KR20180031365A - 확장형 mhsg 시스템 및 마일드 하이브리드 차량 - Google Patents

확장형 mhsg 시스템 및 마일드 하이브리드 차량 Download PDF

Info

Publication number
KR20180031365A
KR20180031365A KR1020160119900A KR20160119900A KR20180031365A KR 20180031365 A KR20180031365 A KR 20180031365A KR 1020160119900 A KR1020160119900 A KR 1020160119900A KR 20160119900 A KR20160119900 A KR 20160119900A KR 20180031365 A KR20180031365 A KR 20180031365A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mhsg
main
sub
mild hybrid
belt
Prior art date
Application number
KR1020160119900A
Other languages
English (en)
Inventor
김영민
김용욱
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020160119900A priority Critical patent/KR20180031365A/ko
Publication of KR20180031365A publication Critical patent/KR20180031365A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/24Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/28Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • F02B67/04Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus
    • F02B67/06Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus driven by means of chains, belts, or like endless members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/02Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with belts; with V-belts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2300/00Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60W2300/10Buses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2300/00Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60W2300/12Trucks; Load vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명의 확장형 MHSG 시스템은 메인 48V MHSG(10-1), 메인 48V MHSG(10-1)와 동일 사양으로 이루어진 서브 48V MHSG(10-2), 메인 48V MHSG(10-1)와 서브 48V MHSG(10-2)의 각 출력을 메인 벨트(20-1)와 서브 벨트(20-2)로 함께 전달받아 회전하는 이중 동심형 종동 풀리(30)를 포함함으로써 소배기량 엔진용 48V MHSG 시스템을 2개로 고성능으로 대형 엔진의 고배기량과 고마력 및 고토크에 적합한 마일드 하이브리드 상용 차량(100)에 적용되는 특징을 구현한다.

