KR101361782B1 - Hybrid power apparatus - Google Patents

Hybrid power apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR101361782B1
KR101361782B1 KR1020080087425A KR20080087425A KR101361782B1 KR 101361782 B1 KR101361782 B1 KR 101361782B1 KR 1020080087425 A KR1020080087425 A KR 1020080087425A KR 20080087425 A KR20080087425 A KR 20080087425A KR 101361782 B1 KR101361782 B1 KR 101361782B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
converter
generator
link capacitor
bidirectional
Prior art date
Application number
KR1020080087425A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20100028403A (en
Inventor
김상민
김현종
Original Assignee
삼성테크윈 주식회사
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 삼성테크윈 주식회사 filed Critical 삼성테크윈 주식회사
Priority to KR1020080087425A priority Critical patent/KR101361782B1/en
Publication of KR20100028403A publication Critical patent/KR20100028403A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101361782B1 publication Critical patent/KR101361782B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • 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
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 하이브리드 동력 장치는 양방향성 교류-직류 변환기 및 제어기를 포함한다. 양방향성 교류-직류 변환기는, 발전기와 직류-링크 캐패시터 사이에 연결되어, 엔진 시동 시간에는 직류-링크 캐패시터에 충전되어 있는 직류 전원을 3상 교류 전원으로 변환하여 발전기에 인가하고, 엔진 시동 후의 시간에는 발전기로부터의 3상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 직류-링크 캐패시터에 인가한다. 제어기는, 부하들 중에서 어느 한 부하로부터 발생된 회생 전력을 다른 부하들 및 배터리에 제공하고, 남은 회생 전력을 양방향성 교류-직류 변환기를 통하여 발전기에 인가한다.

Figure R1020080087425

하이브리드 동력 장치, 회생 전력

The hybrid power unit according to the invention comprises a bidirectional AC-DC converter and a controller. The bi-directional AC-DC converter is connected between the generator and the DC-link capacitor, and converts the DC power charged in the DC-link capacitor to a three-phase AC power at the engine start-up time and applies it to the generator. Three-phase AC power from the generator is converted into DC power and applied to the DC-link capacitor. The controller provides the regenerative power generated from one of the loads to the other loads and the battery, and applies the remaining regenerative power to the generator through the bidirectional AC-DC converter.

Figure R1020080087425

Hybrid power unit, regenerative power

Description

하이브리드 동력 장치{Hybrid power apparatus}[0001] Hybrid power apparatus [0002]

본 발명은, 하이브리드 동력 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 바퀴 차량, 궤도 차량, 선박, 및 건설 기계에 사용되는 하이브리드 동력 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid power unit, and more particularly, to a hybrid power unit used in wheeled vehicles, tracked vehicles, ships, and construction machinery.

도 1을 참조하면, 하이브리드 동력 장치는 시동용 배터리(101), 스위칭 소자(102), 시동 모터(103), 엔진(105), 발전기(107), 단상 정류기(108), 직류 링크(DC link) 캐페시터(109), 및 배터리(111)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the hybrid power unit includes a starting battery 101, a switching element 102, a starting motor 103, an engine 105, a generator 107, a single phase rectifier 108, a direct current link (DC link). ) Capacitor 109, and a battery 111.

도 2에서 참조 부호 Vdc는 직류 링크(DC link) 캐페시터(109)의 전압 즉, 직류-링크 출력 전압을 가리킨다.In FIG. 2, the reference symbol V dc indicates the voltage of the DC link capacitor 109, that is, the DC-link output voltage.

시동 시간에는, 사용자로부터의 제어 신호에 의하여 스위칭 소자(102)가 온(On)되고, 이로 인하여 시동 모터(103)가 회전하며 엔진(105)이 시동한다. At the start time, the switching element 102 is turned on by a control signal from the user, which causes the starter motor 103 to rotate and the engine 105 to start.

시동 후의 시간에는, 엔진(105)의 크랭크 축(106)과 회동하는 회전 축을 가진 발전기(107)로부터 교류 전원이 발생된다.At the time after the start-up, AC power is generated from the generator 107 having a rotating shaft that rotates with the crank shaft 106 of the engine 105.

발전기(107)로부터의 교류 전원은 다이오드 등을 사용한 정류기(108)에 의하 여 직류 전원으로 변환된다. 정류기(108)로부터의 직류 전원은 직류 링크(DC link) 캐페시터(109)를 통하여 직류-직류 강압기(110)에 인가된다. 이에 따라, 직류 링크(DC link) 캐페시터(109)의 직류 전압이 강압되면서 배터리(111)에 인가되고, 배터리(111)는 충전을 수행한다.AC power from the generator 107 is converted into DC power by the rectifier 108 using a diode or the like. DC power from the rectifier 108 is applied to the DC-DC stepper 110 through a DC link capacitor 109. Accordingly, the DC voltage of the DC link capacitor 109 is applied to the battery 111 while being stepped down, and the battery 111 performs charging.

여기에서, 제어기(112)는 적용 시스템 예를 들어, 차량의 상태 신호들(SSI) 및 사용자 입력 신호들(SUI)에 따라, 스위칭 신호들(SSC)을 스위칭 소자(102)에 입력시키고, 엔진 제어 신호들(SEC)을 엔진(105)에 입력시킨다.Here, the controller 112 inputs the switching signals S SC to the switching element 102 in accordance with the application system, for example, the state signals S SI of the vehicle and the user input signals S UI . The engine control signals S EC are input to the engine 105.

상기와 같이 통상적인 하이브리드 동력 장치는, 시동 시스템과 발전 시스템이 분리되어 있음에 따라, 부속품들을 많이 사용할 수 밖에 없는 문제점을 가진다.As described above, the conventional hybrid power unit has a problem in that a lot of accessories are used because the starting system and the power generation system are separated.

또한, 통상적인 하이브리드 동력 장치의 부하들(loads, 미도시) 중에서 어느 한 부하로부터 발생된 회생 전력을 효율적으로 처리할 수 없는 문제점을 가진다. In addition, there is a problem that can not efficiently handle the regenerative power generated from any one of the loads (not shown) of the conventional hybrid power unit.

본 발명의 목적은, 시동 시스템과 발전 시스템을 통합함에 따라 부속품들을 줄일 수 있고, 부하들(loads) 중에서 어느 한 부하로부터 발생된 회생 전력을 효율적으로 처리할 수 있는 하이브리드 동력 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a hybrid power plant that can reduce accessories by integrating a starter system and a power generation system and can efficiently handle regenerative power generated from any one of the loads.

본 발명은, 엔진의 축과 회동하는 발전기와 배터리 사이에 직류-링크 캐패시터가 연결되고, 상기 직류-링크 캐패시터에 충전되는 직류-링크 전력을 부하들(loads)에 공급하는 하이브리드 동력 장치로서, 양방향성 교류-직류 변환기 및 제어기를 포함한다.The present invention relates to a hybrid power device that connects a DC-link capacitor between a generator and a battery that rotates with an axis of an engine, and supplies loads of DC-link power charged to the DC-link capacitor. AC-DC converters and controllers.

상기 양방향성 교류-직류 변환기는, 상기 발전기와 상기 직류-링크 캐패시터 사이에 연결되어, 엔진 시동 시간에는 상기 직류-링크 캐패시터에 충전되어 있는 직류 전원을 3상 교류 전원으로 변환하여 상기 발전기에 인가하고, 엔진 시동 후의 시간에는 상기 발전기로부터의 3상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 상기 직류-링크 캐패시터에 인가한다.The bidirectional AC-DC converter is connected between the generator and the DC-link capacitor, converts the DC power charged in the DC-link capacitor to a three-phase AC power at the engine start time, and applies it to the generator, At the time after the engine is started, three-phase AC power from the generator is converted into DC power and applied to the DC-link capacitor.

상기 제어기는, 상기 부하들 중에서 어느 한 부하로부터 발생된 회생 전력을 다른 부하들 및 상기 배터리에 제공하고, 남은 회생 전력을 상기 양방향성 교류-직류 변환기를 통하여 상기 발전기에 인가한다.The controller provides regenerative power generated from one of the loads to other loads and the battery, and applies the remaining regenerative power to the generator through the bidirectional AC-DC converter.

본 발명의 상기 하이브리드 동력 장치에 의하면, 상기 엔진 시동 시간에, 상 기 3상 발전기로부터 3상 교류 전원이 발생되지 않으므로, 상기 캐페시터에 충전되어 있는 직류 전원이 3상 교류 전원으로 변환되어 상기 발전기에 인가될 수 있다. 이에 따라, 상기 발전기가 시동 모터의 기능을 대행하므로 상기 엔진이 시동할 수 있다.According to the hybrid power unit of the present invention, since the three-phase AC power is not generated from the three-phase generator at the engine start time, the DC power charged in the capacitor is converted into three-phase AC power to the generator. Can be applied. Accordingly, the generator can act as a substitute for the function of the starting motor.

역으로, 상기 엔진 시동 후의 시간에, 상기 3상 발전기로부터 3상 교류 전원이 발생되므로, 이 3상 교류 전원이 직류 전원으로 변환되어 상기 캐페시터에 충전될 수 있다.Conversely, since the three-phase alternating current power is generated from the three-phase generator at the time after the engine starts, this three-phase alternating current power can be converted into a direct current power source and charged in the capacitor.

