KR20160148934A - 정전 대응 기능을 구비한 전기 차량용 배터리 충전 장치 및 그 방법 - Google Patents

정전 대응 기능을 구비한 전기 차량용 배터리 충전 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정전 대응 기능을 구비한 전기 차량용 배터리 충전 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 전기 차량에 구비된 고압 배터리의 충전 시 갑작스런 정전이 발생하면, 고압 배터리를 충전하기 위한 전원을 비상 전원으로 이용하여 충전을 재개하거나 안전 종료를 수행할 수 있는 정전 대응 기능을 구비한 전기 차량용 배터리 충전 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상용 전원을 입력받아 전기 차량에 구비된 고압 배터리의 충전 전원에 적합하게 변환하여 출력하는 충전 회로부와, 충전 회로부를 제어하는 제어부 및 정전이 발생하면 고압 배터리의 충전을 위해 변환된 직류 전원을 제어부의 비상 전원으로 공급하는 전원 공급부를 구비하므로, 정전 발생 시 비상 전원에 의해 제어부가 동작하여 충전을 재개하거나 안전 종료를 수행할 수 있다.

Description

정전 대응 기능을 구비한 전기 차량용 배터리 충전 장치 및 그 방법{Apparatus and method for charging battery in electric vehicle having function of power failure}
본 발명은 정전 대응 기능을 구비한 전기 차량용 배터리 충전 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 전기 차량에 구비된 고압 배터리의 충전 시 갑작스런 정전이 발생하면, 고압 배터리를 충전하기 위한 전원을 비상 전원으로 이용하여 충전을 재개하거나 안전 종료를 수행할 수 있는 정전 대응 기능을 구비한 전기 차량용 배터리 충전 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 차량에는 전기 모터를 구동하기 위한 용도의 고압 배터리와, 상용 전원을 공급받아 고압 배터리를 충전하기 위한 용도의 충전 장치(On Board Charger ,OBC)가 구비되어 있다.
또한, 종래의 전기 차량용 충전 장치는 전기적인 신호에 의해 제어되는 스위칭 소자들과 스위칭 소자들의 제어를 위한 MCU를 포함하여 구성되어, 상용 전원을 입력받아 교류에서 직류로 변환하고, 변환된 직류 전원을 고압 배터리의 충전에 적압한 전압으로 승압하여 고압 배터리를 충전한다.
한편, 종래의 전기 차량용 충전 장치는 전기 차량의 고압 배터리를 충전할 때 갑작스런 정전이 발생하면, 안전한 충전 종료가 이루어지지 않은 상태에서 고압 배터리의 충전이 중단되는 문제점이 있다.
특히, 별도의 저압 배터리를 구비하지 않고 상용 전원을 변환하여 MCU의 구동 전원을 공급하도록 구현된 전기 차량용 충전 장치의 경우에는 정전으로 인해 MCU의 동작이 정지되게 된다.
또한, 정전 발생에 의해 고압 배터리의 충전이 중단된 경우에는, 종래의 전기 차량용 충전 장치의 MCU로부터 스위칭 소자들을 동작시키기 위한 충전 재개 명령이 출력되어 각각의 스위칭 소자들이 고압 배터리의 충전을 재개해야 하므로, 충전 재개를 위한 시간 소모가 발생하고, 고압 배터리의 충전 완료 시간이 증가하는 문제점이 발생하게 된다.
그러나, 상용 전력을 공급하는 전력설비의 노후화, 관리 미흡 및 오동작 등의 전력계통 내 원인들로 인해 정전이 발생하거나, 예비 전원의 미확보 또는 정전 방지 설비가 미비한 경우에도 정전이 발생할 가능성이 존재하므로, 정전 발생으로 인한 고압 배터리의 충전 중단을 미연에 방지하거나, 신속하게 충전을 재개하거나 안전한 충전 종료를 가능하게 하는 기술의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 전기 차량에 구비된 고압 배터리의 충전 시 정전이 발생하더라도 신속하게 충전을 재개할 수 있는 정전 대응 기능을 구비한 전기 차량용 배터리 충전 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 정전 복구가 지연될 경우에는 고압 배터리에 대한 충전 동작을 안전하게 종료할 수 있는 정전 대응 기능을 구비한 전기 차량용 배터리 충전 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 정전 대응 기능을 구현하되, 제조 비용 및 제조 기간의 증가를 최소화할 수 있는 정전 대응 기능을 구비한 전기 차량용 배터리 충전 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상용 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 직류 전원을 전기 차량에 구비된 고압 배터리의 충전 전원에 적합하도록 승압한 후 출력하여 상기 고압 배터리를 충전하는 충전 회로부; 제어 신호를 출력하여 상기 충전 회로부를 제어하는 제어부; 및 정전 발생 시, 상기 고압 배터리의 충전을 위해 변환된 직류 전원을 상기 제어부를 동작시키기 위한 비상 전원으로 공급하는 전원 공급부;를 포함하는 전기 차량용 배터리 충전 장치를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 충전 회로부는 상기 변환된 직류 전원을 일시적으로 충전하며, 정전 발생 시 상기 충전된 직류 전원을 상기 전원 공급부로 방전하는 링크 캐패시터;를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 전원 공급부는 상기 링크 캐패시터에서 방전된 직류 전원을, 저전압의 비상 전원으로 강압한 후 상기 제어부로 공급한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 링크 캐패시터에 충전된 직류 전원의 전압 레벨을 검출하여, 기설정된 전압 레벨 이하로 검출될 경우 정전이 발생한 것으로 판단한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제어부는 정전 발생을 감지하면, 상기 충전 회로부를 제어하여 상기 고압 배터리로 출력되는 충전 전원의 전압을 감소시킨 후 정전 발생 시점의 충전정보를 저장한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제어부는 기설정된 시간 이상으로 정전이 지속될 경우, 상기 링크 캐패시터의 잔여 전원을 방전시킨 후 기설정된 안전 종료 과정을 수행한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제어부는 정전 발생을 감지하면, 기설정된 사용자 단말로 정전 발생 여부를 알리는 알림 메시지를 전송한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 전원 공급부는 상용 전원을 입력받아 저전압의 구동 전원으로 강압한 후, 턴-오프 상태의 제어부로 공급하여 상기 제어부를 초기 구동하도록 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 전원 공급부는 플라이백 회로로 구비된다.
또한, 본 발명은 (1) 충전 회로부가 상용 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환한 후, 전기 차량에 구비된 고압 배터리의 충전 전원에 적합하도록 승압하여 출력하는 충전 과정을 수행하는 단계; (2) 제어부가 상기 직류 전원의 전압 레벨을 모니터링하여 정전 발생을 감지하는 단계; (3) 정전이 발생한 것으로 감지될 경우, 전원 공급부가 상기 직류 전원을 입력받아 상기 제어부의 비상 전원으로 공급하는 단계; (4) 상기 제어부가 비상 전원을 공급받아 동작하여, 정전 발생 시점의 충전정보를 저장하는 단계; 및 (5) 상기 제어부가 상기 충전정보를 이용하여 상기 충전 회로부의 충전 과정을 재개하거나 안전 종료를 수행하는 단계;를 포함하는 전기 차량용 배터리 충전 방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (1)단계에서 상기 충전회로부는 상기 변환된 직류 전원을 링크 캐패시터에 충전한 후 상기 충전된 직류 전원을 승압하여 상기 고압 배터리로 출력하고, 상기 제 (2)단계에서 상기 제어부는 상기 링크 캐패시터에 충전된 직류 전원의 전압 레벨을 검출하여, 기설정된 전압 레벨 이하로 검출될 경우 정전이 발생한 것으로 판단한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (3)단계는, 상기 링크 캐패시터에 충전된 직류 전원이 상기 전원 공급부로 방전되고, 상기 전원 공급부가 상기 링크 캐패시터에서 방전된 직류 전원을 저전압의 비상 전원으로 강압한 후 상기 제어부로 공급한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (4)단계에서 상기 제어부는, 상기 충전 회로부를 제어하여 상기 고압 배터리로 출력되는 충전 전원의 전압을 감소시킨 후 상기 충전정보를 저장한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (5)단계는, 기설정된 시간 내 정전의 복구가 이루어진 경우에는 상기 충전정보를 이용하여 충전을 재개하고, 상기 기설정된 시간이 초과하면 안전 종료를 수행한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (5)단계에서 상기 제어부는, 안전 종료의 수행 이전 또는 안전 종료를 수행하면서 상기 링크 캐패시터의 잔여 전원을 방전시킨다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (4)단계에서 상기 제어부는, 기설정된 사용자 단말로 정전 발생 여부를 알리는 알림 메시지를 전송한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (1)단계 이전에, (A) 상기 전원 공급부가 상용 전원을 입력받아 저전압의 구동 전원으로 강압한 후, 턴-오프 상태의 제어부로 공급하여 상기 제어부를 초기 구동하는 단계;를 더 포함한다.
전술한 과제해결 수단에 의해 본 발명은 상용 전원을 입력받아 전기 차량에 구비된 고압 배터리의 충전 전원에 적합하게 변환하여 출력하는 충전 회로부와, 충전 회로부를 제어하는 제어부 및 정전이 발생하면 고압 배터리의 충전을 위해 변환된 직류 전원을 제어부의 비상 전원으로 공급하는 전원 공급부를 구비하므로, 비상 전원에 의해 제어부가 동작하여 충전을 재개하거나 안전 종료를 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 비상 전원을 공급받아 동작하는 제어부가 정전 시점의 충전정보를 저장하므로, 정전 복구 시 신속하게 충전을 재개할 수 있다.
또한, 본 발명은 정전 복구가 지연될 경우 제어부가 직류 전원이 충전된 링크 캐패시터를 방전시키면서 기설정된 안전 종료를 수행하므로, 충전 전원으로 인한 감전 위험을 미연에 방지하고, 고압 배터리의 충전을 안전하게 종료할 수 있다.
또한, 본 발명은 고압 배터리의 충전 시 직류 전원의 안정화 및 평활을 위해 구비된 링크 캐패시터를 이용하여 제어부의 비상 전원을 공급하는 구조를 가지므로, 정전 대응 기능을 구현하되 부가적인 부품 추가는 최소화할 수 있고 생산 과정에서의 제조 비용 및 제조 기간을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치를 설명하기 위한 도면.
도 2는 정전 발생 시 비상 전원의 공급 과정을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 방법을 설명하기 위한 도면.
하기의 설명에서 본 발명의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있는데, 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 정전 발생 시 비상 전원의 공급 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치는 충전 회로부(110), 제어부(120) 및 전원 공급부(130)를 포함하여 구성된다.
상기 충전 회로부(110)는 전기 차량에 구비된 고압 배터리를 충전시키기 위해 구비된 것으로, 상용 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 직류 전원을 전기 차량에 구비된 고압 배터리의 충전 전원에 적합하도록 승압한 후 출력하여 상기 고압 배터리를 충전한다.
바람직하게, 상기 충전 회로부(110)는 외부로부터 상용 전원이 입력되는 전원 입력부와 상기 고압 배터리의 사이에 배치될 수 있으며, 정류기(111), 역률 제어기(112), 링크 캐패시터(113) 및 DC/DC 컨버터(114)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 전원 입력부는 상용 전원을 공급받기 위해 전기 차량에 구비된 콘센트, 인렛(inlet) 또는 접속 단자로서, 상용 전원의 공급을 위한 충전 케이블이 연결되게 된다.
또한, 상기 정류기(Rectifier)(111)는 상기 전원 입력부로부터 상용 전원이 입력되면 직류 전원으로 정류하여 출력하고, 상기 역률 제어기(Power Factor Corrector, PFC)(112)는 상기 정류된 직류 전원의 역률을 보상하여 출력하며, 상기 링크 캐패시터(113)는 상기 역률 보상된 직류 전원을 일시적으로 충전하여 전원의 평활 및 안정화가 이루어지게 하며, 상기 DC/DC 컨버터(114)에서는 상기 충전된 직류 전원을 상기 고압 배터리의 충전 전원에 적합하도록 기설정된 전압까지 승압한 후 출력하도록 구비된다.
즉, 상기 고압 배터리는 상기 DC/DC 컨버터(114)로부터 출력되는 승압된 충전 전원을 일정 시간동안 공급받아 충전이 완료되게 된다. 또한, 상기 DC/DC 컨버터(114)의 출력단에는 상기 고압 배터리로 출력되는 충전 전원의 리플 감소를 위한 액티브 클램프(active clamp) 회로를 더 구비할 수도 있다.
한편, 상기 링크 캐패시터(113)는 후술할 전원 공급부(130)로 연결된 방전 경로를 구비하여, 정전 발생 시 상기 충전된 직류 전원을 전원 공급부(130)로 방전시키도록 구비될 수 있다. 바람직하게, 상기 링크 캐패시터(113)의 방전 경로 상에는, 후술할 제어부(120)의 제어하에 턴-온 또는 턴-오프되어 방전 경로를 개방하거나 폐쇄하는 스위치가 더 구비될 수도 있다.
상기 제어부(120)는 상기 충전 회로부(110)를 제어하기 위한 것으로, 상기 충전 회로부(110)로 제어 신호를 출력하여 기설정된 충전 동작을 수행할 수 있게 하며, 정전의 발생 여부를 판단하고 정전이 발생한 경우에는 기설정된 정전 대응 동작을 수행하도록 구비된다.
또한, 상기 제어부(120)는 상기 충전 회로부(110)의 전압 또는 전류를 센싱한 후 스위칭 듀티를 제어하기 위한 PWM 제어 신호를 출력하도록 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부(120)는 MCU(Micro Controller Unit)로 구비될 수 있으며, 후술할 전원 공급부(130)를 통해 상용 전원에서 변환된 구동 전원을 공급받거나 전기 차량에 구비된 저압 배터리로부터 배터리 전원을 공급받아 동작하게 된다. 또한, 상기 제어부(120)는 정전이 발생하게 되면, 후술할 전원 공급부(130)로부터 비상 전원을 공급받아 동작할 수 있다.
한편, 도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 제어부(120)는 상기 충전 회로부(110)를 통해 흐르는 직류 전원의 전압 레벨을 검출하여 정전의 발생 여부를 판단할 수 있으며, 특히, 상기 링크 캐패시터(113)에 충전된 직류 전원의 전압 레벨을 검출한 후 기설정된 전압 레벨 이하로 검출될 경우 정전이 발생한 것으로 판단하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 제어부(120)는 상기 링크 캐패시터(113)의 전압 레벨을 검출하여 정전 발생을 감지할 경우, 상기 충전 회로부(110)를 제어하여 상기 고압 배터리로 출력되는 충전 전원의 전압을 감소시키게 된다. 이때, 상기 제어부(120)는 정전 발생 시점의 충전정보, 예컨대, 상기 충전 회로부(110)의 제어 정보와, 상기 고압 배터리에 대한 전류량, 충전 시간 및 전압량을 포함하는 상태 정보를 별도의 메모리 또는 기억 수단에 저장할 수 있다.
즉, 상기 제어부(120)는 정전이 복구될 경우, 상기 충전정보를 이용하여 상기 충전 회로부(110)의 동작을 신속하게 재개할 수 있게 된다. 따라서, 상기 고압 배터리의 충전 지연을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 제어부(120)는 정전이 발생한 시점부터, 상기 링크 캐패시터(113)의 전압 레벨을 검출하여 정전 복구 여부를 확인하고 정전이 지속된 시간을 카운팅하여 안전 종료의 수행 여부를 판단한다. 즉, 정전이 기설정된 시간 이상으로 지속되는 경우 상기 제어부(120)는 기설정된 안전 종료 과정을 수행하게 된다.
예컨대, 상기 제어부(120)는 1초 내지 2초 사이에 정전이 복구된 경우에는 상기 충전 정보를 이용하여 충전을 재개하되, 2초 이상으로 정전이 지속될 경우 상기 제어부(120)는 상기 링크 캐패시터(113)의 잔여 전원을 방전시키고 상기 충전 회로부(110)를 포함하는 전장품을 턴-오프한 후 마지막으로 상기 제어부(120) 자체를 턴오프하게 된다.
즉, 상기 제어부(120)는 상기 링크 캐패시터(113)에 충전되어 있는 고전압의 직류 전원을 방전시켜 상기 링크 캐패시터(113)의 잔여 전원으로 인한 감전 위험을 미연에 방지할 수 있다. 한편, 상기 제어부(120)가 정전 발생을 감지한 경우, 사전에 설정된 사용자 단말로 정전 발생 여부를 알리기 위한 알림 메세지를 전송하게 할 수도 있다.
상기 전원 공급부(130)는 상기 제어부(120)를 동작시키기 위한 전원을 공급하기 위한 것으로, 특히, 정전이 발생한 경우 상기 고압 배터리의 충전을 위해 변환된 직류 전원을 상기 제어부(120)를 동작시키기 위한 비상 전원으로 변환하여 공급한다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 전원 공급부(130)는 상기 링크 캐패시터(113)로부터 방전되는 직류 전원을 입력받아, 상기 제어부(120)의 구동에 적합하도록 저전압으로 강압한 후 상기 제어부(120)의 비상 전원으로 공급하도록 구비될 수 있다. 이를 위해, 상기 전원 공급부(130)에는 상기 링크 캐패시터(113)의 방전 경로가 연결된다.
또한, 상기 전원 공급부(130)는 저전압의 전원을 출력할 수 있는 플라이백 회로로서 구비할 수 있으며, 예컨대, 상기 제어부(120)를 동작시킬 수 있는 12V 내지 15V의 전원을 출력하도록 구비될 수 있다.
즉, 상기 전원 공급부(130)는 정전이 발생하여 상기 링크 캐패시터(113)에서 방전된 고전압의 직류 전원이 공급될 경우 저전압의 비상 전원으로 강압하여 상기 제어부(120)로 출력함으로서, 정전이 발생하더라도 상기 제어부(120)가 지속적으로 동작할 수 있게 한다.
한편, 상기 전원 공급부(130)가 상용 전원을 입력받은 후 상기 제어부(120)의 동작에 적합하게 변환하여 상기 제어부(120)의 초기 구동 전원으로 공급하도록 구비할 수도 있다. 예컨대, 상기 전원 공급부(130)는 상기 고압 배터리의 충전을 위해 입력된 상용전원을 저전압의 구동 전원으로 강압한 후 턴-오프 상태의 제어부(120)로 공급할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치는, 상용 전원을 공급받아 전기 차량의 고압 배터리를 충전할 수 있음은 물론이고, 상기 고압 배터리를 충전할 때 정전이 발생하더라도 링크 캐패시터(113)에서 충전된 전원을 제어부(120)의 비상 전원으로 이용할 수 있으므로, 제어부(120)의 동작이 정지하지 않고 비상전원에 의해 동작하여 충전을 재개하거나 안전 종료를 수행할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 상기 링크 캐패시터에 충전된 직류 전원을 이용하여 상기 제어부의 비상 전원을 공급할 수 있으므로, 부가적인 부품 추가는 최소화할 수 있고 생산 과정에서의 제조 비용 및 제조 기간을 절감할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치에서 수행되는 전기 차량용 배터리 충전 방법을 설명한다.
다만, 도 3에 도시된 전기 차량용 배터리 충전 방법에서 수행되는 기능은 모두 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 전기 차량용 배터리 충전 장치에서 수행되므로, 명시적인 설명이 없어도, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 모든 기능은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 방법에서 수행되고, 도 3을 참조하여 설명하는 모든 기능은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치에서 그대로 수행됨을 주의해야 한다.
먼저, 전기 차량의 고압 배터리를 충전하기 위한 제어를 수행하는 제어부를 초기 구동시키게 된다(S110).
이때, 전원 공급부는 상기 고압 배터리의 충전을 위해 입력되는 상용 전원을 상기 제어부의 구동에 적합한 구동 전원으로 변환하여 공급할 수 있다. 예컨대, 상기 전원 공급부는 상용 전원을 저전압의 구동 전원으로 강압한 후, 턴-오프 상태의 제어부로 공급하게 된다.
또한, 상기 제어부가 구동 전원을 입력받아 초기 구동되면, 제어 신호를 출력하여 충전 회로부를 제어할 수 있다.
다음, 제어부의 제어하에, 충전 회로부가 고압 배터리의 충전 과정을 수행하게 된다(S120).
이때, 상기 충전 회로부는 상용 전원을 직류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 직류 전원의 역률을 보상하여 링크 캐패시터에 충전한 후, 상기 충전된 직류 전원을 상기 고압 배터리의 충전 전원에 적합하도록 승압하여 출력하는 충전 과정을 수행하게 된다.
또한, 정전이 발생하지 않았을 경우, 상기 충전 회로부로부터 출력되는 충전 전원이 상기 고압 배터리로 일정 시간동안 공급되면 상기 고압 배터리의 충전이 완료될 수 있다.
다음, 상기 제어부는 상기 충전 회로부를 통해 흐르는 직류 전원의 전압 레벨을 모니터링하여 정전 발생을 감지한다(S130).
이때, 상기 제어부는 상기 충전 회로부의 링크 캐패시터에 충전된 직류 전원의 전압 레벨을 모니터링하여(S131), 기설정된 전압 레벨 이하로 검출될 경우 정전이 발생한 것으로 판단하게 된다(S132).
또한, 상기 링크 캐패시터의 방전 경로는 상기 전원 공급부로 연결되며, 상기 제어부는 정전 발생 시 상기 링크 캐패시터에 충전된 직류 전원이 상기 전원 공급부로 방전될 수 있도록 제어할 수 있다.
다음, 정전 발생 시, 상기 전원 공급부는 상기 제어부가 동작할 수 있도록 비상 전원을 공급한다(S140).
이때, 상기 전원 공급부는 상기 링크 캐패시터로부터 방전되는 직류 전원을 입력받아, 상기 방전된 직류 전원을 저전압의 비상 전원으로 강압한 후 상기 제어부로 공급하게 된다.
즉, 상기 전원 공급부는 상기 링크 캐패시터에서 방전된 고전압의 직류 전원을, 상기 제어부를 동작시킬 수 있는 12V 내지 15V의 비상 전원으로 강압하여 출력하게 된다.
다음, 상기 제어부가 비상 전원을 공급받아 동작하여, 정전 발생 시점의 충전정보를 저장한다(S150).
이때, 상기 제어부는 상기 충전정보를 저장함으로써, 정전이 복구될 경우 별도의 충전 재개 명령을 입력받지 않더라도 상기 저장된 충전정보를 이용하여 신속하게 충전을 재개할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 충전 회로부를 제어하여 상기 고압 배터리로 출력되는 충전 전원의 전압을 감소시키게 된다. 즉, 상기 링크 캐패시터에 충전된 직류 전원이 상기 고압 배터리로 출력되지 않고 상기 전원 공급부로 방전될 수 있게 한 후 상기 충전정보를 저장하게 된다.
한편, 상기 제어부는 정전의 발생 여부를 사용자에게 알리기 위하여, 기설정된 사용자 단말로 정전 발생 여부를 알리는 알림 메시지를 전송할 수도 있다.
다음, 상기 제어부가 상기 충전정보를 이용하여 상기 충전 회로부의 충전 과정을 재개하거나 안전 종료를 수행한다(S160).
바람직하게, 상기 제어부는 정전이 발생하게 되면 상기 링크 캐패시터의 전압 레벨을 모니터링하여 정전 복구 여부를 확인하고 정전이 지속된 시간을 카운팅한 후, 기설정된 시간 내 정전의 복구가 이루어지는지의 여부를 판단하게 된다(S161).
또한, 상기 제어부는 기설정된 시간 내 정전의 복구가 이루어진 경우 상기 충전정보를 이용하여 상기 충전 회로부가 상기 고압 배터리의 충전을 재개하도록 제어하며(S162), 정전이 미복구되어 상기 기설정된 시간을 초과할 경우에는 상기 충전 회로부를 포함하는 전장품 및 상기 제어부 자체를 턴오프하는 안전 종료를 수행하게 된다(S163).
한편, 상기 제어부는 안전 종료의 수행 이전 또는 안전 종료를 수행하면서 상기 링크 캐패시터의 잔여 전원을 방전시켜서, 상기 링크 캐패시터의 잔여 전원으로 인한 감전 위험을 미연에 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 방법은, 전기 차량의 고압 배터리를 충전하는 도중에 갑작스런 정전이 발생하더라도 제어부가 동작할 수 있도록 비상 전원을 공급할 수 있으므로, 제어부가 동작하여 충전을 재개하거나 기설정된 안전 종료 과정을 수행할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
110 : 충전 회로부
111 : 정류기
112 : 역률 제어기
113 : 링크 캐패시터
114 : DC/DC 컨버터
120 : 제어부
130 : 전원 공급부

Claims (17)

  1. 상용 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 직류 전원을 전기 차량에 구비된 고압 배터리의 충전 전원에 적합하도록 승압한 후 출력하여 상기 고압 배터리를 충전하는 충전 회로부;
    제어 신호를 출력하여 상기 충전 회로부를 제어하는 제어부; 및
    정전 발생 시, 상기 고압 배터리의 충전을 위해 변환된 직류 전원을 상기 제어부를 동작시키기 위한 비상 전원으로 공급하는 전원 공급부;를 포함하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 충전 회로부는 상기 변환된 직류 전원을 일시적으로 충전하며, 정전 발생 시 상기 충전된 직류 전원을 상기 전원 공급부로 방전하는 링크 캐패시터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 상기 링크 캐패시터에서 방전된 직류 전원을, 저전압의 비상 전원으로 강압한 후 상기 제어부로 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 링크 캐패시터에 충전된 직류 전원의 전압 레벨을 검출하여, 기설정된 전압 레벨 이하로 검출될 경우 정전이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부는 정전 발생을 감지하면, 상기 충전 회로부를 제어하여 상기 고압 배터리로 출력되는 충전 전원의 전압을 감소시킨 후 정전 발생 시점의 충전정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부는 기설정된 시간 이상으로 정전이 지속될 경우, 상기 링크 캐패시터의 잔여 전원을 방전시킨 후 기설정된 안전 종료 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부는 정전 발생을 감지하면, 기설정된 사용자 단말로 정전 발생 여부를 알리는 알림 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 상용 전원을 입력받아 저전압의 구동 전원으로 강압한 후, 턴-오프 상태의 제어부로 공급하여 상기 제어부를 초기 구동하도록 구비된 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 플라이백 회로로 구비된 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  10. (1) 충전 회로부가 상용 전원을 입력받아 직류 전원으로 변환한 후, 전기 차량에 구비된 고압 배터리의 충전 전원에 적합하도록 승압하여 출력하는 충전 과정을 수행하는 단계;
    (2) 제어부가 상기 직류 전원의 전압 레벨을 모니터링하여 정전 발생을 감지하는 단계;
    (3) 정전이 발생한 것으로 감지될 경우, 전원 공급부가 상기 직류 전원을 입력받아 상기 제어부의 비상 전원으로 공급하는 단계;
    (4) 상기 제어부가 비상 전원을 공급받아 동작하여, 정전 발생 시점의 충전정보를 저장하는 단계; 및
    (5) 상기 제어부가 상기 충전정보를 이용하여 상기 충전 회로부의 충전 과정을 재개하거나 안전 종료를 수행하는 단계;를 포함하는 전기 차량용 배터리 충전 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 (1)단계에서 상기 충전회로부는 상기 변환된 직류 전원을 링크 캐패시터에 충전한 후 상기 충전된 직류 전원을 승압하여 상기 고압 배터리로 출력하고,
    상기 제 (2)단계에서 상기 제어부는 상기 링크 캐패시터에 충전된 직류 전원의 전압 레벨을 검출하여, 기설정된 전압 레벨 이하로 검출될 경우 정전이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 (3)단계는, 상기 링크 캐패시터에 충전된 직류 전원이 상기 전원 공급부로 방전되고, 상기 전원 공급부가 상기 링크 캐패시터에서 방전된 직류 전원을 저전압의 비상 전원으로 강압한 후 상기 제어부로 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제 (4)단계에서 상기 제어부는, 상기 충전 회로부를 제어하여 상기 고압 배터리로 출력되는 충전 전원의 전압을 감소시킨 후 상기 충전정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 제 (5)단계는, 기설정된 시간 내 정전의 복구가 이루어진 경우에는 상기 충전정보를 이용하여 충전을 재개하고, 상기 기설정된 시간이 초과하면 안전 종료를 수행하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제 (5)단계에서 상기 제어부는, 안전 종료의 수행 이전 또는 안전 종료를 수행하면서 상기 링크 캐패시터의 잔여 전원을 방전시키는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 방법.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 제 (4)단계에서 상기 제어부는, 기설정된 사용자 단말로 정전 발생 여부를 알리는 알림 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 방법.
  17. 제 10항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 (1)단계 이전에,
    (A) 상기 전원 공급부가 상용 전원을 입력받아 저전압의 구동 전원으로 강압한 후, 턴-오프 상태의 제어부로 공급하여 상기 제어부를 초기 구동하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 방법.
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