KR20180060454A - 차대차 충전을 위한 휴대용 전기자동차 충전케이블 및 이를 이용한 충전방법 - Google Patents

차대차 충전을 위한 휴대용 전기자동차 충전케이블 및 이를 이용한 충전방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차대차 충전을 위한 휴대용 전기자동차 충전케이블 에 관한 것이다. 본 발명은 차대차(vehicle vs vehicle) 충전을 위해 개별 전기자동차의 충전단자에 연결되는 한 쌍의 인렛, 및 한 쌍의 인렛 사이에 형성되어 차대차 충전을 제어하는 본체를 포함하고, 상기 본체는 공급되는 전압을 승압하는 컨버터, 개별 전기자동차에 설치된 배터리제어부(Battery Management System: BMS)와 통신하는 통신부, 및 상기 통신부로부터 신호를 수신하고 상기 컨버터를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

차대차 충전을 위한 휴대용 전기자동차 충전케이블 및 이를 이용한 충전방법 {PORTABLE ELECTRIC VEHICLE CHARGING CABLE FOR CHARGING VEHICLE VS VEHICLE AND CHARGING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 전기자동차의 충전기술에 관한 것이다.
전기자동차는 배터리에 저장된 전기에너지를 이용하여 주행하는 자동차이다. 그러므로 배터리에 저장된 에너지가 고갈되면 배터리를 다시 충전해야만 한다.
그러나 아직까지 국내에는 전기자동차 충전시설이 널리 보급되어 있지 않아 전기자동차를 구매하려는 고객을 망설이게 한다. 또한, 긴급한 상황에서 전기자동차를 충전하는 방법이 한정적이어서 불편하다.
따라서, 전기자동차를 충전하는 시설을 널리 확충하는 것은 물론이고, 배터리가 방전되었을 때 긴급하게 전기자동차를 충전하는 기술의 개발 또한 시급한 과제가 아닐 수 없다.
본 발명의 발명가는 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 기술을 완성하기 위하여 오랫동안 연구 노력한 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 발명자는 휴대용 전기자동차 충전케이블을 이용하여 차대차(vehicle vs vehicle) 충전을 가능하게 하기 위해 본 발명을 착안했다. 본 발명은 휴대용 전기자동차 충전케이블을 통해 전기자동차의 전력을 다른 전기자동차로 보내 전기자동차를 충전할 수 있다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제1국면은 차대차(vehicle vs vehicle) 충전을 위해 개별 전기자동차의 충전단자에 연결되는 한 쌍의 인렛; 및
한 쌍의 인렛 사이에 형성되어 차대차 충전을 제어하는 본체를 포함하고,
상기 본체는
공급되는 전압을 승압하는 컨버터;
개별 전기자동차에 설치된 배터리제어부(Battery Management System: BMS)와 통신하는 통신부; 및
상기 통신부로부터 신호를 수신하고 상기 컨버터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차대차 충전을 위한 휴대용 전기자동차 충전케이블을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서 본 발명의 상기 본체는 상기 컨버터에 연결되어 전류의 역류를 방지하는 역류방지회로를 더 포함하는 것이 좋다.
바람직한 실시예에 있어서 본 발명의 상기 제어부는
전력을 공급하는 전기자동차의 배터리제어부(BMS)로부터 충전허가 신호를 수신하고,
전력을 공급받는 전기자동차의 배터리제어부(BMS)로부터 충전요청 신호 및 배터리 충전상태(State of Charge: SOC)를 수신하는 것이 좋다.
본 발명의 제2국면은 휴대용 전기자동차 충전케이블에 포함된 한 쌍의 인렛을 두 대의 전기자동차의 충전단자에 각각 연결하는 단계;
휴대용 전기자동차 충전케이블이 전력을 공급하는 전기자동차의 배터리제어부(BMS)로부터 충전허가 신호를 수신하는 단계;
휴대용 전기자동차 충전케이블이 전력을 공급받는 전기자동차의 배터리제어부(BMS)로부터 충전요청 신호를 수신하는 단계;
휴대용 전기자동차 충전케이블이 전력을 공급하는 전기자동차에서 인가된 입력전압을 승압하는 단계; 및
휴대용 전기자동차 충전케이블이 충전을 개시하고, 전력을 공급받는 전기자동차의 배터리 충전상태(State of Charge: SOC)를 모니터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차대차 충전을 위한 휴대용 전기자동차 충전방법을 제공한다.
