KR19980042061U

KR19980042061U - 전기 자동차의 에너지 관리 장치

Info

Publication number: KR19980042061U
Application number: KR2019960055157U
Authority: KR
Inventors: 조호영
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 1998-09-25

Abstract

배터리 풀 충전시에 회동제동에 의해 발생하는 에너지를 저항소자 등을 통해 소모하지 않고 콘덴서를 이용하여 에너지를 저장한 후 필요시 바로 사용 가능토록 한 전기 자동차의 에너지 관리 장치에 관한 것으로, 전기 자동차의 구동을 위한 전원을 공급하는 메인 배터리와, 전원을 직류 또는 교류를 변환하며 소정의 제어 신호에 의해 스위치되는 3상 브리지와, 상기 메인 배터리의 전원에 의해 동작하여 전기 자동차의 구동하는 교류 유도 전동기와, 차량의 운행중 액셀 또는 브레이크 페달과 변속레버의 위치를 검출하는 운행정보 검출수단과, 상기 메인 배터리의 충전상태와 운행정보 검출부의 신호에 따른 회동제동량을 판단하여 소정의 제어신호를 출력하는 컨트롤러를 포함하되, 상기 메인 배터리가 풀 충전 시 회생제동에 의한 에너지를 순간적으로 저장하는 에너지 저장수단을 더 포함하여 이루어져 배터리 풀 충전 시에도 회생제동 기능을 중단하지 않고 회생제동에 의해 발생되는 에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 이점이 있다.

Description

전기 자동차의 에너지 관리 장치

본 고안은 전기 자동차의 에너지 관리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 풀 충전 시에 회생제동에 의해 발생되는 에너지를 저항소자 등을 통해 소모하지 않고 콘덴서를 이용하여 에너지를 저정한 후 필요시 바로 사용 가능토록 한 전기 자동차의 에너지 관리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기 자동차는 제한된 에너지를 이용하여 주행하는 것으로, 종래의 전기 자동차에서는 에너지를 최대한으로 이용하여 위해서 회생제동에 의한 에너지 발생 시스템을 이용하고 있다.

이 시스템은 메인 배터리의 충전상태를 감지하여 회생제동 기능의 작동 여부를 판단하여 배터리가 풀 충전 시에는 과전류에 의한 배터리의 손상을 방지하기 위하여 회생제동에 의해 발생하는 에너지를 저항소자 등을 통해 소모하였다.

전술한 바와 같은 종래의 장치에서는 배터리의 손상을 방지하기 위하여 배터리 풀 충전 시에 회생제동에 의해 발생하는 에너지를 저항소자 등을 통해 소모함으로써 사용 가능한 에너지를 소비하는 문제점이 있었다.

본 고안인 전기 자동차의 에너지 관리 장치는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 배터리 풀 충전 시 회생제동에 의해 발생하는 에너지를 순간적으로 저장한 후 필요시 바로 사용 가능토록 하는 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안인 전기 자동차의 에너지 관리 장치는, 전기 자동차의 구동을 위한 전원을 공급하는 메인 배터리와, 전원을 직류 또는 교류로 변환하며 소정의 제어 신호에 의해 스위칭되는 3 상 브리지와, 상기 메인 배터리의 전원에 의해 동작하여 전기 자동차의를 구동하는 교류 유도 전동기와, 차량의 운행중 액셀 또는 브레이크 페달과 변속레버의 위치를 검출하는 운행정보 검출수단과, 상기 메인 배터리의 충전상태와 운행정보 검출부의 신호에 따른 회생제동량을 판단하여 소정의 제어신호를 출력하는 컨트롤러를 포함하되, 상기 메인 배터리가 풀 충전 시 회생제동에 의한 에너지를 순간적으로 저장하는 에너지 저장 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 고안인 전기 자동차의 에너지 관리 장치의 일 실시예를 도시한 회로 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:메인 배터리

20:3상 브리지

30:교류 유도 전동기

40:운행정보 검출부

50:컨트롤러

C:콘덴서

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 고안인 전기 자동차의 에너지 관리 장치의 바람직한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 에서 알 수 있는 바와 같이 본 고안인 전기 자동차의 에너지 관리 장치의 일 실시예는 메인 배터리(10), 3상 브리지(20), 교류 유도 전동기(30), 운행정보 검출부(40), 컨트롤러(50), 콘덴서(C)로 이루어진다.

메인 배터리(10)는 전기 자동차를 구동하기 위한 전원을 공급하며, 회생제동에 의해 충전된다.

3상 브리지(20)는 직류전원을 교류전원으로 변환하고 또한 교류전원을 직류전원으로 변환하며, 소정의 제어 신호에 의해 스위칭된다.

