KR101056402B1 - System and Performance Test Method for Performance Test of Power Supply Source of Serial Hybrid Propulsion System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험을 위한 시스템 및 성능시험방법에 관한 것으로서, 발전기 모듈; PWM 컨버터 모듈; 배터리 모듈 및 하이브리드 제어기를 구비한 피시험체의 성능시험을 위한 시스템에 있어서, 상기 각 모듈들이 해당 시험조건에 따라 동작하도록 하이브리드 제어기와 연동하여 원하는 주행속도패턴을 생성함과 동시에 모터부를 일정한 속도로 구동하기 위한 모터기준속도를 생성하는 시험장치 제어부; 생성된 모터기준속도에 따라 발전기 모듈을 일정한 RPM으로 회전시키기 위한 모터부; 생성된 주행속도패턴에 기초하여, 부하부에 적용하기 위한 감속 및 가속시의 전력패턴 프로파일을 생성하는 전력패턴 프로파일 생성부 및 생성된 가속 및 감속시의 전력패턴 프로파일에 기초하여 가속시에는 피시험체로부터 발생된 전력을 외부의 전력모듈로 공급하는 3상 계통 연계 인버터로 동작하고, 감속시에는 외부의 전력모듈로부터의 전력을 피시험체에 공급하는 3상 PWM 컨버터로 동작하여 피시험체의 성능을 시험하는 부하부를 포함하고, 상기 피시험체의 성능 시험시 PWM 컨버터 모듈 또는 배터리 모듈 중 어느 하나에 대해서만의 성능 시험이 가능하도록 함으로써, 피시험체의 배터리 모듈 및 PWM 컨버터 모듈 등 각 모듈의 성능 및 각 모듈간의 조합을 테스트함으로써 차량 탑재 후 발생하는 각종 문제점과 시행착오를 줄일 수 있다.The present invention relates to a system and a performance test method for a performance test of a power supply source of a series hybrid propulsion device, the generator module; PWM converter module; In the system for the performance test of the test object having a battery module and a hybrid controller, the module is driven at a constant speed while generating a desired driving speed pattern in conjunction with the hybrid controller to operate each module according to the test conditions A test apparatus control unit for generating a motor reference speed for driving; A motor unit for rotating the generator module at a predetermined RPM according to the generated motor reference speed; A power pattern profile generation unit that generates a power pattern profile during deceleration and acceleration for application to a load unit based on the generated traveling speed pattern and a test subject under acceleration based on the power pattern profile during acceleration and deceleration generated. It operates as a three-phase grid-connected inverter that supplies the power generated from the external power module to the external power module, and when decelerating, it operates as a three-phase PWM converter that supplies the power from the external power module to the test object. Including a load unit to perform the performance test of only one of the PWM converter module or the battery module during the performance test of the test object, the performance of each module, such as the battery module and the PWM converter module of the test object and between each module By testing the combination, various problems and trial and error that occur after the vehicle is mounted can be reduced.

Description

직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험을 위한 시스템 및 성능시험방법{SYSTEM FOR PERFOEMANCE TEST OF POWER SUPPLY SOURCE IN SERIES HYBRID DRIVING APPARATUS AND METHOD OF TESTING PERFOEMANCE}SYSTEM FOR PERFOEMANCE TEST OF POWER SUPPLY SOURCE IN SERIES HYBRID DRIVING APPARATUS AND METHOD OF TESTING PERFOEMANCE}

본 발명은 직렬형 하이브리드 추진장치의 성능시험에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발전기 모듈, PWM 컨버터 모듈, 배터리 모듈 및 하이브리드 제어기로 이루어진 피시험체의 각 모듈의 성능을 시험하기 위해 모터기준속도에 따라 발전기를 소정의 속도로 회전시킴으로써 피시험체에 전력을 공급하고, 원하는 주행속도패턴에 기초하여 생성된 전력패턴 프로파일에 따라 전기부하장치를 동작시킴으로써 피시험체의 배터리 모듈 및 PWM 컨버터 모듈 등 각 모듈의 성능 및 각 모듈간의 조합을 테스트함으로써 차량 탑재 후 발생하는 각종 문제점과 시행착오를 줄이기 위한 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험을 위한 시스템 및 성능시험방법에 관한 것이다.The present invention relates to a performance test of a series hybrid propulsion apparatus, and more particularly, to test the performance of each module of a test object consisting of a generator module, a PWM converter module, a battery module and a hybrid controller, according to a motor reference speed. Power is supplied to the test object by rotating the motor at a predetermined speed, and the electric load device is operated according to the power pattern profile generated based on the desired driving speed pattern. The present invention relates to a system and a performance test method for the performance test of a power supply source of a hybrid hybrid propulsion system to reduce various problems and trial and error occurring after the vehicle is mounted by testing a combination of modules.

