JP2015142512A

JP2015142512A - 電気自動車用充電制御装置

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Publication number: JP2015142512A
Application number: JP2015014532A
Authority: JP
Inventors: ホサンチン; Ho Sang Jin; チェホリ; Jae Ho Lee; チャンキパク; Chan Gi Park; ホンテパク; Hong Tae Park
Original assignee: LSIS Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2015-01-28
Publication date: 2015-08-03
Also published as: US20150210177A1; EP2910406A2; CN104810881A; EP2910406A3; KR20150089647A

Abstract

【課題】電気自動車の内部充電装置を制御する電気自動車用充電制御装置が開示される。【解決手段】補助バッテリは直流電力を貯蔵する。電源供給装置は直流電力の電圧の大きさを変換して電力を供給する。電力供給制御装置は電源供給装置に対する直流電力の供給を制御する。電源供給装置制御信号生成部は充電開始条件を満足する場合には電力供給制御装置に充電開始信号を伝送する。【選択図】図４

Description

本発明は、電気自動車充電制御装置に関するものである。

電気自動車とは電気を使用して運行される自動車を意味するものであって、大きく純粋電気自動車（ＢａｔｔｅｒｙｐｏｗｅｒｅｄＥｌｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）とハイブリッド電気自動車（ＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｉｒｃＶｅｈｉｃｌｅ）とで区分される。ここで、純粋電気自動車とは化石燃料を利用することなく電気のみを使用して走行する自動車であって、一般に電気自動車と称される。そして、ハイブリッド電気自動車とは電気及び化石燃料を使用して走行するものを意味する。そして、このような電気自動車は走行のための電気を供給するバッテリを含む。特に、純粋電気自動車及びプラグイン（Ｐｌｕｇ−ｉｎ）タイプのハイブリッド電気自動車は外部の電源から供給される電力を利用してバッテリを充電し、バッテリに充電された電力を利用して電気モーターを駆動する。よって、電気自動車を駆動するために電気自動車の充電が必要である。

電気自動車用充電は電気自動車の充電ステーションと自動車用充電器を介して行われる。充電ステーションは自動車用充電器に電力を供給する。自動車用充電器は電力を電気自動車に伝達する。この際、電気自動車は充電のための準備動作を始める。充電のための準備動作は電源供給部の駆動を含む。この際、電源供給装置は電気自動車内部の補助バッテリから直流電源を供給され、電圧の大きさを調整して電気自動車の内部充電装置の駆動に必要な制御部とその他の素子に電力を供給する。

本発明では、電気自動車用充電器に電力を供給する電源供給装置の駆動を制御する電気自動車用充電制御装置を提供する。

本発明が解決しようとする技術的課題は、電気自動車用充電器に電力を供給する電源供給装置の駆動を制御する電気自動車用充電制御装置を提供することである。特に、本発明が解決しようとする技術的課題は、電源供給装置を駆動しない場合には電力消耗を最小化することができる電気自動車用充電制御装置を提供することである。

本発明の一実施例による電気自動車の内部充電装置を制御する電気自動車用充電制御装置は、直流電力を供給する補助バッテリと、前記直流電力の電圧の大きさを変換して電力を供給する電源供給装置と、前記電源供給装置に対する前記直流電力の供給を制御する電力供給制御装置と、充電開始条件を満足する場合、前記電力供給制御装置に充電開始信号を伝送する電源供給装置制御信号生成部と、を含む。

この際、前記電源供給装置はターンオン信号を受信するターンオン受信端子がターンオンに固定される。

この際、前記充電開始条件を満足する場合は、電源供給装置制御信号生成部が自動車用充電器から交流電圧の供給を感知する場合、計測制御通信網（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ，ＣＡＮ）信号を受信する場合、前記自動車用充電器との連結を感知する場合及びパイロット制御信号を受信する場合のうち少なくともいずれか一つに当たる場合である。

