KR20230106121A - 전지 충전 방법 및 차량 전기 시스템 - Google Patents

전지 충전 방법 및 차량 전기 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저온 환경에서 저SOC 동력 전지에 대한 충전 파일의 안전하고 효율적인 충전을 만족할 수 있는 전지 충전 방법 및 차량 전기 시스템을 제공한다. 전지 충전 제어 방법은 차량 전기 시스템에 응용되고, 상기 시스템은 전류 제어 유닛을 포함하며, 전류 제어 유닛은 반도체 소자를 포함한다. 상기 방법은, 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 전류 제어 유닛이 제1 상태가 되도록 제어하되, 제1 상태는 반도체 소자가 회로에 역접속된 상태를 포함하는 단계; 제1 충전 요청을 송신하도록 요청하되, 제1 충전 요청은 제1 충전 전류를 포함하는 단계; 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어하되, 제2 상태는 반도체 소자가 회로에서 분리된 상태 또는 반도체 소자가 회로에 정방향으로 접속된 상태를 포함하는 단계; 및 제2 충전 요청을 송신하도록 요청하는 단계를 포함하고, 제2 충전 요청은 제2 충전 전류를 포함하며, 전지는 제2 충전 전류로 충전된다.

Description

전지 충전 방법 및 차량 전기 시스템
본 발명은 전지 기술 분야에 관한 것이고, 특히 전지 충전 방법 및 차량 전기 시스템에 관한 것이다.
신에너지 전지의 급속한 발전으로 전기 자동차는 자동차 산업의 미래 발전을 위한 새로운 방향이 되었다. 동력 전지 기술은 점점 더 성숙해지고 있으며 동력 전지의 충전 속도와 안전성에 대한 사용자의 요구 사항이 높아졌다. 그러나 현재 일반적으로 사용되는 충전 파일은 저온 환경에서 저충전 상태(SOC)의 동력 전지를 안전하고 효율적으로 충전할 수 없어, 충전 파일의 기능 및 응용을 제한한다.
본 발명은 저온 환경에서 저SOC 동력 전지에 대한 충전 파일의 안전하고 효율적인 충전을 만족할 수 있는 전지 충전 방법 및 차량 전기 시스템을 제공한다.
제1 양태에 따르면, 본 발명은 차량 전기 시스템에 응용되는 전지 충전 제어 방법을 제공하는 바, 상기 차량 전기 시스템은 전류 제어 유닛을 포함하고, 전류 제어 유닛은 반도체 소자를 포함하며, 상기 전류 제어 유닛의 일단은 전지에 연결되고, 타단은 충전 전원에 연결된다. 상기 전지 충전 제어 방법은, 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 전류 제어 유닛이 제1 상태가 되도록 제어하되, 제1 상태는 반도체 소자가 회로에 역접속된 상태를 포함하는 단계; 제1 충전 요청을 송신하되, 상기 제1 충전 요청은 제1 충전 전류를 포함하고, 상기 제1 충전 전류는 전지를 제1 기설정 온도로 가열하는데 필요한 전류인 단계; 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어하되, 제2 상태는 반도체 소자가 회로에서 분리된 상태 또는 반도체가 회로에 정방향으로 접속된 상태를 포함하는 단계; 및 제2 충전 요청을 송신하되, 상기 제2 충전 요청은 제2 충전 전류를 포함하며, 전지는 상기 제2 충전 전류로 충전하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예를 통해, 전지의 온도 상황에 따라 전류 제어 유닛의 작동 상태를 제1 상태 또는 제2 상태로 전환시키는 전지의 충전 방법을 구현할 수 있다. 전지 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 전류 제어 유닛이 제1 상태가 되도록 제어하고, 반도체 소자는 회로에 역접속되며, 이 경우 전류 제어 유닛은 전류가 흐르는 것을 차단하고, 충전 전원은 동력 전지에 대한 충전을 중단하며, 충전 전원은 전지 가열 모듈과 루프를 형성하여, 전지 가열 모듈에 전원을 공급하여 전지를 가열할 수 있으며; 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어하고, 반도체 소자는 회로에서 분리되거나 회로에 정방향으로 접속되며, 이 경우 전류 제어 유닛은 전류가 흐르는 것을 허용하고, 충전 전원은 동력 전지, 전류 제어 유닛과 루프를 형성하여, 동력 전지를 충전하며, 충전 전원과 전지 가열 모듈의 연결은 끊어져, 전지 가열 모듈에 대한 전원 공급이 중단된다. 이로써 전지를 저온 충전하는 과정에서, 통신 프로토콜을 변경하지 않고, 가열을 위한 충전 전류를 요청할 수 있으며, 아울러 가열을 위한 충전 전류가 동력 전지 내부로 흐르지 않도록 효과적으로 보장할 수 있어, 전지 손상을 방지하고, 상온 또는 전지에 요구되는 작동 온도로 가열한 후 전류 제어 유닛을 전환하는 것을 통해 통상적인 급속 충전을 수행할 수 있으므로, 저온 저SOC 전지에 대한 충전 전원의 안전하고 효율적인 저온 충전을 구현한다.
일 가능한 실시예에서, 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어하는 단계는, 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 제1 충전 요청을 송신하는 단계를 포함하고, 상기 제1 충전 요청은 제1 충전 전류가 0이 되도록 요청하는 것을 포함한다.
상기 실시예에서, 전지가 제1 기설정 온도로 가열된 경우, 제1 충전 전류가 0이 되도록 요청한 다음, 전류 제어 유닛이 제2 상태로 전환하도록 제어하고, 즉 전류 제어 유닛의 작동 상태를 전환할 때, 가열을 위한 충전 전류를 0으로 낮춘다. 이로써, 전류 제어 유닛의 작동 상태를 전환하는 과정에서 전류가 전지 내부로 흘러 전지가 손상되는 것을 방지하고, 전지 저온 충전의 안전성을 더욱 보장한다.
일 가능한 실시예에서, 상기 전류 제어 유닛은 반도체 소자 및 제1 계전기를 포함하고, 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 전류 제어 유닛이 제1 상태가 되도록 제어하는 단계는, 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 제1 계전기가 턴오프되도록 제어하는 단계를 포함하며, 상기 제1 계전기의 일단은 전지에 연결되고, 상기 제1 계전기의 타단은 충전 전원에 연결되며, 상기 반도체 소자는 제1 계전기에 병렬로 연결된다.
일 가능한 실시예에서, 전류 제어 유닛은 반도체 소자 및 제1 계전기를 포함하고, 전지의 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어하는 단계는, 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 제1 계전기가 턴온되도록 제어하는 단계를 포함하며, 여기서, 제1 계전기의 일단은 전지에 연결되고, 제1 계전기의 타단은 충전 전원에 연결되며, 반도체 소자는 제1 계전기에 병렬로 연결된다.
