KR101146644B1 - Power supply system and method for non contact electromagnetic inductive charging of electric vehicle - Google Patents
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Abstract
비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 시스템 및 방법은 전기자동차를 구동하기 위한 구동모터에 전력을 공급하기 위한 것이다. 본 시스템은 레귤레이터로부터 전달받은 구동전압을 구동모터에 공급하고, 구동모터에서 발생하는 잉여 전력을 충전부 및 저항 회로부에 분배하기 위한 전력 분배부를 구비한다. 따라서 전력 분배부가 입력 전압을 효율적으로 분배하고 충전부에 정전압을 공급함으로써, 전기자동차를 안정성 있게 구동할 수 있고, 충전부의 수명을 연장시킬 수 있으며 전력 공급의 효율성을 향상시킬 수 있다. An electric vehicle power supply system and method of a non-contact magnetic induction charging method is for supplying power to a drive motor for driving an electric vehicle. The system includes a power distribution unit for supplying the driving voltage received from the regulator to the driving motor and distributing surplus power generated in the driving motor to the charging unit and the resistance circuit unit. Therefore, the power distribution unit efficiently distributes the input voltage and supplies the constant voltage to the charging unit, thereby driving the electric vehicle stably, extending the life of the charging unit, and improving the efficiency of power supply.
전기자동차, 비접촉 자기 유도 충전 방식, 플러그인(PLUG-IN) 충전 방식, 전력 분배부(power distribution unit, PDU), 저항 회로부(resistance circuit unit, RCU), DC-DC 컨버터 Electric vehicles, non-contact magnetic induction charging, plug-in charging, power distribution unit (PDU), resistance circuit unit (RCU), DC-DC converter
Description
본 발명은 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력 분배부가 입력 전압을 효율적으로 분배하기 위한 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle power supply system and method of a non-contact magnetic induction charging method, and more particularly, to an electric vehicle power supply system and method of a non-contact magnetic induction charging method for the power distribution unit to efficiently distribute the input voltage. will be.
경제 발전에 따라 자동차에 대한 수요가 폭발적인 증가세를 보이고 있고, 자동차 수요가 늘어남에 따라 자동차에서 배출되는 배기가스가 환경오염의 주요 원인이 되고 있다. The demand for automobiles is exploding with economic development, and as the demand for automobiles increases, the exhaust gas emitted from automobiles is the main cause of environmental pollution.
이에 자동차의 배출가스를 감소시키기 위한 요구가 이어지고 있으며, 배출가스를 줄일 수 있는 자동차의 연구 및 개발이 진행되고 있다. 더 나아가 배출가스를 발생하지 않는 전기 자동차의 상용화가 부분적으로 시도되고 있다.Accordingly, there is a demand for reducing the emission of automobiles, and research and development of automobiles that can reduce the emission of gas are proceeding. Furthermore, commercialization of electric vehicles that do not generate emissions is partially attempted.
전기차량은 전기를 전력공급원으로 하여 운행하는 차량을 의미하며, 차량 자체에 전력공급원으로 충전이 가능한 배터리를 탑재하고, 탑재된 배터리에서 공급되 는 전력을 이용하여 운행하는 것을 말한다. 이에 전기자동차는 크게 전기에 의해 구동되어 전기 자동차를 운행시키기 위한 전기모터와, 그 전기 모터에 전기를 공급하는 배터리로 구성된다.An electric vehicle refers to a vehicle that operates by using electricity as a power source, and includes a battery that can be charged as a power source in the vehicle itself, and operates by using electric power supplied from the mounted battery. The electric vehicle is largely composed of an electric motor driven by electricity to drive the electric vehicle, and a battery supplying electricity to the electric motor.
최근에는 배터리에 전기를 공급하고 충전하기 위하여 플러그인(PLUG-IN) 충전 방식이 주로 사용되고 개발되어 왔다. 상기 플러그인 방식은 전기자동차의 플러그인 충전 장치를 통하여 배터리에 전원을 1회적으로 공급 충전하고 이를 이용하여 전기자동차를 운행하는 방식을 말한다.Recently, the plug-in charging method has been mainly used and developed to supply and charge the battery. The plug-in method refers to a method of supplying and charging power to a battery once through a plug-in charging device of an electric vehicle and operating the electric vehicle by using the same.
