KR20230086017A

KR20230086017A - 차량 화재 경고 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20230086017A
Application number: KR1020210174124A
Authority: KR
Inventors: 신근옥; 이원준
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2021-12-07
Filing date: 2021-12-07
Publication date: 2023-06-15
Also published as: CN116246408A; US20230173980A1

Abstract

본 발명은 차량 화재 경고 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 차량 화재 경고 장치는, 고전압 정션 박스의 버스바의 온도를 감지하는 온도 감지부; 및 상기 온도 감지부의 온도 감지 결과에 따라, 화재 경고 상태, 과온 상태, 차량 점검 상태 중 적어도 하나 이상을 판단하여 경고를 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

차량 화재 경고 장치 및 그 방법{Apparatus for alerting fire of a vehicle and method thereof}

본 발명은 차량 화재 경고 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상용 친환경 차량의 화재를 경고하는 기술에 관한 것이다.

최근 친환경차 도입이 빨라지면서 그와 관련된 차량 화재 건 수도 증가 하고 있다.

친환경차량(xEV)은 기본적으로 기존 내연기관차의 엔진을 대신하여 모터 및 고전압배터리로 구성되며 고전압배터리, 고전압 정션박스, 전동화 PE부품 등으로 이어지는 복잡한 파워넷(powernet) 구성으로 이뤄지게 된다.

그 중에서 핵심적인 부품이 바로 고전압 배터리이며, 이 고전압 배터리는 그 상태 변화가 차량 운영에 큰 영향이 있기 때문에, 다양한 방법을 통해서 모니터링 되고, 기록되게 된다. 특히, 과전압, 과전류, 고온 등의 상태 변화는 배터리에 치명적이기 때문에 BMS(battery management system) 제어기를 통해서 최적 상태로 제어 및 진단되며 그에 대한 많은 방법과 기술이 개발되고 있다.

고전압 배터리와 더불어 고전압 정션박스는 고전압 전장 부품들에 최적의 전력 분배를 하기 위한 부품으로써, 고전압 배터리와 고전압 케이블 및 고전압커넥터를 통해 연결되어, 각 전장품에 전력 분배를 담당하고 있다.

특히, 상용 친환경차량의 경우, 차량 자체가 크고 주행조건이 가혹하여 승용 친환경 차량에 비해 전동화 전력부품이 많이 적용되어 복잡한 전력 토폴로지로 구성되게 된다. 즉 상용 친환경 차량은 기본적으로 많은 배터리팩이 탑재되고, 고전압 정션박스가 2개 이상 적용되며 그에 따른 고전압케이블과 고전압커넥터 구성이 복잡해져 차량의 레이아웃 설정 및 파워넷 구성에 어려움이 많다.

본 발명의 실시예는 고전압 배터리와 직접 연결되는 고전압 정션박스에 화재 경고를 위한 온도센서를 구비하여 상용 친환경차량의 화재 상황을 미리 감지하고 단계별로 경고하기 위한 차량 화재 경고 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.

