KR101241237B1 - A Regenerative Brake Equipment Using Electric Double Layer Capacitor for Vehicle - Google Patents

A Regenerative Brake Equipment Using Electric Double Layer Capacitor for Vehicle Download PDF

Info

Publication number
KR101241237B1
KR101241237B1 KR1020100132607A KR20100132607A KR101241237B1 KR 101241237 B1 KR101241237 B1 KR 101241237B1 KR 1020100132607 A KR1020100132607 A KR 1020100132607A KR 20100132607 A KR20100132607 A KR 20100132607A KR 101241237 B1 KR101241237 B1 KR 101241237B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
double layer
electric double
layer capacitor
voltage
battery
Prior art date
Application number
KR1020100132607A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120071030A (en
Inventor
양기일
Original Assignee
(주)엠피에스코리아
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)엠피에스코리아 filed Critical (주)엠피에스코리아
Priority to KR1020100132607A priority Critical patent/KR101241237B1/en
Publication of KR20120071030A publication Critical patent/KR20120071030A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101241237B1 publication Critical patent/KR101241237B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/18—Controlling the braking effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/308—Electric sensors
    • B60Y2400/3084—Electric currents sensors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

본 발명은 전기 자동차의 회생 제동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제동시에 모터를 사용하여 관성 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 이를 전기 이중층 콘덴서에 저장한 후, 회수된 전기 에너지를 다시 모터 구동에 사용하는 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치는 전기 에너지를 반복적으로 충전하여 사용하게 하는 2차 전지 배터리와; 제동시 관성에너지로 상기 배터리에 의해 구동되는 전기 모터를 구동하여 발전되는 교류전압을 직류로 정류하는 정류부와; 상기 정류부에 의해 정류된 전압에 의해 충전되는 전기 이중층 콘덴서와; 다수 개의 상기 전기 이중층 콘덴서가 직렬로 연결된 전기 이중층 콘덴서 블럭의 단자 전압과 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 출력 전류 및 상기 배터리 내부의 각각의 배터리 팩에 대한 전압을 측정하는 측정부와; 상기 측정부를 통하여 상기 배터리 팩의 전압과 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 단자 전압 및 전류를 측정하거나, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 출력 단자를 선택된 배터리 팩 조합에 각각 연결하는 다수 개의 연결 스위치와; 상기 연결 스위치가 연결되도록 구동하는 연결 스위치 구동부와; 제동 신호를 감지하는 제동 신호 감지부와; 상기 제동 신호 감지부를 통하여 감지된 제동 신호에 따라, 상기 연결 스위치를 제어하고, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭에 충전된 전압과 상기 배터리 팩의 전압을 측정하여, 측정된 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 전압에 따라 상기 배터리 팩 중에서 충전할 배터리 팩 조합을 선정하고, 이에 따라 상기 연결 스위치 구동부를 제어하여 선택된 상기 배터리 팩을 충전하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
이와 같이 이루어진 본 발명에 의한 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치 및 방법은 기계적인 마찰 저항에 의한 제동을 사용하지 않으므로 해서, 마찰에 의한 진동과 소음이 발생하지 않고, 브레이크 슈의 마모가 없어 환경 오염이 없다는 장점이 있다. 또한, 회생 제동시 모터에 의해 발생하는 모든 전압의 범위에 대해 모두 전기 에너지 회수가 가능하여 에너지 회수 효율을 높일 수 있다는 장점이 있으며, 회생에너지에 의한 배터리 충전시 배터리의 전압 균형을 능동적으로 맞추어 줌으로서, 배터리의 수명을 향상시켜주는 다른 장점이 있다.The present invention relates to a regenerative braking apparatus for an electric vehicle, and more particularly, inertia energy is converted into electrical energy by using a motor during braking and stored in an electric double layer capacitor, and then the recovered electrical energy is used for driving the motor again. A regenerative braking apparatus using an electric double layer capacitor.
The regenerative braking apparatus using the electric double layer capacitor according to the present invention includes a secondary battery battery for repeatedly charging and using electrical energy; A rectifier for rectifying an alternating voltage generated by driving an electric motor driven by the battery with inertia energy during braking; An electric double layer capacitor charged by the voltage rectified by the rectifier; A measuring unit measuring a terminal voltage of an electric double layer capacitor block connected to the plurality of electric double layer capacitors in series, an output current of the electric double layer capacitor block, and a voltage for each battery pack in the battery; A plurality of connection switches measuring the voltage of the battery pack and the terminal voltage and current of the electric double layer capacitor block through the measuring unit, or connecting the output terminals of the electric double layer capacitor block to a selected battery pack combination; A connection switch driver for driving the connection switch to be connected; A braking signal detector for detecting a braking signal; According to the braking signal detected through the braking signal detector, the connection switch is controlled, and the voltage charged in the electric double layer capacitor block and the voltage of the battery pack are measured, and the voltage of the electric double layer capacitor block is measured. And a controller configured to select a combination of battery packs to be charged from the battery packs, and thereby control the connection switch driver to charge the selected battery pack.
The regenerative braking apparatus and method using the electric double layer condenser according to the present invention thus constructed does not use braking by mechanical frictional resistance, so that vibration and noise caused by friction do not occur, and the wear of the brake shoe is eliminated and environmental pollution is prevented. There is no advantage to this. In addition, all the ranges of voltage generated by the motor during regenerative braking are capable of recovering electrical energy, thereby increasing the energy recovery efficiency, and actively adjusting the voltage balance of the battery when charging the battery by regenerative energy. As a result, there is another advantage of improving the life of the battery.

Description

전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치{A Regenerative Brake Equipment Using Electric Double Layer Capacitor for Vehicle}Regenerative Brake Equipment Using Electric Double Layer Capacitor for Vehicle

본 발명은 전기 자동차의 회생 제동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제동시에 모터를 발전기로 사용하여 관성 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 이를 전기 이중층 콘덴서에 저장한 후, 회수된 전기 에너지를 다시 모터 구동에 사용하는 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a regenerative braking apparatus for an electric vehicle, and more particularly, by using a motor as a generator during braking, converting inertial energy into electrical energy, storing the energy in an electric double layer capacitor, and then recovering the recovered electrical energy to drive the motor. A regenerative braking device using an electric double layer capacitor to be used.

일반적으로 내연 기관 자동차는 가솔린 또는 경유 등의 연료를 사용하여 이를 혼합 공기와 동시에 엔진의 내부에 흡입하여 연소시킴으로써 구동력을 발생시켜 자동차의 주행이 이루어진다. 이에 비해, 전기 자동차는 배터리 등의 전기 에너지를 이용하여 모터를 회전시켜 바퀴를 구동시킴으로써 자동차의 주행이 이루어진다. 이러한 전기 자동차는 소음 및 배출 가스등의 공해 문제를 해결할 수 있어서 새로운 교통 수단으로 정착되기 위한 적극적인 연구 개발이 이루어지고 있다.In general, an internal combustion engine vehicle uses a fuel such as gasoline or light oil to inhale and burn the mixed air at the same time as the mixed air to generate driving force, thereby driving the vehicle. In contrast, an electric vehicle travels by driving a wheel by rotating a motor using electric energy such as a battery. Such electric vehicles can solve pollution problems such as noise and emission gas, and active research and development are being made to settle as a new means of transportation.

이와 같이 전기 자동차는 전기 에너지로 모터를 구동하고, 이를 동력 전달 장치를 통해 전달하여 바퀴를 회전시켜 주행하는 무공해 자동차로서, 구동에 필요한 동력을 공급하도록 배터리를 사용하며, 배터리는 그 내부에서 화학 반응으로 전기 에너지를 발생시켜, 발생된 전기 에너지는 모터에서 운동 에너지로 변환되어 전기 자동차를 구동하게 된다.As such, an electric vehicle is a pollution-free vehicle that drives a motor with electric energy, transmits it through a power transmission device, and rotates a wheel, and uses a battery to supply power for driving, and a battery reacts with a chemical reaction therein. By generating electrical energy, the generated electrical energy is converted into kinetic energy in the motor to drive the electric vehicle.

전기 자동차에 사용하는 모터는 발전기와 구조가 같으므로 전류를 흘리면 회전을 하게 되고, 반대로 외부에서 힘을 가하여 회전을 시키면 발전기가 되어 전기 에너지가 발생한다. 따라서, 차를 감속시키거나 제동을 할 때, 그 힘으로 모터를 회전시켜 발전을 하고, 이때 발생한 전기 에너지를 배터리에 충전하는 장치를 만들면 배터리의 전기 소모량을 많이 줄일 수 있다. 이와 같이 회생 제동 방식을 이용하면, 배터리의 전력 소모량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기계적 제동에 의한 소음 문제와 제동장치의 브레이크슈가 마모되는 것을 방지할 수 있는 등 많은 장점을 가지고 있어, 회생 제동 장치는 전기차의 에너지 소비를 줄이는 데 있어서 매우 중요한 역할을 한다. Motors used in electric vehicles have the same structure as generators, so they rotate when current flows. On the contrary, when they rotate by applying force from the outside, they become generators and generate electrical energy. Therefore, when the vehicle is decelerated or braked, power is generated by rotating the motor with the force, and if the device is configured to charge the electric energy generated by the battery, the electricity consumption of the battery can be greatly reduced. By using the regenerative braking method as described above, the power consumption of the battery can be reduced, and the regenerative braking device has many advantages, such as noise problem caused by mechanical braking and prevention of wear of the brake shoe of the braking device. Plays an important role in reducing the energy consumption of electric vehicles.

그러나, 이러한 이점에도 불구하고, 종래의 전기 자동차는 제동시 마찰열로 발산되는 관성 에너지를 전기 에너지로 회수하여 활용하지 못하거나, 그 효율이 매우 낮아 이에 대한 개선 방안이 요구되고 있다. However, despite these advantages, conventional electric vehicles are unable to recover and utilize inertial energy emitted by frictional heat during braking as electrical energy, or the efficiency thereof is very low, and there is a need for improvement.

