KR20180092092A - 충전 장치 - Google Patents

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KR20180092092A
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김도형
김윤식
김형동
신광섭
이명규
조정재
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시 예는, 전기 자동차의 충전 장치에 있어서, 상기 전기 자동차 내에 설치된 전자 제어 장치(Electric Control Unit, ECU)로부터 상기 전기 자동차의 충돌에 대한 감지 신호를 수신하는 제어부; 및 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)로부터 충전 전력을 수신하는 노드와 전기적으로 연결된 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제어부는 상기 감지 신호를 이용하여 전기적 연결의 온/오프를 제어하는 제어 신호를 상기 스위칭 소자로 송신하는 충전 장치를 개시한다.

Description

충전 장치{CHARGING APPARATUS}
실시 예는 충전 장치에 관한 것이다.
전기 자동차(Electric Vehicle, EV) 또는 플러그-인 하이브리드 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV)와 같은 친환경 자동차는 배터리 충전을 위하여 충전소에 설치된 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)를 이용한다.
이때, 전기 자동차는 완속 충전 방식 및 고속 충전 방식 중 어느 하나에 따라 충전될 수 있다. 예컨대, 완속 충전 시 약 7시간의 충전 시간이 소요되며, 고속 충전 시 약 30분의 충전 시간이 소요된다.
한편, 전기 자동차는 고전압 및 고전류로 충전되므로, 충전 중 안전에 관한 요구가 증가하고 있다.
특히, 전기 자동차의 충전 중 다른 차량과 충돌이 발생할 경우, 차량뿐만 아니라 차량 내부의 운전자 또는 탑승자의 안전에도 큰 영향을 줄 수 있다. 이에 따라, 전기 자동차의 충전 중 충돌 시의 안전을 위한 장치가 필요하다.
실시 예는 전기 자동차의 충전 장치를 제공한다.
또한, 충돌 시 신속하고 빠르게 충전을 중지하는 충전 장치를 제공한다.
또한, 충돌에 대한 안전 기능의 신뢰도를 향상시키는 충전 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 충전 장치는 전기 자동차의 충전 장치에 있어서, 상기 전기 자동차 내에 설치된 전자 제어 장치(Electric Control Unit, ECU)로부터 상기 전기 자동차의 충돌에 대한 감지 신호를 수신하는 제어부; 및 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)로부터 충전 전력을 수신하는 노드와 전기적으로 연결된 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제어부는 상기 감지 신호를 이용하여 전기적 연결의 온/오프를 제어하는 제어 신호를 상기 스위칭 소자로 송신한다.
상기 전자 제어 장치는, 상기 전기 자동차의 충돌을 감지하여 충돌 신호를 생성하는 센서; 및 상기 충돌 신호가 기 설정된 값보다 크면 상기 전기 자동차의 충돌에 대한 감지 신호를 생성하는 컨트롤러;를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 감지 신호를 수신하면 상기 스위칭 소자를 오프할 수 있다.
상기 스위칭 소자는 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)로부터 충전 전력을 수신하는 노드와 상기 제어부 사이에 배치될 수 있다.
상기 제어부는 상기 제어 신호를 송신한 후 상기 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)로 충전 전력 차단 정보를 송신할 수 있다.
상기 노드는 상기 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)와 무선 및 유선 중 적어도 하나로 충전 전력을 수신할 수 있다.
유선으로 연결된 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)와 신호를 송수신하는 제1 송수신부; 및 무선으로 연결된 EVSE와 신호를 송수신하는 제2 송수신부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 송수신부 및 상기 제2 송수신부 중 어느 하나로부터 충전 개시 정보를 포함하는 CP 신호를 수신할 수 있다.
상기 제어부는 상기 CP 신호를 수신한 이후에 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.
실시 예에 따르면, 충전 장치는 전기 자동차 내에 장착되는 형태로 구현할 수 있다.
또한, 충돌 시 신속하고 빠르게 충전을 중지하는 충전 장치를 제작할 수 있다.
