KR101848610B1 - 실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 모듈에서의 실시간 충전 데이터 모니터링 방법은 상기 충전 제어 모듈의 데이터 링크 계층에서의 데이터 수신을 감지하는 단계와 상기 데이터 수신이 감지되면, 수신된 데이터를 내부 버퍼에 저장하는 단계와 상기 저장된 데이터를 이용하여 L2 메시지를 생성하는 단계와 상기 생성된 L2 메시지를 LAN(Local Area Network) 통신을 통해 미리 지정된 모니터링 장비에 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 전기차 충전 시스템상에서 송수신되는 데이터를 보다 실시간으로 수집하여 모니터링할 수 있는 장점이 있다.

Description

실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템{METHOD, APPARUTUS AND SYSTME FOR MONITORING REALTIME CHARGING DATA}

본 발명은 차량 충전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게 충전 제어 모듈(CCM: Charging Control Module)과 충전기 사이에 교환되는 정보를 실시간 모니터링하는 것이 가능한 실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 장치 및 시스템에 관한 것이다.

플러그-인-하이브리드 전기 자동차(PHEV, plug-in-hybrid electric vehicle)와 같은 전기 자동차(EV, Electric Vehicle)는 낮은 에너지 소비 및 낮은 공기 오염 등과 같은 장점을 가지고 있기 때문에, 최근에 이슈가 되어왔다. 전기 자동차는 특히 스마트 그리드(smart grid)의 파라다임(paradigm)에서 환경 오염과 에너지 절약을 해결하는 데 중요한 역할을 한다.

전기 자동차의 특성 때문에, 전기 자동차 소유자는 택시 승차장, 주차장, 공중전화 부스(booth), 차도, 또는 집의 차고에서 자신의 자동차를 충전할 수 있다. 또한, 전기 자동차 소유자는 주유소와 같은 공중 충전소에서도 자신의 자동차를 충전할 수 있다.

일반적으로, 전기 자동차를 충전하는 시스템에는 분산 충전 제어 시스템(distributed coordination) 및 중앙 충전 제어 시스템(centralized coordination)과 같은 두 가지 타입들의 전기 자동차 충전 제어 시스템들이 있다.

분산 충전 제어 시스템은 주택 또는 사무실에 있는 충전소, 또는 공공 충전소를 포함한다. 분산 충전 제어 시스템에서 충전 관리를 위해, 주택 에너지 제어 박스(home energy control box) 또는 스마트 충전기(smart charger)가 독립형의 주택 충전소 및 주택 충전소의 네트워크에 통합되어야 한다.

충전기가 네트워크 연결되어 관리되는 경우, 충전기와 전기 자동차의 충전 제어 시스템 사이에 교환되는 정보를 모니터링하는 것은 전체 충전 시스템의 장애 분석 및 관리를 위해 중요하다.

따라서, 최근에는 차량 충전 시 충전기와 차량 내 탑재된 충전 제어 모듈(CCM: Charging Control Module) 사이에 송수신되는 데이터에 대한 모니터링 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

종래에는 Auronic사의 DC.chargeStressor 및 Enterop Test System과 같은 충전기와 전기 자동차 사이의 통신 성능 등을 테스팅하기 위한 시뮬레이터 기반의 장비가 출시되었다.

도 1은 종래 기술에 따른 Man-IN-The-Middle 방식의 충전 데이터 모니터링 방법 및 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 충전기와 충전 제어 모듈에 각각 네트워크 연결된 2개의 네트워크 연결 장비를 구비하고, 각각의 네트워크 연결 장비에 연결된 노트북 등의 모니터링 장비를 이용하여 충전기와 전기 자동차 내 탑재된 충전 제어 모듈 사이에 송수신되는 데이터 및 제어 신호를 모니터링하는 Man-In-The-Middle 방식이 사용되었다. 현재 Man-In-The-Middle 방식을 지원하는 장비는 Altran사의 PLC(Power Line Communication) Tracer와 Vector사의 CANoe.IP가 대표적이다.

