KR20130056597A - 전기자동차 전원시스템 및 배터리 운용 방법 - Google Patents

전기자동차 전원시스템 및 배터리 운용 방법 Download PDF

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주은아
이현주
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박준석
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국민대학교산학협력단
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한국항공대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 전기자동차의 전장용품의 구동을 위한 전장용 배터리와 전기자동차를 구동하기 위한 적어도 둘 이상의 구동용 배터리를 구비하여 임의의 배터리의 방전 시 여분의 배터리를 선택하여 사용하거나 방전된 배터리를 충전할 수 있는 전기자동차 전원시스템 및 그 배터리 운용 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 동작전원을 인가받아 동작하는 다수의 차량 전장품들을 포함하는 차량 전장부와, 차축과 연결되어 차축을 회전시키는 모터를 포함하고 구동전원을 인가받아 상기 모터를 회전시키는 전기차 구동부를 포함하는 전기자동차에 있어서, 상기 동작전원을 제공하는 보조배터리와, 상기 구동전원을 공급하는 적어도 둘 이상의 주 배터리와, 상기 배터리들의 각각의 잔량을 측정하여 출력하는 다수의 잔량 측정부와, 상기 주 배터리들 중 임의의 제1 주배터리의 구동전원을 제1 구동전원으로 인가받아 상기 전기차 구동부로 제공하거나, 상기 제1 주배터리 이외의 주 배터리인 제2 주배터리로부터 인가되는 제2 구동전원에 의해 충전전류를 생성하여 상기 보조배터리를 충전하거나, 상기 제1 주배터리를 충전하는 대체 전원 공급부와, 상기 둘 이상의 주 배터리와 대체 전원 공급부 및 전기차 구동부 사이에 연결되어 상기 주 배터리들로부터 제공되는 구동전원을 스위칭하여 대체 전원 공급부 및 전기차 구동부 중 하나 이상으로 제공하는 전원 스위치부와, 상기 잔량 측정부들을 통해 상기 보조배터리와 및 주 배터리들의 잔량상태를 측정하고, 보조배터리 및 제1 주배터리들 중 기준치 이하의 잔량을 가지는 배터리에 대해 상기 전원 스위치부를 제어하여 상기 제2 구동전원으로 해당 배터리를 충전시키는 전원 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기자동차 전원시스템 및 배터리 운용 방법{Electric power supply system and battery managing method for electric car}
본 발명은 전기자동차의 전원시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기자동차의 전장용품의 구동을 위한 전장용 배터리와 전기자동차를 구동하기 위한 적어도 둘 이상의 구동용 배터리를 구비하여 임의의 배터리의 방전 시 여분의 배터리를 선택하여 사용하거나 방전된 배터리를 충전할 수 있는 전기자동차 전원시스템 및 그 배터리 운용 방법에 관한 것이다.
최근 환경오염으로 인한 친환경 및 에너지 부족으로 인한 에너지 자원의 절약이 강조되고 있다. 이에 따라 자동차 산업에서도 경쟁력 향상을 위해 친환경적이고, 고에너지 효율 자동차인 전기자동차를 개발하고 있다. 최근 배터리 등의 성능개선과 비용절감에 힘입어 전기자동차가 일반적인 용도의 차량으로서 현실화되어 가고 있다. 전기자동차는 주행 중에 CO2 등을 배출하지 않고 환경성능이 우수함과 동시에 반응이 좋은 강력한 가속 성능이나 조용하고 원활한 주행감 등 차량의 매력을 크게 변화시키는 특징을 가지고 있다.
통상 전기자동차는 구성되는 전장품들의 동작전원과 전기자동차를 움직이게 하기 위한 모터를 구동하는 구동전원을 필요로 한다. 상기 동작전원 및 구동전원은 배터리로부터 공급된다. 일반적으로 전기자동차용 배터리로는 구동전원을 제공하기 위해 수십V, 수백mA(예: 12V, 200mA)의 다수의 배터리셀들이 직렬로 구성되어 수십V, 수백mA(배터리 셀이 4개인 경우 48V, 200mA)를 제공하는 배터리가 적용된다. 그러나 전기자동차의 전장품들은 수V(12V)에서 동작하므로, 상기 구동용 배터리(또는 "주 배터리"라 함)에서 제공되는 전원을 다운 컨버팅(Down Converting)된 전원을 입력받아 동작하도록 구성되거나, 상기 전장품에 맞는 전원을 공급하는 별도의 전장용 배터리(또는 "보조 배터리"라 함)로부터 전원을 입력받도록 구성된다.