또한, 충돌에 대한 안전 기능의 신뢰도를 향상시키는 충전 장치를 제작할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 전기 자동차의 충전 시스템을 도시하는 블록도이고,
도 2는 전기자동차(Electric Vehicle, EV)와 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment) 간의 연결 방법을 나타내는 도면이고,
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내는 블록도이고,
도 5는 본 실시예에 따른 충전 장치와 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)간의 연결을 구체적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 전기 자동차의 충전 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 10)는 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 20)로부터 충전될 수 있다. 전기 자동차(10)는 EVSE(20)로부터 충전 전력을 수신하기 위하여 EVSE(20)에 연결된 충전 케이블은 EV(10)의 주입구에 연결될 수 있다.
여기서, EVSE(20)는 AC 또는 DC를 공급하는 설비이며, 충전소에 배치되거나, 가정 내에 배치될 수 있다. 다만, EVSE(20)는 이러한 위치에 한정되지 않으며, 휴대 가능하도록 구현될 수도 있다. 본 명세서에서, EVSE(20)는 충전소(supply), AC 충전소(AC supply), DC 충전소(DC supply), 소켓-아웃렛(socket-outlet) 등과 혼용될 수 있다.
충전 장치(100)는 EV(10) 내에 포함되며, EV(10) 내의 전자 제어 장치(Electronic Control Unit, ECU, 200)와 연결된다.
EV(10)를 충전하는 모드(charging mode)는 EVSE(20)와 EV(10) 간의 연결 방법에 따라 여러 가지로 분류될 수 있다. 예를 들어, 표준화된 소켓-아웃렛을 이용하여 EV(10)와 AC 공급 네트워크를 연결하는 모드 1, EV(10)와 플러그 또는 인케이블 컨트롤 박스(in-cable control box)의 일부 간의 전기적 충격에 대한 보호 시스템 및 CP(Control Pilot) 기능을 이용하여 EV(10)와 AC 공급 네트워크를 연결하는 모드 2, CP 기능이 EVSE의 제어 장비로 확장하는 전용 EVSE(dedicated EVSE)를 이용하여 EV(10)와 AC 공급 네트워크를 영구적으로 연결하는 모드 3, 그리고 CP 기능이 DC EV 충전 스테이션으로 확장하는 DC EV 충전 스테이션(예, 오프-보드 충전기)을 이용하여 EV(10)와 공급 네트워크를 연결하는 모드 4로 분류될 수 있다.
또한, EV(10)와 EVSE(20)는 여러 가지 방법으로 연결될 수 있다.
도 2는 전기자동차(Electric Vehicle, EV)와 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment) 간의 연결 방법을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, EV(10)와 EVSE(20)는 충전 케이블(50)을 이용하여 연결되며, 충전 케이블(50)의 플러그는 EV(10)에 영구적으로 장착될 수 있다. 이때, 충전 케이블(50)은 가정용 또는 산업용 소켓-아웃렛에 연결되거나, 충전소에 연결될 수 있다.
EV(10)와 EVSE(20) 간의 연결은 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, EV(10)와 EVSE(20)는 탈착 가능한(detachable) 충전 케이블(50)을 통해 연결될 수 있다. 이에, 충전 케이블(50)은 일단에 차량측과 연결되는 커넥터 및 타단에 EVSE(20)측과 연결되는 플러그를 포함할 수 있다.
또한, EV(10)와 EVSE(20)를 연결하는 충전 케이블(50)은 충전소 등에 영구적으로 고정될 수 있다. 다만, EV(10), EVSE(20) 및 충전 케이블(50)은 이러한 연결 형태에 한정되는 것은 아니며 상황에 따라 다양한 연결 형태를 가질 수 있다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 전기 자동차의 충전 시스템은 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 10)와 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 20, 30)를 포함할 수 있다.
그리고 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 10)는 충전 장치(100), ECU(Electronic Control Unit, 200)를 포함할 수 있다. 또한, 전기 자동차(EV, 10)의 충전 장치(100)는 유선 또는 무선으로 연결된 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 20, 30)로부터 충전될 수 있다.
여기서, EVSE(20)는 충전 장치(100)에 유선으로 연결된 EVSE를 나타내며, EVSE(30)는 충전 장치(100)에 무선으로 연결된 EVSE를 나타낸다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 유선으로 연결된 EVSE는 유선 EVSE(20)라 칭하고, 무선으로 연결된 EVSE는 무선 EVSE(30)라 설명한다.
충전 장치(100)는 유선 충전을 위하여, 유선 EVSE(20)에 연결된 충전 케이블이 EV(10)의 주입구에 연결될 수 있다.
