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KR102606792B1 - Charging apparatus for electric vehicle and communication method of the same - Google Patents

Charging apparatus for electric vehicle and communication method of the same Download PDF

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KR102606792B1
KR102606792B1 KR1020160055556A KR20160055556A KR102606792B1 KR 102606792 B1 KR102606792 B1 KR 102606792B1 KR 1020160055556 A KR1020160055556 A KR 1020160055556A KR 20160055556 A KR20160055556 A KR 20160055556A KR 102606792 B1 KR102606792 B1 KR 102606792B1
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evse
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electric vehicle
unit
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신광섭
김경석
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치는 유선으로 연결된 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)와 신호를 송수신하는 제1 송수신부, 무선으로 연결된 EVSE와 신호를 송수신하는 제2 송수신부, 상기 제1 송수신부 및 상기 제2 송수신부 간의 전환을 설정하는 전환부, 그리고 상기 전환부를 제어하며, PLC(Power Line Communication)를 이용하여 상기 제1 송수신부 또는 상기 제2 송수신부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.A charging device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention includes a first transceiver unit that transmits and receives signals with a wired electric vehicle supply equipment (EVSE), a second transceiver unit that transmits and receives signals with a wirelessly connected EVSE, and 1 A switching unit that sets the switch between the transceiver and the second transceiver, and a control unit that controls the switching unit and controls the operation of the first transceiver or the second transceiver using PLC (Power Line Communication). Includes.

Description

전기 자동차의 충전 장치 및 그의 통신 방법{CHARGING APPARATUS FOR ELECTRIC VEHICLE AND COMMUNICATION METHOD OF THE SAME}Charging device for electric vehicle and communication method thereof {CHARGING APPARATUS FOR ELECTRIC VEHICLE AND COMMUNICATION METHOD OF THE SAME}

본 발명은 전기 자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 자동차의 충전 장치 및 그의 통신 방법에 관한 것이다.The present invention relates to electric vehicles, and more particularly, to a charging device for an electric vehicle and a communication method thereof.

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.Eco-friendly vehicles such as electric vehicles (EV) or plug-in hybrid electric vehicles (PHEV) use electric vehicle supply equipment (EVSE) installed at charging stations to charge their batteries. .

이때, 전기 자동차는 완속 충전 방식 또는 고속 충전 방식에 따라 충전될 수 있다. 완속 충전 시 약 7시간의 충전 시간이 소요되며, 고속 충전 시 약 30분의 충전 시간이 소요될 수 있다.At this time, the electric vehicle can be charged according to a slow charging method or a fast charging method. Slow charging takes about 7 hours, and fast charging can take about 30 minutes.

한편, 고속 충전에 대한 니즈가 증가함에 따라, 전기 자동차를 무선으로 충전하기 위한 연구가 시작되고 있다. 이에 따라, 전기 자동차의 유선 충전을 위하여 EV와 EVSE가 PLC(Power Line Communication)를 수행하고, 무선 충전을 위하여 EV와 EVSE가 WiFi 통신을 수행하고자 하는 시도가 있다. Meanwhile, as the need for fast charging increases, research is beginning to wirelessly charge electric vehicles. Accordingly, there are attempts to have EVs and EVSEs perform PLC (Power Line Communication) for wired charging of electric vehicles, and to perform WiFi communication between EVs and EVSEs for wireless charging.

다만, 이를 위하여 전기 자동차의 충전 장치가 PLC 통신과 WiFi 통신을 모두 지원해야 하므로, 충전 장치 내부의 하드웨어 및 소프트웨어 설계의 복잡도가 증가할 수 있다. 또한, WiFi 통신은 주변에서 널리 사용되고 있으므로, 간섭 및 충돌이 발생할 가능성이 크고, 이에 따라 신호 감쇄 측정이 어려운 문제가 있다.However, for this purpose, the electric vehicle charging device must support both PLC communication and WiFi communication, which may increase the complexity of hardware and software design inside the charging device. In addition, since WiFi communication is widely used in the surrounding area, there is a high possibility that interference and collisions will occur, making it difficult to measure signal attenuation.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전기 자동차의 충전 장치 및 그의 통신 방법을 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a charging device for an electric vehicle and a communication method thereof.

본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치는 유선으로 연결된 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)와 신호를 송수신하는 제1 송수신부, 무선으로 연결된 EVSE와 신호를 송수신하는 제2 송수신부, 상기 제1 송수신부 및 상기 제2 송수신부 간의 전환을 설정하는 전환부, 그리고 상기 전환부를 제어하며, PLC(Power Line Communication)를 이용하여 상기 제1 송수신부 또는 상기 제2 송수신부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.A charging device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention includes a first transceiver unit that transmits and receives signals with a wired electric vehicle supply equipment (EVSE), a second transceiver unit that transmits and receives signals with a wirelessly connected EVSE, and 1 A switching unit that sets the switch between the transceiver and the second transceiver, and a control unit that controls the switching unit and controls the operation of the first transceiver or the second transceiver using PLC (Power Line Communication). Includes.

상기 전환부는 스위칭 소자를 포함할 수 있다. The switching unit may include a switching element.

상기 스위칭 소자가 온 상태 및 오프 상태 중 하나이면, 상기 스위칭 소자는 상기 제1 송수신부와 연결되고, 상기 스위칭 소자가 온 상태 및 오프 상태 중 나머지 하나이면, 상기 스위칭 소자는 상기 제2 송수신부와 연결될 수 있다. If the switching element is in one of the on state and the off state, the switching element is connected to the first transceiver, and if the switching element is in one of the on state and the off state, the switching element is connected to the second transceiver. can be connected

상기 제2 송수신부는, 저주파용 안테나를 포함할 수 있다. The second transceiver may include a low-frequency antenna.

상기 저주파용 안테나는 1.8MHz 내지 30MHz를 포함하는 주파수 대역에서 적용 가능할 수 있다.The low-frequency antenna may be applicable in a frequency band including 1.8 MHz to 30 MHz.

상기 제2 송수신부는 접지면, 상기 접지면에 평행하게 형성되는 도선, 그리고 상기 도선과 상기 접지면 사이에 연결되는 부하를 포함할 수 있다. The second transceiver may include a ground plane, a conductor formed parallel to the ground plane, and a load connected between the conductor and the ground plane.

상기 접지면은 지면과 이격되어 평행하게 배치될 수 있다.The ground plane may be spaced apart from the ground and arranged in parallel.

상기 제2 송수신부는 비버리지 안테나(beverage antenna)를 포함할 수 있다.The second transceiver may include a beverage antenna.

상기 제2 송수신부는 전기 자동차의 바닥면에 지면을 향하여 배치될 수 있다.The second transceiver may be placed on the bottom of the electric vehicle toward the ground.

상기 전환부와 상기 제2 송수신부 사이에 배치되는 증폭부를 더 포함할 수 있다.It may further include an amplifying unit disposed between the switching unit and the second transmitting/receiving unit.

본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 통신 방법은 상기 충전 장치에 유선으로 연결된 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)와 통신하는 제1 통신 모드 및 상기 충전 장치에 무선으로 연결된 EVSE와 통신하는 제2 통신 모드 중 하나를 선택하는 단계, 선택된 통신 모드로 통신하기 위한 설정을 수행하는 단계, 그리고 상기 선택된 통신 모드로 통신하는 단계를 포함하며, 상기 제1 통신 모드 및 상기 제2 통신 모드는 모두 PLC(Power Line Communication)를 수행한다. A communication method of an electric vehicle charging device according to an embodiment of the present invention includes a first communication mode for communicating with an EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment) wired to the charging device and a first communication mode for communicating with an EVSE wirelessly connected to the charging device. Selecting one of the second communication modes, performing settings for communicating in the selected communication mode, and communicating in the selected communication mode, where both the first communication mode and the second communication mode are Perform PLC (Power Line Communication).

