KR20200121412A - 차량 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

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박윤욱
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주식회사 만도
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Abstract

본 발명은 차량 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은 고전압 전원을 제공하는 고전압배터리와, 고전압 전원을 릴레이하는 고전압릴레이와, 전원을 충전하는 커패시터 뱅크를 포함하되 모터와 고전압배터리 사이에서 전원을 변환하는 인버터와, 저전압 전원을 제공하는 저전압배터리를 각각 구비한 차량 시스템으로서, 고전압릴레이, 인버터 및 저전압배터리 사이에 구비되어, 고전압 전원을 저전압 전원으로 변환하는 벅(buck) 동작을 수행하거나 저전압 전원을 고전압 전원으로 변환하는 부스팅(booting) 동작을 수행하는 양방향 컨버터를 포함하며, 시스템의 초기 구동 시, 고전압릴레이가 오프(off) 상태가 되고 양방향 컨버터가 저전압배터리의 전원에 대해 부스팅 동작을 수행하여 커패시터 뱅크의 전압이 고전압배터리의 전압만큼 되도록 커패시터 뱅크를 충전하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량 시스템 및 그 제어 방법{Mild hybrid system of vehicle and method for controlling thereof}
본 발명은 차량 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 양방향 컨버터를 이용하여 제어함으로써 추가 하드웨어를 최소화하여 초기 충전기술 또는 종료 방전기술을 구현할 수 있는 차량 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
날로 치솟는 유가, 환경에 대한 사회적 관심 증가 및 그로 인한 배기가스 규제 등의 이유로, 차량 연비가 향상되거나 친환경적인 다양한 차량 시스템이 개발되고 있다.
도 1은 종래의 마일드 하이브리드 시스템의 구성을 나타낸다.
예를 들어, 마일드 하이브리드 시스템은, 모터(1)와, 고전압 전원을 제공하는 고전압배터리(2)와, 저전압의 전원을 제공하는 저전압배터리(3)와, 고전압배터리(2)의 전압을 강하하여 저전압배터리(3)로 출력하도록 벅(bcuk) 처리하는 DC-DC 컨버터(4)와, 모터(1)와 고전압배터리(2) 상호간의 전압을 변환하는 인버터(5)와, 전류 센서를 통해 측정된 전류를 토대로 인버터(5) 및 모터(1)를 정밀하게 제어하는 제어부(미도시) 등을 포함한다. 다만, 도 1에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 구성은 차량의 다른 하이브리드 시스템이나 전기차 시스템에서도 동일하게 적용될 수 있다.
이러한 차량 시스템에서는 고전압배터리(2), 컨버터(4) 및 인버터(5) 등의 안정적인 동작을 확보하기 위한 기술과, 고전압으로부터 인체에 위협을 줄 수 있는 요인을 제거하기 위한 기술 등이 필요하다.
즉, 시스템이 온(on) 되는 시스템 초기에 고전압배터리(2)와 인버터(5)의 전압 차를 안정적으로 연결하기 위한 초기 충전기술과, 시스템이 오프(off) 되는 시스템 종료 시에 고전압배터리(2)와 인버터(5)의 전기적 연결을 분리한 후에 여전히 인버터(5)에 남은 전원에 의한 감전사고를 방지하기 위한 종료 방전기술 등이 필요하다. 하지만, 이러한 초기 충전기술 또는 종료 방전기술 등을 구현하기 위해 복잡한 하드웨어 회로를 추가할 경우, 제조 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 하드웨어의 추가를 최소화하면서도 초기 충전기술 또는 종료 방전기술 등을 구현할 수 있는 차량 시스템 및 그 제어 방법이 필요한 실정이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은 고전압 전원을 제공하는 고전압배터리와, 고전압 전원을 릴레이하는 고전압릴레이와, 전원을 충전하는 커패시터 뱅크를 포함하되 모터와 고전압배터리 사이에서 전원을 변환하는 인버터와, 저전압 전원을 제공하는 저전압배터리를 각각 구비한 차량 시스템으로서, 고전압릴레이, 인버터 및 저전압배터리 사이에 구비되어, 고전압 전원을 저전압 전원으로 변환하는 벅(buck) 동작을 수행하거나 저전압 전원을 고전압 전원으로 변환하는 부스팅(booting) 동작을 수행하는 양방향 컨버터를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은 시스템의 초기 구동 시, 고전압릴레이가 오프(off) 상태가 되고 양방향 컨버터가 저전압배터리의 전원에 대해 부스팅 동작을 수행하여 커패시터 뱅크의 전압이 고전압배터리의 전압만큼 되도록 커패시터 뱅크를 충전할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은 시스템의 초기 구동 시, 상기 부스팅 동작에 따라 커패시터 뱅크를 충전한 후에 고전압릴레이가 온(on) 상태가 되면서 양방향 컨버터가 고전압배터리의 고전압 전원에 대해 제1 벅 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은 시스템의 종료 시, 고전압릴레이가 오프(off) 상태가 되고 양방향 컨버터가 커패시터 뱅크에 충전된 전원에 대해 제2 벅 동작을 수행하여 커패시터 뱅크를 방전시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은 시스템의 종료 시, 커패시터 뱅크의 전압이 저전압배터리의 전압만큼 강하될 때까지 상기 제1 벅 동작에 따른 커패시터 뱅크의 방전 전원을 이용하여 저전압배터리를 충전할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은 하이브리드 시스템 또는 전기차 시스템일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템의 제어 방법은 고전압 전원을 제공하는 고전압배터리와, 고전압 전원을 릴레이하는 고전압릴레이와, 전원을 충전하는 커패시터 뱅크를 포함하되 모터와 고전압배터리의 사이에서 전압을 변환하되 인버터와, 저전압 전원을 제공하는 저전압배터리와, 고전압릴레이, 인버터 및 저전압배터리 사이에 구비되어 고전압 전원을 저전압 전원으로 변환하는 벅(buck) 동작을 수행하거나 저전압 전원을 고전압 전원으로 변환하는 부스팅(booting) 동작을 수행하는 양방향 컨버터를 각각 구비한 차량 시스템의 제어 방법으로서, 시스템의 초기 구동 시에 동작하는 초기 단계를 포함한다.
상기 초기 단계는 고전압릴레이가 오프(off) 상태가 되도록 제어하고 양방향 컨버터가 저전압배터리의 전원에 대해 부스팅 동작을 수행하도록 제어하여, 커패시터 뱅크의 전압이 고전압배터리의 전압만큼 되도록 커패시터 뱅크를 충전하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 초기 단계는 상기 부스팅 동작에 따라 커패시터 뱅크를 충전한 후에 고전압릴레이가 온(on) 상태가 되도록 제어하고 양방향 컨버터가 고전압배터리의 고전압 전원에 대해 제1 벅 동작을 수행하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은 시스템의 종료 시에 동작하는 종료 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 종료 단계는 고전압릴레이가 오프(off) 상태가 되도록 제어하고 양방향 컨버터가 커패시터 뱅크에 충전된 전원에 대해 제2 벅 동작을 수행하도록 제어하여, 커패시터 뱅크를 방전시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 종료 단계는 커패시터 뱅크의 전압이 저전압배터리의 전압만큼 강하될 때까지 상기 제2 벅 동작에 따른 커패시터 뱅크의 방전 전원을 이용하여 저전압배터리를 충전하는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 초기 충전회로 또는 종료 방전회로 등과 같은 복잡한 하드웨어의 추가 없이도 초기 충전기술 또는 종료 방전기술 등을 구현할 수 있어, 해당 하드웨어에 따라 증가될 수 있는 비용, 부피 및 무게 등을 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 시스템 종료 시 인버터의 커패시터 뱅크에 남은 전원을 회수할 수 있어, 에너지효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 마일드 하이브리드 시스템의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템의 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템의 제어부가 초기 충전기술 및 종료 방전기술의 구현을 위해 수행하는 동작의 순서도를 나타낸다.
도 4는 S10에 대한 보다 상세한 순서도를 나타낸다.
도 5는 S20에 대한 보다 상세한 순서도를 나타낸다.
본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하다", “구비하다”, “마련하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “A 또는 B”, “A 및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
본 명세서에서, “예를 들어”와 같은 표현에 따르는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템의 구성을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 모터(10), 고전압배터리(20), 고전압릴레이(30), 저전압배터리(40), 인버터(50) 및 양방향 컨버터(60)를 포함하며, 추가적으로 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이러한 구성을 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은 하이브리드 시스템(특히, 마일드 하이브리드 시스템)이거나 전기차 시스템일 수 있다.
모터(10)는 인버터(50)를 통해 변환된 전압에 회전 동작하는 구성이다. 모터(10)는 그 회전에 따라 전원을 생성하는 발전기로도 사용될 수 있으며, 하이드리드 시스템의 경우에 엔진과 연결될 수 있다. 예를 들어, 마일드 하이브리드 시스템의 경우, 모터(10)는 엔진과 밸트로 연동되어, 엔진의 시동을 위한 스타트 모터와 교류 전압을 발전할 수 있는 발전기로서의 동작이 모두 가능할 수 있다. 즉, 스타트 모터로서 기능할 경우, 모터(10)는 인버터(50)를 통해서 구동 전원을 공급받아 엔진 동력의 보조 역할을 할 수 있다. 또한, 발전기로서 기능할 경우, 모터(10)는 차량 제동 시 발생되는 전기 에너지를 고전압배터리(20)에 공급하는 역할을 할 수 있다.
고전압배터리(20)와 저전압배터리(40)는 각각 전원을 제공하는 것으로서, 그 제공 전원의 전압이 서로 상대적으로 차이가 있다. 즉, 고전압배터리(20)가 저전압배터리(40) 보다 높은 전압을 제공할 수 있다. 예를 들어, 고전압배터리(20)는 24V 내지 60V를 제공할 수 있으며, 전압배터리(20)는 6V 내지 24V를 제공할 수 있다. 또한, 고전압배터리(20) 및 저전압배터리(40)는 자신의 현재 상태 정보를 제어부로 전달할 수 있다. 이때, 현재 상태 정보는 제공 전압, 제공 전류, 충전량 등에 대한 정보일 수 있다.
고전압배터리(20)는 다수의 슈퍼 커패시터로 구성된 수퍼 커패시터 모듈로 이루어질 수 있다. 또한, 고전압배터리(20)는 차량 감속 시 모터(10)에서 회생 제동된 전원을 충전할 수 있고, 차량 가속 시 모터(10)에 전원을 공급하여 엔진 토크를 보조하는 역할을 할 수 있다.
고전압릴레이(30)는 고전압배터리(20), 양방향 컨버터(60) 및 인버터(50)의 사이에서 스위칭 동작을 수행하는 것으로서, 고전압배터리(20)의 고전압 전원을 릴레이(relay)할 수 있다. 즉, 고전압릴레이(30)가 온(on) 동작하는 경우, 고전압배터리(20)의 고전압 전원이 양방향 컨버터(60) 및 인버터(50)에 제공될 수 있다. 또한, 고전압릴레이(30)가 오프(off) 동작하는 경우, 고전압배터리(20)의 고전압 전원이 양방향 컨버터(60) 및 인버터(50)로 제공되지 않고 인버터(50)의 커패시터 뱅크에 충전된 전원이 양방향 컨버터(60)에 제공될 수 있다.
특히, 고전압릴레이(30)가 다수 개로 서로 병렬로 연결되어 그 등가저항이 가변됨으로써 초기 충전회로를 구성할 수도 있다. 다만, 이 경우, 고전압릴레이(30)의 구성이 복잡해지므로, 그 제조 비용이 상승하고 그 제어 동작이 복잡해질 수 있다. 이에 따라, 고전압릴레이(30)는 고전압배터리(20), 양방향 컨버터(60) 및 인버터(50)의 사이에서 단순히 그 온(on)/오프(off) 여부의 스위칭 동작만을 수행하는 단일 구성인 것이 바람직할 수 있다.
인버터(50)는 모터(10)와 고전압배터리(20) 사이에서 모터(10)와 고전압배터리(20) 상호간의 전원(또는 전압)을 변환한다. 즉, 인버터(50)는 모터(10)에 출입되는 전기 에너지를 제어하여, 고전압배터리(20)에서 공급되는 전원을 변환하여 모터(10)에 공급하거나, 모터(10)에서 발전된 전원을 변환하여 고전압배터리(20) 또는 양방향 컨버터(60)에 공급하는 역할을 할 수 있다.
인버터(50)는 모터(10), 고전압배터리(20) 또는 양방향 컨버터(60)로부터 공급되는 전원을 충전하는 커패시터 뱅크(capacitor bank)를 포함할 수 있다. 이때, 커패시터 뱅크는 다수의 커패시터를 포함하여, 각 커패시터가 서로 직렬 또는 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다.
양방향 컨버터(60)는 고전압릴레이(30), 인버터(50)(특히, 커패시터 뱅크) 및 저전압배터리(40)의 사이에 구비되어, 고전압 전원과 저전압 전원 상호간을 변환할 수 있다. 즉, 양방향 컨버터(60)는 고전압 전원을 저전압 전원으로 변환하는 벅(buck) 동작을 수행하거나, 저전압 전원을 고전압 전원으로 변환하는 부스팅(booting) 동작을 수행할 수 있다.
이때, 벅(buck) 동작이 수행되면, 고전압배터리(20) 또는 인버터(50)의 커패시터 뱅크에서 제공되는 고전압 전원이 강하되면서 저전압배터리(40)를 충전시킬 수 있으며, 저전압배터리(40)에 충전된 저전압 전원은 다양한 부하(미도시)의 동작을 위해 출력될 수 있다. 또한, 부스팅 동작이 수행되면, 저전압배터리(40)에서 제공되는 저전압 전원이 상승하면서 인버터(50)의 커패시터 뱅크를 충전시킬 수 있다.
제어부는 각 센서의 센서 값을 이용하여, 고전압릴레이(30) 및 양방향 컨버터(60) 등의 동작을 제어할 수 있다.
특히, 시스템의 구동이 온(on) 되는 시스템 초기에 고전압배터리(20)의 전원을 인버터(50)에 바로 공급할 경우, 고전압배터리(20)와 인버터(50)의 커패시터 뱅크(시스템 초기에 매우 낮은 임피던스를 가짐) 간의 전압 차에 의해 초기 돌입전류가 발생될 수 있다. 이러한 초기 돌입전류는 고전압릴레이(30)를 쉽게 파손시킬 수 있을 뿐 아니라 인버터(50)의 커패시터 뱅크의 수명을 단축시킬 수 있다. 즉, 시스템 초기 시, 이러한 초기 돌입전류의 발생을 최소화함으로써 안정적으로 고전압배터리(20)와 인버터(50)를 연결할 수 있는 초기 충전기술이 필요한 실정이다.
또한, 시스템 구동이 오프(off) 되는 시스템 종료 시에 고전압배터리(20)와 인버터(50)의 연결을 분리한 상태로만 두는 경우, 인버터(50)의 뱅크 커패시터에는 고전압의 전원이 존재하게 된다. 이러한 전원을 방전해 주지 않은 상태에서, 이후 정비사가 차량 정비를 위해 도체를 이용해 작업할 경우. 인버터(50)의 커패시터 뱅크에 남은 고전압 전원에 의해 감전사고가 발생해 인체에 큰 해를 끼칠 수 있다. 즉, 시스템 종료 시, 인버터(50)의 커패시터 뱅크에 남은 고전압 전원을 인체에 무해할 정도만큼 될 수 있게 방전시키는 종료 방전기술이 필요한 실정이다.
한편, 상술한 초기 충전기술 및 종료 방전기술은 최소 비용으로 구현되어야 한다. 이에 따라, 본 발명은 제어부의 제어 동작을 통해, 복잡한 하드웨어의 추가 없이도 초기 충전기술 또는 종료 방전기술을 구현할 수 있는 방안을 제시한다.
이하, 이러한 초기 충전기술 및 종료 방전기술의 구현을 위한, 제어부의 제어 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템의 제어부가 초기 충전기술 및 종료 방전기술의 구현을 위해 수행하는 동작의 순서도를 나타낸다. 또한, 도 4는 S10에 대한 보다 상세한 순서도를 나타내며, 도 5는 S20에 대한 보다 상세한 순서도를 나타낸다.
즉, 제어부(미도시)는 초기 충전기술 또는 종료 방전기술의 구현을 위해 S10 또는 S20의 제어 동작을 수행할 수 있다. 또한, S10 이후와 S20 이전 사이에서는 일반적인 차량 운행을 위한 제어 동작이 이루어질 수 있다.
S10은 초기 충전기술의 구현을 위한 초기 단계로서, 시스템의 초기 구동 시에 동작한다.
도 4를 참조하면, S10에서, 제어부는 고전압릴레이(30)가 오프(off) 상태가 되도록 제어할 수 있고(S11), 동시 또는 이후에 고전압릴레이(30)가 오프(off) 상태인 동안에 양방향 컨버터(60)가 저전압배터리(40)의 전원에 대해 부스팅 동작을 수행하도록 제어할 수 있다(S12). 그 결과, 인버터(50)의 커패시터 뱅크의 전압(VI)이 고전압배터리(20)의 고전압(VH)만큼 되도록 인버터(50)의 커패시터 뱅크를 점차적으로 충전할 수 있다. 즉, VI≥VH 가 될 때까지(S13), S12가 계속 수행되면서 부스팅 동작에 의해 인버터(50)의 커패시터 뱅크가 충전될 수 있다.
이후(즉, 양방향 컨버터(60)의 부스팅 동작에 따라 인버터(50)의 커패시터 뱅크를 충전한 후), 제어부는 고전압릴레이(30)가 온(on) 상태가 되도록 제어할 있고(S14), 동시 또는 이후에 양방향 컨버터(60)가 고전압배터리(20)의 고전압 전원에 대해 벅 동작(이하, “제1 벅 동작”이라 지칭함)을 수행하도록 제어할 수 있다(S15).
즉, 시스템의 초기 구동 시, 인버터(50)의 커패시터 뱅크가 점차적으로 일정 이상, 즉 고전압배터리(20)의 고전압만큼 충전된 이후에 고전압릴레이(30)가 온(on) 상태가 된다. 그 결과, 고전압배터리(20)의 고전압 전원이 인버터(50)에 바로 공급되지 않을 수 있어, 이들의 전압 차에 의한 초기 돌입전류의 발생이 최소화될 수 있게 된다.
S20은 종료 방전기술 구현을 위한 종료 단계로서, 시스템의 종료 시에 동작한다.
도 5를 참조하면, S20에서, 제어부는 고전압릴레이(30)가 오프(off) 상태가 되도록 제어할 수 있고(S21), 동시 또는 이후에 양방향 컨버터(60)가 인버터(50)의 커패시터 뱅크에 충전된 전원에 대해 벅 동작(이하, “제2 벅 동작”이라 지칭함)을 수행하도록 제어할 수 있다(S22). 그 결과, 인버터(50)의 커패시터 뱅크에 충전된 전원은 방전되며, 이때의 방전 전원을 이용하여 저전압배터리(40)는 충전될 수 있다.
즉, S21 및 S22에서, 인버터(50)의 커패시터 뱅크의 전압(VI)은 저전압배터리(40)의 전압(VL) 보다 고전압(VI>VL)을 가진다. 이에 따라, VI≤VL 가 될 때까지(S23), 즉 인버터(50)의 커패시터 뱅크 전압(VI)이 저전압배터리(40)의 전압(VL)만큼 강하될 때까지, S22가 계속 수행되면서 저전압배터리(40)는 인버터(50)의 커패시터 뱅크의 방전 전원을 이용하여 충전될 수 있다.
이후, VI≤VL 가 되면, 시스템은 최종적으로 종료될 수 있다(S24).
즉, 시스템의 종료 시, S21 내지 S23 동작이 차례로 이루어짐에 따라, S24에서 인버터(50)의 커패시터 뱅크에 남은 전원은 저전압배터리(40)의 전압 이하를 가지게 된다. 그 결과, 이후의 차량 정비 중에 정비자가 인버터(50)의 커패시터 뱅크에 남은 전원에 의해 감전되더라도 해당 전원이 저전압이므로 인체에 무해할 수 있게 된다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1, 10: 모터 2, 20: 고전압배터리
3, 40: 저전압배터리 4: DC-DC 컨버터
5, 50: 인버터 30: 고전압릴레이
60: 양방향 컨버터

Claims (10)

  1. 고전압 전원을 제공하는 고전압배터리와, 고전압 전원을 릴레이하는 고전압릴레이와, 전원을 충전하는 커패시터 뱅크를 포함하되 모터와 고전압배터리 사이에서 전원을 변환하는 인버터와, 저전압 전원을 제공하는 저전압배터리를 각각 구비한 차량 시스템으로서,
    고전압릴레이, 인버터 및 저전압배터리 사이에 구비되어, 고전압 전원을 저전압 전원으로 변환하는 벅(buck) 동작을 수행하거나 저전압 전원을 고전압 전원으로 변환하는 부스팅(booting) 동작을 수행하는 양방향 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    시스템의 초기 구동 시, 고전압릴레이가 오프(off) 상태가 되고 양방향 컨버터가 저전압배터리의 전원에 대해 부스팅 동작을 수행하여 커패시터 뱅크의 전압이 고전압배터리의 전압만큼 되도록 커패시터 뱅크를 충전하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    시스템의 초기 구동 시, 상기 부스팅 동작에 따라 커패시터 뱅크를 충전한 후에 고전압릴레이가 온(on) 상태가 되면서 양방향 컨버터가 고전압배터리의 고전압 전원에 대해 제1 벅 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    시스템의 종료 시, 고전압릴레이가 오프(off) 상태가 되고 양방향 컨버터가 커패시터 뱅크에 충전된 전원에 대해 제2 벅 동작을 수행하여 커패시터 뱅크를 방전시키는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    시스템의 종료 시, 커패시터 뱅크의 전압이 저전압배터리의 전압만큼 강하될 때까지 상기 제1 벅 동작에 따른 커패시터 뱅크의 방전 전원을 이용하여 저전압배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    하이브리드 시스템 또는 전기차 시스템인 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  7. 고전압 전원을 제공하는 고전압배터리와, 고전압 전원을 릴레이하는 고전압릴레이와, 전원을 충전하는 커패시터 뱅크를 포함하되 모터와 고전압배터리의 사이에서 전압을 변환하되 인버터와, 저전압 전원을 제공하는 저전압배터리와, 고전압릴레이, 인버터 및 저전압배터리 사이에 구비되어 고전압 전원을 저전압 전원으로 변환하는 벅(buck) 동작을 수행하거나 저전압 전원을 고전압 전원으로 변환하는 부스팅(booting) 동작을 수행하는 양방향 컨버터를 각각 구비한 차량 시스템의 제어 방법으로서,
    시스템의 초기 구동 시에 동작하는 초기 단계를 포함하며,
    상기 초기 단계는 고전압릴레이가 오프(off) 상태가 되도록 제어하고 양방향 컨버터가 저전압배터리의 전원에 대해 부스팅 동작을 수행하도록 제어하여, 커패시터 뱅크의 전압이 고전압배터리의 전압만큼 되도록 커패시터 뱅크를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 초기 단계는 상기 부스팅 동작에 따라 커패시터 뱅크를 충전한 후에 고전압릴레이가 온(on) 상태가 되도록 제어하고 양방향 컨버터가 고전압배터리의 고전압 전원에 대해 제1 벅 동작을 수행하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템의 제어 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    시스템의 종료 시에 동작하는 종료 단계를 더 포함하며,
    상기 종료 단계는 고전압릴레이가 오프(off) 상태가 되도록 제어하고 양방향 컨버터가 커패시터 뱅크에 충전된 전원에 대해 제2 벅 동작을 수행하도록 제어하여, 커패시터 뱅크를 방전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 종료 단계는 커패시터 뱅크의 전압이 저전압배터리의 전압만큼 강하될 때까지 상기 제2 벅 동작에 따른 커패시터 뱅크의 방전 전원을 이용하여 저전압배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템의 제어 방법.
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