KR19990020105A

KR19990020105A - 전동차의 배터리 충전방법

Info

Publication number: KR19990020105A
Application number: KR1019970043547A
Authority: KR
Inventors: 김형태
Original assignee: 전주범; 대우전자 주식회사
Priority date: 1997-08-30
Filing date: 1997-08-30
Publication date: 1999-03-25

Abstract

본발명은 전자석을 전동차의 차축에 부착하고 전동차의 바퀴가 레일위를 구동하면서 발생하는 전류를 이용하여 배터리에 충전할 수 있는 전동기의 배터리 충전방법에 관한 것으로써, 전동차의 차축에 부착한 전자석에 의해 교류를 발생시키는 단계, 상기 전자석에 의해 발생된 교류를 정류하여 직류로 변환하는 단계, 상기 변환된 직류를 배터리에 충전하는 단계, 기설정된 충전시간이 경과되었을 때 타이머가 배터리의 충전전류를 제한하는 경로로 스위칭하는 단계, 배터리의 충전상태를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전자석을 전동차의 차축에 부착하고 전동차의 바퀴가 레일위를 구동하면서 발생하는 전류를 이용하여 축전기에 충전할 수 있도록 함으로서, 역(지하철)내의 부대시설(분수대, 조명, 안내방송등)를 운용할 수 있는 예비전력을 보유할 수 있고, 많은 양의 전기를 사용하는 역(지하철)내의 전원을 보충하여 전력낭비를 방지하고 잦은 정전사고를 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.

Description

전동차의 배터리 충전방법

본 발명은 전동차의 배터리 충전방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 전자석을 전동차의 차축에 부착하고 전동차의 바퀴가 레일위를 구동하면서 발생하는 전류를 이용하여 배터리에 충전할 수 있는 전동기의 배터리 충전방법에 관한 것이다.

종래의 배터리 충전방법에는 여러가지 공지된 방법이 있다.

첫째방식은 충전하는 배터리의 전압을 체크하여 설정된 전압에 도달한 경우 충전전류를 차단하는 전압제어 방식이다. 둘째방식은 소정의 충전시간을 설정하고 설정한 소정시간 경과후 충전하는 배터리측으로 인가되는 충전전류를 차단하는 시간 제어방식이다. 세째방식은 충전하는 배터리의 표면온도를 검출하여 설정한 일정 온도이상이 검출되면 과충전 시작으로 판단하여 충전배터리로 입력되는 충전전류를 차단하는 온도제어방식이다. 네째방식은 제어값을 설정한 소자에 의해 설정한 소자값에 비례하는 충전배터리의 전압이 상승하면 설정한 소자에 의해 제어회로를 동작시키도록 하는 -△V방식이다.

상기의 방식들은 널리 공지된 기술이기 때문에 각 방법의 상세한 설명은 본 명세서의 명확화를 위해 생략하고, -△V방식을 이용한 배터리 충전방법을 도 1을 참조하여 간략히 설명한다.

종래의 배터리 충전방법에 따른 회로구성을 보여주기 위한 블록도가 도 1에 도시된 바와 같이, 충전 및 회로동작 전원공급을 위한 직류 전원부(1)와, 직류전원부(2)의 출력을 스위칭하는 스위칭부(2)와, 스위칭된 전원을 정류 및 평활하여 출력하는 정류/평활부(3)와, 상기 스위칭부(2)를 제어하여 안정화 전원 출력을 수행하는 스위칭 제어부(4)와, 상기 정류 및 평활된 전원전압 및 전류를 검출하는 전압/전류 검출제어부(5)와, 전압/전류 검출제어부(5)의 검출제어신호를 스위칭 제어부(4)에 공급하는 광결합기(PT1)와, 충전을 위한 배터리와(6), 배터리(6)의 장착을 감지하는 스위치(7)와, 스위치(7)가 온이 되면 충전전류의 만충전단계를 검출하기 위한 -△V검출부(8)와, 스위치가 온이 될 때 타이머의 동작전원을 공급하는 전압 안정화부(9)와, -△V검출부(8)의 검출결과에 따라서 충전의 종료여부 및 충전상태 표시구동제어를 수행하는 타이머(10)와, 타이머(10)의 제어를 받아 온/오프되어 배터리 충전전류를 제어하는 스위치(11) 및 전류제한 저항(R1)과, 타이머(10)의 제어를 받아 충전상태를 표시하는 LED(L2)와, 상기 정류 및 평활된 전원공급을 표시하는 LED(L1)로 구성되며, D1은 다이오드, R0,R1,R2,R3는 저항이다.

