KR101157413B1 - Series hybrid electric vehicle and method for controlling power of the same - Google Patents

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KR101157413B1
KR101157413B1 KR1020110143645A KR20110143645A KR101157413B1 KR 101157413 B1 KR101157413 B1 KR 101157413B1 KR 1020110143645 A KR1020110143645 A KR 1020110143645A KR 20110143645 A KR20110143645 A KR 20110143645A KR 101157413 B1 KR101157413 B1 KR 101157413B1
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generator
battery
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KR1020110143645A
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한규홍
정순규
이윤복
고영관
김현섭
이형철
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국방과학연구소
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Abstract

PURPOSE: A series hybrid electric vehicle is provided to reduce duty cycle of a battery by equipping with an ultra capacitor. CONSTITUTION: A power controlling method of a series hybrid electric vehicle which has an engine, generator, battery, and an ultra capacitor as an energy source comprises; a step(S110) of determining whether the engine and the generator operates or not based on charged state of the battery; a step(S120) of calculating required power of the engine and the battery based on necessary power for operating a motor, a first compensating power to the charged state of the battery, and a second compensating power to the charged state of the ultra capacitor; a step(S150) of calculating a third compensating powder by the battery compensating for the ultra capacitor; and a step of distributing the necessary power based on whether the engine and the generator operates or not.

Description

직렬형 하이브리드 차량 및 이의 전력 제어 방법{SERIES HYBRID ELECTRIC VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING POWER OF THE SAME}SERIES HYBRID ELECTRIC VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING POWER OF THE SAME

본 발명은 울트라 커패시터를 구비한 직렬형 하이브리드 차량 및 이의 전력 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a series hybrid vehicle having an ultracapacitor and a power control method thereof.

하이브리드 차량은 크게 직렬형 하이브리드 차량과 병렬형 하이브리드 차량으로 구분된다. 직렬형 하이브리드 차량은 주로 전기 모터만 사용해서 차량을 움직이고, 엔진은 주로 배터리 충전에 이용된다. 따라서 연비가 우수하다. 직렬형 하이브리드 차량은 전기모터 위주로 가동이 되기 때문에 엔진은 저출력 엔진을 많이 사용한다.Hybrid vehicles are classified into a series hybrid vehicle and a parallel hybrid vehicle. In-line hybrid vehicles use only an electric motor to move the vehicle, and the engine is mainly used to charge the battery. Therefore, fuel economy is excellent. Since in-line hybrid vehicles are driven mainly by electric motors, the engine uses a lot of low-power engines.

병렬형 하이브리드 차량은 시동 시 전기모터를 통해 엔진을 시동함으로써 시동 초기의 연료소모를 최소화하고 엔진의 배기가스를 극소로 줄인다. 또한, 병렬형은 차량 가속 시에는 일정 시속 동안 배터리에 의해 움직이는 모터가 엔진의 동력을 보조하게 된다. 즉 저속에서는 전기의 힘으로 차가 움직이도록 설계되어 있ㄱ고, 차량 주행 시에는 일정 속도를 넘을 경우 최저 연비가 이루어지는 구간에서 가솔린 또는 디젤을 연료로 쓰는 엔진을 사용하게 된다. 또한 제동 시에는 구동 모터가 발전기가 되어 운전 에너지를 회수한다.Parallel hybrid vehicles start the engine through an electric motor at start-up, minimizing fuel consumption during start-up and minimizing engine emissions. In addition, in the parallel type, when the vehicle is accelerated, the motor driven by the battery during the constant speed assists the engine power. In other words, the car is designed to move at low speed, and when driving the vehicle, an engine using gasoline or diesel as fuel is used in a section where the lowest fuel economy is achieved when a certain speed is exceeded. In addition, during braking, the driving motor becomes a generator to recover operating energy.

종래 직렬형 하이브리드 차량의 상위 제어 알고리즘을 살펴보면, 대부분 엔진/발전기와 배터리 사이에서의 전력 분배에 초점이 맞추어 있다. 이 경우 배터리 사용률이 높게 되어 배터리 수명을 줄인다. 에너지 저장 장치의 하나인 울트라 커패시터를 사용하여 배터리의 부하방전 및 부하충전을 완화하여 급격한 전류변화를 막게 되면 배터리 사용률을 줄여 수명을 높일 수 있다.Looking at the higher-level control algorithms of conventional tandem hybrid vehicles, most of them focus on power distribution between the engine / generator and the battery. In this case, the battery usage rate is high, which reduces the battery life. Ultracapacitors, one of the energy storage devices, can be used to mitigate battery load discharge and charge, thereby avoiding rapid current changes, resulting in reduced battery utilization and longer lifespan.

본 발명의 실시 예들은 울트라 커패시터를 구비하여 배터리의 사용률을 줄이는 직렬형 하이브리드 차량 및 이의 전력 제어 방법을 제공하는 데에 일 목적이 있다.Embodiments of the present invention have an object of providing a series hybrid vehicle and a power control method thereof having an ultra capacitor to reduce the battery usage.

본 발명의 실시 예들은 엔진 및 발전기, 배터리 그리고 울트라 커패시터를 에너지원으로 구비한 직렬형 하이브리드 차량으로서, 필요 전력의 고주파 영역을 울트라 커패시터가 감당하도록 하는 직렬형 하이브리드 차량 및 이의 전력 제어 방법을 제공하는 데에 다른 목적이 있다.Embodiments of the present invention provide an in-line hybrid vehicle having an engine, a generator, a battery, and an ultracapacitor as an energy source. The present invention provides a series hybrid vehicle and a power control method thereof, in which the ultracapacitor covers a high frequency region of power required. There is another purpose.

본 발명의 실시 예들은 울트라 커패시터의 충전 상태를 고려하여 울트라 커패시터가 엔진 및 발전기, 및 배터리와 함께 에너지원으로 사용되는 경우에 있어서, 울트라 커패시터의 사용 효율을 향상시키는 직렬형 하이브리드 차량 및 이의 전력 제어 방법을 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.Embodiments of the present invention, in consideration of the state of charge of the ultracapacitor, when the ultracapacitor is used as an energy source together with the engine, the generator, and the battery, a series hybrid vehicle and its power control to improve the use efficiency of the ultracapacitor Another purpose is to provide a method.

일 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법은, 엔진 및 발전기, 배터리 그리고 울트라 커패시터를 에너지원으로 구비한 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법에 있어서, 상기 배터리의 충전 상태를 근거로 상기 엔진 및 발전기의 동작 여부를 결정하는 단계와, 상기 엔진 및 발전기의 동작 여부를 근거로 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 계산하는 단계와, 필요 전력 중 상기 배터리가 상기 울트라 커패시터로 보상해주는 보상 전력을 계산하는 단계와, 상기 엔진 및 발전기의 동작 여부를 근거로 상기 필요 전력을 분배하는 단계를 포함하고, 상기 요구 전력은, 상기 엔진 및 발전기의 동작 시, 상기 엔진 및 발전기의 효율이 가장 좋은 최적 동작점에서의 전력인 것을 특징으로 한다.In a power control method of a series hybrid vehicle according to an embodiment, the power control method of a series hybrid vehicle having an engine, a generator, a battery, and an ultracapacitor as an energy source, the engine based on the state of charge of the battery And determining whether to operate the generator, calculating the required power of the engine and the generator based on the operation of the engine and the generator, and calculating the compensation power compensated by the battery through the ultracapacitor of the required power. And distributing the required power based on whether the engine and the generator are in operation, wherein the required power is an optimal operating point having the best efficiency of the engine and the generator during operation of the engine and the generator. It is characterized in that the power at.

다른 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법은, 엔진 및 발전기, 배터리 그리고 울트라 커패시터를 에너지원으로 구비한 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법에 있어서, 상기 배터리의 충전 상태를 근거로 상기 엔진 및 발전기의 동작 여부를 결정하는 단계와, 필요 전력과, 상기 배터리의 충전 상태에 대한 제1 보상 전력, 및 상기 울트라 커패시터의 충전 상태에 대한 제2 보상 전력을 근거로 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 계산하는 단계와, 상기 배터리가 상기 울트라 커패시터로 보상해주는 제3 보상 전력을 계산하는 단계와, 상기 엔진 및 발전기의 동작 여부를 근거로 상기 필요 전력을 분배하는 단계를 포함하여 구성된다.In another embodiment, a power control method of a series hybrid vehicle includes an engine, a generator, a battery, and an ultracapacitor as an energy source. The method of controlling power of the series hybrid vehicle is based on a state of charge of the battery. And determining whether to operate the generator, the required power of the engine and the generator based on the required power, the first compensation power for the state of charge of the battery, and the second compensation power for the state of charge of the ultracapacitor. And calculating a third compensation power compensated by the battery with the ultracapacitor, and distributing the required power based on whether the engine and the generator are operated.

또 다른 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법은, 엔진 및 발전기, 배터리 그리고 울트라 커패시터를 에너지원으로 구비하여 필요 전력을 공급하는 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법에 있어서, 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력에 따른 상기 배터리 및 울트라 커패시터가 출력해야 할 출력 전력을 계산하는 단계와, 상기 출력 전력을 상기 배터리의 요구 전력과 상기 울트라 커패시터의 요구 전력으로 분배하는 단계와, 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 계산하는 단계와, 상기 계산된 엔진 및 발전기의 요구 전력을 이용하여 상기 필요 전력을 각 에너지원에 분배하는 단계를 포함하여 구성된다.In another embodiment, a power control method of a series hybrid vehicle includes an engine and a generator, a battery, and an ultracapacitor as an energy source, and the power control method of the series hybrid vehicle provides power. Calculating output power to be output by the battery and the ultracapacitor according to the required power of the power supply; dividing the output power by the required power of the battery and the required power of the ultracapacitor; Calculating power and distributing the required power to each energy source using the calculated power requirements of the engine and generator.

일 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량은, 엔진 및 상기 엔진으로 구동되는 발전기와, 상기 발전기의 요구 전력을 제1 직류 전력으로 변환하는 컨버터와, 제2 직류 전원을 공급하는 배터리와, 울트라 커패시터 및 상기 울트라 커패시터의 출력 전원을 제3 직류 전력으로 변환하는 직류-직류 컨버터와, 상기 컨버터 및 직류-직류 컨버터에 병렬 접속되는 평활부와, 상기 평활부에 연결되고, 모터에 필요 전력을 공급하는 인버터와, 상기 필요 전력을 상기 엔진 및 발전기, 배터리 및 울트라 커패시터에 분배하는 제어 유닛을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제어 유닛은, 상기 필요 전력 중 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 제외한 부분 중 고주파 영역은 상기 울트파 커패시터가 감당하도록 하고, 저주파 영역은 상기 배터리가 감당하도록 하는 것을 특징으로 한다.An in-line hybrid vehicle according to an embodiment includes an engine and a generator driven by the engine, a converter for converting a required power of the generator into first DC power, a battery supplying a second DC power, an ultracapacitor, DC-DC converter for converting the output power of the ultra-capacitor into a third DC power, a smoothing unit connected in parallel to the converter and DC-DC converter, an inverter connected to the smoothing unit, and supplies the necessary power to the motor And a control unit for distributing the required power to the engine and generator, battery, and ultracapacitor. Here, the control unit is characterized in that the high-frequency region of the portion except the required power of the engine and the generator of the required power to the ultra-capacitor to bear, the low-frequency region to the battery.

본 발명의 실시 예들에 따른 직렬형 하이브리드 차량 및 이의 전력 제어 방법은 울트라 커패시터를 구비하여 배터리의 사용률을 줄일 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 엔진 및 발전기, 배터리 그리고 울트라 커패시터를 에너지원으로 구비한 직렬형 하이브리드 차량으로서, 필요 전력의 고주파 영역을 울트라 커패시터가 감당하도록 하고, 이에 따라 배터리의 수명을 증대한다.A series hybrid vehicle and a power control method thereof according to embodiments of the present invention may include an ultracapacitor to reduce battery usage. Embodiments of the present invention are an in-line hybrid vehicle having an engine, a generator, a battery, and an ultracapacitor as an energy source, so that the ultracapacitor can cover a high frequency region of power required, thereby increasing the life of the battery.

본 발명의 실시 예들은 울트라 커패시터의 충전 상태를 고려하여 울트라 커패시터가 엔진 및 발전기, 및 배터리와 함께 에너지원으로 사용되는 경우에 있어서, 울트라 커패시터의 사용 효율을 향상시킨다.Embodiments of the present invention improve the use efficiency of ultracapacitors when the ultracapacitor is used as an energy source together with an engine, a generator, and a battery in consideration of the state of charge of the ultracapacitor.

본 발명의 실시 예들은 엔진 및 발전기, 배터리, 울트라 커패시터를 에너지원으로 탑재한 직렬형 하이브리드 차량의 상위 제어 알고리즘으로써, 이를 통해 효율적인 전력 분배를 수행하고, 연비를 상승시키는 효과가 있다.Embodiments of the present invention are an upper control algorithm of a series hybrid vehicle equipped with an engine, a generator, a battery, and an ultracapacitor as an energy source, thereby performing efficient power distribution and increasing fuel economy.

도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 직렬형 하이브리드 차량에 있어서, 차량의 속도에 따른 울트라 커패시터의 목표 충전 상태(Target SOC)를 보인 도;
도 2는 일 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법에 있어서, 엔진의 동작 결정을 위한 조건을 보인 도;
도 3은 다른 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법에 있어서, 엔진의 동작 결정을 위한 조건을 보인 도;
도 4는 다른 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법에 있어서, 엔진 및 발전기의 동작점이 빠르게 변하는 것을 방지하기 위한 동작을 설명하기 위한 도로서, 배터리 충전 상태 추종 오차(kbat . SOC)의 절대 값의 함수인 엔진 동작점 유지 시간(Ta)을 보인 도;
도 5는 다른 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법에 있어서, 엔진 및 발전기의 동작점이 빠르게 변하는 것을 방지하기 위한 동작을 설명하기 위한 도로서, 엔진 및 발전기 수정 요구 전력(Pe / g2)의 함수인 요구 전력 변경 제한 전력(Pdelta)을 보인 도;
도 6은 또 다른 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법에 있어서, 배터리와 울트라 커패시터의 모델링 구성도;
도 7은 또 다른 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법에 있어서, 울트라 커패시터의 충전 상태를 관리 및 유지하기 위한 동작을 설명하기 위한 도로서, 울트라 커패시터 충전 상태 추종 오차(kucap . SOC)에 따른 가중치(Sucap)를 보인 도;
도 8은 또 다른 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법에 있어서, 배터리의 충전 상태를 관리 및 유지하기 위한 동작을 설명하기 위한 도로서, 배터리 충전 상태에 따른 가중치(Sbat)를 보인 도;
도 9는 일 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법을 개략적으로 보인 흐름도;
도 10은 다른 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법을 개략적으로 보인 흐름도;
도 11은 또 다른 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법을 개략적으로 보인 흐름도; 및
도 12는 본 발명의 실시 예들에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 구성을 개략적으로 보인 블록도이다.
1 is a diagram illustrating a target state of charge (Target SOC) of an ultracapacitor according to a speed of a vehicle in a series hybrid vehicle according to embodiments of the present disclosure;
2 is a view illustrating a condition for determining an operation of an engine in a power control method of a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present disclosure;
3 is a view illustrating a condition for determining an operation of an engine in a method of controlling power of a series hybrid vehicle according to another embodiment;
4 is a view for explaining an operation for preventing the operating point of the engine and the generator from changing quickly in the power control method of a series hybrid vehicle according to another embodiment, the battery charge state tracking error (k bat . SOC ) Showing engine operating point holding time (T a ) as a function of the absolute value of;
5 is in the power control of a series-type hybrid vehicle in the process according to another embodiment, the standing engine and road for illustrating an operation for preventing the operating point is fast changing of the generator, the engine and generator modify the requested electric power (P e / g2 Showing the required power change limiting power P delta as a function of
6 is a diagram illustrating a modeling configuration of a battery and an ultra capacitor in a power control method of a series hybrid vehicle according to still another embodiment;
7 is also in the power control of a series-type hybrid vehicle in the process according to another embodiment, the road on, ultracapacitor charge tracking errors (k ucap for illustrating an operation for managing and maintaining the state of charge of the ultracapacitor. SOC Shows a weight (S ucap ) according to;
FIG. 8 is a view illustrating an operation for managing and maintaining a state of charge of a battery in a method of controlling power of a series hybrid vehicle according to another embodiment, and showing a weight S bat according to a state of charge of a battery. Degree;
9 is a flowchart schematically illustrating a power control method of a series hybrid vehicle according to an exemplary embodiment;
10 is a flowchart schematically illustrating a power control method of a series hybrid vehicle according to another embodiment;
11 is a flowchart schematically illustrating a power control method of a series hybrid vehicle according to another embodiment; And
12 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a series hybrid vehicle according to embodiments of the present invention.

먼저 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예들에 따른 직렬형 하이브리드 차량은, 엔진(1) 및 상기 엔진(1)으로 구동되는 발전기(2)와, 상기 발전기(2)의 요구 전력을 제1 직류 전력으로 변환하는 컨버터(3)와, 제2 직류 전원을 공급하는 배터리(4)와, 울트라 커패시터(5) 및 상기 울트라 커패시터(5)의 출력 전원을 제3 직류 전력으로 변환하는 직류-직류 컨버터(6)와, 상기 컨버터(3) 및 직류-직류 컨버터(6)에 병렬 접속되는 평활부(7)와, 상기 평활부(7)에 연결되고, 모터에 필요 전력을 공급하는 인버터(8)와, 상기 필요 전력을 상기 엔진 및 발전기, 배터리 및 울트라 커패시터에 분배하는 제어 유닛(미도시)을 포함하여 구성된다.First, referring to FIG. 12, in a series hybrid vehicle according to embodiments of the present invention, an engine 1, a generator 2 driven by the engine 1, and a required power of the generator 2 may be provided. A converter 3 for converting to DC power, a battery 4 for supplying a second DC power, and a DC-DC for converting the ultra capacitor 5 and the output power of the ultra capacitor 5 to a third DC power. Converter 6, a smoothing unit 7 connected in parallel to the converter 3 and a DC-DC converter 6, and an inverter 8 connected to the smoothing unit 7 and supplying necessary power to a motor. And a control unit (not shown) for distributing the required power to the engine and generator, battery, and ultracapacitor.

