KR20230016005A - 전기 차량 및 차량을 위한 파워 배터리 가열 방법 및 디바이스 - Google Patents

전기 차량 및 차량을 위한 파워 배터리 가열 방법 및 디바이스 Download PDF

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KR20230016005A
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린왕 덩
텐위 펑
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비와이디 컴퍼니 리미티드
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Abstract

전기 자동차용 파워 배터리 가열 방법, 디바이스, 및 자동차. 본 방법은 파워 배터리의 발열 수요 전력을 취득하는 단계(S11); 실시간으로 전기 자동차의 구동 모듈의 전력 수요 정보를 취득하고, 전력 수요 정보에 따라 파워 배터리의 현재 가열 전력을 결정하는 단계(S12); 현재 가열 전력이 발열 수요 전력 미만이면, 발열 수요 전력 및 현재 가열 전력에 따라 보상 발열 전류를 취득하는 단계(S13); 모터 제어기가 구동 모터를 제어하여, 전력 수요 정보에 따라 전기 자동차를 주행하도록 구동시킬 때, 모터 제어기가 보상 발열 전류에 따라 구동 모터의 제어 전류를 조절할 수 있게 하고, 결국 구동 모터에 의해 출력되는 고주파 발진 전류가 보상 발열 전류와 동일하게 되게 하는 단계(S14); 및 파워 배터리가 구동 모터에 의해 출력되는 고주파 발진 전류에 따라 자체 가열을 수행할 수 있게 하는 단계(S15)를 포함한다. 본 발명은 구동 모터에 의해 출력되는 고주파 발진 전류를 증가시켜서 전력 수요 정보가 만족되는 것을 보장하면서, 파워 배터리의 자체 가열 수요를 만족시킴으로써, 가열 속도 및 효율을 향상시킨다.

Description

전기 차량 및 차량을 위한 파워 배터리 가열 방법 및 디바이스
관련 출원에 대한 교차 참조
본 개시내용은 발명의 명칭을 "전기 차량 및 차량을 위한 파워 배터리 가열 방법 및 디바이스{POWER BATTERY HEATING METHOD AND DEVICE FOR ELECTRIC VEHICLE AND VEHICLE}"로 하여 2020년 5월 29일자로 출원된 중국 특허 출원 번호 202010476466.4에 대한 우선권을 주장한다. 상기 참조된 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 개시내용은 전기 차량 분야에 관한 것으로, 특히, 전기 차량 및 차량에 대한 파워 배터리 가열 방법 및 디바이스에 관한 것이다.
과학과 기술이 발전함에 따라, 전기 차량이 점차 널리 사용되고 있고, 전기 차량의 시장 점유율이 점점 더 높아지고 있다. 전기 차량의 코어 전원으로서, 파워 배터리는 다양한 환경에서 응용된다. 그러나, 다양한 환경에서, 파워 배터리의 성능은 주변 온도에 의해 쉽게 영향을 받는다. 예를 들어, 파워 배터리가 영하 20℃의 저온 환경에 있을 때, 파워 배터리의 내부 저항이 상당히 증가하고, 파워 배터리의 전력 출력 및 가용 용량이 감소되며, 이는 전기 차량의 성능에 영향을 미친다.
현재, 가열 튜브는 일반적으로 파워 배터리의 외부로부터 파워 배터리를 가열하기 위해 파워 배터리 외부에 배열된다. 그러나, 파워 배터리의 외부 가열 튜브에 의존하여 파워 배터리를 가열하기 위한 방법에 따르면, 가열 튜브로부터 파워 배터리로 전달되는 에너지의 변환 효율은 비교적 낮고 긴 가열 시간을 요구하며, 열은 외부로 쉽게 소산되어, 에너지의 낭비를 초래한다.
본 개시내용의 실시예들은 파워 배터리가 가열될 때 낮은 에너지 변환 효율의 문제를 해결하기 위해, 전기 차량 및 차량을 위한 파워 배터리 가열 방법 및 디바이스를 제공한다.
전기 차량의 파워 배터리 가열 방법은,
파워 배터리의 가열 전력 수요를 취득하는 단계;
실시간으로 상기 전기 차량의 구동 모듈의 전력 수요 정보를 취득하고, 상기 전력 수요 정보에 따라 상기 파워 배터리의 현재 가열 전력을 결정하는 단계-상기 구동 모듈은 상기 파워 배터리와 연결되고; 상기 구동 모듈은 모터 제어기 및 구동 모터를 포함함-;
상기 현재 가열 전력이 상기 가열 전력 수요 미만일 때 상기 가열 전력 수요 및 상기 현재 가열 전력에 따라 보상 가열 전류를 취득하는 단계;
상기 모터 제어기가 상기 전력 수요 정보에 따라 상기 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 상기 구동 모터를 제어하는 동안, 상기 모터 제어기가 상기 보상 가열 전류에 따라 상기 구동 모터의 제어 전류를 조절하게 하여, 상기 구동 모터가 상기 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력하는 단계;
상기 파워 배터리가 상기 구동 모터에 의해 출력되는 고주파 발진 전류에 따라 자체 가열을 수행하게 하는 단계를 포함한다.
전기 차량용 파워 배터리 가열 디바이스는 구동 모듈, 3상 인버터, 및 제어기를 포함한다. 구동 모듈은 모터 제어기 및 구동 모터를 포함한다. 모터 제어기는 3상 인버터, 제어기, 및 구동 모터와 연결된다. 3상 인버터는 파워 배터리 및 구동 모터와 연결된다. 제어기는 파워 배터리와 연결된다. 제어기는,
파워 배터리의 가열 전력 수요를 취득하고;
실시간으로 전기 차량의 구동 모듈의 전력 수요 정보를 취득하고, 전력 수요 정보에 따라 파워 배터리의 현재 가열 전력을 결정하고;
현재 가열 전력이 가열 전력 수요 미만일 때 가열 전력 수요와 현재 가열 전력에 따라 보상 가열 전류를 취득하고;
모터 제어기가 전력 수요 정보에 따라 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 구동 모터를 제어하는 동안, 모터 제어기가 보상 가열 전류에 따라 구동 모터의 제어 전류를 조절하게 하여, 구동 모터가 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력하고;
파워 배터리가 구동 모터에 의해 출력되는 고주파 발진 전류에 따라 자체 가열을 수행하게 하도록 구성된다.
차량은 전술한 전기 차량용 파워 배터리 가열 디바이스를 포함한다.
전기 차량 및 차량을 위한 파워 배터리 가열 방법 및 디바이스에 따르면, 파워 배터리의 가열 전력 수요가 취득되고, 전기 차량의 구동 모듈의 전력 수요 정보가 실시간으로 취득되며, 전력 수요 정보에 따라 파워 배터리의 현재 가열 전력이 결정된다. 구동 모듈은 파워 배터리와 연결되고, 구동 모듈은 모터 제어기 및 구동 모터를 포함한다. 보상 가열 전류는 현재 가열 전력이 가열 전력 수요 미만일 때 가열 전력 수요 및 현재 가열 전력에 따라 취득된다. 모터 제어기가 전력 수요 정보에 따라 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 구동 모터를 제어하는 동안, 모터 제어기는 보상 가열 전류에 따라 구동 모터의 제어 전류를 조절하게 되어, 구동 모터는 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력한다. 파워 배터리는 구동 모터에 의해 출력되는 고주파 발진 전류에 따라 자체 가열을 수행하게 된다. 본 개시내용에서, 현재 가열 전력이 가열 전력 수요 미만인 경우, 구동 모터의 제어 전류는 모터 제어기에 의해 조절되어 구동 모터의 무효 전력을 증가시키는 한편, 전력 수요 정보가 충족된 것이 보장되면, 구동 모터는 고주파 발진 전류를 출력하고, 파워 배터리는 고주파 발진 전류에 따라 자체 가열을 수행하게 된다. 이러한 방식으로, 파워 배터리의 내부 저항의 가열 전력이 증가되고, 이에 의해 전기 차량이 전력 수요 정보에 대응하는 구동력으로 주행하고 있을 때 파워 배터리를 급속하게 가열하는 효과를 달성하고, 에너지 변환 효율이 개선된다. 또한, 파워 배터리의 내부 저항을 가열함으로써 많은 양의 방산 열이 생성되지 않는다. 또한, 본 개시내용의 상기 방법을 사용함으로써, 파워 배터리는 사용자가 전기 차량을 사용하기 전에 출력된 고주파 발진 전류를 사용함으로써 가열되거나 따뜻하게 유지될 수 있어, 사용자는 파워 배터리를 예열하지 않고 전기 차량을 바로 사용할 수 있으며, 이는 사용자의 시간을 절약하고, 전기 차량의 사용 효율을 개선하고, 파워 배터리의 수명을 연장한다.
본 개시내용의 실시예들의 기술적 해결책들을 더욱 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 실시예들을 설명하기 위해 필요한 첨부 도면들을 간단히 소개한다. 명백하게, 이하의 설명에서의 첨부 도면들은 본 개시내용의 일부 실시예를 도시할 뿐이며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 창의적인 노력 없이도 이들 첨부 도면들로부터 다른 도면들을 여전히 도출할 수 있다.
도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 전기 차량의 파워 배터리 가열 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 전기 차량의 파워 배터리 가열 방법 중 단계 S12의 흐름도이다.
도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 전기 차량의 파워 배터리 가열 방법 중 단계 S14의 흐름도이다.
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 전기 차량을 위한 파워 배터리 가열 방법 중 단계 S142의 흐름도이다.
도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른 전기 차량용 파워 배터리 가열 디바이스의 개략적인 블록도이다.
도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른 전기 차량의 파워 배터리 가열 디바이스의 다른 개략적인 블록도이다.
첨부 도면들에서의 참조 번호들은 다음과 같다:
1-구동 모듈; 10-제어기; 11-파워 배터리; 12-3상 인버터; 13-모터 제어기; 14-구동 모터.
이하에서는 본 개시내용의 실시예들에서의 첨부 도면들을 참조하여 본 개시내용의 실시예들에서의 기술적 해결책들을 명확하고 완전하게 설명한다. 명백하게, 설명된 실시예들은 모든 실시예가 아니라 본 개시내용의 실시예들 중 일부일 뿐이다. 창의적인 노력 없이 본 개시내용의 실시예들에 기초하여 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 획득되는 모든 다른 실시예들은 본 개시내용의 보호 범위 내에 속할 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서는, 이하의 단계들을 포함하는, 전기 차량의 파워 배터리 가열 방법이 제공된다.
S11: 파워 배터리(11)의 가열 전력 수요가 취득된다.
파워 배터리(11)는 전기 차량에 장착된 파워 배터리(11)이다. 파워 배터리(11)는 리튬-이온 배터리일 수 있다. 가열 전력 수요는 파워 배터리(11)에 대한 가열 수요에 따라 사용자에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 전기 차량을 사용하고 파워 배터리(11)의 방전 또는 충전을 가속할 필요가 있을 때, 하나의 가열 전력 수요가 설정될 수 있다. 대안적으로, 사용자가 저온 환경에서 전기 차량을 사용할 때, 저온 환경에서의 파워 배터리(11)의 성능은 정상 온도에서의 파워 배터리의 성능보다 30% 내지 50%만큼 또는 그보다 훨씬 더 많이 저하된다. 따라서, 사용자는, 파워 배터리(11)의 온도가 안정 상태에서의 파워 배터리의 성능을 보장할 수 있는 미리 설정된 정상 온도 범위에 도달하도록, 파워 배터리(11)를 가열하기 위해 실제 요구에 따라 하나의 가열 전력 수요를 설정할 수 있다.
S12: 전기 차량의 구동 모듈(1)의 전력 수요 정보가 실시간으로 취득되고, 전력 수요 정보에 따라 파워 배터리(11)의 현재 가열 전력이 결정되며, 구동 모듈(1)은 파워 배터리(11)와 연결되고, 구동 모듈(1)은 모터 제어기(13) 및 구동 모터(14)를 포함한다.
전기 차량은 탑재형 전원이 전력으로서 사용되고 바퀴들이 구동 모듈(1) 내의 구동 모터(14)에 의해 주행하도록 구동되는 차량이다. 구동 모듈(1)은 전기 차량을 주행하도록 구동하게 구성되고, 구동 모듈(1)은 파워 배터리(11)와 연결되고, 구동 모듈(1)은 모터 제어기(13) 및 구동 모터(14)를 포함한다. 전력 수요 정보는 전기 차량의 구동력에 대한 사용자의 요구일 수 있고, 사용자에 의해 설정될 수 있다. 전력 수요 정보는 토크 수요 정보, 회전 속도 수요 정보 등을 포함한다. 현재 가열 전력은, 전기 차량이 전력 수요 정보에 따라 이동하도록 구동될 때, 파워 배터리(11)에 의해 저장되거나 방출되는 에너지에 대응하는 전력이다. 현재 가열 전력은 본질적으로 구동 모터(14)의 유효 전력의 일부이다(유효 전력은 적어도 전기 차량을 이동시키기 위해 사용되는 전력 및 파워 배터리로 하여금 에너지를 저장 또는 방출하게 하기 위해 사용되는 전력을 포함하며, 이들 양자 모두는 전력 수요 정보에 대응한다). 모터 제어기(13)는 설정된 방향, 속도, 각도, 및 응답 시간에 따라 동작하도록 구동 모터(14)를 제어하는 집적 회로이다. 구동 모터(14)는 전자기 유도 법칙에 따라 전기 에너지의 변환 또는 전달을 실현하는 전자기 디바이스이다.
