KR20140114175A - 충전기의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 충전기의 동작 방법은, 충전기의 동작 방법에 있어서, 상기 충전기에 구비된 제 1 케이블이 전기 자동차에 연결되는 단계; 상기 충전기에 구비된 제 2 케이블이 전기 자동차에 연결되는 단계; 상기 연결된 제 2 케이블을 통해 상기 전기 자동차의 진단을 수행하는 단계; 및 상기 수행한 진단 결과에 따라 상기 제 1 케이블을 통해 상기 전기 자동차에 구비된 배터리의 충전을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

충전기의 동작 방법{METHOD OF OPERATING CHARGING DEVICE}
본 발명은 충전기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 충전 기능뿐만 아니라, 전기 자동차의 진단 기능을 포함하는 충전기 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
전기자동차는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 말한다. 전기자동차는 1873년도에 최초 제작되었으나, 배터리의 무거운 중량, 충전시간 등의 기술적 한계로 인해 실용화되지 못했다.
한편, 전기자동차는 간단한 구조와 내구성이 크며 운전이 쉬운 점 등의 장점으로 미국에서 1920년대 중반까지 소량 생산되었다. 최근에는 미국과 유럽을 중심으로 환경오염(공해) 문제로 인해 차량의 배기가스 규제가 높아지고 있으며, 유가가 급등하고 있어 전기자동차가 차세대 차량으로 주목되고 있다. 즉, 공해 없는 전기 에너지를 사용하는 전기 자동차는, 대기오염 요인의 70% 내외를 차지한다고 하는 내연식 엔진 자동차의 유해한 배기가스나 소음 등 환경 문제를 근본적으로 해결할 수 있고, 또 석유 등 화석 연료의 자원수명을 배 이상으로 연장할 수 있다.
그에 따라, 1990년부터 전기자동차와 관련된 다양한 기술이 개발되었다. 즉, 자동차 생산 업체에서는 전기자동차의 기술적 문제인 상대적으로 낮은 배터리 용량, 긴 충전시간, 짧은 운행거리, 늦은 운행 속도를 개선하기 위한 다양한 기술을 개발하고 있는 추세에 있다.
최근에는 전기자동차의 문제점 중 하나인 긴 충전시간을 극복하기 위해서 전기자동차의 충전을 위한 충전 인프라용 인터페이스 부품이 개발되었다. 전기자동차 충전 인프라용 인터페이스 부품은 전기를 동력원으로 사용하는 자동차에 외부에서 전기에너지를 공급하기 위한 차량과 외부 전력계통 사이를 연결하는 충전 인터페이스 모듈과 충전스탠드가 있다. 충전스탠드는 기존 주유기에 해당하는 장치로, 전기자동차와 상용 교류전력계통을 연계하기 위한 전력제어 장치 및 충전 모니터링 장치 등이 포함되어 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 충전 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 충전 시스템은 충전 스탠드(10) 및 상기 충전 스탠드의 충전 케이블(30)에 연결되어, 상기 충전 스탠드(10)로부터 공급되는 전력을 수신하여 배터리를 충전하는 전기 자동차(20)를 포함한다.
전기 자동차(20)는 배터리(BATTERY)로부터 전력을 공급받고, 인버터(INVERTER)로 대표되는 전동기 제어장치(MOTER CONTROLLER)에 의해 전동기를 제어하여 최적의 효율을 달성하고, 엔진을 전동기로 대체함으로써 유해가스의 배출이 전혀 없는 완전한 친환경 자동차이다.
충전 스탠드(10)는 상기 전기 자동차(20)와 연결되고, 상기 전기 자동차(20)의 요청에 따라 상기 전기 자동차(20)에 구비된 배터리에 전력을 공급한다.
충전 스탠드(10)는 충전 케이블에 상기 전기 자동차(20)가 연결됨을 감지하고, 그에 따라 상기 전기 자동차(20)의 운전자로부터 요청되는 충전 요청에 따라 상기 충전 케이블을 통해 상기 전기 자동차(20)로 전력을 공급한다.
충전 스탠드(10)는 상기 충전 케이블의 타입에 따라 선택적으로 교류 전력 또는 직류 전력을 상기 전기 자동차로 공급한다.
이때, 상기 충전 스탠드(10)는 상기 교류 전력을 공급하는 완속 충전 스탠드와, 직류 전력을 공급하는 급속 충전 스탠드를 포함한다.
전기 자동차(20)는 자신이 원하는 충전 타입에 따라 완속 충전 스탠드 및 급속 충전 스탠드 중 어느 하나의 충전 스탠드에 연결된다.
상기와 같은 충전 스탠드(10)는 충전되는 전력량 및 시간 등을 이용하여 비용을 청구하고, 이에 대한 결제는 카드 리더기를 통하여 이루어진다.
충전 케이블(30)은 전력 케이블이 아닌 신호 케이블을 통하여 전기 자동차의 배터리 상태나 연결 상태 등에 대한 정보를 수신하고, 그에 따라 상기 충전 스탠드에서 상기 전기 자동차의 배터리 충전을 위한 충전 조건이 구성되도록 한다.
하지만, 상기와 같은 충전 스탠드는, 단순히 전기 자동차의 배터리 충전 기능만을 제공하고 있으며, 이에 따라 상기 전기 자동차의 점검을 위해서는 별도의 정비소에 방문하여 전문가의 도움을 받아야만 하는 문제점이 있다.
(특허문헌 1) KR10-2009-0130273 A
(특허문헌 2) KR10-2008-0029466 A
본 발명에 따른 실시 예에서는, 전기 자동차의 충전이 이루어질 때, 상기 충전 중인 전기 자동차의 상태도 점검할 수 있는 충전기 및 이의 동작 방법을 제공하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는, 전기 자동차의 상태에 따른 진단 결과를 이용하여 상기 전기 자동차의 충전 조건을 설정할 수 있는 충전기 및 이의 동작 방법을 제공하도록 한다.
제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 충전기의 동작 방법은, 충전기의 동작 방법에 있어서, 상기 충전기에 구비된 제 1 케이블이 전기 자동차에 연결되는 단계; 상기 충전기에 구비된 제 2 케이블이 전기 자동차에 연결되는 단계; 상기 연결된 제 2 케이블을 통해 상기 전기 자동차의 진단을 수행하는 단계; 및 상기 수행한 진단 결과에 따라 상기 제 1 케이블을 통해 상기 전기 자동차에 구비된 배터리의 충전을 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제 1 케이블이 연결된 상태에서, 상기 제 2 케이블의 연결이 감지되지 않으면, 상기 제 2 케이블의 미 연결을 알리는 경고 신호를 출력하는 단계가 더 포함된다.
또한, 상기 제 2 케이블을 통해 상기 전기 자동차의 진단이 완료되기 이전까지는 상기 제 1 케이블을 통해 상기 배터리로 공급되는 전력이 차단된다.
또한, 상기 제 2 케이블이 전기 자동차에 연결되는 단계는, 상기 전기 자동차에 구비된 OBD(On Board Diagnostics) 단자에 상기 제 2 케이블이 연결되는 단계를 포함한다.
또한, 상기 배터리의 충전을 수행하는 단계는, 상기 배터리의 충전 조건을 설정하는 단계와, 상기 설정된 충전 조건을 기반으로 상기 제 1 케이블을 통해 상기 배터리로 충전 전력을 공급하는 단계와, 상기 제 2 케이블을 통해 상기 전기 자동차의 진단이 완료되면, 상기 진단 결과에 따라 상기 이전에 설정된 충전 조건을 변경하는 단계와, 상기 변경된 충전 조건에 따라 상기 배터리의 충전을 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 배터리의 충전에 따른 충전 정보 및 상기 전기 자동차의 진단에 따른 진단 결과 정보를 표시하는 단계가 더 포함된다.
또한, 상기 진단 결과, 상기 전기 자동차에 고장 항목이 발생하면, 상기 전기 자동차의 식별 정보 및 상기 고장 항목에 대한 정보를 상위 서버로 전송하는 단계가 더 포함된다.
한편, 실시 예에 따른 충전기는 차량의 배터리로 충전 전력을 공급하는 급전 플러그를 가지는 충전 연결부; 상기 차량에 구비된 OBD(On Board Diagnostics) 단자에 연결되는 진단 연결부; 상기 진단 연결부에 연결된 OBD(On Board Diagnostics) 단자를 통해 상기 차량의 상태를 진단하기 위한 진단 정보를 수신하고, 상기 수신한 진단 정보를 이용하여 상기 차량의 상태를 진단하는 진단부; 및 상기 진단부를 통해 상기 차량의 진단 결과 정보를 수신하고, 상기 수신한 진단 결과 정보에 의거하여 상기 차량의 배터리로 충전 전력이 공급되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 충전 연결부가 연결된 상태에서, 상기 진단 연결부의 연결이 감지되지 않으면, 상기 진단 연결부의 미연결을 알리는 경고 신호를 출력한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 진단부를 통해 상기 차량의 진단이 완료되기 이전까지 상기 차량의 배터리로 공급되는 충전 전력을 차단한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 차량의 진단 완료 이전에 상기 배터리의 충전 조건을 설정하여, 상기 배터리로 충전 전력이 공급되도록 하고, 상기 충전 전력 공급 중 상기 차량의 진단이 완료되면, 상기 진단 결과에 따라 상기 이전에 설정된 충전 조건을 변경하고, 상기 변경된 충전 조건에 따라 상기 배터리로 충전 전력이 공급되도록 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 배터리의 충전에 따른 충전 정보 및 상기 전기 자동차의 진단에 따른 진단 결과 정보를 표시한다.
또한, 상위 서버와의 통신을 위한 네트워크 통신부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 진단부의 진단에 따른 상기 차량의 고장 항목이 감지되면, 상기 네트워크 통신부를 통해 상기 차량의 식별 정보 및 상기 고장 항목에 대한 정보를 상위 서버로 전송한다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 충전기에 진단기를 내장함으로써, 전기 자동차의 고압 배터리를 충전하기 위해 충전소에 머무는 동안, 상기 전기 자동차의 충전을 수행함과 동시에 진단 기능을 병행하여, 상기 진단을 위한 별도의 비용을 절약할 수 있음과 동시에 차량의 점검 시간을 단출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 배터리의 충전이 주기적으로 이루어지기 때문에, 상기 주기적으로 이루어지는 충전 동작에 따라 상기 전기 자동차의 점검도 주기적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 현재 전기 자동차의 점검 상태에 따라 배터리의 충전 조건을 설정함으로써, 보다 안정적이고 효율적인 배터리의 충전이 이루어질 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 충전 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 충전 시스템의 구성에 대한 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 충전기(200)의 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 디스플레이되는 충전기 화면을 나타낸 도면이다.
도 5 및 6은 본 발명의 실시 예에 따른 충전기의 동작 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 충전 시스템의 구성에 대한 개략도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 충전 시스템은, 전기 자동차(100), 충전기(200) 및 상위 서버(300)를 포함한다.
전기 자동차(100)는 배터리(BATTERY)로부터 전력을 공급받고, 인버터(INVERTER)로 대표되는 전동기 제어장치(MOTER CONTROLLER)에 의해 전동기를 제어하여 최적의 효율을 달성하고, 엔진을 전동기로 대체함으로써 유해가스의 배출이 전혀 없는 완전한 친환경 자동차이다.
이를 위해, 전기 자동차(100)는 필요 전력을 공급받기 위해 다수 개의 배터리 셀로 구성된 배터리 팩을 탑재한다.
상기 배터리 팩에 포함되어 있는 다수 개의 배터리 셀은 안정성과 수명 향상, 그리고 고출력을 얻기 위해 각 배터리 셀의 전압을 균일하게 해줄 필요가 있다.
배터리 제어 장치(미도시)는 배터리 팩의 배터리들을 충전 또는 방전하면서 각 배터리가 적절한 전압을 가질 수 있게 한다.
반면, 다수 개의 배터리 셀들은 내부 임피던스의 변화 등의 여러 요인에 의해 평형 상태를 안정적으로 유지하기가 어려우며, 이에 따라 별도의 배터리 관리 시스템(미도시)에서는 다수의 배터리 셀들의 충전 상태를 평형화시키기 위한 밸런싱 기능을 가진다.
예를 들면, 배터리 팩 내의 배터리 셀들의 가지 방전률의 차이에 의해 시간이 지남에 따라 배터리 팩 내의 배터리 셀들간의 잔존 용량(STATE OF CHARGE, 이하, SOC라 함)의 차이가 발생하게 된다. 이러한 배터리 셀들간의 용량 불균형을 극복하기 위해 배터리 셀들마다 충전(BOOST) 및/또는 방전(BUCK)을 해주기 위한 별도의 회로를 구성한다.
상기와 같은 배터리 팩 내의 배터리 셀들은 일정한 전압을 유지하기 위해 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)에 의해 관리될 수 있으며, 배터리 관리 시스템에 의해 일정한 전압을 방출할 수 있다.
예를 들어, 배터리 관리 시스템은 배터리 셀들의 전압을 검출하고, 이를 전자 제어부(미도시)에 전달할 수 있으며, 배터리 전압이 하한치 이하로 하강하는 경우, 전기 자동차(100) 내의 커패시터에 저장된 직류 전원을 배터리로 공급할 수 있다. 또한, 배터리 전압이 상한치 이상으로 상승하는 경우, 전기 자동차(100) 내의 커패시터(C)에 직류 전원을 공급할 수도 있다.
상기 배터리 셀들은, 충전 및 방전이 가능한 2차 전지로 구성됨이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한, 전기 자동차(100)에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 전기 자동차(100)는 엔진과 모터/발전기 유닛을 포함한다. 동력원에 의하여 구동되는 구동륜은 전륜 구동 차량에서는 전륜, 그리고 후륜 구동 차량에서는 후륜이다.
상기 모터/발전기 유닛은 구동 상태에 따라 모터나 발전기로 선택적으로 기능하는 장치로, 당업자에게는 자명하다.
충전기(200)는 계통이나 전기 에너지 저장소에 접속되어 있으며, 상기 전기 자동차(100)와 접속하여 전력을 상기 전기 자동차(100)로 공급할 수 있도록 하는 충전 플러그(추후 설명되는 충전 연결부)를 구비하고 있다.
상기 충전기(200)의 충전 플러그는 전기 자동차(100)의 위치에 맞게 충분히 연장될 수 있는 길이로 형성되어 있으며, 사용 후 버튼을 눌러 다시 원 상태로 감기도록 할 수 있다.
운전자 등은, 이와 같이 충전기(200)에 구비된 충전 플러그를 전기 자동차(100)의 측부 또는 전/후방부에 설치되어 있는 소켓에 삽입하여, 상기 충전기(200)로부터 전력을 공급받아 전기 자동차 내부의 배터리를 충전시킬 수 있다.
충전기(200)는 교류-직류 컨버터나, 직류-직류 컨버터를 구비하여, 상기 계통 또는 전기 에너지 저장소에서 공급되는 전압을 상기 전기 자동차(100)의 배터리에 적합한 직류 충전 전압으로 변환하여 상기 전기 자동차(100)의 배터리로 공급할 수 있다.
이와 다르게, 충전기(200)는 별도의 전력 변환 과정 없이, 상기 계통으로부터 공급되는 교류 전력을 상기 전기 자동차 내부에 구비된 전력 변환 장치(도시하지 않음, OBC라 함)로 공급할 수 있다.
한편, 충전기(200)는 상기 전기 자동차(100)의 배터리 충전 중, 상기 전기 자동차(100)로부터 차량 점검 정보를 수신하고, 이에 따라 상기 수신한 차량 점검 정보를 이용하여 상기 전기 자동차(100)의 상태를 점검한다.
그리고, 충전기(200)는 상기 전기 자동차(100)의 점검 상태에 따른 점검 결과 정보를 상기 운전자에게 제공해준다.
이때, 상기 수신되는 차량 점검 정보는, 상기 전기 자동차 내부에 구비된 전자제어장치(ECU)로부터 수신한 정보일 수 있다.
또한, 상기 차량 점검 정보는, 운행 로그 정보나 차량의 상태 정보(배터리 정보 포함) 및 소모품의 수명 정보, 차량의 이슈 등을 포함할 수 있다.
이에 대해서는 하기에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
또한, 충전기(200)는 상기 차량 점검 결과, 문제가 발생하였을 경우, 이에 대한 정보를 상위 서버(300)에 전달한다.
상기 상위 서버(300)로 전달되는 정보에는, 상기 전기 자동차(100)의 차량 정보(운전자 정보, 차량 넘버 정보 등)와, 상기 차량 점검 결과에 따른 점검 결과 정보를 포함할 수 있다.
한편, 충전기(200)는 상기 문제가 발생하였을 경우에, 상기 발생한 문제를 해결할 수 있는 해결 방안 정보를 메모리(도시하지 않음)로부터 추출하여 이를 상기 운전자에게 제공할 수도 있을 것이다.
이를 위해, 상기 충전기(200)는 상기 전기 자동차(100)와 연결되는 복수의 케이블을 포함하고 있다.
상기 복수의 케이블 중 하나는, 상기 전기 자동차(100)로 충전 전력을 공급하기 위한 케이블이고, 다른 하나는 상기 전기 자동차(100)의 상태 진단(점검)을 위한 케이블이다.
이때, 상기 상태 진단을 위한 케이블은, 상기 전기 자동차(100)에 구비된 OBD(On Board Diagnostics) 단자와 연결되어, 상기 OBD 단자를 통해 상태 진단 정보를 수신한다.
또한, 상기 충전기(200)는 상기 상태 진단을 위한 케이블을 통해 상기 전기 자동차(100)의 현재 상태에 대한 진단 정보가 수신되면, 상기 수신된 진단 정보를 이용하여, 상기 전기 자동차(100)의 충전 조건, 다시 말해서 상기 전기 자동차(100)로 공급되는 충전 전력의 상태를 변경한다.
이하, 상기 충전기(200)의 구성 및 동작에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시된 충전기(200)의 상세 구성도이다.
도 3을 참조하면, 충전기(200)는 충전 연결부(210), 진단 연결부(220), 진단부(230), 네트워크 통신부(240), 전력량 산출부(250), 충전 스위칭부(260) 및 제어부(270)를 포함한다.
충전 연결부(210)는 전력 계통이나 에너지 저장장치 등을 통해 제공되는 전력을 상기 전기 자동차(100)의 배터리로 공급하기 위한 급전 플러그를 가진다.
이때, 상기 충전 연결부(210)는 복수의 전기 자동차(100)에 각각 연결될 수 있도록, 복수 개의 플러그를 포함하여 구성될 수 있다.
상기와 같은 충전 연결부(210)는 상기 전기 자동차(100)로 전력을 공급하기 위한 전력 공급 핀과, 상기 전기 자동차(100)와 통신을 수행하여 배터리 정보(예를 들어, 배터리 용량이나 잔존 용량 등)를 전달받기 위한 통신 핀을 포함한다.
진단 연결부(220)는 상기 충전 연결부(210)와 함께 전기 자동차(100)에 연결되어, 상기 연결된 전기 자동차(100)의 상태를 진단한다.
상기 진단 연결부(220)는 전기 자동차(100)에 구비된 OBD(On Board Diagnostics) 단자에 연결되며, 상기 연결된 OBD 단자를 통해 상기 전기 자동차의 상태를 진단할 수 있다.
즉, 상기 전기 자동차(100)에 구비된 OBD 단자는 자동차의 부품 고장 유무가 의심되거나, 자동차의 고정 유무를 진단하고 싶을 때, 별도의 진단 장비를 연결하여 언제든지 상기 자동차의 자기 진단을 수행할 수 있도록 제공된다.
진단부(230)는 상기 진단 연결부(220)를 통해 상기 전기 자동차(100)의 진단 정보를 수신하고, 상기 수신한 진단 정보를 이용하여, 상기 전기 자동차(100)에 이상이 발생하였는지 여부를 점검한다.
이때, 상기 전달되는 진단 정보에는, 배터리 정보, 자기 진단 정보, 운행 정보, 충전 기록 정보 및 소모품의 수명 상태 정보를 포함할 수 있다.
상기 운행 정보에는 엔진의 RPM, 온도 및 속도 등을 포함할 수 있다.
상기 자기 진단 정보에는 상기 전기 자동차(100)의 전자 제어 장치(ECU)를 통해 제공받는 정보를 포함한다.
이때, 상기 전자 제어 장치에는, 엔진 ECU, ATM ECU, ABS ECU 및 에어백 ECU 등을 포함할 수 있다.
엔진 ECU는 각종 센서로부터의 감지신호를 입력받아 이를 기초로 엔진의 동작을 제어한다.
또한, ATM ECU는 Automatic Transmission ECU로, 각종 센서로부터 입력받은 감지신호를 기초로 하여 자동 변속기의 동작을 제어한다.
또한, ABS ECU는 Anti-lock Break System ECU로, 상기 각종 센서로부터 입력받은 감지신호를 기초로 하여 브레이크의 동작을 제어한다.
또한, 에어백 ECU는 상기 각종 센서로부터 입력받은 감지신호를 기초로 하여 에어백의 동작을 제어한다.
이때, 상기 엔진 ECU, ATM ECU, ABS ECU 및 에어백 ECU에 연결되는 다수의 센서 또는 측정장치들은, 아이들 상태의 이상 유무를 검지하기 위해 차량의 엔진속도를 검출하는 크랭크 각도 센서와, 엔진의 녹킹(Knocking)을 검출하는 위상센서와, 차량의 속도를 검출하는 속도센서와, 엔진으로 흡입되는 공기량을 측정하는 공기 흐름 메터와, 엔진과열을 진단하기 위해 냉각수의 온도를 측정하는 온도센서와, 최적의 연료분사를 위해 흡입공기 온도를 측정하는 공기온도 센서와, 스로틀의 개도각을 측정하는 스로틀 위치센서(TPS)와, 흡입공기 압력을 측정하는 맵(MAP)센서와, 배기가스를 측정하는 산소센서와, 연료분사를 위한 인젝터, 연료펌프 구동 및 릴레이 오작동 여부를 측정하는 메인/연료 펌프릴레이, 엔진 공회전을 제어하는 아이들 스피드 컨트롤러 등의 각종 차량 부품의 센서 및 측정장치들이다.
상기 충전 기록 정보에는 배터리의 충/방전 기록 배터리 수명 및 배터리 교체 시기 정보 등을 포함할 수 있다.
네트워크 통신부(240)는 상기 진단부(230)를 통해 수행한 진단 결과에 이상이 발생한 경우, 상기 진단받은 전기 자동차(100)를 식별할 수 있는 식별 정보와, 상기 진단 결과에 따른 정보를 상기 상위 서버(300)로 전송할 수 있다. 이때, 상기 상위 서버(300)는 다수의 충전기를 감시 및 운영하는 서버일 수 있으며, 이와 다르게 전기 자동차의 수리 등을 위한 서비스 센터일 수 있다.
이때, 상기 네트워크 통신부(240)는 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), DLNA(Digital Living Network Alliance) 중 적어도 하나를 포함하는 근거리 통신 프로토콜을 토대로 통신을 수행할 수 있으며, 이와 다르게 LAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 중 적어도 하나를 포함하는 무선 네트워크 통신 프로토콜을 토대로 통신을 수행할 수도 있을 것이다.
전력량 산출부(250)는 상기 충전 연결부(210)를 통해 상기 전기 자동차(100)의 배터리로 공급되는 전력량을 산출한다. 즉, 전력량 산출부(250)는 전원 단에서 부하 단으로 충전에 의해 소모되는 전기 에너지를 개량한다.
충전 스위칭부(260)는 상기 충전 연결부(210)를 통해 상기 전기 자동차(100)의 배터리로 공급되는 전력을 단속한다. 즉, 상기 충전 스위칭부(260)는 상기 배터리로 전력이 계속 공급되도록 폐쇄 상태로 스위칭될 수 있으며, 이와 다르게 상기 배터리로 공급되는 전력을 차단하도록 개방 상태로 스위칭될 수 있다.
제어부(270)는 충전기(200)의 전반적인 동작을 제어한다.
특히, 제어부(270)는 상기 충전 연결부(210)가 특정 전기 자동차(210)에 연결되면, 상기 연결된 충전 연결부(210)로부터 상기 전기 자동차(210)로 충전 전력이 공급되도록 한다.
이때, 제어부(270)는 상기 충전 연결부(210)의 연결 상태에 따라 진단 연결부(220)의 연결 상태를 확인한다.
이에 따라, 제어부(270)는 상기 충전 연결부(210)가 전기 자동차의 배터리에 연결되었지만, 상기 진단 연결부(220)가 상기 전기 자동차(100)의 OBD 단자에 연결되지 않은 경우, 상기 충전 전력의 공급을 개시하지 않을 수 있다.
다시 말해서, 상기 제어부(270)는 상기 충전 연결부(210)가 연결된 상태이지만, 상기 진단 연결부(220)가 미연결된 상태인 경우, 상기 진단 연결부(220)가 연결되지 않았음을 알리는 경고 신호를 출력하여, 상기 진단 연결부(220)의 연결을 촉구할 수 있다.
또한, 상기 제어부(270)는 상기 진단 연결부(220)가 상기 OBD 단자에 연결되기 이전까지는 상기 충전 연결부(210)에 연결된 전기 자동차(100)의 배터리 충전 동작을 중지할 수 있다.
그리고, 상기 제어부(270)는 상기 진단 연결부(220)가 상기 OBD 단자에 연결되는 시점에 상기 배터리 충전 동작을 개시할 수 있다.
또한, 상기 제어부(270)는 상기 배터리 충전 동작 개시 이전에 상기 진단부(230)를 통해 상기 전기 자동차(100)의 진단 정보를 수신하고, 상기 수신한 진단 정보를 이용하여 상기 배터리의 충전을 위한 충전 조건을 설정할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(270)는 상기 진단부(230)를 통해 상기 전기 자동차(100)의 배터리 관련 정보(온도나 수명 등)를 수신하고, 상기 수신한 배터리 관련 정보를 이용하여 상기 충전 조건을 설정할 수 있다.
그리고, 상기 제어부(270)는 상기 충전 조건이 설정되면, 상기 설정된 충전 조건에 따라 상기 충전 연결부(210)를 통해 충전 전력이 공급되도록 한다.
이와 다르게, 상기 제어부(270)는 상기 진단이 완료되기 이전에 상기 충전 조건을 설정하여 상기 전기 자동차(100)의 배터리로 충전 전력이 공급되도록 할 수 있다. 또한, 상기 배터리의 충전 전력 공급 중에 상기 진단이 완료되면, 상기 제어부(270)는 상기 진단 결과에 따라 상기 진단 완료 이전에 설정한 충전 조건을 변경할 수 있다.
한편, 제어부(270)는 상기 충전이나 진단 동작이 수행되면, 디스플레이 화면을 통해 상기 충전 동작에 대한 정보 및 상기 진단 동작에 대한 정보를 표시한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 디스플레이되는 충전기 화면을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 충전기 화면(400)에는 충전 동작에 대한 정보를 제공하는 제 1 영역(410)과, 진단 동작에 대한 정보를 제공하는 제 2 영역(420)을 포함한다.
이때, 상기 제 1 영역(410)에는 충전 진행 시간, 충전 금액, 충전 전력량 및 충전 단가 정보 등이 표시될 수 있으며, 상기 배터리의 충전 진행 상태에 따른 경과 정보가 그래픽 형태로 표시될 수 있다.
또한, 상기 제 2 영역(420)에는 상기 전기 자동차(100)의 진단 결과에 따른 정보가 표시될 수 있다. 예를 들어, 상기 전기 자동차(100)의 진단 결과에 이상이 없는 경우에는, 상기 제 2 영역(420)에 별다른 정보가 표시되지 않을 수 있으며, 이와 다르게 차량에 이상이 없음을 알리는 메시지가 표시될 수 있다.
또한, 상기 전기 자동차(100)의 진단 결과에 이상이 있는 경우에는, 상기 제 2 영역(420)을 통해 상기 진단 결과에 따른 이상 발생 정보를 표시한다. 예를 들어, 상기 이상 발생 정보에는 "엔진에 이상이 발생하여 점검을 요한다"라는 메시지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 영역(420)에는 상기 발생한 이상을 해결하기 위한 해결 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 영역(420)에는 현 위치에서 가장 근접해 있는 서비스 센터(300)의 위치 정보가 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 제어부(270)는 상기 제 2 영역(420)을 통해 위치 정보가 제공되는 서비스 센터(300)로 상기 전기 자동차(100)의 진단 결과 정보를 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 충전기에 진단기를 내장함으로써, 전기 자동차의 고압 배터리를 충전하기 위해 충전소에 머무는 동안, 상기 전기 자동차의 충전을 수행함과 동시에 진단 기능을 병행하여, 상기 진단을 위한 별도의 비용을 절약할 수 있음과 동시에 차량의 점검 시간을 단출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 배터리의 충전이 주기적으로 이루어지기 때문에, 상기 주기적으로 이루어지는 충전 동작에 따라 상기 전기 자동차의 점검도 주기적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 현재 전기 자동차의 점검 상태에 따라 배터리의 충전 조건을 설정함으로써, 보다 안정적이고 효율적인 배터리의 충전이 이루어질 수 있다.
도 5 및 6은 본 발명의 실시 예에 따른 충전기의 동작 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 제 1 케이블을 전기 자동차에 연결한다(101단계). 이때, 상기 제 1 케이블은 충전을 위해 충전기(200)에 구비된 충전 연결부(210)일 수 있다.
다음으로, 제 2 케이블을 전기 자동차에 연결한다(102단계). 이때, 상기 제 2 케이블은 진단을 위해 충전기(200)에 구비된 진단 연결부(220)일 수 있으며, 상기 전기 자동차에 구비된 OBD단자에 연결된다.
이어서, 제어부(270)는 상기 제 1 케이블 및 제 2 케이블을 통해 전기 자동차의 충전 및 진단이 이루어지도록 한다(103단계). 이때, 상기 제어부(270)는 상기 제 2 케이블을 통해 전기 자동차의 진단이 이루어지기 전까지는 상기 제 1 케이블을 통해 충전 전력이 공급되지 않도록 단속할 수 있다.
이어서, 상기 제어부(270)는 상기 제 2 케이블을 통해 수행된 진단 결과에 이상이 발생하였는지 여부를 판단한다(104단계). 즉, 제어부(270)는 제 1 케이블 및 제 2 케이블에 연결된 전기 자동차(100)에 고장이 발생한 항목이 존재하는지 여부를 판단한다.
이후, 상기 제어부(270)는 상기 전기 자동차(100)에 고장이 발생한 항목이 존재하면, 상기 진단 결과에 따라 상기 배터리의 충전 조건을 변경한다(105단계).
이와 다르게, 상기 제어부(270)는 상기 진단이 완료된 이후에 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 할 수 있으며, 이때 상기 진단 결과에 따라 상기 배터리의 충전 조건을 설정할 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 상기 제어부(270)는 상기 전기 자동차(100)의 진단 결과, 이상이 발생한 경우에는(201단계), 상기 이상이 발생한 고장 항목에 대응하는 해결 정보를 추출한다(202단계).
이후, 상기 제어부(270)는 상기 추출한 해결 정보를 사용자에게 제공해준다(203단계).
또한, 상기 제어부(270)는 상기 고장이 발생한 전기 자동차의 식별 정보와, 상기 고장 항목에 대한 정보를 상위 서버(300)로 전송한다(204단계).
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 충전기에 진단기를 내장함으로써, 전기 자동차의 고압 배터리를 충전하기 위해 충전소에 머무는 동안, 상기 전기 자동차의 충전을 수행함과 동시에 진단 기능을 병행하여, 상기 진단을 위한 별도의 비용을 절약할 수 있음과 동시에 차량의 점검 시간을 단출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 배터리의 충전이 주기적으로 이루어지기 때문에, 상기 주기적으로 이루어지는 충전 동작에 따라 상기 전기 자동차의 점검도 주기적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 현재 전기 자동차의 점검 상태에 따라 배터리의 충전 조건을 설정함으로써, 보다 안정적이고 효율적인 배터리의 충전이 이루어질 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
100: 전기 자동차
200: 충전기
210: 충전 연결부
220: 진단 연결부
230: 진단부
240: 네트워크 통신부
250: 전력량 산출부
260: 충전 스위칭부
270: 제어부
300: 상위 서버

Claims (7)

  1. 충전기의 동작 방법에 있어서,
    상기 충전기에 구비된 제 1 케이블이 전기 자동차에 연결되는 단계;
    상기 충전기에 구비된 제 2 케이블이 전기 자동차에 연결되는 단계;
    상기 연결된 제 2 케이블을 통해 상기 전기 자동차의 진단을 수행하는 단계; 및
    상기 수행한 진단 결과에 따라 상기 제 1 케이블을 통해 상기 전기 자동차에 구비된 배터리의 충전을 수행하는 단계를 포함하는
    충전기의 동작 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 케이블이 연결된 상태에서, 상기 제 2 케이블의 연결이 감지되지 않으면, 상기 제 2 케이블의 미 연결을 알리는 경고 신호를 출력하는 단계가 더 포함되는,
    충전기의 동작 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 케이블을 통해 상기 전기 자동차의 진단이 완료되기 이전까지는 상기 제 1 케이블을 통해 상기 배터리로 공급되는 전력이 차단되는
    충전기의 동작 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 케이블이 전기 자동차에 연결되는 단계는,
    상기 전기 자동차에 구비된 OBD(On Board Diagnostics) 단자에 상기 제 2 케이블이 연결되는 단계를 포함하는,
    충전기의 동작 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리의 충전을 수행하는 단계는,
    상기 배터리의 충전 조건을 설정하는 단계와,
    상기 설정된 충전 조건을 기반으로 상기 제 1 케이블을 통해 상기 배터리로 충전 전력을 공급하는 단계와,
    상기 제 2 케이블을 통해 상기 전기 자동차의 진단이 완료되면, 상기 진단 결과에 따라 상기 이전에 설정된 충전 조건을 변경하는 단계와,
    상기 변경된 충전 조건에 따라 상기 배터리의 충전을 수행하는 단계를 포함하는,
    충전기의 동작 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리의 충전에 따른 충전 정보 및 상기 전기 자동차의 진단에 따른 진단 결과 정보를 표시하는 단계가 더 포함되는
    충전기의 동작 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 진단 결과, 상기 전기 자동차에 고장 항목이 발생하면, 상기 전기 자동차의 식별 정보 및 상기 고장 항목에 대한 정보를 상위 서버로 전송하는 단계가 더 포함되는
    충전기의 동작 방법.
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