KR20230042752A - Method, Electric Vehicle, and Combined Cooling and Charging Apparatus - Google Patents
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Abstract
복합형 냉각 및 충전 장치(20)에서 전기 차량(10)의 복합형 외부 냉각 및 충전 공정을 제어하는 방법이 제공되고, 적어도 다음과 같은 단계들: - 외부 냉각 공정의 시작 전에, 차량에 할당된 제어 유닛(30)과 충전 장치에 할당된 제어 유닛(40) 사이에서 제1 파라미터 세트를 교환하는 단계(S100), - 외부 냉각 공정을 개시하는 단계(S100), - 외부 냉각 공정의 개시 후에, 차량에 할당된 제어 유닛(30)과 충전 장치에 할당된 제어 유닛(40) 사이에서 제2 파라미터 세트를 교환하는 단계를 포함하고, 제2 파라미터 세트로, 적어도 다음과 같은 파라미터: - 냉각 매체의 물리적 상태 파라미터, 및 - 물리적 상태 파라미터가 사전 결정된 한계값에 도달했는지 여부에 대한 정보가 전송되는 것을 특징으로 한다.A method for controlling an integrated external cooling and charging process of an electric vehicle 10 in an integrated cooling and charging device 20 is provided, comprising at least the following steps: exchanging the first set of parameters between the control unit 30 and the control unit 40 assigned to the charging device (S100), - starting the external cooling process (S100), - after starting the external cooling process, exchanging a second set of parameters between the control unit 30 assigned to the vehicle and the control unit 40 assigned to the charging device, with the second set of parameters at least the following parameters: Characterized in that information is transmitted about the physical state parameter and whether the physical state parameter has reached a predetermined limit value.
Description
본 발명은 본원의 청구항 제1항의 전제부에 따른 방법, 청구항 제9항에 따른 전기 차량, 및 청구항 제10항에 따른 복합형 냉각 및 충전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method according to the preamble of claim 1 , an electric vehicle according to claim 9 , and a combined cooling and charging device according to
전기 차량은 차량을 구동하기 위해 전기 에너지를 제공하는 배터리를 포함한다. 대부분의 경우 이 배터리는 외부 인터페이스를 통해 전기적으로 충전될 수 있다. 특히 급속 충전 공정 중에는 페리 운행 시보다 배터리에 대한 더 강한 가열이 발생한다. 이로 인해 주행 중보다 충전 공정 동안 더 높은 냉각 요구가 발생한다. 종래 기술에서는, 충전 공정 동안 충전 장치에 의해 추가적인 냉각 용량이 제공됨으로써, 이러한 더 높은 냉각 요구를 커버하도록 제공된다.An electric vehicle includes a battery that provides electrical energy to drive the vehicle. In most cases, this battery can be electrically charged through an external interface. In particular, during the fast charging process, more intense heating of the battery occurs than during ferry operation. This results in a higher cooling demand during the charging process than during driving. In the prior art, additional cooling capacity is provided by the charging device during the charging process to cover this higher cooling demand.
이와 관련하여, 문헌 DE 11 2012 003 109 T5는 차량 구동 시스템으로서 전기 배터리로 전기 차량을 충전하는 방법을 개시하고 있다. 이때, 충전은 충전 공정 동안 전기 배터리를 냉각시키기 위해, 전기 차량에 냉각제를 공급하는 것을 포함한다.In this regard, document DE 11 2012 003 109 T5 discloses a method for charging an electric vehicle with an electric battery as a vehicle drive system. At this time, the charging includes supplying a coolant to the electric vehicle to cool the electric battery during the charging process.
본 발명의 목적은 알려진 종래 기술을 적어도 부분적으로 개선하는 것이다.It is an object of the present invention to at least partially improve upon the known prior art.
이러한 목적은 본 발명에 따르면 본원의 청구항 제1항에 따른 특징을 갖는 방법, 청구항 제9항에 따른 전기 차량, 및 청구항 제10항에 따른 복합형 냉각 및 충전 장치에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 발전예들은 종속 청구항에 특징이 있다. 특허 청구범위에 개별적으로 열거된 특징들은 기술적으로 의미 있는 방식으로 서로 결합될 수 있고, 상세한 설명으로부터의 설명적 사실 및/또는 도면으로부터의 세부사항에 의해 보충될 수 있으며, 여기에는 본 발명의 추가 실시예 변형들이 도시되어 있다.This object is achieved according to the present invention by a method having the features according to claim 1 , an electric vehicle according to claim 9 , and a combined cooling and charging device according to
본 발명에 따른 방법은 복합형 냉각 및 충전 장치에서 전기 차량의 복합형 외부 냉각 및 충전 공정을 제어하는 방법에 관한 것이다. 충전 방법은 여기서 적어도 다음의 단계들: A method according to the present invention relates to a method for controlling a hybrid external cooling and charging process of an electric vehicle in a hybrid cooling and charging device. The charging method here includes at least the following steps:
- 외부 냉각 공정의 시작 전에 차량에 할당된 제어 유닛과 충전 장치에 할당된 제어 유닛 사이에서 제1 파라미터 세트를 교환하는 단계,- exchanging a first set of parameters between a control unit assigned to the vehicle and a control unit assigned to the charging device before the start of the external cooling process;
- 외부 냉각 공정을 개시하는 단계,- initiating an external cooling process,
- 외부 냉각 공정의 개시 후에 차량에 할당된 제어 유닛과 충전 장치에 할당된 제어 유닛 사이에서 제2 파라미터 세트를 교환하는 단계를 포함하고,- exchanging a second set of parameters between a control unit assigned to the vehicle and a control unit assigned to the charging device after initiation of the external cooling process;
제2 파라미터 세트로, 적어도 다음과 같은 파라미터:As a second set of parameters, at least the following parameters:
- 냉각 매체의 물리적 상태 파라미터- parameters of the physical state of the cooling medium;
- 물리적 상태 파라미터가 사전 결정된 한계값에 도달했는지 여부에 대한 정보가 전송되는 것을 특징으로 한다.- It is characterized in that information is transmitted whether the physical state parameter has reached a predetermined limit value.
