KR100219323B1 - 전기 자동차의 배터리 공급 전류 제어 시스템 - Google Patents

전기 자동차의 배터리 공급 전류 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

전기 자동차 모터의 회생 제동 발생 시에 축전지에 과전류가 걸리지 않도록 할 수 있도록 하기 위하여, 변속기(12)에 장착된 차속 센서(22); 축전지(6)에 장착된 축전지 전압 센서(24); 상기 차속 센서(22), 축전지 전압센서(24), 엑셀 페달(18)과, 브레이크 페달(20)로부터 인가된 신호에 의하여 차단 전압과 통전 전압을 선택적으로 출력하는 자동차 제어기(16); 상기 자동차 제어기(16)와 트랜지스터(Tr)의 베이스 단이 접속되고, 콜렉터 단과 에미터 단은 상기 자동차 제어기(16)의 통전 전압과 차단 전압에 의하여 통전 상태가 제어되는 다이오드(D)로 접속되어, 스위칭 작용을 레귤레이터(26); 상기 레귤레이터(26)와 접속됨과 아울러 발전기(4)와 전기적으로 접속되어, 엔진의 샤프트(28)에 벨트(30)로 결합된 풀리(32)와 발전기(4) 사이의 결합을 상기 레귤레이터(26)의 출력에 의하여 제어하는 전자 마그네틱 클러치(34); 로 전기 자동차의 베터리 공급 전류 제어 시스템을 구성한 것이다.

Description

전기 자동차의 베터리 공급 전류 제어 시스템
본 발명은 전기 자동차의 베터리 공급 전류 제어 시스템에 관한 것으로서, 특히, 전기 자동차 모터의 회생 제동 발생 시에 축전지에 과전류가 걸리지 않도록 할 수 있는 전기 자동차의 배터리 공급 전류 제어 시스템에 관한 것이다.
하이브리드 방식의 동력원을 가진 전기 자동차는 동력원과 기관을 결합한 방식에 따라 일반적으로 직렬형과 병렬형으로 구분되고, 상기 직렬형 하이브리드 방식은 엔진의 동력을 발전기에서 전력으로 바꾸어 축전지에 충전한 다음 축전지의 전력으로 모터를 구동하는 방식이고, 병렬형 하이브리드 방식은 엔진을 발전기와 모터에 기계적으로 직접 연결하여 엔진의 동력으로 주행하면서 여유구동력으로 축전지에 충전하고, 축전지의 전력으로 주행하면서 엔진으로 발전기를 구동하여 축전지에 전력을 공급하는 방식이다.
하기에 나타내는 도에서 상기 직렬형 하이브리드 방식의 구성을 설명한다.
직렬형 하이브리드 방식은 크게 엔진(2), 발전기(4), 축전지(6), 인버터(8)와 모터(10)가 직렬로 접속된 구성이다.
상기 엔진(2)으로부터 발생되는 동력은 발전기(4)에서 교류 전력으로 바뀌고, 상기 발전기(4)로부터 출력되는 교류 전력은 축전지(6)에서 충전된다. 상기 축전지(6)에 충전된 전력은 인버터(8)를 통해서 직류전류로 바뀌어 모터(10)로 공급되어 변속기(12)를 구동함으로써, 자동차의 휠(14)을 구동하게 되는 것이다.
상기한 모터(10)로 공급되는 충전지(6)의 전압은 자동차 제어기(16)에 의해서 제어되고, 상기 자동차 제어기(16)는 엑셀 페달(18)의 가변 저항(Ra)과 브레이크 페달(20)의 가변 저항(Rb)과 전기적으로 접속되어 있다.
상기한 전기 자동차의 모터에는 회생 제동이라는 특성이 있는데, 상기 회생 제동은 엑셀 페달로부터 공급되는 신호에 의하여 구동되던 모터가 엑셀 페달 접속이 단락되는 시점부터는 브레이크 페달에서 공급되는 신호에 따라 모터 역 토오크 제어에 따른 제동작용과 발전 작용을 하는 것을 말한다. 이로인하여 축전지에는 엔진에 의한 충전과 회생 제동에 의한 충전으로 과전류가 발생하게 되고, 또한, 상기 축전지에 일정 기준치 이상의 과전류가 들어오면 축전기에 가스가 차서 폭박의 위험이 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 종래의 문제점들을 해결하고자, 전기 자동차에서 모터의 회생 제동 발생시에 축전지에 과전류가 걸리지 않도록 할 수 있는 전기 자동차의 배터리 공급 제어 시스템을 제공함에 두고 있다.
제1도는 본 발명에 따른 전기 자동차의 베터리 공급 전류 제어 시스템의 개략적인 블록도.
제2도는 종래의 직렬 하이드리드 방식 전기 자동차의 개략적인 구성을 나타내는 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
4 : 발전기 6 : 배터리
12 : 변속기 16 : 자동차 제어기
18 : 엑셀 페달 20 : 브레이크 페달
22 : 차속 센서 24 : 배터리 전압 센서
26 : 레귤레이터 28 : 엔진의 샤프트
30 : 벨트 32 : 풀리
34 : 마그네틱 클러치
상기한 본 발명의 목적을 구현하는 전기 자동차의 배터리 공급 전류 제어 시스템은 변속기에 장착된 차속 센서; 축전지에 장착된 축전지 전압 센서; 상기 차속 센서, 축전지 전압 센서, 엑셀 페달과, 브레이크 페달로부터 인가된 신호에 의하여 복수개의 소정 레벨의 신호를 출력하는 자동차 제어기 ; 상기한 자동차 제어기의 출력 신호에 의한 스위칭 작용을 하는 레귤레이터; 상기 레귤레이터와 접속됨과 아울러 발전기와 전기적으로 접속되어, 엔진과 벨트로 결합된 풀리와 발전기의 결합을 상기 레귤레이터의 출력에 의하여 제어하는 전자 마그네틱 클러치로 구성된다.
위와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다. 하기의 실시 예에서 중복을 피하고자 제2도와 동일한 부분은 동일 부호로 나타낸다.
제1도는 본 발명에 따른 전기 자동차의 베터리 공급 전류 제어 시스템을 나타내는 개략적인 블록도이다.
상기 전기 자동차의 베터리 공급 전류 제어 시스템은 차속 센서(22); 축전지 전압 센서(24); 상기 차속 센서(22), 축전지 전압 센서(24), 엑셀 페달(18)의 가변 저항(Ra)과, 브레이크 페달(20)의 가변 저항(Rb)으로부터 인가된 신호에 의하여 복수개의 소정 레벨의 신호를 출력하는 자동차 제어기(16); 상기한 자동차 제어기(16)의 출력 신호에 의한 스위칭 작용을 하는 레귤레이터(26); 엔진의 샤프트(28)와 벨트(30)로 결합되어 있는 풀리(32)와 발전기(4) 사이의 결합을 상기 레귤레이터(26)의 출력에 의하여 제어하는 전자 마그네틱 클러치(34); 로 구성된다.
상기 차속 센서(22)는 모터(10)에 의하여 구동되는 변속기(12)에 장차되어 자동차의 속도를 측정하고, 상기 축전지 전압 센서(24)는 축전지(6)에 장착되어 축전지(6)의 전압을 측정한다.
상기 차속 센서(22)와 축전지 전압 센서(24)에 의해서 측정된 측정치는 자동차 제어기(16)로 인가되고, 상기한 자동차 제어기(16)에서는 엑셀 페달(18)의 가변 저항(Ra)과 브레이크 페달(20)의 가변 저항(Rb)으로부터 인가되는 신호와, 상기 차속 센서(22)와 축전지 전압 센서(24)로부터 인가된 신호를 이용하여 소정 레벨로 정해진 복수개의 신호를 출력한다.
상기 레귤레이터(26)는 트랜지스터(Tr)와 다이오드(D)로 구성되고, 상기 트랜지스터(Tr)의 베이스 단은 자동차 제어기(16)와 접속되고, 상기 트랜지스터(Tr)의 콜렉터 단과 에미터 단은 다이오드(D)에 의하여 접속되어, 베이스단으로 입력되는 자동차 제어기(16)의 출력 신호에 의하여 콜렉터 단과 에미터 단의 통전 상태가 제어된다.
상기 레귤레이터(26)를 구성하는 트랜지스터(Tr)의 에미터 단은 마그네틱 클러치(34)와 전기적으로 접속되고, 상기 마그네틱 클러치(34)는 발전기(4)와 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 벨트(30)에 의해서 엔진의 샤프트(28)와 결합되어 있는 폴리(32)와 상기 마그네틱 클러치(34)의 접속은 레귤레이터(26)의 출력 신호에 의하여 제어된다. 그러므로 엔진(도시하지 않음)의 동력이 발전기(4)로 전달되는 것은 상기 마그네틱 클러치(34)에 의하여 제어되는 것이다.
하기에서 보다 상세하게 상기 전기 자동차의 배터리 공급 전류 제어 시스템의 바람직한 실시 예를 설명한다.
자동차 제어기(16)는 엑셀 페달(18), 브레이크페달(20), 차속 센서(22)와 배터리 전압 센서(24)의 상태를 항상 감시하고 있다.
상기 액셀 페달(18)로부터 자동차 제어기(16)로 입력되는 신호가 '0'이면 배터리 전압 센서(24)의 신호를 읽어서, 자동차 제어기(16)에 미리 설정해둔 기준 전압, 즉 배터리(6)에 과 전류가 흐르지 않도록 하는 최대 전압과 비교하여, 상기 배터리 전압이 기준 전압 이상이면 트랜지스터(Tr)의 다이오드(D)가 통전되지 않는 차단전압을 출력한다. 이로 인하여, 상기 마그네틱 클러치(34)는 풀리(32)와 결합되지 않게 되어 엔진의 동력은 발전기(4)로 전달되지 않기 때문에, 상기 배터리(6)로 과전류가 흐르지 않게 된다.
또한, 상기 배터리 전압이 기준 전압 이하이면 자동차 제어기(16)는 브레이크 페달(20)의 상태를 읽어서 브레이크 페달(20)이 접속 되어 있으면 기준 전압과 배터리 전압을 비교한다. 상기 배터리 전압이 기준 전압 이상이면 차단 전압을 출력하여 마그네틱 클러치(34)를 풀리(32)와 분리하고, 또한, 이때의 차속 센서(22)의 출력이 '0'이면 트랜지스터(Tr)의 다이오드(D)가 통전되는 통전 전압을 출력하여 마그네틱 클러치(34)를 풀리(32)와 결합함으로써, 엔진의 동력을 발전기(4)로 전달한다.
따라서, 본 발명에 의하면 전기 자동차에서 모터의 회생 제동이 발생하더라도 배터리에 과전류가 공급되지 않게 되는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 전기 자동차에서 모터의 회생 제동이 발생하더라도 과전류가 공급되지 않게 되는 것이므로, 과전류에 의한 가스의 발생이 억제되어 안전성이 크게 향상되는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 변속기(12)에 장착된 차속 센서(22); 축전지(6)에 장착된 축전지 전압 센서(24) ; 상기 차속 센서(22), 축전지 전압 센서(24), 그리고 엑셀 페달(18)과, 브레이크 페달(20)과 전기적으로 접속되어, 상기 다수개의 구성 부분(18)(20)(22)(24)으로부터 인가된 신호에 의하여 차단 전압과 통전 전압을 선택적으로 출력하는 자동차 제어기(16); 트랜지스터(Tr)와 다이오드(D)로 구성되어 상기 자동차 제어기(16)와 트랜지스터(Tr)의 베이스 단이 접속되고, 콜렉터 단과 에미터 단은 상기 자동차 제어기(16)의 출력 신호에 의하여 통전 상태가 제어되는 다이오드(D)가 접속되어, 자동차 제어기(16)의 출력 신호에 의한 스위칭 작용을 하는 레귤레이터(26); 상기 레귤레이터(26)와 접속됨과 아울러 발전기(4)와 전기적으로 접속되어, 엔진의 샤프트(28)와 벨트(30)로 결합된 풀리(32)와 발전기(4) 사이의 결합을 상기 레귤레이터(26)의 출력에 의하여 제어하는 전자 마그네틱 클러치(34); 로 구성됨을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 공급 전류 제어 시스템.
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