KR101245807B1 - 차량의 전력제어장치 - Google Patents

차량의 전력제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101245807B1
KR101245807B1 KR1020097002346A KR20097002346A KR101245807B1 KR 101245807 B1 KR101245807 B1 KR 101245807B1 KR 1020097002346 A KR1020097002346 A KR 1020097002346A KR 20097002346 A KR20097002346 A KR 20097002346A KR 101245807 B1 KR101245807 B1 KR 101245807B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
capacitor
secondary battery
regenerative
limit value
Prior art date
Application number
KR1020097002346A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090037447A (ko
Inventor
다카야 소마
히로시 요시다
다케시 모가리
Original Assignee
도요타 지도샤（주）
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도요타 지도샤（주） filed Critical 도요타 지도샤（주）
Publication of KR20090037447A publication Critical patent/KR20090037447A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101245807B1 publication Critical patent/KR101245807B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/24—Electrodynamic brake systems for vehicles in general with additional mechanical or electromagnetic braking
    • B60L7/26—Controlling the braking effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/14—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2009—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/11—DC charging controlled by the charging station, e.g. mode 4
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/18—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/08—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
    • H02P3/14—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor by regenerative braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B60L2210/14—Boost converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

ECU는 브레이크압을 토대로 회생전력값 P를 산출하는 단계(S100); 배터리에 대한 충전전력제한값 WIN(B)를 산출하는 단계(S102); 캐패시터에 대한 충전전력제한값 WIN(C)를 산출하는 단계(S104); 회생전력값 P가 WIN(B)와 WIN(C)의 합계보다 큰 것으로 판정되면(S106에서 YES), 배터리가 우선적으로 충전되는 경우에도 캐패시터를 완전히 충전하기에 충분한 큰 회생에너지가 발생될 것으로 추정하는 단계(S108); 및 배터리를 우선적으로 충전하기 위하여 캐패시터의 전압 이하가 되도록 승압컨버터의 출력전압을 설정하기 위한 제어신호를 송신하는 단계(S110)를 포함하는 프로그램을 실행한다.

