KR102634453B1 - Battery charging control system and method for vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 차량용 배터리 충전 제어 시스템은, 메인 배터리; 보조 배터리; 복수의 스위칭 소자로 구성되며, 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리 사이에 마련되어 상기 메인 배터리의 전원을 상기 보조 배터리의 충전을 위한 전원으로 변환시키거나 상기 보조 배터리의 전원을 상기 메인 배터리의 충전을 위한 전원으로 변환시키는 전력변환부; 및 상기 보조 배터리 전류센싱부 및 보조 배터리 전압센싱부를 통해 센싱된 상기 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압 값을 최대 허용 전류 및 충전 목표 전압 값과 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자에 입력되는 신호를 조정하여 상기 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.A vehicle battery charging control system according to the present invention includes a main battery; auxiliary battery; It consists of a plurality of switching elements and is provided between the main battery and the auxiliary battery to convert the power of the main battery into power for charging the auxiliary battery or the power of the auxiliary battery to power for charging the main battery. A power conversion unit that converts into; And comparing the charging current and charging voltage values of the auxiliary battery sensed through the auxiliary battery current sensing unit and the auxiliary battery voltage sensing unit with the maximum allowable current and charging target voltage values, and a signal input to the switching element according to the comparison result. It may include a control unit that controls the charging current and charging voltage of the auxiliary battery by adjusting .

Figure R1020180074483
Figure R1020180074483

Description

차량용 배터리 충전 제어 시스템 및 방법{BATTERY CHARGING CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR VEHICLE}Vehicle battery charging control system and method {BATTERY CHARGING CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 배터리 충전 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 배터리가 사용되는 차량에 있어서 충전과정 중에 과전류로 인해 배터리가 손상되거나 배터리의 방전으로 인해 차량 내 전장품의 전력 공급에 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있는 차량용 배터리 충전 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle battery charging control system and method. More specifically, in vehicles using multiple batteries, the battery is damaged due to overcurrent during the charging process or the power supply to electrical equipment in the vehicle is problem due to battery discharge. It relates to a vehicle battery charging control system and method that can prevent the occurrence of.

일반적으로 차량에는 다양한 전장품들이 설치되어 있으며, 이러한 전장품들을 구동시키기 위한 전원을 공급하기 위해 배터리가 차량에 탑재되어 있다.Generally, various electrical components are installed in a vehicle, and a battery is installed in the vehicle to supply power to drive these electrical components.

한편, 종래에는 차량 전장품들에 전원을 공급하기 위해 하나의 배터리가 차량에 탑재된 경우가 많았으나, 최근에는 운전자가 운전을 보다 편하게 할 수 있도록 도와주는 다양한 전장품들이 차량에 탑재되면서 보다 안정적으로 해당 전장품들에 전원을 공급해주기 위해 메인 배터리와 보조 배터리를 포함하여 복수의 배터리가 차량에 탑재되기도 한다.Meanwhile, in the past, a single battery was often installed in a vehicle to supply power to the vehicle's electrical components, but recently, various electrical components that help the driver drive more comfortably have been installed in the vehicle, making the battery more stable. In order to supply power to electrical equipment, multiple batteries, including a main battery and auxiliary batteries, are sometimes mounted on a vehicle.

이처럼, 차량에 메인 배터리와 보조 배터리가 탑재된 경우, 메인 배터리는 차량의 알터네이터(제너레이터)를 통해 충전되고, 보조 배터리는 메인 배터리의 충전된 전원을 이용하여 충전되며, 메인 배터리와 보조 배터리에서 차량에 설치된 다양한 전장품들에 전원을 공급해줄 수 있었다. 하지만, 메인 배터리의 충전된 전원을 이용하여 보조 배터리를 충전시키는 과정에서 갑자기 과전류가 보조 배터리에 인가되면 보조 배터리가 파손되는 문제가 발생할 수 있었고, 과전류가 발생하여 충전을 정지시킬 시, 보조 배터리가 방전되어 전장품들에 전력을 공급하는데 문제가 발생할 수 있었다.In this way, when the vehicle is equipped with a main battery and an auxiliary battery, the main battery is charged through the vehicle's alternator (generator), the auxiliary battery is charged using the charged power of the main battery, and the vehicle is charged from the main battery and auxiliary battery. It was possible to supply power to various electrical equipment installed in. However, in the process of charging the auxiliary battery using the main battery's charged power, if overcurrent is suddenly applied to the auxiliary battery, the auxiliary battery may be damaged. When charging is stopped due to overcurrent, the auxiliary battery may be damaged. It could be discharged and cause problems in supplying power to electrical equipment.

KR 10-2017-0071081 A1KR 10-2017-0071081 A1

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 보조 배터리에 공급되는 충전전류를 제어함으로써 보조 배터리에 과전류가 인가되지 않도록 하며, 보조 배터리의 충전전압을 제어함으로써 보조 배터리가 방전되어 전장품들에 전력을 공급하는데 문제가 발생하는 것을 방지하는 차량용 배터리 충전 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was proposed to solve the above-mentioned problems. By controlling the charging current supplied to the auxiliary battery, overcurrent is not applied to the auxiliary battery, and by controlling the charging voltage of the auxiliary battery, the auxiliary battery is discharged and prevents damage to electrical equipment. The purpose is to provide a vehicle battery charging control system and method that prevents problems in supplying power.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 배터리 충전 제어 시스템은, 메인 배터리; 보조 배터리; 복수의 스위칭 소자로 구성되며, 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리 사이에 마련되어 상기 메인 배터리의 전원을 상기 보조 배터리의 충전을 위한 전원으로 변환시키거나 상기 보조 배터리의 전원을 상기 메인 배터리의 충전을 위한 전원으로 변환시키는 전력변환부; 및 상기 보조 배터리 전류센싱부 및 보조 배터리 전압센싱부를 통해 센싱된 상기 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압 값을 최대 허용 전류 및 충전 목표 전압 값과 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자에 입력되는 신호를 조정하여 상기 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.A vehicle battery charging control system according to the present invention for achieving the above-described object includes: a main battery; auxiliary battery; It consists of a plurality of switching elements and is provided between the main battery and the auxiliary battery to convert the power of the main battery into power for charging the auxiliary battery or the power of the auxiliary battery to power for charging the main battery. A power conversion unit that converts into; And comparing the charging current and charging voltage values of the auxiliary battery sensed through the auxiliary battery current sensing unit and the auxiliary battery voltage sensing unit with the maximum allowable current and charging target voltage values, and a signal input to the switching element according to the comparison result. It may include a control unit that controls the charging current and charging voltage of the auxiliary battery by adjusting .

상기 제어부는, 상기 보조 배터리에 인가되는 충전전류가 상기 최대 허용 전류 값 이하가 되도록 제한하는 전류 제어부; 상기 보조 배터리가 상기 충전 목표 전압 값 이하로 충전되도록 충전전압을 제어하는 전압 제어부; 상기 센싱된 상기 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압 값을 최대 허용 전류 및 충전 목표 전압 값과 비교한 결과에 따라, 상기 전류 제어부 및 상기 전압 제어부에 각각 입력되는 신호를 출력하는 MCU(Micro Control Unit); 및 상기 전류 제어부 또는 상기 전압 제어부의 출력 신호를 입력받고, 입력된 신호에 기반하여 상기 스위칭 소자를 구동시키는 스위칭 소자 제어부 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The control unit may include a current control unit that limits the charging current applied to the auxiliary battery to be below the maximum allowable current value; a voltage control unit that controls the charging voltage so that the auxiliary battery is charged below the charging target voltage value; An MCU (Micro Control Unit) that outputs signals input to the current control unit and the voltage control unit, respectively, according to the results of comparing the sensed charging current and charging voltage values of the auxiliary battery with the maximum allowable current and charging target voltage values. ; and at least one of a switching element control unit that receives an output signal from the current control unit or the voltage control unit and drives the switching element based on the input signal.

