KR20100028527A - 재구성가능한 다중 기능 전력 컨버터를 갖춘 제어 시스템 및 하이브리드 자동차 - Google Patents

재구성가능한 다중 기능 전력 컨버터를 갖춘 제어 시스템 및 하이브리드 자동차 Download PDF

Info

Publication number
KR20100028527A
KR20100028527A KR1020097018759A KR20097018759A KR20100028527A KR 20100028527 A KR20100028527 A KR 20100028527A KR 1020097018759 A KR1020097018759 A KR 1020097018759A KR 20097018759 A KR20097018759 A KR 20097018759A KR 20100028527 A KR20100028527 A KR 20100028527A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
energy storage
power
storage device
power conversion
hybrid vehicle
Prior art date
Application number
KR1020097018759A
Other languages
English (en)
Inventor
아코스 토쓰
Original Assignee
에이일이삼 시스템즈 인코포레이티드
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 에이일이삼 시스템즈 인코포레이티드 filed Critical 에이일이삼 시스템즈 인코포레이티드
Publication of KR20100028527A publication Critical patent/KR20100028527A/ko

Links

Images

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
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B60L2210/12—Buck converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B60L2210/14—Boost converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/20—AC to AC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/30—AC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244—Charge state
    • 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
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • 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
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • 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
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Abstract

하이브리드 자동차의 모터에 전력을 공급하기 위한 다중 방향 전력 변환 시스템은 전기 제어 유닛; 구동력을 하이브리드 자동차에 공급해주는 전기 모터; 1차 에너지 저장 장치; 및 2차 에너지 저장 장치를 포함한다. 에너지 관리 시스템은 에너지 저장 장치들의 파라미터들을 전자 제어 유닛에 전달해준다. 전력 조정 장치는 1차 에너지 저장 장치와 2차 에너지 저장 장치 사이에 연결되어 있으며, 에너지 저장원들 사이의 전력을 관리하고 하이브리드 자동차 외부에 전기를 전달해주도록 구성된다.
Figure P1020097018759
하이브리드, 자동차, 구동, 전력, 엔진, 전기 모터, 전기 에너지, 저장, 충전, 컨버터.

