KR20130102404A - Device of power line communication for electric vehicle charging and system for it - Google Patents
Device of power line communication for electric vehicle charging and system for it Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130102404A KR20130102404A KR1020120023605A KR20120023605A KR20130102404A KR 20130102404 A KR20130102404 A KR 20130102404A KR 1020120023605 A KR1020120023605 A KR 1020120023605A KR 20120023605 A KR20120023605 A KR 20120023605A KR 20130102404 A KR20130102404 A KR 20130102404A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- charging
- electric vehicle
- power
- battery
- line communication
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 147
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 60
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 4
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
- H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
Abstract
Description
본 발명은 전기자동차 충전을 위한 전력선 통신 방식에 관한 것으로, 구체적으로는 전기자동차 충전시 충전과정, 상태정보 및 안전서비스 등의 고속 데이터 통신을 보장하기 위한 전기자동차와 전기자동차 충전 시스템간의 전력선 통신이 가능하도록 하는 전력선 통신 모뎀 및 이를 이용한 전력선 통신 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a power line communication method for charging an electric vehicle, and more particularly, power line communication between an electric vehicle and an electric vehicle charging system for ensuring high speed data communication such as a charging process, status information, and safety service during electric vehicle charging. The present invention provides a power line communication modem and a power line communication system using the same.
국제적인 탄소 배출관련 제약 및 환경에 대한 관심이 급증하며, 에너지 효율을 최적화하는 스마트그리드(smratgrid) 기술이 빠르게 발전하고 있다. There is an increasing interest in international carbon emission constraints and the environment, and smart grid technology that optimizes energy efficiency is rapidly developing.
스마트그리드란 기존 전력망에 정보통신기술을 더하여 전력공급자와 소비자간 양방향으로 실시간 전력사용에 대한 정보를 교환함으로써 에너지 수요를 분산하여 효율을 극대화하는 차세대 지능형 전력망이다. 이러한 스마트그리드가 현실화되기 위해서는 양방향 정보통신 기술, 스마트 미터링 기술, 분산형 에너지 관리 기술, 전기품질 보상 기술, 전기 에너지 저장 기술, 에너지 모니터링 및 진단 기술, 보안 기술 등의 핵심기술 개발이 필수적이다. 핵심요소 기술 중 하나인 전기에너지 저장 기술은 에너지 저장 배터리 및 전기자동차 기술이 보편적으로 적용된다면, 에너지 수요 분산효과는 더욱 극대화될 것이라 기대되고 있다.Smart Grid is a next-generation intelligent grid that maximizes efficiency by distributing energy demand by exchanging information on real-time power usage between power providers and consumers by adding information and communication technology to the existing grid. Development of core technologies such as two-way information communication technology, smart metering technology, distributed energy management technology, electrical quality compensation technology, electrical energy storage technology, energy monitoring and diagnostic technology, and security technology are essential for this smart grid to become a reality. Electric energy storage technology, which is one of the core technology, is expected to maximize the energy distribution effect if energy storage battery and electric vehicle technology are applied universally.
이에 따라, 전기자동차가 세계 자동차 시장에 성공적으로 안착하기 위해서는 전기자동차 충전 인프라시설이 완벽하게 갖추어져야 한다. 또한 안정적인 충전과 다양한 부가서비스를 지원하기 위해서는 전기자동차와 충전 시스템간의 통신시설이 중요한 이슈가 되며, 현재 국제 표준기구인 ISO/IEC에서는 전력선통신(Power Line Communication: PLC) 기술을 전기자동차 충전시스템을 위한 통신기술로 선정하고 IEC 15118 Vehicle to grid communication interface 표준화를 진행 중이다.Accordingly, in order for electric vehicles to successfully enter the global automobile market, electric vehicle charging infrastructure must be fully equipped. In addition, communication facilities between electric vehicles and charging systems become an important issue in order to support stable charging and various value-added services. Currently, ISO / IEC, an international standard organization, uses power line communication (PLC) technology for electric vehicle charging systems. It is selected as the communication technology and standardization of IEC 15118 Vehicle to grid communication interface.
최근 몇 년 동안 전력선통신은 저렴한 설치비용과 쉬운 구성 등의 장점으로 Outdoor, In-home, In-plane, In-ship, In-vehicle 등의 다양한 시나리오를 가정하여 연구되고 있다. 전력선통신이 다양한 응용분야에 적용되기 위해서는 각 분야의 주파수 응답, 노이즈와 같은 채널 특성, 임피던스 및 시스템 적용방법이 연구되고 있다.In recent years, power line communication has been studied under various scenarios such as outdoor, in-home, in-plane, in-ship, and in-vehicle due to its low installation cost and easy configuration. In order to apply power line communication to various application fields, frequency response, channel characteristics such as noise, impedance, and system application methods are studied.
본 발명의 목적은 전기자동차에 대한 전력 충전시 충전과정에 대한 전반적인 모니터링, 충전상태정보, 안전사항 및 사용자를 위한 다양한 서비스 제공 등을 보장하기 위한 고속 데이터 통신을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a high-speed data communication to ensure the overall monitoring, charging status information, the safety information and the provision of various services for the user when charging the electric vehicle for power.
또한, 본 발명의 목적은 전기자동차 충전시 고속 데이터 통신을 보장하기 위하여 전기자동차 및 전기자동차 충전 시스템간의 전력선 통신 모뎀을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a power line communication modem between an electric vehicle and an electric vehicle charging system to ensure high speed data communication during electric vehicle charging.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태 일 실시예에 따른 전력 충전 시스템으로부터 케이블 어셈블리를 통해 전력을 충전하는 전기자동차 충전 시스템에 포함된 전력선 통신 모뎀은, 상기 케이블 어셈블리에 내장된 하나 이상의 전력 공급 터미널 또는 제어 파일럿(control pilot)과 커플링되어 전력선 통신(Power Line Communication: PLC) 신호를 전달하는 PLC 물리계층(Physical Layer); 상기 전기자동차와 상기 전력 충전 시스템간의 전력선 통신의 개시를 위한 어쏘시에이션 메시지(assocication message)를 생성하는 PLC MAC(Medium Access Control) 계층; 상기 PLC MAC 계층과 convergence SAP(Service Access Point)로 연결되어 상기 전력 충전 시스템으로부터 수신한 데이터를 소정의 상위계층으로 전달하는 네트워크 계층; 및 전송 계층을 포함한다.Power line communication modem included in the electric vehicle charging system for charging the power through the cable assembly from the power charging system according to an aspect of the present invention for solving the above problems, one or more power built in the cable assembly A PLC Physical Layer coupled with a supply terminal or a control pilot to carry a Power Line Communication (PLC) signal; A PLC Medium Access Control (MAC) layer for generating an association message for initiating power line communication between the electric vehicle and the power charging system; A network layer connected to the PLC MAC layer through a convergence SAP (Service Access Point) to deliver data received from the power charging system to a predetermined upper layer; And a transport layer.
본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신 모뎀은, 상기 전기자동차의 배터리 또는 상기 전력 충전 시스템의 전원부와 소정의 전력 공급선으로 연결되어 전력선 통신 모뎀의 구동에 필요한 전력을 공급받을 수 있다.The power line communication modem according to the embodiment of the present invention may be connected to a power supply line of a battery of the electric vehicle or the power charging system by a predetermined power supply line to receive power required for driving the power line communication modem.
이때, 상기 네트워크 계층은 IPv6(Internet Protocol version 6) 또는 6LowPAN(IPv6 over Low power WPAN)를 이용하고, 상기 전송 계층은 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol: TCP) 또는 사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol: UDP)을 이용할 수 있다.In this case, the network layer uses Internet Protocol version 6 (IPv6) or IPv6 over Low power WPAN (6LowPAN), and the transport layer is a transmission control protocol (TCP) or a user datagram protocol (User Datagram Protocol). UDP) can be used.
바람직하게는, 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신 모뎀은, 상기 전기자동차와 상기 전력 충전 시스템간의 전력선 통신을 수행하도록 지원하는 응용계층 프로토콜인 연관제어 서비스 요소(association control)를 더 포함할 수 있다.Preferably, the power line communication modem according to the embodiment of the present invention may further include an association control service element (association control) which is an application layer protocol for supporting power line communication between the electric vehicle and the power charging system. .
일 예로, 상기 전력선 통신 모뎀이 상기 전기자동차에 탑재하는 경우, 상기 전기자동차의 전기자동차 제어 유닛(Electric Vehicle-Electronic Control Unit: EV-ECU), 배터리 관리 시스템(Battery Management System: BMS) 및 온-보드 충전기(On-Board Charger: OBC) 중 적어도 하나와 자동차 네트워크 통신을 수행하기 위한 제1 인터페이스를 더 포함할 수 있다.For example, when the power line communication modem is mounted on the electric vehicle, an electric vehicle control unit (EV-ECU), a battery management system (BMS), and an on-electric vehicle of the electric vehicle are mounted. The apparatus may further include a first interface for performing automobile network communication with at least one of an on-board charger (OCC).
이때, 상기 EV-ECU, BMS및 OBC 중 적어도 하나로부터 수집된 데이터는 상기 제1 인터페이스 및 상기 연관제어 서비스 요소를 통해 상기 상위계층으로 전달될 수 있다. 그리고, 상기 상위계층은, 충전 상태정보, 배터리 상태정보 및 인증정보 중 적어도 하나를 포함한 메시지를 생성하여 상기 PLC 물리계층을 통해 상기 전력 충전 시스템으로 전송할 수 있다.In this case, data collected from at least one of the EV-ECU, BMS, and OBC may be delivered to the upper layer through the first interface and the associated control service element. The upper layer may generate a message including at least one of charging state information, battery state information, and authentication information and transmit the message to the power charging system through the PLC physical layer.