상기 플러그인 충전 방식은 전기자동차용 배터리의 충전시간이 오래 걸리며, 한번 충전에 의해 주행하는 거리가 제한적이다. 보통 전기 자동차의 충전은 1 ~ 8시간 정도 소요되는데, 이와 같은 긴 충전 시간 동안 차량을 안전하게 관리하는 것도 어려운 문제점이 발생한다. The plug-in charging method takes a long time to charge the battery for an electric vehicle, and the distance driven by charging once is limited. In general, charging of an electric vehicle takes about 1 to 8 hours, and it is difficult to manage the vehicle safely during such a long charging time.
따라서 전기자동차는 목적한 이동거리를 확보하기위해서는 자주 충전을 해주어야만 하므로, 전기차량의 운행에 있어서 충전소의 설치 및 충전시스템은 아주 중요한 문제이다.Therefore, the electric vehicle has to be frequently charged in order to secure the intended travel distance, so the installation of the charging station and the charging system are very important issues in the operation of the electric vehicle.
또한, 충전하는 동안에 비, 눈 등의 외부 환경에 영향을 받지 않는 상태에서 충전이 이루어져야 한다. 나아가, 전기 자동차의 충전 시스템을 현재의 주유소와 같은 형태로 만드는 경우에는 충전 수요를 감당할 수가 없다.In addition, the charging should be performed while being not affected by the external environment such as rain or snow during charging. Furthermore, when the charging system of an electric vehicle is shaped like a current gas station, it cannot meet the demand for charging.
이와 같이, 전기 자동차의 상용화를 위해서는 그에 적합한 충전 시스템 및 전력 공급 시스템이 구축될 필요성이 대두되고 있다. As such, there is a need to build a charging system and a power supply system suitable for the commercialization of an electric vehicle.
본 발명의 일 목적은 전력 분배부가 입력 전압을 효율적으로 분배하고 충전부에 정전압을 공급함으로써, 전기자동차를 안정성 있게 구동할 수 있으며, 충전부의 수명을 연장시키고 전력 공급의 효율성을 향상시키기 위한 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to distribute the input voltage efficiently and supply a constant voltage to the charging unit, the electric vehicle can drive the electric vehicle stably, non-contact magnetic induction to extend the life of the charging unit and improve the efficiency of power supply It is to provide a charging type electric vehicle power supply system.
본 발명의 다른 목적은 상기 전력 공급 시스템을 이용하여 전기자동차에 전력을 공급하기 위한 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electric vehicle power supply method of a non-contact magnetic induction charging method for supplying power to an electric vehicle using the power supply system.
상술한 본 발명의 일 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 시스템은 전기자동차를 구동하기 위한 구동모터에 전력을 공급하는 시스템으로서, 급전선로로부터 집전한 전압을 입력받아 구동전압으로 변환하는 레귤레이터, 내부에 충전된 충전전력을 상기 구동모터로 공급하는 충전부, 입력되는 전력을 소비하기 위한 저항 회로부, 및 상기 레귤레이터와 상기 구동모터의 사이에 배치되어 상기 레귤레이터로부터 전달받은 구동전압을 상기 구동모터에 공급하고, 상기 구동모터에서 발생하는 잉여 전력을 상기 충전부 및 상기 저항 회로부에 분배하기 위한 전력 분배부를 포함한다.In order to achieve the above objects of the present invention, an electric vehicle electric power supply system of a non-contact magnetic induction charging method according to embodiments of the present invention is a system for supplying power to a driving motor for driving an electric vehicle. It is disposed between the regulator and the driving motor, a regulator for receiving the collected voltage and converting it into a driving voltage, a charging unit for supplying the charging power charged therein to the driving motor, a resistor circuit for consuming the input power; And a power distribution unit for supplying the driving voltage received from the regulator to the driving motor and distributing surplus power generated in the driving motor to the charging unit and the resistance circuit unit.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 전력 분배부는 상기 구동모터로부터 입력받은 잉여 전력에 대응되는 정전압이 상기 충전부의 충전 허용 전압을 초과하지 않는 경우에는 상기 잉여 전력을 상기 충전부에 공급한다. 그리고 상기 구동모터로부터 입력받은 잉여 전력에 대응되는 정전압이 상기 충전부의 충전 허용 전압을 초과하는 경우에는 상기 충전 허용 전압에 대응하는 잉여 전력을 상기 충전부로 공급하고, 상기 충전 허용 전압을 초과하는 잉여 전력 부분을 상기 저항 회로부로 공급한다.In embodiments of the present invention, the power distribution unit supplies the surplus power to the charging unit when the constant voltage corresponding to the surplus power input from the driving motor does not exceed the charging allowance voltage of the charging unit. When the constant voltage corresponding to the surplus power input from the driving motor exceeds the charge allowance voltage of the charger, surplus power corresponding to the charge allowance voltage is supplied to the charger, and surplus power exceeds the charge allowance voltage. The part is supplied to the resistor circuit portion.
