KR20180047177A - Calculation method for current consumed rate per hour of drive apparatus using an electric dynamometer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 배터리 팩 선정을 위한 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 전류소모량 추정 모델에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 디자인 단계에서 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 디자인 스펙(Spec)에 의해 계산되는 팩터들을 이용하여 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 디자인 스펙(Spec)에 적합한 배터리 팩을 선정할 수 있도록 하는 모델에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a current consumption estimation model of a drive apparatus using an electric power generator for selecting a battery pack of a drive apparatus using an electric power generator, The present invention relates to a model capable of selecting a battery pack suitable for a design specification of a driving apparatus using the electric power generator by using factors calculated by a design specification of the apparatus.
종래에는 전기 동력기를 이용하는 구동장치를 제작하는 경우에 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치에 사용되는 배터리 팩을 선정하는데 있어서, 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치에 사용되는 모터의 출력만을 토대로 상기 모터의 소모전류를 계산하여 요구주행거리를 충족시키는 용량의 배터리 팩을 선정했다. The present invention relates to a method for selecting a battery pack to be used in a drive apparatus using an electric power generator in a case where a drive apparatus using an electric power generator is manufactured by using only the output of the motor used in the drive apparatus using the electric power generator, To select the battery pack that meets the required mileage.
그러나, 종래의 방법으로는 동일한 모터를 사용하는 다른 스펙(Spec)의 전기 동력기를 이용하는 구동장치에서도 동일한 배터리 팩을 선정하게 되는 문제와 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치에 상기 배터리 팩이 적용 후 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 소모전류의 변화로 인하여 배터리 팩의 선정을 다시 해야 하는 문제가 있어왔다.However, in the conventional method, the same battery pack is selected even in a driving apparatus using an electric power generator of different specifications using the same motor, and a problem that the electric power is supplied to the driving apparatus using the electric power amplifier, There has been a problem that the battery pack must be selected again due to a change in consumed current of a drive device using a power unit.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전기 동력기를 이용하는 구동장치 제작단계에서 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 스펙(Spec)에 따른 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치에 적용되는 배터리 팩을 선정하는데 있어서 배터리 셀의 종류 및 배터리 셀의 수량을 정확하게 예측하기 위하여 실제 요구되는 전류소모율을 정확하게 계산하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to at least partially solve the problems in the conventional arts. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a driving apparatus using an electric dynamo, The present invention provides a method of correctly calculating a current consumption rate that is actually required to accurately predict the type of battery cell and the quantity of battery cells.
전기 동력기를 이용하는 구동장치의 시간당 전류소모율(Ah Rating)을 계산하는 방법에 있어서,A method for calculating a current consumption rate (Ah Rating) of a driving apparatus using an electric power generator,
상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 무게(w), 최고속도(V), 요구주행거리(S), 바퀴와 바닥면과의 구름마찰계수(ur), 공기밀도(ρ), 중력가속도(g), 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치에 사용되는 전압(v), 공기저항계수(Cd), 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 주행방향에 수직인 단면적(A), 방전깊이(DOD, Depth of Discharge), 온도에 따른 배터리 성능 편차인(T-factor), 디자인 마진(M)의 설정값을 입력하는 설정값입력단계(S100), 상기 설정값을 바탕으로 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 시간당 전류소모율(Ah Rating)을 계산하는 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산단계(S200)를 포함하며, 상기 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산단계는, 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 바퀴와 바닥면의 구름마찰력을 계산하는 구름마찰력(F(roll)) 계산단계(S210), 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치 주행시 공기저항력을 계산하는 공기항력(F(air)) 계산단계(S220), 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 일정속도를 유지하기 위해 요구되는 파워를 계산하는 유지파워(P) 계산단계(S230), 상기 유지파워(P) 계산단계(S230)에서 계산된 유지파워를 바탕으로 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 유지파워(P)를 생성하기 위해 요구되는 소모전류(IDC)를 계산하는 소모전류(IDC) 계산단계(S240), 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 상기 요구주행거리(S)를 최고속도(V)로 주행할 때 소요되는 시간(Tr)을 계산하고, 상기 소요되는 시간(Tr)에 소정의 마진을 더한 K-팩터(K-factor)계산단계(S250) 및 설정값입력단계(S100)에서 입력되는 상기 방전깊이(DOD, Depth of Discharge)를 바탕으로 방전깊이팩터(D-factor)를 계산하는 방전깊이팩터(D-factor)계산단계(S260)포함하여 구성될 수 있다.