KR100214193B1 - 전기차량의전기시스템 - Google Patents

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다쯔타 도키오
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Abstract

전원으로서의 주 밧데리 및 휠 구동 모터를 구동하기 위한 반도체 전력 변환기를 포함하는 전기적 차량의 전기 시스템에 관한 것이다. 충격 파괴 스위치들(301 내지 304)가 주 밧데리(1)을 반도체 전력 변환기(4)에 접속시키는 접속 라인들(201 및 203) 및 주 밧데리 블럭들(110 및 120)을 접속시키는 접속 라인(202)에 삽입된다. 각각의 충격 파괴 스위치들은 차량 몸체의 충돌에 기인하는 충격에 응답하여 스위치 내의 기폭제를 터뜨리는 것에 의해 그의 전도를 중단시킨다. 충돌과 같은 비상시의 경우, 주 밧데리가 충격 파괴 스위치에 의해 순간적으로 접속 라인들과 접속되지 않게 되어, 접속 라인들은 전압으로부터 영향을 받지 않게 된다. 이를 통해, 화재를 방지할 수 있고, 승객들을 구하기 위해 차량 몸체를 절단할 수도 있게 된다.

Description

전기차량의 전기 시스템
제1도는 종래의 전기 차량의 구동 시스템을 도시한 블럭 다이어그램.
제2도는 제1도의 장치가 장착되어 있는 종래의 전기 차량의 사시도.
제3도는 종래의 다른 전기 시스템의 주요부를 도시한 블럭 다이어그램.
제4도는 본 발명에 따른 전기 차량의 전기 시스템의 한 실시예의 주요부를 도시한 블럭 다이어그램.
제5도는 제4도의 장치가 장착되어 있는 전기 차량의 실시예의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 주 밧데리 2 : 주 스위치
3 : 보호 퓨즈 4 : 인버터
5 : AC 모터 6 : 감속 기어
7 : 차동 기어 110 : 주 밧데리 블럭
201 및 202 : 접속 라인 301 내지 304 : 충격 파괴 스위치
400 : 제어회로 501 내지 504: 점화 신호라인
본 발명은 전원으로서의 밧데리 휠의 구동용 AC 모터를 구동시키는 인버터를 포함한 전기 차량용 전기 시스템에 관한 것이다.
제1도는 전기 차량의 종래의 구동 시스템을 도시한 것이다. 구동 시스템은 전원으로서 밧데리 및 AC 모터를 구동시키고 차례로 휠을 구동시키는 인버터를 갖고 있다. 제1도에서, 참조 부호 1은 다수의 직렬 접속 유니트 셀(100)로 구성된 주 밧데리를 나타낸다. 참조 부호 4는 휠을 구동시키기 위해 AC 모터를 구동시키는 인버터를 나타낸다. 참조 부호 3은 필요할 때에 이용되는 보호 퓨즈(protective fuse)를 나타낸다. 참조 부호 2는 인버터(4)를 주 밧데리(1)에 전기적으로 접속 또는 분리시키기 위한 주 스위치를 나타낸다. 모터(5)의 출력 축은 감속기어(6)을 경유하여 차동 기어(7)에 결합됨으로써 휠(81 및 82)을 구동시킨다.
기존의 전기 차량에 있어서는, 전기 차량의 장치들 중에서 주 밧데리의 무게와 공간의 비율이 가장 크다. 이러한 이유 때문에, 주 밧데리는 차량 공간의 효율적인 이용과 무게 균형을 고려하여 차량에 분리하여 장착된다.
제1도에 있어서, 주 밧데리(1)는 2개의 주 밧데리 블럭(110 및 120)으로 분할되어 있다.
제2도는 차량에 장착된 제1도의 장치를 도시한 것이다. 주 밧데리 블럭(110 및 120)은 각각 몸체(10)의 전방부와 후방부에 배치된다.
따라서, 접속 라인(201 및 202)를 통하여 인버터(4) 및 주 밧데리 블럭(12)과 주 밧데리 블럭(110)을 접속시키는 것이 필요하다. 그래서, 접속 라인(201 및 202)은 모체(10)의 중앙부를 길이 방향으로 통과하게 된다.
종래의 전시 시스템에 있어서, 주 밧데리는 정상 모드에서 주 스위치(2)를 갖는 주 회로와 분리되어 있다. 이러한 분리는 또한 주 회로가 고장나는 경우에도 보호 휴즈(3)로 달성될 수 있다.
제3도는 주 밧데리 블럭(120)과 주 밧데리 블럭(110)을 분리시키기 위한 다른 방법을 도시한 것이다. 제3도에서, 제1도의 주 스위치(2)는 4개의 스위치(21 내지 24)로 분할되어 분리를 행한다.
