KR20230018726A - 친환경 차량 및 그를 위한 전원 관리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저전압 배터리의 전압 강하로 인한 보호 모드 진입시 편리하게 보호 모드를 해제할 수 있는 친환경 차량 및 그를 위한 전원 관리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 차량의 전원 관리 방법은, 배터리 제어기로부터 저전압 배터리에 대한 보호 모드로의 진입 요청이 있는 경우, 전원 관리 제어기에서 차량 외부 스위치를 잠금 상태를 변경하는 제1 모드에서 배터리 리셋을 위한 제2 모드로 제어하는 단계; 및 상기 차량 외부 스위치가 상기 제2 모드로 전환되면 상기 보호 모드로 진입하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

친환경 차량 및 그를 위한 전원 관리 방법{ECO-FRIENDLY VEHICLE AND METHOD OF POWER CONTROL FOR THE SAME}
본 발명은 저전압 배터리의 전압 강하로 인한 보호 모드 진입시 편리하게 보호 모드를 해제할 수 있는 친환경 차량 및 그를 위한 전원 관리 방법에 관한 것이다.
최근 환경에 대한 관심이 높아짐과 함께, 전기 모터를 동력원으로 구비한 전동화 차량이 증가하는 추세이다. 전동화 차량의 대표적인 예로는 전기차(EV: Electric Vehicle)와 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle)를 들 수 있다. 이러한 전동화 차량은 전기 모터의 구동을 위한 대용량의 고전압 배터리와 전장 구동을 위한 저전압, 예컨대, 12V 배터리를 함께 구비한다.
일반적인 차량은 납축전지 타입의 교체식 12V 배터리를 구비하나, 전동화 차량의 12V 배터리는 리튬 폴리머 타입으로 고전압 배터리에 통합된 형태로 구현되는 것이 보통이다. 전동화 차량에서는 배터리 보호 시스템이 구비되어 12V 배터리가 일정 전압 이하로 전압이 떨어지면 추가적인 방전을 방지하기 위하여 12V 배터리를 차단시키는 보호 모드가 활성화된다.
이러한 보호 모드의 활성화 및 해제 과정을 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 설명한다.
도 1a는 일반적인 전동화 차량의 정상 동작 상태를, 도 1b는 보호 모드가 활성화된 상태를, 도 1c는 보호 모드가 해제된 상태를 각각 나타낸다.
먼저, 도 1a를 참조하면, 도어락의 해제와 관련된 전동화 차량의 구성 요소는 도어락(11), 도어 스위치(12), 정션 박스(13), 배터리 릴레이(14), 배터리 제어기(BMS: Battery Management System, 15), 12V 배터리(16) 및 배터리 리셋 스위치 등이 있다. 도어 스위치(12)는 일반적으로 도어 핸들 상에 배치된다.
먼저, 도 1a를 참조하면, BMS(15)는 12V 배터리(16)의 전압을 모니터링하며, 12V 배터리(16)의 전압이 일정값 이상인 경우에는 배터리 릴레이(14)를 클로즈(close) 상태로 제어하여 정션 박스(13)에 전원이 공급되도록 한다. 따라서, 운전자가 도어 스위치(12)를 조작할 경우 도어락(11)에 전원이 정션 박스(13)를 거쳐 공급되므로 도어락(11)의 잠금 상태가 해제될 수 있다. 물론, 도어락(11)이 해제되기 전에 스마트키가 차량 주변에 있는지 여부가 확인되어야 하는 것이 보통이다.
그런데, BMS(15)가 12V 배터리(16)의 전압이 일정 값 미만이 됨을 감지하면 보호 모드를 활성화한다. 즉, 도 1b에 도시된 바와 같이 BMS(15)는 배터리 릴레이(14)를 오픈 상태로 제어함으로써 12V 배터리(16)의 전력이 정션 박스(13)에 공급되는 것을 차단한다. 따라서, 보호 모드가 활성화되면 도어 스위치(12)가 조작되어도 도어락(11)에 전력이 공급되지 않기 때문에 문이 열리지 않는다.