상기 실시예에서, 전류 제어 유닛은 제1 계전기 및 반도체 소자를 포함하며, 제1 계전기는 반도체 소자에 병렬로 연결된다. 제1 계전기를 턴오프하고, 반도체 소자를 회로에 역접속시켜, 전류 제어 유닛이 제1 상태가 되도록 하고; 제1 계전기를 턴온하고, 반도체 소자를 바이패스시켜, 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 한다. 제1 계전기의 턴온 또는 턴오프를 제어하는 것을 통해, 반도체 소자가 회로에 접속되고 회로에서 분리되어, 전류 제어 유닛의 작동 상태를 전환할 수 있다.
일 가능한 실시예에서, 전류 제어 유닛은 양방향 반도체 소자를 포함하고, 전지의 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어하는 단계는, 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 양방향 반도체 소자가 방향을 전환하도록 제어하여, 양방향 반도체 소자를 회로에 정방향으로 접속시키는 단계를 포함한다.
상기 실시예에서, 전류 제어 유닛은 양방향 반도체 소자를 포함하고, 양방향 반도체 소자의 방향을 제어 및 전환하는 것을 통해, 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우 회로에 역접속시키고, 전지의 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우 회로에 정방향으로 접속시킬 수 있어, 전류 제어 유닛 중의 계전기를 절약하고, 회로의 연결 및 제어가 더 간단해져, 전류 제어 유닛의 작동 상태를 빠르고 효율적으로 변환하도록 보장할 수 있다.
제2 양태에 따르면, 본 발명은 차량 전기 시스템을 제공하는 바, 상기 차량 전기 시스템은, 반도체 소자를 포함하며 일단이 전지에 연결되고 타단이 충전 전원에 연결되는 전류 제어 유닛; 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 전류 제어 유닛이 제1 상태가 되도록 제어하되, 제1 상태는 반도체 소자가 회로에 역접속된 상태를 포함하는 제어 모듈; 제1 충전 요청을 송신하는 통신 모듈을 포함하며, 제1 충전 요청은 제1 충전 전류를 포함하고, 제1 충전 전류는 전지를 제1 기설정 온도로 가열하는데 필요한 전류이며, 제어 모듈은 또한, 상기 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어하고, 여기서, 제2 상태는 반도체 소자가 회로에서 분리된 상태 또는 상기 반도체가 회로에 정방향으로 접속된 상태를 포함하며; 통신 모듈은 또한, 제2 충전 요청을 송신하고, 제2 충전 요청은 제2 충전 전류를 포함하며, 전지는 제2 충전 전류로 충전된다.
상기 실시예는 차량 전기 시스템을 제공하는 바, 차량 전기 시스템에 전류 제어 유닛을 사용하는 것을 통해, 전지의 온도 상황에 따라 전류 제어 유닛의 작동 상태가 제1 상태 또는 제2 상태가 되도록 한다. 전지 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 전류 제어 유닛은 제1 상태이고, 반도체 소자는 회로에 역접속되며, 이 경우 전류 제어 유닛은 전류가 흐르는 것을 차단하고, 충전 전원은 전지 가열 모듈과 루프를 형성하여, 전지 가열 모듈에 전원을 공급하여 전지를 가열할 수 있으며; 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 전류 제어 유닛은 제2 상태이고, 반도체 소자는 회로에서 분리되거나 회로에 정방향으로 접속되며, 이 경우 전류 제어 유닛은 전류가 흐르는 것을 허용하고, 충전 전원은 동력 전지, 전류 제어 유닛과 루프를 형성하여 동력 전지를 통상적으로 충전하고, 충전 전원과 전지 가열 모듈의 연결은 끊어져, 전지 가열 모듈에 대한 전원 공급이 중단된다. 이로써 전지를 저온 충전하는 과정에서, 통신 프로토콜을 변경하지 않고, 가열을 위한 충전 전류를 요청할 수 있으며, 아울러 가열을 위한 충전 전류가 동력 전지 내부로 흐르지 않도록 효과적으로 보장할 수 있어, 전지 손상을 방지하고, 상온 또는 전지에 요구되는 작동 온도로 가열한 후 전류 제어 유닛을 전환하는 것을 통해 통상적인 급속 충전을 수행할 수 있으므로, 저온 저SOC 전지에 대한 충전 파일의 안전하고 효율적인 저온 충전을 구현한다.
일 가능한 실시예에서, 통신 모듈은 또한, 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 제1 충전 요청을 송신하고, 상기 제1 충전 요청은 제1 충전 전류가 0이 되도록 요청하는 것을 포함한다.
상기 실시예에서, 전지가 제1 기설정 온도로 가열된 경우, 통신 모듈이 제1 충전 전류가 0이 되도록 요청한 다음, 제어 모듈은 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어하며, 즉 전류 제어 유닛의 작동 상태를 전환할 때, 충전 전류를 0으로 낮춘다. 이로써, 전류 제어 유닛의 작동 상태를 전환하는 과정에서 전류가 전지 내부로 흘러 전지가 손상되는 것을 방지하고, 전지 저온 충전의 안전성을 더욱 보장한다.
제3 양태에 따르면, 본 발명은 차량 전기 시스템을 제공하는 바, 상기 차량 전기 시스템은 전지 및 전류 제어 유닛을 포함하고, 전류 제어 유닛은 제1 계전기 및 반도체 소자를 포함하며, 제1 계전기의 일단은 전지에 연결되고, 제1 계전기의 타단은 충전 전원에 연결되며; 반도체 소자는 제1 계전기에 병렬로 연결된다. 여기서, 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 전류 제어 유닛은 제1 상태이고, 제1 상태에서, 제1 계전기는 턴오프되며; 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 전류 제어 유닛은 제2 상태이고, 제2 상태에서, 제1 계전기는 턴온된다.
일 가능한 실시예에서, 상기 전류 제어 유닛은 제1 계전기, 반도체 소자 및 제2 계전기를 포함하며, 제1 계전기의 일단은 전지에 연결되고, 제1 계전기의 타단은 충전 전원에 연결되며; 반도체 소자는 제1 계전기에 병렬로 연결되고; 제2 계전기는 반도체 소자가 위치한 브랜치에 연결된다. 여기서, 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 전류 제어 유닛은 제1 상태이고, 제1 상태에서, 제1 계전기는 턴오프되고 제2 계전기는 턴온되며; 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 전류 제어 유닛은 제2 상태이고, 제2 상태에서, 제1 계전기는 턴온되고 제2 계전기는 턴오프된다.