Description

재구성가능한 다중 기능 전력 컨버터를 갖춘 하이브리드 자동차를 위한 제어 시스템{CONTROL SYSTEM FOR HYBRID VEHICLES WITH RECONFIGURABLE MULTI-FUNCTION POWER CONVERTER}
본 출원은 각각 "Control System for Hybrid Vehicle With Plurality of Energy Sources"와 "Reconfigurable Multi-Function Power Converter for Electric Vehicle Applications"의 명칭으로 2007년 2월 9일에 모두 출원된 동시 계류중인 미국 가특허 출원 제60/888,991호 및 제60/889,022호의 우선권을 주장한다. 상기 출원들의 공개내용은 그 전체가 참조로서 본 명세서내에 병합된다.
본 발명의 예시적인 실시예는 일반적으로 제어 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 전력 컨버터에 연결된 적어도 두 개의 에너지 저장 장치들을 포함하는 하이브리드 자동차에서의 사용을 위한 제어 시스템에 관한 것이다.
전형적인 하이브리드 전기 자동차(HEV)에서는, 고전력 배터리가 전기 모터를 포함하는 하이브리드 구동렬(drive train)에 전력을 공급한다. 과중한 부하 상태하에서, 고전력 배터리는 추가적인 에너지를 공급하여 자동차의 내부 연소 기관을 통해 공급되는 에너지를 증대시킬 수 있고, 이로써 성능을 향상시킬 수 있다. 그런 후, 배터리는 보다 경량의 부하 상태 동안에 재충전될 수 있거나, 또는 차량 감속 동안에 생성된 에너지로부터 충전될 수 있다. 배터리에 부과된 고전력 제약성으로 인하여, 배터리는 기나긴 수명을 보장하기 위해 좁은 동작 범위내에서 충전 상태(state of charge; SOC)를 유지해야만 한다. 또한 배터리가 "완전 충전"되는 동안에 자동차가 감속할 때에 에너지가 재포획될 수 있도록 배터리의 완전 충전 미만으로 버퍼가 남아있어야 한다. 결론적으로, 이러한 전형적인 HEV 시스템의 단점은 이러한 배터리의 최대 용량이 자동차 추진을 위해 결코 완전히 활용될 수 없다는 것이다.
하나 보다 많은 전원이 또한 전력을 자동차에게 공급하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 고전력 배터리 팩이 고용량과 고전력 모두를 제공하기 위해 고용량 배터리 팩과 합체되어 사용될 수 있다. 또한, 배터리 팩의 저장성능 뿐만이 아니라 태양 패널의 에너지 생산 성능을 포착하기 위해 태양 패널이 배터리 팩과 함께 사용될 수 있다. 이와 같은 전원들과 자동차 또는 임의의 기타 부하 사이에서 에너지가 자유롭게 효율적으로 교환될 수 있다면 자동차 자체의 부하와 함께 이러한 다수의 에너지원들의 통합이 달성될 수 있다.
예시적인 본 발명의 비제한적인 실시예는 복수의 에너지 저장 장치들을 갖는 자동차에서의 에너지 흐름의 동작 및 제어의 시스템이다. 이와 같은 자동차의 예시는 적어도 두 개의 에너지 저장 장치들을 갖춘 하이브리드 자동차일 것인데, 여기서는 니켈 금속 하이드라이드(NiMH) 배터리, 리튬 이온(LI) 배터리 또는 수퍼/울트라 캐패시터 뱅크와 같은 1차 에너지 저장 장치가 1차 에너지 저장 장치로서 사용되는 것들과 같은 2차 에너지 저장 장치에 연결된다. 에너지 저장 장치는 전기 그리드(electrical grid)에 의해 전력공급되는 보통의 전기 소켓을 통해 공급되는 에너지와 같이 외부 에너지원을 통해 개별적으로 또는 총괄적으로 재충전될 수 있다. 두 개의 에너지 저장 장치들은 자동차의 구동렬에 직접 연결될 수 있다. 이와 달리, 에너지 저장 장치들은, 벅(buck) 동작 모드, 부스트(boost) 동작 모드 또는 고립 동작 모드를 가능하게 해주며, 에너지가 에너지 저장 장치들 사이에서 양방향 방식으로 전송되는 다기능 전력 컨버터를 통해 연결될 수 있다.
추가 배터리는 시스템으로 하여금 추가적인 전기 에너지를 공급할 수 있도록 해줄 뿐만이 아니라, 자동차의 감속 동안에 공급되는 증가된 재생성 전력량을 흡수할 수 있도록 해준다. 외부 에너지원 인터페이스는 1차 배터리 또는 2차 배터리의 재충전을 개별적으로 또는 총괄적으로 가능토록 해준다. 제공된 외부 에너지는 배터리들내에 저장된 외부 에너지로부터의 자동차의 추진, 내부 연소 엔진으로부터의 추진, 또는 이들의 조합에 의해 자동차의 동작을 최적화해준다.
본 발명의 비제한적인 실시예의 실시양태는 하이브리드 자동차와 외부 전원 또는 부하 사이의 자유로운 에너지의 교환을 가능하게 해주기 위해 DC-AC 및 AC-DC 변환을 제공할 수 있다. 예를 들어, 다른 AC 배출구(AC outlet)를 이용할 수 없는 경우 사용자로 하여금 통상적인 가전제품을 이용하도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 예시적인 본 발명의 비제한적인 실시예는 시스템내에 AC 전기 배출구를 제공하고, 에너지원들로부터의 에너지가 하이브리드 자동차의 구동렬에 전송될 수 있도록 하는 모드로의 스위칭을 위한 능력을 제어 시스템에게 제공한다. 따라서, 하이브리드 자동차 사용자는 에너지가 자동차의 구동렬에 공급되지 않는 동안에 AC 전력을 장치들에 공급하는 능력을 갖는다. 예시적인 실시예에서, 통상적인 AC 배출구가 2차 에너지원에 고정될 수 있다.
또한, 예시적인 실시예의 실시양태에 따르면, 에너지가 전기 그리드에 공급될 필요가 있다고 제어 시스템이 판단하는 경우, 전기 그리드에 에너지가 공급될 수 있다. 전기를 공급해주는 전기 그리드는 주기적으로 전력 실패를 경험한다. 만약 이러한 것이 발생하는 경우라면, 본 발명의 실시예는, 통상적인 전기 배출구에 플러깅한 상태에서, 에너지가 1차 에너지 배터리 또는 2차 에너지 배터리로부터 취해질 수 있도록 하여 에너지를 전기 그리드에 공급하는 모드로 스위칭할 수 있다.
다른 비제한적인 실시예의 실시양태는 또한 다수의 장치들 사이, 예컨대 1차 및 2차 에너지 저장 장치들, 외부 에너지원 및 하이브리드 자동차 자체 사이에서의 에너지 흐름을 최적화할 수 있다. 두 개의 에너지 저장 장치들은 전력 컨버터를 통해 연결될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 제어기는 각각의 에너지 저장 장치, 자동차, 재구성가능 다기능 전력 컨버터, 및 제어기에게 자동차 및 에너지 저장 장치 데이터를 공급하는 에너지 관리 시스템과 통신한다. 제어기는 자동차 동작 파라미터들에 기초하여 이러한 세 개의 장치들 사이의 에너지 흐름을 조정한다. 구체적으로, 제어기는, 에너지 관리 시스템으로부터 수신한 정보에 따라 희망하는 동작 모드를 유발시키기 위해 일련의 전자 스위치들을 인에이블하거나 또는 디스에이블하는 전력 컨버터와 통신한다.
예시적인 실시예에 따르면, 엔진과, 전력을 자동차에 공급하는 전기 모터를 포함하는 하이브리드 구동 시스템이 제공된다. 2차 에너지 저장 장치에 더하여, 1차 에너지 저장 장치는 전기 에너지를 저장한다. 전자 제어 유닛(ECU)은 1차 에너지 저장 장치와 2차 에너지 저장 장치의 충전 상태를 모니터링한다. 전력 컨버터는 1차 에너지 저장원과 2차 에너지 저장원 사이의 전력 전송을 조정한다.
추가적인 예시적 실시예에 따르면, 하이브리드 자동차의 모터에 전력을 공급하기 위한 다중 방향 전력 변환 시스템이 제공되며, 이 시스템은 전기 제어 유닛; 구동력을 자동차에 공급해주는 전기 모터; 1차 에너지 저장 장치; 및 2차 에너지 저장 장치를 포함한다. 에너지 관리 시스템은 에너지 저장 장치들의 파라미터들을 ECU에게 전달한다. 전력 조정 장치는 1차 에너지 저장 장치와 2차 에너지 저장 장치 사이에 연결되며, 전기 모터에 보내지는 전력을 관리하도록 구성된다.
본 발명의 비제한적인 실시예들의 기타 실시양태들이 첨부된 도면들과 함께 이하의 상세한 설명을 통해서 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 비제한적 실시예의 일반 구조를 도시하는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 비제한적 실시예에 따른, 제어 파라미터들의 판정을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 비제한적 실시예에 따른, 2차 배터리 충전 한도 테이블에 기초한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 비제한적 실시예에 따른, 온도의 함수로서의 2차 배터리 충전 한도를 표시하는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 2차 배터리 충전 한도를 표시하는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 비제한적 실시예에 따른, 1차 배터리 충전 상태의 함수로서의 1차 배터리 전류에 기초한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 비제한적 실시예에 따른, 온도의 함수로서의 1차 배터리 충전 한도에 기초한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 2차 배터리 전류를 표시하는 삼차원 그래프이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 비제한적 실시예에 따른, 2차 충전 한도를 표시하는 흐름도이다.
