KR19980044851U

KR19980044851U - 전지 자동차의 dc 전압 균등 분배 회로

Info

Publication number: KR19980044851U
Application number: KR2019960057988U
Authority: KR
Inventors: 안동섭
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-09-25

Abstract

이 고안은 전기 자동차의 DC 전압 균등 분배 회로에 관한 것으로서, 축전지(B+)의 양단자(+,-)에 연결되어 있고, 축전지(B+)에서 인가되는 DC 전압을 분할하여 각각 평활하는 평활부(1)와; 상기 평활부(1)에 병렬로 연결되어 있고, 상기 평활부(1)에 인가되는 전압을 균등하게 분압하기 위한 전압 분배부(2)와; 상기 전압 분배부(2)와 연결되어 있고, 스위칭 동작에 의해 인가되는 DC 전압을 3상 AC 전압으로 변환하여 출력하는 인버터(3)와; 상기 인버터(3)에 출력되는 3상 전류가 인가되어 해당 상태로 동작하는 모터(M)를 포함하여 이루어져, 3상 모터를 작동시키기 위한 구동장치에서, DC 전압을 평활하기 위해 사용되는 평활용 커패시터를 분할하여 내부 용량을 증가시키므로 급격한 전압 상승이 발생할 경우에도 커패시터를 안전하게 보호할 수 있고, 안정적인 모터의 동작이 이루어지므로 원활한 전기 자동차의 주행 동작을 실현할 수 있는 효과가 발생한다.

Description

전기 자동차의 DC 전압 균등 분배 회로

이 고안은 전기 자동차의 DC 전압 균등 분배 회로에 관한 것으로서, 3상 모터를 위한 DC 라인쪽의 평활 커패시터로 인가되는 전압을 균등 분할하여 급격한 전압 상승으로 인한 커패시터를 보호할 수 있도록 하는 전기 자동차의 DC 전압 균등 분배 회로에 관한 것이다

일반적으로 자동차의 원동력으로 이용되고 있는 가솔린 엔진 등의 내연기관은 연료를 실린더 안에서 연소시켜 이를 발생하는 열에너지를 운동에너지로 변환시켜 자동차의 동력원으로 이용한다.

그러므로 분사된 연료가 연소된 후 배출되는 배기가스에서 연소에 따른 질소 산화물과 불완전 연소로 인한 일산화탄소나 탄화수소 등 유해 성분을 많이 함유하고 있으므로 인체에 매우 유해하고 대기를 오염시키는 주범이 된다.

특히, 차량 대수가 폭발적으로 증가하고 있는 요즘, 자동차에서 배출되는 배기 가스에 의한 대기 오염을 사회적으로 커다란 문제도 대두되고 있다.

그러므로 심각한 공해 문제로 인하여 배기가스를 배출시키지 않고 한정되어 있는 천연 자원을 사용하지 않는 전기 자동차의 활용문제가 심각하게 논의되고, 이에 따른 연구 개발이 활발히 진행되어 실용화 단계까지 개발이 진행되고 있다.

상기 전기 자동차의 동력원으로 이용되고 있는 축전지와, 상기 축전지에 의해 동작되어 자동차의 구동력을 발생시키는 모터와, 각 장치 등의 동작을 제어하기 위한 제어장치 등으로 이루어져 있다.

따라서 전기 자동차의 구동력을 발생시키기 위한 모터를 작동시키기 위해, 축전지의 DC전원을 스위칭 동작하는 인버터(inverter)를 이용하여 AC 전원으로 변환한 후, 인버터에서 출력되는 3상 전류에 의해 3상 모터의 회전 동작이 제어된다.

그러므로 자동차의 주행 상태나 운전 조건에 따라 3상 모터로 인가되는 전류를 조정하고, 추가로 장착되어 있는 기계적인 브레이크 시스템을 이용하여 전기 자동차의 가/감속 동작 및 제동 동작 등을 실행할 수 있도록 한다.

이때, 축전지의 DC 전원단자에 DC 전압을 평활하기 위한 대용량의 평활용 커패시터가 연결되어 있다.

그러므로 축전지에서 출력되는 DC 전압을 평활하여 안정적인 DC 전압이 인버터로 인가될 수 있도록 한다.

그러나 전기 자동차의 축전지의 전압이 약 400V 내외이므로 전기 자동차에 사용되는 평활용 커패시터의 용량도 약 400WV의 대용량으로 내압이 약 400V가 된다.

따라서 전기 모터 자동차의 모터가 정지된 후 재동작할 때, 모터 내부에 잔존하는 자계가 인버터를 거쳐 평활용 커패시터에 영향을 미치므로 순간적으로 상승하는 전압에 의해 평활용 커패시터의 전압이 순간적으로 상승하여 커패시터가 손상되는 문제가 발생한다.

그로 인해, 대용량의 평활용 커패시터의 손상으로 전기 자동차의 구동원인 모터의 동작이 정상적으로 이루어지지 않아 전기 자동차의 주행 동작에 커다란 문제가 발생하고, 인버터 등 모터 구동 장치에 영향을 미치므로 많은 경제적인 손실을 초래하는 문제가 발생한다.