상기 실시예에서, 전류 제어 유닛은 제1 계전기 및 반도체 소자를 포함하고, 또한 제2 계전기를 포함하며, 제2 계전기는 반도체 소자가 위치한 브랜치에 연결되고, 반도체 소자에 직렬로 연결되어, 반도체 소자가 회로에 접속되고 회로에서 분리되도록 제어할 수 있다. 반도체 소자에 병렬로 연결된 제1 계전기와 반도체 소자에 직렬로 연결된 제2 계전기를 사용하여 반도체 소자가 회로에 접속되고 회로에서 분리되도록 동시에 제어함으로써, 회로의 안전성을 향상시킬 수 있다. 임의의 하나의 브랜치의 계전기가 실효되거나 고장날 경우, 다른 하나의 브랜치 상의 계전기가 계속 작동할 수 있으므로, 반도체 소자가 회로에 접속되고 회로에서 분리되도록 전환하는 것을 보장하여, 상기 전기 시스템의 신뢰성을 향상시킨다.
제4 양태에 따르면, 본 발명은 전지 관리 시스템을 제공하는 바, 상기 전지 관리 시스템은 프로세서 및 메모리를 포함하고, 메모리는 컴퓨터 프로그램을 저장하며, 프로세서는 컴퓨터 프로그램을 호출하여, 상기 제1 양태의 임의의 가능한 실시예에 따른 방법을 수행한다.
제5 양태에 따르면, 본 발명은 저장 매체를 제공하는 바, 상기 저장 매체는 컴퓨터 프로그램을 저장하며, 상기 컴퓨터 프로그램은 상기 제1 양태의 임의의 가능한 실시예에 따른 방법을 수행한다.
제6 양태에 따르면, 본 발명은 상기 제1 양태 및 제2 양태의 임의의 가능한 실시예에 따른 차량 전기 시스템을 포함하는 차량을 제공한다.
본 발명은 전지를 저온 충전하는 과정에서, 통신 프로토콜을 변경하지 않고, 가열을 위한 충전 전류를 요청할 수 있으며, 아울러 가열을 위한 충전 전류가 동력 전지 내부로 흐르지 않도록 효과적으로 보장할 수 있어, 전지 손상을 방지하고, 상온 또는 전지에 요구되는 작동 온도로 가열한 후 전류 제어 유닛을 전환하는 것을 통해 통상적인 급속 충전을 수행할 수 있으므로, 저온 저SOC 전지에 대한 충전 전원의 안전하고 효율적인 저온 충전을 구현한다.
이하에서는 본 발명의 실시예의 기술적 해결수단을 보다 명확하게 설명하기 위하여 본 발명의 실시예에서 사용되어야 하는 도면들을 간략히 소개하고, 아래에서 설명하는 도면들은 본 발명의 일부 실시예에 불과함은 물론이다. 당업자라면 창의적인 노력 없이도 도면에 따라 다른 도면을 얻을 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 개시된 충전 시스템의 구조 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 개시된 차량 전기 시스템이 충전 전원에 연결된 구조 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 개시된 다른 차량 전기 시스템이 충전 전원에 연결된 구조 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 개시된 또 다른 차량 전기 시스템이 충전 전원에 연결된 구조 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 개시된 전지 충전 제어 방법의 흐름 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 개시된 다른 전지 충전 제어 방법의 흐름 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 개시된 또 다른 전지 충전 제어 방법의 흐름 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 개시된 전지 관리 모듈의 구조 모식도이다.
이하, 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명의 실시형태를 더욱 상세하게 설명할 필요가 있다. 하기 실시예에 대한 상세한 설명 및 도면은 본 발명의 원리를 예시적으로 설명하기 위해 사용되지만, 본 발명의 범위를 제한하는 데 사용되어서는 안 된다. 즉, 본 발명이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 설명에서, "복수"의 의미는 달리 명시되지 않는 한 둘 이상이며, 용어 "상", "하", "좌", "우", "내", "외" 등으로 표시된 방위 또는 위치 관계는 표시된 장치 또는 요소가 특정 방위를 가져야 하고 특정 방위로 구성 및 작동되어야 함을 나타내거나 암시하기보다는 본 발명을 설명하고 설명을 단순화하기 위한 것일 뿐이므로 본 발명에 대한 제한으로 해석되어서는 안된다. 이 밖에, "제1", "제2", "제3" 등의 용어는 설명의 목적으로만 사용되며 상대적 중요성을 나타내거나 암시하는 것으로 해석되어서는 안된다. "수직"은 엄격하게 수직이 아니고 허용 가능한 오차 범위 내에 있다. "평행"은 엄격하게 평행이 아니고 허용 가능한 오차 범위 내에 있다.
하기 설명에서 등장하는 지시어는 모두 도면에 도시된 방향으로, 본 발명의 구체적인 구성을 한정하지 않는다. 본 발명의 설명에서, 달리 명시적으로 지정되고 제한되지 않는 한 "장착", "서로 연결", "연결"이라는 용어는 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예를 들어 고정 연결, 탈착 연결 또는 일체형 연결일 수 있고, 직접 연결되거나 중간 매체를 통해 간접적으로 연결될 수 있다. 당업자에게 있어서, 본 발명에서 상기 용어들의 구체적인 의미는 특정한 상황에 따라 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용된 충전 시스템의 구조 모식도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 충전 시스템(10)은 충전 전원(100) 및 차량 전기 시스템(200)을 포함할 수 있다. 선택 가능하게, 차량은 순수 전기 자동차 및 플러그인 하이브리드 전기 자동차를 포함하는 전기 자동차일 수 있다.
선택 가능하게, 차량 전기 시스템(200)에는 적어도 하나의 전지 팩(battery pack)이 설치될 수 있고, 상기 적어도 하나의 전지 팩 전체를 통칭하여 동력 전지, 즉 전지(210)로 지칭할 수 있다. 전지의 종류에 있어서, 상기 동력 전지는 리튬 이온 전지, 리튬 금속 전지, 리튬 황 전지, 납축전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 또는 리튬 공기 전지 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 타입의 전지일 수 있다. 전지의 규모에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 동력 전지는 셀/전지 셀(cell)일 수 있고, 전지 모듈 또는 전지 팩일 수도 있으며, 여기서 전지 모듈 또는 전지 팩은 모두 복수개의 전지 스트링에 병렬로 연결되어 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 동력 전지의 구체적인 타입 및 규모는 모두 구체적으로 제한되지 않는다.
이 밖에, 동력 전지를 지능적으로 관리하고 유지 보수하며, 전지에 과충전 및 과방전이 발생하는 것을 방지하며, 전지의 사용 수명을 연장하기 위해, 차량 전기 시스템(200)에 일반적으로 차량 전기 시스템을 제어하고 전지(210)의 상태를 모니터링하기 위한 전지 관리 모듈(220)이 더 설치된다. 전지 관리 모듈은 전지 관리 시스템(battery management system, BMS) 또는 도메인 제어기(domain control unit, DCU)일 수 있다. 선택 가능하게, 상기 전지 관리 모듈(220)은 동력 전지와 집적되어 동일한 기기 또는 장치에 설치될 수 있거나, 상기 전지 관리 모듈(220)은 별도의 기기/장치로서 동력 전지 외부에 설치될 수도 있다.