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 실시예에 따른 차량 화재 경고 장치는, 고전압 정션 박스의 버스바의 온도를 감지하는 온도 감지부; 및 상기 온도 감지부의 온도 감지 결과에 따라, 화재 경고 상태, 과온 상태, 차량 점검 상태 중 적어도 하나 이상을 판단하여 경고를 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부에 의해 제어되어, 상기 화재 경고 상태, 상기 과온 상태, 상기 차량 점검 상태 중 적어도 하나를 알림하는 인터페이스부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 버스바의 온도가 미리 정한 제 1 기준치보다 큰 지를 판단하고, 상기 버스바의 온도가 상기 제 1 기준치 이하이면 정상 주행 상태로 판단하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 버스바의 온도가 상기 제 1 기준치보다 큰 경우, 상기 버스바의 온도가 상기 제 1 기준치보다 큰 제 2 기준치보다 큰 지를 판단하는 것을 함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 버스바의 온도가 상기 제 2 기준치보다 크면, 차량의 상태가 화재 위험 상황으로 판단하여 상기 인터페이스부를 통해 화재 경고 알림을 출력하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 버스바의 온도가 상기 제 2 기준치 이하이면, 과온 상태 카운팅을 시작하는 것을 함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 과온 상태 카운팅값이 미리 정한 임계치 이상이면, 차량의 상태가 과온 상태로 판단하고, 상기 인터페이스부를 통해 과온 상태 알림을 출력하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 과온 상태 카운팅값이 미리 정한 임계치 미만이면, 차량 점검이 필요한 상태로 판단하고 상기 인터페이스부를 통해 차량 점검 알림을 출력하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 버스바의 온도가 상기 제 2 기준치보다 크고, 과전류 또는 과전압이 발생하는 이상 부하 상태인 경우, 차량의 상태가 화재 위험 상황으로 판단하여 상기 인터페이스부를 통해 화재 경고 알림을 출력하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 인터페이스부는, 상기 화재 경고 상태의 알림과 상기 과온 상태 알림 시 경고등의 색상을 차별화하고, 상기 과온 상태 알림의 반복 횟수를 함께 표시하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 화재 경고 상태의 알림 시 상기 제어부에 의해 제어되어, 외부의 차량 서비스 센터에 차량의 화재 경고 상태를 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 화재 경고 알림 시 차량의 주행 모드를 비상 모드로 전환하고, 차량 내 부하 동작을 차단하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 온도 감지부는, 상기 고전압 정션 박스에 구성된 커넥터 중 전류 또는 전압의 피크치가 큰 부하에 설치되는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 온도 감지부는, 상기 고전압 정션 박스의 상기 버스바 내부 온도 분포에 따라 고온인 부분에 설치되는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 온도 감지부는, 상기 고전압 정션 박스 내의 고전압 커넥터 바디의 허용 온도 최대값이 낮은 부하에 설치되는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 차량 화재 경고 방법은, 고전압 정션박스의 버스바의 온도를 감지하는 단계; 및 상기 온도 감지부의 온도 감지 결과에 따라, 화재 경고 상태, 과온 상태, 차량 점검 상태 중 적어도 하나 이상을 판단하여 경고를 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 경고를 수행하는 단계는, 상기 버스바의 온도가 미리 정한 제 1 기준치보다 큰 지를 판단하는 단계; 및 상기 버스바의 온도가 상기 제 1 기준치 이하이면 정상 주행 상태로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 경고를 수행하는 단계는, 상기 버스바의 온도가 상기 제 1 기준치보다 큰 경우, 상기 버스바의 온도가 상기 제 1 기준치보다 큰 제 2 기준치보다 큰 지를 판단하는 단계; 및

상기 버스바의 온도가 상기 제 2 기준치보다 크면, 차량의 상태가 화재 위험 상황으로 판단하여 화재 경고 알림을 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 경고를 수행하는 단계는, 상기 버스바의 온도가 상기 제 2 기준치 이하이면, 과온 상태 카운팅을 시작하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 과온 상태 카운팅값이 미리 정한 임계치 이상이면, 차량의 상태가 과온 상태로 판단하고, 과온 상태 알림을 출력하는 단계; 및 상기 과온 상태 카운팅값이 미리 정한 임계치 미만이면, 차량 점검이 필요한 상태로 판단하고 차량 점검 알림을 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 기술은 고전압 배터리와 직접 연결되는 고전압 정션박스에 화재 경고를 위한 온도센서를 구성하여 상용 친환경차량의 화재 상황을 미리 감지하고 단계별로 경고할 수 있어, 화재 발생으로 인한 인명, 시설, 차량 피해를 감소시키고 품질 관련 비용을 절감할 수 있다.

이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 화재 경고 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 정션박스의 세부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 버스바 내 부하별 온도 분포를 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 화재 경고의 단계별 예시 화면을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 화재 경고 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 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 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 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.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 화재 경고 장치의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 정션박스의 세부 구성도이다.

고전압 정션박스에 수분유입이나 터미널 압착등의 외부요인에 전원단 저항증가로 인해 발열이 되면서 커넥터 바디에 열전도 되어 화재가 발생할 수 있다. 또한, 쇼트성 발화로 케이블 및 와이어링의 쇼트에 의한 과전류로 쇼트 순간 전원 차이에 따라 케이블, 와이어링이 용융점을 보이면서 끊어질 수 있다. 이때, 케이블 및 와이어링 쇼트에 의한 과전류 상황은 고전압 정션박스 내에 고전압 퓨즈를 통해 제어될 수 있다.

또한, 전동화 부품에서 전류를 제어할 때 전류와 전압값이 피크치를 반복하게 되고 그로 인한 고전압 열화가 발생할 수 있다. 즉 과전류에 의한 발열이 생기며 열화가 진행될 수 있다. 이러한 발열은 열화 화재의 원인 중 하나이며, 화재 전에 반드시 버스바측 발열이 우선되므로, 본 발명에서는 버스바측의 발열을 감지하여 화재 발생 가능성을 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 화재 경고 장치(100)는 차량의 내부에 구현될 수 있다. 이때, 차량 화재 경고 장치(100)는 차량의 내부 제어 유닛들과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어 유닛들과 연결될 수도 있다.

차량 화재 경고 장치(100)는 고전압 정션박스(200)와 연결되며, 온도 감지부(220)에 의해 고전압 정션박스(200)에서 과전압, 과전류, 쇼트 등의 이상 상황에 의한 과온이 감지되면, 과온 상태, 화재 발생 가능 상황을 사용자에게 미리 경고하여 대처할 수 있도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 화재 경고 장치(100)는 통신부(110), 저장부(120), 인터페이스부(130), 제어부(140), 고전압 정션박스(200)를 포함하고, 고전압 정션박스(200)는 버스바(210) 및 온도 감지부(220)를 포함할 수 있다.

통신부(110)는 무선 또는 유선 연결을 통해 신호를 송신 및 수신하기 위해 다양한 전자 회로로 구현되는 하드웨어 장치로서, 차량 내 장치들과 차량 내 네트워크 통신 기술을 기반으로 정보를 송수신할 수 있다. 일 예로서 차량 내 네트워크 통신 기술은 CAN(Controller Area Network) 통신, LIN(Local Interconnect Network) 통신, 플렉스레이(Flex-Ray) 통신 등을 포함할 수 있다.

또한, 통신부(110)는 무선 인터넷 접속 또는 근거리 통신(Short Range Communication) 기술을 통해 차량 외부의 서버, 서비스 센터, 인프라, 타 차량 등과 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 무선 통신 기술로는 무선 인터넷 기술로는 무선랜(Wireless LAN, WLAN), 와이브로(Wireless Broadband, Wibro), 와이파이(Wi-Fi), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax) 등이 포함될 수 있다. 또한, 근거리 통신 기술로는 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), UWB(Ultra Wideband), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선통신(Infrared Data Association, IrDA) 등이 포함될 수 있다.

또한 통신부(110)는 V2X 통신을 수행할 수 있다. V2X 통신은 차량 사이의 통신(communication between vehicles)을 지칭하는 V2V(Vehicle-to-Vehicle), 차량과 eNB 또는 RSU(Road Side Unit) 사이의 통신을 지칭하는 V2I(Vehicle to Infrastructure), 차량 및 개인(보행자, 자전거 사용자, 차량 사용자 또는 승객)이 소지하고 있는 사용자 단말기(user equipment, UE) 간 통신을 지칭하는 V2P(Vehicle-to-Pedestrian), V2N(vehicle-to-network) 등 차량과 모든 개체들 간 통신을 포함한다.

일 예로, 통신부(110)는 차량 화재 경고 상태 등의 차량 이상 상황을 서비스 센터로 알림할 수 있다. 이에 서비스 센터는 해당 상황에 대한 즉각적인 확인을 위해 해당 차량의 운전자와 통화를 하고, 차량 인근의 소방본부에 즉각 연락하는 비상 통신망을 구성할 수 있다.

저장부(120)는 온도 감지부(220)의 감지 결과 및 제어부(140)가 동작하는데 필요한 데이터 및/또는 알고리즘 등이 저장될 수 있다.

