KR101766680B1 - 전기자동차의 동력 공급 장치 및 방법 - Google Patents

전기자동차의 동력 공급 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

전기자동차의 동력 공급 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 장치 및 방법은 기존의 전기자동차가 1개의 전기모터를 이용하여 전기자동차에 동력을 공급하는 것과는 달리, 복수의 전기모터들로부터 전달되는 회전동력을 하나의 합산된 회전동력으로 변환하여 전기자동차로 공급하는 기어 모듈을 둠으로써, 운전자에 의해 전기자동차의 가속이 발생하는 경우, 상기 가속에 따른 요구 토크 값을 발생시키기 위해, 상기 복수의 전기모터들의 모터 효율에 따라 상기 복수의 전기모터들이 발생시켜야 하는 구동 토크 값을 서로 다르게 분배/조정할 수 있어, 전기자동차의 가속 시에 소모되는 소비전력에 대한 전체 효율을 증대시킬 수 있다.

Description

전기자동차의 동력 공급 장치 및 방법{POWER SUPPLY APPARATUS AND METHOD FOR AN ELECTRIC VEHICLE}
본 발명의 실시예들은 전기자동차에서 전기모터를 이용하여 동력을 공급하기 위한 동력 공급 장치 및 방법에 대한 기술들과 관련된다.
최근, 차량의 보급이 증대됨에 따라, 자동차 매연 등으로 인한 환경오염의 문제가 대두되고 있고, 에너지 문제가 발생하고 있다는 점에서 이러한 문제를 해결하기 위해, 기존의 화석 연료를 이용한 자동차가 아닌, 전기자동차(Electric Vehicle: EV)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
전기자동차는 주로 배터리를 전원으로 이용함으로써, AC 또는 DC 모터를 구동하여 동력을 얻는 자동차로 크게 배터리전용 전기자동차와 하이브리드 전기자동차로 나뉠 수 있다.
배터리전용 전기자동차는 배터리의 전원을 이용하여 전기모터를 구동하며, 전원이 다 소모되면 재충전하고, 하이브리드 전기자동차는 엔진의 가동을 통해 전기발전을 하여 배터리를 충전한 후 이 전기를 이용하여 전기모터를 구동함으로써, 차를 움직이게 하는 것이다.
전기자동차의 운전자는 가속 페달이나 브레이크 페달 등의 목표 속도 입력 장치를 통하여 차량을 가속 혹은 감속하고자 하는 자신의 의지를 차량의 모터 제어기(motor controller) 혹은 차량 제어 장치(vehicle control unit)에 전달하고 모터 제어기나 차량 제어 장치는 이러한 페달의 신호를 받아 모터에 공급되는 전류의 양을 조정하는 등의 방법으로 모터의 출력 토크를 조절한다. 이와 같이 변화하는 모터의 출력 토크와 차량이 주행하면서 지면이나 대기로부터 받는 저항에 따라 차량이 가속하거나 감속한다. 운전자의 발은 운전자의 두뇌가 희망하는 속도와 차량의 속도가 일치하도록 계속 가속 페달이나 브레이크 페달을 밟는 행위를 한다.
운전자의 발이 하는 역할을 차량의 크루즈(cruise) 기능을 수행하는 장치가 대신할 수 있으며, 이 경우, 차량의 속도가 운전자가 지정한 수치와 동일하게 유지되도록 끊임없이 모터의 출력을 조절하며, 모터의 출력과 차량의 가속력의 관계 및 모터의 출력과 모터에 공급할 전류량에 대한 관계에 대한 정보 혹은 가정을 바탕으로 한 연산이 수반되고, 또한, 실제 얻어진 차량 속도와 목표 속도의 차이를 측정하고 이 같은 오류를 줄이기 위한 피드백(feedback) 혹은 피드포워드(feedforward) 제어 등의 제어 논리가 사용되기도 한다.
매 순간 변화하는 모터 출력의 프로파일(profile)에 대응되는 차량 속도의 프로파일은 단 하나이며, 역으로, 매 순간 변화하는 차량 속도의 특정한 프로파일을 얻기 위한 모터의 출력 요구치의 프로파일 역시 단 하나 뿐이다. 따라서, 차량의 설치된 구동 모터의 수가 2개 이상일 경우 매 순간 변화하는 차량 속도의 특정한 프로파일을 얻기 위한 각 모터의 출력을 모두 합친 수치의 프로파일은 단 하나이지만, 이를 각 모터에 출력 토크를 배분하는 조합은 무한히 많게 된다. 그런데 모터의 전력 효율은 여러 가지 변수에 따라 크게 달라질 수 있으며 특히 회전속도와 출력 토크의 크기에 큰 영향을 받는다.
따라서 2개 이상의 구동 모터를 가진 전기자동차의 경우, 단순히 각 모터로부터 동일한 출력 토크를 얻는 대신 각 모터로부터 각각 서로 다른 출력 토크를 얻는 방법으로 구동 모터들을 제어할 경우, 차량의 운행 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 가능성이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 장치 및 방법은 기존의 전기자동차가 1개의 전기모터를 이용하여 전기자동차에 동력을 공급하는 것과는 달리, 복수의 전기모터들로부터 전달되는 회전동력(Rotation Power)을 하나의 합산된 회전동력으로 변환하여 전기자동차로 공급하는 기어 모듈을 둠으로써, 운전자에 의해 전기자동차의 가속이 발생하는 경우, 상기 가속에 따른 요구 토크 값을 발생시키기 위해, 상기 복수의 전기모터들의 모터 효율에 따라 상기 복수의 전기모터들이 발생시켜야 하는 구동 토크 값을 서로 다르게 분배/조정할 수 있어, 전기자동차의 가속 시에 소모되는 소비전력에 대한 전체 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 장치는 하나의 회전축을 갖는 기어를 통해 복수의 전기모터들의 회전축과 기어 결합됨으로써, 상기 복수의 전기모터들로부터 전달되는 회전동력(Rotation Power)을 하나의 합산된 회전동력으로 변환하여 상기 전기자동차로 공급하는 기어 모듈, 운전자가 상기 전기자동차의 가속 페달을 밟는 경우, 상기 가속 페달의 위치 변화에 대응하는 가속 정보를 생성하는 가속 센싱부, 복수의 가속 정보들에 따라 필요한 토크(torque) 값에 대한 연산 결과가 기록되어 있는 테이블을 참조하여 상기 가속 정보에 대응하는 요구 토크 값을 연산하는 요구 토크 값 연산부, 상기 복수의 전기모터들 각각에 대해 각 전기모터가 구동 가능한 범위에 해당되는 분당 회전수들과 상기 각 전기모터들에 의해 생성 가능한 토크 값들 간의 소비전력에 대한 효율정보가 기록되어 있는 모터 효율맵(map)을 참조하여 상기 기어 모듈에서 발생하는 토크 값이 상기 요구 토크 값을 만족하면서, 상기 복수의 전기모터들 전체의 소비전력 효율이 최대가 되도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 구동 토크 값을 연산하는 구동 토크 값 연산부 및 상기 연산된 구동 토크 값에 따라 상기 복수의 전기모터들에 대한 구동을 제어하는 모터 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 방법은 하나의 회전축을 갖는 기어를 통해 복수의 전기모터들의 회전축과 기어 결합됨으로써, 상기 복수의 전기모터들로부터 전달되는 회전동력을 하나의 합산된 회전동력으로 변환하여 상기 전기자동차로 공급하는 기어 모듈을 유지하는 단계, 운전자가 상기 전기자동차의 가속 페달을 밟는 경우, 상기 가속 페달의 위치 변화에 대응하는 가속 정보를 생성하는 단계, 복수의 가속 정보들에 따라 필요한 토크 값에 대한 연산 결과가 기록되어 있는 테이블을 참조하여 상기 가속 정보에 대응하는 요구 토크 값을 연산하는 단계, 상기 복수의 전기모터들 각각에 대해 각 전기모터가 구동 가능한 범위에 해당되는 분당 회전수들과 상기 각 전기모터들에 의해 생성 가능한 토크 값들 간의 소비전력에 대한 효율정보가 기록되어 있는 모터 효율맵을 참조하여 상기 기어 모듈에서 발생하는 토크 값이 상기 요구 토크 값을 만족하면서, 상기 복수의 전기모터들 전체의 소비전력 효율이 최대가 되도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 구동 토크 값을 연산하는 단계 및 상기 연산된 구동 토크 값에 따라 상기 복수의 전기모터들에 대한 구동을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 장치 및 방법은 기존의 전기자동차가 1개의 전기모터를 이용하여 전기자동차에 동력을 공급하는 것과는 달리, 복수의 전기모터들로부터 전달되는 회전동력(Rotation Power)을 하나의 합산된 회전동력으로 변환하여 전기자동차로 공급하는 기어 모듈을 둠으로써, 운전자에 의해 전기자동차의 가속이 발생하는 경우, 상기 가속에 따른 요구 토크 값을 발생시키기 위해, 상기 복수의 전기모터들의 모터 효율에 따라 상기 복수의 전기모터들이 발생시켜야 하는 구동 토크 값을 서로 다르게 분배/조정할 수 있어, 전기자동차의 가속 시에 소모되는 소비전력에 대한 전체 효율을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 장치에 포함되는 기어 모듈의 구조에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 장치에 포함되는 복수의 전기모터들에 대한 모터 효율맵의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 장치(110)는 기어 모듈(111), 가속 센싱부(112), 요구 토크(torque) 값 연산부(114), 구동 토크 값 연산부(114) 및 모터 제어부(115)를 포함한다.
기어 모듈(111)은 하나의 회전축을 갖는 기어를 통해 복수의 전기모터들(130, 131, 132)의 회전축과 기어 결합됨으로써, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)로부터 전달되는 회전동력(Rotation Power)을 하나의 합산된 회전동력으로 변환하여 상기 전기자동차로 공급한다.
관련하여, 도 2에는 기어 모듈(111)의 구조에 대한 일례가 도시되어 있다.
도 2에 도시되어 있는 도면은 하나의 회전축을 갖는 기어(210)를 통해 4개의 전기모터들(221, 222, 223, 224)의 회전축과 기어 결합된 형태의 기어 모듈(111)에 대한 것으로, 4개의 전기모터들(221, 222, 223, 224)이 구동되면, 4개의 전기모터들(221, 222, 223, 224)로부터 출력되는 회전동력이 하나의 회전축을 갖는 기어(210)에 전달됨으로써, 최종적으로 하나의 회전축을 갖는 기어(210)를 통해 4개의 전기모터들(221, 222, 223, 224)로부터 전달된 회전동력이 하나의 합산된 회전동력으로 변환되어 전기자동차로 공급될 수 있다.
이렇게, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 장치(110)는 기존의 전기자동차가 1개의 전기모터를 이용하여 전기자동차에 동력을 공급하는 것과는 달리, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)로부터 전달되는 회전동력을 하나의 합산된 회전동력으로 변환하여 전기자동차로 공급하는 기어 모듈(111)을 둠으로써, 운전자에 의해 전기자동차의 가속이 발생하는 경우, 상기 가속에 따른 요구 토크 값을 발생시키기 위해, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)의 모터 효율에 따라 복수의 전기모터들(130, 131, 132)이 발생시켜야 하는 구동 토크 값을 서로 다르게 분배/조정할 수 있어, 전기자동차의 가속 시에 소모되는 소비전력에 대한 전체 효율을 증대시킬 수 있다.
따라서, 이하에서는 전기자동차의 가속 시에 복수의 전기모터들(130, 131, 132)이 발생시켜야 하는 구동 토크 값을 적절하게 조정함으로써, 소비전력 효율이 최대가 되도록 하기 위한 전기자동차의 동력 공급 장치(110)의 구조와 이에 따른 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 운전자가 전기자동차의 가속 페달을 밟는 경우, 가속 센싱부(112)는 상기 가속 페달의 위치 변화에 대응하는 가속 정보를 생성한다.
