KR20240064378A - 전기자동차 충전구 진단장치 - Google Patents

전기자동차 충전구 진단장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단장치는 충전구 인터페이스의 제어 파일럿(CP, Control Pilot) 포트에 제1 제어 파일럿 신호를 인가하는 제어 파일럿 신호 인가부, 상기 제어 파일럿 포트와 연결되는 제1 부하부, 및 상기 제1 제어 파일럿 신호 인가시 상기 제어 파일럿 신호 인가부와 상기 제어 파일럿 포트를 연결하는 제1 연결부의 전압변화를 감지하고, 상기 제1 제어 파일럿 신호 및 상기 제1 연결부의 전압변화를 이용하여 상기 제어 파일럿 포트의 정상동작 여부를 판단하는 처리부를 포함한다.

Description

전기자동차 충전구 진단장치{EV charging inlet diagnosis apparatus}
본 발명은 전기자동차 충전구 진단장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 전기자동차 충전 모듈의 충전구를 진단하는 충전구 진단장치 및 이를 포함하는 전기자동차 충전모듈에 관한 발명이다.
전기 자동차(Electric Vehicle, EV) 또는 플러그-인 하이브리드 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV)와 같은 친환경 자동차는 배터리 충전을 위하여 충전소에 설치된 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)를 이용한다. 이를 위하여, 전기 자동차 충전 장치(Electric Vehicle Charging Controller, EVCC)가 EV 내에 탑재되며, EV 및 EVSE와 통신하며, 전기 자동차의 충전을 제어한다.
예를 들어, EVCC가 전기 자동차로부터 충전 시작을 지시하는 신호를 수신하면, 충전을 시작하도록 제어할 수 있으며, 전기 자동차로부터 충전 종료를 지시하는 신호를 수신하면, 충전을 종료하도록 제어할 수 있다.
전기 자동차의 충전 방법은 충전 시간에 따라 급속 충전과 완속 충전으로 구분될 수 있다. 급속 충전의 경우에는, 충전기에서 공급되는 직류 전류에 의하여 배터리가 충전되고, 완속 충전의 경우에는 충전기에 공급되는 교류 전류에 의하여 배터리가 충전된다. 따라서 급속 충전에 사용되는 충전기를 급속 충전기 또는 직류 충전기라 칭하고, 완속 충전에 사용되는 충전기를 완속 충전기 또는 교류 충전기라 칭한다.
전기 자동차는 PLC(Power Line Communication) 통신 및 PWM(Pulse Width Modulation) 통신을 통해 전기 자동차 충전 장치와 통신을 수행함으로써 충전을 제어한다. 이와 같은 통신은 CP(Control Pilot) 신호 라인을 통해 수행되므로, 전기 자동차는 CP 신호 라인의 정상 동작 여부를 체크한다.
기존 CP 신호 라인의 정상 동작 여부를 체크하는 프로세스에서는 전기 자동차 충전 장치에서 전기 자동차로 이어지는 전체 CP 신호 라인에서 고장이 발생하였는지 여부만을 확인할 수 있다. 즉, 전기 자동차 충전 장치와 연결시에만 CP 신호의 정상여부를 알 수 있고, CP 신호 라인 고장시, CP 신호 라인의 고장 위치는 특정할 수 없다. 즉, 전기 자동차 측의 CP 신호 라인에 문제가 있는지 전기 자동차 충전 장치 측의 CP 신호 라인에 문제가 있는지를 특정할 수 없다.
공개특허공보 제 10-2017-0094869 호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전기자동차 충전 모듈의 충전구를 진단하는 전기자동차 충전구 진단장치 및 이를 포함하는 전기자동차 충전모듈을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단장치는 충전구 인터페이스의 제어 파일럿(CP, Control Pilot) 포트에 제1 제어 파일럿 신호를 인가하는 제어 파일럿 신호 인가부; 상기 제어 파일럿 포트와 연결되는 제1 부하부; 및 상기 제1 제어 파일럿 신호 인가시 상기 제어 파일럿 신호 인가부와 상기 제어 파일럿 포트를 연결하는 제1 연결부의 전압변화를 감지하고, 상기 제1 제어 파일럿 신호 및 상기 제1 연결부의 전압변화를 이용하여 상기 제어 파일럿 포트의 정상동작 여부를 판단하는 처리부를 포함한다.
또한, 상기 충전구 인터페이스는, 상기 제어 파일럿 포트, 보호접지(Protective Earth) 포트, 상기 제어 파일럿 포트와 상기 보호접지 포트를 연결하는 제1 저항을 포함하고, 상기 제1 부하부는 상기 제1 저항과 병렬로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 부하부는, 제2 저항; 및 상기 제어 파일럿 포트와 상기 제2 저항을 연결하거나 연결을 해제하는 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 처리부는, 상기 제1 부하부가 상기 제어 파일럿 포트와 연결된 상태에서 상기 제1 제어 파일럿 신호의 인가에 따른, 상기 제1 연결부의 제1 전압을 감지하고, 상기 제1 전압이 제1 기준범위 내인지에 따라 상기 보호접지 포트가 접지와 정상 연결되었는지 판단할 수 있다.
또한, 상기 처리부는, 상기 제어 파일럿 신호 인가부가 상기 제1 제어 파일럿 신호를 상기 제어 파일럿 포트에 인가하도록 제어하고, 상기 제1 부하부가 상기 제어 파일럿 포트에 연결되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 처리부는, 상기 제1 부하부가 상기 제어 파일럿 포트와 연결된 상태에서 상기 제1 제어 파일럿 신호의 인가에 따른, 상기 제1 연결부의 제1 전압을 감지하고, 상기 제1 전압이 제1 기준범위 내인지에 따라 상기 제어 파일럿 포트의 정상동작 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 처리부는, 상기 제1 전압이 상기 제1 기준 범위를 벗어나는 경우, 상기 제어 파일럿 포트 또는 제어 파일럿 하네스의 고장으로 판단하고 사용자 또는 외부에 알람을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1 제어 파일럿 신호를 생성하는 제어 파일럿 신호 생성부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 파일럿 신호 인가부는 외부로부터 제어 파일럿 신호를 수신하여 상기 제1 제어 파일럿 신호를 인가할 수 있다.
