KR20170068714A - Method for estimating charging time of echo-friendly vehicle - Google Patents
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Abstract
충전이 개시되는 시점에서, 배터리의 전압, 차량 내 OBC(On Board Charger)에서 상기 배터리로 제공되는 전류 또는 상기 OBC의 출력 파워에 따라 배터리 충전 예상 시간의 보정 여부를 판단하는 보정 여부 판단 단계; 상기 보정 여부 판단 단계에서 보정이 필요하지 않은 것으로 판단한 경우, 상기 충전이 개시되는 시점에서의 상기 배터리의 충전량을 기준으로 상기 OBC의 최대 출력 파워 사양이 제공되는 것을 가정하여 제1 배터리 충전 예상 시간을 연산하는 제1 연산 단계; 및 상기 보정 여부 판단 단계에서 보정이 필요한 것으로 판단한 경우, 상기 제1 배터리 충전 예상 시간에 사전 설정된 보정값을 적용하여 제2 배터리 충전 예상 시간을 연산하는 제2 연산 단계를 포함하는 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법을 제공한다.Determining whether a battery charging expected time has been corrected based on a voltage of the battery, a current supplied to the battery from an OBC (On Board Charger) in the vehicle, or an output power of the OBC at a time when charging starts; If it is determined that the correction is not required in the correction determination step, it is assumed that the maximum output power specification of the OBC is provided based on the charged amount of the battery at the time when the charging is started, A first arithmetic operation step of performing arithmetic operation; And a second calculation step of calculating a second battery charge estimation time by applying a preset correction value to the first battery charge estimation time when it is determined that the correction is necessary in the correction determination step, Provides a prediction method.
Description
본 발명은 친환경 차량의 충전 시간 연산 방법에 관한 것으로, 충전 대상 배터리의 SOC가 낮은 상태에서 완속충전을 하는 경우 충전 예상 시간에 오차가 발생하는 것을 보정하여 정확한 충전 시간을 예측할 수 있는 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of calculating the charging time of an environmentally friendly vehicle, and more particularly, to a charging method of an environmentally friendly vehicle which can correct an error in the estimated charging time when the SOC of the charging target battery is low, Time prediction method.
최근, 날로 심각해져 가는 환경오염을 방지하기 위한 대비책과 한정된 유체 에너지를 새로운 에너지원으로 대체하고자 전기 자동차(EV) 및 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV: A plug-in hybrid electric vehicle)가 개발되고 있다.In recent years, electric vehicles (EVs) and plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) have been developed to replace precautionary measures and limited fluid energy to prevent the ever-increasing environmental pollution with new energy sources.
전기 자동차(EV) 및 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)는 배터리의 전력으로 모터를 구동시켜 일정 차속 이상의 주행성을 확보하여 준다.Electric vehicles (EV) and plug-in hybrid vehicles (PHEV) drive the motor with the power of the battery, ensuring more than a certain vehicle speed.
더욱 구체적으로, 전기 자동차는 배터리의 전력을 이용하여 주행하는 것으로, 운전자가 페달을 조작하면 컨트롤러가 페달을 밟는 양에 따라 인버터의 게이트 주파수를 제어하여 배터리의 직류 전원을 PWM(Pulse Width Modulation)제어함으로써 전류가 구동 모터에 공급되게 한다. 여기서 구동 모터는 인버터에서 공급되는 전류량에 따라 일정 토크를 발생하여 전기자동차가 주행할 수 있도록 한다.More specifically, the electric vehicle travels by using the electric power of the battery. When the driver operates the pedal, the controller controls the gate frequency of the inverter according to the amount of pedal depression of the pedal, thereby controlling the DC power of the battery by PWM (Pulse Width Modulation) So that current is supplied to the drive motor. Here, the driving motor generates a constant torque in accordance with the amount of current supplied from the inverter so that the electric vehicle can travel.
전기 자동차는 완속 충전시에 상용 교류 전원(대한민국의 경우 220V)을, 급속 충전시 최대 500V의 직류 전원을 이용하여 충전될 수 있다. 일반적으로 전기 자동차의 동력 생성을 위한 전력을 공급하는 고전압 배터리를 충전하기 위해서는 배터리를 충전기에 연결시켜서, 충전기에서 공급되는 충전 전류를 이용한다. 여기서 배터리 충전 방법은 일반 전원에서 인가되는 전류를 통해 저속 충전하는 완속 충전과, 고전류를 인가하여 단시간에 충전하는 급속충전 방법이 있다. 즉, 배터리의 충전량은 배터리로 인가되는 전류 및 시간에 의해서 결정된다.An electric vehicle can be charged using a commercial AC power source (220V in Korea) and a DC power source (maximum 500V in fast charging) at a constant charging time. Generally, in order to charge a high-voltage battery that supplies electric power for generating electric power of an electric vehicle, a battery is connected to a charger and a charge current supplied from the charger is utilized. Here, the battery charging method includes a slow charging method in which a low-speed charging is performed through a current applied from a general power source, and a rapid charging method in which a high-current is applied to charge in a short time. That is, the charged amount of the battery is determined by the current and time applied to the battery.
고전압 배터리를 충전하는 데에 소요되는 시간은 급속 충전의 경우 약 20분, 완속 충전의 경우 최소 약 5시간 내지 최대 10시간 이상이다. 이는 충전 전원의 사양에 따라 상이할 수 있다. 완속 충전기의 용량이 높다하더라도, 외부 전원 사양이 낮은 경우 충전 시간이 길어지게 되므로, 충전에 소요되는 시간을 정확히 표시함으로써 운전자가 충전 종료 시점을 정확하게 인지하게 하는 것이 요구된다.The time required to charge the high voltage battery is about 20 minutes for rapid charging and at least about 5 hours to at least 10 hours for slow charging. This may vary depending on the specifications of the charging power source. Even if the capacity of the slow charger is high, since the charging time becomes long when the external power supply specification is low, it is required to accurately indicate the time required for charging so that the driver can accurately recognize the charging end time.
완속 충전 시 충전 시간을 예측하는 방법으로, 통상 충전 개시 때 배터리의 초기 실제 충전량(kW)을 모니터링한 뒤 그 값을 바탕으로 충전 시간을 예측하는 방식이 적용된다. 일반적으로, 완속 충전의 경우 차량 내 설치된 OBC(On-Borar Charger: 차량충전 제어기)의 출력(kW)이 거의 일정하기 때문에 충전 파워에 따른 예상시간을 유추할 수가 있다.As a method of predicting the charging time at the time of a slow charging, a method of predicting the charging time based on the initial actual charging amount (kW) of the battery at the start of charging is monitored. Generally, since the output (kW) of an on-borar charger (OBC) installed in a vehicle is almost constant in the case of a constant charge, the estimated time according to the charging power can be inferred.
그러나, 충전 대상이 되는 배터리의 충전 상태(SoC)가 낮아 그 전압이 낮은 경우, OBC가 제공할 수 있는 최대 출력 전류로 충전 전류를 공급하더라도 OBC의 최대 출력 파워 사양에 미치지 못하는 파워로 배터리를 충전하게 된다. 따라서, 배터리 전압이 낮은 경우에는 충전 개시 때, OBC가 제공할 수 있는 최대 출력 파워보다 낮은 파워가 공급되는 것을 기준으로 하여 충전 예상 시간이 산출될 수 있다. 따라서, 충전이 진행되면서 배터리 전압이 상승하여 충전 파워가 증가하는 경우 예상했던 충전 시간보다 실제 충전 시간이 단축되는 오차가 발생하게 된다.However, even if the charging current (SoC) of the battery to be charged is low and the voltage thereof is low, even if the charging current is supplied at the maximum output current that can be provided by the OBC, the battery is charged to a power that does not meet the OBC maximum output power specification . Therefore, when the battery voltage is low, the estimated charging time can be calculated on the basis of the supply of power lower than the maximum output power that the OBC can provide at the start of charging. Accordingly, when the battery voltage increases and the charging power increases as the charging progresses, an error occurs that the actual charging time is shorter than the expected charging time.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.
이에 본 발명은, 충전 대상 배터리의 SOC가 낮은 상태에서 완속충전을 하는 경우 충전 예상 시간에 오차가 발생하는 것을 보정하여 정확한 충전 시간을 예측할 수 있는 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a charging time predicting method of an environmentally friendly vehicle which can accurately predict a charging time by correcting the occurrence of an error in the expected charging time when the SOC of the charging target battery is low, To be a technical challenge.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
충전이 개시되는 시점에서, 배터리의 전압, 차량 내 OBC(On Board Charger)에서 상기 배터리로 제공되는 전류 또는 상기 OBC의 출력 파워에 따라 배터리 충전 예상 시간의 보정 여부를 판단하는 보정 여부 판단 단계;Determining whether a battery charging expected time has been corrected based on a voltage of the battery, a current supplied to the battery from an OBC (On Board Charger) in the vehicle, or an output power of the OBC at a time when charging starts;
상기 보정 여부 판단 단계에서 보정이 필요하지 않은 것으로 판단한 경우, 상기 충전이 개시되는 시점에서의 상기 배터리의 충전량을 기준으로 상기 OBC의 최대 출력 파워 사양이 제공되는 것을 가정하여 제1 배터리 충전 예상 시간을 연산하는 제1 연산 단계; 및If it is determined that the correction is not required in the correction determination step, it is assumed that the maximum output power specification of the OBC is provided based on the charged amount of the battery at the time when the charging is started, A first arithmetic operation step of performing arithmetic operation; And
상기 보정 여부 판단 단계에서 보정이 필요한 것으로 판단한 경우, 상기 제1 배터리 충전 예상 시간에 사전 설정된 보정값을 적용하여 제2 배터리 충전 예상 시간을 연산하는 제2 연산 단계;A second calculation step of calculating a second battery charge estimation time by applying a predetermined correction value to the first battery charge estimation time when it is determined that the correction is necessary in the correction determination step;
를 포함하는 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for estimating a charging time of an environmentally friendly vehicle.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 보정 여부 판단 단계는 상기 배터리의 전압이 사전 설정된 기준 전압레벨 이하인 경우 배터리 충전 예상 시간의 보정이 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of determining whether the battery is being charged may include determining that it is necessary to correct the estimated battery charge time if the voltage of the battery is less than a predetermined reference voltage level.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 보정 여부 판단 단계는 상기 OBC의 출력 전류가 사전 설정된 기준 전류레벨 이하인 경우 배터리 충전 예상 시간의 보정이 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the determining whether or not the correction is performed may include determining that correction of the estimated battery charge time is required when the output current of the OBC is less than or equal to a preset reference current level.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 보정 여부 판단 단계는 완속 충전기에서 상기 OBC로 입력되는 파워를 기반으로 연산된 상기 OBC의 출력 파워가 사전 설정된 기준 파워 레벨 이하인 경우 배터리 충전 예상 시간의 보정이 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the correction determining step determines that the estimated battery charging time is required when the output power of the OBC calculated based on the power input to the OBC from the slow charger is equal to or less than a predetermined reference power level And a step of judging.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 사전 설정된 보정값은, 충전이 개시되는 시점에서의 상기 배터리의 전압의 크기에 따라 사전 설정될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the predetermined correction value can be preset according to the magnitude of the voltage of the battery at the time when charging is started.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,According to another aspect of the present invention,
충전이 개시되는 시점에서, 배터리의 전압이 사전 설정된 기준 전압 레벨 보다 작거나, 차량 내 OBC(On Board Charger)에서 상기 배터리로 제공되는 전류가 사전 설정된 기준 전류 레벨 보다 작거나, 상기 OBC의 출력 파워가 사전 설정된 기준 파워레벨 이하인 경우, 상기 충전이 개시되는 시점에서의 상기 배터리의 충전량을 기준으로 상기 OBC의 최대 출력 파워 사양이 제공되는 것을 가정하여 연산된 충전 예상 시간을 보정하여 최종 충전 예상 시간을 연산하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법을 제공한다.When the voltage of the battery is lower than a predetermined reference voltage level, the current supplied to the battery in an OBC (On Board Charger) in the vehicle is smaller than a predetermined reference current level, or the output power of the OBC The estimated charging time calculated based on the assumption that the maximum output power specification of the OBC is provided on the basis of the charged amount of the battery at the time when the charging is started, And estimating a charging time of the environmentally friendly vehicle.
상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 갖는 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법에 따르면, 충전 개시 시점에서 배터리의 전압과 OBC의 사양을 고려하여 보정값 적용 여부를 판단하고, 보정이 요구되는 경우 OBC의 최대 출력 파워 사양이 제공되는 것을 가정하여 연산된 충전 예상 시간을 보정하여 최종 충전 예상 시간을 연산함으로써 운전자에게 더욱 정확한 충전 시간 예측 결과를 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법은 친환경 차량 운전자의 편의성을 더욱 향상시킬 수 있다.According to the method for predicting the charging time of an environmentally friendly vehicle having the above-mentioned problem, the correction value is determined by considering the battery voltage and the specification of the OBC at the start of charging, and when the correction is required, It is possible to provide the driver with a more accurate estimation result of the charging time by calculating the estimated charging time calculated based on the assumption that the power specification is provided. Accordingly, the method of estimating the charging time of the environmentally friendly vehicle can further improve the convenience of the driver of the environmentally friendly vehicle.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법이 적용되는 충전 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법을 설명하기 위해 배터리 완속 충전 시의 각종 파라미터를 실측한 결과를 도시한 도면이다.1 is a configuration diagram showing a charging system to which a method for predicting a charging time of an environmentally friendly vehicle according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a flowchart showing a charging time predicting method of an environmentally friendly vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the results of actual measurement of various parameters at the time of battery full charging to explain a charging time predicting method of an environmentally friendly vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법에 대하여 살펴본다.Hereinafter, a charging time predicting method of an environmentally friendly vehicle according to various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법이 적용되는 충전 시스템을 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a charging system to which a method for predicting a charging time of an environmentally friendly vehicle according to an embodiment of the present invention is applied.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법이 적용되는 충전 시스템은, 차량용 전기 공급 장치(EVSE: Electric Vehicle Supply Equipment)의 일종인 완속 충전기로부터 전압을 입력 받는 OBC(On Board Charger)(10), 충전 대상이 되는 차량용 배터리(30) 및 제어부(예를 들어, 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System))(50)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a charging system to which a method for predicting a charging time of an environmentally friendly vehicle according to an embodiment of the present invention is applied is a charging system that receives a voltage from a slow charging device, which is a kind of Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) (On Board Charger) 10, a
OBC(10)는 하이브리드 자동차나 전기 자동차와 같은 친환경 차량에 장착되어 완속 충전 포트를 통해 외부의 완속 충전기와 연결됨으로써 차량의 배터리(20)를 충전한다. OBC(10)는 고전압 스위치, 인덕터, 커패시터, 절연형 트랜스 포머, 릴레이 등을 포함하여 구현될 수 있다.The OBC 10 is mounted on an environmentally friendly vehicle such as a hybrid car or an electric car, and is connected to an external slow charging device through a constant charging port to charge the battery 20 of the vehicle. The OBC 10 may be implemented including high voltage switches, inductors, capacitors, isolated transformers, relays, and the like.
여기서, 완속 충전기는 차량용 전기 공급 장치(EVSE: Electric Vehicle Supply Equipment)의 일종으로, EVSE는 가정에 구비된 충전 설비이거나 주유소와 같은 자동차 충전소에 구비된 충전 스탠드일 수 있다. 따라서, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 완속 충전기란 하이브리드 자동차나 전기자동차를 충전할 수 있는 충전 스탠드로써, ICCB(In Cable Control Box) 또는 CCID(Charging Circuit Interrupt Devive) 등을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.Here, the slow charger is a kind of electric vehicle supply equipment (EVSE), and the EVSE may be a charging equipment provided in a home or a charging stand provided in an automobile charging station such as a gas station. Accordingly, it should be understood that the slow charger described in the present specification and claims includes both an in-car control box (ICCB) or a charging circuit interrupt device (CCID) as a charging stand capable of charging a hybrid vehicle or an electric vehicle something to do.
OBC(10)는 완속 충전 포트를 통해 완속 충전기와 연결되어 EVSE로부터 상용 교류 전원(AC)를 입력 받아 직류 전원(DC)으로 변환한다. 이를 위하여 상기 OBC(10)는 전압 레벨을 체크하기 위해 완속 충전기로부터 컨트롤 파일럿(CP: Control Pilot) 신호를 입력 받는다. The OBC 10 is connected to the slow charger through the slow charge port and receives the commercial AC power from the EVSE and converts it into the DC power. To this end, the OBC 10 receives a control pilot (CP) signal from the slow charger to check the voltage level.
본 발명의 일 실시형태에서, OBC(10)는 배터리(30)로 제공할 수 있는 최대 출력 전류 사양과 최대 출력 파워 사양이 결정되어 있다.In the embodiment of the present invention, the maximum output current specification and maximum output power specification that the OBC 10 can provide to the
제어부(50)는 OBC(10)로부터 전원을 공급 받아 미리 설정된 프로그램에 따라 차량용 배터리(30)의 충전 여부를 결정한다. 제어부(50)는 배터리의 상태를 체크하고 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS)일 수 있다. 제어부(50)는 충전 여부를 결정하기 위해 OBC(10)가 수신한 CP 신호를 샘플링하여 CP 신호가 갖는 전압 레벨의 평균값을 계산할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시형태에서, 제어부(50)는 CP 신호 듀티를 이용하여 완속 충전기에서 OBC(10)로 제공되는 전류를 계산할 수 있다. 이러한 계산을 위해, 제어부(50)는 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 일 실시형태에 따른 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍된 것일 수 있다.The
차량용 배터리(30)는 하이브리드 차량이나 전기자동차에 장착되어 구동 모터에 전원을 공급한다. 차량용 배터리(30)는 배터리의 필요 용량에 따라 셀(Cell)을 직렬로 연결하여 하나의 팩(Pack) 형태로 구성되는 배터리 팩일 수 있다. 따라서 본 명세서 및 특허청구범위의 차량용 배터리(30)란 하이브리드 자동차 또는 전기자동차에서 사용되는 배터리 팩을 포함한 모든 배터리를 의미하는 것으로 이해하여야 할 것이다.The
이하, 도 2와 도 3을 참고로 본 발명의 실시 형태에 따른 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for estimating the charging time of the environmentally friendly vehicle according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 and FIG.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart showing a charging time predicting method of an environmentally friendly vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법은, 충전이 개시되는 시점에서, 배터리의 전압, 차량 내 OBC(On Board Charger)에서 상기 배터리로 제공되는 전류 또는 상기 OBC의 출력 파워에 따라 배터리 충전 예상 시간의 보정 여부를 판단하는 보정 여부 판단 단계(S10)와, 상기 보정 여부 판단 단계에서 보정이 필요하지 않은 것으로 판단한 경우, 상기 충전이 개시되는 시점에서의 상기 배터리의 충전량을 기준으로 상기 OBC의 최대 출력 파워 사양이 제공되는 것을 가정하여 제1 배터리 충전 예상 시간을 연산하는 제1 연산 단계(S20) 및 상기 보정 여부 판단 단계에서 보정이 필요한 것으로 판단한 경우, 상기 제1 배터리 충전 예상 시간에 사전 설정된 보정값을 적용하여 제2 배터리 충전 예상 시간을 연산하는 제2 연산 단계(S30)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the charging time predicting method for an environmentally friendly vehicle according to an embodiment of the present invention is a method for predicting charging time of an environmentally friendly vehicle, such as a battery voltage, an OBC (On Board Charger) (S10) for determining whether to compensate for the estimated battery charging time in accordance with the current or the output power of the OBC; and determining whether or not the charging is started A first calculation step (S20) of calculating a first battery charge estimation time on the assumption that a maximum output power specification of the OBC is provided on the basis of a charged amount of the battery of the OBC; and a step A second calculation for calculating a second battery charge estimation time by applying a preset correction value to the first battery charge estimation time, Step S30 may be included.
보정 여부 판단 단계(S10)는, 배터리(30)의 전압이 사전 설정된 기준 전압레벨 이하인 경우 배터리 충전 예상 시간의 보정이 필요한 것으로 판단하는 단계(S11)와, OBC의 출력 전류가 사전 설정된 기준 전류레벨 이하인 경우 배터리 충전 예상 시간의 보정이 필요한 것으로 판단하는 단계(S13) 및 완속 충전기에서 상기 OBC로 입력되는 파워를 기반으로 연산된 상기 OBC의 출력 파워가 사전 설정된 기준 파워레벨 이하인 경우 배터리 충전 예상 시간의 보정이 필요한 것으로 판단하는 단계(S15) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The
도 2에서는 본 발명의 일 예로서 단계(S11), 단계(S13) 및 단계(S15)를 순차적으로 모두 실행하는 것으로 도시하고 있으나, 본 발명은 이러한 전체 단계들을 모두 포함하는 형태 또는 단계들을 실행하는 순서로 한정되지 않는다.Although FIG. 2 shows that step S11, step S13, and step S15 are sequentially executed as an example of the present invention, the present invention is not limited to the steps of executing the form or steps including all these steps But is not limited to the order.
먼저, 단계(S11)에서, 제어부(50)는 충전 개시 시점에서의 배터리(30) 전압을 사전 설정된 기준 전압 레벨(A)와 비교한다. 제어부(50)가 통상의 배터리 관리 시스템(BMS)인 경우 배터리(30)의 전압을 검출하기 위한 수단을 이미 포함할 수 있으며, 그렇지 않은 경우라도 일반적인 전압 센서에 의해 배터리(30)의 전압이 검출되어 제어부(50)로 제공될 수 있다.First, in step S11, the
여기서, 기준 전압 레벨(A)은 OBC(10)가 갖는 최대 출력 전류 사양이 제공되더라도 OBC(10)가 최대 출력 파워를 제공할 수 없는 최대 전압으로 결정될 수 있다. 예를 들어, OBC(10)의 최대 출력 전류 사양이 20 A이고 최대 출력 파워 사양이 6.6 kW인 경우, 방전에 의해 배터리(30)의 전압이 330 V 미만을 출력한다면 OBC(10)에서 배터리로 제공할 수 있는 최대 출력 파워는 6.6 kW 보다 작아진다. 따라서, 기준 전압 레벨(A)는 대략 330 V 근처의 값으로 결정될 수 있으며, 충전 개시 시점에서 배터리(30)의 전압이 이 기준 전압 레벨(A) 이하인 경우 OBC(10)가 최대 출력 파워를 제공할 수 없는 상황이므로 충전 시간 예측에 대한 보정이 필요한 것으로 판단할 수 있다.Here, the reference voltage level A can be determined as the maximum voltage at which the
다음으로, 단계(S13)는 OBC(10)에서 배터리로 출력되는 전류의 크기를 사전 설정된 기준 전류 레벨(B)과 비교하는 단계이다. OBC(10)의 출력 전류는 OBC(10)의 출력단에 마련된 통상의 전류 검출 수단에 의해 용이하게 검출될 수 있다.Next, step S13 is a step of comparing the magnitude of the current output to the battery from the
여기서, 기준 전류 레벨(B)은 OBC(10)가 갖는 최대 출력 전류 사양에 소정의 마진을 고려하여 결정될 수 있다. 전술한 예와 같이, OBC(10)의 최대 출력 전류 사양이 20 A이고 최대 출력 파워 사양이 6.6 kW인 경우, 방전에 의해 배터리(30)의 전압이 330 V 미만을 출력한다면 OBC(10)는 항상 최대 출력 전류 사양에 해당하는 전류를 출력하게 된다. 배터리(30)의 전압이 330 V보다 높아지는 경우, 최대 출력 전류 사양에 해당하는 전류를 출력하면 최대 출력 파워 사양을 초과하기 때문에 출력 전류가 최대 출력 전류 사양보다 작아져야 한다. 따라서, 기준 전압 레벨(B)는 최대 출력 전류 사양인 20 A에 마진을 두고 결정될 수 있다(예를 들어 약 19.5 A). 충전 개시 시점에서 배터리(30)의 전압이 이 기준 전류 레벨(B) 보다 큰 경우 OBC(10)가 최대 출력 파워를 제공할 수 없는 상황으로 감안하고 충전 시간 예측에 대한 보정이 필요한 것으로 판단할 수 있다.Here, the reference current level B may be determined in consideration of a predetermined margin in the maximum output current specification of the
다음으로, 단계(S15)는 완속 충전기에서 OBC(10)로 제공되는 전력을 고려하여 OBC(10)의 출력 파워를 계산하고, OBC(10)의 출력 파워를 사전 설정된 기준 파워 레벨(C)과 비교하는 단계이다. Next, in step S15, the output power of the
전술한 바와 같이, 완속 충전기에 의한 충전 시 완속 충전기는 OBC(10)로 컨트롤 파일럿(control pilot) 신호를 출력한다. 컨트롤 파일럿 신호는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation)된 신호이며, IEC 61851-1 표준에 의하면, OBC(10)가 공급받을 수 있는 전류의 양은 6A 부터 51A까지의 AC 충전 전류범위에서 아래의 식 1과 같이 제어파일럿 신호의 펄스폭을 조절하여 표시될 수 있다.As described above, the slow charging device upon charging by the slow charging charger outputs a control pilot signal to the
[식 1][Formula 1]
충전 전류 = 컨트롤 파일럿 신호의 듀티비(%) * 0.6Charge current = duty ratio (%) of control pilot signal * 0.6
이 컨트롤 파일럿 신호의 듀티비에 완속 충전기의 출력 전압을 곱하면 OBC(10)로 제공되는 파워가 계산될 수 있으며, 그 값에 OBC(10)의 효율 사양을 곱하면 OBC(10)의 출력 파워가 계산될 수 있다.By multiplying the duty ratio of the control pilot signal by the output voltage of the slow charging device, the power supplied to the
전술한 바와 같이, 충전 개시 시점에 배터리(30)의 전압이 충분하지 못한 경우에는 OBC(10)가 최대 출력 전류 사양으로 전력을 출력하더라도 최대 출력 파워 사양으로 배터리를 충전할 수 없다. 따라서, 기준 파워 레벨(C)은 OBC(10)의 최대 출력 파워 사양 또는 그에 일정 마진을 감안함 값으로 결정하여, 충전 개시 시점에 OBC(10)의 출력 파워가 이 기준 파워 레벨(C) 이하인 경우 충전 시간 예측에 대한 보정이 필요한 것으로 판단할 수 있다.As described above, when the voltage of the
전술한 단계(S11, S13, S15)에 관련하여, 배터리 완속 충전 시의 각 종 파라미터를 실측한 결과가 도 3에 도시된다.The results of actual measurement of the various parameters at the time of battery full charge charging are shown in Fig. 3 with respect to the above-described steps S11, S13, and S15.
도 3에 도시된 바와 같이, 충전 초기에 배터리(30)의 전압이 낮은 경우(도 3의 예에서는 약 310 V), OBC(10)의 출력 전류가 최대 출력 전류 사양인 20A이더라도 OBC(10)의 출력 파워가 최대 출력 파워 사양보다 작은 값임을 확인할 수 있다. 이러한 상태는 배터리의 전압이 약 330 V까지 상승하는 약 500초 가량 유지된다. 종래에는 이러한 충전 개시 시점에서 OBC(10)의 출력 파워(도 3의 예에서 약 6.2 kW)와 배터리의 남은 용량을 감안하여 충전 시간을 예측하므로, 이후 배터리 전압이 상승하여 OBC(10)가 최대 출력 파워 사양을 출력하는 경우를 감안하지 못하여 실제 충전 시간보다 더 길게 충전 시간을 예측하게 된다.3, even if the output current of the
이에, 본 발명은 전술한 것과 같이 보정 여부를 판단하는 단계(S10)을 통하여 예측된 충전 시간을 보정할 필요가 있는지 확인하는 과정을 갖는다.Accordingly, the present invention has a step of checking whether the predicted charge time needs to be corrected through the step of determining whether or not the correction is made as described above.
보정 여부를 판단하는 단계(S10)에서 보정이 필요하지 않은 것으로 판단된 경우에는, 단순히 충전이 개시되는 시점에서의 배터리(30)의 충전량을 기준으로 OBC(10)의 출력 파워를 적용하여 충전 시간을 예측한다(S20). 이 때 충전 개시 시점의 충전 파워는 OBC(10)의 최대 출력 파워 사양이 될 수 있을 것이다.If it is determined in step S10 that the correction is not necessary, the output power of the
예를 들어, 충전이 개시되는 시점에 배터리의 충전 필요 용량이 27 kWh이고, OBC(10)의 최대 출력 파워 사양이 6.6 kW이면, 단계(S20)에서는 '27kWh / 6.6kW 4.1h(약 4시간 6분)'과 같이 충전 시간이 예측될 수 있다.For example, if the required charging capacity of the battery is 27 kWh at the start of charging and the maximum output power specification of the
보정 여부를 판단하는 단계(S10)에서 보정이 한 것으로 것으로 판단된 경우에는, 단계(S20)에서 계산한 것과 같이 OBC(10)의 최대 출력 파워 사양을 적용하여 예측된 충전 시간에 사전 설정된 보정값을 적용하여 예측된 충전 시간을 보정할 수 있다.If it is determined that the correction has been made in the step of determining whether the correction has been made (S10), the maximum output power of the
여기에서, 보정값을 충전 개시 시점에서의 배터리(30) 전압을 기준으로 사전에 설정된 값일 수 있다. 예를 들어, 충전 개시 시점에서의 배터리(30) 전압값 마다 사전에 실험적인 방법을 이용하여 적절한 보정값을 결정하고 이를 제어부(50)에 미리 프로그램해 두어 적용하게 할 수 있다.Here, the correction value may be a value previously set based on the voltage of the
예를 들어, 도 3의 예시에서, 배터리의 충전 가능 용량이 27kWh인 상태에서, OBC(10)의 최대 출력 파워 사양(6.6 kW)으로 연산된 충전 예상 시간은 241분이고, 실제 충전 시간은 253분이었다. 즉, 5%의 차이를 나타내었다. 따라서, 충전 초기 배터리 전압이 약 310 V인 경우 보정값은 5%로 사전에 미리 결정될 수 있다.For example, in the example of FIG. 3, in the state where the chargeable capacity of the battery is 27 kWh, the estimated charging time calculated by the maximum output power specification (6.6 kW) of the
따라서, 단계(S30)에서는, 충전 개시 시점에서 충전 가능한 배터리 용량과 OBC(10)의 최대 출력 파워 사양을 이용하여 먼저 충전 시간을 계산하고, 계산된 충전 시간에 보정값 5%를 적용하여 최종적으로 충전 시간을 예측할 수 있다. 최종적으로 예측된 충전 시간은 차량을 충전하는 운전자에게 표시될 수 있다.Accordingly, in step S30, the charging time is first calculated using the chargeable battery capacity at the charging start time and the maximum output power specification of the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법은 충전 개시 시점에서 배터리(30)의 전압과 OBC(10)의 사양을 고려하여 보정값 적용 여부를 판단하고, OBC의 최대 출력 파워 사양이 제공되는 것을 가정하여 연산된 충전 예상 시간을 보정하여 최종 충전 예상 시간을 연산함으로써 운전자에게 더욱 정확한 충전 시간 예측 결과를 제공할 수 있다.As described above, in the method of predicting the charging time of the environmentally friendly vehicle according to the embodiment of the present invention, it is determined whether the correction value is applied in consideration of the voltage of the
본 발명은 특정한 실시형태에 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.Although the present invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as hereinafter claimed It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
10: OBC(On Board Charger)
30: 배터리
50: 제어부10: On Board Charger (OBC) 30: Battery
50:
Claims (6)
상기 보정 여부 판단 단계에서 보정이 필요하지 않은 것으로 판단한 경우, 상기 충전이 개시되는 시점에서의 상기 배터리의 충전량을 기준으로 상기 OBC의 최대 출력 파워 사양이 제공되는 것을 가정하여 제1 배터리 충전 예상 시간을 연산하는 제1 연산 단계; 및
상기 보정 여부 판단 단계에서 보정이 필요한 것으로 판단한 경우, 상기 제1 배터리 충전 예상 시간에 사전 설정된 보정값을 적용하여 제2 배터리 충전 예상 시간을 연산하는 제2 연산 단계;
를 포함하는 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법.Determining whether a battery charging expected time has been corrected based on a voltage of the battery, a current supplied to the battery from an OBC (On Board Charger) in the vehicle, or an output power of the OBC at a time when charging starts;
If it is determined that the correction is not required in the correction determination step, it is assumed that the maximum output power specification of the OBC is provided based on the charged amount of the battery at the time when the charging is started, A first arithmetic operation step of performing arithmetic operation; And
A second calculation step of calculating a second battery charge estimation time by applying a predetermined correction value to the first battery charge estimation time when it is determined that the correction is necessary in the correction determination step;
And estimating a charging time of the environmentally friendly vehicle.
상기 보정 여부 판단 단계는 상기 배터리의 전압이 사전 설정된 기준 전압레벨 이하인 경우 배터리 충전 예상 시간의 보정이 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of determining whether or not the correction is to be performed comprises the step of determining that a correction of the estimated battery charging time is necessary when the voltage of the battery is less than or equal to a predetermined reference voltage level.
상기 보정 여부 판단 단계는 상기 OBC의 출력 전류가 사전 설정된 기준 전류레벨 이하인 경우 배터리 충전 예상 시간의 보정이 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법.The method according to claim 1,
Wherein the determining whether or not the correction of the battery charging time is necessary includes determining that correction of the estimated battery charging time is necessary when the output current of the OBC is less than or equal to a preset reference current level.
상기 보정 여부 판단 단계는 완속 충전기에서 상기 OBC로 입력되는 파워를 기반으로 연산된 상기 OBC의 출력 파워가 사전 설정된 기준 파워 레벨 이하인 경우 배터리 충전 예상 시간의 보정이 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of determining whether or not the battery is fully charged includes determining that correction of the estimated battery charge time is required when the output power of the OBC calculated based on the power input to the OBC in the slow battery charger is equal to or lower than a predetermined reference power level Wherein said method comprises the steps of:
상기 사전 설정된 보정값은, 충전이 개시되는 시점에서의 상기 배터리의 전압의 크기에 따라 사전 설정된 것을 특징으로 하는 친환경 차량의 충전 시간 예측 방법.The method according to claim 1,
Wherein the predetermined correction value is preset according to the magnitude of the voltage of the battery at the time when charging is started.
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|---|---|---|---|
| KR1020150175439A KR20170068714A (en) | 2015-12-09 | 2015-12-09 | Method for estimating charging time of echo-friendly vehicle |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190083897A (en) * | 2018-01-05 | 2019-07-15 | 현대자동차주식회사 | Method of predicting for battery charging time of green vehicle |
| KR20210129893A (en) | 2020-04-21 | 2021-10-29 | 현대자동차주식회사 | System and method for estimating vehicle battery charging time using big data |
| CN114670691A (en) * | 2021-03-23 | 2022-06-28 | 北京新能源汽车股份有限公司 | Charging control method and device and vehicle |
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2015
- 2015-12-09 KR KR1020150175439A patent/KR20170068714A/en not_active Ceased
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190083897A (en) * | 2018-01-05 | 2019-07-15 | 현대자동차주식회사 | Method of predicting for battery charging time of green vehicle |
| KR20210129893A (en) | 2020-04-21 | 2021-10-29 | 현대자동차주식회사 | System and method for estimating vehicle battery charging time using big data |
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