KR101924522B1 - Ev용 ac 충전장치 및 이의 충전방법 - Google Patents

Ev용 ac 충전장치 및 이의 충전방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101924522B1
KR101924522B1 KR1020160124143A KR20160124143A KR101924522B1 KR 101924522 B1 KR101924522 B1 KR 101924522B1 KR 1020160124143 A KR1020160124143 A KR 1020160124143A KR 20160124143 A KR20160124143 A KR 20160124143A KR 101924522 B1 KR101924522 B1 KR 101924522B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
switch
transformer
charging
battery system
power
Prior art date
Application number
KR1020160124143A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170112927A (ko
Inventor
정호균
이철
황준식
Original Assignee
한국알박(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국알박(주) filed Critical 한국알박(주)
Publication of KR20170112927A publication Critical patent/KR20170112927A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101924522B1 publication Critical patent/KR101924522B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B60L11/1809—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L11/1851—
    • B60L11/1861—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • H02J7/022—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 트랜스포머, 외부전원라인으로부터 분기된 전원공급라인이 입력단에 연결되어 상시 전원을 인가받는 시스템 전원공급부, 상기 트랜스포머의 1차측에 연결되고 온 및 오프 동작으로 상기 외부전원라인으로부터 입력되는 전원을 상기 트랜스포머에 공급하거나 차단하는 트랜스포머 스위치, 상기 트랜스포머의 2차측에 입력단이 연결되고 출력단이 차량의 배터리 시스템에 커플링되며, 상기 트랜스포머를 통해 입력되는 정격전압으로 배터리 시스템을 충전하는 충전전력 송신부, 상기 시스템 전원공급부를 통해 전원을 공급받고, 상기 트랜스포머 스위치 및 상기 충전전력 송신부에 포함된 전자스위치의 온 및 오프 동작을 제어하는 제어부, 그리고 상기 배터리 시스템과의 연결 관계 및 상기 배터리 시스템의 충전 상태를 파악할 수 있는 파일럿신호를 상기 제어부에 제공하는 파일럿신호 측정부를 포함하는 EV용 AC 충전장치 및 이의 충전방법에 관한 것이다.

Description

EV용 AC 충전장치 및 이의 충전방법{ALTERNATING CURRENT CHARGING APPARATUS FOR ELECTRIC VEHICLE AND METHOD FOR CHARGING IN THE APPARATUS}
본 발명은 EV(Electric Vehicle)용 AC(Alternating Current) 충전장치 및 이의 충전방법에 관한 것이다.
최근, 세계 주요 선진국들을 중심으로 화석연료를 사용한 자동차에서 배출되는 이산화탄소의 감소에 대한 연구 및 투자가 활발히 이뤄지고 있다. 대표적으로 EV(Electric Vehicle), HEV(Hybrid Electric Vehicle), PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle), FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle) 등의 사업이다. 이하에서는 EV, HEV, PHEV, FCEV 등을 통칭하여 전기차(EV: Electric Vehicle)라 한다.
EV 사업에 대한 관심과 투자는 정부뿐만 아니라 민간 부문에서도 활발하다. 국내/외 주요 자동차 생산 업체들은 물론이고, 배터리 제조 업체, EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment) 제작 업체 등 대기업, 중소기업을 막론하고 보다 양질의 제품을 내놓기에 여념이 없다.
EV와 EVSE(예; 충전기 등) 간의 충전 방식은 크게 AC(Alternating Current)를 이용한 충전 방식과 DC(Directing Current)를 이용한 충전 방식으로 나뉠 수 있다. AC 충전 방식은 AC의 외부전원을 트랜스포머(transformer)를 이용하여 전압 안정화 및 정격전압으로 만들어 EVSE 내의 MC(Magnetic Contactor)의 개폐로 EV에 공급하는 방식이다. 또한, DC 충전 방식은 EVSE 내의 AC-DC Convertor와 DC-DC Converter를 통해 DC로 변환 후 마그네틱 커넥터(magnetic connector; MC) 개폐와 전압, 전류의 조절을 통해 EV에 전력을 공급하는 방식이다.
그런데, EV용 AC 충전기는 1차측의 전력품질에 영향을 받지 않고 안정적인 전력을 공급하기 위해 트랜스포머를 사용하는데, 트랜스포머를 충전기 내에 추가로 포함하게 되면, 충전기가 무거워지고, 충전기의 조립 및 설치에 어려움이 발생한다.