따라서, 상기 3상 발전기를 채용함에 따라 상기 양방향성 교류-직류 변환기의 상기 양방향 동작이 가능하다. 즉, 발전 시스템이 시동 기능을 부가적으로 수행할 수 있으므로, 별도의 시동 시스템의 부속들이 제거될 수 있다. Thus, the bidirectional operation of the bidirectional AC-DC converter is possible by employing the three-phase generator. That is, since the power generation system can additionally perform the startup function, the parts of the separate startup system can be removed.

한편, 상기 제어기는, 상기 부하들 중에서 어느 한 부하로부터 발생된 회생 전력을 다른 부하들 및 상기 배터리에 제공하고, 남은 회생 전력을 상기 양방향성 교류-직류 변환기를 통하여 상기 발전기에 인가한다.Meanwhile, the controller provides regenerative power generated from one of the loads to the other loads and the battery, and applies the remaining regenerative power to the generator through the bidirectional AC-DC converter.

따라서, 상기 발전기가 최소한의 회생 전력을 소비함에도 불구하고 상기 직류-링크 캐패시터를 회생 전력의 충격으로부터 보호할 수 있다. 즉, 회생 전력이 효율적으로 처리될 수 있다.Thus, the generator can protect the DC-link capacitor from the impact of regenerative power even though the generator consumes minimal regenerative power. That is, the regenerative power can be processed efficiently.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 동력 장치를 보여준다.2 shows a hybrid power unit according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 동력 장치는, 엔진(205)을 시동시키고 엔진 시동 후에 엔진(205)의 회전력에 의하여 발전 및 충전 을 수행하는 것으로서, 3상 발전기(207), 양방향성 교류-직류 변환기(208), 직류 링크(DC link) 캐페시터(209), 양방향성 직류-직류 변환기(210), 배터리(211), 제어기(212), 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the hybrid power unit according to an embodiment of the present invention is to start the engine 205 and perform power generation and charging by the rotational force of the engine 205 after starting the engine. ), Bidirectional AC-DC converter 208, DC link capacitor 209, bidirectional DC-DC converter 210, battery 211, controller 212, first diode D1 and second And a diode D2.

도 2에서 참조 부호 Vdc는 직류 링크(DC link) 캐페시터(109)의 전압 즉, 직류-링크 출력 전압을 가리킨다.In FIG. 2, the reference symbol V dc indicates the voltage of the DC link capacitor 109, that is, the DC-link output voltage.

3상 발전기(207)는 엔진(205)의 크랭크 축(206)과 회동하는 회전 축을 가진다. The three-phase generator 207 has a rotating shaft that rotates with the crank shaft 206 of the engine 205.

양방향성 교류-직류 변환기(208)는, 엔진(205)과 직류 링크 캐페시터(209) 사이에 연결되어, 엔진 시동 시간에는 직류 링크 캐페시터(209)에 충전되어 있는 직류 전원을 3상 교류 전원으로 변환하여 3상 발전기(207)에 인가하고, 엔진 시동 후의 시간에는 3상 발전기(207)로부터의 3상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 직류 링크 캐페시터(209)에 인가한다.The bidirectional AC-DC converter 208 is connected between the engine 205 and the DC link capacitor 209 to convert the DC power charged in the DC link capacitor 209 into a three-phase AC power at engine start time. The three-phase generator 207 is applied, and at the time after starting the engine, the three-phase alternating current power from the three-phase generator 207 is converted into a DC power source and applied to the DC link capacitor 209.

보다 상세하게는, 엔진 시동 시간에, 3상 발전기(207)로부터 3상 교류 전원이 발생되지 않으므로, 직류 링크 캐페시터(209)에 충전되어 있는 직류 전원이 3상 교류 전원으로 변환되어 3상 발전기(207)에 인가될 수 있다. 이에 따라, 3상 발전기(207)가 시동 모터(도 1의 103)의 기능을 대행하므로 엔진(205)이 시동할 수 있다.More specifically, since the three-phase AC power is not generated from the three-phase generator 207 at engine start time, the DC power charged in the DC link capacitor 209 is converted into a three-phase AC power so that the three-phase generator ( 207). Thereby, since the three-phase generator 207 acts as a function of the starting motor (103 of FIG. 1), the engine 205 can start.

역으로, 엔진 시동 후의 시간에, 3상 발전기(207)로부터 3상 교류 전원이 발생되므로, 이 3상 교류 전원이 직류 전원으로 변환되어 직류 링크 캐페시터(209)에 충전될 수 있다.Conversely, since the three-phase alternating current power is generated from the three-phase generator 207 at the time after the engine starts, this three-phase alternating current power can be converted into a direct current power source and charged in the DC link capacitor 209.

결론적으로, 발전 시스템이 시동 기능을 부가적으로 수행할 수 있으므로, 별도의 시동 시스템의 부속들이 제거될 수 있다. In conclusion, since the power generation system can additionally perform the starting function, parts of the separate starting system can be removed.

양방향성 직류-직류 변환기(210)는, 배터리(211)와 직류 링크 캐페시터(209) 사이에 연결되어, 엔진 시동 시간에는 배터리(211)에 충전되어 있는 직류 전원을 승압하면서 직류 링크 캐페시터(209)에 인가하고, 엔진 시동 후의 시간에는 직류 링크 캐페시터(209)에 충전되는 직류 전원을 강압하면서 배터리(211)에 인가한다.The bidirectional DC-DC converter 210 is connected between the battery 211 and the DC link capacitor 209, and boosts the DC power charged in the battery 211 to the DC link capacitor 209 at engine start-up time. When the engine starts, the DC power charged in the DC link capacitor 209 is applied to the battery 211 while stepping down.

따라서, 엔진 시동 시간에, 배터리(211)에 충전되어 있는 직류 전원이 3상 교류 전원으로 변환되어 3상 발전기(207)에 인가될 수 있다. 또한, 엔진 시동 후의 시간에, 3상 발전기(207)로부터의 3상 교류 전원이 직류 전원으로 변환되어 배터리(211)에 충전될 수 있다.Therefore, at the engine start time, the DC power charged in the battery 211 can be converted into three-phase AC power and applied to the three-phase generator 207. In addition, at the time after the engine starts, the three-phase alternating current power from the three-phase generator 207 can be converted into a direct current power source and charged in the battery 211.

제어기(212) 예를 들어, 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor)는, 적용 시스템 예를 들어, 차량의 상태 신호들(SSI), 사용자 입력 신호들(SUI), 직류-링크 캐패시터로부터의 전압/전류 신호(SCVI), 배터리(211)로부터의 전압/전류 신호(SBVI), 3상 발전기(207) 내의 레졸버(resolver)로부터의 회전자 위치 신호(SRL), 및 3상 발전기(207)로부터의 전압/전류 신호(SGVI)에 따라 엔진(205), 양방향성 교류-직류 변환기(208), 및 양방향성 직류-직류 변환기(210)를 제어한다. 여기에서, 제어기(212)는 엔진 제어 신호들(SEC)을 엔진에 입력하고, 게이트 구동 신호 들(SAGD,SDGD)을 양방향성 교류-직류 변환기(208) 및 양방향성 직류-직류 변환기(210)에 입력한다.The controller 212, for example, a digital signal processor, is applied to an application system, for example, the state signals S SI of the vehicle, the user input signals S UI , the voltage from the DC-link capacitor. / Current signal S CVI , voltage / current signal S BVI from battery 211, rotor position signal S RL from resolver in three-phase generator 207, and three-phase generator The engine 205, the bidirectional AC-DC converter 208, and the bidirectional DC-DC converter 210 are controlled according to the voltage / current signal S GVI from 207. Here, the controller 212 inputs engine control signals S EC to the engine, and the gate drive signals S AGD and S DGD are bidirectional AC-DC converters 208 and bidirectional DC-DC converters 210. ).

한편, 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자(B)에 제2 다이오드(D2)의 에노드가 연결된다. 배터리(211)의 정극성 단자(C)에 제1 다이오드(D1)의 에노드가 연결된다. 제1 다이오드(D1)의 캐소드 및 제2 다이오드(D2)의 캐소드는 도 3을 참조하여 설명될 전압 조정부(307)의 정극성 단자에 연결된다.Meanwhile, an anode of the second diode D2 is connected to the positive terminal B of the DC link capacitor 209. An anode of the first diode D1 is connected to the positive terminal C of the battery 211. The cathode of the first diode D1 and the cathode of the second diode D2 are connected to the positive terminal of the voltage adjusting unit 307 which will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 도 2의 하이브리드 동력 장치의 부하들(loads)이 일 예를 보여준다.FIG. 3 shows an example of loads of the hybrid power unit of FIG. 2.

도 3을 참조하면, 도 2의 하이브리드 동력 장치의 부하들(loads)은, 직류-교류 변환기(301), 차량의 휠 모터(303), 제동 저항부(305), 전압 조정부(307) 및 차량의 탑재 장비(309)를 포함한다.Referring to FIG. 3, loads of the hybrid power unit of FIG. 2 include a DC-AC converter 301, a wheel motor 303 of a vehicle, a brake resistor 305, a voltage adjuster 307, and a vehicle. Onboard equipment 309.