상기 충전 상태정보는, 배터리 충전모드, 충전 개시/종료, 충전 에러, 충전 제어, 충전 전류/전압/전력 및 충전 예약에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 배터리 상태정보는, 배터리 충전율, 배터리 상태정보, 배터리 온도, 셀 전압, 셀 외부 온도, 셀 내부 저항 및 충전/방전 전류 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 인증정보는, 상기 전기자동차의 식별정보, 사용자 식별정보, 전기자동차 충전 시스템의 식별정보 및 기타 인증정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The charging state information may include at least one of information regarding a battery charging mode, charging start / end, charging error, charging control, charging current / voltage / power, and charging reservation. The battery state information may include at least one of battery charge rate, battery state information, battery temperature, cell voltage, cell external temperature, cell internal resistance, and charge / discharge current. The authentication information may include at least one of identification information of the electric vehicle, user identification information, identification information of the electric vehicle charging system, and other authentication information.
다른 예로, 상기 전력선 통신 모뎀이 상기 전력 충전 시스템에 탑재하는 경우, 상기 전력 충전 시스템의 충전 관련 하드웨어 및 스마트 미터기 중 적어도 하나와 SPI(Serial Peripheral Interface Bus) 또는 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 통신을 수행하기 위한 제2 인터페이스를 더 포함할 수 있다.As another example, when the power line communication modem is mounted in the power charging system, a serial peripheral interface bus (SPI) or universal asynchronous receiver / transmitter (UART) communication is performed with at least one of the charging-related hardware and the smart meter of the power charging system. It may further include a second interface for performing.
이때, 상기 상위계층은, 상기 제2 인터페이스 및 상기 연관제어 서비스 요소를 통해 전달된 데이터에 기초하여 충전 서비스 관련정보를 생성하고, 생성된 상기 충전 서비스 관련정보를 상기 PLC 물리계층을 통해 상기 전기자동차로 전송할 수 있다. 상기 충전 서비스 관련정보는, 전력요금, 충전시간, 부하정보, 미터데이터, 과금데이터, 안정성 및 다른 전기자동차 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In this case, the upper layer generates charging service related information based on data transmitted through the second interface and the associated control service element, and generates the charging service related information through the PLC physical layer. Can be sent to. The charging service related information may include at least one of power charge, charging time, load information, meter data, charging data, stability, and other electric vehicle information.
또한, 상기 상위계층은 상기 전력 충전 시스템의 전력 공급 상태 또는 상기 전기자동차의 배터리 충전 상태를 제어하며, 상기 배터리 충전 상태 제어는 전력선 통신을 위한 초기화 작업, 배터리 충전 개시, 중단 또는 완료, 충전 대기상태로의 전환 또는 셧다운(shutdown) 상태로의 전환 동작을 포함할 수 있다.The upper layer may control a power supply state of the power charging system or a battery charge state of the electric vehicle, and the battery charge state control may include initialization work for power line communication, start, stop or complete battery charge, and a standby state of charge. Switching to or switching to a shutdown state.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양태 일 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 전기자동차 충전 방법은, 케이블 어셈블리를 통해 연결된 전력 충전 시스템과 전력선 통신을 개시하기 위한 초기화 작업을 수행하는 단계; 상기 초기화 작업이 완료되면 상기 전력 충전 시스템과 전력선 통신을 통해 충전 상태정보 및 인증정보 중 적어도 하나를 포함하는 제1 메시지를 교환하는 단계; 및 상기 제1 메시지 교환을 통해 배터리 충전을 위한 셋업(set-up) 동작이 완료되면, 상기 케이블 어셈블리를 통해 공급되는 전력을 토대로 상기 배터리를 충전하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for charging an electric vehicle using power line communication, including: performing an initialization operation for initiating power line communication with a power charging system connected through a cable assembly; Exchanging a first message including at least one of charging state information and authentication information through power line communication with the power charging system when the initialization operation is completed; And charging the battery based on power supplied through the cable assembly when a set-up operation for charging the battery is completed through the first message exchange.
이때, 상기 초기화 작업 단계는, 상기 케이블 어셈블리의 커넥터를 락(lock)하고, 전력선 통신 모뎀, 배터리 관리 시스템(Basttery Management System: BMS) 및 온-보드 충전기(On-Board Charger: OBC) 중 적어도 하나를 웨이크업(wake-up)하는 과정을 포함할 수 있다.In this case, the initializing operation locks the connector of the cable assembly, and includes at least one of a power line communication modem, a battery management system (BMS), and an on-board charger (OCC). It may include the process of wake-up (wake-up).
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 전기자동차 충전 방법은, 상기 제1 메시지 교환 단계에서 신호 수신 실패 또는 오류 발생, 배터리 충전을 위한 셋업(set-up) 동작 미완료시 상기 전력 충전 시스템의 전력 공급 중단 및 충전 대기상태로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the electric vehicle charging method using the power line communication according to an embodiment of the present invention, when the signal reception failure or error occurs in the first message exchange step, the set-up operation for charging the battery does not complete the charging The method may further include shutting down a power supply of the system and transitioning to a standby state of charge.
나아가, 상기 배터리 충전 단계는, 상기 전력 충전 시스템으로부터 공급되는 AC 전력을 상기 OBC를 통해 DC 전력으로 변환하는 단계; 및 배터리 충전 상태가 소정 조건을 만족하는 경우 OBC에서 변환된 DC전력을 배터리부로 전달하여 배터리 충전을 수행하는 수행하는 단계를 포함할 수 있다.Further, the battery charging step may include converting AC power supplied from the power charging system into DC power through the OBC; And performing the battery charging by transferring the DC power converted by the OBC to the battery unit when the battery charge state satisfies a predetermined condition.
또한, 상기 배터리 충전 단계는, 시간 또는 소정 주기에 따라 배터리 충전상태를 모니터링하는 단계; 및 상기 모니터링 결과 배터리 상태정보를 포함하는 제2 메시지를 전력선 통신을 통해 상기 전력 충전 시스템으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the battery charging step, the step of monitoring the state of charge of the battery according to a time or a predetermined period; And transmitting a second message including battery status information to the power charging system through power line communication.
또한, 상기 배터리 충전 단계는, 전력선 통신을 통해 상기 전력 충전 시스템 또는 외부 통신매체로부터 충전 제어정보 또는 사용자 요청정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신한 충전 제어정보 또는 사용자 요청정보에 따라 상기 배터리 충전 상태를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.The charging of the battery may include receiving charge control information or user request information from the power charging system or an external communication medium through power line communication; And controlling the state of charge of the battery according to the received charge control information or user request information.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 전기자동차 충전 방법은, 배터리 충전 완료 또는 배터리 충전과정에서의 오류 발생시 상기 전기자동차 및 상기 전력 충전 시스템을 셧다운(shutdown) 상태로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.Furthermore, the electric vehicle charging method using the power line communication according to an embodiment of the present invention, the step of switching the electric vehicle and the power charging system to the shutdown (shutdown) state when the battery charge is completed or an error in the battery charging process It may further include.
이때, 상기 셧다운 단계는, 상기 전기자동차 배터리로 전달되는 전류를 0으로 하거나 또는 전기자동차에 연결된 케이블 어셈블리의 커넥터를 연결 해지하거나 또는 상기 배터리의 전압이 소정의 안정범위로 진입할 때까지 전력 공급 중단 및 대기모드로 전환할 수 있다.At this time, the shutdown step, the power supply is stopped until the current delivered to the electric vehicle battery to zero, disconnect the connector of the cable assembly connected to the electric vehicle, or until the voltage of the battery enters a predetermined stable range And standby mode.
상기 실시형태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the present invention by those skilled in the art. And can be understood and understood.
본 발명에 따르면, 전기자동차에 대한 전력 충전시 충전과정에 대한 전반적인 모니터링, 충전상태정보, 안전사항 및 사용자를 위한 다양한 서비스 제공 등을 보장하기 위한 고속 데이터 통신을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a high-speed data communication to ensure the overall monitoring, charging status information, safety information and the provision of various services for the user during the charging of the electric vehicle.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 전기자동차 충전 시스템의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명과 실시예와 관련된 전기자동차의 AC 충전 방식에 사용되는 케이블 어셈블리의 단면의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 모뎀을 이용하여 전기자동차와 전기자동차 충전 시스템이 연결된 형태의 일 예를 나타내는 블럭 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 전기자동차의 전력 충전 과정 및 충전 상태를 설명하기 위한 절차 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 모뎀을 탑재한 전기자동차의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
1 is a view showing an example of an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an example of a cross section of the cable assembly used in the AC charging method of the electric vehicle according to the present invention and the embodiment.
3 is a diagram illustrating an example of a power line communication modem in an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating an example in which an electric vehicle and an electric vehicle charging system are connected by using a power line communication modem according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a power charging process and a charging state of an electric vehicle using power line communication according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing an example of the configuration of an electric vehicle equipped with a power line communication modem according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and is not intended to represent the only embodiments in which the invention may be practiced. The following detailed description includes specific details in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced without these specific details.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 전기자동차 충전 시스템의 일 예를 나타내는 도면이다.1 is a view showing an example of an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 일반적으로 전기자동차(110)를 충전하기 위한 충전 인프라는 단상교류(AC) 전원을 활용한 완속 충전 스탠드(120)와 지중에서 고압의 전원을 받아 직류(DC)로 변환하여 전원을 공급하는 급속 충전 스탠드(130)가 있다. Referring to FIG. 1, in general, a charging infrastructure for charging an
AC 전원을 공급하는 완속 충전 스탠드(120)는 AC 전원으로부터 전기를 공급받아 전기자동차(110)로 AC 전력을 공급하는 장치이다. 전기자동차(110)는 OBC(On-Board Charger; 111)를 통해 완속 충전 스탠드(120)로부터 공급되는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 배터리(112)에 전력을 충전한다.
반면, DC 전원을 공급하는 급속 충전 스탠드(130)는 AC 전원으로부터 전기를 공급받아 DC 전원으로 변환하여 전기자동차(110)로 공급하며, 공급된 DC 전원은 별도의 변환과정 없이 배터리(112)에 충전한다.On the other hand, the fast charging stand 130 for supplying the DC power is supplied to the
도 1에는 도시되지 않았으나, 완속 충전 스탠드(120) 및 급속 충전 스탠드(130)는 사용자로부터 요구되는 충전정보를 입출력할 수 있는 장치, 충전 과정을 제어할 수 있는 제어 시스템, 충방전되는 전력량을 검침하기 위한 스마트 미터기, 충전 시스템 운영 및 과금 기능을 수행하는 운영 시스템과 통신하기 위한 통신 장치 및 전기자동차 충전 제어를 위한 통신장치 등을 포함한다.Although not shown in FIG. 1, the
이와 같이, 접촉식 방식의 완속 충전 또는 급속 충전을 수행하는 전기자동차는 충전케이블 및 차량 충전 커넥터를 이용하여 충전을 수행하는데, 충전케이블에 포함된 전력선 또는 제어선을 이용하여 전력선 통신을 수행한다. As such, the electric vehicle performing slow charging or rapid charging of the contact type performs charging using a charging cable and a vehicle charging connector, and performs power line communication using a power line or a control line included in the charging cable.
이를 위해, 충전케이블 또는 전기자동차는 전력선 통신 모뎀을 장착하며, 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신 모뎀은 AC 전원을 충전하는 AC 충전 방식(또는, 완속 충전 방식)을 일예로 들어 설명하도록 한다. To this end, the charging cable or the electric vehicle is equipped with a power line communication modem, the power line communication modem according to an embodiment of the present invention will be described as an AC charging method (or slow charging method) for charging the AC power as an example.
도 2는 본 발명과 실시예와 관련된 전기자동차의 AC 충전 방식에 사용되는 케이블 어셈블리의 단면의 일 예를 나타내는 도면이다.2 is a view showing an example of a cross section of the cable assembly used in the AC charging method of the electric vehicle according to the present invention and the embodiment.
전기자동차와 AC 충전 스탠드를 연결하는 케이블 어셈블리는 자동차 커넥터 및 충전케이블로 구성되며, 충전케이블은 다양한 전기자동차 인터페이스를 포함한다. 예컨대, 도 2에 예시된 바와 같이, 충전케이블(200)에 내장된 5개의 인터페이스는 AC 전력 공급을 위한 하나 이상의 AC 전력 터미널(201, 202), 그라운드 터미널(203), 제어 파일럿(204) 및 연결 스위치(205)를 포함할 수 있다.The cable assembly that connects the electric vehicle and the AC charging stand consists of a vehicle connector and a charging cable, and the charging cable includes various electric vehicle interfaces. For example, as illustrated in FIG. 2, five interfaces embedded in the charging
AC 전력 터미널(201, 202)을 통해 전력을 공급하면서 전력선 통신을 수행할 수 있으며, 제어 파일럿(204)은 PWM 신호의 전압레벨을 판단하여 충전상태를 판단하는데 이용되고, 연결 스위치(205)는 전기자동차 커넥터 연결 상태를 판단하는데 이용된다. 도시된 충전케이블(200)은 PLC 신호의 전송선으로 이용될 수 있으며, 구체적으로 AC 전력 터미널(201, 202) 또는 제어 파일럿(204)는 전력선 신호를 전송하기 위해 커플링될 수 있다.The power line communication can be performed while supplying power through the
이와 같이 충전케이블의 구성을 참조하면, AC 충전 스탠드로부터 전기자동차의 전력을 충전하는 과정에서 연결 스위치 회로, 제어 파일럿 회로, PWM 신호 등을 토대로 충전상태를 판단할 수 있다. 이를 토대로, 충전상태가 정상모드로 판단되면 AC 충전 스탠드는 전기자동차로 AC 전력을 공급하게 되고, 전기자동차는 공급받은 AC 전력을 OBC를 통해 DC 전력으로 변환하여 배터리에 저장하게 된다. Referring to the configuration of the charging cable as described above, the charging state can be determined based on a connection switch circuit, a control pilot circuit, a PWM signal, etc. in the process of charging the electric vehicle power from the AC charging stand. Based on this, when the charging state is determined to be the normal mode, the AC charging stand supplies AC power to the electric vehicle, and the electric vehicle converts the supplied AC power into DC power through the OBC and stores it in the battery.
또한, AC 충전 시스템과 전기자동차는 전력선 통신을 이용한 전기자동차 충전시 충전과정, 상태정보 및 안전서비스 등의 고속 데이터 통신을 보장하기 위해, 전력선 통신 모뎀을 이용한다. 일반적으로, 전력선 통신 모뎀은 AC 충전 시스템과 전기자동차간 전력선 통신을 가능하도록 시스템 및 전기자동차에 각각 사용된다. In addition, the AC charging system and the electric vehicle uses a power line communication modem to ensure high-speed data communication such as a charging process, status information, and safety service during electric vehicle charging using power line communication. In general, power line communication modems are used in systems and electric vehicles, respectively, to enable power line communication between an AC charging system and an electric vehicle.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀의 일 예를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating an example of a power line communication modem in an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention.
전력선 통신 모뎀은 전기자동차와 AC 전력 시스템간 전력선 통신이 가능하도록 전기자동차 및 AC 충전 시스템에 각각 탑재된다.The power line communication modem is mounted in the electric vehicle and the AC charging system, respectively, to enable power line communication between the electric vehicle and the AC power system.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신 모뎀(300)은 PLC 물리계층(301), PLC MAC(Media Access Control) 계층(302), 네트워크 계층(303), 전송 계층(304) 및 상위계층(305)을 포함한다.Referring to FIG. 3, a power
구체적으로, PLC 물리계층(301)은 케이블 어셈블리의 통신 매체(312)와 PLC 신호 커플링 인터페이스(307)를 통해 상기 도 2에서 상술한 바 있는 AC 전력 터미널(310) 또는 제어 파일럿(311)과 연결되며, 이를 통해 전력선 통신을 수행하게 된다. 이때, 통신 매체(312)는 전기자동차와 전기자동차 충전 시스템을 연결하는 케이블 어셈블리로 전력선 통신 신호를 송수신하는 물리적 매체이다.Specifically, the PLC physical layer 301 is connected to the AC power terminal 310 or the control pilot 311 described above in FIG. 2 through the communication medium 312 of the cable assembly and the PLC signal coupling interface 307. It is connected to perform power line communication. In this case, the communication medium 312 is a physical medium for transmitting and receiving power line communication signals to a cable assembly connecting the electric vehicle and the electric vehicle charging system.
PLC MAC 계층(302)은 데이터 링크 계층의 서브 계층으로 네트워크 계층(303)과 convergence SAP(Service Access Point)(308)로 연결되어 PLC 물리계층(301)을 통해 외부로부터 수신한 데이터를 상위계층(305)으로 전달하고, 상위계층(305)으로부터 수신한 데이터를 PLC 물리계층(301)으로 전달하여 외부로 전송하도록 한다. The PLC MAC layer 302 is a sub-layer of the data link layer, which is connected to the network layer 303 and the convergence SAP (Service Access Point) 308 so as to receive data received from the outside through the PLC physical layer 301 to an upper layer ( 305 and the data received from the upper layer 305 to the PLC physical layer 301 to be transmitted to the outside.
구체적으로, PLC MAC 계층(302)은 전기자동차와 AC 충전 시스템간의 전력선 통신의 개시, 완료 등과 관련된 어쏘시에이션 메시지(association message)를 포함하는 MAC 메시지를 생성하여 전송하도록 한다.In detail, the PLC MAC layer 302 generates and transmits a MAC message including an association message related to initiation, completion, etc. of power line communication between the electric vehicle and the AC charging system.
네트워크 계층(303)은 IPv6(Internet Protocol version 6) 및 6LowPAN(IPv6 over Low power WPAN)를 이용한다. 6LowPAN은 IEEE 802.15.4를 물리계층 및 MAC 계층으로 하는 저전력 WPAN(Wireless Personal Area Network) 상에 IPv6를 탑재하여 기존 IP 네트워크와 연결하는 네트워크 기술이며, 저전력의 250kbps 이하의 적은 대역폭을 사용하고 센서가 능동적으로 외부 IP 네트워크와 통신을 수행하여 센서 및 기기들의 위치가 유동적이다.The network layer 303 utilizes Internet Protocol version 6 (IPv6) and IPv6 over Low power WPAN (6LowPAN). 6LowPAN is a network technology that connects IPv6 to existing IP network by installing IPv6 on low power Wireless Personal Area Network (WPAN) using IEEE 802.15.4 as physical layer and MAC layer. Actively communicates with external IP networks, allowing the location of sensors and devices to be flexible.