도 10은 비 조정상태에서의 양방향 전력 컨버터의 예시적인 실시예이다.
도 11은 충전 모드, 그리드 접속 모드 또는 발전 모드에서의 양방향 전력 컨버터의 예시적인 실시예이다.
도 12는 전력 전송 모드에서의 양방향 전력 컨버터의 예시적인 실시예이다.
도 13은 스위칭 컴포넌트들 및 페이즈(phase)들을 보여주는 DC-AC(전기 그리드 타이) 모드에서의 양방향 전력 컨버터의 예시적인 실시예이다.
도 14는 이와 다른 스위칭 컴포넌트들 및 페이즈들을 보여주는 DC-AC(벅/부스트) 모드에서의 양방향 전력 컨버터의 예시적인 실시예이다.
도 15는 이와 다른 스위칭 컴포넌트들 및 페이즈들을 보여주는 DC-AC(AC 발 전기) 모드에서의 양방향 전력 컨버터의 예시적인 실시예이다.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 특정한 실시예들에 관한 것이다. 하지만, 다른 실시예들이 다수의 여러 시스템 및 방법에서 구체화될 수 있다.
도 1은 하이브리드 자동차 아키텍쳐에 기초한 두 개의 에너지 저장 장치들을 개략적으로 도시하는 블럭도이다. 1차 에너지 저장소(예컨대, 배터리)(7)는 재구성가능 다기능 전력 컨버터(6)를 통해 2차 에너지 저장소(11)에 연결된다. 제어기 또는 ECU(1)는 배터리 관리 시스템(BMS)(2)과 BMS(3)와 통신하며, 전류 센서들(4, 5)을 모니터링한다. ECU(1)는 또한 통신 버스를 통해, 연소 엔진, 전기 모터, 전기 모터 구동기, 엔진 제어기, 자동차의 내부 ECU 등을 포함하여, 자동차의 구성요소들(8)과 통신하고, 이로써 제어기 영역 네트워크(CAN)가 생성된다. ECU(1)는 전력 컨버터(6)에 연결되며, 전력 컨버터(6)는 ECU(1)로부터의 통신신호에 따라 전력을 조정한다. 예를 들어, 2차 에너지 저장소(11)로부터 1차 에너지 저장소(7) 또는 자동차(8)로의 전력 전송 뿐만이 아니라, 전기 그리드(12)로부터의 전력 전송이 ECU(1)에 의해 제어된다. AC/DC 전력 컨버터(10)는 자동차(8)의 충전 입구에 연결되며, 전기 그리드(12)에 연결될 때에 ECU(1)에게 보조 전력을 공급하며, ECU(1)에게 그리드 전력의 존재를 표시해준다.
2차 에너지 저장소(11)는 직렬 배열 또는 다른 배열로 연결된 복수의 배터리 모듈들을 포함할 수 있다. 각각의 모듈은 병렬 배터리 셀 구성, 직렬 배터리 셀 구성, 또는 이들의 조합 구성으로 이루어질 수 있다. BMS(2)는 2차 에너지 저장 소(11)에 연결되며, 다양한 배터리 파라미터들을 모니터링하고, 그런 다음에 이 파라미터들을 ECU(1)에게 그리고 ECU(1)를 통해 자동차(8)에게 전달한다. ECU(1)는 또한 셀 전압, 온도 또는 전류 센서(4) 데이터와 같은 정보를 포함하는, BMS(2)로부터 수신한 파라미터들에 기초하여 2차 에너지 저장소 또는 모듈(11)의 충전 상태(Ssoc)를 모니터링한다.
재구성가능 다기능 전력 컨버터(6)는 전기 그리드(12)와 같은 외부 에너지원에 연결될 수 있다. ECU(1)는 전력 컨버터(6)를 제어하며, 전기 그리드(12)가 존재하는 것으로 감지한 경우에 하이브리드 자동차 또는 부하를 디스에이블시킬 수 있다. 전기 그리드(12)의 존재를 감지하면, 에너지원들(7, 11)은 충전될 수 있거나 또는 이와 달리, AC 전력을 재구성가능 다기능 전력 컨버터(6)를 거쳐서 전기 그리드(12)에 공급할 수 있다.
도 2는 제어기 또는 ECU(1)의 흐름도이다. 전기 그리드(12)가 존재하는 것으로 ECU(1)가 판단하면(오퍼레이션 S20: Yes), 시스템은 충전 모드에 놓여진다. 이에 따라, 전력 컨버터(6)는 충전 인에이블된 상태로 설정되고(오퍼레이션 S21), 전기 그리드(12)에 연결되는 동안에 자동차 구동 디스에이블(DVD) 신호가 또한 자동차 이동을 방지하기 위해 설정된다(오퍼레이션 S22). ECU(1)는 2차 배터리(11)의 충전 상태를 2차 배터리(11)의 목표 설정점(SsocTrgt)과 비교한다(오퍼레이션 S23). 만약 Ssoc가 SsocTrgt보다 작은 경우(오퍼레이션 S23: Yes), 2차 배터리(11)의 충전이 인에이블된다(SchEn)(오퍼레이션 S24). 하나의 구현예에서, 충전 한도의 값(SchargLmt)은 전기 그리드(12) 값과 SchargLmt의 값 사이의 관계를 확인해주는 충전 한도 테이블에 기초하여 결정된다(도 3). SchrgLmt는 도 4에서 도시된 바와 같이 높은 온도(StmpMax) 또는 낮은 온도(StmpMin)에 기초하여 추가로 수정된다(오퍼레이션 S25). SchargLmt는 전압과 전류 사이의 관계를 확인해주는 테이블에 의해 결정되는 배터리 셀 전압에 기초하여 추가로 수정된다(오퍼레이션 S25)(도 5). 전력 컨버터(6)는 2차 충전 상태 설정점(SPset)을 설정하거나(오퍼레이션 S26) 또는 충전 상태에 따른 충전의 최적 상태를 설정함으로써 SchrgLmt에서 충전 전류(Scrnt)를 유지하도록 설정된다.
Ssoc가 SsocTrgt보다 높게 상승한 후에, 1차 에너지 저장소 또는 배터리(7)의 충전 상태(Psoc)가 조사된다(오퍼레이션 S27). 만약 Psoc가 1차 충전 상태 목표치(PsocTc)보다 작으면(오퍼레이션 S27: Yes), 전류와 최대 및 최소 충전 상태 사이의 관계를 나타내는 Pchrg 테이블로부터 1차 배터리 충전 설정점이 회수된다(도 6)(오퍼레이션 S28). 또한, PsocTc는 온도와 최대 또는 최소 충전 사이의 관계에 의해 결정되는 충전 온도 한도(PchrgLmt)에 기초하여 추가로 수정된다(도 7). 그런 다음, 1차 에너지 저장소(7)가 인에이블되고(PchEn)(오퍼레이션 S29), 전력 컨버터(6)는 PPset를 설정함으로써 충전 전류를 PchrgLmt로 유지하도록 설정된다.
그런 다음, 전력 컨버터(6)는 자신의 충전 동작을 중단하고(오퍼레이션 S30), 흐름은 오퍼레이션 S22로 복귀한다. 오퍼레이션 S27에서, Psoc가 PsocTc보다 커지게 되면(오퍼레이션 S27: No), Ssoc가 다시 검증되고, 전력 컨버터(6)의 충전은 에너지 저장소들(7, 11) 모두의 충전의 완료시에 디스에이블된다.
전기 그리드(12)가 존재하지 않는 것으로 ECU(1)가 판단하면(오퍼레이션 S20: No), 자동차 이동이 가능해지도록 DVD 신호가 설정된다(오퍼레이션 S31). ECU(1)는 자동차 버스가 사전충전(BusPrChrg)되는 것을 기다리고(오퍼레이션 S32: Yes), SpreChrg를 참(True)으로 설정함으로써 2차 버스 사전충전이 개시된다(오퍼레이션 S33). 2차 배터리 버스가 사전충전되면, ECU(1)는 1차 배터리 연결(PbattConnect) 신호가 존재한다라고 판단함으로써 1차 배터리(7)가 자동차 버스에 연결되기를 기다린다(오퍼레이션 S34: Yes). 이 때, Sconnect를 참으로 설정함으로써 2차 배터리(11)가 또한 연결될 수 있다(Sconnect)(오퍼레이션 S35). 다음, Ssoc가 최소 설정점(SsocMin) 보다 높으면(오퍼레이션 S36: Yes), ECU(1)는 도 8에서 도시된 테이블로부터 2차 배터리 전류 설정점(Scrnt)을 회수한다. 이 값은 차동차 속도(VS), 자동차 부하(VL), 내부 연소 엔진의 온도(Etmp), 1차 전류(Pcrnt)와 같은 자동차 정보에 기초하여 결정된다(오퍼레이션 S37).
결과적인 Scrnt가 평가되고, 만약 Scrnt가 음의 값이면(오퍼레이션 S38: Yes), Ssoc를 조사하여 Ssoc가 2차 충전 상태 최대값(SsocMax) 보다 낮은지를 판단한다(오퍼레이션 S39). 만약 Ssoc가 SsocMax 보다 작으면(오퍼레이션 S39: No), SPset가 Scrnt로 설정된다(오퍼레이션 S40). 그렇지 않은 경우(오퍼레이션 S39: Yes), SPset는 0으로 설정된다(오퍼레이션 S41).