도 1b와 같은 상태에서 리셋 스위치(17)가 조작되면, 도 1c에 도시된 바와 같이 배터리 릴레이(14)가 클로즈 상태로 제어되어 보호 모드가 해제되며 다시 배터리(16)의 전력이 정션 박스(13)로 전달되며, 도어락(11) 또한 도어 스위치(12)의 조작에 따라 동작 가능한 상태가 된다. 이후에는 다시 BMS(15)가 배터리 릴레이(14)를 클로즈 상태로 제어하게 되며, BMS(15)는 고전압 배터리(미도시)의 전력을 이용하여 12V 배터리(16)의 충전을 수행할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하여 상술한 바와 같이, 보호 모드가 활성화되면 12V 배터리의 전력이 차량 내 전장에 전달될 수 없기 때문에 스마트키로 차량 도어락을 해제할 수 없게 되며, 일반적으로 보호 모드를 해제하기 위한 12V 배터리 리셋 스위치는 실내에 위치한다. 따라서, 운전자는 차량 운행을 위해 도어 핸들 주변의 커버를 벗기면 노출되는 키홀에 키를 삽입하여 도어락을 해제한 후 차량에 탑승하여 12V 배터리 리셋 스위치를 조작해야 한다.
이러한 방식은 운전자에게 불편을 야기할 뿐만 아니라, 스마트키가 동작하지 않는 상황에서 키 삽입을 통해 도어락을 해제하는 방법을 모르는 운전자도 많으며, 커버를 탈거하는 과정에서 차량 외관의 손상이 발생할 수도 있어 문제된다. 또한, 일반적인 내연 기관 차량에 익숙한 운전자들은 보호 모드를 배터리 방전으로 오인하여 품질 불만을 제기하기도 한다.
본 발명의 목적은 보호 모드 진입시 편리하게 보호 모드를 해제할 수 있는 친환경 차량 및 그를 위한 전원 관리 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 차량의 전원 관리 방법은, 배터리 제어기로부터 저전압 배터리에 대한 보호 모드로의 진입 요청이 있는 경우, 전원 관리 제어기에서 차량 외부 스위치를 잠금 상태를 변경하는 제1 모드에서 배터리 리셋을 위한 제2 모드로 제어하는 단계; 및 상기 차량 외부 스위치가 상기 제2 모드로 전환되면 상기 보호 모드로 진입하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 방법은 스마트키의 감지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하되, 상기 제어하는 단계는 상기 스마트키가 감지되지 않을 때 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 방법은 상기 스마트키가 감지되는 경우 상기 진입 요청을 보류하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어하는 단계는 상기 전원 관리 제어기가 바디 제어기에 상기 제2 모드로의 전환을 요청하는 단계; 및 상기 바디 제어기가 상기 제1 모드에 대응되는 제1 상태와 상기 제2 모드에 대응되는 제2 상태를 갖는 모드 전환 스위치부를 상기 제2 상태로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 모드 전환 스위치부는 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하고, 상기 제1 스위치의 일측단은 상시 상기 차량 외부 스위치와 연결되며, 상기 제1 스위치의 타측단은 상기 제1 상태에서 상기 잠금 상태의 변경을 위한 액츄에이터와 연결되고 상기 제2 상태에서 정션 박스와 상기 저전압 배터리 간의 전기적 연결 상태를 변경하는 배터리 릴레이와 연결되며, 상기 제2 스위치의 일측단은 상시 상기 차량 외부 스위치와 연결되며, 상기 제2 스위치의 타측단은 상기 제1 상태에서 상기 정션 박스와 연결되고 상기 제2 상태에서 상기 저전압 배터리와 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 배터리 제어기는 상기 보호 모드로의 진입 요청을 출력하지 않는 경우 상기 배터리 릴레이에 릴레이 온 신호를 전달하고, 상기 릴레이 온 신호가 전달되는 동안 상기 차량 외부 스위치가 조작되면, 상기 저전압 배터리의 전압이 상기 정션 박스를 거쳐 상기 액츄에이터에 인가될 수 있다.
