KR102297076B1 - 전기 자동차의 방전 확인장치 - Google Patents

전기 자동차의 방전 확인장치 Download PDF

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Abstract

전기 자동차의 정비 시 고전압 케이블의 탈거 작업 이전에 고전압 부품의 방전 상태를 미리 확인할 수 있도록 함으로써 작업자의 안전을 도모하도록 한 전기 자동차의 방전 확인장치 및 방법에 관한 것으로서, 방전 확인부에서 전기 자동차의 시동이 오프되고 방전 확인을 위한 조작 스위치가 온되면, 멀티 미터를 이용하여 전력분배장치(PDU)로부터 공급된 고전압을 고전압 부품에 인가하는 고전압 커넥터의 전압을 측정하고, 전압 측정값으로 방전 유무를 판단하며, 방전 유무 판단 결과를 이용하여 방전 상태를 표시해줌으로써, 고전압 커넥터의 탈거 이전에 작업자가 고전압 부품의 방전 상태를 확인할 수 있도록 하여, 안전사고를 미리 방지하게 된다.

Description

전기 자동차의 방전 확인장치{Discharge confirmation apparatus of electric vehicle}
본 발명은 전기 자동차의 방전 확인장치에 관한 것으로, 특히 전기 자동차의 정비 시 고전압 케이블의 탈거 작업 이전에 고전압 부품의 방전 상태를 미리 확인할 수 있도록 함으로써 작업자의 안전을 도모하도록 한 전기 자동차의 방전 확인장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기를 이용하는 친환경 자동차는 고전압을 이용하여 차량을 구동하게 된다. 이러한 친환경 자동차는 주요 구성품의 하나인 전원 분배 유닛(Power Distribution Unit; PDU)을 이용하여, 차량의 에너지원인 고전압 배터리로부터 전원을 공급받아 각 고전압 유닛(배터리 팩 히터, MOT-INT, LDC(Low voltage DC-DC Converter), 히터, 충전기, 탑재형 충전기(OBC; On Board Charger), 에어컨 컴프레셔, 기타)에 고전압을 분배하는 주요 기능을 수행한다.
따라서 사용자 또는 정비를 목적으로 하는 다른 사용자가 배터리팩 또는 고전압 전원 분배장치에 접근하였을 경우, 차량에서 사용되는 커패시터에 충전된 전압으로 인해 감전 등을 유발하여, 인체에 심각한 피해를 줄 수 있으며, 차량 시스템의 손상도 유발할 수 있는 문제점이 있다.
따라서 전기 자동차의 정비를 하기 위해서는 작업자 안전을 위해, 고전압부품 내부의 커패시터 에너지가 완전히 방전된 것을 확인하고 진행해야 한다. 전기 자동차가 시동이 켜있을 때는 CAN 메시지를 통해 배터리 전압, 인버터 전압을 확인할 수 있으나, 시동이 꺼져있을 경우 제어기 미작동으로 인해 전압을 확인할 수 없다. 따라서 이 경우 엔진룸의 전력분배장치(PDU)에 연결된 고전압 케이블을 탈거한 후 전압을 측정해야 하나, 이는 케이블 탈거 작업이 필요하고, 탈거를 위한 고전압 부품의 접촉에 대한 안전상의 우려 등을 초래하는 문제가 있다.
한편, 전기 자동차의 고전압 방전을 제어하기 위해 종래에 제안된 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 은 고전압 전원을 순간적으로 오프시 방전 회로를 동작시켜 커패시터에 충전된 전원을 방전시켜 감전사고 등을 방지하기 위한 친환경 자동차의 고전압 방전 제어장치 및 그 방법을 제공한다.
그러나 이러한 종래기술도 커패시터에 충전된 전원을 방전시키는 방법으로서, 고전압 부품의 충전 전원이 완전 방전되었는지를 육안으로 확인하는 것은 불가능하다.
