KR19990035009A - 전기자동차용 보조밧데리의 방전시 비상시동장치 - Google Patents
전기자동차용 보조밧데리의 방전시 비상시동장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 전기자동차용 밧데리에 관한 것으로서, 종래의 전기자동차에서는 보조밧데리(10)가 방전되었을 경우 메인 밧데리(20)의 기전력이 충분함에도 불구하고 인버터(30) 내부에 구비되어 있는 릴레이1(31)이 구동되지 않으므로 차량의 시동장치(50)에 상기 메인 밧데리(20)의 기전력이 전달되지 않게 되어 차량의 시동장치(50)가 작동되지 못하는 문제점을 해소하기 위하여 전기자동차용 보조 밧데리(10)와 메인 밧데리(10)의 전력을 공급받아 일정한 제어동작을 수행하는 인버터(30)의 내부에 릴레이1∼3(31∼33)과 다이오드D1(34) 및 축전기C1, C2(35,36)를 구비하여 운전자가 키 실린더(40)를 통해 시동 1단계를 작동시키면 상기 릴레이3(33)가 온이 되면서 축전기C1(34)에 충전되어 있는 전력에 의해 릴레이1(31)이 온이 되고, 그에 따라 메인 밧데리(20)의 전력에 의해 축전기C2(36)가 충전되고, 파워 서플라이(37)가 동작되며 운전자가 키 실린더(40)를 통해 시동 2단계를 작동시키면 릴레이2(32)가 온이 됨에 따라 차량의 시동장치(50)가 구동됨으로써 전기자동차의 시동에 사용되는 보조 밧데리(10)가 방전되는 경우에도 차량의 시동장치(50)를 구동할 수 있으므로 보조 밧데리(10)의 방전에 의한 시동불량을 해소하여 운전의 편의성을 도모하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 전기자동차용 밧데리에 관한 것으로서, 전기자동차용 보조 밧데리와 메인 밧데리의 전력을 공급받아 일정한 제어동작을 수행함으로써 차량의 시동장치와 구동장치 및 기타 전장품을 작동시키는 인버터(Inverter)의 내부에 릴레이3과 다이오드D1 및 축전기C1, C2를 구비하여 운전자가 키 실린더(key cylinder)를 통해 시동 1단계를 작동시키면 상기 릴레이3가 온이 되면서 축전기C1에 충전되 있는 전력에 의해 릴레이1이 온이 되고, 그에 따라 메인 밧데리의 기전력에 의해 축전기C2가 충전되고, 파워 서플라이(power supply)가 동작되며 운전자가 키 실린더를 통해 시동 2단계를 작동시키면 릴레이2가 온이 됨에 따라 차량의 시동장치가 구동되는 전기자동차용 보조 밧데리의 방전시 비상시동장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 많은 전기장치가 있으며 이들 전기장치들에 전력을 공급하는 것은 밧데리와 발전기가 담당하고 있다. 즉, 밧데리는 가솔린 차량이나 디젤 차량에 설치되어 기관의 가동시와 발전기에서 발전량이 부족할 때 또는 점화, 조명, 기타 전장품의 전원으로 이용되어진다. 또한, 밧데리는 전기적인 에너지를 화학적인 에너지로 바꾸어 저장하고 필요에 따라 전기적인 에너지로 바꾸어 공급할 수 있는 기능을 갖고 있다. 밧데리는 소형이며 되도록 가벼워야 하고 수명이 길 것이 요구되며, 심한 진동에 견디고 취급이 쉬워야 하며, 용량이 크고 가격이 저렴해야 하는 등의 구비조건을 갖추어야 한다.
또한, 밧데리는 차량에서 발전기를 보조하며, 엔진 기동시 기동장치의 전기부하를 담당하고, 발전기 고장시 일시적인 전원으로 점화장치에 전기를 공급하며, 발전기에서 전기를 공급받아 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸어 저장하고, 자동차의 주행상태에 따른 발전기의 출력과 과부하와의 언밸런스를 조정한다.
종래의 차량에는 납산 밧데리가 많이 쓰이며, 상기 납산 밧데리는 도 1에 도시된 바와 같이 묽은 황산을 넣은 용기속에 양극판(과산화납)과 음극판(해면상납)을 넣은 것이며 전해액과 극판 사이의 화학작용에 의하여 충전(charge) 또는 방전(discharge)을 한다.
