KR20030075015A - Electric vehicle brake system using super capacitor & electric pump - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기 차량에 관한 것으로서, 특히 전기 차량용 제동 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly to a braking system for an electric vehicle.
통상적으로, 일반적인 상용차량에서의 제동 시스템(Brake System)은 엔진 흡입구의 부압을 이용하여 부스터(Booster)내부를 진공으로 만들어 주고 이 진공압과 대기압의 차이를 이용하여 제동시 작은 힘으로 큰 압력을 발생시키고 있다.In general, a brake system in a commercial vehicle uses a negative pressure of an engine inlet to make a booster inside a vacuum, and uses a difference between the vacuum pressure and the atmospheric pressure to apply a large pressure with a small force during braking. It is occurring.
이러한 제동 시스템은 비교적 간단하고 또한 안정화된 장점이 있는 반면 엔진에 이상이 발생하여 꺼질 때는 제동이 제대로 이루어지지 않는 단점이 있다.Such a braking system has a relatively simple and stabilized advantage while braking is not performed properly when the engine is turned off due to an abnormality.
더욱이 전기 차량에서는 제동 시스템의 가장 중요한 부분인 진공을 발생시키는 엔진이 존재하지 않는다.Moreover, in electric vehicles there is no engine that generates a vacuum, the most important part of the braking system.
이에 일반적으로 진공 펌프를 이용하여 부스터 내부에 부압을 발생시키고 있는 실정이다.In general, a vacuum pump is used to generate negative pressure inside the booster.
위와 같이 종래 기술은 차량 주행 중 보조 배터리(12V 시스템)에 문제 발생시 부압이 발생하지 않는다.As described above, the conventional technology does not generate negative pressure when a problem occurs in the auxiliary battery (12V system) while driving the vehicle.
또한, 진공 펌프의 용량에 의해 브레이크 페달의 답입 및 해제를 반복 시 부압 용량의 부족으로 제동이 되지 않는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem in that braking is not performed due to a lack of negative pressure capacity when the depression and release of the brake pedal are repeated by the capacity of the vacuum pump.
본 발명의 목적은 전기 차량에 필요한 부압을 보다 안정적으로 공급하여 제동 효율성을 향상시킬 수 있는 전기 차량용 제동 시스템을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a braking system for an electric vehicle that can improve the braking efficiency by more stable supply of the negative pressure required for the electric vehicle.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량용 제동 시스템의 구성을 도시한 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a braking system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전기 차량용 제동 시스템에 있어서, 상기 전기 차량의 제동 시스템에 공급되는 전원을 공급하는 전원 공급부와; 상기 전원 공급부와 전기적인 회로를 구성하며, 상기 전원 공급부를 통해 공급되는 전원을 입력받아 구동되어 소정의 유압을 발생하는 유압 발생부와; 상기 유압 발생부로부터 공급되는 유압을 상기 전기 차량용 제동 시스템의 제동 경로로 전달하는 제동력 공급부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a braking system for an electric vehicle, comprising: a power supply unit for supplying power supplied to the braking system of the electric vehicle; An oil pressure generating unit constituting an electric circuit with the power supply unit and driven by receiving power supplied through the power supply unit to generate a predetermined oil pressure; And a braking force supply unit configured to transfer the hydraulic pressure supplied from the oil pressure generating unit to a braking path of the braking system for the electric vehicle.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. While many specific details, such as the following description and the annexed drawings, are shown to provide a more general understanding of the invention, these specific details are illustrated for the purpose of explanation of the invention and are not meant to limit the invention thereto. And a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량용 제동 시스템의 구성을 설명한다.Referring to Figure 1 will be described the configuration of a braking system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예는 전기 차량용 제동 시스템에 있어서, 전원 공급부(110), 유압 발생부(120), 제동력 공급부(130)로 구성한다.Embodiment of the present invention, in the braking system for an electric vehicle, the power supply unit 110, the hydraulic pressure generating unit 120, the braking force supply unit 130 is configured.
전원 공급부(110)는 전기 차량의 제동 시스템에 공급되는 전원을 공급한다.The power supply unit 110 supplies power to the braking system of the electric vehicle.
전원 공급부(110)는 전기 차량의 메인 전원을 공급하는 메인 배터리(112)(Main Battery)와; 전기 차량의 보조 전원을 공급하는 보조 배터리(114)(Auxiliary Battery)와; 메인 배터리(112)와 보조 배터리(114)의 전원을 공급받아 유압 발생부(120)로 공급하는 비상전원 공급부(115)를 포함하여 구성한다.The power supply unit 110 includes a main battery 112 for supplying main power of an electric vehicle; An auxiliary battery 114 for supplying auxiliary power of an electric vehicle; The main battery 112 and the auxiliary battery 114 is configured to include an emergency power supply 115 for supplying power to the hydraulic generator 120.
