KR20210082763A - The method of charging master battery and slave battery simulateneously in electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기자동차에 관하며, 특히 전기자동차의 배터리를 충전하는 방법에 관한다.The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly to a method for charging a battery of an electric vehicle.
전기자동차는 배터리 전원을 동력으로 삼아 주행한다. 그러므로 배터리 충전이라는 과정을 거쳐야 한다. 배터리를 충전한 다음의 문제는 주행거리이다. 전기자동차의 주행거리는 배터리의 용량에 의존하기 때문에, 대용량의 배터리일수록 주행거리를 늘일 수 있는 이점이 있다. 그러나 대용량의 배터리를 충전하기 위해서는 그만큼 충전 전력을 높이는 기술이 필요할 뿐만 아니라, 무엇보다 현실적인 장벽에 부딪힌다. 비용의 문제이다. 배터리의 용량이 커질수록 배터리의 가격이 크게 상승한다. 뿐만 아니라 더욱 복잡한 차량 시스템이 요구되고, 전기자동차를 급속 충전하는 급속 충전기의 용량도 비례적으로 상승되는 문제가 있다. 즉, 인프라에서도 문제가 발생한다는 것이다. Electric vehicles run on battery power. Therefore, it has to go through a process called battery charging. The next issue after charging the battery is the mileage. Since the mileage of an electric vehicle depends on the capacity of the battery, a large-capacity battery has the advantage of being able to extend the mileage. However, in order to charge a large-capacity battery, a technology that increases the charging power is required, and above all, it encounters a realistic barrier. It is a matter of cost. As the capacity of the battery increases, the price of the battery increases significantly. In addition, a more complex vehicle system is required, and there is a problem in that the capacity of a rapid charger for rapidly charging an electric vehicle is proportionally increased. In other words, there are also problems with the infrastructure.
그래서 대용량 배터리를 사용하는 것이 이론적으로 좋다는 사실을 누구나 알고 있음에도, 그런 대용량 배터리를 함부로 상용 전기자동차에 설치해서 사용하기는 쉽지 않다. So, although everyone knows that using a large-capacity battery is theoretically good, it is not easy to install and use such a large-capacity battery in a commercial electric vehicle.
본 발명의 발명자는 이러한 문제를 어떻게 하면 효과적으로 해결할 수 있을지를 오랫동안 연구하고 개발한 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventor of the present invention has completed the present invention after long research and development on how to effectively solve this problem.
본 발명의 목적은 전술한 바와 같이 단일 용량의 1개의 대형 배터리를 충전하는 방법 대신에 낮은 용량의 배터리를 2개 이상 탑재한 후 이들 배터리들을 동시에 충전을 할 수 있는 방법을 제안함에 있다.It is an object of the present invention to propose a method of simultaneously charging two or more low-capacity batteries, instead of charging one large-capacity battery as described above.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.On the other hand, other objects not specified in the present invention will be additionally considered within the range that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.
위와 같은 과제를 달성하기 위해 본 발명의 제1국면은 마스터 배터리 및 슬레이브 배터리를 동시에 충전하는 전기자동차로서:In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is an electric vehicle that simultaneously charges a master battery and a slave battery:
차량에는 마스터 배터리를 충전하기 위한 제1인렛과 배터리의 용량이 상기 마스터 배터리의 용량 이하 값을 갖는 슬레이브 배터리를 충전하기 위한 제2인렛이 설치되어 있으며, 상기 마스터 배터리와 상기 슬레이브 배터리가 릴레이를 사용하여 병렬로 연결되는 병렬 배터리 시스템으로 구성되며,The vehicle is provided with a first inlet for charging the master battery and a second inlet for charging a slave battery whose battery capacity is less than or equal to that of the master battery, and the master battery and the slave battery use a relay. It consists of a parallel battery system connected in parallel by
상기 병렬 배터리 시스템을 관리하는 EV 컨트롤러가, 상기 제1인렛에 인프라 충전기의 제1플러그가 연결되고, 상기 2인렛에 상기 인프라 충전기의 제2플러그가 연결되어 듀얼 충전을 개시할 때, 상기 릴레이가 오픈되도록 제어하고, 상기 인프라 충전기와 전력선 통신을 하는 PLC 모뎀을 통해 상기 인프라 충전기로 상기 마스터 배터리 및 상기 슬레이브 배터리의 충전 파라미터를 포함하는 충전 메시지를 각각 독립적으로 전송하는 것을 특징으로 한다.When the EV controller managing the parallel battery system starts dual charging by connecting the first plug of the infrastructure charger to the first inlet and the second plug of the infrastructure charger to the second inlet, the relay It is controlled to be opened, and a charging message including charging parameters of the master battery and the slave battery is independently transmitted to the infrastructure charger through a PLC modem that communicates with the infrastructure charger through a power line.
