KR20170109890A - 복수의 충전기를 통한 전기차 충전 방법 및 장치 - Google Patents

복수의 충전기를 통한 전기차 충전 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법은 충전을 위해 연결된 복수의 충전기를 인지하는 단계, 인지된 충전기로부터 아이디와 파라미터를 수신하는 단계, 및 아이디와 파라미터에 대응하여, 각 충전기마다 충전 상태를 제어하는 명령을 전달하는 단계를 포함한다.

Description

복수의 충전기를 통한 전기차 충전 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR CHARGING ELECTRIC VEHCILE VIA PLURAL CHARGER}
본 발명은 복수의 충전기를 통한 전기차 충전 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 또는 충전 장치에 포함된 복수의 충전기를 통합 관리할 수 있는 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
친환경 자동차로서 하이브리드 차량 및 전기 차량이 사람들에게 알려져 있다. 통상적으로, 하이브리드 차량은 엔진과 모터와 같이 두 개 이상의 동력원을 가진 자동차로 정의될 수 있고, 전기 차량은 순수 배터리를 사용하는 자동차로 정의될 수 있다. 하이브리드 차량은 차량의 주행 중 발전기를 돌려 배터리를 자가충전하고 주행에너지로 바꿀 수 있다. 특히, 하이브리드 차량은 회생 제동 브레이크 시스템을 사용하여 차량 감속 시 역회전하는 전기 모터의 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리에 저장하고, 주행 중에 저장된 에너지를 사용할 수 있도록 하여 에너지 효율을 높이고 있다.
전기 차량은 전자제품처럼 충전 후 사용할 수 있도록 설계되어 있다. 전기 차량의 배터리를 충전하기 위한 충전시스템은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 그 중에 차량에 탑재되어 있으면서 공급된 교류전력을 직류로 변환하여 배터리를 충전하는 차량 탑재형 충전기(On-Board Charger, OBC)가 있다. 탑재형 충전기는 차량에 장착되어 운용되기 때문에 차량 내 타 제어기와의 통신을 통한 제어가 필수적이며, 차량 부품으로서의 신뢰성 확보와 더불어 소형, 경량화를 통한 전력밀도 향상이 중요한 설계 요소가 될 수 있다.
차량을 충전하기 위한 충전 장치를 설계하는 데 있어서, 차량에 탑재된 배터리의 용량이 계속 증가하고 있다는 점과 배터리의 용량이 증가함에도 불구하고 충전 시간을 줄일 수 있어야 한다는 점을 고려할 필요가 있다. 이를 위해, 충전 장치의 출력 용량을 증가시킬 필요가 있다. 하지만, 차량에 탑재되는 복수의 배터리를 충전하기 위해 다양한 충전 용량별로 충전기를 별도 설계하는 것은 많은 비용과 시간이 소모될 수 있다. 또한, 차량용 배터리의 서로 다른 충전 용량에 대응하기 위해서는 충전 장치의 내부에 전력 변환 소자가 요구될 수 있다. 이를 극복하기 위해, 기존의 충전 유닛을 병렬로 연결하여 충전하는 방법을 적용할 수 있지만, 개별적으로 동작하는 충전 유닛들을 일괄적으로 제어하는 데에 많은 어려움이 있다.
KR 10-2009-0011171 A
본 발명은 차량에 탑재된 복수의 충전기를 병렬 연결하여 대용량의 배터리를 빠른 시간에 충전할 수 있는 장치와 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 병렬 연결을 위해 차량에 포함된 복수의 충전기를 제어하기 위한 차량 내 통신과정에서 기설정된 저항값 또는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호을 통해 복수의 충전기를 구분하고 식별함으로써 충전을 위한 차량 내 제어 동작을 단순화시킬 수 있는 장치와 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법은 충전을 위해 연결된 복수의 충전기를 인지하는 단계; 인지된 상기 충전기로부터 아이디와 파라미터를 수신하는 단계; 및 상기 아이디와 상기 파라미터에 대응하여, 각 충전기마다 충전 상태를 제어하는 명령을 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 아이디와 상기 파라미터는 상기 충전기에 대응하여 서로 다르게 설정된 저항값에 대응할 수 있다.
또한, 상기 아이디와 상기 파라미터는 상기 충전기에 대응하여 서로 다르게 전송되는 펄스폭변조 신호에 대응할 수 있다.
또한, 상기 복수의 충전기는 외부의 충전 장치와 차량에 탑재된 배터리 사이에 병렬 연결될 수 있다.
또한, 상기 각 충전기마다 충전 상태를 제어하는 명령을 전달하는 단계는 상기 복수의 충전기별 상태를 확인하고, 가용 상태를 결정하는 단계; 외부에서 입력되는 전력신호를 확인하는 단계; 및 상기 가용 상태에 대응하여 상기 전력신호를 분배하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력신호는 교류 전압 또는 직류 전압 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 충전기는 상기 전력신호를 기설정된 범위의 직류 전압으로 변환할 수 있다.
또한, 상기 아이디, 상기 파라미터 및 상기 명령은 차량 내 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 전달될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 응용 프로그램은 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 전술한 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 전술한 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 충전기와 연동하는 충전 제어 장치는 복수의 충전기를 식별하기 위한 구분신호를 생성하는 구분신호 생성부; 외부의 충전 장치와 충전제어신호를 송수신하는 외부신호 송수신부; 및 상기 충전제어신호에 대응하는 충전 동작을 상기 구분신호를 바탕으로 상기 복수의 충전기 각각에 배정하는 충전기 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구분신호 생성부는 상기 복수의 충전기에 대응하는 서로 다른 저항값을 가지는 복수의 풀업(pull-up) 저항 또는 풀다운(pull-down) 저항을 포함할 수 있다.
또한, 상기 구분신호 생성부는 상기 복수의 충전기에 대응하는 서로 다른 펄스폭변조(PWM) 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 구분신호 생성부는 상기 복수의 충전기에 일대일 대응하는 복수의 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 충전기는 상기 충전 장치와 차량에 탑재된 배터리 사이에 병렬 연결될 수 있다.
또한, 상기 충전 장치로부터 입력되는 전력신호는 교류 전압 또는 직류 전압 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 충전기는 상기 전력신호를 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환할 수 있다.