이와 같이 구성된 종래의 충전방법 동작은 다음과 같다.

직류전원부(1)에서 출력된 직류전원은 스위칭부(2)에 공급되고, 스위칭부(2)는 스위칭 제어부(4)로부터 PWM스위칭 구동제어를 받아 입력전원을 스위칭하여 교류를 출력하며, 이 출력전원은 정류 및 평활부에서 직류로 정류되고 안정화하여 출력된다.

출력되는 전원의 전압과 전류는 전압/전류 검출제어부(5)에서 그 레벨이 검출되고, 검출결과는 광결합기(PT1)를 통해 스위칭 제어부(4)로 피이드백되며, 스위칭 제어부(4)는 이 피이드백된 전압/전류에 따라서 스위칭부를 PWM제어하고 안정화 전원출력을 보장해준다.

한편, 상기한 바와 같이 정류/평활부(3)에서 출력된 전원에 의하여 LED(L1)가 온되므로 전원 출력 상태가 표시된다.

한편, 충전을 위하여 배터리(6)를 충전기에 장착하면 이를 감지하는 스위치(7)가 온되고, 스위치(7)가 온되면 전압 안정화부(9)에 전원이 공급되어 타이머(10)에 전원이 공급되므로 타이머(10)가 동작을 시작한다.

타이머(10)는 충전개시부터 일정시간이 경과되어 충전이 지속되는 동안 과충전상태로 결정되는 시간으로 타이머 시간으로 미리 설정해둔다. 따라서 타이머(10)는 설정시간이 될 때까지는 하이신호를 출력하고, 설정시간이 되면 로우신호를 출력하게 된다.

하이신호가 출력되면 LED(L2)가 온되어 충전중임을 표시하고, 이 하이신호를 제어신호로 하는 스위치(11)가 온되므로 이때 충전전류는 정류/평활부(3)의 출력단(V+), 스위치(11), 다이오드(D1), 배터리(6), 저항(R0), 출력단(V-)으로 흐르게 되어 배터리충전이 수행된다.

이때 배터리(6)에 가해지는 충전전압은 시간에 따라 점차 증가하다가 만충전상태로 되면 점차 감소하는 충전특성을 갖게되고, 상기 스위치를 통해 직접 전류가 인가되므로 초기에는 큰 전류에 의한 급속충전이 수행된다. 충전이 지속되어 만충전시각이 되면 이후부터 전압레벨이 감소하게 되고, 이와 같은 전압레벨의 감소는 -△V검출부(8)에서 검출되며, 검출신호는 타이머(10)에 입력된다.

타이머는 설정시간경과이전에 -△V가 검출되면 로우신호를 출력하며, 이와 같이 로우신호가 출력되면 LED(L2)는 오프되고 스위치(11) 또한 오프된다.

따라서 이 시점부터는 저항(R1)에 의하여 전류레벨이 제한된 미소레벨의 충전전류가 배터리에 흐르게 되며 회로 오동작으로 인하여 -△V검출부(8)가 동작하지 못하게 되면 설정된 타이머시간이 되었을 때 상기한 바와 같이 로우신호를 출력해 주므로서 LED(L2)가 오프되고 스위치(11)가 오프되어 과충전에 의한 배터리(6)의 손상을 방지해 주는 것이다.

종래에는 역(지하철)내의 부대시설(분수대, 조명, 안내방송등)를 운용하기 위해 역내의 전원을 사용했다.

역내의 전원은 많은 양의 전기를 사용함으로써, 전력낭비를 초래하고 잦은 정전사고가 발생하는 문제점이 대두되고 있다.

이에 본 발명은 이같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전자석을 전동차의 차축에 부착하고 전동차의 바퀴가 레일위를 구동하면서 발생하는 전류를 이용하여 축전기에 충전할 수 있도록 함으로서, 예비전력을 보유할 수 있고 유사시에 사용할 수 있는 전동차의 배터리 충전방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 방법에 의해 충전한 배터리를 사용함으로서 역(지하철)내의 간단한 부대시설을 운용할 수 있는 전동차의 배터리 충전방법을 제공함에 있다.

본 발명은 전자석을 전동차의 차축에 부착하고 전동차의 바퀴가 레일위를 구동하면서 발생하는 전류를 이용하여 축전기에 충전할 수 있도록 함으로서, 역(지하철)내의 부대시설(분수대, 조명, 안내방송등)를 운용할 수 있는 예비전력을 보유할 수 있고, 많은 양의 전기를 사용하는 역(지하철)내의 전원을 보충하여 전력낭비를 방지하고 잦은 정전사고를 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 배터리 충전방법에 따른 회로구성을 보여주기 위한 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 전동차의 배터리 충전방법의 동작을 보여주기 위한 흐름도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 직류전원부 2: 스위칭부

3: 정류/평활부 4: 스위칭 제어부

5: 전압/전류 검출제어부 6: 배터리

7,11: 스위치 8: -△V 검출부

9: 전압 안정화부 10: 타이머

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전동차의 차축에 부착한 전자석에 의해 교류를 발생시키는 단계(STEP 1), 상기 전자석에 의해 발생된 교류를 정류하여 직류로 변환하는 단계(STEP 2), 상기 변환된 직류를 배터리에 충전하는 단계(STEP 3), 기설정된 충전시간이 경과되었을 때 타이머가 배터리의 충전전류를 제한하는 경로로 스위칭하는 단계(STEP 4), 배터리의 충전상태를 표시하는 단계(STEP 5)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 전동차의 배터리 충전방법의 동작을 보여주기 위한 흐름도가 도 2에 도시되어 있다.

전동차의 차축에 전자석을 부착하고 전동차가 출발함과 동시에 전동차의 바퀴가 레일위를 구동하면서 교류가 발생하고 교류가 발생하지 않으면 전자석을 재가동시켜 교류가 발생하도록 피이드백시킨다.

상기 전자석에서 발생한 교류를 정류하여 직류로 변환하고 기설정된 시간동안 배터리에 충전된다.

배터리에 충전하는 방법은 충전하는 배터리의 전압을 체크하여 설정된 전압에 도달한 경우 충전전류를 차단하는 전압제어 방식과, 소정의 충전시간을 설정하고 설정한 소정시간 경과후 충전하는 배터리측으로 인가되는 충전전류를 차단하는 시간 제어방식과, 충전하는 배터리의 표면온도를 검출하여 설정한 일정 온도이상이 검출되면 과충전 시작으로 판단하여 충전배터리로 입력되는 충전전류를 차단하는 온도제어방식과, 제어값을 설정한 소자에 의해 설정한 소자값에 비례하는 충전배터리의 전압이 상승하면 설정한 소자에 의해 제어회로를 동작시키도록 하는 -△V방식 등을 이용할 수 있다.

충전시간이 타이머에 기설정된 시간이 되면 충전스위치를 차단하여 충전을 종료하도록 동작하고, 충전시간이 타이머에 기설정된 시간에 도달하지 않으면 계속하여 충전되도록 동작한다.

또한, 충전용 배터리에 충전전류가 정상적으로 공급가능한 상태인가의 여부를 검출하고, 충전시에는 만충전여부를 검출하며, 상기 검출결과에 따라 전동차의 운전자에게 정상 또는 이상동작 여부와 만충전상태를 표시해 주므로서 충전기 사용에 편리를 기하고 충전에러를 방지하며, 이에 따른 충전제어의 신뢰성 향상을 기할 수 있도록 충전상태를 표시하는 방법을 사용한다.

배터리가 만충전이 되고 전동차가 역에 도착하면 만충전된 배터리를 수거하고 새로운 배터리를 역무원이 교환하도록 한다. 상기의 충전시간은 역단위로 설정할 수 있고 시간단위로 설정할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 전자석을 전동차의 차축에 부착하고 전동차의 바퀴가 레일위를 구동하면서 발생하는 전류를 이용하여 축전기에 충전할 수 있도록 함으로서, 역(지하철)내의 부대시설(분수대, 조명, 안내방송등)를 운용할 수 있는 예비전력을 보유할 수 있고, 많은 양의 전기를 사용하는 역(지하철)내의 전원을 보충하여 전력낭비를 방지하고 잦은 정전사고를 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.

Claims

전동차의 배터리 충전방법에 있어서,

전동차의 차축에 부착한 전자석에 의해 교류를 발생시키는 단계(STEP 1);

상기 전자석에 의해 발생된 교류를 정류하여 직류로 변환하는 단계(STEP 2);

상기 변환된 직류를 배터리에 충전하는 단계(STEP 3);

기설정된 충전시간이 경과되었을 때 타이머가 배터리의 충전전류를 제한하는 경로로 스위칭하는 단계(STEP 4);

배터리의 충전상태를 표시하는 단계(STEP 5);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차의 배터리 충전방법.