요구 토크 값 연산부(113)는 복수의 가속 정보들에 따라 필요한 토크 값에 대한 연산 결과가 기록되어 있는 테이블을 참조하여 상기 가속 정보에 대응하는 요구 토크 값을 연산한다.
여기서, 요구 토크 값이란 상기 가속 정보에 따라 상기 전기자동차를 가속시키기 위해서, 기어 모듈(111)의 회전축이 발생시켜야 하는 토크 값을 의미한다.
이렇게, 요구 토크 값에 대한 연산이 완료되면, 구동 토크 값 연산부(114)는 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대해 각 전기모터가 구동 가능한 범위에 해당되는 분당 회전수들과 상기 각 전기모터들에 의해 생성 가능한 토크 값들 간의 소비전력에 대한 효율정보가 기록되어 있는 모터 효율맵(map)을 참조하여 기어 모듈(111)에서 발생하는 토크 값이 상기 요구 토크 값을 만족하면서, 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 전체의 소비전력 효율이 최대가 되도록 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대한 구동 토크 값을 연산한다.
관련하여, 도 3에는 상기 모터 효율맵에 대한 일례가 도시되어 있다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 모터 효율맵에는 전기모터의 특정 분당 회전수에서 상기 전기모터의 토크 값이 특정 값이 되었을 경우에 상기 전기모터의 소비전력에 대한 효율 정보가 매칭되어 기록되어 있을 수 있다.
예컨대, 도면부호 310에 도시되어 있는 바와 같이, 전기모터의 현재 분당 회전수가 3,000rpm인 경우, 상기 전기모터의 토크 값이 100Nm가 되면, 해당 전기모터의 소비전력 효율은 92%임을 알 수 있다.
즉, 상기 전기모터의 분당 회전수가 3,000rpm일 때, 100Nm의 토크 값을 발생시키는데 필요한 전력을 100이라고 하면, 실제 배터리에서 상기 전기모터로 공급되어야 할 전력은 108.7임을 알 수 있다.
구동 토크 값 연산부(114)는 이러한 복수의 전기모터들(130, 131, 132)에 대한 모터 효율맵을 참조하여, 기어 모듈(111)에서 발생하는 토크 값이 상기 요구 토크 값을 만족하면서, 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 전체의 소비전력 효율이 최대가 되도록 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대한 구동 토크 값을 연산할 수 있다.
이렇게, 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대한 상기 구동 토크 값의 연산이 완료되면, 모터 제어부(115)는 상기 연산된 구동 토크 값에 따라 복수의 전기모터들(130, 131, 132)에 대한 구동을 제어한다.
이하에서는 구동 토크 값 연산부(114)가 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대한 구동 토크 값을 연산하는 과정에 대해 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 구동 토크 값 연산부(114)는 제1 연산부(116) 및 제2 연산부(117)를 포함할 수 있다.
제1 연산부(116)는 기어 모듈(111)의 회전축에 대한 분당 회전수와 상기 요구 토크 값을 기초로 기어 모듈(111)에 전달되어야 할 제1 회전동력을 연산한다.
제2 연산부(117)는 복수의 전기모터들(130, 131, 132)의 분당 회전수를 기초로 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값이 상기 제1 회전동력과 동일해지도록 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 연산하되, 상기 모터 효율맵을 참조하여 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값에 대한 전체 소비전력 효율이 최대가 되도록 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 연산한다.
우선, 기어 모듈(111)이 상기 요구 토크 값을 발생시키기 위해 복수의 전기모터들(130, 131, 132)로부터 전달받아야 할 전체 동력 값인 상기 제1 회전동력을 'W'라고 가정하자.
이때, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)의 분당 회전수는 복수의 전기모터들(130, 131, 132)이 기어 모듈(111)에 포함되어 있는 하나의 회전축을 갖는 기어에 결합되어 있기 때문에 모두 동일하므로, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)의 분당 회전수를 'R'이라고 가정하고, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)이 발생시켜야 할 상기 구동 토크 값을 각각 't1, t2, ..., tn'이라고 가정하자.
이때, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)이 상기 구동 토크 값인 't1, t2, ..., tn'으로 구동될 경우, 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각이 생성하는 회전동력 'P1, P2, ..., Pn'는 하기의 수학식 1과 같이 연산될 수 있다.
Figure 112015020075790-pat00001
이때, 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각이 생성하는 회전동력의 합산 값은 상기 제1 회전동력과 동일해져야 하기 때문에 하기의 수학식 2의 조건을 만족해야 한다.
Figure 112015020075790-pat00002
여기서, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)로부터 회전동력 'P1, P2, ..., Pn'이 기어모듈(111)로 전달될 때에는 실질적으로 열에너지 등에 의한 약간의 동력 손실이 따를 수 있기 때문에 복수의 가속 정보들에 따라 필요한 토크 값에 대한 연산 결과가 기록되어 있는 테이블 상에 해당 가속 정보에 따른 차량 가속시에 실제 필요한 토크 값보다 다소 높은 토크 값을 대응시켜 기록해 두어, 요구 토크 값 연산부(113)가 가속 센싱부(112)에서 생성된 가속 정보에 대응하는 요구 토크 값을 실제 필요한 토크 값보다 약간 높은 값으로 연산하도록 함으로써, 제1 연산부(116)가 기어 모듈(111)의 회전축에 대한 분당 회전수와 상기 요구 토크 값을 기초로 기어 모듈(111)에 전달되어야 할 상기 제1 회전동력 'W'를 연산할 때, 상기 동력 손실을 고려하여 실제 필요한 회전동력 값보다 약간 높은 값으로 연산하도록 할 수 있다.
이로 인해, 구동 토크 값 연산부(114)가 상기 수학식 2를 만족하도록 복수의 전기모터들(130, 131, 132)의 상기 구동 토크 값 't1, t2, ..., tn'을 결정하더라도, 요구 토크 값 연산부(113)에서 연산된 상기 요구 토크 값에 따라 기어 모듈(111)의 회전축이 정상적으로 동작하도록 보조할 수 있다.
복수의 전기모터들(130, 131, 132)이 상기 분당 회전수 'R'로 동작하면서, 상기 구동 토크 값인 't1, t2, ..., tn'으로 구동될 경우, 상기 모터 효율맵에 따른 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대한 소비전력 효율을 'e1, e2, ..., en'이라고 할 때, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)이 상기 수학식 1에 따라 회전동력을 출력할 경우, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)이 사용하는 실제 소비전력 총량 'Wt'은 하기의 수학식 3과 같이 연산될 수 있다.
Figure 112015020075790-pat00003
이때, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)이 상기 분당 회전수 'R'로 동작하면서, 상기 구동 토크 값인 't1, t2, ..., tn'으로 구동될 경우에 복수의 전기모터들(130, 131, 132)로부터 출력되는 회전동력의 합산 값인 'W'에 대한 전체 소비전력 효율 'Et'는 하기의 수학식 4와 같이 연산될 수 있다.
Figure 112015020075790-pat00004
이때, 제2 연산부(117)는 상기 수학식 2를 만족하면서, 상기 수학식 4에 따른 전체 소비전력 효율인 'Et'가 최대가 되도록 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대한 상기 구동 토크 값 't1, t2, ..., tn'를 연산할 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제2 연산부(117)는 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대한 상기 구동 토크 값 't1, t2, ..., tn'를 연산하는데 소요되는 시간을 단축시키기 위해, 후보군 생성부(118) 및 토크 값 결정부(119)를 포함할 수 있다.
후보군 생성부(118)는 복수의 전기모터들(130, 131, 132)의 분당 회전수를 기초로 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값이 상기 제1 회전동력과 동일해지도록 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 할당 가능한 토크 값의 집합에 대한 복수의 후보군들을 생성한다.
토크 값 결정부(119)는 상기 모터 효율맵을 참조하여 상기 복수의 후보군들 중에서 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값에 대한 전체 소비전력 효율이 최대가 되는 후보군에 포함되어 있는 토크 값의 집합으로부터 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 결정한다.
관련하여, 제2 연산부(117)가 상기 수학식 2를 만족하면서, 상기 수학식 4에 따른 전체 소비전력 효율인 'Et'가 최대가 되도록 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대한 상기 구동 토크 값 't1, t2, ..., tn'를 연산하는 과정에서는 상기 구동 토크 값 't1, t2, ..., tn'에 대한 조합 가능 개수가 많아진다는 점에서 해당 조건을 만족하는 구동 토크 값을 연산하는데 많은 시간이 소요될 수 있다.
특히, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)의 수가 많아지는 경우, 그에 따라, 상기 구동 토크 값 't1, t2, ..., tn'에 대한 조합 가능 개수도 많아질 수 있기 때문에 많은 연산시간이 필요할 수 있다.
따라서, 후보군 생성부(118)는 상기 수학식 2를 만족하는 복수의 전기모터들(130, 131, 132)에 대한 상기 구동 토크 값 't1, t2, ..., tn'에 대한 수많은 경우의 수들 중에서 특정 토크 값의 집합으로 구성된 복수의 후보군들을 생성할 수 있다.
그러고 나서, 토크 값 결정부(119)는 상기 모터 효율맵을 참조하여, 상기 복수의 후보군들 중에서 상기 수학식 4에 따른 전체 소비전력 효율인 'Et'가 최대가 되도록 하는 후보군에 포함되어 있는 토크 값의 집합으로부터 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 결정할 수 있다.
예컨대, 후보군 생성부(118)에서 상기 수학식 2를 만족하는 후보군들로 (t1a, t2a, ..., tna)라는 후보군 1과 (t1b, t2b, ..., tnb)라는 후보군 2가 생성된 경우, 토크 값 결정부(119)는 상기 후보군 1에 따른 전체 소비전력 효율인 'Et'를 연산하고, 상기 후보군 2에 따른 전체 소비전력 효율인 'Et'를 연산한 후 상기 후보군 1과 상기 후보군 2 중에서 상기 전체 소비전력 효율인 'Et'가 최대로 연산된 후보군에 포함되어 있는 토크 값들을 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대한 상기 구동 토크 값으로 결정할 수 있다.
관련하여, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)이 총 3개 존재한다고 가정하고, 전기자동차의 가속을 위해서 복수의 전기모터들(130, 131, 132)로부터 기어 모듈(111)로 전달되어야 하는 전체 회전동력 값을 540,000Nm·rpm(도 3을 이용한 설명의 편의를 위해서 동력 값을 토크 값(Nm) X 분당 회전수(rpm)으로 표현함)라고 가정하며, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)과 기어 모듈(111)의 분당 회전수를 6,000rpm으로 가정하여 제2 연산부(117)의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 후보군 생성부(118)는 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값이 기어 모듈(111)에 전달되어야 할 회전동력 값인 540,000Nm·rpm와 동일해 지도록 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 할당 가능한 토크 값의 집합에 대한 복수의 후보군들을 생성할 수 있다.
관련하여, 후보군 생성부(118)에서는 복수의 전기모터들(130, 131, 132)의 분당 회전수가 6,000rpm이므로, 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 할당 가능한 토크 값의 집합으로, (30Nm, 30Nm, 30Nm)라고 하는 후보군 1과 (50Nm, 10Nm, 30Nm)라는 후보군 2 등을 생성할 수 있다.
그러고 나서, 토크 값 결정부(119)는 도 3에 도시된 상기 모터 효율맵을 참조하여 상기 복수의 후보군들 중에서 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값에 대한 전체 소비전력 효율이 최대가 되는 후보군에 포함되어 있는 토크 값의 집합으로부터 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 결정할 수 있다.
예컨대, 후보군 생성부(118)에서 상기 후보군 1(30Nm, 30Nm, 30Nm)과 상기 후보군 2(50Nm, 10Nm, 30Nm)가 생성되었다고 가정하면, 토크 값 결정부(119)는 상기 모터 효율맵을 참조하여 상기 수학식 3과 상기 수학식 4의 연산 방식에 따라 상기 후보군 1에 대한 전체 소비전력 효율을 계산할 수 있고, 상기 후보군 2에 대한 전체 소비전력 효율을 계산할 수 있다.
관련해서, 상기 모터 효율맵에 따라 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각이 분당 회전수 6,000rpm에서, 구동 토크 값이 10Nm이면 소비전력 효율이 82%이고, 구동 토크 값이 30Nm이면 소비전력 효율이 87.5%이며, 구동 토크 값이 50Nm이면 소비전력 효율이 93%라고 가정하자.
이때, 상기 후보군 1에 따라 복수의 전기모터들(130, 131, 132)의 구동 토크 값이 결정되어, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)이 동작한다고 할 때의 실제 소비전력 총량 'Wt'는 상기 수학식 3의 연산에 따라 약 617,143Nm·rpm으로 연산될 수 있고, 이로 인한 전체 소비전력 효율 'Et'는 상기 수학식 4에 따라, 약 87.5%로 연산될 수 있다.
그리고, 상기 후보군 2에 따라 복수의 전기모터들(130, 131, 132)의 구동 토크 값이 결정되어, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)이 동작한다고 할 때의 실제 소비전력 총량 'Wt'는 상기 수학식 3의 연산에 따라 약 601,466Nm·rpm으로 연산될 수 있고, 이로 인한 전체 소비전력 효율 'Et'는 상기 수학식 4에 따라, 약 89.8%로 연산될 수 있다.
이때, 토크 값 결정부(119)는 상기 후보군 1과 상기 후보군 2 중에서 전체 소비전력 효율이 더 높은 상기 후보군 2를 선택한 후 상기 후보군 2에 포함되어 있는 토크 값인 (50Nm, 10Nm, 30Nm)을 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각의 구동 토크 값으로 결정함으로써, 모터 제어부(115)가 상기 결정된 구동 토크 값에 따라 복수의 전기모터들(130, 131, 132)의 구동을 제어하도록 하여 전기자동차의 가속 시에 소모되는 소비전력에 대한 전체 효율을 증대시킬 수 있다.
결국, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 장치(110)는 기존의 전기자동차가 1개의 전기모터를 이용하여 전기자동차에 동력을 공급하는 것과는 달리, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)로부터 전달되는 회전동력을 하나의 합산된 회전동력으로 변환하여 전기자동차로 공급하는 기어 모듈(111)을 둠으로써, 운전자에 의해 전기자동차의 가속이 발생하는 경우, 상기 가속에 따른 요구 토크 값을 발생시키기 위해, 복수의 전기모터들(130, 131, 132)의 모터 효율에 따라 복수의 전기모터들(130, 131, 132)이 발생시켜야 하는 구동 토크 값을 서로 다르게 분배/조정할 수 있어, 전기자동차의 가속 시에 소모되는 소비전력에 대한 전체 효율을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 전기자동차의 동력 공급 장치(110)는 복수의 배터리 팩(pack)들(120, 121, 122) 및 용량 확인부(123)를 더 포함할 수 있다.
복수의 배터리 팩들(120, 121, 122)은 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 각각과 연결되어, 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 중 대응하는 전기모터에 대해 전력을 공급한다.
용량 확인부(123)는 복수의 배터리 팩들(120, 121, 122)에 대한 충전량(state of charge)을 확인한다.
이때, 모터 제어부(115)는 복수의 배터리 팩들(120, 121, 122) 중 적어도 하나의 제1 전기모터에 전력을 공급하는 적어도 하나의 제1 배터리 팩의 충전량이 선정된(predetermined) 용량 이하인 경우, 복수의 전기모터들(130, 131, 132) 중 상기 적어도 하나의 제1 전기모터를 제외한 적어도 하나의 제2 전기모터에 대해, 상기 연산된 구동 토크 값과 선정된 추가 토크 값이 합산된 합산 토크 값에 따라 동작하도록 상기 적어도 하나의 제2 전기모터의 구동을 제어하고, 상기 적어도 하나의 제1 전기모터에 대해, 상기 연산된 구동 토크 값에 따라 동작하도록 상기 적어도 하나의 제1 전기모터의 구동을 제어할 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 모터 제어부(115)는 복수의 전기모터들(130, 131, 132)로부터 전달되는 회전동력에 의해 기어 모듈(111)의 회전축이 구동되면, 기어 모듈(111)의 회전축에서 발생하는 회전동력 중 상기 적어도 하나의 제2 전기모터로부터 전달된 상기 선정된 추가 토크 값에 의한 회전동력을 충전전력으로 변환하여 상기 적어도 하나의 제1 배터리 팩으로 공급함으로써, 상기 적어도 하나의 제1 배터리 팩에 대한 충전을 수행할 수 있다.
예컨대, 전기자동차의 동력 공급 장치(110) 상에 복수의 전기모터들(130, 131, 132)로 전기모터 1, 전기모터 2, 전기모터 3, 전기모터 4가 존재하고, 복수의 배터리 팩들(120, 121, 122)로 전기모터 1에 전력을 공급하는 배터리 팩 1, 전기모터 2에 전력을 공급하는 배터리 팩 2, 전기모터 3에 전력을 공급하는 배터리 팩 3 및 전기모터 4에 전력을 공급하는 배터리 팩 4가 존재한다고 가정하자.
그리고, 구동 토크 값 연산부(114)에서 상기 전기모터 1에 대한 구동 토크 값으로 토크 값 1이 연산되었고, 상기 전기모터 2에 대한 구동 토크 값으로 토크 값 2가 연산되었으며, 상기 전기모터 3에 대한 구동 토크 값으로 토크 값 3이 연산되었고, 상기 전기모터 4에 대한 구동 토크 값으로 토크 값 4가 연산되었다고 가정하자.
만약, 용량 확인부(123)에서 상기 배터리 팩 1, 상기 배터리 팩 2, 상기 배터리 팩 3, 상기 배터리 팩 4의 충전량을 확인한 결과, 상기 배터리 팩 1과 상기 배터리 팩 2의 충전량이 상기 선정된 용량 이하인 것으로 확인되었다면, 모터 제어부(115)는 상기 전기모터 1, 상기 전기모터 2, 상기 전기모터 3, 상기 전기모터 4 중에서 상기 전기모터 3에 대해, 상기 토크 값 3과 선정된 추가 토크 값이 합산된 합산 토크 값 1에 따라 동작하도록 상기 전기모터 3의 구동을 제어하고, 상기 전기모터 4에 대해, 상기 토크 값 4와 상기 선정된 추가 토크 값이 합산된 합산 토크 값 2에 따라 동작하도록 상기 전기모터 4의 구동을 제어할 수 있다.
그리고, 모터 제어부(115)는 상기 전기모터 1에 대해, 상기 토크 값 1에 따라 동작하도록 상기 전기모터 1의 구동을 제어하고, 상기 전기모터 2에 대해, 상기 토크 값 2에 따라 동작하도록 상기 전기모터 2의 구동을 제어할 수 있다.
이렇게, 모터 제어부(115)에 의해 상기 전기모터 1, 상기 전기모터 2, 상기 전기모터 3, 상기 전기모터 4가 구동되어, 상기 전기모터 1, 상기 전기모터 2, 상기 전기모터 3, 상기 전기모터 4로부터 전달되는 회전동력에 의해 기어 모듈(111)의 회전축이 구동되면, 모터 제어부(115)는 기어 모듈(111)의 회전축에서 발생하는 회전동력 중 상기 전기모터 3과 상기 전기모터 4로부터 전달된 상기 선정된 추가 토크 값에 의한 회전동력을 충전전력으로 변환하여 상기 변환된 충전전력을 상기 배터리 팩 1과 상기 배터리 팩 2로 공급함으로써, 상기 배터리 팩 1과 상기 배터리 팩 2를 충전시킬 수 있다.
결국, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 장치(110)는 복수의 배터리 팩들(120, 121, 122, 123) 중에서 특정 배터리 팩에 대한 충전량이 선정된 용량 이하가 된다면, 다른 배터리 팩들에 연결되어 있는 전기모터의 출력 값을 높여서, 기어 모듈(111)에 동력을 추가로 제공한 후 기어 모듈(111)에 추가로 제공된 동력을 충전전력으로 변환하여 상기 특정 배터리 팩들의 충전에 사용함으로써, 복수의 배터리 팩들(120, 121, 122, 123) 중 특정 배터리 팩이 먼저 방전되는 것을 방지하여 배터리 사용 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 모터 제어부(115)는 모터로 하여금 차량을 구동시키는데 필요한 토크를 발생시키도록 할 수 있을 뿐 아니라, 차량이 감속하거나 혹은 내리막을 내려갈 때 모터로 하여금 차량의 운동에너지를 흡수하여 전기를 발생시키도록 하고 이를 배터리에 공급하는 기능을 가질 수 있으며, 이를 회생 제동(regenerative braking)이라 부르기도 한다. 이 같은 기능을 이용하여 다수의 배터리 팩 중 충전량이 가장 낮은 배터리 팩을 선별적으로 우선하여 충전할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 방법을 도시한 순서도이다.
단계(S410)에서는 하나의 회전축을 갖는 기어를 통해 복수의 전기모터들의 회전축과 기어 결합됨으로써, 상기 복수의 전기모터들로부터 전달되는 회전동력을 하나의 합산된 회전동력으로 변환하여 상기 전기자동차로 공급하는 기어 모듈을 유지한다.
단계(S420)에서는 운전자가 상기 전기자동차의 가속 페달을 밟는 경우, 상기 가속 페달의 위치 변화에 대응하는 가속 정보를 생성한다.
단계(S430)에서는 복수의 가속 정보들에 따라 필요한 토크 값에 대한 연산 결과가 기록되어 있는 테이블을 참조하여 상기 가속 정보에 대응하는 요구 토크 값을 연산한다.
단계(S440)에서는 상기 복수의 전기모터들 각각에 대해 각 전기모터가 구동 가능한 범위에 해당되는 분당 회전수들과 상기 각 전기모터들에 의해 생성 가능한 토크 값들 간의 소비전력에 대한 효율정보가 기록되어 있는 모터 효율맵을 참조하여 상기 기어 모듈에서 발생하는 토크 값이 상기 요구 토크 값을 만족하면서, 상기 복수의 전기모터들 전체의 소비전력 효율이 최대가 되도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 구동 토크 값을 연산한다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 단계(S440)에서는 상기 기어 모듈의 회전축에 대한 분당 회전수와 상기 요구 토크 값을 기초로 상기 기어 모듈에 전달되어야 할 제1 회전동력을 연산하는 단계 및 상기 복수의 전기모터들의 분당 회전수를 기초로 상기 복수의 전기모터들 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값이 상기 제1 회전동력과 동일해지도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 연산하되, 상기 모터 효율맵을 참조하여 상기 복수의 전기모터들 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값에 대한 전체 소비전력 효율이 최대가 되도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 복수의 전기모터들 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값에 대한 전체 소비전력 효율이 최대가 되도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 연산하는 단계는 상기 복수의 전기모터들의 분당 회전수를 기초로 상기 복수의 전기모터들 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값이 상기 제1 회전동력과 동일해지도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 할당 가능한 토크 값의 집합에 대한 복수의 후보군들을 생성하는 단계 및 상기 모터 효율맵을 참조하여 상기 복수의 후보군들 중에서 상기 복수의 전기모터들 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값에 대한 전체 소비전력 효율이 최대가 되는 후보군에 포함되어 있는 토크 값의 집합으로부터 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
단계(S450)에서는 상기 연산된 구동 토크 값에 따라 상기 복수의 전기모터들에 대한 구동을 제어한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 전기자동차의 동력 공급 방법은 상기 복수의 전기모터들 각각과 연결되어, 상기 복수의 전기모터들 중 대응하는 전기모터에 대해 전력을 공급하는 복수의 배터리 팩들을 유지하는 단계 및 상기 복수의 배터리 팩들에 대한 충전량을 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 단계(S450)에서는 상기 복수의 배터리 팩들 중 적어도 하나의 제1 전기모터에 전력을 공급하는 적어도 하나의 제1 배터리 팩의 충전량이 선정된 용량 이하인 경우, 상기 복수의 전기모터들 중 상기 적어도 하나의 제1 전기모터를 제외한 적어도 하나의 제2 전기모터에 대해, 상기 연산된 구동 토크 값과 선정된 추가 토크 값이 합산된 합산 토크 값에 따라 동작하도록 상기 적어도 하나의 제2 전기모터의 구동을 제어하고, 상기 적어도 하나의 제1 전기모터에 대해, 상기 연산된 구동 토크 값에 따라 동작하도록 상기 적어도 하나의 제1 전기모터의 구동을 제어할 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 전기자동차의 동력 공급 방법은 상기 복수의 전기모터들로부터 전달되는 회전동력에 의해 상기 기어 모듈의 회전축이 구동되면, 상기 기어 모듈의 회전축에서 발생하는 회전동력 중 상기 적어도 하나의 제2 전기모터로부터 전달된 상기 선정된 추가 토크 값에 의한 회전동력을 충전전력으로 변환하여 상기 적어도 하나의 제1 배터리 팩으로 공급함으로써, 상기 적어도 하나의 제1 배터리에 대한 충전을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 방법은 컴퓨터와의 결합을 통해 실행시키기 위한 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 동력 공급 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 전기자동차의 동력 공급 장치
111: 기어 모듈 112: 가속 센싱부
113: 요구 토크 값 연산부 114: 구동 토크 값 연산부
115: 모터 제어부 116: 제1 연산부
117: 제2 연산부 118: 후보군 생성부
119: 토크 값 결정부 120, 121, 122: 복수의 배터리들
123: 용량 확인부 124: 발전부
125: 자가 충전부 130, 131, 132: 복수의 전기모터들

Claims (12)

  1. 전기자동차의 동력 공급 장치에 있어서,
    하나의 회전축을 갖는 기어를 통해 복수의 전기모터들의 회전축과 기어 결합됨으로써, 상기 복수의 전기모터들로부터 전달되는 회전동력(Rotation Power)을 하나의 합산된 회전동력으로 변환하여 상기 전기자동차로 공급하는 기어 모듈;
    상기 복수의 전기모터들 각각과 연결되어, 상기 복수의 전기모터들 중 대응하는 전기모터에 대해 전력을 공급하는 복수의 배터리 팩(pack)들;
    운전자가 상기 전기자동차의 가속 페달을 밟는 경우, 상기 가속 페달의 위치 변화에 대응하는 가속 정보를 생성하는 가속 센싱부;
    복수의 가속 정보들에 따라 필요한 토크(torque) 값에 대한 연산 결과가 기록되어 있는 테이블을 참조하여 상기 가속 정보에 대응하는 요구 토크 값을 연산하는 요구 토크 값 연산부;
    상기 복수의 전기모터들 각각에 대해 각 전기모터가 구동 가능한 범위에 해당되는 분당 회전수들과 상기 각 전기모터들에 의해 생성 가능한 토크 값들 간의 소비전력에 대한 효율정보가 기록되어 있는 모터 효율맵(map)을 참조하여 상기 기어 모듈에서 발생하는 토크 값이 상기 요구 토크 값을 만족하면서, 상기 복수의 전기모터들 전체의 소비전력 효율이 최대가 되도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 구동 토크 값을 연산하는 구동 토크 값 연산부;
    상기 복수의 배터리 팩들에 대한 충전량을 확인하는 용량 확인부; 및
    상기 연산된 구동 토크 값에 따라 상기 복수의 전기모터들에 대한 구동을 제어하는 모터 제어부
    를 포함하고,
    상기 모터 제어부는
    상기 복수의 배터리 팩들 중 적어도 하나의 제1 전기모터에 전력을 공급하는 적어도 하나의 제1 배터리 팩의 충전량이 선정된(predetermined) 용량 이하인 경우, 상기 복수의 전기모터들 중 상기 적어도 하나의 제1 전기모터를 제외한 적어도 하나의 제2 전기모터에 대해, 상기 연산된 구동 토크 값과 선정된 추가 토크 값이 합산된 합산 토크 값에 따라 동작하도록 상기 적어도 하나의 제2 전기모터의 구동을 제어하고, 상기 적어도 하나의 제1 전기모터에 대해, 상기 연산된 구동 토크 값에 따라 동작하도록 상기 적어도 하나의 제1 전기모터의 구동을 제어하는 전기자동차의 동력 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 토크 값 연산부는
    상기 기어 모듈의 회전축에 대한 분당 회전수와 상기 요구 토크 값을 기초로 상기 기어 모듈에 전달되어야 할 제1 회전동력을 연산하는 제1 연산부; 및
    상기 복수의 전기모터들의 분당 회전수를 기초로 상기 복수의 전기모터들 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값이 상기 제1 회전동력과 동일해지도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 연산하되, 상기 모터 효율맵을 참조하여 상기 복수의 전기모터들 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값에 대한 전체 소비전력 효율이 최대가 되도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 연산하는 제2 연산부
    를 포함하는 전기자동차의 동력 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 연산부는
    상기 복수의 전기모터들의 분당 회전수를 기초로 상기 복수의 전기모터들 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값이 상기 제1 회전동력과 동일해지도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 할당 가능한 토크 값의 집합에 대한 복수의 후보군들을 생성하는 후보군 생성부; 및
    상기 모터 효율맵을 참조하여 상기 복수의 후보군들 중에서 상기 복수의 전기모터들 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값에 대한 전체 소비전력 효율이 최대가 되는 후보군에 포함되어 있는 토크 값의 집합으로부터 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 결정하는 토크 값 결정부
    를 포함하는 전기자동차의 동력 공급 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모터 제어부는
    상기 복수의 전기모터들로부터 전달되는 회전동력에 의해 상기 기어 모듈의 회전축이 구동되면, 상기 기어 모듈의 회전축에서 발생하는 회전동력 중 상기 적어도 하나의 제2 전기모터로부터 전달된 상기 선정된 추가 토크 값에 의한 회전동력을 충전전력으로 변환하여 상기 적어도 하나의 제1 배터리 팩으로 공급함으로써, 상기 적어도 하나의 제1 배터리 팩에 대한 충전을 수행하는 전기자동차의 동력 공급 장치.
  6. 전기자동차의 동력 공급 방법에 있어서,
    하나의 회전축을 갖는 기어를 통해 복수의 전기모터들의 회전축과 기어 결합됨으로써, 상기 복수의 전기모터들로부터 전달되는 회전동력(Rotation Power)을 하나의 합산된 회전동력으로 변환하여 상기 전기자동차로 공급하는 기어 모듈을 유지하는 단계;
    상기 복수의 전기모터들 각각과 연결되어, 상기 복수의 전기모터들 중 대응하는 전기모터에 대해 전력을 공급하는 복수의 배터리 팩(pack)들을 유지하는 단계;
    운전자가 상기 전기자동차의 가속 페달을 밟는 경우, 상기 가속 페달의 위치 변화에 대응하는 가속 정보를 생성하는 단계;
    복수의 가속 정보들에 따라 필요한 토크(torque) 값에 대한 연산 결과가 기록되어 있는 테이블을 참조하여 상기 가속 정보에 대응하는 요구 토크 값을 연산하는 단계;
    상기 복수의 전기모터들 각각에 대해 각 전기모터가 구동 가능한 범위에 해당되는 분당 회전수들과 상기 각 전기모터들에 의해 생성 가능한 토크 값들 간의 소비전력에 대한 효율정보가 기록되어 있는 모터 효율맵(map)을 참조하여 상기 기어 모듈에서 발생하는 토크 값이 상기 요구 토크 값을 만족하면서, 상기 복수의 전기모터들 전체의 소비전력 효율이 최대가 되도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 구동 토크 값을 연산하는 단계;
    상기 복수의 배터리 팩들에 대한 충전량을 확인하는 단계; 및
    상기 연산된 구동 토크 값에 따라 상기 복수의 전기모터들에 대한 구동을 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 전기모터들에 대한 구동을 제어하는 단계는
    상기 복수의 배터리 팩들 중 적어도 하나의 제1 전기모터에 전력을 공급하는 적어도 하나의 제1 배터리 팩의 충전량이 선정된(predetermined) 용량 이하인 경우, 상기 복수의 전기모터들 중 상기 적어도 하나의 제1 전기모터를 제외한 적어도 하나의 제2 전기모터에 대해, 상기 연산된 구동 토크 값과 선정된 추가 토크 값이 합산된 합산 토크 값에 따라 동작하도록 상기 적어도 하나의 제2 전기모터의 구동을 제어하고, 상기 적어도 하나의 제1 전기모터에 대해, 상기 연산된 구동 토크 값에 따라 동작하도록 상기 적어도 하나의 제1 전기모터의 구동을 제어하는 전기자동차의 동력 공급 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동 토크 값을 연산하는 단계는
    상기 기어 모듈의 회전축에 대한 분당 회전수와 상기 요구 토크 값을 기초로 상기 기어 모듈에 전달되어야 할 제1 회전동력을 연산하는 단계; 및
    상기 복수의 전기모터들의 분당 회전수를 기초로 상기 복수의 전기모터들 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값이 상기 제1 회전동력과 동일해지도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 연산하되, 상기 모터 효율맵을 참조하여 상기 복수의 전기모터들 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값에 대한 전체 소비전력 효율이 최대가 되도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 연산하는 단계
    를 포함하는 전기자동차의 동력 공급 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 전기모터들 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값에 대한 전체 소비전력 효율이 최대가 되도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 연산하는 단계는
    상기 복수의 전기모터들의 분당 회전수를 기초로 상기 복수의 전기모터들 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값이 상기 제1 회전동력과 동일해지도록 상기 복수의 전기모터들 각각에 할당 가능한 토크 값의 집합에 대한 복수의 후보군들을 생성하는 단계; 및
    상기 모터 효율맵을 참조하여 상기 복수의 후보군들 중에서 상기 복수의 전기모터들 각각으로부터 출력되는 회전동력의 합산 값에 대한 전체 소비전력 효율이 최대가 되는 후보군에 포함되어 있는 토크 값의 집합으로부터 상기 복수의 전기모터들 각각에 대한 상기 구동 토크 값을 결정하는 단계
    를 포함하는 전기자동차의 동력 공급 방법.
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 전기모터들로부터 전달되는 회전동력에 의해 상기 기어 모듈의 회전축이 구동되면, 상기 기어 모듈의 회전축에서 발생하는 회전동력 중 상기 적어도 하나의 제2 전기모터로부터 전달된 상기 선정된 추가 토크 값에 의한 회전동력을 충전전력으로 변환하여 상기 적어도 하나의 제1 배터리 팩으로 공급함으로써, 상기 적어도 하나의 제1 배터리 팩에 대한 충전을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 전기자동차의 동력 공급 방법.
  11. 제6항, 제7항, 제8항 또는 제10항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  12. 제6항, 제7항, 제8항 또는 제10항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터와의 결합을 통해 실행시키기 위한 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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