KR102264996B1 - Apparatus for sensing quick charge high voltage in an electrical vehicle - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a rapid charging voltage sensing device for an electric vehicle, capable of determining whether a rapid charging high voltage is supplied when an electric vehicle is rapidly charged. According to the present invention, a sensing device is a rapid charging high voltage sensing device including a high voltage terminal (HV) and a low voltage terminal (LV) to sense whether a rapid charging high voltage is supplied to the high voltage terminal by the low voltage terminal, and the rapid charging high voltage sensing device comprises: an input terminal formed on the high voltage terminal and receiving a rapid charging high voltage from an outside; a first resistor unit for voltage-dropping the supplied rapid charging high voltage to a first voltage; a comparator for comparing the first voltage with a reference voltage; a first isolator for insulating the high voltage terminal and the low voltage terminal and outputting a second voltage corresponding to an output voltage output from the comparator of the high voltage terminal to the low voltage terminal; a switch turned on/off by the second voltage output from the first isolator; a second resistor unit for voltage distribution of a battery voltage supplied from a battery of an electric vehicle according to on/off of the switch; a summing unit for summing and outputting a distributed voltage distributed by the second resistor unit; and a control unit for determining whether a rapid charging high voltage is supplied to the input terminal by using an output voltage of the summing unit.

Description

전기자동차 급속충전 고전압 센싱장치{Apparatus for sensing quick charge high voltage in an electrical vehicle}Electric vehicle rapid charge high voltage sensing device {Apparatus for sensing quick charge high voltage in an electrical vehicle}

본 발명은 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱에 관한 것으로서, 특히 급속충전기에서 전기자동차로 급속충전할 때 급속충전 고전압의 공급여부를 판단하도록 하는 급속충전 전압의 센싱장치에 관한 것이다.The present invention relates to fast charging high voltage sensing of an electric vehicle, and more particularly, to a fast charging voltage sensing device for determining whether a fast charging high voltage is supplied when rapidly charging from a fast charger to an electric vehicle.

전기자동차나 하이브리드 자동차는 전기모터를 구동원으로 사용하며 전기모터에 전력을 공급하기 위한 고전압 배터리가 탑재된다. 이러한 고전압 배터리와 전기모터 구동장치는 복수 개의 고전압 릴레이로 구성된 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly, 이하 PRA)로 연결된다. An electric or hybrid vehicle uses an electric motor as a driving source, and a high-voltage battery for supplying power to the electric motor is mounted. The high voltage battery and the electric motor driving device are connected by a power relay assembly (hereinafter referred to as PRA) composed of a plurality of high voltage relays.

고전압 릴레이는 고전압 배터리의 급속충전시 대전류가 도통하면 릴레이 접점에 과전압이 유기되어 접점이 융착될 수 있고 급속충전에 요구되는 충분한 전압이 공급되지 않거나 충전케이블에 문제가 발생할 경우 이를 빠르게 진단할 필요가 있다.In high voltage relays, if a large current conducts during rapid charging of a high voltage battery, an overvoltage is induced in the relay contacts and the contacts may be fused. If sufficient voltage required for rapid charging is not supplied or a problem occurs in the charging cable, it is necessary to diagnose it quickly. have.

종래에 배터리의 충전시 PRA를 진단하거나 PRA의 고전압 릴레이의 융착상태를 진단하는 다양한 기술이 공지되어 있다. 이는 고전압 릴레이의 전압에 따라 접점 양호 및 불량을 판단하도록 하는 것이다. 하지만 종래기술은 전기자동차에 급속충전이 이루어진 이후에 PRA의 고전압 릴레이의 융착여부를 판단하는 것이다.Conventionally, various techniques for diagnosing PRA when charging a battery or diagnosing a fusion state of a high voltage relay of PRA are known. This is to determine whether the contact is good or bad according to the voltage of the high voltage relay. However, in the prior art, it is determined whether the high voltage relay of the PRA is fused or not after rapid charging is made in the electric vehicle.

이에, 해당 기술분야에서는 전기자동차의 급속충전에 따른 급속충전 고전압의 공급여부를 센싱함으로써 급속충전에 따른 여러 가지 문제를 사전에 방지할 수 있도록 할 필요가 있다.Accordingly, in the technical field, it is necessary to prevent various problems caused by rapid charging in advance by sensing whether a high voltage is supplied for rapid charging according to rapid charging of an electric vehicle.

등록특허 제10-1551035호Registered Patent No. 10-1551035 등록특허 제10-1470254호Registered Patent No. 10-1470254

본 발명은 전기자동차의 급속충전장치에 급속충전 고전압의 공급여부를 센싱하도록 하는 전기자동차의 급속충전 전압 센싱장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a fast charging voltage sensing device for an electric vehicle that senses whether a fast charging high voltage is supplied to the fast charging device of the electric vehicle.

본 발명은 전기자동차의 급속충전에 따른 급속충전 고전압을 빠르고 정확하게 센싱하여 급속충전에 따른 후속 대응을 수행할 수 있도록 하는 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a fast charging high voltage sensing device for an electric vehicle capable of quickly and accurately sensing a fast charging high voltage according to the rapid charging of the electric vehicle to perform a subsequent response according to the rapid charging.

본 발명은 전기자동차의 급속충전시 고전압단과 저전압단을 물리적 및 회로적으로 절연하고 저전압단에서 고전압의 급속충전 전압을 안전하게 센싱할 수 있도록 하는 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a fast charging high voltage sensing device for an electric vehicle that physically and circuitly insulates a high voltage terminal and a low voltage terminal during rapid charging of the electric vehicle and can safely sense a high voltage fast charging voltage at the low voltage terminal. have.

본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치는, 고전압단(HV)과 저전압단(LV)을 포함하여 상기 고전압단에 급속충전 고전압의 공급여부를 저전압단에서 센싱하는 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치에 있어서, 상기 고전압단에 형성되며 외부로부터 급속충전 고전압을 공급받는 입력단; 상기 공급된 급속충전 고전압을 제1전압으로 전압강하하기 위한 제1저항부; 상기 제1전압과 기준전압을 비교하는 비교부; 상기 고전압단과 저전압단을 절연하고 상기 고전압단의 비교부로부터 출력되는 출력전압에 대응하는 제2전압을 저전압단으로 출력하는 제1아이솔레이터; 상기 제1아이솔레이터에서 출력되는 제2전압에 의해 온/오프되는 스위치; 상기 스위치의 온/오프에 따라 상기 전기자동차의 배터리로부터 공급되는 배터리전압을 전압분배하기 위한 제2저항부; 상기 제2저항부에서 분배된 분배전압을 합산하여 출력하는 합산부; 상기 합산부의 출력전압을 이용하여 상기 입력단에 급속충전 고전압의 공급여부를 판단하는 제어부를 포함한다.A fast charging high voltage sensing device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention includes a high voltage stage (HV) and a low voltage stage (LV), and senses whether a fast charging high voltage is supplied to the high voltage stage at a low voltage stage. A fast charging high voltage sensing device comprising: an input terminal formed at the high voltage terminal and receiving a fast charging high voltage from the outside; a first resistor unit for voltage-dropping the supplied fast charging high voltage to a first voltage; a comparator comparing the first voltage with a reference voltage; a first isolator that insulates the high voltage terminal and the low voltage terminal and outputs a second voltage corresponding to the output voltage output from the comparator of the high voltage terminal to the low voltage terminal; a switch turned on/off by a second voltage output from the first isolator; a second resistor unit for voltage distribution of a battery voltage supplied from a battery of the electric vehicle according to on/off of the switch; a summing unit for summing and outputting the divided voltages divided by the second resistor unit; and a control unit that determines whether a fast charging high voltage is supplied to the input terminal by using the output voltage of the summing unit.

본 발명에서, 상기 스위치는, 상기 제2저항부와 연결되는 제1접점단자; 상기 합산부와 연결되는 제2접점단자; 및 상기 제2전압에 의해 온/오프되어 상기 제1접점단자와 제2접점단자를 전기적으로 연결 및 연결해제시키는 스위칭접점단자를 포함한다.In the present invention, the switch may include a first contact terminal connected to the second resistance unit; a second contact terminal connected to the summing unit; and a switching contact terminal that is turned on/off by the second voltage to electrically connect and disconnect the first contact terminal and the second contact terminal.

본 발명에서, 상기 제2저항부는, 상기 배터리전압을 상기 저전압단으로 인가받기 위한 입력포트 및 접지 사이에 연결되고, 적어도 2개의 저항이 직렬로 연결된 제1직렬연결 및 적어도 2개의 저항이 직렬로 연결된 제2직렬연결을 포함하고, 상기 제1 및 제2 직렬연결은 상호 병렬로 연결된다.In the present invention, the second resistor unit is connected between an input port for receiving the battery voltage to the low voltage terminal and a ground, and at least two resistors are connected in series with a first series connection and at least two resistors are connected in series. and a second series connection connected thereto, wherein the first and second series connections are connected in parallel to each other.

본 발명에서, 상기 제1직렬연결에서 적어도 2개의 저항 사이의 중간점(N1)이 상기 스위치의 제1접점단자와 연결되고 상기 스위치의 제2접점단자는 상기 합산부와 연결되며, 상기 제2직렬연결에서 적어도 2개의 저항 사이의 중간점(N2)이 상기 합산부와 연결된다.In the present invention, in the first series connection, a midpoint N1 between at least two resistors is connected to a first contact terminal of the switch, and a second contact terminal of the switch is connected to the summing unit, and the second In the series connection, a midpoint N2 between at least two resistors is connected to the summing unit.

본 발명에서, 상기 고전압단과 저전압단을 절연하고 상기 저전압단에 인가된 상기 배터리전압을 제3전압으로 변환하여 상기 고전압단으로 출력하는 제2아이솔레이터를 더 포함한다.In the present invention, a second isolator that insulates the high voltage terminal and the low voltage terminal, converts the battery voltage applied to the low voltage terminal into a third voltage, and outputs the second isolator to the high voltage terminal.

본 발명에서, 상기 제3전압은 상기 비교부로 공급되어 상기 기준전압으로 사용될 수 있다.In the present invention, the third voltage may be supplied to the comparator and used as the reference voltage.

본 발명에서, 상기 제3전압은 상기 제1아이솔레이터로 공급되고, 상기 제1아이솔레이터는 상기 비교부에서 출력되는 출력전압이 상기 제3전압보다 크면 상기 출력전압에 대응하는 상기 제2전압을 출력한다.In the present invention, the third voltage is supplied to the first isolator, and the first isolator outputs the second voltage corresponding to the output voltage when the output voltage output from the comparator is greater than the third voltage. .

본 발명에서, 상기 제3전압은 상기 제1아이솔레이터로 공급되고, 상기 제1아이솔레이터는 상기 비교부에서 출력되는 출력전압이 상기 제3전압보다 작으면 상기 출력전압에 대응하는 상기 제2전압을 출력한다.In the present invention, the third voltage is supplied to the first isolator, and the first isolator outputs the second voltage corresponding to the output voltage when the output voltage output from the comparator is less than the third voltage. do.

본 발명에 의하면 전기자동차의 급속충전장치의 고전압 입력단을 통해 급속충전 고전압의 공급여부를 정확하게 센싱할 수 있다.According to the present invention, it is possible to accurately sense whether the fast charging high voltage is supplied through the high voltage input terminal of the fast charging device of the electric vehicle.

본 발명에 의하면 전기자동차의 급속충전에 따른 급속충전 고전압을 빠르고 정확하게 센싱함으로써 급속충전에 따른 후속 대응을 즉시 수행할 수 있다.According to the present invention, it is possible to immediately perform a subsequent response according to the rapid charging by quickly and accurately sensing the high voltage of the rapid charging according to the rapid charging of the electric vehicle.

본 발명에 의하면 전기자동차의 급속충전시 고전압단과 저전압단을 물리적 및 회로적으로 절연할 수 있고, 저전압단에서 고전압의 급속충전 전압을 안전하게 센싱할 수 있다.According to the present invention, it is possible to physically and circuitly insulate a high voltage terminal and a low voltage terminal during rapid charging of an electric vehicle, and a high voltage rapid charging voltage can be safely sensed from the low voltage terminal.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 급속충전 고전압 센싱장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1아이솔레이터의 회로 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 합산부의 출력전압을 도시한 도면이다.1 is a schematic configuration diagram of an electric vehicle fast charging high voltage sensing device according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary circuit diagram of a first isolator according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an output voltage of a summing unit according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the essence, order, or order of the components are not limited by the terms. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is between each component. It will be understood that may also be "connected", "coupled" or "connected".

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a fast charging high voltage sensing device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 급속충전 고전압 센싱장치(100)는 입력단(111), 제1저항부(112), 비교부(113), 제1아이솔레이터(114), 스위치(115), 제2저항부(116), 합산부(117) 및 제어부(118)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an electric vehicle fast charging high voltage sensing device 100 according to an embodiment of the present invention includes an input terminal 111 , a first resistor unit 112 , a comparison unit 113 , a first isolator 114 , It may include a switch 115 , a second resistor unit 116 , a summing unit 117 , and a control unit 118 .

본 실시예에서 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치(이하, 고전압 센싱장치라 함)(100)는 급속충전 고전압이 공급되는 고전압단(HV:High Voltage)과 공급된 고전압을 처리하여 고전압의 공급 여부를 판단하는 저전압단(LV:Low Voltage)으로 구분될 수 있다. 이러한 고전압단(HV)와 저전압단(LV)은 물리적 및 회로적으로 절연되어 있다. In this embodiment, the fast charging high voltage sensing device (hereinafter referred to as the high voltage sensing device) 100 of the electric vehicle processes the high voltage (HV) to which the fast charging high voltage is supplied and the supplied high voltage to determine whether the high voltage is supplied. It can be divided into a low voltage stage (LV: Low Voltage) that determines the The high voltage terminal HV and the low voltage terminal LV are physically and circuitly insulated.

입력단(111)은 외부의 급속충전기(미도시)에서 급속충전 고전압을 공급받기 위해 급속충전기의 충전노즐과 연기적으로 접속될 수 있다. 즉, 입력단(111)을 통해 급속충전 고전압이 전기자동차로 공급되는 것이다. The input terminal 111 may be operatively connected to the charging nozzle of the fast charger in order to receive a fast charging high voltage from an external fast charger (not shown). That is, the fast charging high voltage is supplied to the electric vehicle through the input terminal 111 .

따라서, 사용자(운전자)는 전기자동차를 급속충전하기 위해 급속충전기의 충전노즐을 입력단(111)에 접속시킬 수 있으며, 입력단(111)을 통해 고전압이 공급되어 충전되는 것이다.Accordingly, the user (driver) may connect the charging nozzle of the rapid charger to the input terminal 111 to rapidly charge the electric vehicle, and a high voltage is supplied through the input terminal 111 to be charged.

이러한 입력단(111)은 고전압(+)단과 고전압(-)을 구성될 수 있다.The input terminal 111 may include a high voltage (+) terminal and a high voltage (-).

제1저항부(112)는 입력단(111)으로 공급되는 급속충전 고전압을 기설정된 제1전압으로 전압강하시키도록 한다. 이러한 제1저항부(112)는 적어도 하나의 저항이 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 본 실시예에서 고전압(+)단과 고전압(-)단에 적어도 하나의 저항(R1,R2)이 연결될 수 있다.The first resistor unit 112 lowers the fast charging high voltage supplied to the input terminal 111 to a predetermined first voltage. At least one resistor may be connected in series or in parallel to the first resistor unit 112 . In the present embodiment, at least one resistor R1 and R2 may be connected to the high voltage (+) terminal and the high voltage (-) terminal.

이러한 저항(R1,R2)에 의해 입력단(111)을 통해 공급된 급속충전 고전압은 전압강하되어 제1전압으로 출력될 수 있다. 본 실시예에서 저항 R1,R2는 같은 저항값을 가질 수도 있고 다른 저항값을 가질 수도 있다.The fast charging high voltage supplied through the input terminal 111 by the resistors R1 and R2 may be output as the first voltage by a voltage drop. In this embodiment, the resistors R1 and R2 may have the same resistance value or different resistance values.

비교부(113)는 상기와 같이 전압강하된 제1전압과 기설정된 기준전압을 비교하고, 그 비교결과에 따른 전압을 출력할 수 있다. The comparator 113 may compare the voltage-dropped first voltage with a preset reference voltage, and output a voltage according to the comparison result.

본 실시예에서 비교부(113)는 상기 제1전압이 기준전압보다 큰 경우에 소정의 출력전압을 출력하도록 설계될 수 있다. 만약, 제1전압이 기준전압보다 작으면 다른 레벨의 출력전압 또는 OV의 출력전압을 출력하도록 설계될 수 있다.In this embodiment, the comparator 113 may be designed to output a predetermined output voltage when the first voltage is greater than the reference voltage. If the first voltage is less than the reference voltage, it may be designed to output an output voltage of a different level or an output voltage of OV.

다른 실시예에서 비교부(113)는 상기 제1전압이 기준전압보다 작은 경우에 소정의 출력전압을 출력하도록 설계될 수도 있다. 이 경우, 만약 제1전압이 기준전압보다 크면 다른 레벨의 출력전압 또는 OV의 출력전압을 출력하도록 설계될 수도 있다.In another embodiment, the comparator 113 may be designed to output a predetermined output voltage when the first voltage is less than the reference voltage. In this case, if the first voltage is greater than the reference voltage, it may be designed to output an output voltage of a different level or an output voltage of OV.

이와 같이 비교부(113)는 제1전압이 기준전압보다 큰지 또는 작은지에 따라 설정된 출력전압을 출력할 수 있다.As such, the comparator 113 may output an output voltage set according to whether the first voltage is greater than or less than the reference voltage.

제1아이솔레이터(114)는 고전압단(HV)과 저전압단(LV)을 물리적 및 회로적으로 절연하도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서 제1아이솔레이터(114)는 디지털 아이솔레이터(digital isolator)를 포함할 수 있다. 이러한 디지털 아이솔레이터는 예컨대 전원분리 IC digital isolator가 될 수 있다.The first isolator 114 may be configured to physically and circuitly insulate the high voltage terminal HV and the low voltage terminal LV. In this embodiment, the first isolator 114 may include a digital isolator. Such a digital isolator may be, for example, a power separation IC digital isolator.

도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 제1아이솔레이터의 회로 예시도이다.2 is an exemplary circuit diagram of a first isolator according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 제1아이솔레이터(114)는 고전압단(HV)의 증폭기(1141), 절연커패시터(1142) 및 저전압단(HV)의 증폭기(1143)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the first isolator 114 may include an amplifier 1141 of a high voltage stage (HV), an insulating capacitor 1142 and an amplifier 1143 of a low voltage stage (HV).

이러한 제1아이솔레이터(114)는 고전압단의 증폭기(1141)로 입력되는 입력전압(IN)을 전달하여 저전압단의 증폭기(1163)로 출력전압(OUT)으로 출력하는데, 중간에 절연커패시터(1142)가 있어 고전압단과 저전압단이 서로 분리된다.The first isolator 114 transmits the input voltage IN input to the amplifier 1141 of the high voltage stage and outputs it as the output voltage OUT to the amplifier 1163 of the low voltage stage, and an insulating capacitor 1142 in the middle. The high-voltage and low-voltage terminals are separated from each other.

이때, 전달하는 고전압단의 전압레벨과 전달받는 저전압단의 전압레벨이 달라도 전압의 전달이 가능하다. 이에, 본 실시예에서는 제1아이솔레이터(114)가 비교부(113)에서 출력되는 출력전압에 대응하는 제2전압으로 출력되도록 한다. At this time, even if the voltage level of the high voltage terminal to be transmitted and the voltage level of the low voltage terminal to be transmitted are different, the voltage can be transmitted. Accordingly, in the present embodiment, the first isolator 114 is output as a second voltage corresponding to the output voltage output from the comparator 113 .

제1아이솔레이터(114)에서 출력된 제2전압은 스위치(115)로 전달될 수 있다. 스위치(115)는 상기 제2전압에 의해 온(on)/오프(off) 스위칭이 수행될 수 있다.The second voltage output from the first isolator 114 may be transferred to the switch 115 . The switch 115 may be switched on/off by the second voltage.

스위치(115)는 온/오프 스위칭을 통해 제2저항부(116)와 합산부(117)를 전기적으로 연결 및 연결해제시키도록 한다. The switch 115 electrically connects and disconnects the second resistor unit 116 and the summing unit 117 through on/off switching.

본 발명의 일 실시예에서 이러한 스위치(115)는 제1접점단자(1151), 제2접점단자(1152) 및 스위칭접점단자(1153)를 포함하여 구성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the switch 115 may include a first contact terminal 1151 , a second contact terminal 1152 , and a switching contact terminal 1153 .

구체적으로, 제1접점단자(1151)는 제2저항부(116)는 연결될 수 있고 제2접점단자(1152)는 합산부(117)와 연결될 수 있다. 그리고, 이러한 제1접점단자(1151)과 제2접점단자(1152)는 스위칭접점단자(1153)에 의해 전기적으로 연결되거나 또는 연결해제될 수 있다. Specifically, the first contact terminal 1151 may be connected to the second resistor unit 116 , and the second contact terminal 1152 may be connected to the summing unit 117 . In addition, the first contact terminal 1151 and the second contact terminal 1152 may be electrically connected or disconnected by the switching contact terminal 1153 .

스위칭접점단자(1153)는 제1아이솔레이터(113)에서 출력되는 제2전압에 의해 동작될 수 있다. 일례로, 제2전압이 출력되면 온 스위칭이 되도록 동작할 수 있고, 제2전압이 아닌 전압 또는 0V 전압이 출력되는 경우 오프 스위칭이 되도록 동작할 수 있다. 다른 예로, 제2전압이 출력되면 오프 스위칭이 되도록 동작할 수 있고, 제2전압이 아닌 전압 또는 0V 전압이 출력되는 경우 온 스위칭이 되도록 동작할 수도 있다The switching contact terminal 1153 may be operated by the second voltage output from the first isolator 113 . For example, when the second voltage is output, it may be operated to be on-switched, and when a voltage other than the second voltage or a voltage of 0V is output, it may be operated to be switched off. As another example, it may operate to be switched off when the second voltage is output, and may be operated to be switched on when a voltage other than the second voltage or a voltage of 0V is output.

스위칭접점단자(1153)가 동작하여 제1접점단자(1151)와 제2접점단자(1152)에 연결되면 제1접점단자(1151)와 제2접점단자(1152)는 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우 제2저항부(116)와 합산부(117)가 연결되는 것이다.When the switching contact terminal 1153 operates and is connected to the first contact terminal 1151 and the second contact terminal 1152 , the first contact terminal 1151 and the second contact terminal 1152 may be electrically connected. In this case, the second resistor unit 116 and the summing unit 117 are connected.

본 발명의 다른 실시예에서 스위치(115)는 게이트신호에 의해 턴온/턴오프 가능한 IGBT를 포함할 수도 있다. 제2전압이 게이트전압으로서 IGBT로 인가되면 턴온되고 인가되지 않으면 턴오프될 수 있다. In another embodiment of the present invention, the switch 115 may include an IGBT capable of being turned on/off by a gate signal. When the second voltage is applied to the IGBT as the gate voltage, it may be turned on and if not applied, it may be turned off.

이러한 IGBT는 전압구동형 스위칭소자로 게이트(G), 콜렉터(C), 에미터(E) 단자를 포함한다. 이 경우 제1접점단자(1151)는 콜렉터(C)단자, 제2접점단자(1152)는 에미터(E)단자에 각각 대응될 수 있다. 따라서 제2전압이 게이트(G) 단자로 인가되면 턴온될 수 있다.The IGBT is a voltage-driven switching device and includes a gate (G), a collector (C), and an emitter (E) terminal. In this case, the first contact terminal 1151 may correspond to the collector (C) terminal, and the second contact terminal 1152 may correspond to the emitter (E) terminal, respectively. Accordingly, when the second voltage is applied to the gate (G) terminal, it may be turned on.

이와 같이 게이트 단자에 제2전압이 인가되면 GBT는 동작되어 콜렉터와 에미터 단자 간 도통되어 턴온되고, 제2전압이 인가되지 않으면 콜렉터와 에미터 단자 간에는 개방되어 턴오프된다.In this way, when the second voltage is applied to the gate terminal, the GBT is operated to conduct between the collector and the emitter terminal and is turned on. When the second voltage is not applied, the GBT is opened and turned off between the collector and the emitter terminal.

IGBT가 턴온되면 제2저항부(116)에서 분배된 분배전압이 합산부(117)로 전달될 수 있다.When the IGBT is turned on, the divided voltage divided by the second resistor unit 116 may be transmitted to the summing unit 117 .

제2저항부(116)는 스위치(115)의 온/오프에 따라 전기자동차의 배터리(미도시)로부터 공급되는 배터리전압을 전압분배할 수 있다. 제2저항부(116)는 복수의 저항(R)을 포함하여 배터리전압을 전압분배하고, 분배된 분배전압은 합산부(117)로 공급되도록 한다.The second resistor unit 116 may divide a battery voltage supplied from a battery (not shown) of the electric vehicle according to on/off of the switch 115 . The second resistor unit 116 includes a plurality of resistors R to divide the battery voltage, and the divided voltage is supplied to the summing unit 117 .

구체적으로, 제2저항부(116)는 배터리전압을 인가받기 위한 입력포트(110)와 접지(GND) 사이에 연결될 수 있다. 그리고 제2저항부(116)는 적어도 2개의 저항이 직렬로 연결된 제1직렬연결(series connection)(1161) 및 적어도 2개의 저항이 직렬로 연결된 제2직렬연결(1162)을 포함하고, 이때 상기 제1,2직렬연결(1161,1162)는 서로 병렬로 연결될 수 있다.Specifically, the second resistor unit 116 may be connected between the input port 110 for receiving the battery voltage and the ground (GND). The second resistor unit 116 includes a first series connection 1161 in which at least two resistors are connected in series and a second series connection 1162 in which at least two resistors are connected in series, wherein the The first and second serial connections 1161 and 1162 may be connected in parallel to each other.

또한, 제1직렬연결(1161)에서 적어도 2개의 저항(R3,R4) 사이의 제1중간점(N1)이 스위치(115)의 제1접점단자(1151)에 연결되고, 제2직렬연결(1162)에서 적어도 2개의 저항(R5,R6) 사이의 제2중간점(N2)이 합산부(117)와 연결될 수 있다. 이때, 스위치(115)의 제2접점단자(1152)는 합산부(117)와 연결될 수 있다.In addition, in the first series connection 1161 , the first intermediate point N1 between the at least two resistors R3 and R4 is connected to the first contact terminal 1151 of the switch 115 , and the second series connection ( In 1162 , a second intermediate point N2 between the at least two resistors R5 and R6 may be connected to the summing unit 117 . In this case, the second contact terminal 1152 of the switch 115 may be connected to the summing unit 117 .

이러한 구성에 의해 제1중간점(N1)에서의 전압은 배터리전압에서 전압분배된 전압이 될 수 있고, 이러한 분배전압은 스위치(115)를 통해 합산부(117)로 입력될 수 있다. 그리고 제2중간점(N2)에서의 전압은 배터리전압에서 전압분배된 전압이 될 수 있고, 이러한 분배전압은 합산부(117)로 바로 입력될 수 있다.With this configuration, the voltage at the first intermediate point N1 may be a voltage divided from the battery voltage, and this divided voltage may be input to the summing unit 117 through the switch 115 . In addition, the voltage at the second intermediate point N2 may be a voltage divided from the battery voltage, and this divided voltage may be directly input to the summing unit 117 .

본 실시예에서, 제1,2직렬연결(1161,1162)에 연결된 저항(R3,R4,R5,R6)는 적어도 하나의 저항을 포함할 수 있다. 이때, 제1,2 중간점(N1,N2)는 저항(R3,R4) 및 저항(R5,R6)에 의해 전압분배가 이루어진다면 이들 저항 중 어느 저항 사이에 위치하더라도 상관 없다.In this embodiment, the resistors R3, R4, R5, and R6 connected to the first and second series connections 1161 and 1162 may include at least one resistor. In this case, the first and second intermediate points N1 and N2 may be located between any of the resistors as long as voltage is divided by the resistors R3 and R4 and the resistors R5 and R6.

제2저항부(116)에서 합산부(117)로 전압이 전달되는 과정을 설명한다. 스위치(115)가 온되면 제1중간점(N1)의 전압(V1)이 스위치(115)를 통해 합산부(117)로 전달되고 제2중간점(N2)의 전압(V2)는 바로 합산부(117)로 전달된다. 이와 같이 스위치(115)가 온된 상태에서는 V1, V2 전압이 합산부(117)로 출력될 수 있다.A process of transferring a voltage from the second resistor unit 116 to the summing unit 117 will be described. When the switch 115 is turned on, the voltage V1 of the first intermediate point N1 is transferred to the summing unit 117 through the switch 115, and the voltage V2 of the second intermediate point N2 is directly transferred to the summing unit. (117). In this way, when the switch 115 is turned on, the voltages V1 and V2 may be output to the summing unit 117 .

하지만, 스위치(115)가 오프되면 제1중간점(N1)에서의 전압은 플로팅 상태가 되어 합산부(117)로 전압이 인가되지 않으며, 제2중간점(N2)의 전압(V2)만이 바로 합산부(117)로 전달된다. 이와 같이 스위치(115)가 오프된 상태에서는 V2 전압만이 합산부(117)로 출력되는 것이다.However, when the switch 115 is turned off, the voltage at the first intermediate point N1 is in a floating state and no voltage is applied to the summing unit 117 , and only the voltage V2 of the second intermediate point N2 is immediately It is transmitted to the summation unit 117 . In this way, when the switch 115 is turned off, only the voltage V2 is output to the summing unit 117 .

여기서, 상술한 바와 같이, 입력단(111)에 급속충전 고전압이 인가되면 비교부(112), 비교부(113), 제1아이솔레이터(114)를 거쳐 스위치(115)로 제2전압이 출력됨으로써 스위치(115)가 온되어 합산부(117)에는 V1,V2 전압이 출력되고, 반대로 입력단(111)에 급속충전 고전압이 인가되지 않으면, 스위치(115)로 제2전압이 출력되지 않음으로써 스위치(115)가 오프되어 합산부(117)에는 V2 전압만이 출력되는 것이다.Here, as described above, when a fast charging high voltage is applied to the input terminal 111 , the second voltage is outputted to the switch 115 through the comparator 112 , the comparator 113 , and the first isolator 114 . When 115 is turned on, voltages V1 and V2 are output to the summing unit 117 and, conversely, when a fast charging high voltage is not applied to the input terminal 111 , the second voltage is not output to the switch 115 , so that the switch 115 is not output. ) is turned off, and only the voltage V2 is output to the summing unit 117 .

합산부(117)는 제2저항부(116)에서 분배된 분배전압을 합산하여 출력할 수 있다. 구체적으로, 상술한 바와 같이 입력단(111)에 급속충전 고전압이 인가되면 합산부(117)는 V1,V2 전압을 전달받아, 이들을 합산한 V1+V2 전압을 제어부(118)로 출력한다. 반대로 입력단(111)에 급속충전 고전압이 인가되지 않으면 합산부(117)는 V2 전압만을 전달받아 V2 전압을 제어부(118)로 출력한다.The summing unit 117 may sum up and output the divided voltages distributed by the second resistor unit 116 . Specifically, when the fast charging high voltage is applied to the input terminal 111 as described above, the summing unit 117 receives the voltages V1 and V2 and outputs the summed voltage V1 + V2 to the controller 118 . Conversely, if the fast charging high voltage is not applied to the input terminal 111 , the summing unit 117 receives only the V2 voltage and outputs the V2 voltage to the controller 118 .

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 합산부의 출력전압을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating an output voltage of a summing unit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 입력단(111)에 급속충전 고전압이 인가되지 않은 경우에는 합산부(117)에서 V2 전압만 출력된다. 입력단(111)에 급속충전 고전압이 인가되면 합산부(117)에서 V1+V2 전압이 출력된다.Referring to FIG. 3 , when the fast charging high voltage is not applied to the input terminal 111 , only the voltage V2 is output from the summing unit 117 . When the fast charging high voltage is applied to the input terminal 111 , the voltage V1+V2 is output from the summing unit 117 .

이에, 제어부(118)는 상기와 같이 합산부(117)로부터 출력된 전압을 기초로 입력단(111)에 급속충전 고전압의 공급여부를 판단할 수 있다.Accordingly, the control unit 118 may determine whether to supply the fast charging high voltage to the input terminal 111 based on the voltage output from the summing unit 117 as described above.

한편, 다른 실시예에서 고전압 센싱장치(100)는 제2아이솔레이터(130)를 더 포함할 수도 있다. 제2아이솔레이터(130)는 고전압단(HV)과 저전압단(LV)을 절연하고 저전압단에 인가된 배터리전압을 제3전압으로 변환하여 고전압단으로 출력할 수 있다.Meanwhile, in another embodiment, the high voltage sensing device 100 may further include a second isolator 130 . The second isolator 130 may insulate the high voltage terminal HV and the low voltage terminal LV, convert the battery voltage applied to the low voltage terminal into a third voltage, and output it to the high voltage terminal.

이때, 제2아이솔레이터(130)에서 출력되는 제3전압은 비교부(113) 및/또는 제1아이솔레이터(114)로 인가될 수 있다. In this case, the third voltage output from the second isolator 130 may be applied to the comparator 113 and/or the first isolator 114 .

제2아이솔레이터(130)로부터 제3전압이 비교부(113)로 인가되는 경우, 인가된 제3전압은 비교부(113)에서 상기 기준전압으로 사용될 수 있다. When the third voltage is applied from the second isolator 130 to the comparator 113 , the applied third voltage may be used as the reference voltage in the comparator 113 .

제2아이솔레이터(114)로부터 제3전압이 제1아이솔레이터(114)로 인가되는 경우, 인가된 제3전압은 제1아이솔레이터(114)에서 비교부(113)로부터 출력된 출력전압과 비교된다. 이때, 출력전압이 제3전압보다 크면 제1아이솔레이터(114)는 상기 출력전압에 대응하는 제2전압을 출력할 수 있다.When the third voltage from the second isolator 114 is applied to the first isolator 114 , the applied third voltage is compared with the output voltage output from the comparator 113 in the first isolator 114 . In this case, if the output voltage is greater than the third voltage, the first isolator 114 may output a second voltage corresponding to the output voltage.

이 경우, 다른 실시예에서 제2아이솔레이터(114)로부터 제3전압이 제1아이솔레이터(114)로 인가되는 경우, 인가된 제3전압은 제1아이솔레이터(114)에서 비교부(113)로부터 출력된 출력전압과 비교되며, 출력전압이 제3전압보다 작으면 제1아이솔레이터(114)는 상기 출력전압에 대응하는 제2전압을 출력할 수도 있다.In this case, in another embodiment, when the third voltage from the second isolator 114 is applied to the first isolator 114 , the applied third voltage is output from the comparator 113 in the first isolator 114 . Compared with the output voltage, if the output voltage is less than the third voltage, the first isolator 114 may output a second voltage corresponding to the output voltage.

본 실시예에서 제2아이솔레이터(130)는 배터리전압을 다른 레벨의 직류전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. 예컨대, +12V의 배터리전압을 +5V의 제3전압으로 변환하여 출력할 수 있다.In this embodiment, the second isolator 130 may include a DC-DC converter that converts the battery voltage into a DC voltage of another level. For example, the battery voltage of +12V may be converted into a third voltage of +5V and output.

이러한 DC-DC 컨버터는 내부에 포함되는 변압기(미도시)에 의해 고압단과 저전압단이 전기적인 절연(isolated) 구조로 형성될 수 있다. DC-DC 컨버터는 공지기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.In such a DC-DC converter, a high-voltage terminal and a low-voltage terminal may be electrically isolated by a transformer (not shown) included therein. Since the DC-DC converter is a known technology, a detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서 배터리전압이 인가되는 배터리포트(110)와 제2아이솔레이터(130) 간에 LDO(Low Drop Out) 레귤레이터(120)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, LDO 레귤레이터(120)는 배터리전압을 원하는 레벨의 DC 전압으로 변환하고, 그 변환된 DC 전압이 제2아이솔레이터(130)의 입력단으로 공급할 수 있다. 이로써 제2아이솔레이터(130)로 일정한 전압을 공급할 수 있다.Also, in another embodiment of the present invention, a low drop out (LDO) regulator 120 may be further included between the battery port 110 to which the battery voltage is applied and the second isolator 130 . In this case, the LDO regulator 120 may convert the battery voltage into a DC voltage of a desired level, and the converted DC voltage may be supplied to the input terminal of the second isolator 130 . Accordingly, a constant voltage can be supplied to the second isolator 130 .

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치(100)는 간편한 회로를 통해 외부의 급속충전기로부터 급속충전 고전압이 공급되는지 여부를 저전압단에서 센싱할 수 있도록 한다. As described above, the fast charging high voltage sensing device 100 for an electric vehicle according to the present invention enables a low voltage terminal to sense whether a fast charging high voltage is supplied from an external fast charger through a simple circuit.

이를 위해 고전압단과 저전압단을 절연(isolated)한 상태를 유지하고 급속충전 고전압의 공급여부에 따라 출력되는 전압의 크기를 이용하여 급속충전 고전압의 공급여부를 센싱하는 것이다.To this end, the high voltage terminal and the low voltage terminal are maintained in an isolated state, and the supply of the fast charging high voltage is sensed using the magnitude of the voltage output according to whether the fast charging high voltage is supplied.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

110 : 입력포트 111 : 입력단
112 : 제1저항부 113 : 비교부
114 : 제1아이솔레이터 115 : 스위치
1151 : 제1접점단자 1152 : 제2접점단자
1153 : 스위칭접점단자 116 : 제2저항부
117 : 합산부 118 : 제어부
120 : LDO 130 : 제2아이솔레이터110: input port 111: input terminal
112: first resistance unit 113: comparison unit
114: first isolator 115: switch
1151: first contact terminal 1152: second contact terminal
1153: switching contact terminal 116: second resistance part
117: summing unit 118: control unit
120: LDO 130: second isolator

Claims (8)

고전압단(HV)과 저전압단(LV)을 포함하여 상기 고전압단에 급속충전 고전압의 공급여부를 저전압단에서 센싱하는 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치에 있어서,
상기 고전압단에 형성되며 외부로부터 급속충전 고전압을 공급받는 입력단;
상기 공급된 급속충전 고전압을 제1전압으로 전압강하하기 위한 제1저항부;
상기 제1전압과 기준전압을 비교하는 비교부;
상기 고전압단과 저전압단을 절연하고 상기 고전압단의 비교부로부터 출력되는 출력전압에 대응하는 제2전압을 저전압단으로 출력하는 제1아이솔레이터;
상기 제1아이솔레이터에서 출력되는 제2전압에 의해 온/오프되는 스위치;
상기 스위치의 온/오프에 따라 상기 전기자동차의 배터리로부터 공급되는 배터리전압을 전압분배하기 위한 제2저항부;
상기 제2저항부에서 분배된 분배전압을 합산하여 출력하는 합산부;
상기 합산부의 출력전압을 이용하여 상기 입력단에 급속충전 고전압의 공급여부를 판단하는 제어부를 포함하는 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치.In the fast charging high voltage sensing device of an electric vehicle, the low voltage stage senses whether a fast charging high voltage is supplied to the high voltage stage,
an input terminal formed on the high voltage terminal and receiving a fast charging high voltage from the outside;
a first resistor unit for voltage-dropping the supplied fast charging high voltage to a first voltage;
a comparator comparing the first voltage with a reference voltage;
a first isolator that insulates the high voltage terminal and the low voltage terminal and outputs a second voltage corresponding to the output voltage output from the comparator of the high voltage terminal to the low voltage terminal;
a switch turned on/off by a second voltage output from the first isolator;
a second resistor unit for voltage distribution of a battery voltage supplied from a battery of the electric vehicle according to on/off of the switch;
a summing unit for summing and outputting the divided voltages divided by the second resistor unit;
and a controller configured to determine whether a fast charging high voltage is supplied to the input terminal by using the output voltage of the summing unit. 제1항에 있어서, 상기 스위치는,
상기 제2저항부와 연결되는 제1접점단자;
상기 합산부와 연결되는 제2접점단자; 및
상기 제2전압에 의해 온/오프되어 상기 제1접점단자와 제2접점단자를 전기적으로 연결 및 연결해제시키는 스위칭접점단자를 포함하는 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치. According to claim 1, wherein the switch,
a first contact terminal connected to the second resistance unit;
a second contact terminal connected to the summing unit; and
and a switching contact terminal that is turned on/off by the second voltage to electrically connect and disconnect the first contact terminal and the second contact terminal. 제2항에 있어서, 상기 제2저항부는,
상기 배터리전압을 상기 저전압단으로 인가받기 위한 입력포트 및 접지 사이에 연결되고, 적어도 2개의 저항이 직렬로 연결된 제1직렬연결 및 적어도 2개의 저항이 직렬로 연결된 제2직렬연결을 포함하고, 상기 제1 및 제2 직렬연결은 상호 병렬로 연결되는 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치.The method of claim 2, wherein the second resistor unit comprises:
A first series connection connected between an input port for receiving the battery voltage to the low voltage terminal and a ground, and a first series connection in which at least two resistors are connected in series, and a second series connection in which at least two resistors are connected in series, wherein the The first and second serial connections are connected in parallel to each other in a fast charging high voltage sensing device for an electric vehicle. 제3항에 있어서,
상기 제1직렬연결에서 적어도 2개의 저항 사이의 중간점(N1)이 상기 스위치의 제1접점단자와 연결되고 상기 스위치의 제2접점단자는 상기 합산부와 연결되며, 상기 제2직렬연결에서 적어도 2개의 저항 사이의 중간점(N2)이 상기 합산부와 연결되는 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치.4. The method of claim 3,
In the first series connection, a midpoint N1 between at least two resistors is connected to a first contact terminal of the switch, and a second contact terminal of the switch is connected to the summing unit, and in the second series connection, at least A fast charging high voltage sensing device for an electric vehicle in which a midpoint (N2) between two resistors is connected to the summing unit. 제1항에 있어서,
상기 고전압단과 저전압단을 절연하고 상기 저전압단에 인가된 상기 배터리전압을 제3전압으로 변환하여 상기 고전압단으로 출력하는 제2아이솔레이터를 더 포함하는 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치.According to claim 1,
and a second isolator insulating the high voltage terminal and the low voltage terminal, converting the battery voltage applied to the low voltage terminal into a third voltage, and outputting the second isolator to the high voltage terminal. 제5항에 있어서,
상기 제3전압은 상기 비교부로 공급되어 상기 기준전압으로 사용되는 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치.6. The method of claim 5,
The third voltage is supplied to the comparator and is used as the reference voltage. 제5항에 있어서,
상기 제3전압은 상기 제1아이솔레이터로 공급되고, 상기 제1아이솔레이터는 상기 비교부에서 출력되는 출력전압이 상기 제3전압보다 크면 상기 출력전압에 대응하는 상기 제2전압을 출력하는 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치.6. The method of claim 5,
The third voltage is supplied to the first isolator, and the first isolator outputs the second voltage corresponding to the output voltage when the output voltage output from the comparator is greater than the third voltage. Charging high voltage sensing device. 제5항에 있어서,
상기 제3전압은 상기 제1아이솔레이터로 공급되고, 상기 제1아이솔레이터는 상기 비교부에서 출력되는 출력전압이 상기 제3전압보다 작으면 상기 출력전압에 대응하는 상기 제2전압을 출력하는 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치.6. The method of claim 5,
The third voltage is supplied to the first isolator, and the first isolator outputs the second voltage corresponding to the output voltage when the output voltage output from the comparator is less than the third voltage. Fast charging high voltage sensing device.
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