KR102536857B1 - Relay driving device for vehicle and electronic vehicle charging device comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 차량용 릴레이 구동 장치는 차량 내 소정 장치와 연결되며, 상기 소정 장치를 구동시키도록 설정되는 릴레이 회로부, 상기 릴레이 회로부를 구동시키기 위한 전압을 인가하는 배터리부, 그리고 상기 릴레이 회로부와 상기 배터리부 사이에 배치되며, 상기 배터리부로부터 출력된 전압을 소정 전압 이하로 제한하여 상기 릴레이 회로부에 전달하는 보호 회로부를 포함한다.A relay driving device for a vehicle according to an embodiment of the present invention is connected to a predetermined device in a vehicle and includes a relay circuit unit configured to drive the predetermined device, a battery unit for applying a voltage for driving the relay circuit unit, and the relay. and a protection circuit disposed between the circuit unit and the battery unit, and limiting a voltage output from the battery unit to a predetermined voltage or less and transmitting the voltage to the relay circuit unit.

Description

차량용 릴레이 구동 장치 및 이를 포함하는 전기 자동차의 충전 장치{RELAY DRIVING DEVICE FOR VEHICLE AND ELECTRONIC VEHICLE CHARGING DEVICE COMPRISING THE SAME}Vehicle relay driving device and electric vehicle charging device including the same

본 발명은 전기 자동차의 충전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 자동차의 충전 장치에 포함되는 릴레이 구동 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electric vehicle charging device, and more particularly, to a relay driving device included in an electric vehicle charging device.

전기 자동차(Electric Vehicle, EV) 또는 플러그-인 하이브리드 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV)와 같은 친환경 자동차는 배터리 충전을 위하여 충전소에 설치된 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)를 이용한다.Eco-friendly vehicles such as electric vehicles (EVs) or plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) use electric vehicle supply equipment (EVSE) installed at charging stations to charge batteries. .

전기 자동차의 충전 장치는 충전 모듈 및 충전 모듈에 연결되는 릴레이 구동 모듈을 포함한다. 릴레이 구동 모듈은 충전 모듈을 구동시키도록 설정될 수 있다.A charging device for an electric vehicle includes a charging module and a relay driving module connected to the charging module. The relay drive module may be configured to drive the charging module.

도 1은 충전 장치의 블록도를 나타낸다. 1 shows a block diagram of a charging device.

도 1을 참조하면, 충전 장치(10)는 릴레이 구동 모듈(12) 및 충전 모듈(14)을 포함하며, 릴레이 구동 모듈(12)은 충전 모듈(14)에 연결된다. 이때, 릴레이 구동 모듈(12)은 릴레이 회로부(12-1), 배터리부(12-2) 및 스위치(12-3)를 포함한다. 릴레이 회로부(12-1)는 충전 모듈(14)을 구동시키도록 설정된다. 배터리부(12-2)는 릴레이 회로부(12-1)를 구동시키기 위한 전압을 인가한다. 그리고, 스위치(12-3)는 릴레이 회로부(12-1)와 충전 모듈(14) 사이에 배치되며, 스위치(12-3)의 온오프에 따라 충전 모듈(14)의 구동 여부가 달라진다. Referring to FIG. 1 , the charging device 10 includes a relay driving module 12 and a charging module 14 , and the relay driving module 12 is connected to the charging module 14 . At this time, the relay driving module 12 includes a relay circuit unit 12-1, a battery unit 12-2, and a switch 12-3. The relay circuitry 12-1 is set to drive the charging module 14. The battery unit 12-2 applies a voltage for driving the relay circuit unit 12-1. And, the switch 12-3 is disposed between the relay circuit unit 12-1 and the charging module 14, and whether the charging module 14 is driven depends on the on/off of the switch 12-3.

한편, 릴레이 구동 모듈(12)에 포함되는 배터리부(12-2)는 일반적으로 12V 전원이다. 그러나, 점프 스타트(jump start) 시 배터리부(12-2)는 27V까지 상승할 수 있고, 로드 덤프(load dump) 시 배터리부(12-2)는 32V까지 상승할 수 있다. 일반적인 릴레이 구동 모듈(12)의 정격 전압은 최대 16V이므로, 점프 스타트 시 또는 로드 덤프 시 릴레이 구동 모듈(12)은 데미지를 받을 수 있다.Meanwhile, the battery unit 12-2 included in the relay driving module 12 is generally a 12V power source. However, during a jump start, the battery unit 12-2 may rise to 27V, and during a load dump, the battery unit 12-2 may rise to 32V. Since the rated voltage of the general relay driving module 12 is up to 16V, the relay driving module 12 may be damaged during a jump start or a load dump.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 릴레이 회로에 인가되는 전압을 제한할 수 있는 릴레이 구동 장치를 제공하는 데 있다.A technical problem to be achieved by the present invention is to provide a relay driving device capable of limiting a voltage applied to a relay circuit.

