KR20230144872A - 공조 시스템의 전원 제어장치 및 이를 구비한 전기 차량 - Google Patents

공조 시스템의 전원 제어장치 및 이를 구비한 전기 차량 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공조 시스템의 전원 제어장치 및 이를 구비한 전기 차량에 관한 것으로, 주구동 모터와 보조구동 모터를 구비한 전기 차량에서, 상기 전기 차량에 구비된 배터리의 전압이 임계치 이하로 떨어지는 경우, 상기 보조구동 모터와 보조구동 인버터를 멀티 인버터로서 활용하여 상기 배터리의 전압을 승압하고, 상기 승압된 전압을 공조 시스템에 공급함으로써, 저온 조건에서도 전기 차량에 구비된 공조 시스템을 정상 동작시킬 수 있는 공조 시스템의 전원 제어장치 및 이를 구비한 전기 차량을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 배터리와 공조 시스템 및 MCU(Motor Control Unit)를 구비한 전기 차량의 네트워크에 접속하는 접속부; 및 상기 공조 시스템의 온 요청 시, 상기 배터리의 전압이 임계치 이하로 떨어지는 경우, 상기 MCU로 승압모드 플래그를 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

공조 시스템의 전원 제어장치 및 이를 구비한 전기 차량{APPARATUS FOR CONTROLLING POWER OF AIR CONDITIONING SYSTEM AND ELECTRIC VEHICLE THEREWITH}
본 발명은 전기 차량에 구비된 공조 시스템의 전원을 제어하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 차량(Electric Vehicle)은 고전압 배터리로부터의 전기 에너지를 동력원으로 전기 모터를 구동시켜 주행하는 차량으로서, 현재 2세대 400V 배터리를 구비한 전기 차량과 3세대 800V 배터리를 구비한 전기 차량이 공존하고 있다.
이러한 2세대 400V 배터리는 셀 특성이 안정화되어 낮은 SOC(State Of Charge) 또는 저온 조건에서도 정상범위의 전압을 출력하지만, 3세대 800V 배터리는 셀 특성이 불안정하여 낮은 SOC 또는 저온 조건에서는 정상범위를 벗어나는 전압을 출력하는 경우가 발생하고 있다. 하기의 [표 1]은 3세대 800V 배터리의 특성을 나타낸다.
특성 제1 배터리 제2 배터리 제3 배터리


전압		 공칭 전압(V) 660.7 522.7 697.0
상한 전압(V) 782.6 619.2 825.6
하한 전압(V) 455.0 360.0 480.0
저온 조건에서의
하한 전압(V)		 364.0 288.0 384.0
상기 [표 1]에서, 제1 배터리는 455V의 하한 전압을 유지해야 함에도 불구하고 저온 조건에서는 364V의 전압을 출력하고, 제2 배터리는 360V의 하한 전압을 유지해야 함에도 불구하고 저온 조건에서는 288V의 전압을 출력하며, 제3 배터리는 480V의 하한 전압을 유지해야 함에도 불구하고 저온 조건에서는 384V의 전압을 출력하는 것을 알 수 있다. 여기서, 공칭 전압(nominal voltage)은 대표전압 또는 기준전압을 의미한다.
이러한 배터리를 구비한 전기 차량의 공조 시스템은 상기 배터리의 정상전압 범위(상한 전압 이하 하한 전압 이상)에서는 정상적으로 동작하지만, 저온 조건에서는 배터리의 하한 전압이 정상적인 하한 전압 이하로 떨어지기 때문에 상기 공조 시스템이 정상적으로 동작하지 못하는 문제점이 있다.