그러나, 이러한 방법은 스위치(21 내지 24)를 장착하기 위한 공간뿐만 아니라 장치의 비용까지도 제1도의 시스템과 비교하여 증가하게 된다는 문제가 대두된다.
그러므로, 본 발명의 목적은 충돌 등과 같은 경우에 차량의 안정성을 보장하고, 비용을 절감시킴으로써 전기 차량의 사용을 더 용이하게 하는 전기 차량의 전기 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 가지 특징에 따르면, 전기 차량의 전기 시스템은
전원으로서의 주 밧데리 :
주 밧데리로부터 공급된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 반도체 전력 변환기:
AC 전력을 수신하여 전기 차량의 휠을 구동시키는 AC 모터:
주 밧데리를 반도체 전력 변환기에 접속시키는 제1접속 라인:
전기 차량의 충돌에 의해 야기된 충격에 대한 점화신호를 발생시키기 위한 점화 신호 발생 수단: 및
제1 스위치를 포함하고, 제1 스위치들 각각은 제1 접속 라인 각각에 삽입되며, 점화신호에 응답하여 스위치의 도전을 파괴하기 위한 기폭제(explosive)를 포함하고 있다.
여기서, 주 밧데리는 전기 차량의 다수의 위치에 배치된 다수의 밧데리 블럭으로 구성될 수 있고, 전기 시스템은 또한 밧데리 블럭을 접속시키는 제2 접속라인 및 제2 스위치를 포함하고, 제2 스위치 각각은 제2 접속 라인 각각에 삽입되며, 점화신호에 응답하여 스위치의 도전을 파괴시키기 위한 기폭제를 포함하고 있다.
제1 스위치는 주 밧데리의 단자(terminal) 주위에 있는 제1 접속 라인에 삽입될 수 있다.
제1 스위치 및 제2 스위치는 주 밧데리의 단자 주위에 있는 제1 접속라인 및 제2 접속라인에 삽입될 수 있다.
점화신호 발생 수단은 제1 스위치의 외부에 배치될 수 있다.
점화신호 발생 수단은 제1 스위치 및 제2 스위치의 외부에 배치될 수 있다.
점화신호 발생 수단은 제1 스위치 각각에 포함될 수 있다.
점화신호 발생 수단은 제1 스위치 및 제2 스위치 각각에 포함될 수 있다.
본 발명에 따르면, 스위치(충격 파괴 스위치)는 주 밧데리와 반도체 전력 변환기 사이에 삽입된다. 충격 파괴 스위치는 충격이 차량의 몸체에 적용되는 충돌과 같은 사건의 경우에 도전부를 파괴시킨다. 그러한 충격은 스위치에서 기폭제를 점화시키는 점화신호를 발생시키게 되어 스위치를 파괴시킨다. 충격 파괴 스위치는 필요할 때에 주 밧데리 블럭 사이에 삽입될 수 있다.
본 발명에 따르면, 후술될 내용과 같은 장점이 유도된다.
(1) 접속 라인의 거의 모든 부분들에는 충격 파괴 스위치의 파괴후에 전압을 공급받지 않게 되므로, 접속 라인의 접점이 점화되지 않아 사건의 발생시 차량 몸체의 절단(cut)을 용이하게 해준다.
(2) 차량의 안정성이 상술된 (1)의 장점 때문에 더 향상될 수 있다. 결과적으로, 본 발명은 전기 차량의 사용을 증가시키는 작용을 할 것으로 기대된다.
본 발명의 상기 그리고 다른 목적, 효과, 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조한 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명확하게 인식될 것이다.
이제, 본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
제4도는 실시예의 주요 부분을 도시한 블럭 다이어그램이고, 제1도와 동일한 부분에는 동일한 참조 부호가 병기될 것이다. 제4도에서, 모터(5)의 앞에 있는 기계적 시스템은 생략되었다.
제4도에 있어서, 참조 부호 301 내지 304는 충격 파괴 스위치(impact destroying switch)를 나타낸다. 점화신호 발생 수단은 제1 스위치의 외부에 배치될 수 있다.(301 및 302)는 제5도에 도시된 바와 같이 주 밧데리 블럭(110) 부근의 접속 라인(201 및 202)에 삽입된다. 한편, 충격 파괴 스위치(303 및 304)는 주 밧데리 블럭(120) 부근의 접속 라인(202 및 203)에 삽입된다. 충격 파괴 스위치(301 내지 304)들 각각은 동작 신호(점화 신호)에 의해 점화되는 화약과 같은 기폭제를 포함하므로, 스위치내의 도전부를 파괴하여 접속 라인을 절단한다.
참조 부호 400은 충돌 등의 경우에 라인(501 내지 504)을 통해 충격 파괴 스위치들(301 내지 304)에 점화 신호를 제공하는 제어 회로를 나타낸다. 제어 회로(400)은 예를 들어, 에어백을 작동시키는 제어 회로를 이용하여 충돌 충격시에 점화 신호를 발생하는 점화 신호 발생 신호를 포함한다. 이 점화 신호 발생 회로는, 현재의 엔진 자동차에 탑재되어 있는 에어백이 작동하는 정도의 충돌 충격에 의해 동작하도록 되어 있습니다. 제5도에 있어서, 점화신호 라인들(501 내지 504) 및 제어 회로(400)는 생략되어 있다.
이러한 구성에 의하면, 충돌의 경우 충격 파괴 스위치(301 내지 304)은 제어 회로(400)로부터의 점화 신호에 의해 도전부들을 파괴하게 되고, 이로 인해 회로를 확실하게 순간적으로 파괴하게 된다. 결과적으로, 주 밧데리 블럭(110 및 120) 및 접속 라인(201 내지 203)들은 각각 회로와 접속되지 않게 한다. 이렇게 하여, 접속 라인(201 내지 203)들에는 전압이 인가되지 않는다.
따라서, 접속 라인(201 내지 203)들이 부 밧데리 전압으로 충전되는 문제가 해결된다. 부가하여, 주 밧데리 블럭(110 및 120)이 차량의 전방 또는 후방에 위치되어 있어도, 접속 라인들(201 및 202)이 주 밧데리(1)와 접속되지 않기 때문에 사고후 차량의 몸체가 절단되는 동안에도 아무런 해를 미치지 않는다.
충격 파괴 스위치들은 인버터(4)에 주 밧데리 블럭(110 및 120)을 접속시키는 접속 라인(201 및 203)에만 삽입될 수 있다. 이러한 경우, 접속 라인(201 및 203)의 거의 모든 부분들이 충격 파괴 스위치(301 및 304)의 파괴 동작으로 인한 전압의 영향을 받지 않게 된다.
또한, 충격 파괴 스위치들은 일반적으로 강고한 케이스 내에 화약 폭발부 및 도전부를 수납한 구성으로 되어 있어, 폭발 등의 경우 케이스 밖으로는 어떠한 것도 비산되지 않도록 하여 안전성을 확보하고 있다.
상기한 실시예에서는, 스위치들(301 및 304)에 부가하여 충격 파괴 스위치들(302 및 303)이 주 밧데리 블럭(110 및 120)을 접속시키는 접속 라인(202)에 삽입되어 있다. 따라서, 차량 몸체를 길이 방향으로 통과하는 두 접속 라인들(201 및 202)이 충격시 전압의 영향을 받지 않게 되므로 차량의 안정성을 더욱 향상시킨다.
충격 파괴 스위치들은 전압이 인가되는 접속 라인 부분을 가능한 한 짧게 해주기 위해 주 밧데리(1)의 단자들에 밀접하게 접속되는 것이 바람직하다.
비록 본 실시예에서는 주 밧데리(1)가 2개의 블럭으로 분할되었지만, 본 발명은 주 밧데리가 분할되지 않거나 3개 또는 그 이상의 블럭들로 분할된 경우에도 응용될 수 있다.
또한, 충격 파괴 스위치들에 대한 점화 신호가 스위치들 외부의 제어 회로(400)으로부터 제공되지만, 이 신호는 충돌에 의한 충격 검출시 점화 신호를 발생시키는 충격 검출 회로를 스위치에 통합시키는 것에 의해 스위치 내부에서 발생될 수도 있다. 이렇게 하면, 제어 회로(400) 및 점화 신호 라인들(501 내지 504)을 제거할 수 있으므로, 구성이 보다 간단하게 된다.
또한, 본 실시예가 반도체 전력 변환기로서 인버터 그리고 휠 구동 모터로서 AC 모터를 사용하였지만, 본 발명은 전력원으로서 기능하는 초퍼(chopper) 및 휠 구동모터로서 기능하는 DC 모터 및 다른 전기 시스템들에도 응용될 수 있다.
본 발명이 실시예를 참조하여 상세하게 기술되었으므로, 본 기술 분야에 숙련된 자들은 본 발명에서 벗어나지 않고, 더 폭 넓은 형태의 변화물 및 변형들이 행해질 수 있음을 명백히 인식할 수 있을 것이다. 그러므로, 첨부된 특허 청구의 범위는 본 발명의 실제 취지 내에 포함되는 변화물 및 변형물들도 포함되는 것이다.

