WO2013089517A1 - 전기자동차 및 그 제어방법 - Google Patents

전기자동차 및 그 제어방법 Download PDF

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WO2013089517A1
WO2013089517A1 PCT/KR2012/010960 KR2012010960W WO2013089517A1 WO 2013089517 A1 WO2013089517 A1 WO 2013089517A1 KR 2012010960 W KR2012010960 W KR 2012010960W WO 2013089517 A1 WO2013089517 A1 WO 2013089517A1
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WO
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relay
ign
electric vehicle
command
power
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PCT/KR2012/010960
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English (en)
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Inventor
이상혁
김창환
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(주)브이이엔에스
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to an electric vehicle and a control method thereof, and more particularly, an electric vehicle and a control method of controlling an electric power relay unit by comparing the number of IGN off times with a preset first set number and second set times. It is about.
  • Electric vehicle is a vehicle that obtains power mainly by driving AC or DC motor by using battery power. It is classified into battery-only electric vehicle and hybrid electric vehicle. Using a motor to drive, recharging when the power is exhausted, the hybrid electric vehicle can run the engine to generate electricity to charge the battery and drive the electric motor using this electricity to move the car.
  • hybrid electric vehicles can be classified into a series and a parallel method, in which the mechanical energy output from the engine is converted into electrical energy through a generator, and the electrical energy is supplied to a battery or a motor so that the vehicle is always driven by a motor. It is a concept of adding an engine and a generator to increase the mileage to an existing electric vehicle, and the parallel method can drive a vehicle with a battery power and drive two vehicles only with an engine (gasoline or diesel). In parallel, depending on the driving conditions, the engine and the motor may drive the vehicle simultaneously.
  • the motor / control technology has also been developed recently, a high power, small size and high efficiency system has been developed.
  • the output and EV power performance acceleration performance, top speed
  • the motor becomes lighter and smaller, which significantly reduces the weight and volume.
  • Such an electric vehicle includes a plurality of relays for switching high voltages, and sparks occur at the moment of turning off the relays, and spark damage occurs at the relays that first turn off the relays. do.
  • the relay is turned off by making the same relay to be turned off first, there is a problem that only the relay that turns off the first among the plurality of relays is quickly aged.
  • an object of the present invention is to count the number of IGN off, compare the IGN off number with a preset first set number and a second set number, and turn off the first relay and the second relay according to the comparison result.
  • the present invention provides an electric vehicle and a method of controlling the same, which extends the overall life of the power relay unit by performing relay off in a different order.
  • the electric vehicle when the start key of the electric vehicle is off (off), the starter for generating an IGN off signal, counting the number of times IGN off the number of times the IGN off signal received And store in the memory, compare the IGN off number with a preset first set number and a second set number greater than the first set number, and send the main controller and the first relay and the second relay to control the power relay. And a power relay unit which cuts off power of a battery applied to the motor controller according to a relay off command of the main controller.
  • control method of the electric vehicle comprises the steps of receiving an IGN off signal, counting the number of IGN off the number of times the IGN off signal received and storing in the memory, the number of IGN off and the first preset And controlling the first relay or the second relay by comparing a set number of times and a second set number of times greater than the first set number of times.
  • the electric vehicle and its control method according to the present invention can change the off order of the first relay and the second relay according to the number of IGN off can reduce the damage of the first relay and the second relay.
  • the overall life of the power relay unit can be extended, and the component can be used for a long time.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the internal configuration of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a circuit diagram of a relay control system of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a diagram illustrating a control flow for controlling the first relay and the second relay of the electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the internal configuration of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • an electric vehicle includes a main controller (VCM) 110, a motor controller (MCU) 120, a motor 130, a sensor unit 140, and a power relay unit ( PRA 150, battery 160, battery management system (BMS) 170, starter 190, and interface 180.
  • VCM main controller
  • MCU motor controller
  • PRA 150 power relay unit
  • BMS battery management system
  • the electric vehicle includes a battery 160 as described above, and operates by using the power charged in the battery 160 as an operation power source, and a battery provided with power from a predetermined charging station or vehicle charging facility or an external device at home. Charge 160.
  • the battery 160 is composed of a plurality of battery cells, and stores electrical energy of high voltage. At this time, the electric vehicle controls the charging of the battery 160, determines the remaining capacity of the battery 160, the need for charging, and performs management for supplying the charging current stored in the battery 160 to each part of the electric vehicle. It further includes a battery management system (BMS) 170.
