KR102460194B1 - 차량 구동 시스템과 에너지 제어 방법 - Google Patents

차량 구동 시스템과 에너지 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 구동 시스템과 에너지 제어 방법을 개시한다. 이 차량 구동 시스템은 DC 버스에 연결된 DC-DC 컨버터와, DC 버스에 연결된 제1 및 제2 저장 장치와, DC 버스에 연결된 DC-AC 인버터와, DC-AC 인버터에 연결된 모터와 에너지 관리 제어 시스템을 구비하고, 에너지 관리 제어 시스템은 모터 차량과 부하의 작동 상태에 기초하여 제1 에너지 저장 장치와 제2 에너지 저장 장치 간의 에너지 분배 비율을 산출하여 시스템의 차량 구동 에너지 요구치를 충족시키는 한편, 차량 구동 시스템이 여러 자기 주행 조전에서 더 잘 가동되도록 함으로써, 본 발명 차량 구동 시스템은 더 높은 효율과 신뢰성을 가진다.

Description

차량 구동 시스템과 에너지 제어 방법{VEHICLE DRIVING SYSTEM AND ENERGY CONTROL METHODS}
본 발명은 차량 분야에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량 구동 시스템과 이 차량 구동 시스템의 에너지 제어 방법에 관한 것이다.
전기 전용 차량(pure electric vehicle)은 전기 모터에 동력을 공급하고 차량을 구동하는 데 저장된 전기 에너지를 사용하며, 부속 장치 역시 작동시킬 수 있다. 전기 전용 차량은 하나 또는 복수의 저장된 전기 에너지 원(source)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 저장된 전기 에너지의 제1 에너지 원, 예를 들어 배터리의 에너지는 더 오래 지속되는 에너지를 제공하도록 구성되는 반면, 저장된 전기 에너지의 제2 에너지 원, 예를 들어 고출력 배터리는 예를 들어 차량의 가속을 위한 출력과 에너지를 제공하도록 구성될 수 있다.
하이브리드 전기 차량은 차량의 구동에 내연기관과 (전기차량용 배터리(traction battery) 등의) 에너지 저장 장치에 의해 동력을 공급 받는 모터 차량을 조합할 수 있다. 이러한 조합은 전체적인 연료 효율의 향상을 위해 내연기관과 전기 모터가 각자의 더 높은 효율 영역에서 가동됨으로써 작동될 수 있다. 예를 들어 정지상태에서 가속할 때는 모터가 더 높은 효율을 가지는 반면, 내연기관은 (고속도로 주행 같은) 일정한 엔진 작동 동안 더 높은 효율을 가질 수 있다. 모터의 초기 가속을 개선하면 하이브리드 차량의 내연기관을 더 작고 더 연료 효율적으로 구성할 수 있게 된다.
배터리 구동 순수 전기 차량과 플러그인(plug-in) 하이브리드 전기 차량에 있어서는, 배터리 크기가 적절한 구성을 가진다면 주행거리 요구치(mileage requirement)를 충족하는 충전을 위해 배터리의 높은 에너지 밀도가 바람직하다. 그러나 동일한 크기의 고 에너지 밀도 배터리라고 하더라도 비교적 낮은 에너지 밀도를 가지므로 일시적 가속이나 언덕 주행, 특히 도시 버스나 트럭 같은 고부하(heavy-duty) 응용에 기인하는 에너지 요구를 충족하지 못할 수도 있다. 이를 감안하여, 복수의 에너지 원, 즉 에너지 원의 혼합이 단일한 고 에너지 밀도 배터리의 크기를 과도하게 늘리지 않고 주행거리와 출력의 요구를 충족하기 위해 사용될 수 있다. 그러한 에너지 배터리들이가 출력 밀도가 높고 수명이 더 길기 때문에, 고부하 전기 차량은 고 에너지 밀도 배터리와 에너지 배터리의 조합을 혼합 에너지 원으로 사용할 수 있다. 그러나 복수의 에너지 원 또는 하이브리드 에너지 원을 차량 구동 시스템에 도입하는 경우, 복수의 에너지 원 또는 하이브리드 에너지 원의 합리적인 할당에 의해 차량 구동 시스템을 효율적 작동을 달성하고 다양한 작업 조건에 대응하는 것이 본 기술분야의 문제가 되었다.
그러므로 상술한 문제 중의 적어도 어느 하나를 해결하는 시스템과 방법을 제공할 필요가 있다.
본 발명의 한 양상은 DC 버스에 연결된 DC-DC 컨버터(converter)와, 이 DC-DC 컨버터에 연결된 제1 및 제2 에너지 저장 장치와, DC 버스에 연결된 DC-AC 인버터(inverter)와, DC-AC 인버터에 연결된 모터와, 에너지 관리 제어 시스템을 포함한다. 에너지 관리 제어 시스템은 전기 장치, 차량, 그리고 부하(load)의 작동 조건에 기초하여 제1 에너지 저장 장치와 제2 에너지 저장 장치 간의 에너지 할당 비율을 산출한다.
본 발명의 다른 양상에 의하면,
차량 구동 시스템이 DC 버스에 연결된 DC-DC 컨버터와, 이 DC-DC 컨버터에 연결된 제1 및 제1 에너지 저장 장치와, DC 버스에 연결된 DC-AC 인버터와, 그리고 DC 버스에 연결된 DC-AC 인버터의 전기 장치를 포함하고, 차량 구동 시스템의 전기 장치의 작동 조건을 취득하는 단계와,
차량의 작동 조건을 취득하는 단계와.
부하의 작동 조건을 취득하는 단계와,
부하의 작동 조건에 기초하여 제1 에너지 저장 장치와 제2 에너지 저장 장치 간의 에너지 할당 비율을 산출하는 단계를
구비하는 에너지 관리 제어 방법이 제공된다.
본 발명 차량 구동 시스템과 에너지 관리 제어 시스템에 의하면, 시스템의 차량 구동 에너지 요구치를 충족시킬 수 있도록 전기 장치, 차량 및 부하의 작동 조건에 기초하여 제1 에너지 저장 장치와 제2 에너지 저장 장치 간의 에너지 할당을 제어할 수 있는 한편, 차량 구동 시스템이 시동, 가속, 순항, 제동, 주차 등 다양한 작동 조건에서 더 잘 가동될 수 있도록 하며, 본 발명 차량 구동 시스템은 효율과 내구성(robustnes)이 더 높다.