하지만, Man-In-The-Middle 방식은 네트워크 연결 장비 내에서의 시간 지연(Time Delay)에 따른 실시간 데이터 모니터링이 어려울 뿐만 아니라 데이터 정합성이 떨어지는 단점이 있었다.

또한, Man-In-The-Middle 방식은 네트워크 연결 장비 내에서의 시간 지연(Time Delay) 및 데이터 정합 문제 발생 시 충전이 불가하거나 충전 데이터 모니터링이 불가한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 본 발명의 목적은 실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 데이터 정합성이 높고 네트워크 지연을 최소화시키는 것이 가능한 실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 데이터 링크 계층 데이터의 미러링을 통해 이더넷 Raw 데이터를 취득 및 분석함으로써 장애 분석이 용이한 실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 이더넷 데이터와 CAN(Controller Area Network) 데이터의 동기화를 통한 통신 게이트웨이 기능을 제공하는 것이 가능한 실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 모듈에서의 실시간 충전 데이터 모니터링 방법은 상기 충전 제어 모듈의 데이터 링크 계층에서의 데이터 수신을 감지하는 단계와 상기 데이터 수신이 감지되면, 수신된 데이터를 내부 버퍼에 저장하는 단계와 상기 저장된 데이터를 이용하여 L2 메시지를 생성하는 단계와 상기 생성된 L2 메시지를 LAN(Local Area Network) 통신을 통해 미리 지정된 모니터링 장비에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 감지된 수신 데이터는 상기 충전 제어 모듈과 전력선 통신을 수행하는 충전기의 응용 계층에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 감지된 수신 데이터는 상기 충전 제어 모듈의 응용 계층에 의해 생성된 데이터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 감지된 수신 데이터는 상기 충전 제어 모듈과 고속 CAN(Controller Area Network) 통신을 수행하는 전자 제어 기기에 의해 생성된 데이터를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 전자 제어 기기는 배터리 관리 시스템 및 온 보드 충전기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 L2 메시지에 포함된 발신지 주소 및 목적지 주소는 각각 상기 충전 제어 모듈에 대응되는 MAC 주소 정보 및 상기 모니터링 장비에 대응되는 MAC 주소가 설정될 수 있다.

또한, 상기 L2 메시지는 상기 충전 제어 모듈의 SPI(Serial Peripheral Interface)포트에 결속되는 SPI To Ethernet 모듈을 통해 상기 모니터링 장비에 전송될 수 있다.

또한, 상기 L2 메시지가 상기 LAN 통신을 통해 상기 SPI To Ethernet 모듈로부터 상기 모니터링 장비에 전송될 수 있다.

또한, 상기 실시간 충전 데이터 모니터링 방법은 상기 감지된 수신 데이터가 상기 충전 제어 모듈의 물리 계층으로부터 수신된 경우, 상기 감지된 수신 데이터를 상기 충전 제어 모듈의 네트워트 계층으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 실시간 충전 데이터 모니터링 장치는 전력선 통신을 통해 데이터를 송수신하는 전력선 통신 모듈과 고속 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 데이터를 송수신하는 고속 CAN 통신 모듈과 데이터 수신이 감지되면 모니터링 장비에 전송할 L2 메시지를 생성하는 L2 메시지 생성부와 상기 생성된 L2 메시지를 외부 결속된 SPI(Serial Peripheral Interface) To Ethernet 모듈에 전달하기 위한 SPI 포트를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 감지된 수신 데이터는 상기 전력선 통신을 통해 연동되는 충전기의 응용 계층에 의해 생성된 데이터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 감지된 수신 데이터는 상기 실시간 충전 데이터 모니터링 장치의 응용 계층에 의해 생성된 데이터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 감지된 수신 데이터는 상기 고속 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 연동되는 차량 내 전자 제어 기기에 의해 생성된 데이터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 전자 제어 기기는 배터리 관리 시스템 및 온 보드 충전기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 L2 메시지에 포함된 발신지 주소 및 목적지 주소는 각각 상기 실시간 충전 데이터 모니터링 장치에 대응되는 MAC 주소 정보 및 상기 모니터링 장비에 대응되는 MAC 주소가 설정될 수 있다.

또한, 상기 L2 메시지가 LAN(Local Area Network) 통신을 통해 상기 SPI To Ethernet 모듈로부터 상기 모니터링 장비에 전송될 수 있다.

또한, 상기 감지된 수신 데이터가 상기 실시간 충전 데이터 모니터링 장치의 물리 계층으로부터 수신된 경우, 상기 감지된 수신 데이터를 상기 실시간 충전 데이터 모니터링 장치의 네트워트 계층으로 전송할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예는 상기한 실시간 충전 데이터 모니터링 방법들 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 실시간 충전 데이터 모니터링 시스템은 차량에 전력을 공급하는 충전기와 상기 충전기와 전력선 통신을 통해 데이터를 송수신하고, 상기 충전기로부터 데이터가 수신되면, 상기 수신된 데이터에 대응되는 L2 메시지를 생성하고, 상기 L2 메시지를 구비된 SPI(Serial Peripheral Interface) 포트를 통해 전송하는 충전 제어 모듈과 상기 SPI 포트에 결속되는 SPI To Ethernet 모듈로부터 LAN(Local Area Network) 통신을 통해 상기 L2 메시지를 수신하는 모니터링 장비를 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 발명에 따른 방법, 장치, 시스템에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 데이터 정합성이 높고 네트워크 지연을 최소화시키는 것이 가능한 실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 데이터 링크 계층 데이터의 미러링을 통해 이더넷 Raw 데이터를 취득 및 분석함으로써 장애 분석이 용이한 실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 이더넷 데이터와 CAN(Controller Area Network) 데이터의 동기화를 통한 통신 게이트웨이 기능을 제공하는 것이 가능한 실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 장점이 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 장점 및 효과는 이상에서 언급한 장점 및 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 Man-IN-The-Middle 방식의 충전 데이터 모니터링 방법 및 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 통신 네트워크 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 충전 데이터 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 모듈의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 충전 데이터 모니터링 방법을 설명하기 위한 프로토콜 계층간 메시지 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 실시간 충전 데이터 모니터링 방법을 설명하기 위한 프로토콜 계층간 메시지 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 모듈에서의 메시지 미러링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

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.

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 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하에서는 도2 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 시스템에서의 통신 네트워크 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 전기차 충전 시스템은 충전기(210), 충전 제어 모듈(CCM: Charging Control Module, 220), 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System, 230), 온 보드 충전기(OBC: On-Board Charger, 240) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

충전기(210)와 충전 제어 모듈(220)은 전력선 통신(PLC: Power Link Communication)를 통해 전력뿐만 아니라 충전 관련 데이터 및 제어 신호를 교환할 수 있다.

전력선을 타고 들어오는 전력 및 통신 신호는 차량 내에서 분리되어 전력은 배터리 충전을 위해 사용되고, 통신 신호는 충전 제어 모듈(220)에 전달될 수 있다.

전력선 통신에 사용되는 전송 프로토콜은 Ethernet 통신이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

충전 제어 모듈(220)은 차량 내 고속 CAN 통신을 통해 전기자 충전과 관련된 각종 전자 제어 기기(ECU: Electronic Control Unit)와의 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 전기차 충전과 관련된 전자 제어 기기는 배터리 관리 시스템(230) 및 온 보드 충전기(240)를 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

배터리 관리 시스템(230)은 배터리 보호용 회로를 구비하여, 배터리에 인가되는 과전압/과전류를 차단하거나, 배터리상에서 과전류/과전압이 방전되는 것을 방지하는 기능을 제공할 수 있다. 또한, 배터리 관리 시스템(230)은 배터리상의 과열을 감지하고, 감지 결과에 따라 충전 또는 방전되는 것을 차단하는 기능을 제공할 수도 있다.

온 보드 충전기(240)는 충전 기능을 하는 전장품으로 충전기(210)로부터 수신되는 전력을 배터리에 충전하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, 온 보드 충전기(240)는 충전기(210)로부터 공급되는 교류 전원(AC)을 승압하고 직류 전원(DC)으로 변환하여 배터리에 충전시키는 기능을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

특히, 충전 제어 모듈(220)은 전기자 충전과 관련된 각종 전자 제어 기기들-예를 들면, 상술한 배터리 관리 시스템(230)과 온 보드 충전기(240) 등을 포함함- 와 외부 장치-예를 들면, 충전기(210)-사이 또는(및) 전자 제어 기기 사이의 통신을 위한 게이트웨이 기능을 제공할 수도 있다. 일 예로, 충전 제어 모듈(220)은 충전기(210)로부터 수신된 데이터 및 제어 신호를 분석하여 해당 전자 제어 기기에 전송하거나, 차량 내 전자 제어 기기로부터 수신된 데이터 및 제어 신호를 충전기(210)에 전송하는 기능을 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 충전 데이터 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 실시간 충전 데이터 모니터링 시스템은 크게 충전기(310), 충전 제어 모듈(320), SPI(Serial Peripheral Interface) to Ethernet 모듈(330), 모니터링 장비(340), 차량 내 탑재된 ECU(350) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 차량 내 탑재된 ECU(350)는 전기차 충전과 관련된 전자 제어 기기들을 포함할 수 있으며, 전기차 충전과 관련된 전자 제어 기기는 상술한 도 2에 설명된 배터리 관리 시스템(230)과 온 보드 충전기(240) 등을 포함할 수 있고, 모니터링 장비(340)는 노트북, 랩탑, 테스크탑 PC, 스마트폰, PDA 등을 포함할 수 있다.

충전기(310)와 충전 제어 모듈(320)은 전력선 통신(PLC)을 통해 각종 데이터 및 제어 신호-이하 설명의 편의를 위해, 데이터와 제어 신호를 충전 관련 데이터라 통칭하기로 함-를 교환할 수 있다.

충전 제어 모듈(320)은 전력선 통신(315)를 통해 충전기(310)로부터 충전 관련 데이터가 수신되면, 수신된 충전 관련 데이터를 자신의 응용 계층에 전달할 뿐만 아니라 SPI to Ethernet 모듈(330)을 통해 수신된 충전 관련 데이터를 모니터링 장비(340)에 전송할 수 있다.

또한, 충전 제어 모듈(320)은 자신의 응용 계층에 의해 생성된 충전 관련 데이터가 충전기(310)에 전송되어야 하는 경우, 전송할 충전 관련 데이터를 전력선 통신(315)을 통해 미러링(복사)하여 SPI to Ethernet 모듈(330)을 통해 모니터링 장비(340)에 전송할 수도 있다.

또한, 충전 제어 모듈(320)은 차량 내 탑재된 ECU(350)로부터 고속 CAN 통신(325)를 통해 충전 관련 데이터가 수신되면, 수신된 충전 관련 데이터를 자신의 응용 계층에 전달할 뿐만 아니라 SPI to Ethernet 모듈(330)을 통해 수신된 충전 관련 데이터를 모니터링 장비(340)에 전송할 수 있다.

상술한 예에서, SPI to Ethernet 모듈(330)을 통해 변환된 충전 관련 데이터는 LAN(Local Area Network) 통신(335)을 통해 모니터링 장비(340)에 전송될 수 있다.

모니터링 장비(340)는 LAN 통신(335)을 통해 수집된 충전 관련 데이터를 분석하여 소정 사용자 인터페이스 화면을 통해 표시할 수 있다.

또한, 모니터링 장비(340)는 전력선 통신(315)을 통해 송수신되는 충전 관련 데이터와 고속 CAN 통신(325)을 통해 송수신되는 충전 관련 데이터를 동시에 수집하여 전기차 충전 시스템상에의 전송 지연 및 데이터 정합성을 분석할 수도 있다.

