KR19980051436A - 축전지 수명예측 표시방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차의 축전지에 있어 축전지 단품에 대한 방전특성을 시험하여 저장한 다음에 실제 주행시 주행모우드에 대한 방전특성을 감지하여 이를 사전에 저장해 놓은 단품에 대한 특성값과 비교하여 교체시기를 판단하도록 하는 축전지 수명예측 표시방법에 관한 것이다.

종래에는 축전지에 관한 전문지식이 없는 운전자가 축전지 교체시기를 판단하는 것은 사실상 불가능한 문제점이 있었다.

본 발명은 축전지의 단품에 대한 방전특성을 기준값으로서 미리 기억시켜 놓고, 주행모우드를 고려하여 매회 방전용량을 검출하는 한편 약 10회 정도의 싸이클에 대한 방전용량의 평균값을 산출하는 단계를 반복수행하며, 이를 반복적으로 싸이클수 증분으로 나누어 상기 증분이 일정 레벨 이하인 경우 축전지의 교체시기로써 판단하여 계기판상의 표시램프를 점등시켜 축전지 교체시기를 표시하도록 이루어진 발명임.

Description

축전지 수명예측 표시방법

본 발명은 축전지의 수명을 예측하여 교체시기를 표시해주는 축전지 수명예측 표시방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기자동차의 축전지에 있어 축전지 단품에 대한 방전특성을 시험하여 저장한 다음에 실제 주행시 주행모우드에 대한 방전특성을 감지하여 이를 사전에저장해 놓은 단품에 대한 특성값과 비교하여 교체시기를 판단하도록 하는 축전지 수명예측 표시방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 초기 엔진시동시 스타터 모터의 구동이나 기타 전장품에 필요한 전류의 공급을 위해 축전지가 장착되어 있다.

또한 최근의 자동차 개발 추세로서는 대기오염에 심각한 영향을 주고 있는 현재의 가솔린이나 중유를 주연료로 사용하여 이의 연소에 의한 폭발력으로 주행할 수 있는 동력을 얻도록 된 차량대신에 공해발생이 적은 차량을 개발하기 위하여 많은 연구가 이루어지고 있는 바, 그중 하나로서 전력에 의하여 움직이는 전기자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.

전기자동차는 구동연료로서 대개 2차전지인 납축전지를 사용하고 있으며, 납축전지에서 출력되는 전원으로 동력발생장치를 구동시키고 이를 동럭전달장치를 통해 구동휠로 전달하여 구동휠을 회전시키므로써 전기자동차를 구동시키게 된다.

이러한 납축전지는 각각 다른 금속으로 만든 양극과 음극의 전극과 전해액으로 구성되어 있으며, 양극에 부하를 연결하여 각 전극의 작용물질과 전해액이 가지는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 끌어 낼 수 있게제 되어 있다. 또한 역으로 전기적 에너지를 주면 다시 화학적 에너지를 가진 본래의 작용 물질로 되돌아가게 된다.

이와 같은 축전지에 있어 방전이 진행됨에 따라 양극과 음극간의 단자전압은 점차로 내려가다가 어느 한도에 이르게 되면 급격히 저하하여 방전종지전압에 이르게 되며 그 이후 부터는 방전능력이 없어진다.

방전종지전압 이하에서까지 방전하제 되면 전해액과 화학적 반응을 일으켜 전류를 생성하는 극판이 손상되어 축전지로서의 기능을 상실하게 된다.

따라서 전기자동차는 축전지에 충전되어 있는 용량(Ah)만큼 주행할 수 있고, 주행중 구동휠의 회전력을 역이용하여 발전을 한 후 다시 재충전시키면서 사용할 수 있도록 하고 있으며, 축전지가 완전히 방전될 정도까지 차를 운행하다 주행중 정지하게 되면 재충전에 어려움이 있을 뿐만 아니라 전지수명이 단축되므로 만충전된 용량의 일정레벨까지만 출력할 수 있도록 시스템콘트롤러가 제어해 주고 있다.

그러나 도 1에 도시된 바와 같이 싸이클이 증가 할수록 방전용량이 줄어 들게 되고 그 결과 주행거리도 감소된다. 용량이 어느 한계 이하가 되면 축전지를 교체하여야 하는데, 현재 전기자동차에서는 축전지 교체를 알려 주는 경고표시가 없어 운전자가 임의로 판단해야만 하는 경우가 있다.