본 발명의 실시예들에 있어서, 본 시스템은 상기 전력분배부와 상기 충전부의 사이에 배치되어 상기 전력분배부로부터 공급되는 잉여 전력의 전압을 일정한 크기를 갖는 정전압으로 변환하여 상기 충전부에 공급하기 위한 DC-DC 컨버터를 더 포함할 수 있다. In embodiments of the present invention, the system is disposed between the power distribution unit and the charging unit for converting the voltage of the surplus power supplied from the power distribution unit to a constant voltage having a constant magnitude for supplying to the charging unit It may further include a DC-DC converter.
본 발명의 실시예들에 있어서, 본 충전부는 상기 구동모터로 제1 충전전력을 공급하는 배터리, 및 상기 구동모터로 상기 제1 충전전력보다 단위 시간당 더 큰 크기를 갖는 제2 충전전력을 공급하는 슈퍼 커패시터를 포함한다.In embodiments of the present invention, the charging unit is a battery for supplying a first charging power to the drive motor, and to supply the second charging power having a larger size per unit time than the first charging power to the drive motor. It includes a super capacitor.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 DC-DC 컨버터는 상기 전력 분배부로부터 전달받은 전압을 배터리 충전 허용 전압을 기준으로 상기 배터리와 슈퍼 커패시터 중 어느 하나에 공급한다.In embodiments of the present invention, the DC-DC converter supplies the voltage received from the power distribution unit to any one of the battery and the super capacitor based on the battery charge allowance voltage.
상술한 본 발명의 다른 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 방법에 따르면, 먼저 도로에 매립된 급전선로로부터 AC 전압을 집전하고, 상기 집전한 AC 전압을 DC 전압으로 변환한다. 그리고 상기 DC 전압을 상기 구동모터에 공급한다. 그리고 상기 구동모터에 잉여 전력이 발생하는지 여부를 판단한다. 이에 판단 결과, 상기 잉여 전력이 발생하는 경우에 상기 잉여 전력을 그 크기에 따라 충전부와 저항 회로부에 분 배한다. According to the electric vehicle power supply method of the non-contact magnetic induction charging method according to the embodiments of the present invention in order to achieve the above objects of the present invention, first collects the AC voltage from the feeder line embedded in the road, Convert AC voltage to DC voltage. The DC voltage is supplied to the drive motor. In addition, it is determined whether surplus power is generated in the driving motor. As a result of the determination, when the surplus power is generated, the surplus power is distributed to the charging unit and the resistance circuit unit according to the magnitude thereof.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 잉여 전력을 분배하는 단계는, 구체적으로 상기 잉여 전력에 대응되는 정전압이 상기 충전부의 충전 허용 전압을 초과하는지 여부를 판단한다. 판단 결과, 상기 잉여 전력에 대응되는 정전압이 상기 충전부의 충전 허용 전압을 초과하지 않는 경우에는 상기 잉여 전력을 상기 충전부에 공급한다. 