KR20200098677A - 배터리의 충전상태 오퍼레이팅 윈도우를 알아내는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 배터리 팩 어셈블리의 조정 충전상태 오퍼레이팅 윈도우를 알아내기 위한 방법(100)에 관한 것이다. 상기 방법은 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계(120)와, 배터리 팩 어셈블리의 알아낸 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋에 기초하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진을 알아내는 것(130)과, 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진에 대응하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하는 것(140)을 포함한다.
Description
본 발명은 차량의 배터리 팩 어셈블리의 조정 충전 상태(SOC) 오퍼레이팅 윈도우를 알아내기 위한 방법에 관한 것이다. 더 나아가, 본 발명은 차량의 배터리 팩 어셈블리의 조정 충전 상태(SOC) 오퍼레이팅 윈도우에 기초한 차량 전기 시스템을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 배터리 팩 어셈블리의 조정 충전 상태(SOC) 오퍼레이팅 윈도우를 알아내는 방법을 실행하기 위한 제어 유닛을 포함하는 차량에 관한 것이다. 본 발명은 더 나아가, 배터리 팩 어셈블리의 조정 충전 상태(SOC) 오퍼레이팅 윈도우에 의한 차량 전기 시스템을 제어하는 방법을 실행하기 위한 제어 유닛을 포함하는 차량에 관한 것이다.
본 발명은 부분적 또는 완전한 전기 차량들과 같은 전기 차량들 또는 하이브리드 차량들에 적용될 수 있다. 비록 본 발명이 전기 버스에 관하여 기술될 것이지만, 본 발명은 이러한 특정 차량에 국한되지는 않고, 전기 트럭, 전기 건설 장비 및 전기차와 같은 다른 하이브리드 또는 전기 차량들에 또한 사용될 수 있다. 본 발명은 또한, 전기 동력 건설 장비, 전기 동력 작업 기계, 예컨대, 휠 로더, 굴절식 트럭(articulated haulers), 덤프 트럭, 굴삭기 및 백호 로더와 같은 다른 타입의 전기 차량에 적용될 수 있다.
배터리는 차량을 위한 추진력을 제공하기 위한 더욱 일반적인 파워 소스가 되어 가고 있다. 이러한 배터리들은 때로는 재충전 가능한 배터리들이고, 차량을 위한 완전한 배터리 팩을 형성하는 직렬 및/또는 병렬 연결될 수 있는 다수의 배터리 셀들을 전형적으로 포함한다. 전형적으로, 배터리 팩은 다수의 배터리 셀들을 포함한다. 배터리 팩의 품질은 각 배터리 셀의 품질에 크게 좌우되고, 따라서 배터리 셀들의 제조 품질에 엄격한 요구조건을 설정한다. 그러나, 그럼에도 블구하고, 배터리 셀들은 높은 품질에도 불구하고 어느 정도 다른 커패시티를 가질 수 있고, 또한 각 배터리 셀의 다른 오퍼레이팅 온도로 인하여 달리 에이징될 수 있다. 또한, 개별 셀들의 다이내믹스(dynamics)의 차이, 예컨대 셀들 사이의 셀프-방전은 배터리 팩의 불균등한 충전 레벨 분포를 야기한다.
종합적으로 배터리 셀들에 대한 충전 상태(SOC)는 결국 서로 멀어지고 배터리 팩의 작동 퍼포먼스를 제한하는 불균일한 충전 상태 분포를 야기할 것이다. 또한, 주어진 배터리 팩에 대한 SOC 상황은 전형적으로는, 부분적으로 배터리 팩의 에이징으로 인하여, 차량의 배터리 팩의 사용 중에, 예컨대 배터리 팩의 충전 중에 또는 차량의 작동 중에 추정하기가 더욱 어려워질 수 있다.
배터리 팩의 SOC 상황의 추정은 따라서 효율적 방식뿐 아니라 안전 및 내구적 방식으로 배터리 팩을 사용하는데 도전 과제를 제기하는 추정 에러에 일반적으로 연관된다. 예를 들면, SOC 윈도우의 외부의 배터리 팩을 사용하는 것은 배터리 팩에 해로울 수 있고, 때로는 배터리 팩의 전체 수명에 좋지 못할 수 있음이 관찰되었다.
EP 2 502 774 A1은 하나 이상의 배터리 셀들의 온도, 전류 및 전압 측정값에 기초하여 SOC를 추정하기 위한 방법의 일 예를 개시한다. 더 나아가, 충전 전자 제어 유닛은 SOC 추정 및 SOC 제어 범위로부터, 알아낸 SOC 값에 기초하여 배터리의 충전 및 방전을 제어하기 위하여 사용된다. SOC 제어 범위는 제1 범위 또는 제1범위보다 좁은 제2범위 중 어느 하나 일 수 있다.
배터리 팩을 좋지 못한 방식으로 사용하는 것을 방지하기 위하여, 많은 전기 차량 시스템들이 언제나 실제 SOC 정확도와 별개로 SOC 리미트에 상당한 마진을 가지고 배터리 팩을 사용하도록 되었다. 그러나, 이는 배터리의 사용 가능한 에너지를 감소시키고, 따라서 차량 레인지(vehicle range)를 또한 감소시킨다.
따라서, 배터리 팩 어셈블리의 SOC 윈도우에 기초한 부분적 또는 완전한 전기 차량의 차량 전기 시스템의 향상된 제어가 요구된다.
본 발명의 목적은, 차량의 배터리 팩 어셈블리의 조정 충전상태 (SOC) 오퍼레이팅 윈도우를 알아내고, 그에 따라 배터리 팩 어셈블리의 수명 및 에너지 컨텐트(energy content)를 증가시키는데 기여하는 방법을 제공하는데 있다. 상기 목적은 청구항 1에 따른 방법에 의하여 적어도 부분적으로 달성된다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 차량의 배터리 팩 어셈블리의 조정 충전상태 (SOC) 오퍼레이팅 윈도우를 알아내는 방법을 제공한다. 상기 방법은,
- 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 것과;
- 배터리 팩 어셈블리의 알아낸 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋에 기초하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진을 알아내고, 여기서 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진의 크기는 배터리 팩 어셈블리의 알아낸 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋의 함수이고;
- 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진에 대응하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하는 것을 포함한다.
따라서, 상기 방법의 예시적인 실시예들은, 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋의 함수로 배터리 팩 어셈블리의 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정할 수 있도록 한다. 이러한 방식으로, 상기 방법은, 배터리 팩 어셈블리 및 차량의 평시 작동에 대한 제어 입력으로 사용될 수 있는, 에너지의 면에서 배터리 팩 어셈블리의 최대 작동 용량을 추정할 수 있도록 한다. 이를 위하여, 예시적인 실시예들에 따른 방법은, 또한 전형적으로 주어진 차량 및 차량의 배터리 팩 어셈블리의 주어진 어플리케이션에 대하여 배터리 팩 어셈블리의 수명에 긍정적인 영향을 미치는, 배터리 팩 어셈블리의 좀 더 건강한 작동에 기여한다.
특히, 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 에너지 또는 전류 유입 및 유출과 배터리 팩 어셈블리의 SOC 상황 사이의 연관성이 있고, 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 알아낸 에너지 또는 전류 유입 및 유출의 점에서 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진을 알아내는 것이 알려져 있다. SOC 오퍼레이팅 윈도우의 정확도는 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 전체 전류와 연관성이 있기 때문에, SOC 오퍼레이팅 윈도우는, SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진을 알아내기 위한 기준으로 전체 전류 또는 전체 에너지 쓰루풋을 사용하여 더 정확한 방식으로 알아낼 수 있는 것으로 믿어지고 있다. 부분적으로 에러의 주요 근원은 센서 정확도와 관련되기 때문에, 각 전류 적분에 누적되는 정확도 에러 때문에, 정확도는 전체 전류와 연관성이 있음을 주목하여야 한다. 본 문맥에서, 전류 적분은 쿨롱 카운팅 방법과 관련된다.
또한, 파라미터 에너지 쓰루풋은, 단순히 시간 또는 주행 거리를 측정하는 것보다, 변수의 효과를 캡쳐하거나 차량 드라이빙 사이클을 변화시키기 위한 더 좋은 측정치인 것으로 알려져 있다.
전류 센서 정확도는 일정한 것으로 근사화될 수 있기 때문에, 정확도는 전형적으로 누적된 전류와 비례하는 것임을 주목하여야 한다.
특히, 상기 방법은 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋의 함수로 고전압 배터리 팩 어셈블리의 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하기 위한 다수의 시퀀스들과 관련된다. 본 문맥에서, 용어 "고전압"은 대략 400~100 볼트(V)의 배터리 팩을 나타낸다.
