KR102667320B1 - 수소 연료 전지를 이용하는 특장차용 전력 분배 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 수소 연료 전지를 이용하는 특장차용 전력 분배 장치는, 적어도 하나의 릴레이; 상기 적어도 하나의 릴레이를 제어하는 릴레이 컨트롤러; 저전압 전원부로부터 전력을 제공받는 캔 통신용 통신 회로; 상기 릴레이 컨트롤러 및 상기 통신 회로를 제어하는 마이크로 컨트롤러를 포함하고, 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 통신 회로를 통한 신호의 수신을 기초로, 상기 릴레이 컨트롤러로 제어 신호를 전달하며, 상기 릴레이 컨트롤러는, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 릴레이를 제어하여, 상기 적어도 하나의 릴레이와 전기적으로 연결된 차량의 적어도 하나의 부하에 고전압 전원부로부터의 전력이 분배되도록 할 수 있다.

Description

수소 연료 전지를 이용하는 특장차용 전력 분배 장치{POWER DISTRIBUTOR UNIT FOR SPECIAL VEHICLE USING HYDROGEN FUEL CELL}
본 발명은 수소 연료 전지를 이용하는 특장차용 전력 분배 장치에 관한 것이다.
환경 오염에 대한 관심이 급증하면서 친환경 차량인 수소차에 대한 개발이 이루어지고 상용화되고 있다.
수소차는 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 전기를 생산하는 수소 연료 전지를 이용하는 차량으로, 전기차에 비해 주행 가능 거리가 길고, 수소 연료 전지의 충전 시간도 짧은 장점이 있다.
이러한 장점에 따라, 특수한 장비를 갖고 특수한 용도로 쓰이는 소방차, 탱크로리, 차량 운반차, 냉동탑차 및 제설차 등의 특장차의 경우, 수소차로 개발하여 생산하려는 움직임이 나타나고 있다.
이에 따라, 수소 연료 전지를 이용하는 특장차 관련 기술의 개발이 요구되고 있으며, 특히, 수소 연료 전지를 이용하는 특장차에 적합한 전력 분배 장치의 개발이 중요해지고 있다.
본 발명의 일 실시예는 수소 연료 전지를 이용하는 특장차용 전력 분배 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수소 연료 전지를 이용하는 특장차용 전력 분배 장치는, 적어도 하나의 릴레이; 상기 적어도 하나의 릴레이를 제어하는 릴레이 컨트롤러; 저전압 전원부로부터 전력을 제공받는 캔 통신용 통신 회로; 상기 릴레이 컨트롤러 및 상기 통신 회로를 제어하는 마이크로 컨트롤러를 포함하고, 상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 통신 회로를 통한 신호의 수신을 기초로, 상기 릴레이 컨트롤러로 제어 신호를 전달하며, 상기 릴레이 컨트롤러는, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 릴레이를 제어하여, 상기 적어도 하나의 릴레이와 전기적으로 연결된 차량의 적어도 하나의 부하에 고전압 전원부로부터의 전력이 분배되도록 할 수 있다.
상기 적어도 하나의 릴레이는, 상기 고전압 전원부와 전기적으로 연결된 제1 릴레이, 및 상기 제1 릴레이와 상기 적어도 하나의 부하 중 제1 부하 사이에 연결되는 제2 릴레이를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 릴레이는, 상기 제1 릴레이와 상기 적어도 하나의 부하 중 제2 부하 사이에 연결되는 제3 릴레이, 및 상기 제1 릴레이와 상기 적어도 하나의 부하 중 제3 부하 사이에 연결되는 제4 릴레이를 포함할 수 있다.
상기 전력 분배 장치는, 상기 고전압 전원부의 출력 전압 또는 출력 전류 중 적어도 하나를 측정하는 제1 센서, 상기 제1 부하의 입력 전압 또는 입력 전류 중 적어도 하나를 측정하는 제2 센서, 상기 제2 부하의 입력 전압 또는 입력 전류 중 적어도 하나를 측정하는 제3 센서, 및 상기 제3 부하의 입력 전압 또는 입력 전류 중 적어도 하나를 측정하는 제4 센서를 포함할 수 있다.
