KR101971530B1 - Robust vechile charge gun contact determination device over external electromagnetic interference signal and on-board battery charger - Google Patents
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Abstract
본원 발명은 종래의 PD(Proximity Detection) 회로의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부 전자파 간섭에도 강건할 수 있는 차량용 충전 건의 접속 판단 장치를 포함하는 OBC를 제공한다.
본원 발명에 따른 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치 및 차량용 완속 충전기에 의하면, 비충전모드, 즉 충전 건이 접속되어 있지 아니함에도 불구하고 외부 전자파 간섭에 의하여 MCU가 인식 전압을 3V이하의 충전모드로 잘못 인식하여 차량의 기동을 멈추는 오류를 제거할 수 있는 효과가 있다.The present invention solves the problems of the conventional PD (Proximity Detection) circuit, and provides an OBC including a connection determination device for a car charging gun which can be robust against external electromagnetic interference.
According to the connection determining device for a vehicle charging gun and the vehicle fast charging device which are robust to the external electromagnetic interference signal according to the present invention, even when the charging mode, i.e., the charging gun is not connected, the MCU recognizes The charging mode is erroneously recognized and the error that stops the vehicle from starting can be eliminated.
Description
본원 발명은 차량용 완속 충전기(OBC)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 전자파 간섭에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치를 포함하는 OBC에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0002] The present invention relates to an OBC for a vehicle, and more particularly to an OBC including a connection determination device for a car charging gun robust against external electromagnetic interference.
UN 기후 변화 협약에 의거하여 의무적 온실가스 감축 국가 및 부속 국가는 이산화 탄소 및 온실가스를 의무적으로 감축해야 한다. 국내의 경우 저탄소 녹색성장 기본법을 제정하여 목표관리제를 도입하고 이산화탄소 및 온실가스 절감을 위해 온실가스 관리 대상 기업에 대하여 강제적인 규제를 실시하고 있다. 이러한 온실가스 배출량 중 자동차에 의한 배출량은 19%이고, 세계 각국은 이러한 차량의 온실가스 배출량을 감축하기 위한 방안으로 차량의 연비 개선과 HEV(Hybrid Electric Vehicle), PHEV(Plug-In Hybrid Electric Vehicle), EV(Electric Vehicle), FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle) 등의 친환경차량에 대한 투자를 아끼지 않고 있다.Mandatory GHG reduction under the United Nations Framework Convention on Climate Change The state and its subsidiaries are obliged to reduce carbon dioxide and greenhouse gases. In Korea, the Low-Carbon Green Growth Basic Law was enacted to introduce a target management system, and compulsory regulations were applied to companies subject to greenhouse gas management to reduce carbon dioxide and greenhouse gas emissions. As a way to reduce the greenhouse gas emissions of such vehicles, around the world, 19% of these GHG emissions are generated by automobiles. As a result, improvements in fuel efficiency of vehicles, HEV (Hybrid Electric Vehicle), PHEV (Plug-In Hybrid Electric Vehicle) , EV (Electric Vehicle) and FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle).
이러한 정책의 일환으로 미국의 경우, 전기자동차 충전 인프라 및 전기자동차용 부품에 24억 달러를 지원하고 있으며, 중국의 경우도 약 17 조원을 전기차 보급에 지원하고 있고, 국내의 경우도 정부 차원에서 보조금을 지급함으로 전기자동차 시장 확대에 투자하고 있다. 앞서 언급한 정책적 지원에 힘입어 친환경차량 중 전기자동차 차량의 판매량은 연평균 30%에 증가율을 가질 것으로 예상되고 있다. 이러한 전기자동차 중 HEV, PHEV의 경우 기존의 내연기관 보다 높은 연비를 달성할 수 있으며 특히 순수한 EV의 경우 배터리만을 전원으로 사용하기 때문에 이산화탄소 및 온실가스의 배출이 거의 없고, 화석 연료를 사용하지 않는 장점을 가지고 있다.As part of this policy, the US is supporting $ 2.4 billion in electric vehicle charging infrastructure and electric vehicle parts, and China is also supporting about 17 trillion won in electric vehicle supply. In Korea, To the market of electric vehicles. Thanks to the above-mentioned policy support, the sales volume of electric vehicles among eco-friendly vehicles is expected to increase at an annual average rate of 30%. Of these electric vehicles, HEV and PHEV can achieve higher fuel efficiency than existing internal combustion engines. In particular, pure EVs use only battery power, so there is little carbon dioxide and greenhouse gas emissions, and the advantage of not using fossil fuels Lt; / RTI >
앞서 언급한 장점을 가지는 xEV의 경우 기존의 내연기관과는 다르게 모터 구동을 위한 배터리가 필수적으로 필요하게 되고 이를 충전하기 위한 충전장치 역시 xEV를 상용화하기 위해 필요하다. 이러한 충전장치는 50[kW] 이상의 급속충전을 목적으로 하는 스탠드형 충전기와 가정용전원을 사용하여 3.3 ~ 6.6 [kW] 범위의 출력 범위를 가지며 완속 충전을 목적으로 하는 차량 탑재형 충전기(OBC : On-Board Battery Charger)로 나뉜다. 특히 OBC 경우 차량 내부에 반드시 설치되어야 함에 따라 xEV 시장 증가에 비례하여 그 수요가 증가할 전망이다.In the case of xEV having the aforementioned advantages, a battery for motor driving is indispensably required unlike the existing internal combustion engine, and a charging device for charging the xEV is also needed to commercialize xEV. This type of charger uses an on-board charger (OBC: On) which has an output range of 3.3 ~ 6.6 [kW] using a stand-type charger and a household power source for rapid charging of more than 50 [kW] -Board Battery Charger. In particular, OBC should be installed inside the vehicle, which is expected to increase in proportion to the growth of the xEV market.
도 1 은 충전 스탠드 건과 차량용 완속 충전기가 접속되었을 때 MCU(Microcontrol unit)에서 PD(Proximity Detection)신호를 감지하기 위한 종래 회로 일 예이다.1 is an example of a conventional circuit for detecting a PD (Proximity Detection) signal in a microcontrol unit (MCU) when a charging stand gun and a vehicle slow charging charger are connected.
차량용 충전기에 있어서 PD(Proximity Detection)는 충전 스탠드 건과 OBC(차량용 완속 충전기)가 연결되었을 때 저항값의 변화에 의해 충전 준비를 알려주는 MCU에 의해 감지되는 신호이다.In car chargers, PD (Proximity Detection) is a signal sensed by the MCU that informs the charging preparation due to a change in resistance value when the charging stand gun and OBC (Vehicle Sink Charger) are connected.
도 1 은 충전 스탠드 건의 스위치 (SW1)의 오프(OFF)시에는 R2, R3의 합성 저항이 OBC 내 저항들(R4)과 전압분배로 MCU에서 AD(Analog to Digital)값을 판별하여 충전 스탠드 건(gun)이 연결되었는지를 판단하고 충전 준비를 시작하는 회로이다. FIG. 1 is a view showing a state in which when the switch SW1 of the charging stand gun is turned off, the combined resistance of R2 and R3 determines the value of AD (analog to digital) in the MCU by the resistances R4 in the OBC and the voltage distribution, (gun) is connected, and starts charging preparation.
충전 스탠드 건의 스위치(SW1) 오프시에는 임피던스가 높아져서 MCU에서의 PD 신호 감지 레벨은 4.5V 이상이 되며, 충전 스탠드 건의 스위치(SW1)이 온(ON)시에는 임피던스가 낮아져서 MCU에서의 PD 신호 감지 레벨은 3V 이하, 2.23V가 된다.When the switch (SW1) of the charging stand gun is off, the impedance of the MCU becomes higher than 4.5V, and when the switch (SW1) of the charging stand gun is turned on, the impedance becomes lower, The level is 2.2 V or less, 3 V or less.
즉, 도 1 은 OBC의 MCU 에서는 PD 신호의 전압 레벨에 따라 충전 스탠드 건의 접속 여부를 판단하는 회로이다.That is, FIG. 1 is a circuit for determining whether or not the charge stand gun is connected according to the voltage level of the PD signal in the MCU of the OBC.
그러나, 충전 스탠드 건이 OBC에 접속하여 충전을 하는 동안에 외부 안테나등에서 외부 전계 즉, 전자파가 인가되는 경우에 도 1 의 회로는 인가되는 외부 전자파에 영향을 받아서 MCU에서의 PD 신호의 전압 레벨이 변화되는 오동작을 일으키는 경우가 있다.However, in the case where an external electric field, that is, an electromagnetic wave is applied from an external antenna or the like while the charging stand gun is connected to the OBC and charging, the circuit of FIG. 1 is affected by the external electromagnetic wave to be applied and the voltage level of the PD signal in the MCU is changed It may cause malfunction.
일 예로서, 충전 스탠드 건이 비충전 중일 경우에 도 1의 회로를 이용하는 MCU 포트에서 감지되는 전압 레벨은 4.5V를 유지하여야 하나, 외부 전자파의 간섭등에 의하여 전압 레벨이 3V 이하로 강하하여 충전 스탠드 건이 충전 중인 것으로 오동작을 하게 되어 차량의 기동이 정지되는 문제가 발생할 수 있다.For example, when the charging stand gun is not being charged, the voltage level sensed by the MCU port using the circuit of FIG. 1 should be maintained at 4.5V, but the voltage level drops to 3V or lower due to interference of external electromagnetic waves, There is a possibility that the vehicle is malfunctioning and malfunctions and the starting of the vehicle is stopped.
도 1 과 같은 회로는 자동차 ES Spec.의 내성(EMS시험)에서 MCU의 전압 레벨인식 오류로 충전 스탠드 건이 연결되어 있는 상태에서도 스탠드 건이 뽑히거나 스탠드 건이 연결되어 있지 않은 상태에서도 스탠드 건이 체결되었다는 오 동작이 발생할 우려가 있다.The circuit shown in Fig. 1 shows that the stand gun is pulled out even when the charging stand gun is connected due to the error in recognizing the voltage level of the MCU in the immunity (EMS test) of the ES Spec. Of the car or that the stand gun is engaged even when the stand gun is not connected. May occur.
이러한 오 동작은 최악의 경우 전기 자동차 주행 시 충전중인 것으로 잘못 인식하여 기동 중 갑자기 멈출 수 있는 위험이 내재되어 있어서 문제가 된다.Such an erroneous operation is a problem because it is erroneously recognized that the vehicle is being charged when the electric vehicle travels in the worst case, and there is a risk that the vehicle may suddenly be stopped during operation.
도 2 는 도 1 의 회로를 이용하여 PD 신호의 감지시 외부 전자기파의 인가에 의해 차량 시동이 정지되는 예를 보여주는 도면이다.2 is a diagram showing an example in which the start of the vehicle is stopped by application of an external electromagnetic wave when sensing a PD signal using the circuit of FIG.
도 2 는 상기에서 검토된 도 1 회로의 문제점의 실험 결과를 보여주는 도면이다. FIG. 2 is a diagram showing experimental results of the problem of FIG.
도 2 에 도시된 바와 같이 외부에서 전자기파 또는 전계 인가시 MCU 포트에서 인식되는 전압 레벨이 갑자기 낮아져서 충전중인 것으로 인식되고, 전압 레벨 인식의 오류로 인한 차량의 기동 멈춤의 결과를 확인할 수 있다.As shown in FIG. 2, when the external electromagnetic wave or electric field is applied, the voltage level recognized by the MCU port suddenly lowers and is recognized as being charged, and the result of stopping the vehicle due to the error of the voltage level recognition can be confirmed.
도 2 에서 평가전은 외부에서 전자파가 인가되기 전 차량의 상태를 보여주는 것이고, 평가후는 외부에서 전자파가 인가될 때 차량의 상태를 보여주는 것으로, 평가 전 Ready 신호 점멸 후 저전압 배터리 경고등이 점등되어 차량의 시동이 멈추는 것을 보여준다.2 shows the state of the vehicle before the electromagnetic wave is applied from outside, and shows the state of the vehicle when the electromagnetic wave is applied from the outside after the evaluation. After the Ready signal flashes before the evaluation, the low-voltage battery warning light is turned on, It shows that the start is stopped.
도 2 에서의 오동작은 도 1 에서의 회로가 외부 전계 인가시에 제대로 동작하지 못한다는 것을 보여주는 직접적인 증거이다.The malfunction in Fig. 2 is a direct proof that the circuit in Fig. 1 fails to operate properly when an external electric field is applied.
본원 발명은 종래의 PD 인식 회로의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부 전자파 간섭에도 강건할 수 있는 차량용 충전 건의 접속 판단 장치를 포함하는 OBC를 제공한다.
The present invention solves the problem of the conventional PD recognition circuit and provides an OBC including a device for determining connection of a car charging gun which can be robust against external electromagnetic interference.
일 측면에 따라, 차량용 완속 충전기(OBC)의 전원을 일정하게 유지하기 위한 전원 안정화부; 상기 차량용 완속 충전기 상에 차량용 충전 건(gun)이 접촉하는 접촉단과 상기 차량용 완속 충전기의 전원 사이에 연결되어 상기 차량용 충전 건이 상기 차량용 완속 충전기에 접속시 또는 비접속시 상기 차량용 완속 충전기의 전원을 분배하는 분배부; 및 상기 접촉단과 MCU(micro control unit) 사이에 연결된 필터링부를 포함하고, 상기 필터링부는 상기 분배부에 의해 분배되어 상기 MCU로 입력되는 전압이 외부 전자파의 간섭에 의해 영향받지 않도록 상기 접촉단과 상기 MCU 사이에서 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행하는 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power stabilizer for constantly maintaining power of an on-vehicle fast battery charger (OBC); And a control unit connected to a contact end of the on-vehicle fast charging unit on which the vehicle charging gun contacts and a power source of the vehicle on-off charger for distributing power of the on-vehicle fast charging charger when the vehicle charging gun is connected to the vehicle on- A distributing portion for distributing; And a filtering unit connected between the contact unit and the micro control unit, wherein the filtering unit is divided by the distributor unit so that a voltage input to the MCU is not influenced by interference of external electromagnetic waves, And a robust connection determination device for a vehicle charging gun that performs impedance matching on an external electromagnetic interference signal.
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바람직하게는,Preferably,
상기 필터링부는The filtering unit
버퍼(buffer);를 포함한다.And a buffer.
바람직하게는,Preferably,
상기 버퍼는 연산 증폭기를 포함하는 비반전(non-inversed) 전압 플로워(voltage follower)인 것을 특징으로 한다.
The buffer is characterized by being a non-inverted voltage follower comprising an operational amplifier.
바람직하게는,Preferably,
상기 필터링부는The filtering unit
상기 버퍼의 입력단에 제 1 저항; 및A first resistor at the input of the buffer; And
상기 버퍼의 출력단에 제 2 저항;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
And a second resistor at an output terminal of the buffer.
바람직하게는,Preferably,
상기 필터링부는The filtering unit
상기 차량용 충전 건의 접촉단과 그라운드(ground) 사이에 제 1 커패시터; 및A first capacitor between a contact end of the charging gun and the ground; And
상기 제 2 저항과 상기 그라운드 사이에 제 2 커패시터;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
And a second capacitor between the second resistor and the ground.
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바람직하게는,Preferably,
상기 분배부는 분배 저항;인 것을 특징으로 한다.And the distribution unit is a distribution resistor.
바람직하게는,Preferably,
상기 전원 안정화부는The power stabilizing unit
상기 차량용 완속 충전기의 전원을 일정하게 유지하는 커패시터;인 것을 특징으로 한다.
And a capacitor for keeping the power of the vehicle slow charging device constant.
바람직하게는,Preferably,
상기 제 1 저항 및 상기 제 2 저항은 1㏀의 크기를 가진다.
The first resistor and the second resistor have a magnitude of 1 k ?.
바람직하게는,Preferably,
상기 분배 저항은 330Ω의 크기를 가진다.
The distribution resistance has a size of 330 [Omega].
바람직하게는,Preferably,
상기 전자파는 RI (Radiated immunity)인 것을 특징으로 한다.
And the electromagnetic wave is Radiated immunity (RI).
바람직하게는,Preferably,
상기 차량용 충전 건이 상기 차량용 완속 충전기에 접속시 상기 MCU에 검출되는 전압은 2.23 V이며, 상기 차량용 충전 건의 비접속시 상기 MCU에 검출되는 전압은 4.45V 인 것을 특징으로 한다.A voltage detected by the MCU when the vehicle charging gun is connected to the vehicle slow charging device is 2.23 V and a voltage detected by the MCU when the vehicle charging gun is not connected is 4.45 V. [
일 측면에 따라, 전원을 일정하게 유지하기 위한 전원 안정화부; 차량용 충전 건(gun)이 접촉하는 접촉단과 상기 전원 사이에 연결되어 상기 차량용 충전 건의 접속시 또는 비접속시 상기 전원을 분배하는 분배부; 및 상기 접촉단과 MCU(micro control unit) 사이에 연결된 필터링부를 포함하고, 상기 필터링부는 상기 분배부에 의해 분배되어 상기 MCU로 입력되는 전압이 외부 전자파의 간섭에 의해 영향받지 않도록 상기 접촉단과 상기 MCU 사이에서 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행하는 차량용 완속 충전기를 포함한다.According to an aspect, there is provided a power stabilizer for maintaining a constant power supply; A distributing unit connected between a contact end contacting with a vehicle charging gun and the power source to distribute the power when the vehicle charging gun is connected or disconnected; And a filtering unit connected between the contact unit and the micro control unit, wherein the filtering unit is divided by the distributor unit so that a voltage input to the MCU is not influenced by interference of external electromagnetic waves, And performs impedance matching on the vehicle.
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바람직하게는,Preferably,
상기 전자파는 RI (Radiated immunity)인 것을 특징으로 한다.
And the electromagnetic wave is Radiated immunity (RI).
바람직하게는,Preferably,
상기 차량용 충전 건이 접속시 상기 MCU에 검출되는 전압은 2.23 V 이며, 상기 차량용 충전 건의 비접속시 상기 MCU에 검출되는 전압은 4.45 V 인 것을 특징으로 한다.A voltage detected by the MCU when the vehicle charging gun is connected is 2.23 V and a voltage detected by the MCU when the vehicle charging gun is not connected is 4.45 V. [
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바람직하게는,Preferably,
상기 필터링부는The filtering unit
버퍼(buffer);를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a buffer.
바람직하게는,Preferably,
상기 버퍼는 연산 증폭기를 포함하는 비반전(non-inversed) 전압 플로워(voltage follower)인 것을 특징으로 한다.
The buffer is characterized by being a non-inverted voltage follower comprising an operational amplifier.
바람직하게는,Preferably,
상기 필터링부는The filtering unit
상기 버퍼의 입력단에 제 1 저항; 및A first resistor at the input of the buffer; And
상기 버퍼의 출력단에 제 2 저항;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
And a second resistor at an output terminal of the buffer.
바람직하게는,Preferably,
상기 필터링부는The filtering unit
상기 차량용 충전 건의 접촉단과 그라운드(ground) 사이에 제 1 커패시터; 및A first capacitor between a contact end of the charging gun and the ground; And
상기 제 2 저항과 상기 그라운드 사이에 제 2 커패시터;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
And a second capacitor between the second resistor and the ground.
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바람직하게는,Preferably,
상기 분배부는 분배 저항;인 것을 특징으로 한다.And the distribution unit is a distribution resistor.
바람직하게는,Preferably,
상기 전원 안정화부는The power stabilizing unit
상기 차량용 완속 충전기의 전원을 일정하게 유지하는 커패시터;인 것을 특징으로 한다.
And a capacitor for keeping the power of the vehicle slow charging device constant.
바람직하게는,Preferably,
상기 제 1 저항 및 상기 제 2 저항은 1㏀의 크기를 가진다.
The first resistor and the second resistor have a magnitude of 1 k ?.
바람직하게는,Preferably,
상기 분배 저항은 330Ω의 크기를 가진다.
The distribution resistance has a size of 330 [Omega].
본원 발명에 따른 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치 및 차량용 완속 충전기에 의하면, 비충전모드, 즉 충전 건이 접속되어 있지 아니함에도 불구하고 외부 전자파 간섭에 의하여 MCU가 인식 전압을 3V이하의 충전모드로 잘못 인식하여 차량의 기동을 멈추는 오류를 제거할 수 있는 효과가 있다.
According to the connection determining device for a vehicle charging gun and the vehicle fast charging device which are robust to the external electromagnetic interference signal according to the present invention, even when the charging mode, i.e., the charging gun is not connected, the MCU recognizes The charging mode is erroneously recognized and the error that stops the vehicle from starting can be eliminated.
도 1 은 충전 스탠드 건과 차량용 완속 충전기가 접속되었을 때 MCU(Microcontrol unit)에서 PD(Proximity Detection)신호를 감지하기 위한 종래 회로 일 예이다.
도 2 는 도 1 의 회로를 이용하여 PD 신호의 감지시 외부 전자기파의 인가에 의해 차량 시동이 정지되는 예를 보여주는 도면이다.
도 3 은 OBC에서의 PD 신호 획득과정과 VCU(Vehicle Control Unit)사이의 통신 과정을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4 는 OBC의 MCU에서 PD 신호의 감지시 외부 전자파를 인가하는 실험의 과정을 보여주는 도면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치를 포함하는 OBC의 블록도를 보여주는 도면이다.
도 6 은 본 발명에 따른 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치의 회로도를 보여주는 도면이다.
도 7 은 본 발명에 따른 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치를 포함하는 OBC에 의한 PD 인식 신호 감지시 오동작이 발생하지 않는 결과를 보여주는 도면이다.1 is an example of a conventional circuit for detecting a PD (Proximity Detection) signal in a microcontrol unit (MCU) when a charging stand gun and a vehicle slow charging charger are connected.
2 is a diagram showing an example in which the start of the vehicle is stopped by application of an external electromagnetic wave when sensing a PD signal using the circuit of FIG.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a process of acquiring a PD signal in the OBC and a communication process between the VCU (Vehicle Control Unit).
FIG. 4 is a diagram illustrating an experiment of applying an external electromagnetic wave when sensing a PD signal in an MCU of an OBC.
5 is a block diagram of an OBC including an apparatus for determining connection of a car charging gun to a robust external electromagnetic interference signal according to the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram of a robust connection determination apparatus for a car charging gun according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 7 is a graph showing a result of a case where a malfunction occurs when detecting a PD recognition signal by the OBC including a robust connection determination apparatus for a car charging gun according to the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치 및 차량용 완속 충전기에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, referring to the accompanying drawings, a connection determination device for a vehicle charging gun and a vehicle slow charging device robust to an external electromagnetic interference signal according to an embodiment of the present invention will be described more specifically.
이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 당업계에 공지 및 주지된 기능이나 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 기술 용어들은 본 발명에서의 기능 등을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 당업자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸쳐 기재된 내용을 기초로 판단되어야 할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the technical terms described below are defined in consideration of functions and the like in the present invention, and these may be changed according to the intention or custom of the person skilled in the art. Therefore, the definitions of the terms should be judged based on the contents described throughout the specification.
본원 발명에서 언급되는 외부에서 인가되는 전계 또는 전자파는 RADIATED IMMUNITY(RI), RADIATED EMISSION(RE), CONDUCTED EMISSION(CE), TRANSIENT IMMUNITY(TI), TRASIENT EMISSION(TE), ELECTROSTATIC DISCHARGE(ESD)를 포함할 수 있다. 본원 발명의 일 실시예로서 RADIATED IMMUNITY(RI)에 대하여 강건한 차량용 충전 스탠드 건의 접속 판단 장치를 제공한다.Externally applied electric or electromagnetic waves referred to in the present invention include RADIATED IMMUNITY RI, RADIATED EMISSION RE, CONDUCTED EMISSION CE, TRANSIENT IMMUNITY TI, TRASIENT EMISSION TE, ELECTROSTATIC DISCHARGE can do. An embodiment of the present invention provides a connection determination device for a car charging stand gun that is robust against RADIATED IMMUNITY (RI).
도 3 은 OBC에서의 PD 신호 획득과정과 VCU(Vehicle Control Unit)사이의 통신 과정을 개략적으로 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a process of acquiring a PD signal in the OBC and a communication process between the VCU (Vehicle Control Unit).
도 3 은 OBC의 MCU에서의 PD 신호(411) 획득 과정과 OBC에서 획득된 PD 신호를 이용하여 차량을 제어하는 VCU(Vehicle Control Unit)간의 통신 과정을 간략하게 보여준다. 3 schematically shows a communication process between the PD signal 411 acquisition process in the MCU of the OBC and the VCU (Vehicle Control Unit) controlling the vehicle using the PD signal obtained in the OBC.
OBC에서의 PD 신호의 전압 레벨이 낮아서 충전중인 것으로 판단되는 경우에는 OBC는 VCU 와의 CAN 통신을 통하여 차량이 기동을 멈출 수 있도록 제어하게 된다.If the voltage level of the PD signal in the OBC is low and it is determined that the OBC is charging, the OBC controls the vehicle to stop the vehicle through CAN communication with the VCU.
도 4 는 OBC의 MCU에서 PD 신호의 감지시 외부 전자파를 인가하는 실험의 과정을 보여주는 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating an experiment of applying an external electromagnetic wave when sensing a PD signal in an MCU of an OBC.
OBC내 MCU에서 PD 신호의 감지하는 동안에 외부의 복수개의 안테나로부터 전계가 인가(520)되는 Test 과정을 시각적으로 보여주는 도면이다. A test procedure in which an electric field is applied (520) from a plurality of external antennas during sensing of a PD signal in an OBC MCU.
도 1 및 도 2에서 언급하였듯이 도 1 에서의 PD 인식회로는 도 4 에서와 같이 외부에서 인가되는 전계에 민감하게 반응하여 PD 신호의 전압 레벨이 변화되는 오동작을 일으키는 문제점이 있다.1 and 2, the PD recognition circuit in FIG. 1 has a problem in that it is sensitive to an external electric field as shown in FIG. 4, causing a malfunction in which the voltage level of a PD signal is changed.
도 5 는 본 발명에 따른 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치를 포함하는 OBC의 블록도를 보여주는 도면이다.5 is a block diagram of an OBC including an apparatus for determining connection of a car charging gun to a robust external electromagnetic interference signal according to the present invention.
본원 발명의 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치는 도 1 에서와 같이 OBC 내에 구성된다.The robust connection determination apparatus for a vehicle charging gun in accordance with the external electromagnetic interference signal of the present invention is configured in the OBC as in FIG.
본원 발명에서의 차량용 완속 충전기(OBC)는 외부에서 인가되는 외부 전자파의 간섭을 제거하는 필터링부(650)를 포함한다.The on-vehicle fast charging unit (OBC) according to the present invention includes a
필터링부(650)는 외부 전자파의 인가시에도 차량용 충전 스탠드 건(gun)의 차량용 완속 충전기에 접속시 MCU(micro control unit)에서 검출되는 전압은 제 1 전압(2.23V), 차량용 충전 건의 차량용 완속 충전기에 비접속시 MCU에 검출되는 전압은 제 2 전압(4.45V)을 유지하게 한다.The
즉, 도 1에서 설명된 회로의 문제점을 해결하기 위하여 필터링부(650)을 포함하는 것이 본원 발명의 특징 중 하나이다. 전자파는 RI (Radiated immunity)가 될 수 있으나, 이는 일 예 뿐이며, 본원 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.That is, it is one of the features of the present invention that the
필터링부(650)는 이하 도 6 에서 더욱 상세하게 설명될 것이지만, 차량용 완속 충전기 상에 차량용 충전 건의 접촉단(640)과 MCU(micro control unit) 단((660) 사이에서 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행하는 버퍼(buffer)를 포함한다. 버퍼는 연산 증폭기(OP-AMP)를 포함하는 비반전(non-inversed) 전압 플로워(voltage follower)(도 6 의 753)인 것을 특징으로 한다.The
본원 발명의 충전 스탠드 건의 접속 판단 장치를 포함하는 OBC는 기본적으로는 도1 에서의 회로구조를 포함한다. 즉, 충전 스탠드 건의 온, 오프에 따라 전압 분배를 수행하기 위한 분배부(630)을 포함한다.The OBC including the connection determination device of the charging stand gun of the present invention basically includes the circuit structure in Fig. That is, it includes a
분배부(630)는 차량용 충전 건의 차량용 완속 충전기 상에 접촉단(640)과 차량용 완속 충전기(OBC)의 전원(620)사이에 연결된 분배 저항(330Ω)이다.The
차량용 완속 충전기(OBC)는 차량용 완속 충전기(OBC)의 전원(5V)을 일정하게 유지하기 위한 전원 안정화부(670)을 더 포함할 수 있다. 전원 안정화부(670)는 차량용 완속 충전기의 전원을 일정하게 유지하는 커패시터로 구성될 수 있다.The on-vehicle fast-charge charger (OBC) may further include a
도 6 은 본 발명에 따른 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치의 회로도를 보여주는 도면이다.FIG. 6 is a circuit diagram of a robust connection determination apparatus for a car charging gun according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 6 은 도 5 에서의 OBC 내에 포함되는 본원 발명의 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치를 구성하는 회로를 보다 구체적으로 도시한다. Fig. 6 more specifically shows a circuit constituting a device for judging the connection of a charging gun for a vehicle, which is robust to the external electromagnetic interference signal of the present invention included in the OBC in Fig.
외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치(700)는 차량용 완속 충전기(OBC)의 전원을 일정하게 유지하기 위한 전원 안정화부(770) 및차량용 충전 건(gun)의 차량용 완속 충전기에 접속시 또는 비접속시, 상기 차량용 완속 충전기에 인가되는 외부 전자파의 간섭을 제거하는 필터링부(750)를 포함한다.The connection determining apparatus 700 for a car charging gun that is robust against an external electromagnetic interference signal includes a
전원 안정화부(770)는 차량용 완속 충전기의 전원(5V)을 일정하게 유지하는 커패시터(1uF)일 수 있다.The
필터링부(750)는 차량용 완속 충전기 상에 차량용 충전 건의 접촉단(740)과 MCU(micro control unit) 단 사이에서 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행하는 버퍼(buffer)(753)를 포함한다. 필터링부를 구성하는 버퍼는 연산 증폭기를 포함하는 비반전(non-inversed) 전압 플로워(voltage follower)(753)인 것을 특징으로 한다.The
필터링부는 버퍼의 입력단에 제 1 저항(1㏀)(752) 및 버퍼의 출력단에 제 2 저항(1㏀)(754)을 더 포함할 수 있으며, 또한 차량용 충전 건의 접촉단과 그라운드(ground) 사이에 제 1 커패시터(751) 및 제 2 저항과 상기 그라운드 사이에 제 2 커패시터(755)를 추가로 포함할 수 있다. The filtering unit may further include a first resistor (1 k?) 752 at the input terminal of the buffer and a second resistor (1 k?) 754 at the output terminal of the buffer, and may also be connected between the contact end of the charge gun and the ground And may further include a
접속 판단 장치(700)는 차량용 충전 건(gun)의 차량용 완속 충전기에 접속시 또는 비접속시 차량용 완속 충전기(OBC)의 전원을 분배하는 분배부(730)를 포함한다. 분배부(730)는 차량용 충전 건의 차량용 완속 충전기 상에 접촉단과 차량용 완속 충전기(OBC)의 전원사이에 연결된 분배 저항(330Ω)이다.The connection determining apparatus 700 includes a
본원 발명에서의 충전 스탠드 건의 접속 판단 장치는 외부 전계의 인가시에도 차량용 충전 건(gun)의 차량용 완속 충전기에 접속시 MCU에 검출되는 전압은 2.23 V를 유지하고, 차량용 충전 건의 비접속시 MCU에 검출되는 전압은 4.45V 를 유지할 수 있다.In the connection determination device of the charging stand gun of the present invention, when the external electric field is applied, the voltage detected by the MCU is maintained at 2.23 V when connected to the vehicle slow charging device of the car charging gun, The detected voltage can be maintained at 4.45V.
도 7 은 본 발명에 따른 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치를 포함하는 OBC에 의한 PD 인식 신호 감지시 오동작이 발생하지 않는 결과를 보여주는 도면이다.FIG. 7 is a graph showing a result of a case where a malfunction occurs when detecting a PD recognition signal by the OBC including a robust connection determination apparatus for a car charging gun according to the present invention.
도 7 은 외부의 전자파 인가시에도 MCU에서 감지하는 전압 신호의 변화가 없이 일정하게 유지되는 것을 볼 수 있다.FIG. 7 shows that even when an external electromagnetic wave is applied, the voltage signal sensed by the MCU remains constant without change.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자, 즉 당업자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but many modifications and equivalents may be resorted to will be. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
600 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치
610 차량용 완속 충전기
620 전원
630 전압 분배부
640 충전 건과 OB의 접속단
650 필터링부
660 MCU PD 신호 감지
670 전원 안정화부
680 충전 건(GUN)600 Connection determination device of car charging gun robust against external electromagnetic interference signal
610 Car Charger
620 power supply
630 voltage distribution section
640 Connection point between charging gun and OB
650 filtering section
660 MCU PD signal detection
670 Power stabilization part
680 Charging gun (GUN)
Claims (25)
상기 차량용 완속 충전기 상에 차량용 충전 건(gun)이 접촉하는 접촉단과 상기 차량용 완속 충전기의 전원 사이에 연결되어 상기 차량용 충전 건이 상기 차량용 완속 충전기에 접속시 또는 비접속시 상기 차량용 완속 충전기의 전원을 분배하는 분배부; 및
상기 접촉단과 MCU(micro control unit) 사이에 연결된 필터링부를 포함하고,
상기 필터링부는 상기 분배부에 의해 분배되어 상기 MCU로 입력되는 전압이 외부 전자파의 간섭에 의해 영향받지 않도록 상기 접촉단과 상기 MCU 사이에서 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행하는 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치.
A power stabilizer for keeping the power of the on-vehicle fast battery charger (OBC) constant;
And a control unit connected to a contact end of the on-vehicle fast charging unit on which the vehicle charging gun contacts and a power source of the vehicle on-off charger for distributing power of the on-vehicle fast charging charger when the vehicle charging gun is connected to the vehicle on- A distributing portion for distributing; And
And a filtering unit connected between the contact unit and an MCU (micro control unit)
Wherein the filtering unit divides an external electromagnetic interference signal that is distributed by the distribution unit and performs impedance matching between the contact unit and the MCU so that a voltage input to the MCU is not affected by interference of external electromagnetic waves, Device connection determination device.
상기 필터링부는
버퍼(buffer);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치.
The method according to claim 1,
The filtering unit
And a buffer for detecting a connection of the charging gun to the vehicle.
상기 버퍼는 연산 증폭기를 포함하는 비반전(non-inversed) 전압 플로워(voltage follower)인 것을 특징으로 하는, 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치.
The method of claim 2,
Characterized in that the buffer is a non-inversed voltage follower comprising an operational amplifier. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 필터링부는
상기 버퍼의 입력단에 제 1 저항; 및
상기 버퍼의 출력단에 제 2 저항;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치.
The method of claim 2,
The filtering unit
A first resistor at the input of the buffer; And
Further comprising a second resistor at an output terminal of the buffer, wherein the second resistor is connected to the output of the buffer.
상기 필터링부는
상기 차량용 충전 건의 접촉단과 그라운드(ground) 사이에 제 1 커패시터; 및
상기 제 2 저항과 상기 그라운드 사이에 제 2 커패시터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치.
The method of claim 4,
The filtering unit
A first capacitor between a contact end of the charging gun and the ground; And
Further comprising a second capacitor between the second resistor and the ground, wherein the second capacitor is connected to the second resistor.
상기 분배부는 분배 저항;인 것을 특징으로 하는, 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the distribution unit is a distribution resistor. The apparatus of claim 1, wherein the distribution unit is a distribution resistor.
상기 전원 안정화부는
상기 차량용 완속 충전기의 전원을 일정하게 유지하는 커패시터;인 것을 특징으로 하는, 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치.
The method according to claim 1,
The power stabilizing unit
And a capacitor that keeps the power of the vehicle slow charging device constant in the vehicle.
상기 제 1 저항 및 상기 제 2 저항은 1㏀의 크기를 가지는, 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치.
The method of claim 4,
Wherein the first resistor and the second resistor have a magnitude of 1 k [Omega], and are robust against an external electromagnetic interference signal.
상기 분배 저항은 330Ω의 크기를 가지는, 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치.
The method of claim 7,
Wherein the distribution resistance has a magnitude of 330 OMEGA, and is robust to an external electromagnetic interference signal.
상기 전자파는 RI (Radiated immunity)인 것을 특징으로 하는, 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the electromagnetic wave is radiated immunity (RI), wherein the electromagnetic wave is robust against an external electromagnetic interference signal.
상기 차량용 충전 건이 상기 차량용 완속 충전기에 접속시 상기 MCU에 검출되는 전압은 2.23 V이며, 상기 차량용 충전 건의 비접속시 상기 MCU에 검출되는 전압은 4.45V 인 것을 특징으로 하는, 외부 전자파 간섭 신호에 강건한 차량용 충전 건의 접속 판단 장치.
The method of claim 2,
Wherein the voltage detected by the MCU when the vehicle charging gun is connected to the vehicle slow charging device is 2.23 V and the voltage detected by the MCU when the vehicle charging gun is not connected is 4.45 V. [ A connection determination device for a car charging gun.
차량용 충전 건(gun)이 접촉하는 접촉단과 상기 전원 사이에 연결되어 상기 차량용 충전 건의 접속시 또는 비접속시 상기 전원을 분배하는 분배부; 및
상기 접촉단과 MCU(micro control unit) 사이에 연결된 필터링부를 포함하고,
상기 필터링부는 상기 분배부에 의해 분배되어 상기 MCU로 입력되는 전압이 외부 전자파의 간섭에 의해 영향받지 않도록 상기 접촉단과 상기 MCU 사이에서 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행하는 차량용 완속 충전기.
A power stabilizer for keeping the power constant;
A distributing unit connected between a contact end contacting with a vehicle charging gun and the power source to distribute the power when the vehicle charging gun is connected or disconnected; And
And a filtering unit connected between the contact unit and an MCU (micro control unit)
Wherein the filtering unit performs impedance matching between the contact unit and the MCU such that a voltage distributed to the MCU and input to the MCU is not affected by interference of an external electromagnetic wave.
상기 전자파는 RI (Radiated immunity)인 것을 특징으로 하는,차량용 완속 충전기.
14. The method of claim 13,
Wherein the electromagnetic wave is radiated immunity (RI).
상기 차량용 충전 건이 접속시 상기 MCU에 검출되는 전압은 2.23 V 이며, 상기 차량용 충전 건의 비접속시 상기 MCU에 검출되는 전압은 4.45 V 인 것을 특징으로 하는, 차량용 완속 충전기.
14. The method of claim 13,
Wherein the voltage detected by the MCU when the vehicle charging gun is connected is 2.23 V and the voltage detected by the MCU when the vehicle charging gun is not connected is 4.45 V.
상기 필터링부는
버퍼(buffer);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 완속 충전기.
14. The method of claim 13,
The filtering unit
And a buffer.
상기 버퍼는 연산 증폭기를 포함하는 비반전(non-inversed) 전압 플로워(voltage follower)인 것을 특징으로 하는, 차량용 완속 충전기.
18. The method of claim 17,
Characterized in that the buffer is a non-inverted voltage follower comprising an operational amplifier.
상기 필터링부는
상기 버퍼의 입력단에 제 1 저항; 및
상기 버퍼의 출력단에 제 2 저항;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 완속 충전기.
18. The method of claim 17,
The filtering unit
A first resistor at the input of the buffer; And
And a second resistor at an output end of the buffer.
상기 필터링부는
상기 차량용 충전 건의 접촉단과 그라운드(ground) 사이에 제 1 커패시터; 및
상기 제 2 저항과 상기 그라운드 사이에 제 2 커패시터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 완속 충전기.
The method of claim 19,
The filtering unit
A first capacitor between a contact end of the charging gun and the ground; And
And a second capacitor between the second resistor and the ground.
상기 분배부는 분배 저항;인 것을 특징으로 하는, 차량용 완속 충전기.
14. The method of claim 13,
Characterized in that the distributor is a distribution resistor.
상기 전원 안정화부는
상기 차량용 완속 충전기의 전원을 일정하게 유지하는 커패시터;인 것을 특징으로 하는, 차량용 완속 충전기.
14. The method of claim 13,
The power stabilizing unit
And a capacitor for maintaining the power of the slow charging device for the vehicle constant.
상기 제 1 저항 및 상기 제 2 저항은 1㏀의 크기를 가지는, 차량용 완속 충전기.
The method of claim 19,
Wherein the first resistor and the second resistor have a magnitude of 1 k [Omega].
상기 분배 저항은 330Ω의 크기를 가지는, 차량용 완속 충전기.
23. The method of claim 22,
Wherein the distribution resistor has a size of 330 ohms.
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