KR101517693B1 - Method for controlling torque using battery voltage prediction of electric vehicle - Google Patents

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김재환
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Abstract

The present invention relates to a torque control method using battery voltage prediction of an electric vehicle to realize a safe control by estimating battery prospective voltage and controlling torque. The torque control method comprises; (a) a step of calculating pedal torque based on an accelerator pedal; (b) a step of calculating required torque based on the calculated pedal torque; (c) a step of calculating battery prospective current based on the required torque; (d) a step of calculating compensation voltage by mixing the battery prospective current, stage of charge (SOC) of a battery, and battery temperature; and (e) a step of outputting or reducing torque by comparing the calculated compensation voltage with a predetermined safe range voltage. Therefore, the safe control can be realized by estimating the compensation voltage by prospective current and reducing the torque before battery voltage gets lower based on the compensation voltage and removing a risk element in which a battery is discharged and a vehicle operation is stopped.

Description

전기자동차의 배터리 전압예측을 이용한 토크 제어방법{Method for controlling torque using battery voltage prediction of electric vehicle}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a torque control method using an electric vehicle,

본 발명은 전기자동차의 배터리 전압예측을 이용한 토크(torque) 제어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 예상전압을 추정하여 토크를 제어함으로써 안전제어를 실현할 수 있도록 한 전기자동차의 배터리 전압예측을 이용한 토크 제어방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to torque control using battery voltage prediction of an electric vehicle, and more particularly, to torque control using an electric vehicle's battery voltage prediction which realizes safety control by estimating a battery estimated voltage, And a control method.

오늘날 화석연료를 사용하는 가솔린, 디젤 등의 엔진 차량은 배기가스로 인한 환경오염, 이산화탄소로 인한 지구온난화, 오존 생성 등으로 인한 호흡기 질환 유발, 연료 고갈 등의 여러 문제점이 있다. Today, engine vehicles such as gasoline and diesel that use fossil fuels have various problems such as environmental pollution caused by exhaust gas, global warming due to carbon dioxide, respiratory disease caused by ozone generation, and fuel exhaustion.

이러한 문제점을 해결하기 위해 배터리를 동력원으로, 구동모터를 구동원으로 사용하여 주행하는 순수 전기자동차(Electric Vehicle, EV)나, 엔진과 구동모터를 구동원으로 사용하여 주행하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 연료전지와 구동모터를 동력원과 구동원으로 사용하여 주행하는 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) 등의 친환경 전기자동차가 개발되어 왔다.In order to solve these problems, a pure electric vehicle (EV) that uses a battery as a power source and a drive motor as a drive source, a hybrid electric vehicle (HEV) that uses an engine and a drive motor as a drive source, ), A fuel cell vehicle (FCEV), which uses a fuel cell and a driving motor as a power source and a driving source, have been developed.

이러한 전기자동차에서는 배터리를 사용하며, 배터리 관리 시스템(BMS)을 이용하여 배터리 충전상태(SOC; State of Charge)를 측정하고 배터리 상태를 예측한다. In such an electric vehicle, a battery is used and a battery management system (BMS) is used to measure the state of charge (SOC) and predict the state of the battery.

배터리 관리 시스템은 배터리 관리방법의 하나로서 배터리 충전상태를 측정하고, 충전상태가 달라지면서 얼만큼의 주행이 가능한가를 예측하고, 충전상태가 낮은 한계치에 도달하면 주행을 멈추고 충전을 해야한다는 경고를 발생하게 된다.The battery management system is a battery management method that measures the battery charge state, predicts how much the battery can travel as the charge state changes, and warns that when the charge state reaches the low limit, .

또한, 다른 관리방법으로서 배터리 전압을 모니터해 낮은 전압이 되면 문제가 발생하지 않도록 토크를 낮추는 제어 기술을 이용한다.Another management method is to use a control technique that monitors the battery voltage and lowers the torque to avoid problems when the voltage is low.

