KR102524385B1 - 전기 자동차의 충전용 통신 모듈 및 충전 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 자동차의 충전용 통신 모듈 및 충전 방법에 관한 것으로, 신호 라인의 전압 레벨을 감지하여 감지 결과를 생성하는 전압 센싱부, 상기 감지 결과에 기초하여 제 1 제어 정보를 생성하고, 상기 신호 라인으로부터 제공되는 제 1 통신 형식의 정보를 제 2 통신 형식의 정보로 변환하는 제어부, 및 상기 제 1 제어 정보에 기초하여 상기 신호 라인과 상기 제어부를 전기적으로 연결 또는 분리시키는 스위칭부를 포함할 수 있다.

Description

전기 자동차의 충전용 통신 모듈 및 충전 방법{COMMUNICATION MODUULE AND METHOD FOR CHARGING ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기 자동차의 충전용 통신 모듈 및 충전 방법에 관한 것이다.
전기 자동차(Electric Vehicle, EV)는 배터리의 동력으로 모터를 구동하여, 종래의 가솔린 엔진 자동차에 비해 배기 가스 및 소음 등과 같은 공기 오염원이 적으며, 고장이 적고, 수명이 길며, 운전 조작이 간단하다. 전기 자동차 충전 시스템은 기본적으로 사용 전원의 배전망이나 에너지 저장 장치의 전력을 이용하여 전기 자동차에 탑재된 배터리를 충전하는 시스템으로 정의할 수 있다.
최근에 전기 자동차 충전 방식의 하나로 전력선 통신(PLC: Power Line Communication)을 이용하여 고객 인증, 충전 및 과금이 동시에 이루어지도록 하는 충전 방식이 제안되고 있다. 전력선 통신을 통해 고객 인증 및 과금이 구현되기 위해서는 전기자동차와 전기 자동차 충전 시스템의 원활한 통신이 수반되어야 하지만, 전기 자동차의 통신 장치를 포함하는 내부 전자 장치들은 전기 자동차의 충전 전압보다 낮은 전압에서 동작하기 때문에 통신을 위한 전력선에 발생할 수 있는 과전압 및 과전류에 의해 오동작 및 고장 발생의 확률이 높아지는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 전기 자동차 충전시 충전 케이블을 이용하여 별도의 유무선 장치의 설치없이 충전 및 통신이 원활히 이루어짐과 동시에 전력선의 과전압 및 과전류로부터 전기 자동차의 내부 전자 장치들을 보호할 수 있는 전기 자동차의 충전용 통신 모듈 및 충전 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈은, 신호 라인의 전압 레벨을 감지하여 감지 결과를 생성하는 전압 센싱부, 상기 감지 결과에 기초하여 제 1 제어 정보를 생성하고, 상기 신호 라인으로부터 제공되는 제 1 통신 형식의 정보를 제 2 통신 형식의 정보로 변환하는 제어부, 및 상기 제 1 제어 정보에 기초하여 상기 신호 라인과 상기 제어부를 전기적으로 연결 또는 분리시키는 스위칭부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 감지 결과에 기초하여 상기 신호 라인의 전압 레벨이 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높거나 동일할 경우 상기 신호 라인과 상기 제어부를 전기적으로 분리시키기 위한 상기 제 1 제어 정보를 생성하고, 상기 감지 결과에 기초하여 상기 신호 라인의 전압 레벨이 연결 기준 전압 레벨보다 높거나 동일할 경우 상기 신호 라인과 상기 제어부를 전기적으로 연결시키기 위한 상기 제 1 제어 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전기 자동차의 충전용 통신 모듈은, 상기 스위칭부와 상기 제어부 사이에 배치되는 필터부를 더 포함하고, 상기 필터부는 기설정된 전압 레벨 범위 이내의 전압을 상기 스위칭부로부터 상기 제어부에 전달할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 감기 결과에 기초하여 상기 필터부를 동작시키는 제 2 제어 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 신호 라인과 상기 스위칭부를 전기적으로 연결시키는 상기 제 1 제어 정보가 생성되면 상기 필터부를 동작시키라는 상기 제 2 제어 정보를 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈은, 충전 케이블에 포함된 복수의 통신 라인과 전기적으로 연결되는 복수의 신호 라인 각각의 전압 레벨을 감지하여 감지 결과를 생성하는 전압 센싱부, 제 1 제어 정보에 기초하여 상기 복수의 신호 라인을 필터부에 전기적으로 연결 또는 분리시키는 스위칭부, 제 2 제어 정보에 기초하여 상기 스위칭부로부터 전달되는 상기 복수의 신호 라인들의 정보에 포함된 노이즈를 제거하는 필터부, 상기 감지 결과에 기초하여 상기 제 1 제어 정보 및 상기 제 2 제어 정보를 생성하고, 상기 필터부에 의해 노이즈가 제거된 제 1 통신 형식의 정보를 제 2 통신 형식의 정보로 변환하여 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 복수의 통신 라인은 제 1 통신 라인, 제 2 통신 라인 및 제 3 통신 라인을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 통신 라인은 상기 제 1 통신 형식의 정보를 전송하는 라인이고, 상기 제 3 통신 라인은 상기 충전 케이블과 상기 전기 자동차의 전기적인 연결 상태에 관한 정보를 전송하는 라인일 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 복수의 신호 라인은 제 1 신호 라인, 제 2 신호 라인 및 제 3 신호 라인을 포함하고, 상기 제 3 통신 라인과 전기적으로 연결되는 상기 제 2 신호 라인은 상기 제 1 및 제 2 통신 라인과 전기적으로 연결되는 상기 제 1 및 제 3 신호 라인들 사이에 배치될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제 1 내지 제 3 신호 라인 각각의 전압 레벨과 해당 신호 라인의 연결 기준 전압 레벨을 각각 비교하여 상기 복수의 신호 라인들 각각과 상기 필터부를 전기적으로 연결시키기 위한 상기 제 1 제어 정보를 생성하고, 상기 제 1 내지 제 3 통신 라인 각각의 전압 레벨과 해당 신호 라인의 과전압 판단 기준 전압 레벨을 각각 비교하여 상기 복수의 신호 라인들과 상기 필터부를 전기적으로 분리시키기 위한 상기 제 1 제어 정보를 생성할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 해당 신호 라인의 연결 기준 전압 레벨보다 높거나 동일한 전압 레벨의 신호 라인과 상기 필터부를 전기적으로 연결시키기 위한 상기 제 1 제어 정보를 생성하고, 상기 제 1 내지 제 3 신호 라인 중 하나의 신호 라인이라도 상기 해당 신호 라인의 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높거나 동일할 경우 상기 제 1 내지 제 3 신호 라인들과 상기 필터부를 전기적으로 분리시키기 위한 상기 제 1 제어 정보를 생성할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 