KR101405196B1 - 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치 및 방법 - Google Patents

하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 전기자동차의 운행중 충돌, 화재, 누전 발생 등을 포함하는 위급 상황이 발생되는 경우 시스템의 비상 정지를 안정되게 제공할 수 있도록 하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어방법이 개시된다.
본 발명은 전원단의 출력을 단속하는 메인릴레이와 전력반도체 스위치 소자로 구성되는 고전압 부품, 차량의 운행중 위급 상황 발생을 검출하는 위험감지기 및 메인 릴레이와 고전압 부품의 전력반도체 스위치 소자를 제어하는 차량제어기를 포함하는 하이브리드 전기자동차의 제어방법에 있어서, 고전압 부품 및 차량제어기는 위험감지부로부터 위급 상황 신호가 검출되는지 판단하는 과정; 고전압 부품 및 차량제어기에 위급 상황 신호가 검출되면 고전압 부품은 전력반도체 스위치 소자를 오프시키고, 차량제어기는 메인릴레이를 오프시켜 전원단 출력을 차단시키는 과정을 포함한다.

Description

하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치 및 방법{EMERGENCY CONTROL SYSTEM FOR HYBRID ELECTRIC VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 하이브리드 전기자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하이브리드 전기자동차의 운행중 충돌, 화재, 누전 발생 등을 포함하는 위급 상황이 발생되는 경우 시스템의 비상 정지를 안정되게 제공할 수 있도록 하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
차량에 대한 끊임없는 연비 향상의 요구와 각 나라의 배출가스 규제 강화에 따라 친환경 자동차에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이에 대한 현실적인 대안으로 하이브리드 전기자동차가 제공되고 있다.
하이브리드 전기자동차는 좁은 의미로, 연료전지 자동차, 전기자동차와 구별될 수 있으나, 본 명세서에서 하이브리드 전기자동차의 의미는 순수 전기자동차와 연료전지 자동차를 포괄하는 것으로 하나 이상의 배터리가 구비되고, 배터리에 저장된 에너지가 자동차의 구동력으로 사용되는 자동차를 지칭한다.
전기를 구동력으로 사용하는 하이브리드 전기자동차에는 운행중 충돌이나 추돌, 화재, 누전, 내부 시스템의 심각한 손상과 같이 위급한 상황이 발생되는 경우 배터리의 고전압으로부터 운전자 및 동승자를 안전하게 보호하기 위해 차량을 긴급하게 정지시키는 기술들이 적용되고 있다.
종래의 하이브리드 전기자동차에서 차량제어기는 운전자 인터페이스에 위치한 비상 스위치 혹은 충돌센서나 화염감지센서, 절연센서, 수소감지센서 등을 포함하는 위험감지센서로부터 인가되는 신호를 분석하여 위급한 상황으로 진단되는 경우 먼저 하드웨어적으로 연료전지, 수퍼캡, 고전압 배터리 등을 포함하는 에너지 소스단의 출력을 차단하기 위해 고전압 릴레이를 오픈시킨다.
이후, 연료공급과 관련된 엑추에이터 전원을 끊어주는 동시에 위급한 상황의 발생으로 인하여 비상정지가 실행되었음을 설정된 소정의 방식으로 운전자 및 동승자에게 통지한다.
도 3은 종래의 연료전지 전기 안전 시스템을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 연료전지 차량이 운행되는 상태에서 차량의 충돌이 발생되면 충돌센서(50)는 충돌 신호를 제어기(60)에 제공한다.
제어기(60)는 충돌 신호가 감지되면 연료전지(10)와 구동부(70)를 전기적으로 연결하는 고전압릴레이(30)를 오픈시켜 구동부(70)로 공급되는 연료전지(10)의 출력을 차단한다.
그리고, 연료전지(10)와 전기저장수단인 수퍼캐패시터(20)를 전기적으로 연결하는 충돌감지릴레이(40)를 온시켜 연료전지(10)에서 발생하는 남은 에너지를 충전하도록 하고 있다.
