KR101210077B1 - 전기자동차의 제어기 구동 장치 - Google Patents

전기자동차의 제어기 구동 장치 Download PDF

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Abstract

플러그인 충전과 급속 충전을 할 수 있는 전기자동차의 현 상태에 따라 각 상황에 필요한 제어기만을 구동시키도록 하는 전기자동차의 제어기 구동 장치가 제시된다. 제시된 전기자동차의 제어기 구동 장치는, 기타 제어기와 연결된 이그니션 스위치의 양단에 입력측이 연결되고, 출력측은 저전압 DC-DC컨버터와 배터리 관리 시스템의 일 신호 포트 및 전기자동차 제어기에 연결된 제 1 스위치; 배터리 관리 시스템의 다른 신호 포트에 연결된 고전압 DC-DC컨버터의 출력단과 이그니션 스위치의 일단에 연결된 보조 배터리에 입력측이 연결되고, 출력측은 저전압 DC-DC컨버터와 배터리 관리 시스템의 일 신호 포트 및 전기자동차 제어기에 연결된 제 2 스위치; 및 보조 배터리 및 배터리 관리 시스템의 차량 온 포트 사이에 입력측이 연결되고, 출력측은 저전압 DC-DC컨버터와 배터리 관리 시스템의 일 신호 포트 및 전기자동차 제어기에 연결된 제 3 스위치;를 포함한다.

