KR20170008922A - Inverter system for electronic bus and inverter system driving method for electronic bus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기 버스의 에어컨, 공기압축펌프와 유압펌프의 동력을 제공하는 전기 버스용 인버터 시스템 및 전기 버스용 인버터 구동 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an air conditioner for an electric bus, an inverter system for an electric bus that provides power to an air compression pump and a hydraulic pump, and an inverter driving method for an electric bus.
일반적으로, 전기버스는 출입문의 개폐, 브레이크 구동 등을 위해 압축공기가 필요하고, 차량의 조향을 쉽게 하기 위해 유압펌프의 힘을 이용한다. 이때 공기탱크에 공기를 압축하기 위한 공기압축펌프와 조향장치를 동작하기 위한 유압펌프를 구동하기 위한 동력이 필요한데, 전기버스는 엔진이 없으므로 전동기를 이용하여 보조장치를 구동하게 된다. 또한, 에어컨을 동작시키기 위해 에어컨 압축펌프를 구동하기 위한 전동기 제어를 하게 된다. 이 보조 전동기들은 배터리 에너지를 동력원으로 사용하게 된다.Generally, an electric bus requires compressed air for opening and closing a door, driving a brake, etc., and uses the force of a hydraulic pump to facilitate steering of the vehicle. At this time, an air compression pump for compressing the air in the air tank and a power for driving the hydraulic pump for operating the steering device are required. Since the electric bus has no engine, the auxiliary device is driven by using the electric motor. In addition, the motor is controlled to drive the air conditioner compressor to operate the air conditioner. These auxiliary motors use battery energy as a power source.
특히, 차량의 조향에 있어서 유압펌프가 멈추게 되면 스티어링이 조작이 힘들게 되어 차량의 안전에 영향을 주게 되고, 차량을 정상적으로 운행할 수 없게 된다. 또한, 브레이크 등의 동작을 위해 공압의 공급이 차단되면 차량을 정상적으로 멈출 수 없게 된다. 따라서 공기 압축펌프와 유압펌프 동력 공급계가 매우 중요한 부분이라 할 수 있다.Particularly, when the hydraulic pump is stopped in the steering of the vehicle, the steering becomes difficult to operate, which affects the safety of the vehicle, and the vehicle can not be operated normally. Further, when the supply of the air pressure is interrupted for the operation of the brake or the like, the vehicle can not be normally stopped. Therefore, air compression pump and hydraulic pump power supply system are very important part.
공기압축펌프와 유압펌프는 차량이 운행 중에는 항상 동작하므로 에어컨 동력용 인버터보다 공기압축펌프와 유압펌프 동력용 인버터의 고장확률이 높은 문제점이 있다.
Since the air compression pump and the hydraulic pump always operate while the vehicle is running, there is a problem that the failure probability of the air compression pump and the hydraulic pump power inverter is higher than that of the air conditioner power inverter.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기압축펌프와 유압펌프 동력을 제공하는 전동기를 제어하는 인버터가 고장이 날 경우 에어컨 동력을 제공하는 인버터의 출력을 공기압축펌프와 유압펌프 동력을 제공하는 전동기로 전달하여 차량을 안전하게 운행할 수 있도록 하는 전기 버스용 인버터 시스템 및 전기 버스용 인버터 구동 방법이 제공된다.