본 발명의 한 실시예에 따른 차량용 릴레이 구동 장치는 차량 내 소정 장치와 연결되며, 상기 소정 장치를 구동시키도록 설정되는 릴레이 회로부, 상기 릴레이 회로부를 구동시키기 위한 전압을 인가하는 배터리부, 그리고 상기 릴레이 회로부와 상기 배터리부 사이에 배치되며, 상기 배터리부로부터 출력된 전압을 소정 전압 이하로 제한하여 상기 릴레이 회로부에 전달하는 보호 회로부를 포함한다.A relay driving device for a vehicle according to an embodiment of the present invention is connected to a predetermined device in a vehicle and includes a relay circuit unit configured to drive the predetermined device, a battery unit for applying a voltage for driving the relay circuit unit, and the relay. and a protection circuit disposed between the circuit unit and the battery unit, and limiting a voltage output from the battery unit to a predetermined voltage or less and transmitting the voltage to the relay circuit unit.

스위치를 더 포함하며, 상기 스위치의 온오프에 따라 상기 소정 장치의 구동 여부가 달라질 수 있다.A switch may be further included, and whether or not the predetermined device is driven may vary depending on whether the switch is turned on or off.

상기 소정 장치는 전기 자동차용 충전 장치 또는 모터일 수 있다.The predetermined device may be a charging device for an electric vehicle or a motor.

상기 보호 회로부는 제너 다이오드를 포함할 수 있다.The protection circuit unit may include a Zener diode.

상기 제너 다이오드는 상기 배터리부로부터 출력된 전압을 상기 소정 전압 이하로 제한할 수 있다.The zener diode may limit the voltage output from the battery unit to be less than or equal to the predetermined voltage.

상기 보호 회로부는 상기 배터리부의 일단에 연결되는 제1 저항, 상기 배터리부의 타단에 연결되는 제2 저항, 상기 제1 저항 및 상기 제2 저항 사이에 연결되는 상기 제너 다이오드, 상기 제1 저항 및 상기 제너 다이오드 사이의 제1 노드에 베이스가 연결되는 제1 BJT(Bipolar Junction Transistor), 그리고 상기 제1 BJT의 이미터에 베이스가 연결되고, 이미터가 상기 릴레이 회로부에 연결되며, 컬렉터가 상기 제1 BJT의 컬렉터에 연결되는 제2 BJT를 포함할 수 있다. The protection circuit unit includes a first resistor connected to one end of the battery unit, a second resistor connected to the other end of the battery unit, the zener diode connected between the first resistor and the second resistor, the first resistor and the zener A first bipolar junction transistor (BJT) having a base connected to a first node between diodes, a base connected to an emitter of the first BJT, an emitter connected to the relay circuit, and a collector connected to the first BJT It may include a second BJT connected to the collector of.

상기 상기 제1 노드와 상기 제1 BJT의 베이스 사이에 연결되는 제3 저항을 더 포함할 수 있다.A third resistor connected between the first node and the base of the first BJT may be further included.

상기 제1 BJT의 이미터와 상기 제2 BJT의 베이스 사이의 제2 노드 및 접지 사이에 연결되는 제4 저항을 더 포함할 수 있다. It may further include a fourth resistor connected between a ground and a second node between the emitter of the first BJT and the base of the second BJT.

상기 소정 전압은 상기 릴레이 회로부의 정격 전압일 수 있다. The predetermined voltage may be a rated voltage of the relay circuit unit.

본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치는 충전 모듈, 그리고 상기 충전 모듈에 연결되는 릴레이 구동 모듈을 포함하고, 상기 릴레이 구동 모듈은, 상기 충전 모듈과 연결되며, 상기 충전 모듈을 구동시키도록 설정되는 릴레이 회로부, 상기 릴레이 회로부를 구동시키기 위한 전압을 인가하는 배터리부, 그리고 상기 릴레이 회로부와 상기 배터리부 사이에 배치되며, 상기 배터리부로부터 출력된 전압을 소정 전압 이하로 제한하여 상기 릴레이 회로부에 전달하는 보호 회로부를 포함한다.An electric vehicle charging device according to an embodiment of the present invention includes a charging module and a relay driving module connected to the charging module, wherein the relay driving module is connected to the charging module and drives the charging module. A relay circuit unit set to do so, a battery unit for applying a voltage for driving the relay circuit unit, and disposed between the relay circuit unit and the battery unit, and limiting the voltage output from the battery unit to a predetermined voltage or less to increase the relay circuit unit It includes a protection circuit part that delivers to.

본 발명의 실시예에 따르면, 릴레이 회로에 인가되는 전압을 정격 전압 이하로 제한할 수 있는 릴레이 구동 장치를 얻을 수 있다. 이에 따라, 릴레이 구동 장치에 의하여 구동되는 모터 또는 전기 자동차의 충전 장치를 효율적으로 구동할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a relay driving device capable of limiting the voltage applied to the relay circuit to a rated voltage or less can be obtained. Accordingly, it is possible to efficiently drive a motor driven by the relay driving device or a charging device of an electric vehicle.

도 1은 충전 장치의 블록도를 나타낸다.
도 2는 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3 내지 5는 EV(100)와 EVSE(200) 간의 연결 방법을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치를 나타내는 회로도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 릴레이 구동 장치의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.1 shows a block diagram of a charging device.
2 is a block diagram showing a charging system for an electric vehicle.
3 to 5 are diagrams illustrating a connection method between the EV 100 and the EVSE 200.
6 is a block diagram illustrating a charging device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
7 is a circuit diagram illustrating a charging device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
8 to 10 show simulation results of a relay driving device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including ordinal numbers such as second and first may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a second element may be termed a first element, and similarly, a first element may be termed a second element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding components regardless of reference numerals are given the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.

도 2는 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내는 블록도이다. 2 is a block diagram showing a charging system for an electric vehicle.

도 2를 참조하면, 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 100)는 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 200)로부터 충전될 수 있다. 이를 위하여, EVSE(200)에 연결된 충전 케이블이 EV(100)의 주입구에 연결될 수 있다. 여기서, EVSE(200)는 AC 또는 DC를 공급하는 설비이며, 충전소에 배치되거나, 가정 내에 배치될 수 있으며, 휴대 가능하도록 구현될 수도 있다. 본 명세서에서, EVSE(200)는 충전소(supply), AC 충전소(AC supply), DC 충전소(DC supply), 소켓-아웃렛(socket-outlet) 등과 혼용될 수 있다. Referring to FIG. 2 , an Electric Vehicle (EV) 100 may be charged from an Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) 200. To this end, a charging cable connected to the EVSE 200 may be connected to an inlet of the EV 100. Here, the EVSE 200 is a facility that supplies AC or DC, and may be placed in a charging station or in a home, and may be implemented to be portable. In this specification, the EVSE 200 may be mixed with a charging station (supply), an AC charging station (AC supply), a DC charging station (DC supply), a socket-outlet, and the like.

충전 장치(1000)는 EV(100) 내에 포함되며, EV(10) 내의 ECU(Electronic Control Unit)와 연결된다. The charging device 1000 is included in the EV 100 and is connected to an Electronic Control Unit (ECU) in the EV 10 .

EV(100)를 충전하는 모드(charging mode)는 EVSE(200)와 EV(100) 간의 연결 방법에 따라 여러 가지로 분류될 수 있다. 예를 들어, 표준화된 소켓-아웃렛을 이용하여 EV(100)와 AC 공급 네트워크를 연결하는 모드 1, EV(100)와 플러그 또는 인케이블 컨트롤 박스(in-cable control box)의 일부 간의 전기적 충격에 대한 보호 시스템 및 CP(Control Pilot) 기능을 이용하여 EV(100)와 AC 공급 네트워크를 연결하는 모드 2, CP 기능이 EVSE의 제어 장비로 확장하는 전용 EVSE(dedicated EVSE)를 이용하여 EV(100)와 AC 공급 네트워크를 영구적으로 연결하는 모드 3, 그리고 CP 기능이 DC EV 충전 스테이션으로 확장하는 DC EV 충전 스테이션(예, 오프-보드 충전기)을 이용하여 EV(100)와 공급 네트워크를 연결하는 모드 4로 분류될 수 있다. A charging mode for charging the EV 100 may be classified into various types according to a connection method between the EVSE 200 and the EV 100 . For example, in Mode 1, where a standardized socket-outlet is used to connect EV 100 to an AC supply network, electrical shock between EV 100 and a plug or part of an in-cable control box Mode 2 that connects the EV(100) and the AC supply network using the protection system and CP (Control Pilot) function, and the EV(100) Mode 3, which permanently connects the AC supply network with the EV 100, and Mode 4, which connects the EV 100 with the supply network using a DC EV charging station (eg, off-board charger) whose CP functionality extends to the DC EV charging station. can be classified as

한편, EV(100)와 EVSE(200)는 여러 가지 방법으로 연결될 수 있다. 도 3 내지 5는 EV(100)와 EVSE(200) 간의 연결 방법을 예시하는 도면이다. Meanwhile, the EV 100 and the EVSE 200 may be connected in various ways. 3 to 5 are diagrams illustrating a connection method between the EV 100 and the EVSE 200.

도 3을 참조하면, EV(100)와 EVSE(200)는 충전 케이블(50)을 이용하여 연결되며, 충전 케이블(50)의 플러그는 EV(100)에 영구적으로 장착될 수 있다. 이때, 충전 케이블(50)은 가정용 또는 산업용 소켓-아웃렛에 연결되거나, 충전소에 연결될 수 있다. Referring to FIG. 3 , the EV 100 and the EVSE 200 are connected using a charging cable 50, and a plug of the charging cable 50 may be permanently mounted on the EV 100. At this time, the charging cable 50 may be connected to a household or industrial socket-outlet or connected to a charging station.

도 4를 참조하면, EV(100)와 EVSE(200)는 탈착 가능한(detachable) 충전 케이블(50)를 이용하여 연결되며, 충전 케이블(50)는 차량측 커넥터(52)와 EVSE측 플러그(54), 즉 벽에 고정된 소켓-아웃렛측 또는 충전소측 커넥터(54)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the EV 100 and the EVSE 200 are connected using a detachable charging cable 50, and the charging cable 50 includes a vehicle-side connector 52 and an EVSE-side plug 54. ), i.e. a wall-mounted socket-outlet side or charging station side connector 54.

도 5를 참조하면, EV(100)와 EVSE(200)는 충전 케이블(50)을 이용하여 연결되며, 충전 케이블(50)은 충전소에 영구적으로 장착될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the EV 100 and the EVSE 200 are connected using a charging cable 50, and the charging cable 50 may be permanently installed in a charging station.

이와 같이 분류된 EV(100)를 충전하는 모드(charging mode)에 따라, 그 사용 환경이 달라질 수 있다. 예를 들어, 모드 1은 공급 측에서 16A를 초과하지 못하며, 250V AC 싱글 1186 페이스 또는 480V AC 삼상을 초과하지 못하고, 파워 및 보호 접지 컨덕터를 이용한다. 모드 2는 32A 및 250V AC 단상 또는 480V AC 삼상을 초과하지 못하며, 표준화된 단상 또는 삼상 소켓 아웃렛을 사용한다. 모드 3은 AC 공급 네트워크에 영구적으로 연결되는 EVSE를 통하여 EV를 연결하는데 사용된다. 모드 4는 충전 케이블이 충전소에 영구적으로 장착된 경우에 사용된다. Depending on the charging mode of the EVs 100 classified as described above, the usage environment may vary. For example, Mode 1 does not exceed 16A on the supply side, does not exceed 250V AC single 1186 phase or 480V AC three phase, and uses power and protective ground conductors. Mode 2 does not exceed 32A and 250V AC single-phase or 480V AC three-phase, and uses standardized single-phase or three-phase socket outlets. Mode 3 is used to connect EVs via an EVSE that is permanently connected to the AC supply network. Mode 4 is used when the charging cable is permanently attached to the charging station.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 전기 자동차의 충전 장치 내 충전 모듈을 구동하기 위한 릴레이 구동 장치의 릴레이 회로에 인가되는 전압을 제한하고자 한다. According to one embodiment of the present invention, a voltage applied to a relay circuit of a relay driving device for driving a charging module in a charging device of an electric vehicle is limited.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치를 나타내는 블록도이다. 6 is a block diagram illustrating a charging device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 전기 자동차의 충전 장치(1000)는 충전 모듈(1100) 및 릴레이 구동 모듈(1200)을 포함한다. 릴레이 구동 모듈(1200)은 충전 모듈(1100)에 연결된다.Referring to FIG. 6 , an electric vehicle charging device 1000 includes a charging module 1100 and a relay driving module 1200. The relay driving module 1200 is connected to the charging module 1100.

릴레이 구동 모듈(1200)은 릴레이 회로부(1210), 배터리부(1220), 스위치(1230) 및 보호 회로부(1240)를 포함한다. The relay driving module 1200 includes a relay circuit unit 1210 , a battery unit 1220 , a switch 1230 and a protection circuit unit 1240 .

릴레이 회로부(1210)는 충전 모듈(1100)과 연결되며, 충전 모듈(110)을 구동시키도록 설정된다. The relay circuit unit 1210 is connected to the charging module 1100 and is configured to drive the charging module 110 .

배터리부(1220)는 릴레이 회로부(1210)를 구동시키기 위한 전압을 인가한다. 일반적으로, 배터리부(1220)는 12V의 전압을 인가할 수 있다. The battery unit 1220 applies a voltage for driving the relay circuit unit 1210 . In general, the battery unit 1220 may apply a voltage of 12V.

