KR20070045404A - Relay control system and method of a hev - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 릴레이 제어시스템 및 방법에 관한 것으로, 고전압배터리의 전압을 측정하는 단계와, (-)단 메인릴레이를 "온"시키는 단계와, 미리 설정되어 있는 제1시간만큼 지연시키는 단계와, 프리챠지릴레이를 "온시키는 단계와, 직류 링크 캐패시터의 전압을 측정하는 단계와, 직류 링크 캐패시터의 전압이 제1기준전압 이상이면 (+)단 메인릴레이를 "온"시키는 단계와, 미리 설정되어 있는 제2시간만큼 지연시키는 단계와, 프리챠지릴레이를 "오프"시키는 단계를 포함하여 구성되어, 메인릴레이 접속시 아크가 발생되는 것을 방지하여 회로의 안정성을 확보하는 효과가 있다.A relay control system and method for a hybrid electric vehicle according to the present invention, comprising the steps of measuring the voltage of a high-voltage battery, "on" (-) stage main relay, delayed by a predetermined first time "Turning on" the precharge relay; measuring the voltage of the DC link capacitor; "turning on" the positive main relay if the voltage of the DC link capacitor is equal to or greater than the first reference voltage; It is configured to include the step of delaying by a predetermined second time, and the step of "off" the precharge relay, there is an effect of ensuring the stability of the circuit by preventing the generation of an arc during the main relay connection.
Description
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 릴레이 제어시스템의 회로도,1 is a circuit diagram of a relay control system of a hybrid electric vehicle according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 릴레이 제어방법의 순서도,2 is a flowchart of a relay control method of a hybrid electric vehicle according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 릴레이 제어시스템 및 방법의 동작 타이밍도이다.3 is an operation timing diagram of a relay control system and method of a hybrid electric vehicle according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 고전압배터리 2-1 : (+)단 메인릴레이1: High voltage battery 2-1: (+) stage main relay
2-2 : (-)단 메인릴레이 2-3 : 프리챠지릴레이2-2: (-) stage main relay 2-3: precharge relay
3 : 제어기 4 : 인버터3: controller 4: inverter
5 : 직류 링크 캐패시터 6 : 모터/제너레이터5: DC link capacitor 6: motor / generator
7 : 양방향 DC-DC 컨버터 8 : 저전압배터리7 bidirectional DC-
9 : 제1전압센서 10 : 제2전압센서9: first voltage sensor 10: second voltage sensor
R : 저항R: resistance
본 발명은 하이브리드 전기 자동차에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 메인 릴레이를 접속하기 전에 프리챠지릴레이와 저항을 이용하여 직류 링크 캐패시터를 프리챠지(pre-charge)시키는 릴레이 제어시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid electric vehicle, and more particularly, to a relay control system and method for pre-charging a DC link capacitor using a precharge relay and a resistor before connecting the main relay.
최근 들어, 친환경적인 자동차로서 하이브리드 전기자동차가 개발되어 사용되고 있다. 이와 같은 하이브리드 전기자동차는 동력원으로서 내연기관과 배터리를 복합적으로 사용하고 있는데, 통상 시동 및 출발시에는 전기모터만을 이용하여 주행시키고, 일반 주행시에는 전기모터와 내연기관을 연동시켜서 주행시킨다.Recently, hybrid electric vehicles have been developed and used as eco-friendly vehicles. Such a hybrid electric vehicle uses a combination of an internal combustion engine and a battery as a power source. In general, a hybrid electric vehicle runs by using only an electric motor at start and start, and runs in conjunction with an electric motor and an internal combustion engine during normal driving.
상기 전기모터를 이용하여 자동차를 주행시킬 때는 메인릴레이를 접속시켜서 배터리의 전원이 메인 릴레이와 직류 링크 캐패시터를 통해 인버터로 공급되고, 상기 인버터의 작동에 의해 직류가 교류로 전환되어 모터/제너레이터를 작동시킨다.When driving a car by using the electric motor, the main relay is connected so that the battery power is supplied to the inverter through the main relay and the DC link capacitor, and the DC is switched to AC by the operation of the inverter to operate the motor / generator. Let's do it.
그러나, 상기와 같이 메인릴레이가 접속시에 접촉부위에 아크가 발생하여 접점이 손상되고 이것이 누적됨에 따라 릴레이의 동작 불능을 유발시키게 되는 문제점이 있었다.However, as described above, when the main relay is connected, an arc is generated at the contact portion, and thus, the contact is damaged and the accumulation of the contact causes a malfunction of the relay.
