用于控制电动车辆充电的装置和方法与流程

用于控制电动车辆充电的装置和方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年12月31日向韩国知识产权局提交的第10-2020-0189286号韩国专利申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种能够在电动车辆电池快速充电期间提高安全性的装置和方法，更具体地说，本发明涉及这样一种装置和方法，其配置为：当转子扭矩大于参考扭矩时，通过将电动车辆移动指定距离以校正转子角度，从而在使得转子扭矩小于参考扭矩后执行充电，以避免使驻车棘轮劣化或损坏。


背景技术：

4.最近，利用了通过多个输入电压的充电方案，该方案通过利用包括设置在驱动电机中的三相线圈和逆变器的电力转换开关使得电压升压，即使电动车辆中设置的是800v或更高的高压电池，也能够在500v和1000v级两种充电基础设施中快速充电。
5.在利用驱动电机的三相线圈和逆变器的电压升压用于通过多个输入电压进行充电后，对高压电池进行充电时，由供应到驱动电机的三相线圈用于电压升压的电流所产生的磁场生成这样一种力，该力使设置在驱动电机中的转子内部的永磁体所产生的磁场对齐，由该力产生转子扭矩。
6.通常，当通过多个输入电压进行充电时，只有在确认出挡位处于p挡位的情况下才可能进行充电，以保护驱动系统不受在充电期间可能导致的驱动电机旋转的影响。此外，还联接了驻车棘轮，以将挡位固定到p挡位。
7.然而，由于驻车棘轮在充电期间持续地受到由供应到驱动电机的三相线圈的电流所产生的转子扭矩的影响，所以驻车棘轮容易劣化，其耐久性降低，从而增加损坏的可能性。
8.此外，如上所述，在驻车棘轮被破坏或损坏的情况下，即使在驻车状态下挡位固定在p挡位，当施加大于静摩擦力的力时，车辆也可能通过驱动电机的旋转移动，这可能导致事故。


技术实现要素：

9.本发明的一个方面提供了一种用于控制电子设备充电的装置和方法，其能够在通过多个输入电压执行充电之前，基于设置在驱动电机中的转子角度来计算充电期间预期发生的转子扭矩，以及当计算出的转子扭矩大于可能导致驻车棘轮劣化或损坏的参考扭矩时，通过将车辆移动指定距离以校正转子角度，使得在引导转子扭矩小于参考扭矩之后能够执行充电，这样可以防止由在充电期间产生的转子扭矩损坏驻车棘轮，并防止可能发生的事故。
10.本发明构思要解决的技术问题不限于前述问题，并且根据下面的描述，本发明所
属领域的技术人员将会清楚地理解本文中未提到的任何其他的技术问题。
11.根据本发明的一个方面，用于控制电动车辆充电的装置包括：快速充电确定模块，其将从电动车辆供电设备(evse)供应的充电电源的电压的大小与从设置在电动车辆中的高压电池接收到的电压标准的大小进行比较，以确定是充电电源直接供应还是升压供应；逆变器，其当为快速充电供应的充电电源的电压的大小低于电压标准时，将从电动车辆供电设备供应的充电电源的电压升压至规定大小或更高，并将经升压的电压提供至高压电池；驱动电机，其设置有从电动车辆供电设备接收充电电源的定子三相线圈；以及保护模式控制模块，其在快速充电之前基于设置在驱动电机中的转子角度来计算在充电期间产生的转子扭矩，并且使所述转子扭矩小于预设的参考扭矩。
12.此外，所述保护模式控制模块可以包括：充电初步信息接收装置，其在进行充电之前，接收车辆停止信息、设置在驱动电机中的转子角度以及电池的充电电流强度，作为用于确定是否进行充电的初步信息；以及保护模式执行确定装置，其在基于转子角度和电池的充电电流强度来计算在充电期间预期发生的转子扭矩之后，将所述转子扭矩与预设的参考扭矩进行比较，以确定是否执行保护模式。
13.此外，所述充电初步信息接收装置可以从测量设置在驱动电机中的转子位置的旋转变压器接收车辆停止状态下的转子角度。
14.此外，所述保护模式执行确定装置可以当转子扭矩小于参考扭矩时，执行充电，当转子扭矩大于参考扭矩时，确定为在采取措施降低转子扭矩之后执行引导充电的保护模式。
15.此外，所述保护模式控制模块还可以包括保护距离计算装置，其计算用于校正当前转子角度所需的车辆的所需行驶距离，作为用于执行保护模式的保护距离，使得当确定要执行保护模式时，将在充电期间预期发生的转子扭矩降低至小于参考扭矩。