(W), the maximum speed (V), the required travel distance (S), the rolling friction coefficient (ur) between the wheel and the floor surface, the air density (rho), the gravitational acceleration (g) (A), a depth of discharge (DOD), and the like, which are perpendicular to the running direction of the drive unit using the electric power generator, and a voltage (V) used in the drive unit using the electric power unit. A setting value input step (S100) for inputting a set value of a battery performance deviation (T-factor) and a design margin (M) according to a temperature, a current consumption rate per unit time of the driving apparatus using the electric power generator (Ah Rating) calculating step (Ah Rating) for calculating Ah rating, wherein the Ah rating calculation step includes calculating Ah rating based on the rolling friction of the wheel and the floor of the driving device using the electric power generator (F (roll) ) calculating step S210 for calculating the rolling friction F Calculating an air drag (F (air) ) calculation step (S220) for calculating an air resistance force when the electric power generator is used, calculating a power required to maintain a constant speed of the drive device using the electric power generator P required for generating the holding power P of the driving apparatus using the electric power generator based on the holding power calculated in the holding power P calculating step S230 DC ) calculation step S240 of calculating a consumed current I DC and a time T r required when the driving apparatus using the electric power unit travels the required traveling distance S at the maximum speed V A K-factor calculation step S250 of adding a predetermined margin to the required time T r and a discharge depth DOD inputted in a set value input step S100, ) To calculate the discharge depth factor (D-factor) Depth factor (D-factor) calculation step (S260) may be configured to include.
상기 시간당 전류소모율(Ah Rating)은, 하기 수학식 1에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산 방법Wherein said current consumption rate (Ah Rating) per hour is calculated by the following equation (1): " (Ah Rating) "
(수학식 1) Ah Rating = IDC x K-factor x D-factor x T-factor x M(1) Ah Rating = I DC x K-factor x D-factor x T-factor x M
여기서, IDC는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 유지파워(P)를 생성하기 위해 필요한 소모전류, K-factor는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 상기 요구주행거리(S)를 최고속도(V)로 주행할 때 소요되는 시간(Tr)에 소정의 시간 마진을 더한 값, D-factor는 기 설정된 방전깊이(DOD, Depth of Discharge)에 의해 계산되는 방전깊이팩터(D-factor), T-factor는 온도에 따른 배터리 팩의 성능 편차, M은 디자인 마진이다.Here, I DC is the consumed current required to generate the holding power P of the driving apparatus using the electric power amplifier, K-factor is the driving speed of the driving apparatus using the electric power, when the running sum to a predetermined time margin in time (T r) takes the value, D-factor is a predetermined depth of discharge (DOD, depth of discharge) discharges depth factor (D-factor), which is calculated by, T- factor is the performance deviation of the battery pack depending on the temperature, and M is the design margin.
상기 구름마찰력(F(roll))은, 하기의 수학식 2에 의해 계산될 수 있다.The rolling frictional force F (roll) can be calculated by the following equation (2).
(수학식 2) F(roll) = ur x w x g(2) F (roll) = ur xwxg
여기서, ur은 바퀴와 바닥면과의 구름마찰계수, w는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 무게, g는 중력가속도 이다. Here, ur is the rolling friction coefficient between the wheel and the floor, w is the weight of the driving device using the electric power generator, and g is the gravitational acceleration.
상기 공기항력(F(air))은, 하기의 수학식 3에 의해 계산될 수 있다.The air drag F (air) can be calculated by the following equation (3).
(수학식 3) F(air) = 1/2 x Cd x A x ρ x V2 (3) F (air) = 1/2 x Cd x A x? X V 2
여기서, Cd는 상기 전기동력기를 이용하는 구동장치 주행방향에 대한 공기저항계수, A는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 주행방향에 수직인 단면적, ρ는 공기밀도, V는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 최고속도를 나타낸다. Where Cd is the air resistance coefficient for the running direction of the drive unit using the electric power unit, A is the cross sectional area perpendicular to the running direction of the drive unit using the electric power unit, p is the air density, V is the drive unit using the electric power unit Lt; / RTI >
상기 유지파워(P)는, 하기의 수학식 4에 의해 계산될 수 있다.The holding power P can be calculated by the following equation (4).
