KR20130110555A - Motor controlling apparatus, electronic vehicle having the apparatus, and motor controlling method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 출력 전압을 추정하여 모터를 제어하는 모터 제어 장치와, 이를 포함하는 전기 자동차, 및 이의 모터 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a motor control apparatus for controlling a motor by estimating a battery output voltage, an electric vehicle including the same, and a motor control method thereof.
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.
전기 자동차는 기존의 엔진을 이용한 자동차와 달리 모터와 인버터를 이용하여 구동된다. 전기 자동차의 발전에 있어서, 배터리, 모터의 개발과 아울러 모터를 제어하는 방법이나 장치에 대한 기술 개발이 필요한데, 전기 자동차의 모터를 제어하는 방법이나 장치에 있어서는 가속 시 가속 특성, 소음, 전류 제어 등을 고려해야 한다.Electric cars are driven using motors and inverters, unlike cars using conventional engines. In the development of electric vehicles, it is necessary to develop a battery and a motor, as well as to develop a method for controlling a motor and a technology for a device.In a method and a device for controlling a motor of an electric vehicle, acceleration characteristics during acceleration, noise, current control, etc. Should be taken into account.
일반적으로 전기 자동차는 배터리에서 출력되는 직류 링크 전압(DC Link Voltage)으로 최소 전압을 사용하고 맵 기반 제어(Map Base Control)를 통해 전류 지령을 생성한다. 전압이 높아져 최소 전류를 공급할 수 있지만, 맵 기반 제어의 경우에는 직류 링크 전압에 따른 맵을 전부 제공할 수 없으므로, 최소 전압을 사용하여 동일 토크를 발생하는 데에 상당히 많은 전류를 공급하는 현상이 나타날 수 있다.In general, electric vehicles use a minimum voltage as a DC link voltage output from a battery and generate a current command through map base control. Higher voltages can be used to supply the minimum current, but map-based control cannot provide all the maps according to the DC link voltage, resulting in a significant amount of current supplying the same torque using the minimum voltage. Can be.
다시 말하면, 종래 기술의 경우, 다양한 배터리 출력 전압에 대한 전류 맵이 너무 많아 지게 되고, 메모리의 크기 때문에 제어에 제한을 두게 된다. 따라서, 최소 전압을 사용하는 경우, 동일 토크를 발생시키는데에 과도한 전류를 사용하게 되어 손실이 발생할 수 있다.In other words, in the prior art, there are too many current maps for various battery output voltages, and the control is limited due to the size of the memory. Thus, when the minimum voltage is used, excessive current may be used to generate the same torque, and loss may occur.
본 발명의 실시 예들은 배터리 출력 전압을 이용하여 전기 자동차의 모터를 최소 전류 제어할 수 있는 모터 제어 장치와, 이를 포함하는 전기 자동차, 및 이의 모터 제어 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.Embodiments of the present invention provide a motor control apparatus capable of controlling a minimum current of a motor of an electric vehicle using a battery output voltage, an electric vehicle including the same, and a motor control method thereof.
본 발명의 실시 예들은 전기 자동차의 배터리가 갖는 특성을 선형적으로 모델링하여 이를 반영하고 이에 따라 실시간으로 변하는 직류 링크 전압을 실제 값과 근사한 값으로 추정할 수 있다.Embodiments of the present invention can linearly model the characteristics of the battery of the electric vehicle to reflect this, and accordingly estimate the DC link voltage that changes in real time to a value close to the actual value.
일 실시 예에 따른 모터 제어 장치는, 배터리에 병렬 연결되고 직류 전압을 공급하는 직류 링크 커패시터와, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 제어신호에 따라 상기 직류 전압을 모터 구동 전압으로 변환하여 모터에 출력하는 인버터와, 상기 배터리의 개회로 전압과, 상기 배터리 및 인버터 사이의 전압 강하를 이용하여 실제 직류 전압을 산출하는 직류 전압 산출기를 구비하고, 토크 지령과 상기 실제 직류 전압을 근거로 상기 제어신호를 생성하는 제어 유닛을 포함하여 구성된다.The motor control apparatus according to an embodiment includes a DC link capacitor connected in parallel with a battery and supplying a DC voltage, and a plurality of switching elements, and converting the DC voltage into a motor driving voltage according to a control signal and outputting the same to the motor. And a direct current voltage calculator configured to calculate an actual direct current voltage using an open circuit voltage of the battery and a voltage drop between the battery and the inverter, wherein the control signal is generated based on a torque command and the actual direct current voltage. It is configured to include a control unit to generate.
상기 모터 제어 장치에 있어서, 제어 유닛은 상기 실제 직류 전압을 근거로 상기 모터의 회전 속도를 보상하고, 보상 회전 속도를 출력하는 속도 보상기를 더 포함하여 구성된다.In the motor control apparatus, the control unit further comprises a speed compensator for compensating the rotational speed of the motor on the basis of the actual DC voltage and outputting a compensating rotational speed.
일 실시 예에 따른 전기 자동차는, 직류 전압을 공급하는 배터리와, 상기 배터리에 병렬 연결되는 직류 링크 커패시터와, 제어신호에 따라 상기 직류 전압을 모터 구동 전압으로 변환하는 인버터를 포함하는 모터 제어 장치와, 상기 모터 구동 전압을 입력받고, 상기 모터 제어 장치에 의해 구동되어 회전력을 발생하는 모터를 포함하고, 상기 모터 제어 장치는 상기 배터리의 특성 정보를 이용하여 상기 인버터에 실제 입력되는 실제 직류 전압을 산출하고, 상기 실제 직류 전압과 토크 지령, 및 상기 모터의 회전 속도를 이용하여 상기 모터에 대한 전류 지령을 생성하는 제어 유닛을 더 포함하여 구성된다.An electric vehicle according to an embodiment may include a motor control device including a battery supplying a DC voltage, a DC link capacitor connected in parallel to the battery, and an inverter converting the DC voltage into a motor driving voltage according to a control signal. And a motor configured to receive the motor driving voltage and to be driven by the motor control device to generate a rotational force, wherein the motor control device calculates an actual DC voltage actually input to the inverter by using the characteristic information of the battery. And a control unit generating a current command for the motor by using the actual DC voltage and torque command and the rotational speed of the motor.