구체적으로, 충전 전원(100)은 차량 전기 시스템(200) 중의 전지(210)에 전기 에너지를 보충하는 장치이다. 본 발명의 실시예에 따른 충전 전원(100)은 급속 충전 충전 파일, 자동차 대 그리드(vehicle to grid, V2G) 모드를 지원하는 충전 파일 등일 수 있다.
선택 가능하게, 충전 전원(100)은 전기선을 통해 전지(210)에 연결되고, 통신라인을 통해 전지 관리 모듈(220)에 연결될 수 있다. 여기서, 통신라인은 충전 전원(100) 및 전지 관리 모듈(220) 사이의 정보 인터랙션을 구현하기 위한 것이다.
예시로서, 상기 통신라인은 제어기 영역 네트워크(control area network, CAN) 통신 버스 또는 데이지 체인(daisy chain) 통신 버스를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
선택 가능하게, 충전 전원(100)은 통신라인을 통해 전지 관리 모듈(220)과 통신할 수 있을 뿐만 아니라, 무선 네트워크를 통해 전지 관리 모듈(220)과 통신할 수 있다. 본 발명의 실시예는 충전 전원(100)과 전지 관리 모듈(220)의 통신타입을 구체적으로 제한하지 않는다.
시중의 신에너지 자동차의 동력 전지는 대부분 충전 가능한 축전지이고, 가장 보편적인 것은 리튬 이온 전지 또는 리튬 이온 폴리머 전지와 같은 리튬 전지이다. 전지의 온도 및 온도장의 균일성은 모두 동력 전지의 성능 및 사용 수명 등 측면에서 큰 영향을 미친다. 동력 전지가 너무 낮은 온도에서 작동하거나 저온 환경에서 동력 전지를 충전하면, 전지의 리튬 석출을 초래하여, 전지의 성능이 좋지 않게 되고, 전지의 용량 및 사용 수명에 심한 영향을 미친다. 따라서 저온 환경에서 전지를 충전할 경우, 먼저 전지를 가열해야 한다.
현재 전지가 저온 환경에 있을 경우, 예를 들어 전지가 저SOC의 상태일 경우, 외부로 방전할 수 없고, 전지 가열 모듈은 작동할 수 없다. 이 경우, 완속 충전에 의해서만 온보드 충전기로 전지 가열 모듈에 전원을 공급하여, 전지를 가열하여, 전지 온도가 소정 값으로 상승해야 만, 정상적으로 충전할 수 있다. 그러나 이러한 방법은 한계가 있고, 일부 차량에는 완속 충전 포트가 없어, 완속 충전을 통해 온보드 충전기로 전지 가열 모듈에 전원을 공급할 수 없다. 예를 들어 상용차량에 급속 충전 포트만 있으면, 전지가 저온 저SOC일 경우, 차량을 충전할 수 없고, 사용할 수 없게 된다.
급속 충전 충전 파일에 있어서, 통상적인 가열 충전 방법은 통신 프로토콜을 변경하여, 충전 파일이 차량이 저온 환경에 있음을 인식할 수 있도록 하여, 충전 파일이 보조 가열 기능을 구비하도록 해야 한다. 이러한 방법은 새로운 급속 충전 파일을 개발해야 하고, 충전 시의 통신 프로토콜을 별도로 추가하거나 수정해야 하며, 표준 국제 프로토콜이 적용되지 않고, 시중의 기존의 급속 충전 파일은 여전히 널리 사용될 수 없다.
따라서, 상술한 문제를 해결하여 저온 환경에서 충전 파일이 저SOC 동력 전지를 안전하고 효율적으로 충전하도록, 본 발명의 실시예는 전지 충전 제어 방법 및 차량 전기 시스템을 제공한다.
도 2는 본 발명의 실시예의 차량 전기 시스템(200)이 충전 전원(100)에 연결된 구조 모식도이다. 차량 전기 시스템(200)은 전지(210), 전지 가열 모듈(230) 및 전류 제어 유닛(240)을 포함하고, 전류 제어 유닛(240)의 일단은 전지(210)에 연결되며, 타단은 충전 전원(100)에 연결되고; 전지 가열 모듈(230)은 전지(210) 및 전류 제어 유닛(240)에 병렬로 연결되며, 전지 가열 모듈(230)의 일단은 전지(210) 및 충전 전원(100)에 연결되고, 타단은 전류 제어 유닛(240) 및 충전 전원(100)에 연결된다.
선택 가능하게, 도 3에 도시된 바와 같이, 전지 가열 모듈(230)은 제3 계전기(K3) 및 히터(R1)를 포함하고, 제3 계전기(K3)는 히터(R1)에 직렬로 연결된다. 여기서, 제3 계전기(K3)는 전지 가열 모듈(230)이 회로에 접속되거나 회로에서 분리되도록 제어하기 위한 것이고, 히터(R1)는 전지(210)를 가열하기 위한 것이며, 이는 PTC 히터 또는 히팅 필름일 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 전지 가열 모듈(230) 중 히터의 구체적인 타입 및 규모에 대해 모두 특별히 제한하지 않는다.
선택 가능하게, 도 4를 참조하면, 전지 가열 모듈(230)은 제4 계전기(K4)를 더 포함할 수 있고, 제3 계전기(K3), 제4 계전기(K4) 및 히터(R1)는 직렬로 연결되며, 제3 계전기(K3) 및 제4 계전기(K4)는 각각 히터(R1)의 양단에 설치된다. 제3 계전기(K3) 및 제4 계전기(K4)는 협력하여 전지 가열 모듈(230)이 회로에 접속되거나 회로에서 분리되도록 제어하여, 회로 시스템의 안전성 및 신뢰성을 향상시킨다.
전류 제어 유닛(240)은 반도체 소자를 포함한다. 선택 가능하게, 도 3에 도시된 바와 같이, 전류 제어 유닛(240)은 제1 계전기(K1) 및 반도체 소자(D1)를 포함한다. 여기서, 제1 계전기(K1)의 일단은 전지(210)에 연결되며, 제1 계전기(K1)의 타단은 충전 전원(100)에 연결되고; 반도체 소자(D1)는 제1 계전기(K1)에 병렬로 연결된다.