냉각 공정 동안 냉각 매체의 물리적 상태 파라미터의 전송 및 이러한 상태 파라미터가 한계값에 도달했는지 여부에 대한 정보는 전기 차량의 트랙션 배터리에 전달되는 냉각 또는 가열 출력의 제어를 유리하게 개선한다.The transmission of the physical state parameters of the cooling medium during the cooling process and the information whether these state parameters have reached a limit value advantageously improves the control of the cooling or heating output delivered to the electric vehicle's traction battery.
복합형 외부 냉각 및 충전 공정은 충전 공정 동안 전기 차량에 충전 장치에 의해 적어도 일시적으로 냉각 출력이 공급되는 것을 특징으로 한다. 이를 위해, 충전 장치의 냉각 시스템과 차량의 냉각 시스템 사이에 냉각 매체가 교환된다. 그런 다음 이 냉각 매체는 차량에서 트랙션 배터리를 냉각하는 데 사용된다. 이는 충전 장치로부터의 냉각 매체가 예를 들어 냉각 채널과 같은 트랙션 배터리의 냉각 장치를 통해 직접 흐르도록 직접 수행될 수 있다. 그러나, 트랙션 배터리의 냉각 장치가 추가 열 교환기를 통해 충전 장치로부터의 냉각 매체와 열적으로 결합됨으로써, 간접적으로 냉각될 수도 있다.The combined external cooling and charging process is characterized in that cooling output is supplied at least temporarily by the charging device to the electric vehicle during the charging process. To this end, a cooling medium is exchanged between the cooling system of the charging unit and the cooling system of the vehicle. This cooling medium is then used to cool the traction battery in the vehicle. This can be done directly so that the cooling medium from the charging device flows directly through the cooling device of the traction battery, for example a cooling channel. However, indirect cooling can also be achieved by thermally coupling the cooling device of the traction battery with the cooling medium from the charging device via an additional heat exchanger.
냉각 시스템은 작동 파라미터를 제어 및/또는 조절하는 장치를 포함한다. 여기에는 특히 밸브, 열 교환기 및/또는 센서, 바람직하게는 온도 및/또는 압력 센서가 포함된다. 냉각 매체는 적어도 순방향 흐름 및 복귀 흐름을 포함하는 유체 인터페이스를 통해 전달된다. 순방향 흐름에서는 유체가 충전 장치의 냉각 시스템으로부터 차량의 냉각 시스템으로 흐르고, 복귀 흐름에서는 차량의 냉각 시스템으로부터 충전 장치의 냉각 시스템으로 반대로 흐른다. 인터페이스는 바람직하게는 플러그 연결로 설계된다. 충전 장치와 차량 사이의 거리를 커버하기 위해 특히 호스 패키지가 사용된다. 플러그 연결은 충전 장치 측면뿐만 아니라 차량 측면에도, 또는 양쪽 측면 모두에 제공될 수도 있다. 차량의 냉각 시스템과 충전 장치의 냉각 시스템은 모두 바람직하게는 순방향 흐름 및 복귀 흐름 모두에서 차단 밸브를 포함한다. 일 그룹의 실시예에서, 예를 들어 흐름의 냉각제 온도와 같은, 냉각 공정 동안 설정되는 작동 파라미터는 배타적으로 충전 장치의 냉각 시스템의 장치에 의해서만 설정된다. 이는 차량에 필요한 부품의 개수가 감소된다는 이점을 갖는다.The cooling system includes devices for controlling and/or regulating operating parameters. These include in particular valves, heat exchangers and/or sensors, preferably temperature and/or pressure sensors. A cooling medium is conveyed through a fluid interface comprising at least a forward flow and a return flow. In the forward flow, the fluid flows from the cooling system of the charging device to the cooling system of the vehicle, and in the return flow, the fluid flows from the cooling system of the vehicle back to the cooling system of the charging device. The interface is preferably designed as a plug connection. A hose package is used in particular to cover the distance between the charging device and the vehicle. The plug connection may be provided on the charging device side as well as on the vehicle side, or on both sides. Both the cooling system of the vehicle and the cooling system of the charging device preferably include shut-off valves in both the forward flow and the return flow. In one group of embodiments, operating parameters set during the cooling process, such as for example the temperature of the coolant in the flow, are set exclusively by the device of the cooling system of the charging device. This has the advantage that the number of parts required for the vehicle is reduced.
일부 실시예에서, 냉각제의 교환 외에도, 조건부로 냉각에 적합한 다른 유체의 교환도 또한 제공된다. 여기에는 특히 가스, 바람직하게는 공기가 포함된다. 이는 냉각 공정이 끝날 때 냉각 시스템을 세척하기 위해 및/또는 냉각 공정의 시작 전에 예를 들어 누출을 감지하는 데 사용될 수 있는 압력 테스트를 수행하기 위해 사용될 수 있다.In some embodiments, in addition to exchange of coolant, conditionally exchange of other fluids suitable for cooling is also provided. This includes in particular gas, preferably air. This can be used to flush the cooling system at the end of the cooling process and/or to perform a pressure test which can be used to detect leaks, for example, before the start of the cooling process.
