KR20210109438A - 전기차용 적응형 재생 시스템 - Google Patents

전기차용 적응형 재생 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20210109438A
KR20210109438A KR1020207021982A KR20207021982A KR20210109438A KR 20210109438 A KR20210109438 A KR 20210109438A KR 1020207021982 A KR1020207021982 A KR 1020207021982A KR 20207021982 A KR20207021982 A KR 20207021982A KR 20210109438 A KR20210109438 A KR 20210109438A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
controller
electric vehicle
determining
voltage
Prior art date
Application number
KR1020207021982A
Other languages
English (en)
Inventor
리차드 에드워드 보츠
블레이클리 레인 파비아니
Original Assignee
프리머지 아이엔씨.
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 프리머지 아이엔씨. filed Critical 프리머지 아이엔씨.
Publication of KR20210109438A publication Critical patent/KR20210109438A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0024—Parallel/serial switching of connection of batteries to charge or load circuit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/51—Photovoltaic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/19—Switching between serial connection and parallel connection of battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/12—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by dc motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/18—Controlling the braking effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/08—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
    • H02P3/14—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor by regenerative braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2201/00—Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/04—Hill descent control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2250/00—Monitoring, detecting, estimating vehicle conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2250/00—Monitoring, detecting, estimating vehicle conditions
    • B60T2250/04—Vehicle reference speed; Vehicle body speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2270/00—Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/60—Regenerative braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/81—Braking systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2101/00—Special adaptation of control arrangements for generators
    • H02P2101/45—Special adaptation of control arrangements for generators for motor vehicles, e.g. car alternators
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

전기차용 적응형 재생 시스템에 대하여 시스템 및 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 예시적인 방법은 적응형 재생 시스템에 의해, 전기차가 감속하고 있는 것을 판단하는 단계; 전기차의 전원의 출력 전압을 결정하는 단계; 전기차에서 배터리 시스템의 전압 전위가 출력 전압보다 큰 것을 판단하는 단계; 및 배터리 시스템의 전압 전위가 출력 전압 이하의 값으로 수정되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

전기차용 적응형 재생 시스템
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 1월 3일자로 출원된 미국 특허 출원 15/860,697의 이익을 주장하며, 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.
기술분야
본 개시 내용은 일반적으로 전기차에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전기차용 적응형 재생 시스템에 관한 것이다.
전기차는 배터리를 사용하여 차량에 전력을 공급할 수 있다. 특정 배터리 용량 및 소비율은 전기차에 대한 구동 거리의 범위를 결정할 수 있다. 또한, 전기차의 배터리가 방전되면, 후속적인 사용을 위해 배터리를 충전하는 데에 많은 시간이 소요될 수 있다. 또한, 충전 시간을 줄이기 위해 배터리를 고전압으로 충전하면 배터리가 손상될 수 있다. 경우에 따라서는, 운전 중인 전기차의 제동 또는 감속 중 에너지가 재획득될 수 있다. 그러나, 전기차가 저속으로 이동할 때 에너지를 획득하는 것은 전기차에서 배터리의 전압 전위차로 인해 어려울 수 있다. 따라서, 감속하거나 저속으로 이동하는 차량에서 에너지를 획득하거나 재획득하는 것이 바람직할 수 있다.
도 1은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 적응형 재생 시스템을 갖는 예시적인 전기차 및 예시적인 프로세스 흐름을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 전기차 제어 시스템 및 관련 하드웨어 구성 요소를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 다수의 충전식 배터리를 갖는 전기차용 적응형 재생 시스템에 대한 예시적인 프로세스 흐름도이다.
도 4은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 다수의 충전식 배터리를 갖는 전기차용 적응형 재생 시스템에 대한 예시적인 프로세스 흐름도이다.
도 5는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 전기차용 트윈 로터를 갖는 충전 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 적응형 재생 시스템의 입력 및 출력을 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 다수의 충전식 배터리를 갖는 전기차용 적응형 재생 시스템에 대한 예시적인 프로세스 흐름도이다.
첨부 도면을 참조하여 상세한 설명이 제시된다. 도면은 단지 예시의 목적으로 제공되며 단지 본 개시 내용의 예시적인 실시예를 도시한다. 도면은 본 개시 내용의 이해를 용이하게 하기 위해 제공되며 본 개시 내용의 폭, 범위 또는 적용 가능성을 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다. 동일한 참조 번호의 사용은 유사하지만 반드시 동일하지 않은 구성 요소 또는 동일한 구성 요소를 나타낸다. 유사한 구성 요소를 식별하기 위해 상이한 참조 번호가 사용될 수 있다. 다양한 실시예는 도면에 도시된 것 이외의 요소 또는 구성 요소를 활용할 수 있고, 일부 요소 및/또는 구성 요소는 다양한 실시예에 존재하지 않을 수 있다. 구성 요소 또는 요소를 설명하기 위해 단수 용어를 사용하는 것은, 문맥에 따라, 복수의 구성 요소 또는 요소를 포함할 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다.
개요
전기차는 전기차에 전력을 공급하기 위해 하나 이상의 충전식 배터리를 사용할 수 있다. 예를 들어, 배터리에 저장된 에너지는 하나 이상의 모터를 구동하여 차량의 하나 이상의 휠에 회전 운동을 부여하는 데에 사용될 수 있다. 배터리는 시간 경과에 따라 방전될 수 있으며, 후속적인 사용 전에 재충전되어야 할 수 있다. 전기차의 구동 거리의 범위는 차량에 의해 사용되는 배터리의 개수 및 용량, 및 차량의 중량 프로파일, 크기 등에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 예를 들어, 비교적 큰 배터리 또는 에너지 저장 용량을 갖는 전기차는 비교적 적은 배터리 또는 에너지 스토리지를 갖는 전기차에 비하여 재충전 없이 더 큰 범위 또는 구동 거리를 가질 수 있다. 또한, 전기차의 배터리를 재충전하는 시간은 많은 시간이 소요되고 전기차의 유용성을 감소시킬 수 있다.
본 개시 내용의 실시예는 전기차용 적응형 재생 시스템을 포함한다. 일부 실시예는, 예를 들어, 시간당 약 40 마일 미만의 속도로 전기차의 제동 감속 중 획득되거나 재획득되는 에너지로 전기차의 원래의 또는 추가적인 배터리를 재충전하는데 사용될 수 있는 적응형 재생 시스템을 갖는 전기차를 포함할 수 있다. 일부 실시예는 배터리 시스템 또는 배터리 뱅크에서 하나 이상의 배터리의 전압 전위를 동적으로 변경하거나 관리하여, 배터리 시스템 또는 배터리 세트의 전압 전위를 구동 모터 또는 발전기와 같은 전원의 출력 전압과 일치시키거나 실질적으로 일치시킬 수 있다. 결과적으로, 에너지는 넓은 범위의 전압에 걸쳐 획득될 수 있으며, 이는 특히 저속에서 에너지 재획득 효율을 증가시킬 수 있다. 종래의 전기차 재생 시스템에서, 에너지가 생성되는 전압이 전기차의 배터리의 전압 전위보다 작기 때문에 특정 전압에서의 에너지가 손실될 수 있다. 본 개시 내용의 특정 실시예는 상이한 차량 속도에 걸쳐 에너지의 획득을 증가시킬 수 있고, 에너지가 전기차의 배터리에 획득되고 저장되는 효율을 증가시킬 수 있다.
적응형 재생 시스템은 차량이 움직이거나 감속하는 동안 차량의 하나 이상의 배터리를 충전 또는 재충전하는 데 사용될 수 있으며, 전기차의 전원으로부터 출력되는 전압 및/또는 배터리 뱅크 또는 배터리 시스템의 각각의 배터리에서 입력된 전압을 관리함으로써, 종래의 차량 충전 방식에 비해 비교적 짧은 시간 내에 배터리를 충전할 수 있다. 특정 실시예는 직렬 연결, 병렬 연결 또는 이들의 조합 사이에서 배터리 시스템의 셀 또는 각 배터리 사이의 연결을 수정함으로써 배터리 또는 배터리 시스템의 전압 전위를 관리하거나 변경할 수 있다. 연결의 조정으로 인해 배터리 시스템의 전체 전압 전위가 변경될 수 있다. 일부 실시예에서, 배터리들 사이의 연결은 하나 이상의 MOSFET, 트랜지스터, 솔리드 스테이트 릴레이, 전기 스위치 및/또는 다른 전기 또는 전자 기계 부품을 사용함으로써 변경될 수 있다. MOSFET은 전압이 디바이스의 전도성을 결정하는 절연 게이트를 갖는 임의의 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. MOSFET는 인가된 전압의 양에 따라 전도성을 변화시키는 능력을 갖는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터일 수 있으며, 전자 신호를 증폭하거나 전환하는 데에 사용될 수 있다.
일부 실시예는 전기차의 작동 중에 선택된 배터리의 충전 및/또는 방전을 여러 번 관리할 수 있다. 예를 들어, 전기차에 가해지는 전기 부하(예를 들어, 가속도, 속도, 보조 전력 소비 등)에 적어도 부분적으로 기초하여, 본 개시 내용의 실시예는 충전하거나 방전할 특정 배터리 또는 배터리 세트를 선택할 수 있고, 배터리 간의 전기 연결(예를 들어, 직렬 연결 또는 병렬 연결 등)을 관리할 수 있다. 일부 실시예는 작동 중 특정 시간에 어떤 특정 배터리가 전기차에 전력을 공급하는지 또는 전기차의 감속 중 어떤 배터리가 충전되는지를 선택할 수 있다.
본 개시 내용은, 무엇보다도, 다수의 충전식 배터리를 포함할 수 있는 전기차용 적응형 재생 시스템을 위한 시스템, 방법, 컴퓨터 판독 가능 매체, 기법 및 방법론에 관한 것이다. 예시적인 실시예에서, 전기차는 전기차의 하나 이상의 휠에 운동을 부여하도록 구성되는 적어도 하나의 구동 모터를 포함할 수 있다. 전기차는 적어도 하나의 구동 모터에 전력을 공급하도록 구성되는 다수의 충전식 배터리와, 전기차 내에 위치되고 충전식 배터리 및 전원에 전기적으로 결합되는 적응형 재생 시스템을 포함할 수 있다. 적응형 재생 시스템은 구동 모터 또는 발전기와 같은 전원의 출력 전압 또는 전류 출력과 같은 다수의 요인에 따라 배터리 시스템의 전압 전위를 관리하도록 구성될 수 있다. 전기차는 충전식 배터리 사이에 전기적으로 결합되는 하나 이상의 솔리드 스테이트 릴레이와, 충전식 배터리의 충전을 관리하도록 구성되는 제어기를 포함할 수 있다.