스위치(1230)는 릴레이 회로부(1210)와 충전 모듈(1100) 사이에 연결되며, 스위치(1230)의 온오프에 따라 충전 모듈(1100)의 구동 여부가 달라질 수 있다. 예를 들어, 스위치(1230)가 온되면, 릴레이 회로부(1210)와 충전 모듈(1100)이 연결되어 충전 모듈(1100)이 구동되고, 스위치(1230)가 오프되면, 릴레이 회로부(1210)와 충전 모듈(1100) 간의 연결이 끊어져 충전 모듈(1100)이 동작하지 않을 수 있다. 더욱 구체적으로, 충전 모듈(1100)이 충전 케이블(50)의 차량측 커넥터(52)와 연결되면, 배터리부(1220)에 의하여 인가된 전압에 의하여 릴레이 회로부(1210)가 구동하여 스위치(1230)가 온되며, 충전 모듈(1100)이 충전을 시작할 수 있다. 또한, 충전 모듈(1100)로부터 충전 케이블(50)의 차량측 커넥터(52)가 이탈하면, 스위치(1230)가 오프되며, 충전 모듈(1100)이 충전을 멈출 수 있다. The switch 1230 is connected between the relay circuit unit 1210 and the charging module 1100, and whether or not the charging module 1100 is driven may vary depending on whether the switch 1230 is turned on or off. For example, when the switch 1230 is turned on, the relay circuit 1210 and the charging module 1100 are connected and the charging module 1100 is driven, and when the switch 1230 is turned off, the relay circuit 1210 and the charging module 1210 are charged. The charging module 1100 may not operate because the connection between the modules 1100 is disconnected. More specifically, when the charging module 1100 is connected to the vehicle-side connector 52 of the charging cable 50, the relay circuit unit 1210 is driven by the voltage applied by the battery unit 1220 to switch the switch 1230. is turned on, and the charging module 1100 can start charging. In addition, when the vehicle-side connector 52 of the charging cable 50 is detached from the charging module 1100, the switch 1230 is turned off, and the charging module 1100 can stop charging.

본 발명의 실시예에 따른 릴레이 구동 모듈(1200)은 보호 회로부(1240)를 더 포함한다. 보호 회로부(1240)는 릴레이 회로부(1210)와 배터리부(1220) 사이에 배치되며, 배터리부(1220)로부터 출력된 전압을 소정 전압 이하로 제한하여 릴레이 회로부(1210)에 전달한다. 여기서, 소정 전압은 릴레이 회로부(1210)의 정격 전압일 수 있다. 예를 들어, 릴레이 회로부(1210)의 정격 전압은 16V일 수 있다. The relay driving module 1200 according to an embodiment of the present invention further includes a protection circuit unit 1240. The protection circuit unit 1240 is disposed between the relay circuit unit 1210 and the battery unit 1220, limits the voltage output from the battery unit 1220 to a predetermined voltage or less, and transfers it to the relay circuit unit 1210. Here, the predetermined voltage may be a rated voltage of the relay circuit unit 1210 . For example, the rated voltage of the relay circuit unit 1210 may be 16V.

일반적으로, 배터리부(1220)는 약 12V의 전압을 출력하나, 점프 스타트 시 일시적으로 27V까지 출력될 수 있으며, 로드 덤프 시 일시적으로 32V까지 출력될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 보호 회로부(1240)는 배터리부(1220)로부터 출력되는 전압이 릴레이 회로부(1210)의 정격 전압, 예를 들어 16V를 초과하더라도, 릴레이 회로부(1210)에 실질적으로 전달되는 전압은 16V 이하가 되도록 제한한다. In general, the battery unit 1220 outputs a voltage of about 12V, but may temporarily output up to 27V during a jump start and temporarily output up to 32V during a load dump. The protection circuit unit 1240 according to an embodiment of the present invention is substantially transmitted to the relay circuit unit 1210 even when the voltage output from the battery unit 1220 exceeds the rated voltage of the relay circuit unit 1210, for example, 16V. The voltage is limited to be less than 16V.

이를 위하여, 보호 회로부(1240)는 제너 다이오드(Zener Diode)를 포함할 수 있다. 제너 다이오드는 어느 특정한 전압에서는 급격히 많은 전류가 흐르게 된다. 이러한 원리를 이용하여, 배터리부(1220)로부터 출력되는 전압이 일시적으로 16V를 초과하는 경우, 제너 다이오드의 양단에 전압이 걸리도록 한다. 이에 따라, 릴레이 회로부(1210)에 인가되는 전압을 릴레이 회로부(1210)의 정격 전압 이하로 유지할 수 있다. To this end, the protection circuit unit 1240 may include a Zener diode. In a Zener diode, a large current rapidly flows at a certain voltage. Using this principle, when the voltage output from the battery unit 1220 temporarily exceeds 16V, the voltage is applied to both ends of the zener diode. Accordingly, the voltage applied to the relay circuit unit 1210 may be maintained below the rated voltage of the relay circuit unit 1210 .

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치를 나타내는 회로도이다. 7 is a circuit diagram illustrating a charging device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 7를 참조하면, 전기 자동차의 충전 장치(1000)는 충전 모듈(1100) 및 릴레이 구동 모듈(1200)을 포함한다. 릴레이 구동 모듈(1200)은 충전 모듈(1100)에 연결된다.Referring to FIG. 7 , a charging device 1000 for an electric vehicle includes a charging module 1100 and a relay driving module 1200. The relay driving module 1200 is connected to the charging module 1100.

릴레이 구동 모듈(1200)은 릴레이 회로부(1210), 배터리부(1220), 스위치(1230) 및 보호 회로부(1240)를 포함한다. The relay driving module 1200 includes a relay circuit unit 1210 , a battery unit 1220 , a switch 1230 and a protection circuit unit 1240 .

이때, 보호 회로부(1240)는 릴레이 회로부(1210)와 배터리부(1220) 사이에 연결되며, 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제3 저항(R3), 제3 저항(R4), 제너 다이오드(D1), 다이오드(D2), 제1 BJT(Bipolar Junction Transistor, Q1) 및 제2 BJT(Q2)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 BJT(Q1) 및 제2 BJT(Q2)가 npn형 BJT인 것을 예로 들고 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. At this time, the protection circuit unit 1240 is connected between the relay circuit unit 1210 and the battery unit 1220, and includes a first resistor R1, a second resistor R2, a third resistor R3, and a third resistor R4. ), a zener diode D1, a diode D2, a first bipolar junction transistor (BJT, Q1), and a second BJT (Q2). Here, it is exemplified that the first BJT (Q1) and the second BJT (Q2) are npn-type BJTs, but are not limited thereto.

여기서, 제1 저항(R1)은 배터리부(1220)의 일단에 연결되고, 제2 저항(R2)은 배터리부(1220)의 타단에 연결되며, 제너 다이오드(D1)는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2) 사이에 연결될 수 있다. 그리고, 제1 BJT(Q1)의 베이스는 제1 저항(R1) 및 제너 다이오드(D1) 사이의 제1 노드(N1)에 연결될 수 있다. 그리고 제2 BJT(Q2)의 베이스는 제1 BJT(Q1)의 이미터에 연결되고, 제2 BJT(Q2)의 이미터는 릴레이 회로부(1210)에 연결되며, 제2 BJT(Q2)의 컬렉터는 제1 BJT(Q1)의 컬렉터에 연결될 수 있다. 그리고, 제3 저항(R3)은 제1 노드(N1)와 제1 BJT(Q1)의 베이스 사이에 연결될 수 있다. 그리고, 제4 저항(R4)은 제1 BJT(Q1)의 이미터와 제2 BJT(Q2)의 베이스 사이의 제2 노드(N2) 및 접지 사이에 연결될 수 있다. Here, the first resistor R1 is connected to one end of the battery unit 1220, the second resistor R2 is connected to the other end of the battery unit 1220, and the zener diode D1 is connected to the first resistor R1 And it may be connected between the second resistor (R2). Also, the base of the first BJT (Q1) may be connected to the first node (N1) between the first resistor (R1) and the zener diode (D1). And the base of the second BJT (Q2) is connected to the emitter of the first BJT (Q1), the emitter of the second BJT (Q2) is connected to the relay circuit 1210, and the collector of the second BJT (Q2) It may be connected to the collector of the first BJT (Q1). Also, the third resistor R3 may be connected between the first node N1 and the base of the first BJT Q1. Also, the fourth resistor R4 may be connected between the second node N2 between the emitter of the first BJT Q1 and the base of the second BJT Q2 and the ground.

여기서, 제너 다이오드(D1)의 제너 전압(VZ)은 16V일 수 있다. 이에 따라, 배터리부(1220)로부터 출력되는 전압이 16V 이하인 경우, 배터리부(1220)로부터 출력된 전압은 제1 BJT(Q1)의 베이스에 입력될 수 있다. 그러나, 배터리부(1220)로부터 출력되는 전압이 16V를 초과하는 경우, 제너 다이오드(D1)를 통하여 제너 전류가 흐르며, 제1 BJT(Q1)의 베이스에 입력되는 전압은 16V 이하를 유지할 수 있다. 이에 따라, 제2 BJT(Q2)의 베이스로 입력되는 전압 및 제2 BJT(Q2)의 이미터로부터 출력되어 릴레이 회로부(1210)로 입력되는 전압은 모두 16V 이하로 유지될 수 있다. Here, the zener voltage (V Z ) of the zener diode D1 may be 16V. Accordingly, when the voltage output from the battery unit 1220 is 16V or less, the voltage output from the battery unit 1220 may be input to the base of the first BJT Q1. However, when the voltage output from the battery unit 1220 exceeds 16V, the zener current flows through the zener diode D1, and the voltage input to the base of the first BJT Q1 can be maintained below 16V. Accordingly, both the voltage input to the base of the second BJT Q2 and the voltage output from the emitter of the second BJT Q2 and input to the relay circuit unit 1210 may be maintained at 16V or less.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 보호 회로부(1240)는 배터리부(1220)로부터 출력된 전압이 일시적으로 릴레이 회로부(1210)의 정격 전압을 초과하는 경우라도, 실질적으로 릴레이 회로부(1210)에 정격 전압 이하의 전압이 입력되도록 제한하여, 릴레이 회로부(1210)를 보호할 수 있다.As such, the protection circuit unit 1240 according to the embodiment of the present invention is substantially applied to the relay circuit unit 1210 even when the voltage output from the battery unit 1220 temporarily exceeds the rated voltage of the relay circuit unit 1210. The relay circuit unit 1210 may be protected by limiting the input voltage to a voltage equal to or less than the rated voltage.

이때, 제2 저항(R2)는 제너 다이오드(D1)를 통하여 흐르는 제너 전류로부터 제너 다이오드(D1)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 또한, 제1 저항(R1) 및 제3 저항(R3)는 1kΩ 이하일 수 있다.At this time, the second resistor R2 may serve to protect the zener diode D1 from the zener current flowing through the zener diode D1. Also, the first resistor R1 and the third resistor R3 may be 1 kΩ or less.

한편, 릴레이 회로부(1210)와 스위치(1230) 사이에는 다이오드(D2)가 더 연결될 수 있다. 이에 따라, 스위치(1230)가 온 상태로부터 오프 상태로 변할 경우, 다이오드(D2)를 통하여 방전될 수 있다.Meanwhile, a diode D2 may be further connected between the relay circuit unit 1210 and the switch 1230 . Accordingly, when the switch 1230 changes from an on state to an off state, it may be discharged through the diode D2.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 릴레이 구동 장치의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 8 to 10 show simulation results of a relay driving device according to an embodiment of the present invention.

도 8은 배터리부(1220)에 12V 전압을 인가한 경우 릴레이 회로부(1210)에 입력되는 전압을 시뮬레이션한 결과이고, 도 9는 배터리부(1220)에 27V 전압을 인가한 경우 릴레이 회로부(1210)에 입력되는 전압을 시뮬레이션한 결과이며, 도 10은 배터리부(1220)에 32V 전압을 인가한 경우 릴레이 회로부(1210)에 입력되는 전압을 시뮬레이션한 결과이다. 8 is a result of simulating the voltage input to the relay circuit unit 1210 when 12V voltage is applied to the battery unit 1220, and FIG. 9 shows the relay circuit unit 1210 when 27V voltage is applied to the battery unit 1220. 10 is a simulation result of a voltage input to the relay circuit unit 1210 when a 32V voltage is applied to the battery unit 1220 .

도 8 내지 10을 참조하면, 배터리부(1220)에 16V 이하의 전압을 인가한 경우뿐만 아니라, 16V를 초과하는 전압을 인가한 경우에도 릴레이 회로부(1210)에 입력되는 전압은 16V 이하로 유지할 수 있음을 알 수 있다. 8 to 10, not only when a voltage of 16V or less is applied to the battery unit 1220, but also when a voltage exceeding 16V is applied, the voltage input to the relay circuit unit 1210 may be maintained at 16V or less. it can be seen that there is

이상에서, 본 발명의 실시예에 따른 릴레이 구동 장치가 전기 자동차의 충전 장치 내에 포함되어 충전 모듈을 구동하는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예에 따른 릴레이 구동 장치는 차량 내 소정 장치, 예를 들어 모터를 구동할 수도 있다. In the above, the relay driving device according to the embodiment of the present invention is included in the charging device of an electric vehicle and drives a charging module, but is described as an example, but is not limited thereto. A relay driving device according to an embodiment of the present invention may drive a predetermined device in a vehicle, for example, a motor.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that it can be done.

Claims (15)

차량 내 소정 장치와 연결되며, 상기 소정 장치를 구동시키도록 설정되는 릴레이 회로부,
상기 릴레이 회로부를 구동시키기 위한 전압을 인가하는 배터리부, 그리고
상기 릴레이 회로부와 상기 배터리부 사이에 배치되며, 상기 배터리부로부터 출력된 전압을 소정 전압 이하로 제한하여 상기 릴레이 회로부에 전달하는 보호 회로부
를 포함하고,
상기 보호 회로부는
상기 배터리부의 일단에 연결되는 제1 저항,
상기 배터리부의 타단에 연결되는 제2 저항,
상기 제1 저항 및 상기 제2 저항 사이에 연결되는 제너 다이오드,
상기 제1 저항 및 상기 제너 다이오드 사이의 제1 노드에 베이스가 연결되는 제1 BJT(Bipolar Junction Transistor), 그리고
상기 제1 BJT의 이미터에 베이스가 연결되고, 이미터가 상기 릴레이 회로부에 연결되며, 컬렉터가 상기 제1 BJT의 컬렉터에 연결되는 제2 BJT
를 포함하는 차량용 릴레이 구동 장치.A relay circuit unit connected to a predetermined device in the vehicle and configured to drive the predetermined device;
A battery unit for applying a voltage for driving the relay circuit unit, and
A protection circuit unit disposed between the relay circuit unit and the battery unit, and limiting the voltage output from the battery unit to a predetermined voltage or less and transferring the voltage to the relay circuit unit.
including,
the protection circuit
A first resistor connected to one end of the battery unit;
A second resistor connected to the other end of the battery unit;
A zener diode connected between the first resistor and the second resistor;
A first bipolar junction transistor (BJT) having a base connected to a first node between the first resistor and the Zener diode; and
A second BJT having a base connected to the emitter of the first BJT, an emitter connected to the relay circuit, and a collector connected to the collector of the first BJT.
Vehicle relay driving device comprising a. 제1항에 있어서,
스위치를 더 포함하며, 상기 스위치의 온오프에 따라 상기 소정 장치의 구동 여부가 달라지는 차량용 릴레이 구동 장치.According to claim 1,
The vehicle relay driving device further includes a switch, and whether or not the predetermined device is driven depends on whether the switch is turned on or off. 제2항에 있어서,
상기 소정 장치는 전기 자동차용 충전 장치 또는 모터인 차량용 릴레이 구동 장치.According to claim 2,
The predetermined device is a vehicle relay driving device that is a charging device or a motor for an electric vehicle. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제너 다이오드는 상기 배터리부로부터 출력된 전압을 상기 소정 전압 이하로 제한하는 차량용 릴레이 구동 장치.According to claim 1,
The zener diode limits the voltage output from the battery unit to the predetermined voltage or less. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 노드와 상기 제1 BJT의 베이스 사이에 연결되는 제3 저항을 더 포함하는 차량용 릴레이 구동 장치. According to claim 1,
A vehicle relay driving device further comprising a third resistor connected between the first node and the base of the first BJT. 제7항에 있어서,
상기 제1 BJT의 이미터와 상기 제2 BJT의 베이스 사이의 제2 노드 및 접지 사이에 연결되는 제4 저항을 더 포함하는 차량용 릴레이 구동 장치. According to claim 7,
A vehicle relay driving device further comprising a fourth resistor connected between a ground and a second node between the emitter of the first BJT and the base of the second BJT. 제1항에 있어서,
상기 소정 전압은 상기 릴레이 회로부의 정격 전압인 차량용 릴레이 구동 장치.According to claim 1,
The predetermined voltage is a vehicle relay driving device that is a rated voltage of the relay circuit unit. 충전 모듈, 그리고
상기 충전 모듈에 연결되는 릴레이 구동 모듈
을 포함하고,
상기 릴레이 구동 모듈은,
상기 충전 모듈과 연결되며, 상기 충전 모듈을 구동시키도록 설정되는 릴레이 회로부,
상기 릴레이 회로부를 구동시키기 위한 전압을 인가하는 배터리부, 그리고
상기 릴레이 회로부와 상기 배터리부 사이에 배치되며, 상기 배터리부로부터 출력된 전압을 소정 전압 이하로 제한하여 상기 릴레이 회로부에 전달하는 보호 회로부
를 포함하고,
상기 보호 회로부는
상기 배터리부의 일단에 연결되는 제1 저항,
상기 배터리부의 타단에 연결되는 제2 저항,
상기 제1 저항 및 상기 제2 저항 사이에 연결되는 제너 다이오드,
상기 제1 저항 및 상기 제너 다이오드 사이의 제1 노드에 베이스가 연결되는 제1 BJT(Bipolar Junction Transistor), 그리고
상기 제1 BJT의 이미터에 베이스가 연결되고, 이미터가 상기 릴레이 회로부에 연결되며, 컬렉터가 상기 제1 BJT의 컬렉터에 연결되는 제2 BJT
를 포함하는 전기 자동차의 충전 장치. charging module, and
Relay driving module connected to the charging module
including,
The relay driving module,
A relay circuit unit connected to the charging module and configured to drive the charging module;
A battery unit for applying a voltage for driving the relay circuit unit, and
A protection circuit unit disposed between the relay circuit unit and the battery unit, and limiting the voltage output from the battery unit to a predetermined voltage or less and transferring the voltage to the relay circuit unit.
including,
the protection circuit
A first resistor connected to one end of the battery unit;
A second resistor connected to the other end of the battery unit;
A zener diode connected between the first resistor and the second resistor;
A first bipolar junction transistor (BJT) having a base connected to a first node between the first resistor and the Zener diode; and
A second BJT having a base connected to the emitter of the first BJT, an emitter connected to the relay circuit, and a collector connected to the collector of the first BJT.
An electric vehicle charging device comprising a. 제10항에 있어서,
상기 충전 모듈과 상기 릴레이 구동 모듈 사이에 연결되는 스위치를 더 포함하며, 상기 스위치의 온오프에 따라 상기 충전 모듈의 구동 여부가 달라지는 전기 자동차의 충전 장치. According to claim 10,
The charging device for an electric vehicle further includes a switch connected between the charging module and the relay driving module, wherein whether or not the charging module is driven depends on whether the switch is turned on or off. 삭제delete 삭제delete 제10항에 있어서,
상기 제너 다이오드는 상기 배터리부로부터 출력된 전압을 상기 소정 전압 이하로 제한하는 전기 자동차의 충전 장치.According to claim 10,
The zener diode limits the voltage output from the battery unit to the predetermined voltage or less. 제10항에 있어서,
상기 소정 전압은 상기 릴레이 회로부의 정격 전압인 전기 자동차의 충전 장치.According to claim 10,
The predetermined voltage is a rated voltage of the relay circuit unit.
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