KR960027130A

KR960027130A - 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR960027130A
Application number: KR1019940033307A
Authority: KR
Inventors: 박해우
Original assignee: 전성원; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1994-12-08
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1996-07-22
Also published as: KR0183068B1

Abstract

배터리 온도 감지 수단과; 배터리 주위 온도 감지 수단과; 배터리 전압 감지 수단과; 충전 전류 감지 수단과; 충전 모드 설정 스위치와; 전원이 인가되면 배터리의 광방전 상태를 검출하고, 모든 전류 충전 방식의 공통 단계인 1단계 정전류 충전 신호를 출력하고 충전 제한 온도 방식에 따라 1단계 만충전 상태를 검출한 다음, 사용자에 의하여 설정된 충전 방식을 판별하여 설정된 충전 방식이 80% 충전 방식인 경우에 충전 주위 온도 및 충전 효율에 따라 보상 충전 신호를 출력하고, 설정된 충전 방식이 3단계 정전류 충전 방식인 경우에는 2단계 정전류 충전 신호를 출력하고 충전 제한 온도 방식에 따라 2단계 만충전 상태를 검출한 다음, 다시 3단계 정전류 충전 신호를 출력하고 충전 제한 온도 방식과 전압 제한 방식 그리고 전압 강하 검출 방식에 따라 만충전 상태를 검출하고, 설정된 충전방식이 정전류/정전압/정전류 방식인 경우에는 2단계 정전압 충전 신호를 출력하고 충전 제한 온도 방식에 따라 2단계 만충전상태를 감지한 다음, 3단계 정전류 충전을 수행한 다음 상기한 모든 충전 종료 제어 방식에 따라 만충전 상태를 검출한 다음, 상기에서 충전 동작에 따라 배터리의 만충전 상태가 감지되면 충전 종료 신호를 출력하는 충전 제어 수단과; 배터리의 충전 동작을 수행하는 배터리 충전 수단으로 이루어지는 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치는, 사용자에 의하여 설정된 충전 방식에 따라 배터리를 충전시킨 다음 충전 방식에 따라 수행할 수 있는 모든 충전 완료 감지 방식을 적용하여, 배터리를 충전 완료 상태를 감지하여 과충전에 따른 배터리의 소모율을 감소시키고 안정성을 향상시킬 수 있으며, 그 방법을 제공할 수 있다.

Description

전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치 및 그 방법

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치의 구성 블럭도, 제2도의 (가)는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치의 제1충전 방법의 특성도이고, 제2도의 (나)는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어장치의 제2충전 방법의 특성도이고, 제3도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어방법의 전반적인 동작 순서도이다.

Claims

배터리의 온도를 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 배터리 온도 감지 수단과; 배터리의 주위 온도를 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 배터리 주위 온도 감지 수단과; 배터리의 충전 전압을 감지하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 배터리 전압 감지 수단과; 배터리의 충/방전시의 전류를 측정하여 그에해당하는 전기적인 신호를 출력하는 전류 감지 수단과; 배터리의 충전 방식인 80% 충전 방식, 3단계 충전 방식 그리고 정전류/정전압/정전류 충전 방식을 설정하는 충전 모드 설정 스위치와; 전원이 인가되면 배터리의 과방전 상태를 검출하고, 모든 전류 충전 방식의 공통 단계인 1단계 정전류 충전 신호를 출력하고 충전 제한 온도 방식에 따라 1단계 만충전 상태를 검출한 다음, 사용자에 의하여 설정된 충전 방식을 판별하여 설정된 충전 방식이 80% 충전 방식인 경우에 충전 주위 온도 및 충전 효율에 따라 보상 충전 신호를 출력하고, 설정된 충전 방식이 3단계 정전류 충전 방식인 경우에는 2단계 정전류 충전 신호를 출력하고 충전 제한 온도 방식에 따라 2단계 만충전 상태를 검출한 다음, 다시 3단계 정전류 충전신호를 출력하고 충전 제한 온도 방식과 전압 제한 방식 그리고 전압 강하 검출 방식에 따라 만충전 상태를 검출하고, 설정된 충전 방식이 정전류/정전압/정전류 방식인 경우에는 2단계 정전압 충전 신호를 출력하고 충전 제한 온도 방식에 따라 2단계 만충전 상태를 감지한 다음, 3단계 정전류 충전을 수행한 다음 상기한 모든 충전 종료 제어 방식에 따라 만충전 상태를 검출한 다음, 상기에서 충전 동작에 따라 배터리의 만충전 상태가 감지되면 충전 종료 신호를 출력하는 충전 제어 수단과; 상기 충전 제어 수단에서 출력되는 신호에 따라 배터리의 충전 동작을 수행하는 배터리 충전 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치.
제1항에 있어서, 현재 배터리의 충전 상태와 설정된 충전 방식 및 충전 종료 제어 방식을 표시하기 위한 정보 표시수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기한 충전 제어 수단은, 배터리의 과방전 상태를 검출하는데 있어서, 초기의 배터리 전압을 측정한 다음, 0.2C(20A)의 정전류로 배터리를 충전하기 위한 신호를 출력하고 일정 시간 후의 배터리 전압을 측정한 다음, 초기 측정된 배터리 전압과 충전 일정 시간 후의 배터리 전압차를 연산하여, 연산된 전압차가 설정 전압(0.1×N, N: 탑재된 배터리 수) 이상 차이가 나는 경우에는 과방전 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기한 충전 제어 수단은, 1단계 정전류 충전을 수행하는 경우에 있어서, 0.2C의 정전류로 배터리를 충전하기 위한 신호를 출력한 다음, 충전 제한 온도 방식에 따라 만충전 상태가 검출되지 않는 경우에 배터리의 현재 전압을 측정하여 설정 전압(1.430×N)과 비교 판단한 다음, 측정된 배터리 전압이 설정 전압보다 작은 경우에는 계속하여 1단계 충전 신호를 출력하면서 현재 충전 단계가 1단계임을 표시하기 위한 정보 신호를 출력하고, 축정된 배터리 전압이 설정 전압 이상인 경우에는 배터리 내부에 가스가 발생한 것으로 판단하여 가스 발생 표시 신호를 출력하고, 다시 1단계 최대 충전 전압(1.450×N)과 비교 판단하여 측정되는 배터리 전압이 1단계 최대 충전 전압 이상인 경우에는 1단계 충전이 완료된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제어장치.
제1항에 있어서, 상기한 충전 제어 수단은, 상기 설정된 충전 방식이 80% 충전 방식인 경우에 충전시의 주위 온도와 충전 효율에 따른 충전 손실을 보충하기 위하여, 배터리의 주위 온도를 측정하여 측정된 배터리 주위 온도가 설정 온도보다 작은 경우에는 제1설정 시간 동안 다시 0.2C의 정전류로 보충전을 수행하기 위한 신호를 출력하고, 측정된 배터리 주위 온도가 설정 온도 이상인 경우에는 제2설정 시간 동안 다시 0.2C의 정전류로 보충전을 수행하기 위한 신호를 출력한 다음, 충전을 종료하고 충전이 종료되었음을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의배터리 충전 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기한 충전 제어 수단은, 상기 설정된 충전 방식이 3단계 정전류 충전 방식인 경우에, 0.1C의 정전류로 2단계 충전 신호를 출력한 다음, 충전 제한 방식에 따라 1단계 만충전 상태를 판단하여 만충전 상태가 아닌 경우에는, 현재 배터리의 충전전압을 측정하여 측정된 충전 전압이 2단계 최대 충전 전압(1.4V×N)보다 작은 경우에는 계속하여 2단계 충전 신호를 출력하면서, 현재 배터리 충전이 2단계 수행중임을 표시하기 위한 신호를 출력하고, 측정된 충전 전압이 2단계 충전 전압 이상인 경우에는 2단계 충전이 완료된 것으로 판단하여, 0.05C의 정전류로 3단계 충전을수행하기 위한 신호를 출력하고 다시 충전 제한 방식, 전압 제한 방식, 전압 강하 검출 방식 그리고 플랫 타임 리미팅 방식에 따라 3단계 만충전 상태를 판단하여, 만충전 상태가 검출되면 충전을 종료하고 사용된 충전 종료 제한 방식을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제한 장치.
제1항에 있어서, 상기한 충전 제어 수단은, 상기 설정된 충전 방식이 정전류/정전압/정전류 충전 방식인 경우에, 1.45×N V의 정전압으로 배터리를 충전하기 위한 신호를 출력하고 충전 제한 온도 방식에 따라 만충전 상태를 판단하고, 만충전 상태가 검출되지 않는 경우에 충전 전류를 측정한 다음, 측정된 충전 전류가 정전압 충전시의 제한 전류값이 해당하는 경우에는 정전압 충전이 완료된 것으로 판단하여, 일정전류로 정전류 충전을 수행하기 위한 신호를 출력한 다음, 다시 충전 제한 온도 방식, 전압 제한 방식, 전압 강하 검출 방식 그리고 플랫 타임 리미팅 방식에 따라 만충전 상태를 판단하여, 만충전 상태가 검출되면 충전을 종료하고 사용된 충전 종료 제한 방식을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제한 장치.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기한 충전 제어 수단은, 만충전 상태를 검출하기 위한 충전제한 온도 방식에 있어서, 배터리의 온도를 다수 측정한 다음, 측정된 다수의 배터리 온도 중 최대 온도를 검출하여 검출된 최대 온도와 배터리 제작에 따라 설정된 충전 제한 온도와의 관계를 판단하여, 배터리의 최대 온도가 충전 제한 온도 이상인 경우에 충전 종료 신호를 출력하고, 현재 사용된 충전 종료 방식이 충전 온도 제한 방식임을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기한 충전 제어 수단은, 충전 제한 방식을 사용하는 경우에 있어서, 배터리의 충전 전압을 감지하여 충전 제한 전압과의 관계를 판단하여, 측정되는 충전 전압이 충전 제한 전압 이상인 경우에 충전 종료 신호를 출력한 다음, 현재 사용된 충전 제한 방식이 전압 제한 방식임을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전 제어 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기한 충전 제어 수단은, 전압 제한 방식에 따라 배터리의 만충전 상태가 검출되지 않는 경우에 전압 강하 검출 방식을 사용하는 경우에 있어서, 일정 시간이 경과하면 전압 제한 방식을 수행하는 경우에 측정된 배터리의 충전 전압과 일정 시간후에 측정되는 충전전압의 전압차를 연산하고, 연산된 전압차가 0V 이상 나는 경우에는 충전을 종료하기 위한 신호를 출력한 다음, 현재 사용된 충전 제한 방식이 전압 강하 검출 방식임을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전 제어 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기한 충전 제어 수단은, 전압 강하 검출 방식에 따라 배터리의 만충전 상태가 검출되지 않는 경우에 플랫 타임 리미팅 방식을 사용하는 경우에 있어서, 상기 전압 강하 검출 방식에 따라 측정된 전압차가 충전 제한 시간 동안 발생하지 않고 일정 전압을 유지하는 경우에, 충전을 종료하기 위한 신호를 출력한 다음, 현재 사용된 충전 제한 방식이 플랫 타임 리미팅 방식임을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전 제어 장치.
전원이 인가되면 모든 사용 변수를 초기화한 다음, 배터리의 초기 전압과 충전 일정 시간 후의 전압 차이에 따라 배터리 과방전 상태를 검출하는 단계와; 모든 충전 방식의 공통 단계인 1단계 정전류 충전 동작을 수행하고, 충전 제한 온도 방식에 따라 1단계 만충전 상태를 감지하는 단계와; 상기에서 1단계 충전이 종료되면 사용자에 의하여 설정된 충전 방식을 판별하는 단계와; 상기에서 설정된 충전 방식이 80% 충전 방식인 경우에 충전 주위 온도와 충전 효율에 따라 손실된 충전량을 보충하는 단계와; 상기에서 설정된 충전 방식이 3단계 정전류 충전 방식인 경우에 2단계 정전류 충전 동작을 수행한 다음, 충전 제한 온도 방식에 따라 2단계 만충전 상태를 검출하고, 2단계 충전이 종료되면 3단계 정전류 충전 동작을 수행한 다음 충전 제한 온도 방식과 전압 제한 방식 그리고 전압 강하 검출 방식에 따라 3단계 만충전 상태를 검출하여, 3단계 충전이 종료되면 3단계 정전류 충전을 종료하는 단계와; 상기에서 설정된 충전 방식이 정전류/정전압/정전류 충전 방식인 경우에 2단계 정전압 충전 동작을 수행한 다음, 충전 제한 온도 방식에 따라 2단계 만충전 상태를 검출하고, 2단계 정전압 충전이 종료되면 3단계 정전류 충전 동작을 수행한 다음 충전 제한 온도 방식과 전압 제한 방식 그리고 전압 강하 검출 방식에 따라 3단계 만충전 상태를 검출하여, 3단계 충전이 종료되면 3단계 정전류 충전을 종료하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치.
제12항에 있어서, 현재 배터리의 충전 상태와 설정된 충전 방식 및 충전 종료 제어 방식을 표시하기 위한 정보 표시단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제어 방법.
제12항에 있어서, 배터리의 과방전 상태를 검출하는 단계에 있어서, 초기의 배터리 전압을 측정한 다음, 0.2C(20A)의 정전류로 배터리를 충전하기 위한 신호를 출력하고 일정 시간 후의 배터리 전압을 측정한 다음, 초기 측정된 배터리 전압과 충전 일정 시간 후의 배터리 전압차를 연산하여, 연산된 전압차가 설정 전압(0.1×N, N : 탑재된 배터리 수) 이상 차이가 나는 경우에는 과방전 상태인 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제어 방법.
제12항에 있어서, 상기한 1단계 정전류 충전을 수행하는 단계에 있어서, 1단계 0.2C의 정전류로 배터리를 충전하기 위한 신호를 출력한 다음, 충전 제한 온도 방식에 따라 만충전 상태가 검출되지 않는 경우에 배터리의 현재 전압을 측정하여 설정 전압(1.430×N)과 비교 판단한 다음, 측정된 배터리 전압이 설정 전압보다 작은 경우에는 계속하여 1단계 충전 신호를 출력하면서 현재 충전 단계가 1단계임을 표시하기 위한 정보 신호를 출력하고, 축정된 배터리 전압이 설정 전압 이상인 경우에는 배티러 내부에 가스가 발생한 것으로 판단하여 가스 발생 표시 신호를 출력하고, 다시 1단계 최대 충전 전압(1.450×N)과 비교 판단하여 측정되는 배터리 전압이 1단계 최대 충전 전압 이상인 경우에는 1단계 충전이 완료된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제어 방법.
제12항에 있어서, 상기 설정된 충전 방식이 80% 충전 방식을 수행하는 단계에 있어서, 충전시의 주위 온도와 충전 효율에 따른 충전 손실을 보충하기 위하여, 배터리의 주위 온도를 측정하여 측정된 배터리 주위 온도가 설정온도보다 작은 경우에는 0.2C의 정전류로 보충전을 수행하기 위한 신호를 출력하고, 측정된 배터리 주위 온도가 설정 온도 이상인 경우에는 제2설정 시간 동안 다시 0.2C의 정전류로 보충전을 수행하기 위한 신호를 출력한 다음, 충전을 종료하고 충전이 종료되었음을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제어 방법.
제12항에 있어서, 상기 설정된 충전 방식이 3단계 정전류 충전 방식을 수행하는 단계에 있어서, 0.1C의 정전류로 2단계 충전 신호를 출력한 다음, 충전 제한 방식에 따라 1단계 만충전 상태를 판단하여 만충전 상태가 아닌 경우에는, 현재 배터리의 충전 전압을 측정하여 측정된 충전 전압이 2단계 최대 충전 전압(1.4V×N)보다 작은 경우에는 계속하여 2단계 충전 신호를 출력하면서, 현재 배터리 충전이 2단계 수행중임을 표시하기 위한 신호를 출력하고, 측정된 충전전압이 2단계 충전 전압 이상인 경우에는 2단계 충전이 완료된 것으로 판단하여, 0.05C의 정전류로 3단계 충전을 수행하기 위한 신호를 출력하고 다시 충전 제한 방식, 전압 제한 방식, 전압 강하 검출 방식 그리고 플랫 타임 리미팅 방식에따라 3단계 만충전 상태를 판단하여, 만충전 상태가 검출되면 충전을 종료하고 사용된 충전 종료 제한 방식을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제한 방법.
제12항에 있어서, 상기 설정된 충전 방식이 정전류/정전압/정전류 충전 방식을 수행하는 단계에 있어서, 1.45×N V의 정전압으로 배터리를 충전하기 위한 신호를 출력하고 충전 제한 온도 방식에 따라 만충전 상태를 판단하고, 만충전 상태가 검출되지 않는 경우에 충전 전류를 측정한 다음, 측정된 충전 전류가 정전압 충전시의 제한 전류값이 해당하는 경우에는 정전압 충전이 완료된 것으로 판단하여, 일정전류로 정전류 충전을 수행하기 위한 신호를 출력한 다음, 다시 충전 제한 온도 방식, 전압 제한 방식, 전압 강하 검출 방식 그리고 플랫 타임 리미팅 방식에 따라 만충전 상태를 판단하여, 만충전 상태가 검출되면 충전을 종료하고 사용된 충전 종료 제한 방식을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제한 방법.
제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 만충전 상태를 검출하기 위한 충전 제한 온도 방식을 수행하는 단계에 있어서, 배터리의 온도를 다수 측정한 다음, 측정된 다수의 배터리 온도중 최대 온도를 검출하여 검출된최대 온도와 배터리 제작에 따라 설정된 충전 제한 온도와의 관계를 판단하여, 배터리의 최대 온도가 충전 제한 온도 이상인 경우에 충전 종료 신호를 출력하고, 현재 사용된 충전 종료 방식이 충전 온도 제한 방식임을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전 제어 방법.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 충전 제한 온도 방식에 따라 배터리의 만충전 상태가 검출되지 않는 경우에 전압 제한 방식을 사용하는 단계에 있어서, 배터리의 충전 전압을 감지하여 충전 제한 전압과의 관계를 판단하여, 측정되는 충전 전압이 충전 제한전압 이상인 경우에 충전 종료 신호를 출력한 다음, 현재 사용된 충전 제한 방식이 전압 제한 방식임을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전 제어 방법.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 전압 제한 방식에 따라 배터리의 만충전 상태가 검출되지 않는 경우에 전압 강하 검출 방식을 사용하는 단계에 있어서, 일정 시간이 경과하면 전압 제한 방식을 수행하는 경우에 측정된 배터리의 충전 전압과 일정 시간후에 측정되는 충전전압의 전압차를 연산하고, 연산된 전압차가 0V이상 나는 경우에는 충전을 종료하기 위한 신호를 출력한 다음, 현재 사용된 충전 제한 방식이 전압 강하 검출 방식임을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전 제어 방법.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 전압 강하 검출 방식에 따라 배터리의 만충전 상태가 검출되지 않는 경우에 플랫 타임 리미팅 방식을 사용하는 단계에 있어서, 상기 전압 강하 검출 방식에 따라 측정된 전압차가 충전 제한 시간 동안 발생하지 않고 일정 전압을 유지하는 경우에, 충전을 종료하기 위한 신호를 출력한 다음, 현재 사용된 충전 제한 방식이 플랫 타임 리미팅 방식임을 표시하기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전 제어 방법.

※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.