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KR102264996B1 - 전기자동차 급속충전 고전압 센싱장치 - Google Patents

전기자동차 급속충전 고전압 센싱장치 Download PDF

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KR102264996B1
KR102264996B1 KR1020200103088A KR20200103088A KR102264996B1 KR 102264996 B1 KR102264996 B1 KR 102264996B1 KR 1020200103088 A KR1020200103088 A KR 1020200103088A KR 20200103088 A KR20200103088 A KR 20200103088A KR 102264996 B1 KR102264996 B1 KR 102264996B1
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KR
South Korea
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voltage
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high voltage
output
isolator
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Application number
KR1020200103088A
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Inventor
양재욱
Original Assignee
한국단자공업 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 전기자동차로 급속충전할 때 급속충전 고전압의 공급여부를 판단하도록 하는 전기자동차의 급속충전 전압의 센싱장치에 관한 것이다. 본 발명의 센싱장치는, 고전압단(HV)과 저전압단(HV)을 포함하여 상기 고전압단에 급속충전 고전압의 공급여부를 저전압단에서 센싱하는 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.

Description

전기자동차 급속충전 고전압 센싱장치{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.
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.
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.
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.
이에, 해당 기술분야에서는 전기자동차의 급속충전에 따른 급속충전 고전압의 공급여부를 센싱함으로써 급속충전에 따른 여러 가지 문제를 사전에 방지할 수 있도록 할 필요가 있다.
등록특허 제10-1551035호 등록특허 제10-1470254호
본 발명은 전기자동차의 급속충전장치에 급속충전 고전압의 공급여부를 센싱하도록 하는 전기자동차의 급속충전 전압 센싱장치를 제공하는데 목적이 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
본 발명에서, 상기 고전압단과 저전압단을 절연하고 상기 저전압단에 인가된 상기 배터리전압을 제3전압으로 변환하여 상기 고전압단으로 출력하는 제2아이솔레이터를 더 포함한다.
본 발명에서, 상기 제3전압은 상기 비교부로 공급되어 상기 기준전압으로 사용될 수 있다.
본 발명에서, 상기 제3전압은 상기 제1아이솔레이터로 공급되고, 상기 제1아이솔레이터는 상기 비교부에서 출력되는 출력전압이 상기 제3전압보다 크면 상기 출력전압에 대응하는 상기 제2전압을 출력한다.
본 발명에서, 상기 제3전압은 상기 제1아이솔레이터로 공급되고, 상기 제1아이솔레이터는 상기 비교부에서 출력되는 출력전압이 상기 제3전압보다 작으면 상기 출력전압에 대응하는 상기 제2전압을 출력한다.
본 발명에 의하면 전기자동차의 급속충전장치의 고전압 입력단을 통해 급속충전 고전압의 공급여부를 정확하게 센싱할 수 있다.
본 발명에 의하면 전기자동차의 급속충전에 따른 급속충전 고전압을 빠르고 정확하게 센싱함으로써 급속충전에 따른 후속 대응을 즉시 수행할 수 있다.
본 발명에 의하면 전기자동차의 급속충전시 고전압단과 저전압단을 물리적 및 회로적으로 절연할 수 있고, 저전압단에서 고전압의 급속충전 전압을 안전하게 센싱할 수 있다.
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.
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.
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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치의 개략적인 구성도이다.
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.
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.
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.
따라서, 사용자(운전자)는 전기자동차를 급속충전하기 위해 급속충전기의 충전노즐을 입력단(111)에 접속시킬 수 있으며, 입력단(111)을 통해 고전압이 공급되어 충전되는 것이다.
이러한 입력단(111)은 고전압(+)단과 고전압(-)을 구성될 수 있다.
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.
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.
비교부(113)는 상기와 같이 전압강하된 제1전압과 기설정된 기준전압을 비교하고, 그 비교결과에 따른 전압을 출력할 수 있다.
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.
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.
이와 같이 비교부(113)는 제1전압이 기준전압보다 큰지 또는 작은지에 따라 설정된 출력전압을 출력할 수 있다.
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.
도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 제1아이솔레이터의 회로 예시도이다.
도 2를 참조하면, 제1아이솔레이터(114)는 고전압단(HV)의 증폭기(1141), 절연커패시터(1142) 및 저전압단(HV)의 증폭기(1143)를 포함할 수 있다.
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.
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.
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.
스위치(115)는 온/오프 스위칭을 통해 제2저항부(116)와 합산부(117)를 전기적으로 연결 및 연결해제시키도록 한다.
본 발명의 일 실시예에서 이러한 스위치(115)는 제1접점단자(1151), 제2접점단자(1152) 및 스위칭접점단자(1153)를 포함하여 구성될 수 있다.
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.
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 있다
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.
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.
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.
이와 같이 게이트 단자에 제2전압이 인가되면 GBT는 동작되어 콜렉터와 에미터 단자 간 도통되어 턴온되고, 제2전압이 인가되지 않으면 콜렉터와 에미터 단자 간에는 개방되어 턴오프된다.
IGBT가 턴온되면 제2저항부(116)에서 분배된 분배전압이 합산부(117)로 전달될 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 합산부의 출력전압을 나타낸 도면이다.
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.
이에, 제어부(118)는 상기와 같이 합산부(117)로부터 출력된 전압을 기초로 입력단(111)에 급속충전 고전압의 공급여부를 판단할 수 있다.
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.
이때, 제2아이솔레이터(130)에서 출력되는 제3전압은 비교부(113) 및/또는 제1아이솔레이터(114)로 인가될 수 있다.
제2아이솔레이터(130)로부터 제3전압이 비교부(113)로 인가되는 경우, 인가된 제3전압은 비교부(113)에서 상기 기준전압으로 사용될 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
이를 위해 고전압단과 저전압단을 절연(isolated)한 상태를 유지하고 급속충전 고전압의 공급여부에 따라 출력되는 전압의 크기를 이용하여 급속충전 고전압의 공급여부를 센싱하는 것이다.
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.
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 : 제2아이솔레이터

Claims (8)

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고전압단과 저전압단을 절연하고 상기 저전압단에 인가된 상기 배터리전압을 제3전압으로 변환하여 상기 고전압단으로 출력하는 제2아이솔레이터를 더 포함하는 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제3전압은 상기 비교부로 공급되어 상기 기준전압으로 사용되는 전기자동차의 급속충전 고전압 센싱장치.
  7. 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.
  8. 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.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022039402A1 (ko) * 2020-08-18 2022-02-24 한국단자공업 주식회사 전기자동차 급속충전 고전압 센싱장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101470254B1 (ko) 2013-12-19 2014-12-05 현대자동차주식회사 친환경 자동차의 급속충전 릴레이 융착 검출 방법
KR101551035B1 (ko) 2013-12-30 2015-09-08 현대자동차주식회사 프리 차지 중 고장 진단 방법
KR101685541B1 (ko) * 2015-11-04 2016-12-12 현대자동차주식회사 차량의 고전압 릴레이 융착 검출 모듈 및 이를 이용한 릴레이 융착 검출 방법
KR20180089820A (ko) * 2017-02-01 2018-08-09 삼성에스디아이 주식회사 고전압 측정회로
KR20190042889A (ko) * 2017-10-17 2019-04-25 엘지이노텍 주식회사 전기 자동차 충전 장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5432034B2 (ja) * 2010-03-31 2014-03-05 プライムアースＥｖエナジー株式会社 二次電池の電流電圧検出装置
KR102264996B1 (ko) * 2020-08-18 2021-06-16 한국단자공업 주식회사 전기자동차 급속충전 고전압 센싱장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101470254B1 (ko) 2013-12-19 2014-12-05 현대자동차주식회사 친환경 자동차의 급속충전 릴레이 융착 검출 방법
KR101551035B1 (ko) 2013-12-30 2015-09-08 현대자동차주식회사 프리 차지 중 고장 진단 방법
KR101685541B1 (ko) * 2015-11-04 2016-12-12 현대자동차주식회사 차량의 고전압 릴레이 융착 검출 모듈 및 이를 이용한 릴레이 융착 검출 방법
KR20180089820A (ko) * 2017-02-01 2018-08-09 삼성에스디아이 주식회사 고전압 측정회로
KR20190042889A (ko) * 2017-10-17 2019-04-25 엘지이노텍 주식회사 전기 자동차 충전 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022039402A1 (ko) * 2020-08-18 2022-02-24 한국단자공업 주식회사 전기자동차 급속충전 고전압 센싱장치

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