KR20210005351A - 차량의 열관리장치 제어시스템 및 제어방법 - Google Patents

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KR20210005351A
KR20210005351A KR1020190080149A KR20190080149A KR20210005351A KR 20210005351 A KR20210005351 A KR 20210005351A KR 1020190080149 A KR1020190080149 A KR 1020190080149A KR 20190080149 A KR20190080149 A KR 20190080149A KR 20210005351 A KR20210005351 A KR 20210005351A
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KR1020190080149A
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김재웅
정소라
오만주
이상신
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현대자동차주식회사
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Abstract

펌프를 통해 냉각수가 순환되는 냉각수라인 및 압축기를 통해 냉매가 순환되는 냉매라인으로 구성되며, 냉각수라인과 냉매라인이 열교환되는 열관리장치; 열관리장치를 통해 열관리가 이루어지는 차량부품; 차량부품의 상태를 수집하는 부품상태부; 차량부품의 열관리에 영향을 미치는 외란의 상태를 수집하는 외란수집부; 부품상태부를 통해 수집한 차량부품의 과거 상태값과 외란수집부를 통해 수집한 외란의 과거 상태값을 통해 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량을 산출하는 산출부; 및 산출부에서 산출한 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량에 따라 열관리장치의 동작을 제어하는 작동부;를 포함하는 차량의 열관리장치 제어시스템 및 제어방법이 소개된다.

Description

차량의 열관리장치 제어시스템 및 제어방법 {SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THERMAL MANAGEMENT APPARATUS OF VEHICLE}
본 발명은 차량부품의 온도에 따라 단순히 정해진 방법으로 열관리장치를 제어하는 것이 아니라, 차량부품과 외란의 상태를 통해 필요한 열교환량을 최적제어기법으로 산출하고, 이에 따라 열관리장치를 제어함으로써 소비전력을 최소화하면서 동시에 차량부품의 열관리 목표를 만족시킬 수 있는 차량의 열관리장치 제어시스템 및 제어방법에 관한 것이다.
최근 환경문제로 인하여 하이브리드 자동차 또는 전기자동차가 개발되어 상용화되고 있다. 그러나 이러한 전기자동차 등에 사용되는 구동부품들과 고전압배터리는 특별한 열관리가 필요하며, 동시에 차량의 실내 냉방/난방 성능도 확보할 필요가 있다.
종래에는 특히 난방의 경우 내연기관을 통한 폐열을 활용함으로써 소비전력의 사용에 대하여 고려할 필요가 없었으나, 최근의 전기자동차 등의 경우 소비전력을 함께 고려해야 에너지효율을 증대시키고 주행거리를 증대시킬 수 있게 된다.
그러나 이러한 최근의 전기자동차의 경우에도 차량부품의 열관리를 위해 단순히 정해진 로직 몇개 만을 이용함으로써 소비전력의 최소화가 충분히 고려되지 않은 문제점이 있었다. 예를들어 고전압배터리가 일정 온도 이상에 도달할 경우에는 현재 온도와 목표 온도의 차이에 따라 단순히 각종 열관리장치를 정해진 로직으로 제어하였으나, 차량의 차속이나 주변 온도 등의 외란에 따라 불필요하게 열관리장치를 동작시킴으로써 에너지적으로 매우 큰 비효율 구간이 발생하는 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2018-0050994 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량부품의 온도에 따라 단순히 정해진 방법으로 열관리장치를 제어하는 것이 아니라, 차량부품과 외란의 상태를 통해 필요한 열교환량을 최적제어기법으로 산출하고, 이에 따라 열관리장치를 제어함으로써 소비전력을 최소화하면서 동시에 차량부품의 열관리 목표를 만족시킬 수 있는 차량의 열관리장치 제어시스템 및 제어방법을 제공하고자 함이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 열관리장치 제어시스템은, 펌프를 통해 냉각수가 순환되는 냉각수라인 및 압축기를 통해 냉매가 순환되는 냉매라인으로 구성되며, 냉각수라인과 냉매라인이 열교환되는 열관리장치; 열관리장치를 통해 열관리가 이루어지는 차량부품; 차량부품의 상태를 수집하는 부품상태부; 차량부품의 열관리에 영향을 미치는 외란의 상태를 수집하는 외란수집부; 부품상태부를 통해 수집한 차량부품의 과거 상태값과 외란수집부를 통해 수집한 외란의 과거 상태값을 통해 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량을 산출하는 산출부; 및 산출부에서 산출한 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량에 따라 열관리장치의 동작을 제어하는 작동부;를 포함한다.