Claims (12)

  1. 전기 차량의 전기 시스템에 있어서, 전원으로서의 주 밧데리; 상기 주 밧데리로부터 공급된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 반도체 전력 변환기; 상기 AC 전력을 수신하여, 상기 전기 차량의 휠을 구동시키는 AC 모터; 상기 주 밧데리를 상기 반도체 전력 변환기에 접속하는 한 쌍의 제1접속 라인들; 상기 전기 차량의 충돌에 의해 야기되는 충격시 점화신호를 발생하는 점화 신호 발생 수단 및 각각이 상기 제1 접속 라인 각각에 삽입되는 한 쌍의 제1 스위치들을 포함하고, 상기 제1 스위치들 각각은 제1 기폭제를 내부에 포함하고 있고, 상기 제1 스위치들 각각의 상기 제1 기폭제는 상기 점화 신호에 응답하여 폭발하여 제1 스위치들 각각을 파괴함으로써, 상기 제1 스위치들 각각의 도전 상태를 상기 제1 스위치들의 파괴에 의해 직접적 및 순간적으로 종료시키는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전기 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주 밧데리는 상기 전기 차량 내의 복수의 위치에 배치된 복수의 밧데리 블럭으로 이루어지고, 상기 전기 시스템은 상기 밧데립 MFFJR을 접속하는 적어도 하나의 제2접속라인과 적어도 하나의 제2 스위치를 포함하고, 상기 제2 스위치는 상기 제2 접속 라인 내에 삽입되며 적어도 하나의 제2 기폭제를 내부에 포함하고, 상기 제2 기폭제는 상기 점화 신호에 응답하여 폭발하여 상기 제2 스위치를 파괴함으로써, 상기 제2 스위치의 도전 상태를 상기 제2 스위치의 파괴에 의해 직접적 및 순간적으로 종료시키는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전기 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 스위치는 상기 주 밧데리의 단자들 주위에 있는 상기 제1 접속 라인에 삽입되는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전기 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 스위치 및 제2 스위치가 상기 주 밧데리 블럭의 단자들 주위에 있는 상기 제1 접속 라인 및 제2 접속라인에 삽입되는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전기 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 점화 신호 발생 수단이 상기 제1 스위치의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전기 시스템.
  6. 제2항에 있어서, 상기 점화 신호 발생 수단이 상기 제1 스위치 및 제2 스위치의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전기 시스템.
  7. 제3항에 있어서, 상기 점화 신호 발생 수단이 상기 제1 스위치의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전기 시스템.
  8. 제4항에 있어서, 상기 점화 신호 발생 수단이 각각의 상기 제1 스위치 및 제2 스위치의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전기 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 점화 신호 발생 수단이 상기 제1 스위치들 각각에 포함되는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전기 시스템.
  10. 제2항에 있어서, 상기 점화 신호 발생 수단이 상기 제1 스위치 및 제2 스위치들 각각에 포함되는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전기 시스템.
  11. 제3항에 있어서, 상기 점화 신호 발생 수단이 상기 제1 스위치들 각각에 포함되는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전기 시스템.
  12. 제4항에 있어서, 상기 점화 신호 발생 수단이 상기 제1 스위치 및 제2 스위치들 각각에 포함되는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전기 시스템.
KR1019940019803A 1993-08-12 1994-08-11 전기차량의전기시스템 KR100214193B1 (ko)

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JP93-220666 1993-08-12
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