Description

확장형 MHSG 시스템 및 마일드 하이브리드 차량{Enlargement type Mild Hybrid Starter and Generator and Mild Hybrid Vehicle thereof}
본 발명은 MHSG(Mild Hybrid Starter & Generator)시스템에 관한 것으로, 특히 고배기량과 고토크용 대형 상용 엔진에 적합한 확장형 MHSG 시스템 및 마일드 하이브리드 차량에 관한 것이다.
최근 들어 날로 강화되는 자동차 EM/이산화탄소 규제는 엔진과 연결되어 알터네이터 기능구현이 가능한 모터를 통해 에너지 회생과 토크 어시스트 기능이 이루어짐으로써 연비 개선이 이루어진 소 배기량 엔진이 적용된 마일드 하이브리드 승용 차량에 대해서도 성능과 연비 개선을 요구하고 있다.
이러한 마일드 하이브리드 승용 차량에 대한 성능 개선 요구를 충족한 예로 가솔린/디젤엔진과 조합된 48V MHSG(Mild Hybrid Starter & Generator)시스템이 있다.
상기 48V MHSG 시스템은 기존 알터네이터를 대체한 MHSG(Mild Hybrid Starter & Generator), 48V 배터리 및 LDC(Low Voltage DC/DC Converter)로 구성된다.
그러므로 소배기량 엔진과 48V MHSG 시스템을 연계한 마일드 하이브리드 승용 차량은 연비를 더욱 향상하면서 동시에 CO2를 크게 저감할 수 있다.
국내공개특허공보 10-2010-0063308(2010년06월11일)
하지만, 48V MHSG 시스템은 소배기량 엔진에 맞춰 특화됨으로써 고성능 마일드 하이브리드 차량의 성능 추종이 어렵다는 구조적 한계성을 가질 수밖에 없다.
특히, 강화된 환경요구로 대형 엔진이 적용된 트럭이나 버스와 같은 상용차량도 마일드 하이브리드 상용 차량으로 개발되고 있는 시점에서 48V MHSG 시스템도 고성능이 요구되고 있으나 개발 여건 미비 등으로 실효적인 대응이 어려운 실정에 있다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 소배기량 엔진용 48V MHSG 시스템을 2개로 구성하고, 이중 벨트로 2개의 48V MHSG 시스템을 일체화함으로써 고성능으로 대형 엔진의 고배기량과 고마력 및 고토크에 적합한 확장형 MHSG 시스템 및 마일드 하이브리드 차량을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 확장형 MHSG 시스템은 메인 벨트로 출력을 전달하는 메인 48V MHSG, 상기 메인 48V MHSG와 동일 사양으로 이루어지고, 서브 벨트로 출력을 전달하는 서브 48V MHSG, 상기 메인 48V MHSG의 출력과 상기 서브 48V MHSG의 출력으로 회전되도록 상기 메인 벨트와 상기 서브 벨트가 함께 연결된 이중 동심형 종동 풀리를 포함한 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 메인 48V MHSG와 상기 서브 48V MHSG는 상기 이중 동심형 종동 풀리의 좌우로 각각 배열된다.
바람직한 실시예로서, 상기 메인 48V MHSG와 상기 서브 48V MHSG의 각각에는 상기 메인 벨트와 상기 서브 벨트를 각각 걸어주는 구동 풀리가 구비된다. 상기 이중 동심형 종동 풀리는 상기 메인 벨트를 걸어주는 메인 종동 풀리와 상기 서브 벨트를 걸어주는 서브 종동 풀리로 구분되고, 상기 메인 종동 풀리의 한쪽 측면에서 돌출된 상기 서브 종동 풀리는 서로 직경 차이를 갖고 중공의 축홀을 공통요소로 하여 일체화된다.
바람직한 실시예로서, 상기 메인 48V MHSG와 상기 서브 48V MHSG는 LDC(Low Voltage DC/DC Converter)타입의 인컨버터와 충방전이 이루어지는 48V 배터리가 일체화된 배터리 통합팩에 48V 파워 케이블로 연결된다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마일드 하이브리드 차량은 메인 48V MHSG, 메인 48V MHSG와 동일 사양으로 이루어진 서브 48V MHSG, 메인 48V MHSG와 서브 48V MHSG의 각 출력을 메인 벨트와 서브 벨트로 함께 전달받아 회전하는 이중 동심형 종동 풀리, LDC(Low Voltage DC/DC Converter)타입 컨버터에 연결되어 충방전되는 48V 배터리로 이루어진 배터리 통합팩, 상기 메인 48V MHSG와 상기 서브 48V MHSG를 상기 배터리 통합팩에 연결하는 