한편, 만약 Scrnt가 양의 값이면(오퍼레이션 S38: No), SPset는 Scrnt로 설정된다(오퍼레이션 S40).
만약 Ssoc가 SsocMin보다 낮으면(오퍼레이션 S36: No), 시스템은 Sprechrg와 Sconnect를 거짓(false)으로 설정하고 SPset를 0으로 설정함으로써 정지된다(오퍼 레이션 S42 - S44).
도 9는 1차 배터리(7) 및/또는 2차 배터리(11)로부터의 배터리 전력이 자동차(8)에 공급될 수 있도록 해주는 자동차 인에이블(EVenbl) 모드에 자동차(8)가 놓여 있는지 아닌지의 여부를 판단하기 위한 ECU(1)의 흐름도이다. 도시된 바와 같이, Ssoc가 SsocMin보다 큰 것으로 ECU(1)가 판단하면(오퍼레이션 S90: Yes), Psoc 값이 조사된다(오퍼레이션 S91). 만약 Psoc가 1차 충전 상태 최소값(PsocMin)보다 큰 경우(오퍼레이션 S91: Yes), ECU(1)는 Pcrnt가 1차 전류 설정점 최대값(PcrntMax)보다 작은지를 판단한다(오퍼레이션 S92). 만약 그러한 경우(오퍼레이션 S92: Yes), 엔진 및 카탈리스트를 워밍업하는 것 없이 ECU(1)가 배터리 전력을 오로지 런오프(run off)하도록 설정하는 사용자 선택가능 바이패스(EVbypass) 입력이 검증된다(오퍼레이션 S93). 비제한적인 실시예는 EVbypass 기능을 토글링하는 것을 포함하여, ECU(1)의 조정을 가능하게 해주는, 자동차(8)의 내부에 위치한 사용자 동작가능 푸시 버튼을 포함할 수 있다. 만약 사용자가 EVbypass를 선택하면(오퍼레이션 S93: Yes), EVenbl이 참으로 설정된다(오퍼레이션 S97). 만약, 사용자가 EVbypass를 선택하지 않으면(오퍼레이션 S93: No), ECU(1)는 엔진 온도(Etmp)가 엔진 온도의 목표치(EtempTrgt)보다 높은지(오퍼레이션 S94), 카탈리스트 온도(Ctmp)가 최대 카탈리스트 온도(CtempMax)와 목표 온도(CtmpTrgt) 사이에 있는지(오퍼레이션 S95), 그리고 자동차 설정점(VS)이 자동차 최대 속도 설정점보다 낮은지(오퍼레이션 S96)를 조사할 것이다. 만약 그러한 경우(오퍼레이션 S94: Yes, S95: Yes, 및 S96: Yes), 자동차는 자동차 인에이블 모드에 놓여진다(오퍼레이션 S97). 한편, 도 9에서 도시된 바와 같이, 다양한 조건들이 충족되지 않는 경우(오퍼레이션 S90: No, S91 : No, S92: No, S94: No, S95: No, 또는 S96: No), 자동차는 자동차 인에이블 모드에 놓여지지 않는다(오퍼레이션 S98).
도 10은 전력 컨버터(6)의 구조의 예이다. 전력 컨버터(6)는 일반적인 3상 H 브릿지 전자 회로와 여섯 개의 접촉기들(Kl - K6)로 구성된다. 장치는 ECU(1)에 의해 이용되는 스위칭 방식과 접촉기들(Kl - K6)의 가동에 따라 다양한 동작 모드들을 갖는다. 다양한 스위칭 알고리즘들의 결과로서, 다양한 스위치들(Sl - S6)의 조작에 따라, DC 버스 전압이 1차 에너지 저장소(7)와 2차 에너지 저장소(11) 사이에서 전송될 수 있거나, 또는 이와 달리 AC 파형(3)이 전력 컨버터(6)에 의해 생성될 수 있다.
도 11은 전력 컨버터(6)의 예시적인 비제한적 실시예의 예이다. 이 구성에서, 접촉기들(Kl, K3 및 K6)은 온(ON) 상태이고, 접촉기들(K2, K4 및 K5)은 오프(OFF) 상태에 있으며, 전력 컨버터는 배터리 충전 모드, 그리드 연결 모드, 및 발전 모드에서 동작할 수 있다.
배터리 충전 모드에서, H 브릿지의 스위치들(S1, S2, S3 및 S4)이 AC 파형(40)을 정류시키기 위해 사용되며, 이들은 1의 역률이 유지되는 것을 보장하도록 전류 프로파일을 생성시킨다. 1의 역률이 유지되는 것을 보장하기 위해 이러한 전류 파형은 제어기(1)에 의해 샘플링된다. 스위치(S6)는 2차 에너지 저장소(11)를 위한 전압 레벨로 DC 버스 전압을 버킹 다운(buck down)하고 저장소(11)를 충전하는데 사용된다.
그리드 연결 모드에서는, 필요로 하는 전류 프로파일을 생성하기 위해 스위치들(S1, S2, S3 및 S4)이 사용된다. 스위치들(S5, S6)이 DC 버스 전압을 미리결정된 값으로 조정하거나 또는 2차 에너지 저장소(11)로의 전력 흐름 및 2차 에너지 저장소(11)로부터의 전력 흐름을 제어할 수 있는 양방향 DC-DC 컨버터로서 사용된다.
발전 모드는 배터리 충전 모드 또는 그리드 연결 모드와 유사하다. 하지만, 컨버터(6)는 저장소(11)로부터 DC 전력을 수신하고, 스위치들(Sl, S2, S3 및 S4)은 AC 파형(40)을 생성하기 위한 전압원들로서 이용된다. 스위치(S6)는 2차 에너지 저장 장치의 전압을 AC 파형을 생성시키기 위해 필요한 레벨로 증대시키기 위한 부스트 컨버터로서 동작한다.
도 12는 에너지 저장소(7)와 2차 에너지 저장소(11)사이에 DC-DC 전송이 가능하도록 해주는 다중페이즈(multiphase) 양방향 전력 컨버터 모드로 동작하는 컨버터(6)의 예이다. 이러한 동작 모드에서, 접촉기들(Kl, K2, K4 및 K5)은 온 상태에 있고, 접촉기들(K3, 및 K6)은 OFF 상태에 있다. 또한, 스위치들(S3, S4, S5 및 S6)은 1차 에너지 저장소(7)와 2차 에너지 저장소(11) 사이의 전력 흐름을 제어하는데 사용된다. 경량의 부하의 경우, 효율성을 향상시키기 위해 오직 하나의 페이즈(phase)만을 인에이블시키는 옵션이 존재한다. 오로지 하나의 페이즈의 이용은 시스템내에서의 전력 손실의 주요 기여자인 스위칭 손실을 감소시킨다. 이것은 시스템으로 하여금 에너지 저장 장치들로부터 최대 전력을 달성하도록 해준다. 택일적으로, 다른 인덕터/접촉기가 추가될 수 있으며, 이로써 스위치들(Sl, S2)은 도 14에서 도시된 바와 같이 또한 사용될 수 있다.
도 13은 본 발명의 DC-AC 그리드 연결 모드에서 동작하는 전력 컨버터의 예이다. 이 모드에서, AC 전력이 하이브리드 자동차의 2차 에너지 저장소(SEC)(11)로부터 직접 전기 그리드(12)에 공급될 수 있거나 또는 전기 그리드(12)로부터 직접 하이브리드 자동차의 2차 에너지 저장소(SEC)(11)에 공급될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 2차 에너지 저장소(11)는 양방향 전력 컨버터(6)에 의해 전기 그리드(12)와 같은 외부 에너지원에 연결된다. 하나의 구현예에서는, 다이오드들이 여섯 개의 스위칭 장치들(S1-S6)과 병렬 관계로 연결된다. 그리드 또는 충전 포트(12)는 전자기 간섭(EMI) 필터(15)에 연결되며, 택일적 사항으로서 이 전자기 간섭(EMI) 필터(15)는 인덕터(14)를 경유하여 에너지 또는 전류 흐름을 조정하는 전력 컨버터(6)에 연결될 수 있다.
도 13(a) 내지 도 13(g)는 컨버터(6)가 AC 전력을 입력하고, 이 AC 전력을 2차 에너지원(11)을 충전시키기 위한 DC 전력으로 변환시킬 때의 AC 파형 및 스위치들(S1-S6)의 온/오프 스위칭 상태들을 도시한다. 도해들에서 도시된 바와 같이, 컨버터(6)가 첫번째 변환 페이즈(I1) 동안에 AC 전력을 수신할 때, AC 전력이 파형의 "양"의 부분에 위치하는 경우[도 13(a)], 스위치(S1)는 여러번 개폐된다[도 13(b)]. 다른 구현예에서, 스위치(S1)는 비주기적인 간격으로 개폐될 수 있다. 또한, 첫번째 페이즈(I1) 동안에, 스위치들(S2, S4, S5)은 오프 상태에 있으며, 스위치(S3)는 온 상태에 있으며, 스위치(S6)는 [스위치(S1)보다는 작은 횟수로] 여러번 개폐된다[도 13(c) 내지 도 13(g)].
두번째 변환 페이즈(I2) 동안에, AC 전력이 파형의 "음"의 부분에 위치할 때[도 13(a)], 스위치(S3)는 여러번 개폐된다[도 13(d)]. 또한, 두번째 페이즈(I2) 동안에, 스위치들(S2, S4, S5)은 오프 상태에 있고, 스위치(S1)는 온 상태에 있으며, 스위치(S6)는 [스위치(S3)보다는 작은 횟수로] 여러번 개폐된다[도 13(b), 도 13(c), 및 도 13(e) 내지 도 13(g)].
세번째 변환 페이즈(I3) 동안에, AC 전력이 파형의 "양"의 부분에 위치할 때[도 13(a)], 스위치(S4)가 여러번 개폐된다[도 13(e)]. 또한, 세번째 페이즈(I3) 동안에, 스위치들(S1, S3, S5)은 오프 상태에 있고, 스위치(S2)는 온 상태에 있으며, 스위치(S6)는 [스위치(S4)보다는 작은 횟수로] 여러번 개폐된다[도 13(b) 내지 도 13(d), 도 13(f), 및 도 13(g)].
마지막으로, 네번째 변환 페이즈(I4) 동안에, AC 전력이 파형의 "음"의 부분에 위치할 때[도 13(a)], 스위치(S2)가 주기적 간격으로 여러번 개폐된다[도 13(c)]. 또한, 네번째 페이즈(I4) 동안에, 스위치들(S1, S3, S5)은 오프 상태에 있고, 스위치(S4)는 온 상태에 있으며, 스위치(S6)는 [스위치(S2)보다는 작은 횟수로] 여러번 개폐된다[도 13(b), 도 13(d) 내지 도 13(g)].
네번째 페이즈(I4) 이후에, 첫번째 페이즈(I1)에서 네번째 페이즈(I4)까지가 반복된다.
도 13(h) 내지 도 13(n)은 컨버터(6)가 소스(11)로부터의 DC 전력을 AC 출력 전력으로 변환시킬 때의 AC 파형과 스위치들(Sl-S6)의 스위칭 상태들을 도시한다. 컨버터(6)의 동작은 스위치들(Sl-S6)의 온/오프 스위칭 상태들이 다른 점을 제외하 고, 도 13(a) 내지 도 13(g)와 관련하여 설명된 동작과 유사하다.
도 14는 두 개의 DC-DC 전송 동작 모드들 동안의 스위치들(Sl-S6)의 온/오프 상태들을 보여주는 개략도이다. 도 14(a) 내지 도 14(c) 및 도 14(g) 내지 도 14(i)[또는 도 14(g')내지 도 14(i')]는 에너지가 2차 에너지 저장소(11)로부터 1차 에너지 저장소(7)로 전송되는 제1 모드 또는 부스트 모드 동안의 스위칭 상태들을 도시한다. 또한, 만약 시스템이 동기형 정류 기술을 이행한다면, 스위치들(Sl-S6)은 도면에서 도시된 바와 같이 각각 병렬로 연결된 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)와 다이오드를 통해 구현된다. 이 기술은 전력 변환 동안에 효율성을 향상시키기 위해 이용된다. 도 14(g) 내지 도 14(i)는 부스트 모드에서 시스템이 동기형 정류 기술을 이용하지 않을 때의 스위치들(S2, S4, S6)의 상태들을 도시하고, 도 14(g') 내지 도 14(i')는 시스템이 동기형 정류 기술을 이용할 때의 스위치들(S2, S4, S6)의 상태들을 도시한다.
도 14(d) 내지 도 14(f) 및 도 14(j) 내지 도 14(l)[또는 도 14(j')내지 도 14(l')]는 에너지가 1차 에너지원(7)으로부터 2차 에너지원(11)에 전송되는 제2 모드 또는 벅 모드동안의 스위칭 상태들을 도시한다. 도 14(j) 내지 도 14(l)는 벅 모드에서 시스템이 동기형 정류 기술을 이용하지 않을 때의 스위치들(S1, S3, S5)의 상태들을 도시하고, 도 14(j') 내지 도 14(l')는 시스템이 동기형 정류 기술을 이용할 때의 스위치들(S1, S3, S5)의 상태들을 도시한다.
부스트 모드에서, 시스템이 동기형 정류 기술을 이행하지 않는 경우, 제어기 또는 ECU(1)는 스위치(S1)를 첫번째 페이즈(I1)동안에 턴온시키고, 두번째 페이 즈(I2)동안에는 오프시키고, 세번째 페이즈(I3)동안에는 온시키고, 네번째 페이즈(I4)동안에는 오프시킨다[도 14(a)]. 또한, 스위치(S3)는 첫번째 및 두번째 페이즈들(I1, I2)의 시작 시간들 사이에서 턴온되고, 두번째 및 세번째 페이즈들(I2, I3)의 시작 시간들 사이에서 턴오프되고, 세번째 및 네번째 페이즈들(I3, I4)의 시작 시간들 사이에서 턴온된다[도 14(b)]. 스위치(S5)는, 스위치(S5)의 온오프 시간들이 스위치(S3)의 대응하는 온오프 시간들 후에 발생하는 점을 제외하고, 스위치(S3)의 경우에서와 마찬가지로, 다양한 페이즈들(I1-I4)의 시작 시간들 사이에서 턴온 및 턴오프된다[도 14(c)]. 스위치들(Sl, S3, S5)의 온오프 시간들을 서로 엇갈리게함으로써(또는 온오프 시간들의 페이즈들을 인터리빙시킴으로써), 출력에서의 리플은 감소된다. 또한, 시스템이 부스트 모드에서 동기형 정류 기술을 이행하지 않는 경우, 스위치들(S2, S4, S6)은 페이즈들(I1-I4)동안에 오프된다[도 14(g)-도 14(i)]. 한편, 시스템이 동기형 정류 기술을 이행하는 경우, 스위치들(S2, S4, S6)의 온오프 시간들은 도 14(g')-도 14(i')에서 도시된 바와 같이 간격(I1-I4)동안에 엇갈려진다.
벅 모드에서, 시스템이 동기형 정류 기술을 이행하지 않는 경우, 제어기 또는 ECU(1)는 스위치(S2)를 첫번째 페이즈(I1)동안에 턴온시키고, 두번째 페이즈(I2)동안에는 오프시키고, 세번째 페이즈(I3)동안에는 온시키고, 네번째 페이즈(I4)동안에는 오프시킨다[도 14(d)]. 또한, 스위치(S4)는 첫번째 및 두번째 페이즈들(I1, I2)의 시작 시간들 사이에서 턴온되고, 두번째 및 세번째 페이즈들(I2, I3)의 시작 시간들 사이에서 턴오프되고, 세번째 및 네번째 페이즈들(I3, I4)의 시 작 시간들 사이에서 턴온된다[도 14(e)]. 스위치(S6)는, 스위치(S6)의 온오프 시간들이 스위치(S4)의 대응하는 온오프 시간들 후에 발생하는 점을 제외하고, 스위치(S4)의 경우에서와 마찬가지로, 다양한 페이즈들(I1-I4)의 시작 시간들 사이에서 턴온 및 턴오프된다[도 14(f)]. 또한, 시스템이 벅 모드에서 동기형 정류 기술을 이행하지 않는 경우, 스위치들(S1, S3, S5)은 페이즈들(I1-I4)동안에 오프된다[도 14(j)-도 14(l)]. 한편, 시스템이 동기형 정류 기술을 이행하는 경우, 스위치들(S1, S3, S5)의 온오프 시간들은 도 14(j')-도 14(l')에서 도시된 바와 같이 간격(I1-I4)동안에 엇갈려진다.
도 15는 자동차(8)의 내부 연소 엔진(ICE)이 AC 출력 전력을 생성하기 위해 사용되는 DC-AC 전송 동작 모드 동안의 스위치들(S1-S6)의 온/오프 상태들을 나타내는 개략도이다. 도 15(a)는 AC 전력이 ICE로부터 생성될 때의 AC 출력 전력을, 그리고 도 15 (b) 내지 도 15(g)는 스위치들(S1-S6)의 스위칭 상태들을 도시한다. 도면에서 도시된 바와 같이, 제어기(1)는 전력 컨버터(6)를 경유하여 1차 배터리(7)와 2차 배터리(11)에 연결되며, AC 전력은 AC 배출구(16)에 공급되는데, 이 AC 배출구(16)는 2차 에너지원(11)상에 물리적으로 위치할 수 있다. 또한, 전력은 배출구(16)를 통해 출력되기 전에 EMI 필터(15)를 거쳐 필터링될 수 있고, 인덕터(14)는 AC 배출구(16)로의 전류 흐름을 조정하도록 설치될 수 있다.
도 15(a)는 자동차(8)의 ICE로부터 수신된 운동 에너지의 결과로서의 AC 전력 신호가 전력 컨버터(6)를 통과한 후의 AC 전력 신호의 파형을 도시한다. AC 전력을 생성하기 위해, 첫번째 페이즈(I1) 동안에, 제어기(1)는 컨버터(6)로 하여금 스위치(S2)를 여러번 개폐할 것을 지시내린다[도 15(c)]. 또한, 첫번째 페이즈(I1) 동안에, 스위치들(S1, S4-S6)은 오프 상태에 있고, 스위치(S3)는 온 상태에 있다[도 15(b), 도 15(d) 내지 도 15(g)].
두번째 페이즈(I2) 동안에, 스위치(S1)는 여러번 개폐한다[도 15(b)]. 또한, 두번째 페이즈(I2) 동안에, 스위치들(S2, S3, S5, S6)은 오프 상태에 있고, 스위치(S4)는 온 상태에 있다[도 15(c) 내지 도 15(g)].
세번째 페이즈(I3) 동안에, 스위치(S3)는 여러번 개폐한다[도 15(d)]. 또한, 세번째 페이즈(I3) 동안에, 스위치들(S1, S4-S6)은 오프 상태에 있고, 스위치(S2)는 온 상태에 있다[도 15(b), 도 15(c), 도 15(e) 내지 도 15(g)].
네번째 페이즈(I4) 동안에, 스위치(S4)는 여러번 개폐한다[도 15(e)]. 또한, 네번째 페이즈(I4) 동안에, 스위치들(S2, S3, S5, S6)은 오프 상태에 있고, 스위치(S1)는 온 상태에 있다[도 15(b) 내지 도 15(d), 도 15(f), 도 15(g)].
네번째 페이즈(I4) 이후에, 첫번째 페이즈(I1)에서 네번째 페이즈(I4)까지가 반복된다.
또한, 전력 컨버터(6)의 동작은 자동차(8)의 ICE로부터의 에너지와 2차 에너지 저장소(11)로부터의 전력 모두를 AC 전력으로 변환시키도록 수정될 수 있다. 이러한 동작은, 도 15(i)에서 도시된 바와 같이, 제어기(1)가 컨버터(6)로 하여금 스위치(S5)를 턴온 및 턴오프시키도록 지시하는 것을 제외하고, 이전의 동작과 동일하다.
수 많은 추가적인 장점들 또는 변형들이 본 발명의 당업자에 의해 실현될 수 있다. 따라서, 본 발명은 개시된 비제한적인 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구항들의 전체 사상과 범위내에서 해석되어지도록 기획된 것이다.

Claims (24)

  1. 하이브리드 자동차의 구동 시스템에 있어서,
    하이브리드 자동차에게 전력을 공급해주는 엔진 및 전기 모터;
    전기 에너지를 저장하는 1차 에너지 저장 장치;
    전기 에너지를 저장하는 2차 에너지 저장 장치;
    상기 1차 에너지 저장 장치와 상기 2차 에너지 저장 장치의 충전 상태를 모니터링하는 전자 제어 유닛;
    상기 1차 에너지 저장 장치와 상기 2차 에너지 저장 장치 사이의 전력 전송을 조정하는 전력 컨버터
    를 포함하는, 하이브리드 자동차의 구동 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전력 컨버터는 외부 전기 그리드와 인터페이싱하는 것인, 하이브리드 자동차의 구동 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 1차 에너지 저장 장치는 상기 엔진 및 상기 전기 그리드로부터의 에너지를 저장하는 것인, 하이브리드 자동차의 구동 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 2차 에너지 저장 장치는 상기 엔진 및 상기 전기 그리드로부터의 에너지를 저장하는 것인, 하이브리드 자동차의 구동 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전력 컨버터는 충전 모드, 구동 모드 및 전기 그리드 모드 간을 교대로 위치하게끔 조정이 되도록 구성되는 것인, 하이브리드 자동차의 구동 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 충전 모드는, AC-DC 전력 변환을 수행하며, AC 벽 배출구로부터 상기 1차 에너지원과 상기 2차 에너지원 중 적어도 하나를 충전시키는 것인, 하이브리드 자동차의 구동 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 구동 모드는, DC-AC 전력 변환을 수행하며, 이로써 AC 전력이 상기 1차 에너지 저장 장치와 상기 2차 에너지 저장 장치 중 적어도 하나로부터 생성되는 것인, 하이브리드 자동차의 구동 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 구동 모드는, 상기 하이브리드 자동차를 추진시키기 위해 상기 에너지 저장 장치들로부터의 DC 전력 변환을 개별적으로 또는 총괄적으로 실행가능하게 해주는 것인, 하이브리드 자동차의 구동 시스템.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 전기 그리드 모드는, DC-AC 전력 변환을 수행하며, 상기 에너지 저장 장치들이 전기 그리드에 의해 이용되는 에너지를 생성할 수 있도록 해주는 것인, 하이브리드 자동차의 구동 시스템.
  10. 하이브리드 자동차의 모터에 전력을 공급하기 위한 다중 방향 전력 변환 시스템에 있어서,
    전기 제어 유닛;
    구동력을 하이브리드 자동차에 공급해주는 전기 모터;
    1차 에너지 저장 장치;
    2차 에너지 저장 장치;
    상기 1차 에너지 저장 장치와 상기 2차 에너지 저장 장치의 파라미터들을 상기 전기 제어 유닛에 전달해주는 에너지 관리 시스템; 및
    상기 1차 에너지 저장 장치와 상기 2차 에너지 저장 장치 사이에 연결되어 있으며, 상기 전기 모터에 보내지는 전력을 관리하도록 구성된 전력 조정 장치
    를 포함하는, 전력 변환 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 전력 조정 장치는 상기 하이브리드 자동차의 여러 동작 모드들에 따라 전력을 관리하는 것인, 전력 변환 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 전기 제어 유닛은, 상기 에너지 관리 시스템에 의해 공급된 파라미터들에 기초하여 상기 2차 에너지 저장 장치, 상기 1차 에너지 저장 장치 및 상기 전기 모터 사이에 에너지를 전송하도록 상기 전력 조정 장치를 제어하는 것인, 전력 변환 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 전기 제어 유닛은 상기 하이브리드 자동차의 동작 모드를 변경시키기 위해 상기 에너지 관리 시스템과 통신하는 것인, 전력 변환 시스템.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 전기 제어 유닛은, 상기 에너지 관리 시스템으로부터 수신된 정보에 따라 상기 1차 에너지 저장 장치와 상기 2차 에너지 저장 장치의 충전 상태를 유지하는 것인, 전력 변환 시스템.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 장치는, 상기 1차 에너지 저장 장치와 상기 2차 에너지 저장 장치로부터의 전력을 이용하기 위해 상기 하이브리드 자동차의 동작 모드를 개별적으로 또는 총괄적으로 변경하는 것인, 전력 변환 시스템.
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 에너지 관리 시스템은, 상기 전기 제어 유닛에게, 자동차 속도, 엔진 부하, 배터리 온도, 및 상기 에너지 저장 장치들의 전압량을 포함하는 파라미터들을 제공해주는 것인, 전력 변환 시스템.
  17. 제 10 항에 있어서, 상기 전기 제어 유닛은, 상기 에너지 관리 시스템으로부터 수신된 정보에 따라 상기 에너지 저장 장치들의 충전 상태를 유지하기 위해, 상기 에너지 저장 장치들과 상기 전기 모터 사이의 에너지의 흐름을 수정하는 것인, 전력 변환 시스템.
  18. 제 10 항에 있어서, 상기 전력 변환 시스템이 외부 에너지 시스템에 연결될 때에, 상기 전기 제어 유닛은 상기 하이브리드 구동 시스템을 디스에이블시키는 것인, 전력 변환 시스템.
  19. 제 10 항에 있어서, 상기 전력 조정 장치는 벅-부스트(buck-boost) 컨버터를 포함하는 것인, 전력 변환 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 전력 조정 장치는 상기 1차 에너지 저장 장치의 DC 전압을 부스팅하기 위해 DC-DC 변환을 제공하는 것인, 전력 변환 시스템.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 전력 조정 장치는 상기 1차 에너지 저장 장치로부터의 DC 전압을 상기 2차 에너지 저장 장치에 벅킹(buck) 또는 전송시키기 위해 DC-DC 변환을 제공하는 것인, 전력 변환 시스템.
  22. 제 10 항에 있어서, 상기 전력 조정 장치는 상기 에너지 저장 장치들의 충전이 가능하도록 AC-DC 변환을 제공하는 것인, 전력 변환 시스템.
  23. 제 10 항에 있어서, 상기 전력 조정 장치는 AC를 상기 하이브리드 자동차의 외부에 보내기 위해 DC-AC 변환을 제공하도록 구성되는 것인, 전력 변환 시스템.
  24. 제 10 항에 있어서, 상기 전력 조정 장치는 DC-AC 변환을 제공하도록 구성되며, AC는 상기 하이브리드 자동차 외부의 부하에 제공되는 것인, 전력 변환 시스템.
KR1020097018759A 2007-02-09 2008-02-08 재구성가능한 다중 기능 전력 컨버터를 갖춘 제어 시스템 및 하이브리드 자동차 KR20100028527A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US88902207P 2007-02-09 2007-02-09
US88899107P 2007-02-09 2007-02-09
US60/889,022 2007-02-09
US60/888,991 2007-02-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100028527A true KR20100028527A (ko) 2010-03-12

Family

ID=39682137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097018759A KR20100028527A (ko) 2007-02-09 2008-02-08 재구성가능한 다중 기능 전력 컨버터를 갖춘 제어 시스템 및 하이브리드 자동차

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8417400B2 (ko)
EP (1) EP2114714B1 (ko)
JP (3) JP2010518804A (ko)
KR (1) KR20100028527A (ko)
CN (1) CN101674948B (ko)
CA (1) CA2677847C (ko)
WO (1) WO2008098230A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101271251B1 (ko) * 2011-05-26 2013-06-07 주식회사 에치케이텍 전기 차량용 이동식 급속 충전 장치

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7733039B2 (en) * 2006-10-19 2010-06-08 Ut-Battelle, Llc Electric vehicle system for charging and supplying electrical power
DE102009005265A1 (de) * 2008-01-25 2009-07-30 Continental Teves Ag & Co. Ohg Lastansteuerungsschaltung in einem Kraftfahrzeugsteuergerät
US8080973B2 (en) 2008-10-22 2011-12-20 General Electric Company Apparatus for energy transfer using converter and method of manufacturing same
JP5141773B2 (ja) * 2008-10-31 2013-02-13 トヨタ自動車株式会社 電動車両および電動車両の制御方法
CN102196940B (zh) * 2008-10-31 2013-09-25 丰田自动车株式会社 电动车辆的电源系统及其控制方法
DE102009024362A1 (de) 2009-06-03 2010-12-09 Jungheinrich Ag Energieversorgungsschaltung für ein Flurförderzeug
DE112009004991B4 (de) * 2009-06-22 2018-02-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Wandlersteuervorrichtung
US8106529B2 (en) * 2009-08-31 2012-01-31 Cnh America Llc Farm implements with capacitor for peak electric loads
WO2011036758A1 (ja) * 2009-09-25 2011-03-31 トヨタ自動車株式会社 車両の充電システムおよびそれを備える電動車両
KR101116483B1 (ko) * 2009-12-04 2012-02-27 삼성에스디아이 주식회사 에너지 저장 시스템
WO2011091312A1 (en) 2010-01-22 2011-07-28 Illinois Tool Works Inc. Smart grid welding system
JP4957827B2 (ja) * 2010-04-14 2012-06-20 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびそれを搭載する車両
US9290097B2 (en) 2010-11-05 2016-03-22 Robert Louis Steigerwald Apparatus for transferring energy using onboard power electronics with high-frequency transformer isolation and method of manufacturing same
US8742615B2 (en) * 2011-01-14 2014-06-03 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for electric power management in a vehicle
US9425492B2 (en) * 2011-03-16 2016-08-23 Johnson Controls Technology Company Energy source systems having devices with differential states of charge
KR20120116722A (ko) * 2011-04-13 2012-10-23 엘지전자 주식회사 전기 자동차 및 이의 구동 방법
WO2012173408A2 (ko) * 2011-06-17 2012-12-20 주식회사 유라코퍼레이션 파워 릴레이 어셈블리 구동 장치 및 그 구동 방법
EP2738034B1 (en) * 2011-07-29 2023-09-27 Mitsubishi Electric Corporation Electric vehicle propulsion control device
US8994327B2 (en) * 2011-08-24 2015-03-31 General Electric Company Apparatus and method for charging an electric vehicle
US9352644B2 (en) * 2011-08-30 2016-05-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle
JP5767123B2 (ja) * 2012-01-06 2015-08-19 株式会社日本自動車部品総合研究所 車両
EP2612786B1 (en) * 2012-01-09 2018-12-12 Tata Technologies Pte Ltd Buddy charging for electric vehicles
CN104205553B (zh) * 2012-03-21 2017-11-10 丰田自动车株式会社 电动车辆、电力设备及电力供给系统
JP5912758B2 (ja) * 2012-03-29 2016-04-27 本田技研工業株式会社 電動車両の充電制御装置
EP2842221A4 (en) 2012-04-26 2016-05-11 Gen Electric SECTOR CONVERTER SYSTEM, DAMPING SYSTEM, AND METHOD OF OPERATING AN AREA CONVERTER SYSTEM
US8981727B2 (en) 2012-05-21 2015-03-17 General Electric Company Method and apparatus for charging multiple energy storage devices
US10782721B2 (en) * 2012-08-27 2020-09-22 Stem, Inc. Method and apparatus for balancing power on a per phase basis in multi-phase electrical load facilities using an energy storage system
US9077052B2 (en) * 2012-09-06 2015-07-07 General Electric Company Methods and systems for charging an energy storage device
CN102862494B (zh) * 2012-09-21 2014-12-17 山推工程机械股份有限公司 一种混合动力推土机中回收电能的方法和整车控制器
KR101688485B1 (ko) * 2013-02-28 2016-12-21 삼성에스디아이 주식회사 에너지 저장 장치
US9428173B2 (en) * 2013-10-29 2016-08-30 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Vehicle battery pre-charge feature
DE102014217703A1 (de) 2014-09-04 2016-03-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zum laden eines energiespeichers
DE102015101187A1 (de) 2015-01-28 2016-07-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Hochvolt-Lade-Booster und Verfahren zum Laden einer Gleichstrom-Traktionsbatterie an einer Gleichstrom-Ladesäule sowie entsprechendes Elektrofahrzeug
US20160304214A1 (en) * 2015-04-20 2016-10-20 Hamilton Sundstrand Corporation Emergency power sources for propulsion systems
DE102015108789A1 (de) 2015-06-03 2016-12-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug
CN106347352B (zh) * 2015-07-14 2019-01-22 上汽通用汽车有限公司 混合动力能量管理系统及其控制方法
CN106611886B (zh) * 2015-10-26 2020-06-19 比亚迪股份有限公司 混合动力汽车的放电方法和系统
IL260259B2 (en) 2016-05-13 2023-11-01 Aurora Flight Sciences Corp Solar power system and its method
CN106915216A (zh) * 2017-01-12 2017-07-04 深圳市国创动力系统有限公司 基于一拖多空调系统的混合动力新型电池热管理系统
CN106585421B (zh) * 2017-01-23 2019-04-05 福建省汽车工业集团云度新能源汽车股份有限公司 一种电动汽车智能充电装置
US10647203B2 (en) 2018-01-02 2020-05-12 Ge Global Sourcing Llc Vehicle battery charging system
DE102018217309A1 (de) * 2018-10-10 2020-04-16 Continental Automotive Gmbh Mehrphasiger Wechselrichter und verwandte Hochspannungstopologie
US11642965B2 (en) 2018-10-11 2023-05-09 Keith Johnson System and method of powering an external device with a vehicular battery system
US11108251B2 (en) 2019-02-22 2021-08-31 Aurora Flight Sciences Corporation Battery management system
US11296540B2 (en) 2019-02-22 2022-04-05 Aurora Flight Sciences Corporation Programmable battery pack
US11133534B2 (en) 2019-02-22 2021-09-28 Aurora Flight Sciences Corporation Programmable battery pack
US11462918B2 (en) 2019-02-22 2022-10-04 Aurora Flight Sciences Corporation Battery switch with current control

