KR20200045246A - 전기 자동차용 충전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 전기 자동차용 전원 공급 장치(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)로부터 전원을 공급받아 전기 자동차에 탑재된 차량 구동용 배터리를 충전시키는 충전 과정을 제어하는 전기 자동차용 충전 장치에 있어서, 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치로부터 공급되는 전원을 통해 상기 차량 구동용 배터리를 충전하는 충전부; 상기 충전부를 제어하는 충전 제어부; 상기 충전부 및 상기 충전 제어부에 전원을 공급하는 전원 공급부; 및 외부 신호를 받아 상기 충전부 및 상기 충전 제어부에 전원이 공급되도록 상기 전원 공급부를 제어하는 게이트웨이 제어부를 포함하는 전기 자동차용 충전 장치가 제공된다.

Description

전기 자동차용 충전 장치{CHARGING APPARATUS FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기 자동차용 충전 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 전기 자동차용 전원 공급 장치(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)로부터 전원을 공급받아 전기 자동차에 탑재된 차량 구동용 배터리를 충전시키는 충전 과정을 제어하는 전기 자동차용 충전 장치에 관한 것이다.
차량의 배기가스는 대기오염에 있어 주요한 요인을 차지하고 있으며, 이에 따라 차량에서 배출되는 오염 물질에 관한 규제 역시 지속적으로 강화되고 있는 추세이다. 이러한 상황 속에서 친환경이 자동차 산업의 큰 과제로 대두되고 있으며, 무공해 에너지인 전기를 동력원으로 사용하는 전기 자동차를 상용화하기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
전기 자동차는 외부로부터 전기 에너지를 공급받아 차량 구동용 배터리를 충전한 후, 차량 구동용 배터리에 충전된 전압으로 차륜과 결합된 모터를 구동시켜 동력을 생성한다. 차량 구동용 배터리는 충전된 전압을 통해 모터를 구동시켜 자동차를 움직여야 하므로 대용량의 충전식 배터리로 이루어지며, 전기 자동차는 이러한 대용량의 차량 구동용 배터리를 충전하기 위한 배터리 충전장치를 갖추고 있다.
구체적으로 전기 자동차는 일반적으로 온 보드 차저(Onboard Battery Charger, OBC)라고 불리우는 전기 자동차용 충전 장치를 탑재하고 있는데, 전기 자동차용 충전 장치는 외부의 전기 자동차용 전원 공급 장치(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)로부터 전원을 공급받아 차량 구동용 배터리를 충전시킨다. 그런데 종래의 전기 자동차용 충전 장치는 제어부가 통합적으로 구성되어 슬립 모드에서도 높은 암전류(quiescent current)가 발생하고, 전력 소모 측면에서 비효율적인 문제를 가지고 있다.
한국등록특허 제10-1481243호 “환경차량용 완속충전기의 초기 구동 시스템 및 방법”, 2015. 01. 09 공고
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,
본 발명의 목적은, 전기 자동차용 전원 공급 장치와 연결되어 있지 않은 경우 즉, 차량 구동용 배터리의 충전이 수행되지 않는 동안에 암전류의 발생을 최소화할 수 있는 전기 자동차용 충전 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 제어 파일럿(Control Pilot) 신호, 근접(Proximity) 신호, 주파수 및 듀티에 따라 선택적으로 웨이크 업(wake-up) 될 수 있는 전기 자동차용 충전 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전기 자동차용 전원 공급 장치(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)로부터 전원을 공급받아 전기 자동차에 탑재된 차량 구동용 배터리를 충전시키는 충전 과정을 제어하는 전기 자동차용 충전 장치에 있어서, 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치로부터 공급되는 전원을 통해 상기 차량 구동용 배터리를 충전하는 충전부; 상기 충전부를 제어하는 충전 제어부; 상기 충전부 및 상기 충전 제어부에 전원을 공급하는 전원 공급부; 및 외부 신호를 받아 상기 충전부 및 상기 충전 제어부에 전원이 공급되도록 상기 전원 공급부를 제어하는 게이트웨이 제어부를 포함하는 전기 자동차용 충전 장치가 제공된다.
이때, 상기 게이트웨이 제어부는 상기 외부 신호의 수신 시 슬립 모드(sleep mode)에서 웨이크 업 모드(wake-up mode)로 전환될 수 있다.
