KR20180076831A - 전기자동차 충전기 및 이의 동작방법 - Google Patents

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Abstract

외부기기와의 통신을 통해 충전기의 정확한 상태를 파악하되, 특정 조건에서만 충전기와 외부기기 간의 통신이 수행되도록 할 수 있는 전기자동차 충전기가 제공된다. 전기자동차 충전기는, 외부전원에 연결되는 제1커넥터, 전기자동차 배터리에 연결되는 제2커넥터, 상기 외부전원의 크기를 판단하는 전압판단부 및 상기 전압판단부의 판단결과에 따라 릴레이 및 통신부 중 하나의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

전기자동차 충전기 및 이의 동작방법{Electric vehicle charger and driving method thereof}
본 발명은 전기자동차 충전기에 관한 것으로, 특히 특정 조건에서 외부와 통신하여 충전기의 동작상태를 정확하게 판단할 수 있는 전기자동차 충전기 및 이의 동작방법에 관한 것이다.
전기 자동차는 전기를 사용하여 운행되는 자동차를 의미하는 것으로, 크게 순수 전기자동차(Battery Powered Electric Vehicle)와 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle)로 구분될 수 있다. 여기서 순수 전기자동차는 전기만을 사용하여 주행하는 것으로, 일반적으로 전기자동차라 명칭된다. 그리고 하이브리드 전기자동차는 전기 및 화석 연료를 사용하여 주행하는 것을 의미한다.
전기자동차에는 주행을 위한 전기를 공급하는 배터리가 구비된다. 특히, 순수 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 중 콘센트인(Plug-in) 타입의 하이브리드 전기자동차의 경우에는, 배터리가 외부의 전원으로부터 공급되는 전류에 의하여 충전되어 전기 모터를 구동한다.
이러한 전기자동차는 충전기를 사용하여 배터리를 충전하게 되는데, 특히 전기자동차의 충전을 위한 충전기 중 코드셋 타입의 충전기는 상용 전원을 사용하여 전기자동차를 충전한다. 이를 위하여 코드셋 타입의 충전기는, 가정이나 오피스 등에 구비되는 콘센트에 연결되어 전기자동차에 충전전류를 공급함으로써 전기자동차의 배터리를 충전한다.
종래의 코드셋 타입의 충전기는 상태 표시를 위한 LED가 구비되며, 사용자의 조작에 따라 LED의 점등을 통해 충전기의 충전상태 또는 에러상태가 표시된다. 예컨대, 종래의 코드셋 타입의 충전기에는 적색, 황색 및 녹색의 LED가 구비된다. 그리고, 사용자가 충전기 본체를 조작함에 따라 충전 중 상태의 황색 LED 점등, 충전 완료 상태의 녹색 LED 점등 및 충전 에러 상태의 적색 LED 점등이 수행된다.
따라서, 종래의 코드셋 타입의 충전기에서는 충전기의 동작 및 고장에 대한 정확한 정보를 확인할 수 없는 문제가 발생된다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 충전기와 외부기기 간의 통신을 통해 충전기의 정확한 상태를 파악하되, 특정 조건에서만 충전기와 외부기기 간의 통신이 수행되도록 할 수 있는 전기자동차 충전기 및 이의 동작방법을 제공하고자 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전기는, 외부전원에 연결되는 제1커넥터, 전기자동차 배터리에 연결되는 제2커넥터, 상기 외부전원의 크기를 판단하는 전압판단부 및 상기 전압판단부의 판단결과에 따라 릴레이 및 통신부 중 하나의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 릴레이는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 제2커넥터로 충전전류를 출력하고, 상기 통신부는 상기 제어부의 제어에 따라 외부기기로 이벤트데이터를 전송한다.
상기 전압판단부는 상기 외부전원을 기준값과 비교한다. 상기 기준값은 80V 및 260V 중 하나의 전압레벨에 해당되는 크기를 갖는다.
