KR102642061B1 - 전기 자동차의 릴레이 구동 장치 - Google Patents

전기 자동차의 릴레이 구동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 릴레이 구동 장치는 배터리의 양극(+) 단자와 전기적으로 연결된 제1 스위치; 상기 배터리의 음극(-) 단자와 전기적으로 연결된 제2 스위치;충전모드 진입시 상기 제1 스위치가 온되도록 구동하는 제1 구동부; 및 충전모드 진입시 상기 제2 스위치가 온되도록 구동하는 제2 구동부;를 포함할 수 있다.

Description

전기 자동차의 릴레이 구동 장치{APPARATUS FOR DRIVING RELAY OF ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기 자동차의 릴레이 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 출력전압이 일정하게 유지되는 릴레이 구동 장치에 관한 것이다.
전기 자동차(Electric Vehicle, EV) 또는 플러그-인 하이브리드 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV)와 같은 친환경 자동차는 배터리에 충전된 전력을 이용하여 전기 모터를 구동한다. 그리고 고전압의 배터리 팩으로부터 모터나 다른 전장 기구에 전력 공급을 제어하기 위해 릴레이가 사용되고 있다.
예를 들면, 전기 자동차, 하이브리드(hybrid) 자동차 등에 있어서, 배터리로부터 전기 회로부품으로의 전력 공급을 제어하기 위해, 배터리 팩과 회로 부품 사이에 릴레이가 설치된다. 그리고, 회로부품과 배터리와의 접속 또는 개방은 차량 제어 상태에 따라 릴레이에 의해서 행하여진다.
릴레이는 차량이 충전모드로 진입할 때 정확하게 온 되어 충전을 시작하고 충전이 완료되면 오프되어야 하므로, 릴레이를 정확하게 온/오프 제어할 수 있어야 한다.
그리고 릴레이의 안정적인 동작을 위해서는 릴레이로 입력되는 배터리 전압이 일정해야 한다. 하지만 배터리는 정격 전압이 정해져 있지만 항상 일정한 전압이 출력되는 것아 아니다.
예를 들어, 12V 배터리라고 하더라도 점프 스타트(jump start)시의 배터리 전압은 27V까지 상승하고 로드 덤프(load dump)시 배터리 전압은 32V까지 상승한다.
따라서 이러한 경우 과전압에 의해 손상될 우려가 있으므로 배터리의 출력전압을 일정하게 유지하여 릴레이로 입력되는 전압을 일정한 수준으로 유지할 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전기 자동차의 배터리 충전시 릴레이를 정확하게 온/오프 제어할 수 있는 릴레이 구동 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전기 자동차의 릴레이에 입력되는 전압을 일정하게 유지할 수 있는 릴레이 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 릴레이 구동 장치는 배터리의 양극(+) 단자와 전기적으로 연결된 제1 스위치; 상기 배터리의 음극(-) 단자와 전기적으로 연결된 제2 스위치;충전모드 진입시 상기 제1 스위치가 온되도록 구동하는 제1 구동부; 및 충전모드 진입시 상기 제2 스위치가 온되도록 구동하는 제2 구동부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 릴레이 구동 장치에서, 상기 배터리 전압을 입력받아 기설정된 전압으로 변환하여 출력전압을 일정하게 출력하는 레귤레이터를 더 포함하고, 상기 제1 스위치 및 제2 스위치는 상기 레귤레이터의 출력전압을 입력받는 전기자동차의 릴레이 구동 장치.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 릴레이 구동 장치에서, 상기 제1 스위치의 일단에 연결된 제1 방전부; 및 상기 제2 스위치의 일단에 연결된 제2 방전부;를 더 포함하고, 상기 제1 방전부 및 제2 방전부는 상기 제1 스위치 및 제2 스위치가 오프될 때, 상기 릴레이 구동 장치에 연결된 릴레이의 코일에 잔류 전류를 방전시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 릴레이 구동 장치에서, 상기 제1 방전부는 상기 제1 스위치의 일단에 병렬로 연결된 제1 다이오드이고, 상기 제2 방전부는 상기 제2 스위치의 일단에 병렬로 연결된 제2 다이오드일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전기 자동차의 릴레이의 온/오프를 제어하고 릴레이 오프시에 릴레이에 남아 있는 잔류 전류를 방전할 수 있다
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 전기 자동차의 릴레이에 제공되는 전압을 일정하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2 내지 4는 EV와 EVSE 간의 연결 방법을 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치(100)를 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 릴레이 구동 장치를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기 자동차의 릴레이 구동 장치를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레귤레이터를 나타낸 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 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 제1구성요소로 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.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고언급된 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.