그리고 EV 배터리를 미충전 시에도 트랜스포머는 상용전원을 AC 충전기에 계속적으로 공급하는 상태로 유지되므로 무부하손에 의한 전력손실의 문제가 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 EV 충전기를 사용하지 않는 경우에 트랜스포머로 인가되는 전원을 차단하여 트랜스포머에 의한 무부하손으로 인한 전력낭비를 방지하는 EV용 AC 충전장치 및 이의 충전방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 충전과 동시에 트랜스포머를 가동하는 경우에 발생하는 돌입 전류 발생을 방지하는 EV용 AC 충전장치 및 이의 충전방법을 제공하는 것이다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 특징에 따른 EV용 AC 충전장치는 트랜스포머, 외부전원라인으로부터 분기된 전원공급라인이 입력단에 연결되어 상시 전원을 인가받는 시스템 전원공급부, 상기 트랜스포머의 1차측에 연결되어 온 및 오프 동작으로 상기 외부전원라인으로부터 입력되는 전원을 상기 트랜스포머에 공급하거나 차단하는 트랜스포머 스위치, 상기 트랜스포머의 2차측에 입력단이 연결되고 출력단이 차량의 배터리 시스템에 커플링되며, 상기 트랜스포머를 통해 입력되는 정격전압으로 배터리 시스템을 충전하는 충전전력 송신부, 그리고 상기 시스템 전원공급부를 통해 전원을 공급받고, 상기 트랜스포머 스위치 및 상기 충전전력 송신부에 포함된 전자스위치의 온 및 오프 동작을 제어하며, 충전 시작시에 상기 트랜스포머 스위치를 클로즈시킨 후 상기 충전전력 송신부에 내부 전력라인이 형성되도록 하여 상기 배터리 시스템이 충전되도록 하는 제어부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 EV용 AC 충전장치는 외부에 설치된 트랜스포머 및 상기 트랜스포머의 1차측에 연결되고 온 및 오프 동작으로 외부전원라인으로부터 입력되는 전원을 상기 트랜스포머에 공급하거나 차단하는 트랜스포머 스위치를 제어하는 EV용 AC 충전장치에 있어서, 상기 외부전원라인으로부터 분기된 전원공급라인이 입력단에 연결되어 상시 전원을 인가받는 시스템 전원공급부, 상기 트랜스포머의 2차측에 입력단이 연결되고 출력단이 차량의 배터리 시스템에 커플링되며, 상기 트랜스포머를 통해 입력되는 정격전압으로 배터리 시스템을 충전하는 충전전력 송신부, 그리고 상기 시스템 전원공급부를 통해 전원을 공급받고, 상기 트랜스포머 스위치 및 상기 충전전력 송신부에 포함된 전자스위치의 온 및 오프 동작을 제어하며, 충전 시작시에 상기 트랜스포머 스위치를 클로즈시킨 후 상기 충전전력 송신부에 내부 전력라인이 형성되도록 하여 상기 배터리 시스템이 충전되도록 하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 EV용 AC 충전장치는 인증카드나 모바일 등으로부터 사용자 인증정보를 수신하고 수신한 사용자 인증정보를 상기 제어부에 제공하여 상기 제어부에게 충전시작을 알리는 태깅부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 특징에 따른 EV용 AC 충전장치는 상기 배터리 시스템과의 연결 관계 및 상기 배터리 시스템의 충전 상태를 파악할 수 있는 파일럿신호를 상기 제어부에 제공하는 파일럿신호 측정부를 더 포함할 수 있다.
상기에서 제어부는 상기 파일럿신호를 통해 상기 배터리 시스템의 미충전 또는 충전완료를 파악하면 상기 충전전력 송신부에 내부 전력라인을 오픈시킨 후 상기 트랜스포머 스위치를 오픈시킨다.
상기 충전전력 송신부는 상기 트랜스포머의 2차측에 커플링된 기계 스위치, 상기 기계 스위치의 출력단에 연결되고 상기 배터리 시스템의 입력단에 커플링된 제1 스위치, 상기 제1 스위치에 병렬로 연결된 커패시터 스위치와 상기 커패시터 스위치에 직렬 연결된 저항을 포함하는 돌입전류 저감부를 포함하며, 상기 제1 스위치는 상기 제어부의 제어에 따라 턴 온되면 상기 충전전력 송신부에 내부 전력라인이 형성되게 하고, 상기 제어부의 제어에 따라 턴 오프되면 상기 내부 전력라인을 오픈되게 한다.
상기 커패시터 스위치는 상기 제어부에서 제공하는 상기 제1 스위치의 턴 온 신호에 따라 동작하며, 상기 제1 스위치가 클로즈되기 전에 먼저 클로즈된 후 상기 제1 스위치가 클로즈될 때에 오픈되어 돌입전류를 저감한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 EV용 AC 충전장치의 충전방법은 외부전원라인에 연결된 트랜스포머 스위치를 클로즈하여 상기 외부전원라인에서 공급하는 전원이 트랜스포머에 인가되게 하는 단계, 상기 트랜스포머 스위치가 클로즈된 이후에 상기 트랜스포머와 상기 배터리 시스템 간에 충전 전력라인이 형성되게 하는 단계, 상기 배터리 시스템의 충전 완료 시점을 파악하는 단계, 상기 배터리 시스템의 충전 완료시에 상기 트랜스포머와 상기 배터리 시스템 간에 충전 전력라인을 차단하는 단계, 그리고 상기 트랜스포머 스위치를 오픈하여 상기 트랜스포머에 전원이 공급되지 않게 하는 단계를 포함한다.
상기 트랜스포머 스위치를 클로즈하는 단계는 사용자 인증정보가 수신되는지를 판단하여 사용자 인증정보가 수신되면 상기 트랜스포머 스위치를 클로즈한다.
본 발명의 실시 예에 따른 EV용 AC 충전장치의 충전방법은 상기 트랜스포머와 상기 배터리 시스템 간에 충전 전력라인을 차단한 이후에 설정 대기시간 동안 대기하는 단계를 더 포함하며, 설정 대기시간이 되면 상기 트랜스포머 스위치를 오픈한다.
본 발명의 실시예에 따르면 EV 충전기를 사용하지 않는 경우에 트랜스포머로 인가되는 전원을 차단하여 트랜스포머에 의한 무부하손으로 인한 전력낭비를 방지하는 효과를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 충전 시작 전에 미리 배터리 시스템과의 전력라인을 차단시킨 상태에서 트랜스포머로 전원을 인가한 후에 배터리 시스템과의 전력라인을 형성시킴으로써, 충전과 동시에 트랜스포머를 가동하는 경우에 발생하는 돌입 전류 발생을 방지하는 효과를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 충전 전류를 공급하기 전에 미리 배터리 시스템과의 전력라인을 차단시킨 상태에서 트랜스포머로의 전원 공급을 차단함으로써 충전종료와 동시에 트랜스포머로의 전원 차단시 발생하는 임피던스 상승에 의한 전기자동차의 악영향을 방지하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 파일럿신호 측정부의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파일럿신호 측정부에 의해 측정된 충전 사이클 시퀀스의 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치의 충전방법에 대한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 충전전력 송신부의 블록 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 충전전력 송신부에 대한 회로도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치의 요부 구성에 대한 구현 예를 보인 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체에서 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한, 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 EV용 AC 충전장치 및 이의 충전방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치의 블록 구성도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치의 트랜스포머 제어시스템은 시스템 전원공급부(110), 트랜스포머 스위치(120), 트랜스포머(130), 제어부(140), 충전전력 송신부(150) 및 파일럿신호 측정부(160)를 포함한다. 경우에 따라 본 발명의 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치의 트랜스포머 제어시스템은 태깅부(170)를 더 포함할 수 있다.
