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KR102762412B1 - Voltage conversion system and voltage conversion method for vehicle - Google Patents

Voltage conversion system and voltage conversion method for vehicle Download PDF

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KR102762412B1
KR102762412B1 KR1020210014307A KR20210014307A KR102762412B1 KR 102762412 B1 KR102762412 B1 KR 102762412B1 KR 1020210014307 A KR1020210014307 A KR 1020210014307A KR 20210014307 A KR20210014307 A KR 20210014307A KR 102762412 B1 KR102762412 B1 KR 102762412B1
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Abstract

본 발명은 차량의 전압 변환 시스템 및 전압 변환 방법에 관한 것으로, 시동 감지 정보 및 전압 공급 정보에 기초하여 스위치 제어 정보를 생성하는 전압 변환 제어부, 고전압 배터리의 전압 레벨과 DC-link 커패시터의 전압 레벨을 비교하여 상기 전압 공급 정보를 생성하는 배터리 관리부, 및 상기 스위치 제어 정보에 기초하여 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환하거나 상기 고전압 전기 에너지를 상기 저전압 전기 에너지로 변환하는 전압 변환부를 포함할 수 있다.The present invention relates to a voltage conversion system and a voltage conversion method for a vehicle, and may include a voltage conversion control unit which generates switch control information based on start detection information and voltage supply information, a battery management unit which generates the voltage supply information by comparing a voltage level of a high-voltage battery with a voltage level of a DC-link capacitor, and a voltage conversion unit which converts low-voltage electrical energy into high-voltage electrical energy or converts the high-voltage electrical energy into low-voltage electrical energy based on the switch control information.

Description

차량의 전압 변환 시스템 및 전압 변환 방법{VOLTAGE CONVERSION SYSTEM AND VOLTAGE CONVERSION METHOD FOR VEHICLE}{VOLTAGE CONVERSION SYSTEM AND VOLTAGE CONVERSION METHOD FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 전압 변환 시스템 및 전압 변환 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage conversion system and a voltage conversion method for a vehicle.

최근 대기 오염과 석유 고갈의 위기에 대응하여 전기 에너지를 차량의 동력으로 사용하는 친환경 차량과 관련된 기술들이 활발하게 개발되고 있다. 친환경 차량은 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle), 연료 전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle) 및 전기 자동차(Electric Vehicle)를 포함한다.Recently, in response to the crisis of air pollution and oil depletion, technologies related to eco-friendly vehicles that use electric energy as the power source for vehicles are being actively developed. Eco-friendly vehicles include hybrid electric vehicles, fuel cell electric vehicles, and electric vehicles.

친환경 차량은 차량 구동을 위한 고전압 배터리와 전장품의 구동을 위한 저전압 배터리를 포함한다. 고전압 배터리에 충전된 전기 에너지는 차량의 동력원으로 사용되며, 저전압 배터리에 충전된 전기 에너지는 차량의 전장품의 전원으로 사용된다.Eco-friendly vehicles include high-voltage batteries for driving the vehicle and low-voltage batteries for driving electrical components. The electric energy charged in the high-voltage battery is used as the vehicle's power source, and the electric energy charged in the low-voltage battery is used as the power source for the vehicle's electrical components.

고전압 배터리와 저전압 배터리를 모두 사용하는 차량에는 고전압 및 저전압 배터리의 효율적인 사용을 위해, 고전압을 저전압으로 변환하는 변환 장치와 고전압을 저전압으로 변환하는 변환 장치 각각을 구비해야 하는 문제점이 있다.Vehicles that use both high-voltage and low-voltage batteries have the problem of having to have a converter device that converts high voltage to low voltage and a converter device that converts high voltage to low voltage, respectively, to efficiently use the high-voltage and low-voltage batteries.

본 발명의 실시예는 단일 전압 변환 장치를 이용하여 고전압을 저전압으로 변환하거나 저전압을 고전압으로 변환할 수 있는 차량의 전압 변환 시스템 및 전압 변환 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a voltage conversion system and a voltage conversion method for a vehicle capable of converting high voltage to low voltage or low voltage to high voltage using a single voltage conversion device.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전압 변환 시스템은, 시동 감지 정보 및 전압 공급 정보에 기초하여 스위치 제어 정보를 생성하는 전압 변환 제어부, 고전압 배터리의 전압 레벨과 DC-link 커패시터의 전압 레벨을 비교하여 상기 전압 공급 정보를 생성하는 배터리 관리부, 및 상기 스위치 제어 정보에 기초하여 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환하거나 상기 고전압 전기 에너지를 상기 저전압 전기 에너지로 변환하는 전압 변환부를 포함할 수 있다.A voltage conversion system for a vehicle according to one embodiment of the present invention may include a voltage conversion control unit that generates switch control information based on ignition detection information and voltage supply information, a battery management unit that compares a voltage level of a high-voltage battery with a voltage level of a DC-link capacitor to generate the voltage supply information, and a voltage conversion unit that converts low-voltage electrical energy into high-voltage electrical energy or converts the high-voltage electrical energy into low-voltage electrical energy based on the switch control information.

일 실시예에 있어서, 상기 전압 변환 제어부는 상기 차량에 시동이 걸렸다는 정보를 포함하는 상기 시동 감지 정보를 입력 받으면 제 1 기설정된 스위치 제어 정보를 생성하여 상기 전압 변환부에 제공하고, 상기 고전압 배터리를 상기 전압 변환부에 전기적으로 연결하라는 전압 공급 정보를 입력 받으면 제 2 기설정된 스위치 제어 정보를 생성하여 상기 전압 변환부에 제공할 수 있다.In one embodiment, when the voltage conversion control unit receives the start detection information including information that the vehicle has started, the unit can generate first preset switch control information and provide it to the voltage conversion unit, and when the unit receives voltage supply information for electrically connecting the high-voltage battery to the voltage conversion unit, the unit can generate second preset switch control information and provide it to the voltage conversion unit.

일 실시예에 있어서, 상기 배터리 관리부는 상기 DC-link 커패시터의 전압 레벨이 상기 고전압 배터리의 전압 레벨보다 낮으면 상기 고전압 배터리와 상기 전압 변환부를 전기적으로 분시시키라는 상기 전압 공급 정보를 생성하고, 상기 DC-link 커패시터의 전압 레벨이 상기 고전압 배터리의 전압 레벨과 동일하면 상기 고전압 배터리와 상기 전압 변환부를 전기적으로 연결시키라는 상기 전압 공급 정보를 생성할 수 있다.In one embodiment, the battery management unit may generate the voltage supply information to electrically separate the high-voltage battery and the voltage converter when the voltage level of the DC-link capacitor is lower than the voltage level of the high-voltage battery, and may generate the voltage supply information to electrically connect the high-voltage battery and the voltage converter when the voltage level of the DC-link capacitor is equal to the voltage level of the high-voltage battery.

일 실시예에 있어서, 상기 전압 공급 정보에 기초하여 상기 고전압 배터리와 상기 전압 변환부를 전기적으로 연결 또는 분리시키는 전력 공급 스위치를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the device may further include a power supply switch that electrically connects or disconnects the high-voltage battery and the voltage converter based on the voltage supply information.

일 실시예에 있어서, 상기 전압 변환부는 상기 제 1 기설정된 스위치 제어 정보에 기초하여 상기 저전압 전기 에너지를 상기 고전압 전기 에너지로 변환시키고, 상기 제 2 기설정된 스위치 제어 정보에 기초하여 상기 고전압 전기 에너지를 상기 저전압 전기 에너지로 변환시킬 수 있다.In one embodiment, the voltage converter can convert the low-voltage electrical energy into the high-voltage electrical energy based on the first preset switch control information, and can convert the high-voltage electrical energy into the low-voltage electrical energy based on the second preset switch control information.

일 실시예에 있어서, 상기 전압 변환부는 상기 DC-link 커패시터를 포함하며, 상기 제 1 기설정된 제어 정보에 기초하여 상기 저전압 전기 에너지를 상기 고전압 전기 에너지로 변환시키고, 변환된 상기 고전압 전기 에너지를 상기 DC-link 커패시터에 제공하여 상기 DC-link 커패시터를 충전시킬 수 있다.In one embodiment, the voltage converter includes the DC-link capacitor, and converts the low-voltage electrical energy into the high-voltage electrical energy based on the first preset control information, and provides the converted high-voltage electrical energy to the DC-link capacitor to charge the DC-link capacitor.

일 실시예에 있어서, 상기 전압 변환부는 상기 DC-link 커패시터, 복수의 제 1 스위치를 포함하는 고전압 송수신부 및 복수의 제 2 스위치를 포함하는 저전압 송수신부를 포함하며, 상기 제 1 기설정된 스위치 제어 정보에 기초하여 상기 복수의 제 2 스위치 중 적어도 한 쌍의 스위치가 교대로 턴온 및 턴오프를 반복하도록 구성되고, 상기 제 2 기설정된 스위치 제어 정보에 기초하여 상기 복수의 제 1 스위치 중 적어도 한 쌍의 스위치가 교대로 턴온 및 턴오프를 반복하도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the voltage conversion unit includes the DC-link capacitor, a high-voltage transceiver including a plurality of first switches, and a low-voltage transceiver including a plurality of second switches, and at least one pair of switches among the plurality of second switches may be configured to alternately turn on and off based on the first preset switch control information, and at least one pair of switches among the plurality of first switches may be configured to alternately turn on and off based on the second preset switch control information.

일 실시예에 있어서, 상기 복수의 제 1 스위치는 제 1-1 스위치 및 제 1-2 스위치를 포함하며, 상기 고전압 송수신부는 일단에 상기 DC-link 커패시터의 일단이 연결되는 제 1 커패시터, 일단에 상기 제 1 커패시터의 일단이 연결되는 권선 코일, 일단에 상기 권선 코일의 타단이 연결되고, 타단에 상기 DC-link 커패시터의 타단이 연결되는 제 1 다이오드, 일단에 상기 제 1 커패시터의 타단이 연결되고, 타단에 상기 권선 코일과 상기 제 1 다이오드의 일단이 연결된 노드가 연결되는 제 2 다이오드, 일단에 상기 제 1 다이오드의 일단이 연결되고, 타단에 상기 제 1 다이오드의 타단이 연결되는 상기 제 1-1 스위치, 및 일단에 상기 제 2 다이오드의 일단이 연결되고, 타단에 상기 제 2 다이오드의 타단이 연결되는 상기 제 1-2 스위치를 포함할 수 있다.In one embodiment, the plurality of first switches may include a 1-1 switch and a 1-2 switch, and the high-voltage transceiver may include a first capacitor having one end connected to one end of the DC-link capacitor, a winding coil having one end connected to one end of the first capacitor, a first diode having one end connected to the other end of the winding coil and the other end connected to the other end of the DC-link capacitor, a second diode having one end connected to the other end of the first capacitor and a node to which the winding coil and one end of the first diode are connected, the 1-1 switch having one end connected to one end of the first diode and the other end connected to the other end of the first diode, and the 1-2 switch having one end connected to one end of the second diode and the other end connected to the other end of the second diode.

일 실시예에 있어서, 상기 제 1-1 스위치 및 상기 제 1-2 스위치는 상기 제 2 기설정된 스위치 제어 정보에 기초하여 교대로 턴온 및 턴오프를 반복할 수 있다.In one embodiment, the first switch 1-1 and the first switch 1-2 can alternately turn on and off based on the second preset switch control information.

일 실시예에 있어서, 상기 복수의 제 2 스위치는 제 2-1 스위치, 제 2-2 스위치, 제 2-3 스위치 및 제 2-4 스위치를 포함하며, 상기 저전압 송수신부는,In one embodiment, the plurality of second switches include a 2-1 switch, a 2-2 switch, a 2-3 switch and a 2-4 switch, and the low-voltage transceiver comprises:

일단에 제 2 다이오드의 타단이 연결되고, 타단에 제 3 다이오드의 일단이 연결되는 제 1 다이오드, 일단에 제 1 커패시터의 타단이 연결되고, 타단에 상기 제 1 다이오드의 일단이 연결되는 제 2 다이오드, 일단에 제 1 권선 코일 및 제 2 권선 코일이 연결된 노드가 연결되고, 타단에 상기 제 2 다이오드의 일단이 연결되는 상기 제 1 커패시터, 일단에 상기 제 1 다이오드의 타단이 연결되고, 타단에 제 4 다이오드의 타단이 연결되는 상기 제 3 다이오드, 일단에 상기 제 1 권선 코일의 일단이 연결되고, 타단에 상기 제 3 다이오드의 타단이 연결되는 제 4 다이오드, 일단에 상기 제 4 다이오드의 일단이 연결되고, 타단에 상기 제 2 권선 코일의 일단이 연결되는 상기 제 1 권선 코일, 일단에 상기 제 1 권선 코일의 타단이 연결되고, 타단에 상기 제 1 다이오드의 일단 및 상기 제 2 다이오드의 타단이 연결된 노드가 연결되는 제 2 권선 코일, 일단에 상기 제 1 권선 코일과 상기 제 2 권선 코일이 연결된 노드가 연결되고, 타단에 제 2 커패시터의 일단이 연결되는 인덕터, 일단에 상기 인덕터의 타단이 연결되고, 타단에 상기 제 1 다이오드의 타단 및 상기 제 3 다이오드의 일단이 연결된 노드가 연결되는 상기 제 2 커패시터, 일단에 상기 제 1 다이오드의 일단이 연결되고, 타단에 상기 제 1 다이오드의 타단이 연결되는 상기 제 2-1 스위치, 일단에 상기 제 2 다이오드의 일단이 연결되고, 타단에 상기 제 2 다이오드의 타단이 연결되는 상기 제 2-2 스위치, 일단에 상기 제 3 다이오드의 일단이 연결되고, 타단에 상기 제 3 다이오드의 타단이 연결되는 상기 제 2-3 스위치, 및 일단에 상기 인덕터의 일단이 연결되고, 타단에 상기 인덕터의 타단이 연결되는 상기 제 2-4 스위치를 포함할 수 있다.A first diode having one end connected to the other end of the second diode and one end of the third diode, a second diode having one end connected to the other end of the first capacitor and one end of the first diode, a first capacitor having one end connected to a node to which the first winding coil and the second winding coil are connected and one end of the second diode is connected to the other end, a third diode having one end connected to the other end of the first diode and one end of the fourth diode, a fourth diode having one end connected to one end of the first winding coil and one end of the third diode is connected to the other end, a first winding coil having one end connected to one end of the fourth diode and one end of the second winding coil, a second diode having one end connected to the other end of the first winding coil and one end connected to one end of the first diode and the other end connected to the other end of the second winding coil. The device may include a winding coil, an inductor having one end connected to a node where the first winding coil and the second winding coil are connected, and one end of a second capacitor is connected to the other end, the second capacitor having one end connected to the other end of the inductor, and a node where the other end of the first diode and one end of the third diode are connected, the 2-1 switch having one end connected to one end of the first diode and the other end connected to the other end, the 2-2 switch having one end connected to one end of the second diode and the other end connected to the other end, the 2-3 switch having one end connected to one end of the third diode and the other end connected to the other end, and the 2-4 switch having one end connected to one end of the inductor and the other end connected to the other end of the inductor.

일 실시예에 있어서, 상기 제 2-1 스위치 및 상기 제 2-2 스위치는 상기 제 1 기설정된 스위치 제어 정보에 기초하여 교대로 턴온 및 턴오프를 반복할 수 있다.In one embodiment, the 2-1 switch and the 2-2 switch can alternately turn on and off based on the first preset switch control information.

일 실시예에 있어서, 상기 제 2 커패시터는 일단과 타단이 상기 저전압 전기 에너지를 제공하는 저전압 배터리의 양극단 및 음극단에 각각 연결될 수 있다.In one embodiment, the second capacitor may have one end and the other end connected to positive and negative terminals, respectively, of a low-voltage battery providing the low-voltage electrical energy.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량의 전압 변환 방법은 차랑에 시동이 감지되면 저전압 배터리로부터 제공되는 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환하는 단계, 상기 고전압 전기 에너지로 변환하는 단계에서 변환된 상기 고전압 전기 에너지로 DC-link 커패시터를 충전시키는 단계, 상기 DC-link 커패시터의 전압 레벨과 고전압 배터리의 전압 레벨을 비교하는 단계, 및 상기 비교하는 단계에서 상기 DC-link 커패시터의 전압 레벨이 상기 고전압 배터리의 전압 레벨과 동일해지면 상기 고전압 전기 에너지를 상기 저전압 전기 에너지로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a voltage conversion method of a vehicle may include a step of converting low-voltage electrical energy provided from a low-voltage battery into high-voltage electrical energy when an engine start is detected in a vehicle, a step of charging a DC-link capacitor with the high-voltage electrical energy converted in the step of converting into high-voltage electrical energy, a step of comparing a voltage level of the DC-link capacitor with a voltage level of a high-voltage battery, and a step of converting the high-voltage electrical energy into the low-voltage electrical energy when the voltage level of the DC-link capacitor becomes equal to the voltage level of the high-voltage battery in the step of comparing.

다른 일 실시예에 있어서, 상기 고전압 전기 에너지로 변환하는 단계와 상기 저전압 전기 에너지로 변환하는 단계 각각은 상기 DC-link 커패시터를 포함하는 하나의 전압 변환부에 의해 수행되는 단계를 포함할 수 있다.In another embodiment, each of the step of converting into the high voltage electrical energy and the step of converting into the low voltage electrical energy may include steps performed by one voltage conversion unit including the DC-link capacitor.

본 기술은 단일 전압 변환 장치를 이용하여 고전압을 저전압으로, 저전압을 고전압으로 변환할 수 있어, 원가 절감 및 개발의 편의성을 향상 시킬 수 있는 장점이 있다.This technology has the advantage of being able to convert high voltage to low voltage and low voltage to high voltage using a single voltage converter, thereby reducing costs and improving convenience of development.

이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.In addition, various effects may be provided that are directly or indirectly identified through this document.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 전압 변환 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 전압 변환 시스템에 포함된 전압 변환부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 6는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 전압 변환 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a drawing showing the configuration of a voltage conversion system of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a drawing for explaining the configuration of a voltage conversion unit included in a voltage conversion system of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3 to 6 are drawings for explaining the operation of a voltage conversion system of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 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 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that the same components are given the same numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. In addition, when describing embodiments of the present invention, if it is determined that a specific description of a related known configuration or function hinders understanding of the embodiments of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In describing components of embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only intended to distinguish the components from other components, and the nature, order, or sequence of the components are not limited by these terms. In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the relevant technology, and shall not be interpreted in an idealistic or overly formal sense, unless explicitly defined in this application.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 전압 변환 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a drawing showing the configuration of a voltage conversion system of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전압 변환 시스템은 차량의 내부에 구현될 수 있다. 이때, 전압 변환 제어부(60)는 차량의 내부 제어 유닛들과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어 유닛들과 연결될 수도 있다. Referring to Fig. 1, a voltage conversion system according to an embodiment of the present invention may be implemented inside a vehicle. At this time, the voltage conversion control unit (60) may be formed integrally with the internal control units of the vehicle, or may be implemented as a separate device and connected to the control units of the vehicle by a separate connection means.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 변환 시스템은 고전압 배터리(10), 저전압 배터리(20), 전력 공급 스위치(30), 전압 변환부(40), 배터리 관리부(50), 전압 변환 제어부(60), 인버터(70), 모터(80) 및 차량 로드부(90)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a voltage conversion system according to one embodiment of the present invention may include a high voltage battery (10), a low voltage battery (20), a power supply switch (30), a voltage conversion unit (40), a battery management unit (50), a voltage conversion control unit (60), an inverter (70), a motor (80), and a vehicle load unit (90).

고전압 배터리(10)는 저전압 배터리(20)보다 높은 전압 레벨의 전기 에너지를 저장할 수 있다. A high voltage battery (10) can store electrical energy at a higher voltage level than a low voltage battery (20).

저전압 배터리(20)는 고전압 배티러(10)보다 낮은 전압 레벨의 전기 에너지를 저장할 수 있다.A low voltage battery (20) can store electrical energy at a lower voltage level than a high voltage battery (10).

예를 들어, 고전압 배터리(10)는 차량 바퀴에 구동력을 전달하기 위한 모터(80)를 구동시킬 정도의 높은 고전압 레벨의 전기 에너지를 저장할 수 있고, 저전압 배터티(20)는 차량에 설치된 전자 부품들을 구동시킬 정도의 낮은 저전압 레벨의 전기 에너지를 저장할 수 있다.For example, a high-voltage battery (10) can store electric energy at a high voltage level sufficient to drive a motor (80) to transmit driving force to the vehicle wheels, and a low-voltage battery (20) can store electric energy at a low voltage level sufficient to drive electronic components installed in the vehicle.

전력 공급 스위치(30)는 배터리 관리부(50)로부터 제공되는 전압 공급 정보(VS)에 기초하여 고전압 배터리(10)를 전압 변환부(40) 및 인버터(70)에 전기적으로 연결시켜 고전압 전기 에너지를 전압 변환부(40) 및 인버터(70)에 공급하거나, 고전압 배터리(10)와 전압 변환부(40) 및 인버터(70)를 전기적으로 분리시켜 전압 변환부(40) 및 인버터(70)에 고전압 전기 에너지의 공급을 차단할 수 있다.The power supply switch (30) can electrically connect the high-voltage battery (10) to the voltage conversion unit (40) and the inverter (70) based on voltage supply information (VS) provided from the battery management unit (50) to supply high-voltage electrical energy to the voltage conversion unit (40) and the inverter (70), or electrically separate the high-voltage battery (10) and the voltage conversion unit (40) and the inverter (70) to cut off the supply of high-voltage electrical energy to the voltage conversion unit (40) and the inverter (70).

전력 공급 스위치(30)는 고전압 배터리(10)와 전압 변환부(40) 및 인버터(70) 사이에 연결될 수 있다.A power supply switch (30) can be connected between a high voltage battery (10), a voltage converter (40), and an inverter (70).

전압 변환부(40)는 고전압 배터리(10)로부터 제공되는 고전압 전기 에너지를 저전압 전기 에너지로 변환하여 저전압 배터리(20) 및 차량 로드부(90)에 변환된 저전압 전기 에너지를 공급할 수 있다.The voltage converter (40) can convert high-voltage electric energy provided from a high-voltage battery (10) into low-voltage electric energy and supply the converted low-voltage electric energy to a low-voltage battery (20) and a vehicle load unit (90).

또한, 전압 변환부(40)는 저전압 배터리(20)로부터 제공되는 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환하여 전압 변환부(40)에 구비된 DC-link 커패시터(도 2에 도시, C_DL)를 충전할 수 있다.In addition, the voltage converter (40) can convert low-voltage electric energy provided from the low-voltage battery (20) into high-voltage electric energy to charge the DC-link capacitor (C_DL, shown in FIG. 2) provided in the voltage converter (40).

예를 들어, 전압 변환부(40)는 전압 변환 제어부(60)로부터 제공되는 스위치 제어 정보(S_c)에 기초하여 고전압 배터리(10)로부터 제공되는 고전압 전기 에너지를 저전압 전기 에너지로 변환하여 저전압 배터리(20) 및 차량 로드부(90)에 제공할 수 있다.For example, the voltage conversion unit (40) can convert high-voltage electric energy provided from the high-voltage battery (10) into low-voltage electric energy based on switch control information (S_c) provided from the voltage conversion control unit (60) and provide it to the low-voltage battery (20) and the vehicle load unit (90).

또한, 전압 변환부(40)는 전압 변환제어부(60)로부터 제공되는 스위치 제어 정보(S_c)에 기초하여 저전압 배터리(20)로부터 제공되는 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환하여 DC-link 커패시터를 충전시킬 수 있다.In addition, the voltage conversion unit (40) can convert low-voltage electric energy provided from the low-voltage battery (20) into high-voltage electric energy based on switch control information (S_c) provided from the voltage conversion control unit (60) to charge the DC-link capacitor.

배터리 관리부(50)는 충방전 상태, 전압, 온도, 내부 압력, 입출력 상태등의 고전압 배터리와 관련된 모든 정보를 모니터링하고, 모니터링 결과를 기초로 배터리 잔량, 총에너지량, 사용 충방전 이력 등을 연산할 수 있고, 모니터링 결과 및 연산 결과 중 적어도 하나이상을 유무선 통신을 통해 고전압 배터리 정보로서 다른 회로 및 장치에 제공할 수 있다. The battery management unit (50) monitors all information related to the high-voltage battery, such as charge/discharge status, voltage, temperature, internal pressure, and input/output status, and can calculate the remaining battery capacity, total energy, and charge/discharge history based on the monitoring results, and can provide at least one of the monitoring results and the calculation results as high-voltage battery information to other circuits and devices via wired/wireless communication.

이때, 배터리 관리부(50)는 BMS(Battery Management System)를 포함할 수 있다.At this time, the battery management unit (50) may include a BMS (Battery Management System).

본 발명의 실시예에 따른 전압 변환 시스템에서의 배터리 관리부(50)는 고전압 배터리(10)의 전압 레벨(V_HV)를 모니터링하고, 전압 변환 제어부(60)로부터 제공되는 DC-link 커패시터의 전압 레벨 센싱 결과(S_DL)를 제공 받을 수 있다. In a voltage conversion system according to an embodiment of the present invention, a battery management unit (50) can monitor the voltage level (V_HV) of a high-voltage battery (10) and receive a voltage level sensing result (S_DL) of a DC-link capacitor provided from a voltage conversion control unit (60).

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전압 변환 시스템에서의 배터리 관리부(50)는 고전압 배터리(10)의 전압 레벨(V_HV)과 DC-link 커패시터의 전압 레벨 센싱 결과(S_DL)에 기초하여 전압 공급 정보(VS)를 생성하고, 생성된 전압 공급 정보(VS)를 전력 공급 스위치(30)에 제공할 수 있다. In addition, the battery management unit (50) in the voltage conversion system according to the embodiment of the present invention can generate voltage supply information (VS) based on the voltage level (V_HV) of the high-voltage battery (10) and the voltage level sensing result (S_DL) of the DC-link capacitor, and provide the generated voltage supply information (VS) to the power supply switch (30).

예를 들어, 배터리 관리부(50)는 고전압 배터리(10)의 전압 레벨(V_HV)과 DC-link 커패시터의 전압 레벨 센싱 결과(S_DL)에 기초하여 고전압 배터리(10)의 전압 레벨(V_HV)과 DC-link 캐패시터의 전압 레벨이 동일하다고 판단되면 고전압 배터리(10)와 전압 변환부(40) 및 인버터(70)를 전기적으로 연결시키라는 전압 공급 정보(VS)를 생성할 수 있다. For example, if the battery management unit (50) determines that the voltage level (V_HV) of the high-voltage battery (10) and the voltage level of the DC-link capacitor are the same based on the voltage level (V_HV) of the high-voltage battery (10) and the voltage level sensing result (S_DL) of the DC-link capacitor, the battery management unit (50) may generate voltage supply information (VS) to electrically connect the high-voltage battery (10), the voltage conversion unit (40), and the inverter (70).

이때, 고전압 배터리(10)와 전압 변환부(40) 및 인버터(70)를 전기적으로 연결시키라는 전압 공급 정보(VS)를 제공받은 전력 공급 스위치(30)는 고전압 배터리(10)의 고전압 전기 에너지를 전압 변환부(40) 및 인버터(70)에 제공할 수 있다.At this time, the power supply switch (30) that has been provided with voltage supply information (VS) to electrically connect the high-voltage battery (10), the voltage converter (40), and the inverter (70) can provide the high-voltage electric energy of the high-voltage battery (10) to the voltage converter (40) and the inverter (70).

한편, 배터리 관리부(50)는 고전압 배터리(10)의 전압 레벨(V_HV)과 DC-link 커패시터의 전압 레벨 센싱 결과(S_DL)에 기초하여 고전압 배터리(10)의 전압 레벨(V_HV)보다 DC-link 캐패시터의 전압 레벨이 낮다고 판단되면 고전압 배터리(10)와 전압 변환부(40) 및 인버터(70)를 전기적으로 분리시키라는 전압 공급 정보(VS)를 생성할 수 있다. Meanwhile, the battery management unit (50) may generate voltage supply information (VS) to electrically separate the high-voltage battery (10), the voltage conversion unit (40), and the inverter (70) if it is determined that the voltage level of the DC-link capacitor is lower than the voltage level (V_HV) of the high-voltage battery (10) based on the voltage level (V_HV) of the high-voltage battery (10) and the voltage level sensing result (S_DL) of the DC-link capacitor.

이때, 고전압 배터리(10)와 전압 변환부(40) 및 인버터(70)를 전기적으로 분리시키라는 전압 공급 정보(VS)를 제공받은 전력 공급 스위치(30)는 고전압 배터리(10)의 고전압 전기 에너지가 전압 변환부(40) 및 인버터(70)에 제공되는 것을 차단할 수 있다.At this time, the power supply switch (30) that has been provided with voltage supply information (VS) to electrically separate the high-voltage battery (10), the voltage converter (40), and the inverter (70) can block the high-voltage electric energy of the high-voltage battery (10) from being provided to the voltage converter (40) and the inverter (70).

전압 변환 제어부(60)는 시동 감지 정보(V_s) 및 전압 공급 정보(VS)에 기초하여 스위치 제어 정보(S_c)를 생성할 수 있다. The voltage conversion control unit (60) can generate switch control information (S_c) based on start detection information (V_s) and voltage supply information (VS).

이때, 전압 변환 제어부(60)는 시동 장치(미도시)로부터 차량의 시동 여부 정보를 포함하는 시동 감지 정보(V_s)를 제공 받을 수 있고, 배터리 관리부(50)로부터 전압 공급 정보(VS)를 제공 받을 수 있으며, 스위치 제어 정보(S_c)를 전압 변환부(40)에 제공할 수 있다.At this time, the voltage conversion control unit (60) can receive starting detection information (V_s) including information on whether the vehicle is started from a starting device (not shown), can receive voltage supply information (VS) from a battery management unit (50), and can provide switch control information (S_c) to the voltage conversion unit (40).

예를 들어, 전압 변환 제어부(60)는 차량에 시동이 걸렸다는 시동 감지 정보(V_s)에 기초하여 제 1 기설정된 스위치 제어 정보(S_c)를 전압 변환부(40)에 제공할 수 있다.For example, the voltage conversion control unit (60) can provide first preset switch control information (S_c) to the voltage conversion unit (40) based on start detection information (V_s) indicating that the vehicle has started.

전압 변환 제어부(60)는 차량에 시동이 걸린 이후, DC-link 캐퍼시터의 전압 레벨이 고전압 배터리(10)의 전압 레벨과 동일하다는 전압 공급 정보(VS)에 기초하여 제 2 기설정된 스위치 제어 정보(S_c)를 전압 변환부(40)에 제공할 수 있다.The voltage conversion control unit (60) can provide second preset switch control information (S_c) to the voltage conversion unit (40) based on voltage supply information (VS) indicating that the voltage level of the DC-link capacitor is the same as the voltage level of the high-voltage battery (10) after the vehicle is started.

또한, 전압 변환 제어부(60)는 DC-link 커패시터의 전압 레벨을 감지하여, 감지 결과를 DC-link 커패시터의 전압 레벨 센싱 결과(S_DL)로서 배터리 관리부(50)에 제공할 수 있다.In addition, the voltage conversion control unit (60) can detect the voltage level of the DC-link capacitor and provide the detection result as a voltage level sensing result (S_DL) of the DC-link capacitor to the battery management unit (50).

인버터(70)는 전력 공급 스위치(30)에 의해 고전압 배터리(10)와 전기적으로 연결되면, 고전압 배터리(10)에서 제공되는 고전압 전기 에너지를 모터(80)의 구동에 필요한 전기 에너지(예를 들어, 3상 전력)로 변환하여 모터(80)에 제공할 수 있다.When the inverter (70) is electrically connected to the high-voltage battery (10) by the power supply switch (30), it can convert the high-voltage electric energy provided from the high-voltage battery (10) into electric energy (e.g., three-phase electric power) required to drive the motor (80) and provide it to the motor (80).

모터(80)는 인버터(70)로부터 전기 에너지를 공급받아 회전 운동을 수행할 수 있다.The motor (80) can perform rotational motion by receiving electric energy from the inverter (70).

차량 로드부(90)는 저전압 배터리(20)로부터 저전압 전기 에너지를 제공받아 동작하는 차량에 설치된 또는 배치된 전자 장치 및 부품을 포함할 수 있다.The vehicle load unit (90) may include electronic devices and components installed or arranged in a vehicle that operates by receiving low-voltage electric energy from a low-voltage battery (20).

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 전압 변환 시스템에 포함된 전압 변환부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a drawing for explaining the configuration of a voltage conversion unit included in a voltage conversion system of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 전압 변환부(40)는 DC-link 커패시터(C_DL), 고전압 송수신부(41) 및 저전압 송수신부(42)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the voltage converter (40) may include a DC-link capacitor (C_DL), a high-voltage transceiver (41), and a low-voltage transceiver (42).

DC-link 커패시터(C_DL)는 일단에 전력 공급 스위치(30)의 타단이 연결되고, 타단에 고전압 배터리(10)의 음극단(-)에 연결될 수 있다.The DC-link capacitor (C_DL) can be connected to one end of the power supply switch (30) and the other end of the high-voltage battery (10) to the negative terminal (-).

이때, 전력 공급 스위치(30)의 일단은 고전압 배터리(10)의 양극단(+)에 연결될 수 있다.At this time, one end of the power supply switch (30) can be connected to the positive terminal (+) of the high-voltage battery (10).

고전압 송수신부(41)는 제 1 커패시터(C1), 제 1 다이오드(D1), 제 2 다이오드(D2), 제 1 스위치(Q1), 제 2 스위치(Q2) 및 제 1 권선 코일(Np1)을 포함할 수 있다.The high voltage transmitter/receiver (41) may include a first capacitor (C1), a first diode (D1), a second diode (D2), a first switch (Q1), a second switch (Q2), and a first winding coil (Np1).

제 1 커패시터(C1)는 일단에 전력 공급 스위치(30)의 타단과 DC-link 커패시터(C_DL)의 일단이 연결된 노드가 연결될 수 있다.The first capacitor (C1) can be connected to a node in which one end of the power supply switch (30) and one end of the DC-link capacitor (C_DL) are connected.

제 1 다이오드(D1)는 일단에 제 1 권선 코일(Np1)의 타단이 연결되고, 타단에 고전압 배터리(10)의 음극단(-)과 DC-link 커패시터(C_DL)의 타단이 연결된 노드가 연결될 수 있다. The first diode (D1) can be connected to a node in which the other end of the first winding coil (Np1) is connected at one end and the negative terminal (-) of the high-voltage battery (10) and the other end of the DC-link capacitor (C_DL) are connected at the other end.

제 1 스위치(Q1)는 일단과 타단이 제 1 다이오드(D1)의 일단과 타단에 각각 연결될 수 있다.The first switch (Q1) can have one end and the other end connected to one end and the other end of the first diode (D1), respectively.

제 2 다이오드(D2)는 일단에 제 1 커패시터(C1)의 타단이 연결되고, 타단에 제 1 다이오더(D1)의 일단이 연결될 수 있다.The second diode (D2) can have one end connected to the other end of the first capacitor (C1), and the other end connected to one end of the first diode (D1).

제 2 스위치(Q2)는 일단과 타단이 제 2 다이오드(D2)의 일단과 타단에 각각 연결될 수 있다.The second switch (Q2) can have one end and the other end connected to one end and the other end of the second diode (D2), respectively.

제 1 권선 코일(Np1)은 일단에 제 1 커패시터(C1)의 일단이 연결된 노드가 연결되고, 타단에 제 1 다이오드(D1)의 일단이 연결된 노드가 연결될 수 있다.The first winding coil (Np1) can have one end connected to a node to which one end of the first capacitor (C1) is connected, and the other end connected to a node to which one end of the first diode (D1) is connected.

저전압 송수신부(42)는 제 2 권선 코일(Ns1), 제 3 권선 코일(Ns2), 제 2 커패시터(C2), 제 3 커패시터(C3), 제 3 다이오드(D3), 제 4 다이오드(D4), 제 5 다이오드(D5), 제 5 다이오드(D5), 제 6 다이오드(D6), 제 3 스위치(Q3), 제 4 스위치(Q4), 제 5 스위치(Q5), 제 6 스위치(Q6) 및 인덕터(Lm)를 포함할 수 있다.The low voltage transmitter/receiver (42) may include a second winding coil (Ns1), a third winding coil (Ns2), a second capacitor (C2), a third capacitor (C3), a third diode (D3), a fourth diode (D4), a fifth diode (D5), a sixth diode (D6), a third switch (Q3), a fourth switch (Q4), a fifth switch (Q5), a sixth switch (Q6), and an inductor (Lm).

제 2 권선 코일(Ns1)은 일단에 제 6 다이오드(D6)의 일단이 연결되고, 타단에 제 3 권선 코일(Ns2)의 일단이 연결될 수 있다.The second winding coil (Ns1) can have one end connected to one end of the sixth diode (D6), and the other end connected to one end of the third winding coil (Ns2).

제 3 권선 코일(Ns2)은 일단에 제 2 권선 코일(Ns1)의 타단이 연결되고, 타단에 제 3 다이오드(D3)의 일단이 연결될 수 있다.The third winding coil (Ns2) can have one end connected to the other end of the second winding coil (Ns1), and the other end connected to one end of the third diode (D3).

제 2 커패시터(C2)는 일단에 제 2 및 제 3 권선 코일(Ns1, Ns2)이 연결된 노드가 연결되고 타단에 제 4 다이오드(D4)의 일단이 연결될 수 있다.The second capacitor (C2) can have one end connected to a node to which the second and third winding coils (Ns1, Ns2) are connected, and the other end connected to one end of the fourth diode (D4).

제 3 커패시터(C3)는 일단에 인덕더(Lm)의 타단이 연결되고, 타단에 제 3 다이오드(D3)와 저전압 배터리(20)의 음극단(-)가 연결된 노드가 연결될 수 있다.The third capacitor (C3) can be connected to one end of the other end of the inductor (Lm), and to the other end of the third diode (D3) and a node connected to the negative terminal (-) of a low-voltage battery (20).

제 3 다이오드(D3)는 일단에 제 3 권선 코일(Ns2)의 타단과 제 4 다이오드(D4)의 타단이 연결된 노드가 연결되고, 타단에 제 5 다이오드(D5)의 일단, 제 3 커패시터(C3)의 타단 및 저전압 배터리(20)의 음극단(-)이 공통 연결된 노드가 연결될 수 있다.The third diode (D3) may be connected to a node in which the other end of the third winding coil (Ns2) and the other end of the fourth diode (D4) are connected at one end, and a node in which one end of the fifth diode (D5), the other end of the third capacitor (C3), and the negative terminal (-) of the low-voltage battery (20) are commonly connected at the other end.

제 4 다이오드(D4)는 일단에 제 2 커패시터(C2)의 타단이 연결되고, 타단에 제 3 권선 코일(Ns2)의 타단과 제 3 다이오드(D3)의 일단이 연결된 노드가 연결될 수 있다.The fourth diode (D4) can be connected to a node in which the other terminal of the second capacitor (C2) is connected to one end, and the other terminal of the third winding coil (Ns2) and one end of the third diode (D3) are connected to the other end.

제 5 다이오드(D5)는 일단에 제 3 다이오드(D3)의 타단, 제 3 커패시터(C3)의 타단 및 저전압 배털(20)의 음극단(-)이 공통 연결된 노드가 연결되고, 타단에 제 6 다이오드(D6)의 타단이 연결될 수 있다.The fifth diode (D5) has a node connected to which the other terminal of the third diode (D3), the other terminal of the third capacitor (C3), and the negative terminal (-) of the low voltage battery (20) are commonly connected at one end, and the other terminal of the sixth diode (D6) can be connected at the other end.

제 6 다이오드(D6)는 일단에 제 2 권선 코일(Ns1)의 일단이 연결되고, 타단에 제 5 다이오드(D5)의 타단이 연결될 수 있다.The sixth diode (D6) can have one end connected to one end of the second winding coil (Ns1), and the other end connected to the other end of the fifth diode (D5).

제 3 스위치(Q3)는 일단에 제 3 다이오드(D3)의 일단이 연결되고, 타단에 제 3 다이오드(D3)의 타단이 연결될 수 있다.The third switch (Q3) can have one terminal connected to one end of a third diode (D3), and the other terminal connected to the other end of the third diode (D3).

제 4 스위치(Q4)는 일단에 제 4 다이오드(D4)의 일단이 연결되고, 타단에 제 4 다이오드(D4)의 타단이 연결될 수 있다.The fourth switch (Q4) can have one terminal connected to one end of the fourth diode (D4), and the other terminal connected to the other end of the fourth diode (D4).

제 5 스위치(Q5)는 일단에 제 5 다이오드(D5)의 일단이 연결되고, 타단에 제 5 다이오드(D5)의 타단이 연결될 수 있다.The fifth switch (Q5) can have one terminal connected to one end of the fifth diode (D5), and the other terminal connected to the other end of the fifth diode (D5).

인덕터(Lm)는 일단에 제 2 및 제 3 권선 코일(Ns1, Ns2)이 연결된 노드가 연결되고, 타단에 제 3 커패시터(C3)의 일단 및 저전압 배터리(20)의 양극단(+)이 연결된 노드가 연결될 수 있다.The inductor (Lm) can be connected to a node connected to the second and third winding coils (Ns1, Ns2) at one end, and to a node connected to one end of a third capacitor (C3) and the positive terminal (+) of a low-voltage battery (20) at the other end.

제 6 스위치(Q6)는 일단에 인덕터(Lm)의 일단이 연결될 수 있고, 타단에 인덕터(Lm)의 타단이 연결될 수 있다.The sixth switch (Q6) can have one end of an inductor (Lm) connected to one end, and the other end of the inductor (Lm) connected to the other end.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 전압 변환 시스템의 전압 변환부가 포함하는 제 1 내지 제 6 스위치(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6)는 전압 변환 제어부(60)로부터 제공되는 제 2 기설정된 스위치 제어 정보(S_c)에 의해 턴온 또는 턴오프되도록 구성될 수 있다.The first to sixth switches (Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6) included in the voltage conversion unit of the voltage conversion system according to the embodiment of the present invention configured as described above can be configured to be turned on or off by second preset switch control information (S_c) provided from the voltage conversion control unit (60).

예를 들어, 전압 변환부(40)가 고전압 배터리(10)로부터 제공되는 고전압 전기 에너지를 저전압 전기 에너지로 변환하여 저전압 배터리(20)로 제공할 경우, 전압 변환부(40)가 포함하는 제 1 내지 제 6 스위치(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6) 각각은 스위치 제어 정보(S_c)에 의해 다음과 같이 동작할 수 있다.For example, when the voltage conversion unit (40) converts high-voltage electrical energy provided from the high-voltage battery (10) into low-voltage electrical energy and provides it to the low-voltage battery (20), each of the first to sixth switches (Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6) included in the voltage conversion unit (40) can operate as follows by the switch control information (S_c).

도 3은 전압 변환부(40)가 전압 변환 제어부(60)로부터 제공되는 스위치 제어 정보(S_c)에 의해 고전압 전기 에너지를 저전압 전기 에너지로 변환할 경우의 전압 변환부(40)에 대한 등가 회로를 도시한 것일 수 있다.FIG. 3 may illustrate an equivalent circuit for a voltage conversion unit (40) when the voltage conversion unit (40) converts high-voltage electrical energy into low-voltage electrical energy by switch control information (S_c) provided from a voltage conversion control unit (60).

도 3을 참조하면, 고전압 송수신부(41)의 제 1 스위치(Q1)와 제 2 스위치(Q2)는 교대로 턴온 및 턴오프를 반복하며 고전압 배터리(10)로부터 제공되는 직류 타입의 고전압 전기 에너지를 교류 타입의 고전압 전기 에너지로 변환하여 제 1 권선 코일(Np1)에 제공할 수 있다.Referring to FIG. 3, the first switch (Q1) and the second switch (Q2) of the high-voltage transmitter and receiver (41) alternately turn on and off to convert the high-voltage electric energy of the direct current type provided from the high-voltage battery (10) into the high-voltage electric energy of the alternating current type and provide it to the first winding coil (Np1).

제 1 권선 코일(Np1)에 인가되는 교류 타입의 고전압 전기 에너지는 교류 타입의 저전압 전기 에너지로 변환되어 제 2 및 제 3 권선 코일(Ns1, Ns2)에 제공될 수 있다. 이때, 고전압 전기 에너지가 저전압 전기 에너지로 변환되는 감압 비율은 제 1 권선 코일(Np1)과 제 2 및 제 3 권선 코일(Ns1, Ns2)의 권선 비에 의해 결정될 수 있다.High voltage electrical energy of AC type applied to the first winding coil (Np1) can be converted into low voltage electrical energy of AC type and provided to the second and third winding coils (Ns1, Ns2). At this time, a reduction ratio at which the high voltage electrical energy is converted into low voltage electrical energy can be determined by the turns ratio of the first winding coil (Np1) and the second and third winding coils (Ns1, Ns2).

저전압 송수신부(42)의 제 3 스위치(Q3), 제 4 스위치(Q4) 및 제 6 스위치(Q6)는 턴오프되고, 제 5 스위치(Q5)는 턴온되어, 제 2 및 제 3 권선 코일(Ns1, Ns2)로부터 제공되는 교류 타입의 저전압 전기 에너지를 직류 타입의 저전압 전기 에너지로 변환하여 저전압 배터리(20)에 제공할 수 있다.The third switch (Q3), the fourth switch (Q4), and the sixth switch (Q6) of the low-voltage transmitter/receiver (42) are turned off, and the fifth switch (Q5) is turned on, so that the low-voltage electric energy of the AC type provided from the second and third winding coils (Ns1, Ns2) can be converted into low-voltage electric energy of the DC type and provided to the low-voltage battery (20).

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 전압 변환 시스템의 전압 변환부(40)가 고전압 전기 에너지를 저전압 전기 에너지로 변환할 경우, 전압 변환부(40)의 출력(저전압 전기 에너지의 전압 레벨: V_LV, 저전압 전기 에너지의 전류: I_LV)를 좌측에 도시하였고, 제 1 스위치(Q1)에 입력되는 신호의 파형(Q1, 1: 턴온, 0: 턴오프), DC-link 커패시터(C_DL)의 전류(I_HV), 제 3 다이오드(D3)의 전류(I_D3), 제 6 다이오드(D6)의 전류(I_D6) 및 저전압 배터리(20)로 제공되는 전류(I_LV)를 우측에 도시하였다.FIG. 4 shows, on the left, the output of the voltage conversion unit (40) (voltage level of low-voltage electrical energy: V_LV, current of low-voltage electrical energy: I_LV) when the voltage conversion unit (40) of the voltage conversion system of a vehicle according to an embodiment of the present invention converts high-voltage electrical energy into low-voltage electrical energy, and on the right, the waveform of the signal input to the first switch (Q1) (Q1, 1: turn-on, 0: turn-off), the current (I_HV) of the DC-link capacitor (C_DL), the current (I_D3) of the third diode (D3), the current (I_D6) of the sixth diode (D6), and the current (I_LV) provided to the low-voltage battery (20).

한편, 전압 변환부(40)가 저전압 배터리(20)로부터 제공되는 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환하여 DC-link 커패시터(C_DL)를 충전시킬 경우, 전압 변환부(40)가 포함하는 제 1 내지 제 6 스위치(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6) 각각은 제 1 기설정된 스위치 제어 정보(S_c)에 의해 다음과 같이 동작할 수 있다.Meanwhile, when the voltage conversion unit (40) converts low-voltage electric energy provided from the low-voltage battery (20) into high-voltage electric energy to charge the DC-link capacitor (C_DL), each of the first to sixth switches (Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6) included in the voltage conversion unit (40) can operate as follows by the first preset switch control information (S_c).

도 5은 전압 변환부(40)가 전압 변환 제어부(60)로부터 제공되는 스위치 제어 정보(S_c)에 의해 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환할 경우의 전압 변환부(40)에 대한 등가 회로를 도시한 것일 수 있다.FIG. 5 may illustrate an equivalent circuit for a voltage conversion unit (40) when the voltage conversion unit (40) converts low-voltage electrical energy into high-voltage electrical energy by switch control information (S_c) provided from a voltage conversion control unit (60).

도 5를 참조하면, 저전압 송수신부(42)의 제 3 스위치(Q3) 및 제 4 스위치(Q4)는 교대로 턴온 및 턴오프를 반복하며, 저전압 배터리(20)로부터 제공되는 직류 타입의 저전압 전기 에너지를 교류 타입의 저전압 전기 에너지로 변환하여 제 2 및 제 3 권선 코일(Ns1, Ns2)에 제공할 수 있다. 이때, 저전압 송수신부(42)의 제 5 스위치(Q5)는 턴오프되고, 제 6 스위치(Q6)는 턴온된 상태를 유지할 수 있다.Referring to FIG. 5, the third switch (Q3) and the fourth switch (Q4) of the low-voltage transceiver (42) alternately turn on and off, and convert the low-voltage electric energy of the direct current type provided from the low-voltage battery (20) into the low-voltage electric energy of the alternating current type and provide it to the second and third winding coils (Ns1, Ns2). At this time, the fifth switch (Q5) of the low-voltage transceiver (42) may be turned off, and the sixth switch (Q6) may be maintained in a turned-on state.

제 2 및 제 3 권선 코일(Ns1, Ns2)에 인가되는 교류 타입의 저전압 전기 에너지는 교류 타입의 고전압 전기 에너지로 변환되어 제 1 권선 코일(Np1)에 제공될 수 있다. 이때, 저전압 전기 에너지가 고전압 전기 에너지로 변환되는 승압 비율은 제 1 권선 코일(Np1)과 제 2 및 제 3 권선 코일(Ns1, Ns2)의 권선 비에 의해 결정될 수 있다.Low-voltage electric energy of an AC type applied to the second and third winding coils (Ns1, Ns2) can be converted into high-voltage electric energy of an AC type and provided to the first winding coil (Np1). At this time, a step-up ratio at which the low-voltage electric energy is converted into high-voltage electric energy can be determined by the turns ratio of the first winding coil (Np1) and the second and third winding coils (Ns1, Ns2).

고전압 송수신부(41)의 제 1 및 제 2 스위치(Q1, Q2)는 턴오프 상태를 유지하며, 제 1 및 제 2 다이오드(D1, D2)를 통해 교류 타입의 고전압 전기 에너지가 직류 타입의 고전압 전기 에너지로 변환되고, 변환된 직류 타입의 고전압 전기 에너지가 DC-link 커패시터(C_DL)를 충전시킬 수 있다.The first and second switches (Q1, Q2) of the high-voltage transmitter and receiver (41) are maintained in a turned-off state, and the high-voltage electrical energy of the AC type is converted into the high-voltage electrical energy of the DC type through the first and second diodes (D1, D2), and the converted high-voltage electrical energy of the DC type can charge the DC-link capacitor (C_DL).

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 전압 변환 시스템의 전압 변환부(40)가 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환할 경우, 전압 변환부(40)의 출력(고전압 전기 에너지의 전압 레벨(V_HV)과 고전압 전기 에너지의 전류(I_HV))을 좌측에 도시하였고, 제 3 스위치(Q3)에 입력되는 신호의 파형(Q3, 1: 턴온, 0: 턴오프), 저전압 전기 에너지의 전류 파형(I_LV), 제 3 다이오드(D3)의 전류(I_D3), 제 6 다이오드(D5)의 전류(I_D6) 및 DC-link 커패시터(C_DL)에 제공되는 전류(I_HB)의 파형을 우측에 도시하였다.FIG. 6 shows, on the left, the output of the voltage conversion unit (40) (voltage level (V_HV) of high-voltage electrical energy and current (I_HV) of high-voltage electrical energy) when the voltage conversion unit (40) of the voltage conversion system of a vehicle according to an embodiment of the present invention converts low-voltage electrical energy into high-voltage electrical energy, and on the right, the waveforms of the signal input to the third switch (Q3) (Q3, 1: turn-on, 0: turn-off), current waveform (I_LV) of low-voltage electrical energy, current (I_D3) of the third diode (D3), current (I_D6) of the sixth diode (D5), and current (I_HB) provided to the DC-link capacitor (C_DL) are shown.

이와 같이 동작하는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 전압 변환 시스템의 전압 변환부(40)는 고전압 송수신부(41) 및 저전압 송수신부(42) 각각에 포함된 스위치들이 스위치 제어 정보(S_c)에 따라 턴온 및 턴오프되어, 고전압 배터리(10)로부터 제공되는 고전압 전기 에너지를 저전압 전기 에너지로 변환하여 저전압 배터리(20)를 충전시킬 수 있고, 저전압 배터리(20)로부터 제공되는 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환하여 DC-link 커패시터(C_DL)를 충전시킬 수도 있다. The voltage conversion unit (40) of the voltage conversion system of a vehicle according to an embodiment of the present invention, which operates in this manner, can convert high-voltage electric energy provided from a high-voltage battery (10) into low-voltage electric energy to charge a low-voltage battery (20) by turning on and off switches included in each of a high-voltage transceiver (41) and a low-voltage transceiver (42) according to switch control information (S_c), and can also convert low-voltage electric energy provided from a low-voltage battery (20) into high-voltage electric energy to charge a DC-link capacitor (C_DL).

도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 전압 변환 시스템의 동작을 정리하면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, the operation of a voltage conversion system according to an embodiment of the present invention is summarized as follows.

차량에 시동이 걸렸다는 시동 감지 정보(V_s)가 전압 변환 제어부(60)에 제공될 수 있다. 이때, 전력 공급 스위치(30)는 턴오프되어 있다.Start detection information (V_s) indicating that the vehicle has started can be provided to the voltage conversion control unit (60). At this time, the power supply switch (30) is turned off.

전압 변환부(60)는 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환시키기 위한 제 1 기설정된 스위치 제어 정보(S_c)를 전압 변환부(40)에 제공할 수 있다.The voltage conversion unit (60) can provide the first preset switch control information (S_c) for converting low voltage electrical energy into high voltage electrical energy to the voltage conversion unit (40).

도 5에 도시된 바와 같이, 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환시키는 제 1 기설정된 스위치 제어 정보(S_c)를 제공 받은 전압 변환부(40)의 각 스위치(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6)는 다음과 같이 동작할 수 있다.As illustrated in FIG. 5, each switch (Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6) of the voltage conversion unit (40) that has been provided with the first preset switch control information (S_c) for converting low-voltage electrical energy into high-voltage electrical energy can operate as follows.

제 1 및 제 2 스위치(Q1, Q2)는 턴오프되고, 제 3 및 제 4 스위치(Q3, Q4)는 교대로 턴온 및 턴오프를 반복하며, 제 5 스위치(Q5)는 턴오프되고, 제 6 스위치(Q6)는 턴온될 수 있다.The first and second switches (Q1, Q2) can be turned off, the third and fourth switches (Q3, Q4) can be alternately turned on and off, the fifth switch (Q5) can be turned off, and the sixth switch (Q6) can be turned on.

제 1 내지 제 6 스위치(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6) 각각이 상기와 같이 동작하면, 저전압 배터리(20)로부터 제공되는 저전압 전기 에너지는 고전압 전기 에너지로 변환되어, DC-link 커패시터(C_DL)를 충전시킬 수 있다.When each of the first to sixth switches (Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6) operates as described above, low-voltage electrical energy provided from the low-voltage battery (20) is converted into high-voltage electrical energy, which can charge the DC-link capacitor (C_DL).

전압 변환부(60)는 DC-link 커패시터(C_DL)의 전압 레벨을 센싱하고, DC-link 커패시터(C_DL)의 전압 레벨 센싱 결과(S_DL)를 배터리 관리부(50)에 제공할 수 있다.The voltage converter (60) can sense the voltage level of the DC-link capacitor (C_DL) and provide the voltage level sensing result (S_DL) of the DC-link capacitor (C_DL) to the battery management unit (50).

배터리 관리부(50)는 DC-link 커패시터(C_DL)의 전압 레벨 센싱 결과(S_DL) 및 고전압 배터리(10)의 전압 레벨(V_HV)에 기초하여 DC-link 커패시터(C_DL)의 전압 레벨이 고전압 배터리(10)의 전압 레벨(V_HV)과 동일해지면 고전압 배터리(10)와 전압 변환부(40) 및 인버터(70)를 전기적으로 연결시키라는 전압 공급 정보(VS)를 생성하고, 전압 공급 정보(VS)를 전력 공급 스위치(30) 및 전압 변환 제어부(60)에 제공할 수 있다.The battery management unit (50) generates voltage supply information (VS) to electrically connect the high-voltage battery (10) and the voltage conversion unit (40) and the inverter (70) when the voltage level of the DC-link capacitor (C_DL) becomes equal to the voltage level (V_HV) of the high-voltage battery (10) based on the voltage level sensing result (S_DL) of the DC-link capacitor (C_DL) and the voltage level (V_HV) of the high-voltage battery (10), and can provide the voltage supply information (VS) to the power supply switch (30) and the voltage conversion control unit (60).

이때, 고전압 배터리(10)와 전압 변환부(40)를 전기적으로 연결시키라는 전압 공급 정보(VS)를 제공 받은 전력 공급 스위치(30)는 고전압 배터리(10)와 전압 변환부(40) 및 인버터(70)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. At this time, the power supply switch (30) that has been provided with voltage supply information (VS) to electrically connect the high-voltage battery (10) and the voltage converter (40) can electrically connect the high-voltage battery (10), the voltage converter (40) and the inverter (70).

또한, 고전압 배터리(10)와 전압 변환부(40)를 전기적으로 연결시키라는 전압 공급 정보(VS)를 제공 받은 전압 변환 제어부(60)는 제 2 기설정된 스위치 제어 정보(S_c)를 전압 변환부(40)에 제공할 수 있다.In addition, the voltage conversion control unit (60) that has been provided with voltage supply information (VS) to electrically connect the high-voltage battery (10) and the voltage conversion unit (40) can provide second preset switch control information (S_c) to the voltage conversion unit (40).

도 3에 도시된 바와 같이, 고전압 전기 에너지를 저전압 전기 에너지로 변환시키는 제 2 기설정된 스위치 제어 정보(S_c)를 제공 받은 전압 변환부(40)의 각 스위치(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6)는 다음과 같이 동작할 수 있다.As illustrated in FIG. 3, each switch (Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6) of the voltage conversion unit (40) that has been provided with second preset switch control information (S_c) for converting high-voltage electrical energy into low-voltage electrical energy can operate as follows.

제 1 및 제 2 스위치(Q1, Q2)는 교대로 턴온 및 턴오프를 반복하고, 제 3 및 제 4 스위치(Q3, Q4)는 턴오프되고, 제 5 스위치(Q5)는 턴온되며, 제 6 스위치(Q6)는 턴오프될 수 있다.The first and second switches (Q1, Q2) can be alternately turned on and off, the third and fourth switches (Q3, Q4) can be turned off, the fifth switch (Q5) can be turned on, and the sixth switch (Q6) can be turned off.

제 1 내지 제 6 스위치(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6) 각각이 상기와 같이 동작하면, 고전압 배터리(10)로부터 제공되는 고전압 전기 에너지는 저전압 전기 에너지로 변환되어, 저전압 배터리(20)를 충전시키고, 차량 로드부(90)에 저전압 전기 에너지를 공급할 수 있다.When each of the first to sixth switches (Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6) operates as described above, the high-voltage electrical energy provided from the high-voltage battery (10) is converted into low-voltage electrical energy, thereby charging the low-voltage battery (20) and supplying low-voltage electrical energy to the vehicle load section (90).

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 전압 변환 시스템은 단일 전압 변환부를 이용하여 고전압 전기 에너지를 저전압 전기 에너지로 변환시킬 수 있고, 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환시킬 수 있다.In this way, the voltage conversion system of a vehicle according to an embodiment of the present invention can convert high-voltage electrical energy into low-voltage electrical energy and can convert low-voltage electrical energy into high-voltage electrical energy using a single voltage conversion unit.

일반적으로 차량의 시동이 꺼진 상태에서 DC-link 커패시터(C_DL)의 전압 레벨이 기설정된 전압 레벨 이하일 경우, 차량에 시동이 걸려 고전압 전기 에너지를 저전압 전기 에너지로 변환하는 동작에 오동작이 발생할 수 있다. Normally, when the voltage level of the DC-link capacitor (C_DL) is lower than the preset voltage level while the vehicle is turned off, the vehicle may start and malfunction in the operation of converting high-voltage electrical energy into low-voltage electrical energy.

본 발명의 실시예에 따른 차량의 전압 변환 시스템은 차량에 시동이 걸리면 단일 전압 변환부(40)를 이용하여 저전압 배터리(20)로부터 제공되는 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환하고, 변환된 고전압 전기 에너지를 DC-link 커패시터(C_DL)의 충전에 이용할 수 있어, 종래의 문제점을 해결할 수 있다.The voltage conversion system of a vehicle according to an embodiment of the present invention converts low-voltage electric energy provided from a low-voltage battery (20) into high-voltage electric energy using a single voltage conversion unit (40) when the vehicle is started, and can use the converted high-voltage electric energy to charge a DC-link capacitor (C_DL), thereby solving conventional problems.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 전압 변환 시스템은 DC-link 커패시터(C_DL)의 전압 레벨이 고전압 배터리(10)의 전압 레벨과 동일해지면 전압 변환부(40)는 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환하는 동작을 중지하고, 고전압 전기 에너지를 저전압 전기 에너지로 변환하는 동작을 수행할 수 있다.In addition, in the voltage conversion system of the vehicle according to the embodiment of the present invention, when the voltage level of the DC-link capacitor (C_DL) becomes equal to the voltage level of the high-voltage battery (10), the voltage conversion unit (40) can stop the operation of converting low-voltage electrical energy into high-voltage electrical energy and perform the operation of converting high-voltage electrical energy into low-voltage electrical energy.

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. The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art will appreciate that various modifications and variations may be made without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to explain it, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the rights of the present invention.

Claims (14)

시동 감지 정보 및 전압 공급 정보에 기초하여 스위치 제어 정보를 생성하는 전압 변환 제어부;
고전압 배터리의 전압 레벨과 DC-link 커패시터의 전압 레벨을 비교하여 상기 전압 공급 정보를 생성하는 배터리 관리부; 및
상기 스위치 제어 정보에 기초하여 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환하거나 상기 고전압 전기 에너지를 상기 저전압 전기 에너지로 변환하는 전압 변환부;
를 포함하고,
제 1 기설정된 스위치 제어 정보에 기초하여 저전압 배터리로부터 제공되는 상기 저전압 전기 에너지를 상기 고전압 전기 에너지로 변환시키고,
제 2 기설정된 스위치 제어 정보에 기초하여 상기 고전압 배터리로부터 제공되는 상기 고전압 전기 에너지를 상기 저전압 전기 에너지로 변환시키는 차량의 전압 변환 시스템.A voltage conversion control unit that generates switch control information based on start detection information and voltage supply information;
A battery management unit for generating the voltage supply information by comparing the voltage level of the high-voltage battery with the voltage level of the DC-link capacitor; and
A voltage conversion unit that converts low voltage electrical energy into high voltage electrical energy or converts the high voltage electrical energy into the low voltage electrical energy based on the above switch control information;
Including,
Converting the low-voltage electric energy provided from the low-voltage battery into the high-voltage electric energy based on the first preset switch control information,
A voltage conversion system of a vehicle that converts the high-voltage electric energy provided from the high-voltage battery into the low-voltage electric energy based on the second preset switch control information. 청구항 1에 있어서,
상기 전압 변환 제어부는,
상기 차량에 시동이 걸렸다는 정보를 포함하는 상기 시동 감지 정보를 입력 받으면 상기 제 1 기설정된 스위치 제어 정보를 생성하여 상기 전압 변환부에 제공하고,
상기 고전압 배터리를 상기 전압 변환부에 전기적으로 연결하라는 전압 공급 정보를 입력 받으면 상기 제 2 기설정된 스위치 제어 정보를 생성하여 상기 전압 변환부에 제공하는 것을 특징으로 하는 차량의 전압 변환 시스템.In claim 1,
The above voltage conversion control unit,
When the start detection information including information that the vehicle has started is input, the first preset switch control information is generated and provided to the voltage converter.
A voltage conversion system for a vehicle, characterized in that when voltage supply information for electrically connecting the high-voltage battery to the voltage conversion unit is input, the second preset switch control information is generated and provided to the voltage conversion unit. 청구항 1에 있어서,
상기 배터리 관리부는,
상기 DC-link 커패시터의 전압 레벨이 상기 고전압 배터리의 전압 레벨보다 낮으면 상기 고전압 배터리와 상기 전압 변환부를 전기적으로 분시시키라는 상기 전압 공급 정보를 생성하고,
상기 DC-link 커패시터의 전압 레벨이 상기 고전압 배터리의 전압 레벨과 동일하면 상기 고전압 배터리와 상기 전압 변환부를 전기적으로 연결시키라는 상기 전압 공급 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량의 전압 변환 시스템.
In claim 1,
The above battery management unit,
If the voltage level of the DC-link capacitor is lower than the voltage level of the high-voltage battery, the voltage supply information is generated to electrically separate the high-voltage battery and the voltage converter,
A voltage conversion system for a vehicle, characterized in that it generates voltage supply information to electrically connect the high-voltage battery and the voltage conversion unit when the voltage level of the DC-link capacitor is the same as the voltage level of the high-voltage battery.
 청구항 3에 있어서,
상기 전압 공급 정보에 기초하여 상기 고전압 배터리와 상기 전압 변환부를 전기적으로 연결 또는 분리시키는 전력 공급 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 전압 변환 시스템.
In claim 3,
A voltage conversion system for a vehicle, characterized in that it further includes a power supply switch that electrically connects or disconnects the high-voltage battery and the voltage conversion unit based on the voltage supply information.
 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전압 변환부는,
상기 DC-link 커패시터를 포함하며,
상기 제 1 기설정된 제어 정보에 기초하여 상기 저전압 전기 에너지를 상기 고전압 전기 에너지로 변환시키고, 변환된 상기 고전압 전기 에너지를 상기 DC-link 커패시터에 제공하여 상기 DC-link 커패시터를 충전시키는 것을 특징으로 하는 차량의 전압 변환 시스템.In claim 1,
The above voltage converter is,
Including the above DC-link capacitor,
A voltage conversion system for a vehicle, characterized in that it converts the low-voltage electric energy into the high-voltage electric energy based on the first preset control information, and provides the converted high-voltage electric energy to the DC-link capacitor to charge the DC-link capacitor. 청구항 6에 있어서,
상기 전압 변환부는,
상기 DC-link 커패시터,
복수의 제 1 스위치를 포함하는 고전압 송수신부 및
복수의 제 2 스위치를 포함하는 저전압 송수신부를 포함하며,
상기 제 1 기설정된 스위치 제어 정보에 기초하여 상기 복수의 제 2 스위치 중 적어도 한 쌍의 스위치가 교대로 턴온 및 턴오프를 반복하도록 구성되고,
상기 제 2 기설정된 스위치 제어 정보에 기초하여 상기 복수의 제 1 스위치 중 적어도 한 쌍의 스위치가 교대로 턴온 및 턴오프를 반복하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 전압 변환 시스템.
In claim 6,
The above voltage converter is,
The above DC-link capacitor,
A high voltage transceiver comprising a plurality of first switches and
A low voltage transceiver comprising a plurality of second switches,
At least one pair of switches among the plurality of second switches is configured to alternately turn on and off based on the first preset switch control information,
A voltage conversion system for a vehicle, characterized in that at least one pair of switches among the plurality of first switches is configured to alternately turn on and off based on the second preset switch control information.
 청구항 7에 있어서,
상기 복수의 제 1 스위치는 제 1-1 스위치 및 제 1-2 스위치를 포함하며,
상기 고전압 송수신부는,
일단에 상기 DC-link 커패시터의 일단이 연결되는 제 1 커패시터,
일단에 상기 제 1 커패시터의 일단이 연결되는 권선 코일,
일단에 상기 권선 코일의 타단이 연결되고, 타단에 상기 DC-link 커패시터의 타단이 연결되는 제 1 다이오드,
일단에 상기 제 1 커패시터의 타단이 연결되고, 타단에 상기 권선 코일과 상기 제 1 다이오드의 일단이 연결된 노드가 연결되는 제 2 다이오드,
일단에 상기 제 1 다이오드의 일단이 연결되고, 타단에 상기 제 1 다이오드의 타단이 연결되는 상기 제 1-1 스위치, 및
일단에 상기 제 2 다이오드의 일단이 연결되고, 타단에 상기 제 2 다이오드의 타단이 연결되는 상기 제 1-2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 전압 변환 시스템.
In claim 7,
The above plurality of first switches include a 1-1 switch and a 1-2 switch,
The above high voltage transmitter and receiver,
A first capacitor to which one end of the DC-link capacitor is connected,
A winding coil to which one end of the first capacitor is connected,
A first diode, to which the other end of the above-mentioned winding coil is connected at one end and the other end of the above-mentioned DC-link capacitor is connected at the other end;
A second diode, to which the other end of the first capacitor is connected, and to which the other end is connected the node to which the winding coil and one end of the first diode are connected,
The 1-1 switch, to which one end of the first diode is connected and the other end of the first diode is connected, and
A voltage conversion system for a vehicle, characterized in that it includes the first-second switch, to which one end of the second diode is connected, and the other end of the second diode is connected.
 청구항 8에 있어서,
상기 제 1-1 스위치 및 상기 제 1-2 스위치는,
상기 제 2 기설정된 스위치 제어 정보에 기초하여 교대로 턴온 및 턴오프를 반복하는 것을 특징으로 하는 차량의 전압 변환 시스템.
In claim 8,
The above 1-1 switch and the above 1-2 switch,
A voltage conversion system for a vehicle, characterized in that it alternately turns on and off based on the second preset switch control information.
 청구항 7에 있어서,
상기 복수의 제 2 스위치는 제 2-1 스위치, 제 2-2 스위치, 제 2-3 스위치 및 제 2-4 스위치를 포함하며,
상기 저전압 송수신부는,
일단에 제 2 다이오드의 타단이 연결되고, 타단에 제 3 다이오드의 일단이 연결되는 제 1 다이오드,
일단에 제 1 커패시터의 타단이 연결되고, 타단에 상기 제 1 다이오드의 일단이 연결되는 제 2 다이오드,
일단에 제 1 권선 코일 및 제 2 권선 코일이 연결된 노드가 연결되고, 타단에 상기 제 2 다이오드의 일단이 연결되는 상기 제 1 커패시터,
일단에 상기 제 1 다이오드의 타단이 연결되고, 타단에 제 4 다이오드의 타단이 연결되는 상기 제 3 다이오드,
일단에 상기 제 1 권선 코일의 일단이 연결되고, 타단에 상기 제 3 다이오드의 타단이 연결되는 제 4 다이오드,
일단에 상기 제 4 다이오드의 일단이 연결되고, 타단에 상기 제 2 권선 코일의 일단이 연결되는 상기 제 1 권선 코일,
일단에 상기 제 1 권선 코일의 타단이 연결되고, 타단에 상기 제 1 다이오드의 일단 및 상기 제 2 다이오드의 타단이 연결된 노드가 연결되는 제 2 권선 코일,
일단에 상기 제 1 권선 코일과 상기 제 2 권선 코일이 연결된 노드가 연결되고, 타단에 제 2 커패시터의 일단이 연결되는 인덕터,
일단에 상기 인덕터의 타단이 연결되고, 타단에 상기 제 1 다이오드의 타단 및 상기 제 3 다이오드의 일단이 연결된 노드가 연결되는 상기 제 2 커패시터,
일단에 상기 제 1 다이오드의 일단이 연결되고, 타단에 상기 제 1 다이오드의 타단이 연결되는 상기 제 2-1 스위치,
일단에 상기 제 2 다이오드의 일단이 연결되고, 타단에 상기 제 2 다이오드의 타단이 연결되는 상기 제 2-2 스위치,
일단에 상기 제 3 다이오드의 일단이 연결되고, 타단에 상기 제 3 다이오드의 타단이 연결되는 상기 제 2-3 스위치, 및
일단에 상기 인덕터의 일단이 연결되고, 타단에 상기 인덕터의 타단이 연결되는 상기 제 2-4 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 전압 변환 시스템.
In claim 7,
The above plurality of second switches include a 2-1 switch, a 2-2 switch, a 2-3 switch and a 2-4 switch,
The above low voltage transmitter and receiver,
A first diode to which the other terminal of the second diode is connected, and to which one terminal of the third diode is connected,
A second diode, to which the other terminal of the first capacitor is connected, and to which the other terminal of the first diode is connected,
The first capacitor is connected to a node having a first winding coil and a second winding coil connected at one end, and to the other end, one end of the second diode is connected;
The third diode, to which the other terminal of the first diode is connected and the other terminal of the fourth diode is connected,
A fourth diode, to which one end of the first winding coil is connected, and the other end of the third diode is connected,
The first winding coil, to which one end of the fourth diode is connected, and the other end of the second winding coil is connected,
A second winding coil, to which the other end of the first winding coil is connected, and to which the other end is connected a node to which one end of the first diode and the other end of the second diode are connected,
An inductor having a node connected to the first winding coil and the second winding coil at one end and one end of a second capacitor connected to the other end;
The second capacitor, to which the other terminal of the inductor is connected at one end and the node to which the other terminal of the first diode and one end of the third diode are connected at the other end,
The 2-1 switch, to which one end of the first diode is connected and the other end of the first diode is connected,
The 2-2 switch, to which one end of the second diode is connected and the other end of the second diode is connected,
The 2-3 switch, to which one end of the third diode is connected and the other end of the third diode is connected, and
A voltage conversion system for a vehicle, characterized in that it includes the 2-4 switch, to which one end of the inductor is connected, and to which the other end of the inductor is connected.
 청구항 10에 있어서,
상기 제 2-1 스위치 및 상기 제 2-2 스위치는,
상기 제 1 기설정된 스위치 제어 정보에 기초하여 교대로 턴온 및 턴오프를 반복하는 것을 특징으로 하는 차량의 전압 변환 시스템.
In claim 10,
The above 2-1 switch and the above 2-2 switch,
A voltage conversion system for a vehicle, characterized in that it alternately turns on and off based on the first preset switch control information.
 청구항 11에 있어서,
상기 제 2 커패시터는,
일단과 타단이 상기 저전압 전기 에너지를 제공하는 저전압 배터리의 양극단 및 음극단에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 전압 변환 시스템.
In claim 11,
The above second capacitor,
A voltage conversion system for a vehicle, characterized in that one end and the other end are respectively connected to the positive and negative ends of a low-voltage battery providing the low-voltage electrical energy.
 차랑에 시동이 감지되면, 제 1 기설정된 스위치 제어 정보에 기초하여 저전압 배터리로부터 제공되는 저전압 전기 에너지를 고전압 전기 에너지로 변환하는 단계;
상기 고전압 전기 에너지로 변환하는 단계에서 변환된 상기 고전압 전기 에너지로 DC-link 커패시터를 충전시키는 단계;
상기 DC-link 커패시터의 전압 레벨과 고전압 배터리의 전압 레벨을 비교하는 단계; 및
상기 비교하는 단계에서 상기 DC-link 커패시터의 전압 레벨이 상기 고전압 배터리의 전압 레벨과 동일해지면, 제 2 기설정된 스위치 제어 정보에 기초하여 상기 고전압 배터리로부터 제공되는 상기 고전압 전기 에너지를 상기 저전압 전기 에너지로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 전압 변환 방법.When the engine start is detected in the vehicle, a step of converting low-voltage electric energy provided from a low-voltage battery into high-voltage electric energy based on first preset switch control information;
A step of charging a DC-link capacitor with the high voltage electrical energy converted in the step of converting the high voltage electrical energy;
A step of comparing the voltage level of the DC-link capacitor with the voltage level of the high-voltage battery; and
A voltage conversion method for a vehicle, characterized in that it comprises a step of converting the high-voltage electric energy provided from the high-voltage battery into the low-voltage electric energy based on second preset switch control information when the voltage level of the DC-link capacitor becomes equal to the voltage level of the high-voltage battery in the comparing step. 청구항 13에 있어서,
상기 고전압 전기 에너지로 변환하는 단계와 상기 저전압 전기 에너지로 변환하는 단계 각각은 상기 DC-link 커패시터를 포함하는 하나의 전압 변환부에 의해 수행되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 전압 변환 방법.In claim 13,
A voltage conversion method for a vehicle, characterized in that each of the step of converting into the high voltage electric energy and the step of converting into the low voltage electric energy includes a step performed by one voltage conversion unit including the DC-link capacitor.
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