KR20130110553A - Capacitor lifetime calculator for electir vehicle and motor controlling apparatus having the same, and monitoring method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 누적된 소모전력량을 이용하여 직류 링크 커패시터의 여수명 및 교체시기를 결정하는 전기자동차용 커패시터 수명 산출기와 이를 포함한 모터 제어 장치, 및 이의 감시방법에 관한 것이다.The present invention relates to a capacitor lifetime calculator for an electric vehicle, a motor control apparatus including the same, and a method of monitoring the same, which determine a service life and a replacement time of a DC link capacitor using the accumulated power consumption.
전기 자동차(Electric Vehicle; EV)는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 말하는 것으로, 크게는 전기 배터리만을 이용하는 전기 자동차와, 다른 동력원, 예를 들어 가솔린과 전기 배터리를 함께 사용하는 하이브리드 전기 자동차를 포함한다. 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 자동차를 구동시키는 전기 자동차는 1873년 가솔린 자동차보다 먼저 제작되었으나, 배터리의 무거운 중량, 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 실용화되지 못했다. 최근 화석연료 등 에너지 자원의 부족 문제와 더불어 가솔린 자동차에 의한 환경오염문제가 대두되면서 1990년대부터 다시 개발되었다.An electric vehicle (EV) refers to a vehicle using an electric battery and an electric motor without using petroleum fuel and an engine, and an electric vehicle using only an electric battery, and other power sources such as gasoline and electric. It includes a hybrid electric vehicle that uses a battery together. An electric vehicle that drives an automobile by rotating an electric motor that is stored in a battery was manufactured earlier than a gasoline automobile in 1873, but was not put to practical use due to problems such as a heavy weight of the battery and a time required for charging. Recently, due to the lack of energy resources such as fossil fuels and environmental pollution caused by gasoline cars, it was re-developed from the 1990s.
전기 자동차용 전기 모터로는 직류 모터, 교류 모터를 모두 사용할 수 있으나, 최근에는 브러쉬리스 직류 모터(Blush-Less DC Motor)나 유도 모터(Induction Motor)를 사용하거나, 이들을 변형하여 주로 사용한다.As an electric motor for an electric vehicle, both a DC motor and an AC motor may be used, but recently, a brushless DC motor or an induction motor is used, or a modified one thereof is mainly used.
이와 같은 전기 자동차는 내부의 배터리로부터 공급되는 직류전압을 평활하여 저장하기 위한 직류 링크 커패시터가 필요한데, 이러한 직류 링크 커패시터는 적정한 시기마다 교체되어야 한다.Such an electric vehicle requires a DC link capacitor for smoothly storing a DC voltage supplied from an internal battery, and the DC link capacitor must be replaced at an appropriate time.
하지만, 종래 직류 링크 커패시터의 교체시기는 커패시터 내부의 발열량을 체크하고 그로부터 커패시터의 여수명을 예측하는 방식으로 간접적으로 이루어져 왔다. 따라서, 직류 링크 커패시터의 여수명 시간과 그에 따른 교체시기를 보다 정확하게 파악할 수 있는 방안의 모색이 필요했다.However, the replacement time of the conventional DC link capacitor has been indirectly performed by checking the amount of heat generated in the capacitor and predicting the life of the capacitor therefrom. Therefore, it was necessary to find a way to more accurately understand the life time of the DC link capacitor and the replacement time.
본 발명의 실시 예들은 직류 링크 커패시터의 소모전력을 실시간 계산하여 누적한 값을 이용하여 직류 링크 커패시터의 수명 시간을 예측하는 전기자동차용 커패시터 수명 산출기와 이를 포함하는 모터 제어 장치, 및 이의 감시방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Exemplary embodiments of the present invention provide a capacitor lifetime calculator for an electric vehicle, a motor control device including the same, and a method for monitoring the same, using the accumulated value of real-time power consumption calculation of the DC link capacitor. The purpose is to provide.
또한, 본 발명의 실시 예들은 직류 링크 커패시터의 소모전력량으로부터 리플전류값을 추정하고 그에 대응하는 커패시터 내부 온도변화값과 누적된 소모전력량을 이용하여 직류 링크 커패시터의 수명 시간을 보다 정확하게 예측할 수 있는 전기자동차용 커패시터 수명 산출기와 이를 포함하는 모터 제어 장치, 및 이의 감시방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, embodiments of the present invention can estimate the ripple current value from the power consumption of the DC link capacitor, and by using the corresponding temperature change value and the accumulated power consumption of the capacitor to more accurately predict the life time of the DC link capacitor An object of the present invention is to provide an automobile capacitor life calculator, a motor control device including the same, and a method for monitoring the same.
본 발명의 실시예에 따른 모터 제어 장치는, 배터리에 연결되어 직류전압을 평활하고 저장하는 직류 링크 커패시터와; 복수의 스위칭 소자를 구비하여, 제어신호에 따라 상기 직류 링크 커패시터로부터 출력되는 직류전압을 모터 구동 전압으로 변환하여 모터에 제공하는 인버터와; 상기 직류 링크 커패시터의 소모전력을 실시간 계산하여 누적하고, 상기 누적된 소모전력량을 이용하여 상기 직류 링크 커패시터에 포함된 리플전류를 추정하고, 상기 추정된 리플전류에 대응하는 내부 온도변화값과 상기 누적된 소모전력량에 근거하여 상기 직류 링크 커패시터의 수명시간을 산출하는 커패시터 여수명 산출부;를 포함하여 이루어진다.A motor control apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a DC link capacitor connected to a battery to smooth and store a DC voltage; An inverter having a plurality of switching elements, converting a DC voltage output from the DC link capacitor into a motor driving voltage according to a control signal and providing the same to a motor; The power consumption of the DC link capacitor is calculated and accumulated in real time, the ripple current included in the DC link capacitor is estimated using the accumulated power consumption, and an internal temperature change value corresponding to the estimated ripple current and the accumulation are calculated. And a capacitor lifetime calculation unit configured to calculate a life time of the DC link capacitor based on the amount of power consumed.