상기 MCU는 상기 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 상기 충전 목표 전압 값보다 작은 경우, 상기 보조 배터리에 인가되는 충전전류가 사전 설정된 최대 허용 전류 이하가 되도록 하는 구형파를 전류 제어부에 입력하며, 사전 설정된 최저 전압을 상기 전압 제어부에 입력할 수 있다.When the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is less than the charging target voltage value, the MCU inputs a square wave to the current control unit such that the charging current applied to the auxiliary battery is less than the preset maximum allowable current, and the preset The lowest voltage can be input to the voltage control unit.

상기 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 상기 충전 목표 전압 값보다 작은 경우, 상기 전류 제어부의 출력 신호가 상기 스위칭 소자 제어부에 입력될 수 있다.When the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is less than the charging target voltage value, the output signal of the current control unit may be input to the switching device control unit.

상기 MCU는 상기 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 상기 충전 목표 전압 값 이상이고, 센싱된 보조 배터리의 충전전류가 상기 최대 허용 전류 이하인 경우, 상기 로우 시그널(Low Signal)을 전류 제어부에 입력하며, 충전 목표 전압 값을 상기 전압 제어부에 입력할 수 있다.When the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is higher than the charging target voltage value and the sensed charging current of the auxiliary battery is lower than the maximum allowable current, the MCU inputs the low signal to the current control unit, The charging target voltage value can be input to the voltage control unit.

상기 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 상기 충전 목표 전압 값 이상이고, 센싱된 보조 배터리의 충전전류가 상기 최대 허용 전류 이하인 경우, 상기 전압 제어부의 출력 신호가 상기 스위칭 소자 제어부에 입력될 수 있다.When the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is higher than the charging target voltage value and the sensed charging current of the auxiliary battery is lower than the maximum allowable current, the output signal of the voltage control unit may be input to the switching element control unit.

상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리의 SOC(State of Charge)를 모니터링 하는 SOC 모니터링부를 더 포함할 수 있다.It may further include a SOC monitoring unit that monitors the State of Charge (SOC) of the main battery and the auxiliary battery.

상기 제어부는, 상기 SOC 모니터링부를 통해 모니터링된 상기 메인 배터리와 보조 배터리의 SOC에 기반하여 상기 전력변환부의 동작 방향을 제어할 수 있다.The control unit may control the direction of operation of the power conversion unit based on the SOC of the main battery and the auxiliary battery monitored through the SOC monitoring unit.

상기 제어부는, 상기 메인 배터리의 SOC가 사전 설정된 제1 SOC 이상이고, 상기 보조 배터리의 SOC가 사전 설정된 제2 SOC 이상인 경우, 상기 전력변환부의 동작 방향을 제어하여 상기 보조 배터리의 전원을 이용하여 상기 메인 배터리가 충전되도록 할 수 있다.The control unit, when the SOC of the main battery is greater than or equal to the preset first SOC and the SOC of the auxiliary battery is greater than or equal to the preset second SOC, controls the operation direction of the power conversion unit to use the power of the auxiliary battery to control the operation direction of the power conversion unit. Allows the main battery to charge.

상기 제어부는, 상기 메인 배터리의 SOC가 사전 설정된 제3 SOC 이하인 경우, 상기 전력변환부의 동작 방향을 제어하여 상기 보조 배터리의 전원을 이용하여 상기 메인 배터리가 충전되도록 할 수 있다.When the SOC of the main battery is less than or equal to a preset third SOC, the control unit may control the operation direction of the power conversion unit to charge the main battery using the power of the auxiliary battery.

상기 제어부는, 상기 메인 배터리의 SOC가 사전 설정된 제3 SOC 이상이고 제1 SOC 이하이며, 상기 보조 배터리의 SOC가 사전 설정된 제2 SOC 이상인 경우, 상기 전력변환부의 동작 방향을 제어하여 상기 보조 배터리의 전원을 이용하여 상기 메인 배터리가 충전되도록 할 수 있다.The control unit controls the direction of operation of the power conversion unit when the SOC of the main battery is greater than or equal to the preset third SOC and less than the first SOC, and the SOC of the auxiliary battery is greater than or equal to the preset second SOC. The main battery can be charged using power.

상기 제어부는, 상기 메인 배터리의 SOC가 사전 설정된 제3 SOC 이상이며, 상기 보조 배터리의 SOC가 사전 설정된 제2 SOC 이하인 경우, 상기 전력변환부의 동작을 정지시킬 수 있다.The control unit may stop the operation of the power conversion unit when the SOC of the main battery is higher than the preset third SOC and the SOC of the auxiliary battery is lower than the preset second SOC.

상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 배터리 충전제어 방법은, 보조 배터리 전류센싱부 및 보조 배터리 전압센싱부를 통해 센싱된 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압 값을 최대 허용 전류 및 충전 목표 전압 값과 비교하는 단계; 상기 비교 결과에 따라, MCU(Micro Control Unit)에서 전류 제어부 및 전압 제어부에 각각 입력되는 신호를 출력하는 단계; 및 상기 전류 제어부 또는 상기 전압 제어부의 출력 신호를 입력받고, 입력된 신호에 기반하여 전력변환부의 스위칭 소자를 구동시켜 상기 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.The vehicle battery charging control method according to the present invention to achieve the above-described other purposes is to set the charging current and charging voltage values of the auxiliary battery sensed through the auxiliary battery current sensing unit and the auxiliary battery voltage sensing unit to the maximum allowable current and charging target voltage. comparing with a value; According to the comparison result, outputting signals respectively input to a current control unit and a voltage control unit from an MCU (Micro Control Unit); And it may include receiving an output signal from the current control unit or the voltage control unit, and controlling the charging current and charging voltage of the auxiliary battery by driving the switching element of the power conversion unit based on the input signal.

상기 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 상기 충전 목표 전압 값보다 작은 경우, 상기 보조 배터리에 인가되는 충전전류가 사전 설정된 최대 허용 전류 이하가 되도록 하는 구형파를 전류 제어부에 입력하며, 사전 설정된 최저 전압을 상기 전압 제어부에 입력하는 단계를 더 포함할 수 있다.When the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is less than the charging target voltage value, a square wave is input to the current control unit so that the charging current applied to the auxiliary battery is less than the preset maximum allowable current, and the preset lowest voltage is input to the current control unit. The step of inputting the voltage to the voltage control unit may be further included.

상기 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 상기 충전 목표 전압 값 이상이고, 센싱된 보조 배터리의 충전전류가 상기 최대 허용 전류 이하인 경우, 상기 로우 시그널(Low Signal)을 전류 제어부에 입력하며, 충전 목표 전압 값을 상기 전압 제어부에 입력하는 단계를 더 포함할 수 있다.If the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is greater than the charging target voltage value and the sensed charging current of the auxiliary battery is less than the maximum allowable current, the low signal is input to the current control unit, and the charging target voltage The step of inputting a value into the voltage control unit may be further included.

상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리의 SOC(State of Charge)를 모니터링 하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include monitoring the state of charge (SOC) of the main battery and the auxiliary battery.

상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리의 SOC를 모니터링하는 단계 이후에, 상기 메인 배터리와 보조 배터리의 SOC에 기반하여 상기 전력변환부의 동작 방향을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.After the step of monitoring the SOC of the main battery and the auxiliary battery, the step of controlling the operation direction of the power conversion unit based on the SOC of the main battery and the auxiliary battery may be further included.

본 발명에 따르면, 보조 배터리에 공급되는 충전전류를 제어함으로써 보조 배터리에 과전류가 인가되지 않도록 하여 보조 배터리가 파손되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, by controlling the charging current supplied to the auxiliary battery, damage to the auxiliary battery can be prevented by preventing overcurrent from being applied to the auxiliary battery.

또한, 보조 배터리의 충전전압을 제어함으로써 보조 배터리가 방전되는 것을 방지하여 전장품들에 안정적으로 전원이 공급되도록 할 수 있다.Additionally, by controlling the charging voltage of the auxiliary battery, it is possible to prevent the auxiliary battery from being discharged and ensure a stable supply of power to electrical equipment.

아울러, 메인 배터리 및 보조 배터리의 SOC를 모니터링하여 메인 배터리의 SOC를 안정적으로 유지함으로써, 차량의 전원 공급 안정성을 보다 향상시킬 수 있다.In addition, by monitoring the SOC of the main battery and auxiliary battery to keep the SOC of the main battery stable, the stability of power supply to the vehicle can be further improved.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 충전 제어 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 충전 제어 시스템에서, 제어부의 세부 구성을 상세히 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 충전 제어 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.1 is a diagram schematically showing the overall configuration of a vehicle battery charging control system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram illustrating in detail the detailed configuration of the control unit in the vehicle battery charging control system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flow chart showing the flow of a vehicle battery charging control method according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 배터리 충전 제어 시스템에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a vehicle battery charging control system according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 충전 제어 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 충전 제어 시스템의 제어부의 세부 구성을 상세히 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing the overall configuration of a vehicle battery charging control system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows in detail the detailed configuration of the control unit of the vehicle battery charging control system according to an embodiment of the present invention. This is a drawing.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 충전 제어 시스템은 메인 배터리(100), 보조 배터리(200), 전력변환부(300) 및 제어부(400)를 포함하여 구성될 수 있으며, 실시예에 따라 메인 배터리(100)와 보조 배터리(200)의 SOC를 모니터링하는 SOC 모니터링부(700), 보조 배터리에 인가되는 충전전류를 센싱하는 보조 배터리 전류센싱부(500), 보조 배터리의 충전전압을 센싱하는 보조 배터리 전압센싱부(600), 메인 배터리의 전류를 측정하는 메인 배터리 전류센싱부(800) 및 메인 배터리의 전압을 측정하는 메인 배터리 전압센싱부(900)를 더 포함하여 구성될 수 있다.As shown in Figure 1, the vehicle battery charging control system according to an embodiment of the present invention may be configured to include a main battery 100, an auxiliary battery 200, a power conversion unit 300, and a control unit 400. Depending on the embodiment, there is a SOC monitoring unit 700 that monitors the SOC of the main battery 100 and the auxiliary battery 200, an auxiliary battery current sensing unit 500 that senses the charging current applied to the auxiliary battery, and an auxiliary battery. It further includes an auxiliary battery voltage sensing unit 600 that senses the charging voltage, a main battery current sensing unit 800 that measures the current of the main battery, and a main battery voltage sensing unit 900 that measures the voltage of the main battery. It can be configured.

본 발명에서 메인 배터리(100) 및 보조 배터리(200)는 차량의 시동, 점등, 점화 및 차량 내 설치된 다양한 전장품들에 전원을 공급하는 역할을 하는 배터리로서, 실시예에 따라 12V의 배터리일 수 있다. 이때, 메인 배터리(100)는 차량의 알터네이터(제너레이터) 등을 통해 충전될 수 있으며, 충전된 전원을 통해 보조 배터리(200)를 충전시킬 수 있다.In the present invention, the main battery 100 and the auxiliary battery 200 are batteries that start, turn on, and ignite the vehicle and supply power to various electrical components installed in the vehicle. Depending on the embodiment, they may be a 12V battery. . At this time, the main battery 100 can be charged through the vehicle's alternator (generator), etc., and the auxiliary battery 200 can be charged through the charged power.

전력변환부(300)는 복수의 스위칭 소자(310)로 구성되며, 도 1에 도시된 바와 같이 메인 배터리(100)와 보조 배터리(200) 사이에 마련되어 메인 배터리(100)의 전원을 보조 배터리(200)의 충전을 위한 전원으로 변환시키거나 보조 배터리(200)의 전원을 메인 배터리(100)의 충전을 위한 전원으로 변환시키는 역할을 한다.The power conversion unit 300 is composed of a plurality of switching elements 310, and as shown in FIG. 1, is provided between the main battery 100 and the auxiliary battery 200 to convert the power of the main battery 100 to the auxiliary battery ( It serves to convert the power for charging the auxiliary battery 200 into power for charging the main battery 100.

구체적으로, 전력변환부(300)는 본래 메인 배터리(100)의 전원을 보조 배터리(200)의 충전을 위한 전원으로 변환시켜 보조 배터리(200)를 충전할 수 있도록 마련된 장치이다. 추후 보다 상세히 설명하겠지만 본 발명에서는 제어부(400)를 통해 전력변환부(300)의 스위칭 소자(310)를 적절히 조절하여 메인 배터리(100)로 보조 배터리(200)를 충전할 수 있을 뿐만 아니라 보조 배터리(200)의 전원을 이용하여 메인 배터리(200)의 전원을 충전할 수 있다.Specifically, the power conversion unit 300 is a device originally designed to charge the auxiliary battery 200 by converting the power of the main battery 100 into power for charging the auxiliary battery 200. As will be explained in more detail later, in the present invention, the switching element 310 of the power conversion unit 300 can be appropriately adjusted through the control unit 400 to not only charge the auxiliary battery 200 with the main battery 100, but also charge the auxiliary battery. The power of the main battery 200 can be charged using the power of 200.

제어부(400)는 보조 배터리(200)에 인가되는 충전전류를 센싱하는 보조 배터리 전류센싱부(500) 및 보조 배터리의 충전전압을 센싱하는 보조 배터리 전압센싱부(600)를 통해 센싱된 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압 값을 최대 허용 전류 및 충전 목표 전압 값과 비교하고, 비교 결과에 따라 스위칭 소자(310)에 입력되는 신호를 조정하여 보조 배터리(200)의 충전전류 및 충전전압을 제어하는 역할을 한다. 이처럼, 본 발명에서는 제어부(400)를 통해 보조 배터리(200)의 충전전류 및 충전전압을 제어함으로써, 보조 배터리에 과전류가 인가되지 않도록 하여 보조 배터리가 파손되는 것을 방지할 수 있고, 보조 배터리가 방전되는 것을 방지하여 전장품들에 안정적으로 전원이 공급되도록 할 수 있다. 이하에서는, 제어부(400)의 세부 구성에 대해 상세히 설명하면서 제어부(400)를 통해 보조 배터리(200)의 충전전류 및 충전전압이 제어되는 것에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The control unit 400 monitors the auxiliary battery sensed through the auxiliary battery current sensing unit 500, which senses the charging current applied to the auxiliary battery 200, and the auxiliary battery voltage sensing unit 600, which senses the charging voltage of the auxiliary battery. Controls the charging current and charging voltage of the auxiliary battery 200 by comparing the charging current and charging voltage values with the maximum allowable current and charging target voltage values, and adjusting the signal input to the switching element 310 according to the comparison result. Do it. As such, in the present invention, by controlling the charging current and charging voltage of the auxiliary battery 200 through the control unit 400, damage to the auxiliary battery can be prevented by preventing overcurrent from being applied to the auxiliary battery, and the auxiliary battery can be prevented from being discharged. This can be prevented to ensure a stable supply of power to electrical equipment. Hereinafter, the detailed configuration of the control unit 400 will be described in detail, and the control of the charging current and charging voltage of the auxiliary battery 200 through the control unit 400 will be explained in detail.

도 2에 도시된 바와 같이 제어부(400)는 전류 제어부(410), 전압 제어부(420), MCU(Micro control Unit)(430) 및 스위칭 소자 제어부(440)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the control unit 400 may include a current control unit 410, a voltage control unit 420, a micro control unit (MCU) 430, and a switching device control unit 440.

전류 제어부(410)는 보조 배터리(200)에 인가되는 충전전류가 최대 허용 전류 값 이하가 되도록 제한하는 역할을 한다. 구체적으로 전류 제어부(410)는 도 2에 도시된 바와 같이, Op-amp(U1), 저항(R1), 커패시터(C1) 및 다이오드(D1)를 포함하여 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 전류 제어부(410)에서는 MCU(430)로부터 사전 설정된 최대 허용 전류 이하의 충전전류가 보조 배터리(200)에 인가되도록 하기 위한 구형파 신호를 입력받으면, 저항(R1) 및 커패시터(C1)의 로우패스필터(Low Pass Filter)를 통해 구형파 신호가 DC 전압으로 변환되고, 해당 DC 전압이 Op-amp(U1)의 (+)핀으로 입력되며, Op-amp(U1)의 출력 신호가 다이오드(D1)로 전달되고, 다이오드(D1)를 통해 해당 출력 신호가 스위칭 소자 제어부(440)에 전달되며, 스위칭 소자 제어부(440)에서는 사전 설정된 최대 허용 전류 이하의 충전전류가 보조 배터리(200)에 인가되도록 할 수 있다. 여기서, Op-amp(U1)의 버퍼회로를 통해 Op-amp(U1)에 입력된 전압이 강하되는 것을 방지할 수 있다.The current control unit 410 serves to limit the charging current applied to the auxiliary battery 200 to be below the maximum allowable current value. Specifically, the current control unit 410 may be configured to include an op-amp (U1), a resistor (R1), a capacitor (C1), and a diode (D1), as shown in FIG. 2. More specifically, when the current control unit 410 receives a square wave signal from the MCU 430 to allow a charging current below the preset maximum allowable current to be applied to the auxiliary battery 200, the resistor (R1) and the capacitor (C1) The square wave signal is converted to DC voltage through the low pass filter, the corresponding DC voltage is input to the (+) pin of Op-amp (U1), and the output signal of Op-amp (U1) is connected to the diode. (D1), and the corresponding output signal is transmitted to the switching device control unit 440 through the diode (D1), and the switching device control unit 440 supplies a charging current below the preset maximum allowable current to the auxiliary battery 200. It can be approved. Here, the voltage input to the op-amp (U1) can be prevented from dropping through the buffer circuit of the op-amp (U1).

전압 제어부(420)는 보조 배터리(200)가 충전 목표 전압 값 이하로 충전되도록 충전전압을 제어할 수 있다. 구체적으로, 전압 제어부(420)는 도 2에 도시된 바와 같이 Op-amp(U2), 복수의 저항(R2,R3,R4), 복수의 커패시터(C2,C3) 및 다이오드(D2)를 포함하여 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 센싱된 보조 배터리(200)의 충전전압이 충전 목표 전압 값 이상이면, 전압 제어부(420)에서는 MCU(430)로부터 충전 목표 전압 값을 기준 전압 값으로 하는 신호를 Op-amp(U2)에서 입력받고, Op-amp(U2)의 출력 신호가 다이오드(D2)를 통해 스위칭 소자 제어부(440)에 전달되며, 스위칭 소자 제어부(440)에서는 보조 배터리(200)가 충전 목표 전압 값 이하로 충전되도록 스위칭 소자(310)를 제어할 수 있다. 다시 말해, 스위칭 소자 제어부(440)는 pwm 신호의 듀티비를 조절함으로써 스위칭 소자(310)가 온/오프되는 시간을 조절하여 보조 배터리(200)가 충전 목표 전압 값 이하로 충전되도록 할 수 있다.The voltage control unit 420 may control the charging voltage so that the auxiliary battery 200 is charged below the charging target voltage value. Specifically, as shown in FIG. 2, the voltage control unit 420 includes an op-amp (U2), a plurality of resistors (R2, R3, R4), a plurality of capacitors (C2, C3), and a diode (D2). It can be configured. More specifically, if the sensed charging voltage of the auxiliary battery 200 is higher than the charging target voltage value, the voltage control unit 420 sends a signal using the charging target voltage value as the reference voltage value from the MCU 430 to the Op-amp (U2). ), and the output signal of the op-amp (U2) is transmitted to the switching device control unit 440 through the diode (D2), and the switching device control unit 440 controls the auxiliary battery 200 below the charging target voltage value. The switching element 310 can be controlled to be charged. In other words, the switching device control unit 440 can adjust the on/off time of the switching device 310 by adjusting the duty ratio of the PWM signal so that the auxiliary battery 200 is charged below the charging target voltage value.

MCU(430)는 센싱된 보조 배터리(200)의 충전전류 및 충전전압 값을 사전 설정된 최대 허용 전류 및 충전 목표 전압 값과 비교한 결과에 따라, 전류 제어부(410) 및 전압 제어부(420)에 각각 입력되는 신호를 출력한다.The MCU 430 compares the sensed charging current and charging voltage values of the auxiliary battery 200 with the preset maximum allowable current and charging target voltage values, respectively, to the current control unit 410 and the voltage control unit 420. Outputs the input signal.

구체적으로 MCU(430)는 센싱된 보조 배터리(200)의 충전전압 값이 충전 목표 전압 값보다 작은 경우, 보조 배터리(200)에 인가되는 충전전류가 사전 설정된 최대 허용 전류 이하가 되도록 하는 구형파를 전류 제어부(410)에 입력하며, 사전 설정된 최저 전압을 기준 전압 값으로 전압 제어부(420)에 입력되도록 할 수 있다. 보다 나은 이해를 위해 센싱된 충전전압(Vout)은 10V, 충전 목표 전압은 12V, 최대 허용 전류는 30A, 최저전압은 8V라고 가정하고, 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Specifically, when the sensed charging voltage value of the auxiliary battery 200 is less than the charging target voltage value, the MCU 430 generates a square wave that causes the charging current applied to the auxiliary battery 200 to be below the preset maximum allowable current. It is input to the control unit 410, and a preset lowest voltage can be input to the voltage control unit 420 as a reference voltage value. For better understanding, assume that the sensed charging voltage (Vout) is 10V, the charging target voltage is 12V, the maximum allowable current is 30A, and the lowest voltage is 8V, and the explanation is as follows with reference to FIG. 2.

센싱된 충전전압(10V)이 충전 목표 전압(12V)보다 낮으므로, MCU(430)에서는 보조 배터리(200)에 30A 이하의 충전전류가 인가되도록 하는 구형파를 전류 제어부(410)에 입력하고 전압 제어부(420)에 기준 전압 값으로 8V를 입력해준다. 도 2를 참조하면, 전압 제어부(420)의 기준 전압 값(8V)은 센싱된 충전전압(Vout, 10V) 보다 작으므로, Op-amp(U2)의 출력은 0V가 되어 D2는 도통되지 않아 전압 제어부(420)의 출력은 스위칭 소자 제어부(440)에 전달되지 않는다.Since the sensed charging voltage (10V) is lower than the charging target voltage (12V), the MCU 430 inputs a square wave that causes a charging current of 30A or less to be applied to the auxiliary battery 200 to the current control unit 410 and the voltage control unit Enter 8V as the reference voltage value in (420). Referring to FIG. 2, the reference voltage value (8V) of the voltage control unit 420 is smaller than the sensed charging voltage (Vout, 10V), so the output of the op-amp (U2) becomes 0V and D2 does not conduct, so the voltage The output of the control unit 420 is not transmitted to the switching device control unit 440.

반면, MCU(430)로부터 보조 배터리(200)에 30A 이하의 충전전류가 인가되도록 하는 구형파가 입력된 전류 제어부(410)에서는 해당 구형파가 저항(R1) 및 커패시터(C1)의 로우패스 필터를 통해 DC 전압으로 변환되어 Op-amp(U1)의 (+)핀에 입력되고, Op-amp(U1)의 출력이 다이오드(D1)을 통해 스위칭 소자 제어부(440)에 입력될 수 있으며, 스위칭 소자 제어부(440)에서는 30A 이하의 전류가 보조 배터리(200)에 인가되도록 할 수 있다. 이처럼, 센싱된 보조 배터리(200)의 충전전압 값이 충전 목표 전압 값보다 작은 경우에는, 전류 제어부(410)의 출력 신호가 스위칭 소자 제어부(440)에 입력될 수 있다.On the other hand, in the current control unit 410, where a square wave that causes a charging current of 30 A or less to be applied to the auxiliary battery 200 from the MCU 430 is input, the square wave is transmitted through the low-pass filter of the resistor (R1) and the capacitor (C1). It is converted to DC voltage and input to the (+) pin of Op-amp (U1), and the output of Op-amp (U1) can be input to the switching device control unit 440 through the diode (D1). At 440, a current of 30A or less can be applied to the auxiliary battery 200. In this way, when the sensed charging voltage value of the auxiliary battery 200 is less than the charging target voltage value, the output signal of the current control unit 410 may be input to the switching element control unit 440.

다시 말해, 센싱된 충전전압이 충전 목표 전압 보다 낮은 경우에는, 보조 배터리(200)를 충전시켜야 하는 상황인데, 본 발명에서는 상술한 방식에 따라 보조 배터리(200)에 인가되는 충전전류가 사전 설정된 최대 허용 전류 이하가 되도록 제어함으로써, 보조 배터리(200)에 과전류가 인가되어 보조 배터리(200)가 파손되는 것을 방지할 수 있는 것이다.In other words, when the sensed charging voltage is lower than the charging target voltage, the auxiliary battery 200 must be charged. In the present invention, the charging current applied to the auxiliary battery 200 according to the above-described method is a preset maximum. By controlling the current to be below the allowable current, it is possible to prevent damage to the auxiliary battery 200 due to overcurrent being applied to the auxiliary battery 200.

한편, MCU(430)는 센싱된 보조 배터리(200)의 충전전압 값이 충전 목표 전압 값 이상이고, 센싱된 보조 배터리(200)의 충전전류가 사전 설정된 최대 허용 전류 이하인 경우, 로우 시그널(Low Signal)을 전류 제어부(410)에 입력하며, 충전 목표 전압 값을 기준 전압 값으로 전압 제어부(420)에 입력할 수 있다. 보다 나은 이해를 위해 센싱된 충전전압(Vout)은 12V, 충전 목표 전압은 12V, 센싱된 충전전류는 28A, 최대 허용 전류는 30A라고 가정하고, 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Meanwhile, when the sensed charging voltage value of the auxiliary battery 200 is higher than the charging target voltage value and the sensed charging current of the auxiliary battery 200 is lower than the preset maximum allowable current, the MCU 430 sends a low signal. ) can be input to the current control unit 410, and the charging target voltage value can be input to the voltage control unit 420 as a reference voltage value. For better understanding, assume that the sensed charging voltage (Vout) is 12V, the charging target voltage is 12V, the sensed charging current is 28A, and the maximum allowable current is 30A, and the explanation is as follows with reference to FIG. 2.

센싱된 충전전압(12V)이 충전 목표 전압(12V) 값 이상이고, 센싱된 보조 배터리의 충전전류(28A)가 사전 설정된 최대 허용 전류(30A) 이하이므로, MCU(430)에서는 전류 제어부(410)에 로우 시그널을 입력하며, 충전 목표 전압 값(12V)을 기준 전압 값으로 전압 제어부(420)에 입력해준다. 도 2를 참조하여 설명하면, 전류 제어부(410)에는 로우 시그널이 입력되고 Op-amp(U1)로부터 로우 시그널(0V)이 출력됨으로써 다이오드(D1)가 도통되지 않아 전류 제어부(410)의 출력은 스위칭 소자 제어부(440)에 전달되지 않는다.Since the sensed charging voltage (12V) is higher than the charging target voltage (12V) value and the sensed charging current (28A) of the auxiliary battery is lower than the preset maximum allowable current (30A), the current control unit 410 in the MCU 430 A low signal is input to , and the charging target voltage value (12V) is input to the voltage control unit 420 as a reference voltage value. 2, a low signal is input to the current control unit 410 and a low signal (0V) is output from the op-amp (U1), so that the diode (D1) is not conducted, so the output of the current control unit 410 is It is not transmitted to the switching device control unit 440.

반면, 전압 제어부(420)에서는 MCU(430)로부터 기준 전압 값으로 12V가 입력되고, Op-amp(U2)에서 출력된 전압에 의해 다이오드(D2)가 도통되어, 전압 제어부(420)의 출력이 스위칭 소자 제어부(440)에 입력될 수 있으며, 스위칭 소자 제어부(440)에서는 보조 배터리(200)가 12V 이하로 충전되도록 스위칭 소자(310)를 제어할 수 있다. 이처럼, 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 충전 목표 전압 값 이상이고, 센싱된 보조 배터리의 충전전류가 최대 허용 전류 이하인 경우에는, 전압 제어부(420)의 출력 신호가 스위칭 소자 제어부(440)에 입력될 수 있다.On the other hand, in the voltage control unit 420, 12V is input as a reference voltage value from the MCU 430, and the diode (D2) is conducted by the voltage output from the op-amp (U2), so that the output of the voltage control unit 420 is It can be input to the switching device control unit 440, and the switching device control unit 440 can control the switching device 310 so that the auxiliary battery 200 is charged to 12V or less. In this way, when the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is higher than the charging target voltage value and the sensed charging current of the auxiliary battery is lower than the maximum allowable current, the output signal of the voltage control unit 420 is input to the switching element control unit 440. It can be.

한편, SOC 모니터링부(700)는 메인 배터리(100)와 보조 배터리(200)의 SOC를 모니터링 하며, 제어부(700)는 SOC 모니터링부(700)에서 모니터링한 메인 배터리(100)와 보조 배터리(200)의 SOC에 기반하여 전력변환부(300)의 동작 방향을 제어할 수 있다.Meanwhile, the SOC monitoring unit 700 monitors the SOC of the main battery 100 and the auxiliary battery 200, and the control unit 700 monitors the SOC of the main battery 100 and the auxiliary battery 200 monitored by the SOC monitoring unit 700. ) It is possible to control the direction of operation of the power conversion unit 300 based on the SOC.

구체적으로 제어부(400)는 모니터링된 메인 배터리(100)의 SOC가 사전 설정된 제1 SOC 이상이고, 보조 배터리(200)의 SOC가 사전 설정된 제2 SOC 이상인 경우, 전력변환부(300)의 동작 방향을 제어하여 보조 배터리(200)의 전원을 이용하여 메인 배터리(100)가 충전되도록 할 수 있다. 여기서, 제1 SOC는 만충상태를 기준으로 70%의 SOC를 의미하며, 제2 SOC는 만충상태를 기준으로 80%의 SOC를 의미할 수 있다. 다시 말해, 메인 배터리(100)의 SOC가 70% 이상이고, 보조 배터리(200)의 SOC가 80% 이상인 경우에 제어부(400)는 전력변환부(300)의 동작 방향을 제어하여 보조 배터리(200)의 전원을 이용해서 메인 배터리(100)를 충전시킬 수 있다.Specifically, when the SOC of the monitored main battery 100 is higher than the preset first SOC and the SOC of the auxiliary battery 200 is higher than the preset second SOC, the control unit 400 determines the operation direction of the power conversion unit 300. can be controlled so that the main battery 100 is charged using the power of the auxiliary battery 200. Here, the first SOC may mean a SOC of 70% based on a full state, and the second SOC may mean an SOC of 80% based on a full state. In other words, when the SOC of the main battery 100 is 70% or more and the SOC of the auxiliary battery 200 is 80% or more, the control unit 400 controls the direction of operation of the power conversion unit 300 to control the auxiliary battery 200. ) can be used to charge the main battery 100.

또한, 제어부(400)는 메인 배터리의 SOC가 사전 설정된 제3 SOC 이하인 경우, 전력변환부(300)의 동작 방향을 제어하여 보조 배터리(200)의 전원을 이용하여 메인 배터리(100)가 충전되도록 할 수 있다. 여기서 제3 SOC는 만충상태를 기준으로 40%의 SOC를 의미할 수 있다. 즉, 메인 배터리(100)의 SOC가 40% 이하인 경우, 제어부(400)는 전력변환부(300)의 동작 방향을 제어하여 보조 배터리(200)의 전원을 이용해서 메인 배터리(100)를 충전시켜 메인 배터리(100)가 방전되는 것을 방지할 수 있다.In addition, when the SOC of the main battery is lower than the preset third SOC, the control unit 400 controls the operation direction of the power conversion unit 300 to charge the main battery 100 using the power of the auxiliary battery 200. can do. Here, the third SOC may mean 40% SOC based on the full state. That is, when the SOC of the main battery 100 is 40% or less, the control unit 400 controls the operation direction of the power conversion unit 300 to charge the main battery 100 using the power of the auxiliary battery 200. The main battery 100 can be prevented from being discharged.

아울러, 제어부(400)는 메인 배터리(100)의 SOC가 사전 설정된 제3 SOC 이상이고 제1 SOC 이하이며, 보조 배터리(200)의 SOC가 사전 설정된 제2 SOC 이상인 경우, 전력변환부(300)의 동작 방향을 제어하여 보조 배터리(200)의 전원을 이용해서 메인 배터리(100)가 충전되도록 할 수 있다. 예를 들어, 메인 배터리(100)의 SOC가 40% 이상이고 70% 이하이며, 보조 배터리(200)의 SOC가 80% 이상인 경우, 제어부(400)는 전력변환부(300)의 동작 방향을 제어하여 보조 배터리(200)의 전원을 이용해서 메인 배터리(100)가 충전되도록 할 수 있다.In addition, when the SOC of the main battery 100 is greater than or equal to the preset third SOC and less than or equal to the first SOC, and the SOC of the auxiliary battery 200 is greater than or equal to the preset second SOC, the power conversion unit 300 By controlling the direction of operation, the main battery 100 can be charged using the power of the auxiliary battery 200. For example, when the SOC of the main battery 100 is 40% or more and 70% or less, and the SOC of the auxiliary battery 200 is 80% or more, the control unit 400 controls the operation direction of the power conversion unit 300. Thus, the main battery 100 can be charged using the power of the auxiliary battery 200.

만약, 메인 배터리(100)의 SOC가 사전 설정된 제3 SOC 이상이며, 보조 배터리의 SOC가 사전 설정된 제2 SOC 이하인 경우, 제어부(400)는 전력변환부(300)의 동작을 정지시킬 수 있다. 다시 말해, 메인 배터리(100)의 SOC가 40% 이상이며, 보조 배터리(200)의 SOC가 80% 이하인 경우, 제어부(400)는 전력변환부(300)의 동작을 정지시킬 수 있다. 여기서 전력변환부(300)의 동작을 정지시킨다는 것은 전력변환부(300) 내의 스위칭 소자들이 구동되지 않고, 메인 배터리(100)와 보조 배터리(200) 사이에 전력 이동이 일어나지 않음을 의미할 수 있다.If the SOC of the main battery 100 is higher than the preset third SOC and the SOC of the auxiliary battery is lower than the preset second SOC, the control unit 400 may stop the operation of the power conversion unit 300. In other words, when the SOC of the main battery 100 is 40% or more and the SOC of the auxiliary battery 200 is 80% or less, the control unit 400 may stop the operation of the power conversion unit 300. Here, stopping the operation of the power conversion unit 300 may mean that the switching elements in the power conversion unit 300 are not driven and no power transfer occurs between the main battery 100 and the auxiliary battery 200. .

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 충전 제어 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 배터리 충전 제어 방법은, 보조 배터리 전류센싱부 및 보조 배터리 전압센싱부를 통해 센싱된 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압 값을 최대 허용 전류 및 충전 목표 전압 값과 비교하는 단계, 비교 결과에 따라, MCU에서 전류 제어부 및 전압 제어부에 각각 입력되는 신호를 출력하는 단계 및 전류 제어부 또는 전압 제어부의 출력 신호를 입력받고, 입력된 신호에 기반하여 전력변환부의 스위칭 소자를 구동시켜 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.Figure 3 is a flow chart showing the flow of a vehicle battery charging control method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the vehicle battery charging control method according to an embodiment of the present invention determines the maximum allowable current and charging voltage values of the auxiliary battery sensed through the auxiliary battery current sensing unit and the auxiliary battery voltage sensing unit. Comparing with the target voltage value, outputting signals respectively input to the current control unit and voltage control unit from the MCU according to the comparison result, and receiving the output signal of the current control unit or voltage control unit, and converting power based on the input signal. It may include controlling the charging current and charging voltage of the auxiliary battery by driving a negative switching element.

아울러, 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 충전 목표 전압 값보다 작은 경우, 보조 배터리에 인가되는 충전전류가 사전 설정된 최대 허용 전류 이하가 되도록 하는 구형파를 전류 제어부에 입력하며, 사전 설정된 최저 전압을 기준 전압 값으로 전압 제어부에 입력하는 단계 및 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 충전 목표 전압 값 이상이고, 센싱된 보조 배터리의 충전전류가 최대 허용 전류 이하인 경우, 로우 시그널(Low Signal)을 전류 제어부에 입력하며, 충전 목표 전압 값을 전압 제어부의 기준 전압 값으로 입력하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, when the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is lower than the charging target voltage value, a square wave is input to the current control unit to ensure that the charging current applied to the auxiliary battery falls below the preset maximum allowable current, and the preset lowest voltage is the standard. Step of inputting a voltage value to the voltage control unit, and if the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is higher than the charging target voltage value and the sensed charging current of the auxiliary battery is less than the maximum allowable current, a low signal is sent to the current control unit. The step of inputting the charging target voltage value as the reference voltage value of the voltage control unit may be further included.

더 나아가, 메인 배터리와 보조 배터리의 SOC를 모니터링 하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 메인 배터리와 보조 배터리의 SOC를 모니터링하는 단계 이후에, 메인 배터리와 보조 배터리의 SOC에 기반하여 전력변환부의 동작 방향을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.Furthermore, it may further include the step of monitoring the SOC of the main battery and the auxiliary battery, and after the step of monitoring the SOC of the main battery and the auxiliary battery, the operation direction of the power conversion unit based on the SOC of the main battery and the auxiliary battery It may further include a step of controlling.

상술한 본 발명에 따른 차량용 배터리 충전 제어 방법의 각 단계에서의 세부적인 기술적 특징은 앞서 설명한 차량용 배터리 충전 제어 시스템에서 설명한 기술적 특징과 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the detailed technical features of each step of the vehicle battery charging control method according to the present invention described above are the same as the technical features described in the vehicle battery charging control system described above, detailed description thereof will be omitted.

100: 메인 배터리 200: 보조 배터리
300: 전력변환부 310: 스위칭 소자
400: 제어부 410: 전류 제어부
420: 전압 제어부 430: MCU
440: 스위칭 소자 제어부 500: 보조 배터리전류센싱부
600: 보조 배터리 전압센싱부 700: SOC 모니터링부
800: 메인 배터리 전류센싱부 900: 메인 배터리 전압센싱부100: main battery 200: auxiliary battery
300: Power conversion unit 310: Switching element
400: Control unit 410: Current control unit
420: Voltage control unit 430: MCU
440: Switching element control unit 500: Auxiliary battery current sensing unit
600: Auxiliary battery voltage sensing unit 700: SOC monitoring unit
800: Main battery current sensing unit 900: Main battery voltage sensing unit

Claims (17)

메인 배터리;
보조 배터리;
복수의 스위칭 소자로 구성되며, 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리 사이에 마련되어 상기 메인 배터리의 전원을 상기 보조 배터리의 충전을 위한 전원으로 변환시키거나 상기 보조 배터리의 전원을 상기 메인 배터리의 충전을 위한 전원으로 변환시키는 전력변환부; 및
보조 배터리 전류센싱부 및 보조 배터리 전압센싱부를 통해 센싱된 상기 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압 값을 최대 허용 전류 및 충전 목표 전압 값과 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자에 입력되는 신호를 조정하여 상기 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는,
상기 보조 배터리에 인가되는 충전전류가 상기 최대 허용 전류 값 이하가 되도록 제한하는 전류 제어부;
상기 보조 배터리가 상기 충전 목표 전압 값 이하로 충전되도록 충전전압을 제어하는 전압 제어부;
상기 센싱된 상기 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압 값을 최대 허용 전류 및 충전 목표 전압 값과 비교한 결과에 따라, 상기 전류 제어부 및 상기 전압 제어부에 각각 입력되는 신호를 출력하는 MCU(Micro Control Unit); 및
상기 전류 제어부 또는 상기 전압 제어부의 출력 신호를 입력받고, 입력된 신호에 기반하여 상기 스위칭 소자를 구동시키는 스위칭 소자 제어부 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
상기 MCU는
상기 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 상기 충전 목표 전압 값보다 작은 경우, 상기 보조 배터리에 인가되는 충전전류가 사전 설정된 최대 허용 전류 이하가 되도록 하는 구형파를 전류 제어부에 입력하며, 사전 설정된 최저 전압을 상기 전압 제어부에 입력하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 충전 제어 시스템.main battery;
auxiliary battery;
It consists of a plurality of switching elements and is provided between the main battery and the auxiliary battery to convert the power of the main battery into power for charging the auxiliary battery or the power of the auxiliary battery to power for charging the main battery. A power conversion unit that converts into; and
Compare the charging current and charging voltage values of the auxiliary battery sensed through the auxiliary battery current sensing unit and the auxiliary battery voltage sensing unit with the maximum allowable current and charging target voltage values, and adjust the signal input to the switching element according to the comparison result. It includes a control unit that controls the charging current and charging voltage of the auxiliary battery, wherein the control unit includes,
a current control unit that limits the charging current applied to the auxiliary battery to be below the maximum allowable current value;
a voltage control unit that controls the charging voltage so that the auxiliary battery is charged below the charging target voltage value;
An MCU (Micro Control Unit) that outputs signals input to the current control unit and the voltage control unit, respectively, according to the results of comparing the sensed charging current and charging voltage values of the auxiliary battery with the maximum allowable current and charging target voltage values. ; and
It includes at least one of a switching element control unit that receives an output signal from the current control unit or the voltage control unit and drives the switching element based on the input signal,
The MCU is
When the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is less than the charging target voltage value, a square wave that causes the charging current applied to the auxiliary battery to be less than the preset maximum allowable current is input to the current control unit, and the preset lowest voltage is input to the current control unit. A vehicle battery charging control system, characterized in that input to the voltage control unit. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 상기 충전 목표 전압 값보다 작은 경우, 상기 전류 제어부의 출력 신호가 상기 스위칭 소자 제어부에 입력되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 충전 제어 시스템.In claim 1,
A vehicle battery charging control system, wherein when the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is less than the charging target voltage value, the output signal of the current control unit is input to the switching element control unit. 청구항 1에 있어서, 상기 MCU는
상기 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 상기 충전 목표 전압 값 이상이고, 센싱된 보조 배터리의 충전전류가 상기 최대 허용 전류 이하인 경우, 로우 시그널(Low Signal)을 전류 제어부에 입력하며, 충전 목표 전압 값을 상기 전압 제어부에 입력하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 충전 제어 시스템.The method of claim 1, wherein the MCU
If the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is higher than the charging target voltage value and the sensed charging current of the auxiliary battery is lower than the maximum allowable current, a low signal is input to the current control unit and the charging target voltage value A vehicle battery charging control system, characterized in that inputting to the voltage control unit. 청구항 5에 있어서,
상기 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 상기 충전 목표 전압 값 이상이고, 센싱된 보조 배터리의 충전전류가 상기 최대 허용 전류 이하인 경우, 상기 전압 제어부의 출력 신호가 상기 스위칭 소자 제어부에 입력되는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 충전 제어 시스템.In claim 5,
When the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is higher than the charging target voltage value and the sensed charging current of the auxiliary battery is lower than the maximum allowable current, the output signal of the voltage control unit is input to the switching element control unit. A vehicle battery charging control system that 청구항 1에 있어서,
상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리의 SOC(State of Charge)를 모니터링 하는 SOC 모니터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 충전 제어 시스템.In claim 1,
A battery charging control system for a vehicle, further comprising a SOC monitoring unit that monitors the State of Charge (SOC) of the main battery and the auxiliary battery. 청구항 7에 있어서, 상기 제어부는,
상기 SOC 모니터링부를 통해 모니터링된 상기 메인 배터리와 보조 배터리의 SOC에 기반하여 상기 전력변환부의 동작 방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 충전 제어 시스템.The method of claim 7, wherein the control unit,
A vehicle battery charging control system, characterized in that controlling the direction of operation of the power conversion unit based on the SOC of the main battery and auxiliary battery monitored through the SOC monitoring unit. 청구항 8에 있어서, 상기 제어부는,
상기 메인 배터리의 SOC가 사전 설정된 제1 SOC 이상이고, 상기 보조 배터리의 SOC가 사전 설정된 제2 SOC 이상인 경우, 상기 전력변환부의 동작 방향을 제어하여 상기 보조 배터리의 전원을 이용하여 상기 메인 배터리가 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 충전 제어 시스템.The method of claim 8, wherein the control unit,
When the SOC of the main battery is higher than the preset first SOC and the SOC of the auxiliary battery is higher than the preset second SOC, the operation direction of the power conversion unit is controlled to charge the main battery using the power of the auxiliary battery. A vehicle battery charging control system characterized in that it ensures that 청구항 8에 있어서, 상기 제어부는,
상기 메인 배터리의 SOC가 사전 설정된 제3 SOC 이하인 경우, 상기 전력변환부의 동작 방향을 제어하여 상기 보조 배터리의 전원을 이용하여 상기 메인 배터리가 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 충전 제어 시스템.The method of claim 8, wherein the control unit,
A vehicle battery charging control system, characterized in that when the SOC of the main battery is lower than a preset third SOC, the operation direction of the power conversion unit is controlled to charge the main battery using power from the auxiliary battery. 청구항 8에 있어서, 상기 제어부는,
상기 메인 배터리의 SOC가 사전 설정된 제3 SOC 이상이고 제1 SOC 이하이며, 상기 보조 배터리의 SOC가 사전 설정된 제2 SOC 이상인 경우, 상기 전력변환부의 동작 방향을 제어하여 상기 보조 배터리의 전원을 이용하여 상기 메인 배터리가 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 충전 제어 시스템.The method of claim 8, wherein the control unit,
If the SOC of the main battery is greater than or equal to the preset third SOC and less than or equal to the first SOC, and the SOC of the auxiliary battery is greater than or equal to the preset second SOC, the operation direction of the power conversion unit is controlled to use the power of the auxiliary battery. A battery charging control system for a vehicle, characterized in that the main battery is charged. 청구항 8에 있어서, 상기 제어부는,
상기 메인 배터리의 SOC가 사전 설정된 제3 SOC 이상이며, 상기 보조 배터리의 SOC가 사전 설정된 제2 SOC 이하인 경우, 상기 전력변환부의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 충전 제어 시스템.The method of claim 8, wherein the control unit,
A vehicle battery charging control system, characterized in that when the SOC of the main battery is higher than the preset third SOC and the SOC of the auxiliary battery is lower than the preset second SOC, the operation of the power conversion unit is stopped. 보조 배터리 전류센싱부 및 보조 배터리 전압센싱부를 통해 센싱된 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압 값을 최대 허용 전류 및 충전 목표 전압 값과 비교하는 단계;
상기 비교 결과에 따라, MCU(Micro Control Unit)에서 전류 제어부 및 전압 제어부에 각각 입력되는 신호를 출력하는 단계;
상기 전류 제어부 또는 상기 전압 제어부의 출력 신호를 입력받고, 입력된 신호에 기반하여 전력변환부의 스위칭 소자를 구동시켜 상기 보조 배터리의 충전전류 및 충전전압을 제어하는 단계; 및
상기 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 상기 충전 목표 전압 값보다 작은 경우, 상기 보조 배터리에 인가되는 충전전류가 사전 설정된 최대 허용 전류 이하가 되도록 하는 구형파를 전류 제어부에 입력하며, 사전 설정된 최저 전압을 상기 전압 제어부에 입력하는 단계
를 포함하는 차량용 배터리 충전제어 방법.Comparing the charging current and charging voltage values of the auxiliary battery sensed through the auxiliary battery current sensing unit and the auxiliary battery voltage sensing unit with the maximum allowable current and charging target voltage values;
According to the comparison result, outputting signals respectively input to a current control unit and a voltage control unit from an MCU (Micro Control Unit);
Receiving an output signal from the current control unit or the voltage control unit, and controlling the charging current and charging voltage of the auxiliary battery by driving a switching element of the power conversion unit based on the input signal; and
When the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is less than the charging target voltage value, a square wave that causes the charging current applied to the auxiliary battery to be less than the preset maximum allowable current is input to the current control unit, and the preset lowest voltage is input to the current control unit. Step of inputting to the voltage control unit
A vehicle battery charging control method including. 삭제delete 청구항 13에 있어서,
상기 센싱된 보조 배터리의 충전전압 값이 상기 충전 목표 전압 값 이상이고, 센싱된 보조 배터리의 충전전류가 상기 최대 허용 전류 이하인 경우, 로우 시그널(Low Signal)을 전류 제어부에 입력하며, 충전 목표 전압 값을 상기 전압 제어부에 기준 전압 값으로 입력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 충전제어 방법.In claim 13,
If the sensed charging voltage value of the auxiliary battery is higher than the charging target voltage value and the sensed charging current of the auxiliary battery is lower than the maximum allowable current, a low signal is input to the current control unit and the charging target voltage value A vehicle battery charging control method further comprising inputting a reference voltage value to the voltage control unit. 청구항 13에 있어서,
메인 배터리와 상기 보조 배터리의 SOC(State of Charge)를 모니터링 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 충전 제어 방법.In claim 13,
A vehicle battery charging control method further comprising monitoring the State of Charge (SOC) of the main battery and the auxiliary battery. 청구항 16에 있어서, 상기 메인 배터리와 상기 보조 배터리의 SOC를 모니터링하는 단계 이후에, 상기 메인 배터리와 보조 배터리의 SOC에 기반하여 상기 전력변환부의 동작 방향을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 배터리 충전 제어 방법.The method of claim 16, after the step of monitoring the SOC of the main battery and the auxiliary battery, further comprising the step of controlling the operation direction of the power conversion unit based on the SOC of the main battery and the auxiliary battery. How to control vehicle battery charging.
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