또한, 상기 제1 부하부는 상기 충전구 인터페이스에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 부하부는 상기 제어 파일럿 포트와 탈부착이 가능할 수 있다.
또한, 상기 충전구 인터페이스의 근접감지(PD, Proximity Detection) 포트에 제1 근접감지 신호를 인가하는 근접감지 신호 인가부; 및 상기 근접감지 포트와 연결되는 제2 부하부를 포함하고, 상기 처리부는, 상기 제1 근접감지 신호 인가시 상기 근접감지 신호 인가부와 상기 근접감지 포트를 연결하는 제2 연결부의 전압변화를 감지하고, 상기 제1 근접감지 신호 및 상기 제2 연결부의 전압변화를 이용하여 상기 근접감지 포트의 정상동작 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 제2 부하부는, 제3 저항; 및 상기 근접감지 포트와 상기 제3 저항을 연결하거나 연결을 해제하는 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 처리부는, 상기 제2 부하부가 상기 근접감지 포트에 연결되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 처리부는, 상기 제2 부하부가 상기 근접감지 포트와 연결된 상태에서 상기 제1 근접감지 신호의 인가에 따른, 상기 제2 연결부의 제2 전압을 감지하고, 상기 제2 전압이 제2 기준범위 내인지에 따라 상기 근접감지 포트의 정상동작 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 처리부는, 상기 제2 전압이 상기 제2 기준 범위를 벗어나는 경우, 상기 근접감지 포트 또는 상기 근접감지 하네스의 고장으로 판단하고 사용자 또는 외부에 알람을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제2 부하부는 상기 충전구 인터페이스에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 부하부는 상기 근접감지 포트와 탈부착이 가능할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 모듈은 제어 파일럿(CP, Control Pilot) 포트, 근접감지(PD, Proximity Detection) 포트, 보호접지(Protective Earth) 포트, 및 상기 제어 파일럿 포트와 상기 보호접지 포트를 연결하는 제1 저항을 포함하는 충전구 인터페이스; 상기 제어 파일럿 포트와 연결되는 제1 부하부와 상기 근접감지 포트와 연결되는 제2 부하부; 및 상기 제어 파일럿 포트 및 상기 근접감지 포트와 연결되고, 전기자동차의 충전을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제어 파일럿 포트에 제1 제어 파일럿 신호를 인가하고, 상기 제어 파일럿 신호가 인가되는 제1 연결부의 전압변화를 감지하고, 상기 제1 제어 파일럿 신호 및 상기 제1 연결부의 전압변화를 이용하여 상기 충전구 인터페이스의 정상동작 여부를 판단하거나, 상기 근접감지 포트에 제1 근접감지 신호 인가하고, 상기 근접감지 신호가 인가되는 제2 연결부의 전압변화를 감지하고, 상기 제1 근접감지 신호 및 상기 제2 연결부의 전압변화를 이용하여 상기 충전구 인터페이스의 정상동작 여부를 판단한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전기차 충전을 위한 인터페이스로서, CP진단 및 PD 진단을 포함한, 진단 Target 기능을 제공할 수 있고, CP 및 PD wire harness와 충전구의 고장상태를 감지할 수 있다. 또한, PE(Protective Earth)와 연결되는 Chassis Ground Joint position의 진단을 수행할 수 있다.
나아가, 충전에 임하는 준비 시점에 전기자동차 충전구 계통에 문제가 있는지 진단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전구 인터페이스의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 부하부의 다른 구성과의 연결관계를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제어 파일럿 신호 인가부의 다른 구성과의 연결관계를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제2 부하부의 다른 구성과의 연결관계를 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단장치의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 모듈의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전 모듈의 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.
본 실시예에 따른 변형례는 각 실시예 중 일부 구성과 다른 실시예 중 일부 구성을 함께 포함할 수 있다. 즉, 변형례는 다양한 실시예 중 하나 실시예를 포함하되 일부 구성이 생략되고 대응하는 다른 실시예의 일부 구성을 포함할 수 있다. 또는, 반대일 수 있다. 실시예들에 설명할 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전구 인터페이스의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 부하부의 다른 구성과의 연결관계를 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 제어 파일럿 신호 인가부의 다른 구성과의 연결관계를 도시한 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단장치는 전기자동차의 충전구의 정상동작 여부를 진단하는 장치이다. 전기자동차(Electric Vehicle, EV)는 전기자동차 충전장치(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)는 AC 또는 DC를 공급하는 설비이며, 충전소에 배치되거나, 가정 내에 배치될 수 있으며, 휴대 가능하도록 구현될 수도 있다. 전기자동차 충전장치는 충전소(supply), AC 충전소(AC supply), DC 충전소(DC supply), 소켓-아웃렛(socket-outlet) 등과 혼용될 수 있다.
전기 자동차는 전기자동차 충전장치로부터 전기 자동차에 구비된 배터리를 충전할 수 있다. 이를 위하여 전기자동차 충전 장치에 연결된 충전 케이블이 전기 자동차의 충전구에 연결될 수 있다. 전기 자동차는 배터리 충전을 위해 전기 자동차 충전용 컨트롤러(Electric Vehicle Charging Controller, EVCC)를 탑재할 수 있다. 전기 자동차 충전용 컨트롤러는 전기 자동차와 통신할 수 있다. 전기 자동차 충전용 컨트롤러는 전기자동차 충전장치와 통신할 수 있다.
전기 자동차 충전용 컨트롤러는 전기자동차 충전장치와 연결되는 복수의 포트(port) 또는 핀(pin)을 통해 전기자동차 충전장치와 통신할 수 있다. 예를 들어, 복수의 포트 중 하나는 전기 자동차 충전장치로부터 제어 파일럿 CP(Control Pilot) 신호를 입력 받는 CP 포트일 수 있고, 다른 하나는 충전 케이블 커넥터의 근접 여부를 감지하는 PD(Proximity Detection) 포트일 수 있으며, 또 다른 하나는 전기 자동차 충전장치의 보호 접지와 연결되는 보호 접지(Protective Earth, PE) 포트일 수 있다. 복수의 포트는 전원이 입력되는 전원 입력포트, 주유구 플랩(flap)을 열기 위한 모터를 구동시키기 위한 포트, 모터를 센싱하기 위한 포트, 온도 센싱을 위한 포트, 엘이디 센싱을 위한 포트, 캔(CAN) 통신을 위한 포트, 전기 자동차 내 충돌 감지 센서로부터 인가되는 전압 라인용 포트, 전기 자동차 내 배터리 포트, 고전압 보호용 포트 등을 포함할 수 있다. 포트가 아닌 핀으로 형성될 수 있고, 포트의 개수 및 기능은 제한되지 않고 다양하게 변형될 수 있음은 당연하다.
전기 자동차 충전용 컨트롤러는 충전구(inlet) 인터페이스와 연결된다. 인렛 인터페이스는 전기 자동차 충전장치와 연결되는 EVSE 충전 커플러와 결합될 수 있다. 충전구 인터페이스와 EVSE 충전 커플러의 결합을 통해, 전기 자동차 충전용 컨트롤러와 전기 자동차 충전장치가 서로 연결될 수 있다.
전기 자동차 충전장치의 두 개의 고전압 라인은 전기 자동차 충전용 컨트롤러를 통하여 전기 자동차의 배터리 내에 전력을 공급하며, 이때, 고전압 라인의 온오프는 전기 자동차 충전용 컨트롤러에 의하여 제어될 수 있다.
충전구 인터페이스 또는 전기 자동차 충전용 컨트롤러와 연결되는 하네스(harness)에 고장이 발생하는 등 정상동작히지 않는 경우, EVSE와 연결되더라도 충전이 원활히 이루어지지 않을 수 있다. 이때, 고장이 충전구 인터페이스 또는 하네스, 즉 전기자동차의 충전계통에서 발생하였는지를 판단할 필요가 있고, 단독 진단이 수행하는 경우, EVSE와의 연결없이도 자가진단이 가능하다.
이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단장치는 제어 파일럿 신호 인가부(110), 처리부(120), 제1 부하부(130)로 구성되고, 근접감지 신호 인가부(180), 제2 부하부(190), 스위치 제어부(170) 등을 포함할 수 있다.
제어 파일럿 신호 인가부(110)는 충전구 인터페이스(220)의 제어 파일럿(CP, Control Pilot) 포트(141)에 제1 제어 파일럿 신호를 인가한다. 제어 파일럿 신호(Control Pilot, CP)는 전기 자동차 충전장치와 연결시 주고받는 통신 신호로, 제어 파일럿 신호의 송수신을 통해 충전을 수행할 수 있게 된다. 제어 파일럿 신호를 통해 인증정보, 결제정보, 충전상태, 충전종류, 충전량 등을 송수신하여 충전을 수행하게 된다. 제어 파일럿 신호는 신호레벨로 구분될 수 있고, 그에 따라 각 정보는 펄스폭변조(PWM) 방식을 통해 송수신될 수 있다. 여기서, 신호레벨은 전압레벨일 수 있다. 여기서, 제어 파일럿 신호 인가부(110)는 제어 파일럿 신호 레벨 제어부(111)를 포함하여, 제어 파일럿 신호의 레벨을 제어할 수 있다.
제어 파일럿 신호 인가부(110)는 충전구 인터페이스(220)가 전기 자동차 충전장치의 커플러와 연결되지 않은 상태에서 제어 파일럿 포트에 제1 제어 파일럿 신호를 인가한다.
충전구 인터페이스(220)는 도 2와 같이, 복수의 포트를 포함할 수 있다. 충전구 인터페이스(220)는 상기 제어 파일럿 포트(141), 보호접지(Protective Earth, PE) 포트(142), 및 상기 제어 파일럿 포트(141)와 상기 보호접지 포트(142)를 연결하는 제1 저항(151)을 포함할 수 있다. 근접감지(Proximity Detection, PD) 포트(143), 전원용 포트인 L1, L2, L3, DC+, DC- 포트(미도시) 등을 포함할 수 있다.
보호접지(Protective Earth, PE) 포트(142)는 CP 포트 또는 CP 라인 보호를 위한 접지를 위한 포트로, 차량의 샤시와 같은 접지부(160)와 연결될 수 있다. 보호접지 포트(142)는 제어 파일럿 포트(141)와 제1 저항(151)을 통해 연결되어 CP 계통을 보호할 수 있다. 제1 저항(151)은 일단이 제어 파일럿 신호 라인에 연결되고, 타단은 보호접지 포트(142)와 접지부(160)를 연결하는 접지라인에 연결될 수 있다.
근접감지(Proximity Detection, PD) 포트(143)는 충전구에 플러그가 근접하였는지를 감지하는 것으로, 충전구에 플러그가 꽂혀 있는지를 감지한다. PP(Plug Present)라고도 한다.
충전구 인터페이스(220)는 충전 규격에 따라 다양한 형식으로 형성될 수 있다. CCS(Combined Charging System), GB/T, CHAdeMO 등 다양한 충전 규격에 맞게 형성될 수 있다.
제1 부하부(130)는 제어 파일럿 포트(141)와 연결된다. 제어 파일럿 신호 인가부(110)로부터 제1 제어 파일럿 신호가 제어 파일럿 포트(141)로 인가되면, 제어 파일럿 포트(141)와 연결되어 제1 제어 파일럿 신호가 흐르는 경로를 형성할 수 있다. 제1 부하부(130)는 제2 저항(131) 및 상기 제어 파일럿 포트(141)와 상기 제2 저항(131)을 연결하거나 연결을 해제하는 제1 스위칭 소자(132)를 포함할 수 있다. 도 3과 같이, 제어 파일럿 포트(141)와 제1 스위칭 소자(132) 및 제2 저항(131)이 직렬로 연결되어 제1 스위칭 소자(132)의 동작에 따라 제2 저항(131)이 제어 파일럿 포트(141)와 연결되거나 연결이 차단될 수 있다. 이때, 제1 스위칭 소자(132)는 처리부(120)의 제어에 따라 동작할 수 있고, 처리부(120)는 스위칭 소자 제어부(170)를 통해 제1 스위칭 소자(132)를 제어할 수 있다. 여기서, 제1 스위칭 소자(132)는 릴레이(relay), FET 등의 반도체소자 등을 포함할 수 있다. 이외에 스위칭 동작을 수행하는 다양한 장치를 포함할 수 있다. 제1 스위칭 소자(132)의 동작에 따른 노이즈를 줄이기 위하여, 물리적 스위칭 소자인 릴레이를 이용할 수 있다. 스위칭 소자 제어부(170)는 제1 스위칭 소자(132)를 온오프시킬 수 있다.
제1 부하부(130)는 제1 저항(151)과 병렬로 연결될 수 있다. 즉, 제1 부하부(130)는 일단이 제어 파일럿 포트(141)와 제1 저항(151) 사이 노드(분기점)에 연결되고, 타단은 보호접지 포트(142)와 접지부(160)를 연결하는 접지라인에 연결될 수 있다. 이때, 제1 스위칭 소자(132)가 상기 일단 측에 연결되고, 제2 저항(131)이 상기 타단 측에 연결될 수 있다.
제1 부하부(130)는 상기 충전구 인터페이스(220)에 배치되거나, 상기 제어 파일럿 포트(141)와 탈부착이 가능할 수 있다. 제1 부하부(130)는 충전구 인터페이스(220) 내부에 배치되어 형성되거나, 충전구 인터페이스(220)와 별도로 형성되되, 제어 파일럿 포트(141)와 탈부착이 가능한 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제1 부하부(130)는 제어 파일럿 포트(141)와 연결될 수 있는 연결부를 포함할 수 있다.
처리부(120)는 상기 제1 제어 파일럿 신호 인가시 상기 제어 파일럿 신호 인가부(110)와 상기 제어 파일럿 포트(141)를 연결하는 제1 연결부(231)의 전압변화를 감지하고, 상기 제1 제어 파일럿 신호 및 상기 제1 연결부(231)의 전압변화를 이용하여 상기 제어 파일럿 포트(141)의 정상동작 여부를 판단한다.
처리부(120)는 제어 파일럿 포트(141)에 전기 자동차 충전장치 커플러, 즉 플러그가 연결되지 않더라도, 상기 제어 파일럿 신호 인가부(110)로부터 제어 파일럿 포트(141)에 인가되는 제1 제어 파일럿 신호를 이용하여, 제어 파일럿 포트(141) 또는 제어 파일럿 계통라인, 보호접지 포트(142)의 정상여부를 판단할 수 있다. 제1 제어 파일럿 신호는 전압신호일 수 있고, 처리부(120)는 제1 제어 파일럿 신호가 인가시, 제어 파일럿 신호라인에 연결되는 제1 저항(151) 및 제2 저항(131)의 합성저항에 따라 제어 파일럿 신호 인가부(110)와 상기 제어 파일럿 포트(141)를 연결하는 제1 연결부(231)에서의 전압변화, 즉 변화 전위값을 이용하여 제어 파일럿 포트(141)의 정상동작 여부를 판단할 수 있다.
처리부(120)는 상기 제1 부하부(130)가 상기 제어 파일럿 포트(141)와 연결된 상태에서 상기 제1 제어 파일럿 신호의 인가에 따른, 상기 제1 연결부(231)의 제1 전압을 감지하고, 기준범위와 비교하여 정상동작여부를 판단할 수 있다. 처리부(120)는 상기 제어 파일럿 신호 인가부가 상기 제1 제어 파일럿 신호를 상기 제어 파일럿 포트에 인가하도록 제어하고, 상기 제1 부하부(130)가 상기 제어 파일럿 포트에 연결되도록 제어할 수 있다. 제1 부하부(130)가 제어 파일럿 포트(141)와 연결되도록 처리부(120)가 제1 부하부(130)를 제어할 수 있다. 처리부(120)는 스위칭 소자 제어부(170)를 통해 제1 부하부(130)를 제어 파일럿 포트(141)에 연결시킬 수 있다.
처리부(120)는 제어 파일럿 포트(141), 제어 파일럿 신호 계통, 보호접지 포트(142)의 정상여부를 판단할 수 있다. 제1 부하부(130)의 제2 저항(131)은 제1 저항(151)과 병렬로 연결되고, 제1 제어 파일럿 신호가 인가되면, 그에 따른 합성저항에 따라 제어 파일럿 신호라인의 전압, 즉 제1 연결부(231)의 제1 전압을 측정할 수 있다. 이를 제1 기준범위와 비교하여, 제1 기준범위 내인 경우, 제어 파일럿 신호 포트, 제어 파일럿 신호라인, 보호접지 포트, 및 접지라인이 정상인 것으로 판단할 수 있다. 보호접지 포트가 접지와 정상 연결되었다고 판단할 수 있다.
여기서, 제어 파일럿 신호라인은 하네스(harness)일 수 있다. 제1 전압이 제1 기준범위를 벗어나는 경우, 제어 파일럿 신호 포트 또는 제어 파일럿 신호라인인 제어 파일럿 하네스에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
처리부(120)는 제1 전압이 상기 제1 기준 범위를 벗어나는 경우, 상기 제어 파일럿 포트 또는 제어 파일럿 하네스의 고장으로 판단하고 사용자 또는 외부(300)에 알람을 제공할 수 있다. 여기서, 외부는 전기 자동차의 상위 컨트롤러 또는 메인 컨트롤러이거나, 차량 제조사 서버 등 차량관리 서버일 수 있다. 사용자는 운전자일 수 있다. 충전계통에 고장이 발생한 것으로 판단하는 경우, 이에 대한 정보를 제공하여 수리 내지 충전계통의 교환이 이루어지도록 할 수 있다.
제1 제어 파일럿 신호는 전기자동차 충전구 진단장치 내의 제어 파일럿 신호 생성부(112)에서 생성하여 제어 파일럿 포트(141)로 인가될 수 있다. 이때, 제어 파일럿 신호 생성부(112)는 전기 자동차 내 배터리 전원을 이용하여 제1 제어 파일럿 신호를 생성할 수 있다. 또는, 외부(300)로부터 제1 제어 파일럿 신호를 수신하여 인가할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단장치의 블록도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제2 부하부의 다른 구성과의 연결관계를 도시한 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단장치는 EVSE와의 연결없이도 근접감지 포트(143) 및 근접감지 라인에 대한 진단이 가능하다. 이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단장치는 근접감지 신호 인가부(180), 제2 부하부(190), 스위치 제어부(170), 처리부(120) 등을 포함할 수 있다.
근접감지 신호 인가부(180)는 충전구 인터페이스(220)의 근접감지(Proximity Detection, PD) 포트(143)에 제1 근접감지 신호를 인가한다. 제1 근접감지 신호는 전압신호일수 있다. 미리 설정된 전압레벨의 가지는 신호를 인가할 수 있다.
근접감지 신호 인가부(180)는 충전구 인터페이스(220)가 전기 자동차 충전장치의 커플러와 연결되지 않은 상태에서 근접감지 포트에 제1 근접감지 신호를 인가한다.
근접감지(Proximity Detection, PD) 포트(143)는 충전구에 플러그가 근접하였는지를 감지하는 것으로, 충전구에 플러그가 꽂혀 있는지를 감지한다. PP(Plug Present)라고도 한다. 충전구 인터페이스(220)는 충전 규격에 따라 다양한 형식으로 형성될 수 있다. CCS(Combined Charging System), GB/T, CHAdeMO 등 다양한 충전 규격에 맞게 형성될 수 있다.
제2 부하부(190)는 근접감지 포트(143)와 연결된다. 근접감지 신호 인가부(180)로부터 제1 근접감지 신호가 근접감지 포트(143)로 인가되면, 근접감지 포트(143)와 연결되어 제1 근접감지 신호가 흐르는 경로를 형성할 수 있다. 제2 부하부(190)는 제3 저항(191) 및 상기 근접감지 포트(143)와 상기 제3 저항(191)을 연결하거나 연결을 해제하는 제2 스위칭 소자(192)를 포함할 수 있다. 도 6과 같이, 근접감지 포트(143)와 제2 스위칭 소자(192) 및 제3 저항(191)이 직렬로 연결되어 제2 스위칭 소자(192)의 동작에 따라 제3 저항(191)이 근접감지 포트(143)와 연결되거나 연결이 차단될 수 있다. 이때, 제2 스위칭 소자(192)는 처리부(120)의 제어에 따라 동작할 수 있고, 처리부(120)는 스위칭 소자 제어부(170)를 통해 제2 스위칭 소자(192)를 제어할 수 있다. 여기서, 제2 스위칭 소자(192)는 릴레이(relay), FET 등의 반도체소자 등을 포함할 수 있다. 이외에 스위칭 동작을 수행하는 다양한 장치를 포함할 수 있다. 제2 스위칭 소자(192)의 동작에 따른 노이즈를 줄이기 위하여, 물리적 스위칭 소자인 릴레이를 이용할 수 있다. 스위칭 소자 제어부(170)는 제2 스위칭 소자(192)를 온오프시킬 수 있다.
제2 부하부(190)는 제4 저항(152)과 병렬로 연결될 수 있다. 즉, 제2 부하부(190)는 일단이 근접감지 포트(143)와 연결되고, 타단은 보호접지 포트(142)와 접지부(160)를 연결하는 접지라인에 연결될 수 있다. 이때, 제2 스위칭 소자(192)가 상기 일단 측에 연결되고, 제3 저항(191)이 상기 타단 측에 연결될 수 있다.
제2 부하부(190)는 상기 충전구 인터페이스(220)에 배치되거나, 상기 제어 파일럿 포트(141)와 탈부착이 가능할 수 있다. 제2 부하부(190)는 충전구 인터페이스(220) 내부에 배치되어 형성되거나, 충전구 인터페이스(220)와 별도로 형성되되, 근접감지 포트(143)와 탈부착이 가능한 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제2 부하부(190)는 근접감지 포트(143)와 연결될 수 있는 연결부를 포함할 수 있다.
처리부(120)는 상기 제1 근접감지 신호 인가시 상기 근접감지 신호 인가부(180)와 상기 근접감지 포트(143)를 연결하는 제2 연결부(232)의 전압변화를 감지하고, 상기 제1 근접감지 신호 및 상기 제2 연결부(232)의 전압변화를 이용하여 상기 근접감지 포트(143)의 정상동작 여부를 판단한다.
처리부(120)는 근접감지 포트(143)에 전기 자동차 충전장치 커플러, 즉 플러그가 연결되지 않더라도, 상기 근접감지 신호 인가부(180)로부터 근접감지 포트(143)에 인가되는 제1 근접감지 신호를 이용하여, 근접감지 포트(143) 또는 근접감지 계통라인의 정상여부를 판단할 수 있다. 제1 근접감지 신호는 전압신호일 수 있고, 처리부(120)는 제1 근접감지 신호가 인가시, 근접감지 신호라인에 연결되는 제3 저항(191) 및 제4 저항(152)의 합성저항에 따라 근접감지 신호 인가부(180)와 상기 근접감지 포트(143)를 연결하는 제2 연결부(232)에서의 전압변화, 즉 변화 전위값을 이용하여 근접감지 포트(143)의 정상동작 여부를 판단할 수 있다.
처리부(120)는 상기 제2 부하부(190)가 상기 근접감지 포트(143)와 연결된 상태에서 상기 제1 근접감지 신호의 인가에 따른, 상기 제2 연결부(232)의 제2 전압을 감지하고, 기준범위와 비교하여 정상동작여부를 판단할 수 있다. 처리부(120)는 상기 근접감지 신호 인가부가 상기 제1 근접감지 신호를 상기 근접감지 포트에 인가하도록 제어하고, 상기 제2 부하부(190)가 상기 근접감지 포트에 연결되도록 제어할 수 있다. 제2 부하부(190)가 근접감지 포트(143)와 연결되도록 처리부(120)가 제2 부하부(190)를 제어할 수 있다. 처리부(120)는 스위칭 소자 제어부(170)를 통해 제2 부하부(190)를 근접감지 포트(143)에 연결시킬 수 있다.
처리부(120)는 근접감지 포트(143), 근접감지 신호 계통의 정상여부를 판단할 수 있다. 제2 부하부(190)의 제3 저항(191)은 제4 저항(152)과 병렬로 연결되고, 제1 근접감지 신호가 인가되면, 그에 따른 합성저항에 따라 근접감지 신호라인의 전압, 즉 제2 연결부(232)의 제2 전압을 측정할 수 있다. 이를 제2 기준범위와 비교하여, 제2 기준범위 내인 경우, 근접감지 신호 포트, 제어 파일럿 신호라인 및 접지라인이 정상인 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 근접감지 신호라인은 하네스(harness)일 수 있다. 제2 전압이 제2 기준범위를 벗어나는 경우, 근접감지 신호 포트 또는 근접감지 신호라인인 근접감지 하네스에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
처리부(120)는 제2 전압이 상기 제2 기준 범위를 벗어나는 경우, 상기 근접감지 포트 또는 근접감지 하네스의 고장으로 판단하고 사용자 또는 외부(300)에 알람을 제공할 수 있다. 여기서, 외부는 전기 자동차의 상위 컨트롤러 또는 메인 컨트롤러이거나, 차량 제조사 서버 등 차량관리 서버일 수 있다. 사용자는 운전자일 수 있다. 충전계통에 고장이 발생한 것으로 판단하는 경우, 이에 대한 정보를 제공하여 수리 내지 충전계통의 교환이 이루어지도록 할 수 있다.
제1 근접감지 신호는 전기자동차 충전구 진단장치 내의 근접감지 신호 인가부(180)에서 생성하여 근접감지 포트로 인가될 수 있다. 이때, 근접감지 신호 인가부(180)는 전기 자동차 내 배터리 전원을 이용하여 제1 제어 근접감지 신호를 생성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단장치의 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단장치는 제어 파일럿 포트 및 근접감지 포트에 대한 진단을 함께 수행할 수 있다. 이를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단장치는 제어 파일럿 신호 인가부(110), 제1 부하부(130), 처리부(120), 근접감지 신호 인가부(180), 제2 부하부(190)를 포함할 수 있다. 도 7의 각 구성에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 6의 전기자동차 충전구 진단장치에 대한 상세한 설명에 대응되는바, 이하 중복되는 설명은 생략하도록 한다. 제어 파일럿 신호 인가부(110)에서 제1 제어 파일럿 신호를 제어 파일럿 포트(141)에 인가하고 제1 부하부(130)를 제어 파일럿 포트(141)에 연결하고, 처리부(120)가 제1 연결부(231)의 제1 전압을 감지하여 제1 기준범위와 비교하여 제어 파일럿 신호 계통의 정상여부를 판단하고, 근접감지 신호 인가부(180)에서 제1 근접감지 신호를 근접감지 포트(143)에 인가하고 제2 부하부(190)를 근접감지 포트(143)에 연결하고, 처리부(120)가 제2 연결부(232)의 제2 전압을 감지하여 제2 기준범위와 비교하여 근접감지 신호 계통의 정상여부를 판단할 수 있다. 처리부(120)는 제어 파일럿 신호 계통 및 근접감지 신호 계통 모두 정상일 때, 전기 자동차 충전이 가능하도록 충전대기 기능을 수행하고, 제어 파일럿 신호 계통 및 근접감지 신호 계통 중 하나라도 고장이 발생한 경우, 이를 사용자 또는 외부로 알릴 수 있다. 이를 통해, 전기 자동차 충전장치와의 연결 없이도 전기자동차 충전구에 대한 진단이 가능하다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전구 진단을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, ①은 충전구 인터페이스(Charging inlet interface)이고, ②는 EVCC(Electric Vehicle Charging Controller) 또는 해당 기능을 포함하는 제어기이다. ⑧은 EVSE 충전커플러로 플러그이다.
⑥은 CP 신호 인가부를 포함하는 다른 제어부일 수 있다. 여기서, ②와 ⑥은 하나의 모듈로 구성되거나 별도의 모듈로 분리되어 형성될 수도 있다. ⑦은 CP 신호 생성부(CP injection source)이고, 차량 설계에 따라 적용될 수도 있고, ②에 의해 처리되어 필요 없을 수도 있다.
사용자가 전기자동차를 충전하려 할 때, 먼저, ②는 locking knob를 잠금으로써 진단이 완료되기 전에, 사용자에 의한 ⑧의 결합을 방지할 수 있다. 이후, ⑫와 ⑬스위치를 온시키고, ⑦의 소스 시그널을 인가하여, 전압을 (R1)과 ⑫ 내부의 합성저항에 의한 감지점 1에서의 변화 전위 값을 읽고, ④번에 의해 인가된 신호원의 (R2)와 ⑬내부 저항의 합성저항에 의한 감지점 2에서의 변화 전위를 읽어, 각각을 시스템에 의해서 규정된 전압 값들과 비교하여, 규정범위 내에 있는 경우 이상이 없는 것으로 판단하고, 규정범위 밖에 존재하는 경우에는 고장으로 판단하여 고장상황임을 진단하고 사용자에게 알릴 수 있다.
고장이 없으면, 충전을 하기 위해 ⑧이 연결되기 전, ⑫와 ⑬의 스위치를 개방하고 ① 번의 locking knob를 해제하고 EVSE가 감지하는데 방해 되지 않게 한다.
⑨ CP에는 EVSE가, ⑧이 ①에 결합되어 분기점 1에 연결된 R1(①에 위치할 수도 있고, ② 또는 ⑨에 Branch로 pull down 된 저항으로 구현될 수도 있다.) 또는 ⑩의 전압 값을 감지하여 ± 12V의 low level communication용 PWM 신호를 ⑨ CP line에 인가한다. ②에서는 ⑤가 ③을 제어하여 CP state를 천이하고 충전가능상태를 EVSE와 교환한다.
⑨의 신호 level은 감지점 1에서 감지되어, ⑤에서 감지/판단할 수 있으며, EVSE에서도 모니터링 될 수 있다. D 신호는 ④에 의해 생성되어, ⑧의 내부에 있는 pull-down 저항과 (R2)의 합성저항 값으로 결합을 감지하고, Plug Type을 확인할 수 있다. 충전직전 locking knob를 잠그고 충전을 진행한다.
CP와 PD의 진단이 가능한 전기자동차 충전구(Charging Inlet)를 통해, 전기차 충전을 위한 인터페이스로서, CP진단감지 피제어부⑫와 PD 진단 피제어부⑬를 포함하여, 진단 Target 기능을 제공할 수 있고, 충전구 진단을 위한, CP 피제어부와 PD 피제어부는 본 충전구에서 분리되어 설치될 수 있다.
EV충전플러그가 결합되지 않은 상태에서 전기 자동차 내 CP와 PD wire 및 충전구의 진단기능을 제어하는 EVCC를 제공할 수 있다. 여기서, CP와 PD 제어/감지 기능이 서로 다른 제어기에 분할되어 구성되는 경우도 있을 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 포함한다. CP가 CP+와 CP-로 구성된 시스템에 적용되는 경우도 본 발명의 범위에 포함한다. 충전구 인터페이스에 장착된 무선 모듈을 이용한 CP 및 PD제어 및 감지 신호 정보전송을 이용하는 경우도 값을 읽어 판단하는 경우로서 본 발명에 포함할 수 있다.
CP 진단을 하기 위한 Injection 전원 소스는 ± 12V PWM일 수도 있고, 임의의 전원 및 신호일수 있다. 또는, CP Injection Source를 가지는 다른 ECU와의 연동 동작을 통해서 받아서 injection 되는 경우를 포함할 수 있다. CP진단감지 피제어부와 PD 진단 피제어부를 제어하여, CP 및 PD wire harness와 충전구의 고장상태를 감지할 수 있다.
CP진단감지 피제어부와 PD 진단 피제어부를 제어할 수 있는, 스위치 제어 기능과 CP와 PD 각 신호의 감지 기능을 이용하여, PE(Protective Earth)와 연결되는 Chassis Ground Joint position의 진단을 수행할 수 있다. 또한, 두 신호의 감지 기능의 조합으로 충전에 임하는 준비 시점에 전기 자동차 충전구 계통에 문제가 있는지 진단할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 모듈의 블록도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전 모듈의 블록도이다. 도 9 및 도 10의 각 구성에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 8의 전기자동차 충전구 진단장치에 대한 상세한 설명에 대응되는바, 이하 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전 모듈은 충전구 인터페이스(220), 제1 부하부(130), 제2 부하부(190), 및 제어부(210)를 포함한다. 충전구 인터페이스(220)는 제어 파일럿(Control Pilot, CP) 포트(141), 근접감지(Proximity Detection, PD) 포트(142), 보호접지(Protective Earth, PE) 포트, 및 상기 제어 파일럿 포트(141)와 상기 보호접지 포트(142)를 연결하는 제1 저항(151)을 포함한다. 제1 부하부(130)는 상기 제어 파일럿 포트(141)와 연결되고, 제2 부하부(190)는 상기 근접감지 포트(143)와 연결된다.
제어부(210)는 상기 제어 파일럿 포트(141) 및 상기 근접감지 포트(143)와 연결되고, 전기자동차의 충전을 제어하며, 제어부(210)는, 상기 제어 파일럿 포트(141)에 제1 제어 파일럿 신호를 인가하고, 상기 제어 파일럿 신호가 인가되는 제1 연결부(231)의 전압변화를 감지하고, 상기 제1 제어 파일럿 신호 및 상기 제1 연결부(231)의 전압변화를 이용하여 상기 충전구 인터페이스(220)의 정상동작 여부를 판단하거나, 상기 근접감지 포트(143)에 제1 근접감지 신호 인가하고, 상기 근접감지 신호가 인가되는 제2 연결부(232)의 전압변화를 감지하고, 상기 제1 근접감지 신호 및 상기 제2 연결부(232)의 전압변화를 이용하여 상기 충전구 인터페이스(220)의 정상동작 여부를 판단한다.
상기와 같이, 전기 자동차 충전장치의 연결없이 CP진단 및 PD 진단을 포함한, 진단 Target 기능을 제공할 수 있고, CP 및 PD wire harness와 충전구의 고장상태를 감지할 수 있다. 또한, PE(Protective Earth)와 연결되는 Chassis Ground Joint position의 진단을 수행할 수 있다. 나아가, 충전에 임하는 준비 시점에 전기자동차 충전구 계통에 문제가 있는지 진단할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 충전구 인터페이스의 제어 파일럿(Control Pilot, CP) 포트에 제1 제어 파일럿 신호를 인가하는 제어 파일럿 신호 인가부;
    상기 제어 파일럿 포트와 연결되는 제1 부하부; 및
    상기 제1 제어 파일럿 신호 인가시 상기 제어 파일럿 신호 인가부와 상기 제어 파일럿 포트를 연결하는 제1 연결부의 전압변화를 감지하고, 상기 제1 제어 파일럿 신호 및 상기 제1 연결부의 전압변화를 이용하여 상기 제어 파일럿 포트의 정상동작 여부를 판단하는 처리부를 포함하는 전기자동차 충전구 진단장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전구 인터페이스는,
    상기 제어 파일럿 포트, 보호접지(Protective Earth, PE) 포트, 상기 제어 파일럿 포트와 상기 보호접지 포트를 연결하는 제1 저항을 포함하고,
    상기 제1 부하부는 상기 제1 저항과 병렬로 연결되는 전기자동차 충전구 진단장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 부하부는,
    제2 저항; 및
    상기 제어 파일럿 포트와 상기 제2 저항을 연결하거나 연결을 해제하는 제1 스위칭 소자를 포함하는 전기자동차 충전구 진단장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 제1 부하부가 상기 제어 파일럿 포트와 연결된 상태에서 상기 제1 제어 파일럿 신호의 인가에 따른, 상기 제1 연결부의 제1 전압을 감지하고,
    상기 제1 전압이 제1 기준범위 내인지에 따라 상기 제어 파일럿 포트의 정상동작 여부를 판단하는 전기자동차 충전구 진단장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 제1 전압이 상기 제1 기준 범위를 벗어나는 경우, 상기 제어 파일럿 포트 또는 제어 파일럿 하네스의 고장으로 판단하고 사용자 또는 외부에 알람을 제공하는 전기자동차 충전구 진단장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 제1 부하부가 상기 제어 파일럿 포트와 연결된 상태에서 상기 제1 제어 파일럿 신호의 인가에 따른, 상기 제1 연결부의 제1 전압을 감지하고,
    상기 제1 전압이 제1 기준범위 내인지에 따라 상기 보호접지 포트가 접지와 정상 연결되었는지 판단하는 전기자동차 충전구 진단장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 제어 파일럿 신호 인가부가 상기 제1 제어 파일럿 신호를 상기 제어 파일럿 포트에 인가하도록 제어하고, 상기 제1 부하부가 상기 제어 파일럿 포트에 연결되도록 제어하는 전기자동차 충전구 진단장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어 파일럿 신호를 생성하는 제어 파일럿 신호 생성부를 포함하는 전기자동차 충전구 진단장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어 파일럿 신호 인가부는 외부로부터 제어 파일럿 신호를 수신하여 상기 제1 제어 파일럿 신호를 인가하는 전기자동차 충전구 진단장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부하부는 상기 충전구 인터페이스에 배치되는 전기자동차 충전구 진단장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부하부는 상기 제어 파일럿 포트와 탈부착이 가능한 전기자동차 충전구 진단장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 충전구 인터페이스의 근접감지(Proximity Detection, PD) 포트에 제1 근접감지 신호를 인가하는 근접감지 신호 인가부; 및
    상기 근접감지 포트와 연결되는 제2 부하부를 포함하고,
    상기 처리부는,
    상기 제1 근접감지 신호 인가시 상기 근접감지 신호 인가부와 상기 근접감지 포트를 연결하는 제2 연결부의 전압변화를 감지하고, 상기 제1 근접감지 신호 및 상기 제2 연결부의 전압변화를 이용하여 상기 근접감지 포트의 정상동작 여부를 판단하는 전기자동차 충전구 진단장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 부하부는,
    제3 저항; 및
    상기 근접감지 포트와 상기 제3 저항을 연결하거나 연결을 해제하는 제2 스위칭 소자를 포함하는 전기자동차 충전구 진단장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 제2 부하부가 상기 근접감지 포트에 연결되도록 제어하는 전기자동차 충전구 진단장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 제2 부하부가 상기 근접감지 포트와 연결된 상태에서 상기 제1 근접감지 신호의 인가에 따른, 상기 제2 연결부의 제2 전압을 감지하고,
    상기 제2 전압이 제2 기준범위 내인지에 따라 상기 근접감지 포트의 정상동작 여부를 판단하는 전기자동차 충전구 진단장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 제2 전압이 상기 제2 기준 범위를 벗어나는 경우, 상기 근접감지 포트 또는 상기 근접감지 하네스의 고장으로 판단하고 사용자 또는 외부에 알람을 제공하는 전기자동차 충전구 진단장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제2 부하부는 상기 충전구 인터페이스에 배치되는 전기자동차 충전구 진단장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 제2 부하부는 상기 근접감지 포트와 탈부착이 가능한 전기자동차 충전구 진단장치.
  19. 제어 파일럿(Control Pilot, CP) 포트, 근접감지(Proximity Detection, PD) 포트, 보호접지(Protective Earth, PE) 포트, 및 상기 제어 파일럿 포트와 상기 보호접지 포트를 연결하는 제1 저항을 포함하는 충전구 인터페이스;
    상기 제어 파일럿 포트와 연결되는 제1 부하부와 상기 근접감지 포트와 연결되는 제2 부하부; 및
    상기 제어 파일럿 포트 및 상기 근접감지 포트와 연결되고, 전기자동차의 충전을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제어 파일럿 포트에 제1 제어 파일럿 신호를 인가하고, 상기 제어 파일럿 신호가 인가되는 제1 연결부의 전압변화를 감지하고, 상기 제1 제어 파일럿 신호 및 상기 제1 연결부의 전압변화를 이용하여 상기 충전구 인터페이스의 정상동작 여부를 판단하거나,
    상기 근접감지 포트에 제1 근접감지 신호 인가하고, 상기 근접감지 신호가 인가되는 제2 연결부의 전압변화를 감지하고, 상기 제1 근접감지 신호 및 상기 제2 연결부의 전압변화를 이용하여 상기 충전구 인터페이스의 정상동작 여부를 판단하는 전기자동차 충전 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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