Description

차량의 전력제어장치{VEHICLE POWER CONTROL DEVICE}
본 발명은 회생제동 시에 회생전력을 발생시키는 주행용 회전전기기계를 포함하는 차량의 전력제어장치에 관한 것으로, 상세하게는 회생전력으로 충전되는 배터리와 캐패시터가 제공된 차량의 전력제어장치에 관한 것이다.
엔진(가솔린엔진 또는 디젤엔진과 같은 공지된 기관 가능)과 모터가 조합되는 하이브리드시스템이라 불리우는 파워트레인을 탑재한 차량이 개발되어 실용화되었다. 또한, 어떠한 엔진도 탑재하지 않고 모터만을 주행원으로 이용하는 파워트레인을 탑재한 차량(전기자동차, 연료전지전기차)도 개발되었다. 이러한 차량은 모터구동용 축전기구(배터리 또는 캐패시터)를 탑재하고 있다. 차량의 가속 시, 모터는 축전기구로부터 공급되는 전력에 의해 구동되어 차속을 높이게 된다. 차량의 제동 시에는, 모터가 제너레이터로서 기능을 하고, 발생된 회생에너지가 축전기구에 저장된다. 따라서, 차량의 운동에너지가 전기에너지로 회수되며, 회생제동력이 차량에 작용한다. 축전기구로서 배터리 및 캐패시터를 포함하는 차량에 있어서는, 순간적인 고출력을 요구하는 차속의 가속 시, 캐패시터가 배터리에 대한 우수한 순간 출력 특성을 가지므로, 상기 캐패시터로부터 모터로 전력을 공급하는 것이 바람직하다. 하지만, 캐패시터가 가속 시에 충분히 충전되지 못한다면, 캐패시터로부터 모터로 충분한 전력을 공급하는 것이 불가능하다. 일본특허공개공보 제05-030608호에는 배터리와 캐패시터를 포함하는 전기자동차에서, 차량 가속을 준비하도록 캐패시터를 충전하는 기술이 개시되어 있다.
일본특허공개공보 제05-030608호에 개시된 전기자동차의 하이브리드시스템은, DC전원, 차륜에 부착된 모터, DC전원에 연결되어 상기 모터를 구동하는 컨버터, 및 상기 컨버터를 제어하는 제어장치를 구비한 전기자동차에 적용된다. 상기 하이브리드시스템은 DC전원으로서 배터리 및 캐패시터(용량이 큰 콘덴서), 가속/감속에 따라 배터리와 캐패시터의 충방전을 절환하기 위한 절환유닛 및 회생제동과 함께 충전모드로 배터리에 대한 충전을 제한하여, 캐패시터에 의해 공유되는 급속충방전의 분담을 증가시키는 제한유닛을 포함한다.
일본특허공개공보 제05-030608호에 개시된 전기자동차의 하이브리드시스템에 따르면, 회생제동에 의한 충전모드 시, 절환유닛이 제어되어, 배터리보다 나은 순간출력특성을 갖는 캐패시터에 의해 공유되는 급속충방전의 분담이 증가되게 된다. 따라서, 배터리의 급속충전을 피하여 배터리의 열화를 줄일 뿐만 아니라, 순간적인 고출력이 요구되는 경우 차량의 가속 시에 캐패시터로부터의 급전을 사전에 미리 준비하도록 캐패시터를 충전시킬 수 있게 된다. 그러므로, 가속 시, 응답성이 양호하게 차속을 증가시킬 수 있게 된다.
하지만, 일본특허공개공보 제05-030608호에 개시된 전기자동차의 하이브리드시스템에서는, 최대 회생에너지를 항상 회수할 수 있는 것은 아니다. 구체적으로는, 회생에너지가 캐패시터에 저장되는 경우, 배터리에 대한 충전량이 제한된다. 하지만, 회생에너지가 큰 일부 상황에서는, 충전량을 제한하지 않으면서 배터리를 충전하고, 상기 배터리에 더이상 저장될 수 없는 잉여 전력으로 캐패시터를 완전히 충전시킬 수 있게 된다. 이 경우 배터리에 대한 충전량이 제한된다면, 캐패시터에 대한 충전량이 동일하더라도 배터리에 대한 충전량이 감소할 것이고, 회생에너지의 완전 회수도 불가능하게 된다.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하고자 고안하였고, 그 목적은 가속 성능을 보장하면서 회생에너지의 완전한 회수를 가능하게 하는 배터리와 캐패시터를 포함하는 차량의 전력제어장치를 제공하는 것이다.
삭제
본 발명에 따르면, 제동 시에 발생되는 회생전력은 인버터에 의해 변환되고, 병렬로 연결된 2차전지 또는 캐패시터 중 어느 것에 우선적으로 저장된다. 순간적인 고출력을 요구하는 차량의 가속 시에는, 2차전지보다 순간출력특성이 더 양호하고 정격충방전전력이 더 높은 캐패시터로부터 주행용 회전전기기계에 전력을 공급하는 것이 바람직하다. 그러므로, 차량의 가속을 위한 준비를 위해서는, 2차전지보다 우선순위가 높게 캐패시터를 충전할 수 있게 된다. 하지만, 회생전력이 크다면, 2차전지가 우선적으로 충전되는 경우에도, 2차전지에 저장될 수 없는 잉여 전력에 의해 축전용량이 적은 캐패시터를 완전히 충전시킬 수도 있다. 여기서의 완전히 충전된 상태는 차량의 운전자에 의해 요구되는 전력을 출력하기 위해 원하는 것 이상의 전력에 의한 충전 상태를 말한다. 이하의 설명에서 동일하게 적용된다. 이러한 상황에서도 캐패시터가 우선적으로 충전된다면, 회수된 회생에너지의 양이 감소한다. 구체적으로는, 캐패시터에 대한 충전량이 동일할지라도, 캐패시터에 대한 충전이 우선적으로 주어지고, 2차전지에 대한 충전 개시가 지연된다. 따라서, 2차전지를 충전하는 시간이 더욱 단축되어, 2차전지의 충전량이 더욱 적게 된다. 상기의 관점에서, 회생전력이 사전설정된 값(예컨대, 2차전지에 대한 충전전력의 제어상한값과 캐패시터에 대한 충전전력의 제어상한값의 합계) 이상인 지의 여부가 판정된다. 회생전력이 사전설정된 값 이상이라면, 2차전지가 우선적으로 충전된다. 그 결과, 2차전지가 우선적으로 충전되는 경우에도, (2차전지에 대한 충전전력의 제어상한값을 초과하는) 잉여 전력에 의해 축전용량이 적은 캐패시터를 완전히 충전시킬 수 있게 된다. 캐패시터가 우선적으로 충전되는 접근법에 비해, 2차전지에 대한 충전을 더 빨리 시작할 수 있어, 같은 양의 전기에너지로 캐패시터를 충전하고, 보다 많은 양의 회생에너지로 2차전지를 충전하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 충분한 가속 성능을 달성하면서 보다 많은 양의 회생에너지를 회수할 수 있게 된다. 회생전력이 사전설정된 값보다 낮으면, 캐패시터가 우선적으로 충전된다. 그러므로, 2차전지가 우선적으로 충전될 때보다 더 많은 양의 전기에너지로 캐패시터가 충전가능하다. 그러므로, 가속 시에 순간적인 고출력을 준비하도록 사전에 미리 충전된 캐패시터를 구비할 수 있게 되어, 충분한 가속 특성이 달성될 수 있게 된다. 따라서, 충분한 가속 성능을 보장하면서, 배터리와 캐패시터를 포함하는 차량의 회생에너지의 완전한 회수를 가능하게 하는 전력제어장치가 제공될 수 있게 된다.
상기 사전설정된 값은, 상기 2차전지에 대한 충전전력의 제1제어상한값과 상기 캐패시터에 대한 충전전력의 제2제어상한값을 토대로 설정되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 2차전지가 우선적으로 충전되는 경우, 회생전력값이 2차전지에 대한 충전전력의 제1제어상한값보다 크다면, 2차전지에 더이상 저장될 수 없는 잉여 전력이 캐패시터에 저장된다. 잉여 전력의 값이 캐패시터에 대한 충전전력의 제2제어상한값을 초과하거나 근접한다면, 캐패시터를 단시간 내에 완전히 충전할 수 있게 된다. 따라서, 사전설정된 값은 2차전지에 대한 충전전력의 제1제어상한값과 캐패시터에 대한 충전전력의 제2제어상한값을 토대로 설정된다. 일례로서, 사전설정된 값은 제1제어상한값과 제2제어상한값의 합계로 설정된다. 이러한 접근법에 의하여, 2차전지가 우선적으로 충전된 이후에도 캐패시터를 단시간 내에 완전히 충전할 수 있게 된다면, 2차전지가 우선적으로 충전될 수 있다.
상기 사전설정된 값은, 상기 제1제어상한값과 상기 제2제어상한값의 합계가 되도록 설정되는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따르면, 2차전지가 우선적으로 충전되는 경우, 회생전력값이 2차전지에 대한 충전전력의 제1제어상한값보다 크다면, 2차전지에 더이상 저장될 수 없는 잉여 전력이 캐패시터에 저장된다. 잉여 전력의 값이 캐패시터에 대한 충전전력의 제2제어상한값을 초과한다면, 캐패시터를 단시간 내에 완전히 충전할 수 있게 된다. 따라서, 사전설정된 값은 제1제어상한값과 제2제어상한값의 합계로 설정된다. 이러한 접근법에 의하여, 2차전지가 우선적으로 충전된 이후에도 캐패시터를 단시간 내에 완전히 충전할 수 있게 된다면, 2차전지가 우선적으로 충전될 수 있다.
상기 연산유닛은 또한 상기 차량의 브레이크압을 토대로 상기 회생전력을 산출하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따르면, 차량의 브레이크압이 높으면, 브레이크압에 대응하는 큰 회생제동력이 차량에 작용함에 따라 큰 회생전력이 발생된다. 따라서, 회생전력은 차량의 브레이크압을 토대로 산출된다. 그러므로, 회생전력의 에너지의 크기가 적절하게 산출될 수 있다.
또다른 실시형태에 따르면, 본 발명은 제동 시에 2차전지의 정격전압보다 높은 전압의 회생전력을 발생시키는 주행용 회전전기기계를 포함하는 차량의 전력제어장치를 제공한다. 상기 전력제어장치는, 상기 회전전기기계에 연결되어, 상기 회생전력을 변환 및 출력하는 인버터; 상기 인버터와 상기 2차전지 사이에 연결되어, 상기 변환된 회생전력의 전압을 상기 2차전지의 정격전압으로 변환하고 그 결과적인 전압을 출력하는 컨버터; 상기 컨버터와 상기 인버터 사이에 상기 2차전지와 병렬로 연결되어, 상기 2차전지보다 정격충방전전력이 크고 축전용량은 적은 캐패시터; 상기 2차전지 또는 상기 캐패시터 중 어느 것을 우선적으로 충전하도록 절환되는 절환유닛; 및 상기 절환유닛에 연결된 연산유닛을 포함한다. 상기 연산유닛은, 상기 2차전지가 우선적으로 충전되는 경우에도, 사전설정된 값 이상의 전기에너지로 상기 캐패시터를 충전하기에 충분한 큰 회생에너지가 발생될 것인 지의 여부를 추정하고, 상기 큰 회생에너지가 발생될 것으로 추정된다면 상기 2차전지가 우선적으로 충전되고, 상기 큰 회생에너지가 발생되지 않을 것으로 추정된다면 상기 캐패시터가 우선적으로 충전되도록 상기 절환유닛을 제어한다.