최근 석유값은 갈수록 천정부지로 솟아오르고 있고, 환경오염을 막기 위한 세계 각국의 환경규제 수위는 날로 높아지고 있다. 따라서, 이러한 추세를 반영하여 최근 기존 석유를 사용하는 내연기관과 배터리로 작동하는 모터를 혼합해 적은 양의 석유로도 차를 오래 탈 수 있도록 하고, 석유 사용이 적은 만큼 배출가스도 크게 줄일 수 있는 하이브리드 추진시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. Recently, the price of oil is rising to heaven and earth, and the level of environmental regulations of countries around the world to prevent environmental pollution is increasing day by day. Therefore, by reflecting this trend, the internal combustion engine using the existing oil and the battery-powered motor can be mixed so that the car can be driven long with a small amount of oil, and the emission of gas can be greatly reduced as the use of oil is low. There is a growing interest in hybrid propulsion systems.

일반적으로 하이브리드 추진시스템은 두 가지 이상의 동력, 예를 들어 가솔린엔진과 전기모터, 디젤엔진과 전기모터 등을 결합해 연비와 배기가스를 개선하고, 출력을 높일 수 있는 시스템으로, 동력전달 방식에 따라 다시 직렬형과 병렬형으로 나누어진다. 직렬형은 엔진을 보조동력장치로 사용하여, 엔진 가동을 통해 발전기를 돌리고, 여기서 얻은 전기에너지로 모터를 돌리거나 배터리로 전기를 저장하는 방식임에 비해, 병렬형은 엔진과 배터리로 돌아가는 전기모터를 동시에 동력원으로 사용하는 방식이다. 특히, 직렬형 하이브리드 추진시스템은 내연기관엔진을 항상 최대효율영역에서 동작시킴으로써, 엔진 효율이 뛰어나고 배출가스 저감효과가 크다. 또한 짧은 거리의 정거장 사이를 운행하고 잦은 정차를 해야 하는 도심지 주행특성에 적합한 추진시스템이다. 이러한 하이브리드 추진시스템에 있어서, 발전기와 PWM 컨버터 그리고 배터리 팩 등 각 단품들은 차량에 탑재된 후 각각의 제어기에 대한 튜닝 과정을 거치게 된다. 하지만, 이러한 방식에 의할 경우 많은 시행착오를 거쳐야 하며, 또한 단품간의 성능조합 테스트 과정에서 많은 문제점이 발생하게 된다.In general, a hybrid propulsion system is a system that combines two or more power sources, for example, gasoline engines and electric motors, diesel engines and electric motors, to improve fuel efficiency and exhaust gas, and increase output. It is divided into serial type and parallel type. In parallel type, the engine is used as an auxiliary power source, and the engine is operated to run the generator, and the electric energy obtained from the motor is rotated or the battery is stored in electricity. Is used as a power source at the same time. In particular, the tandem hybrid propulsion system always operates the internal combustion engine in the maximum efficiency range, so that the engine efficiency is excellent and the emission reduction effect is large. In addition, it is a propulsion system suitable for urban driving characteristics that must be operated between short distances and frequent stops. In such a hybrid propulsion system, each unit, such as a generator, a PWM converter, and a battery pack, is mounted in a vehicle and then tuned to each controller. However, this method requires a lot of trial and error, and also causes a lot of problems in the performance combination test process between parts.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 피시험체의 배터리 모듈 및 PWM 컨버터 모듈 등 각 모듈의 성능 및 각 모듈간의 조 합을 테스트함으로써 차량 탑재 후 발생하는 각종 문제점과 시행착오를 줄일 수 있는 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험을 위한 시스템 및 성능시험방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to test the performance of each module, such as the battery module and the PWM converter module of the test object and the various problems that occur after the vehicle mounting by testing It is an object of the present invention to provide a system and a performance test method for performance testing of a power supply source of a series hybrid propulsion device which can reduce trial and error.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험을 위한 시스템은, 발전기 모듈;발전기 모듈로부터 출력되는 3상 교류전력을 직류전력으로 변환하여 직류단에 공급하는 PWM 컨버터 모듈; 직류단에 병렬 연결된 배터리 모듈; 및 각 모듈들을 제어하기 위한 하이브리드 제어기를 구비한 피시험체의 성능시험을 위한 시스템에 있어서, 상기 각 모듈들이 해당 시험조건에 따라 동작하도록 상기 하이브리드 제어기와 연동하여 원하는 주행속도패턴을 생성함과 동시에 모터부를 일정한 속도로 구동하기 위한 모터기준속도를 생성하는 시험장치 제어부; 상기 생성된 모터기준속도에 따라 상기 발전기 모듈을 일정한 알피엠(RPM)으로 회전시키기 위한 모터부; 상기 생성된 주행속도패턴에 기초하여, 부하부에 적용하기 위한 감속 및 가속시의 전력패턴 프로파일을 생성하는 전력패턴 프로파일 생성부; 및 상기 생성된 가속 및 감속시의 전력패턴 프로파일에 기초하여 가속시에는 상기 피시험체로부터 발생된 전력을 외부의 전력모듈로 공급하는 3상 계통 연계 인버터로 동작하고, 감속시에는 외부의 전력모듈로부터의 전력을 상기 피시험체에 공급하는 3상 PWM 컨버터로 동작하여 피시험체의 성능을 시험하는 부하부를 포함하고, 상기 피시험체의 성능시험시 상기 PWM 컨버터 모듈 또는 배터리 모듈 중 어느 하나에 대해서만의 성능시험이 가능한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a system for performance test of a power supply source of a series hybrid propulsion apparatus according to the present invention includes: a generator module; converting three-phase AC power output from the generator module into DC power and supplying it to a DC terminal. PWM converter module; A battery module connected in parallel to the DC terminal; And a system for testing a test object having a hybrid controller for controlling the respective modules, wherein the modules generate a desired driving speed pattern in cooperation with the hybrid controller such that the modules operate according to the test conditions. A test apparatus controller for generating a motor reference speed for driving the unit at a constant speed; A motor unit for rotating the generator module to a predetermined RPM according to the generated motor reference speed; A power pattern profile generator for generating a power pattern profile during deceleration and acceleration for application to a load unit based on the generated traveling speed pattern; And a three-phase system-linked inverter supplying power generated from the test object to an external power module at the time of acceleration based on the generated power pattern profile at the time of acceleration and deceleration. It includes a load section for testing the performance of the test object by operating as a three-phase PWM converter for supplying the power of the test object, the performance test of only one of the PWM converter module or battery module during the performance test of the test object This is characterized by possible.