시스템 전원공급부(110)는 상용전원라인(또는 조정된 전원을 공급하는 전원라인)으로부터 분기된 전원공급라인이 입력단에 연결되고, 출력단이 제어부(140)에 연결된다. 이러한 시스템 전원공급부(110)는 예컨대 SMPS(스위칭모드 파워서플라이) 및 노이즈 필터링부를 포함하여 구성되며, 상용전원을 상시 공급받고 설정된 정격전압을 출력단을 통해 제어부(140)에 공급한다. 즉, 시스템 전원공급부(110)는 트랜스포머 스위치(120)가 턴 오프되어 트랜스포머(130)로 상용전원이 공급되지 않는 상황에서도 상용전원을 공급받아 제어부(140)에 공급한다.
트랜스포머 스위치(120)는 트랜스포머(130)의 1차측에 연결된 입력 전력라인 상에 위치하며, 턴 온시 입력 전력라인을 통해 상용전원이 트랜스포머(130)에 공급되게 하고, 턴 오프시 입력 전력라인을 개방하여 트랜스포머(130)에 상용전원이 공급되는 것을 차단한다. 이러한 트랜스포머 스위치(120)는 차량의 배터리를 충전하지 않는 경우에 턴 오프되어 트랜스포머(130)에 의해 발생되는 무부하손에 의한 전력손실을 방지한다. 즉, 트랜스포머 스위치(120)는 차량의 배터리 미충전시의 대기전력을 저감시킨다.
트랜스포머(130)는 1차측으로부터 입력되는 상용전원을 2차측에서 설정된 정격전압으로 만들어 출력한다. 트랜스포머(130)에 의해 출력되는 전압은 충전전력 송신부(150)에 공급된다. 여기서 정격전압은 3.3kW ~ 43kW 범위 내의 전력이며, 예컨대 AC 220V 또는 AC 380V의 전압이다.
제어부(140)는 트랜스포머 스위치(120)의 온/오프 동작 제어 및 충전전력 송신부(150)를 구성하는 각종 전자 스위치의 온/오프 동작을 제어한다. 예컨대, 제어부(140)의 제어 동작은 EV 차량의 배터리 충전완료시 또는 미충전시에 트랜스포머 스위치(120)를 턴 오프시키거나, 충전전력 송신부(150)에 발생하는 돌입전류를 저감시키거나, 충전전력 송신부(150)의 전자 스위치가 융착되는 경우에 대응하거나, 충전전력 송신부(150)에서 발생하는 잔류전압을 제거하기 위한 것이다.
한편, 제어부(140)는 태깅부(170)로부터 사용자 인증정보를 수신하면 수신한 사용자 인증정보에 대한 인증 여부를 판단하고, 인증 성공시에 충전 동작이 이루어지게 할 수 있다.
충전전력 송신부(150)는 트랜스포머(130)의 출력단(2차측)에 입력단이 연결되어 출력단이 차량의 배터리 시스템(10)에 커플링될 수 있게 구성된다. 이러한 충전전력 송신부(150)는 트랜스포머(130)를 통해 정격전압을 제공받고 제공받은 정격전압으로 배터리 시스템(10)의 배터리를 충전한다.
파일럿신호 측정부(160)는 배터리 시스템(10) 내 배터리의 충전상태를 파악할 수 있는 파일럿신호를 측정하고, 측정한 파일럿신호를 제어부(140)에 제공한다. 태깅부(170)는 인증카드나 모바일 등으로부터 사용자 인증정보(또는 식별정보)를 수신하고 수신한 사용자 인증정보를 제어부(140)에 제공한다.
이하에서는 도 2를 참고하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치를 설명한다. 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치의 블록 구성도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치(100)는 시스템 전원공급부(110), 제어부(140), 충전전력 송신부(150) 및 파일럿신호 측정부(160)를 포함하며, 경우에 따라 본 발명의 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치의 트랜스포머 제어시스템은 태깅부(170)를 더 포함할 수 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 제2 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치(100)는 트랜스포머 스위치(120)가 트랜스포머(130)가 충전장치(100) 외부(예컨대, 분전반 등)에 설치되어 있는 것이 본 발명의 제1 실시예와 차이가 있으며, 시스템 전원공급부(110), 제어부(140), 충전전력 송신부(150), 파일럿신호 측정부(160), 태깅부(170)의 동작은 도 1을 참조로 전술한 바와 동일하다.
이하에서는 도 3과 도 4를 참조로 하여 파일럿신호 측정부(160) 및 차량의 배터리 충전상태에 따른 파일럿신호를 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 파일럿신호 측정부의 회로도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파일럿신호 측정부에 의해 측정된 충전 사이클 시퀀스의 타이밍도이다.
설명에 앞서, 도 3에 도시된 파일럿신호 측정부(160)에 대한 회로도는 이미 공지된 것들 중 하나이며, 파일럿신호 측정부(160)는 도 2에 도시된 회로도 이외에 다양한 형태로 구성이 가능하다.
도 3을 참고하면, 파일럿신호 측정부(160)는 발진기(161), 저항(R1) 및 커패시터(C)를 포함한다. 발진기(161)는 접지점에 연결되고 파일럿접점에 커플링되게 설치되며, 제어부(140)에서 제공하는 듀티비에 따라 펄스폭 변조 방식을 수행하여 펄스신호를 생성하고 출력한다. 저항(R1)은 파일럿접점과 발진기(161) 사이에 설치되며 파일럿신호(Va)를 형성한다. 커패시터(Cs)는 파일럿접점과 접지점 사이에 설치되어 EMI 억제 기능을 한다.