본 발명에 따르면, 파라미터 세트는, 제1 제어 유닛으로부터 제2 제어 유닛으로 전송되는 하나 이상의 파라미터이다. 여기서 교환이라 함은 하나의 제어 유닛으로부터 다른 제어 유닛으로 파라미터 세트를 일방적으로 전송하는 것뿐만 아니라, 각각의 제어 유닛이 파라미터 세트를 각각의 다른 제어 장치로 전송하는 것도 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 적어도 2 개의 파라미터가 전송되는 것이 바람직하다. 적어도 2 개의 파라미터가 전송된다면, 파라미터 세트의 파라미터들은 동시에 전송되는 것이 바람직하다. 동시에라는 단어는 여기서 엄격하게 이해되어서는 안 된다. 오히려, 이는 파라미터들이 1 초, 바람직하게는 0.1 초, 특히 바람직하게는 0.01 초의 시간 간격 내에 전송된다는 것을 의미한다. 각각의 임의의 통신 인터페이스를 통해 전송이 가능하다. 일부 실시예에서, 파라미터 세트는 무선을 통해, 예를 들어 이동 무선 네트워크 및/또는 와이어-리스 네트워크를 통해 전송된다. 이것들은 바람직하게는 케이블 연결을 통해 이루어지며, 특히 바람직하게는 충전 케이블 및/또는 냉각 호스 패키지 내에서 라우팅되고 및/또는 충전 및/또는 냉각제 플러그 내에서 접촉된다. 이것은 특히 간섭에 덜 민감한 연결이 구축될 수 있다는 이점을 갖고, 차량과 충전 장치 사이에 필요한 다른 데이터 교환을 위한 통신 회선이 기본적으로 필요하다.According to the invention, a parameter set is one or more parameters transmitted from the first control unit to the second control unit. Here, exchange can be understood to mean not only one-way transmission of parameter sets from one control unit to another control unit, but also transmission of parameter sets by each control unit to each other control device. Preferably at least two parameters are transmitted. If at least two parameters are transmitted, the parameters of the parameter set are preferably transmitted simultaneously. The word simultaneous is not to be strictly understood here. Rather, this means that the parameters are transmitted within a time interval of 1 second, preferably 0.1 second, particularly preferably 0.01 second. Transmission is possible through each arbitrary communication interface. In some embodiments, the parameter set is transmitted over the air, for example over a mobile wireless network and/or a wire-less network. These are preferably made via cable connections, particularly preferably routed in the charging cable and/or cooling hose package and/or contacted in the charging and/or coolant plug. This has the advantage that in particular a connection that is less susceptible to interference can be established, and a communication line for other necessary data exchanges between the vehicle and the charging device is essentially required.
파라미터 세트는 차량에 할당된 제어 유닛으로부터 충전 장치에 할당된 제어 유닛으로 또는 그 반대로 각각 전송될 수 있다.The parameter set can be transferred respectively from the control unit assigned to the vehicle to the control unit assigned to the charging device and vice versa.
여기에 명시적으로 언급된 두 개의 파라미터 세트 외에도, 일부 실시예에서는 추가의 제1 및/또는 제2 파라미터 세트가 교환된다.In addition to the two parameter sets explicitly mentioned herein, in some embodiments additional first and/or second parameter sets are exchanged.
제어 유닛은 바람직하게는 차량 또는 충전 장치와 공간적으로 관련된 제어 유닛, 즉, 예를 들어 차량 또는 충전 장치 내부에 또는 차량 또는 충전 장치에 직접 배치되는 제어 장치이다. 그러나, 일부 실시예에서는, 예를 들어 클라우드 서비스로서 구현되는 가상 제어 유닛일 수도 있다.The control unit is preferably a control unit spatially related to the vehicle or charging device, ie a control device arranged for example inside the vehicle or charging device or directly on the vehicle or charging device. However, in some embodiments it may also be a virtual control unit implemented as a cloud service, for example.
냉각 공정을 준비하는 파라미터는 바람직하게 제1 파라미터 세트로 전송된다. 여기에는 예를 들어 충전 장치 및 차량 내의 냉각 매체의 전달에 필요한 장치의 특성이 포함된다. 이것은 예를 들어 구성요소 보호를 위해 냉각 매체의 최대 허용 온도 및/또는 압력일 수 있지만, 충전 공정 동안 냉각에 필요한 냉각 용량일 수도 있다. 일부 실시예에서, 이것은 냉각 매체의 흐름 온도 및/또는 질량 유량과 같은 냉각 시스템에 의해 설정된 조작 변수의 초기 결정을 위해 사용된다. 특히, 냉각 공정의 시작 시점, 즉, 예를 들어 냉각 매체가 충전 장치의 냉각 시스템으로부터 차량의 냉각 시스템으로 흐르는 시점을 결정하기 위해 사용된다.Parameters preparing the cooling process are preferably transmitted as a first parameter set. This includes, for example, the charging device and the characteristics of the device required for the delivery of the cooling medium in the vehicle. This may be, for example, the maximum permissible temperature and/or pressure of the cooling medium for component protection, but may also be the cooling capacity required for cooling during the charging process. In some embodiments, this is used for initial determination of operating parameters set by the cooling system, such as flow temperature and/or mass flow rate of the cooling medium. In particular, it is used to determine the starting point of the cooling process, ie the point at which the cooling medium flows, for example, from the cooling system of the charging device to the cooling system of the vehicle.
제2 파라미터 세트는 외부 냉각 공정 동안, 즉, 특히 유체가 차량 및 충전 장치의 냉각 시스템들 사이에서 교환되는 동안 전송된다. 이것은 특히 냉각 매체의 흐름 온도 및/또는 질량 흐름과 같은 냉각 시스템에 의해 설정된 조작 변수를 재결정 및/또는 제어하기 위해 사용된다.The second set of parameters is transmitted during the external cooling process, ie during in particular when the fluid is exchanged between the cooling systems of the vehicle and the charging device. It is used in particular for recrystallizing and/or controlling operating parameters set by the cooling system, such as flow temperature and/or mass flow of the cooling medium.
