KR20160131723A - 전기 자동차의 충전 장치 및 충전 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치는 충전을 위한 제어 신호를 생성하는 메인 컨트롤러, 충전 케이블 및 배터리와 연결되며, 상기 충전을 위한 제어 신호에 따라 상기 충전 케이블로부터 수신한 전기를 상기 배터리로 전달하는 주입구, 그리고 상기 메인 컨트롤러와 연결되며, 충돌을 감지하는 충돌 감지 센서를 포함하고, 상기 충돌 감지 센서가 충돌을 감지하면, 상기 메인 컨트롤러는 상기 충전 케이블과 상기 주입구 간의 분리를 위한 제어 신호를 생성한다.

Description

전기 자동차의 충전 장치 및 충전 제어 장치{CHARGING APPARATUS AND CHARGING CONTROL APPARATUS FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기 자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 자동차의 충전에 관한 것이다.
전기 자동차(Electric Vehicle, EV) 또는 플러그-인 하이브리드 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV)와 같은 친환경 자동차는 배터리 충전을 위하여 충전소에 설치된 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)를 이용한다.
이때, 전기 자동차는 완속 충전 방식 또는 고속 충전 방식에 따라 충전될 수 있다. 완속 충전 시 약 7시간의 충전 시간이 소요되며, 고속 충전 시 약 30분의 충전 시간이 소요된다.
한편, 전기 자동차는 고전압 및 고전류로 충전되므로, 충전 중 안전에 관한 요구가 증가하고 있다.
특히, 전기 자동차의 충전 중 다른 차량과 충돌이 발생할 경우, 차량뿐만 아니라 차량 내부의 운전자 또는 탑승자의 안전에도 큰 영향을 줄 수 있다. 이에 따라, 전기 자동차의 충전 중 충돌 시의 안전을 위한 장치가 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전기 자동차의 충전 중 충돌 시의 안전을 위한 충전 제어 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치는 충전을 위한 제어 신호를 생성하는 메인 컨트롤러, 충전 케이블 및 배터리와 연결되며, 상기 충전을 위한 제어 신호에 따라 상기 충전 케이블로부터 수신한 전기를 상기 배터리로 전달하는 주입구, 그리고 상기 메인 컨트롤러와 연결되며, 충돌을 감지하는 충돌 감지 센서를 포함하고, 상기 충돌 감지 센서가 충돌을 감지하면, 상기 메인 컨트롤러는 상기 충전 케이블과 상기 주입구 간의 분리를 위한 제어 신호를 생성한다.
상기 충전을 위한 제어 신호 또는 상기 분리를 위한 제어 신호를 상기 주입구로 전달하는 인터페이스를 더 포함할 수 있다.
상기 인터페이스는 상기 충전을 위한 제어 신호를 전달하는 제1 인터페이스 라인, 그리고 상기 분리를 위한 제어 신호를 전달하는 제2 인터페이스 라인을 포함할 수 있다.
상기 주입구는 상기 충전 케이블과의 분리를 위한 모터를 포함하며, 상기 모터는 상기 제2 인터페이스 라인을 통해 전달되는 분리를 위한 제어 신호에 따라 구동될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 제어 장치는 충돌을 감지하는 충돌 감지 센서, 충전을 위한 제어 신호를 생성하며, 상기 충돌 감지 센서가 충돌을 감지하면 충전 케이블과 주입구 간의 분리를 위한 제어 신호를 생성하는 메인 컨트롤러, 그리고 상기 충전을 위한 제어 신호 또는 상기 분리를 위한 제어 신호를 주입구로 전달하는 인터페이스를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전기 자동차의 충전 중 충돌이 발생한 경우, 이를 감지하여 충전을 멈추도록 할 수 있다. 이에 따라, 전기 자동차의 충전 중 안전성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 충전 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 방법을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 전기 자동차(10)는 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 20)가 배치된 충전소에서 충전될 수 있다. 이를 위하여, 전기 자동차 충전 설비(20)에 연결된 충전 케이블이 전기 자동차(10)의 주입구에 연결될 수 있다.
한편, 전기 자동차(10)의 충전이 완료되기까지, 완속 충전 방식의 경우 약 7시간이 소요되고, 고속 충전 방식의 경우 약 30분이 소요된다. 충전소에 여러 대의 전기 자동차가 진입하는 경우, 차량 간 충돌이 발생할 가능성이 있다. 고전압(예를 들어, 수백 볼트) 및 고전류(예를 들어, 수백 암페어)로 충전 중인 전기 자동차에 다른 차량이 충돌한 경우, 감전 사고가 발생할 위험이 있다.
따라서, 충전 중인 전기 자동차에 다른 차량이 충돌하거나, 이와 유사한 충격이 가해진 경우, 전기 자동차(10)의 주입구와 전기 자동차 충전 설비(20)의 충전 케이블을 빠른 시간 내에 자동으로 분리할 필요가 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 전기 자동차(10)의 충전 제어부가 자체적으로 충돌을 감지하여 전기 자동차(10)의 주입구와 전기 자동차 충전 설비(20)의 충전 케이블을 자동으로 분리하고자 한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 블록도이다.
도 2을 참조하면, 전기 자동차(10)의 충전 장치(100)는 충전 제어부(110), 주입구(120) 및 배터리(130)를 포함한다.
충전 제어부(110)는 전기 자동차(10)의 충전을 제어한다.
주입구(120)는 전기 자동차 충전 설비(20)의 충전 케이블(22) 및 배터리(130)에 연결되며, 충전 제어부(110)의 제어에 따라 충전 케이블(22)로부터 수신한 전기를 배터리(130)로 전달한다.
구체적으로, 충전 제어부(110)는 충돌 감지 센서(112), 메인 컨트롤러(114) 및 인터페이스(116)를 포함한다.
충돌 감지 센서(112)는 차량의 충돌 또는 차량에 가해진 충격을 감지한다. 이를 위하여, 충돌 감지 센서(110)는 가속도 센서(acceleration sensor)를 포함할 수 있다. 여기서, 가속도 센서는 2축 가속도 센서 또는 3축 가속도 센서일 수 있다.
메인 컨트롤러(114)는 충전을 위한 제어 신호를 생성한다. 예를 들어, 메인 컨트롤러(114)는 충전 관련 소프트웨어를 저장하거나, 충전 관련 소프트웨어가 저장된 저장소와 연결되어 충전을 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 충전 관련 소프트웨어는 충전의 시작, 충전의 종료, 충전되는 시간, 충전량, 충전 속도 등에 관한 소프트웨어를 포함할 수 있다. 충전을 위한 제어 신호는 충전의 시작을 지시하는 제어 신호, 충전의 종료를 지시하는 제어 신호, 충전의 속도를 조절하는 제어 신호 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 주입구(120)와 충전 케이블(22)이 연결된 경우, 메인 컨트롤러(114)는 충전의 시작을 지시하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 그리고, 메인 컨트롤러(114)는 배터리(130)의 잔여 충전량에 따라 충전의 속도를 다르게 조절하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 배터리(130)의 충전이 완료된 경우, 메인 컨트롤러(114)는 충전의 종료를 지시하는 제어 신호를 생성할 수도 있다.
한편, 메인 컨트롤러(114)는 충돌 감지 센서(112)가 충돌을 감지하면, 충전 케이블(22)과 주입구(120) 간의 분리를 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 그리고, 인터페이스(116)는 메인 컨트롤러(114)가 생성한 충전을 위한 제어 신호 또는 분리를 위한 제어 신호를 주입구(120)로 전달한다.
이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차(10)는 충전 장치(100) 내에서 자체적으로 차량 충돌을 감지할 수 있다. 이에 따라, 충전 시 전기 에너지의 소모를 방지하기 위하여 시동을 끈 경우, 운전석 또는 에어백 부근에 탑재된 충돌 감지 센서가 동작하지 않더라도, 차량의 충돌을 감지하고, 충전 케이블(22)과 주입구(120)를 즉시 분리할 수 있다.
이때, 충전 케이블(22)과 주입구(120)는 주입구(120)에 포함되는 모터(122)에 의하여 분리될 수 있다. 이를 위하여, 인터페이스(116)는 충전을 위한 제어 신호를 전달하는 제1 인터페이스 라인(116-1) 및 분리를 위한 제어 신호를 전달하는 제2 인터페이스 라인(116-2)을 포함할 수 있다.
제2 인터페이스 라인(116-2)을 통하여 분리를 위한 제어 신호가 전달되면, 모터(122)가 구동되어 주입구(120)와 충전 케이블(22)이 분리될 수 있다.
이를 위하여, 주입구(120)는 모터(122)에 의하여 동작하는 분리 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 한 예로, 주입구(120) 내에 충전 케이블(22)의 말단이 삽입되는 방식으로 연결되는 경우, 주입구(120) 내에는 충전 케이블(22)의 말단을 소정의 힘으로 가압하여 주입구(120)의 외부로 배출하는 분리 부재가 배치될 수 있다. 주입구(120)와 충전 케이블(22) 간의 분리를 위한 제어 신호에 따라 모터(122)가 구동되면, 분리 부재는 충전 케이블(22)의 말단을 가압하도록 동작하며, 충전 케이블(22)의 말단은 주입구(120)로부터 자동으로 분리될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 충전 중에 다른 차량과 충돌할 경우, 주입구가 충전 케이블과 자동으로 분리된다. 이에 따라, 감전 사고 등을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 충전 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 주입구(120)와 충전 케이블(22)이 연결되면(S300), 연결 신호가 주입구(120)로부터 충전 제어부(110)의 인터페이스(116)를 통하여 메인 컨트롤러(114)로 전달된다(S310).
메인 컨트롤러(114)는 인터페이스(116)를 통하여 충전 시작을 지시하는 제어 메시지를 주입구(120)로 전송한다(S320). 이에 따라, 주입구(120)는 충전 케이블(22)로부터 전기를 수신하며, 이를 배터리(130)로 전달한다.
한편, 충전 중 충전 제어부(110) 내의 충돌 감지 센서(112)가 차량의 충돌을 감지한 경우(S330), 충돌 감지 센서(112)는 메인 컨트롤러(114)로 충돌 감지 신호를 전송한다(S340). 이에 따라, 메인 컨트롤러(114)는 주입구(120)와 충전 케이블(22) 간의 분리를 위한 제어 신호를 생성하고, 이를 인터페이스(116)를 통하여 주입구(120)로 전달한다(S350).
이에 따라, 주입구(120)와 충전 케이블(22)은 분리된다(S360).
한편, 도시되지 않았으나, 메인 컨트롤러(114)는 CAN(Controller Area Network) 인터페이스를 통하여 전기 자동차(10)의 ECU(Electronic Control Unit)에게 충돌 감지 신호를 전달할 수 있다. 이에 따라, 전기 자동차(10)의 충전 중 전기 에너지의 소모를 방지하기 위하여 시동을 끈 상태에서 운전석 또는 에어백 주변의 충돌 감지 센서가 동작을 하지 않더라도, 충돌 감지 신호가 ECU에 전달될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 전기 자동차
20: 전기 자동차 충전 설비
22: 충전 케이블
100: 충전 장치
110: 충전 제어부
120: 주입구
130: 배터리

Claims (7)

  1. 전기 자동차의 충전 장치에 있어서,
    충전을 위한 제어 신호를 생성하는 메인 컨트롤러,
    충전 케이블 및 배터리와 연결되며, 상기 충전을 위한 제어 신호에 따라 상기 충전 케이블로부터 수신한 전기를 상기 배터리로 전달하는 주입구, 그리고
    상기 메인 컨트롤러와 연결되며, 충돌을 감지하는 충돌 감지 센서
    를 포함하고,
    상기 충돌 감지 센서가 충돌을 감지하면, 상기 메인 컨트롤러는 상기 충전 케이블과 상기 주입구 간의 분리를 위한 제어 신호를 생성하는
    충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전을 위한 제어 신호 또는 상기 분리를 위한 제어 신호를 상기 주입구로 전달하는 인터페이스를 더 포함하는 충전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인터페이스는 상기 충전을 위한 제어 신호를 전달하는 제1 인터페이스 라인, 그리고 상기 분리를 위한 제어 신호를 전달하는 제2 인터페이스 라인을 포함하는 충전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주입구는 상기 충전 케이블과의 분리를 위한 모터를 포함하며,
    상기 모터는 상기 제2 인터페이스 라인을 통해 전달되는 분리를 위한 제어 신호에 따라 구동되는 충전 장치.
  5. 전기 자동차의 충전 제어 장치에 있어서,
    충돌을 감지하는 충돌 감지 센서,
    충전을 위한 제어 신호를 생성하며, 상기 충돌 감지 센서가 충돌을 감지하면 충전 케이블과 주입구 간의 분리를 위한 제어 신호를 생성하는 메인 컨트롤러, 그리고
    상기 충전을 위한 제어 신호 또는 상기 분리를 위한 제어 신호를 주입구로 전달하는 인터페이스
    를 포함하는 충전 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 인터페이스는 상기 충전을 위한 제어 신호를 전달하는 제1 인터페이스 라인, 그리고 상기 분리를 위한 제어 신호를 전달하는 제2 인터페이스 라인을 포함하는 충전 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 인터페이스 라인은 상기 주입구와 상기 충전 케이블 간의 분리를 위한 모터에 연결되며, 상기 모터로 상기 분리를 위한 제어 신호를 전달하는 충전 제어 장치.
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