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KR20130136702A - Communication interface system for charging battery of electric vehicle and charging method using thereof, electric vehicle having communication interface system for charging battery - Google Patents

Communication interface system for charging battery of electric vehicle and charging method using thereof, electric vehicle having communication interface system for charging battery Download PDF

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KR20130136702A
KR20130136702A KR1020120060295A KR20120060295A KR20130136702A KR 20130136702 A KR20130136702 A KR 20130136702A KR 1020120060295 A KR1020120060295 A KR 1020120060295A KR 20120060295 A KR20120060295 A KR 20120060295A KR 20130136702 A KR20130136702 A KR 20130136702A
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KR
South Korea
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sub
ldc
communication interface
control unit
charging
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도영수
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현대모비스 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a communication interface system for charging an automotive battery, a method for charging an automotive battery by using the same, and an electric vehicle equipped with the communication interface system for charging an automotive battery, wherein the communication interface system optimizes and standardizes a communication interface which is preferentially executed when charging a high-voltage automotive battery through an external power source, thereby capable of stabilizing data communication timing and a charging sequence, and adjusting the charging time of a high-voltage battery in accordance with the internal power load of a vehicle by controlling an LDC. The communication interface system for charging an automotive battery according to the present invention includes the following interfaces: a main communication interface which enables a main control part, which controls a high-voltage battery installed at a vehicle, and a first sub-control part, which is built into a charger charging the high-voltage battery, to communicate with each other; and a sub-communication interface which enables the first sub-control part and a second sub-control part, which is built into a low DC/DC converter (LDC) connected to the high-voltage battery and performing DC/DC conversion, to communicate with each other. The first sub-control part turns on and off the LDC in accordance with power loads connected to the LDC, thereby improving charging efficiency.

Description

차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템 및 이를 이용한 차량 배터리의 충전방법, 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 구비한 전기자동차{Communication interface system for charging battery of electric vehicle and charging method using thereof, electric vehicle having communication interface system for charging battery}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a communication interface system for charging a vehicle battery, a charging method of the vehicle battery using the communication interface system, and a communication interface system for charging the vehicle battery. having communication interface system for charging battery}

본 발명은 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템 및 이를 이용한 차량 배터리의 충전방법, 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 구비한 전기자동차에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부 전원으로부터 차량의 고전압 배터리를 충전할 때 우선적으로 실행되는 통신 인터페이스를 최적화 및 표준화시킴으로써, 데이터 통신 타이밍과 충전 시퀀스를 안정화시키고, LDC를 제어하여 차량 내부의 전장부하에 따라 고전압 배터리의 충전시간을 조절할 수 있는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템 및 이를 이용한 차량 배터리의 충전방법, 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 구비한 전기자동차에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric vehicle having a communication interface system for charging a vehicle battery, a charging method of a vehicle battery using the same, and a communication interface system for charging a vehicle battery. More particularly, The charging time of the high-voltage battery can be adjusted according to the electric-field load in the vehicle by controlling the LDC and stabilizing the data communication timing and the charging sequence by optimizing and standardizing the communication interface that is executed first when charging the battery A method of charging a vehicle battery using the same, and a communication interface system for charging a vehicle battery.

전기자동차에 탑재되는 고전압 배터리는 전원을 저장하고 충전하기 위한 주요 구성요소로서, 통상 외부의 전원으로부터 상기 고전압 배터리를 충전시키는 고전압 배터리 충전시스템이 갖추어야 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] A high voltage battery mounted on an electric vehicle is a main component for storing and charging a power source, and usually has a high voltage battery charging system for charging the high voltage battery from an external power source.

이러한 고접압 배터리 충전시스템의 예의 하나로서, 고전압 배터리의 충전을 관리하는 BMS(Battery Management System)와, 외부의 전원장치에 연결되기 위한 커넥터, 연결되는 외부 전원과 통신 프로토콜을 체크하고 충전 프로세스를 관리하는 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.As an example of such a high-voltage battery charging system, a BMS (Battery Management System) for managing charging of a high-voltage battery, a connector for connecting to an external power source device, an external power source and a communication protocol to be connected, Lt; / RTI >

상기 BMS는 고전압 배터리의 전원을 차량의 구동력을 사용하는 전기자동차에서는 반드시 구비되어야 하는 구성요소로서, 통상적으로 고전압 배터리의 상태가 항상 최적의 상태를 유지할 수 있도록 상기 고전압 배터리와 이에 연결된 관련기기, 예컨대, 인버터와 LDC를 제어하기 위한 프로그램이 탑재되어 있다.The BMS is a component that must be provided in an electric vehicle that uses the driving force of a vehicle as a power source of a high-voltage battery. In general, the BMS is connected to the high-voltage battery and an associated device connected to the high- , And a program for controlling the inverter and the LDC are mounted.

상기 커넥터는 외부의 전원장치와 연결하기 위한 수단이다.The connector is a means for connecting to an external power supply device.

상기 통신 인터페이스는 데이터 통신 타이밍 및 충전 시퀀스 안정화를 도모하기 위한 통신 프로토콜로서, 외부의 전원장치와 커넥터 플러그가 연결된 상태에서 충전과 충전중단 및 사용자 인터럽트와 같은 충전 프로세스를 제어한다.The communication interface is a communication protocol for achieving data communication timing and stabilization of a charging sequence, and controls a charging process such as charging and charging interruption and user interruption while an external power source device and a connector plug are connected.

이러한 상기 통신 인터페이스는 서로 데이터를 주고 받는 2개의 장치에 모두 적용되는 바, 전기자동차에서는 BMS에 상기 통신 인터페이스가 탑재되고, 외부 전원장치에는 전원장치 제어부에 탑재된다.The communication interface is applied to two devices that exchange data with each other. In the electric vehicle, the communication interface is mounted on the BMS and the external power supply is mounted on the power supply control unit.