본 발명에 따르면, 순간적인 고출력을 요구하는 차량의 가속 시, 2차전지보다 순간출력특성이 더 양호하고 정격충방전전력이 더 높은 캐패시터로부터 주행용 회전전기기계에 전력을 공급하는 것이 바람직하다. 그러므로, 차량의 가속을 위한 준비를 위해서는, 2차전지보다 우선순위가 높게 캐패시터를 충전할 수 있게 된다. 하지만, 회생에너지가 크다면, 2차전지가 우선적으로 충전되는 경우에도, 2차전지에 저장될 수 없는 잉여 전력에 의해 축전용량이 적은 캐패시터를 완전히 충전시킬 수도 있다. 이러한 상황에서도 캐패시터가 우선적으로 충전된다면, 회수된 회생에너지의 양이 감소한다. 구체적으로는, 2차전지가 우선적으로 충전되는 경우에도 캐패시터를 완전히 충전할 수 있지만, 캐패시터에 대한 충전이 우선적으로 주어지고, 2차전지에 대한 충전 개시가 지연된다. 따라서, 2차전지를 충전하는 시간이 더욱 단축되어, 2차전지의 충전량이 더욱 적게 된다. 그러므로, 사전설정된 값(예컨대, 차량의 운전자가 요구하는 전력을 출력하기 위해 요구되는 값) 이상인 전기에너지로 캐패시터를 충전하기에 충분한 큰 회생에너지가 발생될 것으로 예상되는 경우에는, 2차전지가 우선적으로 충전된다. 그러므로, 운전자가 요구하는 전력을 출력하기 위해 충분한 값 이상인 캐패시터에 저장된 전기에너지에 의해 캐패시터가 우선적으로 충전되는 접근법에 비해, 충전 개시 시간을 더욱 빨리 함으로써, 보다 많은 양의 회생에너지로 2차전지를 충전할 수 있게 된다. 따라서, 충분한 가속 성능을 달성하면서도 보다 큰 회생에너지를 회수할 수 있게 된다. 다른 한편으로, 사전설정된 값 이상의 전기에너지로 캐패시터를 충전하기에 충분한 큰 회생에너지가 발생될 것으로 예상되지 않으면, 캐패시터가 우선적으로 충전된다. 그러므로, 2차전지가 우선적으로 충전될 때보다 더 많은 양의 전기에너지로 캐패시터가 충전가능하다. 그러므로, 가속 시에 순간적인 고출력을 준비하도록 사전에 미리 충전된 캐패시터를 구비할 수 있게 되어, 충분한 가속 특성이 달성될 수 있게 된다. 따라서, 충분한 가속 성능을 보장하면서, 배터리와 캐패시터를 포함하는 차량의 회생에너지의 완전한 회수를 가능하게 하는 전력제어장치가 제공될 수 있게 된다.
상기 사전설정된 값은, 상기 차량의 운전자의 요구에 대응하는 전력을 출력하기에 충분한 값인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 2차전지가 우선적으로 충전되는 경우에도, 차량의 운전자의 요구(예컨대, 가속 요구)를 충족시키는 전력을 캐패시터로부터 출력할 수 있게 된다.
상기 연산유닛은 또한 상기 차량의 브레이크압을 토대로 상기 회생전력을 산출하고, 상기 산출된 회생전력을 토대로 상기 큰 회생에너지가 발생될 것인 지의 여부를 추정하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따르면, 차량의 브레이크압이 높으면, 브레이크압에 대응하는 큰 회생제동력이 차량에 작용함에 따라 큰 회생전력이 발생된다. 따라서, 회생전력은 차량의 브레이크압을 토대로 산출된다. 또한, 차량의 브레이크압을 토대로 산출된 회생전력이 크다면, 운전자가 제동력을 장시간 동안 요구하는 경우가 종종 있다. 구체적으로는, 큰 회생전력이 장시간 동안 계속됨에 따라, 큰 회생에너지가 발생하는 경우가 종종 있다. 그러므로, 차량의 브레이크압을 토대로 산출되는 회생전력을 기초로 하여 큰 회생에너지가 발생될 지의 여부가 추정된다. 결과적으로, 발생된 회생에너지의 크기가 적절하게 추정될 수 있게 된다.
상기 연산유닛은, 상기 산출된 회생전력 이외에, 상기 2차전지에 대한 충전전력의 제1제어상한값과 상기 캐패시터에 대한 충전전력의 제2제어상한값을 토대로 상기 큰 회생에너지가 발생될 것인 지의 여부를 추정하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따르면, 2차전지가 우선적으로 충전되는 경우, 회생전력값이 2차전지에 대한 충전전력의 제1제어상한값보다 크다면, 2차전지에 저장될 수 없는 잉여 전력이 캐패시터에 저장된다. 잉여 전력의 값이 캐패시터에 대한 충전전력의 제2제어상한값을 초과하거나 근접한다면, 캐패시터를 단시간 내에 완전히 충전할 수 있게 된다. 그러므로, 큰 회생에너지가 발생될 것인 지의 여부가 상기 산출된 회생전력 이외에, 제1제어상한값과 제2제어상한값을 토대로 추정된다. 일례로서, 큰 회생에너지가 발생되는 지의 여부는, 회생전력의 산출된 값과 상기 제1제어상한값과 제2제어상한값의 합계를 비교하여 추정될 수 있다. 따라서, 발생된 회생에너지의 크기를 보다 적절하게 추정할 수 있게 된다.
상기 연산유닛은, 상기 산출된 회생전력값이 상기 제1제어상한값과 상기 제2제어상한값의 합계보다 큰 경우, 상기 큰 회생에너지가 발생될 것으로 추정하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따르면, 2차전지가 우선적으로 충전되는 경우, 회생전력값이 2차전지에 대한 충전전력의 제1제어상한값보다 크다면, 2차전지에 저장될 수 없는 잉여 전력이 캐패시터에 저장된다. 잉여 전력의 값이 캐패시터에 대한 충전전력의 제2제어상한값을 초과한다면, 캐패시터를 단시간 내에 완전히 충전할 수 있게 된다. 그러므로, 회생전력의 산출된 값이 제1제어상한값과 제2제어상한값의 합계보다 크다면, 큰 회생에너지가 발생할 것으로 예상된다. 그러므로, 2차전지가 우선적으로 충전되는 경우에도 캐패시터를 단시간 내에 완전히 충전할 수 있으면, 큰 회생에너지가 발생하는 것으로 추정할 수 있게 된다.
상기 연산유닛은, 내비게이션장치로부터의 정보를 토대로, 상기 큰 회생에너지가 발생될 것인 지의 여부를 추정하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따르면, 차량이 예컨대 가파른 긴 내리막길을 주행하는 경우, 운전자는 종종 경사에 정합하는 회생제동력을 요구하기도 한다. 구체적으로는, 큰 회생전력이 장시간 동안 계속됨에 따라, 큰 회생에너지가 발생하는 경우가 종종 있다. 그러므로, 큰 회생에너지가 발생할 것인 지의 여부는 내비게이션장치로부터의 정보를 토대로 추정된다. 예를 들어, 차량이 가파른 긴 내리막길을 주행 중인 것으로 내비게이션장치로부터 얻은 차량주행정보로부터 상기 차량이 주행하는 도로상태가 판정된다면, 큰 회생에너지가 발생될 것으로 추정된다. 따라서, 발생될 회생에너지의 크기를 적절하게 추정할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전력제어장치를 탑재한 차량의 구조를 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전력제어장치를 구현하는 ECU의 제어 구조를 나타내는 흐름도;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전력제어장치를 탑재한 차량의 회생전력값과 브레이크압간의 관계를 도시한 도면;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전력제어장치를 탑재한 차량의 배터리와 캐패시터의 충전전력값들을 나타내는 (제1의) 타이밍차트;
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전력제어장치를 탑재한 차량의 배터리와 캐패시터의 충전전력값들을 나타내는 (제2의) 타이밍차트;
도 6은 본 발명에 따른 전력제어장치를 탑재하지 않은 차량의 배터리와 캐패시터의 충전전력값들의 타이밍차트;
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 전력제어장치를 탑재한 차량의 구성을 도시한 도면; 및
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전력제어장치를 구현하는 ECU의 제어 구조를 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면들을 참조하여 설명하기로 한다. 하기 설명에서, 동일하거나 대응하는 부분들은 동일한 참조 부호들로 표시된다. 그 명칭과 기능들 또한 동일하다. 그러므로, 그 상세한 설명은 반복하지 않기로 한다.
<제1실시예>
도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 전력제어장치를 탑재한 차량을 설명하기로 한다. 상기 차량은 배터리(100); 인버터(200); 모터제너레이터(300); 콘덴서(400); 시스템메인릴레이(510)(SMR(1)(500), 제한저항(502), SMR(2)(504), SMR(3)(506)); 및 ECU(Electronic Control Unit, 전자제어유닛)(600)를 포함한다. 본 실시예에 따른 전력제어장치는 ECU(600)에 의해 실행되는 프로그램으로 제어된다. 본 실시예에서, 상기 차량은 모터제너레이터(300)로부터의 구동력만으로 주행하는 전기자동차로서 설명하기로 한다. 본 발명의 전력제어장치가 탑재가능한 차량이 전기자동차로 제한되는 것은 아니며, 하이브리드차량, 연료전지전기차 등에 탑재될 수도 있다.
배터리(100)는 복수의 셀들이 직렬로 각각 연결된 복수의 모듈을 직렬로 연결한 배터리조립체이다. 배터리(100) 이외에, 각각의 특성에 따라, 캐패시터(700)가 제공되고, 이들로부터 모터제너레이터(300)로 전력이 공급된다.
인버터(200)는 6개의 IGBTs(Insulated Gate Bipolar Transistors) 및 상기 IGBTs와 병렬로 각각 연결된 6개의 다이오드를 포함하여, 상기 IGBT의 이미터측으로부터 콜렉터측으로 전류를 흐르도록 한다.
ECU(600)로부터의 제어신호를 토대로, 인버터(200)는 모터제너레이터(300)가 모터 또는 제너레이터로서의 기능을 하도록 한다. 모터제너레이터(300)가 모터로서의 기능을 하도록 하는 경우, 인버터(200)는 배터리(100) 또는 캐패시터(700)로부터 공급되는 DC전력을 AC전력으로 변환시키고, 상기 변환된 전력을 모터제너레이터(300)에 공급한다. 인버터(200)는 모터제너레이터(300)가 ECU(600)로부터의 제어신호에 의해 요구되는 출력 상태에 이르도록 각각의 IGBT의 게이트를 턴 온/오프(통전/차단)시켜 모터제너레이터(300)로 공급될 전력을 조절한다.
모터제너레이터(300)가 제너레이터로서의 기능을 하도록 하는 경우, 인버터(200)는 모터제너레이터(300)에 의해 발생되는 AC전력을 DC전력으로 변환시키고, 이 전력으로 배터리(100) 또는 캐패시터(700)를 충전시킨다. 인버터(200)는 각각의 IGBT의 게이트를 턴 온/오프(통전/차단)시켜 모터제너레이터(300)에 의해 발생되는 전력(회생전력)을 제어하여, ECU(600)로부터의 제어신호에 의해 요구되는 회생제동력(회생토크)이 차량에 작용하도록 한다.
모터제너레이터(300)는 3상AC모터이고, 차량의 회생제동 시에 전력을 발생시키는 제너레이터이다. 모터제너레이터(300)의 회전축은 궁극적으로 구동축(도시안됨)에 연결된다. 차량은 모터제너레이터(300)로부터의 구동력을 받아 주행한다.
콘덴서(400)는 인버터(200)와 병렬로 연결된다. 콘덴서(400)는 배터리(100) 로부터 공급되는 전력 또는 인버터(200)로부터 공급되는 전력을 평활화하기 위하여 전력을 일시적으로 저장한다. 평활화된 전력은 인버터(200) 또는 배터리(100)로 공급된다.
시스템메인릴레이(510)는 양극측에 SMR(1)(500) 및 SMR(2)(504)를 포함하고, 음극측에는 SMR(3)(506)을 포함한다. SMR(1)(500), SMR(2)(504) 및 SMR(3)(506)은 여자전류가 코일을 통해 흐르게 될 때 온-접점이 폐쇄되는 릴레이이다. SMR(1)(500) 및 SMR(2)(504)는 배터리(100)의 양극측에 제공된다. SMR(1)(500) 및 SMR(2)(504)는 병렬로 연결된다. SMR(1)(500)은 그것에 직렬 연결된 제한저항(502)을 구비한다. SMR(1)(500)은 인버터(200)로의 돌입전류의 흐름을 막기 위하여, SMR(2)(504)가 연결되기 전에 연결된 예비충전용 SMR이다. SMR(2)(504)는 SMR(1)(500)이 연결되어 예비충전이 종료된 후에 연결된 양측 SMR이다. SMR(3)(506)은 배터리(100)의 음극측에 제공된 음측 SMR이다. 각각의 SMR은 ECU(600)에 의해 제어된다.
전원 연결 시(점화스위치의 위치가 OFF로부터 STA 위치로 변경되는 경우), ECU(600)는 먼저 SMR(3)(506)을 턴 온시킨 다음, SMR(1)(500)을 턴 온시켜 예비충전을 실행하게 된다. 제한저항(502)이 SMR(1)(500)에 연결됨에 따라, SMR(1)(500)이 턴 온되더라도 인버터(200)에 작용하는 전압이 완만하게 증가하므로, 돌입전류의 발생이 방지될 수 있게 된다. 예비충전 후, ECU(600)는 SMR(2)(504)를 턴 온시킨다. 전원 해제 시(점화스위치의 위치가 STA로부터 OFF 위치로 변경되는 경우), ECU(600)는 SMR(1)(500), SMR(2)(504) 및 SMR(3)(506)을 턴 오프시켜, 예컨대 배터 리(100)로부터의 누설을 방지하게 된다.
또한, 상술된 바와 같이, 상기 차량은 배터리(100) 이외에 캐패시터(700)를 탑재하고 있다. 캐패시터(700)는 인버터(200)의 입력측 단자와 콘덴서(400) 사이에 연결된다. 캐패시터(700)는 여자전류가 코일로 흐르게 될 때 온-접점이 폐쇄되는 릴레이(702, 704)를 포함하고, 그 개폐는 ECU(600)에 의해 제어되어, 인버터(200)와 전력을 충방전시키게 된다. 전원 연결 시, 릴레이(702, 704)가 턴 온 된다. 전원 해제 시, 릴레이(702, 704)는 턴 오프 되어, 예컨대 캐패시터(700)로부터의 누설을 방지하게 된다.
캐패시터(700)는 배터리(100)보다 높은 정격충방전전력을 갖고, 순간적인 고입출력에 응답가능하다. 캐패시터(700)는 배터리(100)보다 적은 축전용량을 갖고, 회생에너지에 의한 충전 시, 완전히 충전된 상태에 단시간 내에 도달한다.
또한, 상기 차량은 배터리(100)와 인버터(200) 사이에 승압컨버터(800)가 제공된다. 차량의 가속 시, 배터리(100)의 정격전압(대략 200V 정도)이 승압컨버터(800)에 의해 대략 500V(모터제너레이터(300)의 정격전압)로 승압되고, 인버터(200)로 공급된다. 차량의 회생제동 시, 인버터(200)에 의해 DC전압으로 변환되는 500V 정도의 회생전압이 배터리(100)의 정격전압으로 강압되고, 배터리(100)에 공급된다. 승압컨버터(800)는 2개의 IGBT 및 전류 변동을 줄이기 위한 리액터로 형성된다.
또한, 상기 차량에는 ECU(600)에 연결된 브레이크압센서(2100)가 제공된다. 브레이크압센서(2100)는 운전자에 의해 브레이크페달(도시안됨)의 스테핑력에 대응 하는 브레이크압을 검출하고, 상기 브레이크압을 나타내는 신호를 ECU(600)에 전송한다.
ECU(600)는 점화스위치(도시안됨), 액셀러레이터페달의 페달스테핑센서(도시안됨), 브레이크압센서(2100) 등으로부터 전송되는 신호들을 토대로 ROM(Read Only Memory)에 저장된 프로그램을 실행한다. 이러한 프로그램은 인버터(200), 승압컨버터(800), SMR 등을 제어하여, 차량이 원하는 상태로 주행하도록 제어된다.
본 실시예에서, 배터리(100)와 캐패시터(700)의 충방전은, 승압컨버터(800)의 출력전압(시스템전압)을 제어함으로써, 제어된다.
일례로서, 전력이 모터제너레이터(300)로 공급되어야 한다고 가정한다. 여기서, 승압컨버터(800)의 출력전압이 캐패시터(700)의 전압보다 낮아진다면, 캐패시터(700)가 우선적으로 방전된다. 승압컨버터(800)의 출력전압이 캐패시터(700)의 전압 이상으로 설정된다면, 배터리(100)가 우선적으로 방전된다.
다른 한편으로, 회생제동 시에 모터제너레이터(300)에 의해 발생되는 전력이 배터리(100) 또는 캐패시터(700)에 저장되어야 하는 경우, 그리고 승압컨버터(800)의 출력전압이 캐패시터(700)의 전압값 이하로 설정된다면, 배터리(100)가 우선적으로 충전된다. 승압컨버터(800)의 출력전압이 캐패시터(700)의 전압보다 높게 설정된다면, 캐패시터(700)가 우선적으로 충전된다.
또한, ECU(600)는 배터리(100)의 온도, 충전 상태 등을 토대로, 배터리에 대한 충전전력의 제한값 WIN(B)(배터리(100)에 저장될 최대 전력)을 산출한다. 이와 유사하게, ECU(600)는 캐패시터(700)의 온도, 전압 등을 토대로, 캐패시터에 대한 충전전력의 제한값 WIN(C)(캐패시터(700)에 저장될 최대 전력)을 산출한다. 상기 충전전력제한값 WIN(B) 및 충전전력제한값 WIN(C)은 각각의 정격충전전력값을 초과하지 않도록 산출된다.
도 2를 참조하여, 본 실시예에 따른 전력제어장치를 구현하는 ECU(600)에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조를 설명하기로 한다.
단계(이하, "단계"를 "S"로 표기함) 100에서, ECU(600)는 브레이크압센서(2100)로부터 전송되는 신호로부터 회생전력값(P)을 산출한다. 일례로서, 회생전력값(P)은 도 3에 도시된 것과 같은 지도를 토대로 산출되되, 상기 회생전력값(P)은 파라미터로서 브레이크압에 대응하여 사전에 미리 저장된다.
S102에서, ECU(600)는 배터리(100)의 온도, 충전 상태 등을 토대로 배터리에 대한 충전전력제한값 WIN(B)을 산출한다.
S104에서, ECU(600)는 캐패시터(700)의 온도, 전압 등을 토대로 캐패시터에 대한 충전전력제한값 WIN(C)을 산출한다.
S106에서, ECU(600)는 회생전력값(P)이 배터리에 대한 충전전력제한값 WIN(B)과 캐패시터에 대한 충전전력제한값 WIN(C)의 합계보다 큰 지의 여부를 판정한다. 그것이 더 큰 것으로 판정된다면(S106에서 YES), 처리는 S108로 진행되고, 그렇지 않으면(S106에서 NO), 처리가 S112로 진행된다.
S108에서, ECU(600)는 배터리(100)가 우선적으로 충전되는 경우에도 캐패시터(700)를 완전히 충전하기에 충분한 큰 회생에너지가 발생될 것으로 추정한다. 이 단계에서, ECU(600)는 배터리(100)가 우선적으로 충전되는 경우에도 캐패시터(700) 가 우선적으로 충전되는 경우에서와 동일한 양의 전기에너지로 캐패시터(700)를 충전하기에 충분한 큰 회생에너지가 발생되는 것으로 추정할 수도 있다.
S110에서, ECU(600)는 승압컨버터(800)의 출력전압을 캐패시터(700)의 전압보다 크지 않도록 설정하기 위한 제어신호를 전송하여, 배터리(100)가 우선적으로 충전되도록 한다.
S112에서, ECU(600)는 배터리(100)가 우선적으로 충전되는 경우에도 캐패시터(700)를 완전히 충전하기에 충분한 큰 회생에너지가 발생되지 않을 것으로 추정한다. 이 단계에서, ECU(600)는 배터리(100)가 우선적으로 충전되는 경우에도 캐패시터(700)가 우선적으로 충전되는 경우에서와 동일한 양의 전기에너지로 캐패시터(700)를 충전하기에 충분한 큰 회생에너지가 발생되지 않을 것으로 추정할 수도 있다.
S114에서, ECU(600)는 승압컨버터(800)의 출력전압을 캐패시터(700)의 전압보다 높게 설정하기 위한 제어신호를 전송하여, 캐패시터(700)가 우선적으로 충전되도록 한다.
상술된 구성 및 흐름도를 토대로 본 실시예에 따른 ECU(600)의 동작을 설명하기로 한다.
우선, 도 4에 도시된 것과 같은 회생에너지가 발생되는 것으로 가정한다. 도 4에 도시된 회생에너지는 시각 T(1)에서 T(0)까지 발생하고, 회생전력값(P)은 배터리에 대한 충전전력제한값 WIN(B)보다 작다. 이러한 상황에서 배터리(100)가 우선적으로 충전되는 경우, 회생에너지는 배터리(100)에 완전히 저장될 것이며, 캐패시 터(700)는 충전되지 않을 것이다. 그러므로, 회생전력값 P(1)은 브레이크압을 토대로 산출되고(S100), 회생전력 P(1)이 배터리에 대한 충전전력제한값 WIN(B)과 캐패시터에 대한 충전전력제한값 WIN(C)의 합계보다 적으므로(S106에서 NO), 큰 회생에너지가 발생되지 않은 것으로 추정된다(S112). 따라서, 캐패시터(700)가 우선적으로 충전된다(S114). 이러한 방식으로, 상기 발생된 회생에너지로 캐패시터(700)가 충전될 수 있다. 따라서, 캐패시터(700)는 가속 시에 순간적인 고출력을 위한 준비를 위해 사전에 미리 충전될 수 있으므로, 만족할 만한 가속 성능이 달성될 수 있게 된다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같은 회생에너지가 발생되는 것으로 가정한다. 도 5에 도시된 회생에너지는 시각 T(1)에서 T(0)까지 발생하고, 회생전력값(P)은 배터리에 대한 충전전력제한값 WIN(B)과 캐패시터에 대한 충전전력제한값 WIN(C)의 합계보다 크다. 이러한 상황에서는, 배터리(100)가 우선적으로 충전되는 경우에도, 배터리(100)에 저장될 수 없는 잉여 전력에 의해 캐패시터(700)가 완전히 충전될 수 있다.
이러한 상황에서도 캐패시터(700)가 우선적으로 충전되어야 한다면, 캐패시터(700)에 대한 충전에 우선권이 주어지고, 도 6에 도시된 바와 같이 배터리(100)에 대한 충전 개시 시간이 시각 T(1)에서 T(3)으로 지연되며, 배터리(100)에서의 충전량이 감소한다. 도 6의 쇄선은 캐패시터(700)가 우선적으로 충전되는 경우, 배터리(100)에 의해 회수되는 회생에너지만을 나타낸다. 배터리(100)와 캐패시터(700) 중 어느 것이 우선적으로 충전될지라도, 캐패시터(700)에 저장되는 충전량 은 동일하며, 캐패시터가 완전히 충전 가능하다는 점에 유의한다. 그러므로, 회생에너지의 전체 회수량이 감소하게 된다.
이에 따라, 회생전력값 P(2)은 브레이크압을 토대로 산출된다(S100). 회생전력값 P(2)은 배터리에 대한 충전전력제한값 WIN(B)과 캐패시터에 대한 충전전력제한값 WIN(C)의 합계보다 크기 때문에(S106에서 YES), 큰 회생에너지가 발생될 것으로 추정되고(S108), 배터리(100)가 우선적으로 충전된다(S110).
그러므로, 캐패시터(700)가 우선적으로 충전되는 접근법에 비해, 도 5에 도시된 바와 같이 배터리(100)의 충전 개시 시간을 T(3)에서 T(1)로 더욱 빠르게 설정할 수 있게 되는 한편, 캐패시터(700)는 같은 양의 전기에너지로 완전히 충전된다. 그러므로, 보다 많은 양의 회생에너지로 배터리(100)를 충전할 수 있게 된다. 따라서, 최대 회생에너지가 회수될 수 있는 한편, 만족할 만한 가속 성능을 보장하게 된다.
상술된 바와 같이, 본 실시예의 전력제어장치에 따르면, 브레이크압을 토대로 산출된 회생전력값이 배터리에 대한 충전전력제한값과 캐패시터에 대한 충전전력제한값의 합계보다 큰 경우, 배터리가 우선적으로 충전된다. 그러므로, 캐패시터가 우선적으로 충전되는 접근법에 비해, 배터리의 충전 개시 시간을 더욱 빠르게 설정함으로써 보다 많은 양의 회생에너지로 배터리를 충전할 수 있게 되는 한편, 캐패시터가 같은 양의 전기에너지로 완전히 충전된다. 따라서, 충분한 가속 성능을 보장하면서도 회수된 회생에너지의 양의 감소를 방지할 수 있게 된다.
본 실시예에서, 큰 회생에너지가 발생되는 지의 여부는 도 2의 흐름도에서, 회생전력값(P) 및 배터리에 대한 충전전력제한값 WIN(B)과 캐패시터에 대한 충전전력제한값 WIN(C)의 합계간의 비교 결과(S106)를 토대로 추정된다(S108, S112). 큰 회생전력이 발생될 지의 여부를 판정하는 방법이 이것으로 제한되는 것은 아니다. 일례로서, 배터리(100)의 정격충전전력과 캐패시터(700)의 정격충전전력을 토대로 결정되는 임계값이 저장될 수도 있고, 상기 회생전력값(P)과 임계값간의 비교 결과를 토대로 큰 회생전력이 발생될 지의 여부가 추정될 수도 있다.
<제2실시예>
본 실시예에 따른 전력제어장치를 설명하기로 한다. 본 실시예의 전력제어장치는, 브레이크압센서(2100) 및 ECU(600) 대신에, 내비게이션장치(2200) 및 ECU(1600)를 포함한다는 점에서 상술된 제1실시예에 따른 전력제어장치의 구조와 상이하다. ECU(1600)는 프로그램의 제어 구조에서만 제1실시예에 따른 전력제어장치를 구현하는 ECU(600)와 상이하다. 이러한 점들을 제외하고는, 상술된 제1실시예에 따른 전력제어장치와 구조가 동일하다. 동일한 구성요소들은 동일한 참조 부호들로 표시된다. 이들 기능 또한 동일하다. 그러므로, 그 상세한 설명을 여기서 반복하지는 않기로 한다.
도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 전력제어장치를 탑재한 차량을 설명하기로 한다.
내비게이션장치(2200)는 GPS(Global Positioning System)의 위성으로부터 수신되는 차량 자체의 위치 정보를 토대로 차량주행정보를 산출한다. 상기 차량주행정보는 내비게이션장치(2200) 상에 기록된 지도데이터를 토대로, 차량의 지도 상에 주행위치정보를 포함한다. 이는 차량 앞 도로의 경사 정보의 산출을 가능하게 한다. 내비게이션장치(2200)는 상기 산출된 차량주행정보를 나타내는 신호를 ECU(1600)에 전송한다.
도 8을 참조하여, 본 실시예에 따른 전력제어장치를 탑재한 ECU(1600)에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조를 설명하기로 한다. 도 8의 흐름도에서, 도 2의 흐름도에서와 동일한 처리단계는 동일한 단계 번호로 표시되어 있다. 이들 단계의 처리는 동일하다. 그러므로, 그 상세한 설명을 여기서 반복하지는 않기로 한다.
S200에서, ECU(1600)는 내비게이션장치(2200)에 의해 산출되는 차량주행정보를 취득한다.
S202에서, ECU(1600)는 내비게이션장치(2200)로부터 취득한 차량주행정보를 토대로, 사전설정된 경사 이상의 내리막길이 사전설정된 거리 이상 계속되는 지의 여부를 판정한다. 계속되는 것으로 판정된다면(S202에서 YES), 처리는 S108로 진행된다. 그렇지 않으면(S202에서 NO), 처리가 S112로 진행된다.
본 실시예에 따른 전력제어장치를 구현하는 ECU(1600)에 의하면, 사전설정된 경사 이상의 내리막길이 사전설정된 거리 이상 계속되는 지의 여부가 내비게이션장치(2200)로부터 취득하는 차량주행정보를 토대로 판정된다(S202). 차량이 장거리로 가파른 경사의 내리막길을 주행 중이면, 가파른 경사에 대응하는 큰 회생력이 운전자에 의해 종종 요구된다. 구체적으로는, 큰 회생전력이 장시간 동안 계속되어, 큰 회생에너지가 발생하는 경우가 종종 있다. 그러므로, 사전설정된 경사 이상의 내리막길이 사전설정된 거리 이상 계속되는 것으로 판정된다면(S202에서 YES), 큰 회생 전력이 발생될 것으로 추정되고(S108), 배터리(100)가 우선적으로 충전된다(S110). 결과적으로는, 제1실시예와 유사하게, 캐패시터(700)가 우선적으로 충전되는 접근법에 비해, 배터리(100)의 충전 개시 시간을 더욱 빨리 설정함으로써 더 많은 양의 회생에너지로 배터리(100)를 충전할 수 있는 한편, 캐패시터가 같은 양의 전기에너지로 완전히 충전된다.
본 명세서에 기술된 실시예들은 단지 예시적인 것으로 제한적으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 범위는 기록된 실시예들의 상세한 설명을 적절하게 고려하여 각각의 청구범위에 의해 결정되고, 상기 청구범위 및 그와 균등의 의미를 갖는 범위 내에서 변형예들을 포괄하고 있다.

Claims (20)

  1. 제동 시에 2차전지의 정격전압보다 높은 전압의 회생전력을 발생시키는 주행용 회전전기기계를 포함하는 차량의 전력제어장치에 있어서,
    상기 회전전기기계에 연결되어, 상기 회생전력을 변환 및 출력하는 인버터;
    상기 인버터와 상기 2차전지 사이에 연결되어, 변환된 상기 회생전력의 전압을 상기 2차전지의 정격전압으로 변환하고 그 결과적인 전압을 출력하는 컨버터;
    상기 컨버터와 상기 인버터 사이에 상기 2차전지와 병렬로 연결되어, 상기 2차전지보다 정격충방전전력이 크고 축전용량은 적은 캐패시터;
    상기 2차전지 또는 상기 캐패시터 중 어느 것을 우선적으로 충전하도록 절환되는 절환유닛; 및
    상기 절환유닛에 연결된 연산유닛을 포함하여 이루어지고,
    상기 연산유닛은 상기 회생전력이 사전설정된 값 이상인 지의 여부를 판정하고, 상기 사전설정된 값 이상인 것으로 판정된다면 상기 2차전지가 우선적으로 충전되고, 상기 사전설정된 값보다 낮은 것으로 판정된다면 상기 캐패시터가 우선적으로 충전되도록 상기 절환유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사전설정된 값은, 상기 2차전지에 대한 충전전력의 제1제어상한값과 상기 캐패시터에 대한 충전전력의 제2제어상한값을 토대로 설정되는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 사전설정된 값은, 상기 제1제어상한값과 상기 제2제어상한값의 합계가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연산유닛은 또한 상기 차량의 브레이크압을 토대로 상기 회생전력을 산출하는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  5. 제동 시에 2차전지의 정격전압보다 높은 전압의 회생전력을 발생시키는 주행용 회전전기기계를 포함하는 차량의 전력제어장치에 있어서,
    상기 회전전기기계에 연결되어, 상기 회생전력을 변환 및 출력하는 인버터;
    상기 인버터와 상기 2차전지 사이에 연결되어, 변환된 상기 회생전력의 전압을 상기 2차전지의 정격전압으로 변환하고 그 결과적인 전압을 출력하는 컨버터;
    상기 컨버터와 상기 인버터 사이에 상기 2차전지와 병렬로 연결되어, 상기 2차전지보다 정격충방전전력이 크고 축전용량은 적은 캐패시터;
    상기 2차전지 또는 상기 캐패시터 중 어느 것을 우선적으로 충전하도록 절환되는 절환유닛; 및
    상기 절환유닛에 연결된 연산유닛을 포함하여 이루어지고,
    상기 연산유닛은, 상기 2차전지가 우선적으로 충전되는 경우에도, 사전설정된 값 이상의 전기에너지로 상기 캐패시터를 충전하기에 충분한 큰 회생에너지가 발생될 것인 지의 여부를 추정하고, 상기 큰 회생에너지가 발생될 것으로 추정된다면 상기 2차전지가 우선적으로 충전되고, 상기 큰 회생에너지가 발생되지 않을 것으로 추정된다면 상기 캐패시터가 우선적으로 충전되도록 상기 절환유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 사전설정된 값은, 상기 차량의 운전자의 요구에 대응하는 전력을 출력하기에 충분한 값인 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 연산유닛은 또한 상기 차량의 브레이크압을 토대로 상기 회생전력을 산출하고, 산출된 상기 회생전력을 토대로 상기 큰 회생에너지가 발생될 것인 지의 여부를 추정하는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연산유닛은, 산출된 상기 회생전력 이외에, 상기 2차전지에 대한 충전전력의 제1제어상한값과 상기 캐패시터에 대한 충전전력의 제2제어상한값을 토대로 상기 큰 회생에너지가 발생될 것인 지의 여부를 추정하는 것을 특징으로 하는 전력 제어장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연산유닛은, 산출된 상기 회생전력값이 상기 제1제어상한값과 상기 제2제어상한값의 합계보다 큰 경우, 상기 큰 회생에너지가 발생될 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  10. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 연산유닛은, 내비게이션장치로부터의 정보를 토대로, 상기 큰 회생에너지가 발생될 것인 지의 여부를 추정하는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  11. 제동 시에 2차전지의 정격전압보다 높은 전압의 회생전력을 발생시키는 주행용 회전전기기계를 포함하는 차량의 전력제어장치에 있어서,
    상기 회전전기기계에 연결되어, 상기 회생전력을 변환 및 출력하는 인버터;
    상기 인버터와 상기 2차전지 사이에 연결되어, 변환된 상기 회생전력의 전압을 상기 2차전지의 정격전압으로 변환하고 그 결과적인 전압을 출력하는 컨버터;
    상기 컨버터와 상기 인버터 사이에 상기 2차전지와 병렬로 연결되어, 상기 2차전지보다 정격충방전전력이 크고 축전용량은 적은 캐패시터;
    상기 2차전지 또는 상기 캐패시터 중 어느 것을 우선적으로 충전하도록 절환되는 절환수단;
    상기 회생전력이 사전설정된 값 이상인 지의 여부를 판정하기 위한 수단; 및
    상기 사전설정된 값 이상인 것으로 판정된다면 상기 2차전지가 우선적으로 충전되고, 상기 사전설정된 값보다 낮은 것으로 판정된다면 상기 캐패시터가 우선적으로 충전되도록 상기 절환수단을 제어하기 위한 제어수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 사전설정된 값은, 상기 2차전지에 대한 충전전력의 제1제어상한값과 상기 캐패시터에 대한 충전전력의 제2제어상한값을 토대로 설정되는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 사전설정된 값은, 상기 제1제어상한값과 상기 제2제어상한값의 합계가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량의 브레이크압을 토대로 상기 회생전력을 산출하기 위한 수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  15. 제동 시에 2차전지의 정격전압보다 높은 전압의 회생전력을 발생시키는 주행 용 회전전기기계를 포함하는 차량의 전력제어장치에 있어서,
    상기 회전전기기계에 연결되어, 상기 회생전력을 변환 및 출력하는 인버터;
    상기 인버터와 상기 2차전지 사이에 연결되어, 변환된 상기 회생전력의 전압을 상기 2차전지의 정격전압으로 변환하고 그 결과적인 전압을 출력하는 컨버터;
    상기 컨버터와 상기 인버터 사이에 상기 2차전지와 병렬로 연결되어, 상기 2차전지보다 정격충방전전력이 크고 축전용량은 적은 캐패시터;
    상기 2차전지 또는 상기 캐패시터 중 어느 것을 우선적으로 충전하도록 절환되는 절환수단;
    상기 2차전지가 우선적으로 충전되는 경우에도, 사전설정된 값 이상의 전기에너지로 상기 캐패시터를 충전하기에 충분한 큰 회생에너지가 발생될 것인 지의 여부를 추정하기 위한 추정수단; 및
    상기 큰 회생에너지가 발생될 것으로 추정된다면 상기 2차전지가 우선적으로 충전되고, 상기 큰 회생에너지가 발생되지 않을 것으로 추정된다면 상기 캐패시터가 우선적으로 충전되도록 상기 절환수단을 제어하기 위한 제어수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 사전설정된 값은, 상기 차량의 운전자의 요구에 대응하는 전력을 출력하기에 충분한 값인 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 차량의 브레이크압을 토대로 상기 회생전력을 산출하기 위한 수단을 더 포함하여 이루어지고,
    상기 추정수단은 산출된 상기 회생전력을 토대로 상기 큰 회생에너지가 발생될 것인 지의 여부를 추정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 추정수단은, 산출된 상기 회생전력 이외에, 상기 2차전지에 대한 충전전력의 제1제어상한값과 상기 캐패시터에 대한 충전전력의 제2제어상한값을 토대로 상기 큰 회생에너지가 발생될 것인 지의 여부를 추정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 추정수단은, 산출된 상기 회생전력값이 상기 제1제어상한값과 상기 제2제어상한값의 합계보다 큰 경우, 상기 큰 회생에너지가 발생될 것으로 추정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
  20. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 추정수단은, 내비게이션장치로부터의 정보를 토대로, 상기 큰 회생에너 지가 발생될 것인 지의 여부를 추정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력제어장치.
KR1020097002346A 2006-07-10 2007-07-02 차량의 전력제어장치 KR101245807B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2006-189408 2006-07-10
JP2006189408A JP4179352B2 (ja) 2006-07-10 2006-07-10 車両の電力制御装置
PCT/JP2007/063619 WO2008007626A1 (fr) 2006-07-10 2007-07-02 Dispositif de commande de puissance de véhicule

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090037447A KR20090037447A (ko) 2009-04-15
KR101245807B1 true KR101245807B1 (ko) 2013-03-20

Family

ID=38923186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097002346A KR101245807B1 (ko) 2006-07-10 2007-07-02 차량의 전력제어장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7923951B2 (ko)
EP (1) EP2039559B1 (ko)
JP (1) JP4179352B2 (ko)
KR (1) KR101245807B1 (ko)
CN (1) CN101489824B (ko)
WO (1) WO2008007626A1 (ko)

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5558022B2 (ja) * 2009-04-15 2014-07-23 株式会社東芝 電気車の蓄電制御装置及び蓄電制御方法
JP4930653B2 (ja) * 2009-05-14 2012-05-16 トヨタ自動車株式会社 車両用充電装置
ES2358714B1 (es) * 2009-05-22 2012-03-21 Universitat Politècnica De Catalunya Bicicleta eléctrica con capacidad para recuperar energ�?a en bajadas y frenadas.
JP5141641B2 (ja) * 2009-06-15 2013-02-13 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 電源制御装置、画像形成装置、および電源装置の制御方法
JP4893804B2 (ja) * 2009-11-05 2012-03-07 トヨタ自動車株式会社 車両用電源装置
KR101146644B1 (ko) * 2009-12-22 2012-05-22 한국과학기술원 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 시스템 및 방법
KR101134562B1 (ko) * 2009-12-23 2012-04-13 한국과학기술원 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 시스템 및 방법
JP5189607B2 (ja) * 2010-02-04 2013-04-24 トヨタ自動車株式会社 車両用電源装置
FI125208B (fi) * 2010-05-25 2015-07-15 Sandvik Mining & Constr Oy Kallionporauslaite ja menetelmä alamäkiajoon
WO2012017602A1 (ja) * 2010-08-02 2012-02-09 パナソニック株式会社 車両用電源装置
JP5632271B2 (ja) * 2010-12-08 2014-11-26 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ 電気自動車の電源制御装置
EP2660444B1 (en) * 2010-12-28 2018-08-08 Nissan Motor Co., Ltd Vehicle regeneration control device
JP5478743B2 (ja) * 2011-02-14 2014-04-23 三菱電機株式会社 電力回生電源システム
FR2975242B1 (fr) * 2011-05-13 2013-04-26 Michelin Soc Tech Dispositif et procede de gestion du freinage electrique d'un vehicule
FR2975243B1 (fr) * 2011-05-13 2013-04-26 Michelin Soc Tech Dispositif et procede de gestion du freinage electrique d'un vehicule
WO2012176942A1 (ko) * 2011-06-22 2012-12-27 한국과학기술원 전력 공급 시스템 및 방법
WO2012176943A1 (ko) * 2011-06-22 2012-12-27 한국과학기술원 전력 공급 시스템 및 방법
EP2548757B1 (de) * 2011-07-18 2014-10-29 Siemens Aktiengesellschaft Antriebssystem und Verfahren zum Betrieb eines solchen Antriebssystems
JP5840425B2 (ja) 2011-08-31 2016-01-06 株式会社東芝 電気鉄道車両の充電システム
FR2983436B1 (fr) * 2011-12-05 2013-11-22 Renault Sa Estimation d'energie recuperee
FR2990079B1 (fr) * 2012-04-25 2016-01-08 Peugeot Citroen Automobiles Sa Circuit electrique d'un vehicule automobile a plusieurs stockeurs d'electricite
JP5817649B2 (ja) * 2012-06-04 2015-11-18 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
US10252623B2 (en) 2012-11-12 2019-04-09 Volvo Truck Corporation Charge/discharge system
US9061599B2 (en) 2013-01-11 2015-06-23 Johnson Controls Technology Company System and method for optimizing the storing of vehicular energy
US9667182B2 (en) * 2013-04-05 2017-05-30 Minėbea Co., Ltd. Method for controlling a brushless electric motor
JP5979316B2 (ja) * 2013-06-03 2016-08-24 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
BR112016010829B1 (pt) * 2013-11-13 2021-06-22 Volvo Lastvagnar Aktiebolag Sistema de carga/descarga
DE102013225884A1 (de) * 2013-12-13 2015-06-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorladen eines elektrischen Zwischenkreisspeichers
FR3017754B1 (fr) * 2014-02-14 2018-04-27 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Systeme d'alimentation a tension continue configure pour precharger un condensateur de filtrage avant l'alimentation d'une charge
JP6233172B2 (ja) * 2014-04-23 2017-11-22 富士通株式会社 電動モーター制御装置及び電動モーターの制御方法
CN203984052U (zh) 2014-07-28 2014-12-03 微宏动力系统（湖州）有限公司 混合电源
JP5826907B2 (ja) * 2014-10-09 2015-12-02 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ 電気自動車の電源制御装置
WO2017015586A1 (en) * 2015-07-23 2017-01-26 Briggs & Stratton Corporation Lithium-ion battery including two power supplies
KR20180137560A (ko) * 2016-08-09 2018-12-27 가부시끼가이샤 도시바 축전 시스템, 차량, 및 기계 설비
US10353452B2 (en) 2017-01-27 2019-07-16 International Business Machines Corporation Hierarchical prioritized charging for battery backup units on computing data centers
WO2018222261A1 (en) * 2017-06-01 2018-12-06 Florida Atlantic University Board Of Trustees Systems and methods for federated power management
US10011178B1 (en) * 2017-06-08 2018-07-03 Ford Global Technologies, Llc DC inverter having reduced switching loss and reduced voltage spikes
FR3069120B1 (fr) * 2017-07-17 2024-08-16 Valeo Equip Electr Moteur Procede de controle- commande d'une machine electrique tournante, notamment pour vehicule automobile
JP6907887B2 (ja) * 2017-10-30 2021-07-21 トヨタ自動車株式会社 車両のハイブリッドシステム
JP2019154203A (ja) * 2018-03-06 2019-09-12 トヨタ自動車株式会社 電動車両の充電制御装置
JP7149093B2 (ja) * 2018-03-30 2022-10-06 本田技研工業株式会社 車両電源システム
GB2584624B (en) * 2019-05-28 2021-08-25 Gupta Sanjay An apparatus and method for discharging the hybrid battery modules, and extending the range of the battery pack
KR102629082B1 (ko) * 2019-07-05 2024-01-29 현대자동차주식회사 차량 및 그 제어 방법
US11091041B1 (en) * 2020-07-14 2021-08-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Electric system for a motor vehicle comprising a switching matrix, and motor vehicle
CN116118530A (zh) 2021-11-12 2023-05-16 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于电池电动车的多功能dc-dc转换器
DE102022110788A1 (de) 2022-05-03 2023-11-09 Audi Aktiengesellschaft Elektrofahrzeug mit einem Kondensator als Teil eines Energiespeichers und Verfahren zum Betreiben eines Elektrofahrzeugs
DE102022112907B3 (de) * 2022-05-23 2023-10-26 Next.E.Go Mobile SE Verfahren zum Betreiben eines Hybridenergiespeichersystems, Hybridenergiespeichersystem und Kraftfahrzeug

