KR102005028B1 - regenerative breaking power control apparatus for electric scooter - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치에 관한 것으로서, 배터리와, 보조 충전부와, 브레이크 및 가속레버 조작 신호를 출력하는 조작부와, 속도검출부와, 배터리와 보조 충전부 사이에 접속된 양방향 컨버터와, 배터리로부터 인버터로 이어지는 제1메인 전류공급경로 상에 설치된 제1메인 스위치와, 양방향 컨버터와 인버터 사이의 회생전류 도통경로 상에 설치된 제2메인 스위치와, 양방향 컨버터와 배터리 사이에 설치된 제3메인 스위치와, 가속레버로부터 가속증가신호가 발생하지 않은 상태에서 속도검출부에서 검출되는 속도가 증가하면 회생모드로 판단하여 제2메인스위치가 스위치 온되게 하고 인버터로부터 발생되는 회생전류가 보조충전부로 충전되게 양방향 컨버터를 제어하는 제어부를 구비한다. 이러한 전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치에 의하면, 회생전류의 충방전 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.[0001] The present invention relates to an electric scooter regenerative braking power control apparatus, which comprises a battery, an auxiliary charging section, an operating section for outputting a brake and an acceleration lever operating signal, a speed detecting section, a bidirectional converter connected between the battery and the auxiliary charging section, A second main switch provided on a regenerative current conduction path between the bidirectional converter and the inverter, a third main switch provided between the bi-directional converter and the battery, When the speed detected by the speed detector increases in a state in which the acceleration increasing signal is not generated from the acceleration lever, the second main switch is determined to be in the regenerative mode, and the regenerative current generated from the inverter is charged to the auxiliary charger. As shown in FIG. This electric scooter regenerative braking power control apparatus has an advantage that the charging / discharging efficiency of the regenerative current can be further improved.

Figure R1020170168386
Figure R1020170168386

Description

전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치{regenerative breaking power control apparatus for electric scooter}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electric scooter regenerative breaking power control apparatus,

본 발명은 전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 회생전류의 충방전 효율을 향상시키도록 된 전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric scooter regenerative braking power control apparatus, and more particularly, to an electric scooter regenerative braking electric power control apparatus for improving the charging / discharging efficiency of a regenerative current.

전기 스쿠터는 배터리에서 제공되는 전원을 사용하여 전동기를 구동하고, 전동기가 발생시킨 구동력으로 주행할 수 있도록 된 것으로서, 최근 그 이용 추세가 증가하고 있다.BACKGROUND ART An electric scooter is a motor which uses a power source provided in a battery to drive an electric motor and can drive the electric motor with a driving force generated by an electric motor.

이러한 전기 스쿠터는 일반 자전거와 달리 언덕길을 오르거나 장거리 주행때 배터리와 전기모터의 힘만으로 주행이 가능하며, 배기가스나 소음이 적어 무공해 교통수단으로 각광을 받고 있다.Unlike ordinary bicycles, these electric scooters are able to travel only on the slopes or on long distances with the power of the battery and the electric motor.

또한, 전기 스쿠터는 제동시에 전동기가 발전기로서 작동함으로써 이때 발생되는 에너지를 전기저항의 열에너지로 소모시키거나 배터리를 이용하여 충전할 수 있도록 하고 있다.In addition, the electric scooter operates the electric motor as a generator at the time of braking, so that the energy generated at this time can be consumed as thermal energy of electric resistance or can be charged by using a battery.

그런데, 배터리를 이용하여 전기 에너지를 저장하는 경우에는 배터리의 충방전 특성상 단시간에 발생하는 회생전력 에너지를 효과적으로 저장하지 못하여 배터리 충전 효율이 매우 나쁘고 빈번한 충방전은 배터리 수명을 단축시켜 배터리의 내구성을 저하시키는 문제점이 있다. 또한, 전기저항을 이용하는 경우 회생제동은 가능하나 전기에너지를 열로써 방출하여 소모해 버리는 단점이 있다.However, when electric energy is stored using a battery, the efficiency of charging the battery is very low because it can not effectively store the regenerative electric energy generated in a short time due to the charging and discharging characteristics of the battery. Frequent charging and discharging shortens the battery life, . Further, when electric resistance is used, regenerative braking is possible, but electric energy is discharged as heat and consumed.

이러한 문제점을 개선하기 위해 국내 공개특허 제2003-0006269호에는 슈퍼커패시터를 부가하여 충전효율을 높일 수 있는 에너지 저장시스템의 제어방법이 개시되어 있다.In order to solve such a problem, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0006269 discloses a control method of an energy storage system capable of increasing a charging efficiency by adding a super capacitor.

상기 에너지 저장시스템은 배터리와 인버터 사이에 배터리와 병렬로 DC/DC컨버터가 접속되고, 여기에 수퍼커패시터가 직렬로 연결된 구조로 되어 있고, DC/DC컨버터는 주행속도에 따라 회생전력 전압이 가변하기 때문에 수퍼커패시터에 일정한 전압(정전압)을 공급하기 위해 전압을 제어하도록 되어 있다.In the energy storage system, a DC / DC converter is connected in parallel with a battery between a battery and an inverter, and a supercapacitor is connected in series to the battery. The DC / DC converter has a variable regenerative power voltage Therefore, the voltage is controlled to supply a constant voltage (constant voltage) to the supercapacitor.

이러한 종래의 에너지 저장시스템은 슈퍼커패시터의 충방전시의 슈퍼커패시터의 전압 변동상태 및 요구되는 부하전류 또는 검출되는 회생전류량을 고려하지 않음으로써 전기에너지의 충방전 효율 및 에너지 이용효율을 극대화시키기 어려운 단점이 있다.Such a conventional energy storage system does not take into account the voltage fluctuation state of the supercapacitor and the required load current or the amount of the regenerative current to be detected at the time of charge and discharge of the supercapacitor so that it is difficult to maximize the charge / .

한편, 본 발명자는 회생전력의 전압이 수퍼커패시터로 이루어진 보조충전부보다 낮은 경우에도 승압에 의해 효율적으로 충전할 수 있도록 양방향 컨버터를 적용한 회생전력 충전 장치를 국내 등록특허 제10-1663164호를 통해 제안한 바 있다.On the other hand, the present inventors have proposed a regenerative power charging device using a bidirectional converter so as to be able to efficiently charge by boosting even when the regenerative power voltage is lower than that of the auxiliary charger composed of a supercapacitor through the Korean Patent Registration No. 10-1663164 have.

그런데, 제안된 회생전력 충전장치는 배터리의 전력이 회생전력 전류흐름 경로를 통해 회생전력과 상관없이 역으로 보조충전부로 공급되거나, 회생전류가 배터리로 직접 공급될 수 있어 충방전 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 제어구조가 요구된다.However, in the proposed regenerative power charging device, the power of the battery is supplied to the auxiliary charger part in reverse regardless of the regenerative power through the regenerative power current flow path, or the regenerative current can be supplied directly to the battery, A control structure is required.

본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 회생전류의 충방전 효율을 향상시킬 수 있는 제어구조를 갖는 전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electric scooter regenerative braking power control device having a control structure that can improve the charging and discharging efficiency of a regenerative current.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치는 전기스쿠터의 바퀴 구동용 전동기에 인버터를 통해 전력을 공급할 수 있도록 된 배터리와; 복수개의 슈퍼커패시터가 직렬로 상호 접속된 보조 충전부와; 상기 전기스쿠터의 구동에 대한 사용자의 브레이크 및 가속레버 조작 신호를 출력하는 조작부와; 상기 전기스쿠터의 속도를 검출하여 출력하는 속도검출부와; 제어신호에 따라 전류도통방향을 전환할 수 있도록 상기 배터리와 상기 보조 충전부 사이에 접속된 양방향 컨버터와; 상기 배터리로부터 상기 인버터로 이어지는 제1메인 전류공급경로를 제어신호에 따라 스위치 온/오프 하는 제1메인 스위치와; 상기 전동기로부터 상기 인버터를 통해 역으로 흐르는 회생전류를 상기 보조충전부에 공급할 수 있도록 상기 양방향 컨버터와 상기 인버터 사이에 형성된 회생전류 도통경로를 제어신호에 따라 스위치 온/오프 하는 제2메인 스위치와; 상기 양방향 컨버터와 상기 배터리 사이에 상기 제1메인 전류공급경로와 직렬상으로 형성된 제2메인 전류공급경로를 제어신호에 따라 스위치 온/오프 하는 제3메인 스위치와; 상기 조작부로부터 출력되는 조작신호에 대응되게 상기 인버터의 구동을 제어하되, 상기 가속레버로부터 가속증가신호가 발생하지 않은 상태에서 상기 속도검출부에서 검출되는 속도가 증가하면 회생모드로 판단하여 상기 제2메인스위치가 스위치 온되게 하고 상기 인버터로부터 발생되는 회생전류가 상기 보조충전부로 충전되게 상기 양방향 컨버터를 제어하는 제어부;를 구비한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electric scooter regenerative braking power control apparatus comprising: a battery capable of supplying power to an electric motor for driving a wheel of an electric scooter through an inverter; A plurality of supercapacitors connected in series to each other; An operation unit for outputting a user brake and an acceleration lever operation signal for driving the electric scooter; A speed detector for detecting and outputting the speed of the electric scooter; A bi-directional converter connected between the battery and the auxiliary charger so as to switch a current conduction direction according to a control signal; A first main switch for switching on / off a first main current supply path from the battery to the inverter according to a control signal; A second main switch for switching on / off a regenerative current conduction path formed between the bidirectional converter and the inverter according to a control signal so as to supply a regenerative current flowing backward through the inverter from the motor to the auxiliary charger; A third main switch for switching on / off a second main current supply path formed between the bidirectional converter and the battery in series with the first main current supply path according to a control signal; When the speed detected by the speed detecting section increases in a state in which the acceleration increasing signal is not generated from the acceleration lever, the driving mode is determined to be the regenerative mode, And a control unit for controlling the bidirectional converter so that a regenerative current generated from the inverter is charged to the auxiliary charging unit.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 배터리의 전압을 검출하여 상기 제어부에 제공하는 제1전압검출부와; 상기 보조 충전부의 전압을 검출하여 상기 제어부에 제공하는 제2전압검출부;를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 가속레버로부터 가속증가신호가 수신되고, 상기 제1 및 제2전압검출부로부터 검출된 전압을 비교하여 상기 보조 충전부의 전압이 상기 배터리의 전압보다 높으면 상기 제1 및 제3메인 스위치가 모두 온되게 제어한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery management system comprising: a first voltage detector for detecting a voltage of the battery and providing the detected voltage to the controller; And a second voltage detector for detecting a voltage of the auxiliary charger and providing the detected voltage to the controller, wherein the controller receives an acceleration increase signal from the acceleration lever, and detects a voltage detected from the first and second voltage detectors When the voltage of the auxiliary charging unit is higher than the voltage of the battery, the first and third main switches are all turned on.

또한, 상기 제1 내지 제3메인스위치와 각각 직렬상으로 접속되어 검출된 전류를 상기 제어부에 제공하는 전류검출부;를 더 구비하고, 상기 양방향 컨버터는 상기 보조충전부의 전압이 상기 인버터에서 발전에 의해 생성되는 회생전류의 전압보다 낮은 경우에도 상기 제어부의 제어에 의해 승압에 의해 충전이 가능하게 형성된다.The bidirectional converter may further include a current detector connected in series with the first to third main switches to provide the detected current to the controller. The bidirectional converter may be configured such that the voltage of the auxiliary charger is generated by the inverter Even when the voltage of the regenerative current is lower than the voltage of the regenerative current to be generated, charging can be performed by boosting under the control of the control unit.

더욱 바람직하게는 상기 제어부는 상기 브레이크 조작신호가 2초 이상 지속되면 회생모드로 판단하여 상기 제2메인스위치가 스위치 온되게 하고 상기 인버터로부터 발생되는 회생전류가 상기 보조충전부로 충전되게 상기 양방향 컨버터를 제어한다.More preferably, the control unit determines that the brake operation signal is in the regenerative mode when the brake operation signal is continued for at least 2 seconds, and turns on the second main switch, and the regenerative current generated from the inverter is charged to the auxiliary charger. .

본 발명에 따른 전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치에 의하면, 회생전류의 충방전 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.The electric scooter regenerative braking power control apparatus according to the present invention provides an advantage that the charging / discharging efficiency of the regenerative current can be further improved.

도 1은 본 발명에 따른 전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치를 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing an electric scooter regenerative braking power control apparatus according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, an electric scooter regenerative braking power control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치를 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing an electric scooter regenerative braking power control apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치(100)는 배터리(110), 보조 충전부(120), 양방향 컨버터(130), 제1 내지 제3전류 검출기(141 내지 143), 제1 및 제2전압검출부(151)(152), 제1 내지 제3메인 스위치(161 내지 163), 인버터(170), 속도 검출부(180), 조작부(191) 및 제어부(195)를 구비한다.Referring to FIG. 1, an electric scooter regenerative braking power control apparatus 100 according to the present invention includes a battery 110, an auxiliary charger 120, a bidirectional converter 130, first to third current detectors 141 to 143, First and second main switches 161 to 163, an inverter 170, a speed detector 180, an operating unit 191, and a control unit 195. The first and second main switches 161 and 163, do.

모터(M)(230)는 전기스쿠터(ES;electric Scooter)(250)의 바퀴 구동용 전동기로서 적용된 것으로 일반적으로 브러시리스(BLDC) 모터를 적용하고, 인버터(170)를 통해 공급된 전력에 의해 구동되고 제동시나 내리막길 주행시에는 회전에 의해 발생되는 전기에너지를 인버터(170)의 스위칭소자(S1 내지 S6)에 병렬상으로 접속된 환류다이오드(D11 내지 D16)를 통해 회생전류를 출력한다.The motor M 230 is applied as an electric motor for driving a wheel of an electric scooter (ES) 250. A brushless (BLDC) motor is generally used, and the electric power supplied through the inverter 170 And outputs a regenerative current through the reflux diodes D11 to D16 connected in parallel to the switching elements S1 to S6 of the inverter 170 with electric energy generated by rotation during braking or downhill traveling.

속도 검출부(180)는 모터(230)에 의해 구동되는 전기스쿠터의 속도를 검출하는 것으로 홀센서(Hall Sensor)가 적용될 수 있고, 검출된 속도 정보를 제어부(195)에 출력한다.The speed detector 180 detects the speed of the electric scooter driven by the motor 230 so that a Hall sensor can be applied and outputs the detected speed information to the controller 195.

인버터(170)는 전압원인 배터리(110) 또는 보조충전부(120)에서 공급되는 직류전원을 제어부(195)에 의해 선택적으로 제어되는 스위칭소자(S1 내지 S6)에 의해 교류상으로 변환하여 3상 모터(230)로 공급하도록 되어 있고, 그 구조는 공지되어 있어 상세한 설명은 생략한다.The inverter 170 converts the direct current power supplied from the battery 110 or the auxiliary charger 120 to the alternating current by the switching elements S1 to S6 selectively controlled by the controller 195, 230, and the structure thereof is known, and a detailed description thereof will be omitted.

배터리(110)는 인버터(170)를 통해 전력을 공급할 수 있도록 인버터(170)의 양단에 접속되어 있다.The battery 110 is connected to both ends of the inverter 170 so as to be able to supply electric power through the inverter 170.

배터리(110)는 리튬이온 배터리 등 공지된 것을 적용하면 된다.The battery 110 may be a known one such as a lithium ion battery.

참조부호 C1은 배터리(110)와 인버터(170) 사이에 접속된 평활용 콘덴서이다.Reference numeral C1 is a smoothing capacitor connected between the battery 110 and the inverter 170. [

보조 충전부(120)는 다수개의 슈퍼커패시터(미도시)가 직렬로 상호 접속되어 에너지를 충전 또는 방전할 수 있도록 후술되는 양방향 컨버터(130)를 통해 배터리(110)와 병렬접속되어 있다.The auxiliary charging unit 120 is connected in parallel with the battery 110 through a bidirectional converter 130 to be described later so that a plurality of supercapacitors (not shown) may be connected in series to charge or discharge energy.

양방향 컨버터(130)는 제어부(195)의 제어신호에 따라 전류도통방향을 전환할 수 있도록 배터리(110)와 보조 충전부(120) 사이에 접속되어 있다.The bidirectional converter 130 is connected between the battery 110 and the auxiliary charger 120 so that the current conduction direction can be switched according to a control signal of the controller 195. [

또한, 양방향 컨버터(130)는 보조충전부(120)의 전압이 인버터(170)에서 발전에 의해 생성되는 회생전류에 대응한 전압보다 낮은 경우에도 제어부(195)의 제어에 의한 승압에 의해 충전이 가능하게 형성되어 있다.The bi-directional converter 130 can be charged by boosting under the control of the control unit 195 even when the voltage of the auxiliary charging unit 120 is lower than the voltage corresponding to the regenerative current generated by the power generation in the inverter 170 Respectively.

이러한 양방향 컨버터(130)는 제1 내지 제4스위칭소자(M1 내지 M4)와 인덕터(L)로 되어 있다.The bidirectional converter 130 includes first to fourth switching elements M1 to M4 and an inductor L.

제1스위치 소자(M1)는 배터리(110)의 양극단자와 일단이 접속되며 제1게이트 단자(131)를 통한 제어부(195)의 제어신호에 따라 스위치 온/오프 된다.The first switch element M1 is connected at one end to the positive terminal of the battery 110 and is switched on / off according to a control signal of the controller 195 through the first gate terminal 131. [

제2스위치 소자(M2)는 일단이 제1스위치 소자(M1)의 타단과 직렬접속되며 제2게이트 단자(132)를 통한 제어부(195)의 제어신호에 따라 스위치 온/오프 된다.The second switch element M2 has one end connected in series with the other end of the first switch element M1 and switched on / off in accordance with a control signal of the controller 195 via the second gate terminal 132. [

제3스위치 소자(M3)는 보조충전부(120)의 양극단자와 일단이 접속되며 제3게이트 단자(133)를 통한 제어부(195)의 제어신호에 따라 스위치 온/오프 된다.The third switch element M3 is connected at one end to the positive terminal of the auxiliary charging unit 120 and is switched on / off in accordance with the control signal of the controller 195 via the third gate terminal 133.

제4스위치 소자(M4)는 일단이 제3스위치 소자(M3)의 타단과 직렬접속되며 제4게이트 단자(134)를 통한 제어부(195)의 제어신호에 따라 스위치 온/오프 된다.The fourth switch element M4 has one end connected in series with the other end of the third switch element M3 and is switched on / off in accordance with a control signal of the controller 195 through the fourth gate terminal 134. [

제2스위치소자(M4)와 제4스위치 소자(M4)의 타단은 각각 공통접속되어 센스저항(Rs)의 일단과 접속되어 있고, 센스 저항(Rs)의 타단은 보조충전부(120)의 음극단자(127)와 접속된 그라운드(G)에 접속되어 있다.The other end of the second switch element M4 and the fourth switch element M4 are commonly connected to one end of the sense resistor Rs and the other end of the sense resistor Rs is connected to the negative terminal Is connected to the ground (G) connected to the ground (127).

인턱더(L)는 제1스위치소자(M1)의 타단과 제3스위치 소자(M3)의 타단 사이에 접속되어 있다.The inductor L is connected between the other end of the first switch element Ml and the other end of the third switch element M3.

제1 내지 제4스위칭 소자(M1 내지 M4)는 3단자 전력 스위칭 소자인 IGBT소자가 적용될 수 있다.The first to fourth switching devices M1 to M4 may be IGBT devices which are three-terminal power switching devices.

전류검출부로 적용된 제1 내지 제3전류검출기(CS1 내지 CS3)는 제1 내지 제3메인스위치(161 내지 163)와 각각 직렬상으로 접속되어 검출된 전류를 제어부(195)에 제공한다.The first to third current detectors CS1 to CS3 applied to the current detecting unit are respectively connected in series with the first to third main switches 161 to 163 to provide the detected current to the controller 195. [

즉, 제1전류검출기(CS1)(141)는 배터리(110)로부터 인버터(170)로 이어지는 제1메인전류공급 경로(171)상에 설치되어 인버터(170)로 공급되는 부하전류를 검출하여 제어부(195)에 출력한다.That is, the first current detector CS1 141 is installed on the first main current supply path 171 leading from the battery 110 to the inverter 170, detects the load current supplied to the inverter 170, (195).

제1전류검출기(141)와 배터리(110)의 양극단자(112) 사이에는 인버터(170)로 공급되는 전류만 도통될 수 있게 제1다이오드(D1)가 접속되어 있다.A first diode D1 is connected between the first current detector 141 and the positive terminal 112 of the battery 110 so that only a current supplied to the inverter 170 can be conducted.

제2전류검출기(142)(CS2)는 전동기로 적용된 모터(230)로부터 인버터(170)를 통해 역으로 흐르는 회생전류를 검출할 수 있도록 제1 및 제2메인 전류공급경로(171)(172)에 대해 병렬상으로 접속된 회생전류도통경로(173) 상에 접속된 제2다이오드(D2)를 통해 흐르는 회생전류를 검출할 수 있도록 설치되어 있다.The second current detector 142 and the second current detector 142 are connected to the first and second main current supply paths 171 and 172 so as to detect a regenerative current flowing inversely through the inverter 170 from the motor 230, And the second diode D2 connected on the regenerative current conduction path 173 connected in parallel to the first diode D2.

여기서 회생전류는 인버터(170)의 가동을 중단한 상태에서 전기스쿠터(250)의 제동시 또는 내리막길 주행시 모터(230)로부터 인버터(170)의 환류다이오드(D11 내지 D16)를 통해 역으로 흐르는 전류를 말한다.Here, the regenerative current is a current flowing backward through the reflux diodes D11 to D16 of the inverter 170 from the motor 230 during braking or downhill travel of the electric scooter 250 in a state in which the inverter 170 is stopped, .

제3전류검출기(CS3)(143)는 배터리(110)와 양방향 컨버터(130) 사이에 흐르는 충방전 전류를 검출하도록 제1스위치소자(M1)와 배터리(110)의 양극단자 사이의 제2메인 전류도통경로(172)상에 제3다이오드(D3)를 통해 흐르는 전류를 검출하도록 설치되어 있다.The third current detector CS3 143 detects the charging / discharging current flowing between the battery 110 and the bidirectional converter 130, And is arranged to detect a current flowing through the third diode D3 on the current conduction path 172. [

제1전압검출부(151)는 배터리(110)의 전압인 제1전압을 검출하여 제어부(195)에 출력한다.The first voltage detector 151 detects the first voltage, which is the voltage of the battery 110, and outputs the first voltage to the controller 195.

제2전압검출부(152)는 보조충전부(120)의 충전전압인 제2전압을 검출하여 제어부(195)에 출력한다.The second voltage detector 152 detects the second voltage, which is the charging voltage of the auxiliary charger 120, and outputs the detected second voltage to the controller 195.

제1메인스위치(161)는 배터리(110)로부터 인버터(170)로 이어지는 제1메인 전류공급경로(171)를 제어부(195)의 제어신호에 따라 스위치 온/오프 하여 접속 또는 개방시킬 수 있게 설치되어 있다.The first main switch 161 is provided so as to be able to connect or disconnect the first main current supply path 171 leading from the battery 110 to the inverter 170 according to a control signal of the control unit 195, .

제2메인 스위치(162)는 모터(230)로부터 인버터(170)를 통해 역으로 흐르는 회생전류를 보조충전부(120)에 공급할 수 있도록 양방향 컨버터(130)와 인버터(170) 사이에 형성된 회생전류 도통경로(173)를 제어신호에 따라 스위치 온/오프 하여 접속 또는 개방시킬 수 있게 설치되어 있다.The second main switch 162 is connected between the bidirectional converter 130 and the inverter 170 so as to supply the regenerative current flowing backward through the inverter 170 from the motor 230 to the auxiliary charging unit 120. [ Path 173 is switched on / off according to a control signal so as to be connected or opened.

제3메인스위치(163)는 양방향 컨버터(130)와 배터리(110) 사이에 제1메인 전류공급경로(171)와 직렬상으로 형성된 제2메인 전류공급경로(172)를 제어부(195)의 제어신호에 따라 스위치 온/오프 하여 접속 또는 개방시킬 수 있게 설치되어 있다.The third main switch 163 controls the first main current supply path 171 between the bidirectional converter 130 and the battery 110 and the second main current supply path 172 formed in series with the control part 195 And can be switched on / off to connect or open according to a signal.

조작부(191)는 전기스쿠터(250)의 전동기 즉 모터(230)의 구동에 대한 기동, 가속, 제동을 지시하고, 그에 대응되는 신호를 제어부(195)에 출력할 수 있도록 되어 있다.The operation unit 191 instructs the electric motor of the electric scooter 250 to start, accelerate, and brakes the motor, and output a signal corresponding thereto to the control unit 195.

도시된 예에서는 설명의 복잡성을 피하기 위해 조작부(191)에 대해 가속 조작신호를 출력하는 가속레버(191a)와 브레이크 조작신호를 출력하는 브레이크(191b)만 도시하였다.In the illustrated example, only the acceleration lever 191a for outputting the acceleration operation signal to the operating portion 191 and the brake 191b for outputting the brake operation signal are shown in order to avoid the complexity of the explanation.

제어부(195)는 조작부(191)로부터 출력되는 조작신호에 대응되게 인버터(170)의 구동을 제어한다.The control unit 195 controls the drive of the inverter 170 in accordance with the operation signal output from the operation unit 191.

참고로 제어부(195)와 접속되는 요소 중 일부는 도면의 복잡성을 피하기 위해 영문자 a 내지 f로 대응되게 표시하였다.For reference, some of the elements connected to the control unit 195 are correspondingly represented by alphabets a to f in order to avoid the complexity of the drawings.

제어부(195)는 조작부(191)로부터 가속레버(191a)로부터 가속증가에 해당하는 가속조작신호가 수신되면 속도가 증가되게 인버터(170)를 가동하며 이 경우 배터리(110)의 전압이 보조충전부(110)보다 높으면 제2 및 제3메인스위치(162)(163)는 오프시킨 상태에서 제1메인스위치(161)만 온 되게 한 상태로 전력공급이 이루어 지게 한다.The control unit 195 operates the inverter 170 to increase the speed when the accelerator operation signal corresponding to the acceleration increase is received from the operation unit 191 from the acceleration lever 191a and in this case the voltage of the battery 110 is supplied to the auxiliary charging unit 110, the second and third main switches 162 and 163 are turned off, and power is supplied in a state where only the first main switch 161 is turned on.

또한, 제어부(195)는 가속레버(191a)로부터 가속증가신호가 발생하지 않은 상태에서 속도검출부에서 검출되는 속도가 증가하면 회생모드로 판단하여 제2메인스위치(162)가 스위치 온되게 하고 인버터(170)로부터 발생되는 회생전류가 보조충전부(120)로 충전되게 양방향 컨버터(130)를 제어한다.When the speed detected by the speed detecting section increases in a state where the acceleration increasing signal is not generated from the acceleration lever 191a, the control section 195 determines that the second main switch 162 is in the regenerative mode, And controls the bidirectional converter 130 so that the regenerative current generated from the auxiliary charger unit 170 is charged to the auxiliary charger unit 120.

여기서 가속증가신호는 속도가 증가되게 발생하는 신호를 말한다.Here, the acceleration increase signal refers to a signal which is generated to increase the speed.

또한, 제어부(195)는 가속레버(191a)로부터 가속증가신호가 수신되고, 제1 및 제2전압검출부(151)(152)로부터 검출된 제1 및 제2전압을 비교하여 보조 충전부(120)의 제1전압이 배터리(110)의 제1전압보다 높으면 보조 충전부(120)의 전력이 인버터(170)에 공급될 수 있도록 제1 및 제3메인 스위치(161)(163)가 모두 온되게 제어하고 보조 충전부(120)로부터 인버터(170)로 이어지는 방전경로가 형성되도록 양방향 컨버터(130)을 제어한다.The control unit 195 receives the acceleration increase signal from the acceleration lever 191a and compares the first and second voltages detected from the first and second voltage detection units 151 and 152 and outputs the comparison result to the auxiliary charging unit 120. [ The first and third main switches 161 and 163 are controlled to be turned on so that the power of the auxiliary charging unit 120 can be supplied to the inverter 170 when the first voltage of the main switch 161 is higher than the first voltage of the battery 110 And controls the bidirectional converter 130 so that a discharge path from the auxiliary charging unit 120 to the inverter 170 is formed.

또한, 제어부(195)는 브레이크(191b) 조작신호가 2초 이상 지속되면 인버터(170)로부터 회생전류가 생성되는 회생모드로 판단하여 제2메인스위치(162)가 스위치 온되게 하고 인버터(170)로부터 발생되는 회생전류가 보조충전부(120)로 충전되게 양방향 컨버터(130)를 제어한다.The control unit 195 determines that the regenerative mode in which the regenerative current is generated from the inverter 170 is continued when the operation signal of the brake 191b continues for 2 seconds or longer and turns on the second main switch 162, And controls the bidirectional converter 130 so that the regenerative current generated by the auxiliary charging unit 120 is charged.

이러한 제어부(195)는 회생모드에서 제1전압과 제2전압을 비교하여 양방향 컨버터(130)에 대해 버크(BUCK)모드 또는 부스트(BOOST) 모드를 수행하며 이에 대한 상세 구동방식은 앞서 설명된 국내 등록특허 제10-1663164호를 통해 상세히 게시되어 있어 더욱 상세한 설명은 생략한다.The control unit 195 compares the first voltage and the second voltage in the regenerative mode to perform a BUCK mode or a BOOST mode for the bidirectional converter 130. The detailed driving scheme is the same as the above- Is disclosed in detail in the Japanese Patent Registration No. 10-1663164, and a detailed description thereof will be omitted.

이상에서 설명된 전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치에 의하면, 배터리(110)의 전력이 보조 충전부(120)로 공급되는 것을 완전하게 차단할 수 있고, 회생전류를 보조 충전부(120)로만 충전되게 제어할 수 있어 회생전류의 충방전 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.According to the electric scooter regenerative braking power control apparatus described above, the power of the battery 110 can be completely cut off from being supplied to the auxiliary charging unit 120, and the regenerative current can be controlled to be charged only by the auxiliary charging unit 120 And thus it is possible to further improve the charging / discharging efficiency of the regenerative current.

110: 배터리 120: 보조 충전부
130: 양방향 컨버터 141: 제1전류 검출기
142: 제2전류 검출기 143: 제3전류 검출기
151: 제1전압검출부 152: 제2전압검출부
161: 제1메인 스위치 162: 제2메인 스위치
163: 제3메인 스위치 170: 인버터
180: 속도 검출부 191: 조작부
195: 제어부110: Battery 120:
130: bi-directional converter 141: first current detector
142: second current detector 143: third current detector
151: first voltage detecting unit 152: second voltage detecting unit
161: first main switch 162: second main switch
163: third main switch 170: inverter
180: speed detection unit 191:
195:

Claims (4)

삭제delete 전기스쿠터의 바퀴 구동용 전동기에 인버터를 통해 전력을 공급할 수 있도록 된 배터리와;
복수개의 슈퍼커패시터가 직렬로 상호 접속된 보조 충전부와;
상기 전기스쿠터의 구동에 대한 사용자의 브레이크 및 가속레버 조작 신호를 출력하는 조작부와;
상기 전기스쿠터의 속도를 검출하여 출력하는 속도검출부와;
제어신호에 따라 전류도통방향을 전환할 수 있도록 상기 배터리와 상기 보조 충전부 사이에 접속된 양방향 컨버터와;
상기 배터리로부터 상기 인버터로 이어지는 제1메인 전류공급경로를 제어신호에 따라 스위치 온/오프 하는 제1메인 스위치와;
상기 전동기로부터 상기 인버터를 통해 역으로 흐르는 회생전류를 상기 보조충전부에 공급할 수 있도록 상기 양방향 컨버터와 상기 인버터 사이에 형성된 회생전류 도통경로를 제어신호에 따라 스위치 온/오프 하는 제2메인 스위치와;
상기 양방향 컨버터와 상기 배터리 사이에 상기 제1메인 전류공급경로와 직렬상으로 형성된 제2메인 전류공급경로를 제어신호에 따라 스위치 온/오프 하는 제3메인 스위치와;
상기 양방향 컨버터와 상기 배터리 사이의 상기 제2메인 전류도통경로 상에 상기 배터리로 전류가 흐르도록 설치된 제3다이오드와;
상기 조작부로부터 출력되는 조작신호에 대응되게 상기 인버터의 구동을 제어하되, 상기 가속레버로부터 가속증가신호가 발생하지 않은 상태에서 상기 속도검출부에서 검출되는 속도가 증가하면 회생모드로 판단하여 상기 제2메인스위치가 스위치 온되게 하고 상기 인버터로부터 발생되는 회생전류가 상기 보조충전부로 충전되게 상기 양방향 컨버터를 제어하는 제어부;를 구비하고,
상기 배터리의 전압을 검출하여 상기 제어부에 제공하는 제1전압검출부와;
상기 보조 충전부의 전압을 검출하여 상기 제어부에 제공하는 제2전압검출부;를 더 구비하고,

상기 제어부는 상기 가속레버로부터 가속증가신호가 수신되고, 상기 제1 및 제2전압검출부로부터 검출된 전압을 비교하여 상기 보조 충전부의 전압이 상기 배터리의 전압보다 높으면 상기 제1 및 제3메인 스위치가 모두 온되게 제어하는 것을 특징으로 하는 전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치.A battery adapted to supply electric power to an electric motor for driving a wheel of an electric scooter through an inverter;
A plurality of supercapacitors connected in series to each other;
An operation unit for outputting a user brake and an acceleration lever operation signal for driving the electric scooter;
A speed detector for detecting and outputting the speed of the electric scooter;
A bi-directional converter connected between the battery and the auxiliary charger so as to switch a current conduction direction according to a control signal;
A first main switch for switching on / off a first main current supply path from the battery to the inverter according to a control signal;
A second main switch for switching on / off a regenerative current conduction path formed between the bidirectional converter and the inverter according to a control signal so as to supply a regenerative current flowing backward through the inverter from the motor to the auxiliary charger;
A third main switch for switching on / off a second main current supply path formed between the bidirectional converter and the battery in series with the first main current supply path according to a control signal;
A third diode disposed on the second main current conduction path between the bidirectional converter and the battery to allow current to flow through the battery;
When the speed detected by the speed detecting section increases in a state in which the acceleration increasing signal is not generated from the acceleration lever, the driving mode is determined to be the regenerative mode, And a control unit for controlling the bidirectional converter so that a regenerative current generated from the inverter is charged to the auxiliary charging unit,
A first voltage detector for detecting the voltage of the battery and providing the voltage to the controller;
And a second voltage detector for detecting the voltage of the auxiliary charger and providing the detected voltage to the controller,

Wherein the controller receives the acceleration increase signal from the acceleration lever and compares the voltages detected by the first and second voltage detectors. When the voltage of the auxiliary charger is higher than the voltage of the battery, the first and third main switches And a control unit for controlling the electric motor and the electric motor. 삭제delete 제2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 브레이크 조작신호가 2초 이상 지속되면 회생모드로 판단하여 상기 제2메인스위치가 스위치 온되게 하고 상기 인버터로부터 발생되는 회생전류가 상기 보조충전부로 충전되게 상기 양방향 컨버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기스쿠터 회생제동 전력제어 장치.

3. The method according to claim 2, wherein the control unit determines that the brake operation signal is in the regenerative mode when the brake operation signal is continued for at least 2 seconds, and turns on the second main switch and the regenerative current generated from the inverter Wherein the control unit controls the converter.

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