KR20170064236A - 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스 및 이를 이용한 충전 제어방법 - Google Patents

전기 차량용 케이블 일체형 제어박스 및 이를 이용한 충전 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스 및 이를 이용한 충전 제어방법에 관한 것으로, 구체적으로는 전기 차량의 충전 시 플러그의 발열 또는 아크 발생으로 인한 열화를 방지하고 무중단 충전을 가능하게 한 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스 및 이를 이용한 충전 제어방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 플러그로부터 입력되는 충전 전류의 위상을 모니터링하여 아크(Arc)의 발생 여부를 진단하는 아크 진단부 및 상기 아크 진단부로부터 아크가 발생한 것으로 진단될 경우 충전 전류를 낮추거나 차단하기 위한 충전 제어신호를 충전대상 차량의 OBC로 출력하는 충전 제어부를 구비하므로, 가정용 전원으로 전기 차량을 충전할 경우 아크의 발생 여부에 따라 충전 전류를 조절함으로써 지속적인 아크에 의한 화재를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 충전 제어부는 온도 센싱부에서 감지된 플러그의 온도 변화에 따른 충전 제어신호를 충전대상 차량의 OBC로 출력하여 충전 전류를 조절함으로써, 플러그에서 발열이 발생할 경우 충전 전류를 낮춰서 온도 상승을 억제할 수 있고 전기 차량의 충전은 지속할 수 있다.

Description

전기 차량용 케이블 일체형 제어박스 및 이를 이용한 충전 제어방법{A in-cable control box for electric vehicle and charging control method using the same}
본 발명은 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스 및 이를 이용한 충전 제어방법에 관한 것으로, 구체적으로는 전기 차량의 충전 시 플러그의 발열 또는 아크 발생으로 인한 열화를 방지하고 무중단 충전을 가능하게 한 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스 및 이를 이용한 충전 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 차량에는 외부에서 공급된 상용전원을 DC 전원으로 변환하는 탑재형 충전장치(On Board Charger, OBC)가 구비되어 있어, 상용전원을 공급받아 전기 차량의 고압 배터리를 충전할 수 있다.
또한, 전기 차량의 충전을 위한 상용전원은 충전 설비 또는 가정용 전원으로부터 공급받을 수 있으며, 이때, 전기 차량의 충전에 관한 제어 및 안전 기능을 수행하는 케이블 일체형 제어박스(In-Cable Control Box, ICCB)가 사용되고 있다.
이러한, 종래의 케이블 일체형 제어박스에는 충전 설비 또는 가정용 전원에 연결되는 플러그와 충전대상 차량의 인렛에 연결되는 커넥터가 구비되며, 전술한 탑재형 충전장치로부터 전송된 충전 정보에 따라 상용전원을 공급 또는 차단하거나 누설 전류가 검출되면 충전을 정지시키는 기능을 수행하게 된다.
한편, 가정용 전원을 공급받아 전기 차량을 충전할 경우 전술한 플러그가 연결된 가정용 콘센트에서 발열 및 아크(Arc)가 발생할 수 있는데, 종래의 케이블 일체형 제어박스는 발열과 아크에 취약한 문제점이 있다.
예컨대, 전기 차량의 충전 시 가정용 콘센트와 플러그 간의 접촉부에서 아크가 발생할 수 있으나, 종래의 케이블 일체형 제어박스는 아크의 발생 여부를 전혀 감지할 수 없었다. 즉, 지속적인 아크 발생으로 인한 화재 및 그 경제적 손실을 미연에 방지하기가 곤란한 실정이었다.
또한, 종래의 케이블 일체형 제어박스는 플러그의 온도 변화를 감지할 수 없으므로, 전기 차량의 충전이 이루어지는 동안 발열로 인하여 가정용 콘센트 또는 플러그가 열화되는 상황이 발생하게 된다.
