KR101756250B1 - Apparatus for driving electric vehicles - Google Patents
Apparatus for driving electric vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- KR101756250B1 KR101756250B1 KR1020150137710A KR20150137710A KR101756250B1 KR 101756250 B1 KR101756250 B1 KR 101756250B1 KR 1020150137710 A KR1020150137710 A KR 1020150137710A KR 20150137710 A KR20150137710 A KR 20150137710A KR 101756250 B1 KR101756250 B1 KR 101756250B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- motor
- motors
- inverter
- torque
- leg
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
-
- B60L11/1801—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/32—Control or regulation of multiple-unit electrically-propelled vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
- B60L2220/40—Electrical machine applications
- B60L2220/42—Electrical machine applications with use of more than one motor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
본 발명은 복수 개의 모터; 상기 모터의 개수에 따른 복수 개의 레그를 구비하고, 레그와 연결된 급전선을 통해 상기 모터 각각에 전원을 인가하는 인버터; 및 전기자동차의 부하 토크에 따라 레그의 스위칭소자를 제어하여 레그와 연결된 급전선을 통해 상기 모터 각각에 인가되는 전원을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a motor control apparatus, An inverter having a plurality of legs corresponding to the number of motors, and applying power to each of the motors through a feed line connected to the legs; And a control unit controlling the switching elements of the legs according to the load torque of the electric vehicle and controlling the power applied to the respective motors through the feeder lines connected to the legs.
Description
본 발명은 전기자동차 구동 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기차동차에 구비된 복수 개의 모터를 1개의 인버터로 제어하는 전기자동차 구동 제어 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
전기자동차에 대한 끊임없는 연비 향상의 요구와 각 나라의 배출가스 규제의 강화에 따라 친환경 자동차에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이에 대한 현실적인 대안으로 전기자동차가 제공되고 있다.The demand for environment-friendly automobiles is increasing due to the demand for constant fuel economy improvement for electric vehicles and the strengthening of exhaust gas regulations of each country, and electric cars are being offered as a real alternative thereto.
전기자동차는 배터리에 축적된 에너지로 구동모터를 동작시켜 주행을 제공하고, 감속 혹은 정지시 회생제동으로 에너지를 회수하여 배터리를 충전한다. The electric vehicle operates the driving motor by the energy stored in the battery, and recovers energy by regenerative braking when decelerating or stopping to charge the battery.
또한 전기자동차는 구동원으로 복수 개의 모터를 사용하며, 이러한 복수 개의 모터를 제어하기 위한 인버터 시스템을 탑재하고 있다. The electric vehicle uses a plurality of motors as a driving source, and an inverter system for controlling the plurality of motors is mounted.
종래의 인버터 시스템은 전기자동차에 구비된 모터 각각을 제어하기 위해 복수 개의 인버터가 모터와 일대일 대응되게 설치되어 공간과 비용면에서 비효율적이었다. In the conventional inverter system, a plurality of inverters are provided in a one-to-one correspondence with the motors in order to control each of the motors provided in the electric vehicle, which is inefficient in space and cost.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0029119호(2015.03.18)의 '전기자동차'에 개시되어 있다.BACKGROUND ART [0002] The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0029119 (Feb.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 전기자동차에 구비된 복수 개의 모터를 하나의 인버터로 제어하는 전기자동차 구동 제어 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electric vehicle drive control device for controlling a plurality of motors provided in an electric vehicle with one inverter.
본 발명의 다른 목적은 복수 개의 저용량 모터를 이용하더라도 상대적으로 고성능의 출력을 얻을 수 있고, 전기자동차의 공간을 효율적으로 이용하며, 생산 비용을 감소시킬 수 있도록 한 전기자동차 구동 제어 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an electric automobile drive control device capable of obtaining a relatively high output even when a plurality of low-capacity motors are used, efficiently utilizing the space of the electric vehicle, and reducing the production cost .
본 발명의 또 다른 목적은 전기자동차의 속도 및 요구 토크에 따라 복수 개의 모터 각각에 대한 구동을 효율적으로 제어하는 전기자동차 구동 제어 장치를 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide an electric automobile drive control apparatus that efficiently controls driving for each of a plurality of motors in accordance with the speed and required torque of the electric automobile.