선택 가능하게, 도 4에 도시된 바와 같이, 전류 제어 유닛(240)은 제1 계전기(K1) 및 반도체 소자(D1)를 포함하고, 또한 제2 계전기(K2)를 포함할 수 있다. 여기서 제1 계전기(K1)의 일단은 전지(210)에 연결되며, 제1 계전기(K1)의 타단은 충전 전원(100)에 연결되고; 반도체 소자(D1)는 제1 계전기(K1)에 병렬로 연결되며; 제2 계전기(K2)는 반도체 소자(D1)가 위치한 브랜치에 연결된다.
선택 가능하게, 전류 제어 유닛(240) 중의 반도체 소자(D1)는 다이오드, 사이리스터, 양방향 IGBT 또는 다른 반도체 소자로 설치될 수 있고, 즉 반도체의 단방향 전도성을 이용하여, 반도체 소자(D1)를 회로에 역접속함으로써, 전류를 차단할 수 있다. 회로에서 상기 반도체 소자(D1)의 연결 방향을 조정하는 것을 통해, 상기 전류 제어 유닛(240)을 전지(210)의 양극 버스 바 또는 음극 버스 바에 설치할 수 있다. 본 발명의 실시예는 전류 제어 유닛(240)이 전지(210)의 음극 버스 바에 설치된 것을 예로 들어 설명한다.
선택 가능하게, 전류 제어 유닛(240) 중의 반도체 소자(D1)는 양방향 반도체 소자일 수 있다.
도 5는 전지(210)를 가열 및 충전하기 위한 본 발명의 실시예의 충전 제어 방법(500)을 도시한다. 상기 방법(500)은 구체적으로 하기 단계의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
단계 510에서, 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 전류 제어 유닛이 제1 상태가 되도록 제어한다.
여기서, 제1 상태는 반도체 소자가 회로에 역접속된 상태이다. 구체적으로, 제1 기설정 온도는 전지(210) 충전 허용 온도이고, 전지(210)의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 전지(210)는 저온 상태이고, 충전하기 전에 가열해야 한다. 이 경우, 제1 계전기(K1)를 턴오프하고 반도체 소자(D1)를 회로에 역접속시켜, 전류 제어 유닛(240)이 전류가 흐르는 것을 차단하도록 제어하고, 충전 전원(100)은 전지(210)에 대한 충전을 중단하며, 아울러 충전 전원(100)이 전지 가열 모듈(230)과 루프를 형성하도록 하여, 충전 전원(100)이 전지 가열 모듈(230)에 전원을 공급하여 전지(210)를 가열하도록 한다.
선택 가능하게, 도 4에 도시된 바와 같이, 전류 제어 유닛(240)은 제2 계전기(K2)를 더 포함하고, 전지(210)의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 제1 계전기(K1)를 턴오프하고 제2 계전기(K2)를 턴온하며, 반도체 소자(D1)를 회로에 역접속시켜, 전류 제어 유닛(240)이 전류가 흐르는 것을 차단하도록 제어한다.
선택 가능하게, 전류 제어 유닛(240) 중의 반도체 소자(D1)가 양방향 반도체 소자일 경우, 회로 중 양방향 반도체 소자(D1)의 방향을 전류에 대해 역방향인 상태로 유지하도록 직접 제어함으로써, 전류가 흐르는 것을 차단할 수 있다.
전류 제어 유닛(240)이 제1 상태일 경우, 전지 가열 모듈(230)은 회로에 접속되고, 충전 전원(100)과 루프를 형성한다. 구체적으로, 제3 계전기(K3) 및 제4 계전기(K4)를 턴온하여, 충전 전원(100)이 전지 가열 모듈(230)에 전원을 공급하여 전지(210)를 가열하도록 한다.
단계 520에서, 제1 충전 요청을 송신한다.
여기서, 제1 충전 요청은 제1 충전 전류를 포함하고, 상기 제1 충전 전류는 전지를 제1 기설정 온도로 가열하는데 필요한 전류이며, 전지 가열 모듈 등 전기 장치의 전력에 따라 설정될 수 있다. 구체적으로, 이 경우 충전 전원(100)이 제1 충전 전류를 송신하도록 요청하고, 전지(210)를 제1 기설정 온도로 가열하여, 후속 전지(210)를 통상적으로 충전하도록 한다.
이 경우, 충전 전원(100)에서 출력된 제1 충전 전류는 차량 전기 시스템(200)으로 흐르고, 반도체 소자는 회로에 역접속되므로, 전류 제어 유닛(240)은 제1 상태이고, 즉 전류 제어 유닛(240)은 전류가 흐르는 것을 차단할 수 있으므로, 제1 충전 전류가 전지(210)로 흐르지 않고 전지 가열 모듈(230)로 흘러 전지(210)를 가열하므로, 전지 손상을 방지한다. 전지(210)와 충전 전원(100) 회로는 턴온을 유지하므로, 통신 프로토콜을 별도로 추가하거나 수정할 필요 없이 차량 전기 시스템(200)은 충전 전원(100)과의 연결을 성공적으로 구축하고 충전 전류를 요청할 수 있다.
단계 530에서, 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어한다.
여기서, 제2 상태는 반도체 소자가 회로에서 분리된 상태 또는 반도체가 회로에 정방향으로 접속된 상태이다. 구체적으로, 전지(210)의 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 전지(210)를 통상적으로 충전할 수 있다. 이 경우, 제1 계전기(K1)를 턴온하여 반도체 소자를 회로에서 분리시키고, 즉 반도체 소자(D1)는 단락되므로, 전류 제어 유닛(240)이 전류가 흐르는 것을 허용하도록 제어한다.
선택 가능하게, 도 4에 도시된 바와 같이, 전류 제어 유닛(240)은 제2 계전기(K2)를 더 포함하고, 전지(210)의 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 제1 계전기를 턴온하고 제2 계전기(K2)를 턴오프하여, 반도체 소자(D1)를 회로에서 분리시키고, 즉 반도체 소자(D1)는 바이패스되므로, 전류 제어 유닛(240)이 전류가 흐르는 것을 허용하도록 제어한다.
선택 가능하게, 전류 제어 유닛(240) 중의 반도체 소자(D1)가 양방향 반도체 소자일 경우, 회로 중 양방향 반도체 소자(D1)의 방향을 전류에 대해 정방향인 상태로 유지하도록 직접 제어함으로써, 전류가 흐르는 것을 허용한다.
이 경우 전지 가열 모듈(230)은 회로에서 분리된다. 구체적으로, 전지 가열 모듈(230) 중의 제3 계전기(K3)를 턴오프하거나 제3 계전기(K3) 및 제4 계전기(K4)를 동시에 턴오프하여, 전류 가열 모듈(230)을 바이패스하여, 충전 전원(100)이 전지(210)를 통상적으로 충전하도록 한다.
단계 540에서, 제2 충전 요청을 송신한다.
여기서, 제2 충전 요청은 제2 충전 전류를 포함한다. 구체적으로, 전지(210)의 충전 요구에 따라, 충전 전원(100)이 제2 충전 전류를 송신하도록 요청하여, 전지(210)를 충전한다.