밧데리는 자동차의 전장품을 작동시키면 방전되고 양극판인 과산화납은 방전하면 과산화납 속의 산소가 전해액의 수소와 결합하여 물이 생기고, 양극판 속의 납은 전해액 속의 황산기와 결합하여 황산납이 된다. 한편 전해액인 묽은 황산 속의 수소는 양극판 속의 산소와 결합하여 물을 만들며 따라서 전해액의 비중은 방전에 따라 점점 낮아진다. 또한, 차량에는 발전기가 설치되어 기관의 기동과 함께 발전기는 발전을 시작하며 발전기에서 밧데리로 전류가 흐르거나 충전기를 접속시켜 전류가 흐르게 하면 극판과 묽은 황산이 화학변화를 일으켜 극판표면에 부착되어 있던 황산납이 분해되어 전해액 속에 방출된다. 따라서 양극판은 다시 과산화납이 되고 음극판은 해면상납이 된다. 충전이 완료되면 그 이후의 충전전류는 전해액 속의 물을 전기분해하여 양극판에서는 산소를 음극판에서는 수소를 발생시킨다.
밧데리의 기전력은 전해액의 온도와 비중에 따라 변화하는데 표준온도(20℃)에서 비중이 1,260일 때 셀(cell)당 기전력은 약 2.1 V 이다. 승용차용으로 사용되는 밧데리는 일반적으로 6개의 셀을 구비하고 있으므로 총기전력은 약 12.6 V가 되며, 보통 12 V용 밧데리라고 한다. 상기 기전력은 전해액의 온도가 낮아지면 낮아지고 올라가면 같이 올라가며, 전해액의 비중이 올라가면 기전력도 증가한다.
한편, 종래의 열기관 자동차는 연소작용으로 인해 배출되는 배기가스의 공기오염이 심각하기 때문에 전기자동차가 연구개발되고 있는데, 이러한 전기자동차는 연소장치가 없기 때문에 차량의 기동장치와 전장품의 전원으로 사용될 뿐만 아니라 차량의 구동장치로도 사용된다.
근래에 개발되고 있는 전기자동차는 구동장치의 동력원으로서 전기를 사용하고 있으므로 밧데리의 중요성은 더욱 강조되고 있는 실정이며 자동차 관련 연구소에서는 밧데리의 소형화, 밧데리의 경량화 등을 위해 수많은 연구와 실험이 수행되고 있으나, 아직까지는 차량의 총중량에서 밧데리의 중량이 차지하는 비중이 크며, 밧데리의 안전성도 미흡한 실정이다.
일반적으로 전기자동차용 메인 밧데리는 12 V의 기전력을 발생하는 밧데리 22개가 직렬로 연결되어 총 기전력은 264 V가 된다. 즉, 밧데리는 밧데리 트레이에 고정되어 (+)단자는 다른 밧데리의 (-)단자와 연결되고, (-)단자는 다른 밧데리의 (+)단자와 연결되어 있으며, 상기 밧데리의 내부에는 퓨즈(fuse)가 내장되어 어느 밧데리에 순간적인 과전압이 흐를 경우 해당 밧데리가 단락되어 다른 밧데리를 과전압으로부터 보호할 수 있도록 구성되어 있다.
종래의 전기자동차에는 도 1에 도시된 바와 같이 12 V의 기전력을 발생하여 인버터(30)의 파워 서플라이(37) 및 릴레이1(31)을 작동시킴으로써 차량의 시동장치(50)를 구동하는 보조 밧데리(10)와, 12 V용 밧데리 22개가 일체로 구비됨으로써 264 V의 기전력을 발생하여 차량의 시동장치(50)와 구동장치(도시되지 않음) 및 기타 전장품(도시되지 않음)에 전력을 공급하는 메인 밧데리(20)가 구비되어 운전자가 차량 스티어링 휠(도시되지 않음)의 일측 소정부위에 구비되어 있는 키 실린더(40)를 작동시켜 인버터(30)의 제어부(38)를 구동하면 보조 밧데리(10)의 전력이 릴레이1(31)을 구동함으로써 메인 밧데리(20)의 전력이 릴레이2(32)를 통해 차량의 시동장치(50)를 작동시킨다.
