KR20160042443A - 차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법 - Google Patents

차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법 Download PDF

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Abstract

차량내 배터리(11)의 충전 시스템은 급속 충전을 행할 수 있는 외부 충전 장치(30)를 사용하여 차량내 배터리를 충전하도록 구성된다. 충전 시스템은 강우 정보 취득 유닛 및 컨트롤러(15)를 포함한다. 강우 정보 취득 유닛은 비가 오는지의 여부를 나타내는 정보인 강우 정보를 취득하도록 구성된다. 컨트롤러는 외부 충전 장치에 의한 차량내 배터리의 충전 모드를 제어하도록 구성된다. 또한, 컨트롤러는, 강우 정보 취득 유닛에 의해 취득된, 비가 온다고 나타내는 강우 정보에 기초하여, 급속 충전의 실행을 금지시키거나 급속 충전에서의 충전 전류량을 감소시키도록 구성된다.

Description

차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법{CHARGING SYSTEM OF IN-VEHICLE BATTERY AND CHARGING METHOD OF IN-VEHICLE BATTERY}
본 발명은 차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법에 관한 것이다.
전기 자동차 및 플러그인 하이브리드 자동차의 최근의 보급에 있어서, 차량내 배터리를 충전하기 위한 충전 스탠드 등의 인프라가 정비되고 있다. 차량내 배터리의 충전 방식은, 현재 차량내 배터리가 100V, 200V 등의 AC 전원을 사용하여 충전되는 보통 충전 모드 및 차량내 배터리가 50kW 등의 DC 고압 전원을 사용하여 충전되는 급속 충전 모드로 분류될 수 있다. 이러한 충전 모드 중, 급속 충전 모드는 충전 시간이 보통 충전 모드에 비하여 더 짧다는 이점을 갖지만, 충전 케이블 내에 큰 전류가 흐르기 때문에 일반적으로 복수의 안전 대책이 채용된다.
예를 들어, 일본 특허 출원 공보 제2005-312224호(JP2005-312224 A)는, 급속충전에서도 배터리 액, 변압기, 정류부 등의 온도의 과도한 상승을 억제하기 위해서, 급속 충전 중에 충전되는 전기의 양을 전류의 적산값으로서 계산하고 적산값이 한계치 이상이 되었을 때에 급속 충전을 정지시키는 장치를 제안하고 있다.
JP 2005-312224 A에 기재된 장치에서는, 배터리 액, 변압기, 정류부 등의 온도의 과도한 상승을 억제할 수 있지만, 예를 들어 충전 케이블 또는 커넥터의 문제에 수반하는 누전의 가능성에 대해서는 고려되지 않는다. 이로 인해, 급속 충전 시에서의 누전 대책을 고려한 개선의 여지가 있다.
본 발명은, 급속 충전을 행할 수 있는 외부 충전 장치에 의한 차량내 배터리의 충전에 있어서의 안전성을 향상시킬 수 있는 차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 양태에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템은 급속 충전을 행할 수 있는 외부 충전 장치를 사용하여 차량내 배터리를 충전하도록 구성된다. 본 발명의 제1 양태에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템은 강우 정보 취득 유닛 및 컨트롤러를 포함한다. 강우 정보 취득 유닛은 비가 오는지의 여부를 나타내는 정보인 강우 정보를 취득하도록 구성된다. 컨트롤러는 외부 충전 장치에 의한 차량내 배터리의 충전 모드를 제어하도록 구성된다. 컨트롤러는, 강우 정보 취득 유닛에 의해 취득된, 비가 온다고 나타내는 강우 정보에 기초하여, 급속 충전의 실행을 금지시키거나 금속 충전 시의 충전 전류량을 감소시키도록 구성된다.