대한민국 공개특허 10-2015-0090444(2015.08.06. 공개)(친환경 자동차의 고전압 방전 제어장치)
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 전기 자동차의 정비 시 발생하는 감전 문제 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 전기 자동차의 정비 시 고전압 케이블의 탈거 작업 이전에 고전압 부품의 방전 상태를 미리 확인할 수 있도록 함으로써 작업자의 안전을 도모하도록 한 전기 자동차의 방전 확인장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "전기 자동차의 방전 확인장치"는, 방전 확인을 위한 조작 스위치; 상기 조작 스위치가 온 상태로 조작되면, 고전압 배터리와 고전압 부품 사이에 게재된 전력분배장치(PDU)로부터 공급된 고전압을 상기 고전압 부품에 인가하는 고전압 커넥터의 전압을 측정하고, 전압 측정값으로 방전 유무를 판단하며, 방전 유무 판단 결과를 이용하여 방전 상태를 표시해주는 방전 확인부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 방전 확인부는 상기 고전압 커넥터의 전압을 측정하는 멀티 미터; 상기 멀티 미터에서 측정된 전압 측정값으로 방전 유무를 판단하는 방전 판단부; 상기 방전 판단부에서 출력되는 방전 상태 표시신호에 따라 방전 상태를 육안으로 표시해주는 인디케이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 인디케이터는 불빛이나 숫자를 이용하는 시각적 표시 또는 비프음이나 버저음을 이용한 청각적 표시로 방전 상태를 표출해주는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "전기 자동차의 방전 확인방법"은, (a) 방전 확인부에서 전기 자동차의 시동이 오프되고 방전 확인을 위한 조작 스위치가 온되면, 멀티 미터를 이용하여 전력분배장치(PDU)로부터 공급된 고전압을 고전압 부품에 인가하는 고전압 커넥터의 전압을 측정하는 단계; (b) 상기 방전 확인부에서 전압 측정값으로 방전 유무를 판단하는 단계; 및 (c) 상기 방전 확인부에서 방전 유무 판단 결과를 이용하여 방전 상태를 표시해주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 전기 자동차의 정비 시 고전압 케이블의 탈거 작업 이전에 고전압 부품의 방전 상태를 작업자가 미리 확인할 수 있도록 함으로써, 작업자의 안전을 도모해주는 탁월한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차의 방전 확인장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 전기 자동차의 방전 확인방법을 보인 흐름도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기 자동차의 방전 확인장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기 자동차의 방전 확인장치의 구성도로서, 고전압 배터리(10), 12V 배터리(20), 전력분배장치(PDU; Power Distribution Unit)(30), 고전압 커넥터(40), 고전압 부품(70), 조작 스위치(60) 및 방전 확인부(50)를 포함할 수 있다.
전력분배장치(30)는 전기 차량의 에너지원인 고전압 배터리(10)로부터 전원을 공급받아 각 고전압 부품(70)에 고전압을 분배해주는 기능을 한다.
고전압 부품(70)은 배터리 팩 히터, MOT-INT, LDC(Low voltage DC-DC Converter), 히터, 충전기, 탑재형 충전기(OBC; On Board Charger), 에어컨 컴프레셔 등을 포함하며, 고전압 커넥터(40)는 상기 전력분배장치(30)로부터 분배되는 고전압을 상기 고전압 부품(70)에 인가해주는 접속단자를 의미한다.
조작 스위치(60)는 고전압 케이블의 탈거 이전에 고전압 부품의 방전 상태를 확인하기 위해 조작하는 스위치로서, 온 또는 오프 상태로 조작된다.
방전 확인부(50)는 상기 조작 스위치(60)가 온 상태로 조작되면, 고전압 배터리(10)와 고전압 부품(70) 사이에 게재된 전력분배장치(PDU)(30)로부터 공급된 고전압을 상기 고전압 부품(70)에 인가하는 고전압 커넥터(40)의 전압을 측정하고, 전압 측정값으로 방전 유무를 판단하며, 방전 유무 판단 결과를 이용하여 방전 상태를 표시해주는 역할을 한다.
이러한 방전 확인부(50)는 상기 고전압 커넥터(40)의 전압을 측정하는 측정 장비인 멀티 미터(51), 상기 멀티 미터(51)에서 측정된 전압 측정값으로 방전 유무를 판단하는 방전 판단부(52), 상기 방전 판단부(52)에서 출력되는 방전 상태 표시신호에 따라 방전 상태를 육안으로 표시해주는 표시장치인 인디케이터(53)를 포함할 수 있다.
상기 인디케이터(53)는 불빛이나 숫자를 이용하는 시각적 표시 또는 비프음이나 버저음을 이용한 청각적 표시로 방전 상태를 표출해줄 수 있다. 시각적 표시와 청각적 표시를 동시에 이용하여 방전 상태를 표시해주는 것도 가능하다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기 자동차의 방전 확인장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
전기 자동차의 시동이 온 상태이면, 전력분배장치(30)는 전기 차량의 에너지원인 고전압 배터리(10)로부터 전원을 공급받아 각 고전압 부품(70)에 고전압을 분배해준다.
전기 자동차의 정비를 위해 전기 자동차의 시동이 오프된 상태에서, 작업자는 전기 자동차의 정비 작업 등을 위해 고전압 커넥터를 탈거하기 이전에 방전 확인을 위한 조작 스위치(60)를 온 상태로 조작한다. 여기서 조작 스위치(60)가 오프 상태가 되면 방전 확인부(50)도 고전압 커넥터(40)와 전기적으로 차단된 상태가 되고, 상기 조작 스위치(60)가 온 상태가 되면 방전 확인부(50)와 고전압 커넥터(40)가 전기적으로 연결된다.
방전 확인부(50)는 상기 조작 스위치(60)가 온 상태로 조작되면, 전압/전류 등의 측정 장비인 멀티 미터(51)를 이용하여 고전압 커넥터(40)의 전압을 측정한다. 여기서 고전압 커넥터(40)는 실제 고전압 부품에 대응하는 개수로 설치되며, 따라서 멀티 미터(51)는 고전압 커넥터의 개수에 대응하는 만큼 고전압 부품의 전압을 측정한다. 고전압 커넥터(40)의 측정 순서는 미리 설정된 것으로 가정한다.
다음으로, 방전 판단부(52)는 상기 멀티 미터(51)에서 측정된 각각의 고전압 부품별 전압 측정값으로 방전 유무를 판단한다. 예컨대, 전압 측정값은 미리 설정된 순서대로 측정이 이루어지며, 방전 판단부(52)는 각 고전압 부품별로 측정한 전압 값과 방전 유무를 확인하기 위해 미리 설정된 기준 전압을 비교하여, 그 대소 여부로 방전 유무를 판단한다. 이러한 방법 이외에 전압 측정값의 존재 유무로 방전 유무를 확인하는 것도 가능하다.
방전 유무를 확인한 결과, 모든 고전압 부품에 대하여 전부 방전이 이루어진 것으로 확인이 되면, 인디케이터(53)에 방전 상태를 표시하도록 하는 방전 상태 표시신호를 발생한다.
이러한 방전상태 표시신호에 따라 인디케이터(53)는 LED를 이용하여 초록빛을 발광하여, 고전압 부품이 방전되었음을 시각적으로 표시해준다.
이와는 달리 방전이 이루어지지 않은 고전압 부품이 검출되면, 방전 판단부(52)는 인디케이터(53)에 미 방전 상태를 표시하도록 하는 방전상태 표시신호를 발생한다. 여기서 방전상태 표시신호는 상기 방전 상태 시 방전상태 표시신호와는 제어 값이 상이한 신호이다. 이러한 제어 값은 전기적인 신호(0V, 5V)를 이용하면 간단하게 구현할 수 있다.