상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제1 센서, 제2 센서, 제3 센서 또는 제4 센서 중 적어도 하나를 통해 획득된 전압 또는 전류 중 적어도 하나의 정보를 기초로 상기 릴레이 컨트롤러로 제어 신호를 전달하며, 상기 획득된 전압 또는 전류 중 적어도 하나의 정보를 상기 통신 회로를 통해 차량의 제어 장치로 송신하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수소 연료 전지를 이용하는 특장차용 전력 분배 장치는, 효율적인 전력 분배를 통해 차량의 부하에 전력을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 수소 연료 전지를 이용한 특장차용 전력 분배 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 특장차용 전력 분배 장치의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 특장차용 전력 분배 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 실시예에 따른 전력 분배 장치를 포함하는 특장차의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 특장차용 전력 분배 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 실시예에 따른 전력 분배 장치를 포함하는 특장차의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 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 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 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" 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 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 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 명세서에서, "포함한다", "가진다" 등과 관련된 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.
본 명세서에서 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 포함한다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 의미와 일치하는 의미로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 수소 연료 전지를 이용한 특장차용 전력 분배 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 특장차용 전력 분배 장치(100)는 전력 분배 모듈(110) 및 통신 회로(160)를 포함할 수 있다.
전력 분배 모듈(110)은 적어도 하나의 릴레이(120), 릴레이 컨트롤러(130), 적어도 하나의 센서(140) 및/또는 마이크로 컨트롤러(MCU; micro controller unit)(150)를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 릴레이(120)는, 고전압 전원부(예: 630V)(미도시)와 특장차의 적어도 하나의 부하(미도시) 사이에 위치할 수 있다.
예를 들어, 고전압 전원부는 수소 연료 전지를 포함할 수 있다.
릴레이 컨트롤러(130)는 적어도 하나의 릴레이(120)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 릴레이 컨트롤러(130)는 MCU(150)의 제어 신호에 기초하여 고전압 전원부로부터의 전력이 차량의 적어도 하나의 부하에 제공되거나 제공되지 않도록, 적어도 하나의 릴레이(120)를 제어할 수 있다.
적어도 하나의 센서(140)는 전압 및/또는 전류를 측정하는 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 센서(140)는 고전압 전원부의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 측정하는 센서(제1 센서)를 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 센서(140)는 적어도 하나의 부하의 입력 전압 및/또는 입력 전류를 측정하는 센서(제2, 제3 및/또는 제4 센서)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 센서(140)를 통해 획득된 전압 및/또는 전류 값은 MCU(150)에 의해 모니터링될 수 있다.
MCU(150)는 릴레이 컨트롤러(130) 및/또는 센서(140)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, MCU(150)는 적어도 하나의 센서(140)를 통해 획득된 전압 및/또는 전류 값을 기초로 특장차용 전력 분배 장치(100)의 상태 정보를 모니터링할 수 있다. 이러한 모니터링 중 과전류 등이 흐르는 등의 문제가 발생될 경우 MCU(150)는 문제 발생을 식별할 수 있으며, 적어도 하나의 릴레이(120)를 제어하여 전류 흐름을 차단하도록 릴레이 컨트롤러(130)로 제어 신호를 전달할 수 있다.
예를 들어, MCU(150)는 적어도 하나의 센서(140)를 통해 특장차용 전력 분배 장치(100)의 상태 정보의 모니터링 중 적어도 하나의 센서(140) 중 특정 센서를 통해 획득된 전류 값이 미리 지정된 범위의 전류 값을 초과하는 경우, 특정 센서가 위치한 부분과 대응되는 부분의 릴레이를 제어하여 전류 흐름이 차단되도록 할 수 있다.
또한, MCU(150)는 적어도 하나의 센서(140)를 통해 획득된 상태 정보를 통신 회로(160)를 통해 차량의 제어 장치로 전송할 수 있다.
