KR20120072881A

KR20120072881A - 하이브리드 건설기계의 동력제어장치

Info

Publication number: KR20120072881A
Application number: KR1020100134803A
Authority: KR
Inventors: 홍민석
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2012-07-04
Also published as: KR101726445B1

Abstract

본 발명에 따르면, 엔진, 상기 엔진에 의해 구동되는 펌프, 상기 엔진의 잉여 동력과 붐 또는 상부 선회체 중 적어도 어느 하나의 회생에너지를 전기에너지로 변환 저장하는 전기에너지저장장치; 상기 전기에너지저장장치에 전기에너지를 저장하거나 전기에너지저장장치에 저장된 전기에너지에 의해 붐 또는 상부 선회체 중 적어도 어느 하나를 구동하는 작업용전동기, 상기 전기에너지저장장치와 작업용전동기 사이의 전기 에너지를 변환하는 전력변환장치 및 상기 구성부들을 제어하는 제어기를 포함하는 하이브리드 건설기계의 동력제어장치에 있어서, 상기 전기에너지저장장치는, 배터리와; 상기 배터리와 작업용전동기에 각각 병렬 연결되는 복수개의 제1/2울트라커패시터를 포함하는 하이브리드 건설기계의 동력제어장치가 제공된다.

Description

하이브리드 건설기계의 동력제어장치{POWER CONTROL APPARATUS FOR HYBRID CONSTRUCTION MACHNERY}

본 발명은 하이브리드 건설기계에 관한 것으로, 상세하게는 배터리의 전후단에 각각 울트라커패시터가 병렬 연결된 전기에너지저장장치를 통하여 전기에너지저장장치의 출력 특성을 개선하고 울트라커패시터의 이용률을 증가시켜 작업용전동기의 부하 효율을 향상시킬 수 있는 하이브리드 건설기계의 동력제어장치에 관한 것이다.

최근에는 유가의 급격한 상승과 함께 엔진의 잉여 동력을 배터리에 저장하고 엔진의 부족한 동력을 배터리로부터 공급하여 연비를 개선한 하이브리드 건설기계에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

도 1은 종래의 하이브리드 건설기계의 동력제어장치를 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 하이브리드 건설기계의 동력제어장치는, 엔진(1), 엔진(1)에 의해 구동되는 펌프(2), 엔진(1)의 잉여 동력과 작업용전동기(4)의 회생 에너지를 전기에너지로 변환 저장하는 전기에너지저장장치(3), 전기에너지저장장치(3)에 전기에너지를 저장하거나 전기에너지저장장치(3)에 저장된 전기에너지에 의해 구동되는 작업용전동기(4), 전기에너지저장장치(3)와 작업용전동기(4) 사이의 전기 에너지를 변환하는 전력변환장치(5) 및 상기 구성부들을 제어하는 제어기(6) 등을 포함한다.

여기서, 상기 전기에너지저장장치(3)는 배터리(3a)와, 배터리(3a)와 전력변환장치(5) 사이에 병렬로 연결된 울트라커패시터(3b)를 포함하며, 엔진(1)의 잉여 동력 또는 작업용전동기(4)의 전기에너지가 배터리(3a)와 울트라커패시터(3b)에 전기에너지로 변환 저장된 상태에서 상기 작업용전동기(4)의 구동시 빈번하거나 큰 동력은 울트라커패시터(3b)가 담당하고 장기적이거나 작은 동력은 배터리(3a)가 담당하도록 하고 있다.