본 발명의 실시예에 따르면, EV와 EVSE 간의 무선 통신 및 무선 충전을 효율적으로 수행할 수 있다. 특히, 하드웨어 및 소프트웨어적 복잡도를 증가시키지 않고도, 유선 충전/유선 통신 및 무선 충전/무선 통신을 모두 지원하는 EV의 충전 장치를 얻을 수 있다. According to an embodiment of the present invention, wireless communication and wireless charging between EV and EVSE can be performed efficiently. In particular, it is possible to obtain an EV charging device that supports both wired charging/wired communication and wireless charging/wireless communication without increasing hardware and software complexity.

도 1은 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2 내지 4는 EV와 EVSE 간의 연결 방법을 예시하는 도면이다.
도 5는 단상(single phase)용 베이직 인터페이스 Type 1의 예이고, 도 6은 삼상(three phase)용 베이직 인터페이스 Type 2의 예이다.
도 7 내지 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내는 블록도이고, 도 9는 도 7 내지 8의 전기 자동차 충전 시스템의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내며, 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 일부를 나타내며, 도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 일부가 전기 자동차에 장착된 예를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 통신 방법을 나타내는 순서도이다.
도 14는 EV의 PLC 연계 방법을 나타내는 순서도이며, 도 15는 도 11의 과정 중 밸리데이션(validation) 과정을 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 16은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 신호 감쇄 보상 방법이 적용되는 일 예를 나타낸다.
1 is a block diagram showing a charging system for an electric vehicle.
2 to 4 are diagrams illustrating a connection method between EV and EVSE.
FIG. 5 is an example of basic interface Type 1 for single phase, and FIG. 6 is an example of basic interface Type 2 for three phase.
Figures 7 and 8 are block diagrams showing an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention, and Figure 9 is a circuit diagram showing an example of the electric vehicle charging system of Figures 7 and 8.
FIG. 10 shows a charging system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 11 shows a part of a charging device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 shows a charging system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. An example is shown in which part of the charging device for an electric vehicle is mounted on an electric vehicle.
Figure 13 is a flowchart showing a communication method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a flowchart showing a method of connecting an EV to a PLC, and FIG. 15 is a flowchart specifically showing the validation process in the process of FIG. 11.
Figure 16 shows an example of applying the signal attenuation compensation method for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention can be subject to various changes and can have various embodiments, specific embodiments will be illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms containing ordinal numbers, such as second, first, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, the second component may be referred to as the first component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the first component may also be referred to as the second component. The term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings, but identical or corresponding components will be assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted.

도 1은 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram showing a charging system for an electric vehicle.

도 1을 참조하면, 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 10)는 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 20)로부터 충전될 수 있다. 이를 위하여, EVSE(20)에 연결된 충전 케이블이 EV(10)의 주입구에 연결될 수 있다. 여기서, EVSE(20)는 AC 또는 DC를 공급하는 설비이며, 충전소에 배치되거나, 가정 내에 배치될 수 있으며, 휴대 가능하도록 구현될 수도 있다. 본 명세서에서, EVSE(20)는 충전소(supply), AC 충전소(AC supply), DC 충전소(DC supply), 소켓-아웃렛(socket-outlet) 등과 혼용될 수 있다. Referring to FIG. 1, an electric vehicle (EV) 10 can be charged from an electric vehicle charging facility (Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) 20). To this end, the charging cable connected to the EVSE (20) may be connected to the inlet of the EV (10). Here, the EVSE 20 is a facility that supplies AC or DC, and can be placed at a charging station or within a home, and can also be implemented to be portable. In this specification, the EVSE 20 may be used interchangeably with a charging station (supply), an AC charging station (AC supply), a DC charging station (DC supply), a socket-outlet, etc.

충전 장치(100)는 EV(10) 내에 포함되며, EV(10) 내의 ECU(Electronic Control Unit, 200)와 연결된다. The charging device 100 is included in the EV 10 and is connected to an Electronic Control Unit (ECU) 200 within the EV 10.

EV(10)를 충전하는 모드(charging mode)는 EVSE(20)와 EV(10) 간의 연결 방법에 따라 여러 가지로 분류될 수 있다. 예를 들어, 표준화된 소켓-아웃렛을 이용하여 EV(10)와 AC 공급 네트워크를 연결하는 모드 1, EV(10)와 플러그 또는 인케이블 컨트롤 박스(in-cable control box)의 일부 간의 전기적 충격에 대한 보호 시스템 및 CP(Control Pilot) 기능을 이용하여 EV(10)와 AC 공급 네트워크를 연결하는 모드 2, CP 기능이 EVSE의 제어 장비로 확장하는 전용 EVSE(dedicated EVSE)를 이용하여 EV(10)와 AC 공급 네트워크를 영구적으로 연결하는 모드 3, 그리고 CP 기능이 DC EV 충전 스테이션으로 확장하는 DC EV 충전 스테이션(예, 오프-보드 충전기)을 이용하여 EV(10)와 공급 네트워크를 연결하는 모드 4로 분류될 수 있다. The charging mode for the EV 10 can be classified into various ways depending on the connection method between the EVSE 20 and the EV 10. For example, mode 1, which connects the EV 10 to the AC supply network using standardized socket-outlets, protects against electric shock between the EV 10 and the plug or part of the in-cable control box. Mode 2, which connects the EV (10) and the AC supply network using the protection system and CP (Control Pilot) function, and the EV (10) using a dedicated EVSE (dedicated EVSE) in which the CP function extends to the control equipment of the EVSE Mode 3, which permanently connects the EV 10 and the AC supply network, and Mode 4, which connects the EV 10 and the supply network using a DC EV charging station (e.g. an off-board charger) whose CP functionality extends to the DC EV charging station. It can be classified as:

한편, EV(10)와 EVSE(20)는 여러 가지 방법으로 연결될 수 있다. 도 2 내지 4는 EV(10)와 EVSE(20) 간의 연결 방법을 예시하는 도면이다. Meanwhile, EV 10 and EVSE 20 can be connected in various ways. 2 to 4 are diagrams illustrating a connection method between the EV 10 and the EVSE 20.

도 2를 참조하면, EV(10)와 EVSE(20)는 충전 케이블(50)을 이용하여 연결되며, 충전 케이블(50)의 플러그는 EV(10)에 영구적으로 장착될 수 있다. 이때, 충전 케이블(50)은 가정용 또는 산업용 소켓-아웃렛에 연결되거나, 충전소에 연결될 수 있다. Referring to FIG. 2, the EV 10 and the EVSE 20 are connected using a charging cable 50, and the plug of the charging cable 50 can be permanently mounted on the EV 10. At this time, the charging cable 50 may be connected to a household or industrial socket-outlet, or to a charging station.

도 3을 참조하면, EV(10)와 EVSE(20)는 탈착 가능한(detachable) 충전 케이블(50)를 이용하여 연결되며, 충전 케이블(50)는 차량측 커넥터(52)와 EVSE측 플러그(54), 즉 벽에 고정된 소켓-아웃렛측 또는 충전소측 커넥터(54)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the EV 10 and the EVSE 20 are connected using a detachable charging cable 50, and the charging cable 50 connects the vehicle side connector 52 and the EVSE side plug 54. ), that is, it may include a socket-outlet side or charging station side connector 54 fixed to the wall.

