KR20190047480A - Apparatus for controlling charging and method thereof - Google Patents

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자동차부품연구원
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for controlling charging and a method thereof capable of eliminating the risk of burning an electric vehicle charging system due to noise. The apparatus for controlling charging comprises: a charging unit charging a battery mounted on the vehicle based on AC voltage from the system; and a control unit for monitoring the AC voltage to generate reference voltage, comparing the AC voltage and the reference voltage to detect noise applied to the AC voltage, and controlling the charging of the charging unit for the battery according to a detection result.

Description

충전 제어 장치 및 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING CHARGING AND METHOD THEREOF}[0001] APPARATUS FOR CONTROLLING CHARGING AND METHOD THEREOF [0002]

본 발명은 충전 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기자동차에 탑재된 배터리에 대한 충전을 제어하는 충전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a charging control apparatus and method, and more particularly, to a charging control apparatus and method for controlling charging of a battery mounted in an electric vehicle.

최근, 친환경 대체 에너지를 사용하여 동력을 발생시키는 자동차에 대한 개발이 국내외에서 활발히 진행되고 있으며, 이러한 친환경 대체 에너지를 사용하는 자동차로는 순수 전기 자동차(EV: Electric Vehicle), 화석 연료와 전기 에너지를 겸용하는 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle), 및 연료전지 전기 자동차(FCEV: Fuel Cell Electric Vehicle) 등이 있다. 나아가, 전기 자동차에 대한 개발은 1인용 초소형 전기 자동차, 전기 스쿠터, 및 전기 자전거 등 다양한 이동 수단으로 확장되는 추세에 있다.Recently, automobiles that generate power using environmentally friendly alternative energy have been actively developed at home and abroad. Such automobiles using alternative energy sources include pure electric vehicles (EV), fossil fuels and electric energy A hybrid electric vehicle (HEV), and a fuel cell electric vehicle (FCEV). Furthermore, the development of electric vehicles is being expanded to various mobile means such as miniature electric cars for single use, electric scooters, and electric bicycles.

일반적으로 전기 자동차는 3상 모터를 구동시키기 위한 전력이 충전되어 있는 배터리와, 배터리에 충전되어 있는 전력으로 구동되어 전기 자동차를 주행시키는 3상 모터와, 3상 모터를 구동시키기 위한 인버터 등을 구비하고 있다. 이때, 배터리에 남아있는 전력이 소정량 이하로 떨어지는 경우에는 더 이상 3상 모터를 구동시킬 수 없기 때문에 배터리를 충전시킬 필요가 있으며, 이를 위해 전력망으로부터의 상용 220V 교류 전압을 정류하여 배터리를 충전하거나, 별도의 충전기를 이용하여 배터리를 충전하는 방식이 적용되고 있다.Generally, an electric vehicle includes a battery charged with electric power for driving a three-phase motor, a three-phase motor driven by electric power charged in the battery to drive the electric vehicle, and an inverter for driving a three-phase motor . In this case, when the remaining power of the battery drops below a predetermined amount, it is necessary to charge the battery because the three-phase motor can no longer be driven. To this end, the commercial 220V AC voltage from the power network is rectified to charge the battery , A method of charging the battery using a separate charger has been applied.

한편, 전력망으로부터의 전력 공급 시, 여러 가지 요인에 의한 전압 강하, 트랜지언트(transient) 등 잡음이 발생하여 전력망으로부터 공급되는 전력의 품질을 보장할 수 없는 경우가 존재한다. 전력망에서 발생 가능한 노이즈로는 Voltage sag RMS, Flicker, notch, Harmonic distortion waveforms, impulse transient, oscillatory transient 등이 존재하며, 이러한 노이즈가 전력망으로부터의 전력에 인가되었을 때 전기차의 충전 계통에 치명적인 악영향을 미칠 수 있으며, 극단적으로는 전기차의 OBC(On Board Charger)가 파손되어 화재의 위험이 있을 수 있다. On the other hand, when power is supplied from the power grid, noise such as a voltage drop due to various factors, transients, and the like may occur, and the quality of power supplied from the power grid may not be guaranteed. There are voltage sag RMS, flicker, notch, harmonic distortion waveforms, impulse transient, oscillatory transient, etc., which can be generated in the power grid. When such noise is applied to electric power from the power grid, And, in extreme cases, the OBC (On Board Charger) of an electric car may be damaged, resulting in a risk of fire.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0006896호(2017. 01. 18. 공개)에 개시되어 있다.The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2017-0006896 (published on Jan. 18, 2017).

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 전력망으로부터 공급되는 전력에 인가되는 노이즈로 인한 전기차 충전 계통의 소손 위험성을 제거할 수 있는 충전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.An object of the present invention is to provide a charge control apparatus and method capable of eliminating the risk of burning an electric vehicle charging system due to noise applied to electric power supplied from a power grid, .

