KR101704135B1 - 전기차의 충전계통 검사 장치 및 그 방법 - Google Patents

전기차의 충전계통 검사 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기차의 충전계통 검사 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 전기차 조립 라인에서 전기차의 충전계통이 정상적으로 동작하는지의 여부를 검사함에 있어서, CAN(Controller Area Network) 통신을 기반으로 전기차 내 통신계를 검사하고, 충전전류를 서서히 높이면서 공급하고 그에 따른 충전 파라미터 곡선과 파형을 모니터링 하여 충전계를 검사하는 전기차의 충전계통 검사 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 전기차의 충전계통 검사 장치에 있어서, 전기차 조립 라인에 위치한 차종을 인식하는 차종 인식부; 전기차의 충전구와 연결되는 연결부; 상기 연결부를 통해 전기차 내 BMS(Battery Management System)와 통신하는 통신부; 상기 연결부를 통해 상기 BMS로 충전전류를 공급하는 충전부; 및 상기 차종 인식부에 의해 인식된 차종에 상응하는 설정정보를 기반으로 전기차의 충전계통에 대한 검사를 수행하는 검사부를 포함한다.

Description

전기차의 충전계통 검사 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR TESTING ELECTRIC VEHICLE CHARGING AND METHOD THEREOF}
본 발명은 전기차의 충전계통 검사 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기차 조립 라인에서 전기차 내 충전계통이 정상적으로 동작하는지의 여부를 검사하는 기술에 관한 것이다.
본 발명에서 충전계통은 통신계와 충전계로 구분되는데, 통신계는 전기차의 충전구(charging inlet)와 BMS(Battery Management System) 사이의 배선(wiring)과 커넥터 및 상기 BMS를 포함하고, 충전계는 상기 BMS와 고전압 배터리 사이의 배선과 커넥터 및 상기 고전압 배터리의 회로를 포함한다.
전기차는 동력원으로서 고전압 배터리를 이용하기 때문에 고전압 배터리의 충전에 관여하는 충전계통에 이상이 발생할 경우, 이는 전기차 전체의 성능에 악영향을 끼치는 요소로 작용한다.
따라서, 전기차 양산 과정에서 전기차의 충전계통을 검사하는 과정이 필수적이다.
하지만, 세계적으로 전기차를 양산하는 국가가 매우 드물고, 실제 출시되는 전기차의 수가 매우 적기 때문에 전기차 조립 라인에서 전기차의 충전계통을 검사할 수 있는 인프라를 구축하기에는 현실적으로 어려움이 있다.
이에, 전기차 조립 라인에서 전기차 내 충전계통의 정상 여부를 검사할 수 있는 장비에 대한 개발이 시급하다.
상기와 같은 요구에 부응하기 위하여, 본 발명은 전기차 조립 라인에서 전기차의 충전계통이 정상적으로 동작하는지의 여부를 검사함에 있어서, CAN(Controller Area Network) 통신을 기반으로 전기차 내 통신계를 검사하고, 충전전류를 서서히 높이면서 공급하고 그에 따른 충전 파라미터 곡선과 파형을 모니터링 하여 충전계를 검사하는 전기차의 충전계통 검사 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 전기차의 충전계통 검사 장치에 있어서, 전기차 조립 라인에 위치한 차종을 인식하는 차종 인식부; 전기차의 충전구와 연결되는 연결부; 상기 연결부를 통해 전기차 내 BMS(Battery Management System)와 통신하는 통신부; 상기 연결부를 통해 상기 BMS로 충전전류를 공급하는 충전부; 및 상기 차종 인식부에 의해 인식된 차종에 상응하는 설정정보를 기반으로 전기차의 충전계통에 대한 검사를 수행하는 검사부를 포함한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 전기차의 충전계통 검사 방법에 있어서, 차종 인식부가 전기차 조립 라인에 위치한 차종을 인식하는 단계; 연결부가 전기차의 충전구와 연결하는 단계; 통신부가 상기 연결부를 통해 전기차 내 BMS(Battery Management System)와 통신하는 단계; 충전부가 상기 연결부를 통해 상기 BMS로 충전전류를 공급하는 단계; 및 검사부가 상기 인식된 차종에 상응하는 설정정보를 기반으로 전기차의 충전계통에 대한 검사를 수행하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 전기차 조립 라인에서 전기차의 충전계통이 정상적으로 동작하는지의 여부를 검사함에 있어서, CAN(Controller Area Network) 통신을 기반으로 전기차 내 통신계를 검사하고, 충전전류를 서서히 높이면서 공급하고 그에 따른 충전 파라미터 곡선과 파형을 모니터링 하여 충전계를 검사함으로써, 출하전에 완성차 상태에서 신속하게 검사를 완료할 수 있어 완성차에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전기차 조립 라인에서 전기차의 충전계통이 정상적으로 동작하는지의 여부를 검사함에 있어서, CAN(Controller Area Network) 통신을 기반으로 전기차 내 통신계를 검사하고, 충전전류를 서서히 높이면서 공급하고 그에 따른 충전 파라미터 곡선과 파형을 모니터링 하여 충전계를 검사함으로써, 전기차의 충전계통을 검사하는데 필요한 검사 프로그램을 전기차 내 BMS에 저장하지 않고도 전기차의 충전계통을 검사할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 전기차의 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 전기차의 충전계통 검사 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 검사부의 일실시예 상세 구성도,
도 4 는 본 발명에 따른 전기차의 충전계통 검사 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 전기차의 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 전기차는 충전계통(100)으로서, BMS(110)와 고전압 배터리(120)를 포함한다.
아울러, 도면에는 도시되지 않았지만, 통신계로서 전기차의 충전구(charging inlet)와 BMS(Battery Management System) 사이의 배선(wiring)과 커넥터를 더 포함하고, 충전계로서, BMS와 고전압 배터리 사이의 배선과 커넥터 및 상기 고전압 배터리의 회로를 포함한다.
여기서, BMS(110)는 본 발명에 따른 검사 장치(200)로부터 웨이크 업 신호를 전송받고 그에 상응하는 응답신호(Low 신호)를 CAN 통신을 통해 검사 장치(200)로 전송하여 CAN 통신이 정상임을 알린다.
또한, BMS(110)는 본 발명에 따른 검사 장치(200)로부터 인가되는 충전전류를 바탕으로 고전압 배터리(120)를 충전하고, 그때의 충전 파라미터 곡선과 파형을 검출하여 CAN 통신을 통해 검사 장치(200)로 전송한다.
도 2 는 본 발명에 따른 전기차의 충전계통 검사 장치에 대한 일실시예 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기차의 충전계통 검사 장치는, 차종 인식부(10), 연결부(20), 통신부(30), 충전부(40), 검사부(50), 및 저장부(60)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 차종 인식부(10)는 전기차 조립 라인에 위치한 차량의 종류를 인식한다. 일례로, 차종 인식부(10)는 바코드를 기반으로 차량의 종류를 인식할 수도 있고, RFID 방식으로 차량의 종류를 인식할 수도 있다.
다음으로, 연결부(20)는 검사 장치(200)를 전기차의 충전구에 연결하는 일종의 커플러이다. 상기 충전구는 통신용 포트와 충전용 포트를 구비하고 있어 검사 장치(200)와 BMS(110) 사이의 통신은 물론 충전을 가능하게 한다.
다음으로, 통신부(30)는 일례로 CAN 통신 모듈로서, 검사부(50)의 제어하에 연결부(20)를 통해 전기차 내 BMS(110)와 통신한다. 즉, 통신부(30)는 연결부(20)가 전기차의 충전구와 연결되면 전기차의 BMS(110)와 CAN 통신이 정상적으로 동작하는지 검사할 수 있도록 CAN 신호를 주고 받는다. 즉, CAN 통신에 관여하는 통신계의 이상 여부를 검사할 수 있도록 CAN 신호를 주고 받는다. 이때, 걸리는 시간은 2초 이내가 바람직하다.
또한, 통신부(30)는 BMS(110)로부터 충전 파라미터 곡선을 수신한다.
다음으로 충전부(40)는 일례로 전원 공급 모듈로서, 검사부(50)의 제어하에 연결부(20)를 통해 전기차 내 BMS(110)로 충전전류를 공급한다. 즉, 충전부(40)는 전기차 내 BMS(110)와의 CAN 통신이 정상적으로 이루어지고 있는 상태에서, 전기차 내 BMS(110)로 충전전류를 공급한다.
다음으로, 검사부(50)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 제어한다.
특히, 검사부(50)는 차종 인식부(10)에 의해 인식된 차량의 종류에 상응하는 설정정보(통신방식, 충전방식)를 기반으로 충전계통에 대한 검사를 수행한다.
