KR101947664B1 - 전기 모터 차량의 전력 공급장치를 위한 전기 에너지 저장 조립체들을 관리하는 방법 및 디바이스 - Google Patents

전기 모터 차량의 전력 공급장치를 위한 전기 에너지 저장 조립체들을 관리하는 방법 및 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서로 병렬로 연결된 적어도 두 개의 에너지 저장 모듈들을 포함하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하는 방법에 관한 것이며, 상기 모듈들은 미리결정된 최소 전력과 미리결정된 최대 전력 사이에 있는 전달 전력을 모터에 제공할 수 있고, 특히 주목할 사항으로, 본 방법은 다음의 단계들: - 적어도 하나의 결함 모듈의 비정상 동작을 검출하는 단계(100, 110); - 모듈들에 의해 제공될 수 있는 최대 전력을 감소시키는 단계(120, 130); - 각각의 결함 모듈을 전기적으로 분리시키는 단계(140)를 포함하며, 여기서 분리시키는 단계는 최대 전력을 감소시킨 이후에 구현된다.

Description

전기 모터 차량의 전력 공급장치를 위한 전기 에너지 저장 조립체들을 관리하는 방법 및 디바이스{METHOD AND DEVICE FOR MANAGING ELECTRICAL ENERGY STORAGE ASSEMBLIES FOR ELECTRICAL POWER SUPPLY OF AN ELECTRIC MOTOR VEHICLE}
본 발명은 일반적으로 전기 에너지 저장 조립체들(electric energy storage assemblies)의 기술 분야에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 적어도 두 개의 전기 에너지 저장 조립체들을 포함하는 모듈(module)들의 기술 분야에 관한 것이다.
본 발명의 범위 내에서, ≪전기 에너지 저장 조립체≫는, 커패시터(capacitor)(즉, 두 개의 전극들과, 그리고 절연체를 포함하는 수동 시스템)를 의미하거나, 혹은 슈퍼커패시터(supercapacitor)(즉, 두 개의 전극들과, 전해질과, 그리고 분리기를 포함하는 시스템)를 의미하거나, 혹은 리튬 배터리 타입(lithium battery type)의 배터리(즉, 애노드, 캐소드, 그리고 애노드와 캐소드 사이의 전해질을 포함하는 시스템)를 의미한다.
케이싱(casing)을 포함하는 모듈들(이것은 또한 배터리 팩(battery pack)들로 지칭됨)이 알려져 있는바, 이러한 케이싱 내에는 연결 수단과 직렬로 연결되는 수개의 전기 에너지 저장 조립체들(이들은 기본 배터리 셀들(elementary battery cells)임)이 배치된다.
이러한 모듈들은 또한, 특히, 전기 에너지 저장 조립체들의 충전과 방전 또는 모듈 내의 안전을 핸들링하기 위한 전자 관리 카드를 포함한다.
이러한 모듈은 버스, 트럭 혹은 자동차와 같은 전기 모터 차량에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 이를 위해, 차량은 외부 명령(commands)에 따라(특히, 사용자로부터의 명령에 따라) 모터에 전송되는 전력을 변경시킬 수 있는 가변 전력 제어 유닛을 배터리들로부터의 다운스트림(downstream)에 포함한다.
각각의 차량은 서로 병렬로 연결되는 복수의 모듈들을 포함할 수 있는바, 이것은 차량의 전력 수요가 많을 때 특히 효과적이다.
현재 어려움들 중 하나는, 특히 배터리 팩들 중 하나의 오동작 혹은 무동작으로 인해 모듈들의 특성들이 비정상적으로 벗어나는 경우, 이러한 모듈들의 동작을 핸들링하는 것과 관련된다.
본 발명의 목적은 서로 병렬로 연결된 적어도 두 개의 전기 에너지 저장 모듈들을 포함하는 전기 모터 차량의 전기 에너지 저장 모듈들의 동작을 제어할 수 있는 실현가능한 수단을 제공하는 방법 및 시스템을 제안하는 것이다.
이러한 목적으로, 서로 병렬로 연결된 적어도 두 개의 에너지 저장 모듈들을 포함하는, 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법이 제공되는바, 상기 모듈들은 미리결정된 최소 전력과 미리결정된 최대 전력 사이에 포함되는 전달 전력을 모터에 제공할 수 있고, 특히 주목할 사항으로, 이러한 방법은 다음의 단계들:
- 적어도 하나의 결함 모듈의 비정상 동작을 검출하는 단계와;
- 모듈들에 의해 제공될 수 있는 최대 전력을 감소시키는 단계와(이러한 감소시키는 단계로 인한 최대 전력은 제로 전력(zero power)보다는 명확히 크며, 특히 최소 전력보다 큼);
- 각각의 결함 모듈을 전기적으로 분리(disconnecting)시키는 단계를 포함한다(이러한 분리시키는 단계는 최대 전력을 감소시킨 이후 적용됨).
바람직한 것으로, 차량은 사용자로부터의 명령에 따라 모듈들에 의해 전달되는 전력을 제어할 수 있는 실현가능한 수단을 제공하는 전력 제어기를 포함하고, 최대 전력은 제어기의 임계 전력(threshold power)에 대응하며, 전력 제어기를 제어함으로써 최대 전력에서의 감소가 달성된다.
따라서, 차량이 동작하고 있을 때, 이것은 차량을 정지시켜야 함이 없이 임의의 결함이 있는 에너지 저장 모듈을 분리시킬 수 있다.
이것은,
- 특히 에너지 저장 모듈들 간의 상당량의 전류 교환 이후에 에너지 저장 모듈들의 성능저하(degradation)의 위험을 제한함으로써 한편으로는 큰 안전성을 제공할 수 있고,
- 특히 사용자가 강제로 전기 모터 차량을 정지시킴 없이 에너지 저장 모듈의 전기적 분리를 가능하게 함으로써 다른 한편으로는 사용자에 대해 좋은 융통적 사용을 제공할 수 있다.
에너지 저장 모듈을 분리시키기 전에, 모터에 공급되는 최대 전력을 제한함으로써,
- 사용자가 이러한 분리시 매우 큰 전력을 필요로 하는 경우에(이것은 분리 메커니즘(전력 접촉기들)에서 손상을 발생시킬 위험이 있음) 차량을 곤경에 빠뜨리는 것을 피할 수 있게 하며,
- 결함이 있는 에너지 저장 모듈의 분리가 너무 오랫동안 지연되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스의 바람직한 하지만 비-한정적인 실시형태들은 다음과 같은 것이다.
- 앞서의 감소시키는 단계는,
o 모듈들에 의해 제공될 수 있는 최대 전력에서의 감소를 제어하는 하위-단계와, 그 다음에,
o 앞서의 분리시키는 단계를 적용하기 전에, 미리결정된 기간 동안 대기하는 하위-단계를 포함할 수 있는바,
미리결정된 기간 이후에 결함 모듈의 분리를 제어함으로써, 모듈을 분리시키는 단계가 적용될 때에는 모터에 공급되는 최대 전력은 실제로 감소되어 있음을 보장할 수 있는 실현가능한 수단을 제공하게 된다.