본 발명의 일 측면에 따른 충전 제어 장치는 계통으로부터의 교류 전압을 기반으로 차량에 탑재된 배터리를 충전하는 충전부, 및 상기 교류 전압을 모니터링하여 기준 전압을 생성하고, 상기 교류 전압 및 상기 기준 전압을 비교하여 상기 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출하며, 그 검출 결과에 따라 상기 충전부의 상기 배터리에 대한 충전을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A charging control apparatus according to an aspect of the present invention includes a charging unit charging a battery mounted on a vehicle based on an AC voltage from a system, and a control unit generating the reference voltage by monitoring the AC voltage, And a controller for detecting noise applied to the AC voltage and controlling charging of the battery by the charging unit according to a result of the detection.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 교류 전압을 모니터링하여 상기 교류 전압의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 정현파 형태의 전압으로서 상기 기준 전압을 생성하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit monitors the AC voltage to generate the reference voltage as a sinusoidal voltage having an amplitude equal to the amplitude of the AC voltage.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 교류 전압의 크기가 증가하는 구간에서 상기 교류 전압의 제1 제로 크로싱 지점(Zero Crossing Point)이 검출된 경우, 정위상의 sin파 형태의 전압으로서 상기 기준 전압을 생성하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the first zero crossing point of the AC voltage is detected in a period in which the magnitude of the AC voltage increases, the control unit sets the reference voltage as a positive sinusoidal voltage .

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 교류 전압의 크기가 감소하는 구간에서 상기 교류 전압의 제2 제로 크로싱 지점(Zero Crossing Point)이 검출된 경우, 역위상의 sin파 형태의 전압으로서 상기 기준 전압을 생성하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when a zero crossing point of the AC voltage is detected in a period in which the magnitude of the AC voltage is reduced, the control unit sets the reference voltage as a negative sinusoidal voltage .

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 교류 전압 및 상기 기준 전압의 역위상을 각각 반전시키고, 상기 역위상이 각각 반전된 교류 전압 및 기준 전압을 비교하여 상기 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit inverts the AC voltage and the reverse phase of the reference voltage, respectively, and detects the noise applied to the AC voltage by comparing the AC voltage and the reference voltage, .

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 교류 전압의 연속된 제로 크로싱 지점 간의 시간차에 근거하여 상기 교류 전압의 주파수를 획득하고, 상기 획득된 주파수와 동기화된 주파수를 갖도록 상기 기준 전압을 생성하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit may obtain the frequency of the AC voltage based on a time difference between consecutive zero crossing points of the AC voltage, and generate the reference voltage so as to have a frequency synchronized with the obtained frequency. do.

본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 교류 전압 및 상기 기준 전압 간의 차이가 미리 설정된 임계치 이상인지 여부를 판단하여 상기 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the controller may determine whether a difference between the AC voltage and the reference voltage is equal to or greater than a preset threshold value, and detect a noise applied to the AC voltage.

본 발명에 있어 상기 충전부는, 상기 교류 전압을 기반으로 전기 자동차에 탑재된 배터리를 충전하는 완속 충전기를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 교류 전압에 인가된 노이즈가 검출된 경우, 상기 완속 충전기의 제어 파일럿(CP: Control Pilot) 신호의 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티를 0의 값으로 설정함으로써 상기 배터리에 대한 충전을 중단하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the charging unit may include a slow charging unit charging a battery mounted on the electric vehicle based on the AC voltage, wherein when the noise applied to the AC voltage is detected, And the charging of the battery is stopped by setting a PWM (Pulse Width Modulation) duty of a pilot (CP) signal to a value of zero.

본 발명의 일 측면에 따른 충전 제어 방법은 제어부가, 계통으로부터의 교류 전압을 모니터링하여 기준 전압을 생성하는 단계, 상기 제어부가, 상기 교류 전압 및 상기 기준 전압을 비교하여 상기 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출하는 단계, 및 상기 제어부가, 상기 노이즈를 검출한 결과에 따라, 상기 교류 전압을 기반으로 차량에 탑재된 배터리를 충전하는 충전부의 상기 배터리에 대한 충전을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a charge control method, comprising: a control unit for generating a reference voltage by monitoring an AC voltage from a system, the control unit compares the AC voltage and the reference voltage, And controlling the charging of the battery by the charging unit that charges the battery mounted on the vehicle based on the AC voltage according to a result of the detection of the noise, do.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 전력망으로부터 공급되는 전력의 품질을 사전에 확인하고 노이즈 인가 시 전가차에 대한 충전을 중단하는 방식을 통해 전기차 충전 계통의 소손 위험성을 효과적으로 제거할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the risk of burning an electric vehicle charging system can be effectively removed through a method of confirming the quality of electric power supplied from a power network in advance and stopping charging of the electric vehicle when noise is applied.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치의 구현예를 도시한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치에서 충전부에 포함되는 완속 충전기의 커넥터를 도시한 예시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치에서 제어부의 하드웨어 회로 구성의 구현예와 기준 전압의 파형을 도시한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치에서 교류 전압 및 기준 전압 간의 비교 결과를 도시한 파형도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a block diagram illustrating a charge control apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary diagram illustrating an embodiment of a charge control apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a connector of a slow charger included in a charger in a charge control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 and FIG. 5 are views illustrating an example of a hardware circuit configuration of a control unit and a waveform of a reference voltage in a charge control apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a waveform diagram showing a comparison result between an AC voltage and a reference voltage in a charge control apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart for explaining a charge control method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 충전 제어 장치 및 방법의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a charge control apparatus and method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치를 설명하기 위한 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치의 구현예를 도시한 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치에서 충전부에 포함되는 완속 충전기의 커넥터를 도시한 예시도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치에서 제어부의 하드웨어 회로 구성의 구현예와 기준 전압의 파형을 도시한 예시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치에서 교류 전압 및 기준 전압 간의 비교 결과를 도시한 파형도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a charge control apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exemplary view showing an embodiment of a charge control apparatus according to an embodiment of the present invention. 4 and 5 are views showing an example of a connector of a slow charging unit included in a charging unit in a charge control apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a waveform diagram showing a comparison result between an AC voltage and a reference voltage in a charge control apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치는 충전부(100) 및 제어부(200)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the charge control apparatus according to an embodiment of the present invention may include a charging unit 100 and a control unit 200.