(수학식 4) P = ( F(roll) + F(air) ) x V(4) P = (F (roll) + F (air) ) x V
여기서, F(roll) 은 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 바퀴와 바닥면의 구름마찰력, F(air)은 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치 주행시 공기저항력, V는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 최고속도 이다. F (roll) is the rolling friction between the wheels and the bottom surface of the drive unit using the electric power unit, F (air) is the air resistance force when the drive unit is driven using the electric power unit, V is the maximum value of the drive unit using the electric power unit Speed.
상기 소모전류(IDC)는, 하기의 수학식 5 에 의해 계산될 수 있다.The consumed current IDC can be calculated by the following equation (5).
(수학식 5) IDC = P / v(5) IDC = P / v
여기서, P는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 일정속도를 유지하기 위해 요구되는 파워, v는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치에 사용되는 전압이다. Here, P is the power required for the driving apparatus using the electric power unit to maintain a constant speed, and v is the voltage used in the driving apparatus using the electric power unit.
상기 K-팩터(K-factor)는, 하기의 수학식 6에 의해 계산될 수 있다.The K-factor can be calculated by the following equation (6).
(수학식 6) K-factor = S / V + a(6) K-factor = S / V + a
여기서, S는 요구주행거리, V는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 최고속도, a는 시간마진이다. Where S is the required travel distance, V is the maximum speed of the drive using the electric power unit, and a is the time margin.
상기 방전깊이팩터(D-factor)는, 하기의 수학식 7에 의해 계산될 수 있다.The discharge depth factor (D-factor) can be calculated by the following equation (7).
(수학식 7) D-factor = 1 / DOD(Equation 7) D-factor = 1 / DOD
여기서, DOD는 방전깊이를 나타낸다.Here, DOD represents the discharge depth.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 스펙(Spec)에 따른 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치에 적용되는 배터리 팩을 선정하는데 있어서 실제 요구되는 전류소모율을 정확하게 계산하여 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치에 적용되는 배터리 팩에서 배터리 셀의 종류 및 배터리 셀의 수량을 정확하게 예측하는 효과를 얻을 수 있다.According to an aspect of the present invention, a current consumption rate actually required in accurately selecting a battery pack applied to a drive apparatus using the electric power generator according to a specification of a drive apparatus using an electric power generator is accurately calculated, It is possible to obtain an effect of accurately predicting the type of the battery cell and the quantity of the battery cell in the battery pack applied to the driving apparatus to be used.
도 1은 본 발명에 따른 전기 동력기를 이용하는 구동장치 배터리 팩의 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산 방법의 플로우 도이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로써 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.1 is a flowchart of a method of calculating a current consumption rate (Ah Rating) of a drive battery pack using an electric power generator according to the present invention.
* The accompanying drawings illustrate examples of the present invention in order to facilitate understanding of the technical idea of the present invention, and thus the scope of the present invention is not limited thereto.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
도 1은 본 발명에 의한 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 전류소모율을 계산 하는 방법에 대한 대략적인 플로우를 도시한 것이다.FIG. 1 shows a schematic flow of a method for calculating a current consumption rate of a driving apparatus using an electric power generator according to the present invention.
