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KR102770458B1 - 차량용 pra 열화 제어 시스템 및 그의 pra 열화 제어 방법 - Google Patents

차량용 pra 열화 제어 시스템 및 그의 pra 열화 제어 방법 Download PDF

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KR102770458B1
KR102770458B1 KR1020190167877A KR20190167877A KR102770458B1 KR 102770458 B1 KR102770458 B1 KR 102770458B1 KR 1020190167877 A KR1020190167877 A KR 1020190167877A KR 20190167877 A KR20190167877 A KR 20190167877A KR 102770458 B1 KR102770458 B1 KR 102770458B1
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pra
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battery
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윤종서
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

빅데이터를 활용하여 PRA(Power Relay Assembly) 고장을 예측하고 PRA의 열화를 능동적으로 제어할 수 있는 차량용 PRA 열화 제어 시스템 및 그의 PRA 열화 제어 방법에 관한 것으로, PRA(Power Relay Assembly) 및 배터리 정보를 전송하는 차량, 그리고 차량의 PRA 및 배터리 정보를 수집하여 차량으로 PRA 열화 제어를 위한 출력 제어 정보를 전송하는 서버를 포함하고, 서버는, 차량의 PRA 및 배터리 정보를 수집하면 수집한 정보를 그룹핑하고, 그룹핑된 정보를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정하며, 설정된 차량별 모니터링 단계에 상응하여 차량별 모니터링을 수행하고, 각 차량이 PRA 열화 제어를 수행하도록 모니터링 결과에 상응하는 차량별 출력 제어 정보를 차량으로 전송할 수 있다.

Description

차량용 PRA 열화 제어 시스템 및 그의 PRA 열화 제어 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING DEGRADATION OF POWER RELAY ASSEMBLY FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 PRA 열화 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빅데이터를 활용하여 PRA(Power Relay Assembly) 고장을 예측하고 PRA의 열화를 능동적으로 제어할 수 있는 차량용 PRA 열화 제어 시스템 및 그의 PRA 열화 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 지구환경을 개선하기 위한 하나의 방안으로서, 하이브리드차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle), 전기 차량(EV, Electric Vehicle), 연료 전지 차량(FCV, Fuel Cell Vehicle) 등이 개발되어 운행되고 있으며, 특히 전기 차량의 개발은, 앞으로 더욱 두드러질 것으로 예상되고 있다.
이러한, 전기 차량이나 하이브리드 차량은, 구동원인 모터에 전력을 공급하기 위한 고전압 배터리와 고전압 회로부를 구비하고 있다.
그리고, 고전압 회로부는, 고전압 배터리의 전력을 공급받아 구동되는 모터, 모터를 구동시키기 위한 인버터를 포함하는 모터 제어기(MCU), 그리고 배터리 전원이 차량에 선택적으로 공급되도록 스위칭하는 PRA(Power Relay Assembly)를 포함할 수 있다.
여기서, PRA는, 전체 차량들간 부품 편차, 조립 상태 또는 고전압 배터리 에너지 사용량에 따라 열화 상태가 달라질 수 있는데, 이러한 PRA의 열화 상태를 관리하지 못할 경우, 과전류로 인한 화재 발생이 일어날 수 있다.
하지만, 현재는, PRA의 열화 상태를 정확하게 측정하는 것이 불가능하고, PRA의 발열을 능동적으로 제어할 수 있는 기술 개발이 이루어지지 않으므로, PRA의 열화가 가속될 수 있고, 과전류로 인한 화재 발생이 일어날 수 있는 문제가 있다.
따라서, 향후, PRA의 열화 상태를 주기적으로 모니터링하여 PRA의 열화를 미리 예측하고, PRA의 열화를 능동적으로 제어할 수 있는 차량용 PRA 제어 시스템의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은, 차량의 PRA 및 배터리 정보를 수집하여 그룹핑하고, 그룹핑된 정보를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정함으로써, 차량별 모니터링 단계를 토대로 PRA의 열화 상태를 주기적으로 모니터링하여 PRA의 열화를 미리 예측하고, PRA의 열화를 능동적으로 제어할 수 있는 차량용 PRA 열화 제어 시스템 및 그의 PRA 열화 제어 방법을 제공하는데 있다.
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.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 PRA 열화 제어 시스템은, PRA(Power Relay Assembly) 및 배터리 정보를 전송하는 차량, 그리고 차량의 PRA 및 배터리 정보를 수집하여 차량으로 PRA 열화 제어를 위한 출력 제어 정보를 전송하는 서버를 포함하고, 서버는, 차량의 PRA 및 배터리 정보를 수집하면 수집한 정보를 그룹핑하고, 그룹핑된 정보를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정하며, 설정된 차량별 모니터링 단계에 상응하여 차량별 모니터링을 수행하고, 각 차량이 PRA 열화 제어를 수행하도록 모니터링 결과에 상응하는 차량별 출력 제어 정보를 차량으로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 PRA 열화 제어 방법은, 서버가 차량으로부터 PRA 및 배터리 정보를 수집하는 단계, 서버가 수집한 정보를 그룹핑하는 단계, 서버가 그룹핑된 정보를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정하는 단계, 서버가 설정된 차량별 모니터링 단계에 상응하여 차량별 모니터링을 수행하는 단계, 서버가 모니터링 결과에 상응하는 차량별 출력 제어 정보를 차량으로 전송하는 단계, 그리고 차량이 출력 제어 정보를 토대로 PRA 열화 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 PRA 열화 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는, 상기 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 PRA 열화 제어 방법에서 제공된 과정을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 차량은, 서버에 통신 연결되는 통신부, 그리고 서버로부터 수신되는 출력 제어 정보를 토대로 배터리 출력을 제어하는 배터리 제어부를 포함하고, 배터리 제어부는, PRA 및 배터리를 모니터링하여 PRA 및 배터리 정보를 획득하고, 획득한 PRA 및 배터리 정보를 서버로 전송하도록 통신부를 제어하며, 서버로부터 출력 제어 정보를 수신하면 출력 제어 정보를 토대로 PRA 온도를 모니터링하여 배터리 출력을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 서버는, 차량에 통신 연결되는 통신부, 차량의 PRA 및 배터리 정보를 수집하여 수집한 정보를 그룹핑하는 데이터 그룹핑부, 그리고 그룹핑된 정보를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정하고, 설정된 차량별 모니터링 단계에 상응하여 차량별 모니터링을 수행하며, 모니터링 결과에 상응하는 차량별 출력 제어 정보를 차량으로 전송하는 능동 출력 제어부를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 차량용 PRA 열화 제어 시스템 및 그의 PRA 열화 제어 방법은, 차량의 PRA 및 배터리 정보를 수집하여 그룹핑하고, 그룹핑된 정보를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정함으로써, 차량별 모니터링 단계를 토대로 PRA의 열화 상태를 주기적으로 모니터링하여 PRA의 열화를 미리 예측하고, PRA의 열화를 능동적으로 제어할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 추가적인 하드웨어 없이도 스프트웨어의 변경만으로도 로직 구성이 가능하다.
또한, 본 발명은, 차량간 상대적인 PRA 온도 비교를 통해, PRA 열화 또는 고장 정도에 대한 판단이 가능하다.
또한, 본 발명은, 선제적인 파워제한을 수행함으로써, 배터리의 발열 또는 PRA의 열화 가속을 방지할수 있다.
본 발명에서 얻을 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 PRA 열화 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 차량을 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 서버를 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 4 내지 도 6은 주행 패턴별 그룹화 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 총에너지 사용량별 그룹화 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 차량별 PRA 온도 모니터링 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 PRA 열화 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
이하, 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 적용될 수 있는 차량용 PRA 열화 제어 시스템 및 그의 PRA 열화 제어 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 PRA 열화 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량용 PRA 열화 제어 시스템은, PRA(Power Relay Assembly) 및 배터리 정보를 전송하는 차량(100)과, 차량(100)의 PRA 및 배터리 정보를 수집하여 차량(100)으로 PRA 열화 제어를 위한 출력 제어 정보를 전송하는 서버(200)를 포함할 수 있다.
여기서, 차량(100)은, PRA 및 배터리를 모니터링하여 PRA 및 배터리 정보를 획득하고, 획득한 PRA 및 배터리 정보를 서버(200)로 전송할 수 있다.
이때, 차량(100)은, 캔(CAN) 통신을 통해 PRA 및 배터리 정보를 획득하고, 무선 통신을 통해 획득한 PRA 및 배터리 정보를 서버(200)로 전송할 수 있다.
그리고, 차량(100)은, 획득한 PRA 및 배터리 정보를 전송할 때, 차량 식별자(ID), 배터리의 충방전 누적 에너지량, 각 사용 전류 구간별 비율, 배터리 실출력, PRA 온도를 적어도 하나 이상을 포함하는 정보를 서버(200)로 전송할 수 있다.
이어, 차량(100)은, 서버(200)로부터 PRA 열화 제어를 위한 출력 제어 정보를 수신하면 출력 제어 정보를 토대로 PRA 온도를 모니터링하여 배터리 출력을 제어할 수 있다.
여기서, 차량(100)은, 출력 제어 정보를 수신할 때, 차량 식별자(ID), 차량별 모니터링 단계 정보, 배터리의 능동 출력 제한값을 적어도 하나 이상을 서버(200)로부터 수신할 수 있다.
그리고, 차량(100)은, 모니터링 단계에 따라 서버(200)와의 통신 주기를 가변할 수 있다.
여기서, 차량(100)은, 모니터링 단계가 보통 단계이거나 또는 주의 단계이면 서버(200)와의 통신 주기를 주행 및 충전 수행 중 PRA 정보 수집 종료 시점에 1회로 설정하고, 모니터링 단계가 경고 단계이면 서버(200)와의 통신 주기를 주행 및 충전 수행 중 1초 간격으로 설정할 수 있다.
이때, 차량(100)은, 모니터링 단계가 보통 단계이면 PRA 온도에 이상 징후가 없는 것으로 인지하고, 모니터링 단계가 주의 단계이면 PRA 온도에 이상 징후가 있는 것으로 인지하며, 모니터링 단계를 경고 단계이면 PRA 온도가 임계치에 도달한 것으로 인지할 수 있다.
다음, 차량(100)은, PRA 열화 제어를 수행할 때, PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율만큼 도달이면 배터리 출력 제한을 1차 수행하고, PRA 온도가 소정 시간 동안 지속 상승이면 배터리 출력 제한을 2차 수행하며, PRA 온도가 임계 온도 초과이면 PRA의 메인 릴레이를 오프할 수 있다.
일 예로, 임계 온도의 소정 비율은, 임계 온도의 약 70%일 수 있고, 소정 시간은, 약 10초일 수 있다.
그리고, 차량(100)은, 배터리 출력 제한을 1차 수행할 때, 차량(100)의 실출력만큼 출력 제한을 수행하고, 배터리 출력 제한을 2차 수행할 때, PRA 온도가 증가한 온도만큼 추가 출력 제한을 수행할 수 있다.
또한, 차량(100)은, PRA 온도가 임계 온도 초과가 아니면 PRA 온도가 증가한 온도만큼 추가 출력 제한을 수행할 수 있다.
또한, 차량(100)은, PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율만큼 도달이 아니거나 또는 PRA 온도가 소정 시간 동안 지속 상승이 아니면 차량(100)의 실출력만큼 출력 제한을 수행할 수 있다.
또한, 차량(100)은, 배터리 출력 제한을 1차 또는 2차 수행할 때, 클러스터에 예방 정비 유도 플래그를 송신할 수도 있다.
다음, 서버(200)는, 차량(100)의 PRA 및 배터리 정보를 수집하면 수집한 정보를 그룹핑하고, 그룹핑된 정보를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정하며, 설정된 차량별 모니터링 단계에 상응하여 차량별 모니터링을 수행하고, 각 차량이 PRA 열화 제어를 수행하도록 모니터링 결과에 상응하는 차량별 출력 제어 정보를 차량(100)으로 전송할 수 있다.
그리고, 서버(200)는, 수집한 정보를 그룹핑할 때, 수집한 정보를 주행 패턴별로 그룹핑하여 다수의 주행 패턴별 그룹으로 분류하고, 주행 패턴별 그룹 내의 정보를 에너지 사용량별로 재그룹핑하여 다수의 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 수 있다.
여기서, 서버(200)는, 주행 패턴별 그룹으로 분류할 때, 배터리 충방전 전류 구간별 프로파일을 저장하고, 배터리 충방전 전류 구간별로 전류 점유 비율을 계산하며, 전류 점유 비율을 기준으로 차량별 상관계수를 연산하고, 상관계수가 소정 비율보다 크면 해당 차량들을 동일 그룹으로 분류하고 상관계수가 소정 비율 이하이면 해당 차량들을 미할당 그룹으로 분류하며, 그룹별 평균 전류 점유율을 계산하고, 미할당 그룹의 차량과 상기 그룹별 평균 전류 점유율간의 상관계수를 연산하며, 상관계수가 소정 비율보다 크면 미할당 그룹의 차량을 재분류하고, 상관계수가 소정 비율 이하이면 미할당 그룹의 차량을 미할당 그룹으로 남길 수 있다.
일 예로, 서버(200)는, 상관계수가 약 70%보다 크면 해당 차량들을 동일 그룹으로 분류하고 상관계수가 약 70% 이하이면 해당 차량들을 미할당 그룹으로 분류하며, 상관계수가 약 70%보다 크면 미할당 그룹의 차량을 재분류하고, 상관계수가 약 70% 이하이면 미할당 그룹의 차량을 미할당 그룹으로 남길 수 있다.
또한, 서버(200)는, 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 때, 주행 패턴별 그룹 내의 차량들을 에너지 총 사용량에 따라 다수 구간의 히스토그램으로 연산하고, 히스토그램 구간별 서브 그룹핑을 수행하여 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 수 있다.
다음, 서버(200)는, 차량별 모니터링 단계를 설정할 때, 각 서브 그룹의 차량별 PRA 온도 및 배터리 실출력을 모니터링하고, 모니터링 결과를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정할 수 있다.
그리고, 서버(200)는, 차량별 모니터링을 수행할 때, PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내이고 수 사이클 연속으로 발생하면 해당 차량을 모니터링 단계 중 주의 단계로 모니터링을 수행하고, PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내에 포함되지 않으면 해당 차량을 모니터링 단계 중 보통 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
일 예로, 서버(200)는, PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 5% 이내이고 2사이클 연속으로 발생하면 해당 차량을 모니터링 단계 중 주의 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
그리고, 서버(200)는, 모니터링 단계가 보통 단계이면 해당 차량의 PRA 온도에 이상 징후가 없는 것으로 인지하여 보통 단계로 PRA 온도를 모니터링하고, 모니터링 단계가 주의 단계이면 해당 차량의 PRA 온도에 이상 징후가 있는 것으로 인지하여 주의 단계로 PRA 온도를 모니터링할 수 있다.
일 예로, 서버(200)는, 모니터링 단계가 보통 단계이거나 또는 주의 단계인지를 판단하는 판단 주기를 주행 및 충전 수행 중 PRA 정보 수집 종료 시점에 1회만 수행할 수 있다.
다음, 서버(200)는, 차량별 모니터링을 수행할 때, 차량(100)의 PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율 이상 도달이면 해당 차량을 모니터링 단계 중 경고 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
일 예로, 임계 온도의 소정 비율은, 임계 온도의 약 70%일 수 있다.
그리고, 서버(200)는, 차량의 PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율 이상 도달이 아니면 해당 차량을 모니터링 단계 중 보통 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
일 예로, 서버(200)는, 모니터링 단계가 경고 단계인지를 판단하는 판단 주기를 주행 및 충전 수행 중 약 1초 간격으로 수행할 수 있다.
다음, 서버(200)는, 차량별 출력 제어 정보를 전송할 때, 모니터링 단계가 경고 단계이면 차량 식별자(ID), 차량별 모니터링 단계 정보, 배터리의 능동 출력 제한값을 포함하는 출력 제어 정보를 차량으로 전송할 수 있다.
이어, 서버(200)는, 차량별 출력 제어 정보를 전송할 때, 그룹별 이상 거동 차량 PRA 온도 패턴을 저장할 수 있다.
그리고, 서버(200)는, 차량별 출력 제어 정보를 전송할 때, 차량의 클러스터 알람을 위해 예방 정비 유도 플래그를 차량(100)으로 전송할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 차량의 PRA 및 배터리 정보를 수집하여 그룹핑하고, 그룹핑된 정보를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정함으로써, 차량별 모니터링 단계를 토대로 PRA의 열화 상태를 주기적으로 모니터링하여 PRA의 열화를 미리 예측하고, PRA의 열화를 능동적으로 제어할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 추가적인 하드웨어 없이도 스프트웨어의 변경만으로도 로직 구성이 가능하다.
또한, 본 발명은, 차량간 상대적인 PRA 온도 비교를 통해, PRA 열화 또는 고장 정도에 대한 판단이 가능하다.
또한, 본 발명은, 선제적인 파워제한을 수행함으로써, 배터리의 발열 또는 PRA의 열화 가속을 방지할수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 차량을 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량(100)은, 서버(200)에 통신 연결되는 통신부(110), 그리고 서버(200)로부터 수신되는 출력 제어 정보를 토대로 배터리 출력을 제어하는 배터리 제어부(120)를 포함할 수 있다.
일 예로, 통신부(110)은, 차량(100)의 AVN(Audio-Video-Navigation)일 수 있고, 배터리 제어부(120)는, BMS(Battery Management System)일 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
그리고, 배터리 제어부(120)는, PRA(130) 및 배터리(140)를 모니터링하여 PRA 및 배터리 정보를 획득하고, 획득한 PRA 및 배터리 정보를 서버로 전송하도록 통신부(110)를 제어하며, 서버로부터 출력 제어 정보를 수신하면 출력 제어 정보를 토대로 PRA 온도를 모니터링하여 배터리 출력을 제어할 수 있다.
여기서, 배터리 제어부(120)는, 캔(CAN) 통신을 통해 PRA 및 배터리 정보를 획득하고, 무선 통신을 통해 획득한 PRA 및 배터리 정보를 서버로 전송할 수 있다.
그리고, 배터리 제어부(120)는, 획득한 PRA 및 배터리 정보를 전송할 때, 차량 식별자(ID), 배터리의 충방전 누적 에너지량, 각 사용 전류 구간별 비율, 배터리 실출력, PRA 온도를 적어도 하나 이상을 포함하는 정보를 서버(200)로 전송할 수 있다.
이어, 배터리 제어부(120)는, 서버로부터 PRA 열화 제어를 위한 출력 제어 정보를 수신하면 출력 제어 정보를 토대로 PRA 온도를 모니터링하여 배터리 출력을 제어할 수 있다.
여기서, 배터리 제어부(120)는, 출력 제어 정보를 수신할 때, 차량 식별자(ID), 차량별 모니터링 단계 정보, 배터리의 능동 출력 제한값을 적어도 하나 이상을 서버로부터 수신할 수 있다.
그리고, 배터리 제어부(120)는, 모니터링 단계에 따라 서버와의 통신 주기를 가변할 수 있다.
여기서, 배터리 제어부(120)는, 모니터링 단계가 보통 단계이거나 또는 주의 단계이면 서버와의 통신 주기를 주행 및 충전 수행 중 PRA 정보 수집 종료 시점에 1회로 설정하고, 모니터링 단계가 경고 단계이면 서버와의 통신 주기를 주행 및 충전 수행 중 1초 간격으로 설정할 수 있다.
다음, 배터리 제어부(120)는, PRA 열화 제어를 수행할 때, PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율만큼 도달이면 배터리 출력 제한을 1차 수행하고, PRA 온도가 소정 시간 동안 지속 상승이면 배터리 출력 제한을 2차 수행하며, PRA 온도가 임계 온도 초과이면 PRA의 메인 릴레이를 오프할 수 있다.
