KR100270528B1 - Charging apparatus for electric car - Google Patents
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Abstract
이 발명은 전기 자동차의 충전 장치에 관한 것으로서, 전기 자동차의 충전 동작과 주행 동작을 제어하는 인버터 제어 수단과, 상기 인버터 제어 수단에 연결되어 충전 동작을 제어하는 충전 제어 수단과, 상기 충전 제어 수단과 상기 인버터 제어 수단에 연결되어 충전을 수행하고 주행 모터를 구동하는 충전/구동 수단과, 상기 충전 제어 수단으로부터 자료를 입력받아서 저장하는 배터리 관리 저장 수단으로 이루어지는데, 변압기와 스위치를 사용하여 절연시켜 감전의 위험성을 제거하고 충전 전류의 리플을 작게하여 배터리를 보호하는 효과를 갖는다.The present invention relates to a charging apparatus for an electric vehicle, comprising inverter control means for controlling a charging operation and a traveling operation of an electric vehicle, charging control means connected to the inverter control means for controlling charging operation, A charging / driving unit connected to the inverter control unit to perform charging and driving the traveling motor, and a battery management storing unit for receiving and storing data from the charging control unit. The transformer and the switch are used for insulation, Thereby reducing the ripple of the charging current and protecting the battery.
Description
제1도는 일반적인 전기 자동차의 기본 구성도이고,FIG. 1 is a basic configuration diagram of a general electric vehicle,
제2도는 제1도의 충전기의 기본 회로도이고,FIG. 2 is a basic circuit diagram of the charger of FIG. 1,
제3도는 종래 전기 자동차의 충전 장치이고,3 is a conventional charging device for an electric vehicle,
제4도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 구성도이고,FIG. 4 is a configuration diagram of a charging apparatus for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention,
제5도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 충전/구동부의 구성도이고,FIG. 5 is a configuration diagram of a charging / driving unit of an electric vehicle charging apparatus according to an embodiment of the present invention,
제6도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 충전/구동부의 직류 전원 공급부의 구성도이고,6 is a configuration diagram of a DC power supply unit of a charging / driving unit of an electric vehicle charging apparatus according to an embodiment of the present invention,
제7도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 충전/구동부의 인버터 회로도이고,7 is an inverter circuit diagram of a charging / driving unit of an electric vehicle charging apparatus according to an embodiment of the present invention,
제8도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 충전/구동부의 충전부의 회로도이다.FIG. 8 is a circuit diagram of a charging unit of a charging / driving unit of an electric vehicle charging apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞Description of the Related Art
30 : 인버터 제어부 40 : 충전 제어부30: inverter control unit 40: charge control unit
50 : 충전/구동부 52 : 직류 전원 공급부50: charging / driving unit 52: DC power supply unit
54 : 인버터 58 : 충전부54: inverter 58:
520 : 제1 정류부 522 : 부스터520: first rectifying part 522: booster
580 : 제2 정류부 60 : 모터580: second rectification part 60: motor
70 : 배터리 관리 저장부70: Battery management storage unit
이 발명은 전기 자동차의 충전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 감전의 위험성을 제거하고 배터리를 보호하기 위한 전기 자동차의 충전 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging apparatus for an electric vehicle, and more particularly, to a charging apparatus for an electric vehicle for eliminating the risk of electric shock and protecting the battery.
일반적으로 전기 자동차는 배터리에 충전되어 있는 전기 에너지를 사용하여 모터를 구동시켜 주행하기 때문에 배터리의 충전에 관한 기술이 연구되고 있다.Description of the Related Art [0002] Generally, an electric vehicle drives a motor using electric energy charged in the battery, so that a technique for charging the battery is being studied.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 전기 자동차의 충전 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, a conventional electric vehicle charging apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.
제1도는 일반적인 전기 자동차의 기본 구성도이다.FIG. 1 is a basic configuration diagram of a general electric vehicle.
제1도에 도시되어 있듯이, 일반적인 전기 자동차의 기본 구성은, 전원을 공급하기 위한 배터리(1)와, 상기 배터리(1)로부터 전원을 공급받아서 모터(5)를 구동시키는 인버터(3)와, 전기 자동차가 정지 중일때 220V 교류 전원을 공급받아서 상기 배터리(1)를 충전시켜 주는 충전기(7)를 포함한다.1, a basic configuration of a general electric vehicle includes a battery 1 for supplying power, an inverter 3 for driving the motor 5 by receiving power from the battery 1, And a charger 7 for supplying 220V AC power to the battery 1 while the electric vehicle is stopped.
제2도는 제1도의 충전기(7)의 기본 회로도이다.FIG. 2 is a basic circuit diagram of the charger 7 of FIG.
제2도에 도시되어 있듯이, 충전기(7)의 기본 구성은, 입력 단자가 220V 교류 전원에 연결되어 있는 정류부(10)와, 일측 단자가 상기 정류부(10)의 일측 출력 단자에 연결되어 있는 코일(L)과, 구형파를 발생시키는 파형 발생부(12)와, 콜렉터 단자가 상기 코일(L)의 타측 단자에 연결되고 베이스 단자가 상기 파형 발생부(12)에 연결되고 에미터 단자가 상기 정류부(10)의 타측 출력 단자에 연결되어 있고 콜렉터 단자와 에미터 단자가 상기 배터리(1)에 연결되어 있는 트랜지스터(Q)로 이루어진다.2, the basic configuration of the charger 7 includes a rectifying part 10 having an input terminal connected to a 220 V AC power source, a coil 10 having one terminal connected to one output terminal of the rectifying part 10, A collector terminal is connected to the other terminal of the coil L and a base terminal is connected to the waveform generator 12 and an emitter terminal is connected to the rectifier part 12. [ And a transistor Q connected to the other output terminal of the transistor 10 and having a collector terminal and an emitter terminal connected to the battery 1.
이와 같은 일반적인 전기 자동차의 동작은 다음과 같다.The operation of such a general electric vehicle is as follows.
먼저, 전기 자동차를 구동시키기 위해 배터리(1)를 충전시킬 필요가 있다.First, it is necessary to charge the battery 1 to drive the electric vehicle.
제2도에 도시되어 있듯이, 220V 교류 전원에 연결된 정류부(10)는 입력 교류를 정류하여 직류를 출력한다.As shown in FIG. 2, the rectifying unit 10 connected to the 220 V AC power source rectifies the input AC to output a direct current.
정류부(10)로부터 출력되는 직류는 파형 발생부(12)로부터 출력되는 구형파의 신호에 따라 트랜지스터(Q)가 온되면 코일(L)에 축적되고, 트랜지스터(Q)가 오프되면 코일(L)에 축적되어 있는 전류에 의해 큰 전압이 유도되어 배터리(1)에 충전된다.The DC output from the rectifying section 10 is stored in the coil L when the transistor Q is turned on in response to a square wave signal output from the waveform generating section 12 and is stored in the coil L when the transistor Q is turned off A large voltage is induced by the accumulated current and charged in the battery 1. [
이와 같이 배터리(1)에 충분한 전압이 충전되면 전기 자동차는 구동가능한 상태가 된다.As described above, when the battery 1 is charged with a sufficient voltage, the electric vehicle becomes drivable.
제1도에 도시되어 있듯이, 인버터(3)는 배터리(1)에 충전되어 있는 전압을 입력받아서 충분한 전류를 공급하여 모터(5)를 구동시킨다.As shown in FIG. 1, the inverter 3 receives a voltage charged in the battery 1 and supplies a sufficient current to drive the motor 5.
이 모터(5) 구동에 의해 전기 자동차가 구동된다.The electric motor is driven by driving the motor (5).
상기한 바와 같이 충전기(7)내에는 코일(L)과 트랜지스터(Q)가 필요하게 되고 이러한 코일(L)과 트랜지스터(Q)들은 전기 자동차를 구동하는 데 필요한 장치들과는 별도로 탑재되어야 한다.The coil L and the transistor Q are required in the charger 7 and the coil L and the transistors Q must be mounted separately from the devices necessary for driving the electric vehicle.
전기 자동차는 배터리(1)에 충전되어 있는 전원으로만 구동되어 전기 자동차의 전체 중량이 주행 거리에 미치는 영향이 크기 때문에 전기 자동차의 전체 중량을 줄이는 것이 효과적이다.It is effective to reduce the total weight of the electric vehicle because the electric vehicle is driven only by the electric power charged in the battery 1 and the total weight of the electric vehicle affects the traveling distance.
제3도는 종래 전기 자동차의 충전 장치이다.FIG. 3 is a conventional charging device for an electric vehicle.
제3도에 도시되어 있듯이, 종래 전기 자동차의 충전 장치의 구성은, 한 쌍의 입력 단자에 연결되어 있는 220V 교류 전원을 단속하여 출력하는 스위치부(20)와, 상기 스위치부(20)의 두개의 출력 단자에 연결되어 교류를 입력받아서 정류하여 직류를 출력하는 정류부(22)와, 상기 정류부(22)의 일측 출력 단자에 연결되어 있는 모터 코일부(24)와, 일측 입력 단자가 상기 모터 코일부(24)의 출력 단자에 연결되어 있고 타측 입력 단자가 상기 정류부(22)의 타측 출력 단자에 연결되어 있는 인버터 스위칭부(26)와, 일측 단자가 상기 인버터 스위칭부(26)의 출력 단자에 연결되어 있고 타측 단자가 상기 정류부(22)에 연결되어 있고 그 타측 단자가 접지되어 있는 배터리(28)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the configuration of a conventional electric vehicle charging apparatus includes a switch unit 20 for interrupting and outputting 220 V AC power connected to a pair of input terminals, A motor coil part 24 connected to one output terminal of the rectifying part 22 and a motor coil part 24 connected to an output terminal of the motor coil 22, An inverter switching unit 26 connected to the output terminal of the part 24 and having the other input terminal connected to the other output terminal of the rectifying unit 22 and an output terminal connected to the output terminal of the inverter switching unit 26 And a battery 28 whose other terminal is connected to the rectifying part 22 and whose other terminal is grounded.
이와 같은 종래 전기 자동차의 충전 장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the conventional electric vehicle charging apparatus is as follows.
전기 자동차의 배터리(28)를 충전시키기 위해서는 먼저 스위치부(20)를 작동시켜 220V 교류 전원을 정류부(22)에 연결시켜야 한다.In order to charge the battery 28 of the electric vehicle, the switch unit 20 must be operated to connect the 220V AC power source to the rectifying unit 22.
정류부(22)는 입력된 교류를 정류하여 직류를 출력한다.The rectifying unit 22 rectifies the input AC to output a direct current.
이 직류 출력들은 인버터 스위칭부(26)의 온 오프 상태 변화에 따라 모터 코일부(24)에 축적되었다가 큰 전압으로 유도된다.These direct current outputs are accumulated in the motor coil part 24 in accordance with the on / off state change of the inverter switching part 26, and are led to a large voltage.
이 때 모터 코일부(24)는 별도의 코일이 아닌 전기 자동차의 구동 모터내에 있는 코일로서 배터리(28)가 충전될 때는 전기 자동차가 구동되지 않기 때문에 구동 모터내에 있는 코일도 사용되지 않으므로 충전시 사용될 수 있다.At this time, since the motor coil part 24 is not a separate coil but a coil in the driving motor of the electric vehicle, when the battery 28 is charged, the electric motor is not driven and therefore the coil in the driving motor is not used. .
그리고 인버터 스위칭부(26)로부터 출력되는 큰 전압이 배터리(28)에 충전된다.Then, the battery 28 is charged with a large voltage output from the inverter switching unit 26.
만약 충전 중이 아닐 때, 즉 스위치부(20)의 연결이 끊어져 정류부(22)로의 전원이 입력되지 않을 때에는 배터리(28)에 충전되어 있는 전압이 인버터 스위칭부(26)로 공급되고 인버터 스위칭부(26)는 모터 코일부(24)를 구동시켜 전기 자동차를 구동하게 된다.The voltage charged in the battery 28 is supplied to the inverter switching unit 26 and the inverter switching unit 26 is turned on when the switch unit 20 is disconnected from the rectifying unit 22. [ 26 drive the motor coil part 24 to drive the electric vehicle.
그러나 상기한 종래의 기술은 220V 교류 전원에 연결된 정류부(22)의 접지와 모터 코일부(24)와 인버터 스위칭부(26)와 배터리(28)의 접지가 연결되어 있기 때문에 감전 위험이 있어서 안전성이 저하되고 또한 배터리(28)로 입력되는 전류에 리플(ripple)이 많아서 충전시 배터리(28)의 온도가 과상승될 가능성이 있다는 문제점이 있다.However, since the conventional technology described above is connected to the ground of the rectifying part 22 connected to the 220 V AC power source, the motor coil part 24, the inverter switching part 26 and the ground of the battery 28, there is a risk of electric shock, There is a possibility that the temperature of the battery 28 may be increased during charging because the ripple is large in the current input to the battery 28. [
따라서 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 변압기와 스위치를 사용하여 절연시켜 감전의 위험성을 제거하고 충전 전류의 리플을 작게하여 배터리를 보호하는 전기 자동차의 충전 장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a charging apparatus for an electric vehicle that uses a transformer and a switch to isolate a battery, thereby reducing the risk of electric shock, .
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 전기 자동차의 충전 동작과 주행 동작을 제어하는 인버터 제어 수단과, 상기 인버터 제어 수단에 연결되어 충전 동작을 제어하는 충전 제어 수단과, 상기 충전 제어 수단과 상기 인버터 제어 수단에 연결되어 충전을 수행하고 주행 모터를 구동하는 충전/구동 수단과, 상기 충전 제어 수단으로부터 자료를 입력받아서 저장하는 배터리 관리 저장 수단을 포함한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an electric vehicle comprising: inverter control means for controlling a charging operation and a traveling operation of an electric vehicle; charging control means connected to the inverter control means for controlling charging operation; A charging / driving means connected to the control means and the inverter control means for performing charging and driving the traveling motor, and a battery management storage means for receiving and storing data from the charging control means.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제4도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 구성도이다.FIG. 4 is a configuration diagram of a charging apparatus for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention; FIG.
제4도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 구성은, 전기 자동차의 충전 동작과 주행 동작을 제어하는 인버터 제어부(30)와, 상기 인버터 제어부(30)에 연결되어 충전 동작을 제어하는 충전 제어부(40)와, 상기 충전 제어부(40)와 상기 인버터 제어부(30)에 연결되고 220V 교류 전원을 공급받아서 충전을 수행하고 충전 후 주행 모터(60)를 구동하는 충전/구동부(50)와, 상기 충전 제어부(40)로부터 자료를 입력받아서 저장하는 배터리 관리 저장부(70)를 포함한다.4, the configuration of a charging apparatus for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention includes an inverter control unit 30 for controlling a charging operation and a traveling operation of an electric vehicle, A charging controller 40 connected to the charging controller 40 and the inverter controller 30 for supplying the 220 V AC power to charge the battery pack 40 and driving the traveling motor 60 after charging, And a battery management storage unit 70 for receiving data from the charge control unit 40 and storing the received data.
제5도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 충전/구동부(50)의 구성도이다.FIG. 5 is a configuration diagram of a charging / driving unit 50 of an electric vehicle charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
제5도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 충전/구동부(50)의 구성은, 입력되는 220V 교류 전원에 연결되어 입력 교류를 직류로 변환하여 출력 단자(j, k)로 출력하는 직류 전원 공급부(52)와, 제1 접점(a)이 상기 직류 전원 공급부(52)의 출력 단자(j)에 연결되어 있고 작동 입력 단자(d, e)가 상기 충전 제어부(40)에 연결되어 있는 제1 릴레이(53)와, 입력 단자(l)가 상기 제1 릴레이(53)의 공통 접접(b)에 연결되어 있고 입력 단자(m)이 상기 직류 전원 공급부(52)의 출력 단자(k)와 접지에 연결되어 있고 출력 단자(n1, n2, n3)가 상기 모터(60)에 연결되어 있는 인버터(54)와, 제1 접접(f)이 상기 인버터(54)의 출력 단자(p)에 연결되어 있고 작동 입력 단자(h, i)가 상기 충전 제어부(40)에 연결되어 있는 제2 릴레이(55)와, 1차측 일측 단자가 상기 인버터(54)의 출력 단자(o)에 연결되어 있고 1차측 타측 단자가 상기 제2 릴레이(55)의 제2 접점(g)에 연결되어 있는 변압기(56)와, 입력 단자(q)가 상기 변압기(55)의 2차측 일측 단자에 연결되어 있고 입력 단자(r)가 상기 변압기(55)의 2차측 타측 단자와 접지에 연결되어 있고 단자(s)가 상기 제1 릴레이(53)의 제2 접접(c)에 연결되어 있는 충전부(58)와, 일측 단자가 상기 충전부(58)의 단자(t)에 연결되어 있고 타측 단자가 상기 직류 전원 공급부(52)의 출력 단자(k)에 연결되어 있는 스위치(59)를 포함한다.5, the charging / driving unit 50 of the charging apparatus for an electric vehicle according to the embodiment of the present invention is connected to an input 220 V AC power source to convert an input AC into a direct current, a first contact point a is connected to an output terminal j of the DC power supply unit 52 and an operation input terminal d and e are connected to the charge control unit 52. [ (B) of the first relay (53) and an input terminal (m) is connected to the DC power supply part (52), the first relay (53) An inverter 54 connected to the output terminal k of the inverter 54 and grounded and having output terminals n1, n2 and n3 connected to the motor 60, and a first contact f connected to the inverter 54, A second relay 55 connected to the output terminal p of the charge control unit 40 and having the operation input terminal h and i connected to the charge control unit 40, A transformer 56 connected to the output terminal o of the inverter 54 and having the other terminal of the primary side connected to the second contact g of the second relay 55; The input terminal r is connected to the other terminal of the secondary side of the transformer 55 and the ground and the terminal s is connected to the ground of the second relay side of the first relay 53, A charging part 58 connected to the contact c and a charging part 58 having one terminal connected to the terminal t of the charging part 58 and the other terminal connected to the output terminal k of the DC power supply part 52 And a switch 59 having a switch.
제6도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 충전/구동부(50)의 직류 전원 공급부(52)의 구성도이다.6 is a configuration diagram of a DC power supply unit 52 of a charging / driving unit 50 of an electric vehicle charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
제6도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 충전/구동부(50)의 직류 전원 공급부(52)의 구성은, 입력되는 220V 교류 전원에 연결되어 입력 교류를 정류하여 직류를 출력하는 제1 정류부(520)와, 상기 제1 정류부(520)에 연결되어 입력되는 직류를 증폭하여 출력 단자(j, k)를 통해 출력하는 부스터(522)로 이루어진다.6, the configuration of the DC power supply unit 52 of the charging / driving unit 50 of the charging apparatus of the electric vehicle according to the embodiment of the present invention is connected to the input 220V AC power source to rectify the input AC And a booster 522 connected to the first rectification unit 520 and amplifying the DC input and outputting the amplified DC voltage through output terminals j and k.
제7도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 충전/구동부(50)의 인버터(54)의 회로도이다.7 is a circuit diagram of an inverter 54 of a charging / driving unit 50 of an electric vehicle charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
제7도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 충전/구동부(50)의 인버터(54)의 구성은, 일측 단자가 입력 단자(l)에 연결되어 있고 타측 단자가 입력 단자(m)에 연결되어 있는 제1 캐패시터(C1)와, 콜렉터 단자가 상기 제1 캐패시터(C1)의 일측 단자에 연결되어 있고 베이스 단자가 상기 인버터 제어부(30)와 충전 제어부(40)에 연결되어 있는 단자(SW1)에 연결되어 있는 제1 트랜지스터(Q1)와, 콜렉터 단자가 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 단자에 연결되어 있고 베이스 단자가 상기 인버터 제어부(30)와 충전 제어부(40)에 연결되어 있는 단자(SW2)에 연결되어 있는 제2트랜지스터(Q2)와, 콜렉터 단자가 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 단자에 연결되어 있고 베이스 단자가 상기 인버터 제어부(30)와 충전 제어부(40)에 연결되어 있는 단자(SW3)에 연결되어 있는 제3 트랜지스터(Q3)와, 콜렉터 단자가 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 에미터 단자와 출력 단자(n1, o)에 연결되어 있고 베이스 단자가 상기 인버터 제어부(30)와 충전 제어부(40)에 연결되어 있는 단자(SW4)에 연결되어 있고 에미터 단자가 상기 제1 캐패시터(C1)의 타측 단자에 연결되어 있는 제4 트랜지스터(Q4)와, 콜렉터 단자가 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 단자와 출력 단자(n2, p)에 연결되어 있고 베이스 단자가 상기 인버터 제어부(30)와 충전 제어부(40)에 연결되어 있는 단자(SW5)에 연결되어 있고 에미터 단자가 상기 제4 트랜지스터(Q4)의 에미터 단자에 연결되어 있는 제5 트랜지스터(Q5)와, 콜렉터 단자가 상기 제3 트랜지스터(Q3)의 콜렉터 단자와 출력 단자(n3)에 연결되어 있고 베이스 단자가 상기 인버터 제어부(30)와 충전 제어부(40)에 연결되어 있는 단자(SW6)에 연결되어 있고 에미터 단자가 상기 제5 트랜지스터(Q5)의 에미터 단자에 연결되어 있는 제6 트랜지스터(Q6)로 이루어진다.7, the configuration of the inverter 54 of the charging / driving unit 50 of the charging apparatus for an electric vehicle according to the embodiment of the present invention is such that one terminal is connected to the input terminal 1, A collector terminal is connected to one terminal of the first capacitor C1 and a base terminal is connected to the inverter control unit 30 and the charge control unit 40. The first capacitor C1 is connected to the input terminal m, A collector terminal of the first transistor Q1 is connected to the collector terminal of the first transistor Q1 and a base terminal of the first transistor Q1 is connected to the inverter control unit 30 and the charge control unit A collector terminal of the second transistor Q2 is connected to a collector terminal of the second transistor Q2 and a base terminal of the second transistor Q2 is connected to a terminal SW2 of the inverter control unit 30, Connected to the control unit 40 A collector terminal connected to the emitter terminal of the first transistor Q1 and an output terminal n1 o and a base terminal connected to the inverter control unit 30 A fourth transistor Q4 connected to a terminal SW4 connected to the charge control unit 40 and having an emitter terminal connected to the other terminal of the first capacitor C1, The base terminal of the transistor Q2 is connected to the collector terminal and the output terminal n2 and p of the transistor Q2 and is connected to the terminal SW5 connected to the inverter control unit 30 and the charge control unit 40, A fifth transistor Q5 having a collector terminal connected to the emitter terminal of the fourth transistor Q4 and a collector terminal connected to the collector terminal and the output terminal n3 of the third transistor Q3, The inverter control unit 30 and the charge control unit 40, It is connected to the connected terminal (SW6), and comprises a sixth transistor (Q6) that is an emitter terminal connected to the emitter terminal of the fifth transistor (Q5).
제8도는 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 충전/구동부(50)의 충전부(58)의 회로도이다.FIG. 8 is a circuit diagram of the charging unit 58 of the charging / driving unit 50 of the charging apparatus for an electric vehicle according to the embodiment of the present invention.
제8도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 충전/구동부(50)의 충전부(58)의 구성은, 입력 단자(p, q)를 통해 입력되는 교류를 정류하여 직류를 출력하는 제2 정류부(580)와, 일측 단자가 상기 제2 정류부(580)의 일측 출력 단자에 연결되어 있는 코일(L)과, 일측 단자가 상기 코일(L)의 타측 단자에 연결되어 있고 타측 단자가 상기 제2 정류부(580)의 타측 출력 단자에 연결되어 있는 제2 캐패시터(C2)와, 양극 단자가 상기 제2 캐패시터(C2)의 일측 단자와 단자(s)에 연결되어 있고 음극 단자가 상기 제2 캐패시터(C2)의 타측 단자와 단자(t)에 연결되어 있는 배터리(B)로 이루어진다.8, the configuration of the charging unit 58 of the charging / driving unit 50 of the charging apparatus of the electric vehicle according to the embodiment of the present invention is such that the alternating current input through the input terminals p and q is rectified A coil L connected to one end of the second rectifier 580 and connected to one output terminal of the second rectifier 580 and a second rectifier 580 connected to the other terminal of the coil L, A second capacitor C2 having a first terminal connected to the first output terminal of the second rectifier 580 and the other terminal connected to the other output terminal of the second rectifier 580 and a positive terminal connected to the terminal s of the second capacitor C2 And a battery B having a negative terminal connected to the other terminal of the second capacitor C2 and the terminal t.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 작용은 다음과 같다.The operation of the charging device of the electric vehicle according to the embodiment of the present invention with the above-described configuration is as follows.
먼저, 전기 자동차내에 있는 배터리(B)를 충전하기 위해 인버터 제어부(30)는 충전 동작을 제어하는 충전 제어부(40)로 충전 명령을 내린다.First, in order to charge the battery B in the electric vehicle, the inverter control unit 30 issues a charge command to the charge control unit 40 that controls the charge operation.
충전 명령을 받은 충전 제어부(40)는 충전 동작을 수행시키기 위해 제1 릴레이(53)의 작동 입력 단자(d, e)에 제어 신호를 출력하여 제1 접점(a)이 공통 접접(b)에 연결되도록 한다.The charging controller 40 having received the charge command outputs a control signal to the operation input terminals d and e of the first relay 53 to perform the charging operation so that the first contact a is connected to the common contact b To be connected.
또한, 충전 제어부(40)는 제2 릴레이(55)의 작동 입력 단자(h, i)에 제어 신호를 출력하여 제1 접접(f)이 제2 접접(g)에 연결되도록 한다.The charging control unit 40 outputs a control signal to the operation input terminal h and i of the second relay 55 so that the first contact f is connected to the second contact g.
그리고, 스위치(59)를 끊어서 배터리(B)에 충전되는 전압이 인버터(54)로 빠져 나가지 못하게 함으로써 배터리(B) 충전이 시작된다.Then, the switch 59 is cut off so that the voltage charged in the battery B is prevented from escaping to the inverter 54, so that the charging of the battery B is started.
상기와 같은 상태에서 직류 전원 공급부(52)는 220V 교류 전원을 공급받아서 정류하여 증폭된 직류 전압을 출력 단자(j, k)를 통해 공급하여 준다.In this state, the DC power supply unit 52 receives the 220V AC power and rectifies the DC voltage to supply the amplified DC voltage through the output terminals j and k.
이러한 직류 전압은 인버터(54)의 입력 단자(l, m)를 통해 제1 캐패시터(C1)에 공급되어 안정화된 전압이 형성되게 된다.This DC voltage is supplied to the first capacitor C1 through the input terminals l and m of the inverter 54 to form a stabilized voltage.
다음에 인버터(54)내에 있는 트랜지스터들의 동작을 설명한다.Next, the operation of the transistors in the inverter 54 will be described.
충전 시에는 트랜지스터들의 베이스 단자 입력은 충전 제어부(40)로부터 공급된다.At the time of charging, the base terminal input of the transistors is supplied from the charge control unit 40.
충전 제어부(40)는 먼저 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자(SW1)에 하이 신호를 공급하여 콜렉터 단자와 에미터 단자를 연결시켜 주고, 제5 트랜지스터(Q5)의 베이스 단자(SW5)에 하이 신호를 공급하여 콜렉터 단자와 에미터 단자를 연결시켜 준다.The charge control unit 40 first supplies a high signal to the base terminal SW1 of the first transistor Q1 to connect the collector terminal to the emitter terminal and to the base terminal SW5 of the fifth transistor Q5, Signal to connect the collector terminal and the emitter terminal.
그리고 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자(SW2)와 제4 트랜지스터(Q4)의 베이스 단자(SW4)에는 로우 신호를 입력하여 동작하지 못하게 한다.A low signal is inputted to the base terminal SW2 of the second transistor Q2 and the base terminal SW4 of the fourth transistor Q4 to prevent the base terminal SW2 from operating.
이와 같이 하여 인버터(54)의 입력 단자(l)와 출력 단자(o)가 연결되고, 입력 단자(m)와 출력 단자(p)가 연결되어 변압기(56)의 1차측에 전류가 공급되게 된다.Thus, the input terminal 1 and the output terminal o of the inverter 54 are connected, and the input terminal m and the output terminal p are connected to supply the current to the primary side of the transformer 56 .
다음에는 충전 제어부(40)가 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자(SW2)와 제4 트랜지스터(Q4)의 베이스 단자(SW4)에 하이 신호를 공급하여 제2 트랜지스터(Q2)와 제4 트랜지스터(Q4)를 동작시키고, 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자(SW1)와 제5 트랜지스터(Q5)의 베이스 단자(SW5)에 로우 신호를 공급하여 제1 트랜지스터(Q1)와 제5 트랜지스터(Q5)를 동작하지 않도록 한다.Next, the charge control unit 40 supplies a high signal to the base terminal SW2 of the second transistor Q2 and the base terminal SW4 of the fourth transistor Q4 to turn on the second transistor Q2 and the fourth transistor Q4 The first transistor Q1 and the fifth transistor Q5 are turned on by supplying a low signal to the base terminal SW1 of the first transistor Q1 and the base terminal SW5 of the fifth transistor Q5, .
이와 같이 하여 인버터(54)의 입력 단자(l)와 출력 단자(p)가 연결되고, 입력 단자(m)와 출력 단자(o)가 연결되어 변압기(56)의 1차측에 전류가 공급되게 된다.In this way, the input terminal 1 and the output terminal p of the inverter 54 are connected, and the input terminal m and the output terminal o are connected to supply the current to the primary side of the transformer 56 .
상기와 같이 인버터(54)를 통하여 스위칭되어 변압기(56)의 1차측으로 공급되는 전류에 의해 변압기(56)의 2차측에 전류가 유도되어 제2정류부(580)으로 입력된다.The current is supplied to the secondary side of the transformer 56 by the current supplied to the primary side of the transformer 56 by switching through the inverter 54 and inputted to the second rectifying unit 580 as described above.
이 때, 변압기(56)의 1차측과 2차측은 전기적으로 서로 연결되어 있지 않은 트랜스포머(transfomer)를 사용하기 때문에 제5도에 나타나 있듯이 직류 전원 공급부(52)의 출력 단자(k)에 연결되어 있는 접지와 충전부(58)의 입력 단자(r)에 연결되어 있는 접지가 서로 연결되지 않게 되므로 감전의 위험이 없게 된다.Since the primary side and the secondary side of the transformer 56 use a transformer that is not electrically connected to each other, the transformer 56 is connected to the output terminal k of the DC power supply unit 52 as shown in FIG. 5 And the ground connected to the input terminal (r) of the charging unit (58) are not connected to each other, so that there is no danger of electric shock.
제2 정류부(580)는 변압기(56)로부터 전류를 공급받아서 정류하여 직류를 출력한다.The second rectification unit 580 receives the current from the transformer 56 and rectifies it to output a direct current.
그리고, 코일(L)과 제2 캐패시터(C2)는 제2 정류부(580)로부터 출력되는 직류를 공급받아서 리플이 적은 안정된 전압을 배터리(B)로 공급하여 충전시킨다.The coil L and the second capacitor C2 receive a direct current output from the second rectifier 580 and supply a stable voltage with little ripple to the battery B to charge the battery.
상기와 같은 충전 동작에 사용된 각종 제어 신호를 포함한 자료들을 배터리 관리에 이용하기 위해 충전 제어부(40)는 위 자료들을 배터리 관리 저장부(70)에 저장한다.In order to use the data including various control signals used for the charging operation in the battery management, the charging control unit 40 stores the above data in the battery management storage unit 70. [
이와 같은 충전 동작이 끝나면 전기 자동차는 주행가능한 상태가 된다.When the charging operation is completed, the electric vehicle becomes ready for running.
전기 자동차를 주행시키기 위해 인버터 제어부(30)가 충전 제어부(40)에 명령을 내리고, 충전 제어부(40)는 제1 릴레이(53)의 공통 접접(b)을 제2 접접(c)에 연결시키고, 제2 릴레이(55)의 스위치를 끊어 충전이 되지 않게 한다.The inverter control unit 30 commands the charge control unit 40 to drive the electric vehicle and the charge control unit 40 connects the common contact b of the first relay 53 to the second contact c , The switch of the second relay 55 is turned off to prevent charging.
또한, 배터리(B)에 충전되어 있는 전압이 인버터(54)에 공급이 되도록 하기 위해 스위치(59)를 연결한다.Further, the switch 59 is connected to allow the voltage charged in the battery B to be supplied to the inverter 54. [
모터(60)를 구동하는 전류를 공급하는 인버터(54)의 트랜지스터(Q1~Q6)의 베이스 단자(SW1~SW6)에 제어 신호를 공급하는 것은 인버터 제어부(30)이다.It is the inverter control section 30 that supplies control signals to the base terminals SW1 to SW6 of the transistors Q1 to Q6 of the inverter 54 that supplies the current for driving the motor 60. [
상기한 바와 같이 전기 자동차의 모터(60)를 구동하는데 사용되는 인버터(54)를 배터리(B)를 충전하는 데에도 사용하기 때문에 전기 자동차의 전체 중량이 감소된다.As described above, since the inverter 54 used to drive the motor 60 of the electric vehicle is also used to charge the battery B, the total weight of the electric vehicle is reduced.
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 변압기와 스위치를 사용하여 절연시켜 감전의 위험성을 제거하고 충전 전류의 리플을 작게하여 배터리를 보호하는 전기 자동차의 충전 장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a charging device for an electric vehicle, which uses a transformer and a switch to insulate the transformer from the battery, thereby eliminating the risk of electric shock and reducing the ripple of the charging current.
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