KR20100095248A - 차량용 전력 관리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 배터리의 전력을 관리하는 차량용 전력 관리 장치에 관한 것으로, 제 1 배터리, 제 2 배터리, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리 가운데 적어도 어느 하나를 충전시키는 발전기 및, 상기 발전기의 발전시키기 위해 상기 발전기에 동력을 전달하는 모터를 구비하는 차량용 전력 관리 장치에 있어서, 상기 제 1 배터리와 전기적으로 연결되어 전력을 공급받는 주 전자장치; 상기 제 2 배터리와 전기적으로 연결되어 전력을 공급받는 확장 전자장치; 상기 제 1 배터리의 전압을 검출하여 상기 제 1 배터리의 전압이 전류소모 금지전압 이하로 떨어지는 경우, 상기 제 1 배터리와 상기 주 전자장치의 연결을 차단하는 제 1 전원 분배 모듈; 및 상기 제 2 배터리의 전압을 검출하여 상기 제 2 배터리의 전압이 전류소모 금지전압 이하로 떨어지는 경우, 상기 제 2 배터리와 상기 확장 전자장치의 연결을 차단하는 제 2 전원 분배 모듈; 을 포함하여 형성되는 차량용 전력 관리 장치에 관한 것이다. 그에 따른 본 발명은 차량의 시동이 꺼진 상태로 주 전자장치와 확장 전자장치가 켜져 있는 경우에도 메인 배터리와 보조 배터리가 방전되지 않으며, 메인 배터리와 보조 배터리를 이용하는 주 전자장치와 확장 전자장치의 전력을 적절히 분배하여 차량의 시동이 꺼진 상태에서도 주 전자장치와 확장 전자장치를 장시간 사용할 수 있는 효과가 있다.
납축 배터리, 전력 관리, 방전, 전력 분배, 주차

Description

차량용 전력 관리 장치{ELECTRIC POWER MANAGEMENT DEVICE FOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 전력 관리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 배터리의 전력을 관리하는 차량용 전력 관리 장치에 관한 것이다.
자동차에는 계기판, 오디오, 전등, 온도 조절 장치, 초기시동용 모터 등과 같이 자동차의 내부에 장착되어 사용되는 주 전자장치들이 구비되어 있다.
또한, 자동차에는 내비게이션, 휴대 전화용 핸즈 프리, 휴대전화 충전기 같은 확장 전자장치들이 구비되어 있다.
상기 주 전자장치 및 확장 전자장치들은 차량의 메인 배터리에 전기적으로 연결되어 사용되고 있다.
이러한 주 전자장치 및 확장 전자장치들은 운전자가 키박스에서 시동키를 제거하게 되면, 메인 배터리의 방전을 막기 위해 등기구와 초기시동용 모터를 제외한 모든 전원들이 자동으로 꺼지게 되어 있다.
하지만, 운전자가 키박스를 제거한 상태에서도 등기구들이 켜져 있게 되면, 메인 배터리는 방전이 이루어지게 되어 배터리를 교체해야 하는 경우가 발생하기도 한다. 특히, 승용차의 차량에 쓰이는 배터리는 주로 재충전 가능한 납축배터리로서 10.5V 미만의 전압으로 떨어지는 경우, 배터리의 재충전이 불가능한 상태가 되어 배터리를 교체해야만 하는 문제가 발생되곤 한다.
한편, 최근에는 내비게이션 및 휴대폰 충전기등과 같은 확장 전자장치들이 급속히 확산되고 있다. 확장 전자장치들 가운데에서도 차량 도난 방지 장치나 차량용 영상 기록 장치는 차량의 주차시에도 전력 공급을 필요로 하여 보조 배터리를 추가로 장착하여 사용하기도 한다.
이러한 확장 전자장치들은 메인 배터리와 보조 배터리에서 동시에 전력을 공급받아 사용되는데, 확장 전자장치들의 상당수가 예약 타이머 기능을 갖추어 일정시간이 지나면 자동으로 꺼지게 되어 메인 배터리와 보조 배터리의 방전을 방지하게 된다.
하지만, 운전자의 조작 실수로 예약 타이머를 설정하지 않은 경우와 메인 배터리와 보조배터리의 전력 분배가 메인 배터리 쪽으로 치우치게 되는 경우에는 메인 배터리가 방전되어 시동을 걸 수 없거나 메인 배터리를 교체해야만 하는 문제가 발생하기도 한다.
본 발명의 기술적 과제는 운전자의 실수로 메인 배터리와 보조 배터리가 방전되어 배터리를 교체하지 않아도 되는 차량용 전력 관리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 메인 배터리와 보조 배터리를 이용하는 주 전자장치와 확장 전자장치의 전력을 적절히 분배하여 차량의 시동이 꺼진 상태에서도 주 전자장치와 확장 전자장치를 장시간 사용할 수 있는 차량용 전력 관리 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 차량용 전력 관리 장치는 제 1 배터리, 제 2 배터리, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리 가운데 적어도 어느 하나를 충전시키는 발전기 및, 상기 발전기가 발전되도록 상기 발전기에 동력을 전달하는 모터를 구비하는 차량용 전력 관리 장치에 있어서,
상기 제 1 배터리와 전기적으로 연결되어 전력을 공급받는 주 전자장치; 상기 제 2 배터리와 전기적으로 연결되어 전력을 공급받는 확장 전자장치; 상기 제 1 배터리의 전압을 검출하여 상기 제 1 배터리의 전압이 전류소모 금지전압 이하로 떨어지는 경우, 상기 제 1 배터리와 상기 주 전자장치의 연결을 차단하는 제 1 전원 분배 모듈; 및 상기 제 2 배터리의 전압을 검출하여 상기 제 2 배터리의 전압이 전류소모 금지전압 이하로 떨어지는 경우, 상기 제 2 배터리와 상기 확장 전자장치 의 연결을 차단하는 제 2 전원 분배 모듈; 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 전력 관리 장치는 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리 사이에 설치되는 스위칭 수단; 및 차량의 시동시에 상기 스위칭 수단을 턴 온 시켜 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리를 전기적으로 연결시키는 키박스; 더 포함하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리는 납축배터리, NaS 배터리 및, Calcium 배터리 가운데 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있다.
또한, 상기 스위칭 수단은 대전류 릴레이로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 제 1 전원 분배 모듈은 상기 제 1 배터리의 전압 설정값이 10.8V 내지 12.3V 사이에서 설정되는 어느 하나의 값으로 상기 제 1 배터리와 상기 주 전자 장치의 전원을 차단할 수 있다.
또한, 상기 제 2 전원 분배 모듈은 상기 제 2 배터리의 전압 설정값이 10.8V 내지 12.3V 사이에서 설정되는 어느 하나의 값으로 상기 제 1 배터리와 상기 확장 전자 장치의 전원을 차단할 수 있다.
다른 한편, 상기 제 1 전원 분배 모듈은 상기 제 1 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 제 1 배터리의 전류소모 금지전압을 설정하는 제 1 전압설정부; 상기 제 1 전압설정부에서 설정된 전류소모 금지전압과 상기 제 1 배터리의 전압을 비교하여 상기 제 1 전압설정부의 전류소모 금지전압이 기준전압을 넘는 경우 신호를 출력하는 제 1 전압비교부; 및, 상기 제 1 전압비교부에서 신호의 출력시 턴 오프 되어 상기 제 1 배터리와 상기 주 전자장치 사이의 전력을 차단하고 상기 제 1 전압비교부에 신호의 미출력시 상기 제 1 배터리와 상기 주 전자장치를 전기적으로 연결시키는 제 1 스위칭부; 를 포함하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제 1 전압 설정부는 상기 제 1 배터리와 전기적으로 연결되는 복수 개의 접점을 갖는 제 1 딥 스위치; 및 상기 제 1 딥 스위치의 복수 개의 접점과 각각 전기적으로 연결되도록 복수 개로 구성되며, 상기 제 1 딥 스위치의 저항값을 설정하는 제 1 가변저항부; 를 포함하여 형성되며, 상기 딥 스위치는 상기 가변저항의 설정값에 따라 상기 제 1 배터리의 전류소모 금지전압을 설정할 수 있다.
