저전압 직류 변환기의 출력단 사이에 연결되는 지능형 파워 스위치 및 상기 지능형 파워 스위치의 개폐에 의해 전원을 공급받도록 구성되는 빌트인 캠을 포함하는 것인 차량용 전력 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서, 차량의 주행 중 저전압 배터리의 충전 중인 경우, 상기 제어기는 제1 내지 제3 스위치 중 적어도 제1 스위치 및 제2 스위치가 폐쇄되도록 제어하는 것인 차량용 전력 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 전력라인에 쇼트가 발생한 경우, 상기 제어기는 상기 제2 스위치는 폐쇄하고 제1 스위치 및 제3 스위치는 개방되도록 제어하는 것인 차량용 전력 시스템.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 제2 전력라인에 쇼트가 발생한 경우, 상기 제어기는 상기 제1 스위치는 폐쇄하고 제2 스위치 및 제3 스위치는 개방되도록 제어하는 것인 차량용 전력 시스템.
  11. 청구항 7에 있어서, 차량의 주차 중 상기 제1 셀 그룹 및 제2 셀 그룹의 충전상태가 모두 미리 설정된 값 이상인 경우, 상기 제어기는, 상기 제1 스위치 및 제2 스위치는 폐쇄하고 제3 스위치는 개방되도록 제어하는 것인 차량용 전력 시스템.
  12. 청구항 7에 있어서, 차량의 주차 중 상기 제1 셀 그룹의 충전상태는 미리 설정된 값 이상이고 상기 제2 셀 그룹의 충전상태는 상기 값보다 작은 경우, 상기 제어기는 상기 제2 스위치를 개방하고, 상기 제1 스위치 및 제3 스위치 중 적어도 제1 스위치가 폐쇄되도록 제어하는 것인 차량용 전력 시스템.
  13. 청구항 7에 있어서, 차량의 주차 중 상기 제1 셀 그룹의 충전상태는 미리 설정된 값보다 작고, 상기 제2 셀 그룹의 충전상태는 상기 값 이상인 경우 상기 제어기는 제1 스위치를 개방하고, 상기 제2 스위치 및 제3 스위치는 폐쇄되도록 제어하는 것인 차량용 전력 시스템.
  14. 청구항 7에 있어서, 상기 저전압 배터리의 보충전 시, 상기 제어기는 상기 제1 스위치 및 제2 스위치가 폐쇄되고 제3 스위치는 개방되도록 제어하는 것인 차량용 전력 시스템.
  15. 청구항 8, 11, 13 및 14 중 어느 한 청구항에 있어서, 상기 제어기는 지능형 파워 스위치가 폐쇄되도록 제어하는 것인 차량용 전력 시스템.
  16. 청구항 9 또는 10에 있어서, 상기 제어기는 지능형 파워 스위치가 개방되도록 제어하는 것인 차량용 전력 시스템.
  17. 청구항 12에 있어서, 상기 제어기가 제3 스위치가 폐쇄되도록 제어하는 경우, 상기 제어기는 지능형 파워 스위치가 폐쇄되도록 제어하는 것인 차량용 전력 시스템.
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