도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 전류소모율 계산 방법을 설명하면, 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 무게(w), 최고속도(V), 요구주행거리(S), 바퀴와 바닥면과의 구름마찰계수(ur), 공기밀도(ρ), 중력가속도(g), 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치에 사용되는 전압(v), 공기저항계수(Cd), 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 주행방향에 수직인 단면적(A), 방전깊이(DOD, Depth of Discharge), 온도에 따른 배터리 성능 편차(T-factor), 디자인 마진(M)의 설정값을 입력하는 설정입력단계(S100); 및 상기 설정값을 바탕으로 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 시간당 전류소모율(Ah Rating)을 계산하는 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산단계(S200)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a current consumption rate calculation method of a driving apparatus using an electric power generator according to an embodiment of the present invention will be described. The weight w, the maximum speed V, (V) used in the driving apparatus using the electric power generator, the air resistance coefficient (Cd), the air drag coefficient (r), the gravitational acceleration (g) Sectional area A perpendicular to the traveling direction of the driving device using the electric power generator, a depth of discharge (DOD), a battery performance deviation (T-factor) depending on temperature, and a design margin (M) A setting input step (S100) for inputting; And calculating a current consumption rate (Ah Rating) per hour (Ah Rating) of the driving apparatus using the electric power generator based on the set value (S200).
상기 설정입력단계(S100)은 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 무게(w), 최고속도(V), 요구주행거리(S)와 일반적인 환경 즉, 바퀴와 바닥면과의 구름마찰계수(ur), 공기밀도(ρ), 중력가속도(g), 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치에 사용되는 전압(v), 상기 전기동력기를 이용하는 구동장치 주행방향에 대한 공기저항계수(Cd), 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 주행방향에 수직인 단면적(A), 방전깊이(DOD, Depth of Discharge), 온도에 따른 배터리 성능 편차(T-factor), 디자인 마진(M) 등을 입력하게 된다.The setting input step S100 is a step of inputting the rolling friction coefficient ur of the driving apparatus using the electric power unit, the maximum speed V, the required driving distance S and the general environment, that is, , An air density (rho), a gravitational acceleration (g), a voltage (v) used in a drive apparatus using the electric power unit, an air resistance coefficient (Cd) in a drive unit running direction using the electric power unit, (A), a discharge depth (DOD), a battery performance deviation (T-factor) according to temperature, a design margin (M), and the like, which are perpendicular to the running direction of the driving apparatus to be used.
상기 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산단계(S200)는, S100 단계에서 입력된 설정을 바탕으로 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 시간당 전류소모율(Ah Rating)을 하기의 수학식 1에 의해 계산하게 된다. In step S200 of calculating the current consumption rate (Ah Rating), the current consumption rate (Ah Rating) per hour of the driving apparatus using the electric power generator based on the setting inputted in step S100 is calculated by the following equation (1) .
(수학식 1) Ah Rating = IDC x K-factor x D-factor x T-factor x M(1) Ah Rating = I DC x K-factor x D-factor x T-factor x M
여기서, IDC는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 유지파워(P)를 생성하기 위해 필요한 소모전류이고, K-factor는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 상기 요구주행거리(S)를 최고속도(V)로 주행할 때 소요되는 시간(Tr)에 소정의 시간 마진을 더한 값, D-factor는 기 설정된 방전깊이(DOD, Depth of Discharge)에 의해 계산되는 방전깊이팩터, T-factor는 온도에 따른 배터리 팩의 성능 편차, M은 디자인 마진이다.Here, I DC is the consumed current required to generate the holding power P of the driving apparatus using the electric power generator, and K-factor indicates that the driving apparatus using the electric power generator sets the required driving distance S as the maximum speed V ) in the discharge depth factor, T-factor is the temperature calculated by the time (T r), the discharge depth (DOD, depth of discharge) predetermined plus a predetermined time margin value, D-factor is the required time to travel to the , And M is a design margin.
또한, 상기 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산단계(S200)는, 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 바퀴와 바닥면의 구름마찰력을 계산하는 구름마찰력(F(roll)) 계산단계(S210), 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치 주행시 공기저항력을 계산하는 공기항력(F(air)) 계산단계(S220), 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 일정속도를 유지하기 위해 요구되는 파워를 계산하는 유지파워(P) 계산단계(S230), 상기 유지파워 계산단계(S230)에서 계산된 파워를 바탕으로 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 파워유지(P)를 위한 소모전류(IDC)를 계산하는 소모전류(IDC) 계산단계(S240), 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 상기 요구주행거리(S)를 최고속도(V)로 주행할 때 소요되는 시간(Tr)을 계산하고, 상기 소요되는 시간(Tr)에 소정의 마진을 더한 K-팩터(K-factor) 계산단계(S250) 및 상기 방전깊이(DOD, Depth of Discharge)를 바탕으로 방전깊이팩터 (D-factor)를 계산하는 방전깊이팩터(D-factor) 계산단계(S260)를 포함하여 구성된다.The calculation step S200 of calculating the current consumption rate per hour (Ah Rating) includes calculating a rolling friction (F (roll) ) S210 for calculating the rolling friction between the wheels and the bottom surface of the driving device using the electric power generator, Calculating an air drag (F (air) ) calculation step S220 for calculating the air resistance during driving of the driving device using the electric power generator, calculating a holding power P (P) for calculating the power required for the driving device using the electric power ) Calculating the consumed current I DC for power maintenance P of the drive apparatus using the electric power generator based on the power calculated in the maintenance power calculation step S230 DC ) calculating step S240 and calculates a time T r required when the driving apparatus using the electric power unit travels the required traveling distance S at the maximum speed V, 0.0 > r ) < / RTI > plus a predetermined margin, A D-factor calculation step (S260) of calculating a discharge depth factor (D-factor) based on a K-factor calculation step (S250) and the discharge depth (DOD) .
상기 구름마찰력(F(roll))은, 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치와 바닥면 사이의 구름 마찰력을 계산하는 것으로서, 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 무게에 의해 변화되는 힘을 나타내는 것으로 하기 (수학식 2)에 의해 구할 수 있다.The rolling frictional force F (roll) is calculated by calculating the rolling friction between the driving device using the electric power unit and the bottom surface, and expressing the force that is changed by the weight of the driving unit using the electric power unit. Can be obtained by equation (2).
(수학식 2) F(roll) = ur x w x g(2) F (roll) = ur xwxg
여기서, ur은 바퀴와 바닥면과의 구름마찰계수, w는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 무게, g는 중력가속도를 나타낸다. Here, ur is the rolling friction coefficient between the wheel and the floor, w is the weight of the driving device using the electric power generator, and g is the acceleration of gravity.
상기 공기항력(F(air))은 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 주행하게 되는 경우 공기에의한 저항을 계산하는 것으로, 하기의 수학식 3에 의해 계산될 수 있다.The air drag (F (air) ) is calculated by the following equation (3) when the driving device using the electric power generator is running, and calculates the resistance with air.
(수학식 3) F(air) = 1/2 x Cd x A x ρ x V2 (3) F (air) = 1/2 x Cd x A x? X V 2
여기서, Cd는 상기 전기동력기를 이용하는 구동장치 주행방향에 대한 공기저항계수, A는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 주행방향에 수직인 단면적, ρ는 공기밀도, V는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 최고속도이다.Where Cd is the air resistance coefficient for the running direction of the drive unit using the electric power unit, A is the cross sectional area perpendicular to the running direction of the drive unit using the electric power unit, p is the air density, V is the drive unit using the electric power unit Of the maximum speed.
상기 유지파워(P)는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 일정한 속도를 유지하기 위해 필요로 하는 파워를 계산 하는 것으로 하기의 수학식 4에 의해 계산될 수 있다.The holding power P calculates the power required for the driving apparatus using the electric power generator to maintain a constant speed, and can be calculated by the following equation (4).
(수학식 4) P = ( F(roll) + F(air) ) x V(4) P = (F (roll) + F (air) ) x V
여기서, F(roll) 은 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 바퀴와 바닥면의 구름마찰력, F(air)은 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치 주행시 공기항력, V는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 최고속도를 나타낸 것이다. F (roll) is the rolling friction between the wheels and the bottom surface of the drive unit using the electric power unit, F (air) is the air drag force when the drive unit is driven using the electric power unit, V is the maximum of the drive unit using the electric power unit Speed.
상기 소모전류(IDC)는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 일정한 속도를 유지하기 위한 파워에 소모되는 소모전류를 계산하는 것으로써, 하기의 수학식 5 에 의해 계산될 수 있다.The consumed current I DC can be calculated by the following equation (5) by calculating the consumed current consumed by the power for maintaining the constant speed of the driving apparatus using the electric power generator.
(수학식 5) IDC = P / v(5) I DC = P / v
여기서, P는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 일정속도를 유지하기 위해 요구되는 파워, v는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치에 사용되는 전압을 나타낸 것이다.Where P is the power required to maintain a constant speed of the drive unit using the electric power unit, and v is the voltage used in the drive unit using the electric power unit.
상기K-팩터(K-factor)는 배터리 팩의 사용시간에 추가적인 시간을 더해 상기 배터리 팩의 용량에 여유를 두기 위한 마진 값으로, 하기의 수학식 6에 의해 계산될 수 있다. The K-factor is a margin for allowing a margin for the capacity of the battery pack by adding an additional time to the use time of the battery pack, and can be calculated by the following equation (6).
(수학식 6) K-factor = S / V + a(6) K-factor = S / V + a
여기서, S는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 요구주행거리이며, V는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 최고속도이고, a는 상기 배터리 사용시간을 조금 더 여유롭게 하는 사용시간 여유값을 나타내는 것이다.Here, S is the required travel distance of the drive apparatus using the electric power generator, V is the maximum speed of the drive apparatus using the electric power generator, and a indicates a use time margin value that makes the battery use time a little more convenient.
상기 방전깊이팩터(D-factor)는 상기 방전깊이(DOD, Depth of Discharge)를 이용하여 하기의 수학식 7에 의해 계산될 수 있다. The discharge depth factor (D-factor) can be calculated by the following Equation (7) using the discharge depth (DOD).
여기서, 방전깊이(DOD, Depth of Discharge)에 대해서 설명하면, 방전깊이는 배터리 팩의 용량이 1000mAh 라고 하면, 1000mAh를 다 소진하고, 충전했을 때에 사이클라이프(Cycle life)를 의미한다. 그러나 실제는 70~80% 사용하고 충전하는 것이 일반적이며, 80%의 방전깊이에서 사이클라이프(cycle life)는 2~3배 정도 증가 된다.Here, the discharge depth (DOD) will be described. The discharge depth means a cycle life when the battery pack has a capacity of 1000 mAh and exhausts 1000 mAh and charges the battery pack. However, in practice, it is common to use 70 to 80% of the charge, and at 80% of the discharge depth, the cycle life is increased by 2 to 3 times.
(수학식 7) D-factor = 1 / DOD(Equation 7) D-factor = 1 / DOD
여기서, DOD는 방전깊이(DOD, Depth of Discharge)를 나타내는 것이다.Here, DOD represents the depth of discharge (DOD).
상기 온도에 따른 배터리 팩의 성능 편차를 나타내는 T-factor는 온도에 따라 잔여배터리 잔량이 변화하고 그에 따른 출력량을 유지하기 위한 보정을위한 팩터(factor)이다.The T-factor indicating the performance deviation of the battery pack according to the temperature is a factor for correction to maintain the remaining amount of battery according to the temperature and to maintain the output amount thereof.
상기 디자인 마진(M)은 계산되는 배터리 팩의 용량에 마진을 주어 계산된 값보다 좀 더 여유있는 배터리 팩 용량을 가지게 한다.The design margin M gives a margin to the capacity of the battery pack to be calculated, so that it has a battery pack capacity that is more marginable than the calculated value.
본 발명의 구체적인 실시예로서, 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 무게(w) 1810kg, 최고속도(V) 60Km/h, 요구주행거리(S) 251Km, 구름마찰계수(ur) 0.015, 기온 25도에서 공기의 밀도 1.184kg/m3, 중력가속도(g) 9.8m/s, 사용전압(v) 331.2V, 항력계수(Cd) 0.47, 주행방향에 수직인 단면적 2.73m2, 사용시간 여유값 0.5Hours, 방전깊이(DOD, Depth of Discharge) 80%, T-factor 110%, 디자인 마진(M) 110%로 설정되어 입력하는 경우, 아래 표와 같이 산출될 수 있다.As a concrete example of the present invention, the weight w of the driving apparatus using the electric power unit is 1810 kg, the maximum speed V is 60 Km / h, the required travel distance S is 251 Km, the rolling friction coefficient ur is 0.015, The density of air of 1.184 kg / m 3 , the acceleration of gravity of 9.8 m / s, the operating voltage of 331.2 V, the drag coefficient of 0.47, the cross section perpendicular to the direction of travel of 2.73 m 2 , , A discharge depth (DOD) of 80%, a T-factor of 110%, and a design margin (M) of 110% can be calculated as shown in the following table.
IDC x K-factor x D-factor x T-factor x MAh Rating =
I DC x K-factor x D-factor x T-factor x M
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
S100 설정값입력단계
S200 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산단계S100 Setting value input step
S200 Calculating current consumption per hour (Ah Rating)
Claims (8)
상기 설정값을 바탕으로 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 시간당 전류소모율(Ah Rating)을 계산하는 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산단계(S200);를 포함하며,
상기 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산단계(S200)는,
상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 바퀴와 바닥면의 구름마찰력을 계산하는 구름마찰력(F(roll)) 계산단계(S210);
상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치 주행시 공기저항력을 계산하는 공기항력(F(air)) 계산단계(S220);
상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 일정속도를 유지하기 위해 요구되는 파워를 계산하는 유지파워(P) 계산단계(S230);
상기 유지파워(P) 계산단계(S230)에서 계산된 유지파워를 바탕으로 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 유지파워(P)를 생성하기 위해 요구되는 소모전류(IDC)를 계산하는 소모전류(IDC) 계산단계(S240);
상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 상기 요구주행거리(S)를 최고속도(V)로 주행할 때 소요되는 시간(Tr)을 계산하고, 상기 소요되는 시간(Tr)에 소정의 마진을 더한 K-팩터(K-factor)계산단계(S250); 및
설정값입력단계(S100)에서 입력되는 상기 방전깊이(DOD, Depth of Discharge)를 바탕으로 방전깊이팩터(D-factor)를 계산하는 방전깊이팩터(D-factor)계산단계(S260);
포함하는 것을 특징으로 하는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 시간당 전류소모율(Ah Rating)을 계산 방법
(W), the maximum speed (V), the required travel distance (S), the rolling friction coefficient (ur) between the wheel and the floor surface, the air density (rho), the gravitational acceleration (g) (A), a depth of discharge (DOD), and the like, which are perpendicular to the running direction of the drive unit using the electric power generator, and a voltage (V) used in the drive unit using the electric power unit. A set value input step S100 for inputting a set value of a battery performance deviation (T-factor) and a design margin (M) according to a temperature;
(Ah Rating) calculation step (S200) for calculating a current consumption rate (Ah Rating) per unit time of the driving apparatus using the electric power generator based on the set value,
The current consumption rate (Ah Rating) calculation step (S200)
Calculating a rolling friction (F (roll) ) (S210) for calculating the rolling friction of the wheels and the bottom of the driving device using the electric power generator;
Calculating an air drag force (F (air) ) (S220) for calculating an air resistance force when the electric power generator is used;
A power calculation step (S230) of calculating a power required for the driving apparatus using the electric power generator to maintain a constant speed;
(I DC ) required to generate the holding power (P) of the driving apparatus using the electric power generator based on the holding power calculated in the holding power (P) calculation step (S230) I DC ) calculation step S240;
Driving device using the electric dongryeokgi that calculates a time (T r) takes to travel the required distance traveled (S) at the maximum speed (V), the time (T r) is the required plus a predetermined margin A K-factor calculation step S250; And
A discharge depth factor calculation step (S260) of calculating a discharge depth factor (D-factor) based on the discharge depth (DOD) inputted in the set value input step (S100);
Calculating a current consumption rate (Ah Rating) per hour of a drive apparatus using an electric power generator
상기 시간당 전류소모율(Ah Rating)은, 하기 수학식 1에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산 방법
(수학식 1)
Ah Rating = IDC x K-factor x D-factor x T-factor x M
여기서, IDC는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 유지파워(P)를 생성하기 위해 필요한 소모전류, K-factor는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 상기 요구주행거리(S)를 최고속도(V)로 주행할 때 소요되는 시간(Tr)에 소정의 시간 마진을 더한 값, D-factor는 기 설정된 방전깊이(DOD, Depth of Discharge)에 의해 계산되는 방전깊이팩터(D-factor), T-factor는 온도에 따른 배터리 팩의 성능 편차, M은 디자인 마진
The method according to claim 1,
Wherein said current consumption rate (Ah Rating) per hour is calculated by the following equation (1): " (Ah Rating) "
(1)
Ah Rating = I DC x K-factor x D-factor x T-factor x M
Here, I DC is the consumed current required to generate the holding power P of the driving apparatus using the electric power amplifier, K-factor is the driving speed of the driving apparatus using the electric power, when the running sum to a predetermined time margin in time (T r) takes the value, D-factor is a predetermined depth of discharge (DOD, depth of discharge) discharges depth factor (D-factor), which is calculated by, T- factor is the performance deviation of the battery pack depending on the temperature, M is the design margin
상기 구름마찰력(F(roll))은, 하기의 수학식 2에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산 방법
(수학식 2)
F(roll) = ur x w x g
여기서, ur은 바퀴와 바닥면과의 구름마찰계수, w는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 무게, g는 중력가속도
The method according to claim 1,
Wherein said rolling friction (F (roll) ) is calculated by the following equation (2): " (Ah) "
(2)
F (roll) = ur xwxg
Here, ur is the rolling friction coefficient between the wheel and the floor, w is the weight of the driving device using the electric power generator, g is the acceleration of gravity
상기 공기항력(F(air))은, 하기의 수학식 3에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산 방법
(수학식 3)
F(air) = 1/2 x Cd x A x ρ x V2
여기서, Cd는 상기 전기동력기를 이용하는 구동장치 주행방향에 대한 공기저항계수, A는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 주행방향에 수직인 단면적, ρ는 공기밀도, V는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 최고속도
The method according to claim 1,
Wherein the air drag (F (air) ) is calculated by the following equation (3): < EMI ID = 3.0 >
(3)
F (air) = 1/2 x Cd x A x? X V 2
Where Cd is the air resistance coefficient for the running direction of the drive unit using the electric power unit, A is the cross sectional area perpendicular to the running direction of the drive unit using the electric power unit, p is the air density, V is the drive unit using the electric power unit Maximum speed
상기 유지파워(P)는, 하기의 수학식 4에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산 방법
(수학식 4)
P = ( F(roll) + F(air) ) x V
여기서, F(roll) 은 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 바퀴와 바닥면의 구름마찰력, F(air)은 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치 주행시 공기저항력, V는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 최고속도
The method according to claim 1,
(Ah Rating) of a driving apparatus using an electric power generator, characterized in that the holding power (P) is calculated by the following equation (4)
(4)
P = (F (roll) + F (air) ) x V
F (roll) is the rolling friction between the wheels and the bottom surface of the drive unit using the electric power unit, F (air) is the air resistance force when the drive unit is driven using the electric power unit, V is the maximum value of the drive unit using the electric power unit speed
상기 소모전류(IDC)는, 하기의 수학식 5 에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산 방법
(수학식 5)
IDC = P / v
여기서, P는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치가 일정속도를 유지하기 위해 요구되는 파워, v는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치에 사용되는 전압
The method according to claim 1,
Wherein said consumed current (I DC ) is calculated by the following equation (5): < EMI ID = 5.0 >
(5)
I DC = P / v
Where P is power required to maintain a constant speed of the drive apparatus using the electric power generator, v is a voltage used for the drive apparatus using the electric power generator
상기 K-팩터(K-factor)는, 하기의 수학식 6에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산 방법
(수학식 6)
K-factor = S / V + a
여기서, S는 요구주행거리, V는 상기 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 최고속도, a는 시간마진
The method according to claim 1,
Wherein the K-factor is calculated by the following equation (6): < EMI ID = 6.0 >
(6)
K-factor = S / V + a
Where S is the required travel distance, V is the maximum speed of the drive using the electric power motor, a is the time margin
상기 방전깊이팩터(D-factor)는, 하기의 수학식 7에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 전기 동력기를 이용하는 구동장치의 시간당 전류소모율(Ah Rating) 계산 방법
(수학식 7)
D-factor = 1 / DOD
여기서, DOD는 방전깊이The method according to claim 1,
Wherein said discharge depth factor (D-factor) is calculated by the following equation (7).
(7)
D-factor = 1 / DOD
Here, DOD is the discharge depth
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