48V 파워 케이블로 구성된 확장형 MHSG 시스템; 상기 확장형 MHSG 시스템과 연계된 상용 엔진; 상기 배터리 통합팩에 12V 파워 케이블로 연결되어 상기 48V 배터리의 충전 에너지를 차량의 전기부하로 공급하는 12V 배터리; 상기 메인 벨트로 함께 묶여진 컴프레서 풀리를 구비한 컴프레서; 제어기로 동작하는 엔진 ECU(Electronic Control Unit) 또는 배터리제어기(Battery Management System)가 포함된 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 메인 48V MHSG와 상기 서브 48V MHSG은 상기 상용 엔진(110)의 크랭크 샤프트를 중앙위치로 하여 상기 상용 엔진의 실런더 블록의 좌우측면에서 상기 실런더 블록에 직접 결합되거나 마운팅 브래킷을 매개로 상기 실런더 블록에 결합된다.
이러한 본 발명은 소배기량 엔진용 48V MHSG 시스템의 성능을 높임으로써 대형 엔진이 적용된 상용차량인 트럭이나 버스가 마일드 하이브리드 상용 차량으로 용이하게 개발될 수 있다.
또한 본 발명은 2개의 소배기량 엔진용 48V MHSG 시스템이 이중벨트에 의한 일체화로 고성능화 되어 대형 엔진용 48V MHSG 시스템으로 개발됨으로써 기존 48V MHSG 시스템 사용성을 크게 높일 수 있다.
또한 본 발명은 소배기량 엔진용 48V MHSG 시스템을 이용하여 상용차량인 트럭이나 버스를 신속하게 마일드 하이브리드 상용 차량으로 개발함으로써 강화된 환경요구에 신속하게 대처할 수 있고, 특히 향후 48V 시스템 보편화에 따른 시장 우위를 선정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 확장형 MHSG 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 마일드 하이브리드 상용차량에 적용된 확장형 MHSG 시스템의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 확장형 MHSG 시스템을 이용한 마일드 하이브리드 상용차량의 주행상태이고, 도 4는 본 발명에 따른 확장형 MHSG 시스템의 충전 동작 상태이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 확장형 MHSG 시스템(Mild Hybrid Starter & Generator System)(1)은 2개의 MHSG(10-1,10-2), 2개의 벨트(20-1,20-2), 1개의 이중 동심형 종동 풀리(30)로 구성된 MHSG 유닛, 배터리 통합팩(40)과 48V 파워 케이블(50)로 구성된 파워 유닛, 제어기로 동작하는 컨트롤러(60)를 포함한다.
구체적으로 상기 MHSG 유닛의 구성은 하기와 같다.
상기 MHSG(10-1,10-2)은 출력이 나오는 구동 풀리(11)를 각각 갖춘 메인 48V MHSG(10-1)와 서브 48V MHSG(10-2)로 구분되고, 상기 메인 48V MHSG(10-1)와 상기 서브 48V MHSG(10-2)의 사양과 출력은 동일하다. 그러므로 상기 메인 48V MHSG(10-1)와 상기 서브 48V MHSG(10-2)의 각각은 소배기량 엔진용 MHSG를 적용하고, 소배기량 엔진용 MHSG가 2개 사용됨으로써 하나의 소배기량 엔진용 MHSG을 메인 48V MHSG(10-1)로 다른 하나의 소배기량 엔진용 MHSG을 서브 48V MHSG(10-2)로 명명하여 구분된다.
상기 2개의 벨트(20-1,20-2)는 각각 폐쇄형 구조를 이루는 고무 재질이나 우레탄 재질 벨트로서, 메인 벨트(20-1)와 서브 벨트(20-2)로 구분된다. 상기 메인 벨트(20-1)는 메인 48V MHSG(10-1)의 구동 풀리(11)에 사용되고, 상기 서브 벨트(20-2)는 서브 48V MHSG(10-2)의 구동 풀리(11)에 사용된다.
상기 1개의 이중 동심형 종동 풀리(30)는 중공의 축홀을 공통요소로 하고 서로 직경 차이를 갖는 메인 종동 풀리(30-1)와 서브 종동 풀리(30-2)로 구성되며, 상기 서브 종동 풀리(30-2)는 상기 메인 종동 풀리(30-1)의 한쪽 측면에서 돌출된 상태로 서로 일체화된다. 상기 메인 종동 풀리(30-1)는 메인 48V MHSG(10-1)와 연계되고, 상기 서브 종동 풀리(30-2)는 서브 48V MHSG(10-2)와 연계된다.
구체적으로 상기 MHSG 유닛의 레이아웃은 하기와 같다.
