KR101560657B1 - 전기차 충전 방식 변환 방법 및 그 장치와, 전기차 충전 시스템 - Google Patents

전기차 충전 방식 변환 방법 및 그 장치와, 전기차 충전 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서로 다른 종류의 충전 방식이 적용된 전기차와 충전기 간의 전기 충전을 가능하게 하는 전기차 충전 방식 변환 방법 및 그 장치와, 전기차 충전 시스템을 제공하는 데 있다.

Description

전기차 충전 방식 변환 방법 및 그 장치와, 전기차 충전 시스템{METHOD AND APPARATUS FOR CONVERTING CHARGING PROTOCOL OF PLUG-IN ELECTRIC VEHICLE, AND PLUG-IN ELECTRIC VEHICLE CHARGING SYSTEM}
본 발명은 전기차 충전 기술에 관한 것이다.
요즈음, 기존과 같이 화석 연료의 연소로부터 구동 에너지를 얻는 것이 아닌 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 구동에너지를 얻는 전기 자동차(PEV: PLUG-IN ELECTRIC VEHICLE, "전기차"라고도 함)가 개발되고 있다.
이러한 전기차는, 기존 연료 자동차가 석유를 주유하듯이, 충전기(충전 시스템)로부터 교류(AC) 또는 직류(DC)를 이용하여 전기를 내부 배터리에 충전해야 한다.
전기차가 충전기로부터 전기 충전을 받기 위해서는, 전기차의 충전 방식과 충전기의 충전 방식이 동일해야만 한다.
하지만, 전기차가 전기를 충전 받고, 충전기가 전기를 충전해주는 충전 방식으로서 여러 종류의 충전 방식이 제각기 개발되고 있고, 국제적으로 하나의 충전 방식으로 규격화되지 못한 실정이다.
따라서, 전기차의 충전 방식과 충전기의 충전 방식이 다른 경우, 전기차는 충전기로부터 전기 충전을 받을 수 없는 문제점이 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 서로 다른 종류의 충전 방식이 적용된 전기차와 충전기 간의 전기 충전을 가능하게 하는 전기차 충전 방식 변환 방법 및 그 장치와, 전기차 충전 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 콤보 방식에 기반하여 전기를 충전해주는 콤보 충전기가 차데모 방식에 기반하여 전기를 충전하는 차데모 전기차로 전기 충전이 가능하도록 해주는 전기차 충전 방식 변환 방법 및 그 장치와, 전기차 충전 시스템을 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 차데모 방식의 충전 장치가 탑재된 차데모 전기차와 연결되어 통신하는 차데모 인터페이스부; 콤보 방식의 충전 장치가 탑재된 콤보 충전기와 연결되어 통신하는 콤보 인터페이스부; 상기 차데모 방식 기반의 데이터를 상기 콤보 방식 기반의 메시지로 변환하거나, 상기 콤보 방식 기반의 메시지를 상기 차데모 방식 기반의 데이터로 변환하는 프로토콜 변환부; 및 서로 다른 충전 방식의 충전 장치가 탑재된 상기 콤보 충전기에서 상기 차데모 전기차로 전기 충전을 가능하도록 충전 프로세스 및 타이밍을 제어하는 제어부를 포함하는 전기차 충전 방식 변환 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 전기차 충전 방식 변환 장치의 전기차 충전 방식 변환 방법에 있어서, 상기 전기차 충전 방식 변환 장치의 차데모 인터페이스부가 차데모 방식의 충전 장치(112)가 탑재된 차데모 전기차와 연결하고, 상기 전기차 충전 방식 변환 장치의 콤보 인터페이스부가 콤보 방식의 충전 장치(122)가 탑재된 콤보 충전기와 연결하는 초기화 단계; 상기 차데모 인터페이스부 및 상기 콤보 인터페이스부를 통해, 상기 차데모 전기차 및 상기 콤보 충전기 간에 충전 정보를 교환하고, 상기 차데모 전기차의 충전 가능 상태 및 상기 콤보 충전기의 충전 가능 상태에 대한 정보를 상기 차데모 전기차 및 상기 콤보 충전기와 각각 송수신하는 충전 준비 단계; 서로 다른 충전 방식의 충전 장치가 탑재된 상기 콤보 충전기에서 상기 차데모 전기차로 전기가 실제로 충전되도록 제어하는 충전 단계; 및 상기 콤보 충전기에서 상기 차데모 전기차로의 전기 충전이 이루어진 후, 상기 차데모 인터페이스부 및 상기 콤보 인터페이스부를 통해 전기 충전 완료와 관련된 신호를 상기 차데모 전기차 및 상기 콤보 충전기와 각각 송수신하는 충전 완료 단계를 포함하는 전기차 충전 방식 변환 방법을 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 콤보 방식의 충전 전기를 공급하는 콤보 충전 장치; 상기 콤보 충전 장치와 연결된 콤보 커넥터; 콤보 인렛 및 차데모 커넥터를 구비하고, 상기 콤보 충전 장치에서 공급된 충전 전기가 차데모 방식의 충전 장치(112)가 탑재된 차데모 전기차로 충전되도록, 상기 콤보 방식 및 상기 차데모 방식 간의 충전 방식 변환 기능을 제공하는 충전 방식 변환 장치를 포함하되, 상기 콤보 커넥터는, 상기 콤보 방식의 충전 장치(122)가 탑재된 콤보 전기차의 콤보 인렛과 연결되거나, 상기 충전 방식 변환 장치의 콤보 인렛과 연결되고, 상기 콤보 커넥터가 상기 충전 방식 변환 장치의 콤보 인렛과 연결된 경우, 상기 충전 방식 변환 장치의 차데모 커넥터는 상기 차데모 전기차의 차데모 인렛과 연결되는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 시스템을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 서로 다른 종류의 충전 방식이 적용된 전기차와 충전기 간의 전기 충전을 가능하게 하는 전기차 충전 방식 변환 방법 및 그 장치와, 전기차 충전 시스템을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 콤보 방식에 기반하여 전기를 충전해주는 콤보 충전기가 차데모 방식에 기반하여 전기를 충전하는 차데모 전기차로 전기 충전이 가능하도록 해주는 전기차 충전 방식 변환 방법 및 그 장치와, 전기차 충전 시스템을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치의 차데모 인터페이스부의 내부 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치의 콤보 인터페이스부의 내부 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치의 상세 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 방법에서 초기화 단계의 상세 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 방법에서 충전 준비 단계 및 충전 단계의 상세 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 방법에서 충전 완료 단계의 상세 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기차 충전 시스템을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 시스템은, 콤보 방식의 충전 장치(122)를 탑재하여 전기 충전을 해주는 콤보 충전기(120)와, 콤보 방식과 충전 방식이 다른 차데모 방식의 충전 장치(112)를 탑재한 차데모 전기차(110)에도 콤보 충전기(120)가 전기 충전을 해줄 수 있도록 해주는 전기차 충전 방식 변환 장치(100) 등을 포함한다.