상기 전기 자동차에 있어서, 제어 유닛은, 상기 배터리의 개회로 전압과, 상기 배터리 및 인버터 사이의 전압 강하를 이용하여 상기 실제 직류 전압을 산출하는 직류 전압 산출기와, 상기 실제 직류 전압을 근거로 상기 회전 속도를 보상하고, 보상 회전 속도를 출력하는 속도 보상기와, 상기 토크 지령과 상기 보상 회전 속도를 입력받고, 토크 지령, 회전 속도 및 전류 지령의 관계를 이용하여 상기 전류 지령을 생성하는 전류 지령 생성기를 포함하여 구성된다.In the electric vehicle, the control unit includes a DC voltage calculator for calculating the actual DC voltage using the open circuit voltage of the battery and the voltage drop between the battery and the inverter, and the rotation based on the actual DC voltage. A speed compensator for compensating the speed and outputting a compensating rotational speed, and a current command generator for receiving the torque command and the compensating rotational speed and generating the current command using the relationship between the torque command, the rotational speed, and the current command. It is configured to include.
일 실시 예에 따른 전기 자동차의 모터 제어 방법은, 배터리에 병렬 연결되어 직류 전압을 공급하는 직류 링크 커패시터와, 상기 직류 전압을 모터 구동 전압으로 변환하여 모터에 출력하는 인버터를 포함하는 전기 자동차의 모터 제어 방법은, 토크 지령을 입력받는 단계와, 상기 배터리의 개회로 전압과, 상기 배터리 및 인버터 사이의 전압 강하를 이용하여 실제 직류 전압을 산출하는 단계와, 산출한 실제 직류 전압을 근거로 상기 모터의 회전 속도를 보상하는 단계와, 상기 토크 지령과, 보상 회전 속도를 이용하여 전류 지령을 생성하는 단계와, 상기 전류 지령을 근거로 전압 지령을 생성하는 단계와, 상기 전압 지령을 근거로 상기 인버터에 대한 제어신호를 생성하고, 상기 제어신호를 상기 인버터에 출력하는 단계를 포함하여 구성된다.Motor control method of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, a motor of an electric vehicle including a DC link capacitor connected in parallel to the battery to supply a DC voltage, and an inverter converting the DC voltage into a motor driving voltage and output to the motor The control method includes receiving a torque command, calculating an actual DC voltage using an open circuit voltage of the battery, and a voltage drop between the battery and the inverter, and based on the calculated actual DC voltage. Compensating for the rotational speed of the motor, generating a current command using the torque command and the compensating rotational speed, generating a voltage command based on the current command, and based on the voltage command. Generating a control signal for and outputting the control signal to the inverter.
본 발명의 실시 예들은 전기 자동차의 배터리가 갖는 특성을 선형적으로 모델링하여 이를 반영하고 이에 따라 실시간으로 변하는 직류 링크 전압을 실제 값과 근사한 값으로 추정함으로써 전류 지령을 발생할 때 최소 전압이 아닌 추정 전압을 이용할 수 있고, 동일한 토크를 발생하는 데에 최소의 전류를 결정할 수 있다.Embodiments of the present invention linearly model the characteristics of a battery of an electric vehicle to reflect this, and accordingly estimate the DC link voltage that changes in real time to a value close to the actual value to estimate the estimated voltage, not the minimum voltage, when a current command is generated. Can be used and the minimum current to determine the same torque can be determined.
본 발명의 실시 예들은 전기 자동차의 모터를 제어함에 있어서 맵 기반 제어를 수행하는 경우에 동일한 토크를 발생시키는 데에 최소의 전류를 사용함으로써 스위칭 손실 등의 손실을 최소로 할 수 있고, 운전 효율 및 시스템 안정성을 제고한다.Embodiments of the present invention can minimize losses such as switching loss by using the minimum current to generate the same torque when performing map-based control in controlling the motor of the electric vehicle, Improve system stability
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 전기 자동차를 개략적으로 보인 도;
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 모터 제어 장치의 구성을 개략적으로 보인 블록도;
도 3은 도 2에서 회전자의 속도를 검출하는 수단을 구비한 모터 제어 장치를 개략적으로 보인 도;
도 4는 도 2에서 회전자의 위치를 검출하는 수단을 구비한 모터 제어 장치를 개략적으로 보인 도;
도 5는 도 2에서 센서리스 모터 제어 장치를 개략적으로 보인 도;
도 6은 배터리의 특성에 따라 배터리 출력 전압을 추정하는 동작을 설명하기 위한 그래프;
도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 전류 지령 생성기의 구성을 보인 도;
도 8은 본 발명의 실시 예들에 따라 변화된 운전점을 설명하기 위한 그래프;
도 9는 배터리 출력 전압을 검출하는 수단을 구비한 모터 제어 장치를 개략적으로 보인 도; 및
도 10은 일 실시 예에 따른 전기 자동차의 모터 제어 방법을 개략적으로 보인 흐름도이다.1 is a schematic view of an electric vehicle according to embodiments of the present invention;
2 is a block diagram schematically showing the configuration of a motor control apparatus according to embodiments of the present invention;
FIG. 3 schematically shows a motor control device with means for detecting the speed of the rotor in FIG. 2; FIG.
4 schematically shows a motor control device with means for detecting the position of the rotor in FIG. 2;
FIG. 5 is a schematic view of a sensorless motor control device in FIG. 2; FIG.