교류 유도 전동기(30)는 상기 메인 배터리(10)의 전원에 의해 동작되어 전기 자동차를 구동하며 또한 전기 자동차의 제동시 회생제동을 일으켜 상기 메인 배터리(10)를 충전시킨다.

운행정보 검출부(40)는 차량의 운행중 액셀 또는 브레이크 페달의 작동시 그에 따른 전기적인 신호와 변속레버의 각 위치에 해당하는 전기적인 신호를 출력한다.

컨트롤러(50)는 상기 3상 브리지(20)와 교류 유도 전동기(30) 사이의 전류를 PWM 제어를 통해 메인 배터리(10)의 충전상태를 판단하며, 상기 운행정보 검출부(40)의 신호를 분석하여 회생제동량을 판단하여 그에 따른 제어신호를 출력하여 상기 3상 브리지(20)를 스위칭 시킨다.

콘덴서(C)는 대용량 콘덴서로서 상기 메인 배터리(10)가 풀 충전 시 회생제동에 의한 전원을 순간적으로 저장하며 필요시 바로 사용 가능토록 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안인 전기 자동차의 에너지 관리 장치의 일 실시예를 동작과정에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

전기 자동차의 운행시 운전자가 차량을 가속시키기 위하여 액셀 페달(41)과 변속레버(42)를 적정위치에 설정하면 컨트롤러(50)는 상기 액셀 페달(41)과 변속레버(42)의 신호를 분석하여 메인 배터리(10)의 전원을 공급하기 위한 소정의 제어신호를 출력한다.

그러면, 3상 브리지(20)는 스위칭되어 메인 배터리(10)의 전원이 공급되게 하며, 이때 메인 배터리(10)의 직류 전원이 3상 브리지(20)를 통해 교류로 변환되어 교류 유도 전동기(30)에 공급되어 유도 전동기(30)의 회전량 증가로 인하여 차량이 가속된다.

이때 컨트롤러(50)에서는 3상 브리지(20)를 통해 교류 유도 전동기(30)에 인가되는 3 상 전류를 PWM 벡터 연산을 통해 분석하여 메인 배터리(10)의 충전 상태를 검출한다.

이후, 운전자의 브레이크 페달(41)작동이나 변속레버(42)의 변속단 재설정으로 인하여 차량의 감속될 때 제동력에 따라 교류 유도 전동기(30)에서는 역 기전력이 발생하여 이로 인하여 회생제동이 이루어져 메인 배터리(10)를 충전시킨다.

이때 컨트롤러(50)는 상기 브레이크 페달(41)과 변속레버(42)의 변속단 변화에 따른 신호를 분석하여 회생제동량을 판단한다.

상기에서 브레이크 페달(41)과 변속레버(42)의 신호에 따라 판단된 회생제동량에 상응하는 회생제동이 이루어져 메인 배터리(10)가 풀 충전되면 컨트롤러(20)는 소정의 제어신호를 출력하여 3상 브리지(20)를 스위칭하여 회생제동에 따른 에너지가 메인 배터리(10)에 흘러 충전되는 것을 중단함과 동시에 콘덴서(C)로 흐르게 하여 콘덴서(C)를 충전시킨다.

이후, 차량을 가속시킬 경우에는 일차적으로 콘덴서(C)에 충전된 전원을 소모한다.

컨트롤러(50)에서는 3상 브리지(20)에서 교류 유도 전동기(30)에 인가되는 3 상 전류를 PWM 벡터 연산을 통해 콘덴서(C)의 충전 상태를 검출하여 충전 전원이 소모되면 소정의 제어신호를 출력하여 3상 브리지(20)를 스위치 하여 메인 배터리(10)의 전원이 교류 유도 전동기(30)에 공급되도록 한다.

상기와 같이 본 고안인 전기 자동차의 에너지 관리 장치는 배터리 풀 충전시에도 회생제동에 의해 발생하는 에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 이점이 있다.

Claims

전기 자동차의 에너지 관리 장치에 있어서, 전기 자동차의 구동을 위한 전원을 공급하는 메인 배터리와, 전원을 직류 또는 교류로 변환하며 소정의 제어 신호에 의해 스위칭되는 3 상 브리지와, 상기 메인 배터리의 전원에 의해 동작하여 전기 자동차를 구동하는 교류 유도 전동기와, 차량의 운행중 액셀 또는 브레이크 페달과 변속레버의 위치를 검출하는 운행정보 검출수단과, 상기 메인 배터리의 충전상태와 운행정보 검출부의 신호에 따른 회생제동량을 판단하여 소정의 제어신호를 출력하는 컨트롤러를 포함하되, 상기 메인 배터리가 풀 충전 시 회생제동에 의한 에너지를 순간적으로 저장하는 에너지 저장 수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 에너지 관리 장치.
청구항 1 에 있어서, 상기 에너지 저장수단은 콘덴서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 에너지 관리 장치.