상술한 바와 같이 전장품과 동력을 하나의 배터리로 운영하는 경우, 종래 전원시스템은 배터리의 크기가 커지고 그 무게가 무거워지는 문제점이 있었다. 이로 인해 전기자동차의 설계에 대한 제약이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 상술한 바와 같이 전장품에 전원을 공급하는 전장용 보조 배터리를 별도로 구비하는 경우에도 종래 전기자동차 전원시스템은 동력 구동용으로 사용되는 주 배터리와 일체로 구성되는 경우 배터리 하나로 구성되는 경우와 동일한 문제점이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 종래 전기자동차 전원시스템은 하나의 배터리로 전기자동차의 전장품의 전원과 동력으로 사용하는 경우, 전장품의 전원을 켜 놓고 주차하는 경우, 배터리가 방전될 수 있고, 배터리가 방전되는 경우 전장품만 아니라 전기자동차 자체를 구동할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 주 배터리와 보조 배터리를 분리하여 구성하는 경우에도, 주 배터리의 무게가 무겁고 그 크기가 커 전기자동차의 구조 및 디자인 설계를 어렵게 하는 문제점이 있었으며, 보조 배터리의 방전 또는 주 배터리의 갑작스런 방전에 대처할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 전기자동차의 전장용품의 구동을 위한 전장용 배터리와 전기자동차를 구동하기 위한 적어도 둘 이상의 구동용 배터리를 구비하여 임의의 배터리의 방전 시 여분의 배터리를 선택하여 사용하거나 방전된 배터리를 충전할 수 있는 전기자동차 전원시스템 및 그 배터리 운용 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기자동차 전원 시스템은; 동작전원을 인가받아 동작하는 다수의 차량 전장품들을 포함하는 차량 전장부와, 차축과 연결되어 차축을 회전시키는 모터를 포함하고 구동전원을 인가받아 상기 모터를 회전시키는 전기차 구동부를 포함하는 전기자동차에 있어서, 상기 동작전원을 제공하는 보조배터리와, 상기 구동전원을 공급하는 적어도 둘 이상의 주 배터리와, 상기 배터리들의 각각의 잔량을 측정하여 출력하는 다수의 잔량 측정부와, 상기 주 배터리들 중 임의의 제1 주배터리의 구동전원을 제1 구동전원으로 인가받아 상기 전기차 구동부로 제공하거나, 상기 제1 주배터리 이외의 주 배터리인 제2 주배터리로부터 인가되는 제2 구동전원에 의해 충전전류를 생성하여 상기 보조배터리를 충전하거나, 상기 제1 주배터리를 충전하는 대체 전원 공급부와, 상기 둘 이상의 주 배터리와 대체 전원 공급부 및 전기차 구동부 사이에 연결되어 상기 주 배터리들로부터 제공되는 구동전원을 스위칭하여 대체 전원 공급부 및 전기차 구동부 중 하나 이상으로 제공하는 전원 스위치부와, 상기 잔량 측정부들을 통해 상기 보조배터리와 및 주 배터리들의 잔량상태를 측정하고, 보조배터리 및 제1 주배터리들 중 기준치 이하의 잔량을 가지는 배터리에 대해 상기 전원 스위치부를 제어하여 상기 제2 구동전원으로 해당 배터리를 충전시키는 전원 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 주 배터리의 잔량을 측정하는 잔량 측정부는, 상기 주 배터리들 각각과 전원 스위치부 사이에 다수개가 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 주 배터리의 잔량을 측정하는 잔량 측정부는, 상기 전원스위치부와 대체 전원 공급부 사이 및 상기 전원 스위치부와 전기차 구동부 사이에 각각 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 장치는; 표시부를 더 포함하고, 상기 전원 제어부는 상기 대체 전원 공급부를 통해 상기 제2 구동전원을 출력 시킬 때 상기 제2 구동전원을 인가하는 배터리 정보 및 상기 제2 구동전원이 인가되는 배터리 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 각 배터리 정보는 배터리의 위치정보 및 배터리 잔량 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기자동차 전원 시스템은; 동작전원을 인가받아 동작하는 다수의 차량 전장품들을 포함하는 차량 전장부와, 차축과 연결되어 차축을 회전시키는 모터를 포함하며 구동전원을 인가받아 상기 모터를 회전시키는 전기차 구동부를 포함하는 전기자동차에 있어서, 상기 동작전원을 