또는, 충전 장치(100)는 무선 충전을 위하여, EV(10)의 무선 전력 수신을 위한 코일은 무선 EVSE(30)의 무선 전력 송신을 위해 무선 EVSE(30) 내부에 배치된 코일에 대향하여 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, EVSE(30)와 EV(10)의 충전 장치(100) 간에 무선 충전이 이루어질 수 있다.
ECU(Electronic Control Unit, 200)는 충전 장치(100)에 의한 충전을 제어할 수 있다. 예컨대, ECU(Electronic Control Unit, 200)는 외부로부터 수신한 충전 관련 제어 신호를 충전 장치(100)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호는 충전량 증가 또는 감소에 관한 신호일 수 있다.
또한, ECU(Electronic Control Unit, 200)는 EVCC(Electirc Vehicle Communication Controller)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, EV(10)와 EVSE(20, 30)는 PLC(Power Line Communication)를 이용하여 통신할 수 있다.
도 4를 참조하면, EV(10)의 충전 장치(100)는 제1 송수신부(110), 제2 송수신부(120), 전환부(130), 제어부(140) 및 스위칭 소자(150)를 포함할 수 있다. 또한, EV(10)의 ECU(200)는 센서(210) 및 컨트롤러(220)를 포함할 수 있다.
제1 송수신부(110)는 유선 EVSE(20)와 신호를 송수신할 수 있다. 이를 위하여, 제1 송수신부(110)는 파일럿 기능(pilot function) 신호를 수신하는 CP(control Pilot) 포트 또는 EVSE(20)의 접지와 연결되는 PE(Protective Earth) 포트 등을 포함할 수 있다.
제1 송수신부(110)와 신호를 송수신하는 유선 EVSE(20)는 CP 생성부(22), 충전 제어부(24) 및 PLC 노드(26)를 포함할 수 있다.
EVSE(20)의 CP 생성부(220)에서 생성된 CP(Control Pilot) 신호는 제1 송수신부(110)의 CP 포트로 입력된다. 여기서, CP 신호는 전력 전송 개시 또는 중단을 요청하거나, 전력량을 제어하는 신호일 수 있다.
그리고, EVSE(20)의 충전 제어부(24)는 EV(10)로의 전력 전송을 제어하며, EVSE(20)의 PLC 노드(26)는 전력 전송을 제어하기 위한 PLC를 수행한다.
제2 송수신부(120)는 무선 EVSE(30)와 신호를 송수신한다. 이를 위하여, 제2 송수신부(120)는 안테나를 포함할 수 있다. 여기서, 안테나는 저주파용 안테나, 예를 들어, 1.8MHz 내지 30MHz를 포함하는 주파수 대역에서 적용 가능한 안테나일 수 있다.
또한, PLC(Power Line Communication)을 위한 주파수 대역은 1.8MHz 내지 28MHz일 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 제2 송수신부(120)는 PLC(Power Line Communication)를 위한 신호를 송수신하는 것이 가능하다.
제2 송수신부(120)와 신호를 송수신하는 무선 EVSE(30)는 충전 제어부(32) 및 PLC 노드(34)를 포함할 수 있다. EVSE(30)의 충전 제어부(32)는 EV(10)로의 전력 전송을 제어하며, EVSE(30)의 PLC 노드(34)는 전력 전송을 제어하기 위한 PLC를 수행한다.
또한, 유선 충전/유선 통신 및 무선 충전/무선 통신을 모두 지원하는 본 발명의 실시예에 따른 충전 장치(100)는 유선 EVSE(20)와 통신하기 위한 제1 송수신부(110) 및 무선 EVSE(30)와 통신하기 위한 제2 송수신부(120)의 동작을 전환하여야 한다. 예를 들어, 유선 EVSE(20)에 의하여 충전되는 경우, 제1 송수신부(110)가 동작하여야 하고, 무선 EVSE(30)에 의하여 충전되는 경우, 제2 송수신부(120)가 동작하여야 한다.
이를 위해, 실시예에 따른 충전 장치(100)는 제1 송수신부(110) 및 제2 송수신부(120) 간의 전환을 설정하는 전환부(130)를 포함할 수 있다. 이때, 전환부(130)는 제어부(140)에 의하여 제어될 수 있다.
즉, 제어부(140)는 전환부(130)를 제어하여, 제1 송수신부(110)가 동작하도록 제어하거나, 제2 송수신부(120)가 동작하도록 제어할 수 있다.
그리고, 제어부(140)는 PLC(Power Line Communication)를 이용하여 제1 송수신부(110)의 동작 또는 제2 송수신부(120)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 제1 송수신부(110)의 동작 도는 제2 송수신부(120)의 동작을 제어하여 배터리(300)의 충전을 제어할 수 있다.
이를 위하여, 제어부(140)는 제1 송수신부(110)의 CP 포트를 통하여 수신되는 파일럿 기능(pilot function)을 처리하는 PF(Pilot Function) 로직을 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 제1 송수신부(110)는 PD(Proximity Detection) 포트를 더 포함할 수 있다. 제어부(140)는 PD 포트를 통하여 수신되는 신호를 이용하여 EVSE(20)의 커넥터의 주입 여부를 검출하는 PD(Proximity Detection) 로직을 포함할 수 있다.
또는, 제어부(140)는 제2 송수신부(120)로부터 수신되는 신호를 처리하는 디지털 신호 처리 유닛(Digital Signal Processing Unit)을 포함할 수 있으며, 제2 송수신부(120)와 무선 EVSE(30) 간의 연결을 위한 설정을 제어할 수도 있다.
그리고 제어부(140)는 ECU(200)로부터 전기 자동차의 충돌에 대한 감지 신호를 수신할 수 있다. 제어부(140)는 ECU(200)의 컨트롤러(220)로부터 수신한 감지 신호를 이용하여 스위칭 소자의 온/오프(on/off)를 제어할 수 있다.
예컨대, 제어부(140)는 컨트롤러(220)로부터 감지 신호를 수신하면 스위칭 소자(150)를 오프(off)를 할 수 있다. 이에, EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 20, 30)에서 충전 장치(100)로의 충전은 차단될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 전기 자동차(EV, 10)의 충전 중 충돌이 발생하면 충전은 차단되어 전기 자동차 및 탑승자의 안전성이 향상될 수 있다. 또한, EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 20, 30)의 전력 누설도 방지될 수 있다.
또한, 제어부(140)는 스위칭 소자(150)에 제어 신호를 송신하여 스위칭 소자(150)가 오프(off)된 이후에, EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 20, 30)로 충전 전력 차단 정보를 송신할 수 있다. 이에, EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 20, 30)는 충전 케이블을 통해 전기 자동차(10)의 충전 장치(100)로 전력 전송을 멈추어 감전 사고를 미연에 방지할 수 있다.
그리고 제어부(140)는 제1 송수신부(110) 및 제2 송수신부(120) 중 어느 하나로부터 CP 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 CP 신호를 수신한 이후에 제어 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, CP 신호는 전력 전송 개시하거나 중단하는 신호 또는 전력량을 제어하는 신호일 수 있으나, 여기서 CP 신호는 충전 개시 정보를 포함하는 신호일 수 있다.
제어부(140)는 충전 개시 정보를 포함하는 CP 신호를 수신하면 스위칭 소자(150)의 스위칭을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 이에, 제어부(140)는 전기 자동차(EV, 10)가 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 20, 30)로부터 충전 중인 경우에 충돌이 발생하면 스위칭 소자(150)를 제어하여 전기 자동차(EV, 10)로의 충전을 차단할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 충전 중 전기 자동차(EV, 10)에 충돌이 발생하더라도 탑승자에게 안전을 제공할 수 있다.
뿐만 아니라, 전기 자동차(EV, 10) 내에 설치되는 에어백(미도시됨)은 전기 자동차(EV, 10)가 정지 중인 상태에서 작동하지 않으므로, 실시예에 따른 충전 장치(100)는 충전 중(정지 상태)인 경우에 충돌을 감지하므로 안전 기능의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
그리고 실시예에 따른 충전 장치(100)는 중계 장치 없이 ECU(Electronic Control Unit, 200)로부터 감지 신호를 신속하게 수신할 수 있다. 또한, 전기 자동차(EV, 10)는 충전 중 충돌에 대한 즉각적인 대처가 이루어질 수 있다.
스위칭 소자(150)는 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 20, 30)로부터 충전 전력을 수신하는 노드와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 스위칭 소자(150)는 유선 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 20) 및 무선 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 30)와 연결된 노드와 제어부(140) 사이에 배치될 수 있다. 또한, EV(10)의 ECU(200)는 센서(210) 및 컨트롤러(220)를 포함할 수 있다.
센서(210)는 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 10)의 충돌을 감지하여 충돌 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 센서(210)는 가속도 센서를 포함할 수 있다. 센서(210)는 가속도를 산출하고, 산출된 가속도의 크기에 따라 다양한 크기의 전기 신호인 충돌 신호를 생성할 수 있다. 그리고 센서(210)는 생성된 충돌 신호를 컨트롤러(220)로 송신할 수 있다.
다만, 센서(210)는 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며 충돌을 감지하는 다양한 감지 장치를 포함할 수 있다.
컨트롤러(220)는 센서(210)로부터 충돌 신호를 수신할 수 있다. 컨트롤러(220)는 센서(210)로부터 수신한 전기 신호인 충돌 신호의 크기와 기 설정된 값을 비교하여 감지 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(220)는 충돌 신호가 기 설정된 값보다 큰 경우 전기 자동차(EV, 10)의 충돌에 대한 감지 신호를 생성할 수 있다. 컨트롤러(220)는 생성된 감지 신호를 제어부(140)로 송신할 수 있다.
이에, 앞서 말한 바와 같이 전기 자동차(EV, 10)가 충돌 시 제어부(140)는 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 20, 30)로부터의 충전을 차단하도록 제어 신호를 스위칭 소자(150)로 전송할 수 있다.
도 5는 본 실시예에 따른 충전 장치와 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)간의 연결을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 10)의 충전 장치(100)는 유선 EVSE(20) 및 무선 EVSE(30) 중 적어도 하나로부터 충전될 수 있다.
예컨대, EV(10)는 유선 EVSE(20)와 유선으로 연결된 케이블을 통하여 전력을 수신하거나, 무선 EVSE(30)의 무선 충전용 코일로부터 전력을 수신할 수 있다.
이러한 EV(10)와 EVSE(20, 30) 간의 전력 전달을 위해, EV(10)와 유선 EVSE(20) 또는 무선 EVSE(30) 간에는 통신이 수행될 필요가 있다.
앞서 설명한 바와 같이, EV(10)의 충전 장치(100)는 제1 송수신부(110)를 통하여 유선 EVSE(20)와 통신하거나, 제2 송수신부(120)를 통하여 무선 EVSE(30)와 통신할 수 있다.
그리고 전환부(130)는 스위칭 장치(미도시됨)를 포함할 수 있다. 전환부(130)는 제어부(140)와 제1 송수신부(110) 및 제2 송수신부(120) 사이에 배치되며, 스위칭 동작인 온/오프(On/Off)에 따라 전환부(130)는 제1 송수신부(110)와 연결되거나, 제2 송수신부(120)와 연결될 수 있다. 전환부(130)는 예를 들어 RF(Radio Frequency) 스위치 등을 포함할 수 있다. 다만, 이러한 종류에 한정되는 것은 아니다. 전환부(130)가 온(On) 상태 및 오프(Off) 상태 중 어느 하나이면 전환부(130)는 제1 송수신부(110)와 연결되고, 스위칭 소자(130)가 온 상태 및 오프 상태 중 나머지 하나이면 전환부(130)는 제2 송수신부(120)와 연결될 수 있다.
예를 들어, 전환부(130)가 온 상태인 경우, 제어부(140), 전환부(130) 및 제1 송수신부(110)가 서로 연결되어, 제1 송수신부(110)가 유선 EVSE(20)와 신호를 주고 받을 수 있다. 그리고, 전환부(130)가 오프 상태인 경우, 제어부(140), 전환부(130) 및 제2 송수신부(120)가 서로 연결되어, 제2 송수신부(120)가 무선 EVSE(30)와 신호를 주고 받을 수 있다.
여기서, 제2 송수신부(120)는 접지면(Ground), 접지면(Ground)에 평행하게 형성되는 도선, 그리고 도선과 접지면(Ground) 사이에 연결되는 부하(Z)를 포함할 수 있다. 이러한 제2 송수신부(120)는, 예를 들어 비버리지 안테나(beverage antenna)를 포함할 수 있다.
제2 송수신부(120)가 비버리지 안테나를 포함하는 경우, 제2 송수신부(120)는 저주파, 예를 들어 1.8MHz 내지 28MHz의 주파수 대역에 적용될 수 있다. 이에 따라, 제2 송수신부(120)는 PLC에 적용될 수 있다.
제2 송수신부(120)는 전기 자동차의 외부에 장착될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 송수신부(120)는 전기 자동차의 내부에 장착될 수도 있다.
한편, 제2 송수신부(120)와 무선 EVSE(30) 간 통신 시, 제1 송수신부(110)와 유선 EVSE(20) 간 통신 시에 비하여 큰 신호 감쇄가 일어날 수 있다. 이에 따라, 제2 송수신부(120)의 안테나 이득을 얻을 필요가 있으며, 이를 위하여 전환부(130)와 제2 송수신부(120) 사이에는 증폭부가 더 포함될 수 있다.
제어부(140)는 앞서 설명한 바가 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 스위칭 소자(150)는 노드(N)와 제어부(140) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 노드(N)는 유선으로 연결된 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 20)로부터 충전 전력을 수신하는 라인과 연결될 수 있다. 또한, 노드(N)는 무선으로 연결된 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 30)로부터 충전 전력을 수신하는 라인과 연결될 수 있다.
예컨대, 노드(N)는 유선으로 연결된 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 20)와 무선으로 연결된 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 30)가 충전 장치(100)로 송신한 충전 전력이 유입되는 교차점일 수 있다.
스위칭 소자(150)는 노드(N)와 제어부(140) 사이에 배치되어, 스위칭 소자(150)의 스위칭을 통해 충전 장치(100)에 충전되는 전원을 용이하게 제어할 수 있다. 즉, 노드(N)를 통해 충전 장치(100)로 유입되는 전력이 스위칭 소자(150)에 의해 차단되면, 충전 장치(100)는 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 20, 30)으로부터 충전이 일괄 차단될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 충전 장치(100)는 ECU(Electronic Control Unit, 20)으로부터 감지 신호를 수신하는 경우 유선 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 20) 및 무선 (Electric Vehicle Supply Equipment, 30) 중 어느 하나의 장치로부터 충전이 이루어지더라도 용이하게 전력 충전을 차단할 수 있다.
예컨대, EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 20, 30)에 의한 충전 방식(유선/무선)에 상관없이 충전 장치(100)는 일괄적으로 스위칭 소자(150)의 스위칭 동작(on/off)을 제어하여, 충전 중 충돌 시 신속한 대처가 이루어질 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터,데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 전기 자동차(Electric Vehicle)
20: EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)
100: 충전 장치
200: ECU(Electric Control Unit)

Claims (9)

  1. 전기 자동차의 충전 장치에 있어서,
    상기 전기 자동차 내에 설치된 전자 제어 장치(Electric Control Unit, ECU)로부터 상기 전기 자동차의 충돌에 대한 감지 신호를 수신하는 제어부; 및
    EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)로부터 충전 전력을 수신하는 노드와 전기적으로 연결된 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 감지 신호를 이용하여 전기적 연결의 온/오프를 제어하는 제어 신호를 상기 스위칭 소자로 송신하는 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자 제어 장치는,
    상기 전기 자동차의 충돌을 감지하여 충돌 신호를 생성하는 센서; 및
    상기 충돌 신호가 기 설정된 값보다 크면 상기 전기 자동차의 충돌에 대한 감지 신호를 생성하는 컨트롤러;를 포함하는 충전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 감지 신호를 수신하면 상기 스위칭 소자를 오프하는 충전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)로부터 충전 전력을 수신하는 노드와 상기 제어부 사이에 배치되는 충전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제어 신호를 송신한 후 상기 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)로 충전 전력 차단 정보를 송신하는 충전 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 노드는 상기 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)와 무선 및 유선 중 적어도 하나로 충전 전력을 수신하는 충전 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    유선으로 연결된 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)와 신호를 송수신하는 제1 송수신부; 및
    무선으로 연결된 EVSE와 신호를 송수신하는 제2 송수신부;를 더 포함하는 충전 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 송수신부 및 상기 제2 송수신부 중 어느 하나로부터 충전 개시 정보를 포함하는 CP 신호를 수신하는 충전 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 CP 신호를 수신한 이후에 상기 제어 신호를 생성하는 충전 장치.
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