본 명세서에서 기재된 차데모(CHAdeMO) 방식 및 콤보(COMBO) 방식은, 충전 방식의 서로 다른 종류이다. 여기서, "차데모(CHAdeMO) 방식"은 일본 도쿄전력이 개발한 충전 기술로서, 시리얼(Serial) 통신의 일종인 자동차 내부 통신 방식의 컨트롤러 에어리어 네트워크(CAN: Controller Area Network) 통신 방식을 이용하는 직류(DC) 급속 충전 방식이고, 일본 주도로 국제 규격화 되었다. "콤보(COMBO) 방식"은 미국과 유럽 회사가 주축의 충전 방식의 단일 규격(IEC 규격상의 이름은 "CCS-Combined Charging System"임)으로서, 스마트 그리드(Smart Grid)의 통신 형태인 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol) 통신 방식을 채택하여, 교류(AC) 완속 충전과 직류(DC) 급속 충전을 하나의 커넥터로 해결한 충전 방식이며, 미국과 유럽의 자동차 회사들 주도로 국제 표준화를 제정하고 있는 중이다.
전술한 콤보 방식의 충전 장치(122)를 탑재하고 있는 콤보 충전기(120)는, 콤보 커넥터(COMBO Connector, 121)를 통해, 동일한 콤보 방식의 충전 장치(132)가 탑재된 콤보 전기차(130)의 콤보 인렛(COMBO Inlet, 131)과 연결되어, 콤보 전기차(130)로만 전기 충전을 해줄 수 있는 전기 충전기이다.
따라서, 콤보 충전기(120)는, 충전 방식의 차이로 인해, 차데모 방식의 충전 장치(112)가 탑재된 차데모 전기차(110)와 직접 연결되어서는, 차데모 전기차(110)로 전기 충전을 해줄 수 없다.
이에, 본 발명은, 서로 다른 충전 방식의 충전 장치가 탑재된 콤보 충전기(120)와 차데모 전기차(110) 사이에 연결되어 충전 방식을 변환해줌으로써, 콤보 방식의 충전 장치(122)가 탑재된 콤보 충전기(120)가 차데모 방식의 충전 장치(112)가 탑재된 차데모 전기차(110)로 전기 충전을 해줄 수 있도록 해주는 전기차 충전 방식 변환 방법과 이를 위한 전기차 충전 방식 변환 장치(100)를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 차데모 커넥터(101)와 콤보 인렛(102)을 포함하고 있으며, 자신의 차데모 커넥터(101)를 통해 차데모 전기차(110)의 차데모 인렛(111)과 연결되고, 자신의 콤보 인렛(102)을 통해 콤보 충전기(120)의 콤보 커넥터(121)와 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 차데모 전기차(110)의 차데모 인렛(111)과 연결된 차데모 커넥터(101)를 통해 송수신 되는 신호와 콤보 충전기(120)의 콤보 커넥터(121)와 연결된 콤보 인렛(102)을 통해 송수신 되는 신호를 콤보 방식 및 차데모 방식의 충전 규격에 맞게 대응시켜 중계해주고, 콤보 방식 및 차데모 방식의 충전 절차 및 타이밍 등에 대한 대응 및 동기화를 해주게 된다.
아래에서는, 이상에서 간략하게 설명한 전기차 충전 방식 변환 방법 및 이를 위한 전기차 충전 방식 변환 장치(100)에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 차데모 전기차(110)와 연결되는 차데모 인터페이스(IF: InterFace)부(210)와, 콤보 충전기(120)와 연결되는 콤보 인터페이스부(220)와, 차데모 인터페이스부(210)를 통해 수신된 정보를 콤보 인터페이스부(220)를 통해 송신할 정보로 변환해주거나, 콤보 인터페이스부(220)를 통해 수신된 정보를 차데모 인터페이스부(210)를 통해 송신할 정보로 변환해주는 프로토콜 변환부(230)와, 서로 다른 충전 방식의 충전 장치가 탑재된 콤보 충전기(120)에서 차데모 전기차(110)로 전기 충전을 가능하도록 하는 각종 제어 기능을 수행하는 제어부(240) 등을 포함한다.
도 2를 참조하면, 차데모 인터페이스부(210)는, 차데모 방식의 충전 장치(112)가 탑재된 차데모 전기차(110)와 연결되어 통신한다.
이러한 차데모 인터페이스부(210)는 차데모 커넥터(101)를 포함한다.
이러한 차데모 인터페이스부(210)의 차데모 커넥터(101)는 차데모 전기차(110)의 차데모 인렛(111)과 연결된다.
도 2를 참조하면, 콤보 인터페이스부(220)는, 콤보 방식의 충전 장치(122)가 탑재된 콤보 충전기(120)와 연결되어 통신한다.
이러한 콤보 인터페이스부(220)는 콤보 인렛(102)을 포함한다.
이러한 콤보 인터페이스부(220)의 콤보 인렛(102)은 콤보 충전기(120)의 콤보 커넥터(121)와 연결된다.
도 2를 참조하면, 프로토콜 변환부(230)는, 차데모 방식 기반의 데이터를 콤보 방식 기반의 메시지로 변환하거나, 콤보 방식 기반의 메시지를 차데모 방식 기반의 데이터로 변환할 수 있다.
여기서, 예를 들어, 차데모 방식 기반의 데이터는 CAN(Controller Area Network) 통신 기반의 데이터이고, 콤보 방식 기반의 메시지는 인터넷 프로토콜(Internet Protocol) 통신 기반의 메시지일 수 있다.
프로토콜 변환부(230)는, 차데모 전기차(110)의 시리얼 데이터인 CAN 데이터를 차데모 인터페이스부(210)를 통해 수신하여 콤보 충전기(120)에서 사용하는 IP 기반의 메시지로 변환하여 콤보 인터페이스부(220)를 통해 콤보 충전기(120)로 전달할 수 있다.
이와는 반대로, 프로토콜 변환부(230)는, 콤보 충전기(120)의 IP 기반의 메시지를 콤보 인터페이스부(220)를 통해 수신하여 차데모 전기차(110)에서 사용하는 CAN 데이터로 변환하여 차데모 인터페이스부(210)를 통해 차데모 전기차(110)로 전달할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 제어부(240)는, 서로 다른 충전 방식의 충전 장치가 탑재된 콤보 충전기(120)에서 차데모 전기차(110)로 전기 충전을 가능하도록 충전 프로세스 및 타이밍 등의 제어와 같이, 충전 방식 변환에 필요한 각종 제어 기능을 수행할 수 있다.
이러한 제어부(240)는, 제어 기능을 수행하기 위하여, 차데모 인터페이스부(210), 콤보 인터페이스부(220), 프로토콜 변환부(230) 등으로 제어 신호를 출력할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 충전과 관련된 각종 정보(예: 충전 상태 및 절차 정보, 서비스 정보, 충전 정보, 지불 정보 등)를 표시하는 표시부(250)를 더 포함할 수 있다.
