KR20160070200A - 차량용 급속충전 공용화장치 - Google Patents

차량용 급속충전 공용화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 차량용 급속충전 공용화장치는 충전기와 연결될 시, 일단이 충전기 단자와 연결되도록 구비된 저항;과 상기 저항의 타단과 접지 사이에 연결된 제1 스위칭소자;와 상기 충전기 단자와 접지 사이에 연결되도록 구비된 제2 스위칭소자를 포함하는 공용화회로; 및 충전기로부터 수신된 캔신호에 기반하여 상기 제1 스위칭소자 또는 제2 스위칭소자 중 어느 하나를 온(ON)제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

차량용 급속충전 공용화장치 {Shared apparatus for rapid charging of a vehicle}
본 발명은 차량용 충전기의 충전표준에 관계없이 충전가능한 차량용 급속충전 공용화장치에 관한 것이다.
급속충전표준으로는 SGS(Smart Grid Station)표준과 차데모(CHAdeMO)표준이 존재한다. 도 1은 종래의 SGS(Smart Grid Station)표준에 따른 인터페이스 회로를 도시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, SGS 표준은 전기자동차와 전도성 충전시스템간의 직류 충전을 위한 통신 인터페이스로서 국내 급속충전표준이다. 도 1의 점선에 도시된 바와 같이 SGS표준의 경우에는 전기자동차와 직류 충전설비 측에 커플러 연결상태 정보를 제공하기 위해 파일럿 통신회로가 구성되는데, 전기자동차의 2.7kΩ 저항을 이용하여 전기자동차를 인식할 수 있도록 구현된다.
도 2는 종래의 차데모(CHAdeMO)표준에 따른 인터페이스 회로를 도시한 회로도이다. 도 2를 참조하면, 차데모 표준은 전기자동차와 급속충전시스템간의 직류 충전을 위한 통신 인터페이스로서 일본의 급속충전표준이며, 북미, 유럽에 걸쳐 차데모표준의 급속충전기가 보급되고 있다. 도 2의 점선에 도시된 바와 같이 차데모 표준의 경우에는 Charge Enable신호를 감지하도록 회로가 구성된다.
즉, SGS 표준의 경우에는 일정전압이 차량과 충전기 측에서 감지되면 연결되었다고 인지하나, 차데모 표준의 경우 0V전압이 감지되어야 충전준비가 되었다고 인지한다. 따라서 SGS표준을 준수한 차량의 경우는 차데모 표준을 준수한 충전기로 급속충전이 불가능하고, 차데모 표준을 준수한 차량의 경우에는 SGS 표준을 준수한 충전기로는 급속충전이 불가능하다는 문제점이 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR10-2013-0055624A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, SGS표준과 차데모표준을 모두 준수할 수 있는 회로 및 제어사양이 적용된 차량용 급속충전 공용화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 급속충전 공용화장치는 충전기와 연결될 시, 일단이 충전기 단자와 연결되도록 구비된 저항;과 상기 저항의 타단과 접지 사이에 연결된 제1 스위칭소자;와 상기 충전기 단자와 접지 사이에 연결되도록 구비된 제2 스위칭소자를 포함하는 공용화회로; 및 충전기로부터 수신된 캔신호에 기반하여 상기 제1 스위칭소자 또는 제2 스위칭소자 중 어느 하나를 온(ON)제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 충전기는 충전표준에 따라 제1 캔신호 또는 제2 캔신호 중 어느 하나를 상기 제어부로 송신할 수 있다.
상기 제어부는 충전기와 차량이 연결되고, 사용자에 의해 충전 시작버튼이 온(ON)조작되면 배터리 관리 시스템이 충전기로 요청신호를 송신하도록 제어할 수 있다.
상기 충전기는 배터리 관리 시스템으로부터 요청신호를 수신하면 캔신호를 상기 제어부로 송신할 수 있다.
상기 제어부는 충전기로부터 제1 캔신호가 수신되면 제1 스위칭소자를 온(ON)제어하고, 제2 캔신호가 수신되면 제2 스위칭소자를 온(ON)제어할 수 있다.
상기 제어부는 충전기로부터 제1 캔신호가 수신되면 상기 요청신호 중 제2 요청신호의 송신을 차단하고, 제2 캔신호가 수신되면 상기 요청신호 중 제1 요청신호의 송신을 차단할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 급속충전 공용화장치에 따르면, SGS표준사양의 충전기와 차데모표준사양의 충전기를 모두 인식할 수 있는 공용화회로와 스위칭 충전제어가 가능하도록 마련함으로써, 충전기의 종류에 관계없이 급속충전을 수행할 수 있어, 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 SGS(Smart Grid Station)표준에 따른 인터페이스 회로를 도시한 회로도이다.
도 2는 종래의 차데모(CHAdeMO)표준에 따른 인터페이스 회로를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 급속충전 공용화장치를 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 급속충전 공용화장치를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 급속충전 공용화장치 제어방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 급속충전 공용화장치에 대하여 살펴본다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 급속충전 공용화장치를 도시한 회로도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 급속충전 공용화장치를 도시한 블록도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 급속충전 공용화장치 제어방법을 도시한 순서도이다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 차량용 급속충전 공용화장치는 충전기(140)와 연결될 시, 일단이 충전기 단자(143)와 연결되도록 구비된 저항(110);과 상기 저항(110)의 타단과 접지 사이에 연결된 제1 스위칭소자(120);와 상기 충전기 단자(143)와 접지 사이에 연결되도록 구비된 제2 스위칭소자(130)를 포함하는 공용화회로(150) 및 충전기(140)로부터 수신된 캔신호에 기반하여 상기 제1 스위칭소자(120) 또는 제2 스위칭소자(130) 중 어느 하나를 온(ON)제어하는 제어부(200)를 포함할 수 있다.
먼저, 공용화회로(150)는 SGS(Smart Grid Station)표준의 파일럿회로 구성요소인 저항(110)이 구비되고 해당 저항(110)과 접지와의 연결을 제1 스위칭소자(120)가 담당하도록 마련된다. 이를 통해 만약 SGS표준사양의 충전기(140)가 연결될 시, 제1 스위칭소자(120)와 구성에 따라 차량 측 및 충전기(140) 측에 차량과 충전기(140)가 상호연결되었다는 파일럿신호가 발생한다.
또한, 공용화회로(150)는 차데모(CHAdeMO)표준의 Charge Enable회로를 구성하기 위해 제2 스위칭소자(130)를 구비하도록 마련된다. 만약 차데모 표준사양의 충전기(140)가 연결되면 제2 스위칭소자(130) 구성에 따라서 차량에서 충전기(140) 측으로 송신하는 0V전압 즉, 충전준비완료 신호를 감지할 수 있다.
여기서, 충전기 단자(143)는 충전기(140)와 차량이 연결될 시 연결상태를 판단하기 위해 차량 측 공용화회로(150)와 연결되도록 마련된 단자이다.
본 발명의 충전기(140)는 충전표준에 따라 제1 캔신호 또는 제2 캔신호 중 어느 하나를 상기 제어부(200)로 송신할 수 있고, 제어부(200)는 충전기(140)로부터 제1 캔신호가 수신되면 제1 스위칭소자(120)를 온(ON)제어하고, 제2 캔신호가 수신되면 제2 스위칭소자(130)를 온(ON)제어할 수 있다.
즉, 충전기(140)는 SGS표준사양일 경우에 제1 캔신호를 제어부(200)로 송신하여 제1 스위칭소자(120)를 온(ON)제어함으로써 차량과 충전기(140)가 일정전압의 파일럿신호를 인가받을 수 있도록 구성된다. 반대로, 충전기(140)가 차데모표준사양일 경우에 제2 캔신호를 제어부(200)로 송신하여 제2 스위칭소자(130)를 온(ON)제어함으로써 충전기(140)가 0V전압을 감지하여 차량과 연결되었음을 인식할 수 있도록 구성된다. 따라서, 충전기(140)의 급속충전 표준사양에 관계없이 충전을 수행할 수 있다.
제1 캔신호와 제2 캔신호는 충전기(140)의 종류에 따라 송신되는 캔신호의 ID로써 구분되는데, 예를 들어, 충전기(140)가 SGS표준을 준수하는 경우 송신되는 캔신호의 ID는 0x638, 0x639일 수 있다. 반대로 충전기(120)가 차데모표준을 준수하는 경우 송신되는 캔신호의 ID는 0x108, 0x109일 수 있다. 따라서, 충전초기단계인 경우, 차량측에 수신된 충전기(140)의 캔신호에 따라 ID로 급속충전기의 종류를 판별할 수 있다. 상술한 SGS표준 또는 차데모표준일 때의 캔신호 ID는 일 실시예일 뿐, 설계자에 의해 변형되어 설정될 수 있기 때문에 구체적인 ID로 한정되어서는 안 될 것이다.
이때, 제어부(200)는 충전기(140)와 차량이 연결되고, 사용자에 의해 충전 스위치(미도시)가 온(ON)조작되면 배터리 관리 시스템(BMS:Battery Management System,210)이 충전기(140)로 요청신호를 송신하도록 제어할 수 있고, 충전기(140)는 배터리 관리 시스템(210)으로부터 요청신호를 수신하면 캔신호를 상기 제어부(200)로 송신할 수 있다.
즉, 먼저 충전기(140)와 차량이 연결된 후, 사용자에 의해 충전 시작버튼이 온(ON)조작되면 차량측 배터리 관리 시스템(210)은 제1 요청신호와 제2 요청신호를 제어부(200)측으로 동시에 송신한다.
제1 요청신호는 충전기(140)가 SGS표준인 경우에 충전기(140)의 제1 캔신호를 요청하는 캔신호이고, 제2 요청신호는 충전기(140)가 차데모표준인 경우에 충전기(140)의 제2 캔신호를 요청하는 캔신호일 수 있다. 이와 같이 배터리 관리 시스템(210)으로부터 제1 및 제2 요청신호가 충전기(140)로 송신되기 때문에 충전기(140)의 종류에 상관없이 충전기(140)로부터 캔신호가 송신되도록 요청할 수 있다.
한편, 제어부(200)는 충전기(140)로부터 제1 캔신호가 수신되면 상기 요청신호 중 제2 요청신호의 송신을 차단하고, 제2 캔신호가 수신되면 상기 오청신호 중 제1 요청신호의 송신을 차단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 제어부(200)는 충전기(140)로부터 제1 캔신호가 수신되면, 충전기(140)가 SGS표준이기 때문에 차데모표준의 충전기(140)에 캔신호를 요청하는 신호인 제2 요청신호의 송신은 불필요해진다. 따라서, 제2 요청신호의 송신을 차단하도록 제어할 수 있다. 반면, 제어부(200)는 충전기(140)로부터 제2 캔신호가 수신되면, 충전기(140)가 차데모표준이기 때문에 SGS표준의 충전기(140)에 캔신호를 요청하는 신호인 제1 요청신호의 송신은 불필요해진다. 따라서, 제1 요청신호의 송신을 차단함으로써 불필요한 신호 송신을 막을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예로써 차량용 급속충전 공용화장치의 제어방법이 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 차량에 충전기가 연결되고 충전 시작버튼이 사용자에 의해 온(ON)조작되는 단계(S500); 온(ON)조작되는 단계(S500)후 배터리 관리 시스템으로 충전기에 요청신호를 송신하도록 제어하는 단계(S510); 상기 제어하는 단계(S510) 후, 충전기로부터 충전 표준에 따라 제1 캔신호 또는 제2 캔신호를 수신하는 단계(S520); 상기 충전기로부터 제1 캔신호가 수신되었는지 판단하는 제1 판단단계(S530); 상기 제1 판단단계(S530) 수행결과 제1 캔신호가 수신되지 않은 경우, 제2 캔신호가 수신되었는지 판단하는 제2 판단단계(S540); 상기 제1 판단단계(S530) 수행결과, 제1 캔신호가 수신된 경우 배터리 관리 시스템의 제2 요청신호 송신을 중단하고(S533), 제1 스위칭소자를 온(ON)제어하는 단계(S535); 상기 제2 판단단계(S543) 수행결과, 제2 캔신호가 수신된 경우 배터리 관리 시스템의 제1 요청신호 송신을 중단하고(S543), 제2 스위칭소자를 온(ON)제어하는 단계(S545); 및 상기 제2 판단단계(S543) 수행결과, 제2 캔신호가 수신되지 않은 경우 기설정된 시간 경과 시 고장상황이라고 판단하는 단계(S550)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 급속충전 공용화장치에 따르면, SGS표준사양의 충전기와 차데모표준사양의 충전기를 모두 인식할 수 있는 공용화회로와 스위칭 충전제어가 가능하도록 마련함으로써, 충전기의 종류에 관계없이 급속충전을 수행할 수 있어, 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
110: 저항 120: 제1 스위칭소자
130: 제2 스위칭소자 140: 충전기
143: 충전기 단자 150: 공용화회로
200: 제어부 210: 배터리 관리 시스템

Claims (6)

  1. 충전기와 연결될 시, 일단이 충전기 단자와 연결되도록 구비된 저항;과 상기 저항의 타단과 접지 사이에 연결된 제1 스위칭소자;와 상기 충전기 단자와 접지 사이에 연결되도록 구비된 제2 스위칭소자를 포함하는 공용화회로; 및
    충전기로부터 수신된 캔신호에 기반하여 상기 제1 스위칭소자 또는 제2 스위칭소자 중 어느 하나를 온(ON)제어하는 제어부;를 포함하는,
    차량용 급속충전 공용화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전기는 충전표준에 따라 제1 캔신호 또는 제2 캔신호 중 어느 하나를 상기 제어부로 송신하는,
    차량용 급속충전 공용화장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 충전기와 차량이 연결되고, 사용자에 의해 충전 시작버튼이 온(ON)조작되면 배터리 관리 시스템이 충전기로 요청신호를 송신하도록 제어하는,
    차량용 급속충전 공용화장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 충전기는 배터리 관리 시스템으로부터 요청신호를 수신하면 캔신호를 상기 제어부로 송신하는,
    차량용 급속충전 공용화장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 충전기로부터 제1 캔신호가 수신되면 제1 스위칭소자를 온(ON)제어하고, 제2 캔신호가 수신되면 제2 스위칭소자를 온(ON)제어하는,
    차량용 급속충전 공용화장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 충전기로부터 제1 캔신호가 수신되면 상기 요청신호 중 제2 요청신호의 송신을 차단하고, 제2 캔신호가 수신되면 상기 요청신호 중 제1 요청신호의 송신을 차단하는,
    차량용 급속충전 공용화장치.
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