KR20200034866A - Small and lightweight type power converting and control apparatus, and methoe for control - Google Patents

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Abstract

The present invention discloses a small and lightweight type power converting and control apparatus and a control method. According to an embodiment of the present invention, the small and lightweight type power converting and control apparatus comprises: a battery charging unit for converting commercial power from a power input into DC power at a preset voltage level and charging an auxiliary battery; an electronic power unit including electric devices by changing a charging power of the auxiliary battery to a rated power of a preset voltage level; and an electronic voltage output unit for supplying power to at least one mobility device; and an integrated power control unit for controlling charging/discharging of the auxiliary battery in real time by controlling power input/output of the battery charging unit and the electronic voltage output unit, so that a structure and a shape of the power converting and control apparatus may be changed and applied to be optimized for a purpose of a low-capacity battery of 72V and 8kW or less, thereby facilitating a power charge/discharge control and a power conversion efficiency for the low-capacity battery.

Description

소형 경량화된 전력 변환 제어장치 및 제어방법{SMALL AND LIGHTWEIGHT TYPE POWER CONVERTING AND CONTROL APPARATUS, AND METHOE FOR CONTROL}SMALL AND LIGHTWEIGHT TYPE POWER CONVERTING AND CONTROL APPARATUS, AND METHOE FOR CONTROL}

본 발명은 저용량 배터리의 전력 충/방전을 제어하기 위한 소형 경량화된 전력 변환 제어장치에 관한 것으로, 특히 소형화 용도에 최적화되도록 하면서도 저용량 배터리의 충/방전 제어 효율을 향상시킬 수 있는 소형 경량화된 전력 변환 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a compact and lightweight power conversion control device for controlling power charging / discharging of a low-capacity battery. In particular, the compact and lightweight power conversion capable of improving charging / discharging control efficiency of a low-capacity battery while being optimized for miniaturization applications. It relates to a control device and a control method.

세계적인 대기 오염에 따른 환경 규제가 날로 강화되면서 전기 자동차나 하이브리드 자동차 등 친환경 차량에 대한 관심이 높이지고 있다. As the environmental regulations due to global air pollution are strengthening day by day, interest in eco-friendly vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles is increasing.

또한, 거대도시화, 사회 고령화 현상에 따라 새로운 교통 환경이 요구되면서 선진국을 중심으로 초소형 전기차의 개발과 인프라 구축에 박차를 가하고 있는 상황이다. 하이브리드 자동차는 동력원으로 엔진이 있기 때문에 외부의 상용 전원을 이용하여 배터리를 충전할 필요가 없으나, 전기 자동차는 엔진이 있지 않으므로 외부의 상용 전원을 이용하여 주기적으로 배터리를 충전하여야 한다. In addition, as new transportation environments are required according to the phenomenon of metropolitanization and social aging, the situation is accelerating the development and infrastructure construction of ultra-compact electric vehicles in developed countries. Since a hybrid vehicle has an engine as a power source, it is not necessary to charge the battery using an external commercial power source, but since an electric vehicle does not have an engine, the battery must be periodically charged using an external commercial power source.

전기 자동차와나 하이브리드 자동차는 이미 대용량 배터리의 충/방전을 제어하는 배터리 전력 관리 시스템이 구축되어 있다. 대용량 배터리의 경우는 자동차의 동력원으로 사용되는 전력을 저장하고, 저용량 배터리의 경우는 계기판이나, 조명 등의 편의성을 갖춘 전기 장치의 동작 전원을 저장한다. Electric vehicles and hybrid vehicles already have a battery power management system that controls charging / discharging of large-capacity batteries. In the case of a large-capacity battery, power used as a power source for an automobile is stored, and in the case of a low-capacity battery, the operating power of an electric device having convenience such as an instrument panel or lighting is stored.

하지만, 종래의 전기 자동차나 하이브리드 자동차는 400V 이상의 고용량 배터리가 적용되는 환경에서의 전력 충/방전, 및 변환 장치가 적용되었으며, 보조 배터리 또한 일반적으로 200V 이상의 전력을 충방전하도록 구축되었다. However, a conventional electric vehicle or a hybrid vehicle has a power charging / discharging and converting device in an environment in which a high capacity battery of 400 V or more is applied, and an auxiliary battery is also generally constructed to charge and discharge power of 200 V or more.

하지만, 최근 편의 장비로 소형 전기 자동차 등에 적용되고 마이크로 e-모빌리티 기기들은 72V, 8kW 이하의 저용량 배터리를 구축해서 이용 가능하다. 이에, 소형 경량화된 전기 자동차나 하이브리드 자동차에 용이하게 적용하기 위해서는 72V, 8kW 이하의 저용량 배터리의 전력 충/방전, 및 변환 장치가 요구되고 있다. However, it has recently been applied to small electric vehicles as a convenient equipment, and micro e-mobility devices can be used by building a low-capacity battery of 72V or 8kW. Accordingly, in order to easily apply to a compact and lightweight electric vehicle or hybrid vehicle, there is a need for a power charging / discharging and converting device for a low-capacity battery of 72V, 8kW or less.

종래의 전기 자동차나 하이브리드 자동차에 적용되는 배터리 전력 충/방전 장치나 전력 변환 시스템은 대부분 고용량 배터리를 기준으로만 상용화되었기 때문에, 72V, 8kW 이하의 저용량 배터리 전력 충/방전, 및 변환 장치의 개발은 더욱 미흡해진 상태이다. Since battery power charging / discharging devices and power conversion systems applied to conventional electric vehicles or hybrid vehicles are mostly commercialized only for high-capacity batteries, the development of low-capacity battery power charging / discharging and conversion devices of 72V, 8kW or less is It has become more deficient.

이에, 72V, 8kW 이하의 저용량 배터리를 이용하는 마이크로 e-모빌리티 기기들의 적용 환경에서 용이하게 활용 및 상용화할 수 있는 소형 경량화된 전력 변환 제어장치의 개발이 더더욱 절실히 요구되고 있다. Accordingly, the development of a compact and lightweight power conversion control device that can be easily utilized and commercialized in an application environment of micro e-mobility devices using a low-capacity battery of 72V or 8kW is required.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소형화 용도에 최적화하여 72V, 8kW 이하의 저용량 배터리에 대한 충/방전 제어 효율을 향상시킬 수 있도록 함과 아울러, 방열 구조를 개선하여 방열 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 소형 경량화된 전력 변환 제어장치 및 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above problems, and to optimize the miniaturization application to improve the charge / discharge control efficiency for a low-capacity battery of 72V, 8kW or less, and improve the heat dissipation structure to further improve the heat dissipation effect. It is an object of the present invention to provide a compact and lightweight power conversion control device and control method that can be improved.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 소형 경량화된 전력 변환 제어장치는 전원 입력부로부터의 상용 전원을 미리 설정된 전압 레벨의 직류 전원으로 변환하여 보조 배터리에 충전하는 배터리 충전부, 보조 배터리의 충전 전원을 미리 설정된 전압 레벨의 정격 전원으로 가변하여 전기장치들을 포함하는 전장부와 적어도 하나의 모빌리티 기기로 공급하는 전장전압 출력부, 및 배터리 충전부와 전장전압 출력부의 전원 입출력을 제어하여 보조 배터리의 충/방전을 실시간으로 제어하는 통합 전력 제어부를 포함한다. A compact and lightweight power conversion control device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a battery charging unit for converting commercial power from the power input into a DC power of a predetermined voltage level to charge the auxiliary battery, the auxiliary battery The charging power of the variable voltage is changed to a rated power of a preset voltage level, and an electric field voltage output unit that supplies electric devices to at least one mobility device, and a secondary battery by controlling power input and output of the battery charging unit and electric voltage output unit It includes an integrated power control unit to control the charging / discharging in real time.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 모빌리티용 통합 전력 변환 제어장치는 보조 배터리의 충전 상태(State Of Charge)를 실시간으로 모니터하여 보조 배터리의 충전 상태 정보를 통합 전력 제어부로 전송하는 SOC 검출부, 및 상기 배터리 충전부, 전장전압 출력부, 인터페이스부, SOC 검출부 중 적어도 하나 구성부에 대한 온도를 실시간으로 검출하여 검출된 온도 정보를 통합 전력 제어부로 전송하는 온도 검출부를 더 포함한다. In addition, the integrated power conversion control device for micro-mobility according to an embodiment of the present invention monitors the state of charge of the auxiliary battery (State Of Charge) in real time and transmits SOC information to the integrated power control unit, and The battery charging unit, the full-length voltage output unit, the interface unit, SOC detection unit further includes a temperature detection unit for detecting the temperature in real time and transmitting the detected temperature information to the integrated power control unit.

통합 전력 제어부는 SOC 검출부로부터의 보조 배터리의 충전 상태 정보를 실시간으로 미리 설정된 상한 충전 용량 정보 및 하한 충전 용량 정보와 비교하여, 보조 배터리의 충전량이 상한 충전 용량과 하한 충전 용량의 사이에 유지되도록 배터리 충전부의 충전량을 제어한다. The integrated power control unit compares the charging state information of the auxiliary battery from the SOC detector in real-time with the preset upper and lower charging capacity information and the battery so that the charging amount of the secondary battery is maintained between the upper and lower charging capacity. Controls the amount of charge in the charging section.

통합 전력 제어부는 온도 검출부로부터 배터리 충전부, 전장전압 출력부, 인터페이스부, SOC 검출부 중 적어도 하나의 온도를 실시간으로 수신하여 기준 온도와 각각 비교하고, 실시간으로 수신된 온도가 기준 온도 이하로 유지되도록 배터리 충전부, 전장전압 출력부, 인터페이스부, SOC 검출부 중 적어도 하나의 동작을 중단시킨다. The integrated power control unit receives in real time at least one temperature of the battery charging unit, the electric field voltage output unit, the interface unit, and the SOC detection unit from the temperature detection unit and compares them with the reference temperature, respectively, and the battery so that the temperature received in real time is maintained below the reference temperature At least one of the charging unit, the full-length voltage output unit, the interface unit, and the SOC detecting unit is stopped.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 제어장치의 제어방법은 전원 입력부로부터의 상용 전원을 배터리 충전부에서 미리 설정된 전압 레벨의 직류 전원으로 변환하여 보조 배터리에 충전하는 단계, 보조 배터리의 충전 전원을 전장전압 출력부에서 미리 설정된 전압 레벨의 정격 전원으로 가변하여 전기장치들을 포함하는 전장부와 적어도 하나의 모빌리티 기기로 공급하는 단계, 및 배터리 충전부와 전장전압 출력부의 전원 입출력을 통합 전력 제어부에서 제어하여 보조 배터리의 충/방전을 실시간으로 제어하는 단계를 포함한다. In addition, the control method of the power conversion control apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is to convert the commercial power from the power input unit into a DC power supply of a predetermined voltage level in the battery charging unit to charge the auxiliary battery Step, varying the charging power of the auxiliary battery from the full-length voltage output unit to a rated power of a predetermined voltage level and supplying it to the electric unit including electric devices and at least one mobility device, and the power of the battery charging unit and the full-voltage output unit And controlling input / output by the integrated power control unit to control charging / discharging of the auxiliary battery in real time.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 제어장치의 제어방법은 보조 배터리의 충전 상태(State Of Charge)를 SOC 검출부에서 실시간으로 모니터하여 보조 배터리의 충전 상태 정보를 통합 전력 제어부로 전송하는 단계, 및 배터리 충전부, 전장전압 출력부, 인터페이스부, SOC 검출부 중 적어도 하나 구성부에 대한 온도를 온도 검출부에서 실시간으로 검출하여 검출된 온도 정보를 통합 전력 제어부로 전송하는 단계를 더 포함한다. In addition, the control method of the power conversion control apparatus according to an embodiment of the present invention monitors the state of charge of the auxiliary battery (State Of Charge) in real time by the SOC detection unit to transmit the charging state information of the auxiliary battery to the integrated power control unit, And detecting the temperature of at least one of the battery charging unit, the electric field voltage output unit, the interface unit, and the SOC detecting unit in real time by the temperature detecting unit and transmitting the detected temperature information to the integrated power control unit.

상기와 같은 다양한 기술 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 소형 경량화된 전력 변환 제어장치 및 제어방법은 72V, 8kW 이하의 저용량 배터리 용도에 최적화되도록 그 구조와 형상을 변경 적용함으로써, 저용량 배터리에 대한 전력 충/방전 제어, 및 전력 변환 효율을 향상시킬 수 있다. A compact and lightweight power conversion control device and control method according to an embodiment of the present invention having various technical features as described above is applied to a low-capacity battery by changing its structure and shape to be optimized for a low-capacity battery use of 72V or 8kW. Power charge / discharge control, and power conversion efficiency can be improved.

또한, 소형 경량화된 전력 변환 및 충/방전 제어 구조에 알맞게 방열 구조와 조립 형상을 개선하여 전체적인 방열 기능을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 이룰 수 있다. In addition, it is possible to achieve an effect of further improving the overall heat dissipation function by improving the heat dissipation structure and assembly shape suitable for the compact and lightweight power conversion and charge / discharge control structure.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소형 경량화된 전력 변환 제어장치의 차량 적용 구조를 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 소형 경량화된 전력 변환 제어장치의 세부 구성을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전력 변환 제어장치의 저용량 배터리 충/방전 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 도 2에 도시된 전력 변환 제어장치의 발열 온도를 감안한 저용량 배터리 충/방전 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 통합 전력 제어부의 저용량 배터리 충전 제어 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 도 2에 도시된 통합 전력 제어부의 저용량 배터리 방전 제어 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 도 2에 도시된 전력 변환 제어장치의 외부 하우징 및 하우징 내부의 조립 구조를 구체적으로 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 전력 변환 제어장치의 내부 구성을 설명하기 위한 내부 조립 단면도이다. 1 is a block diagram illustrating a vehicle application structure of a compact and lightweight power conversion control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the compact and lightweight power conversion control device illustrated in FIG. 1.
3 is a flowchart illustrating a low-capacity battery charge / discharge control method of the power conversion control device shown in FIG. 2.
4 is a view showing a low-capacity battery charge / discharge control method in consideration of the heating temperature of the power conversion control device shown in FIG. 2.
5 is a flowchart for explaining a low-capacity battery charging control operation of the integrated power control unit shown in FIG. 2.
FIG. 6 is a flowchart for explaining a low-capacity battery discharge control operation of the integrated power control unit shown in FIG. 2.
FIG. 7 is a perspective view specifically showing an outer housing and an assembly structure inside the power conversion control device shown in FIG. 2.
8 is an internal assembly cross-sectional view for explaining the internal configuration of the power conversion control device shown in FIG. 7.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다. The above-described objects, features, and advantages will be described in detail below with reference to the accompanying drawings, and accordingly, a person skilled in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical spirit of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.

이하, 본 발명의 소형 경량화된 전력 변환 제어장치 및 제어방법에 관하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a compact and lightweight power conversion control device and control method of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소형 경량화된 전력 변환 제어장치의 차량 적용 구조를 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a vehicle application structure of a compact and lightweight power conversion control device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전기 자동차나 하이브리드 자동차에 적용되는 전력 변환 제어장치는 다양한 마이크로 e-모빌리티 기기에 동작 전원을 제공할 수 있도록 설계되어야 한다. Referring to FIG. 1, a power conversion control device applied to an electric vehicle or a hybrid vehicle should be designed to provide operating power to various micro e-mobility devices.

이에, 소형 경량화된 전력 변환 제어장치(300)는 전기 자동차나 하이브리드 자동차 자체의 발전 전력을 전원 입력부(100)를 통해 상용 전원(VAC)으로 입력받는다. Accordingly, the compact and lightweight power conversion control device 300 receives electric power generated by the electric vehicle or the hybrid vehicle itself through the power input unit 100 as a commercial power source (VAC).

전력 변환 제어장치(300)는 전원 입력부(100)로부터의 상용 전원(VAC)을 미리 설정된 전압 레벨의 직류 전원으로 변환하여 저용량 배터리로 구성된 보조 배터리(200)에 충전하고, 마이크로 e-모빌리티 CPU(400)나 전기장치들이 포함된 전장부(500)의 요청에 따라서는 보조 배터리(200)로부터의 직류 전원을 미리 설정된 정격 전원 레벨로 가변하여 전장부(500) 등으로 제공한다. The power conversion control unit 300 converts commercial power (VAC) from the power input unit 100 into DC power having a preset voltage level, charges the auxiliary battery 200 composed of a low-capacity battery, and micro e-mobility CPU ( 400) or at the request of the electric unit 500 including electrical devices, the DC power from the auxiliary battery 200 is changed to a preset rated power level and provided to the electric unit 500 or the like.

전력 변환 제어장치(300)는 차량 내 전기장치들을 포함하는 전장부(500)와 각종 모빌리티 기기들에 72V, 8kW 용량의 전력을 제공할 수 있도록 설계되어, 마이크로 e-모빌리티 CPU(400)의 요청에 따라 72V 내외의 정격 전원 전압을 전장부(500)와 각종 모빌리티 기기들로 공급할 수 있다. The power conversion control device 300 is designed to provide power of 72 V and 8 kW to the electric unit 500 including electric devices in the vehicle and various mobility devices, and requests the micro e-mobility CPU 400 Depending on the power supply voltage of about 72V can be supplied to the electric unit 500 and various mobility devices.

마이크로 e-모빌리티 CPU(400)는 차량 내 전기장치들을 포함하는 전장부(500)와 각종 모빌리티 기기들에 대한 동작 상태를 실시간으로 모니터하고, 동작 상태 변화에 따라 전력 변환 제어장치(300)에 요청하여 정격 전원의 온/오프를 제어한다. The micro e-mobility CPU 400 monitors in real time the operation status of the electric unit 500 including electric devices in the vehicle and various mobility devices, and requests the power conversion control apparatus 300 according to the change in the operation status To control the on / off of the rated power.

도 2는 도 1에 도시된 소형 경량화된 전력 변환 제어장치의 세부 구성을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다. FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the compact and lightweight power conversion control device illustrated in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 전력 변환 제어장치(300)는 배터리 충전부(310), 통합 전력 제어부(320), 전장전압 출력부(330), 인터페이스부(340), SOC 검출부(350), 및 온도 검출부(360)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the power conversion control device 300 includes a battery charging unit 310, an integrated power control unit 320, an electric field voltage output unit 330, an interface unit 340, an SOC detection unit 350, and a temperature detection unit 360.

배터리 충전부(310)는 전원 입력부(100)로부터의 상용 전원(VAC)을 미리 설정된 전압 레벨의 직류 전원으로 변환하여 보조 배터리(200)에 충전한다. The battery charging unit 310 converts commercial power VAC from the power input unit 100 into DC power having a predetermined voltage level and charges the auxiliary battery 200.

배터리 충전부(310)는 전원 입력부(100)로부터의 상용 전원(VAC)을 보조 배터리(200)가 필요로 하는 전압 레벨로 환하여 충전시켜주는 OBC(On Board Charger)를 구비하여 구성될 수 있다. The battery charging unit 310 may be configured with an On Board Charger (OBC) that converts commercial power (VAC) from the power input unit 100 into a voltage level required by the auxiliary battery 200 and charges it.

구체적으로, 배터리 충전부(310)의 OBC는 교류 전원으로 입력되는 상용 전원(VAC)을 직류 전원으로 가변하는 AD 변환부(311), 및 직류 전원의 전압 레벨을 보조 배터리(200)의 충전 전압 레벨로 강압하는 DC/DC 변환부(312)를 포함하여 구성될 수 있다. Specifically, the OBC of the battery charging unit 310 is an AD conversion unit 311 for converting commercial power (VAC) input as AC power to DC power, and the voltage level of the DC power supply to the voltage level of the auxiliary battery 200 It may be configured to include a DC / DC converter 312 step-down.

DC/DC 변환부(312)는 AD 변환부(311)로부터의 직류 전원을 스위칭시켜서 보조 배터리(200)로 공급하기 위해, 적어도 하나의 스위칭 제어 소자와 안정화 소자 등을 구비하여 구성될 수 있다. The DC / DC converter 312 may be configured to include at least one switching control element, a stabilizing element, and the like in order to switch the DC power from the AD converter 311 and supply it to the auxiliary battery 200.

이를 위해, DC/DC 변환부(312)의 스위칭 제어 소자는 영전압 스위칭이 가능한 공진형 컨버터 위상(Topology)을 이용하여 스위칭(위상 제어 스위칭) 제어되며, 스위칭 제어 소자는 화합물 소자 GaN나 SiC 또는 그 합성 물질이 적용되어 스위칭 손실 및 도통 손실이 감소되도록 할 수 있다. To this end, the switching control element of the DC / DC converter 312 is switched (phase-controlled switching) by using a resonant converter phase (Topology) capable of zero voltage switching, and the switching control element is a compound element GaN or SiC or The synthetic material can be applied to reduce switching losses and conduction losses.

전장전압 출력부(330)는 보조 배터리(200)의 충전 전원을 미리 설정된 전압 레벨의 정격 전원으로 가변하여 전기장치들을 포함하는 전장부(500)와 각종 마이크로 e-모빌리티 기기로 공급한다. The full-length voltage output unit 330 converts the charging power of the auxiliary battery 200 to a rated power of a preset voltage level and supplies it to the full-length unit 500 including electrical devices and various micro e-mobility devices.

전장전압 출력부(330)는 LDC(Low Voltage DC-DC Converter)를 포함하며, 통합 전력 제어부(320)의 제어에 따라 보조 배터리(200)의 충전 전원을 전기 장치들을 포함하는 전장부(500)와 각종 모빌리티 기기들의 동작 전압 레벨로 가변한다. 그리고 전장전압 출력부(330)는 통합 전력 제어부(320)의 제어에 따라 가변된 정격 전원을 전장부(500)와 각종 마이크로 e-모빌리티 기기들로 전송한다. The electric field voltage output unit 330 includes a low voltage DC-DC converter (LDC), and an electric field unit 500 including electric devices for charging power of the auxiliary battery 200 under the control of the integrated power control unit 320. And the operating voltage level of various mobility devices. In addition, the full-length voltage output unit 330 transmits the rated power variable according to the control of the integrated power control unit 320 to the full-length unit 500 and various micro e-mobility devices.

통합 전력 제어부(320)는 배터리 충전부(310)와 전장전압 출력부(330)를 제어하여 보조 배터리(200)의 충/방전을 실시간으로 제어한다. The integrated power control unit 320 controls the battery charging unit 310 and the electric voltage output unit 330 to control charging / discharging of the auxiliary battery 200 in real time.

SOC 검출부(350)는 보조 배터리(200)의 충전 상태(State Of Charge)를 실시간으로 모니터하여 보조 배터리(200)의 충전 상태 정보를 통합 전력 제어부(320)로 전송한다. The SOC detector 350 monitors the state of charge of the auxiliary battery 200 in real time and transmits the state of charge of the auxiliary battery 200 to the integrated power control unit 320.

통합 전력 제어부(320)는 SOC 검출부(350)로부터의 보조 배터리(200)의 충전 상태 정보를 실시간으로 미리 설정된 상한 충전 용량 정보 및 하한 충전 용량 정보와 비교하여, 그 충전량이 상한 충전 용량과 하한 충전 용량의 사이에 유지되도록 배터리 충전부(310)의 충전량을 제어한다. The integrated power control unit 320 compares the charging state information of the auxiliary battery 200 from the SOC detection unit 350 with the upper limit charging capacity information and the lower limit charging capacity information set in real time, and the charging amount is the upper limit charging capacity and the lower limit charging The charging amount of the battery charging unit 310 is controlled to be maintained between the capacities.

온도 검출부(360)는 배터리 충전부(310), 전장전압 출력부(330), 인터페이스부(340), SOC 검출부(350) 중 적어도 하나의 온도를 실시간으로 검출하여 검출된 온도 정보를 통합 전력 제어부(320)로 전송한다. The temperature detector 360 detects the temperature of at least one of the battery charging unit 310, the full-length voltage output unit 330, the interface unit 340, and the SOC detector 350 in real time to integrate the detected temperature information with the integrated power control unit ( 320).

통합 전력 제어부(320)는 온도 검출부(360)로부터 배터리 충전부(310), 전장전압 출력부(330), 인터페이스부(340), SOC 검출부(350) 중 적어도 하나의 온도를 실시간으로 수신하여, 기준 온도와 각각 비교한다. 그리고 실시간으로 수신된 온도가 기준 온도 이하로 유지되도록 해당 구성부의 동작을 중단시킨다. The integrated power control unit 320 receives in real time the temperature of at least one of the battery charging unit 310, the electric field voltage output unit 330, the interface unit 340, and the SOC detecting unit 350 from the temperature detecting unit 360, Compare with temperature respectively. Then, the operation of the corresponding component is stopped so that the temperature received in real time is maintained below the reference temperature.

또한, 통합 전력 제어부(320)는 배터리 충전부(310)와 전장전압 출력부(330) 통합하여 제어 및 감시, 관리가 가능하고, 마이크로 e-모빌리티 CPU(400)와 통신을 수행한다. In addition, the integrated power control unit 320 integrates the battery charging unit 310 and the full-length voltage output unit 330 to control, monitor, and manage, and communicates with the micro e-mobility CPU 400.

구체적으로, 통합 전력 제어부(320)는 보조 배터리(200)의 충전량을 실시간으로 모니터하여, 보조 배터리(200)의 충전량이 미리 설정된 용량 범위에 유지되도록 배터리 충전부(310)를 통해 보조 배터리(200)의 충전을 제어한다. Specifically, the integrated power control unit 320 monitors the charge amount of the auxiliary battery 200 in real time, so that the auxiliary battery 200 is charged through the battery charging unit 310 so that the charging amount of the auxiliary battery 200 is maintained in a preset capacity range. Controls the charge.

통합 전력 제어부(320)는 인터페이스부(340)를 통해 마이크로 e-모빌리티 CPU(400)와 통신을 수행하여, 마이크로 e-모빌리티 CPU(400)의 요청에 따라 전장전압 출력부(330)의 정격 전원 출력을 제어한다. The integrated power control unit 320 communicates with the micro e-mobility CPU 400 through the interface unit 340, and according to the request of the micro e-mobility CPU 400, the rated power of the full-length voltage output unit 330 Control the output.

인터페이스부(340)는 통합 전력 제어부(320)와 마이크로 e-모빌리티 CPU(400) 간에 CAN(Controller Area Network) 통신이 가능하도록 CAN 버스를 통한 통신 모듈을 구비하여, 통합 전력 제어부(320)와 마이크로 e-모빌리티 CPU(400) 간의 CAN 통신을 지원한다. The interface unit 340 includes a communication module through a CAN bus to enable CAN (Controller Area Network) communication between the integrated power control unit 320 and the micro e-mobility CPU 400, so that the integrated power control unit 320 and the micro CAN communication between the e-mobility CPU 400 is supported.

도 3은 도 2에 도시된 전력 변환 제어장치의 저용량 배터리 충/방전 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a low-capacity battery charge / discharge control method of the power conversion control device shown in FIG. 2.

도 3을 참조하면, 통합 전력 제어부(320)는 전원 입력부(100)로부터의 상용 전원(VAC)이 입력되면, 초기화 동작을 수행(ST1)하여 전원 입력부(100)로부터의 상용 전원(VAC)을 미리 설정된 전압 레벨의 직류 전원으로 변환하여 보조 배터리(200)에 충전한다(ST5). Referring to FIG. 3, when the commercial power VAC from the power input unit 100 is input, the integrated power control unit 320 performs an initialization operation (ST1) to receive the commercial power VAC from the power input unit 100. It converts to a DC power supply with a predetermined voltage level and charges the auxiliary battery 200 (ST5).

이와 더불어, 통합 전력 제어부(320)는 인터페이스부(340)를 통해 마이크로 e-모빌리티 CPU(400)와 통신을 수행한다(ST2). In addition, the integrated power control unit 320 communicates with the micro e-mobility CPU 400 through the interface unit 340 (ST2).

통합 전력 제어부(320)는 마이크로 e-모빌리티 CPU(400)의 요청에 따라 전장전압 출력부(330)의 정격 전원 출력을 제어한다(ST6). The integrated power control unit 320 controls the rated power output of the full-length voltage output unit 330 at the request of the micro e-mobility CPU 400 (ST6).

이후, 통합 전력 제어부(320)는 보조 배터리(200)의 충전량을 실시간으로 모니터하여, 보조 배터리(200)의 충전량이 미리 설정된 용량 범위에 유지되도록 배터리 충전부(310)를 통해 보조 배터리(200)의 충전을 제어한다(ST7). Thereafter, the integrated power control unit 320 monitors the charge amount of the auxiliary battery 200 in real time, so that the charge amount of the auxiliary battery 200 is maintained through a battery charging unit 310 so that the charge amount of the auxiliary battery 200 is maintained in a preset capacity range. Charging is controlled (ST7).

통합 전력 제어부(320)는 온도 검출부(360)로부터 배터리 충전부(310), 전장전압 출력부(330), 인터페이스부(340), SOC 검출부(350) 중 적어도 하나의 온도를 실시간으로 수신하여, 기준 온도와 각각 비교한다(ST10). 그리고 실시간으로 수신된 온도가 기준 온도 이하로 유지되도록 해당 구성부의 동작을 중단시킨다(ST11). The integrated power control unit 320 receives in real time the temperature of at least one of the battery charging unit 310, the electric field voltage output unit 330, the interface unit 340, and the SOC detecting unit 350 from the temperature detecting unit 360, Compare with each temperature (ST10). Then, the operation of the corresponding component is stopped so that the temperature received in real time is maintained below the reference temperature (ST11).

도 4는 도 2에 도시된 전력 변환 제어장치의 발열 온도를 감안한 저용량 배터리 충/방전 제어 방법을 나타낸 도면이다. 4 is a view showing a low-capacity battery charge / discharge control method in consideration of the heating temperature of the power conversion control device shown in FIG. 2.

도 4를 참조하면, 통합 전력 제어부(320)는 보조 배터리(200)의 충전량을 실시간으로 모니터하여, 보조 배터리(200)의 충전량이 미리 설정된 용량 범위에 유지되도록 배터리 충전부(310)를 통해 보조 배터리(200)의 충전을 제어할 수 있다. Referring to FIG. 4, the integrated power control unit 320 monitors the charging amount of the secondary battery 200 in real time, and the secondary battery through the battery charging unit 310 so that the charging amount of the secondary battery 200 is maintained in a preset capacity range. Charging of the 200 can be controlled.

이와 동시에, 통합 전력 제어부(320)는 배터리 충전부(310), 전장전압 출력부(330), 인터페이스부(340), SOC 검출부(350) 중 적어도 하나의 온도를 실시간으로 확인하여, 실시간으로 수신된 온도가 기준 온도 이하로 유지되도록 해당 구성부의 동작을 중단시킬 수 있다. At the same time, the integrated power control unit 320 checks in real time the temperature of at least one of the battery charging unit 310, the electric field voltage output unit 330, the interface unit 340, and the SOC detection unit 350, and received in real time The operation of the corresponding component may be stopped so that the temperature is maintained below the reference temperature.

도 5는 도 2에 도시된 통합 전력 제어부의 저용량 배터리 충전 제어 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 5 is a flowchart for explaining a low-capacity battery charging control operation of the integrated power control unit shown in FIG. 2.

도 5를 참조하면, 통합 전력 제어부(320)의 보조 배터리(200) 충전 제어시, 통합 전력 제어부(320)는 전원 입력부(100)로부터의 상용 전원(VAC) 입력여부를 확인한다(SS2). 그리고 시동 확인에 이어, 전원 입력부(100)로부터 상용 전원(VAC)이 입력되면, 배터리 충전부(310)에 충전 신호를 전송한다(SS3). Referring to FIG. 5, during charging control of the auxiliary battery 200 of the integrated power control unit 320, the integrated power control unit 320 checks whether commercial power (VAC) input from the power input unit 100 is input (SS2). Then, after the start-up is confirmed, when commercial power VAC is input from the power input unit 100, a charging signal is transmitted to the battery charging unit 310 (SS3).

통합 전력 제어부(320)는 보조 배터리(200)의 충전량을 실시간으로 모니터한다(SS3). 통합 전력 제어부(320)는 보조 배터리(200)의 충전량이 미리 설정된 용량 범위에 유지되도록 배터리 충전부(310)를 통해 보조 배터리(200)의 충전을 제어할 수 있다. The integrated power control unit 320 monitors the charging amount of the auxiliary battery 200 in real time (SS3). The integrated power control unit 320 may control charging of the auxiliary battery 200 through the battery charging unit 310 so that the charging amount of the auxiliary battery 200 is maintained in a preset capacity range.

도 6은 도 2에 도시된 통합 전력 제어부의 저용량 배터리 방전 제어 동작을 설명하기 위한 순서도이다. FIG. 6 is a flowchart for explaining a low-capacity battery discharge control operation of the integrated power control unit shown in FIG. 2.

도 6을 참조하면, 통합 전력 제어부(320)는 인터페이스부(340)를 통해 마이크로 e-모빌리티 CPU(400)와 통신을 수행한다(TS1). Referring to FIG. 6, the integrated power control unit 320 communicates with the micro e-mobility CPU 400 through the interface unit 340 (TS1).

통합 전력 제어부(320)는 마이크로 e-모빌리티 CPU(400)의 요청에 따라 전장전압 출력부(330)의 정격 전원 출력을 제어한다(TS3). The integrated power control unit 320 controls the rated power output of the electric voltage output unit 330 at the request of the micro e-mobility CPU 400 (TS3).

이후, 통합 전력 제어부(320)는 보조 배터리(200)의 충전량을 실시간으로 모니터하여, 보조 배터리(200)의 충전량이 미리 설정된 용량 범위에 유지되도록 배터리 충전부(310)를 통해 보조 배터리(200)의 충전을 제어한다(TS4). Thereafter, the integrated power control unit 320 monitors the charge amount of the auxiliary battery 200 in real time, so that the charge amount of the auxiliary battery 200 is maintained through a battery charging unit 310 so that the charge amount of the auxiliary battery 200 is maintained in a preset capacity range. Charging is controlled (TS4).

도 7은 도 2에 도시된 전력 변환 제어장치의 외부 하우징 및 하우징 내부의 조립 구조를 구체적으로 나타낸 사시도이다. FIG. 7 is a perspective view specifically showing an outer housing and an assembly structure inside the power conversion control device shown in FIG. 2.

구체적으로, 도 7(a)는 통합 전력 변환 제어장치(300)의 외부 하우징을 나타낸 사시도이며, 도 7(b)는 외부 하우징이 오픈된 상태에서의 통합 전력 변환 제어장치(300) 조립 구성을 나타낸 사시도이다. Specifically, FIG. 7 (a) is a perspective view showing the outer housing of the integrated power conversion control device 300, and FIG. 7 (b) shows the integrated power conversion control device 300 assembly configuration when the outer housing is opened. It is a perspective view.

도 7(a) 및 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 통합 전력 변환 제어장치(300)에 구비된 배터리 충전부(310)는 제1 제어 보드(PCB1)에 실장되어 제1 제어 보드(PCB1)와 함께 외부 하우징(HC)의 내부 바닥면에 안착된다. 7 (a) and 7 (b), the battery charging unit 310 provided in the integrated power conversion control device 300 of the present invention is mounted on the first control board (PCB1) to control the first Together with the board (PCB1) it is seated on the inner bottom surface of the outer housing (HC).

외부 하우징(HC)은 방열이 가능한 금속의 사각 프레임이나 사각 케이스 형태를 유지하여, 배터리 충전부(310)가 실장된 제1 제어 보드(PCB1)가 내부 바닥에 안착 및 고정될 수 있도록 구성된다. The outer housing (HC) is configured to maintain a square frame or square case shape of a metal capable of dissipating heat, so that the first control board (PCB1) on which the battery charging unit 310 is mounted is seated and fixed on the inner floor.

또한, 통합 전력 변환 제어장치(300)에 구비된 전장 전압 출력부(330), 통합 전력 제어부(320), 인터페이스부(340)는 제2 제어 보드(PCB2)에 실장되어 제2 제어 보드(PCB2)와 함께 외부 하우징(HC)의 내부 및 배터리 충전부(310)가 실장된 제1 제어 보드(PCB1)의 상부에 안착된다. In addition, the full-length voltage output unit 330, the integrated power control unit 320, and the interface unit 340 provided in the integrated power conversion control device 300 are mounted on the second control board (PCB2) to control the second control board (PCB2). ) And the inside of the outer housing (HC) and the battery charging unit 310 is mounted on the top of the first control board (PCB1) mounted.

제2 제어 보드(PCB2)는 그 하부면이 배터리 충전부(310)가 실장된 제1 제어 보드(PCB1)와 접속되지 않도록 미리 설정된 간격을 갖고 고정될 수 있으며, 제2 제어 보드(PCB2)는 그 하부면이 배터리 충전부(310) 등에 접촉되도록 구성될 수 있다. 제2 제어 보드(PCB2)는 그 하부면이 배터리 충전부(310)에 접촉되면 방열 효과가 향상될 수 있다. The second control board (PCB2) may be fixed at a predetermined interval so that its lower surface is not connected to the first control board (PCB1) on which the battery charging unit (310) is mounted, and the second control board (PCB2) is The lower surface may be configured to contact the battery charging unit 310 or the like. When the lower surface of the second control board (PCB2) contacts the battery charging unit (310), the heat dissipation effect may be improved.

통합 전력 변환 제어장치(300)는 차량 내 전기장치들을 포함하는 전장부(500)와 각종 모빌리티 기기들에 72V, 8kW 용량의 전력을 제공할 수 있도록 설계된바, 제1 제어 보드(PCB1)와 제2 제어 보드(PCB2)에 각 구성 요소들이 나뉘어 실장된 상태로 외부 하우징(HC)의 내부에 조립되도록 구성될 수 있다. The integrated power conversion control device 300 is designed to provide power of 72 V and 8 kW to the electric unit 500 including various in-vehicle electric devices and various mobility devices, and includes a first control board (PCB1) and 2 Each component is divided and mounted on the control board (PCB2), and may be configured to be assembled inside the outer housing (HC).

이 경우, 내부 발열이 발생할 수 있기 때문에 제1 제어 보드(PCB1)와 제2 제어 보드(PCB2)가 외부 하우징(HC)에 결착되도록 고정됨으로써, 외부 하우징(HC)에 의해 방열이 가능하도록 구성된다. In this case, the first control board (PCB1) and the second control board (PCB2) is fixed so as to be attached to the outer housing (HC) because the internal heat generation may occur, it is configured to allow heat dissipation by the outer housing (HC) .

도 8은 도 7에 도시된 전력 변환 제어장치의 내부 구성을 설명하기 위한 내부 조립 단면도이다. 8 is an internal assembly cross-sectional view for explaining the internal configuration of the power conversion control device shown in FIG. 7.

도 8을 참조하면, 통합 전력 변환 제어장치(300)의 배터리 충전부(310)는 적어도 하나의 제1 금속성 방열 부재(BH2)와 함께 제1 제어 보드(PCB1)에 실장되어 제1 제어 보드(PCB1)와 함께 외부 하우징(HC)의 내부 바닥면에 안착될 수 있다. Referring to FIG. 8, the battery charging unit 310 of the integrated power conversion control device 300 is mounted on the first control board PCB1 together with at least one first metallic heat dissipation member BH2, and the first control board PCB1 ) Can be seated on the inner bottom surface of the outer housing HC.

제1 금속성 방열 부재(BH2)는 하부면이 제1 제어 보드(PCB1)에 안착 및 결합되고 상부면이 미리 설정된 높이를 유지하도록 구성되어, 제1 제어 보드(PCB1)로부터 전달되는 열을 외부 또는 외부 하우징(HC)의 내부 벽면으로 전달한다. The first metallic heat dissipation member (BH2) is configured such that the lower surface is seated and coupled to the first control board (PCB1) and the upper surface is maintained at a predetermined height, so that heat transferred from the first control board (PCB1) is external or Transfer to the inner wall surface of the outer housing (HC).

제1 금속성 방열 부재(BH2)는 적어도 어느 한 측면이 배터리 충전부(310)의 적어도 어느 한 측면과 결착되도록 구성되어, 배터리 충전부(310)로부터 전달되는 열을 외부 또는 외부 하우징(HC)의 내부 벽면으로 전달하도록 구성될 수 있다. The first metallic heat dissipation member (BH2) is configured such that at least one side is attached to at least one side of the battery charging unit 310, and heat transferred from the battery charging unit 310 is external or the inner wall surface of the external housing (HC) It can be configured to deliver.

외부 하우징(HC)은 방열이 가능한 금속의 사각 프레임이나 사각 케이스 형태를 유지하여, 배터리 충전부(310)가 실장된 제1 제어 보드(PCB1)가 내부 바닥에 안착 및 고정될 수 있도록 구성된다. The outer housing (HC) is configured to maintain a square frame or square case shape of a metal capable of dissipating heat, so that the first control board (PCB1) on which the battery charging unit 310 is mounted is seated and fixed on the inner floor.

또한, 통합 전력 변환 제어장치(300)에 구비된 전장 전압 출력부(330), 통합 전력 제어부(320), 인터페이스부(340)는 적어도 하나의 제1 금속성 방열 부재(BH2)와 함께 제2 제어 보드(PCB2)에 실장되어, 제2 제어 보드(PCB2)와 함께 외부 하우징(HC)의 내부 및 배터리 충전부(310)가 실장된 제1 제어 보드(PCB1)의 상부 측에 안착될 수 있다. In addition, the full-length voltage output unit 330, the integrated power control unit 320, and the interface unit 340 provided in the integrated power conversion control device 300 are second controlled together with at least one first metallic heat dissipation member BH2. Mounted on the board PCB2, the inside of the outer housing HC and the battery charging unit 310 may be mounted on the upper side of the mounted first control board PCB1 along with the second control board PCB2.

제2 금속성 방열 부재(BH1)는 하부면이 제2 제어 보드(PCB2)에 안착 및 결합되고 상부면이 미리 설정된 높이를 유지하도록 구성되어, 제2 제어 보드(PCB2)로부터 전달되는 열을 외부 또는 외부 하우징(HC)의 내부 벽면으로 전달한다. The second metallic heat dissipation member (BH1) is configured such that the lower surface is seated and coupled to the second control board (PCB2) and the upper surface is maintained at a predetermined height, so that heat transferred from the second control board (PCB2) is external or Transfer to the inner wall surface of the outer housing (HC).

제2 금속성 방열 부재(BH1)는 적어도 어느 한 측면이 전장 전압 출력부(330), 통합 전력 제어부(320), 인터페이스부(340) 중 적어도 어느 구성부의 측 면과 결착되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 전장 전압 출력부(330), 통합 전력 제어부(320), 인터페이스부(340) 중 적어도 어느 구성부로부터 전달되는 열을 외부 또는 외부 하우징(HC)의 내부 벽면으로 전달하도록 구성될 수 있다. The second metallic heat dissipation member BH1 may be configured such that at least one side thereof is attached to a side surface of at least one of the full-length voltage output unit 330, the integrated power control unit 320, and the interface unit 340. In this case, the heat transmitted from at least any one of the full-length voltage output unit 330, the integrated power control unit 320, and the interface unit 340 may be configured to transfer to the inner or outer wall of the outer housing HC. .

제2 제어 보드(PCB2)는 그 하부면이 적어도 하나의 제1 금속성 방열 부재(BH2)와 접속되지 않도록 미리 설정된 간격을 갖고 고정될 수 있으며, 제2 제어 보드(PCB2)는 그 하부면이 적어도 하나의 제1 금속성 방열 부재(BH2)에 접촉되도록 구성될 수 있다. 제2 제어 보드(PCB2)는 그 하부면이 적어도 하나의 제1 금속성 방열 부재(BH2)에 접촉되면 방열 효과가 향상될 수 있다. The second control board (PCB2) may be fixed at a predetermined interval so that its lower surface is not connected to the at least one first metallic heat dissipation member (BH2), and the second control board (PCB2) has at least a lower surface thereof. It may be configured to contact one of the first metallic heat dissipation member (BH2). When the lower surface of the second control board PCB2 contacts the at least one first metallic heat dissipation member BH2, the heat dissipation effect may be improved.

전술한 바와 같이, 통합 전력 변환 제어장치(300)는 차량 내 전기장치들을 포함하는 전장부(500)와 각종 모빌리티 기기들에 72V, 8kW 용량의 전력을 제공할 수 있도록 설계된바, 제1 제어 보드(PCB1)와 제2 제어 보드(PCB2)에 각 구성 요소들이 나뉘어 실장된 상태로 외부 하우징(HC)의 내부에 조립되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 내부 발열이 발생할 수 있기 때문에 제1 제어 보드(PCB1)와 제2 제어 보드(PCB2)가 외부 하우징(HC)에 결착되도록 고정됨으로써, 외부 하우징(HC)에 의해 방열이 가능하도록 구성된다. As described above, the integrated power conversion control device 300 is designed to provide power of 72 V and 8 kW to the electric unit 500 including various electric devices in the vehicle and various mobility devices, the first control board Each component may be divided into and mounted on the (PCB1) and the second control board (PCB2) to be assembled inside the outer housing (HC). In this case, the first control board (PCB1) and the second control board (PCB2) is fixed so as to be attached to the outer housing (HC) because the internal heat generation may occur, it is configured to allow heat dissipation by the outer housing (HC) .

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 소형 경량화된 전력 변환 제어장치 및 제어방법은 72V, 8kW 이하의 저용량 배터리 용도에 최적화되도록 그 구조와 형상을 변경 적용함으로써, 저용량 배터리에 대한 전력 충/방전 제어, 및 전력 변환 효율율을 향상시킬 수 있다. As described above, the compact and lightweight power conversion control device and control method according to an embodiment of the present invention is applied to a low-capacity battery by changing its structure and shape to be optimized for 72V, 8kW or less low-capacity battery applications. / Discharge control, and power conversion efficiency rate can be improved.

또한, 소형 경량화된 전력 변환 및 충/방전 제어 구조에 알맞게 방열 구조와 조립 형상을 개선하여 전체적인 방열 기능을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 이룰 수 있다. In addition, it is possible to achieve an effect of further improving the overall heat dissipation function by improving the heat dissipation structure and assembly shape suitable for the compact and lightweight power conversion and charge / discharge control structure.

이상, 본 발명은 비록 한정된 구성과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다. Above, although the present invention has been described by a limited configuration and drawings, the technical spirit of the present invention is not limited to this, and by a person skilled in the art to which the present invention pertains, the technical spirit of the present invention and the following It will be possible to implement various modifications and variations within the equivalent scope of the claims to be described.

100: 전원 입력부
200: 보조 배터리
300: 통합 전력 제어장치
310: 배터리 충전부
320: 통합 전력 제어부
330: 전장 전압 출력부
340: 인터페이스부
350: SOC 검출부
360: 온도 검출부
400: 마이크로 e-모빌리티 CPU
500: 전장부100: power input
200: auxiliary battery
300: integrated power control
310: battery charging unit
320: integrated power control
330: full-length voltage output
340: interface
350: SOC detection unit
360: temperature detector
400: micro e-mobility CPU
500: Battlefield

Claims (12)

전원 입력부로부터의 상용 전원을 미리 설정된 전압 레벨의 직류 전원으로 변환하여 보조 배터리에 충전하는 배터리 충전부;
상기 보조 배터리의 충전 전원을 미리 설정된 전압 레벨의 정격 전원으로 가변하여 전기장치들을 포함하는 전장부와 적어도 하나의 모빌리티 기기로 공급하는 전장전압 출력부; 및
상기 배터리 충전부와 전장전압 출력부의 전원 입출력을 제어하여 상기 보조 배터리의 충/방전을 실시간으로 제어하는 통합 전력 제어부를 포함하는,
소형 경량화된 전력 변환 제어장치.
A battery charging unit for converting commercial power from the power input unit into a DC power supply having a predetermined voltage level and charging the auxiliary battery;
A full-length voltage output unit for varying the charging power of the auxiliary battery to a rated power supply having a predetermined voltage level and supplying it to at least one mobility device including electric devices; And
It includes an integrated power control unit for controlling the charging and discharging of the auxiliary battery in real time by controlling the power input and output of the battery charging unit and the full-length voltage output unit,
Compact and lightweight power conversion control.
제 1 항에 있어서,
상기 보조 배터리의 충전 상태(State Of Charge)를 실시간으로 모니터하여 상기 보조 배터리의 충전 상태 정보를 상기 통합 전력 제어부로 전송하는 SOC 검출부; 및
상기 배터리 충전부, 상기 전장전압 출력부, 상기 인터페이스부, 상기 SOC 검출부 중 적어도 하나 구성부에 대한 온도를 실시간으로 검출하여 상기 검출된 온도 정보를 상기 통합 전력 제어부로 전송하는 온도 검출부를 더 포함하는,
소형 경량화된 전력 변환 제어장치.
According to claim 1,
An SOC detector which monitors the state of charge of the auxiliary battery in real time and transmits the state of charge of the auxiliary battery to the integrated power control unit; And
Further comprising a temperature detection unit for detecting the temperature of at least one of the battery charging unit, the electric field voltage output unit, the interface unit, and the SOC detection unit in real time and transmitting the detected temperature information to the integrated power control unit,
Compact and lightweight power conversion control.
제 2 항에 있어서,
상기 통합 전력 제어부는
상기 SOC 검출부로부터의 보조 배터리의 충전 상태 정보를 실시간으로 미리 설정된 상한 충전 용량 정보 및 하한 충전 용량 정보와 비교하여, 상기 보조 배터리의 충전량이 상한 충전 용량과 하한 충전 용량의 사이에 유지되도록 상기 배터리 충전부의 충전량을 제어하는,
소형 경량화된 전력 변환 제어장치.
According to claim 2,
The integrated power control unit
The battery charging unit so that the charging state information of the auxiliary battery from the SOC detecting unit is compared in real time with the preset upper and lower charging capacity information, and the charging amount of the secondary battery is maintained between the upper and lower charging capacity. To control the filling amount of,
Compact and lightweight power conversion control.
제 2 항에 있어서,
상기 통합 전력 제어부는
상기 온도 검출부로부터 상기 배터리 충전부, 상기 전장전압 출력부, 상기 인터페이스부, 상기 SOC 검출부 중 적어도 하나의 온도를 실시간으로 수신하여 기준 온도와 각각 비교하고, 상기 실시간으로 수신된 온도가 상기 기준 온도 이하로 유지되도록 상기 배터리 충전부, 상기 전장전압 출력부, 상기 인터페이스부, 상기 SOC 검출부 중 적어도 하나의 동작을 중단시키는,
소형 경량화된 전력 변환 제어장치.
According to claim 2,
The integrated power control unit
The temperature of the at least one of the battery charging unit, the electric field voltage output unit, the interface unit, and the SOC detecting unit is received in real time from the temperature detecting unit and compared with a reference temperature, respectively, and the temperature received in real time is below the reference temperature. To stop the operation of at least one of the battery charging unit, the electric field voltage output unit, the interface unit, and the SOC detection unit to be maintained,
Compact and lightweight power conversion control.
제 1 항에 있어서,
상기 배터리 충전부는
교류 전원으로 입력되는 상기 상용 전원을 직류 전원으로 가변하는 AD 변환부; 및
상기 직류 전원의 전압 레벨을 상기 보조 배터리의 충전 전압 레벨로 강압하는 DC/DC 변환부를 포함하며,
상기 DC/DC 변환부는 상기 AD 변환부로부터의 직류 전원을 스위칭 시켜서 상기 보조 배터리로 공급하기 하는 적어도 하나의 스위칭 제어 소자와 안정화 소자를 포함하는,
소형 경량화된 전력 변환 제어장치.
According to claim 1,
The battery charging unit
AD conversion unit for converting the commercial power input to the AC power to DC power; And
And a DC / DC converter for stepping down the voltage level of the DC power to the charging voltage level of the auxiliary battery,
The DC / DC converter includes at least one switching control element and a stabilizing element to switch the DC power from the AD converter to supply it to the auxiliary battery.
Compact and lightweight power conversion control.
제 5 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 스위칭 제어 소자는
영전압 스위칭이 가능한 공진형 컨버터 위상(Topology)을 이용하여 스위칭(위상 제어 스위칭) 제어되며, GaN나 SiC 또는 그 합성 물질이 포함된 화합물 소자가 적용된,
소형 경량화된 전력 변환 제어장치.
The method of claim 5,
The at least one switching control element
Switching (phase-controlled switching) is controlled by using the topology of a resonant converter capable of zero voltage switching, and a compound device containing GaN or SiC or a composite material thereof is applied.
Compact and lightweight power conversion control.
제 1 항에 있어서,
상기 전장전압 출력부는
LDC(Low Voltage DC-DC Converter)를 포함하며, 상기 통합 전력 제어부의 제어에 따라 상기 보조 배터리의 충전 전원을 상기 전장부와 상기 적어도 하나의 모빌리티 기기들의 동작 전압 레벨로 가변하고,
상기 통합 전력 제어부의 제어에 따라 가변된 정격 전원을 상기 적어도 하나의 모빌리티 기기들로 전송하는,
소형 경량화된 전력 변환 제어장치.
According to claim 1,
The electric voltage output unit
LDC (Low Voltage DC-DC Converter), and under the control of the integrated power control unit, the charging power of the auxiliary battery is varied to the operating voltage level of the electric unit and the at least one mobility device,
Transmitting the rated power variable according to the control of the integrated power control unit to the at least one mobility device,
Compact and lightweight power conversion control.
전원 입력부로부터의 상용 전원을 배터리 충전부에서 미리 설정된 전압 레벨의 직류 전원으로 변환하여 보조 배터리에 충전하는 단계;
상기 보조 배터리의 충전 전원을 전장전압 출력부에서 미리 설정된 전압 레벨의 정격 전원으로 가변하여 전기장치들을 포함하는 전장부와 적어도 하나의 모빌리티 기기로 공급하는 단계; 및
상기 배터리 충전부와 전장전압 출력부의 전원 입출력을 통합 전력 제어부에서 제어하여 상기 보조 배터리의 충/방전을 실시간으로 제어하는 단계를 포함하는,
전력 변환 제어장치의 제어방법.
Converting commercial power from the power input unit into a DC power supply having a predetermined voltage level in the battery charging unit and charging the secondary battery;
Supplying the charging power of the auxiliary battery to an electric power unit including electrical devices and at least one mobility device by changing the electric power from the electric voltage output unit to a rated power of a predetermined voltage level; And
Controlling the charging and discharging of the auxiliary battery in real time by controlling the power input and output of the battery charging unit and the electric voltage output unit in an integrated power control unit,
Control method of power conversion control device.
제 8 항에 있어서,
상기 보조 배터리의 충전 상태(State Of Charge)를 SOC 검출부에서 실시간으로 모니터하여 상기 보조 배터리의 충전 상태 정보를 상기 통합 전력 제어부로 전송하는 단계; 및
상기 배터리 충전부, 상기 전장전압 출력부, 상기 인터페이스부, 상기 SOC 검출부 중 적어도 하나 구성부에 대한 온도를 온도 검출부에서 실시간으로 검출하여 상기 검출된 온도 정보를 상기 통합 전력 제어부로 전송하는 단계를 더 포함하는,
전력 변환 제어장치의 제어방법.
The method of claim 8,
Monitoring the state of charge of the auxiliary battery (state of charge) in real time by an SOC detector and transmitting the state of charge of the auxiliary battery to the integrated power control unit; And
Further comprising the step of detecting the temperature of at least one component of the battery charging unit, the electric voltage output unit, the interface unit, and the SOC detection unit in real time by the temperature detection unit and transmitting the detected temperature information to the integrated power control unit. doing,
Control method of power conversion control device.
제 9 항에 있어서,
상기 정격 전원을 상기 전장부와 모빌리티 기기로 공급하는 단계는
상기 SOC 검출부로부터의 보조 배터리의 충전 상태 정보를 실시간으로 미리 설정된 상한 충전 용량 정보 및 하한 충전 용량 정보와 비교하여, 상기 보조 배터리의 충전량이 상한 충전 용량과 하한 충전 용량의 사이에 유지되도록 상기 배터리 충전부의 충전량을 제어하는 단계를 더 포함하는,
전력 변환 제어장치의 제어방법.
The method of claim 9,
The step of supplying the rated power to the electric unit and the mobility device is
The battery charging unit so that the charging state information of the auxiliary battery from the SOC detecting unit is compared in real time with the preset upper and lower charging capacity information, and the charging amount of the secondary battery is maintained between the upper and lower charging capacity. Further comprising the step of controlling the filling amount of,
Control method of power conversion control device.
제 9 항에 있어서,
상기 정격 전원을 상기 전장부와 모빌리티 기기로 공급하는 단계는
상기 온도 검출부로부터 상기 배터리 충전부, 상기 전장전압 출력부, 상기 인터페이스부, 상기 SOC 검출부 중 적어도 하나의 온도를 실시간으로 수신하여 기준 온도와 각각 비교하는 단계; 및
상기 실시간으로 수신된 온도가 상기 기준 온도 이하로 유지되도록 상기 배터리 충전부, 상기 전장전압 출력부, 상기 인터페이스부, 상기 SOC 검출부 중 적어도 하나의 동작을 중단시키는 단계를 더 포함하는,
전력 변환 제어장치의 제어방법.
The method of claim 9,
The step of supplying the rated power to the electric unit and the mobility device is
Receiving at least one temperature of the battery charging unit, the electric field voltage output unit, the interface unit, and the SOC detecting unit in real time from the temperature detecting unit and comparing them with a reference temperature, respectively; And
Further stopping the operation of at least one of the battery charging unit, the electric field voltage output unit, the interface unit, and the SOC detection unit so that the temperature received in real time is maintained below the reference temperature,
Control method of power conversion control device.
제 8 항에 있어서,
상기 배터리 충전 단계는
교류 전원으로 입력되는 상기 상용 전원을 AD 변환부에서 직류 전원으로 가변시키는 단계; 및
상기 직류 전원의 전압 레벨을 DC/DC 변환부에서 상기 보조 배터리의 충전 전압 레벨로 강압하는 단계를 포함하며,
상기 DC/DC 변환부는 상기 AD 변환부로부터의 직류 전원을 스위칭 시켜서 상기 보조 배터리로 공급하기 하는 적어도 하나의 스위칭 제어 소자와 안정화 소자를 이용하는,
전력 변환 제어장치의 제어방법. The method of claim 8,
The battery charging step
Converting the commercial power input to the AC power supply from the AD converter to a DC power supply; And
Step of stepping down the voltage level of the DC power to the charging voltage level of the auxiliary battery in the DC / DC converter,
The DC / DC converter uses at least one switching control element and a stabilizing element to switch the DC power from the AD converter to supply it to the auxiliary battery,
Control method of power conversion control device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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