KR101053830B1 - 탈부착 가능한 태블릿 ｐｃ를 이용하는 전기자동차의 전원관리 시스템 및 이를 포함하는 전기자동차 - Google Patents

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Abstract

전기자동차의 전원관리 시스템은 알터네이터, 다채널 태양광 충전 모듈, 다채널 컨버터, 다채널 전원공급장치, 제어 회로 및 태블릿 PC를 포함한다. 다채널 컨버터는 알터네이터에서 발생된 제1 발전 전압들 및 다채널 태양광 충전 모듈에서 발생된 제2 발전 전압들을 변환하여 배터리 충전 전압들을 발생한다. 다채널 전원공급장치는 배터리 충전 전압들에 기초하여 충전되고, 구동 전원을 공급하며, 배터리 잔량 표시 신호를 발생한다. 제어 회로는 배터리 잔량 표시 신호와 배터리 기준 신호를 비교하여 배터리의 잔존 용량이 미리 정해진 기준값보다 작은 경우에 전원소비 수단들 중 적어도 하나의 구동을 중지시킨다. 태블릿 PC는 제어 회로의 동작을 제어하기 위한 인터페이스를 제공하며, 전기자동차에 탈부착이 가능하다.

Description

탈부착 가능한 태블릿 ＰＣ를 이용하는 전기자동차의 전원관리 시스템 및 이를 포함하는 전기자동차{POWER MANAGEMENT SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE USING DETACHABLE TABLET PERSONAL COMPUTER AND ELECTRIC VEHICLE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전원관리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탈부착 가능한 태블릿 PC(personal computer)를 이용하는 전기자동차의 전원관리 시스템 및 상기 전원관리 시스템을 포함하는 전기자동차에 관한 것이다.
환경규제, 에너지 안보위협 및 화석연료의 고갈 등의 다양한 문제를 해결하기 위하여 친환경 자동차가 개발되고 있다. 친환경, 고효율의 첨단기술을 필요로 하는 다양한 미래형 환경 자동차들 중에서 특히 전기모터를 구동원으로 사용하는 전기자동차에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
전기자동차는 전기모터 외에도 상기 전기모터에 전원을 공급하기 위한 배터리를 더 포함하며, 냉난방 장치, 오디오 장치 및 조명 장치 등과 같은 다양한 종류의 전원소비 수단들을 더 포함할 수 있다. 배터리는 전기모터뿐 아니라 상기와 같은 다양한 전원소비 수단들에 전원을 공급해야 하며, 따라서 전기모터 및 다양한 전원소비 수단들에 효율적으로 전원을 공급할 수 있는 전원관리 시스템이 필요하다.
본 발명의 일 목적은 효율적인 전원관리를 수행할 수 있는 탈부착 가능한 태블릿 PC를 이용하는 전기자동차의 전원관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 탈부착 가능한 태블릿 PC를 이용하는 전기자동차의 전원관리 시스템을 포함하는 전기자동차를 제공하는 것이다.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 전원관리 시스템은 알터네이터(alternator), 다채널 태양광 충전 모듈, 다채널 컨버터, 다채널 전원공급장치, 제어 회로 및 태블릿 PC(personal computer)를 포함한다. 상기 알터네이터는 상기 전기자동차의 구동륜에 상응하도록 구비되고, 상기 구동륜의 회전에너지에 상응하는 복수의 제1 발전 전압들을 발생한다. 상기 다채널 태양광 충전 모듈은 상기 전기자동차에 입사되는 태양광을 기초로 광전 변환을 수행하여 복수의 제2 발전 전압들을 발생한다. 상기 다채널 컨버터는 상기 복수의 제1 발전 전압들 및 상기 복수의 제2 발전 전압들을 변환하여 복수의 배터리 충전 전압들을 발생한다. 상기 다채널 전원공급장치는 상기 복수의 배터리 충전 전압들에 기초하여 충전되고, 상기 전기자동차에 포함되는 구동모터 및 전원소비 수단들에 구동 전원을 공급하며, 배터리의 잔존 용량을 나타내는 배터리 잔량 표시 신호를 발생한다. 상기 제어 회로는 상기 배터리 잔량 표시 신호와 배터리 기준 신호를 비교하여, 상기 배터리의 잔존 용량이 미리 정해진 기준값보다 큰 경우에 상기 전원소비 수단들을 정상 동작시키고 상기 배터리의 잔존 용량이 상기 미리 정해진 기준값보다 작은 경우에 상기 전원소비 수단들 중 적어도 하나의 구동을 중지시킨다. 상기 태블릿 PC는 상기 제어 회로와 연결되고, 사용자가 상기 제어 회로의 동작을 제어하기 위한 인터페이스를 제공하며, 상기 전기자동차에 탈부착이 가능하도록 구현된다.
상기 전기자동차의 전원관리 시스템은 상기 태블릿 PC가 장착되는 크래들(cradle)을 더 포함할 수 있다. 상기 크래들은 거치부, 충전단자 및 통신 케이블을 포함할 수 있다. 상기 거치부는 상기 태블릿 PC가 장착되도록 요입되어 형성될 수 있다. 상기 충전단자는 상기 태블릿 PC의 배터리 단자와 접촉하여 상기 태블릿 PC에 상기 구동 전원을 공급하도록 상기 거치부에 돌출 형성될 수 있다. 상기 통신 케이블은 상기 태블릿 PC와 상기 제어 회로를 전기적으로 연결시킬 수 있다.
상기 다채널 컨버터는 상기 복수의 제1 발전 전압들 중 하나 및 상기 복수의 제2 발전 전압들 중 하나를 변환하여 상기 복수의 배터리 충전 전압들 중 하나를 발생하는 복수의 DC 변환부들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 DC 변환부들 각각은 제1 변환 블록 및 제2 변환 블록을 포함할 수 있다. 상기 제1 변환 블록은 상기 복수의 제1 발전 전압들 중 하나를 스텝-다운(step down) 변환하여 상기 복수의 배터리 충전 전압들 중 하나를 발생할 수 있다. 상기 제2 변환 블록은 상기 복수의 제2 발전 전압들 중 하나를 스텝-다운 변환하여 상기 복수의 배터리 충전 전압들 중 하나를 발생할 수 있다.
상기 다채널 전원공급장치는 복수의 배터리부들, 배터리 비교부, 전원 제어부, 전원 출력부 및 배터리 충전부를 포함할 수 있다. 상기 복수의 배터리부들은 배터리의 출력 전압 레벨을 기 설정된 확인 전압 레벨과 비교하여 상기 배터리의 탈착 상태를 나타내는 배터리 확인 신호를 각각 발생하고, 상기 배터리의 출력 전압 레벨을 기 설정된 제1 방전 전압 레벨 및 상기 제1 방전 전압 레벨보다 낮은 제2 방전 전압 레벨과 비교하여 상기 배터리의 방전 여부를 나타내는 제1 및 제2 배터리 방전 신호를 각각 발생할 수 있다. 상기 배터리 비교부는 상기 배터리부들로부터 감지되는 상기 배터리의 출력 전압 레벨을 서로 비교하여 배터리 비교 신호를 발생할 수 있다. 상기 전원 제어부는 상기 배터리 확인 신호, 상기 제1 및 제2 배터리 방전 신호 및 상기 배터리 비교 신호에 기초하여 배터리 제어 신호 및 상기 배터리 잔량 표시 신호를 발생할 수 있다. 상기 전원 출력부는 상기 배터리 제어 신호에 기초하여 상기 배터리부들 중의 하나에 구비된 배터리를 전원 공급 배터리로 선택하여 상기 구동 전원을 공급할 수 있다. 상기 배터리 충전부는 상기 복수의 배터리 충전 전압들에 기초하여 상기 복수의 배터리부들에 각각 구비된 상기 배터리들 중에서 상기 전원 공급 배터리로 선택되지 않은 전원 비공급 배터리를 충전할 수 있다. 상기 제1 배터리 방전 신호의 활성화 구간과 상기 제2 배터리 방전 신호의 비활성화 구간이 겹쳐지는 오버랩 구간에서 상기 전원 공급 배터리가 변경될 수 있다.
상기 제1 배터리 방전 신호는 상기 배터리의 출력 전압 레벨이 상기 제1 방전 전압 레벨보다 낮은 경우에 활성화되고 상기 배터리의 출력 전압 레벨이 상기 제1 방전 전압 레벨보다 높은 경우에 비활성화될 수 있다. 상기 제2 배터리 방전 신호는 상기 배터리의 출력 전압 레벨이 상기 제2 방전 전압 레벨보다 낮은 경우에 활성화시키고, 상기 배터리의 출력 전압 레벨이 상기 제2 방전 전압 레벨보다 높은 경우에 비활성화될 수 있다. 상기 배터리 확인 신호는 상기 배터리의 출력 전압 레벨이 상기 확인 전압 레벨보다 높은 경우에 활성화되고 상기 배터리의 출력 전압 레벨이 상기 확인 전압 레벨보다 낮은 경우에 비활성화될 수 있다.
