KR20170007937A - Hybrid vehicle low battery soc estimating method - Google Patents

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KR20170007937A
KR20170007937A KR1020150098981A KR20150098981A KR20170007937A KR 20170007937 A KR20170007937 A KR 20170007937A KR 1020150098981 A KR1020150098981 A KR 1020150098981A KR 20150098981 A KR20150098981 A KR 20150098981A KR 20170007937 A KR20170007937 A KR 20170007937A
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안희락
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주식회사 만도
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Abstract

A method for estimating a charging rate of a low-voltage battery of a mild hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes the steps of: calculating an initial charging rate of a low-voltage battery which supplies power to a load; calculating a deformation current value based on a rated capacity of the low-voltage battery and a current actually flowing in the low-voltage battery; and estimating a first charging rate of the low-voltage battery by performing current integration based on the initial charging rate and the deformation current value.

Description

하이브리드 자동차의 저전압 배터리 SOC 추정 방법{HYBRID VEHICLE LOW BATTERY SOC ESTIMATING METHOD}[0001] HYBRID VEHICLE LOW BATTERY SOC ESTIMATING METHOD [0002]

본 발명은 하이브리드 자동차의 배터리에 관한 것으로, 구체적으로는 저장된 데이터를 바탕으로 12V 배터리의 SOC를 추측할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery of a hybrid vehicle, and more particularly, to a method of estimating the SOC of a 12V battery based on stored data.

48V BSG(Belt Driven Startor Generator) 시스템은 기존 차량 시스템에서의 알터네이터를 대출력 모터로 대체하여 가속 시에 모터링을 통해 토크를 어시스트 하거나 감속 시에 발전기로 작동하고 정차 시엔 축적된 배터리 에너지를 사용함으로써 연비개선을 도모하는 시스템이다.The 48V BSG (Belt Driven Start Generator) system replaces the alternator in existing vehicle systems with a large output motor to assist torque through motoring during acceleration or as a generator during deceleration, It is a system to improve fuel efficiency.

48V 배터리의 SOC는 배러티의 BMS(Battery Management System)에서 제공되는 반면 12V 배터리의 SOC 추정은 이루어지지 않기 때문에 12V 배터리의 에너지가 얼마큼 남았는지 알 수 없다.While the SOC of a 48V battery is provided by the Battery Management System (BMS) of the company, it is not possible to determine how much of the energy of the 12V battery remains because the SOC estimation of the 12V battery is not performed.

또한 배터리 생산자 혹은 BMS 생산자가 아닌 일반 사용자가 배터리 SOC 추정 모텔 설계를 위해 많은 실험을 하기는 환경적, 시간적, 비용적으로 어려움이 있다.In addition, it is difficult for the battery manufacturer or general user other than the BMS producer to conduct a lot of experiments for the design of the battery SOC estimation model in terms of environment, time, and cost.

차량용 배터리 SOC 추정에 많이 쓰이는 방법으로는 배터리에 유입 혹은 유출되는 전류의 양을 카운팅하는 전류적산법과 개방회로 전압 측정 방법 등이 있는데, 전류적산법의 경우 충전 방전 효율이 좋지 않고 전류 세기에 큰 영향을 받는 납축전지에 적용하기 쉽지 않고 개방회로 전압의 경우는 어떠한 충전이나 방전 활동이 없는 상태로 수 시간을 거친 후여야 의미가 있는 값을 얻을 수 있기 때문에 차량에서 실시간으로 사용하기는 쉽지가 않다.The most common method for estimating the SOC of a vehicle battery is a current integration method which counts the amount of current flowing into or out of the battery and an open circuit voltage measurement method. In the case of the current integration method, the charging discharge efficiency is not good, It is not easy to apply to the lead acid battery and it is not easy to use it in real time in the vehicle because the open circuit voltage can be obtained after several hours in the state without any charging or discharging activity.

하기 선행문헌은 차량의 배터리 SOC 제어 방법에 관한 것으로써 열화측정단계, 기준치상향단계, 경계상향단계에 관련된 기술이 개시되어 있으며, 본 발명의 기술적 요지는 포함하고 있지 않다.The following prior art documents relate to a method for controlling a battery SOC of a vehicle, which discloses a technique related to a deterioration measurement step, a reference value ascending step, and a boundary ascending step, and does not include the technical gist of the present invention.