그리고 자동차측에는 파일럿접점과 접지점에 병렬로 연결된 2개의 저항(R2, R3)과 파일럿접점에 애노드가 연결되고 저항(R2)에 캐소드가 연결된 다이오드(D) 및 저항(R3)와 접지점 사이에 설치된 스위치(S2)를 포함한다.
도 3과 같이 구성된 상태에서, 도 4를 참조로 하여 파일럿신호 측정부(160)에서 측정되는 파일럿 신호를 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 충전장치(100)와 전기차(EV, Electric Vehicle)가 연결되지 않은 상태이면, 스위치(S2)는 오프 상태로 제어되고, 그에 따라 도 4의 (A) 구간과 같이 파일럿신호 측정부(160)는 12V의 파일럿신호(Va)를 검출한다. 제어부(140)는 12V의 파일럿신호(Va)를 수신하면 충전 불가능 상태라고 판단한다.
충전장치(100)와 전기차가 연결되고 스위치(S2)가 오프 상태를 유지하면, 도 4의 (B) 구간과 같이 파일럿신호 측정부(160)는 9V의 파일럿신호(Va)를 검출한다. 제어부(140)는 9V의 파일럿신호(Va)를 수신하면 충전 불가능 상태라고 판단한다.
충전장치(100)와 전기차가 연결되고 스위치(S2)가 온 상태가 되면, 도 4의 (C) 구간과 같이 파일럿신호 측정부(160)는 6V 또는 3V의 파일럿신호(Va)를 검출한다. 제어부(140)는 6V 또는 3V의 파일럿신호(Va)를 수신하면 충전 가능 상태라고 판단하며, 6V 또는 3V의 파일럿신호(Va)를 최초 수신되는 시점에서 설정된 듀티비에 따라 발진기(161)의 동작을 제어하여 설정된 전류량이 배터리 시스템(10)에 제공되게 한다. 여기서 6V의 파일럿신호(Va)는 충전 영역의 환기가 필요하지 않는 경우에 측정되고, 3V의 파일럿신호(Va)는 충전 영역의 환기가 필요한 경우에 측정된다. (C) 구간에서는 일반적으로 대부분 6V의 파일럿신호(Va)가 검출된다.
그리고 다시 충전장치(100)와 전기차가 연결된 상태에서 스위치(S2)가 오프되면, 도 4의 (D) 구간과 같이 파일럿신호 측정부(160)는 9V의 파일럿신호(Va)를 검출하며, 이때 제어부(140)는 배터리 시스템(10)에 대한 충전 완료라고 판단한다.
마지막으로, 스위치(S2)가 오프된 상태에서 충전장치(100)와 전기차 간의 연결이 해제되면 도 4의 (E) 구간과 같이 파일럿신호 측정부(160)는 12V의 파일럿신호(Va)를 검출하며, 이때 제어부(140)는 충전 불가능 상태라고 판단한다.
이하에서는 도 5를 참조로 하여 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 EV용 AC 충전장치의 충전방법을 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치의 충전방법에 대한 순서도이다.
먼저, 사용자는 충전 케이블 등을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치와 전기자동치(EV)를 연결한다. 그런 다음 사용자는 충전시작을 충전장치(100)에 알리기 위하여 인증카드를 태깅부(170)에 태깅한다. 이러한 충전시작을 알리는 동작은 태깅부(170)를 구성하지 않는 경우이면 충전장치(100)에 충전시작을 알리는 버튼이나 메뉴를 구비하고, 사용자가 해당 버튼을 누르거나 메뉴를 선택하는 것으로 충전시작을 알리도록 할 수 있다.
태깅부(170)는 인증카드로부터 정보(예; 식별정보)를 수신하고 수신한 정보를 제어부(140)에 제공하며, 제어부(140)는 태깅부(170)로부터 수신된 정보가 인증된 정보인지를 판단하는 인증 절차를 수행한다(S501).
제어부(140)는 태깅된 정보가 인증정보라고 판단하면, 충전전력 송신부(150)의 전자스위치를 오픈 상태로 유지시킨 상태에서 트랜스포머 스위치(120)로 클로즈 신호를 전송하여 트랜스포머 스위치(120)를 클로즈시켜 트랜스포머(130)로 상용전원이 인가되게 한다(S502).
충전전력 송신부(150)의 전자스위치를 오픈 상태로 유지하게 되면, 충전전력 송신부(150)는 자체적으로 배터리 시스템(10)과의 전력라인이 차단(즉, 오픈)된 상태가 되어 트랜스포머(130)로부터 상용전원이 공급되더라도 배터리 시스템(10)으로 상용전원을 제공하지 못하게 된다. 이와 같이 충전전력 송신부(150) 내부의 전력라인을 클로즈하기 전에 먼저 트랜스포머 스위치(120)를 클로즈하는 것은 충전과 동시에 트랜스포머(130)를 가동하면, 충전전력 송신부(150) 내부에서 돌입 전류가 발생할 가능성이 크기 때문이다.
제어부(140)는 트랜스포머 스위치(120)를 클로즈시킨 후 파일럿신호 측정부(160)로부터 수신되는 파일럿신호(Va)를 확인하고(S503), 파일럿신호(Va)가 배터리 시스템(10)의 충전이 가능한 6V인지를 판단한다(S504).
만약 배터리 시스템(10)이 충전 불가능한 상태이면 파일럿신호 측정부(160)는 12V 또는 9V의 파일럿신호(Va)를 제어부(140)에 제공하게 되며, 충전 가능한 상태가 되면 6V의 파일럿신호(Va)를 제어부(140)에 제공한다. 제어부(140)는 6V의 파일럿신호(Va)가 입력되면 충전전력 송신부(150)의 해당 전자스위치로 클로즈 신호를 전송하여 해당 전자스위치를 클로즈시켜 충전전력 송신부(150)의 내부 전력라인이 클로즈시킨다(S505).