제공하는 보조배터리와, 상기 구동전원을 공급하는 적어도 둘 이상의 주 배터리와, 상기 배터리들의 각각의 잔량을 측정하여 출력하는 다수의 잔량 측정부와, 상기 주 배터리들 중 임의의 제1주배터리의 구동전원 제1 구동전원으로 인가받아 상기 제1 구동전원을 동작전원으로 변환하여 상기 차량 전장부로 제공하거나, 상기 제1 구동전원을 인가하는 주 배터리 이외의 제2 주배터리로부터 인가되는 제2 구동전원으로 상기 제1 주배터리를 충전하는 대체 전원 공급부와, 상기 둘 이상의 주 배터리와 대체 전원 공급부 및 전기차 구동부 사이에 연결되어 상기 주 배터리들로부터 제공되는 구동전원을 스위칭하여 대체 전원 공급부 및 전기차 구동부 중 하나 이상으로 제공하는 전원 스위치부와, 상기 잔량 측정부들을 통해 상기 보조배터리와 및 주 배터리들의 잔량상태를 측정하고, 보조배터리 및 주 배터리들 중 기준치 이하의 잔량을 가지는 배터리를 검출하고, 기준치 이하의 잔량을 가지는 배터리가 보조배터리이면 상기 전원 스위치부 및 대체 전원 공급부를 제어하여 상기 제2 구동전원을 상기 대체 전원 공급부로 공급하여 동작전원으로 변환시킨 후 상기 차량 전장부로 공급시키고, 상기 기준치 이하의 잔량을 가지는 배터리가 주 배터리이면 상기 전원 스위치부를 제어하여 상기 제2 구동전원을 대체 전원 공급부로 출력시키고 상기 대체 전원 공급부를 제어하여 상기 제2 구동전원으로 상기 제2 주배터리를 충전시키는 전원 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기자동차 전원 시스템의 배터리 운용 방법은; 전기자동차에 전원 공급 개시 명령이 입력되면, 미리 설정된 보조배터리의 동작전원을 차량 전장부로 공급하고 주 배터리의 구동전원을 전기차 구동부로 제공하는 기본 공급 과정과, 잔량 측정부를 통해 상기 보조배터리 및 주 배터리의 잔량을 모니터링 하는 상기 배터리 잔량 모니터링 개시 과정과, 상기 모니터링되는 보조배터리 및 주 배터리의 잔량 중 각각의 기준치보다 작은 잔량을 가지는 배터리를 판단하는 배터리 충전 판단 과정과, 상기 잔량 측정부들을 통해 상기 보조배터리와 및 주 배터리의 잔량상태를 측정하고, 보조배터리 및 주 배터리들 중 기준치 이하의 잔량을 가지는 배터리에 대해 상기 전원 스위치부를 제어하여 상기 주 배터리를 제외한 다른 제2 주배터리로부터 출력되는 제2 구동전원으로 상기 기준치 이하의 잔량을 가지는 해당 배터리를 충전시키는 배터리 충전 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은; 상기 배터리 충전 과정 후, 상기 대체 전원 공급부를 통해 상기 제2 구동전원을 출력 시킬 때 상기 제2 구동전원을 인가하는 배터리 정보 및 상기 제2 구동전원이 인가되는 배터리 정보를 표시부에 표시하는 대체 공급 정보 표시 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 각 배터리 정보는 배터리의 위치정보 및 배터리 잔량 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기자동차 전원 시스템의 배터리 운용 방법은; 전기자동차에 전원 공급 개시 명령이 입력되면, 미리 설정된 전장용 보조배터리의 동작 전원을 차량 전장부로 공급하고 구동용 주 배터리의 구동전원을 전기차 구동부로 제공하는 기본 공급 과정과, 잔량 측정부를 통해 상기 보조배터리 및 주 배터리의 잔량을 모니터링 하는 상기 배터리 잔량 모니터링 개시 과정과, 상기 모니터링 되는 보조배터리 및 주 배터리의 잔량 중 각각의 기준치보다 작은 잔량을 가지는 배터리를 판단하는 배터리 방전 판단 과정과, 상기 배터리 방전 판단에서 보조배터리의 잔량이 기준치 이하이면 전원 스위치부를 제어하여 상기 주 배터리를 제외한 다른 제2 주배터리로부터 출력되는 제2 구동전원을 대체 전원 공급부로 출력시키고 상기 대체 전원 공급부에서 상기 제2 구동전원을 동작전원으로 변환하여 차량 전장부로 공급하고, 상기 기준치 이하의 배터리가 주 배터리이면 상기 제2 구동전원을 전기차 구동부로 공급하는 대체 전원 공급 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 대체 전원 공급 후, 상기 대체 전원 공급부를 통해 상기 제2 구동전원을 인가하는 배터리 정보 및 잔량이 기준치 이하인 배터리 정보를 표시부에 표시하는 대체 공급 정보 표시 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 각 배터리 정보는 