According to an embodiment of the present invention, an output of an inverter that provides air conditioning power when an inverter that controls an electric motor that provides power to an air compression pump and a hydraulic pump is broken down into an air compressor and an electric motor An inverter system for an electric bus and a method for driving an inverter for an electric bus are provided.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 버스용 인버터 시스템은 제1 보조 전동기를 구동하는 제1 보조 인버터와 제2 보조 전동기를 구동하는 제2 보조 인버터를 포함하여 인버터부, 및 상기 제1 보조 인버터가 비정상적으로 동작하면 상기 제2 보조 인버터의 출력 전력을 상기 제1 보조 전동기에 전달하는 전달부를 포함할 수 있다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an inverter system for an electric bus including a first auxiliary inverter for driving a first auxiliary motor and a second auxiliary inverter for driving a second auxiliary motor And a transmission unit for transmitting the output power of the second auxiliary inverter to the first auxiliary motor when the first auxiliary inverter operates abnormally.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 버스용 인버터 시스템 구동 방법은 제1 보조 전동기를 구동하는 제1 보조 인버터의 비정상 동작이 검출되면, 상기 제1 보조 인버터로부터의 출력 전력을 제1 보조 전동기에 전달하는 제1 전달 경로를 제공하는 제1 스위치부를 오픈시키는 단계, 제2 보조 전동기를 구동하는 제2 보조 인버터의 동작을 중단시키고, 상기 제2 보조 인버터로부터의 출력 전력을 제2 보조 전동기에 전달하는 제2 전달 경로를 제공하는 제2 스위치부를 오픈시키는 단계, 상기 제2 보조 인버터로부터의 출력 전력을 상기 제1 보조 전동기에 전달하는 제3 전달 경로를 제공하는 제3 스위치부를 클로즈(close)하고, 제2 보조 인버터를 동작시키는 단계를 포함할 수 있다.
In the method of driving an inverter system for an electric bus according to an embodiment of the present invention, when an abnormal operation of the first sub-inverter driving the first sub-motor is detected, the output power from the first sub- To the second auxiliary electric motor, to stop the operation of the second auxiliary inverter for driving the second auxiliary electric motor, to stop outputting the output power from the second auxiliary inverter to the second auxiliary electric motor A third switch section for providing a third transmission path for transmitting output power from the second auxiliary inverter to the first auxiliary motor; And operating the second auxiliary inverter.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 안전에 밀접한 관계에 있는 공기압축펌프와 유압펌프용 보조인버터가 고장이 날 경우 차량을 정상적으로 조향하고 브레이크 등을 동작할 수 있도록 에어컨용 인버터로 제어함으로써, 차량의 승객의 안전을 보호하고 차량을 차고지로 이동할 수 있도록 하는 효과가 있다.
According to an embodiment of the present invention, when an air compressor and an auxiliary inverter for a hydraulic pump, which are closely related to the safety of a vehicle, are faulty, the vehicle is normally steered and controlled by an inverter for an air conditioner, It is effective to protect the safety of the passenger of the vehicle and to move the vehicle to the garage.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 시스템을 갖는 전기 버스의 개략적인 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 시스템의 개략적인 블럭도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 시스템에 의해 구동되는 전기 버스의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 시스템의 구동 방법을 나타내는 동작 흐름도이다.1 is a schematic block diagram of an electrical bus with an inverter system according to an embodiment of the invention.
2 is a schematic block diagram of an inverter system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 and FIG. 4 are schematic diagrams showing the configuration of an electric bus driven by an inverter system according to an embodiment of the present invention shown in FIG.
5 is an operational flowchart illustrating a method of driving an inverter system according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 시스템을 갖는 전기 버스의 개략적인 블럭도이다.1 is a schematic block diagram of an electrical bus with an inverter system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 전기 버스(A)는 화석 연료를 이용하여 엔진의 기계적 동력을 얻는 대신, 이차 전지인 배터리의 전기적 에너지를 이용하여 전동기를 구동함으로써 이 추진력에 의해 다수의 승객을 수송하는 차량을 의미한다. 이를 위해, 전기 버스(A)는 차체를 구동시키는 메인 전동기 및 상기 메인 전동기에 구동 전력을 제공하는 메인 인버터 외에, 차체 내부에 조향 장치, 에어컨 등을 구동하는 보조 전동기에 구동 전력을 제공하는 인버터 시스템(100)을 포함할 수 있다.