일 예로서, 저장부(120)는 버스바(210)의 온도와 비교하여 과온 상태 여부, 화재 경고 상태 여부 등을 판단하기 위한 기준치가 저장될 수 있다. 이때, 차량이 정상 상태인지 이상 상태(과온 상태, 화재 경고 상태 등)인지 판단하기 위한 제 1 기준치(T1)는 대기온센서 측정값에 일정 값(예, 90도)을 합한 값으로 설정될 수 있다. 또한, 차량이 과온 상태인지 화재 경고 상태인 지를 판단하기 위한 제 2 기준치(T2)는 제 1 기준치보다 크고, 고전압 커넥터 허용 온도 보정치를 기준으로 설정될 수 있다. 또한, 일시적 과온 상태인 지 차량 점검이 필요한 과온 상태인 지를 판단하기 위해 과온 상태 반복 횟수를 판단하기 위한 과온 상태 반복 횟수 임계치(N1)가 미리 저장될 수 있다. 이때 과온 상태 반복 횟수 임계치는 실차 운행 조건에서 평가된 수치를 기반으로 설정될 수 있다.

저장부(120)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 마이크로 타입(micro type), 및 카드 타입(예컨대, SD 카드(Secure Digital Card) 또는 XD 카드(eXtream Digital Card)) 등의 메모리와, 램(RAM, Random Access Memory), SRAM(Static RAM), 롬(ROM, Read-Only Memory), PROM(Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable PROM), 자기 메모리(MRAM, Magnetic RAM), 자기 디스크(magnetic disk), 및 광디스크(optical disk) 타입의 메모리 중 적어도 하나의 타입의 기록 매체(storage medium)를 포함할 수 있다.

인터페이스부(130)는 사용자로부터의 제어 명령을 입력 받기 위한 입력수단과 장치(100)의 동작 상태 및 결과 등을 출력하는 출력수단을 포함할 수 있다. 여기서, 입력수단은 키 버튼을 포함할 수 있으며, 마우스, 조이스틱, 조그셔틀, 스타일러스 펜 등을 포함할 수도 있다. 또한, 입력수단은 디스플레이 상에 구현되는 소프트 키를 포함할 수도 있다.

인터페이스부(130)는 헤드업 디스플레이(HUD), 클러스터, AVN(Audio Video Navigation), HMI(Human Machine Interface), USM (User Select Menu)등으로 구현될 수 있다.

출력수단은 디스플레이를 포함할 수 있으며, 스피커와 같은 음성출력수단을 포함할 수도 있다. 이때, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 터치 센서가 디스플레이에 구비되는 경우, 디스플레이는 터치 스크린으로 동작하며, 입력수단과 출력수단이 통합된 형태로 구현될 수 있다.

이때, 디스플레이는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 전계 방출 디스플레이(Feld Emission Display, FED), 3차원 디스플레이(3D Display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일예로서, 출력수단은 화재의 발생 가능 상황을 출력하여 사용자에게 알릴 수 있다. 일예로서, 출력수단은 과온 상태 알림, 화재 경고 알림, 차량 점검 알림 등을 출력할 수 있다. 출력수단은 과온 상태 알림 시, 도 4a와 같이 계기판 노란색 경고등을 점등하고 이상 상황을 카운팅하여 카운팅 숫자를 함께 표기할 수 있다. 또한 출력수단은 화재 경고 알림 시, 도 4b와 같이 계기판 빨간색 경고등을 점멸하고 경고음을 함께 출력할 수 있다.

또한, 출력수단은 차량 점검 알림 시, 차량 충전 시 서비스 센터 방문을 유도하는 알림을 출력하고, 과온 상태 누적 횟수를 표시할 수 있다. 이를 위해, 차량 시동 이후에도 카운팅될 수 있도록 메모리에 과온 상태 누적 횟수를 저장할 필요가 있다.

제어부(140)는 통신부(110), 저장부(120), 인터페이스부(130), 온도 감지부(150) 등과 전기적으로 연결될 수 있고, 각 구성들을 전기적으로 제어할 수 있으며, 소프트웨어의 명령을 실행하는 전기 회로가 될 수 있으며, 이에 의해 후술하는 다양한 데이터 처리 및 계산을 수행할 수 있다.

제어부(140)는 예를 들어, 차량에 탑재되는 ECU(electronic control unit), MCU(Micro Controller Unit) 또는 다른 하위 제어기일 수 있다.