이렇게 충전전력 송신부(150)의 내부 전력라인이 클로즈되면, 트랜스포머(130)에서 공급하는 정격전압이 충전전력 송신부(150)에 공급되고, 충전전력 송신부(150)의 내부 전력라인을 통해 충전전원이 배터리 시스템(10)에 공급되어 배터리 시스템(10) 내의 배터리를 충전한다(S506).
S505 과정을 통해 배터리 시스템(10)은 계속해서 트랜스포머(130)에서 공급하는 정격전압으로 충전을 하게 되고, 제어부(140)는 계속해서 파일럿신호 측정부(160)로부터 수신되는 파일럿신호(Va)를 확인하여 배터리 시스템(10)의 충전 완료 시점을 파악한다(S507).
제어부(140)는 입력되는 파일럿신호(Va)가 배터리 시스템(10)의 충전 완료를 알리는 9V 인지를 판단하고(S508), 9V의 파일럿신호(Va)가 수신되면 충전완료라고 판단하여 트랜스포머 스위치(120)를 오픈하기 전에 먼저 충전전력 송신부(150)의 해당 전자스위치로 오픈신호를 전송하여 해당 전자스위치를 오픈시킨다(S509).
그런 다음 제어부(140)는 설정시간 동안 대기를 하고(S510), 설정시간이 되면 트랜스포머 스위치(120)로 오픈 신호를 전송하여 트랜스포머 스위치(120)를 턴 오프시킨다(S511).
상기에서 설정시간은 5분 또는 10분 또는 15분 등 일 수 있다. 설정시간 동안 대기하는 것은 일부 전기자동차가 차량 내 배터리의 냉각을 위해 충전을 일시 중단하고 약 5분 이내에 다시 재충전을 실시하기 때문이다.
이하에서는 도 6을 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 충전전력 송신부를 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 충전전력 송신부의 블록 구성도이다. 도 6을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 충전전력 송신부(150)는 기계 스위치(MS; Mechanism Switch), 제1 스위치(SW), 돌입전류 저감부(151), 융착대응부(152) 및 잔류전압 제거부(153)를 포함한다.
기계 스위치(MS)는 트랜스포머(130)의 2차측에 커플링되고, 제1 스위치(SW)는 기계 스위치(MS)의 출력단에 연결되고 배터리 시스템(10)의 입력단에 커플링된다. 기계 스위치(MS)는 사용자에 의해 수동으로 온/오프되며, 제1 스위치(SW)는 제어부(140)에 의해 온/오프된다. 여기서 제1 스위치는 다양한 종류의 전자스위치 중 하나일 수 있으며, 양호하게는 전자접촉기(Magnetic Contactor: MC)일 수 있다.
돌입전류 저감부(151)는 제1 스위치(SW)의 턴 온시에 발생되는 돌입 전류를 저감시킨다. 예컨대, 돌입전류 저감부(151)는 충전전력 송신부(150)로 초기 전원 투입시 배터리 시스템(10)으로 제공되는 전류를 제한하여 돌입 전류를 저감시킨다.
융착대응부(152)는 제1 스위치(SW)의 융착시에 발생하는 문제를 해결한다. 구체적으로 설명하면, 충전 전원으로 높은 전압을 이용하게 되면 제1 스위치(SW)가 융착이 되어 제어부(110)에 의한 온/오프 제어가 되지 않는 상황이 발생하고, 제1 스위치(SW)가 융착되면 계속해서 쇼트(short) 상태가 되고 그에 따라 충전이 완료된 이후에도 배터리 충전이 이루어지는 문제가 발생한다. 그러므로 이러한 제1 스위치(SW)의 융착시에 발생하는 문제를 해결하기 위하여 융착대응부(152)가 필요하다.
융착대응부(152)는 제1 스위치(SW)가 융착되는 경우에 이를 대신하여 트랜스포머(130)의 2차측과 배터리 시스템(10) 간의 전력 패스를 온/오프시키는 기능을 수행한다. 이를 위해 융착대응부(152)는 제1 스위치(SW)의 융착을 감지하기 위한 전압 감지부(152b)를 포함하며, 융착시 제1 스위치(SW)를 대신하여 전력 패스에서 온/오프 기능을 수행하는 제1 융착대응 스위치소자를 포함하는 융착보상부(152a)를 포함한다. 이와 더불어 융착보상부(152a)는 제1 스위치(SW)의 융착에 대응하는 제1 융착대응 스위치소자가 융착이 되는 경우에 대응하는 제2 융착대응 스위치소자를 더 포함할 수 있으며, 이때 전압 감지부(152b)는 제1 융착대응 스위치소자의 출력단 전압을 감지하는 기능을 더 가진다. 제1 융착대응 스위치소자는 일 예로, 도 7에 도시된 제2 전자접촉기(MC2)에 해당하고, 제2 융착대응 스위치는 션트 스위치(SHT) 또는 누전차단 스위치(SW2)에 해당한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 충전전력 송신부는 도 6을 참조로 한 구성 이외에 다양한 형태를 가질 수 있으며, 다양한 형태는 공지된 모든 형태의 것을 의미한다.
이하에서는 도 7을 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 충전전력 송신부의 상세 회로 구성을 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 충전전력 송신부에 대한 회로도로서, 도 6에 도시된 블록도에 대한 회로도이다. 도 7을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 충전전력 송신부(150)는 R상, S상, T상 및 N상의 전원라인에 연결되어 트랜스포머(130)에서 제공하는 정격전압(AC 380V) 또는 R상 N상의 전원라인에 연결되어 트랜스포머(130)에서 제공하는 제공하는 정격전압(AC 220V)을 인가받는 기계 스위치(MS)와, 기계 스위치(MS)의 출력단의 각 상에 각각 연결되고 배터리 시스템의 전원라인(예; 전원 케이블)에 커플링된 제1 전자접촉기(MC1)를 포함한다. 여기서 제1 전자접촉기(MC1)는 예컨대 LS 산전의 MC-40A이다.
그리고 충전전력 송신부(150)는 돌입 전류를 저감시키기 위해 제1 전자접촉기(MC1)에 병렬로 연결된 저항(R1)을 포함한다. 구체적으로 저항(R1)은 제1 전자접촉기(MC1)의 입력단에 일단이 연결되고, 제1 전자접촉기(MC1)의 출력단에 타단이 연결된다. 저항(R1)은 예컨대 5Ω, 20W 저항이다.
제1 전자접촉기(MC1)가 융착되었을 때에 대비하여 제1 전자접촉기(MC1)를 대신하는 제2 전자접촉기(MC2)를 포함한다. 이때 제2 전자접촉기(MC2)는 입력단이 제1 전자접촉기(MC1)의 출력단에 연결되고, 출력단이 배터리 시스템(10)에 커플링된다. 제2 전자접촉기(MC2)는 예컨대 LS 산전의 MC-40A이다.
그리고 충전전력 송신부(150)는 제1 전자접촉기(MC1)를 클로즈시켜 외부 전원이 인가되는 경우에 순간적으로 과도한 전류 즉 돌입 전류가 발생하게 되는데, 이러한 돌입 전류를 저감시키기 위하여 제1 전자접촉기(MC1)에 병렬로 연결된 커패시터 스위치(CS: Capacitor Switch)와 저항(R1)을 포함하는 돌입전류 저감부(151)를 포함한다. 이때 커패시터 스위치(CS)와 저항(R1)은 직렬로 연결되며, 커패시터 스위치(CS)의 출력단에 저항(R1)이 연결되거나, 커패시터 스위치(CS)의 입력단에 저항(R1)이 연결된다.
여기서 커패시터 스위치(CS)는 제1 전자접촉기(MC1)와 연동하도록 구성된다. 즉, 커패시터 스위치(CS)는 제어부(110)에서 제공하는 제1 전자접촉기(MC1)의 동작 신호(즉, 클로즈 신호)에 따라 동작하되, 제1 전자접촉기(MC1)가 클로즈되기 전에 먼저 클로즈되고 제1 전자접촉기(MC1)가 클로즈될 때에 오픈된다. 이러한 커패시터 스위치(CS)는 기계 스위치(MS)를 통해 입력되는 전원을 저항(R1)측으로 입력 또는 차단되게 한다. 커패시터 스위치(CS)는 예컨대 LS 산전의 AC-50이다.
또한 충전전력 송신부(150)는 제1 및 제2 전자접촉기(MC1 및 MC2) 모두 융착되는 경우에 배터리 시스템(10)으로 전원이 제공되지 않도록 하기 위한 션트 스위치(SHT: shunt switch)를 포함하며, 제1 및 제2 전자접촉기(MC1 및 MC2)의 융착 여부를 감지하기 위하여 제1 전자접촉기(MC1)의 출력단 전압 및 제2 전자접촉기(MC2)의 출력단 전압을 측정하는 전압 감지부(152b)를 포함한다. 여기서 션트 스위치(SHT)는 제어부(110)의 제어에 따라 동작하고 기계 스위치(MS)와 기구적으로 연결되어 있으며, 이에 따라 기계 스위치(MS)는 션트 스위치(SHT)의 동작(트립 동작)에 연동한다.
잔류전압 제거부(153)는 제2 전자접촉기(MC2)의 출력단에 연결되어 있다. 일 예로 잔류전압 제거부(153)는 제2 전자접촉기(MC2)의 출력단에 일단이 연결된 동작 스위치(SW1)와 동작 스위치(SW1)의 타단과 접지단 사이에 커플링된 저항(R2)을 포함하여 구성된다. 잔류전압 제거부(153)는 배터리 충전시 동작 스위치(SW1)가 오픈 상태를 유지하고 있으며, 배터리 충전 완료시 동작 스위치(SW1)가 클로즈된다. 이러한 잔류전압 제거부(153)는 배터리 충전 완료 후에도 남아 있는 잔류전압을 제거하는 기능을 수행한다.
누전차단 스위치(SW2)는 제2 전자접촉기(MC2)의 출력단에 입력단이 연결되고 출력단이 배터리 시스템(10)에 커플링된다. 참고로 충전전력 송신부(150)에서 제2 전자접촉기(MC2)를 이용하지 않는 경우에, 누전차단 스위치(SW2)는 제1 전자접촉기(MC1)의 출력단에 입력단이 연결되고, 출력단이 배터리 시스템(10)에 커플링된다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 충전전력 송신부(150)는 기계스위치(MS), 제1 스위치(SW)인 제1 전자접촉기(MC1) 및 돌입전류 저감부(151)으로 구성되거나, 기계스위치(MS), 제1 스위치(SW)인 제1 전자접촉기(MC1), 돌입전류 저감부(151), 그리고 제2 전자접촉기(MC2)와 션트 스위치(SHT) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 충전전력 송신부(150)는 기계스위치(MS), 제1 스위치(SW)인 제1 전자접촉기(MC1), 돌입전류 저감부(151), 잔류전압 제거부(153) 그리고 제2 전자접촉기(MC2)와 션트 스위치(SHT) 중 적어도 하나를 포함하여 구성되거나, 기계스위치(MS), 제1 스위치(SW)인 제1 전자접촉기(MC1), 돌입전류 저감부(151), 누전차단 스위치(SW2), 그리고 제2 전자접촉기(MC2)와 션트 스위치(SHT) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는 도 8을 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 EV용 AC 충전장치의 요부 구성의 구현 예를 설명한다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 EV용 AC 충전장치의 요부 구성에 대한 구현 예를 보인 도면으로서, 요부 구성은 시스템 전원공급부(110), 트랜스포머 스위치(120), 트랜스포머(130), 제어부(140)이며, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 EV용 AC 충전장치와 같이 트랜스포머 스위치(120), 트랜스포머(130)가 외부에 구성된 경우에 대한 것이다.
