KR20100075392A - 전기 자동차용 충전 표시기 - Google Patents

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Abstract

배터리를 출력원으로 사용하여 모터를 구동함으로써 동력을 얻는 전기 자동차의 충전 표시기는 미터 어셈블리 및 충전 상태 표시 수단을 포함한다. 미터 어셈블리는 전기 자동차의 속도를 표시하는 것이 가능하다. 충전 상태 표시 수단은 미터 어셈블리에 설치된다. 충전 상태 표시 수단은 배터리의 충전 상태를 표시하고 복수의 휘도 단계로부터 그 휘도 단계를 설정하도록 구성된다. 충전 상태 표시 수단은 배터리가 충전이 개시되는 경우 휘도 단계 중 최저 휘도 단계로 배터리의 충전 상태를 표시하도록 구성된다.
Figure P1020090128549
충전 표시기, 배터리, 충전 상태 표시 수단, 미터 어셈블리, 전기 자동차

Description

전기 자동차용 충전 표시기 {CHARGE INDICATOR FOR ELECTRIC VEHICLES}
본 발명은 전기 자동차용 충전 표시기에 관한 것이다.
전기 자동차는 배터리를 출력원으로 하여 모터를 구동함으로써 동력을 얻는다. 배터리는 가정용 전원과 같은 외부 전원으로부터 케이블을 통해 충전된다. 이러한 목적으로, 이와 같은 전기 자동차에는, 예를 들어 차체의 외부에 배터리를 충전하기 위한 급전부가 설치되어 있다.
종래, 전기 자동차는 전기 자동차가 정지되어 있는 동안에 충전되기 때문에, 충전 중에 있어서 배터리의 충전 상태를 확인하는 수단이 존재하지 않았다. 이와 관련하여, 이와 같은 전기 자동차용 충전 표시기가 특허 문헌 1에 개시된다. 충전 표시기에는, 배터리 충전용 커넥터 및 배터리 충전용 커넥터를 덮도록 배치된 개방 가능한 덮개를 구비하는 급전부가 설치된다. 급전부에는, 배터리의 만충전까지 필요로 하는 시간 및 배터리의 이미 충전 완료된 용량을 표시하는 표시 패널이 설치된다. 표시 패널은 전기 자동차를 운전하는 차량 운전자가 배터리가 충전되고 있는지나 충전이 완료되었는지 여부를 전기 자동차의 외측으로부터 용이하게 확인하는 것을 허용한다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평9-285022호 공보
그러나, 전기 자동차의 배터리는 급전부의 충전용 커넥터에 AC 전원을 삽입한 상태로 충전되므로, 충전 중 급전부의 덮개는 개방된 상태로 유지된다. 그로 인해, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이 급전부에 표시 패널을 설치하는 경우, 표시 패널이 야간에 차체의 외측에서 점등되게 되어 차량 주위 외부 환경으로 광이 누설되어, 바람직하지 못한 상황을 야기할 가능성이 있다. 또한, 예를 들어, 강우 시에는 급전부에 빗물이 쉽게 침입하게 된다. 따라서, 방수 수단을 제공하는 것과 같이 신뢰성을 확보하기 위한 추가 구조를 설치함으로써 이를 대처할 필요가 있다.
따라서, 전기 자동차의 차량 탑재 배터리의 충전 상태를, 신뢰성을 확보하면서 용이하게 확인하는 것을 가능하게 한 전기 자동차용 충전 표시기를 제공하는 것이 본 발명의 바람직한 일 태양이다.
본 발명의 일태양에 따르면, 배터리를 출력원으로 사용하여 모터를 구동함으로써 동력을 얻는 전기 자동차용 충전 표시기가 제공되며, 충전 표시기는 전기 자동차의 속도를 표시하는 것이 가능한 미터 어셈블리 및 미터 어셈블리에 설치되고, 배터리의 충전 상태를 표시하도록 구성되고, 복수의 휘도 단계로부터 휘도 단계를 설정하도록 구성되고, 배터리가 충전이 개시되는 경우 휘도 단계 중 최저 휘도 단 계로 배터리의 충전 상태를 표시하도록 구성되는 충전 상태 표시 수단을 포함한다.
