KR101428188B1 - 전기 버스 보조 인버터 과전류 소손 방지 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 클러치를 접합(온)하기 전에 파워스티어링 모터의 스피드를 낮춤으로써 클러치 접합시 갑작스런 부하 발생으로 인한 서지 전류를 저감할 수 있는 전기 버스 보조 인버터 과전류 소손 방지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전기 버스 보조 인버터 과전류 소손 방지 방법은 에어압력 센서를 통해 에어탱크의 압력을 감지하고, 에어압력 스위치가 온 상태인지 여부를 감지하는 단계; 상기 에어탱크의 압력이 설정값보다 작은 경우이거나 에어압력 스위치가 온 상태인 경우에 파워스티어링 모터의 스피드를 제어하여 낮추는 단계; 및 상기 모터의 스피드를 낮춘 후 파워스티어링 모터의 동력을 에어컴프레셔에 전달하기 위한 클러치를 온시키는 단계;를 포함하여, 갑작스런 서지 전류의 발생으로 보조 인버터의 소손을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

전기 버스 보조 인버터 과전류 소손 방지 방법{Over-current damage prevention method for subsidiary inverter of electric bus}
본 발명은 에어컴프레셔의 클러치 접합 시 전기 버스의 보조 인버터에 과전류가 발생하는 것을 방지할 수 있는 전기 버스 보조 인버터 과전류 소손 방지 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 들어 친환경의 중요성이 대두되면서 석유 연료를 사용하는 대신 천연 가스를 사용하는 저상 버스들이 도심을 운행하고 있으며, 대부분의 자동차 메이커에서는 차세대 이동 수단으로서 전기 버스를 개발하고 있다.
전기 버스는 다수 열의 배터리 팩을 차체에 장착하여 배터리로부터 전원을 공급받아 모터를 통해 구동바퀴를 구동시킬 뿐만 아니라, 조향장치 및 냉각장치 등의 각종 보기류 장치를 구동시킨다.
도 1은 전기 버스의 파워넷 구성도를 보여주는 개략도로서, 전기 버스의 고전압 배터리(1) 전원은 고전압 정션박스(2)를 통해 230V DC/AC 보기류 인버터(3)로 인가되고, 보기류 인버터(3)는 배터리(1)로부터 인가받은 380V의 직류전압을 230V의 교류전압으로 변환시키고, 에어컴프레셔 및 파워스티어링 펌프(3) 그리고 워터 펌프(5) 등의 보기류는 보기류 인버터(3)로부터 변환된 교류전압을 인가받아 구동된다.
이때, 파워스티어링 모터(6)는 시동 후 고속으로 상시 회전하고, 에어컴프레셔(8)는 파워스티어링 모터(6)와 벨트로 연결되고, 에어컴프레셔(8)에 클러치(7)가 설치되어, 클러치(7) 온 시 에어컴프레셔(8)는 벨트로부터 동력을 동작하게 된다.
상기 에어컴프레셔(8)의 작동조건은 에어탱크의 압력이 설정값(예,8bar)보다 낮은 경우 에어컴프레셔(8)가 작동하여 에어탱크의 저장된 가스를 압축시키고, 에어탱크의 압력이 설정값보다 높은 경우에 에어컴프레셔(8)의 작동을 멈춘다.
그런데, 파워스티어링 모터(6)가 고속으로 회전 시 클러치(7) 온으로 에어컴프레셔(8)가 동작하게 될 때 갑작스런 부하 발생으로 서지(surge) 전류가 발생하며, 이로 인해 보기류에 전원을 인가하는 인버터(3)가 소손되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 클러치를 접합(온)하기 전에 파워스티어링 모터의 스피드를 낮춤으로써 클러치 접합시 갑작스런 부하 발생으로 인한 서지 전류를 저감할 수 있는 전기 버스 보조 인버터 과전류 소손 방지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전기 버스 보조 인버터 과전류 소손 방지 방법은 에어압력 센서를 통해 에어탱크의 압력을 감지하고, 에어압력 스위치가 온 상태인지 여부를 감지하는 단계; 상기 에어탱크의 압력이 설정값보다 작은 경우이거나 에어압력 스위치가 온 상태인 경우에 파워스티어링 모터의 스피드를 제어하여 낮추는 단계; 및 상기 모터의 스피드를 낮춘 후 파워스티어링 모터의 동력을 에어컴프레셔에 전달하기 위한 클러치를 온시키는 단계;를 포함하여, 갑작스런 서지 전류의 발생으로 보조 인버터의 소손을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전기 버스 보조 인버터 과전류 소손 방지 장치는 에어탱크 내부의 압력을 검출하기 위한 압력센서 및 에어압력 스위치; 및 상기 압력센서 및 에어압력 스위치로부터 신호를 입력받아 에어탱크의 압력이 설정값 미만이거나 에어압력 스위치가 온인 경우에 파워스티어링 모터에 인가되는 전압을 제어하여 모터스피드를 조절할 수 있도록 된 인버터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기 버스 보조 인버터 과전류 소손 방지 방법의 장점을 설명하면 다음과 같다.
첫째로, 에어탱크의 압력이 설정치 미만이거나 에어압력 스위치가 온인 경우 에어컴프레셔를 작동시키기 전에 파워스티어링 모터의 스피드를 낮춤으로써, 서지전류의 발생으로 인한 보조 인버터의 소손을 방지하여 부품 신뢰성을 확보할 수 있다.
둘째로, 보조 인버터의 손상으로 인해 보조 인버터를 교체해야 하므로 인버터 1대가 2천만원의 교체비용을 절감할 수 있다.