예를 들어, 상기 방법은 상기 보호 모드로 진입한 후 상기 차량 외부 스위치가 조작되면, 상기 보호 모드가 해제되는 단계; 및 상기 차량 외부 스위치가 상기 제2 모드에서 상기 제1 모드로 전환되는 단계를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 모드 전환 스위치부는 배터리 릴레이와 연동된 스위치 릴레이를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 관리 제어기는, 하이브리드 제어기(HCU) 또는 차량 제어기(VCU)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 차량 외부 스위치는, 도어 핸들, 상기 도어 핸들에 배치된 도어락 버튼, 트렁크 버튼 또는 테일 게이트 버튼일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 차량은, 저전압 배터리; 상기 저전압 배터리의 상태를 모니터링하는 배터리 제어기; 및 상기 배터리 제어기로부터 상기 저전압 배터리에 대한 보호 모드로의 진입 요청이 있는 경우, 차량 외부 스위치를 잠금 상태를 변경하는 제1 모드에서 배터리 리셋을 위한 제2 모드로 제어하고, 상기 배터리 제어기에 상기 보호 모드로의 진입을 허용하는 전원 관리 제어기를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전동화 차량은 스마트키를 감지하는 스마트키 제어기를 더 포함하되, 상기 전원 관리 제어기는 상기 스마트키 제어기에서 상기 스마트키가 감지되지 않을 때 상기 차량 외부 스위치가 상기 제2 모드로 전환되도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 관리 제어기는, 상기 스마트키 제어기에서 상기 스마트키를 감지한 경우 상기 진입 요청을 보류할 수 있다.
예를 들어, 상기 전동화 차량은 상기 제1 모드에 대응되는 제1 상태와 상기 제2 모드에 대응되는 제2 상태를 갖는 모드 전환 스위치부; 및 상기 모드 전환 스위치부를 상기 제1 상태 또는 상기 제2 상태로 제어하는 바디 제어기를 더 포함하되, 상기 전원 관리 제어기는, 상기 바디 제어기에 상기 제2 모드로의 전환을 요청할 수 있다.
예를 들어, 상기 모드 전환 스위치부는 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하고, 상기 제1 스위치의 일측단은 상시 상기 차량 외부 스위치와 연결되며, 상기 제1 스위치의 타측단은 상기 제1 상태에서 상기 잠금 상태의 변경을 위한 액츄에이터와 연결되고 상기 제2 상태에서 정션 박스와 상기 저전압 배터리 간의 전기적 연결 상태를 변경하는 배터리 릴레이와 연결되며, 상기 제2 스위치의 일측단은 상시 상기 차량 외부 스위치와 연결되며, 상기 제2 스위치의 타측단은 상기 제1 상태에서 상기 정션 박스와 연결되고 상기 제2 상태에서 상기 저전압 배터리와 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 배터리 제어기는 상기 보호 모드로의 진입 요청을 출력하지 않는 경우 상기 배터리 릴레이에 릴레이 온 신호를 전달하고, 상기 릴레이 온 신호가 전달되는 동안 상기 차량 외부 스위치가 조작되면, 상기 저전압 배터리의 전압이 상기 정션 박스를 거쳐 상기 액츄에이터에 인가될 수 있다.
예를 들어, 상기 보호 모드로 진입한 후 상기 차량 외부 스위치가 조작되면, 상기 전원 관리 제어기는 상기 바디 제어기에 상기 제1 모드로의 전환을 요청할 수 있다.
예를 들어, 상기 모드 전환 스위치부는 배터리 릴레이와 연동된 스위치 릴레이를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 관리 제어기는, 하이브리드 제어기(HCU) 또는 차량 제어기(VCU)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 차량 외부 스위치는, 도어 핸들, 상기 도어 핸들에 배치된 도어락 버튼, 트렁크 버튼 또는 테일 게이트 버튼일 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 의해, 친환경 차량에서 저전압 배터리의 보호 모드가 보다 편리하게 해제될 수 있다.
특히, 본 발명은 일반적으로 탑승 전 차량 외부에서 조작되는 장치를 통해 보호 모드가 해제될 수 있으므로 별도의 해제 방법을 숙지할 필요가 없어 편리하다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 일반적인 전동화 차량의 정상 동작 상태를, 도 1b는 보호 모드가 활성화된 상태를, 도 1c는 보호 모드가 해제된 상태를 각각 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 차량의 제어 계통 구성의 일례를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 관리 제어기에서 전원 관리가 수행되는 과정의 일례를 나타낸다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 차량의 정상 동작 상태에서의 전원 상태의 일례를 나타낸다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 차량의 보호 모드에서의 전원 상태의 일례를 나타낸다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동화 차량의 저전압 시스템 계통 구성 일례를 나타낸다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동화 차량의 정상 동작 상태에서의 전원 상태의 일례를 나타낸다.