상기 방법의 예시적인 실시예들은 부분적 및 완전한 전기 차량을 포함하는 전기 차량, 하이브리드 전기 차량, 플러그-인 하이브리드 전기 차량 또는 어떠한 다른 타입의 전기 차량과 같은 차량들에 특히 유용하다. 이러한 타입의 차량들은 전형적으로 전기 엔진, 배터리 팩 어셈블리 및 배터리 관리 유닛을 포함한다. 배터리 팩 어셈블리는 전기 엔진에 파워를 제공하고, 그에 따라 전기, 하이브리드 또는 플러그-인 하이브리드 차량에 추진력을 제공하고 및/또는 다양한 타입의 건설 기계에서 어떠한 다른 타입의 전기 부하에 동력을 제공하도록 구성된다.
이러한 타입의 차량에서는, 배터리 팩 어셈블리의 수명을 감소시키는 위험을 최소화하기 위하여, 배터리 팩 어셈블리는, 전형적으로 어떠한 추정된 SOC 윈도우, 예컨대, 약 20%~60%의 엔드 마진(end margins)을 갖는 추정된 SOC 윈도우 범위 내에서만 사용되어야 한다는 것이 알려져 있다. SOC 윈도 엔드 마진의 밖에서 배터리 팩 어셈블리를 작동시키는 것은, 배터리 팩 어셈블리에 손상을 가져올 수도 있다. 그러나, SOC에 기초하여 차량 전기 시스템을 제어할 때의 한 가지 문제는, 배터리 팩 어셈블리의 SOC 자체가 정확하게 측정되지 않을 수 있다는 것이다. 예컨대, 배터리 팩 어셈블리의 상정되거나 추정된 SOC는 때때로 센서 정확도 등 때문에 서서히 드리프트될 수 있다. 따라서, 배터리 팩 어셈블리가 차량의 사용 중에 방전되고, 결국 SOC가 SOC 윈도우의 엔드 마진에 근접하도록 배터리 팩 어셈블리의 SOC가 감소될 때, 추정된 (또는 상정된) SOC와는 다른 실제 (또는 현실의) SOC 때문에 실제 엔드 마진이 오버슛되는 위험이 있다.
상기 방법의 예시적인 실시예에 의하여, SOC 오퍼레이팅 윈도우를 추정 SOC 정확도에 적응시킴으로써, 부정확한 SOC의 효과, 즉, 최대 SOC 리미트를 오버슛하는 위험을 완화하는 것이 가능해진다. 적응된 SOC 오퍼레이팅 윈도우는 현실의 SOC 상황에 비하여 여전히 부정확할 수 있으나, 사용자가 결과 및 주어진 상황에 기초하여 안전 마진을 적응시키고 가능하면 증가시키는 것을 허용하면서, 부정확성의 인식 및 지식이 향상됨을 이해하여야 한다. 이는, 대응되는 배터리 팩 어셈블리가 전형적으로 SOC 상황의 현실 레벨로 간주하는 연관된 SOC 상황을 갖는 배터리 관리 유닛 또는 배터리 팩 어셈블리를 포함하는 완전한 또는 부분적인 전기 차량의 오퍼레이션 중에 이점이 된다. 그러나, 전술한 바와 같이, 때때로 배터리 팩 어셈블리의 상정된 SOC 상황과 현실의 SOC 상황 사이에는 불일치가 존재한다.
예시적인 실시예들에 따른 방법이 전술한 바와 같이 차량 전기 시스템을 제어하는데 사용된다면, 상기 방법은 부정확한 SOC에 기초하여 차량 전기 시스템을 제어하는 효과를 완화하고, 따라서 배터리 팩 어셈블리의 사용 중에 상정된 SOC 상황과 현실의 SOC 상황 사이의 잠재적인 에러를 핸들링하는 기회를 증가시키는 것을 가능하게 한다. 이를 위하여, 상기 방법은 또한 배터리 팩 어셈블리의 사용 전에 또는 사용 중에 SOC를 캘리브레이션함에 있어 가능한 결함을 핸들링하는 것을 가능하게 한다.
더 나아가, 상기 방법의 예시적인 실시예들은 배터리 관리 유닛의 SOC 상황이 SOC 윈도우의 엔드 리미트를 넘지 않도록 제어하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 예시적인 실시예는 전형적으로, 시간이 흐르는 동안 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋(또는 전류 쓰루풋)을 기록하는 제어 유닛을 사용함으로써 실행된다. 예컨대, SOC 오퍼레이팅 윈도우는 최적 리미트, 즉 20% SOC에 대응되는 하단 SOC 리미트 및 60% SOC에 대응되는 상단 SOC 리미트로 먼저 설정된다. 에너지 쓰루풋이 증가할 때, SOC 오퍼레이팅 윈도우 리미트들은 SOC 정확도 마진을 반영하도록 더욱 제한적이 된다. 예를 들어, 하단 SOC 리미트는 21%로 증가하고, 상단 SOC 리미트는 59%로 감소한다.
본 발명의 예시적인 실시예들의 문맥에서, 여기에서 사용된 용어 "차량 전기 시스템"은, 다음의 콤포넌트들을 포함하나 이에 국한되지는 않은, (트랙션 에너지와 같은) 에너지를 제공하고, 에너지를 저장 (에너지를 전달하고 받는)하기 위한, 차량 전기 콤포넌트들을 전형적으로 나타낸다: 배터리 팩 어셈블리, 전기 모터(들), 케이블(들), 센서(들), 제어 유닛들, 배터리 관리 유닛(들), 등. 일 예시적인 실시예에서, 차량 전기 시스템은 특히 차량의 다양한 차량 오퍼레이션들을 수행하기 위하여 에너지를 전달하고 받도록 구성된다.
본 발명의 예시적인 실시예들의 문맥에서, 여기에서 사용되는 용어 "충전상태 (SOC)"는 배터리 팩 어셈블리의 현재 상황에서 사용 가능한 용량을 나타낸다. SOC는 또한, 배터리 셀, 단일 배터리 팩, 배터리 관리 유닛 또는 이들의 조합의 충전 레벨을 포함하거나 나타낼 수 있다. SOC는 전형적으로, 사용 가능한 용량 및 새로운 배터리 셀의 정격 용량 또는 전류 용량 또는 배터리 셀 사이의 퍼센티지 (%)로 알아낸다.
배터리 팩 어셈블리를 포함하는 전기 차량에서, SOC는 몇 가지 다른 목적들을 가질 수 있고, 예컨대, 충전 전략에서 전체 차량 에너지 관리에서, SOP(파워상태), SOQ(용량상태), SOR(저항상태), SOE(에너지상태)를 포함하지만 이에 국한되지 않은, 다른 배터리 관리 기능들에 입력으로, 수명 추정기에 입력으로, 에이징 타임 추정기에 입력으로, 오류 케이스들을 분석할 때 입력으로, 이들의 조합으로 사용될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들의 문맥에서, 여기서 사용되고 가끔 인용의 편의를 위하여 "SOC 윈도우"로 단순히 표시되는, 용어 "SOC 오퍼레이팅 윈도우" 또는 "충전상태 오퍼레이팅 윈도우"는, 전형적으로 충전상태 (SOC) 사용 가능한 윈도우를 나타낸다.
본 발명의 예시적인 실시예들의 문맥에서, 여기에서 사용되는 용어 "배터리 관리 유닛"은 전형적으로 배터리 팩의 또는 배터리 팩 어셈블리와 같은 복수의 배터리 팩들의 제어 유닛을 나타낸다. 제어 유닛은 단일 배터리 팩 또는 복수의 배터리 팩들 또는 이들의 조합의 모델을 또한 포함할 수 있다. 따라서, 배터리 관리 유닛은 전형적으로 배터리 팩 어셈블리의 기능을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함한다. 즉, 배터리 관리 유닛은 전형적으로 차량 전기 시스템의 파트이다.
본 발명의 예시적인 실시예들의 문맥에서, 용어 "에너지 쓰루풋"은 시간이 흐르는 동안 파워의 적분이고, 이는 차량 전기 시스템과 같은 별개의 시스템에 대한 시간이 흐르는 동안 파워의 합으로 정의될 수 있다. 더 나아가, 용어 "파워"는 전압 및 전류의 곱이다. 따라서, 에너지 쓰루풋은 시간이 흐르는 동안 전류 및 전압의 곱을 적분하거나 합산함으로써 계산된다.
배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계에서, 에너지 쓰루풋은 전형적으로 배터리 팩 어셈블리의 파워의 유입 및 유출의 합으로 정의될 수 있고, 반면 전류 쓰루풋은 전형적으로 배터리 팩 어셈블리의 전류의 유입 및 유출의 합으로 정의될 수 있다.