실시예에서, 상기 커패시터 여수명 산출부는, 상기 모터의 토크와 회전자 속도에 기초하여 상기 직류 링크 커패시터의 소모전력을 실시간 계산하여 누적하고, 이를 일정시간 단위로 평균하여 평균소모전력량을 산출하는 소모전력 산출모듈과; 상기 누적된 소모전력량과 상기 직류 링크 커패시터의 직류전압값을 이용하여 상기 직류 링크 커패시터의 리플전류를 추정하는 전류 추정모듈과; 상기 리플전류에 대응하는 상기 직류 링크 커패시터의 내부 온도변화값과 상기 누적된 소모전력량에 근거하여 작성된 커패시터 여수명시간 테이블을 저장하는 메모리모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the capacitor life expectancy calculating unit calculates and accumulates the power consumption of the DC link capacitor in real time based on the torque and the rotor speed of the motor, and averages the power consumption by a predetermined time unit to calculate the average power consumption. A power calculation module; A current estimation module estimating a ripple current of the DC link capacitor using the accumulated power consumption and the DC voltage value of the DC link capacitor; And a memory module for storing a capacitor life time table prepared based on an internal temperature change value of the DC link capacitor corresponding to the ripple current and the accumulated power consumption.
실시예에서, 상기 모터 제어 장치는, 전기자동차의 시동전원이 온(on) 상태이면 상기 소모전력 산출모듈에 의해 상기 소모전력을 실시간 계산하여 누적하고, 전기자동차의 시동전원이 오프(off) 상태이면 직전 누적된 소모전력량을 상기 메모리모듈에 저장하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the motor control apparatus may calculate and accumulate the power consumption by the power consumption calculation module in real time when the starting power of the electric vehicle is on, and start power of the electric vehicle is off. In this case, the power consumption accumulated immediately before is stored in the memory module.
실시예에서, 상기 전류 추정모듈은, 상기 소모전력량을 상기 직류전압값으로 나눈 것을 상기 직류 링크 커패시터의 리플전류값으로 추정하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the current estimating module may estimate the power consumption divided by the DC voltage value as the ripple current value of the DC link capacitor.
실시예에서, 상기 모터 제어 장치는, 상기 직류 링크 커패시터의 수명시간 및 교체여부를 표시하는 표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the motor control apparatus may further include a display unit which displays a life time of the DC link capacitor and whether it is replaced.
실시예에서, 상기 모터 제어 장치는, 상기 직류 링크 커패시터에 인가되는 전압을 검출하는 전압 검출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The motor control apparatus may further include a voltage detector configured to detect a voltage applied to the DC link capacitor.
실시예에서, 상기 모터 제어 장치는, 상기 배터리와 상기 직류 링크 커패시터 사이에 위치하여, 상기 배터리의 직류전압을 승압 또는 강압하여서 상기 직류 링크 커패시터에 제공하는 컨버터; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the motor control device may include: a converter positioned between the battery and the DC link capacitor to boost or step down the DC voltage of the battery to provide the DC link capacitor; And further comprising:
실시예에서, 상기 모터 제어 장치는, 상기 제어신호를 상기 인버터에 출력하여서 모터 구동 전압을 생성하게 하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In an embodiment, the motor control apparatus may further include a controller configured to generate the motor driving voltage by outputting the control signal to the inverter.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 커패시터 수명 산출기는, 배터리에 연결되어 직류전압을 평활 및 저장하고, 상기 저장된 직류전압을 모터 구동을 위한 인버터에 제공하는 직류 링크 커패시터와; 상기 직류 링크 커패시터의 소모전력을 실시간 계산하여 누적하고, 상기 누적된 소모전력량을 이용하여 상기 직류 링크 커패시터에 포함된 리플전류를 추정하고, 상기 추정된 리플전류에 대응하는 상기 직류 링크 커패시터의 내부 온도변화값과 상기 누적된 소모전력량에 기초하여서 상기 직류 링크 커패시터의 수명시간을 산출하는 커패시터 여수명 산출 유닛; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the capacitor lifetime calculator according to an embodiment of the present invention, a DC link capacitor connected to the battery to smooth and store the DC voltage, and provides the stored DC voltage to the inverter for driving the motor; The power consumption of the DC link capacitor is calculated and accumulated in real time, the ripple current included in the DC link capacitor is estimated using the accumulated power consumption, and the internal temperature of the DC link capacitor corresponding to the estimated ripple current is calculated. A capacitor lifetime calculation unit for calculating a lifetime of the DC link capacitor based on a change value and the accumulated power consumption; And a control unit.
실시예에서, 상기 커패시터 여수명 산출 유닛은, 상기 직류 링크 커패시터의 소모전력을 실시간 계산하여 누적하고, 이를 일정시간 단위로 평균하여서 평균소모전력량을 산출하는 소모전력 산출부와; 상기 평균소모전력량과 상기 직류 링크 커패시터에 인가되는 직류전압값을 이용하여 상기 직류 링크 커패시터의 리플전류값을 추정하는 전류 추정부와; 상기 리플전류값에 대응하는 상기 직류 링크 커패시터의 내부 온도변화값과 상기 실시간 계산된 소모전력량에 근거하여 작성된 직류 링크 커패시터의 여수명시간 테이블과 상기 누적된 평균소모전력량을 저장하는 메모리;를 포함하여 이루어진다.In an embodiment, the capacitor lifetime calculation unit may include: a power consumption calculation unit configured to calculate and accumulate power consumption of the DC link capacitor in real time, and average the result by a predetermined time unit to calculate an average power consumption; A current estimating unit estimating a ripple current value of the DC link capacitor by using the average power consumption and a DC voltage value applied to the DC link capacitor; And a memory for storing a life time table of the DC link capacitor and the accumulated average power consumption based on an internal temperature change value of the DC link capacitor corresponding to the ripple current value and the power consumption amount calculated in real time. Is done.
실시예에서, 상기 커패시터 수명 산출기는, 상기 산출된 직류 링크 커패시터의 수명시간 및 상기 직류 링크 커패시터의 교체여부를 표시하는 표시유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the capacitor life calculator may further include a display unit that displays the calculated lifetime of the DC link capacitor and whether the DC link capacitor is replaced.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 모터 제어 장치의 감시방법은, 배터리에 연결되어서 직류전압을 평활 및 저장하는 직류 링크 커패시터와, 복수의 스위칭 소자를 사용하여 상기 직류 링크 커패시터로부터 출력되는 직류전압을 모터 구동 전압으로 변환하여서 모터에 제공하는 인버터를 포함하는 모터 제어 장치의 감시 방법으로서, 상기 모터의 토크와 회전자 속도에 기초하여 상기 직류 링크 커패시터의 소모전력량을 실시간 계산하는 단계와; 상기 소모전력량을 누적하여 일정 시간단위로 평균하고 그 값을 저장하는 단계와; 상기 직류 링크 커패시터에 인가되는 직류전압을 검출하는 단계와; 상기 저장된 평균 소모전력량과 상기 검출된 직류전압을 사용하여 상기 직류 링크 커패시터에 흐르는 리플전류값을 추정하는 단계와;상기 리플전류에 대응하는 직류 링크 커패시터의 내부 온도 변화값과 상기 저장된 평균 소모전력량을 이용하여 상기 직류 링크 커패시터의 수명시간을 산출하는 단계;를 포함하여 이루어진다.Furthermore, the monitoring method of the motor control apparatus according to an embodiment of the present invention, a DC link capacitor connected to the battery to smooth and store the DC voltage, and a DC voltage output from the DC link capacitor using a plurality of switching elements. A monitoring method for a motor control apparatus including an inverter for converting a motor driving voltage into a motor, the method comprising: real time calculating an amount of power consumption of the DC link capacitor based on a torque and a rotor speed of the motor; Accumulating the amount of power consumed and averaging by a predetermined time unit and storing the value; Detecting a DC voltage applied to the DC link capacitor; Estimating a ripple current value flowing through the DC link capacitor using the stored average power consumption and the detected DC voltage; calculating an internal temperature change value of the DC link capacitor corresponding to the ripple current and the stored average power consumption; Calculating a life time of the DC link capacitor using the;
실시예에서, 상기 감시방법은, 상기 직류 링크 커패시터의 수명시간과 교체여부를 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the monitoring method may further include displaying a lifetime and whether or not to replace the DC link capacitor.
본 발명의 실시 예들은 직류 링크 커패시터에 의한 소모전력량을 실시간 계산하여 누적한 값을 이용하여 직류 링크 커패시터의 수명시간을 예측함으로써, 직류 링크 커패시터의 교체시기를 미리 결정할 수 있다.Embodiments of the present invention can determine the replacement time of the DC link capacitor by predicting the life time of the DC link capacitor using the accumulated value of the power consumption by the DC link capacitor in real time.
또한, 본 발명의 실시 예들은 직류 링크 커패시터의 소모전력량으로부터 리플전류의 크기를 추정하고 그에 대응하는 커패시터 내부 온도변화값을 도출하여 직류 링크 커패시터의 여수명 및 교체시기를 보다 정확하게 알려줌으로써 모터 제어 장치의 운전 효율과 시스템 안정성을 제고한다.In addition, embodiments of the present invention estimates the magnitude of the ripple current from the power consumption of the DC link capacitor and derives the temperature change value of the capacitor corresponding thereto, thereby more accurately notifying the service life and replacement time of the DC link capacitor. It improves the operating efficiency and system stability.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 전기 자동차를 개략적으로 보인 도면;
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 커패시터 수명 산출기를 포함하는 모터 제어 장치의 구성을 개략적으로 보인 블록도;
도 3은 직류 링크 커패시터의 리플전류값와 그에 대응하는 내부 온도 변화값의 관계를 보인 그래프;
도 4는 직류 링크 커패시터의 누적 소모전력량과 내부 온도 변화값에 대응하는 직류 링크 커패시터의 수명 시간을 보인 그래프;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모터 제어 장치의 감시방법에 있어서, 커패시터의 수명 시간 산출 과정을 보인 흐름도이다.1 is a view schematically showing an electric vehicle according to embodiments of the present invention;
2 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a motor control apparatus including a capacitor life calculator according to embodiments of the present disclosure;
3 is a graph showing a relationship between a ripple current value of a DC link capacitor and an internal temperature change value corresponding thereto;
4 is a graph showing the life time of the DC link capacitor corresponding to the cumulative power consumption and the internal temperature change value of the DC link capacitor;
5 is a flowchart illustrating a process of calculating a life time of a capacitor in a monitoring method of a motor control apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 전기자동차용 커패시터 수명 산출기와 이를 포함하는 모터 제어 장치, 및 이의 감시방법을 보다 상세하게 기술한다.Hereinafter, a capacitor life calculator for an electric vehicle, a motor control apparatus including the same, and a monitoring method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차는, 직류전원을 공급하는 배터리(100)와, 배터리(100)가 공급하는 직류전원을 교류전원으로 변환하여 회전력을 발생하는 동력 모듈(150), 동력 모듈(150)에 의해 회전되는 앞바퀴(510) 및 뒷바퀴(520), 노면의 진동이 차체에 전달되는 것을 차단하는 전륜 현가장치(610) 및 후륜 현가장치(620)를 포함한다. 또, 상기 전기 자동차는, 모터(300)의 회전속도를 기어비에 따라 변환하는 구동기어(미도시)가 추가적으로 구비할 수 있다.First, referring to FIG. 1, an electric vehicle according to an embodiment of the present invention may generate a rotational force by converting a
상기 동력 모듈(150)은, 배터리(100)로부터 직류 전원을 공급받는 모터 제어 장치(200), 모터 제어 장치(200)에 의해 구동되어 회전력을 발생하는 모터(300)를 포함한다.The
상기 배터리(100)는 동력 모듈(150)에 직류 전원을 공급한다. 배터리(100)는 일반적으로 복수 개의 단위 셀(cell)이 직렬 및/또는 병렬로 연결된 집합을 형성한다. 복수 개의 단위 셀은 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)에 의해 일정한 전압을 유지하도록 관리된다. 즉, 배터리 관리 시스템은 상기 배터리(100)가 일정한 전압을 방출하도록 한다. 배터리(100)는 충전 및 방전이 가능한 2차 전지로 구성됨이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 배터리(100)로는 일반적으로 니켈 금속수소(Ni-MH) 전지 또는 리튬 이온(Li-ion) 전지 등이 사용된다.The
상기 모터 제어 장치(200)는 배터리(100)로부터 직류 전원을 공급받는다. 모터 제어 장치(200)는 배터리(100)로부터 받는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 모터(300)에 공급한다. 일반적으로 모터 제어 장치(200)는 모터에 삼상 교류 전원을 공급한다.The
상기 모터(300)는 회전하지 않고 고정되는 고정자(미도시)와, 회전하는 회전자(미도시)로 구성되며, 모터 제어 장치(200)에서 공급되는 교류 전원을 공급받아 회전력을 발생한다. 교류 전원이 모터(300)에 인가되면, 모터(300)의 고정자가 교류 전원을 받아 자기장을 발생한다. 영구자석을 구비한 모터의 경우에는, 고정자에서 발생한 자기장과 회전자에 구비된 영구자석의 자기장이 반발하여 회전자가 회전한다. 회전자의 회전으로 회전력을 발생한다.The
상기 모터(300)의 일측에는 구동기어(미도시)가 구비될 수 있다. 구동기어는 모터(300)의 회전력을 기어비에 따라 변환시킨다. 구동기어에서 출력되는 회전력은 앞바퀴(510) 및/또는 뒷바퀴(520)에 전달되어 자동차가 움직이도록 한다.One side of the
상기 전륜 현가장치(610) 및 후륜 현가장치(620)는 차체에 대하여 각각 앞바퀴(510) 및 뒷바퀴(520)를 지지한다. 전륜 현가장치(610) 및 후륜 현가장치(620)는 스프링 또는 감쇠기구에 의해 노면의 진동이 차체에 닿지 않도록 한다.The
상기 앞바퀴(510)에는 조향장치(미도시)가 더 구비될 수 있다. 조향장치는 자동차를 운전자가 의도하는 방향으로 주행시키기 위하여 앞바퀴(510)의 방향을 조절하는 장치이다.
The
이제부터, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따라, 커패시터 수명 산출기를 포함하는 모터 제어 장치의 구성을 살펴본다.Now, with reference to Figure 2 looks at the configuration of a motor control device including a capacitor life calculator according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 상기 모터 제어 장치는, 배터리(100)에 연결되어서 직류전압을 평활하고 저장하는 직류 링크 커패시터(210)와, 복수의 스위칭 소자를 구비하여, 제어신호에 따라 상기 직류 링크 커패시터(210)로부터 출력되는 직류전압을 모터 구동 전압으로 변환하여 모터(300)에 제공하는 인버터(270)를 포함하고, 또한, 상기 직류 링크 커패시터(210)의 소모전력을 실시간 계산하여 누적하고, 상기 누적된 소모전력량을 이용하여 상기 직류 링크 커패시터에 포함된 리플전류를 추정하고, 상기 추정된 리플전류에 대응하는 내부 온도변화값과 상기 누적된 소모전력량에 근거하여 직류 링크 커패시터(210)의 수명시간을 산출하는 커패시터 여수명 산출부(220)를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 모터 제어 장치는, 상기 직류 링크 커패시터(210)의 전압을 검출하기 위한 전압 검출부(250)와 산출된 커패시터 수명을 표시하기 위한 표시부(230)를 더 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 2, the motor control apparatus includes a
상기 직류 링크 커패시터(DC Link Capacitor, 210)는, 상기 배터리(100)와 상기 인버터(270)의 사이에 연결되거나, 또는 컨버터를 포함하는 경우, 컨버터(110)와 인버터(270)의 사이에 구비된다. 상기 직류 링크 커패시터(210)는 상기 배터리(100)의 출력 전압을 평활화하고, 저장한다. 또, 상기 직류 링크 커패시터(210)는 컨버터(110)로부터 승압 출력된 직류 전압을 평활화한다.The
상기 인버터(270)는 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 소정의 제어 신호, 예를 들어 제어부(미도시)로부터 출력된 제어신호에 따라 PWM 구동 신호를 이용하여서 모터(300)에 모터 구동 전압을 인가한다. The
상기 모터 제어 장치는 상기 배터리(100)로부터 공급되는 직류 전압을 승압하거나 강압하기 위한 컨버터(110)를 더 포함할 수 있다. 이러한 컨버터는 스위칭 소자, 예를 들어 절연 게이트 양극성 트랜지스터 (IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor, 이하 'IGBT')를 구비하고, 필요에 따라 리액터를 더 구비할 수 있다. The motor control apparatus may further include a
상기 컨버터(110)는 상기 배터리(100)와 연결되어서, 접지 선과 전원 선 사이의 전압, 즉 상기 배터리(100)가 발생하는 직류 전압을 승압하는 승압 컨버터이나, 필요에 따라 강압할 수 있도록 구현될 수 있다.The
계속해서 도 2를 참조하면, 상기 모터 제어 장치는, 직류 링크 커패시터(210)의 교체시기를 결정하기 위한 커패시터 여수명 산출부(220)를 포함한다. 상기 커패시터 여수명 산출부(220)는 직류 링크 커패시터(210)의 소모전력을 실시간 계산하여 누적한다. 또, 상기 커패시터 여수명 산출부(220)는 누적된 소모전력량을 이용하여 상기 직류 링크 커패시터에 포함된 리플전류를 추정한다. 또, 상기 커패시터 여수명 산출부(220)는 추정된 리플전류에 대응하는 내부 온도변화값과 누적된 소모전력량에 근거하여 직류 링크 커패시터(210)의 수명시간을 산출한다. 상기 커패시터 여수명 산출부(220)는 소모전력 산출 모듈(222), 전류 추정 모듈(221), 및 메모리 모듈(예, 데이터베이스)(223)을 포함하여 이루어진다. Subsequently, referring to FIG. 2, the motor control apparatus includes a capacitor spare
상기 소모전력 산출 모듈(222)은, 모터(300)의 토크지령과 회전자 속도에 기초하여 상기 직류 링크 커패시터(210)의 소모전력을 실시간 계산하여 누적한다. 또, 상기 소모전력 산출 모듈(222)은 누적된 소모전력량을 일정시간 단위, 예를 들어 분(min)단위, 시간(hour) 단위, 또는 일(day) 단위로 평균하여서 직류 링크 커패시터(210)의 평균소모전력량을 산출할 수 있다. 또, 상기 소모전력 산출 모듈(222)은 전기 자동차의 시동전원이 온(ON) 상태, 즉 IGN ON 상태, 인 경우에 상기 소모전력을 실시간 계산한다.The power
보다 구체적으로, 상기 소모전력 산출 모듈(222)은 이하의 수학식1을 통해 직류 링크 커패시터(210)의 소모전력량을 계산하는 알고리즘을 포함한다. 이하의 수학식 1은 직류 링크 커패시터(210)의 수명이 누적된 소모전력량에 비례한다는 것에 근거하여 도출된다.More specifically, the power
여기서, T는 모터의 회전토크를 W는 모터의 회전자 속도, 즉 각속도를 나타내고, Is 및 Vs는 계통전류와 계통전압을, id 및 vd는 각각 d축의 전류와 전압을, 그리고 iq 및 wq는 각각 q축의 전류와 전압을 나타내고, Idc와 Vdc는 각각 직류전류와 직류전압을 나타낸다.Where T is the rotational torque of the motor, W is the rotor speed, ie the angular speed of the motor, and I s And V s are the grid current and the grid voltage, i d and v d are the current and voltage of the d-axis, respectively, and i q And w q represent current and voltage on the q-axis, respectively, and I dc and V dc represent DC current and DC voltage, respectively.
상기 전류 추정 모듈(221)은, 상기 누적된 소모전력량과 상기 직류 링크 커패시터(210)의 직류전압값을 이용하여 직류 링크 커패시터에 흐르는 리플전류를 추정한다. 상기 전류 추정 모듈(221)에 의해 추정된 리플전류(A)의 크기는 상기 누적된 소모전력량에 비례하고, 직류 링크 커패시터의 수명과도 비례한다. 또한, 상기 전류 추정 모듈(221)은, 상기 수학식1로부터 도출된 다음의 수식을 통해 리플전류를 추정한다. The
또한, 상기 전류 추정 모듈(221)은 소모전력량을 직류전압값으로 나눈 것을 상기 직류 링크 커패시터(210)의 리플전류값으로 추정한다. 이를 위해, 상기 전류 추정 모듈(221)은, 직류 링크에 인가되는 전압을 검출하는 전압 검출부(250)로부터 전압값을 인가받는다.In addition, the
이와 관련하여, 도 3을 참조하면, 전류 추정 모듈(221)에 의해 추정된 리플전류값(A)와 그에 대응하는 커패시터 내부 온도 변화값(△T)의 관계가 도시된다. 도시된 그래프의 시험조건은, 스위칭 주파수를 16Hz로 하고, 직류 링크에 인가되는 전압의 크기를 최대 557V로 하고, 드라이 오븐 온도는 약 85℃로 하였다. 또한, 분당 약 8리터(ℓ)의 순환 유무에 따라 순환시 및 미순환시의 리플전류와 내부 온도변화값의 관계를 나타내었다. 어느 경우나 리플전류의 크기가 커질수록 커패시터 내부 온도 변화값이 상승함을 알 수 있다. 예를 들어, 미순환시에, 추정된 리플전류값이 100A인 경우 커패시터 내부 온도변화값, 즉 △T℃는 약 5값을 가질 수 있고, 추정된 리플전류값이 148A인 경우 커패시터 내부 온도변화값, 즉 △T℃는 약 10값을 가질 수 있다. 또한, 예를 들어, 순환시에, 추정된 리플전류값이 100A인 경우 커패시터 내부 온도변화값, 즉 △T℃는 약 -5값을 가질 수 있고, 순환시 추정된 리플전류값이 148A인 경우 커패시터 내부 온도변화값, 즉 △T℃는 약 3값을 가질 수 있다. 이와 같이 리플전류의 크기와 커패시터 내부 온도변화값은 비례관계에 있으며, 그에 따라 리플전류의 크기가 커질수록 직류 링크 커패시터의 사용시간도 비례적으로 증가하였음을 알 수 있다. In this regard, referring to FIG. 3, the relationship between the ripple current value A estimated by the
도 4는 직류 링크 커패시터의 누적 소모전력량과, 리플전류에 대응하는 내부 온도 변화값에 따른 직류 링크 커패시터의 수명 시간을 보여준다. 도시된 바와 같이, x축은 직류 링크 커패시터의 소모전력량이 점점 감소하는 것으로 나타내었고, y축은 직류 링크 커패시터의 수명시간을 나타낸 것이다. 또한, 그래프 a,b,c,..., h는 알파벳이 증가할수록 커패시터 내부 온도변화값이 큰 경우를 나타낸다. 4 shows the cumulative power consumption of the DC link capacitor and the life time of the DC link capacitor according to an internal temperature change value corresponding to the ripple current. As shown, the x-axis shows that the power consumption of the DC link capacitor gradually decreases, and the y-axis shows the life time of the DC link capacitor. In addition, graphs a, b, c, ..., h represent a case in which the temperature change value of the capacitor increases as the alphabet increases.
도 4에 의하면, 직류 링크 커패시터의 수명시간(hr)은 커패시터의 소모전력량이 증가할수록 줄어든다. 반면 커패시터의 소모전력량이 작을수록 직류 링크 커패시터의 수명시간(Hr)은 증가함을 알 수 있다. 또한, 직류 링크 커패시터의 수명시간(Hr)은 리플전류에 비례하는 커패시터 내부 온도변화값이 작을수록 증가한다. 한편, 리플전류에 비례하는 커패시터 내부 온도변화값이 커질수록 직류 링크 커패시터의 수명시간(Hr)은 감소됨을 알 수 있다. 즉, 모터 제어 장치의 커패시터 사용시간과 리플전류의 크기와 소모전력량의 관계는 다음과 같이 나타내질 수 있다.According to FIG. 4, the lifetime hr of the DC link capacitor decreases as the power consumption of the capacitor increases. On the other hand, as the power consumption of the capacitor is smaller, the life time time (Hr) of the DC link capacitor increases. In addition, the lifetime Hr of the DC link capacitor increases as the temperature change of the capacitor in proportion to the ripple current decreases. On the other hand, it can be seen that the lifetime Hr of the DC link capacitor decreases as the temperature change value of the capacitor proportional to the ripple current increases. That is, the relationship between the capacitor usage time of the motor control device, the magnitude of the ripple current, and the amount of power consumption can be expressed as follows.
커패시터 사용기간 ∝ 리플전류(Ripple Current) ∝ 소모전력량(Power)Term of Capacitor ∝ Ripple Current ∝ Power Consumption
커패시터의 기대 수명 시간은 순간 소모전력량과 구동시 소모전력량의 합에 비례하는데, 예를 들어 커패시터의 전력(Power)이 80KW일때의 기대수명이 10000h * 3600이라면 커패시터의 전력(Power)이 47KW일때의 기대수명은 그에 대한 비례식을 통해 도출될 수 있다. 또한, 리플전류에 대응하는 커패시터 내부 온도변화값은 시험적으로 미리 구해질 수 있다. 이와 같이, 소모전력량의 합에 비례하는 커패시터의 기대 수명 시간과 리플전류에 대응하는 커패시터 내부 온도변화값에 비례하는 커패시터의 기대 수명 시간에 따른 직류 링크 커패시터의 통합 기대 수명은 내부 알고리즘을 통해 산출되는 것으로 구현될 수 있다.The life expectancy of the capacitor is proportional to the sum of the instantaneous power consumption and the driving power consumption.For example, if the life expectancy of the capacitor is 80 KW when 10000h * 3600, the power of the capacitor is 47KW. Life expectancy can be derived from the proportional formula for it. In addition, the temperature change value of the capacitor internal to the ripple current can be experimentally determined in advance. In this way, the integrated life expectancy of the DC link capacitor according to the expected life time of the capacitor proportional to the sum of the power consumption and the expected life time of the capacitor proportional to the temperature change value of the capacitor corresponding to the ripple current is calculated through an internal algorithm. May be implemented.
계속해서, 도 2를 참조하면, 상기 메모리 모듈(223)은, 상기 추정된 리플전류에 대응하는 커패시터의 내부 온도변화값과 상기 누적된 소모전력량에 근거하여서 작성된 커패시터 여수명 시간 테이블을 저장한다. 여기서, 상기 커패시터 여수명 시간 테이블은 상기 도 4에 대응하는 소모전력량 및 내부 온도변화값에 대응하는 커패시터 여수명 시간값을 테이블 형태로 나타낸 것이다. 상기 메모리 모듈(223)은 전기자동차의 시동전원이 오프(OFF)상태, 즉 IGN OFF 상태, 인 경우에 직전 누적된 소모전력량을 저장한다. 또한, 상기 메모리 모듈(223)은, 전기자동차의 시동전원이 온(ON) 상태로 전환되면 기저장된 직전 누적 소모전력량을 제공한다.2, the
상기 표시부(230)는, 산출된 직류 링크 커패시터의 수명시간을 구비된 화면 출력 수단 및/또는 소리 출력 수단 등에 표시한다. 또, 상기 표시부(230)는 산출된 직류 링크 커패시터의 여수명 시간에 따라 장치의 교체 여부를 더 표시해줄 수 있다.The
또한, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 커패시터 수명 산출기는, 전기자동차의 배터리에 연결되어 직류전압을 평활 및 저장하고 저장된 직류전압을 모터 구동을 위한 인버터에 제공하는 직류 링크 커패시터(210)와 상기 직류 링크 커패시터의 소모전력을 실시간 계산하여 누적하고, 상기 누적된 소모전력량을 이용하여 상기 직류 링크 커패시터에 포함된 리플전류를 추정하고, 상기 추정된 리플전류에 대응하는 상기 직류 링크 커패시터의 내부 온도변화값과 상기 누적된 소모전력량에 기초하여 상기 직류 링크 커패시터의 수명시간을 산출하는 커패시터 여수명 산출 유닛(220)을 포함한다. 이에 의하면, 직류 링크 커패시터의 소모전력량을 실시간 계산하여 누적한 값에 근거하여 직류 링크 커패시터의 수명시간을 예측함으로써, 직류 링크 커패시터의 교체시기를 미리 결정할 수 있다.
In addition, the capacitor life calculator according to an embodiment of the present invention with reference to Figures 2 to 4, the DC link is connected to the battery of the electric vehicle to smooth and store the DC voltage and provide the stored DC voltage to the inverter for driving the motor The power consumption of the
이제부터, 도 5를 참조하여, 상기한 모터 제어 장치의 감시방법으로서, 직류 링크 커패시터의 수명 시간 산출 과정을 기술한다. 상기 모터 제어 장치는, 배터리에 연결되어 직류전압을 평활하고 저장하는 직류 링크 커패시터와, 복수의 스위칭 소자를 사용하여 상기 직류 링크 커패시터로부터 출력되는 직류전압을 모터 구동 전압으로 변환하여서 모터에 제공하는 인버터를 포함한다. Now, with reference to FIG. 5, the life time calculation process of a DC link capacitor is described as a monitoring method of the said motor control apparatus. The motor control apparatus includes a DC link capacitor connected to a battery to smooth and store a DC voltage, and an inverter converting a DC voltage output from the DC link capacitor into a motor driving voltage using a plurality of switching elements and providing the motor to a motor. It includes.
먼저, 상기 방법은, 상기 모터의 토크와 회전자 속도에 기초하여서 상기 직류 링크 커패시터의 소모전력량을 실시간으로 계산한다(S10). 구체적으로, 상기 소모전력량의 계산은 다음과 같은 수식에 의해, 예를 들어, 매초마다 계산된다. First, the method calculates the power consumption of the DC link capacitor in real time based on the torque and the rotor speed of the motor (S10). Specifically, the amount of power consumption is calculated by the following equation, for example, every second.
여기서, T는 모터의 회전토크를 W는 모터의 회전자 속도, 즉 각속도를 나타내고, Is 및 Vs는 계통전류와 계통전압을, id 및 vd는 각각 d축의 전류와 전압을, 그리고 iq 및 wq는 각각 q축의 전류와 전압을 나타내고, Idc와 Vdc는 각각 직류전류와 직류전압을 나타낸다.Where T is the rotational torque of the motor, W is the rotor speed, angular speed of the motor, Is and Vs are the grid current and grid voltage, id and vd are the d-axis current and voltage, respectively, and iq and wq are Represent the q-axis current and voltage, respectively, and Idc and Vdc represent the dc current and dc voltage, respectively.
그런 다음, 상기 계산된 소모전력량을 누적하여서 일정 시간단위로 평균하고 그 값을 저장한다(S20). 예를 들어, 초단위로 누적된 소모전력량을 1분 후 평균하여 리셋하고 그런 다음 분단위로 소모전력량을 누적한다. 분단위로 누적된 소모전력량을 1시간 후 평균하여 리셋하고 그런 다음 일단위로 소모전력량을 누적해 나간다. 또, 소정의 검출수단을 통해 상기 직류 링크 커패시터에 인가되는 직류전압을 검출한다(S30). Then, the calculated power consumption is accumulated, averaged by a predetermined time unit, and the value is stored (S20). For example, the accumulated power consumption in seconds is averaged and reset after 1 minute, and then the power consumption is accumulated in minutes. After 1 hour, the accumulated power consumption is reset and averaged after 1 hour. Then, the power consumption is accumulated daily. In addition, a DC voltage applied to the DC link capacitor is detected through predetermined detection means (S30).