도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동화 차량의 보호 모드에서의 전원 상태의 일례를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예들에서는, 친환경 차량에서 12V 배터리 등 저전압 배터리의 전압 강하로 인한 보호 모드에 진입할 경우, 차량 탑승 전 차량 외부에서 조작되는 스위치를 배터리 리셋 스위치로 기능을 전환하여, 운전자의 자연스러운 차량 탑승 과정 내에서 보호 모드가 해제될 수 있도록 할 것을 제안한다.
예를 들어, 차량 탑승 전 차량 외부에서 조작되는 스위치는 도어 핸들에 배치된 푸쉬 타입 도어락 버튼, 노버튼 타입의 도어 핸들이라면 핸들을 당기거나 돌릴 때 함께 조작되는 버튼, 트렁크 버튼, 테일게이트 버튼 등이 될 수 있으나, 물리적 조작에 따라 접점 연결 상태가 변동하는 타입의 스위치라면 그 형태나 배치 위치에 제한되지 아니한다.
다만, 설명의 편의를 위해 이하의 기재에서 차량 탑승 전 차량 외부에서 조작되는 스위치는 도어 핸들에 배치된 도어락 버튼(이하, "도어 스위치"라 칭함)인 것으로 가정하며, 전동화 차량은 하이브리드 자동차(HEV)인 것으로 가정한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 차량의 제어 계통 구성의 일례를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 전원 관리를 수행하기 위하여, 전동화 차량은 배터리 제어기(BMS, 110), 스마트키 제어기(SMK, 120), 바디 제어기(BCM: Body Control Module, 130) 및 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Control Unit, 140)를 포함할 수 있다.
배터리 제어기(110)는 고전압 배터리 및 그에 통합된 저전압(즉, 12V) 배터리의 상태를 모니터링하고 보호 모드 진입이 필요할 경우 이를 하이브리드 제어기(140)에 통지하며, 하이브리드 제어기(140)의 승인 하에 보호 모드에 진입에 따른 제어를 수행할 수 있다. 또한, 보호 모드가 해제될 경우, 배터리 제어기(110)는 고전압 배터리의 전력으로 12V 배터리를 충전시킬 수도 있다.
스마트키 제어기(120)는 차량 실내 또는 주변에 스마트키가 존재하는지 여부를 감지할 수 있으며, 그 결과를 하이브리드 제어기(140)에 통지할 수 있다.
바디 제어기(130)는 저전압 시스템을 사용하는 차량 전장, 예컨대, 바디 캔(B-CAN) 네트워크로 연결된 각종 전장을 통합 관리할 수 있으며, 본 실시예와 관련하여 도어 스위치의 동작 모드를 변경할 수 있다.
하이브리드 제어기(140)는 하이브리드 자동차의 파워 트레인의 전반적인 제어를 담당하는 상위 제어기로, 도 2에서는 실시예에 따른 전원 관리를 위한 제어를 수행하는 전원 관리 제어기의 일례로 도시된 것이므로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 실제 구현에 있어서는 하이브리드 제어기(140)가 다른 제어기로 대체되거나, 둘 이상의 제어기에 기능이 분산되어 구현될 수도 있으며, 본 기능을 위한 별도의 제어기로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 전동화 차량이 전기차(EV)인 경우, 하이브리드 제어기(140)는 차량 제어기(VCU: Vehicle Control Unit)로 대체될 수도 있다.
본 실시예와 관련된 하이브리드 제어기(140)의 동작은 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 관리 제어기에서 전원 관리가 수행되는 과정의 일례를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 하이브리드 제어기(140)는 배터리 제어기(110)로부터 보호 모드 요청이 전달되기 전까지(S210의 No) 도어 스위치를 도어의 잠금/해제 용도인 도어락 버튼 모드로 제어되도록 한다(S220). 예를 들어, 12V 배터리의 모호 모드에 진입하지 않은 상황에서는 하이브리드 제어기(140)가 전원 관리와 관련하여 별도의 동작을 취하지 않을 수 있으며, 보호 모드에 진입했던 경우에는 도어 스위치가 후술할 리셋 버튼 모드일 것이므로, 바디 제어기(130)에 도어 스위치를 도어락 버튼 모드로 변경할 것을 지시할 수 있다.
