WO2022197040A1 - 전기자동차의 충전 장치 및 방법 - Google Patents

전기자동차의 충전 장치 및 방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for charging the battery of an electric vehicle equipped with a refrigeration/refrigeration system in the field of a cold chain for transporting food or food materials in a low-temperature state, and to maximize the operation of the refrigeration/refrigeration system. It relates to a charging apparatus and method for an electric vehicle capable of charging a battery without interruption.
  • the refrigeration/refrigeration system that has been released and applied to these electric vehicles (hereinafter referred to as "electric vehicles") is equipped with a rechargeable battery to supply power.
  • the battery is usually composed of a rechargeable battery capable of charging and discharging, and a refrigeration/refrigeration system may be driven through a driving battery of an electric vehicle or a separate dedicated battery may be installed.
  • An object of the present invention is to provide a charging device and method capable of charging a battery in an electric vehicle equipped with a refrigeration/refrigeration system without stopping the operation of the refrigeration/refrigeration system as much as possible.
  • a charging apparatus for an electric vehicle includes: a battery pack including a plurality of battery cells capable of charging and discharging; A high voltage input/output terminal connected to the input/output terminal of the battery pack so that the current charged in the battery pack is output to devices for driving the refrigeration/refrigeration system, and the current for charging the battery pack is input to the battery pack ; a charging port connected to the high voltage input/output terminal and to which a charging gun of a charger is connected so as to supply a high voltage to the battery pack through an external charger; a battery management system (BMS) that monitors a state of charge of the battery cells of the battery pack, performs cell balancing of a plurality of battery cells when charging the battery, and manages charging and discharging of the battery cells; a communication controller (EVCC) connected between the BMS and the charging port and determining whether a charging gun is connected and whether charging is in progress through communication with a charger connected through the charging port; And it is connected to the BMS to receive
  • the controller stably stops the operation of the refrigeration/refrigeration system receiving the current of the battery pack when receiving a charge mode start command of the battery pack, and transmits the battery pack OFF control signal to the BMS,
  • the charging gun connection information is received from the communication controller to determine whether charging preparation is complete, and the charging gun is normally connected to the battery pack
  • the preparation for charging of It is characterized in that the operation of the system is resumed.
  • the battery pack OFF control signal of the controller is a signal controlling the BMS_Enable or BMS_Ignition signal to be blocked
  • the battery pack ON control signal of the controller is a signal controlling to release the blocking of the BMS_Enable or BMS_Ignition signal
  • the controller blocks the BMS_Enable or BMS_Ignition signal supplied from the auxiliary battery and receives the BMS_Enable or BMS_Ignition signal from the charger. It is characterized in that the refrigeration system can continue to operate even after the charging is completed by reconnecting the signal and the charging gun is disconnected. That is, by stopping the freezing/refrigeration system only for a short moment when the charging gun is connected from the charger, it is possible to minimize the temperature change of the food material being interpolated.
  • the charging device is disposed between the battery pack and the high voltage input/output terminal to prevent an initial transient current when the charging current of the battery pack is output to the devices for driving the electric vehicle. It further includes a circuit.
  • the relay circuit includes a switch capable of blocking current input or output to the battery pack, and the controller receives a charge mode start command of the battery pack, the peripheral device receiving the current from the battery pack. Stops the operation, transmits the battery pack OFF control signal to the BMS, and when the charging gun is connected to the charging port, receives the charging gun connection information from the BMS to determine whether charging preparation is complete, and the charging gun is When the battery pack is normally connected and the preparation for charging the battery pack is completed, the battery pack ON control signal is transmitted to the BMS, and the switch of the relay circuit is controlled ON/OFF according to the battery pack ON/OFF control signal do it with
  • the charging device comprises: a refrigeration/refrigeration system operated by receiving current from the battery pack; an input unit for receiving various commands for charging the battery pack from a user; and a display unit for displaying the charging state and charging information of the battery pack to the user, wherein the controller receives a charge mode start command of the battery pack from the user through the input unit, and the refrigeration/refrigeration system through the display unit It is characterized in that it displays whether the operation of
  • the charging method of an electric vehicle includes a battery pack capable of charging and discharging, a BMS (Battery Management System), a controller, and a refrigeration/refrigeration system operated by energy supplied from the battery pack.
  • a charging method comprising: a first step of receiving a command to enter a charging mode of the battery pack from a user when the battery pack is in an ON state and a refrigeration/refrigeration system is operating; a second step of stably temporarily stopping the operation of the refrigeration/refrigeration system; a third step of blocking the BMS-Enable or BMS_Ignition signal; a fourth step of determining whether a charging gun is connected to the battery pack from the charger; a fifth step of releasing the blocking of the BMS_Enable or BMS_Ignition signal and proceeding with charging when it is determined that the charging gun is normally connected in the fourth step; a sixth step of transmitting a command to resume operation of the refrigeration/refrigeration system when charging of the
  • the charging state of the battery pack is monitored to obtain an expected charging time, information indicating whether the refrigeration system is operating, temperature information of the refrigeration system, and the charging state information of the battery pack. and further comprising displaying to the user.
  • the charging current of the battery pack is supplied to the refrigeration/refrigeration system while the battery pack is being charged, so that the charging of the battery pack proceeds simultaneously with the operation of the refrigeration/refrigeration system.
  • a method of charging an electric vehicle includes: a first step of receiving a command to enter a charging mode of the battery pack from a user in a state in which the battery pack is in an ON state and the refrigeration/refrigeration system is not used; a second step of blocking the BMS_Enable or BMS_Ignition signal; a third step of determining whether a charging gun is connected to the battery pack from the charger; a fourth step of releasing the blocking of the BMS_Enable or BMS_Ignition signal and proceeding with charging when it is determined that the charging gun is normally connected in the third step; a fifth step of monitoring the state of charge of the battery pack through the fourth step; and a sixth step of terminating the charging mode when the charging of the battery pack is completed.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an electric vehicle and a charger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of an electric vehicle charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of an electric vehicle charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart sequentially illustrating an electric vehicle charging method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing screen information output by the controller of the electric vehicle refrigeration/refrigeration system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram sequentially showing screen information output to a user according to an electric vehicle charging process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view sequentially showing screen information output to a user according to an electric vehicle charging process according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an electric vehicle and a charger according to an embodiment of the present invention.
  • the electric vehicle 100 can be connected to a dedicated charger 200 installed outside to charge the battery, and the charging system of the electric vehicle includes a charging gun 201, a charging cable 203, and a charger ( 200) are included.
  • the charger 200 includes a power converter and the like required to charge the battery of the electric vehicle 100 , and may be a slow charging device, a fast charging device, or a slow/quick combination charging device.