따라서, 에너지 쓰루풋은 센서 유닛에 위치하는 하나 이상의 센서로부터의 전압 데이터 및 전류 데이터의 곱을 시간이 흐르는 동안 적분함으로써 얻어진다. 예를 들어, 센서 유닛은 센서 유닛 내에 두 개의 센서들을 포함한다. 따라서, 상기 방법이 에너지 쓰루풋을 알아내도록 구성된다면, 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋을 알아내는 단계는, 배터리 팩 어셈블리의 전류 쓰루풋 및 전압 쓰루풋을 측정하고, 뒤 이어 에너지 쓰루풋을 얻기 위하여 전류 쓰루풋과 전압 쓰루풋의 곱을 합산하는 것을 포함한다. 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 전류와 배터리 팩을 통과하는 전압을 측정하는 것은 센서 유닛에 의하여 수행될 수 있다.
따라서, 배터리 팩 어셈블리의 에너지 유입 및 에너지 유출은 전형적으로, 입력 데이터로 대응되는 전류 유입 및 전류 유출과 추가적인 입력 데이터로 전압을 사용하여 계산에 의하여 알아낸다. 뒤 이어, 에너지 쓰루풋은 시간이 흐르는 동안 전류 및 전압의 곱을 합산하여 얻어진다.
배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계는 전형적으로 시간이 흐르는 동안 수행됨을 이해하여야 한다.
일 실시예에서, 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진에 대응하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하는 단계는, 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진만큼 SOC 오퍼레이팅 윈도우의 하한을 증가시킴으로써 수행된다.
이에 더하여, 또는 이를 대신하여, 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진에 대응하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하는 단계는, 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진만큼 SOC 오퍼레이팅 윈도우의 상한을 감소시킴으로써 수행된다.
이러한 방식으로, 배터리 팩 어셈블리가 최대 윈도우 리미트를 오버슛하는 것을 방지하고, 더 나아가 배터리 팩 어셈블리의 수명을 향상시키는 것을 가능하게 한다.
이에 더하여, 또는 이를 대신하여, 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진에 대응하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하는 단계는, 비대칭 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우 또는 대칭 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 형성하도록 수행된다. SOC 오퍼레이팅 윈도우의 비대칭 조정을 수행하는 것은, 높은 SOC보다 낮은 SOC를 오버슛하는 것이 덜 위험할 수 있기 (또는 그 반대) 때문에, 유용하다. 따라서, SOC 오퍼레이팅 윈도우를 과도하게 그리고 불필요하게 변경시키지 않으면서, 에너지 컨텐트를 최적화하기 위하여, 상단 SOC 리미트를 유지하면서 하단 SOC 리미트만을 감소시켜, 따라서 비대칭 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 형성하는 것이 어떠한 경우에 유용할 수 있다. 대칭 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우는 전형적으로 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하는 즉, 동일한 크기로 SOC 오퍼레이팅 윈도우의 상한 및 하한을 조정하는, 기본적인 어프로치에 대응된다.
일 예시적인 실시예에 따르면, 상기 방법은, 배터리 팩 어셈블리의 SOC가 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우 내에 남아 있도록, 차량 전기 시스템을 제어하는 단계를 추가적으로 포함한다. 차량 전기 시스템은, 차량의 타입 및 차량의 어플리케이션의 타입에 따라 몇 가지 다른 방식들로 제어될 수 있다. 예를 들어, 차량의 전기 기계는 스텝 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도에 기초하여 제어될 수 있다. 따라서, 일 예시적인 실시예에서, 배터리 팩 어셈블리의 SOC가 조정 SOC 오퍼레이티이 윈도우 내에 남아 있도록 차량 전기 시스템을 제어하는 단계는, 차량의 전기 기계의 토오크 및 스피드 중 어느 하나를 제어함으로써 수행된다. 전기 기계는, 전형적으로 차량의 추진 전기 기계들 중 하나이다.
전형적으로, 차량의 전기 기계의 토크 및 스피드 중 어느 하나를 제어하는 단계는, 배터리 팩 어셈블리로 유입되거나 유출되는 전류가 배터리 팩 어셈블리의 SOC를 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우 내에 유지하도록 수행된다.
전형적으로, 비록 엄격하게 요구되지는 않으나, 상기 방법은, 배터리 팩 어셈블리의 SOC를 나타내는 데이터를 포함하는 배터리 관리 유닛으로부터의 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 배터리 팩 어셈블리의 SOC를 나타내는 데이터를 포함하는 배터리 관리 유닛으로부터의 신호를 수신하는 단계는, 일반적으로 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계에 앞서 수행될 수 있다. 또한, 배터리 팩 어셈블리의 SOC를 나타내는 데이터를 포함하는 배터리 관리 유닛으로부터의 신호를 수신하는 단계는, 일반적으로 배터리 팩 어셈블리의 SOC가 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우 내에 남아 있도록 차량 전기 시스템을 제어하는 단계에 앞서 수행될 수 있다.
일 예시적인 실시예에 따르면, 상기 방법은 배터리 팩 어셈블리의 알아낸 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 리셋하고, 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진을 디폴트 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진으로 리셋하는 단계를 추가적으로 포함한다.
전형적으로, 비록 엄격하게 요구되지는 않지만, 배터리 팩 어셈블리의 알아낸 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 리셋하고, 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진을 디폴트 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진으로 리셋하는 단계는, SOC 리-칼리브레이션 오퍼레이션에 후속하여 수행된다. 이러한 방식으로, SOC의 리-칼리브레이션은 더욱 정확한 방식으로 수행될 수 있다.
배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계는, 몇 가지 다른 방식들로 개시될 수 있다. 일반적으로, 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계는, 배터리 관리 유닛으로부터의 제어 신호에 의하여 개시될 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계는, 배터리 팩 어셈블리의 컨택터들이 폐쇄 상태에 있음을 나타내는, 즉, 배터리 팩 어셈블리가 전기 에너지를 전달하고 받을 수 있도록 준비되었음을 나타내는 인디케이션에 대응하여 수행된다. 일 예시적인 실시예에 따르면, 배터리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계는, 배터리 팩 어셈블리의 에너지 또는 전류의 유입을 모니터링하고 배터리 팩 어셈블리의 에너지 또는 전류의 유출을 모니터링하도록 배터리 팩 어셈블리로부터 인디케이션을 수신함으로써 개시된다. 배터리 팩 어셈블리로부터의 인디케이션(indication)은 전형적으로 제어 유닛에서 수신된다. 이에 더하여 또는 이를 대신하여, 배터리 팩 어셈블리로부터의 인디케이션은 전형적으로 배터리 관리 유닛에서 수신된다. 상기 인디케이션은 전형적으로 배터리 팩 어셈블리의 컨택터들이 폐쇄 상태에 있음을 나타내는 데이터에 관한 것이다. 그러나, 상기 방법이 차량의 오퍼레이션 중에 연속적인 방식으로 수행될 수 있음을 또한 이해하여야 한다.
일 예시적인 실시예에 따르면, 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계는, 배터리 팩 어셈블리의 전류 유입에서 에너지 또는 전류 유입을 측정하고, 배터리 팩 어셈블리의 전류 유출에서 에너지 또는 전류 유출을 측정함으로써 수행된다.
예로서, 전술한 단계, 즉, 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계는, 배터리 팩의 전류 유입에서 에너지 또는 전류의 유입을 측정하고, 배터리 팩의 전류 유출에서 에너지 또는 전류 유출을 측정하도록 구성되는 측정 센서를 마련함으로서 수행된다.
일 예시적인 실시예에서, 전기 차량 시스템은 전류를 암페어로 측정하도록 구성된 측정 센서 유닛을 포함한다. 측정 센서 유닛은 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 전류의 유입 및 유출을 측정할 수 있는 어떠한 다른 센서 유닛일 수 있다. 이러한 타입의 센서 유닛들은 일반적으로 입수 가능하고, 몇 가지 다른 옵션들을 생각할 수 있다.
이에 더하여 또는 이를 대신하여, 측정 센서 유닛은 에너지 쓰루풋을 측정하고 계산하도록 구성된 볼티지 센서일 수 있다. 즉, 에너지 쓰루풋은 시간이 흐르는 동안 전류 및 볼티지의 곱을 적분하거나 합산함으로써 계산된다.
배터리 팩 어셈블리는 하나 또는 몇 개의 배터리 팩(들)을 나타낼 수 있음을 주목하여야 한다. 이에 더하여, 배터리 팩 어셈블리는 다양한 타입의 배터리들을 포함할 수 있음을 주목하여야 하다. 예로서, 배터리 팩 어셈블리의 배터리들 중 어떠한 하나는 리튬-이온 배터리 또는 소듐-이온 배터리 중 어느 하나이다. 소듐-이온 배터리는 전형적으로 어떠한 타입의 소듐 아이언 배터리 또는 소듐 페라이트 배터리 를 포함한다.
전술한 바와 같이, 상기 방법의 예시적인 실시예들 및 상기 방법의 단계들에 전형적으로 대응되는 상기 방법의 시퀀스들은 제어 유닛에 의하여 실행된다. 따라서, 일 예시적인 실시예에 따르면, 상기 방법의 단계들은, 전형적으로 전기 차량 시스템에 의하여 배터리 팩 어셈블리의 사용 중에, 제어 유닛에 의하여 수행된다.
상기 방법은 차량이 작동 중인 한 연속적으로 진행될 수 있으나, 차량이 비-작동되고 배터리 팩 어셈블리가 사용될 때, 즉 충전 오퍼레이션 중에, 또한 연속적으로 실행될 수 있다. 따라서, 구절 "배터리 팩 어셈블리의 사용 중에"는 배터리 팩 어셈블리의 충전 및 차량의 오퍼레이션 중에 배터리 팩 어셈블리의 사용 모두를 나타낼 수 있다.
선택적으로, 상기 방법은 또한, 배터리 팩 어셈블리의 SOC를 나타내는 데이터를 포함하는 배터리 관리 유닛으로부터의 신호를 수신하는 단계에 앞서, 배터리 팩 어셈블리의 SOC 상황 및 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 SOC 디폴트 상태 및 디폴트 상한 및 디폴트 하한을 갖는 SOC 디폴트 오퍼레이팅 윈도우로 리셋하는 단계를 포함할 수 있다. 배터리 팩 어셈블리의 SOC 상황 및 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 SOC 디폴트 상태 및 SOC 디폴트 오러페이팅 윈도우로 리셋하는 단계는, 배터리 팩 어셈블리에 새로운 배터리 팩을 설치할 때 유용할 수 있다. 배터리 팩 어셈블리를 SOC 디폴트 마진으로 리셋하는 단계는 또한, 차량에서 처음으로 상기 방법을 개시할 때, 유용할 수 있다.
일 예시적인 실시예에 따르면, 배터리 관리 유닛은 제어 유닛 및 전자 스토리지 유닛을 포함한다. 더 나아가, 일 예시적인 실시예에서, 배터리 관리 유닛은 제어 유닛에 대응된다. 배터리 관리 유닛은 배터리 팩 어셈블리와 통신하도록 마련된다. 이에 더하여 또는 이를 대신하여, 제어 유닛은 배터리 팩 어셈블리와 통신하도록 마련된다. 더 나아가, 제어 유닛은 차량에 구비된다. 따라서, 배터리 관리 유닛은 차량에 구비된다.
더 나아가, 제1 태양과 관련하여 전술한 방법의 예시적인 실시예들 중 어느 하나의 단계들 중 어느 하나를 수행하도록 구성되는 제어 유닛이 제공된다. 본 발명의 제2 태양의 효과 및 특징들은 제1 태양과 연관되어 전술한 것들과 상당히 유사하다.
또한, 위 제2 태양에 따른 배터리 팩 어셈블리 및 제어 유닛을 포함하는, 완전한 또는 하이브리드 전기 차량과 같은 차량이 제공된다. 상기 차량은 전기 엔진을 포함하는 전기, 하이브리드, 또는 플러그-인 하이브리드 차량일 수 있고, 상기 배터리 팩 어셈블리는 전기, 하이브리드 또는 플러그-인 하이브리드 차량에 추진력을 제공하기 위하여 전기 엔진에 파워를 제공한다. 차량은 따라서 부분적으로 또는 완전한 전기 차량일 수 있음을 주목하여야 한다.
더 나아가, 프로그램이 컴퓨터 상에서 실행될 때, 제1 태양의 실시예들 중 어느 것의 단계들을 수행하기 위한 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
더 나아가, 프로그램 프로덕트가 컴퓨터 상에서 실행될 때, 제1 태양의 실시예들 중 어느 것의 단계들을 수행하기 위한 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 담은 컴퓨터 판독 가능한 매체가 제공된다.
본 발명의 추가적인 특징들 및 이점들은 첨부 특허청구범위 및 뒤따르는 상세한 설명을 살펴볼 때 명백해질 것이다. 당업자는, 본 발명의 범위를 벗어남이 없이, 본 발명의 다양한 특징들이 조합되어 아래에서 기술한 것들 이외의 실시예들을 생성할 수 있음을 알 것이다.
본 발명의 전술한 그리고 추가적인 목적들, 특징들 및 이점들은 본 발명의 예시적인 실시예들의 아래의 예시적이고 이에 국한되지 않은 상세한 설명을 통하여 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전기 버스 형태의 차량의 측면도이다;
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 차량 전기 시스템의 파트들을 개략적으로 보여준다;
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 방법의 단계들의 플로우차트이다;
도 4는 배터리 팩 어셈블리에 대한 충전 상태(SOC) 오퍼레이팅 윈도우 대 시간을 개략적으로 보여준다;
도 5는 배터리 팩 어셈블리에 대한 에너지 쓰루풋(throughput) 대 시간을 개략적으로 보여준다; 도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 배터리 셀을 기술하는 셀 모델의 파트들을 개략적으로 보여준다.
첨부 도면을 참조하여, 예시로서 인용된 본 발명의 실시예들의 더욱 상세한 설명이 이하에서 뒤따른다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전기 버스 형태의 차량의 측면도이다;
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 차량 전기 시스템의 파트들을 개략적으로 보여준다;
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 방법의 단계들의 플로우차트이다;
도 4는 배터리 팩 어셈블리에 대한 충전 상태(SOC) 오퍼레이팅 윈도우 대 시간을 개략적으로 보여준다;
도 5는 배터리 팩 어셈블리에 대한 에너지 쓰루풋(throughput) 대 시간을 개략적으로 보여준다; 도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 배터리 셀을 기술하는 셀 모델의 파트들을 개략적으로 보여준다.
첨부 도면을 참조하여, 예시로서 인용된 본 발명의 실시예들의 더욱 상세한 설명이 이하에서 뒤따른다.
이제, 본 발명의 예시적인 실시예들이 도시된 첨부 도면을 참조하여 이하에서 본 발명을 더욱 완전하게 기술할 것이다. 그러나, 많은 다양한 형태들로 구현될 수 있고 여기에 기재된 실시예들에 국한되는 것으로 이해되어서는 안된다; 그 보다는, 이러한 실시예들은 철저함 및 완전함을 위하여 제공된다. 당업자는 첨부 특허청구범위의 범위 내에서 많은 변화 및 수정이 이루어질 수 있음을 알 것이다. 유사한 도면 부호는 상세한 설명 전체에 걸쳐 유사한 엘리먼트들을 가리킨다.
도 1은 배터리 팩 어셈블리(1)를 포함하는 전기 버스(5)의 형태의 차량을 도시한다. 배터리 팩 어셈블리는 여기서 다수의 배터리 팩들을 포함한다. 배터리 팩들의 각각은 다수의 배터리 셀들(3)을 포함한다.배터리 팩 어셈블리(1)는 전기 버스(5)를 위한 추진력을 제공하기 위하여 마련된 전기 엔진(미도시)에 파워를 제공하기 위하여 마련된다. 전기 버스(5)는 배터리 팩 어셈블리를 제어하고 모니터링하기 위하여 구성된 배터리 관리 유닛(2)을 추가적으로 포함한다. 이러한 실시예에서, 배터리 관리 유닛(2)은 도 3과 관련하여 기술된 예시적인 실시예들에 따른 방법을 제어하기 위하여 마련된다. 배터리 관리 유닛(2)은 배터리 셀(3)의 충전 상태(SOC) 및 개방 회로 전압과 같은 배터리 셀 특성들을 모니터링하기 위하여 추가적으로 구성된다.배터리 관리 유닛의 다른 기능들은 컨택터들(contactors)을 폐쇄하는 것 및/또는 파워 상태와 같은 안전 기능들과 관련될 수 있다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 차량 전기 시스템의 파트들을 개략적으로 도시한다. 차량 전기 시스템(20)은 도 1과 관련하여 전술한 차량 또는 다른 타입의 부분적으로 또는 완전한 전기 차량에 포함되고 설치될 수 있다.
차량 전기 시스템(20)은 추진 시스템(미도시)에 전기 파워를 제공하는 것을 포함하는 - 그러나, 이에 국한되지는 않음- 차량의 전자 기능들을 관리하도록 되어 있다.
차량 전기 시스템(20)은 배터리 관리 유닛(2), 배터리 팩 어셈블리(1), 배터리 팩 어셈블리(1)의 전류 유입 및 유출을 측정하기 위한 센서 유닛(6), 및 배터리 팩 어셈블리의 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 알아내기 위한 제어 유닛(8)을 포함한다. 배터리 팩 어셈블리는 본 실시예에서, 다수의 배터리 팩들(1a-1n)을 포함하고, 이들 각각은 다수의 배터리 셀들(3)을 포함한다. 도 2에서, 배터리 팩 어셈블리는 7개의 배터리 팩들을 포함한다. 배터리 팩 어셈블리 내의 배터리 팩들의 수와 배터리 셀들의 수는 차량의 타입 및 설치 타입에 따라 변화된다. 적절한 배터리 팩의 일 예는 리튬-이온 배터리이다.
더 나아가, 센서 유닛(6)은 도 2에서 배터리 관리 유닛(2) 내에 마련되는 것으로 도시된다. 그러나, 센서 구성 및 기술에 따라, 센서 유닛 또는 센서 유닛의 파트들은 유사하게 배터리 팩 어셈블리와 인접하게 또는 배터리 팩 어셈블리에 마련될 수 있다. 센서 유닛은 적어도 제어 유닛(8)과 통신하도록, 즉, 여기에서 기술하는 관련 치수와 관련된 데이터를 전송하도록, 구성되어야 한다. 센서 유닛(6)은 여기에서, 전류를 암페어로 측정하도록 구성된 전류 센서이거나, 배터리를 통과하는 전류의 유입 및 유출을 측정할 수 있는 다른 타입의 센서이다. 이러한 타입들의 센서 유닛들은 일반적으로 입수할 수 있고, 몇 개의 다른 옵션들을 생각할 수 있다. 또한, 센서 유닛은 에너지 쓰루풋(energy throughput)을 계산하도록 구성된 전압 센서일 수 있다. 여기에서, 용어 "에너지 쓰루풋"은, 또한 차량 전기 시스템과 같은 별개의 시스템에 대한 시간이 흐르는 동안 파워의 합계로 정의될 수 있는, 시간이 흐르는 동안 파워의 적분값이다. 더 나아가, 용어 "파워"는 전압 및 전류의 곱이다. 즉, 에너지 쓰루풋은 시간이 흐르는 동안 전류 및 전압을 적분 또는 합산함으로써 계산된다.
제어 유닛(8)은 배터리 팩 어셈블리와 통신하도록 마련된다. 배터리 관리 유닛(2)의 제어 유닛(8)은 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 프로그래머블 디지털 시그널 프로세서 또는 다른 프로그래머블 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 배터리 관리 유닛(2)의 제어 유닛은, 배터리 관리 유닛(2)이 적어도 부분적으로 버스(5)를 작동시키기 위하여 브레이크, 서스펜션, 드라이브라인, 특히 전기 엔진, 전기 머신, 클러치 및 기어박스와 같은 차량의 다양한 파트들과 통신하도록, 프로세싱 회로(미도시)뿐 아니라 전자 회로 및 커넥션을 포함한다. 배터리 관리 유닛(2)은 하드웨어 또는 소프트웨어의 모듈, 또는 부분적으로 하드웨어 또는 소프트웨어의 모듈을 포함하고, 무선 통신 캐퍼빌러티(capabilities) 및/또는 CAN-버스와 같은 기지의 전송 버스를 사용하여 통신할 수 있다. 프로세싱 회로는 일반용 프로세서 또는 특수용 프로세서일 수 있다. 배터리 관리 유닛(2)은 컴퓨터 프로그램 코드 및 데이터를 저장하기 위한 논-트랜지스터리 메모리(non-transistory memory)를 포함한다. 따라서, 배터리 관리 유닛(2)은 많은 다양한 구조들로 구현될 수 있다.
전술한 예시적인 실시예들이 배터리 관리 유닛의 일체로 된 파트인 제어 유닛을 포함하지만, 제어 유닛은 차량 전기 시스템 등과는 별개의 파트일 수 있다.
제어 유닛(8)은 배터리 팩의 각각에 대한 SOC를 추정하도록 구성된다. 그러나, 제어 유닛은 전형적으로는 전체 배터리 팩 어셈블리(1)에 대한 SOC를 추정하도록 구성된다.
전형적으로, 센서 유닛(6)은 배터리 팩 어셈블리의 전류 유입 및 전류 유출을 나타내는 적어도 하나의 파라미터의 특정치를 제공하도록 마련된다. 예컨대, 센서 유닛에 의하여 배터리 팩 어셈블리의 각 배터리 팩 1a ~ 1n의 전류 유입 I-IN의 값 및 전류 유출 I-OUT의 값이 제공된다. 이러한 이유로, 배터리 팩 어셈블리의 각 배터리 팩은, 전류 유입 및 전류 유출에 대한 관련 데이터를 센서 유닛이 모을 수 있도록, 센서 유닛에 작동되게 연결된다. 이에 더하여 또는 이를 대신하여, 센서 유닛은 배터리 팩 어셈블리(1)의 전류 유입 I-IN 및 전류 유출 I-OUT를 측정하도록 구성된다.
전류 유입 및 전류 유출에 관련된 데이터는 후속 프로세싱을 위하여 제어 유닛(8)으로 전송된다. 이런 이유로, 제어 유닛은 센서 유닛과 통신하도록 마련된다.
대안으로, 센서 유닛에 의하여 배터리 팩 어셈블리의 각 배터리 팩의 에너지 유입 E-IN의 측정치 및 에너지 유출 E-OUT의 측정치가 제공된다. 이러한 예에서, 센서 유닛은 전술한 바와 같이, 전형적으로 전압 센서이다. 이러한 이유로, 배터리 팩 어셈블리의 각 배터리 팩은, 센서 유닛이 에너지 유입 및 에너지 유출에 대한 관련 데이터를 모을 수 있도록, 센서 유닛에 작동되게 연결된다. 이에 더하여, 또는 이를 대신하여, 센서 유닛은, 배터리 팩 어셈블리의 에너지 유입 E-IN을 측정하고 에너지 유출 E-OUT을 측정하도록 구성된다.
에너지 유입 및 전류 유출에 관련된 데이터는 후속 프로세싱을 위하여 제어 유닛(8)으로 전송된다. 이런 이유로, 제어 유닛은 센서 유닛과 통신하도록 마련된다. 대안으로, 에너지 쓰루풋은 전술한 바와 같이 측정된 데이터에 기초하여 센서 유닛에서 알아내고, 계속하여 제어 유닛에 전송된다.
따라서, 센서 유닛(6)은 제어 유닛에 작동되게 연결된다. 센서 유닛(6)과 제어 유닛(8) 사이의 통신은 유선 연결, 무선 또는 블루투스 등과 같은 다른 기술에 의하여 이루어질 수 있다.
제어 유닛은 또한, 전류 유입 및 전류 유출 이외의 파라미터를 처리하기 위하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 제어 유닛은 배터리 팩 어셈블리의 에너지 유입 및 에너지 유출을 처리하기 위하여 구성될 수 있다. 양 타입의 이러한 파라미터들은 여기에서 기술된 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 알아내기 위하여 사용될 수 있다.
그러나, 배터리 팩 어셈블리의 에너지 유입 및 에너지 유출은, 전형적으로는 입력 데이터로 대응되는 전류 유입 및 전류 유출과 추가 입력 데이터로 전압을 사용하여 계산에 의하여 알아낸다. 후속하여, 에너지 쓰루풋은 시간이 흐르는 동안 전류 및 전압의 곱을 합산하여 구한다.
이에 더하여, SOC 오퍼레이팅 윈도우는 예컨대 제어 유닛(8)에서 구동되는 예컨대, 알고리즘에 의하여 알아낼 수 있다. 이 알고리즘은 전형적으로 제어 유닛 내에 저장된다.
SOC 알고리즘은 전형적으로 배터리 팩 어셈블리의 현 시점에서의 충전(charge) 레벨을 추정한다. 더 나아가, SOC 알고리즘은, 계산의 현 시기(present age)에서의 정격 공칭 용량(rated nominal capacity) Qbatt (Ah)에 비교되는, 계산의 현 시점(present moment)에서의 배터리 팩 어셈블리의 잔여 용량의 양 Qact (Ah)을 나타낼 수 있다. SOC 알고리즘은 퍼센티지로 제공되어야 한다.
예를 들어, 제어 유닛은 알고리즘에 기초하여 SOC를 알아내도록 구성된다:
여기서,
SOC는 배터리 팩 어셈블리의 현 시점의 충전 레벨이다;
Qact는 배터리 팩 어셈블리의 잔여 용량의 양이다;
Qbatt는 계산의 현 시기의 정격 공칭 용량이다.
또한, 제어 유닛은 또 다른 알고리즘에 기초하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 알아내도록 구성된다. 예를 들어, 제어 유닛은 알고리즘에 기초하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 알아내도록 구성된다:
SOC마진 = K X 에너지 쓰루풋 (식 2)
여기서,
K는 상수 파라미터이다;
SOCmargin은 퍼센티지로 나타낸 SOC 윈도우 마진이다;
에너지 쓰루풋은 아래의 식 5에서 알아내는 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋이다.
식 2로부터, 이제 SOC 윈도우 상한과 SOC 윈도우 하한을 알아내는 것이 가능하다;
SOC윈도우, 상한 = SOC 윈도우, 상한, 디폴트 - SOC마진 (식 3)
SOC윈도우, 하한 = SOC 윈도우, 하한, 디폴트 - SOC마진 (식 4)
여기서,
SOC윈도우, 하한, 디폴트는 SOC 윈도우 하한의 디폴트 값을 나타내는 상수 파라미터이다;
SOC윈도우, 상한, 디폴트는 SOC 윈도우 상한의 디폴트 값을 나타내는 상수 파라미터이다.
상수 파라미터 K, SOC윈도우, 하한, 디폴트 및 SOC윈도우, 상한, 디폴트는 전형적으로 제어 유닛에 저장된 이미 정해진 파라미터들이다.
제어 유닛은 또한 선택적으로, 적절한 액션들이 활성화되고 개시되도록 하기 위하여, 차량 전기 시스템 내의 배터리 팩 어셈블리의 배터리 팩들 사이의 SOC 다이버전(diversion)을 추정하는 펑션(function)을 포함한다. 적절한 액션들의 한 예는, 배터리 팩들 사이의 SOC 이퀄라이제이션(equalization)을 보장하는 것과 관련된다.
도 3으로 돌아가, 본 발명의 예시 실시예들에 따른 방법의 플로우차트가 도시된다. 상기 방법은 차량의 배터리 팩 어셈블리의 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우(adjusted SOC operating window)를 알아내기 위한 것이다. 예를 들어, 상기 방법은 차량의 배터리 팩 어셈블리의 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우에 의하여 도 1 및 2와 관련하여 전술한 차량 전기 시스템을 제어하기 위한 것이다. 상기 방법의 시퀀스들은 일반적으로, 도 1 및 2와 관련하여 전술한 센서 유닛(6) 및 제어 유닛(8)에 의하여 수행된다. 그러나, 상기 방법의 시퀀스들은 유사하게, 상기 방법이 연관된 기능들 및 효과들을 제공하는 한, 다른 타입의 콤포넌트들 및 다른 기술들에 의하여 수행될 수 있다.
따라서, 도 3을 참조할 때, 차량의 배터리 팩 어셈블리의 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 알아내는 방법(100)이 도시된다. 이 예시 실시예에 따른 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
- 배터리 팩 어셈블리의 파워 유입 및 유출의 합 또는 전류 유입 및 유출의 합으로 정의되는 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계 (120);
- 배터리 팩 어셈블리의 알아낸 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋에 기초하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진을 알아내는 단계 (130a);
- 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진에 대응하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하는 단계 (140).
상기 방법의 상기 예시 실시예들과 맞춤되게, SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진의 크기는, 여기서 배터리 팩 어셈블리의 알아낸 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋의 함수이고, 이는 이하에서 도 4 및 5와 관련하여 더 기술된다.
일 실시예로, 상기 방법이 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우에 의하여 차량 전기 시스템을 제어하려 할 때, 상기 방법은 선택적으로 배터리 팩 어셈블리의 SOC를 나타내는 데이터를 포함하는 배터리 관리 유닛으로부터의 신호를 수신하는 단계 (110)을 포함할 수 있다.
전형적으로는, 비록 엄격하게는 필수적이지는 않지만, 상기 방법은, 배터리 팩 어셈블리의 SOC가 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우 내에 남아 있도록 차량 전기 시스템을 제어하는 단계 (150)을 추가적으로 포함한다. 예를 들어, 단계 150은, 배터리로 유입되고 유출되는 전류가 배터리 SOC를 배터리 SOC 오퍼레이팅 윈도우 내에 유지하도록 하는 방식으로, 추진 전기 머신의 토오크 및 스피드를 제어하는 것에 의하여 달성된다.
배터리 팩 어셈블리의 SOC 상황(status)을 나타내는 데이터를 포함하는 배터리 관리 유닛으로부터의 신호를 수신하는 단계 110은 전형적으로 배터리 팩 어셈블리의 추정 SOC 상황에 관한 것임을 이해하여야 한다. 추정 SOC 상황은 전형적으로 퍼센티지로 나타낸 SOC 상황에 관한 것이다.
배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계는 몇 가지 다른 방식으로 개시될 수 있다. 이 실시예에서, 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계는, 배터리 팩 어셈블리의 컨택터가 폐쇄 상태에 있음, 즉, 배터리 팩 어셈블리가 전기 에너지를 전달하고 받도록 준비되어 있음을 나타내는 인디케이션(indication)에 대응하여 수행된다. 컨택터의 상태는 본 기술 분야에서 일반적으로 알려진 바와 같이 센서 등에 의하여 모니터링될 수 있다. 배터리 팩 어셈블리로부터의 상기 인디케이션은 전형적으로 제어 유닛에서 수신된다. 상기 인디케이션은 여기서 배터리 팩 어셈블리의 컨택터들이 폐쇄 상태에 있음을 나타내는 데이터이다.
배터리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계 120은, 배터리 팩 어셈블리의 전류 유입에서 에너지 또는 전류 유입 및 배터리 팩 어셈블리의 전류 유출에서 에너지 또는 전류 유출을 측정함으로써 수행된다.
예를 들어, 단계 120은, 배터리 팩의 전류 유입에서 에너지 또는 전류의 유입 및 배터리 팩의 전류 유출에서 에너지 또는 전류의 유출을 측정하도록 구성된 측정 센서 유닛을 마련하는 것에 의하여 수행된다. 여기서, 센서 유닛은 예컨대 도 2의 센서 유닛(6)을 나타낸다.
더 나아가, 상기 방법이 단계 120에서 에너지 쓰루풋을 알아내도록 구성된다면, 단계 120은 전형적으로 아래의 식에 의하여 에너지 쓰루풋을 계산하는 것을 포함한다:
에너지 쓰루풋 = Σ (전압 X 전류) (식 5)
여기서,
에너지 쓰루풋은 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋이다;
전압은 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 전압이다;
전류는 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 전류이다.
비록 엄격하게 요구되지는 않지만, 전형적으로, 에너지 쓰루풋은 시간이 흐르는 동안 전술한 바와 같이 센서 유닛(6)에 위치하는 두 개의 센서들로부터의 전압 데이터 및 전류 데이터의 곱을 적분함으로써 얻어진다. 따라서, 상기 방법이 단계 120에서 에너지 쓰루풋을 알아내도록 구성된다면, 단계 120은 전형적으로 배터리 팩 어셈블리의 전류 쓰루풋 및 전압 쓰루풋을 측정하고, 계속하여, 에너지 쓰루풋을 얻기 위하여 전류 쓰루풋과 전압 쓰루풋의 곱을 합산하는 것을 포함한다. 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 전류 및 배터리 어셈블리를 통과하는 전압을 측정하는 것은, 도 2와 관련하여 전술한 바와 같이 예컨대 센서 유닛(6)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 센서 유닛은 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 전류 및 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 전압을 측정하도록 구성된다. 계속하여, 센서 유닛은, 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 전류 및 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 전압과 관련된 데이터를 사용하여 전술한 바와 같이 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 에너지를 계산하도록 구성된다.
한편, 상기 방법이 단계 120에서 전류 쓰루풋을 알아내도록 구성된다면, 단계 120은 전형적으로, 배터리 팩 어셈블리의 전류 쓰루풋을 측정하는 것을 포함한다. 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 전류를 측정하는 것은 예컨대, 도 2와 관련하여 전술한 바와 같이 센서 유닛(6)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 센서 유닛은 여기서, 배터리 팩 어셈블리를 통과하는 전류를 측정하도록 구성된다.
배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋과 관련된 데이터는 일반적으로 연속적이기보다는 차례차례 제어 유닛에 전송된다. 그러나, 양 대안이 차량 전기 시스템이 타입 및 구성에 따라 가능하다.
단계 130에서, 즉, 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋에 기초하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진을 알아내기 위하여, 제어 유닛은, 전술한 바와 같은 식 2의 알고리즘에 기초하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 알아내도록 구성된다.
SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진이 배터리 팩 어셈블리의 알아낸 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋에 기초하여 알아내어질 때, 상기 방법은 전형적으로 단계 140으로 계속된다.
단계 140에서, 상기 방법은 단계 130으로부터 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진에 대응하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정한다. 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진에 대응하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하는 단계 140은 이 실시예에서, 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진만큼 SOC 오퍼레이팅 윈도우의 하한을 증가시키는 것에 의하여 수행된다. 이에 더하여, 또는 이를 대신하여, 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진에 대응하여 SOC 오퍼레이팅 윈도를 조정하는 단계 140은, 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진만큼 SOC 오퍼레이팅 윈도우의 상한을 감소시키는 것에 의하여 수행된다. 이러한 두 대안들의 각각은 전형적으로 비대칭 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 형성한다.
그러나, 대칭 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 형성하기 위하여, 알아낸 SOC 윈도우 마진에 대응하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하는 단계 140은 때때로, 알아낸 SOC 윈도우 마진만큼 SOC 오퍼레이팅 윈도우의 하한을 증가시키는 것과, 알아낸 SOC 윈도우 마진만큼 SOC 오퍼레이팅 윈도우의 상한을 감소시키는 것에 의하여 수행된다.
예를 들어, SOC 오퍼레이팅 윈도우는 선택적으로 먼저 최적 리미트, 20% SOC에 대응되는 하단 SOC 리미트 및 60% SOC에 대응되는 상단 SOC 리미트로 설정된다. 에너지 쓰루풋이 증가될 때, SOC 오퍼레이팅 윈도우 리미트들은 SOC 정확도 마진을 반영하기 위하여 더욱 제한적이 된다. 예컨대, 하단 SOC 리미트는 21%로 증가되고, 상단 SOC 리미트는 59%로 감소한다.
예를 들어, SOC 오퍼레이팅 윈도우의 하한은 전술한 바와 같은 식 4에 따라 증가될 수 있다. 예를 들어, 하단 SOC 리미트는 20%로부터 21%로 증가된다.
또한, 예를 들어, SOC 오퍼레이팅 윈도의 상한은 전술한 바와 같은 식 3에 따라 감소될 수 있다. 예를 들어, 상단 SOC 리미트는 60%로부터 59%로 감소된다.
더 나아가, 알아낸 SOC 윈도우 마진에 대응하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하는 단계 140은, 비대칭 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우 또는 대칭 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 형성하도록 수행될 수 있다. SOC 오퍼레이팅 윈도우의 비대칭 조정을 수행하는 것은, 높은 SOC보다 낮은 SOC를 오버슛하는 것이 덜 위험할 수 있기 (또는 그와 반대) 때문에, 유용하다.따라서, SOC 오퍼레이팅 윈도우를 과도하고 불필요하게 변경하지 않으면서, 에너지 컨텐트를 최적화하기 위하여, 상단 SOC 리미트를 유지하면서 하단 SOC 리미트만을 감소시키고 따라서 비대칭 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도를 형성하는 것이 어떠한 경우에서는 유용할 수 있다. 대칭 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우는 전형적으로 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하는, 즉 동일한 크기로 SOC 오퍼레이팅 윈도우의 상한 및 하한을 동일하게 조정하는 기본적인 어프로치(approach)에 대응된다.
도 4 및 도 5로부터 얻을 수 있는 바와 같이, SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진의 크기는 배터리 팩 어셈블리의 알아낸 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋(즉, 이들의 함수)에 비례한다. 즉, 도 4 및 도 5는 에너지 쓰루풋 및 SOC 오퍼레이팅 윈도우 사이의 연관성을 도시하고, 도 4 및 도 5의 시간축은 서로에 대응된다.
도 4는 배터리 팩 어셈블리에 대한 충전상태(SOC) 오퍼레이팅 윈도우 대 시간을 개략적으로 도시한다. 도시한 바와 같이, SOC 오퍼레이팅 윈도우 리미트들(상한 및 하한)은 차량 드라이브 사이클 동안 일정하지 않으나, 배터리 팩을 통과하는 에너지 또는 전류에 의존한다. 더 나아가, SOC 오퍼레이팅 윈도우 리미트들은, 에너지 쓰루풋이 증가될 때, 더 제한적이게 된다. 또한, SOC 칼리브레이션이 수행될 때, SOC 오퍼레이팅 윈도우 리미트들이 그들의 원래의 디폴트 값으로 리셋되는 것을 볼 수 있다.
도 5는 배터리 팩 어셈블리에 대한 에너지 쓰루풋 대 시간을 개략적으로 도시한다. 도시한 바와 같이, 에너지 쓰루풋은 배터리 사용에 따라 증가한다. 그러나, 그 증가율은, 배터리를 통과하는 파워에 의존하기 때문에, 일정하지 않다. 또한, SOC 칼리브레이션이 수행될 때, 에너지 쓰루풋 계산이 0으로 리셋되는 것을 볼 수 있다.
선택적으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 방법은 배터리 팩 어셈블리의 알아낸 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 리셋하는 단계 160을 추가적으로 포함한다. 이에 더하여 또는 이를 대신하여, 이 단계 160에서 상기 방법은 알아낸 SOC 윈도우 마진을 디폴트 SOC 윈도우 마진으로 리셋하는 단계를 또한 포함한다. 배터리 팩 어셈블리의 알아낸 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 리셋하고, 알아낸 SOC 윈도우 마진을 디폴트 SOC 윈도우 마진으로 리셋하는 단계는, SOC 리-칼리브레이션 오퍼레이션(re-calibration operation)에 후속하여 수행된다.
SOC 칼리브레이션 또는 SOC 리-칼리브레이션 오퍼레이션은 전형적으로 배터리 팩 어셈블리의 SOC를 알아내는 단계를 포함한다. 배터리 팩 어셈블리의 SOC를 알아내는 것은, 몇 가지 다른 방식들로 얻어질 수 있다. 배터리의 SOC를 알아내는 한 가지 예는 도 6과 관련하여 이제 기술될 것인데, 도 6은 배터리 셀의 등가 회로를 포함하는 셀 모델을 도시한다. 예시적인 등가 회로 모델(200)은 배터리 셀을 모델링하기 위한 단일 RC 회로를 포함한다. 예시적인 RC 기반 등가 회로 모델은 배터리 셀(3)의 충전상태(SOC)와 같은 배터리 셀의 상태 충전 레벨(state charge level)을 알아내기 위하여 사용되고, 전형적으로는 전류에 대한 모델 및 실제 전압 반응들 사이의 편차들을 처리하기 위하여 전술한 제어 유닛에 의하여 실행된다. 배터리 셀의 캐릭터라이제이션(characterization)은, 다이렉트 배터리 측정치들을 사용하여 배터리 모델에 대한 실시간 파라미터 추정 어프로치에 의하여 계산될 수 있다. 배터리 셀 충전 상태 추정은 예컨대, 측정된 배터리 전류 입력들 및 배터리 터미널 전압에 기초할 수 있다.
도 6과 관련하여 기술된 등가 회로 모델은 병렬 커패시턴스 C와 직렬로 된 액티브 전해질 저항 (또는 내부 저항) RO 및 분극 저항 (또는 내부 저항) R1으로 구성된다. u_cell은 배터리 셀 터미널 전압 출력을 나타내고, i_cell은 회로 내의 전류를 나타내고, u_OCV는 배터리 개방 회로 전압을 나타낸다. u-OCV, RO, R1 및 C의 주어진 값에 대하여, 터미널 전압 u_cell은 전류 i_cell의 함수로 표현될 수 있다. 일반적으로 RO 및 R1은 시간이 지남에 따라 증가하고, 반면 배터리 셀 커패시티(미도시)는 시간이 지남에 따라 감소한다.
배터리 셀(3)의 등가 회로 모델에 의하여, 배터리 셀의 상태 충전 레벨을 알아내는 것이 가능해진다. 따라서, 배터리 시스템의 배터리 셀의 상태 충전 레벨을 모니터링하는 것이 가능하다. 전형적으로, 배터리 셀의 SOC는 도 6에서 uocv로 표시되는 배터리 시스템 개방 회로 전압 (OCV)에 기초하여 추정하고 알아낸다. OCV에 의하여 배터리 셀 SOC를 알아내는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적으로 알려져 있고, 전형적으로는 배터리 셀의 OCV를 측정하는 것에 의하여 수행된다. 배터리 셀의 OCV는, 셀이 외부 부하로부터 연결이 끊기고, 외부 전류가 셀을 통하여 흐르지 않고 내부 커패시터가 방전되었을 때, 배터리 셀의 터미널 전압 출력 ucell을 측정함으로써 알아낸다. OCV는 배터리 셀의 SOC와 직접적인 연관성을 가지고, 따라서 전술한 방법은 배터리 셀 및 배터리 시스템의 SOC를 측정하고 알아내는데 적합하다.
선택적으로, 상기 방법은, 배터리 팩 어셈블리의 SOC를 나타내는 데이터를 포함하는 배터리 관리 유닛으로부터의 신호를 수신하는 단계 110에 앞서, 배터리 팩 어셈블리의 SOC 상황 및 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 디폴트 상한 및 디폴트 하한을 갖는 SOC 디폴트 상태 및 SOC 디폴트 윈도우로 리셋하는 단계를 추가적으로 포함한다. 배터리 팩 어셈블리의 SOC 상황 및 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 SOC 디폴트 상태 및 SOC 디폴트 윈도우로 리셋하는 단계는, 배터리 팩 어셈블리 내에 새로운 배터리 팩을 설치할 때, 유용할 수 있다. 배터리 팩 어셈블리를 SOC 디폴트 마진으로 리셋하는 단계는, 차량에서 처음으로 상기 방법을 개시할 때, 또한 유용할 수 있다.
여기서 기술하는 예시적인 실시예들 또는 어떠한 다른 예시적인 실시예에서, 배터리 팩은 리튬-이온 배터리 또는 소듐-이온 배터리 중 어떤 것이다.
여기서 기술하는 예시적인 실시예들 또는 어떠한 다른 예시적인 실시예에서, 상기 방법의 단계들은 전형적으로는, 전기 차량 시스템에 의하여 배터리 팩 어셈블리의 사용 중에 제어 유닛에 의하여 수행된다. 따라서, 제어 유닛은 도 1 내지 도 6과 관련하여 전술한 예시적인 실시예들 중 어떠한 것의 단계들 중 어떠한 것을 수행하도록 구성된다.
예시적인 실시예들의 제어 기능은, 기존의 컴퓨터 프로세서들을 사용하여 또는 이 용도 또는 다른 용도를 위하여 포함된 적합한 시스템을 위한 특수용 컴퓨터 프로세서에 의하여 또는 하드와이어 시스템에 의하여 실행될 수 있다. 본 개시물의 범위 내의 실시예들은, 기계-실행 가능한 명령들을 담은 또는 가지는 기계-판독 가능한 매체 또는 이에 저장된 데이터 구조를 포함하는 프로그램 프로덕트를 포함한다. 그러한 기계-판독 가능한 매체는, 일반용 또는 특수용 컴퓨터 또는 프로세서를 가지는 어떠한 입수 가능한 다른 기계에 의하여 접근될 수 있는 어떠한 입수 가능한 매체일 수 있다. 예를 들어, 그러한 기계-판독 가능한 매체는, RAM, ROM, EPROM, EEPROM, CD-ROM 도는 다른 광학 디스크 스토리지, 마그네틱 디스크 스토리지 또는 다른 마그네틱 스토리지 디바이스, 또는 기계-실행 가능한 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 요구되는 프로그램 코드를 담는 또는 저장하는데 사용될 수 있고, 일반용 또는 특수용 컴퓨터 또는 프로세서를 가지는 다른 기계에 의하여 접근될 수 있는 어떠한 다른 매체를 포함할 수 있다. 정보가 네트워크 또는 다른 통신 연결 (하드와이어에 의하여, 무선에 의하여 또는 하드와이어 또는 무선의 조합에 의하여)을 통하여 기계로 전송되거나 제공될 때, 기계는 적절하게는 커넥션을 기계-판독 가능한 매체로 본다.따라서, 어떠한 그러한 커넥션은 적절하게는 기계-판독 가능한 매체로 호칭된다. 전술한 조합들은 또한, 기계-판독 가능한 매체의 범위에 포함된다. 기계-실행 가능한 명령들은, 예컨대, 일반용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 특수용 프로세싱 기계들이 어떠한 기능 또는 기능군을 수행하도록 하는 명령들 및 데이터를 포함한다.
비록 도면들은 시퀀스를 나타낼 수 있으나, 단계들의 순서는 도시된 것과 다를 수 있다. 또한, 둘 이상의 단계들이 동시에 또는 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 이러한 변형은 선택된 소프트웨어 및 하드웨어 및 디자이너 선택에 의존할 수 있다. 이러한 모든 변형들은 본 개시물의 범위 내에 있다. 마찬가지로, 소프트웨어 실행들은, 다양한 연결 단계들, 프로세싱 단계들, 비교 단계들 및 결정 단계들을 달성하기 위하여, 룰 기반 로직 및 다른 로직을 갖는 스탠다드 프로그래밍 기술들로 달성될 수 있다. 추가적으로, 비록 본 발명이 특정 예시 실시예들과 관련하여 기술되었지만, 많은 다양한 변경, 수정 등이 당업자에게 명백할 것이다.
본 발명은 전술하고 도면에 도시된 실시예들에 국한되지 않고, 그 보다는 당업자는 많은 변화 및 수정이 첨부 특허청구범위의 범위 내에서 이루어질 수 있음을 인식할 것임을 이해하여야 한다. 예컨대, 본 발명은 전기 버스와 관련되어 주로 기술되었지만, 본 발명은 어떠한 타입의 전기 차량에도 동일하게 적용될 수 있음을 이해하여야 한다.
Claims (16)
- 차량의 배터리 팩 어셈블리의 조정 충전상태(SOC) 오퍼레이팅 윈도우를 알아내는 방법으로서, 상기 방법은,
- 상기 배터리 팩 어셈블리의 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 것과 (120);
- 상기 배터리 팩 어셈블리의 상기 알아낸 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋에 기초하여 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진을 알아내고 (130), 상기 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진의 크기는 상기 배터리 팩 어셈블리의 상기 알아낸 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋의 함수이고;
- 상기 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진에 대응하여 상기 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하는 것(140)을 포함하는,
방법.
- 제1항에 있어서,
상기 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진에 대응하여 상기 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하는 단계(140)는, 상기 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진만큼 상기 SOC 오퍼레이팅 윈도우의 하한을 증가시키고, 및/또는 상기 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진만큼 상기 SOC 오퍼레이팅 윈도우의 상한을 감소시키는 것에 의하여 수행되는,
방법.
- 제2항에 있어서,
상기 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진에 대응하여 상기 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 조정하는 단계(140)는, 비대칭 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우 또는 대칭 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우를 형성하기 위하여 수행되는,
방법.
- 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은, 상기 배터리 팩 어셈블리의 SOC가 상기 조정 SOC 오퍼레이팅 윈도우 내에 남아 있도록, 차량 전기 시스템을 제어하는 단계(150)을 추가적으로 포함하는,
방법.
- 제4항에 있어서,
상기 배터리 팩 어셈블리의 상기 SOC를 나타내는 데이터를 포함하는 배터리 관리 유닛으로부터의 신호를 수신하는 단계(110)을 추가적으로 포함하는,
방법.
- 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은, 상기 배터리 팩 어셈블리의 상기 알아낸 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 리셋하고, 상기 알아낸 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진을 디폴트 SOC 오퍼레이팅 윈도우 마진으로 리셋하는 단계(160)을 추가적으로 포함하는,
방법.
- 제6항에 있어서,
상기 단계(160)는, SOC 리-칼리브레이션 오퍼레이션(re-calibration operation)에 후속하여 수행되는,
방법.
- 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배터리의 상기 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계(120)는, 상기 배터리 팩 어셈블리의 에너지 또는 전류 유입과 상기 배터리 팩 어셈블리의 에너지 또는 전류 유출을 모니터링하기 위하여 상기 배터리 팩 어셈블리로부터의 인디케이션을 제어 유닛에서 수신함으로서 개시되는,
방법.
- 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배터리의 상기 에너지 쓰루풋 또는 전류 쓰루풋을 알아내는 단계(120)는, 상기 배터리 팩 어셈블리의 전류 유입에서 에너지 또는 전류의 유입을 측정하고, 상기 배터리 팩 어셈블리의 전류 유출에서 에너지 또는 전류의 유출을 측정함으로써 수행되는,
방법.
- 제9항에 있어서,
상기 단계(120)는, 상기 배터리 팩 어셈블리의 상기 전류 유입에서 에너지 또는 전류의 유입과 상기 배터리 팩의 상기 전류 유출에서 에너지 또는 전류의 유출을 측정하도록 구성된 측정 센서를 마련함으로써 수행되는,
방법.
- 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배터리 팩 어셈블리는 리튬-이온 배터리 또는 소듐-이온 배터리 중 어느 하나를 포함하는,
방법.
- 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법의 상기 단계들은 제어 유닛에 의하여 수행되는,
방법.
- 컴퓨터 상에서 실행될 때, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 상기 단계들을 수행하기 위한 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
- 컴퓨터 상에서 실행될 때, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 단계들을 수행하기 위한 프로그램 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 담은 컴퓨터 판독 가능한 매체.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 단계들 중 어느 하나를 수행하도록 구성된 제어 유닛.
- 배터리 팩 어셈블리와 제15항에 따른 제어 유닛을 포함하는 완전한 또는 하이브리드 전기 차량과 같은 차량(5).
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