여기서, 상기 외부 전원장치는 전기자동차의 충전을 위해서 별도로 마련된 외부충전기일 수 있고, 전기자동차의 내부에 탑재되어 일반 가정용 전원을 이용하는 탑재형 충전기일 수 있다.Here, the external power source may be an external charger separately provided for charging the electric vehicle, or a built-in charger mounted inside the electric vehicle and using a general domestic power source.

따라서, 전기자동차의 고전압 배터리를 충전하기 위해서는 차량의 커넥터와 외부의 전원장치를 서로 연결하면, BMS에 탑재된 통신 인터페이스와 외부 전원장치의 제어부에 탑재된 통신 인터페이스 사이에서는 서로 정의된 메시지 포맷을 주고 받으면서 충전 프로세스를 수행하게 된다.Accordingly, in order to charge the high-voltage battery of the electric vehicle, if the connector of the vehicle and the external power supply unit are connected to each other, a message format defined between the communication interface mounted on the BMS and the communication interface mounted on the control unit of the external power supply unit is given The charging process is performed.

그 일례로, BMS에 탑재된 통신 인터페이스를 메인 인터페이스로 하고, 외부로부터 공급되는 전원을 제어하는 장치, 특히 탑재형 충전기의 통신 인터페이스를 서브 인터페이스로 정의할 때, 충전 프로세스는 BMS에 탑재된 메인 인터페이스에서 서브 인터페이스로 웨이크업(wake-up)신호를 송신하고, 웨이크업후 탑재형 충전기의 제어부를 온(ON)시켜 CAN (Controller Network Area)통신을 시작하여 탑재형 충전기의 충전준비 완료 후 서브 인터페이스에서 메인 인터페이스로 충전 준비완료 메시지를 송신하면, BMS는 충전 지령을 송신함으로써 충전을 시작한다.For example, when a communication interface mounted on the BMS is defined as a main interface and a communication interface of an on-board type charger is defined as a sub interface, the charging process is performed using a main interface The wake-up signal is transmitted from the sub-interface to the sub-interface, and after the wake-up, the controller of the on-board charger is turned on to start CAN (Controller Network Area) When the main interface sends a charge ready message, the BMS initiates charging by sending a charge command.

한편, 충전이 진행된 후, 충전종료 조건이 만족하면, 충전을 종료한 후에 BMS로부터 탑재형 충전기로 웨이크업 신호를 오프(Off)한 다음, 탑재형 충전기의 제어부에 오프(Off)신호를 송신하고, CAN통신을 종료한다.On the other hand, if the charge termination condition is satisfied after the charging progresses, after the charging is completed, the wake-up signal is turned off from the BMS to the on-board charger, and then an Off signal is transmitted to the control unit of the on- , The CAN communication is terminated.

그러나, 이와 같은 종래기술에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스에 적용되는 CAN 통신의 메시지 포맷은 통신메시지가 구체화되지 않고, 시퀀스가 최적화되어 있지 않으며, 특히 상기 메시지 포맷에서 기능정의가 이루어지지 않은 예비(reserved)영역을 상대적으로 많이 가짐으로써, 충분히 활용하지 못하는 문제점이 있다.
However, the message format of the CAN communication applied to the communication interface for charging the vehicle battery according to the related art is that the communication message is not specified, the sequence is not optimized, and in particular, There is a problem in that it can not be fully utilized by having a relatively large number of reserved areas.

한편, 하기의 선행기술문헌은 '전기 자동차의 배터리 전압 표시장치 및 그 제어방법'에 관한 것으로서, 배터리의 전압이 떨어지게 되는 경우에는 충전을 필요로 한다는 메시지를 디스플레이하되 차량의 운행은 정상적으로 유지되도록 함으로써 운전자가 안전하게 차량을 운행할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.The following prior art document relates to a device for displaying battery voltage of an electric vehicle and a control method thereof, in which when a voltage of a battery drops, a message indicating that charging is required is displayed and the operation of the vehicle is normally maintained And a technique for allowing a driver to safely operate the vehicle.

KRKR 10-037323910-0373239 B1B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 차량 배터리를 충전하기 위한 구성요소들 사이의 통신 인터페이스를 표준화하고, 상기 구성요소간의 통신 메시지를 최적화를 구현한 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템 및 이를 이용한 차량 배터리의 충전방법을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised to overcome the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a vehicle communication system, which standardizes a communication interface between components for charging a vehicle battery, An interface system, and a charging method of a vehicle battery using the same.

본 발명의 다른 목적은 차량의 전장 부하에 따라 LDC를 제어함으로써, 고전압 배터리의 충전시간을 조절할 수 있는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템 및 이를 이용한 차량 배터리의 충전방법을 제공하는데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a communication interface system for charging a vehicle battery capable of controlling a charge time of a high voltage battery by controlling an LDC according to an electric field load of the vehicle, and a method of charging a vehicle battery using the communication interface system.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템은, 차량에 탑재된 고전압 배터리를 제어하는 메인 제어부와 상기 고전압 배터리를 충전시키는 충전기에 내장된 제1 서브 제어부가 서로 통신되도록 하는 메인 통신 인터페이스와, 상기 제1 서브 제어부와 상기 고전압 배터리에 연결되어 DC/DC변환하는 LDC(Low DC/DC Converter)에 내장되는 제2 서브 제어부가 서로 통신되도록 하는 서브 통신 인터페이스를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a communication interface system for charging a vehicle battery, comprising: a main controller for controlling a high-voltage battery mounted in a vehicle; and a first sub-controller incorporated in a charger for charging the high- And a sub-communication interface for communicating the first sub-control unit and the second sub-control unit connected to the high-voltage battery and incorporated in an LDC (Low DC / DC Converter) for DC / DC conversion, .

상기 서브 통신 인터페이스는, 상기 제1 서브 제어부에 내장되고, 상기 제1 서브 제어부가 상기 LDC를 제어하는 명령이 저장되는 제2 서브 통신 인터페이스 프로토콜과, 상기 제2 서브 제어부에 내장되고, 상기 제2 서브 제어부가 측정한 LDC의 상태를 상기 제1 서브 제어부로 송신하는 제3서브 통신 인터페이스 프로토콜을 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the subcommunication interface includes a second subcommunication interface protocol embedded in the first subcommand for storing an instruction for controlling the LDC by the first subcommunication unit and a second subcommunication interface protocol embedded in the second subcommunication unit, And a third sub-communication interface protocol for transmitting the status of the LDC measured by the sub-control unit to the first sub-control unit.

상기 제2 서브 통신 인터페이스 프로토콜은 상기 LDC에 출력되도록 하는 LDC 출력전압 명령정보와, 상기 LDC가 동작되도록 하는 LDC 동작 제어신호 정보를 포함하는 것이 바람직하다.The second sub-communication interface protocol may include LDC output voltage command information for outputting to the LDC and LDC operation control signal information for allowing the LDC to operate.

상기 제3 서브 통신 인터페이스 프로토콜은, 상기 LDC에서 실제 출력되는 LDC 출력전압 정보 및 LDC 출력전류 정보와, 상기 LDC의 온도정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.The third sub-communication interface protocol includes LDC output voltage information, LDC output current information, and temperature information of the LDC actually output in the LDC.

상기 제3 서브 통신 인터페이스 프로토콜은, 상기 LDC의 오류여부가 기록된 상기 LDC의 오류코드를 더 포함할 수 있다.The third sub-communication interface protocol may further include an error code of the LDC in which the error of the LDC is recorded.

상기 제1 서브 제어부는 상기 현재로부터 상기 고전압 배터리의 만충전까지 소요되는 충전잔여시간 정보와 현재 충전상태에서 최대로 주행가능한 주행가능 거리 정보를 포함하는 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜을 내장한다.The first sub-control unit incorporates a first sub-communication interface protocol including charging remaining time information from the current time to the full charge of the high-voltage battery and travelable distance information capable of traveling at maximum in the current charging state.

본 발명에 일측면에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 이용한 차량 배터리의 충전방법은 외부로부터 공급된 전원을 충전기를 통하여 전기자동차의 탑재된 고전압 배터리를 충전하는 방법에 있어서, 상기 고전압 배터리로 충전이 시작되면, 충전기에 내장된 제1 서브 제어부는 LDC의 상태를 모니터링하고, 상기 LDC의 상태에 따라 상기 LDC에서 출력되는 전압을 지령하고, 상기 LDC의 작동여부를 제어한다. A method for charging a vehicle battery using a communication interface system for charging a vehicle battery according to an aspect of the present invention is a method for charging a high voltage battery mounted on an electric vehicle through a charger, The first sub-controller incorporated in the charger monitors the state of the LDC, instructs the voltage output from the LDC according to the state of the LDC, and controls whether the LDC is operated.

상기 제1 서브 제어부는, 상기 LDC에 내장된 제2 서브 제어부로부터 상기 LDC에서 실제 출력되는 전압과 전류 및 온도에 대한 정보를 받아들이는 것을 특징으로 한다.And the first sub-control unit receives information on a voltage, current, and temperature actually output from the LDC from a second sub-control unit built in the LDC.

여기서, 상기 제1 서브 제어부는, 상기 LDC로부터 전장부하가 없다고 판단되면, 상기 제2 서브 제어부가 LDC가 오프(Off)되도록 제어하는 것이 바람직하다Here, the first sub-control unit preferably controls the second sub-control unit to turn off the LDC when it is determined that there is no electrical load from the LDC

상기 메인 제어부는, 상기 고전압 배터리가 만충전된 것으로 판단되거나, 사용자 인터럽트가 발생하면, 상기 충전기와 고전압 배터리에 설치된 메인릴레이를 오프(Off)시켜 충전을 중단시킬 수 있다.When the high voltage battery is determined to be fully charged or a user interrupt occurs, the main controller may turn off the main relay installed in the charger and the high voltage battery to stop the charging.

상기 제1 서브 제어부는, 충전이 시작되면 현재로부터 고전압 배터리의 만충전까지 소요되는 충전잔여시간정보와 현재 충전된 상태에서 최대로 주행할 수 있는 주행가능거리정보를 디스플레이수단으로 출력하는 것을 특징으로 한다.The first sub-control unit is configured to output to the display means information on charge remaining time required from the current time to the full charge of the high-voltage battery when the charge is started and the travelable distance information capable of running at maximum in the currently charged state .

본 발명에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 구비한 전기자동차는 고전압 배터리의 충전을 제어하는 메인 제어부와, 상기 고전압 배터리로 외부로부터 공급된 전원을 공급하는 충전기 및 상기 고전압 배터리의 전원을 변환하여 전장부하로 전원을 공급하는 LDC를 구비한 전기자동차에 있어서, 상기 메인 제어부에는 메인 통신 인터페이스 프로토콜이 내장되고, 상기 충전기의 내부에 구비되는 제1 서브 제어부에는 상기 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜 및 제2 통신 인터페이스 프로토콜이 내장되며, 상기 LDC의 내부에 구비되는 제2 서브 제어부에는 제3 통신 인터페이스 프로토콜이 내장되고, 상기 메인 제어부와 제1 서브 제어부는 상기 메인 통신 인터페이스 프로토콜과 상기 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜을 통하여 통신하고, 상기 제1 서브 제어부와 제2 서브 제어부는 제2 서브 통신 인터페이스 프로토콜과 상기 제3 서브 통신 인터페이스 프로토콜을 통하여 통신한다. An electric vehicle having a communication interface system for charging a vehicle battery according to the present invention includes a main controller for controlling charging of a high-voltage battery, a charger for supplying power supplied from the outside with the high-voltage battery, and a power source of the high- And an LDC for supplying electric power to the electric load, wherein the main control unit includes a main communication interface protocol, and the first sub-control unit provided in the charger includes the first sub-communication interface protocol and the second sub- A second communication interface protocol is built in the second sub control unit, and a third communication interface protocol is embedded in the second sub control unit provided in the LDC, and the main control unit and the first sub control unit communicate with the main communication interface protocol and the first sub communication Through the interface protocol And a second sub-control unit and the first sub-control unit is in communication through the second sub-interface communication protocol, and the third sub-interface communication protocol.

상기 제1 서브 제어부는 상기 제2 서브 제어부로부터 상기 LDC의 상태정보를 전달받아, 상기 LDC를 모니터링하고, 상기 LDC에 의해 작동하는 전장부하가 없거나, 상기 LDC에 이상이 있으면, 상기 LDC가 오프(Off)되도록, 상기 제2 서브 제어부를 제어하는 것을 특징으로 한다.Wherein the first sub-control unit receives the status information of the LDC from the second sub-control unit, monitors the LDC, and if there is no electric load to be operated by the LDC or if the LDC is abnormal, Off of the second sub-control unit.

상기 제1 서브 제어부는 현재로부터 만충전까지 소요되는 충전잔여시간과 현재 충전상태에서 최대로 주행할 수 있는 주행가능거리를 실내에 구비된 클러스터를 통해 표시되도록 한다.The first sub-control unit displays the charge remaining time required from the present to the full charge and the travelable distance that can be maximally traveled in the present charge state through the clusters provided in the room.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템 및 이를 이용한 차량 배터리의 충전방법에 따르면, 차량의 고전압 배터리를 충전을 제어하는 각 구성요소간의 통신 인터페이스를 최적화와 표준안을 도출함으로써, 데이터 통신 타이밍 및 시퀀스를 안정화시킬 수 있다.According to the communication interface system for charging the vehicle battery and the charging method of the vehicle battery using the same according to the present invention having the above-described configuration, the communication interface between each component for controlling charging of the high- The data communication timing and sequence can be stabilized.

또한, 차량의 고전압 배터리를 충전하는 동안, 차량의 전장부하에 따라 LDC를 온/오프하는것과 같이, LDC를 제어함으로써, 고전압 배터리의 충전시간을 조절할 수 있어서, 차량의 전장부하가 없는 경우에는 상기 고전압 배터리의 충전시간을 단축시킬 수 있다.In addition, while the high-voltage battery of the vehicle is being charged, the charging time of the high-voltage battery can be controlled by controlling the LDC, such as turning on / off the LDC according to the vehicle's electrical load, The charging time of the high voltage battery can be shortened.

아울러, 충전 중에, 현재로부터 만충전까지 소요되는 시간과 현재 충전상태로에서 최대로 주행할 수 있는 거리를 표시함으로써, 사용자 편의성을 증대시킬 수 있다.In addition, by displaying the time required from the present to the full charge during charging and the distance at which the vehicle can travel the maximum in the present charging state, user convenience can be increased.

도 1은 본 발명에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템에서 메인 통신 인터페이스 프로토콜의 일례를 도시한 테이블.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템에서 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜의 일례를 나누어 도시한 테이블.
도 5는 본 발명에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템에서 제2 서브 통신 인터페이스 프로토콜의 일례를 나누어 도시한 테이블.
도 6은 본 발명에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템에서 서브 통신 인터페이스에서의 제3 서브 통신 인터페이스 프로토콜의 일례를 나누어 도시한 테이블.
도 7은 본 발명에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 이용한 차량 배터리의 충전방법에서 충전시작시의 플로우차트.
도 8은 본 발명에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 이용한 차량 배터리의 충전방법에서 충전 종료시의 플로우차트.
도 9는 본 발명에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 이용한 차량 배터리의 충전방법에서 인터럽트시의 플로우차트.
도 10은 본 발명에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 구비한 전기자동차를 도시한 블록도.
1 is a configuration diagram of a communication interface system for charging a vehicle battery according to the present invention;
2 is a table showing an example of a main communication interface protocol in a communication interface system for charging a vehicle battery according to the present invention;
3 and 4 are tables showing an example of a first sub-communication interface protocol in a communication interface system for charging a vehicle battery according to the present invention.
5 is a table showing an example of a second sub-communication interface protocol in a communication interface system for charging a vehicle battery according to the present invention.
6 is a table showing an example of a third sub communication interface protocol in a sub communication interface in a communication interface system for charging a vehicle battery according to the present invention;
7 is a flowchart of a charging method of a vehicle battery using a communication interface system for charging a vehicle battery according to the present invention at the start of charging.
8 is a flowchart of a charging method of a vehicle battery using a communication interface system for charging a vehicle battery according to the present invention at the end of charging.
9 is a flowchart of an interruption in a method for charging a vehicle battery using a communication interface system for charging a vehicle battery according to the present invention.
10 is a block diagram illustrating an electric vehicle having a communication interface system for charging a vehicle battery in accordance with the present invention;

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, a communication interface system for charging a vehicle battery according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템은 차량의 배터리를 충전시키는데 사용되는 메인 제어부(1)와 제1 서브 제어부(2a)를 통신하는데 사용되는 메인 통신 인터페이스(10)와, 상기 제1 서브 제어부(2a)와 제2 서브 제어부(50a)를 통신하는데 사용되는 서브 통신인터페이스를 포함하고, 상기 메인 통신 인터페이스(10)와 서브 통신 인터페이스(20)의 통신 프로토콜을 정의하는데 이용된다.1, a communication interface system for charging a vehicle battery according to the present invention includes a main communication unit 1 used for charging a battery of a vehicle and a main communication unit 2 used for communication between the first sub- And a sub-communication interface used for communicating the first sub-control unit 2a and the second sub-control unit 50a, and the sub-communication unit 10 is connected to the sub- It is used to define the protocol.

예컨대, 상기 메인 제어부(1)는 고전압 배터리(30)의 충전을 제어 및 관장하는 BMS(Battery Management System)가 될 수 있고, 상기 제1 서브 제어부(2a)는 차량에 탑재된 고전압 배터리(30)로 전원을 공급하기 위해 탑재형 충전기(2)에 내장되는 탑재형 제어부(2a) 또는 별치형 충전기(5)에 내장되는 별치형 제어부(5a)로서, 특히 탑재형 제어부(2a)가 되고, 제2 서브 제어부(50a)는 상기 고전압 배터리(30)의 전원을 차량의 전장부하에 맞게 DC/DC 변환하는 LDC(40)에 내장된 LDC 제어부(50A)가 되는 것이 바람직하다.For example, the main control unit 1 may be a BMS (Battery Management System) for controlling and charging the high voltage battery 30. The first sub control unit 2a may be a high voltage battery 30 mounted on the vehicle, Type control unit 2a incorporated in the on-board type charger 2 or a separate type control unit 5a incorporated in the separate type charger 5 in order to supply power to the on-board type charger 2, 2 sub-control unit 50a is preferably an LDC control unit 50A incorporated in the LDC 40 for DC / DC-converting the power supply of the high-voltage battery 30 to the electric load of the vehicle.

상기 탑재형 충전기(2)는 통상의 가정용 전원을 이용하여 충전하기 위해 차량의 내부에 구비되고, 별치형 충전기(5)는 별도의 장소에 고정된 형태로 설치되는 차량 전용 충전기를 말한다.The on-board type charger 2 is provided in the interior of the vehicle for charging using a conventional household power source, and the separate type charger 5 is installed in a fixed position in a separate place.

먼저, 상기 메인 제어부(1)와 제1 서브 제어부(2a) 사이의 통신에 사용되는 메인 통신 인터페이스(10)를 살펴보면 다음과 같다.First, a main communication interface 10 used for communication between the main control unit 1 and the first sub control unit 2a will be described.

상기 메인 제어부(1)는 제1 서브 제어부(2a)는 서로 정해진 프로토콜을 갖는 메인 통신 인터페이스(10)를 이용하여 통신하게 되는데, 상기 메인 통신 인터페이스(10)는 상기 메인 제어부(1)에서 제1 서브 제어부(2a)로 데이터를 송신하는데 사용되는 메인 통신 인터페이스 프로토콜(11)과, 상기 제1 서브 제어부(2a)에서 메인 제어부(1)로 데이터를 송신하는데 사용되는 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜(12)를 포함한다.The main control unit 1 communicates with the first sub control unit 2a using a main communication interface 10 having a predetermined protocol. The main communication interface 10 is connected to the first control unit 1, A main communication interface protocol 11 used for transmitting data to the sub control unit 2a and a first sub communication interface protocol 12 used for transmitting data from the first sub control unit 2a to the main control unit 1. [ ).

상기 제1 서브 제어부(2a)는 충전잔여시간(CR_OBC_CHRTIME)과 최대주행거리(CR_OBC_DISTANCE)가 표시되도록 디스플레이수단(3)에 연결될 수도 있다. 상기 잔여충전시간(CR_OBC_CHRTIME)은 현재 충전된 상태로부터 만충전까지 앞으로 소요될 시간을 의미하고, 최대주행거리(CR_OBC_DISTANCE)는 현재 충전상태에서 차량의 최대로 주행할 수 있는 거리를 의미한다.The first sub-control unit 2a may be connected to the display means 3 so that the remaining charge time CR_OBC_CHRTIME and the maximum travel distance CR_OBC_DISTANCE are displayed. The remaining charge time (CR_OBC_CHRTIME) means a time from the current charged state to the full charge, and the maximum travel distance (CR_OBC_DISTANCE) means the maximum travelable distance of the vehicle in the present charged state.

상기 메인 통신 인터페이스 프로토콜(11)은 상기 메인 제어부(1)에 내장되어 상기 메인 제어부(1)의 기본정보, 상기 메인 제어부(1)로부터 상기 제1 서브 제어부(2a)로 지령하는 정보 등이 수록되어 있다. 상기 메인 통신 인터페이스 프로토콜(11)은 메시지를 일정한 바이트(Byte) 또는 비트(bit)로 나누고, 분할된 바이트 또는 비트에 해당 정보를 할당하여 메시지 포맷이 형성되도록 한다.The main communication interface protocol 11 is built in the main control unit 1 and includes basic information of the main control unit 1 and information instructed from the main control unit 1 to the first sub control unit 2a . The main communication interface protocol 11 divides a message into a predetermined number of bytes or bits and allocates the information to the divided bytes or bits to form a message format.

예컨대, 메인 제어부(1)에서 송신되는 데이터는 메인 제어부(1)의 기본 SW코드, 버전 정보, 배터리 내부 온도 정보, 충전 동작에 관한 정보 및 상태, 고장시 대응 설정, 파워제한에 관한 정보 등을 포함한다.For example, the data transmitted from the main control unit 1 includes basic SW code of the main control unit 1, version information, battery internal temperature information, information on the charging operation and status, .

그 구체적인 예의 하나로서, 도 2에 메인 제어부(1)인 BMS로부터 송신되는 메시지를 정의한 내용이 테이블로 기재되어 있다. As a specific example thereof, FIG. 2 describes the contents defined in the message transmitted from the BMS which is the main control unit 1 as a table.

즉, 상기 메인 제어부(1)에서 송신되는 메시지 포맷은 BMS1과와 같이, 전기차 BMS 코드(CR_BMS_VehicleCode), CAN 프로토콜 버젼(CR_BMS_CanVer), CP 모드 시 정전력 지령(CR_BMS_QCCmdPwr_W), 배터리 내부 온도(CR_BMS_Temp)와 같이, BMS의 상태와 배터리의 상태에 대한 데이터를 포함한다.That is, the message format transmitted from the main control unit 1 includes the BMS code CR_BMS_VehicleCode, the CAN protocol version CR_BMS_CanVer, the CP mode constant power command CR_BMS_QCCmdPwr_W, the battery internal temperature CR_BMS_Temp, Likewise, it includes data on the state of the BMS and the state of the battery.

또한, 메인 제어부(1)에서 송신되는 추가 메시지 포맷은, BMS2에서와 같이, BMS가 충전작업을 제어하기 위한 데이터를 포함한다. 상기 BMS2에는 준비 명령(CF_BMS_RdyforOBC), BMS 고장외 고장상황 발생시 설정(CF_BMS_WrnForOBC), 충전 불가 고장상황 발생시 설정(CF_BMS_FaultForOBC), 충전시 고전압 릴레이 ON/OFF 상태(CF_BMS_MainRlyOnStatForOBC), 충전 파워 제한(CF_BMS_PwrLmtForOBC), 정상 충전 상태(CF_BMS_AbnorChg), 충전 완료 상태(CF_BMS_OBCChgFinishedForOBC), Battery SOC(CR_BMS_SoForOBC_Pc), 만충 대비 잔여시간(CR_BMS_CharRemainedTime_min), CC모드시 정전류값(CR_BMS_OBCCmdCur_A), CV모드시 정전압 값(CR_BMS_OBCCmdVolt_V)에 대한 데이터가 규정되어 있어서, 이를 통하여 고전압 배터리의 충전을 전반적으로 제어한다.In addition, the additional message format transmitted from the main control unit 1 includes data for the BMS to control the charging operation as in the BMS2. (CF_BMS_PwrLmtForOBC), a charging power limit (CF_BMS_PwrLmtForOBC), and a normal state (CF_BMS_PwrLmtForOBC) are set in the BMS 2, a setting command (CF_BMS_RdyforOBC) Data on the charge state (CF_BMS_AbnorChg), the charge completion state (CF_BMS_OBCChgFinishedForOBC), the battery SOC (CR_BMS_SoForOBC_Pc), the full charge remaining time (CR_BMS_CharRemainedTime_min), the constant current value in the CC mode (CR_BMS_OBCCmdCur_A) and the constant voltage value in the CV mode (CR_BMS_OBCCmdVolt_V) Thereby allowing overall control of the charging of the high voltage battery.

상기 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜(12)은 제1 서브 제어부(2a)의 기본 SW 코드 및 버전 정보, 입력 타입 파워제한 정보, 충전 동작에 관한 정보, 커넥터 연결상태, 온도 및 효율에 대한 정보, 충전 상태에 대한 정보, 그리고, 충전잔여시간과 주행가능거리에 대한 정보를 포함한다.The first sub-communication interface protocol 12 includes basic SW code and version information of the first sub-control unit 2a, input type power limitation information, information on charging operation, information on connector connection status, temperature and efficiency, Information on the state, and information on the remaining charge time and the travelable distance.

상기 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜(12)에서 송신되는 메시지 포맷의 일례로서, 도 3 및 도 4에 나누어 도시된 바와 같이, 정의될 수 있다. 즉, 제1 서브 제어부(2a)인 탑재형 제어부(2a)로부터 제1 서브 통신 인터페이스(20)을 통하여 송신되는 메시지는, 도 3의 OBC1으로 정의되는 바와 같이, 충전기 코드(CR_OBC_Code), CAN 프로토콜 버전(CR_OBC_CanVer), OBC SW 버전(CF_OBC_SwVer), 충전기 입력 타입(CR_OBC_MainType), 차량 IG 전원 ON/OFF 상태(CR_OBC_IGStat), 충전기 파워 제한(CF_OBC_PwrLmt)에 대한 정보를 외부로 출력한다.As an example of the message format transmitted in the first sub-communication interface protocol 12, it can be defined as shown separately in FIG. 3 and FIG. That is, the message transmitted from the on-board control unit 2a, which is the first sub-control unit 2a, through the first sub-communication interface 20 includes a charger code (CR_OBC_Code), a CAN protocol (CR_OBC_CanVer), the OBC SW version (CF_OBC_SwVer), the charger input type (CR_OBC_MainType), the vehicle IG power ON / OFF state (CR_OBC_IGStat) and the charger power limit (CF_OBC_PwrLmt).

상기 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜(12)에서 제공되는 메시지로는 OBC2와 같이, 제어보드 준비 명령(CF_OBC_Rdy), 탑재형 충전기 고장외 고장상황 발생시 설정(CF_OBC_Wrn), 탑재형 충전기 고장상황 발생시 설정(CF_OBC_Flt), 충전모드 (CF_OBC_CharMode), 충전 커넥터 체결 상태(CF_OBC_Connection), 충전종료(CF_OBC_ChgFinished), 충전 가능 준비상태 알림(CF_OBC_powEnaStat), 충전기 오류코드(CR_OBC_FltCode), 충전기 내부 온도(CR_OBC_Temp), 충전기 효율(CR_OBC_Effi), 최대 충전 가능한 전력값(CR_OBC_Maxpwr_W), 최대 충전 가능한 전류값(CR_OBC_MaxCur_A), 최대 충전 가능한 전압값(CR_OBC_MaxVolt_V)을 포함하여, 비정상적인 상태에서 상기 탑재형 충전기가 대응할 수 있도록 한다.The message provided by the first subcommunication interface protocol 12 includes a control board preparation command CF_OBC_Rdy, a setting for on-board charger high out-of-place fault occurrence (CF_OBC_Wrn), a setting for on-board charger failure occurrence (CF_OBC_Flt ), A charging mode (CF_OBC_CharMode), a charging connector connection state (CF_OBC_Connection), a charging end (CF_OBC_ChgFinished), a chargeable ready state notification (CF_OBC_powEnaStat), a charger error code (CR_OBC_FltCode), a charger internal temperature (CR_OBC_Temp) , The maximum chargeable power value (CR_OBC_Maxpwr_W), the maximum chargeable current value (CR_OBC_MaxCur_A), and the maximum chargeable voltage value (CR_OBC_MaxVolt_V) so that the onboard charger can respond in an abnormal state.

아울러, 도 4의 OBC3에 도시된 것처럼, 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜(12)에서는 제1 서브 제어부(2a)가 제어하고 있는 장치, 예컨대 탑재형 충전기(2)의 입력단 전류(CR_Main_Cur), 입력단 전압(CR_Main_Volt), 출력단 전류(CR_Out_Cur), 출력단 전압(CR_Out_Volt)에 대한 메시지를 송출한다.4, in the first sub communication interface protocol 12, the input terminal current (CR_Main_Cur) of the device controlled by the first sub control unit 2a, for example, the on-board charger 2, (CR_Main_Volt), the output stage current (CR_Out_Cur), and the output stage voltage (CR_Out_Volt).

그리고, 도 4에 OBC4로 도시된 바와 같이 충전잔여시간과 주행가능거리가 상기 디스플레이수단(3)에 표시될 수 있도록 상기 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜(12)에서는, 충전잔여시간(CR_OBC_CHRTIME)과 주행가능거리(CR_OBC_DISTANCE)에 대한 정보를 송신한다. 상기 디스플레이수단(3)으로 현재부터 만충전까지의 충전잔여시간(CR_OBC_CHRTIME)과 현재충전상태로부터 최대로 충전할 수 있는 주행가능거리(CR_OBC_DISTANCE)를 표시함으로써, 사용자의 편의성이 증대된다. 상기 디스플레이수단(3)의 예로서는 차량의 실내에 구비되는 차량 클러스터(60)가 될 수 있다.In the first subcommunication interface protocol 12, the remaining charge time (CR_OBC_CHRTIME) and the travel time (CR_OBC_CHRTIME) are set so that the charge remaining time and the travelable distance can be displayed on the display means 3, And transmits information on the possible distance (CR_OBC_DISTANCE). The display means 3 displays the charge remaining time (CR_OBC_CHRTIME) from the present charge to the full charge and the travelable distance (CR_OBC_DISTANCE) which can be charged to the maximum from the present charge state, thereby enhancing the user's convenience. An example of the display means 3 may be a vehicle cluster 60 provided in the interior of the vehicle.

한편, 상기 제1 서브 제어부(2a)와 제2 서브 제어부(50a)의 통신에 사용되는 서브 통신 인터페이스(20)를 살펴보면, 다음과 같다.The sub-communication interface 20 used for communication between the first sub-control unit 2a and the second sub-control unit 50a will now be described.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 서브 제어부(2a)에서 제2 서브 제어부(50a)를 제어하기 위한 제2 서브 통신 인터페이스 프로토콜(21)은 LDC 출력전압명령(CR_OBC_LDC_Vol_V)과 LDC동작제어신호(CF_OBC_LDC_Inh)를 포함한다. 상기 제1 서브 제어부(2a)는 취합된 LDC(40)에 대한 정보를 토대로 판단하여, 상기 LDC(40)로부터 전장부품으로 제공되는 전장부하(51)의 여부에 따라 LDC(40)에서 출력될 전압과 LDC(40)의 동작여부를 제어하도록 상기 제2 서브 제어부(50a)로 지령한다.5, the second sub-communication interface protocol 21 for controlling the second sub-control unit 50a in the first sub-control unit 2a includes an LDC output voltage command (CR_OBC_LDC_Vol_V) and an LDC operation control signal (CF_OBC_LDC_Inh). The first sub-control unit 2a judges based on the information on the LDC 40 and outputs it from the LDC 40 in accordance with whether or not the electric load 51 provided as electrical components from the LDC 40 exists And instructs the second sub-control unit 50a to control the voltage and whether the LDC 40 operates.

이때, 상기 제2 서브 제어부(50a)는 LDC(40)의 정보, 즉 실제 측정된 LDC 출력전압(CR_LDC_OBC_Vol_V), LDC 출력전류(CR_LDC_OBC_Cur_A) 및 LDC의 온도(CR_LDC_Temp)를 제1 서브 제어부(2a)로 제공함으로써, 상기 제1 서브 제어부(2a)가 LDC(40)를 제어할 수 있는 정보, 즉 제3 서브 통신 인터페이스 프로토콜(22)을 제공한다.At this time, the second sub-controller 50a outputs the information of the LDC 40, that is, the actually measured LDC output voltage CR_LDC_OBC_Vol_V, the LDC output current CR_LDC_OBC_Cur_A and the temperature CR_DC_Temp of the LDC to the first sub- The first sub-control unit 2a provides information that allows the LDC 40 to be controlled, that is, the third sub-communication interface protocol 22.

아울러, 상기 제2 서브 제어부(50a)에서 제1 서브 제어부(2a)로 제공되는 제3 서브 통신 인터페이스 프로토콜(22)에는 LDC의 고장상황 발생시 오류여부가 저장된 오류코드(CF_LDC_FaultForOBC)를 포함할 수 있다.In addition, the third sub-communication interface protocol 22 provided from the second sub-control unit 50a to the first sub-control unit 2a may include an error code CF_LDC_FaultForOBC in which an error is detected when an LDC failure occurs .