메인 48V MHSG(10-1)와 서브 48V MHSG(10-2)를 이중 동심형 종동 풀리(30)의 좌,우로 배열하고, 메인 벨트(20-1)로 메인 48V MHSG(10-1)의 구동 풀리(11)와 메인 종동 풀리(30-1)를 연결하며, 서브 벨트(20-2)로 서브 48V MHSG(10-2)의 구동 풀리(11)와 서브 종동 풀리(30-2)를 연결한다. 그러므로 메인 종동 풀리(30-1)의 회전과 서브 종동 풀리(30-2)의 회전은 이중 동심형 종동 풀리(30)의 회전으로 전환 된다.
구체적으로 상기 파워 유닛의 구성은 하기와 같다.
상기 배터리 통합팩(40)은 하나의 유닛으로 통합된 컨버터(40-1)와 48V 배터리(40-2)로 구성되고, 상기 컨버터(40-1)는 LDC(Low Voltage DC/DC Converter)이며, 상기 48V 배터리(40-2)는 SOC(State of Charge)에 맞춰 충방전된다. 상기 48V 파워 케이블(50)은 컨버터(40-1)와 48V 배터리(40-2)를 메인 48V MHSG(10-1)와 서브 48V MHSG(10-2)의 각각에 연결하여 준다.
구체적으로 상기 컨트롤러(60)는 중앙처리장치(CPU)와 메모리(RAM,ROM)로 구성되어 메인 48V MHSG(10-1)와 서브 48V MHSG(10-2) 및 배터리 통합팩(40)을 각각 제어한다. 특히, 상기 컨트롤러(60)는 메인 48V MHSG(10-1)의 출력과 서브 48V MHSG(10-2)의 출력을 개별적으로 제어하고, 메인 48V MHSG(10-1)의 출력과 서브 48V MHSG(10-2)의 출력을 타이밍 제어하여 이중 동심형 종동 풀리(302)의 회전을 원활하게 제어하며, 배터리 통합팩(40)의 충방전 제어를 수행한다. 이러한 제어는 1개의 소배기량 엔진용 MHSG 제어를 위한 MHSG 제어 로직 대비 확장형 MHSG 제어로직으로 구체화된다.
한편 도 2를 참조하면, 확장형 MHSG 시스템(1)을 적용한 마일드 하이브리드 상용차량(100)의 예를 알 수 있다. 이 경우 마일드 하이브리드 상용차량(100)은 트럭이나 버스이다.
도시된 바와 같이, 상기 마일드 하이브리드 상용차량(100)은 확장형 MHSG 시스템(1), 확장형 MHSG 시스템(1)과 연계된 상용 엔진(110), 차량전장부하를 담당하는 12V 배터리(120), 아이들러(140)와 연계된 보기류 벨트(20-3)로 묶여진 컴프레서 풀리(130-1)에 의해 상용 엔진(110)의 동력으로 동작되는 컴프레서(130), 제어기로 동작하는 상위제어기(150)를 포함한다.
구체적으로 상기 상용 엔진(110)은 고 배기량의 대형엔진으로 트럭이나 버스용 엔진을 포함한다. 상기 보기류 벨트(20-3)는 상용 엔진(110)에 포함된 보기류 풀리를 묶어줌으로써 상용 엔진(110)의 동력을 전당한다. 상기 컴프레서(130)는 에어컨 냉매용 컴프레서나 공기 압축용 컴프레서이다. 상기 상위제어기(150)는 엔진 ECU(Electronic Control Unit)(150-1)와 배터리제어기(Battery Management System)(150-2)를 포함한다. 상기 엔진 ECU는 확장형 MHSG 시스템(1)과 상용 엔진(110) 및 컴프레서(130)의 동작을 제어하고, 상기 배터리제어기(150-2)는 12V 배터리(120)의 충방전을 SOC(State of Charge)에 맞춰 제어한다.
구체적으로 상기 확장형 MHSG 시스템(1)은 2개의 MHSG(10-1,10-2), 메인 벨트(20-1)와 서브 벨트(20-2)로 구성된 2개의 벨트(20-1,20-2), 메인 종동 풀리(30-1)와 서브 종동 풀리(30-2)로 구성된 1개의 이중 동심형 종동 풀리(30), 컨버터(40-1)와 48V 배터리(40-2)로 구성된 배터리 통합팩(40)과 48V 파워 케이블(50)로 구성됨으로써 도 1을 통해 기술된 확장형 MHSG 시스템(1)과 동일하다. 다만, 상기 확장형 MHSG 시스템(1)은 도 1을 통해 기술된 컨트롤러(60)를 포함하지 않는 차이가 있다. 이는 상기 상위제어기(150) 또는 상기 엔진 ECU(150-1)또는 배터리제어기(150-2)가 컨트롤러(60)의 기능을 대체함에 기인한다. 또한, 상기 확장형 MHSG 시스템(1)은 배터리 통합팩(40)에 12V 파워 케이블(120-1)로 12V 배터리(120)가 연결되고, 컨버터(40-1)의 제어로 48V 배터리(40-2)의 충전 에너지로 12V 배터리(120)가 차량의 전기부하를 제공하는 차이가 있다.
구체적으로 상기 상용 엔진(110)의 레이아웃은 하기와 같다.
이중 동심형 종동 풀리(30)가 상용 엔진(110)의 피스톤 왕복운동으로 회전되는 크랭크 샤프트에 결합되고, 메인 48V MHSG(10-1)와 서브 48V MHSG(10-2)의 각각이 상용 엔진(110)의 좌우에 결합되며, 메인 벨트(20-1)가 메인 48V MHSG(10-1)의 구동 풀리(11)와 메인 종동 풀리(30-1) 및 컴프레서 풀리(130-1)를 함께 묶어주고, 서브 벨트(20-2)가 서브 48V MHSG(10-2)의 구동 풀리(11)와 서브 종동 풀리(30-2)를 함께 묶어준다. 이 경우 상기 메인 48V MHSG(10-1)와 상기 서브 48V MHSG(10-2)의 각각은 상용 엔진(110)의 실린더 블록의 측면에 직접 볼트와 마운팅 댐퍼를 매개로 결합되거나 또는 마운팅 브래킷(110-1)을 매개로 결합될 수 있다.
그러므로 메인 48V MHSG(10-1)와 서브 48V MHSG(10-2)의 각각에서 나온 출력은 이중 동심형 종동 풀리(30)의 회전으로 전환되고, 상기 이중 동심형 종동 풀리(30)의 회전은 크랭크 샤프트를 통해 상용 엔진(110)으로 전달된다. 그 결과 마일드 하이브리드 상용차량(100)은 확장형 MHSG 시스템(1)에 의한 에너지 회생과 토크 어시스트 기능으로 연비 개선이 이루어진다.
한편 도 3 및 도 4는 확장형 MHSG 시스템(1)이 적용된 마일드 하이브리드 상용 차량(100)의 운용을 예시한다.
도 3의 확장형 MHSG 시스템(1)의 주행 제어를 참조하면, 마일드 하이브리드 상용 차량(100)은 상위제어기(150)(엔진 ECU(150-1) 또는 배터리제어기(150-2))에 의한 확장형 MHSG 시스템(1)의 제어가 구현됨으로써 상용 엔진(110)의 엔진시동과 엔진토크보조로 구분된 크랭킹 및 토크 제어 모드에서 엔진 구동 제어가 가능함으로써 모터 보조만큼 연료 분사량이 저감되고, 8~10Kw의 대용량 에너지 회생이 이루어지는 회생제동과 연료 컷(fuel cut)이 연장되는 관성주행 및 아이들 구간에서 시동정지가 이루어지는 아이들 스탑(IDLE STOP) 등으로 주행상태에 따른 MHSG 모드가 구현된다.
도 4의 48V 배터리(40-2)의 충방전 동작을 참조하면, 도 3의 48V 배터리(40-2)에 의한 12V 배터리(120)의 충전이 이루어지는 발전 모드에서 컨버터(40-1)가 48V 배터리(40-2)와 12V 배터리(120)를 연계한 차량전기부하 제어가 구현된다. 그러므로 마일드 하이브리드 상용차량(100)은 확장형 MHSG 시스템(1)의 48V 배터리(40-2)의 배터리 저장에너지로 전장부하를 대응함과 더불어 알터네이터 비발전 엔진부하 저감도 동시에 구현될 수 있다.
그 결과 확장형 MHSG 시스템(1)을 적용한 마일드 하이브리드 상용 차량(100)은 주행 상태에 따라 최적 제어됨으로써 연비 저감 효과를 극대화 한다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 확장형 MHSG 시스템은 메인 48V MHSG(10-1), 메인 48V MHSG(10-1)와 동일 사양으로 이루어진 서브 48V MHSG(10-2), 메인 48V MHSG(10-1)와 서브 48V MHSG(10-2)의 각 출력을 메인 벨트(20-1)와 서브 벨트(20-2)로 함께 전달받아 회전하는 이중 동심형 종동 풀리(30)를 포함함으로써 소배기량 엔진용 48V MHSG 시스템을 2개로 고성능으로 대형 엔진의 고배기량과 고마력 및 고토크에 적합한 마일드 하이브리드 상용 차량(100)에 적용된다.
1 : 확장형 MHSG 시스템(Mild Hybrid Starter & Generator System)
10-1 : 메인 48V MHSG 10-2 : 서브 48V MHSG
11 : 구동 풀리
20-1 : 메인 벨트 20-2 : 서브 벨트
20-3 : 보기류 벨트 30 : 이중 동심형 종동 풀리
30-1 : 메인 종동 풀리 30-2 : 서브 종동 풀리
40 : 배터리 통합팩 40-1 : 컨버터
40-2 : 48V 배터리
50 : 48V 파워 케이블
60 : 컨트롤러
100 : 마일드 하이브리드 상용 차량
110 : 상용 엔진 110-1 : 마운팅 브래킷
120 : 12V 배터리 120-1 : 12V 파워 케이블
130 : 컴프레서 130-1 : 컴프레서 풀리
140 : 아이들러 150 : 상위제어기
150-1 : 엔진 ECU(Electronic Control Unit)
150-2 : 배터리제어기(Battery Management System)

Claims (18)

  1. 메인 벨트로 출력을 전달하는 메인 48V MHSG,
    상기 메인 48V MHSG와 동일 사양으로 이루어지고, 서브 벨트로 출력을 전달하는 서브 48V MHSG,
    상기 메인 48V MHSG의 출력과 상기 서브 48V MHSG의 출력으로 회전되도록 상기 메인 벨트와 상기 서브 벨트가 함께 연결된 이중 동심형 종동 풀리
    를 포함한 것을 특징으로 하는 확장형 MHSG 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 메인 48V MHSG와 상기 서브 48V MHSG는 상기 이중 동심형 종동 풀리의 좌우로 각각 배열된 것을 특징으로 하는 확장형 MHSG 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 메인 48V MHSG와 상기 서브 48V MHSG의 각각에는 상기 메인 벨트와 상기 서브 벨트를 각각 걸어주는 구동 풀리가 구비된 것을 특징으로 하는 확장형 MHSG 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 이중 동심형 종동 풀리는 상기 메인 벨트를 걸어주는 메인 종동 풀리와 상기 서브 벨트를 걸어주는 서브 종동 풀리로 구분되고, 상기 메인 종동 풀리와 상기 서브 종동 풀리는 중공의 축홀을 공통요소로 하여 일체화된 것을 특징으로 하는 확장형 MHSG 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 메인 종동 풀리와 상기 서브 종동 풀리는 서로 직경 차이를 갖는 것을 특징으로 하는 확장형 MHSG 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 서브 종동 풀리는 상기 메인 종동 풀리의 한쪽 측면에서 돌출된 것을 특징으로 하는 확장형 MHSG 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 메인 48V MHSG와 상기 서브 48V MHSG는 48V 파워 케이블로 배터리 통합팩에 연결된 것을 특징으로 하는 확장형 MHSG 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 배터리 통합팩은 컨버터, 상기 컨버터에 연결되어 충방전되는 48V 배터리로 구성된 것을 특징으로 하는 확장형 MHSG 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 컨버터는 LDC(Low Voltage DC/DC Converter)인 것을 특징으로 하는 확장형 MHSG 시스템.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 의한 확장형 MHSG 시스템;
    상기 확장형 MHSG 시스템과 연계된 상용 엔진;
    이 포함된 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 상용 엔진에는 상기 확장형 MHSG 시스템의 컨버터를 통해 48V 배터리의 충전 에너지로 차량의 전기부하를 공급하는 12V 배터리가 더 포함된 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 상용 엔진에는 상기 확장형 MHSG 시스템의 메인 48V MHSG과 메인 벨트로 함께 묶여진 컴프레서가 더 포함된 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량.