이에, 본 발명은 메인릴레이 접속하기 전에 프리챠지릴레이와 저항을 통해 직류 링크 캐패시터를 충전시킴으로써, 메인릴레이 접속시 아크가 발생되는 것을 방지하여 회로의 안정성을 확보하는 하이브리드 전기 자동차의 릴레이 제어시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is a relay control system and method of the hybrid electric vehicle to ensure the stability of the circuit by preventing the arc generated during the main relay connection by charging the DC link capacitor through the precharge relay and the resistance before the main relay connection The purpose is to provide.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 릴레이 제어시스템은, 고전압의 전원이 저장되는 고전압배터리와, 상기 고전압배터리에서 출력된 직류를 교류로 변환하여 모터/제너레이터로 전달하거나 상기 모터/제너레이터에서 생성된 교류를 직류로 변환하여 상기 고전압배터리로 전달하는 인버터와, 상기 고전압배터리와 인버터를 연결하는 (+)전원 라인에 설치되어 있는 (+)단 메인릴레이와, 상기 고전압배터리와 인버터를 연결하는 (-)전원 라인에 설치되어 있는 (-)단 메인릴레이와, 상기 (+)단 메인릴레이와 병렬로 연결되어 있는 프리챠지릴레이와, 상기 프리챠지릴레이의 후단에 연결되어 있는 저항과, 상기 인버터의 앞단에 병렬로 연결되어 있는 직류 링크 캐패시터와, 상기한 릴레이들을 접속시 미리 설정되어 있는 프로그램에 따라 (-)단 메인릴레이, 프리챠지릴레이, (+)단 메인릴레이 순으로 순차 접속시키는 제어기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Relay control system of a hybrid electric vehicle according to the present invention for achieving the above object, the high voltage battery is stored a high voltage power, and the direct current output from the high voltage battery is converted into alternating current and transferred to a motor / generator or An inverter for converting the alternating current generated by the motor / generator to a direct current and transferring the alternating current to the high voltage battery, a positive terminal main relay provided at a positive power line connecting the high voltage battery and the inverter, and the high voltage battery (-) Stage main relay which is installed on the (-) power line connecting the inverter and the inverter, precharge relay connected in parallel with the (+) stage main relay, and the rear end of the precharge relay A resistor, a DC link capacitor connected in parallel to the front end of the inverter, and preset when connecting the relays Depending on the control program (-) as the only main relay, the precharge relay, characterized in that it is configured to (+) as a single main relay net comprises a controller that sequentially connected.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 릴레이 제어방법은, 고전압배터리의 전압을 측정하는 단계와, (-)단 메인릴레이를 "온"시키는 단계와, 미리 설정되어 있는 제1시간만큼 지연시키는 단계와, 프리챠지릴레이를 "온시키는 단계와, 직류 링크 캐패시터의 전압을 측정하는 단계와, 직류 링크 캐패시터의 전압이 제1기준전압 이상이면 (+)단 메인릴레이를 "온"시키는 단계와, 미리 설정되어 있는 제2시간만큼 지연시키는 단계와, 프리챠지릴레이를 "오프"시키는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The relay control method of the hybrid electric vehicle according to the present invention for achieving the above object, the step of measuring the voltage of the high voltage battery, the step of "on" (-) stage main relay, Delaying by the first time, " turning on the precharge relay ", measuring the voltage of the DC link capacitor, and if the voltage of the DC link capacitor is equal to or greater than the first reference voltage, " On ", delaying by a predetermined second time, and" off "the precharge relay.
상기 프리챠지릴레이가 "오프"된후 미리 설정된 제3시간 지연후 고전압배터리 및 직류 링크 캐패시터 전압을 측정하여 직류 링크 캐패시터 전압이 제2기준전압과 같지 않으면 고장으로 판정하는 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.And measuring a high voltage battery and a DC link capacitor voltage after a predetermined third time delay after the precharge relay is “off,” and determining a failure if the DC link capacitor voltage is not equal to the second reference voltage. It is done.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 릴레이 제어시스템의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a relay control system of a hybrid electric vehicle according to the present invention.
상기 도 1에 도시된 바와 같이, 고전압배터리(1)는 고전압의 전원이 저장되며, (+) 메인릴레이(2-1)와 (-)단 메인릴레이(2-2) 및 프리챠지릴레이(2-3)는 제어기(3)의 제어에 따라 고전압배터리(1)와 인버터(4)를 전기적으로 연결하거나 차단하도록 되어 있다.As shown in FIG. 1, the
상기 인버터(4)의 앞단에는 직류 링크 캐패시터(5)가 병렬로 연결되어 있고, 상기 인버터(4)는 상기 제어기(3)의 제어에 따라 동작하여 상기 고전압배터리(1)에서 출력된 직류를 교류로 변환하여 모터/제너레이터(6)로 전달하거나 상기 모터/제너레이터(6)에서 생성된 교류를 직류로 변환하여 상기 고전압배터리(1)로 전달하도록 되어 있다.
그리고, 양방향 DC-DC 컨버터(7)는 제어기(3)의 제어에 따라 동작하여 저전압배터리(8)를 충전하거나 상기 저전압배터리(8)의 전압을 승압하여 고전압배터리(1)측으로 공급하도록 상기 메인릴레이(2)와 직류 링크 캐패시터(5) 사이에 연결되어 있다.Then, the bidirectional DC-
또한, 제1전압센서(9)는 상기 고전압배터리(1)의 전압을 감지하여 제어기(3)로 입력하도록 되어 있고, 제2전압센서(10)는 상기 직류 링크 캐패시터(5)의 전압을 감지하여 제어기(3)로 입력하도록 되어 있다.In addition, the
상기 제어기(3)는 메인릴레이(2)의 접속시 (-)단 메인릴레이(2-2)를 먼저 접속시킨 후 프리챠지릴레이(2-3)를 접속하여 저항(R)을 통해 전류를 감쇄시키면서 상기 직류 링크 캐패시터(5)를 먼저 충전시킨 다음 상기 제2전압센서(10)에 의해 감지된 직류 링크 캐패시터(5)의 전압이 제1기준전압, 즉 상기 제1전압센서(9)에 의해 감지된 고전압배터리(1)의 전압에 가중치(예를 들어, 0.98)를 곱한 값 이상이 되면 (+)단 메인릴레이(2-1)를 접속시키도록 되어 있다.When the
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 릴레이 제어시스템 및 방법의 작용 및 효과를 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation and effects of the relay control system and method of the hybrid electric vehicle according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 릴레이 제어방법의 순서도이고, 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 릴레이 제어시스템 및 방법의 동작 타이밍도이다.2 is a flowchart of a relay control method of a hybrid electric vehicle according to the present invention, and FIG. 3 is an operation timing diagram of the relay control system and method of the hybrid electric vehicle according to the present invention.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 단계(S1)에서는 제1전압센서(9)가 고전압배 터리(1)의 전압을 측정하여 제어기(3)로 입력한다.As shown in FIG. 2, in step S1, the
단계(S2)에서는 제어기(3)가 (-)단 메인릴레이(2-2)를 "온"시키고, 단계(S3)에서는 제어기(3)가 미리 설정되어 있는 제1시간(도 3의 t1, 바람직하게는 10msec)만큼 지연시킨다.In step S2, the
단계(S4)에서는 제어기(3)가 프리챠지릴레이(2-3)를 "온시키고 이에 따라 고전압배터리(1)의 전류가 상기 프리챠지릴레이(2-3)와 저항(R1)을 통해 직류 링크 캐패시터(5)에 충전되기 시작한다.In step S4, the
단계(S5)에서는 제2전압센서(10)가 직류 링크 캐패시터(5)의 전압을 측정하여 제어기(3)로 입력하고, 단계(S6)에서는 제어기(3)가 상기 직류 링크 캐패시터(5)의 전압이 제1기준전압, 즉 상기 단계(S1)에서 측정한 고전압배터리(1)의 전압에 가중치(0.98)를 곱한 값 이상인지를 판단하여 제1기준전압 이상이면 단계(S7)를 수행하고 그렇지 않으면 상기 단계(S5)를 반복 수행한다.In step S5, the
상기 단계(S7)에서는 제어기(3)가 (+)단 메인릴레이(2-1)를 "온"시키고, 단계(S8)에서는 제어기(3)가 제2시간(도 3의 t2-t3, 바람직하게는 100msec)만큼 지연시킨다.In step S7, the
이어서, 단계(S9)에서는 제어기(3)가 프리챠지릴레이(2-3)를 "오프"시키고, 단계(S10)에서는 제어기(3)가 제3시간(도 3의 t3-t4, 바람직하게는 1sec)만큼 지연시키고, 단계(S11)에서는 제1전압센서(9)와 제2전압센서(10)가 고전압배터리(1) 및 직류 링크 캐패시터(5)의 전압을 측정하여 제어기(3)로 입력한다.Subsequently, in step S9, the
단계(S12)에서는 제어기(3)가 상기 단계(S11)에서 측정된 직류 링크 캐패시 터(5)의 전압이 제2기준전압(바람직하게는 상기 단계(S11)에서 측정된 고전압배터리(1)의 전압)과 같은지를 판단하여 같으면 종료하고, 같지 않으면 단계(S13)를 수행하여 단계(S13)에서 제어기(3)가 릴레이 시스템의 고장이라고 판단한다.In step S12, the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 메인릴레이 접속하기 전에 프리챠지릴레이와 저항을 통해 직류 링크 캐패시터를 충전시킴으로써, 메인릴레이 접속시 아크가 발생되는 것을 방지하여 회로의 안정성을 확보하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the DC link capacitor is charged through the precharge relay and the resistor before the main relay is connected, thereby preventing arcs from occurring when the main relay is connected, thereby securing stability of the circuit.
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