KR0138621B1 - Protecting circuit of an electric vehicle - Google Patents

Protecting circuit of an electric vehicle

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KR0138621B1 KR1019940026641A KR19940026641A KR0138621B1 KR 0138621 B1 KR0138621 B1 KR 0138621B1 KR 1019940026641 A KR1019940026641 A KR 1019940026641A KR 19940026641 A KR19940026641 A KR 19940026641A KR 0138621 B1 KR0138621 B1 KR 0138621B1
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Abstract

본 발명은 전기자동차 보호회로에 관한 것으로, 특히 전기자동차가 주행중에 이상상태가 발생하여 축전지에서의 전원공급이 중단된 상태에서 모터의 회전으로 발생하는 역 기전력에 의한 전원을 축전지에 재 저장시킴으로서 인버터회로를 보호하는 전기자동차 보호회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protection circuit for an electric vehicle, and in particular, an inverter generates by re-storing power by a back electromotive force generated by rotation of a motor in a state in which an abnormal state occurs while the electric vehicle is being driven and the power supply from the battery is stopped. An electric vehicle protection circuit for protecting a circuit.

이와 같은 본 발명의 전기자동차 보호회로는 축전지, 모터 및 인버터 회로를 구비하여 상기 모터의 회전력에 의하여 주행하고 제어부에 의하여 제어되는 전기자동차 보호회로에 있어서, 상기 모터에서 상기 축전지에 인가되는 역전류를 감지하는 전류감지부와, 상기 전류감지부에서 감지된 전류와 비교하는 기준전압을 생성시키는 기준전압발생부와, 상기 모터에서 발생된 역기전력에 의한 전류가 상기 축전지에 유입되는 양을 조절하는 전류유입량조절부와, 상기 전류유입량조절부를 제어하는 신호를 출력하는 게이트 드라이브와, 상기 제어부의 출력 신호에 의하여 개·폐됨으로서 모터에서 발생하는 역전류를 상기 축전지에 저장하는 전원연결스위치로 이루어져 역 전류에 의한 소자의 파괴를 방지하고 전기자동차의 에너지 효율을 높이는 것이다.Such an electric vehicle protection circuit of the present invention includes a battery, a motor, and an inverter circuit, the electric vehicle protection circuit which is driven by the rotational force of the motor and controlled by a controller, wherein the reverse current applied from the motor to the battery is controlled. A current sensing unit for sensing a current, a reference voltage generating unit for generating a reference voltage compared with a current sensed by the current sensing unit, and a current inflow amount for adjusting an amount of current introduced by the counter electromotive force generated in the motor into the storage battery A control unit, a gate drive for outputting a signal for controlling the current inflow control unit, and a power connection switch for storing the reverse current generated in the motor by opening / closing by the output signal of the control unit in the storage battery. It is to prevent the destruction of the device caused by the energy efficiency of the electric vehicle.

Description

전기자동차 보호회로Electric Vehicle Protection Circuit

제1도는 본 발명에 따른 전기자동차 보호회로의 회로도.1 is a circuit diagram of an electric vehicle protection circuit according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1:축전지2:전원 연결스위치1: battery 2: power connection switch

3:모터4:전류감지회로3: motor 4: current sensing circuit

5:게이트드라이브6:인버터회로5: gate drive 6: inverter circuit

7:결합콘덴서8:기준전압발생부7: coupling capacitor 8: reference voltage generator

9:제어부15:전류 유입량 조절부9: controller 15: current inflow regulator

본 발명은 전기자동차 보호회로에 관한 것으로, 특히 전기자동차가 주행중에 이상상태가 발생하여 축전지에서의 전원공급이 중단된 상태에서 모터의 회전에 따라 발생되는 역 기전력에 의하여 축전지가 충전되도록 함으로써 인버터회로를 보호하는 전기자동차 보호회로에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle protection circuit, and in particular, the inverter circuit by charging the battery by the back electromotive force generated in accordance with the rotation of the motor in the state in which the power supply from the battery is stopped due to an abnormal state occurs while the electric vehicle is driving It relates to an electric vehicle protection circuit for protecting.

전기자동차에서는 축전지에서 직류전원을 발생하여 인버터회로에서 교류전원으로 변환시켜 모터를 구동하고 그 회전력에 의하여 주행하는데, 전기자동차가 주행중에 모터에 과전압의 인가 및 축전지에서의 과전류의 발생 등 이상상태가 발생하면 주로 제어부분의 보호를 위해 축전지에서 공급되는 주전원을 차단한다.In electric vehicles, DC power is generated from the battery and converted to AC power in the inverter circuit to drive the motor, and the motor is driven by the rotational force. When it occurs, the main power from the battery is cut off mainly to protect the control part.

이때, 전기자동차의 탄력에 의하여 모터가 발전기화 되어 발생하는 역 기전력에 의한 전류가 인버터회로에 유입되어 결합 콘덴서에 과전압이 인가되거나 인버터회로내의 전력트랜지스터등 각종 소자에 정격이상전압이 인가되어 파괴되는 문제점이 있다.At this time, the current caused by the back electromotive force generated by the motor is generated by the elasticity of the electric vehicle flows into the inverter circuit and the overvoltage is applied to the coupling capacitor or the rated abnormal voltage is applied to various elements such as the power transistor in the inverter circuit. There is a problem.

이와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 전기자동차 보호회로에서는 전기자동차가 주행중에 이상상태가 발생되어 축전지에서 공급되는 주전원이 차단된 후 모터가 발전기화되어 역 기전력이 발생되면, 그 역 기전력에 의한 역방향의 전류를 감소시키고 아울러 역방향의 전류로써 축전지를 충전시킴으로써, 역방향의 전류에 의한 각종 소자의 파괴를 방지할 뿐만아니라 전기자동차의 에너지 효율을 높이는 전기자동차 보호회로를 제공하는데 그 목적이 있다.In the electric vehicle protection circuit of the present invention for solving such a problem, when the electric vehicle is driving, the main power supplied from the battery is cut off after the abnormal state is generated, and the motor is generated to generate a counter electromotive force. The purpose of the present invention is to provide an electric vehicle protection circuit that not only prevents destruction of various elements caused by current in the reverse direction, but also increases energy efficiency of the electric vehicle by reducing the current in the reverse direction and charging the battery with the reverse current.

이러한 목적을 수행하기 위한 본 발명의 전기자동차 보호회로는 모터에서 발생되는 역 기전력에 의한 전류가 상기 인버터회로를 통하여 축전지측으로 흐르는 것을 감지하여 그 감지된 전류에 해당하는 전압을 발생하는 전류감지부와, 제어부로부터의 제어신호에 따라 기설정된 기준전압을 발생하는 기준전압발생부와, 상기 전류감지부로부터 출력된 전압과 상기 기준전압발생부로부터 출력된 기준전압을 비교하여 제어신호를 발생하는 게이트드라이브와, 상기 게이트드라이브로부터 출력된 제어신호에 의하여 구동되어, 상기 역 기전력에 의하여 상기 축전지측으로 흐르는 전류의 양을 감소시키는 전류유입량조절부와, 상기 전류유입량조절부 및 인버터회로와 상기 축전지사이에 설치되고, 제어부의 출력신호에 따라 개폐되어 상기 축전지가 상기 역 기전력에 의하여 충전되도록 하는 전원연결스위치를 구비함으로써, 역 기전력에 의한 소자의 파괴를 방지하고 전기자동차의 에너지 효율을 높이는 것이다.The electric vehicle protection circuit of the present invention for performing this object is a current sensing unit for detecting a current by the back electromotive force generated in the motor flows to the battery side through the inverter circuit and generates a voltage corresponding to the sensed current; And a gate drive generating a control signal by comparing a reference voltage generator for generating a predetermined reference voltage according to a control signal from the controller, and a voltage output from the current sensing unit and a reference voltage output from the reference voltage generator. And a current inflow amount adjusting unit which is driven by a control signal output from the gate drive to reduce the amount of current flowing to the storage side by the counter electromotive force, and installed between the current inflow amount adjusting unit and the inverter circuit and the storage battery. And open and close according to the output signal of the controller. By having the power connected to the switch to be charged by the electromotive force, to prevent destruction of the element due to the back EMF to increase the energy efficiency of the electric vehicle.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail by the accompanying drawings as follows.

본 발명의 전기자동차 보호회로에서는 제1도에서 보는 바와 같이 전기자동차 모터에 전원을 공급하는 축전지(1), 축전지(1)의 전원단 일측과 인버터사이에 접속되어 모터에서 역 발전된 전원이 상기 축전지(1)에 인가되는 것을 스위칭하는 전원연결스위치(2), 상기 축전지(1)로부터 전원을 공급받아 회전됨으로써 전기자동차의 구동력을 공급하거나 역 발전되어 상기 축전지(1)에 역 기전력을 공급하는 모터(3), 상기 축전지(1)와 모터(3) 사이에 접속되어 상기 모터(3)로부터 공급되는 모터(3), 상기 축전지(1)와 모터(3) 사이에 접속되어 상기 모터(3)로부터 공급되는 역 기전력에 의한 전류가 축전지(1)측으로 흐르는 것을 감지하는 전류감지부(4), 상기 모터(3)의 역 기전력에 의하여 발생된 전류가 상기 축전지(1)에 유입되는 양을 조절하는 전류유입량조절부(15), 상기 전류감지부(4)에 접속되어 전류유입량조절부(15)내의 스위칭 트랜지스터를 개폐시키는 신호를 출력하는 게이트드라이브(5), 전력트랜지스터(IGBT)와 다이오드(D)로 구성되어 상기 축전지(1)의 직류전원을 교류전원으로 변환하여 상기 모터(3)에 역 발전시 정류작용을 수행하는 인버터회로(6), 상기 인버터회로(6)의 초기 구동시나 급격히 변하는 모터(3)의 과부하에 따른 전류량의 급격한 변화에 대응하기 위한 결합콘덴서(7), 상기 전류감지부(4)에서 감지된 전류에 따른 전압과 비교되고, 상기 모터(3)로부터의 역 기전력에 의한 과대한 전류가 축전지(1)에 유입되는 것을 제한하기 위한 기준전압을 생성시키는 기준전압발생부(8), 상기 전원연결스위치(2)의 개폐를 제어하여 상기 모터(3)의 회전에 의하여 발생된 역 기전력의 크기를 감지하여 일정전압 즉, 소자들의 전압내압보다 낮은 전압 이상일 경우에만 모터(3)로부터의 역 기전력에 의한 전류가 축전지(1)로 유입되도록 전원 연결스위치(2)를 제어하는 제어부(9)로 구성되어 있다.In the electric vehicle protection circuit of the present invention, as shown in FIG. 1, the battery 1, which supplies power to the electric vehicle motor, is connected between one end of the power source of the battery 1 and an inverter, and the power generated by the motor is reversed. Power supply switch (2) for switching what is applied to (1), a motor for supplying the driving force of the electric vehicle by rotating the power supplied from the storage battery (1) or reverse generation to supply back electromotive force to the storage battery (1) (3), a motor (3) connected between the storage battery (1) and a motor (3) and supplied from the motor (3), and connected between the storage battery (1) and a motor (3) and the motor (3). The current sensing unit 4 which detects the current by the counter electromotive force supplied from the flow toward the storage battery 1 side, and adjusts the amount of current generated by the reverse electromotive force of the motor 3 flows into the storage battery 1 Current flow rate control unit 15, The storage battery 1 includes a gate drive 5, a power transistor IGBT, and a diode D connected to the current sensing unit 4 to output a signal for opening and closing a switching transistor in the current inflow control unit 15. Inverter circuit 6 converts DC power of AC into AC power and performs rectification in reverse power generation to the motor 3, according to the initial driving of the inverter circuit 6 or an overload of the rapidly changing motor 3. The coupling capacitor 7 and the voltage corresponding to the current sensed by the current sensing unit 4 to cope with a sudden change in the amount of current, and the excessive current from the counter electromotive force from the motor 3 is stored in the storage battery 1 The reference voltage generator 8 for generating a reference voltage for limiting the inflow of the electric power, and controlling the opening and closing of the power connection switch 2 to detect the magnitude of the counter electromotive force generated by the rotation of the motor 3. Constant voltage Has only a low voltage or higher voltage than the breakdown voltage of the current character by back EMF from the motor 3 it consists of a storage battery (1) control unit 9 that controls the power supply connected to the switch (2) to flow into.

이와 같이 구성되는 본 발명의 전기자동차 보호회로에 있어서, 축전지(1)로부터 전원을 공급받아 전기자동차가 주행을 시작하는 도중에 축전지(1)로부터 공급되는 전원에 의하여 인버터회로(6)에 과전류가 흐르는 등과 같은 이상상태가 발생되면, 제어부(9)는 이를 감지하여 전원연결스위치(2)를 개방시킨다. 이에 따라, 모터(3)에는 축전지(1)로부터의 전원이 공급되지 않고, 전기자동차의 달리는 탄력으로 인하여 모터(3)가 회전하여 발전기화 되어 역방향의 전류가 축전지(1)측으로 흐르게 되며, 이때그 역방향의 전류는 인버터회로(6)내의 전력트랜지스터(IGBT)에 내장되어 있는 다이오드에 의하여 정류됨으로써 축전지(1)측으로 흐른다.In the electric vehicle protection circuit of the present invention configured as described above, the electric current is supplied from the storage battery 1 and overcurrent flows to the inverter circuit 6 by the power supplied from the storage battery 1 while the electric vehicle starts running. When an abnormal condition such as the above occurs, the controller 9 detects this and opens the power connection switch 2. Accordingly, the motor 3 is not supplied with power from the battery 1, but the motor 3 is rotated and generator-generated due to the running elasticity of the electric vehicle so that a reverse current flows to the battery 1. The current in the reverse direction is rectified by a diode built in the power transistor IGBT in the inverter circuit 6 and flows to the storage battery 1 side.

이와 같이 모터(3)에 의하여 발생되는 역 기전력에 의한 역방향의 전압이 인버터회로(6)에 인가되면, 결합콘덴서(7)와 인버터회로(6)내의 스위칭작용을 하는 전력트랜지스터(IGBT)가 파괴될 위험이 있다. 그러므로, 본 발명에서는 게이트드라이브(5)에 포함된 비교기가 전류감지부(4)에서 감지된 역방향의 전류에 의한 전압과 기준전압발생부(8)에서 발생된 기준전압을 비교하도록 한다.When the reverse voltage due to the counter electromotive force generated by the motor 3 is applied to the inverter circuit 6 as described above, the power transistor IGBT, which switches the coupling capacitor 7 and the inverter circuit 6, is destroyed. There is a risk. Therefore, in the present invention, the comparator included in the gate drive 5 compares the voltage caused by the reverse current sensed by the current sensing unit 4 with the reference voltage generated by the reference voltage generator 8.

여기서, 기준전압발생부(8)에서 발생된 기준전압은 제어부(9)의 제어신호에 의하여 발생되고, 결합콘덴서(8)나 전력트랜지스터(IGBT)가 파괴될 위험이 있는 크기로 기설정된다.Here, the reference voltage generated by the reference voltage generator 8 is generated by the control signal of the controller 9, and is preset to a magnitude that may damage the coupling capacitor 8 or the power transistor IGBT.

그러므로, 전류감지부(4)의 출력전압이 기준전압 이상일 경우, 즉 결합콘덴서(7)나 전력트랜지스터(IGBT)가 파괴될 위험이 있는 크기의 전압일 경우에는 전류감지부(4)는 역 기전력에 의해 발생된 전류를 계속 감지하고, 게이트드라이브(5)는 전류유입량조절부(15)의 스위칭트랜지스터를 구동시킴으로써, 인버터회로(6) 및 결합콘덴서(7)에 흐르는 전류량을 감소시킨다.Therefore, when the output voltage of the current sensing unit 4 is greater than or equal to the reference voltage, that is, when the coupling capacitor 7 or the voltage of the power transistor IGBT is large enough to be destroyed, the current sensing unit 4 is the counter electromotive force. By continuously sensing the current generated by the gate drive 5, the gate drive 5 drives the switching transistor of the current inflow control unit 15, thereby reducing the amount of current flowing through the inverter circuit 6 and the coupling capacitor 7.

이때, 제어부(9)는 인버터회로(6)에 흐르는 역방향의 전류를 감지하고, 그 감지된 역방향의 전류가 결합콘덴서(7)나 전력트랜지스터(IGBT)가 파괴될 위험이 있는 크기일 경우, 전원 연결스위치(2)를 접속시켜 모터(3)로부터의 역 기전력에 의한 전류에 의하여 축전지(1)가 충전될 수 있도록 한다.At this time, the control unit 9 detects the reverse current flowing in the inverter circuit 6, and if the detected reverse current is the magnitude of the risk that the coupling capacitor 7 or the power transistor IGBT is destroyed, the power supply The connection switch 2 is connected to allow the storage battery 1 to be charged by a current by the counter electromotive force from the motor 3.

그러므로, 결합콘덴서(7) 및 인버터회로(6)에는 과대한 전류가 흐르지 않게 된다.Therefore, excessive current does not flow through the coupling capacitor 7 and the inverter circuit 6.