일반적으로, 콘덴서(capacitor, condenser)는 양 극판 사이에 대전된 전하를 축적할 수 있어, 배터리(storage battery)와 함께 전기 에너지를 저장할 수 있는 중요한 수단이 되고 있다. 울트라콘덴서(ultracapacitor) 또는 슈퍼콘덴서(supercapacitor)라 불리는 전기 이중층 콘덴서는 전기 이중층 콘덴서(Electric Double Layer Capacitor: EDLC), 금속산화물 의사콘덴서, 또는 배터리와 전기 이중층 콘덴서를 결합한 형태인 하이브리드 콘덴서 등이 있으며, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 태양에너지용 전원장치, 무정전 전원공급장치(Uninterruptible Power Supply: UPS)와 같은 산업용 전원장치 등에 사용이 확대되고 있다. 전기 이중층 콘덴서는 활성탄소 또는 금속산화물에 물리적 반응 또는 반응속도가 빠른 전기화학 반응을 이용하여 전기 에너지를 저장하는 전기 에너지 저장 장치로서 기존의 배터리에 비해 싸이클 특성 및 온도 특성이 우수하다. 전기 이중층 콘덴서와 같은 전기 이중층 콘덴서는 매우 긴 충/방전 수명, 온도에 대하여 적은 성능편차, 2차 전지 배터리에 비해 상대적으로 작은 내부 저항, 높은 충/방전 효율, 빠른 충전속도 등의 장점을 가지고 있으나, 전기 에너지가 활물질의 표면에 물리적으로 저장되므로 상대적으로 2차 전지 배터리에 비해 저장할 수 있는 에너지 양이 작고 가격이 비싸다는 문제점이 있다. In general, a capacitor (capacitor, condenser) can accumulate charged charge between the positive electrode plate, has become an important means for storing electrical energy with a storage battery (storage battery). Electric double layer capacitors, called ultracapacitors or supercapacitors, include electric double layer capacitors (EDLC), metal oxide pseudocapacitors, or hybrid capacitors that combine batteries and electric double layer capacitors. Its use is increasing in industrial power supplies such as electric vehicles, hybrid vehicles, solar power supplies, and uninterruptible power supplies (UPS). An electric double layer capacitor is an electrical energy storage device that stores electrical energy by using a physical reaction or a fast reaction rate electrochemical reaction on activated carbon or a metal oxide, and has excellent cycle characteristics and temperature characteristics compared to conventional batteries. Electric double layer capacitors, such as electric double layer capacitors, have the advantages of very long charge / discharge life, low performance deviation with respect to temperature, relatively small internal resistance, high charge / discharge efficiency, and fast charging speed compared to secondary battery batteries. In addition, since electrical energy is physically stored on the surface of the active material, there is a problem in that the amount of energy that can be stored is relatively low and expensive compared to the rechargeable battery battery.

한편, 2차 전지 배터리는 전기 화학 반응에 의해 전기 에너지를 충전하거나 방전시키는 전기 에너지 저장장치로 납배터리, 니켈수소 전지, 니켈카드뮴전지 및 리튬이온 전지 등이 있으며 다양한 분야에서 활발히 사용되고 있다. 그러나, 전기 이중층 콘덴서에 비해 상대적으로 많은 전기 에너지를 저장할 수 있고, 가격도 저렴하나 전기 에너지를 충/방전시키기 위해 전기 화학 반응을 사용함에 따라 제한된 수명을 가지고, 온도에 따른 성능의 변화 폭이 크고, 충/방전 효율이 낮으며, 충전에 많은 시간이 소요되는 등의 단점이 있다.Meanwhile, secondary battery batteries include lead batteries, nickel hydride batteries, nickel cadmium batteries, and lithium ion batteries as electrical energy storage devices for charging or discharging electrical energy by an electrochemical reaction, and are actively used in various fields. However, compared to electric double layer capacitors, they can store a lot of electric energy and are cheaper, but have a limited lifespan due to the use of electrochemical reactions to charge / discharge electric energy. It has disadvantages such as low charging / discharging efficiency and long time for charging.

따라서, 배터리의 장점과 전기 이중층 콘덴서의 장점을 상호 보완적으로 이용하여, 제동시 효율적으로 관성 에너지를 전기적 에너지로 회수할 수 있게 하고, 전기 에너지로 회수된 회생에너지를 다시 모터 구동에 사용할 수 있도록 하여, 에너지 이용 효율을 높일 수 있는 전기 이중층 콘덴서를 이용한 효율적인 회생 제동 방안이 시급히 요구되고 있다.
Therefore, by using the advantages of the battery and the advantages of the electric double layer capacitor complementary, it is possible to efficiently recover the inertial energy as electrical energy during braking, and to use the regenerated energy recovered as electrical energy to drive the motor again. Therefore, there is an urgent need for an efficient regenerative braking method using an electric double layer capacitor capable of increasing energy use efficiency.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 회생 제동시 모터에 의해 발생하는 전압의 변동폭이 매우 커, 이를 배터리에 직접 충전하는 경우 회생 에너지의 효율적인 회수가 어렵다는 문제점을 해결하고, 전기 이중층 콘덴서에 회수된 전기 에너지로 모터를 직접 구동하기에는 모터 구동에 필요한 요구 전압이 맞지 않아 회수된 전기 에너지를 모터 구동에 사용할 수 없다는 문제점을 해결할 수 있도록, 모터에 의해 발전된 교류 전압을 정류하여 전기 이중층 콘덴서에 1차적으로 저장한 후, 전기 이중층 콘덴서에 저장된 전기 에너지의 정도에 따라 충전할 배터리 팩 조합을 선택하고, 전기 이중층 콘덴서에 저장된 전기 에너지로 선택된 배터리 팩을 충전한 후, 배터리에 저장된 전기 에너지로 모터를 구동하는 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치를 제공하는 데 있다.
In order to solve the problems as described above, the purpose is to solve the problem that the effective recovery of the regenerative energy is difficult when charging the battery directly, the voltage fluctuation range generated by the motor during regenerative braking is very large, The electric double layer is rectified by rectifying the alternating voltage generated by the motor to solve the problem that the required voltage for driving the motor does not match to drive the motor directly with the electric energy recovered in the double layer capacitor. After the primary storage in the condenser, select the battery pack combination to charge according to the degree of electrical energy stored in the electrical double layer capacitor, charge the selected battery pack with the electrical energy stored in the electrical double layer capacitor, and then store the electrical energy stored in the battery. Electric double layer capacitor to drive the motor By the provision of a regenerative braking device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 특징에 따르면, 전기 에너지를 반복적으로 충전하여 사용하게 하는 2차 전지 배터리와; 제동시 관성에너지로 상기 배터리에 의해 구동되는 전기 모터를 구동하여 발전되는 교류전압을 직류로 정류하는 정류부와; 상기 정류부에 의해 정류된 전압에 의해 충전되는 전기 이중층 콘덴서와; 다수 개의 상기 전기 이중층 콘덴서가 직렬로 연결된 전기 이중층 콘덴서 블럭의 단자 전압과 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 출력 전류 및 상기 배터리 내부의 각각의 배터리 팩에 대한 전압을 측정하는 측정부와; 상기 측정부를 통하여 상기 배터리 팩의 전압과 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 단자 전압 및 전류를 측정하거나, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 출력 단자를 선택된 배터리 팩 조합에 각각 연결하는 다수 개의 연결 스위치와; 상기 연결 스위치가 연결되도록 구동하는 연결 스위치 구동부와; 제동 신호를 감지하는 제동 신호 감지부와; 상기 제동 신호 감지부를 통하여 감지된 제동 신호에 따라, 상기 연결 스위치를 제어하고, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭에 충전된 전압과 상기 배터리 팩의 전압을 측정하여, 측정된 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 전압에 따라 상기 배터리 팩 중에서 충전할 배터리 팩 조합을 선정하고, 이에 따라 상기 연결 스위치 구동부를 제어하여 선택된 상기 배터리 팩을 충전하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동장치를 제공하는데 있다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, a secondary battery battery for repeatedly charging and using electrical energy; A rectifier for rectifying an alternating voltage generated by driving an electric motor driven by the battery with inertia energy during braking; An electric double layer capacitor charged by the voltage rectified by the rectifier; A measuring unit measuring a terminal voltage of an electric double layer capacitor block connected to the plurality of electric double layer capacitors in series, an output current of the electric double layer capacitor block, and a voltage for each battery pack in the battery; A plurality of connection switches measuring the voltage of the battery pack and the terminal voltage and current of the electric double layer capacitor block through the measuring unit, or connecting the output terminals of the electric double layer capacitor block to a selected battery pack combination; A connection switch driver for driving the connection switch to be connected; A braking signal detector for detecting a braking signal; According to the braking signal detected through the braking signal detector, the connection switch is controlled, and the voltage charged in the electric double layer capacitor block and the voltage of the battery pack are measured, and the voltage of the electric double layer capacitor block is measured. And a controller configured to select a combination of battery packs to be charged from the battery packs, and to control the connection switch driver to charge the selected battery packs, thereby providing a regenerative braking apparatus using an electric double layer capacitor.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭에 흐르는 전류를 감지하는 전류센서를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.At this time, according to an additional feature of the present invention, it is preferable to further comprise a current sensor for sensing the current flowing in the electric double layer capacitor block.

또한, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 모터 구동부와 상기 전기 모터를 연결하는 모터 구동부 연결 스위치;와 상기 정류부와 상기 모터를 연결하는 정류부 연결 스위치;와 상기 모터 구동부 연결 스위치와 정류부 연결 스위치를 구동하는 모터 연결 스위치 구동부;를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In addition, according to an additional feature of the present invention, a motor drive connection switch for connecting the motor drive unit and the electric motor; and a rectifier connection switch for connecting the rectifier and the motor; and the motor drive connection switch and rectifier connection switch It is preferably configured to further include; a motor connection switch drive unit for driving.

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

본 발명에 따른 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치는 기계적인 마찰 저항에 의한 제동을 사용하지 않으므로 해서, 마찰에 의한 진동과 소음이 발생하지 않고, 브레이크 슈의 마모를 줄일 수 있어 환경 오염이 적다는 장점이 있다. The regenerative braking apparatus using the electric double layer capacitor according to the present invention does not use braking by mechanical frictional resistance, so that vibration and noise are not generated due to friction, and wear of the brake shoe can be reduced, thereby reducing environmental pollution. There is an advantage.