직류-교류 변환기(301)는 제어기(도 2의 212)의 제어에 따라 직류 링크 캐페시터(109)의 전압 즉, 직류-링크 출력 전압(Vdc)을 3상 교류 전압으로 변환한다. 휠 모터(303)는 직류-교류 변환기(301)로부터의 3상 교류 전압에 의하여 회전한다. 제동 저항부(305)는 직류-링크 출력 전압(Vdc)이 상한 전압을 초과하지 않도록 동작한다. 전압 조정부(307)는 직류-링크 출력 전압(Vdc)을 탑재 장비(309)의 정격 전압(Vequip)으로 강압한다. 탑재 장비(309)는 전압 조정부(307)로부터의 출력 전압에 의하여 동작한다. The DC-AC converter 301 converts the voltage of the DC link capacitor 109, that is, the DC-link output voltage V dc , into a three-phase AC voltage under the control of the controller (212 of FIG. 2). The wheel motor 303 rotates by the three-phase alternating voltage from the DC-AC converter 301. The braking resistor 305 operates so that the DC-link output voltage V dc does not exceed the upper limit voltage. The voltage adjusting unit 307 steps down the DC-link output voltage V dc to the rated voltage V equip of the on-board equipment 309. The onboard equipment 309 operates by the output voltage from the voltage adjusting unit 307.

도 2 및 3을 참조하면, 상기와 같은 부하들 중에서 어느 한 부하로부터 회생 전력이 발생될 수 있다. 특히, 어느 한 부하로서의 휠 모터(303)가 제동되는 경우에 가장 큰 회생 전력이 발생된다. 이 경우, 제동 저항부(305)의 동작만으로 회생 전력이 처리된다면, 직류 링크 캐페시터(209)가 회생 전력의 충격으로부터 보호받지 못할 수도 있고, 회생 전력이 비효율적으로 소비된다.2 and 3, regenerative power may be generated from any one of the above loads. In particular, the greatest regenerative power is generated when the wheel motor 303 as one load is braked. In this case, if regenerative power is processed only by the operation of the braking resistor 305, the DC link capacitor 209 may not be protected from the impact of the regenerative power, and the regenerative power is consumed inefficiently.

따라서, 제어기(212)는 부하들 중에서 어느 한 부하(303)로부터 발생된 회생 전력을 다른 부하들(307, 309) 및 배터리(211)에 제공하고, 남은 회생 전력을 양방향성 교류-직류 변환기(208)를 통하여 발전기(207)에 인가한다. Accordingly, the controller 212 provides the regenerative power generated from one of the loads 303 to the other loads 307 and 309 and the battery 211, and provides the remaining regenerative power to the bidirectional AC-DC converter 208. It is applied to the generator 207 through.

여기에서, 탑재 장비(309)에서 사용되고 남는 회생 전력이 직류-링크 캐패시터(209)로부터 양방향성 직류-직류 변환기(210)를 통하여 배터리(211)에 충전된다.Here, the regenerative power used and remaining in the onboard equipment 309 is charged from the DC-link capacitor 209 to the battery 211 through the bidirectional DC-DC converter 210.

또한, 탑재 장비(309)에서 사용되고 배터리(211)에 충전됨에도 불구하고 남은 회생 전력은 직류-링크 캐패시터(209)로부터 양방향성 교류-직류 변환기(208)를 통하여 발전기(207)에 인가됨에 따라, 발전기(207)가 역회전력을 받는다.In addition, the regenerative power remaining in spite of being used in the onboard equipment 309 and being charged in the battery 211 is applied to the generator 207 from the DC-link capacitor 209 through the bidirectional AC-DC converter 208, thereby generating a generator. 207 is subjected to reverse power.

따라서, 발전기(207)와 제동 저항부(305)가 최소한의 회생 전력을 소비함에도 불구하고 직류-링크 캐패시터(209)를 회생 전력의 충격으로부터 보호할 수 있다. 즉, 회생 전력이 효율적으로 처리될 수 있다. 이와 관련된 제어기(212)의 알고리듬은 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.Thus, the generator 207 and the braking resistor 305 can protect the DC-link capacitor 209 from the impact of the regenerative power even though the regenerative power consumes the minimum. That is, the regenerative power can be processed efficiently. The algorithm of the controller 212 in this regard will be described in more detail with reference to FIG. 5.

한편, 하이브리드 동력 장치에 의하여 휠 모터(303)가 구동됨에 있어서, 무성 운용 모드, 엔진 단독 모드, 및 하이브리드 모드 등이 있다. 무성 운용 모드인 경우, 엔진(도 2의 205)이 정지함에 따라 배터리(211)의 전력만으로 휠 모터(303)가 구동된다. 엔진 단독 모드인 경우, 배터리(211)의 전력이 차단된 상태에서 엔 진 동작에 의한 발전기(207)의 출력 전력만으로 휠 모터(303)가 구동된다. 하이브리드 모드인 경우, 엔진 동작에 의한 발전기(207)의 출력 전력이 주 전력으로 사용되되 순시-가변 부하 전력을 배터리(211)가 지원한다.On the other hand, when the wheel motor 303 is driven by the hybrid power unit, there are a silent operation mode, an engine single mode, a hybrid mode, and the like. In the silent operation mode, the wheel motor 303 is driven only by the power of the battery 211 as the engine 205 of FIG. 2 stops. In the engine only mode, the wheel motor 303 is driven only by the output power of the generator 207 by the engine operation in the state that the power of the battery 211 is cut off. In the hybrid mode, the output power of the generator 207 by the engine operation is used as the main power, but the battery 211 supports the instantaneous-variable load power.

이와 관련하여, 도 2 및 3을 참조하면, 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자(B)에 제2 다이오드(D2)의 에노드가 연결된다. 배터리(211)의 정극성 단자(C)에 제1 다이오드(D1)의 에노드가 연결된다. 제1 다이오드(D1)의 캐소드 및 제2 다이오드(D2)의 캐소드는 전압 조정부(307)의 정극성 단자에 연결된다.2 and 3, an anode of the second diode D2 is connected to the positive terminal B of the DC link capacitor 209. An anode of the first diode D1 is connected to the positive terminal C of the battery 211. The cathode of the first diode D1 and the cathode of the second diode D2 are connected to the positive terminal of the voltage adjustor 307.

상기와 같이 연결된 제1 다이오드(D1)와 제2 다이오드(D2)에 의하면, 무성 운용 모드에서 양방향성 직류-직류 변환기(210) 출력 전압 예를 들어, 320 볼트(V)가 전압 조정부(307)에 입력되지 않고 배터리(211)의 출력 전압 예를 들어, 225 볼트(V)가 전압 조정부(307)에 입력된다. According to the first diode D1 and the second diode D2 connected as described above, the output voltage of the bidirectional DC-DC converter 210 in the silent operation mode, for example, 320 volts (V) is applied to the voltage adjusting unit 307. The output voltage of the battery 211, for example, 225 volts (V) is input to the voltage adjusting unit 307 without being input.

이에 따라, 전압 조정부(307)의 소비 전력이 효율적으로 줄어들 수 있다. Accordingly, the power consumption of the voltage adjusting unit 307 can be reduced efficiently.

도 4는 도 2의 하이브리드 동력 장치의 양방향성 교류-직류 변환기(208) 및 양방향성 직류-직류 변환기(210)의 내부 회로를 보여준다. 도 4에서 도 2 및 3과 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.FIG. 4 shows the internal circuits of the bidirectional AC-DC converter 208 and the bidirectional DC-DC converter 210 of the hybrid power unit of FIG. 2. In Fig. 4, the same reference numerals as those in Figs. 2 and 3 denote objects having the same function.

도 4를 참조하면, 양방향성 직류-직류 변환기(210)는 제1 내지 제6 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)들(S1 내지 S6) 및 제1 내지 제3 인덕터들(L1 내지 L3)을 포함한다. 또한, 양방향성 교류-직류 변환기(208)는 제7 내지 제12 IGBT들(S7 내지 S12)을 포함한다. 제어기(212)는 제1 내지 제12 IGBT들(S1 내지 S12)의 게이트 구동 신호들(SAGD,SDGD)을 발생시킨다.Referring to FIG. 4, the bidirectional DC-DC converter 210 includes first to sixth Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) S1 to S6 and first to third inductors L1 to L3. In addition, the bidirectional AC-DC converter 208 includes seventh to twelfth IGBTs S7 to S12. The controller 212 generates gate driving signals S AGD and S DGD of the first to twelfth IGBTs S1 to S12.

양방향성 직류-직류 변환기(210)에 있어서, 제1 IGBT(S1)의 에미터가 제4 IGBT(S4)의 컬렉터와 연결된다. 제2 IGBT(S2)의 에미터는 제5 IGBT(S5)의 컬렉터와 연결된다. 제3 IGBT(S3)의 에미터는 제6 IGBT(S6)의 컬렉터와 연결된다. In the bidirectional DC-DC converter 210, the emitter of the first IGBT S1 is connected with the collector of the fourth IGBT S4. The emitter of the second IGBT S2 is connected to the collector of the fifth IGBT S5. The emitter of the third IGBT S3 is connected to the collector of the sixth IGBT S6.

양방향성 교류-직류 변환기(208)에 있어서, 제7 IGBT(S7)의 에미터는 제10 IGBT(S10)의 컬렉터와 연결된다. 제8 IGBT(S8)의 에미터는 제11 IGBT(S11)의 컬렉터와 연결된다. 제9 IGBT(S9)의 에미터는 제12 IGBT(S12)의 컬렉터와 연결된다.In the bidirectional AC-DC converter 208, the emitter of the seventh IGBT S7 is connected with the collector of the tenth IGBT S10. The emitter of the eighth IGBT S8 is connected to the collector of the eleventh IGBT S11. The emitter of the ninth IGBT S9 is connected to the collector of the twelfth IGBT S12.

양방향성 직류-직류 변환기(210)의 제1 내지 제3 IGBT들(S1 내지 S3)과 양방향성 교류-직류 변환기(208)의 제7 내지 제9 IGBT들(S7 내지 S9)의 컬렉터들은 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자에 연결된다.The collectors of the first to third IGBTs S1 to S3 of the bidirectional DC-DC converter 210 and the seventh to ninth IGBTs S7 to S9 of the bidirectional AC-DC converter 208 are DC link capacitors. 209 is connected to the positive terminal.

양방향성 직류-직류 변환기(210)의 제4 내지 제6 IGBT들(S4 내지 S6)과 양방향성 교류-직류 변환기(208)의 제10 내지 제12 IGBT들(S10 내지 S12)의 에미터들은 직류 링크 캐페시터(209) 및 배터리(211)의 부극성 단자들에 연결된다.The emitters of the fourth through sixth IGBTs S4 through S6 of the bidirectional DC-DC converter 210 and the tenth through twelfth IGBTs S10 through S12 of the bidirectional AC-DC converter 208 are DC link capacitors. 209 and negative terminals of the battery 211.

양방향성 직류-직류 변환기(210)에 있어서, 제3 IGBT(S3)의 에미터와 배터리(211)의 정극성 단자 사이에 제1 인덕터(L1)가 연결된다. 제2 IGBT(S2)의 에미터와 배터리(211)의 정극성 단자 사이에 제2 인덕터(L2)가 연결된다. 제1 IGBT(S1)의 에미터와 배터리(211)의 정극성 단자 사이에 제3 인덕터(L3)가 연결된다. In the bidirectional DC-DC converter 210, a first inductor L1 is connected between the emitter of the third IGBT S3 and the positive terminal of the battery 211. The second inductor L2 is connected between the emitter of the second IGBT S2 and the positive terminal of the battery 211. A third inductor L3 is connected between the emitter of the first IGBT S1 and the positive terminal of the battery 211.

도 5는 도 2의 하이브리드 동력 장치의 제어기(212)의 회생 전력 처리 알고 리듬을 보여준다. 도 2, 3 및 5를 참조하여, 도 2의 하이브리드 동력 장치의 제어기(212)의 회생 전력 처리 알고리듬을 설명하면 다음과 같다. FIG. 5 shows the regenerative power processing algorithm of the controller 212 of the hybrid power unit of FIG. 2. Referring to Figures 2, 3 and 5, the regenerative power processing algorithm of the controller 212 of the hybrid power unit of Figure 2 will be described.

여기에서, 휠 모터(303)의 제동에 의하여 직류-교류 변환기(301)로부터 직류 링크 캐페시터(209)로 역방향 전류가 흐름에 따라 회생 전력이 발생된다. 이 경우, 제어기(212)는 상기 역방향 전류의 값과 직류-링크 출력 전압(Vdc)의 값을 곱한 결과로써 총 회생 전력(Preg)을 구한다.Here, the regenerative power is generated as the reverse current flows from the DC-AC converter 301 to the DC link capacitor 209 by the braking of the wheel motor 303. In this case, the controller 212 obtains the total regenerative power Preg as a result of multiplying the value of the reverse current by the value of the DC-link output voltage V dc .

다음에, 제어기(212)는 총 회생 전력(Preg)이 탑재 장비(309)의 현재 소비 전력(Pequip)을 비교한다(단계 S501). 여기에서, 전압 조정부(307)의 정극성 입력단에서 전류 감지부(미도시)가 전압 조정부(307)로 흐르는 전류를 감지한다. 이에 따라 제어기(212)는 전압 조정부(307)의 입력단의 전류의 값과 전압(Vdc)의 값을 곱한 결과로서 탑재 장비(309)의 현재 소비 전력(Pequip)을 측정한다.The controller 212 then compares the total regenerative power Preg with the current power consumption Pequip of the onboard equipment 309 (step S501). Here, the current sensing unit (not shown) senses the current flowing to the voltage adjusting unit 307 at the positive input terminal of the voltage adjusting unit 307. Accordingly, the controller 212 measures the current power consumption (Pequip) of the on-board equipment 309 as a result of multiplying the value of the current of the input terminal of the voltage regulator 307 by the value of the voltage (V dc ).

다음에, 총 회생 전력(Preg)이 탑재 장비(309)의 현재 소비 전력(Pequip)보다 크지 않으면, 탑재 장비(309)의 현재 소비 전력(Pequip)으로도 회생 전력이 제거될 수 있으므로, 제어기(212)는 배터리(211)의 충전 전력 지령값(Pb*)과 발전기(207)의 역방향-소비 전력 지령값(Peg*)을 각각 영(0)으로 설정한다(단계 S501).Next, if the total regenerative power Preg is not greater than the current power consumption Pequip of the on-board equipment 309, the regenerative power can also be removed with the current power consumption Pequip of the on-board equipment 309. 212 sets the charging power command value Pb * of the battery 211 and the reverse-power consumption command value Peg * of the generator 207 to zero (step S501).

다음에, 총 회생 전력(Preg)이 탑재 장비(309)의 현재 소비 전력(Pequip)보다 크면, 제어기(212)는 그 차이 전력인 제1 차이 전력(Preg1)을 구한다(단계 S505).Next, if the total regenerative power Preg is greater than the current power consumption Pequip of the onboard equipment 309, the controller 212 obtains the first differential power Preg1 which is the difference power (step S505).

다음에, 제1 차이 전력(Preg1)과 배터리(211)의 현재 충전-가능 전력 (Pb,ch,max)을 비교한다(단계 S507). Next, the first difference power Preg1 and the current charge-able power Pb, ch, max of the battery 211 are compared (step S507).

다음에, 제1 차이 전력(Preg1)이 배터리(211)의 현재 충전-가능 전력 (Pb,ch,max) 이하이면, 제어기(211)는 배터리(211)가 제1 차이 전력(Preg1)을 충전하도록 양방향성 직류-직류 변환기(210)를 동작시킨다(단계 S509). 물론 단계 S509에서 발전기(207)의 역방향-소비 전력 지령값(Peg*)은 영(0)으로 유지된다.Next, if the first differential power Preg1 is less than or equal to the current charge-able power Pb, ch, max of the battery 211, the controller 211 causes the battery 211 to charge the first differential power Preg1. The bidirectional DC-DC converter 210 is operated to operate (step S509). Of course, in step S509, the reverse-power consumption command value Peg * of the generator 207 is maintained at zero.

다음에, 제1 차이 전력(Preg1)이 상기 배터리의 현재 충전-가능 전력 (Pb,ch,max)보다 크면, 제어기(212)는, 그 차이 전력인 제2 차이 전력(Preg2)을 구하고, 배터리(211)가 현재 충전-가능 전력(Pb,ch,max)을 충전하도록 양방향성 직류-직류 변환기(210)를 동작시킨다(단계 S511).Next, if the first differential power Preg1 is greater than the current rechargeable power Pb, ch, max of the battery, the controller 212 obtains a second differential power Preg2 that is the differential power, and the battery 211 operates the bidirectional DC-DC converter 210 to charge the current charge-able power Pb, ch, max (step S511).

다음에, 제어기(212)는 제2 차이 전력(Preg2)과 발전기(207)의 최대 역방향-소비 전력(Peg,max)을 비교한다(단계 S513). Next, the controller 212 compares the second differential power Preg2 with the maximum reverse power consumption Peg, max of the generator 207 (step S513).

다음에, 제2 차이 전력(Preg2)이 상기 발전기의 최대 역방향-소비 전력(Peg,max) 이하이면, 제어기(212)는 발전기(211)가 제2 차이 전력(Preg2)을 소비하도록 양방향성 교류-직류 변환기(208)를 동작시킨다(단계 S515). Next, if the second differential power Preg2 is less than or equal to the maximum reverse power consumption Peg, max of the generator, the controller 212 causes the bi-directional alternating current to be generated so that the generator 211 consumes the second differential power Preg2. The DC converter 208 is operated (step S515).

또한, 제2 차이 전력(Preg2)이 발전기(207)의 최대 역방향-소비 전력 (Peg,max)보다 크면, 제어기(212)는 발전기(207)가 최대 역방향-소비 전력 (Peg,max)을 소비하도록 양방향성 교류-직류 변환기(208)를 동작시킨다(단계 S517). 물론, 남은 전력은 제동 저항부(305)에서 소비된다.Also, if the second differential power Preg2 is greater than the maximum reverse power consumption (Peg, max) of the generator 207, the controller 212 causes the generator 207 to consume the maximum reverse power consumption (Peg, max). The bidirectional AC-DC converter 208 is operated to operate (step S517). Of course, the remaining power is consumed in the braking resistor 305.

상기와 같은 제어기(212)의 알고리듬에 의하면, 발전기(207)와 제동 저항부(305)가 최소한의 회생 전력을 소비함에도 불구하고 직류-링크 캐패시터(209)를 회생 전력의 충격으로부터 보호할 수 있다. 즉, 회생 전력이 효율적으로 처리될 수 있다.According to the algorithm of the controller 212 as described above, the generator 207 and the braking resistor 305 can protect the DC-link capacitor 209 from the impact of the regenerative power despite the minimum regenerative power. . That is, the regenerative power can be processed efficiently.

도 6은 엔진 시동 후의 시간에 도 4의 양방향성 교류-직류 변환기(208)에 3상 전원이 인가됨을 보여준다. 도 7은 엔진 시동 후의 시간에 도 6의 3상 전위들이 순차적으로 직류-링크 캐패시터(도 4의 209)에 인가됨을 설명하기 위한 파형도이다. 도 8은 엔진 시동 후의 시간에 도 4의 양방향성 교류-직류 변환기(208)의 동작에 의하여 직류-링크 캐패시터(209)의 정극성 단자에 인가되는 직류 전위의 파형도이다. 도 6 및 7에서 도 2 및 4와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.FIG. 6 shows that a three-phase power source is applied to the bi-directional AC-DC converter 208 of FIG. 4 at time after engine start. FIG. 7 is a waveform diagram for explaining that the three-phase potentials of FIG. 6 are sequentially applied to the DC-link capacitor 209 of FIG. 4 at the time after the engine starts. FIG. 8 is a waveform diagram of a DC potential applied to the positive terminal of the DC-link capacitor 209 by the operation of the bidirectional AC-DC converter 208 of FIG. 4 at the time after the engine starts. In Figs. 6 and 7, the same reference numerals as in Figs. 2 and 4 indicate the objects of the same function.

도 6 내지 8을 참조하여 엔진 시동 후의 시간에 양방향성 교류-직류 변환기(208)의 동작을 설명하면 다음과 같다.6 to 8, the operation of the bidirectional AC-DC converter 208 at the time after the engine starts will be described.

3상 발전기(207)로터의 a상 전위(Eas)는 제7 IGBT(S7)의 에미터와 제10 IGBT(S10)의 컬렉터에 인가된다. 3상 발전기(207)로터의 b상 전위(Ebs)는 제8 IGBT(S8)의 에미터와 상기 제11 IGBT(S11)의 컬렉터에 인가된다. 3상 발전기(207)로터의 c상 전위(Ecs)는 제9 IGBT(S9)의 에미터와 제12 IGBT(S12)의 컬렉터에 인가된다.The a phase potential E as of the three-phase generator 207 is applied to the emitter of the seventh IGBT S7 and the collector of the tenth IGBT S10. The b-phase potential E bs of the rotor of the three-phase generator 207 is applied to the emitter of the eighth IGBT S8 and the collector of the eleventh IGBT S11. The c-phase potential E cs of the rotor of the three-phase generator 207 is applied to the emitter of the ninth IGBT S9 and the collector of the twelfth IGBT S12.

a상 전위(Eas)가 정극성인 시간 예를 들어, t0부터 t5까지의 시간 동안에는 제7 IGBT(S7)가 턴 온(turn on)되고 제10 IGBT(S10)가 턴 오프(turn off)된다. 이 에 따라 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자에 a상 전위(Eas)의 정극성 파형이 인가된다. a phase potential (E as) to the positive electrode adult time for example, t 0 during the time from to t 5 of claim 7 IGBT (S7) is turned on (turn on) and the turn-off of claim 10 IGBT (S10) (turn off )do. As a result, the positive waveform of the a-phase potential E as is applied to the positive terminal of the DC link capacitor 209.

a상 전위(Eas)가 부극성인 시간 예를 들어, t5부터 t9까지의 시간 동안에는 제10 IGBT(S10)가 턴 온(turn on)되고 제7 IGBT(S7)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라 직류 링크 캐페시터(209)의 부극성 단자에 a상 전위(Eas)의 부극성 파형이 인가된다. During a time when the a-phase potential E as is negative, for example, from t 5 to t 9 , the tenth IGBT S10 is turned on and the seventh IGBT S7 is turned off. )do. Accordingly, the negative waveform of the a phase potential E as is applied to the negative terminal of the DC link capacitor 209.

b상 전위(Ebs)가 정극성인 시간 예를 들어, t3부터 t8까지의 시간 동안에는 제8 IGBT(S8)가 턴 온(turn on)되고 제11 IGBT(S11)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자에 b상 전위(Ebs)의 정극성 파형이 인가된다. The eighth IGBT (S8) is turned on and the eleventh IGBT (S11) is turned off during the time when the b-phase potential (E bs ) is positive, for example, from t 3 to t 8 . )do. As a result, the positive waveform of the b-phase potential E bs is applied to the positive terminal of the DC link capacitor 209.

b상 전위(Ebs)가 부극성인 시간 동안에는 제11 IGBT(S11)가 턴 온(turn on)되고 제8 IGBT(S8)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라 직류 링크 캐페시터(209)의 부극성 단자에 b상 전위(Ebs)의 부극성 파형이 인가된다. During the time when the b-phase potential E bs is negative, the eleventh IGBT S11 is turned on and the eighth IGBT S8 is turned off. As a result, a negative waveform of the b-phase potential E bs is applied to the negative terminal of the DC link capacitor 209.

c상 전위(Ecs)가 정극성인 시간 동안에는 제9 IGBT(S9)가 턴 온(turn on)되고 제12 IGBT(S12)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자에 c상 전위(Eas)의 정극성 파형이 인가된다. During the time when the c-phase potential E cs is positive, the ninth IGBT S9 is turned on and the twelfth IGBT S12 is turned off. Accordingly, the positive waveform of the c-phase potential E as is applied to the positive terminal of the DC link capacitor 209.

c상 전위(Ecs)가 부극성인 시간 예를 들어, t2부터 t6까지의 시간 동안에는 제12 IGBT(S12)가 턴 온(turn on)되고 제9 IGBT(S9)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라 직류 링크 캐페시터(209)의 부극성 단자에 c상 전위(Eas)의 부극성 파형이 인가된다. For example, when the c-phase potential E cs is negative, for example, from t 2 to t 6 , the twelfth IGBT S12 is turned on and the ninth IGBT S9 is turned off. )do. As a result, the negative waveform of the c-phase potential E as is applied to the negative terminal of the DC link capacitor 209.

따라서, 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자에서는 2π/3의 위상차를 가진 정극성 파형들이 합성되어 도 6에 도시된 바와 같이 정극성의 직류 전위(Vdc)로 전환된다. 물론, 직류 링크 캐페시터(209)의 부극성 단자에서도 2π/3의 위상차를 가진 부극성 파형들이 합성되어 부극성의 직류 전위로 전환된다. Therefore, at the positive terminal of the DC link capacitor 209, positive waveforms having a phase difference of 2π / 3 are synthesized and converted into positive DC potential V dc as shown in FIG. Of course, in the negative terminal of the DC link capacitor 209, the negative waveforms having a phase difference of 2π / 3 are synthesized and converted to the negative DC potential.

한편, 엔진 시동 시간에서, 3상 발전기(207)로부터 3상 교류 전원이 발생되지 않고, 나중에 설명될 양방향성 직류-직류 변환기(210)의 동작으로 인하여 직류 링크 캐페시터(209)에 직류 전원이 공급된다. On the other hand, at the engine start time, three-phase AC power is not generated from the three-phase generator 207, and DC power is supplied to the DC link capacitor 209 due to the operation of the bidirectional DC-DC converter 210, which will be described later. .

따라서, 상기 도 4의 스위칭 순서와 동일하게 양방향성 교류-직류 변환기(208)가 동작함에 의하여, 직류 링크 캐페시터(209)에 충전되어 있는 직류 전원이 3상 교류 전원으로 변환되어 3상 발전기(207)에 인가될 수 있다. 이에 따라, 3상 발전기(207)가 시동 모터(도 1의 103)의 기능을 대행하므로 엔진(205)이 시동할 수 있다.Accordingly, as the bidirectional AC-DC converter 208 operates in the same manner as in the switching sequence of FIG. 4, the DC power charged in the DC link capacitor 209 is converted into a three-phase AC power, thereby converting the three-phase generator 207 into one. Can be applied to. Thereby, since the three-phase generator 207 acts as a function of the starting motor (103 of FIG. 1), the engine 205 can start.

도 9는 엔진 시동 후의 시간에 도 4의 양방향성 직류-직류 변환기(210)로부터 배터리(211)에 흐르는 전류의 방향을 보여준다. 도 10은 엔진 시동 후의 시간에 도 9의 전류들(I1,I2,I3)이 3상의 형식으로 순차적으로 배터리(211)에 흐름을 설명하기 위한 파형도이다. 도 11은 엔진 시동 후의 시간에 도 9의 제1 인덕 터(L1)를 통하여 흐르는 제1상 전류(I1)의 통로를 보여준다. 도 9 내지 11에서 도 2 및 4와 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다.FIG. 9 shows the direction of the current flowing from the bidirectional DC-DC converter 210 of FIG. 4 to the battery 211 at the time after engine start. FIG. 10 is a waveform diagram illustrating the flow of currents I1, I2, and I3 in FIG. 9 sequentially to the battery 211 in a three-phase format at the time after the engine is started. FIG. 11 shows a passage of the first phase current I1 flowing through the first inductor L1 of FIG. 9 at the time after the engine starts. 9 to 11, the same reference numerals as used in Figs. 2 and 4 indicate the objects of the same function.

도 4 및 도 9 내지 11을 참조하여 엔진 시동 후의 시간에 양방향성 직류-직류 변환기(210)의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the bidirectional DC-DC converter 210 at the time after the engine is started will be described with reference to FIGS. 4 and 9 to 11.