그리고 판단 결과, 상기 잉여 전력에 대응되는 정전압이 상기 충전부의 충전 허용 전압을 초과하는 경우에는 상기 충전 허용 전압에 대응하는 잉여 전력을 상기 충전부로 공급하고, 상기 충전 허용 전압을 초과하는 잉여 전력 부분을 상기 저항 회로부로 공급한다. In embodiments of the present invention, the step of distributing the surplus power, specifically, determines whether the constant voltage corresponding to the surplus power exceeds the charge allowance voltage of the charging unit. As a result of determination, when the constant voltage corresponding to the surplus power does not exceed the charge allowable voltage of the charging unit, the surplus power is supplied to the charging unit. If the constant voltage corresponding to the surplus power exceeds the charging allowance voltage of the charging unit, the surplus power corresponding to the charging allowance voltage is supplied to the charging unit, and the surplus power portion exceeding the charging allowance voltage is supplied. Supply to the resistance circuit section.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 잉여 전력을 상기 충전부에 공급하는 단계는, 구체적으로 상기 잉여 전력을 입력받고, 상기 입력받은 잉여 전력을 일정한 크기를 갖는 정전압으로 변환하며, 상기 정전압이 배터리의 충전 허용 전압을 초과하는지 여부를 판단한다. 판단 결과, 상기 정전압이 상기 배터리의 충전 허용 전압을 초과하지 않는 경우에는 상기 정전압을 상기 배터리에 공급한다. 그리고 판단 결과, 상기 정전압이 상기 배터리의 충전 허용 전압을 초과하는 경우에는 상기 정전압을 슈퍼 커패시터에 공급한다. In embodiments of the present invention, supplying the surplus power to the charging unit specifically includes receiving the surplus power, converting the received surplus power into a constant voltage having a predetermined magnitude, and the constant voltage of the battery. It is determined whether the charge allowable voltage is exceeded. As a result of determination, when the constant voltage does not exceed the charge allowable voltage of the battery, the constant voltage is supplied to the battery. As a result of the determination, when the constant voltage exceeds the charge allowable voltage of the battery, the constant voltage is supplied to the super capacitor.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 시스템 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the electric vehicle power supply system and method of the non-contact magnetic induction charging method according to the present invention as described above has the following effects.
첫째, 레귤레이터에서 공급되는 DC 전압을 일정한 크기를 갖는 정전압으로 변환하여 배터리와 슈퍼 커패시터를 충전함으로써, 배터리의 수명을 연장할 수 있 다. First, the battery life can be extended by converting the DC voltage supplied from the regulator into a constant voltage having a constant size to charge the battery and the super capacitor.
둘째, 전기자동차가 급가속, 급출발과 같이 상대적으로 큰 전력이 필요한 경우에 배터리와 슈퍼 커패시터가 구동모터에 충전전력을 추가적으로 공급함으로써, 전기자동차의 구동 및 운전을 효율적으로 할 수 있다.Second, when the electric vehicle needs relatively large power, such as rapid acceleration and rapid start, the battery and the super capacitor additionally supply charging power to the driving motor, thereby efficiently driving and driving the electric vehicle.
셋째, 전력 분배부가 입력되는 전압을 구동모터, 충전부 및 저항 회로부에 일정한 조건 하에서 분배함으로써, 전력 공급과 배터리의 충전을 효율적으로 수행할 수 있다. Third, power supply and battery charging can be efficiently performed by distributing the input voltage to the driving motor, the charging unit, and the resistance circuit unit under certain conditions.
