KR101091145B1 - 휴대형 충전제어 장치 및 그 운용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치는 일반 상용전력계통의 전원 입력부 및 전기자동차의 충전 인터페이스 장치인 인렛과 연결되는 연결부(커넥터)가 휴대 가능하도록 일체형으로 구성되며, 상기 일반 상용전력계통의 전력을 전기자동차에 탑재된 충전기로 전달하여 배터리를 충전하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치를 이용한 전기자동차 충전전력 공급방법은 휴대형 충전제어장치의 계통측 전원연결부와 상용계통측을 연결하는 단계, 상용계통측의 교류전압 입력을 점검하는 단계, 차량측 충전 인터페이스 장치인 인렛과 휴대형 충전제어장치의 커넥터를 연결하는 단계, 차량측 충전 상태를 점검하는 단계, 전기자동차에 탑재된 충전기에 전력을 공급하는 단계 및 충전이 완료되거나 충전을 중지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전기 자동차, 충전, 제어, 휴대

Description

휴대형 충전제어 장치 및 그 운용 방법{Portable charge control device and processing method thereof}

본 발명은 전기자동차의 전력 공급에 필요한 충전 제어 장치 기술에 관한 것으로, 더 자세히는 충전스탠드가 설치되지 않은 곳 또는 비상 시 별도의 상용전력계통과 연결하여 전기 자동차 배터리를 충전해야 하는 경우, 안정적인 충전 작업을 수행할 수 있는 휴대형 충전제어 장치 및 이의 운용 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전기자동차는 배터리에 저장된 전기에너지를 이용하여, 운행하게 된다. 따라서 배터리 충전을 위해, 차량 내 탑재된 충전기는 계통전원과 연결되어 전력을 공급받아야 한다.

계통과의 연결을 위해서 충전모니터링, 전력량 산출, 계통보호 및 결제시스템 등의 기능이 구비된 충전 스탠드를 이용하게 되는데, 이와 같은 충전 스탠드는 인프라 측면에서 구축이 이루어져야하므로 전기 자동차의 상용화 및 보급시점에 맞추어 개발되어도, 모든 운행 구간에 설치되는 것은 불가능한 것이 현실이다.

이로 인해 별도의 가정전원이나 산업용 전원에 충전 스탠드 없이 연결하는 상황의 발생 빈도가 높을 것으로 예상되며, 충전 스탠드가 없는 상황에서의 충전이 수행됨에 따라 사용자 감전보호, 누전으로 인한 차량과 계통의 불안정성 야기 보호, 충전 완료 및 차량 내 이상발생시 차량으로의 전력공급 차단, 충전 중 차량운행 금지 신호 송출 등과 같은 반드시 필요한 안전 및 보호기능을 수행할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로,

본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치의 목적은 차량에 휴대가 가능한 충전제어장치를 제공하여, 비상 시, 지정된 충전스탠드가 아닌 일반 상용전력계통과의 연결을 통한 충전 요구시에도 차량으로의 안정적인 충전전력 공급이 가능하도록 하는데 있다.

다른 목적은, 일반 상용전력계통과의 연결을 통해 전기자동차 충전 시, 차량측과 계통측의 안전 확보를 위한 보호회로부를 포함하여, 차량측과 계통측의 전기적 보호를 제공할 수 있는데 있다.

또 다른 목적은, 디스플레이부를 더 포함하여, 산출 전력량 및 모니터링 된 차량 내 배터리의 충전 상태, 충전 제어장치 동작 상태 등을 사용자가 확인할 수 있도록 제공하는데 있다.

또 다른 목적은, 사용자 입력부를 더 포함하여, 사용자의 편의에 따라 충전 동작을 정치시키거나 충전 시간을 설정하는 기능을 제공하는데 있다.

또 다른 목적은, 오디오출력부를 더 포함하여, 충전 상태 및 비정상 상태를 외부로 알리는 기능을 제공하는데 있다.

또 다른 목적은, 고객관리부를 더 포함하여, 결제, 사용 전력량 송신 및 사용자 인증 기능을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 휴대형 충전제어장치 운용을 통한 전기자동차 전력공급의 목적은 별도의 보호기능이 없는 상용전원계통측에 연결하여 전기자동차를 충전 시, 본 발명의 충전 제어장치에 따른 충전의 안전성을 제공하는데 있다.

다른 목적은, 차량측 보호 회로부를 동작시키는 단계를 포함하여, 차량측에서 발생된 사고로부터 계통을 보호하는데 있다.

또 다른 목적은, 계통측 보호 회로부를 동작시키는 단계를 포함하여, 차량측 충전 인터페이스 장치 및 차량 내 충전기가 허용하는 범위를 벗어난 과전압 또는 과전류가 계통측에서 차량측으로 유입되는 것을 보호하는데 있다.

본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치는 일반 상용전력계통의 전원 입력부 및 전기자동차 충전 인터페이스 장치인 인렛과 연결되는 연결부(커넥터)가 휴대 가능하도록 일체형으로 구성되며, 상기 일반 상용전력계통의 전력을 차량 내 충전기에 전달하여 전기자동차의 배터리가 충전되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치는 별도의 상용전력계통에 의한 전기자동차 전력 충전 시, 차량측 및 상용계통측의 안전확보를 위한 보호회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치의 보호회로부는, 커넥터를 차량측 충전 인터페이스 장치인 인렛과 연결하여 차량측으로 충전전력 공급 시, 충전 인터페이스 장치 혹은 차량 내 탑재형 충전기의 정격을 벗어난 과전압 및 과전류가 공급되는 것을 방지하는 계통측 보호회로부와, 차량측에서 지락 및 누전 등에 의한 사고 발생 시 계통에 영향이 미치지 않도록 계통과의 연결을 차단하는 차량측 보호회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치를 이용한 전기자동차 충전전력 공급방법은 휴대형 충전제어장치의 계통측 전원연결부와 상용계통측을 연결하는 단계, 상용계통측의 교류전압 입력을 점검하는 단계, 차량측 충전 인터페이스 장치인 인렛과 휴대형 충전제어장치의 연결부(커넥터)를 연결하는 단계, 차량측 충전 상태를 점검하는 단계, 전기자동차에 탑재된 충전기에 충전전력을 공급하는 단계 및 충전이 완료되거나 충전을 중지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치는 전기자동차에 휴대가 가능한 충전제어장치를 제공함으로써, 비상 시, 지정된 충전스탠드가 아닌 일반 상용전력계통과 연결하여 충전하는 경우에도 안전하게 충전전력을 공급할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 상용전력계통측에 의해 전기자동차를 충전 시, 차량측과 계통측의 안전 확보를 위한 보호회로부를 포함함으로써, 차량측과 계통측의 허용 정격범위 초 과, 전기적 사고 등에 대한 회로적 보호를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 디스플레이부를 더 포함함으로써, 배터리 충전 상태 및 휴대용 충전제어장치 동작 상태를 외부에서 용이하게 확인할 수 있는 효과가 있다.

또한, 사용자 입력부를 더 포함함으로써, 충전 동작을 정치시키거나 충전 시간을 설정하는 기능 등, 사용자의 편의성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 오디오출력부를 더 포함함으로써, 충전 상태 및 비정상 상태를 외부로 신속하게 알릴 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 휴대형 충전제어장치를 이용한 전기자동차 충전전력 공급방법은, 상용전원계통측을 연결하여 전기자동차를 충전 시, 충전 제어장치에 따른 충전전력 공급의 안전성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 차량측 보호 회로부를 동작시키는 단계를 포함함으로써 차량측에서 발생된 사고로부터 계통을 보호할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상용계통측 보호 회로부를 동작시키는 단계를 포함함으로써, 차량측 충전 인터페이스 장치 및 차량 내 충전기가 허용하는 범위를 벗어난 과전압 혹은 과전류가 계통측에서 차량측으로 인가되는 경우, 이를 검지하고 즉시 차단함으로써 차량측을 보호할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치는 일반 상용전력계통의 전원 입력부 및 전기자동차의 충전 인터페이스인 인렛과 연결되는 연결부(커넥터)가 휴대 가능하도록 일체형으로 구성되며, 이하 본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치를 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.

[도 1]은 본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치의 구성도를 나타내는 도면으로, 차량측 충전연결부(1), 차량측 보호회로부(2), 충전제어부(3), 사용자 입력부(4), 계통측 보호회로부(5), 계통측 전원연결부(6), 디스플레이부(7) 및 오디오 출력부(8)를 포함하며, 전력 공급 흐름에 따라 각 구성을 설명하고자 한다.

상기 계통측 전원연결부(6)는 상용전력계통측의 전원에 연결되어, 교류전력을 공급하는 역할을 한다.

상기 계통측 보호회로부(5)는 상기 계통측 전원연결부(6)와 연결되어, 상용전력계통측으로부터 충전전력 공급 시, 전압 및 전류를 검지하고 차량측에 허용범위를 벗어난 과전류 및 과전압이 차량측에 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 충전제어부(3)는 상기 계통측 보호회로부(5)와 연결되어, 계통측에서 유입된 충전전력을 차량측으로 공급하는 것을 제어하고, 충전 동작상황에서는 충전 전력량 산출, 차량과의 통신을 통한 차량 내 배터리 충전 상태 인지, 사용자 입력에 따른 충전 제어장치의 동작 제어 등의 역할을 한다.

상기 차량측 보호회로부(2)는 상기 충전제어부(3)와 연결되어, 차량측에서 발생한 사고에 의한 영향이 상기 상용전력계통측으로 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 차량측 충전연결부(1)는 충전 시, 차량측의 충전 인터페이스 장치인 인렛과 연결되는 역할을 한다.

상기 사용자 입력부(4)는 상기 충전제어부(3)와 연결되어, 사용자의 의사에 따라 충전 동작을 중지시키거나, 충전량 및 충전시간을 설정할 수 있는 역할을 한다.

상기 사용자 입력부(4)를 포함함으로써, 전기자동차에 탑재된 충전기와 통신을 통해 사용자가 배터리 충전 작업을 외부에서 제어하기 용이한 효과가 있게 되는 것이다.

상기 디스플레이부(7)는 상기 충전제어부(3)와 연결되어, LED와 LCD로 구현되며, 차량 및 계통측의 연결 상태, 충전 전력량, 배터리 충전 상태 및 동작점검 상태를 외부에 표시하는 역할을 한다. 또한 사용자는 상기 디스플레이부(7)의 표시 정보에 따라 충전 작업의 진행 상태를 확인할 수 있게 된다.

상기 오디오출력부(8)는 상기 충전제어부(3)와 연결되어, 충전 작업의 진행 상태를 외부에 음성정보로 출력하는 역할을 하며, 충전 작업 중 발생하는 비정상적 동작을 외부에 알려줌으로써, 신속한 대처가 이루어 질 수 있도록 하는 효과가 있 다.

본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치는 별도 외부 통신인터페이스로 구현된 고객관리부를 통하여, 사용 전력량 송신, 충전 금액 결제 및 사용자 인증 기능의 추가가 가능하다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치 운용을 통한 전기자동차 배터리 충전 방법은 다음과 같다.

[도 2]는 본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치를 이용한 전기자동차 배터리 충전 방법의 전체 흐름도를 나타내는 도면으로, 먼저 휴대형 충전제어장치(10)의 계통측 전원연결부(6)를 이용하여, 상용계통측의 전원을 연결하는 단계를 수행한다.(S10)

다음으로, 상용계통측의 교류 전압을 점검하는 단계를 수행한다.(S20)

상기 S20 단계는 [도 3]의 세부흐름도와 같이, 도시될 수 있다.

먼저, 충전제어장치에 전원이 공급되고, 충전제어부(3)가 동작을 수행하게 된다.(S21)

다음으로, 계통측 보호회로부(5)를 이용하여, 상용계통측의 교류 전압 공급 상태를 점검하는 단계를 수행한다.(S23)

다음으로, 전격전압에 맞지 않은 과전압 감지 시, 상기 계통측 보호회로부(5)를 동작시켜, 전력공급을 중단하는 단계를 수행한다.(S25)

다음으로, 계통측 교류 전압 입력이 정상 상태여부를 확인하는 단계를 수행 한다.(S30)

상기 S30 단계에서, 상기 디스플레이부(30)를 통해 교류 전압의 정상 상태 여부를 확인할 수 있다.

만일 S30 단계에서, 교류 전압 공급 상태가 정상 상태가 아닐 경우, 상기 디스플레이부(30)를 통해 비정상 상태에 관한 메시지를 표시하고, 상기 오디오출력부(8)를 통해 외부에 신속하게 알리는 것이 바람직하다.

상기 S20 내지 S30 단계를 수행함으로써, 계통측의 전원에 대한 과전류 및 과전압으로부터의 안전을 확보 후, 충전이 진행되어, 안정성을 높일 수 있는 효과가 있게 된다.

상기 S20 내지 S30 단계는 충전이 수행되고 있는 상황에서도 지속적으로 과계통측 교류입력에 대한 과전압, 과전류 검출을 수행한다.

다음으로, 차량측 충전연결부(1)를 이용하여, 차량측 충전인터페이스 장치인 인렛과 연결하는 단계를 수행한다.(S40)

다음으로 차량측 보호회로부(2)를 이용하여, 차량측 충전 가능 상태를 점검하는 단계를 수행한다.(S50)

상기 S50 단계는 [도 4]에 도시된 바와 같이 세부 흐름도로 나타낼 수 있는데, 먼저 상기 충전제어부(3)를 이용하여, 차량측 충전 인터페이스의 연결 상태를 확인하는 단계를 수행한다.(S51)

다음으로, 차량측 충전 인터페이스와 정상적으로 연결되었다면, 충전제어부(3)를 이용하여, 차량측 보호회로부(2)를 동작시키는 단계를 수행한다.(S53)

상기 S53 단계는 차량측의 충전부에 과전류 및 과전압이 공급되는 것을 방지 하고 차량측에서 발생한 사고가 충전제어장치를 통해 계통에 영향을 미치는 것을 방지하기 위한 단계로, 충전 과정에서도 차량측의 계속적인 안정 확보를 위해 지속적인 안전 확보 상태에 관한 점검과 통신을 수행하게 된다.

다음으로, 상기 디스플레이부(7)을 이용하여, 상기 차량의 충전 가능 여부를 표시하는 단계를 수행한다.(S55)

다음으로, 상기 디스플레이부(7)을 이용하여, 상기 차량측 충전 상태 점검에 따른 정상 여부를 표시하는 단계를 수행한다.(S60)

만일 차량측의 충전 상태 점검 결과, 비정상 상태일 경우, 상기 디스플레이부(30)를 통해 비정상 상태에 관한 메시지를 표시하고, 상기 오디오출력부(8)를 통해 외부에 신속하게 알리는 단계(S65)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상용계통측 전력을 차량측에 공급하여, 전기자동차 배터리에 충전을 진행하는 단계를 수행한다.(S70)

이와 같이, 상용계통측과 차량측의 안전 확보를 위한 통신 및 보호회로에 의해 안전 확보 후, 차량에 전력이 공급됨에 따라 전기자동차 충전 시 발생가능한 전력 사고를 예방할 수 있는 것이다.

다음으로, 충전이 완료되거나 충전을 중지하는 단계를 수행한다.(S80)

상기 S80 단계는 전기자동차의 배터리 충전이 완료됨과 동시에 상기 디스플레이부(7)에 충전이 완료되었음을 표시하게 되거나, 상기 사용자입력부(4)에 사용 자가 충전 작업을 중지하는 명령을 입력하는 단계를 말한다.

다음으로, 차량측 충전연결부(1)를 이용하여, 차량측 충전 인터페이스 연결을 해제하는 단계를 수행한다.(S90)

다음으로, 계통측 전원연결부(6)를 이용하여, 계통측 전원 연결부의 연결을 해제하는 단계를 수행한다.(S100)

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대형 충전제어장치를 이용하여, 전기자동차 배터리 충전할 경우, 전기자동차 배터리를 상용전원계통측을 연결하여, 전기자동차를 충전 시, 충전 제어장치에 따른 안전성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 휴대형 충전제어 장치 및 그 운용방법으로 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대형 충전제어 장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 배터리 충전을 위한 휴대형 충전제어 장치 운용방법의 전체흐름도.

도 3은 본 발명에 따른 전기자동차 배터리 충전을 위한 휴대형 충전제어 장치 운용방법의 S20단계의 상세흐름도.

도 4는 본 발명에 따른 전기자동차 배터리 충전을 위한 휴대형 충전제어 장치 운용방법의 S50단계의 상세흐름도.

도 5는 본 발명에 따른 전기자동차 배터리 충전을 위한 휴대형 충전제어 장치 운용방법의 S70단계의 상세흐름도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 차량측 충전연결부 2 : 차량측 보호회로부

3 : 충전제어부 4 : 사용자 입력부

5 : 계통측 보호회로부 6 : 계통측전원연결부

7 : 디스플레이부 8 : 오디오출력부

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 일반 상용전력계통의 전원과 연결이 가능한 통합커넥터로 형성된 계통측 전원연결부;

   상기 계통측 전원연결부와 연결되어, 차량측 충전 인터페이스 장치나 충전기의 정격범위를 벗어난 과전류 및 과전압이 계통측으로부터 차량측에 공급되는 것을 방지하는 계통측 보호회로부;

   상기 계통측 보호회로부와 연결되어, 전기자동차의 전력 충전 동작을 제어하는 충전제어부;

   상기 충전제어부와 연결되어, 차량측 충전연결부와 연결되어, 차량측 전력 공급 시, 차량측에서 발생한 사고로 인한 영향이 계통측에 전달되는 것을 방지하기 위한 차량측 보호회로부;

   상기 차량측 보호회로부와 연결되어, 전기자동차의 충전 인터페이스 장치인 인렛과 연결이 가능한 커넥터로 형성된 차량측 충전연결부;

   상기 충전제어부와 연결되어, 사용자의 입력에 따라 충전 동작 중지, 충전 시간을 입력하는 사용자 입력부 및

   상기 충전제어부와 연결되어, 전력량 산출, 충전결제 및 사용자 인증작업을 수행하는 고객관리부를 휴대 가능하도록 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 충전제어 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 충전제어부와 연결되어, 차량 및 계통측의 연결상태, 충전 상태, 점검 상태를 외부로 표시하는 디스플레이부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 휴대형 충전제어 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 충전제어부와 연결되어, 충전 동작외부에 음성 정보로 제공하고, 충전 작업 중 비정상 상태를 외부에 알리는 오디오출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 충전제어 장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 휴대형 충전제어장치의 계통측 전원연결부을 이용하여, 상용계통측에 연결하는 단계;

    상용계통측 보호회로부를 이용하여, 상용계통측의 교류전압를 점검하는 단계;

    차량측 충전연결부를 이용하여, 차량측 충전인터페이스 장치인 인렛과 휴대형 충전제어 장치를 연결하는 단계;

    차량측 보호회로부를 이용하여, 차량측 충전 상태를 점검하는 단계;

    계통측 전원연결부를 이용하여, 상용전력계통측으로부터 차량에 충전전력을 공급하여 충전을 수행하는 단계;

    충전제어부를 이용하여, 충전이 완료되거나 충전을 중지하는 단계를 포함하며,

    상기 상용계통측의 교류전압을 점검하는 단계는,

    계통측 전원연결부를 이용하여, 휴대형 충전제어장치에 전원을 공급하는 단계;

    충전제어부를 이용하여, 상용계통측의 교류 전압 공급 상태를 점검하는 단계;

    충전제어부를 이용하여, 상용계통측 보호회로를 동작시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 충전제어 장치 운용방법.
11. 제10항에 있어서,

    차량측 충전 상태를 점검하는 단계는,

    충전제어부를 이용하여, 차량측 충전인터페이스의 연결 상태를 확인하는 단계;

    차량측 보호회로부를 이용하여, 차량측 안전확보를 위한 통신을 수행하는 단계;

    디스플레이부를 이용하여, 충전 가능 상태를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 충전제어 장치 운용방법.

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