KR102249773B1 - 충전시 도난 방지를 위한 휴대용 충전 케이블 잠금방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충전시 도난 방지를 위한 휴대용 충전 케이블 또는 ICCB 케이블 잠금방법에 관한 것으로, 휴대용 충전 케이블을 연결하는 단계;
친환경 자동차의 충전장치의 제어기가 웨이크업되어 작동개시하는 단계;
전기 자동차에 접속된 케이블이 공용 충전 스테이션 케이블인지 여부를 확인하는 단계;
상기 접속된 케이블이 공용의 충전 스테이션 케이블이 아닌 경우 휴대용 충전 케이블로 판단하고 케이블의 잠금모드를 로킹 모드로 변경하는 단계; 및
접속된 케이블을 통해 충전을 진행하는 단계를
포함하여 구성됨으로써, 친환경 자동차에 휴대용 충전 케이블 연결시 친환경 자동차내의 충전 제어기에서 휴대용 충전 케이블임을 인식하고 케이블을 로킹시켜 충전중 분리할 수 없도록 함으로써 운전자가 자리를 비우더라도 도난의 염려가 없어 안전성과 사용편의성이 향상되는 효과와, 별도의 추가적인 장비를 필요롤 하지 않고 친환경 자동차의 충전 제어기에 프로그램하여 실행할 수 있으므로 비용 절감과 상품성 제고 및 제품 신뢰도 향상의 효과가 있다.

Description

충전시 도난 방지를 위한 휴대용 충전 케이블 잠금방법{AN ANTI-THEFT LOCKING METHOD OF PORTABLE RECHARGEABLE CABLE}

본 발명은 충전시 도난 방지를 위한 휴대용 충전 케이블 잠금방법에 관한 것으로, 특히 휴대용 ICCB 케이블을 차량과 외부의 충전장치에 설치하여 충전하는 동안에 자동으로 잠금모드로 되어 도난을 방지하도록 개선된 충전시 도난방지를 위한 휴대용 충전 케이블 잠금방법에 관한 것이다.

최근 석유가격의 상승 또는 환경문제 등의 이유로 전기 자동차에 관한 관심이 증가되고 있다. 이러한 전기 자동차에는 자동차의 구동을 위한 구동 모터를 구동시키고, 각종 전장 장치를 작동시키는데 필요한 전력을 공급하기 위해 전기 에너지가 필요하고 이를 대용량의 배터리를 통해 충전하여 사용한다. 이를 위해 양단에 커넥터가 제공된 전용 케이블을 이용하여 외부의 충전 스테이션 또는 벽체 전원으로 부터 전기 자동차내의 충전장치로 충전한다.

특히 사용자는 자신 소유의 충전 케이블 또는 벽체 전원에 연결하는 ICCB(In Cable Control Box)를 사용하여 전기 차량내 배터리를 완속 충전할 수도 있다. 이 경우 충전 도중에 운전자가 자리를 비운 사이에 ICCB를 도난당할 우려가 있으며, 이에 대한 개선 방안이 요구되고 있다.

이에 대하여, 자동차 제조사들은 도난 방지를 위한 충전 케이블 잠금기능을 개발하여 적용하고 있으며, 예를들어 전기차에 연결되어 충전하는 동안 충전 케이블을 록킹시켜 충전중에 충전 케이블을 분리할 수 없도록 잠금기능을 사용하지 않는 언록, 충전이 완료된 후에도 잠금 상태로 유지하도록 하는 로킹 및 충전이 완료되면 케이블 잠금이 해제되어 다른 사용자가 케이블을 사용할 수 있도록 하는 오토 모드들로 동작되도록 하며, 상기 오토모드는 공용의 충전 스테이션을 이용할 때 사용된다.

그러나, 상기와 같이 언록/로킹/오토 모드들로 작동하는 케이블의 경우에 사용자가 전기차를 충전할 때 케이블 잠금 모드를 인지하고 있어야 하며, 대부분의 사용자는 오토모드를 사용하여 충전중일 때에만 케이블을 로킹시키고 충전이 끝나면 다른 사용자도 충전을 할 수 있도록 할 것이다. 이 경우 부주의로 케이블 모드에 대한 변경없이 개인 휴대용 충전기인 ICCB로 충전할 경우 도난당할 수도 있다.

이와 같이 케이블의 도난 방지를 위한 방안의 예로서, 한국 공개특허 제10-2001-42458호에 도난 방지 경보 케이블이 개시되어 있고, 본 출원인의 한국 등록특허 제10-1180956호에는 분리 신호에 응답하여 작동하는 액츄에이터를 이용하여 충전기를 분리시킬 수 있도록 하는 전기 차량의 충전기 도난 방지장치가 개시되어 있다.

그러나, 개인 휴대용 충전 케이블 또는 ICCB를 사용하여 전기 자동차를 충전하는 경우 사용자가 자리를 비우더라도 충전중에 충전 케이블이 분리되지 않도록 하는 것이 필요하다.

한국 공개특허 제10-2001-42458호 한국 등록특허 제10-1180956호

본 발명의 목적은 종래 충전 케이블 또는 ICCB를 사용하여 친환경 자동차를 충전할 때 도난 가능성의 문제점을 해결하기 위하여, 충전 케이블과 공용의 충전 스테이션과의 특성 비교를 통해 충전 케이블 여부를 조기에 판단하여 케이블을 잠금 상태로 되도록 하는 충전시 도난 방지를 위한 충전 케이블 잠금방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 충전시 도난 방지를 위한 충전 케이블 잠금방법은,

휴대용 충전 케이블을 연결하는 단계;

친환경 자동차의 충전장치의 제어기가 웨이크업되어 작동개시하는 단계;

전기 자동차에 접속된 케이블이 공용 충전 스테이션 케이블인지 여부를 확인하는 단계;

상기 접속된 케이블이 공용의 충전 스테이션 케이블이 아닌 경우 휴대용 충전 케이블로 판단하고 케이블의 잠금모드를 로킹 모드로 변경하는 단계; 및

접속된 케이블을 통해 충전을 진행하는 단계를

포함하여 구성된다.

상기 단계에서 연결된 케이블의 잠금 모드가 록킹모드인지 여부를 확인하는 단계를 상기 제어기의 작동개시 단계에 이어서 더 포함한다.

상기 전기 자동차에 접속된 케이블이 공용 충전 스테이션 케이블인지 여부를 확인하는 단계는 케이블의 CP 듀티를 미리 설정된 값과 비교하는 단계로서, CP 듀티를 미리 설정된 값보다 큰 경우 충전 단계의 충전을 진행한다.

전기 자동차에 접속된 케이블이 공용 충전 스테이션 케이블인지 여부를 확인하는 단계는 케이블 접속시 9V DC가 9V PWM으로의 변환되는 시간을 미리 설정한 시간과 비교하는 단계로서, 상기 변환 시간이 미리 설정된 시간 보다 큰 경우 충전 단계의 충전을 진행한다.

전기 자동차에 접속된 케이블이 공용 충전 스테이션 케이블인지 여부를 확인하는 단계는 케이블의 CP 듀티를 미리 설정된 값과 비교하는 단계와 케이블 접속시 9V DC가 9V PWM으로의 변환되는 시간을 미리 설정한 시간과 비교하는 단계를 함께 포함한다.

상기 미리 설정된 CP 듀티값은 공용의 충전 스테이션의 CP 듀티이다.

케이블 접속시 9V DC가 9V PWM으로의 변환되는 시간에 대해 미리 설정한 시간은, 공용의 충전 스테이션에서 충전 준비가 된 경우 (카드 인증 및 충전 시작 버튼을 누를 때) 차량과의 통신 CP 전압이 9V DC가 9V PWM으로 바뀌는데 소요되는 시간 보다 작다.

본 발명에 따른 충전시 도난 방지를 위한 휴대용 충전 케이블 잠금방법은 친환경 자동차에 충전 케이블 연결시 친환경 자동차내의 충전 제어기에서 충전 케이블임을 인식하고 케이블을 로킹시켜 충전중 분리할 수 없도록 함으로써 운전자가 자리를 비우더라도 도난의 염려가 없어 안전성과 사용편의성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 방법은 별도의 추가적인 장비를 필요롤 하지 않고 친환경 자동차의 충전 제어기에 프로그램하여 실행할 수 있으므로 비용 절감과 상품성 제고 및 제품 신뢰도 향상의 효과가 있다.

도 1은 일반적으로 케이블을 연결하여 충전하는 차량용 충전 장치를 포함하는 차량을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 의한 충전시 도난 방지를 위한 ICCB 케이블 잠금방법의 동작 흐름도.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에 있어서, 전기 자동차(10)는 차량용 충전장치(100)에서 케이블을 통해 외부 AC 전원에 연결되어 차량 내에 탑재된 차량용 배터리(130)를 충전하는 전력을 공급받으며, 이를 위해 차량내의 온-보드 충전 장치(110)(OBC, on-board charger)는 외부 AC 전원을 공급하는 외부 전원공급 장치(EVSE, electric vehicle supply equipment)로부터 제어 파일럿 신호(control pilot signal)를 수신하여, 외부 AC 전원으로 공급되는 전력으로 차량용 배터리(130)를 충전하고, 모터(150)를 구동하게 된다.

상기 외부 전원 공급 장치는 가정에 구비된 충전 설비이거나 주유소와 같은 자동차 충전소에 구비된 충전 스테이션일 수 있으나, 본 명세서 및 특허청구범위에서 외부 전원 공급 장치란 하이브리드 자동차나 전기 자동차를 충전할 수 있는 충전 스테이션, 가정용 충전장치 또는 벽체 전원에 개인 휴대용 ICCB(In Cable Control Box)로 충전하는 것을 전제로 한다.

상기 차량용 배터리(130)는 하이브리드 차량이나 전기자동차와 같은 친환경 자동차에 장착되어 구동 모터에 전원을 공급하며, 배터리의 필요 용량에 따라 셀(Cell)을 직렬로 연결하여 하나의 팩(Pack) 형태로 구성되는 배터리 팩일 수 있다.

배터리 관리 시스템(120)(BMS, battery management system)은 온-보드 충전 장치(110) 및/또는 차량용 배터리(130)와 통신함으로써 제어 정보를 송수신하며, 차량용 배터리(130)의 상태를 모니터링할 수 있다. 예를들어 배터리 관리 시스템(120)은 차량용 배터리(130)의 OCV, 온도, 충전 상태(SOC, state of charge)를 측정하거나 산출할 수 있다. 차량에 탑재되는 모터는 인버터(140)를 통해 변환된 차량용 배터리(130)에 충전된 전력을 공급받아 구동된다.

상기한 전기 자동차의 구성은 일반적인 것으로, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않고, 충전 제어기에 본 발명의 방법을 실행할 프로그램을 미리 프로그램할 수 있고, 케이블 커넥터와 자동차의 소켓에 록킹/해제 모드를 수행할 수 있는 구조를 갖추면 충분하며, 이러한 구성 자체는 널리 공지된 것을 이용할 수 있다.

본 발명에 따라 개인 휴대용 ICCB를 사용하여 친환경 자동차의 배터리 충전을 하는 경우에 충전시 도난 방지를 위한 ICCB 케이블 잠금방법을 도 2를 참조하여 설명한다.

휴대용 ICCB 케이블을 연결하면(단계 S1), 친환경 자동차의 충전장치의 제어기가 웨이크업되어 작동개시한다(단계 S2).

단계(S3)에서 상기 단계(S1)에서 연결된 케이블의 잠금 모드가 록킹모드인지 여부를 확인하며, 록킹모드이면 단계(S7)의 충전을 진행한다. 상기 록킹 모드는 충전동안에 케이블의 커넥터가 친환경 자동차의 소켓에 로킹되어 분리되지 않게 되는 것을 의미한다.

상기 단계(S3)에서 케이블의 잠금모드가 록킹모드가 아니면, 단계(S4)에서 CP 듀티를 미리 설정된 값과 비교하며, 본 실시예에서는 CP 듀티가 22% 보다 크거나 같으면 바로 단계(S7)의 충전을 진행하고, CP 듀티가 22% 보다 작으면 단계(S5)로 진행한다.

상기 단계(S4)에서 CP 듀티값을 22%로 설정하였으나, 이는 ICCB 케이블은 전류량이 통상의 공용 충전스테이션에서 보다 작은 것이 가장 큰 특성의 차이이다. 즉, ICCB를 포함한 충전기는 차량측으로 하여금 CP 통신을 하여 PWM 듀티를 전송하여 차량측에 공급가능한 전류량(A)을 알려주며, 이때 통상 ICCB의 충전 전류는 저전류로서 12A 이하이다. 이에 반해, 공용 충전스테이션에서는 16A 이상으로, CP 듀티값이 대략 20%인 점에 착안하여 통상의 충전 스테이션의 케이블이 아님을 확인하기 위한 것이며,

따라서, 상기 단계(S4)에서 CP 듀티값이 22%로 한정되는 것은 아니다. CP 듀티가 22% 보다 크거나 같은 경우는 공용의 충전스테이션의 케이블인 것으로 판단하여 곧 바로 충전되도록 한 것이다.

단계(S5)에서는 접속된 케이블이 공용의 충전 스테이션 케이블이 아님을 재차 확인하는 단계로서, 9V DC가 9V PWM으로 변환되는 시간이 미리 설정된 시간(예를 들어, 통상의 공용 충전스테이션에서 소요되는 변환시간)보다 상당히 작게 판단되며, 오작동 발생을 방지하기 위해 본 실시예에서 미리 설정된 시간은 1sec로 설정하였으며, 이 설정 시간은 달리 설정할 수도 있음은 당연하다.

ICCB는 공용의 충전 스테이션과는 달리 예를들어 'RFID 카드 인증' 및 '충전 시작버튼'이 없으며, 국제 충전 표준 J1772에 명시된 시퀀스중 충전기 측에서 충전 준비가 된 경우 (카드 인증 및 충전 시작 버튼을 누를 때) 차량과의 통신 CP 전압이 9V DC가 9V PWM으로 바뀐다. 결제가 필요한 공용의 충전 스테이션에서는 이러한 변환 시간 지연이 존재하지만, ICCB의 경우에는 커넥터 체결시 인증 없이 자동으로 9V PWM으로 신호가 바뀌기 때문에 상대적으로 시간이 짧게 걸리는 점에서 차량에 접속된 커넥터의 케이블이 공용 충전스테이션의 것이 아닌 것으로 판단하게 된다.

이와 같이 상기 단계(S5)에서 확인된 PWM 변환시간이 미리 설정한 값(공용 충전 스테이션에서의 변환 시간 값) 보다 크거나 같은 경우에는 공용의 충전 스테이션 케이블인 것으로 판단하여 곧바로 단계(S7)에서 충전이 진행되도록 한다.

상기 단계(S5)에서 확인된 PWM 변환시간이 상기 설정한 값보다 작은 경우에는 단계(S6)에서 ICCB 케이블인 것으로 판단하여 케이블 잠금 모드를 록킹모드로 변경한 다음, 단계(S7)에서 충전을 진행한다.

상기 단계(S4)와 단계(S5)는 전기 자동차에 접속된 케이블이 공용 충전 스테이션 케이블인지 아닌지 여부를 확인하기 위한 이중 확인단계이며, 상기 단계(S4)와 단계(S5)를 직렬로 구성하지 않고 개별적으로 어느 하나만 채용할 수도 있음은 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과정을 통해 전기 자동차에 접속된 충전 케이블이 공용 충전 스테이션의 케이블인지 휴대용 ICCB 케이블인지를 확인하고, 휴대용 ICCB 케이블인 것으로 판단될 때, 케이블의 커넥터를 친환경 자동차 소켓에 록킹되어 충전중에 분리되지 않게 되어, 사용자가 충전시간동안 현장에서 떠나 있더라도 충전중인 ICCB 케이블을 임의로 분리할 수 없게 되어 도난이 방지된다.

상기한 실시예에서 휴대용 ICCB 케이블을 예로서 기재하였으나, 이에 한정되지 않고 다른 휴대용 충전 케이블을 사용할 수 있음은 당업계의 숙련된 기술자에게 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 전기 자동차 사용자가 개인적으로 휴대하는 ICCB를 사용하여 충전하는 동안에 타인이 임의로 ICCB를 분리시켜 도난하는 것을 방지하도록 이용될 수 있다.

10 : 전기 자동차 100 : 차량용 충전장치
110 : 온-보드 충전 장치 120 : 배터리 관리 시스템
130 : 배터리 140 : 인버터
150 ; 모터

Claims (7)

1. 휴대용 충전 케이블을 연결하는 단계;
   친환경 자동차의 충전장치의 제어기가 웨이크업되어 작동개시하는 단계;
   전기 자동차에 접속된 케이블이 공용 충전 스테이션 케이블인지 여부를 확인하는 단계;
   상기 접속된 케이블이 공용의 충전 스테이션 케이블이 아닌 경우 휴대용 충전 케이블로 판단하고 케이블의 잠금모드를 로킹 모드로 변경하는 단계; 및
   접속된 케이블을 통해 충전을 진행하는 단계를 포함하고,
   상기 전기 자동차에 접속된 케이블이 공용 충전 스테이션 케이블인지 여부를 확인하는 단계는 케이블의 CP 듀티를 미리 설정된 값과 비교하는 단계를 포함하며, CP 듀티가 미리 설정된 값보다 크거나 같은 경우 충전 단계의 충전을 진행하는 것을 특징으로 하는 충전시 도난 방지를 위한 휴대용 충전 케이블 잠금방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 충전 케이블 연결 단계에서 연결된 케이블의 잠금 모드가 록킹모드인지 여부를 확인하는 단계를 제어기의 작동 개시 단계에 이어서 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전시 도난 방지를 위한 휴대용 충전 케이블 잠금방법.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 전기 자동차에 접속된 케이블이 공용 충전 스테이션 케이블인지 여부를 확인하는 단계는 케이블 접속시 9V DC가 9V PWM으로 변환되는 시간을 미리 설정한 시간과 비교하는 단계를 더 포함하며, 상기 변환 시간이 미리 설정된 시간보다 크거나 같은 경우 상기 충전 단계의 충전을 진행하는 것을 특징으로 하는 충전시 도난 방지를 위한 휴대용 충전 케이블 잠금방법.
   
5. 제 1항에 있어서, 전기 자동차에 접속된 케이블이 공용 충전 스테이션 케이블인지 여부를 확인하는 단계는 케이블의 CP 듀티를 미리 설정된 값과 비교하는 단계와 케이블 접속시 9V DC가 9V PWM으로의 변환되는 시간을 미리 설정한 시간과 비교하는 단계를 함께 포함하는 것을 특징으로 하는 충전시 도난 방지를 위한 휴대용 충전 케이블 잠금방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 미리 설정된 CP 듀티값은 공용의 충전 스테이션의 CP 듀티인 것을 특징으로 하는 충전시 도난 방지를 위한 휴대용 충전 케이블 잠금방법.
7. 제 4항 또는 5항에 있어서, 케이블 접속시 9V DC가 9V PWM으로의 변환되는 시간에 대해 미리 설정한 시간은 공용의 충전 스테이션에서 충전 준비가 된 경우 (카드 인증 및 충전 시작 버튼을 누를 때) 차량과의 통신 CP 전압이 9V DC가 9V PWM으로 바뀌는데 소요되는 시간 보다 작은 것을 특징으로 하는 충전시 도난 방지를 위한 휴대용 충전 케이블 잠금방법.
   

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