- 대안적으로, 앞서의 감소시키는 단계는,
o 모듈들에 의해 제공될 수 있는 최대 전력에서의 감소를 제어하는 하위-단계와, 그 다음에,
o 모터의 전력과 관련된 적어도 하나의 파라미터(parameter)를 획득하는 하위-단계와,
o 상기 적어도 하나의 파라미터가 전력 감소 기준을 충족시키는지 점검하는 하위-단계를 포함할 수 있고,
Figure 112015035336730-pct00001
상기 전력 감소 기준이 충족되는 경우, 앞서의 분리시키는 단계가 적용되고,
Figure 112015035336730-pct00002
그렇지 않은 경우, 모터의 전력과 관련된 상기 적어도 하나의 파라미터를 획득하는 단계로 되돌아 가는바,
모터의 전력과 관련된 파라미터는 예를 들어, 모터의 전력, 차량의 움직임의 속도, 모터 혹은 가변 전력 제어 유닛을 통해 흐르는 전류의 세기 등일 수 있고,
기준 충족에 대해서 결함 모듈의 분리를 조정한다는 사실은, 한편으로는, 모듈에 공급되는 최대 전력이 모듈의 분리 적용 전에 실제로 감소됐음을 확실히 할 수 있는 실현가능한 수단을 제공하고, 다른 한편으로는, 최대 전력의 실제 감소와 결함 모듈의 분리 사이의 기간을 제한할 수 있는 실현가능한 수단을 제공한다.
- 앞서의 검출하는 단계는, 각각의 모듈에 대해,
o 관련 모듈의 특성을 나타내는 적어도 하나의 파라미터를 획득하는 하위-단계와, 그리고
o 적어도 하나의 파라미터에 대해서, 관련 모듈의 가능한 비정상 동작을 식별하기 위해 파라미터의 값을 적어도 하나의 미리결정된 임계값과 비교하는 하위-단계를 포함할 수 있는바,
관련 모듈의 특성을 나타내는 파라미터는 예를 들어, 모듈의 단자들 상의 전압 또는 모듈을 가로지르는 전계 세기, 모듈의 온도 등일 수 있다.
만약 파라미터가 임계값을 초과한다면, 또는 만약 파라미터들의 특정 결합이 임계값을 초과하거나 혹은 획득되지 않는다면, 비정상임이 검출될 수 있다.
- 본 방법은 또한, 모듈들에 의해 제공될 수 있는 최대 전력을 증가시키는 단계를 포함하고, 상기 증가시키는 단계는 앞서의 분리시키는 단계 이후에 적용된다. 전력을 감소시키거나 증가시키기 위한 임의의 단계와 같은 이러한 단계는 특히, 전력 제어기를 제어함으로써 획득되는바,
이것은 결함 모듈의 분리 이후에 사용자가 자신의 차량을 정상적으로 사용할 수 있게 한다.
- 본 방법은 또한, 사용자에게 비정상 동작에 관해 알려주기 위해 그리고/또는 앞서의 분리에 관해 알려주기 위해 경보 신호를 차량의 청각적 경보장치 혹은 시각적 경보장치에 전송하는 단계를 포함하는바,
이것은 사용자가 비정상 동작에 관한 정보를 받을 수 있게 하고, 이에 따라 사용자는 후속하여 일어나는 가능한 속도 손실에 대한 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.
- 앞서의 감소시키는 단계는 모듈들에 의해 제공될 수 있는 최대 전력을 연속적으로 감소시키는 것으로 구성되며, 이에 따라 최대 전력 변화는 점진적으로 명확히 선형이 되는바,
이것은 차량의 변위 속도에서의 급격한 떨어짐을 피할 수 있는 실현가능한 수단을 제공하며 이에 따라 사고의 위험을 제한한다.
- 본 방법은 또한, 앞서의 검출하는 단계와 앞서의 감소시키는 단계 사이의 미리결정된 시간 동안 대기하는 단계를 포함하는바,
이러한 타이밍은 사용자에게 자신의 주행을 그 다음의 가능한 속도 손실에 맞게 조정하게 할 수 있는 충분한 시간을 남길 수 있는 실현가능한 수단을 제공한다.
본 방법은, 차량의 적어도 한 번의 시동(starting) 동안 전력 제어기(예를 들어, 가변 전력 제어 유닛)를 사전-충전(pre-charging)하는 단계를 포함하는바, 이것은, 사용자로부터의 명령에 따라 모듈들에 의해 전달되는 전력을 제어할 수 있는 실현가능한 수단을 제공하며, 상기 사전-충전하는 단계는 전력 제어기가 모듈들의 조립체에 연결되기 전에 전력 제어기의 단자들 상의 전압이 증가되도록 전력 제어기를 임의의 주어진 모듈에 전기적으로 연결하는 것을 포함하고,
앞서의 사전-충전하는 단계는 전력 제어기의 단자 상의 전압을 그 주어진 모듈의 단자들 상의 전압에 가까운 값으로 증가시킴으로써 전력 제어기의 성능저하의 위험을 제한할 수 있다.
- 앞서의 사전충전하는 단계는 차량의 각각의 시동시에 임의의 주어진 모듈을 상이하게 선택하는 것으로 구성되는 하위-단계를 포함하는바,
앞서의 사전-충전 단계를 적용하기 위해 각각의 시동시에 상이한 모듈을 선택함으로써, 특정 모듈의 성능저하의 위험을 제한할 수 있고 아울러 상이한 모듈들의 노화(ageing)를 균질화(homogenization)시킬 수 있다.
- 앞서의 사전-충전하는 단계는, 앞서의 임의의 주어진 모듈을 상이하게 선택하는 하위-단계 전에, 차량의 이전의 시동 동안 결함이 있는 것으로 검출된 모듈들의 그룹을 결정하는 것으로 구성되는 하위-단계를 포함하며, 앞서의 선택하는 하위-단계는 결함이 있는 것으로 검출된 모듈들의 그룹에 속하지 않는 모듈들 중에서 임의의 주어진 모듈을 선택하는 것으로 구성된다.
- 적어도 하나의 에너지 저장 모듈, 특히 각각의 저장 모듈은 서로 직렬로 연결되는 복수의 기본 배터리 셀들을 포함한다.
본 발명은 또한, 서로 병렬로 연결된 적어도 두 개의 에너지 저장 모듈들을 포함하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 시스템에 관한 것이며, 상기 모듈들은 미리결정된 최소 전력과 미리결정된 최대 전력 사이에 포함되는 전달 전력을 모터에 제공할 수 있고, 이러한 시스템은,
- 적어도 하나의 결함 모듈의 비정상 동작을 검출하기 위한 수단과;
- 모듈들에 의해 제공될 수 있는 최대 전력을 감소시키기 위한 수단과(이러한 수단의 감소시키는 동작으로 인한 최대 전력은 제로 전력보다는 명확히 크게 유지됨); 그리고
- 각각의 결함 모듈을 분리시키기 위한 수단을 포함한다.
본 발명에 따른 이러한 시스템은 앞에서 설명된 방법의 단계들을 특히 프로세싱 유닛에 의해 적용하도록 프로그래밍된다.
본 발명에 따른 이러한 시스템은 또한, 사용자로부터의 명령에 따라 모듈들에 의해 전달되는 전력을 제어할 수 있는 전력 제어기를 포함하고, 최대 전력은 제어기의 임계 전력에 대응하며, 최대 전력을 감소시키기 위한 수단은 전력 제어기를 제어하기 위한 수단을 포함한다.
