KR20110021065A - 전기자동차의 비상전원 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 자동차에 비상전원을 공급하는 전원 공급장치에 관한 것으로 전기 자동차의 주전원에 이상이 생기거나 방전이 되어 운전이 불가능한 상태에서 비상 전원을 장착하여 단거리 운행을 가능하게 한다.

본 발명의 구성은 전원을 공급하는 축전지, 축전지를 장착하는 축전지케이스, 상기 전기원동기의 입력 전압으로 변압하는 변압기, 상기 전기 자동차의 주전원과 접속하고 기존 메인전원을 차단하여 상기 변압 된 전류를 공급하는 비상전원공급스위치로 구성된다.

또한, DC/DC 변환기는 전기자동차의 공급 전압에 따라 전압을 조정하는 전압조정스위치를 포함한다.

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Description

전기자동차의 비상전원 공급 장치 { the Emergency Power Supply System of Electric Vehicle}

순수한 전기로만 운행하는 전기 자동차는 최근 자동차 업계의 화두가 되고 있다. 그동안 연구되어 왔던 연료전지형 전기자동차보다는 방전 후 재충전할 수 있는 2차 축전지의 성능 개선에 따른 것으로 현재 양산을 준비 중인 전기 자동차의 주 전원은 Li-Ion(리튬이온), NiMH(니켈메탈수소) 축전지가 대세를 이루고 있다.

이들 전기 자동차는 가정이나 전용 충전소에서 전원을 충전하여 운행하는 것을 염두에 두고 제작되고 있어 가정에서 심야에 충전한 후 직장 출퇴근용으로 이용될 수 있는 친환경 운송수단이 될 것으로 전망하고 있다.

Plug-in(플러그인; 전원 연결을 통해 충전하는) 전기 자동차는 아직까지 표준이 수립되지 않아 매우 다양한 규격으로 제작 중이며 전기 자동차의 활성화 이후 서서히 표준화될 것으로 보인다.

전기 자동차는 전원을 공급하는 전원 공급부, 직류 전원을 변조하는 인버터, 전류 조정을 통해 전기 자동차의 주행 속도를 제어하는 제어부, 전기 에너지를 동 력으로 변환하는 DC모터로 기본적인 구성을 이룬다.

DC모터는 일반적으로 펄스 DC전원을 사용하는 반영구적인 Brushless(브러스리스) DC모터를 사용한다. 인버터를 통해 펄스를 발생시키고 제어부에서 해당 펄스의 주파수를 제어함으로써 DC모터의 속도를 제어하는 방식이다.

그외, 변속기 등이 필요없는 전기 모터의 특성 상 In-Wheel(바퀴안에 장착된) 모터 등 다양한 전기 자동차용 모터가 등장하고 있다.

플러그인 전기 자동차의 상기 Li-Ion, NiMH 축전지는 모두 고가이며 자동차의 하부에 장착되는 것으로 설계되어 특수한 장비 없이는 축전지 교체가 힘들고, 운행 중 축전지의 방전이나 축전지 이상으로 전기자동차의 운행이 중단될 경우 전기 자동차 운행이 불가능하다.

전기자동차의 전원 공급 장치에 비상전원 장치를 연결하고 저가의 납축전지 등을 장착하고 전기자동차의 입력 전압으로 DC/DC변압 후 전원 공급한다. 이를 통해 운행이 불가능한 전기 자동차를 충전할 수 있는 장소로 이동할 수있는 비상 전원을 공급할 수 있다.

방전 또는 전원 공급 문제가 발생한 전기자동차를 비상 전원 연결을 통해 짧은 거리를 운행할 수 있게 함으로써 상기 문제로 인한 자동차 견인 등의 비용을 줄일 수 있다.

본 발명은 전기 자동차의 비상 전원 공급 장치에 관한 것으로, 상기 비상전 원 공급 장치는 비상 전원을 공급하는 축전지와, 상기 축전지의 전원을 연결하는 축전지케이스와, 상기 축전지의 전압을 상기 전기자동차의 입력 전압으로 변압하는 DC/DC변압기와, 상기 전기 자동차의 주전원을 차폐하고 비상전원 공급을 연결하는 비상전원스위치와, 상기 전기 자동차로 전원을 연결하는 접속단자로 구성된다.

또한, 전기 자동차의 주전원 감지 센서 단자를 채용한 경우, 전원공급상태를 정상으로 인식하는 전원센서연결단자를 상기 센서 단자와 연결하고 상기 전원공급스위치를 켤 때 같이 작동하도록 한다.

한편, 비상 전원으로 사용되는 축전지는 상황에 따라 다양한 종류의 축전지가 이용될 수 있으며 전압 및 전류적 특성 또한 다양할 수 있다. 축전지의 전류용량은 전기자동차 운행에 필요한 기준 이상의 것이 반드시 필요하나 전압이 다른 경우 변압이 필요하다.

축전지의 전류 용량이 부족한 경우에는 전용어뎁터를 통해 축전지를 직렬로 연결하여 비상축전지 케이스에 장착할 수 있도록 한다.

이때, 직류 전압에 대한 변압은 SMPS(Switched-mode power supply)를 통해 수행할 수 있으며 입력 전압과 출력 전압을 각각의 전압조정스위치를 통해 조절할 수 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예로서 이하 상세히 설명하면, 축전지케이스(160)는 슬라이드형으로 열리는 덮개(150)를 구비하고 상기 축전지케이스(160) 내부에 DC/DC변압기(120)가 장착된다. 축전지케이스(160) 내부에는 축전지(110)가 장착되고 축전지별 어뎁터(180)를 통해 상기 축전지(110)의 전원 공급단자와 연결되어 DC/DC변압기(120)로 전원 연결이 된다. DC/DC변압기(120) 상단에는 On으로 하였을 때 주전원을 차단하고 비상전원을 공급하고 Off로 하였을 때는 다시 주전원을 연결하고 비상전원을 차단하는 전원공급스위치(130)이 구비되고, 장착된 축전지의 전압을 선택하는 인풋전압스위치(150)와 출력 전압을 조정하는 아웃풋전압스위치(140)로 구성된다. 주전원의 전력센서 단자가 입력되는 인풋센서단자(160)와 센서 단자가 입력되는 아웃풋센서단자(165)가 구성되어 전원공급스위치(130)의 작동 시 센서단자를 차단하고 센서단자로 정상 신호를 보낸다. 또한, 전기자동차의 주전원의 입력 단자와 연결되는 인풋전원입력단자(170)과 상기 전기자동차의 주전원의 출력 단자와 연결되는 아웃풋전원입력단자(171)를 통해 주전원과 연결되고, 접지단자(172)를 통해 접지 연결된다.

한편, 상기 어뎁터(180)은 복수 개의 축전지를 직렬 연결하는 어뎁터를 통해 직열연결된 복수 개의 축전지로 전원 공급을 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예로서 전기 회로를 도식화한 것이다. 상기 도면을 참고로 상세히 설명하면, 주전원(200)이 공급되는 전기자동차 회로상에서 주 전원 공급 회로상에 상기 전원공급스위치(130)이 장착되고 전원이 On 상태가 될 경우 비상전원으로 회로가 연결되고 기존 주전원(200) 전원은 차단된다. 또한, 비상전원축전지(110)은 DC/DC변압기(120)를 통해 전원을 공급하고 공급된 전력은 인버터(220)에서 적절히 변조된 후 제어기(230)의 제어에 따라 직류모터(240)로 전원이 공급되어 동력으로 변환된다.

도 1 : 전기원동기 비상전원 공급 장치 구성 예시

도 2 : 전기원동기 비상전원 공급 장치 전기 회로도 예시

Claims (5)

1. 전기 원동기의 전원 공급 장치에 있어서,

   상기 전기 원동기의 주전원 외의 축전지와

   상기 축전지를 장착할 수 있는 축전지케이스와,

   상기 축전지케이스와 연결되어 상기 전기 원동기의 주전원을 차단하는 동시에 상기 축전지의 전력을 전원으로 공급하거나 상기 전기 원동기의 주전원을 연결하는 동시에 상기 축전지의 전원을 차단하는 비상전원스위치

   로 구성되는 전기자동차용 비상 전원공급 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 축전지 케이스는, 상기 축전지를 통해 전기자동차 동력으로 공급되는 전압을 전기자동차 규격별로 조정할 수 있는 변압기

   를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기원동기용 비상 전원 공급 시스템.
3. 청구항 2 에 있어서,

   상기 축전지 케이스는, 다양한 축전지의 전원 단자와 연결할 수 있는 어뎁터

   를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기원동기용 비상 전원 공급 시스템.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 전압변환기는 SMPS(Switched-mode power supply)인 것

   을 특징으로 하는 전기원동기용 비상 전원 공급 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 축전지케이스는, 상기 전기 자동차의 주전원감지센서와 연결하여 이상 없음 신호를 전달하는 주전원감지센서연결부

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기원동기용 비상 전원 공급 시스템.

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