그러나 상기 전기에너지저장장치(3)와 같이, 배터리(3a)에 단일의 울트라커패시터(3b)가 병렬 연결되는 경우 상기 울트라커패시터(3b)의 충방전시 전압 이용률이 낮기 때문에, 울트라커패시터(3b)의 과충전시 과도한 전류가 배터리(3a)로 방전되어 배터리(3a)가 과충전되거나 작업용전동기(4)로 방전되어 작업수단의 드라이버 손상이나 부하의 제어 불균형을 초래하는 문제점이 발생하게 되고, 울트라커패시터(3b)가 방전된 상태에서 큰 동력이 요구되는 경우 배터리(3a)로부터 충전전류가 과도하게 방전되어야 하기 때문에 배터리(3a)의 성능이 크게 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 배터리에 복수개의 울트라커패시터가 병렬 연결된 전기에너지저장장치를 통하여 각각의 울트라커패시터가 교번 충방전되도록 하여 전기에너지저장장치의 출력 특성을 개선하고 울트라커패시터의 이용률을 증가시켜 작업용전동기의 부하 효율을 향상시킬 수 있는 하이브리드 건설기계의 동력제어장치를 제공하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명에 따르면, 엔진, 상기 엔진에 의해 구동되는 펌프, 상기 엔진의 잉여 동력과 붐 또는 상부 선회체 중 적어도 어느 하나의 회생에너지를 전기에너지로 변환 저장하는 전기에너지저장장치; 상기 전기에너지저장장치에 전기에너지를 저장하거나 전기에너지저장장치에 저장된 전기에너지에 의해 붐 또는 상부 선회체 중 적어도 어느 하나를 구동하는 작업용전동기, 상기 전기에너지저장장치와 작업용전동기 사이의 전기 에너지를 변환하는 전력변환장치 및 상기 구성부들을 제어하는 제어기를 포함하는 하이브리드 건설기계의 동력제어장치에 있어서, 상기 전기에너지저장장치는, 배터리와; 상기 배터리와 작업용전동기에 각각 병렬 연결되는 복수개의 제1/2울트라커패시터를 포함하는 하이브리드 건설기계의 동력제어장치가 제공된다.

상기와 같이, 본 발명은 배터리에 각각 울트라커패시터가 병렬 연결된 전기에너지저장장치를 통하여 각각의 울트라커패시터가 교번 충방전되도록 함으로써, 전기에너지저장장치의 출력 특성을 개선하고 울트라커패시터의 이용률을 증가시켜 작업용전동기의 부하 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 하이브리드 건설기계의 동력제어장치를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 동력제어장치를 나타낸 구성도.
도 3은 고효율 영역이 표시된 엔진 회전속도에 따른 엔진 토크를 개략적으로 나타낸 그래프.
도 4는 배터리와 울트라커패시터의 출력밀도에 대한 에너지 밀도를 개략적으로 나타낸 그래프.
도 5는 배터리와 울트라커패시터의 충방전횟수에 따른 DoD를 개략적으로 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 동력제어장치의 작용을 나타낸 제어 흐름도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 동력제어장치에 있어서 전기에너지저장장치의 전기에너지 출력 특성을 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 첨부하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 공지된 구성요소에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 동력제어장치를 나타낸 구성도이고, 도 3은 고효율 영역이 표시된 엔진 회전속도에 따른 엔진 토크를 개략적으로 나타낸 그래프이며, 도 4는 배터리와 울트라커패시터의 출력밀도에 대한 에너지 밀도를 개략적으로 나타낸 그래프이고, 도 5는 배터리와 울트라커패시터의 충방전횟수에 따른 DoD를 개략적으로 나타낸 그래프이다.

도 2내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 동력제어장치는, 최소 동력과 최대 동력의 사이 영역에서만 구동되도록 설정되는 엔진(110), 상기 엔진(110)에 의해 구동되는 가변용량형 펌프(120), 상기 엔진(110)의 잉여 동력과 붐 또는 상부 선회체 중 적어도 어느 하나의 회생에너지를 전기에너지로 변환 저장하는 전기에너지저장장치(130), 상기 전기에너지저장장치(130)에 전기에너지를 저장하거나 전기에너지저장장치(130)에 저장된 전기에너지에 의해 붐 또는 상부 선회체 중 적어도 어느 하나를 구동하는 작업용전동기(140), 전기에너지저장장치(130)와 작업용전동기(140) 사이의 전기 에너지를 변환하는 전력변환장치(150) 및 상기 구성부들을 제어하는 제어기(160) 등을 포함한다.

