KR102518037B1 - 전기 자동차의 충전 장치 및 그의 통신 방법 - Google Patents

전기 자동차의 충전 장치 및 그의 통신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치는 PLC(Power Line Communication)를 이용하여 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)로 신호를 전송하는 송신부, 상기 PLC를 이용하여 상기 EVSE로부터 미리 정해진 신호 강도와 상기 EVSE에 입력되는 신호 강도 간의 차를 수신하는 수신부, 상기 미리 정해진 신호 강도와 상기 전기 자동차로부터 출력되는 신호 강도 간의 차를 계산하며, 상기 미리 정해진 신호 강도와 상기 전기 자동차로부터 출력되는 신호 강도 간의 차인 제1 값과 상기 미리 정해진 신호 강도와 상기 EVSE에 입력되는 신호 강도 간의 차인 제2 값의 차를 이용하여 상기 전기 자동차와 상기 EVSE 간의 신호 감쇄에 대한 보상 이득을 계산하는 PLC 제어부를 포함하며, 상기 송신부와 상기 수신부는 상기 보상 이득을 적용하여 상기 EVSE와 통신한다.

Description

전기 자동차의 충전 장치 및 그의 통신 방법{CHARGING APPARATUS FOR ELECTRIC VEHICLE AND COMMUNICATION METHOD OF THE SAME}
본 발명은 전기 자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 자동차의 충전 장치 및 그의 통신 방법에 관한 것이다.
전기 자동차(Electric Vehicle, EV) 또는 플러그-인 하이브리드 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV)와 같은 친환경 자동차는 배터리 충전을 위하여 충전소에 설치된 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)를 이용한다.
이때, EVSE와 EV는 PLC(Power Line Communication)을 수행할 수 있다. EVSE와 EV는 PLC를 통하여 과금 등과 같은 상위 계층의 애플리케이션을 제공할 수 있다.
다만, EVSE와 EV가 PLC를 수행하는 과정에서 신호의 감쇄(attenuation)가 일어날 수 있다. 이러한 감쇄를 보정하기 위하여, EVSE의 PLC 노드와 EV의 PLC 노드 각각은 증폭기를 포함할 수 있다. 이러한 증폭기의 이득은 증폭기의 설계 시 미리 고정되어야 한다. 다만, EVSE의 종류, EV의 종류, EVSE와 EV를 연결하는 케이블의 종류에 따라 신호의 감쇄 정도가 달라질 수 있다. 이에 따라, 미리 고정된 이득을 가지는 증폭기를 이용할 경우, 신호의 감쇄를 정확하게 보정하기 어려운 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전기 자동차의 충전 장치 및 그의 통신 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 통신 방법은 PLC(Power Line Communication)를 이용하여 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)로 신호를 전송하는 단계, 미리 정해진 신호 강도와 상기 전기 자동차로부터 출력되는 신호 강도 간의 차인 제1 값을 계산하는 단계, 상기 EVSE로부터 상기 미리 정해진 신호 강도와 상기 EVSE에 입력되는 신호 강도 간의 차인 제2 값을 수신하는 단계, 상기 제1 값과 상기 제2 값의 차를 이용하여 상기 전기 자동차와 상기 EVSE 간의 신호 감쇄에 대한 보상 이득을 계산하는 단계, 그리고 상기 보상 이득을 적용하여 상기 EVSE와 통신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치는 PLC(Power Line Communication)를 이용하여 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)로 신호를 전송하는 송신부, 상기 PLC를 이용하여 상기 EVSE로부터 미리 정해진 신호 강도와 상기 EVSE에 입력되는 신호 강도 간의 차를 수신하는 수신부, 상기 미리 정해진 신호 강도와 상기 전기 자동차로부터 출력되는 신호 강도 간의 차를 계산하며, 상기 미리 정해진 신호 강도와 상기 전기 자동차로부터 출력되는 신호 강도 간의 차인 제1 값과 상기 미리 정해진 신호 강도와 상기 EVSE에 입력되는 신호 강도 간의 차인 제2 값의 차를 이용하여 상기 전기 자동차와 상기 EVSE 간의 신호 감쇄에 대한 보상 이득을 계산하는 PLC 제어부를 포함하며, 상기 송신부와 상기 수신부는 상기 보상 이득을 적용하여 상기 EVSE와 통신한다.
본 발명의 실시예에 따르면, EV와 EVSE 간의 PLC 수행 중 발생하는 신호의 감쇄를 보상할 수 있다. 특히, 감쇄를 보상하기 위한 이득을 동적으로 적용할 수 있으므로, EV의 종류, EVSE의 종류 및 EV와 EVSE를 연결하는 케이블의 종류에 관계 없이 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2 내지 4는 EV와 EVSE 간의 연결 방법을 예시하는 도면이다.
도 5는 EV와 EVSE 간의 연결을 위한 충전 케이블을 예시한다.
도 6은 단상(single phase)용 베이직 인터페이스 Type 1의 예이고, 도 7은 삼상(three phase)용 베이직 인터페이스 Type 2의 예이다.
도 8은 PLC 노드를 포함하는 전기 자동차의 충전 시스템을 나타낸다.
도 9는 PLC 노드를 포함하는 전기 자동차의 충전 시스템의 블록도이다.
도 10은 PLC 노드를 이용하여 통신하는 EV와 EVSE 간의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 11은 PLC노드를 포함하는 EV의 PLC 연계 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 도 11의 과정 중 밸리데이션(validation) 과정을 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 띠른 전기 자동차의 충전 장치의 신호 감쇄 보상 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 신호 감쇄 보상 방법이 적용되는 일 예를 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 10)는 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 20)로부터 충전될 수 있다. 이를 위하여, EVSE(20)에 연결된 충전 케이블이 EV(10)의 주입구에 연결될 수 있다. 여기서, EVSE(20)는 AC 또는 DC를 공급하는 설비이며, 충전소에 배치되거나, 가정 내에 배치될 수 있으며, 휴대 가능하도록 구현될 수도 있다. 본 명세서에서, EVSE(20)는 충전소(supply), AC 충전소(AC supply), DC 충전소(DC supply), 소켓-아웃렛(socket-outlet) 등과 혼용될 수 있다.
충전 장치(100)는 EV(10) 내에 포함되며, EV(10) 내의 ECU(Electronic Control Unit, 200)와 연결된다.
EV(10)를 충전하는 모드(charging mode)는 EVSE(20)와 EV(10) 간의 연결 방법에 따라 여러 가지로 분류될 수 있다. 예를 들어, 표준화된 소켓-아웃렛을 이용하여 EV(10)와 AC 공급 네트워크를 연결하는 모드 1, EV(10)와 플러그 또는 인케이블 컨트롤 박스(in-cable control box)의 일부 간의 전기적 충격에 대한 보호 시스템 및 CP(Control Pilot) 기능을 이용하여 EV(10)와 AC 공급 네트워크를 연결하는 모드 2, CP 기능이 EVSE의 제어 장비로 확장하는 전용 EVSE(dedicated EVSE)를 이용하여 EV(10)와 AC 공급 네트워크를 영구적으로 연결하는 모드 3, 그리고 CP 기능이 DC EV 충전 스테이션으로 확장하는 DC EV 충전 스테이션(예, 오프-보드 충전기)을 이용하여 EV(10)와 공급 네트워크를 연결하는 모드 4로 분류될 수 있다.
한편, EV(10)와 EVSE(20)는 여러 가지 방법으로 연결될 수 있다. 도 2 내지 4는 EV(10)와 EVSE(20) 간의 연결 방법을 예시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, EV(10)와 EVSE(20)는 충전 케이블(50)을 이용하여 연결되며, 충전 케이블(50)의 플러그는 EV(10)에 영구적으로 장착될 수 있다. 이때, 충전 케이블(50)은 가정용 또는 산업용 소켓-아웃렛에 연결되거나, 충전소에 연결될 수 있다.
도 3을 참조하면, EV(10)와 EVSE(20)는 탈착 가능한(detachable) 충전 케이블(50)를 이용하여 연결되며, 충전 케이블(50)는 차량측 커넥터(52)와 EVSE측 플러그(54), 즉 벽에 고정된 소켓-아웃렛측 또는 충전소측 커넥터(54)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, EV(10)와 EVSE(20)는 충전 케이블(50)을 이용하여 연결되며, 충전 케이블(50)은 충전소에 영구적으로 장착될 수 있다.
이와 같이 분류된 EV(10)를 충전하는 모드(charging mode)에 따라, 그 사용 환경이 달라질 수 있다. 예를 들어, 모드 1은 공급 측에서 16A를 초과하지 못하며, 250V AC 싱글 1186 페이스 또는 480V AC 삼상을 초과하지 못하고, 파워 및 보호 접지 컨덕터를 이용한다. 모드 2는 32A 및 250V AC 단상 또는 480V AC 삼상을 초과하지 못하며, 표준화된 단상 또는 삼상 소켓 아웃렛을 사용한다. 모드 3은 AC 공급 네트워크에 영구적으로 연결되는 EVSE를 통하여 EV를 연결하는데 사용된다. 모드 4는 충전 케이블이 충전소에 영구적으로 장착된 경우에 사용된다.
여기서, 모드 2, 모드 3 및 모드 4에는 EVSE(20) 또는 EVSE(20) 및 EV(10) 간에 요구되는 조건이 있다.
먼저, 보호 컨덕터(protective conductor, PE 컨덕터)의 전기적인 연속성(electrical continuity)을 검출하는 것이다(detection of the electrical continuity of the protective conductor). 모드 2, 모드 3 및 모드 4로 충전하는 동안, PE 컨덕터의 전기적인 연속성은 EVSE에 의하여 지속적으로 모니터링되어야 한다. PE 컨덕터의 전기적인 연속성이 없는 경우, EVSE(20)는 차단되어야 한다(switched off).
다음으로, 차량이 적절하게 연결되어 있는지를 입증하는 것이다(verification that the vehicle is properly connected). EVSE(20)는 커넥터가 챠랑 주입구에 적절하게 삽입되어 있는지와 EVSE(20)에 적절하게 연결되어 있는지를 결정할 수 있다.
다음으로, 지속적으로 보호 접지 연속성을 체크하는 것이다(continuous protective earth continuity checking). EVSE(20)와 차량 간의 설비 접지 연속성은 지속적으로 입증되어야 한다.
다음으로, 차량에 전력 공급을 위한 전원을 제공하는 것이다(energization of power supply to the vehicle). EVSE(20)와 EV(10) 간의 파일럿 기능이 전원 공급을 허락하는 단일 상태로 정확하게 설정되지 않으면, 시스템의 전원 공급은 수행되지 않을 것이다.
다음으로, 차량에 전력 공급을 위한 전원을 단절하는 것이다(de-energization of the power supply to the vehicle). 파일럿 기능이 차단되거나, 파일럿 와이어 단일 상태가 더 이상 전원 공급을 허락하지 않는 경우, 차량 케이블 로의 전력 공급은 차단될 것이나, 제어 회로에는 여전히 전력이 남아 있을 것이다.
한편, 모드 1, 모드 2 및 모드 3에서는 디지털 통신이 선택적으로 가능하다. 모드 4에서는 전용 오프 보드 충전기를 제외한, 오프 보드 충전기를 차량이 제어하기 위하여 디지털 정보 교환이 이루어질 수 있다.
또한, 모드 1, 모드 2 및 모드 3에서는 PE 컨덕터가 EVSE(20)의 접지 단자와 차량의 노출된 컨덕터 간의 등위의 연결을 수립하기 위하여 사용될 수 있다.
다음으로, EV와 EVSE 간의 연결을 위한 인터페이스를 설명한다. 도 5는 EV와 EVSE 간의 연결을 위한 충전 케이블을 예시한다. 충전 케이블(50)의 커넥터(52)는 차량(10)의 주입구에 연결되고, 충전 케이블(50)의 플러그(54)는 충전기측(20), 예를 들어 소켓-아웃렛에 연결될 수 있다.
EV(10)를 충전하는 모드(charging mode)에 따라 적용 가능한 인터페이스 유형은 표 1과 같다.
Figure 112016016785244-pat00001
EV(10)와 EVSE(20)를 연결하기 위하여, 먼저 접지 연결이 선행되어야 하며, 근접(proximity) 및 파워 연결이 이루어진 후, 파일럿 연결(pilot connection)이 수행되어야 한다. EV(10)와 EVSE(20)의 연결을 해제하기 위하여, 파일럿 연결이 가장 먼저 해제되어야 하며, 접지 연결이 최종적으로 해제되어야 한다.
베이직 (AC) 인터페이스(IEC62196-2)는 Type 1, Type 2, Type 3로 구분되며, 표 1에 따라 모드 별로 충전 케이블(50)의 커넥터(52) 및 플러그(54)에 적용 가능하다.
베이직 인터페이스는, 예를 들어 최대 7개의 컨택트를 포함할 수 있다. 도 6은 단상(single phase)용 베이직 인터페이스 Type 1의 예이고, 도 7은 삼상(three phase)용 베이직 인터페이스 Type 2의 예이다. 여기서, 삼상용 인터페이스는 단상을 공급하도록 사용될 수도 있다. 다만, 이는 예시에 지나지 않으며, 인터페이스의 형상, 컨택스의 개수, 위치 및 크기는 다양하게 변형될 수 있다.
단상용 인터페이스에 대하여 바람직한 전류율은 250V 32A이고, 삼상용 인터페이스에 대하여 바람직한 전류율은 480V 32A이다. 일반적인 차량의 주입구는 단상용 인터페이스 및 삼상용 인터페이스에 상호 교환 가능하도록 디자인될 수 있다. 단상과 삼상에 대한 컨택트 위치의 표준 물리 구성은 표 2와 같다.
Figure 112016016785244-pat00002
표 2에서, 각주에 대한 설명은 다음과 같다.
a. 컨택트 넘버(contact number)가 특정 위치를 나타내는 것은 아니다.
b. 일반적인 최대 전류율(maximum current rating)을 나타낸다. 모드 1에서의 최대 전류율은 16A이다. 전류율은 컨택트에 관한 함수이다. 바람직한 값은 지역적인 요구 조건에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 단상용에 대하여 몇몇 나라에서는 10A이나, 일반적으로는 16A이다.
c. 일반적인 전류율: 몇몇 나라에서는 30A가 표준 전류율이고; 10A 및 16A가 일반적인 전류율이다.
d. 몇몇 나라에서, 이 컨택트는 요구되는 전압을 획득하기 위하여 위상으로 연결될 수 있다.
e. 근접 기능(proximity function)을 위하여 사용되는 컨택트는 다른 기능을 수행할 수도 있다.
f. 중성 와이어(neutral wire)는 부하 밸런스를 위하여 생략될 수 있다.
g. 더 높은 전류율이 특정 디자인에서 허용될 수 있다.
h. 컨택트 6, 7을 위하여, 더 넓은 컨덕터 단면을 요구할 수 있다.
인터페이스는 CP(Control Pilot) 및 PD(Proximity Detection)을 위한 컨택트를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, EV와 EVSE는 PLC(Power Line Communication)를 이용하여 통신할 수 있다.
도 8은 PLC 노드를 포함하는 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내고, 도 9는 PLC 노드를 포함하는 전기 자동차의 충전 시스템의 블록도이며, 도 10은 PLC 노드를 이용하여 통신하는 EV와 EVSE 간의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 10)의 충전 장치(100)는 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 20)로부터 충전될 수 있다. 이를 위하여, EVSE(20)에 연결된 충전 케이블(50)이 EV(10)의 주입구에 연결될 수 있다.
한편, EV(10)와 EVSE(20)는 각각 PLC 노드를 포함할 수 있다. EV(10)의 PLC 노드와 EVSE(20)의 PLC 노드는 충전 케이블(50)을 통하여 통신할 수 있다.
도 9 내지 10을 참조하면, EV(10)의 충전 장치(100)는 CP(control Pilot) 포트(110), PE(Protective Earth) 포트(120), 충전 제어부(130), 그리고 PLC 노드(140)를 포함한다.
그리고, EVSE(20)는 CP 생성부(22), 충전 제어부(24) 및 PLC 노드(26)를 포함한다.
EVSE(20)의 CP 생성부(220)에서 생성된 CP(Control Pilot) 신호는 EV(10)의 충전 장치(100)의 CP 포트(110)로 입력된다. 여기서, CP 신호는 전력 전송 개시 또는 중단을 요청하거나, 전력량을 제어하는 신호일 수 있다. 본 명세서에서, CP 신호는 파일럿 기능(pilot function) 신호와 혼용될 수 있다.
PE 포트(120)는 EVSE(20)의 접지와 연결되는 포트이다.
충전 제어부(130)는 배터리(300)의 충전을 제어한다. 이를 위하여, 충전 제어부(130)는 CP 포트(110)를 통하여 수신되는 파일럿 기능(pilot function)을 처리하는 PF(Pilot Function) 로직을 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, EV(10)의 충전 장치(100)는 PD(Proximity Detection) 포트를 더 포함할 수 있으며, 충전 제어부(130)는 PD 포트를 통하여 수신되는 신호를 이용하여 EVSE(20)의 커넥터의 주입 여부를 검출하는 PD(Proximity Detection) 로직을 포함할 수 있다.
한편, EV(10)와 EVSE(20)는 각각 PLC 노드(140, 26)를 더 포함할 수 있다. PLC 노드는 각각 송신부, 수신부 및 PCL 제어부를 포함할 수 있다.
EV(10)와 EVSE(20)가 PLC를 수행하기 위하여, 연계(association)가 필요하다.
도 11은 PLC노드를 포함하는 EV의 PLC 연계 방법을 나타내는 순서도이며, 도 12는 도 11의 과정 중 밸리데이션(validation) 과정을 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 11을 참조하면, EV(10)의 충전 장치(100)와 EVSE(20)가 충전 케이블에 의하여 연결되면, EV(10)의 충전 장치(100)가 EVSE(20)로부터 CP 신호를 수신한다. 이에 따라, EV(10)의 충전 장치(100)는 PLC노드를 구성(configuration of the PLC node)하고(S210), EVSE(20) 내의 PLC노드를 발견(discovery of the PLC node)한다(S212).
EVSE(20)가 PLC노드를 포함하지 않는 경우(Non PLC EVSE, S214), PLC 연계는 실패(association fail)한다(S216).
EVSE(20)가 PLC노드를 포함하는 경우(EVSE with PLC, S218), EV(10)의 충전 장치(100)는 밸리데이션(validation of the Association) 과정을 수행한다(S220). 밸리데이션 과정은 충전 케이블의 커넥터의 각 컨택트가 EV(10)의 주입구의 각 포트에 맞게 연결되었는지를 확인하는 과정이다.
도 12를 참조하면, 밸리데이션 과정을 수행하기 위하여, EV(10)의 충전 장치(100)는 SLAC 과정을 수행하여야 한다(S310). SLAC는 홈플러그 그린파이 스테이션(HomePlug GreenPHY stations) 간의 신호 강도를 측정하기 위한 프로트콜이다.
EV(10)의 충전 장치(100)가 소정 강도의 신호를 수신한 경우, EV(10)의 충전 장치(100)는 밸리데이션이 수행된 것으로 판단하고(EVSE_FOUND, S312), 논리 네트워크 설정(set-up logical network)을 수행하여(S314), 링크가 연결된다(S316). 이에 반해, EV(10)의 충전 장치(100)가 신호를 수신하지 못한 경우, EV(10)의 충전 장치(100)는 밸리데이션이 수행되지 못한 것으로 판단하며(EVSE_NOT FOUND, S318), 링크가 연결되지 않는다(No link, S320).
한편, EV(10)의 충전 장치(100)가 신호를 수신하였는지에 대한 판단이 애매한 경우, EV(10)의 충전 장치(100)는 EVSE(20)가 잠재적으로 발견된 것으로 판단하고(EVSE_ POTENTIALLY_FOUND, S322), CP 신호를 이용하여 밸리데이션을 수행할 수 있다(Validation by Control Pilot, S324). CP 신호가 성공적으로 수신되는 경우, EV(10)의 충전 장치(100)는 밸리데이션이 수행된 것으로 판단하고(S326), 논리 네트워크 설정을 수행하여(S314), 링크가 연결된다(S316). 이에 반해, CP 신호를 수신하지 못한 경우, EV(10)의 충전 장치(100)는 밸리데이션이 수행되지 못한 것으로 판단하며(S328), 링크가 연결되지 않는다(S320).
다시 도 10을 참조하면, 링크가 연결된 후, 상위 계층에서의 연계 과정(association process)를 시작하며(S222), 연계가 성공한다(Association success, S224).
한편, EVSE와 EV가 PLC를 수행하는 과정에서 신호의 감쇄(attenuation)가 일어날 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따르면, EVSE와 EV 간 연계 설정 중 밸리데이션을 위하여 진행하는 SLAC 프로토콜을 이용하여 신호의 감쇄를 보상하고자 한다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 띠른 전기 자동차의 충전 장치의 신호 감쇄 보상 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 13을 참조하면, EV(10)의 충전 장치(100)의 PLC 노드(140) 내 송신부(142)는 PLC(Power Line Communication)을 이용하여 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 20)로 신호를 전송한다(S100).
그리고, PLC 제어부(146)는 송신측의 신호 감쇄 값, 즉 미리 정해진 신호 강도와 EV(10)로부터 출력되는 신호 강도 간의 차인 제1 값을 계산한다(S110).
한편, EV(10)로부터 PLC로 신호를 수신한 EVSE(20)의 PLC 노드(26)는 수신측의 신호 감쇄 값, 즉 미리 정해진 신호 강도와 EVSE(20)에 입력되는 신호 강도 간의 차인 제2 값을 계산하고(S120), 이를 EV(10)로 전송한다(S130). 여기서, 제2 값은 도 12에서 설명한 SLAC 과정을 이용하여 EVSE(20)에 의하여 계산될 수 있다.
그리고, PLC 제어부(146)는 제1 값과 제2 값의 차를 이용하여 EV(10)와 EVSE(20) 간의 신호 감쇄에 대한 보상 이득을 계산한다(S140).
그리고, EV(10)의 PLC 노드(140)와 EVSE(20)의 PLC 노드(26)는 보상 이득을 적용하여 통신한다(S150).
도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 신호 감쇄 보상 방법이 적용되는 일 예를 나타낸다.
도 14를 참조하면, EV(10)의 PLC 노드(140)가 -72dBm/Hz의 신호를 송신하는 것을 가정한다. 이때, EV(10) 내에서 -4dBm/Hz의 감쇄가 일어나므로, EV(10)의 소켓에서 출력되는 신호는 -76dBm/Hz이다.
한편, 충전 케이블(50)을 통하여 감쇄가 일어난 후, EVSE(20)의 소켓에는 -78dBm/Hz의 신호가 입력된다. 이후, EVSE(20) 내에서 -3dBm/Hz의 감쇄가 일어나며, EVSE(20)의 PLC 노드(26)는 -81dBm/Hz의 신호를 수신한다.
이때, 신호 감쇄 값을 계산하기 위하여 EV(10) 및 EVSE(20)에서 미리 정해진 신호 강도가 -50dBm/Hz라고 가정할 경우, EV(10)의 PLC 노드(140)는 송신측 신호 감쇄 값을 -26dBm/Hz(=-76dBm/Hz-(-50dBm/Hz))로 계산한다. 그리고, EVSE(20)의 PLC 노드(26)는 SLAC 과정에서 신호 감쇄 값을 -31dBm/Hz(-81dBm/Hz-(-50dBm/Hz))로 계산한 후, EVSE(20) 내 감쇄 값인 -3dB/Hz를 보상하여 -28dBm/Hz로 계산하고, 이를 EV(10)의 PLC 노드(140)로 전송한다.
이에, EV(10)의 PLC 노드(140)는 신호 감쇄에 대한 보상 이득을 -2dBm/Hz(-28dBm/Hz-(-26dBm/Hz))로 계산하고, 보상 이득을 적용하여 EVSE(20)의 PLC 노드(26)와 통신한다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면, EV(10)와 EVSE(20) 간의 PLC를 위하여 신호 감쇄로 인한 보상 이득을 미리 고정할 필요가 없으며, 동적으로 적용할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 전기 자동차
20: 전기 자동차 충전 설비
100: 충전 장치

Claims (4)

  1. 전기 자동차의 충전 장치의 통신 방법에 있어서,
    PLC(Power Line Communication)를 이용하여 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)로 신호를 전송하는 단계,
    미리 정해진 신호 강도와 상기 전기 자동차로부터 출력되는 신호 강도 간의 차인 제1 값을 계산하는 단계,
    상기 EVSE로부터 상기 미리 정해진 신호 강도와 상기 EVSE에 입력되는 신호 강도 간의 차인 제2 값을 수신하는 단계,
    상기 제1 값과 상기 제2 값의 차를 이용하여 상기 전기 자동차와 상기 EVSE 간의 신호 감쇄에 대한 보상 이득을 계산하는 단계, 그리고
    상기 보상 이득을 적용하여 상기 EVSE와 통신하는 단계
    를 포함하는 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 값은 SLAC 프로토콜을 이용하여 상기 EVSE에 의하여 계산되는 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 값을 이용하여 상기 EVSE와의 연결을 밸리데이션하는 단계, 그리고
    상기 EVSE와 연계 설정을 하는 단계
    를 더 포함하는 통신 방법.
  4. 전기 자동차의 충전 장치에 있어서,
    PLC(Power Line Communication)를 이용하여 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)로 신호를 전송하는 송신부,
    상기 PLC를 이용하여 상기 EVSE로부터 미리 정해진 신호 강도와 상기 EVSE에 입력되는 신호 강도 간의 차를 수신하는 수신부,
    상기 미리 정해진 신호 강도와 상기 전기 자동차로부터 출력되는 신호 강도 간의 차를 계산하며, 상기 미리 정해진 신호 강도와 상기 전기 자동차로부터 출력되는 신호 강도 간의 차인 제1 값과 상기 미리 정해진 신호 강도와 상기 EVSE에 입력되는 신호 강도 간의 차인 제2 값의 차를 이용하여 상기 전기 자동차와 상기 EVSE 간의 신호 감쇄에 대한 보상 이득을 계산하는 PLC 제어부
    를 포함하며,
    상기 송신부와 상기 수신부는 상기 보상 이득을 적용하여 상기 EVSE와 통신하는 충전 장치.
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