제어부(140)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 특히 제어부(140)는 차량 화재 경고 장치(100)의 각 구성요소들 간에 전달되는 신호를 처리할 수 있다. 이러한 제어부(140)는 하드웨어의 형태로 구현되거나, 또는 소프트웨어의 형태로 구현되거나, 또는 하드웨어 및 소프트웨어가 결합된 형태로 구현될 수 있다. 바람직하게는, 제어부(140)는 마이크로제어부로 구현될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(140)는 예를 들어, 차량에 탑재되는 ECU(electronic control unit), MCU(Micro Controller Unit) 또는 다른 하위 제어기일 수 있다.

제어부(140)는 온도 감지부(220)의 온도 감지 결과에 따라, 화재 경고 상태, 과온 상태, 차량 점검 상태 중 적어도 하나 이상을 판단하여 경고를 수행할 수 있다.

제어부(140)는 버스바(210)의 온도가 미리 정한 제 1 기준치보다 큰 지를 판단하고, 버스바의 온도(210)가 상기 제 1 기준치 이하이면 정상 주행 상태로 판단할 수 있다.

제어부(140)는 버스바(210)의 온도가 상기 제 1 기준치보다 큰 경우, 버스바(210)의 온도가 제 1 기준치보다 큰 제 2 기준치보다 큰 지를 판단할 수 있다.

제어부(140)는 버스바(210)의 온도가 상기 제 2 기준치보다 크면, 차량의 상태가 화재 위험 상황으로 판단하여 인터페이스부(130)를 통해 화재 경고 알림을 출력할 수 있다.

제어부(140)는 버스바(210)의 온도가 상기 제 2 기준치 이하이면, 과온 상태 카운팅을 시작할 수 있다.

제어부(140)는 과온 상태 카운팅값이 미리 정한 임계치 이상이면, 차량의 상태가 과온 상태로 판단하고, 인터페이스부(130)를 통해 과온 상태 알림을 출력할 수 있다.

제어부(140)는 과온 상태 카운팅값이 미리 정한 임계치 미만이면, 차량 점검이 필요한 상태로 판단하고 인터페이스부(130)를 통해 차량 점검 알림을 출력할 수 있다.

즉 제어부(140)는 과온 상태가 발생했을 때, 해당 현상이 일시적인지 지속적인지를 판단하기 위한 방법으로 과온 상태 진입 상황을 카운팅 한다. 제어부(140)는 카운팅 조건으로 제 1 기준치(T1)를 넘기는 순간부터 다시 떨어지는 순간까지의 시간을 측정하며, 해당 시퀀스를 1회로 본다. 제어부(140)는 실차운행 조건에서 일반적인 카운팅 횟수를 측정하여 평가 수치를 기준값으로 정하며, 누적 횟수를 기준으로 판단할 수 있다.

제어부(140)는 버스바(210)의 온도가 제 2 기준치보다 크고, 과전류 또는 과전압이 발생하는 이상 부하 상태인 경우, 차량의 상태가 화재 위험 상황으로 판단하여 인터페이스부(130)를 통해 화재 경고 알림을 출력할 수 있다.

제어부(140)는 화재 경고 알림 시 차량의 주행 모드를 비상 모드로 전환하고, 차량 내 부하 동작을 차단할 수 있다.

또한, 제어부(140)는 차량 점검 알림 시 통신부(110)를 통해 서비스 센터에 화재 경고 알림을 전송할 수 있다. 이때 차량 내 인포테인먼트 시스템(미도시)과 연동하여 주변 서비스 센터에 예약을 진행할 수 도 있다. 또한, 제어부(140)는 화재 경고 알림 시 차량 내 인포테인먼트 시스템을 통해 차량 주변 소방서에 화재 경고 알림을 전송할 수 있다.

이에 본 발명은 친환경차 특히 고전압계열의 전력 토폴로지가 복잡해지는 상용차량에서 효과적으로 차량 화재에 대한 감지 및 예방을 할 수 있다.

고전압 정션박스(200)는 고전압 전장 부품들에 최적의 전력분배를 하기 위한 부품으로써, 고전압 배터리와 고전압 케이블 및 고전압 커넥터를 통해 연결되어, 각 전장품에 전력 분배를 담당한다.