  • the rapid charger is a method of charging by supplying direct current (DC) power directly from the charger 200 to the battery of the electric vehicle 100. In general, it can be charged up to 80% within 1 hour at room temperature. and charging current, etc., and most currently use DC combo standard.
  • DC direct current
  • the slow charger is a method in which the charger 200 supplies alternating current (AC) power and an On Board Charger (OBC) is added to the battery pack of the electric vehicle 100 to convert alternating current to direct current to charge the battery, and AC single-phase It uses a 5-pin standard and takes a lot of time to charge the battery.
  • AC alternating current
  • OBC On Board Charger
  • the charging gun 201 is a part in which the user directly connects the charging gun 201 to the charging port (Inlet) of the battery pack mounted on the electric vehicle 100 to electrically connect the charger 200 to the electric vehicle.
  • the charging cable 203 is a part for electrically connecting the charging gun 201 to the charger 200 , and a P line, an N line, etc. may be wired in the charging cable 203 .
  • the P line has a (+) polarity
  • the N line has a (-) polarity.
  • the voltage supplied from the charger 200 connects the charging cable 203 and the charging gun 201 . It is supplied to the battery pack of the electric vehicle 100 through the battery to charge the battery.
  • the electric vehicle 100 can be applied to any vehicle, such as a truck, VAN, RV, or MPV vehicle, as long as it is a moving means driven by electric energy as a main power source or auxiliary power source. This can be solved by adding a battery pack dedicated to the refrigeration system. Accordingly, the electric vehicle 100 according to the present embodiment may include a dedicated battery pack for the refrigeration/refrigeration system.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of an electric vehicle charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the charging device including the battery pack includes a battery cell module 10, a high voltage input/output terminal 20, a charging port (Inlet, 30), a BMS (Battery Management System, 40), and a communication controller (EVCC: Electric Vehicle). It includes a communication controller 50 , a controller 60 , an auxiliary battery 70 and a relay 90 .
  • the battery cell module 10 is in the form of a module composed of N battery cells capable of charging and discharging.
  • the N battery cells are connected in series and parallel to a power line corresponding to each, and may be a secondary battery capable of charging and discharging.
  • the N battery cells may be a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a lithium-cobalt-manganese battery, a lithium-cobalt-aluminum battery, etc. in terms of material, but is not necessarily limited thereto.
  • the N battery cells may be a cylindrical battery, a prismatic battery, or a pouch-type battery.
  • a battery pack is composed of a battery module in which a plurality of battery cells are stacked as a unit, and the battery module is charged again after consuming the charged electricity. , 40), the battery module is charged in consideration of the durability and the amount of charge.
  • the high voltage input/output terminal 20 is connected to the battery cell module 10 so that the charging current of the battery pack cell module 10 is output (discharged) to devices for driving the electric vehicle, and the battery cell module 10 A current for charging of is inputted from the external charger 200 to the battery cell module 10 .
  • the charging port Inlet 30 is connected to the high voltage input/output terminal 20 , and the charging gun 201 of the charger is connected to supply a high voltage to the battery cell module 10 through the external charger 200 .
  • BMS Battery Management System, 40
  • performs cell balancing of the plurality of battery cells when charging the battery and performs charging and Manage the discharge.
  • cooling control may be performed by checking the temperature of the battery cells.
  • An Electric Vehicle Communication Controller (EVCC) 50 is connected between the BMS 40 and the charging port 30 , and performs communication and control with the charger 200 . That is, the communication controller 50 determines whether the charging gun 201 is connected and whether charging proceeds through communication with the charger 200 connected through the charging port 30 , and transmits it to the BMS 40 .
  • EVCC Electric Vehicle Communication Controller
  • the controller 60 is connected to the BMS 40 and receives status information of the battery cell module 10 through the BMS 40 .
  • the communication controller 50 receives the information on whether the charging gun is connected and whether charging is in progress through the BMS 40 , and transmits the battery pack ON/OFF control signal for charging the battery cell module 10 to the BMS 40 . ) to pass
  • the controller 60 when the controller 60 receives a charge mode start command of the battery cell module 10 from the user, the controller 60 stops the operation of the refrigeration system receiving the current of the battery pack and turns off the battery pack. A control signal is transmitted to the BMS (40).
  • the communication controller 50 checks this and transmits the charging gun connection information to the BMS 40 , and the controller 60 is charged from the BMS 40 . It can be determined whether the charging preparation is complete by receiving the gun connection information.
  • the charging gun 201 is normally connected to the charging port 30 to complete the preparation for charging the battery cell module 10 , and the controller 60 transmits a battery pack ON control signal to the BMS 40 .
  • the battery pack is temporarily turned OFF only for a short moment when the charging gun 201 is connected, and after the charging gun 201 is normally connected to the charging port 30, the battery pack is turned ON again, so that the battery pack is charged even during charging.
  • the refrigeration system By supplying power to the refrigeration system, it is possible to operate the refrigeration system while charging.
  • Such a charging system may include a refrigeration/refrigeration system 300 that is operated by receiving power from the battery pack of the electric vehicle 100 as shown.
  • the input unit is a means for receiving various commands for charging the battery pack from the user, and may be a keypad, a touch pad, a touch screen, or a voice input unit.
  • the display unit (not shown) is a means for displaying the charging state and charging information of the battery pack to the user, and may be a display or the like.
  • the controller 60 may receive a command for starting the charging mode of the battery pack from the user, and may control to display whether the refrigeration/refrigeration system 300 is operating through the display unit.
  • a relay circuit 90 may be additionally configured between the battery cell module 10 and the high voltage input/output terminal 20 .
  • the relay circuit 90 includes a switch capable of blocking current input or output to the battery pack, and blocks the current output from the battery cell module 10 through a switching operation, or charging input from the charger 200 . current can be interrupted.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of an electric vehicle charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows the charging device with reference to FIG. 2 in more detail, and detailed descriptions of the same or overlapping components as those described in FIG. 2 will be omitted.
  • the charging device shown in FIG. 3 includes a battery cell module 10 , a high voltage input/output terminal 20 , a charging port 30 , a Battery Management System (BMS) 40 , and an Electric Vehicle Communication Controller (EVCC) similar to FIG. 2 . , 50) and a relay circuit (PRA, 90).
  • BMS Battery Management System
  • EVCC Electric Vehicle Communication Controller
  • the relay circuit 90 may be a PRA (Power Relay Assembly) in the embodiment of FIG. 2 , and is disposed between the battery cell module 10 and the high voltage input/output terminal 20 to charge/discharge the battery pack 10 . can be turned ON/OFF.
  • the PRA 90 includes a current sensor (I sense), a pre-charge relay (Pre-charge Con), a relay switch, a fuse, and the like.
  • the fuse is automatically cut off when the set current value is exceeded to protect the battery pack and the refrigeration system.
  • controller 60 and the BMS 40 perform mutual communication using the CAN2.0 protocol
  • the BMS 40 and the EVCC 50 also perform mutual communication using the CAN2.0 protocol.
  • the BMS+ and BMS_Enable or BMS_Ignition signals that turn on/off the battery cell module 10 use the power of the auxiliary battery 70 of the electric vehicle 100 .
  • the BMS_Enable or BMS_Ignition signal is blocked, the high voltage output of the DC voltage input/output terminal 20 is cut off, and it is possible to connect the charging gun 201 through the charging port 30 .
  • FIG. 4 is a flowchart sequentially illustrating an electric vehicle charging method according to an embodiment of the present invention.
  • step S403 it is determined whether the refrigeration/refrigeration system 300 is operated (S403), and as a result of the determination in step S403, when the refrigeration/refrigeration system 300 is operating, the battery pack cannot be charged, so the refrigeration/refrigeration system ( 300) to temporarily stop the operation (S405)
  • the controller 60 turns off the battery pack by blocking the BMS_Enable or BMS_Ignition signal (S407).
  • the communication controller 50 determines whether the charging gun 201 is connected and whether charging is in progress through communication with the charger 200 connected through the charging port 30 , and , transmits it to the BMS 40, and the controller 60 receives the information on whether the charging gun is connected and whether the charging is in progress transmitted from the communication controller 50 through the BMS 40, and the battery pack for charging the battery pack.
  • the ON/OFF control signal is transmitted to the BMS (40).
  • the charger 200 supplies the BMS_Enable or BMS_Ignition signal to the battery pack through the charging gun 201 to turn on the battery pack (S411), charging the battery pack This starts (S413).
  • the controller 60 supplies the BMS_Enable or BMS_Ignition signal to the battery pack together with the charger 200 to prevent the refrigeration/refrigeration system 300 from stopping while charging is completed and the battery pack is turned off.
  • step S403 If, as a result of the determination in step S403, the refrigeration/refrigeration system 300 is not in operation, check the connection state of the charging gun 201 in the same manner as in the general charging process (S409), and if connected normally, charging proceeds to end (S413, S415).
  • FIG 5 is a view showing screen information output by the controller 60 of the electric vehicle refrigeration/refrigeration system 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the screen information is output through a display device such as an LCD and may be configured in the form of a graphic user interface (GUI).
  • GUI graphic user interface
  • the screen information 500 includes information 501 indicating the state of charge (SoC) state of the battery pack, the remaining time or charging progress time 503 until the end of charging, and information 505 indicating charging and various states. ), information 507 indicating whether the refrigeration system 300 is operating, the current internal temperature 509 of the refrigeration system 300, the internal set temperature 511 of the refrigeration system 300, errors and warning messages, etc.
  • SoC state of charge
  • FIG. 6 is a view sequentially showing screen information output to a user according to the charging process of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. it has been shown
  • the screen information described in FIG. 5 may be output through the display unit at the same time as charging of the battery pack starts, and may be provided with appropriate messages and status information for each step.
  • a guide message may be provided to proceed with charging according to the order.
  • a charging gun connection instruction message 603 a charging gun connection status message 605 , a charging expected time message 607 , a charging end message 609 , and a charging gun separation instruction message 611 may be provided.
  • FIG. 7 is a view sequentially showing screen information output to a user according to the charging process of an electric vehicle according to another embodiment of the present invention, and shows when the battery pack is charged when the refrigerator is not operated in the ON state.
  • the present invention is not necessarily limited to this embodiment. That is, within the scope of the object of the present invention, all of the components may operate by selectively combining one or more.
  • all of the components may be implemented as one independent hardware, but some or all of the components are selectively combined to perform some or all functions of the combined components in one or a plurality of hardware program modules It may be implemented as a computer program having
  • such a computer program is stored in a computer readable media such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, etc., read and executed by a computer, thereby implementing an embodiment of the present invention.
  • the computer program recording medium may include a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like.

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Abstract

본 발명은 주변장치의 가동을 중단하지 않고 배터리를 충전할 수 있는 전기자동차의 충전 장치 및 방법에 관한 것으로 충방전이 가능한 배터리 셀들로 구성되는 배터리팩; 배터리팩의 입출력단에 연결되어, 배터리팩에 충전된 전류가 전기자동차의 구동을 위한 장치들로 출력되도록 하고, 배터리팩의 충전을 위한 전류가 상기 배터리팩으로 입력되도록 하는 고전압 입출력단; 고전압 입출력단과 연결되며, 외부 충전기를 통하여 고전압을 상기 배터리팩으로 공급할 수 있도록 충전기의 충전건이 연결되는 충전포트; 배터리팩의 배터리 셀들과 연결되어 배터리 셀들의 충전량(State Of Charge)을 모니터링하고, 배터리 충전시 다수의 배터리 셀들의 셀밸런싱을 수행하며, 배터리 셀들의 충전과 방전을 관리하는 BMS(Battery Management System); BMS와 상기 충전포트 사이에 연결되어 상기 충전포트를 통해서 연결되는 충전기와 통신을 통해 충전건 연결여부 및 충전 진행여부를 판단하는 통신제어기(EVCC); 및 BMS와 연결되어 BMS를 통해서 배터리팩의 상태 정보, 충전건 연결여부 및 충전 진행여부 정보를 전달받고, 배터리팩의 충전을 위한 배터리팩 ON/OFF 제어신호를 BMS로 전달하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

전기자동차의 충전 장치 및 방법
본 발명은 저온 상태에서 음식물이나 식자재 등을 운송하는 콜드체인(Cold Chain) 분야에서 냉동·냉장시스템을 구비한 전기자동차의 배터리를 충전하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 냉동·냉장시스템의 가동을 최대한 중단하지 않고 배터리를 충전할 수 있는 전기자동차의 충전 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에는 자동차의 배기 가스로 인한 환경오염문제, 화석연료의 고갈 등에 기인하여 동력원으로 전기모터를 채택한 전기차량의 이용이 늘고 있으며, 일부에서는 엔진과 함께 전기모터를 동력원으로 채택하여 에너지 효율을 개선시킬 수 있도록 한 소위 하이브리드 차량이 이용되고 있다.
콜드체인 분야에서는 그동안 디젤 트럭을 중심으로 차량의 컴프레서를 이용하거나 별도로 컴프레서를 장착한 엔진 기반의 동력원을 이용한 냉동·냉장시스템이 주를 이뤘으나 친환경 에너지로 움직이는 흐름에 맞춰 배터리 구동 기반의 전기 트럭이 출시되었으며 이러한 전기 차량(이하, "전기자동차"라 칭함)에 적용할 냉동·냉장시스템은 전원을 공급할 수 있도록 충전이 가능한 배터리가 구비된다. 상기 배터리는 통상 충방전이 가능한 2차 전지로 구성되고, 전기자동차의 주행용 배터리를 통해 냉동·냉장시스템을 구동하거나 별도의 전용 배터리가 장착될 수 있다.
일반적으로 전기자동차의 배터리를 충전할 경우에는 400V 이상의 고압이 출력되며 배터리가 꺼진 상태 또는 P 모드에서만 충전이 가능하다. 즉, 전기자동차에 충전기가 연결될 경우 배터리의 고압이 출력되면 차량이 움직이는 것으로 간주하여 충전이 차단된다.
따라서, 전기자동차의 배터리 충전 과정에서는 배터리에 충전된 에너지를 사용하는데 많은 제약이 따르며 식자재 등을 보관 및 운반하는 냉동·냉장시스템을 구비한 전기자동차의 경우에는 식자재 보관 온도 유지를 위하여 냉동·냉장시스템이 가급적 상시 동작하여야 하며, 냉동·냉장시스템 구동에 따른 전력 소비는 전기자동차의 주행거리를 단축시키는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해서는 가급적 냉동·냉장시스템을 위한 별도의 배터리가 필요하며 전기자동차의 운행과 독립적으로 주행 중, 정차 중, 시동 OFF 상태에서도 상시 구동 가능한 상태여야 한다. 그러나, 냉동·냉장시스템이 탑재된 전기자동차의 배터리 충전을 위해서 충전기를 연결하면 냉동·냉장시스템을 가동하기 위한 배터리 출력이 발생하기 때문에 충전이 차단되는 문제점이 발생되어 냉동·냉장시스템 가동을 중단해야 하며, 이 경우 냉동·냉장시스템에 보관된 식자재 또는 물품이 손상되는 문제점이 발생된다.
본 발명은 냉동·냉장시스템이 탑재된 전기자동차에서 냉동·냉장시스템 가동을 최대한 중단하지 않고 배터리를 충전할 수 있는 충전장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 일실시예에 따른 전기자동차의 충전장치는 충전 및 방전이 가능한 다수의 배터리 셀로 구성되는 배터리팩; 상기 배터리팩의 입출력단에 연결되어, 배터리팩에 충전된 전류가 냉동·냉장시스템 구동을 위한 장치들로 출력되도록 하고, 상기 배터리팩의 충전을 위한 전류가 상기 배터리팩으로 입력되도록 하는 고전압 입출력단; 상기 고전압 입출력단과 연결되며, 외부 충전기를 통하여 고전압을 상기 배터리팩으로 공급할 수 있도록 충전기의 충전건이 연결되는 충전포트; 상기 배터리팩의 상기 배터리 셀들의 충전량(State Of Charge)을 모니터링하고, 배터리 충전시 다수의 배터리 셀들의 셀밸런싱을 수행하며, 배터리 셀들의 충전과 방전을 관리하는 BMS(Battery Management System); 상기 BMS와 상기 충전포트 사이에 연결되며 상기 충전포트를 통해서 연결되는 충전기와 통신을 통해 충전건 연결여부 및 충전 진행여부를 판단하는 통신제어기(EVCC); 및 상기 BMS와 연결되어 상기 BMS를 통해서 상기 배터리팩의 상태 정보, 충전건 연결여부 및 충전 진행여부 정보를 전달받고, 상기 배터리팩의 충전을 위한 배터리팩 ON/OFF 제어신호를 상기 BMS로 전달하며 냉동·냉장시스템을 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
바람직하게는, 상기 컨트롤러는 상기 배터리팩의 충전모드 개시 명령을 입력받으면 상기 배터리팩의 전류를 공급받는 냉동·냉장시스템의 동작을 안정적으로 정지시키고, 상기 배터리팩 OFF 제어신호를 상기 BMS로 전달하여 배터리팩의 고전압 출력을 일시적으로 차단하고, 상기 충전건이 상기 충전포트에 연결되면, 상기 통신제어기로부터 상기 충전건 연결 정보를 전달받아 충전준비가 완료되었는지 판단하고, 상기 충전건이 정상적으로 연결되어 상기 배터리팩의 충전준비가 완료된 경우 충전기는 상기 배터리팩 ON 제어신호를 상기 BMS로 전달하여 상기 배터리팩의 고전압 출력을 재개하여 충전중에도 상기 배터리팩의 전원이 상기 냉동·냉장시스템으로 공급되게 함으로써 상기 냉동·냉장시스템의 동작을 재개시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컨트롤러의 상기 배터리팩 OFF 제어신호는 BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호가 차단되도록 제어하는 신호이며, 상기 컨트롤러의 상기 배터리팩 ON 제어신호는 BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호의 차단을 해제하도록 제어하는 신호이며, 상기 제어 신호는 전기자동차의 보조배터리로부터 공급되고 상기 컨트롤러는 이를 ON/OFF할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 충전 모드일 때 상기 컨트롤러가 상기 보조배터리로부터 공급되는 상기 BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호를 차단하고 충전기로부터 상기 BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호를 공급받게 되며, 충전건이 연결되면 상기 컨트롤러는 상기 보조배터리로부터 상기 BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호를 다시 연결하여 충전이 완료되어 충전건이 분리된 후에도 상기 냉동·냉장시스템이 계속 동작할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 충전기로부터 충전건이 연결되는 짧은 순간 동안에만 상기 냉동·냉장시스템을 정지시킴으로서 보간 중인 식자재 등의 온도 변화를 최소화할 수 있게 된다.
바람직하게는, 상기 충전장치는 상기 배터리팩과 상기 고전압 입출력단 사이에 배치되어 상기 배터리팩의 충전 전류가 상기 전기자동차의 구동을 위한 장치들로 출력될 때 초기 과도전류를 방지하는 릴레이(Relay) 회로를 더 포함한다.
또한, 상기 릴레이 회로는 상기 배터리팩으로 전류가 입력되거나 출력되는 것을 차단할 수 있는 스위치를 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 배터리팩의 충전모드 개시 명령을 입력받으면 상기 배터리팩의 전류를 공급받는 주변장치의 동작을 정지시키고, 상기 배터리팩 OFF 제어신호를 상기 BMS로 전달하며, 상기 충전건이 상기 충전포트에 연결되면, 상기 BMS로부터 상기 충전건 연결 정보를 전달받아 충전준비가 완료되었는지 판단하고, 상기 충전건이 정상적으로 연결되어 상기 배터리팩의 충전준비가 완료된 경우 상기 배터리팩 ON 제어신호를 상기 BMS로 전달하며, 상기 배터리팩 ON/OFF 제어신호에 따라서, 상기 릴레이 회로의 상기 스위치가 ON/OFF 제어되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 충전장치는 상기 배터리팩으로부터 전류를 공급받아서 가동되는 냉동·냉장시스템; 사용자로부터 배터리팩 충전을 위한 각종 명령을 입력받는 입력부; 및 배터리팩의 충전 상태 및 충전 정보를 사용자에게 표시하는 표시부를 더 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 입력부를 통해서 상기 배터리팩의 충전모드 개시 명령을 사용자로부터 입력받고, 상기 표시부를 통해서 상기 냉동·냉장시스템의 동작 여부를 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일실시예에 따른 전기자동차의 충전방법은 충방전이 가능한 배터리팩, BMS(Battery Management System), 컨트롤러 및 상기 배터리팩에서 공급되는 에너지로 가동되는 냉동·냉장시스템을 포함하는 전기자동차의 충전 방법에 있어서, 상기 배터리팩이 ON 상태이고 냉동·냉장시스템이 가동 중인 경우 사용자로부터 상기 배터리팩의 충전모드 진입을 명령받는 제1 단계; 상기 냉동·냉장시스템의 가동을 안정적으로 임시 중단하는 제2 단계; BMS-Enable 또는 BMS_Ignition 신호를 차단하는 제3 단계; 충전기로부터 상기 배터리팩에 충전 건이 연결되었는지 판단하는 제4 단계; 상기 제4 단계에서 충전 건이 정상적으로 연결된 것으로 판단되면, 상기 BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호의 차단을 해제하고 충전을 진행하는 제5 단계; 상기 제5 단계를 통해서 상기 배터리팩의 충전이 개시되면, 상기 냉동·냉장시스템의 가동을 재개하는 명령을 전달하고 상기 배터리팩의 충전상태를 모니터링하는 제6 단계; 및 상기 배터리팩의 충전이 완료되면, 충전모드를 종료하는 제7 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제6 단계는 상기 배터리팩의 충전상태를 모니터링하여 충전예상시간, 냉동·냉장시스템의 가동여부를 나타내는 정보, 냉동·냉장시스템의 온도 정보, 및 상기 배터리팩의 충전상태 정보를 포함하여 사용자에게 표시하는 단계를 더 포함한다.
또한, 바람직하게는 상기 제6 단계는, 상기 배터리팩의 충전중에도 상기 배터리팩의 충전전류가 상기 냉동·냉장시스템으로 공급되도록 함으로써 상기 냉동·냉장시스템의 가동과 동시에 상기 배터리팩의 충전이 진행되는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 다른 일실시예에 따른 전기자동차의 충전 방법은 배터리팩이 ON 상태이고 냉동·냉장시스템을 사용하지 않는 상태에서 사용자로부터 상기 배터리팩의 충전모드 진입을 명령받는 제1 단계; BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호를 차단하는 제2 단계; 충전기로부터 상기 배터리팩에 충전건이 연결되었는지 판단하는 제3 단계; 상기 제3 단계에서 상기 충전건이 정상적으로 연결된 것으로 판단되면, 상기 BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호의 차단을 해제하고 충전을 진행하는 제4 단계; 상기 제4 단계를 통해서 상기 배터리팩의 충전 상태를 모니터링하는 제5 단계; 및 상기 배터리팩의 충전이 완료되면, 충전모드를 종료하는 제6 단계를 포함한다.
한편, 상기 배터리팩이 OFF 상태인 경우는 상기 냉동·냉장시스템이 OFF된 상태이며 충전을 위한 별도 조작없이 충전이 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 냉동·냉장시스템을 구비한 전기자동차에서 배터리를 충전할 경우, 냉동·냉장시스템의 가동을 최대한 중단하지 않고서도 배터리를 충전할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차와 충전기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차 충전장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차 충전장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차 충전방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차 냉동·냉장시스템의 컨트롤러가 출력하는 화면정보를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차 충전과정에 따라서 사용자에게 출력하는 화면정보를 순차적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 전기자동차 충전과정에 따라서 사용자에게 출력하는 화면정보를 순차적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차와 충전기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 전기자동차(100)는 외부에 설치된 전용 충전기(200)에 접속하여 배터리를 충전할 수 있으며, 전기자동차의 충전시스템은 충전건(201)과, 충전 케이블(203), 충전기(200)를 포함한다.
충전기(200)는 전기자동차(100)의 배터리를 충전하는데 필요한 전력 변환기 등을 포함하며, 완속 충전장치 또는 급속 충전장치 또는 완속/급속 겸용 충전장치일 수 있다.
급속 충전기는 충전기(200)에서 전기자동차(100)의 배터리로 직접 직류(DC) 전력을 공급해 충전하는 방식으로, 일반적으로 상온에서 1시간 이내로 80%까지 충전할 수 있는데 외부 온도, 배터리팩의 용량 및 충전 전류 등에 따라 차이가 있으며 현재 대부분 DC 콤보 규격을 사용한다.
완속 충전기는 충전기(200)가 교류(AC) 전력을 공급하고 전기자동차(100)의 배터리팩에 OBC(On Board Charger)가 추가되어 교류 전력을 직류로 변환해 배터리에 충전하는 방식으로, AC 단상 5핀 규격을 사용하며 배터리 충전까지 많은 시간이 소요된다.
충전건(201)은 사용자가 직접 전기자동차(100)에 장착된 배터리팩의 충전 포트(Inlet)에 충전건(201)을 연결함으로써 충전기(200)를 전기자동차에 전기적으로 접속시키는 부분이다.
충전 케이블(203)은 충전건(201)을 충전기(200)와 전기적으로 연결하기 위한 부분으로, 충전 케이블(203) 내에는 P선, N선 등이 배선될 수 있다. 이 때, 전기적으로 P선은 (+) 극성, N선은 (-) 극성을 가진다.
사용자가 직접 전기자동차(100)의 배터리팩에 장착되는 충전 포트(Inlet)에 충전건(201)을 연결하면, 충전기(200)로부터 공급되는 전압이 충전 케이블(203)과 충전건(201)을 통해 전기자동차(100)의 배터리팩으로 공급되어 배터리를 충전시킨다.