Referring to FIG. 1, the electric bus A uses electric energy of a battery, which is a secondary battery, to drive an electric motor, instead of obtaining mechanical power of the engine by using fossil fuel, . To this end, the electric bus A includes an inverter system (not shown) for supplying driving power to an auxiliary motor for driving a steering device, an air conditioner, etc., in addition to a main motor for driving a vehicle body and a main inverter for supplying driving power to the main electric motor (100).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 시스템의 개략적인 블럭도이다.2 is a schematic block diagram of an inverter system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 시스템(100)은 전력 공급부(110), 인버터부(120) 및 전달부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, an
전력 공급부(110)는 직류 전력을 공급하는 배터리(111)와 상기 직류 전력의 공급을 제어하는 전력 제어부(112)를 포함할 수 있다.The
인버터부(120)는 제1 보조 인버터(122), 제2 보조 인버터(123) 및 인버터 제어기(121)를 포함할 수 있다.The
제1 보조 인버터(122) 및 제2 보조 인버터(123)는 구동 전력을 출력할 수 있으며, 정상 동작시에는 제1 보조 인버터(122)에서 출력된 구동 전력은 제1 보조 전동기(200)에 전달되어 제1 보조 전동기(200)를 구동시키고, 제2 보조 인버터(123)에서 출력된 구동 전력은 제2 보조 전동기(300)에 전달되어 제2 보조 전동기(300)를 구동시킬 수 있다.The first
인버터 제어기(121)는 제1 및 제2 보조 인버터(122,123)에서 출력되는 구동 전력을 제어할 수 있으며, 제1 및 제2 보조 인버터(122,123)의 동작 온 및 오프를 제어할 수 있다. The
전달부(130)는 제1 스위치부(131), 제2 스위치부(132) 및 제3 스위치부(133)를 포함할 수 있다.The
제1 스위치부(131)는 제1 보조 인버터(122)로부터 출력된 구동 전력을 제1 보조 전동기(200)에 전달하는 제1 전달경로(c,e)를 제공할 수 있고, 제2 스위치부(132)는 제2 보조 인버터(123)로부터 출력된 구동 전력을 제2 보조 전동기(300)에 전달하는 제2 전달경로(d,f)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 보조 인버터(122)로부터 출력된 구동 전력과 제2 보조 인버터(123)로부터 출력된 구동 전력은 3상 전력일 수 있다.
The
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 시스템에 의해 구동되는 전기 버스의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.FIG. 3 and FIG. 4 are schematic diagrams showing the configuration of an electric bus driven by an inverter system according to an embodiment of the present invention shown in FIG.
도 2와 함께, 도 3을 참조하면, 제1 보조 전동기(200)의 축에 직접 연결된 유압 펌프(6)의 도움으로, 운전자가 스티어링 휠(1)을 부드럽게 조작하여 조향 장치(2)를 제어할 수 있다. 제1 보조 전동기(200)의 전동기 풀리(3)와 공기압축펌프 풀리(5)가 벨트(4)에 의해 연결되어 제1 보조 전동기(200)의 동력이 공기 압축 펌프(7)로 전달되어 공기 압축 펌프(7)에 의해 압축된 공기가 공기압축탱크(8)에 저장되어, 출입문 개폐 등을 제어할 수 있다.3, with the aid of a
정상운전 상태에서 제1 보조 전동기(200)와 제1 보조 인버터(122) 사이에 장착된 제1 스위치부(131)를 클로즈(close)할 수 있다. 이때 인버터 제어기(121)는 제1 보조 인버터(122)를 공기 압축 펌프와 유압 펌프용 모드로 제1 보조 전동기(200)를 구동시키기 위해 제어신호(a)를 통해 제1 보조 인버터(122)로 전달하여 제1 보조 전동기(200)을 구동할 수 있다.
The
도 2와 함께, 도 4를 참조하면, 제2 보조 전동기(300)의 풀리(9)와 에어컨 펌프 풀리(11)는 벨트(10)로 연결되어, 제2 보조 전동기(300)는 에어컨 펌프(12)를 구동하여 차량 내 에어컨이 동작하게 된다.4, the
정상운전 상태에서 제2 보조 전동기(300)와 제2 보조 인버터(123) 사이에 장착된 제2 스위치부(132)를 클로즈(close)할 수 있다. 이때 운전자의 조작에 의해 인버터제어기(121)는 제2 보조 인버터(123)를 에어컨 모드로 제2 보조 전동기(300)를 구동시키기 위해 제어신호(b)를 통해 제2 보조 인버터(123)로 전달하여 제2 보조 전동기(300)를 구동할 수 있다.