16.此外，所述保护距离计算装置可以计算通过旋转变压器接收到的当前转子角度(电角度)与当转子扭矩为0扭矩(零扭矩)时的转子角度(电角度)之间的差作为电角度差，并且利用所述电角度差和轮胎动态半径来计算用于校正转子角度而移动的所需行驶距离作为保护距离。
17.此外，所述装置还可以包括音频视频导航(avn)模块，其从保护距离计算装置接收并显示是否执行保护模式以及驾驶员必须使车辆移动的保护距离。
18.根据本发明的另一个方面，控制电动车辆充电的方法包括：当从电动车辆供电设备(evse)供应的充电电源的电压的大小低于从设置在电动车辆中的高压电池接收到的电压标准时，将充电电源的电压升压至规定大小或更高，并供应经升压的电压；否则，确定为将充电电源的电压直接供应至高压电池；在进行充电之前，接收车辆停止信息、设置在驱动电机中的转子角度以及供应至电池的充电电流强度，作为确定是否进行充电的初步信息；在基于转子角度和充电电流强度来计算在充电期间预期发生的转子扭矩之后，通过将所述转子扭矩和预设的参考扭矩进行比较来确定是否执行保护模式。
19.此外，所述方法还可以包括：计算用于校正转子角度所需的车辆的所需行驶距离作为保护距离，使得当确定要执行保护模式时，在充电期间预期发生的转子扭矩降低至小于参考扭矩。
20.此外，接收充电的初步信息还可以包括：从测量设置在驱动电机中的转子位置的
旋转变压器接收在车辆停止且驻车齿轮切换到p挡位的状态下停止的转子角度。
21.此外，确定是否执行保护模式可以包括：基于车辆停止信息来确定车辆是否处于停止状态以进行充电；以及利用转子角度和高压电池的充电电流最大强度来计算在进行充电时产生的转子扭矩的大小。
22.此外，确定是否执行保护模式还可以包括：将所述转子扭矩与预设的参考扭矩进行比较，并且当转子扭矩大于参考扭矩时，在执行降低转子扭矩的保护模式之后引导充电开始。
23.此外，计算保护距离可以包括：计算从旋转变压器接收到的当前转子角度(电角度)与当转子扭矩为0扭矩(零扭矩)时的转子角度(电角度)之间的差，并且通过利用电角度差和轮胎动态半径来计算用于校正当前转子角度以抵消电角度差而移动的所需行驶距离作为保护距离。
24.此外，所述方法还可以包括：通过avn模块显示在确定是否执行保护模式时确定出执行保护模式的结果和在计算保护距离时计算出的保护距离，使得驾驶员能够识别所述结果和保护距离。
附图说明
25.通过结合附图所呈现的下述具体描述，本发明的以上和其它目的、特征以及优点将会更明显，在这些附图中：
26.图1是示出根据本发明的用于控制电动车辆充电的装置的框图；
27.图2是示出根据本发明的用于通过多个输入电压进行充电的电动车辆供电设备(evse)的连接结构的框图；
28.图3(a)至图3(c)是示出电角度、电流强度和扭矩大小之间的关系的视图；
29.图4是示出根据本发明另一实施方案的控制电动车辆充电的方法的流程图；以及
30.图5是示出根据本发明的又一实施方案的当通过多个输入电压进行充电时执行保护模式的流程的流程图。
具体实施方式
31.应当理解，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(suv)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非汽油的能源的燃料)。正如本文中所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
32.本文中所使用的术语仅出于描述具体实施方案的目的，并非旨在限制本发明。如本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚地指示。将进一步理解的是，当在该说明书中利用术语“包括”和/或“包含”时，其指定了存在所述的特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关列举项目的任何和全部组合。在整个说明书中，除非明确地描述为相反，否则
词语“包括”及其变型(比如，“包含”或“包含有”)将理解为表示包括所述元件，而不排除任何其他元件。另外，说明书中描述的术语“单元”、“器”、“元件”和“模块”表示用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可以通过硬件组件或软件组件以及它们的组合来实现。