도 8을 참고하면, 트랜스포머 스위치(120)와 트랜스포머(130)는 예컨대, EV용 AC 충전장치(100)의 외부인 분전반에 설치된다. 이때 마그네틱 컨택터(Magnetic Contactor)로 구성되어 트랜스포머(130)의 1차측에 전력라인이 연결되고, 메인보드(140)의 릴레이(141)에 신호라인이 연결되어 릴레이(141)로부터 제공하는 신호에 따라 턴 온/오프된다. 여기서 메인보드(140)는 제어부(140)에 해당하므로, 제어부와 동일한 도면부호를 부여하였음
시스템 전원공급부(110)는 상용전원라인으로부터 분기된 전원공급라인이 입력단에 연결되고, 출력단이 메인보드(140)에 연결된다. 이러한 시스템 전원공급부(110)는 예컨대 SMPS(스위칭모드 파워서플라이) 및 노이즈 필터를 포함하여 구성되며, 상용전원을 상시 공급받아 설정된 정격전압을 메인보드(140)에 공급한다. 즉, 시스템 전원공급부(110)는 트랜스포머 스위치(120)가 턴 오프되어 트랜스포머(130)로 상용전원이 공급되지 않는 상황에서도 상용전원을 공급받아 메인보드(140)에 공급한다.
트랜스포머 스위치(120)는 턴 온시 입력 전력라인을 통해 상용전원이 트랜스포머(130)에 공급되게 하고, 턴 오프시 트랜스포머(130)에 상용전원이 공급되는 것을 차단한다. 이러한 트랜스포머 스위치(120)는 차량의 배터리 미충전시에 턴 오프되어 트랜스포머(130)에 의한 무부하손에 의한 전력손실을 방지한다. 즉, 대기전력을 저감시킨다.
트랜스포머(130)는 1차측으로부터 입력되는 상용전원을 2차측에서 설정된 정격전압으로 만들어 출력한다. 트랜스포머(130)에 의해 출력되는 전압은 충전전력 송신부(150)에 공급된다.
메인보드(140)는 릴레이(141)를 통해 트랜스포머 스위치(120)의 온/오프를 제어하고, 충전전력 송신부(150)를 구성하는 각종 전자 스위치(예; 제1 전자접촉기, 제2 전자접촉기, 션트 스위치, 제1 스위치, 커패시터 스위치 등)의 스위칭 동작을 제어한다. 메인보드(140)는 전기차(EV)의 배터리 충전완료시 또는 미충전시에 릴레이(31)를 제어하여 트랜스포머 스위치(120)를 턴 오프시킨다.
이상에서 본 발명의 실시에에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
110 : 시스템 전원공급부 120 : 트랜스포머 스위치
130 : 트랜스포머 140 : 제어부
150 : 충전전력 송신부 160 : 파일럿신호 측정부
170 : 태깅부 141: 릴레이

Claims (10)

  1. 트랜스포머,
    외부전원라인으로부터 분기된 전원공급라인이 입력단에 연결되어 상시 전원을 인가받는 시스템 전원공급부,
    상기 트랜스포머의 1차측에 연결되어 온 및 오프 동작으로 상기 외부전원라인으로부터 입력되는 전원을 상기 트랜스포머에 공급하거나 차단하는 트랜스포머 스위치,
    상기 트랜스포머의 2차측에 입력단이 연결되고 출력단이 차량의 배터리 시스템에 커플링되며, 상기 트랜스포머를 통해 입력되는 정격전압으로 배터리 시스템을 충전하는 충전전력 송신부, 그리고
    상기 시스템 전원공급부를 통해 전원을 공급받고, 상기 트랜스포머 스위치 및 상기 충전전력 송신부에 포함된 전자스위치의 온 및 오프 동작을 제어하며, 충전 시작시에 상기 트랜스포머 스위치를 클로즈시킨 후 상기 충전전력 송신부에 내부 전력라인이 형성되도록 하여 상기 배터리 시스템이 충전되도록 하는 제어부를 포함하고,
    상기 충전전력 송신부는,
    상기 트랜스포머의 2차측에 커플링된 기계 스위치,
    상기 기계 스위치의 출력단에 연결되고 상기 배터리 시스템의 입력단에 커플링된 제1 스위치,
    상기 제1 스위치에 병렬로 연결된 커패시터 스위치와 상기 커패시터 스위치에 직렬 연결된 저항을 포함하는 돌입전류 저감부를 포함하며,
    상기 제1 스위치는 상기 제어부의 제어에 따라 턴 온되면 상기 충전전력 송신부에 내부 전력라인이 형성되게 하고, 상기 제어부의 제어에 따라 턴 오프되면 상기 내부 전력라인을 오픈되게 하는 EV용 AC 충전장치.
  2. 외부에 설치된 트랜스포머 및 상기 트랜스포머의 1차측에 연결되고 온 및 오프 동작으로 외부전원라인으로부터 입력되는 전원을 상기 트랜스포머에 공급하거나 차단하는 트랜스포머 스위치를 제어하는 EV용 AC 충전장치에 있어서,
    상기 외부전원라인으로부터 분기된 전원공급라인이 입력단에 연결되어 상시 전원을 인가받는 시스템 전원공급부,
    상기 트랜스포머의 2차측에 입력단이 연결되고 출력단이 차량의 배터리 시스템에 커플링되며, 상기 트랜스포머를 통해 입력되는 정격전압으로 배터리 시스템을 충전하는 충전전력 송신부, 그리고
    상기 시스템 전원공급부를 통해 전원을 공급받고, 상기 트랜스포머 스위치 및 상기 충전전력 송신부에 포함된 전자스위치의 온 및 오프 동작을 제어하며, 충전 시작시에 상기 트랜스포머 스위치를 클로즈시킨 후 상기 충전전력 송신부에 내부 전력라인이 형성되도록 하여 상기 배터리 시스템이 충전되도록 하는 제어부를 포함하고,
    상기 충전전력 송신부는,
    상기 트랜스포머의 2차측에 커플링된 기계 스위치,
    상기 기계 스위치의 출력단에 연결되고 상기 배터리 시스템의 입력단에 커플링된 제1 스위치,
    상기 제1 스위치에 병렬로 연결된 커패시터 스위치와 상기 커패시터 스위치에 직렬 연결된 저항을 포함하는 돌입전류 저감부를 포함하며,
    상기 제1 스위치는 상기 제어부의 제어에 따라 턴 온되면 상기 충전전력 송신부에 내부 전력라인이 형성되게 하고, 상기 제어부의 제어에 따라 턴 오프되면 상기 내부 전력라인을 오픈되게 하는 EV용 AC 충전장치.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    인증카드나 모바일 등으로부터 사용자 인증정보를 수신하고 수신한 사용자 인증정보를 상기 제어부에 제공하여 상기 제어부에게 충전시작을 알리는 태깅부를 더 포함하는 EV용 AC 충전장치.
