KR20160026965A - Electric automobile - Google Patents

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KR20160026965A
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변영찬
남동진
김용현
김상환
김태진
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현대자동차주식회사
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Abstract

In an electric automobile which is connected to a high-speed battery charger by a quick charging port, the electric automobile includes a high voltage battery, and a main relay and a quick charging relay which are connected between the high voltage battery and the quick charging port. The main relay includes a relay, a precharge resistance connected in parallel to the relay, and a precharge relay. When the high-speed charger is connected to the quick charging port, after the quick charging relay is connected, the precharge relay of the main relay is connected. So, an inrush current can be prevented.

Description

전기 자동차{ELECTRIC AUTOMOBILE}ELECTRIC AUTOMOBILE

실시 예는 전기 자동차에 관한 것이다. An embodiment relates to an electric vehicle.

현재 급속충전시 급속충전기측의 커패시터 성분에 의해서 릴레이가 융착되는 현상이 다수 발생하고 있다. 고전압 릴레리가 융착이 되면 사용자 안전을 위해서 급속충전기 안전 잠금장치가 해제가 되지 않는다. 해제 하려면 급속충전기 담당자에게 연락하여 잠금장치를 해제해야만 하는 불편함이 있다. There are many phenomena that the relay is fused by the capacitor component on the side of the fast charger at the time of rapid charging at present. When the high voltage relay is fused, the quick charger safety lock is not released for user's safety. There is an inconvenience that the quick charger person must be contacted to release the lock to release it.

그리고 릴레이 융착이 되면 사용자 안전을 위해서 고전압릴레이를 교체하여야 하는데 전기자동차의 배터리를 내려서 고전압릴레이를 교체하는 것은 쉬운 일이 아니다. 현재 급속충전 표준에서 사용하고 있는 것은 크게 2가지가 있다. When the relay is fused, it is necessary to replace the high voltage relay for user's safety. It is not easy to replace the high voltage relay by removing the battery of the electric vehicle. There are two main types of fast charging standards currently in use.

국내에서 국내 스마트그리드 협회에서 만든 SGS와 일본 단체표준인 CHAdeMO 2가지 충전방법을 사용하고 있다. 표준에서 돌입전류에 대해 제한하고 있지만, 실제 돌입전류를 측정해 보면 표준을 만족하는 수준의 돌입전류가 발생하는 충전기가 많다.In Korea, SGS made by the domestic Smart Grid Association and CHAdeMO, the standard of the Japanese organization, are using two charging methods. Although the standard limits inrush currents, the actual inrush current measurements indicate that many chargers will generate inrush currents that meet the standard.

본 발명은 전기자동차의 급속충전시 고전압릴레이가 융착 되는 것을 보호하는데 목적이 있다. It is an object of the present invention to protect the high-voltage relay from being welded during rapid charging of an electric vehicle.

실시 예에 따른 전기 자동차는 고전압 배터리, 상기 고전압 배터리에 연결되어 있는 PRA(Power Relay Assembly), 및 인버터 커패시터를 포함한다. 상기 PRA는, 상기 고전압 배터리의 양극에 연결되어 있는 제1 메인 릴레이, 상기 고전압 배터리의 음극에 연결되어 있는 제2 메인 릴레이, 상기 메인 릴레이에 병렬로 연결되어 있는 프리차지 릴레이 및 프리차지 저항을 포함한다.An electric vehicle according to an embodiment includes a high voltage battery, a power relay assembly (PRA) connected to the high voltage battery, and an inverter capacitor. The PRA includes a first main relay connected to the positive electrode of the high voltage battery, a second main relay connected to the negative electrode of the high voltage battery, a precharge relay connected in parallel to the main relay, do.

돌입 전류를 방지하여 고전압 릴레이 융착을 방지할 수 있다.It is possible to prevent the inrush current and prevent the fusion of the high voltage relay.

도 1은 실시 예에 따른 전기 자동차의 파워부를 나타낸 도면이다.
도 2는 다른 실시 예에 따른 전기 자동차의 파워부를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a power unit of an electric vehicle according to an embodiment.
2 is a view showing a power unit of an electric vehicle according to another embodiment.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

실시 예는 차량에서 돌입전류 방지를 위해 현재 전기자동차에서 가지고 있는 프리차지 릴레이를 이용하여 릴레이 시퀀스를 변경한다. The embodiment changes the relay sequence using the pre-charge relay currently possessed in the electric vehicle to prevent inrush current in the vehicle.

이하, 도 1 및 2를 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig.

도 1은 실시 예에 따른 전기 자동차의 파워부를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a power unit of an electric vehicle according to an embodiment.

도 1에 도시된 바와 같이, 고전압 배터리(10)는 PRA(Power Relay Assembly)(20)를 통해 DC-DC 컨버터(31), OBC(On-Board Charger)(32), 전동식 콤프레셔(33), 및 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터(34)에 연결되어 있다. 즉, 고전압 배터리(10)는 DC-DC 컨버터(31), OBC(32), 전동식 콤프레셔(33), 및 PTC 히터(34)의 전원으로 이용된다. 1, the high-voltage battery 10 includes a DC-DC converter 31, an OBC (On-Board Charger) 32, an electric compressor 33, And a PTC (Positive Temperature Coefficient) heater 34. That is, the high-voltage battery 10 is used as a power source for the DC-DC converter 31, the OBC 32, the electric compressor 33, and the PTC heater 34.

인버터(30)는 고전압 배터리(10)의 전원을 3상 전원으로 변경하여 모터(40)를 구동한다. 인버터(30)와 PRA(20) 사이에는 평활한 전원을 이용하기 위한 인버터 커패시터(C1)가 존재한다. The inverter 30 drives the motor 40 by changing the power source of the high-voltage battery 10 to the three-phase power source. Between the inverter 30 and the PRA 20, there is an inverter capacitor C1 for using a smooth power source.

DC-DC 컨버터(31)는 보조 배터리(11)에 연결되어 있다. The DC-DC converter 31 is connected to the auxiliary battery 11.

PRA(20)는 고전압 배터리(10)의 양극(+)에 연결되어 있는 메인 릴레이(23), 고전압 배터리(10)의 음극(-)에 연결되어 있는 메인 릴레이(24), 양극(+)에 메인 릴레이(23)과 병렬로 연결되어 있는 프리차지 릴레이(21), 및 프리차지 저항(22)을 포함한다.The PRA 20 includes a main relay 23 connected to the positive electrode of the high voltage battery 10, a main relay 24 connected to the negative electrode of the high voltage battery 10, A precharge relay 21 connected in parallel with the main relay 23, and a precharge resistor 22.

프리차지 릴레이(21)의 일단은 양극(+) 및 메인 릴레이(23)의 일단에 연결되어 있고, 프리차지 릴레이(21)의 타단은 프리차지 저항(22)을 통해 메인 릴레이(23)의 타단에 연결되어 있다.One end of the precharge relay 21 is connected to one end of the positive electrode and the main relay 23 and the other end of the precharge relay 21 is connected to the other end of the main relay 23 through the precharge resistor 22. [ Respectively.

인버터 커패시터(C1) 때문에 PRA(20)의 메인 릴레이(23)의 양극(+)에 프리차지 릴레이(21)가 병렬로 연결되어 있다. 프리차지 릴레이(21)가 연결되어, 고전압 배터리(10)가 프리차지 저항(22)을 통해 인버터 커패시터(C1)에 연결되었을 때, 프리차지 저항(22)의 저항과 인버터 커패시터(C1)의 커패시턴스에 따르는 RC 시상수에 의해서 전류의 지연이 발생한다. 그러면, 돌입전류가 방지되고, 고전압 배터리(10)에 연결되어 있는 메인 릴레이(23)가 보호된다.The precharge relay 21 is connected in parallel to the anode (+) of the main relay 23 of the PRA 20 because of the inverter capacitor C1. When the high-voltage battery 10 is connected to the inverter capacitor C1 via the pre-charge resistor 22, the pre-charge relay 22 is connected to the pre-charge relay 22 and the capacitance of the inverter capacitor C1 A current delay occurs due to the RC time constant according to the following equation. Then, the inrush current is prevented, and the main relay 23 connected to the high voltage battery 10 is protected.

프리차지 릴레이(21)가 연결되어 RC 시정수에 따른 전류 지연으로 돌입전류를 방지한 후에, 메인 릴레이(24)가 연결된다. 그러면 프리차지 릴레이(21)와 메인 릴레이(24)에 의해 전기적인 회로가 형성이 된다.The precharge relay 21 is connected to prevent the inrush current due to the current delay according to the RC time constant, and then the main relay 24 is connected. Then, the pre-charge relay 21 and the main relay 24 form an electric circuit.

그 다음으로 메인 릴레이(23)가 연결되고, 프리차지 릴레이(21)는 오픈(open)된다. 그러면, 메인 릴레이(23)과 메인 릴레이(24)를 통한 전기적인 구동회로가 형성된다. Next, the main relay 23 is connected, and the precharge relay 21 is opened. Then, an electrical drive circuit is formed through the main relay 23 and the main relay 24. [

이와 같이, 급속충전 시 고전압 릴레이가 융착되는 현상은 프리차지 릴레이를 사용하여 돌입전류를 방지함으로써 해결된다.As described above, the phenomenon that the high-voltage relay is fused during rapid charging is solved by preventing the inrush current by using the precharge relay.

도 2는 다른 실시 예에 따른 전기 자동차의 파워부를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a power unit of an electric vehicle according to another embodiment.

도 2에 도시된 바와 같이, 급속 충전 포트와 고전압 배터리(40) 사이에 메인 릴레이(51, 52)와 급속 충전 릴레이(61, 62)가 연결되어 있다.Main relays 51 and 52 and rapid charging relays 61 and 62 are connected between the rapid charging port and the high voltage battery 40 as shown in FIG.

고전압 배터리(40)은 인버터(71) 및 OBC(72)의 전원이다.The high voltage battery 40 is a power source for the inverter 71 and the OBC 72. [

메인 릴레이(51)은 고전압 배터리(40)의 양극에 연결되어 있고, 급속 충전 릴레이(61)은 메인 릴레이(51)과 급속 충전 포트 사이에 연결되어 있다. 메인 릴레이(52)은 고전압 배터리(40)의 음극에 연결되어 있고, 급속 충전 릴레이(62)는 메인 릴레이(52)와 급속 충전 포트 사이에 연결되어 있다. The main relay 51 is connected to the positive pole of the high voltage battery 40 and the rapid charging relay 61 is connected between the main relay 51 and the rapid charging port. The main relay 52 is connected to the cathode of the high voltage battery 40 and the rapid charging relay 62 is connected between the main relay 52 and the rapid charging port.

메인 릴레이(51) 및 메인 릴레이(52) 각각은 프리차지 릴레이(S1) 및 프리차지 저항(R1)과 프리차지 릴레이(S2) 및 프리자치 저항(R2)를 포함한다.Each of the main relay 51 and the main relay 52 includes a precharge relay S1 and a precharge resistor R1 and a precharge relay S2 and a precharge resistor R2.

프리차지 릴레이(S1) 및 프리차지 저항(R1)은 릴레이(53)에 병렬 연결되어 있고, 프리차지 릴레이(S2) 및 프리자치 저항(R2)은 릴레이(54)에 병렬 연결되어 있다. 메인 릴레이(51, 52)와 급속충전 릴레이(61,62)의 동작 순서를 변경하여, 급속충전기에 커패시터 성분이 존재하더라도 돌입전류를 방지 할 수 있다.The precharge relay S1 and the precharge resistor R1 are connected in parallel to the relay 53 and the precharge relay S2 and the preheat resistor R2 are connected in parallel to the relay 54. [ The operation order of the main relays 51 and 52 and the rapid charging relays 61 and 62 can be changed to prevent an inrush current even if a capacitor component exists in the rapid charger.

예를 들어, 급속충전 릴레이(61, 62)와 프리챠지 릴레이(S1, S2)를 먼저 연결한다. 그러면, 프리차지 저항(R1, R2)와 급속 충전기의 커패시터(도시되어 있지 않음)에 의한 RC 시상수에 따른 전류 지연이 발생한다. For example, the rapid charging relays 61 and 62 and the precharge relay S1 and S2 are connected first. Then, a current delay occurs due to the RC time constant caused by the precharge resistors R1 and R2 and the capacitors (not shown) of the rapid charger.

그 다음으로 릴레이(53, 54)가 연결되고, 프리차지 릴레이(S1, S2)는 오픈된다. Then, the relays 53 and 54 are connected, and the precharge relays S1 and S2 are opened.

그러면, 급속 충전기에 커패시터 성분이 존재하더라도 전류 지연이 생겨 돌입전류를 방지하고, 고전압릴레이가 융착이 발생하는 현상을 방지할 수 있다. Thus, even if there is a capacitor component in the rapid charger, a current delay is caused to prevent an inrush current, and the occurrence of fusion of the high voltage relay can be prevented.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

10: 고전압 배터리
20: PRA(Power Relay Assembly)
23: 메인 릴레이
24: 메인 릴레이
21: 프리차지 릴레이
22: 프리차지 저항
53, 54: 릴레이
61, 62: 급속충전 릴레이
S1, S2: 프리챠지 릴레이
R1, R2: 프리차지 저항10: High voltage battery
20: Power Relay Assembly (PRA)
23: Main relay
24: Main relay
21: Precharge relay
22: Pre-charge resistance
53, 54: Relay
61, 62: Rapid charge relay
S1, S2: Precharge relay
R1, R2: Precharge resistance

Claims (7)

급속 충전 포트를 통해 급속 충전기에 연결되는 전기 자동차에 있어서,
고전압 배터리, 및
상기 고전압 배터리와 상기 급속 충전 포트 사이에 연결되어 있는 메인 릴레이 및 급속 충전 릴레이를 포함하고,
상기 메인 릴레이는 릴레이 및 상기 릴레이와 병렬 연결된 프리차지 저항 및 프리차지 릴레이를 포함하며,
상기 급속 충전 포트에 상기 급속 충전기가 연결될 때, 상기 급속 충전 릴레이를 연결한 후, 상기 메인 릴레이의 상기 프리차지 릴레이를 연결하여 돌입전류를 방지하는 것을 특징으로 하는
전기 자동차.In an electric vehicle connected to a rapid charger via a rapid charge port,
High-voltage battery, and
A main relay and a rapid charge relay connected between the high voltage battery and the rapid charge port,
Wherein the main relay includes a relay and a precharge resistor and a precharge relay connected in parallel with the relay,
Wherein when the rapid charger is connected to the rapid charging port, the rapid charging relay is connected and then the precharge relay of the main relay is connected to prevent an inrush current.
Electric car. 제1 항에 있어서,
상기 프리차지 저항 및 상기 급속 충전기의 커패시터에 의한 RC 시정수에 따른 전류 지연이 발생하는
전기 자동차.The method according to claim 1,
The pre-charge resistance and the current delay due to the RC time constant caused by the capacitors of the rapid charger
Electric car. 제1 항에 있어서,
상기 프리차지 릴레이가 연결된 후 상기 릴레이가 연결되며, 상기 릴레이가 연결되면 상기 프리차지 릴레이가 오픈되는
전기 자동차.The method according to claim 1,
After the precharge relay is connected, the relay is connected. When the relay is connected, the precharge relay is opened
Electric car. 제1 항에 있어서,
상기 메인 릴레이는 제1 메인 릴레이 및 제2 메인 릴레이를 포함하고,
상기 제1 메인 릴레이는 제1 릴레이 및 상기 제1 릴레이와 병렬 연결된 제1 프리차지 저항 및 제1 프리차지 릴레이를 포함하고,
상기 제2 메인 릴레이는 제2 릴레이 및 상기 제2 릴레이와 병렬 연결된 제2 프리차지 저항 및 제2 프리차지 릴레이를 포함하고,
상기 급속 충전 릴레이는 제1 급속 충전 릴레이 및 제2 급속 충전 릴레이를 포함하는,
전기 자동차.The method according to claim 1,
Wherein the main relay includes a first main relay and a second main relay,
Wherein the first main relay includes a first relay and a first precharge resistor and a first precharge relay connected in parallel with the first relay,
The second main relay includes a second relay and a second precharge resistor and a second precharge relay connected in parallel with the second relay,
Wherein the rapid charge relay comprises a first rapid charge relay and a second quick charge relay,
Electric car. 제4 항에 있어서,
상기 고전압 배터리의 일단과 상기 급속 충전 포트의 일단 사이에 상기 제1 메인 릴레이 및 상기 제1 급속 충전 릴레이가 직렬로 연결되고,
상기 고전압 배터리의 타단과 상기 급속 충전 포트의 타단 사이에 상기 제2 메인 릴레이 및 상기 제2 급속 충전 릴레이가 직렬로 연결되는,
전기 자동차.5. The method of claim 4,
The first main relay and the first rapid charging relay are connected in series between one end of the high voltage battery and one end of the rapid charging port,
And the second main relay and the second rapid charging relay are connected in series between the other end of the high voltage battery and the other end of the rapid charging port,
Electric car. 제5 항에 있어서,
상기 제1 메인 릴레이 및 상기 제1 급속 충전 릴레이의 접점인 제1 노드에 일단이 연결되고, 상기 제2 메인 릴레이 및 상기 제2 급속 충전 릴레이의 접점인 제2 노드에 타단이 연결된 인버터를 더 포함하는
전기 자동차.6. The method of claim 5,
Further comprising an inverter whose one end is connected to a first node which is a contact of the first main relay and the first rapid charging relay and whose other end is connected to a second node which is a contact of the second main relay and the second rapid charging relay doing
Electric car. 제6 항에 있어서,
상기 제1 노드에 일단이 연결되고 상기 제2 노드에 타단이 연결된 OBC(On-Board Charger)를 더 포함하는,
전기 자동차.The method according to claim 6,
Further comprising an On-Board Charger (OBC) having one end connected to the first node and the other end connected to the second node,
Electric car.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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