[go: up one dir, main page]

KR20210028034A - 용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어 방법 - Google Patents

용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210028034A
KR20210028034A KR1020190129582A KR20190129582A KR20210028034A KR 20210028034 A KR20210028034 A KR 20210028034A KR 1020190129582 A KR1020190129582 A KR 1020190129582A KR 20190129582 A KR20190129582 A KR 20190129582A KR 20210028034 A KR20210028034 A KR 20210028034A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
driving
inverter
electric vehicle
torque value
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020190129582A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102271046B1 (ko
Inventor
김성문
박대혁
Original Assignee
(주)제인모터스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)제인모터스 filed Critical (주)제인모터스
Publication of KR20210028034A publication Critical patent/KR20210028034A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102271046B1 publication Critical patent/KR102271046B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/36—Vehicles designed to transport cargo, e.g. trucks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/40—Electrical machine applications
    • B60L2220/42—Electrical machine applications with use of more than one motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60—Navigation input
    • B60L2240/64—Road conditions
    • B60L2240/642—Slope of road
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/22—Standstill, e.g. zero speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/10—Road Vehicles
    • B60Y2200/14—Trucks; Load vehicles, Busses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

개시된 내용은 병렬구동시스템으로 이루어진 전기 자동차의 인버터 제어 방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어방법에 있어서, 상기 전기 자동차의 현재 속도를 측정하여, 정지상태 또는 주행상태를 판단하는 제1단계; 상기 제1단계에서 상기 전기 자동차가 정지상태로 판단되는 경우, 등판각도를 측정하여 평지 구동 또는 등판 구동을 판단하는 제2단계;
상기 제1단계 또는 제1단계와 제2단계에서 판단된 주행상태, 평지 구동 또는 등판 구동에 따라 기준 토크값을 결정하는 제3단계; 상기 제3단계에서 결정된 상기 기준 토크값과 운전자의 요구 토크를 비교하는 제4단계; 상기 제4단계에서 상기 운전자의 요구 토크가 상기 기준 토크값보다 작은 경우 상기 두개의 구동 모터 중 하나의 구동 모터만 구동되도록 인버터를 제어하는 제5단계; 상기 제4단계에서 상기 운전자의 요구 토크가 상기 기준 토크값보다 크거나 같은 경우 배터리 잔량을 미리 설정한 기준값과 비교하는 제6단계; 및 상기 제6단계에서 상기 배터리 잔량이 상기 미리 설정한 배터리 잔량 기준값보다 크거나 같은 경우 상기 두개의 구동 모터를 구동하도록 하고, 상기 배터리 잔량이 상기 미리 설정한 배터리 잔량 기준값보다 작은 경우는 상기 두개의 구동 모터 중 하나의 구동 모터를 구동하도록 상기 인버터를 제어하는 제7단계;를 포함하는 용량 가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어방법을 제시한다.