구체적으로, 실시간으로 취득되는 전기 차량의 구동 모듈(1)의 전력 수요 정보에 따라, 구동 모듈(1) 내의 모터 제어기(13)는 전력 수요 정보가 충족되는 상태에서 전기 차량을 주행하도록 구동하기 위해 전력 수요 정보에 따라 모터의 동작을 제어한다. 전기 차량이 구동 모터에 의해 주행하도록 구동될 때, 파워 배터리(11)는 또한 전력 수요 정보에 대응하는 현재 가열 전력을 생성한다.
S13: 현재 가열 전력이 가열 전력 수요 미만일 때, 가열 전력 수요 및 현재 가열 전력에 따라 보상 가열 전류가 취득된다.
보상 가열 전류는 가열 전력 수요와 현재 가열 전력 사이의 차이 전력(difference power)에 대응하는 보상 가열 전류이다. 구동 모터가 전기 차량을 전력 수요 정보에 따라 주행하도록 구동하게 하는 한, 구동 모터는 보상 가열 전류를 추가로 보상할 수 있어, 파워 배터리는 가열 수요를 충족시키고 적절한 미리 설정된 정상 온도 범위로의 자체 가열을 수행하여 가열 전력 수요를 달성할 수 있다.
구체적으로, 전력 수요 정보에 따라 파워 배터리(11)의 현재 가열 전력이 결정된 후에, 현재 가열 전력이 가열 전력 수요와 비교된다. 현재 가열 전력이 가열 전력 수요 미만일 때, 가열 전력 수요와 현재 가열 전력 사이의 차이 전력은 가열 전력 수요 및 현재 가열 전력에 따라 획득되고, 보상 가열 전류는 파워 배터리(11)의 차이 전력 및 현재 내부 저항값에 따라 결정된다.
S14: 모터 제어기(13)가 전력 수요 정보에 따라 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 구동 모터(14)를 제어하는 동안, 모터 제어기(13)는 보상 가열 전류에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 조절하게 되어, 구동 모터(14)는 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력한다.
고주파 발진 전류는 구동 모터(14) 내의 발진 회로에 의해 출력되는 전류이고, 고주파 발진 전류는 본질적으로 구동 모터(14)에 추가되는 무효 전력에 대응하는 전류이다.
구체적으로, 모터 제어기(13)가 전력 수요 정보에 따라 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 구동 모터(14)를 제어하는 동안, 보상 가열 전류가 가열 전력 수요 및 현재 가열 전력에 따라 취득된 후에, 보상 가열 전류는 모터 제어기(13)에 입력된다. 모터 제어기(13)는 보상 가열 전류에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 조절하게 되어, 구동 모터(14)는 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력하게 된다.
S15: 파워 배터리(11)는 구동 모터(14)에 의해 출력되는 고주파 발진 전류에 따라 자체 가열을 수행하게 된다.
구체적으로, 모터 제어기(13)가 보상 가열 전류에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 조절하여, 구동 모터(14)가 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력한 후에, 구동 모터(14)와 파워 배터리(11)가 직렬로 연결되기 때문에, 구동 모터(14)가 고주파 발진 전류를 출력할 때 고주파 발진 전류는 또한 파워 배터리(11)에 존재한다. 파워 배터리(11)는 고주파 발진 전류에 따라 배터리의 내부 저항에 의해 생성되는 열을 활용하여 자체 가열을 달성한다.
이 실시예에서, 현재 가열 전력이 가열 전력 수요 미만인 경우, 구동 모터의 제어 전류는 모터 제어기에 의해 조절되어 구동 모터의 무효 전력을 증가시키는 한편, 전력 수요 정보가 충족된 것이 보장되면, 구동 모터는 고주파 발진 전류를 출력하고, 파워 배터리는 고주파 발진 전류에 따라 자체 가열을 수행한다. 이러한 방식으로, 파워 배터리의 내부 저항의 가열 전력이 증가되고, 이에 의해 전기 차량이 전력 수요 정보에 대응하는 구동력으로 주행하고 있을 때 파워 배터리를 급속하게 가열하는 효과를 달성하고, 에너지 변환 효율이 개선된다. 또한, 고주파 발진 전류는 반복적으로 사용되는 전류이며, 이는 파워 배터리의 배터리 코어 가열 에너지의 활용을 개선하고, 또한 파워 배터리의 수명을 연장시킨다. 또한, 상기 방법을 사용함으로써, 파워 배터리는 사용자가 전기 차량을 사용하기 전에 출력되는 고주파 발진 전류를 사용함으로써 가열되거나 따뜻하게 유지될 수 있어, 사용자는 파워 배터리를 예열하지 않고 전기 차량을 바로 사용할 수 있으며, 이는 사용자의 시간을 절약하고 전기 차량의 사용 효율을 개선한다. 이 방법은 전력 수요 정보를 충족시키면서 구동 모터의 무효 전력을 증가시키는 것이기 때문에, 전력 수요 정보 및 가열 전력 수요는 사용자가 전기 차량을 사용하는 동안 연속적으로 그리고 동적으로 전송될 수 있다.
일 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 전력 수요 정보는 토크 수요 정보 및 회전 속도 수요 정보를 포함한다. 전력 수요 정보에 따라 파워 배터리(11)의 현재 가열 전력을 결정하는 단계 S12는 이하의 단계들을 포함한다.
S121: 토크 수요 정보 및 회전 속도 수요 정보에 따라 구동 모터(14)의 구동 정보가 획득된다.
토크 수요 정보는 전기 차량의 구동 모터(14)의 회전력에 대한 사용자의 요구이다. 회전 속도 수요 정보는 전기 차량의 구동 모터(14)의 회전 속도에 대한 사용자의 요건 등을 포함한다. 구동 정보는 본질적으로 구동 모터(14)의 구동력, 즉, 구동 모터(14)의 유효 전력이다.
전기 차량의 구동 모듈(1)의 전력 수요 정보가 실시간으로 취득된 후, 구동 모터(14)의 구동 정보는 전력 수요 정보 내의 토크 수요 정보 및 회전 속도 수요 정보에 따라 결정된다.
S122: 모터 제어기(13)가 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 구동 모터(14)를 제어하는 동안의 구동 전류는 구동 정보에 따라 결정되고, 파워 배터리(11)를 가열하기 위한 현재 가열 전력이 구동 전류에 따라 결정된다.
구체적으로, 토크 수요 정보 및 회전 속도 수요 정보에 따라 구동 모터(14)의 구동 정보가 획득된 후, 파워 배터리(11)를 가열하기 위한 현재 가열 전력은 파워 배터리(11)의 내부 저항값 및 구동 전류에 따라 결정된다.
파워 배터리의 내부 저항값은 파워 배터리의 현재 충전 상태(SOC) 값을 취득함으로써 결정될 수 있다. 구체적으로, 파워 배터리(11)의 개방-회로 전압은 파워 배터리(11)의 SOC와 관련된다. 따라서, 파워 배터리(11)의 전류 SOC가 결정되는 한, 개방-회로 전압이 그에 따라 결정될 수 있고, 개방-회로 전압이 결정되는 동안 파워 배터리의 내부 저항값이 또한 취득될 수 있다. 본 개시내용에서, 파워 배터리(11)의 개방-회로 전압은 SOC와 연계하여 BMS(battery management system) 또는 다른 데이터베이스들에 저장된다. 따라서, 파워 배터리(11)의 현재 SOC가 취득된 후에, 파워 배터리(11)의 현재 내부 저항값은 취득된 현재 SOC에 따라 BMS 또는 다른 데이터베이스들로부터 취득된다(파워 배터리(11)의 실제 동작 중, 현재 순간의 파워 배터리의 현재 SOC가 실시간으로 측정될 수 있다).