여기서, 상기 하이브리드 건설기계의 동력제어장치는, 상기 전기에너지저장장치(130)에 전기에너지를 저장하거나 상기 전기에너지저장장치(130)에 저장된 전기에너지에 의해 구동되어 상기 엔진(110)과 함께 펌프(120)를 구동하는 엔진보조전동기(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 엔진(110)은, 엔진보조전동기(미도시)와 함께 건설기계의 작업장치들을 구동시키기 위한 구동력을 제공하기 위한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 고효율 영역이 설정되며, 상기 고효율 영역에서 엔진(110)을 구동시키기 위해 상기 엔진(110)의 최대 동력과 최소 동력이 설정되며, 상기 엔진(110)은 최대 동력과 최소 동력의 사이 영역에서만 구동된다.

상기 펌프(120)는, 상기 제어기(160)로부터 출력되는 신호에 따라 그 유량이 가변되는 가변용량형 펌프이다. 보다 구체적으로, 상기 펌프(120)에는 사판이 마련되며 상기 사판의 각도에 따라 단위 스트로크당 토출되는 작동유의 양이 가변된다. 한편, 상기 펌프(120)로부터 토출되는 작동유가 흐르는 유로상에는 작동유의 압력을 감지하기 위한 압력센서가 설치될 수 있으며, 이 압력센서에 의해 감지된 작동유의 압력은 상기 제어기(160)로 전송되어, 상기 사판각의 정보와 토출 압력의 정보를 통해 펌프(120)의 회전속도와 함께 펌프(120)의 필요동력 등이 산출될 수 있다.

상기 전기에너지저장장치(130)는, 전기에너지를 저장하기 위한 장치로, 배터리(131), 상기 배터리(131)와 작업용전동기(140)에 연결되는 전력변환장치(150) 사이에 병렬로 연결되어 충방전 동작되는 제1울트라커패시터(132) 및 상기 배터리(131)와 제1울트라커패시터(132)에 병렬로 연결되어 제1울트라커패시터(132)의 충전 완료후 충전 동작되고 방전 완료후 방전 동작되는 제2울트라커패시터(133)를 포함하며, 보다 바람직하게는, 상기 제1울트라커패시터(132)가 상기 배터리(131)의 전단과 작업용전동기(140)에 연결되는 전력변환장치(150) 사이에 병렬로 연결되고, 상기 제2울트라커패시터(133)가 상기 배터리(131)의 후단에 병렬로 연결되어 제1울트라커패시터(132)의 충전 완료후 충전 동작되고 방전 완료후 방전 동작되며, 상기 제2울트라커패시터(133)와 배터리(131) 사이에 후술된 전력변환장치(150) 즉, DC/DC컨버터(134)가 연결된다.

여기서, 상기 전기에너지저장장치(130)가 배터리(131)의 전후단에 각각 제1 및 제2울트라커패시터(132,133)가 병렬로 연결되도록 하는 것은, 각각의 제1 및 제2울트라커패시터(131,132)가 교번 충방전되도록 하여 배터리(131)의 출력 특성을 개선하고 제1 및 제2울트라커패시터(131,132)의 이용률을 증가시켜 작업용전동기(140)의 부하 효율을 향상시킬 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 일반적으로 배터리(131)의 저장 에너지 밀도는 제1 및 제2울트라커패시터(132,133) 보다 크나, 출력밀도는 제1 및 제2울트라커패시터(132,133)가 배터리(131) 보다 크며, 또한, 충방전 횟수에 대한 DoD(Depth of Discharge)는 제1 및 제2울트라커패시터(132,133)가 배터리(131) 보다 크다.

따라서 제1 및 제2울트라커패시터(132,133)가 교번적으로 충방전되도록 하는 상태에서, 빈번하게 이루어지거나 큰 동력은 제1 및 제2울트라커패시터(132,133)가 교번적으로 담당하고 장기적으로 작은 동력은 배터리(131)가 담당하도록 하여 배터리(131)의 출력 특성을 개선하고 제1 및 제2울트라커패시터(132,133)의 이용률을 증가시켜 작업용전동기(140)의 부하 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 작업용전동기(150)는, 전기적 에너지에 의해 모터링 구동되거나 전기적 에너지를 생성하기 위한 회생 구동을 하는데, 일 예로, 붐을 구동시키기 위한 붐 전동유닛이나 상부 선회체를 선회시키기 위한 선회 전동기일 수 있다. 붐 전동기와 같은 경우, 붐을 상승시키기 위해 큰 동력이 소비되어야 할 뿐만 아니라 붐의 자중에 의해 회수 될 수 있는 동력 또한 크다. 또한, 선회 전동기는 하중이 큰 상부 선회체를 선회시켜야 하기 때문에 큰 동력이 소비될 뿐만 아니라 상부 선회체의 큰 선회 관성 때문에 선회를 감속시키는 것으로부터 많은 동력을 회생할 수 있다. 그러나 본 실시예와 달리 상기 작업용전동기(150)는 붐 전동기와 선회 전동기 이외에도 다양한 전동기가 될 수 있다.

