KR101974356B1 - 교류 충전 장치를 이용한 전기차 충전 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

차량 충전 제어 방법은 충전을 위해 기 설정된 예약 충전 정보를 확인하는 단계, 차량과 연결된 충전 장치를 감지하는 단계, 충전 장치에 관한 충전 정보가 예약 충전 정보에 해당하는지에 따라 예약 충전 여부를 판단하는 단계, 충전 정보가 예약 충전 정보에 벗어나는 경우 기 설정된 사용자 선호 정보에 따라 자동 충전 여부를 결정하는 단계, 예약 충전 여부 및 상기 자동 충전 여부에 따라 상기 충전을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

교류 충전 장치를 이용한 전기차 충전 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR CHARGING ELECTRIC VEHCILE VIA ALTERNATING-CURRENT(AC) ELECTRICITY CHARGING EQUIPMENT}
본 발명은 교류 충전 장치를 이용한 전기차 충전 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 설정에 따라 교류 충전 장치의 연결 상태를 감지하여 차량 내 배터리 충전을 자동으로 수행할 수 있는 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
친환경 자동차로서 하이브리드 차량 및 전기 차량이 사람들에게 알려져 있다. 통상적으로, 하이브리드 차량은 엔진과 모터와 같이 두 개 이상의 동력원을 가진 자동차로 정의될 수 있고, 전기 차량은 순수 배터리를 사용하는 자동차로 정의될 수 있다. 하이브리드 차량은 차량의 주행 중 발전기를 돌려 배터리를 자가충전하고 주행에너지로 바꿀 수 있다. 특히, 하이브리드 차량은 회생 제동 브레이크 시스템을 사용하여 차량 감속 시 역회전하는 전기 모터의 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리에 저장하고, 주행 중에 저장된 에너지를 사용할 수 있도록 하여 에너지 효율을 높이고 있다.
전기 차량은 전자제품처럼 충전 후 사용할 수 있도록 설계되어 있다. 전기 차량의 배터리를 충전하기 위한 충전시스템은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 그 중에 차량에 탑재되어 있으면서 공급된 교류전력을 직류로 변환하여 배터리를 충전하는 차량 탑재형 충전기(On-Board Charger, OBC)가 있다. 탑재형 충전기는 차량에 장착되어 운용되기 때문에 차량 내 타 제어기와의 통신을 통한 제어가 필수적이며, 차량 부품으로서의 신뢰성 확보와 더불어 소형, 경량화를 통한 전력밀도 향상이 중요한 설계 요소가 될 수 있다.
전기적 충전 시스템이 장착된 차량에 교류(AC) 충전 시스템을 활용하여 차량 배터리를 충전할 경우, 다소 긴 충전 시간(예, 28kWh 급 배터리가 탑재된 전기차 기준 4시간 이상) 및 시간에 따라 다르게 부과될 수 있는 충전 비용(예, 심야전기 - 주간전기 가격 차이) 등으로 인해 사용자에게 효율적인 충전 시간을 관리할 수 있는 수단을 제공하는 것은 전기 차량의 편의성을 증대시킬 수 있다.
편의성을 증대시키기 위해, 차량 및 교류 충전 시스템은 예약 충전 기능을 제공할 수 있다. 예약 충전 기능은 차량과 교류 충전 시스템이 연결된 상태에서 예약 충전을 위해 설정해 둔 시각에 충전 과정이 수행될 수 있도록 돕는다. 한편, 예약 충전 기능을 사용하지 않을 경우에는 사용자가 차량과 교류 충전 시스템을 연결한 뒤 충전 과정을 수행할 수 있도록 시작 버튼을 누르는 등의 조작을 통해 충전 과정이 수행될 수 있다.
KR 10-2012-0075508 A
본 발명은 차량에 탑재된 제어 장치가 교류 충전 장치를 인지하면 사용자가 지정한 설정에 따라 차량 내 배터리를 충전시킬 수 있는 장치와 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 차량에 연결된 교류 충전 장치가 감지되면, 교류 충전 장치의 종류를 인지한 후 즉시 충전 여부를 결정하거나, 사용자가 설정한 요금 정보와 충전 예약 시각에 대응하여 충전 수행 여부를 판단한 뒤 자동으로 충전을 수행할 수 있는 장치와 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 차량에 교류 충전 장치가 연결되면, 사용자가 설정한 무선 단말기, 차량 내 멀티미디어 장치 등을 포함하는 사용자 인터페이스 중 어느 하나에 연결 상태를 제공하고, 사용자 인터페이스를 통해 전달된 사용자 입력에 대응하여 차량 내 배터리를 충전하는 과정을 수행할 수 있는 장치와 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 충전 제어 방법은 충전을 위해 기 설정된 예약 충전 정보를 확인하는 단계; 차량과 연결된 충전 장치를 감지하는 단계; 상기 충전 장치에 관한 충전 정보가 상기 예약 충전 정보에 해당하는지에 따라 예약 충전 여부를 판단하는 단계; 상기 충전 정보가 상기 예약 충전 정보에 벗어나는 경우 기 설정된 사용자 선호 정보에 따라 자동 충전 여부를 결정하는 단계; 및 상기 예약 충전 여부 및 상기 자동 충전 여부에 따라 상기 충전을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 사용자 선호 정보는 상기 충전을 위한 상기 충전 장치의 종류, 상기 사용자의 운전 시간, 및 상기 충전을 위해 소요되는 과금정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자동 충전 여부와 관련하여, 상기 충전 정보에 따라 상기 충전 장치가 공용(public use) 고정형(stationary) 충전 장치인 경우, 상기 차량이 상기 충전 장치를 감지하면 상기 충전을 즉시 수행할 수 있다.
또한, 상기 자동 충전 여부와 관련하여, 상기 충전 정보에 따라 상기 충전 장치가 공용(public use) 이동형(portable) 충전 장치인 경우, 상기 차량이 상기 충전 장치를 감지하면 상기 충전을 즉시 수행하거나 상기 사용자 선호 정보에 포함된 예약 충전 기능에 따라 상기 충전을 수행할 수 있다.
또한, 상기 자동 충전 여부와 관련하여, 상기 충전 정보에 따라 상기 충전 장치가 가정용/개인용(private use) 충전 장치인 경우, 상기 차량이 상기 충전 장치를 감지하면 상기 충전 정보가 상기 선호 정보에 해당할 때까지 상기 충전을 지연할 수 있다.
또한, 상기 자동 충전 여부와 관련하여, 사용자 입력에 대응하여 상기 충전을 즉시 수행할 수 있다.
또한, 상기 충전 장치는 교류 전원(Alternating-Current Electricity)을 공급하는 교류 충전 장치로서, 120V의 교류 전원 플러그를 사용하는 제1레벨(Level 1) 및 240V 또는 208V의 교류 전원 플러그를 사용하는 제2레벨(Level 2)을 포함하는 두 종류의 교류 전원 중 적어도 하나를 지원할 수 있다.
또한, 상기 충전 장치는 공용(public use) 또는 가정용/개인용(private use)으로 사용될 수 있으며, 전기를 공급받는 곳으로부터 영구적으로 연결되어 있는 고정형(stationary) 장치 및 이동식 케이블 및 제어기(in-cable-control box, ICCB)를 포함하는 이동형(portable) 장치 중 적어도 하나일 수 있다.
또한, 상기 차량과 연결된 충전 장치를 감지하는 단계는 상기 충전 장치의 연결 상태를 확인하는 단계; 상기 충전 장치를 인지하는 단계; 상기 충전 장치에 대응하여 급속 충전 모드 및 완속 충전 모드 중 하나를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 차량 충전 제어 방법은 상기 급속 충전 모드인 경우 상기 예약 충전 여부 및 상기 자동 충전 여부와 상관없이 상기 충전을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전 정보에는 제어 파일럿(control pilot, CP) 신호의 시비율(CP signal duty-ratio or duty-cycle)에 따라 상기 충전 장치가 고정형(stationary)인지 이동식 케이블 및 제어기(in-cable-control box, ICCB)를 포함하는 이동형(portable)인지가 포함될 수 있다.
또한, 차량 충전 제어 방법 상기 예약 충전 여부 및 상기 자동 충전 여부에 따른 상기 충전 과정에 대한 상태 정보를 사용자가 지정한 단말기로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 청구항 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법을 실현하는 것을 특징으로 하는 응용 프로그램이 기록될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 충전 제어 장치는 기 설정된 예약 충전 정보 및 사용자 선호 정보를 저장하는 저장부; 충전 장치로부터 공급되는 전력을 수신하는 충전부; 상기 충전부로부터 전달된 상기 충전 장치에 관한 충전 정보가 상기 예약 충전 정보에 해당하는 지에 따라 예약 충전 여부를 판단하고, 상기 충전 정보가 상기 예약 충전 정보에 벗어나는 경우 상기 사용자 선호 정보에 따라 자동 충전 여부를 결정하는 차량 제어부; 및 상기 차량 제어부에서 결정된 상기 예약 충전 여부 및 상기 자동 충전 여부에 대응하여 배터리 상태를 확인하고 상기 충전부에 충전 수행을 요청하는 배터리 관리부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 사용자 선호 정보는 상기 충전을 위한 상기 충전 장치의 종류, 상기 사용자의 운전 시간, 및 상기 충전을 위해 소요되는 과금정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자동 충전 여부와 관련하여, 상기 충전 정보에 따라 상기 충전 장치가 공용(public use) 고정형(stationary) 충전 장치인 경우, 상기 차량이 상기 충전 장치를 감지하면 상기 충전을 즉시 수행할 수 있다.
또한, 상기 자동 충전 여부와 관련하여, 상기 충전 정보에 따라 상기 충전 장치가 공용(public use) 이동형(portable) 충전 장치인 경우, 상기 차량이 상기 충전 장치를 감지하면 상기 충전을 즉시 수행하거나 상기 사용자 선호 정보에 포함된 예약 충전 기능에 따라 상기 충전을 수행할 수 있다.
또한, 상기 자동 충전 여부와 관련하여, 상기 충전 정보에 따라 상기 충전 장치가 가정용/개인용(private use) 충전 장치인 경우, 상기 차량이 상기 충전 장치를 감지하면 상기 충전 정보가 상기 선호 정보에 해당할 때까지 상기 충전을 지연할 수 있다.
또한, 상기 자동 충전 여부와 관련하여, 사용자 입력에 대응하여 상기 충전을 즉시 수행할 수 있다.
또한, 상기 충전 장치가 교류 전원(Alternating-Current Electricity)을 공급하는 교류 충전 장치인 경우, 상기 충전부는 120V의 교류 전원 플러그를 사용하는 제1레벨(Level 1) 및 240V 또는 208V의 교류 전원 플러그를 사용하는 제2레벨(Level 2)을 포함하는 두 종류의 교류 전원 중 적어도 하나를 전달받을 수 있다.
또한, 상기 충전부는 상기 충전 장치의 연결 상태를 확인하고, 상기 충전 장치를 인지하면, 상기 차량 제어부는 상기 충전 장치에 대응하여 급속 충전 모드 및 완속 충전 모드 중 하나를 선택할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어부는 상기 급속 충전 모드인 경우 상기 예약 충전 여부 및 상기 자동 충전 여부와 상관없이 상기 충전을 지시할 수 있다.
또한, 상기 충전 정보에는 상기 충전 장치가 고정형(stationary)인지 이동식 케이블 및 제어기(in-cable-control box, ICCB)를 포함하는 이동형(portable)인지를 알 수 있는 제어 파일럿(control pilot, CP) 신호의 시비율(CP signal duty-ratio or duty-cycle)이 포함될 수 있다.
또한, 상기 충전부는 상기 제어 파일럿 신호의 시비율을 근거로 상기 충전 장치의 종류를 인지할 수 있다.
또한, 차량 충전 제어 장치는 상기 예약 충전 여부 및 상기 자동 충전 여부에 따른 상기 충전 과정에 대한 상태 정보를 사용자가 지정한 단말기로 전달하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 예약 충전 정보 및 상기 사용자 선호 정보는 차량에 탑재된 멀티미디어 시스템(오디오-비디오-내비게이션 장치) 또는 네트워크를 통해 연결되는 텔레매틱스 서버 또는 무선 단말기 중 적어도 하나를 통해 입력될 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 사용자가 교류 충전기와 차량이 연결된 후 별도의 조작을 하지 않아도 미리 설정해 놓은 기준에 근거하여 차량 내 배터리가 자동으로 충전될 수 있어 편의성이 증대될 수 있다.
또한, 본 발명은 교류 충전기를 사용하는 사용자가 미리 설정해 놓은 예약 충전 기능에 따라 충전이 수행될 수 없는 경우에도 교류 충전기를 자동으로 인식하여 차량 내 배터리를 충전할 수 있어 보다 효율적인 충전이 가능하다.
또한, 본 발명은 교류 충전기를 사용하는 사용자가 선호하는 설정에 대응하여 차량이 자동 충전되도록 함으로써 차량 내 배터리를 충전하기 위해 소요되는 비용, 시간 등을 개선할 수 있어 편의성이 향상될 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도1은 예약 충전 기능을 이용한 차량 충전 제어 방법을 설명한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 충전 제어 방법을 설명한다.
도3은 도2의 차량 충전 제어 방법의 예를 설명한다.
도4는 복수의 교류 전원 충전 장치의 특징을 설명한다.
도5는 차량과 연결된 충전 장치를 감지하는 방법을 설명한다.
도6은 충전 장치의 연결 후 즉시 충전 여부를 판단하는 방법을 설명한다.
도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 충전 제어 장치를 설명한다.
도8은 사용자가 선택할 수 있는 차량 충전 제어 방법을 설명한다.
도9는 사용자의 입력 또는 사용자의 선호 정보에 따른 차량 충전 제어 방법을 설명한다.
도10은 차량 충전 제어 장치에 대한 사용자 인터페이스의 예를 설명한다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
친환경 자동차(예, 하이브리드 차량, 전기 차량 등)에서 차량 운행에 필요한 에너지를 배터리를 통해 조달하는 비율이 높아질수록, 또는 차량 운행 성능이 강화될수록, 친환경 자동차에 필요한 배터리의 에너지 저장 용량(즉, 배터리의 용량)은 계속 증가할 수 있다. 차량에 포함된 배터리의 용량이 커지면, 배터리를 충전하는 시간도 길어질 수 있다. 이는 차량의 기동성을 약화시키기 때문에, 대용량의 배터리를 빠른 시간에 충전하거나 사용자의 이용 패턴에 대응하여 효율적으로 충전하는 방법 및 장치가 요구된다. 하지만, 대용량의 배터리를 급속 충전할 수 있는 장치는 차량에 탑재되는 충전기뿐만 아니라 차량에 전력을 공급하기 위한 인프라 시설을 구축하는 데 큰 비용이 발생할 수 있다. 이에 따라 충전기를 직접 차량에 탑재하여 일반 가정용 전원으로 차량 내 배터리를 충전할 수 있는 차량탑재용 충전기(On-Board Charger, OBC)를 사용하는 방법이 사용된다.
예를 들면, 차량탑재용 충전기(OBC)는 차량에 탑재되므로 고전력밀도와 저소음이 요구되는데 이를 위하여 스위칭주파수가 높아야 할 필요가 있다. 또한, 차량 전체의 에너지 효율과 관계가 있으므로, 차량탑재용 충전기(OBC)에는 고효율이 요구된다. 아울러, 충전 인프라와 차량에 탑재된 배터리와의 호환을 위해, 차량탑재용 충전기(OBC)는 유니버설한 입력전압(100Vac～240Vac)과 넓은 배터리전압(220Vdc～420Vdc)의 동작범위를 가질 필요가 있다. 최근 차량에 탑재된 배터리의 용량이 커지면서, 배터리를 충전하기 위한 충전기의 플랫폼도 3.3kW 급에서 6.6KW 급으로 용량이 상향 조정되었다. 또한, 앞으로도 차량에 탑재된 배터리의 충전하는 시간을 단축하기 위해 플랫폼의 용량이 더 커질 수도 있다.
차량을 충전시킬 수 있는 충전 장치는 크게 교류 전원을 공급하는 완속 충전기와 직류 전원을 공급하는 고속 충전기로 구분할 수 있다. 여기서, 고속 충전기는 교통량이 많은 장소 혹은 공용 충전소와 같은 장소에 설치될 수 있다. 예를 들면, 고속 충전기는 약 20분 충전에 60~80 마일을 이동할 수 있는 만큼 차량 내 배터리를 충전시킬 수 있다. 반면, 완속 충전기는 교류 전원을 공급하는 것으로 약 1시간 동안 충전하는 경우 2~5 마일 또는 10~20마일 정도를 이동할 수 있는 만큼 차량 내 배터리를 충전할 수 있다.
직류 전원을 공급하는 충전 장치에 비하여 교류 전원을 공급하는 충전 장치는 상대적으로 설치 비용이 작기 때문에, 가정용/개인용 혹은 집합 건물(아파트 등)에 설치될 수 있다. 반면, 교류 전원을 공급하는 충전 장치를 이용하여 차량을 충전하는 경우, 충전에 소요되는 시간은 약 4~6시간 정도 소요될 수 있어 효율적으로 충전을 수행하는 것이 매우 중요하다. 이를 위해, 예약 충전 기능은 운전자 또는 사용자가 차량을 운행하지 않는 시간에 차량이 충전될 수 있도록 하기 위해 제공될 수 있다.
예를 들면, 예약 충전 기능을 통해 자정부터 새벽6시 사이에 차량이 충전되도록 설정해 놓은 경우, 운전자 또는 사용자가 차량을 자정 이전에 충전을 위한 장소에 주차시키고 충전 장치와 연결해 놓으면 자정까지 대기한 후 자정부터 차량이 스스로 충전 장치와 연동하여 차량 내 배터리를 충전할 수 있다. 만약, 사용자가 예약 충전 기능에 설정된 시간 중에 충전 장치와 차량을 연결하면, 대기 시간 없이 곧 바로 충전이 될 수 있다.
전술한 바와 같이, 차량 내 배터리를 충전할 수 있는 충전기가 장착된 차량에는 사용자가 원하는 시간에 배터리를 충전할 수 있도록 차량 충전시간을 설정하는 편의 기능(이하 예약 충전)이 제공되는데, 이 기능은 차량이 교류 충전 장치에 연결되는 경우에 한하여 사용될 수 있다. 즉, 사용자가 설정한 예약 충전 수행 시간에 따라 충전 시작 시간을 판단하고 해당 시간에 충전 동작과 관련된 제어 시스템이 동작(Wake-up) 하여 충전을 수행한 후, 사용자의 목표 설정량만큼 배터리가 충전되면 충전을 종료하는 기능이다. 반면, 차량이 직류 전원(DC)을 공급하는 급속 충전 장치에 연결된 경우, 충전 시간이 짧기 때문에 예약 충전 설정 여부와 무관하게 충전기 연결 및 결제 직후 충전이 시작될 수 있다.
도1은 예약 충전 기능을 이용한 차량 충전 제어 방법을 설명한다.
도시된 바와 같이, 사용자는 차량에 탑재된 멀티미디어 시스템(예, 오디오-비디오-내비게이션(AVN) 장치)의 사용자 인터페이스를 통해 예약 충전 기능을 설정할 수 있다. 멀티미디어 시스템(20)은 사용자가 설정한 예약 충전 정보를 저장할 수 있고, 차량 제어부(22)에 예약 충전 정보를 전달할 수 있다. 또한, 차량 제어부(22)는 멀티미디어 시스템(20)에 예약 충전 정보가 있는지 확인할 수 있다.
여기서, 사용자가 멀티미디어 시스템(20)을 통해 예약 충전 정보를 설정하거나, 차량 제어부(22)가 멀티미디어 시스템(20)에 예약 충전 정보가 있는지 확인하는 과정은 차량 내 전장 장치가 켜져있거나, 차량이 시동이 걸려있을 때 수행될 수 있다.
사용자 또는 운전자가 차량을 주차한 후, 시동을 끄고 차량과 충전 장치를 연결할 수 있다.
만약 차량 내 전장장치가 꺼지기 전에 확인된 예약 충전 정보가 있는 경우, 차량 제어부(22)는 예약 충전 정보에 포함된 시각에 활성화될 수 있다(wakeup). 차량 제어부(22)는 예약 충전 정보에 따른 충전 동작을 수행하기 위해, 배터리 관리부(24) 및 충전부(26)를 활성화시킨다. 충전부(26)가 활성화되면, 충전부(26)와 연결된 충전 장치(28)도 활성화될 수 있다. 여기서, 충전 장치(28)는 차량 외부에서 차량으로 전원을 공급하는 장치로서, 항상 활성화되어 있을 수도 있고 충전부(26)와 통신을 통해서 활성화될 수도 있다.
충전부(26)는 충전 장치(28)가 연결되어 있는지를 확인할 수 있다. 충전부(26)가 충전 장치(28)의 연결을 확인한 후, 충전 장치(28)로부터 충전 정보를 수집하여 차량 제어부(22)로 전달한다. 이때, 충전 정보는 충전 장치(28)의 연결 상태, 충전 장치(28)의 종류, 충전 장치(28)로부터 공급되는 전원/전력의 과금 정보 등이 포함될 수 있다.
충전부(26)로부터 충전 정보를 전달받은 차량 제어부(22)는 사용자가 설정한 예약 충전 정보에 따라 차량 내 배터리가 충전되도록 허가할 수 있다. 차량 제어부(22)로부터 충전이 허용되면, 배터리 관리부(24)는 충전부(26)에 충전을 시작하도록 요청할 수 있다. 이러한 요청에 대응하여 충전부(26)는 충전 장치(28)로부터 충전 전력/전원을 공급받을 수 있다. 충전부(26)는 전달된 충전 전류를 배터리 관리부(24)를 통해 차량에 탑재된 배터리(미도시)로 전달한다.
이러한 충전 과정 중에 배터리 관리부(24)는 배터리 충전 상태를 충전 제어부(22) 및 멀티미디어 시스템(20)에 전달할 수 있다. 충전 제어부(22)는 배터리 관리부(24)로부터 전달받은 충전 상태와 예약 충전 정보를 바탕으로 충전 종료 시점을 판단할 수 있다.
충전 제어부(22)가 충전 종료를 결정하면, 이를 배터리 관리부(24) 및 충전부(26)로 전달하고, 배터리 관리부(24)는 충전부(26)가 더 이상 충전 전력/전원을 전달받지 않도록 할 수 있다. 충전부(26)를 통해 충전 종료를 전달받은 충전 장치(28)는 충전부(26)에 충전 전력/전원의 공급을 중단할 수 있다.
전술한 바와 같이, 예약 충전 기능을 활성화한 상태에서 사용자가 교류(AC) 충전 장치를 차량에 연결할 경우, 차량 제어부(22)는 충전기 체결 시점에는 충전을 수행하지 않고, 사용자의 예약 충전 정보에 설정된 시각에 차량 제어부(22)가 다시 활성화(wake-up)되어 충전 과정을 수행할 수 있도록 충전 대기 상태에 진입한다. 만약 사용자가 예약 충전 기능을 활성화한 상태에서 충전기 체결 직후 배터리를 충전하고자 할 경우, 사용자가 직접 충전시작 버튼을 누르거나 설정화면에서 예약 충전 기능을 비활성화하면 즉시 충전을 수행할 수 있다.
충전 장치(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)는 전기 차량(Electric Vehicles, EVs)에 탑재된 배터리를 충전하기 위해 전력 공급원으로부터 전기적 에너지를 전달하는 것으로, 적합하고 안전한 전력/전류의 흐름을 보장할 수 있어야 한다. 충전 장치(EVSE)는 차량에 탑재된 배터리를 충전하는 속도를 기준으로 몇가지로 분류할 수 있다. 먼저, 교류 전원(Alternating-Current (AC) Electricity)을 공급하는 교류 충전 장치는 120V의 교류 전원 플러그를 사용하는 제1레벨(Level 1) 및 240V 또는 208V의 교류 전원 플러그를 사용하는 제2레벨(Level 2)을 포함하는 두 종류의 교류 전원 중 적어도 하나를 공급할 수 있다. 반면, 직류 전원(DC Electricity)을 공급하는 직류 충전 장치는 교류 충전 장치에 비해 빠른 속도로 차량에 탑재된 배터리를 충전할 수 있다. 예를 들어, 직류 충전 장치는 480V의 교류 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환한 뒤 차량에 공급할 수 있다.
충전 장치(EVSE)는 공용(public use) 또는 가정용/개인용(private use)으로 사용될 수 있다. 통상적으로, 충전 장치(EVSE)에는 전기를 공급받는 곳으로부터 영구적으로 연결되어 있는 고정형(stationary) 장치와 이동식 케이블 및 제어기(in-cable-control box, ICCB)를 포함하는 이동형(portable) 장치로 구분할 수 있다. 예를 들어 고정형 충전 장치는 충전소 또는 공용, 개인용 주차장에 설치되어 있는 타워형 장치를 포함할 수 있다. 반면, 이동형 장치는 차량 충전을 지원하는 전원 공급 장치(예, 110V 또는 220V 전기 콘센트)에 이동식 케이블 및 제어기(in-cable-control box, ICCB)를 연결하여 차량을 충전할 수 있다.
통상적으로, 직류 충전 장치는 고정형 장치이지만, 교류 충전 장치는 고정형 또는 이동형으로 구분할 수 있다. 도1에서 설명한 사용자가 설정한 예약 충전 기능은 교류 충전 장치의 종류에 상관 없이 동작한다. 하지만, 공용으로 사용되는(공공 장소에 설치된) 교류 충전 장치(완속 충전기)의 경우 차량을 충전하는 데 소요되는 시간이 길다는 이유로 특정 사용자가 충전 장치를 장시간 독점하여 사용하는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 공용으로 사용되는 교류 충전 장치의 경우 일반적으로 예약 충전 기능을 활용하는 것은 효율적이지 못하다. 이러한 이유로 가정용/개인용 충전 장치와 공용 충전 장치를 번갈아 사용하는 사용자 또는 운전자의 경우, 차량에 설정된 예약 충전 기능을 활성화하거나 비활성화하는 것을 반복해야 하는 번거로움이 발생한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 충전 제어 방법을 설명한다.
도시된 바와 같이, 차량 충전 제어 방법은 충전을 위해 기 설정된 예약 충전 정보를 확인하는 단계(10), 차량과 연결된 충전 장치를 감지하는 단계(12), 충전 장치에 관한 충전 정보가 예약 충전 정보에 해당하는지에 따라 예약 충전 여부를 판단하는 단계(14), 충전 정보가 예약 충전 정보에 벗어나는 경우 기 설정된 사용자 선호 정보에 따라 자동 충전 여부를 결정하는 단계(16), 및 예약 충전 여부 및 자동 충전 여부에 따라 상기 충전을 수행하는 단계(18)를 포함할 수 있다.
사용자 또는 운전자가 예약 충전 여부에 따라 충전을 수행하는 경우가 아닌, 예약 충전 정보와 상관없는 시간대 또는 충전 장치와 차량을 연결한 경우 사용자 선호 정보에 따라 자동으로 충전할 수 있다. 여기서, 사용자 선호 정보는 충전을 위한 충전 장치의 종류, 사용자의 운전 시간, 및 충전을 위해 소요되는 과금정보를 포함할 수 있다. 차량 내 배터리를 충전하는 데에 설정할 수 있는 사용자 선호 정보는 충전하는 시간(예를 들어, 사용자가 운전하지 않는 시간), 충전하는 데 소요되는 비용(충전 장치의 종류와 충전 시간에 대응될 수 있음) 등을 포함할 수 있다. 사용자 또는 운전자가 차량과 충전 장치를 연결한 후 충전 시작 버튼을 별도로 누르지 않더라도, 차량에 탑재된 충전 제어 장치는 사용자 선호 정보에 대응하여 충전 여부를 결정하고, 그에 따라 차량 내 탑재된 배터리를 즉시 충전할 수 있다.
예를 들어, 자동 충전 여부와 관련하여, 충전 정보에 따라 차량에 연결된 충전 장치가 공용(public use) 고정형(stationary) 충전 장치인 경우, 차량이 충전 장치를 감지하면 충전을 즉시 수행할 수 있다. 공용 고정형 충전 장치의 경우, 해당 충전 장치를 사용자 또는 운전자가 원하는 데로 사용하는 것은 바람직하지 않기 때문에, 별도의 사용자 입력없이도 차량이 충전 장치가 연결되었음을 감지하면 곧바로 충전 동작을 수행할 수 있다.
또한, 자동 충전 여부와 관련하여, 충전 정보에 따라 차량에 연결된 충전 장치가 공용(public use) 이동형(portable) 충전 장치인 경우, 차량이 충전 장치를 감지하면 충전을 즉시 수행하거나 사용자 선호 정보에 포함된 예약 충전 기능에 따라 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 공용 주택(예, 아파트 등)에 설치된 완속 차량 충전을 지원하는 전원 공급 장치(예, 110V 또는 220V 전기 콘센트)에 이동식 케이블 및 제어기(in-cable-control box, ICCB)를 포함하는 이동형 충전 장치를 통해 차량과 연결된 경우, 공용이기 때문에 즉시 충전 과정을 수행하는 것이 바람직할 수 있지만, 다른 사람의 이용이 적은 시간 대(예, 밤 시간 등)의 경우 예약 충전 기능을 활용할 수도 있다.
또한, 자동 충전 여부와 관련하여, 충전 정보에 따라 차량에 연결된 충전 장치가 가정용/개인용(private use) 충전 장치인 경우, 차량이 충전 장치를 감지하면 충전 정보가 선호 정보에 해당할 때까지 충전을 지연할 수 있다.
차량 충전을 위한 제어 장치가 자동 충전 여부를 판단하는 것과 상관없이 충전 장치를 차량에 연결한 후 충전 시작을 위한 사용자 입력(예, 버튼 누름)이 있는 경우, 차량은 즉시 충전을 수행할 수도 있다.
도시되지 않았지만, 차량 충전 제어 방법은 예약 충전 여부 및 자동 충전 여부에 따른 충전 과정에 대한 상태 정보를 사용자가 지정한 단말기로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다. 사용자 또는 운전자는 차량과 충전 장치를 연결한 후 차량 및 충전 장치로부터 떨어진 곳에 위치할 수 있다. 이 때, 차량 충전 제어 장치는 사용자 또는 운전자가 가지고 있는 무선 단말기 등에 충전 과정의 상태 또는 충전 결과, 충전에 소요될 수 있는 예상 시간, 충전에 소요되는 예상 비용 또는 충전 과금 등의 정보들을 전달할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 차량 내 충전을 제어하는 장치를 통해 일반적으로 개인용/가정용으로 사용되는 이동형 교류 충전 장치와 대부분 공용으로 사용되는 고정형 교류 충전 장치를 자동으로 식별한다. 이후, 사용자가 별도의 입력을 하지 않더라도 공용으로 사용되는 고정형 교류 충전 장치와 차량이 연결된 경우, 충전 제어 장치는 예약 충전 설정에 따라 충전을 수행하지 않고, 대기 상태/시간 없이 사용자가 충전기 체결을 한 시점부터 배터리 충전을 시작할 수 있도록 하여 사용자 편의를 제공할 수 있다.
도3은 도2의 차량 충전 제어 방법의 예를 설명한다.
도시된 바와 같이, 사용자는 차량에 탑재된 멀티미디어 시스템(예, 오디오-비디오-내비게이션(AVN) 장치)의 사용자 인터페이스를 통해 예약 충전 기능을 설정할 수 있다. 멀티미디어 시스템(30)은 사용자가 설정한 예약 충전 정보를 저장할 수 있고, 차량 제어부(32)에 예약 충전 정보를 전달할 수 있다. 또한, 차량 제어부(32)는 멀티미디어 시스템(30)에 예약 충전 정보가 있는지 확인할 수 있다.
충전부(36)는 충전 장치(38)가 연결되어 있는지를 확인할 수 있다. 충전부(36)는 충전 장치(28)의 연결을 확인한 후, 충전 장치(38)로부터 충전 정보를 수집한 후 충전 장치(38)의 종류를 인식할 수 있다. 예를 들어, 충전부(36)는 충전 장치(38)가 급속 충전을 위한 직류 충전 장치, 완속 충전을 위한 고정형 충전 장치, 완속 충전을 위한 이동형 충전 장치 중 어느 것인지를 구분할 수 있다.
충전 장치(38)의 종류를 인지하면, 충전부(36)는 충전 장치(38)로부터 수집된 충전 정보를 차량 제어부(32)로 전달할 수 있다. 여기서, 충전 정보는 충전 장치(38)의 연결 상태, 충전 장치(38)의 종류, 충전 장치(38)로부터 공급되는 전원/전력의 과금 정보 등이 포함될 수 있다.
충전부(36)로부터 충전 정보를 전달받은 차량 제어부(32)는 사용자가 설정한 사용자 선호 정보에 따라 차량 내 배터리가 충전되도록 허가할 수 있다. 차량 제어부(32)로부터 충전이 허용되면, 배터리 관리부(34)는 충전부(36)에 충전을 시작하도록 요청할 수 있다. 이러한 요청에 대응하여 충전부(36)는 충전 장치(38)로부터 충전 전력/전원을 공급받을 수 있다. 충전부(36)는 전달된 충전 전류를 배터리 관리부(34)를 통해 차량에 탑재된 배터리(미도시)로 전달한다.
이러한 충전 과정 중에 배터리 관리부(34)는 배터리 충전 상태를 충전 제어부(32) 및 멀티미디어 시스템(30)에 전달할 수 있다. 충전 제어부(32)는 배터리 관리부(34)로부터 전달받은 충전 상태와 예약 충전 정보를 바탕으로 충전 종료 시점을 판단할 수 있다.
충전 제어부(32)가 충전 종료를 결정하면, 이를 배터리 관리부(34) 및 충전부(36)로 전달하고, 배터리 관리부(34)는 충전부(36)가 더 이상 충전 전력/전원을 전달받지 않도록 할 수 있다. 충전부(36)를 통해 충전 종료를 전달받은 충전 장치(38)는 충전부(36)에 충전 전력/전원의 공급을 중단할 수 있다.
도4는 복수의 교류 전원 충전 장치의 특징을 설명한다. 구체적으로, (a)는 고정형 충전 장치의 제어 파일럿(control pilot, CP) 신호를 설명하고, (b)는 이동식 케이블 및 제어기(in-cable-control box, ICCB)를 포함하는 이동형 충전 장치의 제어 파일럿(CP) 신호를 설명한다. 여기서, 제어 파일럿(CP) 신호는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 방식으로 전달될 수 있다.
도시된 바와 같이, 교류 전원을 공급하는 충전 장치는 고정형 장치인지, 이동형 장치인지에 따라 제어 파일럿(CP) 신호의 시비율(CP signal duty-ratio or duty-cycle)에 차이가 있다. 예를 들어, 충전 정보에 포함되는 제어 파일럿(CP) 신호의 시비율이 50%이상인 경우 차량에 탑재된 충전부는 해당 충전 장치가 고정형(stationary) 충전 장치로 식별할 수 있다. 반면, 충전 정보에 포함되는 제어 파일럿(CP) 신호의 시비율이 25%이하인 경우에는 차량에 탑재된 충전부는 해당 충전 장치가 이동식 케이블 및 제어기(in-cable-control box, ICCB)를 포함하는 이동형(portable) 충전 장치로 식별할 수 있다.
실시예에 따라, 제어 파일럿(CP) 신호의 시비율(duty)이 23%이상이면 고정형 충전 장치(EVSE), 23%미만이면 이동형 충전 장치(ICCB)로 추정할 수도 있다.
도5는 차량과 연결된 충전 장치를 감지하는 방법을 설명한다.
도시된 바와 같이, 차량과 연결된 충전 장치를 감지하는 방법은 충전 장치의 연결 상태를 확인하는 단계(42), 충전 장치의 종류를 인지하는 단계(44) 및 충전 장치에 대응하여 급속 충전 모드 및 완속 충전 모드 중 하나를 선택하는 단계(46)를 포함할 수 있다. 충전 장치의 종류를 인지하는 방법은 도4에서 설명한 제어 파일럿(CP) 신호의 시비율을 근거로 이루어질 수 있다.
한편, 차량에 탑재된 충전 제어 장치가 충전 장치의 종류를 인지하고 충전 장치가 급속 충전 장치(예, 직류 전원을 공급하는 충전 장치)로 식별되는 경우, 차량 충전 제어 장치는 급속 충전 모드로 판단하여 사용자가 설정한 예약 충전 정보 및 사용자 선호 정보에 따른 예약 충전 여부 및 자동 충전 여부와 상관없이 곧바로 충전을 수행할 수 있다.
