KR20090043890A - 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법 및 그 장치 - Google Patents

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전동술
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한국생산기술연구원
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Abstract

본 발명은 실제 구동을 통해 확보된 전기장치의 부하 및 전력을 이용하여 다양한 종류의 전지 성능 및 수명을 예측할 수 있도록 한 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 차량 운행에 사용되는 배터리 또는 연료전지 등의 전지 성능을 테스트하기 위해 시뮬레이팅하는 방법 및 그 장치에 있어서, 차량을 실제로 여러 주행모드로 주행시켜 각각의 평균주행속도를 확보하여 컴퓨터에 입력하고, 확보된 평균주행속도를 이용해 각각의 구동전력을 계산하며, 여러 주행모드 중 어느 하나를 선택하여 해당 구동전력의 출력을 시험하기 위해 전원부의 부하시험을 수행하고, 부하시험을 통해 전원부에서 소진되는 방전 및 출력특성과 충전특성을 컴퓨터에 전송하여 모니터링하는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 따라, 실제 운전을 통해 확보된 대표적인 부하모드들을 제공하기 때문에, 단순히 원하는 모드를 선정하여 부하시험을 실시할 수 있으므로, 보다 정확한 실제환경에서의 전원장치의 성능 시험 및 예측이 이루어질 수 있는 효과가 있다.
전지, 배터리, 차량, 부하, 시뮬레이팅.

Description

전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법 및 그 장치{Simulating method and apparatus for testing efficiency of an electric cell}
본 발명은 전지의 성능을 테스트하기 위한 시뮬레이팅 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세허게는 실제 구동을 통해 확보된 전기장치의 부하 및 전력을 이용하여 다양한 종류의 전지 성능 및 수명을 예측할 수 있도록 한 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
차량의 기동과 차량에 설치된 전기 구동방식의 액세서리를 정상적으로 구동시키기 위해서는 배터리와 같은 전지장치와 이 전지장치를 충방전하는 발전기가 필수적이다. 이에, 차량 운행에 필요한 전력을 효율적으로 공급하고, 정상적인 차량 주행을 보장하며, 탑승자의 편의를 제공하기 위해 충방전 시스템의 설계가 점차 중요시되고 있다.
자동차에서 발전기는 배터리를 충전하고 차량에 전력을 공급하는 장치로, 충방전을 반복하는 배터리의 성능과 수명에 직접적인 영향을 미치게 됨으로써, 발전기의 용량을 선정하는 데 있어, 여러 가지 요건을 고려해야 한다.
이러한 발전기 용량을 선정하는 방법으로 실제 차량의 주행시험을 통해 발전 기 용량을 선정하기도 하나, 개발 비용과 기간이 많이 소요되고, 또한 정확한 수치에 근거하여 전기의 용량을 선정하는 것이 아니므로, 전기에너지 효율면에서 비효율적인 문제점이 있다.
도 1은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 종래에 특허 등록번호 제0371632호로 등록된 "자동차의 전기에너지 시뮬레이팅 방법"에 대한 것으로, 제1,2,3단계로 이루어진다.
제1단계에서는 외부로부터 배터리 용량과 내부 저항 등의 배터리 정보와, 발전기 특성과 엔진의 회전수에 따른 발전기 최대전류 등의 발전기 정보와, 배터리 전압과 풀리(pulley)비와 차량에 부착된 전기적 부하의 소비전력과 개수 정보를 포함한 부하리스트 등의 차량 정보와, 시간당 자동차의 엔진 회전수와 부하의 사용여부 등의 모드 정보를 입력받는다.
제2단계에서는 상기 발전기 정보와 차량 정보와 모드 정보를 입력받아 사용부하에 따른 전체 사용전류와 엔진회전수에 따른 발전기의 최대전류를 구한다. 그리고, 제3단계에서는 상기 전체 사용전류와 발전기의 최대전류와의 차전류와 상기 배터리 정보를 이용하여 배터리의 충전율을 계산한다.
