KR100535420B1 - 차량용 42ｖ 시스템의 전원 차단 시스템 및 그 방법 - Google Patents

차량용 42ｖ 시스템의 전원 차단 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템 및 그 방법이 개시된다. 개시된 차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템은, 차량의 42V 배터리와; 상기 42V 배터리의 전원을 차단하는 차단 스위치가 구비되고, 상기 42V 배터리의 방전을 방지하도록 구비된 릴레이와; 상기 릴레이와 연결되어 운전자가 장시간 차량 방치시 상기 차단 스위치를 작동시키면 엔진 동작 여부 확인 및 이그니션 온/오프 판정을 위한 ISA 신호와, 이그니션 온/오프 신호를 이용하여 차량 주행시 및 이그니션 오프로 판정하며, 차량의 12V 전원을 상기 릴레이의 코일 전원으로 이용한 접지 제어를 하여 상기 42V 배터리의 방전을 막기 위한 컨트롤러와; 차량의 12V 계열 전장품에 전원을 공급하도록 구비된 12V 배터리와; 상기 12V 배터리의 전원을 차단하기 위해 설치된 메모리 퓨즈와; 이그니션 오프 상태 및 차단 스위치 온일 때만 동작 전압(Base 전압)을 차단하여 상기 컨트롤러의 해당 핀의 접지 상태를 오픈 시켜 42V 전원이 차단되게 하는 MCU와; 상기 ISA의 발전 전압과 배터리 전압을 감지하여 항상 일정한 충방전 상태로 제어하는 BMS;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 구조가 간단하고, 설치가 용이하다는 이점이 있다.

Description

차량용 42Ｖ 시스템의 전원 차단 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR CUTTING POWER FOR 42V SYSTEM AND METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 릴레이(relay)를 통한 전기적 방식을 채용한 차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량에서 42V 배터리 방전 방지를 위해 현재 플러그(plug) 방식으로 되어 있다. 즉, 서비스 플러그(service plug)(11)의 탈거 또는 장착에 따라 42V 배터리의 방전을 방지하고 있다. 다시 말해, 종래에는 플러그 방식으로 42V 배터리 방전을 방지하였다.
따라서 장시간 차량을 방치할 때, 12V 시스템에서는 메모리 퓨즈(memory fuse)를 탈거하는 방법을 취하지만, 42V 시스템에서는 탈거시 스파크(spark)로 인한 퓨즈(12) 손상 때문에 플러그 방식을 사용하고 있다.
상기와 같이 종래에는 운전자가 차량 외의 배터리에서 직접 플러그(11)를 탈거해야 하는 번거로움이 있었다. 이를 보완하기 위해 실내에서 주차 브레이크처럼 레버를 당길 때 발생하는 장력을 이용한 탈거 방법이 이미 나와 있다. 그러나 이는 기구적인 복잡성과 설치의 제한성이 따른다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 릴레이 방식으로 이루어진 전기적 방식을 채용하여 구조가 간단하고, 설치가 용이하도록 한 차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템은, 차량의 42V 배터리와; 상기 42V 배터리의 전원을 차단하는 차단 스위치가 구비되고, 상기 42V 배터리의 방전을 방지하도록 구비된 릴레이와; 상기 릴레이와 연결되어 운전자가 장시간 차량 방치시 상기 차단 스위치를 작동시키면 엔진 동작 여부 확인 및 이그니션 온/오프 판정을 위한 ISA 신호와, 