KR20120081824A

KR20120081824A - 전기자동차 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20120081824A
Application number: KR1020110003172A
Authority: KR
Inventors: 박상민
Original assignee: (주)브이이엔에스
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2012-07-20

Abstract

본 발명은 전기자동차 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 전기자동차가 소정의 동작을 수행하는데 있어서 안정적인 전원 공급 및 차단을 위해 전원 공급을 스위칭하는 PRA의 상태를 모니터링하여 배터리의 전력을 공급하거나 차단하기 위해 구비되는 복수의 스위치에 대하여, 스위치의 설정을 제어할 뿐 아니라, 스위칭 결과를 피드백 받아 정확한 스위칭 제어가 가능하도록 하고, 그에 따른 오동작을 방지한다.

Description

전기자동차 및 그 제어방법{Electric vehicle and operating method}

본 발명은 전기자동차 및 그 제어방법에 관한 것으로, 스위칭 수단의 상태를 모니터링 하여 안정적으로 충전된 전원을 공급 또는 차단하는 전기자동차 및 그 제어방법에 관한 것이다.

전기자동차는 장래의 자동차 공해 및 에너지 문제를 해결할 수 있는 가장 가능성 높은 대안이라는 점에서 연구가 활발하게 진행되고 있다.

전기자동차(Electric vehicle; EV)는 주로 배터리의 전원을 이용하여 AC 또는 DC 모터를 구동하여 동력을 얻는 자동차로서, 크게 배터리전용 전기자동차와 하이브리드 전기자동차로 분류되며, 배터리전용 전기자동차는 배터리의 전원을 이용하여 모터를 구동하고 전원이 다 소모되면 재충전하고, 하이브리드 전기자동차는 엔진을 가동하여 전기발전을 하여 배터리에 충전을 하고 이 전기를 이용하여 전기모터를 구동하여 차를 움직이게 할 수 있다.

또한, 하이브리드 전기자동차는 직렬 방식과 병렬 방식으로 분류될 수 있으며, 직렬 방식은 엔진에서 출력되는 기계적 에너지는 발전기를 통하여 전기적 에너지로 바뀌고 이 전기적 에너지가 배터리나 모터로 공급되어 차량은 항상 모터로 구동되는 자동차로 기존의 전기자동차에 주행거리의 증대를 위하여 엔진과 발전기를 추가시킨 개념이고, 병렬 방식은 배터리 전원으로도 차를 움직이게 할 수 있고 엔진(가솔린 또는 디젤)만으로도 차량을 구동시키는 두 가지 동력원을 사용하고 주행조건에 따라 병렬 방식은 엔진과 모터가 동시에 차량을 구동할 수도 있다.

또한, 최근 모터/제어기술도 점점 발달하여 고출력, 소형이면서 효율이 높은 시스템이 개발되고 있다. DC모터를 AC모터로 변환함에 따라 출력과 EV의 동력성능(가속성능, 최고속도)이 크게 향상되어 가솔린차에 비하여 손색없는 수준에 도달하였다. 고출력화를 추진하면서 고회전함에 따라 모터가 경량소형화되어 탑재중량이나 용적도 크게 감소하였다.

이러한 전기자동차는 구비되는 배터리를 충전하여, 충전된 전원을 이용하여 자동차를 기동함에 따라, 시동 시 배터리에 충전된 전류를 차량에 안정적으로 공급하고 또는 시동 오프 시 정확하게 차단할 필요가 있다.

배터리에 충전된 전류를 공급하거나 차단하기 위해, 전기자동차는 스위칭 수단으로써 복수의 릴레이를 구비하는데, 이러한 복수의 릴레이를 제어하는데 있어서 스위치가 오동작하는 경우 전원공급 또는 차단에 문제가 발생할 수 있다.

특히 릴레이는 과전류로 인한 고열로 파손될 우려가 있어, 전기자동차의 주요 동력원인 전원 공급에 차질이 발생할 수 있다. 또한, 릴레이의 파손 여부를 확인하기 위해서는 부품의 일부를 탈거해야 하는 번거로움이 있다.