메인 배터리(112)는 전기 차량용 메인 전원으로 일반적으로 200-400V 전원을 사용하며, 보조 배터리(114)는 12V 전원을 사용한다.The main battery 112 generally uses a 200-400 V power source as the main power source for an electric vehicle, and the auxiliary battery 114 uses a 12 V power source.
비상전원 공급부(115)는 비상전원 저장부(116), 비상전원 제어회로(117)(Super Capacitor Control Circuit)를 포함하여 구성한다.The emergency power supply unit 115 includes an emergency power storage unit 116 and an emergency power control circuit 117 (Super Capacitor Control Circuit).
비상전원 저장부(116)는 보조 배터리(114)(12V) 및 메인 배터리(112)의 이상시 유압 발생부(120)로 비상전원을 공급하는 수퍼 캐패시터(Super Capacitor)이다.The emergency power storage unit 116 is a supercapacitor for supplying emergency power to the hydraulic generator 120 when the auxiliary battery 114 (12V) and the main battery 112 are abnormal.
비상전원 제어회로(117)는 보조 배터리(114) 및 메인 배터리(112)중 어떤 전원이 입력되어도 유압 발생부(120)로 전원을 공급하며, 정상 동작시 비상전원 저장부(116)를 충전시켜 두었다가 보조 배터리(114) 및 메인 배터리(112) 양쪽 전원 모두 들어오지 않을 때 유압 발생부(120)로 비상전원을 공급하도록 제어한다.The emergency power control circuit 117 supplies power to the hydraulic generator 120 even when any of the auxiliary battery 114 and the main battery 112 is input, and charges the emergency power storage unit 116 during normal operation. When the power supply to both the auxiliary battery 114 and the main battery 112 is not turned on, the control unit is configured to supply emergency power to the hydraulic generator 120.
한편, 본 발명의 실시예는 비상전원 동작 시 이상을 센싱하는 비상전원 동작 검출센서(118)(Super Capacitor On Sensor)를 더 포함하여 구성한다.Meanwhile, the embodiment of the present invention further includes an emergency power operation detection sensor 118 (Super Capacitor On Sensor) for sensing an abnormality during emergency power operation.
또한, 비상전원 동작 검출센서(118)의 동작에 따라 제동 시스템의 이상을 표시해주는 제동 경고 지시등(119)(Brake Warning Indicator)을 더 포함하여 구성한다.In addition, a brake warning indicator 119 (Brake Warning Indicator) for displaying the abnormality of the braking system according to the operation of the emergency power operation detection sensor 118 is configured to further include.
유압 발생부(120)는 전원 공급부(110)와 전기적인 회로를 구성하며, 전원 공급부(110)를 통해 공급되는 전원을 입력받아 구동되어 소정의 유압을 발생하는 부분이다.The oil pressure generating unit 120 constitutes an electric circuit with the power supply unit 110, and is a portion that generates a predetermined oil pressure by being driven by receiving power supplied through the power supply unit 110.
유압 발생부(120)는 오일 탱크(121)(Oil Tank), 전기 펌프(122)(Electric Pump), 펌프 제어회로(123)(Pump Control Circuit)를 포함하여 구성한다.The oil pressure generating unit 120 is configured to include an oil tank 121 (Oil Tank), an electric pump 122 (Electric Pump), a pump control circuit 123 (Pump Control Circuit).
오일 탱크(121)는 제동 시스템에 사용되는 오일을 저장하는 오일 리저브 탱크(Oil Reserve Tank)이다.The oil tank 121 is an oil reserve tank for storing oil used in a braking system.
전기 펌프(122)는 제동 시스템의 브레이킹에 필요한 유압을 발생시키며, 발생된 유압을 제동력 공급부(130)로 공급한다.The electric pump 122 generates the oil pressure necessary for braking the braking system, and supplies the generated oil pressure to the braking force supply unit 130.
펌프 제어회로(123)는 전원 공급부(110)로부터 구동 전원을 입력받아 구동되며, 전기 펌프(122)의 동작을 제어한다.The pump control circuit 123 is driven by receiving driving power from the power supply unit 110 and controls the operation of the electric pump 122.
제동력 공급부(130)는 유압 발생부(120)로부터 공급되는 유압을 전기 차량용 제동 시스템의 제동 경로로 전달하는 부분이다.The braking force supplier 130 is a portion for transmitting the hydraulic pressure supplied from the hydraulic generator 120 to the braking path of the braking system for an electric vehicle.
제동력 공급부(130)는 마스터 실린더(131)(Master Cylinder),하우징(132)(Housing), 슬레이브 실린더(133)(Slave Cylinder), 브레이크 로드(134)(Brake Rod)를 포함하여 구성한다.The braking force supply unit 130 includes a master cylinder 131 (Master Cylinder), a housing 132 (Housing), a slave cylinder 133 (Slave Cylinder), the brake rod 134 (Brake Rod).