결과적으로, 본 개시 내용의 실시예는 배터리 용량을 증가시킴으로써 전기차의 구동 거리 또는 범위를 향상시킬 수 있고, 차량 작동 중 충전/방전 시퀀스, 주파수 및 지속 기간을 관리할 수 있고, 병렬 연결로부터 직렬 연결로 또는 다시 반대로 동적으로 전환할 수 있는 하나 이상의 솔리드 스테이트 릴레이 및 적응형 재생 시스템을 통해 충전 시간을 감소시킬 수 있고, 하나 이상의 솔리드 스테이트 릴레이를 통해 전력 출력을 향상시킬 수 있다.
특정 실시예는 전력 재생 시스템의 효율을 최적화하기 위해 회로 구성의 동적 제어를 사용할 수 있다. 구체적으로, 배터리, 발전 요소 또는 둘 모두의 구성은 하나의 소스에서 다른 소스로의 에너지 흐름을 최적화하도록 전환될 수 있다. 배터리 시스템이 동적으로 제어 가능하면, 제어기는 배터리의 구성을 서로 전환하여 에너지 소스로부터의 전력을 가장 효율적으로 획득하는 총 전압 전위를 생성하도록 구성될 수 있다. 이는 대부분의 에너지가 소스에서 수용기(예를 들어, 배터리)로 전달되도록 하여 시스템의 효율을 최대화한다.
이제 도 1을 참조하면, 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 적응형 재생 시스템(110)을 갖는 예시적인 전기차(100) 및 예시적인 프로세스 흐름이 도시된다. 전기차(100)는 예를 들어 하나 이상의 배터리로부터의 저장된 에너지에 의해 적어도 부분적으로 전력을 공급받는 임의의 적합한 전기차 또는 하이브리드 차량일 수 있다.
전기차(100)는 제1 배터리 세트(120) 및 제2 배터리 세트(130)를 포함할 수 있다. 제1 배터리 세트(120)는 애프터 마켓 배터리이거나 적응형 재생 시스템(110)과 관련될 수 있다. 예를 들어, 제1 배터리 세트(120)는 적응형 재생 시스템(110)에 의해 지시된 전력 또는 전류 출력을 수신할 수 있다. 제2 배터리 세트(130)는 원래의 장비 또는 원래 전기차(100)와 함께 원래 제공되는 배터리일 수 있다. 제1 배터리 세트(120) 및 제2 배터리 세트(130) 중 하나 또는 둘 모두는 전기차(100)로부터 제거 가능할 수 있다. 제1 배터리 세트(120) 또는 제2 배터리 세트(130)는 충전식 배터리일 수 있다. 예를 들어, 제1 배터리 세트(120) 및 제2 배터리 세트(130) 중 하나 또는 둘 모두는 전기차(100)의 충전 시스템 또는 적응형 재생 시스템(110)에 의해 재충전될 수 있다.
제1 배터리 세트(120) 및 제2 배터리 세트(130)는 전기차(100)에 전력을 공급하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 전기차(100)는 전기차(100)의 하나 이상의 휠(160)에 운동을 부여하도록 구성되는 적어도 하나의 구동 모터 또는 전원(150)을 포함할 수 있다. 전원(150)은 엔진 영역(140) 또는 전기차(100) 내의 다른 곳에, 예컨대 하나 이상의 휠(160) 근처에 위치될 수 있다.
전원(150)은 발전기, 교류 발전기, 다이나모(dynamo), 구동 모터, 배터리, 연료 전지, 또는 전류 및/또는 전압을 출력하도록 구성되는 다른 전원 중 하나 이상일 수 있다. 전원(150)으로부터 출력된 에너지는 제1 배터리 세트(120) 또는 제2 배터리 세트(130)의 하나 이상의 배터리를 충전하는데 사용될 수 있다. 적응형 재생 시스템(110)은 전기차(100) 내에 위치될 수 있고, 도 1의 예에서, 제1 충전식 배터리 세트(120)에 전기적으로 결합될 수 있다.
일부 실시예에서, 전원(150)은 단극 발전기일 수 있다. 단극 발전기는 하우징 내에 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단극 발전기는 단극 발전기의 샤프트를 따라 정렬된 하나 이상의 자석을 지지할 수 있는 다수의 프레임 요소를 포함할 수 있다. 프레임 요소는 단극 발전기의 자석 및/또는 전도성 요소 부분을 지지하도록 위치된 플라스틱 프레임 요소일 수 있다. 프레임 요소는 직사각형이거나 다른 기하학적 구조를 가질 수 있다. 구동 모터를 사용하여 단극 발전기의 샤프트를 회전시킬 수 있다. 하나 이상의 전도성 디스크가 샤프트에 장착될 수 있고 샤프트와 함께 회전할 수 있다. 전도성 디스크는 각각의 프레임 요소의 요홈부에 위치된 자석과 함께 전류를 생성할 수 있다. 단극 발생기에 의해 생성된 전류를 전력 출력 구성 요소로 전달하기 위해, 구리 부품 또는 반구리 부품 또는 다른 전도성 재료(예를 들어, 구리 및 탄소 혼합물 등)이 사용될 수 있다. 구리 부품은 단극 발전기의 외면의 일부를 따라 연장될 수 있다. 단극 발전기에 의해 발생된 전류의 양을 전달하기 위해 일정한 양 또는 체적의 구리가 필요할 수 있다. 전도성 플레이트가 구리 부품과 연통될 수 있고 전류의 전달을 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 단극 발전기는 구동 모터, 샤프트, 및 샤프트 상에 장착된 하나 이상의 구리 디스크를 포함할 수 있다. 구동 모터는 구리 디스크를 회전시키기 위해 샤프트에 운동을 부여하도록 구성될 수 있다. 구동 모터는 교류 발전기 또는 차량의 다른 구성 요소에 의해 충전되는 배터리 팩과 같은 하나 이상의 배터리에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 샤프트는 일부 실시예에서 전기차의 차축 또는 구동 모터/샤프트에 의해 구동되거나 회전될 수 있다. 단극 발전기는 구리 디스크의 어느 한 측면 주위의 고정 위치에 장착될 수 있는 자석 세트를 포함할 수 있다. 단극 발전기는 하우징 내에 위치될 수 있고 전기차로부터 제거 가능할 수 있고 이동 가능할 수 있다.
제1 충전식 배터리 세트(120) 및 제2 배터리 세트(130)는 전기차(100)에 전력을 공급하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 프로세스 흐름에서, 제1 동작(170)에서, ECU 또는 다른 제어기와 같은 차량의 제어기는 차량이 감속하고 있다고 결정할 수 있다. 예를 들어, 차량의 브레이크가 적용됨에 따라 차량이 감속 중이거나, 차량 스로틀이 해제됨에 따라 차량이 감속 중임을 결정할 수 있다.
제2 동작(172)에서, 제어기는 전원의 출력 전압을 결정할 수 있다. 예를 들어, 전원의 출력 전압은 지속적으로 감시되고/되거나 결정될 수 있다. 차량이 감속함에 따라, 차량의 감속 속도에 따라 출력 전압이 점차 감소할 수 있다. 제어기는 전원의 출력 전압을 주기적으로 또는 연속적으로 결정할 수 있다.
제3 동작(174)에서, 제어기는 배터리 시스템에 대한 전압 전위 설정을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 48 볼트, 32 볼트, 16 볼트, 8 볼트, 4 볼트, 2 볼트 및/또는 다른 옵션과 같은 미리 결정된 옵션으로부터 배터리 시스템에 대한 전압 전위 설정을 선택할 수 있다. 제어기에 의해 선택될 수 있는 전압 전위 설정은 미리 설정되거나 일부 실시예에서 동적으로 가변적일 수 있다. 구성에 이용 가능한 전압 전위는 전기차의 배터리의 기능일 뿐만 아니라 배터리 시스템의 구성을 변경하고 전압 전위를 수정하기 위해 수행될 수 있는 연결 구성 또는 변경일 수 있다. 제어기는 전원에 의해 출력된 에너지를 사용하여 배터리를 충전하는 최대 효율을 촉진하기 위해 전원의 출력 전압과 이하이거나 가깝게 일치하는 전압 전위를 결정할 수 있다. 출력 전압과 전압 전위가 가까울수록 배터리가 더 빠르고 쉽게 충전될 수 있다.
제4 동작(176)에서, 제어기는 전압 전위 설정과 일치하도록 배터리 시스템 구성을 동적으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 전압 전위 설정이 32 V인 경우, 제어기는 배터리 시스템의 다양한 배터리 사이의 직렬 또는 병렬 연결을 만들 수 있으며 배터리를 연결하거나 연결 해제하여 전압 전위 설정 및/또는 전원의 출력 전압과 일치시키거나 실질적으로 일치시키는 배터리 시스템의 전압 전위를 달성할 수 있다. 직렬 또는 병렬 연결은 작동 장치, 솔리드 스테이트 릴레이, 하나 이상의 MOSFET, 스위치 또는 다른 전기적 또는 기계적(또는 전자 기계적) 구성 요소에 의해 생성될 수 있다.
따라서, 배터리는 광범위한 속도 및/또는 전원의 출력 전압에 걸쳐 전원으로부터의 출력으로 충전될 수 있다. 배터리 시스템 스위칭 능력의 목적은 배터리 시스템의 전압 전위를 가능한 효율적으로 발전기의 출력에 일치시키는 것을 포함한다. 시스템의 배터리는 발전기에서 최대한 많은 양의 에너지를 흡수하기 위해 임의의 주어진 시간에 직렬, 병렬 또는 직렬 및 병렬의 임의의 가능한 조합으로 동적으로 구성할 수 있는 스위칭 제어기에 의해 함께 결합된다. 이러한 배터리는 상이한 전압에서 완전히 충전 또는 방전할 수 있으며 또한 동일하거나 상이한 전압에서 동시에 충전 및 방전할 수 있다.
발전기의 출력은 배터리의 출력과 일치하도록 출력을 최적화하기 위해 스위치 또는 트랜지스터를 사용하여 감시되고 제어될 수 있다. 제어기는 더 높거나 더 낮은 전압 전위, 더 높거나 더 낮은 전류 출력, 또는 둘 모두를 생성하기 위해 발전기, 교류 발전기 또는 다이나모의 로터 또는 코일의 구성을 전환하도록 구성될 수 있다.
