KR20230116319A - 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치 및 방법 - Google Patents

전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치로서, 상기 콜드체인 시스템에 연결되어 상기 콜드체인 시스템의 동작을 제어하는 메인 제어부; 상기 메인 제어부에 연결되며, 사용자 입력에 따른 명령을 상기 메인 제어부로 전달하고, 상기 메인 제어부에서 전달된 상태 정보를 표시 장치에 출력하는 화면 제어부; 상기 콜드체인 시스템에 공급 전원을 제공하는 콜드체인 시스템 배터리 팩; 및 상기 콜드체인 시스템 배터리 팩으로부터 전원을 공급받아 충전되며, 차량 시동 Off 상태에서 상기 콜드체인 시스템의 가동 시 상기 메인 제어부와 상기 화면 제어부에 전원을 공급하는 보조배터리를 포함하는 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치가 제공된다.

Description

전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치 및 방법{Auxiliary battery discharge preventing device and method of cold chain system for electric vehicle}
본 발명은 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.
식품, 일용품, 의약품 등의 상품을 정온, 저온 상태를 유지하여 소비자에게 전달하는 서비스를 콜드체인(Cold-chain)이라 한다. 이러한 콜드체인 분야에서는 상품의 보관 및 운송 과정에 이용되는 차량에 구비된 냉장 및 냉동 시스템이 중요한 역할을 담당하고 있다.
소위 냉장, 냉동 탑차라고 불리는 기존의 디젤 차량에는 냉매 압축을 위한 압축기를 엔진과 연동하는 냉장 및 냉동 시스템이 탑재되었다. 하지만, 친환경 기술로 패러다임이 전환되면서 전기를 동력원으로 이용하는 전동기로 동작하는 전기자동차가 등장하게 되었고, 콜드체인 분야에서도 전기자동차의 이용이 본격화되고 있다.
전기자동차의 경우 엔진 대신 모터를 사용하고 주행 배터리 팩이 전원을 공급하게 된다. 전기자동차의 냉장 및 냉동 시스템에서는 주행 배터리 팩의 주행거리(전비) 감소 때문에 별도의 배터리 시스템이 요구되고 있다. 주행 배터리 팩은 차량 전용으로 배선 시스템이 구성되고, 냉장 및 냉동기 구동을 위해 제조사 허가 없이 배터리 팩의 연결 및 개조가 불가능하다.
전기자동차의 배터리는 주행을 위한 고압의 배터리 팩(주행 배터리 팩)과 전기 장치 구동을 위한 보조배터리로 구분된다. 보조배터리는 12V 또는 24V의 사양을 가지며, 차량 내 전기 장치의 구동에 직접 혹은 보조적으로 사용된다. 또한, 냉장 및 냉동 시스템의 컨트롤러(제어부) 구동을 위해서도 보조배터리의 사용이 필요하다.
한국등록특허 제10-2271045호 (2021.06.24. 등록) - 독립전원을 이용한 전기자동차용 냉장 및 냉동 시스템
기존의 전기 자동차용 콜드체인 시스템은 제어부의 전원이 보조배터리에 연결되어 차량 시동이 Off 상태가 되면 보조배터리의 충전이 불가능하여 대기 전력에 의한 보조배터리 방전이 발생되고 차량 시동 Off 상태에서 콜드체인 시스템을 가동할 경우 제어부와 콜드체인 시스템용 배터리의 배터리 관리 시스템이 보조배터리의 전원을 소모하여 보조배터리가 더 빨리 방전될 수 있는데 이는 겨울철 보조배터리의 효율 저하와 연관되어 더욱 심각해진다.
본 발명은 차량 상태에 따라 콜드체인 시스템용 배터리 팩의 저전압 직류 컨버터(LDC)가 보조배터리를 충전하는 역할을 담당하면서 제어부와 콜드체인 시스템의 밸브, 모터 등의 구동 전원으로 사용됨으로써 보조배터리의 방전을 방지할 수 있는 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치로서, 상기 콜드체인 시스템에 연결되어 상기 콜드체인 시스템의 동작을 제어하는 메인 제어부; 상기 메인 제어부에 연결되며, 사용자 입력에 따른 명령을 상기 메인 제어부로 전달하고, 상기 메인 제어부에서 전달된 상태 정보를 표시 장치에 출력하는 화면 제어부; 상기 콜드체인 시스템에 공급 전원을 제공하는 콜드체인 시스템 배터리 팩; 및 상기 콜드체인 시스템 배터리 팩으로부터 전원을 공급받아 충전되며, 차량 시동 Off 상태에서 상기 콜드체인 시스템의 가동 시 상기 메인 제어부와 상기 화면 제어부에 전원을 공급하기 위한 보조배터리를 포함하는 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치가 제공된다.