이하의 상세한 설명을 첨부된 도면과 함께 읽으면 상술한 것 및 다른 본 발명의 특징, 양상, 이점들이 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 도면에서 동일한 부재에는 동일한 참조번호가 사용되었다.
도 1은 본 발명에 의한 차량 구동 시스템의 한 실시예를 보이는 블록도,
도 2는 차량 구동 시스템의 부분 회로도,
도 3은 가속 또는 순항 구동 모드에서 차량 구동 시스템의 전류 흐름을 보이는 개략 회로도,
도 4는 제동 구동 모드에서 차량 구동 시스템의 전류 흐름을 보이는 개략 회로도,
도 5는 순항 구동 모드에서 차량 구동 시스템의 전류 흐름을 보이는 개략 회로도,
도 6은 시동 구동 모드에서 차량 구동 시스템의 전류 흐름을 보이는 개략 회로도,
도 7은 도 1의 에너지 관리 제어 시스템과 컨버터 컨트롤러의 개략 블록도,
도 8은 본 발명에 의한 에너지 관리 제어 시스템의 한 실시예를 보이는 개략 블록도,
도 9는 차량의 원래 속도를 차량의 설정 속도로 변환(transferring)하는 과정을 보이는 개략도, 그리고
도 10은 본 발명에 의한 도 1의 차량 구동 시스템의 에너지 관리 제어 시스템에 적용되는 한 실시예를 보이는 흐름도이다.
당 분야의 전문가들이 본 발명의 주제를 정확히 이해하는데 도움이 되도록 이하에 본 발명의 특정한 실시예들을 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이 특정한 실시예들의 설명에서 본 발명의 개시에 불필요한 상세를 피하도록 일부 일반적인 상식이나 구조는 상세히 설명하지 않는다.
달리 정의되지 않는 한 청구범위와 상세한 설명에 사용된 기술 용어 또는 과학 용어는 본 발명이 속한 당업계에 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 일반적인 의미여야 한다. 이 상세한 설명과 청구범위에서, "제1"과 "제2"는 일반적인 용례처럼 순서, 양, 또는 중요도를 나타내는 것이 아니라 다른 구성요소들을 구분하기 위해 사용되었다. 하나("A" 또는 "one")는 일반적인 용례처럼 양적 한정을 의미하지 않으며 적어도 하나의 존재를 나타낸다. "포함한다(includes 또는 contains)는 일반적인 용례처럼 "포함한다" 앞의 요소나 객체가 "포함한다" 뒤의 요소나 객체 및 동등한 부재를 포괄할 뿐 아니라, 다른 요소나 객체를 배제하지 않는다. "연결한다(connect)" 또는 "수반한다(involve)", 그리고 유사한 용어들은 물리적 또는 기계적 연결에 한정되지 않으며 직접적이건 간접적이건 전기적 연결을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 차량 구동 시스템의 한 실시예를 보이는 개략 블록도이다. 도 1에서, 전기 전용 차량이나 하이브리드 전기 차량에 적용될 본 발명에 의한 차량 구동 시스템(100)의 한 실시예는 양과 음의 단자가 DC 버스(DC 링크)(20)에 연결된 DC-DC(DC/DC) 컨버터(10)와, DC-DC 컨버터(10)에 연결된 제1 에너지 저장 장치(31) 및 제2 에너지 저장 장치(32)와, 양과 음의 단자가 DC 버스(20)에 연결된 DC-AC(DC/AC) 인버터(40)와, 전기 장치(electrical machine; 50)와, DC-AC 인버터(40)에 연결된 에너지 관리 제어 시스템을 포함한다. 부하(load)는 DC-AC 인버터(40)와 전기 장치(50)를 포함한다. 에너지 관리 제어 시스템(60)은 전기 장치(50), 차량 및 부하의 작동 조건에 기초하여 제1 에너지 저장 장치(31)와 제2 에너지 저장 장치(32) 간의 에너지 할당 비율(energy allocation ratio)을 산출한다. 특정 실행 모드 하에서, (도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이) 전기 장치(50)의 작동 조건은 전기 장치(50)의 토크(torque)와 속도를 포함하고, 차량의 운전 조건은 차량의 구동 모드(mode)와 속도를 포함하며, 부하의 작동 조건은 DC-AC 인버터(40)에 입력되는 부하 전류(IL)를 포함한다.
차량 구동 시스템(100)은 또한 컨버터 컨트롤러(70)를 포함하는데, 이 컨버터 컨트롤러(70)는 DC-DC 컨버터(10)를 제어하기 위한 제1 에너지 저장 장치(31)와 제2 에너지 저장 장치(32) 간의 에너지 할당 비율에 기초하여 DC-AC 컨버터를 제어한다.
본 발명에 의한 차량 구동 시스템(100)에서는, 에너지 관리 제어 시스템(60)이 전기 장치(50), 차량, 부하의 작동 조건에 기초하여 차량 구동 시스템(100)의 차량 구동 에너지 요구치를 충족하도록 제1 에너지 저장 장치(31)와 제2 에너지 저장 장치(32) 간의 에너지 할당 비율을 제어할 수 있는 한편, 차량 구동 시스템(100)이 다양한 구동 조건에서 더 잘 가동될 수 있게 하여, 본 발명 차량 구동 시스템(100)은 더 높은 효율과 신뢰성을 가진다.
제1 에너지 저장 장치(31)와 제2 에너지 저장 장치(32)는 각각 하나 이상의 에너지 저장 유닛을 포함할 수 있다. 특정 실행 모드 하에서, 제1 에너지 저장 장치(31)는 고 에너지 밀도 배터리(high energy density energy battery)일 수 있다. 특정 실행 모드 하에서, 제2 에너지 저장 장치(32)는 고 출력 밀도 에너지 배터리(high power density energy battery)일 수 있다. 다른 특정 실행 모드 하에서, 제2 에너지 저장 장치(32)가 슈퍼 캐패시터(super capacitor)로 구성될 수 있는데, 슈퍼 캐패시터는 서로 연결된 복수의 캐패시터 유닛들을 포함한다. 본 발명의 특정 실행 모드와 도면들에서 제2 에너지 저장 장치(32)는 슈퍼 캐패시터로서 개략적으로 도시될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, DC-DC 컨버터(10)는 제1 에너지 저장 장치(31)에 연결된 제1 DC-DC 컨버터(11)와 제2 에너지 저장 장치(32)에 연결된 제2 DC-DC 컨버터(12)를 구비하고, 제1 DC-DC 컨버터(11)와 제2 DC-DC 컨버터(12)의 출력들은 서로 연결된다. 특정 실행 모드 하에서, 제1 DC-DC 컨버터(11)와 제2 DC-DC 컨버터(12)는 DC-DC 컨버터(10) 내에서 두 입력 채널로 통합될 수 있고, 제1 에너지 저장 장치(31)는 DC-DC 컨버터(10)의 한 입력 채널을 통해 DC 버스(20)에 연결되고 제2 에너지 저장 장치(32)는 DC-DC 컨버터(10)의 다른 입력 채널을 통해 DC 버스(20)에 연결된다. 다른 특정 실행 모드 하에서, 제1 DC-DC 컨버터(11)와 제2 DC-DC 컨버터(12)가 각각 독립적인 컨버터로 구성되고, 제1 에너지 저장 장치(31)와 제2 에너지 저장 장치(32)는 각각의 개별적인 컨버터들을 통해 DC 버스(20)에 연결될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 특정 실행 모드 하에서, 차량 구동 시스템(100)에 전류계(91, 93, 95)와 전압계(92, 94, 96)가 또한 설치된다. 전류계(91)는 제1 에너지 저장 장치(31)의 전류(I1)를 측정하기 위한 것이고 전압계(92)는 제1 에너지 저장 장치(31)의 전압(V1)을 측정하기 위한 것이며, 전류계(93)는 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 전류(I2)를 측정하기 위한 것이고, 전압계(94)는 제2 에너지 저장 장치(32)의 전압(V2)을 측정하기 위한 것이며, 전류계(95)는 부하의 전류(IL)를 측정하기 위한 것이고, 전압계(96)는 DC 버스(20)의 전압(V0)을 측정하기 위한 것이다. 본 발명의 상세한 설명과 도면에서 제1 에너지 저장 장치(31)의 제1 전류(I1)와 전압(V1), 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 전류(I2)와 전압(V2), 부하 전류(IL)와 DC 버스(20)의 전압(V0)이 차량 구동 시스템(100)에 설치된 전류계(91, 93, 95)와 전압계(92, 94, 96)에 의한 직접적인 측정으로 취득되는 것으로 되어 있지만 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 다른 특정 실행 모드에서는 제1 에너지 저장 장치(31)의 제1 전류(I1)와 전압(V1), 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 전류(I2)와 전압(V2), 부하 전류(IL)와 DC 버스(20)의 전압(V0)이 다른 방법으로 취득될 수도 있다. 또한 "취득(obtain)"이라는 용어는 차량 구동 시스템(100)에 의해 직접적으로 취득하는 것 뿐 아니라, 차량 구동 시스템(100)에 의한 수동적 취득, 즉 차량 구동 시스템(100) 외부의 다른 장치가 취득하여 차량 구동 시스템(100)으로 전송하는 것을 포함하는 광의의 개념이다.
또한, 도 2에는 전류와 전압의 방향이 개략적으로만 도시되어 있지만, 제1 에너지 저장 장치(31)의 제1 전류(I1)의 방향과 전압(V1)의 방향, 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 전류(I2)의 방향과 전압(V2)의 방향, 부하 전류(IL)의 방향과 DC 버스(20)의 전압(V0)의 방향은 차량 구동 시스템 모델(100)의 구동 모드의 차이에 따라 변화할 것이다.
예를 들어, 도 3은 차량 구동 시스템(100)이 가속(acceleration) 또는 순항(cruising) 구동 모드인 경우의 전류 흐름을 개략적으로 도시하고 있는데, 이 경우 도 3에 도시된 바와 같이 제1 에너지 저장 장치(31)로부터 제1 에너지 저장 장치(31)의 전류(I1)가 흘러나오므로 제1 에너지 저장 장치(31)는 방전상태인 한편, 제2 에너지 저장 장치(32)로부터도 제2 에너지 저장 장치(32)의 전류(I2)가 흘러나오므로 제2 에너지 저장 장치(32)는 방전상태이며, 부하 전류(IL)가 부하로 흘러들어가, 제1 에너지 저장 장치(31)와 제2 에너지 저장 장치(32)가 함께 부하에 에너지를 공급한다.
도 4는 제동 모드(braking mode)에서의 차량 구동 시스템(100)의 전류 흐름을 개략적으로 도시하고 있는데, 이 경우 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 에너지 저장 장치(31)의 제1 전류(I1))가 제1 에너지 저장 장치(31)로 흐르므로 제1 에너지 저장 장치(31)는 충전 상태인 한편, 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 전류(I2)) 역시 제2 에너지 저장 장치(32)로 흐르므로 제2 에너지 저장 장치(32)도 충전 상태이며, 부하 전류(IL)가 부하로부터 흘러, 제1 에너지 저장 장치(31)와 제2 에너지 저장 장치(32)는 함께 부하로부터의 에너지로 인해 재생한다.
도 5는 순항 모드(cruising mode)에서의 차량 구동 시스템(100)의 전류 흐름을 개략적으로 도시하고 있는데, 이 경우 도 5에 도시된 바와 같이 제1 에너지 저장 장치(31)의 전류(I1)가 제1 에너지 저장 장치(31)로부터 흘러나오므로 제1 에너지 저장 장치(31)는 방전 상태이고, 제2 에너지 저장 장치(32)의 전류(I2)가 제2 에너지 저장 장치(32)로 흘러들어 오므로 제2 에너지 저장 장치(32)는 충전 상태가 되어, 제1 에너지 저장 장치(31)가 제2 에너지 저장 장치(32)와 부하에 에너지를 공급한다.
도 6은 시동 모드(starting mode)의 차량 구동 시스템(100)의 전류 흐름을 개략적으로 도시하고 있는데, 이 경우 도 6에 도시된 바와 같이 제1 에너지 저장 장치(31)의 전류(I1)가 제1 에너지 저장 장치(31)로부터 흘러나오므로 제1 에너지 저장 장치(31)는 방전 상태이고, 제2 에너지 저장 장치(32)의 전류(I2)가 제2 에너지 저장 장치(32)로 흘러들어 오므로 제2 에너지 저장 장치(32)는 충전 상태가 되며, 부하 전류(IL)는 없어, 이 경우 제1 에너지 저장 장치(31)가 제2 에너지 저장 장치(32)에만 에너지를 공급한다.
도 7은 도 1의 에너지 관리 제어 시스템(60)과 컨버터 컨트롤러(70)의 개략 블록도를 도시하고, 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 에너지 관리 제어 시스템의 개략 블록도를 도시한다. 도 7과 도 8에 관련하여, 에너지 관리 제어 시스템(60)은 제1 제어 시스템(61)과 제2 제어 시스템(62)을 포함한다. 제1 제어 시스템(61)은 전기 장치(50)의 토크 및 속도에 기초하여 제1 에너지 저장 장치(31)의 제 1 설정 전류(I1S)를 산출한다. 또한, 특정 실행 모드에서는, 제1 제어 시스템(61)이 전기 장치(50)의 토크 및 속도에 기초할 뿐 아니라, DC 버스(20) 전압(V0)과 제1 에너지 저장 장치(31)의 전압(V1)에도 기초하여, 제1 에너지 저장 장치(31)의 제 1 설정 전류(I1S)를 산출한다. 특정 실행 모드에서, 제1 제어 시스템(61)은 제1 설정부(611)와 제1 컨트롤러(612)를 포함하는데, 제1 설정부(611)는 전기 장치의 토크와 속도에 기초하여 DC 버스(20)의 설정 전압(V0S)을 산출하고, 제1 컨트롤러(612)는 DC 버스(20)의 설정 전압(V0S)과 DC 버스(20)의 전압(V0)과 제1 에너지 저장 장치(31)의 전압(V1)에 기초하여 제1 에너지 저장 장치(31)의 설정 전류(I1S)를 산출한다. 제1 컨트롤러(612)는 제1 에너지 저장 장치(31), 즉 고출력 배터리의 입력 채널을 통해 DC 버스(20)의 전압(V0)을 조정하는데, 이는 제1 에너지 저장 장치, 즉 고출력 배터리의 전압이 제2 에너지 저장 장치(32), 즉 슈퍼 캐패시터에 비해 요동(fluctuation)이 작기 때문이며, 이에 따라 DC 버스(20)의 전압(V0)이 덜 교란됨으로써 차량 구동 장치(100)이 DC 버스 전압의 제어 성능이 높고 더 우수한 시스템 효율을 가지게 한다. 또한 제2 에너지 저장 장치(32), 즉, 피크 에너지 처리(peak energy processing)를 위한 슈퍼 캐패시터(32) 전력을 남용(abuse)하지 않을 것이다.
다시 도 7 및 도 8로 돌아와, 제2 제어 시스템(62)은 차량의 모드 및 속도와 부하 전류(IL)에 기초하여 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전류(I2S)를 산출한다. 또한 특정 실행 모드에서, 제2 제어 시스템(62)은 차량의 모드 및 속도와 부하 전류(IL)에 기초하고 DC 버스(20)의 전압(V0), 제1 에너지 저장 장치(31)의 전압(V1), 그리고 제2 에너지 저장 장치(32)의 전압(V2)에도 기초하여 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전류(I2S)를 산출한다. 본 발명의 한 바람직한 실시예에서, 제2 제어 시스템(62)은 제2 설정부(621)를 포함하는데, 제2 설정부(621)는 차량의 모드와 속도에 기초하여 제2 설정 전압(V2S)을 산출한다.
이하 차량의 모드와 속도를 조합하여 제2 설정부(621)가 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전압(V2S)을 산출하는 과정을 상세히 설명한다.
차량이 순항 모드로 주행한다는 것은 기본적으로 차량의 속도가 일정한 값으로 안정된다는 것을 의미하는데, 이 경우 제2 설정부(621)는 차량의 현재의 순항속도에 기초하고 차량 가속에 제2 에너지 저장 장치(32)에 필요한 에너지와 차량의 회생 제동(regenerative braking)에 필요한 에너지를 통해 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전압(V2S)을 산출할 수 있다.
예를 들어 이 실행 모드에서는, 에너지 보존 법칙에 기초한 다음 식으로 차량의 현재의 순항속도(
Figure 112016004421103-pat00001
)에서 최대속도(
Figure 112016004421103-pat00002
)로 가속하는데 필요한 제2 에너지 저장 장치(32)의 에너지를 연산할 수 있다. (이 특정 실행 모드에서 제2 에너지 저장 장치(32)는 슈퍼 캐패시터(32)이다.)
Figure 112016004421103-pat00003
（1）
Figure 112016004421103-pat00004
는 차량이 최대속도(
Figure 112016004421103-pat00005
)로 가속하기 위한 것이며, 슈퍼 캐패시터(32) 양단이 포함해야 하는 전압이고,
Figure 112016004421103-pat00006
은 슈퍼 캐패시터(32) 양단의 최저 전압이며, 이는 슈퍼 캐패시터(32)의 캐패시터 뿐 아니라 차량의 품질이다.
차량의 현재의 순항속도(
Figure 112016004421103-pat00007
)에서 최저속도(
Figure 112016004421103-pat00008
)로 감속하는데 필요한 제2 에너지 저장 장치(32)의 에너지는 에너지 보존 법칙에 기초한 다음 식으로 연산할 수 있다
Figure 112016004421103-pat00009
（2）
Figure 112016004421103-pat00010
는 차량이 최저속도(
Figure 112016004421103-pat00011
)로 감속하고자 할 때 슈퍼 캐패시터(32) 양단에 저장해야 하는 전압이고
Figure 112016004421103-pat00012
는 슈퍼 캐패시터(32)의 최대 전압이다.
식 (1)과 식 (2)에서 연산된 에너지들을 조합하여 다음 식으로 표현되는 최소 논리를 사용할 수 있다.
Figure 112016004421103-pat00013
（3）
이에 따라 조합 후 슈퍼 캐패시터 양단에 필요한 전압(
Figure 112016004421103-pat00014
)을 얻었는데, 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전압(V2S)은 조합 후의 슈퍼 캐패시터 양단에서의 전압(
Figure 112016004421103-pat00015
)이다. 그러므로 차량이 순항 모드로 주행하면 식 (1) 내지 (3)을 통해 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전압(V2S)을 얻을 수 있다.
차량이 시동 또는 가속 모드로 주행할 때, 차량 구동 시스템(100)은 더 큰 일시적 에너지를 요구받는데, 그 결과 시끄러운 차량 속도 측정이 이뤄질 수 있다. 제2 설정부(621)가 차량의 원래 속도(
Figure 112016004421103-pat00016
) 신호를 바로 사용하여 제2 에너지 저장부(32)의 제2 설정 전압(V2S)을 설정한다면, 제2 에너지 저장 장치(32)의 컨트롤러, 즉 슈퍼 캐패시터(32)의 컨트롤러를 빈번히 작동시키게 될 것이다. 슈퍼 캐패시터 컨트롤러에 의해 소모되는 에너지를 저감시키기 위해 차량의 원래 속도(
Figure 112016004421103-pat00017
) 신호는 적절히 변환될 수 있다.
예를 들어 이 실시예에서는 차량이 시동 또는 가속 모드에서 주행할 때는 제2 설정부(621)가 원래 속도(
Figure 112016004421103-pat00018
) 신호를 차량의 설정 속도(
Figure 112016004421103-pat00019
)로 변환시킨다. 예를 들어, 도 9에서 차량이 정지로부터 시동되면, 0으로부터
Figure 112016004421103-pat00020
으로의 차량의 원래 속도를 차량의 설정 속도(
Figure 112016004421103-pat00021
，
Figure 112016004421103-pat00022
)로 변환시키고, 차량의 속도가
Figure 112016004421103-pat00023
보다 커지면 차량의 원래 속도 신호를
Figure 112016004421103-pat00024
에서
Figure 112016004421103-pat00025
로 증가시키고 차량의 설정 속도(
Figure 112016004421103-pat00026
,
Figure 112016004421103-pat00027
)로 변환시킬 수 있으며, 차량의 속도가 계속 증가하여
Figure 112016004421103-pat00028
를 넘어서면 원래 속도 신호를
Figure 112016004421103-pat00029
에서
Figure 112016004421103-pat00030
로 증가시키고 차량의 설정 속도(
Figure 112016004421103-pat00031
,
Figure 112016004421103-pat00032
)로 변환시킬 수 있으며, 이러한 과정을 반복하게 된다. 그러나 차량 속도가 설정 속도(
Figure 112016004421103-pat00033
,
Figure 112016004421103-pat00034
,
Figure 112016004421103-pat00035
) 근처에서 크게 변화할 수 있는 것을 감안하면, 출력 속도 값이
Figure 112016004421103-pat00036
와
Figure 112016004421103-pat00037
,
Figure 112016004421103-pat00038
와
Figure 112016004421103-pat00039
,
Figure 112016004421103-pat00040
와 다음 설정 속도 ㄱ간에 빈번하게 전환되는 것을 피하기 위해 설정 속도(
Figure 112016004421103-pat00041
,
Figure 112016004421103-pat00042
,
Figure 112016004421103-pat00043
)를하한(lower limit) 설정 속도(
Figure 112016004421103-pat00044
,
Figure 112016004421103-pat00045
,
Figure 112016004421103-pat00046
)에 대응시킨다. 예를 들어 자동차 속도가
Figure 112016004421103-pat00047
근처에서 주로 머물게 되면 출력 속도 값이
Figure 112016004421103-pat00048
와
Figure 112016004421103-pat00049
사이에서 빈번히 전환되는 것을 피하기 위해 하한 설정 속도(
Figure 112016004421103-pat00050
)를 설정하고, 속도가 이
Figure 112016004421103-pat00051
이하로 하락했을 때만
Figure 112016004421103-pat00052
에서
Figure 112016004421103-pat00053
로 전환시킨다. 이와 같이 차량의 원래 속도(
Figure 112016004421103-pat00054
)가 설정 속도(
Figure 112016004421103-pat00055
)로 변환된다. 본 발명의 한 실시예에서는 다음 식에 보이는 룩업 테이블(lookup table: LUT)이 제2 설정부(621)에 사전 설정될 수 있는데, 룩업 테이블(LUT)을 검색함으로써 차량의 원래 속도(
Figure 112016004421103-pat00056
)를 차량의 설정 속도(
Figure 112016004421103-pat00057
)로 변환시킬 수 있다.
Figure 112016004421103-pat00058
（4）
룩업 테이블(LUT)은 두 가지 기능을 가지는데, 한 가지는 출력이 두 인접 ㅊ참조값 사이에서 건너뛰지 않게 하는 것이고, 다른 한 가지는 슈퍼 캐패시터의 동적 성능을 향상시키도록 가능한 속도 변화를 예측하는 것이다.
그러면, 변환된 차량의 설정 속도(
Figure 112016010054203-pat00059
)에 기초하여 에너지 보전 법칙에 따른 다음 식에 의해 슈퍼 캐패시터의 전압(
Figure 112016010054203-pat00060
)과 제2 에너지 저장 장치(32)의 설정 전압(V2S)을 연산할 수 있다.
Figure 112016010054203-pat00061
는 슈퍼 캐패시터 양단에 걸린 전압이다.
Figure 112016004421103-pat00062
（5）
그러므로 차량이 시동 또는 가속 모드로 주행할 때 식 (4) 내지 (5)로 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전압(V2S)을 얻을 수 있다.
차량이 제동 모드로 주행할 때, 이 실시예에서는 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전압(V2S)이 일정한 값으로 설정된다.
제2 제어 시스템(62)는 제2 컨트롤러(622)와 제3 설정부(623)를 더 포함하는데, 제2 컨트롤러(622)는 제2 에너지 저장 장치(32)의 산출된 제2 설정 전압(V2S)과 제2 에너지 저장 장치의 전압(V2)에 기초하여 제2 에너지 저장 장치(32)의 요구 전류(I2R)를 산출한다.
제3 설정부(623)는 도 8에서 취득한 측정 결과를 기초로 하여 제1 에너지 저장 장치(31)의 정격 전류(I1N)를 예측한다. 제1 에너지 저장 장치(31)의 이 정격 전류(I1N)는 제조자가 규정한 제2 에너지 저장 장치(32)의 일정한 값이 될 수 있는데, 예를 들어 배터리 제조자는 제1 에너지 저장 장치(31)의 긴 수명을 달성하기 위해 일반적으로 방전을 1C(배터리 방전속도의 1회) 또는 낮은 속도로 할 것을 권고한다. 그러나 제1 에너지 저장 장치(31)의 라이프 모델(life model)도 사용할 수 있고, 다양한 작동 조건을 감안하여 룩업 테이블의 구성에 좀더 복잡한 알고리듬을 사용할 수 있으며, 제1 에너지 저장 장치(31)의 정격 전류(I1N)는 도 8의 측정 결과를 기초로 하여 룩업테이블을 통해 얻을 수 있다.
제3 설정부(623)는 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 요구 전류(I2R)와 부하 전류(IL)와, DC 버스(20)의 전압(V0)과, 제1 에너지 저장 장치(31)의 전압(V1)과 제2 에너지 저장 장치(32)의 전압(V2)과, 제1 에너지 저장 장치(31)의 정격 전류(I1N)를 기초로 하여 제2 설정 전류(I2S)를 산출한다.
도 8에서 제2 제어 시스템(62)의 제3 설정부(623)와 제1 제어 시스템(61)의 제1 컨트롤러(612) 사이에 명백한 연결은 없지만, 제1 에너지 저장 장치(31)의 정격 전류(I1N)의 정적 설정과 제어의 피드백을 통해 제2 제어 시스템(62)의 제3 설정부(623)는 제1 제어 시스템(61)의 제1 컨트롤러(612)와 실제적으로 연결되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 컨버터 컨트롤러(70)는 제1 에너지 저장 장치(31)의 제1 설정 전류(I1S), 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전류(I2S), 제1 에너지 저장 장치의 제1 전류(I1), 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 전류(I2)를 수신하여, 이들 전류를 기초로 DC-DC 컨버터(10)를 제어한다.
도 10은 전술한 차량 구동 시스템(100)의 에너지 관리 제어 방법에 사용되는 흐름도를 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명의 한 실시예에 의한 에너지 관리 제어 방법은 다음 단계들을 포함한다.
단계(S1)에서, 차량 구동 시스템(100)의 전기 장치(50)의 작동 조건을 취득한다. 바람직한 한 실시예에서 전기 장치(50)의 작동 조건은 전기 장치(50)의 토크와 속도를 포함한다.
단계(S2)에서, 차량의 작동 조건을 취득한다. 바람직한 한 실시예에서 차량의 작동 조건은 차량의 모드와 속도를 포함한다.
단계(S3)에서, 부하의 작동 조건을 취득한다. 바람직한 한 실시예에서 부하의 작동 조건은 DC-AC 인버터(40)의 입력의 되는 부하 전류(IL)를 포함한다.
단계(S4)에서, 전기 장치(50), 차량과 부하의 작동 조건들을 기초로 하여 제1 에너지 저장 장치(31)와 제2 에너지 저장 장치(32) 간의 에너지 할당 비율을 산출한다.
단계(S4)는 추가적으로 다음 단계들을 구비한다.
단계(S41)에서, 전기 장치(50)의 토크와 속도를 기초로 하여 제1 에너지 저장 장치(31)의 제1 설정 전류(I1S)를 산출한다. 바람직한 한 실시예에서, 에너지 관리 제어 방법은 DC 버스(20)의 전압(V0)과 제1 에너지 저장 장치(31)의 전압(V1)을 취득하는 단계를 더 포함하고, 그 다음 단계(S41)에서 전기 장치(50)의 토크 및 속도에 기초하여 제1 에너지 저장 장치(31)의 전압(V1)을 산출하고 제1 에너지 저장 장치(31)의 전압(V1)에도 기초하여 제1 에너지 저장 장치(31)의 제1 설정 전류(I1S)를 산출한다. 바람직한 한 실시예에서 단계(S41)은 다음 단계들을 더 포함한다.
단계(S411)에서, 전기 장치(50)의 토크와 속도를 기초로 하여 DC 버스(20)의 설정 전압(V0S)을 산출한다.
단계(S412)에서, DC 버스(20)의 설정 전압(V0S), DC 버스(20)의 전압(V0), 그리고 제1 에너지 저장 장치(31)의 전압(V1)을 기초로 하여 제1 에너지 저장 장치(31)의 제1 설정 전류(I1S)를 산출한다.
단계(S42)에서, 차량의 모드 및 속도와 부하 전류(IL)를 기초로 하여 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전압(I2S)을 산출한다. 바람직한 한 실시예에서, 에너지 관리 제어 방법은 제2 에너지 저장 장치(32)의 전압(V2)을 취득하는 단계를 더 포함하고 그러면 단계(S42)는 다음 단계들을 더 포함한다.
단계(421)에서, 차량의 모드와 속도에 기초하여 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전압(V2S)을 산출한다.
차량이 순항 모드로 주행할 때는, 본 발명의 바람직한 한 실시예에서 단계(421)은 다음 단계들을 더 포함한다.
단계(S4211a)에서, 차량이 가속될 때 제2 에너지 저장 장치(32)에 필요한 에너지를 연산한다. 예를 들어 한 바람직한 실시예에서, 식 (1)에 따라 순항 속도(
Figure 112016004421103-pat00063
)에서 차량이 최대 속도(
Figure 112016004421103-pat00064
)로 가속될 때 제2 에너지 저장 장치(32)에 필요한 에너지를 연산한다.
단계(S4212a)에서, 차량이 회생 제동을 할 때 제2 에너지 저장 장치(32)에 필요한 저장 에너지를 연산한다. 예를 들어 한 바람직한 실시예에서 식 (2)에 따라 순항 속도(
Figure 112016004421103-pat00065
)에서 차량이 최저 속도(
Figure 112016004421103-pat00066
)로 감속될 때 제2 에너지 저장 장치(32)에 필요한 에너지를 연산한다.
단계(S4213a)에서, 단계(S4212a)에서 연산된 에너지와 단계(S4211a)에서 연산된 에너지를 기초로 하여 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전압(V2S)를 산출한다. 예를 들어 한 바람직한 실시예에서 식 (3)에 따라 단계(S4211a)와 단계(S4212a)에서 연산된 두 에너지들을 조합하여 차량이 순항 모드로 주행할 때 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전압(V2S)을 얻는다.
차량이 시동 또는 가속 모드로 주행할 때는 한 바람직한 실시예에서 단계(S421)이 다음 단계들을 더 구비한다.
단계(S4211b)에서, (4) 식에 따르고 사전 설정된 룩업 테이블(LUT)을 참조하여 차량의 원래 속도(
Figure 112016004421103-pat00067
) 신호를 차량의 설정 속도(
Figure 112016004421103-pat00068
)로 변환한다.
단계(S4212b)에서, 식 (5)에 따라 변환된 설정 속도(
Figure 112016004421103-pat00069
)에서 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전압(V2S)을 산출한다.
차량이 제동 모드로 주행할 때는, 한 바람직한 실시예에서 단계(S421)이 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전압(V2S)을 일정한 값으로 설정하는 단계를 더 포함한다.
단계(S422)에서, 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전압(V2S)과 제2 에너지 저장 장치(32)의 전압(V2)을 기초로 하여 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 전류(I2R)를 산출한다.
단계(S423)에서, 제1 에너지 저장 장치(31)의 정격 전류(I1N)를 사전 결정한다. 이 제1 에너지 저장 장치(31)의 정격 전류(I1N)는 일정한 값이거나 도 8의 측정 결과를 기초로 하여 사전 설정된 룩업 테이블을 참조하여 취득할 수 있다.
단계(S424)에서, 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 요구 전류(I2R)와 부하 전류(IL)와 DC 버스(20)의 전압(V0)과 제1 에너지 저장 장치(31)의 전압(V1)과 제2 에너지 저장 장치(32)의 전압(V2)과 제1 에너지 저장 장치(31)의 정격 전류(I1N)에 기초하여 제2 설정 전류(I2S)를 산출한다.
본 발명의 한 실시예에 의한 에너지 관리 제어 방법은
컨버터 컨트롤러(70)가 수신된 제1 에너지 저장 장치(31)의 제1 설정 전류(I1S)와, 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 설정 전류(I2S)와, 제1 에너지 저장 장치(31)의 제1 전류(I1)와, 제2 에너지 저장 장치(32)의 제2 전류(I2)를 기초로 하여 DC-DC 컨버터(10)를 제어하는 단계를
더 포함한다.
본 발명에 의한 에너지 관리 제어 방법은 전기 장치(50), 차량, 부하의 작동 조건에 기초하여 제1 에너지 저장 장치(31)와 제2 에너지 저장 장치(32) 간의 에너지 할당 비율을 제어함으로써 차량 구동 시스템(100)의 차량 출력 요구치를 충족시키는 한편, 차량 구동 시스템(100)이 시동, 가속, 순항, 제동 그리고 주차 등의 다양한 구동 조건에서 더 가동될 수 있으며, 본 발명 차량 구동 시스템(100)이 더 높은 효율성과 신뢰성을 가지게 한다.
이상에서 본 발명의 몇 가지 바람직한 실시예들의 조합을 상세히 설명했으나 당업계의 기술자라면 여러 가지 변경이나 변형이 가능함을 잘 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 청구범위는 본 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 이러한 변경과 변형들을 포괄하고자 하는 것이다.

Claims (20)

  1. 차량 구동 시스템에 있어서,
    제1 DC-DC 컨버터에 연결된 에너지 밀도 에너지 저장 장치;
    제2 DC-DC 컨버터에 연결된 출력 밀도 에너지 저장 장치;
    상기 제1 DC-DC 컨버터 및 상기 제2 DC-DC 컨버터에 연결된 DC 링크;
    상기 DC 링크에 연결된 인버터;
    상기 인버터에 연결된 모터; 및
    상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치와 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치 간의 출력 분할 비율을 산출하는 에너지 관리 제어 시스템
    을 포함하고, 상기 에너지 관리 제어 시스템은,
    상기 모터의 토크 및 속도에 기초하여 상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치의 제1 설정 전류를 산출하는 제1 제어 시스템; 및
    상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 설정 전압 및 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 전압에 기초하여 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 제2 설정 전류를 산출하는 제2 제어 시스템 - 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 상기 설정 전압은 상기 차량의 작동 모드 및 속도에 기초함 -; 를 포함하고,
    상기 제1 설정 전류 및 상기 제2 설정 전류에 기초하여 상기 제1 DC-DC 컨버터 및 상기 제2 DC-DC 컨버터를 제어하는 컨버터 컨트롤러
    를 포함하는, 차량 구동 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어 시스템은 또한, 상기 DC 링크의 전압 및 상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치의 전압에 기초하여 제1 설정 전류를 산출하는, 차량 구동 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 제어 시스템은,
    상기 모터의 상기 토크 및 상기 속도에 기초하여 상기 DC 링크의 설정 전류를 산출하는 제1 설정부; 및
    상기 DC 링크의 설정 전압, 상기 DC 링크의 전압, 및 상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치의 전압에 기초하여 상기 제1 설정 전류를 산출하는 제1 컨트롤러
    를 포함하는, 차량 구동 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 제어 시스템은 또한, 상기 DC 링크의 전압, 상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치의 전압, 및 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 전압에 기초하여 상기 제2 설정 전류를 산출하는, 차량 구동 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 제어 시스템은,
    상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 상기 설정 전압을 산출하는 제2 설정부; 및
    상기 제2 설정 전류를 산출하는 제2 컨트롤러
    를 포함하는, 차량 구동 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차량이 순항 모드로 주행할 때, 상기 제2 설정부는, 상기 차량의 현재 순항 속도에 기초하여, 상기 차량이 가속될 때 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치에 요구되는 에너지와 상기 차량이 회생 제동될 때 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치에 저장되도록 요구되는 에너지의 조합에 의해, 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 상기 설정 전압을 산출하는, 차량 구동 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 차량이 시동 또는 가속 모드로 주행할 때, 상기 제2 설정부가 상기 차량의 원래 속도 신호를 상기 차량의 설정 속도로 변환하여, 변환된 상기 차량의 설정 속도에 기초하여 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 상기 설정 전압을 산출하는, 차량 구동 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 차량이 제동 모드를 주행할 때, 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 상기 설정 전압이 일정한 값으로 설정되는, 차량 구동 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치는 고 에너지 밀도를 가진 에너지 배터리를 포함하며, 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치는 고 출력 밀도를 가진 출력 배터리 또는 슈퍼 캐패시터를 구비하는, 차량 구동 시스템.
  10. 차량 구동 시스템을 위한 에너지 관리 제어 방법에 있어서, 상기 차량 구동 시스템은,
    제1 DC-DC 컨버터에 연결된 에너지 밀도 에너지 저장 장치;
    제2 DC-DC 컨버터에 연결된 출력 밀도 에너지 저장 장치;
    상기 제1 DC-DC 컨버터 및 상기 제2 DC-DC 컨버터에 연결된 DC 링크;
    상기 DC 링크에 연결된 인버터; 및
    상기 인버터에 연결된 모터
    를 포함하고,
    상기 에너지 관리 제어 방법은,
    상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치의 제1 설정 전류를 산출하기 위한 상기 모터의 토크 및 속도를 취득하는 단계;
    상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 설정 전압을 산출하기 위해 상기 차량의 작동 모드 및 속도를 취득하는 단계;
    상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 설정 전압 및 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 전압에 기초하여 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 제2 설정 전류를 산출하는 단계; 및
    상기 제1 설정 전류 및 상기 제2 설정 전류에 기초하여 상기 제1 DC-DC 컨버터 및 상기 제2 DC-DC 컨버터를 제어하여 상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치와 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치 간의 출력 분할 비율을 산출하는 단계
    를 포함하는, 에너지 관리 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 DC 링크의 전압 및 상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치의 전압을 취득하는 단계; 및
    상기 모터의 상기 토크 및 속도, 상기 DC 링크의 상기 전압, 및 상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치의 상기 전압에 기초하여 상기 제1 설정 전류를 산출하는 단계
    를 포함하는, 에너지 관리 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 모터의 상기 토크 및 속도에 기초하여 상기 DC 링크의 설정 전압을 산출하는 단계; 및
    상기 DC 링크의 상기 설정 전압, 상기 DC 링크의 상기 전압, 및 상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치의 상기 전압에 기초하여 상기 제1 설정 전류를 산출하는 단계
    를 포함하는, 에너지 관리 제어 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 DC 링크의 전압, 상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치의 전압, 및 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 전압을 취득하는 단계; 및
    상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 요구 전류, 상기 인버터에 대한 전류 입력, 상기 DC 링크의 상기 전압, 상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치의 상기 전압, 및 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 상기 전압에 기초하여 상기 제2 설정 전류를 산출하는 단계
    를 포함하는, 에너지 관리 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 차량이 순항 모드에서 주행할 때, 상기 에너지 관리 제어 방법은,
    상기 차량이 가속될 때 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치에 요구되는 에너지를 연산하는 단계;
    상기 차량이 회생 제동될 때 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치에 저장되도록 요구되는 에너지를 연산하는 단계; 및
    상기 두 에너지의 조합에 기초하여 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 상기 설정 전압을 산출하는 단계
    를 포함하는, 에너지 관리 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    현재 순항 속도로 상기 차량이 최대 속도로 가속될 때 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치에 요구되는 에너지를 연산하는 단계;
    상기 현재 순항 속도로 상기 차량이 최저 속도로 감속될 때 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치에 저장되도록 요구되는 에너지를 연산하는 단계; 및
    상기 연산된 두 에너지를 조합하는 단계
    를 포함하는, 에너지 관리 제어 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 차량이 시동 또는 가속 모드로 주행할 때, 상기 에너지 관리 제어 방법은,
    상기 차량의 원래 속도 신호를 상기 차량의 설정 속도로 변환하는 단계; 및
    변환된 상기 차량의 상기 변환된 설정 속도에 기초하여 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 상기 설정 전압을 산출하는 단계
    를 포함하는, 에너지 관리 제어 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 차량이 제동 모드로 주행할 때, 상기 에너지 관리 제어 방법은,
    상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 상기 설정 전압이 일정한 값으로 설정되는, 에너지 관리 제어 방법.
  18. 차량 구동 시스템에 있어서,
    제1 DC-DC 컨버터에 연결된 에너지 밀도 에너지 저장 장치;
    제2 DC-DC 컨버터에 연결된 출력 밀도 에너지 저장 장치;
    상기 제1 DC-DC 컨버터 및 상기 제2 DC-DC 컨버터에 연결된 DC 링크;
    상기 DC 링크에 연결된 인버터;
    상기 인버터에 연결된 모터; 및
    에너지 관리 제어 시스템
    을 포함하고, 상기 에너지 관리 제어 시스템은,
    상기 모터의 토크 및 속도에 기초하여 상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치의 제1 설정 전류를 산출하고;
    상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 설정 전압 및 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 전압에 기초하여 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 제2 설정 전류를 산출하고, 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치의 상기 설정 전압은 상기 차량의 작동 모드 및 속도에 기초하며;
    상기 제1 설정 전류 및 상기 제2 설정 전류에 기초하여 상기 제1 DC-DC 컨버터 및 상기 제2 DC-DC 컨버터를 제어하여,
    상기 에너지 밀도 에너지 저장 장치와 상기 출력 밀도 에너지 저장 장치 간의 출력 분할 비율을 산출하는 것인, 차량 구동 시스템.
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