시스템은 입력 변수에 따라 시스템의 전류 용량뿐만 아니라 시스템의 전압 전위를 동적으로 제어하도록 구성될 수 있다. 완전 병렬에서의 시스템의 전압 전위는 시스템 내에서 하나의 단일 배터리 또는 셀의 전압 전위와 동일할 수 있으며, 결과적으로 시스템은 시스템에서 각 개별 배터리의 전류 용량의 합과 동일한 전류 용량을 가질 수 있다. 완전 병렬에서, 전압이 최하일 수 있지만, 전류 용량이 최상일 수 있다. 완전 직렬에서, 시스템의 전압 전위는 시스템의 각 개별 배터리 또는 셀의 합과 동일할 수 있으며, 전류 용량은 최하 전류 용량을 갖는 개별 배터리의 전류 용량과 동일할 수 있다. 완전 직렬에서, 시스템은 최상 전압을 가질 수 있지만 최하 전류 용량을 가질 수 있다. 이 두 변수는 서로 종속적이지만 배터리 구성을 서로 변경하여 전체적으로 동적으로 변할 수 있다. 배터리가 완전 직렬인 경우, 전압 전위가 최상이지만 시스템의 암페어 시간이 최하에 있고, 반대로, 시스템이 완전 병렬인 경우 전압 전위가 최하이지만 시스템의 암페어 시간은 최상에 있다. 이러한 방식으로, 시스템은 또한 가변 암페어 시간 배터리 및 가변 전압 배터리이다.
도 2는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 전기차 제어 시스템(200) 및 관련 하드웨어 구성 요소를 개략적으로 도시한다. 전기차 제어 시스템(200)은 차량 CAN 시스템(210), 전원(220), 모터 제어기(230), 개별 셀을 연결하고 직렬 또는 병렬 연결을 생성하도록 구성되는 하나 이상의 선택적인 스위치 또는 MOSFET(250)을 갖는 배터리 시스템(240), 및 선택적인 배터리 시스템 제어기(260)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 단일 제어기가 사용될 수 있다. 차량 CAN 시스템(210)은 차량의 작동을 관리하도록 구성될 수 있다. 전원(220)은 발전기, 교류 발전기 또는 다이나모 중 하나 이상일 수 있다.
모터 제어기(230)는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서가 메모리에 결합된 컴퓨터 시스템일 수 있다. 모터 제어기(230)는 전원(220)의 동작을 제어하고, 전원(220)의 전압 및/또는 전류 출력을 결정하고, 차량 CAN 시스템(210) 등과의 인터페이스를 결정하도록 구성될 수 있다.
배터리 시스템(240)은 하나 이상의 선택적 스위치 또는 MOSFET(250)을 사용하여 직렬 또는 병렬 연결로 서로 연결될 수 있는 하나 이상의 충전식 배터리를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 충전식 배터리는 리튬 이온(Li-ion) 배터리일 수 있다. 다른 실시예에서, 충전식 배터리는 리튬 이온 폴리머(Li-ion polymer) 배터리, 니켈 메탈 하이드라이드(NiMH) 배터리, 니켈 카드뮴(NiCd) 배터리 등일 수 있다. 충전식 배터리는 동일한 공칭 전압과 동일한 용량을 갖는 동일한 구성을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 충전식 배터리는 각각 3.7 V의 공칭 전압을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 배터리 각각은 1.8V의 공칭 전압을 가질 수 있다. 배터리의 다른 공칭 전압이 사용될 수 있다. 임의의 개수의 배터리가 포함될 수 있다. 스위치/MOSFET 또는 솔리드 스테이트 릴레이(250)는 병렬 연결로부터 직렬 연결로 또는 직렬 연결로부터 병렬 연결로 배터리 시스템(240)의 개별 또는 그룹의 배터리 간의 전기 연결을 동적으로 조정하도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 배터리 시스템(240) 내의 임의의 개별 배터리 또는 배터리 그룹이 충전되거나 방전될 수 있고, 병렬 연결을 사용함으로써 충전 시간이 감소될 수 있다. 배터리 시스템(240)은, 일 예에서, 4 개의 배터리를 12 개 세트로 그룹화한 48 개의 배터리를 포함할 수 있다. 각 세트는 배터리를 32 볼트로부터 2 볼트로 하향 전환할 수 있는 스위치 플레이트 또는 전기 부품을 가질 수 있다. 셀은 4 볼트로 충전될 수 있다.
시스템의 각 배터리는, 언제든지, 임의의 다른 배터리 또는 시스템의 다수의 배터리에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 시스템의 각 배터리는 시스템의 다른 모든 배터리와 독립적으로 제어될 수 있으므로, 시스템의 나머지 기능성을 방해하거나 억제하지 않고, 배터리가 언제든지 시스템에서 완전히 연결되거나 완전히 분리될 수 있다.
선택적인 배터리 시스템 제어기(260)는 전압 전위 설정을 결정하고/하거나 배터리 시스템(240)의 특정 구성이 구현되도록 구성될 수 있다. 배터리 시스템 제어기(260)는 배터리 시스템(240)의 하나 이상의 배터리의 충전을 관리할 수 있다. 차량 CAN 시스템(210)은 전기차의 하나 이상의 양태를 관리하도록 구성되는 디폴트 차량 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는 배터리 시스템의 모든 단일 배터리 셀을 제어할 수 있다. 배터리 시스템은 개별 셀 또는 셀 그룹으로서 취급될 수 있다. 경우에 따라, 모든 셀이 전환되도록 구성되지 않고, 그 대신, 스위칭 소자가 셀 그룹 사이에 위치될 수 있다. 예를 들어, 100 개의 셀 배터리 시스템은 100 개의 모든 셀이 임의의 조합으로 구성될 수 있는 완전히 구현된 스위칭 시스템을 가질 수 있거나, 동일한 100 개의 셀 뱅크는 10 개의 셀 그룹 각각이 서로 구성될 수 있는 부분적으로 구현된 스위칭 시스템을 가질 수 있다.
전원(220)은 전기차가 이동 중이거나 이와 달리 작동할 때 전류를 생성할 수 있다. 모터 제어기(230)는 전원(220)의 동작을 제어할 수 있다. 전원(220)은 배터리 시스템(240)에 전류를 출력할 수 있다.
차량 CAN 시스템(210)은 차량 부하 또는 사용과 같은 정보를 결정하는데 사용될 수 있으며, 이는 결국 배터리 시스템(240)의 직렬 또는 병렬 연결을 관리하고 특정 배터리의 충전 시기 및 충전 시간을 결정하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 차량 CAN 시스템(210)은 온-보드 차량 컴퓨터로부터 실시간 차량 정보를 수신할 수 있다. 차량 정보는 임의의 제어기에 의해 결정을 내리는 데 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 전원(220)은 배터리 충전 상태 아래로 느려지도록 허용된다면 구동 모터 또는 브레이크로서 동작할 수 있다. RPM이 충전 상태에서 유지되면 충전되거나 구동되지 않는다. 회전 방향은 어느 기능인 경우에도 일정하게 유지될 수 있다. 이는 예를 들어 물 펌프를 작동시키기 위한 운동 또는 독립형 시스템을 보조하는 데에 사용될 수 있다. 다른 주의 사항은 충전 속도와 구동 속도가 1000 RPM 이내에 있을 수 있다는 것이다. 설계는 공통 샤프트 상에 전원(220) 또는 모터를 설계하는 것을 포함하여 종래의 구동을 제공할 수 있고, 다른 하나는 재생 능력을 제공한다.
예시적인 구성에서, 도 2의 제어기는 하나 이상의 프로세서(프로세서), 하나 이상의 메모리 장치(본원에서 메모리라고도 함), 하나 이상의 입/출력(I/O) 인터페이스, 하나 이상의 네트워크 인터페이스, 하나 이상의 안테나, 하나 이상의 송수신기 및/또는 데이터 스토리지를 포함할 수 있다. 도 2의 제어기는 도 2의 제어기의 다양한 구성 요소를 기능적으로 결합하는 하나 이상의 버스를 더 포함할 수 있다. 이들 다양한 구성 요소는 이하에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
버스는 시스템 버스, 메모리 버스, 어드레스 버스 또는 메시지 버스 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 적응형 재생 시스템 제어기(210)의 다양한 구성 요소 사이에서의 정보(예를 들어, 데이터(컴퓨터 실행 가능 코드 포함), 시그널링 등)의 교환을 허용할 수 있다. 버스는 메모리 버스 또는 메모리 제어기, 주변 장치 버스, 가속 그래픽 포트 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 버스는 ISA(Industry Standard Architecture), MCA(Micro Channel Architecture), EISA(Enhanced ISA), VESA(Video Electronics Standards Association) 구조, AGP(Accelerated Graphics Port) 구조, PCI(Peripheral Component Interconnect) 구조, PCI-Express 구조, PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 구조, USB(Universal Serial Bus) 구조 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 버스 구조와 연관될 수 있다.
도 2의 제어기의 메모리는 RAM(random access memory)과 같은 휘발성 메모리(전원이 공급될 때 상태를 유지하는 메모리) 및/또는 ROM, 플래시 메모리, 강유전성 RAM(FRAM) 등과 같은 비휘발성 메모리(전원이 공급되지 않더라도 상태를 유지하는 메모리)를 포함할 수 있다. 그 용어가 본원에서 사용되는 바와 같이, 영구 데이터 스토리지는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 특정 예시적 실시예에서, 휘발성 메모리는 비휘발성 메모리보다 빠른 읽기/쓰기 액세스를 가능하게 할 수 있다. 그러나, 특정 다른 예시적인 실시예에서, 특정 유형의 비휘발성 메모리(예를 들어, FRAM)는 특정 유형의 휘발성 메모리보다 빠른 읽기/쓰기 액세스를 가능하게 할 수 있다.
다양한 구현예에서, 메모리는 다양한 유형의 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM), 다양한 유형의 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 다양한 유형의 변경 불가능한 ROM 및/또는 전기적으로 소거 가능한 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(EEPROM), 플래시 메모리 등과 같은 ROM의 기록 가능한 변형예와 같은 다수의 상이한 유형의 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 메인 메모리뿐만 아니라 명령 캐시, 데이터 캐시, 변환 색인 버퍼(TLB) 등과 같은 다양한 형태의 캐시 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 캐시와 같은 캐시 메모리는 하나 이상의 캐시 레벨(L1, L2 등)의 계층 구조로 구성된 다중 레벨 캐시일 수 있다.
데이터 스토리지는 자기 스토리지, 광 디스크 스토리지 및/또는 테이프 스토리지를 포함하지만 이에 한정되지 않는 제거 가능 스토리지 및/또는 제거 불가능 스토리지를 포함할 수 있다. 데이터 스토리지는 컴퓨터 실행 가능 명령어 및 다른 데이터의 비휘발성 스토리지를 제공할 수 있다. 제거 가능 및/또는 제거 불가능 메모리 및 데이터 스토리지는 그 용어가 본원에서 사용되는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(CRSM)의 예이다.
데이터 스토리지는 프로세서가 본원에 설명된 다양한 동작들을 수행하거나 개시하게 하도록 메모리에 로딩 가능하고 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 실행 가능 코드, 명령 등을 저장할 수 있다. 데이터 스토리지는 컴퓨터 실행 가능 명령의 실행 중 프로세서에 의해 사용하기 위해 메모리에 복사될 수 있는 데이터를 추가적으로 저장할 수 있다. 또한, 프로세서에 의한 컴퓨터 실행 가능 명령의 실행의 결과로서 생성된 출력 데이터는 초기에 메모리에 저장될 수 있고, 궁극적으로 비휘발성 저장을 위해 데이터 스토리지에 복사될 수 있다.