이러한 시스템 구조는 비상정지 상황이 발생하는 경우 연료전지, 수퍼캡, 고전압 배터리 등을 포함하는 에너지 소스단의 고전압릴레이를 오픈하는 구조로 되어 있어 고전압릴레이가 오픈될 때 모터나 DC/DC컨버터 등을 포함하는 고전압 부품들이 구동중에 있기 때문에 많은 전류가 흐르는 상태에서 고전압릴레이를 차단하게 되므로, 아크가 발생되어 고전압릴레이의 융착을 발생시킬 위험성이 높다.
고전압릴레이의 융착이 발생되는 경우 차량 전체에 계속적으로 고전압이 공급되는 상태가 유지되어 화재 및 감전과 같은 2차 사고를 발생시킬 수 있는 위험성이 높아져 전기안전에 치명적인 문제가 발생할 수 있다.
또한, 고전압릴레이의 융착이 발생한 것을 모르고 차량을 계속 운전하게 되면 정상적인 전원 차단이 불가하므로, 하이브리드 전기자동차의 운행에서 치명적인 위험을 발생시킬 수 있다.
공개특허공보 제10-2011-0057715호(2011.06.01.)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 그 목적은 하이브리드 전기자동차의 운행중에 위급한 상황이 발생되어 비상정지가 요구되는 경우 고전압 부품들의 구동을 먼저 정지시킨 다음 고전류가 흐르지 않는 상태에서 고전압릴레이를 오픈시켜 고전압릴레이의 융착 발생 없이 안정적인 전원 차단을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따르는 특징은 모터 구동에 필요한 전기를 공급하는 에너지 소스; 에너지 소스의 출력을 단속하는 메인릴레이; 전력반도체 스위치 소자로 구성되는 고전압 부품; 차량의 운행중 위급 상황 발생을 검출하는 위험감지부; 메인 릴레이와 고전압 부품을 구성하는 전력반도체 스위치 소자의 스위칭을 제어하는 차량제어기를 포함하고,
상기 차량제어기는 위험감지부로부터 위급 상황이 검출되어 비상 정지가 요구되면 고전압 부품을 구성하는 전력반도체 스위치 소자의 스위칭 동작을 중지시키고, 메인릴레이를 오프시켜 에너지 소스의 전압 출력을 차단시키는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치가 제공된다.
상기 위험감지부는 차량의 충돌, 화재, 수소누출, 전기 절연 파괴에 따른 누전을 포함하는 위급 상황을 검출할 수 있다.
상기 위험감지부와 차량제어기 및 고전압 부품은 신호선 또는 네트워크로 연결될 수 있다.
상기 고전압 부품의 내부에는 상기 위험감지부에서 제공되는 위급 상황의 신호에 따라 전력반도체 스위치 소자의 스위칭을 오프시키는 논리회로가 구성될 수 있다.
상기 고전압 부품의 내부에 구성되는 논리회로는 위험감지부로부터 위급 상황의 신호가 인가되면 차량제어기에서 인가되는 전력반도체 스위치 소자의 스위칭 제어 명령인 PWM신호의 전달을 차단할 수 있다.
상기 고전압 부품의 내부에 구성되는 논리회로는 위험감지부로부터 위급 상황의 신호가 인가되면 전력반도체 스위치 소자의 게이팅 전원을 차단할 수 있다.
상기 고전압 부품의 내부에 구성되는 논리회로는 위험감지부로부터 위급 상황의 신호가 인가되면 전력반도체 스위치 소자의 소오스로 입력되는 전원을 차단할 수 있다.
상기 고전압 부품은 전압을 승압 혹은 강압시키는 DC/DC컨버터와 DC전압을 3상 전압으로 변환시키는 인버터를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 하이브리드 전기자동차의 운행에서 차량의 충돌, 화재, 수소누출, 전기 절연 파괴에 따른 누전을 포함하는 위급 상황을 검출하는 과정; 상기 위급 상황이 검출되면 고전압 부품을 구성하는 전력반도체 스위치 소자를 오프시키는 과정; 에너지 소스의 출력단에 구성되는 메인릴레이를 오프시켜 모터에 공급되는 전압을 차단하는 과정을 포함하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 모터 구동에 필요한 전기를 공급하는 전원단; 전원단의 출력을 단속하는 메인릴레이; 전력반도체 스위치 소자로 구성되는 고전압 부품; 차량의 운행중 위급 상황 발생을 검출하는 위험감지부; 메인 릴레이의 온/오프와 고전압 부품을 구성하는 전력반도체 스위치의 스위칭을 제어하는 차량제어기를 포함하며,
상기 위험감지부는 위급 상황 정보를 신호선 혹은 네트워크로 연결되는 차량제어기와 상기 고전압 부품에 제공하고, 상기 고전압 부품은 상기 위험감지부의 위급 상황 신호에 따라 전력반도체 스위치 소자를 오프시키고, 상기 차량제어기는 상기 위험감지부의 위급 상황 신호에 따라 메인릴레이를 오프시켜 전원단 출력을 차단시키는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치가 제공된다.