그리고, 배터리 제어부(120)는, 배터리 출력 제한을 1차 수행할 때, 배터리(140)의 실출력만큼 출력 제한을 수행하고, 배터리 출력 제한을 2차 수행할 때, PRA 온도가 증가한 온도만큼 추가 출력 제한을 수행할 수 있다.
또한, 배터리 제어부(120)는, PRA 온도가 임계 온도 초과가 아니면 PRA 온도가 증가한 온도만큼 추가 출력 제한을 수행할 수 있다.
또한, 배터리 제어부(120)는, PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율만큼 도달이 아니거나 또는 PRA 온도가 소정 시간 동안 지속 상승이 아니면 배터리(140)의 실출력만큼 출력 제한을 수행할 수 있다.
또한, 배터리 제어부(120)는, 배터리 출력 제한을 1차 또는 2차 수행할 때, 클러스터에 예방 정비 유도 플래그를 송신할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 서버를 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 서버(200)는, 차량에 통신 연결되는 통신부(210), 차량의 PRA 및 배터리 정보를 수집하여 수집한 정보를 그룹핑하는 데이터 그룹핑부(220), 그리고 그룹핑된 정보를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정하고, 설정된 차량별 모니터링 단계에 상응하여 차량별 모니터링을 수행하며, 모니터링 결과에 상응하는 차량별 출력 제어 정보를 차량으로 전송하는 능동 출력 제어부(230)를 포함할 수 있다.
여기서, 데이터 그룹핑부(220)는, 수집한 정보를 그룹핑할 때, 수집한 정보를 주행 패턴별로 그룹핑하여 다수의 주행 패턴별 그룹으로 분류하고, 주행 패턴별 그룹 내의 정보를 에너지 사용량별로 재그룹핑하여 다수의 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 수 있다.
즉, 데이터 그룹핑부(220)는, 주행 패턴별 그룹으로 분류할 때, 배터리 충방전 전류 구간별 프로파일을 저장하고, 배터리 충방전 전류 구간별로 전류 점유 비율을 계산하며, 전류 점유 비율을 기준으로 차량별 상관계수를 연산하고, 상관계수가 소정 비율보다 크면 해당 차량들을 동일 그룹으로 분류하고 상관계수가 소정 비율 이하이면 해당 차량들을 미할당 그룹으로 분류하며, 그룹별 평균 전류 점유율을 계산하고, 미할당 그룹의 차량과 상기 그룹별 평균 전류 점유율간의 상관계수를 연산하며, 상관계수가 소정 비율보다 크면 미할당 그룹의 차량을 재분류하고, 상관계수가 소정 비율 이하이면 미할당 그룹의 차량을 미할당 그룹으로 남길 수 있다.
일 예로, 데이터 그룹핑부(220)는, 상관계수가 약 70%보다 크면 해당 차량들을 동일 그룹으로 분류하고 상관계수가 약 70% 이하이면 해당 차량들을 미할당 그룹으로 분류하며, 상관계수가 약 70%보다 크면 미할당 그룹의 차량을 재분류하고, 상관계수가 약 70% 이하이면 미할당 그룹의 차량을 미할당 그룹으로 남길 수 있다.
또한, 데이터 그룹핑부(220)는, 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 때, 주행 패턴별 그룹 내의 차량들을 에너지 총 사용량에 따라 다수 구간의 히스토그램으로 연산하고, 히스토그램 구간별 서브 그룹핑을 수행하여 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 수 있다.
다음, 능동 출력 제어부(230)는, 차량별 모니터링 단계를 설정할 때, 각 서브 그룹의 차량별 PRA 온도 및 배터리 실출력을 모니터링하고, 모니터링 결과를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정할 수 있다.
그리고, 능동 출력 제어부(230)는, 차량별 모니터링을 수행할 때, PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내이고 수 사이클 연속으로 발생하면 해당 차량을 모니터링 단계 중 주의 단계로 모니터링을 수행하고, PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내에 포함되지 않으면 해당 차량을 모니터링 단계 중 보통 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
일 예로, 능동 출력 제어부(230)는, PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 5% 이내이고 2사이클 연속으로 발생하면 해당 차량을 모니터링 단계 중 주의 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
그리고, 능동 출력 제어부(230)는, 모니터링 단계가 보통 단계이면 해당 차량의 PRA 온도에 이상 징후가 없는 것으로 인지하여 보통 단계로 PRA 온도를 모니터링하고, 모니터링 단계가 주의 단계이면 해당 차량의 PRA 온도에 이상 징후가 있는 것으로 인지하여 주의 단계로 PRA 온도를 모니터링할 수 있다.
일 예로, 능동 출력 제어부(230)는, 모니터링 단계가 보통 단계이거나 또는 주의 단계인지를 판단하는 판단 주기를 주행 및 충전 수행 중 PRA 정보 수집 종료 시점에 1회만 수행할 수 있다.
다음, 능동 출력 제어부(230)는, 차량별 모니터링을 수행할 때, 차량의 PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율 이상 도달이면 해당 차량을 모니터링 단계 중 경고 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
일 예로, 임계 온도의 소정 비율은, 임계 온도의 약 70%일 수 있다.
그리고, 능동 출력 제어부(230)는, 차량의 PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율 이상 도달이 아니면 해당 차량을 모니터링 단계 중 보통 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
일 예로, 능동 출력 제어부(230)는, 모니터링 단계가 경고 단계인지를 판단하는 판단 주기를 주행 및 충전 수행 중 약 1초 간격으로 수행할 수 있다.
다음, 능동 출력 제어부(230)는, 차량별 출력 제어 정보를 전송할 때, 모니터링 단계가 경고 단계이면 차량 식별자(ID), 차량별 모니터링 단계 정보, 배터리의 능동 출력 제한값을 적어도 하나 이상을 포함하는 출력 제어 정보를 차량으로 전송할 수 있다.
이어, 능동 출력 제어부(230)는, 차량별 출력 제어 정보를 전송할 때, 그룹별 이상 거동 차량 PRA 온도 패턴을 저장할 수 있다.
그리고, 능동 출력 제어부(230)는, 차량별 출력 제어 정보를 전송할 때, 차량의 클러스터 알람을 위해 예방 정비 유도 플래그를 차량으로 전송할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 주행 패턴별 그룹화 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 수집한 정보를 주행 패턴별로 그룹핑하여 다수의 주행 패턴별 그룹으로 분류할 수 있다.
먼저, 도 4와 같이, 본 발명은, 차량별 충방전 패턴 분석을 위하여 전류 구간(일 예로 6개 구간)을 설정하여, 배터리 충방전 전류 구간별 프로파일을 저장할 수 있다.
그리고, 도 5와 같이, 본 발명은, 배터리 충방전 전류 구간별로 전류 점유 비율을 계산할 수 있다.
