KR20030088791A

KR20030088791A - 전기 차량의 충전 제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR20030088791A
Application number: KR1020020026761A
Authority: KR
Inventors: 이상돈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2003-11-20

Abstract

본 발명은 전기 차량의 충전 포트를 공용하여 비용 감소 및 사용의 편리함을 도모할 수 있는 전기 차량의 충전 제어장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 탑재형 충전기를 갖는 전기 차량의 충전 제어장치에 있어서, 상기 전기 차량의 충전 커넥터와 결합되는 공용 충전 포트와; 상기 공용 충전 포트와 전기적으로 회로 연결되어 상기 공용 충전 포트를 통해 입력되는 전원의 종류를 감지하는 전압 감지부와; 상기 전기 차량의 전원을 공급하는 전원 공급부와; 상기 전압 감지부로부터 입력되는 신호를 분석하여 상기 공용 충전 포트를 통해 입력되는 전원의 종류에 따라 해당되는 충전 제어신호를 발생하는 충전 제어부와; 상기 공용 충전 포트와 전원 공급부의 사이에 전기적으로 회로 연결되며, 상기 충전 제어부로부터 공급되는 충전 제어신호의 입력에 따라 구동되어 전력을 단속하는 전력 단속부를 포함하여 구성한다.

Description

전기 차량의 충전 제어장치 및 방법{CHARGING CONTROLLING DEVICE OF ELECTRIC VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 전기 차량에 관한 것으로서, 특히 전기 차량의 충전 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 전기 차량의 충전방법은 크게 2가지로 나누어진다.

즉, 외부의 급속 충전기(110)를 이용하여 급속 충전을 하는 방식과 내부의 탑재형 충전기(120)를 이용하여 간이 충전을 하는 방식이 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 전기 차량 충전장치는 자체 내에 충전 제어 알고리즘을 가지고 외부의 교류 전원을 직류 전원으로 변환시킨 뒤 전용 급속 충전기 포트(112)를 이용하여 직접 배터리를 충전한다.

반면, 탑재형 충전기(120)를 이용한 충전 방식은 외부의 교류 전원을 직접 탑재형 충전기 포트(122)에 전달하여 내부의 탑재형 충전기(120)가 이 교류 전원을 직류 전원으로 변환시킴으로써 배터리(130)를 충전하는 방식을 사용한다.

상기한 바와 같이 종래의 전기 차량은 충전 방식이 다른 충전기에 각각의 전용 포트를 이용하여 충전하게 되어 있다.

이는 두 충전 방식의 입력 전원 종류가 교류와 직류로서 각각 성질이 다르기 때문에 안전을 고려하기 위하여 두 개의 충전 포트(112, 122)를 사용한 것이다.

위와 같은 방법을 사용할 때 종래에는 두 개의 충전 포트를 사용하기 때문에 충전 포트 위치 설정에 있어서 어려움이 많을 뿐만 아니라 고비용의 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 전기 차량의 충전 포트를 공용하여 비용 감소 및 사용의 편리함을 도모할 수 있는 전기 차량의 충전 제어장치 및 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 전기 차량의 충전 제어장치 구성을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량의 충전 제어장치 구성을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량의 충전 제어방법을 도시한 흐름도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 탑재형 충전기를 갖는 전기 차량의 충전 제어장치에 있어서, 상기 전기 차량의 충전 커넥터와 결합되는 공용 충전 포트와; 상기 공용 충전 포트와 전기적으로 회로 연결되어 상기 공용 충전 포트를 통해 입력되는 전원의 종류를 감지하는 전압 감지부와; 상기 전기 차량의 전원을 공급하는 전원 공급부와; 상기 전압 감지부로부터 입력되는 신호를 분석하여상기 공용 충전 포트를 통해 입력되는 전원의 종류에 따라 해당되는 충전 제어신호를 발생하는 충전 제어부와; 상기 공용 충전 포트와 전원 공급부의 사이에 전기적으로 회로 연결되며, 상기 충전 제어부로부터 공급되는 충전 제어신호의 입력에 따라 구동되어 전력을 단속하는 전력 단속부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 충전 커넥터와 결합되는 공용 충전 포트와, 탑재형 충전기를 갖는 전기 차량의 충전 제어방법에 있어서, 상기 공용 충전 포트를 통해 입력되는 전원의 종류를 감지하는 단계와; 상기 감지된 전원을 분석하여 상기 공용 충전 포트를 통해 입력되는 전원의 종류에 따라 해당되는 충전 제어신호를 발생하는 단계와; 상기 발생되는 충전 제어신호의 입력에 따라 전력을 단속하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량의 충전 제어장치 구성을 설명한다.

본 발명의 실시예는 탑재형 충전기(200)를 갖는 전기 차량의 충전 제어장치에 있어서, 공용 충전 포트(210), 전압 감지부(220), 전원 공급부(230), 충전 제어부(240), 전력 단속부(250)를 포함하여 구성한다.

공용 충전 포트(210)는 전기 차량의 충전 커넥터와 결합되는 부분이며, 기존의 전기 차량 충전구조와는 달리 입력 충전 포트를 탑재형 충전기(200)를 통한 탑재형 방식이나 급속 충전기(202)를 통한 급속 충전 방식과는 상관없이 하나의 충전 포트로 구성한다.

