KR20130131550A

KR20130131550A - 전기자동차 배터리 관리 장치

Info

Publication number: KR20130131550A
Application number: KR1020120055173A
Authority: KR
Inventors: 김강혁
Original assignee: 김강혁
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2013-12-04

Abstract

전기자동차의 축전지를 동력원으로 하는 전기차량의 효율적인배터리 관리에 필요한 장치로 차량 주행 시 배터리의 상태를 실시간으로 확인하여 디스플레이상에 나타내어 운전자가 운전 중에 항상 배터리 상태를 확인 할 수 있게 하며 시스템에 내장된 메모리를 이용하여 초단위로 배터리상태를 저장 운행 후 PC와 연결하여 저장된 데이터를 분석하여 배터리를 효율적으로 관리 할 수 있게 한다.

Description

전기자동차 배터리 관리 장치{Low Speed Vehcle Battery Management System}

본 발명은 전기 자동차와 같이 축전지를 동력원으로 사용하는 전기차량의 효율적인 배터리(Battery) 관리에 필요한 장치로 차량 주행 시 배터리의 상태를 display상에 나타내어 운전자가 운전 중에 항상 배터리 상태를 확인 할 수 있고, 장치에 내장된 메모리(memory)를 이용하여 초단위로 배터리상태를 저장 운행 후 PC와 연결하여 저장된 데이터를 분석하여 배터리를 효율적으로 관리하는 장치에 대한 것이다.

전기 자동차는 배기가스가 없는 무공해, 내연기관의 폭발음이 없는 저소음, 그리고 높은 에너지 효율등 많은 장점이 있어서 최근 개발이 활발히 이루어져 보급화가 시작되었다. 하지만, 내연기관 자동차에 비해 1회 충전 주행거리가 짧고, 소량생산으로 인해 가격이 고가로 형성되어 있다. 충전시간도 길고 해서 그 사용범위는 한정적이다. 현재로는 주로 공장 내 지게차, 업무연락차, 특수지역용(공원, 호텔, 강연장, 골프장)등 제한적으로 사용하고 있는 실정이다.

최근에는 국가적 차원으로 전기자동차의 개발이 되고 있고, 전기자동차의 대량 보급되어 교통수단으로도 사용되고 있다. 국내에서도 경제발전과 생활수준 향상으로 자동차 보급대수가 급진적으로 증가하고 있고, 이에 따른 환경문제도 점차 심각해지고 있어 전기자동차의 보급이 시급한 실정이다.

이와 같은 전기자동차 보급 시 중요한 문제들 중의 하나는 배터리 용량 상태를 신뢰성 있게 측정하여 운전자에게 알려줄 수 있는 잔용용량계의 개발이다. 전기 자동차에서 배터리 잔존용량계는 배테리의 잔존 용량을 측정해서 운전자에게 남은 주행예상거리를 알려주는 역할을 하기 때문에 전기자동차의 효율적 운행 및 안정성 면에서 대단히 중요한 계기이다. 그럼에도 불구하고 용량계는 그 정확도가 떨어져 주행가능거리의 예측이 곤란한 경우가 발생하곤 한다. 따라서 고정확성, 고신뢰성의 주행가능거리 예측장치의 개발이 필수적이다.

또한 잔존용량시스템은 전기 자동차뿐만 아니라 전기 휠체어용, 무정전 전원장치. 솔라셀에 이용되는 광전시스템에서도 없어서는 안 될 장치이다.

전기 자동차의 장점으로 저렴한 연료비와 무공해의 청정 에너지(energy)를 이야기 하고 있으나 저렴한 연료비에는 일반적으로 고가의 배터리 교체비용이 일반 사용자들에게 큰 부담이 되는 것을 간과 하는 문제를 가지고 있다. 일반적인 저속 전기 자동차는 배터리를 직병렬로 연결하여 요구하는 출력을 얻고 있으나 배터리 특성상 하나의 셀(cell)이 손상을 입게 되면 모든 셀에 영향을 끼쳐 모든 배터리 수명을 단축시키는 큰 요인이 된다.

이러한 점을 고려하여 배터리의 손상 여부를 실시간 확인하여 손상된 배터리를 제거하여 다른 배터리의 수명을 최대화 할 수 있게 하는 배터리 관리 자치가 필요하다

본 발명은 전기자동차의 축전지를 동력원으로 하는 전기차량의 효율적인배터리 관리에 필요한 장치로 차량 주행 시 배터리의 상태를 디스플레이(display)상에 나타내어 운전자가 운전 중에 항상 배터리 상태를 확인 할 수 있게 하며 시스템에 내장된 메모리를 이용하여 초단위로 배터리상태를 저장 운행 후 PC와 연결하여 저장된 데이터를 분석하여 배터리를 효율적으로 관리 할 수 있게 한다.