본 발명은 또한, 컴퓨터에서 사용될 수 있는 매체 상에 기록되는 프로그램 코드 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램물에 관한 것이다(특히 이러한 컴퓨터 프로그램물이 앞서 설명된 방법을 적용하기 위한 명령들을 포함한다는 점에서).
본 발명의 다른 특징, 목적, 및 이점은 다음의 설명으로부터 더욱 명백하게 될 것인바, 이러한 설명은 순전히 예시적인 것이고 비-한정적인 것이며, 첨부되는 도면을 참조하여 읽혀져야 한다.
- 도 1은 전기 모터 차량을 도식적으로 예시한다.
- 도 2는 전기 모터 차량의 전력 공급장치를 제어하기 위한 예시적인 방법을 나타낸다.
- 도 3은 전기 모터 차량을 구성하는 요소들을 부분적으로 예시한다.
- 도 4는 전기 에너지 저장 유닛을 도식적으로 예시한다.
본 발명에 따른 모듈의 상이한 실시예들이 도면들을 참조하여 이제 설명될 것이다. 이러한 다양한 도면들에서, 등가의 요소들은 동일한 참조 번호를 갖는다.
1. 전반적 동작 원리( General operating principle )
도 1을 참조하면, 전기 모터(4)를 구비한 차량(3)의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 시스템(2)의 예가 도시되어 있다.
차량(3)은 전기 에너지 저장 유닛(1)을 포함하며, 전기 에너지 저장 유닛(1)은,
- 병렬로 장착되는 3개의 전기 에너지 저장 모듈들(11)과, 그리고
- 이러한 3개의 모듈들(11)로부터의 다운스트림에 이들 모듈들(11)과 직렬로 장착되는 전력 제어기(12)를 포함한다.
각각의 모듈(11)은 (배터리 타입의) 복수의 전기 에너지 저장 조립체들(11)을 포함하며, 이들은 그 저장된 전기 에너지가 후속적으로 차량(3)의 전기 모터(4)에 다시 제공될 수 있게 한다. 전력 제어기는 사용자로부터의 명령에 따라 전기 모터에 전달되는 전력을 제어하도록 구성되며, 모듈들에 의해 전달되는 전력의 값은 미리결정된 최소 전력 값(제로 전력)과 미리결정된 조정가능한 최대 전력 값 사이에서 변할 수 있다.
차량(3)은 또한 모듈들(11)에 연결된 프로세싱 유닛(2)을 포함한다. 프로세싱 유닛(2)은 예를 들어, 컴퓨터(들), 프로세서(들), 마이크로-제어기(들), 마이크로-컴퓨터(들), 프로그래밍가능 자동기계(들), 특정 애플리케이션 집적 회로(들), 혹은 본 발명의 기술분야에서 숙련된 자에게 알려진 다른 디바이스들을 포함한다.
프로세싱 유닛(2)은 전기 에너지 저장 유닛(1)의 동작을 제어할 수 있는 실현가능한 수단을 제공한다. 프로세싱 유닛(2)은 특히, 모듈들(11)을 충전시키는 것 및 방전시키는 것을 제어할 수 있고, 뿐만 아니라 모듈들(11)을 진단하는 것을 제어할 수 있다. 프로세싱 유닛은 또한, 전력 제어기를 제어할 수 있다. 특히, 프로세싱 유닛은, 특히, 전력 제어기의 임계 전력의 값(즉, 모듈들(11)에 의해 제공될 수 있는 최대 전력, 따라서 전기 모터(4)에 의해 요구될 수 있는 최대 전력)을 변경시킴으로써, 전력 제어기를 구성할 수 있다. 프로세싱 유닛의 모듈들(11)과의 통신은 직접적으로 일어나고 반면 전력 제어기와의 통신은 슈퍼바이저(supervisor)를 통해 간접적으로 일어나는바, 이것은 이후에 설명되는 바와 같다.
프로세싱 유닛(2)은 도 2에 예시된 방법이 적용되도록 프로그래밍된다. 프로세싱 유닛(2)의 동작 원리는 다음과 같다.
전기 차량(3)의 동작 동안, 프로세싱 유닛(2)은 모듈들(11)의 가능한 비정상 동작들을 모니터링한다(단계(100) 및 단계(110)). 가능한 비정상 동작들의 발생을 모니터링하는 이러한 국면은 도 3을 참조하여 후속하여 더 상세히 설명될 것이다.
프로세싱 유닛이 어떠한 비정상 동작도 검출하지 못하는 경우, 모듈들(11)의 의해 전달될 수 있는 최대 전력은 초기값과 동일하다.
프로세싱 유닛(2)이 모듈(11)에 관한 비정상 동작을 검출하는 경우, 프로세싱 유닛(2)은 전력 제어기(12)에게 (모듈들(11)에 의해 전달될 수 있는) 최대 전력을 제한하도록 지시한다(단계(120) 및 단계(130)). 보다 구체적으로, 프로세싱 유닛(2)은 최대 전력의 초기값을 초기값보다 작은 제한된 값으로 교체하는바, 이러한 제한된 값은 제로 전력과는 다른 것이며 차량의 최대 속도에 영향을 미친다.
최대 전력의 값이 감소되었다면, 프로세싱 유닛(2)은 결함 모듈(11)의 분리를 지시한다(단계(140)). 결함 모듈(11)을 분리시키기 전에 모터에 공급되는 전력을 제한함으로써,
- 특히, 결함 모듈(11)을 분리시킬 때 모듈들(11) 간의 상당량의 전류가 교환되는 경우 일어나는 다른 모듈들(11)의 성능저하의 위험을 피할 수 있고,
- 특히, 사용자가 이러한 분리시 매우 큰 전력을 필요로 하는 경우에(이것은 분리 메커니즘(제어 스위치들, 등)에서 손상을 발생시킬 위험이 있음) 차량을 곤경에 빠뜨리지 않도록 할 수 있으며, 그리고
- 모듈(11)에 관한 고장의 검출과 결함 모듈(11)의 분리 사이의 기간을 제한 할 수 있다.
따라서, 앞에서 설명된 프로세싱 유닛(2)은 차량(3)의 정지를 요구함이 없이 결함 모듈(11)을 분리할 수 있다.
결함 모듈(11)의 분리(즉, 최대 전력을 감소시키는 단계로부터 모듈을 분리시키는 단계로 넘어가는 것)는 분리 기준이 충족되는 때 일어날 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에서, 프로세싱 유닛(2)은 모터(4)의 전력과 관련된 하나 혹은 수 개의 파라미터들(이것은 ≪동작 파라미터들≫로 지칭됨)을 측정할 수 있는 센서를 포함한다. 이러한 측정은 모터(4)에 공급되는 최대 전력에서의 감소를 검출할 수 있다. 이러한 동작 파라미터(들)의 값(들)이 프로세싱 유닛(2)에게 (모듈들(11)에 의해 제공되는) 최대 전력이 감소되었음을 알려주는 경우, 프로세싱 유닛(2)은 결함 모듈(11)의 분리를 적용한다(단계(140)). 이것은 모듈들(11)을 분리시키기 전에 (모터에 공급되는) 최대 전력에서의 감소가 유효하게 일어나도록 보장할 수 있는 실현가능한 수단을 제공한다.
대안적으로, 결함 모듈(1)의 분리는 미리결정된 기간 이후에 제어될 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에서, 프로세싱 유닛(2)에 의한 결함 모듈(11)의 분리는 비정상 동작의 검출시로부터 시작하여 미리결정된 시간 이후에 적용된다. 이것은 한편으로는 모듈(11)의 분리가 최대 전력의 감소 이후에 수행되도록 보장할 수 있는 실현가능한 수단을 제공하고, 다른 한편으로는 프로세싱 유닛(2)에 의해 사용되는 센서의 개수를 제한할 수 있는 실현가능한 수단을 제공한다.
결함 모듈(11)의 전기적 분리 이후에, 프로세싱 유닛(2)은 모터(4)에 할당된 최대 전력의 초기값을 다시-확립하기 위해 프로그래밍될 수 있다(단계(160)). 보다 구체적으로, 결함 모듈의 분리 이후에, 프로세싱 유닛(2)은 모터(4)에 공급되는 최대 전력의 제한된 값(전력 제어기의 임계 전력)을 초기 전력값으로 교체한다. 그 다음에, 사용자는 분리 이후의 자신의 차량(3)을 정상적으로 사용할 수 있다.
이러한 대안적 실시예는 특히, 차량이 서로 병렬로 연결된 적어도 3개의 전기 에너지 저장 모듈들(1)을 포함할 때 달성된다.
예시적 실시예에서, 프로세싱 유닛(2)은 제1의 제한된 최대 전력값을,
- 그 제한된 전력값보다는 크고
- 초기값보다는 작거나 같은
제2의 제한된 최대 전력값으로 교체할 수 있다.
선택에 따라서는, 프로세싱 유닛(2)은 모듈들(11) 중 하나에 관한 비정상 동작의 검출에 관해 사용자에게 정보를 제공할 수 있다. 사용자에게 이러한 정보를 제공하기 위해, 프로세싱 유닛(2)은 디스플레이 수단 상에 혹은 청각적 신호들을 방출하는 수단 상에 정보를 전송할 수 있다.
프로세싱 유닛(2)은 또한, 검출된 문제 및 이러한 문제를 해결하기 위해 취해져야만 할 조치들에 관해 사용자에게 알려주는 메시지를 사용자에게 전송할 수 있다. 이러한 메시지는 차량의 대시보드(온보드 컴퓨터, 표시자, ...)를 통해 시각적 형태 그리고/또는 청각적 형태로 전송될 수 있다.
유리한 것으로, 프로세싱 유닛(2)에 의한 이러한 결함 모듈(11)의 분리는, 사용자에게 메시지를 전송한 때로부터 시작하여 소정의 기간 이후에 적용될 수 있다. 이것은 사용자가 자신에게 일어나는 후속의 가능한 속도 손실을 고려하여 적절한 조치들을 취할 수 있게 한다.
2. 비정상 검출 국면( Anomaly detection phase )
도 3을 참조하면, 전기 모터 차량의 특정 요소들이 기능적으로 예시되어 있다.
차량은 슈퍼바이저(5), 프로세싱 유닛(2), 및 전기 에너지 저장 유닛(1)을 포함한다.
슈퍼바이저(5)는, 에너지 저장 유닛(1)의 관리를 수행함과 아울러 차량의 다양한 유닛들(예를 들어, 전기 모터, 대시보드, 및 전력 제어기(12)와 같은 것)과 적어도 하나의 통신 버스를 통해 통신하는 프로세싱 유닛(2)을 제어할 수 있다. 달리 말하면, 슈퍼바이저는 에너지 저장 모듈들(1) 이외에, 프로세싱 유닛(2)에 의해 직접 제어되는 차량의 모든 유닛들과 통신하고 이들을 관리한다.
저장 유닛(1)은 특히, 서로 병렬로 장착되는 3개의 모듈들(11)을 포함한다. 모듈들(11)은 전기 에너지를 저장할 수 있다. 이들은 전력 링크(power link)(41)를 통해 전기 모터(4)에 연결되며, 그리고 기술적 상호연결 영역(technical interconnection area)(42)에 연결된다. 모듈들(11)은 또한 전력 링크(43)를 통해 전기 커넥터(electric connector)(44)에 연결된다. 이러한 전기 커넥터(44)는 모듈들(11)에 전력이 공급될 수 있게 하기 위해 외부 충전기(45)에 연결되도록 의도된 것이다. 모듈들(11)은 또한, 프로세싱 유닛(2)에 연결된다.
프로세싱 유닛(2)은,
- 제 1 통신 버스(51)(예컨대, ≪제어기 영역 네트워크(Controller Area Network)≫ 버스(혹은 CAN 버스)와 같은 것)를 통해 슈퍼바이저(5)에 연결되고,
- 제 2 통신 버스(121)를 통해 모듈들(11)에 연결된다.
프로세싱 유닛(2)은 하나 혹은 수개의 모듈들(11)에 관해 일어나는 하나 혹은 수개의 비정상 동작들을 검출하도록 구성된다.
보다 구체적으로, 프로세싱 유닛(2)은,
- 슈퍼바이저 및 제 1 통신 버스(CAN 버스)를 통해 모듈들(11) 각각에 관한 정보 및 차량의 다른 요소들에 관한 정보를 획득할 수 있고, 그리고
- 이러한 정보에 따라,
o 모터(4)에 공급되는 최대 전력을 감소시키고 결함 모듈(11)을 분리하는 등을 행하기 위한 저장 유닛(1)에 대한 명령, 그리고
o 결함 모듈(11)의 고장 등에 관해 사용자에게 경고하기 위한 차량(3)에 대한 명령을 방출할 수 있다.
동작 파라미터(들)에 따라 프로세싱 유닛(2)은 하나 혹은 수개의 비정상 동작들을 검출할 수 있는 데, 여기서 동작 파라미터(들)는 다음과 같은 목록에 포함되는 것일 수 있다:
- 모듈들(11)의 단자들 상의 전압,
- 모듈들(11)을 가로지르는 전계 세기,
- 모듈들(11)의 온도,
- 슈퍼바이저(5)에 도달하는 신호들의 특성(예컨대, 긴급 정지 요청),
- 모듈들(11)의 적어도 하나의 컴포넌트의 전기적 특성.
분리 파라미터(들)에 따라 프로세싱 유닛(2)은 결함 모듈(들)(11)의 분리를 촉발시킬 수 있는 데, 여기서 분리 파라미터(들)는 다음과 같은 목록에 포함되는 것일 수 있다:
- 모터(4)의 전력,
- 차량(3)의 속도,
- 전기적 유닛, 특히 전력 제어기(12) 등을 통해 흐르는 전류.
프로세싱 유닛(2)의 동작 원리는 다음과 같다.
차량을 사용하는 동안, 프로세싱 유닛(2)은 모듈들(11)의 동작 상태를 모니터링한다.
특히, 프로세싱 유닛(2)은, 예를 들어, 적절한 센서들(예컨대, 전압 센서, 전류 센서, 온도 센서 등)로 모듈들(11) 내의 해당 위치에서 측정된 동작 파라미터(들)를 제 1 통신 버스(CAN 버스)(51) 및/또는 제 2 통신 버스(121)를 통해 획득한다. 각각의 획득된 동작 파라미터는 프로세싱 유닛(2)에 의해 임계값과 비교된다.