과전압 판단 기준 전압 레벨은, 상기 연결 기준 전압 레벨보다 높을 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 스위칭부는, 제 1 스위치, 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함하고, 상기 제 1 스위치는 상기 제 1 제어 정보에 기초하여 상기 제 1 신호 라인을 상기 필터부에 전기적으로 연결 또는 분리시키고, 상기 제 2 스위치는 상기 제 1 제어 정보에 기초하여 상기 제 2 신호 라인을 상기 필터부에 전기적으로 연결 또는 분리시키며, 상기 제 3 스위치는 상기 제 1 제어 정보에 기초하여 상기 제 3 신호 라인을 상기 필터부에 전기적으로 연결 또는 분리시킬 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 필터부는, 제 1 TVS 다이오드, 제 2 TVS 다이오드 및 제 3 TVS 다이오드를 포함하고, 상기 제 1 TVS 다이오드는 상기 제 1 스위치와 상기 제어부 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 TVS 다이오드는 상기 제 2 스위치와 상기 제어부 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 제 3 TVS 다이오드는 상기 제 3 스위치와 상기 제어부 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 제 1 내지 제 3 TVS 다이오드 각각은, 상기 제 1 내지 제 3 스위치 각각으로부터 전달되는 전압을 상기 제어부로 전달하되, 기설정된 전압 레벨 이하의 전압을 상기 제어부에 전달할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 전기 자동차의 충전 방법은, 제 1 통신 라인의 전압 레벨과 제 1 연결 기준 전압 레벨을 비교하여 전기 자동차와 상기 제 1 통신 라인을 전기적으로 연결시키는 제 1 단계, 제 2 통신 라인의 전압 레벨과 제 2 연결 기준 전압 레벨을 비교하여 상기 전기 자동차와 상기 제 2 통신 라인을 전기적으로 연결시키는 제 2 단계, 상기 제 1 통신 라인의 전압 레벨과 제 1 과전압 판단 기준 전압 레벨을 비교하여 상기 제 1 및 제 2 통신 라인을 상기 전기 자동차로부터 전기적으로 분리시키는 제 3 단계, 및 상기 제 2 통신 라인의 전압 레벨과 제 2 과전압 판단 기준 전압 레벨을 비교하여 상기 제 1 및 제 2 통신 라인을 상기 전기 자동차로부터 전기적으로 분리시키는 제 4 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 제 1 단계는, 상기 제 1 통신 라인의 전압 레벨이 상기 제 1 연결 기준 전압 레벨보다 높거나 동일할 경우 상기 제 1 통신 라인을 상기 전기 자동차와 전기적으로 연결시키고, 상기 제 2 단계는 상기 제 2 통신 라인의 전압 레벨이 상기 제 1 연결 기준 전압 레벨보다 높거나 동일할 경우 상기 제 2 통신 라인을 상기 전기 자동차와 전기적으로 연결시킬 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 제 3 단계는, 상기 제 1 통신 라인의 전압 레벨이 상기 제 1 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높거나 동일할 경우 상기 제 1 및 제 2 통신 라인을 상기 전기 자동차와 전기적으로 분리시키고, 상기 제 4 단계는 상기 제 2 통신 라인의 전압 레벨이 상기 제 2 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높거나 동일할 경우 상기 제 1 및 제 2 통신 라인을 상기 전기 자동차와 전기적으로 분리시킬 수 있다.
본 기술은 전기 자동차 충전시 충전 케이블의 과전류 및 과전압이 발생하여도 전기 자동차의 내부 전자 장치들을 보호하고, 안정적인 충전 및 통신을 이루어지게 하여, 전기 자동차의 편리성을 향상시킬 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈이 적용된 전기 자동차의 충전 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차 및 충전 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈이 접속될 수 있는 충전 건을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 5을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈이 적용된 전기 자동차의 충전 방식을 설명하기 위한 도면이다.
전기 자동차(10, Electric Vehicle, EV)는 배터리에 저장된 전기 에너지를 동력원으로 모터를 회전시켜 구동 에너지를 얻을 수 있다. 이러한 전기 자동차(10)는 충전 장치(20)로부터 전기 에너지를 제공받아 배터리에 전기 에너지를 충전시킬 수 있다.
이때, 전기 자동차(10)는 충전 케이블의 일단에 구성된 충전 건이 삽입됨으로써, 충전 케이블을 통해 충전 장치(20)와 전기적으로 연결될 수 있다.
전기 자동차(10)와 충전 장치(20)가 충전 케이블을 통해 전기적으로 연결되면, 충전 케이블을 통해 전기 자동차(10)와 충전 장치(20)는 데이터 통신이 가능할 수 있다. 이때, 전기 자동차(10)와 충전 장치(20) 사이에 데이터 통신은 전력선 통신(Power Line Communication, PLC) 방식을 통해 이루어 질 수 있다.
예를 들어, 전기 자동차(10)의 내부 전자 장치에 저장된 운전자 또는 소유자와 관련된 정보가 데이터 통신을 통해 충전 장치(20)로 전달될 수 있다.
충전 장치(20)는 운전자 또는 소유자와 관련된 정보를 인증 기관 또는 충전 거래소(30)에 전달하여 운전자 또는 소유자의 신원 및 결제 인증이 완료되면, 충전 거래소(30)로부터 충전 허가 정보를 수신할 수 있다. 충전 장치(20)가 충전 허가 정보를 수신하면, 충전 장치(20)에 연결된 전기 자동차(10)는 충전 장치(20)로부터 전기 에너지를 제공받아 배터리를 충전시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차 및 충전 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 전기 자동차(10)는 배터리(11), 배터리 관리 시스템(12, BMS(Battery Management System)), 배터리 충전기(13 예를 들어, OBC(On-Board Charger)) 및 제 1 충전용 통신 모듈(100)을 포함할 수 있다.
배터리(11)는 전기 에너지를 저장할 수 있다.
배터리 관리 시스템(12)은 배터리(11)를 효율적이고 안전하게 사용하도록 관리하는 장치로서, 배터리(11)의 전압, 전류 온도등을 모니터링하고 배터리(11)를 최적의 상태로 유지시킬 수 있다.
배터리 충전기(13)는 충전 장치(20)로부터 제공되는 전기 에너지를 이용하여 배터리(11)를 충전할 수 있다. 예를 들어, 배터리 충전기(13)는 충전 장치(20)로부터 제공되는 AC 전원을 승압하고, DC 전원으로 변환하여 배터리(11)를 충전시킬 수 있다.
배터리 관리 시스템(12)과 배터리 충전기(13)는 차량용 통신 방식(예를 들어, CAN 통신, 이더넷)을 통해 정보를 송수신할 수 있다.
제 1 충전용 통신 모듈(100)은 배터리 충전기(13), 배터리 관리 시스템(12) 및 전기 자동차(10)의 전자 장치(예를 들어, AVN(14)) 들과 차량용 통신 방식을 통해 정보를 송수신할 수 있다.
또한, 제 1 충전용 통신 모듈(100)은 충전 케이블을 통해 충전 장치(20)와 정보를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 제 1 충전용 통신 모듈(100)은 차량용 통신 방식의 정보를 전력선 통신(PLC) 방식의 정보로 변환하여 충전 장치(20)로 송신할 수 있고, 충전 장치(20)로부터 제공되는 전력선 통신(PLC) 방식의 정보를 차량용 통신 방식의 정보로 변환하여 전기 자동차(10) 내부의 전자 장치(14)들에 제공할 수 있다.
충전 장치(20)는 전원 공급 회로(21) 및 제 2 충전용 통신 모듈(22)을 포함할 수 있다.
전원 공급 회로(21)는 충전 케이블을 통해 전기 자동차(10)에 전기 에너지를 제공할 수 있다.
제 2 충전용 통신 모듈(22)은 충전 케이블을 통해 충전 장치(20)와 전기 자동차(10) 사이의 통신이 이루어지도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 충전용 통신 모듈(21)은 전기 자동차(10)로부터 충전 케이블을 통해 제공되는 전력선 통식 방식의 정보를 인증 기관 또는 충전 거래소에서 사용하는 통신 방식으로 변환하여 인증 기관 또는 충전 거래소에 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈이 접속될 수 있는 충전 건을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 전기 자동차에 삽입되는 충전 건의 일 예가 도시된다. 충전 건에 연결되는 충전 케이블은 복수의 통신 라인(CP, PE, PP) 및 복수의 전력 공급 라인(N, L1, L2, L3)을 포함할 수 있다.
이때, 충전 건은 충전 케이블의 일단과 연결될 수 있으며, 충전용 케이블에 내장된 복수의 통신 라인(CP, PE, PP) 및 복수의 전력 공급 라인(N, L1, L2, L3)이 충전 건의 외부로 돌출되게 형성되어 전기 자동차와 전기적으로 접속될 수 있다.
상술한 바와 같이, 전기 자동차로의 전기 에너지의 제공 및 전기 자동차와 충전 장치 간의 통신을 모두 구현하는 방식은 전력 공급 라인(N, L1, L2, L3)과 통신 라인(CP, PE, PP)을 하나의 충전 케이블에 내장된 형태를 통해 가능할 수 있다.
전력 공급 라인(N, L1, L2, L3)과 통신 라인(CP, PE, PP) 사이의 거리가 가깝기 때문에 전력 공급 라인(N, L1, L2, L3)의 노이즈 또는 이상 전압 발생시 커플링 현상으로 통신 라인(CP, PE, PP)에 과전압이 발생될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈(100)은 충전 케이블의 통신 라인(CP, PE, PP)에 전기적으로 연결되어, 통신 라인(CP, PE, PP)에서 발생할 수 있는 과전압으로부터 전기 자동차 내부의 전자 장치들을 보호할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈(100)은 전기 자동차의 운전자 또는 소유자에 대한 정보를 송수신하므로, 개인 정보 유출 및 전기 자동차의 해킹을 방지하기 위해 암호화 모듈 또는 알고리즘을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈(100)은 배터리 관리 시스템(12), 배터리 충전기(13) 및 충전 장치(20)의 정보들을 제공 받을 수 있어, 배터리(11)의 필요 충전량, 필요 충전량을 충전시키기 위한 전기 에너지의 가격, 배터리 상태 등을 AVN과 같은 전기 자동차의 전자 장치(14)를 통해 운전자 또는 탑승자에게 시각 또는 청각 정보로서 제공할 수 있다.
전기 자동차(10)에 포함되는 제 1 충전용 통신 모듈(100)과 충전 장치(20)에 포함되는 제 2 충전용 통신 모듈(22)의 구성은 동일하거나 유사할 수 있다.
그러므로, 제 1 및 제 2 충전용 통신 모듈(100, 21) 중 전기 자동차(10)에 포함되는 제 1 충전용 통신 모듈(100)을 본 발명의 일 실시예로 설명할 뿐, 이에 한정하는 것은 아님을 밝혀둔다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈에 대해 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈(100)은 입력 신호 커넥터(101), 전압 센싱부(102), 스위칭부(103), 필터부(104), 제어부(105) 및 출력 신호 커넥터(106)를 포함할 수 있다.
입력 신호 커넥터(101)는 충전 케이블에 포함된 복수의 통신 라인(CP, PE, PP)과 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 충전 케이블에 포함된 복수의 통신 라인(CP, PE, PP)은 제 1 통신 라인(CP), 제 2 통신 라인(PE) 및 제 3 통신 라인(PP)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제 1 통신 라인(CP) 및 제 2 통신 라인(PE)은 데이터를 송수신하기 위한 라인일 수 있으며, 제 3 통신 라인(PP)는 충전 건을 통해 충전 케이블과 전기 자동차가 전기적으로 연결되었다는 정보를 송수신하기 위한 라인일 수 있다. 이때, 제 2 통신 라인(PE)은 접지(Ground) 레벨을 유지할 수 있고, 제 1 통신 라인(CP)은 접지(Ground) 레벨보다 높은 레벨의 전압을 전달할 수 있다.
접지 레벨을 유지하는 제 2 통신 라인(PE)를 제외하고, 나머지 제 1 통신 라인(CP) 및 제 3 통신 라인(PP)은 기설정된 규격을 기준으로 한 오차 범위 이내의 전압이 전송되어야 한다. 따라서, 데이터의 송수신은 제 2 통신 라인(PE)의 전압 레벨을 기준으로 검출되는 제 1 통신 라인(CP)의 전압 레벨에 기초하여 수행될 수 있다.
또한, 입력 신호 커넥터(101)는 충전 케이블에 포함된 복수의 통신 라인(CP, PE, PP) 각각을 복수의 신호 라인(L1, L2, L3) 각각에 전기적으로 연결시킬 수 있다.
예를 들어, 제 1 통신 라인(CP)은 입력 신호 커넥터(101)를 통해 제 1 신호 라인(L1)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제 2 통신 라인(PE)은 입력 신호 커넥터(101)를 통해 제 3 신호 라인(L3)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 제 3 통신 라인(PP)은 제 2 신호 라인(L2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
전압 센싱부(102)는 입력 신호 커넥터(101)와 전기적으로 연결된 복수의 신호 라인(L1, L2, L3) 각각의 전압 레벨을 감지하여 감지된 정보를 제어부(105)에 제공할 수 있다.
예를 들어, 전압 센싱부(102)는 제 1 신호 라인(L1)의 전압 레벨을 감지하여 제 1 신호 라인 전압 정보를 생성하고, 생성된 제 1 신호 라인 전압 정보를 제어부(105)에 제공할 수 있다. 또한, 전압 센싱부(102)는 제 2 신호 라인(L2)의 전압 레벨을 감지하여 제 2 신호 라인 전압 정보를 생성하고, 생성된 제 2 신호 라인 전압 정보를 제어부(105)에 제공할 수 있다. 또한, 전압 센싱부(102)는 제 3 신호 라인(L3)의 전압 레벨을 감지하여 제 3 신호 라인 전압 정보를 생성하고, 생성된 제 3 신호 라인 전압 정보를 제어부(105)에 제공할 수 있다.
스위칭부(103)는 제 1 제어 정보(C_A)에 기초하여 복수의 신호 라인(L1, L2, L3) 각각을 필터부(104)와 전기적으로 연결 또는 분리시킬 수 있다. 예를 들어, 스위칭부(103)는 복수의 스위치(예를 들어, 제 1 내지 제 3 스위치, 103-1, 103-2, 103-3)를 포함할 수 있다.
제 1 스위치(103-1)는 제 1 신호 라인 전압 정보에 기초한 제 1 제어 정보(C_A)에 따라 제 1 신호 라인(L1)과 필터부(104)를 전기적으로 연결시키거나 분리시킬 수 있다. 제 2 스위치(103-2)는 제 2 신호 라인 전압 정보에 기초한 제 1 제어 정보(C_A)에 따라 제 2 신호 라인(L2)과 필터부(104)를 전기적으로 연결시키거나 분리시킬 수 있다. 제 3 스위치(103-3)는 제 3 신호 라인 전압 정보에 기초한 제 1 제어 정보(C_A)에 따라 제 3 신호 라인(L3)과 필터부(104)를 전기적으로 연결시키거나 분리시킬 수 있다.
필터부(104)는 제 2 제어 정보(C_B)에 기초하여 필터링 동작을 수행하거나 중지할 수 있다. 필터부(104)는 스위칭부(103)와 제어부(105) 사이에 배치될 수 있다. 스위칭부(103)의 동작에 따라 복수의 신호 라인(L1, L2, L3)이 전기적으로 연결되고, 제 2 제어 정보(C_B)에 따라 필터링 동작을 수행하는 필터부(103)는 복수의 신호 라인(L1, L2, L3)으로부터 스위칭부(103)를 통해 전달되는 전압을 제어부(105)에 전달할 수 있다.
이때, 필터부(104)는 기설정된 전압 레벨 범위 이내의 전압만을 제어부(105)에 전달할 수 있다.
즉, 필터부(104)는 복수의 신호 라인(L1, L2, L3)으로부터 수신되는 신호들의 노이즈(기설정된 전압 레벨 범위를 초과하는 전압)를 제거하고, 노이즈가 제거된 신호들을 제어부(105)에 제공할 수 있다.
필터부(104)는 복수의 신호 라인(L1, L2, L3) 각각에 연결된 복수의 스위치(103-1, 103-2, 103-3) 각각과 전기적으로 연결되는 복수의 필터링 회로(예를 들어, TVS(Transient Voltage Suppressor) 다이오드)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 필터부(104)는 제 1 내지 제 3 TVS 다이오드(104-1, 104-2, 104-3)를 포함할 수 있다. 이때, TVS 다이오드는 허용 범위 전압 레벨 이내의 전압만을 전달할 수 있다.
제 1 TVS 다이오드(104-1)는 제 1 신호 라인(L1)과 전기적으로 연결 및 분리되는 제 1 스위치(103-1)에 연결될 수 있다. 또한, 제 1 TVS 다이오드(104-1)는 제 2 제어 정보(C_B)에 기초하여 필터링 동작 유무가 결정될 수 있다.
제 2 TVS 다이오드(104-2)는 제 2 신호 라인(L2)과 전기적으로 연결 및 분리되는 제 2 스위치(103-2)에 연결될 수 있다. 또한, 제 2 TVS 다이오드(104-2)는 제 2 제어 정보(C_B)에 기초하여 필터링 동작 유무가 결정될 수 있다.
제 3 TVS 다이오드(104-3)는 제 3 신호 라인(L3)과 전기적으로 연결 및 분리되는 제 3 스위치(103-3)에 연결될 수 있다. 또한, 제 3 TVS 다이오드(104-3)는 제 2 제어 정보(C_B)에 기초하여 필터링 동작 유무가 결정될 수 있다.
더욱 상세히 예를 들어 설명하면, 제 1 TVS 다이오드(104-1)는 제 1 신호 라인 전압 정보에 기초한 제 2 제어 정보(C_B)에 따라 필터링 동작 유무가 결정될 수 있다. 필터링 동작을 수행하는 제 1 TVS 다이오드(104-1)는 제 1 신호 라인(L1)과 제 1 스위치(103-1)를 거쳐 전달되는 신호에 노이즈 성분을 제거하고, 노이즈 성분이 제거된 신호를 제어부(105)에 제공할 수 있다.
제 2 TVS 다이오드(104-2)는 제 2 신호 라인 전압 정보에 기초한 제 2 제어 정보(C_B)에 따라 필터링 동작 유무가 결정될 수 있다. 필터링 동작을 수행하는 제 2 TVS 다이오드(104-2)는 제 2 신호 라인(L2)과 제 2 스위치(103-2)를 거쳐 전달되는 신호에 노이즈 성분을 제거하고, 노이즈 성분이 제거된 신호를 제어부(105)에 제공할 수 있다.
제 3 TVS 다이오드(104-3)는 제 3 신호 라인 전압 정보에 기초한 제 2 제어 정보(C_B)에 따라 필터링 동작 유무가 결정될 수 있다. 필터링 동작을 수행하는 제 3 TVS 다이오드(104-3)는 제 3 신호 라인(L3)과 제 3 스위치(103-3)를 거쳐 전달되는 신호에 노이즈 성분을 제거하고, 노이즈 성분이 제거된 신호를 제어부(105)에 제공할 수 있다.
제어부(105)는 전압 센싱부(102)로부터 복수의 신호 라인(L1, L2, L3) 각각의 전압 레벨에 대한 정보를 제공받아 제 1 제어 정보(C_A) 및 제 2 제어 정보(C_B)를 생성하고, 제 1 제어 정보(C_A)를 스위칭부(103)에 제공하며, 제 2 제어 정보(C_B)를 필터부(104)에 제공할 수 있다.
예를 들어, 제어부(105)는 전압 센싱부(102)로부터 제공받는 복수의 신호 라인(L1, L2, L3) 각각의 전압 레벨에 대한 정보에 기초하여 제 1 제어 정보(C_A)를 생성할 수 있다.
더욱 상세히 설명하면, 제어부(105)는 제 3 신호 라인(L3)의 전압 레벨이 제 1 연결 기준 전압 레벨(예를 들어, 접지 전압 레벨)에 대응되면 제 3 신호 라인(L3)과 필터부(104)를 전기적으로 연결시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성하여 제 3 스위치(103-3)에 제공할 수 있다.
한편, 제어부(105)는 접지 전압 레벨을 기준으로 제 3 신호 라인(L3)의 전압 레벨을 판단하여, 판단 결과가 제 1 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높거나 동일하면 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)과 필터부(104)를 전기적으로 분리시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성하여 제 1 내지 제 3 스위치(103-1, 103-2, 103-3)에 제공할 수 있다.
이때, 제 1 과전압 판단 기준 전압 레벨은 제 1 연결 기준 전압 레벨보다 높을 수 있다.
제어부(105)는 제 3 신호 라인(L3)의 전압 레벨 즉, 접지 전압 레벨을 기준으로 제 2 신호 라인(L2)의 전압 레벨을 판단하여, 판단 결과에 따라 제 2 신호 라인(L2)과 필터부(104)를 전기적으로 연결시키거나 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)과 필터부(104)를 분리시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성하고, 생성된 제 1 제어 정보(C_A)를 제 2 스위치(103-2) 또는 제 1 내지 제 3 스위치(103-1, 103-2, 103-3)에 제공할 수 있다.
예를 들어, 제어부(105)는 제 2 신호 라인(L2)의 전압 레벨 판단 결과가 제 2 연결 기준 전압 레벨보다 높거나 동일하면 제 2 신호 라인(L2)과 필터부(104)를 전기적으로 연결시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성하고, 생성된 제 1 제어 정보(C_A)를 제 2 스위치(103-2)에 제공할 수 있다.
한편, 제어부(105)는 제 2 신호 라인(L2)의 전압 레벨 판단 결과가 제 2 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높거나 동일하면 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)과 필터부(104)를 전기적으로 분리시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성하고, 생성된 제 1 제어 정보(C_A)를 제 1 내지 제 3 스위치(103-1, 103-2, 103-3)에 제공할 수 있다.
이때, 제 2 과전압 판단 기준 전압 레벨은 제 2 연결 기준 전압 레벨보다 높을 수 있다.
제어부(105)는 제 3 신호 라인(L3)의 전압 레벨 즉, 접지 전압 레벨을 기준으로 제 1 신호 라인(L1)의 전압 레벨을 판단하여, 판단 결과에 따라 제 1 신호 라인(L1)과 필터부(104)를 전기적으로 연결시키거나 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)과 필터부(104)를 분리시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성하고, 생성된 제 1 제어 정보(C_A)를 제 1 스위치(103-1) 또는 제 1 내지 제 3 스위치(103-1, 103-2, 103-3)에 제공할 수 있다.
예를 들어, 제어부(105)는 제 1 신호 라인(L1)의 전압 레벨 판단 결과가 제 3 연결 기준 전압 레벨보다 높거나 동일하면 제 1 신호 라인(L1)과 필터부(104)를 전기적으로 연결시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성하고, 생성된 제 1 제어 정보(C_A)를 제 1 스위치(103-1)에 제공할 수 있다.
한편, 제어부(105)는 제 1 신호 라인(L1)의 전압 레벨 판단 결과가 제 3 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높거나 동일하면 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)과 필터부(104)를 전기적으로 분리시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성하고, 생성된 제 1 제어 정보(C_A)를 제 1 내지 제 3 스위치(103-1, 103-2, 103-3)에 제공할 수 있다.
이때, 제 3 과전압 판단 기준 전압 레벨은 제 3 연결 기준 전압 레벨보다 높을 수 있다.
제어부(105)는 제 1 내지 제 3 스위치(103-1, 103-2, 103-3)에 의해 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)과 필터부(104)를 전기적으로 모두 연결되면 필터부(104) 즉, 제 1 내지 제 3 TVS 다이오드(104-1, 104-2, 104-3)를 동작시키라는 제 2 제어 정보(C_B)를 생성하여 제 1 내지 제 3 TVS 다이오드(104-1, 104-2, 104-3)에 제공할 수 있다.
더불어, 제어부(105)는 필터부(104)로부터 제공되는 정보를 형식 변환하여 복수의 데이터 전송 라인(CD_LA, CD_LB, CD_LC)을 통해 출력 신호 커넥터(106)에 전달하거나, 복수의 데이터 전송 라인(CD_LA, CD_LB, CD_LC)을 통해 출력 신호 커넥터(106)로부터 제공되는 정보를 형식 변환하여 필터부(104)에 전달할 수 있다.
예를 들어, 제어부(105)는 필터부(103)로부터 제공되는 전력선 통신 형식의 정보를 전기 자동차 내부에서 사용되는 통신 형식으로 변환하여 출력 신호 커넥터(106)에 제공할 수 있다.
한편, 제어부(105)는 출력 신호 커넥터(106)로부터 제공되는 전기 자동차 내부에서 사용되는 통신 형식의 정보를 전력선 통신 형식의 정보로 변환하여 필터부(104)에 제공할 수 있다.
또한, 제어부(105)는 필터부(104) 및 출력 신호 커넥터(106) 중 적어도 하나이상로부터 제공되는 정보를 저장하고 분석하여, 분석된 정보를 필터부(104) 및 출력 신호 커넥터(106) 중 적어도 하나 이상에 전달할 수 있다.
출력 신호 커넥터(106)는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전용 통신 모듈(100)과 전기 자동차의 내부 전자 장치를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이때, 출력 신호 커넥터(106)는 충전용 통신 모듈(100)로부터 전기 자동차의 내부 전자 장치에 정보를 송신하거나, 전기 자동차의 내부 전자 장치로부터 정보를 수신할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈(100)은 입력 신호 커넥터(101), 전압 센싱부(102), 스위칭부(103), 필터부(104), 제어부(105) 및 출력 신호 커넥터(106)를 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈(100)은 제어부(105)와 출력 신호 커넥터(106)의 연결 관계만 다를 뿐, 도 4에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈(100)과 동일한 구성을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제어부(105)는 필터부(104)로부터 제공되는 정보를 형식 변환하여 복수의 데이터 전송 라인(CD_LA, CD_LB, CD_LC) 및 복수의 전용 전송 라인(CAN_H, CAN_L)을 통해 출력 신호 커넥터(106)에 전달할 수 있다.
예를 들어, 제어부(105)는 필터부(104)로부터 제공되는 정보를 형식 변환하고, 변환된 정보 중 일부를 상기 복수의 데이터 전송 라인(CD_LA, CD_LB, CD_LC)을 통해 출력 커넥터(106)에 전달할 수 있고, 변환된 정보 중 나머지를 복수의 전용 전송 라인(CAN_H, CAN_L)을 통해 출력 신호 커넥터(106)에 전달될 수 있다. 이때, 복수의 전용 전송 라인(CAN_H, CAN_L)을 통해 출력 신호 커넥터(106)에 전달되는 변환된 정보 중 나머지는 기설정된 통신 형식의 정보일 수 있다.
또한, 제어부(105)는 복수의 데이터 전송 라인(CD_LA, CD_LB, CD_LC) 및 복수의 전용 전송 라인(CAN_H, CAN_L)을 통해 출력 신호 커넥터(106)로부터 제공되는 정보를 형식 변환하여 필터부(104)에 전달할 수 있다.
예를 들어, 제어부(105)는 출력 신호 커넥터(106)로부터 제공되는 정보 중 일부를 복수의 전용 전송 라인(CAN_H, CAN_L)을 통해 제공 받을 수 있고, 출력 신호 커넥터(106)로부터 제공되는 정보 중 나머지를 복수의 전용 전송 라인(CAN_H, CAN_L)을 통해 제공받을 수 있다. 이때, 복수의 전용 전송 라인(CAN_H, CAN_L)을 통해 제어부(105)에 전달되는 정보는 기설정된 통신 형식의 정보일 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈이 적용된 전기 자동차의 충전 동작을 설명하면 다음과 같다.
충전 케이블의 일단에 연결된 충전 건이 전기 자동차(10)에 삽입되어, 전기 자동차(10)와 충전 장치(20)가 충전 케이블을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
충전 건이 전기 자동차(10)에 삽입되어 전기 자동차(10)와 충전 장치(20)가 전기적으로 연결되면, 전기 자동차(10)와 충전 장치(20)는 충전 케이블을 통해 데이터(정보)의 송수신이 가능해지고, 충전 장치(20)로부터 전기 자동차(10)에 전기 에너지가 공급되어 전기 자동차(10)의 배터리를 충전시킬 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 충전 케이블은 복수의 통신 라인(CP, PE, PP) 및 복수의 전력 공급 라인(N, L1, L2, L3)을 포함할 수 있다.
이때, 복수의 통신 라인(CP, PE, PP)은 전기 자동차(10)와 충전 장치(20)가 전력선 통신(PLC: Power Line Communication)을 통해 데이터(정보)의 송수신 동작을 수행할 수 있다.
또한, 복수의 전력 공급 라인(N, L1, L2, L3)을 통해 전기 자동차(10)는 충전 장치(20)로부터 전기 에너지를 제공 받아, 전기 자동차(10)의 배터리를 충전시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 전기 자동차(10)가 충전 장치(20)로부터 전기 에너지를 제공 받기 위해서는 전기 자동차(10)의 운전자 또는 소유자의 고객 인증 및 배터리에 충전되는 전기 에너지의 양에 따른 과금이 동시에 수반되어야 한다.
전기 자동차(10)는 충전 장치(20)와 충전 케이블의 통신 라인을 통해 고객 인증 및 과금 정보를 송수신할 수 있어야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈(100)은 충전 케이블에 포함된 복수의 통신 라인과 전기적으로 연결되어, 전기 자동차(10)와 충전 장치(20) 사이의 원활한 데이터 통신을 가능하게 할 수 있다.
통신 라인으로부터 발생할 수 있는 과전압으로부터 전기 자동차의 내부 전자 장치들을 보호하고, 전기 자동차(10)와 충전 장치 사이에 원활한 데이터 통신이 가능하게 할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈의 동작을 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.
충전 케이블을 통해 전기 자동차(10)와 충전 장치(20)가 연결되어, 충전용 통신 모듈(100)의 입력 신호 커넥터(101)을 통해 충전 케이블의 통신 라인들과 충전용 통신 모듈(100)의 신호 라인들이 전기적으로 연결된 이후, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈에 대한 상세한 동작 설명을 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 전압 센싱부(102)는 입력 신호 커넥터(101)를 통해 충전 케이블의 제 1 내지 제 3 통신 라인(CP, PE, PP)과 전기적으로 연결되는 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)의 전압 레벨을 감지하여 감지 결과를 제어부(105)로 제공할 수 있다.
제어부(105)는 전압 센싱부(102)로부터 제공되는 감지 결과에 기초하여 스위칭부(103) 및 필터부(104)의 동작을 제어하는 제 1 및 제 2 제어 정보(C_A, C_B)를 생성할 수 있다.
먼저, 제어부(105)가 전압 센싱부(102)로부터 제공되는 감지 결과에 기초하여 스위칭부(103)의 동작을 제어하는 설명을 한다.
제어부(105)는 전압 센싱부(102)로부터 감지된 제 3 신호 라인(L3)의 전압 레벨에 기초하여 제 3 신호 라인(L3)의 전압 레벨이 제 1 연결 기준 전압(예를 들어, 접지 전압) 레벨에 대응되면 제 3 신호 라인(L3)과 필터부(104)의 제 3 TVS 다이오드(104-3)를 전기적으로 연결시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 제 3 스위치(103-3)에 제공할 수 있다.
제 1 제어 정보(C_A)에 따른 제 3 스위치(103-3)의 동작에 의해 제 3 신호 라인(L3)과 제 3 TVS 다이오드(104-3)가 전기적으로 연결되면, 제어부(105)는 전압 센싱부(102)로부터 감지된 제 2 신호 라인(L2)의 전압 레벨에 기초하여 제 2 스위치(103-2)의 동작을 제어하기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성할 수 있다.
이때, 제어부(105)는 제 2 신호 라인(L2)의 전압 레벨이 제 2 연결 기준 전압 레벨보다 높아지면 제 2 신호 라인(L2)과 제 2 TVS 다이오드(104-2)를 전기적으로 연결시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성하여 제 2 스위치(103-2)에 제공할 수 있다.
제 1 제어 정보(C_A)에 따른 제 2 스위치(103-2)의 동작에 의해 제 2 신호 라인(L2)과 제 2 TVS 다이오드(104-2)가 전기적으로 연결되면, 제어부(105)는 전압 센싱부(102)로부터 감지된 제 1 신호 라인(L1)의 전압 레벨에 기초하여 제 1 스위치(103-1)의 동작을 제어하기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성할 수 있다.
이때, 제어부(105)는 제 1 신호 라인(L1)의 전압 레벨이 제 2 연결 기준 전압 레벨보다 높아지면 제 1 신호 라인(L1)과 제 1 TVS 다이오드(104-1)를 전기적으로 연결시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성하여 제 1 스위치(103-1)에 제공할 수 있다.
제 1 내지 제 3 스위치(103-1, 103-2, 103-3)가 각각 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)과 전기적으로 연결된 이후, 제어부(105)는 제 1 내지 제 3 TVS 다이오드(104-1, 104-2, 104-3)를 동작시키기 위한 제 2 제어 정보(C_B)를 생성하여 제 1 내지 제 3 TVS 다이오드(104-1, 104-2, 104-3)에 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제 1 내지 제 3 스위치(103-1, 103-2, 103-3)에 의해 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)이 각각 제 1 내지 제 3 TVS 다이오드(104-1, 104-2, 104-3)에 전기적으로 연결되면, 충전 케이블의 제 1 내지 제 3 통신 라인(CP, PE, PP)은 제 1 내지 제 3 스위치(103-1, 103-2, 103-3) 및 제 1 내지 제 3 TVS 다이오드(104-1, 104-2, 104-3)를 통해 제어부(105)에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 제어부(105)는 출력 신호 커넥터(106)를 통해 전기 자동차의 내부 전자 장치들과 전기적으로 연결될 수 있다.
결국, 제어부(105)는 충전 케이블의 제 1 내지 제 3 통신 라인(CP, PE, PP)과 전기 자동차의 내부 전자 장치들 사이에 전기적으로 연결되어, 충전 장치(20)으로부터 제공되는 정보(데이터)를 수신하여 전기 자동차의 내부 전자 장치들에 송신하고, 반대로 전기 자동차의 내부 전자 장치들로부터 정보를 수신하여 충전 장치(20))에 송신할 수 있다.
이때, 제어부(105)는 충전 장치(20)로부터 수신되는 전력선 통신 형식의 정보를 전기 자동차의 내부 전자 장치들에서 사용되는 통신 형식의 정보로 변환하여 전기 자동차의 내부 전자 장치들에 송신하고, 전기 자동차의 내부 전자 장치들로부터 수신되는 전기 자동차 통신 형식의 정보를 수신하여 전력선 통신 형식의 정보로 변환하여 충전 장치(20)에 송신할 수 있다.
또한, 제어부(105)는 충전 장치(20)로부터 암호화된 정보를 수신하고, 수신된 정보를 복호화하여 전기 자동차의 내부 전자 장치들에 송신하고, 전기 자동차의 내부 전자 장치들로부터 수신된 정보를 암호화하여 충전 장치에 송신할 수 있다.
또한, 제어부(105)는 충전 장치(20) 및 전기 자동차의 내부 전자 장치들 중 적어도 하나 이상으로부터 수신한 정보를 저장하고, 저장된 정보를 분석하여 충전 장치(20) 및 전기 자동차의 내부 전자 장치들 중 적어도 하나 이상에 분석된 정보를 제공할 수도 있다,
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈(100)은 충전 장치(20)와 전기 자동차의 내부 전자 장치들 사이에서 정보를 송수신하는 중에, 충전 케이블의 제 1 내지 제 3 통신 라인(CP, PE, PP)중 적어도 하나이상의 통신 라인에 과전압이 발생하면 충전 장치(20)와 전기 자동차의 내부 전자 장치들을 전기적으로 분리시킬 수 있다. 이하에서 전기 자동차의 충전용 통신 모듈(100)의 상술한 동작에 대해 구체적으로 설명한다.
제 1 내지 제 3 통신 라인(CP, PE, PP) 각각은 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)과 전기적으로 연결되어, 제 1 내지 제 3 통신 라인(CP, PE, PP)에서 과전압이 발생하면, 과전압이 발생한 통신 라인과 전기적으로 연결된 신호 라인에도 과전압이 발생할 수 있다.
제어부(105)는 제 3 신호 라인(L3)의 전압 레벨이 제 1 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높으면 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)과 필터부(104)를 전기적으로 분리시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성할 수 있다.
제어부(105)는 제 2 신호 라인(L2)의 전압 레벨이 제 2 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높으면 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)과 필터부(104)를 전기적으로 분리시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성할 수 있다.
제어부(105)는 제 1 신호 라인(L1)의 전압 레벨이 제 3 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높으면 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)과 필터부(104)를 전기적으로 분리시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성할 수 있다.
즉, 제어부(105)는 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3) 중 어느 하나의 전압 레벨이라도 해당 신호 라인의 과전압 발생 여부를 판단하기 위한 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높으면 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)과 필터부(104)를 전기적으로 분리시키기 위한 제 1 제어 정보(C_A)를 생성하여, 제 1 내지 제 3 신호 라인(L1, L2, L3)으로부터 필터부(104)를 전기적으로 분리시킬 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전용 통신 모듈(100)은 충전 케이블의 통신 라인에 과전압이 발생할 경우 충전 케이블의 통신 라인과 전기 자동차의 내부 전자 장치들을 전기적으로 분리시킴으로써, 전기 자동차의 내부 전자 장치들을 과전압으로부터 보호할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 신호 라인의 전압 레벨을 감지하여 감지 결과를 생성하는 전압 센싱부;
    상기 감지 결과에 기초하여 제 1 제어 정보 및 제 2 제어 정보를 생성하고, 상기 신호 라인으로부터 제공되는 제 1 통신 형식의 정보를 제 2 통신 형식의 정보로 변환하는 제어부;
    상기 제 1 제어 정보에 기초하여 상기 신호 라인과 상기 제어부를 전기적으로 연결 또는 분리시키는 스위칭부; 및
    상기 스위칭부와 상기 제어부 사이에 배치되고, 상기 제 2 제어 정보에 기초하여 동작하는 필터부를 포함하고,
    상기 필터부는 기설정된 전압 레벨 범위 이내의 전압을 상기 스위칭부로부터 상기 제어부에 전달하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전용 통신 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지 결과에 기초하여 상기 신호 라인의 전압 레벨이 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높거나 동일할 경우 상기 신호 라인과 상기 제어부를 전기적으로 분리시키기 위한 상기 제 1 제어 정보를 생성하고,
    상기 감지 결과에 기초하여 상기 신호 라인의 전압 레벨이 연결 기준 전압 레벨보다 높거나 동일할 경우 상기 신호 라인과 상기 제어부를 전기적으로 연결시키기 위한 상기 제 1 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전용 통신 모듈.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 신호 라인과 상기 스위칭부를 전기적으로 연결시키는 상기 제 1 제어 정보가 생성되면 상기 필터부를 동작시키라는 상기 제 2 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전용 통신 모듈.
  6. 충전 케이블에 포함된 복수의 통신 라인과 전기적으로 연결되는 복수의 신호 라인 각각의 전압 레벨을 감지하여 감지 결과를 생성하는 전압 센싱부;
    제 1 제어 정보에 기초하여 상기 복수의 신호 라인을 필터부에 전기적으로 연결 또는 분리시키는 스위칭부;
    제 2 제어 정보에 기초하여 동작하고, 상기 스위칭부로부터 전달되는 상기 복수의 신호 라인들의 정보에 포함된 노이즈를 제거하는 필터부;
    상기 감지 결과에 기초하여 상기 제 1 제어 정보 및 상기 제 2 제어 정보를 생성하고, 상기 필터부에 의해 노이즈가 제거된 제 1 통신 형식의 정보를 제 2 통신 형식의 정보로 변환하여 출력하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전용 통신 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수의 통신 라인은 제 1 통신 라인, 제 2 통신 라인 및 제 3 통신 라인을 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 통신 라인은 상기 제 1 통신 형식의 정보를 전송하는 라인이고,
    상기 제 3 통신 라인은 상기 충전 케이블과 상기 전기 자동차의 전기적인 연결 상태에 관한 정보를 전송하는 라인인 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전용 통신 모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 복수의 신호 라인은 제 1 신호 라인, 제 2 신호 라인 및 제 3 신호 라인을 포함하고,
    상기 제 3 통신 라인과 전기적으로 연결되는 상기 제 2 신호 라인은,
    상기 제 1 및 제 2 통신 라인과 전기적으로 연결되는 상기 제 1 및 제 3 신호 라인들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전용 통신 모듈.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 내지 제 3 신호 라인 각각의 전압 레벨과 해당 신호 라인의 연결 기준 전압 레벨을 각각 비교하여 상기 복수의 신호 라인들 각각과 상기 필터부를 전기적으로 연결시키기 위한 상기 제 1 제어 정보를 생성하고,
    상기 제 1 내지 제 3 통신 라인 각각의 전압 레벨과 해당 신호 라인의 과전압 판단 기준 전압 레벨을 각각 비교하여 상기 복수의 신호 라인들과 상기 필터부를 전기적으로 분리시키기 위한 상기 제 1 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전용 통신 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 해당 신호 라인의 연결 기준 전압 레벨보다 높거나 동일한 전압 레벨의 신호 라인과 상기 필터부를 전기적으로 연결시키기 위한 상기 제 1 제어 정보를 생성하고,
    상기 제 1 내지 제 3 신호 라인 중 하나의 신호 라인이라도 상기 해당 신호 라인의 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높거나 동일할 경우 상기 제 1 내지 제 3 신호 라인들과 상기 필터부를 전기적으로 분리시키기 위한 상기 제 1 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전용 통신 모듈.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 과전압 판단 기준 전압 레벨은,
    상기 연결 기준 전압 레벨보다 높은 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전용 통신 모듈.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    제 1 스위치, 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함하고,
    상기 제 1 스위치는,
    상기 제 1 제어 정보에 기초하여 상기 제 1 신호 라인을 상기 필터부에 전기적으로 연결 또는 분리시키고,
    상기 제 2 스위치는,
    상기 제 1 제어 정보에 기초하여 상기 제 2 신호 라인을 상기 필터부에 전기적으로 연결 또는 분리시키며,
    상기 제 3 스위치는,
    상기 제 1 제어 정보에 기초하여 상기 제 3 신호 라인을 상기 필터부에 전기적으로 연결 또는 분리시키는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전용 통신 모듈.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 필터부는,
    제 1 TVS 다이오드, 제 2 TVS 다이오드 및 제 3 TVS 다이오드를 포함하고,
    상기 제 1 TVS 다이오드는,
    상기 제 1 스위치와 상기 제어부 사이에 전기적으로 연결되고,
    상기 제 2 TVS 다이오드는,
    상기 제 2 스위치와 상기 제어부 사이에 전기적으로 연결되며,
    상기 제 3 TVS 다이오드는,
    상기 제 3 스위치와 상기 제어부 사이에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전용 통신 모듈.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 TVS 다이오드 각각은,
    상기 제 1 내지 제 3 스위치 각각으로부터 전달되는 전압을 상기 제어부로 전달하되, 기설정된 전압 레벨 이하의 전압을 상기 제어부에 전달하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전용 통신 모듈.
  15. 제 1 통신 라인의 전압 레벨과 제 1 연결 기준 전압 레벨을 비교하여 전기 자동차와 상기 제 1 통신 라인을 전기적으로 연결시키는 제 1 단계;
    제 2 통신 라인의 전압 레벨과 제 2 연결 기준 전압 레벨을 비교하여 상기 전기 자동차와 상기 제 2 통신 라인을 전기적으로 연결시키는 제 2 단계;
    상기 제 1 통신 라인의 전압 레벨과 제 1 과전압 판단 기준 전압 레벨을 비교하여 상기 제 1 및 제 2 통신 라인을 상기 전기 자동차로부터 전기적으로 분리시키는 제 3 단계; 및
    상기 제 2 통신 라인의 전압 레벨과 제 2 과전압 판단 기준 전압 레벨을 비교하여 상기 제 1 및 제 2 통신 라인을 상기 전기 자동차로부터 전기적으로 분리시키는 제 4 단계를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    상기 제 1 통신 라인의 전압 레벨이 상기 제 1 연결 기준 전압 레벨보다 높거나 동일할 경우 상기 제 1 통신 라인을 상기 전기 자동차와 전기적으로 연결시키고,
    상기 제 2 단계는,
    상기 제 2 통신 라인의 전압 레벨이 상기 제 1 연결 기준 전압 레벨보다 높거나 동일할 경우 상기 제 2 통신 라인을 상기 전기 자동차와 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 제 1 통신 라인의 전압 레벨이 상기 제 1 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높거나 동일할 경우 상기 제 1 및 제 2 통신 라인을 상기 전기 자동차와 전기적으로 분리시키고,
    상기 제 4 단계는,
    상기 제 2 통신 라인의 전압 레벨이 상기 제 2 과전압 판단 기준 전압 레벨보다 높거나 동일할 경우 상기 제 1 및 제 2 통신 라인을 상기 전기 자동차와 전기적으로 분리시키는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전 방법.
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