KR100962855B1 - Error detection apparatus and method for cable and connector of battery-inverter - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량 및 연료전지 차량에 적용되는 모터 및 인버터의 제어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 인버터를 운전하는 도중 배터리로부터 인버터 직류단을 연결하는 메인릴레이, 케이블, 커넥터 등이 단선되었을 때 이를 검출하여 인버터 및 모터를 보호할 수 있도록 한 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the control of a motor and an inverter applied to a hybrid vehicle and a fuel cell vehicle, and more particularly, a main relay, a cable, a connector, etc. for connecting an inverter DC terminal from a battery while the inverter of the vehicle is being driven. The present invention relates to a battery-inverter cable and a connector error detection device and method for detecting a time and protecting the inverter and the motor.

이를 위해, 본 발명은 인버터의 직류단 전력을 계산하는 단계; 상기 인버터의 직류단 전압변동을 계산하는 단계; 상기 직류단 전력 및 직류단 전압변동으로부터 커패시턴스(

Figure 112008026805788-pat00001
)를 계산하는 단계; 상기 계산된 커패시턴스의 값이 기설정된 기준값과 비교하는 단계; 상기 커패시턴스의 계산값이 기준값보다 작은 경우에는 배터리와 인버터 간의 연결해제된 것으로 판단하고, 기준값보다 같거나 큰 경우에는 배터리와 인버터간의 연결이 정상인 것으로 판단하는 단계를 포함하고, 상기 배터리와 인버터간의 연결이 해제된 경우에는 인버터 운전을 정지하는 것을 특징으로 하는 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 방법을 제공한다.To this end, the present invention comprises the steps of calculating the DC power of the inverter; Calculating a DC voltage variation of the inverter; Capacitance from the DC stage power and DC stage voltage fluctuation (
Figure 112008026805788-pat00001
Calculating; Comparing the value of the calculated capacitance with a preset reference value; Determining that the connection between the battery and the inverter is disconnected when the calculated value of the capacitance is smaller than the reference value, and determining that the connection between the battery and the inverter is normal when the calculated value of the capacitance is smaller than or equal to the reference value. When this is released, it provides a battery-inverter cable and connector error detection method characterized in that the inverter operation is stopped.

배터리, 인버터, 케이블, 커넥터, 모터, 커패시터  Battery, inverter, cable, connector, motor, capacitor

Description

배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 장치 및 방법{Error detection apparatus and method for cable and connector of battery-inverter}Error detection apparatus and method for cable and connector of battery-inverter}

본 발명은 하이브리드 차량 및 연료전지 차량에 적용되는 모터 및 인버터의 제어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 인버터를 운전하는 도중 배터리로부터 인버터 직류단을 연결하는 메인릴레이, 케이블, 커넥터 등이 단선되었을 때 이를 검출하여 인버터 및 모터를 보호할 수 있도록 한 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the control of a motor and an inverter applied to a hybrid vehicle and a fuel cell vehicle, and more particularly, a main relay, a cable, a connector, etc. for connecting an inverter DC terminal from a battery while the inverter of the vehicle is being driven. The present invention relates to a battery-inverter cable and a connector error detection device and method for detecting a time and protecting the inverter and the motor.

종래의 하이브리드 차량 및 연료전지 차량에서 케이블 단선 또는 커넥터 체결 해제, 케이블 단선 및 커넥터 체결 해제 등의 오류를 검출하기 위하여 파워 케이블 및 커넥터에 별도의 신호 케이블 및 커넥터를 추가하여 신호케이블의 연결 상태에 따라 파워케이블과 커넥터의 연결 상태를 모니터링하여 오류를 검출하는 방법이 사용되고 있다. 이러한 방법을 HVIL(Hazardous Voltage Interlock Loop)방법이라 부른다.In order to detect errors such as cable disconnection or disconnection of connector, disconnection of cable, and release of connector in conventional hybrid vehicle and fuel cell vehicle, additional signal cable and connector are added to power cable and connector according to signal cable connection status. A method of detecting an error by monitoring a connection of a power cable and a connector is used. This method is called Hazardous Voltage Interlock Loop (HVIL) method.