고전압 정션박스(200)는 고전압배터리, 고전압 정션박스, 및 PE 부품들로 이어지는 전력토폴로지 구성의 중심이며, 인풋과 아웃풋이 고전압 정션박스에 고전압커넥터와 연결된 버스바(210)를 통해서 연결된다는 점을 통해 발열을 감지하는 부분으로써 설정된다.

버스 바(210)는 고전압 배터리, 고전압 커넥터를 연결한다.

온도 감지부(220)는 온도 센서로서, 고전압 정션박스(200)의 온도를 감지하고 고전압 정션박스(200)의 온도가 미리 정한 기준치를 초과하면 과온이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 즉 온도 감지부(220)는 버스바의 온도를 감지하여 온도 정보를 제어부(140)로 전송한다. 이에 제어부(140)는 온도 감지부(220)로부터 수신한 온도 정보 및 전체적인 전력 분배 흐름을 통해 화재 발생 가능성을 판단할 수 있다.

이러한 온도 감지부(220)는 고전압 정션박스(200)에 구성된 커넥터 중 전류(전압) 피크치가 큰 부하에 설치될 수 있다. 예를 들어, 전류(전압) 피크치가 큰 부하는 고전압배터리 연결커넥터 (배터리 플러스 입력단), MCU 연결커넥터 (DC 플러스 입력단) 등을 포함할 수 있다. 또한 온도 감지부(220)는 고전압 정션박스 열해석 분포 고온 측정부, 고전압커넥터 바디(하우징)의 허용온도 최대값이 낮은 부하에 설치될 수 있다. 이처럼 온도 감지부(220)의 상세 위치가 선정될 수 있다.

온도 감지부(220)는 고전압 정션박스에 인터락 회로 구성을 위한 저전압 연결포트가 있으며, 이를 활용하여 구성 가능하다.

제어부(140)는 고전압 정션박스의 버스바의 온도상승에 대한 판정조건 값(ES기준 90도)을 1차 임계치(THRESHOLD 1, T1)로 정하고, 고전압커넥터 바디(하우징)의 허용온도 최대값에 대한 보정값(*)을 온도상승의 2차 임계치(THRESHOLD 2, T2)로 정한다. 이때, 실제 버스바 온도가 커넥터 하우징 온도와 동일하지 않으므로 별도 평가(실차 열해석 평가, 시뮬레이션)를 통한 보정값 적용이 필요하다.

이에 제어부(140)는 측정되는 온도 및 그 빈도에 따라 단계별로 사용자에게 알림을 주도록 하여, 그에 대한 사용자 및 시스템의 대응 시나리오를 결정할 수 있도록 한다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 화재 경고 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 화재 경고 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하에서는 도 1의 차량 화재 경고 장치(100)가 도 5의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 5의 설명에서, 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 차량 화재 경고 장치(100)의 제어부(140)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.

도 5를 참조하면 온도 감지부(220)는 고전압 정션박스(200)의 버스바(210)의 온도를 모니터링한다(S101).

제어부(140)는 온도 감지부(220)에 의해 감지된 버스바(210)의 온도가 미리 정한 제 1 임계치(T1)보다 크고 이상 부하 상태인 지를 판단한다(S102). 이때, 제 1 임계치는 대기온도 센서 측정값에 판정 조건값(예, 90도)을 더하여 설정할 수 있다. 이때, 특정값은 실험치에 의해 결정될 수 있다. 또한, 이상 부하 상태는 모니터링 부하의 과전류 또는 과전압이 측정된 상태로서, 온도 감지부(220)가 장착되는 특정 부하를 선정하면 해당 부하의 정상 범위를 벗어났는 지를 체크하여 이상 부하 상태인지를 판단할 수 있다.

버스바(210)의 온도가 미리 정한 제 1 임계치(T1) 이하이거나 이상 부하 상태가 아닌 경우, 제어부(140)는 차량을 정상 주행 제어한다(S103).

한편, 버스바(210)의 온도가 미리 정한 제 1 임계치(T1)보다 크고 이상 부하 상태인 경우, 제어부(140)는 버스바(210)의 온도가 미리 정한 제 2 임계치(T2)보다 크고 이상 부하 상태인 지를 판단한다(S104). 이때, 제 2 임계치는 고전압 커넥터 바디(하우징)의 허용 온도 최대값에 보정값을 더하여 설정될 수 있다.