본 발명의 일 측면에 따른 전기자동차 구동 제어 장치는 복수 개의 모터; 상기 모터의 개수에 따른 복수 개의 레그를 구비하고, 레그와 연결된 급전선을 통해 상기 모터 각각에 전원을 인가하는 인버터; 및 전기자동차의 부하 토크에 따라 레그의 스위칭소자를 제어하여 레그와 연결된 급전선을 통해 상기 모터 각각에 인가되는 전원을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. An electric vehicle drive control apparatus according to an aspect of the present invention includes: a plurality of motors; An inverter having a plurality of legs corresponding to the number of motors, and applying power to each of the motors through a feed line connected to the legs; And a control unit controlling the switching elements of the legs according to the load torque of the electric vehicle and controlling the power applied to the respective motors through the feeder lines connected to the legs.
본 발명의 상기 모터는 페어로 연결되어 각 휠을 구동시키는 것을 특징으로 한다. The motor of the present invention is characterized in that each of the wheels is driven by a pair.
본 발명의 상기 페어로 연결된 모터 중 동일한 상은 1개의 레그에 공통으로 연결되는 것을 특징으로 한다. The same phase of the motor connected to the pair of the present invention is commonly connected to one leg.
본 발명의 상기 제어부는 상기 페어로 연결된 모터 각각의 평균 자속 및 상기 전기자동차의 목표 토크를 이용하여 자속 제어 전류 및 토크 제어 전류를 산출하고, 상기 자속 제어 전류 및 상기 토크 제어 전류를 바탕으로 상기 인버터를 제어하여 상기 페어로 연결된 모터를 구동시키는 것을 특징으로 한다. The control unit of the present invention calculates the magnetic flux control current and the torque control current using the average magnetic flux of each of the motors connected to the pair and the target torque of the electric vehicle, So that the motor connected to the pair is driven.
본 발명의 상기 제어부는 전기자동차의 현재 속도, 및 상기 페어로 연결된 모터 각각에 각각 흐르는 전류를 이용하여 상기 평균 자속을 산출하는 것을 특징으로 한다. The controller of the present invention is characterized in that the average magnetic flux is calculated by using a current speed of the electric vehicle and a current flowing through each of the motors connected to the pair.
본 발명의 상기 제어부는 상기 페어로 연결된 모터의 토크 평균값 및 상기 페어로 연결된 모터의 토크 차이 값을 이용하여 상기 목표 토크를 산출하는 것을 특징으로 한다. The control unit of the present invention calculates the target torque using the torque average value of the motor connected to the pair and the torque difference value of the motor connected to the pair.
본 발명은 전기자동차에 구비된 복수 개의 모터를 1개의 인버터를 사용하여 제어함으로써, 전기자동차의 공간을 효율적으로 이용하고 생산 비용을 감소시킬 수 있도록 한다. According to the present invention, a plurality of motors provided in an electric vehicle are controlled by using one inverter, so that the space of the electric vehicle can be efficiently used and the production cost can be reduced.
본 발명은 복수 개의 저용량 모터를 이용하더라도 상대적으로 고성능의 출력을 얻을 수 있다. The present invention can achieve a relatively high output even when a plurality of low-capacity motors are used.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터와 각 모터 간의 전기적인 연결 구조를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 모터의 속도-파워 특성 곡선을 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에서의 벡터 모델을 나타낸 도면이다.
도 5 는 종래의 2개의 모터를 1개의 인버터로 구동할 때의 토크 특성을 나타낸 도면이다.
도 7 은 종래의 2개의 모터를 1개의 인버터로 구동할 때의 부하 특성을 나타낸 도면이다.
도 7 은 종래의 2개의 모터를 1개의 인버터로 구동할 때의 속도 특성을 나타낸 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 페어로 연결된 모터들을 1개의 인버터로 구동할 때의 토크 특성을 나타낸 도면이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 페어로 연결된 모터들을 1개의 인버터로 구동할 때의 부하 특성을 나타낸 도면이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 페어로 연결된 모터들을 1개의 인버터로 구동할 때의 속도 특성을 나타낸 도면이다. 1 is a block diagram of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an electrical connection structure between an inverter and each motor according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a speed-power characteristic curve of each motor according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a vector model in an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing torque characteristics when two conventional motors are driven by one inverter.
FIG. 7 is a graph showing load characteristics when two conventional motors are driven by one inverter.
Fig. 7 is a graph showing speed characteristics when two conventional motors are driven by one inverter. Fig.
8 is a diagram illustrating torque characteristics when driving motors connected in pairs according to an embodiment of the present invention by one inverter.
9 is a view showing load characteristics when driving motors connected in pairs according to an embodiment of the present invention with one inverter.
10 is a graph showing speed characteristics when driving motors connected in pairs according to an embodiment of the present invention with one inverter.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 구동 제어 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다. Hereinafter, an electric vehicle drive control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. Further, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the user, the intention or custom of the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터와 각 모터 간의 전기적인 연결 구조를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a block diagram of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating an electrical connection structure between an inverter and each motor according to an embodiment of the present invention.
도 1 을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 구동 제어 장치는 제어부(100), 인버터(200), 제1 모터(310), 제2 모터(320), 제3 모터(330), 및 제4 모터(340)를 포함한다. Referring to FIG. 1, an electric vehicle drive control apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
제1 모터 내지 제4 모터(310~340)는 전기자동차의 좌측 휠(10) 또는 우측 휠(10) 각각에 연결된다. 제1 모터 내지 제4 모터(310~340)는 2개씩 페어로 병렬 배치되는데, 이 페어로 연결되는 2개의 모터가 하나의 휠(10)을 구동시킨다. The first to
일 예로, 제1 모터(310)와 제2 모터(320)가 페어로 연결되어 좌측 휠(10)을 구동시키고, 제3 모터(330)와 제4 모터(340)가 페어로 연결되어 우측 휠(10)을 구동시킬 수 있다.For example, the
인버터(200)는 모터의 개수에 따른 복수 개의 레그(210~250)를 구비하고, 각각의 레그(210~250)와 연결된 급전선을 통해 모터(310~340) 각각에 전원을 인가한다. The
본 실시예에서는, 4개의 모터를 예시적으로 설명하였는 바, 인버터(200)로는 5레그 타입의 인버터(200)가 채용될 수 있다. In this embodiment, four motors have been exemplarily described. As the
도 2 를 참조하면, 인버터(200)는 제1 레그 내지 제5 레그(210~250)를 구비하며, 제1 레그 내지 제5 레그(210~250) 각각은 급전선을 통해 제1 모터 내지 제4 모터(310~340)로 3상 전원을 공급한다. Referring to FIG. 2, the
일 예로, 제1 레그(210)는 제1 모터(310)와 제2 모터(320)의 u상에 공통으로 연결되고, 제2 레그(220)는 제1 모터(310)와 제2 모터(320)의 v상에 공통으로 연결되며, 제3 레그(230)는 제3 모터(330)와 제4 모터(340)의 u상에 공통으로 연결되고, 제4 레그(250)는 제3 모터(330)와 제4 모터(340)의 v상에 공통으로 연결되며, 제5 레그는 제1 모터 내지 제4 모터(310~340)의 w상에 공통으로 연결된다. For example, the
즉, 페어로 연결된 제1 모터(310)와 제2 모터(320) 중 동일한 상은 어느 하나의 레그에 공통으로 연결되며, 제1 레그(210)와 제2 레그(220) 및 제5 레그(250)에 의해 인가된 3상 전원으로 제1 모터(310)와 제2 모터(320)가 구동하고, 제3 레그(230)와 제4 레그(240) 및 제5 레그(250)에 의해 인가된 3상 전원으로 제3 모터(330)와 제4 모터(340)가 구동한다. That is, the same phase of the
제1 레그 내지 제5 레그(210~250) 각각은 직류입력에 대한 스위칭 신호를 생성하기 위하여 복수의 스위칭소자를 포함한다. 스위칭소자에는 IGBT(Insulated gate bipolar transistor) 등이 채용될 수 있다. Each of the first to
제1 레그(210)는 서로 직렬 연결되는 제1 스위칭소자(S11)와 제2 스위칭소자(S12)를 포함하고, 제2 레그(220)는 서로 직렬 연결되는 제3 스위칭소자(S21)와 제4 스위칭소자(S22)를 포함하며, 제3 레그(230)는 서로 직렬 연결되는 제5 스위칭소자(S31)와 제6 스위칭소자(S32)를 포함하며, 제4 레그(240)는 서로 직렬 연결되는 제7 스위칭소자(S41)와 제8 스위칭소자(S42)를 포함하며, 제5 레그(250)는 서로 직렬 연결되는 제9 스위칭소자(S51)와 제10 스위칭소자(S52)를 포함한다. The
제1 레그(210)는 내부의 제1 스위칭소자(S11)와 제2 스위칭소자(S12) 사이에 연결되는 급전선을 통해 제1 모터(310)와 제2 모터(320)의 u상에 연결되고, 제2 레그(220)는 내부의 제3 스위칭소자(S21)와 제4 스위칭소자(S22) 사이에 연결되는 급전선을 통해 제1 모터(310)와 제2 모터(320)의 v상에 연결되며, 제3 레그(230)는 내부의 제5 스위칭소자(S31)와 제6 스위칭소자(S32) 사이에 연결되는 급전선을 통해 제3 모터(330)와 제4 모터(340)의 u상에 연결되며, 제4 레그(240)는 내부의 제7 스위칭소자(S41)와 제8 스위칭소자(S42) 사이에 연결되는 급전선을 통해 제3 모터(330)와 제4 모터(340)의 v상에 연결되며, 제5 레그(250)는 내부의 제9 스위칭소자(S51)와 제10 스위칭소자(S52) 사이에 연결되는 급전선을 통해 제1 모터 내지 제4 모터(310~340)의 w상에 연결된다. 여기서, w상은 0V로 설정된다. The
제어부(100)는 제1 레그 내지 제5 레그(210~250) 각각의 스위칭소자들을 제어하여 제1 내지 제4 모터(340)의 각 상의 전원을 제어한다. 즉, 제어부(100)는 페어로 연결된 제1 모터(310)와 제2 모터(320)를 제1 레그(210)와 제2 레그(220) 및 제5 레그(250)를 통해 제어하고, 페어로 연결된 제3 모터(330)와 제4 모터(340)를 제3 레그(230)와 제4 레그(240) 및 제5 레그(250)를 통해 제어한다. The
이 경우, 제어부(100)는 페어로 연결된 제1 모터(310)와 제2 모터(320) 각각의 평균 자속 및 전기자동차의 목표 토크를 이용하여 자속 제어 전류 및 토크 제어 전류를 산출하고, 자속 제어 전류 및 토크 제어 전류를 바탕으로, 제1 레그(210)와 제2 레그(220) 및 제5 레그(250)를 통해 제1 모터(310)와 제2 모터(320) 각각의 구동을 제어한다. In this case, the
또한, 제어부(100)는 페어로 연결된 제3 모터(330)와 제4 모터(340) 각각의 평균 자속 및 전기자동차의 목표 토크를 이용하여 자속 제어 전류 및 토크 제어 전류를 산출하고, 자속 제어 전류 및 토크 제어 전류를 바탕으로, 제3 레그(230)와 제4 레그(240) 및 제5 레그(250)를 통해 제3 모터(330)와 제4 모터(340) 각각의 구동을 제어한다. The
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 모터의 속도-파워 특성 곡선을 나타낸 도면이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에서의 벡터 모델을 나타낸 도면이다. FIG. 3 is a view showing velocity-power characteristic curves of respective motors according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating a vector model in an embodiment of the present invention.
삭제delete
이하에서는 제어부(100)가 하나의 인버터(200)를 통해 제1 모터(310) 및 제2 모터(320)의 구동을 제어하는 방법에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a method of controlling the driving of the
참고로, 본 실시예에서는 제1 모터(310)와 제2 모터(320)를 예시로 설명하였으나, 제3 모터(330)와 제4 모터(340)의 구동을 제어하는 방법도 제1 모터(310) 및 제2 모터(320)의 구동을 제어하는 방법과 동일하게 적용된다. Although the
먼저 제어부(100)는 제1 모터(310)에 흐르고 있는 제1 전류 및 제2 모터(320)에 흐르고 있는 제2 전류를 각각 센싱하고, 전기자동차의 현재 속도를 센싱한다. First, the
이어 제어부(100)는 다음과 같은 관계식을 이용하여 제1 모터(310) 및 제2 모터(320)의 평균 자속을 산출한다.Next, the
이 때 사용되는 벡터 모델은 도 4 에 도시된 바와 같다. The vector model used at this time is as shown in FIG.
수학식 1에서 사용되는 각 변수는 다음과 같이 정의된다.Each variable used in Equation (1) is defined as follows.
여기서 is는 모터의 고정자(stator)에 흐르는 전류를 나타내고, 는 모터의 회전자(rotor)의 자속을 나타낸다. 또한 ω는 각주파수(angular frequency)를 나타내고, ωr은 회전자의 각속도(angular velocity)를 나타낸다. 또한 Rr은 회전자의 저항을 나타내고, M은 상호 인덕턴스(mutual inductance)를 나타내며, Ls는 고정자의 자체 인덕턴스(self-inductance)를 나타내며, Lr은 회전자의 자체 인덕턴스를 나타내고, e는 기준 회전 프레임의 값(value of the rotating frame of references)을 각각 나타낸다. Where i s represents the current flowing in the stator of the motor, Represents the magnetic flux of the rotor of the motor. Also, ω represents the angular frequency, and ω r represents the angular velocity of the rotor. L r represents the self inductance of the stator, L r represents the self inductance of the rotor, and e represents the self inductance of the stator, where R r denotes the resistance of the rotor, M denotes the mutual inductance, L s denotes the self- And the value of the rotating frame of reference.
또한 수학식 1에서 I와 J는 각각 다음과 같이 정의되는 행렬이다.In Equation (1), I and J are matrices respectively defined as follows.
또한 및 는 각각 제1 모터(310) 및 제2 모터(320)의 회전자 자속을 의미한다.Also And Refer to rotor fluxes of the
다음으로, 제어부(100)는 제1 모터(310)의 현재 토크 값(제1 토크) 및 제2 모터(320)의 현재 토크 값(제2 토크)를 센싱한다. 그리고 나서, 제어부(100)는 제1 토크 및 제2 토크의 토크 평균값 그리고 제1 토크 및 제2 토크의 토크 차이값을 이용하여 아래와 같이 목표 토크를 산출한다.Next, the
수학식 2에서 각 변수는 다음과 같이 정의된다.In Equation (2), each variable is defined as follows.
이에 따라 목표 토크는 다음과 같이 정의된다.Accordingly, the target torque is defined as follows.
다음으로, 제어부(100)는 산출된 평균 자속 및 목표 토크를 이용하여 다음과 같이 자속 제어 전류 및 토크 제어 전류를 계산한다. 즉, 제어부(100)는 수학식 1과 수학식 3으로부터 다음과 같이 자속 제어 전류() 및 토크 제어 전류()를 각각 계산한다.Next, the
여기서 *는 기준 값을 의미하고, ^는 추정 값을 의미한다.Here, * denotes a reference value, and ^ denotes an estimated value.
제어부(100)는 이와 같이 산출된 자속 제어 전류 및 토크 제어 전류를 포함하는 제1 모터(310) 및 제2 모터(320)에 대한 구동 명령을 생성하고, 구동 명령에 의한 자속 제어 전류 및 토크 제어 전류는 인버터(200)를 통해 제1 모터(310) 및 제2 모터(320)에 전달된다.The
2개 이상의 모터를 하나의 인버터(200)로 제어하게 되면 외란에 취약하게 되고 각 모터의 자속과 토크 전류를 평균으로 계산하기 때문에 토크 명령에 신속하게 대응하기 어렵다. If two or more motors are controlled by one
그러나 본 발명의 일 실시예와 같이, 제1 모터(310)와 제2 모터(320)에 흐르는 전류의 평균값 및 차이값을 고려하여 자속 제어 전류 및 토크 제어 전류를 계산하면 각 모터가 보다 빠르게 토크 명령에 대응할 수 있고 목표점에 부드럽게 도달할 수 있다.However, if the magnetic flux control current and the torque control current are calculated in consideration of the average value and the difference value of the currents flowing through the
도 5 는 종래의 2개의 모터를 1개의 인버터로 구동할 때의 토크 특성을 나타낸 도면이고, 도 6 은 종래의 2개의 모터를 1개의 인버터로 구동할 때의 부하 특성을 나타낸 도면이며, 도 7 은 종래의 2개의 모터를 1개의 인버터로 구동할 때의 속도 특성을 나타낸 도면이다. FIG. 5 is a graph showing torque characteristics when two conventional motors are driven by one inverter, FIG. 6 is a graph showing load characteristics when two conventional motors are driven by one inverter, and FIG. Is a diagram showing speed characteristics when two conventional motors are driven by one inverter.
종래에 따르면, 2개의 모터를 1개의 인버터(200)로 구동하면 도 5 에 도시된 바와 같이 제1 모터(310)의 토크(Torque 1) 및 제2 모터(320)의 토크(Torque 2)가 일정하게 유지되지 않으며, 그에 따라 도 6 에 도시된 바와 같이 제2 모터(320)의 부하(Load 2) 대비 제1 모터(310)의 부하(Load 1)도 낮게 측정된다. 또한 도 7 에 도시된 바와 같이 각 모터의 속도(Speed 1, Speed 2) 또한 불안정한 값을 나타내게 된다.5, when the two motors are driven by one
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 페어로 연결된 모터들을 1개의 인버터 구동할 때의 토크 특성을 나타낸 도면이고, 도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 페어로 연결된 모터들을 1개의 인버터로 구동할 때의 부하 특성을 나타낸 도면이며, 도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 페어로 연결된 모터들을 1개의 인버터로 구동할 때의 속도 특성을 나타낸 도면이다. FIG. 8 is a diagram illustrating torque characteristics when one pair of inverters is driven by pairs of motors connected to each other according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 10 is a graph illustrating a speed characteristic when a pair of motors connected to each other is driven by one inverter according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
본 발명의 일 실시예와 같이, 제1 모터(310)와 제2 모터(320)를 1개의 인버터(200)로 구동할 경우, 도 8 에 도시된 바와 같이 제1 모터(310)의 토크(Torque 1) 및 제2 모터(320)의 토크(Torque 2)는 안정적인 값을 나타내며, 도 9 에 도시된 바와 같이 제2 모터(320)의 부하(Load 2) 대비 제1 모터(310)의 부하(Load 1)도 정상적인 값을 나타낸다. 또한 도 10 에 도시된 바와 같이 각 모터의 속도(Speed 1, Speed 2) 또한 안정적으로 유지됨을 확인할 수 있다.8, when the
한편, 상기한 바와 같은 제1 모터(310) 및 제2 모터(320)에 대한 제어 방식은 제3 모터(330)와 제4 모터(340)에 대해서도 동일하게 적용된다. The control method for the
즉, 제어부(100)는 페어로 연결된 제1 모터(310)와 제2 모터(320) 각각의 평균 자속 및 전기자동차의 목표 토크를 이용하여 자속 제어 전류 및 토크 제어 전류를 산출하고, 자속 제어 전류 및 토크 제어 전류를 바탕으로, 제1 레그(210)와 제2 레그(220) 및 제5 레그(250)를 통해 제1 모터(310)와 제2 모터(320) 각각의 구동을 제어한다. That is, the
아울러, 제1 모터(310)와 제2 모터(320)의 제어 방식과 같이, 제어부(100)는 페어로 연결된 제3 모터(330)와 제4 모터(340) 각각의 평균 자속 및 전기자동차의 목표 토크를 이용하여 자속 제어 전류 및 토크 제어 전류를 산출하고, 자속 제어 전류 및 토크 제어 전류를 바탕으로, 제3 레그(230)와 제4 레그(240) 및 제5 레그(250)를 통해 제3 모터(330)와 제4 모터(340) 각각의 구동을 제어한다. The
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 구동 제어 장치는 5레그 타입의 인버터(200)를 이용하여 제1 모터 내지 제4 모터(310~340)의 3상 전원을 각각 제어하여 전기자동차의 공간을 효율적으로 이용하고 생산 비용을 감소시킬 수 있도록 한다. As described above, the electric vehicle drive control apparatus according to an embodiment of the present invention controls the three-phase power sources of the first to
또한, 본 실시예는 복수 개의 저용량 모터를 이용하더라도 상대적으로 고성능의 출력을 얻을 수 있다. Also, the present embodiment can obtain a relatively high-performance output even if a plurality of low-capacity motors are used.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, I will understand. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
10: 구동부
100: 제어부
200: 인버터
210: 제1 레그
220: 제2 레그
230: 제3 레그
240: 제4 레그
250: 제5 레그
310: 제1 모터
320: 제2 모터
330: 제3 모터
340: 제4 모터10:
100:
200: Inverter
210: first leg
220: second leg
230: Third leg
240: fourth leg
250: fifth leg
310: first motor
320: second motor
330: Third motor
340: fourth motor
Claims (6)
상기 모터의 개수에 따른 복수 개의 레그를 구비하고, 레그와 연결된 급전선을 통해 상기 모터 각각에 전원을 인가하는 인버터;
전기자동차의 부하 토크에 따라 레그의 스위칭소자를 제어하여 레그와 연결된 급전선을 통해 상기 모터 각각에 인가되는 전원을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 모터는 제1 모터, 제2 모터, 제3 모터 및 제4 모터를 포함하고,
제1 모터와 제2 모터가 페어로 연결되어 좌측 휠을 구동시키고, 제3 모터와 제4 모터가 페어로 연결되어 우측 휠을 구동시키며,
상기 인버터는 제1 레그 내지 제5 레그를 구비하며, 제1 레그는 상기 인버터의 제1 스위칭소자와 제2 스위칭소자 사이에 연결되는 급전선을 통해 제1 모터와 제2 모터의 u상에 공통으로 연결되고,
제2 레그는 상기 인버터의 제3 스위칭소자와 제4 스위칭소자 사이에 연결되는 급전선을 통해 제1 모터와 제2 모터의 v상에 공통으로 연결되며,
제3 레그는 상기 인버터의 제5 스위칭소자와 제6 스위칭소자 사이에 연결되는 급전선을 통해 제3 모터와 제4 모터의 u상에 공통으로 연결되고,
제4 레그는 상기 인버터의 제7 스위칭소자와 제8 스위칭소자 사이에 연결되는 급전선을 통해 제3 모터와 제4 모터의 v상에 공통으로 연결되며,
제5 레그는 상기 인버터의 제9 스위칭소자와 제10 스위칭소자 사이에 연결되는 급전선을 통해 제1 모터 내지 제4 모터의 w상에 공통으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동 제어 장치.
A plurality of motors;
An inverter having a plurality of legs corresponding to the number of motors, and applying power to each of the motors through a feed line connected to the legs;
And a control unit controlling the switching elements of the legs according to the load torque of the electric vehicle to control the power applied to the respective motors through the feeder lines connected to the legs,
The motor includes a first motor, a second motor, a third motor, and a fourth motor,
The first motor and the second motor are paired to drive the left wheel, the third motor and the fourth motor are paired to drive the right wheel,
The inverter includes first to fifth legs, and the first leg is connected to the first and second motors via a feed line connected between the first and second switching elements of the inverter, Connected,
The second leg is commonly connected to the v phase of the first motor and the second motor through a feed line connected between the third switching device and the fourth switching device of the inverter,
The third leg is commonly connected to the u-phase of the third motor and the fourth motor through a feed line connected between the fifth switching element and the sixth switching element of the inverter,
The fourth leg is commonly connected to the v phase of the third motor and the fourth motor through a feed line connected between the seventh switching device and the eighth switching device of the inverter,
And the fifth leg is commonly connected to the w-phase of the first to fourth motors via a feed line connected between the ninth switching element and the tenth switching element of the inverter.