특히, 저온 조건에서 전기 차량의 발진에 의해 배터리의 전류 소모가 갑작스럽게 증가하는 경우, 그에 따른 전압 강하도 커지기 때문에 이러한 전압 강하는 공조 시스템에 고장을 유발하거나 공조 시스템의 성능을 크게 저하시킬 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 주구동 모터와 보조구동 모터를 구비한 전기 차량에서, 상기 전기 차량에 구비된 배터리의 전압이 임계치 이하로 떨어지는 경우, 상기 보조구동 모터와 보조구동 인버터를 멀티 인버터로서 활용하여 상기 배터리의 전압을 승압하고, 상기 승압된 전압을 공조 시스템에 공급함으로써, 저온 조건에서도 전기 차량에 구비된 공조 시스템을 정상 동작시킬 수 있는 공조 시스템의 전원 제어장치 및 이를 구비한 전기 차량을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템의 전원 제어장치는, 배터리와 공조 시스템 및 MCU(Motor Control Unit)를 구비한 전기 차량의 네트워크에 접속하는 접속부; 및 상기 공조 시스템의 온 요청 시, 상기 배터리의 전압이 임계치 이하로 떨어지는 경우, 상기 MCU로 승압모드 플래그를 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 상기 배터리의 전압을 제1 릴레이 또는 상기 전기 차량의 보조구동 모터의 중성점으로 전달하는 스위치; 상기 스위치로부터 전달된 전압을 상기 공조 시스템으로 전달하거나 차단하는 상기 제1 릴레이; 및 상기 전기 차량의 보조구동 인버터로부터 전달된 전압을 상기 공조 시스템으로 전달하거나 차단하는 제2 릴레이를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부는 주행모드 시, 상기 배터리의 전압이 상기 전기 차량의 보조구동 인버터 및 상기 공조 시스템으로 입력되도록 상기 스위치 및 상기 제1 릴레이를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부는 승압모드 시, 상기 전기 차량의 보조구동 모터를 보조구동 축으로부터 분리하고, 상기 배터리의 전압이 상기 전기 차량의 보조구동 모터의 중성점으로 공급되도록 상기 스위치를 제어하며, 상기 전기 차량의 보조구동 인버터로부터 출력되는 전압이 상기 공조 시스템으로 입력되도록 상기 제2 릴레이를 제어할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템의 전원 제어장치를 구비한 전기 차량은, 공조 시스템의 온 요청 시, 배터리의 전압이 임계치 이하로 떨어지는 경우, MCU(Motor Control Unit)로 승압모드 플래그를 전송하는 전원 제어장치; 및 상기 승압모드 플래그 수신 시, 보조구동 인버터와 보조구동 모터를 승압모드로 동작시키는 상기 MCU를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 보조구동 모터와 보조구동 인버터를 더 포함하되, 상기 MCU는 상기 보조구동 모터와 상기 보조구동 인버터를 멀티 인버터로서 동작시켜 상기 배터리의 전압을 승압할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 상기 배터리의 전압을 제1 릴레이 또는 상기 보조구동 모터의 중성점으로 전달하는 스위치; 상기 스위치로부터 전달된 전압을 상기 공조 시스템으로 전달하거나 차단하는 상기 제1 릴레이; 및 상기 보조구동 인버터로부터 전달된 전압을 상기 공조 시스템으로 전달하거나 차단하는 제2 릴레이를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 전원 제어장치는 주행모드 시, 상기 배터리의 전압이 상기 보조구동 인버터 및 상기 공조 시스템으로 입력되도록 상기 스위치 및 상기 제1 릴레이를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 전원 제어장치는 승압모드 시, 상기 보조구동 모터를 보조구동 축으로부터 분리하고, 상기 배터리의 전압이 상기 보조구동 모터의 중성점으로 공급되도록 상기 스위치를 제어하며, 상기 보조구동 인버터로부터 출력되는 전압이 상기 공조 시스템으로 입력되도록 상기 제2 릴레이를 제어할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예는, 주구동 모터와 보조구동 모터를 구비한 전기 차량에서, 상기 전기 차량에 구비된 배터리의 전압이 임계치 이하로 떨어지는 경우, 상기 보조구동 모터와 보조구동 인버터를 멀티 인버터로서 활용하여 상기 배터리의 전압을 승압하고, 상기 승압된 전압을 공조 시스템에 공급함으로써, 저온 조건에서도 전기 차량에 구비된 공조 시스템을 정상 동작시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템의 전원 제어장치를 구비한 전기 차량의 일예시도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 차량에 구비된 보조구동 인버터와 보조구동 모터 간의 연결 구조를 나타내는 일예시도,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템의 전원 제어장치에 대한 구성도,
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템의 전원 제어방법에 대한 흐름도,
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템의 전원 제어 방법을 실행하기 위한 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
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.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템의 전원 제어장치를 구비한 전기 차량의 일예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템의 전원 제어장치를 구비한 전기 차량은, 전원 제어장치(100), 공조 시스템(200), 배터리(300), 주구동 인버터(400), 주구동 모터(410), 주구동 축(420), 스위치(500), 보조구동 인버터(600), 보조구동 모터(610), 보조구동 축(620), 디스커넥터 시스템(700), MCU(Motor Control Unit, 800), 릴레이(900)를 포함할 수 있다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 전원 제어장치(100)는 배터리(300)의 전압(출력전압)을 모니터링하고, 공조 시스템(200)의 온(ON) 요청을 수신한 상태에서 배터리(300)의 전압이 임계치 이하로 떨어지는 경우, 보조구동 모터(610)와 보조구동 인버터(600)를 멀티 인버터로서 활용하여 배터리(300)의 전압을 승압하고, 상기 승압된 전압을 공조 시스템(200)에 공급할 수 있다. 이때, 전원 제어장치(100)는 상기 배터리(300)의 전압을 공조 시스템(200)의 정격전압으로 승압하고, 상기 승압된 정격전압을 상기 공조 시스템(200)에 공급할 수도 있다.