상기 콜드체인 시스템 배터리 팩은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈과; 상기 복수의 배터리 셀로부터의 고압 출력을 제공하는 고압 출력부와; 상기 배터리 모듈의 상태를 관리하는 배터리 관리 시스템과; 상기 보조배터리를 충전하며 상기 메인 제어부에 전원을 공급하는 LDC를 포함할 수 있다.
상기 메인 제어부는 상기 보조배터리, 상기 LDC 또는 상기 직류 컨버터를 통해 전원을 공급받고 상기 화면 제어부는 상기 보조배터리를 통해 전원을 공급받으며 상기 LDC와 상기 직류 컨버터는 별도 구성 또는 통합될 수 있다.
상기 콜드체인 시스템 배터리 팩이 Off되면 상기 메인 제어부와 상기 화면 제어부는 상기 보조배터리를 통해 전원 공급을 받게 되며 이때 차량 시동이 Off 상태가 되면 상기 보조배터리의 충전이 이루어지지 않게 되어 상기 메인 제어부와 상기 화면 제어부의 대기 전력에 의해 상기 보조배터리가 방전될 수 있기 때문에 정해진 시간이 경과하면 보조배터리의 대기 전력을 차단하는 기능이 필요하다.
또한 차량 시동 Off 상태에서 상기 콜드체인 시스템이 가동되면 상기 메인 제어부, 상기 화면 제어부, 상기 배터리 관리 시스템에서 상기 보조배터리의 전원을 소모하여 보조배터리가 더 빨리 방전될 수 있기 때문에 차량 시동 Off 상태에서 상기 콜드체인 시스템의 동작 중 상기 보조배터리의 충전이 필요한 경우 상기 LDC를 통해 상기 보조배터리를 충전할 수 있다.
상기 콜드체인 시스템 가동 중 상기 배터리 팩을 충전할 경우 충전기에서 상기 배터리 팩의 출력을 감지하여 충전이 차단될 수 있으므로 상기 콜드체인 시스템의 원활한 가동을 위해 충전기가 연결되면 이를 감지하여 상기 콜드체인 시스템의 가동을 정지하고, 상기 보조배터리를 통해 공급되는 배터리 팩 활성화 신호(BMS_Ignition)와 BMS 주전원(BMS+)을 일정 시간 동안 순차적으로 차단한 후, 배터리 팩을 리셋하여 충전기 연결을 재감지하고 충전이 진행되면 LDC의 출력을 다시 연결하여 상기 콜드체인 시스템이 재가동되게 함으로써 보관 중인 상품의 온도 변화를 최소화할 수 있다.
상기 메인 제어부와 상기 화면 제어부만 활성화되고 상기 콜드체인 시스템이 가동되지 않는 경우, 상기 보조배터리는 대기 전력에 의해 방전될 수 있으므로 일정 시간 경과 후 상기 보조배터리를 차단할 수 있다.
한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치에서 수행되는 보조배터리 방전 방지 방법으로서, 메인 제어부에서 상기 콜드체인 시스템의 가동 여부를 판단하는 단계; 콜드체인 시스템이 가동되지 않을 경우, 상기 제어부만 활성화된 상태에서 일정 시간(A) 동안 대기하는 단계; 일정 시간(A) 경과 후 상기 제어부의 현재 상태 정보가 저장되는 단계; 상기 화면 제어부에서 배터리 팩 활성화 신호(BMS_Ignition)를 Off시켜 고압 출력이 차단되게 함으로써, 콜드체인 배터리 팩 출력이 Off되는 단계; 상기 메인 제어부와 상기 LDC의 전원이 Off되는 단계; 일정 시간(B) 동안 대기하며, 배터리 팩 정보가 상기 배터리 관리 시스템(BMS)의 메모리에 저장되게 하는 단계; 일정 시간(B) 경과 후 상기 화면 제어부에서 상기 배터리 관리 시스템(BMS)의 주전원(BMS+)을 차단하여 상기 콜드체인 배터리 팩을 Off시키는 단계; 및 상기 화면 제어부의 전원이 Off되는 단계를 포함하는 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 방법이 제공된다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 차량 상태에 따라 콜드체인 시스템용 배터리 팩의 저전압 직류 컨버터(LDC)가 보조배터리를 충전하는 역할을 담당하거나 메인 제어부와 콜드체인 시스템의 밸브, 모터 등의 구동 전원으로 사용될 수 있으며 콜드체인 시스템을 사용하지 않는 경우 대기 전력에 의한 보조배터리와 배터리 팩의 방전을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 콜드체인 시스템 및 보조배터리 방전 방지 장치를 구비한 전기자동차의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 방법의 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 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.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시 예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시 예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 콜드체인 시스템 및 보조배터리 방전 방지 장치를 구비한 전기자동차의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보조배터리 방전 방지 장치(100)는 콜드체인 서비스를 제공하기 위해 구비된 전기자동차용 콜드체인 시스템(냉장 및 냉동 시스템)의 구동 전원 역할을 하면서도 보조배터리의 방전을 방지할 수 있도록 한다.
일반적으로 보조배터리는 차량을 사용하지 않는 상태에서도 연결된 전기 장치의 대기전력으로 인해 조금씩 방전된다. 차량 시동이 걸린 후에는 보조배터리가 충전되면서 방전을 하기 때문에 전류 방전의 부담이 없다.
하지만, 냉장 및 냉동 시스템(콜드체인 시스템)은 그 특성 상 차량 시동이 꺼진 상태에서도 구동되므로, 보조배터리의 전원을 사용할 경우 이를 계속 소모하게 된다. 이는 보조배터리의 수명 저하를 야기하고, 장시간 주차 시에는 냉장 및 냉동 시스템의 대기전력이 증가되며 실제 12V, 60Ah인 1톤 트럭의 보조배터리 용량은 겨울철에 배터리 효율이 더욱 저하되어 약 3일 정도면 방전된다.
본 실시 예에서는 보조배터리 방전 방지 장치(100)와 보조배터리의 대기전력 차단 알고리즘을 통해 이러한 문제점을 해결하고자 한다.
본 실시 예에 따른 보조배터리 방전 방지 장치(100)는 콜드체인 시스템(10)이 구비된 전기자동차(1)(이하, 차량이라고도 함)에 구비되어 차량 시동 여부 및/또는 콜드체인 시스템(10)의 동작 여부에 따라 후술하는 동작을 수행하여 보조배터리의 방전을 방지할 수 있다.
콜드체인 시스템(10)은 냉매를 압축, 응축, 팽창, 증발시키는 순환을 통해 차량의 콜드체인 공간(냉장/냉동 공간) 내부를 냉장 및/또는 냉동시킬 수 있다.
콜드체인 시스템(10)은 냉매를 압축하는 압축기, 압축된 냉매를 응축하는 응축기, 응축기를 거친 냉매를 팽창하는 팽창밸브, 팽창밸브를 거친 냉매가 주위에서 열을 빼앗아 증발하면서 주위를 저온으로 만드는 증발기를 포함할 수 있다.
콜드체인 시스템(10)은 설정온도에 따라 냉장기 또는 냉동기로서 기능할 수 있다. 이하에서는 냉동기로서 기능하는 경우를 가정하여 설명하지만, 이는 일 실시 예에 불과한 것으로, 설정온도에 따라 냉장기로서 기능할 수도 있음은 물론이다.
콜드체인 시스템(10)은 차량의 주행을 위한 주행 배터리 팩과는 별도로 마련된 콜드체인 배터리 팩(120)으로부터 전원을 공급받아 동작할 수 있다. 이는 콜드체인 시스템(10)에서 차량의 주행을 위해 구비된 주행 배터리 팩의 전력을 사용할 경우, 주행거리 감소 문제가 발생하며 제조사의 승인 없이 콜드체인 시스템용으로 개조 및 사용이 불가능하다. 따라서, 본 실시 예에 따른 전기자동차(1)는 콜드체인 시스템(냉장 및 냉동 시스템)을 위한 전용의 고압 배터리 팩인 콜드체인 배터리 팩(120)을 추가적으로 구비할 수 있다.
콜드체인 배터리 팩(120)은 복수의 배터리 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 복수의 배터리 모듈(121)과, 복수의 배터리 모듈(121)을 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)(123)을 포함할 수 있다.