이그니션 온/오프 신호를 이용하여 차량 주행시 및 이그니션 오프로 판정하며, 차량의 12V 전원을 상기 릴레이의 코일 전원으로 이용한 접지 제어를 하여 상기 42V 배터리의 방전을 막기 위한 컨트롤러와; 차량의 12V 계열 전장품에 전원을 공급하도록 구비된 12V 배터리와; 상기 12V 배터리의 전원을 차단하기 위해 설치된 메모리 퓨즈와; 이그니션 오프 상태 및 차단 스위치 온일 때만 동작 전압(Base 전압)을 차단하여 상기 컨트롤러의 해당 핀의 접지 상태를 오픈 시켜 42V 전원이 차단되게 하는 MCU와; 상기 ISA의 발전 전압과 배터리 전압을 감지하여 항상 일정한 충방전 상태로 제어하는 BMS;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 42V 시스템의 전원 차단 방법은, (a) 42V 배터리와 이의 차단 스위치의 신호가 있으면, 상기 차단 스위치 신호가 온인지 판단하는 단계와; (b) 상기 단계 (a)의 조건을 만족하는 경우, ISA 동작이 발전을 하기 위한 동작인지 판단하는 단계와; (c) 상기 단계 (b)의 조건을 만족하지 않는 경우, 이그니션 상태가 오프 상태인지 판단하는 단계와; (d) 상기 단계 (c)의 조건을 만족하는 경우, 컨트롤러의 해당 핀의 접지 회로를 오픈시키는 단계와; (e) 상기 차단 스위치의 릴레이의 동작이 없으면, 상기 42V 배터리의 전류를 차단시키는 단계;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2에는 본 발명에 따른 차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템은, 차량의 42V 배터리와, 이 42V 배터리의 전원을 차단하는 차단 스위치(21)가 구비되고 42V 배터리의 방전을 방지하도록 구비된 릴레이(relay)(20)와, 이 릴레이(20)와 연결되어 운전자가 장시간 차량 방치시 42V 배터리의 차단 스위치(21)를 작동시키면 엔진 동작 여부 확인 및 이그니션 온/오프 판정을 위한 ISA(Integrated Starter Alternator) 신호와, 이그니션 온/오프 신호를 이용하여 차량 주행시, 즉 차량 주행시 및 이그니션 오프로 판정하며, 차량의 12V 전원을 릴레이 코일 전원으로 이용한 접지 제어하여 42V 배터리의 방전을 막기 위한 컨트롤러(controller)(23)를 포함하여 구성된다.
상기 컨트롤러(23)는 BMS(Battery Management System) 이외에 ETACS (Electronic Time and Alarm Control System) 또는 타 유닛(Unit)을 통해 구성할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템에는, 차량의 12V 계열의 12V 전장품(24)에 전원을 공급하기 위한 12V 배터리(25)와, 이 12V 배터리(25)의 전원을 차단하기 위해 설치된 메모리 퓨즈(26)와, 도면에는 도시하지는 않았지만, 이그니션 오프 상태 및 차단 스위치(21) 온(on)일 때만 동작 전압(Base 전압)을 차단하여 상기 컨트롤러(23)의 해당 핀(A)의 접지 상태를 오픈 시켜 42V 전원이 차단되게 하는 MCU(Motor Control Unit)와, 상기 ISA의 발전 전압과 배터리 전압을 감지하여 항상 일정한 충/방전 상태로 제어하는 BMS가 구비된다.
그리고 상기 12V 배터리(25)의 전원 차단은, 42V 배터리의 전원을 차단한 후, 메모리 퓨즈(26)를 차단하는 순서로 이루어진다.
또한 상기 컨트롤러(23)는 상기 차량의 ETACS 또는 BMS에 내장되며, 후술하는 바와 같이 상기한 BMS에 내장되는 것이 바람직하다.
도 3에는 본 발명에 따른 차량용 42V 시스템의 전원 차단 방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 42V 시스템의 전원 차단 방법은, 우선, 차량의 42V 배터리와 이의 차단 스위치(21)로부터 신호가 있으면, 상기 차단 스위치(21)의 신호가 온(ON)인지 판단한다.(단계 110,120)
상기 단계 120의 조건을 만족하는 경우 즉, 상기 차단 스위치(21)의 신호가 온(ON)이면 ISA 동작이 발전을 하기 위한 동작인지 판단한다.(단계 130)
그리고 상기 단계 130의 조건을 만족하지 않는 경우 즉, ISA 동작이 발전을 하기 위한 동작이 아니면 이그니션 상태(status)가 오프(OFF) 상태인지 판단한다.(단계 140)
상기 단계 140의 조건을 만족하는 경우 즉, 이그니션의 상태가 오프(OFF) 상태이면 상기 컨트롤러(23)의 해당 핀(A)의 접지 회로를 오픈(open)시킨다.(단계 150)
이어서, 상기 릴레이(20)의 동작이 없으면, 42V 배터리의 전류를 차단시킨다.(단계 160)
한편, 상기 단계 120 또는 140의 조건을 만족하지 않은 경우나, 상기 단계 130의 조건을 만족하는 경우, 상기 컨트롤러(23)의 해당 핀(A)의 접지 회로를 유지시키고, 상기 릴레이(20)의 동작이 있으면 42V 배터리의 전원을 공급한다.(단계 210,220)
상기한 바와 같이 본 발명은 종래와 같이 기계적인 방식이 아닌, 릴레이(20)를 통한 전기적인 방식이다. 즉, 전원을 릴레이 코일(22) 전원으로 이용하여 컨트롤러(23)를 통해 접지 제어를 하면 쉽게 42V 배터리의 방전을 막을 수 있다.
그리고 12V 배터리(25)는 12V 전장품(24)을 위해 존재하며, 어떤 전장품은 B+전원을 통해 암전류를 소비하는 경우도 있기에 12V 배터리(25)의 전원을 차단하지는 않는다. 만약, 12V 배터리(25)의 전원 차체를 차단하고자 할 때에는 먼저 42V 시스템을 차단하고 메모리 전원을 차단하면 된다.
운전자가 장시간 차량 방치시 42V 배터리의 차단 스위치(21)를 작동시키면 컨트롤러(23)에서 엔진 동작 여부 확인 및 이그니션 온/오프(ON/OFF) 판정을 위한 ISA 신호와, 이그니션 온/오프 신호를 이용하여 차량 정차시 및 이그니션 오프로 판정한다.
그 후, 해당 핀(A)의 접지 상태를 오픈(open)시켜 릴레이(20)의 동작을 오프하면 42V 배터리 전원이 차단된다. 그리고 12V 배터리(25)의 전원도 차단하기 위해서는 메모리 퓨즈(26)를 탈거하면 된다. 이때 상기 컨트롤러(23)의 전원도 차단되지만, 도 4에 도시된 바와 같이, A핀을 OP AMP나 TR로 (-)제어하면 전원이 차단되어도 높은 임피던스 때문에 릴레이(20)는 동작하지 않는다. 또한 컨트롤러(23)는 ETACS or BMS에 내장시킨다.
그리고 이그니션 오프 상태 및 차단 스위치(21) 온(on)일 때만 MCU는 동작 전압(Base 전압)을 차단하여 A핀의 접지 상태를 오픈 시킨다. 이를 통해 릴레이(20)는 동작하지 않고, 42V 전원은 차단된다.
또한 차량 주행 중이거나 아이들(idle)일 때는 사용자가 실수로 차단 스위치(21)를 동작시켜도 42V 전원이 차단되어서는 안되기에 ISA 발전 전압을 MCU가 인식하여 이를 바탕으로 제어 할 수 있다. 그리고 BMS는 ISA 발전 전압과 배터리 전압을 감지(sensing)하여 항상 일정한 충방전 상태로 제어하기에 BMS에 상기 컨트롤러(23)를 내장하는 것이 바람직하다.
또한 이그니션 온(ON)시에 42V 전원을 차단할 때 스타터(starter) 구동시 문제가 될 수 있고, DC/DC 컨버터로 42V 전원으로 12V 전장품(24)을 사용할 수 없기에 이그니션 오프(OFF)때에만 차단한다.
한편, 42V 배터리만 사용하는 시스템일 경우 본 발명의 시스템은 적용될 수 없지만, 차량의 램프 및 현재 12V 전장품(24)을 42V 체계로 사용할 수 없기에 42V 배터리 및 12V 배터리(25) 두개를 동시에 사용 할 수밖에 없다.
그리고 14V 전원도 차단할 때에는 42V 전원을 차단 스위치(21) 동작으로 먼저 차단한 후, 메모리 퓨즈(26)를 탈거하면 된다. 이때 상기 컨트롤러(23)의 전원이 차단되어 MCU가 작동되지 못하지만, TR 또는 OP AMP 임피던스 값이 크기에 릴레이 동작 전류를 흘리지 못하고, 42V 전원은 여전히 차단된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템 및 그 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
종래와 같이 플러그 방식이 아니고 릴레이 방식으로 이루어진 즉, 기계적인 방식이 아닌 전기적 방식을 채용함으로써, 구조가 간단하고, 설치가 용이하다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 42V 시스템의 전원 차단방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도.
도 4는 도 2의 A핀에 대한 회로 구성을 개략적으로 나타내 보인 블록도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20. 릴레이
21. 차단 스위치
23. 컨트롤러
24. 12V 전장품
25. 12V 배터리
26. 메모리 퓨즈

Claims (5)

  1. 차량의 42V 배터리와;
    상기 42V 배터리의 전원을 차단하는 차단 스위치가 구비되고, 상기 42V 배터리의 방전을 방지하도록 구비된 릴레이와;
    상기 릴레이와 연결되어 운전자가 장시간 차량 방치시 상기 차단 스위치를 작동시키면 엔진 동작 여부 확인 및 이그니션 온/오프 판정을 위한 ISA 신호와, 이그니션 온/오프 신호를 이용하여 차량 주행시 및 이그니션 오프로 판정하며, 차량의 12V 전원을 상기 릴레이의 코일 전원으로 이용한 접지 제어를 하여 상기 42V 배터리의 방전을 막기 위한 컨트롤러와;
    차량의 12V 계열 전장품에 전원을 공급하도록 구비된 12V 배터리와;
    상기 12V 배터리의 전원을 차단하기 위해 설치된 메모리 퓨즈와;
    이그니션 오프 상태 및 차단 스위치 온일 때만 동작 전압(Base 전압)을 차단하여 상기 컨트롤러의 해당 핀의 접지 상태를 오픈 시켜 42V 전원이 차단되게 하는 MCU와;
    상기 ISA의 발전 전압과 배터리 전압을 감지하여 항상 일정한 충방전 상태로 제어하는 BMS;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 12V 배터리 전원의 차단은, 상기 42V 배터리의 전원을 차단한 후, 상기 메모리 퓨즈를 차단하는 순서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 차량의 ETACS 또는 상기 BMS에 내장되는 것을 특징으로 하는 차량용 42V 시스템의 전원 차단 시스템.
  4. (a) 42V 배터리와 이의 차단 스위치의 신호가 있으면, 상기 차단 스위치 신호가 온인지 판단하는 단계와;
    (b) 상기 단계 (a)의 조건을 만족하는 경우, ISA 동작이 발전을 하기 위한 동작인지 판단하는 단계와;
    (c) 상기 단계 (b)의 조건을 만족하지 않는 경우, 이그니션 상태가 오프 상태인지 판단하는 단계와;
    (d) 상기 단계 (c)의 조건을 만족하는 경우, 컨트롤러의 해당 핀의 접지 회로를 오픈시키는 단계와;
    (e) 상기 차단 스위치의 릴레이의 동작이 없으면, 상기 42V 배터리의 전류를 차단시키는 단계;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 차량용 42V 시스템의 전원 차단방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단계 (a) 또는 (c)의 조건을 만족하지 않은 경우나, 상기 단계 (b)의 조건을 만족하는 경우, 상기 해당 핀의 접지 회로를 유지시키고, 상기 릴레이의 동작이 있으며, 상기 42V 배터리의 전원을 공급하는 단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 차량용 42V 시스템의 전원 차단방법.
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