この際、接近抵抗に印加される電圧の大きさに基づいて前記自動車用充電器との連結を感知する連結感知部を更に含む。

この際、前記連結感知部は接近抵抗に印加される電圧の大きさが基準電圧より小さい場合に前記自動車用充電器と連結されたと感知する。

この際、前記電力供給制御装置はスイッチを含み、前記充電開始信号に基づいて前記スイッチをターンオンする。

この際、前記電源供給装置制御信号生成部は前記電力供給制御装置に前記充電開始信号を伝送してから前記電源供給装置に前記充電開始信号を伝送する。

本発明の一実施例による電気自動車の内部充電装置を制御する電気自動車用充電制御装置の動作方法は、充電開始条件を満足する場合に充電開始信号を生成して伝送するステップと、前記充電開始信号を受信して直流電力を伝達するステップと、電源供給装置を介して前記直流電力の電圧の大きさを変換して電力を供給するステップと、を含む。

この際、前記充電開始条件を満足する場合は、電源供給装置制御信号生成部が自動車用充電器から交流電圧の供給を感知する場合、計測制御通信網信号を受信する場合、前記自動車用充電器との連結を感知する場合及びパイロット制御信号を受信する場合のうち少なくともいずれか一つに当たる場合である。

この際、接近抵抗に印加される電圧の大きさに基づいて前記自動車用充電器との連結を感知するステップを更に含む。

この際、前記自動車用充電器との連結を感知するステップは、前記接近抵抗に印加される電圧の大きさが基準電圧より小さい場合に前記自動車用充電器と連結されたと感知するステップを含む。

この際、前記充電開始信号を受信して直流電力を伝達するステップは、前記充電開始信号に基づいて前記直流電力を伝達する電力供給制御装置のスイッチをターンオンするステップを含む。

電気自動車用充電器に電力を供給する電源供給装置の駆動を制御する電気自動車用充電制御装置を提供する。特に、電源供給装置を駆動しない場合に電力消耗を最小化する電気自動車用充電制御装置を提供する。

本発明の一実施例による電気自動車の充電を説明するためのブロック図である。本発明の一実施例による電気自動車用充電器制御装置のブロック図である。本発明の一実施例による電気自動車用充電器制御装置の動作を示すフローチャートである。本発明の他の実施例による電気自動車用充電制御装置のブロック図である。本発明の他の実施例による電気自動車用充電制御装置の動作を示すフローチャートである。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施し得るように詳しく説明する。しかし、本発明は様々な相異なる形態に具現されてもよく、ここで説明する実施例に限定されない。そして、本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は図面から省略しており、明細書全体を通して類似な部分に対しては類似な部面符号を付けて説明する。

また、ある部分がある構成要素を「含む」という際、これは特に反対する記載がない限り、ある構成要素を除くことではなく他の構成要素を更に含むことを意味する。

以下、図１乃至図３を参照して本発明の一実施例による電気自動車用充電制御装置を説明する。

図１は、本発明の一実施例による電気自動車の充電を説明するためのブロック図である。

図１を参照すると、電気自動車用充電システム１００は充電ステーション１１０、自動車用充電器１３０、電気自動車１５０を含む。

充電ステーション１１０は自動車用充電器１３０に電力を供給する。

自動車用充電器１３０は電気自動車１５０に電力を伝達する。

電気自動車１５０は伝達された電力で電気自動車１５０内部のバッテリを充電する。この際、電気自動車１５０は充電のために制御部などの装置を駆動する。制御部などの装置を駆動するためには電気自動車１５０は適切な大きさの直流電圧を制御部などの装置に供給する。そのために、電気自動車１５０の電気自動車用充電制御装置２００は電気自動車１５０内部の補助バッテリから供給された直流電圧の大きさを調整して制御部などの装置に供給する電源供給装置を制御する。この際、補助バッテリは走行のための電気を供給するバッテリとは異なり得る。電気自動車用充電制御装置２００については図２乃至図５を介して説明する。

図２は、本発明の一実施例による電気自動車用充電器制御装置のブロック図である。

本発明の一実施例による電気自動車用充電制御装置２００は、補助バッテリ２１０、フィルタ２３０、電源供給装置２５０、制御部２７０、その他の素子２８０及び電源供給装置制御信号生成部２９０を含む。

補助バッテリ２１０は直流電力を貯蔵する。また、電気自動車１５０が直流電力を必要とする場合、補助バッテリ２１０は放電して直流電力を供給する。この際、補助バッテリ２１０は走行のための電気を供給するバッテリとは異なり得る。

フィルタ２３０は直流電力のノイズをフィルタリングする。

電源供給装置２５０はフィルタリングされた直流電圧の大きさを変換して直流電力を供給する。この際、変換される直流電力の電圧の大きさは直流電力を供給される制御部２７０とその他の素子２８０の駆動に必要な直流電圧の大きさである。この際、電源供給装置はスイッチングモードパワーサプライ（ＳｗｉｔｃｈｉｎｇＭｏｄｅＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙ，ＳＭＰＳ）である。電源供給装置２５０は充電開始信号をターンオン信号入力端子に受信して駆動を開始する。

制御部２７０は電気自動車１５０の内部充電装置の動作を制御する。

その他の素子２８０は電気自動車１５０の内部充電装置の動作に必要な素子を含む。

電源供給装置制御信号生成部２９０は充電開始条件に応じて電源供給装置２５０を制御する信号を生成する。電源供給装置制御信号生成部２９０は交流感知部２９１、ＣＡＮ通信部２９３、連結感知部２９５及びパイロット（ｐｉｌｏｔ）制御信号受信部２９７のうち少なくともいずれか一つを含む。交流感知部２９１は自動車用充電器１３０から交流電圧の供給を感知する。交流電圧の供給を感知した場合、交流感知部２９１は論理合ゲートに制御信号を入力する。よって、自動車用充電器１３０から交流電圧を供給された場合、電源供給装置制御信号生成部２９０は電源供給装置２５０をターンオンする充電開始信号を生成する。ＣＡＮ通信部２９３は自動車用充電器１３０から計測制御通信網信号を受信する。この際、ＣＡＮは自動車の各種計測制御装備間にデジタル直列通信を提供するための車両用ネットワークシステムである。ＣＡＮ信号は自動車用充電器１３０が電気自動車１５０の内部充電装置の動作を制御する信号である。ＣＡＮ信号を受信する場合、ＣＡＮ通信部２９３は論理合ゲートに制御信号を入力する。よって、自動車用充電器１３０からＣＡＮ信号を受信する場合、電源供給装置制御信号生成部２９０は電源供給装置２５０をターンオンする充電開始信号を生成する。連結感知部２９５は自動車用充電器１３０の連結を感知する。この際、連結感知部２９５は自動車用充電器１３０の連結感知を接近抵抗を利用して感知する。詳しくは、連結感知部２９５は接近抵抗に印加される電圧の大きさの変化に基づいて感知する。自動車用充電器１３０が連結される場合、接近抵抗に自動車用充電器１３０に含まれた抵抗が並列連結されて接近抵抗の大きさより小さい合成抵抗を有する。よって、この際に接近抵抗に印加される電圧の大きさは自動車用充電器１３０を連結する前より小さくなる。よって、接近抵抗に印加される電圧が機銃電圧より小さい場合、連結感知部２９５は自動車用充電器１３０の連結を感知することができる。自動車用充電器１３０の連結を感知する場合、連結感知部２９５は論理合ゲートに制御信号を入力する。よって、自動車用充電器１３０の連結を感知する場合、電源供給装置制御信号生成部２９０は電源供給装置２５０をターンオンする充電開始信号を生成する。パイロット制御信号受信部２９７はパイロット制御信号を受信する。パイロット信号は電気自動車１５０内部の充電過程を監視し制御する電気自動車１５０内部の制御信号である。

図３は、本発明の一実施例による電気自動車用充電器制御装置の動作を示すフローチャートである。

補助バッテリ２１０は放電して直流電力を供給するＳ１０１。

フィルタ２３０は直流電力のノイズをフィルタリングするＳ１０３。フィルタ２３０は直流電力のノイズをフィルタリングすることで直流電力供給の効率を上げる。

電源供給装置制御信号生成部２９０は充電開始条件を満足するのかを判断するＳ１０５。詳しくは、電源供給装置制御信号生成部２９０は交流感知部２９１を介して自動車用充電器１３０から交流電圧の供給を感知するのか、ＣＡＮ通信部２９３を介してＣＡＮ信号を受信するのか、連結感知部２９５を介して自動車用充電器１３０の連結を感知するのか及びパイロット制御信号受信部２９７を介してパイロット制御信号を受信するのかのうち少なくともいずれか一つに当たるのかを判断する。

充電開始条件を満足する場合、電源供給装置制御信号生成部２９０は電源供給装置２５０をターンオンする充電開始信号を生成し伝送するＳ１０７。

電源供給装置２５０は充電開始信号を受信して駆動を開始するＳ１０９。詳しくは、電源供給装置２５０は充電開始信号をターンオン信号入力端子に受信して駆動を開始する。

電源供給装置２５０はフィルタリングされた直流電力電圧の大きさを変換して供給するＳ１１１。詳しくは、電源供給装置２５０はフィルタリングされた直流電力電圧の大きさを制御部２７０及びその他の素子が必要な直流電力の電圧の大きさに変換して供給する。

この際、電源供給装置２５０はターンオンされる前からフィルタリングされた電圧を供給される。よって、電源供給装置２５０はターンオンされる前に待機状態であっても直流電力を消耗する。よって、不必要な電力消耗が発生する。更に、殆どの自動車メーカでは電気自動車１５０の内部充電装置の漏洩電流消耗基準を１００ｕＡ以下に規定している。特に、電源供給装置２５０は待機状態で約２００ｕＡの漏洩電流を消耗する。また、待機状態で電力消耗量が小さい電源供給装置２５０は価格が高い。よって、電源供給装置２５０の電力消耗を最小化する電気自動車用充電制御装置２００が必要である。

図４は、本発明の他の実施例による電気自動車用充電制御装置のブロック図である。

本発明の他の実施例による電気自動車用充電制御装置３００は、補助バッテリ３１０、フィルタ３３０、電源供給装置３４０、電源供給装置３５０、制御部３７０、その他の素子３８０及び電源供給装置制御信号生成部３９０を含む。

補助バッテリ３１０は直流電力を貯蔵する。また、電気自動車１５０が直流電力を必要とする場合、補助バッテリ３１０は放電して直流電力を供給する。この際、補助バッテリ３１０は走行のための電気を供給するバッテリとは異なり得る。

フィルタ３３０は直流電力のノイズをフィルタリングする。

電源供給装置３５０はフィルタリングされた直流電力の供給を制御する。この際、電力供給制御装置３４０は電源供給装置制御信号生成部３９０が生成した制御信号に基づいてフィルタリングされた直流電力の供給を制御する。この際、電力供給制御装置３４０は電源供給装置制御信号生成部３９０が生成した制御信号に基づいてターンオン可否を決定するスイッチである。

電源供給装置３５０はフィルタリングされた直流電力電圧の大きさを変換して直流電力を供給する。この際、変換される直流電力電圧の大きさは直流電力を供給される制御部３７０とその他の素子３８０の駆動に必要な直流電圧の大きさである。この際、電源供給装置はスイッチングモードパワーサプライである。図２乃至図３の実施例とは異なって、電源供給装置３５０は別途の信号受信がなくても電力の供給のみで駆動を開始する。そのために、電源供給装置３５０はターンオン信号入力端子を常にターンオンに固定する。又は、図２乃至図３の実施例のように電源供給装置３５０は充電開始信号をターンオン信号入力端子に受信して駆動を開始する。この際、図４には図示していないが、電源供給装置３５０のターンオン信号入力端子と電源供給装置制御信号生成部３９０を連結する信号線が存在する。

制御部３７０は電気自動車１５０の内部充電装置の動作を制御する。

その他の素子３８０は電気自動車１５０の内部充電装置の動作に必要な素子を含む。

電源供給装置制御信号生成部３９０は充電開始条件に応じて電源供給装置３５０を制御する信号を生成する。電源供給装置制御信号生成部３９０は交流感知部３９１、ＣＡＮ通信部３９３、連結感知部３９５及びパイロット制御信号受信部３９７のうち少なくともいずれか一つを含む。交流感知部３９１、ＣＡＮ通信部３９３、連結感知部３９５及びパイロット制御信号受信部３９７の動作は図２乃至図３の実施例と同じである。但し、電源供給装置制御信号生成部３９０は充電開始信号を電力制御供給装置３４０に伝送する。

本発明の他の実施例による電気自動車用充電制御装置３００の動作を図５を介して詳細に説明する。

図５は、本発明の他の実施例による電気自動車用充電制御装置の動作を示すフローチャートである。

補助バッテリ３１０は放電して直流電力を供給するＳ３０１。

フィルタ３３０は直流電力のノイズをフィルタリングするＳ３０３。フィルタ３０３は直流電力のノイズをフィルタリングすることで直流電力供給の効率を上げる。

電源供給装置制御信号生成部３９０は充電開始条件を満足するのかを判断するＳ３０５。詳しくは、電源供給装置制御信号生成部３９０は交流感知部３９１を介して自動車用充電器３３０から交流電圧の供給を感知するのか、ＣＡＮ通信部３９３を介してＣＡＮ信号を受信するのか、連結感知部３９５を介して自動車用充電器３３０の連結を感知するのか及びパイロット制御信号受信部３９７を介してパイロット制御信号を受信するのかのうち少なくともいずれか一つに当たるのかを判断する。

充電開始条件を満足する場合、電源供給装置制御信号生成部３９０は充電開始信号を生成し伝送するＳ３０７。

電力供給制御装置３４０は充電開始信号を受信し、フィルタリングされた直流電力を伝達するＳ３０９。

電源供給装置３５０はフィルタリングされた直流電力を供給されて駆動を開始するＳ３１１。この際、直流電力を供給されるとすぐに作動するように、電源供給装置３５０はターンオン信号入力端子を常にターンオンに固定する。他の実施例において、電源供給装置３５０は充電開始信号を受信して駆動を開始する。この際、電源供給装置３５０のターンオン信号入力端子と電源供給装置制御信号生成部３９０を連結する信号線が存在する。また、充電開始信号が電力供給制御装置３４０より電源供給装置３５０に先に伝達される場合には電源供給装置３５０が駆動を開始しない恐れがあるため、電源供給装置制御信号生成部３９０は充電開始信号を順次に伝送すべきである。詳しくは、電源供給装置制御信号生成部３９０は電力供給制御装置３５０に充電開始信号を伝送してから電源供給装置３５０に充電開始信号を伝送する。

電源供給装置３５０はフィルタリングされた直流電力電圧の大きさを変換して供給するＳ３１３。

電源供給装置３５０はフィルタリングされた直流電力電圧の大きさを変換して供給するＳ３１５。詳しくは、電源供給装置３５０はフィルタリングされた直流電力電圧の大きさを制御部３７０及びその他の素子が必要な直流電力電圧の大きさに変換して供給する。

本発明の実施例による電気自動車用充電制御装置３００は電源供給装置３５０が動作しない場合には電力供給を遮断するため、待機の際の漏洩電力を減らす効果がある。また、電源供給装置３５０のターンオン信号入力端子をターンオンに固定する場合、電力が供給され次第電源供給装置３５０の駆動を開始することができる。電源供給装置３５０のターンオン信号入力端子をターンオンに固定すると、電源供給装置制御信号生成部３９０は充電開始信号を電力供給制御装置３４０と電源供給装置３５０に順次に伝送するための別途のタイミング制御を必要としない効果がある。

これまで実施例に説明された特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施の例に含まれるものであって、必ずしも一つの実施例にのみ限定されるものではない。なお、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは、実施例が属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組み合わせ又は変形されて実施可能である。よって、このような組み合わせと変形に関する内容は本発明の範囲に含まれるものと解析すべきである。

これまで実施例を中心に説明したがこれは単なる例示に過ぎないものであって本発明を限定するものでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲で前記に例示されていない多様な変形と応用が可能であることを理解できるはずである。例えば、実施例に具体的に示した各の構成要素は変形して実施することができる。そして、このような変形と応用に関する差は添付した請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解析すべきである。

１１０充電ステーション
１３０自動車用充電器
１５０電気自動車
２１０、３１０補助バッテリ
２３０、３３０フィルタ
２５０、３５０電源供給装置
２７０、３７０制御部
２８０、３８０その他の素子
２９０、３９０電源供給装置制御信号生成部
３４０電力供給制御装置

Claims

電気自動車の内部充電装置を制御する電気自動車用充電制御装置において、
直流電力を供給する補助バッテリと、
前記直流電力の電圧の大きさを変換して電力を供給する電源供給装置と、
前記電源供給装置に対する前記直流電力の供給を制御する電力供給制御装置と、
充電開始条件を満足する場合、前記電力供給制御装置に充電開始信号を伝送する電源供給装置制御信号生成部と、を含む、電気自動車用充電制御装置。
前記電源供給装置はターンオン信号を受信するターンオン受信端子がターンオンに固定されている、請求項１に記載の電気自動車用充電制御装置。
前記充電開始条件を満足する場合は、電源供給装置制御信号生成部が自動車用充電器から交流電圧の供給を感知する場合、計測制御通信網信号を受信する場合、前記自動車用充電器との連結を感知する場合及びパイロット制御信号を受信する場合のうち少なくともいずれか一つに当たる場合である、請求項１に記載の電気自動車用充電制御装置。
接近抵抗に印加される電圧の大きさに基づいて前記自動車用充電器との連結を感知する連結感知部を更に含む、請求項３に記載の電気自動車用充電制御装置。
前記連結感知部は前記接近抵抗に印加される電圧の大きさが基準電圧より小さい場合、前記自動車用充電器と連結されたと感知する、請求項４に記載の電気自動車用充電制御装置。
前記電力供給制御装置はスイッチを含み、前記充電開始信号に基づいて前記スイッチをターンオンする、請求項１に記載の電気自動車用充電制御装置。
前記電源供給装置制御信号生成部は、前記電力供給制御装置に前記充電開始信号を伝送してから前記電源供給装置に前記充電開始信号を伝送する、請求項１に記載の電気自動車用充電制御装置。
電気自動車の内部充電装置を制御する電気自動車用充電制御装置の動作方法において、
充電開始条件を満足する場合に充電開始信号を生成して伝送するステップと、
前記充電開始信号を受信して直流電力を伝達するステップと、
電源供給装置を介して前記直流電力の電圧の大きさを変換して電力を供給するステップと、を含む、電気自動車用充電制御装置の動作方法。
前記電源供給装置はターンオン信号を受信するターンオン受信端子がターンオンに固定されている、請求項８に記載の電気自動車用充電制御装置の動作方法。
前記充電開始条件を満足する場合は、電源供給装置制御信号生成部が自動車用充電器から交流電圧の供給を感知する場合、計測制御通信網信号を受信する場合、前記自動車用充電器との連結を感知する場合及びパイロット制御信号を受信する場合のうち少なくともいずれか一つに当たる場合である、請求項８に記載の電気自動車用充電制御装置の動作方法。
接近抵抗に印加される電圧の大きさに基づいて前記自動車用充電器との連結を感知するステップを更に含む、請求項１０に記載の電気自動車用充電制御装置の動作方法。
前記自動車用充電器との連結を感知するステップは、前記接近抵抗に印加される電圧の大きさが基準電圧より小さい場合、前記自動車用充電器と連結されたと感知するステップを含む、請求項１１に記載の電気自動車用充電制御装置の動作方法。
前記充電開始信号を受信して直流電力を伝達するステップは、前記充電開始信号に基づいて前記直流電力を伝達する電力供給制御装置のスイッチをターンオンするステップを含む、請求項８に記載の電気自動車用充電制御装置の動作方法。