산출부에서는 향후 필요한 차량부품과 열관리장치 사이의 필요열교환량을 산출하고, 필요열교환량을 통해 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량을 산출할 수 있다.
차량부품은 차량의 고전압배터리일 수 있다.
부품상태부는 차량부품의 과거 온도를 수집할 수 있다.
외란수집부는 차량부품의 과거 입력전류 또는 출력전류를 포함한 외란데이터를 수집할 수 있다.
외란데이터에는 과거 차속이 더 포함될 수 있다.
외란데이터에는 과거 고전압배터리 충전량 또는 과거 외기온도가 더 포함될 수 있다.
산출부는 아래의 수식을 통하여 향후 필요한 열교환량인 필요열교환량을 산출할 수 있다.
Figure pat00001
과거 외란값은 복수의 과거 외란데이터들의 평균일 수 있다.
필요열교환량 산출 수식의 계수인
Figure pat00002
는 복수의 시험데이터 세트의 대입을 통해 도출될 수 있다.
작동부는 필요열교환량과 펌프의 필요가동량 사이의 관계에 관한 데이터맵 또는 수식을 통해 필요열교환량으로부터 펌프의 필요가동량을 산출할 수 있다.
작동부는 필요열교환량으로부터 차량부품의 목표온도를 산출하고, 차량부품의 현재온도가 목표온도를 추종하기 위한 압축기의 필요가동량을 피드백제어를 통해 산출할 수 있다.
본 발명의 차량의 열관리장치 제어시스템을 이용한 열관리장치 제어방법은, 부품상태부에서 차량부품의 상태를 수집하는 단계; 외란수집부에서 차량부품의 열관리에 영향을 미치는 외란의 상태를 수집하는 단계; 산출부에서 차량부품의 과거 상태값과 외란의 과거 상태값을 통해 향후 필요한 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량을 산출하는 단계; 및 산출부에서 산출한 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량에 따라 작동부에서 열관리장치의 동작을 제어하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 차량의 열관리장치 제어시스템 및 제어방법에 따르면, 차량부품의 온도에 따라 단순히 정해진 방법으로 열관리장치를 제어하는 것이 아니라, 차량부품과 외란의 상태를 통해 필요한 열교환량을 최적제어기법으로 산출하고, 이에 따라 열관리장치를 제어함으로써 소비전력을 최소화하면서 동시에 차량부품의 열관리 목표를 만족시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어시스템의 열관리장치를 나타낸 도면.
도 3 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어시스템의 효과를 나타낸 그래프.
도 5 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어시스템의 시나리오에 따른 열관리장치의 제어 전략을 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어방법의 순서도.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어시스템의 열관리장치를 나타낸 도면이며, 도 3 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어시스템의 효과를 나타낸 그래프이고, 도 5 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어시스템의 시나리오에 따른 열관리장치의 제어 전략을 나타낸 그래프이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어방법의 순서도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어시스템의 구성도로서, 본 발명에 따른 차량의 열관리장치 제어시스템은, 펌프(216)를 통해 냉각수가 순환되는 냉각수라인(210) 및 압축기(228)를 통해 냉매가 순환되는 냉매라인(220)으로 구성되며, 냉각수라인(210)과 냉매라인(220)이 칠러(226)를 통해 열교환되는 열관리장치(200); 열관리장치(200)를 통해 열관리가 이루어지는 차량부품(100); 차량부품(100)의 상태를 수집하는 부품상태부(300); 차량부품(100)의 열관리에 영향을 미치는 외란의 상태를 수집하는 외란수집부(400); 부품상태부(300)를 통해 수집한 차량부품(100)의 과거 상태값과 외란수집부(400)를 통해 수집한 외란의 과거 상태값을 통해 펌프(216)의 필요가동량과 압축기(228)의 필요가동량을 산출하는 산출부(500); 및 산출부(500)에서 산출한 열교환량에 따라 열관리장치(200)의 동작을 제어하는 작동부(600);를 포함한다.
종래의 경우에는 차량부품(100), 예를 들어 고전압배터리가 일정 온도 이상이 된 경우 정해진 로직으로 차량부품(100)을 제어하였다. 이에 따라 불필요하게 공조기 압축기를 작동시킴으로써 에너지가 과도하게 소비되는 문제 등이 있었다. 본 발명의 경우 대상 차량부품(100)의 이력뿐만 아니라 외란의 이력을 검토하여 최적의 필요 열교환량을 예측하고 이에 따라 열관리장치(200)를 제어함으로써 에너지를 최소한도로 사용하면서도 차량부품(100)의 열관리를 문제 없이 수행할 수 있는 장점이 있는 것이다.