Description

용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어 방법{Method of controlling inverter for parallel drive system of variable capacity electric vehicle}
전기 자동차의 출력을 높이기 위해 두개의 구동 모터를 병렬로 연결하여 전기 자동차의 구동 시스템을 구성할 수 있는데, 이러한 전기 자동차의 병렬구동시스템은 두개의 구동 모터를 동시에 제어해야 하는 기술적 과제가 있다. 개시된 내용은 이러한 자동차의 병렬구동시스템에서 이루어지는 전기 자동차의 인버터 제어 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
일반적으로, 인버터란, 직류전원을 교류전원으로 변환한 후, 제어부로부터 입력되는 펄스폭변조(Pulse-Width Modulation; PWM) 신호의 제어에 의해, 교류전원을 IGBT와 같은 스위칭 소자로 스위칭하여 교류전압을 출력함으로써, 전동기를 구동하는 기기이다. 즉, 인버터는 전동기를 효율적으로 제어하기 위한 기기로서, 전동기의 소모전력을 줄여 에너지 효율을 높이도록 설계된다.
전동기의 구동력은 모터에 의하는데, 전기 자동차에 있어 일반적으로 하나의 모터로 구동하는 것이 일반적이며, 일부 전기 자동차에는 앞바퀴와 뒤바퀴에 각각 구동 모터를 두어 출력을 높이는 전기 자동차가 생산되고 있다. 그러나 최근에는 하나의 모터가 아닌 두개의 모터를 병렬로 연결하여 출력을 높이는 기술이 개발되고 있다. 이러한 두개의 모터를 병렬로 연결하여 출력을 높이는 전기 자동차의 구동시스템을 병렬구동시스템이라 할 것이다.
병렬구동시스템에서는 두개 의 모터를 가지므로 인버터가 상기 두개 의 모터를 동시에 가장 효율적으로 제어할 수 있는 인버터 제어 기술이 요구되고 있다.
1. 한국특허공보 제10-1491937호
전기 자동차에서 병렬구동시스템에는 두개의 모터가 포함되어 있으므로 상기 두개 의 모터를 전기 자동차의 운행상태 및 운전자의 의도에 맞춰 동시에 제어할 필요가 있다. 즉, 상기 두개의 구동 모터에 전원을 공급하고 구동력을 결정하는 각각에 연결된 각각의 인버터들을 동시에 효율적으로 제어할 필요가 있다.
전기 자동차에서 병렬구동시스템에서 상기 두개의 구동 모터의 구동력을 결정하는 각각의 인버터를 효율적으로 동시에 제어하지 못하는 경우 과도한 전력소모가 예상되고 이로 인해 운행 거리가 짧아지는 문제가 발생할 수 있다.
실시예에서 두개의 구동 모터와 이를 제어하는 인버터를 포함하는 용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어방법에 있어서, 상기 전기 자동차의 현재 속도를 측정하여, 정지상태 또는 주행상태를 판단하는 제1단계; 상기 제1단계에서 상기 전기 자동차가 정지상태로 판단되는 경우, 등판각도를 측정하여 평지 구동 또는 등판 구동을 판단하는 제2단계; 상기 제1단계 또는 제1단계와 제2단계에서 판단된 주행상태, 평지 구동 또는 등판 구동에 따라 기준 토크값을 결정하는 제3단계; 상기 제3단계에서 결정된 상기 기준 토크값과 운전자의 요구 토크를 비교하는 제4단계; 상기 제4단계에서 상기 운전자의 요구 토크가 상기 기준 토크값보다 작은 경우 상기 두개의 구동 모터 중 하나의 구동 모터만 구동되도록 인버터를 제어하는 제5단계; 상기 제4단계에서 상기 운전자의 요구 토크가 상기 기준 토크값보다 크거나 같은 경우 배터리 잔량을 미리 설정한 기준값과 비교하는 제6단계; 및 상기 제6단계에서 상기 배터리 잔량이 상기 미리 설정한 배터리 잔량 기준값보다 크거나 같은 경우 상기 두개의 구동 모터를 구동하도록 하고, 상기 배터리 잔량이 상기 미리 설정한 배터리 잔량 기준값보다 작은 경우는 상기 두개의 구동 모터 중 하나의 구동 모터를 구동하도록 상기 인버터를 제어하는 제7단계;를 포함한다.
상기 실시예의 상기 제3단계에서 상기 등판 구동의 경우 등판 각도에 따라 상기 기준 토크값을 달리 결정할 수 있다.
다른 실시예에서는 상기 실시예의 각 단계에 상기 제1단계 또는 제1단계와 제2단계에서 판단된 주행상태, 평지 구동 또는 등판 구동에 따라 기준 토크값 대비 속도상승 비율를 결정하는 제8단계; 및 실제 토크값 대비 속도상승 비율이 상기 제8단계에서 결정된 상기 기준 토크값 대비 속도상승 비율 보다 작은 경우 및 상기 제 6단계에서 상기 배터리 잔량이 상기 미리 설정한 배터리 잔량 기준값보다 크거나 같은 경우에만 상기 두개의 구동 모터가 구동되도록 상기 인버터를 제어하는 9단계;를 더 포함하는 용량 가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어방법이다.
개시된 실시 예에 따르면, 두개의 모터를 병렬로 구동하여, 원하는 출력을 확보하되, 주행 상태 등에 따라 효율적으로 인버터를 제어하여 전력소모를 최소화할 수 있는 인버터 제어방법을 제공할 수 있다. 이로 인해 두개 모터를 포함하는 용량가변형 전기자동차는 전력소모를 최소화하므로써 최대한 운행 거리를 유지할 수 있는 효과가 있다.
