KR20160121911A - 전기 자동차에 포함된 충전 장치 - Google Patents

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KR20160121911A
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김범열
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

전기 자동차에 포함되는 충전 장치가 개시된다. 전기 자동차에 포함되는 충전 장치는 상기 전기 자동차를 충전하는 전력을 공급하는 자동차 충전 장치로부터 파일럿 신호를 수신하는 연결선; 상기 파일럿 신호를 로우패스 필터링하는 로우 패스 필터; 및 상기 자동차 충전 장치에게 전송할 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 통신부를 포함하고, 상기 로우패스 필터는 능동 로우패스 필터이다.

Description

전기 자동차에 포함된 충전 장치{CHARGING DEVICE INCLUDED IN ELECTRONIC VEHICLE}
본 발명은 전기 자동차에 포함된 충전 장치에 관한 것이다.
전기 자동차란, 전기를 사용하여 운행되는 자동차를 의미하는 것으로, 크게 순수 전기 자동차(Batttery Powered Electric Vehicle)와 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle)로 구분될 수 있다. 여기서 순수 전기 자동차는, 화석 연료를 이용함 없이 전기만을 사용하여 주행하는 자동차로서, 일반적으로 전기 자동차라 명칭된다. 그리고 하이브리드 전기 자동차는 전기 및 화석 연료를 사용하여 주행하는 것을 의미한다. 그리고 이와 같은 전기 자동차에는, 주행을 위한 전기를 공급하는 배터리가 구비된다. 특히, 순수 전기 자동차 및 플러그인(Plug-in) 타입의 하이브리드 전기 자동차는, 전기 자동차가 포함하는 충전 장치를 이용하여 외부의 전원으로부터 공급되는 전력으로 배터리를 충전한다. 이후, 전기 자동차는 배터리에 충전된 전력을 이용하여 전기 모터를 구동한다. 따라서 전기 자동차의 구동을 위해 전기 자동차의 충전이 필요하다.
전기 자동차의 충전은 전기 자동차의 충전 스테이션의 전기 자동차용 충전기와 전기 자동차가 포함하는 충전 장치를 통해 이루어진다. 충전 스테이션은 전기 자동차용 충전기에 전력을 공급한다. 전기 자동차용 충전기는 전력을 전기 자동차에 전달한다. 이때, 전기 자동차가 포함하는 충전 장치는 전기 자동차의 배터리를 충전한다. 구체적으로 전기 자동차가 포함하는 충전 장치는 전기 자동차 충전 장치와 전력선 통신(Power Line Communication, PLC) 및 파일럿(Pilot) 통신을 하여 전기 자동차의 충전을 제어한다.
이때, PLC 통신 신호와 파일럿 통신 신호 사이에 간섭 현상이 일어날 수 있다. PLC 통신 신호와 파일럿 통신 신호 사이에 간섭 현상이 일어나는 경우 전기 자동차의 오작동이 발생할 수 있다. 따라서 PLC 통신 신호와 파일럿 통신 신호 사이에 간섭 현상을 방지할 수 있는 충전 장치가 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 PLC 통신 신호와 파일럿 통신 신호 사이에 간섭 현상을 방지하는 전기 자동차에 포함된 충전 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차에 포함되는 충전 장치는 상기 전기 자동차를 충전하는 전력을 공급하는 자동차 충전 장치로부터 파일럿 신호를 수신하는 연결부; 상기 파일럿 신호를 로우패스 필터링하는 로우패스 필터; 및 상기 자동차 충전 장치에게 전송할 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 통신부를 포함하고, 상기 로우패스 필터는 능동 로우패스 필터이다.
상기 충전 장치는 상기 로우패스 필터의 일단에 연결되어 상기 파일럿 통신부가 생성한 상기 파일럿 신호를 상기 전기 자동차 충전 장치에게 전달하는 파일럿 통신 보조부를 더 포함할 수 있다.
상기 파일럿 통신 보조부는 상기 파일럿 신호 동일한 크기와 동일한 주파수를 갖는 신호를 생성하여 상기 파일럿 신호를 전달할 수 있다.
상기 파일럿 통신 보조부는 상기 로우패스 필터의 일단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖는 제1 저항과 상기 로우패스 필터의 일단에 연결되는 스위치와 상기 스위치의 타단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖는 제2 저항을 포함할 수 있다.
상기 자동차 충전 장치에게 전송할 파일럿 신호는 상기 전기 자동차의 충전 시작 또는 상기 전기 자동차의 충전 완료를 나타낼 수 있다.
상기 자동차 충전 장치에게 전송할 파일럿 신호가 상기 전기 자동차의 충전 시작을 나타내는 경우, 상기 파일럿 신호는 제1 기준 범위 전압에 해당하는 교류 전압이고, 상기 자동차 충전 장치에게 전송할 파일럿 신호가 상기 전기 자동차의 충전 완료를 나타내는 경우, 상기 파일럿 신호는 상기 제1 기준 범위 전압 보다 최대 값이 큰 제2 기준 범위 전압에 해당하는 교류 전압일 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 PLC 통신 신호와 파일럿 통신 신호 사이에 간섭 현상을 방지하는 전기 자동차에 포함된 충전 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차 충전 장치와 전기 자동차에 포함된 충전 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차 충전 장치와 전기 자동차에 포함된 충전 장치의 회로도를 보여준다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차에 포함된 충전 장치의 동작 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기 자동차 충전 장치와 전기 자동차에 포함된 충전 장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기 자동차 충전 장치와 전기 자동차에 포함된 충전 장치의 회로도를 보여준다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기 자동차에 포함된 충전 장치의 동작 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.
또한 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.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차에 포함된 충전 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차용 충전기 연결 감지 장치의 블록도이다.
도 1을 참고하면, 전기 자동차 충전 장치(100)는 로우패스 필터(110), PLC 통신부(130) 및 파일럿 통신부(150)를 포함한다.
PLC 통신부(130)는 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)와 PLC 통신을 수행한다. PLC 통신은 전력선을 이용한 통신으로 전기 자동차 충전 장치(100)와 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)가 충전에 관한 정보를 교환하는데 사용된다. PLC 통신에 사용되는 PLC 신호는 1.8 MHz에서 30 MHz 사이의 비교적 높은 대역대의 주파수 이다.
파일럿 통신부(150)는 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)와 파일럿 통신을 수행한다. 파일럿 통신은 전기 자동차 내부의 충전과정을 감시하고 제어하기 위한 통신이다. 파일럿 통신에 사용되는 신호는 1 KHz 정도의 낮은 주파수를 갖는다.
로우패스 필터(110)는 파일럿 통신 신호를 필터링한다. 로우패스 필터(110)는 비교적 높은 주파수의 신호 성분이 유입되는 것을 방지한다. 구체적으로 로우패스 필터(110)는 PLC 통신부(130)에 노이즈나 PLC 신호가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 PLC 신호는 1.8 MHz에서 30 MHz의 주파수를 갖고, 파일럿 신호는 1 KHz 정도의 낮은 주파수를 가지므로 로우패스 필터(110)를 통해 파일럿 신호만을 필터링할 수 있다. 구체적으로 로우패스 필터(110)는 3 KHz이하의 주파수를 갖는 신호만을 통과시킬 수 있다.
전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)는 연결부(170), 로우패스 필터(210), PLC 통신부(230) 및 파일럿 통신부(250)를 포함한다.
연결선(170)은 전기 자동차 충전 장치(100)와 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)를 연결한다.
PLC 통신부(230)는 전기 자동차 충전 장치(100)와 PLC 통신을 수행한다. 앞서 설명한 바와 같이 PLC 통신은 전력선을 이용한 통신으로 전기 자동차 충전 장치(100)와 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)가 충전에 관한 정보를 교환하는데 사용된다.
파일럿 통신부(250)는 전기 자동차 충전 장치(100)와 파일럿 통신을 수행한다. 앞서 설명한 바와 같이 파일럿 통신은 전기 자동차 내부의 충전과정을 감시하고 제어하기 위한 통신이다. 구체적으로 파일럿 통신부(250)는 전기 자동차 충전 시작 또는 전기 자동차 충전 완료를 나타내는 파일럿 신호를 생성할 수 있다.
로우패스 필터(210)는 파일럿 통신 신호를 필터링한다. 로우패스 필터(210)는 전기 자동차 충전 장치(100)의 로우패스 필터(110)와 같이 비교적 높은 주파수의 신호 성분이 유입되는 것을 방지한다. 구체적으로 로우패스 필터(210)는 PLC 통신부(230)에 노이즈나 PLC 신호가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 PLC 신호는 1.8 MHz에서 30 MHz의 주파수를 갖고, 파일럿 신호는 1 KHz 정도의 낮은 주파수를 가지므로 로우패스 필터(210)를 통해 파일럿 신호만을 필터링할 수 있다. 구체적으로 로우패스 필터(210)는 3 KHz이하의 주파수를 갖는 신호만을 통과시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차용 충전기 연결 감지 장치의 구체적인 동작은 도 2 및 도 3을 참고하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차 충전 장치와 전기 자동차에 포함된 충전 장치의 회로도를 보여준다.
PLC 통신부(130)의 일단은 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)와 전기 자동차 충전 장치(100)를 연결하는 연결부(170)에 연결된다. PLC 통신부(130)의 타단은 파일럿 통신부(150)의 타단에 연결된다. PLC 통신부(130)는 PLC 통신을 수행하는 PLC 칩셋과 변압 코일을 포함한다.
로우패스 필터(110)는 PLC 통신부(130)의 일단에 연결되는 일단과 파일럿 통신부(150)의 일단에 연결되는 타단을 갖는다. 로우패스 필터(110)는 저항(Rdamp1)와 인덕터(L1)을 포함한다. 저항(Rdamp1)은 PLC 통신부(130)의 일단에 연결되는 일단과 파일럿 통신부(150)의 일단에 연결되는 타단을 갖는다. 인덕터(L1)은 PLC 통신부(130)의 일단에 연결되는 일단과 파일럿 통신부(150)의 일단에 연결되는 타단을 갖는다. 인덕터(L1)는 고주파수를 가지는 신호가 통과하지 못하고, 저주파수 가진 신호만을 필터링한다. 이때, 저항(Rdamp1)은 인덕터(L1)에 의한 발진을 방지하기 위한 것이다.
파일럿 통신부(150)는 로우패스 필터(110)의 타단에 연결되는 일단과 PLC 통신부(130)의 타단에 연결되는 타단을 갖는다. 파일럿 통신부(150)는 교류 전압 생성부(Vs), 저항(R1), 저항(RM1), 커패시터(CS1) 및 커패시터(CM1)을 포함한다.
교류 전압 생성부(Vs)는 파일럿 신호를 생성하고, 교류 전압 생성부(Vs)의 일단은 접지된다.
저항(R1)의 일단은 교류 전압 생성부(VS)의 타단에 연결된다.
커패시터(CS1)는 저항(R1)의 타단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖는다.
저항(RM1)의 일단은 저항(R1)의 타단에 연결된다.
커패시터(CM1)는 저항(RM1)의 타단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖는다.
PLC 통신부(230)의 일단은 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)와 전기 자동차 충전 장치(100)를 연결하는 연결부(170)에 연결된다. PLC 통신부(230)의 타단은 파일럿 통신부(250)의 타단에 연결된다. PLC 통신부(230)는 PLC 통신을 수행하는 PLC 칩셋과 변압 코일을 포함한다.
로우패스 필터(210)는 PLC 통신부(230)의 일단에 연결되는 일단과 파일럿 통신부(250)의 일단에 연결되는 타단을 갖는다. 로우패스 필터(210)는 저항(Rdamp2)와 인덕터(L2)를 포함한다. 저항(Rdamp2)는 PLC 통신부(230)의 일단에 연결되는 일단과 파일럿 통신부(250)의 일단에 연결되는 타단을 갖는다. 인덕터(L2)는 PLC 통신부(130)의 일단에 연결되는 일단과 파일럿 통신부(150)의 일단에 연결되는 타단을 갖는다. 인덕터(L2)는 고주파수를 가지는 신호가 통과하지 못하고, 저주파수 가진 신호만을 필터링한다. 이때, 저항(Rdamp2)는 인덕터(L2)에 의한 발진을 방지하기 위한 것이다.
파일럿 통신부(250)는 로우패스 필터(210)의 타단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖는다. 파일럿 통신부(250)는 다이오드(D), 커패시터(CV), 저항(R2), 저항(RM2), 커패시터(CM2) 스위치(S2) 및 저항(R3)를 포함한다.
커패시터(CV)는 로우패스 필터(210)의 타단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖는다.
다이오드(D)의 일단은 로우패스 필터(210)의 타단에 연결된다.
저항(RM2)의 일단은 다이오드(D)의 타단에 연결된다.
커패시터(CM2)는 저항(RM2)의 타단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖는다. 파일럿 신호는 커패시터(CM2)의 일단에 인가된다.
저항(R2)는 저항(RM2)의 타단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖는다.
스위치(S2)의 일단은 다이오드(D)의 타단에 연결된다. 스위치(S2)는 파일럿 신호가 감지되면 턴 온될 수 있다. 구체적으로 전기 자동차 충전 장치(100)와 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)가 연결되어 파일럿 신호가 감지되는 경우, 파일럿 통신부(250)는 스위치(S2)를 턴 온할 수 있다. 이때, 파일럿 통신부(250)는 커패시터(CM2)에 인가되는 교류 전압이 기준 범위에 해당하면 파일럿 신호를 감지한 것으로 판단할 수 있다. 예컨대, 전기 자동차 충전 장치(100)와 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)가 연결되기 전에는 제1 기준 범위 전압(예컨대, 직류 12 V)이 커패시터(CM2)에 인가될 수 있다. 또한, 전기 자동차 충전 장치(100)와 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)가 연결된 후 제2 기준 범위 전압(예컨대, 9 V에서 -12 V사이의 교류 전압)이 커패시터(CM2)에 인가될 수 있다. 이때, 파일럿 통신부(250)는 전기 자동차의 충전을 시작할 수 있다. 또한, 파일럿 통신부(250)는 전기 자동차 충전 시작을 전기 자동차 충전 장치(100)에 알리기 위해 스위치(S2)를 턴 온할 수 있다. 이후, 제3 기준 범위 전압(예컨대, 6 V에서 -12 V사이의 교류 전압)이 커패시터(CM2)에 인가될 수 있다. 또한, 파일럿 통신부(250)는 전기 자동차 충전 종료를 전기 자동차 충전 장치(100)에 알리기 위해 스위치(S2)를 턴 오프할 수 있다. 이후, 제2 기준 범위 전압(예컨대, 9 V에서 -12 V사이의 교류 전압)이 커패시터(CM2)에 인가될 수 있다. 또한, 전기 자동차 충전 장치(100)와 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)의 연결이 해제되면 다시 제1 기준 범위 전압(예컨대, 직류 12 V)가 커패시터(CM2)에 인가될 수 있다. 이러한 전압 변화는 파일럿 신호를 나타낸다. 앞서 설명한 것과 같이 제2 기준 범위 전압의 최대 값이 제1 기준 범위 전압의 최대 값보다 클 수 있다. 따라서 파일럿 신호는 연결부(170)를 통해 전기 자동차 충전 장치(100)에 전달된다. 이에 따라 전기 자동차 충전 장치(100)는 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)와의 연결 여부, 전기 자동차 충전 시작 및 전기 자동차 충전 완료를 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차에 포함된 충전 장치의 동작 흐름도이다.
전기 자동차에 포함된 충전 장치(200)와 전기 자동차 충전 장치(100)가 연결되면, 연결부(170)는 파일럿 신호를 수신한다(S101). 앞서 설명한 바와 같이 파일럿 신호는 전기 자동차 충전 장치(100)의 파일럿 통신부(150)가 생성하는 교류 전압이다.
로우패스 필터(210)는 파일럿 신호를 로우패스 필터링한다(S103). 앞서 설명한 바와 같이 파일럿 신호는 비교적 저주파수를 가지므로 로우패스 필터(210)는 노이즈나 PLC 신호를 제거하고 파일럿 신호를 통과시킬 수 있다.
전기 자동차 충전이 시작되면, 파일럿 통신부(250)는 전기 자동차 충전 시작을 나타내는 파일럿 신호를 생성한다(S105). 구체적으로 파일럿 통신부(250)는 파일럿 통신부(250)가 포함하는 스위치(S2)를 턴 온하여 파일럿 신호를 생성할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 스위치(S2)가 턴 온됨에 따라 전기 자동차 충전 장치(100)에 연결부(170)를 통해 전달되는 교류 전압, 파일럿 신호 크기의 범위가 달라진다. 이러한 파일럿 신호의 변화를 통해 전기 자동차 충전 장치(100)는 전기 자동차 충전 시작을 감지할 수 있다.
전기 자동차 충전이 종료되면, 파일럿 통신부(250)는 전기 자동차 충전 종료를 나타내는 파일럿 신호를 생성한다(S107). 구체적으로 파일럿 통신부(250)는 파일럿 통신부(250)가 포함하는 스위치(S2)를 턴 오프하여 파일럿 신호를 생성할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 스위치(S2)가 턴 오프됨에 따라 전기 자동차 충전 장치(100)에 연결부를 통해 전달되는 교류 전압, 파일럿 신호 크기의 범위가 달라진다. 이러한 파일럿 신호의 변화를 통해 전기 자동차 충전 장치(100)는 전기 자동차 충전 종료를 감지할 수 있다.
다만, 도 1 내지 도 2를 통해서 설명한 것과 같이 로우패스 필터(210)가 수동 소자만을 사용할 경우, 로우패스 필터(210)의 필터링 효율을 높이는데 한계가 있다. 또한, 필터링 효율을 높이기 위해 더 큰 인덕턴스를 갖는 인덕터를 사용하면 비용이 상승하게 된다. 따라서 OP 앰프와 같이 능동 소자를 포함하는 로우패스 필터(210)가 필요하다. 이에 대해서는 도 4 내지 도 6을 통해 설명한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기 자동차 충전 장치와 전기 자동차에 포함된 충전 장치의 블록도이다.
도 4는 도 1 내지 도 3의 실시예와 모두 동일하나 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)의 로우패스 필터(210)는 능동 소자를 포함하는 능동 필터이고, 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)는 파일럿 통신 보조부(270)를 더 포함한다. 도 1과 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.
로우패스 필터(210)가 능동 필터인 경우, 능동 필터가 포함하는 능동 소자로 인하여 파일럿 신호가 전기 자동차 충전 장치(100)로 전달되지 않는다. 파일럿 통신 보조부(270)는 파일럿 통신부(250)의 전압, 파일럿 신호를 감지하여 파일럿 신호를 전기 자동차 충전 장치(100)로 전달한다. 파일럿 통신 보조부(270)의 구체적인 동작은 도 5 내지 도 6을 통해 설명한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기 자동차 충전 장치와 전기 자동차에 포함된 충전 장치의 회로도를 보여준다.
도 5의 실시예에서 전기 자동차 충전 장치(100)의 회로도는 도 2의 실시예에서의 전기 자동차 충전 장치(100)의 회로도와 동일하다. 따라서 전기 자동차 충전 장치(100)의 회로도에 대한 설명은 생략한다.
PLC 통신부(230)의 일단은 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)와 전기 자동차 충전 장치(100)를 연결하는 연결부(170)에 연결된다. PLC 통신부(230)의 타단은 파일럿 통신 보조부(270)의 타단에 연결된다. PLC 통신부(230)는 PLC 통신을 수행하는 PLC 칩셋과 변압 코일을 포함할 수 있다.
로우패스 필터(210)는 파일럿 통신 보조부(270)의 일단에 연결되는 일단과 파일럿 통신부(250)의 일단에 연결되는 타단을 갖는다. 앞서 설명한 바와 같이 로우패스 필터(210)는 능동 로우패스 필터이다. 따라서 로우패스 필터(210)는 능동 소자를 포함한다. 구체적으로 로우패스 필터(210)는 OP 앰프를 포함할 수 있다. OP 앰프와 같은 능동 소자의 경우, 수동 소자와 달리 타단에 다른 소자가 연결되더라도 일단에 전압 강하가 일어나지 않는다. 따라서 파일럿 통신부(250)가 로우패스 필터(210)의 타단 뒤에서 스위치 턴 온/ 턴 오프하여 파일럿 신호를 생성하더라도, 파일럿 신호가 로우패스 필터(210)의 일단으로 전달되지 않는다.
파일럿 통신부(250)는 로우패스 필터(210)의 타단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖는다. 파일럿 통신부(250)는 다이오드(D), 커패시터(CV), 저항(R2), 저항(RM2), 커패시터(CM2), 저항(R2), 스위치(S2) 및 저항(R3)를 포함할 수 있다.
커패시터(CV)는 로우패스 필터(210)의 타단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖을 수 있다.
다이오드(D)의 일단은 로우패스 필터(210)의 타단에 연결될 수 있다.
저항(RM2)의 일단은 다이오드(D)의 타단에 연결될 수 있다.
커패시터(CM2)는 저항(RM2)의 타단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖는다. 파일럿 신호는 커패시터(CM2)의 일단에 인가될 수 있다.
저항(R2)는 저항(RM2)의 타단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖을 수 있다.
스위치(S2)의 일단은 다이오드(D)의 타단에 연결된다. 스위치(S2)는 파일럿 신호가 감지되면 턴 온될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 전기 자동차 충전 장치(100)와 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)가 연결되어 파일럿 신호가 감지되는 경우, 파일럿 통신부(250)는 스위치(S2)를 턴 온할 수 있다. 이때, 파일럿 통신부(250)는 커패시터(CM2)에 인가되는 교류 전압이 기준 범위에 해당하면 파일럿 신호를 감지한 것으로 판단할 수 있다. 예컨대, 전기 자동차 충전 장치(100)와 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)가 연결되기 전에는 제1 기준 범위 전압(예컨대, 직류 12 V)가 커패시터(CM2)에 인가될 수 있다. 또한, 전기 자동차 충전 장치(100)와 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)가 연결된 후 제2 기준 범위 전압(예컨대, 9 V에서 -12 V사이의 교류 전압)이 커패시터(CM2)에 인가될 수 있다. 이때, 파일럿 통신부(200)는 전기 자동차의 충전을 시작할 수 있다. 또한, 파일럿 통신부(200)는 전기 자동차 충전 시작을 나타내는 파일럿 신호를 생성하기 위해 스위치(S2)를 턴 온할 수 있다. 이후, 제3 기준 범위 전압(예컨대, 6 V에서 -12 V사이의 교류 전압)이 커패시터(CM2)에 인가될 수 있다. 또한, 파일럿 통신부(250)는 전기 자동차 충전 종료를 나타내는 파일럿 신호를 생성하기 위해 스위치(S2)를 턴 오프할 수 있다. 이후, 제2 기준 범위 전압(예컨대, 9 V에서 -12 V사이의 교류 전압)이 커패시터(CM2)에 인가될 수 있다. 또한, 전기 자동차 충전 장치(100)와 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)의 연결이 해제되면 다시 제1 기준 범위 전압(예컨대, 직류 12 V)가 커패시터(CM2)에 인가될 수 있다. 이러한 전압 변화는 파일럿 신호를 나타낸다. 앞서 설명한 것과 같이 제2 기준 범위 전압의 최대 값이 제1 기준 범위 전압의 최대 값보다 클 수 있다. 다만, 앞서 설명한 바와 같이 로우패스 필터(210)가 능동 로우패스 필터인 경우 파일럿 신호가 전기 자동차 충전 장치(100)에 전달되지 않는다. 따라서 파일럿 통신부(250)의 동작만으로는 파일럿 신호가 연결부(170)를 통해 전기 자동차 충전 장치(100)에 전달되지 않는다. 따라서 파일럿 통신 보조부(270)가 필요하다.
파일럿 통신 보조부(270)는 파일럿 통신부(250)가 생성하는 파일럿 신호를 감지하여 파일럿 신호와 동일한 크기와 동일한 주파수를 갖는 신호를 생성한다. 구체적으로 전기 자동차 충전 시작을 나타내는 파일럿 신호가 감지되는 경우, 파일럿 통신 보조부(270)는 전기 자동차 충전 시작을 나타내는 파일럿 신호와 동일한 크기와 동일한 주파수를 갖는 신호를 생성할 수 있다. 또한 전기 자동차 충전 완료를 나타내는 파일럿 신호가 감지되는 경우, 파일럿 통신 보조부(270)는 전기 자동차 충전 완료를 나타내는 파일럿 신호와 동일한 크기와 동일한 주파수를 갖는 신호를 생성할 수 있다.
파일럿 통신 보조부(270)는 도 5의 실시예에서와 같이 저항(R4), 스위치(S3) 및 저항(R5)을 포함할 수 있다. 저항(R4)는 로우패스 필터(210)의 일단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖을 수 있다. 스위치(S3)의 일단은 로우패스 필터(210)의 일단에 연결될 수 있다. 저항(R5)은 스위치(S3)의 타단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖을 수 있다.
구체적인 실시예에서 스위치(S2)가 턴 온되어 제3 기준 범위 전압(예컨대, 6 V에서 -12 V사이의 교류 전압)이 커패시터(CM2)에 인가되는 경우, 파일럿 통신 보조부(270)는 스위치(S3)를 턴 온하여 제3 기준 범위 전압을 생성할 수 있다. 또한, 스위치(S2)가 턴 오프되어 제2 기준 범위 전압(예컨대, 9 V에서 -12 V사이의 교류 전압)이 커패시터(CM2)에 인가되는 경우, 파일럿 통신 보조부(270)는 스위치(S3)를 턴 오프하여 제2 기준 범위 전압을 생성할 수 있다. 이에 따라 전기 자동차 충전 장치(100)는 전기 자동차 충전 시작 및 전기 자동차 충전 완료를 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기 자동차에 포함된 충전 장치의 동작 흐름도이다.
전기 자동차에 포함된 충전 장치(200)와 전기 자동차 충전 장치(100)가 연결되면, 연결부(170)는 파일럿 신호를 수신한다(S301). 앞서 설명한 바와 같이 파일럿 신호는 전기 자동차 충전 장치(100)의 파일럿 통신부(150)가 생성하는 교류 전압이다.
로우패스 필터(210)는 파일럿 신호를 로우패스 필터링한다(S303). 앞서 설명한 바와 같이 파일럿 신호는 비교적 저주파수를 가지므로 로우패스 필터(210)는 노이즈나 PLC 신호를 제거하고 파일럿 신호를 통과시킬 수 있다. 이때, 능동 로우패스 필터를 사용하여 필터링 정확도와 필터링 효율을 높일 수 있다.
전기 자동차 충전이 시작되면, 파일럿 통신부(250)는 전기 자동차 충전 시작을 나타내는 파일럿 신호를 생성한다(S305). 구체적으로 파일럿 통신부(250)는 파일럿 통신부(250)가 포함하는 스위치(S2)를 턴 온하여 파일럿 신호를 생성할 수 있다.
파일럿 통신 보조부(270)는 파일럿 신호를 전달한다(S307). 구체적으로 파일럿 통신 보조부(270)는 파일럿 신호와 동일한 크기와 동일한 주파수를 갖는 신호를 생성하여 파일럿 신호를 전달할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 파일럿 통신 보조부(270)는 파일럿 통신부(250)에서 전기 자동차 충전 시작을 나타내는 제3 기준 범위 전압이 감지된 경우, 제3 기준 범위 전압에 해당하는 신호를 생성할 수 있다. 이때, 파일럿 통신 보조부(270)는 스위치(S3)을 턴 온할 수 있다. 이에 따라 전기 자동차 충전 장치(100)는 전기 자동차 충전 시작을 감지할 수 있다.
전기 자동차 충전이 종료되면, 파일럿 통신부(250)는 전기 자동차 충전 종료를 나타내는 파일럿 신호를 생성한다(S309). 구체적으로 파일럿 통신부(250)는 파일럿 통신부(250)가 포함하는 스위치(S2)를 턴 오프하여 파일럿 신호를 생성할 수 있다.
파일럿 통신 보조부(270)는 파일럿 신호를 전달한다(S311). 구체적으로 파일럿 통신 보조부(270)는 파일럿 신호와 동일한 크기와 동일한 주파수를 갖는 신호를 생성하여 파일럿 신호를 전달할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 파일럿 통신 보조부(270)는 파일럿 통신부(250)에서 전기 자동차 충전 완료를 나타내는 제2 기준 범위 전압이 감지된 경우, 제2 기준 범위 전압에 해당하는 신호를 생성할 수 있다. 이때, 파일럿 통신 보조부(270)는 스위치(S3)을 턴 오프할 수 있다. 이에 따라 전기 자동차 충전 장치(100)에 연결부를 통해 전달되는 교류 전압, 파일럿 신호 크기의 범위가 달라진다. 이러한 파일럿 신호의 변화를 통해 전기 자동차 충전 장치(100)는 전기 자동차 충전 종료를 감지할 수 있다.
도 4 내지 도 6의 실시예의 전기 자동차에 포함되는 충전 장치(200)를 사용할 경우, 필터링 성능이 좋은 능동 로우패스 필터를 사용하면서도 전기 자동차 충전 시작과 완료를 전달하는 파일럿 통신이 가능해진다. 따라서 노이즈 유입과 PLC 신호와의 혼선을 방지하는 것이 가능하다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 전기 자동차에 포함되는 충전 장치에 있어서,
    상기 전기 자동차에 충전 전력을 공급하는 자동차 충전 장치로부터 제1 파일럿 신호를 수신하는 연결부;
    상기 파일럿 신호를 필터링하는 로우 패스 필터; 및
    상기 자동차 충전 장치에게 전송할 제2 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 통신부를 포함하고,
    상기 로우패스 필터는 능동 로우패스 필터인
    충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로우패스 필터의 일단에 연결되어 상기 파일럿 통신부가 생성한 상기 제2 파일럿 신호를 상기 전기 자동차 충전 장치에게 전달하는 파일럿 통신 보조부를 더 포함하는
    충전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 파일럿 통신 보조부는
    상기 제2 파일럿 신호의 크기와 동일한 크기를 갖고, 상기 제2 파일럿 신호의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 신호를 생성하여 상기 파일럿 신호를 전달하는
    충전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 파일럿 통신 보조부는
    상기 로우패스 필터의 일단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖는 제1 저항과
    상기 로우패스 필터의 일단에 연결되는 스위치와
    상기 스위치의 타단에 연결되는 일단과 접지되는 타단을 갖는 제2 저항을 포함하는
    충전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자동차 충전 장치에게 전송할 상기 제2 파일럿 신호는
    상기 전기 자동차의 충전 시작 또는 상기 전기 자동차의 충전 완료를 나타내는
    충전 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 자동차 충전 장치에게 전송할 상기 제2 파일럿 신호가 상기 전기 자동차의 충전 시작을 나타내는 경우, 상기 제2 파일럿 신호는 제1 기준 범위 전압에 해당하는 교류 전압이고,
    상기 자동차 충전 장치에게 전송할 상기 제2 파일럿 신호가 상기 전기 자동차의 충전 완료를 나타내는 경우, 상기 제2 파일럿 신호는 상기 제1 기준 범위 전압 보다 최대 값이 큰 제2 기준 범위 전압에 해당하는 교류 전압인
    충전 장치.
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