일 예로, 모니터링 장비(340)는 수신된 충전 관련 데이터를 시계열적으로 정렬하여 소정 사용자 인터페이스 화면에 표시할 수 있다. 또한, 모니터링 장비(340)는 사용자 메뉴 선택에 따라 특정 제어 신호만을 필터링하여 시계열적으로 표시할 수도 있다.

이를 통해, 모니터링 장비(340) 사용자는 전기차 충전 시스템상의 문제점을 쉽게 확인할 수 있을 뿐만 아니라 데이터 정합성 및 시간 지연을 확인할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 모듈(320)은 데이터 링크 계층-즉, L2-상에서 처리되는 데이터를 미러링(복사)한 후 자신의 MAC 주소를 발신지 주소, 모니터링 장비(340)에 대응되는 MAC 주소를 목적지 주소로 각각 설정하여 구성된 L2 메시지를 SPI to Ehernet 모듈(330)을 통해 모니터링 장비(340)에 전송할 수 있다. 여기서, L2 메시지에는 미러링된 데이터가 포함된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 모듈의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 4를 참조하면, 충전 제어 모듈(400)은 전력선 통신 모듈(401), 고속 CAN 통신 모듈(402), L2 메시지 생성부(403), 미러링 데이터 버퍼(404), SPI(Serial Peripheral Interface) 포트(405), 제어부(406)를 포함하여 구성될 수 있으나, 이는 필수적인 것은 아니어서, 당업자의 구현 형태에 따라 보다 많거나 적은 구성 요소를 포함하여 구성될 수 있음을 주의해야 한다.

전력선 통신 모듈(401)은 충전기와 충전 제어 모듈(400) 사이의 전력선 통신을 위한 수단을 제공하고, 고속 CAN 통신 모듈(402)은 충전 제어 모듈(400)과 차량 내 전자 제어 기기 사이의 고속 CAN 통신 수단을 제공할 수 있다.

L2 메시지 생성부(403)는 전력선 통신 모듈(401)을 통해 송수신되는 충전 관련 데이터, 고속 CAN 통신 모듈(402)을 통해 송수신되는 충전 관련 데이터를 미러링하여 L2 메시지를 생성하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, L2 메시지의 목적지 주소는 모니터링 장비(420)에 대응되는 MAC 주소가 설정될 수 있고, L2 메시지의 발신지 주소는 충전 제어 모듈(400)에 대응되는 MAC 주소가 설정될 수 있다.

미러링 데이터 버퍼(404)는 전력선 통신 모듈(401)을 통해 수신된 데이터, 고속 CAN 통신 모듈(402)을 통해 수신된 데이터 및 충전 제어 모듈(400)의 네트워크 계층으로부터 수신된 데이터를 미러링하여 복사하기 위한 기록 영역일 수 있다.

SPI 포트(405)는 SPI to Ethernet 모듈(410)과 결속되며, 제어부(406)의 소정 제어 신호에 따라 L2 메시지 생성부(430)에 의해 생성된 L2 메시지를 SPI to Ethernet 모듈(410)에 전달하는 기능을 수행할 수 있다.

모니터링 장비(420)는 Ethernet 케이블을 통해 SPI to Ethernet 모듈(410)과 결속되며, LAN 통신을 통해 L2 메시지를 수신할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 충전 데이터 모니터링 방법을 설명하기 위한 프로토콜 계층간 메시지 흐름도이다.

상세하게, 도 5는 충전기(510)에서 생성된 충전 관련 데이터가 충전 제어 모듈(520)을 통해 모니터링 장비(530)에 미러링되는 절차를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 충전기(510)의 응용 계층(511)에서 생성된 충전 관련 데이터는 물리 계층(512)으로 전달되어 전력선 통신을 통해 충전 제어 모듈(520)의 물리 계층(521)에 전달될 수 있다.

충전 제어 모듈(521)의 물리 계층(521)에 전달된 충전 관련 데이터가 데이터 링크 계층(522)에 전달되면, 데이터 링크 계층(522)은 수신된 충전 관련 데이터를 L2 계층 처리하여 네트워크 계층(523)에 전달함과 동시에 수신된 충전 관련 데이터를 미러링하고 MAC 주소 설정을 통해 생성된 L2 메시지를 물리 계층(521)을 통해 SPI to Ethernet 모듈(540)에 전달할 수 있다.

SPI to Ethernet 모듈(540)에 전달된 L2 메시지는 LAN 통신을 통해 모니터링 장비(530)의 물리 계층(531)을 거쳐 응용 계층(532)에 전달될 수 있다.

상기한 바와 같이, 충전 제어 모듈(520)은 충전기(510)로부터 수신된 충전 관련 메시지를 자신의 응용 계층(524)까지 전달하기 전에 자신의 데이터 링크 계층(522)에서 미러링하여 모니터링 장비(530)에 즉시 전달함으로써, 미러링 데이터의 전송 지연 시간을 최소화하므로 실시간 충전 데이터 모니터링을 가능하게 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 실시간 충전 데이터 모니터링 방법을 설명하기 위한 프로토콜 계층간 메시지 흐름도이다.

상세하게, 도 6은 충전 제어 모듈(620)에서 생성된 충전 관련 데이터를 데이터 링크 계층(623)에서 미러링하여 모니터링 장비(630) 및 충전기(610)에 동시에 전송함으로써, 실시간 충전 데이터를 모니터링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 충전 제어 모듈(620)의 응용 계층(621)에서 생성된 충전 관련 데이터는 네트워크 계층(623)을 거쳐 데이터 링크 계층(623)으로 전달된다. 이때, 데이터 링크 계층(623)은 수신된 충전 관련 데이터를 미러링하여 L2 메시지를 생성하고, 생성된 L2 메시지를 물리 계층(624)를 거쳐 SPI to Ethernet 모듈(640)에 전송할 수 있다.

SPI to Ethernet 모듈(640)에 전송된 L2 메시지는 LAN 통신을 통해 모니터링 장비(630)의 물리 계층(631)을 거쳐 응용 계층(632)에 전달될 수 있다.

또한, 데이터 링크 계층(623)이 수신된 충전 관련 데이터를 L2 처리한 후 물리 계층(624)에 전달하여, 해당 충전 관련 데이터는 전력선 통신을 통해 충전기(610)의 물리 계층(611)에 전달될 수 있다. 물리 계층(611)에 수신된 충전 관련 데이터는 응용 계층(612)에 전달된다.

이상의 도5 내지 도6에서는 충전기에서 생성된 충전 관련 데이터가 충전 제어 모듈에 수신되는 경우와, 충전 제어 모듈에서 생성된 충전 관련 데이터가 충전기에 송신되는 경우에 있어서의 실시간 충전 데이터 모니터링 방법을 설명하였으나, 이는 일 실시예에 불과하며, 본 발명의 다른 일 실시예는 고속 CAN 통신망을 통해 송수신되는 충전 관련 데이터도 충전 제어 모듈에 의해 미러링되어 모니터링 장비에 전송될 수 있음을 주의해야 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 모듈에서의 메시지 미러링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 7을 참조하면, 충전 제어 모듈의 데이터 링크 계층-이하, 설명의 편의를 위해 간단히 데이터 링크 계층이라 명함-은 데이터 수신이 감지되면(S701), 데이터 링크 계층은 감지된 데이터가 충전기로부터 수신된 데이터인지 여부를 확인할 수 있다(S702).

확인 결과, 충전기로부터 수신된 데이터이면, 데이터 링크 계층은 수신된 데이터를 L2 처리하여 네트워크 계층에 전달하고, 수신된 데이터를 내부 버퍼에 복사할 수 있다(S703).

데이터 링크 계층은 버퍼에 복사된 데이터를 이용하여 L2 메시지를 생성할 수 있다(S704). 여기서, L2 메시지의 헤더에 기록되는 발신지 주소 및 목적지 주소는 각각 충전 제어 모듈에 대응되는 MAC 주소 및 미리 등록된 모니터링 장비에 대응되는 MAC 주소가 설정될 수 있다.

데이터 링크 계층이 생성된 L2 메시지를 하위 물리 계층에 전달하면, 물리 계층은 해당 L2 메시지는 SPI to Ethernet 모듈을 통해 모니터링 장비에 전송될 수 있다(S705).

상기한, 702 단계의 확인 결과, 충전기로부터 수신된 데이터가 아닌 경우, 데이터 링크 계층은 자신의 상위 계층으로부터 수신된 데이터인지 확인할 수 있다(S706).

확인 결과, 상위 계층으로부터 수신된 데이터이면, 데이터 링크 계층은 수신된 데이터를 내부 버퍼에 복사하고(S707), 수신된 데이터를 이용하여 발신지 주소 및 목적지 주소가 각각 충전 제어 모듈에 대응되는 MAC 주소 및 충전기에 대응되는 MAC 주소가 설정된 L2 메시지를 생성할 수 있다(S708).

연이어, 데이터 링크 계층은 생성된 L2 메시지를 물리 계층에 전달하고, 물리 계층은 PLC를 통해 전달받은 L2 메시지를 충전기에 전송할 수 있다(S709).

또한, 데이터 링크 계층은 상기한 707 단계 이후에 상술한 704 단계 내지 705 단계를 수행할 수 있다.

상기한 706 단계의 확인 결과, 상위 계층으로부터 수신된 데이터가 아닌 경우, 데이터 링크 계층은 감지된 데이터가 고속 CAN 통신을 통해 수신된 데이터인지 여부를 확인할 수 있다(S710).

확인 결과, 고속 CAN 통신을 통해 수신된 데이터이면, 데이터 링크 계층은 상술한 703 단계 내지 705 단계를 수행할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

310: 충전기 315: PLC(Power Link Communication)
320: 충전 제어 모듈 325: 고속 CAN 통신
330: SPI to Ethernet 모듈 335: LAN 통신
340 모니터링 장비 350: 차량 내 탑재된 ECU

Claims (19)

1. 충전 제어 모듈에서의 실시간 충전 데이터 모니터링 방법에 있어서,
   상기 충전 제어 모듈의 데이터 링크 계층에서의 데이터 수신을 감지하는 단계;
   상기 데이터 수신이 감지되면, 수신된 데이터를 미러링하여 내부 버퍼에 저장하는 단계;
   상기 저장된 데이터를 이용하여 L2 메시지를 생성하는 단계; 및
   상기 L2 메시지를 LAN(Local Area Network) 통신을 통해 미리 지정된 모니터링 장비에 전송하는 단계를 포함하고,
   상기 L2 메시지에 포함된 발신지 주소 및 목적지 주소는 각각 상기 충전 제어 모듈에 대응되는 MAC 주소 정보 및 상기 모니터링 장비에 대응되는 MAC 주소가 설정되는, 실시간 충전 데이터 모니터링 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 감지된 수신 데이터는 상기 충전 제어 모듈과 전력선 통신을 수행하는 충전기의 응용 계층에 의해 생성된 데이터를 포함하는, 실시간 충전 데이터 모니터링 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 감지된 수신 데이터는 상기 충전 제어 모듈의 응용 계층에 의해 생성된 데이터를 더 포함하는, 실시간 충전 데이터 모니터링 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 감지된 수신 데이터는 상기 충전 제어 모듈과 고속 CAN(Controller Area Network) 통신을 수행하는 전자 제어 기기에 의해 생성된 데이터를 더 포함하는, 실시간 충전 데이터 모니터링 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 전자 제어 기기는 배터리 관리 시스템 및 온 보드 충전기 중 적어도 하나를 포함하는, 실시간 충전 데이터 모니터링 방법.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 L2 메시지는 상기 충전 제어 모듈의 SPI(Serial Peripheral Interface)포트에 결속되는 SPI To Ethernet 모듈을 통해 상기 모니터링 장비에 전송되는, 실시간 충전 데이터 모니터링 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 L2 메시지가 상기 LAN 통신을 통해 상기 SPI To Ethernet 모듈로부터 상기 모니터링 장비에 전송되는 것을 특징으로 하는, 실시간 충전 데이터 모니터링 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 감지된 수신 데이터가 상기 충전 제어 모듈의 물리 계층으로부터 수신된 경우, 상기 감지된 수신 데이터를 상기 충전 제어 모듈의 네트워트 계층으로 전송하는 단계를 더 포함하는, 실시간 충전 데이터 모니터링 방법.
10. 전력선 통신을 통해 충전기와 데이터를 송수신하는 전력선 통신 모듈;
    고속 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 차량 내 전자 제어 기기와 데이터를 송수신하는 고속 CAN 통신 모듈;
    데이터 링크 계층에서 데이터 수신이 감지되면 상기 수신된 데이터를 내부 버퍼에 미러링하여 미리 지정된 모니터링 장비에 전송할 L2 메시지를 생성하는 L2 메시지 생성부; 및
    상기 생성된 L2 메시지를 외부 결속된 SPI(Serial Peripheral Interface) To Ethernet 모듈에 전달하기 위한 SPI 포트를 포함하고,
    상기 L2 메시지에 포함된 목적지 주소는 상기 모니터링 장비에 대응되는 MAC 주소가 설정되는, 실시간 충전 데이터 모니터링 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 감지된 수신 데이터는 상기 전력선 통신을 통해 연동되는 충전기의 응용 계층에 의해 생성된 데이터를 포함하는, 실시간 충전 데이터 모니터링 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 감지된 수신 데이터는 상기 실시간 충전 데이터 모니터링 장치의 응용 계층에 의해 생성된 데이터를 더 포함하는, 실시간 충전 데이터 모니터링 장치.
13. 삭제
14. 제10항에 있어서,
    상기 전자 제어 기기는 배터리 관리 시스템 및 온 보드 충전기 중 적어도 하나를 포함하는, 실시간 충전 데이터 모니터링 장치.
15. 삭제
16. 제10항에 있어서,
    상기 L2 메시지가 LAN(Local Area Network) 통신을 통해 상기 SPI To Ethernet 모듈로부터 상기 모니터링 장비에 전송되는 것을 특징으로 하는, 실시간 충전 데이터 모니터링 장치.
17. 제10항에 있어서,
    상기 감지된 수신 데이터가 상기 실시간 충전 데이터 모니터링 장치의 물리 계층으로부터 수신된 경우, 상기 감지된 수신 데이터를 상기 실시간 충전 데이터 모니터링 장치의 네트워트 계층으로 전송하는, 실시간 충전 데이터 모니터링 장치.
18. 제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
19. 차량에 전력을 공급하는 충전기;
    상기 충전기와 전력선 통신을 통해 데이터를 송수신하고, 상기 충전기로부터 데이터가 데이터 링크 계층에 수신되면, 상기 데이터 링크 계층에서 상기 수신된 데이터를 미러링하여 L2 메시지를 생성하고, 상기 생성된 L2 메시지를 구비된 SPI(Serial Peripheral Interface) 포트를 통해 전송하는 충전 제어 모듈; 및
    상기 SPI 포트에 결속되는 SPI To Ethernet 모듈로부터 LAN(Local Area Network) 통신을 통해 상기 L2 메시지를 수신하는 모니터링 장비를 포함하고,
    상기 L2 메시지에 포함된 목적지 주소는 상기 모니터링 장비에 대응되는 MAC 주소가 설정되는, 실시간 충전 데이터 모니터링 시스템.

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