상기 제어부는, 상기 외부전원의 크기가 상기 기준값과 동일하면, 상기 통신부의 동작을 제어하고, 상기 외부전원의 크기가 상기 기준값과 동일하지 않으면, 상기 릴레이의 동작을 제어한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전기의 동작방법은, 제1커넥터를 통해 입력되는 외부전원을 기준값과 비교하는 단계, 비교결과 상기 외부전원의 크기가 상기 기준값과 동일하면, 통신부의 동작을 활성화시켜 외부기기에 이벤트데이터를 전송하는 단계 및 비교결과 상기 외부전원의 크기가 상기 기준값과 동일하지 않으면, 릴레이의 동작을 활성화시켜 제2커넥터를 통해 전기자동차의 배터리에 충전전류를 출력하는 단계를 포함한다.
상기 외부기기에 이벤트데이터를 전송하는 단계는, 상기 통신부의 동작을 활성화시킴과 동시에 상기 릴레이의 동작을 비활성화시키는 단계를 포함하다.
상기 제2커넥터를 통해 전기자동차의 배터리에 충전전류를 출력하는 단계는, 상기 릴레이의 동작을 활성화시킴과 동시에 상기 통신부의 동작을 비활성화시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 전기자동차 충전기는 제어부의 제어에 따라 전기자동차의 배터리를 충전하도록 동작되거나 또는 충전기의 상태를 외부기기로 전송할 수 있다. 따라서, 사용자 또는 관리자가 충전기로부터 이격된 장소에 위치된 경우에도, 충전기의 상태정보를 용이하게 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 전기자동차 충전기는 외부전원으로부터 특정크기의 전압이 입력될 때 제어부에 의해 통신부가 활성화되므로, 충전기의 통상의 충전동작에서 내부의 데이터들이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전기를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 충전기의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 충전기의 동작을 나타내는 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 전기자동차 충전기를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전기를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 충전기의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 전기자동차 충전기(100; 이하 충전기)는 코드셋 타입의 충전기이다.
충전기(100)는 본체(101) 및 이에 연결된 제1커넥터(110)와 제2커넥터(120)를 포함할 수 있다. 제1커넥터(110)와 제2커넥터(120)는 본체(101)의 내부에서 전기적으로 연결될 수 있다.
제1커넥터(110)는 외부전원에 연결되어 소정의 전력을 제공받고, 제2커넥터(120)는 전기자동차의 배터리에 연결되어 소정의 전류를 제공할 수 있다.
제1커넥터(110)가 연결되는 외부전원은 전기자동차의 배터리를 충전하기 위한 전압이 공급되는 상용전원이거나 또는 충전기(100)의 상태 판단을 위한 전압이 공급되는 특정전원일 수 있다.
제1커넥터(110)가 상용전원에 연결되면, 충전기(100)는 상용전원으로부터 제1커넥터(110)를 통해 공급되는 입력전압(Vin)에 대응되어 제2커넥터(120)를 통해 충전전류(Iout)를 전기자동차의 배터리로 공급할 수 있다.
또한, 제1커넥터(110)가 특정전원에 연결되면, 충전기(100)는 특정전원으로부터 제1커넥터(110)를 통해 공급되는 입력전압(Vin)에 따라 외부기기(200)와 통신을 수행하면서, 외부기기(200)로 충전기 상태 데이터, 예컨대 이벤트데이터(ED)를 전송할 수 있다.
여기서, 충전기(100)와 외부기기(200)는 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), 라디오 주파수 통신(Radio Frequency Communication), 블루투스(Bluetooth), 초광대역통신(UWB, Ultra Wideband), 및 지그비(ZigBee), 디지털 리빙 네트워크 얼라이언스(DLNA, Digital Living Network Alliance)와 같은 비접촉 통신 방식 또는 근거리 무선 통신 방식에 의하여 서로 통신을 수행할 수 있다. 외부기기(200)는 스마트폰 등과 같은 통신기기 또는 관리서버 등과 같은 컴퓨터일 수 있다.
충전기(100)의 본체(101)에는 전압판단부(130), 제어부(140), 통신부(150), 릴레이(160), 감지부(170) 및 저장부(180)가 구성될 수 있다.
전압판단부(130)는 제1커넥터(110)를 통해 입력되는 입력전압(Vin)의 크기를 판단할 수 있다. 전압판단부(130)는 판단결과를 제어부(140)로 제공할 수 있다.
제어부(140)는 전압판단부(130)의 판단결과에 따라 충전기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(140)는 판단결과에 따라 소정의 제어신호를 출력하여 릴레이(160)의 동작을 제어할 수 있으며, 이에 따라 충전기(100)는 제2커넥터(120)를 통해 입력전압(Vin)에 따른 충전전류(Iout)를 출력할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 판단결과에 따라 제어신호를 출력하여 통신부(150)의 동작을 제어할 수 있으며, 이에 따라 충전기(100)는 통신부(150)를 통해 이벤트데이터(ED)를 외부기기(200)로 출력할 수 있다.
이때, 제어부(140)는 릴레이(160)와 통신부(150)가 함께 동작되지 않도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 릴레이(160)가 활성화(enable)되도록 제어하면서 동시에 통신부(150)가 비활성화(disable)되도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 릴레이(160)가 비활성화되도록 제어하면서 동시에 통신부(150)가 활성화되도록 제어할 수 있다.
감지부(170)는 충전기(100)의 동작에 따른 각종 상태를 감지할 수 있다. 예컨대, 감지부(170)는 릴레이(160)의 융착 여부, 릴레이(160)에 의해 제2커넥터(120)로 출력되는 충전전류(Iout)의 크기, 충전기(100) 내부의 온도, 누전여부 및 단선여부 등을 감지할 수 있다. 감지부(170)는 감지된 결과를 소정의 데이터, 예컨대 충전기(100)의 이벤트데이터(ED)로 구성하여 저장부(180)에 저장할 수 있다. 저장부(180)는 이벤트데이터(ED)를 발생 시간에 따라 정렬하여 저장할 수 있다.
릴레이(160)는 제어부(140)의 제어에 따라 활성화/비활성화, 즉 온/오프 동작되면서, 입력전압(Vin)에 의한 충전전류(Iout)를 제2커넥터(120)로 출력할 수 있다.
통신부(150)는 제어부(140)의 제어에 따라 활성화/비활성화 동작되면서, 충전기(100)와 외부기기(200) 간의 통신을 수행하여 이벤트데이터(ED)를 전송할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 충전기의 동작을 나타내는 도면이다. 이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 충전기(100)의 동작에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 외부로부터 제1커넥터(110)에 소정의 전압, 즉 입력전압(Vin)이 인가되면(S10), 전압판단부(130)는 입력전압(Vin)의 크기를 판단할 수 있다(S20).
전압판단부(130)에는 적어도 하나의 기준값(Ref)이 설정되어 있다. 전압판단부(130)는 입력전압(Vin)과 기준값(Ref)을 비교하고, 그에 따른 판단결과를 출력할 수 있다. 여기서, 기준값(Ref)은 통상의 상용전원에 대응되는 값, 예컨대 110V 또는 220V의 전압레벨에 대응되는 값이 아니며, 특정전원에 대응되는 값, 예컨대 80V 또는 260V의 전압레벨 중 하나에 대응되는 값일 수 있다.
전압판단부(130)의 판단결과, 입력전압(Vin)과 기준값(Ref)이 오차범위에서 동일한 크기를 가지면(Yes), 전압판단부(130)는 이에 따른 판단결과를 제어부(140)로 출력할 수 있다.
제어부(140)는 전압판단부(130)의 판단결과에 따라 통신부(150)의 동작을 활성화시킬 수 있다(S30). 이때, 제어부(140)는 릴레이(160)의 동작을 비활성화시킬 수 있다.
이어, 제어부(140)는 저장부(180)에 저장된 이벤트데이터(ED)를 추출하고(S40), 이를 활성화된 통신부(150)를 통해 외부기기(200)로 전송할 수 있다(S50).
이에 따라, 사용자 또는 서비스관리자는 외부기기(200)로 전송된 이벤트데이터(ED)를 통해 충전기(100)의 상태를 정확하게 판단할 수 있으며, 이에 따른 적절한 조치를 수행할 수 있게 된다.
반면, 전압판단부(130)의 판단결과, 입력전압(Vin)과 기준값(Ref)이 서로 다른 크기를 가지면(No), 전압판단부(130)는 이에 따른 판단결과를 제어부(140)로 출력할 수 있다.
제어부(140)는 전압판단부(130)의 판단결과에 따라 릴레이(160)의 동작을 활성화시킬 수 있다(S60). 이때, 제어부(140)는 통신부(150)의 동작을 비활성화시킬 수 있다.
릴레이(160)는 제어부(140)에 의해 온 동작되며, 제1커넥터(110)를 통해 제공된 입력전압(Vin)에 따른 충전전류(Iout)를 제2커넥터(120)로 출력할 수 있다. 따라서, 제2커넥터(120)에 연결된 전기자동차의 배터리는 충전전류(Iout)에 의해 충전될 수 있다(S70).
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 충전기(100)는 제어부(140)의 제어에 따라 전기자동차의 배터리를 충전하도록 동작되거나 또는 충전기(100)의 상태를 외부기기(200)로 전송할 수 있다. 따라서, 사용자 또는 관리자가 충전기(100)로부터 이격된 장소에 위치된 경우에도, 충전기(100)의 상태정보를 용이하게 확인할 수 있다.
또한, 본 실시예의 충전기(100)는 외부전원으로부터 특정전압이 제1커넥터(110)에 입력될 때 제어부(140)에 의해 통신부(150)가 활성화되므로, 충전기(100)의 통상의 충전동작에서 내부의 데이터들의 보안을 용이하게 할 수 있다.
전술한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100: 전기자동차 충전기 101: 본체
110: 제1커넥터 120: 제2커넥터
130: 전압판단부 140: 제어부
150: 통신부 160: 릴레이
170: 감지부 180: 저장부

Claims (7)

  1. 외부전원에 연결되는 제1커넥터;
    전기자동차 배터리에 연결되는 제2커넥터;
    상기 외부전원의 크기를 판단하는 전압판단부; 및
    상기 전압판단부의 판단결과에 따라 릴레이 및 통신부 중 하나의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 릴레이는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 제2커넥터로 충전전류를 출력하고, 상기 통신부는 상기 제어부의 제어에 따라 외부기기로 이벤트데이터를 전송하는 전기자동차 충전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압판단부는 상기 외부전원을 기준값과 비교하고,
    상기 제어부는,
    상기 외부전원의 크기가 상기 기준값과 동일하면, 상기 통신부의 동작을 제어하고,
    상기 외부전원의 크기가 상기 기준값과 동일하지 않으면, 상기 릴레이의 동작을 제어하는 전기자동차 충전기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기준값은 80V 및 260V 중 하나의 전압레벨에 해당되는 크기를 갖는 전기자동차 충전기.
  4. 제1커넥터를 통해 입력되는 외부전원을 기준값과 비교하는 단계;
    비교결과 상기 외부전원의 크기가 상기 기준값과 동일하면, 통신부의 동작을 활성화시켜 외부기기에 이벤트데이터를 전송하는 단계; 및
    비교결과 상기 외부전원의 크기가 상기 기준값과 동일하지 않으면, 릴레이의 동작을 활성화시켜 제2커넥터를 통해 전기자동차의 배터리에 충전전류를 출력하는 단계를 포함하는 전기자동차 충전기의 동작방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 외부기기에 이벤트데이터를 전송하는 단계는,
    상기 통신부의 동작을 활성화시킴과 동시에 상기 릴레이의 동작을 비활성화시키는 단계를 포함하는 전기자동차 충전기의 동작방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2커넥터를 통해 전기자동차의 배터리에 충전전류를 출력하는 단계는,
    상기 릴레이의 동작을 활성화시킴과 동시에 상기 통신부의 동작을 비활성화시키는 단계를 포함하는 전기자동차 충전기의 동작방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 기준값은 80V 및 260V 중 하나의 전압레벨에 해당되는 크기를 갖는 전기자동차 충전기의 동작방법.
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