그리고 등판 구동의 경우 등판 각도에 따라 기준 토크값을 달리 결정하므로써, 운전자의 미숙으로 인해 요구 토크가 작을 경우 전기 자동차가 경사에 의해 뒤로 미끄러지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
개시된 다른 실시 예에 따르면, 실제 측정한 토크값 대비 속도상승 비율이 상기 기준 토크값 대비 속도상승 비율보다 작은 경우 두개의 모터를 구동하도록 인버터를 제어함으로써 전기 자동차의 운전자가 일정 수준의 가속감을 느낄 수 있도록 하여 운전자에게 운전의 재미를 줄 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로 부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 개념을 나타낸 도면
도 2는 실시예에 따른 2개의 모터가 설치된 회로도
도 3은 실시예에 따른 용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어방법의 흐름도를 나타낸 도면
도 4는 실시예에 따른 등판 구동의 경우 등판 각도에 따라 기준 토크값을 달리 결정하는 용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어방법의 흐름도를 나타낸 도면
도 5는 다른 실시예에 따른 기준 토크값 대비 속도상승 비율에 따라 인버터를 제어하는 단계가 더 추가된 용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어방법의 흐름도를 나타낸 도면
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들을 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 용량가변형 전기 자동차용차용 병렬구동시스템의 인버터 제어방법의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.
도 1은 전기 용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 개요도이다. 일반적인 전기 자동차는 용량에 맞는 전기모터(130)를 1개 사용하는 것이 일반적이다. 그러나 더 많은 구동력이 필요한 전기 자동차의 경우 용량이 큰 전기 모터를 사용하는 것보다 두개의 전기 모터(130)를 병렬 구조로 하여 용량을 늘리는 병렬구동시스템이 개발중이다. 병렬구동시스템은 동일한 모터를 병렬 구조로 하여 사용하므로써 용량을 용이하게 늘릴 수 있는 장점이 있고, 또한 여러 용량의 전기 자동차에 동일한 부품을 사용할 수 있기 때문에 부품의 공용화로 인한 생산성 향상 및 재고 관리의 용이성 등 많은 장점을 가지고 있다. 병렬구동시스템은 제 1 전기모터(130-1)와 제 2 전기모터(130-2)가 감속기(140)에 의해 구동력이 하나로 출력된다. 병렬구동시스템은 2개의 전기모터(130)를 제어해야 하므로, 제어부(150)는 제 1전기모터(130-1)에 전력을 공급하는 제 1 인버터(120-1)와 제 2전기모터(130-2)에 전력을 공급하는 제 2 인버터(120-2) 즉, 2개의 인버터(120)를 동시에 효율적으로 제어하여야 한다. 이는 배터리(110)의 전력을 효율적으로 사용함으로써 운행거리를 최대화하기 위함이다.
도 2는 인버터의 구조를 나타낸 것이다. 인버터는 배터리(110)의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 장치이다. 일반적으로 전기 자동차용 전기모터는 3상의 전기 모터를 사용하는데, 전기모터에 공급하는 전압(210, 220, 230)에 의해 전기모터에 공급하는 전략이 결정되며, 상기 전기모터에 공급하는 전압은 제어부(150)에 의해 조절된다. 병렬구동시스템은 2개의 전기모터(130-1,130-2)를 제어해야 하므로 2개의 인버터(120-1, 120-2)가 포함되어 있으며, 각각의 인버터의 전압들은 (210-1, 210-2, 220-1, 220-2, 230-1, 230-2)은 제어부에서 전기 자동차의 운행상태 및 운전자의 요구에 따라 조절된다.
도 3은 실시예에 따른 전기 자동차의 운행상태 및 운전자의 요구에 따른 병렬구동시스템의 인버터 제어방법의 흐름도이다.
우선 제 1단계는 전기자동차의 속도를 측정하여 자동차가 주행상태인지, 정지상태인지를 판단하는 단계이다. 측정된 속도가 기준속도보다 큰 경우에는 주행상태로 판단하나, 측정된 속도가 상기 기준속도보다 작은 경우에은 정기상태로 판단한다. 여기서 기준속도는 임의로 결정하거나, 운전자가 설정할 수 있도록 할 수 있을 것이다.
제 2단계는 정지상태로 판단된 경우 전기 자동차의 등판 각도를 판단하여 평지구동인지 등판구동인지를 판단하는 단계이다. 전기 자동차의 등판 각도를 측정하여 상기 측정된 등판 각도가 기준 각도보다 작은 경우는 평지구동으로 판단하고, 상기 측정된 등판 각도가 기준 각도보다 큰 경우에는 등판구동으로 판단한다. 여기서 기준 각도는 임으로 결정할 수 있을 것이다. 그리고 일반적으로 전기 자동차의 등판 각도는 전기 자동차내에 자이로스코프 등으로 이용하여 측정이 가능하다.