한편, 하이브리드 제어기(140)는 배터리 제어기(110)로부터 보호 모드 요청이 전달된 경우(S210의 Yes) 스마트키 제어기(120)로부터 스마트키의 인식 여부를 확인한다(S230), 스마트키가 인식되는 경우(S230의 Yes), 운전자가 차량 내부나 차량 주변에 있음을 의미하므로 보호 모드 요청을 지속적으로 보류시킬 수 있다. 이와 달리, 스마트키가 인식되지 않는 경우(S230의 No), 하이브리드 제어기(140)는 바디 제어기(130)에 도어 스위치를 리셋 버튼 모드로 변경할 것을 요청한다(S240).
여기서, 리셋 버튼 모드로 변경한다고 함은 바디 제어기(130)에서 소정 형태의 스위치 제어를 통해 도어 스위치의 본래 용도인 도어락 버튼 모드가 아니라, 조작시 배터리 릴레이를 제어하여 보호 모드를 해제할 수 있는 배터리 리셋 버튼으로 동작하도록 함을 의미한다.
하이브리드 제어기(140)는 바디 제어기(130)로부터 도어 스위치가 리셋 버튼 모드로 변경이 완료되었는지 여부를 확인하고(S250), 변경 완료시(S250의 Yes) 배터리 제어기(110)에 보호 모드 전환을 허용할 수 있다(S260).
전술한 바와 같이, 리셋 버튼 모드로 전환된 후 도어 스위치가 조작될 경우, 배터리 릴레이에 전압이 인가되어 12V 배터리의 보호 모드가 해제될 수 있으며, 보호 모드가 해제됨에 따라(S210의 No) 도어 스위치는 다시 도어락 버튼 모드로 변경될 수 있다(S220). 따라서, 운전자가 도어 스위치를 재조작할 경우 스마트키 확인을 거쳐 바로 도어락은 해제될 수 있으며, 배터리 제어기(110)는 12V 배터리의 충전 상태(SOC: State of Charge)를 확인하여 기 설정된 SOC까지 고전압 배터리의 전력을 이용한 충전을 수행할 수 있다.
상술한 전원 관리 절차를 수행하기 위한 저전압 시스템의 구성은 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 차량의 정상 동작 상태에서의 전원 상태의 일례를 나타내고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 차량의 보호 모드에서의 전원 상태의 일례를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b에서는 12V 배터리의 전력 전달 경로를 중심으로 도시된 것이므로, 도 2의 구성 요소 중 배터리 제어기(110)를 제외한 나머지 제어기의 도시는 생략됨을 유념하여야 한다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 일 실시예에 따른 전동화 차량의 저전압 시스템은 배터리 제어기(110), 12V 배터리(310), 배터리 릴레이(320), 정션 박스(330), 도어 스위치(340), 도어락(350) 및 모드 전환 스위치부(360)를 포함할 수 있다.
도어락(350)은 도어 스위치(340)가 배치된 도어의 잠금 상태를 변경하는 액츄에이터를 구비할 수 있으며, 모드 전환 스위치부(360)는 제1 스위치(361)와 제2 스위치(362)를 구비할 수 있다. 모드 전환 스위치부(360)의 각 스위치(361, 362)의 상태는 바디 제어기(130)의 제어에 따라 변경될 수 있도록 전기적 제어가 가능한 스위칭 소자가 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 스위치(361)의 일측단은 상시 도어 스위치(340)와 연결되며, 타측단은 도어락 버튼 모드를 위한 제1 상태에서는 도어락(350)과 연결되고, 리셋 버튼 모드를 위한 제2 상태에서는 배터리 릴레이(320)와 연결된다.
제2 스위치(361)의 일측단은 상시 도어 스위치(340)와 연결되며, 타측단은 도어락 버튼 모드를 위한 제1 상태에서는 정션 박스(330)와 연결되고, 리셋 버튼 모드를 위한 제2 상태에서 12V 배터리(310)와 연결된다.
따라서, 도어 스위치(340)가 도어락 버튼 모드인 경우, 즉, 모드 전환 스위치부(360)가 제1 상태인 경우에는 도어 스위치(340)가 조작될 때 정션 박스(330)의 전압이 도어락(350)에 인가될 수 있는 상태가 된다.
또한, 도어 스위치(340)가 리셋 버튼 모드인 경우, 즉, 모드 전환 스위치부(360)가 제2 상태인 경우에는 도어 스위치(340)가 조작될 때 배터리(310)의 전압이 배터리 릴레이(320)에 인가되어 보호 모드가 해제될 수 있는 상태가 된다.
상술한 구성을 바탕으로 정상 상태 동작을 설명하면 다음과 같다.
배터리 제어기(110)는 12V 배터리(310)의 전압을 모니터링하며, 12V 배터리(310)의 전압이 일정값 이상인 경우에는 배터리 릴레이(320)를 클로즈(close) 상태로 제어하여 정션 박스(330)에 전원이 공급되도록 한다. 이러한 상황에서는 배터리 제어기(110)로부터 보호 모드 요청이 없으므로 하이브리드 제어기(140)는 도어 스위치(340)가 도어락 버튼 모드로 동작하도록 하며, 바디 제어기(130)는 이를 위해 모드 전환 스위치부(360)를 제1 상태로 제어한다.
따라서, 운전자가 도어 스위치(340)를 조작할 경우 도어락(350)에 전원이 정션 박스(330)를 거쳐 공급되므로 도어락(350)의 잠금 상태가 변경될 수 있다.
그런데, 배터리 제어기(110)가 12V 배터리(310)의 전압이 일정 값 미만이 됨을 감지하면 보호 모드 요청을 하이브리드 제어기(140)에 요청한다. 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이, 하이브리드 제어기(140)는 스마트키가 감지되지 않으면 바디 제어기(130)에 도어 스위치(340)의 모드 전환을 요청하게 된다. 그에 따라, 바디 제어기(130)는 모드 전환 스위치부(360)를 도 4b에 도시된 바와 같이 제2 상태로 제어한다. 하이브리드 제어기(140)는 바디 제어기(130)로부터 도어 스위치(340)의 모드 변경 여부를 확인하고, 배터리 제어기(110)에 보호 모드 진입을 허용할 수 있으며, 그에 따라 배터리 제어기(110)는 배터리 릴레이(320)에 오프 신호를 전달할 수 있다. 이후 운전자가 도어 스위치(340)를 조작할 경우, 모드 전환 스위치부(360)가 제2 상태이므로 배터리(310)의 전압이 배터리 릴레이(320)에 인가되므로 보호 모드가 해제되고, 하이브리드 제어기(140)는 바디 제어기(130)에 도어 스위치(340)의 모드 변경을 요청할 수 있다. 그에 따라, 바디 제어기(130)는 다시 도 4a에 도시된 바와 같이 모드 전환 스위치부(360)를 제1 상태로 전환할 수 있다.
지금까지 설명한 실시예에서는 모드 전환 스위치부(360)가 두 개의 스위치로 구성되었으나, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 모드 전환 스위치부가 배터리 릴레이와 연동하여 동작하는 릴레이로 대체될 수 있다. 이를 도 5a 내지 도 5b를 참조하여 설명한다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동화 차량의 저전압 시스템 계통 구성 일례를 나타낸다.
도 5a를 참조하면, 모드 전환 스위치부(360')가 스위치(361, 362) 대신 스위치 릴레이로 변경된 점, 배터리 릴레이(320')가 단순 open/close에서 정션 박스(330)와 연결되는 제1 상태 및 모드 전환 스위치부(360')와 연결되는 제2 상태를 갖도록 변경된 점, 배터리 제어기(110)가 릴레이 제어 신호를 배터리 릴레이(320')뿐 아니라 모드 전환 스위치부(360')에도 전달한다는 점을 제외하면, 나머지 구성 요소는 도 4a 및 도 4b와 유사하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동화 차량의 정상 동작 상태에서의 전원 상태의 일례를 나타낸다.
도 5b를 참조하면, 배터리(310)가 정상 전압 상태일 때에는 배터리 제어기(110)가 배터리 릴레이(320')와 모드 전환 스위치부(360')에 릴레이 on 신호로 제어한다. 그에 따라, 배터리 릴레이(320')는 배터리(310)의 전력이 정션 박스(330)로 전달될 수 있도록 하며, 모드 전환 스위치부(360')는 도어 스위치(340)가 조작될 때 정션 박스(330)와 도어락(350) 간의 전기적 연결을 허용한다.
도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동화 차량의 보호 모드에서의 전원 상태의 일례를 나타낸다.
하이브리드 제어기(140)가 보호 모드 진입을 허용한 경우 배터리 제어기(110)가 배터리 릴레이(320')와 모드 전환 스위치부(360')에 릴레이 off 신호로 제어한다. 그에 따라, 도 5c에 도시된 바와 같이 배터리 릴레이(320')는 배터리(310)와 모드 전환 스위치부(360') 간의 연결을 허용한다. 또한, 모드 전환 스위치부(360')는 배터리 릴레이(320')와 도어 스위치(340)의 일단 간 연결 및 도어 스위치(340)의 타단과 배터리 릴레이(320')의 제어 신호 입력단 간 연결을 허용하게 된다. 따라서, 도어 스위치(340)가 조작되면 배터리(310)의 전압이 배터리 릴레이(320')의 제어 신호 입력단에 인가될 수 있으므로, 보호 모드가 해제될 수 있다. 다만, 배터리 제어기(110)가 다시 배터리 릴레이(320')를 제어할 때까지 일정 시간이 필요할 수 있으므로, 적절한 위치에 캐패시터 등의 전원 유지 장치의 추가가 고려될 수 있음은 물론이다.
지금까지 설명한 본 발명의 실시예들에 의하면, 기존에 고유의 용도가 있던 차량 외부 스위치를 12V 배터리의 보호 모드 진입시 배터리 리셋 스위치로 용도 전환이 가능하다. 특히, 차량 외부 스위치가 탑승 전 흔히 조작하는 도어 스위치나 트렁크 스위치 등에 적용될 경우 운전자는 차량 탑승을 위한 자연스러운 동작을 취하는 과정 하에서 배터리 리셋 스위치를 조작하게 되므로 보호 모드 해제를 위한 별도의 조작 방법 학습이 필요 없고, 배터리 방전 오인의 염려도 적다. 아울러, 차량 실내에 배터리 리셋 스위치가 불필요해지므로 실내 스위치 배열 자유도가 높아진다.
한편, 전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (20)

  1. 배터리 제어기로부터 저전압 배터리에 대한 보호 모드로의 진입 요청이 있는 경우, 전원 관리 제어기에서 차량 외부 스위치를 잠금 상태를 변경하는 제1 모드에서 배터리 리셋을 위한 제2 모드로 제어하는 단계; 및
    상기 차량 외부 스위치가 상기 제2 모드로 전환되면 상기 보호 모드로 진입하는 단계를 포함하는, 전동화 차량의 전원 관리 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    스마트키의 감지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 스마트키가 감지되지 않을 때 수행되는, 전동화 차량의 전원 관리 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 스마트키가 감지되는 경우 상기 진입 요청을 보류하는 단계를 더 포함하는, 전동화 차량의 전원 관리 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 전원 관리 제어기가 바디 제어기에 상기 제2 모드로의 전환을 요청하는 단계; 및
    상기 바디 제어기가 상기 제1 모드에 대응되는 제1 상태와 상기 제2 모드에 대응되는 제2 상태를 갖는 모드 전환 스위치부를 상기 제2 상태로 제어하는 단계를 포함하는, 전동화 차량의 전원 관리 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 모드 전환 스위치부는 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하고,
    상기 제1 스위치의 일측단은 상시 상기 차량 외부 스위치와 연결되며, 상기 제1 스위치의 타측단은 상기 제1 상태에서 상기 잠금 상태의 변경을 위한 액츄에이터와 연결되고 상기 제2 상태에서 정션 박스와 상기 저전압 배터리 간의 전기적 연결 상태를 변경하는 배터리 릴레이와 연결되며,
    상기 제2 스위치의 일측단은 상시 상기 차량 외부 스위치와 연결되며, 상기 제2 스위치의 타측단은 상기 제1 상태에서 상기 정션 박스와 연결되고 상기 제2 상태에서 상기 저전압 배터리와 연결되는, 전동화 차량의 전원 관리 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 배터리 제어기는 상기 보호 모드로의 진입 요청을 출력하지 않는 경우 상기 배터리 릴레이에 릴레이 온 신호를 전달하고,
    상기 릴레이 온 신호가 전달되는 동안 상기 차량 외부 스위치가 조작되면, 상기 저전압 배터리의 전압이 상기 정션 박스를 거쳐 상기 액츄에이터에 인가되는, 전동화 차량의 전원 관리 방법.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 보호 모드로 진입한 후 상기 차량 외부 스위치가 조작되면, 상기 보호 모드가 해제되는 단계; 및
    상기 차량 외부 스위치가 상기 제2 모드에서 상기 제1 모드로 전환되는 단계를 더 포함하는, 전동화 차량의 전원 관리 방법.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 모드 전환 스위치부는 배터리 릴레이와 연동된 스위치 릴레이를 포함하는, 전동화 차량의 전원 관리 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 차량 외부 스위치는,
    도어 핸들, 상기 도어 핸들에 배치된 도어락 버튼, 트렁크 버튼 또는 테일 게이트 버튼인, 전동화 차량의 전원 관리 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 전동화 차량의 전원 관리 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.