이 경우, 전지 가열 모듈(230)은 바이패스되고, 전류 제어 유닛(240)은 제2 상태이며, 즉 전류 제어 유닛(240)은 전류가 흐르는 것을 허용하고, 충전 전원(100)에서 출력된 제2 충전 전류는 전지(210)로 흘러 통상적으로 충전할 수 있다.
상기 실시예에서, 차량 전기 시스템에 하나의 전류 제어 유닛을 설치하고, 전지 온도가 제1 기설정 온도보다 낮아 전지를 가열해야 할 경우, 반도체 소자가 회로에 역접속되도록 제어하고, 전류 제어 유닛은 제1 상태이며, 즉 전류 제어 유닛이 전류가 흐르는 것을 차단하도록 제어한다. 이로써, 통신 프로토콜을 별도로 추가하거나 수정할 필요 없이 전지와 충전 전원의 연결을 유지하고 충전 전원이 충전 전류를 출력하도록 성공적으로 요청할 수 있을 뿐만 아니라, 충전 전원에서 출력된 제1 충전 전류가 전지 내부로 흘러 전지가 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달하여 충전이 허용되는 것으로 검출될 경우, 반도체 소자가 회로에서 분리되거나 반도체 소자가 회로에 정방향으로 접속되도록 제어하고, 전류 제어 유닛은 제2 상태이며, 즉 전류 제어 유닛은 전류가 흐르는 것을 허용하고, 이로써 전지 온도가 충전이 허용되는 온도에 도달할 경우, 전지의 충전 효율에 영향을 미치지 않고 차량 전기 시스템이 정상적인 급속 충전 상태에 직접 진입하도록 할 수 있다. 전류 제어 유닛을 설정하는 것을 통해, 이의 작동 상태를 제어하여, 저온 저SOC 전지에 대한 충전 전원의 안전하고 효율적인 저온 가열 및 충전을 구현할 수 있다.
또한, 상기 실시예의 충전 제어 방법은 도 6에 도시된 충전 제어 방법(600)으로 확장될 수 있고, 방법(600)은 구체적으로 하기 단계의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
단계 610에서, 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 전류 제어 유닛이 제1 상태가 되도록 제어한다.
여기서, 제1 상태는 반도체 소자가 회로에 역접속된 상태이다. 구체적인 수행 방식은 방법(500)과 유사하고, 여기서 반복 설명하지 않는다.
단계 620에서, 제1 충전 요청을 송신한다.
여기서, 제1 충전 요청은 제1 충전 전류를 포함하고, 상기 제1 충전 전류는 전지를 제1 기설정 온도로 가열하는데 필요한 전류이며, 전지 가열 모듈 등 전기 장치의 전력에 따라 설정될 수 있다. 구체적으로, 이 경우 충전 전원(100)이 제1 충전 전류를 송신하도록 요청하고, 전지(210)를 제1 기설정 온도로 가열하여, 후속 전지(210)를 통상적으로 충전하도록 한다.
단계 630에서, 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 제1 충전 전류가 0이 되도록 요청하는 것을 포함하는 제1 충전 요청을 송신한다.
구체적으로, 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 충전 전원(100)에서 출력된 제1 충전 전류를 0으로 낮추도록 요청하고, 그 다음 전류 제어 유닛(240)의 작동 상태를 제2 상태로 전환하며, 즉 전류 제어 유닛(240)의 작동 상태를 전환할 때, 가열을 위한 충전 전류를 0으로 낮춘다. 전류 제어 유닛의 작동 상태를 전환하는 과정에서 전류가 동력 전지 내부로 흘러 동력 전지가 손상되는 것을 방지하고, 전지 저온 충전의 안전성을 더욱 보장한다.
단계 640에서, 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어한다.
여기서, 제2 상태는 반도체 소자가 회로에서 분리된 상태 또는 반도체 소자가 회로에 정방향으로 접속된 상태이다. 구체적인 수행 방식은 방법(500)에서 설명된 바와 같고, 여기서 반복 설명하지 않는다.
단계 650에서, 제2 충전 요청을 송신한다.
여기서, 제2 충전 요청은 제2 충전 전류를 포함한다. 구체적으로, 전지(210)의 충전 요구에 따라, 충전 전원(100)이 제2 충전 전류를 송신하도록 요청하여, 전지(210)를 충전한다.
상기 실시예에서, 전지 온도가 제1 기설정 온도로 가열된 경우, 제1 충전 전류가 0이 되도록 요청한 다음, 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어하되, 즉 전류 제어 유닛의 작동 상태를 전환할 때, 충전 전류를 0으로 낮춘다. 전류 제어 유닛의 작동 상태를 전환하는 과정에서 전류가 동력 전지 내부로 흘러 동력 전지가 손상되는 것을 방지하고, 전지 저온 충전의 안전성을 더욱 보장한다.
도 7은 상기 충전 제어 방법의 일 가능한 실시형태에 기반한 예시적인 흐름도이다. 전류 제어 유닛의 작동 상태를 제어하는 것을 통해, 저온 저SOC 전지에 대한 충전 전원의 안전하고 효율적인 저온 충전을 구현한다. 도 4에 도시된 차량 전기 시스템을 예로 들면, 방법(700)은 구체적으로 하기와 같은 단계를 포함할 수 있다.
단계 701에서, 충전 전원과 차량의 연결을 확인하고, 충전을 시작한다.
단계 702에서, 전지 온도가 제1 기설정 온도를 만족하는지 여부를 검출한다.
여기서, 제1 기설정 온도는 전지(210) 충전 허용 온도이다. 전지(210)의 온도가 제1 기설정 온도를 만족하면, 전지(210)를 가열할 필요 없이, 단계 708에 진입하고; 전지(210)의 온도가 제1 기설정 온도를 만족하지 않으면, 단계 703에 진입하고, 전지(210)를 가열한다.
단계 703에서, K1을 턴오프하고, K2를 턴온하여, 전류 제어 유닛이 제1 상태가 되도록 한다.
여기서, 제1 상태는 반도체 소자가 회로에 역접속된 상태이다. 이 경우 제1 계전기(K1)를 턴오프하고, 제2 계전기(K2)를 턴온한다.
단계 704에서, K3, K4를 턴온하여, 전지 가열 모듈을 회로에 접속시킨다.
단계 705에서, 제1 충전 전류를 포함하는 제1 충전 요청을 송신한다.
여기서, 제1 충전 전류는 전지(210)를 제1 기설정 온도로 가열하는데 필요한 전류이고, 전지 가열 모듈(230)의 전력에 따라 설정될 수 있다. 이 경우 충전 전원(100)이 제1 충전 전류를 송신하도록 요청하여, 전지(210)가 제1 기설정 온도에 도달하도록 가열함으로써, 후속적으로 전지(210)를 통상적으로 충전할 수 있도록 한다.