방전용량은 축전지 사용 싸이클 외에도 주행모우드(시내 주행, 고속도로 주행), 온도, 운전자 운전습관 등에 의해서도 변하므로 축전지에 관한 전문지식이 없는 운전자가 축전지 교체시기를 판단하는 것은 사실상 불가능한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 사정을 고려하여 발명한 것으로서, 축전지의 단품에 대한 방전특성을 기억하고 있다가 주행모우드에 따라 축전지가 방전되면 기존 기준 방전특성과 비교하여 축전지의 수명을 예측하고 이를 계기판상에 디스플레이되는 표시장치를 통해 표시해 주도록 하는 축전지 수명예측 표시방법을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명은 축전지의 단품에 대한 방전특성을 기준값으로서 미리 기억시켜 놓고, 주행모우드에 따른 방전용량을 감지하여 매회 방전시마다 일정 방전횟수단위로 평균을 내어 평균 방전량을 산출하는 단계와 이로써 축전지 단품에 대한 기준값과 평균 방전량과 비교하여 그 차가 일정 레벨 이하인 경우 축전지의 교체시기로써 판단하도록 이루어진 것이다.

도 1은 축전지의 충방전 싸이클에 따른 방전용량의 변화를 설명하기 위한 도면

도 2는 축전지의 충방전 싸이클에 따른 방전량 증분의 변화를 설명하기 위한 도면

도 3은 본 발명을 구현하기 위한 구성도

도 4는 본 발명에 따른 축전지 수명예측 표시방법을 나타내는 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 축전지 12 : 차량제어기

14 : 계기판 16 : 교환표시등

18 : 10단계 방전용량표시장치

이하 본 발명의 구성 및 작용효과에 대하여 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 축전지의 단품에 대한 방전특성을 기준값으로서 미리 기억시켜 놓고, 주행모우드를 고려하여 메회 방전용량을 검출하는 한편 약 10회 졍도의 싸이클에 대한 방전용량의 평균값을 산출하는 단계를 반복수행하며, 이를 반복적으로 싸이클수 증분으로 나누어 상기 증분이 일정 레벨 이하인 경우 축전저의 교체시기로써 판단하여 계기판상의 표시램프를 점등시켜 축전지 교체시기를 표시하도록 이루어진 것이다.

먼저 축전지 단품시험을 통하여 도 1의 싸이클에 따른 방전용량 그래프를 구한다.

방전모우드는 주행모우드를 고려해야 하므로 시내주행 모우드인 SAE D-cycle과 고속주행모우드인 정출력 방전을 연이어 테스트해 준다.

방전용량 감소는 최소 10회 싸이클 주행시 용량감소치가 축전지 싸이클 방전용량 감소를 반영할 수 있게 되므로 10회 싸이클의 용량을 평균한다.

매 10회마다 평균용량을 구한후 싸이클수 증분으로 나눠주어 이를 y축에 표시하고 싸이클수를 x축에 표시하면 도 2와 같이 된다.

이와 같은 과정을 반복하다가 y값이 페일값(y_fail) 이하로 판단되면 이를 축전지 교체시기로서 운전자에게 알려주게 된다.

이때 y값이 0일때가 최대 용량을 나타내며, (y=0)부터 (y=y_fail)까지를 10등분으로 나누어 계기판에 디스플레이시켜 운전자에게 알려준다.

이러한 결과는 도 3에 도시된 바와 같이 차량제어기(12)에 입력시킨다.

전기자동차는 주행시 축전지(10)에서 출력되는 전류(A) 및 시간을 체크하므로 용량(Ah)계산이 가능하다. 충전할 때마다 용량(Ah)데이타를 저장, 10 싸이클마다 y값을 계산하여 이를 단품 시험치와 비교하여 축전지(10) 상태를 계기판(14)에 나타내준다.

미설명 부호 16은 축전지 교환 표시등을 나타내는 것이고, 1S은 방전용량을 10단계로 나누어 표시하는 표시장치이다.

도 4는 이와 같은 과정을 흐름도로서 표시한 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 축전지의 방전용량에 따라 교체시기를 예측하여 계시판상에 설치되어 있는 교환표시등 및 10단계 표시장치를 통하여 운전자에게 명확히 알려 줄 수 있게 되어 차량의 신뢰성이 확보될 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 축전지의 단품에 대한 방전특성을 기준값으로서 미리 기억시켜 놓고, 주행모우드를 고려하여 매회 방전용량을 검출하는 한편 약 10회 정도의 싸이클에 대한 방전용량의 평균값을 산출하는 단계를 반복수행하며, 이를 반복적으로 싸이클수 증분으로 나누어 상기 증분이 일정 레벨 이하인 경우 축전지의 교체시기로써 판단하여 계기판상의 표시램프를 점등시켜 축전지 교체시기를 표시하도록 이루어진 축전지 수명예측 표시방법.