KR20010059060A - Heating control device and the method for electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기 자동차에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보조 엔진이 없는 전기 자동차에서 메인 배터리의 잔량에 따라 히터의 구동을 제어하기 위한 전기 자동차의 히터 제어장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly, to provide a heater control apparatus and method of the electric vehicle for controlling the driving of the heater according to the remaining amount of the main battery in the electric vehicle without an auxiliary engine.
자동차 산업은 이제 미래형 저공해, 무공해 자동차의 개발로 나아가고 있다.The automotive industry is now moving toward the development of futuristic low- and pollution-free vehicles.
이는 기존 내연기관 자동차의 성능 개선이 마무리 단계에 들어선 때문이기도 하지만 환경, 안전, 정보화라는 자동차의 새로운 과제가 떠오르고 있기 때문이다.This is due to the fact that the performance improvement of existing internal combustion engine cars is nearing the end, but new challenges for the environment, safety, and information are emerging.
저공해 자동차는 기존 내연기관의 성능을 향상시키고 저공해 에너지를 사용해 공해를 감소시키는 자동차이다.Low-emission cars are cars that improve the performance of existing internal combustion engines and use low-energy energy to reduce pollution.
무공해 자동차는 대체 에너지를 이용해 공해를 조금도 일으키지 않는 자동차로서, 전기 풍력, 태양열 등을 이용한 무공해 자동차 개발을 위해 노력해 왔다.Pollution-free cars are vehicles that do not generate any pollution using alternative energy, and have been trying to develop pollution-free cars using electric wind power and solar heat.
하지만, 그중 가장 현실적으로 실용화에 다가선 것이 바로 전기 자동차이다.However, the most practical of them is electric vehicles.
상기한 전기 자동차는 가솔린, 디젤 등을 이용한 내연기관과는 달리 축전지에 저장된 전기 에너지로 전동기를 구동하고 이를 동력전달장치를 통해 바퀴를 회전시켜 주행하는 무공해 자동차이다.Unlike the internal combustion engine using gasoline, diesel, and the like, the electric vehicle is a pollution-free vehicle that drives an electric motor with electric energy stored in a battery and runs by rotating a wheel through a power transmission device.
또한, 상기 전기 자동차는 추진 방식에 따라 전기 자동차와 하이브리드 전기 자동차로 나룰 수 있으며, 상기 전기 자동차는 배터리에 저장된 에너지만으로 동력을 얻어 주행하는 자동차이며, 하이브리드 전기 자동차는 내연기관 등 다른 동력원과 더불어 추진동력을 얻는 자동차이다.The electric vehicle may be classified into an electric vehicle and a hybrid electric vehicle according to a propulsion method, and the electric vehicle is a vehicle driven by driving only energy stored in a battery, and the hybrid electric vehicle is propelled together with other power sources such as an internal combustion engine. It is a motorized car.
상기 하이브리드 전기 자동차는 다시 시리얼 하이브리드 방식과 페러럴 하이브리드 방식으로 나누어지며, 시리얼 방식은 엔진에서 발전기를 구동해 전기적 에너지를 만들고 그 힘으로 모터가 바퀴를 구동시키는 방식으로 엔진이 발전기의 충전역할 만을 담당한다,The hybrid electric vehicle is divided into a serial hybrid system and a parallel hybrid system, and the serial system generates electric energy by driving a generator in an engine, and the engine plays only a charging role of the generator in such a manner that a motor drives a wheel with its power. ,
페러럴 방식은 엔진만으로 독자적으로 바퀴를 구동시킬 수 있는 방식으로, 엔진과 모터가 상황에 따라 바꾸어 가며 바퀴를 굴리는 방식을 말한다.The parallel method is a method in which the wheels can be driven independently by the engine alone, and a method in which the engine and the motor roll the wheels according to the situation.
상기 페러럴 방식은 시리얼 방식처럼 엔진 동력이 배터리를 충전시키면서 주행하는 것이 가능하다.In the parallel method, the engine power can run while charging the battery as in the serial method.
상기한 전기 자동차의 구성은 크게 모터(전동기), 컨트롤러, 인버터, 충전기, DC/DC 컨버터, 배터리 등으로 나뉘어 구성되어 있다.The electric vehicle is divided into a motor (motor), a controller, an inverter, a charger, a DC / DC converter, a battery, and the like.
상기 구성으로 이루어진 전기 자동차는 차량의 실내를 냉,온방 시키기 위한에어콘 및 히터를 구동하는데 있어서, 차량을 구동시키기 위한 동력원으로 사용되는 메인 배터리에 의존하고 있다.The electric vehicle having the above configuration relies on a main battery used as a power source for driving the vehicle in driving the air conditioner and the heater for cooling and heating the interior of the vehicle.