통신 회로(160)는 캔(CAN; controller area network) 통신용 통신 회로일 수 있으며, 저전압 전원부(예: 24V)(미도시)로부터 전력을 제공받을 수 있다.
일 실시예에 따르면, MCU(150)는 통신 회로(160)를 통해 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 신호를 기초로 릴레이 컨트롤러(120)로 제어 신호를 전달할 수 있다.
예를 들어, 통신 회로(160)를 통해 수신된 신호는 차량의 제어 장치로부터 송신된 신호로, 릴레이 컨트롤러(130)를 제어하기 위한 신호를 포함할 수 있다. 릴레이 컨트롤러(130)를 제어하기 위한 신호는 적어도 하나의 릴레이(120)를 제어하여, 적어도 하나의 릴레이(120)와 전기적으로 연결된 차량의 적어도 하나의 부하에 고전압 전원부로부터의 전력이 분배 또는 분배되지 않도록 하는 것을 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 특장차용 전력 분배 장치(100)의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 특장차용 전력 분배 장치(100)는 고전압 전원부(미도시)와 특장차용 전력 분배 장치(100)를 연결하는 고전압용 커넥터(171) 및 저전압 전원부(미도시)와 특장차용 전력 분배 장치(100)를 연결하는 저전압용 커넥터(173)를 포함할 수 있다.
또한, 특장차용 전력 분배 장치(100)는 레귤레이터(180)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레귤레이터(150)는 저전압용 커넥터(173)와 MCU(150) 사이에 위치하여, 저전압 전원부로부터 MCU(150)로의 입력 전압이 일정한 값(예: 5V)으로 유지되도록 할 수 있다.
특장차용 전력 분배 장치(100)의 적어도 하나의 릴레이(120)는 제1 내지 제4 릴레이(121, 123, 125, 127)를 포함할 수 있다.
제1 릴레이(121)는 고전압용 커넥터(171)와 전기적으로 연결되고, 제2 릴레이(123), 제3 릴레이(125) 및 제4 릴레이(127)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 릴레이(123)는 제1 릴레이(121)와 차량의 제1 부하와의 연결을 위한 고전압용 커넥터(175) 사이에 위치할 수 있다.
제3 릴레이(125)는 제1 릴레이(121)와 차량의 제2 부하와의 연결을 위한 고전압용 커넥터(177) 사이에 위치할 수 있다.
제4 릴레이(127)는 제1 릴레이(121)와 차량의 제3 부하와의 연결을 위한 고전압용 커넥터(179) 사이에 위치할 수 있다.
제1 릴레이(121), 제2 릴레이(123), 제3 릴레이(125) 및 제4 릴레이(127) 각각은 연결된 릴레이 컨트롤러(130)의 제어에 기초하여 회로의 개폐를 할 수 있다.
예를 들어, 제1 릴레이(121)는 릴레이 컨트롤러(130)의 제어에 기초하여 제2 릴레이(123), 제3 릴레이(125) 및 제4 릴레이(127)를 모두 연결하는 부분과 고전압 커넥터(171) 사이가 전기적으로 연결되거나 연결되지 않도록 동작할 수 있다.
또한, 제2 릴레이(123)는 릴레이 컨트롤러(130)의 제어에 기초하여, 제1 릴레이(121)와 고전압용 커넥터(175) 사이가 전기적으로 연결되거나 연결되지 않도록 동작할 수 있다.
또한, 제3 릴레이(125)는 릴레이 컨트롤러(130)의 제어에 기초하여, 제1 릴레이(121)와 고전압용 커넥터(177) 사이가 전기적으로 연결되거나 연결되지 않도록 동작할 수 있다.
또한, 제4 릴레이(127)는 릴레이 컨트롤러(130)의 제어에 기초하여, 제1 릴레이(121)와 고전압용 커넥터(179) 사이가 전기적으로 연결되거나 연결되지 않도록 동작할 수 있다.
한편, 릴레이 컨트롤러(130)는 MCU(150)의 제어 신호에 기초하여 제1 릴레이(121) 및 제2, 제3 및 제4 릴레이(123, 125, 127)를 제어할 수 있다.