만약 비교의 결과가 정상 동작 기준을 충족시킨다면, 모듈들(11) 중 어떠한 모듈도 결함을 갖지 않는다. 예를 들어, 만약 모듈들(11)의 온도가 메모리에 저장된 소정의 한계 온도보다 낮다면, 모듈들(11)은 정상 동작 상태에 있다. 프로세싱 유닛(2)은 계속해서 이러한 획득을 행하고 동작 파라미터(들)를 임계값(들)과 비교한다.
만약 비교의 결과가 정상 동작 기준을 충족시키지 못한다면, 모듈들(11) 가운데 해당 모듈은 결함을 갖고 있다. 예를 들어, 만약 모듈(11)의 온도가 메모리에 저장된 소정의 한계 온도를 초과한다면, 이러한 모듈(11)은 결함을 갖고 있다.
프로세싱 유닛(2)은 가능하게는 오동작에 관해 사용자에게 경고하기 위한 정보 신호를 제 1 통신 버스를 통해 슈퍼바이저(5)에게 전송한다. 프로세싱 유닛(2)은 모듈들에 의해 전달되는 최대 전력을 감소시키기 위한 제어 신호를 제 1 통신 버스(51)를 통해 전력 제어기(12)에게 전송한다.
프로세싱 유닛(2)은 모터에 공급되는 최대 전력에서의 감소가 있는지 아니면 없는지를 점검한다. 이러한 것을 행하기 위해, 프로세싱 유닛(2)은 분리 파라미터(들)를 획득한다. 모터에 공급되는 최대 전력에서의 감소와 관련된 기준의 충족 여부를 점검하기 위해서, 각각의 획득된 분리 파라미터는 임계값과 비교된다. 예를 들어, 프로세싱 유닛(2)은 차량의 변위 속도, 모터의 전류 혹은 전력을 획득하고 이것을 설정된 값과 비교한다.
만약 기준이 충족되지 않으면, 프로세싱 유닛(2)은 결함 모듈의 분리를 지시하지 않으며, 타임-아웃(time-out) 기간 이후에, 분리 파라미터(들)의 획득을 다시 시작한다.
만약 기준이 충족되면, 프로세싱 유닛(2)은 결함 모듈의 분리를 지시한다. 보다 구체적으로, 프로세싱 유닛(2)은 결함 모듈(11)을 분리시키기 위한 분리 신호를 제 2 통신 버스(121)를 통해 저장 유닛(1)에게 전송한다.
결함 모듈(11)이 분리되면, 프로세싱 유닛(2)은 모듈들(11)에 의해 전달되는 최대 전력에서의 증가를 지시할 수 있다. 보다 구체적으로, 프로세싱 유닛(2)은 모터에 공급되는 최대 전력의 값(제어기의 임계 전력)을 증가시키기 위한 제어 신호를 제 1 통신 버스(51) 및 슈퍼바이저를 통해 전력 제어기(12)에게 전송한다.
3. 결함 모듈을 분리시키기 위한 국면( Phase for disconnecting a defective module )
도 4를 참조하면, 전기 에너지 저장 유닛(1)이 더 상세히 예시된다. 이러한 전기 에너지 저장 유닛(1)은 서로 병렬로 연결되는 3개의 모듈들(11)과, 그리고 전력 제어기(12)를 포함한다.
각각의 모듈(11)은 서로 직렬로 연결되는 복수의 전기 에너지 저장 조립체들(미도시)을 포함한다. 각각의 모듈(11)은 다음과 같은 요소와 관련된다:
- 모듈의 양의 단자에 연결되는 제어 스위치(K2),
- 모듈(11)에 관해 병렬로 분기되는 가열 유닛(이러한 가열 유닛은 제어 스위치(K4)와 직렬로 장착되는 전기 가열 저항기(13)를 포함함),
- 모듈의 양의 단자에 연결되는 사전-충전 회로(14).
여기서 사전-충전 회로(14)는 다음의 요소를 포함한다:
o 제어 스위치(K3)와 직렬로 연결되는 사전-충전 전기 저항기(15)로 구성되는 사전-충전 유닛, 그리고
o 사전-충전 유닛에 관해 병렬로 장착되는 제어 스위치(K1).
서로 병렬로 장착되는 3개의 모듈들(11)은 또한 전력 제어기(12)에 전기적으로 연결된다.
전력 제어기(12)는 모터에 보내지는 전력을 제로 전압과 최대 전력 사이에서 변경시킬 수 있는 실현가능한 수단을 제공한다. 모터에 보내지는 이러한 전력은 (예를 들어, 차량의 가속기 패달을 누름으로써) 사용자에 의해 요구되는 전력에 따라 달라진다.
도 4에서 예시되는 실시예에서, 전력 제어기(12)는 가변 전력 제어부에 관해 병렬로 장착되는 커패시터를 포함한다. 커패시터는 가변 전력 제어부에 보내지는 신호들을 필터링할 수 있다. 가변 전력 제어부는 모터에 보내지는 전력을 차량의 사용에 따라 변경시킬 수 있는 실현가능한 수단을 제공한다.
프로세싱 유닛(2)은 제 1 통신 버스(51)를 통해 전력 제어기(12)에 연결된다. 이것은 전력 제어기 내에 정의된 최대 전력의 값을 프로세싱 유닛이 증가/감소시킬 수 있게 한다.
일 실시예에서, 프로세싱 유닛(2)은 전력 제어기 내에 정의된 최대 전력의 값을 선형으로 감소(각각 증가)시키도록 구성된다. 이러한 것을 행하기 위해, 프로세싱 유닛은 중간 최대 전력 값들에 대응하는 복수의 중간 신호들을 제 1 통신 네트워크를 통해 전력 제어기에게 전송한다. 연속적인 중간 신호들의 값들은,
- 모터에 공급될 수 있는 최대 전력에서의 점진적 감소의 경우에는 감소하는 값들이며, 또는
- 모터에 공급될 수 있는 최대 전력에서의 증가의 경우에는 증가하는 값들이다.
모듈들을 연결/분리시키기 위한 원리가 이제 더 상세히 설명될 것이다.
시동 허가 제어( Controlling starting permission )
모듈들(11)의 모터로의 임의의 연결 전에, 프로세싱 유닛은 상이한 모듈들(11)의 전압들 간에 차이(divergence)가 없는지를 점검한다. 만약 상이한 모듈들 간의 전압차가 임의의 허용된 범위의 값들의 일부라면, 프로세싱 유닛 및/또는 슈퍼바이저는 차량의 시동이 이루어질 수 있게 한다. 반대의 경우, 차량의 시동은 이루어지지 않으며, 프로세싱 유닛은 슈퍼바이저를 통해 차량의 충전이 재개(resume)돼야 함을 사용자에게 알려준다.
사전-충전 국면( Pre - charging phase )
차량의 시동이 허가되면, 그리고 다양한 모듈들(11)을 연결시키기 전에, 사전-충전 국면이 적용되는바, 이러한 사전-충전 국면 동안,
- 임의의 주어진 모듈에 대해, 스위치들(즉, 전력 접촉기들)(K3 및 K2)은 폐쇄되고 스위치(K1)는 개방되며,
- 다른 모듈들에 대해서, 스위치들(K1, K2, 및 K3)은 개방된다.
프로세싱 유닛은 그 주어진 모듈의 단자들 상의 전압(Vbatt)을 측정하고, 전력 제어기의 단자들 상의 전압(Vpack)을 측정한다. 특정 조건이 충족되는 경우(예를 들어, Vpack > Vbatt의 95%, 그리고 Ipack < 2A), 사전-충전은 끝나는 것으로 고려된다. 이러한 사전-충전 단계는, 필터링 커패시터의 단자들 상의 전압(그리고 가변 전력 제어부의 단자들 상의 전압)을 (다른 모듈들과의 연결시 강한 그리고 파괴적인 전류를 피하기 위해) 그 주어진 모듈의 레벨과 동일한 레벨까지 상승시킬 수 있는 실현가능한 수단을 제공한다.
모듈들 중 단일 모듈이 사전-충전 회로(14)를 포함할 수 있고, 차량의 각각의 시동시 이러한 사전-충전 국면을 적용하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 사전-충전 국면 동안 모듈들을 보호하기 위해, 대안적으로 사전-충전 회로(14)는 프로세싱 유닛에 의해 제공되는 지시에 따라 차량의 각각의 시동시에 사용된다. 이것은 모듈이 분리되어 있는 경우에도 에너지 저장 유닛이 동작할 수 있게 한다.
모듈들의 연결( Connection of the modules )
사전-충전 국면이 완료되면, 프로세싱 유닛은 모듈들의 전력 제어기로의 연결을 지시한다. 사전-충전 국면 동안 사용된 모듈이 첫 번째로 연결된다. 이러한 모듈을 연결시키기 위해, 관련 스위치(K1)가 개방되고, 관련 스위치(K3)가 개방된다(K2는 폐쇄된 상태로 남아 있음). 그 다음으로, (타임 아웃 기간 이후에) 다른 모듈들의 연결이 수행되는바, 이것은 이러한 모듈들 각각에 대해 연속적으로 스위치(K2)를 폐쇄시킴으로써 그러고 나서 스위치(K1)를 폐쇄시킴으로써 달성된다.
프로세싱 유닛이 3개의 모듈들을 포함하는 경우에, 연결 국면 동안 제어 스위치들의 상태는 다음과 같다.
- 초기 상태:
o 사전-충전이 시행됨, 모듈들 간의 전압 차이에 관한 경보("Divergence Tension Pack" 경보) 없음.
- 제 1 모듈의 연결:
o 제어 스위치(K1_팩1)가 폐쇄됨, K2_팩1은 폐쇄된 상태로 유지됨,
o 제어 스위치(K3_팩1)는 개방됨(제 1 모듈이 연결됨).
- 프로세싱 유닛에 의해 타임-아웃이 개시됨, 타임-아웃 기간이 경과된 경우, 다음의 단계가 진행됨.
- 다음 모듈의 연결:
o 제어 스위치(K2_팩2)가 폐쇄됨, 그 다음에,
o 제어 스위치(K1_팩2)가 폐쇄됨(제 2 모듈이 연결됨).
- 프로세싱 유닛에 의해 타임-아웃이 개시됨; 타임-아웃 기간이 경과된 경우, 다음의 단계가 진행됨.
- 제 3 모듈의 연결:
o 제어 스위치(K2_팩3)가 폐쇄됨, 그 다음에,
o 제어 스위치(K1_팩3)가 폐쇄됨(제 3 모듈이 연결됨).
당연한 것으로 이러한 연결은 차량으로부터 실행 요청 이후에 수행되는 것임에 유의해야 할 것이다.
실행 국면( Running phase )
3개의 모듈들이 연결되면, 차량은 실행 국면에 있다. 프로세싱 유닛은 상이한 모듈들에 관한 파라미터(들)를 측정하는바, 예를 들어,
- 각각의 모듈의 단자들 상의 전압,
- 각각의 모듈의 온도,
- 각각의 모듈의 전류, 등과 같은 것을 측정한다.
이러한 값들은 미리기록된 임계값들과 비교된다.
이러한 비교 동작이 그 측정된 값들이 정상적이라고 표시하는 경우, 3개의 모듈들은 전력 제어기에 연결된 상태로 유지된다.
그러나, 모듈들 중 하나에 대해 그 측정된 값들이 정상적이지 않은 경우, 프로세싱 유닛은 해당 모듈이 결함을 갖고 있다고 판단한다. 이러한 경우에, 프로세싱 유닛은, 도 2에서 예시된 바와 같이, 최대 전력을 제한하는 단계, 그리고 결함 모듈을 분리시키는 단계를 촉발시킨다.
제 1 국면에서, 프로세싱 유닛(2)은 비정상 동작의 검출에 관한 경보를 사용자에게 제공한다. 이러한 것을 하기 위해, 프로세싱 유닛(2)은 임의의 메시지를 슈퍼바이저(5)에게 보내고, 슈퍼바이저(5)는 이러한 정보를 차량의 제 1 통신 버스(51)를 통해 중계하여, 예를 들어, 차량의 대시보드 상에 위치한 표시자를 통해 그리고/또는 청각적 경보를 통해 사용자는 이러한 정보를 제공받게 된다.
경보가 완료되면, 프로세싱 유닛(2)은 사용자에게 도로변 상에 혹은 적절한 위치(만약 사용자가 도로 상에 있다면 우측 차선 상의 적절한 위치 등)에 주차할 수 있는 시간을 남기기 위해 몇 초(예컨대, 1분) 동안 타이머(혹은 타이머 카운터)를 개시시킨다.
타이머에 의해 측정된 시간 구간이 경과된 경우, 프로세싱 유닛은 전력 제어기에게 모터에 공급될 수 있는 최대 전력(전력 제어기의 임계 전력)의 값을 감소시키도록 지시한다. 따라서, 사용자에 의해 요청된 전력은 점진적으로 감소되고 사용자가 최대 전력보다 큰 전력을 요청하는 경우에도 사용자의 동작에 따라 이제 더 이상 달라지지 않는다.
프로세싱 유닛은 또한, 모터에 의해 요구되는 전력과 관련된 분리 파라미터(예를 들어, 차량의 속도, 혹은 가변 전력 제어부의 전계 세기 혹은 모터의 전계 세기 같은 것)의 값을 측정한다. 분리 파라미터의 값이 임의의 설정된 값보다 작다면, 프로세싱 유닛은 결함 모듈의 분리를 지시하는바, 이 경우 프로세싱 유닛은 차량의 제 1 통신 버스로부터 혹은 전기 에너지 저장 유닛의 측정 센서들로부터 이러한 정보(예를 들어, 차량의 속도)를 획득한다.
이러한 것을 하기 위해, 프로세싱 유닛은 결함 모듈의 스위치(K1) 및 스위치(K2)의 개방을 지시한다. 해야할 추가적인 점검은 없는데, 왜냐하면 모터에 공급될 수 있는 최대 전력의 감소로 인해, 전력 제어기를 통해 흐르는 전류(Ipack)는 임계값보다 작기 때문인데, 이것은 어떠한 문제도 일으킴이 없이 결함 모듈의 분리가 일어나게 할 수 있다.
결함 모듈이 분리되면, 프로세싱 유닛은 스위치(K4)의 개방을 지시하는데, 이것은 안전한 상태에 대응하는바, 왜냐하면 결함 모듈의 제어 스위치들 모두가 개방되기 때문이다. 이러한 구성은 정지해 있는 동안 적절한 온도에서 모듈을 유지시키기 위해 K4가 폐쇄된 상태로 남아 있게 되는 표준 정지 구성을 따르지 않는다.
이러한 단계가 완료되면, 프로세싱 유닛은, 차량의 제 1 통신 버스와 통신함으로써 슈퍼바이저를 통해 운전자에게 정보를 제공하며, 모듈들에 의해 공급되는 최대 전력을 점진적으로 증가시킴으로써 전력 제어기의 정상 동작을 다시-확립한다.
유리한 것으로, 프로세싱 유닛은 결함 모듈에 관한 정보를 메모리에 저장할 수 있다. 이것은 결함 모듈의 후속 스위칭시 결함 모듈이 차량에 다시-연결되는 것을 피할 수 있는 실현가능한 수단을 제공한다.
일 실시예에서, 프로세싱 유닛은 결함 모듈의 비정상 범주를 결정하도록 프로그래밍될 수 있다. 특히, 프로세싱 유닛은 결함 모듈의 비정상 동작이,
- 예를 들어, 모듈의 불충분한 충전의 경우에서와 같이 처리가능한 비정상 동작인지, 아니면
- 예를 들어, 결함 모듈을 구성하는 컴포넌트의 성능저하와 같은 처리가능하지 않은 비정상 동작인지를 결정하도록 프로그래밍될 수 있다.
비정상의 범주에 따라, 프로세싱 유닛은 다양한 동작들을 수행하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어,
- 처리가능한 비정상 동작의 경우에, 프로세싱 유닛은 차량의 후속 시동 동안 결함 모듈이 차량에 다시연결될 수 있는지 여부를 결정하도록 프로그래밍될 수 있고,
- 처리가능하지 않은 비정상 동작의 경우에, 프로세싱 유닛은 차량 유지를 위해 다시 보내야 요건에 관해 사용자에게 알려주는 해당 사용자에 대해 의도된 정보를 차량의 제 1 통신 버스(CAN 버스)를 통해 전송하도록 프로그래밍될 수 있다.
본 발명의 기술분야에서 숙련된 자는 본 명세서에서 설명되는 새로운 가르침들 및 이점들로부터 실질적으로 벗어남이 없이 앞서 설명된 방법에 대해 그리고 시스템에 대해 다수의 수정들이 행해질 수 있음을 이해할 것이다.
예를 들어, 프로세싱 유닛은 전기 에너지 저장 유닛으로부터 분리될 수 있거나 혹은 통합될 수 있다. 또한, 이러한 프로세싱 유닛은 슈퍼바이저로부터 분리될 수 있거나 혹은 통합될 수 있다. 반면에, 프로세싱 유닛에 의해 달성되는 특정 기능들은 전력 제어기 내에서 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전기 모터(electric motor)를 구비한 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 전기 모터 차량은,
    - 서로 병렬로 연결된 적어도 두 개의 에너지 저장 모듈(energy storage module)들(11)과, 상기 모듈들은 미리결정된 최소 전력과 미리결정된 최대 전력 사이에 포함되는 전달 전력을 상기 모터에 제공할 수 있고;
    - 상기 차량의 사용자에 의해 요구되는 전력에 따라 상기 모듈들(11)에 의해 전달되는 전력을 제어할 수 있는 전력 제어기(12)와, 상기 최대 전력은 상기 제어기의 임계 전력(threshold power)에 대응하며, 상기 전력 제어기는 상기 전기 모터에 보내지는 전력을 변경시키기 위한 가변 전력 제어부(variable power control)에 병렬로 장착되는 커패시터(capacitor)를 포함하고; 그리고
    - 상기 에너지 저장 모듈들을 진단(diagnostics)함과 아울러 상기 전력 제어기를 제어하기 위한 프로세싱 유닛(processing unit)(2)을 포함하고,
    상기 방법은,
    - 상기 프로세싱 유닛(2)에 의해, 결함이 있는 적어도 하나의 결함 모듈의 비정상 동작을 검출하는 단계(100, 110)를 포함하고, 그리고
    상기 비정상 동작을 검출하는 단계 이후에,
    - 상기 프로세싱 유닛(2)이 상기 전력 제어기(12)를 제어하여 상기 전력 제어기(12)로 하여금 상기 모듈들에 의해 상기 전기 모터에 제공되는 상기 최대 전력을 감소시키는 단계(120, 130)를 수행하도록 상기 프로세싱 유닛(2)을 제어하되 상기 감소시키는 단계로 인한 상기 최대 전력은 제로 전력(zero power)보다는 명확히 크게 유지시키면서 제어하는 단계와; 그리고
    - 상기 전력 제어기에 의해 실현된 상기 최대 전력의 감소 이후에, 각각의 결함 모듈을 전기적으로 분리(disconnecting)시키는 단계(140)를
    실현하는 것을 특징으로 하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감소시키는 단계는,
    - 상기 모듈들에 의해 제공될 수 있는 상기 최대 전력에서의 감소를 제어하는 단계와, 그 다음에,
    - 상기 전기적으로 분리시키는 단계를 적용하기 전에, 미리결정된 기간 동안 대기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감소시키는 단계는,
    - 상기 모듈들에 의해 제공될 수 있는 상기 최대 전력에서의 감소를 제어하는 단계와, 그 다음에,
    - 상기 모터의 전력과 관련된 적어도 하나의 파라미터(parameter)를 획득하는 단계와,
    - 상기 적어도 하나의 파라미터가 전력 감소 기준을 충족시키는지 점검하는 단계를 포함하고,
    o 상기 전력 감소 기준이 충족되는 경우, 상기 전기적으로 분리시키는 단계가 적용되고,
    o 상기 전력 감소 기준이 충족되지 않는 경우, 상기 모터의 전력과 관련된 상기 적어도 하나의 파라미터를 획득하는 단계로 되돌아 가는 것을 특징으로 하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는, 각각의 모듈에 대해,
    - 관련 모듈의 특성을 나타내는 적어도 하나의 파라미터를 획득하는 단계(100)와, 그리고
    - 적어도 하나의 파라미터에 대해서, 상기 관련 모듈의 가능한 비정상 동작을 식별하기 위해 상기 파라미터의 값을 적어도 하나의 미리결정된 임계값과 비교하는 단계(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방법은 또한, 상기 프로세싱 유닛(2)이 상기 전력 제어기를 제어하여 상기 전력 제어기로 하여금 상기 모듈들에 의해 제공될 수 있는 상기 최대 전력을 증가시키는 단계(160)를 수행하도록 하는 것을 포함하고, 상기 증가시키는 단계는 상기 전기적으로 분리시키는 단계 이후에 적용되는 것을 특징으로 하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방법은 또한, 상기 사용자에게 상기 비정상 동작에 관해 알려주기 위해 그리고/또는 상기 분리에 관해 알려주기 위해 경보 신호를 상기 차량의 청각적 경보장치 혹은 시각적 경보장치에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 감소시키는 단계는 상기 모듈들에 의해 제공될 수 있는 상기 최대 전력을 연속적으로 감소시키는 것으로 구성되며, 상기 최대 전력을 연속적으로 감소시킴으로써 상기 최대 전력의 변화는 점진적으로 일어나게 되는 것을 특징으로 하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 감소시키는 단계는 상기 모듈들에 의해 제공될 수 있는 상기 최대 전력을 연속적으로 감소시키는 것으로 구성되며, 상기 최대 전력을 연속적으로 감소시킴으로써 상기 최대 전력의 변화는 선형으로 일어나게 되는 것을 특징으로 하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 방법은 또한, 상기 검출하는 단계와 상기 감소시키는 단계 사이의 미리결정된 기간 동안 대기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 방법은 또한, 상기 차량의 적어도 한 번의 시동(starting) 동안 상기 전력 제어기를 사전충전(pre-charging)하는 단계를 포함하고,
    상기 사전충전하는 단계는 상기 전력 제어기가 상기 모듈들의 조립체에 연결되기 전에 상기 전력 제어기의 단자들 상의 전압이 증가되도록 상기 전력 제어기를 임의의 주어진 모듈에 전기적으로 연결하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 사전충전하는 단계는 상기 차량의 각각의 시동시에 임의의 주어진 모듈을 상이하게 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 사전충전하는 단계는, 상기 임의의 주어진 모듈을 상이하게 선택하는 단계 전에, 상기 차량의 이전의 시동 동안 결함이 있는 것으로 검출된 모듈들의 그룹을 결정하는 것으로 구성되는 단계를 포함하며,
    상기 선택하는 단계는 상기 결함이 있는 것으로 검출된 모듈들의 그룹에 속하지 않는 모듈들 중에서 임의의 주어진 모듈을 선택하는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 에너지 저장 모듈은 서로 직렬로 연결되는 복수의 기본 배터리 셀들(elementary battery cells)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 모터 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 방법.
  14. 전기 모터(4)를 구비한 차량(3)의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은 서로 병렬로 연결된 적어도 두 개의 에너지 저장 모듈들(11)을 포함하고, 상기 모듈들은 미리결정된 최소 전력과 미리결정된 최대 전력 사이에 포함되는 전달 전력을 상기 모터에 제공할 수 있으며, 상기 시스템은,
    - 결함이 있는 적어도 하나의 결함 모듈의 비정상 동작을 검출함과 아울러 각각의 결함 모듈을 분리시키기 위한 프로세싱 유닛과; 그리고
    - 상기 차량의 사용자에 의해 요구되는 전력에 따라 상기 모듈들에 의해 전달되는 전력을 제어할 수 있는 전력 제어기(12)를 포함하며,
    상기 최대 전력은 상기 제어기의 임계 전력에 대응하며, 상기 전력 제어기는 상기 전기 모터에 보내지는 전력을 변경시키기 위한 가변 전력 제어부에 병렬로 장착되는 커패시터를 포함하고,
    상기 프로세싱 유닛은 상기 전력 제어기를 제어하여 상기 전력 제어기로 하여금 상기 모듈들에 의해 상기 전기 모터에 제공되는 상기 최대 전력을 감소시키도록 하되 상기 감소시키는 것으로 인한 상기 최대 전력은 제로 전력보다는 명확히 크게 유지시키면서 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 모터를 구비한 차량의 전력 공급장치의 동작을 제어하기 위한 시스템.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3021466A1 (fr) * 2014-05-23 2015-11-27 Renault Sas Systeme de batteries et procede de commande de ce systeme.
US9783078B2 (en) * 2015-10-30 2017-10-10 Faraday & Future Inc. Systems and methods for disengaging a battery
JP6597358B2 (ja) 2016-02-10 2019-10-30 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載電源用のスイッチ装置及び電源装置
US10236696B2 (en) 2016-03-01 2019-03-19 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System and method for controlling a modular energy management system that controls an amount of power transferred from each of the energy modules to at least one load
US11332017B2 (en) 2016-06-14 2022-05-17 Volvo Truck Corporation Method and a device for controlling the operation of an energy storage system in a vehicle
CN108292850B (zh) * 2016-08-23 2021-07-09 柏思科技有限公司 用于向具有电流测量值的多个负载供电的方法和系统
US10462161B2 (en) * 2017-06-21 2019-10-29 GM Global Technology Operations LLC Vehicle network operating protocol and method
JP6879170B2 (ja) * 2017-11-08 2021-06-02 トヨタ自動車株式会社 車両用電源システム
DE102017222192A1 (de) * 2017-12-07 2019-06-13 Audi Ag HV-Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug, Bordnetz, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Steuern einer HV-Batterieanordnung
EP3605775B1 (fr) * 2018-08-03 2022-04-20 GE Energy Power Conversion Technology Limited Module de stockage d'énergie électrique, système et procédé associés
DE102018216192A1 (de) * 2018-09-24 2020-03-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Trennen eines fehlerhaften Moduls aus einem Parallelverbund einer Mehrzahl von Modulen einer Batterie für ein elektrisch angetriebenes Fortbewegungsmittel
CN110303943B (zh) * 2019-08-01 2024-01-30 中车资阳机车有限公司 纯电动轨道机车双支路动力电池高压并联系统控制方法
CN115379963A (zh) * 2020-02-27 2022-11-22 康明斯公司 用于dc总线的预充电的电池组选择
FR3129329A1 (fr) * 2021-11-19 2023-05-26 Psa Automobiles Sa Procede de surveillance thermique des modules de batterie

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007282375A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Hitachi Vehicle Energy Ltd ハイブリッド車両制御システム及びハイブリッド車両制御方法
JP2012050158A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Suzuki Motor Corp 電動車両
DE102011011799A1 (de) 2011-02-19 2012-08-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Schalten von Energiespeicherzellen eines Energiespeichers für ein Fahrzeug sowie entsprechenden Energiespeicher und Fahrzeug

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3893291B2 (ja) * 2002-01-10 2007-03-14 パナソニック・イーブイ・エナジー株式会社 ハイブリッド車用電池電源装置
JP3874344B2 (ja) * 2002-01-17 2007-01-31 株式会社小松製作所 ハイブリッド電源システム
JP4529851B2 (ja) * 2005-09-20 2010-08-25 トヨタ自動車株式会社 電源回路の異常検知装置
US7489048B2 (en) * 2006-01-09 2009-02-10 General Electric Company Energy storage system for electric or hybrid vehicle
JP4640200B2 (ja) * 2006-02-10 2011-03-02 トヨタ自動車株式会社 電圧変換装置および電圧変換器の制御方法
RU57970U1 (ru) * 2006-05-29 2006-10-27 ОАО "Аккумуляторная компания "Ригель" Устройство для обслуживания и поддержания в рабочем состоянии литий-ионных аккумуляторов
JP4569603B2 (ja) * 2007-01-04 2010-10-27 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびそれを備える車両、ならびにその制御方法
US8543271B2 (en) * 2008-10-31 2013-09-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply system for electrically powered vehicle, and method for controlling the same
JP4868088B2 (ja) * 2009-03-05 2012-02-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の充放電制御システムおよびその制御方法
US8410755B2 (en) * 2009-06-15 2013-04-02 Hak Hon Chau Fault tolerant modular battery management system
CN101704344A (zh) * 2009-11-30 2010-05-12 奇瑞汽车股份有限公司 一种纯电动汽车里程增加器控制系统及其控制方法
JP5533610B2 (ja) * 2010-12-02 2014-06-25 トヨタ自動車株式会社 バッテリの出力制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007282375A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Hitachi Vehicle Energy Ltd ハイブリッド車両制御システム及びハイブリッド車両制御方法
JP2012050158A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Suzuki Motor Corp 電動車両
DE102011011799A1 (de) 2011-02-19 2012-08-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Schalten von Energiespeicherzellen eines Energiespeichers für ein Fahrzeug sowie entsprechenden Energiespeicher und Fahrzeug

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