KR101947866B1 - 차량 충전장치 제어방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

제어부에서 차량 충전장치 역률보상회로의 과전류를 감지하는 단계; 및 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준 이하인 경우에는 상기 제어부에서 상기 역률보상회로의 출력전압을 상승시키는 단계;를 포함하는 차량 충전장치 제어방법이 소개된다.

Description

차량 충전장치 제어방법 및 시스템{CONTROL METHOD AND SYSTEM FOR CHARGING DEVICE OF VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량 등에 마련되는 차량 충전장치에 과전류가 발생하는 경우 과전류가 발생하는 원인에 따라 충전장치 제어를 달리하여 충전장치의 중단을 최소화시킬 수 있는 차량 충전장치 제어방법 및 시스템에 관한 것이다.
산업화 시대 이후 가솔린 및 디젤을 토대로 한 자동차 산업의 발전은 자동차의 배출 가스로 인해 대기오염을 가속화 시키는 결과를 불러 일으켰다. 이에 세계는 배출 가스 없는 친환경 자동차로 눈을 돌리기 시작했으며, 각국의 많은 자동차 회사들이 이 자동차 개발에 앞장 서고 있다.
이러한 목적에서 다양한 친환경 자동차가 개발되고 있는데, 하이브리드 자동차, 플러그인 하이브리드 자동차, 전기자동차, 연료전지 자동차 등이 이에 해당한다. 이 중 플러그인 하이브리드 자동차와 전기자동차 사용자는 가정용 전원을 사용하여 충전이 가능한 방식으로 이 차량에는 상용전압을 차량 배터리를 충전을 위한 전압으로 적절하게 변환시켜 주기 위한 차량 충전장치가 탑재된다.
일반적으로 차량 충전장치는 EVSE(Electric Vehicle Service Equipment) 등의 장치를 이용하여 AC전류를 DC전류로 변환해 고전압 배터리를 충전하는 장치이다. 따라서 차량 충전장치는 AC 전압을 사용하는 장치인 바 외부 환경의 영향을 많이 받게 된다.
국가 및 특정지역의 임피던스에 의해 AC전류 제어가 공진하는 문제가 발생할 수 있을 뿐만 아니라 AC 전압은 다양한 고조파를 포함하고 있어 제어 불안 요소를 가지고 있고 이를 통해 차량 충전이 불가능한 상태까지 발생할 수 있다.
특히, 이러한 요소들로 인하여 차량 충전장치에 과전류가 발생하는 경우가 많은데, 이 경우 장치 안전성을 위하여 차량 충전장치의 구동을 정지시키게 된다. 그러나 충전장치 자체의 문제인 경우와 달리 앞서 언급한 상황 같은 경우에는 충전장치의 적절한 제어를 통해 충전장치에 과전류가 발생하는 것을 방지할 수 있는 상황임에도 불구하고 무조건적으로 충전장치의 구동을 정지시키는 바, 효율적이지 못하며 차량을 사용하는 사용자 입장에서는 충전중단이 자주 발생하는 불편함이 존재하였다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 2012-0102308 A
본 발명은 차량 충전장치에 과전류가 발생하는 경우에 과전류가 발생하는 원인을 자체적으로 진단해 과전류를 해소할 수 있는 제어를 수행할 수 있는 차량 충전장치 제어방법 및 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 충전장치 제어방법은 제어부에서 차량 충전장치 역률보상회로의 과전류를 감지하는 단계; 및 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준 이하인 경우에는 상기 제어부에서 상기 역률보상회로의 출력전압을 상승시키는 단계;를 포함한다.
상기 과전류 감지단계 이후에는 상기 제어부에서 과전류가 감지되는 경우 상기 역률보상회로를 오프시키는 단계;를 포함하고, 상기 출력전압 상승단계 이후에는 상기 제어부에서 상기 역률보상회로를 온시키는 단계;를 포함한다.
상기 출력전압을 상승시키는 단계는, 제어부에서 과전류 발생횟수에 기설정된 전압지령변환상수를 승산한 값만큼 출력전압을 상승시키는 것을 특징으로 한다.
상기 역률보상회로 오프 단계 이후에, 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준을 초과하는 경우에는 상기 제어부에서 차량 충전장치에 고장이 발생했다고 판단하고, 차량 충전장치의 구동을 정지시키는 단계;를 포함한다.
