KR101926896B1 - 저전압 배터리 충전 제어방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저전압 배터리 충전 제어방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 저전압 배터리 충전 제어방법은 보기류의 소모전력에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단하는 단계; 보기류 소비패턴에 따라 베이스 충전전압을 설정하는 단계; 및 베이스 충전전압, 차량의 운전모드 및 고전압 배터리의 충전상태에 기반하여 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

저전압 배터리 충전 제어방법 및 장치 {Controlling method and apparatus for charging low-voltage battery}
본 발명은 보기류 소모전력, 차량의 운전모드 및 고전압 배터리의 충전상태에 따라 저전압 배터리의 충전전압을 가변제어하는 저전압 배터리 충전 제어방법 및 장치에 관한 것이다.
종래의 경우, 연료전지 차량의 운전모드 및 고전압 배터리의 충전상태에 기반하여 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정함으로써 차량의 연비를 개선시키고 시스템의 안정성을 향상시켰다.
한편, 차량의 전장부품의 증가로 인하여 저전압 배터리를 사용하는 보기류의 종류가 증가하고, 이에 따라 보기류의 파워가 점차 증가하였다. 예를 들어, 와이퍼의 속도, 전조등의 온/오프, 에어컨 또는 히터의 사용, 전동식 파워스티어링(MDPS:Motor-Driven Power Steering)의 사용에 따라 보기류의 파워가 달라진다. 이와 같은 보기류의 파워를 고려하지 않고, 차량의 주행모드에 따른 가변전압제어만이 수행될 경우에는 저전압배터리의 방전이 지속적으로 발생하여 다음 시동 시 시동이 불가능한 상태가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
JP 2007-149621 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 보기류 소모전력에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단하고 보기류 소비패턴에 따라 저전압 배터리의 충전전압을 설정함으로써 시동 불가능 상태를 방지하는 저전압 배터리 충전 제어방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저전압 배터리 충전 제어방법은 보기류의 소모전력에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단하는 단계; 상기 보기류 소비패턴에 따라 베이스 충전전압을 설정하는 단계; 및 상기 베이스 충전전압, 차량의 운전모드 및 고전압 배터리의 충전상태에 기반하여 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 제1 시간 동안 측정된 보기류 소모전력의 평균값을 산출하는 단계; 및 상기 산출하는 단계 수행 후, 상기 평균값에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정하는 단계 수행 시, 측정된 시간이 제2 시간을 초과하는지 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 시간을 초과하는지 판단하는 단계 수행결과, 상기 측정된 시간이 제2 시간을 초과하면 다시 상기 보기류 소비패턴을 판단하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 차량의 시동이 온(ON)되면 기설정된 시간동안은 이전 주행 시 저장된 전체 평균 보기류 소모전력에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 보기류 소비패턴은 이코노미모드, 노말모드 또는 익세시브모드 중 어느 하나로 판단되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 보기류 소비패턴은 상기 평균값이 제1 기준값보다 작으면 이코노미모드로 판단되고, 상기 평균값이 제1 기준값보다 크고 제2 기준값보다 작으면 노말모드로 판단되며, 상기 평균값이 제2 기준값보다 크면 익세시브모드로 판단되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 베이스 충전전압은 상기 보기류 소비패턴이 이코노미모드일 때보다 노말모드일 때 더 높게 설정되고, 상기 보기류 소비패턴이 노말모드일 때보다 익세시브모드일 때 더 높게 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정하는 단계 수행 후, 차량이 시동 오프(OFF)되었는지 판단하는 단계; 및 상기 차량의 시동이 오프(OFF)되었는지 판단하는 단계 수행결과, 시동이 오프(OFF)상태이면 전체 평균 보기류 소모전력을 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 운전모드는 제1 주행모드 및 제2 주행모드를 포함하는 주행모드들, 연료전지 정지모드 및 긴급모드를 포함하고, 상기 제1 주행모드는 상기 고전압배터리의 충전상태에 기반하여 복수의 스테이지로 분류될 수 있다.
상기 제2 주행모드는 리제너레이션 모드 및 파워 어시스트 모드를 포함할 수 있다.
상기 차량의 운전모드가 상기 제1 주행모드일 경우, 상기 저전압 배터리에 대한 충전전압은 상기 베이스 충전전압과 오프셋 충전전압의 합으로 설정되고, 상기 오프셋 충전전압은 상기 고전압 배터리의 충전상태에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 차량의 운전모드가 상기 연료전지 정지모드일 경우, 상기 저전압 배터리에 대한 충전전압은 상기 베이스 충전전압으로 설정될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저전압 배터리 충전 제어장치는 주 동력원으로 사용되고, 차량의 구동계에 동력을 공급하는 연료전지 스택; 상기 연료전지 스택으로부터 동력을 공급받는 고전압 직류 변환기; 상기 고전압 직류 변환기에 의해 다운된 전압을 공급받는 고전압 배터리; 상기 연료전지 스택과 고전압 직류 변환기 사이의 고전압 버스단에 연결되어 전압을 변환시키는 저전압 직류 변환기; 상기 저전압 직류 변환기에서 변환된 저전압으로 충전되는 저전압 배터리; 상기 저전압 배터리로부터 전력을 공급받아 구동하는 보기류; 및 상기 보기류의 소모전력에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단하고, 상기 보기류 소비패턴에 따라 베이스 충전전압을 설정하며, 상기 베이스 충전전압, 차량의 운전모드 및 고전압 배터리의 충전상태에 기반하여 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정하는 제어부를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 저전압 배터리 충전 제어방법 및 장치에 따르면 보기류의 소모 전력에 따라 저전압 배터리의 충전전압을 설정함으로써 저전압 배터리의 방전 또는 과충전 현상을 방지하여 시동성을 개선할 수 있다.
또한, 보기류의 소모 전력과 차량의 운전모드에 따라 저전압 배터리의 충전전압을 가변함으로써 연비를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전압 배터리 충전 제어장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전압 배터리 충전 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전압 배터리 충전 제어방법의 제1 시간동안 보기류 소모전력의 평균값을 업데이트하는 방식을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보기류 소비패턴별 베이스 충전전압의 일 예를 도시한 표이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법의 운전 모드들을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전모드별 저전압 배터리의 충전 전압의 일 예를 도시한 표이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저전압 배터리 충전 제어장치에 대하여 살펴본다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전압 배터리 충전 제어장치를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 저전압 배터리 충전 제어장치(100)는 주 동력원으로 사용되고, 차량의 구동계에 동력을 공급하는 연료전지 스택(120); 상기 연료전지 스택(120)으로부터 동력을 공급받는 고전압 직류 변환기(130); 상기 고전압 직류 변환기(130)에 의해 다운된 전압을 공급받는 고전압 배터리(140); 상기 연료전지 스택(120)과 고전압 직류 변환기(130) 사이의 고전압 버스단에 연결되어 전압을 변환시키는 저전압 직류 변환기(150); 상기 저전압 직류 변환기(150)에서 변환된 저전압으로 충전되는 저전압 배터리(160); 상기 저전압 배터리(160)로부터 전력을 공급받아 구동하는 보기류(170); 및 상기 보기류(170)의 소모전력에 기반하여 보기류(170) 소비패턴을 판단하고, 상기 보기류(170) 소비패턴에 따라 베이스 충전전압을 설정하며, 상기 베이스 충전전압, 차량의 운전모드 및 고전압 배터리(140)의 충전상태에 기반하여 저전압 배터리(160)에 대한 충전전압을 설정하는 제어부(110)를 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저전압 배터리 충전 제어방법에 대하여 살펴본다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전압 배터리 충전 제어방법을 도시한 순서도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전압 배터리 충전 제어방법의 제1 시간동안 보기류 소모전력의 평균값을 업데이트하는 방식을 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보기류 소비패턴별 베이스 충전전압의 일 예를 도시한 표이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전압 배터리 충전 제어 방법의 운전 모드들을 도시한 블록도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전모드별 저전압 배터리의 충전 전압의 일 예를 도시한 표이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 저전압 배터리 충전 제어방법은 보기류의 소모전력에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단하는 단계; 상기 보기류 소비패턴에 따라 베이스 충전전압을 설정하는 단계(S250); 및 상기 베이스 충전전압, 차량의 운전모드 및 고전압 배터리의 충전상태에 기반하여 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정하는 단계(S260);를 포함할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 제1 시간 동안 측정된 보기류 소모전력의 평균값을 산출하는 단계(S230); 및 상기 산출하는 단계(S230) 수행 후, 상기 평균값에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단하는 단계(S240);를 포함하고, 차량의 시동이 온(ON)되면(S200) 기설정된 시간동안은 이전 주행 시 저장된 전체 평균 보기류 소모전력에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다(S210)
보기류는 저전압 배터리로부터 전력을 공급받아 구동하는 장치들로써, 보기류들의 구동량이 증가하면 저전압 배터리가 보기류로 출력하는 전력량이 증가하게 된다. 즉, 보기류 소모전력이 상승하게 된다. 이때, 보기류 소모전력이 과도하게 상승한 상태에서 차량의 주행모드에 따른 가변전압제어를 수행하게 되면 저전압 배터리의 방전이 지속적으로 발생하여 다음 시동 시 시동이 불가능해지는 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명은 보기류의 소모전력에 기반하여 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정함으로써 저전압 배터리의 방전을 방지할 수 있다.
본 발명은 먼저 차량이 시동된 경우(S200), 이전 주행 시 저장된 전체 평균 보기류 소모전력에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단하고, 해당 보기류 소비패턴에 기반하여 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정한다(S210). 이는 차량 시동 시에는 바로 제1 시간 동안의 보기류 소모전력을 파악할 수 없기 때문이며, 제1 시간을 초과하게 되면(S220) 제1 시간동안 측정된 보기류 소모전력의 평균값을 산출한다(S230). 만약 제1 시간을 초과하지 않은 경우(S220)이면, 계속적으로 이전 주행 시 저장된 전체 평균 보기류 소모전력에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단한다.
저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정하는 단계(S260) 수행 시, 측정된 시간이 제2 시간을 초과하는지 판단하는 단계(S280)를 더 포함하고, 상기 제2 시간을 초과하는지 판단하는 단계(S280) 수행결과, 상기 측정된 시간이 제2 시간을 초과하면 다시 상기 보기류 소비패턴을 판단하는 단계(S230)를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서, 제2 시간은 제1 시간보다 짧은 것을 특징으로 한다.
즉, 도 3의 상단 그림과 같이 제1 시간동안의 보기류 소모전력을 측정하되, 제2 시간마다 보기류 소모전력을 분할하여 측정하도록 마련된다. 만약 저전압 배터리에 대한 충전전압 설정이 완료된 경우이면 도 3의 하단 그림과 같이 새로운 제2 시간동안의 보기류 소모전력을 측정하여 업데이트하고 초기의 제2 시간동안 측정된 보기류 소모전력 데이터는 삭제하여 제1 시간동안의 보기류 소모전력 평균값을 산출한다. 이에 따라 실시간 보기류의 소모전력을 파악하여 저전압 배터리의 충전전압을 정확히 설정할 수 있다.
또한, 도 4와 같이 보기류 소비패턴은 이코노미모드, 노말모드 또는 익세시브모드 중 어느 하나로 판단되되, 상기 평균값이 제1 기준값보다 작으면 이코노미모드로 판단되고, 상기 평균값이 제1 기준값보다 크고 제2 기준값보다 작으면 노말모드로 판단되며, 상기 평균값이 제2 기준값보다 크면 익세시브모드로 판단되는 것을 특징으로 할 수 있다(S240).
베이스 충전전압은 상기 보기류 소비패턴이 이코노미모드일 때 제1 충전전압, 노말모드일 때 제2 충전전압, 익세시브모드일 때 제3 충전전압으로 설정된다. 여기서 제1 충전전압은 제2 충전전압 및 제3 충전전압보다 낮을 수 있다. 제2 충전전압은 제1 충전전압보다 높고 제3 충전전압보다는 낮을 수 있다. 제3 충전전압은 제1 충전전압 및 제2 충전전압보다 낮을 수 있다.
구체적으로, 보기류에 의해 소모되는 전력의 평균값이 과도하게 높다고 판단되는 경우, 저전압 배터리의 방전상태가 우려되기 때문에 베이스 충전전압을 높게 설정함으로써 저전압 배터리에 대한 충전전압을 높게 설정할 수 있다. 반면, 보기류에 의해 소모되는 전력의 평균값이 매우 낮다고 판단되는 경우에는 저전압 배터리가 방전될 우려가 없기 때문에 베이스 충전전압을 상대적으로 낮게 설정함으로써 저전압 배터리에 대한 충전전압을 낮게 제어한다. 이에 따라, 저전압 배터리의 방전 현상 또는 저전압 배터리의 과충전 현상을 방지할 수 있다.
본 발명은 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정하는 단계(S260) 수행 후, 차량이 시동 오프(OFF)되었는지 판단하는 단계(S270); 및 상기 차량의 시동이 오프(OFF)되었는지 판단하는 단계(S270) 수행결과, 시동이 오프(OFF)상태이면 전체 평균 보기류 소모전력을 저장하는 단계(S280);를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 시동 오프(OFF)전 전체 평균 보기류 소모전력을 저장함으로써 다음 시동 온(ON)시 전체 평균 보기류 소모전력에 기반하여 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정할 수 있다.
한편, 도 5와 같이 본 발명의 운전모드(10)는 제1 주행모드(30) 및 제2 주행모드(40)를 포함하는 주행모드들(20), 연료전지 정지모드(70) 및 긴급모드(80)를 포함하고, 상기 제1 주행모드(30)는 상기 고전압배터리의 충전상태에 기반하여 복수의 스테이지로 분류되고, 상기 제2 주행모드(40)는 리제너레이션 모드(50) 및 파워 어시스트 모드(60)를 포함할 수 있다. 제어부는 현재 차량이 어느 운전모드에 속하는지 판단하며, 기 설정되어 있는 모드별 충전전압을 기준으로 저전압 배터리 충전을 제어할 수 있다.
제1 주행모드(30)는 고전압 배터리의 충전 상태(SOC)에 기반하여 복수의 스테이지들로 분류된다. 제1 주행모드(30)는 일반적인 주행모드를 말하며, 차량이 주행 중인 경우를 나타내는 주행 모드들(20) 중 리제너레이션 모드(50)와 파워 어시스트 모드(60)를 포함하는 제2 주행 모드(40)를 제외한 경우의 주행모드를 말한다.
복수의 스테이지는 예컨대 고전압 배터리의 충전상태에 따라 분류된 4개의 스테이지를 포함하며, 4개의 스테이지는 예컨대 고전압 배터리의 SOC가 55% 내지 65%인 경우의 Normal 스테이지, 고전압 배터리의 SOC가 65%를 초과하는 경우의 Critical High 스테이지, 고전압 배터리의 SOC가 50% 미만인 경우의 Critcal Low 스테이지 및 고전압 배터리의 SOC가 50% 내지 55%인 경우의 Low 스테이지를 포함할 수 있다.
제2 주행모드(40) 중 리제너레이션 모드(50)는 모터로부터 회생제동에너지를 회수하는 모드이며, 구체적으로 감속 또는 제동시 모터의 발전을 통해 차량의 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 고전압 배터리를 충전한다. 운전자가 브레이크 페달을 밟는 경우 모터로부터 회생제동에너지를 회수하기 위해 제1 주행모드(30)로부터 전환될 수 있다. 또한, 리제너레이션 모드(50)에 있을 때에 운전자가 정상 주행을 위해 가속 페달을 밟게 되면 다시 제1 주행 모드(30)로 전환될 수 있다.
파워 어시스트 모드(60)는 연료전지의 파워와 고전압 배터리의 파워를 동시에 사용하며, 운전자가 가속 페달을 기설정된 깊이 이상으로 밟은 경우 또는 기설정된 연료전지 파워에 도달한 때의 주행모드이며, 제1 주행모드(30)로 주행 도중 운전자가 가속 페달을 기설정된 깊이 이상으로 밟거나 기설정된 연료전지 파워에 도달하게 되면 파워 어시스트 모드(60)로 전환될 수 있고, 그 역으로 전환될 수 있다.
연료전지 정지모드(70)는 저파워 구간이나 속도가 낮은 구간에서 연료전지를 정지시키고 고전압 배터리로만 운전하는 구간을 말한다. 저파워 구간에서 운전시에는 연료전지의 전압이 상승하며 이는 연료전지의 내구성에 악영향을 주기 때문에 저파워 구간에서는 연료전지를 정지시킨다. 일반적으로, 제1 주행모드(30)에서 차량을 제동하기 위해 속도를 줄일 때 리제너레이션 모드(50)로 넘어가게 되고, 차량이 완전히 정지하게 되면 연료전지 정지모드(70)로 넘어가며, 소정 속도나 파워를 넘어가게 되면 다시 연료전지를 재구동하여 제1 주행모드(30)로 넘어가게 된다.
긴급모드(80)는 연료전지 시스템 자체가 고장인 경우, 고전압 배터리로만 구동되는 비상모드를 말한다. 일반적으로 긴급모드(80) 의 경우 시동 오프(OFF)까지 연료전지를 재구동하지 않으나, 수소 누출 또는 연료전지 고장에 의한 경우 연료전지를 재구동 시도하여 제1 주행모드(30)로 천이하고, 재구동이 실패하면 키 오프(OFF)까지 상기 긴급모드(80)를 유지한다.
본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이, 보기류 소비패턴, 차량의 운전 모드 및 고전압 배터리의 충전상태에 기반하여 저전압 배터리에 대한 충전전압이 설정된다. 만약, 차량의 운전모드가 상기 제1 주행모드(30)일 경우, 상기 저전압 배터리에 대한 충전전압은 상기 베이스 충전전압과 오프셋 충전전압의 합으로 설정되고, 상기 오프셋 충전전압은 상기 고전압 배터리의 충전상태에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 차량의 주행모드가 상기 연료전지 정지모드(70)일 경우, 상기 저전압 배터리에 대한 충전전압은 상기 베이스 충전전압으로 설정될 수 있다.
예컨대, 차량이 제1 주행모드(30)인 경우 고전압 배터리의 SOC에 따라 분류된 복수의 스테이지에 기반하여 현재 고전압 배터리의 충전상태가 Critical High 스테이지인 경우 제4 충전전압, Normal 스테이지인 경우 제5 충전전압, Low 스테이지의 경우 제6 충전전압, Critical Low 스테이지의 경우 제7 충전전압으로 저전압 배터리를 충전한다. 제4 충전전압은 제5 충전전압, 제6 충전전압 및 제7 충전전압보다 높을 수 있다. 제5 충전전압은 제4 충전전압보다 낮고, 제6 충전전압 및 제7 충전전압보다 높을 수 있다. 제6 충전전압은 제4 충전전압 및 제5 충전전압보다 낮고, 제7 충전전압보다 높을 수 있다. 제7 충전전압은 제4 충전전압, 제5 충전전압 및 제6 충전전압보다 낮을 수 있다. 즉, 오프셋 충전전압은 고전압 배터리의 SOC가 클수록 높게 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 차량이 제2 주행모드(40) 중 리제너레이션 모드(50)인 경우 제8 충전전압으로 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정하며, 제2 주행모드(40) 중 파워 어시스트 모드(60)에 있는 경우 제9 충전전압으로 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정한다. 예컨대 차량이 연료전지 정지 모드(70)에 있는 경우 베이스 충전전압으로 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정하고, 긴급 모드(80)에 있는 경우 제10 설정전압으로 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정한다. 일반적으로 리제너레이션 모드(50)를 거쳐서 연료전지 정지 모드(70)에 진입하게 된다. 제8 충전전압은 베이스 충전전압인 제3 충전전압보다 높을 수 있다. 제9 충전전압 및 제10 충전전압은 베이스 충전전압의 제1 충전전압보다 높고, 제3 충전전압보다 낮을 수 있다.
즉, 베이스 충전전압, 차량의 운전모드 및 고전압 배터리의 충전상태에 따라서 저전압 배터리를 충전하기 위한 충전 전압을 상이하게 설정함으로써 연료전지 및 하이브리드 차량의 연비를 개선하고 저전압 배터리 방전, 과충전 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
그러나 이러한 설정 충전전압의 수치 및 스테이지를 구분하는 고전압 배터리의 SOC정도를 나타낸 수치는 일 실시예에 불과하며 이에 한정되지 않고, 다양한 실시예에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 저전압 배터리 충전 제어방법 및 장치에 따르면 보기류의 소모 전력에 따라 저전압 배터리의 충전전압을 설정함으로써 저전압 배터리의 방전 또는 과충전 현상을 방지하여 시동성을 개선할 수 있다.
또한, 보기류의 소모 전력과 차량의 운전모드에 따라 저전압 배터리의 충전전압을 가변함으로써 연비를 개선할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100: 저전압 배터리 충전 제어장치 110: 제어부
120: 연료전지 스택 130: 고전압 직류변환기
140: 고전압 배터리 150: 저전압 직류변환기
160: 저전압 배터리 170: 보기류

Claims (13)

  1. 차량의 시동이 온(ON)되면 기설정된 제1 시간 동안, 시동 온 되기 직전 주행의 전체 시간 동안 평균 보기류 소모전력에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단하는 단계;
    차량의 시동이 온(ON)된 이후 상기 제1 시간이 경과하면, 상기 제1 시간 동안 측정된 보기류 소모전력의 평균값을 산출하는 단계;
    상기 산출하는 단계 수행 후, 상기 제1 시간 동안 측정된 보기류 소모전력의 평균값에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단하는 단계;
    상기 보기류 소비패턴에 따라 베이스 충전전압을 설정하는 단계; 및
    상기 베이스 충전전압, 차량의 운전모드 및 고전압 배터리의 충전상태에 기반하여 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정하는 단계;를 포함하며,
    상기 운전모드는 제1 주행모드 및 제2 주행모드를 포함하는 주행모드들, 연료전지 정지모드 및 긴급모드를 포함하고, 상기 제1 주행모드는 상기 고전압배터리의 충전상태에 기반하여 복수의 스테이지로 분류되고,
    상기 차량의 운전모드가 상기 제1 주행모드일 경우, 상기 저전압 배터리에 대한 충전전압은 상기 베이스 충전전압과 오프셋 충전전압의 합으로 설정되고, 상기 오프셋 충전전압은 상기 고전압 배터리의 충전상태에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는, 저전압 배터리 충전 제어방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정하는 단계 수행 시, 측정된 시간이 제2 시간을 초과하는지 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 시간을 초과하는지 판단하는 단계 수행결과, 상기 측정된 시간이 제2 시간을 초과하면 다시 상기 보기류 소비패턴을 판단하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는,
    저전압 배터리 충전 제어방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보기류 소비패턴은 이코노미모드, 노말모드 또는 익세시브모드 중 어느 하나로 판단되는 것을 특징으로 하는,
    저전압 배터리 충전 제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보기류 소비패턴은 상기 평균값이 제1 기준값보다 작으면 이코노미모드로 판단되고, 상기 평균값이 제1 기준값보다 크고 제2 기준값보다 작으면 노말모드로 판단되며, 상기 평균값이 제2 기준값보다 크면 익세시브모드로 판단되는 것을 특징으로 하는,
    저전압 배터리 충전 제어방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 베이스 충전전압은 상기 보기류 소비패턴이 이코노미모드일 때보다 노말모드일 때 더 높게 설정되고, 상기 보기류 소비패턴이 노말모드일 때보다 익세시브모드일 때 더 높게 설정되는 것을 특징으로 하는,
    저전압 배터리 충전 제어방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정하는 단계 수행 후, 차량이 시동 오프(OFF)되었는지 판단하는 단계; 및
    상기 차량의 시동이 오프(OFF)되었는지 판단하는 단계 수행결과, 시동이 오프(OFF)상태이면 전체 평균 보기류 소모전력을 저장하는 단계;를 더 포함하는,
    저전압 배터리 충전 제어방법.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 주행모드는 리제너레이션 모드 및 파워 어시스트 모드를 포함하는,
    저전압 배터리 충전 제어방법.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 차량의 운전모드가 상기 연료전지 정지모드일 경우, 상기 저전압 배터리에 대한 충전전압은 상기 베이스 충전전압으로 설정되는,
    저전압 배터리 충전 제어방법.
  13. 주 동력원으로 사용되고, 차량의 구동계에 동력을 공급하는 연료전지 스택;
    상기 연료전지 스택으로부터 동력을 공급받는 고전압 직류 변환기;
    상기 고전압 직류 변환기에 의해 다운된 전압을 공급받는 고전압 배터리;
    상기 연료전지 스택과 고전압 직류 변환기 사이의 고전압 버스단에 연결되어 전압을 변환시키는 저전압 직류 변환기;
    상기 저전압 직류 변환기에서 변환된 저전압으로 충전되는 저전압 배터리;
    상기 저전압 배터리로부터 전력을 공급받아 구동하는 보기류; 및
    차량의 시동이 온(ON)되면 기설정된 제1 시간 동안, 시동 온 되기 직전 주행의 전체 시간 동안 평균 보기류 소모전력에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단하고, 차량의 시동이 온(ON)된 이후 상기 제1 시간이 경과하면 상기 제1 시간 동안 측정된 상기 보기류의 소모전력의 평균값을 산출하며, 산출된 상기 평균값에 기반하여 보기류 소비패턴을 판단하고, 상기 보기류 소비패턴에 따라 베이스 충전전압을 설정하며, 상기 베이스 충전전압, 차량의 운전모드 및 고전압 배터리의 충전상태에 기반하여 저전압 배터리에 대한 충전전압을 설정하는 제어부를 포함하며,
    상기 운전모드는 제1 주행모드 및 제2 주행모드를 포함하는 주행모드들, 연료전지 정지모드 및 긴급모드를 포함하고, 상기 제1 주행모드는 상기 고전압배터리의 충전상태에 기반하여 복수의 스테이지로 분류되고,
    상기 차량의 운전모드가 상기 제1 주행모드일 경우, 상기 저전압 배터리에 대한 충전전압은 상기 베이스 충전전압과 오프셋 충전전압의 합으로 설정되고, 상기 오프셋 충전전압은 상기 고전압 배터리의 충전상태에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는, 저전압 배터리 충전 제어방법.
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