KR20240065016A - 차량 비상 시동 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

차량 비상 시동 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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(주)디에이치에너지시스템
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Abstract

차량 배터리 비상 충전 장치는 기본 배터리 그룹, 제 1 스위치, 2차 배터리 모듈, 제 2 스위치, 승압부, 및 제 3 스위치를 포함한다. 제 1 스위치는 기본 배터리 그룹을 차량의 시동 모터에 연결하고, 2차 배터리 모듈은 기본 배터리 그룹과 병렬 연결되고, 제 2 스위치는 2차 배터리 모듈을 시동 모터에 연결하고, 승압부는 기본 배터리 그룹에서 공급되는 전류를 이용하여 2차 배터리 모듈을 승압하며, 제 3 스위치는 승압부를 통해 기본 배터리 그룹과 2차 배터리 모듈을 연결한다. 이와 같은 구성에 의하면, 승압부가 기본 배터리 그룹의 전압을 승압하여 2차 배터리 모듈에 공급하기 때문에 기본 배터리 그룹의 전압이 2차 배터리 모듈의 전압보다 낮은 경우에도 2차 배터리 모듈을 충전할 수 있고, 기본 배터리 그룹과 2차 배터리 모듈 모두가 방전된 경우에도 차량 시동을 위한 전압을 공급할 수 있게 된다.

Description

차량 비상 시동 장치 및 그 제어 방법 {Vehicle emergency starting device and a control method thereof}
본 발명은 차량 비상 시동 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량용 배터리를 대체하도록 사용되고 내장 기본 배터리 모듈이 방전되는 경우에도 차량의 시동이 가능하도록 해 주는 차량 비상 시동 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
자동차 배터리 방전시 이용가능한 종래의 방법으로는, 다른 차량의 배터리와 점프선을 통해 차량의 시동을 거는 방법, 전용 배터리 충전기를 이용하여 자동차 배터리를 충전하는 방법 등이 통상적으로 이용되고 있으나, 다른 차량이나 전용 배터리가 없는 상황에서는 문제 해결이 불가능한 단점이 있다.
이런 문제를 해결하기 위한 종래기술로서, 대한민국 특허 제10-1571110호는 저항이 작고 급속 충방전이 가능한 고 정전용량 저장 장치(예를 들어, 슈퍼 2차 배터리, 울트라 2차 배터리, 전기이중층 2차 배터리 등)를 이용하여 방전된 배터리로부터 전류를 받아 전압을 충전하고 고출력 방전을 통해 다시 방전된 차량의 배터리에 전류를 제공하는 기술을 개시하고 있다.
그러나, 상기 종래기술에서 차량에 장착된 배터리가 시동을 걸 수 없는 상태로 방전된 경우처럼 차량 배터리의 전압이 고 정전용량 저장장치의 전압보다 낮으면 고 정전용량 저장장치를 충전할 수 없게 되고, 또 차량 배터리와 고 정전용량 저장장치 모두가 방전된 경우에는 아무런 조치도 취할 수 없게 되는 문제점이 있다.
대한민국 특허 제10-1571110호 (2015.11.17. 등록)
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기본 배터리 모듈이 방전된 경우에도 차량 시동을 위한 전압을 공급할 수 있는 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 비상 시동 장치는, 제 1 스위치를 통해 차량의 시동 모터에 연결가능한 기본 배터리 그룹; 제 2 스위치를 통해 상기 배터리 그룹과 병렬로 상기 시동 모터에 연결가능한 2차 배터리 모듈; 제 3 스위치를 통해 상기 기본 배터리 그룹과 상기 2차 배터리 모듈 사이에 연결되는 승압부; 및 상기 스위치들 및 승압부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 기본 배터리 그룹에서 공급되는 전류를 승압하여 상기 2차 배터리 모듈에 충전하도록 상기 승압부를 제어한다.
또한, 상기 제어부는 평상시에 상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치를 닫고 상기 제 3 스위치를 열도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는 상기 기본 배터리 그룹 또는 상기 2차 배터리 모듈에 의한 상기 차량의 시동 가능 여부를 판단하고, 시동이 불가능하다고 판단되는 경우 상기 제 3 스위치를 닫도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는 상기 제 3 스위치를 닫는 경우, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치 중 하나를 열도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는 상기 제 3 스위치를 닫는 경우, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 모두 열도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는 상기 기본 배터리 그룹 또는 상기 2차 배터리 모듈에 의한 상기 차량의 시동 가능 여부를 판단하고, 시동이 가능하다고 판단되는 경우 상기 제 2 스위치를 닫도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는 상기 제 2 스위치를 닫는 경우, 상기 제 3 스위치를 열도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는 상기 제 3 스위치의 연결이 미리 설정된 기준 횟수 이상인 경우 상기 제 3 스위치의 연결을 중단하도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는 상호 병렬 연결된 상기 기본 배터리 그룹과 상기 2차 배터리 모듈의 단자 전압 및 상기 기본 배터리 그룹의 내부 저항의 크기를 이용하여 상기 차량의 시동 가능 여부를 판단한다.
또한, 상기 기본 배터리 그룹은 차량에 장착된 외부 배터리와 상기 차량 비상 시동 장치에 내장된 내부 배터리 모듈의 연결로 구성된다.
본 발명에 의하면, 승압부가 기본 배터리 모듈의 전압을 승압하여 2차 배터리 모듈에 공급하기 때문에, 기본 배터리 모듈과 2차 배터리터 모듈이 모두 방전된 경우에도 차량 시동을 위한 전압을 공급할 수 있게 된다.
또한, 제어부에 의해 시동시 2차 배터리 모듈의 전력이 방전된 배터리로 흐르거나 차량의 암전류로 흐르는 것을 차단하여 확보된 시동전력의 손실을 줄일 수 있게 된다.
또한, FET 스위치, b접점 릴레이, 래칭 릴레이와 같은 스위칭 소자의 이용으로 승압시 및 승압후 시동 대기시의 소모전력을 최소화할 수 있고, 승압에 의한 비상 충전 시간을 최소화할 수 있다.
또한, 감지된 온도에 따라 충전전류를 결정함으로써, 저온시에는 충전을 제한하여 리튬계열의 배터리로 구성된 기본 배터리 모듈의 리스크를 줄여 저온시에도 비상 시동 장치의 안정적 사용이 가능해 진다.