또한, 상기 외부 신호는 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치의 접속 시 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치로부터 전송되는 제어 파일럿(Control Pilot) 신호, 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치의 접속 시 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치로부터 전송되는 근접(Proximity) 신호 및 CAN(Controller Area Network) 통신부를 통해 수신되는 차량 내 임의의 전자 장치의 제어 신호 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 게이트웨이 제어부는 차량용 배터리로부터 상시 전원을 공급받을 수 있다.
또한, 전기 자동차용 충전 장치는 상기 차량용 배터리로부터 전원을 공급받아 전압을 조정하여 상기 게이트웨이 제어부로 공급하는 전압 조정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전 제어부는 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치와 접속되지 않은 상태 또는 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치와 접속되었더라도 상기 차량 구동용 배터리의 충전이 완료된 상태에서는 슬립 모드로 전환될 수 있다.
또한, 전기 자동차용 충전 장치는 상기 제어 파일럿 신호 및 상기 근접 신호가 입력되는 회로를 온오프 스위칭 하는 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 스위칭부는 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치의 비접속 시 턴 오프(turn off)되고, 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치의 접속 시 턴 온(turn on)될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전기 자동차용 충전 장치에서, 게이트웨이 제어부가 충전부를 제어하는 충전 제어부와 별도로 마련되고, 게이트웨이 제어부만이 차량용 배터리를 통해 상시 전원을 공급받으며, 충전 제어부 및 충전부는 필요 시에만 슬립 모드에서 웨이크 업 모드로 전환되므로 암전류(quiescent current)를 최소화할 수 있으며, 전력 사용의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 충전 제어부와 별도로 마련되는 게이트 웨이 제어부를 통해 제어 파일럿(Control Pilot) 신호, 근접(Proximity) 신호, 주파수 및 듀티에 따라 전기 자동차용 충전 장치가 선택적으로 웨이크 업(wake-up) 될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 장치의 작동 과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 장치의 작동 과정을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 장치의 구성도가 나타나 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 장치(100)는 전기 자동차용 전원 공급 장치(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 10)로부터 전원을 공급받아 전기 자동차에 탑재된 차량 구동용 배터리(미도시)를 충전시키는 충전 과정을 제어한다.
이때, 상기 차량 구동용 배터리는 인버터(inverter)에 전원을 공급하여 차량 구동용 모터를 작동시키게 되며, LDC(Low DC/DC Converter), 에어컨, 히터 등 차량 내의 각종 장치들에 전원을 공급할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 장치(100)는 충전부(110), 충전 제어부(120), 전원 공급부(130), 게이트웨이 제어부(140), 전압 조정부(150) 및 CAN 통신부(160)를 포함한다.
충전부(110)는 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)로부터 공급되는 전원을 통해 상기 차량 구동용 배터리를 충전한다. 충전부(110)는 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)로부터 상용 AC전원을 공급받아 이를 DC전원으로 변환하여 상기 차량 구동용 배터리에 공급한다. 조금 더 상세하게 설명하면, 충전부(110)는 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)로부터 공급되는 AC전압 즉, 상용 220V 전류를 필터링 및 정류한 뒤, DC 링크(link) 전류를 생성하고 부스팅하여 차량 구동용 배터리로 공급할 수 있다. 구체적으로, 이와 같은 과정을 수행하기 위해 충전부(110)는 필터/정류부, PFC 제어 블록, DC-DC 제어블록 및 충전 릴레이 등을 포함할 수 있다.
충전부(110)는 상시 전원을 공급받을 필요가 없으며, 작동되지 않을 경우 슬립 모드(sleep mode)로 들어가거나 턴 오프(turn off)될 수 있으며, 작동이 필요할 경우 전원 공급부(130)로부터 전원을 공급받아 웨이크 업 모드(wake-up mode)로 전환된다.
충전 제어부(120)는 충전부(110)를 제어한다. 충전 제어부(120)는 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)와 전기 자동차용 충전 장치(100) 사이의 접속이 이루어지면, 충전부(110)에 의해 차량 구동용 배터리의 충전이 진행되도록 충전부(110)를 제어한다. 충전 제어부(120)는 충전부(110)에 포함된 각종 구성들과 센서/액추에이터 인터페이스를 통해 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 충전 제어부(120)는 상시 전원을 공급받을 필요가 없으며, 작동되지 않을 경우 슬립 모드로 들어가며, 작동이 필요할 경우 전원 공급부(130)로부터 전원을 공급받아 웨이크 업 모드로 전환된다.
또한, 충전 제어부(120)는 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)와 접속되지 않은 상태 또는 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)와 접속되었더라도 상기 차량 구동용 배터리의 충전이 완료된 상태에서는 충전부(110)를 슬립 모드로 전환시키거나 턴 오프 시킨 후 슬립 모드 또는 턴 오프 상태로 전환될 수 있다.
전원 공급부(130)는 충전부(110) 및 충전 제어부(120)에 전원을 공급한다. 전원 공급부(130)는 충전부(110) 및 충전 제어부(120) 외에도 전기 자동차용 충전 장치(100)에 포함된 전원이 필요한 모든 구성에 전원을 공급할 수 있다. 구체적으로, 전원 공급부(130)는 SMPS(Switching Mode Power Supply)로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 전원 공급부(130)는 차량용 배터리(20)에 연결되어 전원을 공급받는다. 차량용 배터리(20)는 전기 자동차가 아닌 일반 차량에도 기본적으로 구비되어 차량 내의 각종 장치로 전원을 공급하는 배터리를 의미한다. 차량용 배터리(20)는 12V 배터리일 수 있다. 이와 같이, 전원 공급부(130)는 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)로부터 공급되는 상용 AC전원을 사용하지 않고, 모든 차량에 기본적으로 장착되는 차량용 배터리(20)가 제공하는 전원을 충전부(110) 및 충전 제어부(120)에 공급하므로 회로를 효율적으로 구성할 수 있게 해주며, 이를 통해 전력 효율을 향상시켜 준다.
게이트웨이 제어부(140)는 외부 신호를 받아 충전부(110) 및 충전 제어부(120)에 전원이 공급되도록 전원 공급부(130)를 제어한다. 즉, 게이트웨이 제어부(140)는 상기 외부 신호를 받아 전원 공급부(130)를 제어하여 슬립 모드 또는 턴 오프 상태에 있는 충전 제어부(120) 및 충전부(110)가 웨이크 업 모드로 전환되도록 해준다.
이때, 상기 외부 신호는 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)의 접속 시 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)로부터 전송되는 제어 파일럿(Control Pilot) 신호 또는 근접(Proximity) 신호일 수 있다. 상기 제어 파일럿 신호 및 상기 근접 신호는 EV/PHEV용 배터리 충전에 관한 국제 표준(SAEJ 1772, IEC 61851-1 등)에 따라 정전압 또는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호로 구성될 수 있다.
더욱 상세하게, 상기 제어 파일럿 신호는 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)의 충전 플러그 연결 시 정상 상태에서 1kHz의 PWM이 출력되고, 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)의 상태에 따라 9V, 6V, 3V의 PWM이 출력될 수 있으며 PWM의 듀티(duty)에 따라 지령 전류가 결정될 수 있다. 또한, 상기 근접 신호는 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)의 충전 플러그의 연결 상태를 확인하는 신호로서 국제 표준에 따르면 충전 플러그가 연결되지 않았을 때는 4.46V가 검출되고, 충전 플러그가 연결되면 1.51V가 검출될 수 있다.
상기 제어 파일럿 신호 및 상기 근접 신호는 전기 자동차용 충전 장치(100)가 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)에 접속되었음을 알려주는 것으로 상기 차량 구동용 배터리의 충전이 이루어져야 함을 의미하는 신호이다. 이러한 외부 신호가 감지된 경우, 게이트웨이 제어부(140)는 충전부(110) 및 충전 제어부(120)에 전원이 공급되도록 전원 공급부(130)를 제어함으로써 충전 제어부(120) 및 충전부(110)가 슬립 모드 또는 턴 오프 상태에서 웨이크 업 모드로 전환되도록 해준다. 이에 따라 충전부(110)에 의한 상기 차량 구동용 배터리의 충전이 수행될 수 있다.
또한, 상기 외부 신호는 차량에 포함된 임의의 전자 장치의 제어 신호로서 CAN(Controller Area Network) 통신부(160)를 통해 수신되는 것일 수도 있다. 전기 자동차용 충전 장치(100)가 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)에 접속되지 않은 경우에도 시스템의 점검 등을 위해 전기 자동차용 충전 장치(100)의 작동이 요구될 수 있다. 게이트웨이 제어부(140)는 이러한 상황을 의미하는 제어 신호를 CAN 통신부(160)로부터 수신한 경우, 충전부(110) 및 충전 제어부(120)에 전원이 공급되도록 전원 공급부(130)를 제어함으로써 충전 제어부(120) 및 충전부(110)가 슬립 모드 또는 턴 오프 상태에서 웨이크 업 모드로 전환되도록 해준다. 이에 따라 시스템의 점검 등이 이루어질 수 있게 된다.
한편, 게이트웨이 제어부(140)는 차량용 배터리(20)로부터 상시 전원을 공급받을 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는, 게이트웨이 제어부(140)만이 차량용 배터리(20)를 통해 상시 전원을 공급받으며, 충전 제어부(120) 및 충전부(110)를 비롯한 나머지 구성들은 필요 시에만 슬립 모드 또는 턴 오프 상태에서 웨이크 업 모드로 전환될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의할 경우 게이트웨이 제어부(140)가 충전 제어부(120)와 별도로 마련되어 게이트웨이 제어부(140)만이 상시 전원을 공급받게 되므로 전기 자동차용 충전 장치(100)가 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)에 접속되지 않을 상태에서의 전력 소모를 최소화하고, 전력 효율을 향상시킬 수 있다.
전압 조정부(150)는 차량용 배터리(20)로부터 전원을 공급받아 전압을 조정하여 게이트웨이 제어부(140)로 공급한다. 전압 조정부(150)는 LDO(Low Drop Out)로 이루어질 수 있다. 전압 조정부(150)는 암전류(quiescent current)를 최소화할 수 있게 해준다.
CAN 통신부(160)는 차량에 포함된 적어도 하나 이상의 전자 장치와 연결되어 있으며, 상기 전자 장치로부터 제어 신호를 수신한다. 전술한 바와 같이, 전기 자동차용 충전 장치(100)가 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)에 접속되지 않은 경우에도 시스템의 점검 등을 위해 상기 전자 장치가 전기 자동차용 충전 장치(100)의 작동을 요구할 경우 CAN 통신부(160)는 이러한 정보를 포함하는 제어 신호를 수신하여 게이트웨이 제어부(140)로 전달한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 장치의 작동 과정을 나타낸 도면이 도시되어 있다. 이를 참조하면서 전기 자동차용 충전 장치(100)의 작동 과정을 살펴보면 아래와 같다.
전기 자동차용 충전 장치(100)가 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)에 접속되어 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)로부터 상기 제어 파일럿 신호 또는 상기 근접 신호가 전송되거나, CAN 통신부(160)를 통해 제어 신호가 전송된 경우(①), 게이트웨이 제어부(140)는 슬립 모드에서 웨이크 업 모드로 전환되고 전원 공급부(130)에 작동제어 신호를 전송한다(②). 이에 따라 전원 공급부(130)는 충전부(110) 및 충전 제어부(120)에 전원을 공급하며(③), 충전 제어부(120) 및 충전부(110)는 슬립 모드 또는 턴 오프 상태에서 웨이크 업 모드로 전환된다.
도 3에는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 장치의 구성도가 나타나 있다. 이를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 장치(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 장치(100)와 비교하여 스위칭부(170)를 더 포함하고 있다. 충전부(110), 충전 제어부(120), 전원 공급부(130), 게이트웨이 제어부(140), 전압 조정부(150) 및 CAN 통신부(160)는 위에서 살펴본 바와 같으므로, 이하에는 스위칭부(170)에 관해서만 설명한다.
스위칭부(170)는 상기 제어 파일럿 신호 및 상기 근접 신호가 입력되는 회로를 온오프 스위칭 한다. 스위칭부(170)는 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)의 비접속 시 턴 오프(turn off)되고, 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)의 접속 시 턴 온(turn on)될 수 있다. 이와 같은 기능의 수행을 위해 스위칭부(170)는 양극성 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor, BJT)를 포함할 수 있다.
일반적으로 전기 자동차용 충전 장치(100)는 상기 제어 파일럿 신호 및 상기 근접 신호의 인식을 위하여 국제 표준에 따라 구성되는 회로를 포함하며, 본 발명에서 상기 회로는 게이트웨이 제어부(140)와 연결된다. 상기 회로에는 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)가 접속되지 않은 상태 즉, 게이트웨이 제어부(140)의 슬립 모드에서도 최소한의 전원이 공급되며, 이로 인하여 일정한 암전류가 발생하게 된다.
스위칭부(170)는 이와 같이 제어 파일럿 신호 및 근접 신호의 입력을 위해 게이트웨이 제어부(140)와 연결된 회로를 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)의 비접속 시 스위칭 오프 즉, 차단시켜 준다. 이를 통하여 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)의 비접속 시에 발생하는 암전류를 더욱 감소시킬 수 있게 된다.
도 4에는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 장치의 작동 과정이 나타나 있는데, 이를 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 장치(100)의 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다.
전기 자동차용 충전 장치(100)가 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)에 접속되어 전기 자동차용 전원 공급 장치(10)로부터 상기 제어 파일럿 신호 또는 상기 근접 신호가 전송될 경우(①), 입력 전압을 인지하여 게이트웨이 제어부(140)가 슬립 모드에서 웨이크 업 모드로 전환되고 스위칭부(170)를 턴 온시킨다(②). 이를 통해 제어 파일럿 신호 및 근접 신호의 입력을 위해 게이트웨이 제어부(140)와 연결된 회로가 연결되어 게이트웨이 제어부(140)는 상기 근접 신호 또는 상기 제어 파일럿 신호를 검출할 수 있으며 상기 근접 신호 또는 상기 제어 파일럿 신호의 검출 후 전원 공급부(130)에 작동제어 신호를 전송한다(③). 이에 따라 전원 공급부(130)는 충전부(110) 및 충전 제어부(120)에 전원을 공급하며(④), 충전 제어부(120) 및 충전부(110)는 슬립 모드 또는 턴 오프 상태에서 웨이크 업 모드로 전환된다.
이상에서 본 발명의 일 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예들에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 전기 자동차용 전원 공급 장치
20: 차량용 배터리
100: 전기 자동차용 충전 장치
110: 충전부
120: 충전 제어부
130: 전원 공급부
140: 게이트웨이 제어부
150: 전압 조정부
160: CAN 통신부
170: 스위칭부

Claims (8)

  1. 전기 자동차용 전원 공급 장치(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)로부터 전원을 공급받아 전기 자동차에 탑재된 차량 구동용 배터리를 충전시키는 충전 과정을 제어하는 전기 자동차용 충전 장치에 있어서,
    상기 전기 자동차용 전원 공급 장치로부터 공급되는 전원을 통해 상기 차량 구동용 배터리를 충전하는 충전부;
    상기 충전부를 제어하는 충전 제어부;
    상기 충전부 및 상기 충전 제어부에 전원을 공급하는 전원 공급부; 및
    외부 신호를 받아 상기 충전부 및 상기 충전 제어부에 전원이 공급되도록 상기 전원 공급부를 제어하는 게이트웨이 제어부를 포함하는 전기 자동차용 충전 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 게이트웨이 제어부는 상기 외부 신호의 수신 시 슬립 모드(sleep mode)에서 웨이크 업 모드(wake-up mode)로 전환되는 전기 자동차용 충전 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 외부 신호는 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치의 접속 시 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치로부터 전송되는 제어 파일럿(Control Pilot) 신호, 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치의 접속 시 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치로부터 전송되는 근접(Proximity) 신호 및 CAN(Controller Area Network) 통신부를 통해 수신되는 차량 내 임의의 전자 장치의 제어 신호 중 어느 하나인 전기 자동차용 충전 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 게이트웨이 제어부는 차량용 배터리로부터 상시 전원을 공급받는 전기 자동차용 충전 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 차량용 배터리로부터 전원을 공급받아 전압을 조정하여 상기 게이트웨이 제어부로 공급하는 전압 조정부를 더 포함하는 전기 자동차용 충전 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 충전 제어부는 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치와 접속되지 않은 상태 또는 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치와 접속되었더라도 상기 차량 구동용 배터리의 충전이 완료된 상태에서는 슬립 모드로 전환되는 전기 자동차용 충전 장치.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 제어 파일럿 신호 및 상기 근접 신호가 입력되는 회로를 온오프 스위칭 하는 스위칭부를 더 포함하는 전기 자동차용 충전 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 스위칭부는 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치의 비접속 시 턴 오프(turn off)되고, 상기 전기 자동차용 전원 공급 장치의 접속 시 턴 온(turn on)되는 전기 자동차용 충전 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112224079A (zh) * 2020-09-15 2021-01-15 东风汽车集团有限公司 一种纯电动汽车的充电管理方法及***
WO2022173211A1 (ko) * 2021-02-09 2022-08-18 엘지이노텍 주식회사 전기 자동차 충전 컨트롤러

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101481243B1 (ko) 2012-12-28 2015-01-09 현대자동차주식회사 환경차량용 완속충전기의 초기 구동 시스템 및 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101481243B1 (ko) 2012-12-28 2015-01-09 현대자동차주식회사 환경차량용 완속충전기의 초기 구동 시스템 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112224079A (zh) * 2020-09-15 2021-01-15 东风汽车集团有限公司 一种纯电动汽车的充电管理方法及***
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