KR20050045591A - 차량의 42ｖ 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치 - Google Patents

차량의 42ｖ 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20050045591A
KR20050045591A KR1020030079728A KR20030079728A KR20050045591A KR 20050045591 A KR20050045591 A KR 20050045591A KR 1020030079728 A KR1020030079728 A KR 1020030079728A KR 20030079728 A KR20030079728 A KR 20030079728A KR 20050045591 A KR20050045591 A KR 20050045591A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
energy storage
vehicle
acid battery
energy
engine
Prior art date
Application number
KR1020030079728A
Other languages
English (en)
Inventor
김종대
강승원
이승현
정재훈
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020030079728A priority Critical patent/KR20050045591A/ko
Publication of KR20050045591A publication Critical patent/KR20050045591A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/24—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치가 개시된다. 개시된 차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치는, 엔진과; 상기 엔진의 일측에 설치되어 상기 엔진의 발전이 이루어지도록 하는 발전기가 일체형으로 이루어진 IGS와; 상기 엔진의 운전모드에 따라 에너지 공급이 이루어지도록 36V 납산 배터리와, 슈퍼캡이 구비된 에너지 저장부와; 상기 에너지 저장부와 상기 IGS 사이에 설치되어 정상동작 모드에서 정류된 42V 발전 전압이 상기 36V 납산 배터리로 흐르도록 하는 MCU와; 상기 36V 납산 배터리의 온도, 전류, 전압 및 상기 슈퍼캡의 전류, 전압을 검출하여 상기 36V 납산 배터리의 상태와, 상기 슈퍼캡의 상태를 모니터링하고, 상기 에너지 저장부의 에너지 밸런스를 제어하는 EMS;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 차량의 제동 시스템에서 열로서 소비되는 에너지를 슈퍼캡으로 최대한 저장할 수 있어서 차량의 연비를 향상시킬 수 있고, 동시에 가속성능을 향상시킬 수 있으며, 가속 성능 향상으로 인하여 운전성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

차량의 42Ｖ 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치{SYSTEM FOR STORING HYBRID ENERGY FOR 42VOLT SYSTEM IN VEHICLE}
본 발명은 차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연비와 가속성능을 향상시키기 위한 차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치에 관한 것이다.
앞으로 신기술들이 차량에 적용이 예상됨에 따라 현재 14V 시스템의 발전 용량이 부족하게 될 것으로 예상되고 있다.
예상되는 부하량 증가 및 현재 국내의 차량의 개략적인 소비 전력에 관한 분석은 다음과 같다. 현재 필드에 출시되고 있는 국내 차량의 소비전력도 선진업체의 고급 차량에서 소비하고 있는 전력과 비슷한 규모를 갖고 있음을 알 수 있으며, 조만간 신기술의 접목에 따라 발전량이 부족하게 될 수 있다는 사실을 예측할 수 있다.
또한 전력의 부족은 결국 알터네이터와 배터리의 용량 증대를 요구하며 와이어링(wiring)/하네스(harness)의 증대 및 차량의 중량 증가를 필요로 하게 된다.
일반적으로, 14V계로 공급할 수 있는 최대 파워 용량은 약 2.5kW정도로 예측되고 있으며, 이 이상의 전력이 요구될 경우, 새로운 전원체계가 요구된다.
이를 위해 42V 전력 체계가 연구 개발되고 있으며, 구조적으로 하이브리드 전지자동차와 비슷한 구조를 갖는다고 할 수 있다. 따라서 이러한 구조로 인하여 선진 업체 및 국제 학술 단체에서는 42V 시스템 차량을 Mild-HEV(Hybrid Electric Vehicle) 혹은 Soft-HEV라고 부르고 있다.
42V 시스템 개발 필요성을 요약하면 다음과 같다.
우선, 내적 요인으로 신기술 부품 개발 적용이 확대되어 가고, 이에 따라 전기 소모량이 증가하고 있으며 예컨대, 12V 전원 한계는 약 2.5kW이다. 그리고 외적 요인으로는 연비 및 배기가스 규제 강화 또는 운전의 편의성 향상이 있다.
이와 같이 내적 및 외적 요인은 사용 전압 증대를 요구하고 있으며, 42V 차량 개발이 필요하게 된다. 이에 따라 발전 용량이 증대되고, 연비 개선이 가능이 예측될 수 있다.
그리고 42V 시스템 차량은 도 1에 도시된 바와 같은, 도요다 THS-M(CROWN 3.0ℓ) 차량이 최초로 출시되어 판매되고 있다.