충전 표시기는 미터 어셈블리에 설치되고, 배터리가 충전될 수 있는지 여부를 표시하도록 구성된 충전 가부 표시 수단을 더 포함할 수도 있다.
충전 표시기는 충전 상태가 전기 자동차와 무선 통신을 행하도록 구성된 외부 장치 상에 표시되도록 구성될 수도 있다.
충전 표시기는 충전 상태가 배터리의 남아있는 충전 잔량을 포함하도록 구성될 수도 있다.
충전 표시기는 충전 상태가 예상 충전 완료 시각을 포함하도록 구성될 수도 있다.
전술된 제1 발명에 따른 전기 자동차용 충전 표시기는 배터리를 출력원으로 하여 모터를 구동함으로써 동력을 얻는 전기 자동차의 충전 표시기이다. 충전 표시기는 속도를 표시하는 것이 가능한 미터 어셈블리를 포함한다. 미터 어셈블리에는 차량이 주행하는 동안 배터리의 충전 상태를 표시하도록 구성된 충전 상태 표시 수단이 설치된다. 충전 상태는 배터리의 남아있는 충전 잔량 및 예상 충전 완료 시각을 포함할 수도 있다. 잔량 표시 수단의 휘도는 복수 단계로 조광될 수 있고, 충전 잔량 표시 수단은 배터리의 충전 상태를 배터리가 충전이 개시되는 동안 최저 휘도로 표시한다. 따라서, 차량 탑재 배터리의 충전 중에 있어서의 충전 상태가 신뢰성을 확보하면서 용이하게 확인되도록 작동되는 동시에, 주위 환경으로의 광 누설이 방지된다. 또한, 미터 어셈블리에 설치되는 충전 상태 표시 수단을 사용하 여 충전 상태가 표시된다. 이는, 남아있는 충전 잔량을 표시하도록 구성된 충전 잔량 표시 수단 또는 충전 상태 표시 수단이 별도로 제조되는 경우와 비교하여 개발 공정 수를 감소시키는 것을 가능하게 한다.
또한, 제2 발명에 따른 전기 자동차의 충전 표시기는 배터리가 외부 전원에 접속되었을 때에 배터리가 충전될 수 있는지 여부를 표시하는 충전 가부 표시 수단을 포함한다. 따라서, 예를 들어 외부 전원의 전압 부족에 기인하여 배터리가 충전될 수 없는 경우에는, 배터리가 충전될 수 없는 것을 이용자가 즉시 인식하여 이후 어떠한 대응을 취할 수 있게 되고, 이는 향상된 편리성을 제공한다.
또한, 제3 발명에 따른 전기 자동차용 충전 표시기는 전기 자동차와의 통신이 가능하도록 구성된 외부 장치를 더 포함하며, 외부 장치는 배터리의 충전 상태를 표시하는 것이 가능하다. 따라서, 차량으로부터 떨어진 장소에서 외부 장치를 통해 배터리의 충전 상태를 확인할 수 있고, 이는 향상된 편리성을 제공한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기 자동차의 충전 표시기에 대해 상세하게 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 충전 표시기가 적용되는 전기 자동차(1)는 모터나 전기 자동차(1)의 동력원, 각종 램프류와 공조 기기와 같은 다양한 전장품용 전력원으로서 기능하는 배터리 팩(11) 및 전기 자동차(1) 전체의 전자적인 제어를 제공하는 전자 제어 장치(Electric Vehicle-Electronic Control Unit : EV-ECU)(12)를 포함한다.
배터리 팩(11)은 복수의 배터리 셀(13), 각각의 배터리 셀(13)에 대응하는 셀 모니터링 유닛(CMU)(14) 및 각 셀 모니터링 유닛(14)과 전자 제어 장치(12)에 접속되는 배터리 매니지먼트 유닛(15)을 포함한다.
배터리 셀(13)은 전기 자동차(1)를 구동하기 위한 전력을 축적하고, 각각 차량 탑재 충전기(16)에 접속되어 있다. 차량 탑재 충전기(16)는 케이블(17)을 통해 가정용 전원과 같은 외부 전원에 접속 가능하다. 즉, 외부 전원에 케이블(17)을 접속함으로써, 배터리 셀(13)이 차량 탑재 충전기(16)를 통해 충전될 수 있다.