넷째, 구동모터에서 충전부의 허용 범위를 초과하는 잉여 전력이 발생하는 경우에 전력 분배부가 초과하는 잉여 전력 부분을 저항 회로부에 공급하여 소비하게 함으로써, 과도한 전압이 충전부로 공급되어 충전부의 수명이 감소하는 것을 방지할 수 있다. Fourth, when surplus power exceeding the allowable range of the charging section is generated in the drive motor, the excess power portion is supplied to the resistance circuit section for consumption by the power distribution section, so that excessive voltage is supplied to the charging section to reduce the life of the charging section. Can be prevented.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 시스템 및 방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확 대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.With reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the electric vehicle power supply system and method of a non-contact magnetic induction charging method according to embodiments of the present invention. As the inventive concept allows for various changes and numerous modifications, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structure is shown to be larger than the actual for clarity of the invention, or reduced to show the actual configuration in order to understand the schematic configuration.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. In addition, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 시스템을 설명하기 위한 구성도이다. 1 is a block diagram illustrating an electric vehicle power supply system of a non-contact magnetic induction charging method according to embodiments of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 시스템(이하 '본 시스템'이라고 한다)은 전기자동차를 구동하기 위한 구동모터에 전력을 공급하고, 잉여 전력을 충전부와 저항 회로부에 분배하는 시스템이다. Referring to FIG. 1, an electric vehicle power supply system (hereinafter referred to as the “system”) of a non-contact magnetic induction charging method according to embodiments of the present invention supplies power to a driving motor for driving an electric vehicle, and surpluses A system that distributes power to live parts and resistor circuits.
이에 본 시스템(1)은 픽업모듈(20), 레귤레이터(30), 전력 분배부(40), 구동 모터(50), DC-DC 컨버터(60), 충전부(70) 및 저항 회로부(80)를 포함한다.Accordingly, the
픽업모듈(20)은 도로에 매립된 급전선로(10)로부터 AC 전원을 자기장의 형태로 집전한다.The
레귤레이터(30)는 픽업모듈(20)이 집전한 AC 전원을 DC 전원으로 변환한다. 이 때, 상기 DC 전압이 구동모터(50)를 구동시키기 위한 구동전압이 된다. The
전력 분배부(40)는 레귤레이터(30)와 구동모터(50)의 사이에 배치된다. 본 발명의 실시예들에 있어서, 전력 분배부(40)는 레귤레이터(30)로부터 전달받은 구동전압을 메인 컨트롤러(55)를 통하여 구동모터(50)에 전달한다. 그리고 전력 분배부(40)는 구동모터(50)에 잉여 전력이 발생하는 경우, 상기 잉여 전력을 충전부(70) 및 저항 회로부(80)로 분배한다. 즉, 전력 분배부(40)는 레귤레이터(30)로부터의 구동전력을 구동모터(50)에 계속적으로 공급하며, 구동모터(50)에 잉여 전력이 발생하는 경우에 구동모터(50)로부터 잉여 전력을 입력받아 충전부(70) 및 저항 회로부(80)로 분배하는 것이다.The
또한, 전력 분배부(40)는 구동모터(50)로부터 입력받은 잉여 전력에 대응되는 정전압과 충전부(70)의 허용 전압의 크기를 비교한다. 상기 비교 결과, 상기 잉여 전력에 대응되는 정전압이 충전부(70)의 충전 허용 전압을 초과하지 않는 경우, 전력 분배부(40)는 상기 잉여 전력을 충전부(70)에 공급한다. 상기 비교 결과, 상기 잉여 전력에 대응되는 정전압이 충전부(70)의 충전 허용 전압을 초과하는 경우, 전력 분배부(40)는 상기 충전 허용 전압에 대응하는 잉여 전력을 충전부(70)로 공급하고, 상기 충전 허용 전압을 초과하는 잉여 전력 부분을 저항 회로부(80)로 공급한다. 즉, 전력 분배부(40)는 충전부(70)의 충전 허용 전압 범위 내에 대응하는 잉여 전력을 충전부(70)에 공급하고, 충전 허용 전압 범위를 초과하는 부분에 대응하는 잉여 전력을 저항 회로부(80)에 공급한다. In addition, the