The
다시 도 2를 참조하면, 한편, 제3 스위치부(133)는 제1 보조 인버터(122)의 고장 등의 비정상 동작으로 정상적인 구동 전력이 제1 보조 전동기(200)에 전달되지 못하는 경우, 제2 보조 인버터(123)로부터 출력된 구동 전력을 제1 보조 전동기(200)에 전달하는 제3 전달 경로(g)를 제공할 수 있다.Referring back to FIG. 2, when the normal driving power can not be transmitted to the first
이에 관하여, 도 5를 참조하여 상세히 설명하도록 한다. This will be described in detail with reference to FIG.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 시스템의 구동 방법을 나타내는 동작 흐름도이다.5 is an operational flowchart illustrating a method of driving an inverter system according to an embodiment of the present invention.
도 2와 함께, 도 5를 참조하면, 제1 보조 인버터(122)의 고장 등의 비정상 동작으로 정상적인 구동 전력이 제1 보조 전동기(200)에 전달되지 못하는 경우(S10), 비상운전 상태로 전환하여 인버터 제어기(121)에서 제1 스위치부(131)와 제2 스위치부(132)를 오픈(open) 시키되, 제2 보조 인버터(123)의 동작을 정지시키킬 수 있다.(S20,S30,S40) 이후, 제1 보조 전동기(200)과 제2 보조 인버터(123) 사이에 장착된 제3 스위치부(133)을 클로즈(close)할 수 있다(S50). 이때 제2 보조 인버터(123)는 인버터 제어기(121)에 의해 공기압축펌프와 유압펌프용 모드로 제1 보조 전동기(200)를 구동시킬 수 있다(S60,S70).
Referring to FIG. 5 together with FIG. 5, when normal driving power can not be delivered to the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 차량의 안전에 밀접한 관계에 있는 공기압축펌프와 유압펌프용 보조인버터가 고장이 날 경우 차량을 정상적으로 조향하고 브레이크 등을 동작할 수 있도록 에어컨용 인버터로 제어함으로써, 차량의 승객의 안전을 보호하고 차량을 차고지로 이동할 수 있도록 할 수 있다.
As described above, according to the present invention, when an air compressor and an auxiliary inverter for a hydraulic pump that are closely related to the safety of a vehicle fail, the vehicle is normally steered and controlled by an inverter for air conditioning , The safety of the passengers of the vehicle can be protected and the vehicle can be moved to the garage.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the particular forms disclosed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100: 인버터 시스템
110: 전력 공급부
111: 배터리
112: 전력 제어부
120: 인버터부
121: 인버터 제어기
122: 제1 보조 인버터
123: 제2 보조 인버터
130: 전달부
131: 제1 스위치부
132: 제2 스위치부
133: 제3 스위치부100: inverter system
110: Power supply
111: Battery
112:
120: inverter section
121: inverter controller
122: 1st auxiliary inverter
123: Second auxiliary inverter
130:
131: first switch section
132: second switch section
133: third switch section
Claims (8)
제1 보조 전동기를 구동하는 제1 보조 인버터와 제2 보조 전동기를 구동하는 제2 보조 인버터를 포함하여 인버터부; 및
상기 제1 보조 인버터가 비정상적으로 동작하면 상기 제2 보조 인버터의 출력 전력을 상기 제1 보조 전동기에 전달하는 전달부
를 포함하는 전기 버스용 인버터 시스템.
An inverter system for driving an auxiliary electric motor that provides auxiliary electric power to an electric bus,
An inverter unit including a first auxiliary inverter for driving the first auxiliary motor and a second auxiliary inverter for driving the second auxiliary motor; And
When the first sub-inverter is operating abnormally, the first sub-inverter and the second sub-
And an inverter system for an electric bus.