셀 모니터링 유닛(14)은 각각 대응하는 배터리 셀(13)의 충전 상태를 감시한다. 각각의 셀 모니터링 유닛(14)에 의해 취득된 배터리 셀(13)의 충전 상태는 배터리 매니지먼트 유닛(15)으로 입력된다.
배터리 매니지먼트 유닛(15)은 셀 모니터링 유닛(14)으로부터 입력되는 각 배터리 셀(13)의 충전 상태에 기초하여 배터리 팩(11) 전체의 충전율(state of charge : SOC)과 같은 충전 상태를 감시하여, 취득한 충전 상태를 이후에 서술하는 전자 제어 장치(12)에 출력한다. 또한, 전자 제어 장치(12)로부터의 지령에 기초하여, 배터리 매니지먼트 유닛(15)은 전기 자동차(1)에 탑재된 전기 모터나 공조 기기(도시 생략)와 같은 전장품에 대한 배터리 팩(11)으로부터 공급되는 전력량을 조정한다.
전자 제어 장치(12)는 전기 자동차(1)가 정지하고 있는 경우에도 동작이 가능하며, 전술한 배터리 매니지먼트 유닛(15) 외에 적어도 미터 어셈블리(18) 및 안테나(19)를 제어하도록 구성되어 있다.
미터 어셈블리(18)는 속도 표시, 충전 상태의 표시 및 충전의 가부를 표시하는 것이 가능하다. 미터 어셈블리(18)는 이들 표시가 표시되는 휘도를 복수 레벨로 조정하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 미터 어셈블리(18)는 하나의 설치 패널(18a), 스피드 미터(18b), 충전 잔량 표시 수단으로서 기능하는 충전 잔량계(18c)(충전 상태 표시 수단), 충전 가부 표시 수단으로서 기능하는 충전 가부 표시부(18d) 및 조광 스위치(18e)를 포함한다. 설치 패널(18a)을 인스투르먼트 패널(1a)에 끼워 넣음으로써, 스피드 미터(18b), 충전 잔량계(18c), 충전 가부 표시부(18d) 및 조광 스위치(18e)가 일체적으로 전기 자동차(1)에 설치될 수 있다.
스피드 미터(18b)는 전기 자동차(1)의 주행 중의 차속을 표시하는 부분이다. 충전 잔량계(18c)는 배터리 팩(11) 전체의 남아있는 배터리 잔량을 표시하는 부분이다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 액정 디스플레이(LCD)에 나타나는 세그먼트의 숫자상의 증감에 의해 남아있는 배터리 잔량이 표시되도록 구성되어 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 충전 잔량계(18c)는 전기 자동차(1)가 정지하고 있고 배터리 셀(13)이 충전되고 있지 않은 경우, 표시가 사라지도록 구성되어 있다.
충전 가부 표시부(18d)는 점등, 소등 또는 점멸되는 것에 의해 배터리 팩(11) 전체에 대한 충전의 가부를 표시하는 부분이다. 충전 잔량계(18c)와 마찬가지로, 충전 가부 표시부(18d)도 전기 자동차(1)가 정지하고 있고 배터리 셀(13)이 충전되고 있지 않은 경우, 도 2b에 도시한 바와 같이 표시가 사라지도록 구성되어 있다. 조광 스위치(18e)는 충전 잔량계(18c)의 백라이트의 휘도를 복수 단계 (예를 들어, 4단계 등)로 절환 가능하다.
미터 어셈블리(18)는, 주행 조건 이외, 예를 들어 키 스위치가 액세서리 전원 온(ACC) 위치인 경우 지령을 표시할 수도 있다.
또한, 안테나(19)는 전자 제어 장치(12)로부터 입력된 정보를 무선 통신에 의해 외부 장치인 휴대 단말(2)로 송신하고, 휴대 단말(2)로부터 무선 통신에 의해 공급된 정보를 전자 제어 장치(12)로 출력한다. 이에 의해, 전자 제어 장치(12)와 휴대 단말(2) 사이의 통신이 가능해진다.
예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 표시 화면(2a)이 설치된 휴대 단말(2)은 표시 화면(2a)에 전자 제어 장치(12)로부터 입력된 배터리 팩(11) 전체의 충전율을 표시한다. 휴대 단말(2)은 또한 전자 제어 장치(12)와의 통신에 의해 승차 예정 시각의 설정과 같은 각종 설정을 행할 수 있다.
이하, 배터리 셀(13)이 충전되는 경우, 전자 제어 장치(12)의 처리에 대해 설명한다. 배터리 셀(13)에 대해 충전이 개시된 것을 검지하면, 전자 제어 장치(12)는 우선 충전 잔량계(18c) 및 충전 가부 표시부(18d)에 대해 각각 배터리 팩(11) 전체의 충전율 및 충전 가부 표시를 행하도록 지령을 송신한다.
구체적으로는, 제어 장치(12)는 충전 잔량계(18c)에 대해서는 액정 디스플레이의 백라이트를 점등시키고, 배터리 매니지먼트 유닛(15)으로부터 입력되는 충전율에 기초하여 점등될 세그먼트의 수를 제어한다. 이때, 액정 디스플레이의 백라이트는 설정되어 있는 휘도에 관계없이, 조광 스위치(18e)에 의해 설정될 수 있는 복수 단계 중 가능한 최저 휘도로 점등된다.
또한, 제어 장치(12)는 충전이 가능한지 여부를 판단하고, 충전이 가능하다고 판단한 경우, 제어 장치(12)는 충전 가부 표시부(18d)에 대해 충전 가부 표시부(18d)의 백라이트를 점등시키게 한다. 예를 들어, 전압 부족에 기인하여 충전이 불가능하다고 판단한 경우, 제어 장치(12)는 충전 가부 표시부(18d)의 백라이트를 점멸시킨다. 모든 배터리 셀(13)이 만충전으로 되면, 제어 장치(12)는 충전 잔량계(18c) 및 충전 가부 표시부(18d)에 대해 지령을 송신하여, 각각의 백 라이트를 소등시킨다. 전기 자동차(1)의 이용자는 이들 충전 잔량계(18c) 및 충전 가부 표시부(18d)를 차 외부로부터 창 너머로 시각적으로 확인할 수 있다.
또한, 예를 들어 배터리 셀(13)이 충전되는 중에는, 제어 장치(12)는 휴대 단말(2)로부터의 요구에 따라서, 그 시점에 있어서의 배터리 팩(11) 전체의 충전율이나 충전 종료 예정 시각을 안테나(19)를 통해 휴대 단말(2)로 송신하는 것과 같은 처리를 행한다. 이에 의해, 이용자가 차량으로부터 떨어진 장소에 있어도 배터리 팩(11) 전체의 충전 상태를 확인하는 것이 가능하게 된다.
이와 같은 처리를 행함으로써, 이용자는 배터리 셀(13)이 충전되고 있는 동안, 배터리 팩(11) 전체의 충전 상태를 차량에 설치된 충전 잔량계(18c) 및 휴대 단말(2) 상에서 인지할 수 있다.
본 실시예의 전기 자동차의 충전 표시기에 따르면, 상술한 구성은 미터 어셈블리에 충전 잔량계(18c)를 설치하고, 이것을 이용하여 충전 중 배터리 팩(11) 전체의 충전 상태를 표시하는 것을 가능하게 한다. 차 외부에 충전 잔량계를 설치하는 경우와 비교하여, 이러한 배열은 그 품질 및 높은 신뢰성의 유지를 용이하게 한 다. 또한, 충전 잔량계(18c)가 차 내측에 설치되므로, 주위 환경으로의 광누설이 방지될 수 있다.
또한, 충전 잔량계(18c)는 스피드 미터(18b)와 연계되어 하나의 설치 패널(18a)에 탑재되어 미터 어셈블리를 구성하고, 이에 의해, 충전 잔량계(18c)가 전용품으로 제조되는 경우와 비교하여 개발 공정수를 감소시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 충전 잔량계(18c)는 스피드 미터(18b)와 일체로 전기 자동차(1)에 설치될 수 있고, 이는 설치 작업을 용이하게 만든다.
또한, 배터리 팩(11) 전체의 충전 상태가 전자 제어 장치(12)와의 통신이 가능하도록 구성된 휴대 단말(2)에 표시될 수 있다. 따라서, 차량으로부터 떨어진 장소에서, 휴대 단말(2)로서 충전 상태를 확인할 수 있게 되고, 이는 향상된 편리성을 제공한다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 충전 가부 표시부(18d) 및 조광 스위치(18e)가 설치 패널(18a)에 설치되는 예를 기술하고 있다. 그러나, 이들 부품이 설치되는 위치는 설치 패널(18a)에 한정되지 않고, 인스투르먼트 패널(1a)에 설치될 수도 있다. 그러나, 충전 가부 표시부(18d)는 차 외측으로부터 창 너머로 확인될 수 있는 위치에 설치되어야만 한다.
또한, 상술한 실시예에서는, 충전 가부 표시부(18d)가 배터리가 충전되고 있는 동안에는 점등되고, 충전될 수 없는 때에는 점멸되고, 만충전 시에는 소등되는 예를 기술하고 있다. 그러나, 충전 가부 표시부(18d) 상의 표시는 이들에 한정되는 것이 아니라, 충전의 가부를 충전 가부 표시부(18d)의 표시에 의해 구별할 수 있는지가 기본적으로 요구될 뿐이다.
또한, 상술한 실시예에서는, 충전 잔량계(18b)가 액정 디스플레이 상에 표시되는 예를 기술하고 있다. 그러나, 본 발명은 충전 잔량을 표시할 수 있는 것이면 액정 디스플레이로 한정되지 않고, 본 발명의 정신 및 취지를 일탈하지 않는 범위에서 임의의 변경이 본 발명에 대해 이루어질 수 있다.
본 발명은 전기 자동차의 충전 표시기에 적용 가능하다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 정신 및 취지 내에서 다양한 방식으로 변형될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 표시기가 적용되는 전기 자동차를 도시한 개략 블록도.
도 2a는 전기 자동차의 배터리를 충전하는 동안의 충전 표시기를 도시한 개략도.
도 2b는 배터리를 충전하지 않는 동안의 충전 표시기를 도시한 개략도.
도 3은 전기 자동차와 통신 가능하게 구성되는 휴대 장치의 일례를 도시하는 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 전기 자동차
1a : 인스투르먼트 패널
2 : 휴대 단말
2a : 표시 화면
11 : 배터리 팩
12 : 전자 제어 장치
13 : 배터리 셀
14 : 셀 모니터링 유닛
15 : 배터리 매니지먼트 유닛
16 : 차량 탑재 충전기
17 : 케이블
18 : 미터
18a : 설치 패널
18b : 스피드 미터
18c : 충전 잔량계
18d : 충전 가부 표시부
18e : 조광 스위치
19 : 안테나

Claims (5)

  1. 배터리를 출력원으로 사용하여 모터를 구동함으로써 동력을 얻는 전기 자동차용 충전 표시기이며,
    전기 자동차의 속도를 표시하는 것이 가능한 미터 어셈블리와,
    상기 미터 어셈블리에 설치되고, 상기 배터리의 충전 상태를 표시하도록 구성되고, 복수의 휘도 단계로부터 휘도 단계를 설정하도록 구성되고, 상기 배터리가 충전이 개시되는 경우 휘도 단계 중 최저 휘도 단계로 상기 배터리의 충전 상태를 표시하도록 구성되는 충전 상태 표시 수단을 포함하는, 전기 자동차용 충전 표시기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미터 어셈블리에 설치되고, 상기 배터리가 충전될 수 있는지 여부를 표시하도록 구성된 충전 가부 표시 수단을 더 포함하는, 전기 자동차용 충전 표시기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 충전 상태는 상기 전기 자동차와 무선 통신을 행하도록 구성된 외부 장치 상에 표시되는, 전기 자동차용 충전 표시기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전 상태는 상기 배터리의 남아있는 충전 잔량을 포함하는, 전기 자동차용 충전 표시기.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전 상태는 예상 충전 완료 시각을 포함하는, 전기 자동차용 충전 표시기.
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