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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에의해 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 전기 자동차의 충전 시스템을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 10)는 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 20)로부터 충전될 수 있다. 이를 위하여, EVSE(20)에 연결된 충전 케이블이 전기 자동차(10)의 주입구에 연결될 수 있다. 여기서, EVSE(20)는 AC 또는 DC를 공급하는 설비이며, 충전소에 배치되거나, 가정 내에 배치될 수 있으며, 휴대 가능하도록 구현될 수도 있다. 본 명세서에서, EVSE(20)는 충전소(supply), AC 충전소(AC supply), DC 충전소(DC supply), 소켓-아웃렛(socket-outlet) 등과 혼용될 수 있다.
충전 장치(100)는 전기 자동차(10) 내에 포함되며, 전기 자동차(10) 내의 ECU(Electronic Control Unit, 200)와 연결된다.
전기 자동차(10)를 충전하는 모드(charging mode)는 EVSE(20)와 전기 자동차(10) 간의 연결 방법에 따라 여러 가지로 분류될 수 있다. 예를 들어, 표준화된 소켓-아웃렛을 이용하여 전기 자동차(10)와 AC 공급 네트워크를 연결하는 모드 1, 전기 자동차(10)와 플러그 또는 인케이블 컨트롤 박스(in-cable control box)의 일부 간의 전기적 충격에 대한 보호 시스템 및 CP(Control Pilot) 기능을 이용하여 전기 자동차(10)와 AC 공급 네트워크를 연결하는 모드 2, CP 기능이 EVSE의 제어 장비로 확장하는 전용 EVSE(dedicated EVSE)를 이용하여 전기 자동차(10)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(10)와 공급 네트워크를 연결하는 모드 4로 분류될 수 있다.
한편, 전기 자동차(10)와 EVSE(20)는 여러 가지 방법으로 연결될 수 있다. 도 2 내지 4는 전기 자동차(10)와 EVSE(20) 간의 연결 방법을 예시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 전기 자동차(10)와 EVSE(20)는 충전 케이블(50)을 이용하여 연결되며, 충전 케이블(50)의 플러그는 전기 자동차(10)에 영구적으로 장착될 수 있다. 이때, 충전케이블(50)은 가정용 또는 산업용 소켓-아웃렛에 연결되거나, 충전소에 연결될 수 있다.
도 3을 참조하면, 전기 자동차(10)와 EVSE(20)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.
도 4를 참조하면, 전기 자동차(10)와 EVSE(20)는 충전 케이블(50)을 이용하여 연결되며, 충전 케이블(50)은 충전소에 영구적으로 장착될 수 있다.
이와 같이 분류된 EV(10)를 충전하는 모드(charging mode)에 따라, 그 사용환경이 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 전기 자동차를 연결하는데 사용된다. 모드 4는 충전 케이블이 충전소에 영구적으로 장착된 경우에 사용된다.
여기서, 모드 2, 모드 3 및 모드 4에는 EVSE(20) 또는 EVSE(20) 및 EV(10) 간에 요구되는 조건이 있다.
그리고 상기 충전장치(100)는 EVSE(20)에 연결되어 충전을 제어하게 되는데, 도 5는 충전 장치(100)는 EVSE(20)에 전력 릴레이(110), 충전 제어부(120), 고압배터리(130), 전압검출부(140), 및 배터리 관리부(150)를 포함할 수 있다.
상기 전력 릴레이(110)는 EVSE(20)와 연결되어 전력을 공급받아 배터리(130)로 제공한다.
상기 충전 제어부(120)는 전압검출부(160)에서 검출한 배터리의 출력전압이 소정의 기준값보다 낮은 경우 상기 배터리(130)가 충전 혹은 재충전되도록 제어할 수 있다. 이때 상기 전력 릴레이(110)는 온되어 배터리(130)로 전원을 공급할 수 있다.
예를 들어, 전기자동차의 기본 충전의 경우를 먼저 보면, 전압검출부(140)는 고압배터리(130)의 출력전압의 크기를 검출하여, 충전상태(SOC: State Of Charge)를 체크한다. 만약에 일 예로, 충전 제어부(120)는, 충전상태(SOC)가 95%이하라면, 배터리(130)를 충전하는 충전모드를 수행하도록 제어한다.
충전 제어부(120)는 충전 모드를 수행하다 충전이 진행되어 충전상태(SOC)가 소정의 기준값 이상이면 충전을 완료한다. 이때 충전 제어부(120)는 상기 릴레이(110)가 오프되도록 제어할 수 있다. 따라서 외부 전원과 배터리는 분리될 수 있다.
상기 고압배터리(130)는 릴레이(110)로부터 전원을 공급받아 저장하는 장치로, 전기자동차의 운행에 필요한 에너지 혹은 전장 부하를 가동시키는데에 필요한 에너지를 공급하는 주 공급원으로, 소정의 충전소, 차량 충전설비 또는 가정에서 외부로부터 전원을 공급받아 충전할 수 있다.
상기 전압검출부(140)는 배터리의 출력전압의 크기를 검출하여 검출값을 배터리 관리부 및 충전제어부로 전달할 수 있다.
상기 배터리 관리부(BMS: Battery management system)(150)는, 고압배터리(110)의 잔여용량, 충전 필요성 등을 판단하고, 배터리에 저장된 충전전류를 전기자동차의 각 부로 공급하는데 따른 관리를 수행할 수 있다. 배터리 관리부(150)는 배터리를 충전하고 사용할 때, 배터리 내의 셀 간의 전압차를 고르게 유지할 수 있다. 이에 따라, 배터리가 과충전되거나 과방전되지 않도록 제어함으로써 배터리의 기준값 이상으로 소정시간이 경과되면, 절전모드(Long Term Storage Mode)를 수행한다.
상기와 같은 방법에 의해 고압배터리(110)에 충전된 고전압은 DC/DC 컨버터를 통해 저압배터리로 제공될 수 있으며, 저압 배터리는 차량의 각종 전장 회로에 전원을 제공할 수 있다. 상기 저압 배터리는 전장회로에 전원을 제공하므로 전장용 배터리라고도 한다.
저압 배터리는 각종 전장 회로에 전원을 제공하며, 전장회로와 배터리 사이에는 릴레이가 배치되어 전력의 공급을 제어할 수 있다.
이때 릴레이의 온오프를 제어하는 릴레이 구동회로가 필요한데, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 릴레이 구동 장치(100)를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 릴레이 구동 장치(300)는 제1 스위치(310), 제2 스위치(320), 제2 구동부(330), 제2 구동부(340), 제1 방전부(350), 및 제2 방전부(360)를 포함할 수 있다.
상기 릴레이 구동 장치(300)는 전장용 배터리(V)와 릴레이(4000) 사이에 배치되어 배터리 전압을 릴레이(400)에 제공할 수 있다. 전장용 배터리는 차량 구동용 배터리와 별개의 구성일 수 있다. 전자용 배터리는 차량 내 전장 회로를 제어하기 위한 내부 전원을 제공하는 배터리일 수 있다.
상기 제1 스위치(310)는 일측이 배터리(V)의 양극(+) 단자에 연결되고 다른 일측이 릴레이(110)에 연결될 수 있다. 상기 제1 스위치는 MOS 트랜지스터를 포함할 수 있다
상기 제2 스위치(320)는 일측이 배터리(V)의 음극(-) 단자에 연결되고 다른 일측이 릴레이(110)에 연결될 수 있다. 상기 제2 스위치는 MOS 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 제1 구동부(330)는 전기 자동차가 충전모드에 진입할 때 제1 제어신호(ctrl 1)에 의해 온되어 상기 제1 스위치(310)가 온되도록 구동할 수 있다. 상기 제1 구동부(330)는 바이폴라 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 제2 구동부(340)는 전기 자동차가 충전모드에 진입할 때 제2 제어신호(ctrl 2)에 의해 온되어 상기 제2 스위치(320)가 온되도록 구동할 수 있다. 상기 제2 구동부(340)는 바이폴라 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 제1 스위치(310)와 제1 구동부(330) 사이에는 제1 저항(R1)이 배치될 수 있고, 상기 제2 스위치(320)와 제2 구동부 사이에는 제2 저항(R2)이 배치될 수 있다.
상기 제1, 2 제어신호를 도 5에서 살펴 본 충전장치(100)의 충전제어부(120) 또는 ECU로부터 제어되는 제어신호일 수 있다.
상기 제1 구동부(330)의 입력단에는 제3 저항(R3)가 배치될 수 있고, 상기 제2 구동부(340)의 입력단에는 제4 저항(R4)가 배치될 수 있다.
상기 제1 방전부(350)는 릴레이(400)가 오프될 때 릴레이(400)의 양극 단자 코일(미도시)에 남아 있는 전류를 방전시킬 수 있다. 상기 제1 스위치(310)와 릴레이(400) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1 방전부(350)의 일단은 제1 스위치(10)와 릴레이(110)가 연결되는 노드 A에 연결되고 다른 일단은 접지 단자에 연결될 수 있다.
상기 제2 방전부(360)는 릴레이(400)가 오프될 때 릴레이(400)의 음극 단자 코일(미도시)에 남아 있는 전류를 방전시킬 수 있다. 상기 제2 스위치(310)와 릴레이(300) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2 방전부(360)의 일단은 제2 스위치(320)와 릴레이(200)가 연결되는 노드 B에 연결되고 다른 일단은 접지 단자에 연결될 수 있다.
상기 제1 방전부(350) 및 제2 방전부(360)는 다이오드 소자를 포함할 수 있다. 상기 다이오드 소자는 캐노드(cathode)가 노드 A 또는 노드 B에 연결될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 릴레이 구동 장치(500)를 나타낸 것으로, 도 6에 레귤레이터가 추가된 것이다.
도 7을 참조하면, 릴레이 구동 장치(500)는 레귤레이터(70)를 더 포함할 수 있다.
상기 레귤레이터(70)는 배터리 전압을 입력받아 기 설정된 전압으로 변환하여 출력 전압이 일정해지도록 한다.
릴레이(110)의 구동 전압은 보통 12V 배터리를 사용하게 되는데, 배터리 전압이 항상 12V로 일정하게 출력되는 것은 아니다. 경우에 따라서는 27V까지 상승하기도 하고 32V까지 상승하기도 한다. 따라서 이러한 전압이 그대로 릴레이(110)에 전달되면 릴레이(110)의 일부 소자가 손상될 수 있고, 릴레이가 정상적으로 동작하지 않을 수 있다.
따라서 상기 레귤레이터(70)는 입력 전압을 레귤레이트하여 기 설정된 값으로 일정하게 출력되도록 한다.
전압을 일정한 값으로 출력하는 방법으로는 세픽 토폴로지(SEPIC topology), 플라백(flyback) 컨버터, 벅-부스트(buck boost) 컨버터 방식 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 배터리 전압이 곧바로 릴레이 구동 장치(100)에 입력되는 것이 아니라 레귤레이터(370)에서 변환된 전압이 입력된다. 따라서 배터리 전압이 불규칙하게 변하더라도 릴레이 구동 장치(300)로 입력되는 전압은 일정하게 유지될 수 있다.
도 8은 상기 레귤레이터(370)의 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 상기 레귤레이터(370)는 자동차 공급 전원이 입력되는 입력단(371), 상기 입력단의 전압을 인가받아 전압을 일정하게 조절하는 전압조절부(372), 가변적이 입력 전압을 제어하는 스위칭 FET(373), 및 안정된 전력을 출력하는 출력단(374)을 포함할 수 있다. 상기 스위칭 FET(373)는 상기 전압조절부(372)에서 출력되는 게이트(GATE) 신호를 통해 제어되고, 입력의 전력(전압 똔느 전류를 기준으로)에 따라 온 타임 주기(on time duration)가 조절될 수 있다. 일 실시예로써, 6~40의 가변적인 전압을 안정화하기 위해 1/300k 주기 중 온 타임 주기가 9V일 때 65%, 12V일 때 52%, 16V일 때 47%로 제어할 수 있다. 스위칭 FET(373)는 방열 및 전력 효율을 위하여, Rds(on)(미도시)의 낮은 저항을 포함할 수 있다. 예를 들어 의 저항이 사용될 수 있다. 또한 스위칭 효율을 증가시키기 위하여 스위칭 FET의 턴 온 시간(turn on time)은 약 20ns 일 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
310 : 제1 스위치
320 : 제2 스위치
330 : 제1 구동부
340 : 제2 구동부
350 : 제1 방전부
360 : 제2 방전부

Claims (4)

  1. 운행 동력 공급용의 고압배터리와 전장회로용 저압배터리를 갖는 전기자동차의 상기 저압배터리와 상기 전장회로 사이에 배치된 릴레이 구동장치로서,
    상기 전기자동차는, 충전 시 상기 고압배터리와 전기자동차 충전설비(EVSE)를 연결 또는 차단하는 전력 릴레이와, 상기 전력 릴레이를 제어하는 충전제어부 및 전자제어장치(ECU)를 포함하고,
    상기 릴레이 구동장치는,
    상기 저압배터리의 양극(+) 단자와 전기적으로 연결된 제1 스위치;
    상기 저압배터리의 음극(-) 단자와 전기적으로 연결된 제2 스위치;
    전기자동차의 충전모드 진입 시 제1 제어신호에 의해 상기 제1 스위치가 온되도록 구동하는 제1 구동부;
    전기자동차의 충전모드 진입 시 제2 제어신호에 의해 상기 제2 스위치가 온되도록 구동하는 제2 구동부;
    상기 제1 스위치의 일단에 연결된 제1 방전부; 및
    상기 제2 스위치의 일단에 연결된 제2 방전부를 포함하며,
    상기 제1 방전부는 상기 제1 스위치의 일단에 병렬로 연결된 제1 다이오드, 상기 제2 방전부는 상기 제2 스위치의 일단에 병렬로 연결된 제2 다이오드이고,
    상기 제1 방전부 및 제2 방전부는 상기 제1 스위치 및 제2 스위치가 오프될 때, 상기 릴레이 구동 장치에 연결된 릴레이의 코일에 남아 있는 잔류 전류를 방전시키며,
    상기 제1 제어신호 및 상기 제2 제어신호는, 상기 전력 릴레이를 제어하는 상기 충전제어부 또는 상기 전자제어장치로부터 제어되는 신호인 것을 특징으로 하는, 전기자동차의 릴레이 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이 구동장치는,
    상기 저압배터리의 전압을 입력받아 기설정된 전압으로 변환하여 출력전압을 일정하게 출력하는 레귤레이터를 더 포함하고,
    상기 제1 스위치 및 제2 스위치는 상기 레귤레이터의 출력전압을 입력받는, 전기자동차의 릴레이 구동 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102868008B1 (ko) * 2020-02-06 2025-10-10 엘지이노텍 주식회사 전기 자동차 충전 컨트롤러
CN112952961B (zh) * 2021-04-07 2024-07-05 江苏开沃汽车有限公司 一种集成v2家功能的模式三充电系统及其充电方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010239670A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Fujitsu Ten Ltd 車両の制御装置及び制御方法
KR101575160B1 (ko) * 2014-06-17 2015-12-09 화남전자 주식회사 복수의 입력을 검출하는 차량용 릴레이의 구동 회로

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040087371A (ko) * 2003-04-07 2004-10-14 히로세코리아 주식회사 자동차 도어록 구동장치
DE102014219211A1 (de) * 2014-09-23 2016-03-24 Robert Bosch Gmbh Elektrischer Aktuator mit Vorheizung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010239670A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Fujitsu Ten Ltd 車両の制御装置及び制御方法
KR101575160B1 (ko) * 2014-06-17 2015-12-09 화남전자 주식회사 복수의 입력을 검출하는 차량용 릴레이의 구동 회로

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