또한, 특장차용 전력 분배 장치(100)의 통신 회로(160)는 제1 캔 통신용 트랜시버(162) 및/또는 제2 캔 통신용 트랜시버(164)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 캔 통신용 트랜시버(162)는 내부 통신망을 이용하고, 제2 캔 통신용 트랜시버(164)는 외부 통신망을 이용하는 것일 수 있다.
MCU(150)는 제1 캔 통신용 트랜시버(162) 및/또는 제2 캔 통신용 트랜시버(164)를 통해, 차량의 제어 장치 등으로부터 신호(CAN_H, CAN_L)를 수신할 수 있다. 예를 들어, MCU(150)가 수신한 신호는, 릴레이 컨트롤러(130)를 제어하기 위한 신호를 포함할 수 있다.
한편, 특장차용 전력 분배 장치(100)의 적어도 하나의 센서(140)는 제1 센서(141), 제2 센서(143), 제3 센서(145) 및 제4 센서(147)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(141), 제2 센서(143), 제3 센서(145) 및 제4 센서(147)는 각각 전류를 측정하는 전류 센서 및/또는 전압을 측정하는 전압 센서를 포함할 수 있다.
제1 센서(141)는 고전압용 커넥터(171)와 MCU(150) 사이에 위치하여 고전압 전원부의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 측정할 수 있다.
제2 센서(143)는 제2 릴레이(123)와 고전압 커넥터(175)를 연결하는 부분과 MCU(150) 사이에 위치하여 제1 부하로의 입력 전압 및/또는 입력 전류를 측정할 수 있다.
제3 센서(145)는 제3 릴레이(125)와 고전압 커넥터(177)를 연결하는 부분과 MCU(150) 사이에 위치하여 제2 부하로의 입력 전압 및/또는 입력 전류를 측정할 수 있다.
제4 센서(147)는 제4 릴레이(127)와 고전압 커넥터(179)를 연결하는 부분과 MCU(150) 사이에 위치하여 제3 부하로의 입력 전압 및/또는 입력 전류를 측정할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 특장차용 전력 분배 장치(100)의 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 특장차용 전력 분배 장치(100)는 하우징 본체(302), 하우징 본체(302)와 결합하여, 내부의 구성을 커버하는 하우징 커버(303)를 포함할 수 있다. 또한, 하우징 본체(302)의 일측면에는 하우징 본체(302)에 탈부착 가능한 하우징 사이드 커버(306)가 배치될 수 있다.
또한, 특장차용 전력 분배 장치(100)는 전력 분배 조립체(300)를 포함할 수 있으며, 전력 분배 조립체(300)는 하우징 본체(302)의 내부에 배치될 수 있다.
전력 분배 조립체(300)는 제1 내지 제4 릴레이(121, 123, 125, 127), 제1 내지 제4 센서(141, 143, 145, 147), 인쇄 회로 기판(PCB; printed circuit board)(304), 버스바(308), 퓨즈(310), 다이오드(321), 복수 개의 저항(323) 및 복수 개의 추가 릴레이(325)를 포함할 수 있으며, 전력 분배 조립체(300)의 각 구성은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
PCB(307)는 특장차용 전력 분배 장치(100)를 제어하기 회로 구성, 예를 들어, MCU(150), 릴레이 컨트롤러(130) 및/또는 통신 회로(160) 등을 포함할 수 있다.
고전압용 커넥터(171)는 버스바(308)를 통해 제1 릴레이(121)와 전기적으로 연결될 수 있다.
고전압용 커넥터(171)는 버스바(308)를 통해 제2 릴레이(123)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 고전압용 커넥터(171)와 제2 릴레이(123) 사이에는 퓨즈(310)이 위치하여 단락 전류 및 과부하 전류가 차단되도록 할 수 있다. 또한, 퓨즈(310)와 제1 릴레이(111) 사이에는 제1 센서(141)가 위치하여 전류 및 전압을 측정할 수 있다.