셋째로, 주행 중 보조 인버터의 손상시 파워스티어링 및 에어컴프레셔의 작동 불가로 조향 및 제동을 할 수 없음에 따라 발생가능한 안전사고를 예방할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 전기버스의 파워넷 구성을 보여주는 개략도
도 2는 종래기술에 따른 전기버스의 보조인버터의 구성을 보여주는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 전기버스 보조인버터 과전류 소손 방지 장치의 구성을 보여주는 개략도
도 4는 도 3의 회로 구성도
도 5는 본 발명에 따른 전기버스 보조인버터 과전류 소손 방지 장치의 회로도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 3은 본 발명에 따른 전기버스 보조인버터 과전류 소손 방지 장치의 구성을 보여주는 개략도이고, 도 4는 도 3의 회로 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 전기버스 보조인버터 과전류 소손 방지 장치의 회로도이다.
본 발명은 에어컴프레셔의 클러치 접합 시 갑작스런 부하 발생으로 인해 보조 인버터(12)가 과전류로 소손되는 현상을 방지할 수 있는 전기 버스 보조 인버터(12) 과전류 소손 방지 방법에 관한 것이다.
전기 버스 보조 인버터(12)가 과전류로 소손되는 것을 방지하기 위해, 본 발명은 에어탱크의 압력을 감지하는 압력센서(10)와, 에어탱크의 압력이 일정 압력 미만으로 떨어지는 경우에 온으로 동작하는 에어압력 스위치(11)와, 파워스티어링모터의 속도를 제어하는 인버터(12)를 포함한다.
상기 압력센서(10)와 에어압력 스위치(11)는 인버터(12)에 연결되고, 상기 릴레이(13)는 인버터(12)와 배터리 및 에어컴프레셔 클러치 사이에 연결되며, 릴레이(13)는 에어압력 스위치가 온되면 에어컴프레셔 클러치를 온 시켜주는 역할을 한다.
상기 인버터(12)는 배터리의 직류전원을 교류전원으로 변환시키는 역할 외에도 일정한 조건을 만족시키는 경우에 에어컴프레셔의 클러치를 접합시키기 전에 파워스티어링 모터(15)에 인가되는 전압을 낮추어 파워스티어링 모터(15)의 속도를 감속시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전기 버스 보조 인버터(12) 과전류 소손 방지방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 시동을 온시키는 경우에 압력센서(10) 및 에어스위치를 통해 에어컴프레셔의 동작조건을 만족하는지 여부를 판단한다.
예를 들어, 압력센서(10)가 에어탱크의 압력을 감지하고, 이를 통해 에어탱크의 압력이 8Bar 미만이거나 에어압력 스위치(11)가 온되면, 인버터(12)는 압력센서(10) 및 에어압력 스위치(11)로부터 감지신호를 입력받아 에어컴프레셔를 작동시키기 전에 파워스팅어링 모터에 인가되는 전압을 낮추어 모터스피드를 낮춘 후 릴레이(13)를 온시켜 에어컴프레셔 클러치가 온 됨으로 에어컴프레셔를 작동시킨다.
또한, 에어탱크의 압력이 8Bar 이상인 경우이거나 에어압력 스위치(11)가 오프인 경우, 릴레이(13)에 의해 클러치가 오프되어 에어컴프레셔의 작동을 중지한다.
도 5는 비교예에 따라 클러치 접합 전에 에어컴프레셔 작동 조건에서 파워스티어링 모터(15)의 스피드에 대한 제어가 없는 경우와, 본 발명에 따라 파워스티어링 모터(15)의 모터 스피드를 제어하여 클러치 접합 전에 파워스티어링 모터(15)의 스피드를 낮추는 경우에 서지전류 발생 여부를 시험한 결과를 보여준다.
도 5를 참조하면, 종래와 같이 클러치 접합 전에 모터 스피드를 제어하지 않는 경우 클러치의 접합 시점부터 서지 전류가 발생하였고, 본 발명과 같이 클러치 접합 전에 모터스피드를 제어하여 낮추는 경우에 서지 전류가 발생하지 않았다.
따라서, 본 발명에 의하면 에어탱크의 압력이 설정치 미만이거나 에어압력 스위치(11)가 온인 경우 에어컴프레셔를 작동시키기 전에 파워스티어링 모터(15)의 스피드를 낮춤으로써, 서지전류의 발생으로 인한 보조 인버터(12)의 소손을 방지하여 부품 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 보조 인버터(12)의 손상으로 인해 보조 인버터(12)를 교체해야 하므로 인버터(12) 1대가 2천만원의 교체비용을 절감할 수 있다.
아울러, 주행 중 보조 인버터(12)의 손상시 파워스티어링 및 에어컴프레셔의 작동 불가로 조향 및 제동을 할 수 없음에 따라 발생가능한 안전사고를 예방할 수 있다.
10 : 에어탱크 압력센서
11 : 에어압력 스위치
12 : 인버터
13 : 릴레이
14 : MCU
15 : 파워스티어링 모터

Claims (2)

  1. 압력센서를 통해 에어탱크의 압력을 감지하고, 에어압력 스위치가 온 상태인지 여부를 감지하는 단계;
    상기 에어탱크의 압력이 설정값보다 작은 경우이거나 에어압력 스위치가 온 상태인 경우에 파워스티어링 모터에 인가되는 전압을 낮추어 파워스티어링 모터의 스피드를 낮추는 단계;
    상기 파워스티어링 모터의 스피드를 낮춘 후 파워스티어링 모터의 동력을 에어컴프레셔에 전달하기 위한 클러치를 온시키는 단계;
    를 포함하며, 클러치 접합 전에 파워스티어링 모터의 스피드를 낮추어 서지 전류를 저감시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 전기 버스 보조 인버터 과전류 소손 방지 방법.
  2. 삭제
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