KR20180128603A - 전기자동차용 배터리 충전 장치 및 충전 방법 - Google Patents

전기자동차용 배터리 충전 장치 및 충전 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차용 배터리 충전 장치 및 충전 방법에 관한 것이다.
실시예는 전원을 제공하는 배터리; 상기 배터리의 충전을 제어하는 배터리 관리 시스템; CP 신호를 입력 받고, 상기 CP 신호의 전압 레벨을 측정하는 CP 신호 측정부를 포함하는 제1 충전부; 및 상기 제1 충전부 및 상기 배터리 관리 시스템을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 CP 신호 측정부는, 상기 CP 신호가 상승 엣지 구간에서 소정의 임계레벨에 도달하면 인터럽트를 발생하는 인터럽트부; 및 상기 인터럽트가 발생하면 CP 신호의 전압 레벨을 측정하는 전압측정부를 포함하는 전기 자동차의 배터리 충전 장치를 제공할 수 있다.

Description

전기자동차용 배터리 충전 장치 및 충전 방법{METHOD AND APPARATUS FOR CHARGING BATTERY OF ELECTRIC MOTOR VEHICLE}
본 발명은 전기자동차용 배터리 충전 장치 및 충전 방법에 관한 것이다.
전기 자동차(Electric Vehicle)란, 전기를 사용하여 운행되는 자동차를 의미하는 것으로, 크게 순수 전기 자동차(Battery Powered Electric Vehicle)와 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle)로 구분될 수 있다. 순수 전기 자동차는, 전기만을 사용하여 주행하는 것으로, 일반적으로 전기 자동차라 명칭된다. 그리고 하이브리드 전기 자동차는 전기 및 화석 연료를 사용하여 주행하는 것을 의미한다. 이와 같은 전기 자동차에는, 주행을 위해 전기를 공급하는 배터리가 구비된다. 특히, 순수 전기 자동차 및 하이브리드 전기 자동차 중 플러그인(Plug-in) 타입의 하이브리드 전기 자동차의 경우에는, 배터리가 외부의 전원으로부터 공급되는 전류에 의하여 충전되어 전기 모터를 구동한다.
전기 자동차의 충전 방법은 충전 시간에 따라 급속 충전과 완속 충전으로 구분될 수 있다. 급속 충전의 경우에는, 충전기에서 공급되는 직류 전류에 의하여 배터리가 충전되고, 완속 충전의 경우에는 충전기에 공급되는 교류 전류에 의하여 배터리가 충전된다. 따라서 급속 충전에 사용되는 충전기를 급속 충전기 또는 직류 충전기라 칭하고, 완속 충전에 사용되는 충전기를 완속 충전기 또는 교류 충전기라 칭한다.
한편, 전기 자동차를 충전 할 경우 커넥터를 통하여 외부의 전기 자동차 전원공급장치(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)와 연결될 수 있다. 전기 자동차전원공급장치에서 전기 자동차로 선택된 모드에 대응되는 펄스폭 변조(PWM) 방식으로 컨트롤 파일럿 (Control Pilot, CP) 전압를 보내게 된다. 예를 들어, 완속 충전 모드인 경우 컨트롤 파일럿 전압의 듀티 비율(즉, 펄스 폭의 H 신호와 L 신호의 비율)이 5%를 초과하고, 급속 충전 모드인 경우 컨트롤 파일럿 전압의 듀티 비율이 5% 가량이 된다.
그러나, 급속 충전 모드에서 컨트롤 파일럿 전압 방식으로 입력된 신호의 듀티 비율이 작아서 입력된 신호의 진폭을 정확히 측정하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 전기 자동차에서 컨트롤 파일럿 전압의 듀티 비율이 작아도 컨트롤 파일럿 전압의 진폭을 정확히 측정할 수 있는 전기자동차용 배터리 충전 장치 및 충전 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차의 충전 진행을 위한 충전 상태를 판단할 수 있는 전기자동차용 배터리 충전 장치 및 충전 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차의 충전 상태에 따라 충전 진행 여부를 결정할 수 있는 전기자동차용 배터리 충전 장치 및 충전 방법을 제공하는 것이다.
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.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 장치는, 배터리; 상기 배터리의 충전을 제어하는 배터리 관리 시스템; 상기 배터리 관리 시스템을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부 및 상기 배터리 관리 시스템과 전기적으로 연결되는 제1 충전부를 포함하며, 상기 제1 충전부는 충전 커넥터로부터 CP 신호를 입력 받고, 상기 CP 신호의 전압 레벨을 측정하는 CP 신호 측정부를 포함하고, 상기 CP 신호 측정부는, 상기 CP 신호가 상승 엣지 구간에서 소정의 임계레벨에 도달하면 인터럽트를 발생하는 인터럽트부; 및 상기 인터럽트가 발생하면 CP 신호의 전압 레벨을 측정하는 전압측정부를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 장치는, 상기 CP 신호 측정부는 타이머를 더 포함하고, 상기 전압측정부는 상기 타이머에 의해 상기 인터럽트가 발생된 시점부터 일정 시간 이후 상기 CP 신호의 전압 레벨을 측정할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 장치는, 상기 전압측정부는 상기 일정 시간 이후 시점을 기준으로 CP 신호의 주기 마다 CP 전압 레벨을 측정할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 장치는, 상기 제어부는 측정된 상기 CP 신호의 전압 레벨에 기초하여 충전 상태를 판단할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 장치는, 상기 제어부는 상기 충전 상태에 따라 충전 진행 여부를 결정할 수 있다.
실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 방법은, CP 신호를 입력 받는 단계; 입력된 상기 CP 신호가 상승 엣지 구간인지 판단하는 단계; 상승 엣지 구간이면 상기 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하였는지를 판단하는 단계; 상기 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하면 인터럽트를 발생하는 단계; 상기 CP 신호의 레벨을 측정하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 방법은, 상기 인터럽트가 발생하면 인터럽트 발생 시점부터 일정 시간 동안 대기하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 방법은, 상기 CP 신호의 레벨을 측정하는 단계는, 상기 일정 시간 이후 시점을 기준으로 CP 신호의 주기 마다 CP 전압 레벨을 측정할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 방법은, 측정된 상기 CP 신호의 레벨에 기초하여 충전 상태를 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 방법은, 상기 충전 상태에 따라 충전 진행 여부를 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치 및 충전 방법은 전기 자동차에서 컨트롤 파일럿 전압의 듀티 비율이 작아도 컨트롤 파일럿 전압의 진폭을 정확히 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치 및 충전 방법은 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차의 충전 진행을 위한 충전 상태를 정확히 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치 및 충전 방법은 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차의 충전 상태에 따라 충전 진행 여부를 결정할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 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.
도 1은 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 충전 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 전기 자동차 전원공급장치에서 출력하는 컨트롤 파일럿 전압을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 4의 충전 방법에 의한 컨트롤 파일럿 전압을 측정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 도 6의 충전 방법에 의한 컨트롤 파일럿 전압을 측정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
다음에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 또한, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(under, below, beneath)", "하부 (lower)", "위(on, above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해 되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함 할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 충전 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 충전 장치(10)는 제1 충전부(100)를 포함할 수 있다. 제1 충전부(100)는 급속 충전에 이용될 수 있다. 또한, 제1 충전부(100)는 전기 자동차 통신 제어기(Electric Vehicle Communication Controller, EVCC) (미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 충전부(100)는 충전소의 전기 자동차 전기 공급 장치(20)와 충전 커넥터(미도시)를 통해 연결되어 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 제1 충전부(100)는 전기 자동차 전기 공급 장치(20)로부터 충전 커넥터(미도시)의 전력을 공급받는 전력선을 통해 PLC 통신을 수행할 수 있다. 또한, 제1 충전부(100)는 CP 라인을 통해 전기 자동차 전기 공급 장치(20)로부터 컨트롤 파일럿 (Control Pilot, CP) 신호(이하 CP 신호)을 입력 받을 수 있다. CP 라인은 전기 자동차 전기 공급 장치(20)와 전기 자동차 간의 충전 상태 판단, 충전 진행 여부 결정, 충전 레벨 조율 등 의 정보를 교환하기 위한 통신선일 수 있다. 또한, CP 라인은 충전 커넥터(미도시)가 연결되는 전기 자동차의 인렛(미도시)에서 분기되어 제1 충전부(100)와 제2 충전부(200) 각각으로 분기되어 연결될 수 있다. 또한, CP 신호에 대한 자세한 설명은 후술한다. 또한, 제1 충전부(100)는 제2 충전부(200), 제어부(300) 및 배터리 관리 시스템(400)과 CAN 통신을 통해 서로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 충전 장치(10)는 제2 충전부(200)를 포함할 수 있다. 제2 충전부(200)는 완속 충전에 이용될 수 있다. 또한, 제2 충전부(200)는 온보드차져(On Board Charger, OBC)(미도시)일 수 있다. 또한, 제2 충전부(200)는 충전소의 전기 자동차 전기 공급 장치(20)와 충전 커넥터(미도시)를 통해 연결되어 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 제2 충전부(200)는 CP 라인을 통해 전기 자동차 전기 공급 장치(20)로부터 컨트롤 파일럿 (Control Pilot, CP) 신호(이하 CP 신호)를 입력 받을 수 있다.