따라서, 충전 설비와 달리 가정용 전원의 경우에는 발열 및 아크 발생에 의한 대책이 시급한 실정이다. 특히, 전기 차량은 대부분 장시간 충전이 이루어져야 하고 사용자가 부재중인 상황도 빈번하게 발생할 수 있으므로, 전기 차량의 충전을 중단시키지 않으면서 발열과 아크 발생에 대한 대응 방안을 수립할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 가정용 전원을 이용하여 전기 차량을 충전할 경우 아크 발생을 감지하여 충전 전류를 조절할 수 있는 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스 및 이를 이용한 충전 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 가정용 전원을 공급하여 전기 차량의 충전 시 플러그의 온도 변화에 따라 충전 전류를 조절함으로써 발열이 발생하더라도 충전 중단없이 충전을 완료할 수 있는 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스 및 이를 이용한 충전 제어방법을 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 충전 전류를 공급하는 충전 설비 또는 가정용 전원으로 연결되는 플러그와 충전대상 차량의 인렛에 연결되는 커넥터가 구비된 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스로서, 상기 플러그로부터 입력되는 충전 전류의 위상을 모니터링하여 아크(Arc)의 발생 여부를 진단하는 아크 진단부; 및 상기 아크 진단부로부터 아크가 발생한 것으로 진단될 경우, 충전 전류를 낮추거나 차단하기 위한 충전 제어신호를 상기 충전대상 차량의 OBC로 출력하는 충전 제어부;를 포함하는 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 아크 진단부는 기설정된 시간동안 위상 왜곡이 감지되면 아크가 발생한 것으로 진단한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 아크 진단부는 상기 플러그로부터 입력된 충전 전류를 전파정류하여 출력하는 정류수단; 상기 전파정류된 충전 전류를 기준 전압과 비교한 비교 신호를 출력하는 비교수단; 및 상기 비교수단으로부터 출력된 비교 신호를 모니터링하여 위상 왜곡의 발생을 감지하고, 위상 왜곡이 기설정된 시간동안 감지되면 아크가 발생한 것으로 진단하는 아크 진단수단;을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 충전 제어부로부터 출력되는 충전 제어신호는, 충전 전류의 듀티비를 제어하는 신호이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 플러그의 온도 변화를 감지하는 온도 센싱부;를 더 포함하고, 상기 충전 제어부는 상기 온도 센싱부에서 감지된 온도에 따라, 상기 충전 제어신호를 상기 충전대상 차량의 OBC로 출력하여 충전 전류를 낮추거나 차단하게 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 플러그의 온도 변화 및 아크의 발생 여부 중에서 적어도 하나에 대응하는 CP 듀티비가 저장된 충전 테이블부;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 충전 제어부는 상기 충전 테이블부에 저장된 CP 듀티비를 참조하여 상기 충전 제어신호를 출력한다.
또한, 본 발명은 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스에서 수행되는 충전 제어방법으로서, (1) 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스가, 충전 설비 또는 가정용 전원에 연결된 플러그로부터 입력되는 충전 전류의 위상을 모니터링하여 아크(Arc)의 발생 여부를 진단하는 단계; (3) 아크가 발생한 경우 상기 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스가, 충전 전류를 낮추거나 차단하기 위한 충전 제어신호를 충전대상 차량의 OBC로 출력하는 단계; 및 (4) 상기 충전대상 차량의 OBC가, 상기 충전 제어신호에 따라 충전 전류를 낮춘 상태로 충전을 지속하거나 충전을 중지하는 단계;를 포함하는 충전 제어방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (1)단계에서 상기 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스는, 기설정된 시간동안 위상 왜곡이 감지되면 아크가 발생한 것으로 진단한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (1)단계에서 상기 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스는, 충전 전류를 전파정류하고, 상기 전파정류된 충전 전류를 기준 전압과 비교한 비교 신호를 출력한 후, 상기 출력된 비교 신호를 모니터링하여 위상 왜곡의 발생을 감지하고, 위상 왜곡이 기설정된 시간동안 감지되면 아크가 발생한 것으로 진단한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (3)단계에서 상기 충전 제어신호는, 충전 전류의 듀티비를 제어하는 신호이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (3)단계 이전에, (2) 상기 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스가, 상기 플러그의 온도 변화를 감지하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제 (3)단계에서 상기 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스는, 상기 플러그의 온도 변화 및 아크의 발생 여부 중에서 적어도 하나에 대응하는 충전 제어신호를 출력한다.
바람직한 실시예에 있어서, (5) 상기 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스가, 상기 플러그의 온도가 정상 범위가 되거나 기설정된 시간 동안 아크 발생이 감지되지 않을 경우 충전 전류를 높이기 위한 충전 제어신호를 상기 충전대상 차량의 OBC로 출력하는 단계;를 더 포함한다.
전술한 과제해결 수단에 의해 본 발명은 플러그로부터 입력되는 충전 전류의 위상을 모니터링하여 아크(Arc)의 발생 여부를 진단하는 아크 진단부 및 상기 아크 진단부로부터 아크가 발생한 것으로 진단될 경우 충전 전류를 낮추거나 차단하기 위한 충전 제어신호를 충전대상 차량의 OBC로 출력하는 충전 제어부를 구비하므로, 가정용 전원으로 전기 차량을 충전할 경우 아크의 발생 여부에 따라 충전 전류를 조절함으로써 지속적인 아크에 의한 화재를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 충전 제어부는 온도 센싱부에서 감지된 플러그의 온도 변화에 따른 충전 제어신호를 충전대상 차량의 OBC로 출력하여 충전 전류를 조절함으로써, 플러그에서 발열이 발생할 경우 충전 전류를 낮춰서 온도 상승을 억제할 수 있고 전기 차량의 충전은 지속할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 발열 또는 아크가 발생하더라도 전기 차량의 충전을 즉시 중단하지 않고 충전 전류를 낮춰서 아크 발생 및 온도 상승을 억제함으로써, 전기 차량의 충전 중단으로 인한 충전 시간의 지연을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스를 설명하기 위한 도면.
도 2는 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스의 세부 구성을 설명하기 위한 도면.
도 3은 아크 진단부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면.
도 4는 아크의 발생 여부를 진단하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 충전 제어방법을 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 5를 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 아크 진단부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 아크의 발생 여부를 진단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스(100)는 아크 진단부(110), 온도 센싱부(120), 충전 테이블부(130) 및 충전 제어부(140)를 포함하여 구성된다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스(100)에는 플러그(10) 및 커넥터(20)가 구비될 수 있으며, 상기 플러그(10)는 충전 설비의 콘센트 또는 가정용 전원(1)의 가정용 콘센트에 연결되어 충전 전류를 공급받으며, 상기 커넥터(20)는 충전대상 차량의 인렛에 연결되어 상기 충전 대상 차량의 OBC(2)로 충전 전류를 공급하게 된다.
상기 아크 진단부(110)는 아크(Arc)의 발생 여부를 진단하기 위한 것으로, 상기 플러그(10)로부터 입력되는 충전 전류의 위상을 모니터링하여 아크의 발생을 진단하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 플러그(10)와 상기 가정용 콘센트 간에 아크가 발생하면 상기 플러그(10)를 통해 공급되는 충전 전류의 위상 왜곡이 발생하므로, 상기 아크 진단부(110)는 위상 왜곡이 감지되면 아크가 발생한 것으로 판정하게 된다.
다만, 단발성 아크의 경우 온도 상승 및 화재로 이어질 우려가 비교적 적으므로, 상기 아크 진단부(110)를 기설정된 시간동안 위상 왜곡이 감지되면 아크가 발생한 것으로 진단하도록 구비됨이 바람직하다.
이를 위하여, 상기 아크 진단부(110)는 정류수단(111), 비교수단(112) 및 아크 진단수단(113)을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 정류수단(111)은 상기 플러그(10)로부터 입력된 충전 전류를 정류하여 출력하기 위한 것으로, 정류기로 구비될 수 있으며, 상기 충전 전류를 전파정류하여 출력하도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 정류수단(111)으로부터 출력된 전파정류된 충전 전류는 후술할 비교수단(112)으로 입력된다.
또한, 상기 비교수단(112)은 상기 전파정류된 충전 전류를 기준 전압과 비교한 비교 신호를 출력하기 위한 것으로, 비교기로 구비될 수 있으며, 상기 전파정류된 충전 전류가 상기 기준 전압 이하이면 로우(Low) 신호를 출력하고 상기 기준 전압 이상이면 하이(High) 신호를 출력하도록 구비될 수 있다.
예컨대, 상기 비교수단(112)은 상기 충전 전류의 위상 왜곡에 의해 상기 기준 전압을 만족하지 못하는 상태가 될 때 로우 신호를 출력함으로써, 후술할 아크 진단수단(113)에서 위상 왜곡을 감지할 수 있게 한다.
또한, 상기 아크 진단수단(113)은 아크의 발생 여부를 진단하기 위한 것으로, 상기 비교수단(112)으로부터 출력된 비교 신호를 모니터링하여 위상 왜곡의 발생을 감지하고, 기설정된 시간동안 위상 왜곡이 감지되면 아크가 발생한 것으로 진단하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 아크 진단수단(113)은 상기 비교수단(112)으로부터 출력된 하이 신호가 기준 시간동안 출력되는지 여부를 확인하여 위상 왜곡을 감지할 수 있으며, 후술할 충전 제어부(140)로 진단 결과를 출력하도록 구비될 수 있다.
즉, 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 정류수단(111)은 사인 파형의 충전 전류를 전파정류하여 출력하고, 상기 비교수단(112)은 상기 전파정류된 충전 전류를 기준 전압과 비교하여 상기 비교 신호를 출력한다. 이때, 상기 비교수단(112)은 기준 전압 이하인 위상 왜곡에 대해 로우 신호를 출력하게 된다.
또한, 상기 아크 진단수단(113)은 상기 비교수단(112)으로부터 출력된 비교신호를 입력받고 하이 신호가 정상 시간보다 적게 출력된 구간, 즉, 위상 왜곡이 발생한 구간이 존재할 경우 아크가 발생한 것으로 진단할 수 있다.
한편, 상기 플러그(10)와 상기 가정용 콘센트 간의 아크로 인해 상기 플러그(10)의 온도 변화가 발생할 수 있으나, 그 이외의 외부 조건 또는 환경 변화로 인하여 상기 플러그(10)가 과열될 수도 있다. 이러한, 상기 플러그(10)의 온도 변화는 후술할 온도 센싱부(120)로부터 감지될 수 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 온도 센싱부(120)는 상기 플러그(10)의 온도 변화를 감지하기 위한 것으로, 온도 변화를 측정할 수 있는 온도 센서로 구비될 수 있으며, 상기 플러그(10)의 내부에 탑재됨이 바람직하다. 또한, 상기 온도 센싱부(120)로부터 측정된 온도 측정치는 후술할 충전 제어부(140)로 출력될 수 있다.
상기 충전 테이블부(130)는 상기 충전 전류의 조절을 위한 CP(Control Pilot) 듀티비가 설정된 것으로, 상기 플러그(10)의 온도 변화 및 아크의 발생 여부 중에서 적어도 하나에 대응하는 CP 듀티비를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 전술한 CP 듀티비는 전기 차량용 케이블에 구비된 CP 라인을 통해 전송되는 듀티비의 조절을 위한 신호를 뜻한다. 또한, 상기 충전 테이블부(130)의 CP 듀티비는 상기 플러그(10)의 온도가 상승할 경우 상기 충전 전류를 낮추고, 상기 플러그(10)의 온도가 낮아지면 상기 충전 전류를 높일 수 있도록 설정될 수 있다.
상기 충전 제어부(140)는 상기 충전 전류를 조절하기 위한 것으로, 상기 아크 진단부(110)로부터 아크가 발생한 것으로 진단하거나 상기 온도 센싱부(120)로부터 감지된 온도에 따라, 상기 충전 전류를 낮추거나 차단하기 위한 충전 제어신호를 상기 충전대상 차량의 OBC(2)로 출력하도록 구비된다.
이때, 상기 충전 제어부(140)는 상기 충전 테이블부(130)에 저장된 CP 듀티비를 참조하여 상기 충전 제어신호를 출력한다. 즉, 상기 충전 제어신호는 충전 전류의 듀티비를 제어하는 신호일 수 있다.
또한, 상기 충전 대상 차량의 OBC(2)는 상기 충전 제어신호를 입력받아 상기 충전 전류의 듀티비를 조절함으로써, 상기 플러그(10)에서의 온도 상승 및 아크의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상기 충전 제어부(140)는 상기 플러그(10)의 온도가 정상 범위로 낮아지거나 기설정된 시간동안 아크의 발생이 없을 경우에는, 상기 충전 전류를 정상 상태로 높이기 위한 충전 제어신호를 출력할 수도 있다.
한편, 상기 충전 제어부(140)는 상기 온도 센싱부(120)로부터 감지된 온도가 기설정된 열화 위험 온도를 초과한 경우에는 상기 충전 대상 차량의 OBC(2)가 충전을 중지하도록 상기 충전 제어신호를 출력할 수도 있다.
또한, 상기 충전 제어부(140)는 상기 플러그(10)의 온도 변화 및 아크의 발생 여부에 대한 이력 정보를 사용자의 단말로 전송하도록 구비될 수도 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스(100)는 아크의 발생 여부 및 플러그(10)의 온도에 따라 충전 전류를 조절함으로써, 전기 차량의 충전을 중단하지 않고 충전 전류를 낮춘 상태로 유지하여 충전 시간의 지연을 최소화하고 플러그(10)의 온도 상승에 인한 열화 및 지속적인 아크에 의한 화재를 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 충전 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스에서 수행되는 충전 제어방법을 설명한다.
다만, 도 5에 도시된 충전 제어방법에서 수행되는 기능은 모두 도 1 내지 도4를 참조하여 설명한 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스에서 수행되므로, 명시적인 설명이 없어도, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 모든 기능은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충전 제어방법에서 수행되고, 도 5를 참조하여 설명하는 모든 기능은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스에서 그대로 수행됨을 주의해야 한다.
먼저, 전기 차량의 충전이 시작되면, 아크 진단부가 충전 설비 또는 가정용 전원에 연결된 플러그로부터 입력되는 충전 전류의 위상을 모니터링하여 아크(Arc)의 발생 여부를 진단한다(S110).
이때, 상기 아크 진단부는 상기 충전 전류를 전파정류하고, 상기 전파정류된 충전 전류를 기준 전압과 비교한 비교 신호를 출력한 후, 상기 출력된 비교 신호를 모니터링하여 위상 왜곡의 발생을 감지하고 위상 왜곡이 기설정된 시간동안 감지되면 아크가 발생한 것으로 진단할 수 있다.
또한, 단발성 아크의 경우 온도 상승 및 화재로 이어질 우려가 적고 지속적인 아크에 의한 화재 위험이 크므로, 상기 아크 진단부는 상기 충전 전류에서 기설정된 시간동안 위상 왜곡이 감지되면 아크가 발생한 것으로 진단하게 된다.
다음, 온도 센싱부가 상기 플러그의 온도 변화를 감지한다(S120).
이때, 상기 온도 센싱부는 상기 플러그의 내부에 탑재되어 온도를 측정하고, 온도 측정치를 충전 제어부로 출력하게 된다. 즉, 상기 온도 센싱부는 상기 플러그의 발열로 인한 온도의 급상승 여부를 감지할 수 있다.
한편, 상기 제 110단계 이후에 상기 제 120단계가 수행될 수도 있으나, 실질적으로, 상기 제 110단계와 상기 제 120단계는 동시에 수행됨이 바람직하다.
다음에는, 상기 충전 제어부가 플러그의 온도 변화 및 아크의 발생 여부에 따른 충전 제어신호를 충전대상 차량의 OBC로 출력한다(S130).
이때, 상기 충전 제어부는 상기 아크 진단부로부터 소정 시간동안 아크의 발생이 지속된 것으로 진단되거나 상기 온도 센싱부로부터 측정된 온도 측정치에 따라 상기 플러그의 온도가 급상승하게 되면(S131), 상기 플러그의 온도 변화 및 아크의 발생 여부 중 적어도 하나에 대응하는 충전 제어신호를 상기 충전대상 차량의 OBC로 출력하게 된다(S132).
여기서, 상기 충전 제어신호는 충전 전류의 듀티비를 제어하여 충전 전류를 낮추거나 차단하기 위한 신호일 수 있다. 또한, 상기 충전 제어부는 충전 전류의 조절을 위한 CP 듀티비가 설정된 충전 테이블부를 참조하여 상기 충전 제어신호를 출력하도록 구비될 수 있다.
한편, 아크가 발생하지 않거나 상기 플러그의 온도 급상승이 없는 경우 전술한 제 110단계 및 제 120단계가 반복하여 수행될 수 있다.
그 다음에는, 상기 충전대상 차량의 OBC가 상기 충전 제어신호에 따라 충전 전류를 낮춘 상태로 충전을 지속하거나 충전을 중지하게 된다(S140).
이때, 상기 충전대상 차량의 OBC에 의해 충전 전류가 조절됨으로써, 상기 플러그의 온도 상승 및 아크의 발생이 억제될 수 있다.
그 다음에는, 상기 충전 제어부가 상기 아크 진단부의 진단 결과 및 상기 온도 센싱부의 측정 결과를 모니터링하여, 상기 충전 전류를 정상 상태로 높이거나 충전을 재개하게 한다(S150).
이때, 상기 충전 제어부는 상기 플러그의 온도가 정상 범위가 되거나 기설정된 시간 동안 아크 발생이 감지되지 않을 경우(S151), 충전 전류를 높이기 위한 충전 제어신호를 상기 충전대상 차량의 OBC로 출력하게 된다(S152).
한편, 아크 발생이 지속되거나 상기 플러그의 온도가 낮아지지 않는 경우에는 전술한 제 140단계가 계속 수행될 수도 있다.
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 : 아크 진단부
111 : 정류수단
112 : 비교수단
113 : 아크 진단수단
120 : 온도 센싱부
130 : 충전 테이블부
140 : 충전 제어부

Claims (13)

  1. 충전 전류를 공급하는 충전 설비 또는 가정용 전원으로 연결되는 플러그와 충전대상 차량의 인렛에 연결되는 커넥터가 구비된 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스로서,
    상기 플러그로부터 입력되는 충전 전류의 위상을 모니터링하여 아크(Arc)의 발생 여부를 진단하는 아크 진단부; 및
    상기 아크 진단부로부터 아크가 발생한 것으로 진단될 경우, 충전 전류를 낮추거나 차단하기 위한 충전 제어신호를 상기 충전대상 차량의 OBC로 출력하는 충전 제어부;를 포함하는 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 아크 진단부는 기설정된 시간동안 위상 왜곡이 감지되면 아크가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 아크 진단부는
    상기 플러그로부터 입력된 충전 전류를 전파정류하여 출력하는 정류수단;
    상기 전파정류된 충전 전류를 기준 전압과 비교한 비교 신호를 출력하는 비교수단; 및
    상기 비교수단으로부터 출력된 비교 신호를 모니터링하여 위상 왜곡의 발생을 감지하고, 위상 왜곡이 기설정된 시간동안 감지되면 아크가 발생한 것으로 진단하는 아크 진단수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 충전 제어부로부터 출력되는 충전 제어신호는, 충전 전류의 듀티비를 제어하는 신호인 것을 특징으로 하는 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플러그의 온도 변화를 감지하는 온도 센싱부;를 더 포함하고,
    상기 충전 제어부는 상기 온도 센싱부에서 감지된 온도에 따라, 상기 충전 제어신호를 상기 충전대상 차량의 OBC로 출력하여 충전 전류를 낮추거나 차단하게 하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 플러그의 온도 변화 및 아크의 발생 여부 중에서 적어도 하나에 대응하는 CP 듀티비가 저장된 충전 테이블부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 충전 제어부는 상기 충전 테이블부에 저장된 CP 듀티비를 참조하여 상기 충전 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스.
  8. 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스에서 수행되는 충전 제어방법으로서,
    (1) 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스가, 충전 설비 또는 가정용 전원에 연결된 플러그로부터 입력되는 충전 전류의 위상을 모니터링하여 아크(Arc)의 발생 여부를 진단하는 단계;
    (3) 아크가 발생한 경우 상기 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스가, 충전 전류를 낮추거나 차단하기 위한 충전 제어신호를 충전대상 차량의 OBC로 출력하는 단계; 및
    (4) 상기 충전대상 차량의 OBC가, 상기 충전 제어신호에 따라 충전 전류를 낮춘 상태로 충전을 지속하거나 충전을 중지하는 단계;를 포함하는 충전 제어방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 (1)단계에서 상기 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스는, 기설정된 시간동안 위상 왜곡이 감지되면 아크가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 충전 제어방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 (1)단계에서 상기 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스는, 충전 전류를 전파정류하고, 상기 전파정류된 충전 전류를 기준 전압과 비교한 비교 신호를 출력한 후, 상기 출력된 비교 신호를 모니터링하여 위상 왜곡의 발생을 감지하고, 위상 왜곡이 기설정된 시간동안 감지되면 아크가 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 충전 제어방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 제 (3)단계에서 상기 충전 제어신호는, 충전 전류의 듀티비를 제어하는 신호인 것을 특징으로 하는 충전 제어방법.
  12. 제 8항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 (3)단계 이전에,
    (2) 상기 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스가, 상기 플러그의 온도 변화를 감지하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 제 (3)단계에서 상기 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스는, 상기 플러그의 온도 변화 및 아크의 발생 여부 중에서 적어도 하나에 대응하는 충전 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 충전 제어방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    (5) 상기 전기 차량용 케이블 일체형 제어박스가, 상기 플러그의 온도가 정상 범위가 되거나 기설정된 시간 동안 아크 발생이 감지되지 않을 경우 충전 전류를 높이기 위한 충전 제어신호를 상기 충전대상 차량의 OBC로 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 제어방법.
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