KR100541584B1 - Battery automatic charging apparatus of electric scooter and the automatic charging method of thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 펄스폭변조 제어방식을 이용하여 전기스쿠터가 감속시에 직류전동기에서 발생되는 관성에 의한 발생기전력을 발전시켜 발전전압을 검출하고, 그 검출된 발전전압을 정형화한 후 배터리에 자동 충전하도록 한 전기스쿠터의 배터리 자동 충전장치 및 그 자동 충전방법에 관한 것으로서, 그러한 전기스쿠터의 배터리 자동 충전장치는 펄스폭변조(PWM) 제어방식에 따라 출력된 펄스폭 변조파형을 전력구동부의 증폭과정에 따라 일정 레벨만큼 증폭하여 직류전동기에 공급하고, 핸들손잡이에 장착된 속도조절수단을 통해 얻어진 주행속도에 따라 상기 직류전동기의 동력을 바퀴에 전달하는 동력전달장치에 의해 주행하게 되는 전기스쿠터에 있어서, 상기 전기스쿠터는; 그 전기스쿠터가 상기 속도조절수단에 의해 기 설정된 정상속도에서 내리막 경사로를 주행하기 위해 감속운전시에 상기 정상속도와 비례하여 상기 직류전동기의 관성에 의해 얻어진 발생기전력을 검출하는 발생전압검출부와, 상기 발생전압검출부로부터 검출된 발생기전력에 포함된 리플 성분을 감소시켜 소정 레벨을 가지는 발전전압을 출력하는 스위칭정전압회로부, 상기 스위칭정전압회로부의 발전전압을 배터리에 충전하는 배터리충전부가 더 포함되어 구성되는 것에 의해 달성된다. 이에 따라, 배터리의 수명연장 및 효율의 극대화를 기대할 수 있고 이를 통해 전기스쿠터의 성능을 개선할 수 있다.The present invention uses the pulse width modulation control method to generate the generator power by the inertia generated from the DC motor at the time of deceleration when the electric scooter is decelerated to detect the generated voltage, and to automatically charge the battery after shaping the detected generated voltage The present invention relates to an automatic battery charger for an electric scooter and a method for automatically charging the battery, wherein the automatic battery charger for such an electric scooter includes a pulse width modulated waveform output according to a pulse width modulation (PWM) control method according to an amplification process of a power driver. In the electric scooter to be amplified by a predetermined level and supplied to the DC motor, and driven by a power transmission device for transmitting the power of the DC motor to the wheel according to the traveling speed obtained through the speed adjusting means mounted on the handle handle, Electric scooters; A generation voltage detector for detecting an electromotive force obtained by the inertia of the DC motor in proportion to the normal speed during the deceleration operation so that the electric scooter runs downhill slope at the normal speed preset by the speed adjusting means; It further comprises a switching constant voltage circuit unit for outputting a power generation voltage having a predetermined level by reducing the ripple component included in the generator electromotive force detected from the generation voltage detection unit, a battery charging unit for charging the power generation voltage of the switching constant voltage circuit unit in the battery Is achieved. Accordingly, it is possible to expect a long life and maximum efficiency of the battery, thereby improving the performance of the electric scooter.
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기스쿠터의 배터리 자동 충전장치를 보인 블록구성도.1 is a block diagram showing an automatic battery charging device for an electric scooter according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 전력 구동부의 상세 회로도.FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the power driver of FIG. 1. FIG.
도 3은 도 1의 발생전압 검출부의 상세 회로도.3 is a detailed circuit diagram of a generation voltage detector of FIG. 1.
도 4는 스위칭 정전압회로부의 상세회로도.4 is a detailed circuit diagram of a switching constant voltage circuit unit.
도 5는 도 1에 도시된 각 구성요소의 출력단에 나타나는 파형도.FIG. 5 is a waveform diagram showing an output terminal of each component shown in FIG. 1. FIG.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기스쿠터의 배터리 자동 충전장치를 이용한 자동 충전방법을 나타내고 있는 흐름도.6 is a flowchart illustrating an automatic charging method using an automatic battery charger for an electric scooter according to a preferred embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of the drawing
100 : 속도조절부 102 : PWM 제어부100: speed control unit 102: PWM control unit
104 : 전력구동부 108 : 충전모듈부104: power drive unit 108: charging module unit
110 : 발생전압검출부 114 : 인버터 버퍼110: generated voltage detector 114: inverter buffer
120 : 스위칭정전압회로부 130 : 배터리충전부120: switching constant voltage circuit 130: battery charging unit
137 : 트랜스포머 140 : 직류전동기137: transformer 140: DC motor
본 발명은 전기스쿠터의 배터리 자동 충전장치 및 그 자동 충전방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기스쿠터가 감속 운행될 때 관성에 의해 발생되는 발전전압을 배터리에 재충전시키도록 한 전기스쿠터의 배터리 자동 충전장치 및 그 자동 충전방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery automatic charging apparatus for an electric scooter and an automatic charging method thereof, and more particularly, to automatically charging a battery of an electric scooter to regenerate a generated voltage generated by inertia when the electric scooter is decelerated. An apparatus and an automatic charging method thereof are provided.
통상, 전기스쿠터는 도면에 도시하고 있지 않지만, 배터리 전원에 의해 구동되는 전동기, 회전운동을 행하는 회전체(바퀴)에 상기 전동기의 동력을 전달하는 동력전달장치, 상기 동력전달장치의 속도를 제어하는 제어장치 등으로 구비되며, 전동기와 감속기를 차체에 부착하고 벨트나 체인을 연결하여 구동하는 체인구동방식 및, 후륜 자체에 전동기와 감속기를 부착하여 구동하는 구동방식 등으로 구분될 수 있으며, 전기스쿠터의 무게와 전동기의 속도제어특성, 주행시의 도로조건 특성, 운전자의 무게 등에 따라 다양한 전동기 제어방식이 제공되고 있다.In general, although the electric scooter is not shown in the drawing, an electric motor driven by battery power, a power transmission device for transmitting the power of the electric motor to a rotating body (wheel) for performing a rotational movement, and controlling the speed of the power transmission device It is provided as a control device, and can be classified into a chain driving method for attaching an electric motor and a reducer to the vehicle body and driving by connecting a belt or a chain, and a driving method for attaching an electric motor and a reduction gear to the rear wheel itself. Various motor control methods are provided according to the weight of the motor, the speed control characteristics of the motor, the characteristics of the road conditions during driving, and the weight of the driver.
그리고, 현재 생산되는 전기스쿠터는 직류모터 및 2차 납 축전지를 장착한 2륜, 3륜, 4륜 등의 중·단거리 이동용 및 레저용 등의 다양한 전동식 스쿠터 및 전기 자전거가 있으며, 전동식 스쿠터 및 전기 자전거 등에 적용되는 2차 납 축전지 는 외부 입력전원에 의해서만 충전되는 구조로 되어있다.In addition, the electric scooter currently produced includes a variety of electric scooters and electric bicycles, such as medium and short-distance movement and leisure, such as two-wheel, three-wheel, four-wheel with a DC motor and a secondary lead acid battery, electric scooter and electric Secondary lead acid battery, which is applied to bicycles, is charged only by external input power.
그러한, 전기스쿠터는 일반 자전거와 달리 언덕길을 오르거나 장거리 주행때 배터리와 전기모터(전동기)의 힘만으로 주행이 가능하며, 배터리 충전에 드는 전기요금을 제외하면 추가 비용이 들지 않고 배기가스나 소음도 없어 차세대 무공해 교통수단이자 레저용품으로 각광을 받고 있지만 전술한 바와 같은 제어방식이나 배터리의 특성에 따라 전동기의 주행시간이 상이하게 제공되고 있는 현실이다. Such electric scooters can be driven by the power of batteries and electric motors when climbing hills or traveling long distances, unlike ordinary bicycles, and there is no additional cost and no exhaust or noise except for electric charges for charging batteries. As a next-generation pollution-free transportation and leisure goods, the driving time of the electric motor is differently provided according to the control method and the characteristics of the battery as described above.
즉 다시말해, 동일한 시간동안 배터리를 충전하였다 하더라도 전기스쿠터의 적정 허용하중보다 무거운 운전자가 탑승하여 주행할 경우 그 주행거리가 짧아질 수 있는 것이고, 또한 오르막길과 내리막길이 반복되어 있는 도로인 경우에도 오르막길에서의 전기소모량이 많이 들어 평지에서 주행할 때와 배터리를 사용할 수 있는 시간이 달라진다는 것이다. 이 때문에, 한번 충전으로 보다 많은 주행거리를 확보하기 위해 배터리 수명을 연장시키기 위한 고효율의 배터리를 개발하거나 배터리 용량을 증대시키고, 전기스쿠터 자체의 재질을 고급화하는 등의 방법이 추진되고 있다. In other words, even if the battery is charged for the same time, the driver's mileage may be shorter if he / she rides on the road that is heavier than the allowable load of the electric scooter. Also, the road going uphill and downhill is repeated. The high power consumption of Esau makes driving on a flat surface different from the battery life. For this reason, in order to secure more driving distance with a single charge, methods such as developing a high efficiency battery for increasing battery life, increasing battery capacity, and improving the material of the electric scooter itself are being promoted.
그러나, 현재의 전기스쿠터는 충전된 배터리를 이용하여 주행시에 배터리에 충전된 전원을 소모만 시킬뿐 자체 충전기능이 제공되지 않아 그 주행조건에 따라 불필요하게 소모되는 전력에너지를 활용하지 못해 상기 배터리 성능을 개선한다 하더라도 자주 충전시켜 주어야 하는 불편함과 충전 횟수의 증가로 배터리의 급속한 성능 저하 및 이로 인한 수명이 단축되는 문제점이 있었다. However, the current electric scooter only consumes the power charged to the battery when driving by using the charged battery, and does not provide a self-charging function, thereby making it impossible to utilize power energy that is unnecessarily consumed according to the driving conditions. Even if it improves, there is a problem that the rapid performance degradation of the battery due to the inconvenience and frequent increase of the number of charges and the resulting shortening of the life.
즉, 종래 전기스쿠터는 경사로 등의 도로를 주행할 때 그 도로 조건에 대응 되어 배터리로부터 전기량이 발생되지만 내리막길에서는 상기 경사로를 주행할 때 발생된 동력원을 이용한 관성에 의해 주행이 가능하기 때문에, 경사로 주행시보다 그 배터리 소모량을 현저하게 줄일 수 있지만, 이때 감속 주행시에 발생되는 전력에너지를 배터리에 재충전하지 못하고 그대로 낭비하고 있다는 것이다. That is, the conventional electric scooters generate electricity from the battery in response to the road conditions when driving on a road such as a ramp, but on a downhill road, the vehicle can be driven by inertia using a power source generated when driving the ramp. The battery consumption can be significantly reduced than when driving, but at this time, the power energy generated at the time of decelerating driving is not recharged into the battery and is wasted as it is.
이에, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전기스쿠터가 경사로 하향 주행시 관성에 의해 발생되는 발전전압을 배터리 충전조건에 따라 자동 충전시키도록 함으로써, 배터리의 수명연장 및 효율의 극대화를 제공하도록 하는 전기스쿠터의 배터리 자동 충전장치 및 그 자동 충전방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the electric scooter to automatically charge the generated voltage generated by the inertia when driving down the slope in accordance with the battery charging conditions, thereby providing an extension of the life and efficiency of the battery An object of the present invention is to provide an automatic battery charger for an electric scooter and an automatic charging method thereof.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기스쿠터의 배터리 자동 충전장치는, 펄스폭변조(PWM) 제어방식에 따라 출력된 펄스폭 변조파형을 전력구동부의 증폭과정에 따라 일정 레벨만큼 증폭하여 직류전동기에 공급하고, 핸들손잡이에 장착된 속도조절수단을 통해 얻어진 주행속도에 따라 상기 직류전동기의 동력을 바퀴에 전달하는 동력전달장치에 의해 주행하게 되는 전기스쿠터에 있어서, 상기 전기스쿠터는; 상기 전력구동부로부터 출력된 펄스파형을 반전출력하도록 파형입력단과 직렬연결된 인버터 버퍼, 상기 인버터 버퍼의 출력 펄스파형과 직류전동기의 관성에너지에 의해 감속된 펄스파형을 인가받고 앤드(AND) 결합에 의해 상기 관성에 의한 발생기전력을 정상속도에서 검출하는 JFET(접합형FET), 및 상기 JFET에 의해 출력된 발생기전력에 포함된 리플성분의 전압을 정형화시키도록 파형출력단과 연결된 커패시터 필터(C1)로 구성되어, 그 전기스쿠터가 상기 속도조절수단에 의해 기 설정된 정상속도에서 내리막 경사로를 주행하기 위해 감속 운전시에 상기 정상속도와 비례하여 상기 직류전동기의 관성에 의해 얻어진 발생기전력을 검출하는 발생전압검출부와, 상기 발생전압검출부로부터 검출된 발생기전력에 포함된 리플 성분을 감소시켜 소정 레벨을 가지는 발전전압을 출력하는 스위칭정전압회로부, 상기 스위칭정전압회로부의 발전전압을 배터리에 충전하는 배터리충전부가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.Automatic battery charging apparatus of the electric scooter of the present invention for achieving the above object, by amplifying a pulse width modulation waveform output according to the pulse width modulation (PWM) control method by a predetermined level according to the amplification process of the power driver to the DC motor. An electric scooter which is supplied and driven by a power transmission device for transmitting the power of the DC motor to a wheel in accordance with a traveling speed obtained through a speed adjusting means mounted to a handle handle, wherein the electric scooter is; An inverter buffer connected in series with a waveform input terminal to receive the inverted pulse waveform output from the power driver, a pulse waveform reduced by the output pulse waveform of the inverter buffer and the inertia energy of the DC motor is applied, and the AND is coupled by the AND. JFET (junction type FET) for detecting generator power generated by inertia at normal speed, and capacitor filter (C 1 ) connected to waveform output stage to shape voltage of ripple component included in generator power output by JFET And a generated voltage detector for detecting the generated electromotive force obtained by the inertia of the DC motor in proportion to the normal speed during the deceleration operation so that the electric scooter runs downhill slope at the preset normal speed by the speed adjusting means. A predetermined level is reduced by reducing the ripple component included in the generator electromotive force detected by the generated voltage detector; Has is characterized in that the battery charging unit to charge the generated voltage of the constant voltage switching circuit, the switching voltage circuit for outputting the generated voltage to the battery compartment is further included.
또한, 본 발명의 전기스쿠터의 배터리 자동 충전장치를 이용한 자동 충전방법은, 펄스폭변조(PWM) 제어방식에 따라 직류전동기에 공급된 전압으로 동력전달장치를 구동시켜 전기스쿠터 주행시, 상기 전압을 공급하는 배터리 충전방법에 있어서, 상기 전기스쿠터가 정상속도에서 감속주행시에 직류전동기로부터 발생되는 관성에 의한 발생기전력과 상기 전기스쿠터가 정상속도에서 주행시에 나타나는 펄스파형을 반전시켜 각각 JFET에서 인가받고 그 JFET의 앤드(AND) 결합에 의해 상기 발생기전력만을 검출하는 과정과, 상기 검출된 발생기전력에 포함된 리플성분을 제거하고 기 정해진 전압으로 상기 배터리에 충전할 수 있는 정전압 펄스를 출력하는 과정과, 상기 배터리가 몇 V이하일 경우에만 충전할 수 있는 충전조건인 배터리 전압강하상태를 인가받고 스위칭트랜지스터의 출력에 의한 스위칭 동작에 따라 상기 정전압 펄스를 배터리에 자동 충전하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
In addition, the automatic charging method using the automatic battery charger device of the electric scooter of the present invention, by driving the power transmission device to the voltage supplied to the DC motor in accordance with the pulse width modulation (PWM) control method to supply the voltage when driving the electric scooter. In the battery charging method of the present invention, the electric scooter is generated by the inertia generated from the direct current motor when decelerating driving at normal speed and the pulse waveform appearing when the electric scooter is driving at normal speed, respectively applied by the JFET and the JFET Detecting only the generator electromotive force by AND coupling, removing a ripple component included in the detected generator electromotive force, and outputting a constant voltage pulse capable of charging the battery at a predetermined voltage; The battery voltage drop state, which is a charging condition that can be charged only when the battery is below a few V, According to the switching operation by the output of the switching transistor it is characterized in that comprising a step of automatically charging the battery for the constant voltage pulse.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기스쿠터의 배터리 자동 충전장치를 보인 블록구성도이다. 1 is a block diagram showing an automatic battery charging device for an electric scooter according to a preferred embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 전기스쿠터 주행시 필요한 동력을 공급하기 위한 배 터리(Vcc), 통상 전기스쿠터의 핸들부에 장착되며 홀센서(Hall sensor)와 영구자석 상호간의 매칭에 의해 상기 배터리로부터 동력을 공급받아 전기스쿠터의 속도를 조절하는 속도조절부(100), 상기 Vcc전원을 인가받고 펄스폭 변조된 펄스파형을 출력하는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어부(102), 상기 PWM 제어부(102)로부터 펄스폭 변조된 펄스파형을 증폭하고 직류전동기(140)에 공급하는 전력구동부(104)가 구비되며, 전기스쿠터의 주행속도가 감속되었을 때 직류전동기(140)의 관성에 의한 발생 기전력을 검출하는 발생전압검출부(110), 상기 발생전압검출부(110)의 출력신호에 대해 리플성분을 감소시켜 일정 레벨로 유지하기 위한 스위칭정전압회로부(120), 상기 스위칭정전압회로부(120)로부터 출력되는 전압을 배터리(Battery)에 충전시키는 배터리충전부(130)가 구비되는 충전모듈부(108)가 포함되어 구성된다.As shown here, a battery (Vcc) for supplying power required for driving the electric scooter, usually mounted on the handle portion of the electric scooter, and supplies power from the battery by matching between a Hall sensor and a permanent magnet.
상기 PWM 제어부(102)는 펄스폭 변조방식을 제공하기 위해 미도시된 'TL494' IC가 적용되는데, 이는 스위치형 전원장치의 제어에 요구되는 회로를 내장하고 있으며, 발진주파수(f)는 외부 저항과 커패시터를 이용하여 프로그램할 수 있는 구조를 제공한다. 또한, 외부 바이어스 회로에 대한 부하전류를 10㎃까지 흘릴 수 있는 5.0V의 기준전압원을 가지며, 푸시풀(Push-Pull) 출력특성 또는 단방향 출력특성을 얻을 수 있다.The
도 2는 도 1의 전력구동부의 상세 회로도이다. 이에 도시된 바와 같이 상기 PWM 제어부(102)로부터 출력된 펄스폭 변조신호를 증폭하기 위해 FET1,FET2가 병렬접속되는 구성을 갖는다. 이때 FET를 병렬로 연결시 50㎑-100㎒대의 발진을 일으키 기 쉽기 때문에 상기 FET1 및 FET2의 게이트 단자에는 대략 50??-100??정도의 발진방지용저항(R1,R2)이 직렬로 연결되어 발진을 방지하는 기능을 제공한다. FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the power driver of FIG. 1. As shown in the drawing, FET1 and FET2 are connected in parallel to amplify the pulse width modulated signal output from the
도 3은 도 1의 발생전압 검출부의 상세 회로도이다. 발생전압 검출부(110)는 발생 기전력을 검출하기 위해 직류전동기의 +단자측에 JFET(접합형FET)(112)가 구성되고, 펄스입력단과 상기 JFET(112)의 게이트(G) 단자사이에 인버터버퍼(114)가 연결되며, JFET(112)의 소오스(S) 단자와 직렬연결되는 저항(R3)과 커패시터 필터(C1)를 매개하여 발생된 기전력에 대한 출력파형(c; 도 6참조)을 출력시키는 구조를 갖는다. 3 is a detailed circuit diagram of a generation voltage detector of FIG. 1. In order to detect the generated electromotive force, the generated
도 4는 도 1의 스위칭정전압회로부의 상세 회로도이다. 이에 도시된 바와 같이 상기 발생전압 검출부(110)에서 출력된 발생 기전력을 일정 레벨로 유지시키기 위해 그 입력단에 스위칭트랜지스터(Q1)를 구동하기 위한 제 1구동부(133)가 구성되고, 스위칭트랜지스터(Q1)의 컬렉터단자에 스냅회로(C3, R5, D2) 및 배터리 충전 단속용 트랜스포머(137), 상기 제 1구동부(133)의 출력신호에 따라 배터리를 충전하기 위한 신호를 출력하는 제 2구동부(135)가 포함되어 구성된다. 4 is a detailed circuit diagram of the switching constant voltage circuit of FIG. 1. As shown therein, a
그리고 상기 트랜스포머(137)의 2차측에는 배터리충전부(130)가 구성된다.And a secondary battery side of the
도 5는 도 1에 도시된 각 구성요소의 출력단에 나타나는 파형도이다. 도 5의 (a)는, 전기스쿠터가 정상속도로 주행시의 펄스폭 변조된 펄스파형, (b)는 정상속도에서 내리막길을 운행할 때 직류전동기(140)의 관성에 의해 정상속도에 대응되어 나타난 발생기전력(EF)을 함께 보여주고 있는 파형도, (c)는 상기 (b)의 파형에서 발생전압검출부(110)에 의해 발생기전력만을 검출하여 나타내고 있는 파형도, (d)는 (c)의 파형이 발생전압검출부(110)에 구비된 커패시터필터(C1)를 통해 정형화된 파형도, (e)는 배터리충전부(130)를 통해 배터리에 충전하기 위해 스위칭정전압회로부(120)를 매개하여 출력된 파형이다.5 is a waveform diagram illustrating an output terminal of each component illustrated in FIG. 1. 5A is a pulse width modulated pulse waveform when the electric scooter runs at a normal speed, and (b) corresponds to the normal speed by the inertia of the
그와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 1내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.The operation of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
우선, 전기스쿠터가 배터리 충전된 상태에서 평지 또는 경사로 주행시에 배터리로부터 소정 전원전압(Vcc)이 공급되며, 이때 전기스쿠터의 핸들에 장착되어 있는 속도조절부(100)를 조절하여 일정 속도로 주행이 이루어지도록 조절한다. First, a predetermined power supply voltage (Vcc) is supplied from the battery when driving on a flat or slope while the electric scooter is charged with the battery. At this time, the
그리고, 상기 전원전압(Vcc)을 인가받는 PWM 제어부(102)는 상기 속도조절부(100)에 의해 조정된 속도를 제공할 수 있도록 소정 레벨을 가지는 구형파의 펄스폭 변조된 파형(A; 도 2참조)이 출력되는데, 그 파형 출력은 상기 PWM 제어부(102)에 적용되는 TL494 IC(도면 미도시)의 8번과 11번 단자를 통해 출력과정이 이루어지게 된다. 이때 그 PWM 제어부(102)로부터 출력되는 파형은 극히 미약한 신호로서, 상기 파형은 PWM 제어부(102)의 후단에 제공된 전력구동부(104)로 인가되어 일정 레벨(a;도 6 및 도 2 참조)로서 증폭되게 된다. The
상기 전력구동부(104)는 FET1, FET2를 이용하여 증폭과정을 수행하고, 각각 그 게이트 단자에 소정 용량을 갖는 발진방지용저항이 직렬 연결되어 발진을 방지한다.The
그와 같이 상기 속도조절부(100) 및 PWM 제어부(110)에 의해 제어된 주행 속도에 대응되는 신호가 전력구동부(104)를 매개하여 직류전동기(140)에 인가되며, 그 직류전동기(140)는 일반적인 동력전달장치를 통해 회전체(바퀴)에 동력을 전달하여 전기스쿠터를 주행시키게 된다(S10).As such, a signal corresponding to the traveling speed controlled by the
이때, 상기한 과정은 일반 평지 또는 경사로를 주행할 때 배터리로부터 소정 전원전압을 공급받아 주행이 행해지지만, 만약 전기스쿠터가 내리막 경사로를 주행하게 될 때에는 배터리로부터 전원전압이 공급되는 대신, 내리막 경사로에서 발생된 관성에너지에 의해 내리막길을 주행하게 되며, 이때 그 관성에 의한 발생기전력을 이용하여 발전전압을 검출하여 배터리에 충전시킬 수 있게 된다. 이를 보다 상세히 설명하기로 한다.At this time, the above process is carried out by receiving a predetermined power voltage from the battery when driving on a plain or ramp, but if the electric scooter is driving downhill, instead of supplying the power voltage from the battery, the downhill ramp Driving downhill by the generated inertial energy, it is possible to detect the generated voltage by using the generator power generated by the inertia to charge the battery. This will be described in more detail.
전술한 바와 같이 도로조건이 내리막인 경우 전기스쿠터는 정상속도에서 속도조절부(100)를 이용하여 감속 주행하게 되는데(S12), 이때 직류전동기(140)로부터 관성에 의한 발전기전력이 발생하게 된다(S14). As described above, when the road condition is downhill, the electric scooter is decelerated by using the
상기 발전기전력은 발생전압검출부(110)에서 검출되는바, 직류전동기(140)에 인가되는 입력 펄스파형(a)(즉, D1 입력단 펄스파형)이 인버터 버퍼(114)를 통해 반전된 후 JFET(112)의 게이트(G)단자에 입력됨과 아울러, 직류전동기(140)의 관성에 의해 감속된 파형, 즉 정상속도에서 검출된 펄스파형과 관성에 의해 기전력(EF)이 발생되어 함께 나타난 펄스파형이(b) JFET(112)의 드레인(D) 단자에 인가되면, 상기 JFET(112)는 상기 직류전동기(140)에서 발생된 기전력과 인버터 버퍼(114)를 통 해 반전된 파형을 앤드(AND) 결합한 후, 상기 직류전동기(140)에서 발생된 기전력만을 추출하여 출력시킨다(c; 도 6)(S16). The generator power is detected by the generated
상기 출력된 기전력(EF)을 나타내는 출력파형 'c'는 발생전압검출부(110)의 출력단자를 통해 출력될 때 그 출력단자에 제공된 커패시터 필터(C1)를 통해 리플성분이 감소화된다. When the output waveform 'c' representing the output electromotive force EF is output through the output terminal of the generated
그리고 상기 발생전압검출부(110)에서 출력된 발생 기전력의 펄스파형(c)은 스위칭정전압회로부(120)에 인가된다.The pulse waveform c of the generated electromotive force output from the generated
상기 스위칭정전압회로부(120)는 상기 발생전압검출부(110)에서 출력된 펄스파형(c)을 인가받은 후, 전해커패시터(C2) 및 저항(R4)에 의해 리플 초과분을 감소시킨 상태에서, 상기 펄스파형(c) 인가에 따라 제 1구동부(133)가 구동되면 스위칭트랜지스터(Q1)가 온(on) 동작됨과 아울러 트랜스포머(137)를 통해 PWM신호를 2차측으로 출력시킴으로서, 스위칭트랜지스터(Q1)의 증폭과정에 따라 기 정해진 전압이 출력되게 된다(d; 도 6).In the state in which the switching constant
그리고, 상기 스위칭정전압회로부(120)에서 출력되는 파형은 트랜스포머(137)의 2차측에서 배터리에 충전시킬 수 있는 24V의 정형화된 펄스파형(e; 도 6)으로 출력되고(S18), 상기 배터리를 충전시키게 된다.In addition, the waveform output from the switching constant
한편, 본 발명에서는 배터리와 전동기가 구비되어 주행이 가능한 전기스쿠터에 한정하여 설명하고 있지만, 상기 배터리와 전동기가 제공된 다른 기타의 운송수단에도 본 발명이 충분히 적용될 수 있기 때문에, 본 발명에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시예들이 돌출된다고 하더라도 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위안에 속한다 해야 할 것이다.On the other hand, the present invention has been described as limited to an electric scooter equipped with a battery and an electric motor, but the present invention can be sufficiently applied to other transportation means provided with the battery and the electric motor. Even if other modified embodiments are protruded, they should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention, and should be included in the claims attached to the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 전기스쿠터의 배터리 자동 충전장치 및 그 자동 충전방법에 따르면, 전기스쿠터가 내리막길의 경사로를 주행할 때에 직류전동기의 관성에 의한 발생기전력을 발전시켜 검출된 발전전압을 배터리에 자동충전이 되도록 함으로써, 전기스쿠터에 장착되는 배터리 효율을 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the battery automatic charging apparatus for the electric scooter of the present invention and the automatic charging method thereof, the generated voltage generated by generating the generator electromotive force by the inertia of the DC motor when the electric scooter travels downhill slopes. By automatically charging the battery, there is an effect that can maximize the battery efficiency mounted on the electric scooter.
그리고, 배터리 효율의 향상으로 인해 종래 빈번하게 배터리를 충전하였던 거에 비해 상기 발전전압을 80% 정도까지 재활용할 수 있어 그 만큼 충전횟수를 줄일수 있기 때문에 배터리 수명을 향상시킬 수 있다.In addition, due to the improvement in battery efficiency, the power generation voltage can be recycled to about 80% as compared to the conventionally frequently charged battery, thereby reducing the number of charges, thereby improving battery life.
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