  • BMS battery management system
  • the battery management system 170 When the battery management system 170 charges and uses the battery 160, the battery management system maintains the voltage difference between cells in the battery evenly, thereby extending the life of the battery 160 by controlling the battery 160 from being overcharged or overdischarged. .
  • the battery management system 170 measures the remaining battery capacity and the battery voltage of the current battery 160 and outputs it to the main controller 110.
  • the power relay assembly (PRA) 150 includes a plurality of relays including a first relay and a second relay to switch high voltages, and a high voltage operating power applied from the battery 160 including a sensor. It is applied to or blocked by the motor control unit 120. At this time, the power relay unit 150 operates a relay by a control command of the main controller 110.
  • the power relay unit 150 switches the plurality of relays provided in a predetermined order according to a control command of the main controller 110 when the vehicle is started or when the vehicle is turned off.
  • the high voltage operating power stored in the device is applied.
  • the power relay unit 150 may cut off the power applied to the motor control unit 120 from the battery 160, and as the power supplied to the motor 130 is cut off, the vehicle 130 also stops as the motor 130 stops. do.
  • the motor controller 120 generates a control signal for driving at least one motor 130 connected to the motor controller 120, and generates and applies a predetermined signal for motor control.
  • the motor controller 120 may control the driving of the motor 130 by controlling the inverter or the converter including an inverter (not shown) and a converter (not shown).
  • the main control unit (Vehicle control module: VCM) 110 controls the overall according to the driving and operation of the vehicle.
  • the main controller 110 generates and applies a predetermined command to the motor controller 120 so as to perform a set operation corresponding to the input of the interface 180 and the sensor 140, and controls input and output of data. .
  • the main controller 110 receives the IGN off signal, counts the IGN off number of times of receiving the signal, and stores the IGN off number in the memory.
  • the main controller 110 compares the IGN off count with a preset first set count and a second set count, and controls the first relay and the second relay included in the power relay unit 150 according to the comparison result.
  • the starter 190 is a start switch for turning on / off a connection between a key box and vehicle accessories, a connection between a battery and a wire of a vehicle, a connection between a battery and a wire of a vehicle, and a connection between a battery and a wire of a vehicle It may include a start switch driving unit (not shown) for driving the unit (not shown) and the start switching unit.
  • the starter 190 may include a starter of a start button, as well as starting a vehicle that is started with a car key.
  • the starter 190 may transmit an IGN on / IGN off signal to the main controller 110 when the starter is turned on / off.
  • the sensor unit 140 detects a signal generated during a vehicle driving or a predetermined operation and inputs the signal to the main controller 110.
  • the sensor unit 140 includes a plurality of sensors inside and outside the vehicle to input various sensing signals. At this time, the type of the sensor may also be different depending on the installed position.
  • the sensor unit 140 includes a wheel sensor that detects a wheel speed for calculating a torque value, and a slope sensor that detects a tilt of the vehicle.
  • the sensor unit 140 may include a plurality of sensors and measure the input current of the motor 130 and the rotor angle of the motor 130 to transmit the measured value to the motor controller 120.
  • the interface unit 180 includes input means for inputting a predetermined signal by the driver's operation, and output means for outputting information to the outside during the current state operation of the electric vehicle.
  • the input means includes operation means for driving such as a steering wheel, an accelerator, a brake.
  • the accelerator outputs acceleration information for torque value calculation
  • the brake outputs braking information for torque value calculation.
  • the input means includes a plurality of switches, buttons, and the like for operating a direction indicator light, tail lamp, head lamp, brush, etc. according to the driving of the vehicle.
  • the output means includes a display unit for displaying information, a speaker for outputting music, effect sounds and warning sounds, and various states.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a circuit of a relay control system of an electric vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a battery of high voltage is stored in the battery 160, and the inverter 125 of the motor control unit 120 receives the high voltage by the power relay unit 150 including a plurality of relays. ) Can be applied or blocked.
  • the power relay unit 150 includes a first relay 152 and a second relay 153 that connect the battery 160 and the inverter 125.
  • the first relay 152 and the second relay 153 It may be a (+) stage main relay installed in a (+) power line or a (-) stage main relay installed in a (-) power line.
  • the first relay 152 is a (+) stage main relay and the second relay 153 is a ( ⁇ ) stage main relay will be described.
  • the power relay unit 150 may include a precharge relay 151 connected in parallel with the first relay 152 and a resistor connected to a rear end of the precharge relay 151. Can be.
  • the first relay 152, the second relay 153, and the precharge relay 151 may electrically connect or disconnect the battery 160 and the inverter 125 under the control of the main controller 110.
  • a DC link capacitor is connected to the front end of the inverter 125 in parallel, and the inverter 125 converts the DC output from the battery 160 into alternating current and transfers it to the motor 130 to drive the motor 130. You can.
  • the operation sequence of the relays 151, 152, 153 turns on the second relay 153 according to the relay on command of the main controller 110, and then precharges it.
  • the relay 151 can be turned on to charge the DC link capacitor through the resistor.
  • the DC link capacitor is charged through the precharge relay 151 to prevent the spark from occurring when the first relay 152 is connected.
  • the main controller 110 When the main controller 110 receives the IGN off signal from the starter 190, the main controller 110 counts the number of IGN off times and stores the counted IGN off number in the memory 115.
  • the main controller 110 compares the IGN off number with a preset first set number and a second set number greater than the first set number, and sends a relay off command to the power relay unit 150.
  • an OFF command is sent to the second relay 153.
  • the IGN off number is turned off to the first relay 152. Send a command.
  • the number of times IGN off is equal to the second setting frequency, the number of times IGN off is set to zero.
  • the main controller 110 controls the off order of the first relay 152 and the second relay 153
  • the first relay 152 and the second relay 153 are first changed. It can be turned off, thereby reducing the damage to the relay due to the spark generation as compared to turning off only the first relay 152 first, or only off the second relay 153 first, the overall power
  • the life of the relay unit 150 may be extended.
  • the first relay 152 is set twice.
  • the second relay 153 is turned off 10 times first when turned off three to three times first, the degree of damage caused by the surge voltages of the first relay 152 and the second relay 153 is determined. Can be similar.
  • the second setting frequency is 1: 4 to the first setting frequency. It can be 1: 6.
  • the first relay 152 is described as an (+) stage main relay
  • the second relay 153 is described as an (-) stage main relay.
  • it may be a main relay
  • the second relay 153 may be a (+) stage main relay.
  • the ratio of the second setting frequency to the first setting frequency may be 1: 1.2 to 1: 1.4.
  • FIG 3 is a diagram illustrating a control flow for controlling the first relay and the second relay of the electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • the main controller 110 receives an IGN off signal from the starter 190 (S301), counts the received number (IGN off times), and stores the received number in the memory 115 (S302). ).
  • the main controller 110 determines whether the IGN off number is less than or equal to the first set number (S310), and when the number is less than or equal to the first set number, the main controller 110 transmits a first relay 152 off command to the power relay unit 150.
  • the first relay 152 is off (S315)
  • the second relay 153 is sent an off command to turn off the second relay 153 (S320).
  • the second relay 153 off command is sent to the power relay unit 150.
  • the first relay 152 is sent an off command to turn off the first relay 152 (S335).
  • the main controller 110 determines whether the number of IGN off times is smaller than the second setting frequency (S340), and sets the number of IGN off times to 0 when the number of IGN off times is the same as the second setting frequency (S350).
  • the electric vehicle and the control method according to the present invention can be turned off by changing the order of the first relay and the second relay according to the number of IGN off, so that the damage degree of the first relay and the second relay is similarly adjusted.
  • the life of the power relay unit can be extended.

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Abstract

본 발명은 전기자동차 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전기자동차는, 전기자동차의 시동키가 오프(off)되면, IGN off 신호를 발생시키는 시동부, 상기 IGN off 신호를 수신한 횟수인 IGN off 횟수를 카운트하여 메모리에 저장하고, 상기 IGN off 횟수와 기 설정된 제1 설정횟수 및 상기 제1 설정횟수 보다 큰 제2 설정횟수를 비교하여, 전력릴레이부를 제어하는 보내는 메인제어부 및 제1 릴레이 및 제2 릴레이를 포함하고, 상기 메인제어부의 릴레이 오프(off)명령에 따라 모터제어부로 인가되는 배터리의 전원을 차단하는 전력릴레이부를 포함한다.

Description

전기자동차 및 그 제어방법
본 발명은 전기자동차 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메인제어부가 IGN off 횟수를 기 설정된 제1 설정횟수 및 제2 설정횟수와 비교하여, 전력릴레이부를 제어하는 전기자동차 및 그 제어방법에 관한 것이다.