제2 릴레이(123)는 버스바(203)를 통해 고전압용 커넥터(175)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 릴레이(123) 및 고전압용 커넥터(175) 사이에는 제2 센서(143)가 배치될 수 있다.
제3 릴레이(125)는 플러스(+) 전극용 릴레이(1251) 및 마이너스(-) 전극용 릴레이(1253)를 포함할 수 있으며, 플러스 전극용 릴레이(1251) 및 마이너스 전극용 릴레이(1253)는 고전압용 커넥터(177)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 플러스 전극용 릴레이(1251) 및 마이너스 전극용 릴레이(1253)는 버스바(203)를 통해 제1 릴레이(121)와 전기적으로 연결될 수 있다. 플러스 전극용 릴레이(1251) 및 마이너스 전극용 릴레이(1253)를 연결하는 부분과 고전압용 커넥터(177) 사이에는 제3 센서(145)가 배치될 수 있다.
제4 릴레이(127)는 플러스(+) 전극용 릴레이(1271) 및 마이너스(-) 전극용 릴레이(1273)를 포함할 수 있으며, 플러스 전극용 릴레이(1271) 및 마이너스 전극용 릴레이(1273)는 고전압용 커넥터(179)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 플러스 전극용 릴레이(1271) 및 마이너스 전극용 릴레이(1273)는 버스바(203)를 통해 제2 릴레이(123)와 전기적으로 연결될 수 있다. 플러스 전극용 릴레이(1271) 및 마이너스 전극용 릴레이(1273)를 연결하는 부분과 고전압용 커넥터(179) 사이에는 제4 센서(147)가 배치될 수 있다.
또한 고전압용 커넥터(171)에는 정류 작용을 하는 다이오드(321)가 전기적으로 연결될 수 있다.
상술한 도 3의 실시예의 특장차용 전력 분배 장치(100)를 포함하는 특장차의 일부 구성은 도 4와 같을 수 있다.
도 4는 도 3의 실시예에 따른 전력 분배 장치(100)를 포함하는 특장차의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 전력 분배 장치(100)의 전력 분배 모듈(110)은 고전압 전원부(402)로부터 전력을 공급받아서, 제1 모터(422)의 회전 속도를 변경시키는 제1 인버터(412), 제2 모터(424)의 회전 속도를 변경시키는 제2 인버터(414) 또는 제3 모터(426)의 회전 속도를 변경시키는 제3 인버터(416) 중 적어도 하나에 전력이 공급되도록 할 수 있다.
또한, 전력 분배 장치(100)는 저전압 전원부(404)로부터 전력을 공급받을 수도 있다.
전력 분배 장치(100)의 통신 회로(160)는 저전압 전원부(404)로부터 전력을 공급받을 수 있으며, 캔 통신을 통해 전력 분배 모듈(110)로 신호를 제공할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(160)는 전력 분배 모듈(110)의 MCU(150)의 제어에 기초하여, 전력 분배 모듈(110)로 신호를 제공할 수 있다.
또한, 통신 회로(160)를 이용한 캔 통신을 통해 제1 인버터(412), 제2 인버터(414) 및 제3 인버터(416)는 신호를 제공받을 수 있다. 또한, 통신 회로(160)를 이용한 캔 통신을 통해 제1 모터(422), 제2 모터(424) 및/또는 제3 모터(426)와 전기적으로 연결된 특장차의 특장 키트(432)로 신호가 제공될 수 있다. 또한, 통신 회로(160)를 이용한 캔 통신을 통해 특장차의 사용자 인터페이스(UI; user interface)(434)로 신호가 제공될 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서의 고전압 전원부(402)의 전압은 630V일 수 있으며, 저전압 전원부(404)의 전압은 24V일 수 있다.
한편, 상술한 도 2의 실시예에서는 적어도 하나의 제2 릴레이(112)가 제3 릴레이(113), 제4 릴레이(115) 및 제5 릴레이(117)를 포함하고, 적어도 하나의 센서(140)가 제1 내지 제4 센서(141, 143, 145, 147)를 포함하는 것으로 설명하였다.
