KR102117948B1 - 전기차의 충전 중지장치 - Google Patents

전기차의 충전 중지장치 Download PDF

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Abstract

전기차의 충전 중 운전자에 의해 충전 중지가 필요할 경우, 차량 도어를 열지 않은 상태에서 충전 중지 명령을 차량에 전달하여 충전 중지가 이루어지도록 함으로써, 운전자의 편의성 향상을 도모하도록 한 전기차의 충전 중지장치에 관한 것으로서, 전기 차량의 충전 중 도어 열림 버튼을 이용하여 차량 외부에서 충전 중지신호를 발생하는 스마트키 및 차량 충전 중 상기 스마트키에서 발생한 도어 열림 신호가 수신되면, 수신한 도어 열림 신호의 지속 시간을 카운트하고, 상기 도어 열림 신호의 지속 시간이 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간 이상이면 자동으로 충전 중지와 충전 커넥터 잠금을 해제시키는 차량 충전 제어장치를 포함하여, 전기차의 충전 중지장치를 구현한다.

Description

전기차의 충전 중지장치{Charging control apparatus of electric vehicle}
본 발명은 전기차의 충전 중지에 관한 것으로, 특히 전기차의 충전 중 운전자에 의해 충전 중지가 필요할 경우, 차량 도어를 열지 않은 상태에서 충전 중지 명령을 차량에 전달하여 충전 중지가 이루어지도록 함으로써, 운전자의 편의성 향상을 도모하도록 한 전기차의 충전 중지장치에 관한 것이다.
탄소배출 규제 정책에 따라 자동차 업계에 석유를 기반으로 한 자동차는 연료 효율을 높이고 탄소 배출 감소를 요구하게 되었으며, 이에 전기에 의해 자동차를 거동시키고, 배기가스를 발생시키지 않는 전기 자동차(이하, "전기차"라 약칭함)가 다양한 형태로 개발되고 있으며, 수요 또한 급속히 증가하고 있다.
이러한 전기차의 운행을 위한 전기 모터는 주행 중 전기 에너지를 과도하게 소모하므로, 배터리 충전 시 주행할 수 있는 거리는 일반 자동차에 비해 짧으며, 이로 인해 전기 자동차는 배터리 충전을 자주 해야 한다.
또한, 전기차의 배터리를 충전하는데 소요되는 시간은 일반 자동차에 연료를 급유하는 시간에 비해 상당히 오래 소요되므로, 전기차의 충전은 주행하지 않는 주차된 시간에 진행되도록 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 대용량 배터리의 충전 소요시간은 6kW 수준의 완속 충전기를 사용할 경우 약 10시간, 50kW 수준의 급속 충전기를 사용할 경우 약 1시간 정도가 소요된다.
근래에는 건물이나 공공 시설물에 전기차 충전 설비(EVSE; Electric Vehicle suppy Equipment)가 설치되어, 상용 전원이나 그리드 전원으로 전기차를 충전할 수 있는 시스템이 도입되고 있다.
충전을 진행하는 도중에 운전자가 진행 중인 충전을 중지하기 위해서는 차량 또는 충전기에 충전 중지 명령을 보내 전력 전달을 중단하고, 차량에 연결된 충전 커넥터의 잠금장치를 해제해야 한다. 차량 내에서 충전 중지를 적용하는 방법은 콘솔 스위치, 인포테인먼트 디스플레이를 터치하여 충전을 중지할 수도 있다.
차량 외부에서 충전을 중지시키는 방법으로는, 스마트키의 도어 열림 스위치를 눌러 도어를 열면, 동시에 충전이 일시 중지되고 충전 커넥터 잠금장치가 해제된다.
한편, 전기차에서 배터리를 충전하기 위한 종래의 기술이 하기의 <특허문헌 1> 내지 <특허문헌 2> 에 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 충전 개시 후, 제1주기마다 보조배터리가 미리 설정된 제1 충전 상태(SOC, State Of Charge)를 만족하는지 확인하는 단계, 보조배터리가 상기 제1 충전 상태를 만족하는 경우, 제2주기마다 주 배터리가 제2 충전 상태를 만족하는지 확인하는 단계, 주 배터리가 상기 제2 충전 상태를 만족하지 않으면 주 배터리의 충전 상태에 대응하여 서로 다른 충전 비율로 충전 전력을 주 배터리와 보조배터리에 공급하는 단계를 포함하여 이루어진다. 이러한 구성을 통해, 차량의 배터리 충전 제어 방법 및 장치에 따라 차량의 주 배터리와 보조배터리 사이 충전을 효율적으로 진행한다.
또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 복수의 배터리 셀과 부하를 연결 또는 분리시키는 스위치, 스위치의 온/오프를 제어하는 스위치 제어회로, 제1 배터리 셀에 연결되고, 상기 제1 배터리 셀의 전압이 과충전 기준 전압 이상인 경우, 스위치 제어회로로 공급되는 전력을 차단하여 스위치를 오프(OFF)시키는 과충전 방지부를 포함한다. 이러한 구성을 통해, 과충전 방지부는 스위치가 오프(OFF)된 상태에서 차량의 시동 오프(OFF) 신호가 입력되고 제1 배터리 셀의 전압이 과충전 기준 전압 미만이면 스위치 제어회로로 전력이 공급되도록 하여 스위치를 온(ON) 시켜, 과충전을 방지한다.
대한민국 등록특허 10-1736989호(2017.05.11. 등록)(차량의 배터리 충전 제어 방법 및 장치) 대한민국 등록특허 10-1744712(2017.06.01. 등록)(과충전 방지 장치 및 방법)
그러나 상기와 같은 일반적인 전기차 및 종래기술은 배터리 충전상태에 따라 과충전을 자동으로 방지할 수 있는 장점은 있으나, 충전 중 차량 외부에 있는 운전자의 필요에 따라 차량 외부에서 충전을 중지시킬 경우, 차량 도어를 열어야만 하는 불편함이 있다.
특히, 차량 외부에서 충전 중지 시, 운전자가 차량 운행 목적이 아니고 충전 중지 및 충전 커넥터 회수만을 수행하고자 하는 경우에도 반드시 차량 도어를 열고 난 후 충전 중지 및 충전 커넥터 회수 동작을 수행해야 하는 불편함이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 전기차 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 전기차의 충전 중 사용자에 의해 충전 중지가 필요할 경우, 차량 도어를 열지 않은 상태에서 충전 중지 명령을 차량에 전달하여 충전 중지가 이루어지도록 함으로써, 운전자의 편의성 향상을 도모하도록 한 전기차의 충전 중지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전기차의 충전 중지장치는 차량 충전 중 도어 열림 버튼을 이용하여 차량 외부에서 충전 중지신호를 발생하는 스마트키; 상기 차량 충전 중 상기 스마트키에서 발생한 도어 열림 신호가 수신되면, 수신한 도어 열림 신호의 지속 시간을 카운트하고, 상기 도어 열림 신호의 지속 시간이 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간 이상이면 자동으로 충전 중지와 충전 커넥터 잠금을 해제시키는 차량 충전 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 차량 충전 제어장치는 상기 스마트키로부터 송신된 신호를 수신하는 스마트키 모듈; 상기 스마트키 모듈에서 수신한 신호가 도어 열림 신호이면 도어 열림 신호의 지속 시간을 카운트하고, 상기 도어 열림 신호의 지속 시간이 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간 이상이면 자동으로 충전 중지와 충전 커넥터 잠금을 해제 제어신호를 발생하는 배터리 관리장치; 상기 배터리 관리장치로부터 발생한 충전 중지 및 충전 커넥터 잠금 해제 제어신호에 따라 충전을 자동으로 중지하고, 전력 공급 장치와 연결된 충전 커넥터의 잠금을 해제하는 충전장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 배터리 관리장치는 상기 도어 열림 신호의 지속 시간이 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간 미만이면, 단순 차량 도어 오픈으로 인지하고 충전을 지속적으로 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전기차의 충전 중지방법은 (a) 전기 차량의 충전 중 스마트키 신호를 수신하는 단계; (b) 수신한 스마트키 신호가 도어 열림 신호이면, 수신한 도어 열림 신호의 지속 시간을 카운트하는 단계; (c) 상기 카운트한 도어 열림 신호의 지속 시간과 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간을 비교하는 단계; (d) 상기 (c)단계의 비교 결과 상기 카운트한 도어 열림 신호의 지속시간이 상기 설정시간 미만이면 차량 도어 오픈으로 인지하는 단계; (e) 상기 (c)단계의 비교 결과 상기 카운트한 도어 열림 신호의 지속시간이 상기 설정시간 이상이면 자동으로 충전 중지와 충전 커넥터 잠금을 해제시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 전기차의 충전 중 사용자에 의해 충전 중지가 필요할 경우, 차량 외부에서 차량 도어를 열지 않은 상태에서 충전 중지 명령을 차량에 전달하여 충전 중지 및 충전 커넥터 잠금을 자동으로 해제시킴으로써, 운전자의 편의성 향상을 도모해주는 장점이 있다.
특히, 본 발명에 따르면 차량 외부에서 충전 중지 시, 운전자가 차량 운행 목적이 아니고 충전 중지 및 충전 커넥터 회수만을 수행하고자 하는 경우에, 단순히 스마트키의 조작만으로 충전 중지 및 충전 커넥터 잠금을 해제할 수 있어, 사용자에게 매우 편리함을 제공해준다.
도 1은 본 발명에 따른 전기차의 충전 중지장치 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 전기차의 충전 중지방법을 보인 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기차의 충전 중지장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기차의 충전 중지장치의 블록 구성도로서, 차량 충전 중 도어 열림 버튼(11)을 이용하여 차량 외부에서 충전 중지신호를 발생하는 스마트키(10), 전기차의 충전 전력을 공급해주는 전력 공급장치(20), 상기 차량 충전 중 상기 스마트키(10)에서 발생한 도어 열림 신호가 수신되면, 수신한 도어 열림 신호의 지속 시간을 카운트하고, 상기 도어 열림 신호의 지속 시간이 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간 이상이면 자동으로 충전 중지와 충전 커넥터 잠금을 해제시키는 차량 충전 제어장치(30)를 포함한다.
상기 차량 충전 제어장치(30)는 상기 스마트키(10)로부터 송신된 신호를 수신하는 스마트키 모듈(34), 상기 스마트키 모듈(34)에서 수신한 신호가 도어 열림 신호이면 도어 열림 신호의 지속 시간을 카운트하고, 상기 도어 열림 신호의 지속 시간이 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간 이상이면 자동으로 충전 중지와 충전 커넥터 잠금 해제 제어신호를 발생하는 배터리 관리장치(BMS)(33), 상기 배터리 관리장치(33)로부터 발생한 충전 중지 및 충전 커넥터 잠금 해제 제어신호에 따라 충전을 자동으로 중지하고, 전력 공급 장치(20)와 연결된 충전 커넥터의 잠금을 해제하는 충전장치(31), 배터리(32)를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기차의 충전 중지장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
운전자가 차량 내에서 차량(전기차)의 충전을 제어하고, 충전 중지 명령을 전달하여 충전을 중지시키는 방법은 일반적인 전기차에서 충전을 제어하는 방법과 동일하게 이루어지므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
차량(전기차)의 충전을 위해 운전자가 차량 밖으로 나온 상태에서, 차량 도어가 닫히고 전력 공급 장치(20)에 연결된 충전 커넥터를 충전장치(31)에 접속하여 충전이 시작된다고 가정을 한다.
상기와 같이 전기차의 충전이 이루어지는 상태에서, 운전자는 차량 외부에서 충전을 중지시킬 필요가 발생하면, 휴대한 스마트키(10)의 도어 열림 버튼(11)을 눌러 충전 중지신호를 발생한다. 여기서 도어 열림 버튼(11)은 일반적인 전기차에서 스마트키로 사용할 경우 아주 짧게 눌러 도어 열림 신호를 발생하나, 본 발명에서는 도어 열림 신호를 충전 중지신호로 활용하기 위해서 운전자는 도어 열림 버튼(11)을 길게 누르는 것으로 가정한다.
스마트키(10)에는 부가적으로 도어 잠금 버튼(12), 테일 게이트 열림 버튼(13), 패닉 버튼(14)이 더 구비되어 있으나, 본 발명에서는 도어 열림 버튼(11)을 충전 중지 신호를 발생하는 역할로 사용하기로 한다. 본 발명에서 도어 열림 버튼(11)을 충전 중지 신호로 활용하나 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 상기 도어 잠금 버튼(11) 또는 테일 게이트 열림 버튼(13) 또는 패닉 버튼(14)을 활용하여 충전 중지 명령을 발생하는 것도 가능하다.
상기 스마트키(10)로부터 도어 열림 신호가 발생하면, 차량 충전 제어장치(30)의 스마트키 모듈(34)에서 이를 수신하여 배터리 관리장치(33)에 전달한다.
상기 배터리 관리장치(33)는 차량 충전 중 상기 스마트키(10)에서 발생한 도어 열림 신호가 수신되면, 수신한 도어 열림 신호의 지속 시간을 카운트하고, 상기 도어 열림 신호의 지속 시간과 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간을 비교하여, 충전 제어 동작을 수행한다.
예컨대, 배터리 관리장치(33)는 상기 스마트키 모듈(34)에서 수신한 신호가 도어 열림 신호이면 내부의 카운터를 이용하여 도어 열림 신호의 지속 시간을 카운트하고, 상기 도어 열림 신호의 지속 시간(t)이 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간(T) 이상이면, 충전장치(31)에 충전 중지와 충전 커넥터 잠금 해제 제어신호를 발생한다.
상기 충전장치(31)는 상기 배터리 관리장치(33)로부터 발생한 충전 중지 및 충전 커넥터 잠금 해제 제어신호에 따라 충전을 자동으로 중지하고, 전력 공급 장치(20)와 연결된 충전 커넥터의 잠금을 자동으로 해제한다.
또한, 상기 배터리 관리장치(33)는 상기 스마트키 모듈(34)에서 수신한 신호가 도어 열림 신호이면 내부의 카운터를 이용하여 도어 열림 신호의 지속 시간을 카운트하고, 상기 도어 열림 신호의 지속 시간(t)이 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간(T) 미만이면, 단순히 도어 열림 신호로 인지하고 현재의 충전 상태를 유지하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 전기차의 충전 중지방법을 보인 흐름도로서, (a) 전기 차량의 충전 중 스마트키 신호를 수신하는 단계(S11 ~ S12), (b) 수신한 스마트키 신호가 도어 열림 신호이면, 수신한 도어 열림 신호의 지속 시간을 카운트하는 단계(S13 ~ S14), (c) 상기 카운트한 도어 열림 신호의 지속 시간과 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간을 비교하는 단계(S15), (d) 상기 (c)단계의 비교 결과 상기 카운트한 도어 열림 신호의 지속시간이 상기 설정시간 미만이면 차량 도어 오픈으로 인지하는 단계(S16), (e) 상기 (c)단계의 비교 결과 상기 카운트한 도어 열림 신호의 지속시간이 상기 설정시간 이상이면 자동으로 충전 중지와 충전 커넥터 잠금을 해제시키는 단계(S17)를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기차의 충전 중지방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
운전자가 차량 내에서 차량(전기차)의 충전을 제어하고, 충전 중지 명령을 전달하여 충전을 중지시키는 방법은 일반적인 전기차에서 충전을 제어하는 방법과 동일하게 이루어지므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
단계 S11에서 차량(전기차)의 충전을 위해 운전자가 차량 밖으로 나온 상태에서, 차량 도어가 닫히고 전력 공급 장치(20)에 연결된 충전 커넥터를 충전장치(31)에 접속하여 충전이 시작된다고 가정을 한다.
상기와 같이 전기차의 충전이 이루어지는 상태에서, 운전자는 차량 외부에서 충전을 중지시킬 필요가 발생하면, 휴대한 스마트키(10)의 도어 열림 버튼(11)을 눌러 충전 중지신호를 발생한다. 여기서 도어 열림 버튼(11)은 일반적인 전기차에서 스마트키로 사용할 경우 아주 짧게 눌러 도어 열림 신호를 발생하나, 본 발명에서는 도어 열림 신호를 충전 중지신호로 활용하기 위해서 운전자는 도어 열림 버튼(11)을 길게 누르는 것으로 가정한다.
상기 스마트키(10)로부터 도어 열림 신호가 발생하면, 단계 S12에서 차량 충전 제어장치(30)의 스마트키 모듈(34)에서 이를 수신하여 배터리 관리장치(33)에 전달한다.
상기 배터리 관리장치(33)는 단계 S13에서 차량 충전 중 상기 스마트키(10)에서 발생한 도어 열림 신호가 수신되면, 단계 S14로 이동하여 내부의 카운터를 이용하여 수신한 도어 열림 신호의 지속 시간(t)을 카운트하고, 상기 도어 열림 신호의 지속 시간과 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간(T)을 비교하여, 충전 제어 동작을 수행한다.
예컨대, 배터리 관리장치(33)는 단계 S14에서 상기 스마트키 모듈(34)에서 수신한 신호가 도어 열림 신호이면 내부의 카운터를 이용하여 도어 열림 신호의 지속 시간을 카운트하고, 단계 S15에서 상기 도어 열림 신호의 지속 시간(t)이 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간(T) 이상이면, 충전장치(31)에 충전 중지와 충전 커넥터 잠금 해제 제어신호를 발생한다.
상기 충전장치(31)는 단계 S17에서 상기 배터리 관리장치(33)로부터 발생한 충전 중지 및 충전 커넥터 잠금 해제 제어신호에 따라 충전을 자동으로 중지하고, 전력 공급 장치(20)와 연결된 충전 커넥터의 잠금을 자동으로 해제한다.
또한, 상기 배터리 관리장치(33)는 상기 스마트키 모듈(34)에서 수신한 신호가 도어 열림 신호이면 내부의 카운터를 이용하여 도어 열림 신호의 지속 시간을 카운트하고, 상기 도어 열림 신호의 지속 시간(t)이 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간(T) 미만이면, 단계 S16으로 이동하여 단순히 도어 열림 신호로 인지하고 현재의 충전 상태를 유지하게 된다.
이러한 본 발명은 전기차의 충전 중 사용자에 의해 충전 중지가 필요할 경우, 차량 외부에서 차량 도어를 열지 않은 상태에서 충전 중지 명령을 차량에 전달하여 충전 중지 및 충전 커넥터 잠금을 자동으로 해제시킴으로써, 운전자의 편의성 향상을 도모해주게 되는 것이다.
특히, 본 발명에 따르면 차량 외부에서 충전 중지 시, 운전자가 차량 운행 목적이 아니고 충전 중지 및 충전 커넥터 회수만을 수행하고자 하는 경우에, 단순히 스마트키의 조작만으로 충전 중지 및 충전 커넥터 잠금을 해제할 수 있어, 사용자에게 매우 편리함을 제공해주는 것이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
본 발명은 전기차에서 충전 중 차량 외부에서 운전자가 편리하게 충전을 중지시키고자 하는 기술에 적용된다.
10: 스마트키(Remote Keyless Entry) 20: 전력공급장치
30: 차량 충전 제어장치 31: 충전장치
32: 배터리 33: 배터리 관리장치
34: 스마트키 모듈

Claims (4)

  1. 전기차의 충전을 차량 외부에서 중지하기 위한 장치로서,
    전기 차량의 충전 중 도어 열림 버튼을 이용하여 차량 외부에서 충전 중지신호를 발생하는 스마트키; 및
    상기 차량 충전 중 상기 스마트키에서 발생한 도어 열림 신호가 수신되면, 수신한 도어 열림 신호의 지속 시간을 카운트하고, 상기 도어 열림 신호의 지속 시간이 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간 이상이면 자동으로 충전 중지와 충전 커넥터 잠금을 해제시키는 차량 충전 제어장치를 포함하고,
    상기 차량 충전 제어장치는 상기 스마트키로부터 송신된 신호를 수신하는 스마트키 모듈; 상기 스마트키 모듈에서 수신한 신호가 도어 열림 신호이면 도어 열림 신호의 지속 시간을 카운트하고, 상기 도어 열림 신호의 지속 시간이 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간 이상이면 자동으로 충전 중지와 충전 커넥터 잠금 해제 제어신호를 발생하는 배터리 관리장치; 상기 배터리 관리장치로부터 발생한 충전 중지 및 충전 커넥터 잠금 해제 제어신호에 따라 충전을 자동으로 중지하고, 전력 공급 장치와 연결된 충전 커넥터의 잠금을 해제하는 충전장치를 포함하고,
    상기 배터리 관리장치는 상기 도어 열림 신호의 지속 시간이 충전 중지를 위해 미리 설정된 설정시간 미만이면, 단순 차량 도어 오픈으로 인지하고 충전을 지속적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 전기차의 충전 중지장치.
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