전원 제어장치(100)는 보조구동 모터(610)와 보조구동 인버터(600)를 멀티 인버터로서 활용하기 위해 MCU(800)와 연동할 수 있다. 즉, 전원 제어장치(100)는 공조 시스템(200)의 온(ON) 요청을 수신한 상태에서 배터리(300)의 전압이 임계치 이하로 떨어지는 경우, 차량 네트워크를 통해 MCU(800)로 승압모드 플래그(flag)를 전송할 수 있다. 그러면, MCU(800)는 보조구동 모터(610)를 제어하여 승압모드로 동작시킨다.
전원 제어장치(100)는 주행모드로 동작하는 경우, 배터리(300)의 DC 전압이 보조구동 인버터(600) 및 공조 시스템(200)으로 입력되도록 스위치(500)를 제어할 수 있다. 이때, 전원 제어장치(100)는 스위치(500)를 통과한 배터리(300)의 DC 전압이 공조 시스템(200)으로 전달될 수 있도록 제1 릴레이(910)를 온 하고 제2 릴레이(920)를 오프할 수 있다.
전원 제어장치(100)는 승압모드로 동작하는 경우, 배터리(300)의 DC 전압이 보조구동 모터(610)로 공급되도록 스위치(500)를 제어할 수 있다. 이때, 전원 제어장치(100)는 보조구동 모터(610)의 구동력이 보조구동 축(620)으로 전달되지 않도록 디스커넥터 시스템(700)과 연동하여 클러치를 해제할 수 있다. 또한, 전원 제어장치(100)는 보조구동 모터(610)와 보조구동 인버터(600)에 의해 승압된 DC 전압이, 공조 시스템(200)으로 전달될 수 있도록 제1 릴레이(910)를 오프하고 제2 릴레이(920)를 온 할 수 있다.
전원 제어장치(100)는 차량 네트워크를 통해 공조 시스템(200)의 온/오프 상태(명령), 배터리(300)의 전압 정보 등을 수집할 수 있다. 이때, 전원 제어장치(100)는 차량 네트워크를 통해 BMS(Battery Management System)으로부터 배터리(300)의 전압 정보를 획득할 수도 있다.
이러한 전원 제어장치(100)의 동작은 공조 시스템(200)의 내부에 구비된 DATC(Dual Automatic Temperature Controller)(미도시)에 의해 수행되도록 구현될 수도 있다.
공조 시스템(200)은 전기 차량의 실내 공기의 온도 및 공기질을 조절하는 시스템으로서, HP(Heat Pump), PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터 등을 포함할 수 있다. 일례로, 이러한 공조 시스템(200)은 400V~800V의 전압 범위 내에서 정상 동작할 수 있다. 또한, 공조 시스템(200)은 차량 네트워크에 접속할 수 있다.
배터리(300)는 고전압 배터리로서 BMS(Battery Management System)의 제어를 받을 수 있으며, 일례로 800V 배터리를 포함할 수 있다. 참고로, 이러한 800V 배터리(300)는 낮은 SOC 또는 저온 조건에서 400V 이하의 전압을 출력할 수 있다.
주구동 인버터(400)는 배터리(300)의 DC 전압(전력)을 3상(Three Phase) AC 전압으로 변환할 수 있다.
주구동 모터(410)는 주구동 인버터(400)로부터 출력되는 3상 AC 전압을 이용하여 회전력을 생성하고, 이러한 회전력은 주구동 축(420)에 전달되어 주구동 축(420)을 회전시킬 수 있다.
