본 연구에서는 전기자동차용 모터제어기 개발에 대하여 기술한다. 모터제어기의 구성에 대하여 분석하고 시중에 판매되고 있는 상용 모터제어기의 구성과 비교하여 제작할 전기자동차용 모터제어기의 필요 기능에 대해 기술한다. 모터제어보드를 개발함에 있어서 필요한 입출력을 정의 한 다음 이를 아날로그, 디지털, 통신의 분류로 나누어 각 기능에 필요한 회로를 개발하였다. 특히 ADC 회로에 필요한 ...
본 연구에서는 전기자동차용 모터제어기 개발에 대하여 기술한다. 모터제어기의 구성에 대하여 분석하고 시중에 판매되고 있는 상용 모터제어기의 구성과 비교하여 제작할 전기자동차용 모터제어기의 필요 기능에 대해 기술한다. 모터제어보드를 개발함에 있어서 필요한 입출력을 정의 한 다음 이를 아날로그, 디지털, 통신의 분류로 나누어 각 기능에 필요한 회로를 개발하였다. 특히 ADC 회로에 필요한 저역통과 필터를 설계하였으며 설계한 회로의 시스템 응답 등을 분석하였다. 또한 DSP를 사용한 모터제어보드를 운용하기 위한 소프트웨어 개발에 대해 기술한다. 제어보드를 운용하기 위한 주변 시스템과 회로들의 운용에 대해 분석하고 DSP의 부팅 및 구동 시퀀스를 분석하였다. 또한 모터 제어 알고리즘을 적용함에 있어 DSP에서 알고리즘을 제한시간 안에 반복적으로 구동하기 위한 방법을 기술하고 전체적인 구동을 플로우차트를 통해 간략화 시켜 나타내었다. 또한 인버터를 제어함에 있어 필수적인 Dead-Time을 적용하기 때문에 생기는 전압오차를 보상하기 위한 Dead-Time보상 알고리즘을 개발하였다. 알고리즘을 Add-On 타입으로 개발하여 기존에 사용중인 Off-Set 전압을 사용하는 PWM 변조기법의 장점을 유지하면서 빠르게 적용 할 수 있다. 개발된 모터제어보드를 사용하여 실제로 전기자동차를 개발 한 뒤 주행 테스트를 하였다. 전기자동차의 개발에는 10kW급 표면 부착형 영구자석 동기전동기(PMSM) 2개를 사용하였으며 이를 구동하기 위해 450A 정격의 IGBT 및 게이트 드라이버를 사용한 2레벨 인버터를 제작하였다. 또한 TMS320F28377D를 사용한 모터제어보드로 PI제어를 사용한 모터의 토크제어를 구현하였다. 인버터의 방열을 위해 수냉식 방열판 및 라지에이터를 장착하였다. 3.2V 10Ah 규격의 리튬인산철 배터리셀을 사용하여 약 100V의 대용량 배터리팩을 제작하였다. 배터리의 효율적인 충방전 관리를 위해 상용 BMS를 사용하였으며 충전용 220V 규격의 On-Board Charger를 적용 하였다. 주행테스트를 통해 차량의 가속도 및 최대 속력을 측정하였으며 도로주행시의 모터제어기의 내부 제어연산 상태를 확인하기 위해 전류 픽드백 값을 분석하였다. 이 분석을 위해 CAN 통신을 활용한 모니터링 프로그램을 제작하여 PC 및 DSP 펌웨어 양 측에 적용 후 활용하였다.
본 연구에서는 전기자동차용 모터제어기 개발에 대하여 기술한다. 모터제어기의 구성에 대하여 분석하고 시중에 판매되고 있는 상용 모터제어기의 구성과 비교하여 제작할 전기자동차용 모터제어기의 필요 기능에 대해 기술한다. 모터제어보드를 개발함에 있어서 필요한 입출력을 정의 한 다음 이를 아날로그, 디지털, 통신의 분류로 나누어 각 기능에 필요한 회로를 개발하였다. 특히 ADC 회로에 필요한 저역통과 필터를 설계하였으며 설계한 회로의 시스템 응답 등을 분석하였다. 또한 DSP를 사용한 모터제어보드를 운용하기 위한 소프트웨어 개발에 대해 기술한다. 제어보드를 운용하기 위한 주변 시스템과 회로들의 운용에 대해 분석하고 DSP의 부팅 및 구동 시퀀스를 분석하였다. 또한 모터 제어 알고리즘을 적용함에 있어 DSP에서 알고리즘을 제한시간 안에 반복적으로 구동하기 위한 방법을 기술하고 전체적인 구동을 플로우차트를 통해 간략화 시켜 나타내었다. 또한 인버터를 제어함에 있어 필수적인 Dead-Time을 적용하기 때문에 생기는 전압오차를 보상하기 위한 Dead-Time보상 알고리즘을 개발하였다. 알고리즘을 Add-On 타입으로 개발하여 기존에 사용중인 Off-Set 전압을 사용하는 PWM 변조기법의 장점을 유지하면서 빠르게 적용 할 수 있다. 개발된 모터제어보드를 사용하여 실제로 전기자동차를 개발 한 뒤 주행 테스트를 하였다. 전기자동차의 개발에는 10kW급 표면 부착형 영구자석 동기전동기(PMSM) 2개를 사용하였으며 이를 구동하기 위해 450A 정격의 IGBT 및 게이트 드라이버를 사용한 2레벨 인버터를 제작하였다. 또한 TMS320F28377D를 사용한 모터제어보드로 PI제어를 사용한 모터의 토크제어를 구현하였다. 인버터의 방열을 위해 수냉식 방열판 및 라지에이터를 장착하였다. 3.2V 10Ah 규격의 리튬인산철 배터리셀을 사용하여 약 100V의 대용량 배터리팩을 제작하였다. 배터리의 효율적인 충방전 관리를 위해 상용 BMS를 사용하였으며 충전용 220V 규격의 On-Board Charger를 적용 하였다. 주행테스트를 통해 차량의 가속도 및 최대 속력을 측정하였으며 도로주행시의 모터제어기의 내부 제어연산 상태를 확인하기 위해 전류 픽드백 값을 분석하였다. 이 분석을 위해 CAN 통신을 활용한 모니터링 프로그램을 제작하여 PC 및 DSP 펌웨어 양 측에 적용 후 활용하였다.
This study describes the development of motor controller for electric vehicles. The configuration of the motor controller is analyzed and the necessary functions of the motor controller for the electric vehicle to be manufactured are described in comparison with the configuration of a commercially a...
This study describes the development of motor controller for electric vehicles. The configuration of the motor controller is analyzed and the necessary functions of the motor controller for the electric vehicle to be manufactured are described in comparison with the configuration of a commercially available motor controller which is commercially available. In developing the motor control board, I / O is defined and then it is classified into analog, digital, and communication, and circuits necessary for each function are developed. Especially, we designed low pass filter for ADC circuit and analyzed system response of designed circuit. It also describes software development for operating a motor control board using DSP. We analyze the operation of the peripheral systems and circuits to operate the control board and analyze the boot and drive sequence of the DSP. In addition, in applying the motor control algorithm, a method for repeatedly driving the algorithm in the DSP within the time limit is described and the overall operation is simplified through the flow chart. We also developed a Dead-Time Compensation Algorithm to compensate the voltage error due to dead-time, which is essential for controlling the inverter. Algorithm is developed as an add-on type and it can be applied quickly while maintaining the advantages of PWM modulation technique using off-set voltage that is used in the past. Using the developed motor control board, we developed the Actual electric vehicle and tested it. Two 10kW surface mount permanent magnet synchronous motors (PMSM) were used in the development of electric vehicles. Two-level inverters with 450A rated IGBT and gate drivers were fabricated to drive them. The motor control board using the TMS320F28377D also implements torque control of the motor using PI control. A water-cooled heat sink and a radiator were installed to dissipate heat from the inverter. A large capacity battery pack of about 100V was manufactured using a lithium phosphate battery cell of 3.2V 10Ah size. Commercial BMS was used to manage the charge and discharge of the battery efficiently and On-Board Charger of 220V for charging was applied. Vehicle acceleration and maximum speed were measured by running test and the current pickback value was analyzed to check the internal control operation state of the motor controller when driving on the road. For this analysis, a monitoring program using CAN communication was created and applied to both PC and DSP firmware.
This study describes the development of motor controller for electric vehicles. The configuration of the motor controller is analyzed and the necessary functions of the motor controller for the electric vehicle to be manufactured are described in comparison with the configuration of a commercially available motor controller which is commercially available. In developing the motor control board, I / O is defined and then it is classified into analog, digital, and communication, and circuits necessary for each function are developed. Especially, we designed low pass filter for ADC circuit and analyzed system response of designed circuit. It also describes software development for operating a motor control board using DSP. We analyze the operation of the peripheral systems and circuits to operate the control board and analyze the boot and drive sequence of the DSP. In addition, in applying the motor control algorithm, a method for repeatedly driving the algorithm in the DSP within the time limit is described and the overall operation is simplified through the flow chart. We also developed a Dead-Time Compensation Algorithm to compensate the voltage error due to dead-time, which is essential for controlling the inverter. Algorithm is developed as an add-on type and it can be applied quickly while maintaining the advantages of PWM modulation technique using off-set voltage that is used in the past. Using the developed motor control board, we developed the Actual electric vehicle and tested it. Two 10kW surface mount permanent magnet synchronous motors (PMSM) were used in the development of electric vehicles. Two-level inverters with 450A rated IGBT and gate drivers were fabricated to drive them. The motor control board using the TMS320F28377D also implements torque control of the motor using PI control. A water-cooled heat sink and a radiator were installed to dissipate heat from the inverter. A large capacity battery pack of about 100V was manufactured using a lithium phosphate battery cell of 3.2V 10Ah size. Commercial BMS was used to manage the charge and discharge of the battery efficiently and On-Board Charger of 220V for charging was applied. Vehicle acceleration and maximum speed were measured by running test and the current pickback value was analyzed to check the internal control operation state of the motor controller when driving on the road. For this analysis, a monitoring program using CAN communication was created and applied to both PC and DSP firmware.
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