그러므로 이 고안의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 전기 자동차의 모터를 구동하기 위한 구동 장치의 평활용 커패시터에 인가되는 전압을 균등 분할할 수 있도록 하여 급격한 전압 상승으로 인한 모터 구동 장치의 손상을 방지할 수 있도록 하는 전기 자동차의 DC 전압 균등 분배 회로를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 이 고안의 실시예에 따른 전기 자동차의 DC 전압 균등 분배 회로의 회로도이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 고안의 구성은,

축전지와;

상기 축전지의 양단에 연결되어 있고, 축전지에서 인가되는 DC 전압을 분할하여 각각 평활하는 평활부와;

상기 평활부에 병렬로 연결되어 있고, 상기 평활부에 인가되는 전압을 균등하게 분압하기 위한 전압 분배부와;

상기 전압 분배부와 연결되어 있고, 스위칭 동작에 의해 인가되는 DC 전압을 3상 AC 전압으로 변환하여 출력하는 인버터와;

상기 인버터에서 출력되는 3상 전류가 인가되어 해당 상태로 동작하는 모터를 포함하여 이루어져 있다.

이하, 이 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 고안을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 1을 참고로 하여 이 고안의 구성을 살펴보면, 축전지(B+)와, 상기 축전지(B+)의 양단자(+,-)에 연결되어 축전지(B+)에서 인가되는 DC 전압을 평활하는 평활부(1)와, 상기 평활부(1)에 연결되어 있는 전압 분배부(2)와, 상기 전압 분배부(2)와 연결되어 도시되지 않은 제어 장치의 동작에 의한 스위치 동작에 의해 DC 전압을 3상 AC 전압으로 변환하여 출력하는 인버터(3)와, 상기 인버터(3)에서 출력되는 3상 전류가 인가되어 해당 상태로 동작하는 모터(M)로 이루어져 있다.

상기 평활부(1)는 축전지(B+)의 양 단자(+,-)에 직렬로 연결되어 있는 같은 용량의 제1 및 제2커패시터(C1,C2)로 이루어져 있다.

상기 전압 분배부(2)는 상기 평활부(1)의 제1 및 제2커패시터(C1,C2)에 각각 병렬로 연결되어 있는 같은 용량의 제1 및 제2저항(R1,R2)으로 이루어져 있다.

상기와 같이 이루어져 있는 이 고안의 실시예의 동작은 다음과 같다.

용량이 동일한 평활용 커패시터(C1,C2)를 평활부(1)에 직렬로 연결하므로, 축전지(B+)에서 인가되는 DC 전압이 평활부(1)의 제1 및 제2커패시터(C1,C2)로 각각 분할되어 인가된다.

그러므로, 인가되는 전압의 크기가 감소하므로 평활부(1)의 제1 및 제2커패시터(C1,C2)의 내부 전압도 감소하게 된다.

이때, 평활부(1)의 제1 및 제2커패시터(C1,C2)에 각각 병렬로 같은 용량의 저항(R1,R22)이 연결되어 있으므로, 제1 및 제2커패시터(C1,C2)로 인가되는 전압이 상기 저항(R1,R2)에 의해 동일한 값으로 분압된다.

따라서 축전지(B+)의 DC 전압은 평활부(1)와 전압 분배부(2)의 제1 및 제2커패시터(C1,C2) 및 제1 및 제2저항(R1,R2)에 의해 각각 동일한 전압으로 분압된 후, 인버터(3)로 인가되어 정상적인 인버터(3)의 동작이 이루어져 모터(M)에 의한 전기 자동차의 주행 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 제1 및 제2커패시터(C1,C2)와 제1 및 제2저항(R1,R2)에 의해 축전지(B+)에서 인가되는 전압이 균등하게 분압되므로, 모터(M) 내부에 형성되어 있는 자계가 인버터(3)를 통해 평활부(1)의 제1 및 제2커패시터(C1,C2)의 내부 충전 전압에 영향을 미쳐 급격한 전압 상승이 발생할 경우에도, 제1 및 제2커패시터(C1,C2)의 용량을 초과하지 않는다.

그러므로 갑작스런 전압 상승으로 인한 용량 초과로 발생하는 평활부(1)의 제1 및 제2커패시터(C1,C2)를 보호할 수 있다.

따라서 상기와 같이 동작하는 이 고안의 효과는 3상 모터를 작동시키기 위한 구동장치에서, DC 전압을 평활하기 위해 사용되는 평활용 커패시터를 분할하여 내부 용량을 증가시키므로 급격한 전압 상승이 발생할 경우에도 커패시터를 안전하게 보호할 수 있고, 안정적인 모터의 동작이 이루어지므로 원활한 전기 자동차의 주행동작을 실현할 수 있다.

Claims

축전지(B+)와;

상기 축전지(B+)의 양단자(+,-)에 연결되어 있고, 축전지(B+)에서 인가되는 DC 전압을 분할하여 각각 평활하는 평활부(1)와;

상기 평활부(1)에 병렬로 연결되어 있고, 상기 평활부(1)에 인가되는 전압을 균등하게 분압하기 위한 전압 분배부(2)와;

상기 전압 분배부(2)와 연결되어 있고, 스위칭 동작에 의해 인가되는 DC 전압을 3상 AC 전압으로 변환하여 출력하는 인버터(3)와;

상기 인버터(3)에서 출력되는 3상 전류가 인가되어 해당 상태로 동작하는 모터(M)를 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 DC 전압 균등 분배 회로.
청구항 1에 있어서, 상기 평활부(1)는,

축전지(B+)의 양 단자(+,-)에 직렬로 연결되어 있는 같은 용량의 다수개의 커패시터(C1,C2)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 DC 전압 균등 분배 회로.
청구항 1에 있어서, 상기 전압 분배부(2)는,

상기 평활부(1)의 다수개의 커패시터(C1,C2)에 각각 병렬로 연결되어 있는 같은 용량의 다수개의 저항(R1,R2)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 DC 전압 균등 분배 회로.