한편, 전류감지부(4)의 출력전압이 기준전압보다 낮을 경우에는, 제어부(9)는 전원 연결스위치(2)를 접속시키지 않고, 이때 게이트드라이브(5)는 전류유입량조절부(15)의 스위칭트랜지스터를 구동시키지 않는다.On the other hand, when the output voltage of the current sensing unit 4 is lower than the reference voltage, the control unit 9 does not connect the power connection switch 2, and at this time, the gate drive 5 of the current inflow control unit 15 Do not drive the switching transistor.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명의 전기자동차 보호회로는, 전기자동차가 주행중에 이상상태가 발생되어 축전지에서 공급되는 주전원이 차단된 후 모터가 발전기화되어 역 기전력이 발생되면, 그 역 기전력에 의한 역방향의 전류를 감소시키고 아울러 역방향의 전류로써 축전지를 충전시킴으로써, 역방향의 전류에 의한 인버터회로내의 각종 소자의 파괴를 방지하고, 전기자동차의 에너지 효율을 높이는 장점이 있다.As described above, in the electric vehicle protection circuit of the present invention, when an abnormal state occurs while the electric vehicle is driven and the main power supplied from the battery is cut off, the motor is generated and the counter electromotive force is generated. By reducing the current in the reverse direction and charging the battery with the current in the reverse direction, there is an advantage in preventing the destruction of various elements in the inverter circuit by the reverse current and increasing the energy efficiency of the electric vehicle.

Claims (1)

축전지(1), 모터(3) 및 인버터 회로(6)를 구비하여 상기 모터(3)의 회전력에 의하여 주행하고 제어부(9)에 의하여 제어되는 전기자동차 보호회로에 있어서, 상기 모터(3)에서 발생되는 역 기전력에 의한 전류가 상기 인버터회로(6)를 통하여 상기 축전지(1)측으로 흐르는 것을 감지하여 그 감지된 전류에 해당하는 전압을 발생하는 전류감지부(4), 상기 제어부(9)로부터의 제어신호에 따라 기설정된 기준전압을 발생하는 기준전압발생부(8), 상기 전류감지부(4)로부터 출력된 전압과 상기 기준전압발생부(8)로부터 출력된 기준전압을 비교하여 제어신호를 발생하는 게이트드라이브(5, 상기 게이트드라이브(5)로부터 출력된 제어신호에 의하여 구동되어, 상기 역 기전력에 의하여 상기 축전지(1)측으로 흐르는 전류의 양을 감소시키는 전류유입량 조절부(15), 상기 전류유입량조절부(15) 및 인버터회로(6)와 상기 축전지(1)사이에 설치되고, 제어부(9)의 출력신호에 따라 개폐되어 상기 축전지(1)가 상기 역 기전력에 의하여 충전되도록 하는 전원연결스위치(2)를 구비하고, 상기 제어부(9)는 상기 역 기전력에 의한 전류가 일정치 이상일 경우 상기 전원연결스위치(2)를 접속시키고, 상기 게이트드라이브(5)는 상기 전류감지부(4)로부터 출력된 전압이 상기 기준전압보다 클 경우 상기 전류유입량구동부(15)를 구동시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차 보호회로.An electric vehicle protection circuit having a storage battery (1), a motor (3) and an inverter circuit (6), which are driven by the rotational force of the motor (3) and controlled by the control unit (9), in which the motor (3) From the current sensing unit 4 and the control unit 9 for detecting that the current generated by the counter electromotive force flows to the storage battery 1 side through the inverter circuit 6 and generates a voltage corresponding to the sensed current. According to the control signal of the reference voltage generator 8 for generating a predetermined reference voltage, the voltage output from the current sensing unit 4 and the reference voltage output from the reference voltage generator 8 by comparing the control signal A gate drive 5 generating a current drive amount control unit 15 driven by a control signal output from the gate drive 5 to reduce the amount of current flowing to the storage battery 1 by the counter electromotive force; Before remind A power supply installed between the flow inflow control unit 15 and the inverter circuit 6 and the storage battery 1 and opened / closed according to an output signal of the control unit 9 so that the storage battery 1 is charged by the counter electromotive force; And a connection switch 2, and the control unit 9 connects the power connection switch 2 when the current caused by the counter electromotive force is a predetermined value or more, and the gate drive 5 is the current sensing unit 4 Electric current flow rate driving unit (15) is driven if the voltage outputted from the circuit is greater than the reference voltage.
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