충전부(100)는 계통(전력망)으로부터의 교류 전압(이하에서 표기하는 교류 전압이라 함은 계통으로부터 공급되는 교류 전압을 의미하는 것으로 정의한다)을 기반으로 차량에 탑재된 배터리를 충전할 수 있다. 본 실시예에서 충전부(100)는 도 2에 도시된 것과 같이 계통으로부터의 교류 전압을 기반으로 전기 자동차에 탑재된 배터리를 충전하는 하나 이상의 완속 충전기(ch1-ch5)를 포함할 수 있다. 충전부(100)에 포함되는 각 완속 충전기는 도 2에 도시된 것과 같이 운용 서버(300)와 TCP/IP 통신을 통해 결제 정보, 충전 전력량 정보 등에 관한 정보를 송수신할 수 있다.The charging unit 100 can charge the battery mounted on the vehicle based on an AC voltage from the system (power network) (hereinafter, the AC voltage is defined as an AC voltage supplied from the system). In this embodiment, the charger 100 may include one or more full-speed chargers ch1-ch5 for charging the battery mounted on the electric vehicle based on the AC voltage from the system as shown in Fig. As shown in FIG. 2, each slow charging unit included in the charging unit 100 can transmit and receive information on settlement information, charging power amount information, and the like through the TCP / IP communication with the operation server 300.

또한, 본 실시예에서 충전부(100)는 J1772 프로토콜에 따라 충전을 수행하며, 계통으로부터의 교류 전력(AC 220V)을 전기 자동차의 OBC(On Board Charger)로 인가할 수 있다. 충전부(100)에 포함된 완속 충전기는 도 3에 도시된 것과 같이 5핀 또는 7핀 커넥터를 포함하도록 구성될 수 있으며, 후술할 것과 같이 완속 충전기는 제어부(200)로부터 fault 신호를 전송받아 제어 파일럿(CP: Control Pilot) 신호 듀티를 0의 값으로 설정함으로써 전기 자동차의 배터리에 대한 충전을 중단할 수 있다.Also, in this embodiment, the charging unit 100 performs charging according to the J1772 protocol, and can apply AC power (AC 220V) from the system to the OBC (On Board Charger) of the electric vehicle. The slow charger included in the charger 100 may be configured to include a 5-pin or 7-pin connector as shown in FIG. 3. As will be described later, the slow charger receives a fault signal from the controller 200, It is possible to stop charging the battery of the electric vehicle by setting the CP (Control Pilot) signal duty to a value of zero.

제어부(200)는 계통으로부터의 교류 전압을 모니터링하여 노이즈 검출을 위한 기준 전압을 생성하고, 교류 전압 및 기준 전압을 비교하여 교류 전압에 인가되는 노이즈를 검출하며, 그 검출 결과에 따라 충전부(100)의 배터리에 대한 충전을 제어할 수 있다. 이러한 제어부(200)의 기능은, 도 2에 도시된 것과 같이 운용 서버(300)로부터 최대 가용 전력량 정보를 전송받아 현재 완속 충전기에 연결된 차량의 대수를 파악하고 충전 가능한 전력을 계산하여 각 완속 충전기로 정보를 전송함으로써 전력 가용량에 따른 전력 분배를 수행하는 스마트 배전반(Smart Distribution Switchboard)에 탑재되어 수행될 수 있다.The controller 200 monitors the AC voltage from the system to generate a reference voltage for noise detection, compares the AC voltage and the reference voltage to detect a noise applied to the AC voltage, The charging of the battery can be controlled. As shown in FIG. 2, the controller 200 receives the maximum available energy amount information from the operation server 300, calculates the number of vehicles connected to the current fully charged charger, calculates the chargeable power, And can be performed in a smart distribution switchboard that performs power distribution according to the amount of electric power available by transmitting information.

이하에서는 기준 전압을 생성하여 노이즈를 검출하는 본 실시예의 구성을 제어부(200)의 동작을 중심으로 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present embodiment for generating a reference voltage to detect noise will be specifically described with reference to the operation of the control section 200. FIG.

전술한 것과 같이, 전력망으로부터 공급되는 교류 전력에는 Voltage sag RMS, Flicker, notch, Harmonic distortion waveforms, impulse transient, oscillatory transient 등의 노이즈가 존재하여 차량의 충전 계통에 치명적인 악영향을 미칠 수 있기 때문에, 본 실시예에서 제어부(200)는 계통으로부터의 교류 전압(상용주파수(60Hz)를 갖는 AC 220V)에 인가되는 노이즈를 기준 전압을 이용하여 검출함으로써 충전부(100)의 배터리에 대한 충전을 제어할 수 있다.As described above, since the AC power supplied from the power grid has noise such as Voltage sag RMS, Flicker, notch, harmonic distortion waveforms, impulse transient, and oscillatory transient, which may have a fatal impact on the charging system of the vehicle, In the example, the control section 200 can control the charging of the charging section 100 with respect to the battery by detecting the noise applied to the AC voltage (AC 220V having the commercial frequency (60 Hz)) from the system using the reference voltage.

구체적으로, 제어부(200)는 계통으로부터의 교류 전압을 모니터링하여 교류 전압의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 정현파 형태의 전압으로서 기준 전압을 생성할 수 있다(도 4 및 도 5는 그 구분을 위해 교류 전압 및 기준 전압이 다른 크기를 갖도록 도시하였다). 즉, 계통으로부터의 교류 전압은 일반적으로 220V의 진폭을 갖는 정현파 형태의 전압이므로, 교류 전압에 인가되는 노이즈를 검출하기 위한 기준 전압으로서, 제어부(200)는 220V의 진폭을 갖는 정현파 형태의 전압을 생성할 수 있다.Specifically, the control unit 200 monitors the AC voltage from the system and can generate the reference voltage as a sinusoidal voltage having the same amplitude as the amplitude of the AC voltage (Figs. 4 and 5 show an AC voltage And the reference voltage are shown to have different sizes). That is, since the AC voltage from the system is a voltage of a sinusoidal waveform having an amplitude of 220 V, the control unit 200 is a reference voltage for detecting noise applied to the AC voltage, and the control unit 200 outputs a voltage of a sinusoidal waveform having an amplitude of 220 V Can be generated.

이때, 제어부(200)는 교류 전압의 크기가 증가하는 구간에서 교류 전압의 제1 제로 크로싱 지점(Zero Crossing Point)이 검출된 경우, 정위상의 sin파 형태의 전압으로서 기준 전압을 생성할 수 있다. 본 실시예에서는 정위상을 함은 정현파 형태의 전압이 양의 크기를 갖는 구간으로 정의하고, 역위상을 정현파 형태의 전압이 음의 크기를 갖는 구간으로 정의한다.At this time, when the first zero crossing point of the AC voltage is detected in the interval where the magnitude of the AC voltage increases, the control unit 200 can generate the reference voltage as the positive sinusoidal voltage . In this embodiment, the positive phase is defined as a period in which the voltage of the sinusoidal waveform has a positive magnitude, and the reverse phase is defined as the period in which the voltage of the sinusoidal waveform has a negative magnitude.

즉, 제어부(200)는 교류 전압의 크기가 증가하는 구간에서 교류 전압의 제1 제로 크로싱 지점을 검출하여 기준 전압을 생성하기 위한 기준점으로 결정하고, 제1 제로 크로싱 지점을 시작점으로 하는 정위상의 sin파 형태의 전압으로서 기준 전압을 생성하여 교류 전압과 비교하는 방법을 통해 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출할 수 있다.That is, the controller 200 detects a first zero crossing point of the AC voltage in a period where the magnitude of the AC voltage increases, determines the reference point as a reference point for generating the reference voltage, it is possible to detect the noise applied to the AC voltage by a method of generating a reference voltage as a sinusoidal voltage and comparing it with the AC voltage.

또한, 제어부(200)는 교류 전압의 크기가 감소하는 구간에서 교류 전압의 제2 제로 크로싱 지점(Zero Crossing Point)이 검출된 경우, 역위상의 sin파 형태의 전압으로서 기준 전압을 생성할 수 있다.Further, when the second zero crossing point of the AC voltage is detected in a period in which the magnitude of the AC voltage decreases, the controller 200 can generate the reference voltage as a sinusoidal voltage in the reverse phase .

즉, 제1 제로 크로싱 지점 이후의 교류 전압의 위상은 제2 제로 크로싱 지점 이후의 교류 전압의 위상과 180°위상차를 가지므로, 제어부(200)는 제2 제로 크로싱 지점을 시작점으로 하는 역위상(즉, 전술한 정위상과 180°위상차를 갖는)의 sin파 형태의 전압으로서 기준 전압을 생성하여 교류 전압과 비교하는 방법을 통해 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출할 수 있다. 도 4는 제1 제로 크로싱 지점을 시작점으로 하는 정위상의 sin파 형태의 전압으로서 기준 전압, 및 제2 제로 크로싱 지점을 시작점으로 하는 역위상의 sin파 형태의 전압으로서 기준 전압의 예시를 도시하고 있다.That is, since the phase of the AC voltage after the first zero crossing point has a phase difference of 180 degrees with respect to the phase of the AC voltage after the second zero crossing point, the controller 200 controls the phase of the reverse phase That is, the reference voltage is generated as a voltage in the form of a sin wave of 180 degrees out of phase with the above-described positive phase), and the noise applied to the AC voltage can be detected by a method of comparing the reference voltage with the AC voltage. 4 shows an example of a reference voltage as a sinusoidal voltage having a reference voltage as a positive sinusoidal waveform having a first zero crossing point as a starting point and an inverse phase sinusoidal waveform having a starting point at a second zero crossing point have.