대한민국공개특허공보 10-2015-0004057Korean Patent Publication No. 10-2015-0004057

본 발명의 실시 예에 따른 저전압 배터리의 충전률 추정 방법은 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.A method for estimating a charging rate of a low-voltage battery according to an embodiment of the present invention is as follows.

첫째, 효율적으로 저전압 배터리의 충전률을 추정하는 방법을 제공하고자 한다.First, a method for efficiently estimating the charging rate of a low-voltage battery is provided.

둘째, 배터리 업체에서 제공 가능한 데이터를 바탕으로 저전압 배터리의 충전률을 추정하는 방법을 제공하고자 한다.Second, we provide a method for estimating the charging rate of a low-voltage battery based on data available from a battery manufacturer.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정하지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정하지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.The solution to the problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned are not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be found in the following description Those skilled in the art will understand clearly.

본 발명의 실시 예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법은 부하에 전원을 공급하는 저전압 배터리 초기 충전률을 산출하는 단계, 저전압 배터리의 정격용량 및 저전압 배터리에 실제로 흐르는 전류를 기초로 변형 전류 값을 산출하는 단계, 초기 충전률 및 변형 전류 값을 기초로 전류적산을 수행하여 저전압 배터리의 제 1 충전률을 추정하는 단계를 포함한다.A method for estimating a low-voltage battery charging rate of a mild hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes calculating a low-voltage battery initial charging rate that supplies power to a load, calculating a variation rate based on a rated capacity of the low- Calculating a current value, estimating a first charging rate of the low-voltage battery by performing current integration based on the initial charging rate and the deformation current value.

초기 충전률을 산출하는 단계는 저전압 배터리 전압으로부터 전압 강하를 고려하여 배터리 제1 개방회로 전압을 추정하는 단계, 추정된 제1 개방회로 전압을 미리 설정된 OCV-SOC 맵에 대입하여 초기 충전률을 산출하는 단계를 포함한다.Calculating an initial charge rate includes estimating a battery first open circuit voltage in consideration of a voltage drop from a low voltage battery voltage, calculating an initial charge rate by substituting the estimated first open circuit voltage into a preset OCV-SOC map .

변형 전류 값을 산출하는 단계에서 저전압 배터리 충전시 상기 변형 전류 값은 하기 수학식1로 산출한다.In the step of calculating the deformation current value, the deformation current value is calculated by the following equation (1) when the low-voltage battery is charged.

수학식1Equation 1

Figure pat00001
Figure pat00001

(IR: 변형 전류값, IBarr: 배터리에 실제로 흐르는 전류값, Cr:배터리 정격 용량, tr: 배터리 용량 산정의 기준이 되는 방전 시간, k: 퓨커트 상수)(I R is the deformation current value, I Barr is the current flowing through the battery, C r is the rated capacity of the battery, t r is the discharging time of the battery capacity, and k is the constant of the battery)

변형 전류 값을 구하는 단계에서 저전압 배터리 방전시 변형 전류 값은 하기 수학식2로 산출한다.In the step of obtaining the deformation current value, the deformation current value at the time of low-voltage battery discharge is calculated by the following equation (2).

수학식2Equation 2

Figure pat00002
Figure pat00002

(IR: 변형 전류값, IBarr: 배터리에 실제로 흐르는 전류값, Cr:배터리 정격 용량, tr: 배터리 용량 산정의 기준이 되는 방전 시간, k: 퓨커트 상수)(I R is the deformation current value, I Barr is the current flowing through the battery, C r is the rated capacity of the battery, t r is the discharging time of the battery capacity, and k is the constant of the battery)

제 1 충전률을 추정하는 단계 이후, 추정된 제 1 충전률 및 저전압 배터리 전압으로부터 전압강하에 기초하여 제2 개방회로 전압을 추정하는 단계, 추정된 제2 개방회로를 미리 설정된 OCV-SOC 맵에 대입하여 제2 충전률을 산출하는 단계, 제1 충전률과 제2 충전률을 미리 설정된 비율로 결합하여 최종 충전률을 추정하는 단계를 더 포함한다.Estimating a second open circuit voltage based on a voltage drop from the estimated first charging rate and the low-voltage battery voltage, estimating a second open circuit voltage based on the estimated first charging rate and the low- Calculating a second charging rate by combining the first charging rate and the second charging rate, and estimating a final charging rate by combining the first charging rate and the second charging rate at a preset ratio.