이와 같이 제 1단계와 제 2단계에 의해 평지구동, 등판구동 또는 주행상태 여부가 결정된다.
제 3단계는 평지구동, 등판구동 또는 주행상태 여부에 따라 기준 토크값을 결정하는 단계이다. 토크란 바퀴를 굴릴 수 있는 구동력을 뜻한다. 물리적으로는 힘과 회전축의 중심으로 부터의 거리의 곱으로 나타낸다. 상기 기준 토크값은 주행상태, 정지구동, 등판구동의 순서로 작아지도록 결정하는 것이 일반적이다.
제 4단계는 운전자의 요구토크가 상기 제 3단계에서 결정된 상기 기준 토크값과 비교하는 단계이다. 운전자의 요구토크는 운전자가 가속 페달에 가하는 압력을 기준으로 측정하는 것이 일반적이다.
제 5단계는 상기 제 4단계의 운전자의 요구토크가 상기 제 3단계에서 결정된 상기 기준 토크값보다 작은 경우 두개의 전기 모터 중 한개의 전기 모터만을 구동할 수 있도록 한개의 인버터에 만 전압을 걸어주는 단계이다. 이를 싱글 구동이라 한다. 전기 자동차의 운용상태 및 운전자의 요구사항을 고려하여 배터리의 전력을 효율적으로 사용하기 위함이다.
제 6단계는 상기 제 4단계의 운전자의 요구토크가 상기 제 3단계에서 결정된 상기 기준 토크값보다 크거나 같은 경우, 배터리의 상태를 측정하는 단계이다. 즉, 현재 배터리의 잔량이 기준 배터리 잔량보다 큰지 작은지를 판단한다. 기준 배터리 잔량은 배터리의 전체 용량, 전기 자동차의 무게 등을 고려하여 결정하여야 할 것이다.
제 7단계는 상기 제 6단계에서 상기 측정된 현재 배터리의 잔량이 기준 배터리 잔량보다 크거나 같은 경우 두개의 전기 모터(130-1, 130-2)를 모두 구동하여 큰 구동력을 얻을 수 있도록 하는 단계이다. 이를 병렬 구동이라 한다. 병렬 구동시에는 두개의 전기 모터(130-1, 130-2)를 모두 구동하여야 하므로 두개의 인버터(120-1, 120-2) 모두에 3상 전압들(210-1, 210-2, 220-1, 220-2, 230-1, 230-2)을 걸어줄 수 있도록 상기 두개의 인버터(120-1, 120-2) 모두를 제어한다.
제 8단계는 상기 제 6단계에서 상기 측정된 현재 배터리의 잔량이 기준 배터리 잔량보다 작은 경우 두개의 전기 모터 중 한개의 전기 모터만을 구동할 수 있도록 한개의 인버터에 만 전압을 걸어주는 단계이다. 상기 배터리의 잔량이 적은 경우 최대한 운행거리를 확보하기 위함이다.
도 4는 실시예의 상기 제 3단계에서 상기 기준 토크값을 결정할 때, 등판구동의 경우 등판각도에 따라 상기 기준 토크값을 달리 결정하는 단계(410)를 더 포함하는 병렬구동시스템에서 인버터 제어방법의 흐름도이다. 등판구동의 경우 상기 기준 토크값을 동일하게 결정한다면, 등판각도가 커 많은 토크를 요구하는 경우에 운전자의 미숙으로 운전자가 요구하는 토크가 상기 기준 토크값보다 작은 경우 싱글구동으로 인해 구동력이 약해 전기 자동차가 경사길에서 뒤로 밀리는 문제가 발생할 수 있다. 반대로 등판구동의 경우 상기 기준 토크값을 동일하게 결정한다면 등판각도가 작아 많은 토크을 요구하지 않는 경우에 운전자가 요구하는 토크가 상기 기준 토크값보다 큰 경우 병렬구동으로 인해 배터리의 전력을 비효율적으로 사용하는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 등판각도가 큰 경우에는 상기 기준 토크값을 작게 하여 운전자가 미숙한 경우에도 큰 구동력을 얻을 수 있도록 제어하여야 할 것이며(병렬구동), 등판각도가 작은 경우에는 상기 기준 토크값을 크게 하여 운전자가 요구하는 토크값이 아주 큰 경우를 제외하고는 배터리의 전력을 효율적으로 사용하기 위해 하나의 전기 모터만 구동하도록 제어하여야 할 것이다(싱글구동).
도 5는 다른 실시예에 따른 병렬구동시스템에서 인버터 제어방법의 흐름도이다. 상기 실시예에서 기준 토크값을 결정하는 것 외에 기준 토크값과 속도상승 비율을 결정하는 단계(제 8단계)과 실제 측정한 토크값 대비 속도상승 비율과 상기 제 8단계에서 결정한 상기 기준 토크값과 속도상승 비율이 작은지 여부를 판단하는 단계(제 9단계)을 더 포함한다. 상기 기준 토크값과 속도상승 비율은 어떤 토크값일 때, 속도상승이 어느 정도이여야 하는데, 이 보다 실제 속도상승이 작은 경우 운전자는 답답함을 느낄 수 있다. 따라서 실제 토크값 대비 속도상승 비율이 기준 토크값 대비 속도상승 비율보다 작은 경우는 큰 구동력을 얻기 위해 병렬구동이 될 수 있도록 인버터를 제어해야 할 것이다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 않는다.
110 배터리
120, 120-1, 120-2 인버터
130, 130-1, 130-2 전기모터
140 감속기
150 제어부
210-1, 220-1, 230-1, 210-2, 220-2, 230-3 전기모터 각 상의 전압
410 등판각도에 따른 기준 토크값 결정 단계