또한, 시동전력을 확보한 경우에도, 장시간 방치로 인한 재방전과 잔류에너지의 한계를 고려하여 최후의 방전 상황을 대비할 수 있게 된다.
또한, 차량의 기존 배터리를 대체하도록 차량 비상 시동 장치를 구성할 수 있어서 별도의 차량 배터리가 불필요하게 된다.
도 1은 본 발명의 차량 비상 시동 장치의 개략적인 블록도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차량 비상 시동 장치의 회로도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 차량 비상 시동 장치의 수동 프로세스와 능동 프로세스의 흐름도.
도 5는 본 발명의 차량 비상 시동 장치의 스위치 기능을 정리한 표.
도 6 내지 도 8은 각각 기본 배터리 모듈 단독 사용, 2차 배터리 모듈 단독 사용, 기본 배터리 모듈과 2차 배터리 모듈의 조합 사용의 경우에서의 SOC와 단자 전압과의 관계를 도시한 그래프.
도 9는 내연기관 시동 시스템의 등가 회로도.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 차량 비상 시동 장치의 회로도.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 차량 비상 시동 장치의 회로도.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 차량 비상 시동 장치의 회로도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 비상 시동 장치의 개략적인 블록도이며, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차량 비상 시동 장치의 회로도이다.
도 1에서, 본 발명의 차량 비상 시동 장치는 기본적으로 제 1 스위치(110), 2차 배터리 모듈(120), 제 2 스위치(130), 승압부(140), 제 3 스위치(150), 제어부(160), 및 기본 배터리 모듈(170)을 포함하여 구성된다.
여기서, 제 1 스위치(S1)(110), 제 2 스위치(S2)(130) 및/또는 제 3 스위치(S3)(150)는 회로 동작 시 소모전력을 최소화하기 위하여 FET 스위치나 b접점 릴레이 또는 래칭 릴레이로 구성될 수 있다. 특히, 제 1 스위치(110)는 수십 암페어(A) 이상의 전류가 흐르는 대전류 회로의 일부이므로 소모전력의 최소화를 위한 스위치 종류의 선택이 더 중요하다.
기본 배터리 모듈(170)은 원료를 얻기 용이하기 가격도 저렴하여 자동차 배터리로 흔히 사용되는 납축전지(Lead-Acid Battery)로 구성되거나 리튬이온 배터리로 구성될 수 있다. 기본 배터리 모듈(170)은 저전압 배터리로서 자동차 배터리와 동일한 기능 즉, 차량 시동, 비상시 차량 점등 기구에 전원 공급, 차량 전장 부품에 전원 공급, 점화 코일에 필요한 전원 공급 등의 역할을 수행한다.
2차 배터리 모듈은 전지의 출력 밀도와 에너지 밀도가 기본 배터리 모듈보다 높아서, 기본 배터리 모듈의 방전 시에도 그 잔류 에너지를 받아서 시동을 걸 수 있는 2차 전지로 구성되어야 한다. 니켈-카드뮴 배터리, 니켈-수소 배터리와 같은 니켈계 배터리, 리튬이온 배터리, 리튬-공기 배터리, 리튬-황 배터리, 전고체 배터리와 같은 리튬계 배터리 외에도 현재 개발이 진행 중인 다양한 종류의 차세대 배터리까지 2차 배터리 모듈로 활용가능하며, 기본 배터리 모듈에 비해 전지의 출력 밀도와 에너지 밀도가 높아서 기본 배터리 모듈의 잔류 에너지를 받아서 시동을 걸 수 있는 조건을 만족한다면 충분하다.
본 발명의 제 1 실시예에 따라 도 2에 도시된 차량 비상 시동 장치에는 기본 배터리 모듈(170)이 포함되어 있으며, 따라서 종래의 차량에 장착된 배터리가 불필요하다. 도 2의 차량 배터리 비상 충전 장치는 종래의 차량에 장착된 배터리 대신에 동일 위치에 장착가능하도록 외형적 구성을 구비하는 것이 바람직하다. 일반적으로 차량에서 배터리의 연결 접속부가 2개이므로, 도 2의 비상 시동 장치 또한 기존의 차량 배터리를 대체할 수 있도록 외부 접속부가 2개로 구성된다.
도 2에서, 기본 배터리 모듈(170)과 2차 배터리 모듈(120)은 차량의 시동 모터에 병렬로 연결되며, 기본 배터리 모듈(170)은 직렬 연결된 제 1 스위치(110)(단, 기본 배터리 모듈(170)을 위한 배터리관리시스템(BMS)이 이를 포함하여 구현될 수 있음)를 통해 차량의 시동 모터에 연결되고, 2차 배터리 모듈(120)은 직렬 연결된 제 2 스위치(130)를 통해 차량의 시동 모터에 연결된다. 기본 배터리 모듈은 납축전기 배터리 또는 리튬이온계열 배터리로 구성될 수 있으며, 2차 배터리 모듈은 복수의 단위 2차 배터리 유닛의 결합체로 구성될 수 있다.
도 2에서는 제 1 스위치(110)가 기본 배터리 모듈(170)의 양극과 시동 모터의 비접지단 사이에 위치하고, 제 2 스위치(130)는 2차 배터리 모듈(120)의 양극과 시동 모터의 비접지단 사이에 위치하는 것으로 예시되어 있다.
도 2에서, 승압부(140)는 기본 배터리 모듈(170)과 2차 배터리 모듈(120) 사이에 연결되며, 제 3 스위치(150)에 의해 기본 배터리 모듈(170)에서 공급되는 전류를 승압하여 2차 배터리 모듈(120)에 공급한다. 제 3 스위치(150)가 온되면 기본 배터리 모듈(170)과 2차 배터리 모듈(120) 사이에 승압을 위한 폐회로가 구성된다.
이와 같은 구성에 의하면, 승압부(140)가 기본 배터리 모듈(170)의 전압을 승압하여 2차 배터리 모듈(120)에 공급하기 때문에 기본 배터리 모듈(170)의 전압이 2차 배터리 모듈(120)의 전압보다 낮은 경우에도 2차 배터리 모듈(120)을 충전할 수 있고, 기본 배터리 모듈(170)과 2차 배터리 모듈(120) 모두가 방전된 경우에도 승압을 통해 차량 시동을 위한 전압을 공급할 수 있게 된다.