도6은 충전 장치의 연결 후 즉시 충전 여부를 판단하는 방법을 설명한다.
도시된 바와 같이, 차량 충전 제어 장치는 사용자 선호 정보에 따라 자동 충전 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 간단한 논리 회로를 통해 자동 충전 여부를 결정하는 회로를 설계할 수 있는데, 자동 충전 여부를 판단하는 장치는 인버터(56), 논리 곱 게이트(52, 54), 논리 합 게이트(58) 및 비교기(50)를 포함할 수 있다.
먼저, 직류 전원을 공급하는 충전 장치가 차량에 연결되어 있음을 감지하면, 자동 충전 여부를 판단하는 장치는 논리 합 게이트(58)를 통해 즉시 충전이 필요하다는 판단을 할 수 있다.
또한, 예약 충전 정보가 설정되어 있다면, 자동 충전 여부를 판단하는 장치는 인버터(56)와 논리 합 게이트(58)를 통해 즉시 충전을 보류할 수 있다.
또한, 자동 충전 여부를 판단하는 장치는 제어 파일럿 신호의 시비율과 비교기(50)에 설정된 값(25%, 50%)을 비교하여, 차량과 연결된 충전 장치가 휴대용 교류 충전 장치인지 고정형 교류 충전 장치인지에 대한 결과를 서로 다른 논리 곱 게이트(58)에 전달할 수 있다.
또한, 휴대용 교류 충전 장치에 대응하는 논리 곱 게이트(52)은 사용자가 예약 충전 정보를 설정했는지, 휴대용 교류 충전 장치에 관하여 사용자 선호 정보를 설정했는지, 비교기(50)를 통해 차량과 연결된 충전 장치가 휴대용 교류 충전 장치인지에 대한 정보를 전달받아, 휴대용 교류 충전 장치에 관한 사용자 선호 정보에 따라 즉시 충전 여부를 결정할 수 있다.
또한, 고정형 교류 충전 장치에 대응하는 논리 곱 게이트(54)은 사용자가 예약 충전 정보를 설정했는지, 고정형 교류 충전 장치에 관하여 사용자 선호 정보를 설정했는지, 비교기(50)를 통해 차량과 연결된 충전 장치가 고정형 교류 충전 장치인지에 대한 정보를 전달받아, 고정형 교류 충전 장치에 관한 사용자 선호 정보에 따라 즉시 충전 여부를 결정할 수 있다.
전술한 자동 충전 여부를 판단하는 장치는 몇 개의 논리 게이트로 구성되어 있으나, 이는 하나의 실시예일뿐 이에 한정되지 않는다. 또한, 자동 충전 여부를 판단하는 장치는 하나의 모듈로 구성될 수도 있고, 복수의 모듈로 구성될 수도 있다.
도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 충전 제어 장치를 설명한다.
도시된 바와 같이, 차량 충전 제어 장치(60)는 차량에 탑재된 배터리(70)를 충전하기 위한 전력/전원(74)을 공급하기 위한 충전 장치(76)와 연결될 수 있다. 차량 충전 제어 장치(60)는 기 설정된 예약 충전 정보 및 사용자 선호 정보를 저장하는 저장부(66), 충전 장치(76)로부터 공급되는 전력을 수신하는 충전부(62), 충전부(62)로부터 전달된 충전 장치(76)에 관한 충전 정보가 예약 충전 정보에 해당하는 지에 따라 예약 충전 여부를 판단하고, 충전 정보가 예약 충전 정보에 벗어나는 경우 사용자 선호 정보에 따라 자동 충전 여부를 결정하는 차량 제어부(64), 및 차량 제어부(64)에서 결정된 예약 충전 여부 및 자동 충전 여부에 대응하여 배터리(70) 상태를 확인하고 충전부(62)에 충전 수행을 요청하는 배터리 관리부(68)를 포함할 수 있다.
충전부(62)는 충전 장치(76)의 연결 상태를 확인하고, 충전 장치(76)를 인지하면, 차량 제어부(64)는 충전 장치(76)의 종류에 대응하여 급속 충전 모드 및 완속 충전 모드 중 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, 차량 제어부(64)는 급속 충전 모드인 경우 예약 충전 여부 및 자동 충전 여부와 상관없이 충전 수행을 지시할 수 있다.
여기서, 사용자 선호 정보는 충전을 위한 충전 장치(76)의 종류, 사용자의 운전 시간, 및 충전을 위해 소요되는 과금정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 자동 충전 여부와 관련하여, 충전 정보에 따라 충전 장치(76)가 공용(public use) 고정형(stationary) 충전 장치인 경우, 차량 충전 제어 장치(60)가 충전 장치(76)를 감지하면 충전을 즉시 수행할 수 있다.
또한, 자동 충전 여부와 관련하여, 충전 정보에 따라 충전 장치(76)가 공용(public use) 이동형(portable) 충전 장치인 경우, 차량 충전 제어 장치(60)가 충전 장치(76)를 감지하면 충전을 즉시 수행하거나 사용자 선호 정보에 포함된 예약 충전 기능에 따라 충전을 수행할 수 있다.
또한, 자동 충전 여부와 관련하여, 충전 정보에 따라 충전 장치(76)가 가정용/개인용(private use) 충전 장치인 경우, 차량 충전 제어 장치(60)가 충전 장치(76)를 감지하면 충전 정보가 사용자 선호 정보에 해당할 때까지 충전을 지연할 수 있다.
또한, 자동 충전 여부와 관련하여, 차량 충전 제어 장치(60)는 사용자 입력에 대응하여 충전을 즉시 수행할 수 있다.
예를 들어, 차량 충전 제어 장치(60)와 연결되는 충전 장치(76)가 교류 전원(Alternating-Current Electricity)을 공급하는 교류 충전 장치인 경우, 충전부(62)는 120V의 교류 전원 플러그를 사용하는 제1레벨(Level 1) 및 240V 또는 208V의 교류 전원 플러그를 사용하는 제2레벨(Level 2)을 포함하는 두 종류의 교류 전원 중 적어도 하나를 전달받을 수 있다.
충전부(62)가 수집할 수 있는 충전 정보에는 충전 장치(76)가 고정형(stationary)인지 이동식 케이블 및 제어기(in-cable-control box, ICCB)를 포함하는 이동형(portable)인지를 알 수 있는 제어 파일럿(control pilot, CP) 신호의 시비율(CP signal duty-ratio or duty-cycle)이 포함될 수 있다. 충전부(62)는 제어 파일럿 신호의 시비율을 근거로 충전 장치(62)의 종류를 인지할 수 있다.
도시되지 않았지만, 차량 충전 제어 장치(60)는 예약 충전 여부 및 자동 충전 여부에 따른 충전 과정에 대한 상태 정보를 사용자가 지정한 단말기로 전달하는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 예약 충전 정보 및 사용자 선호 정보는 차량에 탑재된 멀티미디어 시스템(오디오-비디오-내비게이션 장치) 또는 네트워크를 통해 연결되는 텔레매틱스 서버 또는 무선 단말기 중 적어도 하나를 통해 입력될 수 있다.
도8은 사용자가 선택할 수 있는 차량 충전 제어 방법을 설명한다. 구체적으로, (a)는 사용자 또는 운전자가 선택할 수 있는 인터페이스가 제공되는 경우의 차량 충전 제어 방법을 설명하고, (b)는 사용자 또는 운전자가 선택할 수 있는 인터페이스가 제공되지 않는 경우의 차량 충전 제어 방법을 설명한다.
먼저 (a)를 참조하면, 예약 충전 정보가 미설정되어 있는 경우, 차량 충전 제어 장치가 충전 장치를 감지하면 즉시 충전할 수 있다.
또한, 예약 충전 정보가 설정되어 있는 경우, 휴대용/가정용 충전 장치가 감지되고 사용자의 선택이 없는 경우, 차량 충전 제어 장치가 충전 장치를 감지하면 즉시 충전을 수행할 수 있다. 반면, 사용자가 선택이 있는 경우에는 차량 충전 제어 장치가 휴대용/가정용 충전 장치가 감지하더라도 설정한 예약 충전 정보에 따라 예약 충전을 수행할 수 있다.
또한, 공용/고정형 충전 장치가 감지되고 사용자의 선택이 없는 경우, 차량 충전 제어 장치가 충전 장치를 감지하면 즉시 충전을 수행할 수 있다. 반면, 사용자가 선택이 있는 경우에는 차량 충전 제어 장치가 공용/고정형 충전 장치가 감지하더라도 설정한 예약 충전 정보에 따라 예약 충전을 수행할 수 있다.
(b)를 참조하면, 사용자의 인터페이스가 제공되지 않는 경우 휴대용/가정용 충전 장치가 감지되면, 차량 충전 제어 장치는 설정한 예약 충전 정보에 따라 예약 충전을 수행할 수 있다. 반면, 공용/고정형 충전 장치가 감지되면, 차량 충전 제어 장치는 즉시 충전을 수행할 수 있다.
도9는 사용자의 입력 또는 사용자의 선호 정보에 따른 차량 충전 제어 방법을 설명한다.
도시된 바와 같이, 차량 충전 제어 방법은 사용자가 예약 충전 정보를 설정하면(80), 설정된 예약 충전 정보를 저장할 수 있다(82). 이후, 충전 장치의 연결 여부를 판단한다(84). 연결된 충전 장치가 교류 전원을 공급하는 지 직류 전원을 공급하는 지에 따라 완속 충전 모드인지 고속 충전 모드인지를 판단할 수 있다(86). 완속 충전 모드인 경우, 휴대용(가정용) 충전 장치인지 고정형(공용) 충전 장치인지를 제어 파일럿(CP) 신호를 근거로 판단할 수 있다(88).
고정형(공용) 충전 장치인 경우, 사용자 인터페이스가 제공되는 경우 즉시 충전 여부를 사용자의 입력을 통해 결정할 수 있다(92). 만약 즉시 충전이 필요한 경우, 충전이 수행될 수 있다(100).
만약, 실시예에 따라, 사용자 인터페이스가 제공되지 않는 경우, 고정형(공용) 충전 장치가 감지되면 즉시 충전이 수행될 수 있다(100).
한편, 휴대용(가종용) 충전 장치인 경우, (예약 충전 정보에 따른) 충전 시작 시간을 연산하여 저장할 수 있다(94). 충전 시작 시간이 되면(96), 충전을 수행할 수 있고(100), 충전 시작 시간이 아닌 경우(96), 충전 시작 시간이 될때까지 대기 상태를 유지할 수 있다(98).
본 발명에서는 완속 충전 장치가 연결된 경우 충전부(On Board Charger, OBC)에서 충전 장치로부터 수신하는 제어 파일럿(CP) 신호의 시비율(Duty)에 따라 가정용과 공용으로 구분하고 완속 충전 시 예약 충전 기능의 사용 여부를 사용자에게 설정할 수 있도록 사용자 인터페이스(UI)를 제공하거나 공용 완속 충전기가 체결된 경우에 한해 기존 완속 충전기에서 설정했던 예약 충전 기능을 자동으로 해제한 후 즉시 충전을 수행할 수 있다.
도10은 차량 충전 제어 장치에 대한 사용자 인터페이스의 예를 설명한다.
도시된 바와 같이, 사용자는 차량에 탑재된 멀티 미디어 장치 또는 터치 스크린 등을 통해 차량 충전 제어 장치에 예약 충전 정보 또는 사용자 선호 정보(예, 예약 충전 정보의 적용 여부)를 설정할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 예약 충전 정보를 입력할 수 있고, 예약 충전 정보가 공용(고정형) 충전 장치 또는 가정용(이동형) 충전 장치 중 어디에 적용될 수 있는 지를 설정할 수 있다. 도10의 경우는 예약 충전 정보는 공용(고정형) 충전 장치 및 가정용(이동형) 충전 장치 모두에 적용되도록 사용자가 선택하였다.
한편, 전술한 차량 충전 제어 장치 및 차량 충전 제어 방법은 케이블을 통해 충전 전력을 공급하는 교류 또는 직류 충전 장치외에도 무선 전력 통신 방식을 통해 전력을 공급하는 무선 충전 장치를 이용한 충전 과정 제어에도 적용될 수 있다.
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
60: 차량 충전 제어 장치 76: 충전 장치
70: 배터리 62: 충전부
64: 차량 제어부 66: 저장부
68: 배터리 관리부

Claims (26)

  1. 충전을 위해 기 설정된 예약 충전 정보를 확인하는 단계;
    차량과 연결된 충전 장치를 감지하는 단계;
    상기 충전 장치에 관한 충전 정보가 상기 예약 충전 정보에 해당하는지에 따라 예약 충전 여부를 판단하는 단계;
    상기 충전 정보가 상기 예약 충전 정보에 벗어나는 경우 기 설정된 사용자 선호 정보에 따라 자동 충전 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 예약 충전 여부 및 상기 자동 충전 여부에 따라 상기 충전을 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 충전 정보는 제어 파일럿(control pilot, CP) 신호의 시비율(CP signal duty-ratio or duty-cycle)을 포함하고,
    상기 제어 파일럿 신호의 시비율 범위에 따라, 상기 충전 장치의 종류를 구분하고, 상기 예약 충전 정보 내지 상기 사용자 선호 정보의 적용 여부를 달리하는, 차량 충전 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 선호 정보는 상기 충전을 위한 상기 충전 장치의 종류, 상기 사용자의 운전 시간, 및 상기 충전을 위해 소요되는 과금정보를 포함하는, 차량 충전 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전 장치를 감지하는 단계는, 상기 제어 파일럿 신호의 시비율이 50% 이상이면 상기 충전 장치를 공용(public use) 고정형(stationary) 충전 장치로 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 자동 충전 여부와 관련하여, 상기 충전 정보에 따라 상기 충전 장치가 공용 고정형 충전 장치인 경우, 상기 차량이 상기 충전 장치를 감지하면 상기 예약 충전 정보 및 상기 사용자 선호 정보와 상관없이 상기 충전을 즉시 수행하는, 차량 충전 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충전 장치를 감지하는 단계는, 상기 제어 파일럿 신호의 시비율이 25% 이하이면 상기 충전 장치를 공용(public use) 이동형(portable) 충전 장치로 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 자동 충전 여부와 관련하여, 상기 충전 정보에 따라 상기 충전 장치가 공용 이동형 충전 장치인 경우, 상기 차량이 상기 충전 장치를 감지하면 상기 충전을 즉시 수행하거나 상기 사용자 선호 정보에 포함된 예약 충전 기능에 따라 상기 충전을 수행하는, 차량 충전 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자동 충전 여부와 관련하여, 상기 충전 정보에 따라 상기 충전 장치가 가정용/개인용(private use) 충전 장치인 경우, 상기 차량이 상기 충전 장치를 감지하면 상기 충전 정보가 상기 선호 정보에 해당할 때까지 상기 충전을 지연하는, 차량 충전 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자동 충전 여부와 관련하여, 사용자 입력에 대응하여 상기 충전을 즉시 수행하는, 차량 충전 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 충전 장치는 교류 전원(Alternating-Current Electricity)을 공급하는 교류 충전 장치로서, 120V의 교류 전원 플러그를 사용하는 제1레벨(Level 1) 및 240V 또는 208V의 교류 전원 플러그를 사용하는 제2레벨(Level 2)을 포함하는 두 종류의 교류 전원 중 적어도 하나를 지원하는, 차량 충전 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 충전 장치는 공용(public use) 또는 가정용/개인용(private use)으로 사용될 수 있으며, 전기를 공급받는 곳으로부터 영구적으로 연결되어 있는 고정형(stationary) 장치 및 이동식 케이블 및 제어기(in-cable-control box, ICCB)를 포함하는 이동형(portable) 장치 중 적어도 하나인, 차량 충전 제어 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차량과 연결된 충전 장치를 감지하는 단계는
    상기 충전 장치의 연결 상태를 확인하는 단계;
    상기 충전 장치를 인지하는 단계;
    상기 충전 장치에 대응하여 급속 충전 모드 및 완속 충전 모드 중 하나를 선택하는 단계
    를 포함하는, 차량 충전 제어 방법
  10. 제9항에 있어서,
    상기 급속 충전 모드인 경우 상기 예약 충전 여부 및 상기 자동 충전 여부와 상관없이 상기 충전을 수행하는 단계를 더 포함하는, 차량 충전 제어 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 충전 정보에는 상기 제어 파일럿(control pilot, CP) 신호의 시비율(CP signal duty-ratio or duty-cycle)에 따라 상기 충전 장치가 고정형(stationary)인지 이동식 케이블 및 제어기(in-cable-control box, ICCB)를 포함하는 이동형(portable)인지가 포함된, 차량 충전 제어 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 예약 충전 여부 및 상기 자동 충전 여부에 따른 상기 충전 과정에 대한 상태 정보를 사용자가 지정한 단말기로 전달하는 단계를 더 포함하는, 차량 충전 제어 방법.
  13. 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 청구항 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 응용 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  14. 기 설정된 예약 충전 정보 및 사용자 선호 정보를 저장하는 저장부;
    충전 장치로부터 공급되는 전력을 수신하는 충전부;
    상기 충전부로부터 전달된 상기 충전 장치에 관한 충전 정보가 상기 예약 충전 정보에 해당하는 지에 따라 예약 충전 여부를 판단하고, 상기 충전 정보가 상기 예약 충전 정보에 벗어나는 경우 상기 사용자 선호 정보에 따라 자동 충전 여부를 결정하는 차량 제어부; 및
    상기 차량 제어부에서 결정된 상기 예약 충전 여부 및 상기 자동 충전 여부에 대응하여 배터리 상태를 확인하고 상기 충전부에 충전 수행을 요청하는 배터리 관리부
    를 포함하고,
    상기 충전 정보는 제어 파일럿(control pilot, CP) 신호의 시비율(CP signal duty-ratio or duty-cycle)을 포함하고,
    상기 충전부는, 상기 제어 파일럿 신호의 시비율 범위에 따라 상기 충전 장치의 종류를 구분하고,
    상기 차량 제어부는, 상기 제어 파일럿 신호의 시비율 범위에 따라 상기 예약 충전 정보 내지 상기 사용자 선호 정보의 적용 여부를 달리하는, 차량 충전 제어 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 사용자 선호 정보는 상기 충전을 위한 상기 충전 장치의 종류, 상기 사용자의 운전 시간, 및 상기 충전을 위해 소요되는 과금정보를 포함하는, 차량 충전 제어 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 충전부는, 상기 제어 파일럿 신호의 시비율이 50% 이상이면 상기 충전 장치를 공용(public use) 고정형(stationary) 충전 장치로 판단하고,
    상기 자동 충전 여부와 관련하여, 상기 충전 정보에 따라 상기 충전 장치가 공용 고정형 충전 장치인 경우, 상기 차량이 상기 충전 장치를 감지하면 상기 예약 충전 정보 및 상기 사용자 선호 정보와 상관없이 상기 충전을 즉시 수행하는, 차량 충전 제어 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 충전부는, 상기 제어 파일럿 신호의 시비율이 25% 이하이면 상기 충전 장치를 공용(public use) 이동형(portable) 충전 장치로 판단하고,
    상기 자동 충전 여부와 관련하여, 상기 충전 정보에 따라 상기 충전 장치가 공용 이동형 충전 장치인 경우, 상기 차량이 상기 충전 장치를 감지하면 상기 충전을 즉시 수행하거나 상기 사용자 선호 정보에 포함된 예약 충전 기능에 따라 상기 충전을 수행하는, 차량 충전 제어 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 자동 충전 여부와 관련하여, 상기 충전 정보에 따라 상기 충전 장치가 가정용/개인용(private use) 충전 장치인 경우, 상기 차량이 상기 충전 장치를 감지하면 상기 충전 정보가 상기 선호 정보에 해당할 때까지 상기 충전을 지연하는, 차량 충전 제어 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 자동 충전 여부와 관련하여, 사용자 입력에 대응하여 상기 충전을 즉시 수행하는, 차량 충전 제어 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 충전 장치가 교류 전원(Alternating-Current Electricity)을 공급하는 교류 충전 장치인 경우, 상기 충전부는 120V의 교류 전원 플러그를 사용하는 제1레벨(Level 1) 및 240V 또는 208V의 교류 전원 플러그를 사용하는 제2레벨(Level 2)을 포함하는 두 종류의 교류 전원 중 적어도 하나를 전달받는, 차량 충전 제어 장치.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 충전부는 상기 충전 장치의 연결 상태를 확인하고, 상기 충전 장치를 인지하면, 상기 차량 제어부는 상기 충전 장치에 대응하여 급속 충전 모드 및 완속 충전 모드 중 하나를 선택하는, 차량 충전 제어 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 차량 제어부는 상기 급속 충전 모드인 경우 상기 예약 충전 여부 및 상기 자동 충전 여부와 상관없이 상기 충전을 지시하는, 차량 충전 제어 장치.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 충전 정보에는 상기 충전 장치가 고정형(stationary)인지 이동식 케이블 및 제어기(in-cable-control box, ICCB)를 포함하는 이동형(portable)인지를 알 수 있는 상기 제어 파일럿(control pilot, CP) 신호의 시비율(CP signal duty-ratio or duty-cycle)이 포함된, 차량 충전 제어 장치.
  24. 제14항에 있어서,
    상기 충전부는 상기 제어 파일럿 신호의 시비율을 근거로 상기 충전 장치의 종류를 인지하는, 차량 충전 제어 장치.
  25. 제14항에 있어서,
    상기 예약 충전 여부 및 상기 자동 충전 여부에 따른 상기 충전 과정에 대한 상태 정보를 사용자가 지정한 단말기로 전달하는 통신부를 더 포함하는, 차량 충전 제어 장치.
  26. 제14항에 있어서,
    상기 예약 충전 정보 및 상기 사용자 선호 정보는 차량에 탑재된 멀티미디어 시스템(오디오-비디오-내비게이션 장치) 또는 네트워크를 통해 연결되는 텔레매틱스 서버 또는 무선 단말기 중 적어도 하나를 통해 입력될 수 있는, 차량 충전 제어 장치.
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