최종 충전률을 추정하는 단계 이후, 제1 충전률을 미리 설정된 OCV-SOC맵에 대응하여 제3 개방회로 전압을 산출하는 단계, 제2 개방회로 전압값 및 제3 개방회로 전압 값을 비교하는 단계를 더 포함하고, 제2 개방회로 전압 값 및 제3 개방회로 전압 값이 미리 설정된 값(A)이상의 차이가 나면 초기 충전률을 산출하는 단계로 피드백한다.Calculating a third open circuit voltage corresponding to a pre-set OCV-SOC map, comparing the second open circuit voltage value and a third open circuit voltage value, If the second open circuit voltage value and the third open circuit voltage value differ by more than a predetermined value A, the process returns to the step of calculating the initial charge rate.

본 발명의 실시 예에 따른 저전압 배터리 충전률 추정 방법은 필요한 경우에만 저전압 배터리를 충전하도록 제어할 수 있으므로 연료를 효율적을 사용할 수 있다.The method of estimating the charging rate of the low voltage battery according to the embodiment of the present invention can control the charging of the low voltage battery only when necessary, so that the fuel can be efficiently used.

또한, 배터리 업체에서 제공 가능한 데이터를 바탕으로 저전압 배터리의 충전률을 추정하므로 추가 인프라를 최소화할 수 있다. It also estimates the charge rate of the low-voltage battery based on data available from the battery manufacturer, thereby minimizing additional infrastructure.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 마일드 하이브리드 시스템의 전체적인 구성이 도시된 블록도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법이 수행되는 SOC 측정제어부의 신호 입출력을 간략하게 도시한 블록도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법이 시계열적으로 도시된 플로우차트이다.
도 4는 도 3의 도면을 좀 더 세부적으로 구체화한 플로우차트이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of a mild hybrid system.
2 is a block diagram briefly showing a signal input / output of an SOC measurement control unit in which a method of estimating a low-voltage battery charging rate of a mild hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention is performed.
3 is a flowchart illustrating a method of estimating a low-voltage battery charging rate of a mild hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart detailing the drawing of FIG. 3 in more detail.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하겠다. 첨부한 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사항이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be noted that the accompanying drawings are only for the understanding of the present invention and should not be construed as limiting the scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법을 설명하기에 앞서, 마일드 하이브리드 시스템에 대하여 도 1을 참조하여 간략하게 설명하도록 한다. 도 1은 마일드 하이브리드 시스템의 전체적인 구성이 도시된 블록도이다. Before describing a method for estimating the charging rate of a low-voltage battery of a mild hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, a mild hybrid system will be briefly described with reference to FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a mild hybrid system.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 마일드 하이브리드 장치의 구성은 전류센서(1), 저전압 배터리(2), 컨버터(3), 고전압 배터리(4), 모터-발전기(5), 인버터(7) 및 전자제어유닛(ECU: Electric Control Unit, 미도시) 등으로 구성되어 있다. 1, the configuration of a mild hybrid device according to the present invention includes a current sensor 1, a low-voltage battery 2, a converter 3, a high-voltage battery 4, a motor-generator 5, an inverter 7 And an electronic control unit (ECU) (not shown).

모터 발전기(5)는 엔진과 밸트로 연동되는 구성으로써, 엔진의 시동을 위한 스타트 모터와 교류전압을 발전할 수 있는 발전기로서의 동작이 모두 가능한 구성이다. 구체적으로, 스타트 모터로서 기능할 경우, 인버터(7)를 통해서 구동 전원을 공급받아 엔진 동력의 보조 역할을 하고, 발전기로서 기능할 경우, 차량 제동시 발생되는 전기 에너지를 고전압 배터리(4)에 공급한다.The motor generator 5 is configured to be interlocked with the engine and the belt, and is configured to be capable of both a start motor for starting the engine and a generator capable of generating an AC voltage. Specifically, in the case of functioning as a start motor, the drive power is supplied through the inverter 7 to serve as an auxiliary power for the engine power. When the motor functions as a generator, electric energy generated during braking of the vehicle is supplied to the high- do.

특히, 하이브리드 장치는 장시간 정차시 자동으로 시동이 꺼졌다가 출발하는 경우 다시 시동이 켜지는 아이들 스탑 앤 고(Idle Stop & Go, ISG) 기능을 가지는데, 아이들 스탑시 고전압 배터리(4)의 충전 전압이 기준 전압 이상인 경우 고전압 배터리(4)에 충전된 전압을 컨버터(3)를 통해 저전압 배터리(2)에 공급하게 된다.Particularly, the hybrid device has an idle stop & go (ISG) function in which when the vehicle is stopped for a long time, the vehicle is automatically turned off and then the vehicle is restarted when the vehicle is started, Voltage battery 4 is supplied to the low-voltage battery 2 through the converter 3. The low-voltage battery 2 is connected to the high-

저전압 배터리(2)는 차량에 장착된 부하(6)에 전원을 공급하는 기능을 수행하는 구성으로써 일반적으로 고전압 배터리(4)의 충전 상태(SOC, State of Charge) 등에 기초하여 컨버터(3)를 매개로 고전압 배터리(2)로부터 전원을 공급받을 수 있다. The low voltage battery 2 has a function of supplying power to a load 6 mounted on a vehicle and generally includes a converter 3 based on a state of charge of the high voltage battery 4, Power can be supplied from the high-voltage battery 2 as an intermediary.

인버터(7)는 모터 발전기(5)에 출입되는 전기에너지를 제어하기 위한 구성으로써, 고전압 배터리(4)에서 공급되는 전기에너지를 변환하여 모터 발전기(5)에 공급하거나, 또는 모터 발전기(5)에서 발전된 전기에너지를 변환하여 고전압 배터리(4)에 공급하는 역할을 수행한다.The inverter 7 is a constitution for controlling the electric energy to be inputted to or outputted from the motor generator 5 and converts the electric energy supplied from the high voltage battery 4 to supply it to the motor generator 5, And supplies the converted electrical energy to the high-voltage battery 4.

고전압 배터리(4)는 복수의 슈퍼커패시터가 구성된 슈퍼커페시터 모듈로 이루어진 것이 일반적이며, 차량 감속시 모터 발전기(5)에서 회생제동된 전기에너지를 축전하고, 차량 가속시 모터 발전기(5)에 전기 에너지를 공급하여 엔진 토크를 보조하는 역할을 수행한다.The high voltage battery 4 is generally composed of a super capacitor module constituted by a plurality of supercapacitors. The high voltage battery 4 stores electric energy regeneratively braked by the motor generator 5 when the vehicle decelerates, Thereby assisting the engine torque.

전자제어유닛은 차량에 장착된 각종 센서를 통해 검출된 정보들에 기초하여 마일드 하이브리드 시스템의 각 구성을 제어하는 역할을 수행한다.The electronic control unit controls each configuration of the mild hybrid system based on the information detected through various sensors mounted on the vehicle.

상술한 마일드 하이브리드 시스템의 구성을 기초로, 이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충정률 추정 방법에 대하여 설명하도록 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법이 수행되는 SOC 측정제어부의 신호 입출력을 간략하게 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법이 시계열적으로 도시된 플로우차트이고, 도 4는 도 3의 도면을 좀 더 세부적으로 구체화한 플로우차트이다.A method for estimating the low-voltage battery charge rate of a mild hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4, based on the configuration of the above-described mild hybrid system. 2 is a block diagram briefly showing a signal input / output of an SOC measurement control unit in which a method of estimating a low-voltage battery charging rate of a mild hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention is performed. A method for estimating the low-voltage battery charging rate of a mild hybrid vehicle is a time-wise flowchart, and Fig. 4 is a flowchart detailing the diagram of Fig.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법은, 도 2에 도시된 바와 같이 SOC 측정 제어부에서 이루어질 수 있으며, 구체적으로 저전압 배터리(2)의 양 전극 사이의 전압 및 저전압 배터리(2)측으로 흐르는 전류를 입력받은 후, 이를 기초로 저전압 배터리의 저전압 배터리(2)의 충전률을 추정할 수 있게 된다. . The method for estimating the low-voltage battery charging rate of the mild hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention can be performed by the SOC measurement control unit as shown in FIG. 2. Specifically, the method for estimating the low- The charging rate of the low voltage battery 2 of the low voltage battery can be estimated based on the current flowing to the battery 2 side. .

이러한 저전압 배터리(2)의 충전률 추정 방법은 도 3에 도시된 바와 같이 저전압 배터리(2) 초기 충전률을 산출하는 단계(S100), 변형 전류 값을 산출하는 단계(S130), 제 1충전률을 추정하는 단계(S140)로 구성된다. As shown in FIG. 3, the charging rate estimation method of the low-voltage battery 2 includes a step S100 of calculating an initial charging rate of the low-voltage battery 2, a step S130 of calculating a deformation current value, (S140).

부하에 저전압 배터리(2)의 초기 충전률을 산출하는 단계(S100)는 구체적으로 저전압 배터리(2)의 전압으로부터 배터리 전류로 인한 전압 강하를 고려하여 제1 개방회로 전압(OCV, Open Circuit Voltage)을 추정하는 단계(S110) 및 추정된 제 1개방회로 전압을 미리 설정된 OCV-SOC 맵(Open Circuit Voltage - State of Charge Map)에 대입하여 초기 충전률을 산출하는 단계(S120)를 포함한다. The step S100 of calculating the initial charging rate of the low-voltage battery 2 to the load is performed by calculating a first open circuit voltage OCV in consideration of the voltage drop due to the battery current from the voltage of the low- (S120) of calculating an initial charging rate by substituting the estimated first open circuit voltage into a preset OCV-SOC map (Open Circuit Voltage - State of Charge Map).

한편, 제1 개방회로 전압을 추정하는 단계(S110)의 경우, 컨버터(3) 및 전자제어유닛 중 어느 하나에서 받은 현재의 저전압 배터리(2)의 전압값은 배터리 전류로 인한 전압 강하가 적용된 값이므로, 저전압 배터리(2) 내부 저항에 전류센서(1)로부터 검출된 전류 값을 곱한 I*R-Drop 만큼을 제한 값을 저전압 배터리(2)의 제1 개방회로 전압값으로 추정하는 것이다. 이러한 저전압 배터리(2)의 내부저항값은 배터리 생산자로부터 SOC에 따른 내부저항 맵을 제공 받을 수 있는 경우 내부저항 맵을 사용할 수 있고, 그렇지 않을 경우에는 사양서상에 기재된 내부 저항의 대표 값을 선정하여 사용할 수 있다. 이 경우, 컨버터(3)에서 송출하는 저전압 배터리(2)의 전압 값은 일정하지 않기 때문에 저역통과필터(Low Pass Filter)를 이용하여 노이즈의 발생을 최대한 억제해야 할 것이다. On the other hand, in the case of the step S110 of estimating the first open circuit voltage, the voltage value of the current low-voltage battery 2 received from either the converter 3 or the electronic control unit is determined by the voltage drop due to the battery current The limit value is estimated as the first open-circuit voltage value of the low-voltage battery 2 as much as I * R-Drop obtained by multiplying the internal resistance of the low-voltage battery 2 by the current value detected from the current sensor 1. The internal resistance value of the low-voltage battery 2 can be used when an internal resistance map according to the SOC can be provided from the battery producer. Otherwise, a representative value of the internal resistance described in the specification sheet is selected Can be used. In this case, since the voltage value of the low-voltage battery 2 transmitted from the converter 3 is not constant, the generation of noise should be suppressed to the utmost by using a low-pass filter.

결국, 상술한 제1 개방회로 전압값은 아래의 수식으로 추정될 수 있다.As a result, the above-described first open-circuit voltage value can be estimated by the following equation.

VOCV1=Vterminal-IBatt*Ri V OCV1 = V terminal -I Batt * R i

(VOCV1: 제1 개방회로 전압, Vterminal: 컨버터(3) 및 전자제어유닛 중 어느 하나에서 받는 현재의 저전압 배터리의 전압값, IBatt: 전류센서로부터 검출된 전류 값, Ri: 저전압 배터리의 내부 저항값)(V OCV1 : first open circuit voltage, V terminal : voltage value of the current low voltage battery received from either the converter 3 or the electronic control unit, I Batt : current value detected from the current sensor, R i : Lt; / RTI >

저전압 배터리(2)의 초기 충전률을 산출하는 단계(S100) 이후, 저전압 배터리(2)의 정격용량 및 저전압 배터리(2)에 실제로 흐르는 전류를 기초로 변형 전류 값을 산출하는 단계(S130) 및 S100 단계에서 산출된 저전압 배터리(2)의 초기 충전률 및 S130 단계에서 산출된 변형 전류값을 기초로 전류적산을 수행하여 저전압 배터리(2)의 제1 충전률을 추정하는 단계(S140)가 수행된다. A step S130 of calculating a deformation current value based on the rated capacity of the low voltage battery 2 and the current actually flowing in the low voltage battery 2 after the step S100 of calculating the initial charging rate of the low voltage battery 2 and The step S140 of estimating the first charging rate of the low-voltage battery 2 by performing current integration based on the initial charging rate of the low-voltage battery 2 calculated in step S100 and the deformation current value calculated in step S130 is performed do.

