KR20110105034A - Electric vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기자동차에 관한 것으로서, 더 상세하게는 차량에 별도의 충전기를 탑재하지 않고 기존의 회로구성을 이용하여 충전용량의 증대, 시스템 간소화 및 저가격화, 충전 시 고효율을 달성하는 전기자동차 전장시스템 구성에 관한 것이다.
본 발명은, 3상 모터와 베터리를 구비하는 전기자동차에 있어서, 상기 3상 모터에 체결되는 복수개의 단자들과, 상기 복수개의 단자들에 체결되어 상기 베터리와 상기 3상 모터 사이에 개재되며, 상호간에 전원을 직류-교류변환하여 전달하는 인버터와, 상기 복수개의 단자들 일측에 체결되어 외부의 전력을 상기 베터리로 공급하는 전원공급부와, 상기 복수개의 단자들에 배치되어 상기 전원공급부, 상기 3상모터 및 상기 인버터를 선택적으로 연결하는 적어도 하나의 전환장치를 포함하는 전기자동차를 제공한다.The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly, to an electric vehicle electric field system that achieves high efficiency at the time of charging capacity increase, system simplification and low cost, and charging by using an existing circuit configuration without a separate charger installed in a vehicle. It is about configuration.
The present invention, in the electric vehicle having a three-phase motor and a battery, a plurality of terminals fastened to the three-phase motor, the plurality of terminals are fastened to the interposed between the battery and the three-phase motor, An inverter that transfers power to each other by DC-AC conversion, a power supply unit coupled to one side of the plurality of terminals to supply external power to the battery, and disposed at the plurality of terminals, the power supply unit Provided is an electric vehicle including at least one switching device for selectively connecting a phase motor and the inverter.
Description
본 발명은 전기자동차에 관한 것으로서, 더 상세하게는 충전 시 고효율의 달성 및 전기자동차 전장 시스템 구현에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly, to the achievement of high efficiency when charging and the implementation of an electric vehicle electric system.
현대사회의 대부분의 자동차는 화석연료를 사용한다. 화석연료를 사용하는 경우, 화석연료에 포함된 황 및 인 등에 의하여 심각한 환경오염이 발생하였다. 따라서 환경을 보호하기 위하여 화석연료의 사용을 줄이는 것은 중요한 이슈가 되었다. 상기의 문제를 해결하기 위하여 개발자들은 하이브리드 자동차, 전기자동차, 수소연료자동차 등과 같이 친환경적인 자동차들을 개발하였다. 특히 전기자동차의 경우, 친환경적이며 환경오염이 거의 없다는 점에서 사람들에게 주목받고 있다. Most cars in modern society use fossil fuels. In the case of using fossil fuels, serious environmental pollution occurred due to sulfur and phosphorus contained in the fossil fuels. Therefore, reducing the use of fossil fuels to protect the environment has become an important issue. To solve the above problems, developers have developed eco-friendly cars such as hybrid cars, electric cars, and hydrogen fuel cars. In particular, electric vehicles are attracting attention because they are environmentally friendly and have little environmental pollution.
전기자동차는 외부의 전기를 사용하기 위하여 충전하는 시스템을 전기자동차에 탑재하였다. 또한, 전기자동차의 충전을 위하여 외부에 충전소를 구비하여 전기자동차의 충전을 도모하였다. Electric vehicles are equipped with a charging system in the electric vehicle to use the external electricity. In addition, an external charging station was provided to charge the electric vehicle.
그러나 일반적인 전기자동차는 전기를 충전하기 위한 시스템을 전기자동차에 구비함으로써 전기자동차의 무게가 많이 나가게 되었다. 또한, 일반적인 전기자동차는 전기를 충전하기 위하여 복잡한 구조를 가짐으로써 충전 효율이 저하되었다.However, in general, electric vehicles have a lot of weight because they have a system for charging electricity. In addition, the general electric vehicle has a complicated structure to charge the electricity has reduced the charging efficiency.
본 발명은 기존에 전기자동차에 탑재가 되는 충전기를 탑재하지 않고기존의 인버터 회로를 활용 하여 충전 기능을 가지도록 시스템을 구성하여 충전 시 고효율을 달성하고 차체의 무게가 절감되는 전기자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to provide an electric vehicle that achieves high efficiency and reduces the weight of the vehicle body by configuring the system to have a charging function by utilizing the existing inverter circuit without mounting a charger that is conventionally mounted on the electric vehicle The purpose.
본 발명은, 3상 모터와 베터리를 구비하는 전기자동차에 있어서, 상기 3상 모터에 체결되는 복수개의 단자들과, 상기 복수개의 단자들에 체결되어 상기 베터리와 상기 3상 모터 사이에 개재되며, 상호간에 전원을 직류-교류변환하여 전달하는 인버터와, 상기 복수개의 단자들 일측에 체결되어 외부의 전력을 상기 베터리로 공급하는 전원공급부와, 상기 복수개의 단자들에 배치되어 상기 전원공급부, 상기 3상모터 및 상기 인버터를 선택적으로 연결하는 적어도 하나의 전환장치를 포함하는 전기자동차를 제공한다.The present invention, in the electric vehicle having a three-phase motor and a battery, a plurality of terminals fastened to the three-phase motor, the plurality of terminals are fastened to the interposed between the battery and the three-phase motor, An inverter that transfers power to each other by DC-AC conversion, a power supply unit coupled to one side of the plurality of terminals to supply external power to the battery, and disposed at the plurality of terminals, the power supply unit Provided is an electric vehicle including at least one switching device for selectively connecting a phase motor and the inverter.
본 발명은 동력모드일 경우 배터리로부터 컨버터, 인버터를 통하여 모터에 전력을 공급하며 충전모드일 경우 기존의 회로구성을 이용하여 배터리에 전력을 공급하게 된다. 통상 차량에서는 별도의 충전기가 탑재가 되는데 본 발명은 기존 차량의 회로구성을 이용하여 충전효과를 달성할 수 있다. 따라서 전기자동차의 무게가 가벼워지고, 충전 시 고효율을 달성한다. The present invention supplies power to the motor through the converter, inverter from the battery in the power mode, and supplies power to the battery using the existing circuit configuration in the charge mode. In a typical vehicle, a separate charger is mounted, and the present invention can achieve a charging effect by using a circuit configuration of an existing vehicle. Therefore, the weight of the electric vehicle is lighter, and high efficiency is achieved when charging.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차의 일 실시예를 보여주는 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기자동차의 회로를 보여주는 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전환장치를 확대하여 보여주는 개략도이다. 1 is a schematic view showing an embodiment of an electric vehicle according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a circuit of the electric vehicle shown in FIG. 1.
3 is an enlarged schematic view of the switching device illustrated in FIG. 2.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차(100)의 일 실시예를 보여주는 개략도이다. 1 is a schematic view showing an embodiment of an
도 1을 참고하면, 전기자동차(100)는 전기자동차(100)의 외관을 형성하는 자동차프레임(미도시)을 포함한다. 상기 자동차프레임은 일반적인 자동차와 동일 또는 유사하게 형성된다. 전기자동차(100)는 직류전력을 저장하는 베터리(150)를 포함한다. 또한, 베터리(150)의 직류전류를 승압하거나 강압하는 양방향컨버터(140)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the
전기자동차(100)는 상기 자동차프레임의 일측에 배치되는 구동장치(110)를 포함한다. 구동장치(110)는 구동력을 생성하여 전기자동차(100)를 작동시킨다. 구동장치(110)는 3상 모터(110)를 포함한다. 3상 모터(110)는 외부로 인가되는 3상 전류에 의하여 구동된다. The
전기자동차(100)는 3상 모터(110)에 체결되는 복수개의 단자들(170)을 포함한다. 복수개의 단자들(170)은 3상 모터(110)에 체결되는 제 1 단자(171)를 포함한다. 복수개의 단자들(170)은 3 상 모터(110)에 체결되는 제 2 단자(172)를 포함한다. 복수개의 단자들(170)은 제 3 상 모터(110)에 체결되는 제 3 단자(173)를 포함한다. The
제 1 단자(171) 및 제 2 단자(172)는 서로 상이한 상(phase)의 전류가 인가된다. 제 2 단자(172) 및 제 3 단자(173)는 서로 상이한 상의 전류가 인가된다. 제 1 단자(171) 및 제 3 단자(173)는 서로 상이한 상의 전류가 인가된다. Currents of phases different from each other are applied to the
한편, 전기자동차(100)는 복수개의 단자들(170)에 체결되어 베터리(150)와 3상 모터(110) 상이에 개재되며, 상호간에 전원을 직류-교류변환하여 전달하는 인버터(130)를 포함한다. On the other hand, the
인버터(130)는 유입되는 전류를 베터리(150)로 송출하고, 베터리(150)의 전류를 3상 모터(110)로 증폭시키는 적어도 하나의 전류변환부(미표기)를 포함한다. 상기 적어도 하나의 전류변환부는 복수개를 포함한다. 상기 복수개의 전류변환부들은 6개로 형성될 수 있다. The
한편, 상기 적어도 하나의 전류변환부는 전원공급부(160)로부터 유입되는 전류를 베터리(150)로 송출하는 적어도 하나의 스위치부(132)를 포함한다. 상기 적어도 하나의 전류변환부는 베터리(150)의 전류를 3상 모터(110)로 증폭하여 공급하는 트랜지스터부(131)를 포함한다. On the other hand, the at least one current converter includes at least one
적어도 하나의 스위치부(132)는 복수개의 단자들(170)로부터 베터리(150)로 전류를 통전시키는 다이오드(132)를 포함한다. 적어도 하나의 스위치부(132)는 다이오드(132)와 유사하게 전류를 스위칭(switching)할 수 있는 모든 장치를 포함한다. The at least one
전기자동차(100)는 복수개의 단자들(170) 일측에 체결되어 외부의 전력을 베터리(150)로 공급하는 전원공급부(160)를 포함한다. 전원공급부(160)는 외부 전원과 연결되고, 복수개의 단자들(170)과 연결되는 적어도 하나의 공급단자(162)를 포함한다. 전원공급부(160)는 적어도 하나의 공급단자(162)에 배치되는 적어도 하나의 인덕터(163)를 포함한다. 전원공급부(160)는 적어도 하나의 공급단자(162)와 체결되어 외부의 전원과 연결되는 커넥터(161)를 포함한다. The
적어도 하나의 인턱터(163)와 적어도 하나의 공급단자(162)는 복수개를 포함한다. 복수개의 공급단자들(162)은 제 1 단자(171), 제 2 단자(172) 및 제 3 단자(173)에 각각 체결되는 제 1 공급단자(162a), 제 2 공급단자(162b) 및 제 3 공급단자(162c)를 포함한다. At least one
또한, 복수개의 인덕터들(163)은 제 1 공급단자(162a)에 배치되는 제 1 인덕터(163a)를 포함한다. 복수개의 인덕터들(163)은 제 2 공급단자(162b)에 배치되는 제 2 인덕터(163b)를 포함한다. 복수개의 인덕터들(163)은 제 3 공급단자(162c)에 배치되는 제 3 인덕터(163c)를 포함한다. In addition, the plurality of
한편, 전기자동차(100)는 복수개의 단자들(170)에 배치되어 전원공급부(160), 3상 모터(110) 및 인버터(130)를 선택적으로 연결하는 적어도 하나의 전환장치(120)를 포함한다. 적어도 하나의 전환장치(120)는 복수개를 포함할 수 있다. Meanwhile, the
복수개의 전환장치들(120)은 제 1 단자(171) 상에 배치되어 제 1 단자(171) 및 제 1 공급단자(162a)를 선택적으로 연결하는 제 1 전환장치(121)를 포함한다. 복수개의 전환장치들(120)은 제 2 단자(172) 상에 배치되어 제 2 단자(172) 및 제 2 공급단자(162b)를 선택적으로 연결하는 제 2 전환장치(122)를 포함한다. 복수개의 전환장치들(120)은 제 3 단자(173) 상에 배치되어 제 3 단자(173) 및 제 3 공급단자(162c)를 선택적으로 연결하는 제 3 전환장치(123)를 포함한다.The plurality of
복수개의 전환장치들(120)은 전기자동차(100)를 충전하거나 3상 모터(110)를 구동하는 경우 선택적으로 제 1 단자(171), 제 2 단자(172) 및 제 3 단자(173)를 개폐한다. 이때, 복수개의 전환장치들(120)을 일반적인 스위치(120)를 포함할 수 있다. 복수개의 전환장치들(120)은 제 1 단자(171), 제 2 단자(172) 및 제 3 단자(173)를 선택적으로 개폐하는 모든 장치를 포함한다. The plurality of
이하에서는 전기자동차(100)의 구동 및 충전 방법에 대해서 자세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a driving and charging method of the
도 2는 도 1에 도시된 전기자동차(100)의 회로를 보여주는 회로도이다. 도 3은 도 2에 도시된 전환장치(120)를 확대하여 보여주는 개략도이다. FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a circuit of the
도 2 및 도 3을 참고하면, 사용자가 전기자동차(100)의 운행을 멈추고 충전하는 경우 사용자는 커넥터(161)를 상기 외부 전원과 체결한다. 전류는 커넥터(161)를 통하여 상기 외부 전원에 공급된다. 2 and 3, when the user stops and charges the
상기 외부 전원에서 공급되는 전류를 복수개의 공급단자들(162)을 통하여 이동한다. 상기 전류는 제 1 공급단자(162a), 제 2 공급단자(162b) 및 제 3 공급단자(162c)에 각각 공급된다. The current supplied from the external power source is moved through the plurality of
이 때, 상기 외부 전원이 3상 전류인 경우 제 1 공급단자(162a), 제 2 공급단자(162b) 및 제 3 공급단자(162c)를 통하여 각각 이동한다. At this time, when the external power source is a three-phase current, the external power source is moved through the
반면, 상기 외부 전원인 단상 교류 전류인 경우 제 1 공급단자(162a), 제 2 공급단자(162b) 및 제 3 공급단자(162c) 중 2개의 공급단자들(162)을 통하여 공급된다. 상기 전류는 제 1 인덕터(163a), 제 2 인덕터(163b) 및 제 3 인덕터(163c)를 통하여 유동한다. 제 1 공급단자(162a), 제 2 공급단자(162b) 및 제 3 공급단자(162c)는 동일 유사하게 작동한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 공급단자(162a)를 중심으로 설명한다. On the other hand, in the case of the single-phase AC current which is the external power source, it is supplied through two
이 때, 상기 전류가 커넥터(161)를 통하여 통전되는 것으로 판단되면, 제 1 전환장치(121)는 제 1 단자(171)와 제 1 공급단자(162a)가 전기적으로 연결되도록 작동한다. 제 1 단자(171)와 제 1 공급단자(162a)가 작동하면, 제 1 공급단자(162a)의 전류는 제 1 단자(171)로 공급된다. At this time, if it is determined that the current is energized through the
제 1 단자(171)로 공급된 전류는 제 1 다이오드(132a)를 통하여 양방향 컨버터(140)로 이동힌다. 양방향 컨커버(140)로 이동한 전류는 베터리(150)에 충전된다. The current supplied to the
제 2 단자(172) 및 제 3 단자(173)에 공급되는 전류도 상기 제 1 단자(171)에 공급되는 전류와 동일하게 베터리(150)에 충전된다. The current supplied to the
반면, 전기자동차(100)가 구동하는 경우, 베터리(150)에 저장된 전류는 양방향 컨버터(140)를 통하여 인버터(130)로 공급된다. 인버터(130)로 공급된 전류는 제 1 단자(171), 제 2 단자(172) 및 제 3 단자(173)를 통하여 3상 모터(110)로 제공된다. 제 1 단자(171), 제 2 단자(172) 및 제 3 단자(173)를 이동하는 전류는 서로 동일 또는 유사하게 형성된다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 단자(171)를 중심으로 설명한다. On the other hand, when the
상기에서와 같이 양방향 인버터(130)로 공급되는 전류는 제 1 트랜지스터부(131)를 통하여 증폭된다. 제 1 트랜지스터부(131)를 통하여 증폭된 전류는 제 1 단자(171)를 통하여 이동한다. As described above, the current supplied to the
제 1 단자(171), 제 2 단자(172) 및 제 3 단자(173)를 이동하는 전류는 서로 상이한 상(phase)를 갖도록 형성될 수 있다. Currents moving through the
한편, 제 1 단자(171)에 배치되는 제 1 전환장치(121)는 제 1 단자(171)를 폐쇄한다. 이 때, 제 1 전환장치(121)는 제 1 단자(171)와 제 1 공급단자(162a)의 연결을 차단한다. 따라서 인버터(130)를 통하여 제 1 단자(171)로 공급되는 전류는 3상 모터(110)로 공급된다. Meanwhile, the
본 발명에 따른 전기자동차(100)는 상기에서와 같이 간편하게 충전이 가능하다. 또한, 별도의 충전장치를 구비하지 않고, 적어도 하나의 인덕터(163)를 통하여 충전하므로 전기자동차(100)의 무게를 저감시킬 수 있다. The
100 : 전기자동차 150 : 베터리
110 : 3상 모터] 160 : 전원공급부
121 : 제 1 전환장치 161 : 커넥터
122 : 제 2 전환장치 162 : 공급단자
123 : 제 3 전환장치 163 : 인덕터
130 : 인버터 163a : 제 1 인덕터
140 : 양방향컨버터 100: electric vehicle 150: battery
110: three-phase motor] 160: power supply
121: first switching device 161: connector
122: second switching device 162: supply terminal
123: third switching device 163: inductor
130:
140: bidirectional converter
Claims (9)
상기 3상 모터에 체결되는 복수개의 단자들과,
상기 복수개의 단자들에 체결되어 상기 베터리와 상기 3상 모터 사이에 개재되며, 상호간에 전원을 직류-교류변환하여 전달하는 인버터와,
상기 복수개의 단자들 일측에 체결되어 외부의 전력을 상기 베터리로 공급하는 전원공급부와,
상기 복수개의 단자들에 배치되어 상기 전원공급부, 상기 3상모터 및 상기 인버터를 선택적으로 연결하는 적어도 하나의 전환장치를 포함하는 전기자동차.In an electric vehicle having a three-phase motor and a battery,
A plurality of terminals fastened to the three-phase motor,
An inverter which is fastened to the plurality of terminals and interposed between the battery and the three-phase motor, and which transfers power by DC-AC conversion between the batteries;
A power supply unit coupled to one side of the plurality of terminals to supply external power to the battery;
And at least one switching device disposed at the plurality of terminals to selectively connect the power supply unit, the three-phase motor, and the inverter.
상기 전원공급부는,
외부 전원과 연결되고 상기 복수개의 단자들과 연결되는 적어도 하나의 공급단자와,
상기 적어도 하나의 공급단자에 배치되는 적어도 하나의 인턱터를 포함하는 전기자동차.The method according to claim 1,
The power supply unit,
At least one supply terminal connected to an external power source and connected to the plurality of terminals;
An electric vehicle comprising at least one inductor disposed in the at least one supply terminal.
상기 적어도 하나의 공급단자 및 상기 적어도 하나의 인덕터는 복수개를 포함하는 전기자동차.The method according to claim 2,
The at least one supply terminal and the at least one inductor comprises a plurality.
상기 전원공급부는 상기 적어도 하나의 공급단자에 체결되어 상기 외부의 전원과 연결되는 커넥터를 더 포함하는 전기자동차.The method according to claim 2,
The electric power supply unit further comprises a connector fastened to the at least one supply terminal and connected to the external power.
상기 복수개의 단자들은 상기 3상 모터의 각 상에 해당하는 제 1 단자, 제 2 단자 및 제 3 단자를 포함하는 전기자동차.The method according to claim 1,
The plurality of terminals includes a first terminal, a second terminal and a third terminal corresponding to each phase of the three-phase motor.
상기 적어도 하나의 전환장치는 복수개를 포함하고,
상기 각 전환장치는 상기 제 1 단자, 상기 제 2 단자 및 상기 제 3 단자에 각각 배치되는 전기자동차.The method according to claim 5,
The at least one switching device includes a plurality,
Each of the switching devices is disposed in the first terminal, the second terminal and the third terminal, respectively.
상기 인버터는 유입되는 전류를 상기 베터리로 송출하고, 상기 베터리의 전류를 상기 3상 모터로 증폭하시키는 적어도 하나의 전류변환부를 구비하는 전기자동차.The method according to claim 1,
The inverter includes at least one current conversion unit for transmitting the current flowing into the battery and amplifies the current of the battery to the three-phase motor.
상기 적어도 하나의 전류변환부는
상기 전원공급부로부터 유입되는 전류를 상기 베터리로 송출하는 적어도 하나의 스위치부와,
상기 베터리의 전류를 상기 3상 모터로 증폭하여 공급하는 트랜지스터부를 포함하는 전기자동차.The method according to claim 7,
The at least one current conversion unit
At least one switch unit for transmitting a current flowing from the power supply unit to the battery;
And a transistor unit for amplifying and supplying current of the battery to the three-phase motor.
상기 적어도 하나의 스위치부는 상기 단자들로부터 전류를 상기 베터리로 통전시키는 다이오드인 전기자동차.The method according to claim 8,
And the at least one switch unit is a diode that conducts current from the terminals to the battery.
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