일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 충전 장치(10)는 제어부(300)를 포함할 수 있다. 제어부(300)는 배터리 충전을 위해 제1 충전부(100), 제2 충전부(200), 배터리 관리 시스템(400)에 대한 제어를 수행 할 수 있다. 이 경우, 제어부(300)는 CAN 통신을 이용할 수 있다.
일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 충전 장치(10)는 배터리 관리 시스템(400, Battery Management System; BMS)를 포함할 수 있다. 배터리 관리 시스템(400)은 제어부(300)의 제어에 따라 배터리(500)의 충전을 제어할 수 있다. 또한, 배터리 관리 시스템(400)은 전기 자동차의 상태 또는 배터리(500)의 상태에 따라 직접적으로 배터리(500)의 충전을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 충전 장치(10)는 배터리(500)를 포함할 수 있다. 배터리(500)는 충전된 전원을 기초로 전기 자동차의 운행을 위한 구동 모터(미도시)를 구동시키거나 전기 자동차 내부의 기타 전기전자 장비(미도시)에 전원을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 전기 자동차용 배터리 충전 장치(10)는 CP 신호 측정부(600)를 포함할 수 있다. CP 신호 측정부(600)는 전기 자동차 전기 공급 장치(20)에서 공급된 CP 신호를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, CP 신호 측정부(600)는 PWM 형식의 CP 신호의 전압세기를 측정할 수 있다. 또한, CP 신호 측정부(600)는 PWM 형식의 CP 신호의 듀티 비율을 측정할 수 있다. 또한, CP 신호 측정부(600)는 측정된 CP 신호의 전압 세기 듀티 비율을 제어부(300) 또는 배터리 관리 시스템(400)에 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, CP 신호 측정부(600)는 인터럽트부(610), 전압 측정부(620)를 포함할 수 있다. 인터럽트부(610)는 CP 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 되는 상승 엣지 구간에서 소정의 임계레벨에 도달하면 인터럽트를 발생시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 임계레벨은 2V 이상 6V 이하일 수 있다. 예를 들어, 전기 자동차용 배터리 충전 장치(10)의 전기 자동차 전기 공급 장치(20)의 충전을 위한 연결상태가 정상일 경우 CP 신호의 하이 레벨이 6V이면 임계레벨은 6V이하의 값일 수 있다. 또한, 소정의 임계레벨은 기설정된 값일 수 있다. 전압 측정부(620)는 인터럽트가 발생하면 CP 신호의 세기를 측정할 수 있다. 인터럽트부(610)와 전압 측정부(620)를 이용하여 CP 신호의 세기를 측정하는 방법은 후술하는 도 3의 충전 방법을 따를 수 있다. 또한, CP 신호 측정부(600)는 타이머(630)를 더 포함할 수 있다. 타이머(630)는 인터럽트부(610)에 의해 인터럽트가 발생되면 인터럽트 발생시점부터 소정의 시간이 경과한 후 전압 측정부(620)가 CP 신호의 세기를 측정하게 할 수 있다. 또한, 타이머(630)는 CP 신호의 주기마다 전압 측정부(620)가 CP 신호의 세기를 측정하게 할 수 있다. 인터럽트부(610), 전압 측정부(620) 및 타이머(630)를 이용하여 CP 신호의 세기를 측정하는 방법은 후술하는 도 4 내지 도 7의 충전 방법을 따를 수 있다. CP 신호의 진폭, 즉 전압 세기는 전기 자동차용 배터리 충전 장치(10)와 전기 자동차 전기 공급 장치(20)의 충전 상태 판단, 충전 진행 여부 결정, 충전 레벨 조율 등에 이용될 수 있다. 또한, CP 신호 측정부(600)는 제1 충전부(100)에 포함하는 것으로 도시하였지만 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 CP 신호 측정부(600)는 제2 충전부(200), 제어부(300) 및 배터리 관리 시스템(400) 중 어느 하나의 구성에 포함될 수 있다.