상태 파라미터의 한계값은 바람직하게는 차량 및 충전 장치의 냉각 시스템들의 기술적 특성에서 기인한다. 그러나, 이것은 또한 충전 공정 동안 트랙션 배터리를 냉각하기 위한 최적의 조작 변수로서 최적화 알고리즘을 사용하여 결정된 목표 값을 나타낼 수도 있다.The limit value of the state parameter preferably results from the technical characteristics of the cooling systems of the vehicle and charging device. However, it may also represent a target value determined using an optimization algorithm as an optimal operating variable for cooling the traction battery during the charging process.
본 방법의 바람직한 실시예에서, 제2 파라미터 세트는 외부 냉각 공정 동안 차량에 할당된 제어 유닛과 충전 장치에 할당된 제어 유닛 사이에서 복수 회 교환된다. 이를 통해, 냉각 시스템의 조작 변수를 예를 들어 외부 온도 변화와 같은 변하는 경계 조건에 지속적으로 적응시키는 것이 가능할 수 있다.In a preferred embodiment of the method, the second parameter set is exchanged multiple times between the control unit assigned to the vehicle and the control unit assigned to the charging device during the external cooling process. In this way, it may be possible to constantly adapt the operating parameters of the cooling system to changing boundary conditions, eg external temperature changes.
다른 바람직한 실시예에서, 제1 파라미터 세트는 외부 냉각 공정의 시작 전에 차량에 할당된 제어 유닛과 충전 장치에 할당된 제어 유닛 사이에서 한번 교환된다. 이는 유리하게는 제어 유닛들 간에 교환되는 데이터를 감소시킨다.In another preferred embodiment, the first set of parameters is exchanged once between the control unit assigned to the vehicle and the control unit assigned to the charging device before the start of the external cooling process. This advantageously reduces data exchanged between control units.
추가 그룹의 실시예에서, 본 방법은 제2 파라미터 세트로, 냉각 매체의 다음과 같은 물리적 상태 파라미터:In a further group of embodiments, the method provides a second set of parameters, the physical state parameters of the cooling medium:
- 냉각제 입구에서 냉각 매체의 현재 유체 압력,- the current fluid pressure of the cooling medium at the coolant inlet,
- 냉각제 출구에서 냉각 매체의 현재 유체 압력,- the current fluid pressure of the cooling medium at the coolant outlet,
- 냉각제 입구에서 냉각 매체의 현재 온도,- the current temperature of the cooling medium at the coolant inlet,
- 냉각제 출구에서 냉각 매체의 현재 온도,- the current temperature of the cooling medium at the coolant outlet,
- 냉각 매체의 현재 질량 유량이 전송되고, 그리고- the current mass flow of the cooling medium is transmitted, and
물리적 상태 파라미터가 사전 결정된 한계값에 도달했는지 여부에 대한 정보로서, 다음과 같은 파라미터:Information on whether a physical state parameter has reached a predetermined limit value, such as:
- 냉각제 입구에서 냉각 매체의 유체 압력의 한계값에 도달했는지 여부,- whether the limit value of the fluid pressure of the cooling medium at the coolant inlet has been reached;
- 냉각제 출구에서 냉각 매체의 유체 압력의 한계값에 도달했는지 여부,- whether the limit value of the fluid pressure of the cooling medium at the coolant outlet has been reached;
- 냉각제 입구에서 냉각 매체의 온도의 한계값에 도달했는지 여부,- whether the limit value of the temperature of the cooling medium at the coolant inlet has been reached;
- 냉각제 출구에서 냉각 매체의 온도의 한계값에 도달했는지 여부,- whether the limit value of the temperature of the cooling medium at the coolant outlet has been reached;
- 냉각 매체의 질량 유량의 한계값에 도달했는지 여부가 전송되는 것을 특징으로 한다.- It is characterized in that whether or not the limit value of the mass flow rate of the cooling medium is reached is transmitted.
이러한 변수들은 특히 트랙션 배터리의 효율적인 냉각과 관련이 있다. 이러한 이유로, 제2 파라미터 세트의 이러한 버전은 외부 냉각 공정 중에 조작 변수에 영향을 미치는 데 특히 양호하게 적합하다.These parameters are particularly relevant for efficient cooling of the traction battery. For this reason, this version of the second parameter set is particularly well suited to influencing the operating parameters during an external cooling process.
바람직하게는, 제2 파라미터 세트로, 추가로 냉각제의 유형에 대한 정보가 전송된다. 이는 유리하게는 사용되는 유체가 냉각 공정 중에 변경되는 것을 가능하게 한다. 이러한 파라미터를 통해, 또한 하나의 냉각 매체로부터 다른 매체, 예를 들어 기체, 바람직하게는 공기로의 변경이 표시되고 및/또는 시작될 수 있다.Preferably, information on the type of coolant is transmitted in addition to the second set of parameters. This advantageously enables the fluid used to be changed during the cooling process. Via this parameter, a change from one cooling medium to another, for example a gas, preferably air, can also be indicated and/or initiated.
일부 실시예에서, 본 방법은:In some embodiments, the method:
- 냉각 매체를 변경하는 추가 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.- characterized in that it comprises the additional step of changing the cooling medium.