2차 배터리 모듈(120)은 기본 배터리 모듈(170)에 비해 충전 용량은 낮지만 충방전 시간이 짧아서 출력이 높기 때문에, 기본 배터리 모듈(170)로 시동을 걸 수 없는 경우에도 승압을 통해 커패스터 모듈(120)을 충전한 후 2차 배터리 모듈(120)을 이용하여 시동 모터를 구동할 수 있게 되는 것이다.
제어부(160)는 차량의 시동 가능 여부를 판단하고, 시동이 불가능하다고 판단되는 경우 제 3 스위치(150)를 연결하여 기본 배터리 모듈(170), 제 3 스위치(150) 및 2차 배터리 모듈(120)로 구성되는 승압회로를 구동한다.
한편, 제어부(160)는 병렬 연결된 기본 배터리 모듈(170)과 2차 배터리 모듈(120)의 단자 전압, 또는 기본 배터리 모듈(170)의 내부 저항의 크기를 이용하여 차량의 시동 가능 여부를 판단할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 차량의 시동 가능 여부를 더욱 정확하게 판단할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 각각 기본 배터리 모듈, 2차 배터리 모듈, 기본 배터리 모듈과 2차 배터리 모듈의 조합의 경우에서의 충전 상태(SOC, State Of Charge)(또는 잔존 에너지 용량)와 단자 전압과의 관계를 도시한 그래프이다.
도 6의 기본 배터리 모듈 즉, 자동차 배터리와 같은 납축전지로 구성되는 기본 배터리 모듈의 경우, SOC가 낮아도 단자 전압 감소가 적은 특성을 갖기 때문에 전압 측정을 통해서 SOC를 파악하는 것이 어렵다. 다시 말해, 기본 배터리 모듈의 경우 에너지가 고갈된 상태에서도 높은 단자 전압이 나오기 때문에 전압 모니터링을 통해서 차량 시동 가능 여부를 판단하기가 곤란하다.
도 7의 2차 배터리 모듈 즉, 리튬이온 배터리로 구성되는 2차 배터리 모듈의 경우, SOC가 낮아지면서 단자 전압 감소에 변곡점이 존재하기 때문에, 단자 전압 측정을 통해서 SOC 및 그에 따른 차량의 시동가능여부를 용이하게 판단할 수 있다.
도 8에서와 같이 기본 배터리 모듈과 2차 배터리 모듈을 조합할 경우에는, 소정의 SOC 값(예컨대, 20%) 이하에서 급격한 단자 전압 감소가 나타난다. 이러한 특성을 이용하면 SOC 및 그에 따른 차량의 시동가능여부를 정확하게 판단할 수 있다.
이와 같이, 배터리 방전이 상당한 수준으로 진행된 경우 배터리의 전압을 통한 배터리 출력을 파악하는 것은 정확도가 낮지만, 기본 배터리 모듈과 2차 배터리 모듈을 병렬 연결하여 단자 전압을 측정하는 본 발명의 방식에 따르면 병렬 연결된 시스템의 에너지 및 출력을 보다 정확하게 판단할 수 있게 된다.
따라서, 도 2의 제어부(160)는 평시에 제 1, 2 스위치(110, 130)를 닫아 기본 배터리 모듈(170)과 2차 배터리 모듈(120)을 동시에 연결하며(즉, S1 close, S2 close, S3 open), 이를 통해 단자 전압의 감소에 따른 차량의 시동 가능 여부를 판단하고, 시동이 불가능하다고 판단되는 경우 제 3 스위치(150)를 연결하여(즉, S3 close) 기본 배터리 모듈(170), 제 3 스위치(150) 및 2차 배터리 모듈(120)로 구성되는 승압회로를 구동한다.
도 2에서, 제어부(160)는 MCU를 구비하고 전압, 전류, 온도 등을 모니터링 및 제어하는 회로로서, 제 3 스위치를 포함하여 기본 배터리 모듈(170)과 2차 배터리 모듈(120) 사이의 승압을 담당하는 승압부를 구비하고, 기본 배터리 모듈(170)과 2차 배터리 모듈(120)의 전압과 전류 및 주변 온도 등의 감지 센서를 포함하고, 차량 발전기로부터 기본 배터리 모듈(170) 및 2차 배터리 모듈(120)로 흐르는 충전 전류를 제한하는 전류제어부를 구비하며, 경우에 따라 배터리관리시스템(BMS)의 제어작용까지 일부 또는 전부 포함하도록 구성될 수 있다.
한편, 기본 배터리 모듈(170)과 2차 배터리 모듈(120) 등의 배터리가 리튬계열 배터리일 때 영하의 온도에서 충전할 경우 플레이팅(plating), 덴드라이트(dendrite)의 성장으로 인한 내부저항 증가를 유발하며 심각할 경우 내부 단락 상황을 초래할 수 있다. 따라서, 도 2에서와 같이 온도를 감지하는 센서와 MCU를 포함하는 제어부를 통하여 감지된 온도에 따라 충전전류를 결정하게 되면, 영하의 기온에서는 저온 운용모드로 동작하여 낮은 전류로 기본 배터리 모듈(170) 및/또는 2차 배터리 모듈(120)을 충전하거나 또는 아예 충전을 제한하고 상온에서만 충전함으로써, 리튬계열 배터리의 리스크를 감소시킬 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 차량 비상 시동 장치의 수동 프로세스와 능동 프로세스의 흐름도이다.
도 3을 참조하여 수동 프로세스에 대해 설명하기로 한다. 수동 프로세스는 제어부(160)에서의 2차 배터리 모듈(120)의 전압 감지 및 필요시 자동 충전 과정을 배제한 프로세스이다.
먼저, 차량 비상 시동 장치는 평시에는 제 1 스위치(110)와 제 2 스위치(130)를 모두 닫고 제 3 스위치(150)는 열어서 기본 배터리 모듈(170)과 2차 배터리 모듈(120)을 모두 차량의 시동 모터 등 부하에 연결한 상태로 동작한다. 이때, 제어부(160)는 2차 배터리(120) 모듈과 기본 배터리 모듈(170)의 전압과 온도 등을 감지하여 시동 가능 여부 또는 비상 충전의 필요성을 판단한다.