스위치(500)는 전원 제어장치(100)의 제어하에 배터리(300)의 DC 전압을 보조구동 인버터(600) 및 공조 시스템(200)으로 공급하거나, 배터리(300)의 DC 전압을 보조구동 모터(610)의 중성점(N)으로 공급할 수 있다.
보조구동 인버터(600)는 DC-AC 모드로 동작하여 배터리(300)의 DC 전압(전력)을 3상 AC 전압으로 변환할 수 있다.
보조구동 모터(610)는 보조구동 인버터(600)로부터 출력되는 3상 AC 전압을 이용하여 회전력을 생성하고, 이러한 회전력은 보조구동 축(620)에 전달되어 보조구동 축(620)을 회전시킬 수 있다. 이때, 보조구동 인버터(600)와 보조구동 모터(610)는 도 2에 도시된 바와 같은 연결 구조를 갖을 수 있다.
디스커넥터 시스템(700)은 보조구동 모터(610)의 구동력을 보조구동 축(620)으로 전달하거나 차단하는 클러치를 제어(온/오프)할 수 있다.
MCU(800)는 보조구동 모터(610)의 회전방향과 회전속도를 제어하고, 주구동 모터(410)의 회전방향과 회전속도를 제어할 수 있다. 이러한 MCU(800)는 차량 네트워크를 통해 전원 제어장치(100)로부터 다양한 정보(일례로, 승압모드 플래그(flag))를 수신할 수 있다.
릴레이(900)는 배터리(300)의 DC 전압을 공조 시스템(200)으로 전달하거나 차단하는 제1 릴레이(910)와, 멀티 인버터로서 동작하는 보조구동 모터(610)와 보조구동 인터버(600)에 의해 승압된 DC 전압을 공조 시스템(200)으로 전달하거나 차단하는 제2 릴레이(920)를 구비할 수 있다.
도 2 는 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 차량에 구비된 보조구동 인버터와 보조구동 모터 간의 연결 구조를 나타내는 일예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 보조구동 인버터(600)는 배터리(300)의 양단에 상호 병렬 관계로 연결되는 3개의 레그(L1~L3)를 가지며, 각 레그에는 2개의 스위칭 소자가 서로 직렬 연결되고, 각 스위칭 소자의 연결 노드는 보조구동 모터(610)의 각 상(Phase)과 연결된다. 즉, 제1 레그(L1)에는 2개의 스위칭 소자(S1, S4)가 서로 직렬로 연결되는 제1 노드가 형성되고, 제2 레그(L2)에는 2개의 스위칭 소자(S3, S6)가 서로 직렬로 연결되는 제2 노드가 형성되며, 제3 레그(L3)에는 2개의 스위칭 소자(S5, S2)가 서로 직렬로 연결되는 제3 노드가 형성된다.
이러한 구조를 갖는 보조구동 인버터(600)와 보조구동 모터(610)가 주행모드로 동작하는 경우, 제1 노드에서 보조구동 모터(610)로 제1 상의 구동전압이 공급되고, 제2 노드에서 보조구동 모터(610)로 제2 상의 구동전압이 공급되며, 제3 노드에서 보조구동 모터(610)로 제3 상의 구동전압이 공급된다.
한편, 이러한 보조구동 인버터(600)와 보조구동 모터(610)가 멀티 인버터로서 동작하는 경우(승압모드), 보조구동 모터(610)의 3상 코일 하나와 그에 연결된 보조구동 인덕터(600)의 레그 내 스위칭 소자는 하나의 승압회로를 구성할 수 있다. 즉, 3상 보조구동 모터(610)와 3상 보조구동 인버터(600)에 의해 총 3개의 승압회로가 보조구동 모터(610)의 중성점(N)과 배터리(300) 사이에 병렬로 연결된 것과 같은 회로가 구성된다.
따라서, 배터리(300)로부터 보조구동 모터(610)의 중성점(N)으로 공급되는 DC 전압은 보조구동 인버터(600)의 각 상에 대응되는 레그로 전달되고, 각 레그의 스위칭 소자에 의해 승압되어 공조 시스템(200)으로 공급될 수 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템의 전원 제어장치에 대한 구성도로서, 상기 공조 시스템은 주구동 모터와 보조구동 모터를 구비한 전기 차량(4WD 전기 차량)에 장착될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템의 전원 제어장치(100)는, 저장부(10), 차량 네트워크 접속부(20), 표시부(30), 및 제어부(Comtroller, 40)를 포함할 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템의 전원 제어장치(100)를 실시하는 방식에 따라 각 구성요소는 서로 결합되어 하나로 구현될 수도 있고, 일부의 구성요소가 생략될 수도 있다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 저장부(10)는 공조 시스템(200)의 온(ON) 요청을 수신한 상태에서 배터리(300)의 전압이 임계치 이하로 떨어지는 경우, 보조구동 모터(610)와 보조구동 인버터(600)를 멀티 인버터로서 활용하여 배터리(300)의 전압을 승압하기 위해, 차량 네트워크를 통해 MCU(800)로 승압모드 플래그(flag)를 전송하는 과정에서 요구되는 각종 로직과 알고리즘 및 프로그램을 저장할 수 있다.