보다 구체적으로, 데이터 스토리지는 하나 이상의 운영 체제(O/S); 하나 이상의 데이터베이스 관리 시스템(DBMS); 및 예를 들어 하나 이상의 통신 모듈 및/또는 하나 이상의 전력 관리 모듈과 같은 하나 이상의 프로그램 모듈, 애플리케이션, 엔진, 컴퓨터 실행 가능 코드, 스크립트 등을 저장할 수 있다. 이들 모듈의 일부 또는 전부는 서브 모듈이거나 이를 포함할 수 있다. 데이터 스토리지에 저장되는 것으로 도시된 임의의 구성 요소는 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 하드웨어의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 펌웨어는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행하기 위해 메모리에 로딩될 수 있는 컴퓨터 실행 가능 코드, 명령 등을 포함할 수 있다. 데이터 스토리지에 저장되는 것으로 도시된 임의의 구성 요소는 본 개시 내용에서 명명된 대응 구성 요소를 참조하여 설명된 기능성을 지원할 수 있다.
데이터 스토리지는 도 2의 제어기의 구성 요소에 의해 활용되는 다양한 유형의 데이터를 추가로 저장할 수 있다. 데이터 스토리지에 저장된 임의의 데이터는 컴퓨터 실행 가능 코드의 실행 시 프로세서에 의한 사용을 위해 메모리에 로딩될 수 있다. 또한, 데이터 스토리지에 저장되는 것으로 도시된 임의의 데이터는 잠재적으로 하나 이상의 데이터 스토어에 저장될 수 있고 DBMS를 통해 액세스될 수 있고 컴퓨터 실행 가능 코드의 실행 시 프로세서에 의한 사용을 위해 메모리에 로딩될 수 있다. 데이터 스토어는 데이터베이스(예를 들어, 관계형, 객체 지향 등), 파일 시스템, 플랫 파일, 데이터가 컴퓨터 네트워크의 하나 이상의 노드, 피어-투-피어 네트워크 데이터 스토어 등에 저장되는 분산 데이터 스토어를 포함할 수 있지만 이에 한정되지는 않는다.
프로세서는 메모리에 액세스하고 그에 로딩된 컴퓨터 실행 가능 명령을 실행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 도 2의 제어기의 다양한 프로그램 모듈, 애플리케이션, 엔진 등의 컴퓨터 실행 가능 명령을 실행하여 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 다양한 동작들이 수행되게 하거나 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 프로세서는 데이터를 입력으로서 수용할 수 있고 저장된 컴퓨터 실행 가능 명령에 따라 입력 데이터를 처리할 수 있고 출력 데이터를 생성할 수 있는 임의의 적합한 처리 유닛을 포함할 수 있다. 프로세서는 중앙 처리 장치, 마이크로 프로세서, 축소 명령 세트 컴퓨터(RISC) 마이크로 프로세서, 복합 명령 세트 컴퓨터(CISC) 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러, 특정 용도 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 시스템-온-칩(SoC), 디지털 신호 프로세서(DSP) 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 유형의 적합한 처리 유닛을 포함할 수 있다. 또한, 프로세서는 캐시 메모리, 분기 예측기, 등으로의 판독/기록 동작을 제어하기 위해, 예를 들어, 레지스터, 멀티플렉서, 산술 논리 유닛, 캐시 제어기와 같은 임의의 개수의 구성 요소를 포함하는 임의의 적합한 마이크로 구조 설계를 가질 수 있다. 프로세서의 마이크로 구조 설계는 다양한 명령어 세트 중 임의의 것을 지원할 수 있다.
도 2의 제어기는, 하나 이상의 프로세서에 의한 실행에 응답하여, 전기차의 충전식 배터리의 전압을 결정하는 것, 전기차의 하나 이상의 솔리드 스테이트 릴레이가 제1 충전식 배터리와 제2 충전식 배터리 사이에 직렬 연결 또는 병렬 연결을 형성하도록 하는 것, 전기차의 제1 충전식 배터리와 제2 충전식 배터리가 전기차에 전력을 공급하도록 하는 것, 차량이 외부 전원에 연결되는 것을 결정하는 것, 차량의 제1 충전식 배터리 및 제2 충전식 배터리가 외부 전원에 의해 충전되도록 하는 것 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 기능을 수행할 수 있는 컴퓨터 실행 가능 명령, 코드 등을 포함할 수 있다.
또한, 프로그램 모듈, 애플리케이션 또는 도 2에 도시된 컴퓨터 실행 가능 코드에 의해 제공되는 기능성 및/또는 추가 또는 대체 기능성을 지원하기 위해, 다양한 프로그램 모듈, 스크립트, 플러그인, 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API), 또는 도 2의 제어기 상에 국부적으로 호스팅되고/되거나 하나 이상의 네트워크를 통해 액세스 가능한 다른 컴퓨팅 장치에 호스팅되는 임의의 다른 적합한 컴퓨터 실행 가능 코드가 제공될 수 있다. 또한, 기능성은 도 2에 도시된 프로그램 모듈의 수집에 의해 종합적으로 지원되는 것으로 기술된 처리가 더 적거나 더 많은 수의 모듈에 의해 수행될 수 있도록 상이하게 모듈화될 수 있거나, 임의의 특정 모듈에 의해 지원되는 것으로 기술된 기능성은 적어도 부분적으로 다른 모듈에 의해 지원될 수 있다. 또한, 본원에 기술된 기능성을 지원하는 프로그램 모듈은 예를 들어 클라이언트-서버 모델, 피어 투 피어 모델 등과 같은 임의의 적합한 컴퓨팅 모델에 따라 임의의 개수의 시스템 또는 장치에 걸쳐 실행 가능한 하나 이상의 애플리케이션의 일부를 형성할 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 임의의 프로그램 모듈에 의해 지원되는 것으로 기술된 임의의 기능성은 적어도 부분적으로 하드웨어 및/또는 펌웨어로 구현될 수 있다.
또한, 도 2의 제어기가 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않고 기술되거나 도시된 것 이외의 대안 및/또는 추가 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어 구성 요소를 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 보다 구체적으로, 도 2의 제어기의 일부를 형성하는 것으로 도시되어 있는 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어 구성 요소는 단지 예시적인 것이며 일부 구성 요소가 존재하지 않을 수 있거나 추가적인 구성 요소가 다양한 실시예에서 제공될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 상술한 모듈 각각은 다양한 실시예에서 지원되는 기능의 논리적 파티셔닝을 나타낼 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 논리적 파티셔닝은 기능성을 쉽게 설명하기 위해 도시되며 기능성을 구현하기 위한 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 펌웨어의 구조를 나타내지 않을 수 있다. 따라서, 특정 모듈에 의해 제공되는 것으로 기술된 기능성은 다양한 실시예에서 하나 이상의 다른 모듈에 의해 적어도 부분적으로 제공될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 하나 이상의 도시된 모듈은 특정 실시예에 존재하지 않을 수 있는 한편, 다른 실시예에서는 도시되지 않은 추가 모듈이 존재할 수 있으며 기술된 기능성 및/또는 추가적인 기능성의 적어도 일부를 지원할 수 있다. 더욱이, 특정 모듈이 다른 모듈의 서브 모듈로서 도시되고 기술될 수 있는 한편, 특정 실시예에서 이러한 모듈은 독립 모듈 또는 다른 모듈의 서브 모듈로서 제공될 수 있다.
본 개시 내용의 하나 이상의 예시적인 실시예가 위에서 설명되었다. 상술한 실시예는 본 개시 내용의 범위를 예시하기 위한 것일 뿐이며 어떤 식으로든 제한하고자 하는 것이 아니다. 따라서, 본원에 개시된 실시예의 변형, 수정 및 균등도 본 개시 내용의 범위 내에 있다. 이하, 본 개시 내용의 상술한 실시예 및 추가 및/또는 대안적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
예시적인 프로세스 및 사용 사례
도 3은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 다수의 충전식 배터리를 갖는 전기차용 적응형 재생 시스템에 대한 예시적인 프로세스 흐름(300)이다. 특정 동작이 도 3에 개별적으로 발생하는 것으로 도시되어 있지만, 일부 또는 모든 동작들이 동시에 또는 부분적으로 동시에 발생할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세스 흐름(300)의 동작은 도 2의 제어기의 프로세서와 같은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
프로세스 흐름(300)의 블록(310)에서, 전기차에서의 전원의 전기 출력이 감시될 수 있다. 예를 들어, 전기차에서 전원의 전기 출력을 감시하기 위해, 적응형 재생 시스템 제어기 또는 차량 제어기 또는 컴퓨터 모듈과 같은 다른 프로세서의 컴퓨터 실행 가능 명령이 실행될 수 있다. 전기 출력은 하나 이상의 센서를 사용하여 감시될 수 있고 주기적으로 및/또는 실시간 또는 거의 실시간으로 감시될 수 있다. 전기 출력은 전원으로부터 흐르는 전력 출력량 또는 전류 출력량 및/또는 현재 작동 조건 하에서 전기차를 작동시키기 위해 요청되고/되거나 요구되는 전류량 또는 전력량일 수 있다. 예를 들어, 전기차의 공기 조화기 시스템의 사용은 큰 가속이 발생할 수 있어 차량에 대한 전기 부하를 증가시킬 수 있다. 반면에, 내리막 표면에서의 비교적 느린 가속 또는 구동은 전기차 및/또는 배터리의 전기 부하를 감소시킬 수 있다.
블록(320)에서, 하나 이상의 배터리 사이의 전기 연결은 적어도 부분적으로 전기 출력에 기초하여 충전을 위해 병렬 연결로부터 직렬 연결로 동적으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 적어도 부분적으로 전기 출력을 기초로 충전 중 하나 이상의 배터리 사이의 하나 이상의 전기 연결을 병렬 연결로부터 직렬 연결로 동적으로 조절하기 위해, 적응형 재생 시스템 제어기 또는 다른 프로세서의 컴퓨터 실행 가능 명령이 실행될 수 있다. 예를 들어, 전기차는 제동 또는 감속이 클 수 있고 따라서 전기 출력이 증가될 수 있다. 전기 출력의 에너지를 획득하기 위해, 적응형 재생 시스템 제어기는 배터리가 병렬 연결로 연결되도록 하여, 배터리의 이용 가능한 충전 용량을 증가시키고/시키거나 배터리 시스템의 전압 전위를 증가시킬 수 있다. 하나 이상의 솔리드 스테이트 릴레이, MOSFET, 스위치 또는 기타 전기 또는 기계 부품에 의해 연결이 병렬에서 직렬로 또는 직렬에서 병렬로 변경될 수 있다. 배터리 사이의 전기 연결은 차량의 작동 중에 병렬에서 직렬 또는 직렬에서 병렬로 여러 번 변경될 수 있고, 일부 실시예에서, 각각의 충전 또는 방전 상황이 발생하는 중에 변경될 수 있다. 예를 들어, 배터리는 큰 가속 방전 상황 중 직렬로 전환된 다음, 배터리가 충전될 수 있는 후속적인 제동 상황 중에 병렬로 전환될 수 있다.