Claims (3)

  1. 두개의 구동 모터와 이를 제어하는 인버터를 포함하는 용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어방법에 있어서,
    상기 전기 자동차의 현재 속도를 측정하여, 정지상태 또는 주행상태를 판단하는 제1단계;
    상기 제1단계에서 상기 전기 자동차가 정지상태로 판단되는 경우, 등판각도를 측정하여 평지 구동 또는 등판 구동을 판단하는 제2단계;
    상기 제1단계에서 판단된 주행상태 또는 상기 제2단계에서 판단된 평지 구동 또는 등판 구동에 따라 기준 토크값을 결정하는 제3단계;
    상기 제3단계에서 결정된 상기 기준 토크값과 운전자의 요구 토크를 비교하는 제4단계;
    상기 제4단계에서 상기 운전자의 요구 토크가 상기 기준 토크값보다 작은 경우 상기 두개의 구동 모터 중 하나의 구동 모터만 구동되도록 인버터를 제어하는 제5단계;
    상기 제4단계에서 상기 운전자의 요구 토크가 상기 기준 토크값보다 크거나 같은 경우 배터리 잔량을 미리 설정한 기준값과 비교하는 제6단계; 및
    상기 제6단계에서 상기 배터리 잔량이 상기 미리 설정한 배터리 잔량 기준값보다 크거나 같은 경우 상기 두개의 구동 모터를 구동하도록 하고, 상기 배터리 잔량이 상기 미리 설정한 배터리 잔량 기준값보다 작은 경우는 상기 두개의 구동 모터 중 하나의 구동 모터를 구동하도록 상기 인버터를 제어하는 제7단계;를 포함하는 용량 가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3단계에서 상기 등판 구동의 경우 등판 각도에 따라 상기 기준 토크값을 달리 결정하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1단계에서 판단된 주행상태 또는 상기 제2단계에서 판단된 평지 구동 또는 등판 구동에 따라 기준 토크값 대비 속도상승 비율를 결정하는 제8단계; 및 실제 토크값 대비 속도상승 비율이 상기 제8단계에서 결정된 상기 기준 토크값 대비 속도상승 비율 보다 작은 경우 및 상기 제6단계에서 상기 배터리 잔량이 상기 미리 설정한 배터리 잔량 기준값보다 크거나 같은 경우에만 상기 두개의 구동 모터가 구동되도록 상기 인버터를 제어하는 제9단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어방법.
KR1020190129582A 2019-08-29 2019-10-18 용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어 방법 Active KR102271046B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20190106500 2019-08-29
KR1020190106500 2019-08-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210028034A true KR20210028034A (ko) 2021-03-11
KR102271046B1 KR102271046B1 (ko) 2021-06-30