또한, 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 마스터 배터리 및 슬레이브 배터리를 동시에 충전하는 전기자동차에 있어서, 상기 차량과 상기 인프라 충전기 사이에서 행해지는 프로토콜에서 Cable Check, PreCharge, Power Delivery Start, Current Demand, Power Delivery Stop 및 Welding Detection는 상기 마스터 배터리와 상기 슬레이브 배터리에 대해서 각각 독립적으로 리퀘스트와 응답이 행해지는 것이 좋다.In addition, in the electric vehicle for simultaneously charging the master battery and the slave battery according to a preferred embodiment of the present invention, in the protocol performed between the vehicle and the infrastructure charger, Cable Check, PreCharge, Power Delivery Start, Current Demand, Power Delivery Stop and Welding Detection may request and respond independently to each of the master battery and the slave battery.
또한, 발명의 제2국면은 마스터 배터리 및 슬레이브 배터리를 동시에 충전하는 전기자동차로서:In addition, a second aspect of the invention is an electric vehicle that simultaneously charges a master battery and a slave battery:
차량에는 마스터 배터리를 충전하기 위한 제1인렛과 배터리의 용량이 상기 마스터 배터리의 용량 이하 값을 갖는 슬레이브 배터리를 충전하기 위한 제2인렛이 설치되어 있으며, 상기 마스터 배터리와 상기 슬레이브 배터리가 직렬로 연결되는 듀얼 배터리 시스템으로 구성되며,The vehicle is provided with a first inlet for charging a master battery and a second inlet for charging a slave battery having a battery capacity equal to or less than that of the master battery, and the master battery and the slave battery are connected in series It consists of a dual battery system that
상기 듀얼 배터리 시스템을 관리하는 EV 컨트롤러가, 상기 제1인렛에 인프라 충전기의 제1플러그가 연결되고, 상기 2인렛에 상기 인프라 충전기의 제2플러그가 연결되어 듀얼 충전을 개시할 때, 상기 인프라 충전기와 전력선 통신을 하는 PLC 모뎀을 통해 상기 인프라 충전기로 상기 마스터 배터리 및 상기 슬레이브 배터리의 충전 파라미터를 포함하는 충전 메시지를 각각 독립적으로 전송하는 것을 특징으로 한다.When the EV controller that manages the dual battery system starts dual charging by connecting the first plug of the infrastructure charger to the first inlet and the second plug of the infrastructure charger to the second inlet, the infrastructure charger It is characterized in that each independently transmits a charging message including charging parameters of the master battery and the slave battery to the infrastructure charger through a PLC modem communicating with the power line.
또한, 본 발명의 제3국면은 마스터 배터리 및 슬레이브 배터리를 동시에 충전하는 전기자동차 충전 방법으로서:In addition, a third aspect of the present invention is an electric vehicle charging method for simultaneously charging a master battery and a slave battery:
인프라 충전기의 제1플러그를 전기자동차의 마스터 배터리를 충전하기 위한 제1인렛에 연결되도록 하고, 상기 인프라 충전기의 제2플러그를 배터리의 용량이 상기 마스터 배터리의 용량 이하 값을 갖는 슬레이브 배터리를 충전하기 위한 제2인렛에 연결되도록 함으로써 한 대의 인프라 충전기와 한 대의 전기자동차를 2:2의 충전관계로 셋업하는 단계; The first plug of the infrastructure charger is connected to the first inlet for charging the master battery of the electric vehicle, and the second plug of the infrastructure charger is used to charge the slave battery having a capacity equal to or less than that of the master battery. setting up one infrastructure charger and one electric vehicle in a charging relationship of 2:2 by connecting to a second inlet for
상기 전기자동차는 상기 인프라 충전기와 전력선 통신을 하는 PLC 모뎀을 통해 상기 인프라 충전기로 상기 마스터 배터리 및 상기 슬레이브 배터리의 충전 파라미터를 포함하는 충전 메시지를 각각 독립적으로 전송하는 단계; 및independently transmitting, by the electric vehicle, a charging message including charging parameters of the master battery and the slave battery to the infrastructure charger through a PLC modem that communicates with the infrastructure charger; and
마스터 배터리 및 슬레이브 배터리를 동시에 충전하되, 충전이 진행되는 동안, 상기 전기자동차는 상기 마스터 배터리 및 상기 슬레이브 배터리의 절연과 배터리 상태가 상기 인프라 충전기 제어장치에 의해 주기적으로 모니터링되도록 통신을 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Charging the master battery and the slave battery at the same time, while charging is in progress, the electric vehicle maintains communication so that the insulation and battery status of the master battery and the slave battery are periodically monitored by the infrastructure charger control device. characterized by including.