  11. 저전압 배터리;
    상기 저전압 배터리의 상태를 모니터링하는 배터리 제어기; 및
    상기 배터리 제어기로부터 상기 저전압 배터리에 대한 보호 모드로의 진입 요청이 있는 경우, 차량 외부 스위치를 잠금 상태를 변경하는 제1 모드에서 배터리 리셋을 위한 제2 모드로 제어하고, 상기 배터리 제어기에 상기 보호 모드로의 진입을 허용하는 전원 관리 제어기를 포함하는, 전동화 차량.
  12. 제11 항에 있어서,
    스마트키를 감지하는 스마트키 제어기를 더 포함하되,
    상기 전원 관리 제어기는,
    상기 스마트키 제어기에서 상기 스마트키가 감지되지 않을 때 상기 차량 외부 스위치가 상기 제2 모드로 전환되도록 제어하는, 전동화 차량.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 전원 관리 제어기는,
    상기 스마트키 제어기에서 상기 스마트키를 감지한 경우 상기 진입 요청을 보류하는, 전동화 차량.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 모드에 대응되는 제1 상태와 상기 제2 모드에 대응되는 제2 상태를 갖는 모드 전환 스위치부; 및
    상기 모드 전환 스위치부를 상기 제1 상태 또는 상기 제2 상태로 제어하는 바디 제어기를 더 포함하되,
    상기 전원 관리 제어기는,
    상기 바디 제어기에 상기 제2 모드로의 전환을 요청하는, 전동화 차량.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 모드 전환 스위치부는 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하고,
    상기 제1 스위치의 일측단은 상시 상기 차량 외부 스위치와 연결되며, 상기 제1 스위치의 타측단은 상기 제1 상태에서 상기 잠금 상태의 변경을 위한 액츄에이터와 연결되고 상기 제2 상태에서 정션 박스와 상기 저전압 배터리 간의 전기적 연결 상태를 변경하는 배터리 릴레이와 연결되며,
    상기 제2 스위치의 일측단은 상시 상기 차량 외부 스위치와 연결되며, 상기 제2 스위치의 타측단은 상기 제1 상태에서 상기 정션 박스와 연결되고 상기 제2 상태에서 상기 저전압 배터리와 연결되는, 전동화 차량.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 배터리 제어기는 상기 보호 모드로의 진입 요청을 출력하지 않는 경우 상기 배터리 릴레이에 릴레이 온 신호를 전달하고,
    상기 릴레이 온 신호가 전달되는 동안 상기 차량 외부 스위치가 조작되면, 상기 저전압 배터리의 전압이 상기 정션 박스를 거쳐 상기 액츄에이터에 인가되는, 전동화 차량.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 보호 모드로 진입한 후 상기 차량 외부 스위치가 조작되면, 상기 전원 관리 제어기는 상기 바디 제어기에 상기 제1 모드로의 전환을 요청하는, 전동화 차량.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 모드 전환 스위치부는 배터리 릴레이와 연동된 스위치 릴레이를 포함하는, 전동화 차량.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 전원 관리 제어기는,
    하이브리드 제어기(HCU) 또는 차량 제어기(VCU)를 포함하는, 전동화 차량.
  20. 제11 항에 있어서,
    상기 차량 외부 스위치는,
    도어 핸들, 상기 도어 핸들에 배치된 도어락 버튼, 트렁크 버튼 또는 테일 게이트 버튼인, 전동화 차량.
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