KR102011507B1 - Smart Grid Electric Vehicle and Smart Grid Network System - Google Patents

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KR102011507B1 KR1020120055274A KR20120055274A KR102011507B1 KR 102011507 B1 KR102011507 B1 KR 102011507B1 KR 1020120055274 A KR1020120055274 A KR 1020120055274A KR 20120055274 A KR20120055274 A KR 20120055274A KR 102011507 B1 KR102011507 B1 KR 102011507B1
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Abstract

본 발명의 스마트 그리드 전기자동차는 스마트 그리드(100)의 계통전원(상용교류전원)을 직류전원으로 전환해 배터리(30)의 SOC(Stare of Charge)를 충전하는 충전모드와, 배터리(30)의 직류전원을 교류전원으로 전환해 스마트 그리드(100)의 계통전원(상용교류전원)을 충전하는 발전모드를 수행하는 배터리모드회로기(1)와; 배터리(30)의 SOC(Stage of Charge)상태를 기반으로 배터리모드회로기(1)의 충전모드나 발전모드를 제어하는 배터리모드제어기(20)를 포함함으로써, 전기자동차가 스마트 그리드(100)의 계통전원(상용교류전원)을 충전하는 발전기로서도 동시에 이용될 수 있고, 특히 스마트 그리드 시스템이 전기자동차를 활용해 구축되는 특징을 갖는다.The smart grid electric vehicle of the present invention converts the system power (commercial alternating current power) of the smart grid 100 into a DC power charging mode for charging a stare of charge (SOC) of the battery 30, and the battery 30 A battery mode circuit 1 for converting a DC power into an AC power and performing a power generation mode for charging the system power (commercial AC power) of the smart grid 100; By including a battery mode controller 20 for controlling the charging mode or the power generation mode of the battery mode circuit 1 based on the SOC (Stage of Charge) state of the battery 30, the electric vehicle of the smart grid 100 It can also be used simultaneously as a generator for charging system power (commercial AC power), and in particular, a smart grid system is characterized by being built using electric vehicles.

Description

스마트 그리드 전기자동차와 이를 이용한 스마트 그리드 시스템{Smart Grid Electric Vehicle and Smart Grid Network System} Smart Grid Electric Vehicle and Smart Grid System Using It {Smart Grid Electric Vehicle and Smart Grid Network System}

본 발명은 전기자동차에 관한 것으로, 특히 외부의 계통전원(상용교류전원)으로 SOC(State of Charge)를 충전한 고전압 배터리가 상기 계통전원(상용교류전원)으로 역 전송됨으로써 고전압 배터리의 전기에너지가 차량 구동 용도가 아닌 발전용도로 사용될 수 있는 스마트 그리드 전기자동차와 이를 이용한 스마트 그리드 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric vehicle, and in particular, a high voltage battery charged with a state of charge (SOC) with an external system power source (commercial AC power source) is transferred back to the system power source (commercial AC power source), thereby reducing the electrical energy of the high voltage battery. The present invention relates to a smart grid electric vehicle that can be used for power generation, not a vehicle driving purpose, and a smart grid system using the same.

일반적으로 전기자동차에서 배터리(특히 고전압배터리)는 에너지를 저장하고 또한 방출하는 가장 비중을 많이 차지하는 주요 구성요소로서, 충전시에는 외부의 상용 교류전원을 이용한다.In general, batteries (especially high voltage batteries) in electric vehicles are the most important components that store and release energy, and use external commercial AC power for charging.

그러므로, 전기자동차의 전기에너지를 충전하고자 하는 운전자는 상용 교류전원이 제공될 수 있는 전기자동차의 충전전용 공간인 전기충전소를 이용하게 된다.Therefore, the driver who wants to charge the electric energy of the electric vehicle uses an electric charging station which is a charge-only space of the electric vehicle that can be provided with a commercial AC power.

통상, 전기에너지는 최적의 운용을 위해 국가기간산업에 대한 전력수요 및 예측이 이루어져야 하지만, 전기충전소에 공급되는 전기에너지는 통상적인 전력시스템을 그대로 적용함으로써 기존의 전력시스템을 통해서는 전기충전소에서 소모되는 전기에너지 수요 예측이 불가능할 수밖에 없다.Normally, the electric energy needs to be predicted and demanded by the national infrastructure industry for optimal operation, but the electric energy supplied to the electric charging station is consumed in the electric charging station through the existing electric power system by applying the normal electric power system as it is. It is impossible to predict the demand of electric energy.

이러한 불편을 해소하기 위한 한 예로서 스마트 그리드 시스템(Smart Grid System, 지능형 전력망)이 있다.One example to solve this inconvenience is a smart grid system (smart grid).

상기 스마트 그리드 시스템이란 통상적인 전력시스템에 정보통신기술(Information Technology)을 접목하여 전력망을 실시간으로 관찰하고 통제하면서 공급자와 수요자 간의 양방향 통신을 통해 전력망의 운영 효율을 최적화할 수 있는 전력시스템을 의미한다.The smart grid system refers to a power system capable of optimizing the operation efficiency of the power grid through two-way communication between a supplier and a consumer while observing and controlling the power grid in real time by integrating an information technology with a conventional power system. .

그러므로, 통상적인 전력시스템에서는 수요자가 사용하는 실제 사용량보다 더 많은 전기를 생산함으로써 전기에너지 효율이 낮은 공급자 중심의 일방향 전력망이 구축되는데 반해, 스마트 그리드 시스템은 소비자의 전력사용정보가 실시간으로 제공됨으로써 공급자와 수요자 중심의 양방향 전력망이 구축될 수 있다.Therefore, in a typical power system, a more electricity-driven, supplier-oriented one-way grid is constructed by producing more electricity than a consumer uses, whereas a smart grid system provides a real-time supply of consumer power usage information. And a consumer-oriented two-way grid can be built.

통상, 스마트 그리드 시스템이 구축되기 위해선 송배전망의 지능화와 소비자 중심의 에너지 효율화 달성 및 그린에너지 자원 활용성 등에 중점을 두고 구축되어야 한다.In general, in order to build a smart grid system, it should be built with the emphasis on intelligent transmission and distribution network, consumer-centered energy efficiency, and green energy resource utilization.

하지만, 스마트 그리드 시스템에 있어서 무엇보다도 효율적인 전기 수요와 공급에 중요한 완충 역할을 해주는 전기 운송수단의 기반을 이용할 수 있도록 구축하는 것이 중요하다. However, in a smart grid system, it is important to build an electric vehicle that can play an important role in the efficient supply and demand of electricity.

특히, 전기 운송수단은 전기 저장 및 운송의 두가지 기능을 담당하게 되는데, 이러한 전기 운송수단으로 사용될 수 있는 대표적인 장치 중 하나로 전기 자동차를 예로 들 수 있다. In particular, the electric vehicle is responsible for two functions of electric storage and transportation, for example, an electric vehicle as one of the representative devices that can be used as such an electric vehicle.

이는, 전기자동차에 장착되는 대용량 배터리가 전기자동차 구동 전력공급원인 동시에 스마트그리드를 위한 전기에너지 저장장치로도 이용될 수 있음에 기인된다. This is due to the fact that a large capacity battery mounted in the electric vehicle can be used as an electric vehicle driving power supply and an electric energy storage device for the smart grid.

국내특허공개10-2011-0066820(2011년06월17일)Domestic Patent Publication 10-2011-0066820 (June 17, 2011)

상기 특허문헌은 전기자동차가 스마트 그리드 기반의 온라인 세그멘테이션 환경에서 주행경로 탐색으로 활용할 수 있고, 이를 통하여 다양한 편의성이 구현될 수 있는 기술의 예를 나타낸다.The patent document shows an example of a technology in which an electric vehicle may be used as a driving route search in an online segmentation environment based on a smart grid, and various conveniences may be realized through this.

이를 위해 상기 특허문헌에서는 스마트 그리드 환경 기반의 온라인 전기자동차의 주행경로 탐색 시스템이 스마트 그리드 환경에서 시간과 장소에 따라 실시간으로 변동되는 전력 가격 정보를 제공하는 전력가격정보 제공서버와; 온라인 전기자동차의 전력충전 위치정보를 제공하는 전력충전 위치정보 DB와; 전력가격정보 제공서버로부터 제공되는 실시간 전력 가격 정보에 의해 목적지까지 최소 전기요금으로 주행 가능한 충전시기와 주행경로를 제공하거나, 전력충전 위치정보 DB에서 전력충전 위치정보를 검색하여 목적지까지 충전 위주의 주행경로를 제공하는 네비게이터;를 포함해 구성된다. To this end, the patent document includes a power price information providing server for providing a driving price search system for an on-line electric vehicle based on a smart grid environment that changes in real time according to time and place in a smart grid environment; A power charging location information DB for providing power charging location information of an online electric vehicle; Real-time power price information provided from the power price information providing server provides a charging time and driving route that can be driven to the destination with the minimum electric charge, or searches for power charging location information in the power charging location information DB to drive to the destination A navigator providing a path.

이를 통해, 상기 특허문헌은 스마트 그리드 기반의 온라인 전기자동차 세그멘테이션 환경에서 다양하게 제공되는 전력가격정보(RTP)와 최소 주행시간(Time)과, 배터리 SOC 정보등를 활용함으로써 사용자의 니즈(Needs)가 다양하게 충족되는 효과를 갖는다.Through this, the patent document uses the power price information (RTP), minimum driving time (Time), battery SOC information, etc. that are variously provided in the smart grid-based online electric vehicle segmentation environment, the user needs (Needs) vary To be satisfied.

하지만, 상기 특허문헌은 스마트 그리드 시스템을 이용하는 전기자동차 사용자의 편의성에 중점을 둠으로써, 전기자동차가 스마트 그리드 시스템의 한 일원으로서 효율적인 전기 수요와 공급에 중요한 완충 역할을 해주는 전기 운송수단의 기반으로는 전혀 사용되지 못하는 한계를 가질 수밖에 없다.However, the patent document focuses on the convenience of electric vehicle users using the smart grid system, and as a basis of the electric vehicle, which is an important buffer for efficient electric demand and supply as a member of the smart grid system, There is bound to be a limit that cannot be used at all.

