KR100350879B1 - Overcharge controller using variable resistance in electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 각 전지당 일정전압을 균일한 전압으로 유지하면서 충전하도록 조절하여 충전된 전지에 과전압을 지속적으로 충전시켜 발생할 수 있는 가스의 누출을 방지하며, 가스로 인한 전지 폭발과 전지의 내구성의 저해하는 요인을 사전에 제거하고자 하는 데 있다.The present invention has been made to solve such a conventional problem, the object is to control the charging while maintaining a constant voltage per cell at a uniform voltage, the gas that can be generated by continuously charging the overvoltage to the charged battery It is to prevent the leakage of gas, and to eliminate the factors that impair battery explosion and battery durability due to gas in advance.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1구성은 전원전압을 제공하기 위한 전원공급부와, 상기한 전원공급부의 출력전압을 감지하여 일정전압 이상시 컨넥터를 접속해 모터가 구동되도록 하고 상기 모터에 의해 가변저항의 저항값이 소정값이하로 떨어지면 전지의 인가전압을 감소시키도록 하는 충전제어부와,The first configuration of the present invention for achieving the above object is to detect the power supply for providing a power supply voltage and the output voltage of the power supply to connect a connector when a certain voltage abnormality to drive the motor and to the motor A charge control unit for reducing the voltage applied to the battery when the resistance of the variable resistor falls below a predetermined value;
상기한 충전제어부에서 출력하는 가변전압을 입력전압으로 하여 전지에 걸리는 전압이 특정전압이하로 함과 동시에 일정영역만 걸려 충전하는 전지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a battery unit for charging a certain area at the same time as the voltage applied to the battery below the specified voltage by using the variable voltage output from the charge control unit as an input voltage.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2구성은 전지부의 전지가 복수개이상으로 직렬 연결한 여러개의 모듈을 충전제어기에 연결하는 것을 특징으로 한다.A second configuration of the present invention for achieving the above object is characterized in that for connecting a plurality of modules connected in series with a plurality of batteries of the battery unit to the charge controller.
도 1은 종래의 실시예에 따른 전기자동차의 과충전제어기의 개략적인 블럭도이다.1 is a schematic block diagram of an overcharge controller of an electric vehicle according to a conventional embodiment.
도 2는 종래의 또 다른 실시예에 따른 전기자동차의 과충전제어기의 개략적인 블럭도이다.2 is a schematic block diagram of an overcharge controller of an electric vehicle according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 가변저항을 이용한 과충전제어기의 개략적인 블럭도이다.3 is a schematic block diagram of an overcharge controller using a variable resistance of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 가변저항을 이용한 과충전제어기의 개략적인 회로도이다.4 is a schematic circuit diagram of an overcharge controller using a variable resistor of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명** Description of Signs of Main Parts of Drawings *
1,10;전원공급부 2,30;전지부1,10; power supply unit 2,30; battery unit
20;가변저항부 40;충전제어부20; variable resistance unit 40; charge control unit
R1~R3;저항 T1~T2;OP앰프R1 to R3; Resistance T1 to T2; OP amplifier
I1;인버터회로부 M;모터I1; inverter circuit section M; motor
VR1;가변저항 S1;컨텍터스위치VR1; Variable resistor S1; Contactor switch
본 발명은 전기자동차의 가변저항을 이용한 과충전제어기에 관한 것으로서, 더 자세하게는 각 전지당 일정전압을 균일한 전압으로 유지하면서 충전하도록 조절하여 충전된 전지에 과전압을 지속적으로 충전시켜 발생할 수 있는 가스의 누출을 방지하며 가스로 인한 전지 폭발과 전지의 내구성의 저해요인을 사전에 제거할 수 있는 전기자동차의 가변저항을 이용한 과충전제어기에 관한 것이다.The present invention relates to an overcharge controller using a variable resistance of an electric vehicle, and more particularly, to control the charging while maintaining a constant voltage for each battery at a uniform voltage, which can be generated by continuously charging an overvoltage in a charged battery. The present invention relates to an overcharge controller using a variable resistor of an electric vehicle, which prevents leakage and can remove a battery explosion caused by a gas and a deterrent factor of battery durability in advance.
통상적인 종래의 전기자동차의 충전장치는 도면 1 및 도면2에서 보는 바와 같이, 안정된 전원전압을 지속적으로 공급시키도록 하는 전원공급부(1)와,A conventional charging apparatus for an electric vehicle includes a power supply unit 1 for continuously supplying a stable power supply voltage, as shown in FIGS. 1 and 2;
상기의 전원공급부(1)에서 출력하는 전원전압을 공급받기 위해 병렬로 연결하는 전지부(2)로 구성되어 있다.The battery unit 2 is connected in parallel to receive the power supply voltage output from the power supply unit (1).
이와 같이 구성된 종래의 전기자동차의 충전장치는 종래의 실시에에 따른 충전시의 전지접병렬접속을 나타내는 도 1에서 보는 바와 같이 용량이 다른 전지라든지 방전용량이 다른 전지를 여러 개의 전지와 동시에 충전할 수 있도록 하는 것이다.The conventional charging apparatus for an electric vehicle configured as described above is capable of simultaneously charging a battery having a different capacity or a battery having a different discharge capacity with several batteries as shown in FIG. 1, which shows a battery-parallel parallel connection during charging according to a conventional embodiment. To make it possible.
전지부(2)에는 동일한 충전전압이 전원공급부(1)에서 가해짐에 따라 전지에 전류가 흘러들어가 충전하게 되는 것이다.As the same charging voltage is applied from the power supply unit 1 to the battery unit 2, a current flows into the battery and is charged.
또한, 종래의 전기자동차의 충전장치는 종래의 또다른 실시예를 도시한 충전시의 전지 직렬접속을 나타내는 도2에서 보는 바와 같이 이경우는 전지부의 각 전지는 동일한 전류가 흐르므로 방전 상태에 따라 충전전류를 각각 조정하여 흐르게 할 수 없다.In addition, the charging apparatus of the conventional electric vehicle is shown in Fig. 2 which shows a battery series connection at the time of charging, showing another embodiment of the prior art. Charge current cannot be adjusted individually.
이 접속방식에서는 충전 전류는 전지의 1개분의 전류가 나올 수 있는 경우라면 충전은 가능하지만 충전시의 최대 정격 전압에 의하여 접속가능한 전지 개수가 결정되는 것이다.In this connection system, the charging current can be charged as long as one current of the battery can come out, but the number of accessible batteries is determined by the maximum rated voltage at the time of charging.
전지부(2)는 전원공급부(1)의 최대 정격 전압에서부터 전지에 접속 가능한 개수를 결정하는 데는 전지 1셀당 2V정도가 됨으로 12V전지에서는 대략 6셀정도로 하여 산출하게 되는 것이다.The battery unit 2 calculates the number of connections to the battery from the maximum rated voltage of the power supply unit 1 to about 2V per cell, so that the battery unit 2 calculates approximately 6 cells in the 12V battery.
그러나, 이와 같이 작용하는 종래의 전기자동차의 충전장치는 전지를 일전한 전류로 충전하기 위해서 단자에 가해지는 전압은 충전초기시에 전압상승이 완만하지만 충전이 완료될 무렵에는 급격히 상승되어 충전말기에는 전지내의 전해액 중의 물이 산소와 수소로 분해되어 양극판에서는 산소가 발생하고 음극판에서는 수소가스가 대량으로 발생하여 일정한 전류를 계속 흐르게 하기 위해서는 단자 전압을 상승시켜야되는 번거러움과 전지의 대량의 가스발생으로 전지의 기스폭발의 위험과 전극활 물질 탈락으로 전지의 내구성을 저하시키는 요인의 문제점등을 가지게 되었다.However, in the charging apparatus of the conventional electric vehicle that acts as described above, the voltage applied to the terminal to charge the battery with a single electric current increases slowly at the beginning of charging, but rapidly increases at the end of charging, Water in the electrolyte in the battery is decomposed into oxygen and hydrogen to generate oxygen at the positive electrode plate and large amount of hydrogen gas at the negative electrode plate, so that the terminal voltage needs to be increased in order to keep constant current flowing. The risk of explosion of the gas and the dropping of the electrode active material have problems such as deterioration of battery durability.
이하 첨부된 도면에 의해 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical configuration of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 가변저항을 이용한 과충전제어기의 개략적인 블럭도이다.3 is a schematic block diagram of an overcharge controller using a variable resistance of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 가변저항을 이용한 과충전제어기의 개략적인 회로도이다.4 is a schematic circuit diagram of an overcharge controller using a variable resistor of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 도면 3과 도면 4에서 보는 바와 같이 전원공급부(10)와 상기의 전원공급부(10)로부터 병렬로 연결되어있는 충전제어부(40)와 전지부(30)로 구성되어 있는 데 충전제어부(40)는 전지전압을 감지하여 내부의 가변저항을 조절하므로 충전전압을 조절하는 것을 특징으로 한다.3 and 4, the present invention includes a charge control unit 40 and a battery unit 30 connected in parallel from the power supply unit 10 and the power supply unit 10. 40) is characterized by adjusting the charging voltage because it detects the battery voltage to adjust the internal variable resistance.
충전제어부(40)는 전지부(30)에서 방출하는 전압을 입력하여 전압레벨을 반전 또는 비반전하는 OP앰프(T1,T2)와, 상기한 OP앰프(T1,T2)에서 출력한 전압레벨을 반전하도록 연결하는 인버터회로(I1)와, 상기한 인버터회로(I1)에서 출력하는 전압에 의해 스위칭 동작하는 콘텍터스위치(S1)과, 상기한 컨넥터 스위치(S1)의 동작에 의해 구동되는 모터(M)에 의해 저항값이 감소되는 가변저항(VR1)로 구성되어 있다.The charge control unit 40 inputs the voltage emitted from the battery unit 30 to invert or non-invert the voltage level, and the voltage levels output from the OP amplifiers T1 and T2. An inverter circuit I1 connected to be inverted, a contact switch S1 for switching operation by the voltage output from the inverter circuit I1, and a motor driven by the operation of the connector switch S1 ( It consists of the variable resistor VR1 whose resistance value is reduced by M).
전원공급부(10)는 전원전압을 공급하 수 있도록 양단자 회선에 콘텍터스위치(S1)를 연결하고 전지부(30)의 양단자에 연결 구성하고 있다.The power supply unit 10 is configured to connect the contactor switch (S1) to both terminal lines so as to supply the power supply voltage and connected to both terminals of the battery unit 30.
전지부(30)는 복수개이상으로 연결된 다수개의 모튤(modul)을 충전제어부(40)에 연결하여 전원공급부(10)에서 출력하는 전원전압을 충전제어부(40)에서 전원전압을 제어한 후 각 전지에 충전할 수 있도록 연결 구성하고 있다.The battery unit 30 is connected to a plurality of modul (modul) connected to the plurality of charge control unit 40 to control the power supply voltage output from the power supply unit 10 in the charge control unit 40 and then each battery The connection is configured to charge on.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the present invention configured as described above in detail.
본 발명은 도면 3과 도면 4에서 보는 바와 같이 내부저항이 다른 각 전지에 가해지는 전압을 제어하여 충전하기 위한 것으로서, 전지부(30)의 각 전지의 전압이 일정전압이상일 때 바람직한 실시예로서 16V이상의 전압이 전지에서 출력되면 콘텍터스위치(S1)가 온동작시켜 가변저항(VR1)에 의해 전압을 가변하여 전지에 인가되는 전압을 약 14.4V정도의 전압으로 낮추게 하는 것이다.The present invention is to charge and control the voltage applied to each battery having a different internal resistance as shown in Figures 3 and 4, 16V as a preferred embodiment when the voltage of each battery of the battery unit 30 is above a certain voltage When the above voltage is output from the battery, the contactor switch S1 is turned on to change the voltage by the variable resistor VR1 to lower the voltage applied to the battery to a voltage of about 14.4V.
여기서, 좀더 자세하게 설명하면 전지부(30)의 전지에서 전압이 출력하여 전지전압이 16V이상이면 제 1OP앰프(T1), 제 2OP앰프(T2), 인버터회로(I1)가 도통되면서 컨텍터스위치(S1)가 붙고 모터(M)가 정역회전 동작하게 되어 가변저항(VR1)이 변하게 된다.Here, in more detail, when the voltage is output from the battery of the battery unit 30 and the battery voltage is 16 V or more, the first OP amplifier T1, the second OP amplifier T2, and the inverter circuit I1 become conductive and the contactor switch ( S1) is attached and the motor M is operated in reverse rotation so that the variable resistor VR1 is changed.
가변저항(VR1)은 초기에 최대(MAX)저항으로 설정되어 있으나 모터(ㅡ)회전에 의해 점차 낮은 저항치로 떨어지게 되어 가변저항(VR1)과 병렬로 연결된 전지에 특정전압이하로 전압이 떨어지게 된다.The variable resistor VR1 is initially set to the maximum (MAX) resistance, but gradually falls to a lower resistance value by the motor (-) rotation, so that the voltage drops below a specific voltage in a battery connected in parallel with the variable resistor VR1.
이 가변저항부(20)의 가변저항(VR1)은 저전류 출력하여 전지부(30)의 전지에 입력되는 전압을 서서히 낮추도록 하는 것이다.The variable resistor VR1 of the variable resistor unit 20 outputs a low current to gradually lower the voltage input to the battery of the battery unit 30.
낮아진 전압으로 인해 전지는 저전압으로 가변되다가 소정의 약 14.4V정도의 전압을 이르게 되면 컨넥터가 오프되어 전원공급부의 전원전압이 전지부에만 걸리게 된다. 그러므로 전지부는 전원공급부로부터 일정전압 영역만 인가되어 충전되게 된다.Due to the lowered voltage, the battery is changed to a low voltage and reaches a predetermined voltage of about 14.4 V. The connector is turned off, so that the power supply voltage of the power supply portion is applied only to the battery portion. Therefore, the battery unit is charged by applying only a constant voltage region from the power supply unit.
이와 같이 작용하는 본 발명은 충전하는 각 전지는 일정전압까지 충전하다가 그 일전전압이상으로 입력되면 균일한 소정전압으로 충전하도록 조절하도록 하므로 충전된 전지에 과전압을 지속적으로 충전할 때 발생하는 가스의 누출과 가스로 인한 전지 폭발을 방지하고 과충전에 의한 전지의 내구성의 저해요인을 사전에 제거하여 전지의 수명을 연장하며, 충전의 효율성을 향상하고 전지의 내구성을 향상시키는 효과를 가지게 되는 것이다.The present invention, which acts as described above, controls each battery to be charged to a predetermined voltage and then charges to a uniform predetermined voltage when the battery is charged to a predetermined voltage, thus leaking gas generated when the battery is continuously charged with an overvoltage. It prevents the battery explosion due to over-gas and extends the life of the battery by removing the inhibitory factor of the durability of the battery due to overcharging in advance, and has the effect of improving the efficiency of charging and durability of the battery.
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