한편, 리튬이온계열의 배터리 모듈을 사용할 경우에, 제어부(160)는 차량의 시동이 성공한 후에도 전압, 전류, 온도 등의 감지를 통해 영하의 기온에서는 스위치를 열어 리튬이온계열 배터리 모듈의 충전을 제한하고, 영상의 기온일 때는 스위치를 닫아 리튬이온계열 배터리 모듈을 충전할 수 있다.
한편, 차량의 시동이 불가능한 것으로 판단되면, 제어부(160)는 평상시 닫혀 있던 제 1 스위치(110) 및 제 2 스위치(130)를 열고 제 3 스위치(150)를 닫는다(즉, S1 open, S2 open, S3 close). 이와 같은 구성에 의하면, 승압을 통한 비상 충전시 및 차량의 시동시에 2차 배터리 모듈(120)의 전력이 방전된 기본 배터리 모듈(170)로 흐르거나 차량의 암전류로 흐르는 것을 차단하여 확보된 시동전력의 손실을 줄일 수 있게 되고 가장 신속하게 시동을 걸 수 있게 된다.
이와 달리, 제어부가(160)는 제 1 스위치(110)나 제 2 스위치(130) 중 하나를 닫은 채로 제 3 스위치(150)를 닫을 수 있다(즉, S1 open, S2 close, S3 close 또는 S1 close, S2 open, S3 close). 이와 같은 구성에 의하면, 승압시에도 제 1 스위치(110)나 제 2 스위치(130)중 하나가 닫혀 있어서 차량으로 최소한의 전류가 흐르게 되므로 차량의 전장부품이 리셋되는 것을 방지하는 효과가 있다.
이어서, 제어부(160)는 2차 배터리 모듈(120)의 전압을 감지하여 차량의 시동이 가능 여부 내지 비상 충전 완료 여부를 판단한다. 이때 온도를 감지하여 충전 완료 전압을 결정하는 것이 바람직하다.
제어부(160)가 비상 충전이 완료된 것으로 판단하면, 제어부(160)는 제 2 스위치(130)를 닫고 제 3 스위치(150)를 열어 차량의 시동이 가능한 상태를 유지한다.
이때, 제 1 스위치(110)를 닫게 되면 2차 배터리 모듈(120)이 충전된 상태에서 차량의 시동을 대기하면서 방전된 기본 배터리 모듈(170)을 충전하는 효과가 발생하며, 제 1 스위치(110)를 열게 되면 2차 배터리 모듈(120)이 충전된 상태에서 에너지 손실없이 차량의 시동을 준비할 수 있게 된다(즉, S1 open/close, S2 close, S3 open).
다시 말해, 비상 충전 후에 제 2 스위치(130)를 닫고 제 3 스위치(150)를 열게 되면 충전이 완료된 상태에서 차량의 시동을 위해 대기하는 상태가 되며, 이와 같은 상태에서 물리적 버튼이나 전용 어플리케이션을 통한 사용자의 입력이 있는 경우에만 제 3 스위치(150)의 연결을 수행하도록 하는 것이 수동 프로세스이다.
수동 프로세스에서 제어부(160)는 사용자 입력이 있는 경우에 시동 가능 여부를 판단하여, 시동을 걸 수 없는 상태이면 승압부(140)를 통해 2차 배터리 모듈(120)의 충전한다.
이와 같은 구성에 의하면, 시동전력을 확보한 경우에도 장시간 방치로 인해 재방전이 발생한 경우 수동으로 재승압 과정을 진행할 수 있다.
도 4를 참조하여 능동 프로세스에 대해 설명하기로 한다. 능동 프로세스는 2차 배터리 모듈의 전압을 항시 차량 시동이 가능한 상태로 유지하는 프로세스이다. 수동 프로세스는 제어부(160)에서의 2차 배터리 모듈(120)의 전압 감지 및 필요시 자동 충전 과정을 포함하는 프로세스이다.
먼저, 차량 비상 시동 장치는 평시에는 제 1 스위치(110)와 제 2 스위치(130)를 모두 닫고 제 3 스위치(150)는 열어서 기본 배터리 모듈(170)과 2차 배터리 모듈(120)을 모두 차량의 시동 모터 등 부하에 연결한 상태로 동작한다(즉, S1 close, S2 close, S3 open). 이때, 제어부(160)는 2차 배터리(120) 모듈과 기본 배터리 모듈(170)의 전압과 온도 등을 감지하여 시동 가능 여부 또는 비상 충전의 필요성을 판단한다.
차량의 시동이 가능한 것으로 판단되고 이어서 차량의 시동이 이루어 지면, 제어부(160)는 차량의 시동이 성공한 후에도 전압, 전류, 온도 등의 감지를 통해 영하의 기온에서는 제 1 스위치(110)를 열어 리튬이온계열 기본 배터리 모듈(110)의 충전을 제한하고, 영상의 기온일 때는 제 1 스위치(110)를 닫아 기본 배터리 모듈(110)을 충전한다.
한편, 차량의 시동이 불가능한 것으로 판단되면, 제어부(160)는 평상시 닫혀 있던 제 1 스위치(110) 및 제 2 스위치(130)를 열고 제 3 스위치(150)를 닫는다(즉, S1 open, S2 open, S3 close). 이와 같은 구성에 의하면, 승압을 통한 비상 충전시 및 차량의 시동시에 2차 배터리 모듈(120)의 전력이 방전된 기본 배터리 모듈(170)로 흐르거나 차량의 암전류로 흐르는 것을 차단하여 확보된 시동전력의 손실을 줄일 수 있게 되고 가장 신속하게 시동을 걸 수 있게 된다.
이와 달리, 제어부가(160)는 제 1 스위치(110)나 제 2 스위치(130) 중 하나를 닫은 채로 제 3 스위치(150)를 닫을 수 있다(즉, S1 open, S2 close, S3 close 또는 S1 close, S2 open, S3 close). 이와 같은 구성에 의하면, 승압시에도 제 1 스위치(110)나 제 2 스위치(130)중 하나가 닫혀 있어서 차량으로 최소한의 전류가 흐르게 되므로 차량의 전장부품이 리셋되는 것을 방지하는 효과가 있다.
이어서, 제어부(160)는 2차 배터리 모듈(120)의 전압을 감지하여 차량의 시동이 가능 여부 내지 비상 충전 완료 여부를 판단한다. 이때 온도를 감지하여 충전 완료 전압을 결정하는 것이 바람직하다.