이것은 예를 들어 글리콜과 같은 하나의 냉각 매체로부터 예를 들어 물과 같은 다른 냉각제로 전환되는 것을 의미할 수 있다. 이는 냉각제의 특성이 현재 냉각 공정의 경계 조건에 맞게 특히 정밀하게 조정될 수 있다는 이점을 갖는다. 이것은 또한 종래의 냉각제 대신에 다른 유체, 특히 가스, 바람직하게는 공기가 냉각 시스템들 사이에서 교환되는 것을 의미할 수 있다. 이를 통해, 유리하게는 냉각 시스템의 누출 테스트 또는 세척과 같은 추가 기능이 구현될 수 있다. 특히 바람직하게는 이 경우 차량의 냉각 시스템은 세척된다. 공기가 가스로 사용되는 경우, 바람직하게는 압축기에 의해 주변 공기로부터 압축되어 냉각 시스템으로 도입되며, 여기서 압축기 및 도입장치는 바람직하게는 충전 장치 측면에 제공된다.This may mean switching from one cooling medium, eg glycol, to another refrigerant, eg water. This has the advantage that the properties of the coolant can be tuned particularly precisely to the boundary conditions of the current cooling process. This may also mean that other fluids, in particular gases, preferably air, are exchanged between the cooling systems instead of conventional coolants. In this way, additional functions such as leak testing or cleaning of the cooling system can advantageously be implemented. Particularly preferably, the cooling system of the vehicle is flushed in this case. When air is used as the gas, it is preferably compressed from ambient air by a compressor and introduced into the cooling system, where the compressor and introduction device are preferably provided on the side of the filling device.
추가 실시예에서, 본 방법은 제1 파라미터 세트로, 적어도 다음과 같은 파라미터:In a further embodiment, the method provides a first set of parameters, including at least the following parameters:
- 압력 테스트의 요청,- a request for a pressure test;
- 목표 압력 값,- target pressure value,
- 냉각제 입구에서 밸브의 목표 상태,- the target state of the valve at the coolant inlet,
- 냉각제 출구에서 밸브의 목표 상태,- the target state of the valve at the coolant outlet,
- 압력 테스트의 상태가 전송되는 것을 특징으로 한다.- It is characterized in that the status of the pressure test is transmitted.
이러한 파라미터들은 제1 파라미터 세트에 직접 통합되거나, 또한 별도의 제1 파라미터 세트로 전송될 수도 있다.These parameters may be incorporated directly into the first parameter set or may also be transmitted as a separate first parameter set.
환경 보호, 안전, 및 구성요소 보호를 위해, 냉각 공정을 시작하기 전에, 냉각 공정 중에 냉각제가 누출되지 않도록 차량 및 충전 장치의 냉각 시스템들이 밀봉되도록 보장되어야 한다. 이것은 냉각 공정이 시작되기 전에 압력 테스트를 수행함으로써 유리하게 보장될 수 있다. 이를 위해, 냉각 시스템은 바람직하게는 공기로 가압된다. 그러면 냉각제 입구 및 출구의 밸브가 폐쇄된다. 그런 다음 시스템의 압력이 떨어지면, 누출이 있다는 추론을 내릴 수 있다.For environmental protection, safety, and component protection, before starting the cooling process, it must be ensured that the cooling systems of the vehicle and the charging device are sealed so that no coolant leaks during the cooling process. This can advantageously be ensured by carrying out a pressure test before the cooling process starts. For this purpose, the cooling system is preferably pressurized with air. The valves at the coolant inlet and outlet are then closed. Then, if the pressure in the system drops, you can infer that there is a leak.
추가 그룹의 실시예에서, 본 방법은:In a further group of embodiments, the method comprises:
- 충전 장치의 냉각제 플러그와 전기 차량의 냉각 시스템 사이의 플러그 연결을 자동화된 방식으로 확립하거나 또는 전기 차량의 냉각제 플러그와 충전 장치의 냉각 시스템 사이의 플러그 연결을 자동화된 방식으로 확립하는 추가 단계를 포함한다.- an additional step of establishing in an automated way a plug connection between the coolant plug of the charging unit and the cooling system of the electric vehicle or between the coolant plug of the electric vehicle and the cooling system of the charging unit in an automated manner. do.
플러그 연결의 자동화된 확립은 이러한 목적에 적합한 장치, 예를 들어 로봇 암을 사용하여 수행된다. 플러그 연결의 자동화된 확립은 예를 들어 차량 운전자가 종종 무거운 냉각제 플러그를 직접 조작할 필요가 없다는 이점을 갖는다.The automated establishment of the plug connection is performed using a device suitable for this purpose, for example a robotic arm. The automated establishment of the plug connection has the advantage that, for example, the driver of the vehicle does not have to manually operate the often heavy coolant plug.
본 발명은 또한 제어 유닛을 포함하는 전기 차량에 관한 것으로서, 여기서 제어 유닛은 본 발명에 따른 방법을 수행하도록 설계된다. 제어 유닛 외에도, 차량은 트랙션 배터리의 외부 냉각에 필요한 모든 부품을 포함한다.The invention also relates to an electric vehicle comprising a control unit, wherein the control unit is designed to perform the method according to the invention. In addition to the control unit, the vehicle contains all the necessary components for external cooling of the traction battery.
본 발명은 또한 제어 유닛을 포함하는 복합형 냉각 및 충전 장치에 관한 것으로서, 여기서 제어 유닛은 본 발명에 따른 방법을 수행하도록 설계된다. 본 경우에, 복합형 냉각 및 충전 장치라 함은, 외부 냉각에 필요한 장치를 포함하는 임의의 전기 충전 장치를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.The invention also relates to a combined cooling and charging device comprising a control unit, wherein the control unit is designed to carry out the method according to the invention. In the present case, a combined cooling and charging device is to be understood as meaning any electrical charging device that includes devices necessary for external cooling.
본 발명의 추가 이점들 및 유리한 실시예들 및 개발예들은 도면을 참조하여 다음 설명에 기초하여 제시된다.Further advantages and advantageous embodiments and developments of the invention are presented on the basis of the following description with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 예시적인 시퀀스를 도시한다.
도 2는 전기 차량 및 복합형 냉각 및 충전 장치를 도시한다. 1 shows an exemplary sequence of a method according to the invention.