  4. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 배터리 시스템과의 연결 관계 및 상기 배터리 시스템의 충전 상태를 파악할 수 있는 파일럿신호를 상기 제어부에 제공하는 파일럿신호 측정부를 더 포함하는 EV용 AC 충전장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제어부는 상기 파일럿신호를 통해 상기 배터리 시스템의 미충전 또는 충전완료를 파악하면 상기 충전전력 송신부에 내부 전력라인을 오픈시킨 후 상기 트랜스포머 스위치를 오픈시키는 EV용 AC 충전장치.
  6. 삭제
  7. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 커패시터 스위치는 상기 제어부에서 제공하는 상기 제1 스위치의 턴 온 신호에 따라 동작하며, 상기 제1 스위치가 클로즈되기 전에 먼저 클로즈된 후 상기 제1 스위치가 클로즈될 때에 오픈되어 돌입전류를 저감하는 EV용 AC 충전장치.
  8. 트랜스포머와 배터리 시스템 사이의 제1 스위치를 오픈 상태로 유지시킨 상태에서, 외부전원라인에 연결된 트랜스포머 스위치를 클로즈하여 상기 외부전원라인에서 공급하는 전원이 상기 트랜스포머에 인가되게 하는 단계,
    상기 트랜스포머 스위치가 클로즈된 이후에 상기 제1 스위치를 클로즈하여 충전 전력라인이 형성되게 하는 단계,
    상기 배터리 시스템의 충전 완료 시점을 파악하는 단계,
    상기 배터리 시스템의 충전 완료시에 상기 트랜스포머와 상기 배터리 시스템 간에 충전 전력라인을 차단하는 단계, 그리고
    상기 트랜스포머 스위치를 오픈하여 상기 트랜스포머에 전원이 공급되지 않게 하는 단계
    를 포함하는 EV용 AC 충전장치의 충전방법.
  9. 제8항에서,
    상기 트랜스포머 스위치를 클로즈하는 단계는 사용자 인증정보가 수신되는지를 판단하여 사용자 인증정보가 수신되면 상기 트랜스포머 스위치를 클로즈하는 EV용 AC 충전장치의 충전방법.
  10. 제8항 또는 제9항에서,
    상기 트랜스포머와 상기 배터리 시스템 간에 충전 전력라인을 차단한 이후에 설정 대기시간 동안 대기하는 단계를 더 포함하며,
    설정 대기시간이 되면 상기 트랜스포머 스위치를 오픈하는 EV용 AC 충전장치의 충전방법.
KR1020160124143A 2016-03-24 2016-09-27 Ev용 ac 충전장치 및 이의 충전방법 KR101924522B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160035485 2016-03-24
KR20160035485 2016-03-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170112927A KR20170112927A (ko) 2017-10-12
KR101924522B1 true KR101924522B1 (ko) 2018-12-03

Family

ID=60141843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160124143A KR101924522B1 (ko) 2016-03-24 2016-09-27 Ev용 ac 충전장치 및 이의 충전방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101924522B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102126653B1 (ko) * 2018-06-28 2020-06-25 한국자동차연구원 전기자동차용 충전장치 및 그 제어방법
KR102196760B1 (ko) * 2020-02-25 2020-12-30 한국알박(주) 능동형 충전제어 방식의 전기자동차 충전기 및 능동형 충전제어 방식의 전기자동차 충전방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170112927A (ko) 2017-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10882402B2 (en) Device for detecting welding of relay
RU2438887C1 (ru) Система зарядки и способ для управления системой зарядки
JP6301340B2 (ja) 自動車のバッテリを充電するための非接触充電システム
CN108233495B (zh) 充电系统及其控制方法
US8363364B2 (en) Power feed control device
US10144298B2 (en) Power supply device of vehicle
EP2325974B1 (en) Feed control device
US10173538B2 (en) Wireless charging system and wireless charging transmission apparatus and method changing frequency to transmit power
JP6201319B2 (ja) 変換装置、故障判定方法及び制御プログラム
US20130082663A1 (en) Discharge system and electric vehicle
US9895986B2 (en) Electric vehicle externally chargeable by two different methods
US20120187905A1 (en) Communication apparatus
KR101821008B1 (ko) 전기 자동차 충전 장치
WO2011078390A1 (en) Electrical power feeding system for electrical vehicle
KR101299109B1 (ko) 전기 자동차용 충전기의 제어 시스템 및 그 방법
CN102948034A (zh) 充电控制装置和充电控制方法
US20160297313A1 (en) Power system, vehicle and power equipment
KR101853427B1 (ko) 차량용 고전압 충전장치 및 충전방법
KR101924522B1 (ko) Ev용 ac 충전장치 및 이의 충전방법
JP2011083094A (ja) 非接触充電器
US20190067969A1 (en) Device for charging an electric energy store, and method for initializing a charging process for an electric energy store
US10700510B2 (en) Over voltage protection for a wireless power transfer system
US20190001834A1 (en) Charge/discharge apparatus
CN111284340B (zh) 电动车的充电设备
JP2019047675A (ja) 電力供給システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant