KR19980054090A - 전기자동차의 구동회로 - Google Patents

전기자동차의 구동회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차의 구동회로에 관한 것으로서, 배터리(55)로부터 전원을 공급받은 인버터부(85)의 스위칭동작에 의해 모터(90)가 구동되는 전기자동차의 구동회로에 있어서, 온 또는 오프동작되어 전원을 공급 또는 차단시키는 릴레이(50)와, 상기 배터리(55)로부터 공급되는 전원의 리플을 제거하는 제1필터부(60), 제동시 발생되는 역기전력의 리플을 제거하는 제2필터부(65), 온 또는 오프 동작되어 상기 배터리(55)로부터 공급되는 전원을 상기 인버터부(85)로 공급 또는 차단시키는 제1스위칭부(70), 온 또는 오프동작되어 제동시 발생된 역기전력을 상기 제2필터부(65)로 공급 또는 차단시키는 제2스위칭부(75), 온 또는 오프동작되어 순간가속시 상기 제2필터부(65)의 콘덴서에 충전된 전원을 인버터부(85)로 공급 또는 차단시키는 제3스위칭부(80), 구동시 릴레이(50) 및 제1스위칭부(70)를 온동작시키고, 제동시 제2스위칭부(75)를 온 동작시키고, 순간가속시 제3스위칭부(80)를 일정시간 온 동작시킨 후 오프 동작시킴과 동시에 제2스위칭부(75)를 온동작시키는 전기자동차제어관리부(45)를 포함하여 이루어져, 전기자동차의 제동시 발생되는 역기전력을 제2필터부의 콘덴서에 먼저 충전한 후에 배터리에 충전시킴으로써, 역기전력에 의한 배터리의 손상방지 및 상기 역기전력을 이용하여 순간 가속능력을 향상시킬 수 있다.

Description

전기자동차의 구동회로
본 발명은 전기자동차의 구동회로에 관한 것으로, 특히 전기자동차의 제동시 발생되는 역기전력에 의한 배터리의 손상방지 및 상기 역기전력을 이용하여 순간가속능력을 향상시킬 수 있는 전기자동차의 구동회로에 관한 것이다.
일반적으로, 종래에 의한 전기자동차의 구동회로는 도 1에 도시한 바와같이 전기자동차제어관리부(10)와, 제1릴레이(15), 제2릴레이(20), 배터리(25), 필터부(30), 인버터부(35), 모터(40) 및, 다이오드(D1)를 포함하여 이루어져 있다.
상기 전기자동차제어관리부(CMS: Control Management System)(10)는 전기자동차의 전체적인 동작을 제어하는 것이고, 상기 제1릴레이(15) 및 제2릴레이(20)는 온 또는 오프 동작되어 상기 필터부(30)로 전원을 공급 또는 차단시키는 것이다.
또한, 상기 배터리(25)는 전기자동차의 구동에 필요한 전원을 공급하는 것이고, 상기 필터부(30)는 상기 배터리(25)로부터 공급되는 전원의 리플(Ripple)을 제거하는 것으로서 저항(R)과 콘덴서(C)로 이루어져 있다.
그리고, 상기 인버터부(35)는 상기 전기자동차제어관리부(10)로부터 출력된 구동제어신호에 의해 스위칭 동작을 하여 상기 모터(40)로 3상 전원을 공급하는 것으로서 전력트랜지스터(TR2∼TR7) 및 다이오드(D2∼D7)로 이루어져 있고, 상기 모터(40)는 상기 인버터부(35)로부터 3상 전원을 공급받아 구동되는 것이다.
또한, 상기 다이오드(D1)는 전기자동차의 제동시 발생되는 역기전력이 상기 배터리(25)에 충전되도록 하는 것이다.
상기와 같이 구성된 종래의 전기자동차의 구동회로는 운전자가 전기자동차 구동시 전기자동차제어관리부(10)가 출력단자(01,02)를 통해 하이레벨의 제어신호를 출력하고, 상기 하이레벨의 제어신호에 의해 상기 출력단자(01,02)에 접속된 릴레이코일(L1)에 전류가 유기되어 제1릴레이(15)가 온 동작되고, 상기 제1릴레이(15)의 온 동작에 의해 배터리(25)로부터의 전원이 필터부(30)에 공급된다.
따라서, 상기 전원이 상기 필터부(30)의 저항(R)과 콘덴서(C)에 의해 리플이 제거되고 상기 콘덴서(C)에 충전되어 인버터부(35)에 공급된다.
이때, 상기 전기자동차제어관리부(10)가 출력단자(01,02)를 통해 로우레벨의 제어신호를 출력하고, 상기 로우레벨의 제어신호에 의해 상기 출력단자(01,02)에 접속된 릴레이코일(L1)에 전류가 유기되지 않아 제1릴레이(15)가 오프 동작되고, 상기 제1릴레이(15)의 오프 동작에 의해 저항(R)에 의한 전력 손실을 차단하는 한편, 상기 전기자동차제어관리부(10)가 출력단자(03,04)를 통해 하이레벨의 제어신호를 출력하고, 상기 하이레벨의 제어신호에 의해 상기 출력단자(03,04)에 접속된 릴레이코일(L2)에 전류가 유기되어 제2릴레이(20)가 온 동작되고, 상기 제2릴레이(20)의 온 동작에 의해 배터리(25)의 전원이 인버터부(35)로 공급된다.
또한, 상기 전기자동차제어관리부(10)가 구동제어신호를 인버터부(35)로 출력하고, 상기 구동제어신호에 의해 상기 인버터부(35)의 전력트랜지스터(TR2∼TR7)가 스위칭 동작을 하고, 상기 전력트랜지스터(TR2∼TR7)의 스위칭 동작에 의해 모터(40)에 3상 전원이 공급되어 전기자동차가 구동된다.
한편, 운전자가 전기자동차 제동시 전기자동차제어관리부(10)가 인버터부(35)로 제동제어신호를 출력하고, 상기 제동제어신호에 의해 상기 인버터부(35)의 전력트랜지스터(TR2∼TR7)가 오프 동작되고, 상기 전력트랜지스터(TR2∼TR7)의 오프 동작에 의해 모터(40)에 3상 전원의 공급이 차단되면서 역기전력이 발생한다.
이때, 상기 전기자동차제어관리부(10)가 출력단자(01,02),(03,04)를 통해 로우레벨의 제어신호를 출력하고, 상기 로우레벨의 제어신호에 의해 상기 출력단자(01,02),(03,04)에 각각 접속된 릴레이코일(L1,L2)에 전류가 유기되지 않아 제1릴레이(15) 및 제2릴레이(20)가 각각 오프 동작되고, 상기 제1릴레이(15) 및 제2릴레이(20)의 오프 동작에 의해 상기 역기전력이 다이오드(D1)를 통해 배터리(25)에 충전된다.
그러나, 상기와 같은 종래에 의한 전기자동차의 구동회로는 전기자동차의 제동시 발생되는 역기전력을 배터리로 바로 충전시킴으로써, 상기 배터리의 손상 및 상기 역기전력의 이용 효율이 떨어진다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 전기자동차의 브레이크시 발생되는 역기전력을 콘덴서에 충전한 후에 배터리에 충전시켜 배터리의 손상방지 및 상기 역기전력을 이용하여 순간 가속능력을 향상시킬 수 있는 전기자동차의 구동회로에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 전기자동차의 구동회로는 배터리로부터 전원을 공급받은 인버터부의 스위칭 동작에 의해 모터가 구동되는 전기자동차의 구동회로에 있어서, 온 또는 오프동작되어 전원을 공급 또는 차단시키는 릴레이와; 상기 배터리로부터 공급되는 전원의 리플을 제거하는 제1필터부, 제동시 발생되는 역기전력의 리플을 제거하는 제2필터부, 온 또는 오프 동작되어 상기 배터리로부터 공급되는 전원을 상기 인버터부로 공급 또는 차단시키는 제1스위칭부, 온 또는 오프동작되어 제동시 발생된 역기전력을 상기 제2필터부로 공급 또는 차단시키는 제2스위칭부, 온 또는 오프동작되어 순간가속시 상기 제2필터부의 콘덴서에 충전된 전원을 인버터부로 공급 또는 차단시키는 제3스위칭부 및, 구동시 릴레이 및 제1스위칭부를 온 동작시키고, 제동시 제2스위칭부를 온 동작시키고, 순간가속시 제3스위칭부 일정시간 온 동작시킨 후 오프 동작시킴과 동시에 제2스위칭부를 온동작시키는 전기자동차제어관리부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래에 의한 전기자동차의 구동회로의 개략적인 구조도,
도 2는 본 발명에 의한 전기자동차의 구동회로의 개략적인 구조도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
45: 전기자동차제어관리부60: 제1필터부
65: 제2필터부70: 제1스위칭부
75: 제2스위칭부80: 제3스위칭부
85: 인버터부90: 모터
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 전기자동차의 구동회로는 도 2에 도시한 바와같이 전기자동차제어관리부(45)와, 릴레이(50), 배터리(55), 제1필터부(60), 제2필터부(65), 제1스위칭부(70), 제2스위칭부(75), 제3스위칭부(80), 인버터부(85) 및, 모터(90)를 포함하여 이루어져 있다.
상기 전기자동차제어관리부(45)는 전기자동차의 전체적인 동작을 제어하는 것으로서 전기자동차의 구동시 상기 릴레이(50) 및 제1스위칭부(70)를 온 동작시키고, 전기자동차의 제동시 상기 제2스위칭부(75)를 온 동작시키고, 전기자동차의 순간가속시 상기 제3스위칭부(80)를 일정시간 온 동작시킨 후 오프 동작시킴과 동시에 상기 제2스위칭부(75)를 온동작시키는 한편, 상기 인버터부(85)로 구동 및 제동 제어신호를 출력하는 것이고, 상기 릴레이(50)는 온 또는 오프 동작되어 상기 필터부(30)로 전원을 공급 또는 차단시키는 것이다.
또한, 상기 배터리(55)는 전기자동차의 구동에 필요한 전원을 공급하는 것이고, 상기 제1필터부(60)는 상기 배터리(55)로부터 공급되는 전원의 리플(Ripple)을 제거하는 것으로서 저항(R1)과 콘덴서(C1)로 이루어져 있다.
그리고, 상기 제2필터부(65)는 전기자동차의 제동시 발생되는 역기전력의 리플을 제거하는 것으로서 저항(R2)과 콘덴서(C2)로 이루어져 있고, 상기 제1스위칭부(70)는 온 또는 오프 동작되어 상기 배터리(55)로부터 공급되는 전원을 상기 인버터부(85)로 공급 또는 차단시키는 것으로서 트랜지스터(TR1)와 다이오드(D1)로 이루어져 있다.
또한, 상기 제2스위칭부(75)는 온 또는 오프 동작되어 전기자동차의 제동시 발생된 역기전력을 배터리(55)에 공급 또는 차단시키는 것으로서 트랜지스터(TR2)와 다이오드(D2)로 이루어져 있고, 상기 제3스위칭부(80)는 온 또는 오프 동작되어 전기자동차의 순간가속시 콘덴서(C2)에 충전된 전원을 인버터부(85)로 공급 또는 차단시키는 것으로서 트랜지스터(TR3)와 저항(R3)로 이루어져 있다.
그리고, 상기 인버터부(85)는 상기 전기자동차제어관리부(45)로부터 출력된 구동제어신호에 의해 스위칭 동작을 하여 상기 모터(90)로 3상 전원을 공급하는 것으로서 전력트랜지스터(TR4∼TR9) 및 다이오드(D4∼D9)로 이루어져 있고, 상기 모터(90)는 상기 인버터부(85)로부터 3상 전원을 공급받아 구동되는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 전기자동차의 구동회로의 작용을 설명한다.
먼저, 운전자가 전기자동차 구동시 전기자동차제어관리부(45)가 출력단자(01,02)로 하이레벨의 제어신호를 출력하고, 상기 하이레벨의 제어신호에 의해 상기 출력단자(01,02)에 전류가 유기되어 릴레이(50)가 온 동작되고, 상기 릴레이(50)의 온 동작에 의해 배터리(55)로부터의 전원이 제1필터부(60)에 공급되고, 상기 제1필터부(60)의 저항(R1)과 콘덴서(C1)에 의해 상기 전원의 리플이 제거된다.
이때, 상기 전기자동차제어관리부(45)가 제1스위칭부(70)의 트랜지스터(TR1)로 하이레벨의 제어신호를 출력하고, 상기 하이레벨의 제어신호에 의해 상기 트랜지스터(TR1)가 온 동작되어 상기 리플이 제거된 전원을 인버터부(85)로 공급한다.
또한, 상기 전기자동차제어관리부(45)가 상기 인버터부(85)로 구동제어신호를 출력하고, 상기 구동제어신호에 의해 인버터부(85)의 전력트랜지스터(TR4∼TR9)가 스위칭 동작을 하고, 상기 전력트랜지스터(TR4∼TR9)의 스위칭 동작에 의해 3상의 전원이 모터(90)에 공급되어 전기자동차가 구동한다.
한편, 운전자가 전기자동차 제동시 전기자동차제어관리부(45)가 제동제어신호를 인버터부(85)로 출력하고, 상기 제동제어신호에 의해 인버터부(85)의 전력트랜지스터(TR4∼TR9)가 오프 동작되고, 상기 전력트랜지스터(TR2∼TR7)의 오프 동작에 의해 모터(90)에 3상 전원의 공급이 차단되면서 역기전력이 발생한다.
이때, 상기 전기자동차제어관리부(45)가 제1스위칭부(70)의 트랜지스터(TR1)로 로우레벨의 제어신호를 출력하고, 상기 로우레벨의 제어신호에 의해 상기 트랜지스터(TR1)가 오프 동작이 되는 한편, 상기 전기자동차제어관리부(45)가 제2스위칭부(75)의 트랜지스터(TR2)로 하이레벨의 제어신호를 출력하고, 상기 하이레벨의 제어신호에 의해 상기 트랜지스터(TR2)가 온 동작되어 상기 역기전력을 제2필터부(65)로 공급되고, 상기 역기전력이 상기 제2필터부(65)의 저항(R2)과 콘덴서(C2)에 의해 리플이 제거되어 상기 콘덴서(C2)에 충전된 후 남는 역기전력은배터리(55)에 충전된다.
한편, 운전자가 전기자동차 순간가속시 전기자동차제어관리부(45)가 제2스위칭부(75)의 트랜지스터(TR2)로 로우레벨의 제어신호를 출력하고, 상기 로우레벨의 제어신호에 의해 상기 트랜지스터(TR2)가 오프 동작되는 한편, 상기 전기자동차제어관리부(45)가 제3스위칭부(80)의 트랜지스터(TR3)로 하이레벨의 제어신호를 출력하고, 상기 하이레벨의 제어신호에 의해 상기 트랜지스터(TR3)가 온 동작되어 콘덴서(C2)에 충전되어 있는 전원은 인버터부(85)에 공급한다.
또한, 상기 전기자동차제어관리부(45)가 상기 콘덴서(C2)에 충전된 전원의 방전이 끝나는 시점에서 제3스위칭부(80)의 트랜지스터(TR3)로 로우레벨의 제어신호를 출력하고, 상기 로우레벨의 제어신호에 의해 상기 트랜지스터(TR3) 오프 동작됨과 동시에 상기 전기자동차제어관리부(45)가 제1스위칭부(70)의 트랜지스터(TR1)로 하이레벨의 제어신호를 출력하고, 상기 하이레벨의 제어신호에 의해 상기 트랜지스터(TR1)가 온 동작되고, 상기 트랜지스터(TR1)의 온 동작에 의해 배터리(55)로부터의 전원이 인버터부(85)로 공급된다.
또한, 상기 전기자동차제어관리부(45)가 상기 인버터부(85)로 구동제어신호를 출력하고, 상기 구동제어신호에 의해 인버터부(85)의 전력트랜지스터(TR4∼TR9)가 스위칭 동작을 하고, 상기 전력트랜지스터(TR4∼TR9)의 스위칭 동작에 의해 3상 전원이 모터(90)에 공급되어 전기자동차가 구동한다.
앞에서 설명한 바와같이 본 발명에 의한 전기자동차의 구동회로는 전기자동차의 제동시 발생되는 역기전력을 콘덴서(C2)에 먼저 충전한 후에 배터리에 충전시킴으로써, 역기전력에 의한 배터리의 손상방지 및 상기 역기전력을 이용하여 순간 가속능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 배터리(55)로부터 전원을 공급받은 인버터부(85)의 스위칭동작에 의해 모터(90)가 구동되는 전기자동차의 구동회로에 있어서,
    온 또는 오프동작되어 전원을 공급 또는 차단시키는 릴레이(50)와;
    상기 배터리(55)로부터 공급되는 전원의 리플을 제거하는 제1필터부(60);
    제동시 발생되는 역기전력의 리플을 제거하는 제2필터부(65);
    온 또는 오프 동작되어 상기 배터리(55)로부터 공급되는 전원을 상기 인버터부(85)로 공급 또는 차단시키는 제1스위칭부(70);
    온 또는 오프동작되어 제동시 발생된 역기전력을 상기 제2필터부(65)로 공급 또는 차단시키는 제2스위칭부(75);
    온 또는 오프동작되어 순간가속시 상기 제2필터부(65)의 콘덴서에 충전된 전원을 인버터부(85)로 공급 또는 차단시키는 제3스위칭부(80) 및;
    구동시 릴레이(50) 및 제1스위칭부(70)를 온 동작시키고, 제동시 제2스위칭부(75)를 온 동작시키고, 순간가속시 제3스위칭부(80)를 일정시간 온 동작시킨 후 오프 동작시킴과 동시에 제2스위칭부(75)를 온동작시키는 전기자동차제어관리부(45)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전기자동차의 구동회로.
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