KR20170116403A - 전기차 모터 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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이정주
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Abstract

모터에 공급되는 전체 전력을 소정의 전력 효율에 따라 이용하도록 하는 전기차 모터 제어기가 제공된다. 상기 전기차 모터 제어기는 전기차의 운행에 필요한 전체 전력을 소정의 전력 효율로 공급 하는 배터리 및 충전부 각각의 전력 분담률을 계산하는 프로세서, 상기 배터리 및 상기 충전부 각각으로 흐르는 전류의 크기가 상기 계산된 전력 분담률에 상응하도록 제어하는 컨버터, 상기 전력 분담률에 대응하는 제1 전력을 모터로 공급하는 배터리 및 상기 전력 분담률에 대응하는 제2 전력을 상기 모터로 공급하는 충전부를 포함할 수 있다.

Description

전기차 모터 제어 장치 및 방법{APPARATUS AMD METHOD OF CONTROLLING ELECTRONIC VEHICLE'S MOTOR}
아래의 설명은 전기차 모터를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 배터리(battery)와 슈퍼 커패시터(super capacitor)를 포함하는 전기차의 전력 효율을 제어하는 장치 및 방법에 연관된다.
전기에너지를 이용하는 전기차는 모터의 구동을 위해 배터리뿐만 아니라 슈퍼 커패시터 등을 포함하는 충전부를 함께 이용한다. 전기차가 급가속 또는 급감속 등을 반복함에 따라, 급격한 출력(power)의 변화가 필요한데, 배터리 자체는 출력 변화에 대응이 취약하다는 단점이 존재한다. 더하여, 배터리는 슈퍼 커패시터와 비교하여 보다 큰 내부 저항을 가지고 있어 출력이 커질수록 상대적인 손실이 커지게 된다.
전기차의 운전 효율을 높이기 위한 방법으로 배터리와 슈퍼 커패시터를 함께 이용하는 방법이 오늘날 다양하게 연구되고 있다.
일측에 따르면, 모터에 공급되는 전체 전력을 소정의 전력 효율에 따라 이용하도록 하는 전기차 모터 제어기가 제공된다. 상기 전기차 모터 제어기는 전기차의 운행에 필요한 전체 전력을 소정의 전력 효율로 공급 하는 배터리 및 충전부 각각의 전력 분담률을 계산하는 프로세서, 상기 배터리 및 상기 충전부 각각으로 흐르는 전류의 크기가 상기 계산된 전력 분담률에 상응하도록 제어하는 컨버터, 상기 전력 분담률에 대응하는 제1 전력을 모터로 공급하는 배터리 및 상기 전력 분담률에 대응하는 제2 전력을 상기 모터로 공급하는 충전부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 프로세서는 운전자의 가속 페달 입력으로부터 센싱된 토크값 및 상기 토크값에 상응하는 상기 모터의 축전류를 이용하여 상기 전기차의 운행에 필요한 전체 전력을 계산할 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 토크값, 상기 모터의 극수 및 상기 모터 내의 영구자석의 자속을 이용하여 상기 토크값에 상응하는 상기 모터의 축전류를 계산할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 배터리에서 발생되는 전력 및 상기 충전부에서 발생되는 전력에 대하여 상기 전체 전력이 최대치 효율로 공급되도록 하는 상기 전력 분담률을 계산할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 프로세서는 운전자의 브레이크 페달 입력에 기초하여 상기 배터리 및 상기 충전부가 발생시키는 제동력을 제어할 수 있다. 더하여, 상기 충전부는 상기 전기차가 제동될 경우에 에너지를 충전하는 커패시터와 상기 커패시터와 병렬 연결된 저항을 포함하고, 상기 컨버터는 상기 커패시터가 최대 충전된 경우에는 상기 병렬 연결된 저항으로 스위칭하여, 상기 운전자에게 브레이크 페달 입력에 상응하는 일정한 제동력을 제공할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 모터에 공급되는 전체 전력을 소정의 전력 효율에 따라 이용하도록 하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다. 전기차의 모터에 전달되는 전력의 효율을 제어하는 프로그램을 수록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 있어서, 상기 프로그램은 운전자의 가속 페달 입력으로부터 센싱된 토크값 및 상기 토크값에 상응하는 모터의 축전류를 이용하여 상기 전기차의 운행에 필요한 전체 전력을 계산하는 명령어 세트, 상기 전체 전력이 소정의 전력 효율로 공급되도록 하는 배터리 및 충전부의 전력 분담률을 계산하는 명령어 세트 및 상기 배터리 및 상기 충전부 각각으로 흐르는 전류의 크기가 상기 계산된 전력 분담률에 상응하도록 제어하는 명령어 세트를 포함할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 전기차 모터 제어기의 회로를 나타내는 예시도이다.
도 2는 일실시예에 따른 운행 중인 전기차가 필요로 하는 전체 공급 전력을 계산하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 일실시예에 따른 전력 분담률 γ와 공급 전력의 효율 E의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 일실시예에 따른 충전부와 연결된 컨버터의 내부 회로를 나타내는 예시도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 실시예에 따른 전력 효율을 나타내는 시간 당 소모 전력의 그래프이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일실시예에 따른 전기차 모터 제어기의 회로를 나타내는 예시도이다.
도 1을 참조하면, 전기차 모터와 연결되는 전기차 모터 제어기의 회로가 도시된다. 보다 구체적으로, 전기차 모터 제어기는 컨버터(110), 배터리(120) 및 충전부(130)를 포함할 수 있다. 예시적으로 충전부(130)는 배터리(120)와 함께 전기차 모터에 에너지를 공급하는 커패시터를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 전기차 모터는 배터리(120) 및 충전부(130)로부터 전체 전력 P를 공급 받을 수 있다. 도 1에서 도시되지는 않았지만, 전기차 모터 제어기 내의 프로세서는 공급되는 전력과 비교하여 전체 전력 P가 최대치 효율로 이용될 수 있는 전력 분담률을 계산할 수 있다. 보다 구체적으로, 전력 분담률은 배터리(120)가 전기차 모터로 제공하는 제1 전력 및 충전부(130)가 전기차 모터로 제공하는 제2 전력의 비율을 나타낼 수 있다.
배터리(120)의 내부 저항을 Rb라 하고, 배터리(120)의 개방 전압을 Vb라 가정하자. 더하여, 충전부(130) 내에 포함되는 커패시터의 내부 저항을 Rc라 하고, 커패시터의 개방 전압을 Vc라고 가정하자. 더하여, 전기차 모터가 공급 받는 전체 전력이 P라고 할 때, 배터리(120)가 분담하는 전력 분담률을
Figure pat00001
라고 가정하면 배터리(120)가 전기차 모터로 공급하는 전력은
Figure pat00002
로 계산될 수 있다. 이 경우에, 충전부(130) 내의 커패시터가 전기차 모터로 공급하는 전력은(1-
Figure pat00003
)P로 계산될 수 있다.
커패시터로부터 방출되는 전류가 ic라고 가정하고, 컨버터(110)의 효율이 Econv라고 가정하면 커패시터가 전기차 모터로 공급하는 전력 (1-
Figure pat00004
)P는 아래의 수학식 1과 같이 정리될 수 있다.
Figure pat00005
상기 수학식 1의 좌변 및 우변을 커패시터로부터 방출되는 전류 ic에 관하여 정리하면, 아래 수학식 2와 같은 전류 ic에 관한 이차 방정식으로 정리될 수 있다.
Figure pat00006
상기 수학식 2를 이용하여 전류 ic에 관한 이차 방정식의 해가 아래의 수학식 3과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00007
더하여, 충전부(130) 내의 커패시터가 생성(generating)하는 전력 Pc는 아래의 수학식 4와 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00008
더하여, 배터리(120)로부터 방출되는 전류가 ib라고 가정하면, 배터리(120)가 전기차 모터로 공급하는 전력
Figure pat00009
는 아래의 수학식 5와 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00010
상기 수학식 5의 좌변 및 우변을 배터리(120)로부터 방출되는 전류 ib에 관하여 정리하면, 아래 수학식 6과 같이 전류 ib에 관한 이차 방정식으로 정리될 수 있다.
Figure pat00011
상기 수학식 6을 이용하여 전류 ib에 관한 이차 방정식의 해가 아래의 수학식 7과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00012
더하여, 배터리(120)가 생성하는 전력 Pb는 아래의 수학식 8과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00013
이 경우에, 전기차 모터가 공급 받는 전체 전력 P와 배터리(120)가 생성하는 전력 Pb 및 충전부(130)가 생성하는 전력 Pc를 이용하여 전기차 모터의 효율 E를 아래의 수학식 9와 같이 계산할 수 있다.
Figure pat00014
전기차 모터 제어기의 프로세서는 전기차 모터의 효율 E이 최대값이 되도록 하는 전력 분담률
Figure pat00015
를 계산해낼 수 있다. 이하에서 추가될 도면과 함께 운행 중인 전기차가 필요로 하는 전체 전력 P를 계산하는 과정에 관한 보다 자세한 설명이 기재될 것이다.
도 2는 일실시예에 따른 운행 중인 전기차가 필요로 하는 전체 공급 전력을 계산하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 운행 중인 전기차가 필요로 하는 전체 공급 전력을 계산하는 방법(200)은 운전자의 페달 입력을 센싱하는 단계(210), 센싱된 페달 입력에 상응하는 토크값을 계산하는 단계(220), 상기 토크값에 상응하는 모터의 축전류를 계산하는 단계(230) 및 전기차 운행에 필요한 전체 전력을 계산하는 단계(240)를 포함 할 수 있다.
단계(210)에서 전기차 모터 제어기는 페달에 연결된 센서로부터 운전자의 페달 입력을 수신할 수 있다. 일실시예로서, 상기 센서는 가속 페달(accelerator pedal)의 변위각을 측정하는 포지션 센서를 나타낼 수 있다. 다른 일실시예로서, 상기 센서는 감속 페달(brake pedal)에 전달되는 압력을 측정하는 압력 센서를 나타낼 수 있다. 예시적으로, 전기차 모터 제어기는 오늘날 이용되는 프로세서 또는 ECU(Electronic Control Unit)과 같은 제어 유닛으로 구현될 수 있다.
전기차 모터 제어기는 상기 센서로부터 전달되는 운전자의 페달 입력을 수신하여, 전기차가 원활하게 운행하는데 필요한 전력이 제대로 공급되도록 배터리 및 충전부를 제어할 수 있다.
단계(220)에서 전기차 모터 제어기는 센싱된 페달 입력에 상응하는 토크값을 계산할 수 있다. 전기차 모터 제어기는 계산된 토크값 Te(Nm)를 이용하여 전기차 모터를 구동하기 위한 구동 전력 P1을 아래의 수학식 10과 같이 계산할 수 있다.
Figure pat00016
ω는 전기차 모터의 분당회전수(rpm)을 나타낼 수 있다. 더하여, 단계(230)에서 전기차 모터 제어기는 상기 토크값에 상응하는 전기차 모터의 축전류를 계산할 수 있다. 전기차 모터 제어기는 페달 입력에 상응하는 토크값 Te와 전기차 모터의 축전류의 관계식을 아래의 수학식 11과 같이 정리할 수 있다.
Figure pat00017
상기 수학식 11에서 Pm은 전기차 모터의 극수,
Figure pat00018
는 전기차 모터 내에 포함되는 영구자석의 자속, ir qs는 전기차 모터의 축전류를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, ir qs는 전기차 모터 내의 q축 전류를 나타낼 수 있다.
단계(240)에서 전기차 모터 제어기는 전기차 운행에 필요한 전체 전력 Ptot를 계산해낼 수 있다. 전기차 모터 제어기는 모터의 q축 전류 ir qs를 이용하여 모터의 내부 소모 전력 P2를 아래의 수학식 12와 같이 계산 낼 수 있다.
Figure pat00019
상기 수학식 12에서 Rm은 전기차 모터의 내부 저항을 나타낼 수 있다.
전기차 모터 제어기는 전기차 모터를 구동하기 위한 구동 전력 P1과 전기차 모터의 내부 소모 전력 P2의 합을 전기차 운행에 필요한 전체 전력 Ptot로서 계산해낼 수 있다.
전기차 모터 제어기는 전체 전력 Ptot 를 상기 수학식 9의 전체 전력 P에 대입하여 전기차 모터의 효율 E를 계산할 수 있다. 일실시예로서, 전기차 모터 제어기는 전기차 모터의 효율 E가 최대가 되도록 하는 전력 분담률
Figure pat00020
를 계산할 수 있다. 전기차 모터 제어기에 의해 계산된 전기차 모터의 효율 E가 최대가 되도록 하는 전력 분담률
Figure pat00021
은 아래의 수학식 13과 같다.
위에서 설명한 운행 중인 전기차가 필요로 하는 전체 공급 전력을 계산하는 방법(200)은 FPGA(Field-Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)에서 실행되도록 하는 프로그램 형태로 구현될 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 전력 분담률
Figure pat00023
와 공급 전력의 효율 E의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 전력 분담률
Figure pat00024
와 공급 전력의 효율 E의 관계를 나타내는 그래프가 도시된다. 보다 구체적으로, 전력 분담률
Figure pat00025
는 전기차 모터 제어기 내의 배터리의 전력 분담률을 나타낼 수 있다. 도 3에서 그래프의 X 축은 전력 분담률
Figure pat00026
을 나타내고, Y 축은 공급 전력의 효율 E을 나타낼 수 있다.
도 3에서 도시된 그래프는 도 1에서 설명된 실시예와 같이 전기차의 모터를 제어하는 경우를 나타낼 수 있다. 배터리의 내부 저항 Rb의 크기는 0.1Ω이라고 가정하고, 충전부의 커패시터의 내부 저장 Rc의 크기는 1mΩ이라고 가정하자. 더하여, 배터리의 개방 전압 Vb이 100V이고, 충전부의 커패시터의 개방 전압 Vc가 60V라고 가정하고, 컨버터의 효율이 0.91이라고 가정하고 시뮬레이션을 진행한다.
이 경우에, 현재 운행 중인 전기차가 필요로 하는 전체 전력 P가 20kW인 경우를 가정하면 전력 분담률
Figure pat00027
와 공급 전력의 효율 E의 관계는 도 3과 같은 포물선을 나타낼 수 있다. 도 3에서 도시된 것과 같이, P가 20kW인 경우에는 배터리의 전력 분담률
Figure pat00028
이 0.234인 경우에 전기차가 최대 효율 E 0.918로서 동작할 수 있다.
운행 중인 전기차가 필요로 하는 P의 크기가 커질수록, 전기차가 최대 효율을 갖도록 하는 배터리의 전력 분담률은 낮아질 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 충전부와 연결된 컨버터의 내부 회로를 나타내는 예시도이다.
도 4를 참조하면, 충전부(410)와 연결된 컨버터(420)가 도시된다. 일실시예로서, 컨버터(420)는 충전 시에 동작하는 벅 컨버터(buck converter) 및 방전 시에 동작하는 부스트 컨버터(boost converter)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 컨버터(420)는 제1 접합 트랜지스터(BJT: Bipolar Junction Transistor) S1 및 제1 다이오드 D1를 포함하는 부스트 컨버터를 포함할 수 있다. 또한, 컨버터(420)는 제2 접합 트랜지스터 S2 및 제2 다이오드 D2를 포함하는 벅 컨버터를 포함할 수 있다. 더하여, 컨버터(420)는 전류를 버퍼하는 인버터 Lf를 포함할 수 있다.
일반적으로, 운전자가 전기차의 구동 중에 상기 전기차를 제동시키고자 하는 경우, 기계식 제동 방식을 이용하는 브레이크와 구동 중인 전기차 모터의 에너지를 충전부(410)에 저장하여 제동하는 회생 제동 방식이 함께 이용될 수 있다. 운전자의 브레이크 페달 입력에 따라 앞서 설명한 기계식 제동력 및 회생 제동력의 합으로 전기차에 제동력이 제공될 수 있다.
컨버터(420)는 충전부(410)의 커패시터(411)로 저장되는 전류의 크기를 제어하여 회생 제동력의 크기를 제어할 수 있다. 일실시예로서, 충전부(410)의 커패시터(411)가 방전되는 경우에, 컨버터(420)는 제1 접합 트랜지스터 S1을 턴 온 하고, 제2 접합 트랜지스터 S2를 턴 오프 하여 제2 다이오드 D2를 통해 전류가 흐르게 제어할 수 있다.
다른 일실시예로서, 충전부(410)의 커패시터(411)가 충전되는 경우에, 컨버터(420)는 제2 접합 트랜지스터 S2를 턴 온 하고, 제1 접합 트랜지스터 S1을 턴 오프 하여 제1 다이오드 D1을 통해 전류가 흐르게 제어할 수 있다. 전기차 모터 제어기는 충전부(420)로 흐르는 전류를 감지하는 전류 센서를 더 포함할 수 있다. 컨버터(420)는 전류 센서에 의해 감지된 전류의 크기와 운전자의 입력에 상응하는 제동력의 크기에 따라 충전부(410)로 전달되는 전류 크기를 제어할 수 있다.
충전부(410)는 커패시터(411)와 병렬 연결된 저항(412)을 더 포함할 수 있다. 더하여, 전기차 모터 제어기는 커패시터(411)와 병렬 연결된 전압 센서를 포함할 수 있다. 전압 센서에 의해 커패시터(411)가 가득 충전된(full charged) 상태인지 여부가 감지될 수 있다. 전압 센서에 의해 커패시터(411)의 가득 충전된 상태가 감지된 경우, 충전부(410)는 내부 스위치를 저항(412) 방향으로 스위칭할 수 있다.
일반적으로, 충전부(410) 내부의 커패시터(411)가 가득 충전된 상태인 경우에 커패시터(411)는 더 이상의 에너지를 수용하지 못하게 될 것이다. 이 경우에, 전기차는 기존에 공급 받는 회생 제동력을 공급 받지 못하게 될 것이다. 전기차의 운전자는 자신의 브레이크 페달 입력에 상응하지 못하는 제동력이 생성되는 경우에, 운전에 혼란이 발생할 수 있고 이는 안전 사고의 원인이 될 수 있다. 본 실시예에 따를 때, 커패시터(411)가 가득 충전된 상태에서 충전부(410)는 저항(412)으로 스위칭 되고, 그에 따라 컨버터(420)로부터 전달되는 전류를 열저항을 통해 소모할 수 있다. 본 실시예에 따를 때, 운전자는 자신의 브레이크 페달 입력에 상응하는 일정한 제동력을 공급 받을 수 있어 보다 안정적은 전기차 운행이 가능해 질 것이다.
도 5a 및 도 5b는 본 실시예에 따른 전력 효율을 나타내는 시간 당 소모 전력의 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 소정의 전력 효율에 따른 종래 방식의 소모 전력과 본 실시예에 상응하는 방식의 소모 전력을 비교하는 그래프이다. 그래프의 X 축은 시간(second)을 나타내고, 그래프의 Y 축은 소모 전력(watt)를 나타낼 수 있다. 배터리의 내부 저항 Rb의 크기는 0.125Ω이고, 충전부의 커패시터의 내부 저장 Rc의 크기는 0.0113Ω인 경우를 가정하고 시뮬레이팅이 진행될 수 있다. 더하여, 전기차가 운행 중에 소모하는 전체 전력 P가 8kW인 경우를 가정하자.
도 5a를 참조하면, 전기차의 운행에 있어서 제1 배터리에서 소모되는 전력 Ploss1이 도시된다. 도 5a에서 도시되는 실시예의 경우에는 커패시터를 포함하는 충전부가 없이 제1 배터리만 사용한 실시예를 나타낼 수 있다. 전체 운행 시간당 제1 배터리가 소모하는 평균 전력은 1021W로 계산될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 전기차의 운행에 있어서 배터리와 함께 충전부의 슈퍼 커패시터를 함께 이용하여 전력을 공급하는 실시예가 도시된다. 시간에 따라 제2 배터리가 소모하는 전력 Ploss2과 제1 슈퍼 커패시터가 소모하는 전력 Ploss3이 도시된다. 도 5b에서 도시되는 것과 같이, 전기차의 전체 운행 시간 당 제2 배터리가 소모하는 평균 전력은 100W이고, 제1 슈퍼 커패시터가 소모하는 평균 전력은 56.7W로 계산될 수 있다. 충전부와 슈퍼 커패시터를 함께 이용하여 전력을 소모하는 경우는 156.7W를 소모하여, 제1 배터리가 소모하는 평균 전력 1021W보다 개선된 전력 효율이 획득될 수 있다.
본 실시예와 같이 배터리 및 슈퍼 커패시터의 적절한 전력 분담률을 제어하는 경우에는 전기차가 운행되는 경우에 소모되는 전력의 효율을 증가시키는 효과를 기대할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (5)

  1. 전기차의 운행에 필요한 전체 전력이 소정의 전력 효율로 공급되도록 하는 배터리 및 충전부의 전력 분담률을 계산하는 프로세서;
    상기 배터리 및 상기 충전부 각각으로 흐르는 전류의 크기가 상기 계산된 전력 분담률에 상응하도록 제어하는 컨버터;
    상기 전력 분담률에 대응하는 제1 전력을 모터로 공급하는 배터리; 및
    상기 전력 분담률에 대응하는 제2 전력을 상기 모터로 공급하는 충전부
    를 포함하는 전기차 모터 제어기.
  2. 제1항에 있어서
    상기 프로세서는 운전자의 가속 페달 입력으로부터 센싱된 토크값 및 상기 토크값에 상응하는 상기 모터의 축전류를 이용하여 상기 전기차의 운행에 필요한 전체 전력을 계산하는 전기차 모터 제어기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 토크값, 상기 모터의 극수 및 상기 모터 내의 영구자석의 자속을 이용하여 상기 토크값에 상응하는 상기 모터의 축전류를 계산하는 전기차 모터 제어기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 운전자의 브레이크 페달 입력에 기초하여 상기 배터리 및 상기 충전부가 발생시키는 제동력을 제어하고, 상기 충전부는 상기 전기차가 제공될 경우에 에너지를 충전하는 커패시터와 상기 커패시터와 병렬 연결된 저항을 포함하고, 상기 컨버터는 상기 커패시터가 최대 충전된 경우에는 상기 병렬 연결된 저항으로 스위칭하여, 상기 운전자에게 브레이크 페달 입력에 상응하는 일정한 제동력을 제공하는 전기차 모터 제어기.
  5. 전기차의 모터에 전달되는 전력의 효율을 제어하는 프로그램을 수록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 있어서, 상기 프로그램은:
    운전자의 가속 페달 입력으로부터 센싱된 토크값 및 상기 토크값에 상응하는 모터의 축전류를 이용하여 상기 전기차의 운행에 필요한 전체 전력을 계산하는 명령어 세트;
    상기 전체 전력이 소정의 전력 효율로 공급되도록 하는 배터리 및 충전부의 전력 분담률을 계산하는 명령어 세트; 및
    상기 배터리 및 상기 충전부 각각으로 흐르는 전류의 크기가 상기 계산된 전력 분담률에 상응하도록 제어하는 명령어 세트
    를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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