이에, 상기한 시뮬레이팅 방법을 구현하기 위한 구조에 대해 간략하게 설명하면, 배터리부(11)는 배터리 용량과 내부 저항 정보를 시뮬레이팅 제어부(15)에 제공하고, 발전기부(12)는 발전기 특성 즉, rpm당 발전기 최대전류와 내부저항, 정격 전압 등의 정보를 저장하고 있다가 시뮬레이팅 제어부(15)에 제공하며, 차량부(13)는 배터리 전압, 풀리비, 차에 부착된 전기적 부하의 리스트 정보를 시뮬레 이팅 제어부(15)에 제공하고, 모드부(14)는 시뮬레이팅 제어부(15)에게 시간당 자동차의 엔진회전수와 자동차에 부착된 부하의 사용여부 등의 정보를 제공한다.
이와 같은 방법에 따라, 시간당 자동차의 엔진회전수의 증감을 통해 발전기의 발전전력과 배터리 충전율이 컴퓨터로 계산 가능하므로, 실제로 부하를 자동차에 장착하지 않고도 실험실에서 자동차의 전기에너지 상태를 알 수 있고, 이에 따라 발전용량을 적당하게 설계할 수 있는 것이다.
그러나, 정확한 전기에너지를 시뮬레이션하기 위해서는 실제로 자동차가 운행되는 환경과 똑같은 조건으로 시험하고 난 뒤에야 비로소 해당 용량의 전력을 결정함과 아울러, 자동차 전력부의 대량 생산을 결정할 수 있으므로 상기한 시뮬레이션 작업 후에도 결국은 부하를 자동차에 탑재한 후, 실제 도로 환경에서 시험할 수밖에 없는 것이다.
따라서, 전원장치를 개발한다 하더라도 부하와 관련한 전원 성능 테스트는 종래와 같이 간단한 시뮬레이션만으로 만족해야 했으며, 실제의 환경에서 전기에너지 가동여부를 확인하기 위해서는 또 다른 전문장비업체에 시험을 의뢰할 수밖에 없는 문제점이 발생하였다.
도 2를 통해 예를 들어 설명하면, 약 80㎾급 자동차를 시뮬레이션하는 경우, 전기부하(electric loader)는 붉은색 선과 같이 부하전력을 80kW로 일정하게 걸어주면서 전기적 상태를 평가하거나, 푸른색 선과 같이 연속적으로 반복해서 증감하는 부하를 걸어주면서 각 부의의 전기상태를 평가한다.(통상의 부하 시험의 모드로는 constant current, constant voltage, scanning current, scanning voltage 등 이 있고, 이를 전력으로 환산하면 도 2와 같은 두 가지의 선으로 나타남.)
그러나, 납축전지, 리튬-폴리머, 메탈하이드라드, 심지어 연료전지 등과 같은 대부분의 밧데리는 화학적 반응을 통해 충, 방전을 하므로, 일정부하, 연속 증감부하, 실제 부하의 상태들에 따라 총사용 가능 전기에너지가 만충전시 이론 전력의 약 60% 수준까지도 감소될 수 있으며, 나머지는 열, 반응 대기 등으로 소진이 된다.
즉, 전기자동차의 경우, 부하의 변동이 심한 실제 부하 상태에서는 이론상 예상되는 거리의 약 60% 주행 후, 전력소비로 멈춰버리는 위험한 경우가 발생할 수 있는 것이다. 이를 고려하여 여유 용량의 배터리로 자동차류를 설계하지만 크기, 비용, 무게 등 여러 가지 측면에서 무한정 크게 설계할 수 없으므로 어느 정도의 여유 용량을 두어 설계할지 분명하지가 않다. 따라서, 정확한 실제환경에서의 전원장치의 성능시험이 이루어져야만 하는 것이다.
실제 환경시험이 필요한 또 다른 이유는 전원장치의 수명 감소 때문이다. 모든 종류의 전원장치 수명은 그 사용 정도에 따라 최대 충전할 수 있는 전력용량이 급격히 저하된다. 통상 1년 정도는 어느 정도 수명이 보장되지만 그 이전에도 운전자의 습관, 사용환경에 따라 3~6개월 만에 수명이 다할 수 있으므로 통상적인 시뮬레이션 방법으로는 전원장치의 수명 예측이 불가능하다.
예를 들면, 골프장에서 사용되는 전동골프카트의 경우 18홀로 기준으로 설계되지만, 총 충전용량이 최초 출고시의 약 80% 수준으로만 감소되어도 골프장을 모두 돌기 전에 카트가 멈춰버리는 사고가 생긴다. 이 경우 3개월 사용 후에도 밧데 리를 교체해야 하므로 정확한 수명의 예측이 필수적이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 실제 구동을 통해 확보된 전기장치의 부하 및 전력을 이용하여 다양한 종류의 전지 성능 및 수명을 예측할 수 있도록 한 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법은, 차량 운행에 사용되는 배터리 또는 연료전지 등의 전지 성능을 테스트하기 위해 시뮬레이팅하는 방법에 있어서, 차량을 실제로 여러 주행모드로 주행시켜 각각의 평균주행속도를 확보하고, 컴퓨터에 입력하는 단계와; 확보된 평균주행속도를 이용해 각각의 구동전력을 계산하는 단계와; 여러 주행모드 중 어느 하나를 선택하여 해당 구동전력의 출력을 시험하기 위해 전원부의 부하시험을 수행하는 단계와; 부하시험을 통해 전원부에서 소진되는 방전 및 출력특성과 충전특성을 컴퓨터에 전송하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 전지 성능 테스트를 위한 다른 시뮬레이팅 방법은, 전기장치에 사용되는 전지의 성능을 테스트하기 위해 시뮬레이팅하는 방법에 있어서, 전기장치를 실제로 사용하여 평균부하를 확보하고, 컴퓨터에 입력하는 단계와; 확보된 평균부하를 이용해 구동전력을 계산하는 단계와; 구동전력의 출력을 시험하기 위해 전원부의 부하시험을 수행하는 단계와; 부하시험을 통해 전원부에서 소진되는 방전 및 출력특성과 충전특성을 컴퓨터에 전송하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또, 본 발명의 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 장치는, 차량 운행에 사용되는 배터리 또는 연료전지 등의 전지 성능을 테스트하기 위한 시뮬레이팅 장치에 있어서, 실제로 여러 주행모드로 주행시킨 차량의 구동전력이 각각 계산 및 입력된 컴퓨터와; 구동전력의 출력을 시험할 수 있게 설치되는 전원부와; 여러 주행모드 중 어느 하나를 선택하여 전원부의 부하시험을 수행하고, 전원부의 방전, 출력, 충전특성을 컴퓨터에 전송할 수 있게 컴퓨터와 전원부 사이에 설치되는 부하시험장치부를 포함하여 구성된다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 실제 운전을 통해 확보된 대표적인 부하모드들을 제공하기 때문에, 단순히 원하는 모드(자동차의 경우 시내주행, 고속도로 주행 등)를 선정하여 부하시험을 실시할 수 있으므로, 보다 정확한 실제환경에서의 전원장치의 성능 시험 및 예측이 이루어질 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 내지 도 12는 본 발명의 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법 및 그 장치에 대한 것으로, 차량에 사용되는 전지의 성능을 테스트하기 위한 시뮬레이팅 방법은 크게 평균주행속도 확보단계(S10)와, 구동전력 계산단계(S20)와, 부하시험단계(S30)와, 모니터링단계(S40)로 이루어진다.
도 3을 통해 설명하면, 먼저 평균주행속도 확보단계(S10)는, 차량을 실제로 여러 주행모드로 주행시켜 각각의 평균주행속도를 확보하고 이를 컴퓨터(10)에 입력하는 단계로, 차량이 이동한 동선을 확보하여 초당 이동한 거리를 계산하거나, 혹은 차량에 부착된 GPS로부터 초당 이동한 거리를 전송받아 사용한다.
구동전력 계산단계(S20)는, 확보된 평균주행속도를 이용해 각각의 구동전력을 계산하는 단계로, 차량의 구동시 받게 되는 공기저항(Pa:aerodynamic resistance), 구동저항(Pr:rolling resistance), 경사저항(Pg:grade), 가속저항(Pi:inertia or accelation)을 모두 더하여 초당이나 Hz당 사용한 전력을 계산한다.