또한, 상기 제 1 스위칭 부는 제 1 전압 비교부에서 출력되는 신호를 인가 받아 턴온 되는 제 1 스위칭 소자와, 상기 제 1 스위칭 소자의 턴 온시에 상기 주 전자장치의 소비 전류를 검출하여 일정한 전압을 상기 주 전자 장치에 인가시키는 스위칭 회로를 포함하여 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 스위칭 회로는 복수 개로 구성되며, 복수 개의 스위칭 회로는 각기 다른 전압을 출력할 수 있다.
다른 한편, 상기 제 2 전원 분배 모듈은 상기 제 2 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 제 2 배터리의 전압을 낮추어 설정하는 제 2 전압설정부; 상기 제 2 전압설정부에서 설정된 전압과 상기 제 2 배터리의 전압을 비교하여 상기 제 2 전압설정부의 설정 전압이 기준전압을 넘는 경우 신호를 출력하는 제 2 전압비교부; 및, 상기 제 2 전압비교부에서 신호의 출력시 턴 오프되어 상기 제 2 배터리와 상기 주 전자장치 사이의 전력을 차단하고 상기 제 2 전압비교부에 신호의 미출력시 상기 제 2 배터리와 상기 주 전자장치를 전기적으로 연결시키는 제 2 스위칭부; 를 포함하여 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 제 2 전압 설정부는 상기 제 2 배터리와 전기적으로 연결되는 복수 개의 접점을 갖는 제 2 딥 스위치; 및 상기 제 2 딥 스위치의 복수 개의 접점과 각각 전기적으로 연결되도록 복수 개로 구성되며, 상기 제 2 딥 스위치의 저항값을 설정하는 제 2 가변저항부; 을 포함하여 형성되며, 상기 딥 스위치는 상기 가변저항의 설정값에 따라 상기 제 2 배터리의 전류소모 금지전압을 설정할 수 있다.
또한, 상기 제 2 스위칭 부는 상기 제 2 전압 비교부에서 출력되는 신호를 인가 받아 턴온 되는 제 2 스위칭 소자와, 상기 제 2 스위칭 소자와 전기적으로 연결되고 상기 제 2 스위칭 소자의 턴 온시에 턴 온되어 상기 확장 전자장치에 전력을 인가시키는 전력공급용 릴레이를 포함하여 형성될 수 있다.
또 다른 한편, 상기 제 1 배터리는 운전자가 차량의 시동을 걸기 위하여 상기 모터와 전기적으로 연결될 수 있다.
또 다른 한편, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 차량용 전력 관리 장치는 복수 개의 배터리, 상기 복수 개의 배터리 가운데 적어도 어느 하나를 충전시키는 발전기를 구비하는 차량용 전력 관리 장치에 있어서,
상기 복수 개의 배터리 가운데 어느 하나의 배터리에 전기적으로 연결되어 전력을 공급받는 주 전자장치; 상기 복수 개의 배터리 가운데 상기 주 전자 장치가 사용하는 전력을 공급하는 배터리를 제외한 나머지 배터리와 전기적으로 연결되어 전력을 공급받는 확장 전자장치; 및 상기 복수 개의 배터리 각각의 전압을 검출하 여 상기 복수 개의 배터리 각각의 전압이 전류소모 금지전압을 넘는 경우에는 상기 복수 개의 배터리 각각과 상기 주 전자장치 및 상기 확장 전자장치를 전기적인 연결시키고, 상기 복수 개의 배터리 각각의 전압을 검출하여 상기 복수 개의 배터리 각각의 전압이 전류소모 금지전압 이하로 떨어지는 경우, 상기 복수 개의 배터리 각각과 상기 주 전자장치 및 상기 확장 전자장치의 전기적인 연결을 차단하는 전원 분배 모듈; 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 차량용 전력 관리 장치는 상기 복수 개의 배터리 사이에 설치되는 스위칭 수단; 및 차량의 시동시에 상기 스위칭 수단을 턴 온 시켜 상기 복수 개의 배터리를 서로 간에 전기적으로 연결시키는 키박스; 를 더 포함하여 형성될 수 있다.
본 발명은 차량의 시동이 꺼진 상태로 주 전자장치와 확장 전자장치가 켜져 있는 경우에도 메인 배터리와 보조 배터리가 방전되지 않게 되므로 방전에 의해 배터리를 교체하지 않아도 되는 효과가 있다.
본 발명은 메인 배터리와 보조 배터리를 이용하는 주 전자장치와 확장 전자장치의 전력을 적절히 분배하여 차량의 시동이 꺼진 상태에서도 주 전자장치와 확장 전자장치를 장시간 사용할 수 있는 효과가 있다.
이상의 효과는 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 간략히 서술했으며, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다. 이하의 설명에서는 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 사용하기로 하며 동일한 구성에 관한 특징, 결합관계, 작용 및 효과를 가능한 중복해서 설명하지 않기로 한다. 이하의 설명에서는 등가이거나 유사한 개념의 구성에 대해 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전력 관리 장치의 구성과 결합관계 및 역할에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전력 관리 장치의 블럭도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전력 관리 장치(100)는 제 1 배터리(MB), 제 2 배터리(SB), 발전기(G), 모터(M), 대전류 릴레이(110), 키박스(120), 주 전자장치(130), 확장 전자장치(140), 제 1 전원분배 모듈(150) 및, 제 2 전원분배 모듈(160)을 포함하여 형성된다. 본 실시예에서는 스위칭 수단의 일 예로서 대전류 릴레이(110)로 예를 들어 설명하기로 한다.
상기 제 1 배터리(MB)는 양극단이 발전기(G)와, 대전류 릴레이(110) 및, 키박스(120)에 전기적으로 연결되고, 음극단이 접지단과 전기적으로 연결된다. 또한, 제 1 배터리(MB)는 양극단이 제 1 전원분배 모듈(150)에 전기적으로 연결되어 제 1 전원분배 모듈(150)에 전력을 공급하는 역할을 한다. 제 1 배터리(MB)는 발전기(G)의 구동시 충전이 이루어지게 된다. 여기서, 제 1 배터리(MB)는 모터(M)와 전기적으로 연결되어 모터(M)를 구동시키는 수 있는 전력을 공급하는 역할을 한다. 즉, 제 1 배터리(MB)는 차량에 기본적으로 장착되어 운전자가 시동을 걸 수 있도록 전력을 공급하는 메인 배터리에 해당한다. 여기서, 차량용 전력 관리 장치(100)의 특성상, 제 1 배터리(MB)는 차량에 많이 쓰이는 재충전 가능한 납축 배터리, NaS 배터리 및, Calcium 배터리 가운데 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다. 참고로, NaS 배터리는 나트륨-황 배터리이고, 이러한 제 1 배터리(MB)는 배터리의 출력전압이 대약 11. 5V 내지 14V 사이의 전압을 출력시킬 수 있다.