33.此外，本发明的控制逻辑可以实施为计算机可读介质上的非易失性计算机可读介质，其包括通过处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于rom、ram、光盘(cd)-rom、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读介质也可以分布在网络联接的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布方式例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(can)进行存储和执行。
34.在下文中，将参照示例性附图对本发明的一些实施方案进行详细的描述。在给每幅图的组件添加附图标记时，应当注意的是，即使相同或等同的组件在其他图上显示，也由相同的附图标记来指定。此外，在描述本发明的实施方案时，当确定出相关已知的配置或功能干扰对本发明实施方案的理解时，将省略其详细描述。
35.在描述根据本发明的实施方案的组件时，可以使用诸如第一、第二、a、b、(a)、(b)等的术语。这些术语仅旨在将组件与其它组件区分开，并且这些术语不限制组件的性质、次序或顺序。除非另有定义，否则本文中所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的词典中定义的术语应该解释为具有与相关技术领域的上下文中的含义一致的含义，而不解释为理想或过于正式的意义，除非在本文中明确定义。
36.在下文中，参考图1至图5，将详细地描述本发明的实施方案。
37.图1是示出根据本发明的用于控制电动车辆充电的装置的框图。图2是示出根据本发明的用于通过多个输入电压进行充电的电动车辆供电设备(evse)的连接结构的框图。
38.参考图1，根据本发明的用于控制电动车辆充电的装置可以包括：快速充电确定模块、逆变器、驱动电机以及保护模式控制模块，快速充电确定模块将从电动车辆供电设备(electric vehicle supply equipment，evse)供应的充电电源的电压的大小与设置在电动车辆中的高压电池接收到的电压标准的大小进行比较，以确定充电电源是直接供应还是升压供应；逆变器当为快速充电供应的充电电源的电压的大小低于电压标准时，将从电动车辆供电设备供应的充电电源的电压升压至规定大小或更高，并向高压电池提供经升压的电压；驱动电机设置有从电动车辆供电设备接收充电电源的定子三相线圈；保护模式控制模块在快速充电之前基于设置在驱动电机中的转子角度来计算在充电期间产生的转子扭矩，并使转子扭矩小于预设的参考扭矩。
39.通常，作为对设置在电动车辆中的高压电池进行充电的方案，有慢速充电和快速充电。在快速充电方案中，转换为直流的电力从外部充电基础设施通过evse供应以进行充电。如上所述，作为用于快速充电的充电基础设施，50kw-500v/100a、100kw-500v/200a、200kw-500v/400a和400kw-1000v/400a级基础设施已在国内外使用。
40.此外，最近，在电动车辆的情况下，已经增加了具有800v或更高电压的电池的应用，以提高电力消耗效率、行驶距离等。因此，在1000v级充电基础设施的情况下，尽管允许照原样使用现有的快速充电方案，但在利用500v级充电基础设施时，充电基础设施本身的输出电压仅为500v，使得在向高压电池供应输出电压之前，需要将输出电压升压到电池电压的大小以快速充电。
41.因此，快速充电确定模块100可以通过将从evse供应以快速充电的充电电源的输出与高压电池的电压标准进行比较，确定充电电源的电压是直接供应还是经升压后供应。
42.为此，快速充电确定模块100可以将从evse供应的充电电源的电压的大小与高压电池的电压标准的大小进行比较。当充电电源的电压的大小高于或等于高压电池的电压标准的大小时，充电电源可以直接供应至高压电池。否则，可以将充电电源的电压升压至与高压电池的电压标准的大小相对应的大小，然后供应，从而使得能够快速充电。
43.因此，通过快速充电确定模块100，不仅通过最大输出大于高压电池的充电电压的充电基础设施，而且通过最大输出小于高压电池的充电电压的充电基础设施，都能够快速充电。
44.如上所述，即使当充电电源的输出具有各种电压的大小时，即当通过多种类型的充电基础设施供应多个输入电压作为充电电源时，也可以通过适当的升压进行快速充电，从而提高对高压电池进行充电的便利性。
45.为此，如图2所示，升压电路可以利用逆变器110、驱动电机120和中和继电器140来实现，逆变器110通过脉宽调制(pulse width modulation，pwm)控制将从evse 60供应的充电电源的电压升压，驱动电机120设置有从evse接收充电电力的定子三相线圈，中和继电器140在通过多个输入电压执行充电之前将evse电连接到驱动电机和逆变器。
46.在这种情况下，如图2所示，作为动力产生装置的驱动电机120可以接收由逆变器110转换为三相交流电力的高压电池130的直流电力，以产生用于驱动车轮的动力，并且可以将驱动动力传输到减速装置10。如上所述，从驱动电机产生的动力被传递到车辆的车轮通过减速齿轮12连接到的差速齿轮20，以在减速装置10中具有适当的传动比，从而可以驱动车辆。
47.然而，为了不仅在从作为电力产生装置的高压电池接收电力时，而且在对高压电池充电时，充当快速充电的升压电路，充电电源的电流必须供应至驱动电机的定子的三相线圈。如上所述，驱动电机通过供应至定子的三相线圈的电流使驱动轴旋转，使得车辆可以在充电期间移动。
48.因此，对于快速充电，车辆的挡位处于p挡位，即驻车齿轮11，并且仅当车辆速度为0kph时，可以执行通过多个输入电压的充电。在这种情况下，为了防止驻车齿轮松动，驻车棘轮13固定至驻车齿轮的轮齿，以防止从电机产生的驱动力传递到减速齿轮和差速齿轮。
49.此外，通过已经设置在车辆中的电机控制器(mcu)30可以控制以下的放电和充电，放电是将高压电池供应的直流电力转换为逆变器中的三相交流电力并提供至驱动电机，充电是通过在逆变器中将经由evse供应的电压升压来为高压电池供应。
50.在这种情况下，电机控制器(mcu)30可以发送各种信息(电流、温度、位置等)以对驱动电机进行驱动，然后在逆变器中执行pwm控制。此外，mcu 30可以执行用于控制驱动电机的各种控制，例如逆变器或电机故障诊断和协同控制等。
51.此外，在图2中，一起示出了电池管理系统(bms)50和车辆控制单元(vcu)40，使得示出了电机驱动控制是通过这些控制器的相互控制来实现的，电池管理系统(bms)50用于控制和监测高压电池，车辆控制单元(vcu)40为用于执行设置在车辆中的电机控制器或电池管理系统的协同控制的更高级控制器。
52.如上所述，通过逆变器的切换将供应至高压电池的充电电源的电压升压广泛用于
通过多个输入电压的快速充电，因此，将省略用于对电压升压的逆变器的开关结构和操作的详细描述。
53.此外，保护模式控制模块200可以包括：充电初步信息接收装置210、保护模式执行确定装置220和保护距离计算装置230，充电初步信息接收装置210接收车辆停止信息、设置在驱动电机中的转子角度以及充电前电池的充电电流强度，作为确定是否进行充电的初步信息；保护模式执行确定装置220在基于转子角度和电池的充电电流强度计算在充电期间预期发生的转子扭矩之后，将转子扭矩与预设的参考扭矩进行比较，以确定是否执行保护模式；保护距离计算装置230计算用于校正当前转子角度所需的车辆的所需行驶距离，作为用于执行安全充电的保护距离，使得当确定要执行保护模式时将在充电期间预期发生的转子扭矩降低至小于参考扭矩。
54.在进行充电之前，充电初步信息接收装置210可以从vcu 40接收车辆的挡位是否换挡到为驻车挡位的p挡位以及车辆速度是否为0kph。当然，在这种情况下，驻车棘轮固定至驻车齿轮的轮齿，同时车辆的齿轮切换到p挡位。
55.如上所述，充电初步信息接收装置210可以接收从vcu 40发送的车辆挡位信息和从车轮速度传感器70发送的车辆速度信息作为停止信息，使得能够识别出车辆处于静止状态以进行充电。
56.在这种情况下，充电初步信息接收装置210可以通过操控设置在经由vcu 40操作的车辆中的音频视频导航(avn)模块300来接收用户输入的保护模式执行请求。
57.此外，充电初步信息接收装置210可以从用于测量设置在驱动电机中的转子位置的旋转变压器121接收转子角度，并且从bms 50接收可以作为充电电源供应至高压电池的充电电流最大强度。
58.在这种情况下，如图3(a)所示，转子角度可以基于在转子的永磁体位于驱动电机(包括转子和定子)结构中心的位置处的电角度来测量。也就是说，转子按a
→
(-b)
→c→
(-a)
→b→
(-c)
→
a的顺序依次旋转，使得转子旋转一个电角度周期。在这些连续旋转期间，在车辆的驱动停止的位置处转子的电角度可以测量为转子角度。
59.此外，在基于挡位信息和车辆速度信息确定出车辆处于停止状态后，保护模式执行确定装置220可以在充电期间利用转子角度和电池的充电电流最大强度来计算在驱动电机中产生的转子扭矩。
60.也就是说，在充电期间，供应至设置在驱动电机的定子中的三相线圈的电流产生恒定磁场，由此产生的磁场引起使转子内部的永磁体产生的磁场对齐的力。此外，由该力产生使转子旋转的转子扭矩。
61.如图3(b)所示，通常，设置在驱动电机中的三相线圈在空间上具有1/3周期排列的相位之间的电角度，使得当相同电流流过三相线圈时产生的扭矩成为电角度的三次谐波分量。
62.也就是说，根据充电开始时测得的转子角度，当向定子三相线圈供应电流以使充电电源的电压升压时，与3次谐波扭矩相对应的力产生使转子旋转的转子扭矩。此外，如图3(c)所示，转子扭矩与定子三相线圈中流动的充电电流强度成比例地增加。
63.如上所述，与转子角度和充电电流强度成比例产生的转子扭矩产生使连接至驻车齿轮的驱动轴旋转的力。因此，该力持续地施加至与驻车齿轮联接的驻车棘轮，从而使得驻
车棘轮劣化或耐久性损坏。
64.因此，保护模式执行确定装置220可以将通过利用转子角度和在三相线圈中流动的电流的强度计算出的转子扭矩的大小与预设的参考扭矩的大小进行比较。当转子扭矩大于参考扭矩时，可以确定出在采取措施降低转子扭矩后，执行用于引导快速充电开始的保护模式。
65.为此，如图3(c)所示，保护模式控制模块200还可以包括转子电角度扭矩图240，其中，在根据转子的电角度预先计算在充电期间预期发生的转子扭矩之后，匹配并存储转子的每个电角度的转子扭矩。
66.此外，保护模式控制模块200还可以包括存储器(未示出)，该存储器存储具有预先通过实验计算的、使驻车棘轮劣化或损坏的大小的参考扭矩。
67.因此，保护模式执行确定装置220可以从转子电角度扭矩图导出与在车辆停止之后从旋转变压器接收到的转子角度相对应的转子的电角度，并且在计算出与转子的电角度相匹配的转子扭矩之后，可以通过将转子扭矩与提前存储在存储器中的参考扭矩进行比较来确定是否执行保护模式。
68.也就是说，保护模式执行确定装置220可以当转子扭矩小于参考扭矩时确定出充电执行，但是当转子扭矩大于参考扭矩时，在减小转子扭矩之后执行引导充电的保护模式。
69.在这种情况下，可以通过将根据三相线圈中流动的电流强度而可能产生的最大扭矩大小的增加，反映到根据转子角度计算的转子扭矩，来确定在保护模式执行确定装置220中与参考扭矩相比的转子扭矩的大小。
70.此外，保护距离计算装置230可以计算校正当前转子角度所需的车辆的所需行驶距离，作为用于执行车辆充电的保护距离，使得当确定要执行保护模式时在充电期间预期发生的转子扭矩降低至小于参考扭矩。
71.从充电基础设施供应的充电电流的大小以及接收充电电流并利用该充电电流进行充电的高压电池的最大电流已经固定。因此，保护距离计算装置230可以校正可以通过驱动电机经由驱动轴的旋转而改变的转子角度，使得可以产生小于参考扭矩的转子扭矩，从而防止向驻车棘轮施加过大的力。
72.为此，保护距离计算装置230可以计算通过旋转变压器接收到的当前转子角度(电角度)与转子扭矩为0扭矩(零扭矩)时的转子角度(电角度)之间的差作为电角度之间的差，并且可以通过利用以下等式1计算的电角度差和轮胎动态半径来计算用于校正转子角度要移动的所需行驶距离作为保护距离。
73.如上所述，由保护距离计算装置230计算出的所需行驶距离保护由于在充电期间预期发生的转子扭矩而可能损坏的驻车棘轮，并保护驾驶员免受由于驻车棘轮损坏而引起的震动。这将被称为保护距离。
74.[等式1]
[0075][0076]
也就是说，因为电角度可以利用驱动电机的极数p表示为机械角度，如以下等式2所示，所以根据驱动电机的机械旋转角度的车辆的行驶距离可以通过表示旋转度的机械角度和轮胎动态半径之间的关系式表示为以下等式3。
[0077]