즉, 검사부(50)는 검사 대상 차종에 상응하는 통신방식으로 전기차 내 BMS(110)와 통신을 시도하도록 통신부(30)를 제어한다. 이때, 통신방식은 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), 플렉스레이(FlexRay), MOST(Media Oriented System Transport) 등을 포함한다. 이하, CAN 통신을 예로 들어 설명한다.
또한, 검사부(50)는 전기차의 BMS(110)와의 CAN 통신 상태가 정상임에 따라 검사 대상 차종에 상응하는 충전방식으로 충전전류를 공급하도록 충전부(40)를 제어한다. 이때, 충전방식은 정해진 시간 동안 충전전류를 서서히(선형적으로) 높이는 방식이 바람직하다. 예를 들어, 정해진 시간이 20초이고, 초기 충전전류가 40A이고 최종 충전전류가 60A이면 1초에 1A씩 선형적으로 증가시킨다.
또한, 검사부(50)는 전기차의 BMS(110)로부터 충전전류 공급에 따른 충전 파라미터 곡선을 제공받으면, 기준 파라미터와 비교하여 충전계통의 정상 여부를 판단한다.
또한, 검사부(50)는 각 전기차 내 충전계통의 검사결과를 저장부(60)에 저장한다.
부가적으로, 본 발명은 PC(Personal Computer) 접속부(미도시)를 더 구비하여 저장부(60)에 저장되어 있는 검사결과를 PC로 전송하는 것은 물론 그 이력이 관리되도록 할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 CAN 통신을 통하여 BMS(110)를 검사하고, 실제로 충전을 수행함으로써 전기차의 충전성능에 대해서 보다 완벽하게 보증, 검사할 수 있다.
또한, 본 발명은 양산성을 확보하면서 품질향상을 이루어야 하는 자동차 생산공장에서 특히 유용한 기술이며, 본 기술로 인하여 최적화 검사 작업시간을 확보하고, 양산성이 확보된 전기차의 충전성능에 대한 품질을 검사할 수 있다. 아울러, 보다 짧은 시간에 보다 넓은 영역의 전기차 성능검사를 수행함으로써, 효율성을 극대화할 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 검사부의 일실시예 상세 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 검사부(50)는, 메모리(51), 비교기(52), 및 판단기(53)를 포함한다.
먼저, 메모리(51)는 충전전류에 상응하는 기준 파라미터를 저장한다.
비교기(52)는 메모리(51)에 저장되어 있는 기준 파라미터와 통신부(30)를 통해 수신한 충전 파라미터 곡선을 비교한다.
판단기(53)는 비교기(52)에 의한 비교 결과를 기반으로 충전계통의 정상 여부를 판단한다. 즉, 판단기(53)는 충전계통의 파라미터와 기준 파라미터 사이의 차이가 임계범위 이내에 있으면 정상으로 판단하고, 임계범위를 초과하면 비정상으로 판단한다.
도 4 는 본 발명에 따른 전기차의 충전계통 검사 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 차종 인식부(10)가 전기차 조립 라인에 위치한 차종을 인식한다(401).
그리고, 연결부(20)가 관리자에 의해 전기차의 충전구에 연결된다(402).
이후, 통신부(30)가 연결부(20)를 통해 전기차 내 BMS(Battery Management System)와 통신한다(403).
이후, 충전부(40)가 연결부(20)를 통해 BMS로 충전전류를 공급한다(404).
이후, 검사부(50)가 차종 인식부(10)에 의해 인식된 차종에 상응하는 설정정보를 기반으로 전기차의 충전계통에 대한 검사를 수행한다(405). 즉, 차종에 상응하는 충전방식으로 충전전류를 공급하도록 충전부(40)를 제어하고, 상기 충전전류에 상응하는 충전 파라미터를 기준 파라미터와 비교하여 충전계통의 정상 여부를 판단한다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10 : 차종 인식부
20 : 연결부
30 : 통신부
40 : 충전부
50 : 검사부
60 : 저장부

Claims (14)

  1. 전기차 조립 라인에 위치한 차종을 인식하는 차종 인식부;
    전기차의 충전구와 연결되는 연결부;
    상기 연결부를 통해 전기차 내 BMS(Battery Management System)와 통신하는 통신부;
    상기 연결부를 통해 상기 BMS로 충전전류를 공급하는 충전부; 및
    상기 차종 인식부에 의해 인식된 차종에 상응하는 설정정보를 기반으로 전기차의 충전계통에 대한 검사를 수행하는 검사부를 포함하되,
    상기 검사부는,
    상기 인식된 차종에 상응하는 통신방식으로 BMS와 통신하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차의 충전계통 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 차종에 상응하는 충전방식으로 충전전류를 공급하도록 상기 충전부를 제어하고, 상기 충전전류에 상응하는 충전 파라미터를 상기 통신부를 통해 수신한 후 기준 파라미터와 비교하여 충전계통의 정상 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전기차의 충전계통 검사 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 검사부는,
    충전전류에 상응하는 기준 파라미터를 저장하는 메모리;
    상기 메모리에 저장되어 있는 기준 파라미터와 상기 통신부를 통해 수신한 충전 파라미터를 비교하는 비교기; 및
    상기 충전 파라미터와 상기 기준 파라미터 사이의 차이가 임계범위 이내이면 정상으로 판단하고, 임계범위를 초과하면 비정상으로 판단하는 판단기
    를 포함하는 전기차의 충전계통 검사 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 BMS와의 통신상태가 정상인 경우에 충전전류를 공급하도록 상기 충전부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차의 충전계통 검사 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사부의 검사 결과를 외부의 PC(Personal Computer)로 전송하기 위한 PC 접속부
    를 더 포함하는 전기차의 충전계통 검사 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전계통은,
    통신계와 충전계로 구분되며, 상기 통신계는 전기차의 충전구와 BMS 사이의 배선과 커넥터 및 상기 BMS를 포함하고, 상기 충전계는 상기 BMS와 고전압 배터리 사이의 배선과 커넥터 및 상기 고전압 배터리의 회로를 포함하는 전기차의 충전계통 검사 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 차종 인식부는,
    바코드를 기반으로 차량의 종류를 인식하는 것을 특징으로 하는 전기차의 충전계통 검사 장치.
  8. 차종 인식부가 전기차 조립 라인에 위치한 차종을 인식하는 단계;
    연결부가 전기차의 충전구와 연결하는 단계;
    통신부가 상기 연결부를 통해 전기차 내 BMS(Battery Management System)와 통신하는 단계;
    충전부가 상기 연결부를 통해 상기 BMS로 충전전류를 공급하는 단계; 및
    검사부가 상기 인식된 차종에 상응하는 설정정보를 기반으로 전기차의 충전계통에 대한 검사를 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 검사 단계는,
    상기 인식된 차종에 상응하는 통신방식으로 BMS와 통신하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차의 충전계통 검사 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 검사 단계는,
    상기 차종에 상응하는 충전방식으로 충전전류를 공급하도록 상기 충전부를 제어하는 단계; 및
    상기 충전전류에 상응하는 충전 파라미터를 기준 파라미터와 비교하여 충전계통의 정상 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는 전기차의 충전계통 검사 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 판단 단계는,
    충전전류에 상응하는 기준 파라미터를 저장하는 단계;
    메모리에 저장되어 있는 기준 파라미터와 상기 통신부를 통해 수신한 충전 파라미터를 비교하는 단계;
    상기 비교결과, 상기 충전 파라미터와 상기 기준 파라미터 사이의 차이가 임계범위 이내이면 정상으로 판단하는 단계; 및
    상기 비교결과, 상기 충전 파라미터와 상기 기준 파라미터 사이의 차이가 임계범위를 초과하면 비정상으로 판단하는 단계
    를 포함하는 전기차의 충전계통 검사 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 충전부 제어 단계는,
    상기 BMS와의 통신상태가 정상인 경우에 충전전류를 공급하도록 상기 충전부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차의 충전계통 검사 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 검사부의 검사 결과를 외부의 PC(Personal Computer)로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 전기차의 충전계통 검사 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 충전계통은,
    통신계와 충전계로 구분되며, 상기 통신계는 전기차의 충전구와 BMS 사이의 배선과 커넥터 및 상기 BMS를 포함하고, 상기 충전계는 상기 BMS와 고전압 배터리 사이의 배선과 커넥터 및 상기 고전압 배터리의 회로를 포함하는 전기차의 충전계통 검사 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 차종 인식 단계는,
    바코드를 기반으로 차량의 종류를 인식하는 것을 특징으로 하는 전기차의 충전계통 검사 방법.
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