배터리 모듈(121)은 적어도 하나의 배터리 셀을 포함한다. 배터리 셀은 충전 가능한 이차 전지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀은 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 리튬 코발트 망간 전지, 리튬 코발트 알루미늄 전지 등일 수 있으며, 이외에도 다양한 소재의 이차 전지 중 하나일 수 있다. 또한, 배터리 셀은 원통형, 각형, 파우치형 등 다양한 형태의 이차 전지 중 하나일 수 있다. 배터리 셀은 서로 직렬로 연결되거나, 병렬로 연결되거나, 직렬과 병렬의 조합으로 연결될 수 있다.
배터리 관리 시스템(123)은 배터리 모듈(121)의 배터리 셀(들)의 충전량을 모니터링한다. 배터리 충전 시 배터리 셀(들)에 대해 밸런싱을 수행하며, 배터리 셀(들)의 충전과 방전을 관리한다. 또한, 배터리 셀(들)의 온도를 체크하여 냉각 또는 히팅 제어를 수행할 수 있다.
배터리 관리 시스템(123)은 마스터로 동작하는 마스터 배터리 관리 시스템과 슬레이브로 동작하는 복수의 모듈 배터리 관리 시스템을 포함할 수 있다.
배터리 관리 시스템(123)은 대응하는 배터리 모듈의 셀 전압, 전류, 온도, SOC 등 다양한 파라미터를 측정하고, 측정한 결과를 마스터 배터리 관리 시스템으로 전송한다. 마스터 배터리 관리 시스템은 모듈 배터리 관리 시스템으로부터 수신된 데이터에 기초하여 모듈 배터리 관리 시스템 및 배터리 팩의 충방전을 제어한다.
배터리 모듈(121)의 고압 출력부(122a, 122b)에서 출력되는 고압 출력은 메인 제어부(110)의 구동을 위한 직류 컨버터(125), LDC(124), 압축기의 공급 전원으로 사용될 수 있다.
LDC(124)는 전기 에너지를 동력으로 이용하는 다양한 방식의 전기자동차에 탑재되는 저전압 DC-DC 컨버터(Low voltage DC-DC Converter)일 수 있으며 별도의 직류 컨버터(125)와 통합될 수 있다. LDC(124)는 고압 출력부(122a, 122b)를 통해 배터리 모듈(121)에 연결될 수 있으며, 메인 제어부(110), 화면 제어부(130) 또는 배터리 관리 시스템(123)의 제어신호에 따라 배터리 모듈(121)을 방전시킬 수 있다. LDC(124)의 방전은 배터리 모듈(121)의 충전과 동시에 수행될 수 있다. LDC(124)는 보조배터리(140)로 연결되는 제1 출력라인을 포함할 수 있고, 직류 컨버터(125)와 통합된 경우 메인 제어부(110)로 연결되는 제2 출력라인을 포함할 수 있다.
보조배터리(140)는 콜드체인 시스템(10)에 연결된 메인 제어부(110)와 화면 제어부(130) 및 배터리 관리 시스템(123)의 구동을 위한 공급 전원으로 사용될 수 있다.
화면 제어부(130)는 차량의 운전석 내에 장착된다.
화면 제어부(130)는 LCD 등의 표시 장치와 버튼 등의 조작부를 포함할 수 있다. 화면 제어부(130)는 운전자로부터 콜드체인 시스템(10)에 대한 원하는 동작을 입력 받고, 메인 제어부(110)에 원하는 동작에 상응하는 명령을 전달한다.
화면 제어부(130)는 콜드체인 시스템(10)에 장착된 메인 제어부(110)와는 CAN 또는 LIN 통신을 수행한다. 또한, 메인 제어부(110)를 통해 전달된 각종 정보를 표시 장치에 표현하여, 운전자가 확인 가능하게 할 수 있다.
화면 제어부(130)는 보조배터리(140)를 통한 배터리 팩 활성화 신호(BMS_Ignition)와 Off시켜 콜드체인 배터리 팩(120)의 고압 출력부(122a, 122b)를 차단시킬 수 있다. 이로 인해 LDC(124) 또는 직류 컨버터(125)의 출력이 Off되어 메인 제어부(110)의 전원이 Off되면, 화면 제어부(130)가 제어 동작을 수행하여 배터리 팩의 현재 정보가 배터리 관리 시스템(123)에 저장된 후 BMS 주전원(BMS+)을 차단하여 콜드체인 배터리 팩(120)을 완전히 Off시킬 수 있다.
메인 제어부(110)는 콜드체인 시스템(10), 특히 응축기 내에 장착될 수 있고, 화면 제어부(130)와는 CAN 또는 LIN 통신을 수행한다. 메인 제어부(110)는 화면 제어부(130)를 통해 전달된 명령에 상응하여 또는 미리 설정된 알고리즘에 따라 콜드체인 시스템(10)을 제어 및 관리한다.
또한, 메인 제어부(110)는 CAN 또는 LIN 통신을 통해 압축기를 제어하고 상태를 확인한다. 또한 스위치, 센서, 밸브, 모터 등의 상태를 확인하고 제어함으로써, 냉장 및 냉동 알고리즘에 따라 각 기기(증발기, 응축기, 압축기 등)를 구동시킨다.
또한, 메인 제어부(110)는 LDC(124) 또는 직류 컨버터(125)로부터 응축기, 증발기 내 밸브, 모터 등의 구동 전원을 공급받는다.
또한, 메인 제어부(110)는 콜드체인 배터리 팩(120)의 배터리 관리 시스템(BMS)(123)과 CAN 통신을 통해 배터리 팩의 상태 정보를 전달받고, 이를 화면 제어부(130)로 전달한다.
본 실시 예에서 LDC(124)와 직류 컨버터(125)는 단일화될 수 있다.
배터리 모듈(121), 고압 출력부(122a, 122b), 배터리 관리 시스템(123), LDC(124), 직류 컨버터(125), EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)(126), 충전구(127)는 콜드체인 배터리 팩(120)에 포함되며, 주행 배터리 팩과는 별도의 함체 형태로 구성되어 차량에 장착될 수 있다.
이하에서는 전술한 구성을 가지는 전기자동차(1)에서 수행되는 보조배터리(140)의 충전 방법 및 방전 방지 방법에 대해 설명하기로 한다.
case 1. 보조배터리의 충전
차량 시동 Off 상태에서 콜드체인 시스템(10)이 장시간 가동될 경우 보조배터리(140)의 방전 때문에 충전이 필요하게 된다. 충전이 필요한지 여부에 대해서는 메인 제어부(110)에서 보조배터리(140)의 전압을 확인하여 판단할 수 있다.
(1) 차량 시동 Off 상태에서 콜드체인 배터리 팩(120)의 LDC(124)를 통해 보조배터리(140)를 충전할 수 있다.
(2) 배터리 팩(120)의 충전이 필요한 경우 LDC(124)가 출력되려면 배터리 팩(120)의 고압이 출력되어야 하므로 충전기에서 배터리 팩(120)의 고압 출력을 감지하여 충전이 차단될 수 있으므로 다음의 과정을 추가로 거친다.
(3) 충전기가 감지되면 콜드체인 시스템(10)을 안전하게 종료시킨 후 보조배터리(140)에서 공급되는 배터리 팩 활성화 신호(BMS_Ignition)와 BMS 주전원(BMS+) 신호를 순차적으로 Off시켜 배터리 팩(120)을 리셋한다.
(4) 리셋 후 충전기가 재감지되면 LDC(124)를 On 시켜 보조배터리(140)을 충전시한다.
(5) 보조배터리(140)가 충전되면 콜드체인 시스템(10)을 재가동한다.
case 2. 보조배터리의 방전 방지
차량 시동이 Off이고 메인 제어부(110)와 화면 제어부(130)가 On 상태인데 콜드체인 시스템(10)을 가동하지 않는 경우 보조배터리(140)와 LDC(124)를 차단 모드로 전환하여 대기전력 소모를 방지할 수 있다.
(1) 콜드체인 시스템(10)의 메인 제어부(110)와 화면 제어부(130)에서 수행된다.
(2) 냉장, 냉동 동작을 하지 않는 경우엔 일정 시간 경과 후 메인 제어부(110)와 화면 제어부(130)의 현재 상태 정보를 저장하고 보조배터리(140)에서 공급되는 배터리 팩(120)의 활성화 신호(BMS_Ignition)를 Off 시킨다.
(3) 배터리 팩(120)의 활성화 신호(BMS_Ignition)가 Off되면 배터리 팩(120) 의 고압 출력부(122a, 122b)가 Off된다.
(4) 배터리 팩(120)의 고압 츨력이 Off되면 LDC(124) 출력과 메인 제어부(110)가 Off된다.
(5) 일정 시간 경과 후 배터리 팩(120)의 현재 상태 정보를 BMS(123)에 저장하고 화면 제어부(130)에서 보조배터리(140)에서 공급되는 BMS(123)의 주전원(BMS+)을 Off 시킨다.
(6) BMS(123)의 주전원(BMS+)이 Off되면 콜드체인 배터리 팩은 완전히 Off된다.
(7) 콜드체인 배터리 팩이 완전히 Off되면 화면 제어부(130)의 전원을 Off한다.
(8) 화면 제어부(130) 전원까지 Off되면 보조배터리(140)의 전원은 완전히 차단된다,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 방법의 순서도이다.
전기자동차의 콜드체인 시스템(10)(이하, 냉동기로 칭하기도 함)이 가동된 경우를 가정한다(단계 S200).
메인 제어부(110)는 냉동기가 가동되는지 여부를 판단한다(단계 S202).
냉동기가 가동 중인 경우, 화면 제어부(130)를 통해 냉동기 가동에 관한 정보가 표시되게 할 수 있다(단계 S204).
하지만, 냉동기가 가동 중이지 않은 경우 메인 제어부(110)와 화면 제어부(130)만 활성화된 상태로 메인 제어부(110)에서 냉동기 미가동 상태를 판단하고 화면 제어부(130)에 이를 전달한 후 화면 제어부(130)로부터 냉동기 가동 여부를 기다리는 시간(A)이 경과할 때까지 대기한다(단계 S206).
이때 프로그램에 의해 정해진 시간이 경과하도록 냉동기 가동 여부 응답이 없다면 다음 절차를 고려한다.
만약 차량 시동 On 상태라면, 보조배터리(140)가 충전 중이지만 냉동기를 일정 시간 가동하지 않을 때이므로 정해진 시간이 경과하면 콜드체인 시스템(10)이 자동 Off 될 수 있다.
만약 차량 시동 Off 상태라면, 콜드체인 시스템(10)의 메인 제어부(110)와 화면 제어부(130)만 활성화된 상태로 장시간 냉동기가 가동되지 않을 경우, 대기전력에 의해 보조배터리(140)가 소모되는 것을 방지할 필요가 있다.
단계 S206에서 정해진 시간(A)이 경과한 경우, 메인 제어부(110)의 현재 상태 정보가 저장된다(단계 S208).
화면 제어부(130)에서 보조배터리(140)에서 공급되는 배터리 팩 활성화 신호(BMS_Ignition)를 Off(단계 S210)시키면 콜드체인 배터리 팩(120)의 고압 출력이 차단된다(단계 S212).
콜드체인 배터리 팩(120)의 고압 출력이 차단되면, LDC(124) 출력과 메인 제어부(110)의 전원이 Off된다(단계 S214, S216).
이후 단계 S218에서는 정해진 시간(B)이 경과할 때까지 기다린다. 이는 배터리 팩 정보가 BMS(123) 메모리에 저장(단계 S220)되는 시간을 대기하는 것으로, 데이터 오류를 방지하기 위함이다.
정해진 시간(B)이 경과하여 배터리 팩 정보가 BMS(123) 메모리에 저장되었으면, 화면 제어부(130)는 보조배터리(140)에서 공급되는 BMS(123) 주전원(BMS+)을 차단하여 콜드체인 배터리 팩(120)을 완전히 Off시킨다(단계 S222).
콜드체인 배터리 팩(120)의 BMS(123) 주전원(BMS+) 전원까지 Off시킨 후 화면 제어부(130)의 전원이 Off된다(단계 S224).
이로써 콜드체인 시스템(10)의 가동이 완료되고 보조배터리 방전 방지가 진행된다(단계 S226).
전술한 보조배터리 방전 방지 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 애플리케이션이나 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
전술한 보조배터리 방전 방지 방법은, 단말기에 기본적으로 설치된 애플리케이션(이는 단말기에 기본적으로 탑재된 플랫폼이나 운영체제 등에 포함된 프로그램을 포함할 수 있음)에 의해 실행될 수 있고, 사용자가 애플리케이션 스토어 서버, 애플리케이션 또는 해당 서비스와 관련된 웹 서버 등의 애플리케이션 제공 서버를 통해 마스터 단말기에 직접 설치한 애플리케이션(즉, 프로그램)에 의해 실행될 수도 있다. 이러한 의미에서, 전술한 보조배터리 방전 방지 방법은 단말기에 기본적으로 설치되거나 사용자에 의해 직접 설치된 애플리케이션(즉, 프로그램)으로 구현되고 단말기 등의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 전기자동차 10: 콜드체인 시스템
100: 보조배터리 방전 방지 장치
110: 메인 제어부 120: 콜드체인 배터리 팩
130: 화면 제어부 140: 보조배터리
121: 배터리 모듈 122a, 122b: 고압 출력부
123: 배터리 관리 시스템(BMS) 124: 저전압 직류 컨버터(LDC)
125: 직류 컨버터 126: EVCC
127: 충전구

Claims (7)

  1. 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치로서,
    상기 콜드체인 시스템에 연결되어 상기 콜드체인 시스템의 동작을 제어하는 메인 제어부;
    상기 메인 제어부에 연결되며, 사용자 입력에 따른 명령을 상기 메인 제어부로 전달하고, 상기 메인 제어부에서 전달된 상태 정보를 표시 장치에 출력하는 화면 제어부;
    상기 콜드체인 시스템에 공급 전원을 제공하는 콜드체인 시스템 배터리 팩; 및
    상기 콜드체인 시스템 배터리 팩으로부터 전원을 공급받아 충전되며, 차량 시동 Off 상태에서 상기 콜드체인 시스템의 가동 시 상기 메인 제어부와 상기 화면 제어부에 전원을 공급하는 보조배터리를 포함하는 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 콜드체인 시스템 배터리 팩은,
    복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈과;
    상기 복수의 배터리 셀로부터의 고압 출력을 제공하는 고압 출력부와;
    상기 배터리 모듈의 상태를 관리하는 배터리 관리 시스템과;
    상기 보조배터리를 충전하며 상기 메인 제어부에 전원을 공급하는 LDC와 직류 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메인 제어부는 상기 LDC, 상기 직류 컨버터 또는 상기 보조배터리를 통해 전원을 공급받고 상기 화면 제어부는 상기 보조배터리를 통해 전원을 공급받으며, 상기 LDC와 상기 직류 컨버터는 별도 구성 또는 통합 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    차량 시동 Off 상태에서 상기 콜드체인 시스템의 동작 중 상기 보조배터리의 충전이 필요할 경우, 상기 LDC를 통해 상기 보조배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 콜드체인 시스템의 가동 중 상기 콜드체인 배터리 팩의 충전을 충전할 경우, 충전기의 연결을 감지하면 상기 콜드체인 시스템의 가동을 정지하고, 상기 보조배터리를 통해 공급되는 배터리 팩 활성화 신호(BMS_Ignition)와 BMS 주전원(BMS+)을 일정 시간 동안 순차적으로 차단한 후 상기 콜드체인 배터리 팩을 리셋하여 충전기 연결을 재감지하고, 충전이 진행되면 상기 LDC의 출력을 다시 연결하여 상기 콜드체인 시스템이 재가동되게 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 메인 제어부와 상기 화면 제어부만 활성화되고 상기 콜드체인 시스템이 가동되지 않는 경우, 상기 보조배터리와 상기 LDC를 일정 시간 경과 후 차단하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치.
  7. 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 장치에서 수행되는 보조배터리 방전 방지 방법으로서,
    메인 제어부에서 상기 콜드체인 시스템의 가동 여부를 판단하는 단계;
    콜드체인 시스템이 가동되지 않을 경우, 상기 메인 제어부와 화면 제어부만 활성화된 상태에서 일정 시간(A) 동안 대기하는 단계;
    일정 시간(A) 경과 후 상기 메인 제어부와 상기 화면 제어부의 현재 상태 정보가 저장되는 단계;
    상기 화면 제어부에서 배터리 팩 활성화 신호(BMS_Ignition)를 Off시켜 콜드체인 배터리 팩의 고압 출력을 Off시키는 단계;
    상기 LDC와 상기 메인 제어부의 전원이 Off되는 단계;
    일정 시간(B) 동안 대기하며, 배터리 팩 정보가 BMS 메모리에 저장되게 하는 단계;
    일정 시간(B) 경과 후 상기 화면 제어부에서 BMS 주전원(BMS+)을 차단하여 상기 콜드체인 배터리 팩을 완전히 Off시키는 단계; 및
    상기 화면 제어부의 전원이 Off되는 단계를 포함하는 전기자동차용 콜드체인 시스템의 보조배터리 방전 방지 방법.
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