도 5는, 차량별 전류 구간의 전류 점유율 분포를 약 2개 그룹만을 보여주고 있다.
이어, 도 6과 같이, 본 발명은, 전류 점유 비율을 기준으로 차량별 상관계수를 연산하고, 상관계수가 소정 비율보다 크면 해당 차량들을 동일 그룹으로 분류하고 상관계수가 소정 비율 이하이면 해당 차량들을 미할당 그룹으로 분류하며, 그룹별 평균 전류 점유율을 계산하고, 미할당 그룹의 차량과 상기 그룹별 평균 전류 점유율간의 상관계수를 연산하며, 상관계수가 소정 비율보다 크면 미할당 그룹의 차량을 재분류하고, 상관계수가 소정 비율 이하이면 미할당 그룹의 차량을 미할당 그룹으로 남길 수 있다.
일 예로, 데이터 그룹핑부(220)는, 상관계수가 약 70%보다 크면 해당 차량들을 동일 그룹으로 분류하고 상관계수가 약 70% 이하이면 해당 차량들을 미할당 그룹으로 분류하며, 상관계수가 약 70%보다 크면 미할당 그룹의 차량을 재분류하고, 상관계수가 약 70% 이하이면 미할당 그룹의 차량을 미할당 그룹으로 남길 수 있다.
도 6은, 전체 차량간의 상관 관계에 따른 그룹핑을 보여주는 도면으로서, 총 44개 그룹의 약 10000개 차량들에 대한 상관 관계를 보여주고 있다.
도 7은 총에너지 사용량별 그룹화 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 주행 패턴별 그룹 내의 정보를 에너지 사용량별로 재그룹핑하여 다수의 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 때, 주행 패턴별 그룹 내의 차량들을 에너지 총 사용량에 따라 다수 구간의 히스토그램으로 연산하고, 히스토그램 구간별 서브 그룹핑을 수행하여 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 수 있다.
도 8은 차량별 PRA 온도 모니터링 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 각 서브 그룹의 차량별 PRA 온도 및 배터리 실출력을 모니터링하고, 모니터링 결과를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정할 수 있다.
그리고, 본 발명은, PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내이고 수 사이클 연속으로 발생하면 해당 차량을 모니터링 단계 중 주의 단계로 모니터링을 수행하고, PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내에 포함되지 않으면 해당 차량을 모니터링 단계 중 보통 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
일 예로, 도 8과 같이, 본 발명은, PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 5% 이내이고 2사이클 연속으로 발생하면 해당 차량을 모니터링 단계 중 주의 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 차량의 PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율 이상 도달이면 해당 차량을 모니터링 단계 중 경고 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
일 예로, 임계 온도의 소정 비율은, 임계 온도의 약 70%일 수 있다.
여기서, 임계 온도는, 약 200도일 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
그리고, 본 발명은, 차량의 PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율 이상 도달이 아니면 해당 차량을 모니터링 단계 중 보통 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 PRA 열화 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 서버는, 차량으로부터 PRA 및 배터리 정보를 수집할 수 있다(S100).
여기서, 서버는, 차량 식별자(ID), 배터리의 충방전 누적 에너지량, 각 사용 전류 구간별 비율, 배터리 실출력, PRA 온도를 포함하는 정보를 차량으로부터 수집할 수 있다.
그리고, 서버는, 수집한 정보를 그룹핑할 수 있다(S200).
여기서, 서버는, 수집한 정보를 주행 패턴별로 그룹핑하여 다수의 주행 패턴별 그룹으로 분류하고, 주행 패턴별 그룹 내의 정보를 에너지 사용량별로 재그룹핑하여 다수의 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 수 있다.
일 예로, 서버는, 주행 패턴별 그룹으로 분류할 때, 배터리 충방전 전류 구간별 프로파일을 저장하고, 배터리 충방전 전류 구간별로 전류 점유 비율을 계산하며, 전류 점유 비율을 기준으로 차량별 상관계수를 연산하고, 상관계수가 소정 비율보다 크면 해당 차량들을 동일 그룹으로 분류하고 상관계수가 소정 비율 이하이면 해당 차량들을 미할당 그룹으로 분류하며, 그룹별 평균 전류 점유율을 계산하고, 미할당 그룹의 차량과 그룹별 평균 전류 점유율간의 상관계수를 연산하며, 상관계수가 소정 비율보다 크면 미할당 그룹의 차량을 재분류하고, 상관계수가 소정 비율 이하이면 미할당 그룹의 차량을 미할당 그룹으로 남길 수 있다.
또한, 서버는, 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 때, 주행 패턴별 그룹 내의 차량들을 에너지 총 사용량에 따라 다수 구간의 히스토그램으로 연산하고, 히스토그램 구간별 서브 그룹핑을 수행하여 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 수 있다.
이어, 서버는, 그룹핑된 정보를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정할 수 있다(S300).
여기서, 서버는, 각 서브 그룹의 차량별 PRA 온도 및 배터리 실출력을 모니터링하고, 모니터링 결과를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정할 수 있다.
다음, 서버는, 설정된 차량별 모니터링 단계에 상응하여 차량별 모니터링을 수행할 수 있다(S400).
여기서, 서버는, PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내이고 수 사이클 연속으로 발생하면 해당 차량을 모니터링 단계 중 주의 단계로 모니터링을 수행하고, PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내에 포함되지 않으면 해당 차량을 모니터링 단계 중 보통 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
또한, 서버는, 차량의 PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율 이상 도달이면 해당 차량을 모니터링 단계 중 경고 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
그리고, 서버는, 모니터링 결과에 상응하는 차량별 출력 제어 정보를 차량으로 전송할 수 있다(S500).
여기서, 서버는, 모니터링 단계가 경고 단계이면 차량 식별자(ID), 차량별 모니터링 단계 정보, 배터리의 능동 출력 제한값을 포함하는 출력 제어 정보를 차량으로 전송할 수 있다.
이어, 차량은, 출력 제어 정보를 토대로 PRA 열화 제어를 수행할 수 있다(S600).
여기서, 차량은, PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율만큼 도달이면 배터리 출력 제한을 1차 수행하고, PRA 온도가 소정 시간 동안 지속 상승이면 배터리 출력 제한을 2차 수행하며, PRA 온도가 임계 온도 초과이면 PRA의 메인 릴레이를 오프할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 차량의 PRA 및 배터리 정보를 수집하여 그룹핑하고, 그룹핑된 정보를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정함으로써, 차량별 모니터링 단계를 토대로 PRA의 열화 상태를 주기적으로 모니터링하여 PRA의 열화를 미리 예측하고, PRA의 열화를 능동적으로 제어할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 추가적인 하드웨어 없이도 스프트웨어의 변경만으로도 로직 구성이 가능하다.
또한, 본 발명은, 차량간 상대적인 PRA 온도 비교를 통해, PRA 열화 또는 고장 정도에 대한 판단이 가능하다.
또한, 본 발명은, 선제적인 파워제한을 수행함으로써, 배터리의 발열 또는 PRA의 열화 가속을 방지할수 있다.
한편, 본 발명의 서버와 차량 간의 데이터 송수신 항목은 다음과 표 1과 같다.
데이터 항목 차량에서 서버로 전송 서버에서 차량으로 전송 비고
차량 식별자(ID) O O 이상거동 차량 추적용
배터리의 충방전 누적 에너지량 O 해당그룹 PRA 열화 평균계
각 사용 전류 구간별 비율 O 충방전 전류패턴 연산용
배터리의 능동 출력 제한값 O 경고단계 진입시 차량별 출력
차량별 모니터링 단계 정보 O 보통/주의/경고 3단계 구분
배터리 실출력 O 출력당 PRA 온도상승량 연산
PRA 온도 O
도 10 및 도 11은 본 발명의 수집 정보 그룹핑 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 서버는, 수집한 정보를 주행 패턴별로 그룹핑하여 다수의 주행 패턴별 그룹으로 분류하고, 주행 패턴별 그룹 내의 정보를 에너지 사용량별로 재그룹핑하여 다수의 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 수 있다.
이처럼, 본 발명은, 수집한 정보들 토대로 데이터 그룹화를 수행할 수 있다.
그 이유는, 차량별 배터리 충방전 전류 패턴을 바탕으로 에너지 총사용량에 따른 그룹핑을 통해 유사한 집단에서의 PRA 가혹 정도를 판단하기 위함이다.
도 10은, 주행 패턴별 그룹핑 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 10과 같이, 먼저, 본 발명은, 배터리 충방전 전류 구간별 프로파일을 저장한다(S212).
그리고, 본 발명은, 배터리 충방전 전류 구간별로 전류 점유 비율을 계산할 수 있다(S214).
이어, 본 발명은, 전류 점유 비율을 기준으로 차량별 상관계수를 연산할 수 있다(S216).
다음, 본 발명은, 상관계수가 소정 비율보다 큰지를 확인할 수 있다(S218).
일 예로, 소정 비율은, 약 70%일 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
그리고, 본 발명은, 상관계수가 소정 비율보다 크면 해당 차량들을 동일 그룹으로 분류하고(S220), 상관계수가 소정 비율 이하이면 해당 차량들을 미할당 그룹으로 분류할 수 있다(S222).
이어, 본 발명은, 그룹별 평균 전류 점유율을 계산할 수 있다(S224).
다음, 본 발명은, 미할당 그룹의 차량과 그룹별 평균 전류 점유율간의 상관계수를 연산하고, 상관계수가 소정 비율보다 큰지를 확인할 수 있다(S226).
일 예로, 소정 비율은, 약 70%일 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
그리고, 본 발명은, 상관계수가 소정 비율보다 크면 미할당 그룹의 차량을 재분류하고(S228), 상관계수가 소정 비율 이하이면 미할당 그룹의 차량을 미할당 그룹으로 남길 수 있다(S230).
도 11은 총에너지 사용자별 그룹핑 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 11과 같이, 본 발명은, 주행 패턴별 그룹 내의 차량들을 에너지 총 사용량에 따라 다수 구간의 히스토그램으로 연산할 수 있다(S242).
그리고, 본 발명은, 히스토그램 구간별 서브 그룹핑을 수행하여 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 수 있다(S244).
도 12는 본 발명의 차량별 PRA 온도 모니터링 단계 설정 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 각 서브 그룹의 차량별 PRA 온도 및 배터리 실출력을 모니터링할 수 있다(S312).
그리고, 본 발명은, 모니터링 결과를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정할 수 있다(S314).
이어, 본 발명은, PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내이고 수 사이클 연속으로 발생하는지를 확인할 수 있다(S316).
다음, 본 발명은, RA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내이고 수 사이클 연속으로 발생하면 해당 차량을 모니터링 단계 중 주의 단계로 모니터링을 수행하고(S318), PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내에 포함되지 않으면 해당 차량을 모니터링 단계 중 보통 단계로 모니터링을 수행할 수 있다(S320).
일 예로, 본 발명은, PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 그룹핑된 정보로부터 상위 5% 이내이고 2사이클 연속으로 발생하면 해당 차량을 모니터링 단계 중 주의 단계로 모니터링을 수행할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 차량의 PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율 이상 도달인지를 확인한다(S322).
이어, 본 발명은, 차량의 PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율 이상 도달이면 해당 차량을 모니터링 단계 중 경고 단계로 모니터링을 수행할 수 있다(S324).
일 예로, 임계 온도의 소정 비율은, 임계 온도의 약 70%일 수 있다.
그리고, 본 발명은, 차량의 PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율 이상 도달이 아니면 해당 차량을 모니터링 단계 중 보통 단계로 모니터링을 수행할 수 있다(S320).
한편, 본 발명은, 출력 능동 제어를 위한 모니터링 단계를 하기 표 2와 같이 차량별로 설정될 수 있다.
모니터링 단계 판단 주기 진입 조건 출력제어
보통 1회(종료시) (1) PRA 최대 온도 하위 95% 이내이고,
(2) 출력당 PRA 온도 상승률이 하위 95% 이내		 X
주의 1회(종료시) (1) PRA 최대 온도 상위 5% 이내이고,
(2) 출력당 PRA 온도 상승률이 상위 5% 이내이며,
(3) (1)과 (2) 조건이 2사이클 연속 발생 또는 임계 온도 도달		 X
경고 실시간(1초) (1) 임계온도 70% 도달 이후 지속 상승이거나, 또는
(2) 임계 온도 초과		 O
즉, 본 발명은, 모니터링 단계가 보통 단계이거나 또는 주의 단계이면 모니터링 판단 주기를 주행 및 충전 수행 중 PRA 정보 수집 종료 시점에 1회로 설정하고, 모니터링 단계가 경고 단계이면 모니터링 판단 주기를 주행 및 충전 수행 중 1초 간격으로 설정할 수 있다.
도 13은 본 발명의 PRA 출력 능동 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 모니터링 단계가 경고 단계이면 차량의 PRA 열화 제어를 수행할 수 있다(S612).
다음, 본 발명은, PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율만큼 도달하는지를 확인할 수 있다(S614).
일 예로, 임계 온도의 소정 비율은, 임계 온도의 약 70%일 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
이어, 본 발명은, PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율만큼 도달이면 배터리 출력 제한을 1차 수행하고(S166), PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율만큼 도달이 아니면 배터리의 실출력만큼 출력 제한을 수행할 수 있다(S618).