도 4를 참조하면, EV(10)와 EVSE(20)는 충전 케이블(50)을 이용하여 연결되며, 충전 케이블(50)은 충전소에 영구적으로 장착될 수 있다.Referring to FIG. 4, the EV 10 and the EVSE 20 are connected using a charging cable 50, and the charging cable 50 can be permanently installed in the charging station.

이와 같이 분류된 EV(10)를 충전하는 모드(charging mode)에 따라, 그 사용 환경이 달라질 수 있다. 예를 들어, 모드 1은 공급 측에서 16A를 초과하지 못하며, 250V AC 싱글 1186 페이스 또는 480V AC 삼상을 초과하지 못하고, 파워 및 보호 접지 컨덕터를 이용한다. 모드 2는 32A 및 250V AC 단상 또는 480V AC 삼상을 초과하지 못하며, 표준화된 단상 또는 삼상 소켓 아웃렛을 사용한다. 모드 3은 AC 공급 네트워크에 영구적으로 연결되는 EVSE를 통하여 EV를 연결하는데 사용된다. 모드 4는 충전 케이블이 충전소에 영구적으로 장착된 경우에 사용된다. Depending on the charging mode for the EV 10 classified as such, its use environment may vary. For example, Mode 1 cannot exceed 16A on the supply side, cannot exceed 250V AC single 1186 phase or 480V AC three phase, and uses power and protective ground conductors. Mode 2 does not exceed 32A and 250V AC single phase or 480V AC three phase and uses standardized single phase or three phase socket outlets. Mode 3 is used to connect the EV via an EVSE, which is permanently connected to the AC supply network. Mode 4 is used when the charging cable is permanently mounted at the charging station.

여기서, 모드 2, 모드 3 및 모드 4에는 EVSE(20) 또는 EVSE(20) 및 EV(10) 간에 요구되는 조건이 있다. Here, mode 2, mode 3 and mode 4 have conditions required between EVSE 20 or EVSE 20 and EV 10.

먼저, 보호 컨덕터(protective conductor, PE 컨덕터)의 전기적인 연속성(electrical continuity)을 검출하는 것이다(detection of the electrical continuity of the protective conductor). 모드 2, 모드 3 및 모드 4로 충전하는 동안, PE 컨덕터의 전기적인 연속성은 EVSE에 의하여 지속적으로 모니터링되어야 한다. PE 컨덕터의 전기적인 연속성이 없는 경우, EVSE(20)는 차단되어야 한다(switched off).First, detecting the electrical continuity of the protective conductor (PE conductor). During mode 2, mode 3 and mode 4 charging, the electrical continuity of the PE conductor must be continuously monitored by the EVSE. If there is no electrical continuity of the PE conductor, EVSE 20 should be switched off.

다음으로, 차량이 적절하게 연결되어 있는지를 입증하는 것이다(verification that the vehicle is properly connected). EVSE(20)는 커넥터가 차량 주입구에 적절하게 삽입되어 있는지와 EVSE(20)에 적절하게 연결되어 있는지를 결정할 수 있다. Next, verify that the vehicle is properly connected. EVSE 20 may determine whether the connector is properly inserted into the vehicle inlet and properly connected to EVSE 20.

다음으로, 지속적으로 보호 접지 연속성을 체크하는 것이다(continuous protective earth continuity checking). EVSE(20)와 차량 간의 설비 접지 연속성은 지속적으로 입증되어야 한다. Next, continuous protective earth continuity checking. Equipment ground continuity between the EVSE (20) and the vehicle must be continuously verified.

다음으로, 차량에 전력 공급을 위한 전원을 제공하는 것이다(energization of power supply to the vehicle). EVSE(20)와 EV(10) 간의 파일럿 기능이 전원 공급을 허락하는 단일 상태로 정확하게 설정되지 않으면, 시스템의 전원 공급은 수행되지 않을 것이다. Next, provide power for power supply to the vehicle (energization of power supply to the vehicle). Unless the pilot function between EVSE 20 and EV 10 is correctly set to a single state allowing powering up, powering up of the system will not be performed.

다음으로, 차량에 전력 공급을 위한 전원을 단절하는 것이다(de-energization of the power supply to the vehicle). 파일럿 기능이 차단되거나, 파일럿 와이어 단일 상태가 더 이상 전원 공급을 허락하지 않는 경우, 차량 케이블 로의 전력 공급은 차단될 것이나, 제어 회로에는 여전히 전력이 남아 있을 것이다. Next, cut off the power supply to the vehicle (de-energization of the power supply to the vehicle). If the pilot function is blocked or the pilot wire single condition no longer allows power supply, the power supply to the vehicle cable will be cut off, but power will still remain in the control circuit.

한편, 모드 1, 모드 2 및 모드 3에서는 디지털 통신이 선택적으로 가능하다. 모드 4에서는 전용 오프 보드 충전기를 제외한, 오프 보드 충전기를 차량이 제어하기 위하여 디지털 정보 교환이 이루어질 수 있다. Meanwhile, digital communication is optionally possible in mode 1, mode 2, and mode 3. In mode 4, digital information exchange can be performed in order for the vehicle to control off-board chargers, excluding dedicated off-board chargers.

또한, 모드 1, 모드 2 및 모드 3에서는 PE 컨덕터가 EVSE(20)의 접지 단자와 차량의 노출된 컨덕터 간의 등위의 연결을 수립하기 위하여 사용될 수 있다. Additionally, in Mode 1, Mode 2 and Mode 3 the PE conductor may be used to establish a co-ordinate connection between the ground terminal of the EVSE 20 and the exposed conductor of the vehicle.

다음으로, EV와 EVSE 간의 연결을 위한 인터페이스를 설명한다. EV(10)를 충전하는 모드(charging mode)에 따라 적용 가능한 인터페이스 유형은 표 1과 같다.Next, the interface for connection between EV and EVSE is described. Table 1 shows the applicable interface types depending on the charging mode of the EV 10.

EV(10)와 EVSE(20)를 연결하기 위하여, 먼저 접지 연결이 선행되어야 하며, 근접(proximity) 및 파워 연결이 이루어진 후, 파일럿 연결(pilot connection)이 수행되어야 한다. EV(10)와 EVSE(20)의 연결을 해제하기 위하여, 파일럿 연결이 가장 먼저 해제되어야 하며, 접지 연결이 최종적으로 해제되어야 한다. In order to connect EV 10 and EVSE 20, ground connection must first be made, proximity and power connection must be made, and then pilot connection must be performed. To disconnect EV (10) and EVSE (20), the pilot connection must be disconnected first, and the ground connection must be disconnected last.

베이직 (AC) 인터페이스(IEC62196-2)는 Type 1, Type 2, Type 3로 구분되며, 표 1에 따라 모드 별로 충전 케이블(50)의 커넥터(52) 및 플러그(54)에 적용 가능하다.The basic (AC) interface (IEC62196-2) is divided into Type 1, Type 2, and Type 3, and can be applied to the connector 52 and plug 54 of the charging cable 50 for each mode according to Table 1.

베이직 인터페이스는, 예를 들어 최대 7개의 컨택트를 포함할 수 있다. 도 5는 단상(single phase)용 베이직 인터페이스 Type 1의 예이고, 도 6은 삼상(three phase)용 베이직 인터페이스 Type 2의 예이다. 여기서, 삼상용 인터페이스는 단상을 공급하도록 사용될 수도 있다. 다만, 이는 예시에 지나지 않으며, 인터페이스의 형상, 컨택스의 개수, 위치 및 크기는 다양하게 변형될 수 있다. The basic interface may contain, for example, up to 7 contacts. FIG. 5 is an example of basic interface Type 1 for single phase, and FIG. 6 is an example of basic interface Type 2 for three phase. Here, the three-phase interface can also be used to supply single phase. However, this is only an example, and the shape of the interface, number, location, and size of contexts may be modified in various ways.

단상용 인터페이스에 대하여 바람직한 전류율은 250V 32A이고, 삼상용 인터페이스에 대하여 바람직한 전류율은 480V 32A이다. 일반적인 차량의 주입구는 단상용 인터페이스 및 삼상용 인터페이스에 상호 교환 가능하도록 디자인될 수 있다. 단상과 삼상에 대한 컨택트 위치의 표준 물리 구성은 표 2와 같다. The preferred current rate for a single phase interface is 250V 32A, and for a three phase interface the preferred current rate is 480V 32A. The inlet of a typical vehicle can be designed to be interchangeable with a single-phase interface and a three-phase interface. The standard physical configuration of contact positions for single phase and three phase is shown in Table 2.

표 2에서, 각주에 대한 설명은 다음과 같다.In Table 2, explanations for footnotes are as follows.

a. 컨택트 넘버(contact number)가 특정 위치를 나타내는 것은 아니다. a. The contact number does not indicate a specific location.

b. 일반적인 최대 전류율(maximum current rating)을 나타낸다. 모드 1에서의 최대 전류율은 16A이다. 전류율은 컨택트에 관한 함수이다. 바람직한 값은 지역적인 요구 조건에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 단상용에 대하여 몇몇 나라에서는 10A이나, 일반적으로는 16A이다. b. Indicates the typical maximum current rating. The maximum current rate in mode 1 is 16A. The current rate is a function of the contact. Preferred values may vary depending on local requirements. For example, for single-phase use, it is 10A in some countries, but generally 16A.

c. 일반적인 전류율: 몇몇 나라에서는 30A가 표준 전류율이고; 10A 및 16A가 일반적인 전류율이다. c. Typical current rates: 30A is the standard current rate in some countries; 10A and 16A are typical current rates.

d. 몇몇 나라에서, 이 컨택트는 요구되는 전압을 획득하기 위하여 위상으로 연결될 수 있다. d. In some countries, these contacts can be connected in phase to obtain the required voltage.

e. 근접 기능(proximity function)을 위하여 사용되는 컨택트는 다른 기능을 수행할 수도 있다. e. Contacts used for proximity functions may also perform other functions.

f. 중성 와이어(neutral wire)는 부하 밸런스를 위하여 생략될 수 있다. f. The neutral wire may be omitted for load balance.

g. 더 높은 전류율이 특정 디자인에서 허용될 수 있다. g. Higher current rates may be acceptable in certain designs.

h. 컨택트 6, 7을 위하여, 더 넓은 컨덕터 단면을 요구할 수 있다. h. For contacts 6 and 7, a wider conductor cross-section may be required.

인터페이스는 CP(Control Pilot) 및 PD(Proximity Detection)을 위한 컨택트를 더 포함할 수 있다.The interface may further include contacts for Control Pilot (CP) and Proximity Detection (PD).

한편, 고속 충전에 대한 니즈가 증가함에 따라, 전기 자동차를 무선으로 충전하기 위한 연구가 시작되고 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에서는 유선 충전뿐만 아니라 무선 충전을 지원하는 전기 자동차의 충전 장치 및 그의 통신 방법을 제공하고자 한다.Meanwhile, as the need for fast charging increases, research is beginning to wirelessly charge electric vehicles. Accordingly, an embodiment of the present invention seeks to provide a charging device and a communication method for an electric vehicle that supports not only wired charging but also wireless charging.

도 7 내지 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내는 블록도이고, 도 9는 도 7 내지 8의 전기 자동차 충전 시스템의 일 예를 나타내는 회로도이다. Figures 7 and 8 are block diagrams showing an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention, and Figure 9 is a circuit diagram showing an example of the electric vehicle charging system of Figures 7 and 8.

도 7을 참조하면, 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 10)의 충전 장치(100)는 유선 또는 무선으로 연결된 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 20, 30)로부터 충전될 수 있다. 여기서, EVSE(20)는 충전 장치(100)에 유선으로 연결된 EVSE를 나타내고, EVSE(30)는 충전 장치(100)에 무선으로 연결된 EVSE를 나타낸다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 유선으로 연결된 EVSE는 유선 EVSE(20)라 칭하고, 무선으로 연결된 EVSE는 무선 EVSE(30)라 칭할 수 있다. Referring to FIG. 7, the charging device 100 for an electric vehicle (EV) 10 can be charged from an electric vehicle charging equipment (Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) 20, 30) connected wired or wirelessly. Here, EVSE 20 represents an EVSE connected to the charging device 100 by wire, and EVSE 30 represents an EVSE connected wirelessly to the charging device 100. For convenience of explanation, hereinafter, the EVSE connected by wire may be referred to as the wired EVSE 20, and the EVSE connected wirelessly may be referred to as the wireless EVSE 30.

충전을 위하여, 유선 EVSE(20)에 연결된 충전 케이블(50)이 EV(10)의 주입구에 연결될 수 있다. 또는, 무선 EVSE(30)의 무선 전력 송신을 위한 코일에 대향하여 EV(10)의 무선 전력 수신을 위한 코일이 배치되며, EVSE(30)와 EV(10)의 충전 장치(100) 간에 무선 통신 연결이 설정될 수 있다.For charging, the charging cable 50 connected to the wired EVSE 20 may be connected to the inlet of the EV 10. Alternatively, a coil for wireless power reception of the EV 10 is disposed opposite to a coil for wireless power transmission of the wireless EVSE 30, and wireless communication is performed between the EVSE 30 and the charging device 100 of the EV 10. A connection can be established.

그리고, EV(10)와 EVSE(20, 30)는 PLC(Power Line Communication)를 이용하여 통신할 수 있다. And, EV 10 and EVSE 20 and 30 can communicate using PLC (Power Line Communication).

도 8 내지 9를 참조하면, EV(10)의 충전 장치(100)는 제1 송수신부(110), 제2 송수신부(120), 전환부(130) 및 제어부(140)를 포함한다. Referring to FIGS. 8 and 9, the charging device 100 of the EV 10 includes a first transceiver 110, a second transceiver 120, a switching unit 130, and a control unit 140.

제1 송수신부(110)는 유선 EVSE(20)와 신호를 송수신할 수 있다. 이를 위하여, 제1 송수신부(110)는 파일럿 기능(pilot function) 신호를 수신하는 CP(control Pilot) 포트, EVSE(20)의 접지와 연결되는 PE(Protective Earth) 포트 등을 포함할 수 있다. The first transceiver 110 can transmit and receive signals with the wired EVSE 20. To this end, the first transceiver 110 may include a control pilot (CP) port that receives a pilot function signal, a protective earth (PE) port connected to the ground of the EVSE 20, etc.

제1 송수신부(110)와 신호를 송수신하는 유선 EVSE(20)는 CP 생성부(22), 충전 제어부(24) 및 PLC 노드(26)를 포함할 수 있다. The wired EVSE 20 that transmits and receives signals with the first transceiver 110 may include a CP generator 22, a charging control unit 24, and a PLC node 26.

EVSE(20)의 CP 생성부(220)에서 생성된 CP(Control Pilot) 신호는 제1 송수신부(110)의 CP 포트로 입력된다. 여기서, CP 신호는 전력 전송 개시 또는 중단을 요청하거나, 전력량을 제어하는 신호일 수 있다. 그리고, EVSE(20)의 충전 제어부(24)는 EV(10)로의 전력 전송을 제어하며, EVSE(20)의 PLC 노드(26)는 전력 전송을 제어하기 위한 PLC를 수행한다.The CP (Control Pilot) signal generated by the CP generator 220 of the EVSE 20 is input to the CP port of the first transceiver 110. Here, the CP signal may be a signal that requests start or stop of power transmission or controls the amount of power. Additionally, the charging control unit 24 of the EVSE 20 controls power transmission to the EV 10, and the PLC node 26 of the EVSE 20 performs PLC to control power transmission.

