KR102538368B1 - 전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 장치 및 방법 - Google Patents

전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기자동차 충전케이블을 제어하는 제어장치의 자동 재폐로(Auto Re-Closing) 장치 및 방법을 개시한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 전원장치로부터 전기자동차에 전원을 공급하기 위한 충전케이블에 장착되어 상기 전기자동차의 충전을 제어하는 전기자동차 충전케이블 제어장치에 있어서, 상기 전기자동차에 대한 충전 중 발생하는 결함을 감지하는 결함 감지부; 상기 결함이 기 설정된 시간 내에 기 설정된 횟수 이상 발생하는 경우 상기 전기자동차에 대한 충전의 시도를 중단하도록 제어하며, 상기 전기자동차에 대한 충전의 시도가 중단된 후 상기 결함이 해소되었는지 여부를 판단하여, 상기 결함이 해소된 경우 상기 전기자동차에 대한 충전을 재시도하도록 제어하는 MCU(Micro Controller Unit); 및 상기 MCU의 제어에 따라 상기 전기자동차에 대한 충전을 중지하거나, 상기 전기자동차에 대한 충전을 재시도하는 재폐로부(Re-Closing Unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전케이블 제어장치를 제공한다.

Description

전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 장치 및 방법{Apparatus and Method for Auto Re-Closing of Control Box of Electric Vehicle Charging Cable}
본 발명은 전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기자동차 충전케이블을 제어하는 제어장치의 자동 재폐로(Auto Re-Closing) 장치 및 방법에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
모든 전력 분배 시스템에서 일반적인 문제는 순간적인 회로의 단락 등의 원인으로 전원 공급이 중단되는 것이다. 예를 들어, 극(Pole) 사이의 전력선이 풍압에 의해 구조물에 가해지는 하중으로 인한 흔들림으로 순간적으로 전력선의 일측 도체가 타측 도체 또는 GND에 접촉된다. 노출된 도체에 접촉되면 아크가 일어나거나 또는 다른 일시적인 현상으로 발생하는 전력선의 단락이나 전류 서지(Current Surge)는 퓨즈(Fuse)를 용단시키거나 또는 재폐로(Re-Closing) 장치를 작동시킨다. 만약에 퓨즈가 타거나 재폐로 장치가 작동되면, 전력선은 오픈(Open)되어 전력이 차단된다. 사용자는 퓨즈를 교체하거나 재폐로 장치를 리셋하기 위하여 수리 요청(Service Call)을 해야 하고, 이는 에너지 유지 비용을 증가시킨다.
재폐로 장치는 전류, 전압 및 주파수 등의 오류를 감지하여 결함이 있는 배전반으로부터 분리하는 결함 방지(Fault-Interrupting) 장치이다. 재폐로 제어장치는 재폐로 동작을 수행한다. 재폐로 장치는 전력 분배 시스템을 보호하기 위하여 삽입된다.
도 1은 종래기술에 따른 전기자동차 충전케이블 제어장치의 동작방법의 순서도이다.
먼저, 전기자동차 충전케이블 제어장치의 전원이 온(On) 되면, 전기자동차 충전케이블 제어장치는 충전케이블에 의하여 전기자동차(Electrical Vehicle)에 연결된다(101). 여기서 전기자동차 충전케이블 제어장치는 전기자동차와 전원을 연결하는 충전케이블에 위치하여, 전기자동차가 배터리를 충전하는 경우, 상황에 따라 전력을 공급하거나 차단하는 역할을 한다. 또한, 현재 충전 여부, 충전 중 장애가 발생하는 경우에 있어 전력 차단, 충전 가능한 용량을 전기자동차로 알려주는 역할을 한다. 전기자동차 충전케이블 제어장치는 ICCB(In-Cable Control Box) 또는 IC-CPD(In-Cable Control and Protection Device)로 구현될 수 있다.
전기자동차 충전케이블이 전기자동차에 연결되면 충전 준비가 완료된다(103). 전기자동차 충전케이블에 연결된 전기자동차의 배터리에 충전이 시작된다(105). 전기자동차의 배터리에 충전이 시작되면, 전기자동차 충전케이블 제어장치는 전기자동차 충전 과정에서 발생할 수 있는 동작의 이상(Fault) 유무를 진단한다(107). 전기자동차 충전케이블 제어장치가 진단하는 이상 유무는 전기자동차 충전케이블 또는 전기자동차 충전케이블 제어장치 내에 누설 전류(Leakage Current)가 발생하였는지 여부 또는 전기자동차 충전케이블 제어장치내의 온도가 너무 낮아지거나 너무 높아지는지 여부일 수 있다. 전기자동차 충전케이블 제어장치가 이상이 발생한 것으로 진단하는 경우, 전기자동차의 충전은 중단된다.