이로 인해, 전기자동차 구동 전력공급원인 동시에 스마트그리드를 위한 전기에너지 저장장치로도 이용될 수 있는 대용량 배터리를 구비하면서도, 이를 활용하지 못함으로써 전기자동차의 장점이 활용되지 못하고 있는 실정이다.As a result, while having a large-capacity battery that can be used as an electric vehicle driving power supply and at the same time as an electric energy storage device for the smart grid, the advantage of the electric vehicle is not utilized because it cannot be used.

특히, 전기자동차는 차량외부에서 입력된 상용 교류전원이 배터리 충전으로 전용되도록 단방향 전력전송 기능 만 제공됨으로써 스마트 그리드 시스템의 한 일원으로 이용될 수 없는 근본적인 한계가 있을 수밖에 없다.In particular, the electric vehicle has a fundamental limitation that cannot be used as a member of the smart grid system by providing only one-way power transmission so that the commercial AC power input from the outside of the vehicle is converted to battery charging.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 외부의 계통전원(상용교류전원)이 고전압 배터리로 공급됨으로써 계통전원(상용교류전원)의 전기에너지가 SOC(State of Charge)의 충전용으로 사용되고, 반면 고전압 배터리의 전기에너지가 외부의 계통전원(상용교류전원)으로 역 전송됨으로써 고전압 배터리의 전기에너지가 차량 구동 용도가 아닌 발전용도로 사용될 수 있는 스마트 그리드 전기자동차와 이를 이용한 스마트 그리드 시스템을 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention in view of the above point is that the external system power supply (commercial AC power supply) is supplied to a high voltage battery so that the electrical energy of the system power supply (commercial AC power supply) is used for charging the state of charge (SOC). On the other hand, the electrical energy of the high voltage battery is transmitted back to the external grid power supply (commercial AC power supply) to provide the smart grid electric vehicle and the smart grid system using the same. The purpose is to.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스마트 그리드 전기자동차는 스마트 그리드에서 제공되는 계통전원(상용교류전원)을 연결 또는 분리하기 위한 그리드스위치회로와, 구동원으로 사용되는 전기에너지의 저장매체인 배터리의 전원을 연결 또는 분리하기 위한 배터리스위치회로와, 상기 스마트 그리드의 계통전원(상용교류전원)이 직류전원으로 전환되어 상기 배터리의 SOC(Stare of Charge)가 충전되는 충전모드를 수행하거나 상기 배터리의 직류전원이 교류전원으로 전환되어 상기 스마트 그리드의 계통전원(상용교류전원)이 충전되는 발전모드를 수행하는 모드전환회로가 구비된 배터리모드회로기와; Smart grid electric vehicle of the present invention for achieving the above object is a grid switch circuit for connecting or disconnecting the grid power (commercial alternating current power) provided in the smart grid, the battery which is a storage medium of electrical energy used as a driving source The battery switch circuit for connecting or disconnecting the power of the battery, and the grid power (commercial AC power) of the smart grid is switched to DC power to perform a charging mode in which the SOC (Stare of Charge) of the battery is charged or A battery mode circuit having a mode switching circuit configured to perform a power generation mode in which a DC power is converted into an AC power to charge a system power (commercial AC power) of the smart grid;

상기 그리드스위치회로의 조작으로 상기 스마트 그리드와 상기 배터리모드회로기의 연결 상태를 제어하고, 상기 배터리스위치회로의 조작으로 상기 배터리모드회로기와 상기 배터리의 연결 상태를 제어하며, 상기 배터리의 SOC(Stage of Charge)상태를 기반으로 상기 배터리모드회로기의 충전모드나 상기 배터리모드회로기의 발전모드를 제어하는 배터리모드제어기;Controlling the connection state of the smart grid and the battery mode circuit by the operation of the grid switch circuit, controlling the connection state of the battery mode circuit and the battery by the operation of the battery switch circuit, and SOC (Stage) of the battery a battery mode controller controlling a charging mode of the battery mode circuit or a power generation mode of the battery mode circuit based on a state of charge;

가 포함된 것을 특징으로 한다.Characterized in that the included.

상기 그리드스위치회로와 상기 배터리스위치회로는 상기 배터리모드제어기로 온(On) 또는 오프(Off)되는 2개의 스위치를 각각 구비한다.The grid switch circuit and the battery switch circuit each include two switches that are turned on or off by the battery mode controller.

상기 모드전환회로는 상기 그리드스위치회로에 이어진 절연회로와, 상기 절연회로에 이어져 전력의 고주파 성분의 제거를 위한 필터회로와, 상기 필터회로에 이어져 정류기능과 함께 인버터 기능을 구현하는 정류-인버터회로와, 상기 정류-인버터회로에 이어져 돌입전류의 발생을 제한하는 초기충전회로와, 상기 정류-인버터회로에 이어져 상기 충전모드나 상기 발전모드 시 직류전원을 강제로 방전하여 안정화시켜주는 직류안정화회로와, 상기 직류안정화회로에 이어져 상기 충전모드나 발전모드로 전환되는 양방향변환회로와, 상기 양방향변환회로에 이어져 상기 배터리로 전원이 통전될 때 발생되는 돌입전류를 제한하는 돌입전류제한회로와, 상기 돌입전류제한회로에 이어지고 상기 배터리스위치회로에 연결되어 상기 배터리로 흐르는 전류를 검출하는 전류센싱회로로 구성된다.The mode switching circuit includes an isolation circuit connected to the grid switch circuit, a filter circuit for removing high frequency components of power following the insulation circuit, and a rectification-inverter circuit for implementing an inverter function with the rectifying function following the filter circuit. And, an initial charging circuit for limiting generation of inrush current following the rectifying-inverter circuit, and a direct current stabilizing circuit for forcibly discharging and stabilizing a DC power in the charging mode or the power generation mode, following the rectifying-inverter circuit. A bidirectional conversion circuit connected to the DC stabilization circuit to the charging mode or the power generation mode, an inrush current limiting circuit configured to limit the inrush current generated when the battery is energized after the bidirectional conversion circuit; Connected to the current limiting circuit and connected to the battery switch circuit to It consists of a current sensing circuit for detecting.

상기 정류-인버터회로는 상기 배터리모드제어기로 온(On) 또는 오프(Off)되는 4개의 스위치(Q1~Q4)로 구성되고; 상기 초기충전회로는 상기 배터리모드제어기로 온(On) 또는 오프(Off)되는 스위치(S3)와 저항(R1)으로 구성되며; 상기 직류안정화회로는 콘덴서(C1)와 저항(R2) 및 상기 배터리모드제어기로 온(On) 또는 오프(Off)되는 스위치(S4)로 구성되며; 상기 양방향변환회로는 상기 배터리모드제어기로 온(On) 또는 오프(Off)되는 4개의 스위치(Q5~Q8)로 이루어진 1차회로와, 상기 배터리모드제어기로 온(On) 또는 오프(Off)되는 4개의 스위치(Q9~Q12)로 이루어진 2차회로와, 상기 1차회로에서 상기 2차회로로 이어지는 절연부(T2)와, 코일(L1) 및 콘덴서(C2)로 구성되고; 상기 돌입전류제한회로는 상기 배터리모드제어기로 온(On) 또는 오프(Off)되는 스위치(S5)와 저항(R3)으로 구성된다.The rectifier-inverter circuit is composed of four switches Q1 to Q4 that are turned on or off by the battery mode controller; The initial charging circuit includes a switch S3 and a resistor R1 that are turned on or off by the battery mode controller; The DC stabilization circuit comprises a capacitor (C1), a resistor (R2), and a switch (S4) that is turned on or off by the battery mode controller; The bidirectional conversion circuit includes a primary circuit including four switches Q5 to Q8 that are turned on or off by the battery mode controller, and are turned on or off by the battery mode controller. A secondary circuit composed of four switches Q9 to Q12, an insulating portion T2 leading from the primary circuit to the secondary circuit, a coil L1, and a capacitor C2; The inrush current limiting circuit includes a switch S5 and a resistor R3 that are turned on or off by the battery mode controller.

상기 발전모드는 상기 배터리스위치회로의 동작으로 상기 배터리와 전기적으로 연결되고, 상기 돌입전류제한회로의 동작으로 상기 배터리의 연결로 인한 돌입전류 발생을 방지하며, 상기 양방향변환회로의 1차회로와 2차회로의 동작으로 상기 배터리에서 나온 직류전원이 정류되고, 상기 직류안정화회로의 동작으로 상기 직류전원의 전압이 설정전압까지 상승되며, 상기 초기충전회로와 상기 정류-인버터회로의 동작으로 상기 직류전원이 상기 스마트 그리드의 계통전원(상용교류전원)과 같이 교류전원으로 전환되며, 상기 그리드스위치회로의 동작으로 상기 교류전원이 상기 스마트 그리드로 전송되는 과정으로 이루어진다. The power generation mode is electrically connected to the battery by the operation of the battery switch circuit, and prevents the inrush current generated by the connection of the battery by the operation of the inrush current limiting circuit, and the primary circuit and the second circuit of the bidirectional conversion circuit. The DC power supply from the battery is rectified by the operation of the differential circuit, the voltage of the DC power is increased to the set voltage by the operation of the DC stabilization circuit, and the DC power is supplied by the operation of the initial charging circuit and the rectifier-inverter circuit. The smart grid is switched to an AC power source such as a grid power supply (commercial AC power source), and the AC power is transferred to the smart grid by the operation of the grid switch circuit.

상기 돌입전류제한회로의 동작은 상기 돌입전류 발생이 방지되도록 스위치(S5)가 오프(Off)상태로 유지된 후, 이어 온(On)상태로 전환된다.The operation of the inrush current limiting circuit is switched to the on state after the switch S5 is kept in an off state so that the inrush current is prevented.

상기 양방향변환회로의 동작이 이루어지면, 상기 2차회로는 4개의 스위치(Q5~Q8)가 닫히도록 온(On)상태를 전환되고, 반면 상기 1차회로는 4개의 스위치(Q5~Q8)가 개방되도록 오프(Off)상태로 유지된다. When the bidirectional conversion circuit is operated, the secondary circuit is switched on so that the four switches Q5 to Q8 are closed, while the primary circuit is connected to the four switches Q5 to Q8. It remains off to open.

