KR102576251B1 - 전기자동차용 양방향 충전기의 제어방법 및 장치 - Google Patents

전기자동차용 양방향 충전기의 제어방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

양방향 충전기는 전기자동차에 탑재된 배터리와 EVSE 사이에 위치하여 양방향으로 충/방전하면서 전력을 변환하는 역할을 하는데, 변환한 DC전력을 배터리로 공급하여 전기차량을 구동하는 기능을 수행함과 아울러, EVSE 측으로 전력을 변환할 때는 배터리의 전력을 AC전력으로 변환시켜 GRID 또는 LOAD 등으로 공급해 준다. 종래와 같이 단순히 고정된 비율로 전력변환시 출력전압 가변 범위에 따라 손실이 커져 양방향 충전기의 전체 충/방전 효율이 감소하게 된다. 전기자동차용 양방향 충전기 BOBC의 충전모드 시에는 축전지 전압값의 비교를 통해 전압가변 비율을 조정하여 최적점 제어를 진행하며, 방전모드 시에는 정확한 축전지 상태값을 기준으로 계통 연계를 위한 최적점 제어를 수행하는 방법 및 장치를 제시한다. 이처럼 향상된 효율로 인해, 제품의 성능 향상 및 고객의 과금을 줄이고 차량 연비를 개선할 수 있다.

Description

전기자동차용 양방향 충전기의 제어방법 및 장치{Method and apparatus for control of bidirectional on-board charger}
본 발명은 전기자동차에 사용하는 양방향 충전기{Bidirectional on-board Charger}에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 양방향 충전기의 동작모드가 충전모드 시에는 축전지 전압값의 비교를 통해 최적점으로 진행되며, 방전모드 시에는 계통 연계를 위해 정확한 축전지 상태값을 기준으로 최적점으로 진행되는 양방향 충전기(BOBC: bidirectional on-board charger)의 제어방법 및 장치에 관한 것이다.
차량 성능의 향상 및 환경오염을 염두해서 개발한 전기자동차는 외국을 포함한 우리나라의 자동차 시장에서 친환경 자동차로서 급부상 중에 있다. 더욱이 전기자동차를 구동하는 데 중요한 원동력인 양방향 충전기의 더 나은 충/방전 효율에 대해서도 여전히 풀어야할 기술과제이다.
계통 전원과 축전지 사이에서 충/방전의 역할을 하는 양방향 충전기는 종래부터 현재까지 활발하게 연구 진행되어 왔으며, 전기차량을 구동하고 전력망으로 전기를 환원하는 데 있어서 그 중요성이 크다.
따라서, 그에 맞는 양방향 충전소의 시설기반을 확보할 수 있어야 할 뿐만 아니라, 반복되는 충/방전에도 배터리의 수명을 늘릴 수 있어야 하고 충전시간과 주행가능 거리를 늘리는 개발 등이 필수적으로 해결해야 할 과제가 될 것이다.
종래의 선행문헌 JP05661075로부터 전재한 도 1은, 계통 전원(1)으로부터 입력된 교류전력을 직류전력으로 변환하고 축전지(5) 측으로부터 입력된 직류전력을 교류전력으로 변환하는 작업을 수행할 수 있는 제1 전력변환부(2)를 갖춘다. 또한, 제1 전력변환부(2) 또는 축전지(5) 측에서 들어온 입력전압을 일정한 (1에 가까운) 변환 비율로 변환(예를 들어, 400V(7) -> 430V(8)로 전력변환)하는 제2 전력변환부(3)와, 제2 전력변환부(3)와 축전지(5)로 들어온 입력전압을 축전지(5)에 공급되는 양단 전압에 근거한 변환 비율로 변환(예를 들어, 430V(8) -> 240~400V(5)로 전력변환)하는 제3 전력변환부(4)를 구비하는 것을 특징으로 하는 충/방전 장치를 나타낸다.
하지만 이러한 종래 기술은 고정된 비율로 전력변환을 수행하므로 전력변환시 출력전압의 가변 범위에 따라 손실이 커지게 되어 양방향 충전기의 전체 충/방전 효율이 감소한다.