저전압 배터리(2)에 실제로 흐르는 전류를 이용하여 전류적산을 수행하는 것도 가능하지만, 별다른 표기가 없는 한 차량용 납축전지의 용량은 20 시간율 (0.05C)에 근거한 수치이며, 20 시간율에 해당하는 0.05C 이상의 전류로 배터리를 방전할 경우 기준 전압까지 사용할 수 있는 에너지가 줄어든다. 기존의 전류적산법으로는 이 같은 특성이 반영되지 않는다는 문제점이 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법에서는 전류적산에 적용되는 전류를, Peukert 방정식을 변형한 수식을 적용하여 배터리 +단에 장착하는 전류센서로부터 받는 전류 값을 변형시킨 변형 전류값을 기초로 전류적산을 수행하여 저전압 배터리(2)의 제 1충전률을 추정함으로써 상술한 문제점을 해소할 수 있게 된다.It is also possible to perform current integration using the current actually flowing in the low voltage battery 2, but unless otherwise noted, the capacity of the lead acid battery of the vehicle is based on a 20 hour rate (0.05 C), which corresponds to a 20 hour rate When the battery discharges at a current of 0.05C or more, the energy available to the reference voltage is reduced. The conventional current integration method has a problem that such characteristics are not reflected. Therefore, in the method of estimating the charging rate of the low voltage battery of the mild hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention, the current applied to the current accumulation is calculated by multiplying the current value received from the current sensor mounted on the battery + The first charging rate of the low-voltage battery 2 is estimated by performing the current integration based on the deformed current value, thereby solving the above-described problem.

즉, 저전압 배터리(2)의 방전시에는 실제 배터리 전류보다 큰 값이 적산되도록 하고, 충전시에는 실제 배터리 전류보다 작은 값이 적산되도록 변형 전류값을 산출하는데, 구체적으로 아래의 수식과 같이 산출될 수 있다.That is, at the time of discharging the low-voltage battery 2, a value larger than the actual battery current is accumulated, and at the time of charging, the deformation current value is calculated so that a value smaller than the actual battery current is accumulated. .

<충전시의 변형전류값><Deformation current value at the time of charging>

Figure pat00003
Figure pat00003

(IR: 변형 전류값, IBarr: 배터리에 실제로 흐르는 전류값, Cr:배터리 정격 용량, tr: 배터리 용량 산정의 기준이 되는 방전 시간, k: 퓨커트 상수, IBarr는 충전시 음수의 전류값을 갖고, 방전시 양수의 전류값을 갖는다.)(I R is the deformation current value, I Barr is the current flowing through the battery, C r is the rated capacity of the battery, t r is the discharge time based on the calculation of the battery capacity, k is the fugitive constant, And has a positive current value at the time of discharging.)

<방전시의 변형전류값>&Lt; Deformation current value at discharge >

Figure pat00004
Figure pat00004

(IR: 변형 전류값, IBarr: 배터리에 실제로 흐르는 전류값, Cr:배터리 정격 용량, tr: 배터리 용량 산정의 기준이 되는 방전 시간, k: 퓨커트 상수, IBarr는 충전시 음수의 전류값을 갖고, 방전시 양수의 전류값을 갖는다.)(I R is the deformation current value, I Barr is the current flowing through the battery, C r is the rated capacity of the battery, t r is the discharge time based on the calculation of the battery capacity, k is the fugitive constant, And has a positive current value at the time of discharging.)

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법은, 저전압 배터리(2)의 충전률을 좀 더 정확히 추정하기 위하여, 저전압 배터리(2)의 제 1충전률을 추정하는 단계(S140) 이후, 제 2개방회로 전압을 추정하는 단계(S150), 제 2충전률을 산출하는 단계(S160) 및 최종 충전률을 추정하는 단계(S170)를 더 포함할 수 있다. The method for estimating the charging rate of the low-voltage battery 2 of the mild hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention estimates the charging rate of the low-voltage battery 2 by estimating the first charging rate of the low- (S150), estimating a second open circuit voltage (S160), calculating a second charge rate (S160), and estimating a final charge rate (S170).