전송 계층(304)은 상위계층(305)의 프로토콜과 연결되는 OSI(Open System Interconnection) 제4계층에 속하며, 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol: TCP) 및 사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol: UDP) 등을 이용한다. TCP는 신뢰성을 보장하는 프로토콜로서 Seq No.와 Ack No.를 이용하여 데이터 전송과정에서 발생할 수 있는 데이터 유실 또는 흐름 장애시 재전송하는 프로토콜로서 양방향 통신을 수행하는 프로토콜이다. UDP 역시 데이터 전송을 위한 프로토콜이나 데이터 재전송을 수행하지는 않고 고속의 단방향 통신을 수행하는 프로토콜이다. 전송 계층(304)은 상위계층(305)과 control SAP(309)로 연결된다.The transport layer 304 belongs to the fourth OSI (Open System Interconnection) layer connected to the protocol of the upper layer 305, and includes a transmission control protocol (TCP) and a user datagram protocol (UDP). Etc. TCP is a protocol that guarantees reliability. It uses Seq No. and Ack No. to re-transmit in case of data loss or flow failure that may occur during data transmission. UDP is also a protocol for data transmission or a high speed one-way communication without data retransmission. The transport layer 304 is connected to the upper layer 305 and the
상위계층(305)은 계층화되어 있는 프로토콜 구조에서 상위 계층 간의 통신 기능을 제공하는 프로토콜이다. OSI 기본 참조 모델의 경우, 상위 계층인 세션 계층, 표현 계층 및 응용 계층에서 응용 프로그램 상호 간에 대화하면서 협동하여 분산 처리를 실현하기 위한 기반이 되는 통신 기능을 제공하는 프로토콜의 집합을 의미한다.The upper layer 305 is a protocol that provides a communication function between upper layers in a layered protocol structure. In the OSI basic reference model, it refers to a set of protocols that provide a communication function that is a basis for realizing distributed processing by cooperating with each other in an upper layer, a session layer, a presentation layer, and an application layer.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 모뎀(300)이 전기자동차 내부에 탑재되는 경우, 상위계층(305)은 전기자동차 I/O 제어 하드웨어로부터 전기자동차 내부에서 외부로 전송하려는 데이터를 전달받는다. 예컨대, 전기자동차 I/O 제어 하드웨어로는 전기자동차 제어 유닛(Electric Vehocle-Electronic Control Unit: EV-ECU; 320), 배터리 관리 시스템(Basttery Management System: BMS; 321) 및 OBC(321) 등을 포함하며, 이러한 하드웨어로부터 충전 상태정보, 배터리 상태정보 등을 전달받을 수 있다.When the power
다른 예로, 전력선 통신 모뎀(300)이 AC 충전 시스템에 탑재된 경우, 상위 계층(305)은 AC 충전 시스템에 포함된 스마트 미터기(330)에서 측정된 전력 공급량, 전력 사용량 등의 데이터를 전달받을 수 있다.As another example, when the power
상위계층(305)은 외부로 전달된 데이터를 포함하는 메시지를 생성하고, 생성된 메시지를 전송 계층(304), 네트워크 계층(303), PLC MAC 계층(302)으로 순차적으로 전달하여 PLC 물리계층(301)을 통해 전송하도록 한다. 또한, 외부로부터 전력선 통신을 통해 수신한 신호에 포함된 데이터의 종류, 특성을 파악하여 데이터의 유형에 대응되는 전기자동차 또는 AC 충전 시스템의 하드웨어로 해당 신호를 전달한다.The upper layer 305 generates a message including the data transferred to the outside, and sequentially delivers the generated message to the transport layer 304, the network layer 303, and the PLC MAC layer 302, thereby providing a PLC physical layer ( 301). In addition, by grasping the type and characteristics of the data included in the signal received through the power line communication from the outside, the signal is transmitted to the hardware of the electric vehicle or the AC charging system corresponding to the type of data.
다시 도 3을 참조하면, 전력선 통신 모뎀(300)은 OSI 제3계층 내지 제7계층으로 IPv6 기반의 SEP 2.0을 고려할 수 있다. 그리고, 전력선 통신 모뎀(300)은 전기자동차 I/O 제어 하드웨어 또는 AC 충전 시스템의 하드웨어와 연결하여 데이터 송수신을 수행하기 위한 연관제어 서비스 요소(association control; 306)를 더 포함한다. Referring back to FIG. 3, the power
연관제어 서비스 요소(306)는 전기자동차가 AC 충전 시스템과 연결되어 전력 충전과 관련된 모든 기능을 수행하도록 지원하는 OSI 응용 계층의 공통 프로토콜 중의 하나로서, 응용 프로그램 간의 논리적인 통신로인 어쏘시에이션을 설정/해제하는 제어 기능을 제공한다. 일반적으로, 응용 계층의 프로토콜은 기본적으로 모두 어쏘시에이션 위에서 실행된다. The association control service element 306 is one of the common protocols of the OSI application layer that enables an electric vehicle to be connected to an AC charging system to perform all functions related to power charging. Provides control function to enable / disable. In general, all application layer protocols run on top of an association by default.
예컨대, 전기자동차의 전력선 통신 모뎀에 포함된 연관제어 서비스 요소(306)는 EV-ECU(320), BMS(321) 및 OBC(322) 등의 전기자동차 I/O 제어 하드웨어와 자동차 네트워크인 CAN(Controller Area Network) 통신을 수행하여, 전기자동차 내부에서 생성되는 데이터(충전 상태정보, 배터리 상태정보 등)를 상위계층(305)으로 전달할 수 있다.For example, the associated control service element 306 included in the power line communication modem of the electric vehicle includes electric vehicle I / O control hardware such as the EV-
또는, AC 충전 시스템의 전력선 통신 모뎀에 포함된 연관제어 서비스 요소(306)는 AC 충전 시스템의 스마트 미터기(330)와 같은 하드웨어와 SPI(Serial Peripheral Interface Bus), UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 등의 통신을 통해 상위계층(305)으로 데이터를 전달할 수 있다. Alternatively, the associated control service element 306 included in the power line communication modem of the AC charging system may include hardware such as a
나아가, 도 3에 도시된 PLC 신호 커플링 인터페이스(307)는 통신 매체(312)와 시그널 커플링(signal coupling)을 통해 전력선 통신 신호를 커플링하는 기능을 수행하며, 이에 대해서는 이하 도 4를 참조하여 설명한다.Further, the PLC signal coupling interface 307 shown in FIG. 3 performs a function of coupling the power line communication signal through a signal coupling with the communication medium 312, see FIG. 4 below. Will be explained.
이와 같이, 전력선 통신 모뎀(300)을 통해 전기자동차 및 AC 충전 시스템은 전기자동차의 전력 충전과 관련된 데이터를 전력선 통신을 통해 송수신한다. As such, the electric vehicle and the AC charging system through the power
표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 모뎀을 이용하여 전기자동차(Electric Vehicle: EV) 및 전기자동차 충전 시스템(Electric Vehicle Charging System: EVCS)간 송수신하는 데이터의 일 예를 나타내는 도면이다.Table 1 illustrates an example of data transmitted and received between an electric vehicle (EV) and an electric vehicle charging system (EVCS) using a power line communication modem according to an embodiment of the present invention.
상태정보charge
Status Information
배터리 충전 예약
배터리 충전 개시/종료
충전 에러
충전 제어
충전 전류, 전압, 전력Charge mode (charge / discharge)
Battery charge schedule
Start / Stop Battery Charging
Charging error
Charge control
Charge current, voltage, power
EVCS
PLC, EV-ECU, EVCS
EV-ECU, EVCS
PLC, OBC
OBC, BMSBMS
EVCS
PLC, EV-ECU, EVCS
EV-ECU, EVCS
PLC, OBC
OBC, BMS
상태정보battery
Status Information
배터리 상태정보
배터리 온도(셀 내부/외부 온도)
전압/전류 충전 상수Battery charge rate (%)
Battery Status Information
Battery temperature (cell internal / external temperature)
Voltage / Current Charge Constant
BMS
BMS
EVCSBMS
BMS
BMS
EVCS
EVCS ID
인증정보EV ID or user ID
EVCS ID
Certification Information
PLC, EVCS
EV-ECU, EVCSPLC, EV-ECU
PLC, EVCS
EV-ECU, EVCS
서비스 정보Etc
Service information
미터 데이터
과금 데이터
안전성
다른 전기자동차 정보Electricity charge / charge time / load information
Meter data
Billing data
safety
Other electric vehicle information
smart meter
billing device
EVCS
smart deviceEVCS
smart meter
billing device
EVCS
smart device
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력선 통신 모뎀을 이용하여 전기자동차와 AC 충전 시스템간에 전기자동차 충전과 관련된 데이터로는, 충전 상태정보(예, 배터리 충전모드, 충전 개시/종료, 충전 에러, 충전 제어, 충전 전류/전압/전력, 충전 예약 여부 등), 배터리 상태정보(예, 배터리 충전율, 배터리 상태정보, 배터리 온도, 셀 전압, 셀 외부 온도, 셀 내부 저항, 충전/방전 전류 등), 인증정보(예, 전기자동차 ID, 사용자 ID, EVCS ID, 기타 인증정보 등) 및 다른 기타 서비스와 관련된 데이터(예, 전력요금/충전시간/부하정보, 미터데이터, 과금데이터, 안정성, 다른 전기자동차 정보 등)를 포함한다.Referring to Table 1, as data related to electric vehicle charging between the electric vehicle and the AC charging system using the power line communication modem according to the present invention, charging state information (eg, battery charging mode, charging start / end, charging error) , Charge control, charge current / voltage / power, charge reservation, etc.), battery status information (e.g. battery charge rate, battery status information, battery temperature, cell voltage, cell temperature, cell internal resistance, charge / discharge current, etc.) , Authentication information (e.g., electric vehicle ID, user ID, EVCS ID, other authentication information, etc.) and other data related to the service (e.g. power bill / charge time / load information, meter data, billing data, stability, other electricity Car information, etc.).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차와 전기자동차 충전 시스템이 케이블 어셈블리를 통해 연결된 형태의 일 예를 나타내는 블럭 구성도이다. 4 is a block diagram illustrating an example of a form in which an electric vehicle and an electric vehicle charging system are connected through a cable assembly according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 전기자동차 충전 시스템과 전기자동차 간의 PLC 신호의 송수신을 위한 인터페이스를 설명하기 위한 것으로, 전력선 통신 모뎀에 대한 도시는 생략한다. 4 is a view for explaining an interface for transmitting and receiving PLC signals between an electric vehicle charging system and an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and an illustration of a power line communication modem is omitted.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전기자동차 충전 시스템(400)은 케이블 어셈블리(410)를 통해 전기자동차(420)와 연결된다. Referring to FIG. 4, the electric
상기 도 2에서 상술한 바와 같이, 케이블 어셈블리(200)는 하나 이상의 AC 전력 터미널(201, 202), 그라운드 터미널(203), 제어 파일럿(204) 및 연결 스위치(205)와 같이 5개의 인터페이스를 포함한다. 즉, 케이블 어셈블리를 전력선 통신 전송선으로 활용하기 위해서, PLC 신호의 왜곡 및 반사손실을 최소화하기 위하여 임피던스 매칭을 수행하고 전력 전송 라인(201, 202)과 제어 파일럿 라인(204)의 특성을 고려하는 것이 바람직하다.As described above in FIG. 2, the
다시 도 4를 참조하면, 전기자동차 충전 시스템(400)의 전력 전송 라인(401, 402)은 케이블 어셈블리의 전력 전송 라인(411, 412)에 커플링되고, 이는 다시 전기자동차(420)의 OBC(또는 charger; 421)에 커플링되어 전력 전송 및 전력선 신호 전송에 활용된다. 전력 전송 라인을 활용하여 전력선 신호를 커플링하는 경우, PLC 신호 전송 라인은 PLC 신호 커플링 인터페이스(403, 422)를 포함한다. 전력선 신호를 커플링하는 경우, PLC 신호 전송 라인은 전원 스위치 뒤에 커플링하거나 바이패스 필터(bypass filter)로 전원스위치 전후를 연결하여 전원 스위치 앞에 커플링할 수 있다.Referring again to FIG. 4, the
또는, 제어 파일럿 선을 활용하여 PLC 신호를 송수신하는 경우, 전기자동차 충전 시스템(400)의 그라운드 터미널(404)과 제어 파일럿 선(405)은 케이블 어셈블리(410)의 그라운드 터미널(413) 및 제어 파일럿 선(414)에 커플링되고, 이는 다시 전기자동차 내부로 연결된다. 제어 파일럿 선을 활용하여 전력선 신호를 커플링하는 경우, 전기자동차 충전 시스템(400) 및 전기자동차(420)는 케이블 어셈블리(410)와 PLC 신호 커플링 인터페이스(406, 423)를 포함한다. Alternatively, when transmitting and receiving a PLC signal using the control pilot line, the
도 4에는 도시되지 않았으나, 제어 파일럿 선에 PLC 신호 커플링시 PWM 12V 파형 손상 또는 신호 왜곡을 방지하기 위해 인덕티브 커플링을 이용할 수 있다. Although not shown in FIG. 4, inductive coupling may be used to prevent
한편, 전기자동차(420)는 전력 전송 라인(411, 412)으로부터 공급되는 전력을 OBC(421)를 통해 배터리(424)로 전송하여 충전하고, 충전과정에 대한 모니터링 및 제어를 위해 충전 제어부(425) 및 절연 모니터부(426)를 더 포함한다.Meanwhile, the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신을 이용한 전기자동차의 전력 충전 과정 및 충전 상태를 설명하기 위한 절차 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a power charging process and a charging state of an electric vehicle using power line communication according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 분리되어 있던 전기자동차 및 AC 충전 시스템이 케이블 어셈블리를 통해 연결되면(501), 전기자동차의 전력선 통신 모뎀과 AC 충전 시스템의 전력선 통신 모뎀은 전력선 통신을 개시하기 위한 초기화 작업을 수행한다(502). Referring to FIG. 5, when the separated electric vehicle and the AC charging system are connected through the cable assembly (501), the power line communication modem of the electric vehicle and the power line communication modem of the AC charging system perform an initialization operation for initiating power line communication. Perform 502.
구체적으로, 상기 501 상태에서 AC 충전 시스템에 연결된 케이블 어셈블리가 전기자동차에 성공적으로 연결되면, 초기화 작업과정(502)에서 전기자동차는 케이블 어셈블리의 커넥터를 락(lock)하고, 전기자동차의 전력선 통신 모뎀, BMS 및 OBC를 웨이크업(wake-up)시킨다.Specifically, when the cable assembly connected to the AC charging system in the state 501 successfully connected to the electric vehicle, the electric vehicle locks the connector of the cable assembly in the initialization operation 502, the power line communication modem of the electric vehicle Wake up BMS and OBC.
초기화 작업(502)이 정상적으로 수행된 것으로 확인되어 셋업(set-up) 완료되면(503), 전기자동차 및 AC 충전 시스템은 양자간 절연상태를 확인하며 모니터링하고, 배터리 충전을 개시하기 위해 필요한 메시지를 송수신한다(504). When the initialization operation 502 is confirmed to have been performed normally and set-up is completed (503), the electric vehicle and the AC charging system check and monitor the bilateral insulation state, and display the necessary messages to start charging the battery. Transmit and receive (504).
예컨대, 상기 도 4에서 상술한 절연 모니터부(424)에서 전기자동차와 AC 충전 시스템의 절연 상태를 확인하고, AC 충전 시스템으로부터 공급되는 AC 전력을 DC전력으로 변환하기 위한 관련 메시지를 송수신할 수 있다. 이때, AC/DC 전력 변환 및/또는 배터리 충전작업을 개시하기 위한 선행작업으로 상기 표 1에 예시된 바와 같은 충전 상태정보(예, 배터리 충전모드, 충전 개시/종료, 충전 에러, 충전 제어, 충전 전류/전압/전력, 충전 예약 여부 등) 또는 인증정보(예, 전기자동차 ID, 사용자 ID, EVCS ID, 기타 인증정보 등)를 포함할 수 있다.For example, the
다음으로, 상기 단계 503에서 충전 관련 메시지 송수신 과정에서 신호 수신 실패 또는 오류 발생이나 배터리 충전을 위한 셋업(set-up) 동작이 완료되지 않는 경우 에러 모드로 간주하여(505), 전기자동차와 AC 충전 시스템간의 연결 해제를 위한 대기상태로 전환한다(506). Next, when a signal reception failure or an error occurs or a set-up operation for charging the battery is not completed in the process of transmitting / receiving a charge-related message in step 503, it is regarded as an error mode (505), and charging with an electric vehicle. The system transitions to a standby state for disconnection between systems (506).
반면, 상기 504 상태에서 충전 관련 메시지 송수신이 정상적으로 수행되고, 배터리 충전을 위한 셋업(set-up) 동작이 완료되면(507), 전기자동차 배터리 충전이 수행에 앞서 AC/DC 전력 변환과정에 대한 모니터링 작업이 수행된다(508). On the other hand, if the charging-related message transmission and reception is normally performed in the state 504, and the set-up operation for charging the battery is completed (507), monitoring of the AC / DC power conversion process before the electric vehicle battery charging is performed. Operation is performed (508).
예컨대, AC/DC 전력 변환 모니터링 상태(508)에서는 전력 변환부(예, OBC) 상태 및 전력 변환을 위한 기본작업이 정상적으로 확인되면, 상기 도 4에서 상술한 전기자동차(420)는 케이블 어셈블리(410)를 통해 전기자동차 충전 시스템(400)으로부터 공급되는 AC 전력을 OBC(421)를 통해 DC 전력으로 변환한다. For example, in the AC / DC power conversion monitoring state 508, when the power conversion unit (eg, OBC) state and basic operations for power conversion are normally confirmed, the
또한, 충전 제어부(425), BMS 등에서 배터리 충전 상태를 실시간 또는 소정 주기에 따라 확인하고, 그 결과 배터리 상태정보(예, 배터리 충전율, 배터리 상태정보, 배터리 온도, 셀 전압, 셀 외부 온도, 셀 내부 저항, 충전/방전 전류 등)를 포함하는 메시지를 생성하여 전력선 통신을 통해 AC 충전 시스템으로 전송할 수 있다. 또한, 전력선 통신을 통해 AC 충전 시스템으로부터 수신하는 충전 제어정보 또는 외부 통신매체로부터 전송되는 사용자 요청정보를 확인하여, 그에 따른 배터리 상태 제어를 수행할 수 있다.In addition, the charging
이때, 배터리 상태 확인시 충전 중지 사유가 발생하게 되면 전기자동차의 충전 제어부 또는 BMS는 충전 대기상태(506)로 전환할 수 있다(509).At this time, when the reason for the stop of charging occurs when checking the battery state, the charging control unit or the BMS of the electric vehicle may switch to the charging standby state 506 (509).
대기상태(506)에서는 전기자동차와 AC 충전 시스템간의 연결이 재개되지 않거나 대기상태가 일정 기간 지속되는 등 전력공급 또는 전력선 통신이 원활하게 이루어지지 않는 경우 전기자동차와 AC 충전 시스템간의 연결을 해지하는 비연결 상태(500)로 전환할 수 있다(510).In the standby state 506, when the connection between the electric vehicle and the AC charging system is not resumed or when the power supply or power line communication is not performed smoothly such as the standby state lasts for a certain period of time, the non-connection to terminate the connection between the electric vehicle and the AC charging system is performed. The connection state 500 may be switched (510).
다음으로, 충전과정 모니터링 결과 전기자동차 OBC(421)에서 전력 충전 상태가 소정 조건을 만족하거나 또는 대기상태(506)에서도 배터리 상태가 정상화되거나 또는 전력 변환과정(508)에서 배터리 상태가 소정 조건을 만족하면(511), 전기자동차(420)의 OBC(421)에서 변환된 DC 전력을 차량 배터리(424)로 전달하여 배터리를 충전하는 상태로 전환할 수 있다(512). Next, as a result of the charging process monitoring, the state of charge of the electric vehicle satisfies a predetermined condition in the
이후, 배터리 충전동작이 완료되거나 또는 전력 전달과정 중 에러가 발생하게 되면(513), 전기자동차 또는 AC 충전 시스템은 셧다운(shutdown) 상태로 전환한다(514). 셧다운 상태(514)는 전기자동차 배터리로 공급되는 전류를 0으로 하거나 또는 전기자동차에 연결된 케이블 어셈블리의 커넥터를 연결 해지하는 경우를 포함하고, 배터리의 전압이 소정의 안정범위로 진입할 때까지 대기상태(506)로 전환할 수 있다(516).Thereafter, when the battery charging operation is completed or an error occurs during the power transmission process (513), the electric vehicle or the AC charging system transitions to a shutdown state (514). Shutdown state 514 includes a case where the current supplied to the electric vehicle battery is zero or the connector of the cable assembly connected to the electric vehicle is disconnected, and the standby state until the voltage of the battery enters a predetermined stable range. And may be converted to 506.
또한, 상술한 전기자동차 충전 과정에서 대기상태(506)로 전환한 경우에도 대기상태로 전환하도록 한 문제가 해결되지 않거나 배터리 충전 개시가 어려운 문제가 발생하게 되면 셧다운 상태(513)로 전환할 수 있다(516).In addition, even when switching to the standby state 506 in the above-described charging process of the electric vehicle, when the problem of switching to the standby state is not solved or a problem that makes it difficult to start charging the battery may be switched to the shutdown state 513. (516).
셧다운 상태(513)에서는 소정 조건에 따라 대기상태로 전환하지 않고 바로 전기자동차와 AC 충전 시스템간의 연결을 해지할 수 있다(517). In the shutdown state 513, the connection between the electric vehicle and the AC charging system may be immediately terminated without switching to the standby state according to a predetermined condition (517).
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신 모뎀은 전기자동차와 AC 충전 시스템이 연결된 직후부터 양자간의 전력선 통신을 담당하며, 배터리 전력 충전의 모든 과정을 제어할 수 있다.As such, the power line communication modem according to the embodiment of the present invention is in charge of power line communication between both immediately after the electric vehicle and the AC charging system are connected, and can control all processes of battery power charging.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신 모뎀을 탑재한 전기자동차의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.6 is a view showing an example of the configuration of an electric vehicle equipped with a power line communication modem according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 전기자동차(600)와 케이블 어셈블리의 커넥터(610)가 연결되면 전력선 통신 모뎀(601)은 커넥터(610)로부터 전력 공급 및 PLC 신호 전송에 사용되는 전송선(예, AC 전력 터미널 및 제어 파일럿 포함)(602)에 커플링된다. Referring to FIG. 6, when the
이를 통해, 전력선 통신 모뎀(601)은 AC 충전 시스템으로부터 PLC 신호를 수신하고, 전기자동차 충전과 관련된 정보를 포함한 PLC 신호를 외부로 전송할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 전력선 통신 모뎀(601)은 전기자동차의 충전 상태, 배터리 상태 등의 정보를 수집하기 위하여 BMS(603), OBC(604) 또는 인버터(605)와 CAN 통신을 수행하도록 소정의 CAN 인터페이스를 이용하여 커플링한다.Through this, the power
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신 모뎀(601)이 AC 충전 시스템으로부터 전력 공급받기 이전과정, 배터리 충전 과정 등에서 상기 표 1에서 상술한 다양한 데이터를 송수신하는 전력선 통신을 수행하기 위하여, 전력선 통신 모뎀(601)은 도 6에 도시된 것처럼 전기자동차의 배터리부(606)로부터 별도의 전력을 공급받도록 배터리부(606)와 소정의 전력 공급선(607)으로 연결될 수 있다.As such, the power
이는, 종래 전력선 통신 모뎀이 배터리 충전과정에서 외부로부터 공급되는 전력의 일부를 모뎀의 전력원으로 사용하는 점과 구별된다. This is distinguished from the conventional power line communication modem using a portion of the power supplied from the outside during the battery charging process as the power source of the modem.
나아가, 도 6에 도시되지는 않았으나 전력선 통신 모뎀은 별도의 모뎀 제어부와 연결되어 모뎀 제어부의 제어신호에 따라 전원 On/Off, 메시지 생성 및 전송, 메시지 수신 및 전달 등의 기능을 수행할 수 있다.Further, although not shown in FIG. 6, the power line communication modem may be connected to a separate modem controller to perform functions such as power on / off, message generation and transmission, message reception and transmission, etc. according to a control signal of the modem controller.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명의 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications and changes may be made without departing from the characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to explain, and the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (24)
상기 케이블 어셈블리에 내장된 하나 이상의 전력 공급 터미널 또는 제어 파일럿(control pilot)과 커플링되어 전력선 통신(Power Line Communication: PLC) 신호를 전달하는 PLC 물리계층(Physical Layer);
상기 전기자동차와 상기 전력 충전 시스템간의 전력선 통신의 개시를 위한 어쏘시에이션 메시지(assocication message)를 생성하는 PLC MAC(Medium Access Control) 계층;
상기 PLC MAC 계층과 convergence SAP(Service Access Point)로 연결되어 상기 전력 충전 시스템으로부터 수신한 데이터를 소정의 상위계층으로 전달하는 네트워크 계층; 및
전송 계층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀.A power line communication modem included in an electric vehicle charging system for charging an electric vehicle battery through a cable assembly from a power charging system,
A PLC physical layer coupled with one or more power supply terminals or control pilots embedded in the cable assembly to carry a power line communication (PLC) signal;
A PLC Medium Access Control (MAC) layer for generating an association message for initiating power line communication between the electric vehicle and the power charging system;
A network layer connected to the PLC MAC layer through a convergence SAP (Service Access Point) to deliver data received from the power charging system to a predetermined upper layer; And
A power line communication modem in an electric vehicle charging system, comprising a transport layer.
상기 전기자동차의 배터리 또는 상기 전력 충전 시스템의 전원부와 소정의 전력 공급선으로 연결되어 전력선 통신 모뎀의 구동에 필요한 전력을 공급받는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀.The method of claim 1,
The power line communication modem of the electric vehicle charging system, characterized in that connected to the power supply of the battery of the electric vehicle or the power charging system and a predetermined power supply line to supply the power required to drive the power line communication modem.
상기 네트워크 계층은 IPv6(Internet Protocol version 6) 또는 6LowPAN(IPv6 over Low power WPAN)를 이용하고,
상기 전송 계층은 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol: TCP) 또는 사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol: UDP)을 이용하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀.The method of claim 1,
The network layer uses Internet Protocol version 6 (IPv6) or IPv6 over Low power WPAN (6 LowPAN),
The transport layer is a power line communication modem in an electric vehicle charging system, characterized in that using the Transmission Control Protocol (TCP) or the User Datagram Protocol (UDP).
상기 전기자동차와 상기 전력 충전 시스템간의 전력선 통신을 수행하도록 지원하는 응용계층 프로토콜인 연관제어 서비스 요소(association control)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀.The method of claim 1,
And an association control service element (association control), which is an application layer protocol for supporting power line communication between the electric vehicle and the power charging system.
상기 전력선 통신 모뎀이 상기 전기자동차에 탑재하는 경우,
상기 전기자동차의 전기자동차 제어 유닛(Electric Vehocle-Electronic Control Unit: EV-ECU), 배터리 관리 시스템(Basttery Management System: BMS) 및 온-보드 충전기(On-Board Charger: OBC) 중 적어도 하나와 자동차 네트워크 통신을 수행하기 위한 제1 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀.5. The method of claim 4,
When the power line communication modem is mounted on the electric vehicle,
At least one of an electric vehicle control unit (EV-ECU), a battery management system (BMS) and an on-board charger (OCC) and an automotive network of the electric vehicle A power line communication modem in an electric vehicle charging system, further comprising a first interface for performing communication.
상기 EV-ECU, BMS및 OBC 중 적어도 하나로부터 수집된 데이터는 상기 제1 인터페이스 및 상기 연관제어 서비스 요소를 통해 상기 상위계층으로 전달되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀.The method of claim 5,
And data collected from at least one of the EV-ECU, BMS, and OBC is transmitted to the upper layer through the first interface and the associated control service element.
상기 상위계층은, 충전 상태정보, 배터리 상태정보 및 인증정보 중 적어도 하나를 포함한 메시지를 생성하여 상기 PLC 물리계층을 통해 상기 전력 충전 시스템으로 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀.The method according to claim 6,
The upper layer generates a message including at least one of charging state information, battery state information, and authentication information and transmits the message to the power charging system through the PLC physical layer. modem.
상기 충전 상태정보는,
배터리 충전모드, 충전 개시/종료, 충전 에러, 충전 제어, 충전 전류/전압/전력 및 충전 예약에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀.The method of claim 7, wherein
The state of charge information,
A power line communication modem in an electric vehicle charging system comprising at least one of information regarding a battery charging mode, charging start / end, charging error, charging control, charging current / voltage / power, and charging reservation.
상기 배터리 상태정보는,
배터리 충전율, 배터리 상태정보, 배터리 온도, 셀 전압, 셀 외부 온도, 셀 내부 저항 및 충전/방전 전류 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀.The method of claim 7, wherein
The battery state information,
A power line communication modem in an electric vehicle charging system comprising at least one of battery charge rate, battery status information, battery temperature, cell voltage, cell outside temperature, cell internal resistance, and charge / discharge current.
상기 인증정보는,
상기 전기자동차의 식별정보, 사용자 식별정보, 전기자동차 충전 시스템의 식별정보 및 기타 인증정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀.The method of claim 7, wherein
The authentication information,
And at least one of identification information of the electric vehicle, user identification information, identification information of the electric vehicle charging system, and other authentication information.
상기 전력선 통신 모뎀이 상기 전력 충전 시스템에 탑재하는 경우,
상기 전력 충전 시스템의 충전 관련 하드웨어 및 스마트 미터기 중 적어도 하나와 SPI(Serial Peripheral Interface Bus) 또는 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 통신을 수행하기 위한 제2 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀.5. The method of claim 4,
When the power line communication modem is mounted on the power charging system,
Electric vehicle charging further comprises a second interface for performing a Serial Peripheral Interface Bus (SPI) or Universal Asynchronous Receiver / Transmitter (UART) communication with at least one of the charging-related hardware and smart meters of the power charging system Powerline communication modem in the system.
상기 상위계층은,
상기 제2 인터페이스 및 상기 연관제어 서비스 요소를 통해 전달된 데이터에 기초하여 충전 서비스 관련정보를 생성하고, 생성된 상기 충전 서비스 관련정보를 상기 PLC 물리계층을 통해 상기 전기자동차로 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀.12. The method of claim 11,
The upper layer is
And generate charging service related information based on the data transmitted through the second interface and the associated control service element, and transmit the generated charging service related information to the electric vehicle through the PLC physical layer. Power line communication modem in an electric vehicle charging system.
상기 충전 서비스 관련정보는,
전력요금, 충전시간, 부하정보, 미터데이터, 과금데이터, 안정성 및 다른 전기자동차 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀.The method of claim 12,
The charging service related information,
A power line communication modem in an electric vehicle charging system comprising at least one of power charge, charging time, load information, meter data, charging data, stability, and other electric vehicle information.
상기 상위계층은 상기 전력 충전 시스템의 전력 공급 상태 또는 상기 전기자동차의 배터리 충전 상태를 제어하며,
상기 배터리 충전 상태 제어는 전력선 통신을 위한 초기화 작업, 배터리 충전 개시, 중단 또는 완료, 충전 대기상태로의 전환 또는 셧다운(shutdown) 상태로의 전환 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템에서의 전력선 통신 모뎀.The method of claim 1,
The upper layer controls the power supply state of the power charging system or the battery charge state of the electric vehicle,
In the electric vehicle charging system, the battery charge state control may include an initialization operation for power line communication, a start, stop, or completion of battery charging, a transition to a standby state of charging, or a transition to a shutdown state. Powerline communication modem.
케이블 어셈블리를 통해 연결된 전력 충전 시스템과 전력선 통신을 개시하기 위한 초기화 작업을 수행하는 단계;
상기 초기화 작업이 완료되면 상기 전력 충전 시스템과 전력선 통신을 통해 충전 상태정보 및 인증정보 중 적어도 하나를 포함하는 제1 메시지를 교환하는 단계; 및
상기 제1 메시지 교환을 통해 배터리 충전을 위한 셋업(set-up) 동작이 완료되면, 상기 케이블 어셈블리를 통해 공급되는 전력을 토대로 상기 배터리를 충전하는 단계를 포함하되,
상기 초기화 작업 단계는,
상기 케이블 어셈블리의 커넥터를 락(lock)하고, 전력선 통신 모뎀, 배터리 관리 시스템(Basttery Management System: BMS) 및 온-보드 충전기(On-Board Charger: OBC) 중 적어도 하나를 웨이크업(wake-up)하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전기자동차 충전 방법.In the electric vehicle charging method using power line communication,
Performing an initialization operation to initiate power line communication with a power charging system connected via a cable assembly;
Exchanging a first message including at least one of charging state information and authentication information through power line communication with the power charging system when the initialization operation is completed; And
When the set-up operation for charging the battery is completed through the first message exchange, charging the battery based on power supplied through the cable assembly,
The initialization operation step,
Lock the connector of the cable assembly and wake-up at least one of a power line communication modem, a battery management system (BMS) and an on-board charger (OCC). An electric vehicle charging method using power line communication, characterized in that.
상기 충전 상태정보는,
배터리 충전모드, 충전 개시/종료, 충전 에러, 충전 제어, 충전 전류/전압/전력 및 충전 예약에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 인증정보는,
상기 전기자동차의 식별정보, 사용자 식별정보, 전기자동차 충전 시스템의 식별정보 및 기타 인증정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전기자동차 충전 방법.16. The method of claim 15,
The state of charge information,
At least one of information regarding a battery charging mode, charging start / end, charging error, charging control, charging current / voltage / power, and charging reservation,
The authentication information,
The electric vehicle charging method using power line communication, characterized in that it comprises at least one of the identification information of the electric vehicle, user identification information, identification information of the electric vehicle charging system and other authentication information.
상기 제1 메시지 교환 단계에서 신호 수신 실패 또는 오류 발생, 배터리 충전을 위한 셋업(set-up) 동작 미완료시, 상기 전력 충전 시스템의 전력 공급 중단 및 충전 대기상태로 전환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전기자동차 충전 방법.17. The method according to claim 15 or 16,
When the signal reception failure or error occurs in the first message exchange step, when the set-up operation for charging the battery is incomplete, further comprising the step of stopping the power supply of the power charging system and switching to a charging standby state. Electric vehicle charging method using power line communication.
상기 배터리 충전 단계는,
상기 전력 충전 시스템으로부터 공급되는 AC 전력을 상기 OBC를 통해 DC 전력으로 변환하는 단계; 및
배터리 충전 상태가 소정 조건을 만족하는 경우 상기 OBC에서 변환된 DC 전력을 배터리부로 전달하여 배터리 충전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전기자동차 충전 방법.16. The method of claim 15,
The battery charging step,
Converting AC power supplied from the power charging system to DC power via the OBC; And
And charging the battery by transferring the DC power converted by the OBC to a battery unit when the battery charge state satisfies a predetermined condition.
상기 배터리 충전 단계는,
실시간 또는 소정 주기에 따라 배터리 충전상태를 모니터링하는 단계; 및
상기 모니터링 결과 배터리 상태정보를 포함하는 제2 메시지를 전력선 통신을 통해 상기 전력 충전 시스템으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전기자동차 충전 방법.The method of claim 15 or 18,
The battery charging step,
Monitoring the state of charge of the battery in real time or according to a predetermined period; And
And transmitting the second message including the battery status information to the power charging system through power line communication as a result of the monitoring.
상기 배터리 상태정보는,
배터리 충전율, 배터리 상태정보, 배터리 온도, 셀 전압, 셀 외부 온도, 셀 내부 저항 및 충전/방전 전류 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전기자동차 충전 방법.20. The method of claim 19,
The battery state information,
A method for charging an electric vehicle using power line communication comprising at least one of battery charge rate, battery state information, battery temperature, cell voltage, cell external temperature, cell internal resistance, and charge / discharge current.
상기 배터리 충전 단계는,
전력선 통신을 통해 상기 전력 충전 시스템 또는 외부 통신매체로부터 충전 제어정보 또는 사용자 요청정보를 수신하는 단계; 및
상기 수신한 충전 제어정보 또는 사용자 요청정보에 따라 상기 배터리 충전 상태를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전기자동차 충전 방법.20. The method of claim 19,
The battery charging step,
Receiving charge control information or user request information from the power charging system or an external communication medium through power line communication; And
And charging the battery according to the received charge control information or user request information.
배터리 충전 완료 또는 배터리 충전과정에서의 오류 발생시, 상기 전기자동차 및 상기 전력 충전 시스템을 셧다운(shutdown) 상태로 전환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전기자동차 충전 방법.16. The method of claim 15,
And switching the electric vehicle and the power charging system to a shutdown state when the battery charge is completed or an error occurs in the battery charging process.
상기 셧다운 단계는,
상기 전기자동차 배터리로 전달되는 전류를 0으로 하거나 또는 전기자동차에 연결된 케이블 어셈블리의 커넥터를 연결 해지하거나 또는 상기 배터리의 전압이 소정의 안정범위로 진입할 때까지 전력 공급 중단 및 대기모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전기자동차 충전 방법.The method of claim 22,
The shutdown step,
Turning off the power supply and switching to standby mode until the current delivered to the electric vehicle battery is zero, or the connector of the cable assembly connected to the electric vehicle is disconnected, or the voltage of the battery enters a predetermined stability range. An electric vehicle charging method using power line communication.
상기 전력선 통신 모뎀은,
상기 케이블 어셈블리에 내장된 하나 이상의 전력 공급 터미널 또는 제어 파일럿(control pilot)과 커플링되어 전력선 통신(Power Line Communication: PLC) 신호를 전달하는 PLC 물리계층(Physical Layer);
상기 전기자동차와 상기 전력 충전 시스템간의 전력선 통신의 개시를 위한 어쏘시에이션 메시지(assocication message)를 생성하는 PLC MAC(Medium Access Control) 계층; 및
상기 전력선 통신을 통해 상기 전력 충전 시스템과 상기 전기자동차간의 데이터 전달을 수행하고, 상기 전력 충전 시스템의 전력 공급 상태 또는 상기 전기자동차의 배터리 충전 상태를 제어하는 상위계층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 이용한 전기자동차 충전 방법.16. The method of claim 15,
The power line communication modem,
A PLC physical layer coupled with one or more power supply terminals or control pilots embedded in the cable assembly to carry a power line communication (PLC) signal;
A PLC Medium Access Control (MAC) layer for generating an association message for initiating power line communication between the electric vehicle and the power charging system; And
And a higher layer for performing data transfer between the power charging system and the electric vehicle through the power line communication, and controlling a power supply state of the power charging system or a battery charge state of the electric vehicle. Electric vehicle charging method using.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120023605A KR101338003B1 (en) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | Device of power line communication for electric vehicle charging and system for it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120023605A KR101338003B1 (en) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | Device of power line communication for electric vehicle charging and system for it |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130102404A true KR20130102404A (en) | 2013-09-17 |
KR101338003B1 KR101338003B1 (en) | 2013-12-09 |
Family
ID=49452177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120023605A KR101338003B1 (en) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | Device of power line communication for electric vehicle charging and system for it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101338003B1 (en) |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101377214B1 (en) * | 2014-02-21 | 2014-04-02 | 명지대학교 산학협력단 | System for mapping data based on the schema and method therefor |
KR101490958B1 (en) * | 2013-11-26 | 2015-02-06 | 현대자동차 주식회사 | Power line communication apparatus for electric vehicle |
KR101512899B1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-17 | 피에스텍주식회사 | System for managing multi charger |
KR101519780B1 (en) * | 2014-03-14 | 2015-05-13 | 현대자동차주식회사 | Control method for battery reservation charge of vehicle |
US9487102B2 (en) | 2013-12-18 | 2016-11-08 | Hyundai Motor Company | Charging method of green car |
US9649949B2 (en) | 2014-02-11 | 2017-05-16 | Hyundai Motor Company | Connector converter and vehicle charging system and method using the same |
KR20180064131A (en) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | Battery Pack Charging System |
US10000136B2 (en) | 2015-11-09 | 2018-06-19 | Hyundai Motor Company | Vehicle and charging control method of the vehicle |
CN109334512A (en) * | 2018-11-16 | 2019-02-15 | 湖北文理学院 | A kind of novel collecting and distributing type battery management system and its method |
WO2020004798A1 (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | 자동차부품연구원 | Charging system and interface device |
US10541548B2 (en) | 2015-08-13 | 2020-01-21 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery pack and energy storage system including the battery pack |
CN113165551A (en) * | 2018-11-06 | 2021-07-23 | Wing航空有限责任公司 | Adjusting power communication for charging of unmanned aerial vehicle |
KR20210148066A (en) * | 2020-02-28 | 2021-12-07 | 현대모비스 주식회사 | An electric vehicle comprising a charger and a controller for exchanging charging-related information |
KR102356369B1 (en) * | 2020-09-08 | 2022-02-07 | 주식회사 에스티 | Battery pack monitoring apparatus for monitoring the charge status of the battery pack which is used as the energy source for an agricultural electrical vehicle and the operating method tehreof |
CN114148206A (en) * | 2021-12-10 | 2022-03-08 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | Electric vehicle charging system and method based on European standard charging pile |
KR20220168312A (en) * | 2021-06-16 | 2022-12-23 | 주식회사 글로쿼드텍 | Method for auto setting charge mode in electronic vehicle |
EP4112369A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-04 | Daeyoung Chaevi Co., Ltd. | Electric vehicle charging system and method therefof for providing additional services |
KR20230084457A (en) * | 2015-12-18 | 2023-06-13 | 주식회사 유라코퍼레이션 | Method for Controlling Power Charging of Electric Vehicle |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160072982A (en) | 2014-12-16 | 2016-06-24 | 현대자동차주식회사 | Method for selecting recharging mode and recharging system for carrying out the same |
KR102371613B1 (en) * | 2017-10-16 | 2022-03-07 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for controlling on board charger and method thereof |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101067333B1 (en) * | 2005-02-04 | 2011-09-23 | 엘지전자 주식회사 | Method for managing layer structure in living network control system |
KR20110101846A (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-16 | 최인숙 | Data service system on power line communication with electric car charging device |
-
2012
- 2012-03-07 KR KR1020120023605A patent/KR101338003B1/en active IP Right Grant
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101512899B1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-17 | 피에스텍주식회사 | System for managing multi charger |
KR101490958B1 (en) * | 2013-11-26 | 2015-02-06 | 현대자동차 주식회사 | Power line communication apparatus for electric vehicle |
US9487102B2 (en) | 2013-12-18 | 2016-11-08 | Hyundai Motor Company | Charging method of green car |
US9649949B2 (en) | 2014-02-11 | 2017-05-16 | Hyundai Motor Company | Connector converter and vehicle charging system and method using the same |
KR101377214B1 (en) * | 2014-02-21 | 2014-04-02 | 명지대학교 산학협력단 | System for mapping data based on the schema and method therefor |
WO2015126104A1 (en) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | 명지대학교 산학협력단 | Mapping system based on schemas of iso/iec 15118 and iec 61850 and method for same |
KR101519780B1 (en) * | 2014-03-14 | 2015-05-13 | 현대자동차주식회사 | Control method for battery reservation charge of vehicle |
US9522607B2 (en) | 2014-03-14 | 2016-12-20 | Hyundai Motor Company | System and control method for reserved charge of battery for vehicle |
US10541548B2 (en) | 2015-08-13 | 2020-01-21 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery pack and energy storage system including the battery pack |
US10000136B2 (en) | 2015-11-09 | 2018-06-19 | Hyundai Motor Company | Vehicle and charging control method of the vehicle |
KR20230084457A (en) * | 2015-12-18 | 2023-06-13 | 주식회사 유라코퍼레이션 | Method for Controlling Power Charging of Electric Vehicle |
KR20180064131A (en) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | Battery Pack Charging System |
WO2020004798A1 (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | 자동차부품연구원 | Charging system and interface device |
CN113165551B (en) * | 2018-11-06 | 2024-04-16 | Wing航空有限责任公司 | Power communication to regulate charging of unmanned aerial vehicle |
CN113165551A (en) * | 2018-11-06 | 2021-07-23 | Wing航空有限责任公司 | Adjusting power communication for charging of unmanned aerial vehicle |
CN109334512A (en) * | 2018-11-16 | 2019-02-15 | 湖北文理学院 | A kind of novel collecting and distributing type battery management system and its method |
KR20210151028A (en) * | 2020-02-28 | 2021-12-13 | 현대모비스 주식회사 | Electric vehicle for sharing information with a display device |
KR20220139282A (en) * | 2020-02-28 | 2022-10-14 | 현대모비스 주식회사 | An electric vehicle comprising a charger and a controller for exchanging charging-related information |
KR20220140462A (en) * | 2020-02-28 | 2022-10-18 | 현대모비스 주식회사 | An electric vehicle comprising a charger and a controller for exchanging charging-related information |
KR20210148066A (en) * | 2020-02-28 | 2021-12-07 | 현대모비스 주식회사 | An electric vehicle comprising a charger and a controller for exchanging charging-related information |
KR102356369B1 (en) * | 2020-09-08 | 2022-02-07 | 주식회사 에스티 | Battery pack monitoring apparatus for monitoring the charge status of the battery pack which is used as the energy source for an agricultural electrical vehicle and the operating method tehreof |
KR20220168312A (en) * | 2021-06-16 | 2022-12-23 | 주식회사 글로쿼드텍 | Method for auto setting charge mode in electronic vehicle |
EP4112369A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-04 | Daeyoung Chaevi Co., Ltd. | Electric vehicle charging system and method therefof for providing additional services |
CN114148206B (en) * | 2021-12-10 | 2024-03-29 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | Electric vehicle charging system and method based on European standard charging pile |
CN114148206A (en) * | 2021-12-10 | 2022-03-08 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | Electric vehicle charging system and method based on European standard charging pile |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101338003B1 (en) | 2013-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101338003B1 (en) | Device of power line communication for electric vehicle charging and system for it | |
CN107554318B (en) | On-cable control box, electric vehicle charging method and supply equipment communication controller | |
US20180091191A1 (en) | Communication Module for the Charging Process of a Vehicle | |
US20110213983A1 (en) | Authentication system for a plug-in electric drive vehicle | |
WO2013058614A2 (en) | Electric vehicle and method for actuating same | |
EP2769870A2 (en) | Electric vehicle and method of operating same | |
CN206544472U (en) | A kind of vehicle battery system and vehicle | |
EP3684084B1 (en) | Device and method for varying communication path of electric vehicle charger | |
US11267360B2 (en) | Modular charging systems for vehicles | |
CN112744098B (en) | Notification control device, mobile body, power system, and notification method | |
US11932134B2 (en) | Electric vehicle charger and related methods | |
KR20140123622A (en) | System and method for charging electric vehicle | |
KR20130107739A (en) | Association method for power line communication in a electric vehicle charging system and power line communication modem for it | |
WO2019179289A1 (en) | Electric vehicle dual-mode charging system and method | |
US20230147695A1 (en) | Electric Vehicle Charging System | |
US20140350758A1 (en) | Electric vehicle and method for actuating same | |
US20210023957A1 (en) | Charging Station and Method for Transmitting Electrical Energy Between a Motor Vehicle which is Electrically Coupled to a Charging Station | |
KR102432038B1 (en) | In-cable control box mounted in electric vehicle charging cable and method for charging electric vehicle using the same | |
CN210183333U (en) | Charging pile end communication controller in electric automobile intelligent charging communication system | |
CN103986220A (en) | Electromobile self-adaptive charge control method based on PLC | |
CN112092655B (en) | Charging station communication system, method and charging station | |
CN109548015B (en) | Charging equipment management method based on mobile WiFi | |
Harper | Development and implementation of sae dc charging digital communication for plug-in electric vehicle dc charging | |
KR102565232B1 (en) | Electric Vehicle Charger Including Pattern Comparator | |
CN210183332U (en) | Electric vehicle end communication controller in electric vehicle intelligent charging communication system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161205 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181127 Year of fee payment: 6 |