KR20180052806A - Electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기차에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 상용전원을 통한 온보드(On Board) 충전기능을 구비하는 전기차에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
전기차는 전기 에너지를 동력원으로 하는 자동차로서, 화석연료를 사용하는 자동차를 대체할 수 있는 친환경적인 이동수단으로 연구개발 및 상용화 노력이 지속적으로 이루어지고 있다.Electric vehicles are electric vehicles powered by electric energy, and efforts to research and develop and commercialize them as an environmentally friendly means of transportation that can replace fossil-fueled automobiles have been continuously carried out.
전기차는 내부의 배터리가 구동에 필요한 전력을 제공하므로 외부로부터 전기를 공급할 수 있는 충전 시스템이 필요하다.Electric vehicles require a charging system that can supply electricity from the outside because the internal battery provides the power necessary for driving.
접촉식 충전방식으로서는 직류전원으로 전기차 배터리에 전기를 바로 공급하여 배터리관리장치(Battery Management System, BMS)의 제어에 따라 충전이 이루어지는 직류충전방식과 외부로부터 상용전원을 포함한 교류전원을 공급받아 전기차 내부의 온보드 충전기(On Board Charger, OBC)를 통해 충전을 수행하는 교류충전방식을 들 수 있다.In the contact type charging method, the electric power is directly supplied to the electric car battery by the DC power supply, and the DC charging method in which charging is performed according to the control of the battery management system (BMS) and the AC power including the commercial power from the outside, And an on-board charger (OBC).
종래기술에 의하면, 교류충전방식에 따라 상용전원을 공급하는 콘센트 인프라를 활용하여 전기차를 충전할 때에는, 완속충전의 표준인 J1772에 부합하는 별도의 이동형 충전기를 차량 소켓에 연결하는 것이 필요하다. 이와 같은 이동형 충전기는 수십만원에 달하기 때문에 개인이 구매하기에 부담이 있고, 충전을 위해서 케이블을 항시 소지해야 하는 번거로움이 존재하였다.According to the prior art, when the electric vehicle is charged by utilizing the outlet infrastructure that supplies the commercial power according to the AC charging scheme, it is necessary to connect a separate mobile charger conforming to J1772, a standard of slow charging, to the vehicle socket. Such a mobile charger has several hundreds of thousands of won, which makes it cumbersome for an individual to purchase, and the necessity of always having a cable for charging has existed.
또한, 이동형 충전기를 통한 완속충전은 상용전원을 이용하여 편리한 충전이 가능하지만 대략 8시간에서 10시간 정도 소요되어 충전 속도가 느리다는 단점이 있었다. In addition, although the continuous charging through the mobile charger can be conveniently performed using a commercial power source, it takes about 8 to 10 hours, which is a disadvantage that the charging speed is slow.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 상용전원과 차량을 매개하기 위한 이동형 충전기가 없어도 충전이 가능한 전기차를 제공하기 위한 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide an electric vehicle which can be charged even without a portable charger for mediating between a commercial power source and a vehicle.
상기한 목적은 본 발명의 일 양태에 따른 충전 스테이션의 상용전원에 접속하기 위한 플러그가 마련되는 탑재용 케이블; 이동형 충전기를 매개로 상기 상용전원과 접속하기 위해 마련되는 인렛; 상기 탑재용 케이블을 통해 공급되는 전력 및 상기 인렛을 통해 공급되는 전력 중 적어도 하나의 전력을 기초로 배터리를 충전하는 탑재충전기; 상기 탑재충전기와 전기적으로 연결되어, 상기 탑재용 케이블을 통해 공급되는 전력을 통한 제1 충전경로와 제2 충전경로 중 하나의 경로가 선택적으로 도통되도록 스위칭되는 복수의 릴레이를 포함하는 릴레이부; 및 상기 탑재형 케이블을 통해 입력되는 전압과 상기 인렛을 통해 입력되는 전압의 위상차를 기초로 상기 릴레이부를 제어하는 충전제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차에 의하여 달성될 수 있다.The above object is achieved by a mounting cable in which a plug for connecting to a commercial power source of a charging station according to an aspect of the present invention is provided; An inlet provided to connect with the commercial power supply via a portable charger; A mounting charger that charges the battery based on at least one of electric power supplied through the mounting cable and electric power supplied through the inlet; A relay unit electrically connected to the mounting charger and including a plurality of relays that are switched to selectively conduct one of a first charging path and a second charging path through electric power supplied through the mounting cable; And a charge control unit for controlling the relay unit based on a phase difference between a voltage input through the on-board cable and a voltage input through the inlet.
여기서, 상기 충전제어부는, 상기 탑재형 케이블을 통해 입력되는 제1 전압과 상기 인렛을 통해 입력되는 제2 전압의 입력 여부를 판단하는 전압입력 판단부; 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 위상차를 산출하는 위상차 산출부; 및 상기 전압입력 판단부와 상기 위상차 산출부에 따른 결과를 기초로 상기 릴레이부를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어신호 출력부를 포함할 수 있다.Here, the charge control unit may include a voltage input determination unit for determining whether a first voltage input through the on-board cable and a second voltage input through the inlet are input; A phase difference calculating unit for calculating a phase difference between the first voltage and the second voltage; And a control signal output unit for outputting a control signal for controlling the relay unit based on the results of the voltage input determination unit and the phase difference calculation unit.
한편, 상기 릴레이부는, 상기 탑재형 케이블을 통해 교류전압이 인가되는 제1 입력단과 상기 탑재충전기의 제1 입력단 사이를 매개하는 제1 릴레이; 상기 탑재형 케이블을 통해 교류전압이 인가되는 제2 입력단과 상기 탑재충전기의 제2 입력단 사이를 매개하는 제2 릴레이; 상기 탑재형 케이블을 통해 교류전압이 인가되는 제1 입력단과 상기 탑재충전기의 제2 입력단 사이를 매개하는 제3 릴레이; 및 상기 탑재형 케이블을 통해 교류전압이 인가되는 제2 입력단과 상기 탑재충전기의 제1 입력단 사이를 매개하는 제4 릴레이를 포함할 수 있다.The relay unit may include: a first relay that mediates between a first input terminal to which an AC voltage is applied through the on-board cable and a first input terminal of the on-board charger; A second relay for mediating between a second input terminal to which an AC voltage is applied through the on-board cable and a second input terminal of the on-board charger; A third relay for mediating between a first input terminal to which an AC voltage is applied through the on-board cable and a second input terminal of the on-board charger; And a fourth relay for mediating between a second input terminal to which an AC voltage is applied via the on-board cable and a first input terminal of the on-board charger.
이에 대하여, 상기 충전제어부는, 상기 탑재형 케이블을 통해 입력되는 제1 전압과 상기 인렛을 통해 입력되는 제2 전압이 동위상일 때에는 상기 제1 릴레이와 제2 릴레이를 온으로 제어하여 상기 제1 충전경로를 도통시키고, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압이 반대위상일 때에는 상기 제3 릴레이와 상기 제4 릴레이를 온으로 제어하여 상기 제2 충전경로를 도통시킬 수 있다.On the other hand, when the first voltage inputted through the on-board cable and the second voltage inputted through the inlet are equal to each other, the charge controller controls the first relay and the second relay to be on, And when the first voltage and the second voltage are opposite in phase, the third relay and the fourth relay are controlled to be turned on to conduct the second charging path.
한편, 상기 릴레이부와 상기 탑재충전기 사이에 연결되어 상기 탑재충전기로 제공되는 전력량을 계측하는 전력계측부를 더 포함할 수 있다.The charging unit may further include an electric power measuring unit connected between the relay unit and the on-board charging unit to measure an amount of electric power supplied to the on-board charging unit.
또한, 상기 탑재형 케이블을 통해 공급되는 전압 및 전류의 센싱값을 기초로 파일럿 신호를 생성하여 상기 탑재충전기에 제공하는 신호생성부를 더 포함할 수 있다.The signal processor may further include a signal generator for generating a pilot signal based on a sensing value of a voltage and a current supplied through the on-board cable and providing the pilot signal to the mounting charger.
그리고, 상기 탑재형 케이블을 통한 전력선 통신을 통하여 상기 충전 스테이션으로부터 스테이션 식별정보를 수신하는 전력선 통신모듈을 더 포함할 수 있다.And a power line communication module for receiving station identification information from the charging station through power line communication through the onboard cable.
아울러, 상기 탑재용 케이블과 상기 인렛을 통해 상기 탑재충전기에 제공된 전력량 정보, 상기 충전 스테이션의 식별을 위한 스테이션 식별정보를 충전 관제센터에 전송하고, 상기 충전 관제센터로부터 충전에 관한 커맨드를 수신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.A communication unit for transmitting information on the amount of power provided to the charging charger through the mounting cable and the inlet and station identification information for identifying the charging station to the charging control center and receiving a command for charging from the charging control center; As shown in FIG.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따르면, 차량에 전력케이블을 자체적으로 탑재하여 상용전원과 차량을 매개하기 위한 이동형 충전기가 없어도 충전이 가능하기 때문에 이동형 충전기를 구매하는데 드는 비용을 절감할 수 있으며, 편리한 충전이 가능하다.As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the cost of purchasing the mobile charger because the charging can be performed even without the portable charger for mediating the vehicle with the commercial power source by mounting the power cable on the vehicle, Convenient charging is possible.
또한, 본 발명에 따르면, 차량에 탑재된 케이블과 이동형 충전기를 통해 공급되는 전력을 동시에 활용하여 충전이 가능하기 때문에 충전속도를 더욱 향상시킬 수 있다. Further, according to the present invention, charging can be performed by simultaneously using a cable installed in a vehicle and a power supplied through a mobile charger, so that the charging speed can be further improved.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기차를 포함하는 전기차 충전 시스템의 개략적인 구성도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기차의 구성을 나타낸 블록도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 릴레이부의 구성을 설명하기 위한 개략적인 회로도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 충전제어부의 일부 구성에 대한 개략적인 회로도; 및
도 5 및 도 6은 탑재형 케이블을 통해 입력되는 제1 전압과 인렛을 통해 입력되는 제2 전압의 위상차에 따른 전류흐름경로를 나타낸 것이다.1 is a schematic configuration diagram of an electric vehicle charging system including an electric vehicle according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram illustrating a configuration of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic circuit diagram illustrating a configuration of a relay unit according to an embodiment of the present invention;
4 is a schematic circuit diagram of a configuration of a charge control unit according to an embodiment of the present invention; And
5 and 6 show a current flow path according to a phase difference between a first voltage input through the on-board cable and a second voltage input through the inlet.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예들에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기차를 포함하는 전기차 충전 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an electric vehicle charging system including an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기차 충전 시스템(1)은 충전 스테이션(100), 충전 관제센터(200), 및 전기차(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an electric
충전 스테이션(100)은 전기차(300) 충전을 위한 상용전원을 공급하는 건물이나 주차장 등의 공간으로서, 콘센트(110), 변압기(미도시) 등을 비롯한 충전 인프라를 제공하며, 스테이션의 위치, ID 등의 스테이션 식별정보를 전기차(300)에 전송한다.The
충전 스테이션(100)과 전기차(300)와의 통신은 전력선 통신(Power Line Communication, PLC)을 통해 이루어질 수 있다. 이를 위하여 충전 스테이션(100)은 내부에 존재하는 복수의 콘센트(110) 중 하나의 콘센트에 PLC 모듈을 장착하여 전기차(300)가 충전을 위하여 콘센트(110)를 통해 접속될 때 스테이션 식별정보를 전송할 수 있다. 전력선 통신 외에도 충전 스테이션(100)과 전기차(300)와의 통신은 RFID(Radio Frequency IDentification)를 포함하여 다양한 유무선 통신방식에 의할 수 있음은 물론이다.Communication between the
충전 관제센터(200)는 전기차(300)로부터 스테이션 식별정보, 차량식별정보 등을 수신하여 충전을 위한 인증절차를 수행하고, 인증이 완료되면 충전 허가, 충전 시작/중단 명령 등을 포함한 커맨드(Command)를 전기차(300)에 전송한다. 또한, 충전 관제센터(200)는 전기차(300)로부터 충전량 등의 충전정보를 수신하여 충전요금을 과금하고, 미리 정해진 분배정책에 따라 전력 공급회사(미도시) 및 충전 스테이션(100)의 인프라를 제공하는 충전 인프라 제공자(미도시)에게 전기차(300)로부터 정산된 충전요금을 분배한다.The
전기차(300)는 충전 스테이션(100)의 콘센트(110)에 접속하여 전원을 공급받아 충전을 수행하고, 충전 관제센터(200)와의 통신을 통하여 인증정보, 충전에 관한 커맨드, 충전요금 정산을 위한 전력량 정보 등을 송수신한다.The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기차(300)의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2를 참조하면, 전기차(300)는 탑재형 케이블(310), 인렛(320), 탑재충전기(330), 릴레이부(340), 충전제어부(350), 신호생성부(360), 전력계측부(370), PLC 모듈(380) 및 통신부(390)를 포함한다.2 is a block diagram showing the configuration of an
탑재용 케이블(310)은 충전 스테이션(100) 내 마련된 콘센트(110)에 접속하기 위하여 차량에 자체적으로 탑재되는 전력케이블이다. 탑재형 케이블(310)을 통해 전기차(300)와 충전 스테이션(100)의 접속을 매개하는 별도의 이동형 충전기(미도시)를 구비하지 않더라도 콘센트(110)에 직접 접속할 수 있다.The
탑재형 케이블(310)은 일단에 콘센트(110)에 접속하기 위한 플러그(Plug)가 마련된다. 탑재형 케이블(310)은 평소에는 코드릴(Cord reel) 등을 통해 보관되다가 충전시에는 사용자가 인출하여 콘센트(110)에 연결할 수 있도록 전기차(300)에 설치된다. 참고로, 탑재형 케이블(310)의 C.G 단자는 접지(Ground)를 위한 단자, L과 N은 교류전원이 인가되는 단자이다.The plug-in
인렛(320)은 별도의 이동형 충전기를 매개로 충전 스테이션(100) 내 콘센트(110)와 접속하기 위해 마련된다. 인렛(320)은 J1772 규격을 포함하여 완속충전의 표준에 부합하는 형태를 갖는다. 참고로, J1772 규격에 따르는 경우, 인렛(320)은 교류전원이 인가되는 L, N 단자, 접지를 위한 C.G 단자, 신호가 입력되는 단자로서 파일럿(Pilot) 신호가 입력되는 C.P 단자와 전기차(300)가 충전중임을 알리는 프록시미티(Proximity) 검출 신호가 입력되는 Prox 단자로 구성될 수 있다. The
이동형 충전기가 인렛(320)에 접속되면 인렛(320)을 통해 전기차(300)에 전력이 공급된다. 또한, 인렛(320)은 이동형 충전기에서 생성된 파일럿 신호(C.P)와 프록시미티 검출 신호(Prox)를 제공한다. When the portable charger is connected to the
탑재충전기(OBC)(330)는 탑재용 케이블(310) 또는 인렛(320)을 통해 공급되는 전력을 기초로 배터리를 충전한다. 탑재충전기(330)는 교류전압을 직류전압으로 변환하는 AC/DC 컨버터(미도시) 등의 구성을 포함한다.The onboard charger (OBC) 330 charges the battery based on the power supplied through the
릴레이부(340)는 탑재용 케이블(310)을 통해 공급되는 전력을 통한 제1 충전경로와 제2 충전경로 중 하나의 경로가 선택적으로 도통되도록 스위칭(Switching)되는 복수의 릴레이(Relay)를 포함하여 구성된다.The
도 3은 릴레이부(340)의 구성을 설명하기 위한 개략적인 회로도이다. 3 is a schematic circuit diagram for explaining the configuration of the
도 3을 참조하면, 릴레이부(340)는 탑재형 케이블(310)을 통해 인가되는 교류전압인 제1 전압이 입력되는 제1 입력단(LC)과 탑재충전기(330)의 제1 입력단(L1OBC) 사이의 연결을 매개하는 제1 릴레이(R1)와 제1 전압이 입력되는 제2 입력단(NC)과 탑재충전기(330)의 제2 입력단(L2OBC) 사이의 연결을 매개하는 제2 릴레이(R2), 제1 전압이 입력되는 제1 입력단(LC)과 탑재충전기(330)의 제2 입력단(L2OBC) 사이의 연결을 매개하는 제3 릴레이(R3), 및 제1 전압이 입력되는 제2 입력단(NC)과 탑재충전기(330)의 제1 입력단(L1OBC) 사이의 연결을 매개하는 제4 릴레이(R4)를 포함한다. 여기서, 제1 릴레이(R1)와 제2 릴레이(R2)는 상호 동일하게 온/오프 제어되어 탑재형 케이블(310)을 통해 공급되는 전력을 통한 제1 충전경로를 형성하고, 제3 릴레이(R3)와 제4 릴레이(R4)는 상호 동일하게 온/오프 제어되어 제2 충전경로를 형성한다. 3, the
또한, 릴레이부(340)는 인렛(320)의 두 입력단(LI, NI)을 통해 인가되는 교류전압에 의한 전류와 탑재형 케이블(310)을 통해 인가되는 교류전압에 의한 전류를 합산하기 위한 전류 밸런싱 소자(CB1, CB2)를 포함한다. Further, the
충전제어부(350)는 탑재형 케이블(310)을 통해 입력되는 교류전압과 인렛(320)을 통해 입력되는 교류전압의 위상차를 기초로 릴레이부(340)의 복수의 릴레이(R1, R2, R3, R4)의 온오프 동작을 제어한다. The
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 충전제어부(350)는 탑재형 케이블(310)과 인렛(320)을 통해 공급되는 전압과 전류, GFI(Ground Fault Interrupt)에 대한 센싱결과를 수신한다. 2, the
도 4는 릴레이부(340)를 제어하기 위한 충전제어부(350)의 일부 구성을 나타낸 개략적인 회로도이다.4 is a schematic circuit diagram showing a configuration of a part of the
도 4를 참조하면, 충전제어부(350)는 전압입력 판단부(351), 위상차 산출부(352), 및 제어신호 출력부(353)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the
전압입력 판단부(351)는 탑재형 케이블(310)과 인렛(320)을 통해 공급되는 전압의 센싱결과를 기초로 탑재형 케이블(310)을 통해 입력되는 제1 전압과 인렛(320)을 통해 입력되는 제2 전압의 입력 여부를 판단한다. The voltage
이를 위한 전압입력 판단부(351)은 전압 센싱결과를 기초로 제1 전압과 제2 전압의 피크를 각각 검출하는 제1 입력피크검출부(351a)와 제2 입력피크검출부(351b), AND 게이트인 제1 게이트(G1)를 포함하여 구현될 수 있으며, 이에 따르면, 제1 게이트(G1)는 제1 전압과 제2 전압이 모두 입력될 때 1을 출력하고, 제1 전압과 제2 전압 중 하나만 입력되거나 입력이 없는 경우에는 0을 출력하게 된다. The voltage
위상차 산출부(352)는 제1 전압과 제2 전압의 위상차를 산출한다. 위상차 산출부(352)는 차동증폭기(352a)와 가산증폭기(352b), 각각의 증폭기(352a, 352b)에 연결되는 NOT gate(352c, 352d)를 포함하여 구현될 수 있다. 이에 따르면, 차동증폭기(352a)는 제1 전압과 제2 전압의 위상차가 0일 때 0을 출력하고, 0이 NOT gate(352c)에 입력되어 결과적으로 1이 출력된다. 한편, 가산증폭기(352b)는 제1 전압과 제2 전압의 위상차가 180도, 즉 반대위상일 때 0을 출력하고, 0이 NOT gate(352d)에 입력되어 결과적으로 1이 출력된다. The
제어신호 출력부(353)는 3개의 AND 게이트(G2, G3, G4)로 구현될 수 있다. 제2 게이트(G2)는 제1 게이트(G1)의 출력값과 차동증폭기(352a)와 연결된 NOT gate(352c)의 출력값을 입력값으로 받아, 도 3의 제1 릴레이(R1)와 제2 릴레이(R2)의 온오프 동작을 동시에 제어하기 위한 제어신호를 출력한다. 이에 따르면, 제1 릴레이(R1)와 제2 릴레이(R2)는 탑재형 케이블(310)을 통한 제1 전압과 인렛(320)을 통한 제2 전압의 위상차가 0일 때에 온으로 동작되어 제1 충전경로가 도통된다. The control
또한, 제3 게이트(G3)는 제1 게이트(G1)의 출력값과 가산증폭기(352b)와 연결된 NOT gate(352d)의 출력값을 입력값으로 받아, 도 3의 제3 릴레이(R3)와 제4 릴레이(R4)의 온오프 동작을 제어하기 위한 제어신호를 출력한다. 이에 따르면, 제3 릴레이(R3)와 제4 릴레이(R4)는 제1 전압과 제2 전압의 위상차가 180도일 때에 온으로 동작되어 제2 충전경로가 도통된다. The third gate G3 receives the output value of the first gate G1 and the output value of the
한편, 제4 게이트(G4)는 탑재형 케이블(310)을 통한 제1 전압만 인가될 때, 릴레이부(340)를 제어하기 위한 제어신호를 출력한다. 제1 전압만 인가되면 제1 게이트(G1)의 출력값은 0이므로 NOT gate(353a)를 통해 제1 게이트(G1)의 출력값을 반전하여 입력받고, 나머지 입력으로는 전압입력 판단부(351)의 탑재형 케이블(310)을 통한 제1 전압을 검출하는 제1 입력피크검출부(351a)의 출력값을 입력받는다. 제4 게이트(G4)의 출력값은 제1 릴레이(R1) 및 제2 릴레이(R2)를 통한 제1 충전경로와 제3 릴레이(R3) 및 제4 릴레이(R4)를 통한 제2 충전경로 중 하나를 택일하여 도통시키는데 활용된다.On the other hand, the fourth gate G4 outputs a control signal for controlling the
도 5 및 도 6은 탑재형 케이블(310)을 통해 입력되는 제1 전압과 인렛(320)을 통해 입력되는 제2 전압의 위상차에 따른 전류흐름경로를 나타낸다. 5 and 6 show a current flow path according to a phase difference between a first voltage input through the on-
도 5는 제1 전압과 제2 전압이 동일위상일 때의 전류흐름경로로서, 제1 충전경로를 보여준다. 도 5를 참조하면, 충전제어부(350)에 의하여 제1 릴레이(R1)와 제2 릴레이(R2)가 온으로 제어되어, 제1 전압과 제2 전압에 의한 전류가 전류 밸런싱 소자(CB1, CB2)를 통해 합산되어 탑재충전기(330)에 제공된다.5 shows a first charge path as a current flow path when the first voltage and the second voltage are in the same phase. 5, the first relay Rl and the second relay R2 are controlled to be turned on by the
한편, 도 6은 제1 전압과 제2 전압이 위상이 서로 반대일 때의 전류흐름경로로서, 제2 충전경로를 보여준다. 도 6을 참조하면, 충전제어부(350)에 의하여 제3 릴레이(R3)와 제4 릴레이(R4)가 온으로 제어되며, 제1 전압과 제2 전압에 의한 전류가 전류 밸런싱 소자(CB1, CB2)를 통해 합산되어 탑재충전기(330)에 제공된다.On the other hand, FIG. 6 shows a second charge path as a current flow path when the first voltage and the second voltage are opposite in phase to each other. 6, the third relay R3 and the fourth relay R4 are controlled to be turned on by the
참고로, 제1 전압만 인가될 때에는 제1 릴레이(R1)와 제2 릴레이(R2)가 온으로 제어되어 제1 충전경로를 따르거나, 또는 제3 릴레이(R3)와 제4 릴레이(R4)가 온으로 제어되어 제2 충전경로를 따르도록 하여 두 충전경로 중 어느 하나를 택일하여도 무방하다. For reference, when only the first voltage is applied, the first relay R1 and the second relay R2 are controlled to be ON to follow the first charging path or the third relay R3 and the fourth relay R4, It is possible to select any one of the two charging paths so as to follow the second charging path.
한편, 인렛(320)을 통해 제공되는 제2 전압에 의한 전류 경로는 탑재형 케이블(310)을 통한 제1 전압의 인가여부 및 위상차와 무관하게 항상 동일하다. On the other hand, the current path by the second voltage provided through the
다시, 도 2를 참조하면, 신호생성부(360)는 충전제어부(350)의 제어하에 J1772 규격을 포함하여 완속충전의 표준에 따른 신호 처리 프로토콜(Signaling Protocol)에 부합하는 파일럿 신호를 생성한다. 이를 위하여, 충전제어부(350)는 탑재형 케이블(310)을 통해 입력되는 전압과 전류 센싱결과를 기초로 신호생성부(360)를 제어하고, 신호생성부(360)는 이를 기초로 충전 스테이션(200)에서 제공 가능한 전원의 최대 전류 및 최대 전압의 레벨정보, 현재 공급되고 있는 전원의 상태 정보 등을 제공하는 파일럿 신호(C.P)를 생성한다. 신호생성부(360)는 완속충전 표준에 부합하는 사전 설정에 따라 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 파일럿 신호(C.P)로 출력할 수 있다.Referring again to FIG. 2, the
또한, 신호생성부(360)는 완속충전의 표준에 따라 파일럿 신호 외에도 전기차(300)가 충전중임을 알리는 프록시미티 검출 신호(Prox)를 출력할 수 있다. 신호생성부(360)를 통해 출력된 파일럿 신호(C.P)와 프록시미티 검출 신호(Prox)는 탑재충전기(330)로 제공된다.The
탑재충전기(330)는 인렛(320)과 신호생성부(360)로부터 제공되는 파일럿 신호(C.P)와 프록시미티 검출 신호(Prox)와 인렛(320)과 탑재형 케이블(310)을 통해 제공되는 전력을 기초로 배터리를 충전한다.The
전력계측부(370)는 릴레이부(340)와 탑재충전기(330) 사이에 위치하여 인렛(320)을 통해 제공되는 전력량과 탑재용 케이블(310)을 통해 제공되는 전력량을 계측한다. 계측된 전력량은 충전제어부(350)에 제공된다. 전력량 정보는 최종적으로는 충전 관제센터(200)에 전달되어 충전 중단 시점을 결정하고, 충전요금을 과금하는 기준으로 활용된다. The
전력선 통신모듈(380)은 전력선 통신(PLC)을 통하여 충전 스테이션(100)으로부터 스테이션 식별정보를 수신하기 위한 것이다. 탑재형 케이블(310)이 충전 스테이션(100)의 콘센트(110)에 연결되었을 때, 탑재형 케이블(310)을 통하여 스테이션 식별정보가 수신될 수 있다. 전력선 통신모듈(380)을 통해 수신된 스테이션 식별정보는 충전제어부(350)에 전달된다. The power
통신부(390)는 충전제어부(350)와의 통신을 위한 CAN 통신(Controller Area Network)모듈과 충전 관제센터(200)와의 통신을 위한 통신모듈을 포함한다. 충전제어부(350)와의 통신을 통하여 탑재형 케이블(310)과 인렛(320)을 통해 제공된 전력량 정보, 스테이션 식별정보를 수신하여 충전 관제센터(200)에 전송하고, 충전 관제센터(200)로부터 각종 커맨드를 수신한다. 충전제어부(350)는 통신부(390)를 통해 충전 관제센터(200)의 충전 승인, 시작, 중단 등의 커맨드를 전달받아, 이에 기초하여 릴레이부(340) 및 신호생성부(360)의 동작을 제어한다. The
또한, 통신부(390)는 차문 개폐여부, 엔진 동작 여부 등의 차량 상태정보나 배터리 온도, 배터리 잔량 등의 배터리 상태 정보를 수집하는 상태수집모듈(미도시)과 연동되어, 수집된 정보를 충전 관제센터(200) 및 충전제어부(350)에 전송함으로써 충전이 원활하게 이루어지도록 한다. The
이상에서 설명된 바와 같이, 종래기술에 따르면, 이동형 충전기를 매개로 인렛(320)을 통한 충전 기능만을 제공하여 이동형 충전기를 항시 소지해야 하는 번거로움이 있었지만, 본 발명의 실시예에 따른 전기차(300)는 차량에 자체적으로 탑재된 탑재형 케이블(310)을 통해 이동형 충전기를 구비하지 않더라도 충전을 할 수 있다.As described above, according to the related art, only the charging function through the
뿐만 아니라, 탑재형 케이블(310)과 인렛(320)을 통하여 공급되는 전력을 동시에 활용하여 충전하는 기능을 제공함으로써, 종래 8~10시간이 소요되던 충전시간을 효과적으로 단축시킬 수 있다. In addition, it is possible to effectively shorten the charging time, which has taken 8 to 10 hours in the conventional art, by providing the function of simultaneously using the power supplied through the on-
이상에서 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention. will be.
예컨대, 전술된 실시예에서는 전력선 통신 모듈(380)을 통한 전력선 통신을 통해 스테이션 식별정보를 수신하는 것으로 설명되었지만, 전력선 통신 외에 RFID를 포함한 다양한 통신방식을 통해 충전 스테이션(100)으로부터 정보를 수신하도록 구현될 수 있다. For example, in the above-described embodiment, although it has been described as receiving station identification information through power line communication through the power
따라서, 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위의 기재로부터 정의되는 기술적 사상 및 그 균등물에 미치는 것으로 이해해야 한다.Accordingly, it should be understood that the scope of protection of the present invention is not limited to the technical ideas and equivalents defined in the following claims.
100: 충전 스테이션 200: 충전 관제센터
300: 전기차 310: 탑재형 케이블
320: 인렛 330: 탑재충전기
340: 릴레이부 350: 충전제어부
360: 신호생성부 370: 전력계측부
380: 전력선 통신모듈 390: 통신부100: charging station 200: charge control center
300: Electric vehicle 310: Onboard cable
320: inlet 330: mounted charger
340: relay unit 350: charge control unit
360: Signal generator 370: Power meter
380: Power line communication module 390:
Claims (8)
이동형 충전기를 매개로 상기 상용전원과 접속하기 위해 마련되는 인렛;
상기 탑재용 케이블을 통해 공급되는 전력 및 상기 인렛을 통해 공급되는 전력 중 적어도 하나의 전력을 기초로 배터리를 충전하는 탑재충전기;
상기 탑재충전기와 전기적으로 연결되어, 상기 탑재용 케이블을 통해 공급되는 전력을 통한 제1 충전경로와 제2 충전경로 중 하나의 경로가 선택적으로 도통되도록 스위칭되는 복수의 릴레이를 포함하는 릴레이부; 및
상기 탑재형 케이블을 통해 입력되는 전압과 상기 인렛을 통해 입력되는 전압의 위상차를 기초로 상기 릴레이부를 제어하는 충전제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차.
A mounting cable provided with a plug for connecting to a commercial power source of the charging station;
An inlet provided to connect with the commercial power supply via a portable charger;
A mounting charger that charges the battery based on at least one of electric power supplied through the mounting cable and electric power supplied through the inlet;
A relay unit electrically connected to the mounting charger and including a plurality of relays that are switched to selectively conduct one of a first charging path and a second charging path through electric power supplied through the mounting cable; And
And a charge control unit for controlling the relay unit based on a phase difference between a voltage input through the on-board cable and a voltage input through the inlet.
상기 충전제어부는,
상기 탑재형 케이블을 통해 입력되는 제1 전압과 상기 인렛을 통해 입력되는 제2 전압의 입력 여부를 판단하는 전압입력 판단부;
상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 위상차를 산출하는 위상차 산출부; 및
상기 전압입력 판단부와 상기 위상차 산출부에 따른 결과를 기초로 상기 릴레이부를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어신호 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차.
The method according to claim 1,
Wherein the charge control unit comprises:
A voltage input determination unit for determining whether a first voltage input through the on-board cable and a second voltage input through the inlet are input;
A phase difference calculating unit for calculating a phase difference between the first voltage and the second voltage; And
And a control signal output unit for outputting a control signal for controlling the relay unit based on a result of the voltage input determination unit and the phase difference calculation unit.
상기 릴레이부는,
상기 탑재형 케이블을 통해 교류전압이 인가되는 제1 입력단과 상기 탑재충전기의 제1 입력단 사이를 매개하는 제1 릴레이;
상기 탑재형 케이블을 통해 교류전압이 인가되는 제2 입력단과 상기 탑재충전기의 제2 입력단 사이를 매개하는 제2 릴레이;
상기 탑재형 케이블을 통해 교류전압이 인가되는 제1 입력단과 상기 탑재충전기의 제2 입력단 사이를 매개하는 제3 릴레이; 및
상기 탑재형 케이블을 통해 교류전압이 인가되는 제2 입력단과 상기 탑재충전기의 제1 입력단 사이를 매개하는 제4 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차.
The method according to claim 1,
The relay unit includes:
A first relay for mediating between a first input terminal to which an AC voltage is applied through the on-board cable and a first input terminal of the on-board charger;
A second relay for mediating between a second input terminal to which an AC voltage is applied through the on-board cable and a second input terminal of the on-board charger;
A third relay for mediating between a first input terminal to which an AC voltage is applied through the on-board cable and a second input terminal of the on-board charger; And
And a fourth relay for mediating between a second input terminal to which an AC voltage is applied through the on-board cable and a first input terminal of the on-board charger.
상기 충전제어부는,
상기 탑재형 케이블을 통해 입력되는 제1 전압과 상기 인렛을 통해 입력되는 제2 전압이 동위상일 때에는 상기 제1 릴레이와 제2 릴레이를 온으로 제어하여 상기 제1 충전경로를 도통시키고, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압이 반대위상일 때에는 상기 제3 릴레이와 상기 제4 릴레이를 온으로 제어하여 상기 제2 충전경로를 도통시키는 것을 특징으로 하는 전기차.
The method of claim 3,
Wherein the charge control unit comprises:
When the first voltage inputted through the on-board cable and the second voltage inputted through the inlet are in the same phase, the first relay and the second relay are controlled to be ON to conduct the first charging path, And turns on the third relay and the fourth relay to turn on the second charging path when the voltage and the second voltage are opposite in phase.
상기 릴레이부와 상기 탑재충전기 사이에 연결되어 상기 탑재충전기로 제공되는 전력량을 계측하는 전력계측부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차.
The method according to claim 1,
Further comprising a power measuring unit connected between the relay unit and the mount charger to measure an amount of power supplied to the mount charger.
상기 탑재형 케이블을 통해 공급되는 전압 및 전류의 센싱값을 기초로 파일럿 신호를 생성하여 상기 탑재충전기에 제공하는 신호생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차.
The method according to claim 1,
Further comprising a signal generator for generating a pilot signal based on a sensing value of a voltage and a current supplied through the on-board cable and providing the pilot signal to the mounting charger.
상기 탑재형 케이블을 통한 전력선 통신을 통하여 상기 충전 스테이션으로부터 스테이션 식별정보를 수신하는 전력선 통신모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차.
The method according to claim 1,
Further comprising a power line communication module for receiving station identification information from the charging station via power line communication via the onboard cable.
상기 탑재용 케이블과 상기 인렛을 통해 상기 탑재충전기에 제공된 전력량 정보, 상기 충전 스테이션의 식별을 위한 스테이션 식별정보를 충전 관제센터에 전송하고, 상기 충전 관제센터로부터 충전에 관한 커맨드를 수신하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차.The method according to claim 1,
A communication unit for transmitting information on the amount of power provided to the charging charger through the mounting cable and the inlet and station identification information for identifying the charging station to the charging control center and receiving a command for charging from the charging control center And an electric motor.
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