KR0182667B1 - Charging protection circuit of electric vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기자동차의 중요부품인 배터리 충전보호회로에 관한 것으로, 특히 외부의 교류전원에 의하여 배터리에 충전중일 때에는 주행용모터를 비롯하여 전기 자동차내에 소모되는 다른 전기장치의 작동을 정시키기 위한 회로에 관한 것으로, 교류전원으로부터 전원 차단 스위치를 통하여 밧데리에 충전을 시키고, 밧데리에 충전된 전원을 동작차단스위치를 통하여 전기자동차의 주행모터를 포함하는 동작부에 공급함으로써 상기 동작부를 구동시키는 전기자동차에 있어서, 상기 전원차단스위치와 상기 동작차단스위치가 상호 반대로 작동되도록하는 스위치 동작제어부를 포함하는 것을 특징으로한다. 특히 본 발명은 밧데리가 충전중일 때에는 충전중임을 감지하는 충전감지부를 더 포함하고 이 충전감지부가 충전중임을 감지하는 경우에 있어서는, 주행모터와 밧데리사이에 위치한 회로를 차단하기 위한 주행모터 스위치를 작동시킴으로써, 주행모터에 전원공급을 차단함을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery charge protection circuit, which is an important part of an electric vehicle. In particular, the present invention relates to a circuit for determining the operation of other electric devices consumed in an electric vehicle, including a driving motor when the battery is being charged by an external AC power source. The present invention relates to an electric vehicle which drives the operating unit by charging the battery from an AC power supply through a power cutoff switch and supplying the battery charged power to an operation unit including a driving motor of the electric vehicle through an operation cutoff switch. And a switch operation control unit configured to operate the power cutoff switch and the operation cutoff switch opposite to each other. Particularly, the present invention further includes a charging detecting unit for detecting that the battery is being charged when the battery is being charged, and in the case of detecting that the charging sensing unit is being charged, operating the driving motor switch for cutting off a circuit located between the driving motor and the battery. By doing so, the power supply to the traveling motor is cut off.
Description
본 발명은 전기자동차의 중요부품인 배터리 충전보호회로에 관한 것으로, 특히 외부의 교류전원에 의하여 배터리에 충전중일 때에는 주행용모터를 비롯하여 전기 자동차내에 소모되는 다른 전기장치의 작동을 정시키기 위한 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery charge protection circuit, which is an important part of an electric vehicle. In particular, the present invention relates to a circuit for determining the operation of other electric devices consumed in an electric vehicle, including a driving motor when the battery is being charged by an external AC power source. It is about.
전기자동차는 전기를 외부에서 공급받아 주행용 모터를 회전시킴으로써, 회전토크를 얻는 구조를 필수 구성요소로 하기 때문에 각각의 부품들이 전기적으로 절연이 잘이루어져야 부품들의 소손을 방지할 수 있다.The electric vehicle is supplied with electricity from outside to rotate the driving motor, so that the structure to obtain the rotation torque is an essential component, so that each component must be well insulated to prevent damage to the components.
특히 전기자동차의 배터리에 충전시킬 경우에 주행용 모터를 비롯하여 전기소자가 동작된다면 배터리 충전회로에 과부하가 걸리게 되므로 충전회로를 비롯하여 전기부품을 소손시킬 염려가 있으며, 더나아가 차량에 화재를 유발할 염려가 있다.In particular, when the battery of the electric vehicle is charged, if the electric motor including the driving motor is operated, the battery charging circuit may be overloaded, which may damage the electric circuit including the charging circuit. Furthermore, there is a risk of causing a fire in the vehicle. have.
도 1은 일반적인 전기자동차의 전기에너지의 흐름을 나타내기 위한 블록도이다.1 is a block diagram showing the flow of electrical energy of a general electric vehicle.
교류전원(10)으로부터 인가되는 전압을 변압부(20)에서 일정전압이하로 낮추고 이를 다시 직류전압으로 변환하여 밧데리(30)에 충전시킨다. 또한 밧데리(30)에 충전된 전기에너지를 이용하여 전기자동차의 동작요소를 제어하는 차량제어부(41)와 이 차량제어부(41)에 의해서 제어되는 주행모터(42)를 비롯한 각종 제어대상들을 포함하는 동작부(40)를 동작시킨다.The voltage applied from the AC power source 10 is lowered below a predetermined voltage in the transformer unit 20 and converted to DC voltage again to charge the battery 30. In addition, the vehicle control unit 41 for controlling the operating element of the electric vehicle by using the electric energy charged in the battery 30 and a variety of control targets, including a driving motor 42 controlled by the vehicle control unit 41 The operation unit 40 is operated.
그러나, 이와 같이 구성된 전기자동차는 교류전원(10)으로부터 밧데리에 충전중인 경우에 주행모터(42)를 비롯한 동작부(40)가 동작되는 경우가 회로의 오동작에 의해서거나 조작자의 실수에 의해서 발생될 수 있다. 이러한 경우에 있어서는 밧데리(30)에 충전을 시키기 위한 변압부(20)에는 과부하로 인한 변압부(20)를 구성하는 각각의 소자가 소손될 염려가 있다.However, in the electric vehicle configured as described above, when the operating unit 40 including the driving motor 42 is operated when the battery is being charged from the AC power source 10, it may be caused by a malfunction of the circuit or by a mistake of the operator. Can be. In this case, there is a fear that each element constituting the transformer unit 20 due to an overload is damaged in the transformer unit 20 for charging the battery 30.
도 2는 변압부를 중심으로 도시한 충전회로의 개략적인 구성을 나탄내기 위한 회로도이다.2 is a circuit diagram for illustrating a schematic configuration of a charging circuit centered on a transformer.
3상 교류전원(10)으로부터 인가된 3상 전압을 변압부(20)내의 변압기(21)에 의해서 저전압으로 변환된 후 정류제어부(22)의 제어에 의하여 정류소자(23)에 의해서 정류된 후에 밧데리(30)에 충전된다. 이와 같은 회로에서 정류소자(23)은 전압의 스위칭작용을 이용하여 정류소자(23)에 인가되는 전력을 온/오프시키기 때문에 충격완화용의 다이오드가 스위칭소자와 병렬로 연결되어 있다.After the three-phase voltage applied from the three-phase AC power source 10 is converted into a low voltage by the transformer 21 in the transformer unit 20 and then rectified by the rectifying element 23 under the control of the rectifying controller 22. The battery 30 is charged. In such a circuit, since the rectifier 23 turns on / off the power applied to the rectifier 23 by using a voltage switching action, a shock-absorbing diode is connected in parallel with the switching device.
그러나, 충전중에 밧데리(30)에서 주행모터(42)에 전력이 공급되고 있다면 그만큼의 전력을 스위칭을 해야하는 정류소자(23)는 과부하로 되어 소손이 된다. 만일 정류소자(23)가 소손되는 경우라면 교류전원(10)으로부터 공급된 전력이 여과없이 밧데리(30)와 동작부(40)에 그대로 전달되기 때문에 구성소자들에 단락을 유발하게 되어 전기자동차의 전체 시스템에 고장을 유발할 수 있으며, 더 나아가서는 화재를 불러일으킬 염려가 있다.However, if power is supplied from the battery 30 to the driving motor 42 during charging, the rectifying element 23 that needs to switch the power is overloaded and burned out. If the rectifying element 23 is burned out, the electric power supplied from the AC power source 10 is transmitted to the battery 30 and the operation unit 40 without filtration, causing short-circuits to the component elements. It can cause a failure of the whole system and can even cause a fire.
본 발명은 이러한 문제점에 착안하여 안출된 것으로써, 밧데리에 충전되는 동안에는 전기자동차의 동작부가 동작하지 못하도록 충전부와 동작부가 역동작하도록 하기위한 시스템을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and is intended to provide a system for allowing the charging unit and the operating unit to operate in reverse so that the operating unit of the electric vehicle does not operate while being charged in the battery.
도 1은 일반적인 전기자동차의 전기에너지의 흐름을 나타내기 위한 블록도이다.1 is a block diagram showing the flow of electrical energy of a general electric vehicle.
도 2는 변압부를 중심으로 도시한 충전회로의 개략적인 구성을 나탄내기 위한 회로도이다.2 is a circuit diagram for illustrating a schematic configuration of a charging circuit centered on a transformer.
도 3 은 본 발명의 전기자동차의 충전회로를 표시한 블록도이다.3 is a block diagram showing a charging circuit of the electric vehicle of the present invention.
상기한 바의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 교류전원으로부터 전원 차단 스위치를 통하여 밧데리에 충전을 시키고, 밧데리에 충전된 전원을 동작차단스위치를 통하여 전기자동차의 주행모터를 포함하는 동작부에 공급함으로써 상기 동작부를 구동시키는 전기자동차에 있어서, 상기 전원차단스위치와 상기 동작차단스위치가 상호 반대로 작동되도록하는 스위치 동작제어부를 포함하는 것을 특징으로한다.In order to achieve the above object, the present invention charges the battery from an AC power supply through a power cut-off switch, and supplies the power charged in the battery to an operation part including a driving motor of an electric vehicle through an operation cutoff switch. The electric vehicle driving the operation unit, characterized in that it comprises a switch operation control unit for operating the power cut-off switch and the operation cut-off switch opposite to each other.
더욱이 본 발명은 밧데리가 충전중일 때에는 충전중임을 감지하는 충전감지부를 더 포함하고 이 충전감지부가 충전중임을 감지하는 경우에 있어서는, 주행모터와 밧데리사이에 위치한 회로를 차단하기 위한 주행모터 스위치를 작동시킴으로써, 주행모터에 전원공급을 차단함을 특징으로 한다.Furthermore, the present invention further includes a charging detecting unit for detecting that the battery is being charged when the battery is being charged, and in the case of detecting that the charging sensing unit is being charged, operating the driving motor switch for cutting off the circuit located between the driving motor and the battery. By doing so, the power supply to the traveling motor is cut off.
이하 첨부된 도면에 따라서 상기 본 발명의 특징을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 은 본 발명의 전기자동차의 충전회로를 표시한 블록도이다.3 is a block diagram showing a charging circuit of the electric vehicle of the present invention.
교류전원(10)으로부터 공급된 전원은 변압부(20)에서 저저압 직류전원으로 변환된다. 변압부(20)로부터 출력된 전압은 전원차단 스위치(S1)를 통하여 밧데리(30)에 공급된다. 밧데리(30)로부터 전원은 동작차단 스위치(S2)를 통하여 동작부(40)에 공급된다. 동작부(40)는 주행모터(42), 각종 라이트, 에어콘 등을 비롯한 여러 가지 전기에너지를 소모시켜 소망의 동작을 하는 요소들과, 이들 요소들을 제어하는 차량 제어부(41)를 포함하고 있다.The power supplied from the AC power source 10 is converted into a low low voltage DC power source in the transformer unit 20. The voltage output from the transformer 20 is supplied to the battery 30 through the power cutoff switch S1. Power is supplied from the battery 30 to the operation unit 40 through the operation cutoff switch S2. The operation unit 40 includes elements that consume various electric energy, including a driving motor 42, various lights, air conditioners, and the like, and a vehicle control unit 41 for controlling these elements.
또한 스위치 동작제어부(52)가 전원차단 스위치(S1)과 동작차단 스위치(S2)에 연결되어져 있어, 상기 전원차단 스위치(S1)과 동작차단 스위치(S2)들이 동시에 온되거나 동시에 오프되는 경우가 발생되지 않도록 한다. 즉 전원차단 스위치(S1)과 동작차단 스위치(S2)는 하나가 온 될 경우에 다른 하나는 오프되도록 역연동되도록 스위치 동작제어부(52)에서 제어한다.In addition, since the switch operation control unit 52 is connected to the power cutoff switch S1 and the operation cutoff switch S2, the power cutoff switch S1 and the operation cutoff switch S2 are simultaneously turned on or off at the same time. Do not That is, the power cut-off switch S1 and the operation cut-off switch S2 are controlled by the switch operation controller 52 to reversely interlock so that one is turned off when the other is turned on.
변압부(20)와 밧데리(30)사이에는 충전감지부(50)가 연결되어져 있어, 충전상태를 감지하고, 밧데리(30)의 충전량이 불충분한 경우에는 경보램프를 온시키고, 밧데리가 충전중인 경우에는 증폭부(51)에 충전중임을 알리는 신호를 출력시킨다. 이와 같은 신호는 증폭부(51)에서 증폭된 후 모터차단부(53)에 의해서 주행모터 스위치(43)를 작동시켜 주행모터(42)에 공급되는 전원을 차단시킨다.The charge detecting unit 50 is connected between the transformer unit 20 and the battery 30 to detect the state of charge, and if the charge amount of the battery 30 is insufficient, turn on the alarm lamp and the battery is being charged. In this case, a signal informing that the amplifier 51 is being charged is output. After the signal is amplified by the amplifier 51, the motor blocking unit 53 operates the driving motor switch 43 to cut off the power supplied to the driving motor 42.
이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 동작을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
우선 전원차단 스위치(S1)을 투입하면 동작차단 스위치(S2)는 전원차단 스위치(S1)와는 스위치 동작제어부(52)에 의해서 역연동동작을 하게 되므로 오프된다. 이때는 교류전원(10)으로부터 변압부(20)에 전원이 인가되고, 변압부(20)로부터 직류의 저전압이 발생되어 밧데리(30)에 충전되게 된다. 이와 같은 스위치들의 동작제어에 의해서 충전중일 때에는 동작부(40)에 전원이 인가되지 않음으로해서, 주행모터(42)를 비롯해서 타 전기장치들에 악영향을 미치지 않게한다.First, when the power cutoff switch S1 is inputted, the operation cutoff switch S2 is turned off because the reverse operation is performed by the switch operation controller 52 with the power cutoff switch S1. At this time, power is applied to the transformer unit 20 from the AC power source 10, and a low voltage of DC is generated from the transformer unit 20 to be charged in the battery 30. When the battery is being charged by the operation control of the switches, the power is not applied to the operation unit 40, so that it does not adversely affect other electric devices including the driving motor 42.
그 반대로 동작차단 스위치(S2)를 투입하면 스위치 동작제어부(52)에 의해서 전원차단 스위치(S1)는 오프된다. 이때는 동작부(40)가 차량제어부(41)의 제어에 의해서 차량의 전기요소들이 제어되고, 동작되고 있는 과정에 있으므로 밧데리에 충전이 진행된다면 변압부(20)는 과부하가 되므로 동작스위치(S2)와는 반대로 전원차단 스위치(S1)는 차단되도록 하여야한다.On the contrary, when the operation cutoff switch S2 is inserted, the power cutoff switch S1 is turned off by the switch operation control unit 52. At this time, since the operation unit 40 is in the process of controlling the electric elements of the vehicle under the control of the vehicle control unit 41 and is in operation, if the battery is charged, the transformer unit 20 is overloaded so that the operation switch S2 is performed. On the contrary, the power cutoff switch S1 should be cut off.
또한 스위치 동작제어부(52)에 의해서 에러가 발생할 경우에 대비하여 충전중일 때에는 동작스위치(S2)의 동작에 관계없이 가장 중요한 비중의 부하인 주행모터(42)에 전원을 차단할 수 있는 주행모터 스위치(43)를 차단하도록 한다. 즉, 변압부(20)에서 밧데리(30)에 전원이 인가되어 충전되고 있다면 이를 충전감지부(50)가 충전을 감지하고, 이를 증폭부에서 증폭한 후에 모터차단부에서 주행모터 스위치(43)를 차단시킨다. 이러한 주행모터 스위치(43)의 차단은 전원 스위치(S1), 동작차단 스위치(S2) 및 스위치 동작제어부(52)들의 동작과는 무관하게 이루어지는 것으로서 일단 충전중일 때에 주행모터(42)를 동작시키지 않도록 한다.In addition, the driving motor switch that can cut off the power to the driving motor 42, which is the load of the most important, regardless of the operation of the operation switch (S2) during charging in case of an error caused by the switch operation control unit 52 ( 43). That is, if power is applied to the battery 30 in the transformer unit 20 and is being charged, the charge detecting unit 50 detects the charge, and amplifies it in the amplifier unit, and then the driving motor switch 43 in the motor blocking unit. To block. The blocking of the driving motor switch 43 is independent of the operation of the power switch S1, the operation blocking switch S2, and the switch operation control unit 52, so that the driving motor 42 is not operated when it is being charged. do.
이와 같은 본 발명의 구성과 동작에 따르면, 종래의 충전중일 때에 주행모터를 비롯한 전기장치들의 동작에 따라서 충전회로가 과부하되는 경우가 발생하지 않고, 또한 충전중일 때에 동작부(40)가 동작되지 않도록 함으로써 과도 전압이 각종 전기장치에 유입됨을 방지 함으로써 전기장치를 과도전압으로부터 보호할 수 있다.According to the configuration and operation of the present invention as described above, the charging circuit is not overloaded according to the operation of the electric devices including the driving motor during the conventional charging, and the operation unit 40 is not operated during the charging. This prevents the transient voltage from entering various electrical devices, thereby protecting the electrical device from the transient voltage.
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