제2 송수신부(120)는 무선 EVSE(30)와 신호를 송수신한다. 이를 위하여, 제2 송수신부(120)는 안테나를 포함할 수 있다. 여기서, 안테나는 저주파용 안테나, 예를 들어, 1.8MHz 내지 30MHz를 포함하는 주파수 대역에서 적용 가능한 안테나일 수 있다. PLC(Power Line Communication)을 위한 주파수 대역이 1.8MHz 내지 28MHz이므로, 제2 송수신부(120)는 PLC(Power Line Communication)를 위한 신호를 송수신하는 것이 가능하다. The second transceiver 120 transmits and receives signals with the wireless EVSE 30. To this end, the second transceiver 120 may include an antenna. Here, the antenna may be a low-frequency antenna, for example, an antenna applicable in a frequency band including 1.8 MHz to 30 MHz. Since the frequency band for PLC (Power Line Communication) is 1.8 MHz to 28 MHz, the second transceiver 120 is capable of transmitting and receiving signals for PLC (Power Line Communication).

제2 송수신부(120)와 신호를 송수신하는 무선 EVSE(30)는 충전 제어부(32) 및 PLC 노드(34)를 포함할 수 있다. EVSE(30)의 충전 제어부(32)는 EV(10)로의 전력 전송을 제어하며, EVSE(30)의 PLC 노드(34)는 전력 전송을 제어하기 위한 PLC를 수행한다.The wireless EVSE 30 that transmits and receives signals with the second transceiver 120 may include a charging control unit 32 and a PLC node 34. The charging control unit 32 of the EVSE 30 controls power transmission to the EV 10, and the PLC node 34 of the EVSE 30 performs PLC to control power transmission.

한편, 유선 충전/유선 통신 및 무선 충전/무선 통신을 모두 지원하는 본 발명의 실시예에 따른 충전 장치(100)는 유선 EVSE(20)와 통신하기 위한 제1 송수신부(110) 및 무선 EVSE(30)와 통신하기 위한 제2 송수신부(120)의 동작을 전환하여야 한다. 예를 들어, 유선 EVSE(20)에 의하여 충전되는 경우, 제1 송수신부(110)가 동작하여야 하고, 무선 EVSE(30)에 의하여 충전되는 경우, 제2 송수신부(120)가 동작하여야 한다. 이를 위하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 충전 장치(100)는 제1 송수신부(110) 및 제2 송수신부(120) 간의 전환을 설정하는 전환부(130)를 포함한다. 이때, 전환부(130)는 제어부(140)에 의하여 제어될 수 있다. Meanwhile, the charging device 100 according to an embodiment of the present invention that supports both wired charging/wired communication and wireless charging/wireless communication includes a first transceiver 110 and a wireless EVSE ( The operation of the second transceiver 120 to communicate with 30) must be switched. For example, when charging by the wired EVSE 20, the first transceiver 110 must operate, and when charging by the wireless EVSE 30, the second transceiver 120 must operate. To this end, the charging device 100 according to an embodiment of the present invention includes a switching unit 130 that sets switching between the first transceiving unit 110 and the second transceiving unit 120. At this time, the switching unit 130 may be controlled by the control unit 140.

즉, 제어부(140)는 전환부(130)를 제어하여, 제1 송수신부(110)가 동작하도록 제어하거나, 제2 송수신부(120)가 동작하도록 제어할 수 있다. That is, the control unit 140 may control the switching unit 130 to operate the first transceiver unit 110 or control the second transceiver unit 120 to operate.

그리고, 제어부(140)는 PLC(Power Line Communication)를 이용하여 제1 송수신부(110)의 동작 또는 제2 송수신부(120)의 동작을 제어하며, 배터리(300)의 충전을 제어할 수 있다. 이를 위하여, 제어부(140)는 제1 송수신부(110)의 CP 포트를 통하여 수신되는 파일럿 기능(pilot function)을 처리하는 PF(Pilot Function) 로직을 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 제1 송수신부(110)는 PD(Proximity Detection) 포트를 더 포함할 수 있으며, 제어부(140)는 PD 포트를 통하여 수신되는 신호를 이용하여 EVSE(20)의 커넥터의 주입 여부를 검출하는 PD(Proximity Detection) 로직을 포함할 수 있다. 또는, 제어부(140)는 제2 송수신부(120)로부터 수신되는 신호를 처리하는 디지털 신호 처리 유닛(Digital Signal Processing Unit)을 포함할 수 있으며, 제2 송수신부(120)와 무선 EVSE(30) 간의 연결을 위한 설정을 제어할 수도 있다. In addition, the control unit 140 controls the operation of the first transceiver unit 110 or the second transceiver unit 120 using PLC (Power Line Communication), and can control charging of the battery 300. . To this end, the control unit 140 may include PF (Pilot Function) logic that processes a pilot function received through the CP port of the first transceiver 110. Although not shown, the first transceiver 110 may further include a Proximity Detection (PD) port, and the control unit 140 determines whether the connector of the EVSE 20 is injected using a signal received through the PD port. It may include PD (Proximity Detection) logic that detects. Alternatively, the control unit 140 may include a digital signal processing unit that processes the signal received from the second transceiver 120, and the second transceiver 120 and the wireless EVSE 30 You can also control settings for connections between devices.

이하, 충전 장치(100)의 제1 송수신부(110) 및 제2 송수신부(120) 간의 전환을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, switching between the first transceiver unit 110 and the second transceiver unit 120 of the charging device 100 will be described in detail.

도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 시스템을 나타내며, 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 일부를 나타내며, 도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 일부가 전기 자동차에 장착된 예를 나타낸다. FIG. 10 shows a charging system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 11 shows a part of a charging device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 shows a charging system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. An example is shown in which part of the charging device for an electric vehicle is mounted on an electric vehicle.

도 10 내지 12를 참조하면, 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 10)의 충전 장치(100)는 유선 EVSE(20) 또는 무선 EVSE(30)로부터 충전될 수 있다. 예를 들어, EV(10)는 유선 EVSE(20)와 유선으로 연결된 케이블을 통하여 전력을 수신하거나, 무선 EVSE(30)의 무선 충전용 코일로부터 전력을 수신할 수 있다. 10 to 12, the charging device 100 of an electric vehicle (EV) 10 may be charged from a wired EVSE 20 or a wireless EVSE 30. For example, the EV 10 may receive power through a cable connected to the wired EVSE 20, or may receive power from a wireless charging coil of the wireless EVSE 30.

이를 위하여, EV(10)와 유선 EVSE(20) 또는 무선 EVSE(30) 간에는 통신이 수행될 필요가 있다. To this end, communication needs to be performed between the EV 10 and the wired EVSE 20 or wireless EVSE 30.

도 7 내지 9에서 설명한 바와 같이, EV(10)의 충전 장치(100)는 제1 송수신부(110)를 통하여 유선 EVSE(20)와 통신하거나, 제2 송수신부(120)를 통하여 무선 EVSE(30)와 통신할 수 있다. As described in FIGS. 7 to 9, the charging device 100 of the EV 10 communicates with the wired EVSE 20 through the first transceiver 110 or wireless EVSE ( 30) can communicate with.