즉, P = Pa + Pr + Pg + Pi로 계산할 수 있다.
이에, 각각의 저항값을 계산하는 수식을 살펴보면 아래와 같다.
Figure 112007077996526-PAT00001
여기서, ρs는 공기밀도(air density),
Veff는 실제속도(effective velocity)로 Vwind+Vvehicle,
Vc는 옆바람속도(crosswind speed),
Cd는 항력계수(drag coefficient),
Af는 차량 전면면적(vehicle frontal area)을 나타내는 것임.
Figure 112007077996526-PAT00002
여기서, Mυ는 차량의 실제질량(vehicle effective mass),
g는 중력가속도(gravitational acceleration),
α는 도로 경사도(기울기)(road grade),
Cr은 도로의 표면상태를 나타내는 것임.(콘크리트나 아스팔트와 같은 일반적인 도로에는 0.015 값이 해당되고 모래나 풀밭과 같이 표면상태가 불량한 도로에서는 0.5까지 변화)
Figure 112007077996526-PAT00003
Figure 112007077996526-PAT00004
여기서, acyc는 가속하거나 감속할때의 가속도,
dv/dt는 단위시간당 속도변화율을 나타내는 것임.
부하시험단계(S30)는, 여러 주행모드 중 어느 하나를 선택하여 해당 주행모드로 주행한 차량의 구동전력의 출력을 시험하기 위해 전원부(20)의 부하시험을 수행하는 단계로, 컴퓨터(10)를 통해 디지털량으로 계산된 구동전력 수치를 DA변환기(31)를 통해 아날로그량으로 변환시킨다.
모니터링단계(S40)는, 부하시험을 통해 전원부(20)에서 소진되는 방전 및 출 력특성과 충전특성을 컴퓨터(10)에 전송하여 모니터링하는 단계로, 전원부(20)의 아날로그량의 방전이나 출력특성을 AD변환기(32)를 통해 디지털량으로 변환하여 컴퓨터(10)에 전송한다. 여기서, 상기 전원부(20)가 자체 전력 생산이 불가능한 배터리나 슈퍼커페시터를 사용하는 경우에는, 방전시 D/C전원장치(33)를 통해 충전조건을 선택하고 충전특성을 모니터링하여 컴퓨터(10)에 전송한다.
한편, 노트북 등과 같은 하이브리드 시스템의 전기장치에 사용되는 전지의 성능을 테스트하기 위한 시뮬레이팅 방법은, 크게 부하모드 확보단계(S10')와, 부하시험단계(S30')와, 모니터링단계(S40')를 포함하여 이루어진다.
도 4를 통해 설명하면, 먼저 부하모드 확보단계(S10')에서는, 전기장치의 정해진 표준소비전력을 확보 및 선정한다. 그리고, 부하시험단계(S30')에서는, 전기장치의 출력을 시험하기 위해 전원부(20)의 부하시험을 수행한다. 그리고, 모니터링단계(S40')에서는, 부하시험을 통해 전원부(20)에서 소진되는 방전 및 출력특성과 충전특성을 컴퓨터(10)에 전송하여 모니터링한다.
여기서, 상기 부하시험단계(S30')에서는 전술한 차량 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법과 같이 DA변환기(31)를 통해 디지털량으로 입력된 전력수치를 아날로그량으로 변환하고, 모니터링단계(S40')에서는 AD변환기(32)를 통해 아날로그량의 방전 및 출력특성을 디지털량으로 변환하여 컴퓨터(10)에 전송한다. 또한, 전원부(20)가 방전되는 경우 D/C전원장치(33)를 통해 충전특성을 모니터링하여 컴퓨터(10)에 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 장치는, 크게 컴퓨 터(10)와, 전원부(20)와, 부하시험장치부(30)로 구성된다.
도 5를 통해 설명하면, 먼저 컴퓨터(10)는 실제로 여러 주행모드로 주행시킨 차량의 구동전력을 각각 계산하거나 입력하는 것으로, 부하시험장치부(30)를 통해 전원부(20)와 연결된다.
그리고, 전원부(20)는 구동전력의 출력을 시험할 수 있게 부하시험장치부(30)를 통해 컴퓨터(10)와 연결되는 것으로, 상기 전원부(20)로는 배터리, 슈퍼커페시터, 연료전지, 태양전지 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
부하시험장치부(30)는 차량의 여러 주행모드 중 어느 하나를 선택하여 전원부(20)의 부하시험을 수행하고, 전원부(20)의 방전, 출력, 충전특성을 컴퓨터(10)에 전송할 수 있게 컴퓨터(10)와 전원부(20) 사이에 설치되는 것으로, 다시 DA변환기(31)와, AD변환기(32)와, D/C전원장치(33)를 포함하여 구성할 수 있다.
설명하면, DA변환기(31)는 컴퓨터(10)에서 계산된 구동전력 수치를 아날로그량으로 변환하고, AD변환기(32)는 전원부(20)의 방전이나 출력특성을 디지털량으로 변환하여 컴퓨터(10)에 전송한다. 그리고, D/C전원장치(33)는 전원부(20)가 자체 전력생산이 불가능한 배터리나 슈퍼케페시터의 경우, 방전이 되면 충전특성을 모니터링하여 컴퓨터(10)에 전송하는 역할을 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법은 실제 운전시 부하 특성을 확보한 뒤, 전원장치의 출력 성능을 반복적, 연속적으로 평가하는 것이므로 실제 운전시 부하 특성을 얻는 것이 필요하다.
이에, 실제 부하특성을 얻기 위해 일례로 골프장에서 사용되는 전동카트를 주행시험하여 살펴본다.
먼저, 0.5톤 무게의 골프장 전동카트를 동서남북으로 이동시키고, 실제로 이동한 동선을 GPS 등을 통해 확보하여 도 6과 같이 표시한다. 여기서, 골프카트의 실제 출력을 계산하기 위해서는 도 6을 통해 초당 이동한 거리를 계산할 수도 있고, GPS로부터 직접 초당 이동한 거리를 전송받아 사용해도 무방하다.
도 7은 GPS를 통해 약 3시간 20분에 걸쳐 이루어진 골프장 내에서의 전동카트의 초당 이동속도를 나타낸 것으로, 500초부터 1000초 사이의 속도를 확대하면 도 8과 같다. 도 8을 통해 알 수 있듯이, 전동카트의 속도는 14mph(22.4km/h)를 넘지 않는다.
이처럼, 구해진 초당 이동속도를 이용하여 전동카트의 구동전력을 구할 수 있다. 즉, 차량 구동시 공기저항력(Pa:aerodynamic resistance), 구동저항(Pr:rolling resistance), 경사저항(Pg:grade), 가속저항(Pi:inertia or accelation) 등을 모두 고려하여 초당 혹은 Hz당 전력을 이론적으로 널리 알려진 "P = Pa + Pr + Pg + Pi" 의 수식을 이용하여 구하는 것이다.
도 9는 상기한 수식을 통해 구해진 구동전력을 나타낸 것으로, 약 3시간20분에 걸쳐 이루어진 골프장 내에서의 전동카트의 초당 출력이다.
도 10은 도 9에 도시된 500초부터 1000초 사이의 출력을 확대한 것으로, 전동카트, 배터리, 승객 2명, 골프클럽 등이 모두 포함된 총 무게 500kg의 전동카트 에 대한 실제 주행을 바탕으로 측정된 출력특성이다.
여기서, 만일 1톤 무게의 골프카트에 대한 시뮬레이션을 실시할 경우에는, Pr, Pg, Pi가 모두 전동카트의 무게에 비례하고 Pa가 구동되는 골프카트의 전면적에 비례하지만, 대체적으로 전면적도 전동카트의 무게에 비례하므로, 결과적으로 총 출력을 구성하는 모든 항목이 구동되는 차량의 무게에 비례하므로 단순히 도 9에 도시된 출력특성에 2를 곱해주면 된다.
도 11과 도 12는 위와 같은 동일한 방법으로, 1.5톤의 자동차를 이용하여 고속도로와 일반시내를 주행했을 경우의 출력특성을 나타낸 것이다.
이처럼, 프로그램된 주행모드들 중 부하시험하고자 하는 차량의 모드를 컴퓨터(10) 상에서 선정하고, 이를 간단하게 부하시험하게 된다. 이 부하시험을 통해 전원부(20)가 시험된다. 전원부(20)는 방전이나 출력시험을 하고자 하는 밧데리, 슈퍼커페시터, 연료전지, 태양전지 등 다양한 전원장치를 포함하게 되는데, 이때 방전 혹은 출력특성은 AD변환기(32)를 통해 컴퓨터(10)에 모니터링되고, 자체 전력생산이 불가능한 배터리나 슈퍼커페시터의 경우, 방전이 완료되었을 때는 충전조건을 선택하여 D/C전원 장치를 통해 충전특성을 모니터링할수도 있다.
또한, 본 발명은 차량이 아닌 노트북과 같은 다른 전기장치의 전지 성능 시험을 원할 경우에도, 해당 전기장치의 표준 부하모드를 선정한 후, 컴퓨터(10) 상에서 바로 출력시험할 수 있으므로, 전원장치를 실제 부하에 탑재하는 불편을 해소할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발 명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 종래 기술에 의해 자동차의 전기에너지 시뮬레이팅 방법을 구현하기 위한 시뮬레이터의 구성 블록도,
도 2는 일반적인 자동차의 시뮬레이션의 경우 전기 상태를 평가하기 위해 걸어주는 부하전력을 예시한 그래프선도,
도 3은 본 발명에 의해 차량의 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법을 순차적으로 나열한 블록도,
도 4는 본 발명에 의해 전기장치의 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법을 순차적으로 나열한 블록도,
도 5는 본 발명에 의한 차량의 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 장치 구조를 도시한 개략도,
도 6은 본 발명에서 실험예로 사용된 골프장 내에서의 전동카트가 실제로 이동한 동선을 확보한 그래프,
도 7은 도 6의 전동카트의 평균주행속도를 나타낸 그래프선도,
도 8은 도 7의 평균주행속도의 일부를 확대하여 도시한 그래프선도,
도 9는 도 7의 평균주행속도를 이용하여 전동카트의 구동전력을 계산하여 도시한 그래프선도,
도 10은 도 9의 구동전력의 일부를 확대하여 도시한 그래프선도,
도 11은 본 발명의 시뮬레이팅을 위해 자동차의 고속도로 주행시의 평균주행속도 및 출력특성을 나타낸 그래프선도,
도 12는 본 발명의 시뮬레이팅을 위해 자동차의 일반도로 주행시의 평균주행속도 및 출력특성을 나타낸 그래프선도,
*도면중 주요 부호에 대한 설명*
10 : 컴퓨터 20 : 전원부
30 : 부하시험장치부 31 : DA변환기
32 : AD변환기 33 : D/C전원장치
S10 : 평균주행속도 확보단계 S10' : 부하모드 확보단계
S20 : 구동전력 계산단계 S30, S30' : 부하시험단계
S40, S40' : 모니터링단계

Claims (13)

  1. 차량 운행에 사용되는 배터리 또는 연료전지 등의 전지 성능을 테스트하기 위해 시뮬레이팅하는 방법에 있어서,
    차량을 실제로 여러 주행모드로 주행시켜 각각의 평균주행속도를 확보하고, 컴퓨터(10)에 입력하는 단계(S10)와;
    확보된 평균주행속도를 이용해 각각의 구동전력을 계산하는 단계(S20)와;
    여러 주행모드 중 어느 하나를 선택하여 해당 구동전력의 출력을 시험하기 위해 전원부(20)의 부하시험을 수행하는 단계(S30)와;
    부하시험을 통해 전원부(20)에서 소진되는 방전 및 출력특성과 충전특성을 컴퓨터(10)에 전송하여 모니터링하는 단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 평균주행속도 확보단계(S10)에서는, 차량이 이동한 동선을 확보하여, 초당 이동한 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 평균주행속도 확보단계(S10)에서는, GPS로부터 초당 이동한 거리를 전송받아 사용하는 것을 특징으로 하는 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 구동전력 계산단계(S20)에서는, 차량의 구동시 받게 되는 공기저항(Pa:aerodynamic resistance), 구동저항(Pr:rolling resistance), 경사저항(Pg:grade), 가속저항(Pi:inertia or accelation)을 더하여 초당이나 Hz당 사용한 전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 부하시험단계(S30)에서는 계산된 구동전력 수치를 DA변환기(31)를 통해 변환하는 것을 특징으로 하는 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 모니터링단계(S40)에서는 전원부(20)의 방전이나 출력특성을 AD변환기(32)를 통해 변환하여 컴퓨터(10)에 전송하는 것을 특징으로 하는 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법.
  7. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 모니터링단계(S40)에서 전원부(20)가 자체 전력생산이 불가능한 경우에 방전이 발생하면, D/C전원장치(33)를 통해 충전조건을 선택하고 충전특성을 모니터링하여 컴퓨터(10)에 전송하는 것을 특징으로 하는 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법.
  8. 전기장치에 사용되는 전지의 성능을 테스트하기 위해 시뮬레이팅하는 방법에 있어서,
    전기장치의 표준 부하모드를 확보하여 컴퓨터(10)에 입력하는 단계(S10')와;
    전기장치의 출력을 시험하기 위해 전원부(20)의 부하시험을 수행하는 단계(S30')와;
    부하시험을 통해 전원부(20)에서 소진되는 방전 및 출력특성과 충전특성을 컴퓨터(10)에 전송하여 모니터링하는 단계(S40')를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법.
  9. 차량 운행에 사용되는 배터리 또는 연료전지 등의 전지 성능을 테스트하기 위한 시뮬레이팅 장치에 있어서,
    실제로 여러 주행모드로 주행시킨 차량의 구동전력이 각각 계산 및 입력된 컴퓨터(10)와;
    구동전력의 출력을 시험할 수 있게 설치되는 전원부(20)와;
    여러 주행모드 중 어느 하나를 선택하여 전원부(20)의 부하시험을 수행하고, 전원부(20)의 방전, 출력, 충전특성을 컴퓨터(10)에 전송할 수 있게 컴퓨터(10)와 전원부(20) 사이에 설치되는 부하시험장치부(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 부하시험장치부(30)는 컴퓨터(10)에서 계산된 구동전 력 수치를 아날로그량으로 변환하는 DA변환기(31)와;
    전원부(20)의 방전이나 출력특성을 디지털량으로 변환하여 컴퓨터(10)에 전송하는 AD변환기(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 장치.
  11. 제 9항 또는 제10항에 있어서, 상기 부하시험장치부(30)는 전원부(20)가 자체 전력생산이 불가능한 경우, 충전조건을 선택하고 충전특성을 모니터링하여 컴퓨터(10)에 전송할 수 있게 D/C전원장치(33)를 더 설치하는 것을 특징으로 하는 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 전원부(20)는 배터리, 슈퍼커페시터, 연료전지, 태양전지 중 어느 하나임을 특징으로 하는 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 장치.
  13. 차량 운행에 사용되는 배터리 또는 연료전지 등의 전지 성능을 테스트하기 위해 시뮬레이팅하는 방법에 있어서,
    차량을 실제로 여러 주행모드로 주행시켜 각각의 평균주행속도를 확보하고, 컴퓨터(10)에 입력하는 단계(S10)와;
    확보된 평균주행속도를 이용해 각각의 구동전력을 계산하는 단계(S20)와;
    여러 주행모드 중 어느 하나를 선택하여 해당 구동전력의 출력을 시험하기 위해 전원부(20)의 부하시험을 수행하는 단계(S30)와;
    부하시험을 통해 전원부(20)에서 소진되는 방전 및 출력특성과 충전특성을 컴퓨터(10)에 전송하여 모니터링하는 단계(S40)를 포함하는 전지 성능 테스트를 위한 시뮬레이팅 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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