상기 고전압 부품은 상기 위험감지부에서 제공되는 위급 상황의 신호에 따라 전력반도체 스위치 소자를 오프시키는 논리회로를 포함할 수 있다.
상기 고전압 부품은 위험감지부로부터 위급 상황의 신호가 인가되면 전력반도체 스위치 소자에 인가되는 차량제어기의 제어 명령을 차단할 수 있다.
상기 고전압 부품은 위험감지부로부터 위급 상황의 신호가 인가되면 전력반도체 스위치 소자의 게이팅 전원을 차단할 수 있다.
상기 고전압 부품은 위험감지부로부터 위급 상황의 신호가 인가되면 전력반도체 스위치 소자의 입력되는 전원을 차단할 수 있다.
상기 고전압 부품은 전압을 승압 혹은 강압시키는 컨버터와 DC전압을 3상 전압으로 변환시키는 인버터를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 전원단의 출력을 단속하는 메인릴레이와 전력반도체 스위치 소자로 구성되는 고전압 부품, 차량의 운행중 위급 상황 발생을 검출하는 위험감지기 및 메인 릴레이와 고전압 부품의 전력반도체 스위치 소자를 제어하는 차량제어기를 포함하는 하이브리드 전기자동차의 제어방법에 있어서,
상기 고전압 부품 및 차량제어기는 위험감지부로부터 위급 상황 신호가 검출되는지 판단하는 과정; 상기 고전압 부품 및 차량제어기에 위급 상황 신호가 검출되면 고전압 부품은 전력반도체 스위치 소자를 오프시키고, 상기 차량제어기는 메인릴레이를 오프시켜 전원단 출력을 차단시키는 과정을 포함하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어방법이 제공된다.
상기 고전압 부품은 전력반도체 스위치 소자에 인가되는 차량제어기의 제어 명령을 차단하여 스위칭 오프시킬 수 있다.
상기 고전압 부품은 전력반도체 스위치 소자의 게이팅 전원을 차단하여 스위칭 오프시킬 수 있다.
상기 고전압 부품은 전력반도체 스위치 소자의 입력되는 전원을 차단하여 스위칭 오프시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 하이브리드 전기자동차의 비상 정지상황에서 많은 전류를 소모하는 부품인 인버터와 DC/DC컨버터의 반도체 스위칭소자(IGBT, FET 등)에 대한 구동을 정지시키면 수 ㎲ 이내에 효과적으로 부품 출력을 완벽히 차단할 수 있어 고전압릴레이의 융착 없이 안정적인 전원 차단을 제공할 수 있다.
본 발명은 고전압 부품에서 회로적으로 전력반도체 소자의 스위칭을 중단할 수 있어 충돌이나 화재로 인한 제어기 손상 발생시에도 효과적으로 전력 사용을 중지할 수 있으므로 운전자의 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기자동차의 비상 제어절차를 도시한 흐름도이다.
도 3은 종래의 연료전지 전기 안전 시스템을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 에너지 소스(101), 제1DC/DC컨버터(102), 고전압배터리(103), 제2DC/DC컨버터(104), 저전압배터리(105), 인버터(106), 모터(107), 메인릴레이(108), 위험감지부(109) 및 차량제어기(110)를 포함한다.
에너지 소스(101)는 연료전지, 수퍼캡, 고전압 배터리 중 어느 하나를 의미하며, 모터(107)의 구동에 필요한 전기를 제공한다.
제1DC/DC컨버터(102)와 제2DC/DC컨버터(104)는 전력반도체 스위치 소자인 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), FET(Field Effect Transistor) 중 어느 하나로 구성되고, 차량제어기(110)에서 인가되는 제어신호에 따라 스위칭되어 전압을 승압 혹은 강압시키는 DC/DC컨버팅을 실행한다.
상기 제1DC/DC컨버터(102)는 에너지 소스(101)에서 공급되는 전압 및 회생제동으로 인버터(106)에서 공급되는 전압을 차량제어기(110)의 제어에 따라 DC/DC컨버팅하여 고전압배터리(103)에 충전전압으로 공급하고, 고전압배터리(103)에서 출력되는 전압을 차량제어기(110)의 제어에 따라 DC/DC컨버팅하여 고전압으로 승압시킨 다음 인버터(106)에 공급한다.
고전압배터리(103)는 고전압을 저장하여 모터(107)의 구동에서 안정된 전원을 공급하여 준다.
제2DC/DC컨버터(104)는 LDC(Low DC/DC Convertor)로 에너지 소스(101)에서 공급되는 전압 및 회생제동으로 인버터(106)에서 공급되는 전압을 차량제어기(110)의 제어에 따라 DC/DC컨버팅하여 전장부하의 전원을 담당하는 저전압배터리(105)에 충전전압으로 공급한다.
저전압배터리(103)는 대략 DC12V 내지 14V의 저전압을 저장하여 전장부하의 구동에 필요한 전원을 공급한다.
인버터(106)는 전력반도체 스위치 소자인 IGBT, FET 중 어느 하나로 구성되고, 차량제어기(110)에서 인가되는 제어신호에 따라 스위칭되어 DC/DC컨버팅으로 승압되어 공급되는 DC전압을 3상 전원으로 변환시켜 모터(107)에 구동 전원으로 공급한다.
메인릴레이(108)는 에너지 소스(101)의 출력단에 설치되고, 차량제어기(110)의 제어신호에 따라 온/오프되어 에너지 소스(101)의 출력을 단속한다.
위험감지부(109)는 차량의 운행중 차량의 충돌, 화재, 수소누출, 전기 절연 파괴에 따른 누전 등을 포함하는 위급 상황의 발생을 검출하여 그에 대한 정보를 차량제어기(110)에 제공한다.
상기 위험감지부(109)는 차량의 충돌을 감지하는 충돌센서, 화재를 감지하는 화재센서, 수소의 누출을 감지하는 수소 누출감지센서, 전기 절연 파괴에 따른 누전을 검출하는 절연센서 등을 포함한다.
차량제어기(110)는 운행에서 메인 릴레이(108)의 온/오프를 제어하고, 제1DC/DC컨버터(102)와 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106)의 스위칭을 제어하여 모터(107)의 구동을 제어한다.
상기 차량제어기(110)는 운행중인 상태에서 위험감지부(109)로부터 차량의 충돌, 화재, 수소 누출, 전기 절연 파괴에 따른 누전 중 어느 하나 혹은 하나 이상의 위급 상황이 검출되어 차량의 비상 정지가 요구되는 상태이면 제1DC/DC컨버터(102)와 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106)를 구성하는 전력반도체 스위치 소자의 스위칭 동작을 중지시키고, 메인릴레이(108)를 오프시켜 에너지 소스(101)의 전압 출력을 차단시킨다.
상기 제1DC/DC컨버터(102)와 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106)를 구성하는 전력반도체 스위치 소자들의 스위칭 지연시간은 통상 수 ㎲ 이하이기 때문에 위험 감지 즉시 전력 사용을 중지 할 수 있으므로, 메인릴레이(108)를 동시에 오프하여도 융착이 발생되지 않는다.
따라서, 메인릴레이(108)와 제1DC/DC컨버터(102)와 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106)를 구성하는 전력반도체 스위치 소자의 동작이 중지되므로, 모터(107)도 정지되어 위급상황에서 차량이 운전되는 위험성을 원천적으로 차단할 수 있다.
또한, 상기 제1DC/DC컨버터(102)와 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106) 등의 고전압 부품의 내부에 전력반도체 스위치 소자를 오프시키는 논리회로가 구성되고, 상기 논리회로는 위험감지부(109)로부터 위험신호가 신호선 또는 네트워크를 통해 직간접적으로 인가되면 전력반도체 스위치 소자의 동작을 자동 중지시킨다.
상기 제1DC/DC컨버터(102)와 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106) 등의 고전압 부품의 내부에 구성되는 논리회로는 위험감지부(109)로부터 위험신호가 신호선 또는 네트워크를 통해 직간접적으로 인가되면 차량제어기(110)에서 인가되는 전력반도체 스위치 소자의 스위칭 제어 명령인 PWM신호의 전달을 차단할 수 있다.
상기 제1DC/DC컨버터(102)와 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106) 등의 고전압 부품의 내부에 구성되는 논리회로는 위험감지부(109)로부터 위험신호가 신호선 또는 네트워크를 통해 직간접적으로 인가되면 전력반도체 스위치 소자의 게이팅 전원을 차단할 수 있다.
상기 제1DC/DC컨버터(102)와 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106) 등의 고전압 부품의 내부에 구성되는 논리회로는 위험감지부(109)로부터 위험신호가 신호선 또는 네트워크를 통해 직간접적으로 인가되면 소오스 단으로 입력되는 전원을 차단할 수 있다.
상기 위험감지부(109)와 차량제어기(110), 제1DC/DC컨버터(102), 제2DC/DC컴버터(104) 및 인버터(106)는 신호선 또는 네트워크로 연결된다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제1실시예로, 차량제어기(110)에 의한 비상 제어의 동작에 대하여 설명한다.
본 발명이 적용되는 하이브리드 전기자동차가 이그니션 온을 유지하고, 운행되는 상태에서 위험감지부(109)는 차량의 충돌, 화재, 수소누출, 전기 절연 파괴에 따른 누전 발생 등을 검출하여 차량제어기(110)에 제공한다(S101).
따라서, 차량제어기(110)는 운행중인 상태에서 위험감지부(109)에서 제공되는 정보에 따라 위험발생을 모니터링하여(S102) 차량의 충돌, 화재, 수소누출, 전기 절연 파괴에 따른 누전 발생 중 어느 하나 혹은 하나 이상의 위급 상황이 발생되었는지 판단한다(S103).
상기 차량제어기(110)는 S103에서 위급 상황의 발생이 판단되면 차량의 비상 정지가 요구되는 상태로 판단하여 제1DC/DC컨버터(102)와 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106)를 구성하는 전력반도체 스위치 소자의 스위칭 동작을 중지시키고(S104) 메인릴레이(108)를 오프시켜 에너지 소스(101)의 전압 출력을 차단시킨다(S105).
따라서, 모터(107)에 공급되는 전원이 차단되어 모터(107)의 구동이 정지되므로, 위급상황에서 차량이 운전되는 위험성을 원천적으로 차단한다(S106).
상기 제1DC/DC컨버터(102)와 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106)를 구성하는 전력반도체 스위치 소자들의 스위칭 지연시간은 통상 수 ㎲ 이하이기 때문에 위험 감지 즉시 전력 사용을 중지 할 수 있으므로, 메인릴레이(108)를 동시에 오프하여도 융착이 발생되지 않는다.
제2실시예로, 하이브리드 전기자동차에 구성되는 각각의 고전압 부품이 위급 상황에서 독립적으로 비상 제어를 실행하는 동작은 다음과 같다.
본 발명이 적용되는 하이브리드 전기자동차가 운행되는 상태에서(S101) 위험감지부(109)는 차량의 충돌, 화재, 수소누출, 전기 절연 파괴에 따른 누전 발생 등을 포함하는 위험이 발생되는지를 모니터링한다(S101).
상기 위험감지부(109)는 차량의 충돌, 화재, 수소누출, 전기 절연 파괴에 따른 누전 발생 중 어느 하나 혹은 하나 이상의 위급 상황이 검출되면 신호선 혹은 네트워크로 연결되는 차량제어기(110)와 고전압 부품인 제1DC/DC컨버터(102), 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106)의 내부에 구성되는 전력반도체 스위치 소자를 오프시키는 논리회로에 위급 상황의 발생을 통지한다.
따라서, 각각의 고전압 부품인 제1DC/DC컨버터(102), 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106)의 내부에 구성되는 논리회로는 IGBT, FET 중 어느 하나로 구성되는 전력반도체 스위치 소자의 동작을 중지시킨다.
예를 들어, 상기 제1DC/DC컨버터(102)와 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106) 등의 고전압 부품의 내부에 구성되는 논리회로는 위험감지부(109)로부터 위급 상황의 신호가 신호선 또는 네트워크를 직간접적으로 인가되면 차량제어기(110)에서 인가되는 전력반도체 스위치 소자의 스위칭 제어 명령인 PWM신호의 전달을 차단시켜 전력반도체 스위치 소자의 동작을 중지시킬 수 있다.
또한, 상기 제1DC/DC컨버터(102)와 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106) 등의 고전압 부품의 내부에 구성되는 논리회로는 위험감지부(109)로부터 위급 상황의 신호가 신호선 또는 네트워크를 통해 직간접적으로 인가되면 전력반도체 스위치 소자의 게이팅 전원을 차단시켜 전력반도체 스위치 소자의 동작을 중지시킬 수 있다.
또한, 상기 제1DC/DC컨버터(102)와 제2DC/DC컨버터(104) 및 인버터(106) 등의 고전압 부품의 내부에 구성되는 논리회로는 위험감지부(109)로부터 위급 상황의 신호가 신호선 또는 네트워크를 통해 직간접적으로 인가되면 소오스 단으로 입력되는 전원을 차단시켜 전력반도체 스위치 소자의 동작을 중지시킬 수 있다.
그리고, 차량제어기(110)는 위험감지부(109)에서 제공되는 위급 상황의 검출에 따라 메인릴레이(108)를 오프시켜 에너지 소스(101)의 출력을 차단함으로써, 모터(107)에 공급되는 전원을 차단시킨다.
따라서, 모터(107)의 구동이 정지되므로 위급상황에서 차량이 운전되는 위험성을 원천적으로 차단한다(S106).
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
101 : 에너지 소스 102 : 제1DC/DC컨버터
103 : 고전압배터리 104 : 제2DC/DC컨버터
105 : 저전압배터리 106 : 인버터
107 : 모터 108 : 메인릴레이
109 : 위험감지부 110 : 차량제어기

Claims (20)

  1. 모터 구동에 필요한 전기를 공급하는 에너지 소스;
    에너지 소스의 출력을 단속하는 메인릴레이;
    전력반도체 스위치 소자로 구성되는 고전압 부품;
    차량의 운행중 위급 상황 발생을 검출하는 위험감지부;
    메인 릴레이와 고전압 부품을 구성하는 전력반도체 스위치 소자의 스위칭을 제어하는 차량제어기;
    를 포함하고,
    상기 차량제어기는 위험감지부로부터 위급 상황이 검출되어 비상 정지가 요구되면 고전압 부품을 구성하는 전력반도체 스위치 소자의 스위칭 동작을 중지시키고, 메인릴레이를 오프시켜 에너지 소스의 전압 출력을 차단시키는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위험감지부는 차량의 충돌, 화재, 수소누출, 전기 절연 파괴에 따른 누전 중 어느 하나가 검출되면 위급 상황으로 인식하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 위험감지부와 차량제어기 및 고전압 부품은 신호선 또는 네트워크로 연결되는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고전압 부품의 내부에는 상기 위험감지부에서 제공되는 위급 상황의 신호에 따라 전력반도체 스위치 소자의 스위칭을 오프시키는 논리회로가 구성되는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 고전압 부품의 내부에 구성되는 논리회로는 위험감지부로부터 위급 상황의 신호가 인가되면 차량제어기에서 인가되는 전력반도체 스위치 소자의 스위칭 제어 명령인 PWM신호의 전달을 차단하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
  6. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 고전압 부품의 내부에 구성되는 논리회로는 위험감지부로부터 위급 상황의 신호가 인가되면 전력반도체 스위치 소자의 게이팅 전원을 차단하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 고전압 부품의 내부에 구성되는 논리회로는 위험감지부로부터 위급 상황의 신호가 인가되면 전력반도체 스위치 소자의 소오스로 입력되는 전원을 차단하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 고전압 부품은 전압을 승압 혹은 강압시키는 DC/DC컨버터와 DC전압을 3상 전압으로 변환시키는 인버터를 포함하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
  9. 하이브리드 전기자동차의 운행에서 차량의 충돌, 화재, 수소누출, 전기 절연 파괴에 따른 누전 중 어느 하나가 검출되면 위급 상황으로 인식하는 과정;
    상기 위급 상황이 인식되면 고전압 부품을 구성하는 전력반도체 스위치 소자를 오프시키는 과정;
    에너지 소스의 출력단에 구성되는 메인릴레이를 오프시켜 모터에 공급되는 전압을 차단하는 과정;
    을 포함하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어방법.
  10. 모터 구동에 필요한 전기를 공급하는 전원단;
    전원단의 출력을 단속하는 메인릴레이;
    전력반도체 스위치 소자로 구성되는 고전압 부품;
    차량의 운행중 위급 상황 발생을 검출하는 위험감지부;
    메인 릴레이의 온/오프와 고전압 부품을 구성하는 전력반도체 스위치의 스위칭을 제어하는 차량제어기;
    를 포함하고,
    상기 위험감지부는 위급 상황 정보를 신호선 혹은 네트워크로 연결되는 차량제어기와 상기 고전압 부품에 제공하고,
    상기 고전압 부품은 상기 위험감지부의 위급 상황 신호에 따라 전력반도체 스위치 소자를 오프시키고,
    상기 차량제어기는 상기 위험감지부의 위급 상황 신호에 따라 메인릴레이를 오프시켜 전원단 출력을 차단시키는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고전압 부품은 상기 위험감지부에서 제공되는 위급 상황의 신호에 따라 전력반도체 스위치 소자를 오프시키는 논리회로를 포함하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 고전압 부품은 위험감지부로부터 위급 상황의 신호가 인가되면 전력반도체 스위치 소자에 인가되는 차량제어기의 제어 명령을 차단하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 고전압 부품은 위험감지부로부터 위급 상황의 신호가 인가되면 전력반도체 스위치 소자의 게이팅 전원을 차단하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 고전압 부품은 위험감지부로부터 위급 상황의 신호가 인가되면 전력반도체 스위치 소자의 입력되는 전원을 차단하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 고전압 부품은 전압을 승압 혹은 강압시키는 컨버터와 DC전압을 3상 전압으로 변환시키는 인버터를 포함하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
  16. 전원단의 출력을 단속하는 메인릴레이와 전력반도체 스위치 소자로 구성되는 고전압 부품, 차량의 운행중 위급 상황 발생을 검출하는 위험감지기 및 메인 릴레이와 고전압 부품의 전력반도체 스위치 소자를 제어하는 차량제어기를 포함하는 하이브리드 전기자동차의 제어방법에 있어서,
    상기 고전압 부품 및 차량제어기는 위험감지부로부터 위급 상황 신호가 검출되는지 판단하는 과정;
    상기 고전압 부품 및 차량제어기에 위급 상황 신호가 검출되면 고전압 부품은 전력반도체 스위치 소자를 오프시키고, 상기 차량제어기는 메인릴레이를 오프시켜 전원단 출력을 차단시키는 과정;
    을 포함하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 고전압 부품은 전력반도체 스위치 소자에 인가되는 차량제어기의 제어 명령을 차단하여 스위칭 오프시키는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 고전압 부품은 전력반도체 스위치 소자의 게이팅 전원을 차단하여 스위칭 오프시키는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 고전압 부품은 전력반도체 스위치 소자의 입력되는 전원을 차단하여 스위칭 오프시키는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어방법.
  20. 전원단의 출력을 단속하는 메인릴레이;
    전력반도체 스위치 소자로 구성되는 고전압 부품;
    차량의 운행중 위급 상황 발생을 검출하는 위험감지부;
    메인 릴레이와 고전압 부품을 구성하는 전력반도체 스위치의 스위칭을 제어하는 차량제어기;
    를 포함하며,
    상기 차량제어기는 설정된 프로그램에 따라 동작되어 상기 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법으로 전원 차단을 실행시켜 시스템의 비상 정지를 제공하는 하이브리드 전기자동차의 비상 제어장치.
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