KR102534614B1 - 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 사용자로부터 제2배터리팩의 충전 요청이 있는 경우, 차량의 시동 오프 상태를 확인하는 단계, 제1배터리팩의 배터리 잔량을 확인하여 미리 정해진 값 이상인지 여부를 판단하는 단계, 판단결과, 제1배터리팩의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이상일 경우, 제3릴레이를 오프(off) 동작시켜 차량의 적재함에 장치된 냉동·냉장설비의 작동을 중지시키는 단계, 제1배터리팩의 상태 및 이상 유무를 확인하는 단계, 확인결과, 제1배터리팩이 정상이면, 제2배터리팩의 상태 및 이상 유무를 확인하는 단계, 확인결과, 제2배터리팩이 정상이면, 제1 및 제2릴레이를 온(on) 동작시키고, 양방향 OBC와 양방향 컨버터를 작동시켜 제2배터리팩을 충전하는 단계, 제1배터리팩의 배터리 잔량을 확인하는 단계, 확인결과, 제1배터리팩의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이상일 경우, 제2배터리팩의 배터리 충전 상태를 실시간으로 확인하여 미리 정해진 범위에 도달하면 충전을 완료하는 단계를 포함하는 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전방법을 개시한다.

Description

일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전방법{BATTERY EMERGENCY CHARGING METHOD OF ELECTRIC SPECIAL VEHICLE}

본 발명은 차량 구동용 전기모터와 별개로 전력을 소모하는 냉동·냉장설비가 장치된 전기 냉동·냉장탑차의 배터리팩 대 배터리팩 간 비상충전방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 적재 및 운행 상태 등에 따라 두 개의 배터리팩 중 정상 상태의 배터리팩으로 방전 상태의 배터리팩을 비상충전하여 운전 효율을 극대화하는 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전시스템 및 비상충전방법에 관한 것이다.

오늘날 전기자동차(EV)는 고전압 배터리에서 전기에너지를 전기모터로 공급하여 구동력을 발생시키므로 수송부문의 미세먼지 및 온실가스를 줄여 대기오염 문제를 완화하고 에너지 이용효율 개선에 상당부분 기여할 수 있어 세계 각국은 전기자동차의 보급·확대를 위한 다양한 지원정책을 추진하고 있다.

특히 국내 소형 화물차의 대부분을 차지하고 있는 경유화물차를 전기화물차로 전환하면 이산화탄소 배출량을 줄여 대기오염 개선 효과 및 온실가스 감축에 크게 기여할 수 있다.

최근 국내 주요 상용차 업체에서 개발된 전기화물차는 고용량 리튬 폴리머 배터리를 탑재하여 1회 충전으로 250~300km를 주행할 수 있다.

그리고 전기화물차의 배터리 충전은 차량측 충전 소켓(inlet)에 전기자동차 충전설비(electric vehicle service equipment; EVSE)의 충전기 커넥터를 접속시켜 직류(DC) 전원을 급속충전하거나 교류(AC) 전원을 완속충전할 수 있다.

그런데 전기화물차의 컨테이너형 적재함에 추가적으로 전기를 사용하는 냉동·냉장설비를 장치한 이른바 냉동·냉장탑차와 같은 일렉트릭 특장차의 경우 하나의 배터리팩으로는 전력 소모를 감당하기 어려워 일정한 온도와 신선도를 최대한 유지해야 하는 신선식품 등의 운송에는 적합하지 않은 한계가 있다.

이를 보완 및 해결하기 위하여 특허문헌 1에는 특장차의 구동용 전원을 공급하는 배터리팩과 독립적으로 냉동·냉장설비용 배터리팩을 추가로 구비한 '특장차용 냉동기의 전원공급시스템'이 개시되어 있다.

그러나 이는 각 배터리팩을 미리 정해진 용도에 맞춰 제한적으로 사용하는 구조여서 에너지 효율성과 성능이 상당히 떨어지는 데다 개별적으로 일일이 충전해야 하므로 충전이 매우 번거롭고 불편한 문제점이 있다.

또한, 특장차의 운행 중 냉동·냉장설비용 배터리팩이 방전되거나 저전압으로 떨어질 경우 냉동·냉장설비의 사용 및 일정한 온도 유지가 불가능하여 적재함에 실린 식품이 쉽게 변질되면서 유통시손실(handling loss)이 발생할 뿐만 아니라 배터리팩의 수명에도 악영향을 미치는 문제점이 있다.

한편, 리튬 배터리는 고충격, 과열, 급서지, 과전류, 과전압 등과 같은 외부의 기계적, 열적 또는 전기적인 스트레스가 지속적으로 누적되는 경우, 배터리셀 내부 압력이 상승하여 일정 압력을 초과하면 배터리셀 외관이 벤팅(Venting)되고 배터리셀 내부의 전해질 성분 등이 기화된 오프 가스(off-gas)를 방출한다.

이러한 오프 가스가 발생한 후에도 외부적인 스트레스가 지속되는 경우, 약 10여분 후에는 배터리셀 내부 온도가 급상승하는 열폭주(Thermal Runaway) 상태로 전이되고 배터리셀 내부 절연내력이 저하되어 발화가 일어나며, 인접한 배터리셀과 배터리모듈 및 가연성 물질로 화재가 확산되면서 막대한 경제적 손실이 발생한다.

따라서 전기화물차에서 화재가 발생하기 전에 배터리 전해질 성분의 오프 가스를 미리 감지하여 열폭주 현상을 방지하는 기술개발의 필요성이 대두되고 있다.

여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.

KR 10-2182838 B1(2020.11.19) KR 10-2020-0131053 A(2020.11.23) KR 10-2016-0144795 A(2016.12.19) KR 10-2015-0077820 A(2015.07.08) KR 10-1388388 B1(2014.04.16) KR 10-2205841 B1(2021.01.15)

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려함과 동시에 기존 일렉트릭 특장차의 배터리 충전시스템 기술이 지닌 기술적 한계 및 문제점들을 해결하려는 발상에서, 차량에 2개의 배터리팩을 설치하여 1개는 차량 구동용 부하에 전력을 공급하고 다른 1개는 차량의 적재함에 장치된 냉동·냉장설비 등의 부하에 전력을 공급하면서 차량의 적재 및 운행 상태 등에 따라 각 배터리팩의 충전을 적절하게 제어하여 충전 효율성과 성능을 극대화하고, 아울러 각 배터리팩의 상태를 능동적으로 체크하여 어느 하나의 배터리팩이 저전압 또는 방전 상태일 경우 고전압 또는 정상 상태인 배터리팩의 에너지를 이용하여 비상충전할 수 있는 새로운 구조의 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전시스템 및 비상충전방법을 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 외부전원과 접속 없이 배터리팩 대 배터리팩 간의 비상충전이 가능할 수 있도록 하는 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전방법을 제공하는 데 있는 것이다.

여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 새로운 착상을 구체화하면서 특정의 기술적 목적을 효과적으로 달성하기 위한 본 발명의 실시 태양(aspect)에 따른 구체적인 수단은, 충전 소켓, 차량의 구동에 필요한 전력을 공급하는 제1배터리팩, 상기 제1배터리팩의 충방전 시 직류 및 교류를 양방향으로 변환하고 전압과 전력 주파수를 동기화하는 양방향 OBC, 상기 제1배터리팩의 상태를 모니터링 및 동작을 자동 관리하는 제1BMS, 상기 제1BMS 및 차량의 EVCC와 전기적으로 연결되어 상기 제1배터리팩의 충전과 관련된 프로세스를 수행하며, 상기 양방향 OBC의 충전 또는 방전 모드를 설정하고, 그 설정된 모드에 따라 상기 제1배터리팩의 충전 및 방전을 제어하는 제1제어부, 상기 충전 소켓과 상기 양방향 OBC 사이를 연결하는 전기 회로의 개폐를 제어하는 제1릴레이, 차량의 적재함에 장치된 냉동·냉장설비의 구동에 필요한 전력을 공급하는 제2배터리팩, 상기 제2배터리팩의 충방전 시 직류 및 교류를 양방향으로 변환하는 양방향 컨버터, 상기 제2배터리팩의 상태를 모니터링 및 동작을 자동 관리하는 제2BMS, 상기 제2BMS 및 EVCC와 전기적으로 연결되어 상기 제2배터리팩의 충전과 관련된 프로세스를 수행하며, 상기 양방향 컨버터의 충전 또는 방전 모드를 설정하고, 그 설정된 모드에 따라 상기 제2배터리팩의 충전 및 방전을 제어하는 제2제어부, 상기 충전 소켓과 상기 양방향 컨버터 사이를 연결하는 전기 회로의 개폐를 제어하는 제2릴레이 및 상기 양방향 컨버터와 차량의 적재함에 장치된 냉동·냉장설비 사이를 연결하는 전기 회로의 개폐를 제어하는 제3릴레이를 포함하여 채용하는 것을 특징으로 하는 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전시스템을 제시한다.

이로써 본 발명은 차량의 적재 및 운행 상태 등에 따라 각 배터리팩의 충전을 적절하게 제어하여 충전 효율성과 성능을 극대화할 수 있다.

아울러 본 발명의 다른 실시 태양(aspect)에 따른 구체적인 수단은, (A) 사용자로부터 제2배터리팩의 충전 요청이 있는 경우, 상기 제1제어부가 차량의 시동 오프 상태를 확인하는 단계, (B) 상기 제1제어부가 상기 제1BMS를 통해 상기 제1배터리팩의 배터리 잔량을 확인하여 미리 정해진 값 이상인지 여부를 판단하는 단계, (C) 상기 (B) 단계의 판단결과, 상기 제1배터리팩의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이상일 경우, 제2제어부가 상기 제3릴레이를 오프(off) 동작시켜 차량의 적재함에 장치된 냉동·냉장설비의 작동을 중지시키는 단계, (D) 상기 제1제어부가 상기 제1BMS를 통해 상기 제1배터리팩의 상태 및 이상 유무를 확인하는 단계, (E) 상기 (D) 단계의 확인결과, 상기 제1배터리팩이 정상이면, 상기 제2제어부가 상기 제2BMS를 통해 상기 제2배터리팩의 상태 및 이상 유무를 확인하는 단계, (F) 상기 (E) 단계의 확인결과, 상기 제2배터리팩이 정상이면, 상기 제1 및 제2릴레이를 온(on) 동작시키고, 상기 양방향 OBC와 상기 양방향 컨버터를 작동시켜 상기 제2배터리팩을 충전하는 단계, (G) 상기 제1제어부가 상기 제1BMS를 통해 상기 제1배터리팩의 배터리 잔량을 확인하는 단계, (H) 상기 (G) 단계의 확인결과, 상기 제1배터리팩의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이상일 경우, 상기 제2제어부가 상기 제2BMS를 통해 상기 제2배터리팩의 배터리 충전 상태(SOC: State Of Charge)를 실시간으로 확인하여 미리 정해진 범위에 도달하면 충전을 완료하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전방법을 제시한다.

이로써 각 배터리팩의 상태를 능동적으로 체크하여 어느 하나의 배터리팩이 저전압 또는 방전 상태일 경우 외부전원과 접속 없이도 고전압 또는 정상 상태인 배터리팩의 에너지를 이용하여 비상충전할 수 있다.

그리고 본 발명의 또 다른 실시 태양(aspect)에 따른 구체적인 수단은, (A) 사용자로부터 제1배터리팩의 충전 요청이 있는 경우, 상기 제1제어부가 차량의 시동 오프 상태를 확인하는 단계, (B) 상기 제2제어부가 상기 제2BMS를 통해 상기 제2배터리팩의 배터리 잔량을 확인하여 미리 정해진 값 이상인지 여부를 판단하는 단계, (C) 상기 (B) 단계의 판단결과, 상기 제2배터리팩의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이상일 경우, 제2제어부가 상기 제3릴레이를 오프(off) 동작시켜 차량의 적재함에 장치된 냉동·냉장설비의 작동을 중지시키는 단계, (D) 상기 제2제어부가 상기 제2BMS를 통해 상기 제2배터리팩의 상태 및 이상 유무를 확인하는 단계, (E) 상기 (D) 단계의 확인결과, 상기 제2배터리팩이 정상이면, 상기 제1제어부가 상기 제1BMS를 통해 상기 제1배터리팩의 상태 및 이상 유무를 확인하는 단계, (F) 상기 (E) 단계의 확인결과, 상기 제1배터리팩이 정상이면, 상기 제1 및 제2릴레이를 온(on) 동작시키고, 상기 양방향 OBC와 상기 양방향 컨버터를 작동시켜 상기 제1배터리팩을 충전하는 단계, (G) 상기 제2제어부가 상기 제2BMS를 통해 상기 제2배터리팩의 배터리 잔량을 확인하는 단계, (H) 상기 (G) 단계의 확인결과, 상기 제2배터리팩의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이상일 경우, 상기 제1제어부가 상기 제1BMS를 통해 상기 제1배터리팩의 배터리 충전 상태(SOC: State Of Charge)를 실시간으로 확인하여 미리 정해진 범위에 도달하면 충전을 완료하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전방법을 제시한다.

이로써 각 배터리팩의 상태를 능동적으로 체크하여 어느 하나의 배터리팩이 저전압 또는 방전 상태일 경우 외부전원과 접속 없이도 고전압 또는 정상 상태인 배터리팩의 에너지를 이용하여 비상충전할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 제1제어부와 상기 제2제어부는 전기적 신호에 의해 실시간으로 상호 연동 및 동기화됨으로써 제1 및 제2배터리팩의 충전을 더욱 효율적으로 제어하여 차량의 구동에 필요한 전력이나 냉동·냉장설비 등 부하의 구동에 필요한 전력을 안정적으로 공급할 수 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하고자 특유한 해결 수단이 기초하고 있는 본 발명의 기술사상 및 실시 예(embodiment)에 따르면, 차량에 2개의 배터리팩을 독립적으로 설치함으로써 1개는 차량 구동용 부하나 전장품에 전력을 공급하고 다른 1개는 차량의 적재함에 장치된 냉동·냉장설비에 전력을 공급할 수 있다.

아울러 하나의 충전 소켓을 통해 각 배터리팩을 선택적으로 충전할 수 있어 충전 편의성을 높임은 물론 차량의 적재 및 운행 상태 등에 따라 적절하게 제어하여 어느 하나의 배터리팩을 우선 충전할 수 있어 충전 효율성과 배터리 성능을 극대화할 수 있다.

더욱이 각 배터리팩의 상태를 능동적으로 체크하여 어느 하나의 배터리팩이 저전압 또는 방전 상태일 경우 외부전원과 접속 없이도 고전압 또는 정상 상태인 배터리팩의 에너지를 이용하여 비상충전할 수 있어 비상 시에도 차량의 구동에 필요한 전력이나 냉동·냉장설비 등 부하의 구동에 필요한 전력을 안정적으로 공급할 수 있다.

여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과, 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.

아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

즉, '포함하다' 또는 '구비하다', '가지다' 등의 용어는 본 명세서에서 설시(說示)하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.

아울러 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

이외에도 '부', "모듈' 및 '유닛'의 용어에 대한 의미는 시스템에서 목적하는 적어도 하나의 기능이나 어느 일정한 동작을 처리하는 단위 또는 역할을 하는 형태를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 혹은 하드웨어 및 소프트웨어의 결합 등을 통한 수단이나 독립적인 동작을 수행할 수 있는 디바이스 또는 어셈블리 등으로 구현할 수 있다.

그리고 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측, 전후, 좌우 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명하거나 지칭하고, 길이 방향을 전후 방향으로, 폭 방향을 좌우 방향으로 명명하거나 지칭할 수 있다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않는 한에서 제2 구성요소로 명명할 수 있고, 또 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명할 수도 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 일렉트릭 특장차의 배터리 충전시스템을 구성하는 주요 구성요소는 충전 소켓(10), 제1배터리팩(11), 양방향 OBC(12), 제1BMS(13), 제1제어부(14), 제1릴레이(15), 제2배터리팩(16), 양방향 컨버터(17), 제2BMS(18), 제2제어부(19), 제2릴레이(20) 및 제3릴레이(21)를 포함하고 있다.

충전 소켓(10)은 전기자동차 충전설비(Electric Vehicle Service Equipment; EVSE)의 충전기 커넥터를 접속시켜 교류(AC) 전원을 완속충전하기 위하여 차량에 탑재되어 있다.

예를 들어, 충전 소켓(10)은 전기자동차 충전설비로부터 220V의 교류 전원을 인가받아 양방향 OBC(12) 또는 양방향 컨버터(17)를 통해 직류 전원으로 변환하여 제1배터리팩(11) 또는 제2배터리팩(16)에 충전할 수 있다.

여기서 충전 소켓(10)은 완속충전용 AC 단상(5PIN) 타입으로 이루어질 수 있다.

제1배터리팩(11)은 차량의 구동 및 운전 시 필요한 부하나 전장품에 전력을 공급한다.

여기서 제1배터리팩(11)은 예를 들어, DC 350V의 출력전압을 가지며 충방전이 용이한 2차 전지로 구성되어 차체(언더프레임) 등에 탑재될 수 있다.

또한, 제1배터리팩(11)은 제1BMS(13)의 제어 신호를 받아 전원의 온/오프 동작 및 전류를 측정하는 파워 모듈을 포함할 수 있다.

양방향 OBC(Bi-directional On Board Charger)(12)는 제1배터리팩(11)의 충방전 시 직류 및 교류를 양방향으로 변환하고 전압과 전력 주파수를 동기화한다.

이를 위해 양방향 OBC(12)에는 AC↔DC 컨버터를 비롯하여 제1배터리팩(11)에서 나오는 고압의 직류 전원을 차량의 구동 및 전자장치 등에 적합한 저압의 직류 전원으로 바꿔주는 승압/강압 컨버터 등 양방향 전력제어 회로가 적용되어 있다.

예를 들어, 양방향 OBC(12)는 차량에 탑재된 충전 소켓(10)과 제1배터리팩(11) 사이에 위치하여 전기자동차 충전설비(EVSE)에서 공급되는 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 제1배터리팩(11)에 공급하고, 아울러 제1배터리팩(11)의 DC 전원을 AC 전원으로 변환하여 GRID(계통전원) 또는 부하(LOAD) 등으로 공급할 수 있다.

제1BMS(Battery Management System)(13)는 제1배터리팩(11)의 전압과 전류, 온도 등 충전 상태를 모니터링 및 동작을 자동 관리하여 최적의 상태로 유지시킨다.

제1제어부(14)는 전기자동차 충전설비의 충전기 커넥터와 충전 소켓(10)의 접속 여부를 체크하며, 양방향 OBC(12)의 충전 또는 방전 모드를 설정하고, 그 설정된 모드에 따라 제1배터리팩(11)의 충전 및 방전을 제어한다.

그리고 제1제어부(14)는 제1배터리팩(11)의 충전과 관련된 프로세스를 처리하기 위하여 제1BMS(13) 및 차량의 충전용 통신 컨트롤러(Electric Vehicle Communication Controller; EVCC)(25)와 전기적으로 연결되어 있다.

또한, 제1제어부(14)는 데이터 통신 타이밍 및 충전 시퀀스 안정화를 도모하기 위한 통신 인터페이스를 포함한다.

즉, 제1배터리팩(11)을 충전하기 위하여 충전 소켓(10)에 전기자동차 충전설비(Electric Vehicle Service Equipment; EVSE)의 충전기 커넥터를 접속시키면, 제1BMS(13)에 탑재된 통신 인터페이스와 제1제어부(14)에 탑재된 통신 인터페이스 사이에서 서로 정의된 메시지 포맷을 주고 받으면서 충전 프로세스를 수행한다.

예를 들어, 제1BMS(13)에 탑재된 통신 인터페이스를 메인 인터페이스로 하고, 외부로부터 공급되는 전원을 제어하는 제1제어부(14)의 통신 인터페이스를 서브 인터페이스로 정의할 때, 충전 프로세스는 메인 인터페이스에서 서브 인터페이스로 웨이크업(wake-up) 신호를 송신하고, 웨이크업 후 제1제어부(14)를 온(ON)시켜 CAN(Controller Network Area) 통신을 시작하여 충전준비 완료 후 서브 인터페이스에서 메인 인터페이스로 충전 준비완료 메시지를 송신하면, 제1BMS(13)는 충전 지령을 송신함으로써 충전을 시작한다.

또한, 제1제어부(14)는 충전종료 조건을 만족하면, 충전을 종료한 후에 제1BMS(13)로부터 웨이크업 오프(Off) 신호를 송신하고 CAN 통신을 종료한다.

여기서 EVCC(25)는 제1 및 제2배터리팩(11)(16)의 충전 시 충전 인프라와 IEC61851-1 또는 SAE J1772와 같은 충전 표준 규격에 따라 Pilot 통신을 통해 전압, 전류 등 충전 상태를 제어하고 요금정보 제공 및 보안인증 기능을 수행할 수 있다.

제1릴레이(15)는 제1제어부(14)의 제어 신호에 따라 충전 소켓(10)과 양방향 OBC(12) 사이를 연결하는 전기 회로의 개폐를 제어한다.

여기서 제1릴레이(15)는 양방향 OBC(12)로부터 공급되는 전류에 의해 작동하는 구조를 채용할 수 있다.

제2배터리팩(16)은 차량의 적재함(C)에 장치된 냉동·냉장설비(30)의 구동 및 운전 시 필요한 부하에 전력을 공급한다.

여기서 제2배터리팩(16)은 예를 들어, DC 250V의 출력전압을 가지며 충방전이 용이한 2차 전지로 구성되어 차량의 적재함(C) 내에 탑재될 수 있다.

또한, 제2배터리팩(16)은 제2BMS(18)의 제어 신호를 받아 전원의 온/오프 동작 및 전류를 측정하는 파워 모듈을 포함할 수 있다.

한편, 차량의 적재함(C)에 장치된 냉동·냉장설비(30)는 제2배터리팩(16)으로부터 양방향 컨버터(17)를 통해 공급되는 AC 220V의 교류 전원에 의해 구동이 이루어질 수 있다.

여기서 냉동·냉장설비(30)는 냉매에 의하여 저온을 얻어 목적물을 냉각 또는 냉동시키는 기계 장치로, 냉매에 의한 냉동 사이클을 형성하기 위하여 응축기(condenser), 증발기(evaporator), 냉각기(cooler), 압축기(compressor), 팽창밸브(expanssive valve) 등으로 구성될 수 있다.

양방향 컨버터(17)는 제2배터리팩(16)의 충방전 시 직류 및 교류를 양방향으로 변환한다.

이를 위해 양방향 컨버터(17)는 AC↔DC 컨버터를 비롯하여 제2배터리팩(16)에서 나오는 고압의 직류 전원을 차량의 적재함에 장치된 냉동·냉장설비에 적합한 저압의 직류 전원으로 변환하는 승압/강압 컨버터 등 양방향 전력제어 회로가 적용되어 있다.

제2BMS(18)는 제2배터리팩(16)의 전압과 전류, 온도 등 충전 상태를 모니터링 및 동작을 자동 관리하여 최적의 상태로 유지시킨다.

제2제어부(19)는 전기자동차 충전설비의 충전기 커넥터와 충전 소켓(10)의 접속 여부를 체크하며, 양방향 컨버터(17)의 충전 또는 방전 모드를 설정하고, 그 설정된 모드에 따라 제2배터리팩(16)의 충전 및 방전을 제어한다.

또한, 제2제어부(19)는 제2배터리팩(16)의 충전과 관련된 프로세스를 처리하기 위하여 제2BMS(18) 및 차량의 EVCC(25)와 전기적으로 연결되어 있다.

또한, 제2제어부(19)는 데이터 통신 타이밍 및 충전 시퀀스 안정화를 도모하기 위한 통신 인터페이스를 포함한다.

즉, 제2배터리팩(16)을 충전하기 위하여 충전 소켓(10)에 전기자동차 충전설비(EVSE)의 충전기 커넥터를 접속시키면, 제2BMS(18)에 탑재된 통신 인터페이스와 제2제어부(19)에 탑재된 통신 인터페이스 사이에서 서로 정의된 메시지 포맷을 주고받으면서 충전 프로세스를 수행한다.

예를 들어, 제2BMS(18)에 탑재된 통신 인터페이스를 메인 인터페이스로 하고, 외부로부터 공급되는 전원을 제어하는 제2제어부(19)의 통신 인터페이스를 서브 인터페이스로 정의할 때, 충전 프로세스는 메인 인터페이스에서 서브 인터페이스로 웨이크업(wake-up) 신호를 송신하고, 웨이크업 후 제2제어부(19)를 온(ON)시켜 CAN(Controller Network Area) 통신을 시작하여 충전준비 완료 후 서브 인터페이스에서 메인 인터페이스로 충전 준비완료 메시지를 송신하면, 제2BMS(18)는 충전 지령을 송신함으로써 충전을 시작한다.

또한, 제2제어부(19)는 충전종료 조건을 만족하면, 충전을 종료한 후에 제2BMS(18)로부터 웨이크업 오프(Off) 신호를 송신하고 CAN 통신을 종료한다.

여기서 제1제어부(14)와 제2제어부(19)는 전기적 신호에 의해 실시간으로 상호 연동 및 동기화하여 데이터를 처리할 수 있고, 양방향 OBC(12), 제1 및 제2BMS(18), EVCC(25)와 CAN(Controller Network Area) 통신을 통해 서로 연결되어 통신할 수 있다.

또한, 제1제어부(14)와 제2제어부(19)는 리모컨(remoto control), 터치스크린 등과 같이 별도의 제어 장치 또는 사용자 인터페이스 장치를 통해 사용자의 조작 신호를 포함한 각종 제어 명령이나 데이터를 입력받을 수 있다.

아울러 제1제어부(14)와 제2제어부(19)는 각 구성들로부터 충전시스템에 관한 정보 또는 신호를 획득할 수 있다.

한편, 제1제어부(14)와 제2제어부(19)는 처리 기능을 수행하는 프로세서와 데이터를 저장하는 메모리를 포함할 수 있고, 이는 ASICs(Application Apecific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로프로세서(micro-processors) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 구현될 수 있다.

제2릴레이(20)는 제2제어부(19)의 제어 신호에 따라 충전 소켓(10)과 양방향 컨버터(17) 사이를 연결하는 전기 회로의 개폐를 제어한다.

제3릴레이(21)는 제2제어부(19)의 제어 신호에 따라 양방향 컨버터(17)와 차량의 적재함에 장치된 냉동·냉장설비(30) 사이를 연결하는 전기 회로의 개폐를 제어한다.

여기서 제2 및 제3릴레이(20)(21)는 양방향 컨버터(17)로부터 공급되는 전류에 의해 작동하는 구조를 채용할 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 제2배터리팩(16), 양방향 컨버터(17), 제2BMS(18), 제2제어부(19), 제2릴레이(20) 및 제3릴레이(21)는 차량의 적재함(C) 내부 또는 한쪽에 별도로 마련된 배터리탑재창(40)에 내장될 수 있다.

그리고 배터리탑재창(40)에는 제2배터리팩(16)에서 누출되는 전해질 성분의 오프 가스를 미리 감지하고 전기 신호로 변환하여 제2제어부(19)로 전송하는 휘발성 유기화합물 가스센서(41)가 구비되어 있고, 이 가스센서(41)의 전송 신호에 의한 제2제어부(19)의 제어에 따라 작동하여 배터리탑재창(40) 내부의 가스를 배출하여 환기하는 배기팬(42)이 장치되어 있다.
아울러 배터리탑재창(40)의 내기와 외기를 순환시켜서 배터리탑재창(40) 내부의 공기 온도와 습도를 일정하게 유지하도록 하는 항온항습기(43)가 장치되어 있다.

그리고 배터리탑재창(40)에는 내부의 압력을 계측하여 제어에 알맞은 전기 신호로 변환하여 제2제어부(19)로 전송하는 압력센서(44)가 구비되어 있다.
또한, 배터리탑재창(40) 내부의 공기 및 가스 압력이 설정된 압력보다 상승하면 밖으로 배출해서 압력을 낮추어 일정하게 유지시키는 감압밸브(45)가 장치되어 있다.

여기서 배기팬(42)은 전원을 끄면 날개가 자동으로 펴져 외부의 먼지나 벌레의 유입을 막는 자동 개폐형 환풍기 또는 사용하지 않을 때에는 개폐기가 자동으로 닫히는 셔터 일체형 환풍기를 채용할 수 있고, 감압밸브(45)는 제2제어부(19)에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브로 이루어질 수 있다.

또한, 감압밸브(45)의 설치 위치 및 개수를 한정하지 아니한다. 즉, 감압밸브(45)는 배터리탑재창(40)의 크기에 따라 내부의 압력이 순간적으로 감소할 수 있도록 여러 개를 분산 배치하는 것이 바람직하다.

아울러 감압밸브(45)는 제2배터리팩(16)에서 누출되는 전해질 성분의 오프 가스를 원활하게 배기(밖으로 빨아냄)시키기 위하여 진공탱크(46)와 연결되어 있다.

그리고 진공탱크(46)는 배터리탑재창(40)의 하부에 설치되어 있고, 이 진공탱크(46)와 배터리탑재창(40)의 내부는 감압밸브(45)를 통해 연결되어 있다.

즉, 제2배터리팩(16)에서 오프 가스가 배출되거나 배터리탑재창(40) 내의 기압이 설정값보다 상승하면 가스센서(41)의 전송 신호에 의한 제2제어부(19)의 제어에 따라 1차적으로 배기팬(42)이 작동하여 가스를 배출하고, 지속적으로 압력이 상승하여 일정 압력을 초과하면 압력센서(44)가 이를 감지하고, 제2제어부(19)는 압력센서(44)에서 전송받은 신호를 바탕으로 감압밸브(45)를 개방하여 진공탱크(46)의 압력과 배터리탑재창(40)의 압력차로 가스를 배기시켜 순간적으로 배터리탑재창(40)의 압력을 줄일 수 있다.

따라서 배터리탑재창(40) 내에 발생하는 오프 가스는 배기팬(42)을 통해 1차적으로 배출시키고, 항온항습기(43)의 온도 및 습도 조절을 통해 배터리의 온도 상승을 방지하며, 일정 압력을 초과하면 감압밸브(45)의 작동으로 감압하여 배터리셀 내부 온도가 급상승하는 열폭주(Thermal Runaway)로 인한 화재 및 폭발 사고를 최소화할 수 있다.

한편, 배터리탑재창(40)은 제2제어부(19)의 정보를 외부로 표시하는 LED 또는 디스플레이 장치를 구비할 수 있다.

예를 들어, LED 또는 디스플레이 장치를 통해 제2배터리팩(16)의 충전량 또는 충방전 상태를 표시, 제2제어부(19)가 수행하거나 수행한 제어에 대한 정보를 수치, 도표 또는 그래프 형태로 외부 화면에 표시, 배기팬(42), 항온항습기(43), 감압밸브(45)의 작동 상태 여부를 표시할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자로부터 제2배터리팩(16)의 충전 요청이 있는 경우, 제1제어부(14)는 차량의 시동 오프(off) 상태를 확인한다(S101).

이어서, 제1제어부(14)는 제1BMS(13)를 통해 제1배터리팩(11)의 배터리 잔량을 확인하여 미리 정해진 값 이상인지 여부를 판단한다(S103).

판단결과, 제1배터리팩(11)의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이상일 경우, 제2제어부(19)는 제3릴레이(21)를 오프(off) 동작시켜 차량의 적재함에 장치된 냉동·냉장설비(30)의 작동을 중지시킨다(S105).

예를 들어, 제1배터리팩(11)의 충전 잔량이 50% 이상일 경우, 제2제어부(19)는 제3릴레이(21)를 오프(off) 동작시킴으로써 차량의 적재함에 장치된 냉동·냉장설비(30)의 작동을 중지시킬 수 있다.

이때, 제1배터리팩(11)의 충전 잔량이 30% 미만일 경우, 제1제어부(14)는 별도의 표시부를 통해 비상충전 불가 신호를 표시한다(S106).

이어서, 제1제어부(14)는 제1BMS(13)를 통해 제1배터리팩(11)의 온도, 전압, SOC( State Of Charge)에 따른 내부 저항값의 변화 등 상태 및 이상 유무를 확인한다(S107).

확인결과, 제1배터리팩(11)이 정상이면, 제2제어부(19)는 제2BMS(18)를 통해 제2배터리팩(16)의 온도, 전압, SOC( State Of Charge)에 따른 내부 저항값의 변화 등 상태 및 이상 유무를 확인한다(S109).

확인결과, 제2배터리팩(16)이 정상이면, 제1 및 제2릴레이(15)(20)를 온(on) 동작시키고(S111), 이와 동시에 양방향 OBC(12)와 양방향 컨버터(17)를 작동시켜 제1배터리팩(11)의 전력을 출력하여 제2배터리팩(16)을 충전한다(S113).

만약, 제1 및 제2배터리팩(11)(16)이 비정상 상태이면, 제1 및 제2제어부(14)(19)는 충전 모드를 종료한다.

이어서, 제1제어부(14)는 제1BMS(13)를 통해 제1배터리팩(11)의 배터리 잔량을 확인한다(S115).

이때, 제1배터리팩(11)의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이상일 경우, 제2제어부(19)는 제2BMS(18)를 통해 제2배터리팩(16)의 배터리 충전 상태(SOC: State Of Charge)를 실시간으로 확인하여 미리 정해진 범위에 도달할 때까지 충전을 진행한다(S117).

예를 들어, 제2배터리팩(16)의 충전 잔량이 90%를 초과하면 제2제어부(19)는 제2릴레이(20)를 오프(off)시킴으로써 충전을 종료할 수 있다.

만약, S115 단계에서 제1배터리팩(11)의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이하로 내려가면 충전을 종료한다.

예를 들어, 제1배터리팩(11)의 충전 잔량이 10% 미만이면 제1제어부(14)는 제1릴레이(15) 및 제2릴레이(20)를 오프(off) 동작시키고, 양방향 OBC(12)와 양방향 컨버터(17)를 오프(off) 작동시킴으로써 제2배터리팩(16)의 충전을 종료할 수 있다.

이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전방법은 차량의 적재 및 운행 상태 등에 따라 각 배터리팩의 상태를 능동적으로 체크하여 어느 하나의 배터리팩이 저전압 또는 방전 상태일 경우 외부전원과 접속 없이도 고전압 또는 정상 상태인 배터리팩의 에너지를 이용하여 비상충전할 수 있어 운전 효율을 극대화할 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자로부터 제1배터리팩(11)의 충전 요청이 있는 경우, 제1제어부(14)는 차량의 시동 오프(off) 상태를 확인한다(S201).

이어서, 제2제어부(19)는 제2BMS(18)를 통해 제2배터리팩(16)의 배터리 잔량을 확인하여 미리 정해진 값 이상인지 여부를 판단한다(S203).

판단결과, 제2배터리팩(16)의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이상일 경우, 제2제어부(19)는 제3릴레이(21)를 오프(off) 동작시켜 차량의 적재함에 장치된 냉동·냉장설비(30)의 작동을 중지시킨다(S205).

예를 들어, 제2배터리팩(16)의 충전 잔량이 50% 이상일 경우, 제2제어부(19)는 제3릴레이(21)를 오프(off) 동작시킴으로써 차량의 적재함에 장치된 냉동·냉장설비(30)의 작동을 중지시킬 수 있다.

이때, 제2배터리팩(16)의 충전 잔량이 30% 미만일 경우, 제1제어부(14)는 별도의 표시부를 통해 비상충전 불가 신호를 표시한다(S206).

이어서, 제2제어부(19)는 제2BMS(18)를 통해 제2배터리팩(16)의 온도, 전압, SOC( State Of Charge)에 따른 내부 저항값의 변화 등 상태 및 이상 유무를 확인한다(S207).

확인결과, 제2배터리팩(16)이 정상이면, 제1제어부(14)는 제1BMS(13)를 통해 제1배터리팩(11)의 온도, 전압, SOC( State Of Charge)에 따른 내부 저항값의 변화 등 상태 및 이상 유무를 확인한다(S209).

확인결과, 제1배터리팩(11)이 정상이면, 제1 및 제2릴레이(15)(20)를 온(on) 동작시키고(S111), 이와 동시에 양방향 OBC(12)와 양방향 컨버터(17)를 작동시켜 제2배터리팩(16)의 전력을 출력하여 제1배터리팩(11)을 충전한다(S213).

만약, 제1 및 제2배터리팩(11)(16)이 비정상 상태이면, 제1 및 제2제어부(14)(19)는 충전 모드를 종료한다.

이어서, 제2제어부(19)는 제2BMS(18)를 통해 제2배터리팩(16)의 배터리 잔량을 확인한다(S215).

이때, 제2배터리팩(16)의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이상일 경우, 제1제어부(14)는 제1BMS(13)를 통해 제1배터리팩(11)의 배터리 충전 상태(SOC: State Of Charge)를 실시간으로 확인하여 미리 정해진 범위에 도달할 때까지 충전을 진행한다(S217).

예를 들어, 제1배터리팩(11)의 충전 잔량이 90%를 초과하면 제1제어부(14)는 제1릴레이(15)를 오프(off)시킴으로써 충전을 종료할 수 있다.

만약, S215 단계에서 제2배터리팩(16)의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이하로 내려가면 충전을 종료한다.

예를 들어, 제2배터리팩(16)의 충전 잔량이 10% 미만이면 제2제어부(19)는 제1릴레이(15) 및 제2릴레이(20)를 오프(off) 동작시키고, 양방향 OBC(12)와 양방향 컨버터(17)를 오프(off) 작동시킴으로써 제1배터리팩(11)의 충전을 종료할 수 있다.

이처럼 본 발명의 다른 실시 예에 따른 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전방법은 차량의 적재 및 운행 상태 등에 따라 각 배터리팩의 상태를 능동적으로 체크하여 어느 하나의 배터리팩이 저전압 또는 방전 상태일 경우 외부전원과 접속 없이도 고전압 또는 정상 상태인 배터리팩의 에너지를 이용하여 비상충전할 수 있어 운전 효율을 극대화할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 충전시스템을 구성하는 장치 및 구성요소는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.

그리고 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 운영 체제상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있고, 소프트웨어의 실행에 응답하여 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.

예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같이 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction) 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.

아울러 본 발명의 실시 예에 따른 충전방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.

컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예로는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.

프로그램 명령의 예로는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예(embodiment) 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다.

그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

10: 충전 소켓 11: 제1배터리팩
12: 양방향 OBC 13: 제1BMS
14: 제1제어부 15: 제1릴레이
16: 제2배터리팩 17: 양방향 컨버터
18: 제2BMS 19: 제2제어부
20: 제2릴레이 21: 제3릴레이

Claims (2)

1. 충전 소켓(10);
   차량의 구동용 전력을 공급하는 제1배터리팩(11);
   상기 제1배터리팩(11)의 충방전 시 직류 및 교류를 양방향으로 변환하고 전압과 전력 주파수를 동기화하는 양방향 OBC(12);
   상기 제1배터리팩(11)의 상태를 모니터링 및 동작을 자동 관리하는 제1BMS(13);
   상기 제1BMS(13) 및 차량의 EVCC(25)와 전기적으로 연결되어 상기 제1배터리팩(11)의 충방전과 관련된 프로세스를 처리하며, 상기 양방향 OBC(12)의 충전 또는 방전 모드를 설정하고, 그 설정된 모드에 따라 상기 제1배터리팩(11)의 충전 및 방전을 제어하는 제1제어부(14);
   상기 충전 소켓(10)과 상기 양방향 OBC(12) 사이를 연결하는 전기 회로의 개폐를 제어하는 제1릴레이(15);
   차량의 적재함(C)에 장치된 냉동·냉장설비(30)의 구동용 전력을 공급하는 제2배터리팩(16);
   상기 제2배터리팩(16)의 충방전 시 직류 및 교류를 양방향으로 변환하는 양방향 컨버터(17);
   상기 제2배터리팩(16)의 상태를 모니터링 및 동작을 자동 관리하는 제2BMS(18);
   상기 제2BMS(18) 및 차량의 EVCC(25)와 전기적으로 연결되어 상기 제2배터리팩(16)의 충방전과 관련된 프로세스를 처리하며, 상기 양방향 컨버터(17)의 충전 또는 방전 모드를 설정하고, 그 설정된 모드에 따라 상기 제2배터리팩(16)의 충전 및 방전을 제어하는 제2제어부(19);
   상기 충전 소켓(10)과 상기 양방향 컨버터(17) 사이를 연결하는 전기 회로의 개폐를 제어하는 제2릴레이(20);
   상기 양방향 컨버터(17)와 차량의 적재함(C)에 장치된 냉동·냉장설비(30) 사이를 연결하는 전기 회로의 개폐를 제어하는 제3릴레이(21);
   차량의 적재함(C) 내에 설치된 배터리탑재창(40);
   상기 배터리탑재창(40)에 장치되고, 상기 제2배터리팩(16)에서 누출되는 전해질 성분의 오프 가스를 감지하고 전기신호로 변환하여 상기 제2제어부(19)로 전송하는 휘발성 유기화합물 가스센서(41);
   상기 제2제어부(19)의 제어 신호에 따라 작동하고, 상기 배터리탑재창(40) 내부의 가스를 배출하여 환기하는 배기팬(42);
   상기 배터리탑재창(40) 내부의 공기 온도와 습도를 일정하게 유지하도록 내기와 외기를 순환시키는 항온항습기(43);
   상기 배터리탑재창(40) 내부의 압력을 계측하고 전기신호로 변환하여 상기 제2제어부(19)로 전송하는 압력센서(44);
   상기 제2제어부(19)의 제어 신호에 따라 상기 배터리탑재창(40) 내부의 공기 및 가스 압력이 설정된 압력보다 상승하면 밖으로 배출해서 압력을 낮추는 감압밸브(45); 및
   상기 배터리탑재창(40) 내부의 가스를 압력차로 배출하기 위해 상기 감압밸브(45)에 연결된 진공탱크(46);
   를 포함하는, 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전시스템을 이용하여, 다음의 각 단계로 이루어지는 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전방법.
   (A) 사용자로부터 제2배터리팩(16)의 충전 요청이 있는 경우, 상기 제1제어부(14)가 차량의 시동 오프 상태를 확인하는 단계
   (B) 상기 제1제어부(14)가 상기 제1BMS(13)를 통해 상기 제1배터리팩(11)의 배터리 잔량을 확인하여 미리 정해진 값 이상인지 여부를 판단하는 단계
   (C) 상기 (B) 단계의 판단결과, 상기 제1배터리팩(11)의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이상일 경우, 상기 제2제어부(19)가 상기 제3릴레이(21)를 오프(off) 동작시켜 차량의 적재함(C)에 장치된 냉동·냉장설비(30)의 작동을 중지시키는 단계
   (D) 상기 제1제어부(14)가 상기 제1BMS(13)를 통해 상기 제1배터리팩(11)의 상태 및 이상 유무를 확인하는 단계
   (E) 상기 (D) 단계의 확인결과, 상기 제1배터리팩(11)이 정상이면, 상기 제2제어부(19)가 상기 제2BMS(18)를 통해 상기 제2배터리팩(16)의 상태 및 이상 유무를 확인하는 단계
   (F) 상기 (E) 단계의 확인결과, 상기 제2배터리팩(16)이 정상이면, 상기 제1 및 제2릴레이(15)(20)를 온(on) 동작시키고, 상기 양방향 OBC(12)와 상기 양방향 컨버터(17)를 작동시켜 상기 제2배터리팩(16)을 충전하는 단계
   (G) 상기 제1제어부(14)가 상기 제1BMS(13)를 통해 상기 제1배터리팩(11)의 배터리 잔량을 확인하는 단계
   (H) 상기 (G) 단계의 확인결과, 상기 제1배터리팩(11)의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이상일 경우, 상기 제2제어부(19)가 상기 제2BMS(18)를 통해 상기 제2배터리팩(16)의 배터리 충전 상태(SOC: State Of Charge)를 실시간으로 확인하여 미리 정해진 범위에 도달하면 충전을 완료하는 단계
   
2. 충전 소켓(10);
   차량의 구동용 전력을 공급하는 제1배터리팩(11);
   상기 제1배터리팩(11)의 충방전 시 직류 및 교류를 양방향으로 변환하고 전압과 전력 주파수를 동기화하는 양방향 OBC(12);
   상기 제1배터리팩(11)의 상태를 모니터링 및 동작을 자동 관리하는 제1BMS(13);
   상기 제1BMS(13) 및 차량의 EVCC(25)와 전기적으로 연결되어 상기 제1배터리팩(11)의 충방전과 관련된 프로세스를 처리하며, 상기 양방향 OBC(12)의 충전 또는 방전 모드를 설정하고, 그 설정된 모드에 따라 상기 제1배터리팩(11)의 충전 및 방전을 제어하는 제1제어부(14);
   상기 충전 소켓(10)과 상기 양방향 OBC(12) 사이를 연결하는 전기 회로의 개폐를 제어하는 제1릴레이(15);
   차량의 적재함(C)에 장치된 냉동·냉장설비(30)의 구동용 전력을 공급하는 제2배터리팩(16);
   상기 제2배터리팩(16)의 충방전 시 직류 및 교류를 양방향으로 변환하는 양방향 컨버터(17);
   상기 제2배터리팩(16)의 상태를 모니터링 및 동작을 자동 관리하는 제2BMS(18);
   상기 제2BMS(18) 및 차량의 EVCC(25)와 전기적으로 연결되어 상기 제2배터리팩(16)의 충방전과 관련된 프로세스를 처리하며, 상기 양방향 컨버터(17)의 충전 또는 방전 모드를 설정하고, 그 설정된 모드에 따라 상기 제2배터리팩(16)의 충전 및 방전을 제어하는 제2제어부(19);
   상기 충전 소켓(10)과 상기 양방향 컨버터(17) 사이를 연결하는 전기 회로의 개폐를 제어하는 제2릴레이(20);
   상기 양방향 컨버터(17)와 차량의 적재함(C)에 장치된 냉동·냉장설비(30) 사이를 연결하는 전기 회로의 개폐를 제어하는 제3릴레이(21);
   차량의 적재함(C) 내에 설치된 배터리탑재창(40);
   상기 배터리탑재창(40)에 장치되고, 상기 제2배터리팩(16)에서 누출되는 전해질 성분의 오프 가스를 감지하고 전기신호로 변환하여 상기 제2제어부(19)로 전송하는 휘발성 유기화합물 가스센서(41);
   상기 제2제어부(19)의 제어 신호에 따라 작동하고, 상기 배터리탑재창(40) 내부의 가스를 배출하여 환기하는 배기팬(42);
   상기 배터리탑재창(40) 내부의 공기 온도와 습도를 일정하게 유지하도록 내기와 외기를 순환시키는 항온항습기(43);
   상기 배터리탑재창(40) 내부의 압력을 계측하고 전기신호로 변환하여 상기 제2제어부(19)로 전송하는 압력센서(44);
   상기 제2제어부(19)의 제어 신호에 따라 상기 배터리탑재창(40) 내부의 공기 및 가스 압력이 설정된 압력보다 상승하면 밖으로 배출해서 압력을 낮추는 감압밸브(45); 및
   상기 배터리탑재창(40) 내부의 가스를 압력차로 배출하기 위해 상기 감압밸브(45)에 연결된 진공탱크(46);
   를 포함하는, 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전시스템을 이용하여, 다음의 각 단계로 이루어지는 일렉트릭 특장차의 배터리 비상충전방법.
   (A) 사용자로부터 제1배터리팩(11)의 충전 요청이 있는 경우, 상기 제1제어부(14)가 차량의 시동 오프 상태를 확인하는 단계
   (B) 상기 제2제어부(19)가 상기 제2BMS(18)를 통해 상기 제2배터리팩(16)의 배터리 잔량을 확인하여 미리 정해진 값 이상인지 여부를 판단하는 단계
   (C) 상기 (B) 단계의 판단결과, 상기 제2배터리팩(16)의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이상일 경우, 상기 제2제어부(19)가 상기 제3릴레이(21)를 오프(off) 동작시켜 차량의 적재함(C)에 장치된 냉동·냉장설비(30)의 작동을 중지시키는 단계
   (D) 상기 제2제어부(19)가 상기 제2BMS(18)를 통해 상기 제2배터리팩(16)의 상태 및 이상 유무를 확인하는 단계
   (E) 상기 (D) 단계의 확인결과, 상기 제2배터리팩(16)이 정상이면, 상기 제1제어부(14)가 상기 제1BMS(13)를 통해 상기 제1배터리팩(11)의 상태 및 이상 유무를 확인하는 단계
   (F) 상기 (E) 단계의 확인결과, 상기 제1배터리팩(11)이 정상이면, 상기 제1 및 제2릴레이(15)(20)를 온(on) 동작시키고, 상기 양방향 OBC(12)와 상기 양방향 컨버터(17)를 작동시켜 상기 제1배터리팩(11)을 충전하는 단계
   (G) 상기 제2제어부(19)가 상기 제2BMS(18)를 통해 상기 제2배터리팩(16)의 배터리 잔량을 확인하는 단계
   (H) 상기 (G) 단계의 확인결과, 상기 제2배터리팩(16)의 배터리 잔량이 미리 정해진 값 이상일 경우, 상기 제1제어부(14)가 상기 제1BMS(13)를 통해 상기 제1배터리팩(11)의 배터리 충전 상태(SOC: State Of Charge)를 실시간으로 확인하여 미리 정해진 범위에 도달하면 충전을 완료하는 단계
   

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