마스터 실린더(131)는 유압 발생부(120)로부터 공급되는 유압을 저장한다.The master cylinder 131 stores the oil pressure supplied from the oil pressure generating unit 120.
하우징(132)은 마스터 실린더(131)와 연결되어 유압을 형성한다.The housing 132 is connected to the master cylinder 131 to form a hydraulic pressure.
슬레이브 실린더(133)는 하우징(132)에 연결되며, 제동시 하우징(132)으로부터 발생된 유압을 제동 경로로 공급하고 제동 해제시 제동 경로로 공급되는 유압을 해제시키면서 남는 오일을 오일 탱크(121)로 보낸다.The slave cylinder 133 is connected to the housing 132, and the oil tank 121 supplies oil remaining while supplying hydraulic pressure generated from the housing 132 to the braking path during braking and releasing the hydraulic pressure supplied to the braking path when braking is released. Send to.
브레이크 로드(134)는 전기 차량의 브레이크 페달 답입상태에 따라 하우징(132) 내에서 연동되어 오일 경로를 개폐시키며, 제동시 유압을 마스터 실린더(131)에서 슬레이브 실린더(133)로 보내고 제동 해제시 리턴되는 오일을 오일 탱크(121)로 보낸다.The brake rod 134 is interlocked in the housing 132 according to the brake pedal depression of the electric vehicle to open and close the oil path, and transmits hydraulic pressure from the master cylinder 131 to the slave cylinder 133 upon braking and returns when the brake is released. The oil is sent to the oil tank 121.
한편, 본 발명의 실시예는 브레이크 로드(134)의 일단과 하우징(132)의 일측 내벽면 사이에 장착되어 제동 해제시 브레이크 로드(134)의 리턴동작을 보조하는 릴리즈 스프링(135)(Release Spring)을 더 포함하여 구성한다.Meanwhile, an embodiment of the present invention is mounted between one end of the brake rod 134 and one inner wall surface of the housing 132 to release the brake spring 134 to assist the return operation of the brake rod 134 when the brake is released. ) Is further included.
또한, 전기 펌프(122)의 동작을 제어하여 마스터 실린더(131)의 적정압력을 유지하는 듀얼 압력 스위치(136)(Dual Pressure SW)를 더 포함하여 구성한다.In addition, the dual pressure switch 136 (Dual Pressure SW) for controlling the operation of the electric pump 122 to maintain the proper pressure of the master cylinder 131 is configured to further include.
또한, 마스터 실린더(131)의 오동작으로 인하여 마스터 실린더(131) 내부 압력이 떨어지면 경고하는 압력 센서(137)(Pressure Sensor)를 더 포함하여 구성한다.In addition, the pressure sensor 137 (Pressure Sensor) to warn when the internal pressure of the master cylinder 131 drops due to the malfunction of the master cylinder 131 is configured to further include.
오일 탱크(121)와 슬레이브 실린더(133)는 브레이크 로드(134)에 형성된 제1로드 오일 경로(138)를 통해 리턴 오일 경로(139)(Return Oil Pass)를 형성한다.The oil tank 121 and the slave cylinder 133 form a return oil pass 139 through the first rod oil path 138 formed in the brake rod 134.
그리고, 마스터 실린더(131)와 슬레이브 실린더(133)는 브레이크 로드(134)에 형성된 제2 로드 오일 경로(140)를 통해 고압 오일 경로(High Pressure Oil Pass)를 형성한다.In addition, the master cylinder 131 and the slave cylinder 133 form a high pressure oil pass through the second rod oil path 140 formed in the brake rod 134.
제2 로드 오일 경로(140)에는 브레이크 로드(134)에서 오일 압력이 새는 것을 방지하는 복수개의 리키지 블록킹 링(142)(Leakage Blocking Ring)이 형성된다.The second rod oil path 140 is formed with a plurality of leakage blocking rings 142 for preventing oil leakage from the brake rod 134.
도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량용 제동 시스템의 동작을 설명한다.Referring to Figure 1 will be described the operation of the braking system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
먼저, 전기 펌프(122)는 전원 공급부(110)를 통해 공급되는 전원의 입력 및 듀얼 압력 스위치(136)(Dual Pressure SW)의 동작에 의해 마스터 실린더(131)를 일정 압력이 되게 유지 시켜준다.First, the electric pump 122 maintains the master cylinder 131 at a constant pressure by the input of the power supplied through the power supply 110 and the operation of the dual pressure switch 136 (Dual Pressure SW).
즉, 마스터 실린더(131)의 압력은 듀얼 압력 스위치(136)의 동작으로 전기 펌프(122)의 동작을 제어하여 일정 압력을 유지시켜준다.That is, the pressure of the master cylinder 131 maintains a constant pressure by controlling the operation of the electric pump 122 by the operation of the dual pressure switch 136.
참고적으로, 펌프 제어회로(123)는 듀얼 압력 스위치(136)에 의해 전기 펌프(122)에 전원을 공급한다.For reference, the pump control circuit 123 supplies power to the electric pump 122 by the dual pressure switch 136.
또한, 비상전원 제어회로(117)는 12V 보조 전원, 메인 배터리 파워(Main Battery Power)중 어떤 전원이 입력되어도 펌프 제어회로(123)로 전원을 공급한다.(안전을 위하여 이중 전원사용)In addition, the emergency power control circuit 117 supplies power to the pump control circuit 123 even if any of 12V auxiliary power and main battery power is input.
그리고, 비상전원 제어회로(117)는 정상 동작시 비상전원 저장부(116)(수퍼 캐패시터(Super Capacitor))를 충전시켜 두었다가 양쪽 전원 모두 들어오지 않을때 펌프 제어회로(123)로 전원 공급 및 비상전원 동작 검출센서(118)를 동작시켜 주어 비정상을 표시한다.In addition, the emergency power control circuit 117 charges the emergency power storage unit 116 (Super Capacitor) during normal operation and supplies power to the pump control circuit 123 and emergency power when both power supplies do not turn on. The motion detection sensor 118 is operated to display an abnormality.
마스터 실린더(131)의 압력 센서(137)는 압력이 일정치 이하로 떨어질 때 비정상을 경고하도록 표시한다.The pressure sensor 137 of the master cylinder 131 displays to warn of an abnormality when the pressure drops below a certain value.
이러한 상태에서 브레이크 페달 동작에 따라 브레이크 로드(134)가 도 1의 좌측방향으로 이동하면, 리턴 오일 경로(139)(Return Oil Pass)는 닫히고 고압 경로(141)(High Pressure Pass)가 브레이크 페달의 위치에 따라 일정 비율로 열리게 된다.In this state, when the brake rod 134 moves in the left direction in accordance with the brake pedal operation, the return oil path 139 is closed and the high pressure path 141 is closed. It will open at a certain rate depending on the location.
그러면, 슬레이브 실린더(133)로 오일 압력이 옮겨가고 또한 동시에 각 브레이크 실린더(또는 ABS, TCS 차량은 해당 제동 경로)로 압력이 전달되어 제동이 일어난다.Then, the oil pressure is transferred to the slave cylinder 133, and at the same time, the pressure is transmitted to each brake cylinder (or ABS, TCS vehicle, the corresponding braking path) and braking occurs.
이와는 반대로 제동 해제시 릴리즈 스프링(135)이 브레이크 로드(134)를 도 1의 우측방향으로 이동시키고 고압 경로(141)(High Pressure Pass)를 닫고 리턴 오일 경로(139)(Return Oil Pass)를 열어준다.On the contrary, when the brake is released, the release spring 135 moves the brake rod 134 to the right direction in FIG. 1, closes the high pressure pass 141 and opens the return oil pass 139. give.
이때 제동 오일 압력은 해제되고 또한 브레이크 실린더 및 ABS, TCS 시스템에서 리턴되어 오는 오일은 오일 탱크(121)에 이송되어 저장된다.At this time, the braking oil pressure is released and the oil returned from the brake cylinder and the ABS and the TCS system is transferred to and stored in the oil tank 121.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전기 차량용 제동 시스템은 메인 배터리와 보조 배터리를 통해 메인 전원 및 보조 전원을 양쪽 다 사용함으로써 양 전원 중 한 전원이 이상이 생겨도 문제없이 사용할 수 있다.As described above, the braking system for an electric vehicle according to the present invention uses both the main power supply and the auxiliary power supply through the main battery and the auxiliary battery, so that one of the two power sources can be used without problems.
또한, 양 전원이 문제가 다 발생하여도 비상전원 저장부에서 전원을 공급하므로 제동 시스템을 일정시간 사용하여 안정성을 확보할 수 있다.In addition, even when both of the power supply is a problem, the emergency power supply to supply power from the storage unit can be used for a certain time to ensure stability.
또한, 배압기 및 진공 펌프 등 추가적인 제동 시스템이 불필요하며, 현재 상용화된 ABS 및 TCS 시스템과 바로 연결하여 사용 가능하다.In addition, there is no need for additional braking systems such as back pressure and vacuum pumps, and they can be used directly in conjunction with the currently available ABS and TCS systems.
또한, 슬레이브 실린더(Slave Cylinder)에 추가되는 펌프, 밸브 및 제어부(ECU) 장착으로 ABS, TCS의 구현이 가능한 효과가 있다.In addition, it is possible to implement ABS, TCS by installing a pump, a valve, and a control unit (ECU) added to the slave cylinder.
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Legal Events
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