블록(330)에서, 적어도 부분적으로 각각의 충전 레벨에 기초하여, 충전 또는 방전을 위한 배터리가 선택될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 배터리의 각각의 충전 레벨을 결정하기 위해, 적응형 재생 시스템 제어기 또는 다른 프로세서의 컴퓨터 실행 가능 명령이 실행될 수 있다. 충전 레벨은 센서 또는 하드웨어 구성 요소를 사용하여 결정될 수 있거나, 예를 들어 차량 제어기로부터 요청될 수 있다. 적어도 부분적으로 각각의 충전 레벨에 기초하여, 특정 배터리 또는 특정 뱅크/배터리 세트가 충전 또는 방전을 위해 선택될 수 있다. 예를 들어, 제1 역치 미만의 충전 레벨을 갖는 배터리가 충전을 위해 선택될 수 있는 한편, 제1 역치 또는 다른 역치를 초과하는 충전 레벨을 갖는 배터리가 방전을 위해 선택될 수 있다. 따라서, 배터리 충전 레벨은 특정 범위 내에서 유지될 수 있거나 거의 균일 한 충전 레벨을 가질 수 있다.
블록(340)에서, 방전을 위해 하나 이상의 배터리 사이의 전기 연결이 직렬 연결로부터 병렬 연결로 동적으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 전기차용 전력을 제공하기 위해 방전 중 하나 이상의 배터리 사이의 하나 이상의 전기 연결을 직렬 연결로부터 병렬 연결로 동적으로 조절하기 위해, 적응형 재생 시스템 제어기 또는 다른 프로세서의 컴퓨터 실행 가능 명령이 실행될 수 있다. 프로세스 흐름(300)은 전기차의 작동 중에 수행될 수 있는 반복적인 프로세스에서 블록(310)으로 복귀될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 전기차에 대한 부하는 특정 역치보다 작은 것으로 결정될 수 있다(예를 들어, 최대 부하의 50% 미만 등). 전기차는 예를 들어 비교적 평평한 지면에서 순항 제어될 수 있다. 이러한 경우에, 전기차에 전력을 공급하는 배터리 시스템 사이에 병렬 연결이 생성되어 전기차에 전력을 공급하는 모든 배터리의 거의 균일한 방전을 발생시킬 수 있다. 추가 전력이 필요한 경우, 배터리가 직렬 구성으로 전환될 수 있다.
도 4은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 다수의 충전식 배터리를 갖는 전기차용 적응형 재생 시스템에 대한 예시적인 프로세스 흐름(400)이다. 특정 동작이 도 4에 개별적으로 발생하는 것으로 도시되어 있지만, 일부 또는 모든 동작들이 동시에 또는 부분적으로 동시에 발생할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세스 흐름(400)의 동작은 도 2의 제어기의 프로세서와 같은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
프로세스 흐름(400)의 블록(410)에서, 적응형 재생 시스템 또는 제어기는 전기차가 감속하고 있다고 판단할 수 있다. 예를 들어, 브레이크를 밟거나 스로틀을 놓을 때 전기차가 감속하는 것으로 판단될 수 있다. 일 예에서, 전기차가 감속하고 있음을 결정하기 위해, 적응형 재생 시스템 제어기 또는 차량 제어기 또는 컴퓨터 모듈과 같은 다른 프로세서의 컴퓨터 실행 가능 명령이 실행될 수 있다. 일부 실시예에서, 제동 시스템은 적응형 재생 시스템을 활성화하기 전에 전기차에 적용되는 것으로 판단될 수 있다.
프로세스 흐름(400)의 블록(420)에서, 전기차에서의 전원의 출력 전압이 결정될 수 있다. 출력 전압 및/또는 출력 전류는 하나 이상의 센서를 사용하여 연속적으로 또는 주기적으로, 또는 일부 실시예에서 감속 중에만 감시될 수 있다. 예를 들어, 전원의 출력의 출력 전압 또는 다른 전기적 특성을 결정하기 위해, 적응형 재생 시스템 제어기 또는 다른 프로세서의 컴퓨터 실행 가능 명령이 실행될 수 있다.
프로세스 흐름(400)의 블록(430)에서, 전기차에서 배터리 시스템의 전압 전위가 출력 전압보다 큰 것으로 판단될 수 있다. 예를 들어, 전기차에서 배터리 시스템의 전압 전위를 결정하고 전압 전위를 전원의 출력 전압과 비교하기 위해, 적응형 재생 시스템 제어기 또는 다른 프로세서의 컴퓨터 실행 가능 명령이 실행될 수 있다. 예를 들어, 출력 전압은 6 V일 수 있고 전압 전위는 32 V일 수 있다.
프로세스 흐름(400)의 블록(440)에서, 배터리 시스템의 전압 전위가 출력 전압 이하의 값으로 수정되도록 한다. 예를 들어, 전압 전위가 32 볼트에서 6 볼트 이하로 감소되어야 되는 것을 결정하기 위해, 적응형 재생 시스템 제어기 또는 다른 프로세서의 컴퓨터 실행 가능 명령이 실행될 수 있다. 제어기는 배터리 시스템에서 약 6 볼트 이하의 전압 전위를 생성하기 위해 배터리 시스템에서 하나 이상의 전기 구성이 수정되도록 할 수 있다. 일 예에서, 하나 이상의 스위치 또는 MOSFET의 구성을 수정하거나, 하나 이상의 솔리드 스테이트 릴레이가 배터리 사이에 직렬 연결을 형성하는 제1 상태 및 하나 이상의 솔리드 스테이트 릴레이가 배터리 사이에 병렬 연결을 형성하는 제2 상태 사이에서 천이하도록 구성될 수 있는 솔리드 스테이트 릴레이의 구성을 수정함으로써, 전기 연결이 수정될 수 있다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 솔리드 스테이트 릴레이는 충전식 배터리의 방전 및 충전 중 충전식 배터리의 전력 관리를 용이하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 솔리드 스테이트 릴레이는 하나 이상의 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 솔리드 스테이트 릴레이는 하나 이상의 강화 모드 MOSFET을 포함할 수 있다. 다른 유형의 솔리드 스테이트 릴레이가 사용될 수 있다. 적응형 재생 시스템은 충전식 배터리 사이의 직렬 연결과 충전식 배터리 사이의 병렬 연결을 선택적으로 형성하도록 구성된 임의의 개수의 솔리드 스테이트 릴레이를 포함할 수 있다.
도 5는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 전기차용 트윈 로터를 갖는 충전 시스템(500)을 개략적으로 도시한다. 충전 시스템(500)은 발전기/전원(510), 하나 이상의 제어기(540), 배터리 세트(560), 및 하나 이상의 선택적인 솔리드 스테이트 릴레이(550, 590)를 포함할 수 있다. 임의의 구성 요소는 선택적일 수 있다.
발전기/전원(510)은 배터리 세트(560)를 충전하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제동 상황 중 또는 차량의 감속 중, 발전기/전원(510)은 출력 전압 및/또는 출력 전류로 전기를 출력할 수 있다. 출력 전기는 배터리 세트를 충전하기 위해 배터리 세트(560)로 보내질 수 있다. 배터리 세트(560)의 전압 전위는 상이한 전압 및 시간당 약 25 마일 이하의 속도와 같은 차량 속도에서 발전기/전원(510)에 의해 출력되는 전력 또는 전기를 흡수하도록 연속적으로 변경되거나 수정될 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(540)는 전기 부품을 사용하여 배터리 세트(560)의 전압 전위를 관리할 수 있다. 제어기(540)는 전압 전위가 발전기/전원(510)의 출력 전압 미만이 되도록 할 수 있다.
배터리 세트(50)는 제1 배터리(570) 및 제2 배터리(580)를 포함할 수 있다. 선택적인 솔리드 스테이트 릴레이(590)는 제어기(550)로부터의 명령에 응답하여 제1 배터리(570)와 제2 배터리(580) 사이에 직렬 연결 또는 병렬 연결을 생성하는 데에 사용될 수 있다. 충전 시스템(500)의 동작은 제어기(540)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 제어기(540)는 발전기/전원(510)의 전압 출력 및/또는 배터리 세트(560)의 전위를 제어할 수 있다. 발전기/전원(510)으로부터의 전류 출력은 배터리 세트(560)의 각각의 배터리 사이에 병렬 연결 및/또는 직렬 연결을 생성하는데 사용될 수 있는 하나 이상의 솔리드 스테이트 릴레이(550)를 통해 전달될 수 있다.
발전기/전원(510)은 제1 로터(520) 및 제2 로터(530)를 포함할 수 있다. 제1 로터(520) 및 제2 로터(530)는 역 전자기력을 감소시키고 와전류 형성을 감소시키는 수직 전류 경로를 생성하도록 구성될 수 있다. 예시적인 작동 방법에서, 제어기(540)는 전기차가 감속하고 있다고 판단할 수 있고, 제1 로터(520)가 전력을 생성하도록 할 수 있다. 제어기(540)는 전기차의 브레이크가 작동하는 것으로 판단하고, 제2 로터(530)가 동력을 발생시키도록 할 수 있다. 그러므로 발전기/전원(510)은 트윈 충전 로터 시스템일 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(540)는 발전기(510)의 전류 출력을 결정할 수 있고, 적어도 부분적으로 전류 출력에 기초하여 제1 배터리(570)와 제2 배터리(580) 사이에 직렬 연결 또는 병렬 연결이 생성되도록 할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(540)는 전기차가 감속되도록 역 전자기력 또는 와전류를 제1 로터(520) 또는 제2 로터(530)로 보낼 수 있다. 따라서, 발전기/전원(510)은 브레이크로서 작용할 수 있다.
발전기는 하나의 발전기 내에 2 개의 상이한 로터 설계를 포함할 수 있다. 각 로터 유형은 시스템에 적용될 때 독특한 이점을 가질 수 있다. 하나의 설계는 차량을 주목할만하게 감속시키지 않으면서 감속 및 타력 주행 조건에서 전력 재생에 탁월하다. 두 번째 설계는 제동 조건에서 전력 재생에 탁월하다.