단계 706에서, 전지 온도가 제1 기설정 온도를 만족하는지 여부를 검출한다.
전지(210)를 가열한 후, 가열 효과를 검출한다. 전지(210)의 온도가 제1 기설정 온도를 만족하면, 가열을 중단하고, 단계 707에 진입하며; 제1 기설정 온도를 만족하지 않으면, 전지(210)를 계속 가열하고, 단계 703에 진입한다.
단계 707에서, 제1 충전 전류가 0이 되도록 요청하는 것을 포함하는 제1 충전 요청을 송신한다.
전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 충전 전원(100)에서 출력된 제1 충전 전류를 0으로 낮추도록 요청하고, 그 다음 전류 제어 유닛(240)의 작동 상태를 제2 상태로 전환하며, 즉 전류 제어 유닛(240)의 작동 상태를 전환할 때, 충전 전류를 0으로 낮춘다.
단계 708에서, K1을 닫고, K2를 턴오프하여, 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 한다.
여기서, 제2 상태는 반도체 소자가 회로에서 분리된 상태이다. 이 경우 제1 계전기(K1)를 턴온하고, 제2 계전기(K2)를 턴오프한다.
단계 709에서, K3, K4를 턴오프하고, 전지 가열 모듈을 바이패스한다.
단계 710에서, 제2 충전 전류를 포함하는 제2 충전 요청을 송신한다.
이 경우, 전지 가열 모듈은 바이패스되고, 전류 제어 유닛(240)은 제2 상태이며, 즉 전류가 흐르는 것을 허용하고, 충전 전원(100)이 제2 충전 전류를 출력하도록 요청하여 전지(210)를 통상적으로 충전하도록 한다.
단계 711에서, 충전이 완료된다.
상기 구현 가능한 방법으로부터 알 수 있는 바, 전류 제어 유닛의 작동 상태를 제어하는 것을 통해, 통신 프로토콜을 별도로 추가하거나 수정할 필요 없이 전지와 충전 전원의 연결을 유지하고 충전 전원이 충전 전류를 출력하도록 성공적으로 요청할 수 있으며, 또한 저온 충전 과정에서 충전 전원에서 출력된 전류가 전지로 흘러, 전지가 손상되는 것을 방지할 수 있어, 저온 저SOC 전지에 대한 충전 전원의 안전하고 효율적인 저온 충전을 구현한다.
본 발명의 실시예는 또한 차량 전기 시스템을 제공하는 바, 상기 차량 전기 시스템은 전류 제어 유닛, 제어 모듈 및 통신 모듈을 포함한다. 전류 제어 유닛은 반도체 소자를 포함하며, 상기 전류 제어 유닛의 일단은 전지에 연결되고, 타단은 충전 전원에 연결되며; 제어 모듈은 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 전류 제어 유닛이 제1 상태가 되도록 제어하고, 여기서 제1 상태는 반도체 소자가 회로에 역접속된 상태이며; 통신 모듈은 제1 충전 요청을 송신하고, 제1 충전 요청은 제1 충전 전류를 포함하며, 제1 충전 전류는 전지를 제1 기설정 온도로 가열하는데 필요한 전류이다. 제어 모듈은 또한, 전지 온도가 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어하고, 여기서, 제2 상태는 반도체 소자가 회로에서 분리된 상태이며; 통신 모듈은 또한, 제2 충전 요청을 송신하고, 제2 충전 요청은 제2 충전 전류를 포함하며, 전지는 상기 제2 충전 전류로 충전된다.
구체적으로, 제어 모듈은 차량 전기 시스템(200) 중의 전지 가열 모듈(230), 전류 제어 유닛(240)과 연결되어, K1, K2, K3 및 K4의 턴온 및 턴오프를 제어함으로써, 전지 가열 모듈(230)이 회로에 접속 또는 바이패스되도록 제어하고, 또한 전류 제어 유닛(240)이 제1 상태 또는 제2 상태가 되도록 제어한다. 통신 모듈은 충전 전원(100)과 정보 인터랙션하기 위한 것이고, 그 통신 방식은 제어기 영역 네트워크(control area network, CAN) 통신 또는 데이지 체인(daisy chain) 통신을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 또한 전지 관리 모듈(220)을 제공하는 바, 상기 전지 관리 모듈(220)은 프로세서(221) 및 메모리(222)를 포함하고, 메모리(222)는 컴퓨터 프로그램을 저장하며, 프로세서(221)는 컴퓨터 프로그램을 호출하여, 전술한 본 발명의 각 실시예에 따른 충전 제어 방법을 수행한다.
본 발명의 실시예는 또한 판독 가능 저장 매체를 제공하는 바, 상기 판독 가능 저장 매체는 컴퓨터 프로그램을 저장하며, 상기 컴퓨터 프로그램은 전술한 본 발명의 각 실시예에 따른 충전 제어 방법을 수행한다.
본 발명의 실시예는 또한 전술한 본 발명의 각 실시예에 따른 차량 전기 시스템을 포함하는 차량을 제공한다.
본 명세서의 특정 예는 본 발명의 실시예의 범위를 제한하기보다는 본 발명의 실시예를 더 잘 이해하도록 당업자를 돕기 위한 것임을 이해해야 한다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, 각 프로세스의 수행 순서는 그 기능 및 내재적 논리에 의해 결정되어야 하며, 본 발명의 실시예의 구현 프로세스에 대한 어떠한 제한도 구성하지 않아야 한다. 본 명세서에서 설명하는 다양한 실시형태는 개별적으로 또는 조합하여 실시될 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이를 한정하지 않는다.
본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정이 이루어질 수 있으며 균등물이 이의 일부를 대체할 수 있다. 특히, 구조적 모순이 없는 한, 각 실시예에서 언급된 각각의 기술적 특징은 어떠한 방식으로든 조합될 수 있다. 본 발명은 본 명세서에 개시된 특정 실시예로 제한되지 않고, 청구범위의 범위 내에 속하는 모든 기술적 해결수단을 포함한다.
본 발명은 2021년 12월 29일 제출된 명칭이 "전지 충전 방법 및 차량 전기 시스템"인 중국특허출원 202111631807.1의 우선권을 주장하는 바, 그 모든 내용은 참조로서 본 발명에 인용된다.