상기 직류안정화회로의 동작이 이루어지면, 상기 콘덴서(C1)의 직류전원전압이 설정치로 제한되며, 상기 직류전원전압이 설정치에 도달되면 스위치(S4)를 온(On)상태로 전환된다. When the DC stabilization circuit is operated, the DC power supply voltage of the condenser C1 is limited to a set value, and when the DC power supply voltage reaches the set value, the switch S4 is turned on.

상기 정류-인버터회로의 동작이 이루어지면, 상기 4개의 스위치(Q1~Q4)가 닫히도록 온(On)상태를 전환되어 인버터로 기능된다.When the rectifier-inverter circuit is operated, the on state is switched so that the four switches Q1 to Q4 are closed to function as an inverter.

상기 그리드스위치회로가 동작하기 전, 상기 정류-인버터회로에서 전환된 교류전원이 그리드 시스템의 계통전원(상용교류전원)으로 공급될 수 있는지 여부가 판단된다.Before the grid switch circuit operates, it is determined whether the AC power switched in the rectifier-inverter circuit can be supplied to the system power (commercial AC power) of the grid system.

상기 교류전원이 그리드 시스템의 계통전원(상용교류전원)으로 공급될 수 있는지 여부는 상기 배터리모드제어기가 상기 스마트 그리드로부터 계통전원(상용교류전원)의 정보를 읽어 들여 체크한다.Whether the AC power can be supplied to grid power (commercial AC power) of the grid system is checked by reading the information of grid power (commercial AC power) from the smart grid.

상기 충전모드는 상기 그리드스위치회로의 동작으로 상기 배터리가 상기 스마트 그리드의 계통전원(상용교류전원)과 전기적으로 연결되고, 상기 정류-인버터회로의 동작으로 상기 절연회로와 상기 필터회로를 거친 상기 계통전원(상용교류전원)이 직류전원으로 변환되며, 상기 초기충전회로의 동작으로 돌입전류가 방지되고, 상기 직류안정화회로의 동작으로 상기 직류전원의 전압이 설정전압까지 상승되고, 상기 양방향변환회로의 1차회로와 2차회로의 동작으로 상기 스마트 그리드에서 나온 직류전원이 정류되고, 상기 돌입전류제한회로의 동작으로 상기 직류전원의 돌입전류 발생을 방지하며, 상기 배터리스위치회로의 동작으로 상기 직류전원이 상기 배터리로 공급되는 과정으로 이루어진다. In the charging mode, the battery is electrically connected to the grid power supply (commercial AC power supply) of the smart grid by the operation of the grid switch circuit, and the system is passed through the insulation circuit and the filter circuit by the operation of the rectifier-inverter circuit. The power supply (commercial AC power supply) is converted into a DC power supply, the inrush current is prevented by the operation of the initial charging circuit, the voltage of the DC power supply is raised to a set voltage by the operation of the DC stabilization circuit, and the The DC power from the smart grid is rectified by the operation of the primary circuit and the secondary circuit, and the inrush current of the DC power is prevented by the operation of the inrush current limiting circuit, and the DC power is operated by the operation of the battery switch circuit. This is made of a process supplied to the battery.

상기 정류-인버터회로의 동작이 이루어지면, 상기 4개의 스위치(Q1~Q4)가 개방되도록 오프(On)상태로 되어 정류회로로 기능한다. When the rectifier-inverter circuit is operated, the four switches Q1 to Q4 are turned off to function as a rectifier circuit.

상기 초기충전회로의 동작은 상기 돌입전류 발생이 방지되도록 스위치(S5)가 오프(Off)상태로 유지된 후, 이어 온(On)상태로 전환된다. The operation of the initial charging circuit is switched to the on state after the switch S5 is kept in an off state so that the inrush current is prevented.

상기 직류안정화회로의 동작이 이루어지면, 상기 콘덴서(C1)의 직류전원전압이 설정치로 제한되며, 상기 직류전원전압이 설정치에 도달되면 스위치(S4)를 온(On)상태로 전환된다.When the DC stabilization circuit is operated, the DC power supply voltage of the condenser C1 is limited to a set value, and when the DC power supply voltage reaches the set value, the switch S4 is turned on.

상기 양방향변환회로의 동작이 이루어지면, 상기 1차회로는 4개의 스위치(Q5~Q8)가 닫히도록 온(On)상태를 전환되고, 반면 상기 2차회로는 4개의 스위치(Q5~Q8)가 개방되도록 오프(Off)상태로 유지된다.When the bidirectional conversion circuit is operated, the primary circuit is switched on so that the four switches Q5 to Q8 are closed, while the secondary circuit is connected to the four switches Q5 to Q8. It remains off to open.

상기 돌입전류제한회로의 동작은 상기 돌입전류 발생이 방지되도록 스위치(S5)가 오프(Off)상태로 유지된 후, 이어 온(On)상태로 전환된다.The operation of the inrush current limiting circuit is switched to the on state after the switch S5 is kept in an off state so that the inrush current is prevented.

상기 배터리스위치회로의 동작으로 상기 직류전원이 상기 배터리로 공급되면, 상기 전류센싱회로에서 검출된 전류와 전압이 상기 배터리모드제어기로 전송되고, 상기 배터리모드제어기는 상기 배터리의 SOC 상태로 충전을 제어한다.
When the DC power is supplied to the battery by the operation of the battery switch circuit, the current and voltage detected by the current sensing circuit are transmitted to the battery mode controller, and the battery mode controller controls charging to the SOC state of the battery. do.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스마트 그리드 시스템은 외부 장소에서 계통전원(상용교류전원)을 제공하는 스마트 그리드와;In addition, the smart grid system of the present invention for achieving the above object is a smart grid for providing a grid power (commercial alternating current power) in an external place;

전기에너지의 저장매체인 배터리의 SOC(Stare of Charge)가 충전되도록 상기 계통전원(상용교류전원)이 직류전원으로 전환되는 충전모드나 상기 계통전원(상용교류전원)을 충전하도록 상기 배터리의 직류전원을 교류전원으로 전환하는 발전모드가 이루어지는 배터리모드회로기와, 상기 배터리의 SOC(Stage of Charge)상태로 상기 배터리모드회로기의 상기 충전모드나 상기 발전모드를 제어하는 배터리모드제어기가 구비된 전기자동차; DC power of the battery to charge the system power (commercial AC power) or the charging mode in which the system power (commercial AC power) is switched to DC power so that the SOC (Stare of Charge) of the battery, which is a storage medium of electric energy, is charged. A battery mode circuit having a power generation mode for converting the power source into an AC power source and a battery mode controller for controlling the charging mode or the power generation mode of the battery mode circuit in a state of charge (SOC) state of the battery; ;

를 포함해 구성되는 것을 특징으로 한다.Characterized in that configured to include.

상기 전기자동차는 상기 배터리의 전기에너지가 주행을 위한 구동원으로 사용되는 것을 특징으로 한다.The electric vehicle is characterized in that the electric energy of the battery is used as a driving source for driving.

이러한 본 발명은 외부의 계통전원(상용교류전원)으로 SOC(State of Charge)를 충전한 고전압 배터리가 충전된 전기에너지를 외부의 계통전원(상용교류전원)으로 역 전송해줌으로써 전기자동차가 고전압 배터리가 발전기능을 제공하는 효과가 있고, 이를 통한 전기자동차의 활용성과 상품성이 크게 향상되는 효과가 있다.The present invention is a high-voltage battery for an electric vehicle by transmitting electric energy charged with a high voltage battery charged with a state of charge (SOC) with an external system power source (commercial AC power supply) to an external system power source (commercial AC power source). This has the effect of providing a power generation function, thereby greatly improving the utility and commercialization of the electric vehicle.

또한, 본 발명은 전기자동차의 고전압 배터리가 차량구동의 동력원과 외부의 계통전원(상용교류전원)을 위한 발전기로서도 동시에 이용됨으로써, 전기자동차를 활용한 스마트 그리드 시스템이 구축될 수 있는 효과도 있다.In addition, the present invention has the effect that the high-voltage battery of the electric vehicle is also used simultaneously as a power source for driving the vehicle and a generator for an external system power supply (commercial alternating current power supply), so that a smart grid system using the electric vehicle can be constructed.

또한, 본 발명은 전기자동차가 스마트 그리드 시스템의 한 일원으로 구성됨으로써, 스마트 그리드 시스템의 친환경성도 더욱 강화할 수 있는 효과도 있다.In addition, the present invention is an electric vehicle is configured as a member of a smart grid system, there is an effect that can further enhance the environmental friendliness of the smart grid system.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 그리드 전기자동차의 배터리 전력제어장치 구성이고, 도 2는 본 발명에 따른 스마트 그리드 시스템으로 전기에너지가 공급되도록 스마트 그리드 전기자동차를 발전기로 사용하기 위한 알고리즘이며, 도 3은 도 2에 따른 배터리 전력제어장치 작동상태이고, 도 4는 본 발명에 따른 스마트 그리드 전기자동차가 스마트 그리드 시스템으로부터 전기에너지 공급받기 위한 알고리즘이며, 도 5는 도 4에 따른 배터리 전력제어장치 작동상태이다.1 is a configuration of a battery power control device for a smart grid electric vehicle according to the present invention, Figure 2 is an algorithm for using a smart grid electric vehicle as a generator to supply electric energy to the smart grid system according to the present invention, Figure 3 2 is an operating state of the battery power control apparatus according to FIG. 2, FIG. 4 is an algorithm for receiving an electric energy from the smart grid electric vehicle according to the present invention, and FIG. 5 is an operating state of the battery power control apparatus according to FIG. to be.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the exemplary embodiments of the present invention may be embodied in various different forms, one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may be described herein. It is not limited to the Example to make.

도 1은 본 실시예에 따른 스마트 그리드 전기자동차에서 배터리 전력제어장치의 구성을 나타낸다.1 illustrates a configuration of a battery power control apparatus in a smart grid electric vehicle according to the present embodiment.