따라서, 차량의 실내의 온도를 상승시키기 위한 히터 장치의 제어 구성이 도 3에 도시되어 있다.Thus, the control configuration of the heater device for raising the temperature of the room interior of the vehicle is shown in FIG.
상기 도 3에 도시되어 있는 히터 장치의 동작은, 전기 자동차를 주행하고 있는 운전자가 차량의 실내의 온도를 상승시키기 위해 운전석 앞 임의의 위치에 설치되어 있는 히터 스위치(10)를 '온' 시키면, 보조 배터리(50)와 연결되어 있는 릴레이 브로우 모터(40)가 구동한다.In the operation of the heater device shown in FIG. 3, when a driver driving an electric vehicle turns on the heater switch 10 installed at an arbitrary position in front of the driver's seat in order to increase the temperature of the interior of the vehicle, The relay brow motor 40 connected to the auxiliary battery 50 is driven.
이 때, 메인 배터리(70)와 연결되어 있는 컨텍터(Cd1,Cd2)(60)가 접점 '온'되어 히터A,B(80)에 전류가 흘러 열을 발생시킨다.At this time, the contactors Cd1 and Cd2 60 connected to the main battery 70 are turned on, and current flows in the heaters A and B 80 to generate heat.
상기 히터A,B(80)에 발생된 열은 릴레이 브로우 모터(40)에 의해 차량 실내로 유입되어 차량의 실내 온도를 상승시킨다.Heat generated in the heaters A and B 80 is introduced into the vehicle interior by the relay brow motor 40 to increase the indoor temperature of the vehicle.
그러나, 상기와 같이 동작되는 히터는 구동을 위한 전류를 메인 배터리에 의존함에 따라 차량 구동에 필요한 에너지 공급원인 상기 메인 배터리는 빠르게 소모되어 차량의 주행거리를 단축시킬 뿐만 아니라, 메인 배터리의 에너지 잔량이 많지 않은 경우, 이것을 인식하지 못한 운전자가 임의로 히터를 구동할 경우, 차량이 충전소에 도착하기전 주행을 멈춰버리는 문제점이 있다.However, as the heater operated as described above depends on the main battery for driving current, the main battery, which is an energy supply source for driving the vehicle, is quickly consumed to shorten the mileage of the vehicle, and the amount of energy remaining in the main battery is reduced. In many cases, when the driver who does not recognize this drives the heater arbitrarily, there is a problem in that the vehicle stops running before arriving at the charging station.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기 자동차의 주행에 필수요건인 배터리 에너지의 잔량에 따라 히터의 동작 여부를 판단할 수 있는 제어장치를 이용하여 히터의 구동여부를 판단한 후 운전자의 의도에 맞게 상기 히터를 구동시킬 수 있는 전기 자동차의 히터 제어장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and it is determined whether the heater is driven using a control device capable of determining whether the heater is operated according to the remaining amount of battery energy, which is a requirement for driving the electric vehicle. It is to provide a heater control apparatus and method of an electric vehicle capable of driving the heater after the driver's intention.
도 1은 본 발명에 적용되는 전기 자동차의 히터 제어장치 구성 블럭도,1 is a block diagram of a heater controller of an electric vehicle according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 전기 자동차의 히터 제어방법 동작 순서도,2 is a flowchart illustrating a method for controlling a heater of an electric vehicle according to the present invention;
도 3은 종래의 전기 자동차의 히터 제어장치 구성 블럭도이다.3 is a block diagram of a heater controller of a conventional electric vehicle.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 차량 운전석 앞 임의의 위치에 설치하여 운전자의 조작에 의해 스위치 상태가 '온','오프'되는 스위치 수단과, 상기 스위치 수단의 '온','오프' 상태에 따라 구동하는 릴레이 브로우 모터와, 상기 릴레이 브로우 모터에 전원을 공급하는 보조 배터리와, 상기 스위치 수단의 '온','오프' 상태에 따라 동작아 '온','오프'상태가 가변적으로 제어되는 컨텍트와, 차량의 구동에 필요한 전원을 공급하는 메인 배터리와, 상기 스위치 수단의 '온','오프'동작사태 변화에 따라 컨텍트가 제어되어 상기 메인 배터리의 전원이 공급되어 열을 발생시키는 히터로 구비되어 있는 전기 자동차의 히터 제어장치에 있어서,The present invention for achieving this is provided in any position in front of the driver's seat, the switch means that the switch state is 'on', 'off' by the driver's operation, and the 'on', 'off' state of the switch means According to the relay brow motor to be driven along with, the auxiliary battery for supplying power to the relay brow motor, and the 'on', 'off' state of the switch means is variably controlled A main battery for supplying power required for driving the vehicle, and a heater for controlling the contact according to a change in the 'on' and 'off' operation conditions of the switch means to supply power to the main battery to generate heat. In the heater control device of the electric vehicle provided,
상기 히터를 작동시키기 위해 운전자가 스위치 수단을 조작하면, 메인 배터리의 잔량을 검출한 후, 히터 작동 및 작동해제 신호를 출력하는 제어수단과;Control means for outputting a heater activation and deactivation signal after detecting a residual amount of the main battery when the driver operates the switch means to operate the heater;
상기 제어 수단에 의해 제어되어 접점이 '온','오프'되어 상기 컨텍트의 동작을 제어하는 릴레이를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And a relay controlled by the control means to control the operation of the contact by turning on or off the contact point.
또한, 이를 실현하기 위한 또 다른 본 발명은, 차량이 주행을 시작하면, 메인 배터리의 에너지 잔량을 점거하는 단계와;In addition, another embodiment for realizing this, if the vehicle starts running, taking the remaining energy of the main battery;
상기 단계에서 메인 배터리의 에너지 잔량을 점검한 후, 운전자에 의해 히터 스위치가 '온'되었는가를 판단하는 단계와;Determining whether the heater switch is 'on' by the driver after checking the remaining amount of energy of the main battery in the above step;
상기 단계에서 히터 스위치가 '온'되어졌다고 판단되어지면, 상기 단계에서 점검된 배터리 에너지 잔량으로 히터 구동이 가능한가를 판단하는 단계와;If it is determined in the step that the heater switch is 'on', determining whether the heater can be driven by the remaining amount of battery energy checked in the step;
상기 단계에서 히터 구동이 가능하다고 판단되어지면, 히터 구동신호를 출력하고, 이그니션 스위치가 '오프'되었는가를 판단하는 단계와;Outputting a heater driving signal and determining whether the ignition switch is 'off' when it is determined that the heater driving is possible in the above step;
상기 단계에서 이그니션 스위치가 '오프'되어졌다고 판단되어지면, 모든 제어 동작을 종료하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.If it is determined in the step that the ignition switch is 'off', it is characterized in that the step of terminating all control operations.
이하, 상기의 목적을 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can realize the above object will be described in detail.
도 1은 본 발명에 적용되는 전기 자동차의 히터 제어장치의 구성 블럭도로서, 차량 운전석 앞 임의의 위치에 설치하여 운전자의 조작에 의해 스위치 상태가 '온','오프'되는 스위치1,2(10)와, 상기 운전자의 조작에 따라 스위치1,2(10)가 '온','오프'되어짐을 감지하고, 차량 구동에 필요한 에너지의 잔량을 점검하여 소정의 제어신호를 출력하는 제어장치(20)와, 상기 제어장치(20)에서 출력되는 소정의 제어신호에 의해 제어되어 접점이 '온','오프'되는 제1,2 릴레이(30)와, 상기 스위치1,2(10) 및 제1,2 릴레이(30)의 '온','오프' 동작에 따라 구동상태가 가변되는 릴레이 브로우 모터(40)와, 상기 릴레이 브로우 모터(40)를 구동하기 위한 전원을 공급하는 보조 배터리(50)와, 상기 제어장치(20)에서 출력되는 소정의 제어신호에 의해 제어되는 제1,2 릴레이(30)의 동작상태에 따라 동작 '온','오프'의 상태가 가변되는 컨텍트(60)와, 차량 구동에 필요한 전원을 공급하는 메인 배터리(70)와 상기 스위치1,2(10)의 '온','오프'상태 변화에 따라 제어장치(20)에서 출력되는 제어신호에 의해 제1,2 릴레이(30)와 컨텍터(60)가 제어되어 상기 메인 배터리의 에너지의 공급 및 차단에 의해 열을 발생시키는 히터A,B(80)와, 상기 메인 배터리(70)와 컨텍트(60)사이 및 상기 컨텍트(60)와 히터A,B(80)사이에 위치하여 과전류 공급시 히터(80) 및 히터 구동장치를 보호하기 접점의 상태가 단락되는 퓨우즈1,2,3으로 구비되어 이루어져 있다.1 is a block diagram of a heater control apparatus for an electric vehicle according to the present invention, which is installed at an arbitrary position in front of a vehicle driver's seat and is switched on or off by a driver's operation. 10) and a control device that detects that the switches 1 and 2 (10) are 'on' and 'off' according to the driver's operation, checks the remaining amount of energy required for driving the vehicle, and outputs a predetermined control signal ( 20), the first and second relays 30, which are controlled by a predetermined control signal output from the control device 20 and whose contacts are 'on' and 'off', the switches 1,2 and 10 and A relay brow motor 40 whose driving state is changed according to 'on' and 'off' operations of the first and second relays 30 and an auxiliary battery for supplying power for driving the relay brow motor 40 ( 50 and the operating state of the first and second relays 30 controlled by the predetermined control signal output from the control device 20. According to the operation 60 of the operation 'on', 'off' variable, the main battery 70 for supplying power for driving the vehicle and the 'on', 'off' of the switch 1, 2 (10) The first and second relays 30 and the contactor 60 are controlled by a control signal output from the control device 20 according to the change of state, thereby generating heat by supplying and blocking energy of the main battery. Located between the B 80 and the main battery 70 and the contact 60 and between the contact 60 and the heaters A and B 80 to protect the heater 80 and the heater driving device when over current is supplied. It consists of fuses 1, 2, and 3 with which the state of the following contact is short-circuited.
상기한 구성으로 이루어져 있는 전기 자동차의 히터 제어장치의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.With reference to the accompanying drawings, the operation of the heater control apparatus for an electric vehicle having the above configuration will be described.
차량이 주행모드로 주행을 시작하면(S100), 제어장치(20)는 메인 배터리(70)의 에너지 잔량을 점검한다(S110).When the vehicle starts to travel in the driving mode (S100), the control device 20 checks the remaining energy of the main battery 70 (S110).
이 후, 운전자가 차량의 실내를 상승시키기 위해 히터 구동 스위치1,2(10)를 작동 '온' 시키면, 제어장치(20)는 히터 구동 스위치1,2(10)의 작동 '온' 상태를 판단한다(S120).Thereafter, when the driver operates 'on' the heater driving switches 1 and 2 (10) to raise the interior of the vehicle, the control unit 20 operates the 'on' state of the heater driving switches 1 and 2 (10). Determine (S120).
상기 단계에서 히터 구동 스위치1,2(10)가 작동 '온' 상태라고 판단되어지면, 제어장치(20)는 상기(S110)에서 점검된 메인 배터리(70)의 에너지 잔량으로 주행 및 히터(80) 구동이 가능한가를 판단한다(S130).If it is determined in the step that the heater drive switch 1, 2 (10) is in the operation 'on' state, the control device 20 is driven and the heater 80 with the remaining energy of the main battery 70 checked in (S110) It is determined whether the driving is possible (S130).
상기에서 현재의 메인 배터리(70) 에너지 잔량으로 주행 및 히터 구동이 가능하다고 판단되어지면, 제어장치(20)는 히터(80) 구동에 필요한 소정의 히터 구동 제어신호를 출력한다(S140).When it is determined that the driving and heater driving are possible based on the current main battery 70 energy remaining, the control apparatus 20 outputs a predetermined heater driving control signal for driving the heater 80 (S140).
상기 제어장치(20)에서 출력되는 소정의 히터 구동제어신호는 제1,2 릴레이(30)의 접점을 '온','오프'제어한다.The predetermined heater driving control signal output from the control device 20 controls the contacts of the first and second relays 30 'on' and 'off'.
따라서, 상기 제1,2 릴레이(30)가 '온','오프'제어 됨에 따라 제1,2 컨텍트(60)의 동작상태가 연동하여 제어된다.Therefore, as the first and second relays 30 are 'on' and 'off' controlled, the operating states of the first and second contacts 60 are controlled in cooperation.
상기 제1,2 릴레이(30) 및 제1,2 컨텍트(80)가 제어장치(20)에서 출력되는 소정의 제어신호에 의해 제어됨에 따라, 릴레이 브로우 모터(40)가 동작 제어된다.As the first and second relays 30 and the first and second contacts 80 are controlled by a predetermined control signal output from the control device 20, the relay brow motor 40 is controlled to operate.
상기 릴레이 브로우 모터(40)는 보조 배터리(50)에서 공급되는 전원에 의해 구동되어지며, 상기 릴레이 브로우 모터(40)에는 도면에 도시되어 있지 않은 송풍장치가 장착되어져 있어 실내,외 공기를 순환시킨다.The relay brow motor 40 is driven by the power supplied from the auxiliary battery 50, and the relay brow motor 40 is equipped with a blower not shown in the drawing to circulate indoor and outdoor air. .
