KR102537564B1 - 전기 자동차의 충전 제어 장치 및 충전 제어 방법 - Google Patents

전기 자동차의 충전 제어 장치 및 충전 제어 방법 Download PDF

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Abstract

실시예는 전기 자동차의 충전 제어 장치 및 충전 제어 방법에 관한 것이다.
실시예에 따른 충전 제어 장치는, 충전 케이블의 커넥터로부터 근접 신호가 입력되는 근접 검출 포트; 상기 근접 신호에 기초하여 제1 근접 검출 신호를 생성하는 제1 근접 검출 인터페이스; 상기 제1 근접 검출 신호에 기초하여 상기 충전 케이블의 커넥터의 근접 여부를 판단하는 제어부; 및 상기 근접 검출 포트와 상기 제1 근접 검출 인터페이스 사이에 배치되고, 상기 제어부에 의해 제어에 기초하여 상기 근접 확인 신호를 상기 제어부에 제공하는 릴레이부;를 포함할 수 있다.

Description

전기 자동차의 충전 제어 장치 및 충전 제어 방법{CHARGING CONTROL APPARATUS AND CHARGING CONTROL METHOD FOR ELECTRICAL VEHICLE}
실시예는 전기 자동차의 충전 제어 장치 및 충전 제어 방법에 관한 것이다.
전기 자동차(Electric Vehicle, EV) 또는 플러그-인 하이브리드 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV)와 같은 친환경 자동차는 배터리 충전을 위하여 충전소에 설치된 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)를 이용한다.
이를 위하여, 전기 자동차 충전 장치(Electric Vehicle Charging Controller, EVCC)는 EV 내에 탑재되며, EV 및 EVSE와 통신하며, 전기 자동차의 충전을 제어한다.
예를 들어, EV는 EVSE로부터 근접 검출 신호를 수신하여 충전 케이블이 근접한 것으로 판단하면 충전 진행 여부를 결정할 수 있다. 또한, EV는 충전 시작 전 배터리 쇼트 여부를 판단하여 배터리 쇼트 오류가 발생하지 않으면 충전을 진행할 수 있다.
그러나, 전기 자동차는 배터리 쇼트 오류와 충전 케이블 미근접 오류로 인한 증상이 유사하여 어떤 오류인지 판단하기 어려운 문제가 있다. 만약, 전기 자동차가 배터리 쇼트 오류인지 충전 케이블 미근접 오류인지 판단이 가능하면 배터리 충전이 진행되지 않은 오류를 정확히 판단할 수 있고, 해당 오류에 따라 적절한 조치를 취하여 배터리 충전을 신속하고 경제적으로 수행할 수 있다.
실시예는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 실시예의 목적은 전기 자동차의 충전 제어 장치 및 충전 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한, 실시예는 충전 케이블 연결 여부를 정확히 판단할 수 있는 전기 자동차의 충전 제어 장치 및 충전 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한, 실시예는 배터리 쇼트 여부를 정확히 판단할 수 있는 전기 자동차의 충전 제어 장치 및 충전 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한, 실시예는 배터리 충전 오류를 정확히 판단하여 해당 오류에 따라 적절한 조치를 할 수 있게 하는 전기 자동차의 충전 제어 장치 및 충전 제어 방법을 제공하는 것이다.
실시 예에 따른 충전 제어 장치는 충전 케이블의 커넥터로부터 근접 신호가 입력되는 근접 검출 포트; 상기 근접 신호에 기초하여 제1 근접 검출 신호를 생성하는 제1 근접 검출 인터페이스; 상기 제1 근접 검출 신호에 기초하여 상기 충전 케이블의 커넥터의 근접 여부를 판단하는 제어부; 및 상기 근접 검출 포트와 상기 제1 근접 검출 인터페이스 사이에 배치되고, 상기 제어부에 의해 제어에 기초하여 상기 근접 확인 신호를 상기 제어부에 제공하는 릴레이부;를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 제1 근접 검출 신호에 기초하여 상기 충전 케이블의 커넥터가 근접하지 않은 것으로 판단하면 상기 릴레이부가 상기 근접 확인 신호를 제공한다.
또한, 상기 제어부는 상기 충전 케이블의 커넥터가 근접하지 않은 것으로 판단한 후 상기 근접 확인 신호가 입력되면 배터리 쇼트로 판단한다.
또한, 상기 근접 신호에 기초하여 제2 근접 검출 신호를 생성하는 제2 근접 검출 인터페이스;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 근접 검출 신호 또는 상기 제2 근접 검출 신호에 기초하여 상기 충전 케이블의 커넥터의 근접 여부를 판단한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1 근접 검출 신호 또는 상기 제2 근접 검출 신호에 기초하여 상기 충전 케이블의 커넥터가 근접하지 않은 것으로 판단하면 상기 릴레이부가 상기 근접 확인 신호를 제공한다.
또한, 상기 제어부는 상기 충전 케이블의 커넥터가 근접하지 않은 것으로 판단한 후 상기 근접 확인 신호가 입력되면 배터리 쇼트로 판단한다.
또한, 상기 제1 근접 검출 인터페이스는 상기 제1 근접 검출 신호가 입력 되는 제1 스위치를 포함하고, 상기 제2 근접 검출 인터페이스는 상기 제1 근접 검출 신호가 입력 되는 제2 스위치를 포함하고, 상기 제어부는 상기 충전 케이블의 커넥터가 근접하지 않은 것으로 판단하면 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 오프시키고 상기 릴레이부가 상기 근접 확인 신호를 제공한다.
또한, 상기 제1 근접 검출 인터페이스는 옵토 커플러를 포함한다.
또한, 상기 릴레이부는 상기 제어부에 의해 온 또는 오프되는 릴레이 스위치를 포함한다.
한편, 실시 예에 따른 충전 제어 장치의 충전 방법은 배터리의 충전을 제어하는 제어부를 포함하는 전기 자동차의 충전 제어 장치의 충전 제어 방법에 있어서,
근접 신호가 입력되는 단계; 상기 근접 신호에 기초하여 제1 근접 검출 신호를 생성하는 단계; 상기 제1 근접 검출 신호에 기초하여 상기 충전 케이블 연결 여부를 판단하는 단계; 및 상기 충전 케이블이 연결되지 않은 것으로 판단하면 상기 근접 확인 신호를 직접 상기 제어부에 입력하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 근접 확인 신호에 기초하여 배터리 쇼트를 판단하는 단계;를 더 포함한다.
실시예에 따른 전기 자동차의 충전 제어 장치 및 충전 제어 방법에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.
또한, 실시예는 충전 케이블 연결 여부를 정확히 판단할 수 있다.
또한, 실시예는 배터리 쇼트 여부를 정확히 판단할 수 있다.
또한, 실시예는 배터리 충전 오류를 정확히 판단하여 해당 오류에 따라 적절한 조치를 할 수 있게 한다.
또한, 실시예는 배터리 충전 오류에 따라 적절히 조치를 취할 수 있게 하므로 시간 및 비용을 절약할 수 있다.
실시예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 실시예에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 실시예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시예에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 충전 제어 장치의 블록도이다.
도 5는 도 4의 제1 근접 검출 인터페이스의 회로도이다.
도 6은 도 4의 제4 근접 검출 인터페이스의 회로도이다.
도 7은 도 4의 릴레이부의 회로도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 충전 제어 장치의 충전 제어 방법에 따른 순서도이다.
이하, 본 발명과 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1 내지 도 3은 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 10)는 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 20)로부터 충전될 수 있다. 이를 위하여, EVSE(20)에 연결된 충전 케이블(22)이 EV(10)의 주입구에 연결 될 수 있다. 여기서, EVSE(20)는 AC 또는 DC를 공급하는 설비이며, 충전소에 배치되거나, 가정 내에 배치될 수 있으며, 휴대 가능하도록 구현될 수도 있다. EVSE(20)는 충전소(supply), AC 충전소(AC supply), DC 충전소(DC supply), 소켓-아웃렛(socket-outlet) 등과 혼용될 수 있다.
충전 장치(Electric Vehicle Charging Controller, EVCC, 100)는 EV(10) 내에 탑재되며, EV(10)와 연결된다. 예를 들어, 충전 장치(100)는 EV(10)의 트렁크 내에 설치될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
여기서, 충전 장치(100)는 전기 자동차(10) 및 전기 자동차 충전 설비(EVSE, 20)와 각각 통신할 수 있다.
실시예에 따르면, 충전 장치(100)는 충전 제어 장치(200) 및 전력 공급부(300)를 포함한다.
충전 제어 장치(200)는 전기 자동차(10) 및 전기 자동차 충전 설비(20)에 각각 연결된다. 충전 제어 장치(200)는 전기 자동차(10) 및 전기 자동차 충전 설비(20)에 각각 복수의 핀을 통하여 연결될 수 있다.
예를 들어, 충전 제어 장치(200)는 전기 자동차 충전 설비(20)와 연결되는 20 핀(pin)을 포함하며, 이를 통하여 전기 자동차 충전 설비(20)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 20 핀 중 하나는 전기 자동차 충전 설비(20)로부터 CP(Control Pilot) 신호를 입력 받는 CP 포트용 핀일 수 있고, 다른 하나는 충전 케이블 커넥터의 근접 여부를 감지하는 PD(Proximity Detection) 포트용 핀일 수 있으며, 또 다른 하나는 전기 자동차 충전 설비(20)로부터 CS(Charge sequence) 신호를 입력 받는 CS 포트용 핀일 수 있고, 또 다른 하나는 전기 자동차 충전 설비(20)의 접지와 연결되는 PE(Protective Earth) 포트용 핀일 수 있다. 20 핀 중 또 다른 하나는 주유구 플랩(flap)을 열기 위한 모터를 구동시키기 위한 핀일 수 있고, 또 다른 하나는 모터를 센싱하기 위한 핀일수 있으며, 또 다른 하나는 온도 센싱을 위한 핀일 수 있고, 또 다른 하나는 엘이디 센싱을 위한 핀일 수 있고, 또 다른 하나는 캔(CAN) 통신을 위한 핀일 수 있다. 그러나, 핀의 개수 및 기능은 이로 제한되는 것은 아니며, 다양하게 변형될 수 있다.
그리고, 충전 제어 장치(200)는 전기 자동차(10)와 연결되는 12 핀(pin)을 포함하며, 이를 통하여 전기 자동차(10)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 12 핀 중 하나는 전기 자동차(10) 내 충돌 감지 센서로부터 인가되는 전압 라인용 핀일 수 있고, 다른 하나는 전기 자동차(10) 내 배터리 핀일 수 있으며, 또 다른 하나는 캔 통신을 위한 핀일 수 있고, 또 다른 하나는 접지와 연결되는 핀일 수 있으며, 또 다른 하나는 고전압 보호용 핀일 수 있다. 그러나, 핀의 개수 및 기능은 이로 제한되는 것은 아니며, 다양하게 변형될 수 있다.
전기 자동차 충전 설비(20)의 두 개의 고전압 라인은 충전 장치(100)의 전력 공급부(300)를 통하여 전기 자동차(10)의 배터리(14) 내에 전력을 공급하며, 이때, 고전압 라인의 온오프는 충전 제어 장치(200)에 의하여 제어될 수 있다.
즉, 충전 제어 장치(200)는 전기 자동차(10)의 ECU(Elctric Control Unit, 12)와 통신하며, 전기 자동차(10) 및 전기 자동차 충전 설비(20)로부터 각각 수신 한 신호에 따라 전기 자동차 충전 설비(20)로부터 공급되는 전력을 전기 자동차(10)의 배터리(12)로 전달하는 전력 공급부(300)를 제어할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 충전 제어 장치의 블록도이고, 도 5는 도 4의 제1 근접 검출 인터페이스의 회로도이고, 도 6은 도 4의 제4 근접 검출 인터페이스의 회로도이고, 도 7은 도 4의 릴레이부의 회로도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 충전 제어 장치(200)는 제어부(210)를 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 제어부(210)는 마이크로컨트롤러(microcontroller, MCU), 제어부, 제어기와 혼용될 수 있다. 여기서, MCU는 마이크로프로세서와 입출력 모듈을 하나의 칩으로 만들어 정해진 기능을 수행하는 컴퓨터를 의미할 수 있다. MCU가 차량 내에 적용되는 경우, 이는 ECU(Electronic Control Unit)라는 장치로 구현될 수 있으며, 자동차의 엔진, 자동 변속기, ABS의 다양한 부품을 컴퓨터로 제어하도록 할 수 있다. 일 실시예에 따른 MCU는 전기 자동차의 충전을 위한 충전 제어 장치(200) 내에 적용될 수 있다. 충전 제어 장치(200) 내에 적용되는 MCU는 전기 자동차의 충전을 전반적으로 제어할 수 있다.