DC-DC 컨버터(60)는 전력 분배부(40)와 충전부(70)의 사이에 배치된다. 본 발명의 실시예들에 있어서, DC-DC 컨버터(60)는 전력 분배부(40)로부터 전달받은 구동모터(50)의 잉여 전력을 일정한 크기를 갖는 정전압으로 변환한다. 즉, DC-DC 컨버터(60)는 불안정한 전압을 일정한 크기를 갖는 정전압으로 변환하여 충전부(70)로 공급한다. The DC-
충전부(70)는 내부에 충전된 충전전력을 구동모터(50)로 공급한다. 예를 들어, 구동모터(50)가 전력 분배부(40)로부터의 구동 전압 이외에 추가적으로 전력, 전압이 필요한 경우에는 충전부(70)가 충전전력을 구동모터(50)에 추가적으로 공급한다. The charging
충전부(70)는 배터리(70a) 및 슈퍼 커패시터(70b)를 포함한다. 예를 들어, 배터리(70a)는 구동모터(50)로 제1 충전전력을 공급하고, 슈퍼 커패시터(70b)는 구동모터(50)로 제2 충전전력을 공급한다. 이 때, 상기 제2 충전전력은 상기 제1 충전전력보다 단위 시간당 더 큰 크기를 갖는다. 예를 들어, 구동모터(50)에서 순간적으로 대전력이 추가적으로 필요한 경우에는 슈퍼 커패시터(70b)가 상기 제2 충전전력을 구동모터(50)로 공급하고, 구동모터(50)에서 지속적으로 소전력이 추가적으로 필요한 경우에는 배터리(70a)가 상기 제1 충전전력을 구동모터(50)로 공급한다. The charging
본 발명의 실시예들에 있어서, DC-DC 컨버터(60)는 전력 분배부(40)로부터 잉여 전력을 입력받아 정전압으로 변환한 후, 배터리(70a)의 충전 허용 전압을 기 준으로 상기 정전압을 배터리(70a)와 슈퍼 커패시터(70b)로 분배한다. In the embodiments of the present invention, the DC-
예를 들어, DC-DC 컨버터(60)는 상기 정전압과 배터리(70a)의 충전 허용 전압의 크기를 비교한다. 상기 비교 결과, 상기 정전압이 배터리(70a)의 충전 허용 전압을 초과하지 않는 경우, DC-DC 컨버터(60)는 상기 정전압을 배터리(70a)에 공급한다. 상기 비교 결과, 상기 정전압이 상기 배터리(70a)의 충전 허용 전압을 초과하는 경우, DC-DC 컨버터(60)는 상기 정전압을 슈퍼 커패시터(70b)에 공급한다. For example, the DC-
저항 회로부(80)는 입력되는 전력을 내부에서 소비한다. 본 발명의 실시예들에 있어서, 저항 회로부(80)는 전력 분배부(40)에서 입력되는 전력을 내부에서 소비한다. 즉, 구동모터(50)에서 발생한 잉여 전력이 충전부(70)의 충전 허용 범위를 초과하는 경우, 전력 분배부(40)가 초과한 부분을 저항 회로부(80)에 공급하여 이를 내부에서 소비하도록 한다. 이에 저항 회로부(80)는 내부에 입력되는 전력을 소비하기 위한 저항 회로를 구비한다. 이와 달리, 저항 회로부(80)는 저항 회로 이외에 전력을 소비하기 위한 다양한 소자들을 구비할 수도 있다. The
본 발명의 실시예들에 있어서, 본 시스템(1)은 레귤레이터(30)와 전력 분배부(40)의 사이에 배치된 릴레이부(90)를 더 포함할 수 있다. In embodiments of the present invention, the
릴레이부(90)는 일정한 조건 하에서 레귤레이터(30)로부터의 전원을 차단한다. 예를 들어, 레귤레이터(30)에서 상당한 크기의 고전압이 입력되는 경우, 구동모터(50)에서 전력을 더 이상 소비할 수 없는 경우, 전력 분배부(40)에서 전력을 효율적으로 분배할 수 없는 경우, 치명적인 결함이 전기자동차에 발생하는 경우와 같이 일종의 비상 시, 릴레이부(90)는 레귤레이터(30)로부터 공급되는 전원을 차단 한다. The
이와 같이, 본 시스템(1)은 전력 분배부(40)를 이용하여 레귤레이터(30)로부터 전달받은 전원, 전력을 구동모터(50), 충전부(70) 및 저항 회로부(80)에 효율적으로 분배할 수 있다. 또한, 본 시스템(1)의 전력 분배부(40)는 DC-DC 컨버터(60)를 통하여 정전압을 충전부(70)를 충전함으로써, 충전부(70)를 안정적으로 충전할 수 있어 그 수명을 연장할 수 있다. 나아가, 본 시스템(1)의 저항 회로부(80)가 충전부(70)의 충전 허용 전압 범위를 초과하는 전압에 대해서 내부에서 소비함으로써, 과도한 크기의 전압이 충전부로 공급되어 충전부의 수명이 줄어드는 것을 방지할 수 있다. As such, the
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating a method for supplying electric vehicle of a non-contact magnetic induction charging method according to embodiments of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 방법에 따르면, 먼저 픽업모듈이 도로에 매립된 급전선로로부터 AC 전압을 집전하고(S10), 레귤레이터가 상기 집전한 AC 전압을 DC 전압으로 변환한다(S20).Referring to Figure 2, according to the electric vehicle power supply method of the non-contact magnetic induction charging method according to the embodiments of the present invention, the pickup module first collects the AC voltage from the feeder line embedded in the road (S10), the regulator The collected AC voltage is converted into a DC voltage (S20).
이어서, 전력 분배부가 상기 DC 전압을 구동모터로 공급한다(S30). 이 때, 상기 DC 전압이 구동모터를 구동하기 위한 구동전압이 된다. Subsequently, the power distribution unit supplies the DC voltage to the driving motor (S30). At this time, the DC voltage becomes a driving voltage for driving the driving motor.
그리고 전력 분배부는 구동모터에 잉여 전력이 발생하는지 여부를 판단한다(S40). The power distribution unit determines whether surplus power is generated in the driving motor (S40).
상기 판단 결과, 잉여 전력이 발생하는 경우에 전력 분배부는 상기 잉여 전력을 그 크기에 따라 충전부와 저항 회로부에 분배한다. As a result of the determination, when surplus power is generated, the power distribution unit distributes the surplus power to the charging unit and the resistance circuit unit according to the magnitude thereof.
본 발명의 실시예들에 있어서, 전력 분배부는 상기 잉여 전력을 충전부와 저항 회로부에 분배하기 위하여 상기 잉여 전력이 충전부의 충전 허용 범위 이내인지를 판단한다(S50).In embodiments of the present invention, the power distribution unit determines whether the surplus power is within the charge allowable range of the charging unit in order to distribute the surplus power to the charging unit and the resistance circuit (S50).
상기 판단 결과, 상기 잉여 전력에 대응되는 정전압이 상기 충전부의 충전 허용 전압을 초과하지 않는 경우에는 상기 잉여 전력을 상기 충전부에 공급한다(S60). As a result of the determination, when the constant voltage corresponding to the surplus power does not exceed the charge allowable voltage of the charging unit, the surplus power is supplied to the charging unit (S60).
구체적으로, 상기 잉여 전력을 상기 충전부에 공급하기 위하여, DC-DC 컨버터가 전력 분배부로부터 상기 잉여 전력을 입력받아, 상기 입력받은 잉여 전력을 일정한 크기를 갖는 정전압으로 변환한다. 이어서, DC-DC 컨버터가 상기 정전압이 배터리의 충전 허용 전압을 초과하는지 여부를 판단한다. 상기 판단 결과, 상기 정전압이 상기 배터리의 충전 허용 전압을 초과하지 않는 경우에는 DC-DC 컨버터는 상기 정전압을 상기 배터리에 공급한다. 그리고 상기 판단 결과, 상기 정전압이 상기 배터리의 충전 허용 전압을 초과하는 경우에는 DC-DC 컨버터는 상기 정전압을 슈퍼 커패시터에 공급한다. Specifically, in order to supply the surplus power to the charging unit, the DC-DC converter receives the surplus power from the power distribution unit, and converts the received surplus power into a constant voltage having a predetermined magnitude. The DC-DC converter then determines whether the constant voltage exceeds the charge allowable voltage of the battery. As a result of the determination, when the constant voltage does not exceed the charge allowable voltage of the battery, the DC-DC converter supplies the constant voltage to the battery. As a result of the determination, when the constant voltage exceeds the charge allowable voltage of the battery, the DC-DC converter supplies the constant voltage to the supercapacitor.
따라서 전력 분배부가 DC-DC 컨버터를 통하여 정전압을 배터리와 슈퍼 커패시터에 공급하여 충전함으로써, 충전 효율을 크게 향상시킬 수 있고 배터리의 수명을 연장할 수 있다.Therefore, the power distribution unit supplies a constant voltage to the battery and the super capacitor through the DC-DC converter to charge, thereby greatly improving the charging efficiency and extending the life of the battery.
본 발명의 실시예들에 있어서, 전력 분배부는 상기 잉여 전력이 충전부의 충전 허용 범위 이내인지를 판단한 결과, 상기 잉여 전력에 대응되는 정전압이 상기 충전부의 충전 허용 전압을 초과하는 경우에는 상기 잉여 전력을 충전부와 저항 회로부에 분배한다(S70). 구체적으로, 전력 분배부는 상기 충전 허용 전압에 대응하는 잉여 전력을 충전부로 공급하고, 상기 충전 허용 전압을 초과하는 잉여 전력 부분을 저항 회로부로 공급한다. In embodiments of the present invention, the power distribution unit determines that the surplus power is within the charge allowable range of the charging section, and when the constant voltage corresponding to the surplus power exceeds the charge allowable voltage of the charging section, It is distributed to the charging unit and the resistor circuit (S70). In detail, the power distributor supplies surplus power corresponding to the charge allowance voltage to the charger, and supplies a surplus power portion exceeding the charge allowance voltage to the resistor circuit unit.
따라서 구동모터에서 충전부의 허용 범위를 초과하는 잉여 전력이 발생하는 경우에 전력 분배부가 초과하는 잉여 전력 부분을 저항 회로부에 공급하여 소비하게 함으로써, 과도한 전압이 충전부로 공급되어 충전부의 수명이 감소하는 것을 방지할 수 있다. Therefore, when excess power exceeding the allowable range of the charging section is generated in the drive motor, the excess power portion is supplied to the resistance circuit section for consumption and consumed, so that excessive voltage is supplied to the charging section to reduce the life of the charging section. You can prevent it.
이와 같은 방법에 따르면, 전력 분배부가 구동모터로부터의 잉여 전력을 충전부와 저항 회로부에 효율적으로 분배함으로써, 전체 시스템의 회로를 안정적으로 구동하고 각 구성요소의 수명이 연장될 수 있다. According to this method, the power distribution unit efficiently distributes surplus power from the driving motor to the charging unit and the resistance circuit unit, thereby stably driving the circuit of the whole system and extending the life of each component.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary skill in the art will be described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 시스템을 설명하기 위한 구성도이다. 1 is a block diagram illustrating an electric vehicle power supply system of a non-contact magnetic induction charging method according to embodiments of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차 전력 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating a method for supplying electric vehicle of a non-contact magnetic induction charging method according to embodiments of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 전기자동차 전력 공급 시스템1: electric vehicle power supply system
10 : 급전 선로 20 : 픽업 모듈10: feed line 20: pickup module
30 : 레귤레이터 40 : 전력 분배부30
50 : 구동모터 60 : DC-DC 컨버터50: drive motor 60: DC-DC converter
70 : 충전부 70a : 배터리70: charging
70b : 슈퍼 커패시터 80 : 저항 회로부70b: super capacitor 80: resistor circuit
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JPH06105405A (en) * | 1992-09-18 | 1994-04-15 | Hitachi Ltd | Brake controller for electric motor vehicle |
JP2008017681A (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-24 | Toyota Motor Corp | Power controller of vehicle |
KR20090113971A (en) * | 2008-04-29 | 2009-11-03 | 한국철도기술연구원 | Power supply system for an electric rail car having function for stabilizing voltage of a wire |
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2009
- 2009-12-22 KR KR1020090128860A patent/KR101146644B1/en active IP Right Grant
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KR20090113971A (en) * | 2008-04-29 | 2009-11-03 | 한국철도기술연구원 | Power supply system for an electric rail car having function for stabilizing voltage of a wire |
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