일부 실시예에서, 로터는 최대 전력 및 신중하게 계산된 양의 역기전력 및 와전류를 생성하도록 특별히 설계된다. 발전기는 각각 작동 시 다양한 수준의 적극성을 갖는 다수의 로터를 가질 수 있다. 로터는 한 번에 하나씩, 한꺼번에 또는 임의의 구성으로 연결될 수 있다. 생성되는 힘의 양을 조정하는 제어기의 능력은 로터 자체의 상이한 구성 옵션으로부터 비롯된다. 제어기에 이용 가능한 하나 이상의 로터가 있다면 시스템으로 설계될 수 있는 로터 개수는 제한되지 않는다. 와전류는 자기장의 변화에 의해 도체로 유도되는 전류이다. 역기전력(back EMF)은 이를 유발하는 전류의 변화에 대항하는 기전력이다.
제어기는 차량의 제동력을 조정하기 위해 단독으로 또는 재생 제어기와 함께 작동하도록 구성될 수 있다. 독립형 모드에서, 재생 장치에 배치된 전류 전위 또는 전류 부하를 변화시킴으로써 힘이 조정될 것이다. 배터리 시스템의 구성을 동적으로 제어함으로써, 더 많거나 적은 배터리를 직렬 또는 병렬로 전환함으로써 발전기에 더 많거나 적은 전류 수요가 있을 수 있다. 이러한 방식으로, 제어기는 차량에 배치된 제동력의 양을 직접 조정할 수 있다. 재생 제어기와 함께 작동할 때 지능형 배터리 스위칭 제어기가 전체 시스템을 최적화할 수 있다. 두 제어기는 함께 작동하여 시스템에서 이용 가능한 로터 및 이용 가능한 배터리의 구성을 최적화하여 생성되는 제동력의 양을 정확하게 제어한다.
도 6은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 적응형 재생 시스템(600)의 입력 및 출력을 개략적으로 도시한다. 도 6에서, 제어기(670)는 차량 CAN 시스템 또는 배터리 시스템 전압 전위 설정의 출력(680)을 결정하는데 사용될 수 있는 하나 이상의 센서로부터 하나 이상의 선택적 입력을 수신할 수 있다. 임의의 개수의 입력이 사용될 수 있다.
예를 들어, 제1 입력(610)은 전기차에 적용되는 최대 제동력의 백분율일 수 있다. 일부 실시예에서, 브레이크가 적용되는 것으로 판단될 수 있다. 감속 또는 전원의 가능한 출력 전압을 결정하기 위해 최대 제동력의 백분율이 결정될 수 있다. 제2 입력(620)은 현재 차량 속도일 수 있다. 차량 속도는 차량 제어기를 사용하여 결정될 수 있다. 제3 입력(630)은 배터리 시스템 온도일 수 있다. 배터리 시스템 온도는 차량 제어기 및/또는 배터리 시스템에서의 온도 센서를 사용하여 결정될 수 있다. 제4 입력(640)은 주위 온도일 수 있다. 주변 온도는 서모커플 또는 다른 센서를 사용하여 결정될 수 있다. 제5 입력(650)은 주변 습도일 수 있다. 주변 습도는 습도 센서를 사용하여 결정될 수 있다. 제6 입력(660)은 전원의 전류 출력일 수 있다. 전류 출력 또는 출력 전압은 하나 이상의 센서를 사용하여 결정될 수 있다.
제어기(670)는 하나 이상의 입력을 수신할 수 있고, 배터리 시스템 전압 전위 설정의 출력(680)을 산출할 수 있다. 제어기(670)는 결정된 배터리 시스템 전압 전위 설정이 구현되도록 할 수 있다. 제어기(670)는 1 초에 여러 번 결정을 내릴 수 있다.
제어기(670)는 배터리 세트의 각 배터리 사이의 구성을 직렬 구성에서 병렬 구성으로 변경하여, 배터리가 전원의 출력 전압의 역치 내에 있는 전압 전위를 갖도록 구성될 수 있다. 역치는 미리 결정된 백분율 또는 +/- 10%와 같은 절대 값일 수 있다. 배터리 세트의 각각의 배터리는 상이한 전압에서 충전되거나 방전되도록 구성될 수 있다. 제어기(670)는 전원의 출력 전압을 감시하고 하나 이상의 스위치 또는 트랜지스터를 사용하여 전원의 전류 출력 또는 전압 전위를 제어하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제어기(670)는 배터리 세트의 개별 배터리 전압, 배터리 세트의 충전 상태, 배터리 온도, 배터리 전압, 전원으로부터의 전류 출력, 주위 온도, 주위 습도 및/또는 이들의 조합의 입력을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기(670)는 적어도 부분적으로 입력에 기초하여 각각의 배터리 사이의 구성을 변경하도록 구성될 수 있다. 배터리 세트의 구성이 변경되면 배터리 세트의 총 전압 전위가 변경될 수 있다. 경우에 따라서는, 제어기(670)는 배터리 세트의 구성을 직렬 및 병렬 연결 모두를 포함하는 조합된 구성으로 변경하도록 구성될 수 있다. 제어기(670)는 배터리 시스템의 전압 전위를 전원의 출력 전압 또는 출력 전류에 동적으로 일치시키도록 구성될 수 있다. 제어기(670)는 적어도 부분적으로 백분율, 차량 속도, 배터리 시스템 온도, 주위 온도, 주위 습도 및 전류 출력에 기초하여 전압 전위를 설정하는 전압 전위 값을 결정할 수 있다. 충전 전압 및/또는 전류 흐름을 변화시키기 위해 온도 및 습도가 사용될 수 있다. 예를 들어, 주변 온도 또는 배터리 시스템 온도가 높으면 충전 전압 및/또는 전류 흐름이 감소할 수 있지만, 주변 온도 및/또는 배터리 시스템 온도가 낮으면 충전 전압 및/또는 전류 흐름이 증가할 수 있다. 또한, 전압 또는 전류 흐름을 결정하는 데에 습도값이 사용될 수 있다. 예를 들어, 습도가 높으면 재료가 전도성이 높을 수 있기 때문에 충전 전압 및/또는 전류 흐름이 증가할 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.
도 7은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 다수의 충전식 배터리를 갖는 전기차용 적응형 재생 시스템에 대한 예시적인 프로세스 흐름(700)이다. 특정 동작이 도 7에 개별적으로 발생하는 것으로 도시되어 있지만, 일부 또는 모든 동작들이 동시에 또는 부분적으로 동시에 발생할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세스 흐름(700)의 동작은 도 2의 제어기의 프로세서와 같은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
도 7의 프로세스는 도 6에 도시된 것과 같은 트윈 충전 로터 발전기와 함께 사용될 수 있다.
블록(710)에서, 제어기는 전기차가 감속하고 있다고 판단할 수 있다. 블록(720)에서, 제어기는 제1 로터가 동력을 발생시키도록 할 수 있다. 블록(730)에서, 제어기는 전기차의 브레이크가 작동되는 것으로 판단할 수 있다. 블록(740)에서, 제어기는 제2 로터가 동력을 발생시키도록 할 수 있다. 선택적인 블록(750)에서, 제어기는 발전기의 전류 출력을 결정할 수 있고, 적어도 부분적으로 전류 출력에 기초하여 배터리 세트의 배터리 사이에 직렬 연결 또는 병렬 연결이 생성되도록 할 수 있다. 선택적인 블록(760)에서, 제어기는 역 전자기력 또는 와전류를 제1 로터 또는 제2 로터로 보내 전기차가 감속되도록 할 수 있다.
예시적인 방법, 프로세스 흐름, 및 도 1 내지 도 7의 사용 사례에 설명되고 도시된 동작은 본 개시 내용의 다양한 예시적인 실시예에서 요구되는 바와 같이, 도시된 순서와 같은 임의의 적합한 순서로 실시되거나 수행될 수 있다. 부가적으로, 특정의 예시적인 실시예에서, 동작의 적어도 일부는 병렬로 수행될 수 있다. 또한, 특정의 예시적인 실시예에서, 도 1 내지 도 7에 도시된 것보다 더 적거나 더 많거나 상이한 동작이 수행될 수 있다.
본 개시 내용의 구체적인 실시예가 설명되었지만, 당업자는 다수의 다른 수정들 및 대안적인 실시예가 본 개시 내용의 범위 내에 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 특정 장치 또는 구성 요소에 대하여 설명된 임의의 기능 및/또는 임의의 처리 능력이 임의의 다른 장치 또는 구성 요소에 의해 수행될 수 있다. 또한, 다양한 예시적인 구현 및 구조가 본 개시 내용의 실시예에 따라 설명되었지만, 당업자는 본원에 설명된 예시적인 구현 및 구조에 대한 다수의 다른 수정이 또한 본 개시 내용의 범위 내에 있음을 이해할 것이다.
본 개시 내용의 특정 양태가 예시적인 실시예에 따른 시스템, 방법, 장치 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품의 블록도 및 흐름도를 참조하여 상술되었다. 블록도 및 흐름도 중의 하나 이상의 블록, 및 블록도 및 흐름도의 블록의 조합은 각각 컴퓨터 실행 가능 프로그램 명령의 실행에 의해 구현될 수 있음이 이해될 것이다. 마찬가지로, 일부 실시예에 따르면, 블록도 및 흐름도의 일부 블록은 반드시 제시된 순서대로 수행될 필요는 없거나 반드시 수행될 필요는 없다. 또한, 블록도 및/또는 흐름도의 블록에 도시된 것 이외의 추가적인 구성 요소 및/또는 동작이 특정 실시예에 존재할 수 있다.
따라서, 블록도 및 흐름도의 블록은 특정 기능을 수행하기 위한 수단의 조합, 특정 기능을 수행하기 위한 요소 또는 단계의 조합, 특정 기능을 수행하기 위한 프로그램 명령 수단을 지원한다. 또한, 블록도 및 흐름도의 각 블록과, 블록도 및 흐름도의 블록의 조합은 특정 기능, 요소 또는 단계를 수행하는 특수 목적의 하드웨어 기반 컴퓨터 시스템 또는 특수 목적 하드웨어 및 컴퓨터 명령어의 조합에 의해 구현될 수 있음이 이해될 것이다.
본원에 개시된 프로그램 모듈, 애플리케이션 등은, 예를 들어, 소프트웨어 객체, 방법, 데이터 구조 등을 포함하는 하나 이상의 소프트웨어 구성 요소를 포함할 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성 요소 각각은, 실행에 응답하여, 본원에 기술된 기능의 적어도 일부(예를 들어, 본원에 기술된 예시적인 방법의 하나 이상의 동작)가 수행되도록 하는 컴퓨터 실행 가능 명령을 포함할 수 있다.
소프트웨어 구성 요소는 임의의 다양한 프로그래밍 언어로 코드화될 수 있다. 예시적인 프로그래밍 언어는 특정 하드웨어 구조 및/또는 운영 체제 플랫폼과 관련된 어셈블리 언어와 같은 하위 레벨 프로그래밍 언어일 수 있다. 어셈블리 언어 명령어를 포함하는 소프트웨어 구성 요소는 하드웨어 구조 및/또는 플랫폼에 의해 실행되기 전에 어셈블러에 의해 실행 가능 머신 코드로의 변환을 필요로 할 수 있다.
다른 예시적인 프로그래밍 언어는 다수의 구조에 걸쳐 이동 가능한 보다 고급의 프로그래밍 언어일 수 있다. 보다 고급의 프로그래밍 언어 명령을 포함하는 소프트웨어 구성 요소는 실행 전에 인터프리터 또는 컴파일러에 의해 중간 표현으로의 변환을 필요로 할 수 있다.
프로그래밍 언어의 다른 예는 매크로 언어, 쉘 또는 명령 언어, 작업 제어 언어, 스크립트 언어, 데이터베이스 쿼리 또는 검색 언어 또는 보고서 작성 언어를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 하나 이상의 예시적인 실시예에서, 전술한 프로그래밍 언어의 예 중 하나의 명령어를 포함하는 소프트웨어 구성 요소는 다른 형태로 먼저 변환될 필요없이 운영 체제 또는 다른 소프트웨어 구성 요소에 의해 직접 실행될 수 있다.
소프트웨어 구성 요소는 파일 또는 다른 데이터 저장 구성으로서 저장될 수 있다. 유사한 유형 또는 기능적으로 관련된 소프트웨어 구성 요소는, 예를 들어, 특정 디렉토리, 폴더 또는 라이브러리와 같이 함께 저장될 수 있다. 소프트웨어 구성 요소는 정적(예를 들면, 사전 설정 또는 고정)이거나 동적 (예를 들면, 실행 시, 작성 또는 수정)일 수 있다.
소프트웨어 구성 요소는 임의의 다양한 메커니즘을 통해 다른 소프트웨어 구성 요소에 의해 호출하거나 호출될 수 있다. 호출하거나 호출되는 소프트웨어 구성 요소는, 다른 맞춤형 개발 응용 프로그램 소프트웨어, 운영 체제 기능성(예를 들면, 장치 드라이버, 데이터 저장(예를 들면, 파일 관리) 루틴, 기타 공통 루틴 및 서비스 등) 또는 제3 자 소프트웨어 구성 요소(예를 들면, 미들웨어, 암호화 또는 기타 보안 소프트웨어, 데이터베이스 관리 소프트웨어, 파일 전송 또는 기타 네트워크 통신 소프트웨어, 수학적 또는 통계적 소프트웨어, 이미지 처리 소프트웨어 및 형식 변환 소프트웨어)를 포함할 수 있다.
특정 솔루션 또는 시스템과 관련된 소프트웨어 구성 요소는 단일 플랫폼에 상주하여 실행될 수 있거나 다수의 플랫폼에 분포될 수 있다. 다수의 플랫폼은 복수의 하드웨어 공급 업체, 기본 칩 기술 또는 운영 체제와 연관될 수 있다. 또한, 특정 솔루션 또는 시스템과 관련된 소프트웨어 구성 요소는 초기에 하나 이상의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있지만, 다른 프로그래밍 언어로 작성된 소프트웨어 구성 요소를 호출할 수 있다.
컴퓨터 실행 가능 프로그램 명령은 특수 목적 컴퓨터 또는 다른 특정 기계, 프로세서 또는 다른 프로그램 가능 데이터 처리 장치에 로딩되어 특정 기계를 생성하여 컴퓨터, 프로세서 또는 다른 프로그램 가능 데이터 처리 장치에 대한 명령의 실행이 실행될 흐름도에 특정된 하나 이상의 기능 또는 동작이 수행되도록 한다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(CRSM)에 저장될 수 있으며, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(CRSM)는 실행 시에 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능 데이터 처리 장치가 특정 방식으로 기능하도록 지시하여, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장된 명령이 흐름도에 특정된 하나 이상의 기능 또는 동작을 구현하는 명령 수단을 포함하는 제조 물품을 생성한다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능 데이터 처리 장치에 로딩되어 컴퓨터로 구현되는 프로세스를 생성하기 위해 일련의 동작 요소 또는 단계가 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능 장치에서 수행되도록 할 수 있다.
본원에 기술된 임의의 장치에 존재할 수 있는 추가 유형의 CRSM은, 프로그램 가능 랜덤 액세스 메모리(PRAM), SRAM, DRAM, RAM, ROM, 전기 소거 가능 프로그램 가능 판독 전용 메모리(EEPROM), 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, 컴팩트 디스크 판독 전용 메모리(CD-ROM), 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 기타 광학 스토리지, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 스토리지 또는 기타 자기 저장 장치 또는 정보를 저장하는 데 이용될 수 있고 액세스할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 상술한 것의 임의의 조합이 또한 CRSM의 범위 내에 포함된다. 대안적으로, 컴퓨터 판독 가능 통신 매체(CRCM)는 컴퓨터 판독 가능 명령, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 데이터 신호 내에서 전송된 다른 데이터, 또는 다른 전송을 포함할 수 있다. 그러나, 본 명세서에서 사용되는 CRSM은 CRCM을 포함하지 않는다.
실시예가 구조적 특징들 및/또는 방법론적 동작에 특정된 언어로 설명되었지만, 본 개시 내용은 설명된 특정 특징 또는 동작에 반드시 제한되는 것이 아닌 것으로 이해될 것이다. 오히려, 특정 특징 및 동작은 실시예를 구현하는 예시적인 형태로서 개시된다. 특히, 달리 구체적으로 언급되거나 사용된 문맥 내에서 달리 이해되지 않는 한, "할 수 있는("can" "could", "might" 또는 "may")"과 같은 조건부 언어는, 일반적으로, 다른 실시예는 포함하지 않지만, 특정 실시예가 특정 특징, 요소 및/또는 단계를 포함할 수 있음을 나타내도록 의도된다. 따라서, 이러한 조건부 언어는, 일반적으로, 특징, 요소 및/또는 단계가 하나 이상의 실시예에 대해 어떤 식으로든 요구된다는 것 또는 하나 이상의 실시예가, 사용자 입력 또는 프롬프트가 있거나 없이, 이러한 특징, 요소 및/또는 단계가 임의의 특정 실시예에 포함되거나 임의의 특정 실시예에서 수행되는지 여부를 결정하기 위한 로직을 반드시 포함하는 것을 내포하고자 하는 것이 아니다. "적어도 부분적으로 기초로 하는"및 "기초로 하는"이라는 용어는 본원에서 호환적으로 사용될 수 있는 동의어이다.

Claims (20)

  1. 적응형 재생 시스템의 적어도 하나의 메모리에 결합되는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해, 전기차가 감속하고 있는 것을 판단하는 단계;
    상기 전기차의 전원의 출력 전압을 결정하는 단계;
    상기 전기차에서 배터리 시스템의 전압 전위가 상기 출력 전압보다 큰 것을 판단하는 단계; 및
    상기 배터리 시스템의 상기 전압 전위가 상기 출력 전압 이하의 값으로 수정되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 출력 전압이 제1 값으로부터 제2 값으로 감소된 것을 판단하는 단계;
    상기 배터리 시스템의 상기 전압 전위를 상기 제2 값 이하의 값으로 수정되도록 하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 시스템의 상기 전압 전위는 상기 배터리 시스템의 개별 배터리 사이의 연결을 직렬 연결 또는 병렬 연결로 변경하기 위해 하나 이상의 스위치 또는 MOSFET를 사용하여 수정되는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 시스템의 상기 전압 전위를 상기 전원의 상기 출력 전압에 동적으로 일치시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전기차 속도가 시간 당 25 마일 이하인 것을 판단하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 시스템의 상기 전압 전위가 상기 출력 전압 이하의 값으로 수정되도록 하는 단계는, 하나 이상의 스위치 또는 MOSFET를 사용하여 상기 배터리 시스템의 제1 배터리 및 상기 배터리 시스템의 제2 배터리 사이의 제1 연결을 직렬 연결로부터 병렬 연결로 변경하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    하나 이상의 스위치 또는 MOSFET를 사용하여 상기 배터리 시스템의 상기 제2 배터리 및 상기 배터리 시스템의 제3 배터리 사이의 제2 연결을 병렬 연결로부터 직렬 연결로 변경하는 단계; 및
    상기 배터리 시스템의 상기 전압 전위가 상기 출력 전압 미만인 것을 판단하는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전기차에 적용되는 최대 제동력의 백분율을 결정하는 단계;
    차량 속도를 결정하는 단계;
    배터리 시스템 온도를 결정하는 단계;
    주위 온도를 결정하는 단계;
    주변 습도를 결정하는 단계;
    상기 전원의 전류 출력을 결정하는 단계; 및
    적어도 부분적으로 상기 백분율, 상기 차량 속도, 상기 배터리 시스템 온도, 상기 주위 온도, 상기 주변 습도, 및 상기 전류 출력을 기초로 상기 전압 전위를 설정하는 전압 전위 값을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적응형 재생 시스템의 활성화 전에 제동 시스템이 상기 전기차에 적용되는 것을 판단하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 전기차용 적응형 재생 시스템으로서,
    전원;
    상기 전원으로부터 에너지를 수신하도록 구성되는 배터리 세트; 및
    상기 배터리 세트의 각각의 배터리 사이의 구성을 직렬 구성으로부터 병렬 구성으로 변경하도록 구성되는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 배터리 세트가 상기 전원의 출력 전압의 역치 내에 있는 전압 전위를 갖도록 구성하고,
    상기 배터리 세트의 상기 각각의 배터리는 상이한 전압에서 충전되고 방전되도록 구성되는, 적응형 재생 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전원은 발전기, 교류 발전기 또는 다이나모 중 하나 이상을 포함하는, 적응형 재생 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 배터리 세트의 구성의 변경은 상기 배터리 세트의 총 전압 전위를 변경하는, 적응형 재생 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제어기는 추가적으로 상기 배터리 세트의 구성을 직렬 연결 및 병렬 연결을 포함하는 조합 구성으로 변경하도록 구성되는, 적응형 재생 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 전원의 출력 전압을 감시하고, 하나 이상의 스위치 또는 트랜지스터를 사용하여 상기 전원의 전류 출력 또는 전압 전위를 제어하도록 구성되는, 적응형 재생 시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제어기는 추가적으로 상기 배터리 세트의 개별 배터리 전압, 상기 배터리 세트의 충전 상태, 배터리 온도, 배터리 전압, 상기 전원으로부터의 전류 출력, 주위 온도 및 주변 습도의 입력을 결정하도록 구성되고;
    상기 제어기는 적어도 부분적으로 상기 입력을 기초로 상기 각각의 배터리 사이의 구성을 변경하도록 구성되는, 적응형 재생 시스템.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 전압 전위는 상기 출력 전압 미만인, 적응형 재생 시스템.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 역치는 미리 설정된 백분율 또는 절대 값인, 적응형 재생 시스템.