배터리의 위치정보 및 배터리 잔량 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전기자동차 배터리가 전장용 배터리와 구동용 배터리로 분리되어 구성되고, 구동용 배터리가 복수개로 분리되어 구성되므로 그 크기와 무게를 분산시킬 수 있어 전기자동차의 설계를 용이하게 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 전장품을 동작시킨 체 주차하는 경우 전장용 배터리만 방전되고 구동용 배터리는 이상이 없으므로 전기자동차를 이상 없이 구동할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 전장용 배터리의 방전 시 복수개의 구동용 배터리 중 현재 구동용으로 사용되고 있지 않는 구동용 배터리를 이용하여 전장용 배터리를 충전하거나, 전장품으로 전원을 공급하므로 전장용 배터리의 방전으로 인해 운전자가 당황하거나 전장품의 고장으로 인한 사고를 방지할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 상기 구동용 배터리를 대체 전원으로 하여 전장품에 전원이 공급되기 시작하면 이를 운전자에게 통지하여 대처할 수 있도록 하므로 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 구동용 배터리를 복수개 분리하여 구성하므로, 설계를 용이하게 하면서도 전체 구동용 배터리의 용량을 증가시켜 1회 충전에 대한 이동 가능 거리를 향상시킬 수 있으며, 하나의 구동용 배터리의 방전에 대해 다른 구동용 배터리로 전환할 수 있으므로 구동용 배터리의 갑작스런 방전을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차용 전원시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 전기자동차용 전원시스템의 배터리 운용 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기자동차 전원시스템의 배터리 운용방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 전기자동차 전원시스템의 배터리 운용방법을 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기자동차 전원시스템의 구성 및 그 전원시스템에서의 배터리 운영 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차용 전원시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 도면에 참조된 부호 200은 차량 전장부이고, 300은 전기차 구동부이다.
도 1을 참조하면, 전기자동차는 파워 윈도우 모듈, 라이트 모듈, 선루프 모듈, 윈도우 브러시 모듈 등과 같은 다양한 전장품들이 구성되며, 이러한 전장품들을 포함하는 구성을 차량 전장부(200)로 나타내었다. 그리고 전기자동차는 차축과 연결되어 차축을 회전시켜 전기자동차가 움직이도록 회전하는 모터와 상기 모터를 구동하는 인버터 등을 포함한다. 상기 모터 및 인버터 등과 같이 차량을 실질적으로 움직이도록 하는 구성들을 포함하는 구성을 전기차 구동부(300)로 나타내었다.
본 발명에 따른 전기자동차용 전원시스템(100)은 전원 제어부(10)와 표시부(20)와 구동 스위치부(30)와 배터리부(40)와 잔량 측정부(50)와 전원 스위치부(60)와 대체 전원 공급부(70)를 포함한다.
전원 제어부(10)는 본 발명에 따른 전기자동차 전원시스템의 전반적인 동작을 제어한다. 전원 제어부(10)는 본 발명에 따른 동작을 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 프로그램 영역과, 상기 제어프로그램 수행 중에 발생하는 데이터를 일시 저장하는 임시영역 및 각 배터리의 식별정보, 용량 및 위치 정보와, 잔량 기준치와, 전원 스위치부(60)의 스위칭 정보 등과 같은 데이터들을 저장하는 데이터 영역을 포함하는 저장수단을 포함한다. 전원 제어부(10)의 상세 동작은 하기 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
표시부(20)는 상기 제어부(10)의 제어를 받아 현재 차량 전장부(200) 및 전기차 구동부(300)로 전원을 공급하는 각각의 배터리 정보, 배터리 잔량 정보 및 현제 충전 상태인지 대체 전원을 공급중인지 등의 동작 상태에 따른 정보들을 아이콘, 그래픽 또는/및 텍스트로 표시한다.