바람직하게는, 상기 시스템은 모터부, 하이브리드 제어기, 또는 부하부로부터 소정의 데이터를 전달받아 저장하기 위한 계측 데이터 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the system further comprises a measurement data storage for receiving and storing the predetermined data from the motor unit, the hybrid controller, or the load unit.

바람직하게는, 상기 외부의 전력모듈은 380V 교류전원인 것을 특징으로 한다.Preferably, the external power module is characterized in that the 380V AC power source.

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본 발명의 실시예에 따르면, 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험방법이 제공되는데, 상기 방법은 발전기 모듈; 발전기 모듈로부터 출력되는 3상 교류전력을 직류전력으로 변환하여 직류단에 공급하는 PWM 컨버터 모듈; 직류단에 병렬 연결된 배터리 모듈; 및 각 모듈들을 제어하기 위한 하이브리드 제어기를 구비한 피시험체의 성능시험을 위한 방법에 있어서, (a) 발전기 모듈과 연결된 모터부를 소정의 속도로 구동하기 위한 모터기준속도를 생성하는 단계와, (b) 상기 생성된 모터기준속도에 따라 상기 모터부를 회전시킴으로써, 상기 모터부에 연결된 상기 발전기 모듈을 일정한 속도로 회전시키는 단계; (c) 상기 발전기 모듈이 일정한 속도로 회전하면, 원하는 주행속도패턴을 생성하는 단계; (d) 상기 생성된 주행속도패턴에 기초하여, 부하부에 적용하기 위한 가속 및 감속시의 전력패턴 프로파일을 생성하는 단계; (e) 상기 생성된 가속 및 감속시의 전력패턴 프로파일에 기초하여, 상기 부하부에서 가속시에는 상기 피시험체로부터 발생된 전력을 외부의 전력모듈로 공급하고, 감속시에는 상기 외부의 전력모듈로부터의 전력을 상기 피시험체에 공급하여 피시험체의 성능을 시험하는 단계를 포함하고, 상기 피시험체의 성능시험시 상기 PWM 컨버터 모듈 또는 배터리 모듈 중 어느 하나에 대해서만의 성능시험이 가능한 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a performance test method of a power supply source of a series hybrid propulsion device, the method comprising: a generator module; A PWM converter module for converting three-phase AC power output from the generator module into DC power and supplying the DC power to the DC terminal; A battery module connected in parallel to the DC terminal; And a method for performance test of a test subject having a hybrid controller for controlling each module, the method comprising: (a) generating a motor reference speed for driving a motor unit connected to a generator module at a predetermined speed; Rotating the motor module at a constant speed by rotating the motor unit according to the generated motor reference speed; (c) generating a desired traveling speed pattern when the generator module rotates at a constant speed; (d) generating a power pattern profile during acceleration and deceleration to be applied to the load unit based on the generated traveling speed pattern; (e) Based on the generated power pattern profile during acceleration and deceleration, the load unit supplies power generated from the test object to an external power module during acceleration, and decelerates from the external power module. And supplying the power of the test object to test the performance of the test object, characterized in that the performance test of any one of the PWM converter module or the battery module is possible when the performance test of the test object.

