KR19990034240A - Battery charge / discharge control system of electric vehicle - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차의 배터리 충방전제어시스템에 관한 것으로서, 모터구동수단에 배터리(1)의 전류 전원을 공급하는 인버터(2)를 갖는 전기자동차에 있어서, 상기 배터리(1)의 잔존용량과 한계전압을 판단하여 한계 전압에 벗어나지 않는 범위에서 과충전되거나 과방전되지 않도록 제어하는 전자제어부(4)를 연결하여 배터리의 잔존용량에 따라 부하량 결정으로 한계전압내에서 전류가 출력되도록 전자제어수단으로 제어함으로서 배터리 및 인버터(2)의 회생제동력을 향상시키고 수명을 향상시키는 효과를 제공하는 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery charge / discharge control system for an electric vehicle, the electric vehicle having an inverter (2) for supplying current power of the battery (1) to a motor driving means, the remaining capacity and the limit of the battery (1) By connecting the electronic control unit 4 for judging the voltage so as not to be overcharged or overdischarged in a range that does not deviate from the limit voltage, and controlling the electronic control means so that a current is output within the limit voltage by determining the load according to the remaining capacity of the battery. It is to provide the effect of improving the regenerative braking power of the battery and the inverter (2) and improve the life.

Description

전기자동차의 배터리 충방전제어시스템Battery charge / discharge control system of electric vehicle

본 발명은 전기자동차의 배터리 충방전제어시스템에 관한 것으로서 더 자세하게는 배터리의 충.방전시 잔존용량에 따라 방전출력밀도를 다르게 하며 한계전압을 넘지 않은 범위내에서 충전시간내에 한계전압선에 유지할 수 있도록 잔존용량에 따라 전압의 상승폭을 다르게 충전될 수 있도록 하여 전지의 효율적인 충전방전으로부터 과부하로 인한 수명단축과 비효율성을 제거하고자 하는 전기자동차의 배터리 충방전제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a battery charge and discharge control system of an electric vehicle, and more particularly, to change the discharge output density according to the remaining capacity of the battery during charging and discharging, so that it can be maintained at the limit voltage line within the charging time within the limit voltage. The present invention relates to a battery charge / discharge control system of an electric vehicle, which attempts to remove the increase in voltage depending on the remaining capacity, thereby eliminating the lifespan and inefficiency caused by overload from efficient charge and discharge of a battery.

일반적인 전기자동차의 회생제동이란 전기자동차의 제동시 모터의 역회전을 이용하여 발생하는 출력치를 배터리를 충전시키는데 사용된다.In general, regenerative braking of an electric vehicle is used to charge an output value generated by reverse rotation of a motor when braking an electric vehicle.

배데리에 충전되는 전류는 배터리의 잔존용량과 충전시간(제동시간)과 서로 연광되어 있어 들어오는 전류를 바로 받아들일 수 없으며 결국 받아들일 수 있는 범위내에서 최적의 효율을 가지고 입력되는 충전전류를 제어하여야한다.The current charged in the battery is liable to the remaining capacity of the battery and the charging time (braking time), so it cannot receive the incoming current immediately, and finally controls the charging current input with the optimum efficiency within the acceptable range. Shall.

따라서 배터리에 입력되는 전류는 한계전압(인버터내 소자작동 한계전압)을 넘지 않으면서 최대한으로 충전시간(제동시간)내에 한계전압선에서 유지시켜주는 방법을 가지고 있어야 한다.Therefore, the current input to the battery should have a method of maintaining the maximum voltage at the limit voltage line within the charging time (braking time) without exceeding the limit voltage (device operating limit voltage in the inverter).

통상적인 전기자동차는 도 1a에서 보는 바와 같이 전기적인 에너지로부터 차량이 움직일 수 있도록 하기 위해 주전원부와 배터리간에 충전장치를 연결하고 있어 시동이 걸리도록 하며 전자제어부는 인가받은 전원을 단속하여 속도 및 동력을 제어하여 모터구동부의 동력발생으로 구동바퀴가 동작하여 차량이 주행되고 있다.In a typical electric vehicle, as shown in FIG. 1A, a charging device is connected between a main power supply and a battery to allow a vehicle to move from electrical energy, and a start is performed. The electronic control unit intercepts an authorized power supply to control speed and power. By driving the driving wheel is driven by the generation of power of the motor drive unit is driving the vehicle.

상기의 배터리의 충전방전시의 전압변화는 도 1b에서 보는 바와 같이 배터리의 전지용량이 큰 경우 회생제동을 하면 전지의 전압은 배터리와 모터구동부간의 인버터내의 소자들이 작동하는 한계전압이상으로 상승하여 소자 사용 범위를 벗어나 인버터의 효율을 떨어트리게 된다.As shown in FIG. 1B, when the battery capacity of the battery is large, regenerative braking causes the voltage of the battery to rise above the threshold voltage at which the devices in the inverter between the battery and the motor driver operate. Out of range will reduce the efficiency of the inverter.

또한, 운전자가 주행중에 급가속을 할 경우 전지로부터 많은량의 출력을 단시간에 요구함으로서 제대로 제어를 해주지 못하는 경우 순시간에 전지에 물리를 주게 되어 전지의 급작스런 비효율과 수명을 단축하는 요인이 된다.In addition, when the driver rapidly accelerates while driving, a large amount of output is required from the battery in a short time, and when the driver is not properly controlled, the battery is physics in a short time, which causes a sudden inefficiency and life of the battery.

부하에 따른 전압변화는 도 1c에서 보는 바와 같이 방전율이 떨어지면 종지전압이 떨어지므로 상기 종지전압을 이용하여 과부하로 인한 전지의 비효율을 막을 수 있지만 실지 전압의 방전조건이 동적인 부하를 가지게 되므로 한계를 가지게 된다.As the voltage change depending on the load, as shown in Figure 1c, the discharge voltage drops, the terminal voltage drops, so the inefficiency of the battery due to the overload can be prevented by using the terminal voltage, but the discharge condition of the actual voltage has a dynamic load, so the limit is limited. Have.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위기 위해 안출한 것으로서 그 목적은 배터리의 충.방전시 잔존용량에 따라 방전출력밀도를 다르게 하며 한계전압을 넘지 않은 범위내에서 충전시간내에 한계전압선에 유지할 수 있도록 잔존용량에 따라 전압의 상승폭을 다르게 충전될 수 있도록 하여 전지의 효율적인 충전방전으로부터 과부하로 인한 수명단축과 비효율성을 제거하고자 하는 데 있다.The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, the purpose of which is to change the discharge output density according to the remaining capacity during charging and discharging of the battery and to the limit voltage line within the charging time within the limit voltage The purpose of the present invention is to reduce the lifespan and inefficiency caused by overload from efficient charging and discharging of the battery by allowing the voltage to be charged differently according to the remaining capacity.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 모터구동부에 배터리의 전류를 변화하여 전원을 공급하는 인버터를 갖는 전기자동차에 있어서, 상기 배터리의 잔존용량과 한계전압을 판단하여 한계 전압에 벗어나지 않응 범위에서 과충전되거나 과방전되지 않도록 제어하는 전자제어부를 연결하는 것을 특징으로 한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is in an electric vehicle having an inverter for supplying power by varying the current of the battery in the motor drive unit, judging the remaining capacity and the threshold voltage of the battery does not deviate from the limit voltage range It characterized in that for connecting the electronic control unit to control the overcharge or over-discharge.

도 1a은 종래의 전기자동차의 부분 블록구성도이다.1A is a partial block diagram of a conventional electric vehicle.

도 1b는 종래 배터리 한계전압의 그래프이다.1B is a graph of a conventional battery limit voltage.

도 1c는 종래 배터리 방전 전압율의 그래프이다.1C is a graph of a conventional battery discharge voltage rate.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 부분 블록구성도이다.2 is a partial block diagram of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 시간에 비례하는 전압의 변화그래프이다.3A is a graph of change of voltage in proportion to time according to an embodiment of the present invention.

도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 전류량에 비례하는 출력전압의 변화그래프이다.3B is a graph of change in output voltage proportional to the amount of current according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 충방전제어방법의 흐름도이다.4 is a flowchart of a battery charge / discharge control method of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

-도면의 주요분에 대한 부호설명-Code description for main parts of drawing

1;배터리 2;인버터1; battery 2; inverter

3;모터구동부 4;전자제어부3; motor drive unit 4; electronic control unit

이하,첨부된 도면에 의해 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical configuration of the present invention by the accompanying drawings in detail.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 부분 블록구성도이고, 도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 시간에 비례하는 전압의 변화그래프이며, 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 전류량에 비례하는 출력전압의 변화그래프이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 충방전제어방법의 흐름도이다.Figure 2 is a partial block diagram of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, Figure 3a is a graph of the change in voltage proportional to the time according to an embodiment of the present invention, Figure 3b is a current amount according to an embodiment of the present invention Figure 4 is a graph of the change in output voltage proportional to, Figure 4 is a flow chart of a battery charge and discharge control method of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 전기자동차의 배터리 충.방전을 제어하기 위한 것으로서,도 2애서 보는바와 같이 모터구동부(3)에 배터리(1)의 전류를 공급하는 인버터(2)를 연결하고 상기 인버터(2)의 출력단에 연결되어 상기 배터리(1)의 잔존용량과 한계전압을 판단하여 한계 전압에 벗어나지 않는 범위에서 과충전되거나 과방전되지 않도록 제어하는 전자제어부(4)를 연결한다.The present invention is to control the battery charging and discharging of the electric vehicle, as shown in Figure 2, connecting the inverter 2 for supplying the current of the battery 1 to the motor driving unit 3 and the It is connected to the output terminal to determine the remaining capacity and the threshold voltage of the battery 1 is connected to the electronic control unit (4) for controlling so as not to be overcharged or overdischarged in the range not to deviate from the limit voltage.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the present invention configured as described above in detail.

본 발명은 전기자동차의 배터리 충.방전을 제어하기 위한 것으로서,도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이 배터리(1)가 모터구동부(3)에 전원을 인가하기 위해 방전하거나 충전할 경우 인버터(2)에 의해 배터리(1)가 충전되거나 모터구동부(3)에 적절한 전압으로 변환하여 인가할 수 있도록 하는 것이다.The present invention is to control the charging and discharging of the electric vehicle, as shown in Figures 2 to 4 when the battery 1 is discharged or charged to apply power to the motor drive unit 3 inverter 2 By charging the battery (1) or by converting the appropriate voltage to the motor drive unit 3 to be applied.

상기의 인버터(2)는 전자제어부(4)에 의해 배터리(1)의 충.방전 전압을 측정하여 한계전압을 판단하게 되는 것이다.The inverter 2 determines the limit voltage by measuring the charge / discharge voltage of the battery 1 by the electronic controller 4.

전자제어부(4)는 배터리(1)와 모터구동부(3)간에 전류의 흠름이 발샹하게 되면 전지의 전압을 검출한 후 입출력전압이 전지의 한계전압내에 있는지를 판단하여 한계전압내에 이다고 판단되면 잔존용량을 검출에 의해 제어하게 된다.The electronic controller 4 detects the voltage of the battery and detects whether the input / output voltage is within the limit voltage of the battery when a current scar is generated between the battery 1 and the motor driver 3. The remaining capacity is controlled by detection.

전자제어부(4)의 제어방법으로는 도 3a의 시간에 대한 전압변화를 도시한 바와 같이 충전전압증가율을 감지하여 전류를 제어하게 되는데 A구간에서는 시간변화분에 전압증가분을 측정한다.As a control method of the electronic controller 4, as shown in the voltage change with respect to time of FIG. 3A, the charging voltage increase rate is sensed to control the current. In section A, the voltage increase is measured at the time change.

즉, 충전전류에 따른 시산변화분에 전압변화분을 측정하여 한계전압근처 지점에서 충전전류를 줄이는 것이다.In other words, the voltage change is measured to the time-varying change according to the charge current to reduce the charge current near the limit voltage.

충전전류는 전압이 낮을수록 전류의 흐름이 완경사를 이루어 전류의 흐름량이 적으며, 전압의 크기 크면 전류의 량도 크게 된다.As the charging current is lower, the charging current is inclined slowly, so that the amount of current flows less. If the voltage is large, the amount of current also increases.

방전하고자 할 경우 도 3b에서 보는 바와 같이 전자제어부(4)가 베터리 전압의 잔존용량을 측정하여 그 측정기준에 비례하여 방전용량이 결정되도록 하여 잔존용량에 관계없이 동일한 용량으로 방전하여 완전 방전되는 것을 방지하게 되는 것이다.In the case of discharging, as shown in FIG. 3B, the electronic control unit 4 measures the remaining capacity of the battery voltage and determines the discharge capacity in proportion to the measurement standard. Will be prevented.

전자제어부(4)는 미리 계산된(출력밀도,잔존용량)관계를 이용하여 운전자가 부하를 가할 경우(P),그 잔존용량에서 출력할 수 있는 최대 출력을 계산(Pcal)을 하여 다음과 같은 판단에 의해 전지에 부과되는 과출력을 방지한다.The electronic control unit 4 calculates the maximum output that can be output from the remaining capacity when the driver applies a load (P) using the relation calculated in advance (output density, remaining capacity) and It is judged to prevent the overpower imposed on the battery.

운전자가 가해는 부하가 잔존용량에 비해 클 경우(Pcal > P)에는 요구부하를 전면적으로 허용하고 반대로 잔존용량이 운전자가 가하는 부하에 비해 클 경우(P > Pcal)에는 가하는 부하만큼 그대로 출력하여 전지의 잔존용량보도다 큰 부하가 가해지지 않도록 하는 것이다.When the load applied by the driver is larger than the remaining capacity (Pcal> P), the load is allowed to be fully applied. On the contrary, when the remaining capacity is larger than the load applied by the driver (P> Pcal), it is output as it is. Do not apply a greater load than the remaining capacity of.

이와 같이 작용하는 본 발명은 배터리의 잔존용량에 따라 부하량 결정으로 한계전압내에서 전류가 출력되도록 전자제어수단으로 제어함으로서 배터리 및 인버터(2)의 회생제동력을 향상시키고 수명을 향상시키는 효과를 제공하는 것이다.The present invention, which acts as described above, provides an effect of improving regenerative braking power of the battery and the inverter 2 and improving the lifespan by controlling the electronic control means such that the current is output within the limit voltage by determining the load according to the remaining capacity of the battery. will be.

Claims (1)

모터구동수단에 배터리(1)의 전류 전원을 공급하는 인버터(2)를 갖는 전기자동차에 있어서, 상기 배터리(1)의 잔존용량과 한계전압을 판단하여 한계 전압에 벗어나지 않는 범위에서 과충전되거나 과방전되지 않도록 제어하는 전자제어부(4)를 연결하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 충방전제어시스템.In an electric vehicle having an inverter (2) for supplying current power of the battery (1) to a motor driving means, the remaining capacity and the limit voltage of the battery (1) are judged to overcharge or overdischarge within a range not exceeding the limit voltage. Battery charging and discharging control system of an electric vehicle, characterized in that for connecting so as not to control the electronic control unit (4).