전기자동차에서 배터리를 관리하는 다른 종래기술이 하기의 <특허문헌 1> 대한민국 공개특허 특2003-0038992호(2003.05.17. 공개), <특허문헌 2> 대한민국 등록특허 등록번호 10-1091347호(2011.12.07. 공개), <특허문헌 3> 대한민국 공개특허 공개번호 10-2011-0084633호(2011.07.26. 공개) 및 <특허문헌 4> 대한민국 공개특허 공개번호 10-2005-0019856호(2005.03.03. 공개)에 개시되었다.Other conventional technologies for managing a battery in an electric vehicle are disclosed in Patent Document 1, Korean Patent Publication No. 2003-0038992 (published on May 17, 2003), Patent Document 2 (Korean Patent Registration No. 10-1091347) (Patent Document 3), Korean Patent Laid-open Publication No. 10-2011-0084633 (Published on July 26, 2011), and Patent Document 4 (Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0019856 .

종래기술로 제안된 <특허문헌 1>은 센서에 의존하여 배터리전압을 측정하고, 정형화된 퓨커트(Peukert) 방정식을 이용하여 배터리의 충전상태(SOC)를 추정하고, 안전범위를 벗어나면 전류를 제한한다.Patent Document 1 proposed in the prior art discloses a technique of measuring a battery voltage depending on a sensor, estimating a state of charge (SOC) of the battery using a standardized Peukert equation, Limit.

<특허문헌 2>는 센서에 의존하여 배터리 전압을 측정하고, 부하/무부하 전압 차를 측정하여, 전압 차를 기초로 배터리의 정전용량을 구하여 배터리 정전용량 상태를 추정하게 된다.In Patent Document 2, battery voltage is measured depending on a sensor, a load / no-load voltage difference is measured, and a capacitance of a battery is obtained based on a voltage difference to estimate a battery capacitance state.

<특허문헌 3>은 1차적으로 센서에 의존하여 배터리 전압 및 전류를 추정하고, 일정 기간 후에 센서에 의존하여 배터리 전압 및 전류를 추정하고, 상기 두 값과 전류적산량을 비교하여 배터리 열화도를 추정하여, 수명을 예측하게 된다.Patent Document 3 discloses a technique of estimating battery voltage and current based on a sensor, estimating a battery voltage and current depending on a sensor after a predetermined period of time, comparing the two values with a current accumulation amount, And estimates the lifetime.

그리고 <특허문헌 4>는 전류를 측정하여 배터리의 전류 치가 오차를 포함한 값이 되거나 이상인 값이 된 경우에도 SOC 추정의 정밀도를 향상시키기 위한 배터리 충전상태 추정장치를 제공한다.
Patent Document 4 proposes a battery charging state estimating apparatus for measuring the current to improve the accuracy of SOC estimation even when the current value of the battery becomes a value including an error or an error.

대한민국 공개특허 특2003-0038992호(2003.05.17. 공개)Korean Patent Publication No. 2003-0038992 (published on May 17, 2003) 대한민국 등록특허 등록번호 10-1091347호(2011.12.07. 공개)Korea Registered Patent Registration No. 10-1091347 (Published Dec. 2011) 대한민국 공개특허 공개번호 10-2011-0084633호(2011.07.26. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2011-0084633 (disclosed on July 26, 2011) 대한민국 공개특허 공개번호 10-2005-0019856호(2005.03.03. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2005-0019856 (published on Mar. 3, 2005)

그러나 상기와 같은 종래기술들은 센서에 의존한 배터리 충전상태 추정이므로, 배터리 전압의 예측에 정확성이 떨어지고, 배터리 전압이 안전범위를 벗어나는지를 미리 예측하는 것이 불가능하다는 문제점이 있었다.
However, since the above-described conventional techniques are based on the sensor-dependent estimation of the state of charge of the battery, there is a problem in that it is impossible to predict in advance whether the battery voltage deviates from the safety range.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배터리 예상전압을 추정하여 토크를 제어함으로써 안전제어를 실현할 수 있도록 한 전기자동차의 배터리 전압예측을 이용한 토크 제어방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a torque control method using battery voltage prediction of an electric vehicle capable of realizing safety control by estimating a battery estimated voltage and controlling torque, .

본 발명의 다른 목적은 배터리 예상전류를 계산하여 배터리 예상전압을 산출하고, 이 예상전압이 낮아지기 전에 미리 토크를 감소시켜 안전제어를 실현할 수 있도록 한 전기자동차의 배터리 전압예측을 이용한 토크 제어방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a torque control method using a battery voltage prediction of an electric vehicle that calculates a battery expected voltage and realizes safety control by reducing a torque in advance before the expected voltage is lowered .