본 발명에 따르면 더 효과적으로 전기자동차의 배터리 용량을 크게 할 수 있으며, 그에 따라 더 경제적으로 주행거리를 늘릴 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 전기자동차에는 마스터 배터리와 슬레이브 배터리가 내장되어 있고, 이를 동시에 충전할 수 있고 각각 개별적으로 충전할 수 있기 때문에 시스템 구성을 유연하게 할 수 있는 장점이 있다. 충전 시간도 단축시킬 수 있다. According to the present invention, it is possible to more effectively increase the battery capacity of the electric vehicle, and accordingly, there is an advantage that the mileage can be more economically increased. The electric vehicle of the present invention has a built-in master battery and a slave battery, which can be charged at the same time and can be individually charged, so that the system configuration can be flexibly. Charging time can also be shortened.
두 개의 배터리를 장착해야 한다는 점에서 본 발명의 장점은 소형 전기자동차보다는 상용차에 더 유리할 것으로 기대된다.The advantage of the present invention in that two batteries must be installed is expected to be more advantageous for commercial vehicles than for small electric vehicles.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if it is an effect not explicitly mentioned herein, it is added that the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their potential effects are treated as described in the specification of the present invention.
도 1은 본 발명에서 전기자동차(10)와 인프라 충전기(20)의 구성과 관계를 개념적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 전기자동차 내부 배터리 충전부(100)의 구성 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에서 마스터 배터리(151)와 슬레이브 배터리(152)의 병렬 배터리 시스템(150)을 구축한 전기자동차에서 보다 상세한 내부 충전 제어 시스템을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에서 전기자동차(10)와 충전기(20) 사이에서 마스터 배터리와 슬레이브 배터리를 충전하는 절차를 개략적으로 나타낸다.
도 5는 전기자동차(10)와 충전기(20) 사이에서 행해지는 통신 프로토콜을 자세히 나타낸다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.1 conceptually shows the configuration and relationship of the
2 shows a configuration example of the electric vehicle internal
3 shows a more detailed internal charge control system in an electric vehicle in which a
4 schematically shows a procedure for charging a master battery and a slave battery between the
FIG. 5 shows in detail a communication protocol performed between the
※ It is revealed that the accompanying drawings are exemplified as a reference for understanding the technical idea of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereby.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the drawings, the configuration of the present invention guided by various embodiments of the present invention and effects resulting from the configuration will be described. In the description of the present invention, if it is determined that the subject matter of the present invention is unnecessarily obscure as it is obvious to those skilled in the art with respect to related known functions, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 기술사상에 따른 전기자동차(10)와 인프라 충전기(EVSE: Electric vehicle supply equipment)(20)의 구성과 관계를 개념적으로 나타낸다.1 conceptually shows the configuration and relationship of an
본 발명의 전기자동차(10)에는 배터리를 충전하기 위한 두 개의 인렛(11, 12)이 설치되어 있다. 내장된 배터리는 인렛(11, 12))과 일대일로 대응한다. 그러므로 후술하는 바와 같이 마스터 배터리와 슬레이브 배터리, 2개의 배터리가 내장된다. In the
주행 배터리가 두 개 있으므로 두 개 배터리 중 하나만 충전하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 두 개 배터리를 동시에 충전하는 것도 가능하다. 본 발명은 특히 두 개 배터리를 동시에 충전하는 기술에 관련된다. 배터리를 충전하는 방식으로는 DC 급속 충전과 AC 완속 충전이 있다.Since there are two driving batteries, it is not only possible to charge one of the two batteries, but it is also possible to charge both batteries at the same time. The present invention relates in particular to the technique of charging two batteries simultaneously. There are two ways to charge the battery: DC fast charging and AC slow charging.
인프라 충전기(20)에는 두 개의 충전 케이블(23, 25)가 있다. 충전 케이블(23, 25)의 플러그(21, 22)를 전기자동차(10)의 인렛(11, 12)에 삽입해서 충전을 실시한다. 사용자는 디스플레이 화면(29)에서 충전 방식과 결제 등에 관한 미리 정해진 프로세스를 실행한다.The
종래에는 인프라 충전기와 전기자동차가 일대일 혹은 이대일로 연결되었다. 전기자동차에는 배터리가 하나밖에 없고 인렛도 하나만 있으므로, 충전기의 플러그도 하나만 꽂을 수 밖에 없었다. 연결되지 않은 충전 케이블은 아무것도 하지 않거나 혹은 다른 전기자동차를 충전하였다. 그러나 본 발명에서는, 예컨대 충전 플러그(21)를 제1인렛(11)에 꽂고, 충전 플러그(22)를 제2인렛(12)에 연결하여 하나의 전기자동차가 두 개의 플러그(21, 22)로 내장 배터리를 동시에 충전하는 것이 가능해진다.Conventionally, infrastructure chargers and electric vehicles have been connected one-to-one or two-to-one. Since electric vehicles have only one battery and only one inlet, only one plug of the charger can be plugged in. Unplugged charging cables do nothing or charge other electric vehicles. However, in the present invention, for example, by plugging the
한편, 다양한 플러그 유형이 사용될 수 있다. 인렛(11, 12)에 꽂아 사용될 수 있는 플러그라면 그 종류에 제한되지 않는다. 예컨대, CCS1, CCS2, CHAdeMO 등의 DC 충전방식의 플러그를 사용할 수 있다. 또한 J1772, Mennekes 등의 AC 충전방식의 플러그를 사용할 수도 있다. 이와 같은 플러그가 연결될 수 있는 인렛(11, 12)은 차량의 다양한 위치에 설치될 수 있다. 플러그(21, 22)를 꽂아 배터리를 충전할 수 있는 인렛의 기능을 실현할 수 있다면 어느 위치여도 좋다.On the other hand, various plug types may be used. As long as it is a plug that can be inserted into the
인렛(11, 12)과 플러그(21, 22)가 연결되고, 비용결제가 정해지면 인프라 충전기(20)는 두 개의 루트로 전기자동차(10)에 전력을 공급함과 동시에 실시간으로 통신한다. 후술하는 바와 같이 전력선 통신을 행하는 것이 바람직하다.When the
도 2는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 전기자동차 내부의 배터리 충전부(100)의 구성을 개략적으로 도시하였다. 2 schematically shows the configuration of a
전술한 바와 같이 전기자동차 내부에는 마스터 배터리(51)와 슬레이브 배터리(52)가 설치된다. 바람직하게는 슬레이브 배터리(52)의 용량은 마스터 배터리의 용량과 같거나 그보다 작은 것이 좋다. 예컨대 마스터 배터리(51)와 슬레이브 배터리(52)는 동일 규격의 같은 용량을 같는 배터리일 수 있다. 또한 마스터 배터리(51)의 용량이 슬레이브 배터리(52)의 용량보다 더 크고 물리적인 규격도 큰 배터리일 수 있다. 예컨대 마스터 배터리(51)의 용량은 60kwh이고, 슬레이브 배터리(52)는 40kwh 용량의 배터리로 구성할 수 있다.As described above, the
바람직한 어느 실시예에서 마스터 배터리(51)와 슬레이브 배터리(52)는 병렬로 연결되어 있을 수 있다. 이 경우 마스터 배터리(51)와 슬레이브 배터리(52)는 릴레이로 연결된다. 바람직한 다른 실시예에서 마스터 배터리(51)와 슬레이브 배터리(52)는 직렬로 연결될 수 있다. 어떤 실시예에서도 충전 시에는 마스터 배터리(51)와 슬레이브 배터리(52)가 전기적으로 절연 상태가 되도록 동작한다.In a preferred embodiment, the
배터리 충전부(100)는 하이브리드 컨트롤러(Hybrid EV Controller: HEVC)(110), PLC 모뎀(120), BMS(Battery Management System)(130)을 포함한다.The
HEVC(110)는 마스터 배터리(51)를 충전하는 충전 시스템과 슬레이브 배터리(52)를 충전하는 충전 시스템, 두 개의 충전 시스템을 관리한다. 여기서 '하이브리드'라 함은 두 개의 배터리 중 하나의 배터리만 충전하는 것도 가능하고, 듀얼 배터리를 동시에 충전하는 것도 가능하다는 의미를 나타낸다. The
PLC 모뎀(120)은 본 발명의 충전 시스템을 이용하여 두 개의 배터리를 동시에 충전하는 과정에서 인프라 충전기와의 통신 프로토콜에 따라 통신을 하는 역할을 한다. PLC 모뎀(120)을 통한 충전기와 통신은 전력선 통신(Power Line Communication)으로 행해진다. PLC 모뎀(120)의 구성에 의해 충전기의 플러그를 차량의 인렛에 꽂아 연결하면 전력선 통신을 할 수 상태가 된다.The
BMS(130)는 배터리이 충전 및 상태를 관리하고 HEVC(110)로 배터리 정보를 전달한다.The
도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따라 도 2의 내부 구성을 보다 구체적으로 예시하고 있다.Fig. 3 more specifically illustrates the internal configuration of Fig. 2 according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 특히 마스터 배터리(51)와 슬레이브 배터리(52)를 병렬로 연결한 병렬 배터리 시스템(150)에 관한다. 마스터 배터리(51)와 슬레이브 배터리(52)는 릴레이(55)로 연결되며, 주행 시에는 마스터 배터리(51)와 슬레이브 배터리(52)를 병렬로 연결하고, 충전 시에는 릴레이(55)를 오픈하여 마스터 배터리(51)와 슬레이브 배터리(52)의 전기적인 연결을 차단한다.3 particularly relates to a
HEVC(110), PLC 모뎀(120), OBC(On Board Chager, 140), BMS(130)는 서로 CAN 통신으로 신호와 정보를 주고받는다.
PLC 모뎀은 외부 디바이스의 인프라 충전기와 통신을 하는 역할을 하며, 전술한 바와 같이 CAN 통신이 아닌 전력선 통신을 수행한다. 마스터 배터리(51)와 슬레이브 배터리(52)를 충전하려면 지속적으로 통신이 이루어져 하고, 이는 후술한다. 다만, 하나의 PLC 모뎀으로 두 개의 배터리 충전 메시지를 충전기로 전송해야 하기 때문에, 바람직하게는 PLC 모뎀 내부의 ECU는 마더(Mother) ECU와 차일드(Child) ECU로 구성된다. 또한, 마스터 배터리 충전 관련 메시지의 제어는 마더 ECU를 우선 순위로 충전 메시지를 교환한다.The PLC modem serves to communicate with the infrastructure charger of an external device, and performs power line communication, not CAN communication, as described above. In order to charge the
차량의 충전 시스템을 관리하는 HEVC(110)는 BMS(130)으로부터 전달받은 배터리 정보를 바탕으로 차량의 충전 시스템을 관리하는데, 바람직한 실시예에서는 마스터 배터리(151)의 충전 관련 제어를 우선하고, 마스터 배터리(151)의 충전 시작 후에 순차적으로 슬레이브 배터리의 충전을 관리한다.The
인렛(11, 12)을 통해 전달되는 충전기로부터의 충전전력은 DC-BOX(145)를 거쳐 병렬 배터리 시스템(150)을 구성하는 마스터 배터리(151) 또는 슬레이브 배터리(152)를 충전한다. The charging power from the charger transferred through the
도 4는 본 발명의 어느 실시예에 따라 전기자동차(10)와 인프라 충전기(20)를 연결하여 충전하는 프로세스에 대해 개략적으로 나타내었다. 4 schematically shows a process of connecting and charging the
바람직하게는 플러그를 연결하여 충전하는 순서는 마스터 배터리, 슬레이브 배터리 순서로 진행한다.Preferably, the charging sequence by connecting the plug proceeds in the order of the master battery and the slave battery.
사용자는 인프라 충전기(20)의 디스플레이 화면에서 듀얼 배터리 충전 프로세스임을 선택할 수 있다(S100). 이 S100 단계는 먼저 전기자동차의 인렛들에 충전 케이블들을 모두 플러그 인을 한 다음에, 즉 S120 단계 이후에 진행하는 것도 좋다.The user may select a dual battery charging process on the display screen of the infrastructure charger 20 (S100). In this step S100, it is also good to first plug in all the charging cables to the inlets of the electric vehicle, that is, to proceed after step S120.
전기자동차(10)의 제1인렛에 인프라 충전기(20)의 어느 한 충전 케이블의 플러그를 삽입하여 마스터 배터리에 대한 플러그 인을 실시한다(S110). 다음으로 전기자동차(10)의 제2인렛에 인프라 충전기(20)의 다른 충전 케이블의 플러그를 삽입하여 슬레이브 배터리에 대한 플러그 인을 실시한다(S120). By inserting a plug of any one charging cable of the
S110 단계와 S120 단계는 각각 독립적으로 진행되며, 따라서 전기자동차(10)와 인프라 충전기(20) 사이의 프로토콜에 의해 셋업(setup) 프로세스가 개시된다.Steps S110 and S120 are each performed independently, and thus a setup process is initiated by a protocol between the
정해진 프로세스에 의해 마스터 배터리에 대한 충전 메시지를 전기자동차(10)와 인프라 충전기(20)가 서로 주고받으며 마스터 배터리를 충전한다(S130). 또한, 정해진 프로세스에 의해 슬레이브 배터리에 대한 충전 메시지를 전기자동차(10)와 인프라 충전기(20)가 서로 주고받으며 슬레이브 배터리를 충전한다(S140). S130 단계와 S140 단계의 각각의 상세 과정은 서로 독립적으로 진행된다.The
충전이 완료되면 마스터 배터리에 대한 절차를 종료하고(S150), 마찬가지로 슬레이브 배터리에 대한 충전 절차를 종료한다(S160).When charging is completed, the procedure for the master battery is terminated (S150), and similarly, the charging procedure for the slave battery is terminated (S160).
본 발명에서는 도 5와 같은 전기자동차(10)와 인프라 충전기(20) 사이에서 충전하는 과정에서 리퀘스트(request)와 응답(response)으로 행해지는 통신 프로세스는 마스터 배터리에 대한 프로세스와 슬레이브 배터리에 대한 프로세스가 각각 독립적으로 실행된다. 각각 독립적으로 규약을 동시에 실행되도록 할 수 있으며, 또는 약간의 시간 차이를 둬서 수 있으며 실행되도록 할 수 있다. 어떤 경우라도, 마스터 배터리에 대한 충전 프로세스가 종료된 다음에 비로소 슬레이브 배터리에 대한 충전 프로세스가 개시되는 점을 첨언해 둔다. In the present invention, the communication process performed as a request and a response in the process of charging between the
전기자동차(10)와 인프라 충전기(20) 사이의 통신 및 전력전송은 세 가지 국면으로 구별될 수 있다. 셋업(setup), 충전(charging) 및 종료(finalization)이다. Communication and power transmission between the
사용자가 충전 케이블을 자동차에 연결한다. 그러면 전기자동차(10)와 인프라 충전기(20)는 전류를 감지하고, 컨트롤 파일럿 프로토콜을 개시한다. 이때의 통신 규약은 IEC61851로 정의되어 있다. 전기자동차(10)와 충전기(20)가 준비되면, 이 두 디바이스는 PLC 통신을 하기 위해 HPGP(HomePlug Green PHY) 전력선 통신기술에 의해 정해진 SLAC에 의해 연결을 초기화한다. 이렇게 함으로써 두 디바이스가 전기적으로 연결되고 PLC 연결도 된 다음에는, 바람직하게는 전기자동차(10)는 SDP 패킷을 충전기(20)로 보내서 충전기의 IP 어드레스와 포트 번호를 식별하고 TCP 연결을 한다. 전기자동차(10)와 충전기(20)는 TCP 패킷을 서로 교환하면서 충전 절차를 제어하는데, 이 절차는 앞에서 언급한 것처럼, 셋업, 충전, 그리고 종료이다. 그리고 이들 규약은 ISO15118로 정의되어 있다. The user connects the charging cable to the car. Then, the
셋업은 도 5에 도시되어 있는 것처럼, 다음과 같은 프로세스가 포함된다. The setup includes the following process as shown in FIG. 5 .
- Supported Application Protocol Request- Supported Application Protocol Request
- Supported Application Protocol Response- Supported Application Protocol Response
- Session Setup Request- Session Setup Request
- Session Setup Response- Session Setup Response
- Service Discovery Request- Service Discovery Request
- Service Discovery Response- Service Discovery Response
- Payment Service Selection Request- Payment Service Selection Request
- Payment Service Selection Response- Payment Service Selection Response
- Payment Details Request (PNC)- Payment Details Request (PNC)
- Payment Details Response (PNC)- Payment Details Response (PNC)
- Authorization Request- Authorization Request
- Authorization Response- Authorization Response
- Charge parameter Discovery Request- Charge parameter Discovery Request
- Charge parameter Discovery Response- Charge parameter Discovery Response
위와 같은 셋업 절차에서는 마스터 배터리 및 슬레이브 배터리에 대해 각각 독립적으로 듀얼 동시 충전에 관한 서비스 정보, 프로토콜 버전, 비용지불 방법, 사용자 신원정보, 차량의 배터리 시스템이 요구하는 충전 전류, 전압, 파워 정보를 포함한 다양한 파라미터를 주고받는다. 즉, 전기자동차 관점에서는 마스터 배터리 및 슬레이브 배터리의 충전 파라미터를 각각 독립적으로 충전기쪽으로 전송한다.In the setup procedure above, service information regarding dual simultaneous charging, protocol version, payment method, user identity information, and charging current, voltage, and power information required by the vehicle's battery system are included for the master battery and the slave battery independently of each other. Various parameters are exchanged. That is, from the perspective of the electric vehicle, the charging parameters of the master battery and the slave battery are each independently transmitted to the charger.
충전 국면은 다음과 같은 프로세스가 포함된다.The charging phase includes the following processes.
- Cable Check Request- Cable Check Request
- Cable Check Response- Cable Check Response
- PreCharge Request- PreCharge Request
- PreCharge Response- PreCharge Response
- Power Delivery (start) Request- Power Delivery (start) Request
- Power Delivery (start) Response- Power Delivery (start) Response
- Current Demand Request- Current Demand Request
- Current Demand Response- Current Demand Response
- Power Delivery (stop) Request- Power Delivery (stop) Request
- Power Delivery (stop) Response- Power Delivery (stop) Response
- Welding Detection Request- Welding Detection Request
- Welding Detection Response- Welding Detection Response
위와 같은 충전 절차에서 충전기에서 전기자동차로 에너지를 전달한다. 에너지를 전달하는 동안에 마스터 배터리 및 슬레이브 배터리는 각각 독립적으로 상태 정보를 계속 교환해야 하며, 또한 각각 독립적으로 리퀘스트와 응답이 행해져야 한다.In the above charging procedure, energy is transferred from the charger to the electric vehicle. During energy transfer, the master battery and the slave battery must independently exchange status information, and each independently requests and responds.
마지막으로 종료 절차에서는 연결을 해제하기 전에 안전성을 체크해야 한다. Finally, in the termination procedure, safety should be checked before disconnecting the connection.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한번 첨언한다.The protection scope of the present invention is not limited to the description and expression of the embodiments explicitly described above. In addition, it is added once again that the protection scope of the present invention cannot be limited due to obvious changes or substitutions in the technical field to which the present invention pertains.
Claims (6)
상기 병렬 배터리 시스템을 관리하는 EV 컨트롤러가, 상기 제1인렛에 인프라 충전기의 제1플러그가 연결되고, 상기 2인렛에 상기 인프라 충전기의 제2플러그가 연결되어 듀얼 충전을 개시할 때, 상기 릴레이가 오픈되도록 제어하고, 상기 인프라 충전기와 전력선 통신을 하는 PLC 모뎀을 통해 상기 인프라 충전기로 상기 마스터 배터리 및 상기 슬레이브 배터리의 충전 파라미터를 포함하는 충전 메시지를 각각 독립적으로 전송하는 것을 특징으로 하는, 마스터 배터리 및 슬레이브 배터리를 동시에 충전하는 전기자동차.
The vehicle is provided with a first inlet for charging the master battery and a second inlet for charging a slave battery whose battery capacity is less than or equal to that of the master battery, and the master battery and the slave battery use a relay. It consists of a parallel battery system connected in parallel by
When the EV controller managing the parallel battery system starts dual charging by connecting the first plug of the infrastructure charger to the first inlet and the second plug of the infrastructure charger to the second inlet, the relay Control to be opened, characterized in that each independently transmits a charging message including charging parameters of the master battery and the slave battery to the infrastructure charger through a PLC modem that communicates with the infrastructure charger, a master battery and An electric vehicle that simultaneously charges the slave battery.
상기 차량과 상기 인프라 충전기 사이에서 행해지는 프로토콜에서 Cable Check, PreCharge, Power Delivery Start, Current Demand, Power Delivery Stop 및 Welding Detection는 상기 마스터 배터리와 상기 슬레이브 배터리에 대해서 각각 독립적으로 리퀘스트(Request)와 응답(Response)이 행해지는 것인, 마스터 배터리 및 슬레이브 배터리를 동시에 충전하는 전기자동차.
According to claim 1,
In the protocol performed between the vehicle and the infrastructure charger, Cable Check, PreCharge, Power Delivery Start, Current Demand, Power Delivery Stop, and Welding Detection independently request and respond to the master battery and the slave battery. Response) is performed, an electric vehicle that simultaneously charges a master battery and a slave battery.
상기 듀얼 배터리 시스템을 관리하는 EV 컨트롤러가, 상기 제1인렛에 인프라 충전기의 제1플러그가 연결되고, 상기 2인렛에 상기 인프라 충전기의 제2플러그가 연결되어 듀얼 충전을 개시할 때, 상기 인프라 충전기와 전력선 통신을 하는 PLC 모뎀을 통해 상기 인프라 충전기로 상기 마스터 배터리 및 상기 슬레이브 배터리의 충전 파라미터를 포함하는 충전 메시지를 각각 독립적으로 전송하는 것을 특징으로 하는, 마스터 배터리 및 슬레이브 배터리를 동시에 충전하는 전기자동차.
The vehicle is provided with a first inlet for charging a master battery and a second inlet for charging a slave battery having a battery capacity equal to or less than that of the master battery, and the master battery and the slave battery are connected in series It consists of a dual battery system that
When the EV controller that manages the dual battery system starts dual charging by connecting the first plug of the infrastructure charger to the first inlet and the second plug of the infrastructure charger to the second inlet, the infrastructure charger An electric vehicle charging a master battery and a slave battery at the same time, characterized in that each independently transmits a charging message including charging parameters of the master battery and the slave battery to the infrastructure charger through a PLC modem communicating with a power line .
상기 전기자동차는 상기 인프라 충전기와 전력선 통신을 하는 PLC 모뎀을 통해 상기 인프라 충전기로 상기 마스터 배터리 및 상기 슬레이브 배터리의 충전 파라미터를 포함하는 충전 메시지를 각각 독립적으로 전송하는 단계; 및
마스터 배터리 및 슬레이브 배터리를 동시에 충전하되, 충전이 진행되는 동안, 상기 전기자동차는 상기 마스터 배터리 및 상기 슬레이브 배터리의 절연과 배터리 상태가 상기 인프라 충전기 제어장치에 의해 주기적으로 모니터링되도록 통신을 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마스터 배터리 및 슬레이브 배터리를 동시에 충전하는 전기자동차 충전 방법.
The first plug of the infrastructure charger is connected to the first inlet for charging the master battery of the electric vehicle, and the second plug of the infrastructure charger is used to charge the slave battery having a capacity equal to or less than that of the master battery. setting up one infrastructure charger and one electric vehicle in a charging relationship of 2:2 by connecting to a second inlet for
independently transmitting, by the electric vehicle, a charging message including charging parameters of the master battery and the slave battery to the infrastructure charger through a PLC modem that communicates with the infrastructure charger; and
Charging the master battery and the slave battery at the same time, while charging is in progress, the electric vehicle maintains communication so that the insulation and battery status of the master battery and the slave battery are periodically monitored by the infrastructure charger control device. An electric vehicle charging method for simultaneously charging a master battery and a slave battery, comprising:
상기 마스터 배터리와 상기 슬레이브 배터리는 릴레이를 사용하여 병렬로 연결되는 병렬 배터리 시스템이며, 충전 시 상기 릴레이를 오픈하는 것인, 마스터 배터리 및 슬레이브 배터리를 동시에 충전하는 전기자동차 충전 방법.
5. The method of claim 4,
The master battery and the slave battery are parallel battery systems connected in parallel using a relay, and the relay is opened during charging.
상기 전기자동차와 상기 인프라 충전기 사이에서 행해지는 프로토콜에서 Cable Check, PreCharge, Power Delivery Start, Current Demand, Power Delivery Stop 및 Welding Detection는 상기 마스터 배터리와 상기 슬레이브 배터리에 대해서 각각 독립적으로 리퀘스트(Request)와 응답(Response)이 행해지는 것인, 마스터 배터리 및 슬레이브 배터리를 동시에 충전하는 전기자동차 충전 방법.
5. The method of claim 4,
In the protocol performed between the electric vehicle and the infrastructure charger, Cable Check, PreCharge, Power Delivery Start, Current Demand, Power Delivery Stop, and Welding Detection independently request and respond to the master battery and the slave battery. (Response) is done, an electric vehicle charging method for simultaneously charging the master battery and the slave battery.
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US20220072967A1 (en) * | 2020-09-08 | 2022-03-10 | Ford Global Technologies, Llc | Electric vehicle supply equipment synchronization and charging connector devices |
US20230173931A1 (en) * | 2021-12-08 | 2023-06-08 | Ford Global Technologies, Llc | Charge adapters for electrified vehicle charging systems |
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