Description

전기자동차의 제어기 구동 장치{Apparatus for driving controller of electric vehicles}
본 발명은 전기자동차의 제어기 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기자동차의 구동(스타트), 저속 충전, 급속 충전시 해당 차량의 제어기를 구동시키는 장치에 관한 것이다.
경제 발전에 따라 자동차에 대한 수요가 폭발적인 증가세를 보이고 있다. 이와 같이 자동차 수요가 늘어남에 따라 자동차에서 배출되는 배기가스가 환경 오염의 주요 원인이 되고 있다. 따라서, 자동차의 배출가스를 줄이도록 요구하고 있고, 업계에서 배출가스를 줄일 수 있는 자동차의 개발이 진행되고 있다.
여기에, 국제 유가의 고공 비행 및 천연자원의 고갈 등이 대체에너지원의 개발 경쟁을 가속화시키고 있는 실정이다.
이러한 현실을 반영하듯 각 국의 자동차 업체들은 차세대 자동차 개발 경쟁을 치열하게 전개하고 있으며, 그 최종 목적지엔 전기자동차가 있다.
전기자동차는 전기를 전력공급원으로 하여 운행하는 차량을 의미한다.
전기자동차는 차량 자체에 전력공급원으로 충전이 가능한 배터리를 탑재하고, 탑재된 배터리에서 공급되는 전력을 이용하여 운행한다.
전기자동차는 크게 전기에 의해 구동되어 전기 자동차를 운행시키기 위한 전기모터, 및 전기 모터에 전기를 공급하는 배터리 등을 필수 구성요소로 구성된다.
이와 같은 전기자동차에 대한 충전 방법으로는 가정용 전기를 사용하여 충전하는 방법이 각광을 받고 있다.
그러나, 전기자동차의 주행거리를 늘리려면 배터리의 용량을 키워야 하고, 결국 충전시간이 길어지는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 플러그인 충전과 급속 충전을 할 수 있는 전기자동차의 현 상태에 따라 각 상황에 필요한 제어기만을 구동시키도록 하는 전기자동차의 제어기 구동 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 전기자동차의 현 상황에 따라 필요 제어기만을 가동시킬 수 있도록 하기 위해 차량 제어기의 웨이크업(wake-up) 신호를 세분화한다. 즉, 키온(Key on)시는 차량 전체 제어기에 웨이크업 신호를 전달한다. 플러그인(plug-in) 충전시에는 고전압 DC-DC컨버터에서 충전과 안전 제어를 할 수 있는 제어기에만 웨이크업 신호를 전달한다. 급속 충전시에는 배터리 관리 시스템(BMS)에서 충전과 안전 제어를 할 수 있는 제어기에만 웨이크업 신호를 전달하도록 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 전기자동차의 제어기 구동 장치는, 기타 제어기와 연결된 이그니션 스위치의 양단에 입력측이 연결되고, 출력측은 저전압 DC-DC컨버터와 배터리 관리 시스템의 일 신호 포트 및 전기자동차 제어기에 연결된 제 1 스위치; 배터리 관리 시스템의 다른 신호 포트에 연결된 고전압 DC-DC컨버터의 출력단과 이그니션 스위치의 일단에 연결된 보조 배터리에 입력측이 연결되고, 출력측은 저전압 DC-DC컨버터와 배터리 관리 시스템의 일 신호 포트 및 전기자동차 제어기에 연결된 제 2 스위치; 및 보조 배터리 및 배터리 관리 시스템의 차량 온 포트 사이에 입력측이 연결되고, 출력측은 저전압 DC-DC컨버터와 배터리 관리 시스템의 일 신호 포트 및 전기자동차 제어기에 연결된 제 3 스위치;를 포함한다.
제 1 스위치는 이그니션 스위치가 온됨에 따라 온되어 배터리 관리 시스템 및 전기자동차 제어기에게로 차량 구동신호를 전달한다.
제 2 스위치는 가정용 충전기에 의한 플러그인 충전시 고전압 DC-DC컨버터로부터의 웨이크업신호에 의해 온되어 전기자동차 제어기에게로 차량 구동신호를 전달한다.
제 2 스위치는 플러그인 충전시 배터리 관리 시스템이 웨이크업된 이후에 온된다.
제 3 스위치는 급속 충전기에 의한 급속 충전시 배터리 관리 시스템에 의해 온되어 전기자동차 제어기에게로 차량 구동신호를 전달한다.
제 3 스위치는 급속 충전시 배터리 관리 시스템이 급속 충전기로부터의 웨이크업신호에 의해 웨이크업된 이후에 온된다.
제 1 스위치는 릴레이로 구성된다.
제 2 스위치는 릴레이로 구성된다.
제 3 스위치는 릴레이로 구성된다.
이러한 구성의 본 발명에 따르면, 필요 제어기가 우선적으로 웨이크업(wake-up)되고 타 제어기를 웨이크업하므로 충전시 필요 제어기만 동작하게 되어 소비전력 소모를 줄일 수 있게 된다.
또한, 배터리 관리 시스템이 현 상황에 대한 파악을 하여 보다 안정적인 관리를 할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 제어기 구동 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 키온(Key-on)시의 전기자동차의 제어기 구동 순서를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가정용 전원으로 충전시의 전기자동차의 제어기 구동 순서를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 급속 충전시의 전기자동차의 제어기 구동 순서를 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 제어기 구동 장치에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 제어기 구동 장치의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 제어기 구동 장치는 제 1 스위치(14)와 제 2 스위치(26) 및 제 3 스위치(28)를 포함한다.
제 1 스위치(14)는 기타 제어기(10)와 연결된 이그니션 스위치(12)의 양단에 입력측이 연결된다. 제 1 스위치(14)의 출력측은 저전압 DC-DC컨버터(16)와 배터리 관리 시스템(18)의 일 신호 포트(A) 및 전기자동차 제어기(20)에 연결된다. 바람직하게, 제 1 스위치(14)는 릴레이로 구성된다.
제 1 스위치(14)는 이그니션 스위치(12)가 온됨에 따라 온되어 배터리 관리 시스템(18)(Battery Management System; BMS) 및 전기자동차 제어기(20)에게로 차량 구동신호를 전달한다.
제 2 스위치(26)는 배터리 관리 시스템(18)의 다른 신호 포트(B)에 연결된 고전압 DC-DC컨버터(22)의 출력단과 이그니션 스위치(12)의 일단에 연결된 보조 배터리(24)에 입력측이 연결된다. 제 2 스위치(26)의 출력측은 저전압 DC-DC컨버터(16)와 배터리 관리 시스템(18)의 일 신호 포트(A) 및 전기자동차 제어기(20)에 연결된다. 바람직하게, 제 2 스위치(26)는 릴레이로 구성된다.
제 2 스위치(26)는 가정용 충전기에 의한 플러그인 충전시 고전압 DC-DC컨버터(22)로부터의 웨이크업신호에 의해 온되어 전기자동차 제어기(20)에게로 차량 구동신호를 전달한다. 여기서, 제 2 스위치(26)는 플러그인 충전시 배터리 관리 시스템(18)이 웨이크업된 이후에 온된다.
제 3 스위치(28)는 보조 배터리(24) 및 배터리 관리 시스템(18)의 차량 온 포트 사이에 입력측이 연결된다. 제 3 스위치(28)의 출력측은 저전압 DC-DC컨버터(16)와 배터리 관리 시스템(18)의 일 신호 포트(A) 및 전기자동차 제어기(20)에 연결된다. 한편, 배터리 관리 시스템(18)의 또 다른 신호 포트(C)는 급속 충전기(32)에 연결될 수 있다. 바람직하게, 제 3 스위치(28)는 릴레이로 구성된다.
제 3 스위치(28)는 급속 충전기(32)에 의한 급속 충전시 배터리 관리 시스템(18)에 의해 온되어 전기자동차 제어기(20)에게로 차량 구동신호를 전달한다. 여기서, 제 3 스위치(28)는 급속 충전시 배터리 관리 시스템(18)이 급속 충전기(32)로부터의 웨이크업신호에 의해 웨이크업된 이후에 온된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 키온(Key-on)시의 전기자동차의 제어기 구동 순서를 설명하는 도면이다.
전기자동차 운전자가 이그니션 스위치(12)를 온시키게 되면 차량 구동신호(IG1)로 해당 차량의 기타 제어기(10)를 웨이크업시킨다(도 2의 (1) 참조).
이후, 제 1 스위치(14)가 이그니션 스위치(12)가 온됨에 따라 온된다. 그에 따라, 차량 구동신호(IG3)가 저전압 DC-DC컨버터(16)와 배터리 관리 시스템(18) 및 전기 자동차 제어기(20)에 전달되어 차량을 구동할 수 있게 한다(도 2의 (2) 참조).
그에 따라, 배터리 관리 시스템(18)은 신호 포트(A)로 입력되는 신호를 통하여 해당 차량이 키온 상태임을 인식한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가정용 전원으로 충전시의 전기자동차의 제어기 구동 순서를 설명하는 도면이다.
전기자동차 운전자가 가정용 전원(30)을 차량에 연결하여 충전할 경우(즉, 가정용 충전기에 의한 플러그인 충전시), 일단 가정용 전원(30)이 고전압 DC-DC컨버터(22)에게로 인가된다(도 3의 (1) 참조).
그에 따라, 고전압 DC-DC컨버터(22)는 웨이크업 신호를 출력하게 된다.
고전압 DC-DC컨버터(22)에서 출력되는 웨이크업 신호는 배터리 관리 시스템(18)의 신호 포트(B)에게로 인가되어 배터리 관리 시스템(18)을 깨운다(도 3의 (2) 참조).
이어, 제 2 스위치(26)가 고전압 DC-DC컨버터(22)에서 출력되는 웨이크업 신호에 의해 온된다. 그에 따라, 차량 구동신호(IG3)가 저전압 DC-DC컨버터(16)와 배터리 관리 시스템(18) 및 전기자동차 제어기(20)에 전달되어 차량을 구동할 수 있게 한다(도 3의 (3) 참조).
배터리 관리 시스템(18)은 입력된 웨이크업 신호 및 차량 구동신호(IG3)를 통하여 차량에 가정용 충전기가 연결되었음을 인식한다.
이와 같이 하면 키오프 상태에서 충전기 연결시 고전압 배터리 충전에 관련된 제어기만 깨어나서 동작하게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 급속 충전시의 전기자동차의 제어기 구동 순서를 설명하는 도면이다.
급속 충전기(32)를 전기자동차에 연결한 경우, 급속 충전기(32)의 웨이크업 신호가 배터리 관리 시스템(18)의 신호 포트(C)에게로 입력된다(도 4의 (1) 참조). 그에 따라, 배터리 관리 시스템(18)이 웨이크업된다.
웨이크업된 배터리 관리 시스템(18)은 현재 급속 충전기(32)가 연결되었음을 인식한 후 차량 온 포트를 통해 제 3 스위치(28)를 제어한다(도 4의 (2) 참조).
이어, 제 3 스위치(28)가 배터리 관리 시스템(18)의 제어에 의해 온된다. 그에 따라, 차량 구동신호(IG3)가 저전압 DC-DC컨버터(16)와 배터리 관리 시스템(18) 및 전기자동차 제어기(20)에 전달되어 급속 충전을 할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
10 : 기타 제어기 12 : 이그니션 스위치
14 : 제 1 스위치 16 : 저전압 DC-DC컨버터
18 : 배터리 관리 시스템 20 : 전기자동차 제어기
22 : 고전압 DC-DC컨버터 24 : 보조 배터리
26 : 제 2 스위치 28 : 제 3 스위치
30 : 가정용 전원 32 : 급속 충전기