제어부(160)가 비상 충전이 완료된 것으로 판단하면, 제어부(160)는 제 2 스위치(130)를 닫고 제 3 스위치(150)를 열어 차량의 시동이 가능한 상태를 유지한다.
이때, 제 1 스위치(110)를 닫게 되면 2차 배터리 모듈(120)이 충전된 상태에서 차량의 시동을 대기하면서 방전된 기본 배터리 모듈(170)을 충전하는 효과가 발생하며, 제 1 스위치(110)를 열게 되면 2차 배터리 모듈(120)이 충전된 상태에서 에너지 손실없이 차량의 시동을 준비할 수 있게 된다(즉, S1 open/close, S2 close, S3 open).
제어부(160) 이러한 상태를 유지하는 중에도 2차 배터리 모듈(120)의 전압과 온도를 감지하여 시동 가능 여부를 판단하며, 2차 배터리 모듈(120)이 방전되어 시동이 불가능한 상태가 되었다고 판단되면 제 2 스위치(130)를 닫은 상태에서 제 3 스위치(150)까지 닫아 다시 승압과정을 통해 2차 배터리 모듈(120)을 충전하게 된다(즉, S1 open/close, S2 close, S3 close).
다시 말해, 비상 충전 후에 제 2 스위치(130)를 닫고 제 3 스위치(150)를 열게 되면 충전이 완료된 상태에서 차량의 시동을 위해 대기하는 상태가 되며, 제 2 스위치(130)와 제 3 스위치(150)를 모두 닫아 놓게 되면 시동 대기 중에 2차 배터리 모듈(120)에 전압 강하가 발생하더라도 재승압 과정을 통해 2차 배터리 모듈(120)을 완충 상태로 유지하게 된다.
여기서, 제어부(160)는 승압 및 재승압 과정이 미리 설정된 기준 횟수 이상인 경우 제 3 스위치(150)의 자동 연결을 통한 비상 충전을 제한할 수 있으며, 이와 같이 제 3 스위치(150)의 자동 연결이 중단된 경우에는 사용자의 입력이 있는 경우에만 제 3 스위치(150)의 연결을 수행하는 수동 프로세스로 전환하도록 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 차량 비상 시동 장치의 스위치 동작을 정리한 표이다.
기본적으로 평상시(즉, 차량의 시동시 걸린 상태 또는 차량 구동시)에는 제 1 스위치(110)와 제 2 스위치(130)를 닫고 제 3 스위치(150)를 열어서 기본 배터리 모듈(170)과 2차 배터리 모듈(120)을 등전위로 유지한다. 또한, 승압 중에는 제 3 스위치(150)를 닫아서 승압회로를 구동해야 하고, 승압이 완료되어 시동이 가능해 진 후에는 제 2 스위치(130)를 닫아서 2차 배터리 모듈(120)을 통한 시동에 대비해야 한다.
제 1 스위치(S1)를 열게 되면 방전된 배터리로 인한 전류 소모를 제한할 수 있고, 제 2 스위치(S2)를 열게 되는 차량(부하)의 암전류로 소모되는 전류를 제한할 수 있다. 차량 시동이 성공한 후에도 온도를 감지하여 기온에 따라 제 1 스위치(S1) 및/또는 제 2 스위치(S2)의 개폐를 조절할 수 있다.
도 9는 일반적인 내연기관 시동 시스템의 등가 회로도이다.
도 9를 참조하여, 커패시터 모듈, 배터리 모듈, 시동 모터로 공급되는 전류에 대한 정의는 수식
Figure pat00001
로, 배터리 모듈 전압(Vb), 단자전압(E), 저항 (Rb+Rs) 전압과의 관계는 수식
Figure pat00002
로 각각 나타낼 수 있다. 이때, Vb는 배터리 모듈 전압, Rb는 배터리 내부저항, Rs는 시동모터의 로터 저항, E는 단자 전압이다.
시동함수는 단자전압의 함수로서, 수식
Figure pat00003
로 나타낼 수 있고, 이때, Ess는 정상상태에서의 단자 전압이고, IL은 시동 전류이다. 시동모터가 시동을 걸기 위해서 필요한 회전 속도에 대한 정의는 수식
Figure pat00004
와 같고, 이때, Ec는 시동을 위한 전압이고, k는 비례상수이며, wc는 시동을 걸기 위한 각속도이다.
시동을 걸기 위해서는 정상상태의 단자전압이 Ec 값보다 커야 하며, 이는 수식
Figure pat00005
로 나타낼 수 있다. 배터리의 내부저항이 RbC보다 낮아야 시동 가능하고, 이는 수식
Figure pat00006
로 나타낼 수 있으며, 이때, Rb는 시동모터가 시동을 걸기 위한 각속도로 회전할 때의 배터리 내부저항이다.
즉, 시동을 시도할 때 정해진 설정값(RbC)보다 배터리의 내부저항이 작아야 성공적인 시동이 가능하며, Rb가 RbC보다 큰 경우에는 시동을 할 수 없는 배터리(방전이 상당한 수준으로 진행된 배터리)로 판단한다. 따라서, 시동능력이 없는 배터리도 전압이 부족할 뿐 엔진 시동을 위한 충분한 잔류 에너지를 저장할 수 있음을 확인할 수 있다.
다음으로, 도 10 내지 도 12를 이용하여 제 2 내지 제 4 실시예를 각기 설명하기로 한다. 이하에서, 별도의 언급이 없는 한, 각 회로의 능동 프로세스와 수동 프로세스의 흐름, 능동 프로세스와 수동 프로세스에서의 스위치들의 기능, SOC 단자와 전압과의 관계, 및 시동 시스템의 등가 회로는 제 1 실시예의 경우와 동등한 것으로 이해해야 한다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 차량 비상 시동 장치의 회로도이다.
도 10의 차량 배터리 비상 충전 장치에는 기본 배터리 모듈에 해당되는 내부 배터리 모듈(172)이 포함되어 있고, 차량에는 별도의 납축전지 즉, 외부 배터리(174)가 장착되어 있다. 따라서, 이러한 장치에서 비상 충전 대상이 되는 것은 내부 배터리 모듈(172)과 외부 배터리(174)가 연결된 소위 기본 배터리 그룹이 된다.