이를 위해 본 발명의 차량의 열관리장치 제어시스템의 열관리장치(200)는 냉각수라인(210)과 냉매라인(220)이 구비되며 이를 통해 차량부품(100)을 열관리하도록 한다. 구체적으로, 열관리장치(200)는 라디에이터, 라디에이터와 열관리장치(200)를 펌프(216)를 순환하는 냉각수라인(210), 냉각수라인(210)의 냉각수를 순환시키는 펌프(216) 및 라디에이터를 방열하는 방열팬을 포함한다.
한편, 차량부품(100)은 열관리장치(200)를 통해 열관리가 이루어지도록 한다. 대표적인 차량부품(100)으로는 차량의 고전압배터리를 들 수 있다. 고전압배터리는 특정 온도 구간에서 최고의 효율과 수명을 발휘하는바, 특정 온도 이상으로 과열되지 않도록 하는 것이 매우 중요하다. 이를 위해 칠러(226)를 통해 냉각수라인(210)과 냉매라인(220)이 열교환을 하고, 냉매라인(220)은 압축기(228)를 통해 냉매가 순환된다.
또한, 부품상태부(300)는 차량부품(100)의 상태를 수집하도록 한다. 즉, 부품상태부(300)는 현재뿐만 아니라 과거의 차량부품(100)의 상태를 추적하며 메모리에 저장하도록 하는 것이다. 또한, 외란수집부(400)는 차량부품(100)의 열관리에 영향을 미치는 외란의 상태를 수집하도록 한다. 이 역시 현재뿐만 아니라 과거의 외란을 일정 주기로 메모리에 저장토록 한다.
한편, 산출부(500)는 부품상태부(300)를 통해 수집한 차량부품(100)의 과거 상태값과 외란수집부(400)를 통해 수집한 외란의 과거 상태값을 통해 향후 필요한 차량부품(100)과 열관리장치(200) 사이의 열교환량을 산출하는 것이다. 그리고 작동부(600)는 산출부(500)에서 산출한 열교환량에 따라 열관리장치(200)의 동작을 제어하는 것이다.
구체적으로, 부품상태부(300)는 차량부품(100)의 과거 온도를 수집할 수 있다. 미래의 차량부품(100)의 온도 변화는 바로 이전의 차량부품(100)의 온도 변화를 통해 어느 정도 영향이 받는 것이고, 예측할 수 있기 때문이다. 또한, 외란수집부(400)는 차량부품(100)의 과거 입력전류 또는 출력전류를 포함한 외란데이터를 수집할 수 있다. 특히 고전압 배터리의 경우에는 이전의 출력전류의 변화추이를 대부분 추종하기 때문에 과거의 전류변화를 통해 어느 정도 미래의 전류 입출력을 예측할 수 있는 것이다. 또한, 차속의 경우에도 라디에이터의 성능에 변화를 줄 수 있기 때문에 외란데이터에는 과거 차속이 더 포함될 수 있다. 추가적으로, 외란데이터에는 과거 고전압배터리 충전량 또는 과거 외기온도가 더 포함될 수 있다. 충전량 역시 배터리의 향후 온도변화에 영향을 줄 수 있고, 외기온도 역시 라디에이터의 미래 성능에 영향을 줄 수 있기 때문이다.
그리고, 이러한 데이터들을 이용하여 산출부(500)는 아래의 수식을 통하여 향후 필요한 열교환량인 필요열교환량을 산출할 수 있다.
Figure pat00003
위 수식의 경우 고전압배터리의 예측온도값은 과거의 고전압배터리의 온도변화와 외란의 변화, 그리고 고전압배터리에서 필요한 방열량으로 표현이 가능하다는 것을 나타낸다. 필요열교환량 산출 수식의 계수인
Figure pat00004
는 복수의 시험데이터 세트의 대입을 통해 도출될 수 있다. 이러한 수식의 구체적인 예로는 아래의 수식을 들 수 있다.