본 발명의 목적은, 전기자동차에 구비되는 배터리의 충전 전류를 공급함에 있어서 스위칭 수단으로써 구비되는 복수의 릴레이에 관하여 그 상태를 모니터링 하여 파손 여부를 용이하게 판단하는 전기자동차 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기자동차는 고전압의 동작전원을 축전하여 공급하는 배터리; 모터의 구동을 제어하는 모터제어부(MCU, Moter control unit); 복수의 릴레이 및 프리차지 저항을 포함하고, 상기 복수의 릴레이의 동작 여부에 따라 상기 배터리의 동작전원이 차량에 공급되도록 스위칭하는 PRA(Power Relay Assembly); 상기 PRA에 설치되어, 상기 프리차지 저항의 온도를 측정하는 저항온도센서; 및 차량의 주행을 제어하고, 상기 배터리의 전원을 공급하는 과정에서 상기 복수의 릴레이가 순차적으로 스위칭 되도록 제어하며, 상기 저항온도센서로부터 입력되는 측정온도의 크기에 대응하여 상기 PRA의 파손 여부를 모니터링 하고, 상기 PRA가 정상 상태이면, 정상 전압의 동작전원을 상기 배터리로부터 상기 모터제어부로 공급하는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 전기자동차의 제어방법은 동작전원 공급을 위해, 배터리와 모터제어부를 연결하는 PRA에 포함된 복수의 릴레이를 순차적으로 동작시키는 단계; 상기 PRA에 포함된, 프리차지 저항에 의해 전압 강하된 동작전원을 상기 모터제어부로 공급하는 단계; 저항온도센서를 통해 상기 프리차지 저항의 온도값을 측정하여, 상기 PRA의 파손 여부를 모니터링하는 단계; 및 상기 PRA가 정상 상태이면, 정상 전압의 동작전원을 상기 배터리로부터 상기 모터제어부로 공급하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 전기자동차 및 그 제어방법은 배터리의 전원을 공급하거나 차단하는데 있어서 구비되는 복수의 릴레이의 상태를 모니터링 함으로써, 부품의 탈거 없이 릴레이의 파손 여부를 용이하게 판단할 수 있고, 안정적인 전원공급이 가능하다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 제어 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1의 전기자동차의 제어에 따른 PRA의 구성 및 연결 상태를 설명하기 위해 참조되는 도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 PRA 모니터링 및 제어방법이 도시된 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 제어 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

본 발명에 따른 전기자동차는 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리(130), 배터리 관리부(BMS)(120), PRA(140), 센서부(170), 인터페이스부(180), 모터(160), 모터제어부(MCU)(150), 및 차량 주행 및 동작에 따른 전반을 제어하는 제어부(VCM)(110)를 포함한다.

인터페이스부(180)는 운전자의 조작에 의해 소정의 신호를 입력하는 입력수단과, 전기 자동차의 현 상태 동작 중 정보를 출력하는 출력수단, 그리고 운전자에 의해 조작되어 차량을 제어하는 조작수단을 포함한다.

출력수단은 정보를 표시하는 디스플레이부, 음악, 효과음 및 경고음을 출력하는 스피커 그리고 각종 상태등(lamp)을 포함한다. 예를 들어 방향지시등, 테일램프, 헤드램프를 포함하며, 차량 내부에서 운전자에게 차량의 상태를 지시하는 램프를 포함한다.

입력수단은 차량 주행에 따른 동작 제어를 위한 복수의 스위치와 버튼을 포함하며, 이는 운전자에 의해 조작된다. 또한, 조작수단은 운전을 위한 스티어링 휠, 액셀러레이터, 브레이크를 포함한다.

배터리(130)는 복수의 배터리 셀로 구성되며, 고전압의 전기에너지를 저장한다. 소정의 충전소 또는 차량 충전설비 또는 가정에서 외부로부터 전원을 공급받아 충전된다.

배터리 관리부, 즉 BMS(Battery management system)(120)는 배터리(130)의 잔여용량을 체크하여 충전이 필요한 지 여부를 판단하고, 배터리에 저장된 충전전류를 전기자동차의 각 부로 공급하는데 따른 관리를 수행한다.

이때, BMS(120)는 배터리를 충전하고 사용할 때, 배터리 내의 셀 간의 전압차를 고르게 유지하여, 배터리가 과충전되거나 과방전되지 않도록 제어하여, 배터리의 수명을 연장한다.

또한, BMS(120)는 전류사용에 대한 관리를 통해 차량이 장시간 주행할 수 있도록 하고, 공급되는 전류에 대한 보호 회로를 포함한다.

BMS(120)는 전기자동차에 구비되는 연결단자 또는 연결회로를 통해, 전기 충전소에 연결되는 경우, 공급되는 충전전류를 배터리(130)에 인가하여 배터리가 충전되도록 한다. 이때, 전기자동차는 충전전류를 이용하여 배터리(130)를 충전하는 충전기, 또는 필요한 전원으로 변환하는 컨버터 및 인버터를 더 포함한다.

모터제어부(MCU)(150)는 제어부(110)의 제어명령에 따라, 연결된 적어도 하나의 모터(160)를 구동하기 위한 제어신호를 생성하여 모터(160)로 인가한다. 또한, 모터제어부(MCU)(150)는 배터리(130)에 충전된 고전압의 전원이 모터 특성에 맞게 변경되어 공급되도록 한다.

PRA(Power relay assembly)(140)는 고전압을 스위칭하기 위한 스위칭 수단으로써, 복수의 릴레이와 센서를 포함하여, 배터리(130)로부터 인가되는 고전압의 동작전원을 특정 위치로 인가하거나 차단한다.

특히 PRA(140)는 차량 시동 시, 고전압의 동작전원이 갑자기 공급되지 않도록 순차적으로 릴레이를 제어하여 차량에 안정적으로 전원이 공급되도록 하고, 시동 오프 시, 순차적으로 릴레이를 제어하여 전원 공급을 차단한다.

센서부(170)는 차량 내부 및 외부에 복수의 센서를 포함하여 다양한 감지신호를 입력한다. 센서부(170)는 차량 주행, 또는 차량이 소정 동작을 수행하는 중에 발생하는 신호를 감지하여 제어부(110)로 입력한다. 이때 설치되는 위치에 따라 센서의 종류는 각각 상이하다.

특히 센서부(170)는 PRA(140)의 온도를 측정하는 저항온도센서(171)를 포함한다. 저항온도센서(171)는 PRA(140) 내부에 구비되는 소정 저항에 대하여 그 온도를 측정하여 제어부(110)로 입력한다.

제어부(VCM)(110)는 인터페이스부(180) 및 센서부(170)의 입력에 대응하여 설정된 동작이 수행되도록 소정의 명령을 생성하여 인가하여 제어하고, 데이터의 입출력을 제어하여 동작상태가 표시되도록 한다.

또한, 제어부(110)는 BMS(120)를 통해 배터리(130)를 관리하고, PRA(140)로 스위칭 신호를 인가하여 특정 위치(부품)로의 전원 공급 또는 전원 차단을 제어한다.

제어부(110)는 센서부(170)의 저항온도센서(171)로부터 입력되는 온도값에 대응하여, PRA(140)의 상태를 모니터링하고, PRA(140)의 파손 여부를 판단한다.

제어부(110)는 PRA(140)의 온도가 기준온도 이상이 되면 PRA(140)에 대한 파손 경고를 인터페이스부(180)를 통해 출력한다. 또한, 경우에 따라 차량의 동작을 제한할 수 있다.

도 2는 도 1의 전기자동차의 제어에 따른 PRA의 구성 및 연결 상태를 설명하기 위해 참조되는 도이다.

PRA(140)는 MCU(150), 제어부(VCM) (110), 배터리(130), 컨버터(미도시), 충전기 및 컨버터(190)에 연결되어, 제어부(110)의 제어신호에 따라 릴레이를 스위칭하여, 배터리(130)의 전원을 공급한다.

PRA(140)는 복수의 릴레이와 센서, 그리고 저항을 포함하는데, 특히 제 1 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(-))(143), 제 2 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(+))(142), 프리 차지 릴레이(Pre-Charge relay)(141) 그리고 전류센서(current sensor)(144)를 포함한다. 이때, 프리 차지 릴레이(141)는 프리차지 저항(145)과 직렬 연결된다.

제 1 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(-))(143)는 플러그(미도시), 프리 차지 릴레이(PRE-Charge relay)(141) 그리고 제어부(VCM)(110)에 연결된다. 또한, 제 1 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(-))(143)는 MCU(151)의 디씨 링크단(DC-link)(151), 충전기 및 컨버터(190)와 배터리(130)의 마이너스단(-)을 연결한다.

제 2 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(+))(142)는 제어부(VCM)(110)와 프리 차지 릴레이(PRE-Charge relay)(141)에 연결된다. 또한, 제 2 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(+))(142)는 배터리(190)의 플러스단(+)과, MCU(150), 충전기 및 컨버터(190)를 연결한다.

프리 차지 릴레이(PRE-Charge relay)(141)와 전류센서(144)는 각각 제어부(VCM)(110)에 연결된다.

프리 차지 릴레이(PRE-Charge relay)(141)는 소정 크기의 프리차지 저항 (Pre-charge register)(145)과 직렬 연결되며, 제 2 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(+))(142)에 병렬연결됨에 따라 제 2 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(+))(142)에 대한 바이패스를 형성한다.

프리차지 저항(145)에는 센서부(170)의 저항온도센서(171)가 구비된다. 저항온도센서(171)는 프리차지 저항(145)의 온도를 측정하여 제어부(110)로 입력한다. 이때, 저항온도센서(171)는 프리차지 저항(145)의 표면에 설치되는 것이 바람직하다.

전류센서(144)는 배터리(190)의 마이너스단(-)과 제 1 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(-))(143)가 연결되는 라인에 연결되어 전류를 측정한다.

이때, PRA(140)에 포함되는 각 릴레이와 센서는 상호 연결된다.

BMS(120)는 배터리(130)와 연결되며, 충전기 및 컨버터(190), 제어부(VCM)(110)와 연결된다. 충전기 및 컨버터(190)는 PRA(170)의 릴레이 스위칭에 따라 배터리(190)와 연결되고 BMS(180) 및 제어부(VCM)(110)의 제어신호에 따라 소정 동작을 수행한다.

제어부(VCM)(110)는 전술한 바와 같이 BMS(120), PRA(140), 충전기 및 컨버터(190), 그리고 MCU(150)와 연결된다.

제어부(110)는 연결된 각 부분의 상태 정보에 기초하여 소정 신호를 생성하여 인가하는데, 특히 BMS(120)의 상태정보와 측정되는 전류 등에 대응하여 PRA(140)로 스위칭 신호를 인가한다.

이때, PRA(140)의 제 1 메인 컨택트 릴레이, 제 2 메인 컨택트 릴레이는 각각 제어부(110)에 별도의 연결선으로 연결되어, 각각 제어부(110)로부터 입력되는 스위칭 제어신호에 따라 동작하며, 각 릴레이가 온(ON)되면 그에 따라 소정 전압을 피드백 신호로써 제어부(110)로 입력한다. 제어부(110)는 입력되는 전압값에 따라 제 1 메인 컨택트 릴레이 또는 제 2 메인 컨택트 릴레이가 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태인지 체크한다.

PRA(140)는 제어부(110)로부터 인가되는 제어신호에 따라, 상기와 같이 구비되는 복수의 릴레이가 스위칭 된다. 특히 PRA(140)는 차량 시동 시 또는 차량의 시동이 꺼지는 경우, 구비되는 복수의 릴레이가 소정 순서에 따라 스위칭 됨에 따라 차량의 각 부로 배터리(130)에 저장된 고전압의 동작전원이 인가되거나 차단되도록 한다.

프리 차지 릴레이(PRE-Charge relay)(141)는 제 2 메인 컨택트 릴레이(142)가 ON되기 전, 강하된 전압을 제공하여, 높은 전압을 사용하는 전기자동차에서, 전압의 급격한 상승으로 인한 MCU(150)의 손상을 방지하기 위한 것이다.

이러한 프리 차지 릴레이(141)는 제 2 메인 컨택트 릴레이(142)가 ON되기 전, 차량 내의 전장 부하로 인하여 과전류가 발생하는 경우, 고열로 인하여 파손될 수 있다.

프리 차지 릴레이(PRE-Charge relay)(141)가 ON되면, 연결된 프리차지 저항(145)에 전압이 인가되어 프리차지 저항(145)의 온도가 상승하는데, 과전류 발생 시, 프리차지 저항(145)에도 동일하게 과전류가 인가되므로, 프리차지 저항(145)의 온도가 크게 상승한다.

제어부(110)는 프리차지 저항(145)에 설치되는 저항온도센서(171)로부터 프리차지 저항(145)의 온도값을 입력받아, 프리차지 저항(145)의 온도를 바탕으로 프리 차지 릴레이(141)의 파손 여부를 판단한다.

제어부(110)는 제 2 메인 컨택트 릴레이(142)를 ON 시키기 전, 저항온도센서(171)에 의해 측정된 온도가 기준온도 이상이면 PRA(140)가 파손된 것으로 판단하여 경고를 출력하고, 기준온도 미만이면 MCU(150)에 인가된 전압의 크기에 따라 제 2 메인 컨택트 릴레이(142)가 ON되도록 하여, 정상 전압이 공급되도록 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 PRA 모니터링 및 제어방법이 도시된 순서도이다.

도 3을 참조하면, 전기자동차 시동 시, 제어부(110)는 배터리(130)의 충전 전원을 공급하는데 있어서, PRA(140)에 포함되는 복수의 릴레이가 순차적으로 동작하도록 제어신호를 각 릴레이에 인가한다.

제어부(110)에서 PRA(140)의 제 1 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(-))(143)로 신호를 인가하면, 제 1 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(-))(143)는 ON 상태로 스위칭 된다(S310).

제 1 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(-))(143)가 ON상태가 되면 배터리(130)의 마이너스단과 MCU(150)가 연결된다. 이때, 제어부(VCM)(110)는 배터리(130)와 메인 컨택트 릴레이(-)(Main contact relay)(143) 사이에 연결된 전류센서(144)로부터 측정되는 전류값을 지속적으로 입력받는다.

제어부(VCM)(110)는 제 1 메인 컨택트 릴레이(143)가 온(ON)되어 정상 동작하면, 프리 차지 릴레이(PRE-Charge relay)(141)로 스위칭을 위한 제어신호를 인가한다. 그에 따라 프리 차지 릴레이(PRE-Charge relay)(141)가 ON 상태가 된다(S320).

이때, 프리 차지 릴레이(PRE-Charge relay)(141)가 ON되면, 프리 차지 릴레이(PRE-Charge relay)(141)에 의해 배터리(130)의 플러스단과 MCU(150)가 연결된다.

프리 차지 릴레이(141)가 온(ON)됨에 따라, 배터리(130)의 동작전원이 MCU(150)로 공급되어, MCU(150)의 디씨 링크단(DC_link)의 커패시터(151)에 전압이 인가된다(S330). 또한, 배터리(130)의 동작전원이 각 부로 인가된다.

단, 프리 차지 릴레이(PRE-Charge relay)(141)는 프리차지 저항(145)과 직렬 연결됨에 따라, 저항값의 크기 따라 전압 또는 전류가 강하되어 공급된다.

또한, 프리 차지 릴레이(141)가 온(ON) 됨에 따라, 프리차지 저항(145)에 전압이 인가되어 프리차지 저항(145)의 온도가 상승한다.

프리차지 저항(145)에 설치된 저항온도센서(171)는 프리차지 저항(145)의 표면 온도를 측정하여 제어부(110)로 입력한다(S340).

제어부(110)는 저항온도센서(171)에 의해 측정된 온도를 기 설정된 기준온도와 비교하여, 프리 차지 릴레이(141)의 상태를 판단한다(S350).

이때, 기준온도는 프리 차지 릴레이(141)의 파손 여부를 판단하기 위한 기준으로, 프리차지 저항은 일정온도 이상이 되면 파손되므로, 과전류로 인한 릴레이 파손 시 동일한 과전류가 흐르는 제 1 저항 또한 파손되므로, 프리차지 저항의 파손 가능성을 바탕으로 프리차지 릴레이(141)의 파손 여부를 판단할 수 있다.

기준온도는 과전류에 의해 프리 차지 릴레이(141) 또는 프리차지 저항(145)이 파손되기 시작하는 시점을 기준으로, 파손 시작 시점의 프리차지 저항의 온도보다 낮은값으로 설정되는 것이 바람직하다.

측정온도가 기준온도 이상이면, 제어부(110)는 프리차지 저항(145) 또는 프리차지 릴레이(141)가 파손된 것으로 판단하여 경고를 출력하고(S380), 전원이 정상 공급되지 못하는 것으로 판단하여 동작이 정지되도록 한다(S390).

한편, 측정온도가 기준온도 미만이면, 제어부(110)는 프리차지 저항 및 프리차지 릴레이(141)가 정상 상태인 것으로 판단하여 MCU(150)의 디씨링크단(DC-link)에 인가되는 전압값을 입력받아 기준값과 비교한다(S360).

제어부(110)는 MCU(150)로 공급되는 전압이 기준값 미만이면, 전압값이 기준값 이상이 되기까지 대기한다. 이때, 제어부(110)는 저항온도센서(171)로부터 지속적으로 프리차지 저항(145)의 온도값을 입력받아, 기준온도와 비교한다(S340, S350).

또한, 제어부(110)는 MCU(150)로 공급되는 전압이 기준값에 도달하기 전에 프리차지 저항(145)에 대한 측정온도가 기준온도 이상이면 앞서 설명한 바와 같이 프리차지 저항(145) 또는 프리차지 릴레이(141)가 파손된 것으로 판단하여 경고를 출력하고(S380), 전원이 정상 공급되지 못하는 것으로 판단하여 동작이 정지되도록 한다(S390).

제어부(110)는 프리차지 저항(145)의 측정온도가 기준온도 미만이고, MCU(150)의 디씨링크단(DC-link)(151)의 전압이 기준값 이상이면, 제 2 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(+))(142)로 제어신호를 인가하여, 제 2 메인 컨택트 릴레이(142)가 온(On)으로 스위칭 되도록 한다(S370).

프리 차지 릴레이(141)와 제 2 메인 컨택트 릴레이(142)는 병렬 연결되므로, 제 2 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(+))(142)가 ON되면, 프리 차지 릴레이(PRE-Charge relay)(141)를 통해 흐르던 전류가, 저항이 작은 제 2 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(+))(142)를 통해 흐르게 된다.

제 2 메인 컨택트 릴레이(142)가 정상 동작하면 제어부(110)는 프리 차지 릴레이(PRE-Charge relay)(141)를 OFF시킨다.

그에 따라 최종적으로 배터리(130)의 전원이 각 부로 정상 공급되어, 전기 자동차가 정상 동작한다. 시동 오프 시에도 PRA의 복수의 릴레이를 순차적으로 오프 시켜 배터리(130)의 전원 공급을 차단한다.

따라서, 본 발명의 전기자동차는 배터리(130)의 전원을 공급하는 과정에서, PRA(140)의 상태, 특히 프리 차지 릴레이의 손상 여부를 프리 차지 릴레이와 연결되는 프리차지 저항의 온도값을 통해 모니터링 함으로써, 프리 차지 릴레이 또는 프리 차지 저항의 파손 여부를 용이하게 판단할 수 있다.

그에 따라 정상적인 전원 공급을 시작하기 전에 과전류 등으로 인한 이상 발생 시 MCU등의 구성이 파손되는 것을 방지할 수 있어, 고전압의 전원을 안정적으로 공급하고 차단할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

110: 제어부 (VCM) 120: BMS
130: 배터리 140: PRA
150: 모터제어부(MCU) 160: 모터
170: 센서부 171: 저항온도센서
180: 인터페이스부

Claims

고전압의 동작전원을 축전하여 공급하는 배터리;
모터의 구동을 제어하는 모터제어부(MCU, Moter control unit);
복수의 릴레이 및 프리차지 저항을 포함하고, 상기 복수의 릴레이의 동작 여부에 따라 상기 배터리의 동작전원이 차량에 공급되도록 스위칭하는 PRA(Power Relay assembly);
상기 PRA에 설치되어, 상기 프리차지 저항의 온도를 측정하는 저항온도센서; 및
차량의 주행을 제어하고, 상기 배터리의 전원을 공급하는 과정에서 상기 복수의 릴레이가 순차적으로 스위칭 되도록 제어하며, 상기 저항온도센서로부터 입력되는 측정온도의 크기에 대응하여 상기 PRA의 파손 여부를 모니터링 하고, 상기 PRA가 정상 상태이면, 정상 전압의 동작전원을 상기 배터리로부터 상기 모터제어부로 공급하는 제어부를 포함하는 전기자동차.
제 1 항에 있어서,
상기 PRA는 상기 배터리의 마이너스단과 상기 모터제어부를 연결하는 제 1 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(+));
상기 배터리의 플러스단과 상기 모터제어부를 연결하는 제 2 메인 컨택트 릴레이(Main contact relay(+));
상기 제 2 메인 컨택트 릴레이에 병렬 연결되어 상기 제 2 메인 컨택트 릴레이에 대한 바이패스(Bypath)를 형성하는 프리 차지 릴레이(Pre-Charge relay)(173); 및
상기 프리 차지 릴레이와 직렬 연결되는 프리 차지 저항을 포함하고,
상기 저항온도 센서는 상기 프리 차지 저항의 표면에 설치되어 상기 프리 차지 저항의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제 1 메인 컨택트 릴레이를 동작 시킨 후, 상기 프리 패스 릴레이를 동작시켜 상기 모터제어부로 전압강하된 전원이 공급되도록 하고, 상기 프리차지 저항의 온도값이 상기 저항온도센서에 의해 측정되어 입력되면, 측정온도와 기준온도를 비교하여 상기 PRA의 파손 여부를 판단하는 전기자동차.
제 3 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 측정온도가 상기 기준온도 이상이면, 상기 프리차지 저항 또는 상기 프리 차지 릴레이가 파손된 것으로 판단하여, 파손 경고를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
제 3 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 측정온도가 상기 기준온도 미만이고, 상기 모터제어부에 인가된 전압값이 기준값 이상이면 상기 제 2 메인 컨택트 릴레이가 동작하도록 제어하여, 정상 전압의 동작전원이 차량에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 모터제어부에 인가된 전압값이 상기 기준값 미만이면, 상기 모터제어부에 인가된 전압값이 상기 기준값에 도달하기까지, 상기 저항온도센서로부터 지속적으로 상기 프리차지 저항의 온도값을 입력받아 상기 기준온도와 비교하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
제 6 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 모터제어부에 인가된 전압값이 상기 기준값에 도달하기 전, 상기 저항온도센서의 측정온도가 상기 기준온도 이상이면 상기 프리차지 저항 또는 상기 프리 차지 릴레이가 파손된 것으로 판단하여, 파손 경고를 출력하고 동작 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
동작전원 공급을 위해, 배터리와 모터제어부를 연결하는 PRA에 포함된 복수의 릴레이를 순차적으로 동작시키는 단계;
상기 PRA에 포함된, 프리차지 저항에 의해 전압 강하된 동작전원을 상기 모터제어부로 공급하는 단계;
저항온도센서를 통해 상기 프리차지 저항의 온도값을 측정하여, 상기 PRA의 파손 여부를 모니터링하는 단계; 및
상기 PRA가 정상 상태이면, 정상 전압의 동작전원을 상기 배터리로부터 상기 모터제어부로 공급하는 단계를 포함하는 전기자동차의 제어방법.
제 8 항에 있어서,
상기 프리차지 저항의 표면에 설치된 상기 저항온도센서의 측정온도가 기준온도 이상이면, 상기 PRA가 파손된 것으로 판단하여 경고를 출력하고, 동작을 정지하는 단계를 더 포함하는 전기자동차의 제어방법.
제 8 항에 있어서,
상기 저항온도센서의 측정온도가 기준온도 미만이면, 상기 PRA가 정상 상태인 것으로 판단하고,
상기 모터제어부에 인가된 전압을 측정하여, 전압값이 기준값 이상이면 정상 전압의 동작전원을 상기 배터리로부터 상기 모터제어부로 공급하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 제어방법.
제 10 항에 있어서,
상기 모터제어부에 인가된 전압값이 상기 기준값 미만이면, 상기 전압값이 상기 기준값에 도달하기까지, 상기 저항온도센서로부터 상기 프리차지 저항에 대한 측정온도를 지속적으로 입력받아 상기 PRA의 상태를 모니터링 하는 단계를 더 포함하는 전기자동차의 제어방법.
제 11 항에 있어서,
상기 모터제어부에 인가된 전압값이 상기 기준값에 도달하기 전,
상기 저항온도센서의 상기 측정온도가 상기 기준온도 이상이면 상기 PRA가 파손된 것으로 판단하여 경고를 출력하고, 동작을 정지하는 단계를 더 포함하는 전기자동차의 제어방법.