전기자동차는 장래의 자동차 공해 및 에너지 문제를 해결할 수 있는 가장 가능성 높은 대안이라는 점에서 연구가 활발하게 진행되고 있다.
전기자동차(EV ; Electric vehicle)는 주로 배터리의 전원을 이용하여 AC 또는 DC 모터를 구동하여 동력을 얻는 자동차로서, 크게 배터리전용 전기자동차와 하이브리드 전기자동차로 분류되며, 배터리전용 전기자동차는 배터리의 전원을 이용하여 모터를 구동하며, 전원이 다 소모되면 재충전하고, 하이브리드 전기자동차는 엔진을 가동하여 전기발전을 하여 배터리에 충전을 하고 이 전기를 이용하여 전기모터를 구동하여 차를 움직이게 할 수 있다.
또한, 하이브리드 전기자동차는 직렬 방식과 병렬 방식으로 분류될 수 있으며, 직렬 방식은 엔진에서 출력되는 기계적 에너지는 발전기를 통하여 전기적 에너지로 바뀌고 이 전기적 에너지가 배터리나 모터로 공급되어 차량은 항상 모터로 구동되는 자동차로 기존의 전기자동차에 주행거리의 증대를 위하여 엔진과 발전기를 추가시킨 개념이고, 병렬 방식은 배터리 전원으로도 차를 움직이게 할 수 있고 엔진(가솔린 또는 디젤)만으로도 차량을 구동시키는 두 가지 동력원을 사용하고 주행조건에 따라 병렬 방식은 엔진과 모터가 동시에 차량을 구동할 수도 있다.
또한, 최근 모터/제어기술도 점점 발달하여 고출력, 소형이면서 효율이 높은 시스템이 개발되고 있다. DC모터를 AC모터로 변환함에 따라 출력과 EV의 동력성능(가속성능, 최고속도)이 크게 향상되어 가솔린차에 비하여 손색없는 수준에 도달하였다. 고출력화를 추진하면서 고회전화 함에 따라 모터가 경량소형화되어 탑재 중량이나 용적도 크게 감소하였다.
이러한 전기자동차는 고전압을 스위칭하기 위한 복수의 릴레이를 포함하는데, 이러한 릴레이를 오프(off)시키는 순간 스파크가 발생하게 되고, 복수의 릴레이 중 먼저 오프(off)시키는 릴레이에서 스파크에 의한 손상이 발생하게 된다. 릴레이의 사용 특성상 먼저 오프(off)시키는 릴레이를 동일하게 하여 릴레이 오프(off)를 반복하게 되면, 복수의 릴레이 중 먼저 오프(off) 시키는 릴레이만 빠르게 노화된다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 IGN off 횟수를 카운트하고, 상기 IGN off 횟수와 기 설정된 제1 설정횟수 및 제2 설정횟수를 비교하여, 비교결과에 따라 제1 릴레이와 제2 릴레이의 오프(off)시키는 순서를 바꿔가며 릴레이 오프(off)를 수행함으로써 전력릴레이부의 전체적인 수명을 연장시키는 전기자동차 및 그 제어방법을 제공함에 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전기자동차는, 전기자동차의 시동키가 오프(off)되면, IGN off 신호를 발생시키는 시동부, 상기 IGN off 신호를 수신한 횟수인 IGN off 횟수를 카운트하여 메모리에 저장하고, 상기 IGN off 횟수와 기 설정된 제1 설정횟수 및 상기 제1 설정횟수 보다 큰 제2 설정횟수를 비교하여, 전력릴레이부를 제어하는 보내는 메인제어부 및 제1 릴레이 및 제2 릴레이를 포함하고, 상기 메인제어부의 릴레이 오프(off)명령에 따라 모터제어부로 인가되는 배터리의 전원을 차단하는 전력릴레이부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 전기자동차의 제어방법은 IGN off 신호를 수신하는 단계, 상기 IGN off 신호를 수신한 횟수인 IGN off 횟수를 카운트하고 메모리에 저장하는 단계, 상기 IGN off 횟수와 기 설정된 제1 설정횟수 및 상기 제1 설정횟수 보다큰 제2 설정횟수를 비교하여 제1 릴레이 또는 제2 릴레이를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 전기자동차 및 그 제어방법은 IGN off 횟수에 따라 제1 릴레이 및 제2 릴레이의 오프(off) 순서를 변경할 수 있어 제1 릴레이 및 제2 릴레이의 손상을 줄일 수 있다.
따라서, 전력릴레이부의 전체적인 수명이 연장될 수 있어, 부품을 장시간 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 릴레이 제어 시스템의 회로도를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 제1 릴레이 및 제2 릴레이를 제어하는 제어흐름을 나타낸 도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의한 전기자동차 및 그 제어방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차는 메인제어부(VCM)(110), 모터제어부(MCU)(120), 모터(130), 센서부(140), 전력릴레이부(PRA)(150), 배터리(160), 배터리 관리 시스템(BMS)(170), 시동부(190), 인터페이스부(180)를 포함한다.
전기자동차는 상기와 같이 배터리(160)를 포함하여, 배터리(160)에 충전된 전원을 동작전원으로 이용하여 동작하며, 소정의 충전소 또는 차량 충전설비 또는 가정에서 외부로부터 전원을 공급받아 구비되는 배터리(160)를 충전한다.
배터리(160)는 복수의 배터리셀로 구성되어, 고전압의 전기에너지를 저장한다. 이 때, 전기자동차는 배터리(160)의 충전을 제어하고 배터리(160)의 잔여용량, 충전 필요성을 판단하며, 배터리(160)에 저장된 충전전류를 전기자동차의 각 부로 공급하는데 따른 관리를 수행하는 배터리 관리 시스템(BMS: Battery management system)(170)을 더 포함한다.
배터리 관리 시스템(170)은 배터리(160)를 충전하고 사용할 때, 배터리 내의 셀 간의 전압차를 고르게 유지하여, 배터리(160)가 과충전되거나 과방전되지 않도록 제어함으로써 배터리(160)의 수명을 연장한다.
배터리 관리 시스템(170)은 현재 배터리(160)의 배터리 잔량 및 배터리 전압을 측정하여 메인제어부(110)에 출력한다.
전력릴레이부(PRA: Power relay assembly)(150)는 고전압을 스위칭하기 위해 제1 릴레이 및 제2 릴레이를 포함하는 복수의 릴레이와, 센서를 포함하여 배터리(160)로부터 인가되는 고전압의 동작전원을 모터제어부(120)로 인가하거나 차단한다. 이때 전력릴레이부(150)는 메인제어부(110)의 제어명령에 의해 릴레이가 동작한다.
전력릴레이부(150)는 차량 시동 시 또는 차량의 시동이 꺼지는 경우, 메인제어부(110)의 제어명령에 따라, 구비되는 복수의 릴레이를 소정 순서에 따라 스위칭 함으로써, 차량의 각 부로 배터리(160)에 저장된 고전압의 동작전원이 인가되도록 한다.
전력릴레이부(150)는 배터리(160)로부터 모터제어부(120)로 인가되는 전원을 차단할 수 있으며, 모터(130)로 공급되는 전원이 차단되므로 모터(130)가 정지하게 됨에 따라 차량 또한 정지하게 된다.
모터제어부(120)는 모터제어부(120)에 연결되어 있는 적어도 하나의 모터(130)를 구동하기 위한 제어신호를 생성하는데 모터제어를 위한 소정의 신호를 생성하여 인가한다. 이때 모터제어부(120)는 인버터(미도시) 및 컨버터(미도시)를 포함하여 인버터 또는 컨버터를 제어함으로써 모터(130)의 구동을 제어할 수 있다.
메인제어부(Vehicle control module: VCM)(110) 는 차량 주행 및 동작에 따른 전반을 제어한다. 메인제어부(110)는 인터페이스부(180) 및 센서부(140)의 입력에 대응하여 설정된 동작이 수행되도록 모터제어부(120)로 소정의 명령을 생성하여 인가하여 제어하고, 데이터의 입출력을 제어한다.
또한, 메인제어부(110)는 IGN off 신호를 수신하여, 상기 신호를 수신한 횟수인 IGN off 횟수를 카운트하고, IGN off 횟수를 메모리에 저장한다. 메인제어부(110)는 IGN off 횟수를 기 설정된 제1 설정횟수 및 제2 설정횟수와 비교하여, 비교결과에 따라 전력릴레이부(150)에 포함된 제1 릴레이 및 제2 릴레이를 제어한다.
시동부(190)는 키 박스와 차량 액세서리 간의 연결, 배터리와 차량의 전선간의 연결, 배터리와 차량의 전선간의 연결 및 배터리와 차량의 전선간의 연결을 온(on)/오프(off)하는 시동스위칭부(미도시)와 시동스위칭부를 구동하는 시동스위치 구동부(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있다.
시동부(190)는 자동차 키로 시동거는 차량의 시동뿐만 아니라, 일반적으로 스타트 버튼의 시동부를 포함할 수 있다.
시동부(190)는 시동이 on / off되는 경우, 메인제어부(110)로, IGN on/IGN off 신호를 송신할 수 있다.
센서부(140)는 차량 주행, 또는 소정 동작 중에 발생하는 신호를 감지하여 이를 메인제어부(110)로 입력한다. 센서부(140)는 차량 내부 및 외부에 복수의 센서를 포함하여 다양한 감지신호를 입력한다. 이때 설치되는 위치에 따라 센서의 종류 또한 상이할 수 있다. 센서부(140)는 토크값 계산을 위하여 휠(wheel) 속력을 감지하는 휠 센서, 차량의 기울기를 감지하는 슬로프(slope) 센서를 포함한다.
센서부(140)는 복수의 센서를 포함하며 모터(130)의 입력전류 및 모터(130)의 로우터 각도를 측정하여 모터제어부(120)로 측정값을 전송할 수 있다.
인터페이스부(180)는 운전자의 조작에 의해 소정의 신호를 입력하는 입력수단과, 전기 자동차의 현 상태 동작 중 정보를 외부로 출력하는 출력수단을 포함한다.
입력수단은 스티어링 휠, 액셀레이터, 브레이크와 같은 운전을 위한 조작수단을 포함한다. 엑셀레이터는 토크값 연산을 위한 가속 정보를 출력하고, 브레이크는 토크값 연산을 위한 제동 정보를 출력한다.
또한, 입력수단은 차량 주행에 따름 방향지시등, 테일램프, 헤드램프, 브러시 등의 동작을 위한 복수의 스위치, 버튼 등을 포함한다.
출력수단은 정보를 표시하는 디스플레이부, 음악, 효과음 및 경고음을 출력하는 스피커 그리고 각종 상태 등을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 릴레이 제어시스템의 회로도를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2를 참조하면, 도 1에서 상술한 바와 같이 배터리(160)에는 고전압의 전원이 저장되며, 복수의 릴레이를 포함하는 전력릴레이부(150)에 의해서 고전압을 모터제어부(120)의 인버터(125)로 인가하거나 차단할 수 있다.
전력릴레이부(150)는 배터리(160)와 인버터(125)를 연결하는 제1 릴레이(152)와 제2 릴레이(153)를 포함하는데, 제1 릴레이(152) 및 제2 릴레이(153)는 (+)전원 라인에 설치되어 있는 (+)단 메인릴레이 또는 (-)전원 라인에 설치되어 있는 (-)단 메인릴레이일 수 있다.
도 2에서는 제1 릴레이(152)가 (+)단 메인릴레이이고, 제2 릴레이(153)가 (-)단 메인릴레이인 경우를 예를 들어 설명한다.
다시, 도 2를 참조하면, 전력릴레이부(150)는 제1 릴레이(152)와 병렬로 연결되어 있는 프리차지 릴레이(151) 및 프리차지 릴레이(151)의 후단에 연결되어 있는 저항을 포함할 수 있다.
제1 릴레이(152), 제2 릴레이(153) 및 프리차지 릴레이(151)는 메인제어부(110)의 제어에 따라 배터리(160)와 인버터(125)를 전기적으로 연결하거나 차단할 수 있다.
또한, 인버터(125)의 앞단에는 DC 링크 캐패시터가 병렬로 연결되어 있고, 인버터(125)는 배터리(160)에서 출력된 직류를 교류로 변환하여 모터(130)로 전달하여 모터(130)를 구동시킬 수 있다.
릴레이가 온(on) 되는 경우, 상기 릴레이들(151,152,153)의 동작순서는 메인제어부(110)의 릴레이 온(on)명령에 따라 제2 릴레이(153)를 온(on)시키고, 다음으로 프리차지 릴레이(151)를 온(on)시킴으로써 저항을 통해 DC 링크 캐패시터를 충전시킬 수 있다.
상기와 같이 프리차지 릴레이(151)를 통하여 DC 링크 캐패시터를 충전시킴으로써 제1 릴레이(152) 접속시 스파크가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로 제1 릴레이(152)를 온(on)시킨 후 DC 링크 캐패시터가 일정전압이 되면, 프리차지릴레이(151)를 오프(off)시킨다.
메인제어부(110)는 시동부(190)로부터 IGN off 신호를 수신하는 경우, IGN off 횟수를 카운트하고, 카운트 된 IGN off 횟수를 메모리(115)에 저장한다.
메인제어부(110)는 IGN off 횟수와 기 설정된 제1 설정횟수 및 제1 설정횟수보다 큰 제2 설정횟수를 비교하여, 전력릴레이부(150)로 릴레이 오프(off)명령을 보낸다.
이 때, IGN off 횟수가 제1 설정횟수 이하인 경우, 제1 릴레이(152)에 오프(off)명령을 보내고, 제1 릴레이(152)가 오프(off)되면, 제2 릴레이(153)로 오프(off)명령을 보낸다.
IGN off 횟수가 제1 설정횟수를 초과하면, 제2 릴레이(153)에 오프(off)명령을 보내고, 제2 릴레이(153)가 오프(off)되면, 제1 릴레이(152)로 오프(off)명령을 보낸다.
이 때, IGN off 횟수가 제2 설정횟수와 동일하면, IGN off 횟수를 0으로 설정한다.
상기와 같이, 메인제어부(110)가 제1 릴레이(152) 및 제2 릴레이(153)의 오프(off)순서를 제어하면, 제1 릴레이(152)와 제2 릴레이(153)를 바꿔가면서 먼저 오프(off)시킬 수 있어, 제1 릴레이(152)만 먼저 오프(off)시키거나 제2 릴레이(153)만 먼저 오프(off)시킬때에 비해 스파크 발생으로 인한 릴레이 손상을 줄일 수 있어 전체적인 전력릴레이부(150)의 수명이 연장될 수 있다.
한편, 제1 릴레이(152)의 오프(off)시 발생하는 스파크에 의한 서지전압과 제2 릴레이(153)의 오프(off)시의 서지전압을 고려하여, 제1 릴레이(152)를 2번 내지 3번 먼저 오프(off)시킬 때, 제2 릴레이(153)는 10번 먼저 오프(off)시키는 비율로 하면, 제1 릴레이(152) 및 제2 릴레이(153)의 서지전압에 의한 손상정도를 비슷하게 할 수 있다.
따라서, 제1 릴레이(152) 및 제2 릴레이(153)의 손상정도를 비슷하게 하여, 전력릴레이부(150)의 수명을 최대한 연장시키기 위해서, 제1 설정횟수 대비 제2 설정횟수는 1:4 내지 1:6으로 할 수 있다.
이상에서는, 제1 릴레이(152)를 (+)단 메인릴레이로, 제2 릴레이(153)를 (-)단 메인릴레이로 예를 들어 설명했지만, 이와 반대로 제1 릴레이(152)가 (-)단 메인릴레이일 수 있으며, 제2 릴레이(153)가 (+)단 메인릴레이일 수 있다. 또한, 이에 따라 제1 설정횟수 대비 제2 설정횟수의 비율은 1:1.2 내지 1:1.4로 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 제1 릴레이 및 제2 릴레이를 제어하는 제어흐름을 나타낸 도이다.
도 3을 참조하면, 메인제어부(110)는 시동부(190)로부터 IGN off 신호를 수신하고(S301), 상기 수신한 횟수(IGN off 횟수)를 카운트하며, 메모리(115)에 저장한다(S302).
메인제어부(110)는 IGN off 횟수가 제1 설정횟수 이하인지 판단하여(S310), 제1 설정횟수 이하인 경우, 전력릴레이부(150)로 제1 릴레이(152) 오프(off)명령을 보낸다. 제1 릴레이(152)가 오프(off)되면(S315), 제2 릴레이(153) 오프(off)명령을 보내, 제2 릴레이(153)를 오프(off)시킨다(S320).
IGN off 횟수가 제1 설정횟수보다 큰 경우, 전력릴레이부(150)로 제2 릴레이(153) 오프(off)명령을 보낸다. 제2 릴레이(153)가 오프(off)되면(S330), 제1 릴레이(152) 오프(off)명령을 보내, 제1 릴레이(152)를 오프(off)시킨다(S335).
