KR20200083871A - Integrated power supply for electric vehicle and method of controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기 자동차에서 사용되는 전원 장치에 대한 것이다.The present invention relates to a power supply device used in an electric vehicle.
통상적으로 전기 자동차는 상용의 전원으로부터 충전받은 전기 에너지를 동력원으로 사용하는 자동차를 의미할 수 있다. 이를 위해 전기 자동차는 상용의 전원으로 충전되는 메인 배터리와, 상기 메인 배터리에 의해 구동되는 다수의 차량용 기기들을 포함할 수 있다.In general, an electric vehicle may mean a vehicle that uses electric energy charged from a commercial power source as a power source. To this end, the electric vehicle may include a main battery charged with commercial power and a plurality of vehicle devices driven by the main battery.
그런데 통상적으로 전기 자동차 충전을 위해 상용 전원으로부터 공급되는 전류는 급속 충전을 위해 매우 높은 전압을 가진다. 이에 전기 자동차는 상기 상용 전원의 전류를 메인 배터리의 충전 전압으로 변압하고, 변압된 충전 전류를 다시 메인 배터리로 입력하여 상기 메인 배터리의 충전이 이루어지도록 한다. 이처럼 메인 배터리의 충전을 수행하는 전원 장치를 OBC(On Board Charger)라고 한다. However, a current supplied from a commercial power source for charging an electric vehicle usually has a very high voltage for rapid charging. Accordingly, the electric vehicle transforms the current of the commercial power into the charging voltage of the main battery, and inputs the transformed charging current back to the main battery to charge the main battery. The power supply that performs charging of the main battery as described above is called an On Board Charger (OBC).
한편 메인 배터리는 전기 자동차에 구비된 다수의 부하기기들의 동작을 위한 전력을 공급한다. 그런데, 상기 메인 배터리는 약 400V의 고압 전력을 가지므로, 상기 고압의 전력을 상기 부하기기들의 동작 전압에 맞게 변환하여 공급하는 전원 장치를 구비한다. 이하 이처럼 고압의 전력을 낮은 전압의 전력으로 변환하는 전원 장치를 LDC(Low voltage Dc-dc Converter)라고 한다. Meanwhile, the main battery supplies power for operation of a plurality of load devices provided in the electric vehicle. However, since the main battery has a high voltage power of about 400V, a power supply device is provided that converts and supplies the high voltage power to the operating voltage of the load devices. Hereinafter, a power supply device that converts high voltage power to low voltage power is referred to as a low voltage dc-dc converter (LDC).
한편 상기 OBC 역시 상용의 고압 전류를 메인 배터리의 충전 전압(400V)으로 변환하는 DC-DC 컨버터의 기능을 가지므로, 상기 LDC와 OBC는 서로 유사한 구성을 가진다. 이에 따라 상기 LDC와 OBC를 통합하려는 방안이 활발하게 연구되었다. 그리고 이러한 연구의 일환으로, OBC와 LDC의 회로 구성 중 일부를 서로 공유하는 형태의 통합 전원장치가 등장하였다. On the other hand, the OBC also has a function of a DC-DC converter that converts a commercial high voltage current to a charging voltage (400V) of the main battery, so the LDC and OBC have a similar configuration to each other. Accordingly, a plan to integrate the LDC and the OBC has been actively studied. In addition, as part of this study, an integrated power supply in which some of the circuit configuration of the OBC and LDC are shared with each other has appeared.
이러한 통합 전원장치는 스위치의 연결을 통해 공유되는 회로가 OBC 또는 LDC의 나머지 회로와 선택적으로 연결될 수 있도록 하는 것으로, 상기 통합 전원장치가 OBC 또는 LDC 중 어느 하나로 선택적으로 동작할 수 있도록 하는 것이다. 이에 따라 OBC와 LDC는 서로 통합되었으나, 이 경우 OBC의 기능, 즉 메인 배터리를 충전하는 중에는 LDC로서 동작하지 못하여 부가 장치의 동작 전원이 공급되지 않는다는 문제가 있다. The integrated power supply allows the circuit shared through the connection of the switch to be selectively connected to the rest of the circuit of the OBC or LDC, so that the integrated power supply can selectively operate as either the OBC or the LDC. Accordingly, the OBC and the LDC are integrated with each other, but in this case, there is a problem that the operation power of the additional device is not supplied because the function of the OBC, that is, while the main battery is being charged, does not operate as the LDC.
한편 이러한 통합 전원장치는, 통합되었음에도 불구하고 OBC 입력 회로, LDC 출력 회로, 공유 회로 각각마다 다수의 스위치를 구비하고 있으며, 정밀한 제어를 위해 각 스위치 별로, 각 스위치를 제어하는 제어부를 포함하는 피드백 회로들이 구비된다. 이에 따라 상기 통합 전원장치는 그 구성이 복잡하고 다수의 피드백 제어들로 인해 제어 회로의 효율성이 저하된다는 문제가 있다.On the other hand, the integrated power supply, despite being integrated, has a plurality of switches for each of the OBC input circuit, the LDC output circuit, and the shared circuit, and a feedback circuit including a control unit for controlling each switch for each switch for precise control Are provided. Accordingly, the integrated power supply has a problem in that its configuration is complicated and the efficiency of the control circuit is deteriorated due to multiple feedback controls.
본 발명은 메인 배터리의 충전이 이루어지고 있는 동안에도, 상기 메인 배터리로부터 차량 부하기기들의 동작을 위한 전력이 공급될 수 있도록 하는 통합 전원장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an integrated power supply that enables power to be supplied for operation of vehicle load devices from the main battery even while the main battery is being charged.
또한 본 발명은 보다 구조가 간단하고, 제어 회로의 효율성이 향상된 OBC 및 LDC 통합 전원장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide an integrated OBC and LDC power supply having a simpler structure and improved control circuit efficiency.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 통합 전원장치는, 직류 전류를 입력받아 교류 전류로 변환하는 제1 스위치부와, 메인 배터리 충전 전압인 제1 전압의 교류 전류를 입력받아 직류 전류로 변환하거나, 상기 메인 배터리의 직류 전류를 입력받아 교류 전류로 변환하는 제2 스위치부와, 상기 제1 전압과 다른 제2 전압의 교류 전류를 입력받아 상기 제2 전압의 직류 전류로 변환하는 제3 스위치부와, 일측에 상기 제1 스위치부 및 상기 제3 스위치부가 연결 및, 타측에 상기 제2 스위치부가 연결되며, 상기 제1 스위치부에서 변환된 교류 전류를 입력받아 상기 제1 전압의 교류 전류로 변압하여 제2 스위치부로 출력, 및 일부를 제2 전압의 교류 전류로 변압하여 제3 스위치부로 출력하며, 상기 제2 스위치에서 변환된 교류 전류를 입력받아 제2 전압의 교류 전류로 변압하여 제3 스위치부로 출력하는 변압기와, 상기 제3 스위치부에서 출력되는 전류의 상태를 감지한 결과 및, 상기 메인 배터리의 상태에 근거하여 상기 제1 스위치부의 전류 변환, 또는 상기 제2 스위치부의 전류 변환을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention to achieve the above or other object, the integrated power supply device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, the first switch unit for receiving a direct current and converting it to an alternating current, the main battery charging A second switch unit for receiving an alternating current of a first voltage that is a voltage and converting it into a direct current, or converting the direct current of the main battery into an alternating current, and an alternating current of a second voltage different from the first voltage A third switch unit that receives input and converts the DC voltage into a DC current, the first switch unit and the third switch unit are connected to one side, and the second switch unit is connected to the other side, and the first switch unit It receives the converted AC current, transforms it into an AC current of the first voltage, outputs it to a second switch part, and converts a part of it into an AC current of a second voltage, outputs it to a third switch part, and converts AC converted by the second switch. A transformer that receives current and transforms it into an alternating current of a second voltage and outputs it to a third switch unit, and detects the state of the current output from the third switch unit and the first battery based on the state of the main battery. It characterized in that it comprises a control unit for controlling the current conversion of the switch unit, or the current conversion of the second switch unit.
일 실시 예에 있어서, 상기 메인 배터리의 상태는, 상기 메인 배터리의 충전 여부이며, 상기 제어부는, 상기 메인 배터리가 충전 중인 경우, 감지된 직류 전류의 상태에 따라 상기 제1 스위치부를 제어하고, 상기 메인 배터리가 충전 중이 아닌 경우 감지된 직류 전류의 상태에 따라 상기 제2 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the state of the main battery is whether or not the main battery is charged, and when the main battery is being charged, the controller controls the first switch unit according to the detected DC current state, and the When the main battery is not being charged, the second switch unit is controlled according to the sensed DC current state.
일 실시 예에 있어서, 상용의 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 상기 제1 스위치부에 입력하는 PFC(Power Factor Correction) 변환부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 PFC의 동작 상태에 근거하여 상기 메인 배터리의 충전 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the commercial AC current is further converted to a direct current (DC) and further includes a PFC (Power Factor Correction) conversion unit for input to the first switch unit, the control unit, the main based on the operation state of the PFC It is characterized by determining whether the battery is charged.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 스위치부에서 변환된 교류 전류가 상기 변압기에 입력되는 경우 상기 메인 배터리를 충전하는 OBC(On Board Charger)로 동작하는 동시에, 상기 전기 자동차의 부하기기에 동작 전원을 공급하는 LDC(Low Voltage DC-DC converter)로 동작하고, 상기 제2 스위치부에서 변환된 교류 전류가 상기 변압기에 입력되는 경우 상기 LDC로 동작하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, when the alternating current converted by the first switch unit is input to the transformer, it operates as an On Board Charger (OBC) that charges the main battery, and simultaneously supplies operating power to the load of the electric vehicle. It is characterized in that it operates as a supplied low voltage DC-DC converter (LDC) and operates as the LDC when AC current converted by the second switch unit is input to the transformer.
일 실시 예에 있어서, 상기 변압기는, 상기 메인 배터리가 충전 중이 아닌 경우, 상기 변압기와 상기 제1 스위치부 사이를 차단하여, 상기 제2 스위치부에서 입력된 모든 교류 전류가 상기 제2 전압으로 변압되도록 하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, when the main battery is not being charged, the transformer cuts off between the transformer and the first switch unit, so that all AC current input from the second switch unit is transformed into the second voltage. Characterized as possible.
일 실시 예에 있어서, 상기 메인 배터리의 상태에 따라, 입력된 피드백(feed back) 값에 대응하는 서로 다른 제어값들을 포함하는 피드백 테이블들을 구비하는 메모리를 더 구비하고, 상기 제어부는, 상기 메인 배터리의 상태에 대응하는 피드백 테이블로부터, 상기 제3 스위치부에서 출력되는 직류 전류의 상태에 대응하는 제1 스위치부 또는 제2 스위치부의 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, according to the state of the main battery, and further comprising a memory having feedback tables including different control values corresponding to the input feedback (feed back) value, the control unit, the main battery It characterized in that the control information of the first switch unit or the second switch unit corresponding to the state of the DC current output from the third switch unit is generated from the feedback table corresponding to the state of.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차용 통합 전원장치의 제어 방법은, 변압기로부터 출력되는 특정 전압의 전류 상태를 감지하는 단계와, 상기 전기 자동차 메인 배터리의 상태를 감지하는 단계와, 상기 메인 배터리의 상태 및, 상기 감지된 특정 전압의 전류 상태에 근거하여, 상용의 전원으로부터 인가된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 제1 스위치부 또는 상기 메인 배터리로부터 입력된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 제2 스위치부 중 어느 하나를 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 단계 및, 생성된 제어 정보에 따라 상기 제1 스위치부 또는 제2 스위치부를 제어하여, 상기 메인 배터리의 충전을 위해 입력되는 직류 전류의 변환을 제어하거나, 또는 상기 메인 배터리로부터 출력된 직류 전류의 변환을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention to achieve the above or other object, the control method of the integrated power supply device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention comprises: detecting a current state of a specific voltage output from a transformer; A first switch unit for detecting a state of the main battery of the electric vehicle, and converting a direct current applied from a commercial power source into an alternating current based on the state of the main battery and the sensed current state of a specific voltage, or Generating control information for controlling any one of the second switch units for converting the direct current input from the main battery into alternating current, and controlling the first switch unit or the second switch unit according to the generated control information Thus, it characterized in that it comprises the step of controlling the conversion of the DC current input for charging the main battery, or controlling the conversion of the DC current output from the main battery.
일 실시 예에 있어서, 상기 메인 배터리의 상태를 감지하는 단계는, 상기 메인 배터리가 충전 중인지 여부를 판단하는 단계이며, 상기 제어 정보를 생성하는 단계는, 상기 메인 배터리가 충전 상태인 경우, 상기 감지된 특정 전압의 전류 상태에 근거하여 상기 제1 스위치부를 제어하기 위한 제1 스위치 제어 정보를 생성하는 단계이며, 상기 메인 배터리가 충전 상태가 아닌 경우, 상기 감지된 특정 전압의 전류 상태에 근거하여 상기 제2 스위치부를 제어하기 위한 제2 스위치 제어 정보를 생성하는 단계이고, 특정 제2 전압의 직류 상태에 대응하는 제1 스위치 제어 정보와 제2 스위치 제어 정보는 서로 다른 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the step of sensing the state of the main battery is determining whether the main battery is being charged, and the step of generating the control information is when the main battery is in the charged state. Generating first switch control information for controlling the first switch unit based on the current state of the specified voltage, and when the main battery is not in the charging state, based on the detected current state of the specific voltage It is a step of generating second switch control information for controlling the second switch unit, and the first switch control information and the second switch control information corresponding to the DC state of the specific second voltage are different.
일 실시 예에 있어서, 상용의 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 상기 제1 스위치부에 입력하는 PFC(Power Factor Correction) 변환부를 더 포함하며, 상기 메인 배터리의 상태를 감지하는 단계는, 상기 PFC의 동작 상태에 근거하여 상기 메인 배터리의 충전 여부를 판단하는 단계임을 특징으로 한다. In one embodiment, the conversion of a commercial AC current into a DC current further includes a PFC (Power Factor Correction) conversion unit input to the first switch unit, and detecting the state of the main battery comprises: It is characterized in that it is a step of determining whether the main battery is charged based on an operation state.
일 실시 예에 있어서, 상기 특정 전압의 전류는, 상기 통합 전원장치가 LDC(Low Voltage DC-DC converter)로 동작할 때에 출력되며, 상기 전기 자동자의 부하기기에 동력원으로 공급되는 전류임을 특징으로 한다.In one embodiment, the current of the specific voltage is output when the integrated power supply operates as a low voltage DC-DC converter (LDC), and is characterized in that it is a current supplied as a power source to the loader of the electric vehicle. .
본 발명에 따른 통합 전원장치 및 그 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.When explaining the effect of the integrated power supply and its control method according to the present invention are as follows.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 PFC(Power Factor Correction) 변환부에서 변환된 교류 전류가 입력되면, 일부는 메인 배터리 충전 전압으로 변압하여 메인 배터리로 출력하고, 나머지 일부는 차량 부하기기의 동작 전원에 따른 전압으로 변압하여 출력함으로써, OBC 기능을 수행하는 경우 OBC 기능의 수행과 동시에 LDC로서 기능을 수행할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, when the alternating current converted by the PFC (Power Factor Correction) conversion unit is input, a part of the voltage is converted to the main battery charging voltage and output to the main battery, and the other part is a vehicle. When the OBC function is performed by transforming and outputting the voltage according to the operating power of the load device, there is an advantage of performing the function as an LDC at the same time as performing the OBC function.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 LDC 출력 회로로부터 출력된 전류의 상태에 근거하여 다른 스위치들이 제어되도록 함으로써, 피드백 회로의 수를 줄여 보다 구조를 간단하게 하고 제어 회로의 효율성을 보다 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, the present invention allows other switches to be controlled based on the state of the current output from the LDC output circuit, thereby reducing the number of feedback circuits to simplify the structure and to control the control circuit. It has the advantage of being able to further improve efficiency.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치의 제어부의 동작 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통합형 전원장치를 통해 메인 배터리가 충전되는 경우 제어부에 의해 피드백 제어가 수행되는 예를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통합형 전원장치를 통해 메인 배터리가 방전되는 경우 제어부에 의해 피드백 제어가 수행되는 예를 도시한 개념도이다.
도 5와 도 6은 각각 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치의 구성과 통상적인 전원장치의 구성을 도시한 도면들이다.1 is a block diagram illustrating the configuration of an integrated power supply according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an operation process of the control unit of the integrated power supply according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating an example in which feedback control is performed by a control unit when the main battery is charged through the integrated power supply according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating an example in which feedback control is performed by a control unit when a main battery is discharged through an integrated power supply according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams illustrating a configuration of an integrated power supply and a conventional power supply according to an embodiment of the present invention, respectively.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments disclosed herein will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar reference numerals are assigned to the same or similar elements, and overlapping descriptions thereof will be omitted. The suffixes "modules" and "parts" for components used in the following description are given or mixed only considering the ease of writing the specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other. In addition, in describing the embodiments disclosed in this specification, detailed descriptions of related well-known technologies are omitted when it is determined that they may obscure the gist of the embodiments disclosed herein. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed in the specification is not limited by the accompanying drawings, and all modifications included in the spirit and technical scope of the present invention , It should be understood to include equivalents or substitutes.
먼저 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.First, Figure 1 is a block diagram for explaining the configuration of an integrated power supply according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치(1)는 제1 스위치부(102)와 변압기(104), 제2 스위치부(106), 제3 스위치부(114) 및 메인 배터리(112)를 포함할 수 있다. 또한 상기 제2 스위치부(106)와 메인 배터리(112) 사이에는 메인 배터리(112) 입력 전류로 전류를 변환하는 배터리 전류 스위치부(108) 및 상기 배터리 전류 스위치부(108)의 동작을 제어하는 배터리 전류 제어부(116)를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 스위치부(102) 또는 제2 스위치부(106)를 제어하는 제어부(116)와 상기 제어부(116)에 연결되는 메모리(118)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the integrated
제1 스위치부(102)는 직류 전류(100)를 입력받고 입력된 직류 전류(100)를 변압을 위한 교류 전류로 변환할 수 있다. 여기서 상기 직류 전류(100)는 메인 배터리의 충전을 위해 입력되는 직류 전류일 수 있다. 보다 자세하게 상기 제1 스위치부(102)로 입력되는 직류 전류(100)는, 상용의 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 PFC(Power Factor Correction, 도시되지 않음)가 직류 전류로 변환한 전류일 수 있다. 따라서 상기 제1 스위치부(102)로 입력되는 직류 전류(100)의 경우 상용 전원의 전압에 따른 전류일 수 있다. The
제1 스위치부(102)는 입력된 직류 전류를 변압을 위해 교류 전류로 변환할 수 있다. 이를 위해 상기 제1 스위치부(102)는 내부에 복수의 스위치를 포함할 수 있다. 한편 상기 제1 스위치부(102)는 공진 인덕터(inductor)와 커패시터(capacitor)를 가지는 공진 회로를 포함할 수 있으며, 상기 공진 회로를 통해 상기 변환된 교류 전류를 다른 주파수를 가지는 교류 전류로 변환할 수 있다. The
한편 변압기(104)는 상기 제1 스위치부(102)와 연결될 수 있다. 그리고 상기 제1 스위치부(102)로부터 인가되는 교류 전류를 다른 전압의 교류 전류로 변압할 수 있다. 이 경우 변압기(104)는 상기 제1 스위치부(102)로부터 인가되는 교류 전류를 메인 배터리(112)의 충전 전압에 대응하는 전압으로 변압할 수 있다. 그리고 변압된 교류 전류를 제2 스위치부(106)로 출력할 수 있다. Meanwhile, the
그리고 제2 스위치부(106)는 변압기(104)를 통해 변압된 교류 전류가 입력되면, 입력된 교류 전류를 직류 전류로 변환할 수 있다. 따라서 메인 배터리(250)를 충전할 수 있는 충전 전압의 직류 전류가 생성될 수 있다. 그리고 생성된 직류 전류는 메인 배터리(112)에 공급되어, 상기 메인 배터리(112)를 충전할 수 있다. In addition, when the AC current transformed through the
다만 상기 제2 스위치부(106)를 통해 변압된 전류는, 메인 배터리(112)의 충전 전압을 가지지만 상용의 전류로부터 변환된 것이다. 따라서 메인 배터리(112) 충전 전류와 전류량이 다르므로 상기 제2 스위치부(106)에서 변환된 직류 전류는 배터리 전류 스위치부(108)로 입력될 수 있다. 그러면 배터리 전류 스위치부(108)는 입력된 직류 전류를 메인 배터리 충전 전류의 전류값을 가지는 직류 전류로 변환하여 출력할 수 있다. 그리고 배터리 전류 스위치부(108)를 통해 출력된 전류가 메인 배터리(112)로 입력되어 상기 메인 배터리(112)의 충전이 이루어질 수 있다. However, the current transformed through the
한편 이 경우 배터리 전류 스위치부(108)에서 변환된 전류가 메인 배터리 충전 전류의 전류값과 상이한 경우 메인 배터리(112)의 손상이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 통합형 전원장치(1)는 피드백(feed back) 제어를 통해 메인 배터리(112)에 입력되는 전류를 정밀하게 제어할 수 있다. 이러한 피드백 제어를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 통합형 전원장치(1)는 상기 배터리 전류 스위치부(108)에서 출력되는 전류 상태를 센싱하고, 센싱된 전류 상태에 따라 상기 배터리 전류 스위치부(108)를 제어하기 위한 배터리 전류 제어부(116)를 포함할 수 있다. Meanwhile, in this case, when the current converted by the battery
한편 메인 배터리(112)에 충전된 전력이 방전되는 경우, 상기 메인 배터리(112)의 출력 전압에 따른 직류 전류가 메인 배터리(112)로부터 상기 배터리 전류 스위치부(108)를 통해 출력될 수 있다. 그리고 제2 스위치부(106)로 입력될 수 있다. 그러면 제2 스위치부(106)는 메인 배터리(112)의 출력 전압에 따른 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 변압기(104)로 출력할 수 있다. Meanwhile, when the electric power charged in the
그러면 변압기(104)는 제2 스위치부(106)로부터 입력된 교류 전류를, 부하기기의 동작 전압에 따른 전류로 변압할 수 있다. 이 경우 상기 부하기기 의 동작 전압이 12V인 경우라면, 변압기(104)는 입력된 교류 전류를 12V의 교류 전류로 변압하고, 이를 제3 스위치부(114)로 출력할 수 있다. Then, the
그리고 제3 스위치부(114)는 상기 부하기기의 동작 전압을 가지는 교류 전류를 입력받아 직류 전류로 변환할 수 있다. 그리고 변환된 직류 전류(120)를 출력할 수 있다. 그러면 제3 스위치부(114)에서 출력된 직류 전류(120)가 부하기기로 공급되어, 상기 부하기기의 동력원으로 사용될 수 있다. In addition, the
위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 변압기(104)는 제1 스위치부(102)로 직류 전류가 입력되는 경우 순차적으로 제1 스위치부(102), 변압기(104), 배터리 전류 스위치부(108)로 전류가 인가되어 상기 메인 배터리(112)의 충전이 이루어지는 OBC(140)로 구동될 수 있다. 또한 메인 배터리(112)에서 인가되는 직류 전류가, 배터리 전류 스위치부(108), 제2 스위치부(106), 변압기(104), 제3 스위치부(114)의 순서로 전류가 인가되어 부하기기에 동작 전원을 공급하는 LDC(130)로서 구동될 수 있다. As described above, the
따라서 변압기(104), 제2 스위치부(106), 배터리 전류 스위치부(108)는 OBC로서 구동될 때 및 LDC로 구동될 때 모두 사용되는 공유 회로일 수 있다. 그러나 제1 스위치부(102)는 OBC로서의 구동을 위해 직류 전류가 입력될 때 사용되고, 제3 스위치부(114)는 부하기기로 직류 전류가 출력될 때 사용되므로, 상기 제1 스위치부(102)의 구성(예 : 제1 스위치부(102)에 포함되는 복수의 스위치 및 상기 복수의 스위치를 구동하기 위한 구동부의 구성)은 OBC로서 동작하기 위한 OBC 입력 회로가 될 수 있으며, 상기 제3 스위치부(114)의 구성(예 : 제3 스위치부(114)에 포함되는 복수의 스위치 및 상기 복수의 스위치를 구동하기 위한 구동부, 정류부의 구성)은 LDC로서 동작하기 위한 LDC 출력 회로가 될 수 있다. Therefore, the
한편 상기 변압기(104)는 제1 스위치부(102) 및 제3 스위치부(114) 모두에 연결될 수 있다. 따라서 제1 스위치부(102)에서 변환된 교류 전류가 입력되면, 제2 스위치부(106) 뿐만 아니라 일부가 제3 스위치부(114)로 출력될 수 있다. 그런데 변압기(104)는 전연체를 중심으로 일측에 상기 제1 스위치부(102)와 제3 스위치부(114) 각각에 연결되는 서로 다른 인덕턴스를 가지는 인덕터들을 포함하고 타측에 제2 스위치부(106)에 연결되는 인덕터를 포함하므로, 상기 제2 스위치부(106)와 상기 제3 스위치부(114)로 각각 서로 다르게 변압된 전류가 출력될 수 있다. Meanwhile, the
그리고 이 경우 상기 제2 스위치부(106)로는 메인 배터리(112)의 충전 전압에 따른 전류가, 상기 제3 스위치부(114)로는 부하기기의 동작 전압에 따른 교류 전류가 출력될 수 있다. 또한 제3 스위치부(114)는 입력된 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 출력하므로, 부하기기의 동작 전압에 따른 직류 전류가 출력될 수 있다. 그리고 상기 제2 스위치부(106)를 통해 출력된 전류는 메인 배터리(112)의 충전 전류로서 메인 배터리(112)에 입력될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치(1)는 제1 스위치부(102)를 통해 직류 전류가 입력되는 경우, 즉, 상용의 전류가 인가되는 경우, 메인 배터리(112)를 충전하는 OBC로서의 기능과, 부하기기에 동작 전원을 공급하는 LDC로서의 기능을 동시에 수행할 수 있다. In this case, a current according to the charging voltage of the
한편 상기 변압기(104)는 상기 변압기(104)와 상기 제1 스위치부(102) 사이에 스위치를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 변압기(104)와 상기 제1 스위치부(102) 사이에 형성된 스위치는, 메인 배터리(112)가 충전 중이 아닌 경우 상기 변압기(104)와 상기 제1 스위치부(102) 사이를 차단할 수 있다. 따라서 상기 메인 배터리(112)가 충전 중이 아닌 경우라면, 상기 제2 스위치부(106)에서 변압기(104)로 입력된 교류 전류는 부하기기의 동작 전압에 따른 전류로만 변압될 수 있다. Meanwhile, the
한편 상기 제3 스위치부(114)를 통해 출력되는 전류는 상술한 바와 같이 부하기기로 공급될 수 있다. 이 경우 상기 공급되는 전류의 상태에 이상이 있는 경우 상기 부하기기의 회로 손상을 유발할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치(1)는 상기 제3 스위치부(114)를 통해 출력되는 전류를 피드백 제어를 통해 보다 정밀하게 제어할 수 있다. Meanwhile, the current output through the
한편 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 통합 전원장치(1)는 메인 배터리(112) 충전시 와 방전시 모두 제3 스위치부(114)를 통해 부하기기의 동작 전압에 따른 전류가 출력될 수 있다. 이에 따라 본 발명은 상기 피드백 제어를 위해, 출력되는 전류의 상태, 즉 LDC 출력 회로에서 출력되는 전류의 상태에 근거하여 상기 출력 전류를 생성하기 위해 입력되는 전류의 변환 상태를 제어할 수 있다. 이를 위해 통합 전원장치(1)는 상기 LDC 출력 회로, 즉 제3 스위치부(114)를 통해 출력되는 전류의 상태를 감지하고, 감지된 전류 상태에 근거하여 제1 스위치부(102) 또는 제2 스위치부(106)를 제어하는 제어부(116)를 포함할 수 있다. Meanwhile, as described above, in the
일 예로 메인 배터리(112)가 충전 중인 경우, 상술한 바와 같이 제1 스위치부(102)에 입력되는 직류 전류(100)는 변압기(104)를 통해 변압되어 제2 스위치부(106)로 출력될 수 있다. 그리고 일부가 상기 변압기(104)를 통해 다르게 변압되어 제3 스위치부(114)를 통해 출력될 수 있다. 즉, 메인 배터리(112)가 충전 중인 경우 LDC 출력 회로를 통해 출력되는 출력 전류(120)는, 제1 스위치부(102)에 입력되는 입력 전류(100)에 의한 것일 수 있다. 이에 따라 제어부(116)는 LDC 출력 전류(120) 상태를 감지하고, 감지된 상태에 근거하여, 상용 전원으로부터 변환된 고압의 직류 전류(100), 즉 OBC 입력 전류를 변환하는 제1 스위치부(102)를 제어하여 피드백 제어를 수행할 수 있다.For example, when the
반면 메인 배터리(112)가 충전 중이 아닌 경우, 즉 상기 메인 배터리(112)의 방전시, 상술한 바와 같이 제2 스위치부(106)에 입력되는 메인 배터리(112)의 직류 전류가 변압기(104)를 통해 변압될 수 있다. 그리고 제3 스위치부(114)를 통해 출력될 수 있다. 즉, 메인 배터리(112)가 충전 중이 아닌 경우 LDC 출력 회로를 통해 출력되는 출력 전류(120)는, 제2 스위치부(106)에 입력되는 메인 배터리(112)의 출력 전류에 의한 것일 수 있다. 이에 따라 제어부(116)는 LDC 출력 전류(120) 상태를 감지하고, 감지된 상태에 근거하여, 메인 배터리(112)에서 입력된 직류 전류를 변환하는 제2 스위치부(106)를 제어하여 피드백 제어를 수행할 수 있다. On the other hand, if the
즉, 제어부(116)는 메인 배터리(112)의 상태에 따라, 서로 다른 스위치부를 제어할 수 있다. 보다 자세하게 제어부(116)는 메인 배터리(112)가 충전 중일 때에는 제1 스위치부(102)를, 메인 배터리(112)가 충전 중이 아닐 때에는 제2 스위치부(106)를 제어할 수 있다. 이에 따라 감지된 LDC 출력 전류의 상태값이 동일한 경우라고 할지라도, 상기 메인 배터리(112)의 상태에 따라 서로 다른 스위치 제어 정보가 생성될 수 있다.That is, the
한편 상기 스위치 제어 정보는, 감지된 LDC 출력 전류(120) 상태에 따라 적어도 하나의 제어값을 포함하는 정보일 수 있다. 이러한 제어값들은 메인 배터리(112)의 상태에 따라 구분될 수 있다. 일 예로 상기 제어값들은 상기 메인 배터리(112)의 상태에 따라, 그리고 입력되는 피드백 값, 즉 감지된 LDC 출력 전류(120) 상태에 따라 복수의 피드백 테이블의 형태로, 상기 제어부(116)와 연결되는 메모리(118)에 저장될 수 있다. Meanwhile, the switch control information may be information including at least one control value according to the sensed LDC output current 120 state. These control values can be classified according to the state of the
이에 따라 제어부(116)는 먼저 제3 스위치부(114)에서 출력되는 전류(120)의 상태를 감지하고, 메인 배터리(112)의 상태를 감지할 수 있다. 그리고 감지된 전류 상태와 메인 배터리(112)의 상태에 대응하는 피드백 테이블들의 제어값들에 근거하여 제어 정보를 생성하고, 생성된 제어 정보에 따라 제1 스위치부(102)와 제2 스위치부(106) 중 어느 하나를 제어할 수 있다. Accordingly, the
도 2는 이러한 제어부(116)의 동작 과정을 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다. 그리고 도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 실시 예에 따른 통합형 전원장치(1)를 통해 메인 배터리(112)가 충전되는 경우와 메인 배터리(112)가 방전되는 경우에 제어부(116)에 의해 피드백 제어가 수행되는 예를 도시한 개념도이다. 2 is a flowchart for explaining the operation process of the
도 2를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치(1)의 제어부(116)는 먼저 LDC 출력 전류, 즉 제3 스위치부(114)에서 출력되는 전류(120)의 상태를 감지할 수 있다(S200). 예를 들어 상기 감지되는 전류의 상태는, 펄스 듀티비(duty ratio), 전압, 전류량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Referring to Figure 2, the
여기서 메인 배터리(112)가 충전 중인 경우라면, OBC 입력 전류(100)는 도 3에서 보이고 있는 바와 같이 제1 스위치부(102)를 통해 변압기(104)로 입력될 수 있다(전류 흐름 : 300). 그리고 OBC 입력 전류(100)는 메인 배터리(112) 충전을 위한 전압으로 변압되어 제2 스위치부(106)로 출력될 수 있다(전압 흐름 : 310). 그리고 일부가 분기되어 부하기기의 동작 전압으로 변압되고 제3 스위치부(114)로 출력될 수 있다(전압 흐름 : 320). Here, if the
반면 메인 배터리(112)가 충전 중이 아닌 경우라면, 메인 배터리(112)의 직류 전류가 도 4에서 보이고 있는 바와 같이 배터리 전류 스위치부(110) 및 제2 스위치부(106)를 통해 변압기(104)로 입력될 수 있다(전류 흐름 : 400). 이 경우 제1 스위치부(102)와 변압기(104) 사이가 차단되어, 변압기(104)에서 출력되는 전류는 제3 스위치부(114)에만 입력될 수 있다. On the other hand, if the
이에 따라 메인 배터리(112)가 충전 중인지 여부에 상관없이, 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치(1)에서는 제3 스위치부(114)를 통해 LDC 출력 전류(120)가 출력될 수 있다.Accordingly, regardless of whether the
한편 제3 스위치부(114)에서 출력되는 전류의 상태가 감지되면, 제어부(116)는 현재 메인 배터리(112)의 상태를 판단할 수 있다(S202). 여기서 S202 단계는 메인 배터리(112)가 충전 중인지 여부를 판단하는 상태일 수 있다. 일 예로 제어부(116)는 전기 자동차의 구동을 제어하는 메인 제어부(116)를 통해 상기 전기 자동차가 현재 충전 상태에 있는지 여부를 판단할 수 있다. Meanwhile, when the state of the current output from the
또는 제어부(116)는 PFC 변환부의 구동 상태에 근거하여 현재 메인 배터리(112)가 충전 중인지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우 제어부(116)는 PFC 변환부가 상용의 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 경우, 메인 배터리(112)가 충전 중인 상태라고 판단할 수 있다. 반면 그 외의 경우, 즉 PFC 변환부가 전류를 변환하지 않는 경우 메인 배터리(112)가 충전 중이 아닌 상태라고 판단할 수 있다. Alternatively, the
한편 상기 S202 단계의 판단 결과, 메인 배터리(112)의 상태가 '충전 중인 상태'라면 제어부(116)는 감지된 LDC 출력 전류(120)의 상태에 근거하여, 제1 스위치부(102)에 입력되는 전류, 즉 OBC 입력 전류(100)의 변환을 제어하기 위한 제어 정보를 생성할 수 있다(S204). 상기 제어 정보를 생성하기 위한 제어값들은 메모리(118)에 저장될 수 있으며, 제어부(116)는 메모리(118)에 구비된 다수의 피드백 테이블들 중, 메인 배터리(112)가 '충전 중인 상태'에 대응하는 피드백 테이블들로부터 적어도 하나의 감지된 전류 상태에 대응하는 제어값들을 검출하고, 검출된 제어값들에 근거하여 제어 정보(제1 스위치 제어 정보)를 생성할 수 있다. On the other hand, as a result of the determination in step S202, if the state of the
그리고 도 3에서 보이고 있는 바와 같이, 제어부(116)는 제1 스위치부(102)를 제어하여, 상기 OBC 입력 전류(100)의 직류 전류 변환 상태를 변경할 수 있다(S206). 일 예로 상기 LDC 출력 회로, 즉 제3 스위치부(114)는 PWM(Pulse Width Modulation) 컨버터(converter)일 수 있다. 이 경우 제3 스위치부(114)는 펄스 폭 변조 방식을 이용하여 교류 전류를 직류 전류로 변환할 수 있다. 따라서 제어부(116)는, 제3 스위치부(114)를 통해 출력되는 직류 전류의 펄스, 듀티 비 등이 미리 지정된 펄스 및 듀티 비 등을 만족하지 않는 경우, 제1 스위치부(102)에서 변환되는 교류 전류의 주파수가 변경되도록 상기 제1 스위치부(102)를 제어할 수 있다. 즉 상기 제1 스위치 제어 정보에 따라 상기 제1 스위치부(102)로 입력되는 OBC 입력 전류(100)가, 다른 주파수를 가지는 교류 전류로 변환될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 3, the
한편 상기 S202 단계의 판단 결과, 메인 배터리(112)가 충전 중이 아닌 경우라면, 제어부(116)는 감지된 LDC 출력 전류(120)의 상태에 근거하여, 제2 스위치부(106)에 입력되는 전류, 즉 메인 배터리(112)로부터 변압기(104)에 입력되는 전류의 변환을 제어하기 위한 제어 정보를 생성할 수 있다(S208). 이 경우 제어부(116)는 메모리(118)에 구비된 다수의 피드백 테이블들 중, 메인 배터리(112)가 '충전 중이 아닌 상태'에 대응하는 피드백 테이블들로부터 적어도 하나의 감지된 전류 상태에 대응하는 제어값들을 검출하고, 검출된 제어값들에 근거하여 제2 스위치 제어 정보를 생성할 수 있다. On the other hand, as a result of the determination in step S202, if the
그리고 도 4에서 보이고 있는 바와 같이 제2 스위치부(106)를 제어하여, 메인 배터리(112)로부터 변압기(104)에 입력되는 직류 전류의 변환 상태를 변경할 수 있다(S210). 일 예로 상기 제3 스위치부(114)가 PWM 컨버터(converter)인 경우 제어부(116)는, 상기 제2 스위치부(106)에서 변환되는 교류 전류의 주파수가 변경되도록 상기 제2 스위치부(106)를 제어할 수 있다. 이에 따라 상기 제2 스위치부(106)로 입력되는 메인 배터리(112)의 직류 전류가, 상기 제2 스위치 제어 정보에 따라 다른 주파수를 가지는 교류 전류로 변환될 수 있다. Then, as shown in FIG. 4, the
한편 이상의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치(1)의 구성 및 통합 전원장치(1)에서 수행되는 피드백 제어에 대해 자세하게 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치(1)와 OBC와 LDC가 각각 메인 배터리에 연결된 통상의 전원장치의 구성을 비교하여 살펴보기로 한다.Meanwhile, in the above description, the configuration of the integrated
도 5와 도 6은 각각 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치의 구성과 통상적인 전원장치의 구성을 도시한 도면들이다. 5 and 6 are diagrams illustrating a configuration of an integrated power supply and a conventional power supply according to an embodiment of the present invention, respectively.
먼저 도 5를 참조하여 살펴보면, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치(1)의 구성을 도시하고 있다. First, referring to FIG. 5, FIG. 5 shows the configuration of the integrated
상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치(1)는 OBC와 LDC가 통합된 전원회로로서, 하나의 제어부(116)가 제3 스위치부(114)의 출력, 즉 LDC 출력 전류의 상태에 따라 제1 스위치부(102) 또는 제2 스위치부(106)를 제어할 수 있다. 따라서 본 발명은, 배터리 전류 제어부(116)를 제외하고, 하나의 제어부(116) 만으로 정밀한 LDC 전류의 출력이 가능한 피드백 제어가 가능하다. As described above, the integrated
한편 도 6은 OBC와 LDC가 각각 메인 배터리에 연결되는 통상의 전기 자동차 전원장치의 예를 도시한 도면이다. Meanwhile, FIG. 6 is a diagram showing an example of a conventional electric vehicle power supply device in which the OBC and the LDC are respectively connected to the main battery.
도 6을 참조하여 살펴보면, 통상의 전원장치는 제1 스위치부(600)에서 제1 변압부(602a), 제2 스위치부(604)를 포함하는 OBC가 메인 배터리(112)의 입력 전류를 제어하는 배터리 전류 스위치부(108)에 연결될 수 있다. 따라서 제1 스위치부(600)를 통해 OBC 입력 전류(100)가 입력되는 경우, 변압된 직류 전류가 배터리 전류 스위치부(108)를 통해 메인 배터리(120)로 입력될 수 있다. Referring to FIG. 6, in the conventional power supply unit, the OBC including the
그리고 상기 메인 배터리(112)는 제2 변압기(602b), 제3 스위치부(608)를 포함하는 LDC와 연결될 수 있다. 따라서 메인 배터리(112)에서 출력되는 전류가 제2 변압기(602b), 제3 스위치부(608)를 통해 상기 부하기기의 동작 전압의 직류 전류(120)로 변압되어 출력될 수 있다. In addition, the
한편 이와 같은 통상의 전원장치의 경우, 도 6에서 보이고 있는 바와 같이 OBC와 LDC가 각각 별개로 구동된다. 따라서 OBC의 입력 전류(100)는 LDC의 출력 전류(120)에 영향을 주지 않는다. 따라서 이러한 통상의 전원장치의 경우 보다 정밀한 출력을 위한 피드백 제어를 위해서는, OBC와 LDC에 각각 피드백 회로를 구성하여야 한다. On the other hand, in the case of such a normal power supply, as shown in FIG. 6, the OBC and the LDC are respectively driven separately. Therefore, the input current 100 of the OBC does not affect the
따라서 도 6에서 보이고 있는 바와 같이 통상의 전원장치는 제2 스위치부(604)에서 출력되는 전류, 즉 OBC 출력 전류의 상태를 감지하고 감지된 전류에 따라 제1 스위치부(600) 또는 제2 스위치부(604)를 제어하는 제1 제어부(606)와, 제3 스위치부(608)에서 출력되는 전류, 즉 LDC 출력 전류의 상태를 감지하고 감지된 전류에 따라 제3 스위치부(608)를 제어하는 제3 제어부(610)를 각각 구비하여야 한다. 이에 따라 전류 상태를 감지하기 위한 센서 및, 제어부의 제어 정보를 전송하기 위한 전송 선로, 그리고 제어부의 개수가 증가하며, 이는 회로 복잡도 및 제어 회로의 효율성 저하를 가져올 수 있다. Therefore, as shown in FIG. 6, the conventional power supply device senses the current output from the
한편 스위치의 연결을 통해 공유되는 회로가 OBC 또는 LDC의 나머지 회로와 선택적으로 연결될 수 있도록 하는 종래의 통합 전원장치의 경우, OBC 또는 LDC 중 어느 하나로 선택적으로 동작할 수 있다. 따라서 종래의 통합 전원장치 역시, 상기 도 6에서 도시하고 있는 바와 같이 피드백 제어를 위해서는 OBC와 LDC에 각각 피드백 회로를 구성하여야 한다.On the other hand, in the case of a conventional integrated power supply that allows the circuit shared through the connection of the switch to be selectively connected to the remaining circuits of the OBC or the LDC, it can selectively operate as either the OBC or the LDC. Therefore, in the conventional integrated power supply, as shown in FIG. 6, for feedback control, feedback circuits must be configured in the OBC and LDC, respectively.
이에 반해 본 발명의 실시 예에 따른 통합 전원장치(1)는, 상술한 바와 같이 OBC로서 동작하는 중에 LDC로서 동작이 가능하다. 이에 따라 상기 제어부(116)는 언제나 LDC 출력 전류의 상태를 감지할 수 있으며, 감지된 상태에 근거하여 메인 배터리(112)의 상태에 따른 피드백 제어가 가능하다. 따라서 본 발명은 도 5에서 설명한 바와 같이, 하나의 제어부(116)를 통한 피드백 제어가 가능하므로, 회로 복잡도를 크게 낮출 수 있으며, 제어 회로의 효율성 역시 크게 향상시킬 수 있다는 잇점이 있다. On the other hand, the
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 제어부(116)를 포함할 수도 있다. 따라서 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The above-described present invention can be embodied as computer readable codes on a medium on which a program is recorded. The computer-readable medium includes all types of recording devices in which data that can be read by a computer system are stored. Examples of computer-readable media include a hard disk drive (HDD), solid state disk (SSD), silicon disk drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage device. This includes, and is also implemented in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet). Also, the computer may include a
Claims (10)
직류 전류를 입력받아 교류 전류로 변환하는 제1 스위치부;
메인 배터리 충전 전압인 제1 전압의 교류 전류를 입력받아 직류 전류로 변환하거나, 상기 메인 배터리의 직류 전류를 입력받아 교류 전류로 변환하는 제2 스위치부;
상기 제1 전압과 다른 제2 전압의 교류 전류를 입력받아 상기 제2 전압의 직류 전류로 변환하는 제3 스위치부;
일측에 상기 제1 스위치부 및 상기 제3 스위치부가 연결 및, 타측에 상기 제2 스위치부가 연결되며, 상기 제1 스위치부에서 변환된 교류 전류를 입력받아 상기 제1 전압의 교류 전류로 변압하여 제2 스위치부로 출력, 및 일부를 제2 전압의 교류 전류로 변압하여 제3 스위치부로 출력하며, 상기 제2 스위치에서 변환된 교류 전류를 입력받아 제2 전압의 교류 전류로 변압하여 제3 스위치부로 출력하는 변압기;
상기 제3 스위치부에서 출력되는 전류의 상태를 감지한 결과 및, 상기 메인 배터리의 상태에 근거하여 상기 제1 스위치부의 전류 변환, 또는 상기 제2 스위치부의 전류 변환을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전원 장치.In the integrated power supply for an electric vehicle,
A first switch unit that receives a DC current and converts it into an AC current;
A second switch unit for receiving an alternating current of a first voltage that is a main battery charging voltage and converting it into a direct current, or receiving a direct current of the main battery and converting it into an alternating current;
A third switch unit that receives an alternating current of a second voltage different from the first voltage and converts it into a direct current of the second voltage;
The first switch unit and the third switch unit are connected to one side, and the second switch unit is connected to the other side, receives the alternating current converted by the first switch unit, transforms the alternating current into an alternating current of the first voltage. 2 Output to the switch unit, and convert some of it to an alternating current of a second voltage to output it to a third switch unit, receive the alternating current converted by the second switch, transform it into an alternating current of a second voltage, and output it to the third switch unit Transformers;
And a control unit for controlling the current conversion of the first switch unit or the current conversion of the second switch unit based on a result of sensing the state of the current output from the third switch unit and the state of the main battery. Integrated power supply.
상기 메인 배터리의 상태는, 상기 메인 배터리의 충전 여부이며,
상기 제어부는,
상기 메인 배터리가 충전 중인 경우, 감지된 직류 전류의 상태에 따라 상기 제1 스위치부를 제어하고, 상기 메인 배터리가 충전 중이 아닌 경우 감지된 직류 전류의 상태에 따라 상기 제2 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 통합 전원장치.According to claim 1,
The state of the main battery is whether the main battery is charged,
The control unit,
When the main battery is being charged, the first switch unit is controlled according to the sensed DC current state, and if the main battery is not being charged, the second switch unit is controlled according to the sensed DC current state. Integrated power supply.
상용의 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 상기 제1 스위치부에 입력하는 PFC(Power Factor Correction) 변환부를 더 포함하며,
상기 제어부는,
상기 PFC의 동작 상태에 근거하여 상기 메인 배터리의 충전 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 통합 전원장치.According to claim 2,
It further includes a PFC (Power Factor Correction) conversion unit for converting a commercial AC current into a DC current and inputting it to the first switch unit,
The control unit,
Integrated power supply, characterized in that for determining whether the main battery is charged based on the operation state of the PFC.
상기 제1 스위치부에서 변환된 교류 전류가 상기 변압기에 입력되는 경우 상기 메인 배터리를 충전하는 OBC(On Board Charger)로 동작하는 동시에, 상기 전기 자동차의 부하기기에 동작 전원을 공급하는 LDC(Low Voltage DC-DC converter)로 동작하고,
상기 제2 스위치부에서 변환된 교류 전류가 상기 변압기에 입력되는 경우 상기 LDC로 동작하는 것을 특징으로 하는 통합 전원장치.According to claim 1,
When the alternating current converted by the first switch unit is input to the transformer, it operates as an On Board Charger (OBC) for charging the main battery, and at the same time, an LDC (Low Voltage) that supplies operating power to the load of the electric vehicle. DC-DC converter),
When the AC current converted by the second switch unit is input to the transformer, the integrated power supply, characterized in that operating as the LDC.
상기 메인 배터리가 충전 중이 아닌 경우, 상기 변압기와 상기 제1 스위치부 사이를 차단하여, 상기 제2 스위치부에서 입력된 모든 교류 전류가 상기 제2 전압으로 변압되도록 하는 것을 특징으로 하는 통합 전원장치.According to claim 1, wherein the transformer,
When the main battery is not being charged, the integrated power supply, characterized in that to cut off between the transformer and the first switch unit, all the alternating current input from the second switch unit to the second voltage.
상기 메인 배터리의 상태에 따라, 입력된 피드백(feed back) 값에 대응하는 서로 다른 제어값들을 포함하는 피드백 테이블들을 구비하는 메모리를 더 구비하고,
상기 제어부는,
상기 메인 배터리의 상태에 대응하는 피드백 테이블로부터, 상기 제3 스위치부에서 출력되는 직류 전류의 상태에 대응하는 제1 스위치부 또는 제2 스위치부의 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 통합 전원장치.According to claim 1,
According to the state of the main battery, further comprising a memory having feedback tables including different control values corresponding to the input feedback (feed back) value,
The control unit,
And generating control information of the first switch unit or the second switch unit corresponding to the state of the DC current output from the third switch unit from the feedback table corresponding to the state of the main battery.
변압기로부터 출력되는 특정 전압의 전류 상태를 감지하는 단계;
상기 전기 자동차 메인 배터리의 상태를 감지하는 단계;
상기 메인 배터리의 상태 및, 상기 감지된 특정 전압의 전류 상태에 근거하여, 상용의 전원으로부터 인가된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 제1 스위치부 또는 상기 메인 배터리로부터 입력된 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 제2 스위치부 중 어느 하나를 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 단계; 및,
생성된 제어 정보에 따라 상기 제1 스위치부 또는 제2 스위치부를 제어하여, 상기 메인 배터리의 충전을 위해 입력되는 직류 전류의 변환을 제어하거나, 또는 상기 메인 배터리로부터 출력된 직류 전류의 변환을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 전원장치의 제어 방법. In the control method of the integrated power supply for an electric vehicle,
Sensing a current state of a specific voltage output from the transformer;
Detecting a state of the main battery of the electric vehicle;
Based on the state of the main battery and the current state of the detected specific voltage, a first switch unit for converting a DC current applied from a commercial power source into an AC current or a DC current input from the main battery as an AC current Generating control information for controlling any one of the second switch units to convert; And,
Controlling the conversion of the DC current input for charging the main battery or controlling the conversion of the DC current output from the main battery by controlling the first switch unit or the second switch unit according to the generated control information The control method of the integrated power supply comprising a step.
상기 메인 배터리의 상태를 감지하는 단계는,
상기 메인 배터리가 충전 중인지 여부를 판단하는 단계이며,
상기 제어 정보를 생성하는 단계는,
상기 메인 배터리가 충전 상태인 경우, 상기 감지된 특정 전압의 전류 상태에 근거하여 상기 제1 스위치부를 제어하기 위한 제1 스위치 제어 정보를 생성하는 단계이며,
상기 메인 배터리가 충전 상태가 아닌 경우, 상기 감지된 특정 전압의 전류 상태에 근거하여 상기 제2 스위치부를 제어하기 위한 제2 스위치 제어 정보를 생성하는 단계이고,
특정 제2 전압의 직류 상태에 대응하는 제1 스위치 제어 정보와 제2 스위치 제어 정보는 서로 다른 것을 특징으로 하는 통합 전원장치의 제어 방법.The method of claim 7,
The step of detecting the state of the main battery,
Determining whether the main battery is being charged,
The step of generating the control information,
When the main battery is in a charged state, generating first switch control information for controlling the first switch unit based on the detected current state of the specific voltage,
When the main battery is not in a charged state, generating second switch control information for controlling the second switch unit based on the detected current state of the specific voltage,
The control method of the integrated power supply, characterized in that the first switch control information and the second switch control information corresponding to the DC state of the specific second voltage are different.
상용의 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 상기 제1 스위치부에 입력하는 PFC(Power Factor Correction) 변환부를 더 포함하며,
상기 메인 배터리의 상태를 감지하는 단계는,
상기 PFC의 동작 상태에 근거하여 상기 메인 배터리의 충전 여부를 판단하는 단계임을 특징으로 하는 통합 전원장치의 제어 방법.The method of claim 8,
It further includes a PFC (Power Factor Correction) conversion unit for converting a commercial AC current into a DC current and inputting it to the first switch unit,
The step of detecting the state of the main battery,
And determining whether to charge the main battery based on the operation state of the PFC.
상기 통합 전원장치가 LDC(Low Voltage DC-DC converter)로 동작할 때에 출력되며, 상기 전기 자동자의 부하기기에 동력원으로 공급되는 전류임을 특징으로 하는 통합 전원장치의 제어 방법.The method of claim 7, wherein the current of the specific voltage,
A control method of an integrated power supply, characterized in that the integrated power supply is output when operating as a low voltage DC-DC converter (LDC) and is supplied as a power source to a loader of the electric vehicle.
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---|---|---|---|
KR1020180174074A KR20200083871A (en) | 2018-12-31 | 2018-12-31 | Integrated power supply for electric vehicle and method of controlling the same |
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2018
- 2018-12-31 KR KR1020180174074A patent/KR20200083871A/en unknown
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KR20220084777A (en) * | 2020-12-14 | 2022-06-21 | 현대오토에버 주식회사 | Power converting system for vehicle and control method thereof |
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