아래에서는, 이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 내부 구성에 대하여 도 3 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 차데모 인터페이스부(210)의 내부 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 차데모 인터페이스부(210)는, 차데모 전기차(110)의 차데모 인렛(111)과 연결되는 차데모 커넥터(101)를 포함하며, 차데모 커플러(101, 111)를 통해 연결된 차데모 전기차(110)의 충전 상태를 파악하기 위한 센싱부(310)와, 차데모 전기차(110)로 충전 상황을 알려주기 위한 스위칭부(320)와, 차데모 전기차(110)와 통신하기 위한 CAN부(33)와, 차데모 전기차(110)의 차데모 인렛(111)과 연결되는 차데모 커넥터(101)가 잠기거나 열리도록 제어하는 차데모 커넥터 잠금부(340) 등을 포함한다.
전술한 차데모 인터페이스부(210)의 센싱부(310)는, 차데모 전기차(110)로부터 보내오는 차량 충전 허락(Vehicle Charging Permission) 신호의 온 오프를 센싱하여, 차량 충전 허락(Vehicle Charging Permission) 신호가 온(On)에 해당하는 신호인 경우, 차데모 커넥터(101)가 잠기는 시점을 파악하고, 차량 충전 허락(Vehicle Charging Permission) 신호가 오프(Off)에 해당하는 신호인 경우 충전 정지 시점을 파악하며, 파악 결과를 제어부(240)로 알려준다.
전술한 차데모 인터페이스부(210)의 스위칭부(320)는, 차데모 전기차(110)에 충전을 시작하도록 충전 시작(CP1) 스위치를 온-오프 하거나, 차데모 전기차(110)에게 컨택터(Contactor)를 닫아서(On) 실제로 충전을 시작하게 하거나 컨택터를 열어서(Off) 충전을 정지하도록 충전 시작(CP2) 스위치를 온-오프할 수 있다.
여기서, 컨택터는 차데모 전기차(110)의 배터리(미도시)가 충전 장치(112)와 연결되어 실제로 충전이 가능하도록 해주는 연결 소자일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 콤보 인터페이스부(220)의 내부 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 콤보 인터페이스부(220)는, 콤보 충전기(120)의 콤보 커넥터(121)와 연결되는 콤보 인렛(102)을 포함하며, 콤보 방식에 필요한 로우 레벨 통신(Low Level Communicatoin)을 하기 위한 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation)부(410)와, 하드웨어적으로 변경된 충전 상태를 반영하기 위한 스위칭 동작을 하는 스위칭부(420)와, 콤보 충전기(120)와 통신하기 위한 PLC(Power Line Communication)부(420)와, 콤보 충전기(120)의 콤보 커넥터(121)를 잠그거나 열기 위한 콤보 커넥터 잠금부(440)와, 콤보 충전기(120)의 콤보 커넥터(121) 및 콤보 인터페이스부(220)의 콤보 인렛(102) 간의 연결 상태를 검사하는 연결 검사부(450) 등을 포함한다.
전술한 PWM부(410)는, 콤보 방식에 필요한 로우 레벨 통신(Low Level Communicatoin)을 하기 위하여, 콤보 충전기(120)의 콤보 커넥터(121)와 콤보 인터페이스부(220)의 간의 컨트롤 신호를 PWM 신호 형태로 송신 또는 수신할 수 있다.
전술한 연결 검사부(450)는 콤보 충전기(120)에서 콤보 커넥터(121)로 콤보 인터페이스부(120)와 연결이 되면, 이 연결이 제대로 되었는지를 검사하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240)를 보다 상세하게 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240)는, 서로 다른 충전 방식의 충전 장치가 탑재된 콤보 충전기(120)에서 차데모 전기차(110)로 전기 충전을 가능하도록 하는 각종 제어 기능을 수행한다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240)는, 차데모 방식 및 콤보 방식 각각의 충전 프로세스 및 타이밍을 대응시켜 동기화해준다.
가령, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240)는, 차데모 방식 및 콤보 방식 각각의 기능 및 충전 프로세스가 차이가 있으면, 차이가 있는 부분을 자체적으로 만들어서, 차데모 방식 규격 및 콤보 방식 규격을 맞추어준다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240)는, 차데모 방식 및 콤보 방식 간의 충전 프로세스 간의 타이밍 차이가 있으면, 대기 처리 등을 통해 타이밍을 일치시켜 동기화해준다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 차데모 방식 및 콤보 방식 간의 충전 프로세스 간의 타이밍 동기화를 위한 동기화 구성을 더 포함할 수 있다.
이러한 동기화 구성으로서, 일 예로, 릴레이를 포함할 수 있는데, 이러한 릴레이는, 일 예로, 콤보 충전기(120)가 절연검사를 하는 시점과, 차데모 전기차(110)가 컨택터(Contactor)를 배터리에 연결하는 시점이 서로 맞지 않는 경우, 차데모 전기차(110)가 컨택터를 이미 연결한 상태에서, 콤보 충전기(120)가 절연시험을 하는 동안, 차데모 전기차(110)로 에너지(전기)가 전달되는 것을 차단하는 역할을 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240)는, 차데모 인터페이스부(210)와 연결되며, 차데모 방식에 기반하여 차데모 전기차(110)로 전기를 충전해주는 차데모 충전기 역할을 에뮬레이션(Emulation)하는 차데모 기능부(510)와, 콤보 인터페이스부(220)와 연결되며, 콤보 방식에 기반하여 콤보 충전기(120)로부터 전기를 충전 받는 콤보 전기차 역할을 에뮬레이션하는 콤보 기능부(520) 등을 포함한다.
즉, 차데모 기능부(510)는 차데모 전기차(110)에 대하여 차데모 충전기 역할을 해준다. 따라서, 차데모 전기차(110)는, 실제로는 콤보 충전기(120)로부터 전기 충전을 받더라도, 마치 차데모 충전기로부터 전기 충전을 받는 것처럼 인식하게 된다. 이로 인해, 차데모 전기차(110)는, 충전기의 충전 방식의 종류에 관계없이, 차데모 충전기로부터 전기 충전을 받는 것과 동일하게 동작하게 된다.
또한, 콤보 기능부(520)는 콤보 충전기(120)에 대하여 콤보 전기차 역할을 해준다. 따라서, 콤보 충전기(120)는, 실제로는, 차데모 전기차(110)로 전기 충전을 해주더라도, 마치 콤보 전기차로 전기 충전을 해주는 것처럼 인식할 수 있다. 이로 인해, 콤보 충전기(120)는, 전기차의 충전 방식의 종류에 관계없이, 콤보 전기차로 전기 충전을 해주는 것과 동일한 동작을 한다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 차데모 전기차(110) 및 콤보 충전기(120)의 외부 구성일 수도 있지만, 구현 방식에 따라서는, 콤보 충전기(120)의 내부 구성으로 포함되어 있을 수도 있고, 경우에 따라서는, 차데모 전기차(110)의 내부 구성으로 포함될 수도 있다.
아래에서는, 이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 장치(100)가 수행하는 전기차 충전 방식 변환 방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 방법의 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 방법은, 초기화 단계(S610), 충전 준비 단계(S620), 충전 단계(S630) 및 충전 완료 단계(S640) 등을 포함한다.
초기화 단계(S610)는, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240)가, 차데모 인터페이스부(210)를 통해 차데모 방식의 충전 장치(112)가 탑재된 차데모 전기차(110)와 연결하고, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 콤보 인터페이스부(220)를 통해 콤보 방식의 충전 장치(122)가 탑재된 콤보 충전기(120)와 연결하며, 콤보 충전기(120)에서 차데모 전기차(110)로의 충전 프로세스를 시작하는 단계이다.
충전 준비 단계(S620)는, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240)가 차데모 인터페이스부(210) 및 콤보 인터페이스부(220)를 통해, 차데모 전기차(110) 및 콤보 충전기(120) 간에 충전 정보를 교환하고, 차데모 전기차(110)의 충전 가능 상태 및 콤보 충전기(120)의 충전 가능 상태에 대한 정보를 차데모 전기차(110) 및 콤보 충전기(120)와 각각 송수신하는 단계이다.
충전 단계(S630)는, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240)가 서로 다른 충전 방식의 충전 장치가 탑재된 콤보 충전기(120)에서 차데모 전기차(110)로 전기가 실제로 충전되도록 제어하는 단계이다.
충전 완료 단계(S640)는, 콤보 충전기(120)에서 차데모 전기차(110)로 전기가 충전이 정상적으로 완료되도록 해주는 단계로서, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240)가, 콤보 충전기(120)에서 차데모 전기차(110)로의 전기 충전이 이루어진 후, 차데모 인터페이스부(210) 및 콤보 인터페이스부(220)를 통해 전기 충전 완료와 관련된 신호를 차데모 전기차(110) 및 콤보 충전기와 각각 송수신하는 단계이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 방법의 각 단계를 도 7 내지 도 9를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 방법에서 초기화 단계의 상세 흐름도이다.
아래에서는, 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 방법의 초기화 단계(S610)를 더욱 상세하게 설명한다.
콤보 충전기(120)의 콤보 커넥터(121)가 콤보 인터페이스부(220)의 콤보 인렛(102)과 연결되면, 즉, 콤보 커플러가 연결되면(S701), 콤보 충전기(120)의 컨트롤 파일럿(Control Pilot)을 통해 전원을 공급받아 전원을 켠다(S702).
전원이 켜지면, 릴레이(Relay)를 오프(OFF) 하여(S704), 콤보 충전기(12)로부터 차데모 전기차(110)로의 에너지의 전달을 끊은 상태에서, 콤보 충전기(120)와 연결이 제대로 되었는지에 대한 커넥터 연결 검사를 한다(S706). 콤보 충전기(120)로부터 특정 듀티 사이클(예: 5% duty cycle)의 PWM 신호가 수신되는지를 검사하면서, 차데모 인터페이스부(210)를 통해 차데모 전기차(110)와 연결되도록 차데모 전기차(110)로 충전 시작 신호를 보낼 수 있도록 제어한다(S708).
차데모 전기차(110)가 차데모 인터페이스부(210)를 통해 연결되는 동안, 콤보 충전기(120)와 콤보 인터페이스부(220) 간의 연결에 대하여, 콤보 인터페이스부(220)의 PWM 부((410)가 특정 듀티 사이클(예: 5% 듀티 사이클)의 PWM 신호를 감지하면(S710), 제어부(240)는 콤보 충전기(120)와 디지털 통신이 진행되도록 제어한다(S712).
이와 같이, 콤보 충전기(120)와 디지털 통신을 진행하는 동안(S712), 디지털 통신을 진행함으로써, PLC(Power Line Communication)를 통해 메시지 교환을 시작한다. 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 콤보 기능부(520)가 처리할 수 있는 프로토콜 메시지, 요청 서비스 정보 및 지불 수단 정보 등 중 하나 이상을 콤보 인터페이스부(220)를 통해 콤보 충전기(120)와 교환한다(S714).
한편, 콤보 충전기(120)와 디지털 통신을 진행하는 동안(S712), 전기차 충전 방식 변환 장치(100)는 차데모 인터페이스부(210)는 차데모 전기차(110)와 디지털 통신을 진행하게 되는데(S716), 실제에 충전에 들어가기까지 차데모 인터페이스부(210) 및 차데모 전기차(110) 간의 통신이 계속 유지되도록, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 차데모 기능부(510)는, CAN 통신 방식으로, 차데모 인터페이스부(210)를 통해 차데모 전기차(110)와 충전 파라미터(예: 프로토콜 넘버 등)를 교환한다(S718).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 방법에서 충전 준비 단계(S620) 및 충전 단계(S630)의 상세 흐름도이다.
아래에서는, 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 방법에서 충전 준비 단계(S620) 및 충전 단계(S630)를 더욱 상세하게 설명한다.
전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 차데모 인터페이스부(210) 및 콤보 인터페이스부(220)를 통해, 차데모 전기차(110)의 충전 정보 및 콤보 충전기(120)의 충전기 정보를 차데모 전기차(110) 및 콤보 충전지 간에 교환시켜 준다(S802, S804, S806, S808).
이와 같이 충전 정보 및 충전기 정보를 교환하기 위해서는, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)가 차데모 전기차(110)로부터 충전 정보를 받아 놓은 상태이어야 한다.
따라서, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)가 차데모 전기차(110)로부터 충전 정보를 받지 못한 경우, 차데모 전기차(110)의 충전 정보 및 콤보 충전기(120)의 충전기 정보에 대한 교환 타이밍을 맞추기 위하여, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240) 내 콤보 기능부(520)는, 콤보 인터페이스부(210)를 통해, 컨트랙트 인증(Contract Authentication) 요청 및 응답을 콤보 충전기(120)와 반복적으로 수행하도록 제어한다(S800).
전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240) 내 차데모 기능부(510)는, 차데모 전기차(110)로부터 충전 정보를 수신하면(S802), 수신한 충전 정보 데이터를 프로토콜 변환부(230)가 콤보 충전기(120)로 보낼 수 있는 충전 정보 메시지로 변환하도록 한다. 이후, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240) 내 콤보 기능부(520)는 변환된 충전 정보 메시지를 콤보 인터페이스부(220)를 통해 콤보 충전기(120)로 보낸다(S804).
콤보 충전기(120)가 차데모 전기차(110)의 충전 정보에 해당하는 충전 정보 메시지에 대하여 응답(충전기 정보 응답)을 하게 된다(S806). 이에 따라, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 콤보 인터페이스부(220)는 콤보 충전기(120)의 충전기 정보 응답 메시지를 수신하게 된다(S806).
전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240) 내 콤보 기능부(520)는, 프로토콜 변환부(230)를 통해 충전기 응답 메시지를 차데모 전기차(110)로 보낼 수 있는 데이터로 변환한다.
전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240) 내 차데모 기능부(510)는, 차데모 인터페이스부(210)를 통해, 변환된 데이터(충전기 정보)를 차데모 전기차(110)로 보낸다(S808).