상기 출력전압을 상승시키는 단계 이후에, 상승된 출력전압이 기설정된 한계전압값을 초과하는 경우에는 상기 제어부에서 차량 충전장치에 고장이 발생했다고 판단하고, 차량 충전장치의 구동을 정지시키는 단계;를 포함한다.
상기 역률보상회로 오프 단계 이후에, 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준을 초과하며, 제1기준보다 큰 값으로 기설정된 제2기준 이하인 경우에는 상기 제어부에서 상기 역률보상회로의 전력량을 하강시키는 단계; 및 상기 제어부에서 상기 역률보상회로를 온시키는 단계;를 포함한다.
상기 전력량을 하강시키는 단계는, 제어부에서 과전류 발생횟수에 기설정된 입력전력지령변환상수를 승상한 값만큼 역률보상회로의 입력전력량을 하강시키는 것을 특징으로 한다.
상기 전력량을 하강시키는 단계는, 제어부에서 과전류 발생횟수에 기설정된 출력전력지령변환상수를 승상한 값만큼 역률보상회로의 출력전력량을 하강시키는 것을 특징으로 한다.
상기 전력량을 하강시키는 단계는, 제어부에서 과전류발생횟수에 기설정된 입력전류지령변환상수를 승산한 값만큼 역률보상회로의 입력전류를 하강시켜 전력량을 하강시키는 것을 특징으로 한다.
상기 전력량을 하강시키는 단계는, 제어부에서 과전류발생횟수에 기설정된 출력전류지령변환상수를 승산한 값만큼 역률보상회로의 출력전류를 하강시켜 전력량을 하강시키는 것을 특징으로 한다.
상기 전력량을 하강시키는 단계 이후에, 하강된 전력량이 기설정된 한계전력값 미만인 경우에는 상기 제어부에서 차량 충전장치에 고장이 발생했다고 판단하고, 차량 충전장치의 구동을 정지시키는 단계;를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량 충전장치 제어방법은 제어부에서 차량 충전장치 역률보상회로의 과전류를 감지하는 단계; 및 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준 이하인 경우에는 상기 제어부에서 상기 역률보상회로의 전력량을 하강시키는 단계;를 포함한다.
상기 과전류 감지단계 이후에는 제어부에서 과전류가 감지되는 경우 상기 역률보상회로를 오프시키는 단계;를 포함하고, 상기 전력량 하강단계 이후에는 상기 제어부에서 상기 역률보상회로를 온시키는 단계;를 포함한다.
상기 전력량을 하강시키는 단계 이후에, 하강된 전력량이 기설정된 한계전력값 미만인 경우에는 상기 제어부에서 차량 충전장치에 고장이 발생했다고 판단하고, 차량 충전장치의 구동을 정지시키는 단계;를 포함한다.
상기 역률보상회로 오프 단계 이후에, 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준을 초과하며, 제1기준보다 큰 값으로 기설정된 제2기준 이하인 경우에는 상기 제어부에서 상기 역률보상회로의 출력전압을 상승시키는 단계; 및 상기 제어부에서 상기 역률보상회로를 온시키는 단계;를 포함한다.
상기 출력전압을 상승시키는 단계 이후에, 상승된 출력전압이 기설정된 한계전압값을 초과하는 경우에는 상기 제어부에서 차량 충전장치에 고장이 발생했다고 판단하고, 차량 충전장치의 구동을 정지시키는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 차량 충전장치 시스템은 충방전이 가능한 배터리; 배터리 충전에 이용되는 차량 충전장치; 상기 차량 충전장치 내에 마련되어 충전효율을 상승시키는 역률보상회로; 및 상기 역률보상회로의 과전류를 감지하고, 과전류가 감지되는 경우 상기 역률보상회로를 오프시키며, 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준 이하인 경우에는 상기 역률보상회로의 출력전압을 상승시킨 후 상기 역률보상회로를 온시키는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준을 초과하며, 제1기준보다 큰 값으로 기설정된 제2기준 이하인 경우에는 상기 역률보상회로의 전력량을 하강시킨 후 상기 역률보상회로를 온시키는 것을 특징으로 한다.