  18. 제1 로터 및 제2 로터를 포함하는 발전기로서,
    상기 제1 로터 및 상기 제2 로터는 역 전자기력을 감소시키고 와전류 형성을 감소시키는 수직 전류 경로를 생성하도록 구성되는, 발전기;
    배터리 세트;
    상기 배터리 세트의 개별 배터리 사이에 직렬 연결 또는 병렬 연결을 생성하도록 구성되는 하나 이상의 스위치 또는 MOSFET; 및
    제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    전기차가 감속하는 것을 판단하고;
    상기 제1 로터가 동력을 발생시키도록 하고;
    상기 전기차의 브레이크가 작동되는 것을 판단하고;
    상기 제2 로터가 동력을 발생시키도록 구성되는, 충전 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제어기는,
    추가적으로 상기 발전기의 전류 출력을 결정하고;
    적어도 부분적으로 상기 전류 출력을 기초로 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리 사이에 직렬 연결 또는 병렬 연결이 생성되도록 하도록 구성되는, 충전 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제어기는 추가적으로 역 전자기력 또는 와전류를 상기 제1 로터 또는 상기 제2 로터로 보내 상기 전기차가 감속하도록 구성되는, 충전 시스템.
KR1020207021982A 2017-02-08 2019-01-25 전기차용 적응형 재생 시스템 KR20210109438A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762456316P 2017-02-08 2017-02-08
PCT/US2019/015105 WO2019136492A1 (en) 2017-02-08 2019-01-25 Adaptive regeneration systems for electric vehicles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210109438A true KR20210109438A (ko) 2021-09-06

Family

ID=63038338

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197025811A KR20190133671A (ko) 2017-02-08 2018-02-07 전기 회로의 구성의 동적 제어
KR1020247013713A KR20240065161A (ko) 2017-02-08 2018-02-07 전기 회로의 구성의 동적 제어
KR1020207021982A KR20210109438A (ko) 2017-02-08 2019-01-25 전기차용 적응형 재생 시스템

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197025811A KR20190133671A (ko) 2017-02-08 2018-02-07 전기 회로의 구성의 동적 제어
KR1020247013713A KR20240065161A (ko) 2017-02-08 2018-02-07 전기 회로의 구성의 동적 제어

Country Status (7)

Country Link
US (5) US10236802B2 (ko)
EP (1) EP3580830A4 (ko)
JP (1) JP2020507305A (ko)
KR (3) KR20190133671A (ko)
AU (2) AU2018218273B2 (ko)
CA (2) CA3052976A1 (ko)
WO (2) WO2018148249A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6540565B2 (ja) * 2016-03-16 2019-07-10 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用電源供給システム、車両用駆動システム
US10236802B2 (en) * 2017-02-08 2019-03-19 Premergy, Inc. Adaptive regeneration systems for electric vehicles
JP7006263B2 (ja) * 2017-12-27 2022-01-24 トヨタ自動車株式会社 充電装置
JP6977581B2 (ja) 2018-01-22 2021-12-08 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
US11081304B2 (en) * 2018-03-02 2021-08-03 Grand Mate Co., Ltd. Load control system and control method thereof
US10800246B2 (en) * 2018-12-11 2020-10-13 Hamilton Sundstrand Corporation Hybrid electric propulsion power supply
CN111114510B (zh) * 2020-03-09 2021-01-05 盐城市聚龙湖商务集聚区发展有限公司 一种用于汽车动力回收的装置
US11565605B2 (en) * 2020-10-29 2023-01-31 Wing Aviation Llc Systems and methods for battery capacity management in a fleet of UAVs
US11413977B2 (en) * 2020-12-11 2022-08-16 Dovene Komi Deh Charging assembly for electric vehicle
CN113315312B (zh) * 2021-07-19 2021-10-26 江铃汽车股份有限公司 基于bsg电机的商用车发电装置及其控制方法

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2819175A1 (de) * 1978-05-02 1979-11-15 Wabco Fahrzeugbremsen Gmbh Einrichtung zur regelung der geschwindigkeit eines fahrzeugs
JP3198961B2 (ja) * 1997-02-10 2001-08-13 日本電気株式会社 電池パック及び電池パックを内蔵した携帯型通信機
JP2004023993A (ja) * 2002-06-13 2004-01-22 Kazumichi Fujioka 電力変換器
US20060092583A1 (en) * 2004-10-01 2006-05-04 Alahmad Mahmoud A Switch array and power management system for batteries and other energy storage elements
EP1917155A1 (en) 2005-08-24 2008-05-07 Thomas A. Ward Hybrid vehicle with modular solar panel and battery charging system to supplement regenerative braking
US7489048B2 (en) * 2006-01-09 2009-02-10 General Electric Company Energy storage system for electric or hybrid vehicle
JP2008148387A (ja) * 2006-12-06 2008-06-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池パック
JP4596003B2 (ja) * 2007-12-25 2010-12-08 トヨタ自動車株式会社 乗員保護装置
US20100231162A1 (en) * 2009-03-16 2010-09-16 Gm Global Technology Operations, Inc. Solar powered battery charging methods and devices for lithium-ion battery systems
DE102010006299B4 (de) 2010-01-20 2013-02-28 Stromag Wep Gmbh Hydraulische Bremsvorrichtung für einen Azimutantrieb einer Windkraftanlage sowie Steuervorrichtung hierfür
CN102792549A (zh) * 2010-03-08 2012-11-21 三洋电机株式会社 电池控制装置、电池系统、电动车辆、移动体、电力储存装置及电源装置
TWI423556B (zh) 2010-06-28 2014-01-11 Compal Communications Inc 電池控制系統
JP2012070492A (ja) * 2010-09-21 2012-04-05 Panasonic Electric Works Co Ltd 充放電システム
JP2014063567A (ja) 2011-01-26 2014-04-10 Sony Corp 電池パック及び電力消費機器
EP2684243B1 (en) * 2011-03-17 2019-08-21 Ev Chip Energy Ltd Battery pack system
US20130026992A1 (en) * 2011-07-25 2013-01-31 Joy Ride Technology Co., Ltd. Rechargeable battery device, and power supplying system incorporating the same
US9018906B2 (en) * 2011-09-09 2015-04-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
JP5983044B2 (ja) * 2012-05-30 2016-08-31 アイシン精機株式会社 ハイブリッド車両用駆動装置
JP2014057398A (ja) * 2012-09-11 2014-03-27 Panasonic Corp 蓄電池管理装置および蓄電池管理方法
JP6223171B2 (ja) * 2012-12-28 2017-11-01 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置の制御システム、蓄電システム、及び電気機器
US10464507B2 (en) * 2013-03-07 2019-11-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery management system and switching method thereof
KR102201102B1 (ko) * 2013-03-15 2021-01-12 디자인 플럭스 테크놀로지스, 엘엘씨 동적으로 재구성가능한 에너지 스토리지 장치를 생성하기 위한 방법 및 장치
JP2016129480A (ja) * 2015-01-06 2016-07-14 バンクガード株式会社 充電池
DE102015104293A1 (de) * 2015-03-23 2016-09-29 Hella Kgaa Hueck & Co. Energiespeichervorrichtung
DE102015006208A1 (de) * 2015-05-13 2015-12-03 Daimler Ag Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug mit elektrischer Trenneinrichtung sowie Verfahren zum Betreiben einer Batterieanordnung
TWI565192B (zh) * 2015-07-28 2017-01-01 碩天科技股份有限公司 混合式太陽能發電系統
DE102016008052A1 (de) * 2016-07-01 2017-02-16 Daimler Ag Energiespeichereinrichtung für einen Kraftwagen
US9964407B2 (en) 2016-07-08 2018-05-08 Klein Tools, Inc. Leveling device
JP6761172B2 (ja) * 2016-08-12 2020-09-23 株式会社今仙電機製作所 車両用電源装置
US10236802B2 (en) * 2017-02-08 2019-03-19 Premergy, Inc. Adaptive regeneration systems for electric vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
US20180226905A1 (en) 2018-08-09
CA3052976A1 (en) 2018-08-16
US20190199248A1 (en) 2019-06-27
US10236802B2 (en) 2019-03-19
AU2018218273A1 (en) 2019-08-22
US11124086B2 (en) 2021-09-21
US20220089060A1 (en) 2022-03-24
EP3580830A1 (en) 2019-12-18
JP2020507305A (ja) 2020-03-05
EP3580830A4 (en) 2020-12-09
US12005806B2 (en) 2024-06-11
US20200127470A1 (en) 2020-04-23
US11225164B2 (en) 2022-01-18
AU2019205165B2 (en) 2022-09-22
AU2018218273B2 (en) 2022-09-01
KR20240065161A (ko) 2024-05-14
AU2019205165A1 (en) 2020-07-09
KR20190133671A (ko) 2019-12-03
WO2019136492A1 (en) 2019-07-11
WO2018148249A1 (en) 2018-08-16
CA3085373A1 (en) 2019-07-11
US20220032813A1 (en) 2022-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2019205165B2 (en) Adaptive regeneration systems for electric vehicles
US11588435B2 (en) Intelligent circuit control for solar panel systems
KR20210076980A (ko) 전기 차량용 다중 화학 배터리 시스템
CN102427964B (zh) 混合电动车辆的电池充电系统
US9346452B2 (en) Predicting energy consumption for an electric vehicle using variations in past energy consumption
US20180345806A1 (en) Vehicle battery system and method of controlling same
JP5588873B2 (ja) ハイブリッド機関車のバッテリ制御のシステム及び方法
US8723474B2 (en) Electrical vehicle energy system and operating method thereof
JP6119725B2 (ja) 充電装置
US20170001534A1 (en) Device and method for controlling battery charge and discharge quantity in eco-friendly vehicle
US10017056B1 (en) Electric vehicles with removable homopolar generators for increased driving distances
KR20190027450A (ko) 전기 자동차 트랙션 배터리의 두 가지 모드의 직렬/병렬 스위칭 구조
CN111092463B (zh) 二次电池系统及二次电池的充电控制方法
WO2016081988A1 (en) Power management for an electric drive system
CN116061715A (zh) 用于高效dc快速充电的系统和方法
Aidi et al. Study of the factors affecting battery electric vehicle range
JP6295942B2 (ja) 充電装置
KR20220128558A (ko) 차량의 유도전동기 제어 장치 및 방법
CN116141986A (zh) 汽车轮毂发电装置的控制方法、系统、设备及存储介质
CN117341482A (zh) 车辆
CN114940075A (zh) 车载太阳能充电控制系统、车载太阳能充电控制方法以及记录介质
CN111661033A (zh) 用于控制混合动力电动车辆的驱动模式的装置和方法
CN112977301A (zh) 车辆及其控制方法
CN117227582A (zh) 燃料电池车辆的电池控制系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal