KR20150096919A

KR20150096919A - 전기 자동차

Info

Publication number: KR20150096919A
Application number: KR1020140017811A
Authority: KR
Inventors: 변영찬; 김상환; 남동진; 김용현; 김태진
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2015-08-26
Also published as: US20150231976A1

Abstract

전기 자동차는 고전압 배터리, 상기 고전압 배터리에 연결되어 있는 PRA(Power Relay Assembly), 및 인버터 커패시터를 포함한다. 상기 PRA는, 상기 고전압 배터리의 양극에 연결되어 있는 제1 메인 릴레이, 상기 고전압 배터리의 음극에 연결되어 있는 제2 메인 릴레이, 상기 메인 릴레이에 병렬로 연결되어 있는 프리차지 릴레이 및 프리차지 저항을 포함한다.

Description

전기 자동차{ELECTRIC AUTOMOBILE}

실시 예는 전기 자동차에 관한 것이다.

현재 급속충전시 급속충전기측의 커패시터 성분에 의해서 릴레이가 융착되는 현상이 다수 발생하고 있다. 고전압 릴레리가 융착이 되면 사용자 안전을 위해서 급속충전기 안전 잠금장치가 해제가 되지 않는다. 해제 하려면 급속충전기 담당자에게 연락하여 잠금장치를 해제해야만 하는 불편함이 있다.

그리고 릴레이 융착이 되면 사용자 안전을 위해서 고전압릴레이를 교체하여야 하는데 전기자동차의 배터리를 내려서 고전압릴레이를 교체하는 것은 쉬운 일이 아니다. 현재 급속충전 표준에서 사용하고 있는 것은 크게 2가지가 있다.

국내에서 국내 스마트그리드 협회에서 만든 SGS와 일본 단체표준인 CHAdeMO 2가지 충전방법을 사용하고 있다. 표준에서 돌입전류에 대해 제한하고 있지만, 실제 돌입전류를 측정해 보면 표준을 만족하는 수준의 돌입전류가 발생하는 충전기가 많다.

본 발명은 전기자동차의 급속충전시 고전압릴레이가 융착 되는 것을 보호하는데 목적이 있다.

실시 예에 따른 전기 자동차는 고전압 배터리, 상기 고전압 배터리에 연결되어 있는 PRA(Power Relay Assembly), 및 인버터 커패시터를 포함한다. 상기 PRA는, 상기 고전압 배터리의 양극에 연결되어 있는 제1 메인 릴레이, 상기 고전압 배터리의 음극에 연결되어 있는 제2 메인 릴레이, 상기 메인 릴레이에 병렬로 연결되어 있는 프리차지 릴레이 및 프리차지 저항을 포함한다.

돌입 전류를 방지하여 고전압 릴레이 융착을 방지할 수 있다.

도 1은 실시 예에 따른 전기 자동차의 파워부를 나타낸 도면이다.
도 2는 다른 실시 예에 따른 전기 자동차의 파워부를 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

실시 예는 차량에서 돌입전류 방지를 위해 현재 전기자동차에서 가지고 있는 프리차지 릴레이를 이용하여 릴레이 시퀀스를 변경한다.

이하, 도 1 및 2를 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다.

도 1은 실시 예에 따른 전기 자동차의 파워부를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 고전압 배터리(10)는 PRA(Power Relay Assembly)(20)를 통해 DC-DC 컨버터(31), OBC(On-Board Charger)(32), 전동식 콤프레셔(33), 및 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터(34)에 연결되어 있다. 즉, 고전압 배터리(10)는 DC-DC 컨버터(31), OBC(32), 전동식 콤프레셔(33), 및 PTC 히터(34)의 전원으로 이용된다.

인버터(30)는 고전압 배터리(10)의 전원을 3상 전원으로 변경하여 모터(40)를 구동한다. 인버터(30)와 PRA(20) 사이에는 평활한 전원을 이용하기 위한 인버터 커패시터(C1)가 존재한다.

DC-DC 컨버터(31)는 보조 배터리(11)에 연결되어 있다.

PRA(20)는 고전압 배터리(10)의 양극(+)에 연결되어 있는 메인 릴레이(23), 고전압 배터리(10)의 음극(-)에 연결되어 있는 메인 릴레이(24), 양극(+)에 메인 릴레이(23)과 병렬로 연결되어 있는 프리차지 릴레이(21), 및 프리차지 저항(22)을 포함한다.

프리차지 릴레이(21)의 일단은 양극(+) 및 메인 릴레이(23)의 일단에 연결되어 있고, 프리차지 릴레이(21)의 타단은 프리차지 저항(22)을 통해 메인 릴레이(23)의 타단에 연결되어 있다.

인버터 커패시터(C1) 때문에 PRA(20)의 메인 릴레이(23)의 양극(+)에 프리차지 릴레이(21)가 병렬로 연결되어 있다. 프리차지 릴레이(21)가 연결되어, 고전압 배터리(10)가 프리차지 저항(22)을 통해 인버터 커패시터(C1)에 연결되었을 때, 프리차지 저항(22)의 저항과 인버터 커패시터(C1)의 커패시턴스에 따르는 RC 시상수에 의해서 전류의 지연이 발생한다. 그러면, 돌입전류가 방지되고, 고전압 배터리(10)에 연결되어 있는 메인 릴레이(23)가 보호된다.

프리차지 릴레이(21)가 연결되어 RC 시정수에 따른 전류 지연으로 돌입전류를 방지한 후에, 메인 릴레이(24)가 연결된다. 그러면 프리차지 릴레이(21)와 메인 릴레이(24)에 의해 전기적인 회로가 형성이 된다.

그 다음으로 메인 릴레이(23)가 연결되고, 프리차지 릴레이(21)는 오픈(open)된다. 그러면, 메인 릴레이(23)과 메인 릴레이(24)를 통한 전기적인 구동회로가 형성된다.

이와 같이, 급속충전 시 고전압 릴레이가 융착되는 현상은 프리차지 릴레이를 사용하여 돌입전류를 방지함으로써 해결된다.

도 2는 다른 실시 예에 따른 전기 자동차의 파워부를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 급속 충전 포트와 고전압 배터리(40) 사이에 메인 릴레이(51, 52)와 급속충전 릴레이(61, 62)가 연결되어 있다.

고전압 배터리(40)은 인버터(71) 및 OBC(72)의 전원이다.

메인 릴레이(51)은 고전압 배터리(40)의 양극에 연결되어 있고, 급속 충전 릴레이(61)은 메인 릴레이(51)과 급속 충전 포트 사이에 연결되어 있다. 메인 릴레이(52)은 고전압 배터리(40)의 음극에 연결되어 있고, 급속 충전 릴레이(62)는 메인 릴레이(52)와 급속 충전 포트 사이에 연결되어 있다.

메인 릴레이(51) 및 메인 릴레이(52) 각각은 프리차지 릴레이(S1) 및 프리차지 저항(R1)과 프리차지 릴레이(S2) 및 프리자치 저항(R2)를 포함한다.

프리차지 릴레이(S1) 및 프리차지 저항(R1)은 릴레이(53)에 병렬 연결되어 있고, 프리차지 릴레이(S2) 및 프리자치 저항(R2)은 릴레이(54)에 병렬 연결되어 있다. 메인 릴레이(51, 52)와 급속충전 릴레이(61,62)의 동작 순서를 변경하여, 급속충전기에 커패시터 성분이 존재하더라도 돌입전류를 방지 할 수 있다.

예를 들어, 급속충전 릴레이(61, 62)와 프리챠지 릴레이(S1, S2)를 먼저 연결한다. 그러면, 프리차지 저항(R1, R2)와 급속 충전기의 커패시터(도시되어 있지 않음)에 의한 RC 시상수에 따른 전류 지연이 발생한다.

그 다음으로 릴레이(53, 54)가 연결되고, 프리차지 릴레이(S1, S2)는 오픈된다.

그러면, 급속 충전기에 커패시터 성분이 존재하더라도 전류 지연이 생겨 돌입전류를 방지하고, 고전압릴레이가 융착이 발생하는 현상을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 고전압 배터리
20: PRA(Power Relay Assembly)
23: 메인 릴레이
24: 메인 릴레이
21: 프리차지 릴레이
22: 프리차지 저항
53, 54: 릴레이
61, 62: 급속충전 릴레이
S1, S2: 프리챠지 릴레이
R1, R2: 프리차지 저항

Claims

고전압 배터리,
상기 고전압 배터리에 연결되어 있는 PRA(Power Relay Assembly), 및
인버터 커패시터를 포함하고,
상기 PRA는,
상기 고전압 배터리의 양극에 연결되어 있는 제1 메인 릴레이,
상기 고전압 배터리의 음극에 연결되어 있는 제2 메인 릴레이,
상기 메인 릴레이에 병렬로 연결되어 있는 프리차지 릴레이 및 프리차지 저항을 포함하는 전기 자동차.
제1항에 있어서,
상기 프리차지 릴레이의 일단은 상기 양극 및 상기 제1 메인 릴레이의 일단에 연결되어 있고, 상기 프리차지 릴레이의 타단은 상기 프리차지 저항을 통해 상기 제1 메인 릴레이의 타단에 연결되어 있는 전기 자동차.
제1항에 있어서,
상기 프리차지 릴레이가 연결되어, 상기 고전압 배터리가 상기 프리차지 저항을 통해 상기 인버터 커패시터에 연결되도록 형성된 전기 자동차.
제3항에 있어서,
상기 프리차지 저항과 상기 인버터 커패시터에 따르는 RC 시상수에 의해서 전류의 지연이 발생하는 전기 자동차.
제3항에 있어서,
상기 프리차지 릴레이가 연결된 후 상기 제2 메인 릴레이가 연결되도록 형성된 전기 자동차.
제5항에 있어서,
상기 제2 메인 릴레이가 연결된 후, 상기 제1 메인 릴레이가 연결되고, 상기 프리차지 릴레이가 오프되도록 형성된 전기 자동차.
제1항에 있어서,
상기 고전압 배터리는,
DC-DC 컨버터, OBC(On-Board Charger), 전동식 콤프레셔, 및 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터 중 적어도 하나에 연결되어 전원으로 이용되도록 형성된 전기 자동차.
제1항에 있어서,
상기 인버터 커패시터를 통해 공급되는 평활한 전원을 이용하여 모터에 3상인버터전원을 공급하는 인버터를 더 포함하는 전기 자동차.
급속 충전 포트를 통해 급속 충전기에 연결되는 전기 자동차에 있어서,
고전압 배터리, 및
상기 고전압 배터리와 상기 급속 충전 포트 사이에 연결되어 있는 제1 메인 릴레이, 제2 메인 릴레이, 제1 급속충전 릴레이, 및 제2 급속충전 릴레이를 포함하고,
상기 제1 메인 릴레이는 제1 릴레이, 제1 프리차지 릴레이, 및 제1 프리차지 저항을 포함하고, 상기 제2 메인 릴레이는 제2 릴레이, 제2 프리차지 릴레이 및 제2 프리차지 저항을 포함하며,
상기 제1 및 제2 급속 충전 릴레이가 연결될 때, 상기 제1 프리차지 릴레이 및 상기 제2 프리차지 릴레이가 연결되는 전기 자동차.
제9항에 있어서,
상기 제1 프리차지 저항, 상기 제2 프리차지 저항, 및 상기 급속 충전기의 커패시터에 의한 RC 시정수에 따른 전류 지연이 발생하는 전기 자동차.
제9항에 있어서,
상기 제1 및 제2 프리차지 릴레이가 연결된 후, 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이가 연결되며, 상기 제1 및 제2 릴레이가 연결되면, 상기 제1 및 제2 프리차지 릴레이가 오픈되는 전기 자동차.