또 다른 본 발명의 실시 예에 따른 차량 충전장치 시스템은 충방전이 가능한 배터리; 배터리 충전에 이용되는 차량 충전장치; 상기 차량 충전장치 내에 마련되어 충전효율을 상승시키는 역률보상회로; 및 상기 역률보상회로의 과전류를 감지하고, 과전류가 감지되는 경우 상기 역률보상회로를 오프시키며, 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준 이하인 경우에는 상기 역률보상회로의 전력량을 하강시킨 후 상기 역률보상회로를 온시키는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준을 초과하며, 제1기준보다 큰 값으로 기설정된 제2기준 이하인 경우에는 상기 역률보상회로의 출력전압을 상승시킨 후 상기 역률보상회로를 온시키는 것을 특징으로 한다.
하이브리드 차량등에 마련되는 차량 충전장치는 AC전원을 이용하여 배터리를 충전하는 장치로 세계 모든 국가와 지역 별 AC 전원 상태에 따라 수많은 고장으로 충전이 중단되게 된다. 특히 AC전원이 외부전원을 사용하는 경우 충전장치의 역률보상회로에 과전류가 가장 많이 발생하게 된다. 따라서 본 발명은 역률보상회로의 과전류 발생을 케이스 별로 판단하여 충전 중단을 최소화시켜 충전 중단으로 인한 사용자의 불편함을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량 충전장치 제어방법의 순서도
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량 충전장치 제어방법의 순서도
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 차량 충전장치 시스템의 구성도
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
본 발명에 따른 차량 충전장치(20) 제어방법은 도1에서 도시하고 있는 바와 같이 제어부(30)에서 차량 충전장치 역률보상회로(22)의 과전류를 감지하는 단계(S10);와 상기 제어부(30)에서 과전류가 감지되는 경우 상기 역률보상회로(22)를 오프시키는 단계(S20);를 포함한다.
과전류 감지 단계(S10)에서는 역률보상회로(22)에 발생하는 과전류를 감지하게 되는데 과전류를 감지하는 방법은 다양한 방법이 존재할 수 있다. 그 중 가장 일반적인 방법은 역률보상회로(22)에 흐르는 전류를 감지할 수 있는 센서를 통해 상기 센서를 통해 감지되는 전류가 일정 기준 이상이 넘어가는 경우를 과전류로 판단하는 것일 것이다.
어떠한 방법을 통해서든 과전류가 감지되었다면 과전류로 인하여 역률보상회로(22)에 문제가 발생할 수 있는 상황이므로 우선적으로 역률보상회로 오프단계(S20)를 통해 제어부(30)에서 역률보상회로(22)를 오프시키게 된다. 역률보상회로(22)의 오프는 다양한 의미를 가질 수 있으나, 통상적으로 역률보상회로(22)의 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 오프시킨다는 의미로 해석될 수 있을 것이다.
일반적으로 역률보상회로(22)는 복수개의 트랜지스터 또는 MOS로 구성되어 있는데, 이 트랜지스터 또는 MOS의 온/오프 동작을 제어하는 신호가 상기 트랜지스터의 베이스 또는 MOS의 게이트단으로 인가되는 PWM신호이다. 따라서 역률보상회로(22)의 온/오프를 제어한다는 의미는 결국 PWM신호의 온/오프 제어를 한다는 의미와 동일하다고 볼 수 있을 것인바, 본 발명에서의 역률보상회로 오프단계(S20)는 역률보상회로(22)에 인가되는 PWM신호를 오프시킨다는 의미와 동일하다고 볼 수 있을 것이다.
과전류가 발생되었다고 판단해 역률보상회로(22)를 오프시켰다면, 다음에는 과전류가 발생한 원인에 따라 충전장치(20) 제어를 달리 적용하여야 할 것이다. 이를 위해서는 선결적으로 과전류가 발생하게 되는 원인을 알아야 할 필요가 있는데, AC전원(40)을 입력으로 하는 역률보상장치에 있어서 과전류가 발생하게 되는 원인은 크게 세 가지로 나누어 볼 수 있다.
첫째는 역률보상회로(22)의 입력전압인 AC전압이 역률보상회로(22)의 출력전압보다 높아 발생되는 과전류이다. 역률보상회로(22)는 Boost모드로 동작하므로 입력전압이 출력전압보다 커지게 되면 다이오드를 통해 출력 커패시터에 전압을 충전하게 되는데 이로 인해 과전류가 발생할 수 있게 되는 것이다. 둘째는 충전장치(20)의 전류제어 불안정성에 기인되는 문제로 이로 인해 과전류가 발생할 수 있으며 셋째는 역률보상회로(22)의 하드웨어적 고장에 기인하는 문제로 과전류가 발생할 수 있다.
이에 따라 본 발명에서는 상기 세 가지 원인을 구분하기 위하여 과전류 발생횟수를 이용하는 방법을 제시하고 있다. 과전류가 발생하는 원인 중 AC전압이 역률보상회로(22)의 출력전압보다 높아져 발생하는 원인과 AC전류 제어의 불안정성으로 인한 원인은 하드웨어적 고장에 의한 원인보다 과전류가 발생하는 경우가 더 적을 것이다. 왜냐하면 하드웨어적 고장이 있는 경우에는 어떠한 방식으로 제어하느냐와 관계없이 지속적으로 과전류가 발생할 수 밖에 없기 때문이다.
따라서 하드웨어적 고장이 있는 경우와 AC전압이 출력전압보다 높은 경우 또는 AC전류 제어가 불안정한 경우는 손쉽게 과전류 발생 횟수를 통해 손쉽게 구분이 가능하다. 문제는 AC전압이 출력전압보다 높은 경우와 AC전류 제어가 불안정한 경우 두 가지 경우를 구분하는 것인데, 이는 충전장치(20)의 전압제어성과 전류제어성 중 어느 것이 더 제어성이 좋으냐에 따라 달린문제이다. 그러므로 본 발명에서는 첫 번째로 전압제어성이 더 좋은 충전장치(20)를 가정하여 AC전압이 출력전압보다 높아지는 경우가 AC전류 제어 불안정성으로 인한 경우보다 과전류 발생이 더 적다고 볼 것이며, 두 번째로는 전류제어성이 더 좋은 충전장치(20)를 가정하여 AC전류 제어 불안정성으로 인한 경우보다 AC전압이 출력전압보다 높아지는 경우가 과전류 발생이 더 적다고 볼 것이다.
이에 따라 첫 번째로 전류제어성보다 전압제어성이 더 좋은 충전장치(20)를 가정해보면, AC전압이 역률보상회로(22)의 출력전압보다 높아져 과전류가 발생하는 원인은 상기 세 가지 원인 중 가장 빈번하게 발생하지 않으므로 본 발명에서는 감지된 과전류 발생횟수가 제1기준 이하인 경우에는 AC 전압이 역률보상회로(22)의 출력전압보다 높아져 발생한 과전류라고 판단한다. 여기에서 제1기준은 설계자의 필요에 따라 다양하게 설정이 가능한데 일반적으로 3~5회 정도로 설정하는 것이 바람직할 것이다.
이와 달리 AC전류 제어의 불안전성으로 인하여 과전류가 발생하는 경우는 순간적으로 AC전압이 출력전압보다 높아지는 경우보다 과전류가 더 빈번하게 발생될 확률이 높다. 따라서 본 발명에서는 과전류 발생횟수가 제1기준(AC전압이 출력보다 높아 과전류가 발생하는 경우를 판단하기 위한 기준)을 초과하면서 제1기준보다 큰 값으로 설정된 제2기준 이하인 경우에는 AC전류 제어의 불안전성으로 인한 과전류라고 판단하게 된다.
여기서 제2기준은 역률보상회로(22)가 하드웨어적 고장이 났는지를 판단하기 위한 과전류 발생횟수의 기준값이다. 앞에서 언급하였듯이 하드웨어적 고장으로 인해 과전류가 발생하는 경우는 다른 두 가지 경우와 달리 제어부(30) 자체적으로 과전류 문제를 해결할 수 없기 때문에 지속적으로 과전류 문제가 발생할 수 밖에 없다. 따라서 이 경우에는 다른 두 경우와 달리 과전류가 발생하는 횟수가 더 클 수 밖에 없다. 따라서 제2기준은 제1기준보다 큰 값으로 설정하며 과전류 발생횟수가 제2기준을 초과하는 경우에는 제어부(30)에서 역률보상회로(22)에서 발생하는 과전류 문제를 역률보상회로(22)의 하드웨어적 문제로 판단하도록 하는 것이다. 제2기준도 제1기준과 마찬가지로 설계자의 요구에 따라 다양한 값을 가질 수 있을 것이다.
제1기준과 제2기준을 이용하여 역률보상회로(22)의 과전류 발생 원인을 판단하였다면 이에 맞게 제어를 하는 것이 중요한데, 과전류 발생 원인을 AC전압이 역률보상회로(22)의 출력전압보다 높은 것으로 판단한 경우 즉 과전류 발생횟수가 제1기준 이하인 경우에는 도1에서 도시하고 있는 바와 같이 출력전압 상승단계(S30)를 수행하게 된다.
왜냐하면 출력전압을 상승시켜야 이에 따라 AC전압이 출력전압보다 커져 역률보상회로(22) 출력단 커패시터에 전압이 충전되는 것을 방지할 수 있기 때문이다. 따라서 본 발명은 이 경우 출력전압 상승단계(S30)를 통해 역률보상회로(22)의 출력전압을 상승시켜 역률보상회로(22)에 발생한 과전류를 제거하도록 하고 있는 것이다. 구체적으로 출력전압 상승은 과전류 발생횟수에 기설정된 전압지령변환상수를 승산한 값만큼 출력전압을 상승시키는 방법을 통해 수행될 수 있을 것이다.
다만 출력전압 상승단계(S30)를 통해 역률보상회로(22)의 출력전압이 상승되어 과전류 문제가 해소된다고 하더라도 무한히 역률보상회로(22)의 출력전압을 상승시킬 수는 없을 것이다. 일반적으로 차량 충전장치(20)에 마련되는 역률보상회로(22)는 도2에서 도시하고 있는 바와 같이 DC/DC 컨버터(24)와 연결이 된다. 따라서 역률보상회로(22)의 출력전압은 DC/DC컨버터의 입력전압이 되며, 상기 입력전압은 DC/DC 컨버터(24)에 의하여 변환되어 배터리(10)를 충전하는 충전전압으로 공급된다. 따라서 역률보상회로(22)의 출력전압의 상승은 DC/DC 컨버터(24)의 입력전압으로 입력 가능한 범위까지 허용이 될 것이다. 그래서 본 발명에서는 이 허용 가능한 역률보상회로(22)의 출력전압을 한계전압값이라고 설정하여 이를 상승된 출력전압과 비교하고 있는 것이다.
따라서 비교결과 상승된 출력전압이 한계전압값 이하라면 아직 출력전압 상승이 가능한 경우이므로 출력전압을 상승시켜 과전류 문제를 해결한 후 역률보상회로(22)를 온시키는 역률보상회로 온 단계(S40)를 수행해 차량 충전장치(20)에 의한 충전이 정지되지 않도록 하며, 상승된 출력전압이 한계전압값을 초과한다면 더 이상 출력전압을 상승시킬 수 없는 상황이므로 이 경우에는 도1에서 도시하고 있는 바와 같이 제어부(30)에서 차량 충전장치(20)에 고장이 발생했다고 판단하여, 차량 충전장치(20)의 구동을 정지시키는 충전장치(20) 구동 정지단계(S50)를 수행하게 되는 것이다.
과전류 발생횟수가 제1기준 이하인 경우와 달리 제1기준을 초과하면서 제2기준 이하인 경우에는 앞서 언급한 바와 같이 AC전류 제어의 불안전성에 의한 과전류 발생으로 판단하게 된다. 따라서 이 경우에는 AC 전류 제어의 안전성을 향상시키기 위해 역률보상회로(22)의 파워를 제한시켜 주면 되는데, 본 발명에서는 역률보상회로(22)의 파워를 제한시키는 방법으로 네 가지 방법을 제시하고 있다.
첫 번째는 입력전력을 하강시키는 방법이며, 두 번째는 출력전력을 하강시키는 방법이고, 세 번째는 입력전류를 하강시키는 방법이며, 마지막 네 번째는 출력전류를 하강시키는 방법이다. 상기 방법 중 입력전력과 출력전력을 하강시키는 방법을 통해서는 역률보상회로(22)의 입력 또는 출력전력을 직접적으로 제한할 수 있으며, 입력전류와 출력전류를 하강시키는 방법은 역률보상회로(22)의 입력전압과 출력전압은 고정된 값에 해당하며 제어하기가 어려우므로 간접적으로 입력전류와 출력전류를 제어하여 역률보상회로(22)의 전력량을 하강시키도록 제어하는 것이다.
