KR0183068B1

KR0183068B1 - 전기 자동차의 배터리 충전 제어장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR0183068B1
Application number: KR1019940033307A
Authority: KR
Inventors: 박해우
Original assignee: 전성원; 현대자동차주식회사
Priority date: 1994-12-08
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1999-04-15
Also published as: KR960027130A

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 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 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 충전동작을 수행하는 배터리 충전 수단으로 이루어지는 전기 자동차의 배터리 충전 제어장치는, 사용자에 의하여 설정된 충전 방식에 따라 배터리를 충전시킨 다음 충전 방식에 따라 수행할 수 있는 모든 충전 완료 감지 방식을 적용하여, 배터리의 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

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치의 구성 블럭도.

제2a도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어장치의 제1충전 방법의 특성도.

제2b도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어장치의 제2충전 방법의 특성도.

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어 방법의 전반적인 동작 순서도.

제4a도∼e도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어 방법의 상세 동작 순서도이다.

이 발명은 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 동차의 각 전기 장치를 구동시키기 위하여 배터리를 충전시킨 다음 만충전 상태를 감지하여 충전을 종료시키기 위한 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 각 전기 장치를 작동시키는 전원에는 축전지와 충전장치의 두 계통이 있다. 기관이 구동하는 중에는 충전 장치가 각 전기장치의 전원으로 작동이 되지만, 기관이 정지하고 있거나 기관이 시동하는 경우에는 충전 장치로부터 전력을 공급받을 수 없기 때문에, 이 때 필요한 전원은 축전지로부터 공급을 받게 된다.

축전지에는 1차 전지와 2차 전지가 있으며 자동차에는 재충전이 가능한 2차 전지가 사용된다. 2차 전지에는 납산 축전지, 알카리 축전지 등이 있으며 자동차용 축전지로는 납산 축전지가 사용되고 있다.

축전지의 충전은 제작 회사에서 출하될 때 전해액이 들어 있지 않은 습식 축전지에 실시하는 초충전(初充電)과, 사용하고 있던 축전지가 방전되었을때 소비된 용량을 보충하기 위하여 실시하는 보충전(補充電)으로 구분된다.

상기 보충전 방법에는 크게 보통 충전과 급속 충전으로 나누어지며, 보퉁 충전에는 정전류 충전, 정전압 충전, 단별 전류 충전 등으로 구분되며, 상기 급속 충전은 축전지가 방전되었을 때 보충전할 시간적 여유가 없는 경우에 보충전 전류의 수배가 되는 큰 전류로 충전하는 방식이다.

상기 정전류 충전 방식은 충전의 시작에서 끝까지 일정한 전류로 충전하는 방법으로, 충전중 전해액의 온도가 일정 온도(약 45℃)를 넘지 않아야 하며, 충전중에 수소 가스와 산소 가스의 혼합 가스가 발생되므로 폭발 방지를 위하여 불꽃을 가까이 하지 말아야 한다.

상기 정전압 충전 방식은 충전의 시작에서 끝까지 일정한 전압으로 충전하는 방법으로, 충전 초기에는 큰 충전전류가 흐르나 충전이 진행됨에 따라 작은 전류가 흐르게 되어 충전 말기에는 거의 전류가 흐르지 않게 된다.

따라서, 가스의 발생도 거의 없고 능률도 좋으나, 충전 초기에 큰 전류가 흘러 축전지의 수명에 미치는 영향이 크기 때문에 이에 대응하는 설비를 갖추어야 하는 결점이 있어, 보충전에는 이 충전 방식을 별로 사용하지 않는다.

상기 단별 전류 충전 방식은 충전중 전류를 단계적으로 감소시켜 충전하는 방법으로, 충전 효율을 높이고 전해액의 온도 상승을 적게 하기 때문에 가끔 사용하기도 한다.

또한, 단별 전류 충전 방식은 충전 말기에 전류를 감소시키기 때문에 가스발생시의 전력 손실을 방지하고 가스에 의한 폭발 위험을 방지할 수 있다.

그러나, 축전지를 충전시킬 때 축전지가 완전히 충전되었는데도 계속 충전전류가 축전지로 유입되는 경우에는, 밧데리의 전압은 증가하지 않고 오히려 감소하는 특성인 네가티브 곡선이 있으며, 이로 인하여 축전지에 많은 열이 발생되어 축전지의 수명과 효율에 치명적인 영향을 주는 문제점이 발생한다.

그러므로, 종래에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 각 충전 방식에 따라 축전지의 충전 상태를 검출하여 충전을 종료하기 위한 방식이 사용되고 있다.

일반적으로 축전지 충전 모드에는 정전류 충전 방식과 정전류/정전압 충전 방식이 있다.

상기의 정전류 충전 방식에 있어서 축전지의 충전 완료 상태를 검지하는 방법으로는 온도 제한 방식 즉, TCO(Temperature Cut-Off) 방식과 플랫 타임 리미팅(flat time limiting) 방식과, 전압 강하 방식 즉, -△V 방식이 사용된다.

상기의 TCO 방식은 정전류 충전시 전지 온도가 지나치게 높으면 위험하므로 배터리 제조 회사의 스펙(spec)에 의거하여 설정된 충전 제한 온도에 따라서 제어하는 방식으로, 충전시 온도가 높으면 충전 효율이 높아지는 장점도 있으므로 양측을 고려하여 충전 제한 온도를 정하는 것이 바람직하다.

상기의 전압 강하 방식은, 정전류 충전시 축전지는 만충전 구역에서 최대 전지 전압 발생 이후 내부 가스의 발생과 재결합으로 인하여 전압 강하 현상이 일어나는 것을 이용한 방식으로, 실험을 통하여 최적 -△V값을 구하여 축전지 충전을 제어한다.

상기의 플랫 타임 리미팅 방식은, 축전지의 정전류 충전시에 -△V 값이 주위 변수에 민감하게 반응하여 검출되지 않을 경우에, 충전이 계속 이루어지는 것을 방지하기 위하여 -△V 검출 제한 시간을 설정하여, 상기 -△V 검출 제한 시간 동안 -△V가 검출되지 않으면 축전지 충전을 종료하는 방식이다.

상기 정전류/정전압 충전 방식에서 충전 상태를 감지하기 위한 방식에는 TCO 방식과 충전 전류 제한 방식이 있다.

상기 충전 전류 제한 방식은 정전류 충전에서 일정 전류가 충전되고 난 후 정전압 충전으로 전환되면, 초기에는 큰 충전 전류가 흐르게 되나 시간이 경과함에 따라 충전 전류는 감소 곡선을 그리게 된다. 이때 충전 전류가 특정치 이하가 되면 충전을 종료하는 방식이다.

이 발명의 목적은 자동차의 축전지, 즉, 배터리를 충전시키는 경우에 있어서, 사용자에 의하여 설정된 충전 방식에 따라 배터리를 충전시킨 다음 충전 방식에 따라 수행할 수 있는 모든 충전 완료 감지 방식을 적용하여, 배터리의 충전 온도, 충전 전압, 충/방전시에 흐르는 전류에 따라 배터리의 충전 완료 상태를 감지하여 과충전에 따른 배터리의 소모율를 감소시키고 안정성을 향상시키기 위한 전기 자동차 배터리 충전 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은, 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 그에 해당하는 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 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 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 이루어진다.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 다른 구성은, 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 충전동작을 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 이루어진다.

상기 구성에 의하여 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치의 구성 블럭도이고, 제2a도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치의 제1충전 방법의 특성도이고, 제2b도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어장치의 제2충전 방법의 특성도이고, 제3도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어 방법의 전반적인 동작 순서도이고, 제4a∼e도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어 방법의 상세 동작 순서도이다.

제1도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치의 구성은, 자동차의 배터리의 충전에 따른 온도를 감지하는 전지 온도 감지부(1)와, 배터리의 주위의 온도를 감지하는 전지 주위 온도 감지부(2)와, 배터리의 전압을 감지하는 전지 전압 감지부(3)와, 배터리에 충전되는 전류를 감지하는 충전 전류 감지부(4)와, 충전 방법을 설정하는 충전 모드 설정 스위치(S1)와, 상기 감지부(1∼4)와 충전 모드 설정 스위치(S1)의 출력단에 연결되어 입력되는 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하여 출력하는 입력 인터페이스(5)와, 상기 입력 인터페이스(5)의 출력단에 연결되어 설정된 충전 방법에 따라 배터리를 충전시키고 만충전 상태를 체크하여 충전 종료 여부를 판단한 다음 그에 해당하는 제어 신호와, 현재의 충전 상태 및 충전 방법을 표시하기 위한 정보 신호를 출력하는 충전 제어부(6)와, 상기 충전 제어부(6)의 출력단에 연결되어 출력되는 신호를 해당하는 디지탈 신호로 변환하여 출력하는 출력 인터페이스(7)와, 상기 출력 인터페이스(7)의 출력단에 연결되어 입력되는 제어 신호에 따라 배터리의 충전을 조절하는 충전 전력부(8)와, 상기 출력 인터페이스(7)의 출력단에 연결되어 입력되는 정보 신호에 따라 현재의 충전 상태 및 충전 방법을 표시하는 정보 표시부(11)와, 배터리에 연결되어 구동 전원을 상기 작동 장치로 공급하는 DC-DC 컨버터(10)와, 상기 DC-DC 컨버터(10)의 출력단에 연결된 보조 전지(12)로 이루어진다.

이 발명의 실시예에 따른 상기 메인 배터리는 납산 전지로 이루어지나, 반드시 상기에 국한되지는 않는다.

상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 제어 장치의 작용은 다음과 같다.

이 발명의 실시예에 따른 자동차 배터리의 충전 방법은 제3도에 도시되어 있듯이, 초기의 배터리의 과방전 상태를 검출한 다음 모든 충전 방식에 해당하는 1단계 정전류 충전을 수행한 다음, 설정된 충전 방식에 따라 3단계 정전류 충전 방식이 설정된 경우에는 2단계, 3단계 정전류 충전을 수행한 다음 만충전 상태를 감지하고, 정전류/정전압/정전류 충전 방식에 설정된 경우에는 정전압/정전류 충전을 수행하고 만충전 상태를 감지하고, 80% 충전 방식이 설정된 경우에는 주위 온도에 따른 전지 전압 차이로 인한 충전량을 보상하는 것으로 이루어진다.

상기와 같은 충전 동작을 수행하기 위한 상세 동작은 첨부한 제4도를 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.

전원이 인가되면 충전 제어부(6)는 모든 작동 회로와 사용 변수를 초기화시킨 다음(S110), 초기 메인 배터리(9)의 전압 상태를 측정한다(S120).

상기 전지 전압 감지부(3)는 충전되기 전의 메인 배터리(9)의 전압을 측정하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 충전 제어부(6)로 출력한다. 상기 전지 전압 감지부(3)에서 출력되는 전압 신호는 입력 인터페이스(5)를 통하여 디지탈 신호로 변환되어 충전 제어부(6)로 입력된다.

상기에서 충전 제어부(6)는 충전 동작을 수행하기 전의 메인 배터리 전압(Vb：t=0)을 측정한 다음, 정전류 충전을 수행하기 위한 충전 신호를 출력한다. 상기 충전 제어부(6)에서 출력된 충전 신호는 출력 인터페이스(7)를 통하여 충전 전력부(8)로 입력되므로, 상기 충전 전력부(8)는 입력되는 충전 신호에 따라 메인 배터리(9)를 20A의 정전류로 충전시킨다(S130).

상기 충전 제어부(6)는 초기의 메인 배터리(9)를 충전시키기 시작한 다음 시간의 경과 여부를 판단하여(S140), 충전 시간이 1분 경과한 경우에는 충전 1분 후의 메인 배터리(9)의 전압(Vb：t=60)을 측정한다(S150).

상기에서 충전 제어부(6)는 충전 1분 후 메인 배터리(9)의 전압을 측정한 다음, 전지의 과방전 상태를 검출하기 위하여 충전전 메인 배터리(9)의 전압(Vb：t=0)과 충전 1분 후의 전압(Vb：t=60)의 상승폭(△Vb)을 계산한다(S160).

충전 1분 후 측정된 메인 배터리(9)의 전압(Vb：t=60)에서 충전전의 전압 (Vb：t=0)을 감산하여 상승폭(△Vb)을 구한 다음, 과방전 상태를 감지하기 위한 제1설정 전압(0.1×N, N：자동차에 탑재되어 직렬 연결된 배터리수) 이상인지를 판단한다(S170).

상기 측정된 전압 상승폭(△Vb)이 설정 전압 이상인 경우에는 과방전 상태인 것으로 판단하여 과방전 상태를 체크하기 위한 변수값을 증가시킨 다음, 메인 배터리(9)의 충전 동작을 수행한다.

상기 측정된 전압 상승폭(△Vb)이 설정 전압보다 작은 경우에는 과방전 상태가 아닌 것으로 판단하여 메인 배터리(9)의 충전 동작을 수행한다.

배터리를 충전하는 방법에는 상기한 정전류, 정전압 그리고 다단별 방식이 있으며, 이 발명의 실시예에서는 방전량이 정격 용량의 80%가 되게 하는 80% 충전 방식과, 3 단계 정전류 충전 방식 그리고, 정전류/정전압/정전류 충전 방식을 사용하며, 상기 방식의 충전 1단계는 동일하게 수행된다.

상기에서 메인 배터리(9)의 과방전 상태를 감지한 다음, 충전 제어부(6)는 충전의 1단계를 수행하기 위하여 메인 배터리(9)를 0.2C의 정전류로 충전시킨다(S190).

상기 메인 매터리(9)를 1단계 충전 동작을 수행한 다음, 1단계 충전의 완료 여부를 판단하기 위하여 충전 제어부(6)는 메인 배터리(9)의 온도를 측정한다. 상기 전지 온도 감지부(1)는 메인 배터리(9)의 온도를 측정하여 그에 해당하는 전기적인 신호를 출력한다.

상기에서 충전 제어부(6)는 메인 배터리(9)의 온도를 세번 측정하여 3포인트(Tb1, Tb2, Tb3)를 설정한 다음, 측정된 3포인트(Tb1, Tb2, Tb3)중 최대값을 판단한다(S200∼S210).

상기에서 측정된 메인 배터리(9)의 3포인트 중 감지되는 최대 온도가 만충전 상태를 감지하기 위한 충전 제한 온도(Tc) 이상인지를 판단한다(S220). 상기 측정되는 메인 배터리(9)의 최대 온도가 충전 제한 온도(Tc) 이상인 경우에는 만충전 상태인 것으로 판단하여 충전을 종료하고, 정보 표시부(11)를 통하여 현재 충전 종료 방식이 충전 제한 온도를 초과하여 충전을 종료한 TCO 방식임을 표시한다(S290∼S300).

상기 측정되는 메인 배터리(9)의 최대 온도가 충전 제한 온도(Tc) 이상이 아닌 경우에는 현재 메인 배터리(9)의 전압을 측정한 다음, 가스 발생 전압(1.430×N) 이상인지를 판단한다(S230∼250).

상기에서 충전 제어부(6)는 측정된 메인 배터리(9)이 전압이 1단계 가스 발생 전압 이상인 경우에도 충전중 메인 배터리(9)의 전압과 비중이 점차 상승되고 내부 가스가 발생한 상태인 것으로 판단하여, 정보 표시부(11)의 가스 발생 램프를 점등하여 메인 배터리(9)에 가스가 발생하였음을 표시한다(S260).

이 발명의 실시예에 따른 메인 배터리(9)의 충전 상태 및 충전 방식 그리고 충전 종료 방식을 표시하는 정보 표시부(11)는 다음과 같이 구성된다.

상기에서 측정된 메인 배터리(9)의 전압이 가스 발생 전압보다 작은 경우에는 1단계 정전류 충전이 완료되지 않은 것으로 판단하여, 정보 표시부(11)의 1단계 램프를 점등시켜 현재 충전 단계가 1단계임을 표시한 다음(S270) 계속하여 메인 배터리(9)를 충전시킨다(S190).

상기에서 충전 제어부(6)는 충전 동작에 따라 메인 배터리(9)의 가스 발생 여부를 판단한 다음, 1단계 충전의 완료 여부를 판단하기 위하여 현재 감지되는 메인 배터리(9)의 전압과 1단계 충전 완료 전압(1.450×N)과의 관계를 판단한다(S280).

상기에서 감지되는 메인 배터리(9)의 전압이 1단계 충전 완료 전압보다 작은 경우에는 계속하여 1단계 충전 동작을 수행하고, 메인 배터리(9)의 전압이 1단계 충전 완료 전압 이상인 경우에는 모든 충전 방식의 공통 단계인 1단계 층전이 완료된 것으로 판단하고, 현재 설정된 충전 모드를 판단한다(S310).

이 발명의 실시예에 따른 80% 충전 방식과, 3단계 정전류 충전 방식과, 정전류/정전압/정전류 충전 방식 중에서 사용자에 의하여 설정된 충전 방식을 판단하여, 설정된 충전 방식에 따른 2단계 충전 동작을 수행한다.

상기에서 설정된 충전 방식이 80% 충전 방식인 경우에는 첨부한 제4b도에 도시되어 있는 루틴에 따라 충전 동작을 수행한다.

상기에서 80% 충전 방식이 선택되어 1단계 충전이 완료되면, 충전 제어부(6)는 메인 배터리(9)의 주위 온도(Ts)를 감지한다(S320). 상기 측정되는 메인 배터리(9)의 주위 온도(Ts)와 충전중 주위 온도에 따른 전지 전압 차이로 인하여 충전량을 보상하기 위한 설정 온도(약 20℃)와의 관계를 판단한다(S330).

상기 측정되는 메인 배터리(9)의 주위 온도(Ts)가 설정 온도보다 작은 경우에는 충전량에 비하여 전압 레벨이 높게 형성되어 있으므로, 주위 온도와 충전 효율에 따라 충전 손실을 보상하기 위하여 다시 정전류 충전을 수행한 다음, 설정 온도보다 낮은 경우에 보충전 시간을 카운트하기 위하여 설정된 변수값(ATCT1)과 설정 시간(X1)을 비교 판단한다(S340∼S360).

상기에서 충전 제어부(6)는 설정된 변수값(ATCT1)이 설정 시간(X1)이상으로 충전 손실과 주위 온도에 따른 충전 손실을 보상하기 위한 보충전 시간이 경과한 경우에는, 충전을 종료하고 정보 표시부(11)의 충전 종료 램프를 구동하여 충전 종료 상태를 표시한다(S370∼S380).

상기 측정되는 메인 배터리(9)의 주위 온도(Ts)가 설정 온도 이상인 경우에는 주위 온도와 충전 효율에 따른 충전 손실을 보상하기 위하여 다시 정전류 충전을 수행한 다음, 설정 온도보다 높은 경우에 보충전 시간을 카운트하기 위하여 설정된 변수값(ATCT2)과 설정 시간(X2)을 비교 판단한다(S390∼S410).

상기에서 충전 제어부(6)는 설정된 변수값(ATCT2)이 설정 시간(X2)이상으로 충전 손실과 주위 온도에 따른 충전 손실을 보상하기 위한 보충전 시간이 경과한 경우에는, 충전을 종료하고 정보 표시부(11)의 충전 종료 램프를 점등하여 충전 종료 상태를 표시한다(S370∼S380).

상기에서 설정된 충전 방식이 정전류/정전압/정전류 충전 방식인 경우에는 첨부한 제4c도에 도시되어 있는 루틴에 따라 충전 동작을 수행한다.

상기에서 충전중 전지 전압이 1.450×N 전압에 도달하여 정전류 1단계 충전을 수행한 다음, 충전 제어부(6)는 1.45×N V 정전압 충전을 수행한다.

상기 1.450×N V의 정전압으로 충전을 수행한 다음, 충전의 완료 여부를 판단하기 위하여 충전 제어부(6)는 메인 배터리(9)의 온도를 세번 측정하여 3포인트(Tb1, Tb2, Tb3)를 설정한 다음, 측정된 3포인트(Tb1, Tb2, Tb3)중 최대값을 설정하여 충전 제한 온도(Tc)와 비교 판단한다(S430~S450).

상기 측정되는 메인 배터리(9)의 최대 온도가 충전 제한 온도(Tc) 이상인 경우에는 만충전 상태인 것으로 판단하여 충전을 종료하고, 정보 표시부(11)를 통하여 현재 충전 종료 방식이 충전 제한 온도를 초과하여 충전을 종료한 TCO 방식임을 표시한다(S290∼S300).

상기 측정되는 메인 배터리(9)의 최대 온도가 충전 제한 온도(Tc)보다 낮은 경우에는 정전압 충전에 따른 메인 배터리(9)의 충전 전류(Ic)를 측정한 다음, 현재 충전 전류가 다음 충전 단계로 전환하기 위한 설정 전류(0.05C∼0.1C：5A∼10A) 영역에 도달하였는지를 판단한다(S460∼S470).

상기에서 충전 제어부(6)는 정전압 충전에 따른 충전 전류가 설정 전류 영역에 도달하지 않은 경우에는 계속하여 정전압 충전을 수행하면서, 정보 표시부(11)를 통하여 현재 1, 2단계 충전을 수행하고 있는 상태임을 표시한다(S480)

상기에서 정전압 충전에 따른 충전 전류가 설정 전류 영역에 도달한 경우에는 다음 충전 단계로 넘어가 설정 전류로 정전류 충전을 수행한다(S490). 상기 3단계 정전류 충전을 수행한 다음 만충전 상태를 감지하기 위하여 메인 배터리(9)의 최대 온도(Tb)를 감지하여 충전 제한 온도(Tc)와 비교 판단한다(S490∼S520).

상기에서 감지되는 메인 배터리(9)의 최대 온도가 충전 제한 온도(Tc) 이상인 경우에는 충전을 종료하고 현재 충전 종료 상태를 표시하고(S290∼S300), 충전 제한 온도(Tc)보다 낮은 경우에는 배터리의 주변 온도를 감지한다(S530).

상기에서 충전 제어부(6)는 감지된 메인 배터리(9)의 최대 온도(Tb)에서 상기 주변 온도(Ts)를 감산한 값(△T)을 구한 다음, 첨부한 제4e도에 도시되어 있는 루틴에 따라 상기 연산값(△T)과 설정 온도(△Tc)와의 관계를 판단한다(S690).

상기 연산값(△T)이 설정 온도(△Tc) 이상인 경우에는 충전을 종료하고(S290∼S300), 상기 연산값(△T)이 설정 온도(△Tc)보다 낮은 경우에는 메인 배터리(9)의 현재 전압을 측정하여 충전 제한 전압(1.5×N)과의 관계를 판단한다(S700∼S710).

상기에서 정전류/정전압/정전류 충전에 따라 감지되는 메인 배터리(9)의 전압이 충전 제한 전압(1.5×N) 이상인 경우에는 충전을 종료하고, 정보표시부(11)의 현재 충전 종료 방식이 전압 제한에 의한 방식임을 나타내는 VCO(Voltage Cut Off) 램프를 점등시켜 표시한다(S720∼S730).

상기에서 정전류/정전압/정전류 충전에 따라 감지되는 메인 배터리(9)의 전압이 충전 제한 전압(1.5×N)보다 작은 경우에는, 샘플링 타임을 계산하기 위한 설정 변수(ST)를 증가시킨 다음, 설정 샘플링 시간(약 300sec)과의 일치 여부를 판단한다(S740∼S750).

상기에서 충전 제어부(6)는 측정되는 샘플링 시간과 설정 샘플링시간이 일치하지 않는 경우에는 정보 표시부(11)를 통하여 현재 1, 2, 3단계 충전이 이루어지고 있음을 표시한 다음(S760), 다시 정전류 충전단계(S490)를 수행한다.

상기에서 충전 제어부(6)는 측정되는 샘플링 시간과 설정 샘플링 시간이 일치하는 경우에는 전단계에서 측정된 메인 배터리(9)의 전압(Vi-1)에서 현재 샘플링 시간 동안 측정된 메인 배터리(9)의 전압(Vbi)을 감산하여 전압 강하 여부를 판단한다.

상기에서 충전 제어부(6)는 정전류 충전시에 만충전 구역에서 최대 전지 전압 이후에 내부 가스의 발생과 재결합으로 인하여 발생하는 전압 강하 현상을 감지하기 위하여, 전단계에서 측정된 메인 배터리의 전압과 샘플링되어 측정되는 전압 차이가 0V보다 큰 경우에는 전압 강하가 발생한 것으로 판단하여, 메인 배터리(9)의 충전을 종료하고 정보 표시부(11)를 통하여 현재 종료 제어 방식이 전압강하 방식임을 나타내는 램프를 점등시켜 사용자에게 표시하여 준다(S790∼S800).

상기에서 전단계에서 측정된 메인 배터리의 전압과 샘플링되어 측정되는 전압 차이가 0V이상 나지 않는 경우에는, 정전류 충전시에 전압 강하값이 주위 변수에 민감하게 반응하여 검출되지 않을 경우가 발생하므로, 상기 연산되는 전압 차이값이 0V인 경우에는 만충전시의 계속적인 충전이 이루어지는 것을 방지하기 위하여 전압 강하 검출 시간 변수(FL)를 설정하여 시간을 카운트한다(S810, S840).

상기에서 충전 제어부(11)는 측정되는 전압 강하 검출 시간이 설정시간(약 2sec)을 경과하였는지를 판단하여(S850), 만충전 구역에서 전압 강하가 일정시간 동안 검출되지 않는 경우에는 만충전시에 주위 변수에 의하여 전압강하가 검출되지 않는 것으로 판단하여, 메인 배터리(9)의 충전을 종료하고 정보 표시부(11)를 통하여 적용된 충전 종료 제어 방식이 플랫 타임 리미팅 방식임을 표시한 다음 종료한다(S860∼S880).

상기에서 충전 제어부(11)는 상기 연산되는 전압 차이가 0V가 아닌 경우에는 만충전 구역이 아닌 것으로 판단하여, 다시 샘플링 시간을 측정하기 위한 변수를 리세트시키고, 상기 샘플링 시간 동안 측정된 전압값을 전단계 전압값으로 설정하고(S810∼S830), 정보 표시부(11)를 통하여 메인 배터리(9)의 1, 2, 3단계의 충전이 계속하여 이루어지고 있음을 표시한 다음(S760), 다시 정전류 충전 단계(S490)를 수행한다.

상기 단계(S310)에서 현재 설정된 충전 방식이 3단계 정전류 충전 방식인 경우에는 첨부한 제4d도에 도시되어 있는 루틴에 따라 충전 동작을 수행한다.

상기한 1단계 정전류 충전을 완료한 다음 첨부한 제4d도에 도시되어 있듯이 2단계 정전류 충전을 시작한다. 충전 제어부(11)는 0.1C(10A)의 정전류로 메인 배터리(9)를 충전시킨 다음, 메인 배터리(9)의 온도를 3포인트로 감지하여 최대값을 측정한 다음, 상기 측정된 메인 배터리(9)의 최대 온도와 충전 제한 온도(Tc)와의 관계에 따라 상기한 바와 같이 만충전 상태를 감지한다(S550∼SS580).

상기에서 측정되는 메인 배터리(9)의 최대 온도가 충전 제한 온도(Tc) 이상인 경우에는 충전을 종료하고 충전 종료 방식을 표시하고(S290∼S300), 최대 온도가 충전 제한 온도(Tc)보다 낮은 경우에는 현재 메인 배터리(9)의 전압을 측정하여 2단계 충전 완료에 해당하는 설정 전압(1.5×N)과의 관계를 판단한다(S570∼S580).

상기 측정된 메인 배터리(9)의 충전 전압이 설정 전압(1.5×N)보다 작은 경우에는 정보 표시부(11)를 통하여 현재 1, 2단계 충전이 이루어지고 있음을 표시한 다음(S610), 계속하여 0.2C 정전류 충전을 수행한다(S550).

상기 측정된 메인 배터리(9)의 충전 전압이 설정 전압(1.5×N) 이상인 경우에는 3단계 정전류 충전으로 넘어가 메인 배터리(9)를 0.05C(약 5A) 정전류로 충전시킨다(S630).

상기에서 3단계 정전류 충전을 수행한 다음 만충전 여부를 판단하기 위하여, 메인 배터리(9)의 온도를 측정하여(S650), 그 최대 온도가 충전 제한 온도(Tc) 이상인 경우에는 충전을 종료하고(S290∼S300), 측정된 최대 온도가 충전 제한 온도(Tc)보다 낮은 경우에는 메인 배터리(9)의 주위 온도(Ts)를 측정하여 상기에서 측정된 메인 배터리(9)의 최대 온도와 주위 온도(Ts)와의 차이 온도(△Ti) 값을 연산한다(S670∼S680).

상기에서 측정된 메인 배터리(9)의 최대 온도와 주위 온도(Ts)와의 차이 온도(△Ti) 값을 연산한 다음, 첨부한 제4e도에 도시되어 있는 루틴에 따라 다시 메인 배터리(9)의 만충전 여부를 판단한다.

충전 제어부(9)는 상기에 기술한 정전류/정전압/정전류 충전 방식에 있어서의 메인 배터리(9)의 만충전 여부 판단 동작과 같이, 정전류 충전 방식의 충전 종료 방식인 전압 강하 방식과, 플랫 타임 리미팅 방식에 의하여 3단계 정전류 충전에 따른 메인 배터리(9)의 만충전 상태를 감지한다.

3단계 정전류 충전 방식에서 전압 강하 여부를 판단하여 전압 강하가 발생하지 않은 경우에는 현재 충전이 계속하여 이루어지고 있음을 표시하고(S710∼S770), 다시 3단계 정전류 충전 동작(S630)을 수행한다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따라 자동차의 축전지 즉, 배터리를 충전시키는 경우에 있어서, 사용자에 의하여 설정된 충전 방식에 따라 배터리를 충전시킨 다음 충전 방식에 따라 수행할 수 있는 모든 충전 완료 감지 방식을 적용하여, 배터리의 충전 온도, 충전 전압, 충/방전시에 흐르는 전류에 따라 배터리의 충전 완료 상태를 감지하여 과충전에 따른 배터리의 소모율을 감소시키고 안전성을 향상시킬 수 있는 효과를 가지는 전기 자동차 배터리 충전 제어 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.

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 그에 해당하는 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 수단, 배터리의 과방전 상태를 검출하는데 있어서 초기의 배터리 전압을 측정한 다음, 0.2C(20A)의 정전류로 배터리를 충전하기 위한 신호를 출력하고 일정 시간 후에 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 비교판단하여 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 자동차의 배터리 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 충전을 수행하기 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 충전 제한 온도 방식에 있어서, 배터리의 온도를 다수 측정한 다음, 측정된 다수의 배터리 온도중 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 온도 방식에 따라 배터리의 만충전 상태가 검출되지 않는 경우에 전압 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 검출방식에 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 것으로 판단하는 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 충전전압(1.450×N)과 비교 판단하여 측정되는 배터리 전압이 1단계 최대 충전전압 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 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 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 충전전압(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 충전을 수행하기 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 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 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 방법.
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 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.