KR101104781B1 - one direction regenerative braking control method of electric vehicle with non contact electromagnetic inductive charging - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차의 구동모터에서 나오는 회생제동 에너지를 에너지 저장부에 먼저 회생 제동 에너지를 저장한 후 적절한 제어신호를 통해 배터리로 충전시킴으로서 시스템의 에너지 효율성과 안전성을 확보하기 위한 전기자동차의 단방향 회생제동 제어 방법에 관한 것으로서, 급전 선로로부터 자기장의 형태로 공급되는 AC 전류를 입력받아 집전하고, 집전한 AC 전류를 DC 전류로 변환하여 구동모터 구동을 위한 자기유도 에너지를 생성하는 단계와, MCU로부터 구동모터의 요구전력을 입력받아 상기 생성된 자기유도 에너지를 구동모터로 공급하는 단계와, 상기 공급되는 자기유도 에너지와 구동모터의 요구전력 에너지를 비교하는 비교단계와, 상기 비교결과, 자기유도 에너지가 구동모터 구동을 위한 요구전력 에너지보다 작은 경우 MCU의 제어로 배터리의 SOC를 체크하여 배터리를 방전하는 단계와, 상기 자기유도 에너지에서 잉여 에너지가 발생되는 경우 MCU의 제어를 받아 에너지 저장부로 상기 잉여 에너지를 저장하는 단계와, MCU의 제어로 배터리의 SOC(State Of Charge)를 체크하여 상기 에너지 저장부에 저장된 잉여 에너지를 배터리로 충전하는 단계를 포함하는데 있다.The present invention secures the energy efficiency and safety of the system by regenerating the regenerative braking energy from the drive motor of the electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method first by storing the regenerative braking energy in the energy storage unit and then charging the battery with an appropriate control signal. The present invention relates to a unidirectional regenerative braking control method for an electric vehicle, which receives and collects an AC current supplied in the form of a magnetic field from a feeder line, and converts the collected AC current into a DC current to convert magnetic induction energy for driving a driving motor. Generating, receiving the required power of the driving motor from the MCU, supplying the generated magnetic induction energy to the driving motor, and comparing the supplied magnetic induction energy with the required power energy of the driving motor; As a result of the comparison, the magnetic induction energy required power for driving the driving motor Checking the SOC of the battery under the control of the MCU when the energy is smaller than the energy, and discharging the battery; and when the surplus energy is generated from the self-induced energy, storing the surplus energy in the energy storage unit under the control of the MCU; Checking the state of charge (SOC) of the battery under the control of the step of charging the surplus energy stored in the energy storage to the battery.
전기자동차, 회생제동, 단방향, 배터리 Electric vehicle, regenerative braking, unidirectional, battery
Description
본 발명은 전기자동차의 회생제동 제어 방법에 관한 것으로, 특히 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차에서 레귤레이터와 배터리를 통해 단방향에서 회생제동을 제어하는 단방향 회생제동 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a regenerative braking control method for an electric vehicle, and more particularly, to a one-way regenerative braking control method for controlling regenerative braking in one direction through a regulator and a battery in an electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method.
경제 발전에 따라 자동차에 대한 수요가 폭발적인 증가세를 보이고 있다. 이와 같이 자동차 수요가 늘어남에 따라 자동차에서 배출되는 배기가스가 환경오염의 주요 원인이 되고 있다.As the economy develops, the demand for automobiles is exploding. As the demand for automobiles increases, the exhaust gas emitted from automobiles becomes a major cause of environmental pollution.
따라서 자동차의 배출가스를 줄이기 위한 다양한 연구들이 지속적으로 진행되고 있으며, 업계에서는 배출가스를 줄일 수 있는 자동차의 개발이 진행되고 있다. 이러한 연구들과 개발의 결과로서 배출가스를 발생하지 않는 전기자동차의 상용화가 부분적으로 시도되고 있다.Therefore, various studies to reduce the emission of automobiles are continuously progressed, and the development of automobiles that can reduce the emission of gas in the industry is in progress. As a result of these studies and developments, commercialization of electric vehicles that do not generate emissions is partially attempted.
전기자동차는 전기를 전력공급원으로 하여 운행하는 차량을 의미하며, 차량 자체에 전력공급원으로 충전이 가능한 배터리를 탑재하고, 탑재된 배터리에서 공급 되는 전력을 이용하여 운행하는 자동차를 말한다.An electric vehicle means a vehicle that operates by using electricity as a power source, and a vehicle that is equipped with a battery that can be charged as a power source in the vehicle itself, and runs by using electric power supplied from the mounted battery.
이러한 전기자동차의 구성은 크게 일반 자동차와 동일한 구성요소를 갖는 자동차의 기본적인 기능부와 함께, 크게 전기에 의해 구동되어 자동차를 운행시키기 위한 구동모터와, 그 구동모터에 전기를 공급하는 배터리로 구성된다.The configuration of the electric vehicle is composed of a driving motor for driving the vehicle driven largely by electricity, and a battery for supplying electricity to the driving motor, together with the basic functional parts of a vehicle having the same components as a general vehicle. .
그러나 전기자동차에 구성되는 배터리는 충전시간이 오래 걸리며, 또한 한번 충전으로 주행하는 거리가 매우 제한적이다. 따라서 전기자동차는 목적한 이동거리를 확보하기 위해서 자주 충전을 해주어야만 하므로, 전기자동차의 운행에 있어서 이러한 문제점들을 해소하기 위한 충전소의 설치 및 충전시스템은 아주 중요한 기술 분야이다.However, the battery of the electric vehicle takes a long time to charge, and also the driving distance on a single charge is very limited. Therefore, since the electric vehicle must be frequently charged to secure the desired moving distance, the installation of the charging station and the charging system to solve these problems in the operation of the electric vehicle is a very important technical field.
현재 제시되고 있는 전기자동차의 충전 시스템은 상용 전원에 연결된 전선을 전기자동차에 직접 연결하여 충전하는 플러그 인 충전 방식을 사용하고 있다. 이러한 플러그 인 충전 방식은 충전 방식은 지정된 장소에서만 충전이 가능하고 충전에 소요되는 시간이 길고, 주행 중에는 충전이 불가하다. Currently, the charging system of an electric vehicle uses a plug-in charging method in which a wire connected to a commercial power source is directly connected to an electric vehicle for charging. In the plug-in charging method, the charging method can be charged only at a designated place, a long time is required for charging, and charging is impossible while driving.
또한, 이러한 플러그 인 충전 방식을 이용한 전기자동차의 충전은 1 ~ 8시간 정도 소요되는데, 이와 같은 긴 충전 시간으로 인해 자동차 운행에 제한을 받게 되며, 긴 충전 시간 동안 차량을 외부환경으로부터 안전하게 보호하기 위해 관리되어야 하기 때문에 충전에 따른 많은 제약과 불편함을 가지게 된다.In addition, the charging of the electric vehicle using the plug-in charging method takes about 1 to 8 hours, and this long charging time limits the operation of the vehicle, and to protect the vehicle from the external environment for a long charging time. Since it has to be managed, there are many restrictions and inconveniences associated with charging.
따라서 전기 자동차의 상용화를 위해서는 이러한 문제점들을 해소할 수 있는 그에 적합한 충전 시스템이 구축되어야 한다. 즉, 충전 시간, 케이블을 이용한 충전에서의 외부 환경 영향 및 번거로움, 충전 시간 동안의 차량이 점유하는 공간 문 제, 충전 효율 등의 문제가 해결되어야 한다.Therefore, in order to commercialize an electric vehicle, a charging system suitable for this problem must be constructed. That is, the problem of charging time, external environmental influences and hassles in charging using a cable, space problems occupied by the vehicle during charging time, charging efficiency, etc. should be solved.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차의 구동모터에서 나오는 회생제동 에너지를 에너지 저장부에 먼저 회생 제동 에너지를 저장한 후 적절한 제어신호를 통해 배터리로 충전시킴으로서 시스템의 에너지 효율성과 안전성을 확보할 수 있는 단방향 회생제동 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the regenerative braking energy from the drive motor of the electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method first stores the regenerative braking energy in the energy storage unit and then provides an appropriate control signal. The purpose of the present invention is to provide a one-way regenerative braking control method that can secure the energy efficiency and safety of the system by charging with a battery.
본 발명의 다른 목적은 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차에서 레귤레이터와 회생제동 측의 양방향에서 배터리로 들어오는 에너지를 하나의 에너지 저장부로 통합 저장되도록 제어하여 배터리로 인입되는 과충전 전류(overcharge current)를 해소하여 시스템의 에너지 효율성과 안전성을 확보할 수 있는 단방향 회생제동 제어 방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to control the energy stored in the battery in both the regulator and regenerative braking in the electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method to be stored in one energy storage unit to overcharge current (overcharge current) flowing into the battery The present invention is to provide a one-way regenerative braking control method that can solve the energy efficiency and safety of the system.
본 발명의 또 다른 목적은 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차의 경우 레귤레이터와 회생제동 측의 양방향에서 발생되는 에너지를 하나의 에너지 저장부로 통합 저장하여 배터리로 제공하는 특성을 이용하여 배터리의 수명을 증가시키고, 아울러 에너지 효율성을 높일 수 있는 단방향 회생제동 제어 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method by using the characteristic that the energy generated in both directions of the regulator and the regenerative braking side integrated into a single energy storage unit to provide a battery life of the battery In addition, to provide a one-way regenerative braking control method that can increase the energy efficiency.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차의 단방향 회생제동 제어 방법의 특징은 (A) 급전 선로로부터 자기장의 형태로 공급되는 AC 전류를 입력받아 집전하고, 집전한 AC 전류를 DC 전류로 변환하여 구동모터 구동을 위한 자기유도 에너지를 생성하는 단계와, (B) MCU로부터 구동모터의 요구전력을 입력받아 상기 생성된 자기유도 에너지를 구동모터로 공급하는 단계와, (C) 상기 공급되는 자기유도 에너지와 구동모터의 요구전력 에너지를 비교하는 비교단계와, (D) 상기 비교결과, 자기유도 에너지가 구동모터 구동을 위한 요구전력 에너지보다 작은 경우 MCU의 제어로 배터리의 SOC(State Of Charge)를 체크하여 배터리를 방전하는 단계와, (E) 상기 자기유도 에너지에서 잉여 에너지가 발생되는 경우 MCU의 제어를 받아 에너지 저장부로 상기 잉여 에너지를 저장하는 단계와, (F) MCU의 제어로 배터리의 SOC(State Of Charge)를 체크하여 상기 에너지 저장부에 저장된 잉여 에너지를 배터리로 충전하는 단계를 포함하는데 있다.A characteristic of the unidirectional regenerative braking control method of an electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method according to the present invention for achieving the above object is (A) to receive and collect the AC current supplied in the form of a magnetic field from the feed line, Converting the collected AC current into a DC current to generate magnetic induction energy for driving the driving motor; and (B) receiving the required power of the driving motor from the MCU and supplying the generated magnetic induction energy to the driving motor. And (C) comparing the supplied magnetic induction energy with the required power energy of the driving motor, and (D) controlling the MCU when the magnetic induction energy is smaller than the required power energy for driving the driving motor. Checking the state of charge (SOC) of the battery to discharge the battery; and (E) when surplus energy is generated from the self-induced energy, Storing the surplus energy in an energy storage unit under control, and (F) checking a state of charge (SOC) of the battery under control of an MCU to charge surplus energy stored in the energy storage unit with a battery. have.
바람직하게 상기 (D) 단계는 배터리에서 방전되는 전력을 실시간으로 체크하여 배터리 방전 전류가 10C 이상인 경우, MCU로부터 배터리 방전 중지에 따른 제어신호를 생성하여 구동모터 전원을 차단시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (D) includes checking the power discharged from the battery in real time and generating a control signal according to the battery discharge stop from the MCU to cut off the driving motor power when the battery discharge current is 10C or more. It is done.
바람직하게 상기 (E) 단계는 구동모터의 구동을 위한 요구전력이 요청되지 않았거나, 또는 상기 자기유도 에너지가 구동모터 구동을 위한 요구전력 에너지보다 큰 경우에 잉여 에너지가 발생되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (E) is characterized in that it is determined that the surplus energy is generated when the required power for driving the drive motor is not requested or when the magnetic induction energy is larger than the required power energy for driving the drive motor. It is done.
바람직하게 상기 (E) 단계는 에너지 저장부의 가용 저장용량 여부를 검색하 는 단계와, 상기 검색결과, 에너지 저장부에 가용 저장용량이 없는 경우 상기 잉여 에너지를 제거하는 단계와, 상기 검색결과, 에너지 저장부에 가용 저장용량이 있는 경우 MCU의 제어신호를 입력으로 상기 잉여 에너지를 에너지 저장부에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (E) comprises: searching for an available storage capacity of the energy storage unit; removing the surplus energy if there is no available storage capacity in the search result; And storing the surplus energy in the energy storage unit by inputting a control signal of the MCU when there is an available storage capacity in the storage unit.
바람직하게 상기 (F) 단계는 배터리에서 충전되는 전력을 실시간으로 체크하여 배터리의 과충전(overcharging)이 아닌 경우에 한해서 에너지 저장부에 저장된 잉여 에너지를 배터리로 충전하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (F) is characterized in that the battery is charged with the surplus energy stored in the energy storage only in the case of not overcharging the battery by checking the power charged from the battery in real time.
바람직하게 상기 (F) 단계는 배터리로 충전되는 잉여 에너지는 배터리 팩(pack) 전압에 따라 CV(고정전압) 충전 또는 CP(고정파워) 충전을 이용하여 충전하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (F) is characterized in that the surplus energy charged by the battery is charged using CV (fixed voltage) charging or CP (fixed power) charging according to the battery pack voltage.
바람직하게 상기 (F) 단계는 배터리에서 충전되는 전력을 실시간으로 체크하여 배터리가 과충전(overcharging)되는 경우, MCU로부터 배터리 충전 중지에 따른 제어신호를 생성하여 배터리 전원을 차단시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (F) includes checking the power charged from the battery in real time to generate a control signal according to the stop of the battery charging from the MCU to cut off the battery power when the battery is overcharging. It is done.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차의 단방향 회생제동 제어 방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the unidirectional regenerative braking control method for an electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method according to the present invention has the following effects.
첫째, 회생제동 에너지가 배터리로 바로 인입되지 않고 별도의 에너지 저장부에 먼저 회생 제동 에너지를 저장한 후 적절한 제어신호를 통해 배터리로 충전시킴으로서, 배터리의 충전횟수를 줄이고, 모터를 통해 발생되는 과도한 전류를 배터 리로 흐르는 것을 방지할 수 있어 배터리의 수명을 증가시킬 수 있으며, 아울러 시스템의 안전성을 확보할 수 있다.First, the regenerative braking energy is not directly introduced into the battery. Instead, the regenerative braking energy is first stored in a separate energy storage unit and then charged with the battery through an appropriate control signal, thereby reducing the number of charges of the battery and excessive current generated through the motor. Can prevent the battery from flowing into the battery, which can increase the battery life and ensure the safety of the system.
둘째, 발생되는 회생제동 에너지 및 레귤레이터 에너지를 배터리로 바로 인입하지 않고 별도의 에너지 저장부에 저장하고 있어 배터리가 이미 충분히 충전되어 있는 경우에도 버려지는 에너지를 줄일 수 있어 에너지의 효율성을 높일 수 있다. Second, the regenerative braking energy and regulator energy generated are stored in a separate energy storage unit instead of being directly introduced into the battery, thereby reducing energy discarded even when the battery is already fully charged, thereby increasing energy efficiency.
셋째, 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차의 경우 레귤레이터와 회생제동 측의 양방향에서 모터 및 배터리로 들어오는 에너지를 하나의 에너지 저장부를 통해 통합하여 제어함으로써 배터리의 수명을 증가시키고, 에너지의 효율성을 증가시킬 수 있다.Third, in the case of an electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method, the energy from the motor and the battery is integrated and controlled through a single energy storage unit in both the regulator and the regenerative braking side to increase the life of the battery and increase the energy efficiency. You can.
넷째, 종래의 동력분배 시스템과 달리 레귤레이터, BMS, MCU 통신을 통해 구동모터로 나가는 전력과 배터리로 충전되는 전력을 효율적으로 제어하여 시스템의 에너지 효율성과 안전성을 확보할 수 있다.Fourth, unlike the conventional power distribution system, it is possible to secure the energy efficiency and safety of the system by efficiently controlling the power going out of the drive motor and the battery charge through the regulator, BMS, MCU communication.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차의 단방향 회생제동 제어 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. A preferred embodiment of the unidirectional regenerative braking control method for an electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, only the embodiments to complete the disclosure of the present invention and complete the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to inform you. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various equivalents that may be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be water and variations.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차의 단방향 회생제동 제어 시스템의 구조를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the structure of a unidirectional regenerative braking control system of an electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method according to an embodiment of the present invention.
도 1과 같이, 단방향 회생제동 제어 시스템은 구동모터(100)와, 회생제동 처리부(200)와, 배터리 처리부(300)와, 자기유도 처리부(400)와, MCU(Motor Controller Unit)(500)로 구성된다.As illustrated in FIG. 1, the unidirectional regenerative braking control system includes a
상기 배터리 처리부(300)는 에너지를 저장하기 위한 배터리(310)를 포함하고, 외부에서 입력되는 에너지를 충전하고, 필요에 따라 충전된 에너지를 방전하여 구동모터(100)를 구동시키는 전원을 공급한다.The
상기 비접촉 자기유도 처리부(400)는 급전 선로(600)로부터 자기장을 통한 비접촉 방식으로 집전하여 공급받은 에너지를 이용하여 상기 구동모터(100)를 구동하고, 상기 구동모터(100)를 구동하고 남은 잉여 에너지를 상기 회생제동 처리부(200)로 출력한다.The non-contact magnetic
상기 회생제동 처리부(200)는 상기 구동모터(100)에서 나오는 회생제동 에너지 및 상기 비접촉 자기유도 처리부(400)에서 출력되는 잉여 에너지를 저장하고, 배터리의 충전상태를 기반으로 저장된 회생제동 에너지를 상기 배터리 처리부(300) 내의 배터리(310)로 공급하여 배터리(310)를 충전시킨다.The
상기 MCU(500)는 상기 비접촉 자기유도 처리부(400) 또는 배터리 처리부(300)에서 입력되는 구동모터(100)의 제어신호를 통해 구동모터(100)의 구동신호를 출력한다.The MCU 500 outputs a driving signal of the
상기 구동모터(100)는 상기 MCU(500)에서 출력되는 구동신호를 입력으로 상기 비접촉 자기유도 처리부(400) 및 배터리 처리부(300) 중 적어도 하나 이상으로부터 공급되는 전원으로 구동된다.The
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차의 단방향 회생제동 제어 시스템의 각 구성요소를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.Each component of the unidirectional regenerative braking control system for an electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method according to the present invention configured as described above will be described in more detail as follows.
먼저, 상기 비접촉 자기 유도 처리부(400)는 집전장치 모듈(pick-up module)(410)과, 레귤레이터(420)와, 레귤레이터 제어기(430)를 포함한다. 이때, 집전장치 모듈(410)은 급전 선로(600)로부터 자기장의 형태로 공급되는 AC 전류를 입력받아 집전하여 구동모터(100)의 구동에 필요한 에너지를 공급받는다. 그리고 상기 레귤레이터(420)는 상기 집전장치 모듈(410)이 집전한 AC 전류를 DC 전류로 변환하여 구동모터(100) 및 회생제동 처리부(200)로 공급한다. 이때, 상기 레귤레이터 제어기(430)는 구동모터(100)의 구동상태 또는 상기 회생제동 처리부(100)의 에너지 저장 상태에 따라 MCU(500)의 제어로 상기 레귤레이터(420)에서 변환된 전류의 공급을 제어한다.First, the non-contact
다음으로 상기 회생제동 처리부(200)는 DC-DC 컨버터(210)와, 에너지 저장 부(220)와, 재생 제어기(230)를 포함한다. 이때, 상기 DC-DC 컨버터(210)는 구동모터(100)로부터 회생되는 에너지를 승압시켜 출력하며, 상기 에너지 저장부(220)는 상기 DC-DC 컨버터(210)에서 승압된 회생제동 에너지 및 비접촉 자기 유도 처리부(400)에서 공급되는 잉여 에너지 중 적어도 하나 이상을 저장한다. 그리고 상기 재생 제어기(230)는 배터리(310)의 충전상태에 따라 MCU(500)의 제어로 상기 에너지 저장부(220)에 저장된 에너지를 배터리 처리부(300)로 공급되도록 제어한다.Next, the
이어 상기 배터리 처리부(300)는 배터리(310)와, BMS(Battery Management System)(320)를 포함한다. 이때, 상기 배터리(310)는 상기 회생제동 처리부(200)에서 입력되는 에너지를 충전하고, 충전된 에너지를 방전하여 구동모터(100)에 구동을 위한 전원으로 공급한다. 그리고 상기 BMS(320)는 MCU(500)의 제어로 상기 재생 제어기(230)와 통신을 하여 에너지 저장부(220)로부터 공급되는 에너지를 상기 배터리(310)에 적합하게 공급되도록 하여 배터리(310)를 충전시키고, 배터리(310)의 SOC(State Of Charge)를 체크하여 배터리 충/방전 동작을 제어한다.Subsequently, the
참고로 종래에 회생제동에 관한 기술은 회생제동 에너지가 바로 배터리로 인입되는 시스템이 사용되고 있었고, 또한 회생 제동 외에 다른 전력원을 사용하여 배터리(310)로 충전되는 시스템은 종래에 없었던 시스템이다.For reference, in the conventional regenerative braking technique, a system in which regenerative braking energy is directly introduced into a battery has been used, and a system in which the regenerative braking system is charged with the
따라서 본 발명과 같이 회생제동 처리부(200)를 통해 구동모터(100)에서 배터리 처리부(300)로 직접 들어오는 에너지를 제어하여 배터리(310)로 들어오는 과충전 전류(overcharge current)를 해소하여 시스템의 안전성을 제공함과 함께, 회생제동 처리부(200) 및 자기유도 처리부(400)의 구성으로 버려지는 잉여 에너지를 하나의 에너지 저장부(220)로 통합하여 저장함으로써, 효율적으로 확보할 수 있게 된다.Therefore, by controlling the energy coming directly from the
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차의 단방향 회생제동 제어 시스템의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1과 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 동일한 부재를 지칭한다. The operation of the unidirectional regenerative braking control system for an electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals as in FIG. 1 refer to the same members performing the same function.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차의 단방향 회생제동 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a unidirectional regenerative braking control method of an electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하여 설명하면 먼저, 급전 선로(600)에 전원이 공급되면(S10), 비접촉 자기유도 처리부(400) 내의 집전장치 모듈(410)은 상기 급전 선로(600)로부터 자기장의 형태로 공급되는 AC 전류를 입력받아 집전한다. 그러면 레귤레이터(420)는 상기 집전장치 모듈(410)이 집전한 AC 전류를 DC 전류로 변환하여 구동모터(100) 구동을 위한 에너지로 생성한다(S20).Referring to FIG. 2, first, when power is supplied to the feed line 600 (S10), the
이어 상기 비접촉 자기유도 처리부(400) 내의 레귤레이터 제어기(430)는 MCU(500)로부터 구동모터(100)의 요구전력을 입력받아 자기유도 처리부(400)에서 집전된 자기유도 에너지를 구동모터(100)로 공급한다(S30).Then, the
이때, 상기 레귤레이터 제어기(430)는 MCU(500)로부터 상기 구동모터(100)의 구동을 위한 요구전력이 요청되었는지 여부를 판단한 후(제 1 판단)(S40), 요구전력이 요청되면 상기 자기유도 처리부(400)에서 공급되는 자기유도 에너지와 구동모 터의 요구전력 에너지를 서로 비교한다(제 1 비교)(S50).In this case, the
상기 제 1 비교결과(S50), 자기유도 처리부(400)에서 공급된 자기유도 에너지가 구동모터(100) 구동을 위한 요구전력 에너지보다 작아 구동모터(100)의 구동에 따른 에너지가 부족한 경우 배터리 처리부(300)내의 BMS(320)는 MCU(500)의 제어를 받아 배터리(310)의 SOC(State Of Charge)를 체크하여 배터리(310)를 방전시킨다(S60).In the first comparison result S50, when the magnetic induction energy supplied from the magnetic
이때, 상기 BMS(320)는 상기 배터리(310)에서 방전되는 전력을 실시간으로 체크하여 배터리 방전 전류가 10C 이상인 경우(S70), MCU(500)로 배터리 방전 중지를 요청하는 요청신호를 전송한다. 그러면 상기 MCU(500)는 구동모터(100) 전원을 차단시켜 배터리(310)의 방전을 중지시킨다(S80). 이때 상기 10C는 배터리 방전 전류가 공급할 수 있는 최대 방전율을 나타내는 수치로서, 현재 사용되고 있는 배터리의 최대 방전율이다.At this time, the
한편, 상기 자기유도 처리부(400)에서 공급되는 자기유도 에너지에서 잉여 에너지가 발생되는 경우, 발생되는 잉여 에너지를 에너지 저장부(220)로의 저장여부를 판단한다(제 2 판단)(S150). 이때, 잉여 에너지의 발생여부는 상기 제 1 판단결과(S40) 상기 구동모터(100)의 구동을 위한 요구전력이 요청되지 않았거나, 또는 상기 제 1 비교결과(S50) 자기유도 처리부(400)에서 공급된 자기유도 에너지가 구동모터(100) 구동을 위한 요구전력 에너지보다 큰 경우에 잉여 에너지가 발생되는 것으로 판단된다. 또한, 잉여 에너지의 저장여부 판단(제 2 판단)은 재생 제어기(230)를 통해 검색되는 에너지 저장부(220)의 가용 저장용량을 기반으로 판단된다.On the other hand, when the surplus energy is generated from the magnetic induction energy supplied from the magnetic
그리고 상기 제 2 판단 결과(S150), 에너지 저장부(220)에 가용 저장용량이 없는 경우는 발생된 잉여 에너지를 제거하고(S180), 상기 에너지 저장부(220)에 가용 저장용량이 있는 경우는 재생 제어기(230)를 통해 MCU(500)의 제어신호를 입력으로 상기 잉여 에너지를 에너지 저장부(220)에 저장한다(S160).When there is no available storage capacity in the second storage result S150, the
이후, BMS(320)는 배터리(310)에서 충전되는 전력을 실시간으로 체크하며 배터리의 과충전(overcharging) 여부를 확인하고(S170), 배터리의 과충전이 아닌 경우에 한해서 BMS(320)는 MCU(500)의 제어를 받아 배터리(310)의 SOC(State Of Charge)를 체크하여 에너지 저장부(220)에 저장된 잉여 에너지를 배터리(310)로 충전시킨다(S90).Thereafter, the
이때, 상기 배터리(310)로 충전되는 에너지는 배터리 팩(pack) 전압에 따라 그 충전 방식을 달리하는데(S100), 상기 배터리 팩이 고정전압 보다 큰 경우는 CV(고정전압) 충전을 이용하고(S110), 상기 배터리 팩이 고정전압 보다 작은 경우는 CP(고정파워) 충전을 이용하여 배터리를 충전한다(S120). 참고로 상기 고정전압은 일반적으로 배터리를 충전하는 방식 중 하나로서, 배터리 충전을 위해 지정되어 있는 일정한 크기로 공급되는 전압을 말한다.At this time, the energy charged by the
그리고 상기 BMS(320)는 상기 배터리(310)에서 충전되는 전력을 실시간으로 체크하여 배터리가 과충전(overcharging)되는 경우(S130), MCU(500)로 배터리 충전 중지를 요청하는 요청신호를 전송한다. 그러면 상기 MCU(500)는 배터리(310) 전원을 차단시켜 배터리(310)의 충전을 중지시킨다(S140).In addition, the
이처럼, 본 발명은 회생제동 처리부(200)와, 자기유도 처리부(400)와, 배터리 처리부(300)가 각각 MCU(500)와의 통신을 통해 구동모터(100)로 나가는 전력과 배터리로 충전되는 전력을 효율적으로 제어하게 된다. 이는 종래에 구동동력 분배 제어가 회로로만 이루어져 있으며, 과전류 시에는 퓨즈나 PDU(Power Distribution Unit)에서 전류를 컷(cut)하는 방식으로 시스템이 이루어졌었다. 따라서 종래의 퓨즈나 PDU에서 회로 상으로 전류를 끊어주는 경우 갑작스런 전기적 충격으로 부품들의 고장의 원인이 될 수 있고, 자동차의 안전과 직결되기 때문에 문제가 있었는데, 본 발명은 이러한 문제를 위에서 설명한 것과 같이 해결하여 전기자동차 시스템의 에너지 효율성, 안전성을 확보하고 있다. As such, the present invention provides the power to the
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. Although the technical spirit of the present invention described above has been described in detail in a preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차의 단방향 회생제동 제어 시스템의 구조를 나타낸 블록도1 is a block diagram showing the structure of a unidirectional regenerative braking control system for an electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method according to an embodiment of the present invention.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식을 갖는 전기자동차의 단방향 회생제동 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도2 is a flowchart illustrating a unidirectional regenerative braking control method of an electric vehicle having a non-contact magnetic induction charging method according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
100 : 구동모터 200 : 회생제동 처리부100: drive motor 200: regenerative braking processing unit
210 : DC-DC 컨버터 220 : 에너지 저장부210: DC-DC converter 220: energy storage unit
230 : 재생 제어기 300 : 배터리 처리부230: playback controller 300: battery processor
310 : 배터리 320 : BMS310: Battery 320: BMS
400 : 자기유도 처리부 410 : 집전장치 모듈400: magnetic induction processing unit 410: current collector module
420 : 레귤레이터 430 : 레귤레이터 제어기420: regulator 430: regulator controller
500 : MCU 600 : 급전선로500: MCU 600: Feed Line
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