KR101865855B1 - 전기자동차용 전력 충전장치 - Google Patents

전기자동차용 전력 충전장치 Download PDF

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Abstract

본 실시예는 유선 충전방식 및 무선 충전방식에 따른 전력 충전이 모두 지원 가능토록 구현되며, 전기자동차의 전력 충전 과정에서 전기자동차에 적용된 충전 방식에 따라 유선충전 방식 및 무선충전 방식 중 적어도 하나의 방식에 의한 전기자동차의 충전이 이루어질 수 있도록 그 구동이 자동 제어됨으로써 전력 충전 서비스의 효율성이 극대화될 수 있도록 하는 전기자동차용 전력 충전장치에 관한 것이다.

Description

전기자동차용 전력 충전장치{Apparatus for Electric Vehicle Capable of Charging Power}
본 실시예는 전기자동차용 전력 충전장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
최근, 기존과 같이 화석 연료의 연소로부터 구동 에너지를 얻는 것이 아닌 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 구동에너지를 얻는 전기자동차(ELECTRIC VEHICLE, "전기차"라고도 함)가 널리 보급되고 있다. 이러한, 전기자동차는 기존 연료 자동차가 석유를 주유하듯이, 전력 충전장치로부터 전기를 제공받아 내부 배터리를 충전한다.
현재, 전기자동차의 보급 증가와 더불어 유선 충전방식에 기반한 전력 충전장치에 대한 설치가 지속적으로 확대 진행되고 있다. 또한, 아직 초기 단계이기는 하지만 무선 충전방식에 기반한 전력 충전장치 또한 그 개발 및 설치가 진행되고 있다.
한편, 앞으로는 편리성 및 안전성 등의 다양한 이유로 인해 유선 충전방식에 기반한 전력 충전장치에서 무선 충전방식에 기반한 전력 충전장치로의 설비 전환이 이루어질 것으로 예측되고 있다. 이에 따라, 무선 충전방식에 기반한 전력 충전장치로의 설비 전환이 이루어지는 과도기 과정에서 기존의 유선 충전용 전기자동차의 소유자가 불편함을 겪지 않도록 하기 위한 새로운 방식의 전력 충전장치를 필요로 한다.
본 실시예는, 유선 충전방식 및 무선 충전방식에 따른 전력 충전이 모두 지원 가능토록 구현되며, 전기자동차의 전력 충전 과정에서 전기자동차에 적용된 충전 방식에 따라 유선충전 방식 및 무선충전 방식 중 적어도 하나의 방식에 의한 전기자동차의 충전이 이루어질 수 있도록 그 구동이 자동 제어됨으로써 전력 충전 서비스의 효율성이 극대화될 수 있도록 하는 전기자동차용 전력 충전장치를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.
본 실시예는, 전기자동차용 전력 충전장치에 있어서, 유선 충전방식에 기반한 제1 충전수단 및 무선 충전방식에 기반한 제2 충전수단을 구비하며, 상기 유선 충전방식 및 상기 무선 충전방식 중 어느 하나의 충전 방식에 따라 상기 전기자동차에 전력을 공급하기 위한 유무선 충전부; 및 상기 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입을 결정하고, 결정된 충전 타입에 따라 상기 유무선 충전부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전력 충전장치를 제공한다.
본 실시예에 의하면, 전기자동차용 전력 충전장치가 유선 충전방식 및 무선 충전방식에 따른 전력 충전이 모두 지원 가능토록 구현되며, 전기자동차의 전력 충전 과정에서 전기자동차에 적용된 충전 방식에 따라 유선충전 방식 및 무선충전 방식 중 적어도 하나의 방식에 의한 전기자동차의 충전이 이루어질 수 있도록 그 구동이 자동 제어됨으로써 전력 충전 서비스의 효율성이 극대화될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치의 구현 형태를 예시한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 분리형 전기자동차용 전력 충전장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 유무선 분리형 전기자동차용 전력 충전장치의 구현 형태를 예시한 예시도이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시예는 유선 충전방식 및 무선 충전방식에 따른 전력 충전이 모두 지원 가능토록 구현되며, 전기자동차의 전력 충전 과정에서 전기자동차에 적용된 충전 방식에 따라 유선충전 방식 및 무선충전 방식 중 적어도 하나의 방식에 의한 전기자동차의 충전이 이루어질 수 있도록 그 구동이 자동 제어됨으로써 전력 충전 서비스의 효율성이 극대화될 수 있도록 하는 전기자동차용 전력 충전장치를 제시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다. 한편, 도 1에 도시된 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치(100)는 유선 충전을 위한 유선충전 수단과 무선 충전을 위한 무선충전 수단이 하나의 장치 내에 구현된 경우를 예시하였다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치(100, 이하, 전기자동차용 전력 충전장치로 예시하여 설명하도록 한다)는 유선 충전부(110), 무선 충전부(130), 제어부(140), 통신부(150) 및 센서부(160)를 포함한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치(100)의 경우 유선 충전부(110) 및 무선 충전부(130)가 하나의 장치 내에 구현되며, 이하에서는 유선 충전부(110) 및 무선 충전부(130)를 통틀어 유무선 충전부인 것으로 예시하여 설명하도록 한다.
유선 충전부(110)는 유선 충전방식에 따라 전기자동차에 전력을 공급하기 위한 장치를 의미한다. 한편, 본 실시예의 경우 유선 충전부(110)에서 제공되는 유선 충전방식이 플러그인(Plug-In) 방식에 따른 충전방식인 것으로 예시하여 설명하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
유선 충전부(110)는 스위칭 소자(112), 정류부(114), 정류 콘덴서(116), 센싱부(118) 및 충전 플러그(120)를 포함한다.
스위칭 소자(112)는 급전 인버터(170)로부터 유선 충전부(110)로의 전압 공급을 스위칭 제어하는 장치를 의미한다. 즉, 스위칭 소자(112)는 그 스위칭 동작에 따라 유선 충전부(110)와 급전 인버터(170)를 선택적으로 연결함으로써 급전 인버터(170)로부터 유선 충전부(110)로의 전압 공급을 제어한다.
스위칭 소자(112)는 제어부(130)의 제어명령에 의하여 그 스위칭 동작이 제어된다. 이때, 제어부(130)는 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입이 유선 충전방식인 경우에 한해서 스위칭 소자(112)를 오프(Off) 상태에서 온(On) 상태로 전환시킨다.
정류부(114)는 교류 전력에서 직류 전력을 얻기 위해 정류작용에 중점을 두고 만들어진 전기적인 회로소자 또는 장치로서, 한 방향으로만 전류를 통과시키는 기능을 가지며, 급전 인버터(170)로부터 입력되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하기 위하여 정류한다. 즉, 정류부(114)는 주기적으로 양과 음 두 가지 방향으로 변화하는 교류 전류를 한 가지 방향만 갖는 직류전류로 변환시키는 소자나 장치로서, 순방향 저항은 작고 역방향 저항은 충분히 커서 한쪽 방향으로만 전류를 통과시키는 정류 작용이 가능하며, 가해지는 전압의 방향에 따라 전류가 순조로이 잘 흐르는 순방향과 전류가 거의 흐르지 않는 역방향이 구별된다. 이와 같은 정류부(114)는 다이오드와 같은 소자 하나로 구성될 수도 있지만, 효과적인 정류를 위해서 보통 회로 상에 여러 개의 소자를 특정하게 배열하여 사용될 수 도 있다.
정류 콘덴서(116)는 정류부(114)로부터 출력된 전압에 남아 있는 교류 전압즉, 리플(Ripple)을 필터링하는 역할을 수행한다.
센싱부(118)는 정류부(114)의 출력 전압을 센싱하는 역할을 수행한다. 한편, 유선 충전부(110)에서 생성되는 충전 전력은 외부 또는 내부적인 요인들로 인해 그 크기가 상이할 수 있다. 이 점에 기인하여, 본 실시예에 따른 전기자동차용 전력 충전장치(100)는 센싱부(118)를 구비하여 유선 충전부(110)로부터 발생하는 전압을 센싱하고, 이에 대한 센싱정보를 통신부(150)를 이용하여 급전 인버터(170)로 전송함으로써 급전 인버터(170)가 유선 충전부(110)로 제공되는 교류 전압의 크기를 상황에 맞게 조절 가능토록 할 수 있다.
한편, 도 1에서는 센싱부(118)가 유선 충전부(110) 상에 구비되며, 이에, 유선 충전부(110)로부터 발생하는 전압만을 센싱하는 것으로 예시하였지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 센싱부(118)는 무선 충전부(130) 상에도 추가 구비될 수 있으며, 이 경우, 센싱부(118)는 무선 충전부(130)로부터 발생하는 전압을 센싱한다.
충전 플러그(120)는 전기자동차에 결합되며, 정류부(114)로부터 출력된 전압을 DC 변환하여 전기자동차로 공급한다. 이러한, 충전 플러그(120)는 유선 충전 방식에 따라 전기자동차로 전력이 공급되는 경우에 전기자동차와 전기자동차용 전력 충전장치(100) 사이의 전기적 및 물리적 연결을 위한 인터페이스 역할을 수행한다.
무선 충전부(130)는 무선 충전방식에 따라 전기자동차에 전력을 공급하기 위한 장치를 의미한다. 한편, 본 실시예의 경우 무선 충전부(130)에서 제공되는 무선 충전 방식이 비접촉 자기유도 방식에 따른 충전방식인 것으로 예시하여 설명하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
무선 충전부(130)는 무선 충전용 코일(132) 및 스위칭 소자(134)를 포함한다.
무선 충전용 코일(132)은 급전 인버터(170)로부터 전력을 인가받아 자기장을 형성한다. 즉, 무선 충전용 코일(132)은 급전 인버터(170)로부터 인가받은 전력을 기반으로 교류자계를 생성하며, 이를 통해, 기 설정된 무선 충전 영역 내 위치하는 전기자동차가 교류자계를 수신하여 유도전압을 생성토록 한다. 이러한, 비접촉 자기유도 충전방식에 대해서는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적인 기술인 바 자세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 본 실시예에 따른 무선 충전부(130)는 무선 충전용 코일(132)로부터 발생하는 자기장의 자속 전달을 증가시키기 위해 페라이트(Ferrite) 재질을 포함한 코어(미도시)를 추가로 구비하는 형태로 구현될 수 있다. 이 경우, 무선 충전용 코일(132)은 코어에 권취된 형태로 구현된다.
스위칭 소자(134)는 급전 인버터(170)로부터 무선 충전부(130) 보다 자세하게는, 무선 충전용 코일(132)로의 전원 공급을 스위칭 제어하는 장치를 의미한다. 즉, 스위칭 소자(134)는 그 스위칭 동작에 따라 무선 충전부(130)와 급전 인버터(170)를 선택적으로 연결함으로써 급전 인버터(170)로부터 무선 충전부(130)로의 전압 공급을 제어한다.
마찬가지로, 스위칭 소자(134)는 제어부(130)에 의해 그 스위칭 동작이 제어된다.
제어부(140)는 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입을 결정하고, 결정된 충전 타입에 따라 유선 충전부(110) 및 무선 충전부(130)의 구동을 제어한다.
제어부(140)는 센서부(160)로부터 수집된 정보에 기초하여 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입을 결정한다. 한편, 본 실시예의 경우 센서부(160)로부터 수집되는 정보로는 기 설정된 무선 충전 영역 내 전기자동차의 진입 여부 및 전기자동차 내 유선 충전부(110)의 충전 플러그(120)의 체결 여부에 대한 정보가 포함될 수 있다.
이하, 제어부(140)가 센서부(160)로부터 수집된 정보에 기초하여 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입을 결정하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
제어부(140)는 센서부(160)로부터 수집되는 정보에 기초하여 우선적으로 기 설정된 무선 충전 영역 내 전기자동차의 진입을 확인하고, 추가로 전기자동차 내 유선 충전부(110)의 충전 플러그(120)의 체결 여부를 확인한다.
제어부(140)는 센서부(160)로부터 수집되는 정보에 기초하여 기 설정된 무선 충전 영역 내 전기자동차의 진입만이 확인되는 경우에는 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입을 무선 충전방식으로 결정한다.
제어부(140)는 센서부(160)로부터 수집되는 정보에 기초하여 전기자동차 내 유선 충전부(110)의 충전 플러그(120)의 체결 여부가 추가로 확인되는 경우에는 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입을 유선 충전방식으로 결정한다.
본 실시예에서는 센서부(160)로부터 수집되는 정보에 기초하여 제어부(140)가 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입을 결정하는 방법에 대하여 특정 방법으로 한정하지는 않는다. 예컨대, 제어부(140)는 통신부(150)를 이용하여 전기자동차로부터 직접 전기자동차의 충전 타입에 대한 정보를 제공받고, 이에 기초하여 유선 충전부(110) 및 무선 충전부(130)의 구동을 제어할 수도 있다.
제어부(140)가 앞서 결정된 충전 타입에 따라 유선 충전부(110) 및 무선 충전부(130)의 구동을 제어한다.
제어부(140)는 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입이 유선 충전방식으로 결정된 경우에는 유선 충전부(110) 내 구비된 스위칭 소자(112)를 온 상태로 제어하고, 무선 충전부(110) 내 구비된 스위칭 소자(134)를 오프 상태로 제어한다.
제어부(140)는 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입이 무선 충전방식으로 결정된 경우에는 유선 충전부(110) 내 구비된 스위칭 소자(112)를 오프 상태로 제어하고, 무선 충전부(110) 내 구비된 스위칭 소자(134)를 온 상태로 제어한다.
통신부(150)는 유선 또는 무선 통신을 위한 통신수단을 구비하고, 구비된 통신수단을 이용하여 외부장치와 데이터를 송수신한다.
본 실시예에 따른 통신부(150)는 제어부(140) 및 센싱부(118)와 연동되며, 이를 통해 제어부(140)에 의해 결정된 전기자동차의 충전 타입에 대한 결정정보 및 유선 충전부(110)로부터 발생하는 전압에 대한 센싱정보를 수집한다.
통신부(150)는 수집된 정보들을 급전 인버터(170)로 송신하며, 급전 인버터(170)는 통신부(150)로부터 수신한 정보들을 기초로 급전 인버터(170)에 포함된 각 구성요소의 동작을 제어한다. 이를 위해, 급전 인버터(170)는 외부장치와의 통신을 위한 통신수단, 급전 인버터(170)로부터 전기자동차용 전력 충전장치(100)에 제공되는 전압의 크기를 제어하는 제어수단 및 전기자동차의 충전 타입에 따라 유선 충전방식 및 무선 충전방식을 선택할 수 있도록 하는 스위칭 소자 등을 구성요소로서 포함하는 형태로 구현된다. 한편, 본 실시예에 의하는 경우 급전 인버터(170)는 전기자동차의 전력 충전 과정에서 통신수단을 이용하여 전기자동차용 전력 충전장치(100)로부터 전기자동차의 충전 타입을 제공받고, 이에 대응하여 내부 회로의 연결 구조를 자동 제어함으로써 전력 충전 서비스의 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
센서부(160)는 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입을 결정하기 위한 필요정보를 수집한다. 본 실시예의 경우 센서부(160)는 기 설정된 무선 충전 영역 내 전기자동차의 진입 여부 및 전기자동차 내 유선 충전부(110)의 충전 플러그(120)의 체결 여부에 대한 정보를 수집한다. 이를 위해, 센서부(160)는 충전 플러그(120) 및 무선 충전부(130)가 형성된 무선 충전 패드 상에 각각 구비되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
센서부(160)는 센서부(160)를 이용하여 수집하고자 하는 정보의 종류에 따라 적외선 센서 및 압력 센서 등으로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치(100)는 유선 충전부(110) 내부에 유선 충전용 코일(111)이 추가로 구비된 점을 제외하고, 나머지 구성요소들의 구성 및 작용이 전술한 도 1의 전기자동차용 전력 충전장치(100)와 동일하기 때문에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치(100)를 설명함에 있어, 도 1의 전기자동차용 전력 충전장치(100)와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하면서 그 구성 및 기능의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치(100, 이하, 전기자동차용 전력 충전장치로 예시하여 설명하도록 한다)는 유선 충전부(110), 무선 충전부(130), 제어부(140), 통신부(150) 및 센서부(160)를 포함하되, 유선 충전부(110)에 포함된 구성요소에 있어서 도 1의 전기자동차용 전력 충전장치(100)와 차이점이 존재한다.
즉, 전기자동차용 전력 충전장치(100)에서 유선 충전부(110)는 스위칭 소자(112), 정류부(114), 정류 콘덴서(116), 센싱부(118) 및 충전 플러그(120)와 더불어 유선 충전용 코일(111)이 추가로 구비되는 형태로 구현된다.
유선 충전용 코일(111)은 무선 충전부(130) 보다 자세하게는 무선 충전용 코일(132)로부터 발생한 자기장을 수신하여 유도전압을 생성한다. 이후, 유선 충전용 코일(111)로부터 생성된 유도전압은 정류부(114), 정류 콘덴서(116) 및 충전 플러그(120)를 거쳐 전기자동차로 전달된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치(100)는 유선 충전부(110) 내 유선 충전용 코일(111)이 추가 구비됨에 따라 유선 충전부(110) 및 무선 충전부(130)의 구동을 제어하는 방법에 있어서 차이점이 존재한다.
제어부(140)는 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입이 유선 충전방식으로 결정된 경우에는 유선 충전부(110) 내 구비된 스위칭 소자(112)를 온 상태로 제어하고, 마찬가지로, 무선 충전부(110) 내 구비된 스위칭 소자(134)를 온 상태로 제어한다.
제어부(140)는 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입이 무선 충전방식으로 결정된 경우에는 유선 충전부(110) 내 구비된 스위칭 소자(112)를 오프 상태로 제어하고, 무선 충전부(110) 내 구비된 스위칭 소자(134)를 온 상태로 제어한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치의 구현 형태를 예시한 예시도이다. 한편, 도 3에서는 다수의 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치(100a, 100b)와 1개의 급전 인버터(170)가 구비된 경우의 배선 및 외형도를 예시하였다.
도 3에 도시하듯이, 다수의 전기자동차용 전력 충전장치(100a, 100b)는 각각의 전기자동차용 전력 충전장치(100a, 100b)에 진입한 전기자동차에 적용된 충전 방식에 따라 유선충전 방식 및 무선충전 방식 중 적어도 하나의 방식에 의한 전기자동차의 충전이 이루어질 수 있도록 그 구동이 자동 제어된다.
또한, 다수의 전기자동차용 전력 충전장치(100a, 100b)는 각각의 센서부(160)를 이용하여 수집된 정보들을 급전 인버터(170)로 송신함으로써 전기자동차의 전력 충전 과정에서 급전 인버터(170)가 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입을 확인 및 이에 맞추어 급전 인버터(170)에 포함된 각 구성요소의 동작을 사전에 적절하게 제어할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 분리형 전기자동차용 전력 충전장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다. 한편, 도 4에 도시된 유무선 분리형 전기자동차용 전력 충전장치(400)는 유선 충전을 위한 유선충전 수단과 무선 충전을 위한 무선충전 수단이 하나의 장치가 아닌 각각 별도의 개별 장치로 구현된 경우를 예시하였다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 분리형 전기자동차용 전력 충전장치(400, 이하, 전기자동차용 전력 충전장치로 예시하여 설명하도록 한다)는 제1 충전장치(410) 및 제2 충전장치(430)를 포함한다. 이러한, 제1 충전장치(410) 및 제2 충전장치(430)는 도 1에 기재된 유선 충전부(110) 및 무선 충전부(130)가 각각 별개의 장치로 구현된 경우로서, 이하에서는 제1 충전장치(410) 및 제2 충전장치(430)를 통틀어 유무선 충전부인 것으로 예시하여 설명하도록 한다.
제1 충전장치(410)는 유선 충전방식에 따라 전기자동차에 전력을 공급하기 위한 장치를 의미한다.
제1 충전장치(410)는 유선 충전용 코일(411), 스위칭 소자(412), 정류부(414), 정류 콘덴서(416), 센싱부(418), 충전 플러그(420), 제어부(422), 통신부(424) 및 센서부(426)를 포함한다. 한편, 제1 충전장치(410)에 포함된 유선 충전용 코일(411), 스위칭 소자(412), 정류부(414), 정류 콘덴서(416), 센싱부(418) 및 충전 플러그(420)는 그 구성 및 작용이 전술한 도 2의 전기자동차용 전력 충전장치(100)에 구비된 유선 충전부(110)의 각 구성요소와 동일하기 때문에 이하, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 본 실시예의 경우 제1 충전장치(410)가 유선 충전용 코일(411)을 구비하고, 구비된 유선 충전용 코일(411)을 이용하여 무선 충전용 코일(132)로부터 발생한 자기장을 수신 및 전기자동차의 유선 충전을 위한 유도전압을 발생하는 구조로 구현됨에 따라 제1 충전장치(410)와 제2 충전장치(430)를 완벽하게 분리 구현 가능하다. 이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 분리형 전기자동차용 전력 충전장치(400)는 이후, 유선 충전방식에 기반한 전력 충전장치에서 무선 충전방식에 기반한 전력 충전장치로의 설비 전환이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 한다. 다른 실시예에서는 제1 충전장치(410)는 그 구성 및 작용이 전술한 도 1의 전기자동차용 전력 충전장치(100)에 구비된 유선 충전부(110)의 각 구성요소와 동일하게 구현될 수도 있다.
상기와 같은 구조에 따라 제1 충전장치(410)는 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입을 파악하고, 파악된 충전 타입에 근거하여 선택적으로 구동된다.
제1 충전장치(410)는 센서부(426)를 이용하여 수집된 정보에 기초하여 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입을 파악한다. 예컨대, 제1 충전장치(410)는 센서부(426)로부터 전기자동차 내 충전 플러그(420)의 체결 여부에 대한 정보를 수집하고, 수집된 정보에 기초하여 전기자동차 내 충전 플러그(420)가 체결된 것으로 확인된 경우 전기자동차의 충전 타입이 유선 충전방식인 것으로 파악한다.
제1 충전장치(410)는 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입이 유선 충전방식인 것으로 확인되는 경우 제어부(422)를 이용하여 제1 충전장치(410) 내 구비된 스위칭 소자(412)를 온 상태로 제어한다.
마찬가지로, 제1 충전장치(410)는 센서부(426)로부터 수집된 전기자동차 내 충전 플러그(420)의 체결 여부에 대한 정보 및 센싱부(418)로부터 수집된 전압에 대한 센싱정보를 통신부(424)를 이용하여 급전 인버터(440)로 송신한다.
제2 충전장치(430)는 유선 충전방식에 따라 전기자동차에 전력을 공급하기 위한 장치를 의미한다.
제2 충전장치(430)는 스위칭 소자(432) 및 무선 충전용 코일(434)을 포함한다. 한편, 제2 충전장치(430)에 포함된 스위칭 소자(432) 및 무선 충전용 코일(434)은 그 구성 및 작용이 전술한 도 2의 전기자동차용 전력 충전장치(100)에 구비된 무선 충전부(130)의 각 구성요소와 동일하기 때문에 이하, 자세한 설명은 생략하도록 한다. 한편, 도 4에서는 제1 충전장치(410) 및 제2 충전장치(430)가 각각 별도의 장치로 구비됨에 따라 편의상 제어부(422), 통신부(424) 및 센서부(426)가 제1 충전장치(410) 상에 구비된 것으로 예시하였으나 이는 일 실시예에 불과하며, 각각의 구성요소들은 별개의 장치로 구현되거나 제2 충전장치(430)상에도 동일하게 구비되는 형태로 구현될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 유무선 분리형 전기자동차용 전력 충전장치의 구현 형태를 예시한 예시도이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 유무선 분리형 전기자동차용 전력 충전장치(400)의 제1 충전장치(410)를 이용하여 유선 충전방식으로 전기자동차의 전력을 충전하는 경우를 예시하였다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 유무선 분리형 전기자동차용 전력 충전장치(400)의 제2 충전장치(430)를 이용하여 무선 충전방식으로 전기자동차의 전력을 충전하는 경우를 예시하였다.
한편, 유선 충전을 위한 제1 충전장치(410)는 스탠드형 또는 스토퍼형 등과 같은 다양한 구조로 구현될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 유무선 통합형 전기자동차용 전력 충전장치
110: 유선 충전부 130: 무선 충전부
140: 제어부 150: 통신부
160: 센서부 170: 급전 인버터
400: 유무선 분리형 전기자동차용 전력 충전장치

Claims (9)

  1. 전기자동차용 전력 충전장치에 있어서,
    유선 충전방식에 기반한 제1 충전수단 및 무선 충전방식에 기반한 제2 충전수단을 각각 별도의 장치로서 구비하며, 상기 유선 충전방식 및 상기 무선 충전방식 중 어느 하나의 충전 방식에 따라 상기 전기자동차에 전력을 공급하되, 상기 제1 충전수단은, 상기 제2 충전수단으로부터 발생한 자기장을 수신하여 유도전압을 생성하는 유선 충전용 코일을 구성요소로서 포함하는 유무선 충전부; 및
    기 설정된 무선 충전 영역 내 상기 전기자동차의 진입 여부 및 상기 전기자동차 내 충전 플러그의 체결 여부 중 일부 또는 전부에 대한 정보에 기반하여 상기 전기자동차의 충전을 위한 충전 타입을 결정하고, 결정된 충전 타입에 따라 상기 유무선 충전부의 구동을 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전력 충전장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유선 충전방식은 플러그인(Plug-In) 충전방식이며,
    상기 무선 충전방식은 비접촉 자기유도 충전방식인 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전력 충전장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 충전수단은,
    상기 유선 충전용 코일로부터 생성된 유도전압의 공급을 스위칭 제어하는 스위칭 소자;
    상기 유선 충전용 코일로부터 입력되는 유도전압을 정류하는 정류부;
    상기 정류부의 출력 전압을 센싱하는 센싱부; 및
    상기 전기자동차에 체결되며, 상기 정류부로부터 출력된 전압을 DC 변환하여 상기 전기자동차로 공급하는 충전 플러그
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전력 충전장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 충전수단은,
    급전 인버터로부터 교류 전원을 인가받아 자기장을 발생시키는 무선 충전용 코일; 및
    상기 급전 인버터로부터 상기 무선 충전용 코일로의 전원 공급을 스위칭 제어하는 스위칭 소자
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전력 충전장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전기자동차용 전력 충전장치는, 기 설정된 무선 충전 영역 내 상기 전기자동차의 진입 여부 및 상기 전기자동차 내 충전 플러그의 체결 여부에 대한 정보를 수집하는 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전력 충전장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제어부에 의해 결정된 충전 타입에 따라 상기 제1 충전수단 및 상기 제2 충전수단에 각각 구비된 스위칭 소자의 온 또는 오프를 제어하여 상기 제1 충전수단 및 상기 제2 충전수단 중 일부 또는 전부가 선택적으로 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전력 충전장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 전기자동차용 전력 충전장치는, 외부장치와의 통신을 위한 통신부를 더 포함하며,
    상기 통신부는, 상기 제어부에 의해 결정된 충전 타입에 대한 결정정보 및 상기 충전 타입에 따라 상기 제1 충전수단으로부터 발생하는 전압에 대한 센싱정보를 수집하여 급전 인버터로 제공하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전력 충전장치.
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