본 발명의 목적은 종래 기술이 갖는 충/방전 효율의 감소라는 단점을 극복하고자, 전기자동차용 양방향 충전기의 최적 효율을 위한 제어기법을 제안하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 전기자동차용 양방향 충전기 BOBC의 충전모드 시에는 축전지 전압값의 비교를 통해 최적점 제어를 진행하며, 방전모드 시에는 정확한 축전지 상태값을 기준으로 계통 연계를 위한 최적점 제어를 수행하는 방법 및 장치를 제시한다.
양방향 충전기 BOBC는 전기자동차에 탑재된 배터리와 EVSE 사이에 위치하여 양방향으로 충/방전하면서 전력을 변환하는 역할을 하는데, 변환한 DC전력을 배터리로 공급하여 전기차량을 구동하는 기능을 수행함과 아울러, EVSE 측으로 전력을 변환할 때는 배터리의 전력을 AC전력으로 변환시켜 GRID 또는 LOAD 등으로 공급해 준다.
구체적으로, 본 발명의 한 측면에 따른 전기자동차용 양방향 충전기의 제어방법에 대해 설명한다. 여기에는 충전모드시의 제어와 방전모드시의 제어가 포함된다.
먼저, 충전모드시의 제어 프로세스, 즉, GRID의 AC전압을 차량용 DC 배터리의 전압값에 맞게 전력변환하는 제어 프로세스는 다음과 같다.
축전지(배터리) 전압값의 모니터링 단계로, 축전지로부터 전압을 공급받는 BOBC 및 전기 자동차 내 적어도 두 개 이상의 다른 개체(예를 들어, LDC 및 VCU)의 전압을 모니터링하여 취득한다.
모니터링한 전압값들을 보팅(voting)하여 2개의 값이 맞으면 그 두 개 전압값의 평균을 산출하여 이 평균값을 기준으로 BOBC에서의 최적점 제어를 위한 전압을 확인한다. 이때 기작성된 룩업테이블(조견표)을 참조할 수 있다. 이 룩업테이블에는 평균값별로 양방향 충전기의 최적점 제어를 위한 전압값이 포함되도록 사전에 작성된다.
BMS의 지령값과 상기 산출된 평균값을 비교한다.
상기 지령값과 충전전압값 중 낮은 값을 기준으로 양방향 충전기의 전압가변 비율을 조정하여, 양방향 충전기 충전전력 제어를 수행한다. 이때, 축전지의 전압이 낮은 구간에서는 빠른 충전이 가능하도록 전압가변 비율을 조정하고, 축전지의 주 사용영역에서는 전압 가변 비율을 고정시켜서 효율을 향상시키며, 축전지의 전압이 높은 구간에서는 축전지 전압이 일정하게 유지되도록 전압가변 비율을 조정하여 충전시간을 단축할 수 있다.
다음, 방전모드시의 제어 프로세스, 즉, 축전지의 전압을 계통 전압, 가정용, 또는 LOAD전원에 맞게 AC전력변환하는 모드에서의 제어 프로세스는 다음과 같다.
축전지 전압값의 모니터링 단계로, 축전지로부터 전압을 공급받는 BOBC 및 전기자동차 내의 적어도 두 개 이상의 다른 개체(예를 들어, LDC 및 VCU)의 전압을 모니터링하여 취득한다.
모니터링한 전압값들을 보팅(voting)하여 2개의 값이 맞으면 그 두 개 전압값의 평균을 산출하여 이 평균값을 기준으로 BOBC에서의 최적점 제어를 위한 전압을 확인한다. 이때 기작성된 룩업테이블(조견표)을 참조할 수 있다.
BMS의 SOC(State of Charge)값과 상기 평균값으로부터 환산된 SOC값을 비교한다.
비교하여 낮은 SOC값을 기준으로 방전 전압을 결정한다.
계통의 전압을 확인 후 상기 방전 전압으로 방전제어를 실시한다.
이상에서 소개한 본 발명의 구성 및 작용은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.
종래의 기술은 일정한 변환비율로 변환하였기 때문에 양방향 충전기의 전체 충/방전 효율이 감소하지만, 본 발명에 따르면 최적 효율을 위한 제어기법을 적용함에 따라 충/방전 효율을 향상시켜 제품의 성능 향상 및 고객의 과금을 줄이고 차량 전비를 개선할 수 있다.
실데이터로, 충전 효율 1% 개선 시 과금 및 전비가 동일하게 약 1% 향상되고 방전 효율 1% 개선 시 고객에게 지불되는 비용도 약 1% 향상되는 효과가 있다.
도 1은 선행기술에 개시된 양방향 충전기의 회로도
도 2는 전기자동차의 전력 시스템 구성도
도 3은 본 발명의 양방향 충전기의 회로도
도 4는 본 발명의 양방향 충전기의 충전모드의 제어프로세스 흐름도
도 5는 충/방전 전력제어 전압값을 결정하는 기준 전압값 표의 예시
도 6은 본 발명의 양방향 충전기의 방전모드의 제어프로세스 흐름도
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 기술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차의 양방향 충전기 제어에 관련된 시스템 구성도이다. 구성도에 사용된 약어는 다음과 같다.
EV(100): Electric Vehicle(전기 자동차)
EVSE(190): ELECTRIC VEHICLE SUPPLY EQUIPMENT(전기차 양방향 충전설비)
BOBC(110): BI-DIRECTIONAL OBC(양방향 충전용 전력변환장치, 양방향 충전기)
CLUSTER(140): 차량 충/방전 상태 표시기
NAVI(150): 차량 충/방전 예약/정지 및 상태 표시기
LDC(160): LOW DC-DC CONVERTER (12V 배터리 충전용 전력변환장치)
VCU(170): VEHICLE CONTROL UNIT(차량용 모터 제어장치)
BMS(130): BATTERY MANAGEMENT SYSTEM(배터리 관리장치)
HV 배터리(120): 차량용 DC고전압 배터리
GRID(200): V2G(Vehicle To Grid) 서비스를 위한 계통전원(국가 전력망)을 의미
HOME(210): V2H(Vehicle To Home) 서비스를 위한 가정용 전력망을 의미
LOAD(220): V2L(Vehicle To Load) 서비스를 위한 단기간 원거리용 전력망(예: 야영지)을 의미
전기자동차 EV(100)에 탑재된 HV 배터리(120)와 EVSE(190) 사이에 있는 양방향 충전기 BOBC(110)는 양방향으로 충/방전하면서 전력을 변환하는 역할을 하며, CLUSTER(140), NAVI(150), LDC(160), VCU(170) 그리고 BMS(130)에 변환한 DC전력을 공급한다. LDC(160)에서는 12V 배터리(180)로 DC전력을 공급한다. 이렇게 변환된 전력을 각각의 시스템으로 공급하여 최종적으로 EV(100)를 구동한다.
앞서 설명한 바와 같이, 변환한 DC전력을 HV 배터리(120)로 공급하여 전기차량을 구동하는 기능을 수행하는 BOBC(110)는 거꾸로 EVSE(190)측으로 전력을 변환할 때는 HV 배터리(120)의 전력을 AC전력으로 변환시켜 GRID(200), HOME(210), 또는 LOAD(220)로 공급해 준다.
도 3은 도 2에 나타낸 양방향 충전기(BOBC)를 위한 전력변환기(110)의 회로도로, 계통전원(200)과 연결된 제1 전력변환부(111)와, 제1 전력변환부(111)의 출력전압 및 축전지(HV 배터리)(120)의 전압 범위를 고려하여 전력변환하는 제2 전력변환부(112) 및 제3 전력변환부(113)로 구성된다.
그리고, 제2 전력변환부(112)에는 축전지(120)와 계통전원(200) 사이의 절연을 위한 변압기(116)가 있으며, 제1 전력변환부(111)와 제2 전력변환부(112) 사이에는 충전 시 전압 가변을 위한 제1 캐패시터(114)가 있고, 제2 전력변환부(112)와 제3 전력변환부(113) 사이에는 방전 시 전압 가변을 위한 제2 캐패시터(115)가 있다. 제3 전력변환부(113)에 축전지(120)가 연결된다.