도 2는 종래의 배터리(10)-인버터(12) 연결도(기계적 연결도)이고, 도 3은 배터리(10)로부터 인버터(12) 직류단을 연결하는 메인릴레이(11), 케이블(15,18), 커넥터(14,16,17,19) 등이 단선되었을 때의 일레를 나타내는 것으로서 인버터 파워커넥터(19)가 탈거된 상태를 나타낸다.FIG. 2 is a connection diagram (mechanical connection diagram) of a conventional battery 10-inverter 12, and FIG. 3 shows a main relay 11 and a cable 15 connecting a DC terminal of the inverter 12 to the battery 10. 18) shows the state when the connectors 14, 16, 17, 19 and the like are disconnected, and shows the state in which the inverter power connector 19 is removed.

도시한 바와 같이 인버터 파워커넥터(19)가 탈거된 경우에 시스템에 미치는 영향을 설명하면 다음과 같다.As shown, the effect on the system when the inverter power connector 19 is removed is as follows.

1. 모터(13)가 구동모드로 동작하고 있을 경우1. When the motor 13 is operating in the drive mode

1) 모터(13)를 구동하기 위한 에너지를 배터리(10)로부터 받지 못한다.1) Energy for driving the motor 13 is not received from the battery 10.

2) 인버터(12) 내부에 장착되어 있는 커패시터에 저장되어 있는 에너지를 소모한다.2) It consumes energy stored in the capacitor mounted in the inverter 12.

3) 상기 커패시터의 전압이 감소한다.3) the voltage of the capacitor is reduced.

4) 모터(13) 제어를 수행할 수 없다. 특히 모터(13)가 고속 회전하고 있을 경우에는 문제가 더욱 심각하다.4) Motor 13 control cannot be performed. In particular, the problem is more serious when the motor 13 is rotating at high speed.

2. 모터(13)가 발전 모드로 동작하고 있을 경우2. When the motor 13 is operating in the power generation mode

1) 모터(13)로부터 발전되는 에너지를 배터리(10)로 전달하지 못한다.1) The energy generated from the motor 13 may not be transferred to the battery 10.

2) 인버터(12) 내부의 커패시터에 에너지를 저장한다.2) Energy is stored in a capacitor inside the inverter 12.

3) 커패시터 전압이 급격하게 증가한다.3) The capacitor voltage increases rapidly.

4) 커패시터 및 파워 모듈의 과전압으로 파손될 위험이 증가한다.4) The risk of breakage due to overvoltage of capacitors and power modules increases.

도 4는 종래의 HVIL 방법에 따른 연결 해제 검출 방법을 설명하기 위해 메인릴레이(11)와 인버터(12) 부분을 확대한 도면으로서, 인버터(12)를 운전하는 도중 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 하드웨어적인 회로를 사용하여 연결 해제를 검출하는 방법이사용된다.FIG. 4 is an enlarged view of the main relay 11 and the inverter 12 to explain the disconnection detecting method according to the conventional HVIL method, and to solve the above problems while operating the inverter 12. A method of detecting disconnection using a hardware circuit is used.

상기 HVIL의 원리는 파워 커넥터(14,16,17,19) 및 케이블(15,18)에 별도의 신호 커넥터 및 케이블(15,18)을 추가하고, 그 끝에 저항을 설치하여 12V 전원에 연결하면, 연결이 정상인 경우에는 HVIL 검출 전압이 수식 1에 의하여 발생하지만, 연결이 해제될 경우에는 HVIL 검출 전압이 수식 2와 같게 되므로, HVIL 검출 전압이 일정 값 이상이 되면 연결이 해제된 것으로 판단된다. 이때, 인버터 내부의 파워 커넥터(19) 연결 해제시 신호 커넥터 연결도 해제되도록 설계되어 있다.The principle of the HVIL is to add a separate signal connector and cable (15, 18) to the power connector (14, 16, 17, 19) and the cable (15, 18), and to install a resistor at the end to connect to a 12V power supply When the connection is normal, the HVIL detection voltage is generated by Equation 1, but when the connection is released, the HVIL detection voltage becomes the same as Equation 2. Therefore, when the HVIL detection voltage is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the connection is released. In this case, the signal connector is also disconnected when the power connector 19 of the inverter is disconnected.

VHVIL = R1/(R1+R2)*12[V] (수식 1)V HVIL = R1 / (R1 + R2) * 12 [V] (Equation 1)

VHVIL = 12[V] (수식 2) V HVIL = 12 [V] (Equation 2)

그러나, HVIL을 사용하려면 HVIL용 신호 커넥터와 신호 케이블을 추가하여여 하는데, 일반적으로 파워케이블/커넥터와 별도로 추가하는 것이 아니라 파워케이블/ 커넥터에 포함하기 때문에 이미 사용되고 있는 파워 케이블 및 커넥터를 사용할 수 없어 설계 변경을 해야 하므로 원가 상승의 문제가 발생한다.However, to use HVIL, you need to add signal connector and signal cable for HVIL. In general, power cable and connector that is already used cannot be used because it is included in power cable / connector, not separately from power cable / connector. The need to make design changes raises the problem of cost increases.