또한, 회생 제동시 모터에 의해 발생하는 모든 전압의 범위에 대해 전기 에너지 회수가 가능하므로, 제동 에너지 모두 회수할 수 있다는 장점이 있으며, 회생에너지에 의한 배터리 충전시 배터리의 전압 균형을 능동적으로 맞추므로, 배터리의 수명을 향상시켜주는 또 다른 장점이 있다.
In addition, since it is possible to recover electric energy for all voltage ranges generated by the motor during regenerative braking, there is an advantage in that all braking energy can be recovered, and the voltage balance of the battery is actively adjusted when charging the battery by regenerative energy. Another advantage is the improved battery life.

도 1은 배터리에 의한 모터 구동 회로 및 제동시 회생 에너지 회수를 위한 전기 이중층 콘덴서 연결 블럭 회로도.
도 2는 측정부를 통하여 개별 배터리 팩의 단자 전압과 전기 이중층 콘덴서 블럭에 충전된 단자 전압을 측정하고, 전기 이중층 콘덴서 블럭에 흐르는 전류를 측정하기 위해 연결되는 연결 스위치를 나타낸 블럭 회로도.
도 3는 모터 구동부 및 회생 에너지 회수를 위한 정류부가 스위치를 통해 병렬로 연결되어 있음을 나타내는 블럭 회로도.
도 4는 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)으로 배터리 팩 전체가 직렬로 연결된 배터리 팩을 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 연결하여 충전하는 회로도.
도 5는 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)으로 배터리 팩 5개가 직렬로 연결된 배터리 팩조합을 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 연결하여 충전하는 회로도.
도 6은 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)으로 배터리 팩 4개가 직렬로 연결된 배터리 팩조합을 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 연결하여 충전하는 회로도.
도 7은 전기 이중층 콘덴서 블럭에 충전된 회생 에너지로 배터리 팩을 충전하는 흐름도.1 is a circuit diagram of an electric double layer condenser connection for recovery of regenerative energy during braking and motor drive circuit by battery.
Figure 2 is a block circuit diagram showing a connection switch connected to measure the terminal voltage of the individual battery pack and the terminal voltage charged in the electric double layer capacitor block through the measuring unit, and to measure the current flowing in the electric double layer capacitor block.
3 is a block circuit diagram showing that the motor drive unit and the rectifying unit for regenerative energy recovery are connected in parallel through a switch.
4 is a circuit diagram of charging a battery pack connected to an electric double layer capacitor block 105 by connecting the battery pack in series with the electric double layer capacitor block 105.
FIG. 5 is a circuit diagram of a battery pack combination in which five battery packs are connected in series with the electric double layer capacitor block 105 and connected to the electric double layer capacitor block 105 for charging.
FIG. 6 is a circuit diagram of a battery pack combination in which four battery packs are connected in series with an electric double layer capacitor block 105 and connected to the electric double layer capacitor block 105 for charging.
7 is a flowchart of charging a battery pack with regenerative energy charged in an electric double layer capacitor block.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치 및 그 방법에 대한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a regenerative braking apparatus using the electric double layer capacitor and a method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치는 전기 에너지를 반복적으로 충전하여 사용하게 하는 2차전지 배터리와; 제동시 관성에너지로 상기 2차전지 배터리에 의해 구동되는 전기 모터를 구동하여 발전되는 교류전압을 직류로 정류하는 정류부와; 상기 정류부에 의해 정류된 전압에 의해 충전되는 전기 이중층 콘덴서와; 다수 개의 상기 전기 이중층 콘덴서가 직렬로 연결된 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 단자 전압과 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 출력 전류 및 상기 2차전지 배터리 내부의 각각의 배터리 팩에 대한 전압을 측정하는 측정부와; 상기 측정부를 통하여 상기 배터리 팩의 전압과 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 단자 전압 및 전류를 측정하거나, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 출력 단자를 선택된 배터리 팩 조합에 각각 연결하는 다수 개의 연결 스위치와; 상기 스위치가 연결되도록 구동하는 연결 스위치 구동부와; 운전자의 제동 신호를 감지하는 제동 신호 감지부; 상기 제동 신호 감지부를 통하여 감지된 제동 신호에 따라, 상기 연결 스위치를 제어하고, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭에 충전된 전압과 상기 배터리 팩의 전압을 측정하여, 측정된 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 전압에 따라 상기 배터리 팩 중에서 충전할 배터리 팩 조합을 선정하고, 이에 따라 상기 연결 스위치 구동부를 제어하여 선택된 상기 배터리 팩을 충전하는 제어부;를 포함하여 이루어진다.The regenerative braking apparatus using the electric double layer capacitor according to the present invention includes a secondary battery battery for repeatedly charging and using electrical energy; A rectifying unit for rectifying an alternating voltage generated by driving an electric motor driven by the secondary battery battery with inertial energy during braking with a direct current; An electric double layer capacitor charged by the voltage rectified by the rectifier; A measuring unit for measuring a terminal voltage of the electric double layer capacitor block 105 in which a plurality of electric double layer capacitors are connected in series, an output current of the electric double layer capacitor block, and a voltage for each battery pack in the secondary battery battery; ; A plurality of connection switches measuring the voltage of the battery pack and the terminal voltage and current of the electric double layer capacitor block through the measuring unit, or connecting the output terminals of the electric double layer capacitor block to a selected battery pack combination; A connection switch driver for driving the switch to be connected; A braking signal detector for detecting a braking signal of a driver; According to the braking signal detected through the braking signal detector, the connection switch is controlled, and the voltage charged in the electric double layer capacitor block and the voltage of the battery pack are measured, and the voltage of the electric double layer capacitor block is measured. And a controller for selecting a combination of battery packs to be charged from the battery packs, and controlling the connection switch driver to charge the selected battery pack.

또한, 본 발명에 의한 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치는 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭에 흐르는 전류를 감지하는 전류센서를 더 포함하여 이루어진다.In addition, the regenerative braking apparatus using the electric double layer capacitor according to the present invention further comprises a current sensor for sensing the current flowing in the electric double layer capacitor block.

또한, 본 발명에 의한 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치는 상기 모터 구동부와 상기 전기 모터를 연결하는 모터 구동부 연결 스위치;와 상기 정류부와 상기 전기 모터를 연결하는 정류부 연결 스위치;와 상기 모터 구동부 연결 스위치와 상기 정류부 연결 스위치를 구동하는 모터 연결 스위치 구동부;를 더 포함하여 이루어진다.In addition, the regenerative braking apparatus using the electric double layer capacitor according to the present invention includes a motor drive unit connection switch for connecting the motor drive unit and the electric motor; and a rectifier connection switch for connecting the rectifier unit and the electric motor; and the motor drive unit connection switch And a motor connection switch driver for driving the rectifier connection switch.

또한, 본 발명에 의한 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 방법은 제동 신호를 감지하는 제동 신호 감지 단계; 모터 구동부 연결 스위치를 끊고, 정류부를 모터에 연결하는 정류부 연결 단계; 측정부로 하여금 전기 이중층 콘덴서 블럭에 충전된 충전 전압과 각각의 배터리 팩에 대한 전압을 측정하는 전압 측정 단계; 상기 전압 측정 단계에서 측정된 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 충전 전압에 따라, 상기 배터리 팩 중에서 충전할 배터리 팩 조합을 선택하는 배터리 팩 조합 선택 단계; 및 상기 배터리 팩 조합 선택 단계에서 선택된 배터리 팩 조합을 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭에 연결하여 상기 선택된 배터리 팩 조합을 충전하는 배터리 팩 충전 단계;를 포함하여 이루어진다.In addition, the regenerative braking method using the electric double layer capacitor according to the present invention includes a braking signal sensing step of detecting a braking signal; A rectifier connection step of disconnecting the motor driver connection switch and connecting the rectifier to the motor; A voltage measuring step of measuring, by the measuring unit, a charging voltage charged in the electric double layer capacitor block and a voltage for each battery pack; A battery pack combination selecting step of selecting a battery pack combination to be charged from the battery packs according to the charging voltage of the electric double layer capacitor block measured in the voltage measuring step; And a battery pack charging step of charging the selected battery pack combination by connecting the battery pack combination selected in the battery pack combination selection step to the electric double layer capacitor block.

또한, 본 발명에 의한 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 방법의 상기 배터리 팩 충전 단계에 있어서, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭에 선택된 상기 배터리 팩 조합을 연결하여 충전하던 도중에, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 단자 전압이 상기 배터리 팩 조합 선택 단계에서 선택된 전압 선택 범위를 벗어나면, 기 연결된 상기 연결 스위치부를 해제하고, 상기 전압 측정 단계로 되돌아가 순환하는 전기 이중층 콘덴서 블럭 전압 감시 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the battery pack charging step of the regenerative braking method using the electric double layer capacitor according to the present invention, the terminal voltage of the electric double layer capacitor block is increased while the selected battery pack combination is connected to the electric double layer capacitor block. The electric double layer capacitor block voltage monitoring step of releasing the previously connected connection switch unit and returning to the voltage measuring step when the battery pack combination selection step is out of the selected voltage selection range.

또한, 본 발명에 의한 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 방법의 상기 배터리 팩 충전 단계에 있어서, 상기 전기 이중층 콘덴서에 흐르는 전류가 기설정된 전류 값 이하이면, 기 연결된 상기 연결 스위치부를 해제하고, 상기 전압 측정 단계로 되돌아가 순환하는 전기 이중층 콘덴서 블럭 전류 감시 단계;를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In the battery pack charging step of the regenerative braking method using the electric double layer capacitor according to the present invention, if the current flowing in the electric double layer capacitor is equal to or less than a predetermined current value, the previously connected connection switch unit is released and the voltage measurement is performed. Characterized in that it further comprises; electric double layer capacitor block current monitoring step circulating back to the step.