제어부(210)는 배터리(14)의 충전을 위해 충전 에러 여부를 판단할 수 있다. 제어부(210)는 충전 에러가 발생하면 배터리(140)의 충전 진행을 시작하지 않거나 중단할 수 있다. 충전 에러는 배터리 쇼트, 충전 케이블 미연결, 그라운드 쇼트 등을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(210)는 근접 검출 신호(PD)에 기초하여 충전 케이블의 커넥터의 근접 여부를 판단할 수 있다. 근접 검출 신호(PD)는 근접 검출 인터페이스부(230)로부터 제공 받을 수 있다. 일 예로, 제어부(210)는 근접 검출 신호(PD)가 소정의 전압 레벨 이상이면 충전 케이블이 근접한 것으로, 즉 충전 케이블이 연결된 것으로 판단할 수 있다. 제어부(210)는 근접 검출 신호(PD)가 소정의 전압 레벨 미만이면 충전 케이블이 근접하지 않은 것으로, 즉 충전 케이블이 연결되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 제어부(210)는 근접 검출 인터페이스부(230)를 제어 할 수 있다. 즉, 제어부(210)는 근접 검출 제어 신호(CPD)를 제공하여 근접 검출 인터페이스부(230)를 구동시키거나 구동을 중단 시킬 수 있다. 예를 들어, 근접 검출 제어 신호(CPD)는 스위치를 온/오프 시킬 수 있다. 근접 검출 인터페이스부(230)가 복수의 근접 검출 인터페이스를 포함할 경우, 제어부(210)는 복수의 근접 검출 인터페이스 중 어느 하나의 근접 검출 인터페이스만 구동시키고 나머지 근접 검출 인터페이스는 구동시키지 않을 수 있다. 예를 들어, 근접 검출 인터페이스부(230)는 제1 내지 제4 근접 검출 인터페이스(231 내지 234)를 포함할 수 있고, 제어부(210)는 제1 근접 검출 인터페이스(231)만 구동시키고 제2 내지 제3 근접 검출 인터페이스(232 내지 234)를 구동시키지 않을 수 있다. 이를 위해, 제어부(210)는 선택된 근접 검출 인터페이스에는 구동되도록 근접 검출 제어 신호(CPD)를 제공하고, 선택되지 않은 근접 검출 인터페이스에는 구동되지 않도록 근접 검출 제어 신호(CPD)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어부(210)는 제1 근접 검출 인터페이스(231)가 구동되도록 하는 제1 근접 검출 제어 신호(CPD1)을 제공하고, 제2 내지 제3 근접 검출 인터페이스(232 내지 234)에 각각 구동되지 않도록 하는 제2 내지 제4 근접 검출 제어 신호(CPD2 내지 CPD4)를 제공할 수 있다. 이 후, 제어부(210)는 구동되는 근접 검출 인터페이스로부터 근접 검출 신호(PD)를 입력 받고, 입력 받은 근접 검출 신호(PD)에 기초하여 충전 케이블의 근접 여부, 즉 충전 케이블의 연결 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(210)는 구동되는 제1 근접 검출 인터페이스(231)로부터 제1 근접 검출 신호(PD1)를 입력 받고, 입력 받은 제1 근접 검출 신호(PD1)에 기초하여 충전 케이블의 근접 여부, 즉 충전 케이블의 연결 여부를 판단할 수 있다. 제어부(210)의 복수의 근접 검출 인터페이스 중 어느 하나의 인터페이스의 선택은 전기 자동차 충전 설비(20)의 규격에 따를 수 있다. 일 예로, 전기 자동차 충전 설비(20)의 규격은 북미 규격, 유럽 규격, 중국 규격, 일본 규격 등을 포함할 수 있다.
또한, 제어부(210)는 근접 검출 신호(PD)에 기초하여 충전 케이블의 커넥터가 근접하지 않은 것으로, 즉 충전 케이블이 연결되지 않은 것으로 판단하면 근접 확신 신호(PSC)를 제공받을 수 있다. 즉, 제어부(210)는 근접 검출 신호(PD)에 기초한 충전 케이블의 커넥터 근접 여부를 판단하였어도 충전 에러가 다른 이유로 발생한 것인지 재차 확인할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(210)는 근접 검출 신호(PD)에 기초하여 충전 케이블의 커넥터가 근접하지 않은 것으로, 즉 충전 케이블이 연결되지 않은 것으로 판단하면 근접 확인 신호(PSC)에 기초하여 배터리 쇼트 여부를 판단할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(210)는 근접 검출 신호(PD)에 기초하여 충전 케이블의 커넥터의 근접 여부를 판단할 수 있다. 근접 검출 확인 신호(PSC)는 릴레이부(240)로부터 제공 받을 수 있다. 일 예로, 제어부(210)는 근접 검출 확인 신호(PSC)가 소정의 전압 레벨 이상이면 배터리 쇼트로 판단할 수 있다. 즉, 제어부(210)는 근접 검출 확인 신호(PSC)가 소정의 전압 레벨 이상이면 충전 케이블이 근접 또는 연결되었는데 미연결 에러로 잘못 판단하였으므로 배터리 쇼트 에러로 판단할 수 있다. 제어부(210)는 근접 검출 확인 신호(PSC)가 소정의 전압 레벨 미만이면 충전 케이블이 근접하지 않은 것으로, 즉 충전 케이블이 연결되지 않은 것으로 최종적으로 판단할 수 있다. 또한, 제어부(210)는 근접 확인 신호(PSC)를 제공 받기 위하여 근접 검출 제어 신호(CPD)를 제공하여 근접 검출 인터페이스부(230)의 구동을 중단 시키고 근접 확인 제어 신호(CPSC)를 제공하여 릴레이부(240)를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부(210)는 제1 내지 제4 근접 검출 인터페이스(231 내지 234)에 각각 대응하여 구동을 중단시키는 제1 내지 제4 근접 검출 제어 신호(CPD1 내지 CPD4)를 제공하고, 릴레이부(240)를 구동시키기 위한 근접 확인 제어 신호(CPSC)를 제공할 수 있다. 또한, 근접 확인 제어 신호(CPSC)는 스위치 온/오프 신호 일 수 있다.
일 실시예에 따른 충전 제어 장치(200)는 근접 검출 포트(220)를 포함할 수 있다. 근접 검출 포트(220)는 충전 케이블로부터 근접 신호(PS)를 입력 받을 수 있다. 또한, 근접 검출 포트(220)는 입력 받은 근접 신호(PS)를 인터페이스부(230)에 제공할 수 있다. 일 예로, 인터페이스부(230)가 제1 내지 제4 근접 검출 인터페이스(231 내지 234)를 포함할 경우, 근접 검출 포트(220)는 제1 내지 제4 근접 검출 인터페이스(231 내지 234)에 근접 신호(PS)를 제공할 수 있다. 또한, 근접 검출 포트(220)는 릴레이부(240)에 근접 신호(PS)를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 충전 제어 장치(200)는 근접 검출 인터페이스부(230)를 포함할 수 있다. 근접 검출 인터페이스부(230)는 근접 검출 포트(220)에서 제공된 근접 신호(PS)에 기초하여 충전 케이블 근접 에러 여부를 판별할 수 있는 근접 검출 신호(PD)를 제어부(210)에 제공할 수 있다. 즉, 근접 검출 인터페이스부(230)는 근접 신호(PS)를 직접 근접 검출 신호(PD)로 제공하거나, 근접 신호(PS)의 레벨을 변화 시켜 근접 검출 신호(PD)로 제공할 수 있다. 근접 검출 인터페이스부(230)는 하나 이상의 근접 검출 인터페이스를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 근접 검출 인터페이스부(230)는 제1 내지 제4 근접 검출 인터페이스(231 내지 234)를 포함할 수 있다. 근접 검출 인터페이스부(230)의 근접 검출 인터페이스는 전기 자동차 충전 설비(20)의 규격에 따를 수 있다. 일 예로, 제1 근접 검출 인터페이스(231)는 북미 규격에 따를 수 있다. 제2 근접 검출 인터페이스(232)는 유럽 규격일 수 있다. 제3 근접 검출 인터페이스(233)는 중국 규격일 수 있다. 제4 근접 검출 인터페이스(234)는 일본 규격일 수 있다. 즉, 규격마다 근접 검출 인터페이스의 구성 및 해당 구성의 수치가 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 제1 근접 검출 인터페이스(231)의 회로도일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 근접 검출 인터페이스(231)는 제1 제너 다이오드(ZD1), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 풀업 저항(RPU), 제1 스위치(SW1)를 포함할 수 있다. 제1 스위치(S1)는 근접 신호(PS)를 입력 받고, 제어부(210)에서 제공되는 제1 근접 검출 제어 신호(CPD1)의 제어에 따라 근접 신호(PS)를 출력 할 수 있다. 풀업 저항(RPU)은 배터리(14)에서 제공되는 풀업 전압(PUV)을 입력 받아 제2 저항(R2)으로 풀업 전압(PUV)을 항시 제공할 수 있다. 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)은 분배 저항일 수 있다. 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)은 근접 신호(PS)가 제공되지 않으면 풀업 전압(PUV)을 전압 분배하여 제1 제너 다이오드(ZD1)에 제공하고, 근접 신호(PS)가 제공되면 근접 신호(PS)를 전압 분배하여 제1 제너 다이오드(ZD1)에 제공할 수 있다. 제1 제너 다이오드(ZD1)는 제공된 풀업 전압(PUV) 또는 근접 신호(PS)가 소정의 전압 레벨을 넘지 않도록 하여 제어부(210)에 과전압이 입력되지 않도록 과전압을 방지할 수 있다. 제1 제너 다이오드(ZD1)는 전압 분배된 근접 신호(PS)를 제1 근접 검출 신호(PD1)로 제어부(210)에 제공할 수 있다. 제2 및 제3 근접 검출 인터페이스(232 및 233)은 제1 근접 검출 인터페이스(231)와 동일한 구성 및 동일한 구조이지만 해당 구성의 저항 값 또는 제한 전압 값은 차이가 있을 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니며 제1 근접 검출 인터페이스(231)와 구성 및 구조 등이 차이가 있을 수 있다. 다를 예로, 도 6을 참조하면, 제4 근접 검출 인터페이스(234)는 옵토 커플러(PC), 커플러 저항(Rc), 제4 스위치를 포함할 수 있다. 제4 스위치(S4)는 근접 신호(PS)를 입력 받고, 제어부(120)에서 제공되는 제4 근접 검출 제어 신호(CPD4)의 제어에 따라 근접 신호(PS)를 출력 할 수 있다. 커플러 저항(Rc)은 제4 스위치(S4)에서 제공되는 근접 신호(PS)를 옵토 커플러(PC)에 제공할 수 있다. 옵토 커플러(PC)는 배터리(14)에서 제공되는 옵토 커플러 구동전압(PCV)에 기초하여 동작할 수 있다. 옵토 커플러(PC)는 포토 커플러(photo coupler)와 혼용될 수 있다. 옵토 커플러(PC)는 발광 다이오드와 포토 트랜지스터를 포함하며, 발광 다이오드에 전류가 인가되면 발광 다이오드는 광을 방출한다. 포토 트랜지스터는 발광 다이오드가 방출하는 광을 수광 하여 전도 상태가 될 수 있다. 이러한 원리를 이용하여, 옵토 커플러(PC)는 근접 신호(PS)가 감지되면 제어부(210)에 제4 근접 검출 신호(PD4)를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 충전 제어 장치(200)는 릴레이부(240)를 포함할 수 있다. 릴레이부(240)는 근접 검출 포트(220)에서 제공된 근접 신호(PS)에 기초하여 충전 케이블 근접 에러를 확인할 수 있는 근접 검출 확인 신호(PSC)를 제어부(210)에 제공할 수 있다. 즉, 릴레이부(240)는 근접 신호(PS)를 직접 근접 검출 확인 신호(PSC)로 제공하거나, 근접 신호(PS)의 레벨을 변화 시켜 근접 검출 확인 신호(PSC)로 제공할 수 있다. 릴레이부(240)는 릴레이 스위치를 포함할 수 있다. 릴레이부(240)는 제어부(210)의 제어에 따라 구동될 수 있다. 예를 들어, 도 7을 참조하면, 릴레이부(240)는 릴레이 스위치(SWR), 제1 릴레이 저항(RR1), 제2 릴레이 저항(RR2)를 포함할 수 있다. 릴레이 스위치(SWR)는 근접 신호(PS)를 입력 받고, 제어부(210)에서 제공되는 근접 확인 제어 신호(CPSC)에 따라 근접 신호(PS)를 출력 할 수 있다. 제1 릴레이 저항(RR1) 및 제2 릴레이 저항(RR2)는 분배 저항일 수 있다. 제1 릴레이 저항(RR1) 및 제2 릴레이 저항(RR2)은 근접 신호(PS)가 제공되면 근접 신호(PS)를 전압 분배한 근접 확인 신호(PSC)를 제어부(210)에 제공할 수 있다.
따라서, 실시예는 충전 케이블 연결 여부를 정확히 판단할 수 있다. 또한, 실시예는 배터리 쇼트 여부를 정확히 판단할 수 있다. 또한, 실시예는 배터리 충전 오류를 정확히 판단하여 해당 오류에 따라 적절한 조치를 할 수 있게 한다. 또한, 실시예는 배터리 충전 오류에 따라 적절히 조치를 취할 수 있게 하므로 시간 및 비용을 절약할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 충전 제어 장치의 충전 제어 방법에 따른 순서도이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 충전 제어 방법은, 근접 신호를 입력 받는 단계(S8010)을 포함할 수 있다. 즉, 충전 제어 장치는 충전 케이블의 커넥터를 통해 근접 신호를 입력 받을 수 있다.
일 실시예에 따른 충전 제어 방법은, 복수의 근접 검출 인터페이스 중 하나의 근접 검출 인터페이스를 선택하는 단계(S802)를 포함할 수 있다. 제어부는 전기 자동차 충전 설비의 규격에 따라 근접 검출 인터페이스를 선택할 수 있다.
일 실시예에 따른 충전 제어 방법은, 석택된 근접 검출 인터페이스가 입력된 근접 신호에 기초하여 근접 검출 신호를 생성하는 단계(S803)을 포함할 수 있다. 즉, 근접 검출 인터페이스는 근접 신호를 직접 근접 검출 신호로 제공하거나, 근접 신호의 레벨을 변화 시켜 근접 검출 신호로 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 충전 제어 방법은, 충전 케이블 연결 여부를 판단하는 단계(S804, S805)를 포함할 수 있다. 일 예로, 제어부는 근접 검출 신호가 소정의 전압 레벨 이상이면 충전 케이블이 근접한 것으로, 즉 충전 케이블이 연결된 것으로 판단할 수 있다. 충전 케이블이 연결된 것으로 판단하면 충전 제어 장치는 충전 동작을 제어할 수 있다(S806).
일 실시예에 따른 충전 제어 방법은, 충전 케이블이 연결되지 않은 것으로 판단하면 릴레이부가 근접 확인 신호를 제어부에 입력 하는 단계(S807)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 충전 제어 방법은, 근접 확인 신호에 기초하여 배터리 쇼트 여부를 판단하는 단계(S808, S809)을 포함할 수 있다. 일 예로, 제어부는 근접 검출 확인 신호가 소정의 전압 레벨 이상이면 배터리 쇼트로 판단할 수 있다. 즉, 제어부는 근접 검출 확인 신호가 소정의 전압 레벨 이상이면 충전 케이블이 근접 또는 연결되었는데 미연결 에러로 잘못 판단하였으므로 배터리 쇼트 에러로 판단할 수 있다. 충전 제어 장치는 배터리 쇼트가 아닌 것으로 판단되면 충전 케이블이 연결되지 않은 것으로 결정할 수 있다(S810). 충전 제어 장치는 배터리 쇼트로 판단되면 충전 에러를 배터리 쇼트로 결정할 수 있다(S811).
일 실시예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 시스템 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
상기와 같이 기재된 실시예들은 설명된 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
10 전기 자동차
12 ECU
14 배터리
20 전기 자동차 충전 설비
22 충전 케이블
100 충전 장치
200 충전 제어 장치
300 전원 공급부

Claims (11)

  1. 충전 케이블의 커넥터로부터 근접 신호가 입력되는 근접 검출 포트;
    상기 근접 신호에 기초하여 제1 근접 검출 신호를 생성하는 제1 근접 검출 인터페이스;
    상기 근접 검출 포트와 상기 제1 근접 검출 인터페이스 사이에 배치된 릴레이부; 및
    상기 제1 근접 검출 신호가 기설정된 전압 레벨 이상이면 상기 근접 검출 포트에 상기 충전 케이블의 커넥터가 연결된 것으로 판단하여 충전 동작을 제어하고, 상기 제1 근접 검출 신호가 상기 전압 레벨 미만이면 상기 근접 검출 포트에 상기 충전 케이블의 커넥터가 연결되지 않은 것으로 판단하는 제어부;를 포함하며,
    상기 충전 케이블의 커넥터가 연결되지 않은 것으로 판단되면, 상기 릴레이부는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 근접 신호가 상기 제어부에 직접 입력되도록 하고,
    상기 제어부는,
    상기 릴레이부를 통해 수신한 상기 근접 신호가 상기 전압 레벨 이상인지를 판단하고,
    상기 근접 신호가 상기 전압 레벨 이상이면, 배터리 쇼트가 발생한 것으로 판단하고,
    상기 근접 신호가 상기 전압 레벨 미만이면, 상기 근접 검출 포트에 상기 충전 케이블의 커넥터가 연결되지 않은 것을 판단하는 충전 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 근접 신호에 기초하여 제2 근접 검출 신호를 생성하는 제2 근접 검출 인터페이스;를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 근접 검출 신호 또는 상기 제2 근접 검출 신호에 기초하여 상기 근접 검출 포트에 상기 충전 케이블의 커넥터의 연결 여부를 판단하는 충전 제어 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 근접 검출 신호 또는 상기 제2 근접 검출 신호에 기초하여 상기 충전 케이블의 커넥터가 연결되지 않은 것으로 판단하면 상기 릴레이부가 상기 근접 신호를 제공하도록 하는 충전 제어 장치.
  6. 삭제
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 근접 검출 인터페이스는 상기 제1 근접 검출 신호가 입력 되는 제1 스위치를 포함하고,
    상기 제2 근접 검출 인터페이스는 상기 제1 근접 검출 신호가 입력 되는 제2 스위치를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 충전 케이블의 커넥터가 연결되지 않은 것으로 판단하면 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 오프시키고 상기 릴레이부가 상기 근접 신호를 제공하도록 하는 충전 제어 장치.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 근접 검출 인터페이스는 옵토 커플러를 포함하는 충전 제어 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 릴레이부는 상기 제어부에 의해 온 또는 오프되는 릴레이 스위치를 포함하는 충전 제어 장치.
  10. 배터리의 충전을 제어하는 제어부를 포함하는 전기 자동차의 충전 제어 장치의 충전 제어 방법에 있어서,
    충전 케이블의 커넥터로부터 근접 검출 포트에 근접 신호가 입력되는 단계;
    제1 근접 검출 인터페이스를 통해, 상기 근접 신호에 기초하여 제1 근접 검출 신호를 생성하는 단계;
    상기 제1 근접 검출 신호가 제어부에 입력되는 단계;
    상기 제1 근접 검출 신호가 기설정된 전압 레벨 이상이면, 상기 근접 검출 포트에 상기 충전 케이블의 커넥터가 연결된 것으로 판단하여 충전 동작을 제어하는 단계; 및
    상기 제1 근접 검출 신호가 상기 전압 레벨 미만이면 상기 근접 검출 포트에 상기 충전 케이블의 커넥터가 연결되지 않은 것으로 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 연결되지 않은 것으로 판단하는 단계는,
    상기 근접 검출 포트와 상기 제1 근접 검출 인터페이스 사이에 배치된 릴레이부를 통해 상기 제어부에 상기 근접 신호가 직접 입력되는 단계;
    상기 릴레이부를 통해 수신한 상기 근접 신호가 상기 전압 레벨 이상인지를 판단하는 단계;
    상기 근접 신호가 상기 전압 레벨 이상이면, 배터리 쇼트가 발생한 것으로 판단하는 단계; 및
    상기 근접 신호가 상기 전압 레벨 미만이면, 상기 근접 검출 포트에 상기 충전 케이블의 커넥터가 연결되지 않은 것을 판단하는 단계를 포함하는 충전 제어 방법.
  11. 삭제
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