상기 제 2 배터리(SB)는 양극단이 대전류 릴레이(110)과 전기적으로 연결된다. 또한, 제 2 배터리(SB)는 제 2 전원분배 모듈(160)과 전기적으로 연결되어 제 2 전원분배 모듈(160)에 전력을 공급하는 역할을 한다. 제 2 배터리(SB)는 재충전 가능한 납축 배터리 또는 NaS 배터리 또는 Calcium 배터리로서 차량에 보조적으로 장착되어 키가 키박스(120)에서 분리되어 차량의 시동시 꺼진 상태에서도 확장 전자장치(140)에 전력을 공급하는 역할을 한다. 이러한 제 2 배터리(SB)는 배터리의 출력전압이 대약 10.5V 내지 14V 사이의 전압을 출력시킬 수 있다.
상기 발전기(G)는 모터(M)와 연동된다. 발전기(G)는 모터(M)의 구동시에 모터(M)의 동력에너지를 전기 에너지로 변환시키는 역할을 하여 제 1 배터리(MB)를 충전시키는 역할을 한다.
상기 모터(M)는 발전기(G)와 연동되어 발전기(G)가 발전될 수 있도록 동력 에너지를 전달하는 역할을 한다. 이러한 모터(M)는 키박스(120)의 키(121)가 키스위치(122)를 누를 경우 구동되어 차량의 엔진(E)을 구동시킴으로 인해서, 엔진(E)과 연동되는 발전기(G)를 구동시켜 전력을 발생시키는 역할을 한다.
상기 대전류 릴레이(110)는 제 1 배터리(MB)와 제 2 배터리(SB) 사이에 전기적으로 연결된다. 대전류 릴레이(110)는 키박스(120)의 키(121)가 키스위치(122)를 누를 경우, 제 1 배터리(MB)와 제 2 배터리(SB)를 전기적으로 연결시키는 역할을 한다. 즉, 대전류 릴레이(110)는 운전자가 차량의 시동시에 키(121)를 돌려서 키스위치(122)를 누름으로 모터(M)를 구동시키는 경우에 발전기(G)에서 발생하는 전력을 제 1 배터리(MB)와 제 2 배터리(SB)에 공급되도록 하여 제 1 배터리(MB)와 제 2 배터리(SB)를 동시에 충전시키는 역할을 한다. 반대로, 대전류 릴레이(110)는 키(121)가 키스위치(122)에서 분리되는 경우, 제 1 배터리(MB)와 제 2 배터리(SB)를 전기적으로 분리시키는 역할을 한다.
여기서, 대전류 릴레이(110)는 a접점(111), b접점(112), 코어(113)를 포함하여 형성되는 것이 바람직하다. 상기 a접점(111)은 제 1 배터리(MB)의 양극과 전기적으로 연결된다. 상기 b접점(112)은 제 2 배터리(SB)의 양극과 전기적으로 연결된다. 상기 코어(113)는 키박스(120)의 제 2 접점(124)과 접지단 사이에 전기적으로 연결되어 키(121)의 삽입에 의해 제 1 접점(123)과 제 2 접점(124)이 도통되는 경우 자화되어 a접점(111)과 b접점(112)을 전기적으로 연결시키는 역할을 한다.
상기 키박스(120)는 키(121), 키스위치(122), 제 1 접점(123) 및, 제 2 접점(124)을 포함한다. 제 1 접점(123)은 제 1 배터리(MB)와 모터(M)에 전기적으로 연결되고, 제 2 접점(124)은 대전류 릴레이(110)의 코어(133)에 전기적으로 연결된다. 키(121)는 운전자의 차량 탑승시 엔진(E)을 구동시키기 위한 운전자의 조작으로 제 1 접점(123)과 제 2 접점(124)을 전기적으로 연결시키는 역할을 한다.
상기 주 전자장치(130)는 차량의 내부에 기본적으로 장착되는 전자 장치로서, 오디오(미도시)와 계기판(미도시) 및, 등기구류(미도시)등이 될 수 있다. 이러한 주 전자장치(130)는 제 1 스위칭부(153)가 턴 온되는 경우, 제 1 배터리(MB)로부터 전력을 공급받아 구동된다.
상기 확장 전자장치(140)는 차량의 내부에 보조적으로 장착되는 전자 장치로서, 차량용 휴대폰 충전기(미도시), 차량용 내비게이션(미도시), 차량용 TV(미도시), 차량용 영상 기록 장치(미도시) 및, 차량 도난 방지장치(미도시)등이 될 수 있다. 이러한 확장 전자장치(140)는 제 2 스위칭부(163)가 턴 온되는 경우, 제 2 배터리(SB)로 부터 전력을 공급받아 구동된다.
상기 제 1 전원분배 모듈(150)은 제 1 전압설정부(151), 제 1 전압비교부(152) 및, 제 1 스위칭부(153)를 포함하여 형성된다.
상기 제 1 전압설정부(151)는 제 1 배터리(MB)와 전기적으로 연결되어 제 1 배터리(MB)의 전류소모 금지전압을 설정한다. 이러한 제 1 전압설정부(151)는 가변저항과 같이 직류 전압을 낮출 수 있는 수동소자로 형성될 수 있다.
상기 제 1 전압비교부(152)는 제 1 전압설정부(151)에서 설정된 전류소모 금지전압과 제 1 배터리(MB)의 전압을 비교하여 제 1 전압설정부(151)의 전류소모 금지전압이 기준전압을 넘는 경우 신호를 출력한다. 이러한 제 1 전압비교부(152)는 연산 증폭기와 같은 전압비교소자를 이용하여 연산 증폭기에 인가되는 기준전압과 전류소모 금지전압을 비교한 후, 비교값을 넘은 경우 신호를 출력할 수 있다.
상기 제 1 스위칭부(153)는 제 1 전압비교부(152)에서 신호의 출력시 턴 오 프되어 제 1 배터리(MB)와 주 전자장치(130) 사이의 전력을 차단한다. 또한, 제 1 스위칭부(153)는 제 1 전압비교부(152)에 신호의 미출력시 제 1 배터리(MB)와 주 전자장치(130)를 전기적으로 연결시키는 역할을 한다. 이러한 제 1 스위칭부(153)는 대전류 릴레이(110), 바이폴라 트랜지스터 및, 전계효과 트랜지스터와 같은 스위칭 기능이 있는 스위칭 소자로 형성될 수 있다. 즉, 제 1 스위칭부(153)는 제 1 배터리(MB)와 주 전자장치(130)를 사이를 전기적으로 연결시켜 주 전자장치(130)에 전원을 공급하는 역할을 한다.
상기한 제 1 전원분배 모듈(150)은 제 1 배터리(MB)와 주 전자장치(130)에 사이에 전기적으로 연결되어 제 1 전압설정부(151)에 설정된 전류소모 금지전압까지만 제 1 배터리(MB)의 전력을 주 전자장치(130)에 공급하는 역할을 한다. 즉, 제 1 전원분배 모듈(150)은 제 1 배터리(MB)의 방전을 막는 역할을 한다.
여기서, 제 1 전원분배 모듈(150)은 제 1 배터리(MB)의 전류소모 금지 전압값이 10.8V 내지 12.3V 사이에서 설정되는 어느 하나의 값으로 제 1 배터리(MB)와 주 전자장치(130)의 전원을 차단하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 예시한 바와 같이, 제 1 전원분배 모듈(150)은 납축배터리 또는 NaS배터리 또는 Calcium 배터리로서, 10.8V미만의 전압으로 내려가는 경우, 재충전이 되지 않아 폐기해야할 위험성이 있다. 즉, 제 1 전원분배 모듈(150)은 제 1 배터리(MB)의 전류소모 금지전압을 10.8V로 설정하여 제 1 배터리(MB)를 보호하게 된다. 이 경우, 제 1 배터리(MB)는 모터(M)와 전기적으로 연결되어 차량의 시동을 걸수 있게 하는 구동원으로서, 제 1 배터리(MB)의 방전으로 인해 차량의 시동이 걸리지 않게 되는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 제 1 배터리(MB)의 방전이 쉽게 이루어지는 여름철과 같은 계절에는 전류소모 금지전압을 12.3V까지 설정함으로써, 제 1 배터리(MB)의 방전을 사전에 예방할 수 있게 된다.
상기 제 2 전원분배 모듈(160)은 제 2 전압설정부(161), 제 2 전압비교부(162) 및, 제 2 스위칭부(163)를 포함하여 형성된다.
상기 제 2 전압설정부(161)는 제 2 배터리(SB)와 전기적으로 연결되어 제 2 배터리(SB)의 전압을 낮추어 설정한다. 제 2 전압설정부(161)는 제 1 전압설정부(151)와 동일한 구성으로 형성될 수 있다.
상기 제 2 전압비교부(162)는 제 2 전압설정부(161)에서 설정된 전압과 제 2 배터리(SB)의 전압을 비교하여 제 2 전압설정부(161)의 설정 전압이 기준전압을 넘는 경우 신호를 출력한다. 제 2 전압비교부(152)는 제 1 전압비교부(152)와 동일한 구성으로 형성될 수 있다.
상기 제 2 스위칭부(163)는 제 2 전압비교부(162)에서 신호의 출력시 턴 오프되어 제 2 배터리(SB)와 주 전자장치(130) 사이의 전력을 차단하고 제 2 전압비교부(162)에 신호의 미출력시 제 2 배터리(SB)와 주 전자장치(130)를 전기적으로 연결시킨다. 이러한 제 2 스위칭부(163)는 제 1 스위칭부(153)와 동일한 구성으로 형성될 수 있다.
상기한 제 2 전원분배 모듈(160)은 제 2 배터리(SB)와 확장 전자장치(140)에 사이에 전기적으로 연결되어 제 2 전압설정부(161)에 설정된 전류소모 금지전압까지만 제 2 배터리(SB)의 전력을 주 전자장치(130)에 공급하는 역할을 한다. 즉, 제 2 전원분배 모듈(160)은 제 2 배터리(SB)의 방전을 막는 역할을 한다.
이 경우, 제 2 전원분배 모듈(160)은 제 2 배터리(SB)의 전압 설정값이 10.8V 내지 12.3V 사이에서 설정되는 어느 하나의 값으로 제 1 배터리(MB)와 확장 전자장치(140)의 전원을 차단할 수 있다. 제 2 배터리(SB)는 확장 전자장치(140)를 위해 보조적으로 장착되는 납축배터리 또는 NaS배터리 또는 Calcium 배터리이다. 즉, 제 2 배터리(SB)는 차량의 시동과는 관계없는 배터리로서, 차량의 주차시 키를 꼽지않은 상태에서도 차량 내부의 확장 전자장치(140)를 작동시킬 수 있다. 이러한 제 2 전원분배 모듈(160)은 제 2 배터리(SB)의 전류소모 금지전압이 10.8V 미만인 경우, 제 1 배터리(MB)와 제 2 전원분배 모듈(160) 사이의 전원을 단전시켜 제 2 배터리(SB)의 방전을 막는다. 또한, 제 2 전원분배 모듈(160)은 제 2 배터리(SB)의 전류소모 금지전압이 12.3V을 넘지 않도록 설정될 수 있다. 또한, 제 2 전원분배 모듈(160)의 전류소모 금지전압값은 제 1 배터리(MB)의 최대 설정값인 12.3V보다 낮게 설정됨으로써, 확장 전자장치(140)가 키가 꽃혀 있지 않은 상태에서도 장시간 동안 전류를 공급받아 구동되도록 할 수 있다.
이하에서는 상기한 차량용 전력 관리 장치의 동작에 관한 작용 및 효과를 설명하기로 한다.
먼저, 차량에 탑승한 운전자는 키를 키박스(120)에 꽃아 제 1 접점(123)과 제 2 접점(124)을 도통 시키게 된다. 그러면, 모터(M)는 제 1 배터리(MB)로부터 전력을 인가 받아 구동되고, 엔진(E)의 회전에 의해 발전기(G)가 발전을 시작하게 된 다. 이 경우, 대전류 릴레이(110)는 제 1 접점(123)과 제 2 접점(124)의 도통에 의해 자화되어 a접점(111)과 b접점(112)이 도통되는 상태이다. 따라서, 발전기(G)에 의해 제 1 배터리(MB)와 제 2 배터리(SB)는 충전이 이루어지게 된다. 이 경우, 제 1 전원분배 모듈(150)과 제 2 전원분배 모듈(160) 각각은 발전기(G)와 제 1 배터리(MB) 및 제 2 배터리(SB)에서 전력을 공급 받게 된다.
한편, 운전자가 차량의 주차시나 정차시에 키(121)를 키박스(120)에서 분리한 경우에는 주 전자장치(130)는 제 1 전원분배 모듈(150)에서 전원을 끌어다 쓰게 된다. 즉, 라이오 및 등기구 같은 주 전자장치(130)의 경우에는 제 1 전원분배 모듈(150)에서 전원을 공급 받아 구동 받게 된다. 이 경우, 제 1 전원분배 모듈(150)은 제 1 배터리(MB)의 전력을 제 1 전압설정부(151)에 설정된 전류소모 금지전압까지만 주 전자장치(130)로 공급하고, 전류소모 금지전압까지 제 1 배터리(MB)의 전압이 내려가면 제 1 배터리(MB)와 주 전자장치(130)의 전기적인 연결을 차단하게 된다. 따라서, 제 1 배터리(MB)는 제 1 전원분배 모듈(150)에 의해 방전이 방지되게 된다.
다른 한편, 차량의 주차시나 정차시에는 확장 전자장치(140)가 제 2 전원분배 모듈(160)에서 전력을 끌어다 쓰게 된다. 확장 전자장치(140)는 전술한 바와 같이, 차량용 휴대폰 충전기, 차량용 내비게이션, 차량용 TV, 차량용 영상 기록 장치 및, 차량 도난 방지장치등이 될 수 있다. 특히, 차량 도난 방지장치나 차량용 영상 기록 장치와 같은 확장 전자장치(140)는 제 2 전원분배 모듈(160)에서 전력을 인가 받아 사용하게 되므로, 차량의 시동을 걸지 않은 상태에서 장시간 동안 구동될 수 있다. 차량 도난 방지의 예를 들면, 차량 도난 방지장치는 주차시에 항시 구동되어야만 하므로, 차량의 전력을 끌어다 쓰게 된다. 종래의 승용차량에서는 승용차를 장시간 동안 주차시에 차량 도난 방지장치에 의해 메인 배터리가 방전되는 문제를 유발시킬 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전력 관리 장치(100)는 확장 전자장치(140)인 차량 도난 방지장치가 전류소모 금지전압까지만 전력을 사용하게 되므로, 배터리의 방전을 막을 수 있게 된다. 더불어, 확장 전자장치(140)의 전력을 제 2 배터리(SB) 뿐만아니라 제 1 배터리(MB)에도 병렬로 연결하여 사용하는 경우, 확장 전자장치(140)는 장시간 동안 전력을 이용하게 되므로, 사용시간이 늘어나는 이점이 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전력 관리 장치는 차량 도난 방지 장치나 차량용 영상 기록 장치와 같은 확장 전자장치(140)의 사용시간이 늘어남과 동시에 배터리들의 방전을 막게 된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전력 관리 장치는 차량의 시동을 걸기 위해 필수적인 제 1 배터리(MB)의 방전을 막기 위하여 제 1 전원분배 모듈(150)의 전류소모 금지전압이 제 2 전원분배 모듈(160)의 전류소모 금지전압보다 높게 설정됨으로써, 제 1 배터리(MB)의 방전으로 인한 차량의 시동이 걸리지 않는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 전력 관리 장치의 구성과 결합관계 및 역할에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 전력 관리 장치의 블럭도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 전력 관리 장치(200)는 제 1 배터리(MB), 제 2 배터리(SB), 발전기(G), 모터(M), 대전류 릴레이(110), 키박스(120), 주 전자장치(130), 확장 전자장치(140), 제 1 전원분배 모듈(250) 및, 제 2 전원분배 모듈(260)을 포함하여 형성된다. 본 실시예에서는 스위칭 수단의 일 예로서 대전류 릴레이(110)에 대해 예를 들어 설명하기로 한다. 또한, 본 실시예에서는 제 1 배터리(MB), 제 2 배터리(SB), 발전기(G), 모터(M), 대전류 릴레이(110), 키박스(120), 주 전자장치(130) 및 확장 전자장치(140)에 대해 중복해서 설명하지 않기로 하며, 제 1 전원분배 모듈(250) 및 제 2 전원분배 모듈(260)에 대해 중점적으로 설명하기로 한다.
상기 제 1 전원분배 모듈(250)은 제 1 전압설정부(251), 제 1 전압비교부(252) 및, 제 1 스위칭부(253)를 포함하여 형성된다.
상기 제 1 전압설정부(251)는 제 1 딥 스위치(251a) 및, 제 1 가변저항부(251b)를 포함하여 형성된다.
상기 제 1 딥 스위치(251a)는 제 1 배터리(MB)와 전기적으로 연결되는 복수 개의 접점을 갖는다. 이러한 제 1 딥 스위치(251a)는 운전자가 스위치를 물리적으로 켜거나 끌 수 있게끔 형성된다. 즉, 제 1 딥 스위치(251a)는 가변저항의 설정값에 따라 제 1 전압비교부(252)에 인가되는 제 1 배터리(MB)의 전류소모 금지전압을 설정하는 역할을 한다.
상기 제 1 가변저항부(251b)는 제 1 딥 스위치(251a)의 복수 개의 접점과 각각 전기적으로 연결되도록 복수 개로 구성되며, 제 1 딥 스위치(251a)의 저항값을 설정한다.
여기서, 상기 제 1 전압설정부(251)는 제 1 딥 스위치(251a)와 제 1 가변저항부(251b)에 의해 전류소모 금지전압을 설정하게 되는데, 제 1 딥 스위치(251a)의 접점과 제 1 가변저항부(251b)가 복수 개로 구성되는 이유는 주 전자장치(130)의 전류 소모량이나 시중에 유통되는 배터리의 초기전압이 각기 다름에 따라 전류소모 금지전압을 다르게 설정하여 차량의 정차시나 주차시에 주 전자장치(130)를 보다 장시간 동안 사용하기 위함이다.
상기 제 1 전압비교부(252)는 제 1 연산증폭기(252a), 제 1 전압강하용 저항(252b) 및, 제 1 제너 다이오드(252c)를 포함하여 형성된다.
상기 제 1 연산증폭기(252a)는 전류소모 금지전압을 설정하는 전압 검출단(252a1)이 제 1 딥 스위치(251a)와 전기적으로 연결되고, 기준전압단(252a2)이 제 1 전압강하용 저항(252b)과 전기적으로 연결된다. 제 1 연산증폭기(252a)는 전압 검출단(252a1)에서 설정되는 전류소모 금지전압이 기준전압단(252a2)의 기준전압을 넘는 경우 제 1 스위칭부(253)의 스위칭 소자에 신호를 출력하는 역할을 한다.
상기 제 1 전압강하용 저항(252b)은 제 1 연산증폭기(252a)의 기준전압단(252a1)과 제 1 배터리(MB) 사이에 전기적으로 연결된다. 또한, 제 1 전압강하용 저항(252b)은 제 1 제너 다이오드(252c)와 전기적으로 연결된다. 제 1 전압강하용 저항(252b)은 제 1 배터리(MB)의 전압을 제 1 연산증폭기(252a)의 기준전압에 인가시켜 제 1 연산증폭기(252a)의 비교 대상을 확정하는 역할을 한다.
상기 제 1 제너 다이오드(252c)는 제 1 전압강하용 저항(252b)과 접지단 사이에 전기적으로 연결된다. 제 1 제너 다이오드(252c)는 제 1 전압가항용 저항을 타고 흘러들어 오는 서지 전압을 흡수하여 제 1 연산증폭기(252a)를 보호하는 역할을 한다.
상기한 제 1 전압비교부(252)는 제 1 연산증폭기(252a)의 전압검출단(252a1)에 설정된 전류소모 금지전압과 기준전압단(252a2)에 설정된 제 1 배터리(MB)의 기준 전압을 비교하며, 제 1 연산증폭기(252a)의 전압검출단(252a1)의 전류소모 금지전압이 기준전압을 넘는 경우 신호를 제 1 스위칭부(253)의 제 1 스위칭 소자(253a)에 출력하는 역할을 한다.
상기 제 1 스위칭부(253)는 제 1 스위칭 소자(253a)와 스위칭 회로(253b)를 포함하여 형성된다.
상기 제 1 스위칭 소자(253a)는 접합형 트랜지스터이다. 제 1 스위칭 소자(253a)의 베이스단은 제 1 연산증폭기(252a)와 전기적으로 연결되어 제 1 연산증폭기(252a)에 출력되는 신호를 인가받아 턴 온 된다. 제 1 스위칭 소자(253a)의 컬렉터는 제 1 배터리(MB)의 양극단과 전기적으로 연결되고, 이미터는 제 1 배터리(MB)의 접지단과 전기적으로 연결된다. 여기서, 제 1 스위칭 소자(253a)의 주변에는 베이스, 컬렉터 및, 이미터의 구동전압을 맞추기 위한 저항들이 구비된다. 상기 제 1 스위칭 소자(253a)는 접합형 트랜지스터에 대해 예를 들어 설명하였으나, 제 1 스위칭 소자(253a)는 전계효과 트랜지스터 또는 IGBT 소자로도 형성될 수 있다.
상기 스위칭 회로(253b)는 전원단(253b1), 신호입력단(253b2), 출력단(253b3) 및, 피드백단(253b4)을 구비한다. 상기 전원단(253b1)은 제 1 배터리(MB)에서 전원을 인가받아 스위칭 회로(253b)를 구동시키는 역할을 한다. 상기 신호입력단(253b2)은 제 1 스위칭 소자(253a)와 전기적으로 연결되어 제 1 스위칭 소자(253a)에서 출력되는 하이 레벨의 신호를 입력 받는 경우 스위칭 회로(253b)를 턴온 시켜 출력단(253b3)에 전류를 출력한다. 또한, 신호입력단(253b2)은 제 1 스위칭 소자(253a)에서 출력되는 로우 레벨의 신호를 인가받는 경우 스위칭 회로(253b)를 턴 오프시켜 출력단(253b3)에 출력되는 전류를 차단하는 동작을 한다. 상기 피드백단(253b4)은 주 전자장치(130)와 전기적으로 연결되고 주 전자장치(130)의 전압을 피드백 받아 출력단(253b3)의 전압이 변동되지 않도록 일정한 전압을 유지시키는 역할을 한다. 여기서, 출력단(253b3)은 제 1 배터리(MB)의 출력 전압을 3V 내지 6V 사이의 전압으로 가변시킬 수 있다.
상기한 스위칭 회로(253b)는 복수 개로 구성될 수 있다. 스위칭 회로(253b)가 복수 개로 구성되는 이유는 주 전자장치(130)에서 필요로 하는 전압을 다양한 값으로 공급시켜 주 전자장치(130)가 원할이 동작하도록 하기 위함이다. 예를 들면, 주 전자장치(130)의 하나인 오디오가 5V 전원을 필요로 하는 경우, 복수 개의 스위칭 회로(253b) 가운데 어느 하나는 오디오에 5V 전압을 공급하고, 주 전자장치(130)의 다른 하나인 계기판 액정이 3V 전원을 필요로 하는 경우, 복수 개의 스위칭 회로(253b) 가운데 다른 하나는 계기판 액정에 3V 전압을 공급하고, 복수 개의 스위칭 회로(253b)는 각각의 전압이 일정하게 유지하여 안정된 전원이 공급되도 록 한다. 이러한 스위칭 회로(253b)는 스위칭 동작이 빠르고 입력에 대해 항상 일정한 동작을 하는 주문형 반도체(ASIC)으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기한 제 1 전원분배 모듈(250)은 제 1 배터리(MB)와 주 전자장치(130)에 사이에 전기적으로 연결되어 제 1 전압설정부(251)에 설정된 전류소모 금지전압까지만 제 1 배터리(MB)의 전력을 주 전자장치(130)에 공급하는 역할을 한다. 즉, 제 1 전원분배 모듈(250)은 제 1 배터리(MB)의 방전을 막는 역할을 한다. 또한, 제 1 전원분배 모듈(250)은 주 전자장치(130)에 안정된 전원을 공급되도록 일정한 전압을 공급하므로, 주 전자장치(130)의 안정성을 향상시킨다.
상기 제 2 전원분배 모듈(260)은 제 2 전압설정부(261), 제 2 전압비교부(262) 및, 제 2 스위칭부(263)를 포함하여 형성된다.
상기 제 2 전압설정부(261)는 제 2 딥 스위치(261a) 및, 제 2 가변저항부(261b)를 포함하여 형성된다.
상기 제 2 딥 스위치(261a)는 제 1 딥 스위치(251a)와 동일한 구성으로 형성될 수 있다. 이러한 제 2 딥 스위치(261a)는 제 2 배터리(SB)와 전기적으로 연결되고, 제 2 가변저항부(261b)의 저항 설정값에 따라 제 2 전압비교부(262)에 인가되는 제 2 배터리(SB)의 전류소모 금지전압을 설정하는 역할을 한다.
상기 제 2 가변저항부(261b)는 제 2 딥 스위치(261a)의 복수 개의 접점과 각각 전기적으로 연결되도록 복수 개로 구성되며, 제 2 딥 스위치(261a)의 저항값을 설정한다.
여기서, 상기 제 2 전압설정부(261)는 복수 개의 가변 저항으로 구성되어 확 장 전자장치(140)의 전류 소모량이나 시중에 유통되는 배터리의 초기전압이 각기 다름에 따라 전류소모 금지전압을 다르게 설정하여 차량의 정차시나 주차시에 주 전자장치(130)를 보다 장시간 동안 사용하도록 할 수 있다.
상기 제 2 전압비교부(262)는 제 2 연산 증폭기(262a), 제 2 전압강하용 저항(262b) 및, 제 2 제너 다이오드(262c)를 포함하여 형성된다. 이러한 제 2 전압비교부(262)는 제 1 전압비교부(252)와 동일할 구성으로 형성될 수 있다.
상기 제 2 연산 증폭기(262a)는 전류소모 금지전압을 설정하는 전압 검출단(262a1)이 제 2 딥 스위치(261a)와 전기적으로 연결되고, 기준전압단(262a2)이 제 2 전압강하용 저항(262b)과 전기적으로 연결된다. 제 2 연산 증폭기(262a)는 전압 검출단에서 설정되는 전류소모 금지전압이 기준전압단의 기준전압을 넘는 경우 제 2 스위칭부(263)의 스위칭 소자에 신호를 출력하는 역할을 한다.
상기 제 2 전압강하용 저항(262b)은 제 2 연산 증폭기(262a)의 기준전압단(262a2)과 제 2 배터리(SB) 사이에 전기적으로 연결되고, 제 2 제너 다이오드(262c)와 전기적으로 연결되어 제 2 배터리(SB)의 전압을 제 2 연산 증폭기(262a)의 기준전압에 인가시켜 제 2 연산 증폭기(262a)의 비교 대상을 확정하는 역할을 한다.
상기 제 2 제너 다이오드(262c)는 제 2 전압강하용 저항(262b)과 접지단 사이에 전기적으로 연결되어 제 2 전압강하용 저항(262b)을 타고 흘러들어 오는 서지 전압을 흡수하여 제 2 연산 증폭기(262a)를 보호하는 역할을 한다.
상기한 제 2 전압비교부(262)는 제 2 연산 증폭기(262a)의 전압검출 단(262a1)에 설정된 전류소모 금지전압과 기준전압단(262a2)에 설정된 제 2 배터리(SB)의 기준 전압을 비교하며, 제 2 연산 증폭기(262a)의 전압검출단(262a2)의 전류소모 금지전압이 기준전압을 넘는 경우 신호를 제 2 스위칭부(263)의 제 2 스위칭소자에 출력하는 역할을 한다.
상기 제 2 스위칭부(263)는 제 2 스위칭 소자(263a)와 전력공급용 릴레이(263b)를 포함하여 형성된다.
상기 제 2 스위칭 소자(263a)는 접합형 트랜지스터이다. 제 2 스위칭 소자(263a)의 베이스단은 제 2 연산 증폭기(262a)와 전기적으로 연결되어 제 2 연산 증폭기(262a)에 출력되는 신호를 인가받아 턴 온 된다. 제 2 스위칭 소자(263a)의 컬렉터는 제 2 배터리(SB)의 양극단 및 전력공급용 릴레이(263b)의 코어(263b3)와 전기적으로 연결되고, 이미터는 제 2 배터리(SB)의 접지단과 전기적으로 연결된다. 여기서, 제 2 스위칭 소자(263a)의 주변에는 베이스, 컬렉터 및, 이미터의 구동전압을 맞추기 위한 저항들이 구비된다. 상기 제 2 스위칭 소자(263a)는 접합형 트랜지스터에 대해 예를 들어 설명하였으나, 제 2 스위칭 소자(263a)는 전계효과 트랜지스터로도 형성될 수 있다.
