KR101359809B1 - Output control apparatus of electric vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 출력 제어 장치는, 전동 차량에서, 냉간 시동시에서의 배터리의 열화를 방지하고, 배터리 온도가 상승한 경우에, 모터의 출력 변화가 원활해지는 맵 전환을 가능하게 한다.
이 출력 제어 장치는, 모터(23)에 대하여 전력을 공급하는 배터리(36)와, 차속 센서(91)와, 배터리(36)의 온도를 검출하는 온도 센서(92)와, 차속에 따라서 모터(23)에의 출력값을 설정한 맵에 기초하여 배터리(36)로부터 모터(23)에 공급되는 전력량을 제어하는 제어부(71)를 포함하고, 상기 맵은, 배터리 온도가 소정 온도 이상일 때 사용하는 통상 맵과, 소정 온도 미만일 때 사용하는 냉간 맵을 갖는 것인 출력 제어 장치로서, 제어부(71)는, 모터(23)의 시동시에 배터리 온도가 소정 온도 미만인 경우에, 상기 냉간 맵을 이용하여 배터리(36)의 방전을 제어하고, 그 후의 주행시에 배터리 온도가 소정 온도 이상일 때, 차속이 제로 근방이 되는 것을 기다려 냉간 맵으로부터 통상 맵으로 전환한다.The output control device according to the present invention prevents deterioration of the battery during cold start in an electric vehicle, and enables the map switching to smooth the change in the output of the motor when the battery temperature rises.
The output control device includes a battery 36 for supplying electric power to the motor 23, a vehicle speed sensor 91, a temperature sensor 92 for detecting the temperature of the battery 36, and a motor according to the vehicle speed. A control unit 71 for controlling the amount of power supplied from the battery 36 to the motor 23 based on the map in which the output value to 23 is set, wherein the map is a normal map used when the battery temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. And a cold map to be used when the temperature is lower than a predetermined temperature, wherein the control unit 71 uses the cold map when the battery temperature is lower than the predetermined temperature at the start of the motor 23. The discharge of 36) is controlled, and when the battery temperature is higher than or equal to the predetermined temperature at the time of subsequent driving, the vehicle speed is switched to zero and the state is switched from the cold map to the normal map.
Description
본 발명은, 전동(電動) 스쿠터 등의 모터를 포함하는 전동 차량에서의 출력 제어 장치에 관한 것으로, 특히 한랭지에서 사용할 때 배터리의 온도 특성에 맞춰 모터의 출력을 제어하기 위한 출력 제어 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
전동 차량은, 차축을 회전 구동시키기 위한 모터와, 이 모터에 대하여 전력을 공급하는 배터리를 탑재하고 있다. 모터를 구동원으로 하는 전동 차량에서는, 차속이나 그립 개방도 등을 파라미터로 하여 배터리로부터 모터로의 방전량을 제어하는 맵(통상 맵)을 구비하는 제어부에 의해, 이 맵에 기초하여 모터의 출력이 제어된다.The electric vehicle has a motor for rotating the axle and a battery for supplying electric power to the motor. In an electric vehicle using a motor as a drive source, the output of the motor is controlled by a control unit having a map (normal map) for controlling the amount of discharge from the battery to the motor using the vehicle speed, the grip opening degree, and the like as parameters. Controlled.
전동 차량에 관하여, 바깥 기온이 0℃ 이하인 한랭지에서의 사용을 고려한 경우, 배터리의 온도는 낮은 상태가 되고, 이 상태로 통상 맵을 이용하여 모터의 출력을 제어한 경우, 배터리의 방전 능력에 제한이 있기 때문에, 과방전 등의 현상이 발생함으로써 배터리의 조기 소모를 야기할 가능성이 있다.In the case of electric vehicles, when considering the use in cold districts where the outside temperature is 0 ° C or less, the temperature of the battery becomes low, and in this state, when the output of the motor is controlled by using a normal map, the discharge capacity of the battery is limited. Because of this, the phenomenon such as over discharge may occur, which may cause premature consumption of the battery.
한편, 전동 차량에서, 배터리의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과, 검출된 온도가 소정 온도 이하인 경우, 온도에 따라서 변화하는 방전 전력 상한치를 넘지 않도록, 방전 전력을 제어하는 충방전 전력 제어 수단을 구비함으로써, 배터리의 온도를 검지하고, 저온일 때에는 통상에 비하여 방전 능력을 제한하여 저온 환경하에서 큰 전류가 흐르는 것을 억제하며, 배터리의 단자 전압의 저하를 방지하는 구성이 특허문헌 1에 기재되어 있다.On the other hand, in an electric vehicle, it is provided with the temperature detection means which detects the temperature of a battery, and the charge / discharge power control means which controls discharge power so that it may not exceed the upper limit of discharge power which changes according to temperature, if the detected temperature is below predetermined temperature. Thus,
맵에 의해 모터의 출력을 제어하는 경우, 배터리의 온도가 저온일 때에는, 통상 맵에 대하여 냉간 맵을 사용함으로써 방전 능력을 제한하는 것을 고려할 수 있다.When the output of the motor is controlled by the map, when the temperature of the battery is low, it is possible to consider limiting the discharge capacity by using a cold map for the normal map.
이 경우, 전동 차량이 저온일 때 시동후, 냉간 맵에 기초하는 출력 제어에 의한 주행으로 배터리의 방전이 진행됨에 따라서, 배터리의 온도가 상승하지만, 상승후에는 방전 능력이 제한되지 않는 통상 맵을 이용하는 편이 출력 조정을 하는 그립의 그립 개방도에 대한 응답 등이 우수하기 때문에 바람직하다.In this case, after the start of the electric vehicle at a low temperature, as the discharge of the battery proceeds by running by the output control based on the cold map, the temperature of the battery rises, but after the rise, a normal map is not limited. It is preferable to use it because the response to the grip opening degree of the grip for output adjustment is excellent.
그러나, 주행중에 냉간 맵으로부터 통상 맵으로 전환된 경우, 모터의 출력 변화에 대하여 운전자가 위화감을 느끼는 경우가 있다. 예를 들어, 주행중에 냉간 맵으로부터 통상 맵으로 전환된 경우, 동일한 그립 개방도인데 갑자기 차량의 구동력이 상승하여 주행감에 위화감이 생기는 것이 예상된다.However, when the vehicle is switched from the cold map to the normal map while driving, the driver may feel discomfort with the change in the output of the motor. For example, when switching from the cold map to the normal map while driving, it is expected that the driving force of the vehicle suddenly rises with the same grip opening degree, causing a sense of discomfort in the running feeling.
즉, 단순히 배터리의 온도에 의해 맵을 전환하여 모터 출력을 변화시키는 것은, 모터의 출력 제어에 있어서 적절하지 않다고 하는 과제가 존재했다.In other words, there was a problem that simply changing the map by changing the temperature of the battery to change the motor output is not suitable for controlling the output of the motor.
또한, 배터리를 구성하는 Li 이온 전지는, 저온시 또는 열화(劣化)시에 내부 임피던스가 상승하기 때문에, 신품 상온시의 출력 전류를 얻고자 하면, 허용되어 있는 하한 전압 이상의 전압이 생겨 방전 정지가 발생할 가능성도 있다.In addition, since the internal impedance of the Li-ion battery constituting the battery increases at low temperature or deterioration, when the output current at new room temperature is to be obtained, a voltage above the allowable lower limit voltage is generated and discharge stops. It is also possible.
본 발명은 상기 실정을 감안하여 제안된 것으로, 전동 차량에 있어서, 냉간 시동시에서의 배터리의 열화를 방지하고, 배터리 온도가 상승한 경우에, 주행중에서의 모터의 출력 변화가 원활해지는 맵 전환을 가능하게 하는 전동 차량에서의 출력 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and in an electric vehicle, it is possible to prevent the deterioration of the battery during cold start, and to switch the map to smooth the change of the output of the motor during driving when the battery temperature rises. It is an object of the present invention to provide an output control device in an electric vehicle.
상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 따른 발명은, 차량의 구동원인 모터(23)에 대하여 전력을 공급하는 배터리(36)와, 차량의 속도(차속)를 검출하는 차속 센서(91)와, 상기 배터리(36)의 온도를 검출하는 온도 센서(92)와, 상기 차속에 따라서 상기 모터(23)에의 출력값을 설정한 맵에 기초하여 상기 배터리(36)로부터 상기 모터(23)에 공급되는 전력량을 제어하는 제어부(71)를 포함하고, 상기 맵은, 상기 배터리(36)의 온도가 소정 온도 이상일 때 이용되는 통상 맵과, 상기 배터리(36)의 온도가 소정 온도 미만일 때 이용되는 냉간 맵을 갖는 전동 차량에서의 출력 제어 장치에 있어서,In order to achieve the above object, the invention according to
상기 제어부(71)는, 상기 모터(23)의 시동시에 상기 배터리(36)의 온도가 소정 온도 미만인 경우에, 상기 냉간 맵을 이용하여 배터리(36)의 방전을 제어하고, 그 후의 주행시에 상기 배터리(36)의 온도가 소정 온도 이상이 된 경우에는, 차속이 제로 근방이 되는 것을 기다려 냉간 맵으로부터 통상 맵으로 전환하는 것을 제1 특징으로 하고 있다.The
청구항 2의 발명은, 청구항 1의 전동 차량에서의 출력 제어 장치에 있어서, 상기 배터리(36)는 복수의 셀로 구성되고, 상기 제어부(71)에 의한 맵 전환을 위한 배터리(36)의 온도는, 상기 복수의 셀 중에서 가장 온도가 낮은 셀로 대표하는 것을 제2 특징으로 하고 있다.In the invention according to claim 2, in the output control apparatus in the electric vehicle of
청구항 3의 발명은, 청구항 1의 전동 차량에서의 출력 제어 장치에 있어서, 상기 통상 맵은, 복수의 방전 특성을 갖고, 배터리의 상태에 따라서 천이(遷移)되는 것을 제3 특징으로 하고 있다.According to a third aspect of the present invention, in the output control apparatus of the electric vehicle of
청구항 4의 발명은, 청구항 3의 전동 차량에서의 출력 제어 장치에 있어서, 상기 통상 맵은, 상기 냉간 맵보다 낮은 방전 특성을 갖는 엠프티 맵을 갖고, 상기 엠프티 맵으로 천이된 경우는, 그 후에 다른 맵으로 천이되지는 않는 것을 제4 특징으로 하고 있다.In the output control apparatus of the electric vehicle of Claim 3, when the said normal map has an empty map which has a discharge characteristic lower than the said cold map, and it transitions to the empty map, A fourth feature is that it does not transition to another map later.
제1 특징에 의하면, 배터리(36)로부터 모터(23)에 공급되는 전력량은 냉간 맵에 기초하여 제어되기 때문에, 냉간 시동(주행시)에서의 배터리(36)의 열화를 억제할 수 있고, 냉간 맵에 의한 제어시에 배터리(36)의 온도가 소정 온도 이상이 된 경우는, 통상 맵으로 전환하지 않고 그대로 냉간 맵에 의해 제어되기 때문에, 냉간 시동에서의 주행중에 맵이 전환됨으로써 주행감이 저하되는 것을 방지할 수 있다.According to the first aspect, since the amount of power supplied from the
그리고, 냉간 맵으로부터 통상 맵으로의 전환은, 차속이 제로 근방이 되는 것을 기다려 행해지기 때문에, 냉간 시동에서 주행중의 맵 전환을 방지하고, 모터의 출력 변화가 원활해지는 맵 전환을 가능하게 할 수 있다.And since the switch from a cold map to a normal map is performed waiting for the vehicle speed to be near zero, it is possible to prevent map switching during driving during cold start and to enable map switching in which the output change of the motor is smoothed. .
제2 특징에 의하면, 맵 전환을 위한 배터리(36)의 온도는, 배터리(36)를 구성하는 복수의 셀 중에서 가장 온도가 낮은 셀이 대표함으로써, 가장 온도가 낮은 셀에 대응하여 방전 특성을 바꿀 수 있어, 배터리(36)의 모듈 전체의 열화 방지를 도모할 수 있다.According to the second feature, the temperature of the
제3 특징에 의하면, 복수의 맵을 준비하고 복수의 방전 특성을 가짐으로써, 운전 상황에 적합한 섬세한 제어를 가능하게 하여 배터리의 열화를 방지할 수 있다.According to the third aspect, by preparing a plurality of maps and having a plurality of discharge characteristics, it is possible to enable delicate control suitable for the driving situation and to prevent deterioration of the battery.
제4 특징에 의하면, 배터리(36) 용량이 제로에 근접한 경우에도, 엠프티 맵을 가짐으로써, 미리 설정된 최저 이동 거리(예를 들어 100 m)를 확보할 수 있다.According to the fourth feature, even when the capacity of the
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 출력 제어 장치가 탑재된 전동 이륜차의 외관 설명도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 출력 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 출력 제어 장치에서 전환되는 복수의 맵의 차속에 대한 구동력 특성을 나타내는 그래프도이다.
도 4는 출력 제어 장치에서 맵을 전환하는 순서를 나타내는 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is an external view explanatory drawing of the electric motorcycle which mounted the output control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.
2 is a block diagram showing a configuration of an output control device according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing driving force characteristics for vehicle speeds of a plurality of maps switched in the output control device.
4 is a flowchart showing a procedure of switching a map in the output control device.
본 발명의 전동 이륜차에 있어서 출력 제어 장치의 실시형태의 일례에 관해, 도면을 참조하면서 설명한다.An example of embodiment of an output control apparatus in the electric two-wheeled vehicle of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은, 본 발명의 출력 제어 장치가 탑재된 전동 차량의 일례를 나타내는 좌측면도이다. 전동 차량(1)은 저상(低床) 플로어를 갖는 스쿠터형 이륜차이며, 차체 프레임(F)에 각 구성 부분이 직접 또는 다른 부재를 통해 간접적으로 부착되어 있다.1 is a left side view showing an example of an electric vehicle on which the output control device of the present invention is mounted. The
도 1에서, 차체 프레임(F)은, 앞부분인 헤드파이프(26)와, 헤드파이프(26)에 선단이 접합되고 후단이 아래쪽으로 연장되어 있는 다운 프레임(27)과, 다운 프레임(27)의 하부에 연결되고 차체 폭방향 좌우로 각각 분기되어 차체 후방쪽으로 연장되어 있는 한 쌍의 언더 프레임(28)과, 언더 프레임(28)으로부터 차체 상측 후방으로 연장되어 있는 리어 프레임(29)을 포함한다. 헤드파이프(26)는, 스티어링 축(20)을 회동 가능하게 지지한다. 스티어링 축(20)의 상부에는 스티어링 핸들(25)이 연결되고, 하부에는 전륜(WF)을 지지하는 프론트 포크(24)가 연결된다.In FIG. 1, the vehicle body frame F includes a
스티어링 핸들(25)의 각 선단에는 그립이 장착되고, 전동 차량의 전방을 향해 스티어링 핸들(25)의 우측 위치에 장착된 그립이 회동 가능하게 구성됨으로써, 그립 각도에 따라서 모터(23)의 출력을 조정 가능하게 구성되어 있다.A grip is mounted at each tip of the
헤드파이프(26)의 앞부분에는 파이프로 이루어진 프론트 스테이(50)가 결합되고, 이 프론트 스테이(50)의 전단부에는 헤드라이트(51)가 부착되며, 헤드라이트(51)의 위쪽에는 브래킷(57)에 의해 지지되는 프론트 캐리어(19)가 마련된다.A
차체 프레임(F)의, 언더 프레임(28)과 리어 프레임(29)의 중간 영역에, 차체 후방을 향해 연장되는 피봇 플레이트(30)가 접합되어 있고, 이 피봇 플레이트(30)에는, 차체 폭방향으로 연장되어 있는 피봇축(32)이 설치되며, 이 피봇축(32)에 의해 스윙 아암(22)이 상하 요동 가능하게 지지된다. 스윙 아암(22)에는, 차량 구동원으로서의 전동 모터(23)가 설치되고, 모터(23)의 출력은 후륜 차축(21)에 전달되어, 후륜 차축(21)에 지지된 후륜(WR)이 구동된다. 후륜 차축(21)을 포함하는 하우징과 리어 프레임(29)은, 리어 서스펜션(33)에 의해 연결된다. 피봇 플레이트(30)의 아래쪽 연장 부분에는, 정차중에 차체를 지지하는 사이드 스탠드(31)가 회동 가능하게 부착되고, 스윙 아암(22)의 하면에는 메인 스탠드(34)가 부착되어 있다.A
복수의 배터리 셀을 배터리 케이스(37)에 내장한 고전압(예를 들어, 72 볼트 정격)의 메인 배터리(36)가 언더 프레임(28)에 탑재된다. 메인 배터리(36)의 앞부분에는, 배터리 냉각풍으로서의 공기를 배터리 케이스(37) 내에 도입하는 덕트(64)가 접속관(65)을 통해 연결되고, 덕트(64)의 위쪽에는, 접속관(66)을 통해 에어 클리너(68)가 설치된다. 에어 클리너(68)는 헤드파이프(26)와 거의 동일한 높이로 설치된다.The
배터리 케이스(37)의 후방부에는 덕트(69)가 연결되고, 이 덕트(69)의 뒷부분은 송풍 수단인 냉각 팬(70)에 연결된다. 냉각 팬(70)은, 언더 프레임(28)으로부터 비스듬하게 상측 후방으로 연장되어 있는 리어 프레임(29)을 따라서 배치된다. 냉각 팬(70)은, 바람직하게는 시로코 팬이고, 덕트(64) 및 접속관(65, 66)이나 덕트(69)를 통하여 배터리 케이스(37) 내에 송풍되는 공기의 유동 방향을 반전시킬 수 있도록 회전 방향을 반전 가능하게 구성된다.A
리어 프레임(29) 상에는 메인 배터리(36)를 충전하는 외부의 충전기로부터 연장되는 충전 케이블에 접속되는 급전측 커넥터를 결합할 수 있는 수전(受電)측 커넥터(78)가 설치된다. 리어 프레임(29)에는 또한 리어 캐리어(59)나 테일라이트(52)가 설치된다.On the
좌우 한 쌍의 리어 프레임(29) 사이에는 짐칸(38)이 설치되고, 이 짐칸(38)으로부터 하부로 돌출되어 있는 짐칸 바닥부(38a)에는, 메인 배터리(36)로 충전되는 저전압(예를 들어, 12 볼트 정격)의 서브 배터리(40)가 수용된다. 짐칸(38) 상에는, 짐칸(38)의 덮개를 겸용하는 운전자 시트(39)가 설치된다.A
차체 프레임(F)은, 합성 수지제의 차체 커버로 덮인다. 차체 커버는, 핸들 커버(56), 프론트 커버(42), 레그 실드(43), 저상 플로어(44), 플로어 사이드 커버(45), 언더 커버(46), 시트 하측 앞부분 커버(47), 사이드 커버(48) 및 리어 커버(49)를 포함한다.The vehicle body frame F is covered with a vehicle body cover made of synthetic resin. The body cover includes a
프론트 커버(42)는, 헤드파이프(26)나 프론트 스테이(50) 등을 전방으로부터 덮는다. 레그 실드(43)는 프론트 커버(42)에 이어지고, 운전자 시트(39)에 앉은 운전자의 다리 전방에 위치하도록 배치되어, 헤드파이프(26), 덕트(64) 및 접속관(66)을 운전자 시트(39)측으로부터 덮는다. 저상 플로어(44)는 레그 실드(43)의 하부에 이어지고, 플로어 사이드 커버(45)는 저상 플로어(44)에 이어진다. 저상 플로어(44)는 배터리 케이스(37)를 위쪽으로부터 덮고, 플로어 사이드 커버(45)는 언더 프레임(28) 및 배터리 케이스(37)를 차체 좌우측으로부터 덮는다.The
언더 커버(46)는 좌우의 플로어 사이드 커버(45)의 하측 가장자리 사이에 걸쳐진다. 시트 하측 앞부분 커버(47)는 짐칸(38)을 전방으로부터 덮도록 저상 플로어(44)의 후단으로부터 세워져 있다. 좌우 한 쌍의 사이드 커버(48)는 짐칸(38)을 좌우로부터 덮도록 하여 상기 시트 하측 앞부분 커버(47)의 양측에 이어진다. 리어 커버(49)는 후륜(WR)을 위쪽으로부터 덮고 사이드 커버(48)에 이어진다.The under
도 2는, 본 발명의 출력 제어 장치가 포함된 전동 차량의 전기 계통을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing an electric system of an electric vehicle in which the output control device of the present invention is included.
제어부(71)는, 모터(23)를 구동시키기 위한 파워ㆍ드라이브ㆍ유닛(PDU) 및 제어 유닛(ECU)을 포함하여 구성되고, 퓨즈(72) 및 제1 릴레이 스위치(73)를 통해 메인 배터리(36)의 플러스측 단자에 접속된다. 제1 릴레이 스위치(73)에는 제2 릴레이 스위치(74) 및 저항(76)을 포함하는 직렬 회로가 병렬로 접속된다. 메인 배터리(36) 및 서브 배터리(40)는, 충전기(75)에 의해 외부 전원(PS)으로부터 공급되는 전력으로 충전할 수 있다. 충전기(75)는 급전측 커넥터(77)를 포함하고, 차량에 설치되는 수전측 커넥터(78)와 접속 가능하다. 수전측 커넥터(78)는 DC-DC 컨버터(79)에 접속된다.The
또한, 제어부(71)에는 전동 차량의 차속을 검지하는 차속 센서(91)가 접속되고, 차속에 따라서 구동력이 설정된 복수의 맵에 기초하여 메인 배터리(36)로부터 모터(23)에 공급되는 전력량을 제어한다. 제어부(71)가 갖는 복수의 맵에 의한 출력 제어에 대해 후술한다.In addition, the
DC-DC 컨버터(79)는, 수전측 커넥터(78)에 접속되는 한 쌍의 라인(L1, L2)의 한쪽(L1)에 삽입되는 전계 효과형 트랜지스터(FET; 80)와, 충전기(76)로부터의 전압을 저전압(예를 들어 12 볼트)으로 강하시키기 위해 라인(L1, L2)에 접속되는 전압 강하 회로(81)를 포함한다. 라인(L1, L2)은, 고전압의 충전 전류로 메인 배터리(36)를 충전하기 위해, 제2 릴레이 스위치(74)(프리차지 컨택터) 및 저항(76)을 포함하는 직렬 회로와, 제1 릴레이 스위치(73)(메인 컨택터)와의 병렬 회로를 통해 메인 배터리(36)에 접속된다. 전압 강하 회로(81)의 출력측은 서브 배터리(40)에 접속된다. 메인 배터리(36)는 복수의 배터리 셀을 갖는 모듈 구조로 구성되고, 각 배터리 셀의 온도를 검지하는 온도 센서(92)가 메인 배터리(36)의 각 배터리 셀의 근방 위치에 각각 배치되어 있다.The DC-
제어부(71)에 내장된 ECU에는 서브 배터리(40)가 메인 스위치(82)를 통해 접속되어, 제어용 전력이 서브 배터리(40)로부터 공급된다. 서브 배터리(40)는 메인 스위치(82)를 통해 배터리 관리 유닛(BMU; 83)에도 접속되고, BMU(83)는 제1 릴레이 스위치(73) 및 제2 릴레이 스위치(74)의 온ㆍ오프를 지시하는 기능을 갖는다. 각 배터리 셀의 온도를 검지하는 온도 센서(92)도 BMU(83)에 각각 접속되어 있다. 또한, 제어부(71)는 BMU(83)에 접속되고, BMU(83)에서 얻은 메인 배터리(36)에 관한 정보는, 제어부(71)측에 출력되도록 되어 있다.The sub-battery 40 is connected to the ECU built in the
동작시에, 메인 스위치(82)를 온으로 하면, BMU(83)은 제2 릴레이 스위치(74)를 온으로 하여 메인 배터리(36)로부터 제2 릴레이 스위치(74), 저항(76) 및 퓨즈(72)를 통해 제어부(71)의 PDU에 전류를 흘리고, 그 후 제1 릴레이 스위치(73)를 온으로 한다. 이와 같이, 제2 릴레이 스위치(74)를 온으로 한 후에 제1 릴레이 스위치(73)를 온으로 하는 것은, 제어부(71)의 PDU에 설치되어 있는 콘덴서에의 돌입 전류가 제1 릴레이 스위치(73)에 흐르는 것을 방지하기 위해서이다.In operation, when the
제1 릴레이 스위치(73), 제2 릴레이 스위치(74) 및 BMU(83)은, 메인 배터리(36)와 함께 배터리 케이스(37)에 수납할 수 있다.The
다음으로, 제어부(71)에 의해 모터(23)에 공급하는 전력량의 제어에 대해 설명한다.Next, the control of the amount of power supplied to the
제어부(71)는, 도 3에 나타낸 바와 같은, 차속에 따라서 구동력이 설정된 복수의 맵에 기초하여 메인 배터리(36)로부터 모터(23)에 공급되는 전력량을 제어한다. 복수의 맵은, 통상 주행시에 사용하는 통상 맵과, 한랭지에서의 시동에 적합한 특성을 갖는 냉간 맵(1.8 ㎾ 맵)으로 구성되어 있다.The
각 맵은, 횡축을 차속(㎞/h), 종축을 후륜 구동력(N)으로 하여, 모터(23)의 출력을 조정하는 그립의 그립 각도의 완전 개방시에서의 출력 한계를 나타내는 것이며, 그립 각도 완전 개방시에, 횡축의 차속에 따른 종축의 후륜 구동력(N)을 얻을 수 있도록 메인 배터리(36)로부터 모터(23)에 공급되는 전력이 제어된다.Each map shows the output limit at the full opening of the grip angle of the grip adjusting the output of the
그립 각도가 완전 개방이 아닌 경우는, 예를 들어, 맵에서의 차속에 대응하는 후륜 구동력의 최고치(완전 개방시)와 0 사이의 후륜 구동력에서 그립 각도에 대략 비례하는 후륜 구동력치가 부여되는 전력량이 메인 배터리(36)로부터 모터(23)에 공급된다.If the grip angle is not fully open, for example, the amount of electric power to which the rear wheel drive force value which is approximately proportional to the grip angle is given at the rear wheel drive force between the maximum (at full opening) and zero of the rear wheel drive force corresponding to the vehicle speed in the map. It is supplied from the
통상 맵은, 통상의 주행시에 사용되는 것으로, 배터리의 잔류 용량(열화 상태, 온도)에 대응하여 제어할 수 있도록, 구동 특성이 상이한 3종류의 맵(3.6 ㎾ 맵, 2.7 ㎾ 맵, 2.0 ㎾ 맵)을 포함하고 있다. 이 경우의 「3.6 ㎾」 등의 수치는, 배터리의 방전량의 최대값에 대하여, 이것보다 낮게 설정된 값으로 되어 있다.The normal map is used at the time of normal driving, and can be controlled in correspondence with the remaining capacity (deterioration state, temperature) of the battery so that three kinds of maps having different driving characteristics (3.6 mW map, 2.7 mW map, 2.0 mW map) can be controlled. ) Is included. The numerical value of "3.6 kV" etc. in this case becomes a value set lower than this with respect to the maximum value of the discharge amount of a battery.
3.6 ㎾ 맵은 메인 배터리(36)의 충전량이 풀인 경우에 사용하는 맵이며, 2.7 ㎾ 맵은 충전량이 조금 적어진 경우, 2.0 ㎾ 맵은 더욱 적어진 경우에 사용된다.The 3.6 kW map is a map used when the charge amount of the
또한, 주행시에, 배터리의 잔류 용량이 저하되는 등의 현상이 발생한 경우에, 맵을 적절하게 전환함으로써 구동 특성을 천이시켜, 과방전의 발생을 방지하도록 되어 있다.In addition, when a phenomenon such as a decrease in the remaining capacity of the battery occurs during traveling, the drive characteristics are shifted by appropriately switching the map to prevent the occurrence of over discharge.
냉간 맵(1.8 ㎾ 맵)은, 배터리 온도가 낮은 경우에 사용하는 맵이며, 통상 맵(2.0 ㎾ 맵)보다 낮은 방전 특성으로 함으로써, 한랭지에서의 모터(23)의 시동에 적합한 특성이 설정되어 있다.The cold map (1.8 kW map) is a map used when the battery temperature is low, and the characteristics suitable for starting the
3.6 ㎾ 맵, 2.7 ㎾ 맵, 2.0 ㎾ 맵 및 1.8 ㎾ 맵 사이의 전환은, 배터리의 열화 상태에 따라서 적절하게 전환되도록 되어 있어도 좋다.The switching between the 3.6 kW map, the 2.7 kW map, the 2.0 kW map and the 1.8 kW map may be appropriately switched depending on the deteriorated state of the battery.
또한, 통상 맵은, 메인 배터리(36)의 배터리 용량이 적은 경우에 사용하는 엠프티 맵을 포함하고 있다. 이 엠프티 맵은, 냉간 맵보다 더욱 낮은 방전 특성을 갖고 있다. 즉, 엠프티 맵은, 배터리 용량이 완전히 없어져 출력 정지에 이르기 전에 사용 가능한 특성을 갖고 있고, 예를 들어, 차량이 도로의 한가운데에서 정지하지 않도록, 100∼200 m 정도 이동할 수 있는 구동 특성을 갖고 있다.In addition, the normal map contains the empty map used when the battery capacity of the
모터 시동시에서의 제어부(71)에 의한 출력 제어에 관해, 도 4의 흐름도를 참조하면서 설명한다.Output control by the
차량의 메인 스위치를 온하여 모터 시동이 행해지면(단계 101), BMU(83)은, 메인 배터리(36)의 각 배터리 셀의 온도를 온도 센서(92)에 의해 검출하고, 배터리 셀 중의 가장 낮은 배터리 온도가 소정값 미만(예를 들어, 0℃ 미만)인지의 여부를 판단한다(단계 102). 메인 배터리(36)를 구성하는 복수의 배터리 셀 중에서 가장 온도가 낮은 배터리 셀을 판단 기준으로 함으로써, 가장 온도가 낮은 배터리 셀에 대응하여 방전 특성을 바꿀 수 있어, 메인 배터리(36)에 대하여 모듈 전체의 열화 방지를 도모하기 위함이다.When the motor is started by turning on the main switch of the vehicle (step 101), the
배터리 온도가 소정값 이상인 경우에는, 통상 맵인 3.6 ㎾ 맵이 선택되고(단계 103), 3.6 ㎾ 맵의 구동 특성에 의해 후륜 구동력이 제어되어 모터가 구동된다.When the battery temperature is higher than or equal to the predetermined value, a 3.6 kW map, which is a normal map, is selected (step 103), and the rear wheel driving force is controlled by the driving characteristic of the 3.6 kW map to drive the motor.
배터리 온도가 소정값 미만인 경우에는(단계 102), 냉간 맵인 1.8 ㎾ 맵이 선택되고(단계 104), 1.8 ㎾ 맵의 구동 특성에 의해 후륜 구동력이 얻어지는 전력이 공급되는 제어에 의해 모터가 구동된다. 이것은, 저온일 때(0℃)에는, 전지의 출력 특성이 저하되므로, 통상시와 같이 출력시키면, 과방전 등의 사태가 발생하게 되기 때문이다.If the battery temperature is lower than the predetermined value (step 102), the 1.8 kW map, which is a cold map, is selected (step 104), and the motor is driven by control in which electric power to obtain rear wheel driving force is supplied by the driving characteristics of the 1.8 kW map. This is because, at low temperatures (0 ° C.), the output characteristics of the battery are lowered. Therefore, when outputted as usual, situations such as overdischarge may occur.
차량의 주행이 개시되고, 차속이 「0」 근방이 된 경우(단계 105), 배터리 온도가 상승하여 소정값 이상(예를 들어, 3℃ 이상)이 되었는지의 여부를 판단한다(단계 106). 차속이 「0」 근방이 된 경우란, 예를 들어, 차량이 정지하는, 차속이 3 ㎞ 이하인 거의 정지하는 상태가 된 경우를 말한다.When the vehicle starts to travel and the vehicle speed becomes near "0" (step 105), it is determined whether or not the battery temperature rises to be above a predetermined value (for example, 3 ° C or more) (step 106). The case where the vehicle speed becomes near "0" means, for example, the case where the vehicle is stopped and the vehicle speed is almost stopped, which is 3 km or less.
배터리 온도가 소정값 이상(예를 들어, 3℃ 이상)이 되지 않은 경우는, 냉간 맵(1.8 ㎾ 맵)의 구동 특성에 의한 제어가 계속된다.When the battery temperature does not reach the predetermined value or more (for example, 3 ° C. or more), control by the drive characteristic of the cold map (1.8 kW map) is continued.
배터리 온도가 소정값 이상(예를 들어, 3℃ 이상)이 된 경우는, 차속 센서(91)에 의해 차속이 「0」 근방이라고 판단된 경우에, 냉간 맵(1.8 ㎾ 맵)으로부터 통상 맵(3.6 ㎾ 맵)으로 전환되고(단계 107), 3.6 ㎾ 맵의 구동 특성에 의해 제어된다.When the battery temperature becomes more than a predetermined value (for example, 3 ° C. or more), when it is determined by the
전술한 제어부(71)의 출력 제어에 의하면, 냉간 맵을 사용하여 모터(23)가 시동되어 주행하는 중에 메인 배터리(36)의 온도가 소정 온도 이상이 된 경우는, 통상 맵으로 전환하지 않고 그대로 냉간 맵에 의해 제어되기 때문에, 냉간 시동에서의 주행중에 맵이 전환됨으로써 주행감이 저하되는 것을 방지할 수 있다.According to the output control of the
또한, 냉간 맵으로부터 통상 맵으로 이행함에 있어서, 차속이 「0」에 근접하는 것을 요건으로 하고 있기 때문에, 냉간 맵에서의 주행중에 맵의 전환이 필요해진 경우에도, 냉간 시동에서 주행중에서의 맵 전환을 방지하고, 냉간 맵으로부터 통상 맵으로의 전환은, 차속이 제로 근방에 되는 것을 기다려 행해지기 때문에, 모터의 출력 변화가 원활해지는 맵 전환을 가능하게 할 수 있다.In addition, since the vehicle speed is required to be close to "0" in the transition from the cold map to the normal map, even when the map needs to be changed during the running in the cold map, the map is changed during the cold start. And the switch from the cold map to the normal map is performed while waiting for the vehicle speed to be near zero, so that it is possible to enable the map switching to smooth the change in the output of the motor.
전술한 제어예에서는, 차속이 「0」 근방이라고 판단된 경우에, 냉간 맵으로부터 통상 맵으로 전환하도록 했지만, 모터(23)의 회전수를 항상 검출하여, 회전수가 소정의 회전수(예를 들어, 아이들 회전수) 이하가 된 경우에, 냉간 맵으로부터 통상 맵으로 전환하도록 해도 좋다. 이 경우, 차속이 어느 정도 있더라도 모터(23)의 회전수가 낮아지면 전환이 가능해진다.In the above-described control example, when it is determined that the vehicle speed is in the vicinity of "0", it is made to switch from a cold map to a normal map, but the rotation speed of the
계속해서, 통상 맵에서의 주행중에 있어서 맵의 전환 이행에 관해 설명한다.Subsequently, the transition transition of the map while driving on the normal map will be described.
통상 맵에는, 전술한 바와 같이, 3.6 ㎾ 맵과 2.7 ㎾ 맵과 2.0 ㎾ 맵, 1.8 ㎾ 맵과 엠프티 맵이 있다. 차량의 주행중에는, 메인 배터리(36)의 각 배터리 셀의 전압이 감시되고, 최소 전압의 배터리 셀의 전압이 소정 전압(예를 들어, 195 V) 이하가 된 경우에는, 낮은 출력에 대응하는 맵으로 순차적으로 전환됨으로써 메인 배터리(36)의 상태에 따라서 맵이 천이된다. 3.6 ㎾ 맵과 2.7 ㎾ 맵과 2.0 ㎾ 맵과 1.8 ㎾ 맵 사이에서는, 낮은 출력측으로의 전환과 함께, 소정 전압을 기준으로 하여 높은 출력측으로의 전환이 되는 맵 복귀가 행해진다.As described above, the normal map includes a 3.6 ms map, a 2.7 ms map, a 2.0 ms map, a 1.8 ms map and an empty map. While the vehicle is running, the voltage of each battery cell of the
전술한 제어를 함으로써, 통상 맵을 사용하는 출력 제어에서, 복수의 맵을 준비하여 복수의 방전 특성으로 출력이 제어됨으로써, 운전 상황에 적합한 섬세한 제어가 가능하고, 효율적으로 메인 배터리(36)의 열화를 방지할 수 있다.By performing the above-described control, in output control using a normal map, a plurality of maps are prepared and output is controlled by a plurality of discharge characteristics, so that delicate control suitable for a driving situation is possible, and the deterioration of the
또한, 통상 맵(2.0 ㎾ 맵) 또는 냉간 맵을 사용하는 중에 메인 배터리(36)에서의 최소 배터리 셀의 전압이 1.90 V 이하인 경우는, 엠프티 맵으로 전환하고, 일단 엠프티 맵으로 이행한 경우에는, 배터리의 상태가 변화되더라도 다른 맵으로의 복귀는 행해지지 않도록 되어 있다. 이것은, 다른 맵으로의 복귀에 의해 높은 전압이 출력되면, 배터리 잔량이 있음에도 불구하고 방전량이 커져 차량 정지가 발생하는 것을 방지하기 위해서이다.In addition, when the voltage of the minimum battery cell in the
엠프티 맵에서의 제어를 함으로써, 메인 배터리(36)의 배터리 용량이 0에 가까운 경우에도, 미리 설정된 최저 이동 거리(예를 들어 100∼200 m)를 확보하도록 전력을 공급함으로써 모터(23)를 구동시킬 수 있다.By performing the control on the empty map, even when the battery capacity of the
23 : 모터
36 : 메인 배터리
71 : 제어부
91 : 차속 센서
92 : 온도 센서23: motor
36: main battery
71: control unit
91: vehicle speed sensor
92: temperature sensor
Claims (4)
상기 제어부(71)는, 상기 모터(23)의 시동시에 상기 배터리(36)의 온도가 정해진 온도 미만인 경우에, 상기 냉간 맵을 이용하여 배터리(36)의 방전을 제어하고, 그 후의 주행시에 상기 배터리(36)의 온도가 정해진 온도 이상이 된 경우에는, 차속이 제로 근방이 되는 것을 기다려 냉간 맵으로부터 통상 맵으로 전환하는 것을 특징으로 하는 전동 차량에서의 출력 제어 장치.The battery 36 which supplies electric power to the motor 23 which is the driving source of the vehicle, the vehicle speed sensor 91 which detects the speed (vehicle speed) of the vehicle, and the temperature sensor 92 which detects the temperature of the battery 36 And a control unit 71 for controlling the amount of power supplied from the battery 36 to the motor 23 based on a map in which the output value to the motor 23 is set according to the vehicle speed. In the output control apparatus in an electric vehicle having a normal map used when the temperature of the battery is above a predetermined temperature, and a cold map used when the temperature of the battery is below a predetermined temperature,
The control unit 71 controls the discharge of the battery 36 by using the cold map when the temperature of the battery 36 is lower than a predetermined temperature at the start of the motor 23, and then at the time of subsequent driving. When the temperature of the battery (36) becomes more than the predetermined temperature, the output control device for an electric vehicle, characterized by waiting for the vehicle speed to be near zero to switch from the cold map to the normal map.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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