KR20150066961A - 전기차량에서 외부 차량과 상호 전력 공급을 수행하는 방법 및 장치 - Google Patents

전기차량에서 외부 차량과 상호 전력 공급을 수행하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 외부 차량과 상호 전력 공급이 가능한 전기차량은 전력커넥터; 통신커넥터; 내부배터리팩 충전 또는 방전에 이용되는 DC/DC 컨버터; 충전시 돌입 전류를 방지하는 충전릴레이; 및 디스플레이부;를 포함하고, 상기 전기차량은 상기 외부 차량과 동일한 속도로 이동하면서, 상기 전기차량의 전력커넥터를 통해 상기 외부차량의 전력커넥터와 연결이 유지된 상태로 충전 또는 방전이 수행 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

전기차량에서 외부 차량과 상호 전력 공급을 수행하는 방법 및 장치{Method and Apparatus for providing power to or receiving it from other Electric Vehicle}
본 발명은 두 장치간 상호 전력공급 방법에 관한 것이다. 상세히 전기차량간에 전력을 공급하거나 또는 전기차량과 이동로봇, 이동로봇과 이동로봇 간에 전력을 공급하는 방법에 관한 것이다.
종래에 엔진에 의해 구동되는 차량은 엔진, 변속기 및 드라이브샤프트, 유압브레이크, 기타 엔진과 관련하여 연료공급장치, 흡기 및 배기장치, 냉각 및 윤활장치, 방진장치 등 수많은 부품이 소요되고 배기가스에 의해 대기를 오염시키는 많은 문제점을 발생시키고 있었다. 이러한 문제점을 해소하기 위하여 현재 전기모터를 장착한 차량, 수소자동차, 연료전지 또는 태양에너지를 이용한 차세대 자동차 등이 개발되고 있다.
그러나, 전기차량의 경우 충전 인프라 구축이 미흡하여, 운행 중 배터리 충전량 부족시 노상충전이 가능한 방안이 별도로 마련되어 있지 않은 문제가 있다. 이러한 문제점으로 인해 전기차량의 전력이 방전된 위급 상황 시 대응할 수 있는 방법이 없다.
KR 2013-0078386
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 이러한 문제점을 해결하여 전기 차량이 다른 차량으로부터 전력을 공급받는 방법을 개시한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 외부 차량과 상호 전력 공급이 가능한 전기차량으로서, 외부 차량에 전력을 공급하거나 외부 차량으로부터 전력을 공급받기 위해 이용되는 전력커넥터; 외부 차량과 통신을 수행하는 통신커넥터; 내부배터리팩 충전 또는 방전에 이용되는 DC/DC 컨버터; 충전시 돌입 전류를 방지하는 충전릴레이; 외부 차량의 전력커넥터와 연결되면 상기 DC/DC컨버터에서 충전을 수행하여야 하는지 또는 방전을 수행하여야 하는지를 제어하는 제어부;및 상기 충전의 진행과정을 표시하는 디스플레이부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 전기차량의 전력커넥터를 통해 상기 외부차량의 전력커넥터와 연결이 유지된 상태로 상기 전기차량과 상기 외부차량이 앞뒤로 위치하여 주행하면서 충전 또는 방전이 수행되는 경우, 상기 전기차량 또는 상기 외부차량 중 후속차량에서 전방 차량과의 거리를 실시간으로 산출하여 후속차량과 전방 차량의 거리를 일정하게 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 외부 차량과 상호 전력 공급이 가능한 전기차량은 외부 차량에 전력을 공급하거나 외부 차량으로부터 전력을 공급받기 위해 이용되는 전력커넥터; 외부 차량과 통신을 수행하는 통신커넥터; 내부배터리팩 충전 또는 방전에 이용되는 DC/DC 컨버터; 충전시 돌입 전류를 방지하는 충전릴레이; 외부 차량의 전력커넥터와 연결되면 상기 DC/DC컨버터에서 충전을 수행하여야 하는지 또는 방전을 수행하여야 하는지를 제어하는 제어부;및 상기 충전의 진행과정을 표시하는 디스플레이부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 전기차량과 상기 외부 차량이 좌우로 위치하면서 주행 중에 상기 전기차량의 전력커넥터를 통해 상기 외부차량의 전력커넥터와 연결이 유지된 상태로 충전 또는 방전이 수행되는 경우, 상기 전기차량의 차속과 상기 외부차량의 차속의 중간값을 산출한 후, 상기 중간값보다 차속이 빠른 차량은 감속이 진행되고, 상기 중간값보다 차속이 가속되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 외부 차량과 상호 전력 공급이 가능한 전기차량으로서, 전기차량은 외부 차량에 전력을 공급하거나 외부 차량으로부터 전력을 공급받기 위해 이용되는 전력커넥터; 외부 차량과 통신을 수행하는 통신커넥터; 내부배터리팩 충전 또는 방전에 이용되는 DC/DC 컨버터; 충전시 돌입 전류를 방지하는 충전릴레이; 외부 차량의 전력커넥터와 연결되면 상기 DC/DC컨버터에서 충전을 수행하여야 하는지 또는 방전을 수행하여야 하는지를 제어하는 제어부;및 상기 충전의 진행과정을 표시하는 디스플레이부;를 포함하고, 상기 전기차량은 상기 외부 차량과 동일한 속도로 이동하면서, 상기 전기차량의 전력커넥터를 통해 상기 외부차량의 전력커넥터와 연결이 유지된 상태로 충전 또는 방전이 수행 가능하도록 구현된다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 외부 차량과의 충전을 제어하는 제어인터페이스를 상기 디스플레이를 상에 제공하며, 상기 제어인터페이스는 상기 외부 차량의 충전상태를 조절하는 SoC모드; 상기 전기차량의 내부배터리팩과 상기 외부차량의 내부배터리팩 간의 전압차를 일정하게 조절하는 CV모드; 및 상기 전기차량의 내부배터리팩과 상기 외부차량의 내부배터리팩 간에 흐르는 전류량을 일정하게 조절하는 CC모드 중 적어도 하나 이상을 제공하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 전기차량의 전력커넥터와 상기 외부차량의 전력커넥터가 상호 연결된 경우, 상기 전기차량 또는 상기 외부차량의 필요전력을 산출하고, 필요전력을 산출하기 위해 상기 전기차량 또는 상기 외부차량 각각의 주행거리, 목적지, 현재 위치에서 상기 목적지까지의 경로 사이에 위치한 충전정류소 정보 중 적어도 하나 이상을 이용하며, 상기 전기차량 또는 상기 외부차량 중 상기 필요전력이 높은 차량에서는 충전이 수행되고, 상기 필요전력이 낮은 차량에서는 방전이 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 전기차량에서 충전을 수행하는 방법으로서, 전기차량은 외부 차량과 전력을 송수신하기 위한 전력 커넥터, 상기 외부 차량과 통신을 수행하는 통신커넥터 및 배터리팩 충전 또는 방전에 이용되는 DC/DC 컨버터를 포함하고, 제어부에서 HVIL(High Voltage InterLock) 신호를 기초로 상기 전기차량의 전력커넥터가 상기 외부차량의 전력커넥터와 연결되었는지 판단하는 단계; 제어부에서 상기 HVIL 신호를 기초로 상호 연결된 두 개의 전력커넥터 중 하나는 송신 전력커넥터로 다른 하나는 수신 전력커넥터로 구별하는 단계; 상기 수신 전력커넥터로 구별된 전력커넥터를 구비한 차량에서 상기 DC/DC 컨버터를 이용하여 충전을 수행하는 단계; 충전릴레이에서 충전시 전류의 과유입을 방지하는 단계;및 디스플레이부에서 상기 충전의 진행과정을 표시하는 단계;를 포함하고, 이 경우 상기 전력커넥터에 연결된 채로 상기 전기차량과 상기 외부 차량이 동일한 속도로 이동하는 과정에도 상기 충전을 수행하는 단계에서 충전이 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 전력공급장치는 전력커넥터에 연결된 내부배터리; 상기 내부배터리에 연결되어 상기 내부배터리가 장착된 장치에 전원을 공급하는 제 1 컨버터; 상기 전력커넥터에 연결되어 상기 내부배터리를 충전하는 제 2 컨버터; 상기 제 2 컨버터에 연결되며 상기 내부배터리로부터 방전을 통해 외부 장치에 장착된 외부배터리에 전원을 공급하는 인터페이스를 제공하는 송신전력커넥터; 상기 내부배터리와 상기 외부배터리 간에 데이터 통신을 수행하는 통신커넥터; 및 상기 제 1 컨버터 및 상기 제 2 컨버터의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 제어부는 상기 내부배터리와 상기 외부배터리간의 충전을 제어하는 제어인터페이스를 제공하며, 상기 제어인터페이스는 상기 내부배터리 또는 상기 외부배터리의 충전상태를 조절하는 SoC모드; 상기 내부배터리와 상기 외부배터리 간의 전압차를 일정하게 조절하는 CV모드; 및 상기 내부배터리와 상기 외부배터리 간에 흐르는 전류량을 일정하게 조절하는 CC모드 중 적어도 하나 이상을 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 전기차량은 외부 차량과 상호 전력 공급을 수행함으로써 장소와 시간에 구애받지 않고 상호간의 충전이 가능하므로 전기차량의 에너지 공급에 대한 신뢰도가 향상될 수 있다.
도 1 내지 2 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 전기차량의 내부 구성도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 급속 충전과 완속 충전의 개념을 도시한다.
도 4(a) 및 (b)는 입출력 포트형태에 따라 전력커넥터를 분류한 일 실시예를 도시한다.
도 5(a) 및 (b)는 입출력 케이블 종류에 따라 전력커넥터를 분류한 일 실시예를 도시한다.
도 6 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 충전 또는 방전 상태를 표시하고 또한 사용자에게 충전 또는 방전 상태를 제어할 수 있도록 제어인터페이스를 제공하는 디스플레이를 도시한다.
도 7 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 제 1 장치와 제 2 장치간 상호 전력공급방법의 흐름도를 도시한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다.
또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1 내지 2 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 전기차량(100, 200)의 내부 구성도를 도시한다. 전기차량(100, 200)은 EV(Electric Vehicle) 차량, HEV(Hybrid Electric Vehicle)차량, PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 차량을 포함한다.
전기차량(100, 200)은 전력커넥터(110, 120), 통신커넥터(130), DC/DC 컨버터(140, 141), 충전릴레이(150), 제어부(160) 및 내부배터리팩(170)을 포함한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 전기차량(100)은 외부 차량(101)에 전력을 공급하거나, 또는 외부 차량(101)으로부터 전력을 공급받을 수 있다.
전기차량(100)과 외부차량(101)이 전기커넥터를 통해 상호연결된 경우 제어부(160)에서는 DC/DC컨버터(140)에서 충전을 수행하여야 하는지 또는 방전을 수행하여야 하는지를 제어하고, 충전의 진행과정을 디스플레이부(도 6 참고)에 표시한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 전기차량(100, 200)의 제어부(160)는 전기차량(100)의 전력커넥터(120)와 외부차량(111)의 전력커넥터(111)가 상호 연결된 경우, 전기차량(100) 또는 외부차량(111)의 필요전력을 산출한다. 이 경우, 필요전력을 산출하기 위해 전기차량(100) 또는 외부차량(111) 각각의 주행거리, 목적지, 현재 위치에서 상기 목적지까지의 경로 사이에 위치한 충전정류소 정보 중 적어도 하나 이상을 이용한다.
그 후, 전기차량(100) 또는 외부차량(111)중 상기 필요전력이 높은 차량에서는 충전이 수행되고, 상기 필요전력이 낮은 차량에서는 방전이 수행되도록 제어한다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예로서 전기차량(100, 200)은 제어부(160)에서 충전모드와 수신모드를 결정하는 방법 외에, 전력커넥터(110, 120) 또는 통신커넥터(130)에서 결정하는 방법을 병행할 수 있다.
이에 대해서는 아래에서 기술한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 전기차량(100)은 충전릴레이(150)를 이용하여 DC/DC 컨버터(140)에서 전력을 수신하는 상태인 충전모드 또는 DC/DC 컨버터(140)에서 전력을 공급하는 상태인 방전모드시 급격하게 전력이 과잉 유입되는 것을 방지한다.
이하에서 보다 상세히 살펴보겠다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 전력커넥터(110, 120)는 외부 차량(101)에 전력을 공급하거나 외부 차량으로부터 전력을 공급받기 위해 이용된다. 또한 기존의 외부 충전기 OBC와도 연동이 가능하도록 구현된다.
도 1 및 2에서는 전력커넥터(110, 120)가 두 개의 형태로 분리되어 도시되어 있으나, 하나의 통합된 형태로 구현이 가능함을 유의하여야 한다. 하나의 통합 전력커넥터로 구현되는 경우 충전 모드에서는 송신전력커넥터로 구현되고, 방전 모드에서는 수신전력커넥터로 구현된다.
그리고, 도 1 내지 2에 두 개의 형태로 분리되어 도시된 전력커넥터(110, 120)는 각각 송신전력커넥터 또는 수신전력커넥터의 형태로 구현이 가능하다.
바람직한 일 실시예로서, 제 1 전기차량(100)의 전력커넥터(120)가 제 2 DC/DC 컨버터(140)와 연결되어 배터리팩(170)을 방전시키는 경우, 달리 말해 외부 차량(101)에 전력을 공급하는 경우, 제 1 전기차량(100)의 전력커넥터(120)는 송신전력커넥터로 구현된다. 이 경우 제 2 전기차량(101)의 전력커넥터(111)가 수신전력커넥터로 구현될 수 있다.
또 다른 바람직한 일 실시예로서, 제 1 전기차량(100)의 전력커넥터(120)와 제 2 전기차량(101)의 전력커넥터(111)는 각각 HVIL(High Voltage InterLock) 연결신호 확인을 통해 커넥터가 상호 연결되었는지 판별이 가능하다. 이를 통해 전력을 공급하는 송신측과 전력을 수신받는 수신측을 판단할 수 있다. 이 방법은 통신커넥터(130)에서 상대 차량에 전력을 공급하는 송신측과 상대 차량으로부터 전력을 공급받는 수신측을 구별하는 방법과 병행하여 사용이 가능하다.
통신커넥터(130)는 외부 차량(101)과 통신을 수행한다. 특히 CAN 통신 또는 시리얼(Serial) 통신을 지원하여 제 1 차량(100)의 내부배터리팩(141)과 제 2 차량(101)의 내부배터리팩 간에 통신이 가능하도록 구현된다.
바람직한 일 실시예로서, 통신커넥터(130)는 제1 전기차량(100)과 제 2 전기차량(101) 간에 데이터 교환이 가능하도록 지원한다. 제1 전기차량(100)에서 방전을 수행하는 경우, 제1 전기차량(100)에 0*101 이라는 식별번호를 부여하고, 제 2 전기차량(101)에서 충전을 수행하는 경우 제 2 전기차량(101)에 0*102라는 식별번호를 부여하여 전력을 공급하는 송신측과 전력을 수신받는 수신측을 구별할 수 있다.
통신커넥터(130)에서는 또한 전력커넥터(110,120)에서 HVIL(High Voltage InterLock) 연결신호 확인을 통해 송신측과 수신측을 구별한 경우, 제어부(160)를 통해 이상의 정보를 수신하여 송신측 전기차량과 수신측 전기차량에 각각 그에 대응하는 식별번호를 부여한다.
DC/DC 컨버터(140, 141)는 배터리팩(170)을 충전하거나 또는 방전하도록 구현된다. 제 1 DC/DC 컨버터(141)는 배터리팩(170)에 연결되며, 배터리팩(170)의 전원을 승압하여, 배터리팩(170)이 장착된 장치(100)에 전원을 공급한다.
제 2 DC/DC 컨버터(140)는 배터리팩(170)을 충전하거나 또는 방전하도록 구현된다. 바람직한 일 실시예에서는 제 2 DC/DC 컨버터(140)는 별도의 제어기 형태로 구현되어 모듈화도 가능하다.
바람직한 일 실시예에서, 전기차량 중 EV차량(100)의 경우, 제 1 DC/DC 컨버터(141) 및 제 2 DC/DC 컨버터(140)가 장착된다. 하이브리드 전기차량(도 2, 200)의 경우에는 직렬형, 병렬형 모두 엔진 및 발전기(도 2,201) 를 위한 인버터(203)가 장착된다.
충전릴레이(150)는 한 개의 저항과 두 개의 릴레이로 구현이 가능하며, 제 1 차량(100)과 제 2 차량(101)이 충전시 돌입 전류를 방지한다. 또한 전력 차단시에도 사용된다. 예를 들어, 전력을 공급하는 차량에서 과다하게 방전을 차단하기 위해 사용이 가능하다.
도 1 내지 2 에서는 충전릴레이(150)를 배터리팩(170)과 별도로 구현된 예를 도시하였으나, 통합한 형태로도 구현이 가능하다. 또한 도 1 내지 2 에서는 전기차량간에 충전 내지 방전을 수행하는 일 실시예를 개시하였으나, 이상에 개시된 구성이 포함된 장치 간에도 동일 또는 유사한 방법으로 충전 내지 방전이 수행가능함을 유의하여야 한다. 이 경우 상기 장치는 도 6과 같은 디스플레이를 더 포함하여 구현될 수 있다.
일 실시예로서, 도 1 내지 2의 내부 구성을 구비한 이동로봇과 이동로봇 간 충전 내지 방전, 이동로봇과 전기차량간 충전 내지 방전 등이 가능하다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 제 1 전기차량(100)과 제 2 전기차량(101)은 좌우로 나란히 주행하면서 충전을 수행하도록 구현이 가능하다. 이 경우, 제 1 전기차량(100)과 제 2 전기차량(101)은 각각 휠에 장착된 리졸버, 엔코더 등의 센서를 통해 차속을 산출할 수 있다. 또한 GPS가 포함된 네비게이션 등을 통해 차속을 산출할 수 있다.
제 1 전기차량(100)과 제 2 전기차량(101)은 근거리 무선 통신 또는 통신커넥터(130)를 통해 CAN 통신으로 서로의 차속을 확인할 수 있다. 제어부(160)에서는 제 1 전기차량(100)과 제 2 전기차량(101)의 차속값의 중간값을 산출한다. 제 1 전기차량(100)과 제 2 전기차량(101)간에 충전 내지 방전이 이루어지는 경우, 제어부(160)에서는 중간값보다 빠른 속도로 주행하는 차량에서는 감속이 이루어지도록 제어하고, 중간값보다 느린 속도로 주행하는 차량에서는 가속이 이루어지도록 제어를 수행한다. 이상에서는 제 1 전기차량(100)과 제 2 전기차량(101)이 좌우로 나란히 주행하는 경우의 예를 들었으나, 이상의 개념은 이동로봇, 이동물체 등에 적용하는 변형이 가능함을 유의하여야 한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 제 1 전기차량(100)과 제 2 전기차량(101)은 앞뒤로 나란히 주행하면서 충전을 수행하도록 구현이 가능하다. 이 경우 전방차량의 후미 연결장치와 후방차량의 전방 연결장치가 결합하여 충전 및 통신을 위한 차량 연결 수행이 가능하다.
바람직하게, 제 1 전기차량(100)의 전력커넥터(120), 제 2 전기차량(101)의 전력커넥터(111) 및 통신커넥터(130)는 전방차량의 후미 연결장치에 배치되거나 또는 후방차량의 전방 연결장치에 배치되도록 구현될 수 있다.
제 1 전기차량(100)과 제 2 전기차량(101)이 앞뒤로 나란히 주행하면서 충전을 수행하는 경우, 전방차량과 후속차량의 거리는 후속차량에 장착된 Lidar 또는 초음파 센서를 통해 측정이 가능하다. 이 경우, 제어부(160)는 제 1 전기차량(100)과 제 2 전기차량(101) 간의 거리를 실시간으로 산출하여 일정한 거리를 유지하도록 제어한다.
또한, 제어부(160)는 급정거나 비상 정지 등의 위험 상황을 방지하기 위해 통신커넥터(130)를 통해 근거리 통신을 수행하면서 전방 차량의 주행명령을 수신할 수 있다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 급속 충전과 완속 충전의 개념을 도시한다.
급속 충전(310, 311)은 높은 전류 레벨로 충전하는 것을 의미한다. 완속충전은 기존 상용 충전기 레벨의 3.3kW로 CP(Constant Power) 충전을 수행하는 것을 의미한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 급속충전(310, 311)는 빠른 시간 내에 연속 충전 전류 수준의 높은 전류를 공급하여 SOC에 빠르게 도달하도록 구현된다. 기설정된 SOC에 도달된 이후에는 CV(Constant Voltage) 제어를 통해 제 1 차량(도1, 100)의 내부배터리와 제 2 차량(도 1, 101)의 내부 배터리 간에 셀 밸런싱을 저해하지 않도록 제어된다.
도 4(a) 및 (b)는 입출력 포트형태에 따라 전력커넥터를 분류한 일 실시예를 도시한다.
도 4(a)는 입력 전력커넥터와 출력 전력커넥터가 분리되어 구현된 예를 도시한다. 구체적인 예로 도 1 및 2에 도시된 예가 있다. 도 4(b)는 입출력 전력커넥터가 통합형으로 구현된 일 예를 도시한다.
도 5(a) 및 (b)는 입출력 케이블 종류에 따라 전력커넥터를 분류한 일 실시예를 도시한다. 도 5(a)는 릴 타입의 플러그형 케이블 형태로 구현된 전력커넥터의 일 예를 도시한다. 도 5(b)는 레일 타입의 접촉식 연결장치로 상호 연결된 전력커넥터의 일 예를 도시한다.
도 6 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 충전 또는 방전 상태를 표시하고 또한 사용자에게 충전 또는 방전 상태를 제어할 수 있도록 제어인터페이스를 제공하는 디스플레이를 도시한다.
제 1 차량과 제 2 차량 간에 전력 공급과 전력 수신이 이루어지는 경우, 전력을 공급하는 차량에서는 디스플레이 상에서 SEND 와 TARGET(601, 603)에 점등이 들어오도록 구현될 수 있다. 또한 전력을 수신받는 차량에서는 디스플레이 상에서 RECIEVE 와 TARGET(602, 603)에 점등이 들어오도록 구현될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 디스플레이(600)는 차량의 배터리팩의 상태를 나타내는 STATUS(610) 정보, 각 차량의 전압 및 전류(620) 정보, 현재 상태를 나타내는 SOC(State of charge) 정보 등을 표시하거나 제어할 수 있는 인터페이스를 지원한다.
또한 디스플레이(600)는 경고, 오류 등의 메시지를 표시하여 배터리팩의 상태를 사용자가 인지할 수 있도록 표시한다. 또한, 충전 내지 방전을 시작하거나 멈출 수 있는 제어 인터페이스를 지원한다.
그 외에 자동충전 모드(640), 수동충전 모드(650) 등을 선택하거나 제어할 수 있는 제어 인터페이스를 지원한다. 자동충전 모드(640)는 또한 완속 충전 (Level 1, 641)과 급속 충전(Level 2, 642) 등을 선택할 수 있는 모드 선택 메뉴를 제공하도록 구현될 수 있다. 수동충전 모드(650)에서는 충전이나 방전 레벨을 사용자가 조절 가능하도록 하는 제어인터페이스를 제공한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 디스플레이(600)는 제어인터페이스를 통해 제 1 장치의 내부배터리 또는 제 2 장치의 내부배터리의 충전상태를 조절하는 SoC모드, 제 1 장치의 내부배터리와 제 2 장치의 내부배터리 간의 전압차를 일정하게 조절하는 CV모드, 그리고 제 1 장치의 내부배터리와 제 2 장치의 내부배터리 간에 흐르는 전류량을 일정하게 조절하는 CC(Constant Current)모드 등의 제어인터페이스를 지원하도록 구현이 가능하다. 본 명세서에서 외부차량의 내부배터리와 외부배터리는 실질적으로 동일한 의미로 사용되었음을 유의하여야 한다.
도 7 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 제 1 장치와 제 2 장치간 상호 전력공급방법의 흐름도를 도시한다.
바람직하게, 제 1 장치 또는 제 2 장치는 도 1 내지 2 에 도시된 형태와 실질적으로 동일하거나 유사한 내부 구성을 구비하는 것을 특징으로 한다.
제 1 장치와 제 2 장치는 전력커넥터를 통해 상호 연결된다. 제 1 장치와 제 2 장치가 연결되었는지는 제어부에서 HVIL(High Voltage InterLock) 신호를 기초로 판단하도록 구현이 가능하다. 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 통신커넥터에서 데이터 통신을 통해 제 1 장치와 제 2 장치가 연결되었는지 여부를 판단할 수 있다(S710).
이후, 제 1 장치 및 제 2 장치의 제어부에서는 제 1 장치와 제 2 장치 각각을 충전모드 또는 방전 모드 중 어떠한 모드인지를 결정할 수 있다(S720). 충전모드 또는 방전 모드를 결정하는 방법은 제어부에서 HVIL(High Voltage InterLock) 신호를 이용하는 경우, 사용자 입력으로 결정되는 경우 내지 필요전력을 산출하여 필요전력이 높은쪽을 충전모드로 설정하는 경우 등이 있다.
제 1 장치와 제 2 장치 각각의 충전모드 또는 방전모드를 결정한 경우, 제 1 장치의 전력커넥터와 제 2 장치의 전력커넥터 각각이 송신전력커넥터로 구현될 것인지 또는 수신전력커넥터로 구현될 것인지를 결정할 수 있다(S720)
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 제 1 장치와 제 2 장치가 동일한 속도로 이동하는 경우에도 제 1 장치와 제 2 장치가 전력커넥터를 통해 연결된 경우 충전 또는 방전이 가능하다.
이상과 같이 충전모드와 방전 모드가 결정되면, 그에 따라 충전 또는 방전을 수행한다(S730). 그리고, 충전 또는 방전이 수행되는 상태를 도 6과 같이 디스플레이에 표시할 수 있다(S740).
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야 에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (23)

  1. 외부 차량과 상호 전력 공급이 가능한 전기차량으로서,
    외부 차량에 전력을 공급하거나 외부 차량으로부터 전력을 공급받기 위해 이용되는 전력커넥터;
    외부 차량과 통신을 수행하는 통신커넥터;
    내부배터리팩 충전 또는 방전에 이용되는 DC/DC 컨버터;
    충전시 돌입 전류를 방지하는 충전릴레이;
    외부 차량의 전력커넥터와 연결되면 상기 DC/DC컨버터에서 충전을 수행하여야 하는지 또는 방전을 수행하여야 하는지를 제어하는 제어부;및
    상기 충전의 진행과정을 표시하는 디스플레이부;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 전기차량의 전력커넥터를 통해 상기 외부차량의 전력커넥터와 연결이 유지된 상태로 상기 전기차량과 상기 외부차량이 앞뒤로 위치하여 주행하면서 충전 또는 방전이 수행되는 경우, 상기 전기차량 또는 상기 외부차량 중 후속차량에서 전방 차량과의 거리를 실시간으로 산출하여 후속차량과 전방 차량의 거리를 일정하게 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차량.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기차량의 전력커넥터는
    전방 차량의 후미에 위치하거나 또는 후방차량의 전방에 위치하는 것을 특징으로 하는 전기차량.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 외부 차량과의 충전을 제어하는 제어인터페이스를 상기 디스플레이를 상에 제공하며, 상기 제어인터페이스는 상기 외부 차량의 충전상태를 조절하는 SoC(State of Charge)모드; 상기 전기차량의 내부배터리팩과 상기 외부차량의 내부배터리팩 간의 전압차를 일정하게 조절하는 CV(Constant Voltage)모드; 및 상기 전기차량의 내부배터리팩과 상기 외부차량의 내부배터리팩 간에 흐르는 전류량을 일정하게 조절하는 CC(Constant Current)모드 중 적어도 하나 이상을 제공하는 것을 특징으로 하는 전기차량.
  4. 외부 차량과 상호 전력 공급이 가능한 전기차량으로서,
    외부 차량에 전력을 공급하거나 외부 차량으로부터 전력을 공급받기 위해 이용되는 전력커넥터;
    외부 차량과 통신을 수행하는 통신커넥터;
    내부배터리팩 충전 또는 방전에 이용되는 DC/DC 컨버터;
    충전시 돌입 전류를 방지하는 충전릴레이;
    외부 차량의 전력커넥터와 연결되면 상기 DC/DC컨버터에서 충전을 수행하여야 하는지 또는 방전을 수행하여야 하는지를 제어하는 제어부;및
    상기 충전의 진행과정을 표시하는 디스플레이부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 전기차량과 상기 외부 차량이 좌우로 위치하면서 주행 중에 상기 전기차량의 전력커넥터를 통해 상기 외부차량의 전력커넥터와 연결이 유지된 상태로 충전 또는 방전이 수행되는 경우, 상기 전기차량의 차속과 상기 외부차량의 차속의 중간값을 산출한 후, 상기 중간값보다 차속이 빠른 차량은 감속이 진행되고, 상기 중간값보다 차속이 가속되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차량.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 전기차량은
    휠에 장착된 센서 또는 GPS가 포함된 네비게이션을 통해 차속을 산출하고, 상기 휠에 장착된 센서는 리졸버 또는 엔코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 전기차량과 상기 외부 차량은
    근거리 무선 통신 또는 CAN 통신을 통해 서로의 차속을 확인하는 것을 특징으로 하는 전기차량.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 외부 차량과의 충전을 제어하는 제어인터페이스를 상기 디스플레이를 상에 제공하며, 상기 제어인터페이스는 상기 외부 차량의 충전상태를 조절하는 SoC(State of Charge)모드; 상기 전기차량의 내부배터리팩과 상기 외부차량의 내부배터리팩 간의 전압차를 일정하게 조절하는 CV(Constant Voltage)모드; 및 상기 전기차량의 내부배터리팩과 상기 외부차량의 내부배터리팩 간에 흐르는 전류량을 일정하게 조절하는 CC(Constant Current)모드 중 적어도 하나 이상을 제공하는 것을 특징으로 하는 전기차량.
  8. 외부 차량과 상호 전력 공급이 가능한 전기차량으로서,
    외부 차량에 전력을 공급하거나 외부 차량으로부터 전력을 공급받기 위해 이용되는 전력커넥터;
    외부 차량과 통신을 수행하는 통신커넥터;
    내부배터리팩 충전 또는 방전에 이용되는 DC/DC 컨버터;
    충전시 돌입 전류를 방지하는 충전릴레이;
    외부 차량의 전력커넥터와 연결되면 상기 DC/DC컨버터에서 충전을 수행하여야 하는지 또는 방전을 수행하여야 하는지를 제어하는 제어부;및
    상기 충전의 진행과정을 표시하는 디스플레이부;를 포함하고, 상기 전기차량은 상기 외부 차량과 동일한 속도로 이동하면서, 상기 전기차량의 전력커넥터를 통해 상기 외부차량의 전력커넥터와 연결이 유지된 상태로 충전 또는 방전이 수행 가능하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 전기차량.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 외부 차량과의 충전을 제어하는 제어인터페이스를 상기 디스플레이를 상에 제공하며, 상기 제어인터페이스는 상기 외부 차량의 충전상태를 조절하는 SoC(State of Charge)모드; 상기 전기차량의 내부배터리팩과 상기 외부차량의 내부배터리팩 간의 전압차를 일정하게 조절하는 CV(Constant Voltage)모드; 및 상기 전기차량의 내부배터리팩과 상기 외부차량의 내부배터리팩 간에 흐르는 전류량을 일정하게 조절하는 CC(Constant Current)모드 중 적어도 하나 이상을 제공하는 것을 특징으로 하는 전기차량.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 전기차량의 전력커넥터와 상기 외부차량의 전력커넥터가 상호 연결된 경우, 상기 전기차량 또는 상기 외부차량의 필요전력을 산출하고, 필요전력을 산출하기 위해 상기 전기차량 또는 상기 외부차량 각각의 주행거리, 목적지, 현재 위치에서 상기 목적지까지의 경로 사이에 위치한 충전정류소 정보 중 적어도 하나 이상을 이용하며,
    상기 전기차량 또는 상기 외부차량 중 상기 필요전력이 높은 차량에서는 충전이 수행되고, 상기 필요전력이 낮은 차량에서는 방전이 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차량.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 전력커넥터는
    상기 전기차량 내에서 송신전력커넥터 및 수신전력커넥터로 나뉘어 구현이 가능한 것을 특징으로 하는 전기차량.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 외부 차량은
    EV(Electric Vehicle) 차량, HEV(Hybrid Electric Vehicle)차량, PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 차량을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 통신커넥터는
    CAN 통신 또는 Serial 통신을 지원하는 것을 특징으로 하는 전기차량.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 제어부는
    HVIL(High Voltage InterLock) 신호를 기초로 상기 전력커넥터가 상기 외부차량의 전력커넥터와 연결되었는지 판단하고, 또한 상기 HVIL 신호를 기초로 상호 연결된 두 개의 전력커넥터 중 하나는 송신 전력커넥터로 다른 하나는 수신 전력커넥터로 구별하는 것을 특징으로 하는 전기차량.
  15. 전기차량에서 충전을 수행하는 방법으로서,
    상기 전기차량은 외부 차량과 전력을 송수신하기 위한 전력 커넥터, 상기 외부 차량과 통신을 수행하는 통신커넥터 및 배터리팩 충전 또는 방전에 이용되는 DC/DC 컨버터를 포함하고,
    제어부에서 HVIL(High Voltage InterLock) 신호를 기초로 상기 전기차량의 전력커넥터가 상기 외부차량의 전력커넥터와 연결되었는지 판단하는 단계;
    제어부에서 상기 HVIL 신호를 기초로 상호 연결된 두 개의 전력커넥터 중 하나는 송신 전력커넥터로 다른 하나는 수신 전력커넥터로 구별하는 단계;
    상기 수신 전력커넥터로 구별된 전력커넥터를 구비한 차량에서 상기 DC/DC 컨버터를 이용하여 충전을 수행하는 단계;
    충전릴레이에서 충전시 전류의 과유입을 방지하는 단계;및
    디스플레이부에서 상기 충전의 진행과정을 표시하는 단계;를 포함하고, 이 경우 상기 전력커넥터에 연결된 채로 상기 전기차량과 상기 외부 차량이 동일한 속도로 이동하는 과정에도 상기 충전을 수행하는 단계에서 충전이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 구별하는 단계에서
    상기 전기차량의 전력커넥터와 상기 외부 차량의 전력커넥터가 상호 연결된 경우, 상기 제어부는 상기 HVIL 신호 외에 상기 전기차량 및 상기 외부 차량 각각의 필요전력을 산출하여 상기 두 개의 전력커넥터 중 하나는 송신 전력커넥터로 다른 하나는 수신 전력커넥터로 구별하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 필요전력을 산출하기 위해 상기 전기차량 및 상기 외부 차량 각각의 주행거리, 목적지, 상기 전기차량 또는 상기 외부 차량의 현재 위치에서 상기 목적지까지의 경로 사이에 위치한 충전정류소 정보 중 적어도 하나 이상을 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 외부 차량은
    EV(Electric Vehicle) 차량, HEV(Hybrid Electric Vehicle)차량, PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 차량을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 15 항에 있어서, 상기 통신커넥터는
    CAN 통신 또는 Serial 통신을 지원하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 전력커넥터에 연결된 내부배터리;
    상기 내부배터리에 연결되어 상기 내부배터리가 장착된 장치에 전원을 공급하는 제 1 컨버터;
    상기 전력커넥터에 연결되어 상기 내부배터리를 충전하는 제 2 컨버터;
    상기 제 2 컨버터에 연결되며 상기 내부배터리로부터 방전을 통해 외부 장치에 장착된 외부배터리에 전원을 공급하는 인터페이스를 제공하는 송신전력커넥터;
    상기 내부배터리와 상기 외부배터리 간에 데이터 통신을 수행하는 통신커넥터; 및
    상기 제 1 컨버터 및 상기 제 2 컨버터의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 제어부는 상기 내부배터리와 상기 외부배터리간의 충전을 제어하는 제어인터페이스를 제공하며, 상기 제어인터페이스는 상기 내부배터리 또는 상기 외부배터리의 충전상태를 조절하는 SoC모드; 상기 내부배터리와 상기 외부배터리 간의 전압차를 일정하게 조절하는 CV모드; 및 상기 내부배터리와 상기 외부배터리 간에 흐르는 전류량을 일정하게 조절하는 CC모드 중 적어도 하나 이상을 제공하는 것을 특징으로 하는 전력공급장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 외부배터리의 필요전력을 산출하고, 상기 필요전력을 산출하기 위해 상기 외부장치의 목적지, 현재 위치에서 상기 목적지까지의 경로 사이에 위치한 충전정류소 정보를 이용하는 것을 특징으로 하는 전력공급장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 내부배터리가 장착된 장치와 상기 외부배터리가 장착된 장치가 동일한 속도로 이동하는 경우, 상기 송신전력커넥터를 통해 상기 외부배터리에 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 전력공급장치.
  23. 전기차량에서 충전을 수행하는 방법으로서,
    상기 전기차량은 외부 차량과 전력을 송수신하기 위한 전력 커넥터, 상기 외부 차량과 통신을 수행하는 통신커넥터 및 배터리팩 충전 또는 방전에 이용되는 DC/DC 컨버터를 포함하고,
    상기 전기차량의 제어부에서 HVIL(High Voltage InterLock) 신호를 기초로 상기 전기차량의 전력커넥터가 상기 외부차량의 전력커넥터와 연결되었는지 판단하는 단계;
    상기 제어부에서 상기 HVIL 신호를 기초로 상호 연결된 두 개의 전력커넥터 중 하나는 송신 전력커넥터로 다른 하나는 수신 전력커넥터로 구별하는 단계;
    상기 수신 전력커넥터로 구별된 전력커넥터를 구비한 차량에서 상기 DC/DC 컨버터를 이용하여 충전을 수행하는 단계;
    상기 전기차량의 충전릴레이에서 충전시 전류의 과유입을 방지하는 단계;및
    상기 전기차량의 디스플레이부에서 상기 충전의 진행과정을 표시하는 단계;를 포함하는 것을 전기차량에서 충전을 수행하는 방법.
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