6 is a graph for explaining an operation of estimating a battery output voltage according to a characteristic of a battery;
7 illustrates a configuration of a current command generator in accordance with embodiments of the present invention;
8 is a graph illustrating a changed driving point according to embodiments of the present invention;
9 shows schematically a motor control apparatus with means for detecting a battery output voltage; And
10 is a flowchart schematically illustrating a method of controlling a motor of an electric vehicle according to an exemplary embodiment.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차는, 직류전원을 공급하는 배터리(100), 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. 또한, 상기 전기 자동차는, 모터(300)의 회전속도를 기어비에 따라 변환하는 구동기어(미도시)가 추가적으로 구비할 수 있다.Referring to FIG. 1, an electric vehicle according to an embodiment of the present invention may include a
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
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
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
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
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
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
앞바퀴(510)에는 조향장치(미도시)가 더 구비될 수 있다. 조향장치는 자동차를 운전자가 의도하는 방향으로 주행시키기 위하여 앞바퀴(510)의 방향을 조절하는 장치이다.The
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 모터 제어 장치는, 배터리(100)의 출력 전압을 평활화하고, 저장하는 직류 링크 커패시터(210)와, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 제어신호에 따라 상기 직류 링크 커패시터로부터 출력된 직류 전압을 모터 구동 전압으로 변환하여 모터에 출력하는 인버터(230)와, 상기 모터의 회전자 속도를 근거로 결정된 비례 이득과 적분 이득을 이용하여 토크 지령과 자속 지령에 따른 전류 지령을 전압 지령으로 변환하고, 변환된 전압 지령을 근거로 상기 제어신호를 생성하여 상기 인버터에 출력하는 제어 유닛(250)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the motor control apparatus according to the present invention includes a
직류 링크 커패시터(DC Link Capacitor, 210)는, 상기 배터리(100)와 상기 인버터(230)의 사이에 연결되거나, 또는 후술하는 컨버터가 구비된 경우에 컨버터와 인버터의 사이에 구비된다. 직류 링크 커패시터는 상기 배터리(100)의 출력 전압을 평활화하고, 저장한다. 상기 직류 링크 커패시터(210)는 또한 컨버터를 통해 승압된 직류 전압을 평활화할 수 있다.The
상기 인버터(230)는 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 제어 유닛(250)으로부터 발생된 제어 신호, 예를 들어 PWM 구동 신호를 이용하여 모터에 전압 지령에 따른 모터 구동 전류를 인가한다.The
모터 제어 장치는 상기 배터리(100)로부터 공급된 직류 전압을 승압하거나 강압하는 컨버터를 더 포함할 수 있다. 컨버터는 스위칭 소자, 예를 들어 절연 게이트 양극성 트랜지스터 (IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor, 이하 'IGBT')를 구비하고, 필요에 따라 리액터를 더 구비한다. 상기 컨버터는 상기 배터리(100)와 연결되고, 접지 선과 전원 선 사이의 전압, 즉 상기 배터리(100)가 발생하는 직류 전압을 승압하는 승압 컨버터이나, 필요에 따라 강압할 수 있도록 구성된다.The motor control apparatus may further include a converter for boosting or stepping down the DC voltage supplied from the
도 2를 참조하면, 제어 유닛(250)은 상기 배터리(100)의 개회로 전압과, 상기 배터리(100) 및 인버터(230) 사이의 전압 강하를 이용하여 실제 직류 전압을 산출하는 직류 전압 산출기(251)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the
직류 전압 산출기(251)는 도 6의 그래프를 이용할 수 있다. 즉, 직류 전압 산출기는 전기 자동차에 전력을 공급하는 배터리의 특성을 선형적으로 모델링한다. 직류 전압 산출기는 배터리의 개회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV)과, 배터리와 인버터 사이에서 발생하는 전압 강하, 즉 I*RBAT를 이용하여 실제 배터리 출력 전압(직류 링크 커패시터에 걸리는 전압, 이하 '실제 직류 전압'이라 함) VBAT를 산출할 수 있다. 이때, 배터리의 개회로 전압, 저항(RBAT), 저항에 따른 전압 강하, 및 실제 직류 전압은, 도 6에 도시한 바와 같이, 배터리의 충전 상태(State Of Charge; SOC)에 따라 달라진다.The
도 3 내지 도 5를 참조하면, 제어 유닛(250)은, 상기 실제 직류 전압을 근거로 상기 모터의 회전 속도를 보상하고, 보상 회전 속도를 출력하는 속도 보상기(252)를 더 포함하여 구성된다.3 to 5, the
속도 보상기(252)는 예를 들어 하기 수학식에 의해 보상 회전 속도(ω2)를 산출할 수 있다.The
여기서, ω1는 실제 회전 속도, VBAT는 실제 직류 전압, VBAT , MAP은 기준 맵 데이터 전압이다. 기준 맵 데이터 전압은, 예를 들어 SOC가 50%일 때의 직류 전압으로 설정된 전압을 의미한다. 또, k는 비례 상수이다.Here, ω 1 is the actual rotation speed, V BAT is the actual DC voltage, V BAT , MAP is the reference map data voltage. The reference map data voltage means, for example, a voltage set to a direct current voltage when the SOC is 50%. K is a proportionality constant.