10: 충전 시스템
100: 충전 전원
200: 차량 전기 시스템
210: 전지
221: 프로세서
222: 메모리
220: 전지 관리 모듈
230: 전기 가열 모듈
240: 전류 제어 유닛
D1: 반도체 소자
K1: 제1 계전기
K2: 제2 계전기
K3: 제3 계전기
K4: 제4 계전기
R1: 히터

Claims (12)

  1. 차량 전기 시스템에 응용되는 전지 충전 제어 방법으로서,
    상기 차량 전기 시스템은 전류 제어 유닛을 포함하고, 상기 전류 제어 유닛은 반도체 소자를 포함하며, 상기 전류 제어 유닛의 일단은 전지에 연결되고, 타단은 충전 전원에 연결되며, 상기 방법은,
    상기 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 상기 전류 제어 유닛이 제1 상태가 되도록 제어하되, 상기 제1 상태는 상기 반도체 소자가 회로에 역접속된 상태를 포함하는 단계;
    제1 충전 요청을 송신하되, 상기 제1 충전 요청은 제1 충전 전류를 포함하고, 상기 제1 충전 전류는 상기 전지를 상기 제1 기설정 온도로 가열하는데 필요한 전류인 단계;
    상기 전지 온도가 상기 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 상기 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어하되, 상기 제2 상태는 상기 반도체 소자가 회로에서 분리된 상태 또는 상기 반도체가 회로에 정방향으로 접속된 상태를 포함하는 단계; 및
    제2 충전 요청을 송신하되, 상기 제2 충전 요청은 제2 충전 전류를 포함하며, 상기 전지는 상기 제2 충전 전류로 충전되는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 충전 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전지 온도가 상기 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 상기 전류 제어 유닛이 상기 제2 상태가 되도록 제어하는 단계는,
    상기 전지 온도가 상기 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 제1 충전 요청을 송신하는 단계를 포함하고, 상기 제1 충전 요청은 제1 충전 전류가 0이 되도록 요청하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 충전 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전류 제어 유닛은 반도체 소자 및 제1 계전기를 포함하고, 상기 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 상기 전류 제어 유닛이 제1 상태가 되도록 제어하는 단계는,
    상기 전지의 온도가 상기 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 제1 계전기가 턴오프되도록 제어하는 단계를 포함하며, 상기 제1 계전기의 일단은 상기 전지에 연결되고, 상기 제1 계전기의 타단은 충전 전원에 연결되며, 상기 반도체 소자는 상기 제1 계전기에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 전지 충전 제어 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전류 제어 유닛은 반도체 소자 및 제1 계전기를 포함하고, 상기 전지의 온도가 상기 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 상기 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어하는 단계는,
    전지 온도가 상기 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 제1 계전기가 턴온되도록 제어하는 단계를 포함하며, 상기 제1 계전기의 일단은 상기 전지에 연결되고, 상기 제1 계전기의 타단은 충전 전원에 연결되며, 상기 반도체 소자는 상기 제1 계전기에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 전지 충전 제어 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전류 제어 유닛은 양방향 반도체 소자를 포함하고, 상기 전지의 온도가 상기 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 상기 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어하는 단계는,
    전지 온도가 상기 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 상기 양방향 반도체 소자가 방향을 전환하도록 제어하여, 상기 양방향 반도체 소자를 회로에 정방향으로 접속시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 충전 제어 방법.
  6. 차량 전기 시스템으로서,
    상기 시스템은,
    반도체 소자를 포함하며 일단이 전지에 연결되고 타단이 충전 전원에 연결되는 전류 제어 유닛;
    전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 상기 전류 제어 유닛이 제1 상태가 되도록 제어하되, 상기 제1 상태는 상기 반도체 소자가 회로에 역접속된 상태를 포함하는 제어 모듈; 및
    제1 충전 요청을 송신하되, 상기 제1 충전 요청은 제1 충전 전류를 포함하고, 상기 제1 충전 전류는 상기 전지를 상기 제1 기설정 온도로 가열하는데 필요한 전류인 통신 모듈;
    을 포함하며,
    상기 제어 모듈은 또한, 상기 전지 온도가 상기 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 상기 전류 제어 유닛이 제2 상태가 되도록 제어하고, 상기 제2 상태는 상기 반도체 소자가 회로에서 분리된 상태 또는 상기 반도체가 회로에 정방향으로 접속된 상태를 포함하며;
    상기 통신 모듈은 또한, 제2 충전 요청을 송신하고, 상기 제2 충전 요청은 제2 충전 전류를 포함하며, 상기 전지는 상기 제2 충전 전류로 충전되는 것을 특징으로 하는 차량 전기 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 통신 모듈은 또한, 상기 전지 온도가 상기 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 제1 충전 요청을 송신하고, 상기 제1 충전 요청은 제1 충전 전류가 0이 되도록 요청하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 전기 시스템.
  8. 차량 전기 시스템으로서,
    상기 시스템은 전지 및 전류 제어 유닛을 포함하고, 상기 전류 제어 유닛은 제1 계전기 및 반도체 소자를 포함하며, 상기 제1 계전기의 일단은 상기 전지에 연결되고, 상기 제1 계전기의 타단은 충전 전원에 연결되며; 상기 반도체 소자는 상기 제1 계전기에 병렬로 연결되고,
    상기 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 상기 전류 제어 유닛은 제1 상태이고, 상기 제1 상태에서, 상기 제1 계전기는 턴오프되며;
    상기 전지 온도가 상기 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 상기 전류 제어 유닛은 제2 상태이고, 상기 제2 상태에서, 상기 제1 계전기는 턴온되는 것을 특징으로 하는 차량 전기 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전류 제어 유닛은 상기 제1 계전기, 상기 반도체 소자 및 제2 계전기를 포함하며, 상기 제1 계전기의 일단은 상기 전지에 연결되고, 상기 제1 계전기의 타단은 충전 전원에 연결되며; 상기 반도체 소자는 상기 제1 계전기에 병렬로 연결되고; 상기 제2 계전기는 상기 반도체 소자가 위치한 브랜치에 연결되며,
    상기 전지의 온도가 제1 기설정 온도보다 낮을 경우, 상기 전류 제어 유닛은 제1 상태이고, 상기 제1 상태에서, 상기 제1 계전기는 턴오프되고 상기 제2 계전기는 턴온되며;
    상기 전지 온도가 상기 제1 기설정 온도에 도달할 경우, 상기 전류 제어 유닛은 제2 상태이고, 상기 제2 상태에서, 상기 제1 계전기는 턴온되고 상기 제2 계전기는 턴오프되는 것을 특징으로 하는 차량 전기 시스템.
  10. 전지 관리 시스템으로서,
    프로세서 및 메모리를 포함하고, 상기 메모리는 컴퓨터 프로그램을 저장하며, 상기 프로세서는 상기 컴퓨터 프로그램을 호출하여, 상기 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 전지 관리 시스템.
  11. 판독 가능 저장 매체로서,
    컴퓨터 프로그램을 저장하며, 상기 컴퓨터 프로그램은 상기 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 판독 가능 저장 매체.
  12. 차량으로서,
    제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 차량 전기 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
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