상기 전달부는
상기 제1 보조 인버터의 출력 전력이 제1 보조 전동기에 전달되는 제1 전달 경로를 제공하는 제1 스위치부;
상기 제2 보조 인버터의 출력 전력이 제2 보조 전동기에 전달되는 제2 전달 경로를 제공하는 제2 스위치부; 및
상기 제2 보조 인버터의 출력 전력이 제1 보조 전동기에 전달되는 제3 전달 경로를 제공하는 제1 스위치부
를 포함하는 전기 버스용 인버터 시스템.
The method according to claim 1,
The transmitter
A first switch unit for providing a first transmission path through which the output power of the first auxiliary inverter is transmitted to the first auxiliary motor;
A second switch unit for providing a second transmission path through which the output power of the second auxiliary inverter is transmitted to the second auxiliary motor; And
A first switch unit for providing a third transmission path through which the output power of the second auxiliary inverter is transmitted to the first auxiliary motor;
And an inverter system for an electric bus.
상기 인버터부는 상기 제1 보조 인버터 및 상기 제2 보조 인버터의 인버터 제어기를 더 포함하는 전기 버스용 인버터 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the inverter unit further comprises an inverter controller of the first sub-inverter and the second sub-inverter.
상기 제1 보조 전동기는 전기 버스의 유압 펌프 및 공기압축 펌프에 동력을 제공하는 전기 버스용 인버터 시스템.
The method according to claim 1,
Said first auxiliary motor providing power to a hydraulic pump and an air compression pump of an electric bus.
상기 제2 보조 전동기는 전기 버스의 에어컨 펌프에 동력을 제공하는 전기 버스용 인버터 시스템.
The method according to claim 1,
And the second auxiliary motor provides power to the air conditioner pump of the electric bus.
제1 보조 전동기를 구동하는 제1 보조 인버터의 비정상 동작이 검출되면, 상기 제1 보조 인버터로부터의 출력 전력을 제1 보조 전동기에 전달하는 제1 전달 경로를 제공하는 제1 스위치부를 오픈시키는 단계;
제2 보조 전동기를 구동하는 제2 보조 인버터의 동작을 중단시키고, 상기 제2 보조 인버터로부터의 출력 전력을 제2 보조 전동기에 전달하는 제2 전달 경로를 제공하는 제2 스위치부를 오픈시키는 단계; 및
상기 제2 보조 인버터로부터의 출력 전력을 상기 제1 보조 전동기에 전달하는 제3 전달 경로를 제공하는 제3 스위치부를 클로즈(close)하고, 제2 보조 인버터를 동작시키는 단계
를 포함하는 전기 버스용 인버터 시스템 구동 방법.
A method of driving an inverter system for driving an auxiliary electric motor that provides auxiliary electric power to an electric bus,
When the abnormal operation of the first sub-inverter driving the first sub-motor is detected, opening a first switch portion providing a first transmission path for transferring the output power from the first sub-inverter to the first sub-motor;
Opening a second switch portion for stopping the operation of the second auxiliary inverter for driving the second auxiliary motor and for providing a second transmission path for transmitting the output power from the second auxiliary inverter to the second auxiliary electric motor; And
Closing a third switch section for providing a third transmission path for transmitting output power from the second auxiliary inverter to the first auxiliary motor, and operating the second auxiliary inverter
And a drive circuit for driving the electric bus.
상기 제1 보조 전동기는 전기 버스의 유압 펌프 및 공기압축 펌프에 동력을 제공하는 전기 버스용 인버터 시스템 구동 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the first auxiliary motor provides power to a hydraulic pump and an air compression pump of an electric bus.
상기 제2 보조 전동기는 전기 버스의 에어컨 펌프에 동력을 제공하는 전기 버스용 인버터 시스템 구동 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the second auxiliary motor provides power to the air conditioner pump of the electric bus.
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