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000188802A (ja) * 1998-12-22 2000-07-04 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の充電制御装置
JP2003199203A (ja) * 2001-12-25 2003-07-11 Toshiba Corp 回生エネルギー蓄積装置の保護方法及び回生エネルギー蓄積装置
KR20050005696A (ko) * 2003-07-07 2005-01-14 현대자동차주식회사 전기자동차의 공조 시스템을 이용한 회생 제동 시스템 및그 방법
WO2005081395A1 (ja) * 2004-02-19 2005-09-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha モータ駆動装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5397991A (en) * 1988-07-13 1995-03-14 Electronic Development Inc. Multi-battery charging system for reduced fuel consumption and emissions in automotive vehicles
JPH0530608A (ja) 1991-07-17 1993-02-05 Aisin Aw Co Ltd 電気自動車のハイブリツドシステム
JP2753907B2 (ja) * 1991-11-18 1998-05-20 株式会社エクォス・リサーチ モータ駆動のための電源装置
JPH06113407A (ja) 1992-09-29 1994-04-22 Isuzu Motors Ltd 車両用エネルギー回生システムの電源装置
US5488283A (en) * 1993-09-28 1996-01-30 Globe-Union, Inc. Vehicle battery system providing battery back-up and opportunity charging
JP3336777B2 (ja) 1994-10-25 2002-10-21 株式会社エクォス・リサーチ ハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法
JPH09322314A (ja) * 1996-05-31 1997-12-12 Isuzu Motors Ltd 電気自動車電源制御装置
US7023107B2 (en) * 2003-01-24 2006-04-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Power circuit for battery
JP2004320872A (ja) 2003-04-15 2004-11-11 Isuzu Motors Ltd 車両用電源装置
JP2005067559A (ja) 2003-08-28 2005-03-17 Toyoda Mach Works Ltd 補助駆動装置及び四輪駆動車両
JP4100335B2 (ja) * 2003-11-28 2008-06-11 株式会社エクォス・リサーチ 駆動制御装置、及びハイブリッド車両
US7417407B1 (en) * 2004-10-13 2008-08-26 The University Of Toledo Circuit with a switch for charging a battery in a battery capacitor circuit
JP4735000B2 (ja) * 2004-10-29 2011-07-27 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動装置
US7960855B2 (en) * 2004-12-15 2011-06-14 General Electric Company System and method for providing power control of an energy storage system
JP4839722B2 (ja) * 2005-08-08 2011-12-21 トヨタ自動車株式会社 車両の電源装置
CN1751910A (zh) * 2005-10-17 2006-03-29 上海交大神舟汽车设计开发有限公司 超级电容快速充电公交电车
DE102005055004A1 (de) * 2005-11-18 2007-05-24 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Steuern des Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs
JP4644163B2 (ja) * 2006-07-04 2011-03-02 トヨタ自動車株式会社 車両の電力制御装置
JP4277884B2 (ja) * 2006-07-31 2009-06-10 トヨタ自動車株式会社 車両の駆動装置
JP4894656B2 (ja) * 2007-07-13 2012-03-14 トヨタ自動車株式会社 車両

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000188802A (ja) * 1998-12-22 2000-07-04 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の充電制御装置
JP2003199203A (ja) * 2001-12-25 2003-07-11 Toshiba Corp 回生エネルギー蓄積装置の保護方法及び回生エネルギー蓄積装置
KR20050005696A (ko) * 2003-07-07 2005-01-14 현대자동차주식회사 전기자동차의 공조 시스템을 이용한 회생 제동 시스템 및그 방법
WO2005081395A1 (ja) * 2004-02-19 2005-09-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha モータ駆動装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008017681A (ja) 2008-01-24
CN101489824A (zh) 2009-07-22
WO2008007626A1 (fr) 2008-01-17
JP4179352B2 (ja) 2008-11-12
KR20090037447A (ko) 2009-04-15
US20090167217A1 (en) 2009-07-02
EP2039559A1 (en) 2009-03-25
EP2039559B1 (en) 2019-02-27
US7923951B2 (en) 2011-04-12
EP2039559A4 (en) 2015-08-05
CN101489824B (zh) 2011-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101245807B1 (ko) 차량의 전력제어장치
US11312358B2 (en) Hybrid vehicle
KR101192113B1 (ko) 하이브리드 차량의 제어 장치
KR101143438B1 (ko) 차량의 전력제어장치
US8467924B2 (en) Control apparatus and control method for hybrid vehicle
CN111055691B (zh) 车辆的制动控制装置
US8725339B2 (en) Method for controlling a hybrid traction assembly and hybrid vehicle controlled according to such a method
US10981455B2 (en) Electric vehicle
US20150046010A1 (en) Electric power generation control system for hybrid automobile
US20210402976A1 (en) Method of Controlling Generator for Vehicle
JP2007336715A (ja) 車両用の電力供給装置
US20190105979A1 (en) Hybrid vehicle
CN107532528B (zh) 交流发电机的控制单元、交流发电机的驱动控制方法、以及发动机车辆的电源管理系统
JP6319077B2 (ja) ハイブリッド車両
US11312360B2 (en) Control system for vehicle
JP2012019587A (ja) 電動車両
KR100579298B1 (ko) 환경 차량의 보조 배터리 충전 제어방법
US10737683B2 (en) Hybrid vehicle and method for controlling the same
EP4378774A1 (en) Method and device for regenerative control of hybrid vehicle
KR20190072924A (ko) 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법
JP2019202559A (ja) 電動車両の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20110805

Effective date: 20121221

S901 Examination by remand of revocation
GRNO Decision to grant (after opposition)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160219

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170221

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180220

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190219

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200219

Year of fee payment: 8