버스바(210)의 온도가 미리 정한 제 2 임계치(T2)보다 크고 이상 부하 상태이면 제어부(140)는 인터페이스부(130)를 통해 화재 경고 알림을 출력한다(S105).

화재 경고 알림은 모니터링 부하의 버스바 온도가 화재 발생 가능한 상황임을 경고하는 상태로 계기판에 표기된 빨간색 경고등이 점멸되며 경고음을 동반하여 운전자에게 즉각적인 조치를 요하는 알림을 출력한다. 제어부(140)는 화재 경고 알림 플래그가 떴을 때, 차량 내 인포테인먼트 시스템(블루링크)과 연동하여 화재 경고 알림이 서비스 센터에 즉각 전달이 되고, 서비스 센터에서는 해당 상황에 대한 즉각적인 확인(사용자에게 유선 연락) 후, 차량 인근 소방본부에 즉각 연락되는 비상통신망을 구성한다. 이때, 차량의 주행모드는 비상모드로 전환되어 정상 부하 운영을 차단하며, 원인 파악 및 조치가 진행된 후 주행 가능 조건으로 전환된다.

반면 버스바(210)의 온도가 미리 정한 제 2 임계치(T2) 이하이거나 이상 부하 상태가 아닌 경우, 제어부(140)는 과온 상태를 카운팅하고(S106), 카운팅 수가 미리 정한 과온 상태 반복 횟수 임계치(N1) 미만인지를 판단한다(S107). 제어부(140)는 실차 운행 조건에서 평가된 수치를 활용하여 과온 상태 반복 횟수 임계치를 설정할 수 있다.

카운팅 수가 미리 정한 과온 상태 반복 횟수 임계치(N1) 미만이면 인터페이스부(130)는 차량 점검 알림을 출력하고(S108) 카운팅 수가 미리 정한 과온 상태 반복 횟수 임계치(N1) 이상이면 인터페이스부(130)는 과온 상태 알림을 출력한다(S109).

과온 상태 알림은 모니터링 부하의 버스바 온도가 기준 수치를 넘었을 때, 발생하는 상태로 계기판에 표기된 노란색 경고등과 그 옆에 숫자를 통해 현재 과온 상태인지? 몇 번의 과온 상태가 관찰되었는지를 확인할 수 있다

차량 점검 알림은 과온 상태가 발생했을 때, 해당 현상이 일시적인지 지속적인지를 판단하기 위한 방법으로 과온 상태 진입 상황을 카운팅 한다. 카운팅 조건으로 제 1 임계값(T1)을 넘기는 순간부터 다시 떨어지는 순간까지의 시간을 측정하며, 해당 시퀀스를 1회로 본다. 실차운행 조건에서 일반적인 카운팅 횟수를 측정하여 평가 수치를 기준값으로 정하며, 누적 횟수를 기준으로 판단한다.

차량 점검 알림 시, 제어부(140)는 차량 내 인포테인먼트 시스템과 연동하여 인근 정비센터 예약을 진행할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 친환경 차량의 고전압 정션박스에서 과전압, 과전류, 쇼트 등의 이상 상황 발생으로 인한 과온 발생 시, 고전압 정션 박스의 버스바에 구비된 온도 센서에 의해 온도 측정을 통해 차량의 화재 가능성을 미리 감지하여 경고할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.

도 6을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 제어부(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.

제어부(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory, 1310) 및 RAM(Random Access Memory, 1320)을 포함할 수 있다.

따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 제어부(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다.

예시적인 저장 매체는 제어부(1100)에 커플링되며, 그 제어부(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 제어부(1100)와 일체형일 수도 있다. 제어부 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 제어부 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

고전압 정션박스의 버스바의 온도를 감지하는 온도 감지부; 및
상기 온도 감지부의 온도 감지 결과에 따라, 화재 경고 상태, 과온 상태, 차량 점검 상태 중 적어도 하나 이상을 판단하여 경고를 수행하는 제어부
를 포함하는 차량 화재 경고 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부에 의해 제어되어, 상기 화재 경고 상태, 상기 과온 상태, 상기 차량 점검 상태 중 적어도 하나를 알림하는 인터페이스부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제어부는,
상기 버스바의 온도가 미리 정한 제 1 기준치보다 큰 지를 판단하고,
상기 버스바의 온도가 상기 제 1 기준치 이하이면 정상 주행 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제어부는,
상기 버스바의 온도가 상기 제 1 기준치보다 큰 경우,
상기 버스바의 온도가 상기 제 1 기준치보다 큰 제 2 기준치보다 큰 지를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제어부는,
상기 버스바의 온도가 상기 제 2 기준치보다 크면,
차량의 상태가 화재 위험 상황으로 판단하여 상기 인터페이스부를 통해 화재 경고 알림을 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제어부는,
상기 버스바의 온도가 상기 제 2 기준치 이하이면,
과온 상태 카운팅을 시작하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제어부는,
상기 과온 상태 카운팅값이 미리 정한 임계치 이상이면,
차량의 상태가 과온 상태로 판단하고, 상기 인터페이스부를 통해 과온 상태 알림을 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제어부는,
상기 과온 상태 카운팅값이 미리 정한 임계치 미만이면,
차량 점검이 필요한 상태로 판단하고 상기 인터페이스부를 통해 차량 점검 알림을 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제어부는,
상기 버스바의 온도가 상기 제 2 기준치보다 크고, 과전류 또는 과전압이 발생하는 이상 부하 상태인 경우,
차량의 상태가 화재 위험 상황으로 판단하여 상기 인터페이스부를 통해 화재 경고 알림을 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 인터페이스부는,
상기 화재 경고 상태의 알림과 상기 과온 상태 알림 시 경고등의 색상을 차별화하고, 상기 과온 상태 알림의 반복 횟수를 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 화재 경고 상태의 알림 시
상기 제어부에 의해 제어되어, 외부의 차량 서비스 센터에 차량의 화재 경고 상태를 전송하는 통신부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제어부는,
상기 화재 경고 알림 시 차량의 주행 모드를 비상 모드로 전환하고, 차량 내 부하 동작을 차단하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 온도 감지부는,
상기 고전압 정션박스에 구성된 커넥터 중 전류 또는 전압의 피크치가 큰 부하에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 온도 감지부는,
상기 고전압 정션박스의 상기 버스바 내부 온도 분포에 따라 고온인 부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 온도 감지부는,
상기 고전압 정션박스 내의 고전압 커넥터 바디의 허용 온도 최대값이 낮은 부하에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 장치.
고전압 정션박스의 버스바의 온도를 감지하는 단계; 및
상기 온도 감지부의 온도 감지 결과에 따라, 화재 경고 상태, 과온 상태, 차량 점검 상태 중 적어도 하나 이상을 판단하여 경고를 수행하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 경고를 수행하는 단계는,
상기 버스바의 온도가 미리 정한 제 1 기준치보다 큰 지를 판단하는 단계; 및
상기 버스바의 온도가 상기 제 1 기준치 이하이면 정상 주행 상태로 판단하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 경고를 수행하는 단계는,
상기 버스바의 온도가 상기 제 1 기준치보다 큰 경우,
상기 버스바의 온도가 상기 제 1 기준치보다 큰 제 2 기준치보다 큰 지를 판단하는 단계; 및
상기 버스바의 온도가 상기 제 2 기준치보다 크면, 차량의 상태가 화재 위험 상황으로 판단하여 화재 경고 알림을 출력하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 방법.
청구항 18에 있어서,
상기 경고를 수행하는 단계는,
상기 버스바의 온도가 상기 제 2 기준치 이하이면, 과온 상태 카운팅을 시작하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 방법.
청구항 19에 있어서,
상기 과온 상태 카운팅값이 미리 정한 임계치 이상이면, 차량의 상태가 과온 상태로 판단하고, 과온 상태 알림을 출력하는 단계; 및
상기 과온 상태 카운팅값이 미리 정한 임계치 미만이면, 차량 점검이 필요한 상태로 판단하고 차량 점검 알림을 출력하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 화재 경고 방법.