KR20230124264A - 컨버터 보호가능한 이동체 및 이의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

컨버터 보호가능한 이동체 및 이의 제어 방법이 개시된다.
상기 이동체는, 저전압 출력하는 제1 배터리와 고전압 출력하는 제2 배터리; 상기 제 1 배터리로부터 전압을 변환하여 상기 제 2 배터리로 공급하는 컨버터; 상기 제 1 및 제 2 배터리 간의 전압차가 보호 조건에 도달함에 응답하여, 상기 컨버터로 공급되는 상기 제 1 배터리의 전압을 제어하는 보호기; 및 상기 보호 조건의 도달에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 배터리 간의 목표 전압차 및 상기 이동체의 요구 제어에 따른 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하며, 상기 제 1 배터리의 출력을 제어하는 프로세서를 포함한다.

Description

컨버터 보호가능한 이동체 및 이의 제어 방법{A MOVING OBJECT CAPABLE OF PROTECTING A CONVERT AND A METHOD THEREFOR}
본 개시는 컨버터 보호가능한 이동체 및 이의 제어 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 서로 상이한 전압을 갖는 배터리들 간의 전압 변환에서 양 배터리들 간의 전압차를 안정적으로 관리함과 아울러서 이동체의 운영에 필요한 발전 요구량을 신속하게 대응하는 이동체 및 이의 제어 방법에 대한 것이다.
무거운 중량 및 상시적인 장거리 주행이 수반되는 대형 운송 차량은 종래에 에너지원으로서 화석 연료를 사용하였다. 대형 운송 수단은 주로 버스, 대형 트럭, 컨테이너 차량과 같은 상용차(commercial vehicle)이다. 그러나, 최근 대부분의 차량에 친환경 에너지원을 요구하는 추세에 따라, 대형 차량도 화석 연료가 아닌 전기 에너지로 운영되도록 설계되고 있다. 대형 차량은 소형 차량과 유사하게 전기 배터리를 탑재하여 구동할 수 있으나, 대형 차량은 중량, 적재량 및 주행 거리 측면에서 소형 차량에 비해 대용량이거나 장거리로 주행되어, 전기 배터리에만 의존하여 요구 성능을 충족할 수 없다. 상세하게는, 대형 차량은 요구 성능을 충족하기 위해 전기 배터리보다 높은 에너지 밀도를 갖는 배터리를 탑재할 필요가 있다.
이에 따라, 대형 차량은 전기 배터리와 함께, 주에너지원으로서 연료 전지를 사용하는 방안을 고려하고 있다. 상기 방안은 이른바 FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)이다.
도 1은 종래의 FCEV에서 연료 전지로부터 전기 배터리로 전압을 변환하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
대형 차량과 같은 이동체는 수소 기반으로 충전됨과 아울러서 고에너지 밀도를 갖는 연료 전지(10), 및 연료 전지(10)에 비해 고전압이 출력되는 전기 배터리(14)를 구비한다. 이동체의 주행을 위한 모터(16) 및 고전압 수준으로 작동되는 부하 장치는 저전압 출력되는 연료 전지(10)가 아닌, 고전압의 전기 배터리(14)로부터 전력을 수신할 수 있다. 전기 배터리(14)는 낮은 에너지 밀도로 장치에서 요구되는 전력을 공급하기 위해 충전되어야 하며, 충전은 연료 전지(10)를 통해 구현될 수 있다. 연료 전지(10)로부터 공급되는 전압은 컨버터(12)를 통해, 전기 배터리(14)에 적합하게 승압되어, 연료 전지(10)는 전기 배터리(14)를 충전할 수 있다.
안정적인 승압을 위해, 전기 배터리(14)와 연료 전지(10)간의 전압차는 도 2에서와 같이, 컨버팅에서 요구하는 전압 버퍼 구간에 상응하는 차이를 가져야 한다. 도 2는 종래의 FCEV에서 연료 전지 및 전기 배터리 간의 전압 역전 현상을 보여주는 도면이다. 그러나 이동체(100)의 운용 상황에 따라, 전압차가 전압 버퍼 구간보다 작아지거나, 양 배터리들 간의 전압이 역전될 수도 있다. 이 경우, 전기 배터리(14)로부터 연료 전지(10)로의 역전류가 유발되며, 설령 역전 방지 소자가 설치되더라도 과도한 역전류가 바이패스(bypass)될 수도 있다. 이로 인해, 컨버터(106)는 치명적인 손상이 유발될 수 있다. 손상을 방지하기 위해, 연료 전지(10)의 전압을 하강하도록 조정하는 동안 컨버터(12)가 비활성화될 수도 있으나, 이는 이동체의 실시간 운용으로 인해 전기 배터리(14) 요구되는 전력에 안정적으로 대응할 수 없게 된다. 따라서, 컨버터 보호 및 신속한 전력 공급을 동시에 해결하기 위한 다양한 방안이 시도되고 있다.