차데모 전기차(110)가 충전에 필요한 콤보 충전기(120)의 충전기 정보를 수신하고, 콤보 충전기(120)가 충전에 필요한 차데모 전기차(110)의 충전 정보를 수신하게 되면, 실제 충전을 위한 준비 단계가 본격적으로 수행된다.
전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 차데모 전기차(110)로부터 차량 충전 허락(Vehicle Charge Permission) 신호 및 차량 충전 인에이블 플래그(Vehicle Charge Enable Flag) 신호를 수신하게 되면(S810, S812), 차량 차데모 인터페이스부(210)의 차데모 커넥터 잠금부(340)를 통해 차데모 커넥터(101)가 차데모 전기차(110)의 차데모 인렛(111)에 의해 잠기게 제어하고(S814), 콤보 인터페이스부(220)의 콤보 커넥터 잠금부(440)를 통해 콤보 충전기(120)의 콤보 커넥터가 잠기게 제어하며(S816), 콤보 인터페이스부(220)의 스위칭부(420)를 통해 차데모 전기차(110)가 충전 준비가 되었음을 알리기 위해, 5% 듀티 사이클의 특정 상태(상태 C)에 해당하는 PWM 신호를 콤보 충전기(120)로 보낸다(S818).
한편, 콤보 충전기(120)는 충전 시작 전에 절연검사를 시행하는데, 이를 위해, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 제어부(240) 내 콤보 기능부(520)는, 콤보 인터페이스부(220)를 통해, 콤보 충전기(120)가 절연검사를 완료할 때까지 케이블 체크 요청(S820)을 반복적으로 할 수 있다.
즉, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 콤보 충전기(120)가 절연검사를 하는 시간 동안, 콤보 인터페이스부(220)를 통해, 케이블 체크 요청 메시지를 콤보 충전기(120)로 송신하고(S818), 케이블 체크 응답 메시지를 콤보 충전기(120)로부터 수신하는 절차(S820)를 일정 시간 동안 반복한다.
이에 따라, 콤보 충전기(120)에서 절연검사가 완료되면, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 콤보 기능부(520)는 릴레이(Relay)를 온 시키고(S824), 차데모 인터페이스부(210)는 특정 충전 시퀀스(Charge Sequence 2)를 차데모 전기차(110)로 보내며(S826), 이에 따라, 차데모 인터페이스부(210)의 스위칭부(320)가 온되도록 하여, 차데모 전기차(110)가 컨택터(Contactor)를 연결하여 차데모 전기차(110)의 충전 준비가 완료되도록 제어한다(S828).
한편, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 차데모 전기차(110)로부터 실제 충전에 필요한 데이터를 수신하면, 수신한 데이터를 콤보 충전기(120)에서 필요한 프리 충전(Pre-Charge) 요청 메시지로 변경하여 콤보 충전기(120)로 전송하고(S830), 프리 충전 응답 메시지를 콤보 충전기(120)로부터 수신하는(S832)를 반복적으로 수행할 수 있다.
전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 차데모 전기차(110)에서의 센싱 전압과 전류 값이 일정 범위를 넘어서면 차데모 전기차(110)의 충전 준비가 완료되었음을 알리는 파워 전달(Power Delivery) 요청 메시지를 콤보 충전기(120)로 전송하여(S834), 파워 전달 응답 메시지를 콤보 충전기(120)로부터 수신한다(S836).
한편, 차데모 전기차(110)는, 컨택터(Contactor)를 온 시킨(S828) 이후, 충전에 필요한 충전 전류 요청(Charging Current Request) 메시지를 반복적으로 전기차 충전 방식 변환 장치(100)로 송신한다(S838).
전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 충전 전류 요청(Charging Current Request) 메시지를 반복적으로 수신하던 중, 파워 전달 응답 메시지를 콤보 충전기(120)로부터 수신하면, 차데모 전기차(110)로부터 받은 전압 및 전류 값을 포함하는 정보를 전류 디맨드(Current Demand) 메시지로 변환하여 콤보 충전기(120)를 전송(S840)함으로써, 실질적이 충전이 이루어지는 충전 단계(S630)가 진행되도록 한다.
충전 단계(S630)에서, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 차데모 전기차(110)로부터 받은 전압 및 전류 값을 포함하는 정보를 전류 디맨드(Current Demand) 요청 메시지로 변환하여 콤보 충전기(120)로 전류 디맨드 요청 메시지를 전송하고(S840), 콤보 충전기(120)로부터 전류 디맨드 응답 메시지를 수신한다(S842).
충전이 완료될 때까지, 전류 디맨드 요청 메시지의 전송(S840) 및 전류 디맨드 응답 메시지의 수신(S842)이 반복적으로 이루어지는 동안, 콤보 충전기(120)에서 차데모 전기차(110)로 전기가 충전된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 방법에서 충전 완료 단계(S640)의 상세 흐름도이다.
아래에서는, 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 방식 변환 방법에서 충전 완료 단계(S640)를 더욱 상세하게 설명한다.
차데모 전기차(110)에 원하는 만큼의 전기 충전이 이루어지게 되면, 하드웨어 및 소프트웨어적으로 충전 절차가 정상적으로 완료될 수 있도록 해주어야 한다.
전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 차데모 전기차(110)에서의 충전 완료에 따라, 차량 충전 허락(Vehicle Charge Permission) 신호가 오프(OFF)로 변경되고 차량 충전 인에이블 플래그(Vehicle Charging Enable Flag) 신호가 디스에이블(Disable)로 변경되고 충전 전류 요청 값이 0으로 된 것 등을 차데모 인터페이스부(210)의 센싱부(310)를 통해 센싱하게 된다(S900, S902).
이에 따라, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 콤보 기능부(520)는, 콤보 인터페이스부(220)를 통해, 콤보 충전기(120)로 충전 정지 요청을 위한 파워 전송 요청(Power Delivery) 메시지를 전송하여 응답 메시지를 수신한다(S904, S906).
전기차 충전 방식 변환 장치(100)는 콤보 인터페이스부(220)의 스위치부(420)를 통해 충전 상태를 특정 상태(상태 B)로 만들고(S908), 차데모 전기차(110)로 충전 정지 컨트롤 플래그(Charging Stop Control Flag)를 보내서 충전이 정지되었음을 알린다(S912).
이때, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)는 릴레이를 오프시키고(S910), 차데모 전기차(110)는 충전 정지 컨트롤 플래그(Charging Stop Control Flag)의 수신(S912)에 따라 컨택터를 오프시키고(S914), 충전 정지를 위한 각종 값을 전송하고 충전 절차 신호(Charge Sequence Signal 1, Charge Sequence Signal 2) 스위치(들)을 오프(OFF)하여 충전 정지를 할 수 있도록 한다(S913).
전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 차데모 전기차(110)에서 전류 값 등을 검사하는 절연검사가 진행되고, 차데모 인터페이스부(210)에서 전압이 일정한 값 이하로 내려 갔는지를 감사하는 동안, 콤보 인터페이스부(220)를 통해 웰딩 디텍션(Welding Detection) 및 세션 중지(Session Stop)에 대한 요청 및 응답을 콤보 충전기(120)와 수행한다(S916, S918, S920, S922).
전기차 충전 방식 변환 장치(100)는, 세션 중지 요청에 대한 응답을 콤보 충전기(120)로부터 수신하면(S922), 콤보 인터페이스부(220)의 콤보 인렛(102)과 연결되어 잠겨 있는 콤보 충전기(120)의 콤보 커넥터(121)를 열리도록 제어하고(S924), 차데모 전기차(110)의 차데모 인렛(111)에 잠겨 있는 차데모 커넥터(102)가 열리도록 제어하고(S926), 차데모 인터페이스부(210)를 통해 차량 커넥터 잠금 플래그(Vehicle Connector Lock Flag)를 차데모 전기차(110)로 보낸다(S928).
이후, 콤보 충전기(120)는 충전 상태를 충전 완료에 맞게 바꾸어주기 위하여, 상태 B에 해당하는 PWM 신호(100% 듀티)를 전기차 충전 방식 변환 장치(100)로 송신한다(S930). 이에 따라, 전기차 충전 방식 변환 장치(100)의 콤보 인터페이스부(220)에서 언 플러그가 된다(S932).
이후, 콤보 충전기(120)는 상태 A에 해당하는 PWM 신호(100% 듀티)를 전기차 충전 방식 변환 장치(100)로 송신한다(S934).
이상에서 설명한 충전 방식 변환 기능, 즉, 서로 다른 충전 방식의 차데모 전기차(110) 및 콤보 충전기(120) 간의 충전이 가능하도록 충전 방식을 변환해주는 기능은, 차데모 전기차(110) 및 콤보 충전기(120)와는 별도의 전기차 충전 방식 변환 장치(100)에서 구현되었다.
도 7 내지 도 9에서의 단계들 중 일부는 다른 단계와 통합되거나 삭제될 수도 있으며, 2개 이상의 단계로 분리될 수도 있다. 또한, 각 단계의 순서는 바뀔 수도 있다. 즉, "S숫자"로 표시된 각 단계 표시는, 처리 순서를 의미하는 것은 아닐 수 있다.
이와는 다르게, 충전 방식 변환 기능이 콤보 충전기(120)의 내부에서 구현될 수도 있다. 아래에서는, 충전 방식 변환 기능을 갖는 충전기, 즉, 전기차 충전 시스템에 대하여 도 10을 참조하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기차 충전 시스템(1000)을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기차 충전 시스템(1000)은, 콤보 방식의 충전 전기를 공급하는 콤보 충전 장치(1010)와, 콤보 충전 장치(1010)에 연결된 콤보 커넥터(1020)와, 콤보 인렛(1031) 및 차데모 커넥터(1032)를 구비하고 콤보 충전 장치(1010)에서 공급된 충전 전기가 차데모 방식의 충전 장치가 탑재된 차데모 전기차(B)로 충전되도록, 콤보 방식 및 차데모 방식 간의 충전 방식 변환 기능을 제공하는 충전 방식 변환 장치(1030)를 포함한다.
콤보 전기차(A)로 전기 충전을 제공하고자 하는 경우, 콤보 커넥터(1020)는, 콤보 방식의 충전 장치(122)가 탑재된 콤보 전기차(A)의 콤보 인렛(a)과 연결된다.
차데모 전기차(B)로 전기 충전을 제공하고자 하는 경우, 콤보 커넥터(1020)는, 충전 방식 변환 장치(1030)의 콤보 인렛(1031)과 연결될 수 있다.
이와 같이, 콤보 커넥터(1020)가 충전 방식 변환 장치(1030)의 콤보 인렛(1031)과 연결된 경우, 충전 방식 변환 장치(1030)의 차데모 커넥터(1032)는 차데모 전기차(B)의 차데모 인렛(b)과 연결된다.
이러한 충전 방식 변환 장치(1030)는, 도 2 내지 도 5에 도시된 전기차 충전 방식 변환 장치(100)와 그 구성 및 기능이 동일하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 서로 다른 종류의 충전 방식이 적용된 전기차와 충전기 간의 전기 충전을 가능하게 하는 전기차 충전 방식 변환 방법 및 그 장치와, 전기차 충전 시스템을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 콤보 방식에 기반하여 전기를 충전해주는 콤보 충전기가 차데모 방식에 기반하여 전기를 충전하는 차데모 전기차로 전기 충전이 가능하도록 해주는 전기차 충전 방식 변환 방법 및 그 장치와, 전기차 충전 시스템을 제공하는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 차데모 방식의 충전 장치가 탑재된 차데모 전기차와 연결되어 통신하는 차데모 인터페이스부;
    콤보 방식의 충전 장치가 탑재된 콤보 충전기와 연결되어 통신하는 콤보 인터페이스부;
    상기 차데모 방식 기반의 데이터를 상기 콤보 방식 기반의 메시지로 변환하거나, 상기 콤보 방식 기반의 메시지를 상기 차데모 방식 기반의 데이터로 변환하는 프로토콜 변환부; 및
    서로 다른 충전 방식의 충전 장치가 탑재된 상기 콤보 충전기에서 상기 차데모 전기차로 전기 충전을 가능하도록 충전 프로세스 및 타이밍을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 콤보 인터페이스부는,
    상기 콤보 충전기의 콤보 커넥터와 연결되는 콤보 인렛과, 상기 콤보 방식에 필요한 로우 레벨 통신을 하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation)부와, 충전 상태를 반영하기 위한 스위칭부와, 상기 콤보 충전기와 통신하기 위한 PLC(Power Line Communication)부와, 상기 콤보 충전기의 콤보 커넥터를 잠그거나 열기 위한 콤보 커넥터 잠금부와, 상기 콤보 충전기의 콤보 커넥터 및 상기 콤보 인렛 간의 연결 상태를 검사하는 연결 검사부를 포함하고,
    상기 PWM부가 제1듀티의 PWM 신호를 감지하면, 상기 제어부는 상기 콤보 충전기와 디지털 통신이 진행되도록 제어하고,
    상기 콤보 인터페이스부는 상기 콤보 충전기로부터 상기 제1듀티와 다른 제2듀티의 PWM 신호를 수신하면, 언플러그(Unplug) 되며,
    상기 제어부는, 상기 차데모 방식 및 상기 콤보 방식 각각의 충전 프로세스 및 타이밍을 대응시켜 동기화해주고,
    상기 제어부는,
    상기 차데모 인터페이스부와 연결되며, 상기 차데모 방식에 기반하여 상기 차데모 전기차로 전기를 충전해주는 차데모 충전기 역할을 에뮬레이션하는 차데모 기능부와,
    상기 콤보 인터페이스부와 연결되며, 상기 콤보 방식에 기반하여 상기 콤보 충전기로부터 전기를 충전 받는 콤보 전기차 역할을 에뮬레이션하는 콤보 기능부를 포함하고,
    상기 콤보 기능부는,
    상기 콤보 인터페이스부를 통해, 상기 콤보 충전기가 절연검사를 완료할 때까지 케이블 체크 요청 메시지를 상기 콤보 충전기로 송신하여 케이블 체크 응답 메시지를 수신하는 절차를 반복적으로 수행하고, 상기 콤보 충전기에서 절연검사가 완료되면, 상기 콤보 기능부는 릴레이(Relay)를 온 시키고, 상기 차데모 인터페이스부는 특정 충전 시퀀스를 상기 차데모 전기차로 보내며,
    상기 차데모 전기차로부터 충전 정보를 받지 못한 경우, 상기 차데모 전기차의 충전 정보 및 상기 콤보 충전기의 충전기 정보에 대한 교환 타이밍을 맞추기 위하여, 상기 콤보 인터페이스부를 통해, 인증 요청 및 응답을 상기 콤보 충전기와 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 방식 변환 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차데모 방식 기반의 데이터는 CAN(Controller Area Network) 통신 기반의 데이터이고,
    상기 콤보 방식 기반의 메시지는 인터넷 프로토콜(Internet Protocol) 통신 기반의 메시지인 것을 특징으로 하는 전기차 충전 방식 변환 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로토콜 변환부는,
    상기 차데모 전기차의 시리얼 데이터인 CAN 데이터를 상기 차데모 인터페이스부를 통해 수신하여 상기 콤보 충전기에서 사용하는 IP 기반의 메시지로 변환하여 상기 콤보 인터페이스부를 통해 상기 콤보 충전기로 전달하거나,
    상기 콤보 충전기의 IP 기반의 메시지를 상기 콤보 인터페이스부를 통해 수신하여 상기 차데모 전기차에서 사용하는 CAN 데이터로 변환하여 상기 차데모 인터페이스부를 통해 상기 차데모 전기차로 전달하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 방식 변환 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차데모 인터페이스부는,
    상기 차데모 전기차의 차데모 인렛과 연결되는 차데모 커넥터;
    상기 차데모 전기차의 충전 상태를 파악하기 위한 센싱부;
    상기 차데모 전기차로 충전 상황을 알려주기 위한 스위칭부;
    상기 차데모 전기차와 통신하기 위한 CAN부; 및
    상기 차데모 전기차의 차데모 인렛과 연결되는 상기 차데모 커넥터가 잠기거나 열리도록 제어하기 위한 차데모 커넥터 잠금부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 방식 변환 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 차데모 전기차로부터 보내오는 차량 충전 허락 신호의 온 오프를 센싱하여, 상기 차량 충전 허락 신호가 온에 해당하는 신호인 경우 차데모 커넥터 잠김 시점을 파악하고, 상기 차량 충전 허락 신호가 오프에 해당하는 신호인 경우 충전 정지 시점을 파악하며, 파악 결과를 상기 제어부로 알려주는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 방식 변환 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    상기 차데모 전기차에 충전을 시작하도록 충전 시작 스위치를 온-오프 하거나,
    상기 차데모 전기차에게 컨택터를 닫아서 실제로 충전을 시작하게 하거나 상기 컨택터를 열어서 충전을 정지하도록 충전 시작 스위치를 온-오프하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 방식 변환 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이는,
    상기 콤보 충전기가 절연검사를 하는 시점과, 상기 차데모 전기차가 컨택터를 배터리에 연결하는 시점이 서로 맞지 않는 경우, 상기 차데모 전기차가 컨택터를 이미 연결한 상태에서, 상기 콤보 충전기가 절연시험을 하는 동안, 상기 차데모 전기차로 에너지가 전달되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 방식 변환 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 전기차 충전 방식 변환 장치의 전기차 충전 방식 변환 방법에 있어서,
    상기 전기차 충전 방식 변환 장치의 차데모 인터페이스부를 통해 차데모 방식의 충전 장치가 탑재된 차데모 전기차와 연결하고, 상기 전기차 충전 방식 변환 장치의 콤보 인터페이스부를 통해 콤보 방식의 충전 장치가 탑재된 콤보 충전기와 연결하는 초기화 단계;
    상기 차데모 인터페이스부 및 상기 콤보 인터페이스부를 통해, 상기 차데모 전기차 및 상기 콤보 충전기 간에 충전 정보를 교환하고, 상기 차데모 전기차의 충전 가능 상태 및 상기 콤보 충전기의 충전 가능 상태에 대한 정보를 상기 차데모 전기차 및 상기 콤보 충전기와 각각 송수신하는 충전 준비 단계;
    서로 다른 충전 방식의 충전 장치가 탑재된 상기 콤보 충전기에서 상기 차데모 전기차로 전기가 실제로 충전되도록 제어하는 충전 단계; 및
    상기 콤보 충전기에서 상기 차데모 전기차로의 전기 충전이 이루어진 후, 상기 차데모 인터페이스부 및 상기 콤보 인터페이스부를 통해 전기 충전 완료와 관련된 신호를 상기 차데모 전기차 및 상기 콤보 충전기와 각각 송수신하는 충전 완료 단계를 포함하고,
    상기 콤보 인터페이스부는,
    상기 콤보 충전기의 콤보 커넥터와 연결되는 콤보 인렛과, 상기 콤보 방식에 필요한 로우 레벨 통신을 하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation)부와, 충전 상태를 반영하기 위한 스위칭부와, 상기 콤보 충전기와 통신하기 위한 PLC(Power Line Communication)부와, 상기 콤보 충전기의 콤보 커넥터를 잠그거나 열기 위한 콤보 커넥터 잠금부와, 상기 콤보 충전기의 콤보 커넥터 및 상기 콤보 인렛 간의 연결 상태를 검사하는 연결 검사부를 포함하고,
    상기 충전 준비 단계는, 상기 콤보 인터페이스부의 상기 PWM부에 의해 제1듀티의 PWM 신호가 감지됨에 따라 진행되고,
    상기 충전 완료 단계에서, 상기 콤보 인터페이스부는, 상기 콤보 충전기로부터 상기 제1듀티와 다른 제2듀티의 PWM 신호를 수신하면, 언플러그(Unplug) 되며,
    상기 전기차 충전 방식 변환 장치는, 상기 차데모 방식 및 상기 콤보 방식 각각의 충전 프로세스 및 타이밍을 대응시켜 동기화해주고,
    상기 전기차 충전 방식 변환 장치는,
    상기 차데모 인터페이스부와 연결되며, 상기 차데모 방식에 기반하여 상기 차데모 전기차로 전기를 충전해주는 차데모 충전기 역할을 에뮬레이션하는 차데모 기능부와,
    상기 콤보 인터페이스부와 연결되며, 상기 콤보 방식에 기반하여 상기 콤보 충전기로부터 전기를 충전 받는 콤보 전기차 역할을 에뮬레이션하는 콤보 기능부를 포함하고,
    상기 콤보 기능부는,
    상기 콤보 인터페이스부를 통해, 상기 콤보 충전기가 절연검사를 완료할 때까지 케이블 체크 요청 메시지를 상기 콤보 충전기로 송신하여 케이블 체크 응답 메시지를 수신하는 절차를 반복적으로 수행하고, 상기 콤보 충전기에서 절연검사가 완료되면, 상기 콤보 기능부는 릴레이(Relay)를 온 시키고, 상기 차데모 인터페이스부는 특정 충전 시퀀스를 상기 차데모 전기차로 보내며,
    상기 차데모 전기차로부터 충전 정보를 받지 못한 경우, 상기 차데모 전기차의 충전 정보 및 상기 콤보 충전기의 충전기 정보에 대한 교환 타이밍을 맞추기 위하여, 상기 콤보 인터페이스부를 통해, 인증 요청 및 응답을 상기 콤보 충전기와 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 방식 변환 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 초기화 단계에서는,
    상기 콤보 충전기의 콤보 커넥터가 상기 콤보 인터페이스부의 콤보 인렛과 연결되면, 상기 콤보 충전기의 컨트롤 파일럿(Control Pilot)을 통해 전원을 공급받아 전원을 켜고,
    상기 전원이 켜지면, 상기 콤보 충전기와 연결이 제대로 되었는지에 대한 커넥터 연결 검사를 하고, 상기 콤보 충전기로부터 특정 듀티 사이클의 PWM 신호가 수신되는지를 검사하면서, 상기 차데모 인터페이스부를 통해 상기 차데모 전기차와 연결되도록 상기 차데모 전기차로 충전 시작 신호를 보내며,
    상기 차데모 전기차가 상기 차데모 인터페이스부를 통해 연결되는 동안, 상기 콤보 충전기와 상기 콤보 인터페이스부 간의 연결에 대하여, 상기 콤보 인터페이스부의 PWM부가 특정 듀티 사이클의 PWM 신호를 감지하면, 상기 콤보 충전기와 디지털 통신을 진행하고,
    상기 콤보 충전기와 디지털 통신을 진행하는 동안, 실제에 충전에 들어가기까지 상기 차데모 인터페이스부 및 상기 차데모 전기차 간의 통신이 유지되도록, 상기 차데모 인터페이스부를 통해 상기 차데모 전기차와 충전 파라미터를 교환하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 방식 변환 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 콤보 충전기와 디지털 통신을 진행하는 동안, 상기 디지털 통신을 진행함으로써, PLC를 통해 메시지 교환을 시작하여, 상기 전기차 충전 방식 변환 장치의 콤보 기능부가 처리할 수 있는 프로토콜 메시지, 요청 서비스 정보 및 지불 수단 정보 중 하나 이상을 상기 콤보 충전기와 교환하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 방식 변환 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 충전 준비 단계는,
    상기 차데모 전기차의 충전 정보 및 상기 콤보 충전기의 충전기 정보를 상기 차데모 전기차 및 상기 콤보 충전기 간에 교환시켜 주고,
    상기 차데모 전기차로부터 차량 충전 허락 신호 및 차량 충전 인에이블 플래그 신호를 수신하여, 차량 상기 차데모 인터페이스부의 차데모 커넥터 잠금부를 통해 상기 차데모 커넥터가 잠기게 제어하고, 상기 콤보 인터페이스부의 콤보 커넥터 잠금부를 통해 상기 콤보 충전기의 콤보 커넥터가 잠기게 제어하며,
    상기 콤보 충전기가 절연검사를 하는 시간을 주기 위하여, 상기 콤보 인터페이스부를 통해, 케이블 체크 요청 메시지를 상기 콤보 충전기로 송신하고 케이블 체크 응답 메시지를 상기 콤보 충전기로부터 수신하는 것을 일정 시간 동안 반복하고,
    상기 콤보 충전기에서 절연검사가 완료되면, 상기 차데모 전기차가 컨택터(Contactor)를 연결하여 상기 차데모 전기차의 충전 준비가 완료되도록 제어하며,
    상기 차데모 전기차로부터 실제 충전에 필요한 데이터를 수신하면, 상기 수신한 데이터를 상기 콤보 충전기에서 필요한 프리 충전 요청 메시지로 변경하여 상기 콤보 충전기로 전송하고,
    상기 차데모 전기차에서의 센싱 전압과 전류 값이 일정 범위를 넘어서면 상기 차데모 전기차의 충전 준비가 완료되었음을 알리는 파워 전달 요청 메시지를 상기 콤보 충전기로 전송하여 파워 전달 응답 메시지를 상기 콤보 충전기로부터 수신하며,
    상기 충전 단계가 진행되도록, 상기 차데모 전기차로부터 받은 전압 및 전류 값을 포함하는 정보를 전류 디맨드 메시지로 변환하여 상기 콤보 충전기를 전송하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 방식 변환 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 차데모 전기차로부터 상기 차데모 전기차의 충전 정보를 받지 못한 경우, 상기 차데모 전기차의 충전 정보 및 상기 콤보 충전기의 충전기 정보에 대한 교환 타이밍을 맞추기 위하여, 컨트랙트 인증 요청 및 응답을 상기 콤보 충전기와 반복적으로 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 방식 변환 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 충전 단계는,
    상기 차데모 전기차로부터 받은 전압 및 전류 값을 포함하는 정보를 전류 디맨드 요청 메시지로 변환하여 상기 콤보 충전기로 상기 전류 디맨드 요청 메시지를 전송하고, 상기 콤보 충전기로부터 전류 디맨드 응답 메시지를 수신하며,
    상기 전류 디맨드 요청 메시지의 전송 및 상기 전류 디맨드 응답 메시지의 수신이 반복적으로 이루어지는 동안, 상기 콤보 충전기에서 상기 차데모 전기차로 전기가 충전되는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 방식 변환 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 충전 완료 단계는,
    상기 차데모 전기차에서의 충전 완료에 따라, 차량 충전 허락 신호가 오프(OFF)로 변경되고 차량 충전 인에이블 플래그 신호가 디스에이블(Disable)로 변경된 것을 센싱하면, 상기 콤보 충전기로 충전 정지 요청을 위한 파워 전송 요청 메시지를 전송하여 응답 메시지를 수신하고,
    상기 콤보 인터페이스부의 스위치부를 통해 충전 상태를 특정 상태로 만들고, 상기 차데모 전기차로 충전 정지 컨트롤 플래그를 보내서 충전이 정지되었음을 알리며,
    상기 차데모 전기차에서 절연검사가 진행되는 동안, 상기 콤보 인터페이스부를 통해 웰딩 디텍션(Welding Detection) 및 세션 중지(Session Stop)에 대한 요청 및 응답을 상기 콤보 충전기와 수행하며,
    상기 세션 중지의 요청에 대한 응답을 상기 콤보 충전기로부터 수신하면, 상기 콤보 인터페이스부와 연결되어 잠겨 있는 상기 콤보 충전기의 콤보 커넥터가 열리도록 제어하고, 상기 차데모 전기차의 차데모 인렛에 잠겨 있는 차데모 커넥터가 열리도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 방식 변환 방법.
  19. 삭제
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