이때, 전환부(130)는 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 스위칭 소자는 제어부(140)와 제1 송수신부(110) 및 제2 송수신부(120) 사이에 배치되며, 스위칭 소자의 온오프(On Off)에 따라 제1 송수신부(110)와 연결되거나, 제2 송수신부(120)와 연결될 수 있다. 스위칭 소자는, 예를 들어 RF(Radio Frequency) 스위치일 수 있다. At this time, the switching unit 130 may include a switching element. The switching element is disposed between the control unit 140 and the first transceiver unit 110 and the second transceiver unit 120, and is connected to the first transceiver unit 110 depending on whether the switching element is turned on or off. It can be connected to the second transceiver 120. The switching element may be, for example, an RF (Radio Frequency) switch.

스위칭 소자(130)가 온(On) 상태 및 오프(Off) 상태 중 하나이면, 스위칭 소자(130)는 제1 송수신부(110)와 연결되고, 스위칭 소자(130)가 온 상태 및 오프 상태 중 나머지 하나이면, 스위칭 소자(130)는 제2 송수신부(120)와 연결될 수 있다.When the switching element 130 is in one of the On and Off states, the switching element 130 is connected to the first transceiver 110, and the switching element 130 is in the On state and the Off state. If it is the remaining one, the switching element 130 may be connected to the second transceiver 120.

예를 들어, 스위칭 소자(130)가 온 상태인 경우, 제어부(140), 전환부(130) 및 제1 송수신부(110)가 서로 연결되어, 제1 송수신부(110)가 유선 EVSE(20)와 신호를 주고 받을 수 있다. 그리고, 스위칭 소자(130)가 오프 상태인 경우, 제어부(140), 전환부(130) 및 제2 송수신부(120)가 서로 연결되어, 제2 송수신부(120)가 무선 EVSE(30)와 신호를 주고 받을 수 있다. For example, when the switching element 130 is in the on state, the control unit 140, the switching unit 130, and the first transceiver 110 are connected to each other, and the first transceiver 110 is connected to the wired EVSE (20). ) can send and receive signals. And, when the switching element 130 is in the off state, the control unit 140, the switching unit 130, and the second transceiver 120 are connected to each other, so that the second transceiver 120 communicates with the wireless EVSE 30. Signals can be sent and received.

여기서, 제2 송수신부(120)는 접지면(122), 접지면(122)에 평행하게 형성되는 도선(124), 그리고 도선(124)과 접지면(122) 사이에 연결되는 부하(126)를 포함할 수 있다.Here, the second transceiver 120 includes a ground plane 122, a conductor 124 formed parallel to the ground plane 122, and a load 126 connected between the conductor 124 and the ground plane 122. may include.

이때, 제2 송수신부(120)는 전기 자동차의 바닥면에 지면을 향하여 배치될 수 있으며, 접지면(122)은 지면과 이격되어 평행하게 배치될 수 있다. 접지면(122)은 강화 플라스틱 소재를 포함할 수 있다. At this time, the second transceiver 120 may be placed on the bottom of the electric vehicle facing the ground, and the ground plane 122 may be placed parallel to the ground and spaced apart from the ground. The ground plane 122 may include a reinforced plastic material.

이러한 제2 송수신부(120)는, 예를 들어 비버리지 안테나(beverage antenna)를 포함할 수 있다.This second transceiver 120 may include, for example, a beverage antenna.

제2 송수신부(120)가 비버리지 안테나를 포함하는 경우, 제2 송수신부(120)는 저주파, 예를 들어 1.8MHz 내지 28MHz의 주파수 대역에 적용될 수 있다. 이에 따라, 제2 송수신부(120)는 PLC에 적용될 수 있다. 도 12에서 제2 송수신부(120)가 전기 자동차의 외부에 장착되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 송수신부(120)는 전기 자동차의 내부에 장착될 수도 있다.When the second transceiver 120 includes a uneven antenna, the second transceiver 120 may be applied to a low frequency, for example, a frequency band of 1.8 MHz to 28 MHz. Accordingly, the second transceiver 120 can be applied to a PLC. In FIG. 12, the second transceiver unit 120 is shown as being mounted on the outside of the electric vehicle, but the present invention is not limited thereto, and the second transceiver unit 120 may be installed inside the electric vehicle.

한편, 제2 송수신부(120)와 무선 EVSE(30) 간 통신 시, 제1 송수신부(110)와 유선 EVSE(20) 간 통신 시에 비하여 큰 신호 감쇄가 일어날 수 있다. 이에 따라, 제2 송수신부(120)의 안테나 이득을 얻을 필요가 있으며, 이를 위하여 전환부(130)와 제2 송수신부(120) 사이에는 증폭부(150)가 더 포함될 수 있다.Meanwhile, when communicating between the second transceiver 120 and the wireless EVSE 30, greater signal attenuation may occur compared to communication between the first transceiver 110 and the wired EVSE 20. Accordingly, it is necessary to obtain the antenna gain of the second transceiver 120, and for this purpose, an amplifier 150 may be further included between the switching unit 130 and the second transceiver 120.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치를 이용하여 통신하는 방법을 설명한다. Next, a method of communicating using a charging device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention will be described.

도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 통신 방법을 나타내는 순서도이다. Figure 13 is a flowchart showing a communication method according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, EV(10)는 제1 통신 모드 및 제2 통신 모드 중 하나를 선택한다(S100), 여기서, 제1 통신 모드는 제1 송수신부(110)를 통하여 유선 EVSE(20)와 통신하는 모드를 의미하고, 제2 통신 모드는 제2 송수신부(120)를 통하여 무선 EVSE(30)와 통신하는 모드를 의미한다. 이때, 통신 모드는 사용자에 의하여 설정된 정보에 의하여 선택되거나, ECU(200)에 의하여 자동으로 선택되거나, 충전 장치(100)의 제어부(140)에 의하여 선택될 수 있다. Referring to FIG. 13, the EV 10 selects one of the first communication mode and the second communication mode (S100), where the first communication mode is transmitted to the wired EVSE 20 through the first transceiver 110. means a mode of communicating with, and the second communication mode means a mode of communicating with the wireless EVSE 30 through the second transceiver 120. At this time, the communication mode may be selected based on information set by the user, automatically selected by the ECU 200, or selected by the control unit 140 of the charging device 100.

다음으로, EV(10)는 선택된 통신 모드로 통신하기 위한 설정을 수행한다(S110). 제1 통신 모드로 선택된 경우, EV(10)는 유선 EVSE(20)와 연결하기 위한 설정을 수행하고, 제2 통신 모드로 선택된 경우, EV(10)는 무선 EVSE(30)와 연결하기 위한 설정을 수행할 수 있다. Next, the EV 10 performs settings for communication in the selected communication mode (S110). When selected as the first communication mode, the EV 10 performs settings for connection with the wired EVSE 20, and when selected as the second communication mode, the EV 10 performs settings for connection with the wireless EVSE 30. can be performed.

다음으로, EV(10)는 선택된 통신 모드로 통신한다(S120). 이때, 제1 통신 모드 및 제2 통신 모드는 모두 PLC(Power Line Communication)을 이용하는 통신 모드일 수 있다. Next, EV 10 communicates in the selected communication mode (S120). At this time, both the first communication mode and the second communication mode may be communication modes using PLC (Power Line Communication).

한편, EV(10)와 EVSE(20)가 PLC를 수행하기 위하여, 연계(association)가 필요하다. Meanwhile, in order for the EV 10 and EVSE 20 to perform PLC, association is required.

도 14는 EV의 PLC 연계 방법을 나타내는 순서도이며, 도 15는 도 11의 과정 중 밸리데이션(validation) 과정을 구체적으로 나타내는 순서도이다. 도 14 내지 15의 연계 과정은 제1 통신 모드 및 제2 통신 모드에 공통적으로 적용될 수 있으며, 제1 통신 모드 및 제2 통신 모드의 특성에 따라 일부 단계가 추가되거나, 변경되거나, 삭제될 수 있다. FIG. 14 is a flowchart showing a method of connecting an EV to a PLC, and FIG. 15 is a flowchart specifically showing the validation process in the process of FIG. 11. 14 to 15 can be commonly applied to the first communication mode and the second communication mode, and some steps may be added, changed, or deleted depending on the characteristics of the first communication mode and the second communication mode. .

도 14를 참조하면, EV(10)의 충전 장치(100)와 유선 EVSE(20) 또는 무선 EVSE(30)가 연결되면, EV(10)의 충전 장치(100)는 PLC노드를 구성(configuration of the PLC node)하고(S210), EVSE(20) 내의 PLC노드를 발견(discovery of the PLC node)한다(S212). Referring to FIG. 14, when the charging device 100 of the EV 10 and the wired EVSE 20 or wireless EVSE 30 are connected, the charging device 100 of the EV 10 configures a PLC node (configuration of the PLC node) (S210), and discover the PLC node in the EVSE 20 (S212).

EVSE(20)가 PLC노드를 포함하지 않는 경우(Non PLC EVSE, S214), PLC 연계는 실패(association fail)한다(S216). If the EVSE 20 does not include a PLC node (Non PLC EVSE, S214), the PLC association fails (S216).

EVSE(20)가 PLC노드를 포함하는 경우(EVSE with PLC, S218), EV(10)의 충전 장치(100)는 밸리데이션(validation of the Association) 과정을 수행한다(S220). When the EVSE 20 includes a PLC node (EVSE with PLC, S218), the charging device 100 of the EV 10 performs a validation of the association process (S220).

도 15를 참조하면, 밸리데이션 과정을 수행하기 위하여, EV(10)의 충전 장치(100)는 SLAC 과정을 수행하여야 한다(S310). SLAC는 홈플러그 그린파이 스테이션(HomePlug GreenPHY stations) 간의 신호 강도를 측정하기 위한 프로트콜이다. Referring to FIG. 15, in order to perform the validation process, the charging device 100 of the EV 10 must perform the SLAC process (S310). SLAC is a protocol for measuring signal strength between HomePlug GreenPHY stations.

EV(10)의 충전 장치(100)가 소정 강도의 신호를 수신한 경우, EV(10)의 충전 장치(100)는 밸리데이션이 수행된 것으로 판단하고(EVSE_FOUND, S312), 논리 네트워크 설정(set-up logical network)을 수행하여(S314), 링크가 연결된다(S316). 이에 반해, EV(10)의 충전 장치(100)가 신호를 수신하지 못한 경우, EV(10)의 충전 장치(100)는 밸리데이션이 수행되지 못한 것으로 판단하며(EVSE_NOT FOUND, S318), 링크가 연결되지 않는다(No link, S320). When the charging device 100 of the EV 10 receives a signal of a predetermined intensity, the charging device 100 of the EV 10 determines that validation has been performed (EVSE_FOUND, S312) and performs logical network settings (set- Up logical network) is performed (S314), and the link is connected (S316). On the other hand, if the charging device 100 of the EV 10 does not receive the signal, the charging device 100 of the EV 10 determines that validation has not been performed (EVSE_NOT FOUND, S318), and the link is not connected. It does not work (No link, S320).

한편, 제1 통신 모드에서는, EV(10)의 충전 장치(100)가 신호를 수신하였는지에 대한 판단이 애매한 경우, EV(10)의 충전 장치(100)는 EVSE(20)가 잠재적으로 발견된 것으로 판단하고(EVSE_ POTENTIALLY_FOUND, S322), CP 신호를 이용하여 밸리데이션을 수행할 수 있다(Validation by Control Pilot, S324). CP 신호가 성공적으로 수신되는 경우, EV(10)의 충전 장치(100)는 밸리데이션이 수행된 것으로 판단하고(S326), 논리 네트워크 설정을 수행하여(S314), 링크가 연결된다(S316). 이에 반해, CP 신호를 수신하지 못한 경우, EV(10)의 충전 장치(100)는 밸리데이션이 수행되지 못한 것으로 판단하며(S328), 링크가 연결되지 않는다(S320).Meanwhile, in the first communication mode, when the determination as to whether the charging device 100 of the EV 10 has received the signal is ambiguous, the charging device 100 of the EV 10 determines that the EVSE 20 has been potentially discovered. You can make a decision (EVSE_ POTENTIALLY_FOUND, S322) and perform validation using the CP signal (Validation by Control Pilot, S324). When the CP signal is successfully received, the charging device 100 of the EV 10 determines that validation has been performed (S326), performs logical network settings (S314), and the link is connected (S316). On the other hand, when the CP signal is not received, the charging device 100 of the EV 10 determines that validation has not been performed (S328) and the link is not connected (S320).

다시 도 14를 참조하면, 링크가 연결된 후, 상위 계층에서의 연계 과정(association process)를 시작하며(S222), 연계가 성공한다(Association success, S224).Referring again to FIG. 14, after the link is connected, the association process in the upper layer begins (S222), and the association succeeds (Association success, S224).

한편, EVSE와 EV가 PLC를 수행하는 과정에서 신호의 감쇄(attenuation)가 일어날 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따르면, EVSE와 EV 간 연계 설정 중 밸리데이션을 위하여 진행하는 SLAC 프로토콜을 이용하여 신호의 감쇄를 보상할 수 있다. Meanwhile, signal attenuation may occur while EVSE and EV perform PLC. According to one embodiment of the present invention, signal attenuation can be compensated for by using the SLAC protocol for validation during linkage setup between EVSE and EV.

도 16은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 자동차의 신호 감쇄 보상 방법이 적용되는 일 예를 나타낸다. Figure 16 shows an example of applying the signal attenuation compensation method for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, EV(10)의 충전 장치(100)가 -72dBm/Hz의 신호를 송신하는 것을 가정한다. 이때, EV(10) 내에서 -4dBm/Hz의 감쇄가 일어나므로, EV(10)의 소켓에서 출력되는 신호는 -76dBm/Hz이다. Referring to FIG. 16, it is assumed that the charging device 100 of the EV 10 transmits a signal of -72dBm/Hz. At this time, since attenuation of -4dBm/Hz occurs within EV (10), the signal output from the socket of EV (10) is -76dBm/Hz.

한편, 충전 케이블(50)을 통하여 -2dBm/Hz의 감쇄가 일어난 후, EVSE(20)의 소켓에는 -78dBm/Hz의 신호가 입력된다. 이후, EVSE(20) 내에서 -3dBm/Hz의 감쇄가 일어나며, EVSE(20)의 PLC 노드(26)는 -81dBm/Hz의 신호를 수신한다. Meanwhile, after attenuation of -2dBm/Hz occurs through the charging cable 50, a signal of -78dBm/Hz is input to the socket of the EVSE (20). Afterwards, attenuation of -3dBm/Hz occurs within the EVSE (20), and the PLC node 26 of the EVSE (20) receives a signal of -81dBm/Hz.

이때, 신호 감쇄 값을 계산하기 위하여 EV(10) 및 EVSE(20)에서 미리 정해진 신호 강도가 -50dBm/Hz라고 가정할 경우, EV(10)는 송신측 신호 감쇄 값을 -26dBm/Hz(=-76dBm/Hz-(-50dBm/Hz))로 계산한다. 그리고, EVSE(20)의 PLC 노드(26)는 SLAC 과정에서 신호 감쇄 값을 -31dBm/Hz(=-81dBm/Hz-(-50dBm/Hz))로 계산한 후, EVSE(20) 내 감쇄 값인 -3dB/Hz를 보상하여 -28dBm/Hz로 계산하고, 이를 EV(10)로 전송한다. At this time, in order to calculate the signal attenuation value, assuming that the predetermined signal strength in EV (10) and EVSE (20) is -50dBm/Hz, EV (10) sets the signal attenuation value on the transmitting side to -26dBm/Hz (= Calculated as -76dBm/Hz-(-50dBm/Hz)). And, the PLC node 26 of the EVSE 20 calculates the signal attenuation value as -31dBm/Hz (=-81dBm/Hz-(-50dBm/Hz)) in the SLAC process, and then calculates the attenuation value within the EVSE 20. Compensate for -3dB/Hz to calculate -28dBm/Hz and transmit this to EV(10).

이에, EV(10)는 신호 감쇄에 대한 보상 이득을 -2dBm/Hz(=-28dBm/Hz-(-26dBm/Hz))로 계산하고, 보상 이득을 적용하여 EVSE(20)의 PLC 노드(26)와 통신한다.Accordingly, the EV (10) calculates the compensation gain for signal attenuation as -2dBm/Hz (=-28dBm/Hz-(-26dBm/Hz)) and applies the compensation gain to the PLC node 26 of the EVSE (20). ) communicate with.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면, EV(10)와 EVSE(20) 간의 PLC를 위하여 신호 감쇄로 인한 보상 이득을 미리 고정할 필요가 없으며, 동적으로 적용할 수 있다. Accordingly, according to an embodiment of the present invention, there is no need to fix the compensation gain due to signal attenuation in advance for the PLC between the EV 10 and the EVSE 20, and it can be applied dynamically.

이러한 과정은 EV(10)와 무선 EVSE(30) 간의 제2 통신 모드에서도 유사하게 적용될 수 있다. 충전 케이블(50)에 비하여 무선 채널에서 신호 감쇄가 크게 일어나므로, 제2 송수신부(120)와 전환부(130) 사이에는 증폭기가 추가될 수도 있다. This process can be similarly applied in the second communication mode between the EV 10 and the wireless EVSE 30. Since signal attenuation occurs significantly in the wireless channel compared to the charging cable 50, an amplifier may be added between the second transceiver unit 120 and the switching unit 130.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can do it.

10: 전기 자동차
20: 전기 자동차 충전 설비
100: 충전 장치
10: Electric car
20: Electric vehicle charging facility
100: Charging device

Claims (13)

전기 자동차의 충전 장치에 있어서,
유선으로 연결된 유선 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)와 신호를 송수신하는 제1 송수신부,
무선으로 연결된 무선 EVSE와 신호를 송수신하는 제2 송수신부,
상기 제1 송수신부 및 상기 제2 송수신부 간의 전환을 설정하는 전환부, 그리고
상기 전환부를 제어하며, PLC(Power Line Communication)를 이용하여 상기 제1 송수신부 및 상기 제2 송수신부의 동작을 제어하는 제어부
를 포함하고,
상기 제2 송수신부는 1.8MHz 내지 30MHz를 포함하는 주파수 대역에서 적용되는 저주파용 안테나를 포함하고,
상기 제1 송수신부는 PLC를 이용하여 상기 유선 EVSE와 통신하고, 상기 제2 송수신부는 PLC를 이용하여 상기 무선 EVSE와 통신하는 충전 장치.
In the charging device for an electric vehicle,
A first transceiver unit that transmits and receives signals with a wired EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment),
A second transceiver unit that transmits and receives signals with the wireless EVSE,
a switching unit that sets switching between the first transceiver and the second transceiver, and
A control unit that controls the switching unit and controls the operation of the first transceiver and the second transceiver using PLC (Power Line Communication)
Including,
The second transceiver includes a low-frequency antenna applied in a frequency band including 1.8 MHz to 30 MHz,
The first transceiver unit communicates with the wired EVSE using a PLC, and the second transceiver unit communicates with the wireless EVSE using a PLC.
제1항에 있어서,
상기 전환부는 스위칭 소자를 포함하는 충전 장치.
According to paragraph 1,
The switching unit is a charging device including a switching element.
제2항에 있어서,
상기 스위칭 소자가 온 상태 및 오프 상태 중 하나이면, 상기 스위칭 소자는 상기 제1 송수신부와 연결되고,
상기 스위칭 소자가 온 상태 및 오프 상태 중 나머지 하나이면, 상기 스위칭 소자는 상기 제2 송수신부와 연결되는 충전 장치.
According to paragraph 2,
When the switching element is in one of the on and off states, the switching element is connected to the first transceiver,
When the switching element is in one of the on and off states, the switching element is connected to the second transceiver.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 송수신부는
접지면, 상기 접지면에 평행하게 형성되는 도선, 그리고 상기 도선과 상기 접지면 사이에 연결되는 부하
를 포함하는 충전 장치.
According to any one of claims 1 to 3,
The second transceiver unit
A ground plane, a conductor formed parallel to the ground plane, and a load connected between the conductor and the ground plane.
A charging device including a.
제4항에 있어서,
상기 접지면은 지면과 이격되어 평행하게 배치되는 충전 장치.
According to paragraph 4,
A charging device in which the ground plane is spaced apart from the ground and arranged in parallel.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전환부와 상기 제2 송수신부 사이에 배치되는 증폭부를 더 포함하는 충전 장치.
According to any one of claims 1 to 3,
A charging device further comprising an amplifying unit disposed between the switching unit and the second transmitting/receiving unit.
전기 자동차의 배터리에 전력을 공급하는 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)와 통신하는 전기 자동차의 충전 장치의 통신 방법에 있어서,
상기 충전 장치의 제1 송수신부를 통하여 유선 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)와 통신하는 제1 통신 모드 및 상기 충전 장치의 제2 송수신부를 통하여 무선 EVSE와 통신하는 제2 통신 모드 중 하나를 선택하는 단계,
선택된 통신 모드로 통신하기 위한 설정을 수행하는 단계, 그리고
상기 선택된 통신 모드로 통신하는 단계
를 포함하며,
상기 제1 통신 모드 및 상기 제2 통신 모드는 모두 PLC(Power Line Communication)를 수행하고,
상기 제2 송수신부는 1.8MHz 내지 30MHz를 포함하는 주파수 대역에서 적용되는 저주파용 안테나를 포함하는 통신 방법.
In a communication method of an electric vehicle charging device communicating with EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment) that supplies power to the battery of an electric vehicle,
Selecting one of a first communication mode for communicating with a wired Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) through a first transceiver of the charging device and a second communication mode for communicating with a wireless EVSE through a second transceiver of the charging device,
performing settings for communication in the selected communication mode, and
Communicating in the selected communication mode
Includes,
Both the first communication mode and the second communication mode perform PLC (Power Line Communication),
A communication method wherein the second transceiver unit includes a low-frequency antenna applied in a frequency band including 1.8 MHz to 30 MHz.
제7항에 있어서,
상기 설정을 수행하는 단계는,
상기 충전 장치에 포함되는 스위칭 소자의 온/오프(On/Off)를 설정하는 단계를 포함하는 통신 방법.
In clause 7,
The steps for performing the above settings are:
A communication method including the step of setting on/off of a switching element included in the charging device.
제8항에 있어서,
상기 스위칭 소자가 온 상태 및 오프 상태 중 하나이면, 상기 스위칭 소자는 상기 유선 EVSE와 연결되고,
상기 스위칭 소자가 온 상태 및 오프 상태 중 나머지 하나이면, 상기 스위칭 소자는 상기 무선 EVSE와 연결되는 통신 방법.
According to clause 8,
When the switching element is in one of the on and off states, the switching element is connected to the wired EVSE,
When the switching element is in one of the on and off states, the switching element is connected to the wireless EVSE.
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