그러나, 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제2 릴레이(112)는 제4 릴레이(115) 및 제5 릴레이(117)가 제외된 제3 릴레이(113)만을 포함하고, 적어도 하나의 센서(140)는 제3 및 제4 센서(145, 147)가 제외된 제1 및 제2 센서(141, 143)만을 포함할 수 있다. 이러한 구성을 포함하는 특장차용 전력 분배 장치(100)는 도 5와 같은 구조로 구현될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 특장차용 전력 분배 장치(100)의 분해 사시도이다.
도 5를 참조하면, 특장차용 전력 분배 장치(100)는 하우징 본체(302), 하우징 본체(302)와 결합하여, 내부의 구성을 커버하는 하우징 커버(303)를 포함할 수 있다. 또한, 하우징 본체(302)의 일측면에는 하우징 본체(302)에 탈부착 가능한 하우징 사이드 커버(306)가 배치될 수 있다.
또한, 특장차용 전력 분배 장치(100)는 전력 분배 조립체(300)를 포함할 수 있으며, 전력 분배 조립체(300)는 하우징 본체(302)의 내부에 배치될 수 있다.
전력 분배 조립체(300)는 제1 및 제2 릴레이(121, 123), 제1 및 제2 센서(141, 143), 인쇄 회로 기판(PCB; printed circuit board)(304), 버스바(308), 퓨즈(310), 다이오드(321)를 포함할 수 있으며, 전력 분배 조립체(300)의 각 구성은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
PCB(307)는 특장차용 전력 분배 장치(100)를 제어하기 회로 구성, 예를 들어, MCU(150), 릴레이 컨트롤러(130) 및/또는 통신 회로(160) 등을 포함할 수 있다.
고전압용 커넥터(171)는 버스바(308)를 통해 제1 릴레이(121)와 전기적으로 연결될 수 있다.
고전압용 커넥터(171)는 버스바(308)를 통해 제2 릴레이(123)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 고전압용 커넥터(171)와 제2 릴레이(123) 사이에는 퓨즈(310)이 위치하여 단락 전류 및 과부하 전류가 차단되도록 할 수 있다. 또한, 퓨즈(310)와 제1 릴레이(111) 사이에는 제1 센서(141)가 위치하여 전류 및 전압을 측정할 수 있다.
제2 릴레이(123)는 버스바(203)를 통해 고전압용 커넥터(175)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 릴레이(123) 및 고전압용 커넥터(175) 사이에는 제2 센서(143)가 배치될 수 있다.
또한 고전압용 커넥터(171)에는 정류 작용을 하는 다이오드(321)가 전기적으로 연결될 수 있다.
상술한 도 5의 실시예의 특장차용 전력 분배 장치(100)를 포함하는 특장차의 일부 구성은 도 6과 같을 수 있다.
도 6은 도 5의 실시예에 따른 전력 분배 장치(100)를 포함하는 특장차의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 전력 분배 장치(100)의 전력 분배 모듈(110)은 고전압 전원부(402)로부터 전력을 공급받아서, 모터(622)의 회전 속도를 변경시키는 인버터(612)에 전력이 공급되도록 할 수 있다.
또한, 전력 분배 장치(100)는 저전압 전원부(404)로부터 전력을 공급받을 수도 있다.
전력 분배 장치(100)의 통신 회로(160)는 저전압 전원부(404)로부터 전력을 공급받을 수 있으며, 캔 통신을 통해 전력 분배 모듈(110)로 신호를 제공할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(160)는 전력 분배 모듈(110)의 MCU(150)의 제어에 기초하여, 전력 분배 모듈(110)로 신호를 제공할 수 있다.
또한, 통신 회로(160)를 이용한 캔 통신을 통해 인버터(612)는 신호를 제공받을 수 있다. 또한, 통신 회로(160)를 이용한 캔 통신을 통해 모터(622)와 전기적으로 연결된 특장차의 특장 키트(632)로 신호가 제공될 수 있다. 또한, 통신 회로(160)를 이용한 캔 통신을 통해 특장차의 사용자 인터페이스(UI; user interface)(634)로 신호가 제공될 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서의 고전압 전원부(402)의 전압은 630V일 수 있으며, 저전압 전원부(404)의 전압은 24V일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 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.
100: 특장차용 전력 분배 장치 110: 전력 분배 모듈
120: 릴레이 121: 제1 릴레이
122: 제2 릴레이 130: 릴레이 컨트롤러
140: 센서 150: MCU
160: 통신 회로

Claims (5)

  1. 적어도 하나의 릴레이;
    상기 적어도 하나의 릴레이를 제어하는 릴레이 컨트롤러;
    저전압 전원부로부터 전력을 제공받는 캔 통신용 통신 회로;
    상기 릴레이 컨트롤러 및 상기 통신 회로를 제어하는 마이크로 컨트롤러를 포함하고,
    상기 마이크로 컨트롤러는,
    상기 통신 회로를 통한 신호의 수신을 기초로, 상기 릴레이 컨트롤러로 제어 신호를 전달하며,
    상기 릴레이 컨트롤러는,
    상기 제어 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 릴레이를 제어하여, 상기 적어도 하나의 릴레이와 전기적으로 연결된 차량의 적어도 하나의 부하에 고전압 전원부로부터의 전력이 분배되도록 하고,
    상기 적어도 하나의 릴레이는,
    상기 고전압 전원부와 전기적으로 연결된 제1 릴레이,
    상기 제1 릴레이와 상기 적어도 하나의 부하 중 제1 부하 사이에 연결되는 제2 릴레이,
    상기 제1 릴레이와 상기 적어도 하나의 부하 중 제2 부하 사이에 연결되는 제3 릴레이,
    상기 제1 릴레이와 상기 적어도 하나의 부하 중 제3 부하 사이에 연결되는 제4 릴레이를 포함하고,
    상기 고전압 전원부의 출력 전압 또는 출력 전류 중 적어도 하나를 측정하는 제1 센서,
    상기 제1 부하의 입력 전압 또는 입력 전류 중 적어도 하나를 측정하는 제2 센서,
    상기 제2 부하의 입력 전압 또는 입력 전류 중 적어도 하나를 측정하는 제3 센서, 및
    상기 제3 부하의 입력 전압 또는 입력 전류 중 적어도 하나를 측정하는 제4 센서를 포함하고,
    상기 마이크로 컨트롤러는,
    상기 제1 센서, 제2 센서, 제3 센서 또는 제4 센서 중 적어도 하나를 통해 획득된 전압 또는 전류 중 적어도 하나의 정보를 기초로 상기 릴레이 컨트롤러로 제어 신호를 전달하며, 상기 획득된 전압 또는 전류 중 적어도 하나의 정보를 상기 통신 회로를 통해 차량의 제어 장치로 송신하는 것을 포함하고,
    상기 고전압 전원부로부터 전력을 공급받아서, 제1 모터의 회전 속도를 변경시키는 제1 인버터, 제2 모터의 회전 속도를 변경시키는 제2 인버터 또는 제3 모터의 회전 속도를 변경시키는 제3 인버터 중 적어도 하나에 전력이 공급되도록 하는 전력 분배 모듈; 및
    상기 저전압 전원부로부터 전력을 공급받으며, 캔 통신을 통해 상기 전력 분배 모듈로 신호를 제공하는 통신 회로;
    를 더 포함하고,
    상기 통신 회로를 이용한 캔 통신을 통해 상기 제1 인버터, 상기 제2 인버터 및 상기 제3 인버터는 신호를 제공받을 수 있으며,
    상기 통신 회로를 이용한 캔 통신을 통해 상기 제1 모터, 상기 제2 모터 및 상기 제3 모터와 전기적으로 연결된 특장차의 특장 키트로 신호를 제공하고,
    상기 고전압 전원부는,
    수소 연료 전지로 구성되는,
    수소 연료 전지를 이용하는 특장차용 전력 분배 장치.
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