또한, 본 발명에 의한 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 방법의 상기 배터리 팩 충전 단계에 있어서, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 단자 전압이 기설정된 전압 이상이고, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭에 흐르는 전류 값이 기설정된 전류 값 이하이면, 기 연결된 상기 연결 스위치부를 해제하고, 상기 전압 측정 단계로 되돌아가 순환하고, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 단자 전압이 기설정된 전압 이하이면서, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭에 흐르는 전류 값이 기설정된 전류 값 이하이면, 기 연결된 상기 연결 스위치를 해제하고, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭에 의한 상기 배터리 팩 충전 동작을 종료하는 전기 이중층 콘덴서 블럭 전압 및 전류 감시 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, in the battery pack charging step of the regenerative braking method using the electric double layer capacitor according to the present invention, the terminal voltage of the electric double layer capacitor block is a predetermined voltage or more, and the current value flowing through the electric double layer capacitor block is preset. If it is less than the current value, the previously connected connection switch unit is released, and the circuit returns to the voltage measuring step, and the terminal voltage of the electric double layer capacitor block is less than a predetermined voltage, and the current value flowing through the electric double layer capacitor block is The electric double layer capacitor block voltage and current monitoring step of releasing the pre-connected connection switch and ending the battery pack charging operation by the electric double layer capacitor block when the current value is lower than the set current value.

첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동장치 회로의 세부 구성은 2차전지 배터리(101), 정류부(119), 전기 이중층 콘덴서 블럭(105), 측정부(107), 연결 스위치부(103), 연결 스위치 구동부(109), 제동 신호 감지부(113), 제어부(111)를 포함하여 형성되고, 그 세부 구성을 살펴보면, 상기 2차전지 배터리(101)는 전기 에너지로 전기 모터(121)를 구동하여 움직이는 전기 자동차에서 전기 에너지를 반복적으로 저장하고 저장된 전기 에너지를 사용에 전기 자동차에 적용된다. 1 to 2, the detailed configuration of the regenerative braking circuit using the electric double layer capacitor according to the present invention is the secondary battery battery 101, the rectifier 119, the electric double layer capacitor block 105, measurement The unit 107, the connection switch unit 103, the connection switch driver 109, the braking signal detection unit 113, and the control unit 111 are formed, and the detailed configuration thereof will be described with reference to the secondary battery battery 101. ) Is repeatedly applied to the electric vehicle to store the electric energy in the electric vehicle moving by driving the electric motor 121 with the electric energy and use the stored electric energy.

상기 2차전지 배터리(101)에 저장된 전기 에너지는 모터 구동부 연결 스위치(125)가 연결되면 모터 구동부(117)를 통하여 전기 모터(121)가 구동되게 한다.The electric energy stored in the secondary battery battery 101 causes the electric motor 121 to be driven through the motor driver 117 when the motor driver connection switch 125 is connected.

이때, 자동차 제동시에 관성 에너지를 기계적 마찰에 의한 마찰열로서 발산시키는 대신, 관성 에너지로 전기 모터(121)를 돌려 발전되는 전기 에너지를 회수하기 위하여 모터 구동부 연결 스위치(125)를 끊고, 상기 전기 모터(121)에서 발전되는 교류 전기를 정류하기 위하여 정류부 연결 스위치(123)를 연결하여 전기 모터(121)에 정류부(119)가 연결되게 한다. At this time, instead of dissipating the inertia energy as frictional heat due to mechanical friction during braking of the vehicle, the motor drive connection switch 125 is cut off to recover the generated electric energy by rotating the electric motor 121 with the inertia energy, and the electric motor ( The rectifier 119 is connected to the electric motor 121 by connecting the rectifier connecting switch 123 to rectify the alternating current electricity generated at 121.

즉, 상기 정류부(119)는 제동시 관성에너지로 전기 모터(121)에 의해 발전되는 교류 전압을 직류로 정류하게 한다.That is, the rectifying unit 119 rectifies the AC voltage generated by the electric motor 121 to DC by inertial energy during braking.

상기 정류부(119)에서 교류를 직류로 정류한 후, 정류된 직류 전압으로 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)을 충전한다. 즉, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)은 상기 정류부(119)에 의해 정류된 전압에 의해 충전되게 된다.The rectifier 119 rectifies the alternating current to DC, and then charges the electric double layer capacitor block 105 with the rectified DC voltage. That is, the electric double layer capacitor block 105 is charged by the voltage rectified by the rectifier 119.

이때, 다수 개의 상기 전기 이중층 콘덴서(도3 참조 367,369)가 직렬로 연결된 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 단자 전압과 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 출력 전류 및 상기 2차전지 배터리(101) 내부의 각각의 배터리 팩(도3 참조 325, 327,329,331,333,335)에 대한 전압은 측정부(107)를 통해 측정되게 된다.At this time, the terminal voltage of the electric double layer capacitor block 105 and the output current of the electric double layer capacitor block 105 and the secondary battery battery 101 in which a plurality of electric double layer capacitors (see FIGS. 367 and 369) are connected in series. The voltages of the respective battery packs 325, 327, 329, 331, 333, and 335 in FIG. 3 are measured by the measuring unit 107.

상기 정류부(119)에서 교류를 직류로 정류한 후, 정류된 직류 전압으로 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)를 충전하게 되는데, 이때 관성 에너지에 의해 발생하는 전압은 자동차의 속도와 무게에 비례하므로, 제동과 함께 발전되는 전압은 점차 감소하게 되고, 최대 전압과 최소 전압 사이에도 변동 폭이 매우 크다.After rectifying the alternating current to DC in the rectifying unit 119, the electric double layer capacitor block 105 is charged with the rectified DC voltage. In this case, the voltage generated by the inertia energy is proportional to the speed and weight of the vehicle. The voltage generated along with it gradually decreases, and the variation between the maximum voltage and the minimum voltage is very large.

한편, 상기 전기 모터(121)에서 발생한 전압으로 2차전지 배터리(101)를 직접 충전할 경우에는 발전되는 전압이 2차전지 배터리(101)의 전압이 높아야 함으로, 2차전지 배터리(101)의 충전에 이용할 수 있는 전압의 범위가 매우 제한적이다. On the other hand, when the secondary battery battery 101 is directly charged with the voltage generated by the electric motor 121, the voltage generated should be higher than that of the secondary battery battery 101. The range of voltages available for charging is very limited.

따라서, 상기 전기 모터(121)에서 발생한 전압으로 2차전지 배터리(101)를 직접 충전하는 대신에 전기 모터(121)에서 발생한 전기 에너지를 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전한 다음, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압으로 배터리 팩(도3 참조 325, 327,329,331,333,335)을 다시 충전하게 된다. Therefore, instead of directly charging the secondary battery battery 101 with the voltage generated by the electric motor 121, the electric energy generated by the electric motor 121 is charged in the electric double layer capacitor block 105, and then the electric double layer capacitor. The battery pack (see FIGS. 3, 325, 327, 329, 331, 333, 335) is charged again with the voltage charged in the block 105.

한편, 배터리 팩을 다수 개 직렬로 연결하여 전기 모터(121)를 구동하므로, 모터 구동시 배터리 팩에 충전된 에너지가 가장 낮은 배터리 팩의 에너지가 가장 먼저 소진되므로, 가장 먼저 손상을 받게 된다. On the other hand, since a plurality of battery packs are connected in series to drive the electric motor 121, since the energy of the battery pack with the lowest energy charged in the battery pack is consumed first when the motor is driven, the battery pack is first damaged.

일반적으로 배터리 충전시 직렬로 연결된 배터리 팩간의 전압을 균등하게 맞추기 위하여 배터리 팩에 병렬로 병렬 저항을 연결하고, 전압이 상대적으로 높은 배터리 팩은 병렬 저항을 On시켜 해당 배터리 팩에 충전된 에너지를 열로서 발산시켜서 전압이 감소되게 하여, 배터리 팩간의 전압 균형을 맞추어 배터리 팩의 성능 저하를 막는 수동(Passive)적인 방식에 의한 배런싱 방법을 사용한다. In general, in order to equalize the voltage between the battery packs connected in series when charging the battery, parallel resistors are connected in parallel to the battery pack, and battery packs with a relatively high voltage turn on the parallel resistor to heat energy charged in the battery pack. As a result, a balancing method using a passive method of balancing the voltage between the battery packs and preventing performance degradation of the battery packs is used.

한편, 첨부된 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 상기 제어부(111)가 상기 측정부(107)를 통하여 상기 배터리 팩의 전압과 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 단자 전압 및 전류를 측정하거나, 상기 제어부(111)가 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 출력 단자를 상기 선택된 배터리 팩 조합에 연결할 수 있도록 다수 개의 연결 스위치(301 내지 323, 337 내지 347, 351 내지 365)가 구비되어 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the control unit 111 measures the voltage of the battery pack and the terminal voltage and current of the electric double layer capacitor block 105 through the measuring unit 107, or A plurality of connection switches 301 to 323, 337 to 347, and 351 to 365 are provided to allow the control unit 111 to connect the output terminal of the electric double layer capacitor block 105 to the selected battery pack combination.

한편, 상기 연결 스위치 구동부(109)는 상기 다수 개의 연결 스위치가 조건에 따라 연결되도록 구동하고, 상기 제동 신호 감지부(113)를 통하여 감지된 제동 신호에 따라, 상기 연결 스위치를 제어하고, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압과 상기 배터리 팩의 전압을 측정하여, 측정된 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭의 전압에 따라 상기 배터리 팩 중에서 충전할 배터리 팩 조합를 선택하고, 상기 연결 스위치 구동부(109)를 제어하여 선택된 상기 배터리 팩을 충전하게 한다. Meanwhile, the connection switch driver 109 drives the plurality of connection switches to be connected according to a condition, controls the connection switch according to the braking signal sensed by the brake signal detecting unit 113, and the electric The voltage charged in the double layer capacitor block 105 and the voltage of the battery pack are measured, and a combination of battery packs to be charged is selected from the battery packs according to the measured voltage of the electric double layer capacitor block, and the connection switch driver 109 Control to charge the selected battery pack.

한편, 본 발명에 따른 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치는 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압과, 각각의 배터리 팩의 전압을 측정하여 직렬로 연결된 배터리 팩 조합 중에서 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 전압 레벨에 대응되는 배터리 팩 조합 중에서 가장 전압이 낮은 배터리 팩 조합을 선택하여, 선택된 배터리 팩이 첨부된 도 4 내지 6에서 제시된 바와 같이 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)과 선택된 배터리 팩 조합이 병렬로 연결되도록 해당 연결 스위치를 연결하여 배터리 팩을 충전하는 능동적(Active)인 방법으로 배터리 팩을 배런싱한다.Meanwhile, the regenerative braking apparatus using the electric double layer capacitor according to the present invention measures the voltage charged in the electric double layer capacitor block 105 and the voltage of each battery pack. The battery pack combination having the lowest voltage is selected among the battery pack combinations corresponding to the voltage level of the power supply), so that the electric double layer capacitor block 105 and the selected battery pack combination are parallel to each other, as shown in FIGS. The battery pack is balanced by an active method of charging the battery pack by connecting the corresponding connection switch so as to be connected to the connection.

따라서, 결과적으로 전압이 낮은 배터리 팩의 전압을 다시 충전하여 배터리 팩간의 전압 균형이 다시 맞추어지게 하는 능동적인 방법에 의해 각각의 배터리 팩간의 전압은 재배런싱되게 된다.As a result, the voltage between each battery pack is redistributed by an active method of recharging the voltage of the low voltage battery pack to rebalance the voltage between the battery packs.

본 발명에 따른 일 실시예로 도 4는 직렬로 구성된 배터리 팩 6개가 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 병렬로 연결되는 병렬연결 구조를 가지며, 도 5는 직렬로 구성된 배터리 팩 5개가 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 병렬로 연결되는 병렬연결 구조를 가지며, 도 6은 직렬로 구성된 배터리 팩 4개가 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 병렬로 연결되는 병렬연결 구조로 형성되어 있는데, 첨부된 도 4 내지 도 6을 참조하여 납 배터리를 예로 들어 설명하면, 배터리 팩 하나의 전압이 12V이므로, 배터리 팩 6개를 직렬 연결하였다고 할 때, 직렬 연결된 배터리 팩 전체에서 출력되는 전압은 72V가 된다. In one embodiment according to the invention Figure 4 has a parallel connection structure in which six battery packs in series are connected in parallel to the electric double layer capacitor block 105, Figure 5 is a five series battery pack in series is an electric double layer capacitor block 6 has a parallel connection structure connected in parallel, and FIG. 6 is formed in a parallel connection structure in which four battery packs configured in series are connected in parallel to the electric double layer capacitor block 105. Referring to the example of a lead battery with reference to 6, since the voltage of one battery pack is 12V, when six battery packs are connected in series, the voltage output from the series-connected battery pack is 72V.

따라서, 회생 제동에 의해 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 전압이 72V를 넘으면, 전체 배터리 팩을 직렬로 연결한 상태에서 CHS6(347) 및 CLS1(363)을 연결하여 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압으로 전체 2차전지 배터리(101)를 충전하게 한다. Therefore, when the voltage of the electric double layer capacitor block 105 charged to the electric double layer capacitor block 105 by regenerative braking exceeds 72 V, the CHS6 347 and the CLS1 363 are connected with the entire battery pack connected in series. Connected to charge the entire secondary battery battery 101 to the voltage charged in the electric double layer capacitor block 105.

또한, BT1(325) + BT2(327) + BT3(329) + BT4(331) + BT5(333)를 제 1 배터리 팩 조합이라 하고, BT2(327) + BT3(329) + BT4(331) + BT5(333) + BT6(335)를 제 2 배터리 팩 조합이라 할 때, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 전압이 72V를 넘지 않고, 60V를 넘으면, 제 1 조합의 합한 전압과 제 2 조합의 합한 전압 중에서, 만약 제 1 배터리 팩 조합의 전압이 더 낮다고 하면, CHS5(345) 스위치와 CLS1(363) 스위치를 연결하여 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압이 제 1 배터리 팩 조합을 충전하게 한다.In addition, BT1 (325) + BT2 (327) + BT3 (329) + BT4 (331) + BT5 (333) are referred to as a first battery pack combination, and BT2 (327) + BT3 (329) + BT4 (331) + When BT5 (333) + BT6 (335) is referred to as the second battery pack combination, if the voltage of the electric double layer capacitor block 105 does not exceed 72V and exceeds 60V, the sum of the sum of the voltage of the first combination and the sum of the second combination Among the voltages, if the voltage of the first battery pack combination is lower, the CHS5 345 switch and the CLS1 363 switch are connected so that the voltage charged in the electric double layer capacitor block 105 charges the first battery pack combination. do.

또한, BT1(325) + BT2(327) + BT3(329) + BT4(331)를 제 3 배터리 팩 조합이라 하고, BT2(327) + BT3(329) + BT4(331) + BT5(333)를 제 4 배터리 팩 조합이라 하고, BT3(329) + BT4(331) + BT5(333) + BT6(335)를 제 5 배터리 팩 조합이라 할 때, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 전압이 60V를 넘지 않고, 48V를 넘으면, 제 3 배터리 팩 조합의 합한 전압과 제 4 배터리 팩 조합의 합한 전압과 제 4 배터리 팩 조합의 합한 전압 중에서 가장 전압이 낮은 쪽 배터리 팩 조합과 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)이 연결되게 한다. 이때, 만약 제 3 배터리 팩 조합의 전압이 가장 낮다고 하면, CHS4(243) 스위치와 CLS1(263) 스위치를 연결하여 제 3 배터리 팩이 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압으로 충전되게 한다. In addition, BT1 (325) + BT2 (327) + BT3 (329) + BT4 (331) are referred to as a third battery pack combination, and BT2 (327) + BT3 (329) + BT4 (331) + BT5 (333). When the BT3 (329) + BT4 (331) + BT5 (333) + BT6 (335) are referred to as the fifth battery pack combination, the voltage of the electric double layer capacitor block 105 does not exceed 60V. If the voltage exceeds 48V, the lowest voltage of the combined voltage of the third battery pack combination, the combined voltage of the fourth battery pack combination, and the combined voltage of the fourth battery pack combination is lower than the battery pack combination and the electric double layer capacitor block 105. To be connected. At this time, if the voltage of the third battery pack combination is the lowest, the CHS4 243 switch and the CLS1 263 switch are connected so that the third battery pack is charged with the voltage charged in the electric double layer capacitor block 105.

또한, BT1(325) + BT2(327) + BT3(329)를 제 6 배터리 팩 조합이라 하고, BT2(327) + BT3(329) + BT4(331)를 제 7 배터리 팩 조합이라 하고, BT3(329) + BT4(331) + BT5(333)를 제 8 배터리 팩 조합이라 하고, BT4(331) + BT5(333) + BT6(335)를 제 9 배터리 팩 조합이라 할 때, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 전압이 48V를 넘지 않고, 36V를 넘으면, 제 6 배터리 팩 조합의 합한 전압과 제 7 배터리 팩 조합의 합한 전압과 제 8 배터리 팩 조합의 합한 전압과 제 9 배터리 팩 조합의 합한 전압 중에서 가장 전압이 낮은 쪽 배터리 팩 조합과 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)이 연결되게 한다. 만약 제 7 배터리 팩 조합의 전압이 가장 낮다고 하면, CHS4(343) 스위치와 CLS2(361) 스위치를 연결하여 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압이 제 7 배터리 팩 조합을 충전하게 한다. BT1 325 + BT2 327 + BT3 329 are referred to as a sixth battery pack combination, and BT2 327 + BT3 (329) + BT4 331 are referred to as a seventh battery pack combination, and BT3 ( 329) + BT4 (331) + BT5 (333) is referred to as the eighth battery pack combination, BT4 (331) + BT5 (333) + BT6 (335) is referred to as the ninth battery pack combination, the electric double layer capacitor block ( When the voltage of 105) does not exceed 48V and exceeds 36V, the sum of the sum of the sixth battery pack combination, the sum of the seventh battery pack combination, the sum of the eighth battery pack combination, and the sum of the sum of the ninth battery pack combination. The lowest voltage battery pack combination and the electrical double layer capacitor block 105 are connected. If the voltage of the seventh battery pack combination is the lowest, the CHS4 343 switch and the CLS2 361 switch are connected so that the voltage charged in the electric double layer capacitor block 105 charges the seventh battery pack combination.

또한, BT1(325) + BT2(327)를 제 10 배터리 팩 조합이라 하고, BT2(327) + BT3(329)를 제 11 배터리 팩 조합이라 하고, BT3(329) + BT4(331)를 제 12 배터리 팩 조합이라 하고, BT4(331) + BT5(333)를 제 13 배터리 팩 조합이라, BT5(333) + BT6(335)를 제 14 배터리 팩 조합이라 할 때, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 전압이 36V를 넘지 않고, 24V를 넘으면, 제 10 배터리 팩 조합의 합한 전압과 제 11 배터리 팩 조합의 합한 전압과 제 12 배터리 팩 조합의 합한 전압과 제 13 배터리 팩 조합의 합한 전압과 제 14 배터리 팩 조합의 합한 전압 중에서 가장 전압이 낮은 쪽 배터리 팩 조합과 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)이 연결되게 한다. 이때, 만약 제 14 배터리 팩 조합의 전압이 가장 낮다고 하면, CHS6(347) 스위치와 CLS5(355) 스위치를 연결하여 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압이 제 14 배터리 팩 조합을 충전하게 한다. In addition, BT1 325 + BT2 327 are referred to as the tenth battery pack combination, BT2 327 + BT3 329 are referred to as the eleventh battery pack combination, and BT3 (329) + BT4 331 are designated as the twelfth battery pack combination. When the BT4 331 + BT5 333 is called the thirteenth battery pack combination, and the BT5 333 + BT6 335 is called the fourteenth battery pack combination, the electric double layer capacitor block 105 If the voltage does not exceed 36V and exceeds 24V, the combined voltage of the tenth battery pack combination, the combined voltage of the eleventh battery pack combination, the combined voltage of the twelfth battery pack combination and the combined voltage of the thirteenth battery pack combination and the fourteenth battery The lower voltage of the sum of the pack combinations causes the battery pack combination and the electric double layer capacitor block 105 to be connected. In this case, if the voltage of the fourteenth battery pack combination is the lowest, the CHS6 347 switch and the CLS5 355 switch are connected to charge the fourteenth battery pack combination by the voltage charged in the electric double layer capacitor block 105. .

