KR101315144B1 - Regenerative Electric current control system and control method of electric driving type Multi-purpose Utility vehicle - Google Patents
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Abstract
전기구동식 다목적 운반차량의 회생전류 제어시스템 및 제어방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 회생전류 제어시스템은, 기체 구동을 위한 고전압의 전기에너지를 저장하는 배터리와, 배터리를 전반적으로 제어 및 관리하는 BMS와, 차량 구동을 위한 동력을 출력하는 구동 모터와, 작업기 구동을 위한 동력을 출력하는 작업기 모터와, 고전압 배터리의 직류전류를 구동 모터와 작업기 모터 구동에 필요한 교류전류로 변환하는 인버터 및 시스템의 전반적인 신호 입출력을 제어하는 통합제어기;를 포함하며, 주행 중 브레이크 조작으로 회생제동이 일어나 회생전류가 발생하였고 그 회생전류가 미리 입력된 배터리의 전류 제한 값을 초과한 경우, 상기 회생전류에 의한 여분의 전력을 전력소비수단을 통해 소비할 수 있도록 한 것을 요지로 한다.Disclosed are a regenerative current control system and control method for an electric drive multipurpose transport vehicle. The regenerative current control system according to an aspect of the present invention includes a battery for storing high-voltage electrical energy for driving a gas, a BMS for controlling and managing the battery as a whole, a driving motor for outputting power for driving a vehicle, It includes a work motor for outputting power for driving the work machine, an integrated controller for controlling the overall signal input and output of the inverter and system for converting the DC current of the high voltage battery into the AC current required to drive the drive motor and the work machine motor; When regenerative braking occurs due to brake operation and a regenerative current is generated and the regenerative current exceeds the current limit value of the battery input in advance, the main point is that the extra power by the regenerative current can be consumed through the power consumption means. Shall be.
Description
본 발명은 전기구동식 다목적 운반차량에 관한 것으로, 상세하게는 주행 중 회생제동이 일어났을 때의 회생전류 제어를 위한 전기구동식 다목적 운반차량의 회생전류 제어시스템 및 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an electric drive multi-purpose transport vehicle, and more particularly, to a regenerative current control system and control method for an electric drive multi-purpose transport vehicle for regenerative current control when regenerative braking occurs during driving.
유통, 건설, 레져, 농용 등 폭넓은 분야에서 다목적 운반차량 Utility vehicle, UTV)이 최근 널리 이용되고 있다. 특히 이 다목적 운반차량은 험로주행에 유리한 구조로 되어 있기 때문에, 건설현장 또는 농업현장에서 흙이나 작물을 싣고 운반하거나 여러 가지 작업에 필요한 도구 등을 싣고 나르기 위한 운반수단으로 주로 이용된다.Utility vehicle (UTV) is widely used in a wide range of fields such as distribution, construction, leisure, and farming. Especially, this multipurpose transportation vehicle is advantageous for traveling on rough roads, so it is mainly used as a transportation means for carrying and transporting soil or crops at a construction site or an agricultural site, or carrying tools necessary for various operations.
최근에는 기계식 엔진을 장착하던 종래와는 달리 배기가스가 전혀 발생되지 않고 소음이 극히 적어 친환경을 구현할 수 있는 전기구동방식의 다목적 운반차량에 대한 연구 및 개발이 진행되고 있다. 전기구동식은 기본적으로, 구동력을 발생을 위한 모터와, 에너지원인 배터리와, 모터와 배터리 제어를 위한 각종 제어부품 및 그 외 주변부품 등을 포함하여 구성된다.Recently, research and development of an electric drive type multi-purpose transport vehicle that can realize eco-friendliness because no noise is generated and noise is extremely low, unlike the conventional one equipped with a mechanical engine. The electric drive type basically includes a motor for generating a driving force, a battery as an energy source, various control parts for controlling the motor and the battery, and other peripheral parts.
위와 같은 전기차량은 가속페달 조작변위에 따라 비례하여 달라지는 모터의 출력 조절에 의해 주행속도가 달라지며, 주행도중 제동을 위해 가속페달에서 발을 떼는 순간 주행 중에 있는 차량의 운동에너지에 의해 반대로 모터가 회전하게 된다. 이처럼 차량의 운동에너지에 의해 모터가 회전할 경우 발생하는 역 기전력을 사용 가능한 에너지로 저장하는 것을 회생이라 하고 이때 발생하는 저항을 제동력으로 이용하는 것을 회생제동이라 한다. The driving speed of the electric vehicle is changed by adjusting the output of the motor which is proportionally changed according to the accelerator pedal operation displacement, and the motor is reversed by the kinetic energy of the vehicle being driven the moment the foot is released from the accelerator pedal for braking during driving. Will rotate. As described above, the regenerative storing of the counter electromotive force generated when the motor rotates by the kinetic energy of the vehicle as usable energy is called regenerative, and the regenerative braking is used as the braking force.
회생제동 시 발생하는 회생전류를 배터리로 보내 저장함에 있어, 회생에 의한 전류 값이 배터리가 받아들일 수 있는 전류 최대치인 배터리 전류 제한 값을 초과함으로써 여분의 전류가 발생할 수 있다. 여분의 전류 발생하면 회생과 관련한 전기적 부품에 치명적인 손상이 발생할 수 있기 때문에, 종래에는 별도의 저항을 이용해 그 여분의 전류를 열에너지로 변환하여 소비시키는 시스템을 채택하고 있다. In transmitting and storing the regenerative current generated during regenerative braking to the battery, extra current may be generated when the regenerative current value exceeds the battery current limit value, which is the maximum current that the battery can accept. Since excessive current may cause fatal damage to the electrical components related to regeneration, conventionally, a system that uses a separate resistor to convert the excess current into thermal energy and consumes it.
그러나 종래 저항방식은 별도의 저항부품이 요구됨에 따라 전기적 시스템 구성이 복잡해지고 제작단가가 상승하여 가격경쟁 측면에서 불리해지는 단점이 있다. 또한 저항을 통해 여분의 회생전류 전량이 열에너지로 바뀌어 소비될 경우에는 큰 문제가 없으나, 회생전류에 의한 전력량이 저항부품을 통해 처리할 수 있는 한계 값을 초과하는 경우라면 위와 같이 회생과 관련한 전기적 부품의 손상문제가 발생하게 된다.However, the conventional resistance method has a disadvantage in that a separate resistance component is required, the electrical system configuration is complicated and the manufacturing cost increases, which is disadvantageous in terms of price competition. In addition, if the excess regenerative current is converted into thermal energy and consumed through the resistor, there is no big problem.However, if the amount of power caused by the regenerative current exceeds the limit value that can be handled by the resistor part, the electrical parts related to the regenerative as described above. The problem of damage will occur.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 저항부품을 이용하여 열에너지로 변환하지 않고도 회생전류에 의한 여분의 전력을 안정적으로 소비시킬 수 있는 전기구동식 다목적 운반차량의 회생전류 제어시스템 및 제어방법을 제공하고자 하는 것이다.
The problem to be solved by the present invention is to provide a regenerative current control system and control method of an electric drive multi-purpose transport vehicle that can stably consume the extra power by the regenerative current without converting it into thermal energy by using a resistor component. It is.
과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명은, 전기에너지를 동력원으로 하는 모터의 출력에 의해 움직이는 전기구동식 다목적 운반차량에 적용되는 것으로, 기체 구동을 위한 고전압의 전기에너지를 저장하는 배터리와, 배터리를 전반적으로 제어 및 관리하는 BMS와, 차량 구동을 위한 동력을 출력하는 구동 모터와, 작업기 구동을 위한 동력을 출력하는 작업기 모터와, 고전압 배터리의 직류전류를 구동 모터와 작업기 모터 구동에 필요한 교류전류로 변환하는 인버터 및 시스템의 전반적인 신호 입출력을 제어하는 통합제어기;를 포함하며, 주행 중 브레이크 조작으로 회생제동이 일어나 회생전류가 발생하고 그 회생전류가 미리 입력된 배터리의 전류 제한 값을 초과하는 경우, 상기 회생전류에 의한 여분의 전력을 전력소비수단을 통해 소비할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 전기구동식 다목적 운반차량의 회생전류 제어시스템을 제공한다.As a means for solving the problem, the present invention is applied to an electric drive multi-purpose vehicle that is driven by the output of a motor using the electric energy as a power source, a battery for storing high-voltage electric energy for gas driving, and a battery as a whole Converts the DC current of the high voltage battery into the AC current required to drive the drive motor and the work machine motor, the BMS that controls and manages the vehicle, the drive motor that outputs the power for driving the vehicle, the work machine motor that outputs the power for driving the work machine, Including an integrated controller for controlling the overall signal input and output of the inverter and the system; When the regenerative braking is generated by the brake operation during driving occurs when the regenerative current occurs and the regenerative current exceeds the current limit value of the battery previously input, the To consume extra power by regenerative current through power consumption means It provides an electrically-driven multi-purpose transport vehicle control system of the regenerative current, characterized in that.
본 실시예에서 상기 전력소비수단은 상기 작업기 모터일 수 있으며, 이 작업기 모터는 회생전류 값이 배터리 전류 제한 값을 초과한 경우 상기 통합제어기 제어에 의해 구동되면서 여분의 전력을 소비하는 시스템일 수 있다.In the present embodiment, the power consumption means may be the work machine motor, which may be a system that consumes extra power while being driven by the integrated controller control when the regenerative current value exceeds the battery current limit value. .
또한, 상기 회생전류의 값은, 브레이크가 조작된 경우의 브레이크 시스템에서 출력되는 브레이크 값에 기초하여 산출될 수 있다.In addition, the value of the regenerative current may be calculated based on the brake value output from the brake system when the brake is operated.
그리고, 배터리의 전류 제한 값은, 배터리 측으로 허용 가능한 회생전류의 상한 값일 수 있다.In addition, the current limit value of the battery may be an upper limit value of the regenerative current allowable to the battery side.
과제 해결을 위한 다른 수단으로서 본 발명은, (a) 제동 시 브레이크 시스템을 통해 입력되는 브레이크 값을 인식하는 단계; (b) 입력된 브레이크 값에 기초하여 회생전류 값을 산출하는 단계; (c) 산출된 회생전류 값을 허용 가능한 배터리의 전류 제한 값과 비교하는 단계; (d) 산출된 회생전류 값이 상기 배터리의 전류 제한 값을 초과하는 경우 회생전류에 의한 여분의 전력을 소비시키는 단계;를 포함하는 전기구동식 다목적 운반차량의 회생전류 제어방법을 제공한다.As another means for solving the problem, the present invention comprises the steps of: (a) recognizing a brake value input through the brake system during braking; calculating a regenerative current value based on the input brake value; (c) comparing the calculated regenerative current value with the allowable battery current limit value; and (d) dissipating excess power by regenerative current when the calculated regenerative current value exceeds the current limit value of the battery.
회생전류 값을 산출하는 상기 (b) 단계에서는, 각 브레이크 값에 대응해서 미리 입력된 회생전류 값 데이터를 기준으로 하여 입력된 브레이크 값에 대응하는 회생전류 값을 산출할 수 있다. In the step (b) of calculating the regenerative current value, the regenerative current value corresponding to the input brake value may be calculated based on the regenerative current value data input in advance corresponding to each brake value.
그리고, 여분의 전력을 소비시키는 상기 (d) 단계에서 상기 여분의 전력은, 배터리 전류 제한 값에 대한 회생전류 값 초과 분에 해당하는 여분전류와 측정된 배터리 전압을 통해 산출되는 전력일 수 있다.In the step (d) of consuming excess power, the excess power may be power calculated from the excess current corresponding to the excess of the regenerative current value with respect to the battery current limit value and the measured battery voltage.
또한, 여분의 전력을 소비시키는 상기 (d) 단계에서는, 상기 회생전류 값이 배터리 전류 제한 값을 초과한 경우 발생되는 여분의 전력으로 작업기 모터를 구동시킴으로써 소비시킬 수 있다.
In addition, in the step (d) of consuming excess power, it can be consumed by driving the work machine motor with the extra power generated when the regenerative current value exceeds the battery current limit value.
본 발명의 실시예에 따르면, 회생제동시 발생하는 회생전류에 의한 여분의 전력을 전력소비수단 구체적으로, 다목적 운반차량을 구성하는 필수 구성품인 작업기 모터를 통해 소비시킴으로써, 저항부품을 이용하여 열에너지로 변환하지 않고도 회생전류에 의한 여분의 전력을 안정적으로 소비시킬 수 있는 전기구동식 다목적 운반차량을 구현 가능하다는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, the extra power by the regenerative current generated during the regenerative braking is consumed through the power consumption means, specifically, a work machine motor, which is an essential component of the multi-purpose transport vehicle, to generate thermal energy by using a resistance component. There is an effect that it is possible to implement an electric drive multi-purpose transport vehicle that can stably consume excess power by regenerative current without conversion.
또한, 여분의 전력 소모를 위한 별도의 저항부품이 요구되지 않음에 따라, 종래 저항방식과 비교해 전기적 시스템 구성의 단순화를 도모할 수 있으며, 저항부품 삭제로 인해 제작단가를 낮출 수 있어 가격경쟁 측면에서 유리한 효과가 있다. 그리고 모터의 회전속도를 빠르게 하거나 줄이는 방법을 통해 잔류 전력이 발생하지 않게 하면서 여분의 전력을 모두 소비시킬 수 있어 종래 저항방식의 단점을 극복할 수 있다.
In addition, as a separate resistor component for extra power consumption is not required, the electrical system configuration can be simplified compared to the conventional resistor method, and the manufacturing cost can be lowered due to the elimination of the resistor component. It has a beneficial effect. In addition, by using a method of increasing or decreasing the rotational speed of the motor, it is possible to consume all of the extra power without generating residual power, thereby overcoming the disadvantages of the conventional resistance method.
도 1은 본 발명과 관련된 전기구동식 다목적 운반차량의 사시도.
도 2는 도 1에 나타난 전기구동식 다목적 운반차량의 내부 구조 및 각 부품의 배치구조를 보여주기 위한 차대 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기구동식 다목적 운반차량의 회생전류 제어시스템을 개략적으로 나타낸 개략 구성도.
도 4는 본 발명의 다른 측면에 따른 회생전류 제어방법에 의한 회생전류 제어과정을 순서대로 개략 도시한 블록도.
도 5는 회생전류 제어를 위한 구체적인 제어로직. 1 is a perspective view of an electric drive multi-purpose transport vehicle associated with the present invention.
2 is a bottom plan view for showing the internal structure and the arrangement of the components of the electric drive multi-purpose transport vehicle shown in FIG.
Figure 3 is a schematic configuration diagram schematically showing a regenerative current control system of an electric drive multi-purpose transport vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram schematically showing a regenerative current control process according to the regenerative current control method according to another aspect of the present invention in order.
5 is a specific control logic for regenerative current control.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the present invention, a detailed description of known configurations will be omitted, and a detailed description of configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.
도 1은 본 발명과 관련된 전기구동식 다목적 운반차량의 사시도이며, 도 2는 도 1에 나타난 전기구동식 다목적 운반차량의 내부 구조 및 각 부품의 배치구조를 보여주기 위한 차대 평면도이다. 먼저 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 회생전류 제어시스템이 적용되는 전기구동식 다목적 운반차량의 구성을 개략적으로 살펴보기로 한다.1 is a perspective view of an electric drive multi-purpose transport vehicle associated with the present invention, Figure 2 is a chassis plan view for showing the internal structure and the arrangement of the components of the electric drive multi-purpose transport vehicle shown in FIG. First, a configuration of an electric drive multipurpose transport vehicle to which the regenerative current control system according to the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 to 2.
상기 전기구동식 다목적 운반차량은, 전기에너지를 저장하는 고전압 배터리(4)와, 이 고전압 배터리(4)에서 제공되는 전기에너지를 동력원으로 하여 동력을 출력하는 모터(3)를 포함한다. The electric drive multi-purpose transport vehicle includes a
모터(3)는 주행을 위한 동력을 출력하는 구동 모터(3a)와, 선택적으로 부착되는 작업기 예컨대, 차량 정지상태에서 사용되는 농약살포기, 유압펌프, 제설기 등을 구동시키기 위한 동력을 출력하는 작업기 모터(3b)로 구분되고(도 3참조), 구동 모터(3a)에서 출력된 동력은 변속기(9)를 통해 주행에 적합한 속도로 단계적 또는 연속적으로 변환된다.The
변속기(9)를 거쳐 변속된 주행동력은 후륜 구동축(92a)과 전륜 구동축(92b) 및 각 구동축과 연결된 후방차동장치(14)와 전방차동장치(12)를 거쳐 좌, 우 쌍을 이루는 후륜(RW) 및 전륜(FW)에 전달될 수 있으며, 주행동력을 발생시키는 모터(3a)는 가속페달(1) 조작변위에 연계한 통합제어기(도 3참조)의 제어로서 그 출력이 조절된다. 통합제어기는(2)는 모터(3)의 출력뿐 아니라 출력 동력을 다시 전기로 회생시키는 제어에도 관여한다.The driving power shifted through the transmission 9 is a rear wheel driving shaft 92a, a front
전륜(FW)과 후륜(RW) 사이에는 운전자 및 동승자가 탑승하고 운전을 위한 차량 조작을 행할 수 있는 운전석 공간(5)이 마련된다. 그리고 운전자 착석을 위한 시트(부호 생략)가 운전석 공간 적소에 마련된다. 운전석 공간 전방 즉, 대쉬보드 패널 쪽에는 조향을 위한 스티어링(부호 생략)을 포함, 각종 조작장치가 배치되어 있고, 시트 하방의 여유공간에는 고전압 배터리(4)가 교체에 유리한 배치로 탑재된다.A driver's
차량 주행 중 가속페달(1)에서 발을 뗀 후 브레이크를 조작하면, 움직이던 차량의 운동에너지에 의해 반대로 구동 모터가 회전하게 되는 회생제동이 일어나고, 이때 발생한 회생전류는 BMS(Battery Management System, 6) 및 통합제어기(2)의 제어를 통해 배터리(4)에 전기에너지로 축적된다. 그리고 배터리(4)에 저장되지 못한 회생제동에 의한 여분의 전력은 전력소비수단을 통해 소비됨으로써 소멸된다.If the brake is operated after releasing the foot from the accelerator pedal (1) while driving the vehicle, regenerative braking occurs in which the driving motor rotates due to the kinetic energy of the moving vehicle, and the regenerative current generated at this time is the BMS (Battery Management System, 6). And the
회생제동 시 발생하는 회생전류를 배터리에 저장하거나 소비시키는 제어와 관련된 본 발명의 실시예에 따른 회생전류 제어시스템에 대해 이하 도면을 참조하여 살펴보기로 한다. A regenerative current control system according to an embodiment of the present invention related to control of storing or consuming regenerative current generated in regenerative braking will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기구동식 다목적 운반차량의 회생전류 제어시스템을 개략적으로 나타낸 개략 구성도이다.Figure 3 is a schematic block diagram schematically showing a regenerative current control system of an electric drive multi-purpose transport vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 회생전류 제어시스템은, 상기한 고전압 배터리(4), 이 배터리(4)를 전반적으로 제어 및 관리하는 BMS(6), 차량 구동을 위한 동력을 출력하는 상기 구동 모터(3a) 및 작업기 구동을 위한 동력을 출력하는 작업기 모터(3b), 배터리의 직류전류를 모터 구동에 필요한 교류전류로 변환하는 인버터(7a)(7b), 그리고 시스템의 전반적인 신호 입출력을 제어하는 상기한 통합제어기(2)로서 구성된다.Referring to FIG. 3, the regenerative current control system according to the present invention includes the
이러한 회생전류 제어시스템은, 주행 중 차량 감속 또는 제동을 위해 가속페달에서 발을 떼고 브레이크를 밟았을 때 일어나는 회생제동에 의한 회생전류 중 배터리(4)에 저장용량을 초과하여 받아들여지지 않는 잉여 회생전류에 의한 여분의 전력을 전력소비수단을 통해 소비할 수 있도록 되어 있다. 구체적으로, 회생전류가 배터리(4)의 전류 제한 값을 초과했을 때 여분의 전력을 전력소비수단을 통해 소비시키는 시스템을 구성한다.This regenerative current control system is a surplus regenerative current that is not exceeded in storage capacity of the
전력소비수단은 바람직하게 전술한 작업기 모터(3b)일 수 있다. 이 경우 상기 작업기 모터(3b)는 회생전류 값이 배터리 전류 제한 값을 초과한 경우 상기 통합제어기(2) 제어에 의해 구동하면서 여분의 전력을 소비한다. 작업기 모터(3b)를 전력소비수단으로 이용하면, 별도의 저항기를 장착하지 않고도 모터의 회전속도를 빠르게 하거나 줄이는 방법을 통해 잔류 전력이 발생하지 않게 하면서 여분의 전력을 모두 소비시킬 수 있다.The power consumption means may preferably be the
회생전류 값은 브레이크가 조작된 경우의 브레이크 시스템에서 출력되는 브레이크 값에 기초하여 산출될 수 있다. 구체적으로, 브레이크 조작 시 답력(또는 제동력)에 따라 달라지는 각 브레이크 값에 대응해 통합제어기에 미리 입력된 회생전류 값 데이터를 통해 산출될 수 있다. 다시 말해 브레이크 조작에 따라 브레이크 시스템으로부터 전달되는 임의 브레이크 값에 대응하여 미리 입력된 회생전류 값일 수 있다. The regenerative current value may be calculated based on the brake value output from the brake system when the brake is operated. Specifically, it may be calculated through the regenerative current value data previously input to the integrated controller in response to each brake value depending on the pedaling force (or braking force) during the brake operation. In other words, it may be a regenerative current value input in advance corresponding to any brake value transmitted from the brake system according to the brake operation.
배터리의 전류 제한 값은 배터리 측으로 허용 가능한 회생전류의 상한 값일 수 있다. 다시 말해 배터리 전류 제한 값은 배터리가 받아들일 수 있는 전류 상한 값을 의미하며, 배터리가 받아들일 수 있는 전류 상한 값를 초과한 초과 분에 해당하는 여분의 회생전류는 배터리 전압과 함께 여분의 전력을 형성하고, 이 여분의 전력이 상기 전력소비수단 구체적으로, 작업기 모터(3b)의 구동을 통해 소비된다.The current limit value of the battery may be an upper limit of regenerative current allowable to the battery side. In other words, the battery current limit value is the upper limit of the current acceptable to the battery, and the excess regenerative current corresponding to the excess exceeding the upper limit of the current acceptable by the battery forms excess power together with the battery voltage. This excess power is consumed through the driving of the power consumption means, specifically, the
이하, 회생제동 시 회생전류로부터 여분의 전류가 발생하고, 이 여분의 전류에 의해 여분의 전력이 형성되며, 여분의 전력을 작업기 모터 구동을 통해 소비시키는 회생전류 제어방법에 대해 살펴보기로 한다. Hereinafter, an excess current is generated from the regenerative current during regenerative braking, and the surplus current is formed by the excess current, and the regenerative current control method of consuming the surplus power by driving the work machine motor will be described.
도 4는 본 발명의 다른 측면에 따른 회생전류 제어방법에 의한 회생전류 제어과정을 순서대로 개략 도시한 블록도이다.4 is a block diagram schematically illustrating a regenerative current control process according to a regenerative current control method according to another aspect of the present invention in order.
도 4를 참조하면, 다른 측면에 따른 회생전류 제어방법은 크게, 제동 시 브레이크 시스템을 통해 입력되는 브레이크 값을 인식하는 단계(S100), 입력된 브레이크 값에 기초하여 회생전류 값을 산출하는 단계(S200), 산출된 회생전류 값을 허용 가능한 배터리의 전류 제한 값과 비교하는 단계(S300), 산출된 회생전류 값이 상기 배터리의 전류 제한 값을 초과하는 경우 회생전류에 의한 여분의 전력을 소비시키는 단계(S400)로 구성된다.Referring to FIG. 4, in the regenerative current control method according to another aspect, the method may include: recognizing a brake value input through a brake system during braking (S100) and calculating a regenerative current value based on the input brake value ( S200), comparing the calculated regenerative current value with the allowable battery current limit value (S300), and when the calculated regenerative current value exceeds the current limit value of the battery, consuming extra power by the regenerative current. It consists of a step S400.
회생전류 값을 산출하는 단계(S200)에서는, 각 브레이크 값에 대응해서 미리 입력된 회생전류 값 데이터를 기준으로 하여 입력된 브레이크 값에 대응하는 회생전류 값을 산출할 수 있다. 그리고 여분의 전력을 소비시키는 단계(S400)에서 상기 여분의 전력은 배터리 전류 제한 값에 대한 회생전류 값 초과 분에 해당하는 여분전류와 측정된 배터리 전압의 곱셈연산을 통해 산출되는 전력 값일 수 있다.In the calculating of the regenerative current value (S200), the regenerative current value corresponding to the input brake value may be calculated based on the regenerative current value data input in advance corresponding to each brake value. In operation S400, the excess power may be a power value calculated by multiplying the excess current corresponding to the excess of the regenerative current value with respect to the battery current limit value and the measured battery voltage.
또한 여분의 전력을 소비시키는 단계(S200)에서는, 회생전류 값이 배터리 전류 제한 값 즉, 배터리(4)가 받아들일 수 있는 전류 상한 값을 초과한 경우 그 초과 분에 해당하는 여분의 전류와 배터리(4) 전압의 곱셈연상을 통해 발생되는 상기 여분의 전력을 이용해 작업기 모터(3b)를 구동시킴으로써 소비시키는 방법이 적용될 수 있다.In addition, in the step (S200) of consuming excess power, when the regenerative current value exceeds the battery current limit value, that is, the upper current limit that the
도 5의 회생전류 제어를 위한 구체적인 제어로직을 통해 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.The control logic for regenerative current control of FIG. 5 will be described in more detail.
도 5를 참조하면, 제동을 위해 브레이크를 밟는 순간 브레이크 시스템을 통해 브레이크 신호가 통합제어기로 입력된다. 통합제어기는 입력된 브레이크 신호를 기초로 해당 브레이크 값에 대응하는 회생전류 값을 출력한다. 이때 상기 회생전류 값은 앞서도 언급했듯이, 각 브레이크 값에 대응해서 미리 입력된 회생전류 값 데이터 중 해당 브레이크 값에 대응하는 회생전류 값일 수 있다. Referring to FIG. 5, the brake signal is input to the integrated controller through the brake system at the moment of applying the brake for braking. The integrated controller outputs a regenerative current value corresponding to the brake value based on the input brake signal. In this case, as described above, the regenerative current value may be a regenerative current value corresponding to the corresponding brake value among the regenerative current value data previously input corresponding to each brake value.
계속해서, 회생전류 값이 산출되면 그 산출된 회생전류 값과 배터리의 전류 제한 값을 비교하는 제어가 행해진다. 그리고 그 비교결과 회생전류 값이 상기 배터리의 전류 제한 값을 초과하면, 배터리 전류 제한 값에 대한 회생전류 값 초과 분을 여분의 전류로 인식하게 된다. 그리고 나서 고전압 배터리의 전압을 측정하고, 측정된 배터리 전압과 상기 여분의 전류로부터 여분의 전력을 산출한다.Subsequently, when the regenerative current value is calculated, control is performed to compare the calculated regenerative current value with the current limit value of the battery. When the regenerative current value exceeds the current limit value of the battery as a result of the comparison, the excess current of the regenerative current value with respect to the battery current limit value is recognized. The voltage of the high voltage battery is then measured, and extra power is calculated from the measured battery voltage and the excess current.
위의 과정을 통해 여분의 전력이 산출되면 통합제어기의 제어에 의해서 작업기 모터가 온(On)되어 구동하게 된다. 이러한 작업기 모터의 구동은 여분의 전력이 모두 소비될 때 까지 즉, 도면과 회생전류에서 배터리 전류를 뺀 값이 "0"이 될 때 까지 계속되며, 여분의 전력이 모두 소비된 것으로 판단되면, 상기 통합제어기에 의해 상기 작업기 모터를 오프(Off)시키는 제어가 행해져 작업기 모터가 정지하게 된다.When the extra power is calculated through the above process, the work machine motor is turned on and driven by the control of the integrated controller. The driving of the work machine motor is continued until all of the extra power is consumed, that is, until the value obtained by subtracting the battery current from the drawing and the regenerative current becomes "0". The control to turn off the work machine motor by the integrated controller is performed to stop the work machine motor.
위와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 회생제동시 발생하는 회생전류에 의한 여분의 전력을 전력소비수단 구체적으로, 다목적 운반차량을 구성하는 필수 구성품인 작업기 모터를 통해 소비시킴으로써, 저항부품을 이용하여 열에너지로 변환하지 않고도 회생전류에 의한 여분의 전력을 안정적으로 소비시킬 수 있는 전기구동식 다목적 운반차량을 구현 할 수 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, by using the resistor parts by consuming the extra power by the regenerative current generated during regenerative braking through the power consumption means, specifically, a work machine motor constituting a multi-purpose transport vehicle, It is possible to realize an electrically driven multi-purpose transport vehicle that can stably consume extra power by regenerative current without converting it into thermal energy.
또한, 여분의 전력 소모를 위한 별도의 저항부품이 요구되지 않음에 따라, 종래 저항방식과 비교해 전기적 시스템 구성의 단순화를 도모할 수 있으며, 저항부품 삭제로 인해 제작단가를 낮출 수 있어 가격경쟁 측면에서 유리한 효과가 있다. 그리고 모터의 회전속도를 빠르게 하거나 줄이는 방법을 통해 잔류 전력이 발생하지 않게 하면서 여분의 전력을 모두 소비시킬 수 있어 종래 저항방식의 단점을 극복할 수 있다.In addition, as a separate resistor component for extra power consumption is not required, the electrical system configuration can be simplified compared to the conventional resistor method, and the manufacturing cost can be lowered due to the elimination of the resistor component. It has a beneficial effect. In addition, by using a method of increasing or decreasing the rotational speed of the motor, it is possible to consume all of the extra power without generating residual power, thereby overcoming the disadvantages of the conventional resistance method.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, only specific embodiments thereof have been described. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .
1 : 가속페달 2 : 통합제어기
3 : 모터 3a : 구동 모터
3b : 작업기 모터 4 : 고전압 배터리
5 : 운전석 공간 6 : BMS
7a, 7b : 인버터
FW : 전륜 RW : 후륜1: accelerator pedal 2: integrated controller
3:
3b: work machine motor 4: high voltage battery
5: driver's seat space 6: BMS
7a, 7b: inverter
FW: front wheel RW: rear wheel
Claims (8)
기체 구동을 위한 고전압의 전기에너지를 저장하는 배터리와, 배터리를 전반적으로 제어 및 관리하는 BMS와, 차량 구동을 위한 동력을 출력하는 구동 모터와, 작업기 구동을 위한 동력을 출력하는 작업기 모터와, 고전압 배터리의 직류전류를 구동 모터와 작업기 모터 구동에 필요한 교류전류로 변환하는 인버터 및 시스템의 전반적인 신호 입출력을 제어하는 통합제어기;를 포함하며,
주행 중 브레이크 조작으로 회생제동이 일어나 회생전류가 발생하고 그 회생전류가 미리 입력된 배터리의 전류 제한 값을 초과하는 경우, 상기 회생전류에 의한 여분의 전력을 전력소비수단을 통해 소비할 수 있으며,
상기 전력소비수단은 회생전류 값이 배터리 전류 제한 값을 초과한 경우 상기 통합제어기 제어에 의해 구동되면서 여분의 전력을 소비하되,
상기 회생전류 값은 상기 브레이크가 조작된 경우의 브레이크 시스템에서 출력되는 브레이크 값에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 전기구동식 다목적 운반차량의 회생전류 제어시스템.
Applied to the electric drive multi-purpose transport vehicle that is driven by the output of the motor using the electric energy as a power source,
A battery that stores high-voltage electrical energy for gas driving, a BMS that controls and manages the battery as a whole, a drive motor that outputs power for driving a vehicle, a work machine motor that outputs power for driving a work machine, and a high voltage It includes; and an integrated controller for controlling the overall signal input and output of the inverter and system for converting the DC current of the battery into the AC current required to drive the drive motor and work machine motor,
When regenerative braking occurs due to brake operation while driving, and a regenerative current occurs and the regenerative current exceeds a current limit value of a battery input in advance, extra power by the regenerative current may be consumed through the power consumption means.
When the regenerative current value exceeds the battery current limit value, the power consumption means is driven by the integrated controller control and consumes extra power.
And the regenerative current value is calculated based on the brake value output from the brake system when the brake is operated.
상기 전력소비수단은 상기 작업기 모터인 것을 특징으로 하는 전기구동식 다목적 운반차량의 회생전류 제어시스템.
The method of claim 1,
The power consumption means is a regenerative current control system of an electric drive multi-purpose transport vehicle, characterized in that the work machine motor.
배터리의 전류 제한 값은, 배터리 측으로 허용 가능한 회생전류의 상한 값인 것을 특징으로 하는 전기구동식 다목적 운반차량의 회생전류 제어시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
A regenerative current control system for an electric drive multipurpose transport vehicle, wherein the current limit value of the battery is an upper limit value of the regenerative current allowable on the battery side.
(b) 입력된 브레이크 값에 기초하여 회생전류 값을 산출하는 단계;
(c) 산출된 회생전류 값을 허용 가능한 배터리의 전류 제한 값과 비교하는 단계;
(d) 산출된 회생전류 값이 상기 배터리의 전류 제한 값을 초과하는 경우 회생전류에 의한 여분의 전력을 전력소비수단에 의해 소비시키는 단계;를 포함하는 하되,
회생전류 값을 산출하는 상기 (b) 단계에서는,
각 브레이크 값에 대응해서 미리 입력된 회생전류 값 데이터를 기준으로 하여 입력된 브레이크 값에 대응하는 회생전류 값을 산출하는 것을 특징으로 하며,
여분의 전력을 소비시키는 상기 (d) 단계에서는,
상기 회생전류 값이 배터리 전류 제한 값을 초과한 경우 발생되는 여분의 전력으로 상기 전력소비수단을 통하여 소비시키는 것을 특징으로 하는 전기구동식 다목적 운반차량의 회생전류 제어방법.
(a) recognizing a brake value input through the brake system when braking;
calculating a regenerative current value based on the input brake value;
(c) comparing the calculated regenerative current value with the allowable battery current limit value;
(d) when the calculated regenerative current value exceeds the current limit value of the battery, consuming extra power by the regenerative current by the power consumption means;
In the step (b) of calculating the regenerative current value,
The regenerative current value corresponding to the input brake value is calculated based on the regenerative current value data input in advance corresponding to each brake value.
In the step (d) of consuming excess power,
The regenerative current control method of the electric drive-type multipurpose transport vehicle characterized in that the power consumption is consumed through the power consumption means to the excess power generated when the regenerative current value exceeds the battery current limit value.
여분의 전력을 소비시키는 상기 (d) 단계에서 상기 여분의 전력은, 배터리 전류 제한 값에 대한 회생전류 값 초과 분에 해당하는 여분전류와 측정된 배터리 전압을 통해 산출되는 전력인 것을 특징으로 하는 전기구동식 다목적 운반차량의 회생전류 제어방법.
The method of claim 5, wherein
In the step (d) of consuming excess power, the excess power is electric power, which is calculated from the excess current corresponding to the excess of the regenerative current value with respect to the battery current limit value and the measured battery voltage. Regenerative current control method for a multi-purpose driving vehicle.
상기 전력소비수단은 작업기 모터인 것을 특징으로 하는 전기구동식 다목적 운반차량의 회생전류 제어방법.The method of claim 5, wherein
The power consumption means is regenerative current control method for an electric drive multi-purpose transport vehicle, characterized in that the work machine motor.
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