따라서, 상기 제1,2 컨텍트(60)의 동작이 상기 제어장치(20)에서 출력되는 소정의 제어신호에 의해 제어됨에 따라, 동작 '온'시 메인 배터리(70)에서 공급되는 전원이 상기 제1, 2 컨텍트(60)을 거쳐 히터A,B(80)로 인가된다.Therefore, as the operation of the first and second contacts 60 is controlled by a predetermined control signal output from the control device 20, the power supplied from the main battery 70 when the operation is 'on' is supplied to the first and second contacts 60. It is applied to the heaters A and B 80 via the one and two contacts 60.
상기 히터A,B(80)는 열을 발생할 수 있는 도체 물질로서, 메인 배터리(70)에서 공급되는 전원에 의해 열을 발생하고, 상기 히터A,B(80)에서 발생된 열은 주변의 공기를 상승시킨다.The heaters A and B 80 are conductor materials capable of generating heat, and generate heat by power supplied from the main battery 70, and the heat generated from the heaters A and B 80 is ambient air. To increase.
상기 히터A,B(80)에 의해 상승된 공기는 릴레이 브로우 모터(40)에 의해 차량 실내를 순환시키며, 차량 실내를 상승시킨다.The air raised by the heaters A and B 80 circulates the vehicle interior by the relay brow motor 40 and raises the vehicle interior.
또한, 상기 컨텍터(60)와 메인 배터리(70)사이 및 컨텍터(60)와 히터A,B(80)사이에는 퓨우즈(FZ1,2,3)가 구비되어져 있어서, 과부하시 및 과전류시 접점이 차단되어 상기 히터A,B(80)와 히터를 구동하기 위한 히터 구동회로를 과부하와 과전류에서 보호한다.In addition, fuses FZ1, 2 and 3 are provided between the contactor 60 and the main battery 70 and between the contactor 60 and the heaters A and B 80. The contact is cut off to protect the heaters A and B 80 and the heater driving circuit for driving the heaters from overload and overcurrent.
하지만, 운전자에 의해 히터를 구동시키기 위한 제1,2 스위치가 동작 '온'될지라도, 점검된 메인 배터리(70)의 잔량이 차량 주행에 저해가 된다고 판단되거나, 상기 히터A,B(80)의 구동중, 차량이 등판 또는 가속중이 판단되면, 제어장치(20)는 일시적으로 소정의 히터 구동 정지 제어신호를 출력하여 제1,2 릴레이(30)의 동작을 제어한다(S131).However, even if the first and second switches for driving the heater are 'on' by the driver, it is determined that the remaining amount of the checked main battery 70 is hindered from driving the vehicle, or the heaters A and B 80 When it is determined that the vehicle is climbing or accelerating, the controller 20 temporarily outputs a predetermined heater driving stop control signal to control the operation of the first and second relays 30 (S131).
이 후, 제어장치(20)는 도면에 도시되어 있지 않은 이그니션 스위치가 '오프' 되었는가를 판단한다(S150)Thereafter, the control device 20 determines whether the ignition switch, not shown in the drawing, is 'off' (S150).
상기 이그니션 스위치 '오프' 판단 결과, 이그니션 스위치가 '오프' 되어졌다고 판단되면, 제어장치(20)는 모든 제어를 종료한다.As a result of the ignition switch 'off' determination, if it is determined that the ignition switch is 'off', the control device 20 ends all the control.
이로써, 메인 배터리의 에너지 잔량에 따라 히터 구동여부를 제어장치가 결정함으로서, 메인 배터리의 소모를 저감하여 차량의 주행거리를 향상시킬 수 있다As a result, the controller determines whether the heater is driven according to the remaining amount of energy of the main battery, thereby reducing the consumption of the main battery and improving the mileage of the vehicle.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 전기 자동차의 히터 제어장치 및 그 방법은 차량 주행시 운전자가 히터를 구동시키기 위해 스위치를 조작하면, 제어장치는 차량을 구동시키기 위해 전원을 공급하는 메인 배터리의 에너지 잔량을 점검한 후, 상기 에너지 잔량에 따라 히터의 구동여부를 판단하여 히터를 구동시키므로서, 차량의 주행성을 향상시킬 수 있고, 운전성을 향상시킬 수 있다.As described above, the heater control apparatus and method of the electric vehicle according to the present invention, when the driver operates the switch to drive the heater while driving the vehicle, the control device is to determine the remaining amount of energy of the main battery for supplying power to drive the vehicle After the inspection, it is determined whether the heater is driven according to the energy remaining amount to drive the heater, thereby improving the driving performance of the vehicle and improving the driving performance.
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