도 2는 종래기술에 따른 전기자동차 충전케이블 제어장치의 동작방법의 파형도이다. 도 2에서는 사용자 부재 시를 가정하에 설명하도록 한다. 도 2를 참조하면, 전기자동차 충전케이블 제어장치는 누설 전류(Leakage Current), 저온(Low Temperature) 및 고온 (High Temperature) 등의 결함이 발생하였는지를 진단한다. 종래의 전기자동차 충전케이블 제어장치는 동일한 결함이 4회 이상 발생하면 발생하는 경우, 즉시 충전을 중지한다. 일단 충전이 중지된 경우, 사용자가 수동으로 전기자동차의 충전을 재개하기 위한 시도를 하지 않는 한, 종래의 전기자동차 충전케이블 제어장치는 더 이상 전기자동차의 충전을 진행하지 않는다.
종래의 전기자동차 충전케이블 제어장치는 온도, 누설전류의 발생과 같은 결함(Fault) 발생시, 충전을 중지하고 사용자의 충전 재개를 위한 시도가 존재하지 않는 한 더 이상 충전을 진행하지 않게 된다. 따라서 종래의 전기자동차 충전케이블 제어장치를 이용하는 경우, 사용자는 결함이 발생하였는지를 수시로 확인하여 수동으로 충전을 재시도해야 하는 불편이 존재한다. 사용자가 장시간 충전 장소를 벗어난 상태에서 충전 중 결함이 발생하는 경우, 충전이 중단됨에 따라 사용자가 장시간 전기자동차의 충전을 시도하였음에도 전기자동차 배터리가 충전되지 않는 문제가 발생 하여, 장시간 충전 후 전기자동차를 즉시 사용하리라 예상했던 사용자에 예상치 못한 장애가 발생할 수 있다. 또한 결함이 발생하여 충전이 중단된 경우, 결함이 해소되지 않은 상황에서 사용자의 충전 재개를 위한 시도가 존재하는 경우, 충전 중 결함에 의해 전기자동차가 파손되거나 결함으로 인한 위험한 상황(예를 들어, 감전 또는 화재 등)이 발생할 가능성도 존재한다.
본 발명은, 기 설정된 시간 동안 기 설정된 횟수의 결함이 발생하는 경우 충전을 중지하며, 결함이 해소되었는지 여부를 판단하여 결함이 해소된 경우 충전을 재시도하는 전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 전원장치로부터 전기자동차에 전원을 공급하기 위한 충전케이블에 장착되어 상기 전기자동차의 충전을 제어하는 전기자동차 충전케이블 제어장치에 있어서, 상기 전기자동차에 대한 충전 중 발생하는 결함을 감지하는 결함 감지부; 상기 결함이 기 설정된 시간 내에 기 설정된 횟수 이상 발생하는 경우 상기 전기자동차에 대한 충전의 시도를 중단하도록 제어하며, 상기 전기자동차에 대한 충전의 시도가 중단된 후 상기 결함이 해소되었는지 여부를 판단하여, 상기 결함이 해소된 경우 상기 전기자동차에 대한 충전을 재시도하도록 제어하는 MCU(Micro Controller Unit); 및 상기 MCU의 제어에 따라 상기 전기자동차에 대한 충전을 중지하거나, 상기 전기자동차에 대한 충전을 재시도하는 재폐로부(Re-Closing Unit)를 포함하되, 상기 MCU는, 상기 결함 감지부가 감지한 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어지는 경우, 상기 결함이 해소된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전케이블 제어장치를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 전원장치로부터 전기자동차에 전원을 공급하기 위한 케이블에 장착되어 상기 전기자동차의 충전을 제어하는 전기자동차 충전케이블 제어장치가 자동 재폐로(Auto Re-Closing) 기능을 수행하는 방법에 있어서, 상기 전기자동차에 대한 충전 중 발생하는 결함을 감지하는 감지과정; 상기 결함이 기 설정된 시간 내에 기 설정된 횟수 이상 발생하는 경우 상기 전기자동차에 대한 충전의 시도를 중단하도록 제어하는 제1 제어과정; 상기 전기자동차에 대한 충전의 시도가 중단된 후 상기 결함이 해소되었는지 여부를 판단하는 판단과정; 및 상기 결함이 해소된 경우, 중지된 상기 전기자동차에 대한 충전을 재시도하도록 제어하는 제2 제어과정을 포함하되, 상기 감지과정에서 감지한 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어지는 경우, 상기 결함이 해소된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 전원장치로부터 전기자동차에 전원을 공급하기 위한 케이블에 장착되어 상기 전기자동차의 충전을 제어하는 자동 재폐로(Auto Re-Closing) 기능을 수행하는 자동 재폐로 방법을 구현함에 있어서, 상기 전기자동차에 대한 충전 중 발생하는 결함을 감지하는 과정; 상기 결함이 기 설정된 시간 내에 기 설정된 횟수 이상 발생하는 경우 상기 전기자동차에 대한 충전의 시도를 중단하도록 제어하는 과정; 상기 전기자동차에 대한 충전의 시도가 중단된 후 상기 결함이 해소되었는지 여부를 판단하는 과정; 및 상기 결함이 해소된 경우, 중지된 상기 전기자동차에 대한 충전을 재시도하도록 제어하는 과정을 포함하되, 상기 결함을 감지하는 과정에서 감지한 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어지는 경우, 상기 결함이 해소된 것으로 판단하는 것을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따른 전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 장치는 기 설정된 시간 동안 기 설정된 횟수의 결함이 발생하여 충전이 중지된 경우라도, 결함이 해소되었는지 여부를 판단하여 이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따른 전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 장치는 기 설정된 시간 동안 기 설정된 횟수의 결함이 발생하여 충전이 중지된 경우라도, 결함이 해소되었는지 여부를 판단하여 결함이 해소된 후에 충전을 재시도하기 때문에 안전성을 확보할 수 있으며, 결함으로 인한 전기자동차의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 실시예에 따른 전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 장치는 충전이 중지된 후 결함이 해소된 경우, 충전을 자동으로 재시도하기 때문에 사용자가 충전 장소에서 벗어나 있는 경우 충전 장소로 충전의 재시도를 위해 이동할 필요가 없으며, 사용자가 지속적으로 충전상태(충전이 중지되었는지 여부)를 확인할 필요도 없어 사용자의 번거로움을 해소하는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 따른 전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 장치는 사용자가 전기자동차를 장시간 동안 충전을 하는 동안 결함에 의해 충전이 중단되더라도 결함이 해소되었다면 충전을 자동으로 재시도하여 충전을 진행하기 때문에 사용자는 언제든지 전기자동차를 이용할 수 있어 사용자의 편의성이 증대되는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 전기자동차 충전케이블 제어장치의 동작방법을 보인 순서도이다.
도 2는 종래기술에 따른 전기자동차 충전케이블 제어장치의 동작방법을 설명하기 위한 파형도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전케이블 제어장치의 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전케이블 제어장치의 동작방법을 설명하기 위한 파형도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전케이블 제어장치의 동작방법을 보인 순서도이다.
이하, 본 발명의 동작 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전케이블 제어장치의 블럭도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전케이블 제어장치의 동작방법을 설명하기 위한 파형도이다.
전기자동차 충전케이블 제어장치(300)는 전원(302)으로부터 전기자동차(304)에 전력을 공급하기 위한 충전케이블(306)에 장착되어 충전을 제어한다.
본 개시에서 전기자동차 충전케이블 제어장치(300)는 배터리를 내장한 모든 장치의 충전을 제어하는 데에 적용할 수 있으나, 이하에서는 배터리를 내장한 장치로서 전기자동차를 예로 들어 설명한다.
전기자동차 충전케이블 제어장치(300)는 전원을 공급하는 케이블에 장착되어 전기자동차의 충전을 제어한다. 도 3과 같이 전기자동차 충전케이블 제어장치(300)는 결함 감지부(310), 충전 재시도부(320), 재폐로부(330), MCU(340) 및 감시전압 발생부(350)를 포함한다.
결함 감지부(310)는 센서를 구비하여, 결함의 원인이 되는 요소를 감지하는 역할을 한다. 여기서, 결함의 원인이 되는 요소란 전기자동차(304)가 전기자동차 충전케이블(306)을 이용해 충전을 하는 경우, 전기자동차 충전케이블(306)에 발생하는 누설 전류, 과부하 전류(Overload Current) 및 아크가 될 수 있으며, 전기자동차 충전케이블 제어장치 내의 온도 변화 또는 습도 변화가 될 수 있다. 즉, 결함 감지부(310)는 각각의 센서를 구비하여, 전기자동차 충전케이블(306)에서 발생하는 누설 전류 또는 아크를 감지하거나, 전기자동차 충전케이블 제어장치 내의 온도 또는 습도를 감지할 수 있다. 결함 감지부(310)는 이와 같은 결함의 원인이 되는 요소의 감지 값을 감지하여 MCU(340)로 전달한다.