  13. 청구항 10에 있어서, 상기 상용 엔진에는 상기 확장형 MHSG 시스템을 상기 상용 엔진과 함께 제어하는 상위제어기가 더 포함된 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 상위제어기는 엔진 ECU(Electronic Control Unit)인 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량.
  15. 청구항 10에 있어서, 상기 확장형 MHSG 시스템의 메인 48V MHSG와 서브 48V MHSG은 상기 상용 엔진의 크랭크 샤프트를 중앙위치로 하여 좌우로 배열되는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 메인 48V MHSG와 상기 서브 48V MHSG의 각각은 상기 상용 엔진의 실런더 블록의 좌우측면으로 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량.

  17. 청구항 15에 있어서, 상기 메인 48V MHSG와 상기 서브 48V MHSG의 각각은 마운팅 브래킷을 매개로 상기 상용 엔진의 실런더 블록의 좌우측면으로 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량.
  18. 청구항 10에 있어서, 상기 상용 엔진은 트럭 또는 버스의 동력원인 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량.
KR1020160119900A 2016-09-20 2016-09-20 확장형 mhsg 시스템 및 마일드 하이브리드 차량 KR20180031365A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160119900A KR20180031365A (ko) 2016-09-20 2016-09-20 확장형 mhsg 시스템 및 마일드 하이브리드 차량

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160119900A KR20180031365A (ko) 2016-09-20 2016-09-20 확장형 mhsg 시스템 및 마일드 하이브리드 차량

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180031365A true KR20180031365A (ko) 2018-03-28

Family

ID=61901805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160119900A KR20180031365A (ko) 2016-09-20 2016-09-20 확장형 mhsg 시스템 및 마일드 하이브리드 차량

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180031365A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110509758A (zh) * 2019-07-18 2019-11-29 东风商用车有限公司 一种中重卡48v系统应用结构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110509758A (zh) * 2019-07-18 2019-11-29 东风商用车有限公司 一种中重卡48v系统应用结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10300831B2 (en) Hybrid reefer systems
US7400059B2 (en) Electrical system architecture
US11084373B2 (en) Transmission mounted electrical charging system and dual driveline load coupling
US7389837B2 (en) Electric power control system for a hybrid vehicle
US8596391B2 (en) Method of converting vehicle into hybrid vehicle
EP2076664B1 (en) Auxiliary power system for a motor vehicle
US7665557B2 (en) Hybrid electric powertrain with anti-idle function
US20110083919A1 (en) Hybrid drive system with reduced power requirement for vehicle
US8657046B2 (en) Engine system
CN101346251A (zh) 混合动力车辆
CA2532410A1 (en) Vehicle charging, monitoring and control systems for electric and hybrid electric vehicles
US20110083918A1 (en) Hybrid drive system for vehicle having engine as prime mover
CN101332776A (zh) 混合动力车辆
Perreault et al. Automotive applications of power electronics
CN102874122B (zh) 一种增程式电动车发动机启停控制方法
KR20180031365A (ko) 확장형 mhsg 시스템 및 마일드 하이브리드 차량
CN207579601U (zh) 带有可装拆式增程装置的车辆
Miller xEV market trend and prospect
CN104842809A (zh) 一种适用于电动汽车的车顶行李箱式增程装置
CN102381207A (zh) 一种增程式电动汽车的动力系统及装配其的电动汽车
KR20170012794A (ko) 직류 링크 커패시터의 초기 충전을 위한 컨버터 제어 시스템
CN1439545A (zh) 一种双发动机的混联式混合动力汽车
CN202071690U (zh) 一种车辆动力系统
Cook The road to electrification for specialty vehicles
JP2003293782A (ja) 電動機付ターボチャージャ装備車両用電源装置

Legal Events

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