인디케이터(53)는 미 방전에 따른 방전 상태 표시신호를 기초로 미 방전 상태를 육안 또는 청각적으로 확인하기 위한 표시 신호를 표출한다. 즉, 비프음이나 버저음을 이용하여 경고 음향을 발생하고, LED를 이용하여 적색등을 점등하거나 숫자를 이용하여 전압 값을 표시함으로써, 미 방전 상태를 표출해준다. 이 경우 작업자는 위험을 인지하고, 고전압 커넥터 탈거에 주의를 하여 감전 사고를 방지하도록 한다. 필요에 따라 인디케이터(53)를 통해 어느 고전압 부품이 미 방전 상태인지를 표시해주어, 작업에 최대한 편의성을 도모해주는 것도 가능하다.
도 2는 본 발명에 따른 "전기 자동차의 방전 확인방법"을 보인 흐름도로서, 도 1에 도시한 전기 자동차의 방전 확인장치를 이용하여 소프트웨어적으로 방전을 확인하는 과정을 도시한 것이다.
본 발명에 따른 전기 자동차의 방전 확인방법은 (a) 방전 확인부(50)에서 전기 자동차의 시동이 오프되고 방전 확인을 위한 조작 스위치(60)가 온되면, 멀티 미터(51)를 이용하여 전력분배장치(PDU)(30)로부터 공급된 고전압을 고전압 부품(70)에 인가하는 고전압 커넥터(40)의 전압을 측정하는 단계(S10 - S30), (b) 상기 방전 확인부(50)에서 전압 측정값으로 방전 유무를 판단하는 단계(S40), (c) 상기 방전 확인부(50)에서 방전 유무 판단 결과를 이용하여 방전 상태를 표시해주는 단계(S50 - S60)를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기 자동차의 방전 확인방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전기 자동차의 시동이 온 상태이면, 전력분배장치(30)는 전기 차량의 에너지원인 고전압 배터리(10)로부터 전원을 공급받아 각 고전압 부품(70)에 고전압을 분배해준다.
다음으로, 단계 S10과 같이 전기 자동차의 정비를 위해 전기 자동차의 시동이 오프된 상태에서, 작업자는 단계 S20과 같이 전기 자동차의 정비 작업 등을 위해 고전압 커넥터를 탈거하기 이전에 방전 확인을 위한 조작 스위치(60)를 온 상태로 조작한다. 여기서 조작 스위치(60)가 오프 상태가 되면 방전 확인부(50)도 고전압 커넥터(40)와 전기적으로 차단된 상태가 되고, 상기 조작 스위치(600가 온 상태가 되면 방전 확인부(50)와 고전압 커넥터(40)가 전기적으로 연결된다.
방전 확인부(50)는 상기 조작 스위치(60)가 온 상태로 조작되면, 단계 S30에서 전압/전류 등의 측정 장비인 멀티 미터(51)를 이용하여 고전압 커넥터(40)의 전압을 측정한다. 여기서 고전압 커넥터(40)는 실제 고전압 부품에 대응하는 개수로 설치되며, 따라서 멀티 미터(51)는 고전압 커넥터의 개수에 대응하는 만큼 고전압 부품의 전압을 측정한다. 고전압 커넥터(40)의 측정 순서는 미리 설정된 것으로 가정한다.
다음으로, 방전 판단부(52)는 단계 S40에서 상기 멀티 미터(51)에서 측정된 각각의 고전압 부품별 전압 측정값으로 방전 유무를 판단한다. 예컨대, 전압 측정값은 미리 설정된 순서대로 측정이 이루어지며, 방전 판단부(52)는 각 고전압 부품별로 측정한 전압 값과 방전 유무를 확인하기 위해 미리 설정된 기준 전압을 비교하여, 그 대소 여부로 방전 유무를 판단한다. 이러한 방법 이외에 전압 측정값의 존재 유무로 방전 유무를 확인하는 것도 가능하다.