Claims (9)

  1. 스위칭 접점의 입출력단자와 제 1 여자용 코일의 입출력단자를 구비하는 릴레이로 마련되고, 스위칭 접점의 입력단자는 이그니션 스위치의 일단에 연결되고 상기 제 1 여자용 코일의 입력단자는 기타 제어기와 연결된 상기 이그니션 스위치의 타단에 연결되며 상기 제 1 여자용 코일의 출력단자는 접지되고, 스위칭에 의한 전류가 출력되는 스위칭 접점의 출력단자는 저전압 DC-DC컨버터와 배터리 관리 시스템의 일 신호 포트 및 전기자동차 제어기에 연결되는 제 1 스위치;
    스위칭 접점의 입출력단자와 제 2 여자용 코일의 입출력단자를 구비하는 릴레이로 마련되고, 상기 제 2 여자용 코일의 입력단자는 상기 배터리 관리 시스템의 다른 신호 포트에 연결된 고전압 DC-DC컨버터의 출력단에 연결되고 상기 제 2 여자용 코일의 출력단자는 접지되고, 스위칭 접점의 입력단자는 상기 이그니션 스위치의 일단에 연결된 보조 배터리에 연결되며, 스위칭에 의한 전류가 출력되는 스위치 접점의 출력단자는 상기 저전압 DC-DC컨버터와 상기 배터리 관리 시스템의 일 신호 포트 및 상기 전기자동차 제어기에 연결되는 제 2 스위치; 및
    스위칭 접점의 입출력단자와 제3 여자용 코일의 입출력단자를 구비하는 릴레이로 마련되고, 스위칭 접점의 입력단자 및 상기 제3 여자용 코일의 입력단자는 상기 보조 배터리에 연결되고 상기 제3 여자용 코일의 출력단자는 상기 배터리 관리 시스템의 차량 온 포트에 연결되며, 스위칭에 의한 전류가 출력되는 스위칭 접점의 출력단자는 상기 저전압 DC-DC컨버터와 상기 배터리 관리 시스템의 일 신호 포트 및 상기 전기자동차 제어기에 연결된 제 3 스위치;를 포함하고,
    상기 제 1 스위치는 상기 이그니션 스위치가 온됨에 따라 온되어 상기 배터리 관리 시스템 및 전기자동차 제어기로 차량 구동신호를 전달하고, 상기 제 2 스위치는 가정용 충전기에 의한 플러그인 충전시 상기 고전압 DC-DC컨버터로부터의 웨이크업신호에 의해 온되어 상기 전기자동차 제어기로 상기 차량 구동신호를 전달하며, 상기 제 3 스위치는 급속 충전기에 의한 급속 충전시 상기 배터리 관리 시스템에 의해 온 되어 상기 전기자동차 제어기로 상기 차량 구동신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 제어기 구동 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 스위치는 상기 플러그인 충전시 상기 배터리 관리 시스템이 웨이크업된 이후에 온되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 제어기 구동 장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 3 스위치는 상기 급속 충전시 상기 배터리 관리 시스템이 상기 급속 충전기로부터의 웨이크업신호에 의해 웨이크업된 이후에 온되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 제어기 구동 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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