KR20190096521A - 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치 및 방법 - Google Patents

비상 충전을 위한 전기차 충전 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190096521A
KR20190096521A KR1020180016066A KR20180016066A KR20190096521A KR 20190096521 A KR20190096521 A KR 20190096521A KR 1020180016066 A KR1020180016066 A KR 1020180016066A KR 20180016066 A KR20180016066 A KR 20180016066A KR 20190096521 A KR20190096521 A KR 20190096521A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
charging
electric vehicle
emergency
amount
current
Prior art date
Application number
KR1020180016066A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102117907B1 (ko
Inventor
김용은
손영욱
박현배
전재석
이재석
곽수진
Original Assignee
자동차부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 자동차부품연구원 filed Critical 자동차부품연구원
Priority to KR1020180016066A priority Critical patent/KR102117907B1/ko
Publication of KR20190096521A publication Critical patent/KR20190096521A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102117907B1 publication Critical patent/KR102117907B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0092—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/16—Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/30—Parking brake position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치 및 방법에 관한 것으로, 휴대형 전원 소오스로부터 공급되는 전원을 입력받기 위한 인렛; 사용자로부터 비상 충전 모드를 선택받기 위한 비상 충전 모드 스위치; 및 상기 비상 충전 모드 스위치의 입력에 따라, 상기 휴대형 전원 소오스로부터 공급되는 전원의 전류를 전압 드롭이 발생하지 않도록 조절하여 전기자동차의 배터리를 충전하는 제어부;를 포함한다.

Description

비상 충전을 위한 전기차 충전 장치 및 방법{ELECTRIC VEHICLE CHARGING APPARATUS AND METHOD FOR EMERGENCY CHARGING}
본 발명은 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비상 충전 모드 버튼이 입력되면 제어 파일럿 듀티를 사용하지 않고 차량의 배터리를 충전시키되, 이때 충전 전원을 제공하는 전원 소오스의 용량에 대응하여 전압 드롭이 발생하지 않는 수준으로 전류를 조절함으로써, 가능한 한 안정적이면서 충전 가능한 최대의 충전량으로 차량의 배터리를 비상 충전시킬 수 있도록 하는 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 세계 주요 선진국들을 중심으로 화석연료를 사용한 자동차에서 배출되는 이산화탄소의 감소에 대한 연구 및 투자가 활발히 이뤄지고 있다. 대표적으로 EV(Electric Vehicle), HEV(Hybrid Electric Vehicle), PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle), FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle) 등의 사업이다. 이하에서는 EV, HEV, PHEV, FCEV 등을 통칭하여 전기차(EV: Electric Vehicle)라 한다.
전기차(EV) 사업에 대한 관심과 투자는 정부뿐만 아니라 민간 부문에서도 활발하며, 국내외 주요 자동차 생산 업체들, 배터리 제조 업체, 및 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment : 전기 자동차 충전 설비) 제작 업체 등에서 보다 양질의 제품을 개발하고 있다.
이때 상기 전기차(EV)와 EVSE(즉, 전기 자동차 충전 설비) 간의 충전 방식은 크게 AC(Alternating Current)를 이용한 충전 방식과 DC(Directing Current)를 이용한 충전 방식으로 나뉠 수 있다. 예컨대 상기 AC를 이용한 충전 방식은 발전기나 상용 교류 전원(예 : 220VAC)을 이용하여 충전하는 방식이고, 상기 DC를 이용한 충전 방식은 휴대형 배터리를 DC/AC 변환기를 이용하여 교류 전원으로 변환하여 충전하는 방식이다.
상기 전기차의 충전을 위하여 EVSE(즉, 전기 자동차 충전 설비)의 충전 케이블(또는 플러그)은 전기차(전기자동차)의 주입구에 연결된다.
일반적으로 상기 충전 케이블(또는 플러그)는 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)와 연결되는 충전 케이블을 통하여 전달되는 CP(Control Pilot) 신호를 입력 받는 CP(Control Pilot) 포트, 전기차의 인렛에 결합(또는 근접)되어 충전준비완료 사실을 알려주는 물리적인 스위치에 해당하는 PP(Plug Present) 포트, 교류 전원(220VAC)을 인가하는 2개(L, N) 또는 3개의 전원 포트(L1, L2, L3), 및 상기 EVSE의 접지와 연결되는 보호 접지(PE : Protective Earth) 포트를 포함한다.
이때 상기 전기자동차의 충전을 위해, 전기자동차와 충전장치 간의 통신 방법은 제어신호(CP)라인을 통한 PWM(Pulse With Modulation) 제어로 이루어지며, 상기 PWM 제어를 통해 전기자동차에서 허용 가능한 에너지의 전류 값을 제어할 수 있다. 한편, 상기 전기자동차에 내장되어 있는 OBC(On board Charger)와 충전기는 표준 프로토콜(즉, J1772 프로토콜)을 이용하여 충전이 수행되고 있는데, 상기 표준 프로토콜에서는, 아래의 표 1 및 도 1에 도시된 바와 같이, 제어 파일럿(CP) 시비율이 10% 이상일 때, 최소 6A의 전류가 흐르도록 되어 있고, 이보다 전류 값을 낮추어 충전할 수 없도록 되어 있다. 여기서 도 1은 기존의 표준 프로토콜을 이용한 충전 시 정격 공급 전류와 파일럿 시비율 간의 관계를 보인 그래프이다.
EVSE 공칭 시비율 EVSE 명령 최대 전류
시비율 < 5% 오류 상태, 충전 허용 안됨
시비율 = 5% 디지털 통신이 필요함을 표시
5% < 시비율 < 10% 오류 상태, 충전 허용 안됨
10% ≤시비율 ≤85% 이용 가능한 전류=(시비율 %)*0.6
85% ≤ 시비율 ≤ 96% 이용 가능한 전류=(시비율 %-64)*2.5
시비율 > 96% 오류 상태, 충전 허용 안됨
그런데 최근 전기자동차의 증가에 비해서 이 전기자동차를 충전하기 위한 충전 시스템의 구축이 따라가지 못하기 때문에 충전 시스템이 구축되지 않은 곳에서 비상 상황(즉, 배터리를 충전해야 되는 상황)이 발생할 수 있다.
이러한 비상 상황에서는 휴대형 발전기나 인버터(즉, 배터리의 직류 전원을 교류 전원으로 바꿔주는 장치)를 이용하여 충전할 수 있어야 되지만, 일반적으로 많이 사용하는 발전기나 인버터는 대부분 용량이 1kw이하로 설계되어 있기 때문에 상기 표준 프로토콜에 따라 비상 충전을 수행할 수 없는 문제점이 있다.
예컨대 기존의 파일럿 통신은 PWM 1khz, 듀티 사이클을 이용하여 통신하는 방식으로서, 파일럿 시비율 10%부터 충전 지령을 인식하여 충전 동작을 수행한다. 즉, 최소 듀티 사이클인 10%가 인가되면 수식에 의하여 6A(=10*0.6)가 출력되게 되고 이때의 전력량은 1.3kw가 된다. 그런데 현재 시중에 판매되고 있는 소형 인버터 및 발전기는 1kw 급이 널리 보급되고 있다. 즉, 현재 널리 보급된 1kw 급 발전기나 인버터를 이용해서는 상기 표준 프로토콜에 따라 비상 충전을 수행할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 현재 비상 상황에서 발전기 또는 인버터를 이용해 전기자동차를 충전하기 위해서는 적어도 2kw 급 발전기나 인버터를 이용해야 되지만, 2kw 급의 발전기나 인버터는 무게가 많이 나가고 가격이 비싸기 때문에 보급률이 낮아서 실질적으로 비상 상황에서 이용할 수 있는 가능성은 매우 낮다.