이러한 구성은 대형차량이나 트럭, 중장비와 같이 차량의 시동을 위해 24V 전원이 필요한 경우에 적용하는 것이 바람직하며, 도 10의 차량 배터리 비상 충전 장치는 종래의 차량에 장착된 2개의 외부 배터리(즉, 직렬 연결된 2개의 12V 배터리) 중 하나를 대체하는 방식으로 동일 위치에 장착가능하도록 외형적 구성을 구비하는 것이 바람직하다.
도 10에서 2차 배터리 모듈(120)의 전압은 시동에 필요한 24V를 출력할 수 있어야 한다. 외부 배터리(174)와 내부 기본 배터리 모듈(172)이 직렬 연결된 24V 배터리 그룹(이하, '기본 배터리 그룹')과 2차 배터리 모듈(120)(24v cap 모듈로 표시)은 차량의 시동 모터에 병렬로 연결되며, 배터리 그룹은 제 1 스위치(110)((단, 기본 배터리 모듈(172)을 위한 배터리관리시스템(BMS)에 포함되도록 구현될 수 있음)를 통해 차량의 시동 모터에 연결되고, 2차 배터리 모듈(120)은 직렬 연결된 제 2 스위치(130)를 통해 차량의 시동 모터에 연결된다. 제어부(컨트롤 유닛) 내의 승압부(140)는 기본 배터리 모듈(172)과 2차 배터리 모듈(120) 사이에 직렬 연결되어 배터리 그룹(172, 174)에서 공급되는 전류를 이용하여 2차 배터리 모듈(120)을 승압하며, 승압부(140)는 제 3 스위치(150)를 통해 기본 배터리 모듈(172)과 2차 배터리 모듈(120)을 연결한다.
이와 같은 구성에 의하면, 승압부(140)가 기본 배터리 그룹(172, 174)의 잔류 전압을 승압하여 2차 배터리 모듈(120)에 공급하기 때문에 기본 배터리 그룹(172, 174)의 전압이 2차 배터리 모듈(120)의 전압보다 낮은 경우에도 2차 배터리 모듈(120)을 충전할 수 있고, 기본 배터리 그룹(172, 174)과 2차 배터리 모듈(120) 모두가 방전된 경우에도 승압을 통해 차량 시동을 위한 전압을 공급할 수 있게 된다.
제어부(160)의 MCU는 차량 배터리 비상 충전 장치에 의한 차량의 시동 가능 여부를 판단하고, 시동이 불가능하다고 판단되는 경우 제 3 스위치(150)를 연결하여 비상 충전을 수행한다. 제 3 스위치(150)를 연결하는 경우에는 제 1 스위치(110) 및 제 2 스위치(130)를 열고, 승압부(140)에 의해 차량의 시동이 가능해 졌다고 판단되는 경우 제 3 스위치(150)를 열고 제 2 스위치(130)를 다시 연결할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 제어부에 의해 차량의 시동시에 2차 배터리 모듈(120)의 전력이 방전된 기본 배터리 그룹(172, 174)으로 흐르거나 차량의 암전류로 흐르는 것을 차단하여 확보된 시동전력의 손실을 줄일 수 있게 된다.
한편, 제어부(160)는 병렬 연결된 기본 배터리 모듈(172)과 2차 배터리 모듈(120)의 단자 전압 및/또는 내부 저항의 크기를 이용하여 차량의 시동 가능 여부를 판단할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 차량의 시동 가능 여부를 더욱 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 제어부(160)는 리튬계열 배터리 모듈의 경우 주변 온도에 따라 차량 발전기로부터 각 배터리 모듈로의 충전 전류를 제한할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 감지된 온도에 따라 충전전류를 결정함으로써, 저온시에는 충전을 제한하여 리튬계열 배터리 모듈의 리스크를 줄여 저온시에도 배터리 장치의 안정적 사용이 가능해 진다.
또한, 제어부(160)는 승압부(140)의 연결이 미리 설정된 기준 횟수 이상인 경우 제 3 스위치(150)의 자동 연결을 중단(즉, 능동 프로세스를 중단)할 수 있으며, 제 3 스위치(150)의 자동 연결이 중단된 경우에는 사용자의 입력이 있는 경우에만 제 3 스위치(150)의 연결을 수행(즉, 수동 프로세스의 수행)하도록 구현할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 시동전력을 확보한 경우에도, 장시간 방치로 인한 재방전과 잔류에너지의 한계를 고려하여 최후의 방전 상황을 대비할 수 있게 된다.
도 10의 차량 배터리 비상 충전 장치 회로는 시동 모터와 접속하는 외부 접속부 2개 외에 외부 배터리(174)의 일단과 접속하는 제 3의 접속부를 구비한다. 따라서 도 10의 차량 배터리 비상 충전 장치는 기존의 외부 배터리 중 일부를 대체하여 사용하는 장치 형태임을 알 수 있다.
도 10의 회로는 배터리의 방전으로 인해 시동이 불가한 차량에서 방전된 배터리의 남은 전력으로 승압하여 2차 배터리를 통해 시동전력을 확보할 수 있는 비상시동장치의 회로 구성으로서, 방전 시에 자체적으로 방전된 차량의 시동을 가능하게 한다. 또한, 방전 차량의 시동을 시도할 시에 2차 배터리 모듈의 확보된 시동전력이 방전된 배터리로 흐르는 전류와 차량의 암전류로 흐르는 전류를 차단하여 확보된 시동전력의 손실을 줄일 수 있게 된다.
한편, 배터리 방전이 상당한 수준으로 진행된 경우 배터리의 전압을 통한 배터리 출력을 파악하는 것은 정확도가 낮은 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 배터리 그룹과 2차 배터리 모듈을 병렬 연결하여 단자 전압을 측정하는 본 발명의 방식에 따르면 기본 배터리 그룹과 2차 배터리 모듈이 상호 병렬 연결된 시스템의 에너지 및 출력을 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있게 된다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 차량 비상 시동 장치의 회로도이다.
도 11의 차량 배터리 비상 충전 장치에는 기본 배터리 모듈에 해당하는 내부 배터리 모듈(172)이 포함되어 있고, 차량에는 별도로 배터리 즉, 2개의 12V 배터리가 직렬 연결된 외부 배터리(174)가 장착되어 있다. 따라서, 이러한 장치에서 비상 충전 대상이 되는 기본 배터리 그룹은 상호 병렬 연결된 내부 기본 배터리 모듈(172)과 외부 배터리들(174)라고 이해되어야 할 것이다.
이러한 구성은 차량의 시동을 위해 24V 전원이 필요한 경우에 적용하는 것이 바람직하며, 도 11의 차량 배터리 비상 충전 장치는 종래의 차량에 장착된 2개의 외부 배터리(즉, 직렬 연결된 2개의 12V 배터리) 외에 추가로 차량에 장착가능하도록 외형적 구성을 구비하는 것이 바람직하다.
도 11에서 2차 배터리 모듈(120)(24v cap 모듈로 표시) 및 내부 기본 배터리 모듈(172)의 전압은 시동에 필요한 24V를 출력할 수 있어야 한다. 외부 배터리(174)와 내부 기본 배터리 모듈(172)이 병렬 연결된 24V 기본 배터리 그룹과 2차 배터리 모듈(120)은 차량의 시동 모터에 병렬로 연결되며, 배터리 그룹의 내부 기본 배터리 모듈(172)은 제 1 스위치(110)((단, 기본 배터리 모듈(170)을 위한 배터리관리시스템(BMS)를 포함하여 구현될 수 있음)를 통해 차량의 시동 모터에 연결되고, 2차 배터리 모듈(120)은 직렬 연결된 제 2 스위치(130)를 통해 차량의 시동 모터에 연결된다. 제어부(컨트롤 유닛) 내의 승압부(140)는 기본 배터리 모듈(172)과 2차 배터리 모듈(120) 사이에 직렬 연결되어 배터리 그룹(172, 174)에서 공급되는 전류를 이용하여 2차 배터리 모듈(120)을 승압하며, 승압부(140)는 제 3 스위치(150)를 통해 내부 기본 배터리 모듈(172)과 2차 배터리 모듈(120)을 연결한다.
이와 같은 구성에 의하면, 승압부(140)가 기본 배터리 그룹(172, 174)의 잔류 전압을 승압하여 2차 배터리 모듈(120)에 공급하기 때문에 기본 배터리 그룹(172, 174)의 전압이 2차 배터리 모듈(120)의 전압보다 낮은 경우에도 2차 배터리 모듈(120)을 충전할 수 있고, 기본 배터리 그룹(172, 174)과 2차 배터리 모듈(120) 모두가 방전된 경우에도 승압을 통해 차량 시동을 위한 전압을 공급할 수 있게 된다.
제어부(160)의 MCU는 차량 배터리 비상 충전 장치에 의한 차량의 시동 가능 여부를 판단하고, 시동이 불가능하다고 판단되는 경우 제 3 스위치(150)를 연결하여 비상 충전을 수행한다. 제 3 스위치(150)를 연결하는 경우에는 제 1 스위치(110) 및 제 2 스위치(130)를 열고, 승압부(140)에 의해 차량의 시동이 가능해 졌다고 판단되는 경우 제 3 스위치(150)를 열고 제 2 스위치(130)를 다시 연결할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 제어부에 의해 차량의 시동시에 2차 배터리 모듈(120)의 전력이 방전된 기본 배터리 그룹(172, 174)으로 흐르거나 차량의 암전류로 흐르는 것을 차단하여 확보된 시동전력의 손실을 줄일 수 있게 된다.
또한, 제어부(160)는 승압부(140)의 연결이 미리 설정된 기준 횟수 이상이거나 기본 배터리 모듈의 전압이 승압에 의한 시동이 가능한 최소치 이하인 경우 제 3 스위치(150)의 자동 연결을 중단(즉, 능동 프로세스를 중단)할 수 있으며, 제 3 스위치(150)의 자동 연결이 중단된 경우에는 사용자의 입력이 있는 경우에만 제 3 스위치(150)의 연결을 수행(즉, 수동 프로세스의 수행)하도록 구현할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 시동전력을 확보한 경우에도, 장시간 방치로 인한 재방전과 잔류에너지의 한계를 고려하여 최후의 방전 상황을 대비할 수 있게 된다.
도 11의 차량 배터리 비상 충전 장치 회로는 시동 모터와 접속하는 외부 접속부 2개 외에 외부 배터리(174)의 일단과 접속하는 제 3의 접속부를 구비한다. 따라서 도 11의 차량 배터리 비상 충전 장치는 기존의 외부 배터리에 추가하여 사용하는 장치 형태임을 알 수 있다.
도 11의 회로는 배터리의 방전으로 인해 시동이 불가한 차량에서 방전된 배터리의 남은 전력으로 승압하여 2차 배터리를 통해 시동전력을 확보할 수 있는 비상시동장치의 회로 구성으로서, 방전 시에 자체적으로 방전된 차량의 시동을 가능하게 한다. 또한, 방전 차량의 시동을 시도할 시에 2차 배터리 모듈의 확보된 시동전력이 방전된 배터리로 흐르는 전류와 차량의 암전류로 흐르는 전류를 차단하여 확보된 시동전력의 손실을 줄일 수 있게 된다.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 차량 비상 시동 장치의 회로도이다.
도 12의 차량 배터리 비상 충전 장치에는 기본 배터리 모듈에 해당하는 내부 배터리 모듈이 포함되어 있지 않고, 차량에 장착된 외부 배터리 즉, 2개의 12V 배터리가 직렬 연결된 외부 배터리(174)만 존재한다. 따라서, 이러한 장치에서 비상 충전 대상이 되는 기본 배터리 그룹은 차량에 장착된 통상의 납축전지인 외부 배터리들(174)이라고 이해되어야 할 것이다.
이러한 구성은 차량의 시동을 위해 24V 전원이 필요한 경우(또는, 차량 시동에 12V 전원이 필요한 경우는 외부 배터리(174)와 2차 배터리 모듈(120)을 12V 용량으로 대체 가능함)에 적용하는 것이 바람직하며, 도 12의 차량 배터리 비상 충전 장치는 종래의 차량에 장착된 2개의 외부 배터리(즉, 직렬 연결된 2개의 12V 배터리) 외에 추가로 차량에 장착가능하도록 외형적 구성을 구비하는 것이 바람직하다.