축전지(120)의 전압값에 따라 제1 캐패시터(114) 및 제2 캐패시터(115)의 전압을 가변하는 제1 전력변환부(111) 및 제2 전력변환부(112)에서는 0.9~1.15 사이의 가변 전력변환 비율로, 제1 전력변환부(111)와 제2 전력변환부(112)의 출력전압을 가변한다. 즉, 각 전력변환부에 해당하는 제1 캐패시터(114)와 제2 캐패시터(115)의 출력전압을 가변한다는 의미이다.
여기서 제1 전력변환부(111)는 계통연계 인버터(inverter), 제2 전력변환부(112)는 공진형(LLC) 컨버터, 제3 전력변환부(113)는 벅부스트(buckboost) 컨버터로 구현할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 BOBC 제어 방법의 동작모드를 설명한다.
도 4는 BOBC의 충전모드 시의 제어 흐름을 설명한다. 도 4는 BOBC 전력변환기(110)가 충전모드 동작 시에 도 2, 도 3의 GRID(200)의 AC전압을 차량용 DC고전압배터리(120)의 전압값에 맞게 전력변환하는 제어 프로세스를 나타낸다.
S10은 축전지 전압값의 모니터링 단계로, 이를 위해 축전지로부터 전압을 공급받는 BOBC(110), LDC(160) 그리고 VCU(170)의 전압 VBOBC, VLDC, VVCU를 모니터링하여 각각 취득한다.
이하에서는 이해의 편의를 위해, VBOBC, 즉, 충전기가 센싱한 전압값이 300VDC, VLDC, 즉, 타 제어기인 LDC가 센싱한 전압값이 300.5VDC, VVCU, 즉, 타 제어기인 VCU가 센싱한 전압값이 303VDC인 사례를 가정하여 함께 설명한다.
S12에서는 모니터링한 3개의 데이터 값을 보팅(voting)하여 2개의 값이 맞으면 그 두 개 전압값의 평균을 산출한다. 예를 들어, 사례에서 VBOBC와 VLDC가 보팅 결과로 선정되고 이들의 평균값, 즉, (300+300.5)/2=300.2VDC의 충전전압(축전지 전압값)을 결정한다.
즉, 3개의 값 중 상대적으로 서로 더 근접한 2개의 값을 선택하여 이들의 평균값을 결정한다.
또는, 기 설정된 범위 내의 차이(예컨대, 1VDC)를 가지는 2개의 값을 선택하여 이들의 평균값을 결정한다.
다른 실시예로서, 3개의 값 중 적어도 2개의 값이 기 설정된 범위 내의 차이(2VDC)를 가지면, 모니터링 된 3개 값의 평균을 내어 충전전압을 결정할 수 있다.
이 평균값(충전 전압)을 기준으로 도 5에 예시한 기작성된 룩업테이블(조견표)을 참조하여, BOBC(110)에서의 최적점 제어를 위한 전압을 확인한다. 즉, 도 5에 나타낸 테이블에서 상기 산출된 평균값, 즉, 축전지(축전기) 전압값을 기준으로 제1 전력변환부(111)의 제1캐패시터(114)와 제2 전력변환부(112)의 제2 캐패시터(115)의 전압을 확인하는 것이다.
사례에서, 축전지 전압이 300일 경우 제1 캐패시터(114)와 제2 캐패시터(115)의 전압은 각각 410VDC와 430VDC의 전압값을 갖는다.
S14에서는 BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM: 배터리 관리장치)(130)가 지령한 값(지령값)과 상기 산출된 평균값을 비교한다.
S16에서 상기 지령값과 충전전압값 중 낮은 값을 기준으로 도 3의 BOBC 전력변환기(110)의 충전전력 제어를 수행한다. 이 때의 충전전력 제어를 위한 충전전압은 위에서 언급한 것과 같이 도 5의 테이블을 기준으로 결정하여, 제1 전력변환부(111)와 제2 전력변환부(112)의 전압을 가변제어 한다(일 실시예에서 가변 변환 비율은 약 0.95~1.15이다). 구체적으로, 제1 전력변환부(111)는 가변 비율을 기준으로 하여 축전지(120)의 전압에 따라서 제1 캐패시터(114)의 전압을 결정하고 전력변환을 한다. 제2 전력변환부(112)는 가변 비율을 기준으로 하여 축전지의 전압에 따라서 제2 캐패시터(115)의 전압을 결정하고 전력변환을 한다. 제3 전력변환부(113)는 축전지(120)와 제2 캐패시터(115)의 전압에 따른 가변 비율로 전력변환을 한다.
예를 들어 상기 사례에서, BMS가 지령한 값이 310V이면 상기 평균값이 300.2V이므로 낮은값에 해당하는 300.2V의 전압값을 기준으로 BOBC 전력변환기(110)의 전력을 제어한다. 따라서 도 5의 테이블을 참조하여 제1 캐패시터의 전압은 410VDC, 제2 캐패시터의 전압은 430V로 제어한다.
이와 같이 함으로써, 본 발명에 따르면 축전지(120)의 전압이 낮은 구간(도 5의 a)에서는 빠른 충전이 가능하도록 전압 가변 비율을 조정하고, 주 사용영역(도 5의 b)에서는 전압 가변 비율을 고정시켜서 효율을 향상시키며, 전압이 높은 구간(도 5의 c)에서는 축전지(120)의 전압이 일정하게 유지되도록 전압 가변 비율을 조정하여 충전시간을 단축할 수 있다.
S18에서, BMS(130)의 목표전압 지령값에 도달되면 충전모드를 종료한다. 예를 들어, BMS(130)의 목표값(지령값)인 430V에 도달하면 충전을 정지시킨다.
다음, 도 6을 통해 BOBC의 방전모드 시의 제어 흐름을 구체적인 단계로 설명한다. 도 6은 BOBC(110)의 방전모드 동작, 즉, 축전지(차량용DC고전압배터리)(120)의 전압을 계통 전압(200), 가정용(210), 또는 LOAD전원(220)에 맞게 AC전력변환하는 모드에서의 제어 절차를 나타낸다.
S20에서 축전지 전압값을 모니터링 하는 각 제어기별로 BOBC(110), LDC(160) 그리고 VCU(170)의 전압데이터를 취득한다. 여기서도 이해의 편의를 위해, VBOBC는 300VDC, VLDC]는 300.5VDC, VVCU는 303VDC인 사례를 가정한다.
S22에서는 앞서 단계 S12에서 설명한 바와 같은 방식으로, 취득한 3개의 데이터를 보팅(voting)하여 2개의 값이 맞으면 그 두 개 전압값의 평균값을 산출한다. 예를 들어, (300+300.5)/2=300.2VDC의 방전전압값을 결정한다.
S24에서는 결정된 상기 평균값을 기준으로 BOBC(110) 내부에서의 최적점 제어를 위한 전압값을 확인한다(제1 전력변환부(111)와 제2 전력변환부(112)의 출력전압을 확인). 이때에 충전모드의 경우와 유사하게 도 5의 테이블이 사용된다. 구체적으로, BMS 전압값으로 계산한　전압값과, 상기 계산된 평균값을 확인한다. 본 단계는 이후의 SOC(State of Charge) 값 비교를 하기 위해 SOC값 환산 전의 전압값을 확인하기 위한 단계이다.
상기 사례에서 충전모드의 경우처럼 BMS의 전압값은 303VDC이고 상기 계산된 평균값(방전전압)은 300.2VDC이다.
S26에서는 BMS(130)의 SOC값과 BOBC(110) 내부에서 산출된 상기 평균값을 비교한다. 즉, BMS로부터 데이타로서 전송받은 SOC값과, 상기 확인한 BMS 전압값 및 평균값에서 환산된 SOC값의 비교를 한다.
S28에서 비교하여 낮은 SOC값을 기준으로 방전전압을 결정한다.
S30에서 계통의 전압을 확인 후 상기 방전전압으로 방전제어를 실시한다. 이때의 방전전력 제어 전압도 도 5의 표와 같은 룩업테이블을 기준으로 제1 전력변환부(111)와 제2 전력변환부(112)의 전압을 가변제어 한다. 도 5의 표의 경우에 가변되는 변환 비율은 0.95~1.15이다.
상기 사례에서 BMS로부터 CAN 통신으로 수신한 SOC값이 33%라고 할 때, 상기 BMS의 전압값 303V로부터 환산된 SOC값은 33.2%, 상기 계산된 평균값 300.2V로부터 환산된 SOC값은 31.7%이다. 따라서 이들 중 낮은 값은 31.7%이므로 이 SOC값 31.7%를 기준으로 방전전압을 결정하여 방전제어를 한다. 방전제어는 도 5의 테이블을 참조하여 축전기의 전압값이 300VDC일 때 제1 캐패시터의 전압은 410VDC, 제2 캐패시터의 전압은 430VDC로 제어한다.
S32에서 계통전압이 목표로 설정한 전력값에 도달한 상태(예를 들어, 계통의 목표파워 4kW 도달시)이거나, S34에서 LOAD(220)가 차단될 때 방전동작을 정지한다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술한 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
111: 제1전력변환부
112: 제2 전력변환부
113: 제3 전력변환부
114: 제1 캐패시터
115: 제2 캐패시터
116: 변압기120: 축전지

Claims (10)

  1. 전기자동차에 포함되어 충전모드 및 방전모드를 수행하는 양방향 충전기를 제어하는 방법으로서,
    축전지로부터 전압을 공급받는 전압 및 적어도 두 개 이상의 전기자동차 내 개체의 전압을 모니터링하여 취득하는 단계;
    상기 모니터링한 전압값들을 보팅(voting)하여 2개의 값이 맞으면 그 2개 전압값의 평균을 산출하는 단계;
    전기자동차의 BMS(배터리관리 시스템)의 지령값과 상기 산출된 평균값을 비교하는 단계; 및
    상기 지령값과 충전전압값 중 낮은 값을 기준으로 양방향 충전기의 전압가변 비율을 조정하는 단계를 포함하는 전기자동차용 양방향 충전기의 제어방법.
  2. 전기자동차에 포함되어 충전모드 및 방전모드를 수행하는 양방향 충전기를 제어하는 방법으로서,
    축전지로부터 전압을 공급받는 전압 및 적어도 두 개 이상의 전기자동차 내 개체의 전압을 모니터링하여 취득하는 단계;
    상기 모니터링한 전압값들을 보팅(voting)하여 2개의 값이 맞으면 그 2개 전압값의 평균을 산출하는 단계;
    전기자동차 내 BMS(배터리관리 시스템)의 SOC(충전상태)값과 상기 평균값으로부터 환산된 SOC를 비교하는 단계;
    상기 비교를 통해 낮은 SOC값을 기준으로 방전 전압을 결정하는 단계; 및
    계통의 전압을 확인 후 상기 방전 전압으로 방전제어를 실시하는 단계를 포함하는 전기자동차용 양방향 충전기의 제어방법.
  3. 제1항 또는 제2항에서, 상기 모니터링 및 취득 단계에서 취득되는 적어도 두 개 이상의 전기자동차 내 개체는 LDC 및 VCU인 것을 특징으로 하는 전기자동차용 양방향 충전기의 제어방법.
  4. 제1항에서, 상기 모니터링한 전압값들을 보팅(voting)하여 2개의 값이 맞으면 그 2개 전압값의 평균을 산출하는 단계는
    평균값별로 양방향 충전기의 제어를 위한 전압값이 포함되도록 작성된 룩업테이블을 참조하는 것을 포함하는 전기자동차용 양방향 충전기의 제어방법.
  5. 제1항에서, 상기 양방향 충전기의 전압가변 비율을 조정하는 단계는
    축전지의 주 사용영역에서는 전압가변 비율을 고정시키고,
    상기 축전지의 주 사용영역보다 전압이 낮은 구간에서는 빠른 충전이 가능하도록 전압가변 비율을 조정하고,
    상기 축전지의 주 사용영역보다 전압이 높은 구간에서는 축전지 전압이 일정하게 유지되도록 전압가변 비율을 조정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 양방향 충전기의 제어방법.
  6. 전기자동차에 포함되어 충전모드 및 방전모드를 수행하는 양방향 충전기를 제어하는 장치로서,
    축전지로부터 전압을 공급받는 전압 및 적어도 두 개 이상의 전기자동차 내 개체의 전압을 모니터링하여 취득하는 수단;
    상기 모니터링한 전압값들을 보팅(voting)하여 2개의 값이 맞으면 그 2개 전압값의 평균을 산출하는 수단; 및
    전기자동차의 BMS(배터리관리 시스템)의 지령값과 상기 산출된 평균값을 비교하여, 상기 지령값과 충전전압값 중 낮은 값을 기준으로 양방향 충전기의 전압가변 비율을 조정하는 충전제어 수단을 포함하는 전기자동차용 양방향 충전기의 제어장치.
  7. 제6항에서, 상기 충전제어 수단은 양방향 충전기의 전압가변 비율을 조정하는 데 있어서,
    축전지의 주 사용영역에서는 전압가변 비율을 고정시키고,
    상기 축전지의 주 사용영역보다 전압이 낮은 구간에서는 빠른 충전이 가능하도록 전압가변 비율을 조정하고,
    상기 축전지의 주 사용영역보다 전압이 높은 구간에서는 축전지 전압이 일정하게 유지되도록 전압가변 비율을 조정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 양방향 충전기의 제어장치.
  8. 제6항에서, 상기 모니터링 및 취득 단계에서 취득되는 적어도 두 개 이상의 전기자동차 내 개체는 LDC 및 VCU인 것을 특징으로 하는 전기자동차용 양방향 충전기의 제어장치.
  9. 제6항에서, 상기 모니터링한 전압값들을 보팅(voting)하여 2개의 값이 맞으면 그 2개 전압값의 평균을 산출하는 수단은
    평균값별로 양방향 충전기의 제어를 위한 전압값이 포함되도록 작성된 룩업테이블을 참조하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 양방향 충전기의 제어장치.
  10. 제6항에서, 상기 평균값으로부터 환산된 SOC값을 상기 전기자동차의 BMS(배터리관리 시스템)의 SOC(충전상태)값과 비교하여 낮은 SOC값을 기준으로 방전 전압을 결정하고, 이 방전 전압으로 방전 제어를 실시하는 수단을 추가로 포함하는 전기자동차용 양방향 충전기의 제어장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113525109B (zh) * 2021-08-12 2023-02-03 长春捷翼汽车零部件有限公司 一种放电控制方法、装置、电子设备及存储介质
CN114123378B (zh) * 2021-10-13 2023-12-12 东风汽车股份有限公司 一种电动汽车的取电控制方法
KR20240050686A (ko) 2022-10-12 2024-04-19 정규홍 이륜 전기차용 휴대용 직류교류 변환장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005065480A (ja) * 2003-07-29 2005-03-10 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 電力貯蔵システムの充電方式
JP2010162996A (ja) * 2009-01-14 2010-07-29 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の電源システム
JP5923120B2 (ja) * 2012-02-09 2016-05-24 株式会社テクノバ 双方向非接触給電システム
KR101714593B1 (ko) * 2015-09-21 2017-03-10 서울과학기술대학교 산학협력단 V2g, v2h 기능을 갖는 전기자동차용 양방향 충전기

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5923120B2 (ja) * 1976-10-20 1984-05-30 富士通株式会社 多層構造によるジヨセフソン集積回路
KR101519666B1 (ko) * 2009-09-11 2015-05-12 현대자동차주식회사 연료전지 하이브리드 차량의 제어 방법
WO2019199964A1 (en) * 2018-04-10 2019-10-17 University Of Maryland College Park Vehicle on-board charger for bi-directional charging of low/high voltage batteries

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005065480A (ja) * 2003-07-29 2005-03-10 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 電力貯蔵システムの充電方式
JP2010162996A (ja) * 2009-01-14 2010-07-29 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の電源システム
JP5923120B2 (ja) * 2012-02-09 2016-05-24 株式会社テクノバ 双方向非接触給電システム
KR101714593B1 (ko) * 2015-09-21 2017-03-10 서울과학기술대학교 산학협력단 V2g, v2h 기능을 갖는 전기자동차용 양방향 충전기

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