본 발명의 제2 양태에 따른 차량내 배터리의 충전 방법은 급속 충전을 행할 수 있는 외부 충전 장치를 사용하여 차량내 배터리를 충전하는 충전 방법이다. 충전 방법은, 강우 정보 취득 유닛이 비가 오는지의 여부를 나타내는 정보인 강우 정보를 취득하게 하는 단계; 컨트롤러가 외부 충전 장치에 의한 차량내 배터리의 충전 모드를 제어하게 하는 단계; 및 충전 모드 제어 시에, 강우 정보 취득 유닛에 의해 취득된, 비가 온다고 나타내는 강우 정보에 기초하여 급속 충전의 실행을 금지시키거나 급속 충전 시의 충전 전류량을 감소시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 제1 및 제2 양태에 따르면, 비가 온다고 나타내는 정보가 취득되는 조건 하에서 급속 충전의 실행이 금지되거나 급속 충전 시의 충전 전류량이 감소된다. 급속 충전의 실행이 금지되면, 문제가 되는 충전 케이블 또는 커넥터의 젖음으로 인한 누전을 방지할 수 있다. 한편, 충전 전류량이 감소되면, 사용자의 편리성을 크게 손상시키지 않으면서 누전 대책을 향상시킬 수 있다. 따라서, 차량내 배터리의 충전의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제1 양태에서, 컨트롤러는, 차량내 배터리의, AC 전류를 사용한 충전인 보통 충전 및 급속 충전을 선택하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러는 강우 정보 취득 유닛에 의해 취득된 비가 온다고 나타내는 강우 정보에 기초하여 보통 충전을 선택하도록 구성될 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 비가 온다고 나타내는 정보가 취득될 때의 제어는 AC 전류를 사용하는 보통 충전을 선택하는 것을 포함한다. 따라서, 차량내 배터리의 충전이 금지되지 않는다. 결과적으로, 사용자의 편리성을 크게 손상시키지 않으면서 누전 대책을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제1 양태에서, 컨트롤러는 차량내 배터리의 충전 상태를 취득하고 취득된 충전 상태에 기초하여 보통 충전이 선택될 때의 충전 종료 시간을 예측하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러는, 예측된 충전 종료 시간이 사용자에 의해 설정된 희망 충전 종료 시간 이하인 조건에서는 보통 충전을 선택하도록 구성될 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 충전 종료 시간이 희망 충전 종료 시간 이하이면, 보통 충전이 선택된다. 따라서, 사용자의 편리성을 크게 손상시키지 않으면서 최소의 누전 대책을 행할 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 컨트롤러는 차량내 배터리의 충전 상태를 취득하고 취득된 충전 상태에 기초하여 보통 충전이 선택될 때의 충전 종료 시간을 예측하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러는 예측된 충전 종료 시간이 사용자에 의해 설정된 희망 충전 종료 시간을 초과하는 조건에서는 감소된 충전 전류량을 사용하여 급속 충전을 행하도록 구성될 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 예측된 충전 종료 시간이 희망 충전 종료 시간을 초과하는 경우, 감소된 충전 전류량을 사용하는 급속 충전이 행해진다. 따라서, 급속 충전에 기초한 편리성 및 누전 대책의 향상이 서로 적절하게 양립하게 할 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 강우 정보 취득 유닛은 차량의 젖음에 기초하여 비가 오는지의 여부를 검출하도록 구성되며 차량에 장착되는 레인 센서일 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 와이퍼의 제어를 위해 차체에 장착되는 레인 센서에 의해 비가 오는지의 여부가 판단된다. 따라서, 강우 또는 강설뿐만 아니라 세차와 같은 비 이외의 요인에 의해 차체가 젖는 경우에도, 차량의 젖음을 실시간으로 검출할 수 있다. 누전 대책으로서 새로운 특별한 센서를 제공하지 않고 기존의 센서를 효과적으로 사용할 수 있다.
본 발명의 제1 양태에서, 강우 정보 취득 유닛은 외부 충전 장치가 설치되는 지역의 날씨 정보를 취득하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 날씨 정보를 제공하는 시설로부터 정보를 수신할 수 있는 장치가 제공되는 한, 비가 오는지의 여부를 판단할 수 있다. 강우 정보 취득 유닛은 차량 및 외부 충전 장치 중 어느 것에도 배치될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태의 특징, 이점, 및 기술적 및 산업적 중요성을 첨부의 도면을 참고하여 이하에서 설명하며, 도면에서 유사 번호는 유사 요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법의 제1 실시형태에서의 차량 및 외부 충전 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 2는 제1 실시형태의 충전 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법의 제2 실시형태에서의 충전 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법의 제3 실시형태에서의 충전 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법의 제4 실시형태에서의 차량 및 외부 충전 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 6은 제4 실시형태의 충전 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법의 제5 실시형태에서의 차량 및 외부 충전 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 8은 본 발명에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법의 변형예에서의 차량 및 외부 충전 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
제1 실시형태
이하, 차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법의 제1 실시형태를 설명한다. 본 실시형태에서는, 차량내 배터리가 탑재되는 차량으로서, 충전 스탠드 등의 외부 충전 장치에 의해 차량내 배터리가 충전되는 전기 자동차를 예시한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 차량(100)은 주행 모터(도시 생략)의 구동원인 구동 배터리(11)를 포함한다. 구동 배터리(11)는, 몇 백 볼트의 공지의 배터리이며, 예를 들어 리튬 이온 이차 배터리로 구성된다.
구동 배터리(11)는, 충전용 급전선(24)을 통해 충전 컨트롤러(12)에 접속되어 있다. 충전 컨트롤러(12)는, 외부 충전 장치(30) 측의 충전 컨트롤러(32)와 협력하여 구동 배터리(11)의 충전 모드를 제어하는 장치이다. 특히, 본 실시형태에서는, 차량측 커넥터(21) 및 외부 충전 장치(30) 측의 커넥터(31)에 접속되는 케이블 군(23, 33)은, 급속 충전 케이블, 보통 충전 케이블, 및 충전 컨트롤러(12)와 충전 컨트롤러(32)와의 사이에서의 통신에 사용되는 통신선을 포함한다. 충전 컨트롤러(12, 32) 사이에서의 통신에 의해 전용 케이블을 사용하는 급속 충전 및 보통 충전이 전환될 수 있다. 여기서, 급속 충전은 DC 전류를 사용한 충전을 의미하며, 보통 충전은 AC 전류를 사용한 충전을 의미한다.