통상, 스마트 그리드 전기자동차의 경우도 일반 전기자동차를 구성하기 위한 필수적인 구성요소들은 모두 갖추며, 다만 일반 전기자동차가 발전기능을 구현하지 못하는데 반해 스마트 그리드 전기자동차는 발전기능을 구현하는 차이가 있으며, 이러한 차이는 배터리 전력제어장치를 이용해 구현된다.In general, smart grid electric vehicles also have all the necessary components for constituting a general electric vehicle. However, while a general electric vehicle does not implement a power generation function, a smart grid electric vehicle has a difference in implementing a power generation function. The difference is realized using battery power control.

도시된 바와 같이, 배터리 전력제어장치는 외부의 계통전원(상용교류전원)이 제공되는 스마트 그리드(100,Smart Grid)와 전기자동차의 구동원으로 사용되는 전기에너지의 저장매체인 배터리(30)사이를 연결해주는 배터리모드회로기(1)와, 전기자동차의 스마트 그리드(100) 연결 상태와 배터리(30)의 SOC(Stage of Charge)상태 및 배터리모드회로기(1)의 충전상태와 발전 상태를 제어하는 배터리모드제어기(20)로 구성된다.As shown, the battery power control device is connected between the smart grid (100, Smart Grid) provided with an external system power (commercial AC power) and the battery 30 which is a storage medium of electric energy used as a driving source of the electric vehicle. Controls the connection state of the battery mode circuit 1 and the smart grid 100 of the electric vehicle, the state of charge (SOC) state of the battery 30 and the state of charge and the generation of the battery mode circuit 1. It consists of a battery mode controller 20.

상기 배터리모드회로기(1)는 스마트 그리드(100)에서 제공되는 계통전원(상용교류전원)을 연결 또는 분리하기 위한 그리드스위치회로(2)와, 구동원으로 사용되는 전기에너지의 저장매체인 배터리(30)의 전원을 연결 또는 분리하기 위한 배터리스위치회로(11)와, 상기 스마트 그리드(100)의 계통전원(상용교류전원)이 직류전원으로 전환되어 상기 배터리(30)의 SOC(Stare of Charge)가 충전되는 충전모드를 수행하거나 상기 배터리(30)의 직류전원이 교류전원으로 전환되어 상기 스마트 그리드(100)의 계통전원(상용교류전원)이 충전되는 발전모드를 수행하는 모드전환회로로 구성된다.The battery mode circuit 1 includes a grid switch circuit 2 for connecting or disconnecting grid power (commercial AC power) provided from the smart grid 100 and a battery which is a storage medium of electric energy used as a driving source. The battery switch circuit 11 for connecting or disconnecting the power of 30 and the system power (commercial AC power) of the smart grid 100 are converted to DC power so that the SOC (Stare of Charge) of the battery 30 is changed. It is composed of a mode switching circuit for performing a charging mode is charged or the DC power of the battery 30 is switched to AC power to perform a power generation mode in which the system power (commercial AC power) of the smart grid 100 is charged. .

상기 그리드스위치회로(2)는 온(On) 또는 오프(Off)되는 2개의 스위치(S1,S2)로 구성되고, 상기 배터리스위치회로(11)는 온(On) 또는 오프(Off)되는 2개의 스위치(S6,S7)로 구성되며, 상기 스위치(S1,S2,S6,S7)들은 모두 배터리모드제어기(20)로 제어된다.The grid switch circuit 2 is composed of two switches S1 and S2 that are turned on or off, and the battery switch circuit 11 has two turned on or off. It is composed of a switch (S6, S7), the switches (S1, S2, S6, S7) are all controlled by the battery mode controller (20).

상기 모드전환회로는 그리드스위치회로(2)의 온(On)시 절연을 위한 절연회로(3)와, 유입되는 전력의 고주파 성분의 제거를 위한 필터회로(4)와, 필요한 직류전원으로 정류시키는 정류기능과 함께 직류전원을 상용전원으로 변환시키는 인버터 기능을 구현하기 위한 정류-인버터회로(5)와, 스위치 제어로 초기의 돌입전류를 제한시키고 저항회로에 의한 저항손실을 없애주기 위한 초기충전회로(6)와, 동작조건에 따라 충전된 직류전원을 강제로 방전시키기 위한 직류안정화회로(7)와, 충전모드로 배터리(30)를 제어하거나 발전모드로 배터리(30)를 제어하기 위한 양방향변환회로(8)와, 배터리(30)로 전원이 통전될 때 발생되는 돌입전류를 제한하기 위한 돌입전류제한회로(9)와, 배터리(30)로 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류센싱회로(10)로 구성된다.The mode switching circuit may be rectified with an insulating circuit 3 for insulation when the grid switch circuit 2 is on, a filter circuit 4 for removing high frequency components of incoming power, and a required DC power supply. Rectifier-inverter circuit (5) for realizing inverter function to convert DC power into commercial power with rectification function, and initial charging circuit for limiting initial inrush current by switch control and eliminating resistance loss by resistance circuit. (6), a DC stabilization circuit 7 for forcibly discharging the charged DC power according to the operating conditions, and a bidirectional conversion for controlling the battery 30 in the charging mode or the battery 30 in the power generation mode. Circuit 8, inrush current limiting circuit 9 for limiting inrush current generated when power is supplied to battery 30, and current sensing circuit 10 for detecting current flowing into battery 30 It consists of.

여기서, 상기 절연회로(3)는 그리드스위치회로(2)와 필터회로(4)사이를 이어주는 절연부(T1)로 구성된다.Here, the insulation circuit 3 is composed of an insulation portion T1 connecting the grid switch circuit 2 and the filter circuit 4.

상기 정류-인버터회로(5)는 온(On) 또는 오프(Off)되는 4개의 스위치(Q1~Q4)로 구성된다.The rectifier-inverter circuit 5 is composed of four switches Q1 to Q4 that are turned on or off.

그러므로, 충전모드시 상기 정류-인버터회로(5)의 4개의 스위치(Q1~Q4)가 개방되도록 모두 오프(Off)상태를 유지해줌으로써 그리드스위치(2)로 들어온 상용교류전원을 배터리(30)의 충전에 필요한 직류전원으로 정류시키는 정류회로로 동작하는 반면, 발전모드시 상기 정류-인버터회로(5)의 4개의 스위치(Q1~Q4)가 닫히도록 모두 온(On)상태로 전환해줌으로써 배터리(30)에서 나온 직류전원을 상용전원으로 변환시키는 인버터로서 동작한다.Therefore, in the charging mode, all of the four switches Q1 to Q4 of the rectifying-inverter circuit 5 are kept in an off state so that the commercial AC power supplied to the grid switch 2 is supplied to the battery 30. While operating as a rectifying circuit for rectifying with a DC power required for charging, by switching all four switches (Q1 to Q4) of the rectifying-inverter circuit (5) in the power generation mode by turning on (On) the battery ( It operates as an inverter that converts the DC power from 30) into commercial power.

상기 초기충전회로(6)는 온(On) 또는 오프(Off)되는 스위치(S3)와 저항(R1)으로 구성된다.The initial charging circuit 6 is composed of a switch (S3) and a resistor (R1) that is turned on (On) or off (Off).

그러므로, 충전모드시 상기 초기충전회로(6)의 스위치(S3)는 초기에 개방되도록 오프(Off)상태를 유지해줌으로써 초기 충전시 직류안정화회로(7)에 의해 발생되는 큰 돌입전류를 제한하고, 이어 직류안정화회로(7)에 충전되는 직류전압이 어느 정도 상승할 때 닫히도록 온(On)상태로 전환해줌으로써 저항회로(R1)에 의한 저항손실이 없애지도록 동작한다.Therefore, in the charging mode, the switch S3 of the initial charging circuit 6 maintains an off state so as to be initially opened, thereby limiting a large inrush current generated by the DC stabilization circuit 7 during initial charging. Subsequently, the DC voltage charged in the DC stabilization circuit 7 is turned on so as to close when the DC voltage charged to a certain degree is increased so that the resistance loss caused by the resistance circuit R1 is eliminated.

상기 직류안정화회로(7)는 콘덴서(C1)와 저항(R2) 및 온(On) 또는 오프(Off)되는 스위치(S4)로 구성된다.The DC stabilization circuit 7 is composed of a capacitor C1, a resistor R2, and a switch S4 that is turned on or off.

그러므로, 상기 직류안정화회로(7)는 충전모드나 발전모드의 동작조건에 따라 스위치(S4)가 온(On)되어 닫히거나 또는 오프(Off)되어 열림으로써 콘덴서(C1)에 충전된 직류전원을 강제로 방전시킬 수 있다.Therefore, the DC stabilization circuit 7 receives the DC power charged in the capacitor C1 by opening or closing the switch S4 on or off according to the operating condition of the charging mode or the power generation mode. It can be forcibly discharged.

상기 양방향변환회로(8)는 온(On) 또는 오프(Off)되는 4개의 스위치(Q5~Q8)로 이루어진 1차회로와, 온(On) 또는 오프(Off)되는 4개의 스위치(Q9~Q12)로 이루어진 2차회로와, 1차회로에서 2차회로로 이어지는 절연부(T2)와, 코일(L1) 및 콘덴서(C2)로 구성된다. The bidirectional conversion circuit 8 includes a primary circuit including four switches Q5 to Q8 that are turned on or off, and four switches Q9 to Q12 that are turned on or off. And a secondary circuit consisting of a), an insulator T2 leading from the primary circuit to the secondary circuit, and a coil L1 and a capacitor C2.

그러므로, 충전모드시 상기 양방향변환회로(8)의 1차회로는 닫히도록 온(On)상태를 전환되는 반면 2차회로는 개방되도록 오프(Off)상태를 유지해줌으로써, 2차회로의 스위치(Q9~Q12)가 정류회로로 동작한다.Therefore, in the charging mode, the primary circuit of the bidirectional conversion circuit 8 is switched on so that the primary circuit is closed, while the secondary circuit is kept off to open. Q12) operates as a rectifier circuit.

그러나, 발전모드시 상기 양방향변환회로(8)의 2차회로는 닫히도록 온(On)상태를 전환되는 반면 1차회로는 개방되도록 오프(Off)상태를 유지해줌으로써, 1차회로의 스위치(Q5~Q8)가 배터리(30)의 직류전원을 직류안정화회로(7)로 공급하여 준다.In the power generation mode, however, the secondary circuit of the bidirectional conversion circuit 8 is switched on so that the secondary circuit is closed, while the primary circuit is kept off to open. Q8) supplies the DC power supply of the battery 30 to the DC stabilization circuit 7.

상기 돌입전류제한회로(9)는 온(On) 또는 오프(Off)되는 스위치(S5)와 저항(R3)으로 구성된다.The inrush current limiting circuit 9 is composed of a switch S5 and a resistor R3 that are turned on or off.

그러므로, 상기 돌입전류제한회로(9)는 충전모드나 발전모드의 동작조건에 따라 스위치(S5)가 온(On)되어 닫히거나 또는 오프(Off)되어 열림으로써, 양방향변환회로(8)와 배터리(30)의 초기 연결 시 발생되는 돌입전류가 제한되도록 동작한다.Therefore, the inrush current limiting circuit 9 is opened or closed with the switch S5 on or off depending on the operating conditions of the charging mode or the power generation mode. The inrush current generated at the initial connection of 30 is operated to be limited.

상기 전류센싱회로(10)는 센서로 구성됨으로써, 충전모드나 발전모드 제어시 배터리(30)로 들어가거나 나오는 전류를 검출한다.The current sensing circuit 10 is configured as a sensor to detect a current entering or exiting the battery 30 in the charging mode or the generation mode control.

한편, 상기 배터리모드제어기(20)는 전기자동차나 하이브리드자동차에 탑재된 BSM(Battery Management System)과 같은 기능을 포함하고, 더불어 배터리모드회로기(1)를 통해 배터리(30)의 전기에너지가 스마트 그리드(100)로 역송전되거나 또는 스마트 그리드(100)로부터 상용 교류전원이 배터리(30)로 공급되도록 제어하는 스마트 그리드 알고리즘이 더 포함된다.On the other hand, the battery mode controller 20 includes a function such as BSM (Battery Management System) mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle, and the electric energy of the battery 30 is smart through the battery mode circuit 1. A smart grid algorithm is further included to control the back-transmission to the grid 100 or to supply commercial AC power to the battery 30 from the smart grid 100.

본 실시예에서 스마트 그리드 알고리즘 중 배터리(30)의 전기에너지가 스마트 그리드(100)로 역송전됨으로써 전기자동차가 발전기로 작용되는 경우를 배터리발전모드로 칭하고, 반면 스마트 그리드 알고리즘 중 그리드(100)로부터 상용 교류전원이 배터리(30)로 공급됨으로써 전기자동차가 충전되는 경우를 배터리충전모드로 칭한다.In the present embodiment, when the electric energy of the battery 30 is reversely transmitted to the smart grid 100 in the smart grid algorithm, the electric vehicle acts as a generator, while the battery generation mode is called from the grid 100 in the smart grid algorithm. The case where the electric vehicle is charged by supplying commercial AC power to the battery 30 is referred to as a battery charging mode.

상기 배터리(30)는 전기자동차나 하이브리드자동차에 탑재된 배터리로서, 본 실시예의 경우 전기자동차에 탑재된 고전압배터리를 의미한다.The battery 30 is a battery mounted in an electric vehicle or a hybrid vehicle. In the present embodiment, the battery 30 refers to a high voltage battery mounted in the electric vehicle.

상기 스마트 그리드(100)는 스마트 그리드 시스템(Smart Grid System, 지능형 전력망)의 구성원으로서, 전기자동차에 구비된 커넥터 플러그가 연결될 수 있는 수단으로 제공된다.The smart grid 100 is a member of a smart grid system (intelligent electric power grid), and is provided as a means for connecting a connector plug provided in an electric vehicle.

그러므로, 상기 스마트 그리드(100)는 전기자동차에서 스마트그리드로 배터리(30)의 전력을 공급해줄 때 배터리의 전기에너지를 계통전원(상용교류전원)으로 사용할 수 있도록 동작한다. Therefore, the smart grid 100 operates to use the electric energy of the battery as a system power source (commercial alternating current power) when supplying power to the battery 30 from the electric vehicle to the smart grid.

한편, 도 2는 본 실시예에 따른 배터리발전모드로서, 발전모드가 실행됨으로써 전기자동차가 스마트 그리드의 계통전원(상용교류전원)을 충전해주는 발전기로 전환될 수 있다.On the other hand, Figure 2 is a battery power generation mode according to the embodiment, the power generation mode is executed can be converted into a generator for charging the grid power (commercial AC power) of the electric vehicle smart grid.

S10에서는 배터리스위치회로(11)가 동작됨으로써 전기자동차가 탑재된 배터리(30)의 전기에너지를 스마트 그리드로 제공하는 발전기로 전환되기 위한 준비상태로 된다.In S10, the battery switch circuit 11 is operated to be in a ready state for converting the electric energy of the battery 30 mounted with the electric vehicle into a generator that provides the smart grid.

이러한 준비상태는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 배터리스위치회로(11)의 2개의 스위치(S6,S7)가 모두 온(On)상태로 전환됨으로써 배터리(30)와 전기적으로 연결된 상태이다.In this ready state, as shown in FIG. 3, the two switches S6 and S7 of the battery switch circuit 11 are all turned on to be electrically connected to the battery 30.

S11에서는 돌입전류제한회로(9)가 동작됨으로써 배터리(30)의 직류전원이 방전될 수 있는 연결 상태로 된다.In S11, the inrush current limiting circuit 9 is operated to enter a connection state in which the DC power supply of the battery 30 can be discharged.

이러한 연결 상태는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 돌입전류제한회로(9)의 스위치(S5)를 온(On)상태로 전환함으로써 배터리(30)의 연결로 인한 돌입전류 발생이 방지된다.In this connection state, as shown in FIG. 3, the inrush current generation due to the connection of the battery 30 is prevented by switching the switch S5 of the inrush current limiting circuit 9 to an on state.

그러므로, 상기 돌입전류제한회로(9)의 동작은 상기 돌입전류 발생이 방지되도록 스위치(S5)가 오프(Off)상태로 유지된 후, 이어 온(On)상태로 전환된다.Therefore, the operation of the inrush current limiting circuit 9 is switched to the on state after the switch S5 is kept in the off state so that the inrush current is prevented.

S12에서는 양방향변환회로(8)가 동작됨으로써 배터리(30)의 직류전원이 직류안정화회로(7)로 흘러가는 공급 상태로 된다.In S12, the bidirectional conversion circuit 8 is operated so that the DC power supply of the battery 30 flows into the DC stabilization circuit 7.

이러한 공급 상태는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 양방향변환회로(8)의 2차회로를 이루는 4개의 스위치(Q9~Q12)가 닫히도록 온(On)상태를 전환되고, 반면 1차회로를 이루는 4개의 스위치(Q5~Q8)는 개방되도록 오프(Off)상태를 유지해줌으로써 이루어진다.This supply state is switched on so that the four switches Q9 to Q12 constituting the secondary circuit of the bidirectional conversion circuit 8 are closed, as shown in FIG. Four switches Q5 to Q8 which are formed are maintained by maintaining an off state to open.

상기와 같이 돌입전류제한회로(9)의 초기충전회로 동작과 양방향변환회로(8)의 발전모드 동작이 이루어짐으로써, 전기자동차는 탑재된 배터리(30)의 전기에너지를 스마트 그리드로 제공하는 발전기로 전환된다.As described above, since the initial charging circuit operation of the inrush current limiting circuit 9 and the power generation mode operation of the bidirectional conversion circuit 8 are performed, the electric vehicle is a generator that provides the electric energy of the mounted battery 30 to the smart grid. Is switched.

S13에서는 직류안정화회로(7)가 동작됨으로써 양방향변환회로(8)에서 직류전원이 충전되는 전압상승 상태로 된다.In S13, the DC stabilization circuit 7 is operated to enter a voltage rising state where the DC power is charged in the bidirectional conversion circuit 8.

이러한 전압상승 상태는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 직류안정화회로(7)의 콘덴서(C1)가 직류전원을 충전함으로써 이루어지지만, 콘덴서(C1)의 직류전원전압은 설정치로 제어된다.As shown in Fig. 3, the voltage rise state is achieved by the capacitor C1 of the DC stabilization circuit 7 charging the DC power, but the DC power voltage of the capacitor C1 is controlled to a set value.

상기와 같은 직류전원전압의 설정치 제어는 스위치(S4)의 온(On) 또는 오프(Off)로 구현되며, 일례로 직류전원전압이 설정치에 도달되면 스위치(S4)를 온(On)상태로 전환시켜 준다.The set value control of the DC power voltage as described above is implemented by turning on or off the switch S4. For example, when the DC power voltage reaches the set value, the switch S4 is turned on. Let it be.

이러한 직류전원전압의 설정치 제어는 배터리모드제어기(20)를 통해 이루어진다.The set value control of the DC power supply voltage is performed through the battery mode controller 20.

S14에서는 초기충전회로(6)가 동작됨으로써 직류안정화회로(7)의 직류전원이 정류-인버터회로(5)로 흘러가도록 이어지는 연속 상태로 된다.In S14, the initial charging circuit 6 is operated so that the DC power of the DC stabilization circuit 7 flows into the rectifying-inverter circuit 5 in a continuous state.

이러한 연속 상태는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 초기충전회로(6)의 스위치(S3)가 온(On)상태로 전환됨으로써 구현된다. This continuous state is realized by switching the switch S3 of the initial charging circuit 6 to an on state, as shown in FIG. 3.

S15에서는 정류-인버터회로(5)가 동작됨으로써 배터리(30)에서 나온 직류전원이 배터리 상용전원으로 변환되는 전환 상태로 된다.In operation S15, the rectifier-inverter circuit 5 is operated to be in a switching state in which the DC power source from the battery 30 is converted into the battery commercial power source.

이러한 전환 상태는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 정류-인버터회로(5)의 4개의 스위치(Q1~Q4)가 닫히도록 온(On)상태를 전환되어 인버터로 기능하고, 인버터 기능을 통해 직류전원이 배터리 상용전원으로 변환됨으로써 이루어진다.This switching state, as shown in Figure 3, is switched to the On (On) state so that the four switches (Q1 ~ Q4) of the rectification-inverter circuit (5) is closed to function as an inverter, DC through the inverter function This is done by converting the power to battery commercial power.

