KR20140134118A - 전기 충전 장치 - Google Patents

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Abstract

전기 충전 장치는 스위치의 스위칭에 의해 상기 전기 충전 장치 내부에 전류를 흐르게 하는 릴레이, 릴레이의 진동을 감지하여 가속도 센싱 신호를 발생하는 가속도 센서 및 상기 가속도 센서의 가속도 센싱 신호를 받아 상기 전기 충전 장치의 고장을 감지하는 제어부를 포함한다.

Description

전기 충전 장치{APPARATUS TO CHARGE BATTERY VOLTAGE}
본 발명은 전기 충전 장치 관한 것으로, 더욱 상세하게는 릴레이의 진동을 감지하여 가속도 센싱 신호를 발생하여 그 가속도 센싱 신호를 받아 전기 충전 장치의 고장을 감지하는 고장 진단이 가능한 차량용 전기 충전장치에 관한 것이다.
지구의 환경오염 문제가 날로 심각해지고 있는 요즈음 무공해 에너지의 사용은 날로 중요성을 더해가고 있다. 특히, 대도시의 대기오염 문제는 날로 심각해지고 있는데, 차량의 배기가스는 그 주요원인 중의 하나이다. 이와 같은 상황에서 무공해 에너지인 전기를 동력원으로 사용하는 이른바 전기 차량을 실용화하기 위한 연구가 근래 들어 활발하게 진행되고 있다. 전기 차량은 외부로부터 전기 에너지를 공급받아 이를 배터리에 충전한 후, 배터리에 충전된 전압으로 차륜과 결합된 모터를 통해 기계적 에너지인 동력을 얻는다. 즉, 전기 차량은 배터리에 충전된 전압으로 모터를 구동시켜야 하기 때문에 대용량의 충전식 배터리를 사용하며, 이러한 대용량의 충전식 배터리를 충전하기 위한 전기 충전 장치를 구비하고 있다.
전기 충전 장치는 충전시간에 따라 급속 충전기와 완속 충전기로 구분된다. 급속 충전기는 주유소와 같이 주행 중 긴급하게 충전하기 위한 장소에 설치되고 충전시간은 약 20분 정도 소요된다. 반면, 완속 충전기는 주차장이나 쇼핑몰 등 장시간 주차가 예상되는 장소에 설치되고 충전시간은 약 5시간 정도 소요된다.
이러한 전기 충전 장치는 릴레이를 포함하는데, 릴레이는 충전 대상 장치를 충전하는 도중 과전류 또는 기타의 사유로 릴레이가 융착되는 등의 고장이 발생할 수가 있었다.
그러나 종래의 전기 충전 장치는 이러한 고장을 쉽게 발견할 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전기 충전 장치의 고장을 쉽게 발견할 수 있는 전기 충전 장치를 제공하는 것 이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 충전 장치는 스위치의 스위칭에 의해 상기 전기 충전 장치 내부에 전류를 흐르게 하는 릴레이; 상기 릴레이의 진동을 감지하여 가속도 센싱 신호를 발생하는 가속도 센서; 및 상기 가속도 센서의 가속도 센싱 신호를 받아 상기 전기 충전 장치의 고장을 감지하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면 전기 충전 장치의 고장을 쉽게 발견할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차를 충전중인 전지 충전 장치를 나타낸 블록도 이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 릴레이, 가속도 센서 및 제어부 간략히 나태낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 릴레이의 진동을 파형으로 나타낸 파형도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 충전 장치의 고장 판단 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차를 충전중인 전기 충전 장치를 나타낸 블록도 이다.
도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 충전 장치를 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 충전 장치(100)는 릴레이(110), 가속도 센서(120), 제어부(130) 또는 메모리(140)를 포함할 수 있다. 그러나 도 1에 도시된 구성요소들이 필수인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 전기 충전 장치(100)가 구현될 수도 있다.
전기 충전 장치(100)는 전원 공급 장치(200)로부터 전원을 공급받아 전기자동차(300)을 충전한다. 본 명세서에서는 전기자동차(300)를 들고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 전기자동차(300)는 전기 충전이 가능한 기기로 대체 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 릴레이, 가속도 센서 및 제어부 간략히 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 릴레이, 가속도 센서 및 제어부를 설명한다.
릴레이(110)는 제어부(130)의 릴레이 상태 변경 제어 신호를 받아 전기 충전 장치(100)에 흐르는 전류를 제어한다.
도 2에 나타나듯 릴레이(110)는 한 개 이상의 스위치를 포함할 수 있다. 릴레이 상태 변경 제어 신호의 값이 릴레이 온에 해당하는 경우, 릴레이(110)는 스위치를 턴온할 수 있다. 릴레이 상태 변경 제어 신호의 값이 릴레이 오프에 해당하는 경우, 릴레이(110)는 스위치를 턴오프할 수 있다.
가속도센서(120)는 출력신호를 처리하여 물체의 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 측정할 수 있다. 가속도센서(120)는 물체의 운동상태를 상세하게 감지할 수 있으므로 자동차, 기차, 선박, 비행기 등 각종 수송수단, 및 로봇 등의 에 사용된다.
본 발명의 실시예에 따른 가속도 센서(120)는 릴레이(110)의 스위치의 상태 변경에 따른 릴레이(110)의 진동을 감지한다. 가속도 센서(120)는 릴레이(110)의 진동을 감지하여 가속도 센싱 신호를 발생한다.
제어부(130)는 전기 충전 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(130)는 가속도 센서(120)의 가속도 센싱 신호를 받아 전기 충전 장치(100)의 고장 여부를 진단한다.
본 발명의 실시예에 따른 제어부(120)는 릴레이(110)의 스위치의 상태 변경을 제어한다. 이때, 스위치의 상태 변경은 턴온 상태에서 턴오프 상태로의 변경 또는 턴오프 상태에서 턴온 상태로의 변경을 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가속도 센서(120)은 릴레이(110)의 하단에 부착되어 릴레이(110)의 진동을 감지할 수 있다. 그러나 가속도 센서(120)의 위치는 이에 한정되지 않고 릴레이(110)의 진동을 감지 가능한 부분에 위치할 수 있다.
제어부(130)가 전기 충전 장치(100)의 고장 여부를 진단하는 방법은 다음과 같다. 제어부(130)는 가속도 센서(120)의 가속도 센싱 신호의 파형을 분석하여 전기 충전 장치(100)의 고장 여부를 진단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 릴레이의 진동에 따른 가속도 센싱 신호의 파형도이다.
도 3을 참조하여 스위치의 온/오프에 따른 릴레이(110)의 진동에 따른 가속도 센싱 신호의 파형을 설명한다.
릴레이(110)의 진동에 따른 가속도 센싱 신호의 파형은 소진동 구간(410), 대진동 구간(420), 미세진동 구간(430)의 3개의 진동구간을 순차적으로 포함한다.
소진동 구간(410)은 릴레이(110)의 스위치의 상태가 변경되기 직전에 발생한다. 소진동 구간(410)에서 릴레이(110)의 스위치는 제어부(130)의 펄스신호를 받아 상태 변경을 위해 움직인다. 이때의 움직임으로 인하여 릴레이(110)는 작게 진동한다.
대진동 구간(420)은 릴레이(110)의 스위치의 상태가 변경되는 순간에 발생한다. 대진동 구간(410)에서 릴레이(110)의 스위치는 ON상태에서 OFF상태로 전환되거나, OFF상태에서 ON상태로 전환된다. 이때의 스위치의 움직임에 따라 물리적인 힘이 발생하고 이 힘에 의해 릴레이(110)는 소진동 구간(410)에서 보다 크게 진동한다.
미세진동 구간(430)은 릴레이(110)의 스위치의 상태가 변경된 이후에 발생한다. 미세진동 구간(430)에서 릴레이(110)는 대진동 구간(420)에서 발생한 물리적인 힘에 의해 미세하게 진동한다.
제어부(130)는 소진동(410) 구간의 피크 값 (A1), 대진동(420)의 피크 값 (A2), 또는 소진동 구간(410)의 피크 값(A1)으로부터 대진동 구간(420)의 피크 값 (A2)까지 걸리는 시간(T)의 수치를 감지할 수 있다.
제어부(130)는 현재의 A1, A2 및 T의 값 각각을 각각의 A1의 정상 범위, A2의 정상 범위 및 T의 정상 범위와 비교할 수 있다. 정상 범위는 전기 충전 장치(100)가 정상 동작할 때의 A1, A2 또는 T의 값의 범위를 나타낼 수 있으며, 메모리(140)에 저장될 수 있다. 비교결과 측정된 A1, A2 또는 T의 값 중 어느 하나라도 정상 범위 밖이라면 제어부(130)는 이를 기초로 하여 릴레이(110)의 고장 발생을 감지할 수 있다. 릴레이(110)의 스위치가 과전류 또는 기타의 사유로 융착되는 등의 고장이 발생하면 A1, A2의 크기는 줄어들거나 또는 커질 수도 있다. 또한 T의 크기는 줄어들거나 커질 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 메모리(140)는 소진동(410) 구간의 피크 값 (A1), 대진동(420)의 피크 값 (A2), 또는 소진동 구간(410)의 피크 값 (A1)으로 대진동 구간(420)의 피크 값 (A2)까지 걸리는 시간(T)의 수치를 저장할 수도 있다.
제어부(130)가 릴레이(110)의 고장 발생을 감지하면, 제어부(130)는 전기 충전 장치(100)의 동작을 정지 시키거나, 사용자에게 고장의 발생을 알릴 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 제어부(130)는 현재의 A1, A2 또는 T의 값을 메모리(140)에 저장된 정상범위과 비교할 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 충전 장치를 설명한다.
메모리(140)는 제어부(130)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 임시 저장할 수도 있다.
메모리(140)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
메모리(140)는 본 발명에 실시예에 따른 각종 수치를 저장할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 충전 장치의 고장 판단 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 충전 장치의 고장 판다 방법을 설명한다.
제어부(130)는 릴레이의 진동에 따른 A1, A2 및 T의 값을 감지한다(S101).
제어부(130)는 감지된 A1, A2 및 T의 값 각각의 값을 각각의 정상 범위와 비교한다(S103).
비교 결과 A1, A2 및 T값 모두가 정상 범위 내라면, 제어부(130)는 전기 충전 장치(100)가 정상 동작한다고 판단한다(S105).
만일 A1, A2 및 T값 모두가 정상 범위 내가 아니라면, 제어부(130)는 전기 충전 장치(100)가 고장이라고 판단한다(S107).
상기와 같이 설명된 전기 충전 장치(100)는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (7)

  1. 전기 충전 장치에 있어서
    스위치의 스위칭에 의해 상기 전기 충전 장치 내부에 전류를 흐르게 하는 릴레이;
    상기 릴레이의 진동을 감지하여 가속도 센싱 신호를 발생하는 가속도 센서; 및
    상기 가속도 센서의 가속도 센싱 신호의 파형을 분석하여 상기 전기 충전 장치의 고장을 감지하는 제어부를 포함하는
    전기 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가속도 센서는 상기 릴레이에 부착되어 상기 릴레이의 진동을 감지하는
    전기 충전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스위치의 상태가 변경되는 도중에, 상기 가속도 센싱 신호의 파형은 소진동 구간, 대진동 구간을 순차적으로 포함하고,
    상기 제어부는 상기 소진동 구간의 피크 값, 상기 대진동 구간의 피크 값, 상기 소진동 구간의 피크 값으로부터 상기 대진동 구간의 피크 값까지 걸리는 시간 중 적어도 어느 하나의 팩터에 기초하여 상기 전기 충전 장치의 고장을 감지하는 전기 충전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 릴레이가 정상일 때의 상기 파형의 팩터의 정상 범위를 저장하는 메모리를 더 포함하는
    전기 충전 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 현재의 상기 소진동 구간의 피크 값, 대진동 구간의 피크 값 또는 상기 소진동 구간의 피크 값으로부터 상기 대진동 구간의 피크 값까지 걸리는 시간 중 적어도 어느 하나의 팩터를 상기 정상 범위와 비교하여, 상기 팩터가 상기 정상 범위 밖인 경우 상기 전기 충전 장치의 고장을 감지하는
    전기 충전 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정상 범위는 상기 릴레이가 정상동작 중일 때의 상기 소진동 구간 중에서의 피크 값의 정상 범위, 대진동 구간 중에서의 피크 값의 정상 범위 또는 상기 소진동 구간 중에서의 피크 값으로부터 상기 대진동 구간 중에서의 피크 값까지 걸리는 시간의 정상 범위 중 적어도 어느 하나인
    전기 충전 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전기 충전 장치의 고장을 감지하면,
    사용자에게 통지하거나, 상기 전기 충전 장치의 충전을 중지하는
    전기 충전 장치.
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