그런 다음, 상기 평균 소모전력량과 상기 검출된 직류전압을 사용하여 상기 직류 링크 커패시터에 흐르는 리플전류값을 추정한다(S40). 리플전류의 추정은 다음과 같은 수식에 의해 수행된다. Then, the ripple current value flowing through the DC link capacitor is estimated using the average power consumption and the detected DC voltage (S40). Estimation of the ripple current is performed by the following equation.
추정된 리플전류에 대응하는 커패시터의 내부 온도 변화값과 상기 저장된 평균 소모전력량을 이용하여 상기 직류 링크 커패시터의 수명시간을 산출한다(S50). 또한, 실시예에서, 산출된 직류 링크 커패시터의 수명시간과 장치의 교체여부를 소정의 표시장치를 통해 표시한다.
A life time of the DC link capacitor is calculated using an internal temperature change value of the capacitor corresponding to the estimated ripple current and the stored average power consumption at step S50. In addition, in the exemplary embodiment, the calculated lifetime of the DC link capacitor and whether or not the device is replaced is displayed through a predetermined display device.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 전기자동차용 커패시터 수명 산출기와 이를 포함하는 모터 제어 장치, 및 이의 감시방법에 의하면, 직류 링크 커패시터에 의한 소모전력량을 실시간 계산하여 누적한 값을 이용하여 직류 링크 커패시터의 수명시간을 예측하고, 그 소모전력량으로부터 리플전류의 크기를 추정하고 그에 대응하는 커패시터 내부 온도변화값을 도출하여 직류 링크 커패시터의 여수명 및 교체시기를 보다 정확하게 산출할 수 있다.As described above, according to the capacitor lifetime calculator for an electric vehicle, a motor control apparatus including the same, and a monitoring method thereof, the power consumption by the DC link capacitor is calculated in real time to use the accumulated value. By estimating the life time of the DC link capacitor, estimating the magnitude of the ripple current from the power consumption and deriving a corresponding temperature change value of the capacitor, the life time and replacement time of the DC link capacitor can be calculated more accurately.
100: 배터리 110: 컨버터
200: 모터 제어 장치 210: 직류 링크 커패시터
220: 커패시터 여수명 산출부 221: 전류 추정 모듈
222: 소모전력 산출 모듈 223: 메모리 모듈
230: 표시부 250: 전압 검출부
270: 인버터 300: 모터100: battery 110: converter
200: motor control device 210: DC link capacitor
220: capacitor lifetime calculation unit 221: current estimation module
222: power consumption calculation module 223: memory module
230: display unit 250: voltage detection unit
270: inverter 300: motor
Claims (13)
복수의 스위칭 소자를 구비하여, 제어신호에 따라 상기 직류 링크 커패시터로부터 출력되는 직류전압을 모터 구동 전압으로 변환하여 모터에 제공하는 인버터; 및
상기 직류 링크 커패시터의 소모전력을 실시간 계산하여 누적하고, 상기 누적된 소모전력량을 이용하여 상기 직류 링크 커패시터에 포함된 리플전류를 추정하고, 상기 추정된 리플전류에 대응하는 내부 온도변화값과 상기 누적된 소모전력량에 근거하여 상기 직류 링크 커패시터의 수명시간을 산출하는 커패시터 여수명 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
모터 제어 장치.A DC link capacitor connected to the battery to smooth and store a DC voltage;
An inverter having a plurality of switching elements, converting a DC voltage output from the DC link capacitor into a motor driving voltage according to a control signal and providing the same to a motor; And
The power consumption of the DC link capacitor is calculated and accumulated in real time, the ripple current included in the DC link capacitor is estimated using the accumulated power consumption, and an internal temperature change value corresponding to the estimated ripple current and the accumulation are calculated. Characterized in that it comprises; a capacitor lifetime calculation unit for calculating the life time of the DC link capacitor based on the amount of power consumption
Motor control device.
상기 커패시터 여수명 산출부는,
상기 모터의 토크와 회전자 속도에 기초하여 상기 직류 링크 커패시터의 소모전력을 실시간 계산하여 누적하고, 이를 일정시간 단위로 평균하여 평균소모전력량을 산출하는 소모전력 산출모듈과;
상기 누적된 소모전력량과 상기 직류 링크 커패시터의 직류전압값을 이용하여 상기 직류 링크 커패시터의 리플전류를 추정하는 전류 추정모듈과;
상기 리플전류에 대응하는 상기 직류 링크 커패시터의 내부 온도변화값과 상기 누적된 소모전력량에 근거하여 작성되는 커패시터 여수명시간 테이블을 저장하는 메모리모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는,
모터 제어 장치.The method according to claim 1,
The capacitor life expectancy calculator,
A power consumption calculation module configured to calculate and accumulate the power consumption of the DC link capacitor in real time based on the torque and the rotor speed of the motor, and average the result by a predetermined time unit to calculate an average power consumption;
A current estimation module estimating a ripple current of the DC link capacitor using the accumulated power consumption and the DC voltage value of the DC link capacitor;
And a memory module configured to store a capacitor life time table generated based on an internal temperature change value of the DC link capacitor corresponding to the ripple current and the accumulated power consumption.
Motor control device.
전기자동차의 시동전원이 온(on) 상태이면 상기 소모전력 산출모듈에 의해 상기 소모전력을 실시간 계산하여 누적하고,
전기자동차의 시동전원이 오프(off) 상태이면 직전 누적된 소모전력량을 상기 메모리모듈에 저장하는 것을 특징으로 하는,
모터 제어 장치.The method of claim 2,
When the starting power of the electric vehicle is on, the power consumption calculation module calculates and consumes the power consumption in real time.
When the starting power of the electric vehicle is off (off) state, characterized in that for storing the power consumption accumulated immediately before in the memory module,
Motor control device.
상기 전류 추정모듈은,
상기 소모전력량을 상기 직류전압값으로 나눈 것을 상기 직류 링크 커패시터의 리플전류값으로 추정하는 것을 특징으로 하는,
모터 제어 장치.The method of claim 2,
The current estimation module,
Characterized in that the power consumption divided by the DC voltage value to estimate the ripple current value of the DC link capacitor,
Motor control device.
상기 직류 링크 커패시터의 수명시간 및 교체여부를 표시하는 표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
모터 제어 장치.The method according to claim 1,
Characterized in that it further comprises; the display unit for displaying the life time and whether the replacement of the DC link capacitor,
Motor control device.
상기 직류 링크 커패시터에 인가되는 전압을 검출하는 전압 검출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
모터 제어 장치.The method according to claim 1,
And a voltage detector detecting a voltage applied to the DC link capacitor.
Motor control device.
상기 배터리와 상기 직류 링크 커패시터 사이에 위치하여, 상기 배터리의 직류전압을 승압 또는 강압하여서 상기 직류 링크 커패시터에 제공하는 컨버터; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
모터 제어 장치.The method according to claim 1,
A converter positioned between the battery and the DC link capacitor to boost or step down the DC voltage of the battery to provide the DC link capacitor; Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI &
Motor control device.
상기 제어신호를 상기 인버터에 출력하여서 모터 구동 전압을 생성하게 하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
모터 제어 장치.The method according to claim 1,
And a controller configured to generate the motor driving voltage by outputting the control signal to the inverter.
Motor control device.
상기 직류 링크 커패시터의 소모전력을 실시간 계산하여 누적하고, 상기 누적된 소모전력량을 이용하여 상기 직류 링크 커패시터에 포함된 리플전류를 추정하고, 상기 추정된 리플전류에 대응하는 상기 직류 링크 커패시터의 내부 온도변화값과 상기 누적된 소모전력량에 기초하여 상기 직류 링크 커패시터의 수명시간을 산출하는 커패시터 여수명 산출 유닛; 을 포함하는 것을 특징으로 하는,
전기자동차용 커패시터 수명 산출기.A DC link capacitor connected to a battery of an electric vehicle to smooth and store a DC voltage and provide the stored DC voltage to an inverter for driving a motor;
The power consumption of the DC link capacitor is calculated and accumulated in real time, the ripple current included in the DC link capacitor is estimated using the accumulated power consumption, and the internal temperature of the DC link capacitor corresponding to the estimated ripple current is calculated. A capacitor margin life calculation unit calculating a life time of the DC link capacitor based on a change value and the accumulated power consumption; ≪ / RTI >
Capacitor life calculator for electric vehicles.
상기 커패시터 여수명 산출 유닛은,
상기 직류 링크 커패시터의 소모전력을 실시간 계산하여 누적하고, 이를 일정시간 단위로 평균하여서 평균소모전력량을 산출하는 소모전력 산출부와;
상기 평균소모전력량과 상기 직류 링크 커패시터에 인가되는 직류전압값을 이용하여 상기 직류 링크 커패시터의 리플전류값을 추정하는 전류 추정부와;
상기 리플전류값에 대응하는 상기 직류 링크 커패시터의 내부 온도변화값과 상기 실시간 계산된 소모전력량에 근거하여 작성된 직류 링크 커패시터의 여수명시간 테이블과 상기 누적된 평균소모전력량을 저장하는 메모리;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
전기자동차용 커패시터 수명 산출기.10. The method of claim 9,
The capacitor lifetime calculation unit,
A power consumption calculator configured to calculate and accumulate power consumption of the DC link capacitors in real time, and average the power consumptions by a predetermined time unit to calculate an average power consumption;
A current estimating unit estimating a ripple current value of the DC link capacitor by using the average power consumption and a DC voltage value applied to the DC link capacitor;
And a memory configured to store a life time table of the DC link capacitor and the accumulated average power consumption based on an internal temperature change value of the DC link capacitor corresponding to the ripple current value and the power consumption amount calculated in real time. Characterized in that
Capacitor life calculator for electric vehicles.
상기 산출된 직류 링크 커패시터의 수명시간 및 상기 직류 링크 커패시터의 교체여부를 표시하는 표시유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
전기자동차용 커패시터 수명 산출기.10. The method of claim 9,
And a display unit for displaying the calculated lifetime of the DC link capacitor and whether the DC link capacitor is replaced.
Capacitor life calculator for electric vehicles.
상기 모터의 토크와 회전자 속도에 기초하여 상기 직류 링크 커패시터의 소모전력량을 실시간으로 계산하는 단계;
상기 소모전력량을 누적하여 일정 시간단위로 평균한 값을 저장하는 단계;
상기 직류 링크 커패시터에 인가되는 직류전압을 검출하는 단계;
상기 저장된 평균 소모전력량과 상기 검출된 직류전압을 사용하여 상기 직류 링크 커패시터에 흐르는 리플전류값을 추정하는 단계;
상기 리플전류에 대응하는 직류 링크 커패시터의 내부 온도 변화값과 상기 저장된 평균 소모전력량을 이용하여 상기 직류 링크 커패시터의 수명시간을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
모터 제어 장치의 감시방법.A motor control apparatus including a DC link capacitor connected to a battery to smooth and store a DC voltage, and an inverter converting a DC voltage output from the DC link capacitor into a motor driving voltage using a plurality of switching elements and providing the motor to a motor driving voltage. In the monitoring method of,
Calculating power consumption of the DC link capacitor in real time based on the torque and the rotor speed of the motor;
Accumulating the amount of power consumed and storing the averaged value by a predetermined time unit;
Detecting a DC voltage applied to the DC link capacitor;
Estimating a ripple current value flowing through the DC link capacitor using the stored average power consumption and the detected DC voltage;
Calculating a life time of the DC link capacitor by using an internal temperature change value of the DC link capacitor corresponding to the ripple current and the stored average power consumption.
Monitoring method of motor control device.
상기 직류 링크 커패시터의 수명시간 및 교체여부를 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
모터 제어 장치의 감시방법.The method of claim 12,
Characterized in that it further comprises; indicating the life time and whether the replacement of the DC link capacitor;
Monitoring method of motor control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120032593A KR20130110553A (en) | 2012-03-29 | 2012-03-29 | Capacitor lifetime calculator for electir vehicle and motor controlling apparatus having the same, and monitoring method of the same |
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