도 12에서 2차 배터리 모듈(120)(24v cap 모듈로 표시)의 전압은 시동에 필요한 24V를 출력할 수 있어야 한다. 외부 배터리(174)로 구성되는 기본 배터리 그룹과 2차 배터리 모듈(120)은 차량의 시동 모터에 병렬로 연결되며, 기본 배터리 그룹은 장치 내부의 제 1 스위치(110)를 통해 차량의 시동 모터에 연결되고, 2차 배터리 모듈(120)은 직렬 연결된 제 2 스위치(130)를 통해 차량의 시동 모터에 연결된다. 제어부(컨트롤 유닛) 내의 승압부(140)는 기본 배터리 그룹(174)과 2차 배터리 모듈(120) 사이에 직렬 연결되어 기본 배터리 그룹(174)에서 공급되는 전류를 이용하여 2차 배터리 모듈(120)을 승압하며, 승압부(140)는 제 3 스위치(150)를 통해 기본 배터리 그룹(174)과 2차 배터리 모듈(120)을 연결한다.
이와 같은 구성에 의하면, 승압부(140)가 기본 배터리 그룹(174)의 잔류 전압을 승압하여 2차 배터리 모듈(120)에 공급하기 때문에 기본 배터리 그룹(174)의 전압이 2차 배터리 모듈(120)의 전압보다 낮은 경우에도 2차 배터리 모듈(120)을 충전할 수 있고, 기본 배터리 그룹(174)과 2차 배터리 모듈(120) 모두가 방전된 경우에도 승압을 통해 차량 시동을 위한 전압을 공급할 수 있게 된다.
제어부(160)의 MCU는 차량 배터리 비상 충전 장치에 의한 차량의 시동 가능 여부를 판단하고, 시동이 불가능하다고 판단되는 경우 제 3 스위치(150)를 연결하여 비상 충전을 수행한다. 제 3 스위치(150)를 연결하는 경우에는 제 1 스위치(110) 및 제 2 스위치(130)를 열고, 승압부(140)에 의해 차량의 시동이 가능해 졌다고 판단되는 경우 제 3 스위치(150)를 열고 제 2 스위치(130)를 다시 연결할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 제어부에 의해 차량의 시동시에 2차 배터리 모듈(120)의 전력이 방전된 기본 배터리 그룹(174)으로 흐르거나 차량의 암전류로 흐르는 것을 차단하여 확보된 시동전력의 손실을 줄일 수 있게 된다.
또한, 제어부(160)는 승압부(140)의 연결이 미리 설정된 기준 횟수 이상인 경우 제 3 스위치(150)의 자동 연결을 중단(즉, 능동 프로세스를 중단)할 수 있으며, 제 3 스위치(150)의 자동 연결이 중단된 경우에는 사용자의 입력이 있는 경우에만 제 3 스위치(150)의 연결을 수행(즉, 수동 프로세스의 수행)하도록 구현할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 시동전력을 확보한 경우에도, 장시간 방치로 인한 재방전과 잔류에너지의 한계를 고려하여 최후의 방전 상황을 대비할 수 있게 된다.
도 12의 차량 배터리 비상 충전 장치 회로는 시동 모터와 접속하는 외부 접속부 2개 외에 외부의 기본 배터리 그룹(174)의 일단과 접속하는 제 3의 접속부를 구비한다. 따라서 도 12의 차량 배터리 비상 충전 장치는 기존의 외부 배터리에 추가하여 사용하는 장치 형태임을 알 수 있다.
도 12의 회로는 배터리의 방전으로 인해 시동이 불가한 차량에서 방전된 배터리의 남은 전력으로 승압하여 2차 배터리를 통해 시동전력을 확보할 수 있는 비상시동장치의 회로 구성으로서, 방전 시에 자체적으로 방전된 차량의 시동을 가능하게 한다. 또한, 방전 차량의 시동을 시도할 시에 2차 배터리 모듈의 확보된 시동전력이 방전된 배터리로 흐르는 전류와 차량의 암전류로 흐르는 전류를 차단하여 확보된 시동전력의 손실을 줄일 수 있게 된다.
본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 제 1 스위치를 통해 차량의 시동 모터에 연결가능한 기본 배터리 그룹;
    제 2 스위치를 통해 상기 배터리 그룹과 병렬로 상기 시동 모터에 연결가능한 2차 배터리 모듈;
    제 3 스위치를 통해 상기 기본 배터리 그룹과 상기 2차 배터리 모듈 사이에 연결되는 승압부; 및
    상기 스위치들 및 승압부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 기본 배터리 그룹에서 공급되는 전류를 승압하여 상기 2차 배터리 모듈에 충전하도록 상기 승압부를 제어하는,
    차량 비상 시동 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 평상시에 상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치를 닫고 상기 제 3 스위치를 열도록 제어하는,
    차량 비상 시동 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 기본 배터리 그룹 또는 상기 2차 배터리 모듈에 의한 상기 차량의 시동 가능 여부를 판단하고, 시동이 불가능하다고 판단되는 경우 상기 제 3 스위치를 닫도록 제어하는,
    차량 비상 시동 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 3 스위치를 닫는 경우, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치 중 하나를 열도록 제어하는,
    차량 비상 시동 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 3 스위치를 닫는 경우, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 모두 열도록 제어하는,
    차량 비상 시동 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 기본 배터리 그룹 또는 상기 2차 배터리 모듈에 의한 상기 차량의 시동 가능 여부를 판단하고, 시동이 가능하다고 판단되는 경우 상기 제 2 스위치를 닫도록 제어하는,
    차량 비상 시동 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 2 스위치를 닫는 경우, 상기 제 3 스위치를 열도록 제어하는,
    차량 비상 시동 장치.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 3 스위치의 연결이 미리 설정된 기준 횟수 이상인 경우 상기 제 3 스위치의 연결을 중단하도록 제어하는,
    차량 비상 시동 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상호 병렬 연결된 상기 기본 배터리 그룹과 상기 2차 배터리 모듈의 단자 전압 및 상기 기본 배터리 그룹의 내부 저항의 크기를 이용하여 상기 차량의 시동 가능 여부를 판단하는,
    차량 비상 시동 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 기본 배터리 그룹은 차량에 장착된 외부 배터리와 상기 차량 비상 시동 장치에 내장된 내부 배터리 모듈의 연결로 구성되는,
    차량 비상 시동 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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