또한, 상기 충전기는 상기 직류 전압을 포함하는 전력신호를 전달받아 상기 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환하기 위한 변압기; 및 상기 충전기 제어부에 의해 상기 변압기의 출력을 제어하는 스위칭부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전기는 상기 교류 전압을 수신하고 잡음을 제거하기 위한 EMI 필터; 상기 EMI 필터의 출력을 직류 전압으로 변환하는 정류 회로; 상기 정류 회로의 출력을 상기 기설정된 범위의 직류 전압으로 변환하기 위한 변압기; 및 상기 충전기 제어부에 의해 상기 변압기의 출력을 제어하는 스위칭부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 충전 장치는 적어도 하나 이상의 배터리를 포함하는 배터리부; 외부의 충전 장치로부터 전달된 전력 신호를 이용하여 상기 배터리부를 충전하기 위해 병렬로 연결된 복수의 충전기를 포함하는 충전기부; 및 상기 충전 장치로부터 전달된 제어 신호에 대응하여 상기 복수의 충전기를 제어하기 위한 충전 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전 제어부는 상기 복수의 충전기를 식별하기 위한 구분신호를 생성하는 구분신호 생성부; 상기 충전 장치와 충전제어신호를 송수신하는 외부신호 송수신부; 및 상기 충전제어신호에 대응하는 충전 동작을 상기 구분신호를 바탕으로 상기 복수의 충전기 각각에 배정하는 충전기 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구분신호 생성부는 상기 복수의 충전기에 대응하는 서로 다른 저항값을 가지는 복수의 풀업(pull-up) 저항 또는 풀다운(pull-down) 저항을 포함할 수 있다.
또한, 상기 구분신호 생성부는 상기 복수의 충전기에 대응하는 서로 다른 펄스폭변조(PWM) 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 구분신호 생성부는 상기 복수의 충전기에 일대일 대응하는 복수의 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력 신호는 교류 전압 또는 직류 전압 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 충전기부에 포함된 상기 복수의 충전기는 상기 전력 신호를 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환할 수 있다.
또한, 상기 충전기는 상기 직류 전압을 포함하는 전력신호를 전달받아 상기 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환하기 위한 변압기; 및 상기 충전 제어부에 의해 상기 변압기의 출력을 제어하는 스위칭부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전기는 상기 교류 전압을 수신하고 잡음을 제거하기 위한 EMI 필터; 상기 EMI 필터의 출력을 직류 전압으로 변환하는 정류 회로; 상기 정류 회로의 출력을 상기 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환하기 위한 변압기; 및 상기 충전 제어부에 의해 상기 변압기의 출력을 제어하는 스위칭부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 배터리부는 상기 적어도 하나의 배터리의 셀 간의 균형을 잡아 모든 셀이 완전히 충전상태가 될 수 있도록 상기 셀의 상태를 상기 충전 제어부로 전달하는 배터리 관리 시스템을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 배터리 관리 시스템은 상기 배터리의 전류, 전압, 온도 등의 상태를 실시간으로 모니터링하고 상기 배터리의 잔존 용량 및 교체시기를 예측할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 복수의 충전기를 포함하는 차량에서 하나의 통합된 제어장치를 통해 복수의 충전기를 관리하고 제어할 수 있어 차량용 충전 장치의 원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 하나의 통합된 제어장치를 통해 복수의 충전기를 제어할 수 있어, 차량의 충전 동작을 보다 효율적으로 진행할 수 있다.
또한, 본 발명은 차량이 대용량의 배터리와 대용량의 배터리를 충전하기 위한 대형 충전기를 복수의 작은 용량의 배터리와 복수의 충전기로 대체할 수 있으므로, 차량 설계의 제약을 줄일 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도1은 충전 장치를 이용한 차량의 충전 방법을 설명한다.
도2는 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법을 설명한다.
도3은 차량용 충전 장치를 설명한다.
도4는 차량에 탑재된 충전기와 배터리를 설명한다.
도5는 제1충전 제어 장치를 설명한다.
도6은 제1충전 제어 장치의 동작을 설명한다.
도7은 제2충전 제어 장치를 설명한다.
도8은 제2충전 제어 장치의 동작을 설명한다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
친환경 자동차(예, 하이브리드 차량, 전기 차량 등)에서 차량 운행에 필요한 에너지를 배터리를 통해 조달하는 비율이 높아질수록, 또는 차량 운행 성능이 강화될수록, 친환경 자동차에 필요한 배터리의 에너지 저장 용량(즉, 배터리의 용량)은 계속 증가할 수 있다. 차량에 포함된 배터리의 용량이 커지면, 배터리를 충전하는 시간도 길어질 수 있다. 이는 차량의 기동성을 약화시키기 때문에, 대용량의 배터리를 빠른 시간에 충전하는 방법이나 장치가 요구된다. 하지만, 대용량의 배터리를 급속 충전할 수 있는 장치는 차량에 탑재되는 충전기뿐만 아니라 차량에 전력을 공급하기 위한 인프라 시설을 구축하는 데 큰 비용이 발생할 수 있다. 이에 따라 충전기를 직접 차량에 탑재하여 일반 가정용 전원으로 차량 내 배터리를 충전할 수 있는 차량탑재용 충전기(On-Board Charger, OBC)를 사용하는 방법이 사용된다.
예를 들면, 차량탑재용 충전기(OBC)는 차량에 탑재되므로 고전력밀도와 저소음이 요구되는데 이를 위하여 스위칭주파수가 높아야 할 필요가 있다. 또한, 차량 전체의 에너지 효율과 관계가 있으므로, 차량탑재용 충전기(OBC)에는 고효율이 요구된다. 아울러, 충전 인프라와 차량에 탑재된 배터리와의 호환을 위해, 차량탑재용 충전기(OBC)는 유니버설한 입력전압(100Vac～240Vac)과 넓은 배터리전압(220Vdc～420Vdc)의 동작범위를 가질 필요가 있다. 최근 차량에 탑재된 배터리의 용량이 커지면서, 배터리를 충전하기 위한 충전기의 플랫폼도 3.3kW 급에서 6.6KW 급으로 용량이 상향 조정되었다. 또한, 앞으로도 차량에 탑재된 배터리의 충전하는 시간을 단축하기 위해 플랫폼의 용량이 더 커질 수도 있다.