상기 페어로 연결된 모터 각각의 평균 자속 및 상기 전기자동차의 목표 토크를 이용하여 자속 제어 전류 및 토크 제어 전류를 산출하고, 상기 자속 제어 전류 및 상기 토크 제어 전류를 바탕으로 상기 인버터를 제어하여 상기 페어로 연결된 모터를 구동시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동 제어 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the control unit
Calculating a magnetic flux control current and a torque control current using an average magnetic flux of each of the pair of motors connected to the pair and a target torque of the electric vehicle, and controlling the inverter based on the magnetic flux control current and the torque control current, And drives the connected motor.
전기자동차의 현재 속도, 및 상기 페어로 연결된 모터 각각에 각각 흐르는 전류를 이용하여 상기 평균 자속을 산출하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동 제어 장치.
5. The apparatus of claim 4, wherein the control unit
Wherein the average magnetic flux is calculated using a current speed of the electric vehicle and a current flowing through each of the pairs of the motors connected to the pair.
상기 페어로 연결된 모터의 토크 평균값 및 상기 페어로 연결된 모터의 토크 차이 값을 이용하여 상기 목표 토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동 제어 장치. 5. The apparatus of claim 4, wherein the control unit
And calculates the target torque using the torque average value of the motor connected to the pair and the torque difference value of the motor connected to the pair.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150137710A KR101756250B1 (en) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | Apparatus for driving electric vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150137710A KR101756250B1 (en) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | Apparatus for driving electric vehicles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170038396A KR20170038396A (en) | 2017-04-07 |
KR101756250B1 true KR101756250B1 (en) | 2017-07-10 |
Family
ID=58583363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150137710A KR101756250B1 (en) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | Apparatus for driving electric vehicles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101756250B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117183768A (en) * | 2019-11-04 | 2023-12-08 | 姚福来 | Method for determining energy-saving optimizing switching point of electric vehicle and operation method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004297874A (en) | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Daikin Ind Ltd | Electrically driving equipment and motor driving method |
JP2008154318A (en) | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Meiji Univ | Nine switch inverter independently driving two ac motor units and its control method |
KR101535744B1 (en) * | 2014-04-17 | 2015-07-10 | 현대오트론 주식회사 | Apparatus for driving vehicle using multiple motor |
-
2015
- 2015-09-30 KR KR1020150137710A patent/KR101756250B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004297874A (en) | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Daikin Ind Ltd | Electrically driving equipment and motor driving method |
JP2008154318A (en) | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Meiji Univ | Nine switch inverter independently driving two ac motor units and its control method |
KR101535744B1 (en) * | 2014-04-17 | 2015-07-10 | 현대오트론 주식회사 | Apparatus for driving vehicle using multiple motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170038396A (en) | 2017-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7759886B2 (en) | Linearity for field weakening in an interior permanent magnet machine | |
US8222857B2 (en) | Motor controlling device | |
CN102282758B (en) | Control apparatus for AC motor and electric vehicle | |
CN101796717B (en) | Controller of motor | |
JP6062327B2 (en) | Inverter device and electric vehicle | |
US20140312809A1 (en) | Apparatus for controlling a multi-winding rotary machine | |
CN102959855A (en) | Motor drive apparatus and vehicle mounted with same | |
JP2010272395A (en) | Motor control device for electric vehicle | |
US11152881B2 (en) | Permanent magnet synchronous electric motor control device, electric power steering device, and electric vehicle | |
JP2018014829A (en) | Power conversion device | |
US20140118865A1 (en) | Disconnection detecting device for rotating electrical machine, method for detecting disconnection of rotating electrical machine | |
JP2018133935A (en) | Inverter device and electric vehicle | |
JP6418196B2 (en) | Electric car | |
WO2018155321A1 (en) | Control device and electric power steering device using same | |
JP2014230351A (en) | Control device for electric automobile | |
JP2010130837A (en) | Motor drive controller for railcar | |
KR101756250B1 (en) | Apparatus for driving electric vehicles | |
JP2015080290A (en) | Motor control system | |
US20150340975A1 (en) | Rotary electrical machine control device | |
JP5549337B2 (en) | Motor generator drive device and vehicle drive system | |
JP6772501B2 (en) | Automobile | |
JP6128016B2 (en) | AC motor control device | |
JP5115202B2 (en) | Motor drive device | |
JP7424058B2 (en) | motor control device | |
JP2003018886A (en) | Motor drive controller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |