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KR101524877B1 - Power control apparatus for hybrid industrial vehicle - Google Patents

Power control apparatus for hybrid industrial vehicle Download PDF

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KR101524877B1
KR101524877B1 KR1020090130256A KR20090130256A KR101524877B1 KR 101524877 B1 KR101524877 B1 KR 101524877B1 KR 1020090130256 A KR1020090130256 A KR 1020090130256A KR 20090130256 A KR20090130256 A KR 20090130256A KR 101524877 B1 KR101524877 B1 KR 101524877B1
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South Korea
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battery
ultracapacitor
voltage
output
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KR1020090130256A
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주춘식
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두산인프라코어 주식회사
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Abstract

본 발명은 배터리와 울트라 커패시터를 전원으로 사용하는 하이브리드 산업용 차량에서 울트라 커패시터의 전압을 감안하여 배터리의 출력을 제어하기 위한 장치에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 배터리와 울트라 커패시터로 구성되고 전력을 제공하는 전력 제공부와, 소정 시간 동안 작업 부하 평균값을 산출하고, 상기 울트라 커패시터 전압값이 미리 설정된 허용 전압 범위를 벗어나면 현재 평균 작업 부하 평균값에 미리 설정된 부하값만큼을 보정하여 상기 울트라 커패시터의 전압이 허용 전압 범위에 속하도록 제어하고, 상기 보정된 작업 부하값을 상기 배터리의 목표 제어값으로 하여 상기 배터리의 출력을 제어하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to an apparatus for controlling an output of a battery in consideration of a voltage of an ultracapacitor in a hybrid industrial vehicle using a battery and an ultracapacitor as a power source. In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a power supply apparatus comprising: a power supply unit configured to include a battery and an ultracapacitor, The control unit controls the voltage of the ultracapacitor so as to fall within the allowable voltage range and controls the output of the battery with the corrected work load value as the target control value of the battery .

울트라 커패시터, 2중 전원, 하이브리드, 배터리 출력 제어. Ultra Capacitor, Dual Power, Hybrid, Battery Output Control.

Description

하이브리드 산업용 차량의 배터리 전력제어장치{POWER CONTROL APPARATUS FOR HYBRID INDUSTRIAL VEHICLE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a hybrid vehicle,

본 발명은 하이브리드 산업용 차량의 배터리 전력제어장치에 관한 것으로, 특히 배터리(Battery)와 울트라 커패시터(Ultra Capacitor)를 전원으로 사용하는 하이브리드 산업용 차량에서 부하 변경을 추종하되 울트라 커패시터의 전압을 감안하여 배터리 전력을 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery power control apparatus for a hybrid industrial vehicle, and more particularly to a hybrid industrial vehicle using a battery and an ultra capacitor as a power source, To an apparatus for controlling the apparatus.

최근에는 유가의 급격한 상승과 함께 엔진의 잉여 동력을 전기 에너지 저장장치에 저장하고, 엔진의 부족한 동력을 전기 에너지 저장장치로부터 공급하여 연비를 개선한 하이브리드 형태의 산업용 차량에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, studies have been actively conducted on a hybrid type industrial vehicle in which surplus power of the engine is stored in an electric energy storage device with a rapid increase in oil price, and the fuel consumption is improved by supplying the insufficient power of the engine from the electric energy storage device .

이러한 하이브리드 산업용 차량의 전기 에너지 저장장치는 배터리와 울트라 커패시터로 구성되어 에너지 효율을 극대화 시킬 수 있도록 각 저장장치의 특성에 맞추어 동력을 제어하고 있다.The electric energy storage device of the hybrid industrial vehicle is composed of a battery and an ultracapacitor, and controls power according to characteristics of each storage device to maximize energy efficiency.

배터리는 저장 에너지 밀도가 울트라 커패시터보다 크지만, 출력밀도는 울트라 커패시터가 배터리보다 크다. The battery has a higher storage energy density than the ultracapacitor, but the output density is higher than the ultracapacitor battery.

이에 따라, 빈번하게 이루어지거나 큰 동력은 울트라 커패시터로부터 전력을 공급하고, 작은 동력과 장기적으로 필요한 대용량의 에너지는 배터리로부터 전력을 공급하고 있다.Thus, the frequent or large power supplies power from the ultracapacitor, and the small power and long-term, large capacity of energy are supplying power from the battery.

한편, 울트라 커패시터로부터 전력을 공급할 때 울트라 커패시터가 출력 가능한 한계 최대 전압값을 넘어가도록 배터리 및 울트라 커패시터의 출력이 제어되거나, 장비 안전을 위해 설정된 최소 전압값보다 작게 출력되는 경우가 발생한다. 최대 전압값은 물리적으로 커패시터가 출력할 수 있는 최대 전압값을 의미하며 이보다 큰 전압을 출력하도록 제어장치들이 제어하더라도 요청된 출력보다 낮은 출력에 의해 장비를 이용한 작업효율이 나빠지는 문제가 있다. 반대로, 최저 전압값이 출력되도록 제어될 경우에는 울트라 커패시터로 회생전력이 입력될 때 전압차이 때문에 시스템 안정을 저해하는 크기의 전류가 발생된다. 따라서, 이와 같이 울트라 커패시터의 전압값이 하드웨어적 한계 최대 전압값을 넘어서거나, 하드웨어적 한계 최소 전압값을 넘어서게되면 시스템적으로 문제가 발생한다.On the other hand, when the power is supplied from the ultracapacitor, the output of the battery and the ultracapacitor may be controlled so that the ultracapacitor exceeds the output limitable maximum voltage value, or the output may be smaller than the minimum voltage value set for safety of the equipment. The maximum voltage value refers to a maximum voltage value that can be physically output by the capacitor. Even if the control apparatuses control the voltage to be larger than the maximum voltage value, there is a problem that the operation efficiency using the equipment is deteriorated due to an output lower than the requested output. On the other hand, when the lowest voltage value is controlled to be outputted, a current having a magnitude that hinders the system stability due to the voltage difference is generated when the regenerative power is input to the ultracapacitor. Therefore, when the voltage value of the ultracapacitor exceeds the hardware limit maximum voltage value or exceeds the hardware limit minimum voltage value, systematic problems arise.

그러나, 현재에는 단순히 작업 부하에 따라서만 배터리 전력을 제어하기 때문에 울트라 커패시터의 전압값에 대해서는 고려하지 않고 있어 이런 현상이 발생하는 것이다.However, nowadays, because the battery power is controlled only by the workload, the voltage value of the ultracapacitor is not taken into account and this phenomenon occurs.

이에 따라 배터리 전력 제어 시 작업 부하뿐 아니라, 울트라 커패시터의 전압값도 고려하기 위한 기술 개발이 절실히 요구되고 있다.Accordingly, it is urgently required to develop a technology for considering the voltage value of the ultracapacitor as well as the work load in controlling the battery power.

따라서 본 발명은 배터리(Battery)와 울트라 커패시터(Ultra Capacitor)를 전원으로 사용하는 하이브리드 산업용 차량에서 울트라 커패시터의 안정적인 제어 및 장비를 이용한 작업효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 배터리 전력을 제어하는 것에 그 목적이 있다. Therefore, it is an object of the present invention to provide a hybrid industrial vehicle which uses a battery and an Ultra Capacitor as a power source, and which can stably control the ultracapacitor and control the battery power, There is a purpose.

상기한 바를 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 산업용 차량의 배터리 전력제어장치는 배터리와 울트라 커패시터로 구성되고 전력을 제공하는 전력 제공부와, 소정 시간 동안 작업 부하 평균값을 산출하고, 상기 울트라 커패시터 전압값이 미리 설정된 허용 전압 범위를 벗어나면 현재 평균 작업 부하 평균값에 미리 설정된 부하값만큼을 보정하여 상기 울트라 커패시터의 전압이 상기 허용 전압 범위에 속하도록 제어하고, 상기 보정된 작업 부하값을 상기 배터리의 목표 제어값으로 하여 상기 배터리의 출력을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling battery power of a hybrid industrial vehicle, the apparatus comprising: a power supply for supplying electric power, the battery being configured by a battery and an ultracapacitor; And controlling the voltage of the ultracapacitor to fall within the allowable voltage range by correcting a predetermined load value to a current average work load average value when the voltage of the ultracapacitor exceeds a preset allowable voltage range, And a control unit for controlling the output of the battery as a control value.

또한, 본 발명의 일례에 따른 배터리 전력제어장치는 상기 배터리로부터 출력되는 직류(DC) 전압을 상기 제어부에 의해 제어된 DC 전압으로 변환시키는 DC/DC 컨버터를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 배터리의 목표 제어값으로 상기 배터리의 출력을 조정하기 위해 상기 DC/DC 컨버터를 제어하는 것을 특징으로 한다.Further, a battery power control apparatus according to an example of the present invention further includes a DC / DC converter for converting a DC voltage output from the battery into a DC voltage controlled by the controller, And controls the DC / DC converter to adjust the output of the battery with the target control value.

또한, 본 발명의 일례에 따라 상기 제어부는, 소정 시간 동안 미리 설정된 측정 주기마다 작업 부하를 측정하여 작업 부하 평균값을 산출하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the control unit calculates the work load average value by measuring the work load at predetermined measurement intervals for a predetermined time.

또한, 본 발명의 일례에 따라 상기 허용 전압 범위는 최소 허용 전압값을 하한값으로 최대 허용 전압값을 상한값으로 하는 범위이고,상기 제어부는,상기 울트라 커패시터 전압값이 최대 허용 전압값 이상이면 현재 평균 작업 부하 평균값에 미리 설정된 부하값만큼 음의 보정을 수행하여 상기 배터리의 출력을 증가시켜 상기 울트라 커패시터의 출력전압을 낮추고, 상기 울트라 커패시터 전압값이 최소 허용 전압값 이하이면 현재 평균 작업 부하 평균값에 미리 설정된 부하값만큼 양의 보정을 수행하여 상기 배터리의 출력을 감소시켜 상기 울트라 커패시터의 출력전압을 상승시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the permissible voltage range is a range in which the maximum permissible voltage value is the upper limit value and the minimum permissible voltage value is the lower limit value, and when the ultracapacitor voltage value is equal to or larger than the maximum permissible voltage value, The output voltage of the battery is decreased to lower the output voltage of the ultracapacitor by performing a negative correction by a predetermined load value to the load average value and if the ultracapacitor voltage value is less than the minimum allowable voltage value, And the output of the battery is reduced by performing a positive correction as much as the load value so as to increase the output voltage of the ultracapacitor.

상기한 본 발명에 따르면, 배터리와 울트라 커패시터와 같이 2중 전원을 사용하는 하이브리드 산업용 차량에서 배터리 전력 제어 시 작업 부하의 변경뿐 아니라, 울트라 커패시터의 전압을 감안하여 배터리 전력을 제어함으로써 울트라 커패시터의 전압이 최대 허용치와 최소 허용치를 넘어서지 않도록 할 수 있게 된다.According to the present invention, in a hybrid industrial vehicle using a dual power source such as a battery and an ultracapacitor, the battery power is controlled in consideration of the voltage of the ultracapacitor as well as the workload change during battery power control, Can be prevented from exceeding the maximum allowable value and the minimum allowable value.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적 인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same configurations of the drawings denote the same reference numerals as possible whenever possible. Specific details are set forth in the following description, which is provided to provide a more thorough understanding of the present invention. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 하이브리드 산업용 차량에서 울트라 커패시터의 전압을 고려한 배터리 전력제어장치의 구성이다.1 is a block diagram of a battery power control apparatus according to an embodiment of the present invention, which considers the voltage of an ultracapacitor in a hybrid industrial vehicle.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 전력제어장치는 제어부(100), 배터리(102), DC/DC(Direct Current/Direct Current) 컨버터(104), 인버터(106), 모터(108), 울트라 커패시터(Ultra Capacitor)(110) 및 차량조작부(112)를 포함한다.1, a battery power control apparatus according to the present invention includes a controller 100, a battery 102, a direct current / direct current (DC / DC) converter 104, an inverter 106, a motor 108, An Ultra Capacitor 110 and a vehicle operation unit 112. [

배터리(102)와 울트라 커패시터(110)로부터 출력된 직류전력이 인버터(106)로 인가되면, 인버터(106)는 인가된 직류전력을 교류전력으로 변환시킨 후 모터(108)로 공급하여 모터(108)를 구동시킨다.When the DC power output from the battery 102 and the ultracapacitor 110 is applied to the inverter 106, the inverter 106 converts the applied DC power into AC power and supplies the AC power to the motor 108, .

이때, 도 1와 같은 2중 전원 구조를 가지는 배터리 전력제어장치에서는 배터리(102)에서 가능한 일정한 전력을 출력하도록 하고, 작업 부하가 급격하게 변화하는 경우에는 울트라 커패시터(110)의 전력을 사용하도록 한다.In this case, in the battery power control apparatus having the dual power supply structure as shown in FIG. 1, a constant power is outputted from the battery 102, and when the work load is abruptly changed, the power of the ultracapacitor 110 is used .

배터리(102)는 배터리의 출력 변동이 심하면 배터리의 내부 저항에 의한 내부 손실이 크고, 배터리의 수명에도 악영향을 미치기 때문에, 배터리가 일정 출력이 가능하도록 제어한다면 배터리의 사용시간(즉, 작업 차량의 연속 사용 시간) 및 수명을 길게 가져갈 수 있다.If the output of the battery 102 is large, the internal loss due to the internal resistance of the battery is large, and the life of the battery is adversely affected. Continuous use time) and a long lifetime.

이에 따라 작업 부하가 급격하게 변화하는 경우에는 울트라 커패시터(110)의 전력을 사용하도록 하는 것이다.Accordingly, when the workload suddenly changes, the power of the ultracapacitor 110 is used.

따라서, 작업 패턴을 반영하여 DC/DC 컨버터(104) 제어를 통한 배터리(102) 의 출력을 조정할 필요가 발생한다.Therefore, it is necessary to adjust the output of the battery 102 through the control of the DC / DC converter 104 in accordance with the operation pattern.

이를 위해 본 발명에서 제어부(100)는 차량의 작업 부하를 미리 설정된 주기로 읽어 소정 시간 동안 작업 부하 평균값을 산출한다. 이때, 평균값 산출 시 총 작업 부하 측정값의 개수는 차량의 표준 부하 패턴의 반복 주기에 맞추어 설정하는 것이 바람직하다.To this end, the control unit 100 of the present invention reads the work load of the vehicle at a preset cycle and calculates the work load average value for a predetermined time. At this time, it is preferable to set the number of the total work load measurement values in the average value calculation according to the repetition period of the standard load pattern of the vehicle.

작업 부하 측정은 제어부(100)가 인버터(106)로 인가되는 울트라 커패시터(110)의 출력값을 읽어 현재 작업의 부하를 측정할 수 있다.The workload measurement may be performed by the control unit 100 reading the output value of the ultracapacitor 110 applied to the inverter 106 to measure the load of the current operation.

그러면, 작업 부하 평균값 산출 방법에 대해서 하기 도 2를 참조하여 살펴본다.Next, a method for calculating the work load average value will be described with reference to FIG.

작업 부하 측정 주기를 t라고 하고, 평균을 산출하는 일정 시간을 T라고 하면 작업 부하의 총 측정 샘플 수 N은 T/t가 된다. 이때, 측정 주기 t 및 평균을 산출하는 시간 T는 작업 차량의 부하 특성에 따라 적절하게 설정한다. 부하의 변동이 매우 급격할 경우에는 t를 작게 가져가야 할 것이며, T는 본 제어를 적용하고자 하는 작업 차량의 표준 작업 패턴 1주기로 선정하면 적절할 것이다.Let t be the workload measurement period, and let T be a constant time to calculate the average. The total number of measurement samples N of the workload is T / t. At this time, the measurement period t and the time T for calculating the average are appropriately set in accordance with the load characteristics of the working vehicle. If the load variation is too steep, then t should be taken small, and T should be selected as one cycle of the standard work pattern of the work vehicle to which this control is applied.

예를 들어, t를 0.1초로 설정하고, T를 100초로 가정할 경우 작업 부하 샘플 수 N은 1000이 된다.For example, if t is set to 0.1 second and T is assumed to be 100 seconds, the number of workload samples N is 1000.

도 2에 도시된 바와 같이 0.1초 주기로 측정된 1000개의 작업 부하값(Pload_1, Pload_2,…, Pload_1000)에 대해서 200과 같이 평균을 산출한다.As shown in FIG. 2, an average is calculated as 200 for 1000 workload values (Pload_1, Pload_2, ..., Pload_1000) measured at a cycle of 0.1 second.

이후 새로운 1001번째 작업 부하가 측정되었을 경우에는 201과 같이 가장 과거의 작업 부하값인 Pload_1을 버리고 새로운 작업 부하값인 Pload_1001을 사용하 여 1000개의 샘플의 평균을 산출한다.Then, when the new 1001th workload is measured, the oldest workload value Pload_1 is discarded as 201 and the average of 1000 samples is calculated using the new workload value Pload_1001.

상기의 도 2와 같은 방법으로 작업 부하의 평균값이 산출되면, 제어부(100)는 산출한 작업 부하의 평균값을 배터리(102)의 출력 목표값으로 제어한다. 이와 동시에, 제어부(100)는 울트라 커패시터(110)의 전압이 상한값 혹은 하한값에 도달할 경우에는 작업 부하의 평균값에 미리 설정된 보정값만큼 보정을 수행한다. 이와 같이 작업 부하의 평균값에 보정을 함으로써 이후 울트라 커패시터(110)의 전압이 상한치 혹은 하한치에 도달하는 빈도를 감소시키도록 한다.2, the control unit 100 controls the average value of the calculated work loads to be the output target value of the battery 102. [0052] As shown in FIG. At the same time, when the voltage of the ultracapacitor 110 reaches the upper limit value or the lower limit value, the control unit 100 performs the correction by a preset correction value to the average value of the workload. By correcting the average value of the workload in this way, the frequency of the voltage of the ultracapacitor 110 to reach the upper limit value or the lower limit value is reduced.

다시 도 1을 참조하면, 울트라 커패시터(110)는 차량 부하 특성에 맞추어 적절한 전압 범위 및 적절한 용량을 선정하여 적용한다. 단, 용량 선정에 있어서 검토한 차량의 부하 패턴과 실제 차량의 작업 부하 패턴이 같을 수 없기에 실제 차량의 작업 중에 울트라 커패시터(110)의 전압이 상한치 혹은 하한치에 근접할 수가 있다.Referring again to FIG. 1, the ultracapacitor 110 selects and applies an appropriate voltage range and an appropriate capacity according to vehicle load characteristics. However, since the load pattern of the vehicle examined in the capacity selection can not be the same as the work load pattern of the actual vehicle, the voltage of the ultracapacitor 110 may approach the upper limit value or the lower limit value during the operation of the actual vehicle.

울트라 커패시터(110) 전압 범위는 하드웨어적 사양에 의한 상하한치를 기준으로, 상한치는 안전성을 고려하여 최대 전압 사양보다 적정 수준을 낮추어 최대 허용 가능한 전압값으로 설정하며, 하한치는 작업 차량의 최대 부하가 가능한 출력을 발생할 수 있는 최저 허용 가능한 전압값으로 설정하는 것이 바람직하다.The voltage range of the ultracapacitor (110) is set to the maximum allowable voltage value by lowering the upper limit lower than the maximum voltage specification in consideration of safety, and the lower limit is the maximum load of the working vehicle It is desirable to set the possible output to the lowest acceptable voltage value that can occur.

만약, 부하 작업 중에 울트라 커패시터(110)의 전압이 미리 설정한 최대 허용 전압값이나 최소 허용 전압값에 도달하였을 경우, 제어부(100)는 작업 부하 평균값을 보정하는 제어를 수행하여 울트라 커패시터(110) 전압이 허용 범위를 넘어서지 않도록 제어한다. 이렇게 함으로써 울트라 커패시터(110) 전압이 최대/최소 허용 전압값에 도달하는 빈도를 줄일 수 있다.If the voltage of the ultracapacitor 110 reaches the preset maximum allowable voltage value or the minimum allowable voltage value during the load operation, the controller 100 performs control to correct the work load average value, The voltage is controlled not to exceed the allowable range. By doing so, it is possible to reduce the frequency at which the voltage of the ultracapacitor 110 reaches the maximum / minimum allowable voltage value.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 배터리 전력 제어 시 작업 부하 변경을 추종하여 제어하되, 울트라 커패시터(110)의 전압을 감안하여 배터리 전력을 제어하는 것이다.As described above, in the present invention, the battery power is controlled in consideration of the voltage of the ultracapacitor 110 while controlling the work load change in the battery power control.

이와 같이 울트라 커패시터의 전압을 고려한 배터리 전력 제어 흐름을 도 3의 그래프를 참조하여 살펴본다.The battery power control flow considering the voltage of the ultracapacitor will be described with reference to the graph of FIG.

먼저, 304는 샘플 수 N의 작업 부하(Pload) 평균값이고, 306는 샘플 수 N의 작업 부하(Pload) 평균값에 보정값을 반영한 값이다. 또한, 310은 샘플 수 N의 작업 부하(Pload) 평균값에 보정값이 반영된 값을 배터리 출력값(Pbat)의 목표 제어값으로 하는 경우의 울트라 커패시터의 전압값(Vcap)이고, 312는 샘플 수 N의 작업 부하(Pload) 평균값을 배터리 출력값(Pbat)의 목표 제어값으로 하는 경우의 울트라 커패시터의 전압값(Vcap)이다.First, reference numeral 304 denotes a workload (Pload) average value of the number of samples N, and reference numeral 306 denotes a value that reflects a correction value to a workload (Pload) average value of the number of samples N. Reference numeral 310 denotes a voltage value (Vcap) of the ultracapacitor when a value obtained by reflecting the correction value in the average value of the workload (Pload) of the number of samples N as the target control value of the battery output value (Pbat) And the voltage value Vcap of the ultracapacitor when the average value of the work load (Pload) is set as the target control value of the battery output value (Pbat).

만약, n번째 측정 시점에서 평균 부하값을 가지는 지점(300)에서 A와 같이 울트라 커패시터(110)의 전압(Vcap)이 미리 설정된 최대 허용 전압값(Vcap_max)이 되었다면, n+1 번째 측정 시점에서 평균 부하값을 산출할 때에는 산출된 작업 부하 평균값에 미리 설정된 보정값을 반영하는 보정을 수행한다.If the voltage Vcap of the ultracapacitor 110 becomes equal to the preset maximum allowable voltage value Vcap_max at the point 300 having the average load value at the nth measurement time, When calculating the average load value, correction is performed to reflect the correction value set in advance in the calculated work load average value.

이때, n+1 번째 측정 시점에서의 평균 부하값 보정은 하기의 <수학식 1>과 같이 수행할 수 있다.At this time, the average load value correction at the (n + 1) th measurement point can be performed as Equation (1) below.

(Average of Pload @ step = n+1) - Pcomp(Average of Pload @ step = n + 1) - Pcomp

이때, “Average of Pload @ step = n+1”는 n+1 번째 측정 시점에서 산출한 평균 부하값이고, “Pcomp”는 미리 설정된 보정값이다. 여기서, 미리 설정된 보정값은 시스템 변수로 이루어진 함수가 될 수도 있으며, 혹은 적정한 고정값일 수도 있다.At this time, &quot; Average of Pload @ step = n + 1 &quot; is an average load value calculated at the (n + 1) th measuring point and &quot; Pcomp &quot; Here, the predetermined correction value may be a function composed of system variables or an appropriate fixed value.

이후 소정 측정 시점에서 평균 부하값을 가지는 지점(301)에서 B와 같이 울트라 커패시터(110)의 전압(Vcap)이 다시 미리 설정된 최대 허용 전압값(Vcap_max)이 되었다면, 산출한 작업 부하 평균값에 미리 설정된 보정값을 반영하는 보정을 수행한다. 그러면 301과 같이 부하값이 미리 설정된 보정값만큼 떨어지게 되고, 울트라 커패시터(110)의 전압값도 최대 허용 전압값 이하로 떨어지는 것을 알 수 있다.If the voltage Vcap of the ultracapacitor 110 becomes equal to the preset maximum allowable voltage value Vcap_max at point 301 having an average load value at a predetermined measurement time, And performs correction to reflect the correction value. Then, it can be seen that the load value is reduced by a predetermined correction value such as 301 and the voltage value of the ultracapacitor 110 falls below the maximum allowable voltage value.

도 3의 실시 예에서는 울트라 커패시터(110)의 전압이 최대 허용 전압값에 도달할 시 작업 부하 평균치에 보정을 수행하는 경우에 대하여 설명하였다.In the embodiment of FIG. 3, the case where the correction of the average value of the work load is performed when the voltage of the ultracapacitor 110 reaches the maximum allowable voltage value has been described.

이와 반대로 울트라 커패시터(110)의 전압이 미리 설정된 한계 최소 전압값에 도달하였을 경우에는 작업 부하 평균치에 양의 보정을 수행하여 울트라 커패시터(110)의 전압이 허용 전압 범위 내에 포함되도록 한다.On the other hand, when the voltage of the ultracapacitor 110 reaches a preset limit minimum voltage value, a positive correction is performed on the average value of the work load so that the voltage of the ultracapacitor 110 is included within the allowable voltage range.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 울트라 커패시터의 전압을 고려하여 배터리의 전력을 제어하는 과정을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a process of controlling power of a battery in consideration of a voltage of an ultracapacitor according to an embodiment of the present invention.

소정 시간 동안 작업 부하 평균값을 계산한다.(S400)And calculates a workload average value for a predetermined time (S400)

이후, 울트라 커패시터 전압값이 최대 허용 전압값 이상이거나 최소 허용 전압값 이하인지를 검사한다.(S402, S410) 즉, 울트라 커패시터 전압값이 미리 설정된 허용 범위를 벗어나는지를 검사하는 것이다.Then, it is checked whether the voltage value of the ultracapacitor is higher than the maximum allowable voltage value or lower than the minimum allowable voltage value (S402, S410). That is, it is checked whether the ultracapacitor voltage value is out of the preset allowable range.

만약, 울트라 커패시터 전압값이 최대 허용 전압값 이상이면 현재 작업 부하 평균값에 음의 보정을 수행하고(S404), 울트라 커패시터 전압값이 최소 허용 전압값 이하이면 현재 작업 부하 평균값에 양의 보정을 수행한다.(S412)If the voltage value of the ultracapacitor is greater than the maximum allowable voltage value, a negative correction is performed on the current work load average value (S404). If the ultracapacitor voltage value is less than the minimum allowable voltage value, positive correction is performed on the current work load average value (S412)

그러나 만약 울트라 커패시터 전압값이 허용 범위 내에 포함되는 값이라면 보정 없이 S406 단계로 진행한다.However, if the voltage value of the ultracapacitor is within the allowable range, the process proceeds to step S406 without correction.

한편, S404 단계와 S 412 단계에서 작업 부하값을 보정한 후 S406 단계로 진행하면, 보정된 작업 부하값을 배터리(102)의 목표 제어값으로 배터리 출력을 조정한다. 이때, 배터리 출력은 상기의 도 1의 설명에서 언급한 바와 같이 제어부(100)가 DC/DC 컨버터를 통해 조정될 것이다.On the other hand, if the work load value is corrected in steps S404 and S412 and then proceeds to step S406, the battery output is adjusted to the target control value of the battery 102 based on the corrected work load value. At this time, the battery output will be adjusted by the control unit 100 through the DC / DC converter as described in the description of FIG.

이후, 작업이 종료되면 종료하고, 그렇지 않으면 S400 단계로 진행하여 계속하여 울트라 커패시터(110)의 전압을 고려하여 배터리의 전력을 제어하는 동작을 수행한다.Thereafter, when the operation is completed, the operation is terminated. Otherwise, the operation proceeds to step S400 to continue to control the power of the battery in consideration of the voltage of the ultracapacitor 110.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are provided so that those skilled in the art can fully understand the scope of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, The invention is only defined by the scope of the claims.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 산업용 차량에서 울트라 커패시터의 전압을 고려한 배터리 전력제어장치의 구성도,1 is a configuration diagram of a battery power control apparatus considering a voltage of an ultracapacitor in a hybrid industrial vehicle according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 작업 부하의 평균값을 산출하기 위한 방식을 나타내는 예시도,2 is an exemplary diagram illustrating a method for calculating an average value of a workload according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 울트라 커패시터의 전압을 고려한 배터리 전력 제어를 설명하기 위한 그래프,3 is a graph for explaining battery power control considering voltage of an ultracapacitor according to an embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 울트라 커패시터의 전압을 고려하여 배터리의 전력을 제어하는 과정을 나타내는 흐름도.4 is a flowchart illustrating a process of controlling power of a battery in consideration of a voltage of an ultracapacitor according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명> DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS OF THE DRAWINGS

100: 제어부 102: 배터리100: control unit 102: battery

104: DC/DC 컨버터 106: 인버터104: DC / DC converter 106: Inverter

108: 모터 110: 울트라 커패시터108: motor 110: ultracapacitor

112: 차량 조작부 120: 전력 제공부112: vehicle operation unit 120:

Claims (4)

배터리와 울트라 커패시터로 구성되고 전력을 제공하는 전력 제공부와,A power supply unit composed of a battery and an ultracapacitor and providing power, 소정 시간 동안 작업 부하 평균값을 산출하고, 상기 울트라 커패시터 전압값이 미리 설정된 허용 전압 범위를 벗어나면 현재 작업 부하 평균값에 미리 설정된 부하값만큼을 보정하여 상기 울트라 커패시터의 전압이 상기 허용 전압 범위에 속하도록 제어하고, 상기 보정된 작업 부하값을 상기 배터리의 목표 제어값으로 하여 상기 배터리의 출력을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 산업용 차량의 배터리 전력제어장치.Calculating a workload average value for a predetermined time and correcting the current workload average value by a predetermined load value when the ultracapacitor voltage value is out of a preset allowable voltage range so that the voltage of the ultracapacitor falls within the allowable voltage range And controlling the output of the battery based on the corrected workload value as a target control value of the battery. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 배터리로부터 출력되는 직류(DC) 전압을 상기 제어부에 의해 제어된 DC 전압으로 변환시키는 DC/DC 컨버터를 더 포함하고,Further comprising a DC / DC converter for converting a direct current (DC) voltage output from the battery into a DC voltage controlled by the control unit, 상기 제어부는 상기 배터리의 목표 제어값으로 상기 배터리의 출력을 조정하기 위해 상기 DC/DC 컨버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 산업용 차량의 배터리 전력제어장치.Wherein the controller controls the DC / DC converter to adjust an output of the battery to a target control value of the battery. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,The apparatus of claim 1, 소정 시간 동안 미리 설정된 측정 주기마다 작업 부하를 측정하여 작업 부하 평균값을 산출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 산업용 차량의 배터리 전력제어 장치.And calculates a work load average value by measuring a work load at every preset measurement period for a predetermined time. 제1항에 있어서, 상기 허용 전압 범위는 최소 허용 전압값을 하한값으로 최대 허용 전압값을 상한값으로 하는 범위이고,The apparatus according to claim 1, wherein the allowable voltage range is a range in which a minimum allowable voltage value is a lower limit value and a maximum allowable voltage value is an upper limit value, 상기 제어부는,Wherein, 상기 울트라 커패시터 전압값이 최대 허용 전압값 이상이면 현재 작업 부하 평균값에 미리 설정된 부하값만큼 음의 보정을 수행하여 상기 배터리의 출력을 증가시켜 상기 울트라 커패시터의 출력전압을 낮추고, Wherein when the voltage value of the ultracapacitor is equal to or greater than the maximum allowable voltage value, negative correction is performed by a predetermined load value to the current workload average value to increase the output of the battery to lower the output voltage of the ultracapacitor, 상기 울트라 커패시터 전압값이 최소 허용 전압값 이하이면 현재 작업 부하 평균값에 미리 설정된 부하값만큼 양의 보정을 수행하여 상기 배터리의 출력을 감소시켜 상기 울트라 커패시터의 출력전압을 상승시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 산업용 차량의 배터리 전력제어장치.When the voltage value of the ultracapacitor is less than the minimum allowable voltage value, performs a positive correction by a preset load value to the current work load average value to decrease the output of the battery to raise the output voltage of the ultracapacitor A battery power control device of a hybrid industrial vehicle.
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