2 shows an electric vehicle and a combined cooling and charging device.
본 발명의 실시예들은 도면들을 참조하여 설명된다.Embodiments of the present invention are described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 예시적인 시퀀스를 도시한다. 단계(S10)에서, 초기에 제1 파라미터 세트가 교환된다. 여기에는 2 개의 파라미터가 포함된다:1 shows an exemplary sequence of a method according to the invention. In step S10, initially a first parameter set is exchanged. It contains 2 parameters:
- 외부 냉각을 위한 장치(70, 90, 120)가 이용 가능한가,- whether a device (70, 90, 120) for external cooling is available;
- 충전 장치의 냉각제 플러그와 전기 차량의 냉각 시스템 사이의 플러그 연결의 자동화된 확립을 위한 장치(100)가 이용 가능한가.- Is a
이러한 파라미터들은 적어도 해당 장치가 이용 가능한지 여부를 나타낸다. 이들은 차량 및 충전 장치의 제어 시스템들이 충전 공정 중에 외부 냉각이 주로 기술적으로 가능한지 여부를 결정할 수 있게 한다.These parameters at least indicate whether the device in question is available. These enable the control systems of the vehicle and charging device to determine whether external cooling during the charging process is often technically possible.
단계(S20)에서, 다른 제1 파라미터 세트가 교환된다. 이것은 다음과 같은 파라미터들을 포함한다:In step S20, another first parameter set is exchanged. It includes the following parameters:
- 바람직하게는 20, 40 및 80 kW 수준의 최대 냉각 용량- maximum cooling capacity, preferably on the order of 20, 40 and 80 kW
- 냉각 매체- cooling medium
- 냉각제 압력- coolant pressure
- 냉각제 온도- coolant temperature
- 플러그 연결 유형- Plug connection type
이 경우, 초기에 파라미터 세트는 충전 장치에 할당된 제어 유닛으로부터 차량에 할당된 제어 유닛으로 전송된다. 파라미터들은 각각 충전 장치에 의해 제공될 수 있는 값을 지정한다.In this case, the parameter set is initially transmitted from the control unit assigned to the charging device to the control unit assigned to the vehicle. The parameters each specify a value that can be provided by the charging device.
단계(S30)에서는, 동일한 파라미터를 갖는 파라미터 세트가 차량에 할당된 제어 유닛으로부터 충전 장치에 할당된 제어 유닛으로 목표 파라미터로서 전송된다.In step S30, parameter sets having the same parameters are transmitted as target parameters from the control unit assigned to the vehicle to the control unit assigned to the charging device.
단계(S40)에서는 단계들(S10 내지 S30)에서 교환된 파라미터 세트 쌍으로부터 냉각 공정을 위한 초기 목표값이 결정된다. 이것은 여기에 도시된 실시예에서 특히 충전 장치의 냉각 시스템의 조정 장치를 통해 나중에 설정될 흐름의 냉각 매체 온도에 관한 것이다.In step S40, an initial target value for the cooling process is determined from the pair of parameter sets exchanged in steps S10 to S30. This relates in particular to the cooling medium temperature of the flow, which in the embodiment shown here will later be set via the regulating device of the cooling system of the charging device.
단계(S50)에서는 마지막으로 로봇 암(100)을 이용하여 냉각제 플러그(70)가 플러깅된다. 이것은 이 예에서 복합형 충전 및 냉각제 플러그(70)이다. 외부 냉각을 위해 설정되지 않은 전기 차량과의 하위 호환성을 보장하기 위해, 냉각제 플러그(70)의 냉각제 연결부는 플러그에 끌어들여질 수 있다. 플러깅 공정 동안 냉각제 연결부는, 전기 충전 연결부가 접촉되고 예를 들어 카메라 센서를 통해 냉각제 연결부의 올바른 위치설정이 결정될 때까지 플러그 하우징에 끌어들여진 상태로 유지된다. 그 후, 냉각제 연결부는 다음 단계(S60)에서 플러그 하우징 밖으로 꺼내어져 연결되고 충전 장치에 의해 잠긴다.In step S50, the
단계(S70)에서, 냉각제 연결부가 성공적으로 잠겼음을 나타내는 파라미터 세트가 교환된다.In step S70, a set of parameters indicating that the coolant connections have been successfully immersed are exchanged.
단계(S80)에서, 차량에 할당된 제어 유닛은 충전 장치에 할당된 제어 유닛과 다음의 파라미터들을 갖는 제1 파라미터 세트를 교환한다:In step S80, the control unit assigned to the vehicle exchanges a first parameter set having the following parameters with the control unit assigned to the charging device:
- 압력 테스트의 요청,- a request for a pressure test;
- 목표 압력 값,- target pressure value,
- 냉각제 입구에서 밸브의 목표 상태,- the target state of the valve at the coolant inlet,
- 냉각제 출구에서 밸브의 목표 상태,- the target state of the valve at the coolant outlet,
- 압력 테스트의 상태.- Status of pressure test.
그런 다음, 충전 장치의 냉각 시스템을 통해 공기가 차량의 냉각 시스템으로 도입되고, 압력이 목표 압력 값으로 상승한다. 그 후, 차량에 할당된 제어 유닛은 충전 장치의 냉각제 입구 및 냉각제 출구에 있는 밸브를 닫으라고 명령한다. 차량에 할당된 제어 유닛은 충전 장치에 할당된 제어 유닛으로 파라미터 세트의 갱신된 전송에서 압력 테스트의 상태로서 압력 테스트의 성공적인 완료를 전송한다. 그 후, 단계(S90)에서 충전 장치는 냉각 공정을 시작한다.Then, air is introduced into the cooling system of the vehicle through the cooling system of the charging unit, and the pressure rises to the target pressure value. The control unit assigned to the vehicle then commands the valves at the coolant inlet and coolant outlet of the charging unit to be closed. The control unit assigned to the vehicle transmits the successful completion of the pressure test as the status of the pressure test in the updated transmission of the parameter set to the control unit assigned to the charging device. Then, in step S90, the charging device starts a cooling process.
단계(S100)에서, 일정한 시간 간격으로 제2 파라미터 세트를 사용하여 제어 유닛들 사이에서 냉각 매체의 다음과 같은 물리적 상태 파라미터:In step S100, the following physical state parameters of the cooling medium between control units using a second set of parameters at regular time intervals:
- 냉각제 입구에서 냉각 매체의 현재 유체 압력 - the current fluid pressure of the cooling medium at the coolant inlet
- 냉각제 출구에서 냉각 매체의 현재 유체 압력- the current fluid pressure of the cooling medium at the coolant outlet
- 냉각제 입구에서 냉각 매체의 현재 온도,- the current temperature of the cooling medium at the coolant inlet,
- 냉각제 출구에서 냉각 매체의 현재 온도,- the current temperature of the cooling medium at the coolant outlet,
- 냉각 매체의 현재 질량 유량이 교환되고, 그리고- the current mass flow of the cooling medium is exchanged, and
물리적 상태 파라미터가 사전 결정된 한계값에 도달했는지 여부에 대한 정보로서, 다음과 같은 파라미터:Information on whether a physical state parameter has reached a predetermined limit value, such as:
- 냉각제 입구에서 냉각 매체의 유체 압력의 한계값에 도달했는지 여부,- whether the limit value of the fluid pressure of the cooling medium at the coolant inlet has been reached;
- 냉각제 출구에서 냉각 매체의 유체 압력의 한계값에 도달했는지 여부,- whether the limit value of the fluid pressure of the cooling medium at the coolant outlet has been reached;
- 냉각제 입구에서 냉각 매체의 온도의 한계값에 도달했는지 여부,- whether the limit value of the temperature of the cooling medium at the coolant inlet has been reached;
- 냉각제 출구에서 냉각 매체의 온도의 한계값에 도달했는지 여부,- whether the limit value of the temperature of the cooling medium at the coolant outlet has been reached;
- 냉각 매체의 질량 유량의 한계값에 도달했는지 여부가 교환된다.- whether the limit value of the mass flow rate of the cooling medium has been reached is exchanged.
이를 통해 차량의 냉각 요청을 충전 장치에 의해 제공되는 냉각 용량에 맞게 지속적으로 조정할 수 있다.This allows the vehicle's cooling request to be constantly adjusted to the cooling capacity provided by the charging unit.
여기에 나열된 방법 단계들은 다른 예시적인 실시예에서는 반드시 여기에 지정된 순서로 진행될 필요는 없다. 또한, 모든 방법 단계들이 실제로 모든 경우에 수행되어야 하는 것은 아니다.The method steps recited herein may not necessarily occur in the order specified herein in other exemplary embodiments. Moreover, not all method steps need to be performed in practice in all cases.
도 2는 열 교환기(120)를 통해 냉각제 연결부(90)에 열적으로 결합된 냉각 채널을 갖는 트랙션 배터리(110)를 갖는 본 발명에 따른 전기 차량(10)을 개략적으로 도시한다. 트랙션 배터리(110)는 충전 연결을 통해 외부에서 충전될 수 있다. 또한, 전기 차량(10)은 관련 제어 유닛으로서 제어 장치(30)를 포함한다. 제어 장치(30)는 통신 인터페이스(60)를 통해 복합형 냉각 및 충전 장치(20)의 제어 장치(40)와 연결된다. 냉각 용량 및 전력 모두는 충전 장치(20)로부터 복합형 냉각 매체 호스 및 케이블 패키지(50)에 의해 그리고 마지막으로 복합형 냉각 매체 및 충전 플러그(70)를 통해 전달되고, 여기서 플러그(70)는 로딩 로봇에 의해 자동으로 플러깅될 수 있다.2 schematically shows an
S10 - S100 방법 단계 1-10
10 전기 차량
20 복합형 냉각 및 충전 장치
30 전기 차량에 할당된 제어 유닛
40 복합형 냉각 및 충전 장치에 할당된 제어 유닛
50 냉각제 호스 및 케이블 패키지
60 통신 인터페이스
70 복합형 냉각 매체 및 충전 플러그
80 충전 연결부
90 냉각제 연결부
100 로딩 로봇
110 트랙션 배터리
120 열 교환기S10 - S100 method steps 1-10
10 electric vehicles
20 Combined cooling and charging units
30 Control units assigned to electric vehicles
40 Control unit assigned to combined cooling and charging unit
50 Coolant Hose and Cable Package
60 communication interface
70 Combined cooling medium and charging plug
80 charging connection
90 coolant connection
100 loading robot
110 traction battery
120 heat exchanger
Claims (10)
적어도 다음의 단계들:
- 상기 외부 냉각 공정의 시작 전에 상기 차량에 할당된 제어 유닛(30)과 상기 충전 장치에 할당된 제어 유닛(40) 사이에서 제1 파라미터 세트를 교환하는 단계(S100),
- 상기 외부 냉각 공정을 개시하는 단계(S100),
- 상기 외부 냉각 공정의 개시 후에 상기 차량에 할당된 제어 유닛(30)과 상기 충전 장치에 할당된 제어 유닛(40) 사이에서 제2 파라미터 세트를 교환하는 단계를 포함하고,
상기 제2 파라미터 세트로, 적어도 다음과 같은 파라미터:
- 냉각 매체의 물리적 상태 파라미터
- 상기 물리적 상태 파라미터가 사전 결정된 한계값에 도달했는지 여부에 대한 정보
가 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.A method for controlling a composite external cooling and charging process of an electric vehicle 10 in a composite cooling and charging device 20,
At least the following steps:
- exchanging a first set of parameters between the control unit 30 assigned to the vehicle and the control unit 40 assigned to the charging device before the start of the external cooling process (S100);
- initiating the external cooling process (S100);
- exchanging a second set of parameters between a control unit (30) assigned to the vehicle and a control unit (40) assigned to the charging device after initiation of the external cooling process;
With the second set of parameters, at least the following parameters:
- parameters of the physical state of the cooling medium;
- information on whether said physical state parameter has reached a predetermined limit value;
A method characterized in that is transmitted.
상기 제2 파라미터 세트는 상기 외부 냉각 공정 동안 상기 차량에 할당된 제어 유닛(30)과 상기 충전 장치에 할당된 제어 유닛(40) 사이에서 복수 회 교환되는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
characterized in that the second parameter set is exchanged a plurality of times between the control unit (30) assigned to the vehicle and the control unit (40) assigned to the charging device during the external cooling process.
상기 제1 파라미터 세트는 상기 외부 냉각 공정의 시작 전에 상기 차량에 할당된 제어 유닛(30)과 상기 충전 장치에 할당된 제어 유닛(40) 사이에서 한번 교환되는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1 or 2,
characterized in that the first parameter set is exchanged once between the control unit (30) assigned to the vehicle and the control unit (40) assigned to the charging device before the start of the external cooling process.
상기 제2 파라미터 세트로, 상기 냉각 매체의 다음과 같은 물리적 상태 파라미터:
- 냉각제 입구에서 상기 냉각 매체의 현재 유체 압력,
- 냉각제 출구에서 상기 냉각 매체의 현재 유체 압력,
- 냉각제 입구에서 상기 냉각 매체의 현재 온도,
- 냉각제 출구에서 상기 냉각 매체의 현재 온도,
- 상기 냉각 매체의 현재 질량 유량
이 전송되고, 그리고
상기 물리적 상태 파라미터가 사전 결정된 한계값에 도달했는지 여부에 대한 정보로서, 다음과 같은 파라미터:
- 냉각제 입구에서 상기 냉각 매체의 유체 압력의 한계값에 도달했는지 여부,
- 냉각제 출구에서 상기 냉각 매체의 유체 압력의 한계값에 도달했는지 여부,
- 냉각제 입구에서 상기 냉각 매체의 온도의 한계값에 도달했는지 여부,
- 냉각제 출구에서 상기 냉각 매체의 온도의 한계값에 도달했는지 여부,
- 상기 냉각 매체의 질량 유량의 한계값에 도달했는지 여부
가 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.According to any one of claims 1 to 3,
With the second set of parameters, the following physical state parameters of the cooling medium:
- the current fluid pressure of the cooling medium at the coolant inlet,
- the current fluid pressure of the cooling medium at the coolant outlet,
- the current temperature of the cooling medium at the coolant inlet,
- the current temperature of the cooling medium at the coolant outlet,
- the current mass flow rate of the cooling medium
is sent, and
As information on whether the physical state parameter has reached a predetermined limit value, the following parameters:
- whether the limit value of the fluid pressure of the cooling medium at the coolant inlet has been reached,
- whether the limit value of the fluid pressure of the cooling medium at the coolant outlet has been reached,
- whether the limit value of the temperature of the cooling medium at the coolant inlet has been reached,
- whether the limit value of the temperature of the cooling medium at the coolant outlet has been reached,
- whether the limit value of the mass flow rate of the cooling medium has been reached
A method characterized in that is transmitted.
상기 제2 파라미터 세트로, 추가로 냉각제의 유형에 대한 정보가 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.According to any one of claims 1 to 4,
The method according to claim 1 , wherein, with the second set of parameters, information on the type of coolant is additionally transmitted.
- 상기 냉각 매체를 변경하는 추가 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.According to any one of claims 1 to 5,
- a further step of changing the cooling medium.
상기 제1 파라미터 세트로, 적어도 다음과 같은 파라미터:
- 압력 테스트의 요청,
- 목표 압력 값,
- 냉각제 입구에서 밸브의 목표 상태,
- 냉각제 출구에서 밸브의 목표 상태,
- 상기 압력 테스트의 상태
가 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.According to any one of claims 1 to 6,
With the first set of parameters, at least the following parameters:
- a request for a pressure test;
- target pressure value,
- the target state of the valve at the coolant inlet,
- the target state of the valve at the coolant outlet,
- the status of the pressure test
A method characterized in that is transmitted.
- 상기 충전 장치의 냉각제 플러그(70)와 상기 전기 차량의 냉각 시스템 사이의 플러그 연결을 자동화된 방식으로 확립하거나 또는 상기 전기 차량의 냉각제 플러그와 상기 충전 장치의 상기 냉각 시스템 사이의 플러그 연결을 자동화된 방식으로 확립하는 추가 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.According to any one of claims 1 to 7,
- Establishing in an automated way a plug connection between the coolant plug 70 of the charging device and the cooling system of the electric vehicle or an automated plug connection between the coolant plug of the electric vehicle and the cooling system of the charging device. characterized in that it comprises the additional step of establishing in a manner.
상기 제어 유닛은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 설계되는 것인, 전기 차량(10).As an electric vehicle 10 comprising a control unit 30,
The electric vehicle (10), wherein the control unit is designed to perform the method according to any one of claims 1 to 8.
상기 제어 유닛은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 설계되는 것인, 복합형 냉각 및 충전 장치(20).As a combined cooling and charging device (20) comprising a control unit (40),
The combined cooling and charging device (20), wherein the control unit is designed to carry out the method according to any one of claims 1 to 8.
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