또한, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 전압이 24V를 넘지 않고, 12V를 넘으면, 배터리 팩 BT1(325)과, 배터리 팩 BT2(327)와 배터리 팩 BT3(329)과 배터리 팩 BT4(331)와 배터리 팩 BT5(333)와 배터리 팩 BT6(335) 중에서 가장 전압이 낮은 쪽 배터리 팩이 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)과 연결되게 한다. 만약 배터리 팩 BT3(329)의 전압이 가장 낮다고 하면, CHS3(341) 스위치와 CLS3(359) 스위치를 연결하여 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압이 BT3 배터리 팩(329)을 충전하게 한다. When the voltage of the electric double layer capacitor block 105 does not exceed 24V and exceeds 12V, the battery pack BT1 325, the battery pack BT2 327, the battery pack BT3 329, the battery pack BT4 331, The lowest voltage battery pack of the battery pack BT5 333 and the battery pack BT6 335 is connected to the electric double layer capacitor block 105. If the voltage of the battery pack BT3 329 is the lowest, the CHS3 341 switch and the CLS3 359 switch are connected so that the voltage charged in the electric double layer capacitor block 105 charges the BT3 battery pack 329. .

이때, 전류센서 CS(349)를 통하여 측정된 전류 값이 일정 값 이하가 되면 충전을 위하여 연결했던 연결 스위치를 개방한다. 즉, 상기 제어부(11)는 상기 전류센서(349)를 통하여 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 흐르는 전류를 감지하여 스위치 개방여부를 결정하게 된다.At this time, when the current value measured by the current sensor CS (349) is below a predetermined value, the connection switch connected for charging is opened. That is, the controller 11 detects the current flowing through the electric double layer capacitor block 105 through the current sensor 349 and determines whether to open the switch.

각각의 배터리 팩 BT1(325), BT2(327), BT3(329), BT4(331), BT5(333) 및 BT6(335)는 직렬로 연결되어 있으며, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)은 각각 최대 전압 2.7V를 갖는 전기 이중층 콘덴서 27개(367:SC1 - 369:SC27)를 직렬로 연결하여 사용한다.Each battery pack BT1 325, BT2 327, BT3 329, BT4 331, BT5 333, and BT6 335 are connected in series, and the electric double layer capacitor block 105 is at most 27 electric double layer capacitors (367: SC1-369: SC27) with a voltage of 2.7 V are used in series.

이때, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105) 양단의 전압은 계속 감시되므로, 회생 제동에 의한 전기 모터(121)의 발전으로 전기 이중층 콘덴서 블럭(105) 양단의 전압이 연결 스위치 연결시의 전압 조건을 벗어나면 연결했던 연결 스위치를 개방하고, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 대한 전압과 배터리 팩 각각에 대한 전압을 다시 측정하여 처음부터 다시 순환한다.At this time, since the voltage across the electric double layer capacitor block 105 is continuously monitored, if the voltage across the electric double layer capacitor block 105 is out of the voltage condition when the connection switch is connected due to the generation of the electric motor 121 by regenerative braking. The connection switch that was connected is opened, and the voltage for the electric double layer capacitor block 105 and the voltage for each of the battery packs are measured again, and the cycle is repeated again from the beginning.

이때, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 선택된 상기 배터리 팩 조합을 연결하여 충전하던 도중에, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 단자 전압이 배터리 팩 조합에 따라 선택된 전압의 선택의 범위를 벗어나면, 기 연결된 상기 연결 스위치부(103)를 해제하고, 전압 측정을 위한 절차로 되돌아가 순환하는 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 전압을 감시한다.At this time, if the terminal voltage of the electric double layer capacitor block 105 is out of the range of selection of the voltage selected according to the battery pack combination while charging the selected battery pack combination to the electric double layer capacitor block 105, The connected switch unit 103 is released and the voltage of the electric double layer capacitor block 105 is circulated back to the procedure for measuring the voltage.

또한, 배터리 팩 중에서 충전할 배터리 팩 조합을 선택하고, 선택된 배터리 팩 조합에서 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 흐르는 전류가 기설정된 전류 값 이하이면, 기 연결된 상기 연결 스위치부(103)를 해제하고, 전압 측정을 위한 절차로 되돌아가 순환하면서 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 전류를 감시한다.In addition, selecting a battery pack combination to be charged from the battery pack, and if the current flowing in the electric double layer capacitor block 105 in the selected battery pack combination is less than a predetermined current value, and release the previously connected connection switch unit 103 The circuit returns to the procedure for measuring the voltage and monitors the current in the electrical double layer capacitor block 105 while cycling.

또한, 배터리 팩 중에서 충전할 배터리 팩 조합을 선택하고, 선택된 배터리 팩 조합에서 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 단자 전압이 기설정된 전압 이상이고, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 흐르는 전류 값이 기설정된 전류 값 이하이면, 기 연결된 상기 연결 스위치부(103)를 해제하고, 전압 측정 절차로 되돌아가 순환하고, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 단자 전압이 기설정된 전압 이하이면서, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 흐르는 전류 값이 기설정된 전류 값 이하이면, 기 연결된 상기 연결 스위치부(105)를 해제하고, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)으로 상기 배터리 팩을 충전하는 동작을 종료하기 위해 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 전압 및 전류를 감시한다.In addition, a battery pack combination to be charged is selected from among battery packs, and in the selected battery pack combination, the terminal voltage of the electric double layer capacitor block 105 is greater than or equal to a preset voltage, and the current value flowing through the electric double layer capacitor block 105 is When the value is less than or equal to a predetermined current value, the connected switch unit 103 is disconnected, the flow returns to the voltage measuring procedure, and the terminal voltage of the electric double layer capacitor block 105 is less than or equal to the predetermined voltage, and the electric double layer is formed. When the value of the current flowing through the condenser block 105 is equal to or less than a predetermined current value, the connection switch unit 105 is released, and the operation of charging the battery pack with the electric double layer condenser block 105 is terminated. The voltage and current of the electric double layer capacitor block 105 is monitored.

도 3을 참조하면, 전기 모터(121)는 모터 구동부(117) 및 정류부(119)에 병렬로 연결되어 있으며, 모터 구동부(117)는 모터 구동부 연결 스위치(125)를 통하여 전기 모터(121)에 연결되고, 정류부(119)는 정류부 연결 스위치(123)를 통하여 전기 모터(121)에 연결된다.Referring to FIG. 3, the electric motor 121 is connected in parallel to the motor driver 117 and the rectifier 119, and the motor driver 117 is connected to the electric motor 121 through the motor driver connection switch 125. The rectifier 119 is connected to the electric motor 121 through the rectifier connection switch 123.

2차전지 배터리(101)는 다수 개의 배터리 팩(BT1, BT2, BT3, BT4, BT5, BT6)으로 이루어지며, 각각의 배터리 팩(BT1, BT2, BT3, BT4, BT5, BT6)은 2차전지 배터리(101) 내부에서 직렬로 연결되어 있으며, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)은 다수 개의 전기 이중층 콘덴서(SC1, SC2, .., SC27)가 내부에서 직렬로 연결되어 있다.The secondary battery battery 101 is composed of a plurality of battery packs BT1, BT2, BT3, BT4, BT5, BT6, and each battery pack BT1, BT2, BT3, BT4, BT5, BT6 is a secondary battery. The battery 101 is connected in series, and the electric double layer capacitor block 105 has a plurality of electric double layer capacitors SC1, SC2,..., SC27 connected in series therein.

첨부된 도 7은 본 발명에 따른 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)을 이용하여 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전기 에너지로 배터리 팩을 충전하는 흐름도를 도시한 것으로 그 세부동작을 살펴보면, 먼저, 제동을 위하여 운전자가 브레이크(미도시)를 밟으면 제동 신호 감지부(113)에서 제동 신호가 감지되고, 제동 신호가 감지되면, 제어부(111)에서는 모터 연결 스위치 구동부(115)를 구동하여 정류부 연결 스위치(123)를 연결하여, 제동시 관성에너지에 의해 발전된 전기 에너지가 정류되어 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전되게 한다. 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 전기 에너지가 충전되면 전기 에너지는 전압으로 나타난다. 제어부(111)에서는 측정에 앞서 메모리에 기 저장되어 있던 연결 스위치 번호를 지우고, 측정부(107)를 통해 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압(S001)과, 각각의 배터리 팩에 대한 전압을 측정한다(S003). 7 is a flow chart of charging a battery pack with electric energy charged in the electric double layer capacitor block 105 using the electric double layer capacitor block 105 according to the present invention. When the driver presses the brake (not shown) for braking, the brake signal is detected by the brake signal detecting unit 113, and when the braking signal is detected, the controller 111 drives the motor connection switch driver 115 to switch the rectifier connection switch. 123 is connected so that the electric energy generated by the inertial energy during braking is rectified and charged in the electric double layer capacitor block 105. When electrical energy is charged in the electric double layer condenser block 105, the electrical energy appears as a voltage. The control unit 111 deletes the connection switch number previously stored in the memory prior to the measurement, the voltage S001 charged in the electric double layer capacitor block 105 through the measuring unit 107, and the voltage for each battery pack. It is measured (S003).

이때, 배터리 팩 1 개의 전압이 12V라고 하면, 12V 배터리 팩 6개가 연속해서 직렬로 연결되어 있고, 전기 이중층 콘덴서는 2.7V의 내압을 가지고 있고, 전기 이중층 콘덴서 블럭은 2.7V 내압의 전기 이중층 콘덴서 블럭 27개가 직렬로 연결되어 있다고 가정한다. If the voltage of one battery pack is 12V, six 12V battery packs are continuously connected in series, the electric double layer capacitor has a breakdown voltage of 2.7V, and the electric double layer capacitor block has an electric double layer capacitor block of 2.7V breakdown voltage. Assume that 27 are connected in series.

따라서, 측정된 전기 이중층 콘덴서 블럭(105) 양단에 충전된 전압(VSC)이 72V를 넘어면(S005), 배터리 팩 전체가 직렬로 연결되도록 연결 스위치를 선택하고, 전기 이중층 콘덴서 블럭(015)에 병렬로 연결되게 한다(S007).Therefore, when the voltage VSC charged across the measured electric double layer capacitor block 105 exceeds 72V (S005), the connection switch is selected so that the entire battery pack is connected in series, and the electric double layer capacitor block 015 It is connected in parallel (S007).

전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압(VSC)이 72V를 넘지 않고, 60V를 넘어면(S009), 5개가 연속해서 직렬로 연결된 배터리 팩 중에서 가장 전압이 낮은 배터리 팩 조합을 선택하고, 선택된 해당 배터리 팩 조합이 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)과 병렬로 연결되도록 연결 스위치를 선택한다(S011).When the voltage (VSC) charged in the electric double layer capacitor block 105 does not exceed 72V and exceeds 60V (S009), the battery pack combination having the lowest voltage among five consecutively connected battery packs is selected and selected. The connection switch is selected such that the battery pack combination is connected in parallel with the electric double layer capacitor block 105 (S011).

또한, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압(VSC)이 60V를 넘지 않고 48V 보다 높으면(S013), 4개가 연속해서 직렬로 연결된 배터리 팩 중에서 가장 전압이 낮은 배터리 팩 조합을 선택하고, 선택된 해당 배터리 팩 조합이 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)과 병렬로 연결되도록 연결 스위치를 선택한다(S015).In addition, when the voltage VSC charged in the electric double layer capacitor block 105 is higher than 48V without exceeding 60V (S013), the battery pack combination having the lowest voltage among four consecutively connected battery packs is selected and selected. The connection switch is selected such that the battery pack combination is connected in parallel with the electric double layer capacitor block 105 (S015).

또한, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압(VSC)이 48V를 넘지 않고, 36V보다 높으면(S017), 3개가 연속해서 직렬로 연결된 배터리 팩 중에서 가장 전압이 낮은 배터리 팩 조합을 선택하고, 선택된 해당 배터리 팩 조합이 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)과 병렬로 연결되도록 연결 스위치를 선택한다(S019).In addition, when the voltage VSC charged in the electric double layer capacitor block 105 does not exceed 48V and is higher than 36V (S017), the battery pack combination having the lowest voltage among three consecutively connected battery packs is selected, The connection switch is selected such that the selected battery pack combination is connected in parallel with the electric double layer capacitor block 105 (S019).

또한, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압(VSC)이 36V를 넘지 않고, 24V보다 높으면(S021), 2개가 직렬로 연결된 배터리 팩 중에서 가장 전압이 낮은 배터리 팩 조합을 선택하고, 선택된 해당 배터리 팩 조합이 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)과 병렬로 연결되도록 연결 스위치를 선택한다(S023).In addition, when the voltage VSC charged in the electric double layer capacitor block 105 does not exceed 36V and is higher than 24V (S021), the battery pack combination having the lowest voltage among two battery packs connected in series is selected, and the selected corresponding The connection switch is selected so that the battery pack combination is connected in parallel with the electric double layer capacitor block 105 (S023).

또한, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압(VSC)이 24V를 넘지 않고, 12V보다 높으면(S025), 배터리 팩 중에서 가장 전압이 낮은 배터리 팩을 선택하고, 선택된 해당 배터리 팩이 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)과 연결되도록 연결 스위치를 선택한다(S027).In addition, when the voltage VSC charged in the electric double layer capacitor block 105 does not exceed 24 V and is higher than 12 V (S025), the battery pack having the lowest voltage is selected among the battery packs, and the selected battery pack is the electric double layer capacitor. The connection switch is selected to be connected to the block 105 (S027).

이때, 선택된 연결 스위치 번호가 메모리에 기 저장되어 있는 연결 스위치 번호와 같은지 혹은 다른지를 확인한다. 만약 선택된 연결 스위치 번호와 기저장되어 있는 연결 스위치 번호가 같으면 연결 스위치를 모두 개방하고(S037) 종료한다. At this time, check whether the selected connection switch number is the same as or different from the previously stored connection switch number in the memory. If the selected connection switch number is the same as the previously stored connection switch number, all of the connection switches are opened (S037) and terminated.

만약 이때, 선택된 연결 스위치 번호와 기저장되어 있는 연결 스위치 번호가 다르면(S031) 선택된 연결 스위치를 연결하고(S033) 전류센서 CS(349)를 통해서 감지되는 전류(ICS)가 일정값 이하가 되면(S039) 연결된 연결 스위치를 개방하고, 다시 루프를 순환한다(S029). 이는 전기 이중충 콘덴서 블럭(105)의 전압이 감소하였지만 배터리 팩을 충전하고 나서, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 아직도 남아 있는 전기 에너지를 다시 회수하기 위하여 직렬로 연결된 배터리 팩의 수를 줄여서 다시 한번 배터리 팩을 충전하기 위함이다. 그러나, 전기 이중층 콘덴서 블럭(105) 양단의 전압이 12V 이하가 되면 연결된 연결 스위치의 접속을 종료한다. 한편, 이때, 전류센서(349, CS)의 전류(ICS) 값이 일정 이하가 되지 않으면 계속 접속을 유지한다(S035).
If the selected connection switch number is different from the previously stored connection switch number (S031), the selected connection switch is connected (S033) and the current (ICS) detected through the current sensor CS (349) becomes less than a predetermined value ( S039) The connected connection switch is opened and the loop is cycled again (S029). This, once again, reduces the number of battery packs connected in series in order to recover the electrical energy still remaining in the electric double layer capacitor block 105 after charging the battery pack although the voltage of the electric double charge capacitor block 105 is reduced. To charge the battery pack. However, when the voltage across the electric double layer capacitor block 105 becomes 12 V or less, the connection of the connected connection switch is terminated. On the other hand, at this time, if the current ICS value of the current sensors 349 and CS does not become equal to or less than constant, connection is maintained continuously (S035).

101 : 2차전지 배터리, 103 : 연결 스위치부,
104 : 전기 이중층 콘덴서,
105 : 전기 이중층 콘덴서 블럭, 107 : 측정부,
109 : 연결 스위치 구동부 111 : 제어부,
113 : 제동 신호 감지부, 115 : 모터 연결 스위치 구동부,
117 : 모터 구동부, 119 : 정류부,
121 : 전기 모터, 123 : 정류부 연결 스위치,
125 : 모터 구동부 연결 스위치,
301 : 측정 신호 로우 연결 제 1 연결 스위치 (LS1),
303 : 측정 신호 로우 연결 제 2 연결 스위치 (LS2),
305 : 측정 신호 하이 연결 제 1 연결 스위치 (HS1),
307 : 측정 신호 로우 연결 제 3 연결 스위치 (LS3),
309 : 측정 신호 하이 연결 제 2 연결 스위치 (HS2),
311 : 측정 신호 로우 연결 제 4 연결 스위치 (LS4),
313 : 측정 신호 하이 연결 제 3 연결 스위치 (HS3),
315 : 측정 신호 로우 연결 제 5 연결 스위치 (LS5),
317 : 측정 신호 하이 연결 제 4 연결 스위치 (HS4),
319 : 측정 신호 로우 연결 제 6 연결 스위치 (LS6),
321 : 측정 신호 하이 연결 제 5 연결 스위치 (HS5),
323 : 측정 신호 하이 연결 제 6 연결 스위치 (HS6),
325 : 제 1 배터리 팩 (BT1), 327 : 제 2 배터리 팩 (BT2),
329 : 제 3 배터리 팩 (BT3), 331 : 제 4 배터리 팩 (BT4),
333 : 제 5 배터리 팩 (BT5), 335 : 제 6 배터리 팩 (BT6),
337 : 배터리 충전 제 1 하이 스위치 (CHS1),
339 : 배터리 충전 제 2 하이 스위치 (CHS2),
341 : 배터리 충전 제 3 하이 스위치 (CHS3),
343 : 배터리 충전 제 4 하이 스위치 (CHS4),
345 : 배터리 충전 제 5 하이 스위치 (CHS5),
347 : 배터리 충전 제 6 하이 스위치 (CHS6),
349 : 전류센서 (CS),
351 : 전기 이중층 콘덴서 하이 신호 측정 스위치 (MCH),
353 : 배터리 충전 제 6 로우 스위치 (CLS6),
355 : 배터리 충전 제 5 로우 스위치 (CLS5),
357 : 배터리 충전 제 4 로우 스위치 (CLS4),
359 : 배터리 충전 제 3 로우 스위치 (CLS3),
361 : 배터리 충전 제 2 로우 스위치 (CLS2),
363 : 배터리 충전 제 1 로우 스위치 (CLS1),
365 : 전기 이중층 콘덴서 로우 신호 측정 스위치 (MCL),
367 : 제1 전기 이중층 콘덴서 (SC1),
369 : 제27 전기 이중층 콘덴서 (SC27),101: secondary battery battery, 103: connection switch unit,
104: electric double layer capacitor,
105: electric double layer capacitor block, 107: measuring unit,
109: connection switch drive unit 111: control unit,
113: braking signal detection unit, 115: motor connection switch drive unit,
117: motor drive unit, 119: rectifier unit,
121: electric motor, 123: rectifier connection switch,
125: motor drive connection switch,
301: measuring signal low connection first connection switch LS1,
303: second connection switch (LS2) for measuring signal low connection,
305: measuring signal high connection first connection switch (HS1),
307: the third connection switch (LS3), connecting the measurement signal low
309: measurement signal high connection second connection switch (HS2),
311: fourth connection switch (LS4) for measuring signal low connection,
313: measurement signal high connection third connection switch (HS3),
315: fifth connection switch (LS5) for measuring signal low connection,
317: measurement signal high connection fourth connection switch (HS4),
319: measuring signal low connection sixth connection switch (LS6),
321: measuring signal high connection fifth connection switch (HS5),
323: sixth connection switch (HS6), the high connection of the measurement signal
325: first battery pack BT1, 327 second battery pack BT2,
329: third battery pack (BT3), 331: fourth battery pack (BT4),
333: fifth battery pack (BT5), 335: sixth battery pack (BT6),
337: battery charging first high switch (CHS1),
339: battery charging second high switch (CHS2),
341: battery charge third high switch (CHS3),
343: battery charge fourth high switch (CHS4),
345: battery charge fifth high switch (CHS5),
347: battery charge sixth high switch (CHS6),
349: current sensor (CS),
351: electric double layer capacitor high signal measurement switch (MCH),
353: battery charge sixth low switch (CLS6),
355: battery charging fifth low switch (CLS5),
357: battery charge fourth low switch (CLS4),
359: battery charge third low switch (CLS3),
361: battery charging second low switch (CLS2),
363: battery charging first low switch (CLS1),
365: electrical double layer capacitor low signal measurement switch (MCL),
367: first electric double layer capacitor (SC1),
369: 27th electric double layer capacitor (SC27),