因此，根据等式2和等式3之间的关系，如在等式1中，可以通过利用电角度差来计算车辆必须行驶的必要行驶距离，以最小化转子扭矩。
[0078]
[等式2]
[0079]
电角度＝机械角度
×
(p/2)
[0080]
[等式3]
[0081]
车辆行驶距离＝驱动电机机械角度/360
×
2π
×
(轮胎动态半径)
[0082]
此外，为了显示由保护距离计算装置230计算出的保护距离以允许驾驶员识别保护距离，可以进一步包括avn模块300，其从保护距离计算装置230接收并显示是否执行保护模式以及驾驶员必须移动车辆的保护距离。
[0083]
如上所述，在识别出avn模块300显示的保护距离并使车辆移动之后，可以再次从旋转变压器121接收在挡位位于驻车挡位的状态下的校正的转子角度。
[0084]
此外，保护模式执行确定装置220可以再次将基于校正的转子角度重新计算出的转子扭矩与参考扭矩进行比较，以确定是否终止保护模式并执行充电，或者另外执行保护模式。
[0085]
如上所述，通过在不会导致驻车棘轮损坏的转子扭矩范围内执行充电，可以防止组件意外损坏。
[0086]
此外，通过防止固定至驻车齿轮的轮齿以防止车辆移动并在充电期间保持在p挡位的驻车棘轮损坏，即使在产生大于静摩擦力的转子扭矩的转子角度下执行充电，也可以利用牢固的驻车棘轮来防止车辆移动，从而防止发生安全事故。
[0087]
如上所述，根据本发明的实施方案，保护模式执行确定装置和保护距离计算装置可以在mcu中实现，使得可以在不添加组件或系统的情况下提高充电的安全性，其中，保护模式执行确定装置利用从旋转变压器接收到的转子角度、根据存储在存储器等中的转子电角度扭矩图计算转子扭矩，然后执行将其与参考扭矩进行比较的逻辑，保护距离计算装置执行计算可以最小化转子扭矩的保护距离并将其传输到avn模块的逻辑。
[0088]
接下来，将参考图4和图5来描述根据本发明的另一实施方案的控制电动车辆充电的方法。
[0089]
图4是示出根据本发明另一实施方案的控制电动车辆充电的方法的流程图。图5是示出根据本发明的又一实施方案的在快速充电期间执行保护模式的流程的流程图。
[0090]
参考图4和图5，根据本发明的另一实施方案的控制电动车辆充电的方法包括：快速充电确定步骤s100，其当从电动车辆供电设备(evse)供应的充电电源的电压的大小低于从设置在电动车辆中的高压电池接收到的电压标准时，将充电电源的电压升压到指定大小或更高并供应经升压的电压，否则确定出直接向高压电池供应充电电源的电压；充电初步信息接收步骤s200，其接收车辆停止信息、设置在驱动电机中的转子角度以及供应至电池的充电电流强度，作为在执行充电之前确定是否进行充电的初步信息；保护模式执行确定步骤s300，其在基于转子角度和充电电流强度计算在充电期间预期发生的转子扭矩之后，通过将转子扭矩与预设的参考扭矩进行比较来确定是否执行保护模式；以及保护距离计算步骤s400，其计算用于校正转子角度所需的车辆的所需行驶距离作为保护距离，使得当确定要执行保护模式时，在充电期间预期发生的转子扭矩降低至小于参考扭矩。
[0091]
在快速充电确定步骤s100，可以通过将从evse供应的充电电源的输出与高压电池
的电压标准进行比较来确定充电电源的电压是直接供应还是在升压后供应。
[0092]
即，作为快速充电确定步骤s100的比较结果，当充电电源的电压的大小大于或等于高压电池的电压标准的大小时，电力可以直接供应至高压电池，否则充电电源的电压可以升压至与高压电池的电压标准的大小相对应的大小并供应，使得通过克服evse固定输出的限制来执行快速充电。
[0093]
充电初步信息接收步骤s200可以包括车辆停止信息接收步骤s210，其在进行充电之前从vcu接收车辆挡位是否换挡到为驻车挡位的p挡位以及车辆速度是否为0kph，作为车辆停止信息。
[0094]
为此，在车辆停止信息接收步骤s210，可以从设置在车辆中的车轮速度传感器接收车辆速度信息，并且可以从设置在车辆中的vcu接收车辆的挡位信息。
[0095]
此外，在车辆停止信息接收步骤s210，可以接收车辆停止信息，并且还可以从vcu接收通过驾驶员操控avn模块输入的保护模式执行请求。
[0096]
此外，充电初步信息接收步骤s200还可以包括转子角度接收步骤s220，其从测量设置在驱动电机中的转子位置的旋转变压器接收在车辆停止且驻车齿轮切换到p挡位的状态下停止的转子角度。
[0097]
在这种情况下，转子角度是驱动电机(包括转子和定子)旋转一个电角度周期期间在转子的永磁体停止的位置处测量的电角度。因此，如图3(a)所示，当转子的永磁体位于定子的a和-a位置时，转子角度可以测量为“0(零)”。当转子的永磁体位于b和-b位置时，转子角度可以测量为120
°
。当转子的永磁体位于c和-c位置时，转子角度可以测量为240
°
。此外，即使位于它们之间的空间中，也可以接收由旋转变压器测量的转子角度。
[0098]
此外，充电初步信息接收步骤s200还包括充电电流限制接收步骤s230，其从bms接收能够供应至高压电池用于充电的充电电流最大强度。
[0099]
也就是说，在充电期间持续地向驻车棘轮施加激励的转子扭矩不仅与转子角度成比例增加，而且与供应至驱动电机的三相线圈的电流的强度成比例增加。
[0100]
相应地，在充电初步信息接收步骤s230，可以一起接收转子角度和供应至高压电池的充电电流最大强度，作为用于计算充电期间可能产生的转子扭矩的最大值的初步信息。
[0101]
此外，保护模式执行确定步骤s300可以包括：停止确认步骤s310、转子扭矩计算步骤s320和转子扭矩比较步骤s330，停止确认步骤s310基于车辆停止信息来确定车辆是否处于停止状态以进行充电；转子扭矩计算步骤s320计算在利用转子角度和高压电池的充电电流最大强度执行充电时要产生的转子扭矩的大小；转子扭矩比较步骤s330将转子扭矩与预设的参考扭矩进行比较，并在转子扭矩大于参考扭矩时在执行降低转子扭矩的保护模式之后引导充电开始。
[0102]
在这种情况下，在停止确认步骤s310，通过利用在车辆停止信息接收步骤s210获得的车辆的挡位信息和车辆速度信息，可以确定车辆是否处于车辆能够进行充电的停止状态。
[0103]
在充电的情况下，当向设置在驱动电机中的三相线圈供应电流时，通过逆变器的切换操作来使电压升压，并执行为高压电池充电的电力传输。
[0104]
如上所述，由于向驱动电机供应电流，所以即使在车辆处于停止状态的情况下，当
驱动轴由于向驱动电机供应用于充电的电流而旋转时，动力也可以传输到减速齿轮和差速齿轮。
[0105]
因此，在停止确认步骤s310，可以基于车辆速度信息来确定车辆是否停止，并且还可以基于车辆的挡位信息来确定驻车棘轮是否与驻车齿轮的轮齿啮合，因为驻车齿轮位于作为驻车挡位的p挡位。
[0106]
如上所述，在车辆的挡位处于p挡位的状态下，与驻车齿轮的轮齿啮合的驻车棘轮的机械结构可以防止可能意外引起的驱动轴的旋转。
[0107]
此外，在转子扭矩计算步骤s320，可以通过从先前存储的转子电角度扭矩图导出与转子角度相对应的电角度来计算与其匹配的转子扭矩。
[0108]
为此，通过对转子的每个电角度计算在向驱动电机供应电流时可能产生的转子扭矩，应当提前存储电角度扭矩图。
[0109]
在这种情况下，在转子扭矩计算步骤s320，可以通过在基于转子角度计算出的转子扭矩中反映由高压电池的充电电流最大强度增加的扭矩变化，计算在充电期间产生的转子扭矩的最大值。
[0110]
也就是说，转子扭矩是根据供应至驱动电机的三相线圈的电流产生的磁场、由转子的永磁体产生的磁场对齐的力产生的，但是大小与供应至三相线圈的电流的强度成比例增加。
[0111]
因此，在转子扭矩计算步骤s320，由于可以根据供应至驱动电机的三相线圈用于进行充电的电流的强度、通过反映增加或减少的扭矩大小的变化来计算转子扭矩，因此可以计算在充电期间可能产生的转子扭矩的最大值。
[0112]
此外，在转子扭矩比较步骤s330，通过将转子扭矩的大小与预设的参考扭矩进行比较，可以确定是否执行转子扭矩的大小可以减小到小于参考扭矩的保护模式。
[0113]
当然，为此目的，应当提前通过实验计算出将使驻车棘轮劣化或损坏的参考扭矩，并将其存储在存储器等中。
[0114]
作为转子扭矩比较步骤s330的比较结果，当转子扭矩的大小小于参考扭矩的大小时，可以将在充电期间可能产生的转子扭矩确定为不会导致驻车棘轮劣化或耐久性损坏的较小值，从而可以通过avn模块等通知驾驶员在当前状态下能够进行充电。
[0115]
然而，作为转子扭矩比较步骤s330的比较结果，当转子扭矩的大小大于参考扭矩的大小时(根据参考扭矩的计算定义，可以包括相同的大小)，确定出在充电期间可能产生的转子扭矩会导致驻车棘轮劣化或耐久性损坏，使得确定要执行引起采取措施来降低转子扭矩的保护模式。
[0116]
此外，保护距离计算步骤s400可以包括电角度差计算步骤s410和保护距离算出步骤s420，电角度差计算步骤s410计算从旋转变压器接收到的当前转子角度(电角度)与转子扭矩为0扭矩时的转子角度(电角度)之间的差，保护距离算出步骤s420通过利用电角度差和轮胎动态半径来计算用于校正当前转子角度以抵消电角度差而移动的所需行驶距离作为保护距离。
[0117]
在这种情况下，转子扭矩变为0扭矩的转子角度(电角度)可以根据逆变器中的切换所确定的三相线圈的电流供应情况来预先确定。
[0118]
因此，在电角度差计算步骤s410，通过将当前转子角度(电角度)与预设为0扭矩的
转子角度(电角度)进行比较来计算差，可以计算作为为了减小转子扭矩而要校正的目标值的电角度差。
[0119]
此外，保护距离算出步骤s420，通过利用计算为用于减小转子扭矩而抵消的电角度差，以及预先从车辆规格信息获得的车辆的轮胎动态半径，可以计算将转子置于转子扭矩变为“0(零)”的位置所需要的车辆行驶距离，作为保护距离。
[0120]
也就是说，为了抵消电角度差，转子必须由驱动电机旋转，并且在以这种方式使转子旋转时产生的驱动电机的动力通过减速装置和差速齿轮使轮胎旋转。因此，为了校正转子角度，车辆必须移动以使轮胎旋转。
[0121]
因此，在保护距离算出步骤s420，可以基于使转子旋转与电角度差相对应的量所需的轮胎旋转角度，计算车辆必须移动的所需行驶距离。为此，可以通过与上述等式1相同的运算来计算保护距离。
[0122]
此外，根据本发明实施方案的控制电动车辆充电的方法还可以包括车辆移动引导步骤s500，其通过avn模块显示在保护模式执行确定步骤s300中执行保护模式的确定结果和在保护距离计算步骤s400中计算的保护距离，使得驾驶员识别该结果和保护距离。
[0123]
如上所述，在车辆移动引导步骤s500，为了通过设置在车辆中的avn模块进行安全充电，驾驶员必须意识到车辆的移动对于降低转子扭矩是必要的，显示驾驶员必须移动车辆的保护距离，以允许驾驶员一起识别，从而引导车辆移动。
[0124]
在这种情况下，驾驶员移动的车辆的实际行驶距离可以如图5所示实时计算和表示，从而使车辆能够行驶更精确的距离。
[0125]
此外，在车辆移动引导步骤s500，如图5所示，在车辆移动完成之后，再次接收车辆停止信息和转子角度，然后，通过基于新测量的转子角度来计算转子扭矩并将其与参考扭矩进行比较，可以确定是否重新执行保护模式。
[0126]
如上所述，可以再次确定在校正位置的充电是否导致驻车棘轮的劣化或损坏，并且当需要重新执行保护模式时，通过要求车辆额外移动，可以稳定地执行快速充电。
[0127]
根据本发明的实施方案，通过使在多个输入电压的快速充电期间输入到驱动电机的充电电流所产生的转子扭矩小于可能导致驻车棘轮劣化或损坏的参考扭矩，可以防止在充电期间产生的转子扭矩损坏组件。
[0128]
此外，可以防止由于车辆移动而导致的安全事故的发生，这可能发生在由于驻车棘轮损坏而导致车辆无法保持在停止状态的情况下。
[0129]
此外，根据本发明的实施方案，保护模式执行确定装置和保护距离计算装置可以在已经设置于车辆的mcu中实现，从而可以在不添加任何组件或系统的情况下提高在多个输入电压的快速充电期间的安全性，其中，保护模式执行确定装置计算转子扭矩并执行将其与参考扭矩进行比较的逻辑，保护距离计算装置执行计算可以最小化转子扭矩的保护距离并将其传输到avn模块以使驾驶员可以对其进行识别的逻辑。
[0130]
此外，可以提供通过本发明直接或间接理解的各种效果。
[0131]
尽管本发明的示例性实施方案是为了说明目的而描述的，但本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。
[0132]
因此，出于描述的目的提供了本发明中公开的示例性实施方案，而不是限制本发明的技术构思，并且应当理解的是，这些示例性实施方案并非旨在限制本发明的技术构思
的范围。通过所附权利要求应理解本发明的保护范围，并且同等范围内的所有技术构思应当解释为在本发明的权利范围内。