KR20210119718A - 전기자동차 충전 제어 방법, 이를 이용한 충전 제어 장치 및 전기자동차 - Google Patents

전기자동차 충전 제어 방법, 이를 이용한 충전 제어 장치 및 전기자동차 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차 충전 제어 방법, 이를 이용한 충전 제어 장치 및 전기자동차에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전 제어 방법은,충전기로부터 전송되는 PLC 통신 메시지의 타임아웃(timeout)으로 인해 충전을 중단하면, 상기 충전기의 식별 정보와 충전중단 전류값을 저장하는 단계; 재충전시, 상기 충전기의 식별 정보를 이용하여 상기 충전 중단시와 동일한 충전기를 통해 재충전이 진행되는지를 확인하는 단계; 및 상기 충전 중단시와 동일한 충전기를 통해 재충전이 진행되는 경우, 상기 충전기의 충전중단 전류값을 기초로 하여 상기 충전기의 충전전류를 조절하는 단계;를 포함한다.

Description

전기자동차 충전 제어 방법, 이를 이용한 충전 제어 장치 및 전기자동차{CHARGING CONTORL METHOD OF ELECTRIC VEHICLE, CHARGING CONTROL DEVICE AND ELECTRIC VEHICLE USING THE SAME}
본 발명은 전기자동차 충전 제어 방법, 이를 이용한 충전 제어 장치 및 전기자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충전기와 충전을 진행하면서 CP 라인 노이즈에 의한 PLC 통신 메시지의 타임아웃(timeout)으로 인해 충전이 중단된 후, 충전기를 통해 다시 충전을 진행할 경우 충전에서 발생하는 CP 라인 노이즈를 저감하여 충전을 제어함으로써, PSD(Power Spectrum Density)에 대한 충전표준을 만족하지 않는 충전기에서도 충전 중단 없이 충전을 지속시키기 위한, 전기자동차 충전 제어 방법, 이를 이용한 충전 제어 장치 및 전기자동차에 관한 것이다.
최근 들어, 전기자동차 시장의 확대, 글로벌 메이커 및 신흥 메이커의 전기자동차 개발 확대에 힘입어 전기자동차 관련 국제 표준화는 진화를 거듭하고 있고 국가간 표준 선점을 위한 노력이 치열하게 전개되고 있다.
전기자동차는 전력망에서 전기를 배터리에 충전하여 구동하는 자동차로서 충전인프라와 밀접하게 관련되어 있다.
이러한 충전인프라는 전기자동차와 플러그인 하이브리드자동차의 충전을 위한 시스템으로, 전기자동차 충전을 위한 스마트그리드 연계 기반의 충전시스템 기술(충전 인터페이스, 차량 탑재형 충전기, 외치형 충전기, 전력량 계측 및 과금 등)과 서비스 측면에서의 운용 효용성 확보를 위한 전기차 운행정보 수집 및 운용 행태 모니터링 기술, 그리고 전력계통과의 연계를 통한 효율적 운용이 고려된 스마트그리드 연계 기술 등을 포함할 수 있다.
이러한 충전인프라는 전기자동차의 보급 확산에 따라 더욱 중요성이 커지면서 국제 표준화 노력이 함께 진행되고 있다.
특히, 충전인터페이스에 관한 국제 표준은 IEC 62196-X로서 전원 방식에 따라 달라진다. 즉, IEC 62196-1은 전기자동차용 커넥터-인렛 공통 표준이고, IEC 62196-2는 교류 전기자동차용 커넥터-인렛 표준이며, IEC 62196-3은 직류 전기자동차용 커넥터-인렛 표준이다.
여기서, 직류충전 방식은 유럽과 미국이 연합하여 콤보 방식을 국제 표준으로 제안하였다. 콤보 방식은 급속과 완속용 인렛을 한 개만 장착하면 되므로 디자인 및 비용 측면에서 유리한 점이 많다. 이러한 콤보 방식은 유럽의 경우 7핀 콤보, 미국의 경우 5핀 콤보를 표준으로 정하고 있다.
한편, 콤보 방식은 전기자동차와 충전기 간의 통신을 위해 전력선통신(Power Line Communication, 이하 'PLC'라 함) 기술을 사용한다.
이와 관련하여, 국제 충전표준(DIN 70121, ISO 15118)에서 전기자동차와 충전기 간에 만족해야 하는 PSD(Power Spectrum Density)에 대한 부분이 표준으로 정의되어 있다.
그래서, 전기자동차는 충전 인렛 기준으로 충전 표준을 만족하기 위해 PLC 통신 신호세기 튜닝 과정을 진행한다.
하지만, 충전기는 충전 커넥터 기준으로 PLC 통신 신호세기 튜닝 과정을 진행하고 있지 않을 뿐 아니라, PLC 통신 신호세기와 관련된 표준 내용을 만족하고 있지 않다.
즉, 충전기는 PLC 통신 신호세기와 관련된 표준 내용을 만족시키지 않는 경우, 전기자동차에 급속 충전을 진행할 때 충전 전류가 상승하면서 발생하는 노이즈가 PLC 통신 신호세기 보다 커질 수 있다.
이 경우, 전기자동차는 충전기로부터 전송되는 PLC 통신 메시지를 확인할 수 없게 되는 타임아웃(timeout)으로 진단할 때, 충전 종료 시퀀스로 진입하게 되어 충전이 중단된다. 이때, 전기자동차는 동일한 충전기와 재충전을 진행하더라도, 충전 중단 현상을 반복하기 때문에 사용자에게 혼란과 불편함을 줄 수 있다.
따라서, 전기자동차는 PLC 통신 신호세기와 관련된 표준 내용을 만족시키지 않는 충전기를 이용하더라도 충전 중단 현상을 방지할 수 있는 방안이 마련될 필요성이 있다.
한국 등록특허공보 제10-1181109호 (2012.09.03 등록)
본 발명의 목적은 충전기와 충전을 진행하면서 CP 라인 노이즈에 의한 PLC 통신 메시지의 타임아웃(timeout)으로 인해 충전이 중단된 후, 충전기를 통해 다시 충전을 진행할 경우 충전에서 발생하는 CP 라인 노이즈를 저감하여 충전을 제어함으로써, PSD(Power Spectrum Density)에 대한 충전표준을 만족하지 않는 충전기에서도 충전 중단 없이 충전을 지속시키기 위한, 전기자동차 충전 제어 방법, 이를 이용한 충전 제어 장치 및 전기자동차를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전 제어 방법은, 충전기로부터 전송되는 PLC 통신 메시지의 타임아웃(timeout)으로 인해 충전을 중단하면, 상기 충전기의 식별 정보와 충전중단 전류값을 저장하는 단계; 재충전시, 상기 충전기의 식별 정보를 이용하여 상기 충전 중단시와 동일한 충전기를 통해 재충전이 진행되는지를 확인하는 단계; 및 상기 충전 중단시와 동일한 충전기를 통해 재충전이 진행되는 경우, 상기 충전기의 충전중단 전류값을 기초로 하여 상기 충전기의 충전전류를 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 충전기의 충전전류를 조절하는 단계 이전에, 상기 충전중단 전류값 이하로 상기 충전목표 전류값을 설정하는 단계;를 더 포함하고, 상기 충전기의 충전전류를 조절하는 단계는, 상기 충전목표 전류값을 기준으로 상기 충전전류를 조절하는 것일 수 있다.
상기 충전기의 식별 정보는, 상기 충전기의 MAC(Media Access Control) 주소일 수 있다.
상기 PLC 통신 메시지의 타임아웃은, 상기 PLC 통신 메시지의 신호 세기 보다 CP 라인 노이즈의 세기가 이상일 때 발생하는 것일 수 있다.
상기 충전기의 충전전류를 조절하는 단계는, 상기 충전전류를 상기 충전목표 전류값 보다 작게 조절하여 상기 CP 라인 노이즈의 세기를 상기 PLC 통신 메시지의 신호 세기 보다 작게 제어하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 충전 제어 장치로서, 적어도 하나 이상의 프로세서; 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 저장하기 위한 메모리;를 포함하며, 상기 명령들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 충전 제어 장치로 하여금, 충전기로부터 전송되는 PLC 통신 메시지의 타임아웃(timeout)으로 인해 충전을 중단하면, 상기 충전기의 식별 정보와 충전중단 전류값을 저장하게 하고, 재충전시, 상기 충전기의 식별 정보를 이용하여 상기 충전 중단시와 동일한 충전기를 통해 재충전이 진행되는지를 확인하게 하며, 상기 충전 중단시와 동일한 충전기를 통해 재충전이 진행되는 경우, 상기 충전기의 충전중단 전류값을 기초로 하여 상기 충전기의 충전전류를 조절하게 하는 것일 수 있다.
상기 명령들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 충전 제어 장치로 하여금, 상기 충전기의 충전전류를 조절하기 이전에, 상기 충전중단 전류값 이하로 상기 충전목표 전류값을 설정하게 하고, 상기 충전기의 충전전류를 조절할 때, 상기 충전목표 전류값을 기준으로 상기 충전전류를 조절하게 하는 것일 수 있다.
상기 명령들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 충전 제어 장치로 하여금, 상기 충전기의 충전전류를 조절할 때, 상기 충전전류를 상기 충전목표 전류값 보다 작게 조절하여 상기 CP 라인 노이즈의 세기를 상기 PLC 통신 메시지의 신호 세기 보다 작게 제어하도록 하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차에 있어서, 휠 구동을 위한 모터; 상기 모터에 전력을 제공하는 배터리; 및 충전기와 상기 배터리의 충전을 진행하면서 CP 라인 노이즈에 의한 PLC 통신 메시지의 타임아웃으로 인해 충전이 중단된 후, 상기 충전 중단 시와 동일한 충전기를 통해 재충전을 진행할 경우 상기 충전기의 충전중단 전류값을 기초로 상기 충전기의 충전전류를 조절하기 위한 충전 제어 장치;를 포함할 수 있다.
상기 충전 제어 장치는, 급속 충전을 제어하기 위한 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)에 포함되거나 독립적인 구성으로 구현되는 것일 수 있다.
상기 충전 제어 장치는, 적어도 하나 이상의 프로세서; 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 저장하기 위한 메모리;를 포함하며, 상기 명령들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 충전 제어 장치로 하여금, 충전기로부터 전송되는 PLC 통신 메시지의 타임아웃(timeout)으로 인해 충전을 중단하면, 상기 충전기의 식별 정보와 충전중단 전류값을 저장하게 하고, 재충전시, 상기 충전기의 식별 정보를 이용하여 상기 충전 중단시와 동일한 충전기를 통해 재충전이 진행되는지를 확인하게 하며, 상기 충전 중단시와 동일한 충전기를 통해 재충전이 진행되는 경우, 상기 충전기의 충전중단 전류값을 기초로 하여 상기 충전기의 충전전류를 조절하게 하는 것일 수 있다.
본 발명은 충전기와 충전을 진행하면서 CP 라인 노이즈에 의한 PLC 통신 메시지의 타임아웃(timeout)으로 인해 충전이 중단된 후, 충전기를 통해 다시 충전을 진행할 경우 충전에서 발생하는 CP 라인 노이즈를 저감하여 충전을 제어함으로써, PSD에 대한 충전표준을 만족하지 않는 충전기에서도 충전 중단 없이 충전을 지속시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 PSD에 대한 충전표준을 만족하지 않는 충전기와 충전 실패 이후에 동일한 충전기로 재충전 시도시에 전기자동차에서 능동적으로 이전에 충전 중단된 충전기임을 구분하고, 충전중단 직전 전류를 참고하여 현재 충전전류를 조절하여 문제 충전기에서도 충전을 가능하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 별도의 하드웨어 장치의 추가 없이 PSD에 대한 충전표준을 만족하지 않는 충전기와 충전 중단 이후에 재충전시도시 충전 상태를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 전기자동차에서 충전기를 고려하여 충전을 지속하므로 충전 강건성 및 호환성을 증대할 수 있다.
또한, 본 발명은 현재의 전기자동차 충전시스템에도 하드웨어 추가 없이 소프트웨어 개선을 통해 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 충전 시스템을 나타낸 도면,
도 2는 충전기로부터 PLC 통신 메시지의 타임아웃에 따라 충전을 중단하는 경우를 설명하는 도면,
도 3은 도 2의 충전기에 의해 충전이 중단된 후 충전전류를 조절하여 재충전 유지하는 경우를 설명하는 도면,
도 4는 도 1의 통신 제어 장치의 구성을 설명하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전 제어 방법을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 충전 시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 충전기로부터 PLC 통신 메시지의 타임아웃에 따라 충전을 중단하는 경우를 설명하는 도면이며, 도 3은 도 2의 충전기에 의해 충전이 중단된 후 충전전류를 조절하여 재충전 유지하는 경우를 설명하는 도면이며, 도 4는 도 1의 통신 제어 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차(100)의 충전 시스템은 급속 충전을 제어하는 충전 제어 장치(110), 완속 충전을 제어하는 OBC(On Board Charger)(120), 배터리(battery)(140)를 최적으로 관리하여 안전성과신뢰성을 향상시키는 BMS(Battery Management System)(130), 전기를 충전하는 배터리(140)를 포함한다.
또한, 전기자동차(100)는 휠 구동을 위한 모터(미도시)를 더 포함하고, 모터는 배터리(140)에 의해 전력을 제공받는다.
여기서, 충전 제어 장치(110)는 급속 충전을 위한 PLC 통신 제어기인 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)에 포함되거나 독립적인 구성으로 구현될 수 있다.
그리고, 충전 제어 장치(110), OBC(120) 및 BMS(130)는 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 서로 연결될 수 있다.
특히, 충전 제어 장치(110)와 OBC(120)는 충전기(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)(200)와 충전 커넥터를 통해 연결될 수 있다. 여기서, 충전 제어 장치(110)는 1.8∼30㎒의 주파수대역을 사용하는 PLC 통신 방식으로 충전기(200)와 연결된다.
이때, 충전기(200)는 펄스폭 변조(PWM) 신호를 제어 파일럿(Control Pilot, CP) 라인을 통해 충전 제어 장치(110)와 OBC(120)로 전송한다. 그러면, 충전 제어 장치(110)와 OBC(120)는 PWM 신호의 듀티 비율(즉, 펄스 폭의 H 신호와 L 신호의 비율)을 통해 급속 충전인지 완속 충전인지를 판단한다.
전술한 바와 같이, CP 라인에는 전기자동차(100)와 충전기(200) 간에 충전을 진행할 때 충전전류가 상승하면, 고전압 DC 라인으로부터 노이즈가 유기된다. 이하, 고전압 DC 라인으로부터 유기되는 노이즈를 'CP 라인 노이즈'라 한다.
먼저, 충전기(200)가 PSD(Power Spectrum Density)에 대한 충전표준을 만족하는 경우에는 전기자동차(100)에 대한 충전 상태를 정상적으로 유지할 수 있다. 이때, 충전 제어 장치(110)는 충전기(200)로부터 PLC 통신 메시지를 정상적으로 수신할 수 있다.
하지만, 충전기(200)가 PSD(Power Spectrum Density)에 대한 충전표준을 만족하지 않는 경우에는 전기자동차(100)에 대한 충전을 정상적으로 유지할 수 없다. 이때, 충전 제어 장치(110)는 CP 라인 노이즈의 세기가 충전기(200)가 전송하는 PLC 통신 메시지의 신호 세기 이상일 때 PLC 통신 메시지를 수신할 수 없게 된다.
이와 같이, 충전 제어 장치(110)는 PLC 통신 메시지를 정상적으로 수신할 수 없으면, 충전표준에 정의된 바에 따라 PLC 통신 메시지의 미수신으로 인한 타임아웃(timeout) 상태로 진단하여 충전 중단 시퀀스로 진입한다. 여기서, 타임아웃 상태는 PLC 통신 메시지가 0.25초 이내로 수신되지 않는 경우일 수 있다.
이때, 충전 제어 장치(110)는 충전기(200)의 MAC(Media Access Control) 주소와 충전중단 전류값을 저장한다.
여기서, MAC 주소는 충전 제어 장치(110)와 충전기(200) 간 충전시 PLC 통신을 진행할 때 상호 공유하는 것으로, 네트워크 인터페이스에 할당된 고유 식별 주소이다. 즉, 충전 제어 장치(110)와 충전기(200) 각각은 고유한 MAC 주소를 가진다.
이러한 MAC 주소는 충전기(200)를 식별 가능하게 하는 고유한 주소 정보로서, 충전기(200)를 식별 가능하게 하는 식별 정보로 대신 적용될 수 있다. 여기서는 설명의 편의상 MAC 주소로 한정하여 설명하기로 한다.
또한, 충전중단 전류값은 전기자동차(100)와 충전기(200) 간에 충전을 진행할 때 충전전류가 상승할 수 있는 최대 임계 전류값으로 볼 수 있다. 즉, 충전중단 전류값은 PLC 통신 메시지가 타임아웃 상태로 진단되어 충전 중단 시퀀스로 진입하지 않도록 충전전류를 조절하기 위한 최대 임계 전류값일 수 있다.
이와 관련하여 도 2를 참조하여 설명하면, 전기자동차(100)와 충전기(200) 간에 충전을 진행하면, 충전전류(a)는 상승한다. 이때, CP 라인에는 고전압 DC 라인으로부터 CP 라인 노이즈(b)가 유기된다. CP 라인 노이즈(b)도 충전전류(a)가 상승함에 따라 상승한다. 다만, PLC 통신 메시지(c)의 신호 세기는 일정하다.
충전전류(a)의 상승에 따라 함께 상승하는 CP 라인 노이즈(b)의 세기는 PLC 통신 메시지(c)의 신호 세기와 같거나 커질 수 있다. 이 경우에는 충전 제어 장치(110)가 CP 라인 노이즈(b)에 의한 간섭으로 PLC 통신 메시지(c)를 정상적으로 수신할 수 없게 되므로, 결국 PLC 통신 메시지(c)의 타임아웃 상태를 진단한다. 이로써, 전기자동차(100)와 충전기(200) 간의 충전은 중단된다. 이때, 충전이 중단될 때 충전전류(a)의 전류값은 충전중단 전류값(예, 70A)이다.
한편, 충전 제어 장치(110)는 충전이 중단된 후, 충전기(200)를 통해 재충전을 진행하게 되는 경우 충전에서 발생하는 CP 라인 노이즈를 조절하면서 충전기(200)에 의한 재충전을 유지할 수 있다. 즉, 충전 제어 장치(110)는 충전표준을 만족하지 않는 충전기(200)에 의한 재충전을 중단 없이 계속 유지시키는 전기자동차(100)의 충전을 제어하게 된다.
구체적으로, 충전 제어 장치(110)는 충전 중단 이후에 재충전이 진행될 때, 충전기(200)를 통해 재충전이 진행되는지를 확인한다. 이는 충전 중단 이후에 재충전이 진행될 때, 충전기(200)가 아닌 제3의 충전기를 통해 재충전이 진행될 수도 있기 때문이다.
즉, 충전 제어 장치(110)는 충전 중단 이후에 재충전이 진행될 때, 충전기(200)의 MAC 주소를 이용하여 충전기(200)를 통해 재충전이 진행되는지를 확인한다. 이때, 충전 제어 장치(110)는 충전기(200)의 MAC 주소와 현재 충전을 다시 진행하는 충전기의 MAC 주소를 비교함에 따라 충전기(200)를 이용하여 재충전이 진행되는지를 확인한다.
다음으로, 충전 제어 장치(110)는 충전기(200)를 이용하여 재충전이 진행되는 경우, 충전기(200)의 충전중단 전류값을 이용하여 충전목표 전류값을 설정한 후 전기자동차(100)의 충전을 제어한다.
이때, 충전 제어 장치(110)는 충전목표 전류값을 기준으로 충전기(200)의 충전전류를 조절하면서 충전기(200)에 의한 재충전을 유지한다.
즉, 충전 제어 장치(110)는 충전기(200)에 의한 충전전류를 충전목표 전류값 보다 작게 조절하여 CP 라인 노이즈의 세기를 PLC 통신 메시지의 신호 세기 보다 작게 제어한다. 여기서, 충전목표 전류값은 충전중단 전류값 이하로 설정한다. 곧, 충전목표 전류값≤충전중단 전류값이다.
이와 관련하여 도 3을 참조하여 설명하면, 충전 제어 장치(110)는 충전기(200)를 이용하여 재충전이 되는 경우에, 충전전류(a)를 충전목표 전류값 보다 작게 조절한다.
부가적으로, 충전목표 전류값은 충전중단 전류값과 소정의 마진(α)을 두고 설정될 수 있다. 예를 들어, 충전중단 전류값이 70A라면, 충전목표 전류값은 69A일 수 있다. 이 경우에는 마진(α)이 1A가 된다.
또한, 충전전류(a)는 충전목표 전류값 보다 작게 조절되고, CP 라인 노이즈(b)의 세기도 PLC 통신 메시지(c)의 신호 세기 보다 작게 제어된다.
이로써, 전기자동차(100)와 충전기(200) 간의 충전은 충전기(200)가 충전표준을 만족하지 않더라도 충전 중단 없이 정상적으로 이루어진다.
아울러, 충전 제어 장치(110)는 후술할 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차(100)의 충전 제어 방법을 수행한다.
도 4를 참조하면, 충전 제어 장치(110)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)(111), 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 저장하기 위한 메모리(memory)(112), 충전기(200)와 PLC 통신하기 위한 통신부(113)를 포함한다.
이러한 충전 제어 장치(110)는 적어도 하나 이상의 프로세서(110)에 의해 메모리(112)에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령들이 실행될 때, 후술할 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전 제어 방법을 수행하게 된다.
여기서, 프로세서(111)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 그리고, 프로세서(111)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
또한, 메모리(112)는 하나의 저장 장치일 수 있거나, 또는 복수의 저장 엘리먼트의 집합적인 용어일 수 있다. 메모리에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령들은 실행가능한 프로그램 코드 또는 파라미터, 데이터 등일 수 있다. 그리고, 메모리(112)는 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있거나, 또는 자기 디스크 저장장치 또는 플래시(flash) 메모리와 같은 NVRAM(Non-Volatile Memory)을 포함할 수 있다.
또한, 통신부(113)는 PLC 통신을 통해 충전기(200)와 이더넷(ethernet) 기반으로 데이터를 송수신한다. 즉, 통신부(113)는 충전기(200)와 상호 MAC 주소를 공유하여 충전 시퀀스를 진행한다. 예를 들어, 충전기(200)의 MAC 주소는 '04:55:65:00:45:67', 전기자동차(100)의 MAC 주소는 '00:B0:52:FF:FF:02'일 수 있다. 이때, 충전이 중단될 때 저장되는 MAC 주소는 충전기(200)의 MAC 주소인 '04:55:65:00:45:67'이 된다.
이하, 후술할 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전 제어 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전 제어 방법을 나타낸 도면이다.
충전 제어 장치(110)는 전기자동차(100)에 탑재되어 배터리 충전을 제어하는 것으로서, 외부 충전인프라에 설치된 충전기(200)와 연동하여 충전을 진행한다(S101).
이후, 충전 제어 장치(110)는 충전기(200)로부터 전송되는 PLC 통신 메시지의 타임아웃을 진단함에 따라 충전을 중단한다(S102, S103). 이때, 충전 제어 장치(110)는 충전이 중단된 충전기(200)의 MAC 주소와 충전중단 전류값을 저장한다(S104).
한편, 충전 제어 장치(110)는 충전기(200)의 MAC 주소를 이용하여 충전기(200)를 통해 재충전이 진행되는지를 확인한다(S105).
그런 다음, 충전 제어 장치(110)는 충전기(200)를 통해 재충전이 진행되는 경우에(S105), 충전기(200)의 충전중단 전류값을 이용하여 충전목표 전류값을 설정하고(S106), 충전목표 전류값을 기준으로 충전기(200)의 충전전류를 조절하면서 충전기(200)에 의한 재충전을 유지한다(S107).
즉, 충전 제어 장치(110)는 충전전류를 충전목표 전류값 보다 작게 조절하여 CP 라인 노이즈의 세기를 PLC 통신 메시지의 신호 세기 보다 작게 제어함으로써 PLC 통신 메시지의 타임아웃 진단에 의한 충전 중단 발생을 방지할 수 있다.
일부 실시 예에 의한 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.
100 ; 전기자동차 110 ; 충전 제어 장치
111 ; 프로세서 112 ; 메모리
130 ; 통신부 120 ; OBC(On Board Charger)
130 ; BMS(Battery Management System) 140 ; 배터리
200 ; 충전기

Claims (17)

  1. 충전기로부터 전송되는 PLC 통신 메시지의 타임아웃(timeout)으로 인해 충전을 중단하면, 상기 충전기의 식별 정보와 충전중단 전류값을 저장하는 단계;
    재충전시, 상기 충전기의 식별 정보를 이용하여 상기 충전 중단시와 동일한 충전기를 통해 재충전이 진행되는지를 확인하는 단계; 및
    상기 충전 중단시와 동일한 충전기를 통해 재충전이 진행되는 경우, 상기 충전기의 충전중단 전류값을 기초로 하여 상기 충전기의 충전전류를 조절하는 단계;
    를 포함하는 전기자동차 충전 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전기의 충전전류를 조절하는 단계 이전에, 상기 충전중단 전류값 이하로 상기 충전목표 전류값을 설정하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 충전기의 충전전류를 조절하는 단계는, 상기 충전목표 전류값을 기준으로 상기 충전전류를 조절하는 것인 전기자동차 충전 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전기의 식별 정보는,
    상기 충전기의 MAC(Media Access Control) 주소인 전기자동차 충전 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 PLC 통신 메시지의 타임아웃은,
    상기 PLC 통신 메시지의 신호 세기 보다 CP 라인 노이즈의 세기가 이상일 때 발생하는 것인 전기자동차 충전 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 충전기의 충전전류를 조절하는 단계는,
    상기 충전전류를 상기 충전목표 전류값 보다 작게 조절하여 상기 CP 라인 노이즈의 세기를 상기 PLC 통신 메시지의 신호 세기 보다 작게 제어하는 것인 전기자동차 충전 제어 방법.
  6. 충전 제어 장치로서,
    적어도 하나 이상의 프로세서;
    컴퓨터 판독 가능한 명령들을 저장하기 위한 메모리;를 포함하며,
    상기 명령들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 충전 제어 장치로 하여금,
    충전기로부터 전송되는 PLC 통신 메시지의 타임아웃(timeout)으로 인해 충전을 중단하면, 상기 충전기의 식별 정보와 충전중단 전류값을 저장하게 하고,
    재충전시, 상기 충전기의 식별 정보를 이용하여 상기 충전 중단시와 동일한 충전기를 통해 재충전이 진행되는지를 확인하게 하며,
    상기 충전 중단시와 동일한 충전기를 통해 재충전이 진행되는 경우, 상기 충전기의 충전중단 전류값을 기초로 하여 상기 충전기의 충전전류를 조절하게 하는 것인 충전 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 명령들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 충전 제어 장치로 하여금,
    상기 충전기의 충전전류를 조절하기 이전에, 상기 충전중단 전류값 이하로 상기 충전목표 전류값을 설정하게 하고,
    상기 충전기의 충전전류를 조절할 때, 상기 충전목표 전류값을 기준으로 상기 충전전류를 조절하게 하는 것인 충전 제어 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 충전기의 식별 정보는,
    상기 충전기의 MAC(Media Access Control) 주소인 충전 제어 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 PLC 통신 메시지의 타임아웃은,
    상기 PLC 통신 메시지의 신호 세기 보다 CP 라인 노이즈의 세기가 이상일 때 발생하는 것인 충전 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 명령들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 충전 제어 장치로 하여금,
    상기 충전기의 충전전류를 조절할 때, 상기 충전전류를 상기 충전목표 전류값 보다 작게 조절하여 상기 CP 라인 노이즈의 세기를 상기 PLC 통신 메시지의 신호 세기 보다 작게 제어하도록 하는 것인 충전 제어 장치.
  11. 전기자동차에 있어서,
    휠 구동을 위한 모터;
    상기 모터에 전력을 제공하는 배터리; 및
    충전기와 상기 배터리의 충전을 진행하면서 CP 라인 노이즈에 의한 PLC 통신 메시지의 타임아웃으로 인해 충전이 중단된 후, 상기 충전 중단 시와 동일한 충전기를 통해 재충전을 진행할 경우 상기 충전기의 충전중단 전류값을 기초로 상기 충전기의 충전전류를 조절하기 위한 충전 제어 장치;
    를 포함하는 전기자동차.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 충전 제어 장치는,
    급속 충전을 제어하기 위한 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)에 포함되거나 독립적인 구성으로 구현되는 것인 전기자동차.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 충전 제어 장치는,
    적어도 하나 이상의 프로세서;
    컴퓨터 판독 가능한 명령들을 저장하기 위한 메모리;를 포함하며,
    상기 명령들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 충전 제어 장치로 하여금,
    충전기로부터 전송되는 PLC 통신 메시지의 타임아웃(timeout)으로 인해 충전을 중단하면, 상기 충전기의 식별 정보와 충전중단 전류값을 저장하게 하고,
    재충전시, 상기 충전기의 식별 정보를 이용하여 상기 충전 중단시와 동일한 충전기를 통해 재충전이 진행되는지를 확인하게 하며,
    상기 충전 중단시와 동일한 충전기를 통해 재충전이 진행되는 경우, 상기 충전기의 충전중단 전류값을 기초로 하여 상기 충전기의 충전전류를 조절하게 하는 것인 전기자동차.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 명령들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 충전 제어 장치로 하여금,
    상기 충전기의 충전전류를 조절하기 이전에, 상기 충전중단 전류값 이하로 상기 충전목표 전류값을 설정하게 하고,
    상기 충전기의 충전전류를 조절할 때, 상기 충전목표 전류값을 기준으로 상기 충전전류를 조절하게 하는 것인 전기자동차.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 충전기의 식별 정보는,
    상기 충전기의 MAC(Media Access Control) 주소인 전기자동차.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 PLC 통신 메시지의 타임아웃은,
    상기 PLC 통신 메시지의 신호 세기 보다 CP 라인 노이즈의 세기가 이상일 때 발생하는 것인 전기자동차.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 명령들은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 충전 제어 장치로 하여금,
    상기 충전기의 충전전류를 조절할 때, 상기 충전전류를 상기 충전목표 전류값 보다 작게 조절하여 상기 CP 라인 노이즈의 세기를 상기 PLC 통신 메시지의 신호 세기 보다 작게 제어하도록 하는 것인 전기자동차.
KR1020200036196A 2020-03-25 2020-03-25 전기자동차 충전 제어 방법, 이를 이용한 충전 제어 장치 및 전기자동차 KR20210119718A (ko)

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