상기 전력공급용 릴레이(263b)는 주접점(263b1), 보조접점(263b2) 및 코어(263b3)를 구비한다. 주접점(263b1)은 제 2 배터리(SB)의 양극단과 전기적으로 연결되고, 보조접점(263b2)은 접지단과 전기적으로 연결된다. 코어(263b3)는 일단이 제 2 배터리(SB)의 양극단과 전기적으로 연결되고, 타 단이 제 2 스위칭 소자(263a)의 컬렉터와 전기적으로 연결된다. 보조접점(263b2)은 확장 전자장치(140) 와 전기적으로 연결된다. 전력공급용 릴레이(263b)의 주접점(263b1) 또는 보조접점(263b2)에는 서지 전압을 흡수하기 위한 캐패시터가 전기적으로 연결된다. 이러한, 전력공급용 릴레이(263b)는 제 2 스위칭 소자(263a)의 턴 온시 코어(263b3)가 자화되어 주접점(263b1)과 보조접점(263b2)을 전기적으로 연결시킨다. 이 경우에는 제 2 배터리(SB)의 전력이 확장 전자장치(140)로 공급된다.
상기한 제 2 전원분배 모듈(260)은 제 2 배터리(SB)와 확장 전자장치(140)에 사이에 전기적으로 연결되어 제 2 전압설정부(261)에 설정된 전류소모 금지전압까지만 제 2 배터리(SB)의 전력을 확장 전자장치(140)에 공급하는 역할을 한다. 즉, 제 2 전원분배 모듈(260)은 제 1 배터리(MB)의 방전을 막는 역할을 한다.
이하에서는 상기한 차량용 전력 관리 장치의 동작에 관한 작용 및 효과를 설명하기로 하며, 운전자가 차량에 탑승하여 시동을 켠 경우와 시동 끈 경우로 나누어 설명하기로 한다.
[시동을 켠 경우]
먼저, 차량에 탑승한 운전자는 키를 키박스(120)에 꽃아 제 1 접점(123)과 제 2 접점(124)을 도통 시키게 된다. 그러면, 모터(M)는 제 1 배터리(MB)로부터 전력을 인가 받아 구동되고, 엔진의 회전에 의해 발전기(G)가 발전을 시작하게 된다. 이 경우, 대전류 릴레이(110)는 키에 의해 자화되어 a접점(111)과 b접점(112)이 도통되는 상태이다. 따라서, 발전기(G)에 의해 제 1 배터리(MB)와 제 2 배터리(SB)는 충전이 이루어지게 된다. 이 경우, 제 1 전원분배 모듈(250)과 제 2 전원분배 모듈(260) 각각은 발전기(G)와 제 1 배터리(MB) 및 제 2 배터리(SB)에서 전력을 공급 받게 되어 주 전자장치(130)와 보조 전자장치(140)에 전력을 공급하게 된다. 여기서, 제 1 전원분배 모듈(250)에서는 주 전자장치(130)가 구동될 수 있는 전압으로 안정된 전력을 공급하게 된다.
[시동을 끈 경우]
한편, 운전자가 차량의 주차시나 정차시에 키(121)를 뽑은 경우에는 대전류 릴레이(110)의 코어(263b3)가 여화되어 a접점(111)과 b접점(112)이 단전되는 상태로 된다. 그러면, 제 1 배터리(MB)는 제 1 전원분배 모듈(250)에만 전력을 공급하고, 제 2 배터리(SB)는 제 2 전원분배 모듈(260)에만 전력을 공급하게 된다.
이 경우, 제 1 전원분배 모듈(250)에서는 제 1 딥 스위치(251b)에 설정된 팁 조작에 따라 가변저항값이 각기 다르게 설정된 상태로 제 1 연산증폭기(252a)의 전류소모 금지전압이 설정되어 있다. 이때, 스위칭 회로(253b)는 턴 온된 상태로서, 출력단(253b3)에서 주 전자장치(130)로 전력을 공급하는 상태이다. 따라서, 주 전자장치(130)가 전류를 계속적으로 소모하게 된다. 그러면, 제 1 연산증폭기(252a)는 제 1 배터리(MB)의 전압 전류소모 금지전압에 해당되는 경우, 제 1 연산증폭기(252a)는 제 1 스위칭 소자(253a)에 신호를 출력하여 제 1 스위칭 소자(253a)를 턴 오프시키게 된다. 그러면, 스위칭 회로(253b)는 턴 오프되고, 제 1 배터리(MB)에서 주 전자장치(130)로 공급되는 전력을 차단된다. 따라서, 제 1 배터리(MB)는 방전이 방지된다.
한편, 차량의 주차시나 정차시에는 대전류 릴레이(110)의 코어(263b3)가 여화되어 a접점(111)과 b접점(112)이 단전되는 상태로 된다. 그러면, 제 1 배터리(SB)는 제 1 전원분배 모듈(250)에만 전력을 공급하고, 제 2 배터리(SB)는 제 2 전원분배 모듈(260)에만 전력을 공급하게 된다. 이 경우, 제 2 딥 스위치(261a)에는 팁 조작에 따라 가변저항값이 각기 다르게 설정된 상태로 제 2 연산 증폭기(262a)의 전류소모 금지전압이 설정되어 있다. 이때, 제 2 스위칭 회로(253b)는 제 2 스위칭 소자(263a)의 턴 온 상태에 의해 전원이 인가된 상태로서, 출력단(253b3)에서 확장 전자장치(140)로 전원을 공급하는 상태이다. 따라서, 확장 전자장치(140)가 전류 계속적으로 소모하게 된다. 그러면, 제 2 연산 증폭기(262a)는 제 2 배터리(SB)의 전압 전류소모 금지전압에 해당되는 경우, 제 2 스위칭 소자(263a)에 신호를 출력하여 제 2 스위칭 소자(263a)를 턴 오프시키게 되고, 전력공급용 릴레이(263b)의 코어(263b3)는 여화되어 주접점(263b1)과 보조접점(263b2) 사이를 단전시키게 된다. 그러면, 제 2 배터리(SB)에서 확장 전자장치(140)로 공급되는 전력이 차단된다. 따라서, 제 2 배터리(SB)는 방전의 방지가 이루어지게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 전력 관리 장치(200)는 차량의 시동이 꺼진 상태에서도 주 전자장치(130)와 확장 전자장치(140)에 전력을 공급되는 전력이 제 1 배터리(MB)와 제 2 배터리(SB)의 만방전 전압까지만 공급되도록 하여 제 1 배터리(MB)와 제 2 배터리(SB)의 방전을 막을 수 있으며, 제 1 배터리(MB)와 제 2 배터리(SB)의 전력이 주 전자장치(130)와 확장 전자장치(140)에 적절히 분배되어 주 전자장치(130)와 확장 전자장치(140)의 운용시간이 늘어나게 된다. 더불어, 차량용 전력 관리 장치(200)는 주 전자장치(130)와 확장 전자장치(140)에서 필요로 하는 구동 전압으로 전압을 공급하도록 형성되어 있으며, 일정한 전압을 공급할 수 있어 주 전자장치(130)와 확장 전자장치(140)의 안정성을 향상시키게 된다. 여기서, 주 전자장치(130)나 보조 전자장치(140)들에 포함되는 어느 하나의 기기는 차량의 시동이 꺼진 상태에서 장시간 동안 구동되기 위한 전력을 필요로 하는 경우에는 제 1 전원분배 모듈(250)과 제 2 전원분배 모듈(260) 모두에서 전력을 공급받을 수 있으므로, 장시간 동안 운용 될 수 있다. 예를 들어, 차량 도난 방지 장치(미도시)는 제 1 전원분배 모듈(250)과 제 2 전원분배 모듈(260) 모두에서 전력을 공급 받게 되면, 제 1 배터리(MB) 및 제 2 배터리(SB)의 방전전까지 운용할 수 있는 시간이 늘어나게 된다.
상기한 실시예들은 본 발명의 특허청구범위를 실시하기 위한 예에 불가하므로, 본 발명의 특허청구범위를 한정하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전력 관리 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 전력 관리 장치의 블럭도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
MB ; 제 1 배터리 SB ; 제 2 배터리
G ; 발전기 M ; 모터
110 ; 대전류 릴레이 120 ; 키박스
130 ; 주 전자장치 140 ; 확장 전자장치
150, 250 ; 제 1 전원분배 모듈 151, 251 ; 제 1 전압설정부
152, 252 ; 제 1 전압비교부 153, 253 ; 제 1 스위칭부
160, 260 ; 제 2 전원분배 모듈 161, 261 ; 제 2 전압설정부
162, 262 ; 제 2 전압비교부 163, 263 ; 제 2 스위칭부

Claims (16)

  1. 제 1 배터리, 제 2 배터리, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리 가운데 적어도 어느 하나를 충전시키는 발전기 및, 상기 발전기가 발전되도록 상기 발전기에 동력을 전달하는 모터를 구비하는 차량용 전력 관리 장치에 있어서,
    상기 제 1 배터리와 전기적으로 연결되어 전력을 공급받는 주 전자장치;
    상기 제 2 배터리와 전기적으로 연결되어 전력을 공급받는 확장 전자장치;
    상기 제 1 배터리의 전압을 검출하여 상기 제 1 배터리의 전압이 전류소모 금지전압 이하로 떨어지는 경우, 상기 제 1 배터리와 상기 주 전자장치의 연결을 차단하는 제 1 전원 분배 모듈; 및
    상기 제 2 배터리의 전압을 검출하여 상기 제 2 배터리의 전압이 전류소모 금지전압 이하로 떨어지는 경우, 상기 제 2 배터리와 상기 확장 전자장치의 연결을 차단하는 제 2 전원 분배 모듈; 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리 사이에 설치되는 스위칭 수단; 및
    차량의 시동시에 상기 스위칭 수단을 턴 온 시켜 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리를 전기적으로 연결시키는 키박스; 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은 대전류 릴레이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리는 납축배터리, NaS 배터리 및, Calcium 배터리 가운데 선택되는 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전원 분배 모듈은 상기 제 1 배터리의 전압 설정값이 10.8V 내지 12.3V 사이에서 설정되는 어느 하나의 값으로 상기 제 1 배터리와 상기 주 전자 장치의 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 전원 분배 모듈은 상기 제 2 배터리의 전압 설정값이 10.8V 내지 12.3V 사이에서 설정되는 어느 하나의 값으로 상기 제 1 배터리와 상기 확장 전자 장치의 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전원 분배 모듈은
    상기 제 1 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 제 1 배터리의 전류소모 금지전압을 설정하는 제 1 전압설정부; 상기 제 1 전압설정부에서 설정된 전류소모 금지전압과 상기 제 1 배터리의 전압을 비교하여 상기 제 1 전압설정부의 전류소모 금지전압이 기준전압을 넘는 경우 신호를 출력하는 제 1 전압비교부; 및, 상기 제 1 전압비교부에서 신호의 출력시 턴 오프되어 상기 제 1 배터리와 상기 주 전자장치 사이의 전력을 차단하고 상기 제 1 전압비교부에 신호의 미출력시 상기 제 1 배터리와 상기 주 전자장치를 전기적으로 연결시키는 제 1 스위칭부; 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 전압 설정부는
    상기 제 1 배터리와 전기적으로 연결되는 복수 개의 접점을 갖는 제 1 딥 스위치; 및
    상기 제 1 딥 스위치의 복수 개의 접점과 각각 전기적으로 연결되도록 복수 개로 구성되며, 상기 제 1 딥 스위치의 저항값을 설정하는 제 1 가변저항부; 를 포함하여 형성되며,
    상기 딥 스위치는 상기 가변저항의 설정값에 따라 상기 제 1 배터리의 전류소모 금지전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 부는 제 1 전압 비교부에서 출력되는 신호를 인가 받아 턴온 되는 제 1 스위칭 소자와, 상기 제 1 스위칭 소자의 턴 온시에 상기 주 전자장치의 소비 전류를 검출하여 일정한 전압을 상기 주 전자 장치에 인가시키는 스위칭 회로를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 복수 개로 구성되며, 복수 개의 스위칭 회로는 각기 다른 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전원 분배 모듈은
    상기 제 2 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 제 2 배터리의 전압을 낮추어 설정하는 제 2 전압설정부; 상기 제 2 전압설정부에서 설정된 전압과 상기 제 2 배터리의 전압을 비교하여 상기 제 2 전압설정부의 설정 전압이 기준전압을 넘는 경우 신호를 출력하는 제 2 전압비교부; 및, 상기 제 2 전압비교부에서 신호의 출력시 턴 오프되어 상기 제 2 배터리와 상기 주 전자장치 사이의 전력을 차단하고 상기 제 2 전압비교부에 신호의 미출력시 상기 제 2 배터리와 상기 주 전자장치를 전기적으로 연결시키는 제 2 스위칭부; 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차 량용 전력 관리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 전압 설정부는
    상기 제 2 배터리와 전기적으로 연결되는 복수 개의 접점을 갖는 제 2 딥 스위치; 및
    상기 제 2 딥 스위치의 복수 개의 접점과 각각 전기적으로 연결되도록 복수 개로 구성되며, 상기 제 2 딥 스위치의 저항값을 설정하는 제 2 가변저항부; 을 포함하여 형성되며,
    상기 딥 스위치는 상기 가변저항의 설정값에 따라 상기 제 2 배터리의 전류소모 금지전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭 부는 상기 제 2 전압 비교부에서 출력되는 신호를 인가 받아 턴온 되는 제 2 스위칭 소자와, 상기 제 2 스위칭 소자와 전기적으로 연결되고 상기 제 2 스위칭 소자의 턴 온시에 턴 온되어 상기 확장 전자장치에 전력을 인가시키는 전력공급용 릴레이를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배터리는 운전자가 차량의 시동을 걸기 위하여 상기 모터와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
  15. 복수 개의 배터리, 상기 복수 개의 배터리 가운데 적어도 어느 하나를 충전시키는 발전기를 구비하는 차량용 전력 관리 장치에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 가운데 어느 하나의 배터리에 전기적으로 연결되어 전력을 공급받는 주 전자장치;
    상기 복수 개의 배터리 가운데 상기 주 전자 장치가 사용하는 전력을 공급하는 배터리를 제외한 나머지 배터리와 전기적으로 연결되어 전력을 공급받는 확장 전자장치; 및
    상기 복수 개의 배터리 각각의 전압을 검출하여 상기 복수 개의 배터리 각각의 전압이 전류소모 금지전압을 넘는 경우에는 상기 복수 개의 배터리 각각과 상기 주 전자장치 및 상기 확장 전자장치를 전기적인 연결시키고, 상기 복수 개의 배터리 각각의 전압을 검출하여 상기 복수 개의 배터리 각각의 전압이 전류소모 금지전압 이하로 떨어지는 경우, 상기 복수 개의 배터리 각각과 상기 주 전자장치 및 상기 확장 전자장치의 전기적인 연결을 차단하는 전원 분배 모듈; 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 사이에 설치되는 스위칭 수단; 및
    차량의 시동시에 상기 스위칭 수단을 턴 온 시켜 상기 복수 개의 배터리를 서로 간에 전기적으로 연결시키는 키박스; 를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전력 관리 장치.
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