위와 같은 본 발명에 따르면, 전기자동차 충전시설이 없는 긴급한 상황에서 주변의 전기자동차를 이용하여 방전된 전기자동차를 충전할 수 있는 효과가 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 휴대용 전기자동차 충전케이블의 사용상태도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 휴대용 전기자동차 충전케이블 구성의 바람직한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 역류방지회로의 바람직한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기자동차 충전방법의 바람직한 실시예를 나타내는 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 휴대용 전기자동차 충전케이블의 사용상태도를 나타내는 도면이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 휴대용 전기자동차 충전케이블(100)은 차대차(vehicle vs vehicle) 충전을 위한 충전케이블이며 휴대할 수 있는 크기이다.
바람직한 실시예에서 충전케이블(100)은 한 쌍의 인렛(110)과 본체(120)로 구성된다.
한 쌍의 인렛(110) 중 하나는 전력을 공급하는 전기자동차(10)의 충전단자에 연결된다. 다른 인렛(110)은 전력을 공급받으려는 전기자동차(20)의 충전단자에 연결된다.
본체(120)는 한 쌍의 인렛 사이에 형성되어 차대차 충전을 제어하는 구성이다. 인렛(110)과 본체(120) 사이에는 케이블이 연결된다. 케이블은 전력선과 통신선이 포함된다. 통신선은 CAN 통신 방식으로 신호를 주고받을 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 휴대용 전기자동차 충전케이블 구성의 바람직한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본체(120)는 통신부(121), 제어부(123), 역류방지회로(125), 및 컨버터(127)를 포함한다.
통신부(121)는 개별 전기자동차에 설치된 배터리제어부(BMS, 11, 21)와 통신한다. 바람직한 실시예에서 통신부(121)는 CAN 통신 방식으로 통신할 수 있다.
제어부(123)는 통신부(121)를 통해 개별 전기자동차에 설치된 배터리제어부(BMS, 11, 21)와 통신한다. 제어부(123)는 배터리(12, 22)의 충전상태(SOC)에 관한 각종 정보를 수집할 수 있다. 제어부(123)는 전력을 제공하는 전기자동차와 충전을 요청하는 전기자동차를 판별하여 충전을 개시할 수 있다. 제어부(123)는 충전방향에 따라 역류방지회로(125)를 스위칭한다. 제어부(123)는 충전을 위해 컨버터를 제어하여 승압되는 전압을 조절한다.
역류방지회로(125)는 전류가 충전방향과 반대로 역류하는 것을 방지한다. 바람직한 실시예에서 역류방지회로(125)는 역류방지용 다이오드로서 제너다이오드를 포함할 수 있다.
컨버터(127)는 공급되는 전압을 승압한다. 전기자동차 사이에 배터리를 충전하기 위해서는 충전하려는 측의 전압이 충전을 받는 측의 전압보다 높아야한다. 제어부(123)는 전력을 공급하는 전기자동차의 배터리 전압을 측정하여 전압이 400V 이하인 경우 이를 400V까지 승압시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 역류방지회로의 바람직한 실시예를 나타내는 도면이다.
바람직한 실시예에서 본 발명의 인렛은 동일한 형태일 수 있다. 따라서, 사용자는 충전하려는 측과 충전받으려는 측의 인렛을 구분하지 않고 사용할 수 있다. 이를 가능하게 하기 위해 제어부는 전력을 공급하는 전기자동차의 배터리제어부(BMS)로부터 충전허가 신호 및 배터리 충전상태(State of Charge: SOC)를 수신하고, 전력을 공급받는 전기자동차의 배터리제어부(BMS)로부터 충전요청 신호 및 배터리 충전상태(State of Charge: SOC)를 수신할 수 있다.
나아가 본 발명의 역류방지회로는 도 3에서 알 수 있듯이, 전류의 방향에 따라 역류방지용 다이오드를 선택할 수 있는 스위칭회로를 더 포함할 수 있다. 전류의 방향이 A에서 B인 경우에는 제1스위칭소자(1)를 연결하고 제2스위칭소자(3)를 개방하여 제1역류방지용 다이오드(2)가 동작하도록 한다. 반대로 전류의 방향이 B에서 A인 경우에는 제1스위칭소자(1)를 개방하고 제2스위칭소자(3)를 연결하여 제2역류방지용 다이오드(4)가 동작하도록 한다. 제어부(123)는 충전허가 신호, 충전요청 신호, 배터리 충전상태를 종합하여 전류의 방향을 판단한 후, 제1스위칭소자(1) 및 제2스위칭소자(3)를 제어한다.
도 4는 본 발명에 따른 전기자동차 충전방법의 바람직한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4에서 알 수 있듯이, 휴대용 전기자동차 충전케이블에 포함된 한 쌍의 인렛을 두 대의 전기자동차의 충전단자에 각각 연결한다(S110).
두 대의 전기자동차를 연결한 후에 차대차 충전모드를 실행한다(S120). 이를 위해 먼저 휴대용 전기자동차 충전케이블이 전력을 공급하는 전기자동차의 배터리제어부(BMS)로부터 충전허가 신호를 수신할 수 있다. 충전허가 신호는 전기자동차가 자신의 배터리에서 전력을 공급하는 것을 허여하는 신호이다. 또한, 휴대용 전기자동차 충전케이블이 전력을 공급받는 전기자동차의 배터리제어부(BMS)로부터 충전요청 신호를 수신할 수 있다. 충전요청 신호는 전기자동차가 충전을 요청하는 신호이다.
휴대용 전기자동차 충전케이블이 두 대의 전기자동차의 배터리 전압을 측정할 수 있다. 충전케이블 본체의 제어부가 측정된 전압을 비교하고 승압량 산정한다. 바람직한 실시예에서 제어부는 전력을 공급하는 측의 전압이 400V 미만인 경우 이를 400V로 승압할 수 있다(S130).
휴대용 전기자동차 충전케이블이 충전을 개시하고, 전력을 공급받는 전기자동차의 배터리 충전상태(State of Charge: SOC)를 모니터링한다(S140). 충전케이블은 모니터링한 결과를 분석하여 배터리의 충전량, 주행가능거리, 충전소요시간 등을 출력할 수 있다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

Claims (4)

  1. 차대차(vehicle vs vehicle) 충전을 위해 개별 전기자동차의 충전단자에 연결되는 한 쌍의 인렛; 및
    한 쌍의 인렛 사이에 형성되어 차대차 충전을 제어하는 본체를 포함하고,
    상기 본체는
    공급되는 전압을 승압하는 컨버터;
    개별 전기자동차에 설치된 배터리제어부(Battery Management System: BMS)와 통신하는 통신부; 및
    상기 통신부로부터 신호를 수신하고 상기 컨버터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차대차 충전을 위한 휴대용 전기자동차 충전케이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 상기 컨버터에 연결되어 전류의 역류를 방지하는 역류방지회로를 더 포함하는 것인, 차대차 충전을 위한 휴대용 전기자동차 충전케이블.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    전력을 공급하는 전기자동차의 배터리제어부(BMS)로부터 충전허가 신호를 수신하고,
    전력을 공급받는 전기자동차의 배터리제어부(BMS)로부터 충전요청 신호 및 배터리 충전상태(State of Charge: SOC)를 수신하는 것인, 차대차 충전을 위한 휴대용 전기자동차 충전케이블.
  4. 휴대용 전기자동차 충전케이블에 포함된 한 쌍의 인렛을 두 대의 전기자동차의 충전단자에 각각 연결하는 단계;
    휴대용 전기자동차 충전케이블이 전력을 공급하는 전기자동차의 배터리제어부(BMS)로부터 충전허가 신호를 수신하는 단계;
    휴대용 전기자동차 충전케이블이 전력을 공급받는 전기자동차의 배터리제어부(BMS)로부터 충전요청 신호를 수신하는 단계;
    휴대용 전기자동차 충전케이블이 전력을 공급하는 전기자동차에서 인가된 입력전압을 승압하는 단계; 및
    휴대용 전기자동차 충전케이블이 충전을 개시하고, 전력을 공급받는 전기자동차의 배터리 충전상태(State of Charge: SOC)를 모니터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차대차 충전을 위한 휴대용 전기자동차 충전방법.
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