Claims (7)

전기 자동차를 구동하기 위해 전기에너지를 반복적으로 충전하여 전기를 생산하는 2차전지 배터리(101);
상기 2차전지 배터리(101)에 저장된 전기 에너지는 모터 구동부 연결 스위치(125)가 연결되면 모터 구동부(117)를 통하여 전기 모터(121)가 구동되고 자동차 제동시에 관성 에너지를 기계적 마찰에 의한 마찰열로서 발산시키는 대신, 관성 에너지로 전기 모터(121)를 돌려 발전되는 전기 에너지를 회수하기 위하여 모터 구동부 연결 스위치(125)를 끊고, 상기 전기 모터(121)에서 발전되는 교류 전기를 정류하기 위하여 정류부 연결 스위치(123)를 연결하여 전기 모터(121)에 연결되어 교류전압을 직류로 정류하는 정류부(119);
상기 2차전지 배터리(101)와 정류부(119)가 연결스위치부(103)를 통해 각각 연결되고 연결스위치부(103) 사이 병렬로 구성되어 상기 정류부(119)에 의해 정류된 전압에 의해 충전되는 전기 이중층 콘덴서(104)와;
다수 개의 상기 전기 이중층 콘덴서(104)가 직렬로 연결된 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 단자 전압과 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 출력 전류 및 상기 2차전지 배터리(101) 내부 각각의 배터리 팩(BT1 내지 BT6)에 대한 전압을 측정하는 측정부(107)와;
상기 측정부(107)를 통하여 상기 배터리 팩의 전압과 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 단자 전압 및 전류를 측정하거나, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 출력 단자를 선택된 배터리 팩 조합에 각각 연결하는 다수 개의 연결 스위치(301 내지 323, 337 내지 347, 351, 365);
상기 스위치가 연결되도록 구동하는 연결 스위치 구동부(109)와;
운전자의 제동 신호를 감지하는 제동 신호 감지부(113);
상기 제동 신호 감지부(113)를 통하여 감지된 제동 신호에 따라, 상기 연결 스위치를 제어하고, 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 충전된 전압과 상기 배터리 팩의 전압을 측정하여, 측정된 상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)의 전압에 따라 상기 배터리 팩 중에서 충전할 배터리 팩 조합을 선정하고, 이에 따라 상기 연결 스위치 구동부(109)를 제어하여 선택된 상기 배터리 팩을 충전하는 제어부(111);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치.
A secondary battery battery 101 which generates electricity by repeatedly charging electric energy to drive an electric vehicle;
The electric energy stored in the rechargeable battery 101 is driven by the motor drive unit 117 when the motor drive connection switch 125 is connected, and the inertia energy as frictional heat by mechanical friction during braking of the vehicle. Instead of dissipating, the motor drive connection switch 125 is disconnected to recover the generated electric energy by turning the electric motor 121 with inertial energy, and the rectifier connection switch to rectify the AC electricity generated by the electric motor 121. A rectifying unit 119 connected to the electric motor 121 to rectify an AC voltage by direct current (123);
The secondary battery battery 101 and the rectifier 119 are respectively connected through the connection switch unit 103 and are configured in parallel between the connection switch unit 103 to be charged by the voltage rectified by the rectifier 119. An electric double layer capacitor 104;
A terminal voltage of the electric double layer capacitor block 105 to which a plurality of electric double layer capacitors 104 are connected in series, an output current of the electric double layer capacitor block 105, and respective battery packs in the secondary battery battery 101 ( A measuring unit 107 which measures a voltage for BT1 to BT6;
The voltage of the battery pack and the terminal voltage and current of the electric double layer capacitor block 105 are measured through the measuring unit 107, or the output terminals of the electric double layer capacitor block 105 are connected to the selected battery pack combination, respectively. A plurality of connection switches 301 to 323, 337 to 347, 351, and 365 ;
A connection switch driver 109 for driving the switch to be connected;
A braking signal detecting unit 113 for detecting a braking signal of the driver;
According to the braking signal detected by the braking signal detection unit 113, the connection switch is controlled, and the voltage measured by the voltage charged in the electric double layer capacitor block 105 and the voltage of the battery pack, A controller 111 for selecting a combination of battery packs to be charged from the battery packs according to the voltage of the double layer capacitor block 105 and controlling the connection switch driver 109 accordingly to charge the selected battery pack; Regenerative braking device using an electric double layer capacitor, characterized in that made.
제 1 항에 있어서,
상기 전기 이중층 콘덴서 블럭(105)에 흐르는 전류를 감지하는 전류센서(349)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치.
The method of claim 1,
Regenerative braking device using an electric double layer capacitor, characterized in that it further comprises a current sensor (349) for sensing the current flowing in the electric double layer capacitor block (105).
제 1 항에 있어서,
상기 모터 구동부(117)와 상기 전기 모터(121)를 연결하는 모터 구동부 연결 스위치(125);와
상기 정류부(119)와 상기 전기 모터(121)를 연결하는 정류부 연결 스위치(123);와
상기 모터 구동부 연결 스위치(125)와 상기 정류부 연결 스위치(123)를 구동하는 모터 연결 스위치 구동부(115);를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 이중층 콘덴서를 이용한 회생 제동 장치.
The method of claim 1,
A motor driver connection switch 125 connecting the motor driver 117 and the electric motor 121; and
Rectifier connection switch 123 for connecting the rectifier 119 and the electric motor 121; And
Regenerative braking device using an electric double layer capacitor, characterized in that it further comprises; a motor connection switch driver 115 for driving the motor drive connection switch 125 and the rectifier connection switch (123).
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020100132607A 2010-12-22 2010-12-22 A Regenerative Brake Equipment Using Electric Double Layer Capacitor for Vehicle KR101241237B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100132607A KR101241237B1 (en) 2010-12-22 2010-12-22 A Regenerative Brake Equipment Using Electric Double Layer Capacitor for Vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100132607A KR101241237B1 (en) 2010-12-22 2010-12-22 A Regenerative Brake Equipment Using Electric Double Layer Capacitor for Vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120071030A KR20120071030A (en) 2012-07-02
KR101241237B1 true KR101241237B1 (en) 2013-03-14

Family

ID=46706177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100132607A KR101241237B1 (en) 2010-12-22 2010-12-22 A Regenerative Brake Equipment Using Electric Double Layer Capacitor for Vehicle

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101241237B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101934466B1 (en) * 2014-03-26 2019-01-02 주식회사 엘지화학 Battery equilibration apparatus and method that using motor and generator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08214592A (en) * 1994-12-05 1996-08-20 Kansai Electric Power Co Inc:The Motor driving apparatus
JP2006087299A (en) 2005-11-04 2006-03-30 Toshiba Corp Electric vehicle controller
KR20090057493A (en) * 2007-12-03 2009-06-08 현대자동차주식회사 Charge control apparatus for high voltage battery
KR20100101994A (en) * 2009-03-10 2010-09-20 엘에스산전 주식회사 Charging system for electric vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08214592A (en) * 1994-12-05 1996-08-20 Kansai Electric Power Co Inc:The Motor driving apparatus
JP2006087299A (en) 2005-11-04 2006-03-30 Toshiba Corp Electric vehicle controller
KR20090057493A (en) * 2007-12-03 2009-06-08 현대자동차주식회사 Charge control apparatus for high voltage battery
KR20100101994A (en) * 2009-03-10 2010-09-20 엘에스산전 주식회사 Charging system for electric vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120071030A (en) 2012-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6169564B2 (en) Method and associated system for recharging vehicle battery pairs of different nominal voltages
Lu et al. Super-capacitor stacks management system with dynamic equalization techniques
Anno et al. Double-input bidirectional DC/DC converter using cell-voltage equalizer with flyback transformer
US8307930B2 (en) Scalable, hybrid energy storage for plug-in vehicles
KR100825208B1 (en) Hybrid-typed Battery Pack Operated in High Efficiency
WO2010109881A1 (en) Battery control unit, vehicle, and battery control method
WO2010109872A1 (en) Battery control unit, vehicle, and battery control method
HUE032780T2 (en) Hybrid storage cell, vehicle and power storage unit employing same, smart grid vehicle system employing vehicle, and power supply network system employing power storage unit
CN101141070A (en) Novel intelligent electric machine battery control system
CN104015626A (en) Hybrid power system for electric car
US20120037438A1 (en) Hybrid Electric Vehicle Battery Protection System Through Capacitor Bank Energy Buffer
US10322643B2 (en) Traction battery with reference supercapacitor for charge monitoring
JP2021530088A (en) Portable modular energy storage
Capasso et al. Integration between super-capacitors and ZEBRA batteries as high performance hybrid storage system for electric vehicles
US20160141896A1 (en) A segmented fuel cell-battery passive hybrid system
Habib et al. Energy-efficient system and charge balancing topology for electric vehicle application
CN101797895B (en) Electric energy power system, electric vehicle, ship and airplane using the electric energy power system
WO2000037278A1 (en) Hybrid drive system
Capasso et al. Laboratory bench to test ZEBRA battery plus super-capacitor based propulsion systems for urban electric transportation
Sepe et al. Lithium-ion supercapacitors for pulsed power applications
KR101241237B1 (en) A Regenerative Brake Equipment Using Electric Double Layer Capacitor for Vehicle
CN104467064A (en) Charging station having battery cell balancing system
JAKUBIEC Computer model of electric vehicle drive system fed from hybrid energy storage system
KR101628850B1 (en) Battery management system
Satou et al. Characteristics of cell voltage equalization circuit using LC series circuit in charging and discharging states

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151229

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170102

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180125

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190304

Year of fee payment: 7