본 개시의 기술적 과제는 서로 상이한 전압을 갖는 배터리들 간의 전압 변환에서 양 배터리들 간의 전압차를 안정적으로 관리함과 아울러서 이동체의 운영에 필요한 발전 요구량을 신속하게 대응하는 이동체 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따르면, 컨버터 보호가능한 이동체가 제공된다. 상기 이동체는, 저전압 출력하는 제1 배터리와 고전압 출력하는 제2 배터리; 상기 제 1 배터리로부터 전압을 변환하여 상기 제 2 배터리로 공급하는 컨버터; 상기 제 1 및 제 2 배터리 간의 전압차가 보호 조건에 도달함에 응답하여, 상기 컨버터로 공급되는 상기 제 1 배터리의 전압을 제어하는 보호기; 및 상기 보호 조건의 도달에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 배터리 간의 목표 전압차 및 상기 이동체의 요구 제어에 따른 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하며, 상기 제 1 배터리의 출력을 제어하는 프로세서를 포함한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 상기 보호기에 의해 상기 제 1 배터리의 전압을 제어하는 동안 상기 전압차가 해제 조건에 도달함에 응답하여, 상기 보호기는 비활성화되며, 상기 해제 조건에 따른 값이 상기 보호 조건보다 크게 설정될 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 해제 조건에 도달함에 응답하여, 상기 프로세서는 상기 이동체의 제어 요구에 기초하여 상기 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하며 상기 제 1 배터리의 출력을 제어할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 전압차가 상기 보호 조건에 미도달함에 응답하여, 상기 보호기는 미동작됨과 아울러서, 상기 프로세서는 상기 이동체의 제어 요구에 기초하여 상기 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하며 상기 제 1 배터리의 출력을 제어할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 프로세서는 주행 구동 및 상기 이동체의 부하 장치의 작동에 따른 상기 이동체 제어 요구에 기반하여 이동체 발전 요구량을 산출하고, 상기 목표 전압차를 추종하는 범위에서 상기 이동체 제어 요구를 충족하는 제어 발전 요구량을 산출하고, 상기 이동체 발전 요구량과 상기 제어 발전 요구량 중 최소값으로 상기 제 1 배터리 요구 출력량을 결정할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 전압차를 외란으로 상정하는 DOB(Disturbance Observer) 제어 연산을 이용하여 상기 외란을 상쇄시키는 방향으로 상기 제어 발전 요구량을 산출할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 컨버터로부터 전력을 공급받는 휠 모터; 및 상기 제 1 배터리와 상기 컨버터로부터 각각 전력을 공급받는 제 1 부하 장치와 제 2 부하 장치를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 컨버터의 전력이 기준 전력 이하인 것에 응답하여, 상기 제 2 배터리의 전력을 상기 제 2 부하 장치 및 상기 휠 모터에 공급하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 제 1 부하 장치의 사용 전압만큼 차감된 상기 제 1 배터리의 출력 전압을 산출함과 아울러서, 상기 휠 모터의 사용 전압과 상기 제 2 부하 장치의 사용 전압에 기반하여 상기 제 2 배터리의 출력 전압을 산출하고, 상기 전압차는 상기 제 1 및 제 2 배터리의 출력 전압들 간의 차이일 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 제 1 배터리에 고유적으로 소모되는 내부 전력을 제외하여 상기 제 1 배터리 요구 출력량을 결정할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제 1 배터리는 복수 스택을 포함하는 수소 기반 연료전지이고, 상기 프로세서는 상기 제 1 배터리의 요구 출력량에 기초하여 상기 스택 별 요구 출력량을 계산할 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따르면, 이동체의 컨버터 보호 방법이 제공될 수 있다. 상기 이동체의 컨버터 보호 방법은, 컨버터에 의해, 저전압 출력하는 제 1 배터리로부터 전압을 변환하여 고전압 출력하는 제 2 배터리로 공급하는 단계; 보호기에 의해, 상기 제 1 및 제 2 배터리 간의 전압차가 보호 조건에 도달함에 응답하여, 상기 컨버터로 공급되는 상기 제 1 배터리의 전압을 제어하는 단계; 및 상기 보호 조건의 도달에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 배터리 간의 목표 전압차 및 상기 이동체의 요구 제어에 따른 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하며, 상기 제 1 배터리의 출력을 제어하는 단계를 포함한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 상기 이동체는 상기 컨버터로부터 전력을 공급받는 휠 모터, 및 상기 제 1 배터리와 상기 컨버터로부터 각각 전력을 공급받는 제 1 부하 장치와 제 2 부하 장치를 포함하되, 상기 컨버터에 의해 상기 제 1 배터리로부터 전압을 변환하여 상기 제 2 배터리로 공급하는 단계 이전 또는 이후에, 상기 컨버터의 전력이 기준 전력 이하인 것에 응답하여, 상기 제 2 배터리의 전력을 상기 제 2 부하 장치 및 상기 휠 모터에 공급하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 서로 상이한 전압을 갖는 배터리들 간의 전압 변환에서 전압 역전에 의한 역전류를 방지하여 양 배터리들 간의 전압차를 안정적으로 관리함과 아울러서 이동체의 운영에 필요한 발전 요구량을 신속하게 대응하는, 컨버터 보호가능한 이동체 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 개시에 따르면, 이동체 시스템의 한계 상황이 발생하더라도, 저속의 저전압 배터리의 발전량 제어 반응속도보다 신속하게 대처하여 양 배터리들 간의 전압차를 유지하고, 이동체의 전장 부품 고장을 사전에 방지할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 FCEV에서 연료 전지로부터 전기 배터리로 전압을 변환하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 FCEV에서 연료 전지 및 전기 배터리 간의 전압 역전 현상을 보여주는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 예시적인 이동체 및 이동체의 개략 구성 모듈을 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 컨버터 보호가능한 이동체의 블록도이다.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 이동체의 컨버터 보호 방법에 관한 순서도이다.
도 6는 제 1 및 제 2 배터리에 요구되는 전압차 및 전압차를 유지하는데 축전되는 보호기의 전압을 예시한 도면이다.