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 전압예측을 이용한 토크 제어방법은 (a) 가속 페달 값을 기초로 페달 토크를 계산하는 단계; (b) 상기 계산한 페달 토크를 기초로 요구 토크를 산출하는 단계; (c) 산출한 요구 토크를 기초로 배터리 예상전류를 계산하는 단계; (d) 상기 계산한 배터리 예상전류와 배터리 충전상태(SOC) 및 배터리 온도를 조합하여 보상전압을 산출하는 단계; (e) 상기 산출한 보상전압과 미리 설정된 안전범위전압을 비교하여 정상 토크를 출력하거나 상기 토크를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a torque control method for predicting a battery voltage of an electric vehicle, the method comprising: (a) calculating a pedal torque based on an accelerator pedal value; (b) calculating a required torque based on the calculated pedal torque; (c) calculating a battery expected current based on the calculated required torque; (d) calculating a compensation voltage by combining the calculated battery expected current with a battery charge state (SOC) and a battery temperature; (e) comparing the calculated compensation voltage with a preset safe range voltage to output a steady torque or reducing the torque.

상기에서 (b)단계의 요구 토크는 하기와 같은 수식을 통해 산출하는 것을 특징으로 한다.The required torque in step (b) is calculated through the following equation.

요구 토크 = 페달 토크 - 단위 감속 토크×IRequired torque = Pedal torque - Deceleration torque per unit × I

여기서 I는 예상전압에 따라 토크를 감소하기 위한 변수 값이다.Where I is a variable value for reducing the torque according to the expected voltage.

상기에서 (d) 단계는 상기 배터리 충전상태와 상기 예상전류를 기초로 제1예상전압(V1)을 산출하고, 상기 배터리 충전상태와 배터리 온도를 기초로 제2예상 전압(V2)을 산출하며, 상기 제1 및 제2 예상전압을 기반으로 보상전압을 산출하는 것을 특징으로 한다.In the step (d), the first predicted voltage V1 is calculated based on the battery charging state and the predicted current, the second expected voltage V2 is calculated based on the battery charging state and the battery temperature, And the compensation voltage is calculated based on the first and second predicted voltages.

상기에서 전압 보상식은 하기 수식을 통해 산출하는 것을 특징으로 한다.The voltage compensation formula is calculated through the following equation.

예상전압(V) = V1 -(dV2)Estimated voltage (V) = V1 - (dV2)

여기서 V1은 제1예상전압, dV2는 V-pack - V2(제2예상전압)을 나타낸다.
상기 V-pack은 복수의 셀로 이루어진 배터리 팩의 전압을 의미한다.Where V1 represents the first expected voltage, and dV2 represents V-pack - V2 (second expected voltage).
The V-pack refers to a voltage of a battery pack including a plurality of cells.

본 발명에 따르면 배터리 보상전압을 추정하여 토크를 제어함으로써 안전제어를 실현할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that the safety control can be realized by controlling the torque by estimating the battery compensation voltage.

또한, 본 발명에 따르면 배터리 예상전류를 계산하여 배터리 보상전압을 산출하고, 이 보상전압이 낮아지기 전에 미리 토크를 감소시킴으로써 안전제어를 실현할 수 있는 장점이 있다.
According to the present invention, there is an advantage that the safety control can be realized by calculating the battery expected voltage to calculate the battery compensation voltage, and reducing the torque in advance before the compensation voltage is lowered.

도 1은 본 발명이 적용되는 전기자동차의 배터리 관리 장치의 구성을 보인 블록도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기자동차의 배터리 전압예측을 이용한 토크 제어방법을 보인 흐름도,
도 3은 종래 전기자동차의 토크 제어 방식과 본 발명에서의 전기자동차의 토크 제어 방식의 비교도.1 is a block diagram showing the configuration of a battery management device of an electric vehicle to which the present invention is applied;
FIG. 2 is a flowchart illustrating a torque control method using battery voltage prediction of an electric vehicle according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.
3 is a diagram showing a comparison between a torque control method of a conventional electric vehicle and a torque control method of an electric vehicle according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기자동차의 배터리 전압예측을 이용한 토크 제어방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a torque control method using battery voltage prediction of an electric vehicle according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명이 적용되는 전기자동차의 배터리 관리장치의 구성도로서, 가속페달센서(10), 온도 측정부(20), SOC 입력부(30), 전압 예측부(40) 및 토크 제어부(50)를 포함한다.FIG. 1 is a block diagram of a battery management device of an electric vehicle to which the present invention is applied. The accelerator pedal sensor 10, the temperature measurement unit 20, the SOC input unit 30, the voltage predicting unit 40, ).