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4564798A (en) * 1982-10-06 1986-01-14 Escutcheon Associates Battery performance control
US5373195A (en) * 1992-12-23 1994-12-13 General Electric Company Technique for decoupling the energy storage system voltage from the DC link voltage in AC electric drive systems
JPH08107608A (ja) * 1994-10-04 1996-04-23 Kansai Electric Power Co Inc:The バッテリ充電装置兼用モータ駆動装置及び電気自動車
JP2880940B2 (ja) * 1995-12-26 1999-04-12 埼玉日本電気株式会社 携帯電話機
US5710699A (en) * 1996-05-28 1998-01-20 General Electric Company Power electronic interface circuits for batteries and ultracapacitors in electric vehicles and battery storage systems
JP3282655B2 (ja) * 1997-03-31 2002-05-20 富士通電装株式会社 充電装置
JPH10309002A (ja) * 1997-04-28 1998-11-17 Fuji Heavy Ind Ltd ハイブリッド車のエネルギ回生装置
JPH11113185A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Tadashi Kaneko 商用回生共用充電装置
US5926004A (en) * 1997-10-10 1999-07-20 Schott Power Systems Incorporated Method and apparatus for charging one or more electric vehicles
US6424157B1 (en) * 1998-07-20 2002-07-23 Alliedsignal, Inc. System and method for monitoring a vehicle battery
US6331365B1 (en) * 1998-11-12 2001-12-18 General Electric Company Traction motor drive system
JP2000324857A (ja) * 1999-03-11 2000-11-24 Toyota Motor Corp 多種電源装置、この電源装置を備えた機器およびモータ駆動装置並びにハイブリッド車両
JP2001163041A (ja) * 1999-12-07 2001-06-19 Sanyo Electric Co Ltd 自動車用空調装置
JP3615445B2 (ja) * 2000-01-31 2005-02-02 三洋電機株式会社 ハイブリッドカーの電源装置
JP3736300B2 (ja) * 2000-06-19 2006-01-18 株式会社日立製作所 自動車、およびその電源装置
JP2003009417A (ja) * 2001-06-20 2003-01-10 Komatsu Forklift Co Ltd バッテリ充電装置及びそのバッテリ充電装置を装着したバッテリフォークリフト
JP2003088130A (ja) * 2001-09-07 2003-03-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd バッテリ内蔵型電力変換装置
JP2003102181A (ja) * 2001-09-25 2003-04-04 Toyota Motor Corp 電力供給システムおよび電力供給方法
JP2003187418A (ja) * 2001-12-13 2003-07-04 Fuji Electric Co Ltd 磁気記録媒体およびその製造方法、並びに該磁気記録媒体を使用する磁気記録装置
JP4023171B2 (ja) * 2002-02-05 2007-12-19 トヨタ自動車株式会社 負荷駆動装置、負荷駆動装置における電力貯蔵装置の充電制御方法および充電制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
JP3872758B2 (ja) * 2003-01-08 2007-01-24 株式会社日立製作所 電源制御装置
JP3983681B2 (ja) * 2003-01-14 2007-09-26 株式会社マキタ 充電装置
JP2004336888A (ja) * 2003-05-07 2004-11-25 Toshiba Corp 電力補償装置及び方法
US6946818B2 (en) * 2003-10-14 2005-09-20 General Motors Corporation Method of determining battery power limits for an energy storage system of a hybrid electric vehicle
US7352154B2 (en) * 2004-01-14 2008-04-01 Vanner, Inc. Electrical system control for a vehicle
US7057376B2 (en) * 2004-01-14 2006-06-06 Vanner, Inc. Power management system for vehicles
JP2005295711A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Takeo Saito ハイブリッド電気自動車
US20050285564A1 (en) * 2004-06-25 2005-12-29 Ford Global Technologies, Llc Automatic charging of a high voltage battery in a hybrid electric vehicle
JP4566658B2 (ja) * 2004-08-24 2010-10-20 パナソニックエコシステムズ株式会社 電源装置
JP2006129619A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Hitachi Koki Co Ltd 電池の充電装置
JP2006158123A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Toyota Motor Corp 交流電圧出力装置およびそれを備えた車両
KR20080003905A (ko) * 2005-05-05 2008-01-08 에이에프에스 트리니티 파워 코포레이션 고속 에너지 저장 장치를 포함하는 플러그인 하이브리드차량
JP4839722B2 (ja) * 2005-08-08 2011-12-21 トヨタ自動車株式会社 車両の電源装置
US20070111044A1 (en) * 2005-08-17 2007-05-17 Chang Seok G Hybrid cell and method of driving the same
JP4412260B2 (ja) * 2005-09-01 2010-02-10 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
AU2006295147B2 (en) * 2005-09-23 2011-04-28 Afs Trinity Power Corporation Method and apparatus for power electronics and control of plug-in hybrid propulsion with fast energy storage
JP4491434B2 (ja) * 2006-05-29 2010-06-30 トヨタ自動車株式会社 電力制御装置およびそれを備えた車両

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101271251B1 (ko) * 2011-05-26 2013-06-07 주식회사 에치케이텍 전기 차량용 이동식 급속 충전 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010518804A (ja) 2010-05-27
CN101674948A (zh) 2010-03-17
US8417400B2 (en) 2013-04-09
JP2013216318A (ja) 2013-10-24
EP2114714A1 (en) 2009-11-11
EP2114714A4 (en) 2010-07-21
US20080215200A1 (en) 2008-09-04
EP2114714B1 (en) 2013-10-23
CA2677847A1 (en) 2008-08-14
WO2008098230A1 (en) 2008-08-14
CN101674948B (zh) 2013-09-04
JP2013144543A (ja) 2013-07-25
CA2677847C (en) 2015-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2677847C (en) Control system for hybrid vehicles with reconfigurable multi-function power converter
Rivera et al. Electric vehicle charging infrastructure: From grid to battery
CN106476635B (zh) 具有多个能量存储装置的混合系统
US8860359B2 (en) Hybrid energy storage system
JP5563577B2 (ja) 双方向インバータ・チャージャ及びインバータ・チャージャ装置
EP1888365B2 (en) Electric power supply system
US9172252B2 (en) Power supply apparatus for electrically powered vehicle and method for controlling the same
KR101775957B1 (ko) 태양광 발전 장치 연계형 전원공급시스템
JP6659203B2 (ja) エネルギー源からエネルギーを伝達するためのシステムおよびそれを製造する方法
CN102201695A (zh) 蓄电池充电装置
CN103182951A (zh) 电动汽车及其集成控制系统
WO2004009397A1 (en) Apparatus and method employing bi-directional converter for charging and/or supplying power
JP2014143817A (ja) 車両の電源システム
CN102148525A (zh) 车辆用电源设备
JP2014082857A (ja) 車両の電源装置
CN103339005A (zh) 混合动力车辆
Woo et al. Comparison of integrated battery chargers for plug-in hybrid electric vehicles: Topology and control
JP2013150369A (ja) 系統連系用電力変換システム
WO2014026460A1 (zh) 一种集成开关磁阻电机驱动与低压电池充电的变换装置
Chandrika et al. Theoretical Study on Power Distribution Systems for Electric Vehicles
KR101330349B1 (ko) 전력 변환 장치 및 이를 이용한 전력 변환 방법
JP5661075B2 (ja) 充放電装置
US20160121739A1 (en) High voltage on-board network structure for vehicles
Pawase et al. Controllable Bidirectional Power Transfer between Electric Vehicle and Grid at Different Loading Condition with Solar Power
Shi et al. Modified dual inverter drive enabling on-board fast charging of electric vehicles

Legal Events

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