그러나, 종래의 전기자동차에서는 상기 보조밧데리(10)가 방전되었을 경우 메인 밧데리(20)의 기전력이 충분함에도 불구하고 인버터(30) 내부에 구비되어 있는 릴레이1(31)이 구동되지 않으므로 차량의 시동장치(50)에 상기 메인 밧데리(20)의 기전력이 전달되지 않게 되어 차량의 시동장치(50)가 작동되지 못하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 전기자동차용 보조 밧데리와 메인 밧데리의 전력을 공급받아 일정한 제어동작을 수행함으로써 차량의 시동장치와 구동장치 및 기타 전장품을 작동시키는 인버터의 내부에 릴레이1∼3과 다이오드D1 및 축전기C1, C2를 구비하여 운전자가 키 실린더를 통해 시동 1단계를 작동시키면 상기 릴레이3이 온이 되면서 축전기C1에 충전되어 있는 전력이 릴레이1을 온시키고, 그에 따라 메인 밧데리의 전원에 의해 축전기C2가 충전되고, 파워 서플라이가 동작되며 운전자가 키 실린더를 통해 시동 2단계를 작동시키면 릴레이2가 온이 됨에 따라 차량의 시동장치가 구동되는 전기자동차용 보조 밧데리의 방전시 비상시동장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 전기자동차의 보조 밧데리와 메인 밧데리에 의해 시동장치가 구동되는 것을 개략적으로 나타낸 회로도,
도 2는 본 발명에 의한 전기자동차용 보조 밧데리의 방전시 비상시동장치를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
*도면중 주요부분에 대한 부호의 설명
10: 보조 밧데리 20: 메인 밧데리 30: 인버터 31: 릴레이1 32: 릴레이2 33: 릴레이3 34: 다이오드D1 35: 축전기C1 36: 축전기C2 37: 파워 서플라이 38: 제어부 40: 키 실린더 50: 시동장치
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 내부에 구비되어 있으며 12 V의 기전력을 발생하여 인버터의 릴레이1을 작동시킴으로써 차량의 시동장치를 구동하는 보조 밧데리와, 12 V용 밧데리 22개가 일체로 구비됨으로써 264 V의 기전력을 발생하여 차량의 시동장치와 구동장치 및 기타 전장품에 전력을 공급하는 메인 밧데리와, 내부에 릴레이1∼3을 구비하여 파워 서플라이 및 제어부의 작동을 제어함으로써 상기 보조 밧데리 및 메인 밧데리의 전력을 공급받아 시동장치와 구동장치 및 기타 전장품을 작동시키는 인버터 및 차량 스티어링 휠의 일측 소정부위에 구비되어 있으며 차량의 시동장치를 작동시키는 키 실린더로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이 차량의 내부에는 12 V의 기전력을 발생하여 인버터(30)의 파워 서플라이(37) 및 릴레이1(31)을 작동시킴으로써 차량의 시동장치(50)를 구동하는 보조 밧데리(10)와, 12 V용 밧데리 22개가 일체로 구비됨으로써 264 V의 기전력을 발생하여 차량의 시동장치(50)와 구동장치(도시되지 않음) 및 기타 전장품(도시되지 않음)에 전력을 공급하는 메인 밧데리(20)가 구비되어 있다. 상기 보조 밧데리(10)가 정상작동하는 경우에 운전자가 차량 스티어링 휠(도시되지 않음)의 일측 소정부위에 구비된 키 실린더(40)를 작동시켜 차량의 시동장치(50)를 구동하면 인버터(30)의 내부에 구비된 릴레이3(33)과 제어부(38)가 구동되고 상기 보조 밧데리(10)의 전력이 릴레이1(31)에 공급되어 릴레이1(31)이 온이 되며, 그에 따라 메인 밧데리(20)의 기전력이 릴레이2(32)를 통해 차량의 시동장치(50)에 공급되고, 보조 밧데리(10)는 차량이 구동되는 동안 충전된다.
또한, 상기 보조 밧데리(10)에 이상이 발생하여 차량의 시동이 꺼진 상태에서 보조 밧데리(10)가 방전되는 경우에 다이오드D1(34)은 오프되고 축전기C1(35)은 약 +13.5 V를 유지한다. 운전자가 스티어링 휠의 일측 소정부위에 구비된 키 실린더(40)에 삽입되어 있는 키를 1단계로 회전시켜 시동 1단계를 작동시키면 릴레이 3(33)이 온이 되면서 축전기C1(35)에 충전되어 있는 기전력이 제어부(38)를 통해 릴레이1(31)을 작동시키고, 그에 따라 메인 밧데리(20)의 기전력이 축전지C2(36)에 충전되며 파워 서플라이(37)가 작동되고, 운전자가 상기 키 실린더(40)에 삽입되어 있는 키를 2단계 회전시키면 제어부(38)를 통해 릴레이2(32)가 온이 되어 메인 밧데리(20)의 기전력이 릴레이2(32)를 통해 차량의 시동장치(50)에 공급되어 차량의 시동이 걸린다.
위와 같이, 본 발명에 의한 전기자동차용 보조 밧데리의 방전시 비상시동장치는 전기자동차용 보조 밧데리(10)와 메인 밧데리(10)의 전력을 공급받아 일정한 제어동작을 수행함으로써 차량의 시동장치(50)와 구동장치(도시되지 않음) 및 기타 전장품(도시되지 않음)을 작동시키는 인버터(30)의 내부에 릴레이1∼3(31∼33)과 다이오드D1(34) 및 축전기C1,C2(35,36)를 구비하여 운전자가 키 실린더(40)를 통해 시동 1단계를 작동시키면 상기 릴레이3(33)가 온이 되면서 축전기C1(34)에 충전되어 있는 전력에 의해 릴레이1(31)이 온이 되고, 그에 따라 메인 밧데리(20)의 전력에 의해 축전기C2(36)가 충전되고, 파워 서플라이(37)가 동작되며 운전자가 키 실린더(40)를 통해 시동 2단계를 작동시키면 릴레이2(32)가 온이 됨에 따라 차량의 시동장치(50)가 구동됨으로써 전기자동차의 시동에 사용되는 보조 밧데리(10)가 방전되는 경우에도 차량의 시동장치(50)를 구동할 수 있으므로 보조 밧데리(10)의 방전에 의한 시동불량을 해소하여 운전의 편의성을 도모하는 효과가 있다.
Claims (2)
- 전기자동차용 밧데리에 있어서,차량의 내부에 구비되어 있으며 12 V의 기전력을 발생하여 인버터(30)의 릴레이1(31)을 작동시킴으로써 차량의 시동장치(50)를 구동하는 보조 밧데리(10)와, 12 V용 셀(cell)이 22개가 일체로 구비됨으로써 264 V의 기전력을 발생하여 차량의 시동장치(50)와 구동장치(도시되지 않음) 및 기타 전장품(도시되지 않음)에 전력을 공급하는 메인 밧데리(20)와, 내부에 릴레이1∼3(31∼33)을 구비하여 파워 서플라이(37) 및 제어부(38)의 작동을 제어함으로써 상기 보조 밧데리(10) 및 메인 밧데리(20)의 전력을 공급받아 시동장치(50)와 구동장치 및 기타 전장품을 작동시키는 인버터(30) 및 차량 스티어링 휠(도시되지 않음)의 일측 소정부위에 구비되어 있으며 차량의 시동장치(50)를 작동시키는 키 실린더(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 보조 밧데리의 방전시 비상시동장치.
- 제 1항에 있어서,상기 인버터(30)는 보조 밧데리(10)의 기전력이 방전된 경우 다이오드D1(34)은 오프(off)되고 축전기C1(35)은 약 +13.5 V를 유지하며, 운전자가 스티어링 휠의 일측 소정부위에 구비된 키 실린더(40)에 삽입되어 있는 키(도시되지 않음)를 1단계로 회전시켜 시동 1단계를 작동시키면 릴레이3(33)이 온(on)이 되면서 축전기C1(35)에 충전되어 있는 기전력이 제어부(38)를 통해 릴레이1(31)을 작동시키고, 그에 따라 메인 밧데리(20)의 기전력이 축전지C2(36)에 충전되며 파워 서플라이(37)가 작동되고, 운전자가 상기 키 실린더(40)에 삽입되어 있는 키를 2단계 회전시켜 차량의 시동장치(50)를 구동하면 제어부(38)를 통해 릴레이2(32)가 온이 되어 메인 밧데리(20)의 기전력이 릴레이2(32)를 통해 차량의 시동장치(50)에 공급되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 보조 밧데리의 방전시 비상시동장치.
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1997
- 1997-10-31 KR KR1019970056728A patent/KR19990035009A/ko not_active IP Right Cessation
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