충전 용량의 변화에 따라 새로운 충전기를 개발하는 것보다 복수의 충전기를 병렬로 연결하여 사용하는 것이 여러 측면(예, 설계, 비용 등)에서 유리할 수 있다. 복수의 충전기를 사용하기 위해서는 각 충전기 마다 제어 프로그램이 필요하다. 각각의 충전기는 차량 내부 통신망(CAN)을 이용하여 통신을 수행하는데, 각 충전기를 구분 하기 위해서는 각각의 충전기 마다 개별적인 식별자(예, CAN ID)가 필요 하다. 이를 위해서는 각 충전기별로 개별 식별자를 포함하는 서로 다른 프로그램 등을 설치할 필요가 있다. 또한, 차량 내 제어기가 복수의 충전기를 제어하기 위한 통신 규약(프로토콜, protocol)이 필요할 수 있다. 복수의 충전기가 동작하기 위해서는, 복수의 충전기를 개별적으로 제어할 필요가 있다. 예를 들어, 충전 과정에서 제1충전기의 동작을 중지시키고 제2충전기를 동작시키거나, 제1충전기 및 제2충전기의 동작을 모두 중지시킬 수도 있다. 또한, 충전 과정에서 충전기를 보호하기 위한 절차 또는 충전기에 걸리는 부하(동작 스트레스)를 정격치보다 내려 신뢰도를 향상시키는 디레이팅(derating) 절차 등의 다양한 동작 조건 및 환경에 대응하여 복수의 충전기를 제어할 필요가 있다.
도1은 충전 장치를 이용한 차량의 충전 방법을 설명한다.
도시된 바와 같이, 충전이 필요한 차량(4)은 충전 장치(EVSE, 2)와 연결되어, 차량(4)에 탑재된 배터리(60)에 전기 에너지를 저장할 수 있다. 차량(4)과 충전 장치(2)는 전력선 기술 방식, 유무선 통신기술 방식 등을 통해 연결될 수 있다. 충전 장치(2)는 차량(4)을 충전시키기 위한 목적으로 설치되는 것으로, 일반 가정, 충전소, 공동 주택(아파트 등) 등에 위치할 수 있다.
차량(4)에는 배터리(60)를 충전하기 위한 복수의 충전기(22, 24)가 포함되어 있다. 복수의 충전기(22, 24)는 충전 장치(2)와 배터리(60) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 예를 들어, 하나의 충전기(22 또는 24)가 3.3kW 급의 용량으로 배터리(60)를 충전할 수 있다면, 두 개의 충전기(22 및 24)를 통해 6.6KW 급의 용량으로 배터리(60)를 충전할 수 있다.
차량(4)은 복수의 충전기(22, 24)를 제어하기 위한 충전 제어부(40)를 포함할 수 있다. 차량(4)이 복수의 충전기(22, 24)를 포함하는 경우, 복수의 충전기(22, 24)의 동작을 충전 상태에 따라 개별적으로 제어할 수 있는 충전 제어부(40)가 필요할 수 있다.
만약 충전 제어부(40)가 없는 경우, 각각의 충전기(22, 24)는 별도의 소프트웨어 및 각종 파라미터 등을 처리할 수 있는 제어 프로그램을 포함하고 있어야 한다. 또한, 외부의 충전 장치(2)에서 전달되는 제어 신호 및 전력 신호에 따라 개별적으로 충전 동작을 수행할 수 있다. 복수의 충전기(22, 24)가 개별적으로 충전 동작을 수행하는 경우, 충전 효율이 낮아질 수 있다. 또한, 충전 장치(2)와 차량(4)에 탑재된 배터리(60)의 성능에 대응하여 다양한 종류 또는 버전의 충전기(22, 24)가 필요할 수 있으며, 이 경우 비용이 상승하는 단점이 있다.
한편, 복수의 충전기(22, 24)를 제어하기 위한 기능을 차량(2) 내 중앙제어장치(CPU) 또는 기존의 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)에 추가할 경우, 해당 장치의 부하가 높아지고 차량(2) 내부의 통신과정이 더욱 복잡해질 수 있는 단점이 있다. 또한, 차량이 이미 완성된 경우, 필요에 따라 충전기를 추가로 장착하거나 제거하는 것이 불가능해질 수 있다.
충전 제어부(40)는 복수의 충전기(22, 24)를 차량(4)에서 사용하기 위한 방법을 지원할 수 있다. 충전 제어부(40)는 복수의 충전기(22, 24)의 제어 동작(ON/OFF, 충전 전류 관리, Balancing 등)을 수행하고, 외부의 충전 장치(2)로부터 차량(4)의 게이트 웨이(gateway) 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 충전 제어부(40)는 외부의 통신(CAN) 신호, 충전기 연결신호(CAN, PD), 외부 차량 신호 등을 수신하여, 충전 관련 동작 로직을 통해 충전 여부와 충전 제어 관련 정보를 하위 복수의 충전기(22, 24)에게 제공할 수 있다.
충전 제어부(40)는 차량(2) 전체의 충전 과정을 제어할 수 있고, 1개의 충전기(On-Board Charger, OBC)에서부터, n개의 충전기(OBC)까지 제어할 수 있다. 예를 들면, 복수의 충전기(22, 24)와의 통신을 위해, 충전 제어부(40)는 각각의 충전기를 기 설정된 저항값에 대응시켜, 각 충전기의 식별자(ID)를 확인하는 방법을 사용할 수 있다. 이를 통해, 차량 내부 통신을 통한 충전 제어부(40)와 복수의 충전기(22, 24) 사이의 통신을 수행할 수 있다.
충전 제어부(40)는 외부 신호와 통신(CAN) 메시지를 받아서, 충전 과정에 관련된 전체 로직(매커니즘, 제어방법 등)을 결정할 수 있다. 충전 제어부(40)와 연동하는 각 충전기(22, 24)는 동일한 프로그램으로 구성될 수 있으나, 충전 제어부(40)에서 제공하는 구분 신호의 값에 따라 서로 다른 다른 통신 아이디(CAN ID)와 우선 순위를 가질 수 있다. 충전 제어부(40)로 인해, 충전기(22, 24) 수량에 따른 임피던스 매칭과 같은 과정이 불필요해진다. 또한, 충전 제어부(40)는 신호 임계점(예, 충전 종료 판단, 전류 제한 진입 지점 판단 등)에서 충전 상태에 따라 충전기(22, 24)의 충전 상태를 제어할 수 있어, 안정적인 충전 과정을 수행할 수 있다.
충전 제어부(40)가 복수의 충전기(22, 24)를 제어함으로써, 차량용 충전 장치의 개발을 위해 충전 제어부(40) 및 충전기(22, 24)에 탑재되는 2개의 프로그램을 관리하면 충분하다. 또한, 차량(4)이 제작된 후에도 충전기를 추가, 삭제하는 것이 가능하다. 또한, 충전 과정에서 복수의 충전기(22, 24)에 부하(Load)를 분배하는 데 더욱 효과적일 수 있다.
도2는 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법을 설명한다.
도시된 바와 같이, 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법은 충전을 위해 연결된 복수의 충전기를 인지하는 단계(82), 인지된 충전기로부터 아이디와 파라미터를 수신하는 단계(84), 및 아이디와 파라미터에 대응하여, 각 충전기마다 충전 상태를 제어하는 명령을 전달하는 단계(86)를 포함할 수 있다.
또한, 각 충전기마다 충전 상태를 제어하는 명령을 전달하는 단계(86)는 복수의 충전기 별 상태를 확인하고, 가용 상태를 결정하는 단계(88), 외부에서 입력되는 전력신호를 확인하는 단계(88), 및 가용 상태에 대응하여 전력신호를 분배하는 단계(88) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
충전 제어장치는 연결되는 복수의 충전기에 대응하는 구분 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 복수의 충전기와 충전 제어장치 사이의 통신을 위한 각 충전기의 아이디와 파라미터는 각 충전기에 대응하여 서로 다르게 설정된 저항값을 이용하여 에 대응할 수 있다. 실시예에 따라, 충전기의 아이디와 파라미터가 충전 제어장치로부터 서로 다르게 전송되는 펄스폭변조 신호에 대응할 수도 있다. 각 충전기는 아이디, 파라미터 등을 포함하는 신호를 충전 제어장치로 전달하고, 충전 제어장치는 아이디, 파라미터 등을 포함하는 충전 동작 명령을 해당 충전기로 전달할 수 있다. 충전 제어장치와 각 충전기는 차량 내 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 충전 상태에 관한 정보를 주고받을 수 있다.
복수의 충전기는 외부의 충전 장치와 차량에 탑재된 배터리 사이에 병렬 연결될 수 있다. 외부의 충전 장치로부터 전달되는 전력 신호는 교류 전압 또는 직류 전압 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 충전기는 전력 신호를 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환하여 배터리로 공급할 수 있다.
도3은 차량용 충전 장치를 설명한다.
도시된 바와 같이, 외부의 충전 장치(2)와 연동하는 차량용 충전 장치는 적어도 하나 이상의 배터리를 포함하는 배터리부(60), 외부의 충전 장치(2)로부터 전달된 전력 신호를 이용하여 배터리부(60)를 충전하기 위해 병렬로 연결된 복수의 충전기(22, 24, 26, 28)를 포함하는 충전기부(20), 및 충전 장치(2)로부터 전달된 제어 신호에 대응하여 복수의 충전기를 제어하기 위한 충전 제어부(40)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 충전 제어부(40)는 복수의 충전기(22, 24, 26, 28)를 식별하기 위한 구분신호를 생성하는 구분신호 생성부(52, 54, 56, 48), 충전 장치(2)와 충전제어신호를 송수신하는 외부신호 송수신부(42), 및 충전제어신호에 대응하는 충전 동작을 구분신호를 바탕으로 복수의 충전기(22, 24, 26, 28) 각각에 배정하는 충전기 제어부(44)를 포함할 수 있다. 여기서, 구분신호 생성부(52, 54, 56, 48)는 하나의 모듈로 구현될 수도 있고, 복수의 충전기(22, 24, 26, 28)에 일대일 대응하는 복수의 모듈을 포함할 수도 있다.
충전 장치(2)에서 전달되는 전력 신호는 교류 전압 또는 직류 전압 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전력 신호를 전달받는 충전기부(20)에 포함된 복수의 충전기(22, 24, 26, 28)는 전력 신호를 기설정된 범위의 직류 전압으로 변환하여 배터리부(60)로 전달할 수 있다. 여기서, 기설정된 범위의 직류 전압은 배터리부(60)의 동작 조건이나 성능에 따라 결정될 수 있다.
도4는 차량에 탑재된 충전기와 배터리를 설명한다. 구체적으로, (a)는 충전 장치로부터 직류전압(DC)이 포함된 전력 신호를 수신하는 충전기(22)가 적용된 차량용 충전장치를 설명하고, (b)는 충전 장치로부터 교류전압(AC)이 포함된 전력 신호를 수신하는 충전기(22)가 적용된 차량용 충전장치를 설명한다.
도4의 (a)를 참조하면, 충전기(22)는 직류 전압을 포함하는 전력신호를 전달받아 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환하기 위한 변압기(22B), 및 충전 제어부(40)에 의해 변압기(22B)의 출력을 제어하는 스위칭부(22A)를 포함할 수 있다.
외부의 충전 장치에서 전달되는 제어 신호는 충전 제어부(40)로 전달되고, 전력 신호는 충전기(22)로 전달될 수 있다. 충전 제어부(40)는 충전기(22)의 연결 상태를 확인하고, 제어 신호에 대응하여 충전기(22)를 제어할 수 있다. 충전 제어부(40)는 충전기(22)에 포함된 스위칭부(22A)를 통해 변압기(22B)의 출력이 배터리부(60)로 출력되는 것을 제어할 수 있다. 충전기(22)에서 전달되는 직류전원은 배터리부(60)로 전달된다.
배터리부(60)는 충전기(22)로부터 전달되는 직류전원을 저장하기 위한 적어도 하나의 배터리(64)를 포함하고 있다. 또한, 배터리부(60)는 적어도 하나의 배터리(64)의 셀 간의 균형을 잡아 모든 셀이 완전히 충전상태가 될 수 있도록 셀의 상태를 상기 충전 제어부로 전달하는 배터리 관리 시스템(62)을 더 포함할 수 있다. 배터리 관리 시스템(62)은 배터리(64)의 전류, 전압, 온도 등의 상태를 실시간으로 모니터링하고 배터리(64)의 잔존 용량 및 교체시기를 예측할 수 있다. 충전 동작이 효과적으로 수행될 수 있도록, 배터리 관리 시스템(62)은 배터리(64)에 대한 정보를 충전 제어부(40)로 전달할 수 있다.
도4의 (b)를 참조하면, 충전기(22)는 교류 전압을 수신하고 잡음을 제거하기 위한 EMI 필터(22C), EMI 필터(22C)의 출력을 직류 전압으로 변환하는 정류 회로(22D), 정류 회로(22D)의 출력을 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환하기 위한 변압기(22E), 및 충전 제어부(40)에 의해 변압기(22E)의 출력을 제어하는 스위칭부(22A)를 포함할 수 있다.
도4의 (a) 및 (b)에서 설명하는 충전기(22)는 외부의 충전 장치로부터 직류전압(DC) 또는 교류전압(AC)의 전력 신호를 수신하고 배터리부(60)로 전달하는 기 설정된 범위의 직류 전압을 출력하는 과정에서 요구되는 회로, 장치에 차이가 있지만, 그 외 충전 동작을 수행하는 과정에서 병렬로 연결된 복수의 충전기(22)를 통해 충전되는 배터리부(60)와 충전기(22)를 제어하기 위한 충전 제어부(40)의 동작은 동일할 수 있다.
도5는 제1충전 제어 장치를 설명한다.
도시된 바와 같이, 충전기부(20)에는 복수의 충전기(22, 28)가 포함되어 있다. 제1충전 제어 장치(40)는 복수의 충전기(22, 28)의 식별을 위한 구분신호 생성부(52, 58)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 구분신호 생성부(52)는 복수의 충전기(22, 28)에 대응하는 서로 다른 풀업(pull-up) 저항(R1)을 포함할 수 있다. 도시되지 않았지만, 구분신호 생성부(52)에 포함된 서로 다른 풀업(pull-up) 저항에 대응하여 각각의 충전기(22, 28)는 동일한 저항값을 가지는 풀다운(pull-down) 저항을 포함할 있다.
실시예에 따라, 구분신호 생성부(52)는 서로 다른 저항값을 가지는 풀다운(pull-down) 저항을 포함할 수도 있다. 이 경우, 각각의 충전기(22, 28)는 동일한 저항값을 가지는 풀업(pull-up)저항을 포함할 수 있다.
도5를 참조하면, 제1충전 제어 장치(40)에는 복수의 충전기(즉, 충전기#1~n, 22, 28)에 대응하는 서로 다른 저항값을 가지는 풀업(Pull-up) 저항(R1)이 포함된 구분신호 생성부(52, 58)가 있다. 구분신호 생성부(52, 58)에 포함된 서로 다른 값을 가진 풀업 저항(R1)에 의해, 충전기(22, 28)마다 서로 다른 값이 전달될 수 있다. 충전기(22, 28)는 센싱된 값(구분신호 생성부(52, 58)에서 전달된 값)에 따라, 충전기 내 제어 장치를 통해 각자의 차량용 내부 통신(CAN)을 위한 식별자(예, 아이디 혹은 파라미터 등)를 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1충전기(22)에 1v가 입력되면 100번대의 아이디(ID)를 사용할 수 있고, 제2 충전기에 2v가 입력되면 200번대의 아이디(ID)를 사용할 수 있고, 제3 충전기에 3v가 입력되면 300번대의 아이디(ID)를 사용할 수 있다. 도5에서 도시된 풀업 저항(R1)은 하나의 예에 불과하며, 다양한 방식으로 설계될 수 있다.
도시되지 않았지만, 충전기 제어부(44)는 풀업 저항(R1)의 양단에 전압 값을 측정 하여, 충전 제어부(40)와 연결된 충전기부(20)의 충전기(22, 28)가 모두 몇 대인지를 확인할 수 있다. 실시예에 따라, 풀업 저항(R1)의 서로 다른 저항값(예, R1~Rn)에 따라, 충전기 제어부(44)가 연결된 충전기의 수를 인식한 후, 해당하는 수만큼의 구분신호 생성부(52, 58)를 활성화시킬 수도 있다. 충전기 제어부(44)가 연결된 충전기(22, 28)의 수를 인식하면, 충전 과정에서 각 충전기 별 충전 부하량을 조정할 수 있다.
도6은 제1충전 제어 장치의 동작을 설명한다.
도시된 바와 같이, 충전 제어부(40)는 충전기(28)와의 통신을 통해 충전 동작을 제어할 수 있다.
먼저, 충전 제어부(40)는 연결된 충전기의 수를 확인할 수 있다. 충전 제어부(40)는 연결 방송 메시지를 복수의 충전기(28)에 전달할 수 있다.
충전기(28)는 충전 제어부(40)에 포함된 구분신호 생성부에 포함된 저항값에 대응하는 값을 수신하거나 감지하여, 저항값에 대응하는 차량용 통신망(CAN)에 사용할 식별자(ID) 및 파라미터를 준비할 수 있다.
충전 제어부(40)가 송신한 연결 방송 메시지에 대응하여, 충전기(28)는 자신의 식별자(ID) 및 파라미터를 포함한 응답신호를 충전 제어부(40)로 전송한다.
충전 제어부(40)는 충전기 별 현재 상태를 확인하고, 가용할 수 있는 전력 등을 결정한다. 또한, 충전 제어부(40)는 외부에서 입력되는 제어 신호에 대응하여 충전 동작을 결정할 수 있다.
충전 제어부(40)는 충전 동작에 대응하여 각 충전기(28) 별 제어 명령을 전달하고, 제어 명령을 수신한 충전기(28)는 충전 동작을 개시한다.
전술한 방법을 통해, 충전기 마다 별도의 식별자를 부여하거나 차량용 통신망(CAN)을 통해 전달되는 제어 신호에 별도의 영역 또는 필드를 생성하거나 별도의 프로토콜을 설계할 필요가 없다.
도7은 제2충전 제어 장치를 설명한다.
도시된 바와 같이, 충전기부(20)에는 복수의 충전기(22, 28)가 포함되어 있다. 제2충전 제어 장치(40)는 복수의 충전기(22, 28)의 식별을 위한 구분신호 생성부(52, 58)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 구분신호 생성부(52)는 복수의 충전기(22, 28)에 대응하는 서로 다른 펄스폭변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호를 생성할 수 있다.
제2충전 제어 장치(40)에는 복수의 충전기(즉, 충전기#1~n, 22, 28)에 대응하는 펄스폭변조(PWM) 신호를 생성하는 신호 발생기가 포함된 구분신호 생성부(52, 58)가 있다. 구분신호 생성부(52, 58)가 생성하는 서로 다른 펄스폭을 가지는 펄스폭변조(PWM) 신호에 의해, 충전기(22, 28)마다 서로 다른 값이 전달될 수 있다. 충전기(22, 28)는 센싱된 값(구분신호 생성부(52, 58)에서 전달된 값)에 따라, 충전기 내 제어 장치를 통해 각자의 차량용 내부 통신(CAN)을 위한 식별자(예, 아이디 혹은 파라미터 등)를 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1충전기(22)에 10%의 펄스폭을 가지는 신호가 입력되면 100번대의 아이디(ID)를 사용할 수 있고, 제2 충전기에 20%의 펄스폭을 가지는 신호가 입력되면 200번대의 아이디(ID)를 사용할 수 있고, 제3 충전기에 30%의 펄스폭을 가지는 신호가 입력되면 300번대의 아이디(ID)를 사용할 수 있다.
여기서, 충전기 제어부(44)는 복수의 충전기(22, 28)로부터 수신된 차량용 통신(CAN)의 식별자(ID)의 수를 카운트함으로서, 연결된 충전기의 수를 확인할 수 있다. 충전기 제어부(44)가 연결된 충전기(22, 28)의 수를 인식하면, 충전 과정에서 각 충전기 별 충전 부하량을 조정할 수 있다.
도8은 제2충전 제어 장치의 동작을 설명한다.
먼저, 충전 제어부(40)는 충전기(28) 별 서로 다른 펄스폭을 가지는 펄스폭변조(PWM) 신호를 각 충전기(28)에 전달한다.
충전기(28)는 충전 제어부(40)에서 전달된 펄스폭변조(PWM) 신호를 수신하거나 감지하여, 펄스폭변조(PWM) 신호에 대응하는 차량용 통신망(CAN)에 사용할 식별자(ID) 및 파라미터를 준비할 수 있다.
충전 제어부(40)가 송신한 연결 방송 메시지에 대응하여, 충전기(28)는 자신의 식별자(ID) 및 파라미터를 포함한 응답신호를 충전 제어부(40)로 전송한다.
충전 제어부(40)는 충전기 별 현재 상태를 확인하고, 가용할 수 있는 전력 등을 결정한다. 또한, 충전 제어부(40)는 외부에서 입력되는 제어 신호에 대응하여 충전 동작을 결정할 수 있다.
충전 제어부(40)는 충전 동작에 대응하여 각 충전기(28) 별 제어 명령을 전달하고, 제어 명령을 수신한 충전기(28)는 충전 동작을 개시한다.
전술한 방법을 통해, 충전기 마다 별도의 식별자를 부여하거나 차량용 통신망(CAN)을 통해 전달되는 제어 신호에 별도의 영역 또는 필드를 생성하거나 별도의 프로토콜을 설계할 필요가 없다.
전술한 바와 같이, 차량에 탑재될 수 있는 복수의 충전기를 하나의 통합된 충전 제어장치를 통해 관리함으로써, 차량용 충전 장치의 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다. 또한, 충전 제어장치를 통하여, 다수의 충전기를 제어하므로, 충전효율을 최적화하거나 부하 관리(Load Balancing, 로드 밸런싱)의 효과가 좋아질 수 있다. 또한, 차량 내 소형의 충전기를 여러 개를 배치할 수 있으므로, 기존 대형 충전기 1개 장착 하는 것 대비 차량 장착성이 뛰어나다. 예를 들어, 충전기 1대는 엔진룸에 다른 충전기 2대는 트렁크룸 등에 배치하는 것도 가능하다.
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
2: 충전 장치(EVSE) 4: 차량(EV)
40: 충전 제어부 20: 충전기부
22, 24, 26, 28: 충전기 42: 외부신호 송수신부
52, 54, 56, 58: 구분신호 생성부 44: 충전기 제어부
60: 배터리부 62: 배터리관리시스템
64: 배터리

Claims (27)

  1. 충전을 위해 연결된 복수의 충전기를 인지하는 단계;
    인지된 상기 충전기로부터 아이디와 파라미터를 수신하는 단계; 및
    상기 아이디와 상기 파라미터에 대응하여, 각 충전기마다 충전 상태를 제어하는 명령을 전달하는 단계
    를 포함하는, 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아이디와 상기 파라미터는 상기 충전기에 대응하여 서로 다르게 설정된 저항값에 대응하는, 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아이디와 상기 파라미터는 상기 충전기에 대응하여 서로 다르게 전송되는 펄스폭변조 신호에 대응하는, 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 충전기는 외부의 충전 장치와 차량에 탑재된 배터리 사이에 병렬 연결된, 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각 충전기마다 충전 상태를 제어하는 명령을 전달하는 단계는
    상기 복수의 충전기 별 상태를 확인하고, 가용 상태를 결정하는 단계;
    외부에서 입력되는 전력신호를 확인하는 단계; 및
    상기 가용 상태에 대응하여 상기 전력신호를 분배하는 단계
    를 포함하는, 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전력신호는 교류 전압 또는 직류 전압 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 충전기는 상기 전력신호를 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환하는, 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 아이디, 상기 파라미터 및 상기 명령은 차량 내 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 전달되는, 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법.
  8. 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 청구항 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 응용 프로그램.
  9. 청구항 제8항에 기재된 차량에 탑재된 복수의 충전기를 제어하는 방법이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  10. 복수의 충전기를 식별하기 위한 구분신호를 생성하는 구분신호 생성부;
    외부의 충전 장치와 충전제어신호를 송수신하는 외부신호 송수신부; 및
    상기 충전제어신호에 대응하는 충전 동작을 상기 구분신호를 바탕으로 상기 복수의 충전기 각각에 배정하는 충전기 제어부
    를 포함하는, 복수의 충전기와 연동하는 충전 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 구분신호 생성부는 상기 복수의 충전기에 대응하는 서로 다른 저항값을 가지는 복수의 풀업(pull-up) 저항 또는 풀다운(pull-down) 저항을 포함하는, 복수의 충전기와 연동하는 충전 제어 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 구분신호 생성부는 상기 복수의 충전기에 대응하는 서로 다른 펄스폭변조(PWM) 신호를 생성하는, 복수의 충전기와 연동하는 충전 제어 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 구분신호 생성부는 상기 복수의 충전기에 일대일 대응하는 복수의 모듈을 포함하는, 복수의 충전기와 연동하는 충전 제어 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 충전기는 상기 충전 장치와 차량에 탑재된 배터리 사이에 병렬 연결된, 복수의 충전기와 연동하는 충전 제어 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 충전 장치로부터 입력되는 전력신호는 교류 전압 또는 직류 전압 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 충전기는 상기 전력신호를 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환하는, 복수의 충전기와 연동하는 충전 제어 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 충전기는
    상기 직류 전압을 포함하는 전력신호를 전달받아 상기 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환하기 위한 변압기; 및
    상기 충전기 제어부에 의해 상기 변압기의 출력을 제어하는 스위칭부
    를 포함하는, 복수의 충전기와 연동하는 충전 제어 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 충전기는
    상기 교류 전압을 수신하고 잡음을 제거하기 위한 EMI 필터;
    상기 EMI 필터의 출력을 직류 전압으로 변환하는 정류 회로;
    상기 정류 회로의 출력을 상기 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환하기 위한 변압기; 및
    상기 충전기 제어부에 의해 상기 변압기의 출력을 제어하는 스위칭부
    를 포함하는, 복수의 충전기와 연동하는 충전 제어 장치.
  18. 적어도 하나 이상의 배터리를 포함하는 배터리부;
    외부의 충전 장치로부터 전달된 전력 신호를 이용하여 상기 배터리부를 충전하기 위해 병렬로 연결된 복수의 충전기를 포함하는 충전기부; 및
    상기 충전 장치로부터 전달된 제어 신호에 대응하여 상기 복수의 충전기를 제어하기 위한 충전 제어부
    를 포함하는, 차량용 충전 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 충전 제어부는
    상기 복수의 충전기를 식별하기 위한 구분신호를 생성하는 구분신호 생성부;
    상기 충전 장치와 충전제어신호를 송수신하는 외부신호 송수신부; 및
    상기 충전제어신호에 대응하는 충전 동작을 상기 구분신호를 바탕으로 상기 복수의 충전기 각각에 배정하는 충전기 제어부
    를 포함하는, 차량용 충전 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 구분신호 생성부는 상기 복수의 충전기에 대응하는 서로 다른 저항값을 가지는 복수의 풀업(pull-up) 저항 또는 풀다운(pull-down) 저항을 포함하는, 차량용 충전 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 구분신호 생성부는 상기 복수의 충전기에 대응하는 서로 다른 펄스폭변조(PWM) 신호를 생성하는, 차량용 충전 장치.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    상기 구분신호 생성부는 상기 복수의 충전기에 일대일 대응하는 복수의 모듈을 포함하는, 차량용 충전 장치.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 전력 신호는 교류 전압 또는 직류 전압 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 충전기부에 포함된 상기 복수의 충전기는 상기 전력 신호를 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환하는, 차량용 충전 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 충전기는
    상기 직류 전압을 포함하는 전력신호를 전달받아 상기 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환하기 위한 변압기; 및
    상기 충전 제어부에 의해 상기 변압기의 출력을 제어하는 스위칭부
    를 포함하는, 차량용 충전 장치.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 충전기는
    상기 교류 전압을 수신하고 잡음을 제거하기 위한 EMI 필터;
    상기 EMI 필터의 출력을 직류 전압으로 변환하는 정류 회로;
    상기 정류 회로의 출력을 상기 기 설정된 범위의 직류 전압으로 변환하기 위한 변압기; 및
    상기 충전 제어부에 의해 상기 변압기의 출력을 제어하는 스위칭부
    를 포함하는, 차량용 충전 장치.
  26. 제18항에 있어서,
    상기 배터리부는
    상기 적어도 하나의 배터리의 셀 간의 균형을 잡아 모든 셀이 완전히 충전상태가 될 수 있도록 상기 셀의 상태를 상기 충전 제어부로 전달하는 배터리 관리 시스템을 더 포함하는, 차량용 충전 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템은 상기 배터리의 전류, 전압, 온도 등의 상태를 실시간으로 모니터링하고 상기 배터리의 잔존 용량 및 교체시기를 예측하는, 차량용 충전 장치.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190060616A (ko) * 2017-11-24 2019-06-03 대우조선해양 주식회사 선박용 리튬전지 모듈 관리장치 및 관리방법
KR20200075128A (ko) * 2018-12-12 2020-06-26 현대자동차주식회사 충전 커넥터 제어 시스템 및 방법
KR20200102734A (ko) 2019-02-22 2020-09-01 (주)이카플러그 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터
KR20210029178A (ko) 2021-03-02 2021-03-15 (주)이카플러그 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터
KR20220092753A (ko) * 2020-12-25 2022-07-04 주식회사 그리드위즈 부가 정보를 입출력하는 전기차 충전 장치

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108001276B (zh) * 2017-12-12 2020-06-19 北京新能源汽车股份有限公司 一种电动汽车
KR102586914B1 (ko) * 2018-05-23 2023-10-10 현대자동차주식회사 차량 배터리 충전용 전력 변환 장치 및 이의 제어 방법
KR102606836B1 (ko) * 2018-10-22 2023-11-27 현대자동차주식회사 차량 및 그 제어방법
US11524593B2 (en) * 2020-09-08 2022-12-13 Ford Global Technologies, Llc Electric vehicle supply equipment synchronization and charging connector devices
KR102319140B1 (ko) 2021-07-23 2021-10-29 주식회사 스필 과온도 제어 기반의 전기자동차 급속충전장치
KR20230015802A (ko) 2021-07-23 2023-01-31 (주) 애플망고 고효율 전기자동차 급속충전장치
KR20230015805A (ko) 2021-07-23 2023-01-31 (주) 애플망고 과온도 제어 기반의 전기자동차 급속충전장치
KR102322330B1 (ko) 2021-07-23 2021-11-10 주식회사 스필 고효율 전기자동차 급속충전장치
EP4152551A1 (de) * 2021-09-20 2023-03-22 Fronius International GmbH Batterieladeanlage
US11299059B1 (en) * 2021-10-20 2022-04-12 Future Motion, Inc. Self-stabilizing skateboard
DE102022004430A1 (de) 2021-12-11 2023-06-15 Mercedes-Benz Group AG Batterie mit mehreren Ladeeingängen und dynamischer Konfiguration zur Verringerung der Ladezeit
US11780348B1 (en) * 2023-03-23 2023-10-10 Rivian Ip Holdings, Llc Systems and methods of vehicle regenerative charging
CN116742762B (zh) * 2023-08-14 2024-04-26 陕西拓普索尔电子科技有限责任公司 充电方法、装置和设备

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5296797A (en) * 1992-06-02 1994-03-22 Byrd Electronics Corp. Pulse modulated battery charging system
US5506490A (en) * 1993-11-09 1996-04-09 Motorola, Inc. Method and apparatus for determining external power supply type
KR0168109B1 (ko) * 1993-12-07 1999-04-15 전성원 직류및교류입력의겸용을위한전원충전장치및그충전방법
JPH0833219A (ja) * 1994-07-18 1996-02-02 Integuran Kk 直列電池の充電装置
US6456045B1 (en) * 1999-04-16 2002-09-24 Midtronics, Inc. Integrated conductance and load test based electronic battery tester
ATE392771T1 (de) 2003-12-12 2008-05-15 Sony Ericsson Mobile Comm Ab Zubehörsidentifizierungsalgorithmus für systemstecker
KR20060100054A (ko) 2005-03-16 2006-09-20 주식회사 팬택 충전 케이블 감지를 통한 충전 기능을 가지는 무선통신단말기 및 그 방법
JP4381365B2 (ja) 2005-09-28 2009-12-09 三洋電機株式会社 充電器の電池装着の判定方法
US7642748B2 (en) 2005-10-19 2010-01-05 General Electric Company Battery charging system and method of operating same
WO2008076131A1 (en) * 2006-12-19 2008-06-26 Halliburton Energy Services, Inc. Secure firmware updates in embedded systems
KR101494900B1 (ko) 2007-07-25 2015-02-24 삼성전자주식회사 충전 장치 식별을 통한 충전 기능을 갖는 휴대 단말기 및방법
DE102009016869A1 (de) 2009-04-08 2010-10-14 Li-Tec Battery Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs
US20110050168A1 (en) * 2009-08-27 2011-03-03 Electronics And Telecommunications Research Institute Charge control method for vehicle and device thereof
KR20120005628U (ko) 2011-01-27 2012-08-06 순옌 컴퍼니, 리미티드 전기 자동차 배터리 충전기
US20130020993A1 (en) * 2011-07-18 2013-01-24 Green Charge Networks Llc Multi-Mode Electric Vehicle Charging Station
JP5737786B2 (ja) 2011-10-11 2015-06-17 ニチコン株式会社 設置型充電システム
KR101492685B1 (ko) 2012-04-25 2015-02-12 엘에스산전 주식회사 전기 자동차의 충전 시스템 및 충전 방법
US9333864B2 (en) * 2012-05-31 2016-05-10 Lear Corporation Wake-by-control pilot circuit for onboard battery charger
US9971353B2 (en) 2012-07-03 2018-05-15 Qualcomm Incorporated Systems, methods, and apparatus related to electric vehicle parking and wireless charging
JP2014068466A (ja) 2012-09-26 2014-04-17 Asti Corp 充電装置
US20140267712A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Eaton Corporation Theft alert system for electric vehicle charging cable
JP5932696B2 (ja) 2013-03-26 2016-06-08 ニチコン株式会社 充電装置
KR101480616B1 (ko) * 2013-06-05 2015-01-09 현대자동차주식회사 전기자동차용 탑재형 배터리 충전장치 및 이의 제어방법
CN103600664B (zh) * 2013-10-12 2015-09-30 东风小康汽车有限公司重庆分公司 用于电动专用电源车的电源分配管理系统及管理方法
KR101509752B1 (ko) * 2013-12-23 2015-04-07 현대자동차 주식회사 차량용 충전 장치 및 충전 방법
US20170187200A1 (en) * 2015-12-28 2017-06-29 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Charger Communication by Load Modulation

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190060616A (ko) * 2017-11-24 2019-06-03 대우조선해양 주식회사 선박용 리튬전지 모듈 관리장치 및 관리방법
KR20200075128A (ko) * 2018-12-12 2020-06-26 현대자동차주식회사 충전 커넥터 제어 시스템 및 방법
KR20200102734A (ko) 2019-02-22 2020-09-01 (주)이카플러그 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터
KR20220092753A (ko) * 2020-12-25 2022-07-04 주식회사 그리드위즈 부가 정보를 입출력하는 전기차 충전 장치
KR20210029178A (ko) 2021-03-02 2021-03-15 (주)이카플러그 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터
KR20210151044A (ko) 2021-03-02 2021-12-13 (주)이카플러그 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터
KR20220165708A (ko) 2021-03-02 2022-12-15 (주)이카플러그 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터
KR20240000422A (ko) 2021-03-02 2024-01-02 (주)이카플러그 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터

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