바람직하게는, 상기 성능시험방법은 모터부, 하이브리드 제어기, 또는 부하부를 제어하기 위한 장치로부터 소정의 계측 데이터를 전달받아 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the performance test method further comprises receiving and storing predetermined measurement data from a motor unit, a hybrid controller, or a device for controlling a load unit.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 독출 가능한 기록매체가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 발전기 모듈, PWM 컨버터 모듈, 배터리 모듈 및 하이브리드 제어기로 이루어진 피시험체의 각 모듈의 성능을 시험하기 위해 모터기준속도에 따라 발전기를 소정의 속도로 회전시킴으로써 피시험체에 전력을 공급하고, 원하는 주행속도패턴에 기초하여 생성된 전력패턴 프로파일에 따라 전기부하장치를 동작시킴으로써 피시험체의 배터리 모듈 및 PWM 컨버터 모듈 등 각 모듈의 성능 및 각 모듈간의 조합을 테스트함으로써 차량 탑재 후 발생하는 각종 문제점과 시행착오를 줄일 수 있다.As described above, according to the present invention, in order to test the performance of each module of the test object consisting of a generator module, a PWM converter module, a battery module and a hybrid controller, by rotating the generator at a predetermined speed according to the motor reference speed The vehicle is loaded by testing the performance of each module, such as the battery module and the PWM converter module, and the combination of the modules, by supplying power to the electric load device and operating the electric load device according to the power pattern profile generated based on the desired driving speed pattern. Various problems and trial and error that occur afterwards can be reduced.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험을 위한 시스템 및 성능시험방법에 대하여 가장 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the most preferred embodiment of the system and the performance test method for the performance test of the power supply of the series hybrid propulsion apparatus according to the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급 원의 성능시험을 위한 시스템의 구성도로, 시험장치 제어부(110), 모터부(120), 전력패턴 프로파일 생성부(130), 부하부(140), 계측데이터 저장부(150) 및 외부의 전력모듈(160)을 포함하며, 모터부(120)는 인버터 제어부(121), 인버터(122) 및 모터(123)를 포함하며, 부하부(140)는 전기부하장치 제어부(141) 및 전기부하장치(142)를 포함하여 이루어진다.1 is a configuration diagram of a system for a performance test of a power supply source of a series hybrid propulsion device according to an embodiment of the present invention, a test device controller 110, a motor unit 120, a power pattern profile generator 130 ), A load unit 140, a measurement data storage unit 150, and an external power module 160, and the motor unit 120 includes an inverter control unit 121, an inverter 122, and a motor 123. The load unit 140 includes the electric load device control unit 141 and the electric load device 142.

일반적으로 직렬형 하이브리드 추진장치에 있어서 전력 공급원은 일정한 전력을 공급하는 일정전력공급장치와 과도전력을 공급하는 과도전력공급장치의 두가지로 구성된다. 이들 중 일정전력공급장치는 엔진, 발전기 및 PWM 컨버터로 구성되어 일정한 RPM으로 회전하는 엔진으로부터 일정한 전력이 직류단에 공급한다. 특히 구동원으로서의 엔진은 엔진효율맵상의 최고효율영역을 벗어나지 않는 범위내에서 일정한 속도로 회전함으로써 높은 연비와 낮은 배출가스를 꾀할 수 있다. 반면, 과도전력공급장치는 배터리와 배터리관리시스템(Battery management System, BMS)으로 구성되어 직렬형 하이브리드 추진장치에서 요구하는 전력 중 위의 일정전력공급장치에서 공급하는 전력의 차이만큼의 과도전력을 공급한다. 특히 배터리는 복수 개의 배터리 셀들로 이루어지고, 차량의 회생제동시 발생하는 회생전력을 흡수하여 저장하며, 차량 추진시에는 재사용할 수 있는 2차 전지이다. 한편, 배터리관리시스템(Battery management System, BMS)은 복수개의 배터리셀 각각의 전압, 전류, 온도 및 충전상태(State Of Charge, SOC)를 측정 및 계산하여 각 배터리셀을 관리한다.In general, in a series hybrid propulsion device, a power supply includes two types of constant power supplies that supply a constant power and a transient power supply that supplies the transient power. Among them, a constant power supply device is composed of an engine, a generator, and a PWM converter, and supplies constant power to a DC stage from an engine rotating at a constant RPM. In particular, the engine as a driving source can achieve high fuel economy and low emissions by rotating at a constant speed within a range not departing from the highest efficiency range on the engine efficiency map. On the other hand, the transient power supply is composed of a battery and a battery management system (BMS) to supply the transient power equal to the difference of the power supplied by the above constant power supply among the power required by the series hybrid propulsion device. do. In particular, the battery is composed of a plurality of battery cells, absorbs and stores the regenerative power generated during the regenerative braking of the vehicle, is a secondary battery that can be reused when the vehicle is propelled. Meanwhile, a battery management system (BMS) manages each battery cell by measuring and calculating voltage, current, temperature, and state of charge (SOC) of each of the plurality of battery cells.

도 1의 성능시험의 대상이 되는 피시험체(100)는 영구자석형 발전기와 같은 발전기 모듈(101), PWM 컨버터 모듈(102), 직류단(103), 배터리 및 배터리관리시스템(Battery management System, BMS) 모듈(104) 및 하이브리드 제어기(105)를 포함하여 이루어진다.The test object 100 subject to the performance test of FIG. 1 includes a generator module 101 such as a permanent magnet generator, a PWM converter module 102, a DC terminal 103, a battery and a battery management system, BMS) module 104 and hybrid controller 105.

피시험체(100) 중 영구자석형 발전기와 같은 발전기 모듈(101)은 모터(123)와 직결되어 있으며, 기준속도로 회전하는 모터(123)에 의해 소정의 속도로 회전함으로써 교류전력을 발생시키고, 발생된 교류전력을 PWM 컨버터 모듈(102)에 공급한다.The generator module 101, such as a permanent magnet generator, of the test object 100 is directly connected to the motor 123, and generates AC power by rotating at a predetermined speed by the motor 123 rotating at a reference speed. The generated AC power is supplied to the PWM converter module 102.