본 실시형태에서, 차량(100)에는, 와이퍼 제어 등을 위해서, 프론트 윈도우 등에의 빗방울의 부착을 검출하는 레인 센서(20)가 제공된다. 레인 센서(20)는 충전 제어용 전자 제어 유닛(ECU)(15)에 비가 오는지의 여부를 나타내는 검출 신호(강우 정보)를 출력한다. ECU(15)는 강우 정보에 기초하여 충전 컨트롤러(12)에 제어 명령을 출력한다. ECU(15)는 충전 컨트롤러(12)의 사용을 통해 구동 배터리(11)의 충전 상태(state of charge:SOC)를 감시하는 장치이기도 하다. 충전 컨트롤러(12), 레인 센서(20), 및 ECU(15)는 마찬가지로 차량(100)에 장착되는 보조 배터리(13)로부터의 급전에 의해 동작한다.
차량(100) 및 외부 충전 장치(30)와 협력하여 실행되는 본 실시형태에 있어서의 충전 동작을 이하에서 설명한다. 충전 시스템에서, 급속 충전이 표준 충전으로서 선택된다.
도 2에 도시한 바와 같이, ECU(15)는, 차량측 커넥터(21) 및 외부 커넥터(31)가 서로 접속되어 있는 조건에서 강우 정보를 취득한다(단계 S1). 후속하여, ECU(15)는, 강우 정보에 기초하여 비가 오는지의 여부를 판단한다(단계 S2). 여기서, 레인 센서(20)로부터의 강우 정보는 검출된 빗방울의 양(강우의 양)을 포함한다. 따라서, 판정 시에, ECU(15)는 빗방울의 양이 미리 정해진 값보다 큰 경우 "비가 온다"고 판단한다. 여기서, "비가 온다"고 판단되는 경우는, 눈이 오거나 비가 오는 경우 및 세차 등의 비 이외의 요인에 의해 차체가 젖는 경우를 포함한다.
ECU(15)가 비가 오지 않는다고 판단하면(단계 S2에서 아니오), ECU(15)는 충전 컨트롤러(12, 32)에 대하여 표준 충전으로서의 급속 충전을 개시할 것을 명령한다. 이에 의해, 급속 충전이 개시된다(단계 S3).
급속 충전 동안, ECU(15)는 단계 S2와 마찬가지로 강우 정보를 취득하고(단계 S4) 비가 오는지의 여부의 판단을 계속한다(단계 S5). 비가 오지 않는다고 판단된 상태에서(단계 S5에서 아니오), 충전이 완료되었다고 판단되거나, 또는 차량측 커넥터(21) 및 외부 커넥터(31)의 접속해제 등으로 인해 충전의 정지가 검출되면, ECU(15)는 충전 컨트롤러(12)에 대하여 충전의 종료를 명령하는 충전 종료 처리를 실행하고(단계 S7) 일련의 충전 동작을 종료한다.
한편, 급속 충전 전 또는 급속 충전 중에 비가 온다고 판단되는 경우(단계 S2 또는 S5에서 예), ECU(15)는 케이블 군(23, 33)의 통신선을 통해 외부 충전 장치(30)의 충전 컨트롤러(32) 및 충전 컨트롤러(12)에 보통 충전 요구를 송신한다(단계 S8). 따라서, 외부 충전 장치(30)의 충전 컨트롤러(32) 및 차량(100)의 충전 컨트롤러(12)는 보통 충전 케이블을 통한 AC 전류를 사용하여 보통 충전을 개시한다(단계 S9). 단계 S6과 마찬가지로, 충전이 완료되거나 또는 충전이 정지되었다고 판단되면(단계 S10에서 예), 충전 종료 처리를 실행하고(단계 S7), 일련의 충전 동작을 종료한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템 및 충전 방법은 이하의 이점을 달성할 수 있다. (1) 차량(100)의 ECU(15)에 의해 레인 센서(20)의 사용을 통해 취득된 강우 정보에 기초하여 비가 온다고 나타내는 정보가 송신되면, 충전 모드는 급속 충전 대신에 보통 충전을 선택하도록 전환된다. 따라서, 비가 오는 경우에도, 충전 시의 사용자의 편리성을 크게 손상시키지 않으면서 누전 대책을 향상시킬 수 있다. 결과적으로, 구동 배터리(11)의 충전 동작에서의 안전성을 향상시킬 수 있다.
(2) 본 실시형태에서, 차체에 배치되는 레인 센서(20)의 사용을 통해 비가 오는지의 여부가 판단된다. 따라서, 차체가 강우 및 강설뿐만 아니라 세차와 같은 비 이외의 요인에 의해 젖는 경우에도, "비가 온다"는 것을 검출할 수 있다. 와이퍼 제어를 위해 제공되는 기존의 레인 센서(20)가 효과적으로 사용될 수 있기 때문에, 누전 대책을 위해 특별한 센서를 새롭게 제공할 필요가 없다.
제2 실시형태
차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법의 제2 실시형태를 제1 실시형태와의 차이점을 중심으로 하여 이하에서 설명한다. 본 실시형태에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템의 기본적인 구성은 제1 실시형태의 시스템 구성과 동일하다. 본 실시형태에 따른 차량내 배터리의 충전 방법 중 제1 실시형태에 따른 충전 방법과 실질적으로 동일한 요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고, 그에 대한 설명은 반복하지 않는다.
도 3을 참조하여, 본 실시형태에 따른 충전 시스템의 충전 동작에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, ECU(15)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 강우 정보를 취득하고(단계 S1) 비가 오는지의 여부를 판단한다(단계 S2). ECU(15)는, 비가 오지 않는다고 판단하는 경우에는(단계 S2에서 아니오), 표준 충전 모드로서의 급속 충전을 개시하고(단계 S3), 그 후 충전이 완료되거나 충전이 중단되었다고 판단될 때까지, 구동 배터리(11)의 급속 충전의 실행을 계속한다.
한편, 비가 온다고 판단되면(단계 S2에서 예), ECU(15)는 보통 충전에서의 충전 종료 시간(Tchg)을 예측한다(단계 S20). 이때, ECU(15)는, 충전 컨트롤러(12)의 사용을 통해 구동 배터리(11)의 충전 상태를 취득하고, 충전 상태가 그 시점의 충전 상태로부터 목표 값에 도달할 때까지의 시간을, 보통 충전에서의 충전 전류량에 기초하여 산출한다. 예를 들어, 이 목표 값은 완전 충전 상태에 대응하며 배터리 종류에 따라 미리 설정된다.
그 후, ECU(15)는 차량(100) 측에 의해 설정되어 있는 희망 충전 종료 시간(Tdmn)을 취득한다(단계 S21). 희망 충전 종료 시간(Tdmn)은, 사용자에 의해 차량(100) 측의 입력 조작 유닛의 사용을 통해 차량(100) 내의 메모리(도시하지 않음)에 미리 설정되는 시간이다. ECU(15)는, 산출된 충전 종료 시간(Tchg)과 희망 충전 종료 시간(Tdmn)을 비교하고, 충전 종료 시간(Tchg)이 희망 충전 종료 시간(Tdmn) 이하인지의 여부를 판단한다(단계 S22).
충전 종료 시간(Tchg)이 희망 충전 종료 시간(Tdmn) 이하라고 판단되는 경우에는(단계 S22에서 예), ECU(15)는 보통 충전 요구를 송신하고(단계 S8) 충전이 완료되거나 충전이 중단되었다고 판단될 때까지 보통 충전의 실행을 계속한다(단계 S9, S10).
한편, 충전 종료 시간(Tchg)이 희망 충전 종료 시간(Tdmn)을 초과한다고 판단되지만(단계 S22에서 아니오) 비가 온다고 판단되는 경우에도, ECU(15)는 충전을 우선하여 1종의 예외 루틴으로서 급속 충전을 행한다(단계 S3). 충전이 완료되거나 충전이 중단되었다고 판단될 때까지, 구동 배터리(11)의 급속 충전을 계속해서 실행한다(단계 S3, S6).
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템 및 방법은 (1) 및 (2)의 이점 이외에 이하의 이점을 달성할 수 있다.
(3) 충전 종료 시간(Tchg)이 희망 충전 종료 시간(Tdmn) 이하인 경우에는 보통 충전이 적극적으로 선택되고, 따라서 사용자의 편리성을 크게 손상시키지 않으면서 최소한의 누전 대책을 향상시킬 수 있다.
제3 실시형태
차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법의 제3 실시형태를 제1 실시형태 및 제2 실시형태와의 차이점을 중심으로 이하에서 설명한다. 본 실시형태에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템의 기본적인 구성은 제1 실시형태의 시스템 구성과 동일하다. 본 실시형태에 따른 차량내 배터리의 충전 방법 중, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 충전 방법과 실질적으로 동일한 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고 그에 대한 설명은 반복하지 않는다.
도 4를 참조하여, 본 실시형태에 따른 충전 시스템의 충전 동작에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, ECU(15)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 강우 정보를 취득하고(단계 S1) 비가 오는지의 여부를 판단한다(단계 S2). ECU(15)는, 비가 오지 않는다고 판단되는 경우에는(단계 S2에서 아니오), 급속 충전을 개시하고(단계 S3), 충전이 완료되거나 또는 충전이 중단되었다고 판단될 때까지, 구동 배터리(11)의 급속 충전의 실행을 계속한다(단계 S3, S6).
한편, 비가 온다고 판단되면(단계 S2에서 예), ECU(15)는, 제2 실시형태와 마찬가지로, 보통 충전에서의 충전 종료 시간(Tchg)을 예측하고(단계 S20), 차량 측에 의해 설정되는 희망 충전 종료 시간(Tdmn)을 취득한다(단계 S21). 그리고, ECU(15)는, 예측된 충전 종료 시간(Tchg)을 희망 충전 종료 시간(Tdmn)과 비교하고, 충전 종료 시간(Tchg)이 희망 충전 종료 시간(Tdmn) 이하인지의 여부를 판단한다(단계 S22).
ECU(15)는, 충전 종료 시간(Tchg)이 희망 충전 종료 시간(Tdmn) 이하라고 판단되는 경우에는(단계 S22에서 예), 제2 실시형태와 마찬가지로 보통 충전 요구를 송신하고(단계 S8), 충전이 완료되거나 또는 충전이 중단되었다고 판단될 때까지 구동 배터리(11)의 보통 충전의 실행을 계속한다(단계 S9, S10).
한편, 충전 종료 시간(Tchg)이 희망 충전 종료 시간(Tdmn)을 초과한다고 판단되는 경우에는(단계 S22에서 아니오), ECU(15)는, 통상의 급속 충전에서의 것보다 더 적은 충전 전류량으로, 사용자의 희망 충전 종료 시간(Tdmn) 내에 급속 충전, 즉 DC 전류를 사용한 충전에서 구동 배터리를 충전할 수 있는 전류량을 연산한다(단계 S30). 이때, 예를 들어, ECU(15)는, 구동 배터리(11)의 충전 상태의 목표 값(%)으로부터, 그 시점의 충전 상태(%)를 감산하고, 그 차분을 필요한 전력량으로 환산하고, 그 전력량 및 희망 충전 종료 시간(Tdmn)에 기초하여 산출되어야 할 전류량으로 그 전력량을 환산한다.
ECU(15)는, 이 연산된 전류량에 의해 희망 충전 종료 시간(Tdmn) 내에 구동 배터리를 충전할 수 있는지의 여부를 다양한 조건에 기초하여 판단한다(단계 S31). 단계 S31에서 구동 배터리가 충전될 수 있다고 판단되는 경우, ECU(15)는 연산된 전류량을 급속 충전에서의 충전 전류량으로서 설정하고(단계 S32), 그리고 나서 급속 충전을 실행한다(단계 S3). 즉, 이 경우, 감소된 전류량에 의한 급속 충전이 실행된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템 및 방법은 (1) 및 (2)의 이점 이외에 이하의 이점을 달성할 수 있다.
(4) 충전 종료 시간(Tchg)이 희망 충전 종료 시간(Tdmn)을 초과하는 경우, 감소된 전류량에 의한 급속 충전이 행해지고 따라서, 급속 충전에 기초한 편리성 및 누전 대책의 향상을 서로 양립시킬 수 있다.
제4 실시형태
차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법의 제4 실시형태를 제1 실시형태와의 차이점을 중심으로 이하에서 설명한다. 본 실시형태에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법의 기본적인 구성은 도 1에 도시된 제1 실시형태의 구성과 동일하다. 제1 실시형태와 실질적으로 동일한 도 5의 요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고, 그에 대한 설명은 반복하지 않는다.
도 5에 도시한 바와 같이, 차량(100)은 날씨 정보를 제공하는 시설로부터의 정보를 수신할 수 있는 장치를 포함한다. 본 실시형태서, 상기 장치는 차량 정보 및 통신 시스템(vehicle information and communication system)(VICS: 등록 상표) 통신을 행하는 통신 유닛(41)을 포함한다. 차량(100)은 차량의 위치를 검출하는 GPS 수신 유닛(42)을 포함한다. 통신 유닛(41)에 의해 취득된 VICS 정보 및 GPS 수신 유닛(42)으로부터 수신된 차량 위치의 정보는, 예를 들어 점화 키가 오프되기 직전에 취득된 것은 메모리에 저장되거나 또는 점화 키가 오프된 후에도 ECU(15)에 의해 취득될 수 있다.
본 실시형태에 따른 충전 시스템의 충전 동작을 도 6을 참조하여 이하에서 설명한다. ECU(15)는, 차량측 커넥터(21) 및 외부 커넥터(31)가 서로 접속된 조건 하에서, 차량(100)의 위치 정보, 즉 외부 충전 장치(30)가 놓인 충전 스탠드의 위치 정보 및 강우 정보로의 날씨 정보를 포함하는 VICS 정보를 취득한다. 또한, ECU(15)는 충전 위치를 포함하는 지역의 날씨 정보를 취득한다(단계 S41). ECU(15)는, 날씨 정보에 포함되는 그 시점의 날씨에 기초하여 비가 오는지의 여부를 판단한다(단계 S42). 예를 들어, 그 지역의 날씨가 비가 오거나 눈이 오는 경우에는, 비가 온다고 판단되고, 날씨가 맑거나 흐린 경우에는 비가 오지 않는다고 판단된다.
ECU(15)는, 비가 오지 않는다고 판단되는 경우(단계 S42에서 아니오), 충전이 완료되거나 충전이 중단되었다고 판단될 때까지 급속 충전을 실행한다(단계 S3, S6). 여기서, 급속 충전 주에 날씨 정보를 확인하지 않는데, 그 이유는 통상적으로 급속 충전을 위해 필요한 시간보다 날씨 정보의 갱신 주기가 더 길기 때문이다.
한편, 상기 날씨 정보에 기초하여 비가 온다고 판단되는 경우(단계 S2에서 예), ECU(15)는, 보통 충전 요구를 송신하고(단계 S8), 충전이 완료되거나 충전이 중단될 때까지 보통 충전의 실행을 계속한다(단계 S9, S10).
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템 및 방법은 이하의 이점을 달성할 수 있다. (5) 통신 유닛(41)의 사용을 통해서 취득된 날씨 정보에 기초하여 비가 온다는 것을 나타내는 정보가 송신될 때, 충전 모드는 급속 충전 대신에 보통 충전을 행하도록 전환된다. 따라서, 비가 오는 경우에도, 사용자의 편리성을 크게 손상시키지 않으면서 누전 대책을 향상시킬 수 있다. 결과적으로, 구동 배터리(11)의 충전 동작의 안전성을 향상시킬 수 있다.
(6) 최근의 표준으로서 차량에 주로 장착되는 기존의 통신 유닛(41) 또는 GPS 수신 유닛(42)을 유용하게 사용할 수 있기 때문에, 누전 대책을 위해 특별한 센서를 새롭게 제공할 필요가 없다.
제5 실시형태
차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법의 제5 실시형태를 제1 실시형태 및 제4 실시형태와의 차이점을 중심으로 이하에서 설명한다. 본 실시형태에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템 및 차량내 배터리의 충전 방법의 기본적인 구성은 도 1 또는 도 5에 도시된 제1 실시형태 및 제4 실시형태의 구성과 도일하다. 제1 실시형태 및 제4 실시형태와 실질적으로 동일한 도 7의 요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고, 그에 대한 설명은 반복하지 않는다.
도 7에 도시된 바와 같이, 충전 스탠드 등에 설치된 외부 충전 장치(30)는 외부 커넥터(31), 충전 컨트롤러(32), 및 케이블 군(33) 이외에 통신 유닛(51)을 포함한다. 통신 유닛(51)은 날씨 정보를 제공하는 시설로부터의 정보를 수신하는 장치이며 예를 들어 VICS 통신을 행하는 유닛이다. 차량(100)은, 레인 센서(20)가 제1 실시형태에 따른 차량(100)으로부터 제거되거나 그 사용이 생략되는 구성을 갖는다.
본 실시형태에 따른 충전 시스템의 충전 동작은, 단계 S41의 날씨 정보의 취득이 외부 충전 장치(30)의 통신 유닛(51)에 의해 실행된다는 점에서, 도 6에 예시된 제4 실시형태의 충전 동작과 상이하다. 도 6에 도시된 충전 동작은, 통신 유닛(51)의 사용을 통해 취득된 날씨 정보가 외부 충전 장치(30)의 충전 컨트롤러(32)로부터 차량(100)의 충전 컨트롤러(12)를 통해 ECU(15)에 피드백되도록 순차적으로 실행된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 차량내 배터리의 충전 시스템 및 충전 방법은 이하의 이점을 달성할 수 있다. (7) 통신 유닛(51)의 사용을 통해 취득된 날씨 정보에 기초하여, 비가 온다는 것을 나타내는 정보가 송신되는 경우, 외부 충전 장치(30)의 충전 컨트롤러(32)로부터의 정보가 피드백되는 ECU(15)에 의해, 급속 충전 대신에 보통 충전을 행하도록 충전 모드가 전환된다. 따라서, 비가 오는 경우에도, 사용자의 편리성을 크게 손상시키지 않으면서 누전 대책을 향상시킬 수 있다. 결과적으로, 구동 배터리(11)의 충전 동작의 안전성을 향상시킬 수 있다.
(8) 차량의 수보다 절대적으로 더 적은 충전 스탠드 측의 설비에 의해 날씨 정보가 취득되기 때문에, 급속 충전에 대한 누전 대책을 취하는 충전 시스템으로서의 차량측 설비를 간략화할 수 있다.
다른 실시형태
상기 실시형태들은 이하의 양태로 실시될 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제3 실시형태에서의 레인 센서는 외부 충전 장치(30)에 접속될 수 있다. 이러한 양태에서의 레인 센서(60)는 옥외에 배치되고 비가 올 때에 빗방울이 부착되도록 배치된 검출 영역의 빗방울의 양(강우량)을 검출한다. 레인 센서(60)의 검출 결과는, 제5 실시형태에서 설명된 바와 같이, 차량(100)의 충전 컨트롤러(12)를 통해 충전 컨트롤러(32)로부터 ECU(15)에 피드백된다. 대안적으로, 충전 컨트롤러(32)는, 레인 센서(60)에 의해 취득된 강우 정보에 기초하여, 비가 오는지의 여부를 판단할 수 있고, 구동 배터리(11)의 충전 모드를 선택할 수 있으며, ECU(15)에 대하여 보통 충전 또는 감소된 전류량에 의한 급속 충전을 요구할 수 있다. 이러한 양태는 (7), (8)의 이점과 유사한 이점을 달성할 수 있다.
제1 실시형태에서는, 급속 충전 중에도 비가 오는지의 여부가 판단되지만, 급속 충전이 결정된 후에는 충전이 완료되거나 중단될 때까지 비가 오는지의 여부를 판단하지 않고 급속 충전의 실행이 계속될 수 있다.
제3 실시형태에서는, 충전 종료 시간(Tchg)이 희망 충전 종료 시간(Tdmn)을 초과하는 때에 감소된 전류량에 의한 급속 충전이 선택되지만, 이외에 충전 종료 시간(Tchg)과 희망 충전 종료 시간(Tdmn)을 비교하지 않고 감소된 전류량에 의한 급속 충전을 선택할 수 있다. 즉, ECU(15)가 비가 온다고 판단하자마자, 통상의 급속 충전에서의 충전 전류량보다 적은 전류량에 의해 DC 전류를 사용하여 구동 배터리(11)를 충전할 수 있다.
제4 실시형태에서는, 제2 실시형태와 마찬가지로, ECU(15)가 비가 온다고 판단했을 때에, 충전 종료 시간(Tchg)을 희망 충전 종료 시간(Tdmn)과 비교할 수 있고, 충전 종료 시간(Tchg)이 희망 충전 종료 시간(Tdmn) 이하인 경우에, 보통 충전을 선택할 수 있다. 대안적으로, 제3 실시형태와 마찬가지로, 충전 종료 시간(Tchg)이 희망 충전 종료 시간(Tdmn)을 초과하는 경우에, 희망 충전 종료 시간(Tdmn) 내에 구동 배터리를 충전할 수 있는 전류량을 연산하고, 연산된 충전 전류량에 의해 급속 충전을 행할 수 있다.
제5 실시형태에서는, 제2 실시형태와 마찬가지로, 날씨 정보가 피드백된 ECU(15)가 비가 온다고 판단했을 때에, 충전 종료 시간(Tchg)을 희망 충전 종료 시간(Tdmn)과 비교할 수 있고, 충전 종료 시간(Tchg)이 희망 충전 종료 시간(Tdmn) 이하인 경우에, 보통 충전을 선택할 수 있다. 대안적으로, 제3 실시형태와 마찬가지로, 충전 종료 시간(Tchg)이 희망 충전 종료 시간(Tdmn)을 초과하는 경우에, 희망 충전 종료 시간(Tdmn) 내에 구동 배터리를 충전할 수 있는 전류량을 연산할 수 있고, 연산된 충전 전류량을 사용하여 급속 충전을 행할 수 있다.
제5 실시형태에서는, ECU(15)는 비가 온다고 판단되는 경우에 보통 충전을 요구하지만, 외부 충전 장치(30)의 충전 컨트롤러(32)가 차량(100)에 대하여 보통 충전을 요구할 수 있다.
상기 실시형태들에서는, 외부 충전 장치(30) 및 차량(100)의 ECU(15)가, 케이블 군(23, 33)의 통신선을 통해 다양한 신호를 송신 및 수신하지만, 무선 통신에 의해 그들 사이에서 다양한 신호를 송신 및 수신할 수 있다.
상기 실시형태들에서는, 급속 충전이 표준 충전 모드로서 설정되고, ECU(15)는 보통 충전 또는 급속 충전을 선택하고, 선택된 모드에서 충전이 자동적으로 행해진다. 이외에, 보통 충전이 선택된 후, 외부 충전 장치(30)에 배치된 디스플레이(도시되지 않음)에, 보통 충전 또는 감소된 전류량을 사용한 급속 충전의 이용가능성이 표시될 수 있어 사용자가 충전을 허용하도록 한다. 사용자가 보통 충전 또는 감소된 전류량을 사용한 급속 충전을 허용하도록 디스플레이를 조작할 때 충전이 행해지고, 사용자가 보통 충전 또는 감소된 전류량을 사용한 급속 충전을 금지하도록 디스플레이를 조작할 때 충전이 중단될 수 있다. 대안적으로, ECU(15) 또는 충전 컨트롤러(32)는, 사용자에 의해 소지되는 통신 기능을 갖는 휴대 단말기에, 보통 충전 또는 감소된 전류량을 사용하는 급속 충전이 허용되어야 하는지의 여부에 대해 문의하는 이메일 등을 송신할 수 있다. 사용자의 조작에 기초하는 충전을 허용하는 통지가 수신되면, 충전 컨트롤러(32)는 보통 충전 또는 감소된 전류량을 사용하는 급속 충전을 개시한다. 이러한 구성에 따르면, 사용자가 의사를 확인하게 할 수 있고, 사용자의 의사에 기초한 충전을 할 수 있게 할 수 있다.
상기 실시형태들에서는, 차량(100)은, 구동 배터리(11) 이외에, 보조 배터리(13)를 포함하지만, 구동 배터리(11) 또는 압력 컨트롤러에 의해서만 주행 모터 및 다양한 컨트롤러에 전력을 공급하는 구성을 채용할 수 있다.
상기 실시형태들에서는, 차량내 배터리의 충전 시스템은 전기 자동차를 충전하기 위한 시스템으로서 예시하였지만, 다른 종류의 차량을 충전하는 시스템으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 주행 모터 및 엔진을 병행해서 사용하여 주행하는 플러그인 하이브리드 차량을 충전 대상으로서 사용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 급속 충전을 행할 수 있는 외부 충전 장치를 사용하여 차량내 배터리를 충전하도록 구성되는 차량내 배터리의 충전 시스템이며, 충전 시스템은,
    비가 오는지의 여부를 나타내는 정보인 강우 정보를 취득하도록 구성되는 강우 정보 취득 유닛, 및
    외부 충전 장치에 의한 차량내 배터리의 충전 모드를 제어하도록 구성되는 컨트롤러를 포함하고,
    컨트롤러는, 강우 정보 취득 유닛에 의해 취득된, 비가 온다고 나타내는 강우 정보에 기초하여, 급속 충전의 실행을 금지시키거나 또는 급속 충전에서의 충전 전류량을 감소시키도록 구성되는, 차량내 배터리의 충전 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 컨트롤러는, 차량내 배터리의 급속 충전 및 AC 전류를 사용하는 충전인 보통 충전을 선택하도록 구성되며,
    컨트롤러는, 강우 정보 취득 유닛에 의해 취득된, 비가 온다고 나타내는 강우 정보에 기초하여 보통 충전을 선택하도록 구성되는, 차량내 배터리의 충전 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 컨트롤러는, 차량내 배터리의 충전 상태를 취득하고, 취득된 충전 상태에 기초하여 보통 충전이 선택될 때의 충전 종료 시간을 예측하도록 구성되며,
    컨트롤러는, 예측된 충전 종료 시간이 사용자에 의해 설정된 희망 충전 종료 시간 이하인 조건 하에서, 보통 충전을 선택하도록 구성되는, 차량내 배터리의 충전 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 컨트롤러는, 차량내 배터리의 충전 상태를 취득하고, 취득된 충전 상태에 기초하여 보통 충전이 선택될 때의 충전 종료 시간을 예측하도록 구성되며,
    컨트롤러는, 예측된 충전 종료 시간이 사용자에 의해 설정된 희망 충전 종료 시간을 초과하는 조건 하에서, 감소된 충전 전류량을 사용하여 급속 충전을 행하도록 구성되는, 차량내 배터리의 충전 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 강우 정보 취득 유닛은 차량에 장착되고 차량의 젖음에 기초하여 비가 오는지의 여부를 검출하도록 구성되는 레인 센서인, 차량내 배터리의 충전 시스템.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 강우 정보 취득 유닛은 외부 충전 장치가 설치되는 지역의 날씨 정보를 취득하도록 구성되는, 차량내 배터리의 충전 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 급속 충전은 DC 전류를 사용하는 충전인, 차량내 배터리의 충전 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 급전선을 통해 차량내 배터리에 접속되는 충전 컨트롤러를 더 포함하고,
    컨트롤러는, 전자 제어 유닛이며, 취득된 강우 정보에 기초하여 충전 컨트롤러에 제어 명령을 출력함으로써 충전 모드를 제어하도록 구성되는, 차량내 배터리의 충전 시스템.
  9. 급속 충전을 행할 수 있는 외부 충전 장치를 사용하여 차량내 배터리를 충전하도록 구성되는 차량내 배터리의 충전 방법이며, 충전 방법은,
    강우 정보 취득 유닛이 비가 오는지의 여부를 나타내는 정보인 강우 정보를 취득하게 하는 단계,
    컨트롤러가 외부 충전 장치를 사용하여 차량내 배터리의 충전 모드를 제어하게 하는 단계, 및
    충전 모드 제어 시에, 강우 정보 취득 유닛에 의해 취득된, 비가 온다고 나타내는 강우 정보에 기초하여, 급속 충전의 실행을 금지시키거나 급속 충전에서의 충전 전류량을 감소시키는 단계를 포함하는, 차량내 배터리의 충전 방법.
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