이후, 메인제어부(110)는 IGN off 횟수가 제2 설정횟수보다 작은지를 판단하고(S340), IGN off 횟수가 제2 설정횟수와 같은 경우, IGN off 횟수를 0으로 설정한다(S350).
따라서, 본 발명에 따른 전기자동차 및 제어방법은 IGN off 횟수에 따라 제1릴레이 및 제2 릴레이의 순서를 바꿔가면서 오프(off)시킬 수 있어, 제1 릴레이 및 제2 릴레이의 손상정도를 비슷하게 맞추어 전력릴레이부의 수명을 연장시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (12)

  1. 전기자동차의 시동키가 오프(off)되면, IGN off 신호를 발생시키는 시동부;
    상기 IGN off 신호를 수신한 횟수인 IGN off 횟수를 카운트하여 메모리에 저장하고, 상기 IGN off 횟수와 기 설정된 제1 설정횟수 및 상기 제1 설정횟수 보다 큰 제2 설정횟수를 비교하여, 전력릴레이부를 제어하는 보내는 메인제어부; 및
    제1 릴레이 및 제2 릴레이를 포함하고, 상기 메인제어부의 릴레이 오프(off)명령에 따라 모터제어부로 인가되는 배터리의 전원을 차단하는 전력릴레이부를 포함하는 전기자동차.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비교결과, 상기 IGN off 횟수가 상기 제1 설정횟수 이하인 경우,
    상기 메인제어부는 상기 제1 릴레이로 오프(off)명령을 보내고, 상기 제1 릴레이가 오프(off)되면, 상기 제2 릴레이로 오프(off)명령을 보내는 전기자동차.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비교결과, 상기 IGN off 횟수가 상기 제1 설정횟수보다 크고, 상기 제2 설정횟수 이하인 경우,
    상기 메인제어부는 상기 제2 릴레이로 오프(off)명령을 보내고, 상기 제2 릴레이가 오프(off)되면, 상기 제1 릴레이로 오프(off)명령을 보내는 전기자동차.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 비교결과, 상기 IGN off 횟수가 상기 제2 설정횟수와 동일한 경우,
    상기 IGN off 횟수를 0으로 설정하는 전기자동차.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 릴레이는 (+)단 메인 릴레이, 상기 제2 릴레이는 (-)단 메인 릴레이이고, 상기 제1 설정횟수 대비 제2 설정횟수는 1:4 내지 1:6인 전기자동차.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 릴레이는 (-)단 메인 릴레이, 상기 제2 릴레이는 (+)단 메인 릴레이이고, 상기 제1 설정횟수 대비 제2 설정횟수는 1:1.2 내지 1:1.4인 전기자동차.
  7. IGN off 신호를 수신하는 단계;
    상기 IGN off 신호를 수신한 횟수인 IGN off 횟수를 카운트하고 메모리에 저장하는 단계;
    상기 IGN off 횟수와 기 설정된 제1 설정횟수 및 상기 제1 설정횟수 보다 큰 제2 설정횟수를 비교하여 제1 릴레이 또는 제2 릴레이를 제어하는 단계를 포함하는 전기자동차의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 비교결과, 상기 IGN off 횟수가 제1 설정횟수 이하인 경우,
    상기 제1 릴레이로 오프(off)명령을 보내고, 상기 제1 릴레이가 오프(off)되면, 상기 제2 릴레이로 오프(off)명령을 보내는 전기자동차의 제어방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 비교결과, 상기 IGN off 횟수가 상기 제1 설정횟수보다 크고, 상기 제2 설정횟수 이하인 경우,
    상기 제2 릴레이로 오프(off)명령을 보내고, 상기 제2 릴레이가 오프(off)되면, 상기 제1 릴레이로 오프(off)명령을 보내는 전기자동차의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 비교결과, 상기 IGN off 횟수가 상기 제2 설정횟수와 동일한 경우,
    상기 IGN off 횟수를 0으로 설정하는 전기자동차의 제어방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 릴레이는 (+)단 메인 릴레이, 상기 제2 릴레이는 (-)단 메인 릴레이이고, 상기 제1 설정횟수 대비 제2 설정횟수는 1:4 내지 1:6인 전기자동차의 제어방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제1 릴레이는 (-)단 메인 릴레이, 상기 제2 릴레이는 (+)단 메인 릴레이이고, 상기 제1 설정횟수 대비 제2 설정횟수는 1:1.2 내지 1:1.4인 전기자동차의 제어방법.
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