또한, 인버터(12) 내부에 HVIL 전압을 검출하기 위한 회로 및 검출된 전압을 처리하기 위한 회로가 사용되어야 하므로 원가 상승의 문제가 발생한다.In addition, since a circuit for detecting the HVIL voltage and a circuit for processing the detected voltage must be used inside the inverter 12, a problem of cost increase occurs.

또한, 인버터(12)-메인릴레이(11) 사이의 HVIL 추가로는 배터리(10)-메인릴레이(11) 사이의 커넥터/케이블의 연결해제 및 메인릴레이(11) 자체의 연결해제를 검출할 수 없는 문제가 있다.In addition, HVIL between the inverter 12 and the main relay 11 may additionally detect disconnection of the connector / cable between the battery 10 and the main relay 11 and disconnection of the main relay 11 itself. There is no problem.

따라서, 배터리(10)-메인릴레이(11) 사이의 HVIL을 추가하여야 하기 때문에 추가적인 원가 상승이 발생한다.Therefore, an additional cost increase occurs because HVIL between the battery 10 and the main relay 11 must be added.

또한, 상기 원가 상승 이외에 인버터(12)가 배터리(10)-메인릴레이(11) 사이의 HVIL 검출 정보를 사용하기 어려운 문제점이 있다.In addition, there is a problem that it is difficult for the inverter 12 to use HVIL detection information between the battery 10 and the main relay 11 in addition to the cost increase.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 배터리 내부에 설치된 제1커패시터와, 인버터 내부에 설치된 제2커패시터를 포함하고, 상기 배터리와 인버터의 전체 커패시턴스가 제1커패시터의 커패시턴스와 제2커패시터의 커패시턴스의 합보다 작은 경우에 배터리-인버터가 연결해제된 것으로 판단함으로써, 기본적인 인버터 구성이외에 추가의 회로 및 부품이 필요없어서 인버터 부품을 보호위하여 파워 케이블/커넥터의 신규 개발 및 양산가 상승, 추가 회로 사용에 따른 원가 상승을 초래하는 종래기술 대비 원가를 절감할 수 있도록 한 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and includes a first capacitor installed inside the battery and a second capacitor installed inside the inverter, and the total capacitance of the battery and the inverter includes the capacitance of the first capacitor and the second capacitor. By determining that the battery-inverter is disconnected when it is less than the sum of the capacitances of the capacitors, no additional circuits and components other than the basic inverter configuration are required, so that new development and mass production of power cables / connectors are increased to protect the inverter components. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for detecting battery-inverter cable and connector errors that can reduce costs compared to the prior art, which leads to a cost increase due to use.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 장치에 있어서,The present invention for achieving the above object in the battery-inverter cable and connector error detection device,

배터리 내부에 설치된 제1커패시터; 및A first capacitor installed inside the battery; And

인버터 내부에 설치되고, 상기 제1커패시터와 병렬로 연결된 제2커패시터을 포함하고, 상기 배터리와 인버터의 전체 커패시턴스가 제1커패시터의 커패시턴스와 제2커패시터의 커패시턴스의 합보다 작은 경우에 배터리-인버터가 연결해제된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.A second capacitor installed inside the inverter and connected in parallel with the first capacitor, wherein the battery-inverter is connected when the total capacitance of the battery and the inverter is smaller than the sum of the capacitance of the first capacitor and the capacitance of the second capacitor. It is characterized in that it is determined to be released.

본 발명의 다른 측면은 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 방법에 있어서,Another aspect of the present invention is a battery-inverter cable and connector error detection method,

인버터의 직류단 전력을 계산하는 단계;Calculating the DC power of the inverter;

상기 인버터의 직류단 전압변동을 계산하는 단계;Calculating a DC voltage variation of the inverter;

상기 직류단 전력 및 직류단 전압변동으로부터 커패시턴스(

Figure 112008026805788-pat00002
)를 계산하는 단계;Capacitance from the DC stage power and DC stage voltage fluctuation (
Figure 112008026805788-pat00002
Calculating;

상기 계산된 커패시턴스의 값이 기설정된 기준값과 비교하는 단계;Comparing the value of the calculated capacitance with a preset reference value;

상기 커패시턴스의 계산값이 기준값보다 작은 경우에는 배터리와 인버터 간의 연결해제된 것으로 판단하고, 기준값보다 같거나 큰 경우에는 배터리와 인버터간의 연결이 정상인 것으로 판단하는 단계를 포함하고, 상기 배터리와 인버터간의 연결이 해제된 경우에는 인버터 운전을 정지하는 것을 특징으로 한다.Determining that the connection between the battery and the inverter is disconnected when the calculated value of the capacitance is smaller than the reference value, and determining that the connection between the battery and the inverter is normal when the calculated value of the capacitance is smaller than or equal to the reference value. In this case, the inverter operation is stopped.

바람직한 구현예로서, 상기 기준값은 배터리 내부 커패시터의 커패시턴스와 인버터 내부 커패시터의 커패시턴스의 합이거나, 또는 상기 배터리 내부 커패시터의 커패시턴스와 인버터 내부 커패시터의 커패시턴스의 중간값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the reference value is set to be the sum of the capacitance of the internal capacitor of the battery and the capacitance of the internal capacitor of the capacitor, or is set to an intermediate value of the capacitance of the internal capacitor of the battery and the internal capacitor of the inverter.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 직류단 전력(PDC)은 수식(

Figure 112008026805788-pat00003
)에 의해 인버터 교류전력(PAC)을 계산하는 단계; 및 수식(
Figure 112008026805788-pat00004
)에 의해 인버터 직류전력(PDC)을 계산하는 단계를 포함하여 이루어지고, ηMOT 은 모터효율, Tq 은 모 터 토크, NMOT 은 모터속도, ηINV 은 인버터 효율, ΔV2 DC 는 인버터 직류 전압제곱의 변화량인 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, the DC power P DC is a formula (
Figure 112008026805788-pat00003
Calculating an inverter AC power P AC ); And formula (
Figure 112008026805788-pat00004
Calculate the inverter DC power (P DC ) by η MOT is the motor efficiency, T q is the motor torque, N MOT is the motor speed, η INV is the inverter efficiency, ΔV 2 DC is the inverter It is characterized by the amount of change in DC voltage squared.

또한, 상기 커패시턴스(

Figure 112008026805788-pat00005
)는 수식(
Figure 112008026805788-pat00006
)에 의해 계산되는 것을 특징으로 한다.In addition, the capacitance (
Figure 112008026805788-pat00005
) Is a formula (
Figure 112008026805788-pat00006
It is characterized by the).

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 장치 및 방법에 의하면, 배터리와 인버터 사이의 연결 해제 시, 인버터 부품을 보호하기 위하여 파워케이블 및 커넥터의 신규 개발 및 양산가 상승, 추가 회로 사용에 따른 원가 상승을 초래하는 종래 기술 대비 원가 절감의 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the battery-inverter cable and connector error detection apparatus and method according to the present invention, when the connection between the battery and the inverter is disconnected, new development and mass production of power cables and connectors to protect the inverter components, Cost reduction compared to the prior art, which leads to an increase in cost due to the use of additional circuits can be obtained.

또한, 인버터 부품의 보호를 위하여 사용되는 과전압 보호, 저전압 보호 등의 기능을 향상시킬 수 있고, 하이브리드 차량 및 연료전지 차량에서 배터리 및 인버터 간 연결 오류에 대하여 인버터 부품을 보호할 수 있으므로, 고장에 의한 부품 교체 등을 방지할 수 있고, 차량의 상품성 향상에 기여할 수 있다. 이러한 효과는 배터리와 인버터 간 거리가 물리적으로 긴 하이브리드 차량에서 특히 증대될 수 있다.In addition, functions such as overvoltage protection and undervoltage protection, which are used to protect inverter components, can be improved, and inverter components can be protected against a connection error between a battery and an inverter in a hybrid vehicle and a fuel cell vehicle. Replacement of parts and the like can be prevented and it can contribute to improving the merchandise of the vehicle. This effect can be particularly enhanced in hybrid vehicles where the distance between the battery and the inverter is physically long.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 5는 본 발명의 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 장치를 나타내는 구성도이고, 도 6은 본 발명의 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 방법의 원리를 설명하기 위한 개념도이고, 도 7은 본 발명의 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 방법을 나타내는 순서도이다.5 is a schematic view showing a battery-inverter cable and connector error detection apparatus of the present invention, Figure 6 is a conceptual diagram illustrating the principle of the battery-inverter cable and connector error detection method of the present invention, Figure 7 A flowchart showing a battery-inverter cable and connector error detection method of the present invention.

배터리(10)-인버터(12) 사이에는 메인릴레이(11)가 설치되어 메인릴레이(11)를 통해 배터리(10)의 전원이 인버터(12) 및 모터(13)에 공급되고, 모터(13)의 발전시에는 모터(13)의 발전에너지가 인버터(12) 및 메인릴레이(11)를 통해 배터리(10)에 저장된다.The main relay 11 is installed between the battery 10 and the inverter 12 so that the power of the battery 10 is supplied to the inverter 12 and the motor 13 through the main relay 11, and the motor 13 During the generation of the generated energy of the motor 13 is stored in the battery 10 through the inverter 12 and the main relay (11).

본 발명에 따른 배터리(10)-인버터(12) 케이블 및 커넥터 오류 검출 방법의 원리를 설명하면 다음과 같다.The principle of the battery 10-inverter 12 cable and connector error detection method according to the present invention is as follows.

상기 배터리(10) 자체 및 인버터(12) 내부에는 직류단 커패시터가 설치되고, 두 종류의 에너지 저장 장치는 서로 병렬로 연결되어 있다.The DC 10 capacitor is installed in the battery 10 itself and the inverter 12, and the two types of energy storage devices are connected in parallel with each other.

에너지 저장 장치의 용량은 커패시턴스(C)로 표시할 수 있으며, 두 에너지 저장장치가 병렬로 연결되어 있을 경우 전체 커패시턴스는 수식 3과 같이 두 커패시턴스의 합으로 나타낼 수 있다.The capacity of the energy storage device can be expressed by the capacitance (C), and when the two energy storage devices are connected in parallel, the total capacitance can be expressed by the sum of the two capacitances as shown in Equation 3.

CDC1 = CBATT+CINV (수식3)C DC1 = C BATT + C INV (Equation 3)

그리고 도 3에 도시한 바와 같이 배터리(10)-인버터(12) 간 연결이 해제될 경우, 배터리(10)의 커패시턴스가 없는 것과 같으므로 인버터(12) 측에서 계산되는 전체 커패시턴스는 CINV와 같게 된다. 즉, 수식3의 정상적인 경우의 전체 커패시턴스가 되며 수식 4가 연결 해제되었을 때의 전체 커패시턴스가 된다.When the connection between the battery 10 and the inverter 12 is disconnected as shown in FIG. 3, since the capacitance of the battery 10 is not equal, the total capacitance calculated at the inverter 12 is equal to C INV. do. That is, the total capacitance in the normal case of Equation 3 is the total capacitance when Equation 4 is disconnected.

CDC2 = CINV (수식4)C DC2 = C INV (Equation 4)

본 발명은 정상적인 경우의 전체 커패시턴스(CDC1)와 문제가 발생하였을 때의 전체 커패시턴스(CDC2)의 값이 다름을 이용항 배터리(10)-인버터(12) 간 연결 해제의 오류를 검출할 수 있다.According to the present invention, the error of disconnection between the battery 10 and the inverter 12 can be detected using the difference between the total capacitance C DC1 in the normal case and the total capacitance C DC2 when the problem occurs. have.

한편, 전체 커패시턴스와 직류전압, 에너지 흐름의 관계는 다음 수식 5와 같다.Meanwhile, the relationship between total capacitance, DC voltage, and energy flow is shown in Equation 5 below.

Figure 112008026805788-pat00007
(수식 5)
Figure 112008026805788-pat00007
(Formula 5)

Figure 112008026805788-pat00008
Figure 112008026805788-pat00008

따라서, 전체 커패시턴스가 달라지면 동일한 직류 전력의 흐름에 대하여 전압 변동(상승 또는 하강) 폭이 달라진다.Therefore, if the total capacitance is different, the voltage fluctuation (rising or falling) width varies for the same DC power flow.

그리고, 상기 직류 전력의 흐름과 전압 변동으로부터 수식 6에 의해 전체 커패시턴스를 계산할 수 있다. 이때, 직류 전력은 모터 토크 및 속도로부터 교류 전력을 계산하고, 이에 인버터(12) 효율의 역수를 곱하여 계산될 수 있으며, 전압 변 동의 경우에는 인버터(12)에 이미 직류 전압을 측정하는 회로가 있으므로 측정된 직류 전압으로부터 전압 변동을 계산할 수 있다.In addition, the total capacitance may be calculated by Equation 6 from the flow of the DC power and the voltage variation. In this case, the DC power can be calculated by calculating the AC power from the motor torque and the speed, and multiplying the reciprocal of the efficiency of the inverter 12. In the case of the voltage variation, the inverter 12 already has a circuit for measuring the DC voltage. The voltage variation can be calculated from the measured direct voltage.

Figure 112008026805788-pat00009
(수식 6)
Figure 112008026805788-pat00009
(Formula 6)

따라서, 기본적인 인버터(12) 구성 이외에 본 발명의 구현을 위한 추가의 회로 및 부품이 필요하지 않게 된다.Thus, no additional circuitry and components are required for the implementation of the present invention other than the basic inverter 12 configuration.

상기 계산된 직류단 커패시턴스 값(

Figure 112008026805788-pat00010
)이 CDC1 보다 매우 작은 경우에는 연결 해제 오류로 판단하게 된다.The calculated DC stage capacitance value (
Figure 112008026805788-pat00010
) Is much smaller than C DC1 , it is considered a disconnection error.

이와 같은 원리에 의하여 본 발명의 배터리(10)-인버터(12) 케이블 및 커넥터 오류 검출 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the battery 10-inverter 12 cable and connector error detection method according to the principle as follows.

먼저, 수식 7과 수식 8에 의해 직류단 전력을 계산한 다음, 수식 9에 의해 직류단 전압 변동을 계산한다.First, the DC stage power is calculated by Equations 7 and 8, and then the DC stage voltage variation is calculated by Equation 9.

계속해서, 수식 10에 의해 상기 계산된 직류단 전력과 전압을 이용하여 커패시턴스를 계산한다.Subsequently, the capacitance is calculated using the DC power and the voltage calculated by Equation 10.

Figure 112008026805788-pat00011
Figure 112008026805788-pat00011

상기 계산된 커패시턴스이 기설정된 기준값보다 작은 경우에는 직류단 연결 오류 신호를 출력하고 인버터(12) 운전을 정지하고, 기준 설정값보다 같거나 큰 경우에는 직류단 연결상태가 정상인 것으로 판단한다.
이때, 위의 직류단 전압 변동이나 커패시턴스의 계산, 정상 판단 등을 제어하기 위한 수단으로는 통상적으로 사용되고 있는 인버터 하드웨어 안에 탑재되어 있는 소프트웨어를 적용할 수 있다. When the calculated capacitance is smaller than the predetermined reference value, the DC link connection error signal is output and the inverter 12 is stopped. When the capacitance is equal to or larger than the reference setting value, the DC link connection state is determined to be normal.
At this time, as a means for controlling the above-described DC stage voltage fluctuation, calculation of capacitance, normal determination, etc., software mounted in inverter hardware which is commonly used may be applied.

여기서, 직류 전압의 변동을 계산할 때에는 본 발명의 로직이 수행되는 수행 주기 동안의 직류 전압의 변동을 계산할 수도 있지만, 수행 주기가 짧아 직류 전압의 변동이 그리 크지 않을 경우 수 주기 동안의 직류 전압의 변동을 계산하여도 무방하다.Here, when calculating the variation of the DC voltage, it is also possible to calculate the variation of the DC voltage during the performance period in which the logic of the present invention is performed, but the variation of the DC voltage over several cycles when the variation of the DC voltage is not so large because the execution cycle is short. May be calculated.

또한, 설정 기준값 CDC,SET은 연결 해제를 판단하기 위하여 설정되는 커패시턴스 값으로 실제로 존재하는 값이 아니므로 로직의 구현시 임의로 설정 가능하다. 이론적으로는 정상일때의 전체 커패시턴스 값, CDC1 으로 설정할 수 있지만 모터(13) 및 인버터의 효율에 오차가 존재할 수 있어 계산된 교류 전력 및 직류 전력 이 실제 값에 대하여 오차를 가질 경우 CDC1으로 설정하면 잘못된 판별을 할 수 있다.In addition, the setting reference value CDC, SET is a capacitance value that is set to determine the disconnection, and is not actually a value, and thus can be arbitrarily set when the logic is implemented. In theory, be set to the total capacitance of the top when, C DC1 but you have an error with respect to the alternating-current power and direct current power of the actual calculated value can be an error in the motor 13 and the efficiency of the inverter is set to C DC1 You can make a wrong decision.

따라서, 측정 및 계산의 오차를 고려하여 수식 11과 같이 배터리(10) 커패시턴스와 직류 커패시터의 커패시턴스의 중간 값으로 설정하는 것이 안전하다.Therefore, in consideration of the error of measurement and calculation, it is safe to set the intermediate value of the capacitance of the battery 10 and the capacitance of the DC capacitor as shown in Equation 11.

CDC,SET = 0.5×(CBATT+CINV)C DC, SET = 0.5 × (C BATT + C INV )

본 발명의 로직 적용 전후를 비교한 예를 설명하면 다음과 같다.An example of comparing before and after applying logic of the present invention will be described.

도 8a에 도시한 바와 같이 배터리(10)-인버터(12) 연결이 해제되는 순간, 구동모드에서는 직류전압이 급격히 감소하여 모터(13) 제어에 영향을 미치게 되고, 도 8b에 도시한 바와 같이 발전모드에서는 직류전압이 급격히 증가하여 인버터(12) 부품이 견딜 수 있는 전압 제한을 초과하여 부품이 파손되게 된다.As shown in FIG. 8A, the moment the connection of the battery 10 to the inverter 12 is released, the DC voltage is drastically reduced in the driving mode, thereby affecting the control of the motor 13 and generating power as shown in FIG. 8B. In the mode, the DC voltage increases rapidly and the component is damaged because the inverter 12 exceeds the voltage limit that the component can withstand.

도 9a 및 도 9b에 도시한 바와 같이 실제 직류단 연결 해제 후 1msec 이내에 연결 오류를 검출하여 인버터(12)의 운전을 중지함으로써 구동모드시 직류 전압의 과도한 하락 및 도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같이 발전모드시 직류전압의 과도한 상승을 방지할 수 있다.As shown in FIGS. 9A and 9B, a connection error is detected within 1 msec after the actual DC connection is disconnected to stop the operation of the inverter 12, thereby causing an excessive drop in the DC voltage in the driving mode and as illustrated in FIGS. 10A and 10B. Likewise, excessive rise of DC voltage can be prevented in power generation mode.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함 한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all the various forms of embodiments that can be implemented without departing from the spirit.

도 1은 종래의 배터리-인버터 간 전기적 연결도를 나타내는 회로도,1 is a circuit diagram showing a conventional electrical connection between the battery and the inverter,

도 2는 도 1의 기계적 연결도,2 is a mechanical connection diagram of FIG.

도 3은 도 2에서 인버터 파워커넥터가 탈거된 모습을 나타내는 개념도,3 is a conceptual view illustrating a state in which the inverter power connector is removed from FIG. 2;

도 4는 도 3의 HVIL을 설명하기 위한 개략도,4 is a schematic diagram for explaining the HVIL of FIG.

도 5는 본 발명의 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 장치를 나타내는 구성도,5 is a block diagram showing a battery-inverter cable and a connector error detection device of the present invention,

도 6은 본 발명의 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 방법의 원리를 설명하기 위한 개념도,6 is a conceptual diagram illustrating the principle of the battery-inverter cable and connector error detection method of the present invention;

도 7은 본 발명의 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 방법을 나타내는 순서도,7 is a flow chart showing a battery-inverter cable and connector error detection method of the present invention;

도 8a 및 도 8b는 종래의 구동모드 및 발전모드에서 배터리-인버터간 연결 해제시 직류전압의 거동을 나타내는 그래프,8A and 8B are graphs illustrating the behavior of DC voltage when the battery-inverter is disconnected in the driving mode and the power generation mode of the related art;

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 구동모드에서 배터리-인버터간 연결 해제시 직류전압의 거동을 나타내는 그래프,9A and 9B are graphs illustrating the behavior of the DC voltage when the battery-inverter is disconnected in the driving mode of the present invention;

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 발전모드에서 배터리-인버터간 연결 해제시 직류전압의 거동을 나타내는 그래프이다.10A and 10B are graphs illustrating the behavior of the DC voltage when the battery-inverter is disconnected in the power generation mode of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 배터리 11 : 메인릴레이10: battery 11: main relay

12 : 인버터 13 : 모터12 inverter 13 motor

14 : 배터리 파워커넥터 15 : 배터리-메인릴레이 파워케이블14: battery power connector 15: battery-main relay power cable

16 : 메인릴레이 파워커넥터(배터리측)16: main relay power connector (battery side)

17 : 메인릴레이 파워커넥터(인버터측)17: main relay power connector (inverter side)

18 : 메인릴레이-인버터 파워케이블18: main relay-inverter power cable

19 : 인버터 파워커넥터19: Inverter Power Connector

Claims (5)

배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 장치에 있어서,In the battery-inverter cable and connector error detection device, 배터리 내부에 설치된 제1커패시터와, 인버터 내부에 설치되고 상기 제1커패시터와 병렬로 연결된 제2커패시터을 포함하며, A first capacitor installed inside the battery and a second capacitor installed inside the inverter and connected in parallel with the first capacitor, 아래의 수식 7 내지 10에 의해 배터리와 인버터의 전체 커패시턴스를 산출하고, 이 전체 커패시턴스 값이 제1 및 제2커패시터의 커패시턴스의 합(CBATT+CINV)보다 작은지 여부를 판단하여, 배터리와 인버터의 연결해제 오류를 검출하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 장치.The total capacitances of the battery and the inverter are calculated by Equations 7 to 10 below, and it is determined whether the total capacitance value is smaller than the sum of the capacitances of the first and second capacitors (C BATT + C INV ), Battery-inverter cable and connector error detection device comprising a control means for detecting a disconnection error of the inverter.
Figure 112009073439784-pat00030
Figure 112009073439784-pat00030
 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 방법에 있어서,In the battery-inverter cable and connector error detection method, 인버터의 직류단 전력을 계산하는 단계;Calculating the DC power of the inverter; 상기 인버터의 직류단 전압변동을 계산하는 단계;Calculating a DC voltage variation of the inverter; 상기 직류단 전력 및 직류단 전압변동으로부터 커패시턴스(
Figure 112008026805788-pat00012
)를 계산하는 단계;Capacitance from the DC stage power and DC stage voltage fluctuation (
Figure 112008026805788-pat00012
Calculating; 상기 계산된 커패시턴스의 값이 기설정된 기준값과 비교하는 단계;Comparing the value of the calculated capacitance with a preset reference value; 상기 커패시턴스의 계산값이 기준값보다 작은 경우에는 배터리와 인버터 간의 연결해제된 것으로 판단하고, 기준값보다 같거나 큰 경우에는 배터리와 인버터간의 연결이 정상인 것으로 판단하는 단계를 포함하고, 상기 배터리와 인버터간의 연결이 해제된 경우에는 인버터 운전을 정지하는 것을 특징으로 하는 배터리-인버 터 케이블 및 커넥터 오류 검출 방법.Determining that the connection between the battery and the inverter is disconnected when the calculated value of the capacitance is smaller than the reference value, and determining that the connection between the battery and the inverter is normal when the calculated value of the capacitance is smaller than or equal to the reference value. If the drive is released, the inverter operation is stopped, characterized in that the battery-inverter cable and connector error detection method. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 기준값은 배터리 내부 커패시터의 커패시턴스와 인버터 내부 커패시터의 커패시턴스의 합이거나, 또는 상기 배터리 내부 커패시터의 커패시턴스와 인버터 내부 커패시터의 커패시턴스의 중간값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 방법.The reference value is a battery-inverter cable and connector error detection method, characterized in that the sum of the capacitance of the internal capacitor and the capacitor of the internal capacitor of the battery, or the intermediate value of the capacitance of the internal capacitor of the capacitor and the capacitor of the inverter. . 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 직류단 전력(PDC)은 수식(
Figure 112008026805788-pat00013
)에 의해 인버터 교류전력(PAC)을 계산하는 단계; 및 수식(
Figure 112008026805788-pat00014
)에 의해 인버터 직류전력(PDC)을 계산하는 단계를 포함하여 이루어지고, ηMOT 은 모터효율, Tq 은 모터 토크, NMOT 은 모터속도, ηINV 은 인버터 효율, ΔV2 DC 는 인버터 직류 전압제곱의 변화량인 것을 특징으로 하는 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 방법.The DC stage power P DC is
Figure 112008026805788-pat00013
Calculating an inverter AC power P AC ); And formula (
Figure 112008026805788-pat00014
Calculate the inverter DC power (P DC ) by η MOT is the motor efficiency, T q is the motor torque, N MOT is the motor speed, η INV is the inverter efficiency, ΔV 2 DC is the inverter DC Battery-inverter cable and connector error detection method characterized in that the change in the square of the voltage. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 커패시턴스(
Figure 112008026805788-pat00015
)는 수식(
Figure 112008026805788-pat00016
)에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 배터리-인버터 케이블 및 커넥터 오류 검출 방법.The capacitance (
Figure 112008026805788-pat00015
) Is a formula (
Figure 112008026805788-pat00016
Battery-inverter cable and connector fault detection method.
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