제어 유닛(250)은, 상기 토크 지령과 상기 보상 회전 속도를 입력받고, 토크 지령, 회전 속도 및 전류 지령의 관계를 이용하여 전류 지령을 생성하는 전류 지령 생성기(253)를 더 포함하여 구성된다.The
전류 지령 생성기(253)는 토크 지령(T* e)과 회전 속도를 근거로 하고 맵 데이터를 이용하여 전류 지령을 생성하여 출력한다. 이때, 회전 속도로는 속도 보상기(252)를 거친 보상 회전 속도를 사용한다. 전류 지령 생성기(253)는 비교기와 비례 적분 제어기를 포함할 수 있다. 이때, 모터 제어 장치(200)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 토크 지령, 회전 속도 및 전류 지령의 관계를 맵 데이터로 저장하는 저장 유닛(270)을 더 포함할 수 있다. 저장 유닛(270)은 토크 지령, 회전 속도 및 전류 지령의 관계를 맵 데이터로 저장한다.The
도 8을 참조하면, 전류 지령 생성기(253)는 전기 자동차의 배터리 출력 전압, 즉 실제 직류 전압의 변동을 고려하여 전류 지령을 생성한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 최소 전압 제한 값(V1)을 사용하는 경우에는 운전점(operating point)이 C1 또는 C2에 있으나, 상기 직류 전압 산출기(251)에서 산출한 실제 직류 전압을 근거로 하는 경우에 운전점은 B1 또는 B2가 된다. 도 8에서 전압 제한 값 V2는 V1보다 크다. 즉, 상기 모터 제어 장치(200)는, 상기 실제 직류 전압을 이용하여 동일한 토크 지령에 대하여 상기 모터 구동 전압에 대한 전압 제한 값을 최소 전압 제한 값(V1)보다 큰 값(V2)으로 이동시킨다. 따라서, 동일한 토크 곡선(Equivalent Torque Curve)에 대하여 운전점까지의 벡터 거리가 전류 지령의 크기가 되므로, 원점(O)으로부터 운전점 C1까지의 거리보다 운전점 B1까지의 거리가 짧게 되어 최소 전류를 사용할 수 있게 된다.Referring to FIG. 8, the
제어 유닛(250)은, 상기 전류 지령을 입력받고, 상기 전류 지령을 근거로 전압 지령을 생성하는 전류 제어기(254)를 더 포함하여 구성된다. 전류 제어기(254)는 q축 전류 지령(i* q)과 d축 전류 지령(i* d)을 입력받아 전압 지령을 생성하여 출력한다.The
전류 제어기는 q축 전류 지령을 비례 적분 제어기와 필터를 거쳐 q축 전압 지령(V* q)을 생성한다. 전류 제어기는 q축 전류 지령과 모터 구동 전류를 축 변환한 q축 검출 전류(iq)를 비교하고, 이의 차, 즉 전류 오차를 비례 적분 제어기와 필터를 거쳐 q축 전압 지령(V* q)을 생성하여 출력한다.The current controller generates the q-axis voltage command (V * q ) through the proportional integral controller and the filter. The current controller compares the q-axis current command and the q-axis detection current (i q ) obtained by axially converting the motor drive current, and compares the difference, that is, the current error, through the proportional integral controller and the filter with the q-axis voltage command (V * q ). Create and print
한편, 전류 제어기는 d축 전류 지령을 역시 비례 적분 제어기와 필터를 거쳐 d축 전압 지령(V* d)을 생성한다. 즉, 전류 제어기는 d축 전류 지령과 모터 구동 전류를 축 변환한 d축 검출 전류(id)를 비교하고, 이의 차, 즉 전류 오차를 비례 적분 제어기와 필터를 거쳐 d축 전압 지령(V* d)을 생성하여 출력한다.On the other hand, the current controller generates the d-axis current command V * d through the proportional integral controller and the filter. That is, the current controller compares the d-axis current command and the d-axis detection current i d obtained by axially converting the motor drive current, and compares the difference, that is, the current error, through the proportional integral controller and the filter with the d-axis voltage command (V *). Create and print d ).
제어 유닛(250)은, 상기 전압 지령을 입력받고, 상기 제어신호를 생성하여 상기 인버터에 출력하는 제어신호 생성기(255)를 더 포함하여 구성된다.The
제어 신호 생성기(255)는 일반적으로 동기 좌표계의 전압 지령을 정지 좌표계(α,β)의 전압 지령으로 축 변환한다. 즉, 제어 신호 생성기는 (V* d, V* q)를 (V* α, V* β)로 변환한다. 또한, 제어 신호 생성기는 정지좌표계의 전압 지령을 구동하고자 하는 모터의 형태에 맞게 변환하여 출력한다. 전기 자동차가 예를 들어 3상 유도 모터, 3상 BLDC 등 3상 모터를 사용하는 경우에, 제어 신호 생성기는 정지 좌표계의 전압 지령을 3상의 전압 지령 (V* a, V* b, V* c)으로 변환하여 인버터(230)에 출력한다.The
도 3을 참조하면, 상기 모터 제어 장치는, 상기 모터에 구비되거나 연결되어, 상기 모터의 회전 속도를 검출하는 속도 검출 유닛(710)을 더 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the motor control apparatus further includes a
도 4를 참조하면, 상기 모터 제어 장치는, 상기 모터에 구비되거나 연결되어, 상기 회전자의 위치를 검출하는 위치 검출 유닛(720)을 더 포함하여 구성된다. 이때, 상기 제어 유닛(250)은, 상기 검출된 회전자의 위치로부터 상기 회전자 속도를 연산하는 속도 연산기(256)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the motor control apparatus further includes a
상기 모터 제어 장치는 상기 모터(300)를 제어하기 위하여 상기 속도 검출 유닛(710)이나 상기 위치 검출 유닛(720)을 이용하여 상기 모터(300)의 위치 및 속도를 검출하여 이를 피드백한다. 상기 모터(300)의 위치와 속도를 측정하는 방식으로는 아날로그(Analog) 센서를 사용하는 방식과 디지털(Digital) 센서를 사용하는 방식이 있다. 상기 아날로그 방식의 측정 장치는 싱크로(Synchro), 레졸버(Resolver), 또는 타코 제네레이터(Taco-generator) 등이고, 아날로그 양으로 변환된 회전자의 변위량으로부터 위치 및 속도를 측정한다. 상기 디지털 방식의 측정 장치는 회전식 엔코더(Rotary Encoder) 등이고, 디지털 형태로 변환된 변위량으로부터 위치 및 속도를 측정한다. 예를 들어, 유도 모터에서는 디지털 방식의 엔코더(encoder)를 이용하여 상기 회전자의 위치를 검출한다. 이 경우에, 상기 모터 제어 장치는 초기 위치를 알아내는 알고리즘을 더 구비하여야 한다. 상기 엔코더는 상기 회전자의 회전 각 변동을 펄스 열(Pulse Train)로 출력하는 장치이다. 상기 펄스 열은 상기 회전자의 회전 속도에 비례하여 변동되는 주파수를 갖는다. 상기 엔코더의 종류로는 절대형 엔코더와 증분형 엔코더가 있으며, 상기 절대형 엔코더는 상기 회전자의 절대 위치 정보를 검출할 수 있으나, 증분형 엔코더는 상기 회전자의 변동분만을 검출할 수 있다. 반면, BLDC(Blush-Less DC) 모터에서는, 정류자와 브러쉬의 기능을 전력용 반도체 스위치로 구현하기 위하여 회전자의 위치를 알아야 한다. 상기 회전자는 영구자석으로 되어 있으므로, 홀 소자(Hall Element)와 같은 자속 검출 센서를 이용하여 상기 회전자의 위치를 알아낸다.The motor control apparatus detects and feeds back the position and speed of the
도 5를 참조하면, 상기 모터 제어 장치는, 상기 모터에 인가되는 모터 구동 전류를 검출하는 전류 검출 유닛(260)을 더 포함하여 구성된다. 이때, 상기 제어 유닛(250)은, 상기 모터 구동 전류를 근거로 상기 회전자의 위치를 추정하고, 상기 추정된 회전자의 위치로부터 모터의 회전 속도를 연산한다. 상기 전류 검출 유닛(260)은 상기 인버터(230)와 상기 모터(300)의 사이에 연결되어 각 상의 모터 구동 전류를 검출한다. 상기 전류 검출 유닛(260)으로는 일반적으로 연속적으로 상기 모터 구동 전류를 검출하는 전류 트랜스듀서(Current Transducer)를 사용한다. 상기 전류 트랜스듀서는 상기 모터 구동 전류를 검출하여 이를 전압 신호로 변환하여 상기 제어 유닛(250)에 출력한다. 예를 들어, 3상 모터의 경우에 상기 전류 검출 유닛(260)은 3상으로 인가되는 전류(ia, ib, ic) 전부를 검출하거나, 그 중 2상(ia, ib)만을 검출하여 ic를 연산한 다음, 이를 상기 제어 유닛(250)에 출력한다. 상기 제어 유닛(250)은 인터럽트 신호를 발생하여 상기 검출된 모터 구동 전류에 따른 전압 신호를 샘플링한다. 이때, 상기 모터 제어 장치는 센서리스 알고리즘을 구비하는데, 상기 제어 유닛(250)은 상기 회전자 위치와 회전 속도를 추정하는 속도 연산기(257)를 더 포함하여 추정한 회전자의 위치나 속도를 이용하여 상기 모터를 구동한다. 이는 취부상의 어려움으로 인해 위치 검출 유닛이나 속도 검출 유닛을 포함하지 아니하는 경우에 유용하다.Referring to FIG. 5, the motor control device further includes a
도 9를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 전기 자동차의 구성을 개략적으로 보인 블록도이다. 도 9를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 전기 자동차는, 일 실시 예에서와 같이, 직류전원을 공급하는 배터리(100), 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. 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. 여기서, 상기 모터 제어 장치는, 직류 링크 커패시터(210)에 구비되어 배터리 출력 전압, 즉 실제 직류 전압을 검출하는 직류 전압 검출 유닛(800)을 포함하여 구성된다.9 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an electric vehicle according to another embodiment. Referring to FIG. 9, the electric vehicle according to another embodiment generates a rotational force by converting the
즉, 도 9의 경우에는 도 1 내지 도 8의 경우와 달리 실제 직류 전압을 추정하지 아니하고 실제 직류 전압을 검출하고, 검출한 실제 직류 전압을 이용하여 속도 보상 및 전류 지령 생성을 수행한다.That is, in the case of FIG. 9, unlike the case of FIGS. 1 to 8, the actual DC voltage is detected without estimating the actual DC voltage, and speed compensation and current command generation are performed using the detected DC voltage.
도 10을 참조하면, 일 실시 예에 따른 전기 자동차의 모터 제어 방법은, 배터리에 병렬 연결되어 직류 전압을 공급하는 직류 링크 커패시터와, 상기 직류 전압을 모터 구동 전압으로 변환하여 모터에 출력하는 인버터를 포함하는 전기 자동차의 모터 제어 방법은, 토크 지령을 입력받는 단계(S10)와, 상기 배터리의 개회로 전압과, 상기 배터리 및 인버터 사이의 전압 강하를 이용하여 실제 직류 전압을 산출하는 단계(S20)와, 산출한 실제 직류 전압을 근거로 상기 모터의 회전 속도를 보상하는 단계(S30)와, 상기 토크 지령과, 보상 회전 속도를 이용하여 전류 지령을 생성하는 단계(S40)와, 상기 전류 지령을 근거로 전압 지령을 생성하는 단계(S50)와, 상기 전압 지령을 근거로 상기 인버터에 대한 제어신호를 생성하고, 상기 제어신호를 상기 인버터에 출력하는 단계(S60)를 포함하여 구성된다. 이하 장치의 구성은 도 1 내지 도 8을 참조한다.Referring to FIG. 10, a method for controlling a motor of an electric vehicle according to an embodiment includes a DC link capacitor connected in parallel with a battery to supply a DC voltage, and an inverter converting the DC voltage into a motor driving voltage and outputting the motor to a motor. The motor control method of an electric vehicle includes a step of receiving a torque command (S10), and calculating an actual DC voltage by using an open circuit voltage of the battery and a voltage drop between the battery and the inverter (S20). Compensating for the rotational speed of the motor based on the calculated actual DC voltage (S30), generating a current command using the torque command and the compensating rotational speed (S40), and performing the current command. Generating a voltage command on the basis of the step S50, generating a control signal for the inverter based on the voltage command, and outputting the control signal to the inverter; It is configured to include a system (S60). Hereinafter, the configuration of the apparatus will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
상기 모터 제어 방법은, 토크 지령, 회전 속도 및 전류 지령의 관계를 맵 데이터로 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 전류 지령을 생성하는 단계(S40)는, 상기 맵 데이터를 이용하여 상기 전류 지령을 생성한다.The motor control method may further include storing, as map data, a relationship between a torque command, a rotation speed, and a current command. In this case, in the generating of the current command (S40), the current command is generated using the map data.
상기 모터 제어 장치는 도 6의 그래프를 이용하여 실제 직류 전압을 추정할 수 있다. 즉, 모터 제어 장치는 전기 자동차에 전력을 공급하는 배터리의 특성을 선형적으로 모델링한다. 예를 들어, 모터 제어 장치는 배터리의 개회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV)과, 배터리와 인버터 사이에서 발생하는 전압 강하, 즉 I*RBAT를 이용하여 실제 배터리 출력 전압(직류 링크 커패시터에 걸리는 전압, 이하 '실제 직류 전압'이라 함) VBAT를 산출할 수 있다(S20). 이때, 배터리의 개회로 전압, 저항(RBAT), 저항에 따른 전압 강하, 및 실제 직류 전압은, 도 6에 도시한 바와 같이, 배터리의 충전 상태(State Of Charge; SOC)에 따라 달라진다. 또, 모터 제어 장치는, 실제 직류 전압과 검출하거나 또는 연산한 회전 속도를 이용하여 보상 회전 속도를 산출한다(S30).The motor control apparatus may estimate the actual DC voltage using the graph of FIG. 6. That is, the motor control device linearly models the characteristics of the battery that powers the electric vehicle. For example, the motor control device is open circuit voltage of a battery; applied to the voltage drop, that is, the actual battery output voltage (the DC link capacitor using the I * R BAT occurring between the (Open Circuit Voltage OCV), the battery and the inverter Voltage, hereinafter referred to as 'actual DC voltage') V BAT can be calculated (S20). At this time, the open circuit voltage of the battery, the resistance R BAT , the voltage drop according to the resistance, and the actual DC voltage are different depending on the state of charge (SOC) of the battery, as shown in FIG. 6. Moreover, the motor control apparatus calculates the compensation rotation speed using the actual DC voltage and the detected or calculated rotation speed (S30).
모터 제어 장치는 토크 지령과 상기 보상 회전 속도를 입력받고, 토크 지령, 회전 속도 및 전류 지령의 관계를 이용하여 전류 지령을 생성한다(S40). 모터 제어 장치는 토크 지령(T* e)과 회전 속도를 근거로 하고 맵 데이터를 이용하여 전류 지령을 생성하여 출력한다. 이때, 회전 속도로는 상기 단계 S30에서 산출한 보상 회전 속도를 사용한다. 이때, 모터 제어 장치는 맵 데이터로 저장된 토크 지령, 회전 속도 및 전류 지령의 관계를 이용하여 전류 지령을 생성할 수 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 최소 전압 제한 값(V1)을 사용하는 경우에는 운전점(operating point)이 C1 또는 C2에 있으나, 실제 직류 전압을 근거로 하는 경우에 운전점은 B1 또는 B2가 된다. 도 8에서 전압 제한 값 V2는 V1보다 크다. 즉, 상기 모터 제어 장치는, 상기 실제 직류 전압을 이용하여 동일한 토크 지령에 대하여 상기 모터 구동 전압에 대한 전압 제한 값을 최소 전압 제한 값(V1)보다 큰 값(V2)으로 이동시킨다. 따라서, 동일한 토크 곡선(Equivalent Torque Curve)에 대하여 운전점까지의 벡터 거리가 전류 지령의 크기가 되므로, 원점(O)으로부터 운전점 C1까지의 거리보다 운전점 B1까지의 거리가 짧게 되어 최소 전류를 사용할 수 있게 된다.The motor control apparatus receives the torque command and the compensation rotation speed, and generates a current command using the relationship between the torque command, the rotation speed, and the current command (S40). The motor controller generates and outputs a current command based on the torque command T * e and the rotational speed, and using map data. At this time, as the rotation speed, the compensation rotation speed calculated in the step S30 is used. In this case, the motor control apparatus may generate the current command using the relationship between the torque command, the rotation speed, and the current command stored as map data. As shown in FIG. 8, when the minimum voltage limit value V 1 is used, the operating point is at C 1 or C 2 , but the operating point is B 1 based on the actual DC voltage. Or B 2 . In FIG. 8, the voltage limit value V 2 is greater than V 1 . That is, the motor control device moves the voltage limit value for the motor drive voltage to a value V 2 greater than the minimum voltage limit value V 1 for the same torque command using the actual DC voltage. Accordingly, since the vector distance from the operating point, the size of the current command with respect to the same torque curve (Equivalent Torque Curve), is shorter that the distance away from above the operating point B 1 to the operating point C 1 from the origin (O) at least Current can be used.
모터 제어 장치는 q축 전류 지령(i* q)과 d축 전류 지령(i* d)을 입력받아 전압 지령을 생성하여 출력한다(S50). 모터 제어 장치는 q축 전류 지령을 비례 적분 제어기와 필터를 거쳐 q축 전압 지령(V* q)을 생성한다. 모터 제어 장치는 q축 전류 지령과 모터 구동 전류를 축 변환한 q축 검출 전류(iq)를 비교하고, 이의 차, 즉 전류 오차를 비례 적분 제어기와 필터를 거쳐 q축 전압 지령(V* q)을 생성한다. 또, 모터 제어 장치는 d축 전류 지령을 역시 비례 적분 제어기와 필터를 거쳐 d축 전압 지령(V* d)을 생성한다. 즉, 모터 제어 장치는, d축 전류 지령과 모터 구동 전류를 축 변환한 d축 검출 전류(id)를 비교하고, 이의 차, 즉 전류 오차를 비례 적분 제어기와 필터를 거쳐 d축 전압 지령(V* d)을 생성한다(S50).The motor control apparatus receives the q-axis current command (i * q ) and the d-axis current command (i * d ) to generate and output a voltage command (S50). The motor control device generates the q-axis voltage command (V * q ) through the q-axis current command through a proportional integral controller and a filter. The motor controller compares the q-axis detected current, converts the q-axis current command and the motor drive current axis (i q), and, the q-axis voltage command through its car, that a proportional integral controller and filters a current error (V * q ). In addition, the motor control device generates the d-axis current command V * d through the proportional integration controller and the filter. That is, the motor controller compares the d-axis current command and the d-axis detection current i d obtained by axially converting the motor drive current, and compares the difference, that is, the current error, through the proportional integration controller and the filter to the d-axis voltage command ( V * d ) is generated (S50).
그런 다음, 모터 제어 장치는 동기 좌표계의 전압 지령을 정지 좌표계(α,β)의 전압 지령으로 축 변환하고, 정지좌표계의 전압 지령을 구동하고자 하는 모터의 형태에 맞게 변환하여 출력한다. 전기 자동차가 예를 들어 3상 유도 모터, 3상 BLDC 등 3상 모터를 사용하는 경우에, 제어 신호 생성기는 정지 좌표계의 전압 지령을 3상의 전압 지령 (V* a, V* b, V* c)으로 변환하여 인버터에 출력한다. 인버터 내의 스위칭 소자들은 제어 신호에 따라 구동된다(S60).Then, the motor control device converts the voltage command of the synchronous coordinate system into the voltage command of the still coordinate systems α and β, and converts and outputs the voltage command of the stationary coordinate system according to the type of the motor to be driven. If an electric vehicle uses a three-phase motor, such as a three-phase induction motor, a three-phase BLDC, for example, the control signal generator uses the three-phase voltage reference (V * a , V * b , V * c) for the stationary coordinate system. ) And output to the inverter. The switching elements in the inverter are driven according to the control signal (S60).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 모터 제어 장치와, 이를 포함하는 전기 자동차, 및 이의 모터 제어 방법은 전기 자동차의 배터리가 갖는 특성을 선형적으로 모델링하여 이를 반영하고 이에 따라 실시간으로 변하는 직류 링크 전압을 실제 값과 근사한 값으로 추정함으로써 전류 지령을 발생할 때 최소 전압이 아닌 추정 전압을 이용할 수 있고, 동일한 토크를 발생하는 데에 최소의 전류를 결정할 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 전기 자동차의 모터를 제어함에 있어서 맵 기반 제어를 수행하는 경우에 동일한 토크를 발생시키는 데에 최소의 전류를 사용함으로써 스위칭 손실 등의 손실을 최소로 할 수 있다.As described above, the motor control apparatus according to the embodiments of the present invention, an electric vehicle including the same, and a motor control method thereof include linearly modeling characteristics of a battery of the electric vehicle, reflecting them, and changing them in real time. By estimating the DC link voltage to a value close to the actual value, it is possible to use the estimated voltage rather than the minimum voltage when generating the current command, and determine the minimum current to generate the same torque. Embodiments of the present invention can minimize losses such as switching loss by using a minimum current to generate the same torque when performing the map-based control in controlling the motor of the electric vehicle.
100: 배터리 110: 컨버터
200: 모터 제어 장치 210: 직류 링크 커패시터
230: 인버터 250: 제어 유닛
260: 전류 검출 유닛 270: 저장 유닛
300: 모터 710: 속도 검출 유닛
720: 위치 검출 유닛 800: 직류 전압 검출 유닛100: battery 110: converter
200: motor control device 210: DC link capacitor
230: inverter 250: control unit
260: current detection unit 270: storage unit
300: motor 710: speed detection unit
720: position detection unit 800: DC voltage detection unit
Claims (14)
복수의 스위칭 소자를 구비하고, 제어신호에 따라 상기 직류 전압을 모터 구동 전압으로 변환하여 모터에 출력하는 인버터; 및
상기 배터리의 개회로 전압과, 상기 배터리 및 인버터 사이의 전압 강하를 이용하여 실제 직류 전압을 산출하는 직류 전압 산출기를 구비하고, 토크 지령과 상기 실제 직류 전압을 근거로 상기 제어신호를 생성하는 제어 유닛;을 포함하는 모터 제어 장치.A DC link capacitor connected in parallel to the battery and supplying a DC voltage;
An inverter having a plurality of switching elements and converting the DC voltage into a motor driving voltage according to a control signal and outputting the same to a motor; And
A control unit having a direct current voltage of the battery and a direct current voltage calculator for calculating an actual direct current voltage using the voltage drop between the battery and the inverter, the control unit generating the control signal based on the torque command and the actual direct current voltage; Motor control device comprising a.
상기 실제 직류 전압을 근거로 상기 모터의 회전 속도를 보상하고, 보상 회전 속도를 출력하는 속도 보상기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.The method of claim 1, wherein the control unit,
And a speed compensator for compensating the rotational speed of the motor based on the actual DC voltage and outputting a compensating rotational speed.
상기 토크 지령과 상기 보상 회전 속도를 입력받고, 토크 지령, 회전 속도 및 전류 지령의 관계를 이용하여 전류 지령을 생성하는 전류 지령 생성기;
상기 전류 지령을 입력받고, 상기 전류 지령을 근거로 전압 지령을 생성하는 전류 제어기; 및
상기 전압 지령을 입력받고, 상기 제어신호를 생성하여 상기 인버터에 출력하는 제어신호 생성기;를 더 포함하는 모터 제어 장치.3. The apparatus according to claim 2,
A current command generator which receives the torque command and the compensation rotation speed and generates a current command using a relationship between the torque command, the rotation speed, and the current command;
A current controller which receives the current command and generates a voltage command based on the current command; And
And a control signal generator for receiving the voltage command and generating the control signal and outputting the control signal to the inverter.
상기 토크 지령, 회전 속도 및 전류 지령의 관계를 맵 데이터로 저장하는 저장 유닛;을 더 포함하는 모터 제어 장치.The method of claim 3,
And a storage unit that stores the relationship between the torque command, rotational speed, and current command as map data.
상기 실제 직류 전압을 이용하여 동일한 토크 지령에 대하여 상기 모터 구동 전압에 대한 전압 제한 값을 최소 전압 제한 값보다 큰 값으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And the voltage limit value for the motor drive voltage is moved to a value greater than the minimum voltage limit value for the same torque command using the actual DC voltage.
상기 회전 속도를 검출하는 속도 검출 유닛;을 더 포함하는 모터 제어 장치.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And a speed detecting unit detecting the rotation speed.
상기 모터에 인가되는 모터 구동 전류를 검출하는 전류 검출 유닛;을 더 포함하고,
상기 제어 유닛은, 상기 모터 구동 전류를 근거로 상기 회전 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.The method of claim 6,
And a current detection unit detecting a motor driving current applied to the motor.
And the control unit calculates the rotational speed based on the motor drive current.
상기 배터리에 병렬 연결되는 직류 링크 커패시터와, 제어신호에 따라 상기 직류 전압을 모터 구동 전압으로 변환하는 인버터를 포함하는 모터 제어 장치; 및
상기 모터 구동 전압을 입력받고, 상기 모터 제어 장치에 의해 구동되어 회전력을 발생하는 모터;를 포함하고,
상기 모터 제어 장치는,
상기 배터리의 특성 정보를 이용하여 상기 인버터에 실제 입력되는 실제 직류 전압을 산출하고, 상기 실제 직류 전압과 토크 지령, 및 상기 모터의 회전 속도를 이용하여 상기 모터에 대한 전류 지령을 생성하는 제어 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차.A battery for supplying a DC voltage;
A motor control device including a DC link capacitor connected in parallel to the battery and an inverter converting the DC voltage into a motor driving voltage according to a control signal; And
And a motor that receives the motor driving voltage and is driven by the motor control device to generate a rotational force.
The motor control device includes:
A control unit for calculating an actual DC voltage actually input to the inverter by using the characteristic information of the battery, and generating a current command for the motor using the actual DC voltage and torque command and the rotational speed of the motor; An electric vehicle further comprising a.
상기 배터리의 개회로 전압과, 상기 배터리 및 인버터 사이의 전압 강하를 이용하여 상기 실제 직류 전압을 산출하는 직류 전압 산출기;
상기 실제 직류 전압을 근거로 상기 회전 속도를 보상하고, 보상 회전 속도를 출력하는 속도 보상기; 및
상기 토크 지령과 상기 보상 회전 속도를 입력받고, 토크 지령, 회전 속도 및 전류 지령의 관계를 이용하여 상기 전류 지령을 생성하는 전류 지령 생성기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차.The method of claim 8, wherein the control unit,
A direct current voltage calculator configured to calculate the actual direct current voltage using an open circuit voltage of the battery and a voltage drop between the battery and the inverter;
A speed compensator for compensating the rotation speed based on the actual DC voltage and outputting a compensation rotation speed; And
And a current command generator which receives the torque command and the compensation rotation speed and generates the current command using a relationship between the torque command, the rotation speed, and the current command.
상기 전류 지령을 입력받고, 상기 전류 지령을 근거로 전압 지령을 생성하는 전류 제어기; 및
상기 전압 지령을 입력받고, 상기 제어신호를 생성하여 상기 인버터에 출력하는 제어신호 생성기;를 더 포함하는 전기 자동차.The method of claim 9, wherein the control unit,
A current controller which receives the current command and generates a voltage command based on the current command; And
And a control signal generator for receiving the voltage command and generating the control signal and outputting the control signal to the inverter.
상기 토크 지령, 회전 속도 및 전류 지령의 관계를 맵 데이터로 저장하는 저장 유닛;을 더 포함하는 전기 자동차.The method of claim 10, wherein the motor control device,
And a storage unit that stores the relationship between the torque command, rotational speed, and current command as map data.
상기 실제 직류 전압을 이용하여 동일한 토크 지령에 대하여 상기 모터 구동 전압에 대한 전압 제한 값을 최소 전압 제한 값보다 큰 값으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 전기 자동차.The motor control device according to any one of claims 8 to 11, wherein
And the voltage limit value for the motor drive voltage is moved to a value greater than the minimum voltage limit value for the same torque command using the actual DC voltage.
토크 지령을 입력받는 단계;
상기 배터리의 개회로 전압과, 상기 배터리 및 인버터 사이의 전압 강하를 이용하여 실제 직류 전압을 산출하는 단계;
산출한 실제 직류 전압을 근거로 상기 모터의 회전 속도를 보상하는 단계;
상기 토크 지령과, 보상 회전 속도를 이용하여 전류 지령을 생성하는 단계;
상기 전류 지령을 근거로 전압 지령을 생성하는 단계; 및
상기 전압 지령을 근거로 상기 인버터에 대한 제어신호를 생성하고, 상기 제어신호를 상기 인버터에 출력하는 단계;를 포함하는 전기 자동차의 모터 제어 방법.In a motor control method of an electric vehicle comprising a DC link capacitor connected in parallel to a battery to supply a DC voltage, and an inverter converting the DC voltage into a motor driving voltage and outputting the same to a motor.
Receiving a torque command;
Calculating an actual direct current voltage using the open circuit voltage of the battery and the voltage drop between the battery and the inverter;
Compensating for the rotational speed of the motor based on the calculated actual DC voltage;
Generating a current command using the torque command and a compensation rotation speed;
Generating a voltage command based on the current command; And
Generating a control signal for the inverter based on the voltage command, and outputting the control signal to the inverter.
토크 지령, 회전 속도 및 전류 지령의 관계를 맵 데이터로 저장하는 단계;를 더 포함하고,
상기 전류 지령을 생성하는 단계는, 상기 맵 데이터를 이용하여 상기 전류 지령을 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 모터 제어 방법.The method of claim 13,
And storing the relationship between the torque command, rotational speed, and current command as map data.
The generating of the current command may include generating the current command using the map data.
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