예를 들어, t0부터 t3까지의 시간 동안에는 제1 IGBT(S1)가 턴 온(turn on)되고 제4 IGBT(S4)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라, 제1상 전류(I1)는 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자로부터 제1 IGBT(S1), 제1 인덕터(L1), 배터리(211)의 정극성 단자, 및 배터리(211)의 부극성 단자를 통하여 직류 링크 캐페시터(209)의 부극성 단자로 흐른다(도 14 참조).For example, during a time from t 0 to t 3 , the first IGBT S1 is turned on and the fourth IGBT S4 is turned off. Accordingly, the first phase current I1 is formed from the positive terminal of the DC link capacitor 209 by the first IGBT S1, the first inductor L1, the positive terminal of the battery 211, and the battery 211. It flows through the negative terminal of to the negative terminal of the DC link capacitor 209 (refer FIG. 14).

t3부터 t6까지의 시간 동안에는 제4 IGBT(S4)가 턴 온(turn on)되고 제1 IGBT(S1)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라, 제1상 전류(I1)는 배터리(211)의 부극성 단자, 제4 IGBT(S4), 및 제1 인덕터(L1)를 통하여 배터리(211)의 정극성 단자로 흐른다(도 14 참조).During the time from t 3 to t 6 , the fourth IGBT S4 is turned on and the first IGBT S1 is turned off. Accordingly, the first phase current I1 flows to the positive terminal of the battery 211 through the negative terminal of the battery 211, the fourth IGBT S4, and the first inductor L1 (see FIG. 14). ).

t2부터 t5까지의 시간 동안에는 제2 IGBT(S2)가 턴 온(turn on)되고 제5 IGBT(S5)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라, 제2상 전류(I2)는 직류 링크 캐페시터(209)의 정극성 단자로부터 제2 IGBT(S2), 제2 인덕터(L2), 배터리(211)의 정극성 단자, 및 배터리(211)의 부극성 단자를 통하여 직류 링크 캐페시터(209)의 부극성 단자로 흐른다.During a time from t 2 to t 5 , the second IGBT S2 is turned on and the fifth IGBT S5 is turned off. Accordingly, the second phase current I2 is transferred from the positive terminal of the DC link capacitor 209 to the second IGBT S2, the second inductor L2, the positive terminal of the battery 211, and the battery 211. It flows through the negative terminal of to the negative terminal of the DC link capacitor 209.

t5부터 t8까지의 시간 동안에는 제5 IGBT(S5)가 턴 온(turn on)되고 제2 IGBT(S2)가 턴 오프(turn off)된다. 이에 따라, 제2상 전류(I2)는 배터리(211)의 부극성 단자, 제5 IGBT(S5), 및 제2 인덕터(L1)를 통하여 배터리(211)의 정극성 단자로 흐른다.During a time from t 5 to t 8 , the fifth IGBT S5 is turned on and the second IGBT S2 is turned off. Accordingly, the second phase current I2 flows to the positive terminal of the battery 211 through the negative terminal of the battery 211, the fifth IGBT S5, and the second inductor L1.

상기와 같은 제어 동작은 제3상 전류(I3)에도 동일하게 적용된다.The same control operation is also applied to the third phase current I3.

이에 따라, 배터리(211)에 흐르는 충전 전류(Ibat)의 파형은 제1상 전류(I1), 제2상 전류(I2), 및 제3상 전류(I3)의 파형들이 합성된 것이다. 여기에서, 직류 링크 캐페시터(209)의 인가 전압에 비하여 배터리(211)의 충전 전압이 강압되는 이유는 상기와 같이 전류들(I1 내지 I3)이 흐르는 과정에서 인덕터들(L1 내지 L3)에 전기 에너지가 축적되기 때문이다.Accordingly, the waveform of the charging current I bat flowing through the battery 211 is obtained by combining waveforms of the first phase current I1, the second phase current I2, and the third phase current I3. Here, the reason why the charging voltage of the battery 211 is stepped down compared to the applied voltage of the DC link capacitor 209 is because electrical energy is applied to the inductors L1 to L3 during the currents I1 to I3 flowing as described above. Because it accumulates.

한편, 엔진 시동 시간에서, 상기 도 10의 스위칭 순서와 동일하게 양방향성 직류-직류 변환기(208)가 동작함에 의하여, 배터리(211)에 충전되어 있는 전원이 승압되면서 직류 링크 캐페시터(209)에 인가될 수 있다. 물론, 도 11에 도시된 바와 같은 전류 통로는 동일하지만 전류 방향은 반대이다. 여기에서, 배터리(211)의 충전 전압에 비하여 직류 링크 캐페시터(209)의 인가 전압이 승압되는 이유는, 전류들이 흐르는 과정에서 인덕터들(L1 내지 L3)에 축적되어 있는 전기 에너지가 전류들에 추가되기 때문이다. Meanwhile, at the engine start time, the bidirectional DC-DC converter 208 operates in the same manner as in the switching sequence of FIG. 10, so that the power charged in the battery 211 is boosted and applied to the DC link capacitor 209. Can be. Of course, the current path as shown in Fig. 11 is the same, but the current direction is reversed. Here, the reason why the applied voltage of the DC link capacitor 209 is boosted relative to the charging voltage of the battery 211 is that electrical energy accumulated in the inductors L1 to L3 is added to the currents during the flow of the currents. Because it becomes.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 동력 장치에 의하면, 엔진 시동 시간에, 3상 발전기로부터 3상 교류 전원이 발생되지 않으므로, 캐페시터에 충전되어 있는 직류 전원이 3상 교류 전원으로 변환되어 발전기에 인가될 수 있 다. 이에 따라, 발전기가 시동 모터의 기능을 대행하므로 엔진이 시동할 수 있다.As described above, according to the hybrid power unit according to the present invention, since the three-phase alternating current power is not generated from the three-phase generator at the engine start time, the DC power charged in the capacitor is converted into three-phase alternating current power and the generator It may be applied to In this way, the engine can start because the generator acts as a starting motor.

역으로, 엔진 시동 후의 시간에, 3상 발전기로부터 3상 교류 전원이 발생되므로, 이 3상 교류 전원이 직류 전원으로 변환되어 캐페시터에 충전될 수 있다.Conversely, since the three-phase alternating current power is generated from the three-phase generator at the time after the engine starts, this three-phase alternating current power can be converted into a direct current power source and charged in the capacitor.

따라서, 발전 시스템이 시동 기능을 부가적으로 수행할 수 있으므로, 별도의 시동 시스템의 부속들이 제거될 수 있다. Thus, since the power generation system can additionally perform the startup function, the parts of the separate starting system can be removed.

한편, 제어기는, 부하들 중에서 어느 한 부하로부터 발생된 회생 전력을 다른 부하들 및 배터리에 제공하고, 남은 회생 전력을 양방향성 교류-직류 변환기를 통하여 발전기에 인가한다.On the other hand, the controller provides the regenerative power generated from one of the loads to the other loads and the battery, and applies the remaining regenerative power to the generator through the bidirectional AC-DC converter.

따라서, 발전기가 최소한의 회생 전력을 소비함에도 불구하고 직류-링크 캐패시터를 회생 전력의 충격으로부터 보호할 수 있다. 즉, 회생 전력이 효율적으로 처리될 수 있다.Thus, the generator can protect the DC-link capacitor from the impact of the regenerative power even though the generator consumes the minimum regenerative power. That is, the regenerative power can be processed efficiently.

본 발명은, 상기 실시예들에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다. The present invention is not limited to the above embodiments, but can be modified and improved by those skilled in the art within the spirit and scope of the invention defined in the claims.

바퀴 차량, 궤도 차량, 선박 및 건설 기계 등등의 다양한 동력 장치에 이용될 수 있다.Wheel vehicles, track vehicles, ships and construction machines, and the like.

도 1은 통상적인 하이브리드 동력 장치를 보여주는 도면이다.1 shows a conventional hybrid power unit.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 동력 장치를 보여주는 도면이다.2 is a view showing a hybrid power unit according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 하이브리드 동력 장치의 부하들(loads)의 일 예를 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an example of loads of the hybrid power unit of FIG. 2.

도 4는 도 2의 하이브리드 동력 장치의 양방향성 교류-직류 변환기 및 양방향성 직류-직류 변환기의 내부 회로를 보여주는 도면이다.4 is a diagram illustrating the internal circuits of the bidirectional AC-DC converter and the bidirectional DC-DC converter of the hybrid power unit of FIG. 2.

도 5는 도 2의 하이브리드 동력 장치의 제어기의 회생 전력 처리 알고리듬을 보여주는 흐름도이다.5 is a flowchart showing a regenerative power processing algorithm of the controller of the hybrid power unit of FIG. 2.

도 6은 엔진 시동 후의 시간에 도 4의 양방향성 교류-직류 변환기에 3상 전원이 인가됨을 보여주는 회로도이다.FIG. 6 is a circuit diagram showing a three-phase power supply to the bidirectional AC-DC converter of FIG. 4 at a time after engine start.

도 7은 엔진 시동 후의 시간에 도 6의 3상 전위들이 순차적으로 직류-링크 캐패시터에 인가됨을 설명하기 위한 파형도이다.FIG. 7 is a waveform diagram for explaining that the three-phase potentials of FIG. 6 are sequentially applied to the DC-link capacitor at the time after the engine is started.

도 8은 엔진 시동 후의 시간에 도 4의 양방향성 교류-직류 변환기의 동작에 의하여 직류-링크 캐패시터의 정극성 단자에 인가되는 직류 전위의 파형도이다. FIG. 8 is a waveform diagram of a DC potential applied to the positive terminal of the DC-link capacitor by the operation of the bidirectional AC-DC converter of FIG. 4 at the time after starting the engine.

도 9는 엔진 시동 후의 시간에 도 4의 양방향성 직류-직류 변환기로부터 배터리에 흐르는 전류의 방향을 보여주는 회로도이다.9 is a circuit diagram showing the direction of the current flowing from the bidirectional DC-DC converter of FIG. 4 to the battery at the time after the engine is started.

도 10은 엔진 시동 후의 시간에 도 9의 전류들이 3상의 형식으로 순차적으로 배터리에 흐름을 설명하기 위한 파형도이다.FIG. 10 is a waveform diagram illustrating a flow of currents in FIG. 9 sequentially into a battery in a three-phase format at the time after starting an engine.

도 11은 엔진 시동 후의 시간에 도 9의 제1 인덕터를 통하여 흐르는 제1상 전류의 통로를 보여주는 회로도이다. FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a path of a first phase current flowing through the first inductor of FIG. 9 at a time after starting an engine.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

205...엔진, 206...크랭크 축,205 engine, 206 crankshaft,

207...발전기, 208...양방향성 교류-직류 변환기,207 generators, 208 bidirectional AC-DC converters,

209...직류-링크 캐패시터, 210...양방향성 직류-직류 변환기,209 DC-link capacitors, 210 bi-directional DC-DC converters,

211...배터리, 212...제어기.211 batteries, 212 controllers.

Claims (13)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 엔진의 축과 회동하는 발전기와 배터리 사이에 직류-링크 캐패시터가 연결되고, 상기 직류-링크 캐패시터에 충전되는 직류-링크 전력을 부하들(loads)에 공급하는 하이브리드 동력 장치에 있어서, In a hybrid power unit that connects a DC-link capacitor between the generator and the battery that rotates with the shaft of the engine, and supplies the load to the DC-link power charged in the DC-link capacitor, 상기 발전기와 상기 직류-링크 캐패시터 사이에 연결되어, 엔진 시동 시간에는 상기 직류-링크 캐패시터에 충전되어 있는 직류 전원을 3상 교류 전원으로 변환하여 상기 발전기에 인가하고, 엔진 시동 후의 시간에는 상기 발전기로부터의 3상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 상기 직류-링크 캐패시터에 인가하는 양방향성 교류-직류 변환기; 및It is connected between the generator and the DC-link capacitor, converts the DC power charged in the DC-link capacitor to a three-phase AC power at the engine startup time, and applies it to the generator, and from the generator at the time after the engine startup A bidirectional AC-DC converter for converting a three-phase AC power source into a DC power source and applying the same to the DC-link capacitor; And 상기 부하들 중에서 어느 한 부하로부터 발생된 회생 전력을 다른 부하들 및 상기 배터리에 제공하고, 남은 회생 전력을 상기 양방향성 교류-직류 변환기를 통하여 상기 발전기에 인가하는 제어기를 포함하며,A controller for providing regenerative power generated from one of the loads to other loads and the battery, and applying the remaining regenerative power to the generator through the bidirectional AC-DC converter, 상기 남은 회생 전력이 상기 직류-링크 캐패시터로부터 상기 양방향성 교류-직류 변환기를 통하여 상기 발전기에 인가됨에 따라, 상기 발전기가 역회전력을 받고,As the remaining regenerative power is applied to the generator from the DC-link capacitor through the bidirectional AC-DC converter, the generator receives reverse rotation power, 상기 직류-링크 캐패시터와 상기 배터리 사이에 연결되어, 엔진 시동 시간에는 상기 배터리에 충전되어 있는 직류 전원을 승압하면서 상기 직류-링크 캐패시터에 인가하고, 엔진 시동 후의 시간에는 상기 직류-링크 캐패시터에 충전되는 직류 전원을 강압하면서 상기 배터리에 인가하는 양방향성 직류-직류 변환기를 포함하며,It is connected between the DC-link capacitor and the battery, and applies to the DC-link capacitor while boosting the DC power charged in the battery during the engine startup time, and charged to the DC-link capacitor at the time after the engine startup It includes a bidirectional DC-DC converter for applying a DC power to the battery while stepping down, 상기 회생 전력이 상기 직류-링크 캐패시터로부터 상기 양방향성 직류-직류 변환기를 통하여 상기 배터리에 충전되고,The regenerative power is charged to the battery from the DC-link capacitor through the bidirectional DC-DC converter, 상기 제어기가,The controller, 상기 직류-링크 캐패시터로부터의 전압/전류 신호(SCVI), 상기 배터리로부터의 전압/전류 신호(SBVI), 상기 발전기로부터의 회전자 위치 신호(SRL), 및 상기 발전기로부터의 전압/전류 신호(SGVI)에 따라 상기 엔진, 상기 양방향성 교류-직류 변환기, 및 상기 양방향성 직류-직류 변환기를 제어하며,Voltage / current signal S CVI from the DC-link capacitor, voltage / current signal S BVI from the battery, rotor position signal S RL from the generator, and voltage / current from the generator Control the engine, the bidirectional AC-DC converter, and the bidirectional DC-DC converter according to a signal S GVI , 상기 부하들이,The loads, 상기 직류 링크 캐페시터의 전압인 직류-링크 출력 전압(Vdc)을 교류 전압으로 변환하는 직류-교류 변환기, DC-AC converter for converting the DC-link output voltage (V dc ), which is the voltage of the DC link capacitor, into an AC voltage, 상기 직류-교류 변환기로부터의 교류 전압에 의하여 회전하는 휠 모터, A wheel motor rotating by an AC voltage from the DC-AC converter, 상기 직류-링크 출력 전압이 상한 전압을 초과하지 않도록 동작하는 제동 저항부, A braking resistor unit operable to prevent the DC-link output voltage from exceeding an upper limit voltage; 상기 직류-링크 출력 전압을 탑재 장비의 정격 전압으로 강압하는 전압 조정부, 및A voltage adjusting unit for stepping down the DC-link output voltage to a rated voltage of onboard equipment; and 상기 전압 조정부로부터의 출력 전압에 의하여 동작하는 탑재 장비를 포함하고,On-board equipment operating by the output voltage from the voltage adjusting unit, 상기 휠 모터의 제동에 의하여 상기 직류-교류 변환기로부터 상기 직류 링크 캐페시터로 역방향 전류가 흐름에 따라 회생 전력이 발생되며,Regeneration power is generated as a reverse current flows from the DC-AC converter to the DC link capacitor by braking of the wheel motor. 상기 역방향 전류의 값과 상기 직류-링크 출력 전압의 값을 곱한 결과로써 총 회생 전력(Preg)을 구하고,The total regenerative power (Preg) is obtained as a result of multiplying the value of the reverse current by the value of the DC-link output voltage, 상기 제어기가, The controller, 상기 총 회생 전력(Preg)이 상기 탑재 장비의 현재 소비 전력(Pequip)보다 크면 그 차이 전력인 제1 차이 전력(Preg1)을 구하고,When the total regenerative power (Preg) is greater than the current power consumption (Pequip) of the onboard equipment, the first differential power (Preg1), which is the difference power, is obtained. 상기 제1 차이 전력(Preg1)이 상기 배터리의 현재 충전-가능 전력 (Pb,ch,max) 이하이면, 상기 배터리가 상기 제1 차이 전력(Preg1)을 충전하도록 상기 양방향성 직류-직류 변환기를 동작시키는 하이브리드 동력 장치. Operating the bidirectional DC-DC converter to charge the first differential power Preg1 when the first differential power Preg1 is less than or equal to the current charge-capable power Pb, ch, max of the battery. Hybrid power unit. 제9항에 있어서, 상기 제어기가, The method of claim 9, wherein the controller, 상기 제1 차이 전력(Preg1)이 상기 배터리의 현재 충전-가능 전력 (Pb,ch,max)보다 크면, 그 차이 전력인 제2 차이 전력(Preg2)을 구하고, 상기 배터리가 현재 충전-가능 전력 (Pb,ch,max)을 충전하도록 상기 양방향성 직류-직류 변환기를 동작시키는 하이브리드 동력 장치. If the first differential power Preg1 is greater than the current charge-capable power Pb, ch, max of the battery, the second differential power Preg2, which is the differential power, is obtained, and the battery is currently charged-chargeable power ( Hybrid power unit for operating said bidirectional DC-DC converter to charge Pb, ch, max). 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 11 was abandoned when the registration fee was paid. 제10항에 있어서, 상기 제어기가, The method of claim 10, wherein the controller, 상기 제2 차이 전력(Preg2)이 상기 발전기의 최대 역방향-소비 전력(Peg,max) 이하이면, 상기 발전기가 상기 제2 차이 전력(Preg2)을 소비하도록 상기 양방향성 교류-직류 변환기를 동작시키는 하이브리드 동력 장치. Hybrid power for operating the bidirectional AC-DC converter such that the generator consumes the second differential power Preg2 when the second differential power Preg2 is less than or equal to the maximum reverse power consumption Peg, max of the generator. Device. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 12 is abandoned in setting registration fee. 제11항에 있어서, 상기 제어기가, The method of claim 11, wherein the controller, 상기 제2 차이 전력(Preg2)이 상기 발전기의 최대 역방향-소비 전력 (Peg,max)보다 크면, 상기 발전기가 상기 최대 역방향-소비 전력 (Peg,max)을 소비하도록 상기 양방향성 교류-직류 변환기를 동작시키는 하이브리드 동력 장치. If the second differential power Preg2 is greater than the maximum reverse power consumption (Peg, max) of the generator, operate the bidirectional AC-DC converter such that the generator consumes the maximum reverse power consumption (Peg, max). Hybrid power unit. 엔진의 축과 회동하는 발전기와 배터리 사이에 직류-링크 캐패시터가 연결되고, 상기 직류-링크 캐패시터에 충전되는 직류-링크 전력을 부하들(loads)에 공급하는 하이브리드 동력 장치에 있어서, In a hybrid power unit that connects a DC-link capacitor between the generator and the battery that rotates with the shaft of the engine, and supplies the load to the DC-link power charged in the DC-link capacitor, 상기 발전기와 상기 직류-링크 캐패시터 사이에 연결되어, 엔진 시동 시간에는 상기 직류-링크 캐패시터에 충전되어 있는 직류 전원을 3상 교류 전원으로 변환하여 상기 발전기에 인가하고, 엔진 시동 후의 시간에는 상기 발전기로부터의 3상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 상기 직류-링크 캐패시터에 인가하는 양방향성 교류-직류 변환기; 및It is connected between the generator and the DC-link capacitor, converts the DC power charged in the DC-link capacitor to a three-phase AC power at the engine startup time, and applies it to the generator, and from the generator at the time after the engine startup A bidirectional AC-DC converter for converting a three-phase AC power source into a DC power source and applying the same to the DC-link capacitor; And 상기 부하들 중에서 어느 한 부하로부터 발생된 회생 전력을 다른 부하들 및 상기 배터리에 제공하고, 남은 회생 전력을 상기 양방향성 교류-직류 변환기를 통하여 상기 발전기에 인가하는 제어기를 포함하며,A controller for providing regenerative power generated from one of the loads to other loads and the battery, and applying the remaining regenerative power to the generator through the bidirectional AC-DC converter, 상기 남은 회생 전력이 상기 직류-링크 캐패시터로부터 상기 양방향성 교류-직류 변환기를 통하여 상기 발전기에 인가됨에 따라, 상기 발전기가 역회전력을 받고,As the remaining regenerative power is applied to the generator from the DC-link capacitor through the bidirectional AC-DC converter, the generator receives reverse rotation power, 상기 직류-링크 캐패시터와 상기 배터리 사이에 연결되어, 엔진 시동 시간에는 상기 배터리에 충전되어 있는 직류 전원을 승압하면서 상기 직류-링크 캐패시터에 인가하고, 엔진 시동 후의 시간에는 상기 직류-링크 캐패시터에 충전되는 직류 전원을 강압하면서 상기 배터리에 인가하는 양방향성 직류-직류 변환기를 포함하며,It is connected between the DC-link capacitor and the battery, and applies to the DC-link capacitor while boosting the DC power charged in the battery during the engine startup time, and charged to the DC-link capacitor at the time after the engine startup It includes a bidirectional DC-DC converter for applying a DC power to the battery while stepping down, 상기 회생 전력이 상기 직류-링크 캐패시터로부터 상기 양방향성 직류-직류 변환기를 통하여 상기 배터리에 충전되고,The regenerative power is charged to the battery from the DC-link capacitor through the bidirectional DC-DC converter, 상기 제어기가,The controller, 상기 직류-링크 캐패시터로부터의 전압/전류 신호(SCVI), 상기 배터리로부터의 전압/전류 신호(SBVI), 상기 발전기로부터의 회전자 위치 신호(SRL), 및 상기 발전기로부터의 전압/전류 신호(SGVI)에 따라 상기 엔진, 상기 양방향성 교류-직류 변환기, 및 상기 양방향성 직류-직류 변환기를 제어하며,Voltage / current signal S CVI from the DC-link capacitor, voltage / current signal S BVI from the battery, rotor position signal S RL from the generator, and voltage / current from the generator Control the engine, the bidirectional AC-DC converter, and the bidirectional DC-DC converter according to a signal S GVI , 상기 부하들이,The loads, 상기 직류 링크 캐페시터의 전압인 직류-링크 출력 전압(Vdc)을 교류 전압으로 변환하는 직류-교류 변환기, DC-AC converter for converting the DC-link output voltage (V dc ), which is the voltage of the DC link capacitor, into an AC voltage, 상기 직류-교류 변환기로부터의 교류 전압에 의하여 회전하는 휠 모터, A wheel motor rotating by an AC voltage from the DC-AC converter, 상기 직류-링크 출력 전압이 상한 전압을 초과하지 않도록 동작하는 제동 저항부, A braking resistor unit operable to prevent the DC-link output voltage from exceeding an upper limit voltage; 상기 직류-링크 출력 전압을 탑재 장비의 정격 전압으로 강압하는 전압 조정부, 및A voltage adjusting unit for stepping down the DC-link output voltage to a rated voltage of onboard equipment; and 상기 전압 조정부로부터의 출력 전압에 의하여 동작하는 탑재 장비를 포함하고,On-board equipment operating by the output voltage from the voltage adjusting unit, 상기 직류 링크 캐페시터의 정극성 단자에 제2 다이오드의 에노드가 연결되고,An anode of the second diode is connected to the positive terminal of the DC link capacitor, 상기 전압 조정부의 정극성 단자에 제1 다이오드의 캐소드 및 상기 제2 다이오드의 캐소드가 연결되고,A cathode of the first diode and a cathode of the second diode are connected to the positive terminal of the voltage adjusting unit, 상기 배터리의 정극성 단자에 상기 제1 다이오드의 에노드가 연결된 하이브리드 동력 장치. And a anode of the first diode connected to the positive terminal of the battery.
KR1020080087425A 2008-09-04 2008-09-04 Hybrid power apparatus KR101361782B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080087425A KR101361782B1 (en) 2008-09-04 2008-09-04 Hybrid power apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080087425A KR101361782B1 (en) 2008-09-04 2008-09-04 Hybrid power apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100028403A KR20100028403A (en) 2010-03-12
KR101361782B1 true KR101361782B1 (en) 2014-02-11

Family

ID=42179098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080087425A KR101361782B1 (en) 2008-09-04 2008-09-04 Hybrid power apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101361782B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8395335B2 (en) * 2010-08-20 2013-03-12 Caterpillar Inc. Method and system for eliminating fuel consumption during dynamic braking of electric drive machines
KR101695244B1 (en) * 2011-03-28 2017-01-11 한화테크윈 주식회사 Device for suppling power of car
KR101745259B1 (en) 2016-04-15 2017-06-08 현대자동차주식회사 Control method of power train for hybrid vehicle and control system for the same
KR101947464B1 (en) * 2018-03-20 2019-05-02 주식회사 성삼 Marine hybrid generator and power control method of the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050285554A1 (en) 2004-06-28 2005-12-29 King Robert D Energy storage system and method for hybrid propulsion
KR20060113789A (en) * 2004-02-19 2006-11-02 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 Motor driving apparatus
US20070159007A1 (en) 2006-01-09 2007-07-12 General Electric Company Energy storage system for electric or hybrid vehicle
KR20080003905A (en) * 2005-05-05 2008-01-08 에이에프에스 트리니티 파워 코포레이션 Plug-in hybrid vehicle with fast energy storage

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060113789A (en) * 2004-02-19 2006-11-02 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 Motor driving apparatus
US20050285554A1 (en) 2004-06-28 2005-12-29 King Robert D Energy storage system and method for hybrid propulsion
KR20080003905A (en) * 2005-05-05 2008-01-08 에이에프에스 트리니티 파워 코포레이션 Plug-in hybrid vehicle with fast energy storage
US20070159007A1 (en) 2006-01-09 2007-07-12 General Electric Company Energy storage system for electric or hybrid vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100028403A (en) 2010-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8054025B2 (en) Charge control device and electrically driven vehicle
JP4089909B2 (en) Automotive power equipment
JP4116292B2 (en) Electric power generation system for hybrid vehicles
US8659182B2 (en) Power supply system and electric powered vehicle including power supply system, and method for controlling power supply system
US7157869B2 (en) Control system and control method for motor powered four wheel drive vehicle
US7816805B2 (en) Power supply system with multiphase motor and multiphase inverter
JP4770798B2 (en) Power supply
US8164282B2 (en) Motive power output apparatus and vehicle with the same
US7119513B2 (en) Control system and controlling method for motor drive four wheel drive vehicle
US8975886B2 (en) Charging and distribution control
US20030048651A1 (en) Systems and methods for boosting dc link voltage in turbine generators
US20050001582A1 (en) Motor control device
US20110115416A1 (en) Apparatus for driving motor of electric vehicle
JP2010098851A (en) Electric vehicle
KR101361782B1 (en) Hybrid power apparatus
JP2004336836A (en) Motor driving device
US10960769B2 (en) Onboard charging apparatus
US11038367B2 (en) Power supply apparatus for vehicle
US8878498B2 (en) Method for reducing a voltage ripple due to rotational nonuniformity of a generator driven by an internal combustion engine
KR101315041B1 (en) Hybrid power apparatus
JPH08289406A (en) Auxiliary machine battery charging device for series hybrid vehicle
JP2012044765A (en) Battery controller and vehicle
KR101578025B1 (en) Hybrid power apparatus
JP4306945B2 (en) Battery charger
KR101204822B1 (en) Starting and generating system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180129

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200128

Year of fee payment: 7