상기 네 가지 방법 중 어떠한 방법을 선택하든 상기 방법을 통해 역률보상회로(22)의 파워를 제한할 수 있는바, 역률보상회로(22)의 AC전류제어의 불안전성이 개선될 수 있다. 각 방법에서 전류 또는 전력량을 하강시키는 양은 앞서 출력전압을 상승시킨 방식과 유사하게 감지된 과전류 발생횟수에 각 전류 또는 전력량에 변환상수를 승산한 값만큼 하강시키는 방법을 고려해 볼 수 있을 것이다.
위와 같은 방식에 의하여 전력량 하강단계(S60)를 수행하게 되면 도1에서 도시된 바와 같이 하강된 전력량을 한계전력값과 비교하는 단계(S65)를 수행하게 된다. 이는 앞서 상승된 출력전압을 한계전압값과 비교하는 단계와 유사하게 전력량도 과전류 발생을 방지하기 위해 무한정으로 하강시킬 수는 없기 때문이다.
전력량이 낮아진다는 의미는 차량 충전장치(20)에서 출력하는 전력이 낮아지게 되는 것이므로 배터리(10) 충전의 효율이 낮아진다는 것을 의미한다. 따라서 전력량은 최소한의 배터리(10) 충전 효율을 유지시킬 수 있는 수준 정도의 전력량은 되어야 한다. 그래서 본 발명에서는 이를 한계전력값으로 설정하여 이를 하강된 전력량과 비교해 하강된 전력량이 한계전력값 이상인 경우에는 배터리(10) 충전효율 기준을 만족하는 경우이므로 전력량하강을 통해 과전류를 제거시킨 후 역률보상회로 온 단계(S40)를 수행해 차량 충전이 정지되지 않도록 제어하며, 하강된 전력량이 한계전력값 미만인 경우에는 배터리(10) 충전효율 기준을 만족하지 못하는 경우이므로 더 이상 전력량을 낮추는 것은 의미가 없는바 도1에서 도시하고 있는 바와 같이 충전장치(20) 구동 정지단계(S50)를 통해 차량 충전장치(20)의 구동을 정지시키게 되는 것이다.
마지막으로 과전류 발생횟수가 기설정된 제2기준을 초과하는 경우에는 앞서 언급한 바와 같이 차량 충전장치(20)의 하드웨어적 고장으로 판단할 수 있는바, 이 경우에는 도1에서 도시하고 있는 바와 같이 별도의 제어를 거칠 필요 없이 바로 충전장치 구동 정지단계(S50)를 수행하도록 하여 차량 충전장치(20)의 구동을 정지시키도록 한다.
지금까지는 앞서 언급하였듯이 전압제어성이 전류제어성보다 좋은 충전장치(20)를 가정하였는바, 다음으로 전류제어성이 전압제어성 보다 좋은 충전장치(20)를 가정해보면, 차량 충전장치 제어방법은 도2와 같이 도시해볼 수 있다. 구체적인 제어방법은 앞서 언급한 제어방법과 유사하나, 도1과 도2를 비교해보면 알 수 있듯이 전류제어성이 전압제어성보다 더 좋은 경우에는 AC전류 제어 불안정성으로 인한 과전류가 발생하는 횟수가 가장 적으므로 과전류 발생횟수가 제1기준 이하인 경우에는 전력량을 하강시키며, 과전류 발생횟수가 제1기준보다 큰 값으로 기설정된 제2기준 이하인 경우에는 AC전압이 역률보상회로(22)의 출력전압보다 높아져 과전류가 발생하는 것으로 판단하여 출력전압을 상승시키도록 하고 있는 것이다.
더불어 본 발명에 따른 차량 충전장치 시스템은 도3에서 도시하고 있는 바와 같이 충방전이 가능한 배터리(10); 배터리(10) 충전에 이용되는 차량 충전장치(20); 상기 차량 충전장치(20) 내에 마련되어 충전효율을 상승시키는 역률보상회로(22); 및 상기 역률보상회로(22)의 과전류를 감지하고, 과전류가 감지되는 경우 상기 역률보상회로(22)를 오프시키며, 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준 이하인 경우에는 상기 역률보상회로(22)의 출력전압을 상승시킨 후 상기 역률보상회로(22)를 온시키는 제어부(30);를 포함할 수 있으며 상기 제어부(30)는 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준을 초과하며, 제1기준보다 큰 값으로 기설정된 제2기준 이하인 경우에는 상기 역률보상회로(22)의 전력량을 하강시킨 후 상기 역률보상회로(22)를 온시킬 수 있을 것이다.
위의 차량 충전장치 시스템은 충전장치(20)의 전압제어성이 전류제어성보다 제어성이 좋은 경우인바, 만약 전류제어성이 전압제어성보다 제어성이 좋다면 본 발명에 따른 차량 충전장치 시스템의 제어부(30)는 앞선 시스템과는 달리 상기 역률보상회로(22)의 과전류를 감지하고, 과전류가 감지되는 경우 상기 역률보상회로(22)를 오프시키며, 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준 이하인 경우에는 상기 역률보상회로(22)의 전력량을 하강시킨 후 상기 역률보상회로(22)를 온시키고, 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준을 초과하며, 제1기준보다 큰 값으로 기설정된 제2기준 이하인 경우에는 상기 역률보상회로(22)의 출력전압을 상승시킨 후 상기 역률보상회로(22)를 온시키도록 할 것이다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
S10: 과전류 감지 단계 S20: 역률보상회로 오프단계
S30: 출력전압 상승단계 S40: 역률보상회로 온단계
S50: 충전장치 구동 정지단계 S60: 전력량 하강단계
10: 배터리 20: 충전장치
22: 역률보상회로 24: DC/DC 컨버터
30: 제어부 40: AC전원

Claims (20)

  1. 제어부에서 차량 충전장치 역률보상회로의 과전류를 감지하는 단계; 및
    감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준 이하인 경우에는 상기 제어부에서 상기 역률보상회로의 출력전압을 상승시키는 단계;를 포함하는 차량 충전장치 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 과전류를 감지하는 단계 이후에는 상기 제어부에서 과전류가 감지되는 경우 상기 역률보상회로를 오프시키는 단계;를 포함하고,
    상기 출력전압을 상승시키는 단계 이후에는 상기 제어부에서 상기 역률보상회로를 온시키는 단계;를 포함하는 차량 충전장치 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력전압을 상승시키는 단계는,
    제어부에서 과전류 발생횟수에 기설정된 전압지령변환상수를 승산한 값만큼 출력전압을 상승시키는 것을 특징으로 하는 차량 충전장치 제어방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 역률보상회로를 오프시키는 단계 이후에,
    감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준을 초과하는 경우에는 상기 제어부에서 차량 충전장치에 고장이 발생했다고 판단하고, 차량 충전장치의 구동을 정지시키는 단계;를 포함하는 차량 충전장치 제어방법.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 출력전압을 상승시키는 단계 이후에,
    상승된 출력전압이 기설정된 한계전압값을 초과하는 경우에는 상기 제어부에서 차량 충전장치에 고장이 발생했다고 판단하고, 차량 충전장치의 구동을 정지시키는 단계;를 포함하는 차량 충전장치 제어방법.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 역률보상회로를 오프시키는 단계 이후에,
    감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준을 초과하며, 제1기준보다 큰 값으로 기설정된 제2기준 이하인 경우에는 상기 제어부에서 상기 역률보상회로의 전력량을 하강시키는 단계; 및
    상기 제어부에서 상기 역률보상회로를 온시키는 단계;를 포함하는 차량 충전장치 제어방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 전력량을 하강시키는 단계는,
    제어부에서 과전류 발생횟수에 기설정된 입력전력지령변환상수를 승상한 값만큼 역률보상회로의 입력전력량을 하강시키는 것을 특징으로 하는 차량 충전장치 제어방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 전력량을 하강시키는 단계는,
    제어부에서 과전류 발생횟수에 기설정된 출력전력지령변환상수를 승상한 값만큼 역률보상회로의 출력전력량을 하강시키는 것을 특징으로 하는 차량 충전장치 제어방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 전력량을 하강시키는 단계는,
    제어부에서 과전류발생횟수에 기설정된 입력전류지령변환상수를 승산한 값만큼 역률보상회로의 입력전류를 하강시켜 전력량을 하강시키는 것을 특징으로 하는 차량 충전장치 제어방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 전력량을 하강시키는 단계는,
    제어부에서 과전류발생횟수에 기설정된 출력전류지령변환상수를 승산한 값만큼 역률보상회로의 출력전류를 하강시켜 전력량을 하강시키는 것을 특징으로 하는 차량 충전장치 제어방법.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 전력량을 하강시키는 단계 이후에,
    하강된 전력량이 기설정된 한계전력값 미만인 경우에는 상기 제어부에서 차량 충전장치에 고장이 발생했다고 판단하고, 차량 충전장치의 구동을 정지시키는 단계;를 포함하는 차량 충전장치 제어방법.