도시된 바와 같이, 기존 엔진 시스템에 사용되던 발전기 대신에 THS-M은 모터/발전기(MG)(11)를 사용하고, 36V 배터리(12)의 전원은 모터/발전기(11)가 운전 조건에 따른 기능에 따라 모터 혹은 발전기로서 동작한다.
그리고 상기 모터/발전기(11)는 아이들 스톱 모드(Idle Stop Mode)로부터 엔진(13)을 재 기동하고, 엔진(13) 운전 중 필요에 따라 배터리에 에너지 저장할 수 있고, 차량 감속과 제동시 에너지를 회수할 수 있다. 또한 아이들 스톱모드시 에어컨 시스템을 작동시킬 수 있어 차량 탑승자의 쾌적함을 제공할 수 있다.
또한 아이들 스톱 모드에서는 엔진(13)이 정지하기 때문에 기계식 에어컨 컴프레셔(air con compressor)(14)를 구동할 수 없다. 따라서 엔진(13)과 풀리 (Pulley)(15)사이에 전기 마그네틱 클러치(Electric Magnetic Clutch)(16)를 설치하여 아이들 스톱 모드에서 엔진(13)과 풀리(15)를 분리하고 모터/발전기(11)로 기계식 에어컨 컴프레셔(14)를 구동하여 차량 탑승자의 쾌적함을 유지한다.
그리고 도요타 VITZ는 12V 배터리가 장착된 차량에 회생제동 에너지를 회수하기 위해 리튬이온(LI-ION) 배터리를 채용하고 있다.
그러나, 상기와 같이 종래의 차량은 12V 배터리만 적용하고 있고, 아이들 스톱과, 시동 및 회생제동 기능 없고, 연비향상을 위한 아이들 스톱과, 시동 및 회생제동 기능을 적용할 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 아이들 스톱과, 시동 및 회생제동 기능을 적용하여 연비를 향상시키도록 한 차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치는, 엔진과; 상기 엔진의 일측에 설치되어 상기 엔진의 발전이 이루어지도록 하는 발전기가 일체형으로 이루어진 IGS와; 상기 엔진의 운전모드에 따라 에너지 공급이 이루어지도록 36V 납산 배터리와, 슈퍼캡이 구비된 에너지 저장부와; 상기 에너지 저장부와 상기 IGS 사이에 설치되어 정상동작 모드에서 정류된 42V 발전 전압이 상기 36V 납산 배터리로 흐르도록 하는 MCU와; 상기 36V 납산 배터리의 온도, 전류, 전압 및 상기 슈퍼캡의 전류, 전압을 검출하여 상기 36V 납산 배터리의 상태와, 상기 슈퍼캡의 상태를 모니터링하고, 상기 에너지 저장부의 에너지 밸런스를 제어하는 EMS;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2에는 본 발명에 따른 차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 1의 에너지 저장부가 보다 상세하게 도시되어 있다.
도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치는, 일측에 변속기(22)가 설치되는 엔진(21)과, 이 엔진(21)의 일측에 설치되어 엔진(21)의 발전이 이루어지도록 하는 발전기가 일체형으로 이루어진 일체형 발전기 기동기(Integrated Generator Starter; 이하, IGS라 함)(23)와, 상기 엔진(21)의 운전모드에 따라 에너지 공급이 이루어지도록 슈퍼캡(31)(Super-Capacitor)과, 36V 납산 배터리(32)가 구비된 에너지 저장부(30)를 포함하여 구성된다.
그리고 발명에 따른 차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치에는, 상기 에너지 저장부(30)와 IGS(23) 사이에 설치되어 정상동작 모드에서 정류된 42V 발전 전압이 36V 납산 배터리(32)로 흐르도록 하는 정류부(Machine Control Unit; 이하 MCU라 함)(24)와, 상기 36V 납산 배터리(32)의 온도, 전류, 전압 및 슈퍼캡(31)의 전류, 전압을 검출하여 36V 납산 배터리(32)의 상태와, 상기 슈퍼캡(31)의 상태를 모니터링(monitoring)하고, 상기 에너지 저장부(30)의 에너지 밸런스(balance)를 제어하는 에너지 관리 시스템(Energy Management System; 이하, EMS라 함)(33)이 구비된다.
상기 EMS(33)는, MCU(24)와 슈퍼캡(31) 및 36V 납산 배터리(32)의 에너지의 흐름을 단속하기 위한 제1,2스위치(SW1,SW2)와, 상기 제1,2스위치(SW1,SW2)를 단속하는 EMS(33) 기능부(33a)를 포함하여 구성된다.
또한 상기 36V 납산 배터리(32)와 슈퍼캡(31)은 병렬로 조합되어 구비된다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도면을 다시 참조하면, 설명에 앞서, 전기에너지를 저장하는 저장장치의 특성에서 고려해야 할 두 가지 요소로 에너지와 출력을 생각할 수 있으며, 에너지 저장장치의 고유한 특성에 따라 얼마나 많은 에너지를 저장할 수는 있는가 또는 얼마나 빨리 효과적으로 저장된 에너지를 사용할 수 있는가가 결정된다.
상기 납산배터리는 에너지 입출력 과정에서 화학적인 반응이 수반되는 저장장치로 상대적으로 많은 에너지를 저장할 수 있으나, 짧은 시간에 많은 양의 에너지를 충전하거나 방전하는데 한계가 있다.
반면에, 최근 관심이 고조되고 있는 슈퍼캡은 에너지 밀도가 낮아 에너지를 저장하는 용량은 제한적이나, 에너지 충방전 과정에서 화학 반응을 수반하지 않으므로 대전류 충방전이 가능하다.
그리고 일반 차량에 사용되는 에너지 저장 장치인 납산배터리는 상대적으로 낮은 에너지 밀도를 가지며 많은 에너지를 저장할 수 있으나, 출력 밀도가 낮아 빈번한 전류의 충방전 및 대전류 입출력을 필요로 하는 운전조건 하에서 배터리의 수명을 보장하기 어렵다.
이러한 납산배터리들을 전기자동차나 하이브리드 자동차의 에너지 저장장치로서 적용하는 데는 한계가 있다. 따라서 하이브리드나 전기자동차의 에너지저장장치는 일반적으로 Ni-MH등의 배터리를 적용하고 있는 현실이다. 이 Ni-MH 배터리는 고가로서 전체 차량 시스템의 가격 상승의 요인이 되고 있다.
특히 최근에 관심이 집중되고 있는 42V 시스템에서 구현된 아이들 스톱, 시동 기능 및 회생제동 에너지의 회수를 통한 연비향상을 실현하기 위해서는 납산배터리의 적용이 한계가 있다고 할 수 있다.
이러한 배터리의 단점들을 보완하기 위한 방안의 하나로 납산배터리에 비해 출력밀도가 약10배 이상 큰 슈퍼캡을 이용하는 방법이 있다.
즉, 에너지 저장능력이 큰 상기 36V 납산 배터리(32)와 높은 순시출력을 갖는 상기 슈퍼캡(31)을 병렬로 조합하여 대전류 운전에 적합한 하이브리드형 에너지 저장장치를 구성하는 것이다.
상기 36V 납산 배터리(32)와 슈퍼캡(31)의 주요 특성 비교한 것이 아래의 표 1에 나타내 보였다.
주요성능 납산배터리(36V) 슈퍼캡(2.7V/Cell) 비고(일반 커패시터)
반응원리 전극 활물질과 전해액간 화학반응 전해액 내의 이온들의 흡·탈착반응 -
전압 및 온도 범위 43.2~31.5V ,-10 ~ +60℃ 48.6 ~ 24.3V ,-40 ~ +75℃ -
충전시간 1 ~ 5 [hr] 0.3 ~ 30 [sec] 10-3~10-6 [sec]
방전시간 0.3 ~ 3 [hr] 0.3 ~ 3 [sec] 10-3~10-6 [sec]
에너지밀도[Wh/Kg] 10 ~ 100 1 ~ 10 < 0.1
충방전 횟수 100,000 > 500,000 > 500,000
출력밀도[W/Kg] < 1,000 < 10,000 < 10,000
충방전 효율[%] 0.7 ~ 0.85 0.85 ~ 0.98 > 0.95
상기한 바와 같이 표 1은, 36V 납산 배터리(32)와 슈퍼캡(31) 및 일반커패시터의 주요 특성 비교를 나타내고 있으며, 상기 슈퍼캡(31)의 출력밀도가 36V 납산 배터리(32)의 출력밀도에 비해 상당히 높기 때문에 본 발명은 이러한 특성을 응용한 시스템이다.
이를 보다 구체적으로 설명한다.
상기 슈퍼캡(31)은 빠른 충방전 속도와 피크(Peak) 전력 요구에 대응할 수 있고, 상기 36V 납산 배터리는 에너지 저장과 연속적 전력 요구에 대응할 수 있다.
그리고 이들을 운전모드에 따라 설명하면, 가속시에 상기 36V 납산 배터리(32)는 정상동작을 위한 에너지 공급을 하고, 상기 슈퍼캡(31)은 가속성능 향상을 위한 보조 에너지를 공급한다. 이때, 후술하는 바와 같이, 감속시 회수한 에너지를 이용한다.
그리고 정속시에는 상기 36V 납산 배터리(32)로부터 에너지를 공급받고, 감속시에 상기 슈퍼캡(31)은 회생 에너지를 회수하여 저장한다.
한편, 전술한 도 2는 시동시의 상태를 나타내 보인 것이고, 도 4는 발전시 상태를 나타내 보인 것이며, 도 5는 회생제동 상태를 나타내 보인 것이다.
아래의 표 2는 도 2, 도 4 및 도 5의 상태의 동작모드를 각각 나타내 보인 것이다.
동작모드 에너지 저장부 역할 36V 납산 배터리 현상 슈퍼캡 적용시 효과
시동 엔진 재시동시 순시 고출력 공급 순시 고출력 방전-성능 저하 우려 순시 고출력 급속 방전가능
발전 IGS 발전에너지 저장 정상상태 발전에너지 저장 순시 발전에너지 저장가능
회생제동 순시 고출력 제동에너지 저장 순시 고출력 충전 제한적임 순시 고출력 급속충전가능
운전모드시의 작동을 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
우선, 정상작동시에는, MCU(24)에 의해 정류된 발전 전압 42V가 ①의 흐름에 따라 36V 납산 배터리(32)에 저장하도록 EMS(33)가 제2스위치(SW2)를 온(ON)시킨다. 이는 상기 IGS(23) 발전 모드 동작이다.
그리고 회생제동시에는, 예컨대, 차량이 감속하고 있는 경우, EMS(33)가 제1,2스위치(SW1,SW2)를 온(ON)시켜 회생에너지를 ②와 ③으로 저장하게 하여 즉, 36V 납산 배터리(32)와 슈퍼캡(31)으로 저장하게 하여 순시충전 능력이 좋은 슈퍼캡(31)으로 많은 에너지가 저장되게 한다.
또한 가속시에는, 예컨대, 차량이 순간 가속할 경우, EMS(33)가 제1,2스위치(SW1,SW2)를 온(ON)시켜 상기 슈퍼캡(31)으로부터 순간 가속을 위해 필요한 보조 에너지를 공급하게 한다. 이때, 상기 36V 납산 배터리(32)는 정상 가속을 위한 에너지를 공급한다.
다른 한편으로, 도 6에는 슈퍼캡(31)과 배터리에 에너지를 저장하기 위한 개념을 그래프로 나타내 보인 도면이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
차량의 제동 시스템에서 열로서 소비되는 에너지를 슈퍼캡으로 최대한 저장할 수 있어서 차량의 연비를 향상시킬 수 있고, 동시에 가속성능을 향상시킬 수 있다. 또 가속 성능 향상으로 인하여 운전성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명과 비교되는 도요다 차량의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.
도 2는 본 발명에 따른 차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 구성도.
도 3은 도 2의 에너지 저장부를 보다 상세하게 나타내 보인 도면.
도 4 및 도 5는 도 2와 비교되는 발전 및 회생제동시의 작동모를 각각 나타내 보인 도면.
도 6은 슈퍼캡과 배터리에 에너지를 저장하기 위한 개념을 그래프로 나타내 보인 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
21. 엔진
22. 변속기
23. IGS
24. MCU
30. 에너지 저장부
31. 슈퍼캡
32. 36V 납산 배터리
33. EMS

Claims (3)

  1. 엔진과;
    상기 엔진의 일측에 설치되어 상기 엔진의 발전이 이루어지도록 하는 발전기가 일체형으로 이루어진 IGS와;
    상기 엔진의 운전모드에 따라 에너지 공급이 이루어지도록 36V 납산 배터리와, 슈퍼캡이 구비된 에너지 저장부와;
    상기 에너지 저장부와 상기 IGS 사이에 설치되어 정상동작 모드에서 정류된 42V 발전 전압이 상기 36V 납산 배터리로 흐르도록 하는 MCU와;
    상기 36V 납산 배터리의 온도, 전류, 전압 및 상기 슈퍼캡의 전류, 전압을 검출하여 상기 36V 납산 배터리의 상태와, 상기 슈퍼캡의 상태를 모니터링하고, 상기 에너지 저장부의 에너지 밸런스를 제어하는 EMS;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 EMS는,
    상기 MCU와 상기 슈퍼캡 및 상기 36V 납산 배터리의 에너지의 흐름을 단속하기 위한 제1,2스위치와, 상기 제1,2스위치를 단속하는 EMS 기능부를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 36V 납산 배터리와 상기 슈퍼캡은 병렬로 조합되어 구비된 것을 특징으로 하는 차량의 42V 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치.
KR1020030079728A 2003-11-12 2003-11-12 차량의 42ｖ 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치 KR20050045591A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030079728A KR20050045591A (ko) 2003-11-12 2003-11-12 차량의 42ｖ 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030079728A KR20050045591A (ko) 2003-11-12 2003-11-12 차량의 42ｖ 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050045591A true KR20050045591A (ko) 2005-05-17

Family

ID=37245258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030079728A KR20050045591A (ko) 2003-11-12 2003-11-12 차량의 42ｖ 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20050045591A (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100946477B1 (ko) * 2007-11-28 2010-03-10 현대자동차주식회사 하이브리드 에너지 저장장치의 제어방법
WO2012105754A2 (ko) * 2011-01-31 2012-08-09 주식회사 에코카 전기 오토바이의 에너지 회수 방법 및 장치
CN105416083A (zh) * 2015-12-15 2016-03-23 吉林大学 带有复合储能系统的纯电动公交客车整车能量管理系统
KR20180070110A (ko) 2016-12-16 2018-06-26 현대자동차주식회사 차량 발전 제어 장치 및 방법
US10253743B2 (en) 2016-12-15 2019-04-09 Hyundai Motor Company Apparatus and method for controlling start of vehicle engine
KR20190062976A (ko) 2017-11-29 2019-06-07 현대자동차주식회사 주행 상황에 따른 저전압 배터리 관리 장치 및 방법
CN111355003A (zh) * 2020-03-12 2020-06-30 奇瑞新能源汽车股份有限公司 一种动力电池加热装置及其加热方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100946477B1 (ko) * 2007-11-28 2010-03-10 현대자동차주식회사 하이브리드 에너지 저장장치의 제어방법
WO2012105754A2 (ko) * 2011-01-31 2012-08-09 주식회사 에코카 전기 오토바이의 에너지 회수 방법 및 장치
WO2012105754A3 (ko) * 2011-01-31 2012-09-27 주식회사 에코카 전기 오토바이의 에너지 회수 방법 및 장치
CN105416083A (zh) * 2015-12-15 2016-03-23 吉林大学 带有复合储能系统的纯电动公交客车整车能量管理系统
US10253743B2 (en) 2016-12-15 2019-04-09 Hyundai Motor Company Apparatus and method for controlling start of vehicle engine
KR20180070110A (ko) 2016-12-16 2018-06-26 현대자동차주식회사 차량 발전 제어 장치 및 방법
US10449953B2 (en) 2016-12-16 2019-10-22 Hyundai Motor Company Apparatus and method for controlling power generation in a vehicle
KR20190062976A (ko) 2017-11-29 2019-06-07 현대자동차주식회사 주행 상황에 따른 저전압 배터리 관리 장치 및 방법
CN111355003A (zh) * 2020-03-12 2020-06-30 奇瑞新能源汽车股份有限公司 一种动力电池加热装置及其加热方法
CN111355003B (zh) * 2020-03-12 2021-08-10 奇瑞新能源汽车股份有限公司 一种动力电池加热装置的加热方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9428063B2 (en) Mild hybrid system and method for controlling the same
CN105324274B (zh) 车辆用电源系统
US7923866B2 (en) Power supply system and vehicle including the same, and method of controlling the same
AU2015100502A4 (en) A compound power system for an electrical vehicle
CN201317281Y (zh) 汽车电气系统
JP6246729B2 (ja) アイドリングストップする車両
JPWO2009013891A1 (ja) 車両用電源装置
JPH10271611A (ja) 電気自動車の電源システム
JPH0723504A (ja) ハイブリット車の電源回路
JP4737533B2 (ja) 車両用制御装置
CN103229385A (zh) 用于汽车的蓄能装置
JP2005190938A (ja) ハイブリッドシステム
CN106911150A (zh) 一种双电池节能系统
JP4968596B2 (ja) 車載用電源装置
CN105191057A (zh) 车辆用充电系统和包括其的车辆
CN102501778A (zh) 基于双电压复合储能系统的增程式电动汽车能量分配方法
JPH04322105A (ja) 回生エネルギー吸収装置
KR20050045591A (ko) 차량의 42ｖ 시스템용 하이브리드 에너지 저장장치
EP3674129B1 (en) Vehicular charging control system
CN205565759U (zh) 一种双电池节能系统以及装备有该系统的车辆
JP2019009910A (ja) 車両用電源装置
CN112248951B (zh) 一种车辆低压电气子系统电平衡控制方法及装置
JP5409424B2 (ja) 電源装置
Spillane et al. Supervisory control of a HV integrated starter-alternator with ultracapacitor support within the 42 V automotive electrical system
Noyori et al. Development of a new regenerative braking system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application