이에 따라 비상 상황에서의 충전 시에는 1kw 급 발전기나 소형 인버터를 이용해서도 충전할 수 있도록 하는 기술이 요구되고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2017-0048034호(2017.05.08. 공개, 전기차의 충전 모드 자동 선택 방법 및 이를 수행하기 위한 충전 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 비상 충전 모드 버튼이 입력되면 제어 파일럿 듀티를 사용하지 않고 차량의 배터리를 충전시키되, 이때 충전 전원을 제공하는 전원 소오스의 용량에 대응하여 전압 드롭이 발생하지 않는 수준으로 전류를 조절함으로써, 가능한 한 안정적이면서 충전 가능한 최대의 충전량으로 차량의 배터리를 비상 충전시킬 수 있도록 하는 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치는, 휴대형 전원 소오스로부터 공급되는 전원을 입력받기 위한 인렛; 사용자로부터 비상 충전 모드를 선택받기 위한 비상 충전 모드 스위치; 및 상기 비상 충전 모드 스위치의 입력에 따라, 상기 휴대형 전원 소오스로부터 공급되는 전원의 전류를 전압 드롭이 발생하지 않도록 조절하여 전기자동차의 배터리를 충전하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 휴대형 전원 소오스는, 휴대형 발전기(GEN), 또는 배터리(BAT)와 인버터(INV)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 인렛은, 비상 충전 모드 시, 교류 전원 포트와 접지 포트만 사용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 비상 충전 모드 스위치가 입력되면, PWM 통신에 의한 제어 파일럿 듀티를 사용하지 않고, 상기 전기자동차의 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 배터리에 인가되는 전류량이나 충전량을 기 설정된 최소 수준에서 지정된 단위로 서서히 증가시키며 전압 드롭이 발생하는 전류량이나 충전량을 검출하고, 상기 전압 드롭이 발생하는 전류량이나 충전량이 검출되면, 상기 전압 드롭이 발생하는 전류량이나 충전량에 대하여 미리 지정된 비율을 최대 전류량이나 최대 충전량으로 설정하여, 상기 최대 전류량이나 최대 충전량으로 상기 전기자동차의 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 사용자가 비상 충전 모드 스위치를 입력하지 않고 충전을 수행할 경우, 기존의 표준 프로토콜에 의해 자동으로 충전을 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 비상 충전을 위한 전기차 충전 방법은, 제어부가 비상 충전 모드 스위치가 입력되는지 체크하는 단계; 비상 충전 모드 스위치가 입력되면, 상기 제어부는 비상 충전 모드가 선택된 것으로 판단하여, PWM 통신에 의한 제어 파일럿 듀티를 사용하지 않는 단계; 및 상기 비상 충전 모드 스위치의 입력에 따라, 상기 제어부가 휴대형 전원 소오스로부터 공급되는 전원의 전류를 전압 드롭이 발생하지 않도록 조절하여 전기자동차의 배터리를 충전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 휴대형 전원 소오스로부터 공급되는 전원의 전류를 전압 드롭이 발생하지 않도록 조절하여 전기자동차의 배터리를 충전하기 위하여, 상기 제어부가 상기 비상 충전 모드에서 휴대형 전원 소오스로부터 충전 가능한 전원 소오스 용량을 알아내는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 비상 충전 모드에서 휴대형 전원 소오스로부터 충전 가능한 전원 소오스 용량을 알아내기 위하여, 상기 제어부가 배터리 충전을 위한 전류량이나 충전량을 기 지정된 단위로 서서히 증가시키면서 전압 드롭이 발생하는 전류량이나 충전량을 체크하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 전압 드롭이 기 지정된 특정 비율(%) 이상 발생할 경우, 상기 제어부가 상기 전압 드롭이 발생하는 전류량이나 충전량에 대하여 미리 지정된 비율을 최대 전류량이나 최대 충전량으로 설정하고, 상기 설정된 최대 전류량이나 최대 충전량으로 전기자동차 배터리의 충전을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 사용자가 비상 충전 모드 스위치를 입력하지 않고 충전을 수행할 경우, 상기 제어부가 기존의 표준 프로토콜에 의해 자동으로 충전을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 비상 충전 모드 버튼이 입력되면 제어 파일럿 듀티를 사용하지 않고 차량의 배터리를 충전시키되, 이때 충전 전원을 제공하는 전원 소오스의 용량에 대응하여 전압 드롭이 발생하지 않는 수준으로 전류를 조절함으로써, 가능한 한 안정적이면서 충전 가능한 최대의 충전량으로 차량의 배터리를 비상 충전시킬 수 있도록 한다.
도 1은 기존의 표준 프로토콜을 이용한 충전 시 정격 공급 전류와 파일럿 시비율 간의 관계를 보인 그래프.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 충전을 위한 전기차 충전 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법으로 충전 시 정격 공급 전류와 파일럿 시비율 간의 관계를 보인 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치 및 방법의 일 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.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치는, 휴대형 전원 소오스(GEN, BAT, INV)로부터 공급되는 전원을 입력받기 위한 인렛(110), 사용자로부터 비상 충전 모드를 선택받기 위한 비상 충전 모드 스위치(140), 및 상기 비상 충전 모드 스위치(140)(또는 버튼)의 입력에 따라 상기 휴대형 전원 소오스(GEN, BAT, INV)로부터 공급되는 전원의 전류를 조절하여 배터리(130)를 충전하는 제어부(예 : OBC)(120)를 포함한다.
상기 휴대형 전원 소오스(GEN, BAT, INV)는 휴대형 발전기(GEN), 또는 배터리(BAT)와 인버터(INV)를 포함한다.
상기 인렛(110)은, 비상 충전 모드 시, 교류 전원 포트(L, N)와 접지 포트(PE)만 사용된다.
상기 제어부(120)는 비상 충전 모드 스위치(140)가 입력되면, PWM 통신에 의한 제어 파일럿 듀티를 사용하지 않고, 전기자동차의 배터리(130)를 충전시킨다.
이때 상기 제어부(120)는 충전 전원을 제공하는 상기 전원 소오스(GEN, BAT, INV)의 용량(예 : 1kw 이하)에 대응하여 상기 배터리(130)의 충전 시 전압 드롭(Drop)이 발생하지 않는 수준으로 전류를 조절(또는 제한)한다.
상기 배터리(130)의 충전 시 전압 드롭(Drop)이 발생하지 않는 수준으로 전류를 조절(또는 제한)하기 위하여, 상기 제어부(120)는 상기 배터리(130)에 인가되는 전류량(또는 충전량)을 기 설정된 최소 수준(예 : 1A)에서 지정된 단위(예 : 0.1A)로 서서히 증가시키며 전압 드롭이 발생하는 수준의 전류량(또는 충전량)을 검출한다.
이를 위해 상기 제어부(120)는 내부나 외부에 전압/전류 검출부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 전압 드롭이 발생하는 전류량(또는 충전량)이 검출되면, 상기 제어부(120)는 상기 전압 드롭이 발생하는 전류량(또는 충전량)에 대한 지정 비율(예 : 90%, 80% 등)을 최대 전류량(또는 충전량)으로 설정한다.
상기 최대 전류량(또는 충전량)은 상기 전류량(또는 충전량)에서 전압 드롭이 발생하지 않는 비율(예 : 90%, 80% 등)로 설정됨으로써, 가능한 한 안정적이면서 충전 가능한 최대의 전류량(또는 충전량)으로 차량의 배터리를 비상 충전시킬 수 있도록 한다.
상기와 같이 본 실시예는 비상 충전 시 표준 프로토콜에서 지정한 출력 용량보다 작은 출력 전원을 제공하는 소형 발전기를 이용해서도 전기자동차의 배터리를 충전할 수 있도록 하는 것으로서, 사용자가 차량내의 지정된 특정 위치(예 : 대쉬 보드)에 설치된 비상 충전 모드 스위치(140)를 수동으로 입력하면, 상기 제어부(120)는 제어 파일럿 듀티를 사용하지 않고 충전을 실시한다. 즉, 표준 프로토콜(즉, J1772 프로토콜)에서 충전을 허용하지 않는 파일럿 시비율 10% 미만에서도 전기자동차의 배터리(130)를 충전할 수 있도록 한다(도 4 참조).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법으로 충전 시 정격 공급 전류와 파일럿 시비율 간의 관계를 보인 그래프이다.
물론 사용자가 비상 충전 모드 스위치(140)를 입력하지 않을 경우에는 기존의 표준 프로토콜(즉, J1772 프로토콜)에 의해 자동으로 충전을 실시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 충전을 위한 전기차 충전 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(120)는 비상 충전 모드 스위치(140)가 입력되는지 체크한다. 즉, 사용자에 의해 비상 충전 모드가 선택되는지 체크한다(S101).
상기와 같이 비상 충전 모드 스위치(140)가 입력되면, 즉, 사용자에 의해 비상 충전 모드가 선택되면(S101의 예), 상기 제어부(120)는 PWM 통신에 의한 제어 파일럿 듀티를 사용하지 않는다(S102). 즉, 상기 제어부(120)는 비상 충전 모드가 선택되면 CP 포트를 사용하지 않는다.
그리고 상기 제어부(120)는 상기 비상 충전 모드에서 휴대형 전원 소오스(GEN, BAT, INV)로부터 충전 가능한 전원 소오스 용량을 알아내기 위하여, 전류량(또는 충전량)을 지정된 단위로 서서히 증가시키면서(S104) 전압 드롭(또는 전압 강하)이 발생하는 전류량(또는 충전량)을 체크한다(S103).
그리고 상기 전압 드롭(또는 전압 강하)이 지정된 특정 비율(%) 이상 발생할 경우(S103의 예), 상기 제어부(120)는 상기 전압 드롭이 발생하는 전류량(또는 충전량)에 대하여 미리 지정된 비율(예 : 90%, 80% 등)을 최대 전류량(또는 충전량)으로 설정한다(S105).
상기와 같이 휴대형 전원 소오스(GEN, BAT, INV)로부터 충전 가능한 최대 전류량(또는 충전량)이 설정되면, 상기 제어부(120)는 상기 설정된 최대 전류량(또는 충전량)으로 전기자동차 배터리(130)의 충전을 수행한다(S106).
만약 사용자가 비상 충전 모드 스위치(140)를 입력하지 않을 경우, 즉, 사용자에 의해 비상 충전 모드가 선택되지 않을 경우(S101의 아니오), 상기 제어부(120)는 기존의 표준 프로토콜(즉, J1772 프로토콜)에 의해 자동으로 충전을 수행한다(S107).
상기와 같이 본 실시예는 비상 충전이 필요할 때 출력 용량이 작은 소형 발전기 또는 인버터를 이용하여 전기자동차의 배터리 가능한 한 안정적이면서 충전 가능한 최대의 충전량으로 전기자동차의 배터리를 충전시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 인렛
120 : 제어부
130 : 배터리
140 : 비상 충전 모드 스위치

Claims (11)

  1. 휴대형 전원 소오스로부터 공급되는 전원을 입력받기 위한 인렛;
    사용자로부터 비상 충전 모드를 선택받기 위한 비상 충전 모드 스위치; 및
    상기 비상 충전 모드 스위치의 입력에 따라, 상기 휴대형 전원 소오스로부터 공급되는 전원의 전류를 전압 드롭이 발생하지 않도록 조절하여 전기자동차의 배터리를 충전하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 휴대형 전원 소오스는,
    휴대형 발전기(GEN), 또는 배터리(BAT)와 인버터(INV)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 인렛은,
    비상 충전 모드 시, 교류 전원 포트와 접지 포트만 사용되는 것을 특징으로 하는 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    비상 충전 모드 스위치가 입력되면, PWM 통신에 의한 제어 파일럿 듀티를 사용하지 않고, 상기 전기자동차의 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 하는 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 배터리에 인가되는 전류량이나 충전량을 기 설정된 최소 수준에서 지정된 단위로 서서히 증가시키며 전압 드롭이 발생하는 전류량이나 충전량을 검출하고, 상기 전압 드롭이 발생하는 전류량이나 충전량이 검출되면, 상기 전압 드롭이 발생하는 전류량이나 충전량에 대하여 미리 지정된 비율을 최대 전류량이나 최대 충전량으로 설정하여,
    상기 최대 전류량이나 최대 충전량으로 상기 전기자동차의 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 하는 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    사용자가 비상 충전 모드 스위치를 입력하지 않고 충전을 수행할 경우, 기존의 표준 프로토콜에 의해 자동으로 충전을 실시하는 것을 특징으로 하는 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치.
  7. 제어부가 비상 충전 모드 스위치가 입력되는지 체크하는 단계;
    비상 충전 모드 스위치가 입력되면, 상기 제어부는 비상 충전 모드가 선택된 것으로 판단하여, PWM 통신에 의한 제어 파일럿 듀티를 사용하지 않는 단계; 및
    상기 비상 충전 모드 스위치의 입력에 따라, 상기 제어부가 휴대형 전원 소오스로부터 공급되는 전원의 전류를 전압 드롭이 발생하지 않도록 조절하여 전기자동차의 배터리를 충전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 충전을 위한 전기차 충전 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 휴대형 전원 소오스로부터 공급되는 전원의 전류를 전압 드롭이 발생하지 않도록 조절하여 전기자동차의 배터리를 충전하기 위하여,
    상기 제어부가 상기 비상 충전 모드에서 휴대형 전원 소오스로부터 충전 가능한 전원 소오스 용량을 알아내는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 충전을 위한 전기차 충전 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 비상 충전 모드에서 휴대형 전원 소오스로부터 충전 가능한 전원 소오스 용량을 알아내기 위하여,
    상기 제어부가 배터리 충전을 위한 전류량이나 충전량을 기 지정된 단위로 서서히 증가시키면서 전압 드롭이 발생하는 전류량이나 충전량을 체크하는 것을 특징으로 하는 비상 충전을 위한 전기차 충전 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 전압 드롭이 기 지정된 특정 비율(%) 이상 발생할 경우,
    상기 제어부가 상기 전압 드롭이 발생하는 전류량이나 충전량에 대하여 미리 지정된 비율을 최대 전류량이나 최대 충전량으로 설정하고, 상기 설정된 최대 전류량이나 최대 충전량으로 전기자동차 배터리의 충전을 수행하는 것을 특징으로 하는 비상 충전을 위한 전기차 충전 방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    사용자가 비상 충전 모드 스위치를 입력하지 않고 충전을 수행할 경우,
    상기 제어부가 기존의 표준 프로토콜에 의해 자동으로 충전을 수행하는 것을 특징으로 하는 비상 충전을 위한 전기차 충전 방법.

KR1020180016066A 2018-02-09 2018-02-09 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치 및 방법 KR102117907B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180016066A KR102117907B1 (ko) 2018-02-09 2018-02-09 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180016066A KR102117907B1 (ko) 2018-02-09 2018-02-09 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190096521A true KR20190096521A (ko) 2019-08-20
KR102117907B1 KR102117907B1 (ko) 2020-06-02

Family

ID=67807483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180016066A KR102117907B1 (ko) 2018-02-09 2018-02-09 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102117907B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102564550B1 (ko) 2022-09-01 2023-08-07 주식회사 두루스코이브이 전기차 휴대용 기능박스 일체형 충전기 및 그 충전기의 구동방법
KR102526236B1 (ko) 2022-09-01 2023-04-27 주식회사 두루스코이브이 푸시풀 키패드 전기차 충전기 및 그 충전기의 구동방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050109499A (ko) * 2003-02-21 2005-11-21 리서치 인 모션 리미티드 전원 공급 장치 회로 및 그 동작 방법
KR20110065011A (ko) * 2009-12-09 2011-06-15 주식회사 엘지화학 배터리 팩 충전 장치 및 방법
KR20160085766A (ko) * 2013-10-08 2016-07-18 데이비스 퍼시 자가 충전식 전기 발전기 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050109499A (ko) * 2003-02-21 2005-11-21 리서치 인 모션 리미티드 전원 공급 장치 회로 및 그 동작 방법
KR20110065011A (ko) * 2009-12-09 2011-06-15 주식회사 엘지화학 배터리 팩 충전 장치 및 방법
KR20160085766A (ko) * 2013-10-08 2016-07-18 데이비스 퍼시 자가 충전식 전기 발전기 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR102117907B1 (ko) 2020-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102586914B1 (ko) 차량 배터리 충전용 전력 변환 장치 및 이의 제어 방법
US8427103B2 (en) Charging device for electric vehicle
EP2800232B1 (en) Electric automobile and charging system for the electric automobile
US10988043B2 (en) Vehicle and method of charging electric power storage device
EP3068658B1 (en) Charging and discharging system and vehicle used therein
JP2014143817A (ja) 車両の電源システム
KR20190062824A (ko) 탑재형 충전기 및 이의 전기 자동차 충전 방법
JP2015050894A (ja) 給電車両及び給電システム
JP2015122866A (ja) 電動車両の充放電システム
KR102117907B1 (ko) 비상 충전을 위한 전기차 충전 장치 및 방법
US20190001834A1 (en) Charge/discharge apparatus
CN105599711A (zh) 车辆的电源装置
CN110549887B (zh) 充电管理系统
US20190379225A1 (en) Mobile discharging device for an energy storage device
Jampeethong et al. An EV quick charger based on CHAdeMO standard with grid-support function
US11407324B2 (en) Charging systems for charging electrical energy storage devices of electric vehicles and associated methods
JP6007876B2 (ja) 給電車両及び給電システム
JP2012210131A (ja) 車載用充電装置
JP6736873B2 (ja) 車載型充電装置
CN210111639U (zh) 一种电动汽车充电系统和电动汽车
US9520730B2 (en) Method and system for charging high voltage battery packs
JP2014023211A (ja) 充電装置
KR20180063571A (ko) 전기차량의 보조배터리 충전 제어장치 및 그 방법
KR20170105214A (ko) 전기차 충전 시스템
KR20200112212A (ko) 친환경 차량의 배터리 충전 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant