KR20190072706A - 유무선 전원을 선택적으로 전기 자동차에 공급할 수 있는 장치 및 방법 - Google Patents

유무선 전원을 선택적으로 전기 자동차에 공급할 수 있는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

전기 자동차의 유무선 충전 장치가, 전원장치에 공급되는 전원을 전기 자동차의 충전 전원으로 변환하는 컨버터; 컨버터에 연결되어 충전전원을 공급하는 제1 전력 라인 및 제2 전력 라인; 제1 전력라인에 연결되고 전기자동차에 연결되는 충전 케이블을 구비하며, 제1 전력라인의 충전 전원을 픽업하는 픽업유니트와, 픽업된 충전 전원을 레귤레이팅하여 충전케이블을 통해 전기자동차에 공급하는 레귤레이터를 포함하는 적어도 하나의 유선충전모듈; 그리고 제2 전력라인에 연결되고 전력 송신 패드를 포함하며, 전기 자동차의 수신 패드가 위치되면 송신 패드를 통해 전기 자동차에 전원을 공급하는 적어도 하나의 무선충전모듈을 포함할 수 있다.

Description

유무선 전원을 선택적으로 전기 자동차에 공급할 수 있는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SELECTIVELY SUPPLYING WIRED/WIRELESS POWER TO ELECTRIC VECHILE}
본 발명은 유무선 전원을 선택적으로 전기 자동차에 공급할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 유선 및 무선 전원을 이용하여 전기자동차의 충전원을 공급할 수 있는 충전 장치 및 전기 자동차 장치의 충전장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차는 휘발유 또는 경유와 같이 석유연료를 사용하였으나, 최근에는 전기 자동차 또는 석유 연료 및전기를 함께 사용하는 하이브리드 자동차가 등장했다. 전기자동차는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 의미하며, 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 자동차를 구동시키는 자동차를 말한다. 전기자동차는 엔진 소음이 적고 진동이 적으며 상대적으로 자동차의 수명이 긴 장점을 가질 수 있다.
전기 자동차의 충전 방법은 무선 충전 또는 유선 충전 방식을 사용할 수 있다. 그러나 전기 자동차는 배터리의 충전시간이 석유 연료를 사용하는 자동차에 비해 충전 시간이 상대적으로 긴 문제점을 가지고 있다. 따라서 전기 자동차의 충전 시간을 단축하기 위하여 다양한 연구들이 진행되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전원장치에서 공급되는 전원을 전기 자동차의 충전전원으로 변환하여 제1 전력 라인 및 제2 전력 라인에 인가하고, 제1 전력 라인에 유선 전원 충전 모듈을 설치하고 제2 전력 라인에 무선전원 충전모듈을 설치하여 유무선 전원을 동시에 공급할 수 있는 충전장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 충전 장치에서 제1 전력라인 및 제2 전력 라인에 공급되는 유선 및 무선 전원을 수신하여 제1 및 제2 배터리에 선택적으로 공급할 수 있는 전기자동차의 충전장치 및 방법을 제공하는 것이다.
다양한 실시예들에 따른 전기 자동차의 유무선 충전 장치가, 전원장치에 공급되는 전원을 전기 자동차의 충전 전원으로 변환하는 컨버터와, 컨버터에 연결되어 충전전원을 공급하는 제1 전력 라인 및 제2 전력 라인과, 제1 전력라인에 연결되고 전기자동차에 연결되는 충전 케이블을 구비하며, 제1 전력라인의 충전 전원을 픽업하는 픽업유니트와, 픽업된 충전 전원을 레귤레이팅하여 충전케이블을 통해 전기자동차에 공급하는 레귤레이터를 포함하는 적어도 하나의 유선충전모듈과, 제2 전력라인에 연결되고 전력 송신 패드를 포함하며, 전기 자동차의 수신 패드가 위치되면 송신 패드를 통해 전기 자동차에 전원을 공급하는 적어도 하나의 무선충전모듈을 포함할 수 있다.
다양한 실시에들에 따른 전기 자동차 장치가, 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 배터리와, 충전케이블을 포함하며, 충전케이블로부터 유선 충전 전원을 수신하는 유선전원 수신모듈과, 전력 수신 패드를 구비하며, 충전장치의 송신패드에서 공급되는 무선 충전 전원을 수신하는 무선전원 수신모듈과, 유선전원 수신모듈, 무선전원 수신모듈과 배터리 사이에 위치되는 전원 스위치와, 무선전원 수신모듈 및/또는 유선전원 수신모듈에서 충전전원이 수신되면 배터리의 충전 상태를 분석하며, 분석 결과에 기반하여 전원스위치를 제어하여 배터리에 충전전원을 인가하는 제어모듈을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 전기 자동차의 충전방법이, 충전장치의 제1 전력라인의 전력 케이블이 접속되면 유선 전원의 접속을 인식하는 단계와, 충전장치의 제2 전력라인의 송신 패드 및 전기 자동차의 수신 패드의 비접촉 전원을 인식하는 단계와, 유선 또는 무선 전원의 접속인 인식되면 제1 배터리 및 제2 배터리의 충전 상태를 분석하는 단계와, 분석 결과에 기반하여 배터리 충전량이 적은 배터리에 수신되는 전원이 공급되도록 전력 스위치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 충전장치가 전원장치에서 공급되는 전원을 전기 자동차의 충전전원으로 변환하여 제1 전력 라인 및 제2 전력 라인에 인가하고, 제1 전력 라인에 유선 전원 충전 모듈을 설치하고 제2 전력 라인에 무선전원 충전모듈을 설치하여 유무선 전원을 동시에 공급할 수 있어 전기자동차들이 선택적으로 유선전원 및/또는 무선전원을 이용하여 충전할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 전기자동차는 제1 배터리 및 제2 배터리를 구비하며, 충전 장치에서 제1 전력라인 및 제2 전력 라인에 공급되는 유선 및 무선 전원들 중의 적어도 하나의 전원을 선택하여 제1 및/또는 제2 배터리의 충전량에 기반하여 선택적으로 공급할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 전기 자동차의 충전 장치 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 컨버터의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 유선충전모듈의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 무선충전모듈의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 전기자동차의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전기 자동차의 충전 동작을 도시하는 흐름도이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 전기 자동차의 충전 장치 구성을 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 전기 자동차의 충전장치는 상용전원장치(110), 에너지 저장 시스템(energy storage system, ESS)(120), 컨버터(130), 제1 전력라인(140), 유선충전모듈(150), 제2 전력라인(160) 및 무선충전모듈(170)의 전부 또는 일부를 포함하여 구성될 수 있다.
상용전원 장치(110)는 상용 전원을 공급하는 장치가 될 수 있다. 예를들면 상용전원장치(110)는 GRID일 수 있다. GRID는 전력 송전네트워크일 수 있으며, 전력을 송전네트워크에 송전하는 것일 수 있다. 전국의 발전과 송전 설비를 모두 그물망 구조로 연결하여 전력수요 공급을 원활하게 하고 발전자원을 효율적으로 이용할 수 있으며, GRID는 이런 송수전력 네트워크를 의미할 수 있다.
ESS(120)는 배터리를 포함하며, 생산된 전기를 배터리에 전원을 충전하며, 전력이 필요한 시점에서 충전된 전원을 방전시킬 수 있다. ESS(120)의 충전 전원은 상용전원이 될 수 있으며, 태양열, 지열, 풍력 등에 의해 발생되는 에너지를 전원으로 변환하여 사용할 수 있다. ESS(120) 생산된 전력을 발전소, 변전소 및 송전선 등을 포함한 각각의 연계 시스템에 저장 후, 전력이 필요한 시기에 선택적·효율적 사용을 통해 에너지 효율을 극대화 시킬 수 있는 전원장치일 수 있다.
컨버터(130)는 상용전원장치(110) 또는 ESS(120)에서 공급되는 전원을 자동차의 충전전원으로 변환하며, 변환된 충전전원을 제1 전력라인(140)에 제1 충전전원으로 공급하고, 제2 전력 라인(160)에 제2 충전전원으로 공급할 수 있다.
유선충전모듈(150)은 복수 유선충전기(151-15N)들을 포함할 수 있다. 유선충전기(151-15N)의 각각은 전기 자동차에 연결되는 충전 케이블을 포함하며, 제1 전력라인에 공급되는 제1 충전전원을 픽업하여 전기자동차의 충전전원으로 레귤레이팅할 수 있으며, 충전케이블이 전기자동차에 연결되면 변환된 제1 충전전원을 전기자동차의 충전전원으로 공급할 수 있다.
무선충전모듈(170)은 복수 무선충전기(171-17M)들을 포함할 수 있다. 무선충전기(171-17M)의 각각은 전기 자동차에 비접촉 방식으로 전원을 공급할 수 있는 무선전원 송신부를 포함하며, 전기자동차의 무선전원 수신부가 근접 위치되면 제2 전력라인에 공급되는 제2 충전전원을 비접촉 방식으로 변환된 제2 충전전원을 전기자동차의 충전전원으로 공급할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전기자동차는 유선 및 무선전원 수신모듈들을 구비하고, 충전장치는 제1 및 제2 전력라인에 각각 유선 및 무선전원 수신모듈들에 각각 대응되는 충전전원을 공급할 수 있는 유선 및 무선 충전모듈들을 포함할 수 있다. 전기자동차는 유선충전모듈(150) 및/또는 무선충전모듈(170)에 유선 및 무선전원 수신모듈을 선택적으로 연결할 수 있다. 전기자동차의 사용자(운전자)가 유선 및 무선전원 수신모듈들을 유선충전모듈(150) 및/또는 무선충전모듈(170)에 동시에 위치시키면, 충전장치는 제1 전력라인(140) 및 제2 전력라인(160)에 동시에 인가되는 제1 충전전원 및 제2 충전전원을 각각 유선충전모듈(150) 및/또는 무선충전모듈(170)을 통해 동시에 공급할 수 있으며, 전기자동차는 이에 기반하여 유선 및 무선 충전을 동시에 수행할 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 컨버터의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 컨버터(130)는 AC/DC변환기(130) 및 DC/AC 변환기(220)을 포함할 수 있다.
AC/DC 변환모듈(210)은 AC/DC 정류회로 및 부스터 회로를 포함할 수 있다. AC/DC 변환 모듈(210)은 상용전원장치(110)의 220V - 240V/60Hz의 AC 전원을 정류할 수 있으며, DC/AC 변환기(220)은 AC/DC 변환기(210)에서 출력되는 정류된 전원을 85KHz의 AC 전원으로 변환하여 제1 전력라인(140) 및 제2 전력라인(160)에 출력할 수 있다. 또한 ESS(120)의 충전 전원이 인가되는 경우, DC/AC 변환기(220)은 AC/DC 변환기(220)에서 출력되는 정류된 전원을 85KHz의 AC 전원으로 변환하여 제1 전력라인(140) 및 제2 전력라인(160)에 출력할 수 있다. 컨버터(130)는 부스터(booster module)을 더 구비할 수 있으며, 부스터는 ESS(120)에서 인가되는 전원을 부스팅한 후 AC/DC변환기(220)에 인가할 수 있다.
상용전원장치(110)에서 AC 220~240V 60Hz의 상용전원이 공급되면, 컨버터(130)의 AC/DC 변환 모듈(210)은 220V - 240V/60Hz의 AC 상용 전원을 정류하고, DC/AC 변환기(220)은 정류된 전원을 85KHz의 AC 충전전원으로 변환하여 각 전력라인(140, 160)에 공급할 수 있다. 즉, 컨버터(130)은 AC 상용 전원을 전기 자동차의 충전용 AC 전원으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. ESS(120)에 저장되는 전원은 DC 전원일 수 있다. 따라서 ESS(120)의 전원을 전기 자동차의 충전전원으로 사용하는 경우, AC/DC 변환 동작은 생략하고, ESS 전원을 자동차 충전용 AC 전원으로 변환하여 각 전력라인(140, 160)에 공급할 수 있다.
컨버터(130)는 상용전원 또는 ESS 전원이 공급되면, 자동차의 충전용 AC 전원 85KHz로 변환하여 제1 및 제2 전력라인(140, 160)에 공급할 수 있다. 컨버터(130)는 AC/DC로 전환하는 기능 및 DC/AC로 변환하는 인버터 기능을 수행할 수 있다. 컨버터(130)는 2 라인의 전력 라인들에 변환된 자동차 충전용 AC 전원을 공급하여 무선과 유선을 동시에 인가할 수 있다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 유선충전모듈의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 유선충전모듈은 롤러(310), 픽업 유니트(320) 및 레귤레이터(330) 및 충전케이블(340)을 포함할 수 있다.
제1 전력라인 (140)은 85 KHz의 AC 전원이 공급될 수 있다. 롤러(310)는 제1 전력라인(140) 상에서 유선충전모듈(150)을 이동시킬 수 있는 구조로 설치될 수 있다. 픽업유니트(320)는 제1 전력라인에 접촉 또는 비접촉될 수 있으며, 제1 전력라인(140)에 인가되는 충전용 AC 전원을 픽업할 수 있다. 레귤레이터(330)는 픽업유니트(320)에서 픽업되는 충전전원을 자동차의 충전전원 레벨(예를들면 DC 450V)로 레귤레이팅할 수 있다. 충전케이블(340)은 전기자동차의 충전 플러그에 연결될 수 있으며, 레귤레이터(330)에서 레귤레이팅되는 충전전원을 전기자동차에 공급할 수 있다.
유선충전모듈(150)는 픽업유니트(320), 레귤레이터(330)을 구비할 수 있으며, 롤러(310)을 통해 유선충전모듈(150)을 이동하면서 전기자동차에 충전전원을 공급할 수 있다. 유선충전모듈(150)은 컨버터(130)에서 제1 전력라인(140)에 공급되는 전력을 픽업유니트(320)를 통해 자기 유동방식으로 Pick-up할 수 있으며, 레귤레이터(330)을 통해 픽업된 전력을 레귤레이팅하여 충전케이블(340)을 통해 DC 450V 급속으로 전기 자동차에 공급할 수 있다. 유선충전모듈(150)은 비접촉 방식으로 제1 전력라인(140)에 인가되는 충전전원을 픽업할 수 있다. 또한 유선충전모듈(150)을 고정시킨 상태가 아니라 이동시키면서 전기자동차에 충전케이블(340)의 길이 및 제1 전원유선으로 충전전원을 공급할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 유선충전모듈(150)은 고정식이 아니라 충전케이블(340)의 길이 및 제1 전력라인(140)의 길이만큼 유선충전모듈(150)의 충전전원의 공급 거리를 연장할 수 있어 전기자동차의 배터리 충전을 편하게 할 수 있다. 또한 유선충전모듈(150)은 제1 전력라인(140) 상에서 이동하면서 전기자동차의 충전이 가능하므로, 복수의 유선충전기들을 설치하여 운용할 수 있는 이점이 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 무선충전모듈의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 제2 전력라인(160)에 복수의 전력 송신패드(410)이 설치될 수 있으며, 전력 송신패드(410)는 전기자동차의 전력 수신패드(420)와 접촉 또는 비접촉되어 충전전원을 공급할 수 있다. 상용전원장치(110)에서 AC 220~240V 60Hz의 상용전원이 공급되면, 컨버터(130)는 상용전원을 AC 85KHz로 충전용 AC 전원으로 변환하여 제2 전력라인(160)에 공급할 수 있다. 무선충전모듈(170)의 전력 송신패드(410)는 전기자동차의 전력 수신패드(420)가 근접 위치되면, 제2 전력라인(160)의 충전전원을 전력 수신패드(420)에 무선으로 공급할 수 있다. 제2 전력라인(160)에 복수의 전력 송신패드들을 설치할 수 있다. 따라서 전기자동차는 복수의 전력 송신패드들 중에 하나의 패드를 이용하여 무선 충전전원을 공급받을 수 있다.
무선 전력 송수신 방법은 다양한 방법으로 구현할 수 있다. 한가지 방법은 코일을 여러번 감아서 고주파수의 전류를 코일에 흘려 한 방향으로 강하게 자계가 유기시키고, 비슷한 주파수에서 공진하는 코일을 근접시켜 자계 커플링 방식으로 전력을 무선으로 송수신하는 방법이 될 수 있다. 다른 방법은 안테나를 이용하여 시간에 따라 변화하는 전계와 자계가 서로 영향을 주면서 방사가 일어나는 전자계 방사 방식을 이용하여 전력을 무선으로 송수신하는 방법이 될 수 있다. 또한 한가지 방법은 공진기를 사용하는 자계 커플링 방식을 사용할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른 무선충전모듈(170)은 위와 같은 무선전력 송수신 방법들 중의 한가지 방법을 사용할 수 있으며, 또는 다른 무선전력 송수신방법을 사용할 수도 있다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 전기자동차의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 전기자동차는 제어모듈(500), 유선전원 수신모듈(510), 무선전원 수신모듈(520), 스위치(530), 배터리(540), 메모리(550), 주행모듈(560), 표시모듈(570)을 포함할 수 있다. 배터리(540)는 독립적으로 수신되는 두개의 충전전원들에 의해 각각 충전될 수 있는 제1 배터리(590) 및 제2 배터리(590)을 포함할 수 있다.
제어모듈(500)은 자동차의 전기적인 동작을 제어하며, 다양한 실시예들에 따른 충전 동작을 제어할 수 있다. 메모리(550)는 전기자동차의 전기적인 동작 및 다양한 실시예들에 따른 충전 동작을 실행하기 위한 프로그램 및/또는 어플리케이션 데이터들을 저장할 수 있으며, 전기 자동차 및 충전 동작 중에 발생되는 데이터들을 저장할 수 있다. 주행모듈(560)은 배터리에서 공급되는 동작 전원에 의해 자동차의 주행 동작을 구동할 수 있다. 표시모듈(570)은 자동차의 주행 및/또는 충전 동작 상태를 표시할 수 있다.
배터리(540)은 적어도 하나의 충전전원에 의해 충전될 수 있으며, 충전된 전원을 방전할 수 있다. 배터리(540)은 복수의 충전전원들에 각각 대응되어 충전할 수 있는 복수의 배터리들을 구비할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른 배터리(540)는 유선 및 무선 수신되는 충전전원들을 동시에 충전할 수 있도록 2개의 배터리(590, 595)들로 구성될 수 있다.
유선충전 수신모듈(510)은 충전장치의 유선충전모듈(예를들면 도 1의 유선충전모듈(150)에서 공급되는 충전전원을 유선 수신할 수 있다. 무선충전모듈(510)은 충전장치의 무선충전모듈(예를들면 도 1의 무선충전모듈(170)에서 공급되는 충전전원을 무선 수신할 수 있다. 스위치(530)는 제어모듈(500)의 제어하에 유선전원 수신모듈(510) 및/또는 무선전원 수신모듈(520)에서 인가되는 유선 전원 및/또는 무선전원을 스위칭하여 제1배터리(590) 및/또는 제2 배터리(595)에 스위칭 연결할 수 있다.
배터리(540)을 충전할 수 있다. 전기 자동차의 사용자(운전자)는 충전케이블을 자동차에 연결하거나 또는 무선전원 수신모듈(520)을 충전장치의 무선충전모듈에 근접 위치시킬 수 있다. 충전케이블이 연결되면, 제어모듈(500)은 유선전원 수신모듈(510)을 통해 유선전원 수신모듈(510)과 충전장치의 유선충전모듈의 연결을 인식할 수 있다. 또한 무선전원 수신모듈(520)이 충전장치의 무선충전모듈에 근접 위치되면, 제어모듈(500)은 무선전원 수신모듈(520)을 통해 무선전원 수신모듈(520)과 충전장치의 무선충전모듈의 연결을 인식할 수 있다. 유선전원 또는 무선전원의 수신이 인식되면, 제어모듈(500)는 제1 배터리(590) 및 제2 배터리(595)의 충전량(잔량)을 분석할 수 있다. 제어모듈(500)은 분석 결과에 기반하여 배터리 충전량이 더 적은 배터리에 충전 전원이 인가되도록 스위치(530)을 제어할 수 있다.
또한 유선전원 및 무선전원이 모두 수신되는 경우, 제어모듈(500)는 제1 배터리(590) 및 제2 배터리(595)의 충전량(잔량)을 분석할 수 있다. 이때 유선 전원은 무선 전원에 비해 상대적으로 급속 충전을 할 수 있는 전원이 될 수 있다. 이런 경우, 제어모듈(500)은 분석 결과에 기반하여 배터리 충전량이 더 적은 배터리에 유선 충전 전원이 인가되고 배터리 충전량이 더 많은 배터리에 무선 충전 전원이 인가되도록 스위치(530)을 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전기 자동차의 충전 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 충전장치는 상용전원 또는 ESS 전원을 전기 자동차를 충전하기 위한 AC 전원으로 변환하여 제1 전력라인 및 제2 전력 라인에 공급할 수 있다. 충전장치는 제1 충전라인에 설치되는 복수의 유선충전기들을 포함할 수 있으며, 각 유선충전기들을 충전 케이블을 구비할 수 있으며, 제1 충전라인의 충전전원을 비접촉 방식으로 픽업할 수 있으며, 충전 케이블이 자동차에 연결되면 픽업되는 전원을 전기자동차의 유선 충전전원으로 공급할 수 있다. 충전장치는 제2 충전라인에 설치되는 복수의 무선충전기들을 포함할 수 있으며, 각 무선충전기들은 전기 자동차의 전력 수신패드(무선충전 수신모듈)이 위치되면 제 2 전력라인의 전원을 전기자동차의 유선 충전전원으로 공급할 수 있다. 전기 자동차의 배터리는 복수의 배터리들로 구성딜 수 있으며, 복수의 충전전원들이 인가될 때 복수의 배터리들이 인가되는 전원들에 의해 각각 충전될 수 있다.
제어모듈(예를들면 도 5의 제어모듈(500))은 전기 자동차의 충전 수신모듈이 충전장치에 연결되거나 근접위치되면, 충전장치에서 공급되는 충전전원을 수신할 수 있으며, 충전전원이 수신되면 611 단계에서 충전 모드의 수행을 인식할 수 있다. 충전모드를 인식하면, 제어모듈은 613단계에서 충전 방식을 분석할 수 있다. 충전 방식은 유선충전, 무선 충전 또는 유무선 충전 중에 하나가 될 수 있다.
유선충전 수신모듈을 통해 충전 전원의 수신이 인식되면, 제어모듈은 615단계에서 유선충전모드임을 인식하고, 617 단계에서 유선충전 수신모듈에서 출력되는 전원이 배터리에 인가되도록 전력 스위치를 제어할 수 있다. 이때 제어모듈은 제1 배터리 및 제2 배터리의 잔량을 분석하고, 배터리의 잔량이 적은 배터리에 충전전원이 인가되도록 전력 스위치를 제어할 수 있다. 충전 경로가 설정되면, 제어모듈은 619 단계에서 유선충전 수신모듈에서 수신되는 전원이 배터리에 공급되고, 배터리가 수신되는 유선 전원에 의해 충전되는 유선 충전 동작을 제어할 수 있다. 유선 충전 동작을 수행하는 중에 배터리의 충전이 완료되거나 사용자에 의해 충전 동작의 정지 요청이 인식되면, 제어모듈은 유선충전 동작을 종료할 수 있다.
무선충전 수신모듈을 통해 충전 전원의 수신이 인식되면, 제어모듈은 621단계에서 무선충전모드임을 인식하고, 623 단계에서 무선충전 수신모듈에서 출력되는 전원이 배터리에 인가되도록 전력 스위치를 제어할 수 있다. 이때 제어모듈은 제1 배터리 및 제2 배터리의 잔량을 분석하고, 배터리의 잔량이 적은 배터리에 충전전원이 인가되도록 전력 스위치를 제어할 수 있다. 충전 경로가 설정되면, 제어모듈은 625 단계에서 무선충전 수신모듈에서 수신되는 전원이 배터리에 공급되고, 배터리가 수신되는 무선 전원에 의해 충전되는 무선 충전 동작을 제어할 수 있다. 무선 충전 동작을 수행하는 중에 배터리의 충전이 완료되거나 사용자에 의해 충전 동작의 정지 요청이 인식되면, 제어모듈은 무선충전 동작을 종료할 수 있다.
유선충전 수신모듈 및 무선충전 수신모듈을 통해 충전 전원의 수신이 인식되면, 제어모듈은 621단계에서 유무선충전모드임을 인식할 수 있다. 유무선충전모드이면, 제어모듈은 631 단계에서 유선충전 수신모듈에서 출력되는 전원 및 무선충전 수신모듈에서 출력되는 전원이 각각 대응되는 배터리에 인가되도록 전력 스위치를 제어할 수 있다. 여기서 유선충전 수신모듈에서 수신되는 충전전원은 무선전력 수신모듈에서 수신되는 충전전원보다 더 큰 전력이 될 수 있다. 따라서 유선충전전원은 급속 충전전원이 될 수 있다. 따라서 유선전원 및 무선전원이 동시에 수신되는 경우, 유선전원은 배터리 용량이 더 큰 배터리 또는 배터리 충전량이 더 적은 배터리에 공급되도록 충전경로를 제어하면 배터리의 충전을 효율적으로 수행할 수 있다. 유무선 충전모드에서 제어모듈은 제1 배터리 및 제2 배터리의 잔량을 분석하고, 배터리의 잔량이 적은 배터리(예를들면 제1 배터리)에 유선 충전전원이 인가되고, 배터리 잔량이 많은 배터리(예를들면 제2 배터리)에 무선 충전전원이 인가되도록 전력 스위치를 제어할 수 있다. 충전 경로가 설정되면, 제어모듈은 633단계에서 유선충전 수신모듈 및 무선충전 수신모듈에서 각각 수신되는 충전 전원들을 전력 스위치에 의해 설정된 충전경로를 통해 배터리들에 공급하여 충전 동작을 제어할 수 있다. 유무선 충전 동작을 수행하는 중에 배터리의 충전이 완료되거나 사용자에 의해 충전 동작의 정지 요청이 인식되면, 제어모듈은 유무선충전 동작을 종료할 수 있다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (6)

  1. 전기 자동차의 유무선 충전 장치에 있어서,
    전원장치;
    상기 전원장치에 공급되는 전원을 상기 전기 자동차의 충전 전원으로 변환하는 컨버터;
    상기 컨버터에 연결되어 상기 충전전원을 공급하는 제1 전력 라인 및 제2 전력 라인;
    상기 제1 전력라인에 연결되고 전기자동차에 연결되는 충전 케이블을 구비하며, 제1 전력라인의 충전 전원을 픽업하는 픽업유니트와, 픽업된 충전 전원을 레귤레이팅하여 상기 충전케이블을 통해 전기자동차에 공급하는 레귤레이터를 포함하는 적어도 하나의 유선충전모듈; 및
    상기 제2 전력라인에 연결되고 전력 송신 패드를 포함하며, 상기 전기 자동차의 수신 패드가 위치되면 상기 송신 패드를 통해 상기 전기 자동차에 전원을 공급하는 적어도 하나의 무선충전모듈을 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유선충전모듈은
    상기 제1 전력라인과 상기 픽업유니트 사이에 롤러를 더 구비하여 상기 유선충전모듈이 제1 전력라인을 따라 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 전기 자동차 장치에 있어서,
    제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 배터리;
    충전케이블을 포함하며, 충전케이블로부터 유선 충전 전원을 수신하는 유선전원 수신모듈;
    전력 수신 패드를 구비하며, 충전장치의 송신패드에서 공급되는 무선 충전 전원을 수신하는 무선전원 수신모듈;
    상기 유선전원 수신모듈, 무선전원 수신모듈과 배터리 사이에 위치되는 전원 스위치; 및
    상기 무선전원 수신모듈 및/또는 유선전원 수신모듈에서 충전전원이 수신되면 상기 배터리의 충전 상태를 분석하며, 분석 결과에 기반하여 전원스위치를 제어하여 상기 배터리에 충전전원을 인가하는 제어모듈을 포함하는 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어모듈은
    상기 유선전원 수신모듈 및 무선 수신모듈에서 충전전원이 수신됨을 인식하면, 상기 제1 배터리 및 제2 배터리의 충전 상태를 분석하며, 충전량이 적은 배터리에 상기 유선전원 수신모듈을 출력이 공급되고 충전량이 많은 배터리에 무선충전 수신모듈이 인가되도록 상기 전력 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 전기 자동차의 충전방법에 있어서,
    충전장치의 제1 전력라인의 전력 케이블이 접속되면 유선 전원의 접속을 인식하는 단계;
    상기 충전장치의 제2 전력라인의 송신 패드 및 상기 전기 자동차의 수신 패드의 비접촉 전원을 인식하는 단계;
    상기 유선 또는 무선 전원의 접속인 인식되면 제1 배터리 및 제2 배터리의 충전 상태를 분석하는 단계; 및
    상기 분석 결과에 기반하여 상기 배터리 충전량이 적은 배터리에 상기 수신되는 전원이 공급되도록 상기 전력 스위치를 제어하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유선전원 및 무선전원의 수신이 인식되면, 상기 분석 결과에 기반하여 충전량이 적은 배터리에 상기 유선전원 수신모듈을 출력이 인가되고 충전량이 많은 배터리에 무선충전 수신모듈이 인가되도록 상기 전력 스위치를 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.
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