따라서, 일 실시예는 CP 신호 측정부(600)에 의하여 전기 자동차에서 컨트롤 파일럿 전압의 듀티 비율이 작아도 컨트롤 파일럿 전압의 진폭을 정확히 측정할 수 있다. 일 실시예는 CP 신호 측정부(600)에 의하여 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차의 충전 진행을 위한 충전 상태를 정확히 판단할 수 있다. 또한, 일 실시예는 CP 신호 측정부(600)에 의하여 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차의 충전 진행 여부를 결정할 수 있다.
도 2는 전기 자동차 전원공급장치에서 출력하는 컨트롤 파일럿 전압을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2를 참조하면, 전기 자동차 전원공급장치는 전기 자동차와의 충전 상태에 따라 CP 신호(VCP)을 출력 할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 상태(S1)는 전기 자동차 전원공급장치의 커넥터가 전기 자동차의 인렛에 연결되기 전 일 수 있다. 예를 들어, 제1 상태(S1)의 경우, 제1 시점(t1)까지이고, CP 신호(VCP)은 12 V의 정전압 일 수 있다. 또한, 제2 상태(S2)는 전기 자동차 전원공급장치의 커넥터가 전기 자동차의 인렛에 연결된 상태일 수 있다. 예를 들어, 제2 상태(S2)의 경우, 제1 시점(t1)부터 제2 시점(t2)까지의 시간일 수 있고, CP 신호(VCP)은 9V의 정전압 일 수 있다. 또한, 제3 상태(S3)는 전기 자동차 전원공급장치는 전기 자동차와 충전 연결이 정상적으로 연결되었다고 판단하여 PWM 신호 형태로 충전을 진행할 수 있다고 알리는 상태일 수 있다. 예를 들어, 제3 상태(S3)의 경우, 제2 시점(t2)부터 제3 시점(t3)까지의 시간일 수 있다. CP 신호(VCP)은 하이 레벨일 때 9V이고 로우 레벨일 때 -9V의 PWM 신호 일 수 있다. PWM 신호의 주기는 제1 기간(T1)이고 하이 레벨의 상태가 제2 기간(T2) 동안 지속 될 수 있다. 즉, 듀티 비율은 T2/T1*100이다. 급속 충전의 경우, CP 신호(VCP)의 듀티 비율을 3% 내지 7%일 수 있다. 완속 충전의 경우, CP 신호(VCP)의 듀티 비율은 8% 내지 97%일 수 있다. 또한, 제4 상태(S4)는 충전을 진행하기 위하여 전기 자동차의 릴레이를 온(on) 시킨 상태일 수 잇다. 예를 들어, 제4 상태(S4)의 경우, 제3 시점(t3)부터 일 수 있다. CP 신호(VCP)은 하이 레벨일 때 6V이고 로우 레벨일 때 -6V의 PWM 신호 일 수 있다. 또한, 제5 상태(미도시)는 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차의 충전 상태가 정상적으로 연결되지 않은 상태일 수 있다. 예를 들어, 제5 상태의 경우, CP 신호(VCP)은 0V 또는 -12V일 수 있다.
일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치는 전기 자동차 전원공급장치에서 제공하는 CP 신호(VCP)의 전압 세기를 정확히 측정하여 충전 상태 및 충전 진행 여부를 결정할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호를 입력 받는 단계를 포함할 수 있다(S310). 보다 구체적으로, 전기자동차용 배터리 충전 장치는 전기 자동차 전원공급장치로부터 CP 신호를 입력 받을 수 있다. 또한, CP 신호는 도 2와 같이 전기 자동차 전원공급장치는 전기 자동차와의 충전 상태에 따른다.
일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호가 상승 엣지 구간인지 판단하는 단계를 포함할 수 있다(S320). 보다 구체적으로, 상승 엣지 구간은 전기 자동차 전원공급장치는 전기 자동차와 충전 연결이 정상적으로 연결되어 PWM 신호 형태의 CP 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 상승하는 구간일 수 있다. 즉, 도 2의 제3 상태 또는 제4 상태에서의 CP 신호의 상승 엣지 구간인지를 판단할 수 있다. 또한, 제1 상태, 제2 상태, 제5 상태의 정전압 형태의 CP 신호의 경우 상승 엣지 구간이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 이와 같이, CP 신호가 상승 엣지 구간이 아니라면 CP 신호를 입력 받는 단계(S310)를 진행할 수 있다.
일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호가 상승 엣지 구간이면 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하였는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다(S330). 보다 구체적으로, 임계레벨은 2V 이상 6V 이하일 수 있다. 예를 들어, 전기 자동차용 배터리 충전 장치(10)의 전기 자동차 전기 공급 장치(20)의 충전을 위한 연결상태가 정상일 경우 CP 신호의 하이 레벨이 6V이면 임계레벨은 6V이하의 값일 수 있다. 또한, 소정의 임계레벨은 기 설정된 레벨일 수 있다. CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하지 않으면 CP 신호를 입력 받는 단계(S310)를 진행 할 수 있다.
일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하면 인터럽트를 발생하는 단계를 포함할 수 있다(S340). 보다 구체적으로, CP 전압 측정부의 인터럽트부는 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하면 인터럽트를 발생할 수 있다.
일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 인터럽트가 발생하면 CP 신호의 전압 레벨을 측정하는 단계를 포함할 수 있다(S350). 보다 구체적으로, CP 전압 측정부의 전압 측정부는 인터럽트가 발생하면 CP 신호의 전압 레벨을 측정할 수 있다. 또한, CP 전압 측정부는 측정된 CP 신호의 전압 레벨 정보를 충전 장치의 제어부에 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호의 전압 레벨을 측정한 후 충전 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다(S360). 보다 구체적으로, 충전 장치의 제어부는 측정된 CP 신호의 전압 레벨에 기초하여 충전 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, PWM 형태의 CP 신호의 하이 레벨일 때의 전압 레벨이 9V이면 차량용 전기공급장치의 커넥터와 전기 자동차의 인렛이 정상적으로 연결된 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 충전 진행 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다(S370). 보다 구체적으로, 충전 장치의 제어부는 충전 상태에 따라 충전 진행 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 충전 장치의 제어부는 차량용 전기공급장치의 커넥터와 전기 자동차의 인렛이 정상적으로 연결된 것으로 판단하면 충전을 진행할 수 있다. 충전 장치의 제어부는 차량용 전기공급장치의 커넥터와 전기 자동차의 인렛이 정상적으로 연결되지 않았다고 판단하면 CP 신호를 입력 받는 단계(S310)를 진행할 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 충전 방법은 인터럽트가 발생할 때 CP 신호의 레벨을 측정하여 전기 자동차에서 컨트롤 파일럿 전압의 듀티 비율이 작아도 컨트롤 파일럿 전압의 진폭을 정확히 측정할 수 있다. 일 실시예에 따른 충전 방법은 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차의 충전 진행을 위한 충전 상태를 정확히 판단할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 충전 방법은 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차의 충전 진행 여부를 결정할 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 5는 도 4의 충전 방법에 의한 컨트롤 파일럿 전압을 측정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호를 입력 받는 단계를 포함할 수 있다(S410). 보다 구체적으로, 전기자동차용 배터리 충전 장치는 전기 자동차 전원공급장치로부터 CP 신호를 입력 받을 수 있다. 또한, CP 신호는 도 2와 같이 전기 자동차 전원공급장치는 전기 자동차와의 충전 상태에 따른다.
다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호가 상승 엣지 구간인지 판단하는 단계를 포함할 수 있다(S420). 보다 구체적으로, 상승 엣지 구간은 전기 자동차 전원공급장치는 전기 자동차와 충전 연결이 정상적으로 연결되어 PWM 신호 형태의 CP 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 상승하는 구간일 수 있다. 즉, 도 2의 제3 상태 또는 제4 상태에서의 CP 신호의 상승 엣지 구간인지를 판단할 수 있다. 또한, 제1 상태, 제2 상태, 제5 상태의 정전압 형태의 CP 신호의 경우 상승 엣지 구간이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 이와 같이, CP 신호가 상승 엣지 구간이 아니라면 CP 신호를 입력 받는 단계(S410)를 진행할 수 있다.
다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호가 상승 엣지 구간이면 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하였는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다(S430). 보다 구체적으로, 임계레벨은 2V 이상 6V 이하일 수 있다. 예를 들어, 전기 자동차용 배터리 충전 장치(10)의 전기 자동차 전기 공급 장치(20)의 충전을 위한 연결상태가 정상일 경우 CP 신호의 하이 레벨이 6V이면 임계레벨은 6V이하의 값일 수 있다. 또한, 소정의 임계레벨은 기 설정된 레벨일 수 있다. CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하지 않으면 CP 신호를 입력 받는 단계(S410)를 진행 할 수 있다.
다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하면 인터럽트를 발생하는 단계를 포함할 수 있다(S440). 보다 구체적으로, CP 전압 측정부의 인터럽트부는 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하면 인터럽트를 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이, CP 신호의 상승 엣지 구간에서 제1 시점(t1)에 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨(A)에 도달하여 인터럽트(a1)가 발생할 수 있다.
다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 인터럽트가 발생하면 인터럽트 발생 시점부터 소정의 시간 동안 대기하는 단계를 포함할 수 있다(S450). 보다 구체적으로, CP 전압 측정부의 타이머는 인터럽트 발생 시점부터 소정의 시간 동안 전압 측정부의 CP 전압 레벨 측정을 대기시킬 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이, CP 전압 측정부는 인터럽트(a1)가 발생 된 후 타이머에 의해 소정의 시간(b1) 동안 대기할 수 있다. 이에, CP 전압 측정부는 인터럽트 발생 후 소정의 시간 동안 대기하여 CP 신호가 상태를 나타내기 위한 전압레벨에 도달했을 때의 CP 신호의 전압 레벨을 측정할 수 있도록 한다. 즉, 일 실시예에 따른 충전 방법보다 다른 실시예에 따른 충전 방법은 CP 신호의 전압 레벨을 정확히 측정할 수 있다.
다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 소정의 시간이 경과하면 CP 신호의 전압 레벨을 측정하는 단계를 포함할 수 있다(S460). 보다 구체적으로, CP 전압 측정부의 전압 측정부는 인터럽트가 발생시점부터 소정의 시간이 경과하면 CP 신호의 전압 레벨을 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이, CP 전압 측정부는 인터럽트(a1)가 발생한 후 소정의 시간(b1)이 경과한 후 제2 시점(t2)에서 CP 신호(VCP)의 전압레벨을 측정(c1)할 수 있다. 또한, CP 전압 측정부는 측정된 CP 신호의 전압 레벨 정보를 충전 장치의 제어부에 제공할 수 있다.
다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호의 전압 레벨을 측정한 후 충전 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다(S470). 보다 구체적으로, 충전 장치의 제어부는 측정된 CP 신호의 전압 레벨에 기초하여 충전 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, PWM 형태의 CP 신호의 하이 레벨일 때의 전압 레벨이 9V이면 차량용 전기공급장치의 커넥터와 전기 자동차의 인렛이 정상적으로 연결된 것으로 판단할 수 있다.
다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 충전 진행 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다(S480). 보다 구체적으로, 충전 장치의 제어부는 충전 상태에 따라 충전 진행 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 충전 장치의 제어부는 차량용 전기공급장치의 커넥터와 전기 자동차의 인렛이 정상적으로 연결된 것으로 판단하면 충전을 진행할 수 있다. 충전 장치의 제어부는 차량용 전기공급장치의 커넥터와 전기 자동차의 인렛이 정상적으로 연결되지 않았다고 판단하면 CP 신호를 입력 받는 단계(S410)를 진행할 수 있다.
따라서, 다른 실시예에 따른 충전 방법은 인터럽트가 발생 시점부터 소정의 시간 동안 대기한 후 CP 신호의 레벨을 측정하여 전기 자동차에서 컨트롤 파일럿 전압의 듀티 비율이 작아도 컨트롤 파일럿 전압의 진폭을 정확히 측정할 수 있다. 다른 실시예에 따른 충전 방법은 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차의 충전 진행을 위한 충전 상태를 정확히 판단할 수 있다. 또한, 다른 실시예에 따른 충전 방법은 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차의 충전 진행 여부를 결정할 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 7은 도 6의 충전 방법에 의한 컨트롤 파일럿 전압을 측정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호를 입력 받는 단계를 포함할 수 있다(S610). 보다 구체적으로, 전기자동차용 배터리 충전 장치는 전기 자동차 전원공급장치로부터 CP 신호를 입력 받을 수 있다. 또한, CP 신호는 도 2와 같이 전기 자동차 전원공급장치는 전기 자동차와의 충전 상태에 따른다.
또 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호가 상승 엣지 구간인지 판단하는 단계를 포함할 수 있다(S620). 보다 구체적으로, 상승 엣지 구간은 전기 자동차 전원공급장치는 전기 자동차와 충전 연결이 정상적으로 연결되어 PWM 신호 형태의 CP 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 상승하는 구간일 수 있다. 즉, 도 2의 제3 상태 또는 제4 상태에서의 CP 신호의 상승 엣지 구간인지를 판단할 수 있다. 또한, 제1 상태, 제2 상태, 제5 상태의 정전압 형태의 CP 신호의 경우 상승 엣지 구간이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 이와 같이, CP 신호가 상승 엣지 구간이 아니라면 CP 신호를 입력 받는 단계(S610)를 진행할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호가 상승 엣지 구간이면 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하였는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다(S630). 보다 구체적으로, 임계레벨은 2V 이상 6V 이하일 수 있다. 예를 들어, 전기 자동차용 배터리 충전 장치(10)의 전기 자동차 전기 공급 장치(20)의 충전을 위한 연결상태가 정상일 경우 CP 신호의 하이 레벨이 6V이면 임계레벨은 6V이하의 값일 수 있다. 또한, 소정의 임계레벨은 기 설정된 레벨일 수 있다. CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하지 않으면 CP 신호를 입력 받는 단계(S610)를 진행 할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하면 인터럽트를 발생하는 단계를 포함할 수 있다(S640). 보다 구체적으로, CP 전압 측정부의 인터럽트부는 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하면 인터럽트를 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 7과 같이, CP 신호의 상승 엣지 구간에서 제1 시점(t1)에 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨(A)에 도달하여 인터럽트(a1)가 발생할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 인터럽트가 발생하면 인터럽트 발생 시점부터 소정의 시간 동안 대기하는 단계를 포함할 수 있다(S650). 보다 구체적으로, CP 전압 측정부의 타이머는 인터럽트 발생 시점부터 소정의 시간 동안 전압 측정부의 CP 전압 레벨 측정을 대기시킬 수 있다. 예를 들어, 도 7과 같이, CP 전압 측정부는 인터럽트(a1)가 발생 된 후 타이머에 의해 소정의 시간(b1) 동안 대기할 수 있다. 이에, CP 전압 측정부는 인터럽트 발생 후 소정의 시간 동안 대기하여 CP 신호가 상태를 나타내기 위한 전압레벨에 도달했을 때의 CP 신호의 전압 레벨을 측정할 수 있도록 한다. 즉, 일 실시예에 따른 충전 방법보다 다른 실시예에 따른 충전 방법은 CP 신호의 전압 레벨을 정확히 측정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호의 전압 레벨을 측정하는 단계를 포함할 수 있다(S660). 보다 구체적으로, CP 전압 측정부의 전압 측정부의 최초 CP 신호의 전압 레벨 측정은 인터럽트가 발생시점부터 소정의 시간이 경과하면 CP 신호의 전압 레벨을 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 7과 같이, CP 전압 측정부는 최초 인터럽트(a1)가 발생한 후 소정의 시간(b1)이 경과한 후 제2 시점(t2)에서 CP 신호(VCP)의 전압레벨을 측정(c1)할 수 있다. 또한, CP 전압 측정부는 최초 CP 신호의 전압 레벨을 측정한 시점부터 CP 신호의 주기로 CP 전압 레벨을 측정할 수 있다. 예를 들어, 도 7과 같이, CP 전압 측정부는 최초 CP 신호의 전압 레벨을 측정(c1)한 시점(t2)부터 CP 신호의 주기(T1)로 CP 전압 레벨을 측정(c2)할 수 있다. 또한, CP 전압 측정부는 측정된 CP 신호의 전압 레벨 정보를 충전 장치의 제어부에 제공할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 CP 신호의 전압 레벨을 측정한 후 충전 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다(S670). 보다 구체적으로, 충전 장치의 제어부는 측정된 CP 신호의 전압 레벨에 기초하여 충전 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, PWM 형태의 CP 신호의 하이 레벨일 때의 전압 레벨이 9V이면 차량용 전기공급장치의 커넥터와 전기 자동차의 인렛이 정상적으로 연결된 것으로 판단할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 충전 진행 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다(S680). 보다 구체적으로, 충전 장치의 제어부는 충전 상태에 따라 충전 진행 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 충전 장치의 제어부는 차량용 전기공급장치의 커넥터와 전기 자동차의 인렛이 정상적으로 연결된 것으로 판단하면 충전을 진행할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 전기자동차용 배터리 충전 장치의 충전 방법은 충전 진행을 하지 않을 경우 CP 신호의 주기의 시간 동안 대기하는 단계를 포함할 수 있다(S690). 보다 구체적으로, CP 전압 측정부의 타이머는 최초 CP 신호의 전압 레벨을 측정한 시점부터 CP 신호의 주기로 전압 측정부의 CP 전압 레벨 측정을 대기시킬 수 있다. 예를 들어, 도 7과 같이, 타이머는 최초 CP 신호의 전압 레벨을 측정(c1)한 시점(t2)부터 CP 신호의 주기(T1)로 전압 측정부의 CP 전압 레벨을 측정을 대기시킬 수 있다.