일 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 모터 제어기(13)가 보상 가열 전류에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 조절하게 하여, 구동 모터(14)가 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력하게 하는 단계 S14는 이하의 단계들을 포함한다.
S141: 구동 모터(14)의 무효 전력이 실시간으로 취득된다.
무효 전력은 교류 자기장 및 유도 자속을 확립하기 위해 구동 모터(14)에서 요구되는 전력이다. 각각의 구동 모터(14)는 초기 스테이지에서 대응적으로 특정 무효 전력을 갖고, 초기 스테이지에서 각각의 구동 모터(14)에 대응하는 무효 전력은 동일하거나 상이할 수 있고, 무효 전력은 기계적 에너지, 열 에너지 등으로 변환되지 않는다는 점이 이해될 수 있다. 따라서, 무효 전력은 전기 차량의 주행 프로세스에 영향을 미치지 않는다. 즉, 무효 전력의 변화는 전력 수요 정보에 영향을 미치지 않는다.
S142: 모터 제어기(13)의 최대 제한 전력이 취득되고, 모터 제어기(13)는 보상 가열 전류, 무효 전력, 및 최대 제한 전력에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 증가시키게 되어, 구동 모터(14)가 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력한다.
최대 제한 전력은 모터 제어기(13)에 의해 조절될 수 있는 전력의 최대 제한값이다.
구동 모터(14)의 무효 전력이 실시간으로 취득된 후, 모터 제어기(13)의 최대 제한 전력이 취득되고, 모터 제어기(13)는 보상 가열 전류, 무효 전력, 및 최대 제한 전력에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 증가시키게 되어, 구동 모터(14)의 무효 전력을 증가시킨다. 구동 모터(14)는 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력하게 되고, 파워 배터리(11)의 가열 전력은 가열 전력 수요에 도달하고, 구동 모터의 증가된 제어 전류는 모터 제어기의 최대 제한 전력에 대응하는 전류값을 초과하지 않는다.
일 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 모터 제어기(13)가 보상 가열 전류, 무효 전력, 및 최대 제한 전력에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 증가시키게 하여, 구동 모터(14)가 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력하는 단계 S142는 이하의 단계들을 포함한다.
S1421: 파워 배터리(11)의 내부 저항값 및 보상 가열 전류에 따라 차이 전력이 취득된다.
차이 전력은 가열 전력 수요와 현재 가열 전력 사이의 차이에 따라 획득된다.
보상 가열 전류가 가열 전력 수요 및 현재 가열 전력에 따라 취득된 후에, 보상 가열 전류 및 파워 배터리(11)의 내부 저항값에 따라 차이 전력이 취득된다.
S1422: 차이 전력과 무효 전력의 합을 중첩 전력으로 표시하고, 파워 배터리(11)의 내부 저항값 및 중첩 전력에 따라 중첩 전류를 획득하여, 구동 모터(14)의 제어 전류를 중첩 전류로 증가시킨다.
중첩 전력은 차이 전력과 무효 전력이 중첩된 후에 획득된다. 중첩 전력은 구동 모터의 새로운 무효 전력이다. 중첩 전력은 구동 모터의 회전을 유지하기 위한 대응하는 제1 무효 전력 및 고주파 발진 전류를 생성하기 위한 대응하는 제2 무효 전력을 포함한다. 중첩 전류는 중첩 전력 및 파워 배터리(11)의 내부 저항값에 대응하는 전류이고, 중첩 전류는 증가될 제어 전류의 임계값이다.
구체적으로, 보상 가열 전류 및 파워 배터리(11)의 내부 저항값에 따라 차이 전력이 취득된 후에, 차이 전력과 무효 전력의 합이 중첩 전력으로서 표시되고, 중첩된 전류가 중첩 전력 및 파워 배터리(11)의 내부 저항값에 따라 획득되어, 모터 제어기(13)는 구동 모터(14)의 제어 전류를 중첩 전류로 증가시키고, 구동 모터(14)의 제어 전류가 증가하고 있는 파워 배터리(11)의 현재 가열 전력은 가열 전력 수요에 도달하게 한다(또한, 전기 차량은 전력 수요 정보 하에서 주행하고, 구동 모터의 회전은 중첩 전력에서의 제1 무효 전력에 따라 유지되고, 구동 모터는 중첩 전력에서의 제2 무효 전력에 따라 제2 무효 전력에 대응하는 고주파 발진 전류를 출력하게 되어, 파워 배터리는 고주파 발진 전류에 따라 자체 가열을 수행한다).
일 실시예에서, 구동 모터(14)의 제어 전류를 중첩된 전류로 증가시키는 단계는:
구동 모터(14)의 여기 전류를 증가시킴으로써 또는 공간 벡터 변조에 의해 구동 모터(14)의 제어 전류를 중첩 전류로 증가시키는 단계
여기 전류는 동작 자기장이 제공될 때 동기 모터의 회전자를 통해 흐르는 전류이다. 공간 벡터 변조는 위치들을 결정하는 제한된 수의 공간 벡터들의 조합에 따라 임의의 위치 및 특정 진폭 범위의 요건들을 만족하는 공간 벡터를 생성하는 프로세스이다. 공간 벡터 변조는 전압 공간 벡터 변조, 쇄교 자속 공간 벡터 변조(flux linkage space vector modulation), 및 현재 공간 벡터 변조를 포함한다.
구체적으로, 파워 배터리(11)의 내부 저항값 및 제2 차이 전력에 따라 중첩 전류가 획득된 후, 구동 모터(14)의 여기 전류를 증가시킴으로써 구동 모터(14)의 제어 전류가 중첩 전류로 증가될 수 있다.
또한, 모터 제어기(13)와 연결된 3상 인버터(12)의 손실들을 무시하는 전제 하에서, 구동 모터(14)의 유효 전력 및 무효 전력의 표현식들은 다음과 같이 순시 전력 이론에 따라 획득될 수도 있다:
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
는 구동 모터(14)의 유효 전력이고,
Figure pct00004
는 구동 모터(14)의 무효 전력이고,
Figure pct00005
는 구동 모터(14)의 회전 좌표계가
Figure pct00006
축에 고정될 때 생성되는 전압이고,
Figure pct00007
는 구동 모터(14)의 회전 좌표계가
Figure pct00008
축에 고정될 때 생성되는 전류, 즉, 여기 전류이고,
Figure pct00009
는 구동 모터(14)의 회전 좌표계가
Figure pct00010
축에 고정될 때 생성되는 전압이고,
Figure pct00011
는 구동 모터(14)의 회전 좌표계가
Figure pct00012
축에 고정될 때 생성되는 전류이다.
종래의 FOC(field-oriented control) 하에서, 구동 모터(14)의 회전 좌표계는
Figure pct00013
축, 따라서
Figure pct00014
에 고정되고, 상기 순시 전력의 표현식은 최종적으로 다음과 같다:
Figure pct00015
Figure pct00016
구동 모터(14)의 여기 전류를 증가시킴으로써, 즉, 상기 표현식에서
Figure pct00017
를 증가시킴으로써, 구동 모터(14)의 무효 전력이 증가되는 한편, 전력 수요 정보 내의 토크 정보 및 회전 속도 정보가 충족되는 것, 즉, 유효 전력이 충족되는 것이 보장된다. 이러한 방식으로, 파워 배터리(11)는 구동 모터(14)에 의해 출력되는 고주파 발진 전류에 따라 자체 가열을 수행하고, 파워 배터리(11)의 내부 저항은 열을 생성한다.
또한, 파워 배터리(11)의 내부 저항값 및 제2 차이 전력에 따라 중첩 전류가 획득된 후, 구동 모터(14)의 제어 전류는 공간 벡터 변조에 의해, 즉, 제로 벡터를 유효 벡터로 대체함으로써 중첩 전류로 더 증가되어, 구동 모터(14)의 무효 전력을 증가시킬 수 있다.
또한, 구동 모터(14)의 겉보기 전력의 표현식은 다음과 같다:
Figure pct00018
Figure pct00019
는 구동 모터(14)의 겉보기 전력이고,
Figure pct00020
는 구동 모터(14)의 유효 전력이고,
Figure pct00021
는 구동 모터(14)의 무효 전력이다.
따라서, 구동 모터(14)의 제어 전류는 구동 모터(14)의 여기 전류를 증가시킴으로써 또는 공간 벡터 변조에 의해 중첩 전류로 증가된다. 즉, 구동 모터(14)의 무효 전력은 전력 수요 정보에 대응하는 유효 전력이 충족되는 것을 보장한다는 전제 하에 증가되어, 구동 모터(14)는 최대 겉보기 전력 및 고주파 발진 전류를 출력하고, 파워 배터리(11)는 고주파 발진 전류에 따라 자체 가열을 수행하게 되고, 이에 의해 파워 배터리(11)의 내부 가열 전력의 연속적이고 동적인 조절을 실현한다.
일 실시예에서, 모터 제어기(13)가 전력 수요 정보에 따라 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 구동 모터(14)를 제어하는 동안, 모터 제어기(13)가 보상 가열 전류에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 조절하게 하는 단계 후에, 본 방법은:
상기 조절 후에 구동 모터(14)에 의해 출력되는 고주파 발진 전류를 취득하고, 고주파 발진 전류가 보상 가열 전류 미만이면 조절 실패를 프롬프팅하는 단계를 포함한다.
모터 제어기(13)가 전력 수요 정보에 따라 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 구동 모터(14)를 제어하는 동안, 모터 제어기(13)가 보상 가열 전류에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 조절하게 된 후, 이러한 조절 후에 구동 모터(14)에 의해 출력되는 고주파 발진 전류가 취득된다. 고주파 발진 전류가 보상 가열 전류 미만이면, 조절 실패는 음성 프롬프트에 의해, 사용자의 모바일 단말기로의 문자 메시지 전송에 의해, 또는 다른 효과적인 프롬프팅 방식들로 프롬프팅된다.
파워 배터리(11)의 실시간 온도가 검출되고, 실시간 온도가 미리 설정된 정상 온도 범위의 하한 미만일 때 파워 배터리(11)의 온도 이상이 프롬프팅된다.
실시간 온도는 임의의 현재 시간에 실시간으로 측정되는 파워 배터리(11)의 온도이다. 미리 설정된 정상 온도 범위는 정상 온도 범위, 즉 20°C 내지 25°C일 수 있다. 미리 설정된 정상 온도 범위는 사용자의 요건들에 따라 약간 조정될 수 있다.
고주파 발진 전류가 보상 가열 전류 미만일 때, 파워 배터리(11)의 실시간 온도는 조절 실패를 프롬프팅하는 동안 동기적으로 검출된다. 실시간 온도가 미리 설정된 정상 온도 범위의 하한 미만일 때, 파워 배터리(11)의 온도 이상은 음성 프롬프트에 의해, 사용자의 모바일 단말기로의 문자 메시지 전송에 의해, 또는 다른 효과적인 프롬프팅 방식들로 프롬프팅된다. 온도 이상은, 파워 배터리(11)가 구동 모터(14)에 의해 출력되는 고주파 발진 전류에 따라 자체 가열을 수행할 때, 파워 배터리(11)의 온도가 비교적 작은 고주파 발진 전류로 인해 미리 설정된 정상 온도 범위의 하한에 도달할 수 없다는 것을 의미할 수 있다. 사용자는 파워 배터리(11)의 현재 검출된 실시간 온도에 따라 그리고 본 개시내용의 상기 실시예들의 방법에 따라 가열 전력 수요를 재전송할 수 있다.
일 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 전기 차량용 파워 배터리 가열 디바이스는 구동 모듈(1), 3상 인버터(12), 및 제어기(10)를 포함한다. 구동 모듈(1)은 모터 제어기(13) 및 구동 모터(14)를 포함한다. 모터 제어기(13)는 3상 인버터(12), 제어기(10), 및 구동 모터(14)와 연결된다. 3상 인버터(12)는 파워 배터리(11) 및 구동 모터(14)와 연결된다. 제어기(10)는 파워 배터리(11) 및 모터 제어기(13)와 연결된다.
파워 배터리 및 3상 인버터는 전력 라인에 의해 연결된다. 3상 인버터와 구동 모터는 전력 라인에 의해 연결된다. 모터 제어기 및 3상 인버터는 신호 라인에 의해 연결된다. 제어기 및 모터 제어기는 신호 라인에 의해 연결된다. 파워 배터리 및 제어기는 신호 라인에 의해 연결된다.
구동 모듈(1)은 전기 차량을 주행하도록 구동시키게 구성되고, 구동 모듈(1)은 모터 제어기(13) 및 구동 모터(14)를 포함한다. 모터 제어기(13)는 설정된 방향, 속도, 각도 및 응답 시간에 따라 동작하도록 구동 모터(14)를 능동 동작(active operation)에 의해 제어하는 집적 회로이다. 구동 모터(14)는 전자기 유도 법칙에 따라 전기 에너지의 변환 또는 전달을 실현하는 전자기 디바이스이다. 3상 인버터(12)는 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 디바이스이다. 선택적으로, 이 실시예에서, 3상 인버터(12)는 스위칭 소자로서 IGBT(insulated gate bipolar transistor)로 구성된 H-브리지 인버터를 채택한다. 제어기(10)는 사용자 요건들을 수신하고 동작에 참가하도록 각각의 모듈을 제어하도록 구성된다. 모터 제어기(13)는 설정된 방향, 속도, 각도 및 응답 시간에 따라 동작하도록 구동 모터(14)를 능동 동작(active operation)에 의해 제어하는 집적 회로이다. 구동 모터(14)는 전자기 유도 법칙에 따라 전기 에너지의 변환 또는 전달을 실현하는 전자기 디바이스이다.
제어기(10)는 파워 배터리(11)의 가열 전력 수요를 취득하도록 구성된다.
파워 배터리(11)는 전기 차량에 장착된 파워 배터리(11)이다. 파워 배터리(11)는 리튬-이온 배터리이다. 가열 전력 수요는 파워 배터리(11)에 대한 가열 수요에 따라 사용자에 의해 설정된다. 예를 들어, 사용자가 전기 차량을 사용하고 파워 배터리(11)의 방전 또는 충전을 가속할 필요가 있을 때, 하나의 가열 전력 수요가 설정될 수 있다. 대안적으로, 사용자가 저온 환경에서 전기 차량을 사용할 때, 저온 환경에서의 파워 배터리(11)의 성능은 정상 온도에서의 파워 배터리의 성능보다 30% 내지 50%만큼 또는 그보다 훨씬 더 많이 저하된다. 따라서, 사용자는, 파워 배터리(11)의 성능이 안정 상태에 진입하도록 파워 배터리(11)를 가열하기 위해 하나의 가열 전력 수요를 설정할 수 있다.
전기 차량의 구동 모듈(1)의 전력 수요 정보가 실시간으로 취득되고, 전력 수요 정보에 따라 파워 배터리(11)의 현재 가열 전력이 결정된다.
전기 차량은 탑재형 전원이 전력으로서 사용되고 바퀴들이 구동 모듈(1) 내의 구동 모터(14)에 의해 주행하도록 구동되는 차량이다. 전력 수요 정보는 전기 차량의 구동력에 대한 사용자의 요구일 수 있고, 사용자에 의해 설정된다. 전력 수요 정보는 토크 수요 정보 및 회전 속도 수요 정보를 포함한다. 현재 가열 전력은 전력 수요 정보에 따라 파워 배터리(11)에 의해 저장되거나 방출되는 에너지에 대응하는 전력이고, 현재 가열 전력은 본질적으로 구동 모터(14)의 유효 전력이다.
구체적으로, 전력 수요 정보는 실시간으로 취득된 전기 차량의 구동 모듈(1)의 전력 수요 정보에 따라 제어기(10)를 통해 모터 제어기(13)로 전송된다. 구동 모듈(1) 내의 모터 제어기(13)는 전력 수요 정보에 따라 모터의 동작을 제어하여, 전력 수요 정보가 충족된 상태에서, 모터의 동작 중에 전력 수요 정보에 대응하는 파워 배터리(11)의 현재 가열 전력에 따라, 전기 차량을 주행하도록 구동시킨다.
현재 가열 전력이 가열 전력 수요 미만일 때, 가열 전력 수요 및 현재 가열 전력에 따라 보상 가열 전류가 취득된다.
보상 가열 전류는 가열 전력 수요와 현재 가열 전력 사이의 차이 전력(difference power)에 대응하는 보상 가열 전류이다.
구체적으로, 전력 수요 정보에 따라 파워 배터리(11)의 현재 가열 전력이 결정된 후에, 현재 가열 전력이 가열 전력 수요와 비교된다. 현재 가열 전력이 가열 전력 수요 미만일 때, 가열 전력 수요와 현재 가열 전력 사이의 차이 전력은 가열 전력 수요 및 현재 가열 전력에 따라 획득되고, 보상 가열 전류는 파워 배터리(11)의 차이 전력 및 현재 내부 저항값에 따라 결정된다.
모터 제어기(13)가 전력 수요 정보에 따라 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 구동 모터(14)를 제어하는 동안, 모터 제어기(13)는 보상 가열 전류에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 조절하게 되어, 구동 모터(14)는 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력한다.
고주파 발진 전류는 구동 모터(14) 내의 발진 회로에 의해 출력되는 전류이고, 고주파 발진 전류는 본질적으로 구동 모터(14)에 추가되는 무효 전력에 대응하는 전류이다.
구체적으로, 모터 제어기(13)가 전력 수요 정보에 따라 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 구동 모터(14)를 제어하는 동안, 보상 가열 전류가 가열 전력 수요 및 현재 가열 전력에 따라 취득된 후에, 보상 가열 전류는 모터 제어기(13)에 입력된다. 모터 제어기(13)는 보상 가열 전류에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 조절하게 되어, 구동 모터(14)는 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력하게 된다.
모터 제어기(13)가 보상 가열 전류에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 조절한 후에, 구동 모터(14)의 조절된 제어 전류는 3상 인버터(12)로 출력된다. 3상 인버터(12)는 동일한 주파수, 동일한 진폭, 및 순차적으로 120도 만큼 서로 상이한 위상들을 갖는 3개의 AC 전위들을 출력하고, 3개의 AC 전위들은 구동 모터(14)에 입력되어, 구동 모터(14)는 전력 수요 정보를 충족시키면서 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력한다.
파워 배터리(11)는 구동 모터(14)에 의해 출력되는 고주파 발진 전류에 따라 자체 가열을 수행하게 된다.
구체적으로, 모터 제어기(13)가 보상 가열 전류에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 조절하여, 구동 모터(14)가 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력한 후에, 구동 모터(14)와 파워 배터리(11)가 직렬로 연결되기 때문에, 구동 모터(14)가 고주파 발진 전류를 출력할 때 고주파 발진 전류는 또한 파워 배터리(11)에 존재한다. 파워 배터리(11)는 고주파 발진 전류에 따라 배터리의 내부 저항에 의해 생성되는 열을 활용하여 자체 가열을 달성한다.
일 실시예에서, 전력 수요 정보는 토크 수요 정보 및 회전 속도 수요 정보를 포함한다. 제어기(10)는 토크 수요 정보 및 회전 속도 수요 정보에 따라 구동 모터(14)의 구동 정보를 획득하도록 추가로 구성된다.
토크 수요 정보는 전기 차량의 구동 모터(14)의 회전력에 대한 사용자의 요구이다. 회전 속도 수요 정보는 전기 차량의 구동 모터(14)의 회전 속도에 대한 사용자의 요건들이다. 구동 정보는 본질적으로 구동 모터(14)의 구동력, 즉, 구동 모터(14)의 유효 전력이다.
전기 차량의 구동 모듈(1)의 전력 수요 정보가 실시간으로 취득된 후, 구동 모터(14)의 구동 정보는 전력 수요 정보 내의 토크 수요 정보 및 회전 속도 수요 정보에 따라 결정된다.
모터 제어기(13)가 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 구동 모터(14)를 제어하는 동안의 구동 전류는 구동 정보에 따라 결정되고, 파워 배터리(11)를 가열하기 위한 현재 가열 전력은 구동 전류에 따라 결정된다.