Family

ID=75143345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190129582A Active KR102271046B1 (ko) 2019-08-29 2019-10-18 용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102271046B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115352265A (zh) * 2022-10-19 2022-11-18 苏州亚太精睿传动科技股份有限公司 混合驱动系统和混合驱动方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240001144U (ko) 2022-12-26 2024-07-03 주식회사 엠디엠 다중모터 시험용 인버터

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110053092A (ko) * 2009-11-13 2011-05-19 엘지전자 주식회사 전기 자동차
KR101343452B1 (ko) * 2013-08-23 2014-01-16 국방과학연구소 군용 4륜구동 전기자동차의 토크 분배 방법
KR20140072721A (ko) * 2012-12-05 2014-06-13 한국생산기술연구원 전기 자동차
KR101491937B1 (ko) 2013-12-31 2015-02-10 엘에스산전 주식회사 병렬연결 인버터 제어방법
KR101980867B1 (ko) * 2017-11-30 2019-05-21 서울과학기술대학교 산학협력단 플러그인 하이브리드 전기 차량의 파워트레인 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110053092A (ko) * 2009-11-13 2011-05-19 엘지전자 주식회사 전기 자동차
KR20140072721A (ko) * 2012-12-05 2014-06-13 한국생산기술연구원 전기 자동차
KR101343452B1 (ko) * 2013-08-23 2014-01-16 국방과학연구소 군용 4륜구동 전기자동차의 토크 분배 방법
KR101491937B1 (ko) 2013-12-31 2015-02-10 엘에스산전 주식회사 병렬연결 인버터 제어방법
KR101980867B1 (ko) * 2017-11-30 2019-05-21 서울과학기술대학교 산학협력단 플러그인 하이브리드 전기 차량의 파워트레인 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115352265A (zh) * 2022-10-19 2022-11-18 苏州亚太精睿传动科技股份有限公司 混合驱动系统和混合驱动方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102271046B1 (ko) 2021-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8430792B2 (en) Downhill vehicle speed control algorithm for electric driven vehicles
US9641106B2 (en) Electric vehicle and control method of electric vehicle
US7317295B2 (en) Electric motor driving system, electric four-wheel drive vehicle, and hybrid vehicle
US8046124B2 (en) Control apparatus and control method for electric vehicle
US8523296B2 (en) Electric drive vehicle
US9403446B2 (en) Driving-force controller for electric vehicle
US20040178754A1 (en) Hill hold for electric vehicle
WO2013088545A1 (ja) ハイブリッド車
US20140343770A1 (en) Powertrain for electric vehicles
JPH10215504A (ja) 電気自動車用制御装置
US20140309829A1 (en) Electric vehicle
JP5333683B1 (ja) ハイブリッド車
KR102271046B1 (ko) 용량가변형 전기 자동차용 병렬구동시스템의 인버터 제어 방법
US6958587B1 (en) Torque distribution for multiple propulsion system vehicles
JP4656061B2 (ja) ハイブリッド車両の定速走行制御装置
CN106828116A (zh) 四轮驱动交流电传动铰接式卡车电控装置及差速控制方法
KR100623745B1 (ko) 4륜 하이브리드 전기자동차의 인버터 제어장치 및 방법
KR100559422B1 (ko) 4륜 하이브리드 전기자동차의 전/후륜 모터 동력 분배방법
JP6026111B2 (ja) 電動車両の電源システムおよび電動車両
CN103359158A (zh) 叉车用马达驱动装置以及使用其的叉车
US20190100113A1 (en) Electric vehicle
US9481262B2 (en) Electric vehicle and method
JP5598103B2 (ja) 電動車両のモータロック対策制御装置
KR101371800B1 (ko) 연료전지-보조에너지 하이브리드 자동차 전력시스템 및 그제어방법
JPH01153330A (ja) ハイブリッド車両

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20191018

PA0201 Request for examination
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20201211

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20210601

N231 Notification of change of applicant
PN2301 Change of applicant

Patent event date: 20210622

Comment text: Notification of Change of Applicant

Patent event code: PN23011R01D

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20210624

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20210624

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240418

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20250408

Start annual number: 5

End annual number: 5