따라서, 또 다른 실시예에 따른 충전 방법은 인터럽트 발생 숫자를 최소화 할 수 있다. 또한. 또 다른 실시예에 따른 충전 방법은 최초 인터럽트가 발생 시점부터 소정의 시간 동안 대기한 후 CP 신호의 레벨을 측정하여 전기 자동차에서 컨트롤 파일럿 전압의 듀티 비율이 작아도 컨트롤 파일럿 전압의 진폭을 정확히 측정할 수 있다. 다른 실시예에 따른 충전 방법은 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차의 충전 진행을 위한 충전 상태를 정확히 판단할 수 있다. 또한, 다른 실시예에 따른 충전 방법은 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차의 충전 진행 여부를 결정할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시 적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 전기 자동차의 충전 장치
100 제1 충전부
200 제2 충전부
300 제어부
400 배터리 관리 시스템
500 배터리
600 CP 전압 측정부
610 인터럽트부
620 전압 측정부
630 타이머
20 차량용 전기 공급 장치

Claims (10)

  1. 배터리;
    상기 배터리의 충전을 제어하는 배터리 관리 시스템;
    상기 배터리 관리 시스템을 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부 및 상기 배터리 관리 시스템과 전기적으로 연결되는 제1 충전부를 포함하며,
    상기 제1 충전부는 충전 커넥터로부터 CP 신호를 입력 받고, 상기 CP 신호의 전압 레벨을 측정하는 CP 신호 측정부를 포함하고,
    상기 CP 신호 측정부는,
    상기 CP 신호가 상승 엣지 구간에서 소정의 임계레벨에 도달하면 인터럽트를 발생하는 인터럽트부; 및
    상기 인터럽트가 발생하면 CP 신호의 전압 레벨을 측정하는 전압측정부를 포함하는 전기 자동차의 배터리 충전 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 CP 신호 측정부는 타이머를 더 포함하고,
    상기 전압측정부는 상기 타이머에 의해 상기 인터럽트가 발생된 시점부터 일정 시간 이후 상기 CP 신호의 전압 레벨을 측정하는 전기 자동차의 배터리 충전 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 전압측정부는 상기 일정 시간 이후 시점을 기준으로 CP 신호의 주기 마다 CP 전압 레벨을 측정하는 전기 자동차의 배터리 충전 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 측정된 상기 CP 신호의 전압 레벨에 기초하여 충전 상태를 판단하는 전기 자동차의 배터리 충전 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 충전 상태에 따라 충전 진행 여부를 결정하는 전기 자동차의 배터리 충전 장치.
  6. CP 신호를 입력 받는 단계;
    입력된 상기 CP 신호가 상승 엣지 구간인지 판단하는 단계;
    상승 엣지 구간이면 상기 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하였는지를 판단하는 단계;
    상기 CP 신호의 레벨이 소정의 임계레벨에 도달하면 인터럽트를 발생하는 단계;
    상기 CP 신호의 레벨을 측정하는 단계;를 포함하는 전기 자동차의 배터리 충전 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 인터럽트가 발생하면 인터럽트 발생 시점부터 일정 시간 동안 대기하는 단계;를 더 포함하는 전기 자동차의 배터리 충전 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 CP 신호의 레벨을 측정하는 단계는, 상기 일정 시간 이후 시점을 기준으로 CP 신호의 주기 마다 CP 전압 레벨을 측정하는 전기 자동차의 배터리 충전 방법.
  9. 제6 항에 있어서,
    측정된 상기 CP 신호의 레벨에 기초하여 충전 상태를 판단하는 단계;를 더 포함하는 전기 자동차의 배터리 충전 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 충전 상태에 따라 충전 진행 여부를 결정하는 단계;를 더 포함하는 전기 자동차의 배터리 충전 방법.
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