전기자동차(100)는 전기에너지를 주동력원 또는 보조 동력원으로 구동되는 이동수단이라면 트럭, VAN, RV, MPV 차량 등 어떠한 것이라도 적용될 수 있으며 주행용 배터리팩을 사용함으로 인한 주행거리 감소 문제는 냉동·냉장시스템 전용 배터리팩을 추가하여 해결할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 전기자동차(100)는 냉동·냉장시스템 전용 배터리팩을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차 충전장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도시된 바와 같이, 배터리팩을 포함한 충전장치는 배터리 셀 모듈(10), 고전압 입출력단(20), 충전포트(Inlet, 30), BMS(Battery Management System, 40), 통신제어기(EVCC: Electric Vehicle Communiation Controller, 50), 컨트롤러(60), 보조배터리(70) 및 릴레이(90)를 포함한다.
배터리 셀 모듈(10)은 충전 및 방전이 가능한 N개의 배터리 셀로 구성된 모듈 형태이다.
N개의 배터리 셀은 각각에 대응하는 전원 라인에 직병렬로 연결되며, 충전 및 방전이 가능한 2차전지일 수 있다. 예를 들어, N개의 배터리 셀은 소재 면에서 리튬이온 전지, 리튬폴리머 전지, 리튬-코발트-망간 전지, 리튬-코발트-알루미늄 전지 등일 수 있으나, 반드시 이에 한정하지 않는다. 또한, 형태 면에서 N개의 배터리 셀은 원통형 전지, 각형 전지 또는 파우치형 전지 등일 수 있다. 배터리 팩은 다수의 배터리 셀이 적층 배열된 배터리 모듈을 단위로 하여 구성되고, 배터리 모듈은 충전된 전기를 다 소모하고 나면 다시 충전을 하게 되는데, 배터리 모듈의 충방전 제어를 위한 BMS(Battery Management System, 40)에 의해 배터리 모듈의 내구 수명 및 충전량을 고려하여 충전하게 된다.
고전압 입출력단(20)은 배터리 셀 모듈(10)에 연결되어, 배터리팩 셀 모듈(10)의 충전 전류가 전기자동차의 구동을 위한 장치들로 출력(방전)되도록 하고, 배터리 셀 모듈(10)의 충전을 위한 전류가 외부 충전기(200)로부터 배터리 셀 모듈(10)로 입력되도록 한다.
충전포트(Inlet, 30)는 고전압 입출력단(20)과 연결되며, 외부 충전기(200)를 통하여 고전압을 배터리 셀 모듈(10)로 공급할 수 있도록 충전기의 충전건(201)이 연결된다.
BMS(Battery Management System, 40)는 배터리 셀 모듈(10)의 다수의 배터리 셀들의 충전량(State Of Charge)을 모니터링하고, 배터리 충전시 다수의 배터리 셀들의 셀밸런싱을 수행하며, 배터리 셀들의 충전과 방전을 관리한다. 또한, 배터리 셀들의 온도를 체크하여 냉각제어 등을 수행할 수 있다.
통신제어기(EVCC; Electric Vehicle Communication Controller, 50)는 BMS(40)와 충전포트(30) 사이에 연결되며, 충전기(200)와의 통신 및 제어를 수행한다. 즉, 통신제어기(50)는 충전포트(30)를 통해서 연결되는 충전기(200)와 통신을 통해 충전건(201) 연결여부 및 충전 진행여부를 판단하고, 이를 BMS(40)로 전달한다.
컨트롤러(60)는 BMS(40)와 연결되어 BMS(40)를 통해서 배터리 셀 모듈(10)의 상태 정보를 전달받는다. 또한, 통신제어기(50)에서 전달된 충전건 연결여부 및 충전 진행여부 정보를 BMS(40)를 통해서 전달받고, 배터리 셀 모듈(10)의 충전을 위한 배터리팩 ON/OFF 제어신호를 BMS(40)로 전달한다.
본 명세서의 일실시예에 따르면, 컨트롤러(60)는 사용자로부터 배터리 셀 모듈(10)의 충전모드 개시 명령을 입력받으면 배터리팩의 전류를 공급받는 냉동·냉장시스템의 동작을 정지시키고, 배터리팩 오프 제어신호를 BMS(40)로 전달한다.
이후, 충전건(201)이 충전포트(30)에 연결되면, 통신제어기(50)에서 이를 확인하고 BMS(40)로 충전건 연결정보를 전달하며, 컨트롤러(60)는 BMS(40)로부터 충전건 연결정보를 전달받아 충전준비가 완료되었는지 판단할 수 있다. 충전건(201)이 충전포트(30)에 정상적으로 연결되어 배터리 셀 모듈(10)의 충전준비가 완료되며, 컨트롤러(60)는 배터리팩 온(ON) 제어신호를 BMS(40)로 전달한다.
따라서, 충전건(201)이 연결되는 짧은 순간동안만 일시적으로 배터리팩을 OFF시키고, 충전건(201)이 정상적으로 충전포트(30)에 연결된 후에는 배터리팩을 다시 ON 시킴으로서, 배터리팩이 충전중에도 냉동·냉장시스템에 전원을 공급하도록 함으로써 충전과 동시에 냉동·냉장시스템을 동작시키는 것이 가능하다.
이러한 충전 시스템은 도시된 바와 같이, 전기자동차(100)의 배터리팩으로부터 전원을 공급받아서 가동되는 냉동·냉장시스템(300)을 포함할 수도 있다.
또한, 입력부(도시하지 않음)는 사용자로부터 배터리팩 충전을 위한 각종 명령을 입력받는 수단으로 키패드, 터치패트, 터치스크린 또는 음성입력부 등이 될 수도 있다.
표시부(도시하지 않음)는 배터리팩의 충전 상태 및 충전 정보를 사용자에게 표시하는 수단으로 디스플레이 등이 해당될 수 있다.
컨트롤러(60)는 배터리팩의 충전모드 개시 명령을 사용자로부터 입력받고, 표시부를 통해서 냉동·냉장시스템(300)의 동작 여부를 표시하도록 제어할 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이, 배터리 셀 모듈(10)과 고전압 입출력단(20) 사이에는 릴레이 회로(90)가 추가적으로 구성될 수 있다. 릴레이 회로(90)는 배터리팩으로 전류가 입력되거나 출력되는 것을 차단할 수 있는 스위치를 포함하며, 스위칭 동작을 통해서 배터리 셀 모듈(10)에서 출력되는 전류를 차단하거나, 충전기(200)로부터 입력되는 충전 전류를 차단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차 충전장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 앞서 도 2를 참조한 충전장치를 보다 상세히 도시한 것으로서, 도 2에서 설명한 구성요소와 동일하거나 중복되는 내용은 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3에 도시된 충전장치는 도 2와 마찬가지로 배터리 셀 모듈(10), 고전압 입출력단(20), 충전포트(30), BMS(Battery Management System, 40), 통신제어기(EVCC: Electric Vehicle Communiation Controller, 50) 및 릴레이 회로(PRA, 90)를 포함한다.
한편, 릴레이 회로(90)는 도 2의 실시예에서는 PRA(Power Relay Assembly)가 될 수 있으며, 배터리 셀 모듈(10)과 고전압 입출력단(20) 사이에 배치되어 배터리팩(10)의 충방전을 ON/OFF 할 수 있다. PRA(90)는 전류센서(I sense), 프리차지 릴레이(Pre-charge Con), 릴레이 스위치, 퓨즈 등을 포함한다.
퓨즈는 설정된 전류값을 초과활 경우 자동으로 차단되어 배터리팩과 냉동·냉장시스템을 보호한다.
한편, 컨트롤러(60)와 BMS(40)는 CAN2.0 프로토콜을 이용하여 상호 통신을 수행하며, BMS(40)와 EVCC(50)도 CAN2.0 프로토콜을 이용하여 상호 통신을 수행한다.
이때, 배터리 셀 모듈(10)을 ON/OFF 시키는 BMS+ 및 BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호는 전기자동차(100)의 보조배터리(70)의 전원을 사용한다. 도시된 바와 같이, BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호가 차단되면, 직류전압 입출력단(20)의 고압 출력이 차단되고, 충전포트(30)를 통해서 충전건(201)을 연결하는 것이 가능해진다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차 충전방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
우선, 배터리팩이 ON 상태인지 여부를 판단하여(S400), 배터리팩이 Off 상태인 경우에는 정상적으로 충전을 진행(S413)하여 충전이 완료되면 프로세스를 종료한다(S415). 그러나, 배터리팩이 ON 상태일 때는 컨트롤러(60)의 충전 버튼을 통해서 사용자로부터 전기자동차(100) 배터리팩의 충전모드 진입을 수신한다(S401).
이후, 냉동·냉장시스템(300)의 가동 여부 등을 판단하고(S403), 상기 S403 단계에서 판단결과 냉동·냉장시스템(300)이 가동중인 경우에는 배터리팩의 충전이 불가능하므로 냉동·냉장시스템(300) 등의 가동을 일시적으로 중지시킨다(S405)
냉동·냉장시스템(300)의 가동이 안정적으로 중단되면, 컨트롤러(60)는 BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호를 차단하여 배터리팩을 OFF 시킨다(S407).
배터리팩이 OFF 되면, 배터리팩 충전을 위한 충전건(201)이 충전포트(30)에 정상적으로 연결되었는지 판단한다(S409).
앞서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 통신제어기(50)는 충전포트(30)를 통해서 연결되는 충전기(200)와 통신을 통해 충전건(201) 연결여부 및 충전 진행여부를 판단하고, 이를 BMS(40)로 전달하며, 컨트롤러(60)는 BMS(40)를 통해서 통신제어기(50)에서 전달된 충전건 연결여부 및 충전 진행여부 정보를 전달받고, 배터리팩의 충전을 위한 배터리팩 ON/OFF 제어신호를 BMS(40)로 전달한다.
S409 단계에서 충전건(201)이 정상적으로 연결된 것으로 판단되면, 충전기(200)는 충전건(201)을 통해 BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호를 배터리팩에 공급하여 배터리팩을 ON시키면서(S411), 배터리팩의 충전이 시작된다(S413). 이때, 컨트롤러(60)는 BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호를 충전기(200)와 함께 배터리팩에 다시 공급하여 충전이 완료되어 배터리팩이 OFF 되면서 냉동·냉장시스템(300)이 멈추는 것을 방지한다.
이후, 충전이 시작되고 충전 이전 냉동·냉장시스템(300)이 가동 중이었다면 냉동·냉장시스템(300)의 가동을 재개하는 명령을 전달하여(S414) 배터리팩의 충전과 함께 냉동·냉장시스템(300)을 재가동시킴으로서 보관 온도를 계속 유지할 수 있게 되며, 배터리팩의 충전상태를 모니터링하고, 배터리팩의 충전이 완료되면 충전모드를 종료한다(S415).
만약, 상기 S403 단계에서 판단결과 냉동·냉장시스템(300)이 가동중이지 않은 경우에는, 일반적인 충전프로세스 진행과 동일하게 충전건(201) 연결상태를 확인하고(S409), 정상적으로 연결된 경우 충전을 진행하여 종료한다(S413, S415).
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차 냉동·냉장시스템(300)의 컨트롤러(60)가 출력하는 화면 정보를 나타낸 도면이다.
상기 화면정보는 LCD 등의 표시장치를 통해서 출력되며 GUI(Graphic User Interface) 형태로 구성될 수 있다.
도시된 바와 같이, 화면 정보(500)는 배터리팩의 SoC(State of Charge) 상태를 나타내는 정보(501), 충전 종료까지 남은시간 또는 충전 진행시간(503), 충전 및 각종 상태를 나타내는 정보(505), 냉동·냉장시스템(300) 가동 여부를 나타내는 정보(507), 냉동·냉장시스템(300)의 현재 내부 온도(509), 냉동·냉장시스템(300)의 내부 설정온도(511), 에러 및 경고 메시지 등을 포함한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차 충전과정에 따라서 사용자에게 출력하는 화면정보를 순차적으로 도시한 도면으로, 배터리팩 ON 상태에서 냉동·냉장시스템(300)이 가동 중 충전할 때를 나타낸 것이다.
즉, 도 5에 설명한 화면정보는 배터리팩의 충전시작과 동시에 표시부를 통해서 출력되어 각 단계마다 적정한 메시지 및 상태 정보와 함께 제공될 수 있다.
우선, 사용자의 입력을 통해서 배터리팩 충전모드를 시작하는 경우 601 화면과 같이, 현재 배터리팩(10)의 충전상태, 냉동기 동작유무, 냉동기 현재 내부 온도 및 내부 설정온도 등을 출력하고, 사용자가 적절한 순서에 따라 충전을 진행할 수 있도록 안내 메시지를 제공할 수 있다. 예시로, 충전건 연결 지시 메시지(603), 충전건 연결 여부 메시지(605), 충전 예상 시간 메시지(607), 충전 종료 메시지(609) 및 충전건 분리 지시 메시지(611)가 제공될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 전기자동차 충전과정에 따라서 사용자에게 출력하는 화면정보를 순차적으로 도시한 도면으로, 배터리팩 ON 상태에서 냉동기가 가동되지 않는 경우 충전할 때를 나타낸 것이다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 충전 및 방전이 가능한 다수의 배터리 셀로 구성되는 배터리팩;
    상기 배터리팩의 입출력단에 연결되어, 배터리팩에 충전된 전류가 전기자동차의 냉동·냉장시스템 구동을 위한 장치들로 출력되도록 하고, 상기 배터리팩의 충전을 위한 전류가 상기 배터리팩으로 입력되도록 하는 고전압 입출력단(HVDC);
    상기 고전압 입출력단과 연결되며, 외부 충전기를 통하여 고전압을 상기 배터리팩으로 공급할 수 있도록 충전기의 충전건이 연결되는 충전포트;
    상기 배터리팩의 상기 배터리 셀들의 충전량(State Of Charge)을 모니터링하고, 배터리 충전시 다수의 배터리 셀들의 셀밸런싱을 수행하며, 배터리 셀들의 충전과 방전을 관리하는 BMS(Battery Management System);
    상기 BMS와 상기 충전포트 사이에 연결되며 상기 충전포트를 통해서 연결되는 충전기와 통신을 통해 충전건 연결여부 및 충전 진행여부를 판단하는 통신제어기(EVCC); 및
    상기 BMS와 연결되어 상기 BMS를 통해서 상기 배터리팩의 상태 정보, 충전건 연결여부 및 충전 진행여부 정보를 전달받고, 상기 배터리팩의 충전을 위한 배터리팩 ON/OFF 제어신호를 상기 BMS로 전달하고 상기 냉동·냉장시스템을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 전기자동차의 충전장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 배터리팩의 충전모드 개시 명령을 입력받으면 상기 배터리팩의 전류를 공급받는 상기 냉동·냉장시스템의 동작을 일시 정지시키고, 상기 배터리팩 OFF 제어신호를 상기 BMS로 전달하며,
    상기 충전건이 상기 충전포트에 연결되면, 상기 BMS로부터 상기 충전건 연결 정보를 전달받아 충전준비가 완료되었는지 판단하고, 상기 충전건이 정상적으로 연결되어 상기 배터리팩의 충전준비가 완료된 경우 상기 배터리팩 ON 제어신호를 상기 BMS로 전달하여 상기 배터리팩이 충전중에도 전원을 공급하여 상기 냉동·냉장시스템의 동작을 재개시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 충전장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 컨트롤러의 상기 배터리팩 OFF 제어신호는 BMS_Enable 신호 또는 BMS_Ignition 신호가 차단되도록 제어하는 신호이며,
    상기 컨트롤러의 상기 배터리팩 ON 제어신호는 BMS_Enable 신호 또는 BMS_Ignition 신호의 차단을 해제하도록 제어하는 신호인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 충전장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리팩과 상기 고전압 입출력단 사이에 배치되어 상기 배터리팩의 충전 전류가 상기 전기자동차의 구동을 위한 장치들로 출력될 때 초기 과도전류를 방지하는 릴레이(Relay) 회로를 더 포함하는 전기자동차의 충전장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 릴레이 회로는 상기 배터리팩으로 전류가 입력되거나 출력되는 것을 차단할 수 있는 스위치를 포함하며,
    상기 컨트롤러는 상기 배터리팩의 충전모드 개시 명령을 입력받으면 상기 배터리팩의 전류를 공급받는 주변장치의 동작을 정지시키고, 상기 배터리팩 OFF 제어신호를 상기 BMS로 전달하며,
    상기 충전건이 상기 충전포트에 연결되면, 상기 BMS로부터 상기 충전건 연결 정보를 전달받아 충전준비가 완료되었는지 판단하고, 상기 충전건이 정상적으로 연결되어 상기 배터리팩의 충전준비가 완료된 경우 상기 배터리팩 ON 제어신호를 상기 BMS로 전달하며,
    상기 배터리팩 ON/OFF 제어신호에 따라서, 상기 릴레이 회로의 상기 스위치가 ON/OFF 제어되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 충전장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리팩으로부터 전류를 공급받아서 가동되는 냉동·냉장시스템;
    사용자로부터 배터리팩 충전을 위한 각종 명령을 입력받는 입력부; 및
    배터리팩의 충전 상태 및 충전 정보를 사용자에게 표시하는 표시부를 더 포함하며,
    상기 컨트롤러는 상기 입력부를 통해서 상기 배터리팩의 충전모드 개시 명령을 사용자로부터 입력받고, 상기 표시부를 통해서 상기 냉동·냉장시스템의 동작 여부를 표시하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 충전장치.
  7. 충방전이 가능한 배터리팩, BMS(Battery Management System), 컨트롤러 및 상기 배터리팩에서 공급되는 에너지로 가동되는 냉동·냉장시스템을 포함하는 전기자동차의 충전 방법에 있어서,
    사용자로부터 상기 배터리팩의 충전모드 진입을 명령받는 제1 단계;
    상기 냉동·냉장시스템의 가동 여부를 판단하는 제2 단계
    상기 제2 단계에서 판단결과 상기 냉동·냉장시스템이 가동중인 경우에는 상기 냉동·냉장시스템의 가동을 임시로 중지시키는 명령을 전달하는 제3 단계;
    상기 제3 단계를 통해서 상기 냉동·냉장시스템 가동이 중단되면, BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호를 차단하는 제4 단계;
    상기 제4 단계를 통해서 상기 배터리팩이 OFF되면, 상기 배터리팩의 충전을 위한 충전건이 정상적으로 연결되었는지 판단하는 제5 단계;
    상기 제5 단계에서 상기 충전건이 정상적으로 연결된 것으로 판단되면, 상기 BMS_Enable 또는 BMS_Ignition 신호 차단을 해제하는 제6 단계;
    상기 제6 단계를 통해서 상기 배터리팩의 충전이 개시되면, 상기 냉동·냉장시스템의 가동을 재개하는 명령을 전달하고 상기 배터리팩의 충전상태를 모니터링하는 제7 단계; 및
    상기 배터리팩의 충전이 완료되면, 충전모드를 종료하는 제8 단계를 포함하는 전기자동차의 충전 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제6 단계는,
    상기 배터리팩의 충전상태를 모니터링하여 충전예상시간, 냉동·냉장시스템의 가동여부를 나타내는 정보, 냉동·냉장시스템의 온도 정보, 및 상기 배터리팩의 충전상태 정보를 포함하여 사용자에게 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 충전 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제7 단계는,
    상기 배터리팩의 충전중에도 상기 배터리팩의 방전전류가 상기 냉동·냉장시스템으로 공급되도록 함으로써 상기 냉동·냉장시스템의 가동과 동시에 상기 배터리팩의 충전이 진행되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 충전 방법.
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