한편, 본 실시예에서 제어부(200)는 교류 전압 및 기준 전압의 역위상을 각각 반전시키고, 역위상이 각각 반전된 교류 전압 및 기준 전압을 비교하여 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출할 수도 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the controller 200 may detect the noise applied to the AC voltage by inverting the opposite phases of the AC voltage and the reference voltage, respectively, and comparing the AC voltage and the reference voltage, which are inverted in phase respectively.

즉, 도 5에 도시된 것과 같이 정류 다이오드를 통해 교류 전압의 역위상을 반전시키고, 기준 전압 또한 그 역위상이 반전되도록 생성한 후, 역위상이 각각 반전된 교류 전압 및 기준 전압을 비교하여 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출할 수 있다. 이러한 실시예에 따를 때, 교류 전압은 정류 다이오드에 따라 모든 구간에서 정위상을 갖게 되고, 기준 전압 또한 모든 구간에서 정위상을 갖도록 생성되며, 교류 전압의 제로 크로싱 지점만을 검출하여 그 비교가 가능하므로, 교류 전압의 제로 크로싱 지점에서의 전압 상승 또는 전압 감소까지 판단해야 하는 앞서 설명한 실시예 대비 그 노이즈 검출 로직을 보다 단순화시킬 수 있다.That is, as shown in FIG. 5, after the inverse phase of the AC voltage is inverted through the rectifying diode and the reference voltage is also inverted in the opposite phase, the AC voltage and the reference voltage, The noise applied to the voltage can be detected. According to this embodiment, the AC voltage has a positive phase in all the sections according to the rectifying diode, and the reference voltage is also generated so as to have a positive phase in all sections, and only the zero crossing point of the AC voltage can be detected and compared , It is possible to further simplify the noise detection logic as compared with the above-described embodiment in which the voltage rise or the voltage decrease at the zero crossing point of the AC voltage must be judged.

한편, 본 실시예의 제어부(200)는 교류 전압의 연속된 제로 크로싱 지점 간의 시간차에 근거하여 교류 전압의 주파수를 획득하고, 획득된 주파수와 동기화된 주파수를 갖도록 기준 전압을 생성할 수도 있다.Meanwhile, the control unit 200 of the present embodiment may acquire the frequency of the AC voltage based on the time difference between consecutive zero crossing points of the AC voltage, and generate the reference voltage so as to have the frequency synchronized with the obtained frequency.

즉, 교류 전압의 상용 주파수는 60Hz를 기준으로 계통의 전력 수급 운영에 따라 소정 범위에서 변동할 수 있으며, 이에 따라 제어부(200)가 계통으로부터 공급받는 교류 전력의 주파수도 변동될 수 있다. 본 실시예는 교류 전압의 제로 크로싱 포인트에서 기준 전압을 생성하므로 교류 전압의 주파수 변동이 노이즈 검출 정확도 상에 큰 영향을 미치지 않으나(도 6(b)), 노이즈 검출 정밀도를 더욱 향상시키기 위해 제어부(200)는 교류 전압의 연속된 제로 크로싱 지점 간의 시간차에 근거하여 교류 전압의 주파수를 획득하고, 획득된 주파수와 동기화된 주파수를 갖도록 기준 전압을 생성할 수도 있다. 예를 들어, 제어부(200)는 소정 시간 동안 입력되는 교류 전압의 연속된 제로 크로싱 지점 간의 시간차를 모니터링하여 교류 전압의 주파수를 획득하고 획득된 주파수를 갖는 기준 전압을 생성할 수 있으며, 이러한 과정을 설정 주기에 따라 반복 수행하여 교류 전력의 주파수 변경을 기준 전압에 반영할 수도 있다.That is, the commercial frequency of the AC voltage may fluctuate within a predetermined range according to the power supply / demand operation of the system on the basis of 60 Hz, so that the frequency of the AC power supplied from the system to the controller 200 may be varied. Since the present embodiment generates the reference voltage at the zero crossing point of the AC voltage, the frequency variation of the AC voltage does not greatly affect the noise detection accuracy (Fig. 6 (b)), 200 may acquire the frequency of the AC voltage based on the time difference between consecutive zero crossing points of the AC voltage and generate the reference voltage to have the frequency synchronized with the obtained frequency. For example, the controller 200 may monitor the time difference between successive zero-crossing points of the AC voltage input for a predetermined time to obtain the frequency of the AC voltage and generate the reference voltage having the obtained frequency. The frequency change of the AC power may be reflected to the reference voltage by repeating the operation according to the set period.

전술한 과정을 통해 기준 전압이 생성된 경우, 제어부(200)는 교류 전압 및 기준 전압 간의 차이가 미리 설정된 임계치 이상인지 여부를 판단하여 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출할 수 있다. 임계치는 발생 가능한 교류 전압의 주파수 변동폭 및 설계자의 의도에 따라 다양하게 설계되어 제어부(200)에 미리 설정되어 있을 수 있다.When the reference voltage is generated through the above-described process, the controller 200 may determine whether the difference between the AC voltage and the reference voltage is equal to or greater than a preset threshold value, and detect the noise applied to the AC voltage. The threshold value may be variously designed according to the frequency fluctuation range of the AC voltage that can be generated and the designer's intention and may be preset in the control unit 200.

그리고, 교류 전압 및 기준 전압 간의 차이가 임계치 이상으로서 교류 전압에 인가된 노이즈가 검출된 경우, 제어부(200)는 충전부(100)의 배터리에 대한 충전을 중단할 수 있으며, 구체적으로는 충전부(100)의 포함된 완속 충전기의 제어 파일럿(CP: Control Pilot) 신호의 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티를 0의 값으로 설정함으로써 배터리에 대한 충전을 중단할 수 있다.When the noise applied to the AC voltage is detected as the difference between the AC voltage and the reference voltage is equal to or higher than the threshold value, the controller 200 can stop the charging of the battery 100 by the charging unit 100, The charging of the battery can be stopped by setting the PWM (Pulse Width Modulation) duty of the control pilot (CP) signal of the slow charging charger included in the battery pack to a value of zero.

즉, 완속 충전기의 충전량(amphere)은 J1772 프로토콜에 따를 때 "CP 신호의 PWM 듀티 * 0.6)로 산출될 수 있으므로, 제어부(200)는 CP 신호의 PWM 듀티를 0의 값으로 설정하여 배터리 충전을 중단할 수 있다. 교류 전압에 인가되는 노이즈가 검출된 경우, 제어부(200)는 fault 신호(전류 지령 신호)를 완속 충전기로 송신하여 완속 충전기로 하여금 CP 신호 듀티를 0의 값으로 설정하도록 할 수 있으며, 제어부(200) 및 충전부(100)(즉, 완속 충전기) 간의 통신 방식은 TCP/IP 통신을 채용함으로써 기존 통신 방식과의 연계성 및 확장성 측면에서 유리하도록 구성할 수 있다.That is, since the charge amount (amphere) of the slow charger can be calculated as " PWM duty of the CP signal * 0.6 " according to the J1772 protocol, the controller 200 sets the PWM duty of the CP signal to a value of 0, The control unit 200 may transmit a fault signal (current command signal) to the slow charging charger so that the slow charger can set the CP signal duty to a value of zero And the communication method between the controller 200 and the charger 100 (i.e., the slow charger) can be configured to be advantageous in terms of connectivity and expandability with the existing communication system by employing TCP / IP communication.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart for explaining a charge control method according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 방법을 설명하면, 먼저 제어부(200)는 계통으로부터의 교류 전압을 모니터링하여 기준 전압을 생성한다(S100).Referring to FIG. 7, a charge control method according to an embodiment of the present invention will be described. First, the controller 200 monitors the AC voltage from the system to generate a reference voltage (S100).

S100 단계에서, 제어부(200)는 교류 전압을 모니터링하여 교류 전압의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 정현파 형태의 전압으로서 기준 전압을 생성할 수 있다. 구체적으로, 제어부(200)는 교류 전압의 크기가 증가하는 구간에서 교류 전압의 제1 제로 크로싱 지점(Zero Crossing Point)이 검출된 경우, 정위상의 sin파 형태의 전압으로서 기준 전압을 생성할 수 있고, 교류 전압의 크기가 감소하는 구간에서 교류 전압의 제2 제로 크로싱 지점(Zero Crossing Point)이 검출된 경우, 역위상의 sin파 형태의 전압으로서 기준 전압을 생성할 수 있다.In step S100, the control unit 200 monitors the AC voltage and can generate the reference voltage as a sinusoidal voltage having the same amplitude as the amplitude of the AC voltage. Specifically, when the first zero crossing point of the AC voltage is detected in a period in which the magnitude of the AC voltage increases, the controller 200 can generate a reference voltage as a positive sinusoidal voltage And a second zero crossing point of the AC voltage is detected in a period in which the magnitude of the AC voltage decreases, the reference voltage can be generated as a sinusoidal voltage in the reverse phase.

또한, S100 단계에서 제어부(200)는 제1 제로 크로싱 지점을 검출한 이후, 교류 전압의 제로 크로싱 지점이 검출될 때마다 교류 전압과 정위상 sin파 형태의 전압으로서 생성한 기준 전압 각각의 위상을 반전시키고, 위상이 각각 반전된 교류 전압 및 기준 전압을 비교하여 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출할 수도 있다.After detecting the first zero crossing point, the controller 200 calculates the phase of each of the reference voltages generated as the voltage of the alternating voltage and the positive phase sin wave form every time the zero crossing point of the alternating voltage is detected in step S100 And the noise applied to the AC voltage may be detected by comparing the AC voltage and the reference voltage whose phases are respectively inverted and inverted.

그리고, S100 단계에서 제어부(200)는 교류 전압의 연속된 제로 크로싱 지점 간의 시간차에 근거하여 교류 전압의 주파수를 획득하고, 획득된 주파수와 동기화된 주파수를 갖도록 기준 전압을 생성할 수도 있다.In step S100, the controller 200 may acquire the frequency of the AC voltage based on the time difference between consecutive zero-crossing points of the AC voltage, and may generate the reference voltage to have the frequency synchronized with the obtained frequency.

S100 단계를 통해 기준 전압이 생성된 경우, 제어부(200)는 교류 전압 및 기준 전압을 비교하여 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출한다(S200). S200 단계에서, 제어부(200)는 교류 전압 및 기준 전압 간의 차이가 미리 설정된 임계치 이상인지 여부를 판단하여 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출할 수 있다.If the reference voltage is generated in step S100, the controller 200 compares the AC voltage and the reference voltage to detect the noise applied to the AC voltage (S200). In step S200, the controller 200 determines whether the difference between the AC voltage and the reference voltage is equal to or greater than a preset threshold value, and detects the noise applied to the AC voltage.

이어서, 제어부(200)는 노이즈를 검출한 결과에 따라 충전부(100)의 배터리에 대한 충전을 제어한다(S300). S200 단계에서 교류 전압에 인가된 노이즈가 검출된 경우, S300 단계에서 제어부(200)는 충전부(100)에 포함된 완속 충전기의 제어 파일럿(CP: Control Pilot) 신호의 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티를 0의 값으로 설정함으로써 배터리에 대한 충전을 중단할 수 있다.Then, the controller 200 controls charging of the charger 100 according to a result of detecting the noise (S300). If the noise applied to the AC voltage is detected in step S200, the controller 200 controls the PWM (Pulse Width Modulation) duty of the control pilot (CP) signal of the slow charger included in the charger 100 By setting it to a value of 0, charging to the battery can be stopped.

이와 같이 본 실시예는 전력망으로부터 공급되는 전력의 품질을 사전에 확인하고 노이즈 인가 시 전가차에 대한 충전을 중단하는 방식을 통해 전기차 충전 계통의 소손 위험성을 효과적으로 제거할 수 있다.As described above, in this embodiment, the risk of burning of the electric vehicle charging system can be effectively removed through a method of confirming the quality of electric power supplied from the electric power network in advance and stopping charging of the electric vehicle when noise is applied.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, I will understand. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

100: 충전부
200: 제어부
300: 운용 서버
100:
200:
300: Operation server

Claims (16)

계통으로부터의 교류 전압을 기반으로 차량에 탑재된 배터리를 충전하는 충전부; 및
상기 교류 전압을 모니터링하여 기준 전압을 생성하고, 상기 교류 전압 및 상기 기준 전압을 비교하여 상기 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출하며, 그 검출 결과에 따라 상기 충전부의 상기 배터리에 대한 충전을 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
A charging unit charging the battery mounted on the vehicle based on the AC voltage from the system; And
A controller for monitoring the AC voltage to generate a reference voltage, detecting a noise applied to the AC voltage by comparing the AC voltage and the reference voltage, and controlling charging of the battery by the charging unit according to the detection result, ;
The charge control device comprising:
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 교류 전압을 모니터링하여 상기 교류 전압의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 정현파 형태의 전압으로서 상기 기준 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the controller monitors the AC voltage to generate the reference voltage as a sinusoidal voltage having an amplitude equal to the amplitude of the AC voltage.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 교류 전압의 크기가 증가하는 구간에서 상기 교류 전압의 제1 제로 크로싱 지점(Zero Crossing Point)이 검출된 경우, 정위상의 sin파 형태의 전압으로서 상기 기준 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit generates the reference voltage as a sinusoidal voltage of a positive phase when a zero crossing point of the AC voltage is detected in a period where the magnitude of the AC voltage increases. .
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 교류 전압의 크기가 감소하는 구간에서 상기 교류 전압의 제2 제로 크로싱 지점(Zero Crossing Point)이 검출된 경우, 역위상의 sin파 형태의 전압으로서 상기 기준 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit generates the reference voltage as a sinusoidal voltage in the reverse phase when a zero crossing point of the AC voltage is detected in a period in which the magnitude of the AC voltage decreases. .
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 교류 전압 및 상기 기준 전압의 역위상을 각각 반전시키고, 상기 역위상이 각각 반전된 교류 전압 및 기준 전압을 비교하여 상기 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the control unit inverts the inverse phases of the alternating voltage and the reference voltage and detects a noise applied to the alternating voltage by comparing the alternating voltage and the reference voltage, Device.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 교류 전압의 연속된 제로 크로싱 지점 간의 시간차에 근거하여 상기 교류 전압의 주파수를 획득하고, 상기 획득된 주파수와 동기화된 주파수를 갖도록 상기 기준 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the control unit obtains the frequency of the AC voltage based on a time difference between consecutive zero crossing points of the AC voltage and generates the reference voltage so as to have a frequency synchronized with the obtained frequency, .
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 교류 전압 및 상기 기준 전압 간의 차이가 미리 설정된 임계치 이상인지 여부를 판단하여 상기 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit determines whether a difference between the AC voltage and the reference voltage is equal to or greater than a preset threshold value and detects a noise applied to the AC voltage.
제1항에 있어서,
상기 충전부는, 상기 교류 전압을 기반으로 전기 자동차에 탑재된 배터리를 충전하는 완속 충전기를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 교류 전압에 인가된 노이즈가 검출된 경우, 상기 완속 충전기의 제어 파일럿(CP: Control Pilot) 신호의 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티를 0의 값으로 설정함으로써 상기 배터리에 대한 충전을 중단하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the charging unit includes a slow charging unit charging a battery mounted on the electric vehicle based on the AC voltage,
Wherein the control unit sets the PWM (Pulse Width Modulation) duty of the control pilot (CP) signal of the slow charger to a value of 0 when the noise applied to the AC voltage is detected, And stops charging the battery.
제어부가, 계통으로부터의 교류 전압을 모니터링하여 기준 전압을 생성하는 단계;
상기 제어부가, 상기 교류 전압 및 상기 기준 전압을 비교하여 상기 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출하는 단계; 및
상기 제어부가, 상기 노이즈를 검출한 결과에 따라, 상기 교류 전압을 기반으로 차량에 탑재된 배터리를 충전하는 충전부의 상기 배터리에 대한 충전을 제어하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
The control unit comprising: monitoring an AC voltage from the system to generate a reference voltage;
The control unit comparing the AC voltage and the reference voltage to detect a noise applied to the AC voltage; And
Controlling the charging of the battery by a charger that charges the battery mounted on the vehicle based on the AC voltage according to a result of detecting the noise;
Wherein the charge control method comprises the steps of:
제9항에 있어서,
상기 기준 전압을 생성하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 교류 전압을 모니터링하여 상기 교류 전압의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 정현파 형태의 전압으로서 상기 기준 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
10. The method of claim 9,
In the step of generating the reference voltage,
Monitoring the AC voltage to generate the reference voltage as a sinusoidal voltage having an amplitude equal to the amplitude of the AC voltage.
제10항에 있어서,
상기 기준 전압을 생성하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 교류 전압의 크기가 증가하는 구간에서 상기 교류 전압의 제1 제로 크로싱 지점(Zero Crossing Point)이 검출된 경우, 정위상의 sin파 형태의 전압으로서 상기 기준 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
11. The method of claim 10,
In the step of generating the reference voltage,
And generates the reference voltage as a sinusoidal voltage of a positive phase when a zero crossing point of the AC voltage is detected in a period in which the magnitude of the AC voltage increases. Way.
제10항에 있어서,
상기 기준 전압을 생성하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 교류 전압의 크기가 감소하는 구간에서 상기 교류 전압의 제2 제로 크로싱 지점(Zero Crossing Point)이 검출된 경우, 역위상의 sin파 형태의 전압으로서 상기 기준 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
11. The method of claim 10,
In the step of generating the reference voltage,
And generates the reference voltage as a reverse sinusoidal voltage when a zero crossing point of the AC voltage is detected in a period in which the magnitude of the AC voltage decreases. Way.
제10항에 있어서,
상기 기준 전압을 생성하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 교류 전압 및 상기 기준 전압의 역위상을 각각 반전시키고, 상기 역위상이 각각 반전된 교류 전압 및 기준 전압을 비교하여 상기 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
11. The method of claim 10,
In the step of generating the reference voltage,
Inverting the AC voltage and the reference voltage, respectively, and comparing the AC voltage and the reference voltage, which are inverted in phase with each other, to detect the noise applied to the AC voltage.
제10항에 있어서,
상기 기준 전압을 생성하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 교류 전압의 연속된 제로 크로싱 지점 간의 시간차에 근거하여 상기 교류 전압의 주파수를 획득하고, 상기 획득된 주파수와 동기화된 주파수를 갖도록 상기 기준 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
11. The method of claim 10,
In the step of generating the reference voltage,
Acquiring a frequency of the AC voltage based on a time difference between successive zero crossing points of the AC voltage and generating the reference voltage so as to have a frequency synchronized with the obtained frequency.
제9항에 있어서,
상기 노이즈를 검출하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 교류 전압 및 상기 기준 전압 간의 차이가 미리 설정된 임계치 이상인지 여부를 판단하여 상기 교류 전압에 인가된 노이즈를 검출하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
10. The method of claim 9,
In the step of detecting the noise,
And determining whether a difference between the AC voltage and the reference voltage is equal to or greater than a preset threshold value, and detecting a noise applied to the AC voltage.
제9항에 있어서,
상기 충전부는, 상기 교류 전압을 기반으로 전기 자동차에 탑재된 배터리를 충전하는 완속 충전기를 포함하고,
상기 충전을 제어하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 교류 전압에 인가된 노이즈가 검출된 경우, 상기 완속 충전기의 제어 파일럿(CP: Control Pilot) 신호의 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티를 0의 값으로 설정함으로써 상기 배터리에 대한 충전을 중단하는 것을 특징으로 하는 충전 제어 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the charging unit includes a slow charging unit charging a battery mounted on the electric vehicle based on the AC voltage,
In the step of controlling the charging,
When the noise applied to the AC voltage is detected, charging of the battery is stopped by setting a PWM (Pulse Width Modulation) duty of a control pilot (CP) signal of the slow charger to a value of 0 .
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