KR102163945B1 - Charging system and charging method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 충전 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 충전 교류 전력을 공급하기 위한 제1 및 제2 핀과, 제1 저항이 구비되어 노멀 상태에서는 제1 출력 전압이 형성되고 차량과의 연결에 따라 차량에 구비된 제2 저항과 접속되어 제1 출력 전압이 강하된 제2 출력 전압이 형성되며, 제2 출력 전압의 형성에 따른 충전 개시 스위치의 온(ON) 동작에 의해 차량에 구비된 제3 저항과 접속되어 제2 출력 전압이 강하된 제3 출력 전압이 형성되는 제4 핀을 포함하며, 제4 핀에서 형성되는 제3 출력 전압을 감지하여 제1 및 제2 핀을 통해 충전 교류 전력을 공급하는 충전기, 및 차량에 구비되며, 차량에 장착된 배터리의 만방전에 따른 충전 개시 스위치에 대한 제어 불능 시, 제4 핀으로부터의 출력 전압을 기반으로 제3 저항을 제4 핀에 접속시켜 제4 핀에 제3 출력 전압을 형성시키는 비상 충전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a charging system and method, wherein first and second pins for supplying charging AC power and a first resistor are provided to form a first output voltage in a normal state, and to a vehicle according to connection with the vehicle. The second output voltage is connected to the provided second resistor and the first output voltage is lowered, and the third resistor provided in the vehicle and the third resistor provided in the vehicle by the ON operation of the charging start switch according to the formation of the second output voltage A fourth pin is connected to form a third output voltage from which the second output voltage is dropped, and supplies charging AC power through the first and second pins by sensing a third output voltage formed at the fourth pin. When control of the charger and the charge start switch provided in the vehicle and due to the full discharge of the battery installed in the vehicle, the third resistor is connected to the fourth pin based on the output voltage from the fourth pin. It characterized in that it comprises an emergency charging unit for forming a third output voltage.

Figure R1020170173140
Figure R1020170173140

Description

충전 시스템 및 방법{CHARGING SYSTEM AND CHARGING METHOD}Charging system and method {CHARGING SYSTEM AND CHARGING METHOD}

본 발명은 충전 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에 장착된 배터리의 만방전시 비상 충전을 수행할 수 있는 충전 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a charging system and method, and more particularly, to a charging system and method capable of performing emergency charging when a battery mounted in a vehicle is fully discharged.

가솔린이나 중유를 주연료로 사용하는 내연 엔진을 이용하는 자동차는 대기오염 등 공해발생에 심각한 영향을 주고 있다. 따라서 최근에는 공해발생을 줄이기 위하여, 전기 자동차 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.Automobiles using internal combustion engines that use gasoline or heavy oil as their main fuel have a serious effect on pollution such as air pollution. Therefore, in recent years, in order to reduce the occurrence of pollution, a lot of efforts have been made to develop an electric vehicle or a hybrid vehicle.

이러한 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 사용되는 차량용 배터리는 방전으로 에너지를 얻는 배터리의 본질상 만방전되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 차량용 배터리의 만방전 사태를 방지하기 위해 일반적인 전기 자동차나 하이브리드 자동차는 배터리의 충전 상태를 운전자가 알 수 있도록 운전석 계기판 등에 디스플레이하고 있다. 또한, 배터리의 충전량이 일정 수준 이하인 경우 경고 램프나 경고음 등을 발생시켜 운전자로 하여금 충전을 하도록 하는 경보 시스템 등을 장착하고 있다. 그러나, 차량용 배터리를 충전할 수 있는 충전소가 없는 곳을 운행하거나 운행 중 이러한 충전소를 찾지 못한 경우, 또는 만방전 경고 램프 등을 인지하지 못하거나 이를 잊어버린 상태에서 차량 운행을 계속한 경우 등과 같이 여러 원인에 의해 배터리가 만방전될 수 있다. 또한, 차량용 배터리의 충전량이 적은 상태에서 오랜 시간 동안 자동차를 사용하지 않은 경우에도 자가 방전으로 인해 차량용 배터리가 만방전될 수 있다.A vehicle battery used in such a hybrid vehicle or an electric vehicle may be completely discharged due to the nature of a battery that obtains energy through discharge. In order to prevent such a situation where the vehicle battery is completely discharged, a general electric vehicle or a hybrid vehicle displays a display on the dashboard of a driver's seat so that the driver can know the state of charge of the battery. In addition, an alarm system is installed that enables the driver to charge the battery by generating a warning lamp or a warning sound when the amount of charge of the battery is below a certain level. However, there are various cases, such as driving a place where there is no charging station capable of charging the vehicle battery, failing to find such a charging station while driving, or continuing the vehicle operation while not recognizing or forgetting the full-discharge warning lamp. The battery may be completely discharged due to a cause. In addition, even if the vehicle battery has not been used for a long time in a state where the charge amount of the vehicle battery is low, the vehicle battery may be fully discharged due to self-discharge.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0140920호(2015.12.17. 공개)에 개시되어 있다.Background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Application Publication No. 10-2015-0140920 (published on December 17, 2015).

본 발명의 일 측면에 따른 목적은 전기 자동차의 배터리가 만방전된 경우 배터리 시스템에 적용된 소정의 충전 개시 스위치에 대한 제어 불능 시 배터리를 충전시킬 수 없었던 종래의 문제점을 해소하여 비상으로 배터리를 충전시킬 수 있는 충전 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.An object according to an aspect of the present invention is to recharge the battery in an emergency by resolving the conventional problem of not being able to charge the battery when control of a predetermined charge start switch applied to the battery system is impossible when the battery of an electric vehicle is fully discharged. It is to provide a charging system and method that can be used.

본 발명의 일 측면에 따른 충전 시스템은 충전 교류 전력을 공급하기 위한 제1 및 제2 핀과, 제1 저항이 구비되어 노멀 상태에서는 제1 출력 전압이 형성되고 차량과의 연결에 따라 상기 차량에 구비된 제2 저항과 접속되어 상기 제1 출력 전압이 강하된 제2 출력 전압이 형성되며, 상기 제2 출력 전압의 형성에 따른 충전 개시 스위치의 온(ON) 동작에 의해 상기 차량에 구비된 제3 저항과 접속되어 상기 제2 출력 전압이 강하된 제3 출력 전압이 형성되는 제4 핀을 포함하며, 상기 제4 핀에서 형성되는 상기 제3 출력 전압을 감지하여 상기 제1 및 제2 핀을 통해 상기 충전 교류 전력을 공급하는 충전기, 및 상기 차량에 구비되며, 상기 차량에 장착된 배터리의 만방전에 따른 상기 충전 개시 스위치에 대한 제어 불능 시, 상기 제4 핀으로부터의 출력 전압을 기반으로 상기 제3 저항을 상기 제4 핀에 접속시켜 상기 제4 핀에 상기 제3 출력 전압을 형성시키는 비상 충전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The charging system according to an aspect of the present invention is provided with first and second pins for supplying charging AC power, and a first resistor. In a normal state, a first output voltage is formed and the vehicle is connected to the vehicle. A second output voltage from which the first output voltage is lowered is formed by being connected to the provided second resistor, and the second output voltage provided in the vehicle is provided by an ON operation of a charging start switch according to the formation of the second output voltage. 3 It includes a fourth pin connected to a resistor to form a third output voltage from which the second output voltage is dropped, and detects the third output voltage formed at the fourth pin to connect the first and second pins. A charger for supplying the charging AC power through the vehicle, and when control of the charging start switch is impossible due to a full discharge of a battery mounted in the vehicle, based on the output voltage from the fourth pin And an emergency charging unit configured to connect a third resistor to the fourth pin to form the third output voltage on the fourth pin.

본 발명에 있어 상기 비상 충전부는, 상기 충전 개시 스위치와 병렬 접속되는 바이패스 스위치, 및 사용자의 조작에 의해 온(ON) 되어 상기 제4 핀으로부터의 출력 전압을 상기 바이패스 스위치로 전달하는 기계식 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the emergency charging unit includes a bypass switch connected in parallel with the charging start switch, and a mechanical switch that is turned on by a user's operation to transmit the output voltage from the fourth pin to the bypass switch. It characterized in that it comprises a.

본 발명에 있어 상기 비상 충전부는, 상기 기계식 스위치의 온 동작에 의해 상기 제4 핀으로부터의 제2 출력 전압이 상기 바이패스 스위치로 공급되고 상기 바이패스 스위치가 턴 온되어 상기 제3 저항이 상기 제4 핀에 접속됨으로써 상기 제4 핀에 상기 제3 출력 전압이 형성되도록 동작하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the emergency charging unit is supplied with a second output voltage from the fourth pin to the bypass switch by an ON operation of the mechanical switch, and the bypass switch is turned on so that the third resistance is It is characterized in that the operation is operated so that the third output voltage is formed on the fourth pin by being connected to the fourth pin.

본 발명에 있어 상기 비상 충전부는, 상기 기계식 스위치 및 상기 바이패스 스위치 사이에 접속되어 상기 제4 핀에 상기 제1 출력 전압으로부터 상기 제3 출력 전압이 형성되기까지의 시간을 확보하기 위한 저항 및 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the emergency charging unit is connected between the mechanical switch and the bypass switch to secure a time from the first output voltage to the third output voltage is formed on the fourth pin and a capacitor It characterized in that it further comprises.

본 발명은 상기 차량에 구비되며, 상기 제1 및 제2 핀을 통해 공급되는 충전 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 상기 배터리를 충전시키는 OBC(On-Board Charger)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is provided in the vehicle, and further comprises an On-Board Charger (OBC) for charging the battery by converting charged AC power supplied through the first and second pins into DC power.

본 발명은 상기 제1 및 제2 핀과 상기 OBC 사이에 접속되며, 상기 배터리의 만방전시 상기 제1 및 제2 핀을 통해 공급되는 충전 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 상기 OBC의 동작 전원을 생성하는 컨버터부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is connected between the first and second pins and the OBC, and converts charged AC power supplied through the first and second pins into DC power when the battery is fully discharged to generate the operating power of the OBC. It characterized in that it further comprises a converter unit.

본 발명의 일 측면에 따른 충전 방법은 차량에 구비된 비상 충전부에 충전기가 접속되는 단계로서, 상기 충전기는 충전 교류 전력을 공급하기 위한 제1 및 제2 핀과, 제1 저항이 구비되어 노멀 상태에서는 제1 출력 전압이 형성되고 상기 차량과의 연결에 따라 상기 차량에 구비된 제2 저항과 접속되어 상기 제1 출력 전압이 강하된 제2 출력 전압이 형성되며, 상기 제2 출력 전압의 형성에 따른 충전 개시 스위치의 온(ON) 동작에 의해 상기 차량에 구비된 제3 저항과 접속되어 상기 제2 출력 전압이 강하된 제3 출력 전압이 형성되는 제4 핀을 포함하며, 상기 제4 핀에서 형성되는 상기 제3 출력 전압을 감지하여 상기 제1 및 제2 핀을 통해 상기 충전 교류 전력을 공급하는 것인, 단계, 및 상기 비상 충전부가, 상기 차량에 장착된 배터리의 만방전에 따른 상기 충전 개시 스위치에 대한 제어 불능 시, 상기 제4 핀으로부터의 출력 전압을 기반으로 상기 제3 저항을 상기 제4 핀에 접속시켜 상기 제4 핀에 상기 제3 출력 전압을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In a charging method according to an aspect of the present invention, a charger is connected to an emergency charging unit provided in a vehicle, wherein the charger is provided with first and second pins for supplying charging AC power, and a first resistor in a normal state. A first output voltage is formed and a second output voltage from which the first output voltage is lowered is formed by being connected to a second resistor provided in the vehicle according to the connection with the vehicle, and the formation of the second output voltage And a fourth pin connected to a third resistor provided in the vehicle by an ON operation of the charging start switch to form a third output voltage from which the second output voltage is lowered, and the fourth pin The step of sensing the formed third output voltage and supplying the charging AC power through the first and second pins, and the emergency charging unit starts charging according to the full discharge of the battery mounted in the vehicle When control of the switch is impossible, based on the output voltage from the fourth pin, connecting the third resistor to the fourth pin to form the third output voltage on the fourth pin. do.

본 발명에 있어 상기 비상 충전부는, 상기 충전 개시 스위치와 병렬 접속되는 바이패스 스위치, 및 사용자의 조작에 의해 온(ON) 되어 상기 제4 핀으로부터의 출력 전압을 상기 바이패스 스위치로 전달하는 기계식 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the emergency charging unit includes a bypass switch connected in parallel with the charging start switch, and a mechanical switch that is turned on by a user's operation to transmit the output voltage from the fourth pin to the bypass switch. It characterized in that it comprises a.

본 발명은 상기 형성시키는 단계에서, 상기 비상 충전부는, 상기 기계식 스위치의 온 동작에 의해 상기 제4 핀으로부터의 제2 출력 전압이 상기 바이패스 스위치로 공급되고 상기 바이패스 스위치가 턴 온되어 상기 제3 저항이 상기 제4 핀에 접속됨으로써 상기 제4 핀에 상기 제3 출력 전압이 형성되도록 동작하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in the forming step, the emergency charging unit is supplied with a second output voltage from the fourth pin to the bypass switch by an ON operation of the mechanical switch, and the bypass switch is turned on, 3 A resistor is connected to the fourth pin, thereby operating to form the third output voltage on the fourth pin.

본 발명에 있어 상기 비상 충전부는, 상기 기계식 스위치 및 상기 바이패스 스위치 사이에 접속되는 저항 및 커패시터를 더 포함하고, 상기 형성시키는 단계에서, 상기 비상 충전부는, 상기 저항 및 상기 커패시터를 통해 제4 핀에 상기 제1 출력 전압으로부터 상기 제3 출력 전압이 형성되기까지의 시간을 확보하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the emergency charging unit further includes a resistor and a capacitor connected between the mechanical switch and the bypass switch, and in the forming step, the emergency charging unit includes a fourth pin through the resistor and the capacitor. And securing a time from the first output voltage to the formation of the third output voltage.

본 발명은 컨버터부가, 상기 배터리의 만방전시 상기 제1 및 제2 핀을 통해 공급되는 충전 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 OBC의 동작 전원을 생성하고 상기 OBC로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the converter unit further comprises the step of converting charged AC power supplied through the first and second pins into DC power when the battery is fully discharged to generate operating power for the OBC and supplying it to the OBC. To do.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 차량의 배터리가 만방전되어 OBC가 동작할 수 없는 경우에도 소정의 비상 충전 회로를 통해 배터리에 대한 충전이 수행되도록 할 수 있다.According to an aspect of the present invention, even when the OBC cannot operate because the battery of the vehicle is fully discharged, charging of the battery may be performed through a predetermined emergency charging circuit.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시스템에서 충전기의 제4 핀을 통해 출력되는 출력 전압을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 and 2 are exemplary views for explaining a charging system according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view illustrating an output voltage output through a fourth pin of a charger in a charging system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a charging method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 충전 시스템 및 방법의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, embodiments of the charging system and method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시스템을 설명하기 위한 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시스템에서 충전기의 제4 핀을 통해 출력되는 출력 전압을 설명하기 위한 예시도이다.1 and 2 are exemplary views for explaining a charging system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an output voltage output through a fourth pin of a charger in a charging system according to an embodiment of the present invention. It is an exemplary diagram for explanation.

우선, 도 1을 참조하여 본 실시예에 따른 충전기(100)의 동작을 설명한다.First, the operation of the charger 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 1.

본 실시예의 충전기(100)는 전기 자동차의 배터리 충전을 위한 충전소에 구비된 완속 또는 급속 충전기를 의미할 수 있으며, 제1 내지 제4 핀을 포함하는 커넥터를 통해 차량과 접속될 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같이 충전기(100)는 제1 및 제2 핀을 통해 충전 교류 전력(AC 220V)을 차량의 OBC(On-Board Charger, 300)로 공급할 수 있으며, 제3 핀은 차량과 접속된 상태에서 접지 단자를 형성할 수 있다.The charger 100 according to the present exemplary embodiment may mean a slow or fast charger provided in a charging station for charging a battery of an electric vehicle, and may be connected to the vehicle through connectors including first to fourth pins. As shown in FIG. 1, the charger 100 may supply charging AC power (AC 220V) to the vehicle's OBC (On-Board Charger) 300 through the first and second pins, and the third pin is connected to the vehicle. In the connected state, a ground terminal can be formed.

제4 핀은 차량으로 충전 제어파일롯(PWM) 전압 신호를 인가하기 위해 구비된다. 도 3은 제4 핀에 형성되는 충전 제어파일롯(PWM) 전압 신호의 예시를 도시하고 있다. 제4 핀의 출력 전압으로서 이하에서 표기하는 제1 내지 제3 출력 전압은 충전 제어파일롯(PWM) 전압 신호를 의미하며, 실시예의 이해를 돕기 위해 제1 내지 제3 출력 전압은 각 충전 제어파일롯(PWM) 전압 신호 중 High-Level 전압 신호를 의미하는 것으로 설명한다. 즉, 도 3에 따를 때 제1 내지 제3 출력 전압은 국제표준규격 J1772에 따라 각각 +12V, +9V 및 +6V를 의미한다.The fourth pin is provided to apply a charging control pilot (PWM) voltage signal to the vehicle. 3 shows an example of a charge control pilot (PWM) voltage signal formed on a fourth pin. As the output voltage of the fourth pin, the first to third output voltages indicated below refer to the charging control pilot (PWM) voltage signal, and for the sake of understanding the embodiment, the first to third output voltages are each charging control pilot ( It will be described as referring to a high-level voltage signal among the PWM) voltage signals. That is, according to FIG. 3, the first to third output voltages mean +12V, +9V, and +6V, respectively, according to international standard J1772.

제4 핀에 대하여 구체적으로 설명하면, 도 1에 도시된 것과 같이 제4 핀에는 제1 저항(R1)이 구비되어 노멀 상태(즉, 충전기(100)와 차량이 접속되지 않은 상태)에서는 제1 출력 전압이 형성된다. 충전기(100)와 차량이 연결되면 제4 핀은 차량의 배터리 충전 회로에 구비된 제2 저항(R2)과 접속되어 제1 출력 전압이 강하된 제2 출력 전압이 형성된다. 차량의 OBC(300)는 제4 핀에 형성되는 제2 출력 전압을 감지하여 충전기(100)가 차량에 접속된 상태임을 확인한 후 충전 개시 스위치(S1)를 온 시키도록 동작한다. 이에 따라, 제4 핀은 차량에 구비된 제3 저항(R3)과 접속되어 제4 핀에는 제2 출력 전압이 강하된 제3 출력 전압이 형성된다. 충전기(100)는 제4 핀에 형성되는 제3 출력 전압을 감지하여 제1 및 제2 핀을 통해 충전 교류 전력을 차량의 OBC(300)로 공급한다. 이에 따라, OBC(300)는 제1 및 제2 핀을 통해 공급되는 충전 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 차량의 배터리를 충전시킬 수 있다.When the fourth pin is specifically described, as shown in FIG. 1, a first resistor R1 is provided on the fourth pin, so that in a normal state (that is, a state in which the charger 100 and the vehicle are not connected), the first The output voltage is formed. When the charger 100 and the vehicle are connected, the fourth pin is connected to the second resistor R2 provided in the battery charging circuit of the vehicle to form a second output voltage from which the first output voltage is lowered. The OBC 300 of the vehicle detects the second output voltage formed on the fourth pin, confirms that the charger 100 is connected to the vehicle, and then operates to turn on the charging start switch S1. Accordingly, the fourth pin is connected to the third resistor R3 provided in the vehicle, and a third output voltage from which the second output voltage is dropped is formed on the fourth pin. The charger 100 senses a third output voltage formed on the fourth pin and supplies charging AC power to the OBC 300 of the vehicle through the first and second pins. Accordingly, the OBC 300 may charge the battery of the vehicle by converting charging AC power supplied through the first and second pins into DC power.

충전기(100)의 제1 및 제2 핀을 통해 공급되는 충전 교류 전력을 이용하여 OBC(300)가 차량의 배터리를 충전시키기 위해서는 충전 개시 스위치(S1)를 온 시켜 충전기(100)의 제4 핀에 제3 출력 전압을 형성시켜야 하며, 이때 차량의 배터리가 만방전된 경우에는 OBC(300) 자체가 동작할 수 없어 충전 개시 스위치(S1)를 온 시킬 수 없기 때문에 결국 배터리 충전이 불가능한 문제점이 야기된다.In order for the OBC 300 to charge the battery of the vehicle using the charging AC power supplied through the first and second pins of the charger 100, the charging start switch S1 is turned on to turn on the fourth pin of the charger 100. In this case, when the vehicle's battery is fully discharged, the OBC 300 itself cannot operate and the charge start switch S1 cannot be turned on, resulting in a problem in which battery charging is impossible. do.

이에 본 실시예는, 차량에 구비되며, 차량에 장착된 배터리의 만방전에 따른 충전 개시 스위치(S1)에 대한 제어 불능 시, 충전기(100)의 제4 핀으로부터의 출력 전압(즉, 제2 출력 전압)을 기반으로 제3 저항(R3)을 제4 핀에 접속시켜 제4 핀에 제3 출력 전압을 형성시키는 비상 충전부(200)를 채용한다.Accordingly, in this embodiment, when control of the charge start switch (S1) is provided in a vehicle and the battery installed in the vehicle is completely discharged, the output voltage from the fourth pin of the charger 100 (that is, the second output The emergency charging unit 200 is employed to connect the third resistor R3 to the fourth pin based on voltage) to form a third output voltage on the fourth pin.

도 2를 참조하여 비상 충전부(200)를 구체적으로 설명하면, 비상 충전부(200)는 기계식 스위치(210), 다이오드(230), 저항(250), 커패시터(270) 및 바이패스 스위치(290)를 포함할 수 있다.When the emergency charging unit 200 is described in detail with reference to FIG. 2, the emergency charging unit 200 includes a mechanical switch 210, a diode 230, a resistor 250, a capacitor 270, and a bypass switch 290. Can include.

기계식 스위치(210)는 사용자의 조작에 의해 온오프 되도록 기계적으로 동작하는 스위치(예: 버튼식 스위치)로서, 온 되는 경우 제4 핀으로부터의 출력 전압을 저항(250) 및 커패시터(270)를 거쳐 바이패스 스위치(290)로 전달하는 기능을 수행한다. 기계식 스위치(210)는 사용자가 용이하게 조작하기 위해 차량의 인스트루먼트 패널 등의 위치에 설치될 수 있다.The mechanical switch 210 is a switch (eg, a button switch) that mechanically operates to be turned on and off by a user's manipulation, and when turned on, the output voltage from the fourth pin is passed through the resistor 250 and the capacitor 270. It performs a function of transferring to the bypass switch 290. The mechanical switch 210 may be installed at a location such as an instrument panel of a vehicle for easy operation by a user.

바이패스 스위치(290)는 충전 개시 스위치(S1)와 병렬 접속되어 제3 저항(R3)을 제4 핀에 접속시키는 기능을 수행한다. 바이패스 스위치(290)는 BJT(Bipolar Junction Transistor) 또는 FET(Field Effect Transistor)와 같은 전자식 스위치로 구현될 수 있다.The bypass switch 290 is connected in parallel with the charge start switch S1 and performs a function of connecting the third resistor R3 to the fourth pin. The bypass switch 290 may be implemented as an electronic switch such as a Bipolar Junction Transistor (BJT) or a Field Effect Transistor (FET).

이에 따라, 비상 충전부(200)는 충전기(100)와 접속되어 제4 핀에 제2 출력 전압이 형성된 상태에서, 사용자의 조작에 따른 기계식 스위치(210)의 온 동작에 의해 제4 핀으로부터의 제2 출력 전압이 바이패스 스위치(290)로 공급되고 바이패스 스위치(290)가 턴 온되어 제3 저항(R3)이 제4 핀에 접속됨으로써 제4 핀에 제3 출력 전압이 형성되도록 동작할 수 있다.Accordingly, the emergency charging unit 200 is connected to the charger 100 so that the second output voltage is formed on the fourth pin, and the fourth pin is operated by the on operation of the mechanical switch 210 according to the user's operation. 2 The output voltage is supplied to the bypass switch 290 and the bypass switch 290 is turned on so that the third resistor R3 is connected to the fourth pin, so that the third output voltage is formed on the fourth pin. have.

저항(250) 및 커패시터(270)는 제4 핀에 제1 출력 전압으로부터 제3 출력 전압이 형성되기까지의 시간을 확보하기 위해 기계식 스위치(210) 및 바이패스 스위치(290) 사이에 접속된다. 즉, 본 실시예의 충전기(100)는 J1772의 프로토콜을 따르며, 배터리가 만방전되지 않은 정상 상태에서 OBC(300)는 제4 핀에 형성되는 출력 전압의 충전 제어파일롯(PWM) 듀티 및 전압 크기를 감지하여 소정 시간 동안 이상이 없는 경우 충전 개시 스위치(S1)를 온 시키도록 동작하기 때문에, J1772의 프로토콜 및 종래의 배터리 충전 회로와의 호환성을 고려하여 저항(250) 및 커패시터(270)를 비상 충전부(200)에 포함시킴으로써 제4 핀에 제1 출력 전압으로부터 제3 출력 전압이 형성되기까지의 시간(제2 출력 전압의 유지 시간으로 표현될 수도 있다)을 확보할 수 있다.The resistor 250 and the capacitor 270 are connected between the mechanical switch 210 and the bypass switch 290 to secure a time from the first output voltage to the third output voltage being formed on the fourth pin. That is, the charger 100 of this embodiment follows the protocol of J1772, and in a normal state in which the battery is not fully discharged, the OBC 300 controls the charge control pilot (PWM) duty and voltage level of the output voltage formed on the fourth pin. Since it operates to turn on the charging start switch (S1) when there is no abnormality for a predetermined period of time by sensing, the resistor 250 and the capacitor 270 are emergency charging units in consideration of compatibility with the protocol of J1772 and the conventional battery charging circuit. By including it in 200, the time from the first output voltage to the formation of the third output voltage on the fourth pin (which may be expressed as the holding time of the second output voltage) can be secured.

이에 따라, 제4 핀을 통해 전달되는 제2 출력 전압에 따른 전하가 다이오드(230), 저항(250) 및 커패시터(270)로 이동하여 커패시터(270)의 축적되는 전압이 증가하게 되고, 커패시터(270)의 전압이 일정 전압 이상으로 상승하면 바이패스 스위치(290)가 온 됨으로써 제3 저항(R3)이 제4 핀에 접속될 수 있다. 저항(250)의 레지스턴스 및 커패시터(270)의 커패시턴스는 제1 출력 전압으로부터 제3 출력 전압이 형성되기까지의 시간을 고려하여 설계될 수 있다.Accordingly, the charge according to the second output voltage transmitted through the fourth pin moves to the diode 230, the resistor 250, and the capacitor 270, so that the accumulated voltage of the capacitor 270 increases, and the capacitor ( When the voltage of 270 rises above a certain voltage, the bypass switch 290 is turned on, so that the third resistor R3 may be connected to the fourth pin. The resistance of the resistor 250 and the capacitance of the capacitor 270 may be designed in consideration of a time from the first output voltage to the formation of the third output voltage.

컨버터부(400)는 AC-DC 컨버터로 구현되어 충전기(100)의 제1 및 제2 핀과 차량의 OBC(300) 사이에 접속되며, 배터리의 만방전시 제1 및 제2 핀을 통해 공급되는 충전 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 OBC(300)의 동작 전원을 생성할 수 있다.The converter unit 400 is implemented as an AC-DC converter and is connected between the first and second pins of the charger 100 and the OBC 300 of the vehicle, and is supplied through the first and second pins when the battery is fully discharged. By converting the charged AC power into DC power, the operating power of the OBC 300 may be generated.

즉, 비상 충전부(200)를 통해 제4 핀에 제3 출력 전압이 형성되면 충전기(100)는 제4 핀에 형성된 제3 출력 전압을 감지하여 제1 및 제2 핀을 통해 충전 교류 전력을 공급하도록 동작하며, 배터리가 만방전시에는 OBC(300)의 동작을 위한 동작 전원을 배터리로부터 확보할 수 없으므로, 본 실시예는 컨버터부(400)를 통해 제1 및 제2 핀을 통해 공급되는 충전 교류 전력을 직류 전압(예: DC 12V)으로 변환하여 OBC(300)의 동작 전원을 생성하고 OBC(300)로 공급하는 구성을 채용한다. 이에 따라, OBC(300)는 컨버터부(400)에 의해 생성된 동작 전원을 기반으로 제1 및 제2 핀을 통해 공급되는 충전 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 차량의 배터리를 충전시킬 수 있다.That is, when a third output voltage is formed on the fourth pin through the emergency charging unit 200, the charger 100 senses the third output voltage formed on the fourth pin and supplies charging AC power through the first and second pins. When the battery is fully discharged, the operating power for the operation of the OBC 300 cannot be secured from the battery, so the present embodiment is a charging AC supplied through the first and second pins through the converter unit 400 A configuration of converting power into a DC voltage (eg, DC 12V) to generate operating power for the OBC 300 and supplying it to the OBC 300 is adopted. Accordingly, the OBC 300 may charge the battery of the vehicle by converting charging AC power supplied through the first and second pins into DC power based on the operating power generated by the converter unit 400.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a charging method according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 방법을 설명하면, 먼저 차량에 구비된 비상 충전부(200)에 충전기(100)가 전기적으로 접속된다(S100). 이에 따라, 충전기(100)의 제4 핀에는 제1 출력 전압이 강하된 제2 출력 전압이 형성된다.When a charging method according to an embodiment of the present invention is described with reference to FIG. 4, first, the charger 100 is electrically connected to the emergency charging unit 200 provided in the vehicle (S100). Accordingly, a second output voltage from which the first output voltage is dropped is formed on the fourth pin of the charger 100.

이어서, 비상 충전부(200)는 차량에 장착된 배터리의 만방전에 따른 충전 개시 스위치(S1)에 대한 제어 불능 시, 제4 핀으로부터의 출력 전압을 기반으로 제3 저항(R3)을 제4 핀에 접속시켜 제4 핀에 제2 출력 전압이 강하된 제3 출력 전압을 형성시킨다(S200).Subsequently, when the control of the charge start switch S1 due to the full discharge of the battery mounted in the vehicle is impossible, the emergency charging unit 200 transfers the third resistor R3 to the fourth pin based on the output voltage from the fourth pin. By connecting to the fourth pin, a third output voltage from which the second output voltage is dropped is formed (S200).

S200 단계에서, 비상 충전부(200)는 사용자의 조작에 따른 기계식 스위치(210)의 온 동작에 의해 제4 핀으로부터의 제2 출력 전압이 바이패스 스위치(290)로 공급되고 바이패스 스위치(290)가 턴 온되어 제3 저항(R3)이 제4 핀에 접속됨으로써 제4 핀에 제3 출력 전압이 형성되도록 동작할 수 있으며, 또한 저항(250) 및 커패시터(270)를 통해 제4 핀에 제1 출력 전압으로부터 제3 출력 전압이 형성되기까지의 시간을 확보할 수 있다.In step S200, the emergency charging unit 200 is supplied with the second output voltage from the fourth pin to the bypass switch 290 by the ON operation of the mechanical switch 210 according to the user's manipulation, and the bypass switch 290 Is turned on and the third resistor R3 is connected to the fourth pin, so that a third output voltage is formed on the fourth pin. In addition, the fourth pin is connected to the fourth pin through the resistor 250 and the capacitor 270. It is possible to secure a time from the first output voltage to the formation of the third output voltage.

S200 단계에 따라, 충전기(100)는 제4 핀에 형성된 제3 출력 전압을 감지하여 제1 및 제2 핀을 통해 충전 교류 전력을 차량의 OBC(300)로 공급하며, 이때 컨버터부(400)는 제1 및 제2 핀을 통해 공급되는 충전 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 OBC(300)의 동작 전원을 생성하고 OBC(300)로 공급한다(S300). 이에 따라, OBC(300)의 동작 전원이 확보되어 OBC(300)에 의한 배터리의 충전이 수행될 수 있다.According to step S200, the charger 100 senses a third output voltage formed on the fourth pin and supplies charging AC power to the OBC 300 of the vehicle through the first and second pins, and at this time, the converter unit 400 Converts the charged AC power supplied through the first and second pins into DC power to generate operating power for the OBC 300 and supplies it to the OBC 300 (S300). Accordingly, operation power of the OBC 300 is secured, and the battery may be charged by the OBC 300.

이와 같이 본 실시예는 차량의 배터리가 만방전되어 OBC가 동작할 수 없는 경우에도 소정의 비상 충전 회로를 통해 배터리에 대한 충전이 수행되도록 할 수 있다.As described above, in this embodiment, even when the vehicle's battery is fully discharged and the OBC cannot operate, charging of the battery can be performed through a predetermined emergency charging circuit.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are only exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present technology pertains, various modifications and other equivalent embodiments are possible. I will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.

100: 충전기
200: 비상 충전부
210: 기계식 스위치
230: 다이오드
250: 저항
270: 커패시터
290: 바이패스 스위치
300: OBC
400: 컨버터부
S1: 충전 개시 스위치
R1: 제1 저항
R2: 제2 저항
R3: 제3 저항100: charger
200: emergency charging unit
210: mechanical switch
230: diode
250: resistance
270: capacitor
290: bypass switch
300: OBC
400: converter unit
S1: charge start switch
R1: first resistance
R2: second resistance
R3: third resistor

Claims (11)

충전 교류 전력을 공급하기 위한 제1 및 제2 핀과, 제1 저항이 구비되어 노멀 상태에서는 제1 출력 전압이 형성되고 차량과의 연결에 따라 상기 차량에 구비된 제2 저항과 접속되어 상기 제1 출력 전압이 강하된 제2 출력 전압이 형성되며, 상기 제2 출력 전압의 형성에 따른 충전 개시 스위치의 온(ON) 동작에 의해 상기 차량에 구비된 제3 저항과 접속되어 상기 제2 출력 전압이 강하된 제3 출력 전압이 형성되는 제4 핀을 포함하며, 상기 제4 핀에서 형성되는 상기 제3 출력 전압을 감지하여 상기 제1 및 제2 핀을 통해 상기 충전 교류 전력을 공급하는 충전기; 및
상기 충전 개시 스위치와 병렬 접속되는 바이패스 스위치를 포함하여 상기 차량에 구비되며, 상기 차량에 장착된 배터리의 만방전에 따른 상기 충전 개시 스위치에 대한 제어 불능 시, 상기 제4 핀으로부터의 출력 전압과 상기 바이패스 스위치를 이용하여 상기 제3 저항을 상기 제4 핀에 접속시켜 상기 제4 핀에 상기 제3 출력 전압을 형성시키는 비상 충전부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 시스템.
First and second pins for supplying charging AC power, and a first resistor are provided. In a normal state, a first output voltage is formed and connected to a second resistor provided in the vehicle according to the connection to the vehicle. 1 A second output voltage having a lowered output voltage is formed, and the second output voltage is connected to a third resistor provided in the vehicle by an ON operation of a charge start switch according to the formation of the second output voltage. A charger including a fourth pin on which the lowered third output voltage is formed, sensing the third output voltage formed at the fourth pin, and supplying the charging AC power through the first and second pins; And
It is provided in the vehicle including a bypass switch connected in parallel with the charge start switch, and when the charge start switch cannot be controlled due to full discharge of the battery installed in the vehicle, the output voltage from the fourth pin and the An emergency charging unit configured to connect the third resistor to the fourth pin using a bypass switch to form the third output voltage on the fourth pin;
Charging system comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 비상 충전부는, 사용자의 조작에 의해 온(ON) 되어 상기 제4 핀으로부터의 출력 전압을 상기 바이패스 스위치로 전달하는 기계식 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 시스템.
The method of claim 1,
The emergency charging unit further comprises a mechanical switch that is turned on by a user's manipulation to transmit the output voltage from the fourth pin to the bypass switch.
 제2항에 있어서,
상기 비상 충전부는, 상기 기계식 스위치의 온 동작에 의해 상기 제4 핀으로부터의 제2 출력 전압이 상기 바이패스 스위치로 공급되고 상기 바이패스 스위치가 턴 온되어 상기 제3 저항이 상기 제4 핀에 접속됨으로써 상기 제4 핀에 상기 제3 출력 전압이 형성되도록 동작하는 것을 특징으로 하는 충전 시스템.
The method of claim 2,
The emergency charging unit is supplied with a second output voltage from the fourth pin to the bypass switch by an ON operation of the mechanical switch, and the bypass switch is turned on to connect the third resistor to the fourth pin. As a result, the charging system characterized in that it operates to form the third output voltage on the fourth pin.
 제3항에 있어서,
상기 비상 충전부는, 상기 기계식 스위치 및 상기 바이패스 스위치 사이에 접속되어 상기 제4 핀에 상기 제1 출력 전압으로부터 상기 제3 출력 전압이 형성되기까지의 시간을 확보하기 위한 저항 및 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 시스템.
The method of claim 3,
The emergency charging unit further includes a resistor and a capacitor connected between the mechanical switch and the bypass switch to secure a time from the first output voltage to the third output voltage formed on the fourth pin. Charging system, characterized in that.
 제1항에 있어서,
상기 차량에 구비되며, 상기 제1 및 제2 핀을 통해 공급되는 충전 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 상기 배터리를 충전시키는 OBC(On-Board Charger);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 시스템.
The method of claim 1,
The charging system further comprises an OBC (On-Board Charger) that is provided in the vehicle and converts charging AC power supplied through the first and second pins into DC power to charge the battery.
 제5항에 있어서,
상기 제1 및 제2 핀과 상기 OBC 사이에 접속되며, 상기 배터리의 만방전시 상기 제1 및 제2 핀을 통해 공급되는 충전 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 상기 OBC의 동작 전원을 생성하는 컨버터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 시스템.
The method of claim 5,
A converter unit connected between the first and second pins and the OBC and converting charged AC power supplied through the first and second pins into DC power when the battery is fully discharged to generate the operating power of the OBC Charging system, characterized in that it further comprises.
 차량에 구비된 비상 충전부에 충전기가 접속되는 단계로서, 상기 충전기는 충전 교류 전력을 공급하기 위한 제1 및 제2 핀과, 제1 저항이 구비되어 노멀 상태에서는 제1 출력 전압이 형성되고 상기 차량과의 연결에 따라 상기 차량에 구비된 제2 저항과 접속되어 상기 제1 출력 전압이 강하된 제2 출력 전압이 형성되며, 상기 제2 출력 전압의 형성에 따른 충전 개시 스위치의 온(ON) 동작에 의해 상기 차량에 구비된 제3 저항과 접속되어 상기 제2 출력 전압이 강하된 제3 출력 전압이 형성되는 제4 핀을 포함하며, 상기 제4 핀에서 형성되는 상기 제3 출력 전압을 감지하여 상기 제1 및 제2 핀을 통해 상기 충전 교류 전력을 공급하는 것이고, 상기 비상 충전부는 상기 충전 개시 스위치와 병렬 접속되는 바이패스 스위치를 포함하는 것인, 단계; 및
상기 비상 충전부가, 상기 차량에 장착된 배터리의 만방전에 따른 상기 충전 개시 스위치에 대한 제어 불능 시, 상기 제4 핀으로부터의 출력 전압과 상기 바이패스 스위치를 이용하여 상기 제3 저항을 상기 제4 핀에 접속시켜 상기 제4 핀에 상기 제3 출력 전압을 형성시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
A step in which a charger is connected to an emergency charging unit provided in the vehicle, wherein the charger is provided with first and second pins for supplying charging AC power and a first resistor to form a first output voltage in a normal state, and the vehicle A second output voltage from which the first output voltage is lowered is formed by being connected to a second resistor provided in the vehicle according to the connection with, and an ON operation of the charging start switch according to the formation of the second output voltage And a fourth pin connected to a third resistor provided in the vehicle by means of a fourth pin to form a third output voltage from which the second output voltage is lowered, and detecting the third output voltage formed at the fourth pin Supplying the charging AC power through the first and second pins, and the emergency charging unit includes a bypass switch connected in parallel with the charging start switch; And
When the emergency charging unit is unable to control the charge start switch due to full discharge of the battery mounted in the vehicle, the third resistor is converted to the fourth pin using an output voltage from the fourth pin and the bypass switch. Connecting to and forming the third output voltage on the fourth pin;
Charging method comprising a.
 제7항에 있어서,
상기 비상 충전부는, 사용자의 조작에 의해 온(ON) 되어 상기 제4 핀으로부터의 출력 전압을 상기 바이패스 스위치로 전달하는 기계식 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
The method of claim 7,
The emergency charging unit further comprises a mechanical switch that is turned on by a user's manipulation to transmit the output voltage from the fourth pin to the bypass switch.
 제8항에 있어서,
상기 형성시키는 단계에서, 상기 비상 충전부는,
상기 기계식 스위치의 온 동작에 의해 상기 제4 핀으로부터의 제2 출력 전압이 상기 바이패스 스위치로 공급되고 상기 바이패스 스위치가 턴 온되어 상기 제3 저항이 상기 제4 핀에 접속됨으로써 상기 제4 핀에 상기 제3 출력 전압이 형성되도록 동작하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
The method of claim 8,
In the forming step, the emergency charging unit,
The fourth pin is supplied with the second output voltage from the fourth pin by the on operation of the mechanical switch to the bypass switch and the bypass switch is turned on to connect the third resistor to the fourth pin. Charging method, characterized in that operating so that the third output voltage is formed at.
 제9항에 있어서,
상기 비상 충전부는, 상기 기계식 스위치 및 상기 바이패스 스위치 사이에 접속되는 저항 및 커패시터를 더 포함하고,
상기 형성시키는 단계에서, 상기 비상 충전부는,
상기 저항 및 상기 커패시터를 통해 제4 핀에 상기 제1 출력 전압으로부터 상기 제3 출력 전압이 형성되기까지의 시간을 확보하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
The method of claim 9,
The emergency charging unit further includes a resistor and a capacitor connected between the mechanical switch and the bypass switch,
In the forming step, the emergency charging unit,
And securing a time from the first output voltage to the formation of the third output voltage on a fourth pin through the resistor and the capacitor.
 제7항에 있어서,
컨버터부가, 상기 배터리의 만방전시 상기 제1 및 제2 핀을 통해 공급되는 충전 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 OBC의 동작 전원을 생성하고 상기 OBC로 공급하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.The method of claim 7,
The converter further comprises: converting charged AC power supplied through the first and second pins into DC power when the battery is fully discharged to generate operating power for the OBC and supplying it to the OBC; Charging method.
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