여기서, 상기 제어 유닛은, 상기 필요 전력 중 상기 엔진(1) 및 발전기(2)의 요구 전력을 제외한 부분 중 고주파 영역은 상기 울트파 커패시터(5)가 감당하도록 하고, 저주파 영역은 상기 배터리(4)가 감당하도록 하는 것을 특징으로 한다.Here, the control unit, the high-frequency region of the portion except the required power of the engine 1 and the generator 2 of the required power so that the ultra-capacitor (5) can afford, the low-frequency region is the battery (4) ) To bear.

상기 직렬형 하이브리드 차량은 상기 배터리(4)의 충전 상태를 감지하는 제1 센서와, 상기 울트라 커패시터(5)의 충전 상태를 감지하는 제2 센서를 더 포함하여 구성된다.The series hybrid vehicle further includes a first sensor detecting a charging state of the battery 4 and a second sensor detecting a charging state of the ultracapacitor 5.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 배터리(4)의 충전 상태를 근거로 상기 엔진(1) 및 발전기(2)를 동작시키고, 상기 요구 전력을 계산한다. 상기 엔진(1) 및 발전기(2)가 동작하는 경우, 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력은, 상기 엔진 및 발전기의 효율이 가장 좋은 최적 동작점에서의 전력이다.In one embodiment, the control unit operates the engine 1 and the generator 2 based on the state of charge of the battery 4 and calculates the required power. When the engine 1 and the generator 2 operate, the required power of the engine and the generator is the power at the optimum operating point with the best efficiency of the engine and the generator.

도 9를 참조하면, 일 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법은, 엔진 및 발전기, 배터리 그리고 울트라 커패시터를 에너지원으로 구비한다. 상기 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법은, 상기 배터리의 충전 상태를 근거로 상기 엔진 및 발전기의 동작 여부를 결정하는 단계(S110)와, 상기 엔진 및 발전기의 동작 여부를 근거로 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 계산하는 단계(S120, S130)와, 필요 전력 중 상기 배터리가 상기 울트라 커패시터로 보상해주는 보상 전력을 계산하는 단계(S140)와, 상기 엔진 및 발전기의 동작 여부를 근거로 상기 필요 전력을 분배하는 단계(S150)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 요구 전력은, 상기 엔진 및 발전기의 동작 시, 상기 엔진 및 발전기의 효율이 가장 좋은 최적 동작점에서의 전력인 것을 특징으로 한다. 물론, 엔진 및 발전기가 동작하지 아니하는 경우에 요구 전력은 0이다.Referring to FIG. 9, a power control method of a series hybrid vehicle according to an embodiment includes an engine, a generator, a battery, and an ultracapacitor as energy sources. The power control method of the series hybrid vehicle may include determining whether to operate the engine and the generator based on the state of charge of the battery (S110), and based on whether the engine and the generator are operated. Calculating the required power (S120, S130), calculating a compensation power compensated by the battery of the ultra-capacitor among the required power (S140), and calculating the required power based on whether the engine and the generator are operated. Dispensing step (S150) is configured. Here, the required power is characterized in that the power at the optimum operating point, the efficiency of the engine and the generator is the best when the engine and the generator operating. Of course, the power demand is zero when the engine and generator are not operating.

일 실시 예에 따른 전력 제어 방법은 써모스태트(Thermostat; TS) 제어 방법에 관한 것이다. 즉, 일 실시 예에 따른 전력 제어 방법은 엔진 및 발전기를 효율이 가장 좋은 지점인 최적 동작점(Optimal Operating Point; OOP)에서만 동작을 시키고, 배터리의 충전 상태(State of Charge; SOC)에 따라서 엔진 및 발전기의 동작 여부를 결정하는 방식이다. 여기서, 최적 동작점은 엔진의 효율만을 고려한 지점이 아니라 엔진과 발전기의 효율을 모두 고려한 지점이다. 즉, 일 실시 예에 따른 전력 제어 방법은 울트라 커패시터를 더 구비하여 써모스태트 제어를 수행하여 배터리의 급격한 전력 변화를 줄이고 배터리의 사용량을 줄인다.The power control method according to an embodiment relates to a thermostat (TS) control method. That is, the power control method according to an embodiment operates the engine and the generator only at an optimal operating point (OOP), which is the most efficient point, and the engine according to the state of charge (SOC) of the battery. And a method of determining whether the generator is operating. Here, the optimum operating point is a point not only considering the efficiency of the engine but also considering both the efficiency of the engine and the generator. That is, the power control method according to an embodiment further includes an ultracapacitor to perform thermostat control to reduce sudden power change of the battery and to reduce battery usage.

엔진 및 발전기의 동작 여부를 Se /g로 나타내고, Se /g가 1일 때는 엔진 및 발전기가 동작하는 것을 나타내고, Se /g가 0일 때는 엔진 및 발전기가 정지하는 것을 나타낸다. 이때, 세 가지 에너지원, 즉 엔진 및 발전기, 배터리, 및 울트라 커패시터의 전력 분배는 하기 수학식 1과 같다.The operation of the engine and the generator is indicated by S e / g . When S e / g is 1, the engine and the generator are operated. When S e / g is 0, the engine and the generator are stopped. At this time, the power distribution of the three energy sources, that is, the engine and the generator, the battery, and the ultracapacitor are represented by Equation 1 below.

Figure 112011104029574-pat00001
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상기한 바와 같이, 울트라 커패시터의 요구 전력은, 필요 전력에서 엔진 및 발전기의 요구 전력과, 배터리의 요구 전력을 뺀 전력이 된다. 상기 수학식 1에서 LPF는 저역 통과 필터(Low Pass Filter) 함수이다. 즉, 상기 필요 전력을 분배하는 단계(S150)는, 상기 배터리의 요구 전력 중 고주파 영역은 상기 울트파 커패시터가 감당하도록 하고, 저주파 영역은 상기 배터리가 감당하도록 한다. 이렇게 함으로써 배터리에 요구되는 전력이 빠르게 변하지 않도록 한다.As described above, the required power of the ultracapacitor is the required power of the engine and the generator, minus the required power of the battery. In Equation 1, LPF is a low pass filter function. That is, in the step S150 of distributing the required power, the high frequency region of the required power of the battery is to be accommodated by the ultra wave capacitor, and the low frequency region is to be accommodated by the battery. This ensures that the power required by the battery does not change quickly.

배터리가 울트라 커패시터에 보상해주는 전력인 보상 전력은, 상기 울트라 커패시터의 현재 충전 상태와 목표 충전 상태의 차이에 따라 결정된다. 즉, 상기 보상 전력을 계산하는 단계(S140)는, 보상 전력 상수, 상기 울트라 커패시터의 현재 및 목표 충전 상태의 차이, 및 가속 페달 변화에 대한 보상 계수를 이용하여 상기 보상 전력을 계산한다.Compensation power, which is the power that the battery compensates for the ultracapacitor, is determined by the difference between the current state of charge and the target state of charge of the ultracapacitor. That is, in the calculating of the compensation power (S140), the compensation power is calculated using a compensation power constant, a difference between the current and target charging states of the ultracapacitor, and a compensation coefficient for an accelerator pedal change.

즉, Pucap . SOC는 차량의 속도 및 가속 페달의 변화율에 따라 배터리가 울트라 커패시터로 보상해주는 보상 전력으로서 현재 울트라 커패시터의 충전 상태(SOCucap)와 목표 충전 상태(SOCucap . tar)의 차이 및 가속 페달의 변화율에 따라서 하기 수학식 2와 같이 계산된다.That is, P ucap . The SOC is the compensation power that the battery compensates with the ultracapacitor according to the speed of the vehicle and the rate of change of the accelerator pedal.It is the difference between the current state of charge (SOC ucap ) and the target state of charge (SOC ucap . Tar ) of the ultracapacitor and the rate of change of the accelerator pedal. Therefore, it is calculated as in Equation 2 below.

Figure 112011104029574-pat00002
Figure 112011104029574-pat00002

상기 수학식 2에서 Pucap . comp는 보상 전력 상수이다. 또, kucap . SOC는 울트라 커패시터의 현재 충전 상태(SOCucap)와 목표 충전 상태(SOCucap . tar)의 차이를 나타내는데, 이는 차량의 속도에 따라 울트라 커패시터의 충전 상태를 제어하기 위한 항이다.P ucap . comp is the compensating power constant. Again, k ucap . The SOC represents the difference between the current state of charge of the ultracapacitor (SOC ucap ) and the target state of charge (SOC ucap . Tar ), which is a term for controlling the state of charge of the ultracapacitor according to the speed of the vehicle.

일 실시 예에 따른 전력 제어 방법은, 차량의 속도에 따라 상기 울트라 커패시터의 목표 충전 상태를 변경하는 단계를 더 포함하여 구성된다. 도 1은 차량의 속도에 따른 함수로서 나타나는 울트라 커패시터의 목표 충전 상태(SOCucap . tar)를 보여준다.The power control method according to an embodiment of the present disclosure further includes changing a target state of charge of the ultracapacitor according to the speed of the vehicle. 1 shows the target state of charge (SOC ucap . Tar ) of an ultracapacitor as a function of the speed of the vehicle.

차량의 속도가 높을 경우에는 차량이 가속할 확률보다 감속할 확률이 높기 때문에, 울트라 커패시터의 충전 상태를 낮추어서 회생 제동 시에 많은 양의 회생제동 에너지를 받을 수 있도록 해야 한다. 반대로 차량의 속도가 낮은 경우에는 차량이 가속할 확률이 높기 때문에 울트라 커패시터의 충전 상태를 높여서 가속 시 필요한 전기적인 전력을 울트라 커패시터에서 출력하도록 해야 한다. 이를 위해 차량의 속도가 낮을 경우에는 SOCucap . tar를 높여서 울트라 커패시터가 높은 충전 상태를 유지하도록 하고, 차량의 속도가 높을 경우에는 SOCucap . tar를 낮추어 울트라 커패시터가 낮은 충전 상태를 유지하도록 해야 한다.If the speed of the vehicle is high, it is more likely to decelerate than the rate of acceleration of the vehicle. Therefore, it is necessary to lower the state of charge of the ultracapacitor to receive a large amount of regenerative braking energy during regenerative braking. On the contrary, if the vehicle is low speed, the vehicle is likely to accelerate, so the charging state of the ultra capacitor should be increased so that the electric power required for acceleration is output from the ultra capacitor. To achieve this, SOC ucap . Increase the tar to keep the ultracapacitors in a high state of charge, or SOC ucap . Lower the tar to keep the ultracapacitor low charge.

또한, kAPS는 가속 페달 변화에 대한 보상 계수로서, 운전자가 차량을 가속시키기 위해서 페달을 밟으면 배터리가 보상해주는 전력을 줄여 울트라 커패시터가 더 많은 양의 전기적인 전력을 출력하도록 한다.In addition, k APS is a compensation factor for acceleration pedal changes, which reduces the power the battery compensates for when the driver presses the pedal to accelerate the vehicle, allowing the ultracapacitor to output a greater amount of electrical power.

배터리 충전 상태에 따른 엔진의 동작 결정은 도 2에 도시한 바와 같다. 도 2에서 SOCbat . upper는 배터리 충전 상태의 허용 상한치, SOCbat . lower는 배터리 충전 상태의 허용 하한치, ts는 이전 상태를 나타내기 위한 샘플링 시간(sampling time)이다.The operation of the engine according to the state of charge of the battery is shown in FIG. 2. SOC bat in FIG . upper is the upper limit of battery charge, SOC bat . lower is the allowable lower limit of the state of charge of the battery, and t s is the sampling time to indicate the previous state.

본 발명의 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량에 있어서, 제어 유닛은, 상기 배터리(4)의 충전 상태를 근거로 상기 엔진(1) 및 발전기(2)를 동작시키고, 상기 요구 전력을 계산한다. 여기서, 제어 유닛은, 필요 전력과, 배터리(4)의 충전 상태에 대한 제1 보상 전력, 및 울트라 커패시터(5)의 충전 상태에 대한 제2 보상 전력을 근거로 엔진(1) 및 발전기(2)의 요구 전력을 계산하는 것을 특징으로 한다.In the series hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention, the control unit operates the engine 1 and the generator 2 based on the state of charge of the battery 4, and calculates the required power. Here, the control unit is based on the required power, the first compensation power for the state of charge of the battery 4, and the second compensation power for the state of charge of the ultracapacitor 5, the engine 1 and the generator 2 It is characterized by calculating the required power.

도 10을 참조하면, 다른 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법으로서, 엔진(1) 및 발전기(2), 배터리(4) 그리고 울트라 커패시터(5)를 에너지원으로 구비한 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법에 관한 것이다. 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법은, 상기 배터리의 충전 상태를 근거로 상기 엔진 및 발전기의 동작 여부를 결정하는 단계(S210)와, 필요 전력과, 상기 배터리의 충전 상태에 대한 제1 보상 전력, 및 상기 울트라 커패시터의 충전 상태에 대한 제2 보상 전력을 근거로 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 계산하는 단계(S22)와, 상기 배터리가 상기 울트라 커패시터로 보상해주는 제3 보상 전력을 계산하는 단계(S40)와, 상기 엔진 및 발전기의 동작 여부를 근거로 상기 필요 전력을 분배하는 단계(S50)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 10, as a power control method of a series hybrid vehicle according to another embodiment, a series hybrid including an engine 1, a generator 2, a battery 4, and an ultracapacitor 5 as an energy source is provided. It relates to a power control method of a vehicle. According to another exemplary embodiment, a power control method includes determining whether to operate an engine and a generator based on a state of charge of the battery (S210), required power, first compensation power for a state of charge of the battery, Calculating a required power of the engine and the generator based on a second compensation power for the state of charge of the ultracapacitor (S22), and calculating a third compensation power that the battery compensates with the ultracapacitor ( S40 and distributing the necessary power based on whether the engine and the generator are in operation (S50).

다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법은 파워-팔로워(Power-follower) 제어 전략으로서, 써모스태트 제어 전략과는 달리 엔진 및 발전기에서 출력하는 전기적인 전력이 일정한 값이 아니라 배터리 충전 상태에 따라서 변화하게 된다. 이에 따라 배터리 사용량이 일 실시 예에서보다 많이 줄어들게 되고, 엔진 및 발전기의 동작 여부를 배터리 충전 상태뿐만이 아니라 배터리에서의 입출력 전력도 고려하여 결정하기 때문에 배터리 충전 상태의 동작 범위도 줄어서 일 실시 예에서의 제어 방법보다는 긴 배터리 수명을 가지게 된다.The power control method according to another embodiment is a power follower control strategy. Unlike the thermostat control strategy, the electric power output from the engine and the generator is changed according to the state of charge of the battery rather than a constant value. . Accordingly, the battery usage is reduced more than in one embodiment, and since the operation of the engine and the generator is determined in consideration of the input / output power of the battery as well as the battery charging state, the operating range of the battery charging state is also reduced. Longer battery life than control method.

상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 계산하는 단계(S220)는, 상기 필요 전력, 상기 제1 보상 전력, 및 상기 제2 보상 전력을 합산하여 제1 요구 전력을 계산하는 과정과, 상기 배터리의 과도한 충방전을 방지하기 위한 범위와 상기 제1 요구 전력을 비교하는 과정과, 상기 엔진 및 발전기의 동작 여부와, 상기 비교하는 과정의 비교 결과를 근거로 제2 요구 전력을 계산하는 과정을 포함하여 구성된다. 또, 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 계산하는 단계(S220)는, 한 주기 동안 상기 제2 요구 전력의 평균값을 지속적으로 계산하는 과정과, 한 주기의 경과 후, 상기 제2 요구 전력의 평균값과 이전 주기의 요구 전력의 차를 계산하는 과정과, 상기 요구 전력의 차와 일정 기준 전력을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 제2 요구 전력을 변경하여 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 결정하는 과정을 포함하여 구성된다.The calculating of the required power of the engine and the generator (S220) may include calculating the first required power by adding the required power, the first compensation power, and the second compensation power, and excessive charging of the battery. And comparing a range for preventing a discharge with the first required power, and calculating a second required power based on a result of comparing the operation of the engine and the generator and the comparing process. . In addition, calculating the required power of the engine and the generator (S220), the process of continuously calculating the average value of the second required power for one cycle, and after the passage of one cycle, the average value of the second required power and Calculating a difference between the required power of a previous cycle, comparing the difference between the required power and a predetermined reference power, and changing the second required power according to a comparison result to determine the required power of the engine and the generator. It is configured to include.

즉, 다른 실시 예에 있어서의 전력 제어 방법은, 울트라 커패시터를 이용하여 엔진 및 발전기의 빠른 동작점 변화를 줄이고, 배터리에 요구되는 전력 중 고주파 영역을 제거한다. 다른 실시 예는 총 3단계를 통하여 각각의 에너지원에 전력을 분배하게 된다.That is, the power control method according to another embodiment reduces the fast operating point change of the engine and the generator using an ultracapacitor, and removes the high frequency region of the power required for the battery. Another embodiment distributes power to each energy source through a total of three steps.

첫 번째 단계에서는 엔진 및 발전기의 요구 전력을 1차적으로 결정한다. 일반적으로 파워-팔로워 제어 전략은 1차적인 엔진 및 발전기의 요구 전력을 운전자의 요구 토크에 따른 구동 모터에서 필요한 전기적인 전력과 배터리 충전 상태에 대한 충전 상태 보상 전력만을 이용하여 계산한다. 그러나, 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법에서는, 울트라 커패시터 충전 상태에 대한 충전 상태 보상 전력도 계산하여 엔진 및 발전기의 요구 전력을 계산하게 된다. 이에 대한 식은 하기 수학식 3과 같다.In the first step, the power requirements of the engine and generator are determined first. In general, the power follower control strategy calculates the required power of the primary engine and generator using only the electric power required by the drive motor according to the required torque of the driver and the state compensation power for the battery state of charge. However, in the power control method according to another embodiment, the charge compensation power for the ultra-capacitor charge state is also calculated to calculate the required power of the engine and the generator. The equation for this is shown in Equation 3 below.

Figure 112011104029574-pat00003
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여기서, Pucap . SOC는 엔진 및 발전기가 울트라 커패시터로 보상해주는 제1 보상 전력으로서, 일 실시 예에서의 보상 전력의 계산과 동일하게 계산될 수 있다. 또, Pbat.SOC는 엔진 및 발전기가 배터리로 보상해주는 제2 보상 전력이다. 제2 보상 전력도 배터리의 현재 충전 상태와 목표 충전 상태의 차이에 대한 보상 값(kbat . SOC)과 배터리의 충전 전력 상수(Pbat .. comp)를 곱하여 구하게 된다.Where P ucap . The SOC is a first compensation power compensated by the engine and the generator by the ultra capacitor, and may be calculated in the same manner as the calculation of the compensation power in one embodiment. In addition, P bat.SOC is the second compensation power that the engine and generator compensate with the battery. The second compensation power is also obtained by multiplying the compensation value (k bat . SOC ) for the difference between the current state of charge and the target state of charge of the battery by the charge power constant (P bat .. comp ) of the battery.

도 3을 참조하면, 두 번째 단계에서는 상기한 바와 같이 엔진 및 발전기의 1차적인 요구 전력을 계산한 후, 제1 요구 전력을 이용하여 엔진 on/off 동작을 결정하게 된다. 계산된 엔진 및 발전기의 요구 전력은 최적 운전 영역(Optimal Operating Line; OOL) 중에서도 연료 효율이 좋은 구간인 Pmin . OOL과 Pmax . OOL사이로 제한된다.Referring to FIG. 3, in the second step, after calculating primary power requirements of the engine and the generator as described above, the engine on / off operation is determined using the first power demand. The calculated power requirements of the engine and generator are P min . , Which is a fuel efficient section in the Optimal Operating Line (OOL) . OOL and P max . Limited to between OOLs .

Figure 112011104029574-pat00004
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다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법은 일 실시 예에서와 달리 엔진 및 발전기의 동작을 배터리 충전 상태뿐만이 아니라 엔진 및 발전기의 제1 요구 전력 Pe / g1 도 사용하여 결정하게 된다. 여기서, Peng . off 는 배터리의 충전 제한 전력 상수로, 이는 배터리가 과도한 파워로 충전되는 것을 방지는 조건으로 사용된다. 또, Pmax . OOL을 사용하여 배터리가 과도하게 방전되는 방지하는 조건으로 사용하게 된다.According to another exemplary embodiment, the power control method determines the operation of the engine and the generator using not only the state of charge of the battery but also the first required power P e / g1 of the engine and the generator. Where P eng . off is the charge limiting power constant of the battery, which is used as a condition to prevent the battery from being charged with excessive power. P max . By using OOL , the battery is used as a condition to prevent excessive discharge.

마지막으로 제3 단계에서는 엔진 및 발전기의 동작점이 빠르게 변하는 것을 방지하기 위해서 최종적으로 엔진 및 발전기의 요구 전력을 수정하게 된다. 이 단계에서 엔진 및 발전기의 요구 전력을 수정하기 위해서 사용되는 변수는 두 가지로 정의할 수 있다.Finally, in the third stage, the required power of the engine and the generator is finally modified to prevent the operating points of the engine and the generator from changing rapidly. At this stage, there are two variables that can be used to modify the power requirements of the engine and generator.

하나는 엔진 및 발전기의 요구 전력이 결정되면, 요구 전력을 일정시간 동안 유지하는 유지시간(Ta)이다. 다른 하나는 요구 전력 변경 제한 전력(Pdelta)으로 엔진 및 발전기의 요구 전력 변경 시에 변경되는 요구 전력이 변경 값이 요구 전력 변경 제한 전력보다 커야 엔진 및 발전기의 요구 전력을 변경하게 된다.One is the holding time (T a) if it is determined that the required power of the engine and the generator, kept for a certain period of time the requested power. The other is the required power change limiting power P delta to change the required power of the engine and the generator when the required power changed when the required power of the engine and the generator is changed is greater than the required power change limiting power.

즉, 유지 시간(Ta) 동안 엔진 및 발전기의 요구 전력은 유지하지만, 이 시간 동안에 Pe / g2의 평균값(Pe / g2 . ave)은 지속적으로 계산하게 된다. 제어 유닛은 상기 유지 시간이 지나게 되면, 엔진 및 발전기의 요구 전력(Pe /g)을 수정한다. 제어 유닛은 Pe / g2의 평균값인 Pe / g2 . ave 와 이전의 엔진 및 발전기의 요구 전력(Pe/g(t-Ta))을 비교한다. 그런 다음, 제어 유닛은 두 요구 전력의 차이가 요구 전력 변경 제한 전력(Pdelta) 보다 크게 되면 엔진 및 발전기의 요구전력을 Pe / g2 . ave 으로 변경하고, 요구 전력 변경 제한 전력보다 낮게 되면 이전의 엔진 및 발전기 요구 전력을 유지하게 된다.That is, the holding time (T a) of the engine and the generator required power is maintained but, during this time P e / g2 average value (P e / g2. Ave) for is continuously calculated. The control unit corrects the required power P e / g of the engine and the generator when the holding time passes. The control unit is a mean value of P e / P e g2 / g2. Compare ave with the required power of the previous engine and generator (P e / g (tT a )). The control unit then sets the power requirements of the engine and generator to P e / g2 when the difference between the two required powers is greater than the required power change limiting power P delta . Changing to ave and below the required power change limit power maintains the previous engine and generator power requirements.

여기서, Ta는 kbat .. SOC의 절대 값의 함수로서, 도 4에 도시한 바와 같이 결정된다. |kbat .. SOC|의 값이 크게 되면 Ta를 작게 하고, 이값이 작게 되면 Ta를 크게 한다. kbat . SOC 의 절대 값이 크다는 것은 현재 배터리의 충전 상태가 배터리의 목표 충전 상태에서 많이 벗어나 있다는 것을 의미한다. 따라서, 배터리 보상 전력을 엔진 및 발전기 전력으로 빠르게 보상하기 위하여 Ta를 줄인다. Ta가 작아지면 엔진 및 발전기의 요구 전력이 빠르게 변하기 때문에 반대로 Ta를 크게 하여 엔진 및 발전기의 동작점의 변화를 느리게 한다.Where T a is a function of the absolute value of k bat .. SOC and is determined as shown in FIG. 4. If the value of | k bat .. SOC | is large, T a is made small. If this value is small, T a is made large. k bat . A large absolute value of the SOC means that the current state of charge of the battery is far from the target state of charge of the battery. Therefore, T a is reduced in order to quickly compensate battery compensation power with engine and generator power. When T a decreases, the required power of the engine and generator changes rapidly, and conversely, increases T a to slow the change of operating points of the engine and generator.

Pdelta는 Pe / g2의 함수로 Pe / g2이 엔진 및 발전기의 최적 동작점(OOP)에 가까이 있으면, 이값을 크게 하고 최적 동작점에 멀리 있으면 이값을 작게 한다. 이는 엔진 및 발전기가 최적 동작점 근처에서 동작하면, 작은 변화에는 엔진 및 발전기의 요구 전력을 변경시키지 않고, 최적 동작점에서 멀리 떨어져 있으면 작은 변화에도 엔진 및 발전기의 요구 전력을 변경시키기 위함이다. 즉, 이렇게 함으로써 엔진 및 발전기의 요구 전력이 최적 동작점 근처에서 많이 동작하도록 하는 역할을 하게 된다. 이에 대한 내용은 도 5에 도시한 바와 같다. 상기한 내용들을 고려하여 하기 수학식 5와 같이 최종적으로 모든 에너지원에 전력을 분배할 수 있다.If the delta P is near to the optimum operating point (OOP) of P e / g2 The engine and the generator as a function of P e / g2, the larger this value, and the optimum operating point is far smaller this value. This is to change the required power of the engine and the generator even when the engine and the generator is operated near the optimum operating point, and the small change does not change the required power of the engine and the generator, and when it is far from the optimum operating point. That is, by doing so, the required power of the engine and the generator plays a role to operate a lot near the optimum operating point. The content thereof is as shown in FIG. 5. In consideration of the above contents, power can be finally distributed to all energy sources as shown in Equation 5 below.

Figure 112011104029574-pat00005
Figure 112011104029574-pat00005

한편, 상기 배터리가 상기 울트라 커패시터로 보상해주는 제3 보상 전력은, 상기 일 실시 예서와 마찬가지로, 상기 울트라 커패시터의 현재 충전 상태와 목표 충전 상태의 차이에 따라 결정된다. 즉, 상기 제3 보상 전력을 계산하는 단계(S240)는, 보상 전력 상수, 상기 울트라 커패시터의 현재 및 목표 충전 상태의 차이, 및 가속 페달 변화에 대한 보상 계수를 이용하여 상기 제3 보상 전력을 계산한다.The third compensation power that the battery compensates with the ultra capacitor is determined according to a difference between a current charge state and a target charge state of the ultra capacitor, as in the exemplary embodiment. That is, the calculating of the third compensation power (S240) may include calculating the third compensation power by using a compensation power constant, a difference between current and target charging states of the ultracapacitor, and a compensation coefficient for an accelerator pedal change. do.

또 다른 실시 예에 있어서, 제어 유닛은, 상기 엔진(1) 및 발전기(2)의 요구 전력에 따른 상기 배터리(4) 및 울트라 커패시터(5)가 출력해야 할 출력 전력을 계산하고, 상기 출력 전력을 상기 배터리(4)와 상기 울트라 커패시터(5)의 요구 전력으로 분배한 다음, 상기 엔진(1) 및 발전기의 요구 전력(2)을 계산하여 상기 필요 전력을 분배한다.In another embodiment, the control unit calculates the output power that the battery 4 and the ultracapacitor 5 should output according to the required power of the engine 1 and the generator 2, and outputs the output power. Is distributed to the required power of the battery 4 and the ultracapacitor 5, and then the required power 2 of the engine 1 and the generator is calculated to distribute the required power.

도 11을 참조하면, 또 다른 실시 예에 따른 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법은, 엔진 및 발전기, 배터리 그리고 울트라 커패시터를 에너지원으로 구비하여 필요 전력을 공급하는 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법이다. 상기 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법은, 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력에 따른 상기 배터리 및 울트라 커패시터가 출력해야 할 출력 전력을 계산하는 단계(S310)와, 상기 출력 전력을 상기 배터리의 요구 전력과 상기 울트라 커패시터의 요구 전력으로 분배하는 단계(S320)와, 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 계산하는 단계(S330)와, 상기 계산된 엔진 및 발전기의 요구 전력을 이용하여 상기 필요 전력을 각 에너지원에 분배하는 단계(S340)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 11, a power control method of a series hybrid vehicle according to another embodiment is a power control method of a series hybrid vehicle that supplies necessary power by providing an engine, a generator, a battery, and an ultracapacitor as energy sources. . According to another embodiment of the present invention, a power control method includes calculating an output power to be output by the battery and the ultracapacitor according to the required power of the engine and the generator (S310), and using the output power as the required power of the battery. And distributing the required power of the ultracapacitor (S320), calculating the required power of the engine and the generator (S330), and using the calculated power requirements of the engine and the generator to divide the required power into each energy. Dispensing to a circle (S340) is configured.

또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법은, 구동 모터에 필요한 전기적인 필요 전력을 생성하는데 연료 소비가 최소가 되도록 각 에너지원의 전력을 분배하는 Equivalent Consumption Minimization Strategy(ECMS) 제어 전략에 관한 것이다. 배터리(4)와 울트라 커패시터(5)는 연료 소비 없이 전기 에너지를 생성할 수 있지만, 충전 상태의 관리를 위하여 소모한 전기적인 전력만큼 다시 충전을 하기 때문에 엔진 및 발전기를 사용하여 충전을 해야 한다.The power control method according to another embodiment relates to an Equivalent Consumption Minimization Strategy (ECMS) control strategy for distributing the power of each energy source to minimize the fuel consumption in generating the electrical power required for the drive motor. The battery 4 and the ultracapacitor 5 can generate electric energy without fuel consumption. However, since the battery 4 and the ultracapacitor 5 recharge as much as the electric power consumed for managing the state of charge, the battery 4 and the ultra capacitor 5 need to be charged using an engine and a generator.

즉, 배터리와 울트라 커패시터를 사용하여 전기 에너지를 생성하면 직접적인 연료 소비는 없지만, 추후에 엔진 및 발전기에서 연료를 소비하여 충전을 시켜야 하기 때문에 등가적인 연료 소비로 나타낼 수 있게 된다. 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법은 이와 같이 엔진 및 발전기에서 직접적으로 소모되는 연료 에너지, 배터리와 울트라 커패시터를 사용함으로써 발생하는 등가적인 연료 에너지를 최소화하도록 각 에너지원에 전력을 분배하게 된다.In other words, generating electric energy using a battery and an ultracapacitor does not directly consume fuel, but it can be represented as an equivalent fuel consumption because fuel and fuel must be consumed later by an engine and a generator. The power control method according to another embodiment distributes power to each energy source so as to minimize the fuel energy directly consumed by the engine and the generator and the equivalent fuel energy generated by using the battery and the ultra capacitor.

상기 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법은 두 단계에 걸쳐서 실시간으로 최적화를 수행하게 된다.The power control method according to another embodiment performs optimization in real time in two steps.

첫 번째 단계에서는 엔진 및 발전기의 요구 전력에 따라서 두 에너지 저장 장치(배터리 및 울트라 커패시터) 사이의 전력을 분배한다. 상기 출력 전력을 분배하는 단계(S320)는, 상기 배터리의 이전 요구 전력과 상기 배터리의 현재 요구 전력의 차를 고려하여 분배한다. 또, 상기 출력 전력을 분배하는 단계(S320)는, 상기 울트라 커패시터의 현재 충전 상태와 목표 충전 상태의 차를 고려하여 분배한다.In the first stage, power is distributed between two energy storage devices (battery and ultra capacitor) according to the power requirements of the engine and generator. In the step of distributing the output power (S320), the output is distributed in consideration of the difference between the previous required power of the battery and the current required power of the battery. In addition, the step of distributing the output power (S320), in consideration of the difference between the current state of charge and the target state of charge of the ultracapacitor.

즉, 세 가지 에너지원의 요구 전력을 최적으로 분배하기 이전에 우선적으로 엔진 및 발전기의 요구 전력에 따라서 에너지 저장장치에서 출력해야 할 출력 전력을 계산하고, 이에 따라 배터리와 울트라 커패시터의 요구 전력을 최적으로 분배한다.In other words, before optimally distributing the required power of the three energy sources, the output power to be output from the energy storage device is first calculated according to the required power of the engine and generator, and accordingly, the required power of the battery and the ultracapacitor is optimized. To distribute.

이 단계에서는 배터리와 울트라 커패시터의 특성에 따라서 요구 전력이 분배되도록 하는 것이 목적이므로 엔진 및 발전기의 요구 전력에 따라서 에너지 저장장치에서 출력해야 하는 출력 전력을 계산하고 이를 배터리와 울트라 커패시터에 최적으로 분배하게 된다.In this step, the purpose is to distribute the required power according to the characteristics of the battery and the ultracapacitor, so calculate the output power that should be output from the energy storage device according to the required power of the engine and generator and distribute it optimally to the battery and the ultracapacitor. do.

이에 대한 순간 비용 함수(instantaneous cost function)은 하기 수학식 6과 같이 나타나고, 최적화를 진행하면 엔진 및 발전기 요구 전력에 따른 배터리와 울트라 커패시터의 전력이 결정된다.The instantaneous cost function for this is represented by Equation 6 below, and when the optimization is performed, the power of the battery and the ultracapacitor according to the required power of the engine and the generator is determined.

Figure 112011104029574-pat00006
Figure 112011104029574-pat00006

위 비용 함수의 최소화 문제는 아래의 제약 조건(수학식 7)을 만족해야 한다.The problem of minimizing the above cost function must satisfy the following constraint (Equation 7).

Figure 112011104029574-pat00007
Figure 112011104029574-pat00007

상기에서 각 에너지 저장 장치에서 요구 전력을 출력하기 위해서 필요한 전력은 도 6에 도시한 바와 같다. 도 6을 참조하면, 하기 수학식 8과 같이 배터리와 울트라 커패시터의 출력 전력을 배분할 수 있다.The power required to output the required power in each energy storage device is as shown in FIG. Referring to FIG. 6, output power of a battery and an ultra capacitor may be distributed as shown in Equation 8 below.

Figure 112011104029574-pat00008
Figure 112011104029574-pat00008

상기 수학식 8에서 Pbat . in과 Pucap . in은 배터리와 울트라 커패시터의 요구 전력인 Pbat과 Pucap를 시스템 전압 버스에 공급하기 위해서 각 에너지 저장 장치에서 실질적으로 출력해야 하는 전기적인 전력이다.In Equation 8, P bat . in and P ucap . in is the electrical power that must be actually output from each energy storage device in order to supply P bat and Pucap , the required power of the battery and ultracapacitor, to the system voltage bus.

ηdc . con은 직류-직류 컨버터의 효율이고, 배터리와 울트라 커패시터에서 흐르는 전류 ibat 과 iucap 은 하기 수학식들을 통해서 구할 수 있게 된다.η dc . con is the efficiency of the DC-DC converter and the current i bat flowing in the battery and the ultracapacitor And i ucap Can be obtained through the following equations.

Figure 112011104029574-pat00009
Figure 112011104029574-pat00009

만약,

Figure 112011104029574-pat00010
이면,if,
Figure 112011104029574-pat00010
If so,

Figure 112011104029574-pat00011
Figure 112011104029574-pat00011

만약, 이면,if, If so,

Figure 112011104029574-pat00013
Figure 112011104029574-pat00013

또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법은, 매 순간 최적화 문제를 푸는 것이기 때문에 배터리와 울트라 커패시터의 동적인 특성을 고려한 모델링을 사용하기 어렵다.Since the power control method according to another embodiment solves the optimization problem every moment, it is difficult to use modeling considering the dynamic characteristics of the battery and the ultracapacitor.

따라서 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법에서는 이와 같은 동적인 특성을 고려하기 위하여 이전 배터리의 요구 전력과 현재 배터리의 요구 전력 사이의 차이의 절대 값에 대한 항을 추가적으로 고려한다. 이 항은 두 에너지 저장 장치 사이의 전력 분배 시에 LPF 효과를 나타내도록 하는 역할을 한다.Therefore, the power control method according to another embodiment further considers the term for the absolute value of the difference between the power demand of the previous battery and the power demand of the current battery in order to take into account such dynamic characteristics. This term serves to show the LPF effect in power distribution between two energy storage devices.

상기 수학식 6에서 α는 LPF에서의 시상수와 같은 역할을 한다. 즉, α가 크면 클수록 배터리와 울트라 커패시터 사이의 전력 분배에서 LPF 효과는 크게 나타난다.In Equation 6, α serves as a time constant in LPF. In other words, the larger α, the greater the LPF effect in power distribution between the battery and the ultracapacitor.

또한, 울트라 커패시터의 충전 상태를 차량의 속도에 따라서 제어하기 위하여 Sucap 을 도입한다. 이는 울트라 커패시터의 현재 충전 상태와 목표 충전 상태 사이의 차이를 나타내는 kucap .. SOC의 함수로서, 도 7에 도시한 바와 같이 정의된다. 이는 kucap .. SOC에 따라서 울트라 커패시터에서 출력하거나 충전되는 전기적인 전력에 가중치를 주어서 울트라 커패시터가 목표 충전 상태를 추종하게 하는 역할을 한다.Further, to control S ucap therefore the state of charge of the ultracapacitor in the speed of the vehicle Introduce. It is defined as shown in FIG. 7 as a function of k ucap .. SOC representing the difference between the current state of charge and the target state of charge of the ultracapacitor . This is giving a weight to the electrical power output from the ultra-capacitor, or charge, depending on k ucap .. SOC serves to make the ultracapacitor follow the target state of charge.

이와 같이 엔진 및 발전기의 요구 전력 변화에 따른 두 에너지 저장장치의 전력 분배가 끝나면 두 번째 단계에서 엔진 및 발전기의 요구 전력까지 고려하여 최적의 전력 분배를 수행하게 된다. 이때에는 엔진 및 발전기에서 소모되는 연료 에너지와 에너지 저장 장치에서 소모되는 전기적인 전력에 따른 등가적인 연료 에너지를 계산하여 최적화 문제를 계산하게 된다.As such, when the power distribution of the two energy storage devices according to the change in the required power of the engine and the generator is finished, the optimal power distribution is performed in consideration of the required power of the engine and the generator in the second step. In this case, the optimization problem is calculated by calculating the equivalent fuel energy according to the fuel energy consumed by the engine and the generator and the electric power consumed by the energy storage device.

상기 필요 전력을 분배하는 단계(S340)는, 상기 엔진 및 발전기의 소모 연료 에너지와 상기 배터리 및 울트라 커패시터의 소모 전력에 따른 등가 연료 에너지를 고려하여 분배한다. 또, 상기 필요 전력을 분배하는 단계(S340)는, 상기 배터리의 충전 상태가 일정 범위 내에서 동작하도록 하면서 분배한다. 또, 상기 필요 전력을 분배하는 단계(S340)는, 상기 엔진 및 발전기의 동작점의 변화 여부를 고려하여 분배한다.In the distributing the required power (S340), the fuel consumption of the engine and the generator and the equivalent fuel energy according to the power consumption of the battery and the ultracapacitor are distributed. In addition, in the step (S340) of distributing the required power, while the state of charge of the battery to operate within a predetermined range to distribute. In addition, in the step (S340) of distributing the required power, distribution is performed in consideration of changes in operating points of the engine and the generator.

두 번째 단계에서는 첫 번째 단계에서 엔진 및 발전기의 요구 전력에 따라서 최적의 배터리와 울트라 커패시터의 전력을 계산하였기 때문에, 엔진 및 발전기 요구 전력에 대해서 하기 수학식 12와 같은 순간 비용 함수(instantaneous cost function)를 최적화하면 된다.In the second step, since the optimum battery and ultracapacitor powers are calculated according to the power requirements of the engine and generator in the first step, the instantaneous cost function as shown in Equation 12 for the engine and generator power requirements You can optimize

Figure 112011104029574-pat00014
Figure 112011104029574-pat00014

위 비용 함수의 최소화 문제는 아래의 제약조건(constraint)을 만족해야 한다.The problem of minimizing the above cost function must satisfy the following constraint.

Figure 112011104029574-pat00015
Figure 112011104029574-pat00015

여기서, Sbat은 또 다른 실시 예에 따른 전력 제어 방법을 통해 각 에너지원에 요구 전력을 분배 시에 배터리 충전 상태가 일정 범위 내에서 동작하도록 배터리 충전 상태에 따라서 배터리의 전기적인 전력에 가중치를 부여하는 것으로, 도 8에 도시한 바와 같다. 또, 상기 전력 제어 방법은, 울트라 커패시터 Sucap 에 의한 가중치 외에 Sbat에 의한 가중치까지 고려한다.Here, S bat weights the electrical power of the battery according to the state of charge of the battery so that the state of charge of the battery operates within a predetermined range when distributing required power to each energy source through a power control method according to another embodiment. It is as shown in FIG. In addition, the power control method considers the weight by S bat in addition to the weight by the ultracapacitor S ucap .

배터리와 울트라 커패시터에서 방전하거나 충전한 전기적인 전력은 엔진 및 발전기의 평균 효율(ηe/g..ave)을 이용하여 등가적인 연료 에너지로 변환할 수 있다. 이 엔진 및 발전기의 평균 효율은 차량 주행 중에 엔진 및 발전기가 동작한 지점에서의 효율 평균값으로 하기의 수학식 14와 같이 나타낼 수 있다.Electrical power discharged or charged from batteries and ultracapacitors can be converted into equivalent fuel energy using the average efficiency of the engine and generator (η e / g..ave ). The average efficiency of the engine and the generator can be expressed by Equation 14 below as an average value of the efficiency at the point where the engine and the generator are operated while the vehicle is running.

Figure 112011104029574-pat00016
Figure 112011104029574-pat00016

또한, 상기 수학식 12에서 Pe /g.. change는 엔진 및 발전기 동작점 변화를 고려하기 위한 변수이다. 엔진 및 발전기의 동작점이 변화하게 되어서 엔진 및 발전기의 각속도가 변화하게 되면, 회전 관성 에너지가 변화하게 된다. 이에 따라 엔진 및 발전기의 동작점 변화에 따른 패널티를 부여하였다. 이는 실제 차량에서 엔진 및 발전기 동작점 변화에 따라 추가적으로 소모되는 연료 에너지를 표현하기 위한 항이다. 발전기가 엔진 및 발전기의 관성 에너지를 변화시킨다고 가정하면, 등가 연료 에너지를 하기 수학식 15와 같이 계산할 수 있다.In addition, P e / g .. change in Equation 12 is a variable for considering the change of the operating point of the engine and the generator. When the operating points of the engine and the generator change, so that the angular velocity of the engine and the generator changes, the rotational inertia energy changes. As a result, penalties were applied according to changes in operating points of engines and generators. This is a term for expressing additional fuel energy consumed by the change of the operating point of the engine and the generator in the actual vehicle. Assuming that the generator changes the inertial energy of the engine and the generator, the equivalent fuel energy can be calculated as in Equation 15 below.

Figure 112011104029574-pat00017
Figure 112011104029574-pat00017

상기 수학식 15에서 ηgen .. change 는 발전기의 효율이다.Η gen .. change in Equation 15 Is the efficiency of the generator.

상기 또 다른 실시 예에 있어서, 언급하지 아니한 부분은 일 실시 예 또는 다른 실시 예에서 언급한 내용에 갈음하고, 생략한다.In the above another embodiment, parts not mentioned are replaced with those mentioned in one embodiment or another embodiment, and are omitted.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 직렬형 하이브리드 차량 및 이의 전력 제어 방법은, 직렬형 하이브리드 차량의 상위 제어 알고리즘에 관한 것으로서, 써모스태트 제어 전략, 파워-팔로워 제어 전략, ECMS 제어 전략을 제공한다. 본 발명의 실시 예들은 울트라 커패시터를 구비하여 배터리의 사용률을 줄이고, 필요 전력의 고주파 영역을 울트라 커패시터가 감당하도록 하며, 울트라 커패시터의 충전 상태를 고려하여 울트라 커패시터의 사용 효율을 향상시킨다. 이에 따라 본 발명의 실시 예들은 배터리의 사용률을 줄이고, 효율적으로 전력을 분배하며, 연비를 상승시킨다.As described above, the series hybrid vehicle and its power control method according to the embodiments of the present invention relate to an upper control algorithm of the series hybrid vehicle, and include a thermostat control strategy, a power follower control strategy, and an ECMS control strategy. to provide. Embodiments of the present invention have an ultracapacitor to reduce the utilization of the battery, the ultracapacitor to cover the high frequency region of the power required, and improve the efficiency of using the ultracapacitor in consideration of the state of charge of the ultracapacitor. Accordingly, embodiments of the present invention reduce the battery usage rate, efficiently distribute power, and increase fuel economy.

1: 엔진 2: 발전기
3: 컨버터 4: 배터리
5: 울트라 커패시터 6: 직류-직류 컨버터
7: 평활부 8: 인버터
9: 모터
1: engine 2: generator
3: converter 4: battery
5: Ultra Capacitor 6: DC-DC Converter
7: smooth part 8: inverter
9: motor

Claims (24)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 엔진 및 발전기, 배터리 그리고 울트라 커패시터를 에너지원으로 구비한 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법에 있어서,
상기 배터리의 충전 상태를 근거로 상기 엔진 및 발전기의 동작 여부를 결정하는 단계;
모터의 구동에 필요한 필요 전력과, 상기 배터리의 충전 상태에 대한 제1 보상 전력, 및 상기 울트라 커패시터의 충전 상태에 대한 제2 보상 전력을 근거로 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 계산하는 단계;
상기 배터리가 상기 울트라 커패시터로 보상해주는 제3 보상 전력을 계산하는 단계; 및
상기 엔진 및 발전기의 동작 여부를 근거로 상기 필요 전력을 분배하는 단계;를 포함하고,
상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 계산하는 단계는,
상기 필요 전력, 상기 제1 보상 전력, 및 상기 제2 보상 전력을 합산하여 제1 요구 전력을 계산하는 과정;
상기 배터리의 과도한 충방전을 방지하기 위한 범위와 상기 제1 요구 전력을 비교하는 과정; 및
상기 엔진 및 발전기의 동작 여부와, 상기 비교하는 과정의 비교 결과를 근거로 제2 요구 전력을 계산하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법.
In the power control method of a series hybrid vehicle having an engine, a generator, a battery and an ultracapacitor as an energy source,
Determining whether to operate the engine and the generator based on a state of charge of the battery;
Calculating the required power of the engine and the generator based on power required for driving the motor, first compensation power for the state of charge of the battery, and second compensation power for the state of charge of the ultracapacitor;
Calculating a third compensation power that the battery compensates with the ultra capacitor; And
And distributing the required power based on whether the engine and the generator are operated.
Calculating the required power of the engine and generator,
Calculating a first required power by adding the required power, the first compensation power, and the second compensation power;
Comparing a range for preventing excessive charging and discharging of the battery with the first required power; And
And calculating a second required power based on a comparison between the operation of the engine and the generator and a comparison result of the comparing process.
제8 항에 있어서, 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 계산하는 단계는,
한 주기 동안 상기 제2 요구 전력의 평균값을 지속적으로 계산하는 과정;
한 주기의 경과 후, 상기 제2 요구 전력의 평균값과 이전 주기의 요구 전력의 차를 계산하는 과정; 및
상기 요구 전력의 차와 일정 기준 전력을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 제2 요구 전력을 변경하여 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 결정하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법.
The method of claim 8, wherein the calculating of the required power of the engine and the generator comprises:
Continuously calculating an average value of the second required power for one period;
Calculating a difference between the average value of the second required power and the required power of a previous period after one cycle has elapsed; And
Comparing the difference between the required power and a predetermined reference power, and determining the required power of the engine and the generator by changing the second required power according to the comparison result. Control method.
제9 항에 있어서,
상기 제3 보상 전력은, 상기 울트라 커패시터의 현재 충전 상태와 목표 충전 상태의 차이에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법.
10. The method of claim 9,
And the third compensation power is determined according to a difference between a current state of charge and a target state of charge of the ultracapacitor.
제10 항에 있어서, 상기 제3 보상 전력을 계산하는 단계는,
보상 전력 상수, 상기 울트라 커패시터의 현재 및 목표 충전 상태의 차이, 및 가속 페달 변화에 대한 보상 계수를 이용하여 상기 제3 보상 전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법.
The method of claim 10, wherein calculating the third compensation power comprises:
And calculating the third compensation power using a compensation power constant, a difference between current and target charging states of the ultracapacitor, and a compensation coefficient for an accelerator pedal change.
제8 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필요 전력을 분배하는 단계는,
상기 배터리의 요구 전력 중 고주파 영역은 상기 울트파 커패시터가 감당하도록 하고, 저주파 영역은 상기 배터리가 감당하도록 하는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 차량의 전력 제어 방법.
12. The method of any of claims 8 to 11, wherein distributing the required power comprises:
And a high frequency region of the required power of the battery to cover the ultra high frequency capacitor, and a low frequency region to cover the battery.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 엔진 및 상기 엔진으로 구동되는 발전기;
상기 발전기의 요구 전력을 제1 직류 전력으로 변환하는 컨버터;
제2 직류 전원을 공급하는 배터리;
울트라 커패시터 및 상기 울트라 커패시터의 출력 전원을 제3 직류 전력으로 변환하는 직류-직류 컨버터;
상기 컨버터 및 직류-직류 컨버터에 병렬 접속되는 평활부;
상기 평활부에 연결되고, 모터의 구동에 필요한 필요 전력을 공급하는 인버터; 및
상기 필요 전력을 상기 엔진 및 발전기, 배터리 및 울트라 커패시터에 분배하는 제어 유닛;을 포함하고,
상기 제어 유닛은,
상기 필요 전력 중 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 제외한 부분 중 고주파 영역은 상기 울트파 커패시터가 감당하도록 하고, 저주파 영역은 상기 배터리가 감당하도록 하고,
상기 필요 전력, 상기 제1 보상 전력, 및 상기 제2 보상 전력을 합산하여 제1 요구 전력을 계산하고, 상기 배터리의 과도한 충방전을 방지하기 위한 범위와 상기 제1 요구 전력을 비교하며, 상기 엔진 및 발전기의 동작 여부와, 상기 비교하는 과정의 비교 결과를 근거로 제2 요구 전력을 계산하여 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 차량.
An engine and a generator driven by the engine;
A converter for converting the required power of the generator into a first direct current power;
A battery for supplying a second DC power source;
A DC-DC converter converting an ultra capacitor and an output power of the ultra capacitor into a third DC power;
A smoothing unit connected in parallel to the converter and the direct-current converter;
An inverter connected to the smoothing unit and supplying power required for driving the motor; And
And a control unit for distributing the required power to the engine and generator, a battery, and an ultra capacitor.
Wherein the control unit comprises:
The high frequency region of the portion excluding the required power of the engine and the generator of the required power so that the Ulpa capacitor can afford, the low frequency region to cover the battery,
The first required power is calculated by summing the required power, the first compensation power, and the second compensation power, and a range for preventing excessive charge / discharge of the battery is compared with the first demand power, and the engine And calculating a required power of the engine and the generator by calculating a second required power based on whether the generator is operated and a comparison result of the comparing process.
제19 항에 있어서,
상기 배터리의 충전 상태를 감지하는 제1 센서; 및
상기 울트라 커패시터의 충전 상태를 감지하는 제2 센서;를 더 포함하는 직렬형 하이브리드 차량.
The method of claim 19,
A first sensor detecting a charging state of the battery; And
And a second sensor for sensing a state of charge of the ultra capacitor.
제20 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
상기 배터리의 충전 상태를 근거로 상기 엔진 및 발전기를 동작시키고, 상기 요구 전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 차량.
The method of claim 20, wherein the control unit,
And operating the engine and the generator based on the state of charge of the battery, and calculating the required power.
제21 항에 있어서,
상기 엔진 및 발전기가 동작하는 경우, 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력은, 상기 엔진 및 발전기의 효율이 가장 좋은 최적 동작점에서의 전력인 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 차량.
The method of claim 21,
When the engine and the generator are in operation, the required power of the engine and the generator is a series hybrid vehicle, characterized in that the power at the optimum operating point with the best efficiency of the engine and the generator.
제19 항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
한 주기 동안 상기 제2 요구 전력의 평균값을 지속적으로 계산하고, 한 주기의 경과 후, 상기 제2 요구 전력의 평균값과 이전 주기의 요구 전력의 차를 계산하며, 상기 요구 전력의 차와 일정 기준 전력을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 제2 요구 전력을 변경하여 상기 엔진 및 발전기의 요구 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 차량.
The method according to any one of claims 19 to 22, wherein the control unit,
Continuously calculating an average value of the second required power for one period, and after a period of elapses, calculates a difference between the average value of the second required power and the required power of a previous period, the difference between the required power, and a predetermined reference power And comparing the second power requirements and determining the power demands of the engine and the generator according to the comparison result.
제23 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
보상 전력 상수, 상기 울트라 커패시터의 현재 및 목표 충전 상태의 차이, 및 가속 페달 변화에 대한 보상 계수를 이용하여 상기 제3 보상 전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 직렬형 하이브리드 차량.
The method of claim 23, wherein the control unit,
And calculating the third compensation power using a compensation power constant, a difference between current and target charging states of the ultracapacitor, and a compensation coefficient for an accelerator pedal change.
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