구동 스위치부(30)는 전기자동차의 시동수단(미도시)으로부터 시동 개시 신호를 입력받아 배터리부(40)로부터 제공되는 동작전원을 전원 제어부(10)에 필요한 동작전원으로 변환하여 전원 제어부(10)로 제공한다. 예를 들어 배터리부(40)로부터 제공되는 동작전원은 12V이고, 전원 제어부(10)로 제공되는 동작 전원은 5V가 될 수 있을 것이다.
배터리부(40)는 차량 전장부(200)로 동작전원을 공급하는 보조배터리(41)와 전기차 구동부(300)로 구동전원을 공급하는 2개 이상의 주 배터리(42)들로 구성된다.
잔량 측정부(50)는 상기 배터리부(40)의 각 배터리들과 연결되어 배터리의 잔량을 측정하여 전원 제어부(10)로 출력한다. 도 1에서 주 배터리(42)의 잔량을 측정하는 잔량 측정부(50)들이 배터리와 전원 스위치부(60) 사이에 연결되는 경우를 나타내었으나, 잔량 측정부(50)의 수를 줄여 회로를 간소화하기 위해 전원 스위치부(60)의 출력단에 연결되도록 구성할 수도 있을 것이다.
전원 스위치부(60)는 복수의 주 배터리(42)들 중 하나 또는 둘을 스위칭 선택하여 출력한다.
대체 전원 공급부(70)는 상기 전원 스위치부(60)를 통해 상기 복수의 주 배터리들 중 임의의 주 배터리(42)로부터 구동전원을 인가받아 보조배터리(41), 주 배터리(42)로 각 배터리에 대응하는 충전전류를 공급하여 충전시킨다. 그러나 대체 전원 공급부(70)는 보조배터리(41)의 잔량이 기준치 이하로 떨어진 경우 전원 제어부(10)의 제어를 받아 공급되는 구동전원을 동작전원으로 변환하여 차량 전장부(200)로 공급하도록 구성될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기자동차용 전원시스템의 배터리 운용 방법을 나타낸 흐름도이다. 이하 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
우선, 시동수단으로부터 시동 개신 신호가 입력되어 구동 스위치부(30)가 턴-온 되면(S211), 전원 제어부(10)는 기본 설정 배터리에 의한 보조배터리(41)의 동작전원을 차량 전장부(200)로 공급시키고, 제1주배터리(42-1)의 구동전원이 전기차 구동부(300)로 제공되도록 전원 스위치부(60)를 제어한다(S213).
상기와 같이 기본 설정 배터리에 의한 전원 공급이 개시되면 전원 제어부(10)는 제1 잔량측정부(50-1) 및 제2 잔량측정부(50-2)를 통해 보조배터리(41)와 제1 주배터리(42-1)의 잔량을 검출하여 배터리(41, 42)의 잔량을 모니터링하기 시작한다(S215).
상기 배터리 잔량 모니터링 중 전원 제어부(10)는 제1 잔량측정부(50-1) 및 제2 잔량측정부(50-2)를 통해 측정된 잔량이 각각의 기준치보다 작은지를 검사한다(S217).
검사결과, 기준치 이하의 잔여량을 가지는 배터리가 있으면 해당 배터리가 전장용 배터리인 보조배터리(41)인지 전기차용, 즉 구동용 배터리인 주 배터리(42)인지를 판단한다(S219).
판단결과 기준치 이하의 잔여량을 가지는 배터리가 전장용 배터리이면 전원 제어부(10)는 전원 스위치부(60)를 제어하여 사용되고 있지 않는 제n 주배터리(42-1)를 대체 전원 공급부(70)와 연결시켜 상기 제2 구동전원이 대체 전원 공급부(70)로 인가되도록 제어한다(S221). 이하 사용되고 있지 않은 제n 주배터리로부터 공급되는 구동전원을 제2 구동전원이라 한다.
상기 전원 제어부(10)는 대체 전원 공급부(70)를 제어하여 상기 제2 구동전원에 의한 보조배터리(41) 충전전류를 생성한 후, 보조배터리(41)로 출력하여 보조배터리(41)를 충전시킨다(S223).
반면, 기준치 이하의 잔량을 가지는 배터리가 전장용 배터리가 아니라 구동용 배터리이면 전원 제어부(10)는 상기 제2 구동전원을 대체 전원 공급부(70)로 공급한(S225)하고, 대체 전원 공급부(70)를 제어하여 기준치 이하의 잔량을 가지는 제1 주배터리(42-1)를 충전하기 위한 충전 전류를 생성하여 상기 제1 주배터리(42-1)로 출력하여 제1 주배터리(42-1)를 충전한다(S227).
상기 보조배터리(41) 또는 제1 주배터리(42-1)의 충전이 개시되면 전원 제어부(10)는 상기 제2 구동전원을 출력하는 제n 주배터리(42-1) 및 충전되는 보조배터리 정보를 표시부(20)에 표시하거나, 제n 주배터리(42-1) 및 충전되는 제1 주배터리(42-1)의 배터리 정보를 표시부(20)에 표시한다(S229). 상기 배터리 정보는 전기자동차에서 해당 배터리가 설치된 위치, 충전 제공 배터리 및 충전 대상 배터리 정보, 잔량 정보 등을 포함한다.
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전기자동차 전원시스템의 배터리 운용방법을 나타낸 도면이다. 이하 도 3을 설명함에 있어서 S311 내지 S319는 도 2의 S211 내지 S219와 동일하므로 그 설명을 생략한다.
상기 도 2와 같이 기준치 이하의 잔여량을 가지는 배터리가 전장용 배터리이면, 전원 제어부(10)는 전원 스위치부(60)를 제어하여 제n 주배터리(42-1)와 대체 전원 공급부(70)로 스위칭 연결하여 제n 주배터리(42-1)로부터 공급되는 제2 구동전원을 대체 전원 공급부(70)로 출력한다(S321).
상기와 같이 제2 구동전원이 대체 전원 공급부(70)로 공급되면 전원 제어부(10)는 상기 대체 전원 공급부(70)를 제어하여 상기 제2 구동전원을 동작전원으로 변환한 후 차량 전장부(200)로 공급한다(S323).
반면, 기준치 이하의 잔여량을 가지는 배터리가 구동용 배터리이면, 전원 제어부(10)는 제2 구동전원을 대체 전원 공급부(70)로 제공하도록 전원 스위치부(60)를 제어한다(S325).
상기 제2 구동전원이 대체 전원 공급부로 제공되면 전원 제어부(10)는 상기 제2 구동전원을 상기 기준치 이하의 잔량을 가지는 제1 주배터리(42-1)를 충전할 수 있는 충전전류로 변환한 후, 상기 제1 주배터리(42-1)로 공급하여 제1 주배터리(42-1)를 충전시킨다(S327).
상기 보조배터리(41)로 대체 전원 공급부(70)에 의해 변환된 동작전원이 공급되거나 제1 주배터리(42-1)의 충전이 개시되면, 전원 제어부(10)는 상기 제2 구동전원을 출력하는 제n 주배터리(42-1) 및 상기 제n 주배터리(42-1)에 의해 대체 전원으로 차량 전장부가 구동되고 있음을 나타내는 정보를 표시부(20)에 표시하거나, 제n 주배터리(42-1) 및 충전되는 제1 주배터리(42-1)의 배터리 정보를 표시부(20)에 표시한다(S329).
도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 전기자동차 전원시스템의 배터리 운용방법을 나타낸 도면이다. 도 4 또한 상기 도 2 및 도 3과 동일한 과정에 대해서 그 설명을 생략한다.
도 4를 참조하면, 기준치 이하의 잔여량을 가지는 배터리가 전장용 배터리인 보조배터리이면 전원 제어부(10)는 전원 스위치부(60)를 제어하여 제2 구동전원을 대체 전원 공급부(70)로 공급시킨다(S421).
상기 제2 구동전원이 대체 전원 공급부(70)로 공급되면 전원 제어부(10)는 대체 전원 공급부(70)를 제어하여 상기 보조배터리(41)를 충전할 수 있는 충전전류를 생성한 후 보조배터리(41)로 출력하여 보조배터리(41)를 충전한다(S423).
반면, 기준치 이하의 잔여량을 가지는 배터리가 구동용 배터리인 주 배터리이면, 전원 제어부(10)는 전원 스위치부(60)를 제어하여 제2 구동전원을 전기차 구동부(300)로 공급한다(S425).
상기와 같이 기준치 이하의 잔여량을 가지는 배터리가 보조배터리이어서 충전전류가 보조배터리로 제공되면 전원 제어부(10)는 상기 충전전류의 소스 전원인 제2 구동전원을 공급하는 제n 주배터리(42-1)의 배터리 정보 및 보조배터리(41)의 배터리 정보를 표시부(20)에 표시하고, 기준치 이하의 잔여량을 가지는 배터리가 주 배터리(42)이면 전기차 구동부(300)로 제2 구동전원을 공급하는 제n 주배터리(42-1)의 배터리 정보 및 대체 전원이 전기차 구동부(300)로 제공되고 있음을 나타내는 정보를 표시부(20)에 표시한다.
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
10: 전원 제어부 20: 표시부
30: 구동 스위치부 40: 배터리부
41: 보조배터리 42: 주 배터리
50: 잔량 측정부 60: 전원 스위치부
70: 대체 전원 공급부 200: 차량 전장부
300: 전기차 구동부

Claims (12)

  1. 동작전원을 인가받아 동작하는 다수의 차량 전장품들을 포함하는 차량 전장부와, 차축과 연결되어 차축을 회전시키는 모터를 포함하고 구동전원을 인가받아 상기 모터를 회전시키는 전기차 구동부를 포함하는 전기자동차에 있어서,
    상기 동작전원을 제공하는 보조배터리와,
    상기 구동전원을 공급하는 적어도 둘 이상의 주 배터리와,
    상기 배터리들의 각각의 잔량을 측정하여 출력하는 다수의 잔량 측정부와,
    상기 주 배터리들 중 임의의 제1 주배터리의 구동전원을 제1 구동전원으로 인가받아 상기 전기차 구동부로 제공하거나, 상기 제1 주배터리 이외의 주 배터리인 제2 주배터리로부터 인가되는 제2 구동전원에 의해 충전전류를 생성하여 상기 보조배터리를 충전하거나, 상기 제1 주배터리를 충전하는 대체 전원 공급부와,
    상기 둘 이상의 주 배터리와 대체 전원 공급부 및 전기차 구동부 사이에 연결되어 상기 주 배터리들로부터 제공되는 구동전원을 스위칭하여 대체 전원 공급부 및 전기차 구동부 중 하나 이상으로 제공하는 전원 스위치부와,
    상기 잔량 측정부들을 통해 상기 보조배터리와 및 주 배터리들의 잔량상태를 측정하고, 보조배터리 및 제1 주배터리들 중 기준치 이하의 잔량을 가지는 배터리에 대해 상기 전원 스위치부를 제어하여 상기 제2 구동전원으로 해당 배터리를 충전시키는 전원 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전원시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주 배터리의 잔량을 측정하는 잔량 측정부는,
    상기 주 배터리들 각각과 전원 스위치부 사이에 다수개가 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전원시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주 배터리의 잔량을 측정하는 잔량 측정부는,
    상기 전원스위치부와 대체 전원 공급부 사이 및 상기 전원 스위치부와 전기차 구동부 사이에 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전원시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    표시부를 더 포함하고,
    상기 전원 제어부는 상기 대체 전원 공급부를 통해 상기 제2 구동전원을 출력 시킬 때 상기 제2 구동전원을 인가하는 배터리 정보 및 상기 제2 구동전원이 인가되는 배터리 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전원시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 각 배터리 정보는 배터리의 위치정보 및 배터리 잔량 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전원시스템.
  6. 동작전원을 인가받아 동작하는 다수의 차량 전장품들을 포함하는 차량 전장부와, 차축과 연결되어 차축을 회전시키는 모터를 포함하며 구동전원을 인가받아 상기 모터를 회전시키는 전기차 구동부를 포함하는 전기자동차에 있어서,
    상기 동작전원을 제공하는 보조배터리와,
    상기 구동전원을 공급하는 적어도 둘 이상의 주 배터리와,
    상기 배터리들의 각각의 잔량을 측정하여 출력하는 다수의 잔량 측정부와,
    상기 주 배터리들 중 임의의 제1 주배터리의 구동전원 제1 구동전원으로 인가받아 상기 제1 구동전원을 동작전원으로 변환하여 상기 차량 전장부로 제공하거나, 상기 제1 구동전원을 인가하는 주 배터리 이외의 제2 주배터리로부터 인가되는 제2 구동전원으로 상기 제1 주배터리를 충전하는 대체 전원 공급부와,
    상기 둘 이상의 주 배터리와 대체 전원 공급부 및 전기차 구동부 사이에 연결되어 상기 주 배터리들로부터 제공되는 구동전원을 스위칭하여 대체 전원 공급부 및 전기차 구동부 중 하나 이상으로 제공하는 전원 스위치부와,
    상기 잔량 측정부들을 통해 상기 보조배터리와 및 주 배터리들의 잔량상태를 측정하고, 보조배터리 및 주 배터리들 중 기준치 이하의 잔량을 가지는 배터리를 검출하고, 기준치 이하의 잔량을 가지는 배터리가 보조배터리이면 상기 전원 스위치부 및 대체 전원 공급부를 제어하여 상기 제2 구동전원을 상기 대체 전원 공급부로 공급하여 동작전원으로 변환시킨 후 상기 차량 전장부로 공급시키고, 상기 기준치 이하의 잔량을 가지는 배터리가 주 배터리이면 상기 전원 스위치부를 제어하여 상기 제2 구동전원을 대체 전원 공급부로 출력시키고 상기 대체 전원 공급부를 제어하여 상기 제2 구동전원으로 상기 제2 주배터리를 충전시키는 전원 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전원시스템.