이러한 작업용전동기(150)는 상기 전기에너지저장장치(130)에 저장된 전기에너지가 제공되어 구동되고, 또한, 상기 작업용전동기(150)에 의해 회생된 전기에너지는 상기 전기에너지저장장치(130)에 저장될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 엔진보조전동기에 제공되어 펌프(120)를 구동시키는 동력으로 이용될 수 있다.

상기 전력변환장치(150)는, 상기 전기에너지저장장치(130)와 작업용전동기(140) 사이에 교환될 전기 에너지의 형태를 변환하는 것으로, 통상 전기에너지저장장치(130)에는 직류형태의 전기에너지가 저장되는 반면, 상기 작업용전동기(140)에는 교류형태의 전기에너지가 이용되므로, 각 장치에 맞게 서로 다른 전기에너지를 변환하는 기능을 한다. 또한, 상기 전력변환장치(150)는, 상기 제어기(160)로부터 출력되는 제어신호에 대응하여 각 장치들에 에너지를 제공, 회수 및 분배 등을 담당할 수 있다.

상기 제어기(160)는, 상기 전기에너지저장장치(130)의 제1 및 제2울트라커패시터(132,133)가 교번 충방전 동작되도록 하여 엔진(110)의 잉여 동력을 저장하고 엔진(110)의 부족한 동력을 전기에너지저장장치(130)의 제1 및 제2울트라커패시터(132,133) 로부터 공급되도록 전기에너지저장장치(130)와 전력변환장치(150)를 제어하는 것으로, 보다 상세하게는, 상기 전력변환장치(150)측의 부하 변동에 따라 즉, 작업용전동기(140)의 구동을 위한 역행부하 요구시 상기 제1울트라커패시터(132)에 충전된 전기에너지가 작업용전동기(140)측으로 공급될 수 있도록 방전되도록 하고, 상기 작업용전동기(140)의 제동 등을 위한 회생부하 투입시 상기 제1울트라커패시터(132)에 작업용전동기(140)측으로부터 발생되는 회생에너지가 충전되도록 한다.

또한, 상기 제어기(160)는, 상기 제1울트라커패시터(132)의 방전 동작시 하강되는 전압 Vdc가 방전 하한치를 나타내는 Vdc_SET1까지 도달하게 되는 경우 상기 제2울트라커패시터(133)에 충전된 전기에너지가 작업용전동기(140)측으로 공급될 수 있도록 방전되도록 하고, 상기 제1울트라커패시터(132)의 충전 동작시 상승되는 전압 Vdc가 충전 상한치를 나타내는 Vdc_SET2까지 도달하게 되는 경우 상기 제2울트라커패시터(133)에 작업용전동기(140)측으로부터 발생되는 회생에너지가 충전되도록 한다.

또한, 상기 제어기(160)는, 상기 작업용전동기(140)에 전기에너지저장장치(130)로부터 전기에너지가 공급되지 않거나 또는 상기 전기에너지저장장치(130)에 작업용전동기(140)로부터 회생에너지가 충전되지 않는 경우 즉, 무부하 운전시 상기 제2울트라커패시터(133)에 충전된 전기에너지 보다 상기 역행부하 요구시 방전될 전기에너지가 더 크므로, 배터리(131)로부터 소정의 전기에너지가 제2울트라커패시터(133)측으로 방전되어 제2울트라커패시터(133)가 충전되도록 한다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 동력제어장치의 작용과 효과에 대해 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 동력제어장치의 작용을 나타낸 제어 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 동력제어장치에 있어서 전기에너지저장장치의 전기에너지 출력 특성을 나타낸 그래프이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 건설기계의 동력제어장치는, 건설기계 즉, 굴삭기의 운용상태에 따라 크게, Key_on 동작시, 역행부하 요구시, 회생부하 투입시, 무부하(또는 저부하) 운전시의 동작으로 구분될 수 있다.

본 발명의 하이브리드 건설기계의 동력제어장치는, 먼저, 상기 굴삭기의 운용상태에 따른 Key-on 동작상태이면, 즉, 작업자에 의해 굴삭기에 시동이 켜지게 되면, 상기 제어기(160)는, 전기에너지저장장치(130)의 배터리(131)로부터 방전되는 전기에너지에 의해 제1 및 제2울트라커패시터(132,133)가 일정시간 동안 각각 초기 충전 동작하게 된다.

이후, 상기 굴삭기의 운용상태가 역행부하 요구상태이면, 즉, 작업용전동기(140)가 구동하게 되어 전기에너지저장장치(130)로부터 전기에너지가 작업용전동기(140)측으로 공급되게 되면, 상기 전기에너지저장장치(130)는, 먼저, 상기 제1울트라커패시터(132)에 충전된 전기에너지가 작업용전동기(140)측으로 공급될 수 있도록 방전되도록 한 후, 상기 제1울트라커패시터(132)의 방전 동작시 하강되는 전압 Vdc가 방전 하한치를 나타내는 Vdc_SET1까지 도달하게 되는 경우, 상기 제2울트라커패시터(133)에 충전된 전기에너지가 작업용전동기(140)측으로 공급될 수 있도록 방전되도록 한다.

따라서 도 7에 도시된 바와 같이, 작업용전동기(140)의 구동에 따른 역행 전류 즉, 요구부하전류의 급격한 증가시 제1 및 제2울트라커패시터(132,133)의 교번적인 방전 동작을 통하여 전기에너지저장장치(130)의 출력전류가 상기 요구부하전류에 대응되는 특성을 가지도록 할 수 있고, 이를 통하여 상기 전력변환장치(150) 또는 작업용전동기(140)측에 안정적인 전기에너지를 공급하여 부하 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 굴삭기의 운용상태가 회생부하 투입상태이면, 즉, 작업용전동기(140)의 제동 동작 등을 통해 작업용전동기(140)로부터 회생에너지가 전기에너지저장장치(130)측으로 공급되게 되면, 상기 전기에너지저장장치(130)는, 상기 제1울트라커패시터(132)에 작업용전동기(140)측으로부터 발생되는 회생에너지가 충전되도록 한 후, 상기 제1울트라커패시터(132)의 충전 동작시 상승되는 전압 Vdc가 충전 상한치를 나타내는 Vdc_SET2까지 도달하게 되는 경우, 상기 제2울트라커패시터(133)에 작업용전동기(140)측으로부터 발생되는 회생에너지가 충전되도록 한다.

따라서 도 7에 도시된 바와 같이, 작업용전동기(140)의 정지 등에 따른 회생 전류 즉, 요구부하전류의 급격한 감소시 제1 및 제2울트라커패시터(132,133)의 교번적인 충전 동작을 통하여 전기에너지저장장치(130)의 출력전류가 상기 요구부하전류에 대응되는 특성을 가지도록 할 수 있고, 이를 통하여 종래에서와 같이, 단일의 울트라커패시터만을 배터리에 병렬 연결하는 것에 비해 제1 및 제2울트라커패시터(132,133)의 교번 충전 동작을 통한 회생에너지의 활용률을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 굴삭기의 운용상태가 무부하 운정상태이면, 즉, 작업용전동기(140)에 전기에너지저장장치(130)로부터 전기에너지가 공급되지 않거나 또는 상기 전기에너지저장장치(130)에 작업용전동기(140)로부터 회생에너지가 충전되지 않게 되면, 상기 전기에너지저장장치(130)는, 상기 제2울트라커패시터(133)에 충전된 전기에너지 보다 상기 역행부하 요구시 방전될 전기에너지가 더 크므로, 배터리(131)로부터 소정의 전기에너지가 제2울트라커패시터(133)측으로 방전되어 제2울트라커패시터(133)가 충전되도록 한다.

따라서 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 배터리의 전후단에 각각 울트라커패시터가 병렬 연결된 전기에너지저장장치를 통하여 각각의 울트라커패시터가 교번 충방전되도록 함으로써, 전기에너지저장장치의 출력 특성을 개선하고 울트라커패시터의 이용률을 증가시켜 작업용전동기의 부하 효율을 향상시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

110 : 엔진 120 : 펌프
130 : 전기에너지저장장치 131 : 배터리
132 : 제1울트라커패시터 133 : 제2울트라커패시터
134 : DC/DC컨버터 140 : 작업용전동기
150 : 전력변환장치 160 : 제어기

Claims

엔진(110), 엔진(110)에 의해 구동되는 펌프(120), 엔진(110)의 잉여 동력과 붐 또는 상부 선회체 중 적어도 어느 하나의 회생에너지를 전기에너지로 변환 저장하는 전기에너지저장장치(130), 전기에너지저장장치(130)에 전기에너지를 저장하거나 전기에너지저장장치(130)에 저장된 전기에너지에 의해 붐 또는 상부 선회체 중 적어도 어느 하나를 구동하는 작업용전동기(140), 전기에너지저장장치(130)와 작업용전동기(140) 사이의 전기 에너지를 변환하는 전력변환장치(150) 및 상기 구성부들을 제어하는 제어기(160)를 포함하는 하이브리드 건설기계의 동력제어장치에 있어서,
상기 전기에너지저장장치(130)는,
배터리(131)와;
상기 배터리(131)와 작업용전동기(140)에 각각 병렬 연결되는 복수개의 제1/2울트라커패시터(132,133)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설기계의 동력제어장치.
제1항에 있어서, 상기 전기에너지저장장치(130)는,
상기 작업용전동기(140)의 구동을 위한 역행부하 요구시 상기 제1울트라커패시터(132)에 충전된 전기에너지가 작업용전동기(140)측으로 공급될 수 있도록 방전되도록 하고,
상기 작업용전동기(140)의 제동 등을 위한 회생부하 투입시 상기 제1울트라커패시터(132)에 작업용전동기(140)측으로부터 발생되는 회생에너지가 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설기계의 동력제어장치.
제2항에 있어서, 상기 전기에너지저장장치(130)는,
상기 제1울트라커패시터(132)의 방전 동작시 하강되는 전압 Vdc가 방전 하한치를 나타내는 Vdc_SET1까지 도달하게 되는 경우 상기 제2울트라커패시터(133)에 충전된 전기에너지가 작업용전동기(140)측으로 공급될 수 있도록 방전되도록 하고,
상기 제1울트라커패시터(132)의 충전 동작시 상승되는 전압 Vdc가 충전 상한치를 나타내는 Vdc_SET2까지 도달하게 되는 경우 상기 제2울트라커패시터(133)에 작업용전동기(140)측으로부터 발생되는 회생에너지가 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설기계의 동력제어장치.
제2항에 있어서, 상기 전기에너지저장장치(130)는,
상기 작업용전동기(140)에 전기에너지저장장치(130)로부터 전기에너지가 공급되지 않거나 또는 상기 전기에너지저장장치(130)에 작업용전동기(140)로부터 회생에너지가 충전되지 않는 무부하 운전시 상기 배터리(131)로부터 전기에너지가 제2울트라커패시터(133)측으로 방전되어 제2울트라커패시터(133)가 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설기계의 동력제어장치.
제1항에 있어서, 상기 전력변환장치(150)는,
상기 배터리(131)와 제1/2울트라커패시터(132,133)에 병렬 연결되는 DC/DC컨버터(134)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설기계의 동력제어장치.
제1항에 있어서,
상기 제1울트라커패시터(132)는 상기 배터리(131)의 전단과 작업용전동기(140)에 연결되는 전력변환장치(150) 사이에 병렬로 연결되고,
상기 제2울트라커패시터(133)가 상기 배터리(131)의 후단에 병렬로 연결되어 제1울트라커패시터(132)의 충전 완료후 충전 동작되고 방전 완료후 방전 동작되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 건설기계의 동력제어장치.