피시험체(100) 중 PWM 컨버터 모듈(102)은 발전기 모듈(101)로부터 공급받은 교류전력을 일정한 직류전력으로 변환하여 직류단(103)에 공급하며, 차량 가속시에 배터리의 전압강하로 인해 발생되는 직류단 전압강하를 막아주는 역할을 수행한다.The PWM converter module 102 of the test object 100 converts the AC power supplied from the generator module 101 into a constant DC power and supplies it to the DC terminal 103, and is generated due to the voltage drop of the battery during vehicle acceleration. It plays a role of preventing DC voltage drop.

피시험체(100) 중 배터리 및 배터리관리시스템(Battery management System, BMS) 모듈(104)은 복수 개의 배터리 셀들로 이루어진 배터리와 배터리를 관리하기 위한 배터리관리시스템(BMS)로 이루어지며, 특히 배터리는 복수 개의 배터리 셀들로 이루어지고, 차량의 회생제동시 발생하는 회생전력을 흡수하여 저장하며, 차량 추진시에는 재사용할 수 있는 2차 전지이다. 한편, 배터리관리시스템(Battery management System, BMS)은 복수개의 배터리셀 각각의 전압, 전류, 온도 및 충전상태(State Of Charge, SOC)를 측정 및 계산하여 각 배터리셀을 관리한다.The battery and battery management system (BMS) module 104 of the test object 100 includes a battery composed of a plurality of battery cells and a battery management system (BMS) for managing the battery. It consists of two battery cells, absorbs and stores the regenerative power generated during the regenerative braking of the vehicle, and is a secondary battery that can be reused when the vehicle is propelled. Meanwhile, a battery management system (BMS) manages each battery cell by measuring and calculating voltage, current, temperature, and state of charge (SOC) of each of the plurality of battery cells.

한편, 피시험체(100) 중 하이브리드 제어기(105)는 본 발명의 시험장치 제어부(110)와 연동하여 시험조건에 적합한 동작을 하도록 피시험체(100)의 각 모듈들(101, 102, 104)을 제어하며, 아울러 발전기 모듈(101)을 일정한 RPM으로 회전시 키기 위한 모터기준속도를 시험장치 제어부(110)로 전달한다.On the other hand, the hybrid controller 105 of the test object 100 to operate each module (101, 102, 104) of the test object 100 to operate in accordance with the test conditions in conjunction with the test device control unit 110 of the present invention. The control unit also transmits a motor reference speed for rotating the generator module 101 at a constant RPM to the test apparatus controller 110.

한편, 시험장치 제어부(110)는 각 모듈들이 해당 시험조건에 따라 동작하도록 하이브리드 제어기와 연동하여 각 구성요소들을 제어하는데, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시험장치 제어부(110)는 피시험체(100)의 성능시험을 위해 원하는 주행속도패턴을 생성하고, 생성된 주행속도패턴을 전력패턴 프로파일 생성부(130)로 전달한다. 또한, 시험장치 제어부(110)는 모터(123)를 일정한 RPM으로 회전시키기 위한 모터기준속도를 생성하고, 생성된 모터기준속도를 인버터 제어부(121)로 전달한다.On the other hand, the test device control unit 110 controls each component in conjunction with the hybrid controller to operate each module according to the test conditions, according to an embodiment of the present invention, the test device control unit 110 is a test object ( A desired driving speed pattern is generated for the performance test of 100), and the generated driving speed pattern is transferred to the power pattern profile generator 130. In addition, the test apparatus controller 110 generates a motor reference speed for rotating the motor 123 at a constant RPM, and transmits the generated motor reference speed to the inverter controller 121.

모터부(120)는 기존 직렬형 하이브리드 추진장치의 엔진과 엔진제어기를 모의하기 위한 모듈로, 발전기 모듈(101)과 직결되어 발전기 모듈(101)을 일정한 RPM으로 회전시켜 교류전력을 PWM 컨버터 모듈(102)에 공급할 수 있도록 한다. 이러한 모터부(120)는 인버터 제어부(121), 인버터(122) 및 모터(123)로 구성되며, 시험장치 제어부(110)로부터 모터기준속도에 따라 인버터 제어부(121)는 인버터(122)를 제어하여 모터(123)를 일정한 RPM으로 회전시킨다.The motor unit 120 is a module for simulating an engine and an engine controller of an existing series hybrid propulsion device. The motor unit 120 is directly connected to the generator module 101 to rotate the generator module 101 at a constant RPM to convert AC power into a PWM converter module ( 102) to be supplied. The motor unit 120 includes an inverter controller 121, an inverter 122, and a motor 123, and the inverter controller 121 controls the inverter 122 according to the motor reference speed from the test apparatus controller 110. To rotate the motor 123 at a constant RPM.

전력패턴 프로파일 생성부(130)는 시험장치 제어부(110)로부터 주행속도패턴을 전달받고, 전달받은 주행속도패턴에 기초하여, 전기부하장치(142)에 적합한 전력패턴 프로파일을 생성한다. 생성된 전력패턴 프로파일은 부하부(140)의 전기부하장치 제어부(141)로 전달된다. 차량의 기준속도가 정해지면, 기준속도로부터 다음 수학식 1 및 수학식 2를 통해 가속 및 감속시의 전력패턴 프로파일을 생성할 수 있다.The power pattern profile generator 130 receives the travel speed pattern from the test device controller 110 and generates a power pattern profile suitable for the electric load device 142 based on the travel speed pattern. The generated power pattern profile is transferred to the electrical load device control unit 141 of the load unit 140. When the reference speed of the vehicle is determined, the power pattern profile at the time of acceleration and deceleration may be generated through the following equations (1) and (2) from the reference speed.

Pacc = (M×Aacc×Va+0.5×Cd×A×ρ×Va 3+9.8×Cf×M×Va)/ζrg/ζm/ζinv P acc = (M × A acc × V a + 0.5 × C d × A × ρ × V a 3 + 9.8 × C f × M × V a ) / ζ rg / ζ m / ζ inv

Pdacc = (-M×Adacc×Vb+0.5×Cd×A×ρ×Vb 3+9.8×Cf×M×Vb)×ζrg×ζm×ζinv P dacc = (-M × A dacc × V b + 0.5 × C d × A × ρ × V b 3 + 9.8 × C f × M × V b ) × ζ rg × ζ m × ζ inv

수학식 1 및 2에서, Pacc는 가속시의 전력패턴 프로파일, Pdacc는 감속시의 전력패턴 프로파일, M은 차량 중량, Aacc는 가속도, Adacc는 감속도, Va는 가속시 차량의 주행속도, Vb는 감속시 차량의 주행속도, Cd는 공기저항계수, Cf는 주행저항계수, ρ는 공기밀도, ζrg는 감속기 효율, ζm는 견인 전동기 효율, ζinv는 추진 인버터의 효율을 의미한다.In Equations 1 and 2, P acc is the power pattern profile during acceleration, P dacc is the power pattern profile during deceleration, M is the vehicle weight, A acc is the acceleration, A dacc is the deceleration, and V a is the acceleration of the vehicle. Travel speed, V b is the driving speed of the vehicle at deceleration, C d is the air resistance coefficient, C f is the travel resistance coefficient, ρ is the air density, ζ rg is the speed reducer efficiency, ζ m is the traction motor efficiency, ζ inv is the propulsion inverter Means the efficiency.

한편, 부하부(140)는 전기부하장치 제어부(141)와 전기부하장치(142)로 이루어지며, 피시험체의 부하단을 모의하기 위한 것이다. 이러한 부하부(140)의 입력단에는 피시험체(100)의 직류단이, 그리고 출력단에는 380V의 3상 교류전원(160)이 연결되어 있다. On the other hand, the load unit 140 is composed of the electric load device control unit 141 and the electric load device 142, to simulate the load end of the test object. The DC terminal of the test object 100 is connected to the input terminal of the load unit 140, and the three-phase AC power source 160 of 380V is connected to the output terminal.

부하부(140)의 전기부하장치 제어부(141)는 전력패턴 프로파일 생성부(130)로부터 전달받은 전력패턴 프로파일에 기초하여, 전기부하장치(142)를 제어한다. 즉, 전기부하장치 제어부(141)는 가속시에는 3상 계통 연계 인버터로 동작함으로써 피시험체(100)로부터 발생된 전력을 외부의 전력모듈(160)로 공급하며, 감속시에는 3상 PWM 컨버터로 동작함으로써, 외부의 전력모듈(160)로부터의 전력을 피시험체(100)에 공급하도록 전기부하장치(142)를 제어한다.The electric load control unit 141 of the load unit 140 controls the electric load device 142 based on the power pattern profile received from the power pattern profile generator 130. That is, the electric load device control unit 141 operates as a three-phase grid-linked inverter at the time of acceleration to supply the power generated from the test object 100 to the external power module 160, and at the time of deceleration to the three-phase PWM converter. By operating, the electric load device 142 is controlled to supply power from the external power module 160 to the test object 100.

부하부(140)의 전기부하장치(142)는 전기부하장치 제어부(141)의 제어에 따라 가속시에는 3상 계통 연계 인버터로 동작함으로써 피시험체(100)로부터 발생된 전력을 외부의 전력모듈(160)로 공급하며, 감속시에는 3상 PWM 컨버터로 동작함으로써, 외부의 전력모듈(160)로부터의 전력을 피시험체(100)에 공급한다.The electric load device 142 of the load unit 140 operates under a control of the electric load device control unit 141 to operate as a three-phase grid-linked inverter to convert the power generated from the test object 100 into an external power module ( 160, and when decelerating, operates as a three-phase PWM converter to supply power from the external power module 160 to the test object 100.

계측데이터 저장부(150)는 모터부(120), 하이브리드 제어기(105), 또는 전기부하장치 제어부(141)로부터 소정의 계측 데이터를 전달받아 저장한다. The measurement data storage unit 150 receives and stores predetermined measurement data from the motor unit 120, the hybrid controller 105, or the electric load device control unit 141.

외부의 전력모듈(160)은 380V의 3상 교류전력을 모터부(120)의 인버터(122) 및 전기부하장치(142)에 공급한다. 이와 같이 380V의 3상 교류전력이 380V 계통으로 연계되어 재사용됨으로써 성능시험시스템의 사용전력량을 줄일 수 있는 효과가 있다.The external power module 160 supplies 380V three-phase AC power to the inverter 122 and the electrical load device 142 of the motor unit 120. As such, the three-phase AC power of 380V is reused in connection with the 380V system, thereby reducing the amount of power used in the performance test system.

한편, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험방법을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a performance test method of a power supply source of a series hybrid propulsion device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 단계 200에서, 시험장치 제어부(110)는 모터(123)를 일정한 RPM으로 회전시키기 위한 모터기준속도를 생성하고, 생성된 모터기준속도를 모터부(120)의 인버터 제어부(121)로 전달한다.Referring to FIG. 2, in step 200, the test apparatus controller 110 generates a motor reference speed for rotating the motor 123 at a constant RPM, and converts the generated motor reference speed into an inverter controller of the motor unit 120. 121).

이후 단계 201에서, 시험장치 제어부(110)로부터 모터기준속도를 전달받은 모터부(120)의 인버터 제어부(121)는 인버터(122)를 제어하여 모터(123)를 일정한 RPM으로 회전시킨다. 이에 따라 모터(123)에 직결된 발전기 모듈(101)이 회전하게 되고, 그에 따라 발생되는 교류전력은 PWM 컨버터(102)로 전달된다.Thereafter, in step 201, the inverter controller 121 of the motor unit 120 that receives the motor reference speed from the test apparatus controller 110 controls the inverter 122 to rotate the motor 123 at a constant RPM. Accordingly, the generator module 101 directly connected to the motor 123 is rotated, and the AC power generated thereby is transmitted to the PWM converter 102.

다음 단계 202에서, 시험장치 제어부(110)는 피시험체(100)의 성능시험을 위해 원하는 주행속도패턴을 생성하고, 생성된 주행속도패턴을 전력패턴 프로파일 생성부(130)로 전달한다. In the next step 202, the test device control unit 110 generates a desired driving speed pattern for the performance test of the test object 100, and transmits the generated driving speed pattern to the power pattern profile generator 130.

단계 203에서, 전력패턴 프로파일 생성부(130)는 시험장치 제어부(110)로부터 주행속도패턴을 전달받고, 전달받은 주행속도패턴에 기초하여, 전기부하장치(142)에 적합한 전력패턴 프로파일을 생성한다. 생성된 전력패턴 프로파일은 전기부하장치 제어부(141)로 전달된다.In operation 203, the power pattern profile generator 130 receives the driving speed pattern from the test apparatus controller 110 and generates a power pattern profile suitable for the electric load device 142 based on the received driving speed pattern. . The generated power pattern profile is transferred to the electric load controller 141.

마지막으로 단계 204에서, 전기부하장치 제어부(141)는 전력패턴 프로파일 생성부(130)로부터 전달받은 전력패턴 프로파일에 기초하여 전기부하장치(142)를 제어함으로써, 피시험체(100)로부터 공급된 전력을 소모하거나 또는 회생전력을 발생시켜 피시험체(100)에 공급한다. 한편, 모터부(120), 하이브리드 제어기(105), 또는 전기부하장치 제어부(141)로부터 소정의 계측 데이터를 전달받아 계측데이터 저장부(150)에 저장할 수 있으며, 향후 저장된 계측 데이터는 각 구성모듈인 하이브리드 제어기(105), 모터부(120), 전기부하장치(140)의 동작 또는 오류를 체크하거나 또는 시뮬레이션을 위해 유용하게 사용될 수 있다.Finally, in step 204, the electric load device control unit 141 controls the electric load device 142 based on the power pattern profile received from the power pattern profile generator 130, the power supplied from the test object 100 Consumes or generates regenerative power and supplies it to the test object 100. Meanwhile, the predetermined measurement data may be received from the motor unit 120, the hybrid controller 105, or the electrical load device control unit 141, and stored in the measurement data storage unit 150. The hybrid controller 105, the motor unit 120, the electric load device 140 may be useful for checking or simulating an operation or an error.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브 (예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet). Include. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The best embodiments have been disclosed in the drawings and specification above. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험을 위한 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a system for performance test of a power supply source of a series hybrid propulsion device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험방법을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a performance test method of a power supply source of a series hybrid propulsion device according to an embodiment of the present invention.

Claims (7)

발전기 모듈; 상기 발전기 모듈로부터 출력되는 3상 교류전력을 직류전력으로 변환하여 직류단에 공급하는 PWM 컨버터 모듈; 상기 직류단에 병렬 연결된 배터리 모듈; 및 상기 각 모듈들을 제어하기 위한 하이브리드 제어기를 구비한 피시험체의 성능시험을 위한 시스템에 있어서,Generator module; A PWM converter module for converting three-phase AC power output from the generator module into DC power and supplying the DC power to the DC terminal; A battery module connected in parallel to the DC terminal; In the system for the performance test of the test object having a hybrid controller for controlling the respective modules, 상기 각 모듈들이 해당 시험조건에 따라 동작하도록 상기 하이브리드 제어기와 연동하여 원하는 주행속도패턴을 생성함과 동시에 모터부를 일정한 속도로 구동하기 위한 모터기준속도를 생성하는 시험장치 제어부; A test device controller which generates a motor reference speed for driving the motor unit at a constant speed while generating a desired driving speed pattern in association with the hybrid controller so that each module operates according to a corresponding test condition; 상기 생성된 모터기준속도에 따라 상기 발전기 모듈을 일정한 알피엠(RPM)으로 회전시키기 위한 모터부; A motor unit for rotating the generator module to a predetermined RPM according to the generated motor reference speed; 상기 생성된 주행속도패턴에 기초하여, 부하부에 적용하기 위한 감속 및 가속시의 전력패턴 프로파일을 생성하는 전력패턴 프로파일 생성부; 및 A power pattern profile generator for generating a power pattern profile during deceleration and acceleration for application to a load unit based on the generated traveling speed pattern; And 상기 생성된 가속 및 감속시의 전력패턴 프로파일에 기초하여 가속시에는 상기 피시험체로부터 발생된 전력을 외부의 전력모듈로 공급하는 3상 계통 연계 인버터로 동작하고, 감속시에는 외부의 전력모듈로부터의 전력을 상기 피시험체에 공급하는 3상 PWM 컨버터로 동작하여 피시험체의 성능을 시험하는 부하부를 포함하고, On the basis of the generated power pattern profile during acceleration and deceleration, it operates as a three-phase grid-connected inverter that supplies power generated from the test object to an external power module during acceleration, and decelerates from an external power module during deceleration. A load unit which operates as a three-phase PWM converter for supplying power to the test object and tests the performance of the test object, 상기 피시험체의 성능 시험시 상기 PWM 컨버터 모듈 또는 배터리 모듈 중 어느 하나에 대해서만의 성능 시험이 가능한 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험을 위한 시스템.The system for the performance test of the power supply of the series hybrid propulsion device, characterized in that the performance test for any one of the PWM converter module or the battery module during the performance test of the test object. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 시스템은 상기 모터부, 상기 하이브리드 제어기, 또는 상기 부하부로부터 소정의 데이터를 전달받아 저장하기 위한 계측 데이터 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험을 위한 시스템.The system further includes a measurement data storage unit for receiving and storing predetermined data from the motor unit, the hybrid controller, or the load unit system for the performance test of the power supply of the series hybrid propulsion device. . 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 외부의 전력모듈은 3상 380V 교류전원인 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험을 위한 시스템.The external power module is a system for the performance test of the power supply of the series hybrid propulsion device, characterized in that the three-phase 380V AC power source. 삭제delete 발전기 모듈; 상기 발전기 모듈로부터 출력되는 3상 교류전력을 직류전력으로 변환하여 직류단에 공급하는 PWM 컨버터 모듈; 상기 직류단에 병렬 연결된 배터리 모듈; 및 상기 각 모듈들을 제어하기 위한 하이브리드 제어기를 구비한 피시험체의 성능시험을 위한 방법에 있어서,Generator module; A PWM converter module for converting three-phase AC power output from the generator module into DC power and supplying the DC power to the DC terminal; A battery module connected in parallel to the DC terminal; And a method for performance test of a test subject having a hybrid controller for controlling the respective modules, (a) 상기 발전기 모듈과 연결된 모터부를 소정의 속도로 구동하기 위한 모터기준속도를 생성하는 단계;(a) generating a motor reference speed for driving the motor unit connected to the generator module at a predetermined speed; (b) 상기 생성된 모터기준속도에 따라 상기 모터부를 회전시킴으로써, 상기 모터부에 연결된 상기 발전기 모듈을 일정한 속도로 회전시키는 단계; (b) rotating the generator module connected to the motor unit at a constant speed by rotating the motor unit according to the generated motor reference speed; (c) 상기 발전기 모듈이 일정한 속도로 회전하면, 원하는 주행속도패턴을 생성하는 단계; (c) generating a desired traveling speed pattern when the generator module rotates at a constant speed; (d) 상기 생성된 주행속도패턴에 기초하여, 부하부에 적용하기 위한 가속 및 감속시의 전력패턴 프로파일을 생성하는 단계; (d) generating a power pattern profile during acceleration and deceleration to be applied to the load unit based on the generated traveling speed pattern; (e) 상기 생성된 가속 및 감속시의 전력패턴 프로파일에 기초하여, 상기 부하부에서 가속시에는 상기 피시험체로부터 발생된 전력을 외부의 전력모듈로 공급하고, 감속시에는 상기 외부의 전력모듈로부터의 전력을 상기 피시험체에 공급하여 피시험체의 성능을 시험하는 단계를 포함하고, (e) Based on the generated power pattern profile during acceleration and deceleration, the load unit supplies power generated from the test object to an external power module during acceleration, and decelerates from the external power module. Supplying power of the test object to test the performance of the test object, 상기 피시험체의 성능시험시 상기 PWM 컨버터 모듈 또는 배터리 모듈 중 어느 하나에 대해서만의 성능시험이 가능한 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험방법.The performance test method of the power supply source of the series hybrid propulsion device, characterized in that the performance test of only one of the PWM converter module or the battery module when the performance test of the test object. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 성능시험방법은 상기 모터부, 상기 하이브리드 제어기, 또는 상기 부하부를 제어하기 위한 장치로부터 소정의 계측 데이터를 전달받아 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 추진장치의 전력공급원의 성능시험방법.The performance test method further includes receiving and storing predetermined measurement data from the motor unit, the hybrid controller, or a device for controlling the load unit. Test Methods. 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 독출 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method of any one of claims 5 and 6.
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