방전 유무를 확인한 결과, 모든 고전압 부품에 대하여 전부 방전이 이루어진 것으로 확인이 되면, 단계 S50에서 인디케이터(53)에 방전 상태를 표시하도록 하는 방전 상태 표시신호를 발생한다.
이러한 방전상태 표시신호에 따라 인디케이터(53)는 LED를 이용하여 초록빛을 발광하여, 고전압 부품이 방전되었음을 시각적으로 표시해준다.
이와는 달리 방전이 이루어지지 않은 고전압 부품이 검출되면, 방전 판단부(52)는 인디케이터(53)에 미 방전 상태를 표시하도록 하는 방전상태 표시신호를 발생한다. 여기서 방전상태 표시신호는 상기 방전 상태 시 방전상태 표시신호와는 제어 값이 상이한 신호이다. 이러한 제어 값은 전기적인 신호(0V, 5V)를 이용하면 간단하게 구현할 수 있다.
인디케이터(53)는 미 방전에 따른 방전 상태 표시신호를 기초로 미 방전 상태를 육안 또는 청각적으로 확인하기 위한 표시 신호를 표출한다. 즉, 비프음이나 버저음을 이용하여 경고 음향을 발생하고, LED를 이용하여 적색등을 점등하거나 숫자를 이용하여 전압 값을 표시함으로써, 미 방전 상태를 표출해준다. 이 경우 작업자는 위험을 인지하고, 고전압 커넥터 탈거에 주위를 하여 감전 사고를 방지하도록 한다. 필요에 따라 인디케이터(53)를 통해 어느 고전압 부품이 미 방전 상태인지를 표시해주어, 작업에 최대한 편의성을 도모해주는 것도 가능하다.
한편, 작업자는 고전압 부품의 방전 확인이 완료되면, 상기 조작 스위치(60)를 오프시켜, 고전압 커넥터(40)와 방전 확인부(50) 간을 전기적으로 차단한다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
10: 고전압 배터리 20: 12V 배터리
30: 전력분배장치(PDU) 40: 고전압 커넥터
50: 방전 확인부 51: 멀티 미터
52: 방전 판단부 53: 인디케이터
60: 조작 스위치 70: 고전압 부품

Claims (4)

  1. 전기 자동차의 시동 오프시 고전압 부품의 방전을 확인하기 위한 장치로서,
    고전압 케이블의 탈거 이전에 고전압 부품의 방전 상태를 확인하기 위한 조작 스위치; 및
    상기 조작 스위치가 온 상태로 조작되면, 고전압 배터리와 고전압 부품 사이에 게재된 전력분배장치(PDU)로부터 공급된 고전압을 상기 고전압 부품에 인가하는 고전압 커넥터의 전압을 측정하고, 전압 측정값으로 방전 유무를 판단하며, 방전 유무 판단 결과를 이용하여 방전 상태를 표시해주는 방전 확인부를 포함하고,
    상기 방전 확인부는 상기 고전압 커넥터의 전압을 측정하는 멀티 미터; 상기 멀티 미터에서 측정된 전압 측정값으로 방전 유무를 판단하는 방전 판단부; 상기 방전 판단부에서 출력되는 방전 상태 표시신호에 따라 방전 상태를 육안으로 표시해주는 인디케이터를 포함하며,
    상기 멀티 미터는 상기 고전압 커넥터의 개수에 대응하는 만큼 고전압 부품의 전압을 측정하되, 미리 설정된 측정 순서대로 고전압 커넥터의 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 방전 확인장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에서, 상기 인디케이터는 불빛이나 숫자를 이용하는 시각적 표시 또는 비프음이나 버저음을 이용한 청각적 표시로 방전 상태를 표출해주는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 방전 확인장치.


  4. 삭제
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