도 7은 보호기의 동작 및 해제 조건을 예시한 도면이다.
도 8은 제어 발전 요구량을 산출하는데 적용되는 DOB(Disturbance Observer) 제어 연산을 모델링한 도면이다.
도 9는 제 1 배터리의 스택 별 요구 출력량을 산출하는 과정에 관한 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시 예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계 뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시 예에서의 제1 구성요소는 다른 실시 예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시 예에서의 제2 구성요소를 다른 실시 예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들을 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시 예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 제시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
이하, 도 3a 내지 도 4를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 컨버터 보호가능한 이동체에 대해 설명하기로 한다.
도 3a 및 도 3b는 예시적인 이동체 및 이동체의 개략 구성 모듈을 도시한 도면이다. 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 컨버터 보호가능한 이동체의 블록도이다.
이동체(100)는 저전압 출력하는 제 1 배터리(102) 및 고전압 출력하는 제2 배터리(104)를 활용하여 주행, 다양한 부하 장치의 동작을 구현할 수 있다. 제 1 배터리(102) 및 제 2 배터리(104)는 상시적으로 전부 전력을 공급할 수도 있거나, 제 1 및 제 2 배터리(104)가 각각 주 전력원 및 보조 전력원으로 활용될 수도 있다.
제 1 배터리(102)는 제 2 배터리(104)에 비해 저전압으로 출력되나 높은 에너지 밀도 또는 충전 용량을 갖도록 구성될 수 있다. 일례로, 제 1 배터리(102)는 외부로부터 탱크(118)로 충진되는 수소 가스와 공급 공급기(120)로부터 유입되는 산소와의 반응을 통해 전기 에너지를 발생하는 수소 기반 연료 전지로 구성될 수 있다. 연료 전지는 제 2 배터리(104)에 비해 고에너지 밀도 또는 높은 충전 용량을 가질 수 있다. 연료 전지는 도 4에 예시된 바와 같이, 복수 스택(102a)을 구비하여 스택(102a) 별로 전기를 발생할 수 있다. 제 2 배터리(104)는 전기 에너지로 충전되는 2차 전지로 구성될 수 있다.
다른 예로, 제 1 배터리(102)는 제 2 배터리(104)보다 고에너지 밀도를 가져 고용량으로 충전가능한 2차 전지로 구성될 수 있다. 본 개시의 실시예들은 제 2 배터리(104)가 제 1 배터리(102)에 비해 높은 전압을 출력하는 조건만 충족되면 적용되고, 제 1 및 제 2 배터리(104)의 종류는 상관없으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 제 1 및 제 2 배터리(104)가 각각 연료 전지 및 2차 전지인 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
이동체(100)는 예를 들어, 이동할 수 있는 디바이스를 지칭할 수 있다. 이동체는 차량, 이동 오피스 또는 이동 호텔일 수 있다. 차량은 4륜 자동차, 예컨대 승용차, SUV, 트럭일 수 있으며, 도 3a에 예시된 4륜 초과의 자동차, 예컨대 대형 트럭, 컨테이너 운반차량, 중장비 차량 등일 수 있다. 이동체(100)는 서로 상이한 전압을 출력하는 제 1 및 제 2 배터리(104)를 탑재할 수만 있다면, 지상 이동체 외에도 비행 이동체일 수 있으며, 예컨대, 드론 또는 PAV(Personal Aerial Vehicle) 일 수 있다. 이동체(100)는 유인 운행 또는 자율주행(반자율 및 완전자율 주행 포함)으로 구현될 수 있다.
또한, 이동체(100)는 컨버터(106), 인버터(108), 주행 전동기로 기능하는 제 1 및 제 2 휠 모터들(110, 112), 제 1 및 제 2 부하 장치(114, 116), 보호기(124), 전압 모니터링부(122) 및 프로세서(126)를 포함할 수 있다.
컨버터(106)는 제 1 배터리(102)로부터의 전압을 변환하여 제 2 배터리(104)로 공급하여 제 2 배터리(104)를 충전함과 아울러서, 고전압 범위로 동작되는 모터들(110, 112) 및 제 2 부하 장치(116)에 변환된 전압으로 전력을 공급할 수 있다. 컨버터(106)는 제 2 배터리(104)보다 높은 전압 범위로 전압을 출력할 수 있다. 일례로, 이동체(100)의 운용 상황에 따라 컨버터(106)의 전력이 기준 전력 이하인 경우, 제 2 배터리(104)는 컨버터(106)의 전력에 보충하여 모터들(110, 112) 및 제 2 부하 장치(116)를 안정적으로 구동하도록 전력을 지원함으로써, 에너지 버퍼로 기능할 수 있다. 컨버터(106)의 전력은 제 1 배터리(102)로부터 전압을 컨버터(106)에 의해 변환하여 제 2 배터리(104)를 충전하는 이후에 측정될 수 있다. 또한, 컨버터(106)의 전력은 제 2 배터리(104)를 충전하지 않더라도, 제 1 배터리(102)의 전압이 변환되는 컨버터(106)로부터 출력되는 전력으로 계측될 수도 있다. 다른 예로, 컨버터(106) 및 제 2 배터리(104)가 상시적으로 동시에 모터들(110, 112) 및 제 2 부하 장치(116)에 전력을 공급함으로써, 상시적인 버퍼로 기능할 수도 있다. 또 다른 예로, 컨버터(106) 및 제 2 배터리(104)가 각각 담당하는 제 2 부하 장치(116)가 서로 상이하도록 설정하여, 제 2 부하 장치(116)를 구성하는 전기 장치들이 다른 전력 소스원에 의해 구동될 수도 있다.
인버터(108)는 컨버터(106) 또는 제 2 배터리(104)로부터 출력되는 특정 형태의 전력을 다른 형태로 변환하고 전압을 감소시키고, 제 1 및 제 2 휠에 주행 동작을 발생시키는 모터들(110, 112)은 인버터(108)로부터 전력을 공급받아 구동할 수 있다.
제 1 부하 장치(114)는 제 1 배터리(102)로부터 출력된 저전압 범위로 작동가능한 전기 장치이며, 제 2 부하 장치(116)는 모터들(110, 112)과 유사하게 고전압 범위로 작동가능한 전기 장치일 수 있다. 제 1 부하 장치(114)는 예컨대, 소전력이 소요되는 조명 계통, 이동체(100)에 장착된 다양한 유형의 센서들, 프로세서(126)의 적어도 일부 모듈일 수 있다. 제 2 부하 장치(116)는 예를 들어, 냉방 및 난방과 관련된 공조 계통, 전조등, 야간 후방등과 같이 대전력이 소요되는 조명 계통일 수 있다.
보호기(124)는 프로세서(126)에 의해, 전압 모니터링부(122)로부터 수신된 제 1 및 제 2 배터리 간의 전압차를 확인하여, 전압차가 보호 조건에 해당하는 경우 컨버터(106)로부터 공급되는 제 1 배터리(102)의 전압을 제어하도록 활성화될 수 있다. 또한, 보호기(124)는 제 1 배터리(102)의 전압을 제어하는 동안, 전압차가 해제 조건에 도달하는 경우, 비활성화되어, 제 1 배터리(102)로부터 출력되는 전압을 컨버터(106)에 전달할 수 있다.
보호기(124)는 도 4에 예시된 바와 같이, 릴레이 스위치, 및 제 1 배터리(102)의 전압을 축적시켜 컨버터(106)로 전달되는 전압을 감소시키는 커패시터로 구성될 수 있다. 릴레이 스위치는 프로세서(126)에 의해 턴 온 및 턴 오프되어 릴레이 동작을 구현할 수 있다. 제 1 배터리(102)의 전력 경로는 스위치의 릴레이에 의해, 컨버터(106) 또는 보호기(124)로 구성될 수 있다.
프로세서(126)는 이동체(100)의 전술한 모듈들을 제어할 수 있다. 본 개시의 실시예와 관련하여, 프로세서(126)는 보호 조건이 발생한 경우, 제 1 및 제 2 배터리(104) 간의 목표 전압차 및 이동체의 요구 제어 중 적어도 하나에 따른 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하고, 제 1 배터리(102)의 출력을 제어할 수 있다. 즉, 프로세서(126)는 컨버터(106)의 소손 방지 및 발전량 제어와 관련된 기능들을 수행할 수 있다. 발전량 제어와 관련하여, 제 1 배터리 요구 출력량은 예컨대, 이동체 제어 유닛(Vehicle Control Unit; VCU)에 의해 결정되고, 제 1 배터리(102)의 출력은 예를 들어 제 1 배터리 제어 유닛 또는 연료 전지 제어 유닛(Fuel cell Control Unit; FCU)에 의해 제어될 수 있다. 본 개시에서는 설명의 편의를 위해, 프로세서(126)가 VCU 및 FCU를 전부 포함하는 것으로 서술하나, 실제 구현에 따라, 복수의 제어 유닛이 개별적으로 운영될 수 있다. 이에 따라, 본 개시에서는 프로세서가 단일 유닛 또는 복수의 제어 유닛을 포함한 개념적 컨트롤러를 의미한다.
구체적으로, 프로세서(126)는 제 1 배터리(102)의 출력을 제어하기 위해, 보호기(124)를 활성화시켜 릴레이 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(126)는 릴레이 동작을 제어하여, 제 1 배터리 요구 출력량에 부합하도록 제 1 배터리(102)의 출력을 조정할 수 있다.
목표 전압차는 컨버터(106)의 손상이 발생되지 않는 것으로 설정된 전압차일 수 있다. 예컨대, 목표 전압차는 도 6에서 후술할 전압 버퍼 구간의 이상으로 설정될 수 있다. 목표 전압차는 해제 조건에 상응하는 값과 동일하거나 상이하게 설정될 수 있다. 이동체(100)의 요구 제어는 주행 구동 및 부하 장치의 작동에 기반할 수 있다. 주행 구동을 위한 제어 전력은 예컨대, 가속 또는 감속 주행에 요구되는 모터들(110, 112)의 전력일 수 있다. 부하 장치의 작동을 위한 제어 전력은 예를 들어, 제 1 및 제 2 부하 장치들(114, 116)을 동작하는데 요구되는 전력일 수 있다.
또한, 프로세서(126)는 전압차가 해제 조건에 해당하거나 보호 조건이 발생하지 않는 경우, 이동체의 요구 제어에 따른 제 1 배터리 요구 출력량을 결정할 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 8을 참조하여, 이동체의 컨버터 보호 방법에 대해 설명하기로 한다. 도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 이동체의 컨버터 보호 방법에 관한 순서도이다.
본 개시에서는 설명의 편의를 위해, 제 1 배터리(102)가 저전압 출력하는 연료 전지이며, 제 2 배터리(104)는 고전압 출력하는 2차 전지인 예를 위주로 설명한다. 그러나, 제 2 배터리가 제 1 배터리에 비해 고전압으로 출력됨과 아울러서, 제 1 배터리에 의해 충전되면, 제 1 및 제 2 배터리의 종류는 무방하며, 하기의 실시예가 적용될 수 있다.
컨버터(106)는 제 1 배터리(102)로부터 출력된 전압을 고전압으로 변환하여 제 2 배터리(104)를 충전하면서, 전압 모니터링부(122)는 제 1 및 제 2 배터리(102, 104)의 전압차를 실시간으로 확인하여 프로세서(126)로 통지할 수 있다(S105).
제 1 배터리(102)는 예를 들어 350~600V의 전압을 출력하는 연료 전지이며, 제 2 배터리(104)는 420~700V의 전압을 출력할 수 있다. 컨버터(106)는 제 1 배터리의 전압을 승압하여 예컨대, 530~800V의 전압을 출력할 수 있다. 일례로, 컨버터(106)는 제 2 배터리(104)보다 높은 전압 범위로 전압을 출력할 수 있다. 또한, 컨버터(106)는 출력된 전압을 이용하여 제 2 배터리(104)를 충전함과 아울러서, 고전압 범위로 동작되는 휠 모터들(110, 112) 및 제 2 부하 장치(116)에 전력을 공급할 수 있다.
전압 모니터링부(122)는 일례로, 도 4에 예시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 부하 장치들(114, 116)의 사용 전압을 고려함이 없이, 제 1 및 제 2 배터리(102, 104)로부터 실제 출력된 전압들에 기초하여 전압차를 확인할 수 있다. 다른 예로, 전압 모니터링부(122)는 제 1 및 제 2 부하 장치들(114, 116)의 사용 전압을 고려하여, 제 1 및 제 2 배터리(102, 104)의 유효 출력 전압들에 기초하여 전압차를 산출할 수 있다. 이 경우, 제 1 배터리(102)의 유효 출력 전압은 제 1 배터리(102)의 실제 출력 전압에서 제 1 부하 장치(114)의 사용 전압만큼 차감되어 산출될 수 잇다. 제 2 배터리의 유효 출력 전압은 주행 모터의 사용 전압과 상기 제 2 부하 장치의 사용 전압에 기반하여 산출될 수 있다.
다음으로, 프로세서(126)는 통지된 전압차에 기초하여 컨버터(106)의 보호 조건에 해당하는지를 확인하여, 컨버터(106)의 보호 동작을 개시할지 여부를 판단할 수 있다(S110).
도 6는 제 1 및 제 2 배터리에 요구되는 전압차 및 전압차를 유지하는데 축전되는(stored) 보호기의 전압을 예시한 도면이다. 도 7은 보호기의 동작 및 해제 조건을 예시한 도면이다.
보호 조건과 관련하여, 도 6 및 도 7을 예로 들어 설명하면, 컨버팅에서 요구하는 전압 버퍼 구간에 상응하는 차이를 갖도록, 보호 조건은 "a" 값 이하의 전압차가 발생하는지 여부와 관련될 수 있다. 컨버터(106)의 안정적 보호를 위해, a 값은 도 6에 예시된 전압 버퍼 구간 이상으로 설정될 수 있다. 배터리(102, 104) 및 컨버터(106)의 상술한 출력 전압값에 의할 경우, 전압차 a 값 및 전압 버퍼 구간은 50V일 수 있으나, 배터리들 사양, 이동체 시스템 사양에 따라 설정될 수 있다. 전압 버퍼 구간 이하의 전압차는 외란(disturbance)으로 상정할 수 있다. 낮은 전압차에 따른 외란은 컨버터(106)의 손상을 유발하여 배터리들의 제어 안정성을 저하시키고 이동체(100)의 시스템을 불안정하게 한다. 외란은 예컨대, 제 2 배터리(104), 휠 모터들(110, 112) 및 제 2 부하 장치(116)를 포함하는 High side로 공급되는 전압의 급격한 하락으로 유발될 수 있다. 상기 급격한 하락은 제 1 배터리(102) 고장에 의해 전류가 제한된 경우, 제 1 배터리(102)와 관련된 Low Side의 전압이 급격히 상승하면서, High Side로의 에너지 공급이 부족한 점에 기인할 수 있다. 또한, 상기 급격한 하락은 외기온이 낮거나 배터리들의 충전량(SoC)이 낮아, 배터리들의 출력이 저하됨에도, 급가속 및 고출력 부하 장치의 사용이 발생된 점에 기인할 수도 있다.
다음으로, 프로세서(126)는 전압차가 보호 조건에 해당하는 경우, 컨버터(106)에 대한 보호 동작을 수행하도록, 보호기(124)를 활성화할 수 있다(S115).
보호기(124)는 프로세서(126)에 의해, 릴레이 동작되어 제 1 배터리(102)의 출력 전압을 조정할 수 있다. 도 7에 예시된 바와 같이 전압차가 "b"값 이상이 되는 해제 조건을 충족할 때까지, 보호기(124)는 도 6에 도시된 같이 제 1 배터리(102)의 전압을 축전하여, 제 1 배터리(102)에서 컨버터(106)로 출력되는 전력을 감소시키거나 조절할 수 있다. 도 7을 참조하면, 컨버터(106)의 손상이 발생되지 않음과 동시에 충분한 마진으로 안정적으로 동작하기 위해, 해제 조건에 해당하는 b 값은 보호 조건의 a 값보다 크게 설정될 수 있다. 상세하게는, 보호 및 해제 조건들이 히스테리시스(hysteresis) 범위로 설정될 수 있다. 예컨대, a 값이 50V 일 경우, b 값은 80V일 수 있으나, 배터리들 사양, 이동체 시스템 사양에 따라 설정될 수 있다.
이어서, 프로세서(126)는 보호기(124)가 활성화되어 제 1 배터리(102)의 전압을 조정하는 동안, 전압차가 컨버터 보호의 해제 조건에 도달한지를 확인할 수 있다(S120).
만약 전압차가 해제 조건을 충족하지 않는 경우, 프로세서(126)는 주행 구동과 이동체(100)의 부하 장치들(114, 116)의 작동에 따른 이동체 제어 요구, 및 전압차에 기반하여 이동체 발전 요구량을 산출할 수 있다(S125). 또한, 프로세서(126)는 목표 전압차를 추종하는 범위에서 이동체 제어 요구를 충족하는 제어 발전 요구량을 산출할 수 있다.
이동체 발전 요구량은 현재 이동체(100)에서 실시간으로 가동되는 모든 부하에서 요구되는 전력이며, 구체적으로, 부하에서 요구되는 전력을 충족하기 위해, 제 2 배터리(104)가 발생시킬 수 있는 출력을 제외한 제 1 배터리(102)의 발전량일 수 있다. 도 4를 예시하여 설명하면, 제 1 배터리(102)의 발전량(D)은 휠 모터들(110, 112)의 요구 토크로 인한 전압(A), 제 2 부하 장치(116)에 소요되는 전압(B), 제 1 부하 장치(114)에 소요되는 전압(C)을 실질적으로 가산하고, 제 2 배터리(104)의 현재 전압(E)을 실질적으로 차감함으로써 산출될 수 있다.
한편, 제어 발전 요구량은 낮은 전압차로 인한 외란이 발생된 경우에 산출되는 제 1 배터리(102)의 발전량(D)일 수 있다. 제어 발전 요구량은 전압차가 이상적으로 추종하는 목표 전압차 및 이동체의 요구 제어에 기초하여 산출될 수 있다. 이 경우, 제어 발전 요구량은 전압차를 외란으로 상정하는 DOB(Disturbance Observer) 제어 연산을 이용하여 외란을 상쇄시키는 방향으로 산출될 수 있다. DOB 제어 연산은 낮은 전압차 또는 역전압으로 인한 외란 성분을 관측하거나 추정하여, 제어 명령에 반영함으로써, 이동체(100)의 동작에 필요한 발전 제어의 강건성을 향상시킬 수 있다. 제 1 및 제 2 배터리(102, 104) 간에 순간적으로 변화되는 전압차를 감소시키기 위한 발전 요구량은 DOB 제어 연산을 이용하여 연산될 수 있다. 제어 발전 요구량을 산출하는 DOB 제어 연산과 관련하여, 도 8을 예로 들어 서술한다.
도 8은 제어 발전 요구량을 산출하는데 적용되는 DOB(Disturbance Observer) 제어 연산을 모델링한 도면이다. 도 8에서, Pref는 request power command로서, 제어 발전 요구량이며, Vveh는 전압차이고, Vref는 목표 전압차(target voltage difference)일 수 있다. 목표 전압차는 컨버터(106)의 손상이 발생되지 않는 것으로 설정된 전압차일 수 있다. 예컨대, 목표 전압차는 도 6에서의 전압 버퍼 구간의 이상으로 설정될 수 있다. 목표 전압차는 해제 조건에 상응하는 값과 동일하거나 상이하게 설정될 수 있다.
Pref는 아래 수학식 1와 같이, DOB 전력 및 Feedback 전력에 의해 결정될 수 있으며, 수학식 1은 외란을 추정하여 Pref(제어 발전 요구량)에 외란 성분을 반영하고 있으며, s는 주파수 도메인임을 나타낸다. Pref의 연산에 활용되는 내부 루프 제어기(128)는 전압차에 따라 외란을 추정할 수 있다. DOB 전력은 P control 값에 따른 출력량 결정시에 발생하는 외란만큼 보상하여 산출될 수 있다. 이에 더하여, DOB 전력은 부하 장치들의 소모 전력 , 이동체(100)의 시스템 손실 전력으로 인한 외란도 고려하여 계산될 수 있다. Feedback 전력은 P control 값으로서, 제 2 배터리(104)의 전압(E) 및 제 1 배터리(102)의 전압(D)에 기초하여 산출될 수 있다.
[수학식 1]
이동체(100)의 전달 함수를 1차 시스템으로 가정하면, 수학식 2가 도 8의 모델링에 적용될 수 있다. 이에 따라, 제어 발전 요구량의 연산 모델링이 용이하게 수립될 수 있다.
[수학식 2]
또한, 외란을 추정하기 위해, Q 필터는 수학식 3과 같이, 1차 low pass 필터로 구성될 수 있다. 수학식 2, 3에서의 k, τ는 외란 종류, 휠 모터들 및 부하 장치들의 사양에 따라 튜닝되어 결정될 수 있다.
[수학식 3]
다음으로, 프로세서(126)는 이동체 발전 요구량과 제어 발전 요구량 중 최소값을 선택할 수 있다(S130).
이어서, 프로세서(126)는 최소값으로 선택된 발전 요구량을 제 1 배터리(102)의 발전량, 즉 제 1 배터리 요구 출력량으로 결정하고, 보호기(124) 및 제 1 배터리(102)의 출력들을 제어하여, 제 1 배터리(102)의 전력을 컨버터(106)에 인가할 수 있다(S135).
제 1 배터리 요구 출력량은 제 1 배터리에 고유적으로 소모되는 내부 전력을 제외하여 결정될 수 있다. 이는 이동체(100)의 동작에 필요한 전력을 실효적으로 지원하기 위함이고, 이러한 결정은 S125 또는 S130 단계에서 선행적으로 이행될 수도 있다.
본 실시예에 의하면, 컨버터(106)를 손상시킬 수 있는 순간적인 전압 변화에 대해, 제 1 배터리(102)가 보호기(124)를 완충하여 컨버터(106)를 보호할 수 있다. 또한, 외란 상쇄 연산, 예컨대 DOB 제어 연산을 이용하여, 제 1 배터리(102)와 관련된 Low side의 발전량이 제어됨으로써, 안정적인 전압차를 확보하면서, 이동체의 운영에 필요한 발전 요구량을 신속하게 대응할 수 있다.
한편, 도 5의 S110 단계로 회귀하여, 프로세서(126)는 제 1 및 제 2 배터리(102, 104) 간의 전압차가 보호 조건에 해당하지 않는 경우, 보호기는 미동작되며, 이동체의 제어 요구에 기초하여 이동체 발전 요구량을 산출할 수 있다(S140).
이동체 발전 요구량은 S125 단계에서 설명한 이동체 발전 요구량과 실질적으로 동일하며, 컨버터(106)는 제 1 배터리(102)의 전압에 대한 조정없이 전력을 수신하여 전압을 변환시킬 수 있다. 또한, S140 단계에서 산출된 이동체 발전 요구량은 제 1 배터리 요구 출력량으로 결정되어, 이에 따라 제 1 배터리(102)의 전력이 출력될 수 있다.
또한, 도 5의 S120 단계에서, 프로세서(126)는 보호기(124)가 활성화되는 동안, 전압차가 컨버터 보호의 해제 조건에 도달하면, 상기 보호기를 비활성화하고, 이동체의 제어 요구에 기초하여 이동체 발전 요구량을 산출할 수 있다(S140).
이동체 발전 요구량은 S125 단계에서 설명한 이동체 발전 요구량과 실질적으로 동일하며, 컨버터(106)는 제 1 배터리(102)의 전압에 대한 조정없이 전력을 수신하여 전압을 변환시킬 수 있다. 또한, S140 단계에서 산출된 이동체 발전 요구량은 제 1 배터리 요구 출력량으로 결정되어, 이에 따라 제 1 배터리(102)의 전력이 출력될 수 있다.
도 9는 제 1 배터리의 스택 별 요구 출력량을 산출하는 과정에 관한 순서도이다. 도 9에 따른 실시예는 도 4에 예시된 바와 같이, 제 1 배터리가 복수 스택을 포함하는 수소 기반 연료 전지인 것을 예정하고 있다.
먼저, 프로세서(126)는 도 5와 마찬가지로, 제 1 배터리 요구 출력량을 결정할 수 있다(S205).
이어서, 프로세서(126)는 제 1 배터리 요구 출력량에 기초하여 스택(102a) 별 요구 출력량을 계산할 수 있다(S210). 스택(102a) 별 요구 출력량은 균등하거나, 실제 운영에 따라 상이할 수 있다.
다음으로, 프로세서(126)는 스택(102a) 요구 출력량에 따라, 스택 별로 출력을 제어하여, 컨버터(106)로 전압을 공급할 수 있다(S215).
전술한 본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.

Claims (20)

  1. 컨버터 보호가능한 이동체에 있어서,
    저전압 출력하는 제1 배터리와 고전압 출력하는 제2 배터리;
    상기 제 1 배터리로부터 전압을 변환하여 상기 제 2 배터리로 공급하는 컨버터;
    상기 제 1 및 제 2 배터리 간의 전압차가 보호 조건에 도달함에 응답하여, 상기 컨버터로 공급되는 상기 제 1 배터리의 전압을 제어하는 보호기; 및
    상기 보호 조건의 도달에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 배터리 간의 목표 전압차 및 상기 이동체의 요구 제어에 따른 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하며, 상기 제 1 배터리의 출력을 제어하는 프로세서를 포함하는 이동체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호기에 의해 상기 제 1 배터리의 전압을 제어하는 동안 상기 전압차가 해제 조건에 도달함에 응답하여, 상기 보호기는 비활성화되며, 상기 해제 조건에 따른 값이 상기 보호 조건보다 크게 설정되는, 이동체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 해제 조건에 도달함에 응답하여, 상기 프로세서는 상기 이동체의 제어 요구에 기초하여 상기 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하며 상기 제 1 배터리의 출력을 제어하는, 이동체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압차가 상기 보호 조건에 미도달함에 응답하여, 상기 보호기는 미동작됨과 아울러서, 상기 프로세서는 상기 이동체의 제어 요구에 기초하여 상기 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하며 상기 제 1 배터리의 출력을 제어하는, 이동체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 주행 구동 및 상기 이동체의 부하 장치의 작동에 따른 상기 이동체 제어 요구에 기반하여 이동체 발전 요구량을 산출하고, 상기 목표 전압차를 추종하는 범위에서 상기 이동체 제어 요구를 충족하는 제어 발전 요구량을 산출하고, 상기 이동체 발전 요구량과 상기 제어 발전 요구량 중 최소값으로 상기 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하는, 이동체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 전압차를 외란으로 상정하는 DOB(Disturbance Observer) 제어 연산을 이용하여 상기 외란을 상쇄시키는 방향으로 상기 제어 발전 요구량을 산출하는, 이동체.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 컨버터로부터 전력을 공급받는 휠 모터; 및
    상기 제 1 배터리와 상기 컨버터로부터 각각 전력을 공급받는 제 1 부하 장치와 제 2 부하 장치를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 컨버터의 전력이 기준 전력 이하인 것에 응답하여, 상기 제 2 배터리의 전력을 상기 제 2 부하 장치 및 상기 휠 모터에 공급하도록 제어하는, 이동체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 1 부하 장치의 사용 전압만큼 차감된 상기 제 1 배터리의 출력 전압을 산출함과 아울러서, 상기 휠 모터의 사용 전압과 상기 제 2 부하 장치의 사용 전압에 기반하여 상기 제 2 배터리의 출력 전압을 산출하고, 상기 전압차는 상기 제 1 및 제 2 배터리의 출력 전압들 간의 차이인, 이동체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 1 배터리에 고유적으로 소모되는 내부 전력을 제외하여 상기 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하는, 이동체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배터리는 복수 스택을 포함하는 수소 기반 연료전지이고, 상기 프로세서는 상기 제 1 배터리의 요구 출력량에 기초하여 상기 스택 별 요구 출력량을 계산하고, 상기 스택 별로 출력을 제어하는, 이동체.
  11. 이동체의 컨버터 보호 방법에 있어서,
    컨버터에 의해, 저전압 출력하는 제 1 배터리로부터 전압을 변환하여 고전압 출력하는 제 2 배터리로 공급하는 단계;
    보호기에 의해, 상기 제 1 및 제 2 배터리 간의 전압차가 보호 조건에 도달함에 응답하여, 상기 컨버터로 공급되는 상기 제 1 배터리의 전압을 제어하는 단계; 및
    상기 보호 조건의 도달에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 배터리 간의 목표 전압차 및 상기 이동체의 요구 제어에 따른 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하며, 상기 제 1 배터리의 출력을 제어하는 단계를 포함하는 컨버터 보호 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보호기에 의해 상기 제 1 배터리의 전압을 제어하는 동안 상기 전압차가 해제 조건에 도달함에 응답하여, 상기 보호기를 비활성화하는 단계를 더 포함하되, 상기 해제 조건에 따른 값이 상기 보호 조건보다 크게 설정되는, 컨버터 보호 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 해제 조건에 도달함에 응답하여, 상기 이동체의 제어 요구에 기초하여 상기 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하며 상기 제 1 배터리의 출력을 제어하는 단계를 더 포함하는, 컨버터 보호 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 전압차가 상기 보호 조건에 미도달함에 응답하여, 상기 보호기는 미동작되며, 상기 이동체의 제어 요구에 기초하여 상기 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하며 상기 제 1 배터리의 출력을 제어하는 단계를 더 포함하는, 컨버터 보호 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 배터리 요구 출력량의 결정은,
    주행 구동 및 상기 이동체의 부하 장치의 작동에 따른 상기 이동체 제어 요구에 기반하여 이동체 발전 요구량을 산출하는 단계;
    상기 목표 전압차를 추종하는 범위에서 상기 이동체 제어 요구를 충족하는 제어 발전 요구량을 산출하는 단계; 및
    상기 이동체 발전 요구량과 상기 제어 발전 요구량 중 최소값으로 상기 제 1 배터리 요구 출력량을 결정하는 단계를 포함하는, 컨버터 보호 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어 발전 요구량은 상기 전압차를 외란으로 상정하는 DOB 제어 연산을 이용하여 상기 외란을 상쇄시키는 방향으로 산출되는, 컨버터 보호 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 이동체는 상기 컨버터로부터 전력을 공급받는 휠 모터, 및 상기 제 1 배터리와 상기 컨버터로부터 각각 전력을 공급받는 제 1 부하 장치와 제 2 부하 장치를 포함하되,
    상기 컨버터에 의해 상기 제 1 배터리로부터 전압을 변환하여 상기 제 2 배터리로 공급하는 단계 이전 또는 이후에, 상기 컨버터의 전력이 기준 전력 이하인 것에 응답하여, 상기 제 2 배터리의 전력을 상기 제 2 부하 장치 및 상기 휠 모터에 공급하도록 제어하는 단계를 더 포함하는, 컨버터 보호 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 전압차는 상기 제 1 및 제 2 배터리의 출력 전압들 간의 차이이되, 상기 제 1 배터리의 출력 전압은 상기 제 1 부하 장치의 사용 전압만큼 차감되어 산출되며, 상기 제 2 배터리의 출력 전압은 상기 휠 모터의 사용 전압과 상기 제 2 부하 장치의 사용 전압에 기반하여 산출되는, 컨버터 보호 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 배터리 요구 출력량은 상기 제 1 배터리에 고유적으로 소모되는 내부 전력을 제외하여 결정되는, 컨버터 보호 방법.
  20. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 배터리는 복수 스택을 포함하는 수소 기반 연료전지이되,
    상기 제1 배터리 요구 출력량을 결정하며 상기 제1 배터리의 출력을 제어하는 단계는, 상기 제1 배터리의 요구 출력량에 기초하여 상기 스택 별 요구 출력량을 계산하고, 상기 스택 별로 출력을 제어하는 단계를 포함하는, 컨버터 보호 방법.
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