상기 가속페달센서(10)는 가속 페달이 눌러질 경우 페달 값을 검출하기 위한 센서이다.The accelerator pedal sensor 10 is a sensor for detecting a pedal value when the accelerator pedal is depressed.

상기 온도 측정부(20)는 배터리의 온도를 측정하는 역할을 하며, SOC 입력부(30)는 배터리의 충전상태(SOC)를 입력받는 역할을 한다. 여기서 배터리의 충전상태(SOC)는 별도의 SOC 계산장치를 이용하여 계산하고 이를 입력받는 방식을 이용할 수도 있으며, 전류 및 전압, 온도 등을 측정하고 이를 기반으로 직접 배터리 충전상태를 산출할 수도 있다. 본 발명에서는 편의상 배터리 충전상태를 입력받는 것으로 가정한다.The temperature measuring unit 20 measures the temperature of the battery, and the SOC input unit 30 receives the state of charge (SOC) of the battery. Here, the state of charge (SOC) of the battery may be calculated by using a separate SOC calculating device and may be a method of receiving the input, and current, voltage, and temperature may be measured and the battery charging state may be directly calculated based on the current. In the present invention, it is assumed that the battery charging state is inputted for convenience.

상기 전압 예측부(40)는 상기 가속페달센서(10)로부터 획득한 가속 페달 값을 기초로 페달 토크를 계산하고, 계산한 페달 토크로 요구 토크를 계산한 후, 배터리 예상전류와 배터리 보상전압을 산출하는 역할을 한다.The voltage predicting unit 40 calculates the pedal torque based on the accelerator pedal value acquired from the accelerator pedal sensor 10, calculates the demanded torque with the calculated pedal torque, .

상기 토크 제어부(50)는 상기 전압 예측부(40)에서 예측된 보상전압과 미리 설정된 안전범위전압을 비교하여 토크를 제어하는 역할을 한다.The torque control unit 50 compares the compensation voltage predicted by the voltage predicting unit 40 with a predetermined safe range voltage to control the torque.

도 2는 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 전압예측을 이용한 토크 제어방법을 보인 흐름도로서, S는 단계(step)를 나타내며, 도 1에서 전압 예측부(40) 및 토크 제어부(50)에서 연동을 통해 소프트웨어적으로 배터리 전압예측을 이용하여 토크를 제어하는 과정을 나타낸 것이다.FIG. 2 is a flowchart showing a torque control method using the battery voltage prediction of an electric vehicle according to the present invention. In FIG. 2, S denotes a step, and the voltage predicting unit 40 and the torque control unit 50 FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of controlling a torque using a battery voltage prediction according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 전압예측을 이용한 토크 제어방법은, (a) 가속 페달 값을 기초로 페달 토크를 계산하는 단계(S11 ~ S12); (b) 상기 계산한 페달 토크를 기초로 요구 토크를 산출하는 단계(S13); (c) 산출한 요구 토크를 기초로 배터리 예상전류를 계산하는 단계(S14); (d) 상기 계산한 배터리 예상전류와 배터리 충전상태(SOC) 및 배터리 온도를 조합하여 보상전압을 산출하는 단계(S15); (e) 상기 산출한 보상전압과 미리 설정된 안전범위전압을 비교하여 정상 토크를 출력하거나 상기 토크를 감소시키는 단계(S17 ~ S20)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the torque control method using the battery voltage prediction of an electric vehicle according to the present invention includes: (a) calculating a pedal torque based on an accelerator pedal value (S11 to S12); (b) calculating a required torque based on the calculated pedal torque (S13); (c) calculating a battery expected current based on the calculated required torque (S14); (d) calculating a compensation voltage by combining the calculated estimated battery current with the battery charge state (SOC) and the battery temperature (S15); (e) comparing the calculated compensation voltage with a preset safe range voltage to output a steady torque or decreasing the torque (S17 to S20).

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 전압예측을 이용한 토크 제어방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The torque control method using the battery voltage prediction of the electric vehicle according to the present invention will now be described in detail.

먼저, 전기자동차의 운행이 시작되면, 단계 S11에서 가속 페달 센서(10)는 운전자가 밟는 가속 페달의 깊이를 측정하여 가속 페달 값을 전압 예측부(40)에 전달한다. 단계 S12에서 상기 전압 예측부(40)는 입력되는 가속 페달 값을 기초로 페달 토크를 계산한다. 여기서 페달 토크 계산은 통상의 가속 페달 값을 이용하여 토크를 계산하는 공지의 방식을 그대로 이용하는 것이 바람직하다.First, when the electric vehicle starts to operate, the accelerator pedal sensor 10 measures the depth of the accelerator pedal depressed by the driver in step S11, and transmits the accelerator pedal value to the voltage predicting unit 40. [ In step S12, the voltage predicting unit 40 calculates the pedal torque based on the input accelerator pedal value. Here, the pedal torque calculation is preferably performed using a known method of calculating the torque using a normal acceleration pedal value.

가속 페달에 대응하는 페달 토크를 계산한 후, 단계 S13에서는 요구 토크를 계산한다. 여기서 요구 토크는 하기와 같은 [수학식1]을 통해 산출한다.After calculating the pedal torque corresponding to the accelerator pedal, the required torque is calculated in step S13. Here, the required torque is calculated through the following equation (1).

Figure 112013099003919-pat00001
Figure 112013099003919-pat00001

여기서 I는 보상전압에 따라 토크를 감소하기 위한 변수 값이다.Here, I is a variable value for reducing the torque according to the compensation voltage.

다음으로, 단계 S14에서는 상기 계산한 요구 토크로 모터를 구동할 때 발생하는 배터리의 소모전류(예상전류)를 계산한다. 여기서 배터리의 소모전류 계산도 통상의 전기자동차에서 요구 토크를 이용하여 배터리 소모전류를 계산하는 공지의 방법을 그대로 이용하는 것이 바람직하다.Next, in step S14, the consumed current (predicted current) of the battery generated when the motor is driven at the calculated required torque is calculated. Here, it is preferable to use the known method of calculating the consumed current of the battery using the required torque in a conventional electric vehicle and calculating the battery consumption current.

배터리의 예상전류를 계산하면, 단계 S15로 이동하여 상기 예상전류와 SOC 입력부(30)를 통해 획득한 배터리의 SOC 정보 및 온도 측정부(20)를 통해 획득한 배터리의 온도를 기반으로, 예상전압을 계산한다.Based on the estimated current, the SOC information of the battery acquired through the SOC input unit 30, and the temperature of the battery acquired through the temperature measurement unit 20, .

예상전압을 계산하기 위해, 두 개의 입력 인자(SOC와 전류 또는 SOC와 온도)를 각각 5차, 3차 다항식에 적용하여 예상전압을 산출한다. 예컨대, SOC에 대해서는 5차 다항식, 전류와 온도에 대해서는 3차 다항식을 이용하는 것이 바람직하다. 전류와 온도, SOC 모두와 연관된 하나의 함수식을 생성하는 것은 불가능하므로, 본 발명에서는 각각의 함수식을 별도로 만들고 둘을 상호 보완하는 방식으로 배터리의 전압을 예측하였다.To calculate the expected voltage, the predicted voltage is calculated by applying the two input factors (SOC and current or SOC and temperature) to the fifth and third polynomials, respectively. For example, it is preferable to use a fifth-order polynomial for SOC and a third-order polynomial for current and temperature. Since it is not possible to generate one function formula associated with both the current, temperature, and SOC, the present invention estimates the voltage of the battery in such a manner that each function formula is separately prepared and complemented.

즉, 상기 배터리 충전상태와 상기 예상전류를 하기의 [수학식2]인 전압 예측 함수식에 적용하여 제1예상전압(V1)을 산출한다.That is, the first predicted voltage V1 is calculated by applying the battery charging state and the predicted current to the voltage predictive function formula (2).

Figure 112013099003919-pat00002
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Figure 112013099003919-pat00003
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Figure 112013099003919-pat00005
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Figure 112013099003919-pat00006
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Figure 112013099003919-pat00007
Figure 112013099003919-pat00007

다음으로, 상기 배터리 충전상태와 배터리 온도를 하기의 [수학식3]인 전압 예측 함수식에 적용하여 제2예상 전압(V2)을 산출한다.Next, the second estimated voltage V2 is calculated by applying the battery charge state and the battery temperature to the voltage prediction function formula (3).

Figure 112013099003919-pat00008
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Figure 112013099003919-pat00009
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Figure 112013099003919-pat00011
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Figure 112013099003919-pat00012
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Figure 112013099003919-pat00013
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상기 [수학식 2] 및 [수학식3]에 적용된 상수 값들(예를 들어, P00, P01, ....)은 셀(cell)의 종류에 따라 달라지는 값이다.The constant values (for example, P00, P01, ....) applied to the above-described Equations (2) and (3) vary depending on the type of the cell.

이후, 상기 제1 및 제2 예상전압을 하기의 [수학식4]와 같은 전압 보상식에 적용하여 보상전압을 산출한다.Then, the compensation voltage is calculated by applying the first and second predicted voltages to a voltage compensation formula such as Equation (4) below.

Figure 112015005689110-pat00018

여기서 V1은 제1예상전압, dV2는 V-pack - V2(제2예상전압)을 나타낸다.
상기 V-pack은 복수의 셀로 이루어진 배터리 팩의 전압을 의미한다.
Figure 112015005689110-pat00018
Where V1 represents the first expected voltage, and dV2 represents V-pack - V2 (second expected voltage).
The V-pack refers to a voltage of a battery pack including a plurality of cells.

삭제delete

이러한 과정을 통해 보상전압을 산출하면, 단계 S16에서 상기 산출한 보상전압과 미리 설정된 안전범위전압을 비교하여, 상기 산출한 보상전압이 상기 안전범위전압 범위에 존재하는가를 확인한다.When the compensation voltage is calculated through the above process, the calculated compensation voltage is compared with a predetermined safety range voltage in step S16, and it is confirmed whether the calculated compensation voltage exists in the safety range voltage range.

이 확인 결과 보상전압이 안전범위전압 내에 존재하면, 단계 S17로 이동하여 정상적으로 가속 페달 값에 따른 토크를 지령하고, 단계 S18에서 토크 감소를 위한 단위 감소 토크 치(I)를 "0"으로 설정한다. 즉, 보상전압이 안전범위전압 내에 존재할 경우, 토크 감소를 수행하지 않게 된다.If it is determined that the compensation voltage is within the safe range voltage, the routine proceeds to step S17 where the torque corresponding to the accelerator pedal value is normally commanded, and in step S18 the unit decrease torque value I for torque reduction is set to "0" . That is, when the compensation voltage is within the safety range voltage, torque reduction is not performed.

이와는 달리 상기 보상전압이 상기 안전범위전압 내에 존재하지 않으면, 단계 S19로 이동하여 토크 감소를 위한 단위 감소 토크 치(I)를 "1" 증가시킨다. 이렇게 증가된 단위 감소 토크치(I)는 단계 S20에서 토크치 감소 값으로 선택되어, 상기 요구 토크를 계산하는 단계(S13)에 적용된다. 이로써 요구 토크는 감소하게 되고, 결론적으로 지령하는 토크가 감소한다.On the other hand, if the compensation voltage is not within the safe range voltage, the process proceeds to step S19 to increase the unit reduction torque value I for torque reduction by "1 ". The increased unit reduction torque value I is selected as the torque value reduction value in step S20 and applied to the step S13 of calculating the required torque. As a result, the required torque is reduced, and consequently the commanded torque is reduced.

예컨대, 도 3에 도시한 좌측 그림과 같이, 종래에는 토크 지령에 따라 모터가 구동되고 큰 전류에 의해 배터리 전압이 낮아지면 그때 가서 토크 값을 감소시키는 토크 제어 방식이므로, 배터리가 방전되어 차량이 정지될 수 있는 단점이 있었다.For example, as shown in the left-hand side of FIG. 3, when the motor is driven according to the torque command and the battery voltage is lowered by a large current, the torque is controlled to decrease the torque value. There was a drawback that could be.

이에 대비되는 본 발명은 도 3의 우측 그림과 같이, 예상전류에 의해 보상전압을 예측하고, 이를 기초로 배터리 전압이 낮아지기 이전에 미리 토크를 감소시킴으로써, 배터리가 방전되어 차량운행이 정지되는 위험 요소를 제거하여, 안전제어를 실현할 수 있는 장점이 있다.In contrast, as shown in the right side of FIG. 3, the present invention predicts a compensating voltage based on a predicted current, and reduces the torque before the battery voltage is lowered based on the compensated voltage. So that safety control can be realized.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

본 발명은 전기자동차에서 배터리를 효율적으로 관리하는 기술에 적용된다. 특히, 배터리의 상태를 확인하여 배터리에 문제가 발생하지 않도록 하기 위한 안전제어 기술에 적용된다.
The present invention is applied to a technology for efficiently managing a battery in an electric vehicle. In particular, the present invention is applied to a safety control technique for checking the state of the battery to prevent a problem in the battery.

10 : 가속 페달 센서 20 : 온도 측정부
30 : SOC 입력부 40 : 전압 예측부
50 : 토크 제어부10: accelerator pedal sensor 20: temperature measuring unit
30: SOC input unit 40: voltage predicting unit
50:

Claims (4)

(a) 가속 페달 값을 기초로 페달 토크를 계산하는 단계;
(b) 상기 계산한 페달 토크를 기초로 요구 토크를 산출하는 단계;
(c) 산출한 요구 토크를 기초로 배터리 예상전류를 계산하는 단계;
(d) 상기 계산한 배터리 예상전류와 배터리 충전상태(SOC) 및 배터리 온도를 조합하여 보상전압을 산출하는 단계;
(e) 상기 산출한 보상전압과 미리 설정된 안전범위전압을 비교하여 정상 토크를 출력하거나 상기 토크를 감소시키는 단계를 포함하고,
상기 (b)단계의 요구 토크는 하기와 같은 수식을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 전압예측을 이용한 토크 제어방법.
요구 토크 = 페달 토크 - 단위 감속 토크×I
여기서 I는 보상전압에 따라 토크를 감소하기 위한 변수 값이다.
(a) calculating a pedal torque based on an accelerator pedal value;
(b) calculating a required torque based on the calculated pedal torque;
(c) calculating a battery expected current based on the calculated required torque;
(d) calculating a compensation voltage by combining the calculated battery expected current with a battery charge state (SOC) and a battery temperature;
(e) comparing the calculated compensation voltage with a predetermined safety range voltage to output a steady torque or reduce the torque,
Wherein the torque demand of the step (b) is calculated through the following equation.
Required torque = Pedal torque - Deceleration torque per unit × I
Here, I is a variable value for reducing the torque according to the compensation voltage.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 (d) 단계는 상기 배터리 충전상태와 상기 예상전류를 기초로 제1예상전압(V1)을 산출하고, 상기 배터리 충전상태와 배터리 온도를 기초로 제2예상 전압(V2)을 산출하며, 상기 제1 및 제2 예상전압을 기반으로 보상전압을 산출하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 전압예측을 이용한 토크 제어방법.
The method of claim 1, wherein the calculating of the first predicted voltage (V1) based on the battery charge state and the predicted current, and the second predicted voltage (V2) based on the battery charge state and the battery temperature, And calculating a compensation voltage based on the first and second predicted voltages, wherein the compensation voltage is calculated based on the first and second estimated voltages.
청구항 3에 있어서, 상기 보상 전압은 하기 수식을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 전압예측을 이용한 토크 제어방법.
보상전압(V) = V1 -(dV2)
여기서 V1은 제1예상전압, dV2는 V-pack - V2(제2예상전압)을 나타낸다. 상기 V-pack은 복수의 셀로 이루어진 배터리 팩의 전압을 의미한다.
4. The method according to claim 3, wherein the compensation voltage is calculated through the following equation.
Compensation voltage (V) = V1 - (dV2)
Where V1 represents the first expected voltage, and dV2 represents V-pack - V2 (second expected voltage). The V-pack refers to a voltage of a battery pack including a plurality of cells.
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