본 발명에서 구축된 배터리의 데이타(DATA)를 이용하여 배터리의 주행 중 방전 상태와 주위환경을 적용하여 축전지의 셀 손상을 최소화하고 지속적인 배터리의 관리로 노후된 축전지도 상태를 파악, 관리하여 구동 효율과 수명을 극대화하며 경제성 및 전기 자동차의 성능 향상을 시켜 전기 자동차 시장 창출에 기여 하고자 한다.

그리고, 본 발명에 의하면 배터리 사용 기한 연장 및 안정적 운용 보장으로 비용 감소되고, 운용 차량 감소 및 배터리 저용량 교체 가능으로 경제적인 효과가 있다. 또한 본 바렴에 의하면 전기 자동차의 소모품 중 가장 비중이 높은 배터리의 교체주기를 늘려 사용자의 차량 유지 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 골프카 배터리 관리 장치

이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 살펴본다.

본 발명의 골프카 배터리 관리 장치는 골프카의 배터리와 접속되어 배터리의 전원을 측정하는 배터리 전원 측정부, 상기 배터리 전원 측정부로 부터 출력된 신호를 연산하여 현재 배터리 전원 상태를 연산하는 CPU부, 연산된 배터리 전원 상태 데이터를 저장하는 메모리부, 차량 내부에 설치되어 CPU부로부터 출력되는 동작제어신호에 따라 사용자가 배터리 상태를 볼 수 있도록 배터리상태 정보를 출력하는 디스플레이부를 포함하여 구성된다.

이를 도면을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 전원 측정부는 배터리와 직접 접속되는 접속단자로 구성되는 배터리 연결부, 배터리 연결부로부터 출력되는 신호를 필터링, 증폭등을 수행하여 배터리 전원상태를 CPU로 전해줄 수 있는 신호로 바꾸어주는 인터페이스부, 인터페이스부로부터 출력되는 신호를 CPU가 판독할 수 있도록 A/D변환과 같은 변환과정을 수행하는 드라이브부를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 장치에는 CPU에 전원을 공급하는 전원부, 상기 디스플레이부의 각종 동작을 선택 및 제어하여 다양한 정보를 볼 수 있게 조작하는 스위치(SET SWITCH)부를 더 포함한다.

이와 같이 구성된 장치의 동작을 살펴보면, 차량이 처음 구동하는 시점에 CPU부에서 타이머(TIMER)가 작동을 하며 구동하는 도중에 배터리 연결부를 통하여 배터리의 전압상태를 실시간으로 장비로 전송을 한다.

배터리의 전압상태를 장비로 전달하기 위하여 배터리 인터페이스부에서 전기 신호로 바꾸어 전달된 전압 상태를 드라이브로 전달 한다.

드라이브는 인터페이스를 통하여 전달된 신호를 CPU에서 연산 가능한 신호로 바꾸어 CPU로 전달한다.

드라이브를 통하여 전달된 신호는 CPU에서 연산하여 메모리저장 장치로 보내어 SD 메모리에 저장하며 동시에 CPU에서 LCD 디스플레이로 보내진 신호는 디지털 숫자로 변환되어 운전자가 차량 주행시 차량 내부에 설치된 디스플레이를 통하여 배터리의 전압 강하 상태를 모니터링 할 수 있게 한다.

CPU를 통하여 입력된 정보를 SD 메모리장치에 저장하며 차후 노트북과 같은 인터페이스 장치를 이용하여 출력 가능하게 하는 장치이다.

동시에 제공되는 정보를 운전자에게 실시간으로 시각적으로 확인 가능하게 수치화된 자료를 출력하여 보여주는 기능을 하는 장치이다

CPU를 작동시키는 전원은 별도의 전원장치를 만들어 이 전원장치에서 전원을 공급하여 CPU가 항상 작동 할 수 있는 상태를 유지 한다. 상기의 기능을 담당하는 장치이다.

(1)배터리 연결 단자
(2)인터페이스 장치
(3)드라이브 장치
(4)CPU
(5)메모리
(6)LED 디스플레이
(7)CONTROLLER 전원
(8)SET 스위치

Claims

골프카의 배터리와 접속되어 배터리의 전원을 측정하는 배터리 전원 측정부,
상기 배터리 전압 측정부로 부터 출력된 신호를 연산하여 현재 배터리 전원 상태를 연산하는 CPU부,연산된 배터리 전원 상태 데이터를 저장하는 메모리부, CPU부로 부터 출력되는 동작제어신호에 따라 사용자가 배터리 상태를 볼 수 있도록 배터리 상태 정보를 출력하는 디스플레이부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저속 전기자동차의 배터리 관리 장치.