KR20220077350A - Apparatus for distributing power employing system of high voltage relay multi controlling in electric vehicle - Google Patents
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Abstract
실시예는 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치에 관한 것이다.
구체적으로, 이러한 전력분배장치는 차량측 주 제어기가 하드-와이어 I/O를 통한 전력분배장치 내부의 고전압릴레이를 직접 제어하는 것을 보조하는 방식(즉, “직접 제어 보조”)과, 이 직접 제어에 더해서 차량 내부 통신을 통한 차량측 주 제어기의 고전압릴레이 제어명령을 사용한 간접 제어도 사용되는 것을 보조하는 방식(즉, “직/간접 제어 보조”)을 통합적으로 수행함으로써, 고전압 릴레이 다중 제어를 수행한다.
참고적으로, 상기 직접 제어와 간접 제어는 기존의 방식으로 이러한 전력분배를 할 경우, 차량측 주 제어기에서 제어를 수행함으로써 다양하게 전력분배를 제어한다. 그리고, 이러한 고전압 릴레이 다중 제어는 이러한 제어에 추가적으로 나온 것이다.
그리고, 이때 이러한 전력분배장치는 직접제어를 보조 할 경우, 내부제어기에서 하드-와이어 I/O를 통한 제어전압을 감시해서, 이상이 발생 될시에 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 이루어진다.
이에 더하여, 이러한 전력분배장치는 직/간접 제어를 보조할 경우, 내부제어기에서 차량측 주 제어기의 직접제어 상태와 간접제어 명령을 상호 비교하여 한쪽 제어가 잘못 되었을 때, 차량측 주 제어기에 문제가 발생한 것으로 판단하고 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 된 것을 특징으로 한다.
따라서, 이를 통해 전기 차량의 전력분배가 될 시에, 차량에 이상이 발생하거나 주변 환경에 의해 릴레이 전원의 전압강하가 초래되어 릴레이 접점에서 채터링 현상이 발생되므로, 이에 의한 순간 승압과 PDU 내부 또는 고전압 부품의 손상을 방지한다.
또는, 더 나아가서 의도하지 않은 릴레이 작동 정지로 구동장치에 전력이 차단되어 차량이 비정상적으로 멈추는 것을 방지한다.The embodiment relates to a power distribution device to which a high voltage relay multiple control system of an electric vehicle is applied.
Specifically, such a power distribution device assists the vehicle-side main controller to directly control the high voltage relay inside the power distribution device through hard-wire I/O (ie, “direct control assistance”), and this direct control In addition, high-voltage relay multi-control is performed by integrating the method (that is, “direct/indirect control assistance”) to assist the use of indirect control using the high-voltage relay control command of the vehicle-side main controller through internal communication within the vehicle. do.
For reference, the direct control and the indirect control control power distribution in various ways by performing the control in the vehicle-side main controller when such power distribution is performed in the conventional manner. And, this high voltage relay multiple control comes out in addition to this control.
And, at this time, when this power distribution device supports direct control, the internal controller monitors the control voltage through hard-wire I/O, and has a function to momentarily delay blocking the relay when an abnormality occurs. This is achieved by breaking the momentary interruption of the relay.
In addition, when this power distribution device assists with direct/indirect control, the internal controller compares the direct control state of the vehicle-side main controller with the indirect control command, and when one control is wrong, the vehicle-side main controller has a problem. It is determined that it has occurred and has a function of momentarily delaying the relay cutoff, so it is characterized by canceling the instantaneous cutoff of the relay.
Therefore, when the electric vehicle power is distributed through this, an error occurs in the vehicle or the voltage drop of the relay power is caused by the surrounding environment, resulting in chattering at the relay contacts. Avoid damage to high voltage components.
Or, furthermore, the vehicle is prevented from stopping abnormally due to the power being cut off to the driving device due to unintentional relay operation stop.
Description
본 명세서에 개시된 내용은 전기 자동차의 전력분배장치 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 자동차가 주행 또는 충전될 경우, 배터리와 충전부로부터의 전력에 대한 분배를 제어해서 주행 및 충전 서비스 등을 원활히 제공하는 기술에 관한 것이다.The content disclosed in this specification relates to the field of electric power distribution device for electric vehicles, and more particularly, when the electric vehicle is driven or charged, it controls the distribution of power from the battery and the charging unit to smoothly provide driving and charging services, etc. It's about technology.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the material described in this section is not prior art to the claims of this application, and inclusion in this section is not an admission that it is prior art.
최근 들어, 차량의 보급이 증대됨에 따라, 자동차 매연 등으로 인한 환경오염의 문제가 대두되고 있고, 에너지 문제가 발생하고 있다는 점에서 이러한 문제를 해결하기 위해, 전기 자동차에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.In recent years, as the spread of vehicles increases, the problem of environmental pollution due to automobile fumes is emerging, and in order to solve these problems in that energy problems are occurring, research on electric vehicles is actively carried out. have.
이러한 전기자동차는 주로 배터리를 전원으로 이용함으로써, AC 또는 DC 모터를 구동하여 동력을 얻는 자동차로 크게 배터리전용 전기자동차와 하이브리드 전기자동차로 나뉠 수 있다.Such an electric vehicle mainly uses a battery as a power source to obtain power by driving an AC or DC motor, and can be largely divided into a battery-only electric vehicle and a hybrid electric vehicle.
그리고, 배터리전용 전기자동차는 배터리의 전원을 이용하여 전기모터를 구동하며, 전원이 다 소모되면 재충전하고, 하이브리드 전기자동차는 엔진의 가동을 통해 전기발전을 하여 배터리를 충전한 후 전기모터를 구동함으로써, 차를 움직이게 한다.In addition, the battery-only electric vehicle drives the electric motor using the power of the battery and recharges it when the power is exhausted, and the hybrid electric vehicle generates electricity through the operation of the engine to charge the battery, , to make the car move.
이와 관련하여, 상용 전기 자동차의 경우에는 일반 전기 자동차에 비해서 필요로 하는 전력 요구량이 크기 때문에, 현재 에너지 밀도를 갖는 배터리 모듈로부터 전력 요구량을 맞추기 위해서는 복수의 배터리 모듈로 이루어진 복수의 배터리 팩이 요구된다. In this regard, in the case of a commercial electric vehicle, since the amount of power required is larger than that of a general electric vehicle, a plurality of battery packs including a plurality of battery modules are required to meet the power demand from the battery module having the current energy density. .
그리고 이러한 상용 전기 자동차는 사용상 편의성 및 안전성을 확보하기 위해서, 복수의 배터리 팩으로부터 인가되는 전력을 모아서, 구동 모터 및 각 전장 부품으로 인가하기 위해 전력 분배 장치(Power Distribution Unit, PDU)가 구비된다.And, in order to secure convenience and safety in use, the commercial electric vehicle is provided with a power distribution unit (PDU) to collect power applied from a plurality of battery packs and apply it to a driving motor and each electric component.
예를 들어, 이러한 전력 분배 장치는 배터리나 내부제어기 등과 같은 전력 분배 제어대상 부품들에 전기적으로 연결되는 복수의 연결단자들과 퓨즈와 릴레이 등의 회로 부품들을 포함하여 이루어진다.For example, such a power distribution device includes a plurality of connection terminals electrically connected to power distribution control target components such as a battery or an internal controller, and circuit components such as a fuse and a relay.
그런데, 이렇게 전기 차량의 전력이 분배될 때, 차량에 이상이 발생하거나 주변 환경에 의해 릴레이 전원의 전압강하 발생에 의한 릴레이 접점에서의 채터링 현상이 발생되어져서, 순간 승압이 발생되고 PDU 내부 또는 고전압 부품에 손상이 발생된다.However, when the power of the electric vehicle is distributed in this way, an abnormality occurs in the vehicle or a chattering phenomenon occurs at the relay contact point due to voltage drop of the relay power due to the surrounding environment, so that an instantaneous boost occurs, and the Damage to high voltage components occurs.
이러한 배경의 선행기술문헌은 아래의 특허문헌이 나올 정도이다.The prior art literature in this background is to the extent that the following patent literature appears.
(특허문헌 0001) KR101949099 B1(Patent Document 0001) KR101949099 B1
참고적으로, 상기 선행기술은 전기 자동차의 전력 분배 장치에 관한 것으로, 전력 분배 제어대상 부품의 개별 제어를 통해 손상이나 파손을 억제할 수 있도록 하는 것이다.For reference, the prior art relates to a power distribution device for an electric vehicle, and is capable of suppressing damage or damage through individual control of a power distribution control target component.
개시된 내용은, 전기 차량의 전력분배시에, 차량에 이상이 발생하거나 주변 환경에 의해 릴레이 전원의 전압강하가 초래되어 릴레이 접점에서 채터링 현상이 발생되므로, 이에 의한 순간 승압과 PDU 내부 또는 고전압 부품의 손상을 방지하도록 하는 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치를 제공하고자 한다.The disclosed content is that, during power distribution of the electric vehicle, an abnormality occurs in the vehicle or a voltage drop of the relay power source is caused by the surrounding environment, resulting in chattering at the relay contact point. An object of the present invention is to provide a power distribution device to which a high voltage relay multi-control system of an electric vehicle is applied to prevent damage to the electric vehicle.
실시예에 따른 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치는,The power distribution device to which the high voltage relay multi-control system of the electric vehicle according to the embodiment is applied,
차량측 주 제어기가 하드-와이어 I/O를 통한 전력분배장치 내부의 고전압릴레이를 직접 제어하는 것을 보조하는 방식(이하 “직접 제어 보조”)과, 이 직접 제어에 더해서 차량 내부 통신을 통한 차량측 주 제어기의 고전압릴레이 제어명령을 사용한 간접 제어도 사용되는 것을 보조하는 방식(이하 “직/간접 제어 보조”)을 통합적으로 수행함으로써, 고전압 릴레이 다중 제어를 수행한다.A method of assisting the vehicle-side main controller to directly control the high-voltage relay inside the power distribution device through hard-wired I/O (hereinafter “direct control assistance”), and in addition to this direct control, the vehicle-side through communication within the vehicle High voltage relay multi-control is performed by integrating the method of assisting the use of indirect control using the high voltage relay control command of the main controller (hereinafter “direct/indirect control assistance”).
참고적으로, 상기 직접 제어와 간접 제어는 기존의 방식으로 이러한 전력분배를 할 경우, 차량측 주 제어기에서 제어를 수행함으로써 다양하게 전력분배를 제어한다. 그리고, 이러한 고전압 릴레이 다중 제어는 이러한 제어에 추가적으로 나온 것이다. For reference, the direct control and the indirect control control power distribution in various ways by performing the control in the vehicle-side main controller when such power distribution is performed in the conventional manner. And, this high voltage relay multiple control comes out in addition to this control.
그리고, 이때 이러한 전력분배장치는 직접제어를 보조 할 경우, 내부제어기에서 하드-와이어 I/O를 통한 제어전압을 감시해서, 이상이 발생될 시에 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 이루어진다.And, in this case, when this power distribution device assists with direct control, the internal controller monitors the control voltage through hard-wire I/O, and has a function of momentarily delaying the relay disconnection when an abnormality occurs. This is achieved by breaking the momentary blocking of the relay.
이에 더하여, 이러한 전력분배장치는 직/간접 제어를 보조할 경우, 내부제어기에서 차량측 주 제어기의 직접제어 상태와 간접제어 명령을 상호 비교하여 한쪽 제어가 잘못 되었을 때, 차량측 주 제어기에 문제가 발생한 것으로 판단하고 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 된 것을 특징으로 한다.In addition, when this power distribution device assists with direct/indirect control, the internal controller compares the direct control state of the vehicle-side main controller with the indirect control command. It is determined that it has occurred and has a function of momentarily delaying the relay cutoff, so it is characterized by canceling the instantaneous cutoff of the relay.
실시예들에 의하면, 전기 차량의 전력분배가 될 시에, 차량에 이상이 발생하거나 주변 환경에 의해 릴레이 전원의 전압강하가 초래되어 릴레이 접점에서 채터링 현상이 발생되므로, 이에 의한 순간 승압과 PDU 내부 또는 고전압 부품의 손상을 방지한다.According to the embodiments, when the electric vehicle power is distributed, an abnormality occurs in the vehicle or a voltage drop of the relay power source is caused by the surrounding environment, and a chattering phenomenon occurs at the relay contact point. Avoid damage to internal or high voltage components.
또는, 더 나아가서 의도하지 않은 릴레이 작동 정지로 구동장치에 전력이 차단되어 차량이 비정상적으로 멈추는 것을 방지한다.Or, furthermore, the vehicle is prevented from stopping abnormally due to the power being cut off to the driving device due to unintentional relay operation stop.
도 1은 일실시예에 따른 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치를 개념적으로 설명하기 위한 도면
도 2는 일실시예에 따른 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치가 적용된 시스템을 전체적으로 도시한 도면
도 3은 일실시예에 따른 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치의 구성을 도시한 블록도
도 4는 일실시예에 따른 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트1 is a diagram for conceptually explaining a power distribution device to which a high voltage relay multiple control system of an electric vehicle is applied according to an embodiment;
FIG. 2 is a view showing an overall system to which a power distribution device to which a high voltage relay multiple control system of an electric vehicle is applied according to an embodiment is applied; FIG.
3 is a block diagram illustrating a configuration of a power distribution device to which a high voltage relay multiple control system of an electric vehicle is applied according to an exemplary embodiment;
4 is a flowchart sequentially illustrating an operation of a power distribution device to which a high voltage relay multiple control system of an electric vehicle is applied according to an exemplary embodiment;
도 1은 일실시예에 따른 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for conceptually explaining a power distribution device to which a high voltage relay multiple control system of an electric vehicle according to an embodiment is applied.
도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예의 전력분배장치(100)는 전기 자동차의 여러 구동장치로 전력을 분배할 경우, 일실시예의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템으로부터 전력분배가 이루어짐으로써, 채터링 현상과 자체 내부 또는 고전압 부품의 손상을 방지한다.As shown in FIG. 1 , when the
이러한 경우, 상기 고전압 릴레이 다중 제어 시스템은 전술한 직접제어 보조와, 직/간접 제어 보조를 통합적으로 수행함으로써, 고전압 릴레이 다중 제어를 수행한다.In this case, the high voltage relay multiple control system performs the high voltage relay multiple control by integrally performing the above-described direct control assistance and direct/indirect control assistance.
그리고, 이때 상기 다중 제어 시스템은 직접제어를 보조 할 경우, 내부제어기에서 하드-와이어 I/O를 통한 제어전압을 감시해서, 이상이 발생될 시에 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 이루어진다.And, in this case, when the multi-control system assists with direct control, the internal controller monitors the control voltage through the hard-wire I/O, and has a function of momentarily delaying the relay disconnection when an abnormality occurs, This is achieved by breaking the momentary blocking of the relay.
이에 더하여, 이러한 다중 제어 시스템은 직/간접 제어를 보조할 경우, 내부제어기에서 직접제어와 간접제어의 상호비교를 통해 한쪽 제어가 잘못 되었을 때, 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 된다.In addition, this multi-control system has a function of momentarily delaying the relay disconnection when one control is wrong through the mutual comparison between direct control and indirect control in the internal controller when supporting direct/indirect control. This is achieved by breaking the momentary blockage of
따라서, 이를 통해 이러한 전력분배장치는 전기 자동차의 구동장치 등으로 전력을 분배할 경우, 이러한 고전압 릴레이 다중 제어 시스템으로부터 전력분배가 되므로, 채터링 현상이 방지되고 고안정적인 전력 분배가 되며, 차량의 비정상적인 멈춤방지가 이루어진다.Therefore, when this power distribution device distributes power to the driving device of the electric vehicle, etc., the power is distributed from the high voltage relay multiple control system, so chattering phenomenon is prevented and the power distribution becomes highly stable, and the abnormality of the vehicle Stop protection is achieved.
이러한 장점의 일환으로서, 전기 차량의 전력분배가 될 시에, 차량에 이상이 발생하거나 주변 환경에 의해 릴레이 전원의 전압강하가 초래되어 릴레이 접점에서 채터링 현상이 발생되므로, 이에 의한 순간 승압과 PDU 내부 또는 고전압 부품의 손상을 방지한다.As part of this advantage, when the electric vehicle power is distributed, an error occurs in the vehicle or the voltage drop of the relay power source is caused by the surrounding environment, which causes chattering at the relay contacts. Avoid damage to internal or high voltage components.
한편, 이와 다른 형태로서 추가적으로, 상기 다중 제어 시스템은 일실시예의 전력분배장치(100)는 고전압배터리(고전압 회로)와 차량 본체와의 저항값을 모니터링하여 누전을 감시하는 절연감시 장치를 구비하고, 누전 시 차량측 주 제어기에 이를 알림으로써, 전기사고를 예방하고, 부품의 손상을 방지하는 기능을 가진다.On the other hand, in addition to this as a different form, the
도 2는 일실시예에 따른 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치가 적용된 시스템을 전체적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view showing an overall system to which a power distribution device to which a high voltage relay multiple control system of an electric vehicle is applied according to an embodiment is applied.
도 2에 도시된 바와 같이, 일실시예의 시스템은 전기 자동차 내에 다수의 상이한 구동장치 그룹별 등으로 전력을 고전압 릴레이 다중 제어 시스템에 의해 분배하는 전력분배장치(100-1, 100-2, ... )와, 이러한 전력분배 동작을 관리하는 VCU(200)를 포함한다. As shown in Fig. 2, the system of one embodiment is a power distribution device (100-1, 100-2, .. ) and a
이러한 경우, 상기 다중 제어 시스템은 기존과 같이 전력 분배가 될 경우, VCU(200)로부터 CAN 통신 기반의 PRA(Power Relay Assy) 제어 명령을 받아 릴레이의 단속동작을 제어하는 간접제어와, 차량측 주 제어기가 하드-와이어 I/O에 의해 릴레이의 단속동작을 제어하는 직접제어를 수행한다.In this case, the multi-control system receives a CAN communication-based PRA (Power Relay Assy) control command from the VCU 200 to control the intermittent operation of the relay, and the vehicle side main The controller directly controls the intermittent operation of the relay by hard-wired I/O.
그리고, 이에 더하여 일실시예에 따라 다중 제어 시스템은 전술한 직접제어 보조와, 직/간접 제어 보조를 수행한다.And, in addition to this, according to an embodiment, the multi-control system performs the aforementioned direct control assistance and direct/indirect control assistance.
이때, 이러한 직접제어 보조는 직접제어가 될 경우, 내부제어기에서 하드-와이어 I/O를 통한 제어전압을 감시해서, 이상이 발생될 시에 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 이루어진다.At this time, when this direct control assistance becomes direct control, the internal controller monitors the control voltage through the hard-wire I/O, and has a function of momentarily delaying the relay disconnection when an abnormality occurs. This is achieved by breaking the momentary blockade.
또한, 상기 직/간접 제어 보조는 직접제어와 간접제어가 같이 사용될 경우에, 내부제어기에서 하드-와이어 I/O를 통한 제어전압을 감시하면서 차량 내부 통신을 통한 PRA 제어 상태를 확인도 해서 상호비교 등을 수행함으로써, 이상이 발생될 시에 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 이루어진다.In addition, when direct control and indirect control are used together, the direct/indirect control assistant monitors the control voltage through hard-wire I/O from the internal controller and checks the PRA control status through internal communication of the vehicle for mutual comparison. Since it has a function of momentarily delaying the relay disconnection when an abnormality occurs, it is achieved by canceling the instantaneous disconnection of the relay.
상기 전력분배장치(100-1, 100-2, ... )는 사용자가 원하는 바에 따라 전기 자동차 내에 다수의 상이한 구동장치 또는 전장부품 그룹별로 설치가 되며, VCU(200)와의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템으로부터 각 그룹의 전력 공급과 분배를 제어해서, 채터링 현상을 방지하고 고안정적으로 전력분배가 이루어진다. 이러한 경우, 상기 구동부품 그룹은 하나의 예를 들어, 에어컨디셔너와 히터, 파워 스티어링, 인버터 모터와 DC-DC 컨버터를 동일 그룹으로서 그룹핑한다. 이때, 상기 전력분배장치(100-1, 100-2, ... )는 동일한 구동장치 유형별로 전기적으로 같이 연결해서 동일한 구동장치 유형 간에는(예: 에어컨디셔너와 히터) 일괄적으로 전력분배가 이루어지도록 한다. 그리고, 이에 더하여 상기 전력분배장치(100-1, 100-2, ... )는 일실시예에 따라 이렇게 전력분배가 될 경우, VCU(200)로부터 CAN 통신 기반의 PRA 제어 명령을 받아 릴레이의 단속동작을 제어하는 간접제어 방식이 구현된다. 또한 이러한 경우에 전력분배장치(100-1, 100-2, ... )는 VCU(200)가 하드-와이어 I/O에 의해 릴레이의 단속동작을 직접 제어하는 방식도 구현된다. 이때, 상기 전력분배장치(100-1, 100-2, ... )는 이러한 전력분배장치(100)의 고전압 릴레이가 직접제어될 경우, 내부제어기에서 하드-와이어 I/O를 통한 제어전압을 미리 설정된 기준 제어전압과 비교해서 작은 순간 전압강하가 발생된 경우 보충해서, 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 이루어진다. 또한, 이 전력분배장치(100)는 직접제어와 간접제어가 같이 사용될 경우에는, 내부제어기에서 하드-와이어 I/O를 통한 제어전압과 상기 기준 제어전압을 비교해서 순간 전압강하가 발생되면서 이때의 직접제어 상태가 차량 내부 통신의 PRA 제어명령과 상반 될 경우 제어 전원을 보충해서, 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 이루어진다. 따라서, 이를 통해 이러한 전력분배장치는 전기 자동차의 구동장치 등으로 전력을 분배할 경우, 이러한 고전압 릴레이 다중 제어 시스템으로부터 전력분배가 되므로, 채터링 현상이 방지되고 고안정적인 전력 분배가 되며, 차량의 비정상적인 멈춤방지가 이루어진다.The power distribution devices 100-1, 100-2, ... are installed by a plurality of different driving devices or electronic parts groups in the electric vehicle according to a user's desire, and a high voltage relay multiple control system with the
상기 VCU(200)는 이러한 전력분배장치(100-1, 100-2, ... )의 전력분배 동작을 전체적으로 관리하는 것으로, 차량측 주 제어기의 상용화된 제어 포맷을 기반으로 해서, 전력 분배용으로서 상이한 전원이벤트별로 PRA 제어 명령을 구비함으로써, 전력분배장치(100-1, 100-2, ... )의 간접제어를 관장한다. 참고적으로, 상기 전원이벤트는 예를 들어, 운전자의 차량 구동 의지를 판단하기 위한 차량 키(열쇠) 정보와 가속페달 등 센서 신호와 충전건 신호 등 엔진 관리 시스템과 변속기 제어 유닛 등으로부터 각종 정보를 받아, 차량 주행 또는 충전 정보를 산출한 결과에 따라서 발생된다. 그리고, 또한 상기 VCU(200)는 전술한 고전압 릴레이 다중 제어 시스템에 따라 하드-와이어 I/O를 통해 릴레이의 단속동작을 직접적으로 제어하기도 한다.The VCU 200 as a whole manages the power distribution operation of these power distribution devices 100-1, 100-2, ... Indirect control of the power distribution devices 100-1, 100-2, ... is managed by providing a PRA control command for each different power event. For reference, the power event includes, for example, vehicle key (key) information for determining the driver's will to drive the vehicle, sensor signals such as the accelerator pedal, and various information from the engine management system and the transmission control unit, such as a charging gun signal. received, and generated according to the result of calculating vehicle driving or charging information. And, in addition, the VCU 200 is hard-wired according to the above-described high voltage relay multiple control system. via I/O It also directly controls the intermittent operation of the relay.
도 3은 일실시예에 따른 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치의 구성을 도시한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a configuration of a power distribution device to which a high voltage relay multiple control system of an electric vehicle is applied according to an exemplary embodiment.
도 3에 도시된 바와 같이, 일실시예의 전력분배장치(100)는 배터리의 주 전원과 충전부의 서브 전원을 입력받는 주 인터페이스부(101-1, 101-2, ... )와 서브 인터페이스부(102-1, ... ), 서브 전원과 주 전원을 단속하는 서브 릴레이(103-1, ... )와 주 릴레이(104-1, 104-2, ... ) 및, VCU(200)와 연동하여 각각의 단속 동작을 이벤트 발생여부에 따라 제어하는 제어기(105)를 포함한다.As shown in FIG. 3 , the
그리고, 이러한 경우 일실시예의 전력분배장치(100)는 기존에 사용되는 직접제어와 간접제어 이외에도 전술한 직접제어 보조와, 직/간접 제어 보조를 더 수행함으로써, 고전압 릴레이 다중 제어 시스템을 구현한다.And, in this case, the
추가적으로, 이러한 전력분배장치(100)는 고전압배터리(고전압 회로)와 차량 본체와의 저항값을 측정하여 누전을 감시하는 절연감시장치(106)를 포함하고, 상기 제어기(105)는 이 정보를 모니터링하여 VCU(200)에 차량 내부 통신을 통해 경고하는 기능을 지닌다.Additionally, the
상기 주 인터페이스부(101-1, 101-2, ... )는 다수의 상이한 배터리별로 설치되며, 전기 자동차의 주행시에 각각의 배터리로부터 주 전원 즉, 전기 자동차 내의 각 구동장치를 구동하기 위한 전원을 기본적으로 공급받는다.The main interface units 101-1, 101-2, ... are installed for a plurality of different batteries, and are main power from each battery when the electric vehicle is running, that is, power for driving each driving device in the electric vehicle. is supplied by default.
상기 서브 인터페이스부(102-1, ... )는 다수의 상이한 충전부별로 설치되며, 전기 자동차의 주행 또는 충전이 될 시에 각각의 충전부로부터 서브 전원을 부가적으로 공급받아 전기 자동차 내의 각 배터리를 충전 또는 별도 전원으로 사용된다. 이러한 서브 전원은 전기 자동차의 가속 등을 수행 또는 충전할 경우에, 해당하는 구동장치 등으로 VCU(200) 또는 상기 제어기(105)에 의해 선택을 받아 공급된다.The sub-interface units 102-1, ... are installed for a plurality of different charging units, and when the electric vehicle is driven or charged, sub-power is additionally supplied from each charging unit to supply each battery in the electric vehicle. Used for charging or as a separate power source. This sub-power is selected and supplied by the
상기 서브 릴레이(103-1, ... )는 상기 각 충전부의 서브 전원이 공급되는 것에 대응하여 여러 개가 설치되며, 상기 제어기(200)의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템에 의해서 구동장치 등으로의 서브 전원 단속이 이루어진다.A plurality of the sub relays 103-1, ... are installed in response to the sub power of each charging unit being supplied, and sub power to the driving device etc. by the high voltage relay multiple control system of the
상기 주 릴레이(104-1, 104-2, ... )는 상기 각 배터리의 주 전원이 공급되는 것에 대응하여 여러 개가 설치되며, 마찬가지로 상기 제어기(105)의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템에 의해서 구동장치로의 주 전원 단속이 이루어진다.A plurality of the main relays 104-1, 104-2, ... are installed in response to the main power of each battery being supplied, and the driving device is similarly driven by the high voltage relay multiple control system of the
상기 제어기(105)는 기존과 같이, 기본적으로 전력분배가 될 경우, 차량측 주 제어기에 의해서 상기 서브 릴레이(103-1, ... )의 단속 동작과 상기 주 릴레이(104-1, 104-2, ... )의 단속 동작을 미리 설정된 전원이벤트 발생여부에 따라 연동해서 제어함으로써, 각각의 구동장치로 전력을 분배한다. 그리고, 이러한 경우 일실시예에 따라 상기 제어기(105)는 추가적으로, 전술한 직접제어 보조와 직/간접 제어 보조를 모두 수행가능하며, 선택에 따라 취사 선택도 가능하므로 고전압 릴레이 다중 제어 시스템을 구현한다. 구체적으로는, 상기 제어기(105)는 전력분배가 될 경우, 미리 등록된 VCU(200)로부터 해당 제어 포맷을 기반으로 전력 분배와 관련하여 미리 설정된 상이한 전원이벤트별로의 PRA 제어 명령을 차량 내부 통신으로 제공받아 상기 서브 릴레이와 주 릴레이의 단속 동작을 간접제어하고, PRA 제어 상태를 피드백한다. 또한, 이러한 경우에 상기 주 릴레이(104-1, 104-2, ... )와 서브 릴레이(103-1, ... )는 전력이 분배 될 때, 상기 VCU(200)로부터 PRA 제어를 하드-와이어 I/O 제어로 받아 자신의 단속 동작이 직접제어도 된다. 그리고, 상기 제어기(105)에 의한 직접제어 보조는 이렇게 직접제어가 될 경우, 자체적으로서 하드-와이어 I/O를 통한 제어전압을 미리 설정된 기준 제어전압과 비교해서 작은 순간 전압강하가 발생된 경우 상기 주 릴레이(104-1, 104-2, ... )와 서브 릴레이(103-1, ... )에 제어 전원을 보충해서, 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 이루어진다. 또한, 이에 더하여 상기 제어기(105)에 의한 직/간접 제어 보조는 직접제어와 간접제어가 같이 사용될 경우에, 내부제어기에서 하드-와이어 I/O를 통한 제어전압과 상기 기준 제어전압을 비교해서 순간 전압강하가 발생되면서 이때의 직접제어상태가 차량 내부 통신의 PRA 제어명령과 상이한 경우 상기 주 릴레이(104-1, 104-2, ... )와 서브 릴레이(103-1, ... )에 제어 전원을 보충해서, 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 이루어진다. 따라서, 이를 통해 상기 제어기(105)는 전기 자동차의 구동장치 등으로 전력을 분배할 경우, 이러한 고전압 릴레이 다중 제어 시스템으로부터 전력분배가 되므로, 채터링 현상이 방지되고 고안정적인 전력 분배가 되며, 차량의 비정상적인 멈춤방지가 이루어진다.The
상기 절연감시장치(106)는 상기 각 배터리와 차량 본체의 사이에 절연저항값을 측정하여 상기 제어기(105)로 제공한다. 이러한 경우, 상기 제어기(105)는 a) 상기 절연감시장치(106)에 의해 절연저항값이 모니터링될 경우, 모니터링된 결과를 기반으로 절연저항 측정 결과를 상기 VCU(200)로 전달한다. 그리고, b) 상기 모니터링된 절연저항값을 미리 설정된 기준 절연저항값과 비교한다. 그래서 상기 제어기(105)는 상기 비교 결과. 모니터링된 절연저항값이 상기 기준 절연저항값 보다 낮을 경우에 누전 위험을 상기 VCU(200)로 경고하고, 기준 절연저항값에 준하는 경우에는 경고하지 않음으로써, 전기 안전사고를 방지하고 부품의 손상을 방지하는 기능을 가진다.The
한편, 추가적으로 다른 실시예에 따른 전력분배장치(100)는 이렇게 VCU(200)와 연동하여 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 될 경우, VCU(200)와 자신 간에 접속이 신속히 이루어지도록 함으로써, 다수의 구동장치에 전력을 분배해야 하는 경우 등에 원활한 전력분배가 되도록 한다.On the other hand, when the
이를 위해, 이러한 전력분배장치(100)는 상기한 VCU(200)에 의해 간접제어 또는 직/간접 제어 보조가 될 경우, 다수의 상이한 구동장치 유형별로 대응되는 릴레이 장치정보를 등록한 전력분배 테이블을 기반으로 해서 PRA 제어 명령을 처리함으로써, 작업 단위로 전력 분배를 한다.To this end, when the
이러한 경우, 상기 전력분배 테이블은 예를 들어, 전기 자동차 내에 전장품을 그룹화해서, 그룹별로 속하는 구동장치를 각 유형별로 릴레이 장치정보에 매칭하여 이루어지기도 한다.In this case, the power distribution table may be formed by, for example, grouping electric devices in an electric vehicle, and matching driving devices belonging to each group to relay device information for each type.
이때, 상기 구동장치 유형은 예를 들어, 에어컨디셔너와 히터를 동일한 유형으로 한다. 그리고, 조향장치와, 전원 컨버터 장치(예: 인버터 모터와, DC-DC 컨버터)를 각기 구동장치 유형으로서 설정한다. In this case, as the type of the driving device, for example, the air conditioner and the heater are the same type. Then, a steering device and a power converter device (eg, an inverter motor and a DC-DC converter) are set as the drive device types, respectively.
그래서, 이를 통해 전력분배장치(100)는 VCU(200)와 연동하여 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 구현될 경우, VCU와 자신 간에 접속이 신속히 이루어져서, 다수의 구동장치에 전력을 분배해야 하는 경우 등에 원활한 전력분배가 된다.So, through this, when the high voltage relay multiple control system is implemented in conjunction with the
또 다른 한편으로는, 이들과 다른 실시예에 따른 전력분배장치(100)는 전술한 바와 같이 전력분배가 될 경우, 각 구동장치의 소비전력 패턴을 예측함으로써, 전력분배가 될 시에 이상감지가 될 수 있도록 한다.On the other hand, when power distribution is performed as described above, the
이를 위해, 상기 제어기(105)는 아래의 구성을 추가적으로 구비한다.To this end, the
즉, 상기 제어기(105)는,That is, the
a) 상기 각 구동장치별로의 전력구동특성을 기초로 각각의 구동장치에 대한 전력의 소비 패턴을 분석하여 상이한 전력의 변화 패턴별로 예측 소비전력을 매칭하여 등록하고,a) Based on the power driving characteristics of each driving device, the power consumption pattern for each driving device is analyzed, and the predicted power consumption is matched and registered for each different power change pattern,
b) 상기 각 구동장치를 구동할 경우, 실제 전력의 변화 패턴을 추출해서,b) When each driving device is driven, the actual power change pattern is extracted,
c) 상기 추출된 실제 전력의 변화 패턴에 따른 실제 소비전력과 해당하는 변화 패턴에 매칭된 예측 소비전력을 비교하여,c) by comparing the actual power consumption according to the extracted actual power change pattern with the predicted power consumption matched to the corresponding change pattern,
d) 상기 비교결과, 상기 실제 소비전력과 상기 예측 소비전력의 차이값이 미리 설정된 범위에 해당하는 경우에 상기 VCU로 알람을 하지 않고, 해당하는 경우에는 알람을 수행한다.d) As a result of the comparison, when the difference value between the actual power consumption and the predicted power consumption falls within a preset range, the VCU is not alarmed, and, if applicable, an alarm is performed.
도 4는 일실시예에 따른 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트이다(도 3 참조).4 is a flowchart sequentially illustrating operations of a power distribution device to which a high voltage relay multiple control system of an electric vehicle is applied according to an exemplary embodiment (refer to FIG. 3 ).
도 4에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 전력분배장치는 먼저 상기 주 인터페이스부가 전기 자동차 내에 다수의 상이한 배터리별로 설치되어, 각각의 배터리로부터 주 전원을 입력받는다(S401).As shown in FIG. 4 , in the power distribution device according to an embodiment, first, the main interface unit is installed for a plurality of different batteries in the electric vehicle, and receives main power from each battery ( S401 ).
그리고, 또한 상기 서브 인터페이스부는 전기 자동차 내에 다수의 상이한 충전 장치별로 설치되어, 각각의 충전 장치로부터 서브 전원을 입력받는다(S402).In addition, the sub-interface unit is installed for a plurality of different charging devices in the electric vehicle, and receives sub power from each charging device (S402).
이러한 상태에서, 상기 제어기는 전력공급에 관한 이벤트가 발생할 경우, 미리 등록된 VCU로부터 해당 제어 포맷을 기반으로 전력 분배용으로서 미리 설정된 상이한 전원이벤트별로의 PRA 제어 명령을 차량 내부 통신으로 제공받아 상기 서브 릴레이와 주 릴레이의 단속 동작을 간접제어하고(S403과 S406-S407), PRA 제어 상태를 피드백한다.In this state, when an event related to power supply occurs, the controller receives the PRA control command for each different power event preset for power distribution based on the control format from the previously registered VCU through internal communication of the sub The intermittent operation of the relay and the main relay is indirectly controlled (S403 and S406-S407), and the PRA control state is fed back.
예를 들어, 상기 제어기는 전기 자동차의 주행, 충전 모드별로 상기 VCU로부터 모드에 따른 PRA 제어 명령을 CAN 통신으로 제공받아 상기 서브 릴레이와 주 릴레이를 제어한다.For example, the controller receives a PRA control command according to the mode from the VCU for each driving and charging mode of the electric vehicle through CAN communication to control the sub relay and the main relay.
이때, 참고적으로 상기 서브 릴레이는 상기 서브 인터페이스부에 의해 입력된 서브 전원을 단속한다. 그리고, 주 릴레이는 전기 자동차 내에 다수의 상이한 구동장치 유형별로 설치되어, 상기 주 인터페이스부에 의해 입력된 주 전원과 서브 릴레이에 의해 단속된 서브 전원을 통합적으로 입력받아 해당하는 인터페이스부를 통해 구동장치에 대한 전원을 단속한다.At this time, for reference, the sub relay intermittently controls the sub power input by the sub interface unit. In addition, the main relay is installed for a plurality of different driving device types in the electric vehicle, and receives the main power input by the main interface unit and the sub power interrupted by the sub relay integrally to the driving device through the corresponding interface unit. control the power supply to
또한, 이에 더하여 상기 주 릴레이와 서브 릴레이는 위의 간접제어와는 다른 형태로서, 전력을 공급할 이벤트가 발생된 경우에 상기 VCU로부터 PRA 제어를 하드-와이어 I/O 제어로 받아 자신의 단속 동작이 직접제어받기도 한다(S404와 S406-S407).In addition, the main relay and the sub relay are different from the above indirect control, and when an event to supply power occurs, they receive PRA control from the VCU as hard-wire I/O control, and their intermittent operation is performed. It is also directly controlled (S404 and S406-S407).
그리고, 이러한 경우 이렇게 직접제어가 될 때, 상기 제어기는 하드-와이어 I/O를 통한 제어전압을 미리 설정된 기준 제어전압과 비교(S405)해서 작은 순간 전압강하가 발생된 경우 상기 주 릴레이와 서브 릴레이에 제어 전원을 보충(S406)한다.And, in this case, when direct control is performed in this way, the controller compares the control voltage through the hard-wire I/O with a preset reference control voltage (S405), and when a small instantaneous voltage drop occurs, the main relay and the sub relay The control power is supplemented (S406).
반면, 순간 전압강하가 발생되지 않는 경우에는 VCU의 일반적인 릴레이 제어 명령을 수행하여, 이러한 조절로서 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 이루어진다.On the other hand, when the instantaneous voltage drop does not occur, the general relay control command of the VCU is executed, and as such adjustment, it has a function of momentarily delaying the relay disconnection, so it is accomplished by resolving the momentary disconnection of the relay.
또한, 직접제어와 간접제어가 같이 사용될 경우에는, 내부제어기에서 하드-와이어 I/O를 통한 제어전압과 상기 기준 제어전압을 비교해서 순간 전압강하가 발생되면서 이때의 직접제어 상태가 차량 내부 통신의 PRA 제어 명령과 상이한 경우 상기 주 릴레이와 서브 릴레이에 제어 전원을 보충하거나 릴레이 전원을 유지(S406)한다.In addition, when direct control and indirect control are used together, an instantaneous voltage drop occurs by comparing the control voltage through hard-wire I/O in the internal controller with the reference control voltage, and the direct control state at this time is the If it is different from the PRA control command, the control power is supplemented to the main relay and the sub relay or the relay power is maintained (S406).
그래서, 이렇게 PRA 제어 명령과 상이한 경우인 즉, 직접 제어 상태가 순간적으로 오프로 확인되는 경우에 상기 릴레이의 제어전원을 보조하여 릴레이 차단을 지연시켜 작동상태를 유지하면서, VCU에 이상 상태를 전달하여 차량의 점검을 유도한다.So, in this case different from the PRA control command, that is, when the direct control state is momentarily confirmed to be off, it supports the control power of the relay to delay the relay cutoff to maintain the operating state, and transmits the abnormal state to the VCU. Inducing vehicle inspection.
반면, VCU가 릴레이 오프를 위해 릴레이 제어 전원을 차단하고, 이때의 직접 제어상태가 차량 내부 통신의 PRA 제어 명령이 동일한 경우에는 상기 주 릴레이와 서브 릴레이를 오프시켜, 정상적으로 릴레이를 차단한다. (S406).On the other hand, when the VCU cuts off the relay control power to turn off the relay, and the direct control state at this time is the same as the PRA control command of the vehicle internal communication, the main relay and the sub relay are turned off to normally block the relay. (S406).
즉, VCU가 릴레이 동작 오프를 위해 하드-와이어 I/O에 전원을 차단하여 정상적인 전압 강하로 오프 상태이면서, 차량측 주 제어기의 PRA 제어 명령 또한 오프 명령인 경우에는 릴레이를 정상적으로 오프시킴으로써, 채터링 현상을 방지한다.That is, if the VCU cuts off the power to the hard-wired I/O to turn off the relay operation and is in an off state due to a normal voltage drop, and the PRA control command of the vehicle-side main controller is also an off command, the relay is normally turned off, resulting in chattering prevent the phenomenon.
따라서, 이를 통해 일실시예에 따른 전력분배장치는 전기 자동차에서의 전력분배가 될 경우, 채터링 현상을 방지하도록 VCU와의 제어방식이 기술적으로 구현되고, 고안정적으로 전력분배가 이루어지며 차량의 비정상적인 멈춤방지가 이루어진다.Therefore, in the case of power distribution in the electric vehicle, the power distribution device according to an embodiment is technically implemented with a control method with the VCU to prevent chattering, and the power distribution is performed stably and abnormally in the vehicle. Stop protection is achieved.
이러한 장점의 일환으로서, 전력분배가 될 시에, 차량에 이상이 발생하거나 주변 환경에 의해 릴레이 전원의 전압강하 발생에 의한 릴레이 접점에서의 채터링 현상 발생으로, 순간 승압이 발생하는 점과 PDU 내부 또는 고전압 부품에 발생하는 손상을 방지한다.As a part of this advantage, when power is distributed, an error occurs in the vehicle or chattering at the relay contact point due to a voltage drop in the relay power due to the surrounding environment, causing instantaneous voltage boost and inside the PDU or to prevent damage to high voltage components.
이상과 같이, 일실시예는 직접 제어 보조 즉, 차량측 주 제어기가 하드-와이어 I/O를 통한 전력분배장치 내부의 고전압릴레이를 직접 제어하는 것을 보조하고, 직/간접 제어 보조 즉, 이 직접 제어에 더해서 차량 내부 통신을 통한 차량측 주 제어기의 고전압릴레이 제어명령을 사용한 간접 제어도 사용되는 것을 보조하는 방식을 통합적으로 수행함으로써, 고전압 릴레이 다중 제어를 수행한다.As described above, in one embodiment, direct control assistance, that is, the vehicle-side main controller directly controls the high voltage relay inside the power distribution device through hard-wire I/O, and direct/indirect control assistance, that is, this direct In addition to the control, the high voltage relay multiple control is performed by integrally performing a method of assisting the use of indirect control using the high voltage relay control command of the vehicle side main controller through internal communication within the vehicle.
그리고, 이때 이러한 직접 제어 보조는 직접제어가 될 경우, 내부제어기에서 하드-와이어 I/O를 통한 제어전압을 감시해서, 이상이 발생될 시에 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 이루어진다.And, at this time, when this direct control assistance becomes direct control, the internal controller monitors the control voltage through the hard-wire I/O, and has a function of momentarily delaying the relay disconnection when an abnormality occurs. This is achieved by breaking the momentary blockage of
또한, 이러한 직/간접 제어 보조는 직접제어와 간접제어가 같이 될 경우, 내부제어기에서 직접제어와 간접제어의 상호비교를 통해 한쪽 제어가 잘못 되었을 때, 릴레이 차단을 순간적으로 지연시키는 기능을 가지므로, 릴레이의 순간적인 차단을 해소함으로써 된다.In addition, when direct control and indirect control are the same, this direct/indirect control assist has a function of momentarily delaying relay blocking when one control is wrong through the mutual comparison between direct control and indirect control in the internal controller. , by relieving the momentary interruption of the relay.
따라서, 이를 통해 일실시예는 전기 차량의 전력분배가 될 시에, 차량에 이상이 발생하거나 주변 환경에 의해 릴레이 전원의 전압강하가 초래되어 릴레이 접점에서 채터링 현상이 발생을 방지하여 순간적인 승압과 이로 인해 야기되는 PDU 내부 또는 고전압 부품의 손상을 방지한다.Accordingly, in one embodiment, when power is distributed in an electric vehicle, an abnormality occurs in the vehicle or a voltage drop of the relay power source is caused by the surrounding environment to prevent chattering at the relay contact point to increase the instantaneous voltage. and damage to the PDU's internal or high-voltage components caused by it.
또는, 더 나아가서 의도하지 않은 릴레이 작동 정지로 구동장치에 전력이 차단되어 차량이 비정상적으로 멈추는 것을 방지한다.Or, furthermore, the vehicle is prevented from stopping abnormally due to the power being cut off to the driving device due to unintentional relay operation stop.
한편 추가적으로, 이러한 전력분배장치는 각 배터리와 차량 본체의 사이에 절연저항값을 모니터링해서(S408) 상기 제어기로 제공하는 절연감시장치를 포함한다.Meanwhile, in addition, this power distribution device includes an insulation monitoring device provided to the controller by monitoring the insulation resistance value between each battery and the vehicle body (S408).
그리고, 이러한 경우 상기 제어기는 아래의 동작도 수행한다.And, in this case, the controller also performs the following operation.
a) 즉, 상기 제어기는 이러한 절연감시장치에 의해 절연저항값이 모니터링될 경우, 모니터링된 결과를 기반으로 절연저항 측정 결과를 상기 VCU로 전달한다.a) That is, when the insulation resistance value is monitored by the insulation monitoring device, the controller transmits the insulation resistance measurement result to the VCU based on the monitored result.
b) 그리고, 이렇게 모니터링된 절연저항값을 미리 설정된 기준 절연저항값과 비교한다(S409).b) Then, the monitored insulation resistance value is compared with a preset reference insulation resistance value (S409).
상기 비교 결과, 모니터링된 절연저항값이 상기 기준 절연저항값에 해당하지 않는 경우에 누전 위험을 상기 VCU로 경고하고(S410), 해당하는 경우에는 경고하지 않음으로써, 전기안전사고를 예방하고 안전 운전을 도모하는 전력분배장치 시스템을 구현한다.As a result of the comparison, when the monitored insulation resistance value does not correspond to the reference insulation resistance value, the VCU warns the risk of short circuit (S410), and if applicable, does not warn, thereby preventing electrical safety accidents and driving safely Implement a power distribution system that promotes
100 : 전력분배장치 200 : VCU
101 : 주 인터페이스부 102 : 서브 인터페이스부
103 : 서브 릴레이 104 : 주 릴레이
105 : 제어기 106 : 절연감시장치100: power distribution device 200: VCU
101: main interface unit 102: sub interface unit
103: sub relay 104: main relay
105: controller 106: insulation monitoring device
Claims (4)
상기 전기 자동차 내에 다수의 상이한 충전 장치별로 설치되어, 각각의 충전 장치로부터 서브 전원을 입력받는 서브 인터페이스부;
상기 서브 인터페이스부에 의해 입력된 서브 전원을 단속하는 서브 릴레이;
상기 전기 자동차 내에 다수의 상이한 구동장치 유형별로 설치되어, 상기 주 인터페이스부에 의해 입력된 주 전원과 서브 릴레이에 의해 단속된 서브 전원을 통합적으로 입력받아 해당하는 인터페이스부를 통해 구동장치에 대해 단속하는 주 릴레이; 및
상기 서브 릴레이의 단속 동작과 상기 주 릴레이의 단속 동작을 미리 설정된 전원이벤트 발생여부에 따라 전체적으로 제어하여 각각의 구동장치로 전력을 분배하는 제어기; 를 포함하고 있으며,
상기 제어기는,
상기 전력이 분배될 경우, 미리 등록된 차량측 주 제어기로부터 해당 제어 포맷을 기반으로 전력 분배와 관련하여 미리 설정된 상이한 전원이벤트별로의 PRA(Power Relay Assy) 제어 명령을 차량 내부 통신으로 제공받아 상기 서브 릴레이와 주 릴레이의 단속 동작을 제어하고, PRA 제어 상태를 피드백하며,
상기 주 릴레이와 서브 릴레이는,
상기 전력이 분배될 경우, 상기 차량측 주 제어기로부터 PRA 제어를 하드-와이어(Hard-Wire) I/O 제어로 받아 자신의 단속 동작이 직접제어도 되고,
상기 제어기는,
a) 상기 차량측 주 제어기에 의한 하드-와이어 I/O의 직접제어가 될 경우, 상기 하드-와이어 I/O를 통해 주 릴레이 및 서브 릴레이로 입력되는 제어전압을 미리 설정된 기준 제어전압과 비교해서,
b) 상기 비교 결과, 상기 기준 제어전압보다 작은 순간 전압강하가 발생된 경우에 상기 주 릴레이와 서브 릴레이의 제어전원을 보조하고, 릴레이 전원 오프를 위해 정상적인 전압 강하가 발생된 경우에는 릴레이 제어 전원을 차단하여 릴레이를 오프시킴으로써, 채터링 현상을 방지하는 것; 을 특징으로 하는 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치.a main interface unit installed for a plurality of different batteries in the electric vehicle and receiving main power from each battery;
a sub interface unit installed for a plurality of different charging devices in the electric vehicle and receiving sub power from each charging device;
a sub relay controlling the sub power input by the sub interface unit;
A main power that is installed for a plurality of different driving device types in the electric vehicle and receives the main power inputted by the main interface unit and the sub power interrupted by the sub relay integrally and controls the driving device through the corresponding interface unit relay; and
a controller for distributing power to each driving device by controlling the intermittent operation of the sub relay and the intermittent operation of the main relay according to a preset power event occurrence; contains,
The controller is
When the power is distributed, a PRA (Power Relay Assy) control command for each power event preset in relation to power distribution is provided through internal communication of the vehicle based on a corresponding control format from a pre-registered vehicle-side main controller, and the sub Intermittent operation of relay and main relay control, feedback PRA control status,
The main relay and the sub relay,
When the power is distributed, PRA control from the vehicle-side main controller is received as a hard-wire I/O control, and its own intermittent operation can be directly controlled,
The controller is
a) When the hard-wire I/O is directly controlled by the vehicle-side main controller, the control voltage input to the main relay and the sub relay through the hard-wire I/O is compared with a preset reference control voltage. ,
b) As a result of the comparison, when an instantaneous voltage drop smaller than the reference control voltage occurs, the control power of the main relay and the sub relay is supported, and when a normal voltage drop occurs to turn off the relay power, the relay control power is turned on preventing the chattering phenomenon by turning off the relay by blocking; A power distribution device to which a high voltage relay multi-control system of an electric vehicle is applied.
상기 제어기는,
c) 상기 차량측 주 제어기에 의해 차량 내부 통신에 의한 간접제어와 하드-와이어 I/O에 의한 직접제어가 통합적으로 될 경우에는, 상기 하드-와이어 I/O를 통해 주 릴레이로 입력되는 제어전압을 미리 설정된 기준 제어전압과 비교하고,
d) 상기 차량 내부 통신을 통해 입력되는 PRA 제어 명령의 상태 정보를 확인해서,
e-1) 상기 릴레이의 작동 중 상태에서, 상기 비교, 확인 결과, 차량측 주 제어기의 차량 내부 통신에 의한 PRA 간접 제어 명령이 작동 명령을 유지하는 반면, 상기 하드-와이어 I/O에 차량에 이상이 발생하거나 주변 환경에 의해 순간 전압강하가 발생하여 직접 제어 상태가 순간적으로 오프로 확인되는 경우에 상기 릴레이의 제어전원을 보조하여 릴레이 차단을 지연시켜 작동상태를 유지하면서, 차량측 주 제어기에 이상 상태를 전달하여 차량의 점검을 유도하고,
e-2) 상기 비교, 확인 결과, 차량측 주 제어기가 릴레이 동작 오프를 위해 하드-와이어 I/O에 전원을 차단하여 정상적인 전압 강하로 오프 상태이면서, 차량측 주 제어기의 PRA 제어 명령 또한 오프 명령인 경우에는 릴레이를 정상적으로 오프시킴으로써, 채터링 현상을 방지하는 것; 을 특징으로 하는 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치.The method according to claim 1,
The controller is
c) When the indirect control by the vehicle internal communication and the direct control by the hard-wire I/O are integrated by the vehicle-side main controller, the control voltage input to the main relay through the hard-wire I/O is compared with a preset reference control voltage,
d) By checking the status information of the PRA control command input through the vehicle internal communication,
e-1) In the operation state of the relay, as a result of the comparison and confirmation, the PRA indirect control command by in-vehicle communication of the vehicle-side main controller maintains the operation command, while the hard-wired I/O to the vehicle When an abnormality occurs or an instantaneous voltage drop occurs due to the surrounding environment and the direct control state is momentarily confirmed to be off, the control power of the relay is supported to delay the relay shutoff to maintain the operating state, and Inducing inspection of the vehicle by conveying the abnormal state,
e-2) As a result of the comparison and confirmation, the vehicle-side main controller cuts off the power to the hard-wire I/O to turn off the relay operation and is in an off state due to a normal voltage drop, and the PRA control command of the vehicle-side main controller is also an off command in the case of preventing chattering by turning off the relay normally; A power distribution device to which a high voltage relay multi-control system of an electric vehicle is applied.
상기 각 배터리와 차량 본체의 사이에 절연저항값을 모니터링해서 상기 제어기로 제공하는 절연감시장치; 를 포함하고,
상기 제어기는,
a) 상기 절연감시장치에 의해 절연저항값이 모니터링될 경우, 모니터링된 결과를 기반으로 절연저항 측정 결과를 상기 차량측 주 제어기로 전달하고,
b) 상기 모니터링된 절연저항값을 미리 설정된 기준 절연저항값과 비교하여, 상기 비교 결과 모니터링된 절연저항값이 상기 기준 절연저항값에 해당하지 않는 경우에 누전 위험을 상기 차량측 주 제어기로 경고하고, 상기 차량측 주 제어기에 경고하는 중에도 절연저항 값이 감전 위험 수준으로 하강하거나, 일정시간 지속된 경우, 안전을 위해 상기 차량측 주 제어기에 고장경고를 알려주면서, 고전압 릴레이를 차단하여 감전 위험을 차단하고, 상기 비교 결과 모니터링된 절연저항값이 상기 기준 절연저항값에 해당하는 경우에는 경고하지 않음으로써, 감전사고를 예방하는 것; 을 특징으로 하는 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치.3. The method according to claim 2,
an insulation monitoring device for monitoring an insulation resistance value between each battery and the vehicle body and providing it to the controller; including,
The controller is
a) When the insulation resistance value is monitored by the insulation monitoring device, the insulation resistance measurement result is transmitted to the vehicle-side main controller based on the monitored result,
b) comparing the monitored insulation resistance value with a preset reference insulation resistance value, and warning the vehicle-side main controller of the risk of a short circuit when the monitored insulation resistance value does not correspond to the reference insulation resistance value as a result of the comparison; , If the insulation resistance value drops to a risk of electric shock level even while warning the vehicle-side main controller, or if it continues for a certain period of time, a failure warning is notified to the vehicle-side main controller for safety and the high voltage relay is cut off to reduce the risk of electric shock preventing an electric shock accident by blocking and not warning when the monitored insulation resistance value corresponds to the reference insulation resistance value as a result of the comparison; A power distribution device to which a high voltage relay multi-control system of an electric vehicle is applied.
상기 제어기는,
상기 차량측 주 제어기에 의해 간접제어가 될 경우, 다수의 상이한 구동장치 유형별로 대응되는 릴레이 장치정보를 등록한 전력분배 테이블을 기반으로 해서 PRA 제어 명령을 처리함으로써, 작업 단위로 전력 분배를 수행하는 것; 을 특징으로 하는 전기 자동차의 고전압 릴레이 다중 제어 시스템이 적용된 전력분배장치.The method according to claim 1,
The controller is
When indirect control is performed by the vehicle-side main controller, power distribution is performed in units of work by processing a PRA control command based on a power distribution table in which relay device information corresponding to a plurality of different drive device types is registered. ; A power distribution device to which a high voltage relay multi-control system of an electric vehicle is applied.
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