저장부(10)는 배터리(300)의 임계전압(일례로, 400V)을 저장할 수 있다.
저장부(10)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.
차량 네트워크 접속부(20)는 전기 차량의 내부에 구성된 차량 네트워크와의 접속 인터페이스를 제공할 수 있다.
표시부(30)는 현재 동작중인 모드 정보(주행모드, 승압모드)를 사용자에게 제공하는 모듈로서, HUD(Head Up Display), 클러스터, AVN(Audio Video Navigation) 시스템 등을 포함할 수 있다.
제어부(40)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 이러한 제어부(40)는 하드웨어의 형태로 구현되거나, 또는 소프트웨어의 형태로 구현되거나, 또는 하드웨어 및 소프트웨어가 결합된 형태로 구현될 수 있다. 바람직하게는, 제어부(40)는 마이크로프로세서로 구현될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 제어부(40)는 공조 시스템(200)의 온(ON) 요청을 수신한 상태에서 배터리(300)의 전압이 임계치 이하로 떨어지는 경우, 보조구동 모터(610)와 보조구동 인버터(600)를 멀티 인버터로서 활용하여 배터리(300)의 전압을 승압하기 위해(승압모드로 동작), 차량 네트워크를 통해 MCU(800)로 승압모드 플래그(flag)를 전송하는 과정에서 각종 제어를 수행할 수 있다.
제어부(40)는 배터리(300)의 전압이 임계전압을 초과하는 경우, 보조구동 인버터(600)와 보조구동 모터(610)를 주행모드로 동작시킬 수 있다.
제어부(40)는 차량 네트워크 접속부(20)를 통해 차량 네트워크에 접속하여 공조 시스템(200)의 온/오프 상태(명령), 배터리(300)의 전압 정보 등을 수집할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 제어부(40)의 동작에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템의 전원 제어방법에 대한 흐름도이다.
먼저, 제어부(40)는 차량 네트워크를 통해 수집한 정보에 기초하여 공조 시스템(200)의 온 요청을 수신(확인)할 수 있다(411).
이후, 제어부(40)는 차량 네트워크를 통해 배터리(300)의 DC 전압을 모니터링하고, 상기 배터리(300)의 DC 전압이 임계전압 미만인지 확인할 수 있다(412).
상기 확인결과(412), 상기 배터리(300)의 DC 전압이 임계전압 이상이면, 제어부(40)는 상기 배터리(300)의 DC 전압이 제1 릴레이(910)로 전달되도록 스위치(500)를 제어할 수 있다(421).
이후, 제어부(40)는 상기 스위치(500)를 통해 전달되는 배터리(300)의 DC 전압이 공조 시스템(200)으로 전달되도록 제1 릴레이(910)를 제어할 수 있다(422).
이렇게 전달된 배터리(300)의 DC 전압에 기초하여 공조 시스템(200)은 정상 동작하게 된다.
상기 확인결과(412), 상기 배터리(300)의 DC 전압이 임계전압 미만이면, 제어부(40)는 보조구동 모터(610)과 보조구동 축(620)이 분리되도록, 즉 보조구동 모터(610)의 회전력이 보조구동 축(620)에 전달되지 않도록 디스커넥터 시스템(700)과 연동할 수 있다(431). 이때, 제어부(40)는 표시부(30)를 통해 승압 모드로 동작함을 사용자에게 알릴 수 있다.
이후, 제어부(40)는 상기 배터리(300)의 DC 전압이 보조구동 모터(610)로 공급되도록 스위치(500)를 제어할 수 있다(432).
이후, 제어부(40)는 보조구동 모터(610)와 보조구동 인버터(600)를 멀티 인버터로서(승압모드로) 동작시켜 상기 배터리(300)의 DC 전압을 승압할 수 있다(433). 이때, 제어부(40)는 MCU(800)과 연동할 수 있다. 즉, 제어부(40)는 차량 네트워크를 통해 MCU(800)로 승압모드 플래그(flag)를 전송하여 상기 배터리(300)의 DC 전압을 승압할 수 있다.
이후, 제어부(40)는 상기 승압된 DC 전압이 공조 시스템(200)으로 전달되도록 제2 릴레이(920)를 제어할 수 있다(434).
이렇게 전달된 승압된 DC 전압에 기초하여 공조 시스템(200)은 정상 동작하게 된다(435).
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템의 전원 제어방법을 실행하기 위한 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 공조 시스템의 전원 제어방법은 컴퓨팅 시스템을 통해서도 구현될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1000)은 시스템 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(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 프로세서(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, SSD(Solid State Drive), 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 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.
10: 저장부
20: 차량 네트워크 접속부
30: 표시부
40: 제어부

Claims (9)

  1. 배터리와 공조 시스템 및 MCU(Motor Control Unit)를 구비한 전기 차량의 네트워크에 접속하는 접속부; 및
    상기 공조 시스템의 온 요청 시, 상기 배터리의 전압이 임계치 이하로 떨어지는 경우, 상기 MCU로 승압모드 플래그를 전송하는 제어부
    를 포함하는 공조 시스템의 전원 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리의 전압을 제1 릴레이 또는 상기 전기 차량의 보조구동 모터의 중성점으로 전달하는 스위치;
    상기 스위치로부터 전달된 전압을 상기 공조 시스템으로 전달하거나 차단하는 상기 제1 릴레이; 및
    상기 전기 차량의 보조구동 인버터로부터 전달된 전압을 상기 공조 시스템으로 전달하거나 차단하는 제2 릴레이
    를 더 포함하는 공조 시스템의 전원 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    주행모드 시, 상기 배터리의 전압이 상기 전기 차량의 보조구동 인버터 및 상기 공조 시스템으로 입력되도록 상기 스위치 및 상기 제1 릴레이를 제어하는 것을 특징으로 하는 공조 시스템의 전원 제어장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    승압모드 시, 상기 전기 차량의 보조구동 모터를 보조구동 축으로부터 분리하고, 상기 배터리의 전압이 상기 전기 차량의 보조구동 모터의 중성점으로 공급되도록 상기 스위치를 제어하며, 상기 전기 차량의 보조구동 인버터로부터 출력되는 전압이 상기 공조 시스템으로 입력되도록 상기 제2 릴레이를 제어하는 것을 특징으로 하는 공조 시스템의 전원 제어장치.
  5. 공조 시스템의 온 요청 시, 배터리의 전압이 임계치 이하로 떨어지는 경우, MCU(Motor Control Unit)로 승압모드 플래그를 전송하는 전원 제어장치; 및
    상기 승압모드 플래그 수신 시, 보조구동 인버터와 보조구동 모터를 승압모드로 동작시키는 상기 MCU
    를 포함하는 전기 차량.
  6. 제 5 항에 있어서,
    보조구동 모터와 보조구동 인버터를 더 포함하되,
    상기 MCU는,
    상기 보조구동 모터와 상기 보조구동 인버터를 멀티 인버터로서 동작시켜 상기 배터리의 전압을 승압하는 것을 특징으로 하는 전기 차량.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 배터리의 전압을 제1 릴레이 또는 상기 보조구동 모터의 중성점으로 전달하는 스위치;
    상기 스위치로부터 전달된 전압을 상기 공조 시스템으로 전달하거나 차단하는 상기 제1 릴레이; 및
    상기 보조구동 인버터로부터 전달된 전압을 상기 공조 시스템으로 전달하거나 차단하는 제2 릴레이
    를 더 포함하는 전기 차량.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전원 제어장치는,
    주행모드 시, 상기 배터리의 전압이 상기 보조구동 인버터 및 상기 공조 시스템으로 입력되도록 상기 스위치 및 상기 제1 릴레이를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 차량.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 전원 제어장치는,
    승압모드 시, 상기 보조구동 모터를 보조구동 축으로부터 분리하고, 상기 배터리의 전압이 상기 보조구동 모터의 중성점으로 공급되도록 상기 스위치를 제어하며, 상기 보조구동 인버터로부터 출력되는 전압이 상기 공조 시스템으로 입력되도록 상기 제2 릴레이를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 차량.
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