S16과 S17에서는 상기 정류-인버터회로(5)를 거쳐 직류전원에서 변환된 교류전원이 그리드 시스템의 계통전원(상용교류전원)으로 공급될 수 있는지 여부가 판단되는 체크 과정을 나타낸다.S16 and S17 show a check process for determining whether the AC power converted from the DC power source via the rectifier-inverter circuit 5 can be supplied to the system power (commercial AC power supply) of the grid system.

이러한 체크 과정은 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리모드제어기(20)가 그리드(100)로부터 그리드 시스템의 계통전원(상용교류전원)에 대한 정보를 먼저 읽어들인 후, 이어 읽어들인 정보로 그리드 시스템의 계통전원(상용교류전원)이 적합함이 판단된다.This check process is shown in Figure 3, the battery mode controller 20 first reads the information on the grid power (commercial AC power) of the grid system from the grid 100, and then the grid system with the read information It is judged that the system power supply (commercial AC power supply) is suitable.

S18에서는 그리드 시스템의 계통전원(상용교류전원)원의 적합함을 판단한 후 전기자동차에서 스마트 그리드(100)로 배터리(30)에서 나온 교류전원이 공급될 수 있는 준비완료 상태로 된다.In S18, after determining the suitability of the grid power source (commercial AC power source) of the grid system, the electric vehicle is ready to be supplied with AC power from the battery 30 to the smart grid 100.

이러한 준비완료 상태는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 그리드스위치회로(2)의 스위치(S1,S2)가 닫히도록 온(On)상태로 전환된다.This ready state is switched to the on state so that the switches S1 and S2 of the grid switch circuit 2 are closed, as shown in FIG.

이어, S19에서는 그리드스위치회로(2)가 온(On)됨으로써 스마트 그리드(100)가 전기자동차의 배터리(30)에서 공급되는 전기에너지를 이용해 역으로 충전되는 발전 상태로 된다.Subsequently, in S19, the grid switch circuit 2 is turned on so that the smart grid 100 is in a power generation state in which the smart grid 100 is reversely charged using the electric energy supplied from the battery 30 of the electric vehicle.

이러한 발전 상태가 되면, 정류-인버터회로(5)에서 나오는 배터리 상용전원은 도 3과 같이 고주파 성분을 제거하도록 필터회로(4)를 거쳐 절연회로(3)로 흘러가고, 절연회로(3)에서 나오는 배터리 상용전원은 그리드스위치회로(2)를 거쳐 스마트 그리드(100)로 공급됨으로써 전기자동차가 스마트 그리드(100)의 발전기로 제공된다.In such a power generation state, the battery commercial power supply from the rectifier-inverter circuit 5 flows to the insulation circuit 3 through the filter circuit 4 so as to remove the high frequency component as shown in FIG. The commercial power coming out is supplied to the smart grid 100 via the grid switch circuit 2, the electric vehicle is provided as a generator of the smart grid 100.

한편, 도 4는 본 실시예에 따른 배터리충전모드로서, 충전모드가 실행됨으로써 전기자동차가 스마트 그리드(100)의 계통전원(상용교류전원)으로 배터리(30)의 SOC(State of Charge)를 충전할 수 있다.On the other hand, Figure 4 is a battery charging mode according to the embodiment, the charging mode is executed by the electric vehicle to charge the SOC (State of Charge) of the battery 30 with the system power (commercial AC power) of the smart grid 100. can do.

S20에서는 그리드스위치회로(2)가 동작됨으로써 전기자동차에 탑재된 배터리(30)가 스마트 그리드(100)로부터 계통전원(상용교류전원)을 받아들이기 위한 연결 상태로 된다.In S20, the grid switch circuit 2 is operated so that the battery 30 mounted in the electric vehicle is in a connected state for receiving a grid power supply (commercial AC power supply) from the smart grid 100.

이러한 연결 상태는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 그리드스위치회로(2)의 스위치(S1,S2)가 닫히도록 온(On)상태를 전환됨으로써 이루어진다.This connection state is achieved by switching the On state so that the switches S1 and S2 of the grid switch circuit 2 are closed, as shown in FIG.

이로 인해, 스마트 그리드(100)의 계통전원(상용교류전원)은 그리드스위치회로(2)에 이어진 절연회로(3)를 거쳐 필터회로(4)에서 고주파 성분이 제거된 후 정류-인버터회로(5)로 공급된다.Due to this, the system power supply (commercial AC power supply) of the smart grid 100 passes through the insulation circuit 3 connected to the grid switch circuit 2, and the high frequency component is removed from the filter circuit 4, followed by the rectification-inverter circuit 5. Is supplied.

이어, S21에서는 정류-인버터회로(5)가 동작됨으로써 스마트 그리드(100)의 계통전원(상용교류전원)이 직류전원으로 변환되는 전환 상태로 된다.Subsequently, in S21, the rectifier-inverter circuit 5 is operated to be in a switching state in which the system power supply (commercial AC power supply) of the smart grid 100 is converted into the DC power supply.

이러한 전환 상태는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 정류-인버터회로(5)의 4개의 스위치(Q1~Q4)가 모두 개방되도록 오프(Off)상태를 유지하여 정류회로로 기능하고, 정류회로 기능을 통해 교류전원이 직류전원으로 변환됨으로써 이루어진다.As shown in FIG. 5, the switching state functions as a rectifying circuit by maintaining an off state so that all four switches Q1 to Q4 of the rectifying-inverter circuit 5 are opened. Through AC power is converted into a DC power.

S22에서는 초기충전회로(6)가 동작됨으로써 정류-인버터회로(5)의 직류전원이 직류안정화회로(7)로 흘러가도록 이어지는 연속 상태로 된다.In S22, the initial charging circuit 6 is operated so that the direct current power source of the rectifier-inverter circuit 5 flows to the direct current stabilization circuit 7 in a continuous state.

이러한 연속 상태는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 초기충전회로(6)의 스위치(S3)가 개방되도록 오프(Off)상태를 유지함으로써 저항(R1)의 작용으로 초기의 돌입전류가 방지될 수 있다. In this continuous state, as shown in FIG. 3, the initial inrush current can be prevented by the action of the resistor R1 by maintaining the Off state so that the switch S3 of the initial charging circuit 6 is opened. have.

S23에서는 직류안정화회로(7)가 동작됨으로써 정류-인버터회로(5)에서 제공되는 직류전원의 전압상승 상태로 된다.In S23, the DC stabilization circuit 7 is operated to bring the voltage of the DC power supply provided from the rectifier-inverter circuit 5 into a rising state.

이러한 전압상승 상태는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 직류안정화회로(7)의 콘덴서(C1)가 직류전원을 충전함으로써 이루어지지만, 콘덴서(C1)의 직류전원전압은 설정치로 제어된다.As shown in Fig. 5, the voltage rise state is achieved by the capacitor C1 of the DC stabilization circuit 7 charging the DC power, but the DC power voltage of the capacitor C1 is controlled to a set value.

S24에서는 직류전원전압을 설정전압과 비교하고, 직류전원전압이 설정전압을 초과되는 상태에 도달되었는지를 판단한다.In S24, the DC power supply voltage is compared with the set voltage, and it is determined whether the DC power supply voltage reaches a state exceeding the set voltage.

이러한 직류전원전압의 설정치 제어는 배터리모드제어기(20)를 통해 이루어진다.The set value control of the DC power supply voltage is performed through the battery mode controller 20.

S25는 직류전원전압이 설정전압을 초과할 경우, 초기충전회로(6)의 스위치(S3)가 닫히도록 온(On)상태로 전환됨을 나타낸다.S25 indicates that when the DC power supply voltage exceeds the set voltage, the switch S3 of the initial charging circuit 6 is turned on to close.

S26에서는 양방향변환회로(8)가 동작됨으로써 배터리(30)에 대한 충전이 시작되는 충전준비 상태로 된다.In operation S26, the bidirectional conversion circuit 8 is operated to be in a charge ready state in which charging of the battery 30 is started.

이러한 충전준비 상태는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 양방향변환회로(8)의 1차회로를 이루는 4개의 스위치(Q5~Q8)가 닫히도록 온(On)상태를 전환되고, 반면 2차회로를 이루는 4개의 스위치(Q9~Q12)는 개방되도록 오프(Off)상태를 유지해줌으로써 이루어진다.As shown in FIG. 5, the charge ready state is switched on so that the four switches Q5 to Q8 constituting the primary circuit of the bidirectional conversion circuit 8 are closed. Four switches Q9 to Q12 forming the switch are formed by maintaining an off state.

S27에서는 돌입전류제한회로(9)가 동작됨으로써 배터리(30)가 충전되는 충전시작 상태로 된다.In S27, the inrush current limiting circuit 9 is operated to enter the charging start state where the battery 30 is charged.

이러한 충전시작 상태는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 돌입전류제한회로(9)의 스위치(S5)가 개방되도록 오프(Off)상태를 유지해줌으로써 배터리(30)의 연결로 인한 돌입전류 발생이 방지된다.The charging start state is maintained in the off state so that the switch S5 of the inrush current limiting circuit 9 is opened, as shown in FIG. 5, thereby preventing inrush current generation due to the connection of the battery 30. do.

S28에서는 배터리스위치회로(11)가 동작됨으로써 배터리(30)가 충전되는 충전진행 상태로 된다.In S28, the battery switch circuit 11 is operated to enter a charging progress state in which the battery 30 is charged.

이러한 충전진행 상태는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 배터리스위치회로(11)의 스위치(S6,S7)가 닫히도록 온(On)상태로 전환됨으로써 배터리(30)의 SOC가 충전된다. As shown in FIG. 5, the charging progress state is switched to an on state so that the switches S6 and S7 of the battery switch circuit 11 are closed to charge the SOC of the battery 30.

S29는 배터리스위치회로(11)가 동작됨에 따라 돌입전류제한회로(9)의 스위치(S5)가 닫히도록 온(Off)상태로 전환됨으로써 저항(R1)의 작용을 차단해주는 상태이다.S29 is a state in which the switch S5 of the inrush current limiting circuit 9 is switched to an off state so that the action of the resistor R1 is blocked as the battery switch circuit 11 is operated.

S30은 배터리(30)의 충전과정에서 전류센싱회로(11)가 배터리(30)로 공급되는 전류/전압을 검출하는 과정으로서, 상기 전류센싱회로(11)의 겁출값은 배터리모드제어기(20)로 전송됨으로써 배터리모드제어기(20)가 SOC 상태를 이용해 배터리(30)의 충전을 제어할 수 있게 된다.S30 is a process of detecting the current / voltage supplied to the battery 30 by the current sensing circuit 11 in the charging process of the battery 30, the value of the current sensing circuit 11 is the battery mode controller 20 By transmitting to the battery mode controller 20 is able to control the charging of the battery 30 using the SOC state.

S31은 배터리(30)의 충전과정에서 양방향변환회로(8)가 충전모드로 유지되는 과정으로서, 상기 양방향변환회로(8)의 충전상태는 배터리모드제어기(20)의 제어로 변환될 때 까지 지속된다.S31 is a process in which the bidirectional conversion circuit 8 is maintained in the charging mode during the charging process of the battery 30, and the charging state of the bidirectional conversion circuit 8 continues until it is converted to the control of the battery mode controller 20. do.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스마트 그리드 전기자동차는 스마트 그리드(100)의 계통전원(상용교류전원)을 직류전원으로 전환해 배터리(30)의 SOC(Stare of Charge)를 충전하는 충전모드와, 배터리(30)의 직류전원을 교류전원으로 전환해 스마트 그리드(100)의 계통전원(상용교류전원)을 충전하는 발전모드를 수행하는 배터리모드회로기(1)와; 배터리(30)의 SOC(Stage of Charge)상태를 기반으로 배터리모드회로기(1)의 충전모드나 발전모드를 제어하는 배터리모드제어기(20)를 포함함으로써, 전기자동차가 스마트 그리드(100)의 계통전원(상용교류전원)을 충전하는 발전기로서도 동시에 이용될 수 있고, 특히 스마트 그리드 시스템이 전기자동차를 활용해 구축될 수 있다.As described above, in the smart grid electric vehicle according to the present embodiment, the charging mode for charging the Stare of Charge (SOC) of the battery 30 by switching the system power (commercial AC power) of the smart grid 100 to DC power And a battery mode circuit 1 for converting the DC power of the battery 30 into an AC power and performing a power generation mode for charging the system power (commercial AC power) of the smart grid 100. By including a battery mode controller 20 for controlling the charging mode or the power generation mode of the battery mode circuit 1 based on the SOC (Stage of Charge) state of the battery 30, the electric vehicle of the smart grid 100 It can also be used simultaneously as a generator for charging system power (commercial AC power), and in particular, smart grid systems can be built using electric vehicles.

1 : 배터리모드회로기
2 : 그리드스위치회로 3 : 절연회로
4 : 필터회로 5 : 정류-인버터회로
6 : 초기충전회로 7 : 직류안정화회로
8 : 양방향변환회로 9 : 돌입전류제한회로
10 : 전류센싱회로 11 : 배터리스위치회로
20 : 배터리모드제어기
30 : 배터리 100 : 스마트 그리드(Smart Grid)1: Battery mode circuit
2: grid switch circuit 3: insulation circuit
4 filter circuit 5 rectifier-inverter circuit
6: initial charging circuit 7: DC stabilization circuit
8: bidirectional conversion circuit 9: inrush current limiting circuit
10 current sensing circuit 11 battery switch circuit
20: battery mode controller
30: battery 100: smart grid

Claims (20)

스마트 그리드에서 제공되는 계통전원(상용교류전원)을 연결 또는 분리하기 위한 그리드스위치회로와, 구동원으로 사용되는 전기에너지의 저장매체인 배터리의 전원을 연결 또는 분리하기 위한 배터리스위치회로와, 상기 스마트 그리드의 계통전원(상용교류전원)이 직류전원으로 전환되어 상기 배터리의 SOC(Stare of Charge)가 충전되는 충전모드를 수행하거나 상기 배터리의 직류전원이 교류전원으로 전환되어 상기 스마트 그리드의 계통전원(상용교류전원)이 충전되는 발전모드를 수행하는 모드전환회로가 구비된 배터리모드회로기와;
상기 그리드스위치회로의 조작으로 상기 스마트 그리드와 상기 배터리모드회로기의 연결 상태를 제어하고, 상기 배터리스위치회로의 조작으로 상기 배터리모드회로기와 상기 배터리의 연결 상태를 제어하며, 상기 배터리의 SOC(Stage of Charge)상태를 기반으로 상기 배터리모드회로기의 충전모드나 상기 배터리모드회로기의 발전모드를 제어하는 배터리모드제어기;가 포함되며,
상기 모드전환회로는 정류기능과 함께 인버터 기능을 구현하는 정류-인버터회로와, 상기 정류-인버터회로에 이어져 돌입전류의 발생을 제한하는 초기충전회로와, 상기 정류-인버터회로에 이어져 상기 충전모드나 상기 발전모드 시 직류전원을 강제로 방전하여 안정화시켜주는 직류안정화회로와, 상기 직류안정화회로에 이어져 상기 충전모드나 발전모드로 전환되는 양방향변환회로와, 상기 양방향변환회로에 이어져 상기 배터리로 전원이 통전될 때 발생되는 돌입전류를 제한하는 돌입전류제한회로로 구성되고;
상기 정류-인버터회로는 상기 배터리모드제어기로 온(On) 또는 오프(Off)되는 4개의 스위치(Q1~Q4)로 구성되고; 상기 초기충전회로는 상기 배터리모드제어기로 온(On) 또는 오프(Off)되는 스위치(S3)와 저항(R1)으로 구성되며; 상기 직류안정화회로는 콘덴서(C1)와 저항(R2) 및 상기 배터리모드제어기로 온(On) 또는 오프(Off)되는 스위치(S4)로 구성되며; 상기 양방향변환회로는 상기 배터리모드제어기로 온(On) 또는 오프(Off)되는 4개의 스위치(Q5~Q8)로 이루어진 1차회로와, 상기 배터리모드제어기로 온(On) 또는 오프(Off)되는 4개의 스위치(Q9~Q12)로 이루어진 2차회로와, 상기 1차회로에서 상기 2차회로로 이어지는 절연부(T2)와, 코일(L1) 및 콘덴서(C2)로 구성되고; 상기 돌입전류제한회로는 상기 배터리모드제어기로 온(On) 또는 오프(Off)되는 스위치(S5)와 저항(R3)으로 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
Grid switch circuit for connecting or disconnecting the grid power (commercial AC power) provided by the smart grid, Battery switch circuit for connecting or disconnecting the power of the battery which is a storage medium of electrical energy used as a driving source, and the smart grid The system power (commercial AC power supply) is switched to the DC power supply to perform a charging mode in which the SOC (Stare of Charge) of the battery is charged or the DC power supply of the battery is converted to AC power so that the system power of the smart grid (commercial) A battery mode circuit having a mode switching circuit for performing a power generation mode in which an AC power source is charged;
Controlling the connection state of the smart grid and the battery mode circuit by the operation of the grid switch circuit, controlling the connection state of the battery mode circuit and the battery by the operation of the battery switch circuit, and SOC (Stage) of the battery a battery mode controller for controlling a charging mode of the battery mode circuit or a power generation mode of the battery mode circuit based on a state of charge;
The mode switching circuit includes a rectifying-inverter circuit for implementing an inverter function together with a rectifying function, an initial charging circuit for limiting generation of inrush current following the rectifying-inverter circuit, and the rectifying-inverter circuit. A DC stabilization circuit for forcibly discharging and stabilizing DC power in the power generation mode, a bidirectional conversion circuit that is switched to the charging mode or a power generation mode following the DC stabilization circuit, and connected to the bidirectional conversion circuit to supply power to the battery. An inrush current limiting circuit for limiting inrush current generated when energized;
The rectifier-inverter circuit is composed of four switches Q1 to Q4 that are turned on or off by the battery mode controller; The initial charging circuit includes a switch S3 and a resistor R1 that are turned on or off by the battery mode controller; The DC stabilization circuit comprises a capacitor (C1), a resistor (R2), and a switch (S4) that is turned on or off by the battery mode controller; The bidirectional conversion circuit includes a primary circuit including four switches Q5 to Q8 that are turned on or off by the battery mode controller, and are turned on or off by the battery mode controller. A secondary circuit composed of four switches Q9 to Q12, an insulating portion T2 leading from the primary circuit to the secondary circuit, a coil L1, and a capacitor C2; The inrush current limiting circuit is a smart grid electric vehicle, characterized in that consisting of a switch (S5) and a resistor (R3) that is turned on (On) or off (Off) to the battery mode controller.
청구항 1에 있어서, 상기 그리드스위치회로와 상기 배터리스위치회로는 상기 배터리모드제어기로 온(On) 또는 오프(Off)되는 2개의 스위치를 각각 구비한 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.The smart grid electric vehicle according to claim 1, wherein the grid switch circuit and the battery switch circuit are each provided with two switches that are turned on or off by the battery mode controller. 청구항 1에 있어서, 상기 모드전환회로에는 상기 그리드스위치회로에 이어진 절연회로와, 상기 절연회로에 이어져 전력의 고주파 성분을 제거하면서 상기 정류-인버터회로와 이어진 필터회로와, 상기 돌입전류제한회로에 이어지고 상기 배터리스위치회로에 연결되어 상기 배터리로 흐르는 전류를 검출하는 전류센싱회로가 더 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The circuit of claim 1, wherein the mode switching circuit includes an insulation circuit connected to the grid switch circuit, a filter circuit connected to the rectification-inverter circuit and a rush current limiting circuit while removing high frequency components of power following the insulation circuit. And a current sensing circuit connected to the battery switch circuit to detect a current flowing to the battery.
삭제delete 청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 있어서, 상기 발전모드는 상기 배터리스위치회로의 동작으로 상기 배터리와 전기적으로 연결되고, 상기 돌입전류제한회로의 동작으로 상기 배터리의 연결로 인한 돌입전류 발생을 방지하며, 상기 양방향변환회로의 1차회로와 2차회로의 동작으로 상기 배터리에서 나온 직류전원이 정류되고, 상기 직류안정화회로의 동작으로 상기 직류전원의 전압이 설정전압까지 상승되며, 상기 초기충전회로와 상기 정류-인버터회로의 동작으로 상기 직류전원이 상기 스마트 그리드의 계통전원(상용교류전원)과 같이 교류전원으로 전환되며, 상기 그리드스위치회로의 동작으로 상기 교류전원이 상기 스마트 그리드로 전송되는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the power generation mode is electrically connected to the battery by the operation of the battery switch circuit, the operation of the inrush current limiting circuit to prevent the inrush current generated by the connection of the battery The DC power from the battery is rectified by the operation of the primary circuit and the secondary circuit of the bidirectional conversion circuit, and the voltage of the DC power is increased to the set voltage by the operation of the DC stabilization circuit. And by the operation of the rectifier-inverter circuit, the DC power is converted into AC power such as the system power (commercial AC power) of the smart grid, and the AC power is transmitted to the smart grid by the operation of the grid switch circuit. Smart grid electric vehicle, characterized in that consisting of.
청구항 5에 있어서, 상기 돌입전류제한회로의 동작은 상기 돌입전류 발생이 방지되도록 스위치(S5)가 오프(Off)상태로 유지된 후, 이어 온(On)상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The smart grid of claim 5, wherein the operation of the inrush current limiting circuit is switched to an on state after the switch S5 is maintained in an off state so that the inrush current is prevented. Electric vehicles.
청구항 5에 있어서, 상기 양방향변환회로의 동작이 이루어지면, 상기 2차회로는 4개의 스위치(Q5~Q8)가 닫히도록 온(On)상태를 전환되고, 반면 상기 1차회로는 4개의 스위치(Q5~Q8)가 개방되도록 오프(Off)상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The method of claim 5, wherein when the operation of the bidirectional conversion circuit is made, the secondary circuit is switched on state so that the four switches (Q5 ~ Q8) is closed, while the primary circuit is four switches ( Smart grid electric vehicle, characterized in that it is maintained in the Off (Q) to open (Q5 ~ Q8).
청구항 5에 있어서, 상기 직류안정화회로의 동작이 이루어지면, 상기 콘덴서(C1)의 직류전원전압이 설정치로 제한되며, 상기 직류전원전압이 설정치에 도달되면 스위치(S4)를 온(On)상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The method according to claim 5, wherein when the operation of the DC stabilization circuit is performed, the DC power supply voltage of the capacitor (C1) is limited to a set value, and when the DC power supply voltage reaches the set value, the switch (S4) is turned on (On) state Smart grid electric vehicle, characterized in that for switching.
청구항 5에 있어서, 상기 정류-인버터회로의 동작이 이루어지면, 상기 4개의 스위치(Q1~Q4)가 닫히도록 온(On)상태를 전환되어 인버터로 기능하는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The smart grid electric vehicle according to claim 5, wherein when the rectifier-inverter circuit is operated, the on-state is switched to close the four switches Q1 to Q4 to function as an inverter.
청구항 5에 있어서, 상기 그리드스위치회로가 동작하기 전, 상기 정류-인버터회로에서 전환된 교류전원이 그리드 시스템의 계통전원(상용교류전원)으로 공급될 수 있는지 여부가 판단되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The smart grid according to claim 5, wherein before the grid switch circuit operates, it is determined whether the AC power switched in the rectifier-inverter circuit can be supplied to the system power (commercial AC power) of the grid system. Electric vehicles.
청구항 10에 있어서, 상기 교류전원이 그리드 시스템의 계통전원(상용교류전원)으로 공급될 수 있는지 여부는 상기 배터리모드제어기가 상기 스마트 그리드로부터 계통전원(상용교류전원)의 정보를 읽어 들여 체크하는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The method according to claim 10, wherein whether or not the AC power can be supplied to the grid power (commercial AC power) of the grid system, the battery mode controller reads and checks the information of the grid power (commercial AC power) from the smart grid. Smart grid electric vehicle characterized by.
청구항 3에 있어서, 상기 충전모드는 상기 그리드스위치회로의 동작으로 상기 배터리가 상기 스마트 그리드의 계통전원(상용교류전원)과 전기적으로 연결되고, 상기 정류-인버터회로의 동작으로 상기 절연회로와 상기 필터회로를 거친 상기 계통전원(상용교류전원)이 직류전원으로 변환되며, 상기 초기충전회로의 동작으로 돌입전류가 방지되고, 상기 직류안정화회로의 동작으로 상기 직류전원의 전압이 설정전압까지 상승되고, 상기 양방향변환회로의 1차회로와 2차회로의 동작으로 상기 스마트 그리드에서 나온 직류전원이 정류되고, 상기 돌입전류제한회로의 동작으로 상기 직류전원의 돌입전류 발생을 방지하며, 상기 배터리스위치회로의 동작으로 상기 직류전원이 상기 배터리로 공급되는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The method of claim 3, wherein the charging mode is the operation of the grid switch circuit, the battery is electrically connected to the grid power supply (commercial AC power supply) of the smart grid, the operation of the rectifier-inverter circuit and the insulation circuit and the filter The system power supply (commercial AC power supply) passing through the circuit is converted into a DC power supply, the inrush current is prevented by the operation of the initial charging circuit, and the voltage of the DC power supply is raised to the set voltage by the operation of the DC stabilization circuit, The DC power from the smart grid is rectified by the operation of the primary circuit and the secondary circuit of the bidirectional conversion circuit, and the operation of the inrush current limiting circuit prevents generation of inrush current of the DC power supply. Smart Green, characterized in that made in the process of supplying the DC power to the battery by the operation Electric cars.
청구항 12에 있어서, 상기 정류-인버터회로의 동작이 이루어지면, 상기 4개의 스위치(Q1~Q4)가 개방되도록 오프(On)상태로 되어 정류회로로 기능하는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The smart grid electric vehicle according to claim 12, wherein when the rectifier-inverter circuit is operated, the four switches (Q1 to Q4) are turned off to function as a rectifier circuit.
청구항 12에 있어서, 상기 초기충전회로의 동작은 상기 돌입전류 발생이 방지되도록 스위치(S5)가 오프(Off)상태로 유지된 후, 이어 온(On)상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The method of claim 12, wherein the operation of the initial charging circuit is a smart grid electricity, characterized in that after the switch (S5) is maintained in the off (Off) state to prevent the generation of the inrush current, and then turned on car.
청구항 12에 있어서, 상기 직류안정화회로의 동작이 이루어지면, 상기 콘덴서(C1)의 직류전원전압이 설정치로 제한되며, 상기 직류전원전압이 설정치에 도달되면 스위치(S4)를 온(On)상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The DC power supply voltage of the capacitor C1 is limited to a set value when the operation of the DC stabilization circuit is performed. When the DC power voltage reaches the set value, the switch S4 is turned on. Smart grid electric vehicle, characterized in that for switching.
청구항 12에 있어서, 상기 양방향변환회로의 동작이 이루어지면, 상기 1차회로는 4개의 스위치(Q5~Q8)가 닫히도록 온(On)상태를 전환되고, 반면 상기 2차회로는 4개의 스위치(Q5~Q8)가 개방되도록 오프(Off)상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The method according to claim 12, wherein when the operation of the bidirectional conversion circuit is made, the primary circuit is switched on (On) state so that the four switches (Q5 ~ Q8) is closed, while the secondary circuit is four switches ( Smart grid electric vehicle, characterized in that it is maintained in the Off (Q) to open (Q5 ~ Q8).
청구항 12에 있어서, 상기 돌입전류제한회로의 동작은 상기 돌입전류 발생이 방지되도록 스위치(S5)가 오프(Off)상태로 유지된 후, 이어 온(On)상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The smart grid of claim 12, wherein the operation of the inrush current limiting circuit is switched to an on state after the switch S5 is maintained in an off state so that the inrush current is prevented. Electric vehicles.
청구항 12에 있어서, 상기 상기 배터리스위치회로의 동작으로 상기 직류전원이 상기 배터리로 공급되면, 상기 전류센싱회로에서 검출된 전류와 전압이 상기 배터리모드제어기로 전송되고, 상기 배터리모드제어기는 상기 배터리의 SOC 상태로 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 전기자동차.
The method of claim 12, wherein when the DC power is supplied to the battery by the operation of the battery switch circuit, the current and voltage detected by the current sensing circuit is transmitted to the battery mode controller, the battery mode controller is Smart grid electric vehicle characterized in that the charge control in the SOC state.
외부 장소에서 계통전원(상용교류전원)을 제공하는 스마트 그리드와;
청구항 1에 의한 전기자동차;
를 포함해 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 시스템.
A smart grid providing grid power (commercial AC power) at an external location;
An electric vehicle according to claim 1;
Smart grid system, characterized in that configured to include.
청구항 19에 있어서, 상기 전기자동차는 전기에너지의 저장매체인 배터리의 SOC(Stare of Charge)가 충전되도록 상기 계통전원(상용교류전원)이 직류전원으로 전환되는 충전모드나 상기 계통전원(상용교류전원)을 충전하도록 상기 배터리의 직류전원을 교류전원으로 전환하는 발전모드가 이루어지는 배터리모드회로기와, 상기 배터리의 SOC(Stage of Charge)상태로 상기 배터리모드회로기의 상기 충전모드나 상기 발전모드를 제어하는 배터리모드제어기가 구비되고;
상기 배터리의 전기에너지가 주행을 위한 구동원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 스마트 그리드 시스템.20. The method of claim 19, The electric vehicle is a charging mode or the system power (commercial AC power) is switched to the DC power source (commercial AC power) is switched to a DC power so that the SOC (Stare of Charge) of the battery which is a storage medium of electrical energy A battery mode circuit having a power generation mode for converting the DC power of the battery into an AC power source to charge the battery; and controlling the charging mode or the power generation mode of the battery mode circuit in a state of charge (SOC) state of the battery. A battery mode controller is provided;
Smart grid system, characterized in that the electric energy of the battery is used as a driving source for driving.
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