안녕하세요! 항상 많은 도움을 받고 양질의 자료를 제공해주셔서 대단히 감사합니다. EV를 준비하고 있는 팀입니다.
올해부터 EV팀에도 에너지미터 규정이 생기게 되었습니다. 그리고 추가로 배터리 전압이 54V에서 58V로 상승하였습니다. EV팀은 에너지미터상 출력이 10KW를 초과하면 안되는 것으로 규정이 지정되었습니다.
저희팀은 정격 10KW모터를 사용할 예정인데, 저희가 에너지미터에 대한 지식도 부족하고, 아직 부족함이 많아 의문이 생겼습니다.
10KW를 초과하면 안되기 때문에 단순 연산을 한다면, 전류를 약 170A정도로 제한해야 합니다. 하지만 전류를 제한하게 되면, 내구레이싱을 할수록 전압은 감소하게 되고, 전압이 감소하는 만큼 전류가 더 필요해지는 상황에서 전류가 170A로 고정되어 있기 때문에 그에 따라 출력도 함께 계속 떨어질것으로 생각됩니다.
그래서 저의 생각으로는 전압에 따라 전류가 유동적으로 조절이 되어야 한다고 생각하는데, 저희가 사용하는 배터리와 컨트롤러는 전류제한만 가능한 상태입니다.
그나마 컨트롤러에서 토크 모드로 제어 모드를 변경할 수 있는데, 사실 이 토크 제어 모드라는 것으로 제가 생각하는 출력 조절이 가능한지도 사실 의문이 많습니다.
그래서 E 포뮬라 팀에서는 이러한 출력 조절이 어떻게 이루어지는지 궁금하여 질문을 남기게 되었습니다. 혹시 이에 대한 답변을 주실 수 있나요?? 항상 도움주셔서 감사합니다
사실 제가 했던 e포뮬러 a클래스에서는 출력 제한이 80kW여서 실제로 그 수준까지 도달하기가 어려웠기 때문에 에너지미터에 걸릴 걱정이 없었습니다. 저희는 토크 제어를 했었는데, 말씀하신대로 토크 제어로는 출력 상한을 정확하게 맞추기는 힘들 것 같고 전류 제한이 안전할 것 같네요.
그런데 제가 EV는 전혀 몰라서 감이 안 오는데… 배터리 구성이 몇s몇p 정도이고, 주행할 때 소모 전류가 실제로 170A를 넘기도 하나요? 대회 코스 평균 전류가 몇A 정도인가요?
말씀대로 배터리를 사용하면서 전압은 감소하는데 전류 상한은 고정되어 있으니 최대 출력은 실제로 꾸준히 줄어들겠지만, 제 생각엔 실제 주행에서는 170A가 넘는 전류는 일부 급가속 상황에서만 제한적으로 사용될 것 같아서 그냥 170A로 고정해 두어도 크게 영향이 없지 않을까 싶어요.
에너지미터는 배포된 자료를 보셨겠지만 그냥 단순하게 10ms마다 전압과 전류를 측정해서 순간 전력을 계산하는 장치입니다. 전류는 홀 센서를 사용해서 측정해요.
답변주셔서 감사합니다! 저희는 삼성 sdi 21700 40t 배터리로 14S20P로 구성될 예정입니다.(기존 13S20P에서 전압 규정 변화로인해 1S 증가)
작년 팀과 대화해보니 대회중 데이터로거가 고장나 레이스 중 전류 소모를 확인하지 못하였다고 합니다. 그렇게 되어 걱정되는 마음에 여쭈어보게 되었습니다!
저희는 E포뮬라 대비 상당히 낮은 모터 출력이기도하고, 작년 규정이 정격 10KW 모터 사용이였기에 그대로 이어서 사용할 예정이였지만, 말씀해주신 것 처럼 출력 감소와 급가속 상황에서의 급출력 상승이 걱정되어 여쭈어보았습니다.
심지어 규정은 10KW를 초과하면 안되기 때문에 돈을 더 모아서 안정적으로 정격 8KW를 사는게 성능이 더 좋을지, 말씀해주신 것처럼 전류제한으로도 괜찮을지 걱정이 많았습니다.
하지만 답변 주신 내용을 기간으로 최선을 다해보겠습니다. 감사합니다!
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넵 혹시 나중에 피크 전류나 평균 전류를 알게 된다면 공유해 주세요. 궁금하네요.
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별도의 VCU를 사용하여 배터리팩의 전압과 전류를 실시간으로 측정하여 파워를 계산하고,
그 값에 따라서 모터의 전류/토크 지령을 조절해주어야 합니다.
모터컨트롤러의 전류값을 제한함으로써 가장 간단히 출력을 제한할 수 있지만,
이 경우 본문의 배터리팩 전압에 따른 출력변화를 감당해야 함은 물론,
모터의 상전류(DC모터의 의 경우 권선 전류)를 제한 하는 것이기에,
출력이 출력제한보다 훨씬 낮은 저회전 구간에서의 토크도 같이 낮아져버리는 문제가 있습니다.
확실히 해결하는 방법은 처음에 언급한 것과 같이 출력을 모니터링하면서 토크나 전류를 제한하는 제어를 하는 것 뿐입니다.
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친절하게 답변주셔서 감사합니다! 제가 생각하는 내용이 하나의 방법으로 가능한 것인지 고민이 많았는데, 답변 덕분에 숨이 좀 쉬어집니다. 토크 모드로 설정이 가능한지 계속 테스트해보고 도전해 보겠습니다. 감사합니다!
안녕하세요. 제가 작성한 글은 아니지만, 내용을 읽다가 궁금한 점이 생겨 이렇게 댓글을 남깁니다.
저희도 EV를 제작 중인데, 말씀하신 것처럼 모터의 토크나 배터리 전류를 제한하는 제어 방식이 구체적으로 잘 떠오르지 않아 질문드립니다.
제가 생각해본 방식으로는, BMS에서 배터리 출력을 모니터링하면서 TPS 값을 조절하여 토크를 제한하거나, BMS를 통해 직접 전류를 제한하는 방식 등이 있지만, 현재 사용 중인 BMS는 기성품이라 커스텀이 어렵습니다.
혹시 실전에서 활용할 수 있는 구체적인 제어 방식이나 구조에 대해 공유해주실 수 있을까요?