구체적으로 S150단계는, 제2 개방회로 전압은 S140단계에서 추정된 제 1충전률 및 저전압 배터리(2) 전압으로부터의 전압 강하를 고려하여 제 2개방회로 전압을 추정하는데, 저전압 배터리(2) 전압으로부터의 전압 강하는 제 1개방회로 전압을 추정하는 단계(S110)와 동일한 방법으로 수행되므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다. 이후, 추정된 제2 개방회로를 미리 설정된 OCV-SOC맵에 대입하여 저전압 배터리(2)의 제2 충전률을 산출하는 단계(S160)가 수행되고, 마지막으로 제1 충전률과 제2 충전률을 미리 설정된 비율로 결합하여 최종 충전률을 추정하게 된다. Specifically, in step S150, the second open circuit voltage estimates the second open circuit voltage in consideration of the first charge rate estimated in step S140 and the voltage drop from the low-voltage battery 2 voltage. The low-voltage battery 2 voltage The voltage drop from the first open circuit voltage is performed in the same manner as the step S110 of estimating the first open circuit voltage, so that a detailed description thereof will be omitted. Thereafter, the estimated second open circuit is substituted into the preset OCV-SOC map to calculate the second charging rate of the low-voltage battery 2 (S160). Finally, the first charging rate and the second charging rate Are combined at predetermined ratios to estimate the final charging rate.

마지막으로, S170단계 이후, 제1 충전률에 기초하여 미리 설정된 OCV-SOC맵에 대응하여 제3 개방회로 전압을 산출하는 단계(S180)와 제2 개방회로 전압값 및 제3 개방회로 전압값을 비교하는 단계(S190)를 더 수행할 수 있으며, 제2 개방회로 전압값 및 제3 개방회로 전압값이 미리 설정된 값(A) 미만이면 추정된 최종 충전률이 올바르게 산출된 것으로 판단한다. 반대로 제2 개방회로 전압값 및 제 3개방회로 전압값이 미리 설정된 값(A) 이상으로 파악되면, 추정된 최종 충전률이 잘못 산출된 것으로 파악하고, 다시 초기 충전률을 산출하는 단계(S100)로 피드백된다. Finally, in operation S170, a third open circuit voltage is calculated (S180) corresponding to a preset OCV-SOC map based on the first charge rate, a second open circuit voltage value and a third open circuit voltage value are calculated (S190). If the second open circuit voltage value and the third open circuit voltage value are less than the predetermined value (A), it is determined that the estimated final charge rate is correctly calculated. On the contrary, if it is determined that the second open circuit voltage value and the third open circuit voltage value are equal to or larger than the preset value A, it is determined that the estimated final charge rate is erroneously calculated and the initial charge rate is calculated again (S100) .

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The embodiments and the accompanying drawings described in the present specification are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Therefore, it is to be understood that the embodiments disclosed herein are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents. It should be interpreted.

1: 전류 센서 2: 저전압 배터리
3: 컨버터 4: 고전압 배터리
5: 모터 발전기 6: 부하
7: 인버터1: Current sensor 2: Low voltage battery
3: Converter 4: High voltage battery
5: Motor generator 6: Load
7: Inverter

Claims (6)

부하에 전원을 공급하는 저전압 배터리 초기 충전률을 산출하는 단계(S100);
상기 저전압 배터리의 정격용량 및 상기 저전압 배터리에 실제로 흐르는 전류를 기초로 변형 전류 값을 산출하는 단계(S130);
상기 초기 충전률 및 상기 변형 전류 값을 기초로 전류적산을 수행하여 상기 저전압 배터리의 제 1 충전률을 추정하는 단계(S140);
를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법.
Calculating a low-voltage battery initial charge rate that supplies power to the load (S100);
Calculating a deformation current value based on a rated capacity of the low-voltage battery and a current actually flowing in the low-voltage battery (S130);
(S140) of estimating a first charging rate of the low-voltage battery by performing current integration based on the initial charging rate and the deformation current value;
Wherein the low-voltage battery charging rate estimating means estimates the low-voltage battery charging rate of the mild hybrid vehicle.
제 1항에 있어서,
상기 초기 충전률을 산출하는 단계(S100)는
상기 저전압 배터리 전압으로부터 전압 강하를 고려하여 제1 개방회로 전압을 추정하는 단계(S110);
상기 추정된 제1 개방회로 전압을 미리 설정된 OCV-SOC 맵에 대입하여 상기 초기 충전률을 산출하는 단계(S120);
를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법.
The method according to claim 1,
The step (S100) of calculating the initial charging rate
Estimating a first open-circuit voltage in consideration of a voltage drop from the low-voltage battery voltage (S110);
(S120) of calculating the initial charging rate by substituting the estimated first open circuit voltage into a preset OCV-SOC map;
Wherein the low-voltage battery charging rate estimating means estimates the low-voltage battery charging rate of the mild hybrid vehicle.
제 1항에 있어서,
상기 변형 전류 값을 산출하는 단계(S130)에서 상기 저전압 배터리 충전시 상기 변형 전류 값은 하기 수학식1에 의하여 산출되는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법.
수학식1
Figure pat00005

(IR: 변형 전류값, IBarr: 배터리에 실제로 흐르는 전류값, Cr:배터리 정격 용량, tr: 배터리 용량 산정의 기준이 되는 방전 시간, k: 퓨커트 상수, IBarr는 충전시 음수의 전류값을 갖고, 방전시 양수의 전류값을 갖는다.)
The method according to claim 1,
Wherein the deformation current value is calculated by the following equation (1) when the low voltage battery is charged in the step (S130) of calculating the deformation current value: &lt; EMI ID = 1.0 &gt;
Equation 1
Figure pat00005

(I R is the deformation current value, I Barr is the current flowing through the battery, C r is the rated capacity of the battery, t r is the discharge time based on the calculation of the battery capacity, k is the fugitive constant, And has a positive current value at the time of discharging.)
제 1항에 있어서,
상기 변형 전류 값을 구하는 단계(S130)에서 상기 저전압 배터리 방전시 상기 변형 전류 값은 하기 수학식2로 산출하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법.
수학식2
Figure pat00006

(IR: 변형 전류값, IBarr: 배터리에 실제로 흐르는 전류값, Cr:배터리 정격 용량, tr: 배터리 용량 산정의 기준이 되는 방전 시간, k: 퓨커트 상수, IBarr는 충전시 음수의 전류값을 갖고, 방전시 양수의 전류값을 갖는다.)
The method according to claim 1,
Wherein the deformation current value is calculated by the following equation (2) when the low-voltage battery is discharged in step S130 of obtaining the deformation current value: &lt; EMI ID = 2.0 &gt;
Equation 2
Figure pat00006

(I R is the deformation current value, I Barr is the current flowing through the battery, C r is the rated capacity of the battery, t r is the discharge time based on the calculation of the battery capacity, k is the fugitive constant, And has a positive current value at the time of discharging.)
제 1항에 있어서,
상기 제 1 충전률을 추정하는 단계(S140) 이후,
추정된 상기 제 1충전률 및 상기 저전압 배터리 전압으로부터 전압강하에 기초하여 제2 개방회로 전압을 추정하는 단계(S150);
상기 추정된 제2 개방회로를 미리 설정된 상기 OCV-SOC 맵에 대입하여 제2 충전률을 산출하는 단계(S160);
상기 제1 충전률과 상기 제2 충전률을 미리 설정된 비율로 결합하여 최종 충전률을 추정하는 단계(S170);
를 더 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법.
The method according to claim 1,
After the step S140 of estimating the first charging rate,
Estimating a second open circuit voltage based on a voltage drop from the estimated first charge rate and the low-voltage battery voltage (S150);
A step (S160) of calculating the second charging rate by substituting the estimated second open circuit into the preset OCV-SOC map;
Estimating a final charge rate by combining the first charge rate and the second charge rate at a preset ratio (S170);
Further comprising: estimating a charging rate of the low voltage battery of the mild hybrid vehicle.
제 5항에 있어서,
상기 최종 충전률을 추정하는 단계 이후,
상기 제1 충전률을 미리 설정된 상기 OCV-SOC맵에 대응하여 제3 개방회로 전압을 산출하는 단계(S180);
상기 제2 개방회로 전압 값 및 상기 제3 개방회로 전압 값을 비교하는 단계(S190);
를 더 포함하고,
상기 제2 개방회로 전압 값 및 상기 제3 개방회로 전압 값이 미리 설정된 값(A)이상의 차이가 나면 상기 초기 충전률을 산출하는 단계(S100)로 피드백하는 마일드 하이브리드 차량의 저전압 배터리 충전률 추정 방법.6. The method of claim 5,
After estimating the final charge rate,
A step (S180) of calculating a third open circuit voltage corresponding to the OCV-SOC map in which the first charging rate is set in advance;
Comparing the second open circuit voltage value and the third open circuit voltage value (S190);
Further comprising:
(S100) of calculating the initial charging rate if the second open circuit voltage value and the third open circuit voltage value differ by more than a predetermined value (A), the low-voltage battery charging rate estimation method of the mild hybrid vehicle .
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