충전 재시도부(320) 및 재폐로부(Re-Closing Unit, 330)는 MCU(340)의 제어를 받아 전기자동차(304)의 충전이 중단된 경우, 충전을 재시도하는 역할을 한다. 충전 재시도부(320) 및 재폐로부(330)는 MCU(340)로부터 충전 재시도 제어신호를 수신하는 경우, 중단된 전기자동차의 충전을 재시도하는 역할을 한다.
MCU(340)는 결함 감지부(310)로부터 결함 감지부(310)가 감지한 감지 값을 수신하여 결함의 발생 횟수를 판단하여 카운팅(Counting)하며, 결함의 발생시 충전을 중단한다. MCU(340)는 결함 감지부(310)로부터 수신한 감지 값이 기 설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단하여 결함이 발생하였는지를 판단한다. 예를 들어, MCU(340)는 결함 감지부(310)가 감지한 누설전류의 감지 값이 기 설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단하여, 누설전류의 값이 기 설정된 임계치를 초과하는 경우 결함이 발생한 것으로 판단한다. 결함이 발생한 것으로 판단한 경우, MCU(340)는 충전을 중단하며, 결함이 발생한 횟수를 카운팅하여 결함이 발생한 횟수를 저장한다. MCU(340)는 메모리(345)에 결함이 발생한 횟수를 저장하며, 결함이 발생한 시각 또는 결함의 원인도 함께 저장할 수 있다. 이와 같이 MCU(340)가 결함이 발생한 횟수 외에, 결함이 발생한 시각 또는 결함의 원인도 함께 저장을 하여, 추후 엔지니어가 전기자동차 충전케이블(306) 또는 전기자동차 충전케이블 제어장치를 수리함에 있어 결함의 원인 등을 참조할 수 있다. 도 4에 도시된 파형도를 보면, MCU(340)는 충전 후 약 1시간(1h)이 지난 때, 약 1시간 30분이 지난 때, 약 2시간 30분이 지난 때 및 약 3시간이 지난 때에 결함이 발생한 것으로 판단하여 충전을 중단한다. 또한 MCU(340)는 결함의 발생으로 인해 충전을 중단하며, 충전의 중단 시 결함의 발생횟수를 카운팅한다.
MCU(340)는 결함이 발생하여 충전이 중단된 경우 충전을 재시도하도록 제어하며, 기 설정된 시간 동안 기 설정된 횟수 이상 결함이 발생하는 경우 충전의 시도를 중단한다. MCU(340)는 전술한 과정과 같이 결함이 발생한 것으로 판단하여 충전을 중단한 경우, 충전 재시도부(320)로 충전 재시도 제어신호를 전송하여 충전을 재개하도록 제어한다. 결함의 원인을 확인하지 않고, 단순히 일정한 시간이 지난 뒤에 자동으로 충전을 재개하는 방식(시간 고정형 또는 시간 의존형)으로 충전을 재개할 수 있다. 또는 안전을 고려하여, 결함 감지부(310)가 감지한 결함의 원인(누설 전류, 과부하 전류, 아크, 온도 또는 습도)이 해소된 경우에 충전을 재시도할 수 있다. 이 경우, 단락 전류에 의한 충전이 중단된 경우나 조작자에 의해서 충전이 중단된 경우에는 자동으로 충전이 재개되지 않도록 할 수 있다. 다만, MCU(340)는 기 설정된 시간 동안 결함이 기 설정된 횟수 이상 발생하는 경우라면, 충전의 시도를 중단하도록 제어한다. 예를 들어, 기 설정된 시간을 30분으로 설정하고, 기 설정된 횟수를 3회로 설정하여, 30분이 시간 동안 결함이 3회 이상 발생하여 충전이 중단되었다가 재시도되는 경우라면, MCU(340)는 충전의 시도를 중단한다. 또는 기 설정된 횟수를 1회로 설정하여, MCU(340)는 단 1회의 결함이 발생하더라도 충전의 시도를 중단하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 결함 감지부(310)가 감지한 감지 값이 기 설정된 임계치를 현저히 초과하는 경우 또는 결함이 발생한 후 충전의 시도가 위험을 발생시킬 수 있는 경우 등과 같이, MCU(340)는 필요에 따라 1회의 결함이 발생한 경우라도 충전의 시도를 중단할 수 있다. 이는 기 설정된 시간 동안 결함이 기 설정된 횟수 이상으로 발생하는 경우라면, 전기자동차 충전케이블 또는 전기자동차 충전케이블 제어장치 자체에 어떠한 결함이 존재하는 것으로 판단될 수 있어, 전기자동차 충전케이블 또는 전기자동차 충전케이블 제어장치의 수리가 필요한 상황일 수 있기 때문이다. 도 4에 도시된 파형도를 보면, 충전 후 약 1시간(1h)이 지난 때, 약 1시간 30분이 지난 때 및 약 2시간 30분이 지난 때에 충전이 중단된 후, MCU(340)는 다시 충전이 재개되도록 제어하여 충전을 재시도한다. 그러나 약 3시간이 지나 다시 결함의 발생으로 인해 충전이 중단되는 경우, 충전은 중지된 것을 확인할 수 있다. MCU(340)가 기 설정된 시간 동안 기 설정된 횟수 이상 결함이 발생한 것으로 판단하였기 때문에, MCU(340)는 충전을 중지한다. 도 4에 도시된 파형도는 기 설정된 횟수가 3회로 설정된 경우만을 한정하여 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 기 설정된 횟수가 다르게 설정됨에 따라 충전이 중지되는 시기가 달라질 수 있다.
MCU(340)는 기 설정된 시간 동안 기 설정된 횟수 이상 결함이 발생하는 경우 충전의 시도를 중단한 후, 결함이 해소되었는지 여부를 판단하여 결함이 해소된 경우 충전을 재시도한다. MCU(340)는 충전의 시도를 중단한 후, 결함이 해소되었는지 여부를 판단한다. MCU(340)가 결함이 해소되었는지 여부를 판단함에 있어, 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어졌는지를 판단한다. 여기서, 기 설정된 기준치는 MCU(340)가 결함이 발생하였는지를 판단하며 사용했던 기 설정된 임계치보다 낮은 수준에 해당한다. 즉, MCU(340)는 감지 값이 단순히 결함을 판단하는 기 설정된 임계치 이하가 아닌, 기 설정된 임계치보다 더 낮은 수준(기준치) 이하로 떨어졌는지를 판단함으로써, 결함이 해소되었는지를 판단한다. 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어진 경우, MCU(340)는 결함이 해소된 것으로 판단하여 충전을 재시도하도록 제어한다. 반대로, 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어지지 않은 경우, MCU(340)는 결함이 해소되지 않은 것으로 판단하여 충전 중단상태를 유지하도록 제어한다. MCU(340)는 결함이 해소되었는지 여부를 판단함에 있어 실시간으로 결함의 해소여부를 판단하거나, 기 설정된 간격마다 결함이 해소되었는지를 판단할 수 있다. MCU(340)는 기 설정된 시간 동안 기 설정된 횟수 이상 결함이 발생하여 충전의 시도가 중단된 후 결함이 해소되었다고 판단한 경우, 재폐로부(330)로 충전 재시도 제어신호를 송신하여 충전을 재시도하도록 제어한다. 이때, MCU(340)는 충전 재시도 제어신호를 송신하여 재폐로부(330)로 하여금 충전을 재시도하도록 제어하면서, 기존에 카운팅하였던 결함이 발생한 횟수를 리셋(Reset)할 수 있다. 이와 같이, MCU(340)가 결함이 발생한 횟수를 리셋함으로써, 추후 결함이 발생하더라도 바로 충전의 시도가 중단되는 것을 방지한다. 이와 같이, MCU(340)는 충전이 중단된 후 충전을 재시도함에 있어, 결함이 해소되었는지 여부를 판단하는 과정을 거쳐 결함이 해소되었다고 판단된 경우에만 충전을 재시도하도록 제어하기 때문에, 충전의 재시도가 안전한 상태에서 이루어지게 된다. 또한 MCU(340)는 결함이 해소된 경우 별도의 사용자의 조작 없이도 재폐로부(330)를 통해 충전을 재시도하도록 제어하기 때문에, 사용자의 편의성이 증대되는 효과가 있다. 도 4에 도시된 파형도를 보면, MCU(340)의 제어에 의해 충전이 중지된 후, MCU(340)는 결함이 해소되었는지를 판단한다. MCU(340)는 결함이 해소된 것으로 판단한 경우, 다시 충전을 재시도하도록 제어하여 충전이 재개된다.
MCU(340)가 결함이 해소되었는지를 판단함에 있어, 결함이 과부하 전류 또는 누설전류인 경우라면 결함이 해소되었는지를 판단하기 곤란한 문제가 발생한다. 기 설정된 시간 동안 기 설정된 횟수 이상 결함이 발생하여 충전의 시도가 중단된 경우, 더 이상 과부하 전류 또는 누설전류가 발생하지 않아 결함 감지부(310)가 과부하 전류 또는 누설전류를 감지하지 못하게 된다. 따라서 결함이 과부하 전류 또는 누설전류인 경우로 인하여 충전의 시도가 중단된 경우, 결함이 해소되었는지를 판단하기 위해 과부하 전류 또는 누설전류를 발생시킬 필요가 있다. 이때, 과부하 전류 또는 누설전류를 발생시키는 데 이용되는 전압이 감시전압이다. 감시전압이란 결함 감지부(310)에서 과부하 전류 또는 누설전류에 의한 결함이 해소되었는지를 판단하고자 과부하 전류 또는 누설전류를 발생시키기 위해 의도적으로 발생시키는 전압으로서, 최대 25V의 교류 전압 또는 60V의 직류 전압인 안전초저압(SELV, Safety Extra Low Voltage) 이하의 전압을 의미한다. MCU(340)는 과부하 전류 또는 누설전류로 인해 충전이 중단된 경우, 감시전압을 발생시키도록 하는 제어신호를 감시전압 발생부(350)로 전달하며, 감시전압 발생부(350)는 MCU(340)로부터 감시전압 제어신호를 수신하여 감시전압을 충전케이블(306)로 전송한다. 이에 따라 충전케이블(306)에는 감시전압에 의해 과부하 전류 또는 누설전류가 다시 흐르게 되고, 결함 감지부(310)는 과부하 전류 또는 누설 전류를 감지할 수 있다. MCU(340)는 결함 감지부(310)가 감지한 과부하 전류 또는 누설 전류의 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어졌는지를 판단함으로써, 결함이 해소되었는지를 판단한다. 과부하 전류 또는 누설전류의 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어진 경우, MCU(340)는 결함이 해소된 것으로 판단하여 충전을 재시도하도록 제어하며, 과부하 전류 또는 누설전류의 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어지지 않은 경우, MCU(340)는 결함이 해소되지 않은 것으로 판단하여 충전 중단상태를 유지하도록 제어한다. MCU(340)는 감시전압을 발생시키도록 하는 제어신호를 발생시킴에 있어, 기 설정된 기간 동안 기 설정된 간격마다 발생시킨다. 예를 들어, 기 설정된 기간은 1시간으로, 기 설정된 간격은 20초로 설정되는 경우, MCU(340)는 20초 마다 감시전압 제어신호를 발생시키며, 이를 1시간 동안 발생시킬 수 있다. 이와 같이 MCU(340)는 기 설정된 기간 동안 감시전압 제어신호를 발생시키며, 기 설정된 기간 동안 결함이 해소되지 않아 충전의 재시도가 이루어지지 않은 경우에는 MCU(340)는 더 이상 감시전압 제어신호를 발생시키지 않도록 하거나, 또는 일정 시간이 경과한 이후 다시 기 설정된 기간 동안 감시전압 제어신호를 재 발생시켜 결함이 해소되었는지를 확인하도록 할 수 있다.
감시전압 발생부(350)는 MCU(340)로부터 감시전압 제어신호를 수신하는 경우, 감시전압을 발생시켜 충전케이블(306)로 전송한다. 감시전압 발생부(350)는 감시전압을 충전케이블(306)로 전송함으로써, 결함 감지부(310)는 다시 과부하 전류 또는 누설전류를 감지할 수 있게 된다.
전기자동차 충전케이블 제어장치(300)는 추가로 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 통신부(미도시)는 MCU(340)의 메모리(345)에 저장된 결함이 발생한 횟수, 결함이 발생한 시각 및 결함의 원인 중 일부 또는 전부를 사용자 단말 또는 정비소 서버 등으로 전송할 수 있다. 이와 같이 통신부가 MCU(340)의 메모리(345)에 저장된 결함이 발생한 횟수, 결함이 발생한 시각 및 결함의 원인 중 일부 또는 전부를 전송함으로써, 발생하는 결함의 파악을 용이하게 할 수 있다.
도 3에 도시된 전기자동차 충전케이블 제어장치에 포함된 각 구성요소는 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작한다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전케이블 제어장치의 동작방법을 보인 순서도이다.
도 5를 참조하면, 전기자동차 충전케이블에 연결된 전기자동차의 배터리에 충전이 시작된다(S501). 전기자동차 충전케이블(306)이 전기자동차(304)와 전원(302)에 각각 연결되어 충전 준비가 완료되는 경우, 충전을 개시한다.
충전이 시작되면, 전기자동차 충전케이블 제어장치는 전기자동차 충전 과정에서 결함이 발생하는지 여부를 판단한다(S503). MCU(340)는 결함 감지부(310)로부터 결함의 원인이 된 요소에 대한 감지값을 수신하며, 결함의 원인이 된 요소에 대한 감지값이 기 설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단하여 결함이 발생하였는지 여부를 판단한다. 이때, MCU(340)는 결함이 발생한 경우, 결함이 발생한 횟수 및 결함이 발생한 시각을 저장한다.
결함이 기 설정된 시간 내에 기 설정된 횟수를 초과하여 발생하였는지 여부를 판단한다(S505). MCU(340)는 MCU(340) 내 저장된 결함의 발생한 횟수 및 결함이 발생한 시각을 판단하여, 결함이 기 설정된 시간 내에 기 설정된 횟수를 초과하여 발생하였는지 여부를 판단한다.
결함이 기 설정된 시간 내에 기 설정된 횟수를 초과하여 발생한 경우, 전기자동차 충전케이블 제어장치는 차량의 충전의 시도를 중단시킨다(S507).
전기자동차의 충전의 시도가 중단된 후, 결함이 해소되었는지 여부를 판단한다(S509). MCU(340)는 결함이 기 설정된 시간 내에 기 설정된 횟수를 초과하여 전기자동차의 충전의 시도가 중단된 후, 결함이 해소되었는지 여부를 판단한다. MCU(340)는 결함이 해소되었는지 여부를 판단함에 있어, 결함의 원인이 된 요소에 대한 감지값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어진 경우, 결함이 해소된 것으로 판단한다. 이때, 결함이 과부하 전류 또는 누설전류인 경우, MCU(340)는 감시전압 제어신호를 발생시켜 감시전압 발생부(350)로 전달하며, 감시전압 발생부(350)는 감시전압을 발생시켜 충전케이블(306)로 전송한다. 감시전압이 충전케이블(306)으로 전달됨에 따라, 결함 감지부(310)는 다시 과부하 전류 또는 누설전류를 감지할 수 있으며, 결함 감지부(310)가 감지한 과부하 전류 또는 누설전류 감지 값을 이용하여 MCU(340)는 결함이 해소되었는지를 판단한다. 과부하 전류 또는 누설전류 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어진 경우, MCU(340)는 결함이 해소된 것으로 판단한다. 반대로, 과부하 전류 또는 누설전류 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어지지 않은 경우, MCU(340)는 결함이 해소되지 않은 것으로 판단한다. 결함이 해소되었는지 여부를 판단함으로써, 추후 충전의 재시도가 이루어지더라도 안전한 상황에서 이루어지도록 한다.
결함이 해소된 것으로 판단된 경우, 전기자동차의 충전을 재시도한다(S511). MCU(340)는 전술한 과정을 거쳐 결함이 해소된 것으로 판단한 경우, 결함이 해소되어 충전의 재시도를 함에 있어 안전한 상황이기 때문에, 전기자동차(304)의 충전을 재폐로부(330)를 통하여 재시도한다. MCU(340)는 결함이 해소된 상황에서 충전을 재시도하기 때문에, 안전한 상황에서 별도의 사용자의 조작 없이도 다시 충전이 진행된다. MCU(340)는 충전을 재시도하며, MCU(340) 내에 저장된 결함이 발생한 횟수를 초기화한다.
도 5에서는 과정 S501 내지 과정 S511을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 5에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 과정 S501 내지 과정 S511 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 5는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 5에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 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 발명들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 발명에 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.
300: 전기자동차 충전케이블 제어장치
310: 결함 감지부 320: 충전 재시도부
330: 재폐로부 340: MCU
345: 메모리 350: 감시전압 발생부

Claims (12)

  1. 전원장치로부터 전기자동차에 전원을 공급하기 위한 충전케이블에 장착되어 상기 전기자동차의 충전을 제어하는 전기자동차 충전케이블 제어장치에 있어서,
    상기 전기자동차에 대한 충전 중 발생하는 결함을 감지하는 결함 감지부;
    상기 결함이 기 설정된 시간 내에 기 설정된 횟수 이상 발생하는 경우 상기 전기자동차에 대한 충전의 시도를 중단하도록 제어하며, 상기 전기자동차에 대한 충전의 시도가 중단된 후 상기 결함이 해소되었는지 여부를 판단하여, 상기 결함이 해소된 경우 상기 전기자동차에 대한 충전을 재시도하도록 제어하는 MCU(Micro Controller Unit); 및
    상기 MCU의 제어에 따라 상기 전기자동차에 대한 충전을 중지하거나, 상기 전기자동차에 대한 충전을 재시도하는 재폐로부(Re-Closing Unit)를 포함하되,
    상기 MCU는, 상기 결함 감지부가 감지한 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어지는 경우, 상기 결함이 해소된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전케이블 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MCU는,
    상기 결함 감지부가 감지한 결함의 감지 값이 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 상기 결함이 발생한 것으로 판단하고, 상기 결함의 발생 횟수를 카운팅(Counting)하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전케이블 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 MCU는,
    상기 결함이 발생한 횟수를 카운팅하고, 카운팅한 횟수와 함께 상기 결함의 원인 또는 상기 결함이 발생한 시각을 저장하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전케이블 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 MCU는,
    상기 결함이 해소되었는지 여부를 판단함에 있어, 상기 결함의 원인이 과부하 전류 또는 누설전류인 경우, 감시전압 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전케이블 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 감시전압 제어신호를 수신하여 감시전압을 발생시키며, 상기 충전케이블로 상기 감시전압을 전달하는 감시전압 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전케이블 제어장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 MCU는,
    상기 결함 감지부가 상기 감시전압에 의해 발생하는 과부하 전류 또는 누설전류를 감지한 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어졌는 지에 따라 상기 결함이 해소되었는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전케이블 제어장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 MCU는,
    상기 감시전압 제어신호를 발생시킴에 있어, 기 설정된 시간 동안 기 설정된 시간간격마다 상기 감시전압 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전케이블 제어장치.
  8. 전원장치로부터 전기자동차에 전원을 공급하기 위한 케이블에 장착되어 상기 전기자동차의 충전을 제어하는 전기자동차 충전케이블 제어장치가 자동 재폐로(Auto Re-Closing) 기능을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 전기자동차에 대한 충전 중 발생하는 결함을 감지하는 감지과정;
    상기 결함이 기 설정된 시간 내에 기 설정된 횟수 이상 발생하는 경우 상기 전기자동차에 대한 충전의 시도를 중단하도록 제어하는 제1 제어과정;
    상기 전기자동차에 대한 충전의 시도가 중단된 후 상기 결함이 해소되었는지 여부를 판단하는 판단과정; 및
    상기 결함이 해소된 경우, 중지된 상기 전기자동차에 대한 충전을 재시도하도록 제어하는 제2 제어과정을 포함하되,
    상기 감지과정에서 감지한 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어지는 경우, 상기 결함이 해소된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 판단과정은,
    상기 결함의 원인이 과부하 전류 또는 누설전류인 경우, 상기 결함이 해소되었는지 여부를 판단하기 위하여 감시전압 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 감시전압 제어신호를 수신하여 감시전압을 발생시키는 발생과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 판단과정은,
    상기 감시전압을 이용하여 상기 감지과정에서 감지한 과부하 전류 또는 누설전류의 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어졌는지 여부에 따라 상기 결함이 해소되었는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전케이블 제어장치의 자동 재폐로 방법.
  12. 전원장치로부터 전기자동차에 전원을 공급하기 위한 케이블에 장착되어 상기 전기자동차의 충전을 제어하는 자동 재폐로(Auto Re-Closing) 기능을 수행하는 자동 재폐로 방법을 구현함에 있어서,
    상기 전기자동차에 대한 충전 중 발생하는 결함을 감지하는 과정;
    상기 결함이 기 설정된 시간 내에 기 설정된 횟수 이상 발생하는 경우 상기 전기자동차에 대한 충전의 시도를 중단하도록 제어하는 과정;
    상기 전기자동차에 대한 충전의 시도가 중단된 후 상기 결함이 해소되었는지 여부를 판단하는 과정; 및
    상기 결함이 해소된 경우, 중지된 상기 전기자동차에 대한 충전을 재시도하도록 제어하는 과정을 포함하되,
    상기 결함을 감지하는 과정에서 감지한 감지 값이 기 설정된 기준치 이하로 떨어지는 경우, 상기 결함이 해소된 것으로 판단하는 것을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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