상기 배터리 충전부는 전압 검출부, 전류 검출부, 충전 제어부 및 충전 전류 발생부를 포함할 수 있다. 상기 전압 검출부는 상기 복수의 배터리부들에 각각 구비된 상기 배터리들의 전압을 기준 전압과 비교하여 전압 검출 결과 신호를 각각 출력할 수 있다. 상기 전류 검출부는 상기 배터리들의 전류를 기준 전류와 비교하여 전류 검출 결과 신호를 각각 출력할 수 있다. 상기 충전 제어부는 상기 전압 검출 결과 신호 및 상기 전류 검출 결과 신호에 기초하여 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM) 신호를 발생할 수 있다. 상기 충전 전류 발생부는 상기 복수의 배터리 충전 전압들 및 상기 PWM 신호에 기초하여 충전 전류를 상기 전원 비공급 배터리에 공급할 수 있다.
상기 제어 회로는 상기 사용자가 상기 태블릿 PC를 통하여 상기 전기자동차의 목적지를 입력하는 경우에, 현재 위치에서 목적지까지의 이동 거리를 연산하고, 상기 이동 거리 및 상기 배터리의 잔존 용량에 기초하여 상기 다채널 전원공급장치의 충전시기를 연산하며, 상기 연산 결과를 상기 태블릿 PC를 통하여 제공하도록 할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동모터를 이용하여 구동되는 전기자동차는 복수의 구동륜들, 복수의 알터네이터(alternator)들, 다채널 태양광 충전 모듈, 다채널 컨버터, 다채널 전원공급장치, 제어 회로 및 태블릿 PC(personal computer)를 포함한다. 상기 복수의 구동륜들은 상기 구동모터의 회전에너지에 상응하여 상기 전기자동차가 운행하도록 회전한다. 상기 복수의 알터네이터들은 상기 복수의 구동륜들에 상응하도록 구비되고, 상기 복수의 구동륜들의 회전에너지에 상응하는 복수의 제1 발전 전압들을 발생한다. 상기 다채널 태양광 충전 모듈은 상기 전기자동차에 입사되는 태양광을 기초로 광전 변환을 수행하여 복수의 제2 발전 전압들을 발생한다. 상기 다채널 컨버터는 상기 복수의 제1 발전 전압들 및 상기 복수의 제2 발전 전압들을 변환하여 복수의 배터리 충전 전압들을 발생한다. 상기 다채널 전원공급장치는 상기 복수의 배터리 충전 전압들에 기초하여 충전되고, 상기 전기자동차에 포함되는 상기 구동모터 및 전원소비 수단들에 구동 전원을 공급하며, 배터리의 잔존 용량을 나타내는 배터리 잔량 표시 신호를 발생한다. 상기 제어 회로는 상기 배터리 잔량 표시 신호와 배터리 기준 신호를 비교하여, 상기 배터리의 잔존 용량이 미리 정해진 기준값보다 큰 경우에 상기 전원소비 수단들을 정상 동작시키고 상기 배터리의 잔존 용량이 상기 미리 정해진 기준값보다 작은 경우에 상기 전원소비 수단들 중 적어도 하나의 구동을 중지시킨다. 상기 태블릿 PC는 상기 제어 회로와 연결되고, 사용자가 상기 제어 회로의 동작을 제어하기 위한 인터페이스를 제공하며, 상기 전기자동차에 탈부착이 가능하도록 구현된다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 전기자동차의 전원관리 시스템은 알터네이터 및 다채널 태양광 충전 모듈을 이용하여 전기자동차의 운행 중에도 배터리를 효율적으로 충전할 수 있고, 다채널 컨버터를 통하여 배터리를 열 발생 없이 효율적으로 충전할 수 있으며, 배터리의 잔존 용량에 따라 전원소비 수단들의 구동을 제어하여 구동모터에 안정적으로 구동 전원을 공급할 수 있다. 따라서 효율적으로 구동 전원을 공급하며, 효율적인 전원관리를 수행할 수 있다. 또한, 탈부착 가능한 태블릿 PC를 이용하여 운전자가 전기자동차의 운행에 필요한 다양한 정보들을 효율적으로 제공받을 수 있으며, 운전자가 차량을 운행하는데 있어서 편리성 및 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 전원관리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 전기자동차의 전원관리 시스템에 포함되는 태블릿 PC 및 크래들의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 전기자동차의 전원관리 시스템에 포함되는 다채널 컨버터의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 다채널 컨버터에 포함되는 제1 DC 변환부의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 5는 도 1의 전기자동차의 전원관리 시스템에 포함되는 다채널 전원공급장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5의 다채널 전원공급장치에 포함되는 배터리부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 5의 다채널 전원공급장치에 포함되는 배터리 충전부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차를 나타내는 도면이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 전원관리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전기자동차의 전원관리 시스템(100)은 알터네이터(alternator, 110), 다채널 태양광 충전 모듈(120), 다채널 컨버터(130), 다채널 전원공급장치(140), 제어 회로(150) 및 태블릿 PC(personal computer, 160)를 포함한다. 전기자동차의 전원관리 시스템(100)은 크래들(cradle, 170), 구동모터(180) 및 전원소비 수단들(190)을 더 포함할 수 있다.
알터네이터(110)는 상기 전기자동차의 구동륜(미도시)에 상응하여 구비되며, 상기 구동륜의 회전에너지에 상응하는 복수의 제1 발전 전압들(ALTV)을 발생한다. 도 1에서는 편의상 하나의 알터네이터(110)를 도시하였으나, 실시예에 따라서 상기 알터네이터의 개수는 상기 전기자동차의 구동륜의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 전륜 및 두 개의 후륜을 포함하는 일반적인 사륜 전기자동차는 각각의 구동륜에 부착되는 네 개의 알터네이터를 포함할 수 있다. 또한 제1 발전 전압들(ALTV)의 개수는 상기 알터네이터의 개수와 동일할 수 있다.
다채널 태양광 충전 모듈(120)은 상기 전기자동차에 입사되는 태양광을 기초로 광전 변환을 수행하여 복수의 제2 발전 전압들(SUNV)을 발생한다. 다채널 태양광 충전 모듈(120)은 태양전지 패널 및 전압 출력 회로를 포함하여 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 발전 전압들(SUNV)의 개수는 제1 발전 전압들(ALTV)의 개수와 동일할 수 있으며, 제2 발전 전압들(SUNV)의 개수에 따라서 다채널 태양광 충전 모듈(120)의 채널 개수가 결정될 수 있다.
다채널 컨버터(130)는 복수의 제1 발전 전압들(ALTV) 및 복수의 제2 발전 전압들(SUNV)을 변환하여 복수의 배터리 충전 전압들(BCV)을 발생한다. 예를 들어, 다채널 컨버터(130)는 교류 전압인 복수의 제1 발전 전압들(ALTV) 및 복수의 제2 발전 전압들(SUNV)을 변환하여 직류 전압인 복수의 배터리 충전 전압들(BCV)을 발생할 수 있다. 도 3을 참조하여 후술하는 바와 같이, 다채널 컨버터(130)는 복수의 제1 발전 전압들(ALTV) 중 하나 및 복수의 제2 발전 전압들(SUNV) 중 하나에 기초하여 복수의 배터리 충전 전압들(BCV) 중 하나를 발생하는 복수의 DC 변환부들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 배터리 충전 전압들(BCV)의 개수는 제2 발전 전압들(SUNV)의 개수 및 제1 발전 전압들(ALTV)의 개수와 각각 동일할 수 있다.
다채널 전원공급장치(140)는 제1 제어 신호(CONB)에 기초하여 동작한다. 다채널 전원공급장치(140)는 복수의 배터리 충전 전압들(BCV)에 기초하여 충전되고, 구동모터(180) 및 전원소비 수단들(190)에 구동 전원(POWER_BAT)을 공급하며, 배터리의 잔존 용량을 나타내는 배터리 잔량 표시 신호(BCIS)를 발생한다. 일 실시예에서, 다채널 전원공급장치(140)는 복수의 배터리들을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 배터리들 중 적어도 하나가 번갈아 가면서 구동 전원(POWER_BAT)을 공급하는 방식으로 구현될 수 있다. 도 1에서는 편의상 하나의 다채널 전원공급장치(140)를 도시하였으나, 실시예에 따라서 전기자동차의 전원관리 시스템(100)은 복수의 다채널 전원공급장치들을 포함할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 다채널 전원공급장치(140)는 외부의 충전 모듈에서 공급되는 상용 전압에 기초하여 충전될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 전원관리 시스템(100)은 외부의 다채널 충전 단자를 이용하여 다채널 전원공급장치(140)를 충전할 수 있을 뿐 아니라, 알터네이터(110)를 이용하여 전기자동차의 운행 중에도 다채널 전원공급장치(140)를 충전할 수 있으며, 다채널 태양광 충전 모듈(120)을 이용하여 태양광이 입사되는 임의의 장소에서 다채널 전원공급장치(140)를 충전할 수 있다. 따라서 전기자동차의 전원관리 시스템(100)은 효율적으로 구동 전원(POWER_BAT)을 공급할 수 있다.
구동모터(180)는 구동 전원(POWER_BAT) 및 제2 제어 신호(COND)를 기초로 전기에너지를 운동에너지로 변환하여 상기 구동륜들을 회전시키며, 상기 전기자동차가 운행할 수 있도록 한다. 전원소비 수단들(190)은 제3 제어 신호(CONP)에 기초하여 동작하고 구동모터(180) 이외에 전원을 소비하는 모든 장치들일 수 있으며, 예를 들어 주행 제어 장치, 오디오 장치, 네비게이션 장치, 조명 장치, 냉난방 장치, 속도계, 회전속도계(tacho meter), RPM(revolution per minute)계, 윈도우(window)용 모터, 와이퍼(wiper)용 모터, 도어락(door-lock) 모터 등을 포함할 수 있다.
제어 회로(150)는 배터리 잔량 표시 신호(BCIS)에 기초하여 전원소비 수단들(190)의 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어 회로(150)는 배터리 잔량 표시 신호(BCIS)와 배터리 기준 신호를 비교하여, 상기 배터리의 잔존 용량이 미리 정해진 기준값보다 큰 경우에 전원소비 수단들(190)을 정상 동작시키고 상기 배터리의 잔존 용량이 상기 미리 정해진 기준값보다 작은 경우에 전원소비 수단들(190) 중 적어도 하나의 구동을 중지시킨다. 예를 들어, 제어 회로(150)는 상기 배터리의 잔존 용량이 완전히 충전된 용량(즉, 완충 용량)의 약 40% 이하인 경우에 전원소비 수단들(190) 중 적어도 하나, 예를 들어 소비 전류가 큰 냉난방 장치 등의 구동을 중지시킬 수 있다.
제어 회로(150)는 제1 내지 제3 제어 신호들(CONB, COND, CONP)을 제공할 수 있으며, RS-485 통신 방식을 이용하여 다채널 전원공급장치(140), 구동모터(180) 및 전원소비 수단들(190)과 각각 통신을 수행할 수 있다.
전기자동차의 운행에 있어서 가장 중요한 사항은 구동모터(180)에 안정적으로 구동 전원(POWER_BAT)을 공급하는 것이다. 전원소비 수단들(190)이 과도하게 전원을 소비하여 구동모터(180)에 구동 전원(POWER_BAT)이 안정적으로 공급되지 않는다면, 전기자동차는 정상적으로 운행할 수 없다. 따라서, 제어 회로(150)는 실시간으로 다채널 전원공급장치(140)의 배터리의 잔존 용량을 체크하여 상기 배터리의 잔존 용량이 상기 미리 정해진 기준값보다 작은 경우에 전원소비 수단들(190) 중 적어도 하나의 구동을 중지시킴으로써, 구동모터(180)에 안정적으로 구동 전원(POWER_BAT)을 공급할 수 있으며, 따라서 전원관리 시스템(100)은 효율적인 전원관리를 수행할 수 있다.
태블릿 PC(160)는 제어 회로(150)와 연결되고, 사용자(즉, 운전자)가 제어 회로(150)의 동작을 제어하기 위한 인터페이스를 제공하며, 상기 전기자동차에 탈부착이 가능하다. 태블릿 PC(160)는 제어 회로(150)와 직접 연결될 수도 있고, 크래들(170)을 통하여 제어 회로(150)와 연결될 수도 있다. 크래들(170)은 태블릿 PC(160)와 제어 회로(150)를 전기적으로 연결시키는 역할 및 태블릿 PC(160)를 상기 전기자동차에 안정적으로 고정시키는 역할을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 태블릿 PC(160)는 상기 전기자동차의 현재 위치, 주행 속도, 배터리의 잔량 등과 같은 다양한 정보를 상기 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 태블릿 PC(160)를 통하여 전기자동차의 목적지를 입력하는 경우에, 제어 회로(150)는 현재 위치에서 목적지까지의 이동 거리를 연산하고, 상기 이동 거리 및 상기 다채널 전원공급장치(140)의 배터리의 잔존 용량에 기초하여 다채널 전원공급장치(140)의 충전시기를 연산하며, 상기 연산 결과(즉, 이동 거리 및 충전시기)를 태블릿 PC(160)를 통하여 사용자에게 제공하도록 할 수 있다. 상기와 같은 연산을 수행함에 있어서, 제1 발전 전압(ALTV) 및 제2 발전 전압(SUNV)의 레벨에 따른 자체 충전 가능 용량이 더 고려될 수 있다. 태블릿 PC(160)는 다채널 전원공급장치(140)의 소비 전류와 배터리 잔량을 백분율과 막대그래프로 나타낼 수 있으며, 다채널 전원공급장치(140)의 배터리 잔량을 체크하여 차량의 주행 가능 거리를 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 태블릿 PC(160)는 상기 사용자가 등록된 사용자인 경우에만 상기와 같은 다양한 정보들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 태블릿 PC(160)는 사용자 비밀번호 및/또는 사용자의 고유 아이디를 입력받은 후에 상기 입력된 비밀번호 및/또는 아이디가 상기 등록된 사용자의 비밀번호 및/또는 아이디와 일치하는 경우에만 상기의 다양한 정보들을 제공할 수 있다. 다른 예에서, 태블릿 PC(160)는 지문 인식 또는 안면 인식 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 상기 사용자가 상기 등록된 사용자인지 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 전원관리 시스템(100)은 탈부착이 가능한 태블릿 PC(160)를 포함함으로써, 상기 전기자동차를 운전하는 운전자에게 전기자동차의 운행에 필요한 다양한 정보들을 효율적으로 제공할 수 있으며, 운전자가 차량을 운행하는데 있어서 편리성 및 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 전기자동차의 전원관리 시스템에 포함되는 태블릿 PC 및 크래들의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 태블릿 PC(160)는 예를 들어 애플사의 아이패드(iPad) 또는 삼성전자주식회사의 갤럭시탭(Galaxy Tab)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 임의의 종류의 태블릿 PC들 중 하나일 수 있다.
태블릿 PC(160)는 크래들(170)에 장착될 수 있다. 크래들(170)은 상기 전기자동차에 고정되도록 부착될 수 있으며, 거치부(171), 충전단자(177) 및 통신 케이블(179)을 포함하여 형성될 수 있다.
거치부(171)는 태블릿 PC(160)가 장착되도록 상면부가 요입되어 형성될 수 있다. 거치부(171)는 좌우 양 측벽(173)과 하단부 측의 하부벽(175)에 의하여 한정되는 공간일 수 있다.
충전단자(177)는 상기 거치부(171)의 하단부 측에 형성될 수 있다. 즉, 충전단자(177)는 크래들(170)의 거치부(171)를 이루는 저면에서 돌출하여 일부가 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 충전단자(177)는 탄력적으로 지지되어 태블릿 PC(160)의 배터리 단자(미도시)와 매끄럽게 접촉할 수 있다. 상기와 같은 접촉에 의해, 다채널 전원공급장치(140)로부터 제공되는 구동 전원(POWER_BAT)이 태블릿 PC(160)에 전달되어 태블릿 PC(160)가 구동될 수 있다.
통신 케이블(179)은 태블릿 PC(160)와 제어 회로(150)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 일 실시예에서, 통신 케이블(179)은 RS-485 통신 방식의 통신 케이블일 수 있다.
도시하지는 않았지만, 크래들(170)은 태블릿 PC(160)를 안정적으로 고정하기 위한 고정 수단을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고정 수단은 거치부(171)의 좌우 양 측벽(173)에 형성되는 잠금돌기일 수도 있고, 좌우 양 측벽(173) 중 하나에 고정 결합되고 나머지 하나에 선택적으로 결착 결합되는 홀더일 수도 있다.
도 3은 도 1의 전기자동차의 전원관리 시스템에 포함되는 다채널 컨버터의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 다채널 컨버터(130)는 복수의 DC 변환부들(131a, 131b, ..., 131n)을 포함할 수 있다.
복수의 DC 변환부들(131a, 131b, ..., 131n)은 복수의 제1 발전 전압들(ALTV1, ALTV2, ..., ALTVn) 중 하나 및 복수의 제2 발전 전압들(SUNV1, SUNV2, ..., SUNVn) 중 하나를 변환하여 복수의 배터리 충전 전압들(BCV1, BCV2, ..., BCVn) 중 하나를 발생할 수 있다. 복수의 DC 변환부들(131a, 131b, ..., 131n)은 제1 내지 제n DC 변환부들(131a, 131b, ..., 131n)을 포함하고, 복수의 제1 발전 전압들(ALTV1, ALTV2, ..., ALTVn)은 제1 내지 제n 알터네이터 전압들(ALTV1, ALTV2, ..., ALTVn)을 포함하고, 복수의 제2 발전 전압들(SUNV1, SUNV2, ..., SUNVn)은 제1 내지 제n 태양광 발전 전압들(SUNV1, SUNV2, ..., SUNVn)을 포함하며, 복수의 배터리 충전 전압들(BCV1, BCV2, ..., BCVn)은 제1 내지 제n 배터리 충전 전압들(BCV1, BCV2, ..., BCVn)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 DC 변환부(131a)는 제1 알터네이터 전압(ALTV1) 및 제1 태양광 발전 전압(SUNV1)을 변환하여 제1 배터리 충전 전압(BCV1)을 발생할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 배터리 충전 전압(BCV1)은 제1 알터네이터 전압(ALTV1)에 기초하여 발생되는 제1 알터네이터 배터리 충전 전압 및 제1 태양광 발전 전압(SUNV1)에 기초하여 발생되는 제1 태양광 발전 배터리 충전 전압을 포함할 수 있다.
도 4는 도 3의 다채널 컨버터에 포함되는 제1 DC 변환부의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 4를 참조하면, 제1 DC 변환부(131a)는 제1 변환 블록(1311a) 및 제2 변환 블록(1313a)을 포함할 수 있다.
제1 변환 블록(1311a)은 복수의 제1 발전 전압들(ALTV1, ALTV2, ..., ALTVn) 중 하나인 제1 알터네이터 전압(ALTV1)을 스텝-다운(step down) 변환하여 복수의 배터리 충전 전압들(BCV1, BCV2, ..., BCVn) 중 하나인 제1 배터리 충전 전압(BCV1)을 발생할 수 있으며, 특히 제1 배터리 충전 전압(BCV1) 중 제1 알터네이터 배터리 충전 전압(BCV1a)을 발생할 수 있다. 제1 변환 블록(1311a)은 하나의 NJM2360칩(U63), 복수의 다이오드들(D27, D29, D30, D33), 복수의 저항들(R110, R112, R115, R117, R118, R121, R122, R123) 및 복수의 커패시터들(C64, C66, C68, C70)을 포함하여 구현될 수 있다.
제2 변환 블록(1313a)은 복수의 제2 발전 전압들(SUNV1, SUNV2, ..., SUNVn) 중 하나인 제1 태양광 발전 전압(SUNV1)을 스텝-다운 변환하여 복수의 배터리 충전 전압들(BCV1, BCV2, ..., BCVn) 중 하나인 제1 배터리 충전 전압(BCV1)을 발생할 수 있으며, 특히 제1 배터리 충전 전압(BCV1) 중 제1 태양광 발전 배터리 충전 전압(BCV1b)을 발생할 수 있다. 제2 변환 블록(1313a)은 하나의 NJM2360칩(U65), 복수의 다이오드들(D35, D37, D38, D41), 복수의 저항들(R126, R128, R130, R132, R134, R136, R138, R139) 및 복수의 커패시터들(C72, C74, C76, C78)을 포함하여 구현될 수 있다. 특히 제1 변환 블록(1311a)에 포함된 다이오드(D30) 및 제2 변환 블록(1313a)에 포함된 다이오드(D38)는 일반적인 스텝-다운 변환 회로에서는 확인할 수 없는 구성으로서, 상기의 다이오드들(D30, D38)은 다채널 전원공급장치(140)에 충전된 전압이 제1 및 제2 변환 블록들(1311a, 1313a)을 통하여 역으로 방전되는 것을 방지할 수 있다.
제1 DC 변환부(131a)는 예를 들어 전기자동차가 운행 중인 경우와 같이 제1 알터네이터 전압(ALTV1)의 레벨이 제1 태양광 발전 전압(SUNV1)의 레벨보다 높은 경우에는 제1 변환 블록(1311a)에서 생성된 제1 알터네이터 배터리 충전 전압(BCV1a)을 제1 배터리 충전 전압(BCV1)으로서 출력할 수 있으며, 이 경우 다채널 전원공급장치(140)는 제1 알터네이터 배터리 충전 전압(BCV1a)에 기초하여 충전될 수 있다. 또한 제1 DC 변환부(131a)는 예를 들어 전기자동차가 낮 시간에 주차중인 경우와 같이 상기 제1 태양광 발전 전압(SUNV1)의 레벨이 상기 제1 알터네이터 전압(ALTV1)의 레벨보다 높은 경우에는 제2 변환 블록(1313a)에서 생성된 제1 태양광 발전 배터리 충전 전압(BCV1b)을 제1 배터리 충전 전압(BCV1)으로서 출력할 수 있으며, 이 경우 다채널 전원공급장치(140)는 제1 태양광 발전 배터리 충전 전압(BCV1b)에 기초하여 충전될 수 있다. 다른 예에서, 다채널 전원공급장치(140)는 제1 알터네이터 배터리 충전 전압(BCV1a) 및 제1 태양광 발전 배터리 충전 전압(BCV1b) 모두에 기초하여 충전될 수도 있다. 즉, 제1 DC 변환부(131a)는 상황에 따라 선택적으로 제1 배터리 충전 전압(BCV1)을 발생함으로써 다채널 전원공급장치(140)를 열 발생 없이 효율적으로 충전시킬 수 있다.
도 4에서는 제1 DC 변환부(131a)만을 도시하였으나, 제2 내지 제n DC 변환부들(131b, ..., 131n) 역시 제1 DC 변환부(131a)와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다.
도 5는 도 1의 전기자동차의 전원관리 시스템에 포함되는 다채널 전원공급장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 다채널 전원공급장치(140)는 배터리 뱅크(141), 배터리 비교부(143), 전원 제어부(145), 전원 출력부(147) 및 배터리 충전부(149)를 포함할 수 있다. 배터리 뱅크(141)는 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)을 포함하며, 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)은 각각 내부에 배터리들을 포함하므로, 배터리 뱅크(141)는 n개의 배터리들을 포함할 수 있다.
배터리 뱅크(141) 내부에 포함되는 상기 n개의 배터리들은 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 각각 탈착이 가능한 형태로 구현될 수 있다. 다채널 전원공급장치(140)는 상기 복수의 배터리들의 탈착 여부를 판단하며, 상기 복수의 배터리들의 방전 정도를 파악하여 구동 전원(POWER_BAT)을 공급할 배터리(즉, 전원 공급 배터리)를 결정할 수 있다. 배터리들의 탈착 여부 및 방전 정도는 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 각각 포함된 배터리의 출력 전압(BAT) 레벨에 기초하여 판단될 수 있다.
제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)은 각각 포함하는 배터리의 출력 전압(BAT) 레벨에 기초하여 배터리 확인 신호(BAT_IN) 및 배터리 방전 신호(Q_BAT)를 발생하고 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)은 상기 배터리의 출력 전압(BAT) 레벨을 기 설정된 확인 전압 레벨과 비교하여 배터리 확인 신호(BAT_IN)를 각각 발생하고, 상기 배터리의 출력 전압(BAT) 레벨을 기 설정된 방전 전압 레벨과 비교하여 배터리 방전 신호(Q_BAT)를 각각 발생할 수 있다.
배터리 확인 신호(BAT_IN)는 배터리의 탈착 상태를 나타내며, 배터리 방전 신호(Q_BAT)는 배터리의 방전 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 배터리 확인 신호(BAT_IN)의 활성화는 배터리가 상응하는 배터리부에 장착되어 있음을 의미하고, 배터리 확인 신호(BAT_IN)의 비활성화는 배터리가 상응하는 배터리부에 장착되어 있지 않음을 의미할 수 있다. 또한, 배터리 방전 신호(Q_BAT)의 활성화는 배터리가 방전되어 있음을 의미하고, 배터리 방전 신호(Q_BAT)의 비활성화는 배터리가 방전되어 있지 않음을 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 확인 신호(BAT_IN)는 상기 배터리의 출력 전압(BAT) 레벨이 상기 기 설정된 확인 전압 레벨보다 높은 경우에 활성화될 수 있고, 상기 배터리의 출력 전압(BAT) 레벨이 상기 기 설정된 확인 전압 레벨보다 낮은 경우에 비활성화될 수 있다. 또한, 배터리 방전 신호(Q_BAT)는 상기 배터리의 출력 전압(BAT) 레벨이 상기 기 설정된 방전 전압 레벨보다 낮은 경우에 활성화될 수 있고, 상기 배터리의 출력 전압(BAT) 레벨이 기 설정된 방전 전압 레벨보다 높은 경우에 비활성화될 수 있다. 이 때, 확인 전압 레벨 및 방전 전압 레벨은 구동모터(180) 및 전원소비 수단들(190)에 요구되는 조건에 따라 사용자에 의하여 다양하게 결정될 수 있다.
배터리 비교부(143)는 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 각각 포함된 배터리의 출력 전압(BAT) 레벨을 비교함으로써 배터리 비교 신호(CMP)를 생성할 수 있다. 배터리 비교 신호(CMP)는 전원 제어부(145)에 제공되며, 배터리 제어 신호(BAT_CON)를 생성하는 기초가 될 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 비교 신호(CMP)는 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 각각 포함된 배터리의 출력 전압(BAT) 레벨을 감지하고, 이들을 서로 비교함으로써 생성될 수 있다. 다른 실시예에서, 배터리 비교 신호(CMP)는 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 포함된 배터리들 중에서 가장 출력 전압 레벨이 높은 배터리 정보 및/또는 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 포함된 배터리들 간의 출력 전압 레벨 비율에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리 비교 신호(CMP)는 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 포함된 배터리의 출력 전압(BAT) 레벨을 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 포함된 배터리의 출력 전압(BAT) 레벨의 합으로 나눈 값일 수 있다. 또한, 배터리 뱅크(141)가 두 개의 배터리부만을 포함하는 경우에는, 배터리 비교 신호(CMP)는 하나의 배터리의 출력 전압(BAT) 레벨을 다른 배터리의 출력 전압(BAT) 레벨로 나눈 값일 수도 있다.
전원 제어부(145)는 제어 회로(150)로부터 제1 제어 신호(CONB)를 수신하고, 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)로부터 각각 배터리 확인 신호(BAT_IN), 배터리 방전 신호(Q_BAT)를 수신하며, 배터리 비교부(143)로부터 배터리 비교 신호(CMP)를 수신함으로써, 배터리 제어 신호(BAT_CON) 및 배터리 잔량 표시 신호(BCIS)를 생성할 수 있다.
배터리 제어 신호(BAT_CON)는 배터리 뱅크(141)에 포함된 복수의 배터리들 중에서 전원 공급 배터리를 선택하는 기준을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 전원 공급 배터리를 선택하는 기준은, 복수의 배터리들 중에서 출력 전압 레벨이 가장 높은 배터리를 전원 공급 배터리로 선택하여 배터리 사용 시간을 최대화하고 출력 전압이 낮은 배터리들을 충전할 시간을 확보하도록 하는 방식, 또는 출력 전압 레벨이 가장 낮은 배터리를 전원 공급 배터리로 선택하고 이를 먼저 방전시킴으로써 충전을 필요로 하는 배터리들을 선별해내고 충전하도록 하는 방식 등을 포함할 수 있다. 이러한 전원 공급 배터리의 선택 기준은 구동모터(180) 및 전원소비 수단들(190)에 요구되는 조건에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 배터리 잔량 표시 신호(BCIS)는 제어 회로(150)에 제공되며, 제어 회로(150)는 배터리 잔량 표시 신호(BCIS)에 기초하여 전원소비 수단들(190)의 동작을 제어할 수 있다.
전원 출력부(147)는 배터리 제어 신호(BAT_CON)에 기초하여 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 포함된 배터리들 중에서 하나를 전원 공급 배터리로 선택하고, 전원 공급 배터리의 출력 전압(BAT)을 구동 전원(POWER_BAT)으로서 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 전원 출력부(147)는 배터리 뱅크(141)의 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 각각 연결되는 스위치들로 구성될 수 있으며, 배터리 제어 신호(BAT_CON)에 응답하여 전원 공급 배터리를 포함하고 있는 배터리부에 연결된 스위치를 턴온시키고, 다른 배터리부(즉, 전원 비공급 배터리)들에 연결된 스위치들을 턴오프시킬 수 있다. 복수의 배터리들 중에서 하나의 배터리가 구동모터(180) 및 전원소비 수단들(190)의 구동에 필요한 구동 전원(POWER_BAT)을 공급하는 경우, 다른 배터리들은 배터리 충전부(149)를 통해서 충전될 수 있다.
배터리 충전부(149)는 복수의 배터리 충전 전압들(BCV)에 기초하여 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 포함된 배터리들 중에서 전원 공급 배터리로 선택되지 않은 전원 비공급 배터리를 충전할 수 있다. 배터리 충전부(149)는 전원 비공급 배터리의 출력 전압(VB) 및 출력 전류(IB)에 기초하여 전원 비공급 배터리를 충전하기 위한 충전 전류(CI)를 발생할 수 있다. 일 실시예에서, 배터리 충전부(149)는 배터리 뱅크(141)에 포함되는 모든 배터리의 과충전을 방지하고 균일하게 충전시킬 수 있도록 각각의 배터리들을 밸런싱하는 전원 분리형 전압 및 전류 검출기의 형태로 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 배터리 충전부(149)는 외부에서 공급되는 직류 전원을 이용하여 전원 비공급 배터리를 충전하는 4단자 충전 모듈을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 다채널 전원공급장치(140)는 복수의 배터리들에 기초하여 동작하며, 복수의 배터리들이 번갈아 가면서 구동 전원(POWER_BAT)을 공급하게 함으로써, 배터리 방전에 의한 전원 부족으로 구동모터(180) 및 전원소비 수단들(190)이 동작하지 않는 문제점을 해결할 수 있다.
도 6은 도 5의 다채널 전원공급장치에 포함되는 배터리부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 배터리부는 배터리(1411), 방전 감지부(1413) 및 배터리 확인부(1415)를 포함할 수 있다.
배터리(1411)는 충전이 가능한 임의의 전압 제공 장치일 수 있으며, 탈착이 가능하여 배터리 확인부(1415)에 의해 탈착 상태가 확인될 수 있다. 배터리(1411)의 탈착 상태는 배터리(1411)의 출력 전압(BAT) 레벨에 기초하여 감지될 수 있다. 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 포함되는 배터리(1411)들의 충전 동작은 개별적으로 제어될 수 있으며, 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 포함되는 배터리(1411)들은 동시에 충전되거나, 출력 전압(BAT) 레벨에 기초하여 순차적으로 충전될 수 있다.
한편, 배터리(1411)는 4단자 망을 가지는 4단자 충전 모듈(미도시)에 의하여 충전될 수도 있다. 4단자 충전 모듈은 4단자 망을 통하여 배터리(1411)에 제공되는 입력 전압, 입력 전류, 출력 전압 및 출력 전류를 측정하여 배터리(1411)의 현재 출력 전압 및 출력 전류에 기초하여 열 발생을 제어하고 충전 정도를 확인할 수 있다.
방전 감지부(1413)는 배터리(1411)의 출력 전압(BAT) 레벨을 감지하여 배터리 방전 신호(Q_BAT)를 생성할 수 있다. 방전 감지부(1413)는 배터리(1411)의 전원이 구동모터(180) 및/또는 전원소비 수단들(190)에 제공됨에 따라 배터리(1411)의 출력 전압(BAT) 레벨이 변경될 때, 배터리(1411)의 출력 전압(BAT) 레벨이 기 설정된 방전 전압 레벨보다 낮아진 경우, 배터리 방전 신호(Q_BAT)를 활성화시킬 수 있다. 반면에, 방전 감지부(1413)는 배터리(1411)의 전원이 구동모터(180) 및/또는 전원소비 수단들(190)에 제공됨에 따라 배터리(1411)의 출력 전압(BAT) 레벨이 변경되더라도, 배터리(1411)의 출력 전압(BAT) 레벨이 기 설정된 방전 전압 레벨보다 높은 경우, 배터리 방전 신호(Q_BAT)를 비활성화시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 포함되는 배터리(1411)들 사이의 전원 공급 배터리의 변경은 배터리 방전 신호(Q_BAT)의 활성화 구간에서 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 기 설정된 방전 전압 레벨은 약 4.2V 정도일 수 있다. 이와 같이, 방전 감지부(1413)는 배터리 방전 신호(Q_BAT)가 활성화되면, 배터리(1411)가 구동모터(180) 및/또는 전원소비 수단들(190)을 구동할 수 없을 정도로 방전된 것으로 판단한다. 이후, 전원 제어부(145)는 배터리(1411)가 완전 방전되어 구동모터(180) 및/또는 전원소비 수단들(190)의 동작이 멈추는 것을 방지하기 위하여, 전원 공급 배터리가 변경되도록 전원 출력부(147)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 배터리 방전 신호(Q_BAT)는 제1 배터리 방전 신호(Q_BAT_1) 및 제 2 배터리 방전 신호(Q_BAT_2)를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명은 방전 판단을 위한 상이한 방전 전압 레벨을 갖는 기준 전압들에 기초하여 배터리(1411)의 출력 전압(BAT) 레벨을 감지할 수 있다. 예를 들어, 방전 감지부(1413)는 배터리(1411)의 출력 전압(BAT) 레벨을 기 설정된 제1 방전 전압 레벨과 비교하여 제1 배터리 방전 신호(Q_BAT_1)를 생성하고, 배터리(1411)의 출력 전압(BAT) 레벨을 기 설정된 제1 방전 전압 레벨보다 낮은 제2 방전 전압 레벨과 비교하여 제2 배터리 방전 신호(Q_BAT_2)를 생성할 수 있다.
방전 감지부(1413)는 배터리(1411)의 출력 전압(BAT) 레벨이 제1 방전 전압 레벨보다 낮은 경우에 제1 배터리 방전 신호(Q_BAT_1)를 활성화시키고, 배터리(1411)의 출력 전압(BAT) 레벨이 제1 방전 전압 레벨보다 높은 경우에 제1 배터리 방전 신호(Q_BAT_1)를 비활성화시킬 수 있다. 또한, 방전 감지부(1413)는 배터리(1411)의 출력 전압(BAT) 레벨이 제2 방전 전압 레벨보다 낮은 경우에 제2 배터리 방전 신호(Q_BAT_2)를 활성화시키고, 배터리(1411)의 출력 전압(BAT) 레벨이 제2 방전 전압 레벨보다 높은 경우에 제2 배터리 방전 신호(Q_BAT_2)를 비활성화시킬 수 있다.
이와 같이, 배터리(1411)의 전원이 구동모터(180) 및/또는 전원소비 수단들(190)에 제공되어 배터리(1411)의 출력 전압(BAT) 레벨이 낮아짐에 따라, 제1 배터리 방전 신호(Q_BAT_1)가 먼저 활성화된 이후, 제2 배터리 방전 신호(Q_BAT_2)가 활성화된다. 이 때, 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n)에 포함되는 배터리(1411)들 사이의 전원 공급 배터리의 변경은 제1 배터리 방전 신호(Q_BAT_1)의 활성화 구간과 제2 배터리 방전 신호(Q_BAT_2)의 비활성화 구간이 겹쳐지는 오버랩 구간에서 이루어질 수 있다. 이와 같이, 전원 공급 배터리가 완전 방전되기 이전에, 전원 공급 배터리를 다른 배터리로 변경하도록 함으로써 구동모터(180) 및/또는 전원소비 수단들(190)의 동작이 중지되지 않도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 오버랩 구간에서 전원 공급 배터리를 변경하여 전자 기기에 전원(POWER_BAT)을 계속적으로 공급함으로써, 전원 공급 배터리의 변경 시에 채터링(chattering)이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 다채널 전원공급장치(140)는 안정적인 전원(POWER_BAT)을 계속적으로 공급할 수 있다.
배터리 확인부(1415)는 배터리(1411)가 현재 제1 내지 제n 배터리부들(141a, 141b, ..., 141n) 각각에 장착되어 있는지 여부를 확인하여 배터리 확인 신호(BAT_IN)를 발생할 수 있다. 또한, 배터리 확인부(1415)는 배터리(1411)가 분리되었다가 다시 장착되는 경우, 배터리 방전 감지 초기화 신호(RST)를 활성화시킴으로써 방전 감지부(1413)를 초기화할 수 있다. 배터리 방전 감지 초기화 신호(RST)에 기초하여 방전 감지부(1413)가 초기화되면, 종전 배터리 방전 신호(Q_BAT)는 논리 상태 '로우'가 되는 등으로 초기화될 수 있다.
일 실시예에서, 방전 감지부(1413)는 복수의 비교기들, 복수의 저항들 및 플립플롭을 포함하여 구현될 수 있다. 배터리 확인부(1415)는 비교기, 복수의 저항들 및 커패시터를 포함하여 구현될 수 있다.
도 7은 도 5의 다채널 전원공급장치에 포함되는 배터리 충전부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 배터리 충전부(149)는 전원 분리형 전압 및 전류 검출기의 형태로 구현될 수 있으며, 전압 검출부(1491), 전류 검출부(1493), 충전 제어부(1495) 및 충전 전류 발생부(1497)를 포함할 수 있다.
전압 검출부(1491)는 배터리들의 전압(VB)을 검출하여 전압 검출 결과 신호(VS)를 각각 출력할 수 있다. 전압 검출 결과 신호(VS)는 충전 제어부(1495)가 충전 전류(CI)를 제어하기 위해 출력하는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 신호(PS)를 발생하는 데 사용될 수 있다. 전압 검출부(1491)는 배터리들의 전압(VB)을 기준 전압과 비교하여 그 차이에 상응하는 전압 검출 결과 신호(VS)를 각각 출력할 수 있다. 전류 검출 결과 신호(IS)와 함께 상기 전압 검출 결과 신호(VS)의 크기에 기초하여 충전 전류(CI)의 듀티비(duty ratio)가 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 전압 검출부(1491)는 비교기, 복수의 저항들 및 커패시터를 포함하여 구현될 수 있으며, 포토 커플러를 통해 전압 검출 결과 신호(VS)를 충전 제어부(1495)로 출력할 수 있다. 포토 커플러를 통해 전압 검출 결과 신호(VS)를 출력하는 경우에, 전압 검출부(1491) 및 충전 제어부(1495)가 전기적으로 절연된 상태에서 동작하므로 장치의 손상 및 오작동을 방지할 수 있다.
전류 검출부(1493)는 배터리들의 전류(IB)를 검출하여 전류 검출 결과 신호(IS)를 각각 출력할 수 있다. 전류 검출 결과 신호(IS)는 충전 제어부(1495)가 충전 전류(CI)를 제어하기 위해 출력하는 PWM 신호(PS)를 발생하는 데 사용될 수 있다. 전류 검출부(1493)는 배터리들의 전류(IB)를 기준 전류와 비교하여 그 차이에 상응하는 전류 검출 결과 신호(IS)를 각각 출력할 수 있다. 예를 들어, 전류 검출부(1493)는 배터리들의 전류(IB)를 검출하기 위해 배터리들의 전류(IB)를 전압의 형태인 변환 전압으로 바꿀 수 있다. 그리고 비교기를 통해 상기 변환 전압을 기준 전류에 상응하는 기준 전류 전압과 비교하여 그 차이에 기초하여 전류 검출 결과 신호(IS)를 출력할 수 있다. 전압 검출 결과 신호(VS)와 함께 상기 전류 검출 결과 신호(IS)의 크기에 기초하여 충전 전류(CI)의 듀티비가 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 전류 검출부(1493)는 복수의 비교기들, 복수의 저항들 및 복수의 커패시터들을 포함하여 구현될 수 있으며, 포토 커플러를 통해 전류 검출 결과 신호(IS)를 충전 제어부(1495)로 출력할 수 있다. 포토 커플러를 통해 전류 검출 결과 신호(IS)를 출력하면 전류 검출부(1493) 및 충전 제어부(1495)가 전기적으로 절연된 상태에서 동작하며, 특히 다채널 전원공급장치(140) 내에서 다채널로 배열된 배터리들의 접지와 충전 제어부(1495)의 접지가 절연된 상태에서 동작하므로 장치의 손상 및 오작동을 방지할 수 있다.
충전 제어부(1495)는 전압 검출 결과 신호(VS) 및 전류 검출 결과 신호(IS)에 기초하여 충전 전류(CI)를 제어하기 위한 PWM 신호(PS)를 출력할 수 있다. 충전 전류(CI)가 PWM 형태로 출력되는 경우, 충전 제어부(1495)는 전압 검출 결과 신호(VS) 및 전류 검출 결과 신호(IS)에 기초하여 충전 전류(CI)의 듀티비를 조절할 수 있다. 이를 위해, 충전 제어부(1495)는 충전 전류 발생부(1497)로 출력되는 PWM 신호(PS)의 듀티비를 조절할 수 있다. 이에 따라, 충전 전류 발생부(1497)는 충전 제어부(1495)로부터 입력되는 PWM 신호(PS)의 듀티비와 동일한 듀티비를 갖는 충전 전류(CI)를 출력할 수 있으며, 충전 제어부(1495)에서 출력되는 PWM 신호(PS)에 의해 충전 전류(CI)가 제어될 수 있다.
충전 전류 발생부(1497)는 복수의 배터리 충전 전압들(BCV) 및 PWM 신호(PS)에 기초하여 전원 비공급 배터리에 공급되는 충전 전류(CI)를 제어할 수 있다. 충전 전류(CI)는 PWM 형태의 파형을 가질 수 있으며, 충전 전류(CI)의 레벨은 충전 전류(CI)의 듀티비를 조절함으로써 제어 가능하다. 상기 듀티비는 충전 제어부(1495)에서 조절될 수 있고, 충전 전류 발생부(1497)는 조절된 듀티비에 상응하는 전류를 증폭하여 다이오드를 통하여 출력할 수 있다. 이를 위해, 충전 전류 발생부(1497)는 적어도 하나 이상의 전류 증폭부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 충전 전류 발생부(1497)는 복수의 바이폴라 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)들, 복수의 저항들 및 복수의 커패시터들을 포함하여 구현될 수 있으며, 포토 커플러를 통해 PWM 신호(PS)를 충전 제어부(1495)로부터 입력 받을 수 있다. 포토 커플러를 통해 PWM 신호(PS)가 충전 전류 발생부(1497)로 입력되는 경우에, 충전 제어부(1495) 및 충전 전류 발생부(1497)가 전기적으로 절연된 상태에서 동작하므로 장치의 손상 및 오작동을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 전압 검출부(1491), 전류 검출부(1493) 및 충전 전류 발생부(1497)가 포토 커플러를 포함하여 구현됨으로써, 배터리 측의 전원과 충전 제어부(1495) 측의 전원이 포토 커플러를 통해 분리되어 안정적인 전압 및 전류 검출 및 배터리 충전을 수행할 수 있고, 직렬로 연결된 배터리들의 단자 전압 및 기준 전압을 배터리마다 다르게 설정하여 정확한 배터리 밸런싱을 수행할 수 있으며, 전압 검출 결과 신호(VB) 및 전류 검출 결과 신호(IB)를 기초로 각 배터리들의 충전을 수행하므로 더욱 신속하고 안정적으로 배터리의 충전 및 밸런싱을 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 전기자동차(200)는 구동모터(280), 복수의 구동륜들(201a, 201b, 202a, 202b), 복수의 알터네이터들(210a, 210b, 210c, 210d), 다채널 태양광 충전 모듈(220), 다채널 컨버터(230), 다채널 전원공급장치(240), 제어 회로(250) 및 태블릿 PC(260)를 포함한다. 전기자동차(200)는 크래들(270), 전원소비 수단들(290), 전륜축(201c), 후륜축(202c), 복수의 체인들(212a, 212b, 212c, 212d), 모터구동축(282) 및 트랜스미션(284)을 더 포함할 수 있다.
구동모터(280)는 구동 전원(POWER_BAT) 및 제2 제어 신호(COND)를 기초로 전기에너지를 운동에너지(즉, 회전에너지)로 변환하여 전기자동차(200)가 주행할 수 있도록 한다. 구동모터(280)는 모터구동축(282)을 회전시키며, 모터구동축(282)의 회전에너지는 트랜스미션(284)을 통하여 적절한 기어비에 의해 구동륜들(201a, 201b)에 제공된다. 도 8에서는 전륜구동인 경우를 도시하였으나, 실시예에 따라서 후륜구동의 경우에는 모터구동축(282)의 회전에너지가 구동륜들(202a, 202b)에 제공될 수 있고, 사륜구동의 경우에는 모터구동축(282)의 회전에너지가 구동륜들(201a, 201b, 202a, 202b)에 제공될 수 있다.
복수의 구동륜들(201a, 201b, 202a, 202b)은 구동모터(280)의 회전 운동에 상응하여 전기자동차(200)가 주행하도록 회전한다. 복수의 구동륜들(201a, 201b, 202a, 202b)은 전륜축(201c)의 양쪽 끝에 연결되고, 전륜축(201c)의 회전 시에 회전하여 지면과의 마찰력에 의해 전기자동차(200)를 주행하도록 하는 전륜(201a, 201b) 및 후륜축(202c)의 양쪽 끝에 연결되는 후륜(202a, 202b)을 포함할 수 있다.
복수의 알터네이터들(210a, 210b, 210c, 210d)은 복수의 구동륜들(201a, 201b, 202a, 202b)에 부착되며, 복수의 구동륜들(201a, 201b, 202a, 202b)의 회전에너지에 상응하는 복수의 제1 발전 전압들(ALTV)을 발생한다. 복수의 알터네이터들(210a, 210b, 210c, 210d)은 복수의 체인들(212a, 212b, 212c, 212d) 중 하나를 통하여 전륜축(201c) 또는 후륜축(202c)과 연결되며, 회전에너지를 공급받을 수 있다. 예를 들어, 제1 알터네이터(210a)는 제1 체인(212a)을 통하여 전륜축(201c)과 연결되고, 제1 체인(212a)을 통하여 전륜(201a, 201b)의 회전에너지를 공급받으며, 전륜(201a, 201b)의 회전에너지에 상응하는 발전 전압을 발생할 수 있다.
다채널 태양광 충전 모듈(220)은 전기자동차(200)에 입사되는 태양광을 기초로 광전 변환을 수행하여 복수의 제2 발전 전압들(SUNV)을 발생한다. 다채널 컨버터(230)는 복수의 제1 발전 전압들(ALTV) 및 복수의 제2 발전 전압들(SUNV)을 변환하여 복수의 배터리 충전 전압들(BCV)을 발생한다. 다채널 전원공급장치(240)는 제1 제어 신호(CONB)에 기초하여 동작하고, 복수의 배터리 충전 전압들(BCV)에 기초하여 충전되고, 구동모터(280) 및 전원소비 수단들(290)에 구동 전원(POWER_BAT)을 제공하며, 배터리의 잔존 용량을 나타내는 배터리 잔량 표시 신호(BCIS)를 발생한다.
제어 회로(250)는 배터리 잔량 표시 신호(BCIS)와 배터리 기준 신호를 비교하여, 상기 배터리의 잔존 용량이 미리 정해진 기준값보다 큰 경우에 전원소비 수단들(290)을 정상 동작시키고 상기 배터리의 잔존 용량이 상기 미리 정해진 기준값보다 작은 경우에 전원소비 수단들(290) 중 적어도 하나의 동작을 중지시킨다. 전원소비 수단들(290)은 제3 제어 신호(CONP)에 기초하여 동작하고 구동모터(280) 이외에 전원을 소비하는 모든 장치들일 수 있다. 태블릿 PC(260)는 제어 회로(250)와 연결되고, 운전자가 제어 회로(250)의 동작을 제어하기 위한 인터페이스를 제공하며, 전기자동차(200)에 탈부착이 가능하다. 크래들(270)은 태블릿 PC(260)가 장착되며, 태블릿 PC(160)와 제어 회로(150)를 전기적으로 연결시킨다.
복수의 알터네이터들(210a, 210b, 210c, 210d), 다채널 태양광 충전 모듈(220), 다채널 컨버터(230), 다채널 전원공급장치(240), 제어 회로(250), 태블릿 PC(260), 크래들(270), 구동모터(280) 및 전원소비 수단들(290)은 각각 도 1의 알터네이터(110), 다채널 태양광 충전 모듈(120), 다채널 컨버터(130), 다채널 전원공급장치(140), 제어 회로(150), 태블릿 PC(160), 크래들(170), 구동모터(180) 및 전원소비 수단들(190)과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 8에서는 네 개의 구동륜들(201a, 201b, 202a, 202b)을 포함하는 사륜 전기자동차(200)가 도시되었으나, 본 발명의 실시예들에 따른 전기자동차는 임의의 개수의 구동륜을 가질 수 있으며, 버스, 트럭, 승합차, 승용차, SUV 등과 같은 다양한 종류의 차량 중 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 전기자동차의 전원관리 시스템은 전기자동차에 적용되어 효율적인 전원관리를 수행할 수 있으며, 운전자의 편리성 및 운행의 안전성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (8)

  1. 전기자동차의 전원을 관리하는 전원관리 시스템으로서,
    상기 전기자동차의 구동륜에 상응하도록 구비되고, 상기 구동륜의 회전에너지에 상응하는 복수의 제1 발전 전압들을 발생하는 알터네이터(alternator);
    상기 전기자동차에 입사되는 태양광을 기초로 광전 변환을 수행하여 복수의 제2 발전 전압들을 발생하는 다채널 태양광 충전 모듈;
    상기 복수의 제1 발전 전압들 및 상기 복수의 제2 발전 전압들을 변환하여 복수의 배터리 충전 전압들을 발생하는 다채널 컨버터;
    상기 복수의 배터리 충전 전압들에 기초하여 충전되고, 상기 전기자동차에 포함되는 구동모터 및 전원소비 수단들에 구동 전원을 공급하며, 배터리의 잔존 용량을 나타내는 배터리 잔량 표시 신호를 발생하는 다채널 전원공급장치;
    상기 배터리 잔량 표시 신호와 배터리 기준 신호를 비교하여, 상기 배터리의 잔존 용량이 미리 정해진 기준값보다 큰 경우에 상기 전원소비 수단들을 정상 동작시키고 상기 배터리의 잔존 용량이 상기 미리 정해진 기준값보다 작은 경우에 상기 전원소비 수단들 중 적어도 하나의 구동을 중지시키는 제어 회로; 및
    상기 제어 회로와 연결되고, 사용자가 상기 제어 회로의 동작을 제어하기 위한 인터페이스를 제공하며, 상기 전기자동차에 탈부착이 가능한 태블릿 PC(personal computer)를 포함하고,
    상기 다채널 컨버터는 상기 복수의 제1 발전 전압들 중 하나 및 상기 복수의 제2 발전 전압들 중 하나를 변환하여 상기 복수의 배터리 충전 전압들 중 하나를 발생하는 복수의 DC 변환부들을 포함하고, 상기 복수의 DC 변환부들 각각은,
    상기 복수의 제1 발전 전압들 중 하나를 스텝-다운(step down) 변환하여 상기 복수의 배터리 충전 전압들 중 하나를 발생하는 제1 변환 블록; 및
    상기 복수의 제2 발전 전압들 중 하나를 스텝-다운 변환하여 상기 복수의 배터리 충전 전압들 중 하나를 발생하는 제2 변환 블록을 포함하며,
    상기 다채널 전원공급장치는,
    배터리의 출력 전압 레벨을 기 설정된 확인 전압 레벨과 비교하여 상기 배터리의 탈착 상태를 나타내는 배터리 확인 신호를 각각 발생하고, 상기 배터리의 출력 전압 레벨을 기 설정된 제1 방전 전압 레벨 및 상기 제1 방전 전압 레벨보다 낮은 제2 방전 전압 레벨과 비교하여 상기 배터리의 방전 여부를 나타내는 제1 및 제2 배터리 방전 신호를 각각 발생하는 복수의 배터리부들;
    상기 배터리부들로부터 감지되는 상기 배터리의 출력 전압 레벨을 서로 비교하여 배터리 비교 신호를 발생하는 배터리 비교부;
    상기 배터리 확인 신호, 상기 제1 및 제2 배터리 방전 신호 및 상기 배터리 비교 신호에 기초하여 배터리 제어 신호 및 상기 배터리 잔량 표시 신호를 발생하는 전원 제어부;
    상기 배터리 제어 신호에 기초하여 상기 배터리부들 중의 하나에 구비된 배터리를 전원 공급 배터리로 선택하여 상기 구동 전원을 공급하는 전원 출력부; 및
    상기 복수의 배터리 충전 전압들에 기초하여 상기 복수의 배터리부들에 각각 구비된 상기 배터리들 중에서 상기 전원 공급 배터리로 선택되지 않은 전원 비공급 배터리를 충전하는 배터리 충전부를 포함하고,
    상기 제1 배터리 방전 신호의 활성화 구간과 상기 제2 배터리 방전 신호의 비활성화 구간이 겹쳐지는 오버랩 구간에서 상기 전원 공급 배터리가 변경되는 전기자동차의 전원관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 태블릿 PC가 장착되는 크래들(cradle)을 더 포함하고, 상기 크래들은,
    상기 태블릿 PC가 장착되도록 요입된 거치부;
    상기 태블릿 PC의 배터리 단자와 접촉하여 상기 태블릿 PC에 상기 구동 전원을 공급하도록 상기 거치부에 돌출 형성된 충전단자; 및
    상기 태블릿 PC와 상기 제어 회로를 전기적으로 연결시키는 통신 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 전원관리 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 배터리 방전 신호는 상기 배터리의 출력 전압 레벨이 상기 제1 방전 전압 레벨보다 낮은 경우에 활성화되고 상기 배터리의 출력 전압 레벨이 상기 제1 방전 전압 레벨보다 높은 경우에 비활성화되고,
    상기 제2 배터리 방전 신호는 상기 배터리의 출력 전압 레벨이 상기 제2 방전 전압 레벨보다 낮은 경우에 활성화시키고, 상기 배터리의 출력 전압 레벨이 상기 제2 방전 전압 레벨보다 높은 경우에 비활성화되며,
    상기 배터리 확인 신호는 상기 배터리의 출력 전압 레벨이 상기 확인 전압 레벨보다 높은 경우에 활성화되고 상기 배터리의 출력 전압 레벨이 상기 확인 전압 레벨보다 낮은 경우에 비활성화되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 전원관리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 충전부는,
    상기 복수의 배터리부들에 각각 구비된 상기 배터리들의 전압을 기준 전압과 비교하여 전압 검출 결과 신호를 각각 출력하는 전압 검출부;
    상기 배터리들의 전류를 기준 전류와 비교하여 전류 검출 결과 신호를 각각 출력하는 전류 검출부;
    상기 전압 검출 결과 신호 및 상기 전류 검출 결과 신호에 기초하여 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM) 신호를 발생하는 충전 제어부; 및
    상기 복수의 배터리 충전 전압들 및 상기 PWM 신호에 기초하여 충전 전류를 상기 전원 비공급 배터리에 공급하는 충전 전류 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 전원관리 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 사용자가 상기 태블릿 PC를 통하여 상기 전기자동차의 목적지를 입력하는 경우에, 현재 위치에서 목적지까지의 이동 거리를 연산하고, 상기 이동 거리 및 상기 배터리의 잔존 용량에 기초하여 상기 다채널 전원공급장치의 충전시기를 연산하며, 상기 연산 결과를 상기 태블릿 PC를 통하여 제공하도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 전원관리 시스템.
  8. 구동모터를 이용하여 구동되는 전기자동차에 있어서,
    상기 구동모터의 회전에너지에 상응하여 상기 전기자동차가 운행하도록 회전하는 복수의 구동륜들;
    상기 복수의 구동륜들에 상응하도록 구비되고, 상기 복수의 구동륜들의 회전에너지에 상응하는 복수의 제1 발전 전압들을 발생하는 복수의 알터네이터(alternator)들;
    상기 전기자동차에 입사되는 태양광을 기초로 광전 변환을 수행하여 복수의 제2 발전 전압들을 발생하는 다채널 태양광 충전 모듈;
    상기 복수의 제1 발전 전압들 및 상기 복수의 제2 발전 전압들을 변환하여 복수의 배터리 충전 전압들을 발생하는 다채널 컨버터;
    상기 복수의 배터리 충전 전압들에 기초하여 충전되고, 상기 전기자동차에 포함되는 상기 구동모터 및 전원소비 수단들에 구동 전원을 공급하며, 배터리의 잔존 용량을 나타내는 배터리 잔량 표시 신호를 발생하는 다채널 전원공급장치;
    상기 배터리 잔량 표시 신호와 배터리 기준 신호를 비교하여, 상기 배터리의 잔존 용량이 미리 정해진 기준값보다 큰 경우에 상기 전원소비 수단들을 정상 동작시키고 상기 배터리의 잔존 용량이 상기 미리 정해진 기준값보다 작은 경우에 상기 전원소비 수단들 중 적어도 하나의 구동을 중지시키는 제어 회로; 및
    상기 제어 회로와 연결되고, 사용자가 상기 제어 회로의 동작을 제어하기 위한 인터페이스를 제공하며, 상기 전기자동차에 탈부착이 가능한 태블릿 PC(personal computer)를 포함하고,
    상기 다채널 전원공급장치는,
    배터리의 출력 전압 레벨을 기 설정된 확인 전압 레벨과 비교하여 상기 배터리의 탈착 상태를 나타내는 배터리 확인 신호를 각각 발생하고, 상기 배터리의 출력 전압 레벨을 기 설정된 제1 방전 전압 레벨 및 상기 제1 방전 전압 레벨보다 낮은 제2 방전 전압 레벨과 비교하여 상기 배터리의 방전 여부를 나타내는 제1 및 제2 배터리 방전 신호를 각각 발생하는 복수의 배터리부들;
    상기 배터리부들로부터 감지되는 상기 배터리의 출력 전압 레벨을 서로 비교하여 배터리 비교 신호를 발생하는 배터리 비교부;
    상기 배터리 확인 신호, 상기 제1 및 제2 배터리 방전 신호 및 상기 배터리 비교 신호에 기초하여 배터리 제어 신호 및 상기 배터리 잔량 표시 신호를 발생하는 전원 제어부;
    상기 배터리 제어 신호에 기초하여 상기 배터리부들 중의 하나에 구비된 배터리를 전원 공급 배터리로 선택하여 상기 구동 전원을 공급하는 전원 출력부; 및
    상기 복수의 배터리 충전 전압들에 기초하여 상기 복수의 배터리부들에 각각 구비된 상기 배터리들 중에서 상기 전원 공급 배터리로 선택되지 않은 전원 비공급 배터리를 충전하는 배터리 충전부를 포함하고,
    상기 제1 배터리 방전 신호의 활성화 구간과 상기 제2 배터리 방전 신호의 비활성화 구간이 겹쳐지는 오버랩 구간에서 상기 전원 공급 배터리가 변경되는 전기자동차.
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