  7. 전기자동차에 전원 공급 개시 명령이 입력되면, 미리 설정된 보조배터리의 동작전원을 차량 전장부로 공급하고 주 배터리의 구동전원을 전기차 구동부로 제공하는 기본 공급 과정과,
    잔량 측정부를 통해 상기 보조배터리 및 주 배터리의 잔량을 모니터링 하는 상기 배터리 잔량 모니터링 개시 과정과,
    상기 모니터링되는 보조배터리 및 주 배터리의 잔량 중 각각의 기준치보다 작은 잔량을 가지는 배터리를 판단하는 배터리 충전 판단 과정과,
    상기 잔량 측정부들을 통해 상기 보조배터리와 및 주 배터리의 잔량상태를 측정하고, 보조배터리 및 주 배터리들 중 기준치 이하의 잔량을 가지는 배터리에 대해 상기 전원 스위치부를 제어하여 상기 주 배터리를 제외한 다른 제2 주배터리로부터 출력되는 제2 구동전원으로 상기 기준치 이하의 잔량을 가지는 해당 배터리를 충전시키는 배터리 충전 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전원시스템의 배터리 운용 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배터리 충전 과정 후, 상기 대체 전원 공급부를 통해 상기 제2 구동전원을 출력 시킬 때 상기 제2 구동전원을 인가하는 배터리 정보 및 상기 제2 구동전원이 인가되는 배터리 정보를 표시부에 표시하는 대체 공급 정보 표시 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전원시스템의 배터리 운용 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 각 배터리 정보는 배터리의 위치정보 및 배터리 잔량 정보를 포함하는 것을 특징으로 전기자동차 전원시스템의 배터리 운용 방법.
  10. 전기자동차에 전원 공급 개시 명령이 입력되면, 미리 설정된 전장용 보조배터리의 동작 전원을 차량 전장부로 공급하고 구동용 주 배터리의 구동전원을 전기차 구동부로 제공하는 기본 공급 과정과,
    잔량 측정부를 통해 상기 보조배터리 및 주 배터리의 잔량을 모니터링 하는 상기 배터리 잔량 모니터링 개시 과정과,
    상기 모니터링 되는 보조배터리 및 주 배터리의 잔량 중 각각의 기준치보다 작은 잔량을 가지는 배터리를 판단하는 배터리 방전 판단 과정과,
    상기 배터리 방전 판단에서 보조배터리의 잔량이 기준치 이하이면 전원 스위치부를 제어하여 상기 주 배터리를 제외한 다른 제2 주배터리로부터 출력되는 제2 구동전원을 대체 전원 공급부로 출력시키고 상기 대체 전원 공급부에서 상기 제2 구동전원을 동작전원으로 변환하여 차량 전장부로 공급하고, 상기 기준치 이하의 배터리가 주 배터리이면 상기 제2 구동전원을 전기차 구동부로 공급하는 대체 전원 공급 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전원시스템의 배터리 운용 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 대체 전원 공급 후, 상기 대체 전원 공급부를 통해 상기 제2 구동전원을 인가하는 배터리 정보 및 잔량이 기준치 이하인 배터리 정보를 표시부에 표시하는 대체 공급 정보 표시 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전원시스템의 배터리 운용 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 각 배터리 정보는 배터리의 위치정보 및 배터리 잔량 정보를 포함하는 것을 특징으로 전기자동차 전원시스템의 배터리 운용 방법.
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