전압 감지부(220)는 공용 충전 포트(210)와 전기적으로 회로 연결되어 공용 충전 포트(210)를 통해 입력되는 전원의 종류를 감지한다.

전원 감지부는 공용 충전 포트(210)로부터 입력되는 전원을 센싱한 후 비교기(222)를 통해 충전 제어부(240)로 공급한다.

전원 감지부는 공용 충전 포트(210)로부터 입력되는 전원이 교류 전원이 입력될 때에는 비교기(222)를 통해 구형파 모양의 파형을 출력한다.

한편, 전원 감지부는 공용 충전 포트(210)로부터 입력되는 전원이 직류 전원이 입력될 때에는 비교기(222)를 통해 순수 직류성분을 출력한다.

전원 공급부(230)는 전기 차량의 전원을 공급하는 배터리이다.

충전 제어부(240)는 전압 감지부(220)로부터 입력되는 신호를 분석하여 공용 충전 포트(210)를 통해 입력되는 전원의 종류에 따라 해당되는 충전 제어신호를 발생한다.

전력 단속부(250)는 공용 충전 포트(210)와 전원 공급부(230)의 사이에 전기적으로 회로 연결되며, 충전 제어부(240)로부터 공급되는 충전 제어신호의 입력에따라 구동되어 전력을 단속한다.

전력 단속부(250)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1, 제2 전력 단속부(252, 254)로 구성한다.

제1 전력 단속부(252)는 공용 충전 포트(210)와 탑재형 충전기(200) 사이에 전기적으로 회로 연결되어 교류 성분의 전력을 단속한다.

제2 전력 단속부(254)는 공용 충전 포트(210)와 전원 공급부(230)의 사이에 전기적으로 회로 연결되어 직류 성분의 전력을 단속한다.

상기와 같은 구성에 따라 충전 제어부(240)는 전원 감지부의 비교기(222)로부터 입력되는 신호가 교류 전원으로 판정되면 제1 전력 단속부(252)를 온(ON)시켜서 탑재형 충전방식으로 충전 제어동작을 수행한다.

이와는 반대로 충전 제어부(240)는 전원 감지부의 비교기(222)로부터 입력되는 신호가 직류 전원으로 판정되면 제2 전력 단속부(254)를 온(ON)시켜서 급속 충전방식으로 충전 제어동작을 수행한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 공용 충전 포트(210), 전압을 감지하는 전압 감지부(220)와 전력을 단속하는 두 개의 전력 단속부(252, 254), 그리고 입력 전원의 종류를 충전방식을 판정한 뒤 해당되는 전력 단속부(252, 254)를 제어하는 충전 제어부(240)를 포함하여 구성한다.

이와 같은 방식을 사용하면 안전상의 문제없이 동일한 충전 포트를 통하여 두 가지 충전방식을 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 공용 충전 포트(210)는 다양한 설계변경을 통해 위치를 달리할 수 있다.

예를 들어, 전기 차량의 연료 주입구 부분, 우측 펜더 부분, 라디에이터 그릴 부분 등에 형성할 수 있다.

전기 차량의 연료 주입구 부분에 공용 충전 포트(210)를 위치하는 경우 기존 연료 주입구측 좌측 휠 가드(LH Wheel Guard)위 마운팅 브라켓에 3점 지지한다.

그러나, 공용 충전 포트(210)를 연료 주입구 부분에 위치하는 경우 충전 중에 동작하는 전장품에 교류 전류(충전 전류)에 의한 소음(Noise) 발생 가능성이 있으며, 와이어링(Wiring) 장착시에 추가 커넥터(1개 이상)가 필요하다.

또한, 여러 대의 충전기가 설치된 충전소에서는 전기 차량을 평행하게 주차하여 충전해야 하며, 충전기 측 케이블을 길게 할 경우 케이블의 길이에 따라 안전성이 감소한다.

이와는 달리 공용 충전 포트(210)를 우측 펜더 부분에 장착하는 경우 충전 포트와 모터 제어부 내부의 차저 간 케이블이 짧아 소음의 영향이 적으며, 설계 단계에서 수밀성이 확보되어 수밀 대책 목적의 포트 가공이나 추가 부품 개발이 필요없다.

또한, 전기 차량 제작시 장착성이 용이하다.

한편, 공용 충전 포트(210)를 라디에이터 그릴 부분에 장착하는 경우 수밀성이 가장 취약하며 정면 추돌 사고시 공용 충전 포트(210)의 파손 가능성이 가장 크다.

그리고, 수밀성을 위해 공용 충전 포트(210) 부품을 가공해야 하며 방수용캡도 별도 제작해야 한다.

또한, 미관상 정면 디자인을 고려해야 하며 라디에이터 그릴 등도 별도 제작되어야 한다.

상기한 내용을 비교해 볼 때 본 발명의 실시예에 따른 공용 충전 포트(210)는 장착성, 수밀성, 내 소음성 등의 면에서 우측 펜더 측에 장착하는 방법이 바람직하다.

도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량의 충전 제어방법을 설명한다.

먼저, 도 3의 (S310)에서 충전 제어부(240)는 전압 감지부(220)를 통해 공용 충전 포트(210)로부터 입력되는 전원의 종류를 감지한다.

이어서, 충전 제어부(240)는 (S320)으로 진행하여 감지된 전원을 분석하여 공용 충전 포트(210)를 통해 입력되는 전원의 종류에 따라 해당되는 충전 제어신호를 발생한다.

예를 들어, 전술한 (S320)에서 공용 충전 포트(210)로부터 입력되는 전원이 교류 전원이면 충전 제어부(240)는 (S330)으로 진행하여 탑재형 충전방식으로 충전 제어동작을 수행하도록 충전 제어신호를 발생한다.

이와는 반대로 전술한 (S320)에서 공용 충전 포트(210)로부터 입력되는 전원이 직류 전원이면 충전 제어부(240)는 (S340)으로 진행하여 급속 충전방식으로 충전 제어동작을 수행하도록 충전 제어신호를 발생한다.

전력 단속부(250)는 충전 제어부(240)로부터 발생되는 충전 제어신호의 입력에 따라 해당되는 전력을 단속한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전기 차량의 충전 제어장치 및 방법은 공용 충전 포트를 사용함으로써 충전 포트 위치가 종래 기술에 비해 줄어들게 되며 충전 포트의 수도 줄어들게 되어 원가를 절감할 수 있다.

또한, 충전 방식에 상관없이 하나의 충전 포트를 사용함으로써 사용자가 용이하게 충전할 수 있는 효과가 있다.

Claims

탑재형 충전기를 갖는 전기 차량의 충전 제어장치에 있어서,

상기 전기 차량의 충전 커넥터와 결합되는 공용 충전 포트와;

상기 공용 충전 포트와 전기적으로 회로 연결되어 상기 공용 충전 포트를 통해 입력되는 전원의 종류를 감지하는 전압 감지부와;

상기 전기 차량의 전원을 공급하는 전원 공급부와;

상기 전압 감지부로부터 입력되는 신호를 분석하여 상기 공용 충전 포트를 통해 입력되는 전원의 종류에 따라 해당되는 충전 제어신호를 발생하는 충전 제어부와;

상기 공용 충전 포트와 전원 공급부의 사이에 전기적으로 회로 연결되며, 상기 충전 제어부로부터 공급되는 충전 제어신호의 입력에 따라 구동되어 전력을 단속하는 전력 단속부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 충전 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 전력 단속부는

상기 공용 충전 포트와 상기 탑재형 충전기 사이에 전기적으로 회로 연결되어 교류 성분의 전력을 단속하는 제1 전력 단속부와;

상기 공용 충전 포트와 전원 공급부의 사이에 전기적으로 회로 연결되어 직류 성분의 전력을 단속하는 제2 전력 단속부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로하는 전기 차량의 충전 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 전원 감지부는 상기 공용 충전 포트로부터 입력되는 전원을 센싱한 후 비교기를 통해 상기 충전 제어부로 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 충전 제어장치.
제3항에 있어서, 상기 전원 감지부는 상기 공용 충전 포트로부터 입력되는 전원이 교류 전원이 입력될 때에는 비교기를 통해 구형파 모양의 파형을 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 충전 제어장치.
제3항에 있어서, 상기 전원 감지부는 상기 공용 충전 포트로부터 입력되는 전원이 직류 전원이 입력될 때에는 비교기를 통해 순수 직류성분을 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 충전 제어장치.
제2항에 있어서, 충전 제어부는 전원 감지부의 비교기 신호를 이용하여 교류 전원과 직류 전원을 구분하며, 교류 전원으로 판정되면 제1 전력 단속부를 온(ON)시켜서 탑재형 충전방식으로 충전 제어동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 충전 제어장치.
제2항에 있어서, 충전 제어부는 전원 감지부의 비교기 신호를 이용하여 교류전원과 직류 전원을 구분하며, 직류 전원으로 판정되면 제2 전력 단속부를 온(ON)시켜서 급속 충전방식으로 충전 제어동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 충전 제어장치.
충전 커넥터와 결합되는 공용 충전 포트와, 탑재형 충전기를 갖는 전기 차량의 충전 제어방법에 있어서,

상기 공용 충전 포트를 통해 입력되는 전원의 종류를 감지하는 단계와;

상기 감지된 전원을 분석하여 상기 공용 충전 포트를 통해 입력되는 전원의 종류에 따라 해당되는 충전 제어신호를 발생하는 단계와;

상기 발생되는 충전 제어신호의 입력에 따라 전력을 단속하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 충전 제어방법.
제8항에 있어서, 상기 공용 충전 포트로부터 입력되는 전원이 교류 전원이면 탑재형 충전방식으로 충전 제어동작을 수행하도록 충전 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 충전 제어방법.
제8항에 있어서, 상기 공용 충전 포트로부터 입력되는 전원이 직류 전원이면 급속 충전방식으로 충전 제어동작을 수행하도록 충전 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 충전 제어방법.