KR100456843B1 - 전기 차량의 전장 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보조 배터리의 사용을 없애고 고전압에서 저전압을 공급할 수 있으며, 와이어 하네스(W/H), 퓨즈 박스, 에탁스(ETACS), 12V 보조 배터리를 일체화시킴으로서 차량의 중앙 집중식 배선을 이루어 와이어 하네스(W/H)의 절감과 시스템의 안정화에 이바지 할 수 있는 전기 차량의 전장 제어 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 고전압 전원을 발생하는 주 배터리를 갖는 전기 차량의 전장 제어 시스템에 있어서, 상기 주 배터리로부터 출력되는 고전압 전원을 저전압 전원으로 변환시키는 전원 변환부와; 상기 주 배터리로부터 출력되는 고전압 전원을 상기 전원 변환부의 전원과 단일화시켜 전원의 중앙 집중적 관리를 하며, 상기 전원 변환부를 통해 상기 전기 차량의 저전압 전원 구동용 시스템으로 저전압을 공급하도록 제어동작을 수행하는 제어부를 포함하여 구성한다.

Description

전기 차량의 전장 제어 시스템{ELECTRIC FIELD CONTROL SYSTEM OF ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기 차량에 관한 것으로서, 특히 전기 차량의 전장 제어 시스템에 관한 것이다.
통상적으로, 전기 차량의 전장 시스템은 전력 효율 면이나 시스템의 새로운 구축 측면에서는 고전압 전원이 있으면 그 전원에 따라 시스템 전원을 올리는 것이 유리하다.
그러나 감전에 대한 위험성 및 기존 시스템의 전체 교체라는 것은 많은 시간적 노력 및 불필요한 개발 업무가 부가된다.
그래서 현재 개발되고 있는 전기 차량은 250V 이상의 주 전원을 사용하는 고전압용 전원 시스템과 12V 전원을 사용하는 일반 차량용 전원 시스템의 2가지 전원을 병행하여 사용하고 있다.
기본적으로 주 전원은 전기 차량에서 사용되는 특수 전원으로 대개 높은 전력을 필요로 하는 시스템에 적용된다.
반면에, 12V 전원은 일반 상용 차량의 시스템과 동일한 시스템에 사용한다.
주 전원이 사용되는 시스템으로는 구동계, 에어컨(Air Conditioner), 히터(Heater)가 있고, 그 외의 전기 시스템은 대부분 12V 전원을 사용하고 있다.
전기 차량에서는 12V 전원으로 보조 배터리를 사용하고, 보조 배터리의 전원이 부족한 경우 고전압에서 저전압으로 바꾸는 직류/직류 컨버터(DC to DC Converter)를 사용하여 충전시켜주고 있다.
위와 같은 방법을 사용할 때 종래 기술에 따른 고전압 시스템은 주로 배터리에서 전원을 각 시스템으로 보내주고 있어서 와이어 하네스(W/H)가 복잡해지는 문제점이 있었다.
또한, 비상 운전이 필요한 경우 다른 에어컨 시스템이나 히터 시스템으로 공급되는 전원을 제어해야 하는데 현재 시스템으로는 곤란한 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 보조 배터리의 사용을 없애고 고전압에서 저전압을 공급할 수 있는 전기 차량의 전장 제어 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 와이어 하네스(W/H), 퓨즈 박스, 에탁스(ETACS), 12V 보조 배터리를 일체화시킴으로서 차량의 중앙 집중식 배선을 이루어 와이어 하네스(W/H)의 절감과 시스템의 안정화에 이바지 할 수 있는 전기 차량의 전장 제어 시스템을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량의 전장 제어 시스템의 블록도.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 고전압 전원을 발생하는 주 배터리를 갖는 전기 차량의 전장 제어 시스템에 있어서, 상기 주 배터리로부터 출력되는 고전압 전원을 저전압 전원으로 변환시키는 전원 변환부와; 상기 주 배터리로부터 출력되는 고전압 전원을 상기 전원 변환부의 전원과 단일화시켜 전원의 중앙 집중적 관리를 하며, 상기 전원 변환부를 통해 상기 전기 차량의 저전압 전원 구동용 시스템으로 저전압을 공급하도록 제어동작을 수행하는 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량의 전장 제어 시스템(기능 박스(100)(Function Box)) 구성을 설명한다.
본 발명의 실시예는 전원 변환부(110), 제어부(120)를 포함하여 구성한다.
전원 변환부(110)는 전기 차량의 고전압 전원을 발생하는 주 배터리로부터 출력되는 고전압 전원을 저전압 전원으로 변환시킨다.
전원 변환부(110)는 주 배터리에서부터 전기 차량의 일반 전장에서 사용하는 12V 전원을 만들어 주고 주 배터리로부터 연결된 부분에서 에어컨 및 히터와 같이전기 차량의 고전압 전원 구동용 시스템으로 가는 전원을 연결하여 제어부(120)로 고전압을 공급하는 직류/직류 컨버터(DC to DC Converter)로 구성한다.
이렇게 하므로써 주 배터리로부터 연결되는 전선(Wire)의 수를 한 개로 줄일 수 있다.
제어부(120)는 주 배터리로부터 출력되는 고전압 전원을 전원 변환부(110)의 전원과 단일화시켜 전원의 중앙 집중적 관리를 한다.
또한, 제어부(120)는 전원 변환부(110)를 통해 전기 차량의 저전압 전원 구동용 시스템으로 저전압을 공급하도록 제어동작을 수행한다.
제어부(120)는 컨텍터 보드(122)(Air Conditioner, Heater & High voltage Power Distribution Contactor Board), 컨트롤 보드(124)(Air Conditioner, Heater & High voltage line Control Board), 에탁스(126)(ETACS ; Electric Time Alarm Control System)를 포함하여 구성한다.
컨텍터 보드(122)는 주 배터리로부터 전원을 공급받아 외부(에탁스(126) (ETACS) 및 타 시스템)로부터 공급되는 제어신호에 따라 전기 차량의 고전압 전원 구동용 시스템(에어컨 및 히터 또는 추가적인 고전압 시스템)으로 전원을 공급한다.
컨텍터 보드(122)는 고전압/고전류 릴레이(Relay) 및 컨텍터(Contactor)의 조합으로 이루어진다.
컨트롤 보드(124)는 전기 차량의 에어컨 제어신호, 히터 제어신호 및 전원의 상태신호 등의 정보를 받아 컨텍터 보드(122)를 제어하는 기능을 한다.
에탁스(126)(ETACS)는 전기 차량의 전기적인 타임 및 알람(Time & Alarm)을 제어하는 제어기로서 12V 전원을 분배 제어한다.
한편, 본 발명의 실시예는 전기 차량의 각 시스템별 퓨즈가 설치되어 각 시스템으로 연결되는 퓨즈부(130)(Fuse Array)와 제어부(120)로부터 공급되는 각각의 제어신호에 따라 각 시스템 별로 제어를 하는 릴레이(Relay)가 배치되는 릴레이부(140)(Relay Array)를 더 포함하여 구성한다.
여기서, 퓨즈부(130)는 차량의 각 전원 공급부 특히 저전압 12V 전원을 공급하며, 기존 차량의 퓨즈 박스 기능을 한다.
또한, 릴레이부(140)는 기존 차량의 릴레이 박스 기능을 한다.
상용 차량에 있어서, 에탁스(126)(ETACS)는 대부분 엔진룸의 한 부분을 차지하는데 본 발명의 실시예에서는 그 와이어 하네스(W/H)를 줄일 목적으로 기능 박스(100)(Function Box)에 위치하여 릴레이부(140)와의 연결 와이어 하네스(W/H)를 제거할 수 있다.
상기한 구성으로 이루어지는 본 발명의 실시예는 주 전원으로 높은 전압을 사용하고 상대적으로 낮은 전원을 사용하는 시스템의 전원으로 보조 배터리 12V 에서 받아오는 것이 아니라 보조 배터리의 사용을 없애고 고전압에서 저전압을 발생시키는 회로를 추가하여 직접 고전압에서 저전압을 공급하게 한 것이다.
또한, 고전압이 필요한 시스템에 전원을 배터리에서 직접 공급하는 것이 아니라 기능 박스(100)(Function Box)가 일괄적으로 관할을 하게 하며, 더 나아가 에탁스(126)(ETACS) 시스템과 기타 상용의 차체에서 사용되는 퓨즈(Fuse) 및릴레이(Relay)를 통합하여, 기능 박스(100)(Function Box)에서 모든 전원 및 제어가 이루어지게 한다.
즉, 본 발명은 위와 같은 구성요소를 인쇄회로기판(PCB)에 일괄적으로 설계하여 기판화 시키고 또한 각 부분으로 가는 커넥터(Connector)들을 위치시킴으로써 현재 차량에 설치되어 있는 와이어 하네스(W/H), 퓨즈 박스, 에탁스(126)(ETACS), 12V 보조 배터리를 일체화시킴으로서 차량의 중앙 집중식 배선을 이룰 수 있다.
이런 통합 분배 시스템은 와이어 하네스(W/H)의 간편화와 전체 시스템의 안정화에 이바지 할 수 있다.
이러한 이유로 본 발명의 실시예는 전기 차량의 전장 제어 시스템의 양산시 모듈화 시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 차량의 구동 전압이 전기 차량보다 낮은 하이브리드 전기 차량 시스템에는 전원 변환부(110)의 변경으로 똑같은 효과를 볼 수 있고, 차후 차량 시스템이 42V 시스템으로 가더라도 이 기본 골격의 변화 없이 바로 전원 변환부(110)의 간단한 변경으로 바로 적용이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전기 차량의 전장 제어 시스템은 전기 차량 및 하이브리드 전기 차량에 호환 가능하며, 보조 전원 시스템의 42V화가 되어도 호환이 가능한 기능 박스(Function Box)의 설계를 할 수 있다.
또한, 4원화 되어 있는 전원 분배를 단일화하여 중앙 집중적인 전원 분배를 함으로써 문제 발생시 정비의 효율성을 증대할 수 있다.
또한, 에탁스(ETACS)와 고전압 시스템과의 효율적인 연결을 통해 전원 시스템의 안정화를 도모할 수 있다.
또한, 보조 배터리를 제거하고, 와이어 하네스(W/H)의 간편화를 통해 양산시 대량 생산이 가능한 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 고전압 전원을 발생하는 주 배터리를 갖는 전기 차량의 전장 제어 시스템에 있어서,
    상기 주 배터리로부터 출력되는 고전압 전원을 저전압 전원으로 변환시키는 전원 변환부와;
    상기 주 배터리로부터 전원을 공급받아 외부로부터 공급되는 제어신호에 따라 상기 전기 차량의 고전압 전원 구동용 시스템으로 전원을 공급하는 컨텍터 보드와, 상기 전기 차량의 에어컨 제어신호, 히터 제어신호 및 전원의 상태신호 등의 정보를 받아 상기 컨텍터 보드를 제어하는 컨트롤 보드와, 상기 전기 차량의 전기적인 타임 및 알람(Time & Alarm)을 제어하는 제어기로서 12V 전원을 분배 제어하는 에탁스(ETACS)를 포함하며, 상기 주 배터리로부터 출력되는 고전압 전원을 상기 전원 변환부의 전원과 단일화시켜 전원의 중앙 집중적 관리를 하며, 상기 전원 변환부를 통해 상기 전기 차량의 저전압 전원 구동용 시스템으로 저전압을 공급하도록 제어동작을 수행하는 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전장 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전원 변환부는
    상기 주 배터리에서부터 상기 전기 차량의 일반 전장에서 사용하는 12V 전원을 만들어 주고 상기 주 배터리로부터 연결된 부분에서 상기 전기 차량의 고전압 전원 구동용 시스템으로 가는 전원을 연결하여 상기 제어부로 고전압을 공급하는 직류/직류 컨버터(DC to DC Converter)로 구성하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전장 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 주 배터리로부터 연결되는 전선(Wire)의 수는 한 개인 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전장 제어 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 컨텍터 보드는 고전압/고전류 릴레이(Relay) 및 컨텍터(Contactor)의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전장 제어 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전기 차량의 각 시스템별 퓨즈가 설치되어 각 시스템으로 연결되는 퓨즈부(Fuse Array)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전장 제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부로부터 공급되는 각각의 제어신호에 따라 각 시스템 별로 제어를 하는 릴레이(Relay)가 배치되는 릴레이부(Relay Array)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 전장 제어 시스템.
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