KR19990050663A - 전기자동차의 회생 제동 방법 - Google Patents

Abstract

한정된 배터리 에너지를 사용하여 주행하는 전기 자동차에 있어서 에너지 소비 효율을 극대화하기 위한 회생 제동방법에 관한 것으로, 차량의 브레이크 스위치나 액셀 스위치에 의한 주행 조건에 따라 그 회생 제동량을 다르게 하기 위하여 브레이크 스위치가 "오프"인 상태에서 액셀 스위치가 "오프" 될 때의 회생 제동량을 브레이크 스위치가 "온" 될 때의 회생 제동량보다 작게 하는 것을 특징으로 하여, 운전자에 의한 브레이크 신호나 가감속 신호와 같은 주행 조건에 따라 모터 최대 출력 토크의 적정 범위 내에서 회생 제동량을 다르게 제어하기 때문에 주행 조건에 따른 능동적인 회생 제동이 이루어져 한정된 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다.

Description

전기 자동차의 회생 제동방법

본 발명은 전기 자동차의 회생 제동에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한정된 배터리 에너지를 사용하여 주행하는 전기 자동차에 있어서 에너지 소비 효율을 극대화하기 위한 회생 제동방법에 관한 것이다.

일반적으로 전기 자동차는 배터리 전원에 의한 모터의 구동에 의해 운행되는 것으로, 전기 자동차의 제동은 운전자의 브레이크 페달 조작에 따른 기계적인 제동과 전기적인 제동(회생 제동)을 이용한다.

그리고, 전기 자동차에 이용되는 모터는 주로 유도전동기를 이용하기 때문에 차량의 제동시에는 모터의 구속에 의한 회생제동 에너지가 발생한다.

이것은 유도전동기의 특징으로 전동기 내부의 인덕턴스에 의해 발생되는 것으로, 모터의 구속이나 공급 전원의 감소에 의한 내부 인덕턴스의 자장 변화로 발생되는 것이다.

상기와 같은 회생제동 에너지는 배터리의 재충전으로 전기 자동차의 주행거리를 연장하는 데 있어서 매우 중요한 요소이다.

이러한 회생 제동 에너지를 이용하기 위하여 종래에는 운전자가 브레이크 페달을 밟거나 운전자가 밟고 있던 액셀 페달을 놓으면 컨트롤러는 회생 제동에 따른 주행 모드를 결정하고, 일정 회생 제동량으로 회생 제동을 하기 위하여 인버터의 게이트 주파수를 제어한다. 그러면, 구동 모터는 회생 제동이 되어 회생 제동 에너지를 발생한다.

그리고, 발생된 회생 제동 에너지는 인버터를 통해 직류 전원으로 변환되어 배터리 충전에 이용된다.

전술한 바와 같은 종래의 회생 제동방법에서는 운전자에 의한 브레이크 신호나 가감속 신호와 같은 주행 조건에 관계없이 모터 최대 출력 토크의 적정 범위 내에서 회생 제동량이 일정하게 정하여져 있기 때문에 주행 조건에 따른 능동적인 회생 제동이 이루어지지 않아 효율적인 에너지의 사용에 한계가 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 차량의 주행 조건에 따른 능동적인 회생 제동으로 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차를 개략적으로 도시한 블록 구성도이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예인 전기 자동차의 회생 제동방법을 개략적으로 도시한 동작 순서도이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량의 브레이크 스위치나 액셀 스위치에 의한 주행 조건에 따라 그 회생 제동량을 다르게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 브레이크 스위치가 "오프"인 상태에서 액셀 스위치가 "오프" 될 때의 회생 제동량은 브레이크 스위치가 "온" 될 때의 회생 제동량보다 작게 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차는 브레이크 스위치(10)와 액셀 스위치(20), 컨트롤러(30), 배터리(40), 인버터(50), 모터(M)로 이루어진다.

브레이크 스위치(10)는 차량의 운행중 제동하기 위한 운전자의 브레이크 페달 조작에 따른 소정의 신호를 출력한다.

액셀 스위치(20)는 차량의 운행중 가감속하기 위한 운전자의 액셀 페달 조작에 따른 소정의 신호를 출력한다.

컨트롤러(30)는 브레이크 스위치(10)와 액셀 스위치(20)의 신호를 분석하여 각 주행 조건에 따른 회생 제동량을 결정하여 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.

배터리(40)는 차량의 운행에 필요한 구동 전원을 공급한다.

인버터(50)는 컨트롤러(30)의 신호에 따라 게이트 주파수가 제어되어 배터리(40)의 직류 전원을 3상 전원으로 변환하여 출력하고, 회생 제동시 인가되는 3상 전원을 배터리(40) 충전을 위한 직류 전원으로 변환한다.

모터(M)는 인버터(50)에서 변환되어 공급되는 3상 전원에 의해 구동되어 저기 자동차를 주행할 수 있도록 한다.

이와 같이 구성된 전기 자동차에서 본 발명의 일 실시예인 회생 제동방법을 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

각 주행 조건에 따른 컨트롤러(30)의 제어신호에 따라 인버터(50)의 게이트 주파수가 제어되고, 인버터(50)의 게이트 주파수에 따라 배터리(40) 전원에 의한 모터(M) 구동 전류가 제어되어 모터(M)가 소정의 속도로 회전함으로써 전기 자동차를 주행하는 중 차량의 제동을 위한 운전자의 브레이크 페달 조작에 따른 브레이크 스위치(10)의 "온" 신호가 있으면(S1)(S2) 컨트롤러(30)는 브레이크 스위치(10)의 신호에 따른 주행 모드를 결정하고, 그에 따라 회생 제동을 하기 위한 회생 제동량(a)을 모터(M) 최대 출력 토크의 33%로 결정한다(S3). 그리고, 결정된 회생 제동량(a)에 따라 인버터(50)의 게이트 주파수를 제어하여 모터(M)를 회생 제동한다(S6).

그러면, 모터(M)의 회생 제동에 따라 3상 교류의 회생 제동 에너지가 발생되는 데, 이 에너지는 인버터(50)를 통해 직류 전원으로 변환되어 배터리(40) 충전에 이용됨으로써 한정된 배터리(40)의 에너지 효율을 증대시킨다.

또한, 전기 자동차의 운행중 운전자가 브레이크 페달을 밟지 않아 브레이크 스위치(10)가 "오프"인 상태(S1)(S2)에서 차량의 제동 없이 관성에 의해 주행하기 위하여 밟고 있던 액셀 페달을 놓으면 액셀 스위치(20)는 "오프" 신호를 출력한다(S4). 그리면, 컨트롤러(30)는 액셀 스위치(20)의 신호에 따른 주행 모드를 결정하고, 그에 따라 회생 제동을 하기 위한 회생 제동량(b)을 모터(M) 최대 출력 토크의 16%로 결정한다(S5). 그리고, 결정된 회생 제동량(b)에 따라 인버터(50)의 게이트 주파수를 제어하여 모터(M)를 회생 제동한다(S6).

그러면, 차량을 제동할 때와는 달리 과다한 회생 제동이 이루어지지 않아 관성에 의한 주행거리의 단축이 발생되지 않고, 과다한 회생 제동에 의한 에너지 변환에 따라 발생되는 손실을 줄일 수 있다.

이때, 모터(M)의 회생 제동에 따라 발생된 3상 교류의 회생 제동 에너지는 인버터(50)를 통해 직류 전원으로 변환되어 배터리(40) 충전에 이용됨으로써 한정된 배터리(40)의 에너지 효율을 증대시킨다.

이와 같이 본 발명은 운전자에 의한 브레이크 신호나 가감속 신호와 같은 주행 조건에 따라 모터 최대 출력 토크의 적정 범위 내에서 회생 제동량을 다르게 제어하기 때문에 주행 조건에 따른 능동적인 회생 제동이 이루어져 한정된 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다.

Claims (2)

1. 차량의 브레이크 스위치나 액셀 스위치의 신호에 의한 주행 조건에 관계없이 일정 회생 제동량으로 구동 모터를 회생 제동하는 전기 자동차의 회생 제동방법에 있어서, 차량의 브레이크 스위치나 액셀 스위치에 의한 주행 조건에 따라 그 회생 제동량을 다르게 하여 구동 모터를 회생 제동하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 회생 제동방법.
2. 청구항 1 에 있어서, 브레이크 스위치가 "오프"인 상태에서 액셀 스위치가 "오프" 될 때의 회생 제동량은 브레이크 스위치가 "온" 될 때의 회생 제동량보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 회생 제동방법.