  12. 제어부에서 차량 충전장치 역률보상회로의 과전류를 감지하는 단계; 및
    감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준 이하인 경우에는 상기 제어부에서 상기 역률보상회로의 전력량을 하강시키는 단계;를 포함하는 차량 충전장치 제어방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 과전류를 감지하는 단계 이후에는 제어부에서 과전류가 감지되는 경우 상기 역률보상회로를 오프시키는 단계;를 포함하고,
    상기 전력량을 하강시키는 단계 이후에는 상기 제어부에서 상기 역률보상회로를 온시키는 단계;를 포함하는 차량 충전장치 제어방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 전력량을 하강시키는 단계 이후에,
    하강된 전력량이 기설정된 한계전력값 미만인 경우에는 상기 제어부에서 차량 충전장치에 고장이 발생했다고 판단하고, 차량 충전장치의 구동을 정지시키는 단계;를 포함하는 차량 충전장치 제어방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 역률보상회로를 오프시키는 단계 이후에,
    감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준을 초과하며, 제1기준보다 큰 값으로 기설정된 제2기준 이하인 경우에는 상기 제어부에서 상기 역률보상회로의 출력전압을 상승시키는 단계; 및
    상기 제어부에서 상기 역률보상회로를 온시키는 단계;를 포함하는 차량 충전장치 제어방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 출력전압을 상승시키는 단계 이후에,
    상승된 출력전압이 기설정된 한계전압값을 초과하는 경우에는 상기 제어부에서 차량 충전장치에 고장이 발생했다고 판단하고, 차량 충전장치의 구동을 정지시키는 단계;를 포함하는 차량 충전장치 제어방법.
  17. 충방전이 가능한 배터리;
    배터리 충전에 이용되는 차량 충전장치;
    상기 차량 충전장치 내에 마련되어 충전효율을 상승시키는 역률보상회로; 및
    상기 역률보상회로의 과전류를 감지하고, 과전류가 감지되는 경우 상기 역률보상회로를 오프시키며, 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준 이하인 경우에는 상기 역률보상회로의 출력전압을 상승시킨 후 상기 역률보상회로를 온시키는 제어부;를 포함하는 차량 충전장치 시스템.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제어부는 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준을 초과하며, 제1기준보다 큰 값으로 기설정된 제2기준 이하인 경우에는 상기 역률보상회로의 전력량을 하강시킨 후 상기 역률보상회로를 온시키는 것을 특징으로 하는 차량 충전장치 시스템.
  19. 충방전이 가능한 배터리;
    배터리 충전에 이용되는 차량 충전장치;
    상기 차량 충전장치 내에 마련되어 충전효율을 상승시키는 역률보상회로; 및
    상기 역률보상회로의 과전류를 감지하고, 과전류가 감지되는 경우 상기 역률보상회로를 오프시키며, 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준 이하인 경우에는 상기 역률보상회로의 전력량을 하강시킨 후 상기 역률보상회로를 온시키는 제어부;를 포함하는 차량 충전장치 시스템.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제어부는 감지된 과전류의 발생횟수가 기설정된 제1기준을 초과하며, 제1기준보다 큰 값으로 기설정된 제2기준 이하인 경우에는 상기 역률보상회로의 출력전압을 상승시킨 후 상기 역률보상회로를 온시키는 것을 특징으로 하는 차량 충전장치 시스템.
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