6. 제동시스템 타당성 검증 장치(BSPD)

6. 제동시스템 타당성 검증 장치(BSPD)

E-포뮬러 전기시스템 제작기

목차


BSPD 개요

Brake System Plausibility Device, BSPD는 제동시스템 타당성 검증 장치이다. BMS FAULT, IMD FAULT와 함께 차단 회로의 래칭 릴레이를 작동시켜 AIR 전원을 차단하는 구성 요소이다. 모터가 5kW 이상의 전력을 소모하고 있을 때 차량이 일정량 이상의 제동을 하는 상황이 500ms 이상 지속되면 AIR를 개방하여 HV를 차단하는 기능을 한다. 차량기술규정 59조에 관련 규정이 있다.

즉 BSPD는,

  1. 모터 전력을 측정
  2. 브레이크 페달 입력을 측정
  3. 500ms 이상 두 조건이 충족되었을 때 신호 출력

의 기능을 할 수 있어야 한다. 여기서 가장 까다로운 것은 모터 전력을 측정하는 부분이다. 규정에서 정하는 5kW의 전력만 하더라도 아파트 엘리베이터 한 대를 끌 수 있는 규모의 전력이다. 전력 라인에 션트 저항을 하나 끼워놓고 양단 전압차를 재는 식으로 전력을 측정하려 했다가는 시스템이 잿더미로 변해버릴 것이다.

이러한 이유로 전력 측정에는 비접촉식인 홀 센서를 이용한다. 우리 팀은 처음에는 HTFS-200P라는 센서를 선정했으나 재고 없음으로 판매자한테 뒤통수를 맞은 후 디웰전자의 TFC30P2VS05150A 모델로 교체했다. 이 홀 센서들은 고리 모양 안으로 전선을 통과시키면, 그 전선에 흐르는 전류에 따라 0 ~ 5V의 아날로그 전압을 출력한다.

한편, 이 센서들은 산업용이라 측정 범위가 굉장히 넓어서 3~400A의 무시무시한 전류까지도 측정할 수 있다. 그러나 현실 세계의 여느 센서가 그렇듯 출력이 모든 구간에서 완벽히 선형적이지는 않다. 그래서 이 센서들은 측정 가능 범위와 별개로 Nominal Current라는 값이 따로 있다. 이 값은 센서가 그 전류값 즈음에서 가장 괜찮은 선형성을 보여준다는 뜻이다. 우리 센서 데이터시트를 예시로 한 번 살펴보자.

이 센서의 측정 범위는 0~375A이다. 한편, nominal 값은 150A이고 이 때 센서 출력은 2.0V라는 것을 알 수 있다.