Figure pat00005
위와 같이, 고전압배터리의 예측온도값은 시정수만큼의 과거 배터리 온도값과 시정수 절반 만큼의 과거 시점의 배터리 온도값, 그리고 외란으로써 출력전류의 과거값과 차속의 과거값 및 향후 필요한 방열량으로 정리될 수 있다. 그리고 이러한 계산값들은 적절한 계수인 a1, a2, a3 등이 곱해져 스케일링이 될 수 있다.
위의 수식을 완성하기 위해서는 계수의 정확한 값을 찾을 필요가 있는데, 시험실 등에서 시험된 복수의 실제 데이터 세트들을 대입하여 방정식을 풀고, 이를 통해 계수값들을 얻을 수 있게 된다. 예를들어 전류의 계수인 a3는 양수로 나타나는데, 이는 전류의 경우 향후 온도에 증가요인으로써 영향을 미친다는 것이다. 그리고 차속의 계수인 a4는 음수인데 이는 온도에 있어서 감소의 인자로 작용하는 것이고, a5 역시 음수인데, 방열량이 많아질수록 배터리의 온도는 저감되기 때문이다.
또한, 이러한 과거 외란값은 복수의 과거 외란데이터들의 평균일 수 있다. 즉, 과거의 일정시간동안 일정 주기로 계측된 값들의 평균을 구하여 수식에 대입한다는 것이다. 이는 아래의 수식으로 표현될 수 있다.
Figure pat00006
위와 같이, 차량의 부품인 고전압배터리의 과거 온도값은 시정수 만큼의 과거값까지의 반영이 필요하고, 외란인 전류 또는 차속 등의 경우에는 일정 시간 동안의 과거 평균값이 반영될 수 있다.
그리고 이러한 산출된 값들을 대입할 경우 결국 미지수는 고전압배터리의 예측온도와 필요열교환량이 된다. 이 두가지의 미지수는 서로 상관관계가 있는 부분이기 때문에 2차 프로그램 기법(Quadratic Program)을 사용하여 해를 구할 수 있다. 구체적으로, 앞서 살핀 필요열교환량에 관한 수식을 2차 프로그램 기법에 따라 표현하면 아래와 같다. 먼저 아래의 조건을 정의한다.
Figure pat00007
위에서 에러값은 배터리의 목표온도와 현재온도의 차이로 표현되고, 방열량은 현재온도와 냉각수온도의 차이로 표현된다. 그리고 위의 조건을 필요열교환량에 관한 수식에 대입하면 아래와 같이 정리된다.
Figure pat00008
위와 같은 수식은 비용함수(Cost Function)를 통하여 냉각성능과 에너지소비에서 균형을 이룰 수 있는 배터리의 예측온도와 필요열교환량을 도출할 수 있도록 한다. 아래는 비용함수를 위한 정의를 나타낸다.
Figure pat00009
그리고 아래의 수식은 2차 프로그램 기법(Quadratic Program)과 구속조건을 나타낸다.
Figure pat00010
Figure pat00011
이러한 2차 프로그램 기법과 비용함수를 통하여 성능과 에너지효율을 모두 균형있게 만족시킬 수 있는 필요열교환량을 구한다.
그리고 도출된 필요열교환량을 통해 펌프의 필요가동량을 산출한다. 작동부는 필요열교환량과 펌프(216)의 필요가동량 사이의 관계에 관한 데이터맵 또는 수식을 통해 필요열교환량으로부터 펌프(216)의 필요가동량을 산출할 수 있다. 구체적으로, 작동부는 아래의 수식에 의해 펌프(216)의 필요가동량을 산출할 수 있다.
Figure pat00012
lpm의 경우 체적유량으로써 [리터/분]의 단위를 갖는다. 그리고 냉각수의 최대유량과 이 경우 전달 가능한 최대열교환량의 경우 시험을 통해 도출한 값이고, 그 관계를 통해 필요열교환량으로부터 펌프(216)의 필요가동량(lpm)을 산출할 수 있는 것이다.
한편, 차량부품의 목표온도는 냉각수의 목표온도와 동일시할 수 있는바, 냉각수의 목표 인렛온도를 산출할 필요가 있다. 그리고 이를 통해 작동부는 차량부품의 현재온도(냉각수의 현재 아웃렛온도)가 목표온도(냉각수의 목표 인렛온도)를 추종하기 위한 압축기(228)의 필요가동량을 피드백제어를 통해 산출할 수 있다.
구체적으로, 차량부품의 목표온도(냉각수의 목표 인렛온도)는 아래의 수식으로 산출한다.
Figure pat00013
위 수식에서 m_dot의 경우 질량유량[kg/sec]으로서, m_dot = ρ×lpm×10-3/60 으로 정의된다. 그리고 위 수식의 경우 차량부품의 목표온도(냉각수의 목표 인렛온도)는 아래의 수식으로 표현될 수 있다.
Figure pat00014
이러한 과정을 통해 차량부품의 목표온도(냉각수의 목표 인렛온도)를 산출하는 것이고, 작동부는 차량부품의 현재온도(냉각수의 현재 아웃렛온도)가 목표온도(냉각수의 목표 인렛온도)를 추종하기 위한 압축기(228)의 필요가동량을 피드백제어를 통해 산출하여 압축기(228)를 제어토록 하는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어시스템의 열관리장치(200)를 나타낸 도면으로서, 열관리장치(200)는 냉각수라인(210)과 냉매라인(220)으로 구성된다. 적은 방열이 필요할 경우에는 배터리(100)를 냉각수라인(210)으로 냉각한다. 냉각수라인(210)에는 펌프(216), 라디에이터(212), 방열팬(214)이 구비된다. 그리고 칠러(226)는 냉매라인(220)과 선택적으로 열교환하는데, 냉매라인(220)에는 컨덴서(222), 칠러(226), 증발기(224), 압축기(228)가 구비된다.
도 3 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어시스템의 효과를 나타낸 그래프로서, 도 3의 경우 종래의 데이터맵 기반으로만 펌프와 압축기를 제어한 경우와 본 발명의 모델링 기법에 의해 펌프와 압축기를 제어한 경우를 비교한 그래프이다. 두 경우의 평가조건은 외기온 40℃, 배터리 초기온 40℃의 조건에서 수행되었으며, 그래프를 통해 알 수 있듯이, 에너지 저감 측면에서 3.3 % 개선(@4000초)이 있었고, 이는 시간에 따라 점점 더 증대됨을 알 수 있다. 그리고 그에 따라 본 발명의 경우가 더 적은 에너지를 투여하더라도 배터리를 더 낮은 온도로 관리할 수 있음을 알 수 있다.
도 4의 경우 종래의 PID제어 기반으로만 펌프와 압축기를 제어한 경우와 본 발명의 모델링 기법에 의해 펌프와 압축기를 제어한 경우를 비교한 그래프이다. 두 경우의 평가조건은 외기온 40℃, 배터리 초기온 40℃의 조건에서 수행되었으며, 그래프를 통해 알 수 있듯이, 에너지 저감 측면에서 4.5 % 개선(@4000초)이 있었고, 이는 시간에 따라 점점 더 증대됨을 알 수 있다. 그리고 그에 따라 본 발명의 경우가 더 적은 에너지를 투여하더라도 배터리를 더 낮은 온도로 관리할 수 있음을 알 수 있다.
한편, 도 5 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어시스템의 시나리오에 따른 열관리장치(200)의 제어 전략을 나타낸 그래프이다. 추가적으로, 배터리의 SOC(충전량)에 따라서도 달리 제어할 수 있는데, 칠러 및 압축기를 작동시킬 경우에 있어서 충전량이 부족할 경우에는 칠러를 작동시키는 배터리의 작동온도를 상향 조정함으로써 최대한 배터리의 충전량 소모를 적게 할 수 있다. 그리고 차량이 정체되는 구간에서는 배터리의 전력 소비가 적을 것으로 예상되기 때문에 이 경우에는 칠러를 작동시키는 배터리의 작동온도를 하향 조정함으로써 배터리의 효율을 상승시키고 열화로부터 보호할 수 있도록 하는 것이다.
한편, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 열관리장치 제어방법의 순서도로서, 본 발명의 차량의 열관리장치 제어시스템을 이용한 열관리장치 제어방법은, 부품상태부에서 차량부품의 상태를 수집하는 단계(S200); 외란수집부에서 차량부품의 열관리에 영향을 미치는 외란의 상태를 수집하는 단계(S200); 산출부에서 차량부품의 과거 상태값과 외란의 과거 상태값을 통해 향후 필요한 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량을 산출하는 단계(S400,S500); 및 산출부에서 산출한 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량에 따라 작동부에서 열관리장치의 동작을 제어하는 단계(S600);를 포함한다.
먼저 칠러가 작동하는 모드인지 판단한다(S100). 칠러가 작동하는 경우라면 차량부품의 상태와 외란의 데이터를 통해 필요열교환량을 산출하고(S200,S300), 이를 통해 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량을 산출하고(S500), 이를 통해 펌프와 압축기를 최적으로 가동(S600)함으로써 에너지 효율을 최대한 높이도록 하는 것이다.
본 발명의 차량의 열관리장치 제어시스템 및 제어방법에 따르면, 차량부품의 온도에 따라 단순히 정해진 방법으로 열관리장치를 제어하는 것이 아니라, 차량부품과 외란의 상태를 통해 필요한 열교환량을 최적제어기법으로 산출하고, 이에 따라 열관리장치를 제어함으로써 소비전력을 최소화하면서 동시에 차량부품의 열관리 목표를 만족시킬 수 있다.
특히, 냉각 공조 소모전력의 축소를 통하여 일 충전 주행거리(전비)를 향상시킬 수 있고, 능동적인 부품 온도 관리를 통하여 부품의 열 내구를 향상시킬 수 있다. 또한, 차량 열관리 제어 알고리즘을 확보하고 이를 통해 차량의 통합 열관리 제어기 전략의 구현이 가능해지는 장점이 있다.
본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 차량부품 200 : 열관리장치
300 : 부품상태부 400 : 외란수집부
500 : 산출부 600 : 작동부

Claims (13)

  1. 펌프를 통해 냉각수가 순환되는 냉각수라인 및 압축기를 통해 냉매가 순환되는 냉매라인으로 구성되며, 냉각수라인과 냉매라인이 열교환되는 열관리장치;
    열관리장치를 통해 열관리가 이루어지는 차량부품;
    차량부품의 상태를 수집하는 부품상태부;
    차량부품의 열관리에 영향을 미치는 외란의 상태를 수집하는 외란수집부;
    부품상태부를 통해 수집한 차량부품의 과거 상태값과 외란수집부를 통해 수집한 외란의 과거 상태값을 통해 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량을 산출하는 산출부; 및
    산출부에서 산출한 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량에 따라 열관리장치의 동작을 제어하는 작동부;를 포함하는 차량의 열관리장치 제어시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    산출부에서는 향후 필요한 차량부품과 열관리장치 사이의 필요열교환량을 산출하고, 필요열교환량을 통해 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리장치 제어시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    차량부품은 차량의 고전압배터리인 것을 특징으로 하는 차량의 열관리장치 제어시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    부품상태부는 차량부품의 과거 온도를 수집하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리장치 제어시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    외란수집부는 차량부품의 과거 입력전류 또는 출력전류를 포함한 외란데이터를 수집하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리장치 제어시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    외란데이터에는 과거 차속이 더 포함된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리장치 제어시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    외란데이터에는 과거 고전압배터리 충전량 또는 과거 외기온도가 더 포함된 것을 특징으로 하는 차량의 열관리장치 제어시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    산출부는 아래의 수식을 통하여 향후 필요한 열교환량인 필요열교환량을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리장치 제어시스템.
    Figure pat00015
  9. 청구항 8에 있어서,
    과거 외란값은 복수의 과거 외란데이터들의 평균인 것을 특징으로 하는 차량의 열관리장치 제어시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    필요열교환량 산출 수식의 계수인
    Figure pat00016
    는 복수의 시험데이터 세트의 대입을 통해 도출되는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리장치 제어시스템.
  11. 청구항 2에 있어서,
    작동부는 필요열교환량과 펌프의 필요가동량 사이의 관계에 관한 데이터맵 또는 수식을 통해 필요열교환량으로부터 펌프의 필요가동량을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리장치 제어시스템.
  12. 청구항 2에 있어서,
    작동부는 필요열교환량으로부터 차량부품의 목표온도를 산출하고, 차량부품의 현재온도가 목표온도를 추종하기 위한 압축기의 필요가동량을 피드백제어를 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리장치 제어시스템.
  13. 청구항 1의 차량의 열관리장치 제어시스템을 이용한 열관리장치 제어방법으로서,
    부품상태부에서 차량부품의 상태를 수집하는 단계;
    외란수집부에서 차량부품의 열관리에 영향을 미치는 외란의 상태를 수집하는 단계;
    산출부에서 차량부품의 과거 상태값과 외란의 과거 상태값을 통해 향후 필요한 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량을 산출하는 단계; 및
    산출부에서 산출한 펌프의 필요가동량과 압축기의 필요가동량에 따라 작동부에서 열관리장치의 동작을 제어하는 단계;를 포함하는 차량의 열관리장치 제어방법.
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