구체적으로, 토크 수요 정보 및 회전 속도 수요 정보에 따라 구동 모터(14)의 구동 정보가 획득된 후, 파워 배터리(11)를 가열하기 위한 현재 가열 전력은 파워 배터리(11)의 내부 저항값 및 구동 전류에 따라 결정된다.
일 실시예에서, 제어기(10)는 구동 모터(14)의 무효 전력을 실시간으로 취득하도록 추가로 구성된다.
무효 전력은 교류 자기장 및 유도 자속을 확립하기 위해 구동 모터(14)에서 요구되는 전력이다. 각각의 구동 모터(14)는 초기 스테이지에서 대응적으로 특정 무효 전력을 갖고, 초기 스테이지에서 각각의 구동 모터(14)에 대응하는 무효 전력은 동일하거나 상이할 수 있고, 무효 전력은 기계적 에너지, 열 에너지 등으로 변환되지 않는다는 점이 이해될 수 있다.
모터 제어기(13)의 최대 제한 전력이 취득되고, 모터 제어기(13)는 보상 가열 전류, 무효 전력, 및 최대 제한 전력에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 증가시키게 되어, 구동 모터(14)가 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력한다.
최대 제한 전력은 모터 제어기(13)에 의해 조절될 수 있는 전력의 최대 제한값이다.
구동 모터(14)의 무효 전력이 실시간으로 취득된 후, 모터 제어기(13)의 최대 제한 전력이 취득되고, 모터 제어기(13)는 보상 가열 전류, 무효 전력, 및 최대 제한 전력에 따라 구동 모터(14)의 제어 전류를 증가시키게 되어, 구동 모터(14)의 무효 전력을 증가시킨다. 구동 모터(14)는 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력하게 되고, 파워 배터리(11)의 가열 전력은 가열 전력 수요에 도달한다.
특정 구현예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 전기 차량을 위한 파워 배터리 가열 디바이스는 이하의 컴포넌트들 및 파라미터들을 포함한다: 3상 PMSM인 FEM-파라미터화 영구 자석 동기 모터(FEM-Parameterized PMSM), 즉 상기 실시예에서 설명된 바와 같은 구동 모터; 모터의 접지 케이블(OC); 구동 모터의 유효 전력(P) 및 무효 전력(Q)을 표시하도록 구성된 전력 디스플레이(PQ); 토크 소스(Torque Source); 특수 물리 신호(trq); 토크 수요(torque0); 회전 속도 수요(rpm0); 500 V의 값을 갖는 파워 배터리를 위한 전압 소스(V Src); 파워 배터리의 내부 저항 (R); 파워 배터리와 연결된 전압계 (v); 파워 배터리와 연결된 전류계 (i); IGBTs 로 구성된 H-브리지 인버터인 3상 인버터 (Three-Phase Inverter); 영구 자석 동기 모터 제어기(PMSM Controller), 즉 상기 실시예에서 설명된 바와 같은 모터 제어기; 지연 계산 디바이스 (Computational Delay); 각각의 샘플링 시간 후에 PMSM 제어기에 입력된 신호를 업데이트하고 다음 샘플링까지 이 신호를 유지하도록 구성되는 0차 홀더(ZOH rpm).
선택적으로, 전기 차량의 파워 배터리 가열 디바이스는 3상 전류 전압계를 더 포함한다. 3상 전류 전압계는 3상 인버터(12), 모터 제어기(13), 및 구동 모터(14)와 연결된다. 3상 전류 전압계는, 동일한 주파수, 동일한 진폭, 및 120도만큼 상이한 위상들을 갖는 3상 인버터(12)로부터 출력되는 3개의 AC 전위들을 검출하고 AC 전위의 절대값(즉, 도 6에서 I)에 대응하는 전류값을 모터 제어기(13)에 피드백하여, 현재 전류가 보상 가열 전류에 대응하는지를 결정하도록 구성된다.
선택적으로, 토크 측정기(즉, 도 6의 m에 대응하는 측정기)가 구동 모터(14)와 모터 제어기(13) 사이에 추가로 연결될 수 있다. 토크 측정기는 구동 모터(14)에 의해 출력된 토크값을 측정하거나 사용자에 의해 전송된 전력 수요 정보에서 토크 수요 정보를 검출하도록 구성된다.
선택적으로, 전기 차량의 파워 배터리 가열 디바이스는 전력 디스플레이를 더 포함한다. 전력 디스플레이는 3상 전류 전압계와 연결되고, 구동 모터(14)의 유효 전력 및 무효 전력을 표시하도록 구성되어, 사용자가 구동 모터(14)의 현재 유효 전력 및 무효 전력에 대응하는 전력값들을 직관적으로 볼 수 있게 한다.
일 실시예에서, 전술한 상기 실시예들에 따른 전기 차량용 파워 배터리 가열 디바이스를 포함하는 차량이 제공된다.
전술한 실시예들에서, 다양한 단계들의 시퀀스 번호들의 순서는 실행 시퀀스를 나타내지 않고, 프로세스들의 실행 시퀀스들은 그 기능들 및 내부 로직들에 따라 결정되어야 하고 본 개시내용의 실시예들의 구현 프로세스에 어떠한 제한도 부여하지 않아야 한다는 점이 이해되어야 한다.
본 기술분야의 통상의 기술자라면, 편리하고 간략한 설명을 목적으로, 전술한 기능 유닛들 및 모듈들의 분할이 예시를 위한 일 예로서 취해진다는 것을 명확하게 이해할 것이다. 실제 용례에서, 전술한 유닛들 및 기능들은 상이한 모듈들에 할당되고 요건에 따라 구현될 수 있으며, 즉, 장치의 내부 구조는 전술된 기능들의 전부 또는 일부를 구현하기 위해 상이한 기능 유닛들 및 모듈들로 분할된다.
전술한 실시예들은 본 개시내용을 제한하기 위해서가 아니라 단지 본 개시내용의 기술적 해결책들을 설명하기 위해 의도되었다. 본 출원이 전술한 실시예들을 참조하여 상세히 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자라면, 본 개시내용의 실시예들의 기술적 해결책들의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고, 여전히 전술한 실시예들에서 설명된 기술적 해결책들에 대한 수정들을 행할 수 있거나 또는 그 일부 기술적 특징들에 대한 등가의 대체들을 행할 수 있으며, 이는 본 개시내용의 보호 범위 내에 포함되어야 한다는 점을 이해해야 한다.

Claims (10)

  1. 전기 차량용 파워 배터리 가열 방법으로서, 상기 방법은
    파워 배터리의 가열 전력 수요를 취득하는 단계;
    실시간으로 상기 전기 차량의 구동 모듈의 전력 수요 정보를 취득하고, 상기 전력 수요 정보에 따라 상기 파워 배터리의 현재 가열 전력을 결정하는 단계-상기 구동 모듈은 상기 파워 배터리와 연결되고; 상기 구동 모듈은 모터 제어기 및 구동 모터를 포함함-;
    상기 현재 가열 전력이 상기 가열 전력 수요 미만일 때 상기 가열 전력 수요 및 상기 현재 가열 전력에 따라 보상 가열 전류를 취득하는 단계;
    상기 모터 제어기가 상기 전력 수요 정보에 따라 상기 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 상기 구동 모터를 제어하는 동안, 상기 모터 제어기가 상기 보상 가열 전류에 따라 상기 구동 모터의 제어 전류를 조절하게 하여, 상기 구동 모터가 상기 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력하는 단계;
    상기 파워 배터리가 상기 구동 모터에 의해 출력되는 고주파 발진 전류에 따라 자체 가열을 수행하게 하는 단계를 포함하는, 전기 차량용 파워 배터리 가열 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 수요 정보는 토크 수요 정보 및 회전 속도 수요 정보를 포함하고,
    상기 전력 수요 정보에 따라 상기 파워 배터리의 현재 가열 전력을 결정하는 단계는
    상기 토크 수요 정보 및 상기 회전 속도 수요 정보에 따라 상기 구동 모터의 구동 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 모터 제어기가 상기 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 상기 구동 모터를 제어하는 동안 상기 구동 정보에 따라 구동 전류를 결정하고, 상기 구동 전류에 따라 상기 파워 배터리를 가열하기 위한 상기 현재 가열 전력을 결정하는 단계를 포함하는, 전기 차량용 파워 배터리 가열 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모터 제어기가 상기 보상 가열 전류에 따라 상기 구동 모터의 제어 전류를 조절하게 하여, 상기 구동 모터가 상기 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력하는 단계는:
    상기 구동 모터의 무효 전력을 실시간으로 취득하는 단계; 및
    상기 모터 제어기의 최대 제한 전력을 취득하고, 상기 모터 제어기가 상기 보상 가열 전류, 상기 무효 전력, 및 상기 최대 제한 전력에 따라 상기 구동 모터의 상기 제어 전류를 증가시키게 하여, 상기 구동 모터가 상기 보상 가열 전류와 동일한 상기 고주파 발진 전류를 출력하는 단계를 포함하는, 전기 차량용 파워 배터리 가열 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모터 제어기가 상기 보상 가열 전류, 상기 무효 전력 및 상기 최대 제한 전력에 따라 상기 구동 모터의 상기 제어 전류를 증가시키게 하여, 상기 구동 모터가 상기 보상 가열 전류와 동일한 상기 고주파 발진 전류를 출력하는 단계는:
    상기 보상 가열 전류 및 상기 파워 배터리의 내부 저항값에 따라 차이 전력을 취득하는 단계; 및
    상기 차이 전력과 상기 무효 전력의 합을 중첩 전력으로서 표시하고, 상기 중첩 전력과 상기 파워 배터리의 상기 내부 저항값에 따라 중첩 전류를 획득하여, 상기 구동 모터의 상기 제어 전류를 상기 중첩 전류로 증가시키는 단계를 포함하는, 전기 차량용 파워 배터리 가열 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동 모터의 상기 제어 전류를 중첩된 전류로 증가시키는 단계는
    상기 구동 모터의 여기 전류를 증가시킴으로써 또는 공간 벡터 변조를 통해 상기 구동 모터의 상기 제어 전류를 상기 중첩 전류로 증가시키는 단계를 포함하는, 전기 차량용 파워 배터리 가열 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모터 제어기가 상기 전력 수요 정보에 따라 상기 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 상기 구동 모터를 제어하는 동안, 상기 모터 제어기가 상기 보상 가열 전류에 따라 상기 구동 모터의 제어 전류를 조절하게 하여, 상기 구동 모터가 상기 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력하는 단계 후에, 상기 방법은:
    상기 조절 후에 구동 모터에 의해 출력되는 고주파 발진 전류를 취득하고, 고주파 발진 전류가 보상 가열 전류 미만이면 조절 실패를 프롬프팅하는 단계; 및
    상기 파워 배터리의 실시간 온도를 검출하고, 상기 실시간 온도가 미리 설정된 정상 온도 범위의 하한 미만일 때 상기 파워 배터리의 온도 이상을 프롬프팅하는 단계를 더 포함하는, 전기 차량용 파워 배터리 가열 방법.
  7. 구동 모듈, 3상 인버터, 및 제어기를 포함하는 전기 차량용 파워 배터리 가열 디바이스로서, 상기 구동 모듈은 모터 제어기 및 구동 모터를 포함하고; 상기 모터 제어기는 상기 3상 인버터, 상기 제어기, 및 상기 구동 모터와 연결되고; 상기 3상 인버터는 상기 파워 배터리 및 상기 구동 모터와 연결되고; 상기 제어기는 상기 파워 배터리와 연결되고; 상기 제어기는: 상기 파워 배터리의 가열 전력 수요를 취득하고; 실시간으로 상기 전기 차량의 상기 구동 모듈의 전력 수요 정보를 취득하고, 상기 전력 수요 정보에 따라 상기 파워 배터리의 현재 가열 전력을 결정하고; 상기 현재 가열 전력이 상기 가열 전력 수요 미만일 때 상기 가열 전력 수요 및 상기 현재 가열 전력에 따라 보상 가열 전류를 취득하고; 상기 모터 제어기가 상기 전력 수요 정보에 따라 상기 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 상기 구동 모터를 제어하는 동안, 상기 모터 제어기가 상기 보상 가열 전류에 따라 상기 구동 모터의 제어 전류를 조절하게 하여, 상기 구동 모터가 상기 보상 가열 전류와 동일한 고주파 발진 전류를 출력하고; 상기 파워 배터리가 상기 구동 모터에 의해 출력되는 상기 고주파 발진 전류에 따라 자체 가열을 수행하게 하도록 구성되는, 전기 차량용 파워 배터리 가열 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전력 수요 정보는 토크 수요 정보 및 회전 속도 수요 정보를 포함하고, 상기 제어기는,
    상기 토크 수요 정보 및 상기 회전 속도 수요 정보에 따라 상기 구동 모터의 구동 정보를 취득하고; 상기 모터 제어기가 상기 전기 차량을 주행하도록 구동시키기 위해 상기 구동 모터를 제어하는 동안 상기 구동 정보에 따라 구동 전류를 결정하고; 상기 구동 전류에 따라 상기 파워 배터리를 가열하기 위한 상기 현재 가열 전력을 결정하도록 추가로 구성되는, 전기 차량용 파워 배터리 가열 디바이스.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 구동 모터의 무효 전력을 실시간으로 취득하고; 상기 모터 제어기의 최대 제한 전력을 취득하고; 상기 모터 제어기가 상기 보상 가열 전류, 상기 무효 전력, 및 상기 최대 제한 전력에 따라 상기 구동 모터의 상기 제어 전류를 증가시키게 하여, 상기 구동 모터가 상기 보상 가열 전류와 동일한 상기 고주파 발진 전류를 출력하도록 추가로 구성되는, 전기 차량용 파워 배터리 가열 디바이스.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 전기 차량용 파워 배터리 가열 디바이스를 포함하는 차량.
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