여기서, 본 발명은, 배터리 출력 제한을 1차 수행할 때, 배터리의 실출력만큼 출력 제한을 수행할 수 있다.
그리고, 본 발명은, PRA 온도가 소정 시간 동안 지속 상승인지를 확인할 수 있다(S620).
일 예로, 소정 시간은, 약 10초일 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
다음, 본 발명은, PRA 온도가 소정 시간 동안 지속 상승이면 배터리 출력 제한을 2차 수행하고(S622), PRA 온도가 소정 시간 동안 지속 상승이 아니면 배터리의 실출력만큼 출력 제한을 수행할 수 있다(S618).
여기서, 본 발명은, 배터리 출력 제한을 2차 수행할 때, PRA 온도가 증가한 온도만큼 추가 출력 제한을 수행할 수 있다.
이어, 본 발명은, PRA 온도가 임계 온도 초과인지를 확인할 수 있다(S624).
다음, 본 발명은, PRA 온도가 임계 온도 초과이면 PRA의 메인 릴레이를 오프하고(S626), PRA 온도가 임계 온도 초과가 아니면 PRA 온도가 증가한 온도만큼 추가 출력 제한을 수행할 수 있다(S628).
또한, 본 발명은, 배터리 출력 제한을 1차 또는 2차 수행할 때, 클러스터에 예방 정비 유도 플래그를 송신할 수도 있다.
본 발명은, 임계 온도가 약 200도일 때, 임계 온도 70%(약 140도) 도달 시에 또는 임계 온도 초과시에 경고 단계에서의 출력 제어를 수행할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 임계 온도 70%(약 140도) 도달 시에 배터리 실출력만큼 제한하고, PRA 온도가 약 10초간 지속 상승하면 차량별로 계산된 출력당 최대 PRA 온도 변화율(△PBAT/△TPRA)로 상승한 온도에서, 임계온도 70% 목표값(약 140도)만큼 배터리 출력을 제한할 수 있다.
일 예로, PRA 온도 변화율(△PBAT/△TPRA)이 2kW/1도로 측정된 차량의 경우, 해당 차량의 PRA 온도가 약 160도까지 지속 상승하면 PRA 온도 변화율(△PBAT/△TPRA)이 약 40도(160도-140도)이므로, 40kW(2kW*20)만큼 배터리 출력을 제한할 수 있다.
이처럼, 본 발명은, PRA 출력 능동 제어를 하기 표 3과 같이 수행할 수 있다.
모니터링 단계 제어 주기 진입 리액션
경고 실시간(1초) 임계온도 70% 도달시 1. 실출력으로 제한
2. 추가상승시 증가한 온도만큼 추가 출력 제한
3. 클러스터에 예방정비유도 플래그 송신
임계 온도 초과시 메인 릴레이 오프
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 PRA 열화 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는, 상기 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 PRA 열화 제어 방법에서 제공된 과정을 수행할 수 있다.
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.
100: 차량
110: 통신부
120: 배터리 제어부
130: PRA
140: 배터리
200: 서버
210: 통신부
220: 데이터 그룹핑부
230: 능동 출력 제어부

Claims (20)

  1. PRA(Power Relay Assembly) 및 배터리 정보를 전송하는 차량; 그리고,
    상기 차량의 PRA 및 배터리 정보를 수집하여 상기 차량으로 PRA 열화 제어를 위한 출력 제어 정보를 전송하는 서버를 포함하고,
    상기 서버는,
    상기 차량의 PRA 및 배터리 정보를 수집하면 상기 수집한 정보를 그룹핑하고, 상기 그룹핑된 정보를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정하며, 상기 설정된 차량별 모니터링 단계에 상응하여 차량별 모니터링을 수행하고, 각 차량이 PRA 열화 제어를 수행하도록 상기 모니터링 결과에 상응하는 차량별 출력 제어 정보를 상기 차량으로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량용 PRA 열화 제어 시스템.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 차량은,
    상기 PRA 열화 제어를 수행할 때, 상기 PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율만큼 도달이면 상기 배터리 출력 제한을 1차 수행하고, 상기 PRA 온도가 소정 시간 동안 지속 상승이면 상기 배터리 출력 제한을 2차 수행하며, 상기 PRA 온도가 임계 온도 초과이면 상기 PRA의 메인 릴레이를 오프하는 것을 특징으로 하는 차량용 PRA 열화 제어 시스템.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 서버는,
    차량 식별자(ID), 배터리의 충방전 누적 에너지량, 각 사용 전류 구간별 비율, 배터리 실출력, PRA 온도를 적어도 하나 이상을 포함하는 정보를 상기 차량으로부터 수집하는 것을 특징으로 하는 차량용 PRA 열화 제어 시스템.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 서버는,
    상기 수집한 정보를 그룹핑할 때, 상기 수집한 정보를 주행 패턴별로 그룹핑하여 다수의 주행 패턴별 그룹으로 분류하고, 상기 주행 패턴별 그룹 내의 정보를 에너지 사용량별로 재그룹핑하여 다수의 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류하는 것을 특징으로 하는 차량용 PRA 열화 제어 시스템.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 서버는,
    상기 주행 패턴별 그룹으로 분류할 때, 배터리 충방전 전류 구간별 프로파일을 저장하고, 상기 배터리 충방전 전류 구간별로 전류 점유 비율을 계산하며, 상기 전류 점유 비율을 기준으로 차량별 상관계수를 연산하고, 상기 상관계수가 소정 비율보다 크면 해당 차량들을 동일 그룹으로 분류하고 상기 상관계수가 소정 비율 이하이면 해당 차량들을 미할당 그룹으로 분류하며, 그룹별 평균 전류 점유율을 계산하고, 상기 미할당 그룹의 차량과 상기 그룹별 평균 전류 점유율간의 상관계수를 연산하며, 상기 상관계수가 소정 비율보다 크면 상기 미할당 그룹의 차량을 재분류하고, 상기 상관계수가 소정 비율 이하이면 상기 미할당 그룹의 차량을 미할당 그룹으로 남기는 것을 특징으로 하는 차량용 PRA 열화 제어 시스템.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 서버는,
    상기 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류할 때, 상기 주행 패턴별 그룹 내의 차량들을 에너지 총 사용량에 따라 다수 구간의 히스토그램으로 연산하고, 히스토그램 구간별 서브 그룹핑을 수행하여 상기 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류하는 것을 특징으로 하는 차량용 PRA 열화 제어 시스템.
  7. 제4 항에 있어서, 상기 서버는,
    상기 차량별 모니터링 단계를 설정할 때, 각 서브 그룹의 차량별 PRA 온도 및 배터리 실출력을 모니터링하고, 상기 모니터링 결과를 토대로 상기 차량별 모니터링 단계를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 PRA 열화 제어 시스템.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 서버는,
    상기 차량별 모니터링을 수행할 때, PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 상기 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내이고 수 사이클 연속으로 발생하면 해당 차량을 모니터링 단계 중 주의 단계로 모니터링을 수행하고,
    상기 PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 상기 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내에 포함되지 않으면 해당 차량을 모니터링 단계 중 보통 단계로 모니터링을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 PRA 열화 제어 시스템.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 서버는,
    상기 차량별 모니터링을 수행할 때, 상기 차량의 PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율 이상 도달이면 해당 차량을 모니터링 단계 중 경고 단계로 모니터링을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 PRA 열화 제어 시스템.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 서버는,
    상기 차량별 출력 제어 정보를 전송할 때, 상기 모니터링 단계가 경고 단계이면 차량 식별자(ID), 차량별 모니터링 단계 정보, 배터리의 능동 출력 제한값을 적어도 하나 이상을 포함하는 출력 제어 정보를 상기 차량으로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량용 PRA 열화 제어 시스템.
  11. 서버를 포함하는 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 PRA 열화 제어 방법에 있어서,
    상기 서버가, 차량으로부터 PRA 및 배터리 정보를 수집하는 단계;
    상기 서버가, 상기 수집한 정보를 그룹핑하는 단계;
    상기 서버가, 상기 그룹핑된 정보를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정하는 단계;
    상기 서버가, 상기 설정된 차량별 모니터링 단계에 상응하여 차량별 모니터링을 수행하는 단계;
    상기 서버가, 모니터링 결과에 상응하는 차량별 출력 제어 정보를 상기 차량으로 전송하는 단계; 그리고,
    상기 차량이, 상기 출력 제어 정보를 토대로 PRA 열화 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PRA 열화 제어 방법.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 수집한 정보를 그룹핑하는 단계는,
    상기 수집한 정보를 주행 패턴별로 그룹핑하여 다수의 주행 패턴별 그룹으로 분류하고, 상기 주행 패턴별 그룹 내의 정보를 에너지 사용량별로 재그룹핑하여 다수의 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류하는 것을 특징으로 하는 PRA 열화 제어 방법.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 주행 패턴별 그룹으로 분류하는 단계는,
    배터리 충방전 전류 구간별 프로파일을 저장하고, 상기 배터리 충방전 전류 구간별로 전류 점유 비율을 계산하며, 상기 전류 점유 비율을 기준으로 차량별 상관계수를 연산하고, 상기 상관계수가 소정 비율보다 크면 해당 차량들을 동일 그룹으로 분류하고 상기 상관계수가 소정 비율 이하이면 해당 차량들을 미할당 그룹으로 분류하며, 그룹별 평균 전류 점유율을 계산하고, 상기 미할당 그룹의 차량과 상기 그룹별 평균 전류 점유율간의 상관계수를 연산하며, 상기 상관계수가 소정 비율보다 크면 상기 미할당 그룹의 차량을 재분류하고, 상기 상관계수가 소정 비율 이하이면 상기 미할당 그룹의 차량을 미할당 그룹으로 남기는 것을 특징으로 하는 PRA 열화 제어 방법.
  14. 제12 항에 있어서, 상기 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류하는 단계는,
    상기 주행 패턴별 그룹 내의 차량들을 에너지 총 사용량에 따라 다수 구간의 히스토그램으로 연산하고, 히스토그램 구간별 서브 그룹핑을 수행하여 상기 에너지 사용별 서브 그룹으로 분류하는 것을 특징으로 하는 PRA 열화 제어 방법.
  15. 제11 항에 있어서, 상기 차량별 모니터링을 수행하는 단계는,
    PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 상기 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내이고 수 사이클 연속으로 발생하면 해당 차량을 모니터링 단계 중 주의 단계로 모니터링을 수행하고,
    상기 PRA 최대 온도 및 출력당 PRA 온도 상승률이 상기 그룹핑된 정보로부터 상위 소정 비율 이내에 포함되지 않으면 해당 차량을 모니터링 단계 중 보통 단계로 모니터링을 수행하는 것을 특징으로 하는 PRA 열화 제어 방법.
  16. 제11 항에 있어서, 상기 차량별 모니터링을 수행하는 단계는,
    상기 차량의 PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율 이상 도달이면 해당 차량을 모니터링 단계 중 경고 단계로 모니터링을 수행하는 것을 특징으로 하는 PRA 열화 제어 방법.
  17. 제11 항에 있어서, 상기 PRA 열화 제어를 수행하는 단계는,
    상기 PRA 온도가 임계 온도의 소정 비율만큼 도달이면 상기 배터리 출력 제한을 1차 수행하고, 상기 PRA 온도가 소정 시간 동안 지속 상승이면 상기 배터리 출력 제한을 2차 수행하며, 상기 PRA 온도가 임계 온도 초과이면 상기 PRA의 메인 릴레이를 오프하는 것을 특징으로 하는 PRA 열화 제어 방법.
  18. 제11 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  19. 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 차량에 있어서,
    서버에 통신 연결되는 통신부; 그리고,
    상기 서버로부터 수신되는 출력 제어 정보를 토대로 배터리 출력을 제어하는 배터리 제어부를 포함하고,
    상기 배터리 제어부는,
    PRA 및 배터리를 모니터링하여 상기 PRA 및 배터리 정보를 획득하고, 상기 획득한 PRA 및 배터리 정보를 상기 서버로 전송하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 서버로부터 출력 제어 정보를 수신하면 상기 출력 제어 정보를 토대로 상기 PRA 온도를 모니터링하여 상기 배터리 출력을 제어하고,
    상기 획득한 PRA 및 배터리 정보를 전송할 때, 차량 식별자(ID), 상기 배터리의 충방전 누적 에너지량, 각 사용 전류 구간별 비율, 배터리 실출력, PRA 온도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 정보를 상기 서버로 전송하고,
    상기 출력 제어 정보를 수신할 때, 상기 차량 식별자(ID), 차량별 모니터링 단계 정보, 상기 배터리의 능동 출력 제한값 중 적어도 하나 이상을 수신하는 것을 특징으로 하는 차량.
  20. 차량용 PRA 열화 제어 시스템의 서버에 있어서,
    상기 차량에 통신 연결되는 통신부;
    상기 차량의 PRA 및 배터리 정보를 수집하여 상기 수집한 정보를 그룹핑하는 데이터 그룹핑부; 그리고,
    상기 그룹핑된 정보를 토대로 차량별 모니터링 단계를 설정하고, 상기 설정된 차량별 모니터링 단계에 상응하여 차량별 모니터링을 수행하며, 상기 모니터링 결과에 상응하는 차량별 출력 제어 정보를 상기 차량으로 전송하는 능동 출력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서버.
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