상기와 같이, 기본적인 고전압 배터리(30)의 충전을 위한 메인 통신 인터페이스(10)에 상기 탑재형 충전기(2)와 LDC(40)가 서로 통신하도록 서브 통신 인터페이스(20)를 제공함으로써, LDC(40)의 부하가 적은 경우, 즉 전장부하(51)가 없는 경우에는 상기 고전압 배터리(30)로 충전을 집중함으로써, 충전시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 고전압 배터리(30)의 충전중에도 전장부품의 작동에 의해서 전장부하가 발생되면, 탑재형 충전기(2)로부터 고전압 배터리(30)뿐만 아니라, LDC(40)로도 전력을 공급함으로써, 전장부하(51)로 고전압 배터리(30)를 거치지 않고 전원을 공급함으로써 충전효율을 향상시킬 수 있다.By providing the sub-communication interface 20 so that the on-board charger 2 and the LDC 40 communicate with each other on the main communication interface 10 for charging the basic high-voltage battery 30 as described above, the LDC 40 The charging time can be shortened by concentrating the charging with the high-voltage battery 30 when there is no electric load 51 in the battery. When an electric load is generated by the operation of the electric component even during charging of the high voltage battery 30, electric power is supplied from the on-board charger 2 to the LDC 40 as well as the high voltage battery 30, 51 to supply power without going through the high voltage battery 30, the charging efficiency can be improved.

상기 메인 통신 인터페이스(10) 및 서브 통신 인터페이스 상에서 송/수신되는 데이터의 포맷과 각각의 정의는 상호 확인을 위해서 메인 제어부(1), 제1 서브 제어부(2a) 및 제2 서브 제어부(50a)에 저장되어 있어서, 어느 하나에서 데이터를 송신하면 수신측에서는 미리 저장된 프로토콜을 이용하여 이를 읽어들인다. 즉, 메인 통신 인터페이스 프로토콜(11)과 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜(12)은 각각 메인 제어부(1)와 제1 서브 제어부(2a)에 내장되고, 상기 제2 서브 통신 인터페이스 프로토콜(21)과 제3 서브 통신 인터페이스 프로토콜(22)은 각각 제1 서브 제어부(2a)와 제2 서브 제어부(50a)에 내장되어 있다. 이러한 상태에서 예를 들어 메인 제어부(1)가 제1 서브 제어부(2a)로 데이터를 송신하는 경우, 메인 통신 인터페이스 프로토콜(11)은 상기 메인 제어부(1)뿐만 아니라 제1 서브 제어부(2a)에도 내장되어 있어서, 메인 제어부(1)가 송신한 데이터를 제1 서브 제어부(2a)에서 읽어들일 수 있다.The formats and definitions of the data transmitted and received on the main communication interface 10 and the sub communication interface are stored in the main control unit 1, the first sub control unit 2a and the second sub control unit 50a When data is transmitted from any one of them, the receiving side reads it using a previously stored protocol. That is, the main communication interface protocol 11 and the first sub communication interface protocol 12 are built in the main control unit 1 and the first sub control unit 2a, respectively, 3 sub-communication interface protocol 22 are built in the first sub-control unit 2a and the second sub-control unit 50a, respectively. In this state, for example, when the main control section 1 transmits data to the first sub-control section 2a, the main communication interface protocol 11 is transmitted not only to the main control section 1 but also to the first sub- So that the data transmitted by the main control unit 1 can be read from the first sub-control unit 2a.

한편, 상기 메인 제어부(1)와 별치형 충전기(5)에 내장되는 별치형 제어부(5a) 사이에서도 서로 통신에 필요한 프로토콜을 미리 저장하여, 메인 제어부(1)와 별치형 충전기(5) 사이에 제어를 위한 통신이 가능해지도록 할 수 있다. 상기와 마찬가지로, 메인 제어부(1)와 별치형 제어부(5a) 사이에 통신 인터페이스(10')를 설정하고, 상기 통신 인터페이스(10')를 구성하는 메인 통신 인터페이스 프로토콜(11')와 서브 통신 인터페이스 프로토콜(12')을 정의할 수 있다.
A protocol necessary for communication between the main control unit 1 and the separate type control unit 5a included in the separate type charger 5 is previously stored in advance between the main control unit 1 and the separate type charger 5 So that communication for control can be made possible. The communication interface 10 'is set up between the main control unit 1 and the separate control unit 5a and the main communication interface protocol 11' and the sub communication interface 10 'constituting the communication interface 10' Protocol 12 'can be defined.

이하에서는 도 7 내지 도 9에 도시된 바를 이용하여, 차량의 고전압 배터리를 충전을 시작하는 과정과 충전을 종료시키는 과정에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a process of starting charging the high voltage battery of the vehicle and a process of terminating the charging process will be described with reference to FIGS. 7 to 9. FIG.

도 7에는 충전을 시작하는 과정에서의 시퀀스가 도시되어 있다.FIG. 7 shows a sequence in the process of starting charging.

충전을 위해서 전기자동차(100)의 커넥터(2d)에 외부 전원(200)의 커넥터(200a)를 연결하면, 상기 메인 제어부(1)와 제1 서브 제어부(2a)를 서로 통신을 하여 충전을 위한 기본 정보를 수행한다.When the connector 200a of the external power source 200 is connected to the connector 2d of the electric vehicle 100 for charging, the main control unit 1 and the first sub-control unit 2a communicate with each other, Perform basic information.

즉, 메인 제어부(1)는 전기 자동차 BMS 코드(CR_BMS_VehicleCode)와 BMS SW 버전을 제1 서브 제어부(2a)로 송신하고, 상기 제1 서브 제어부(2a)도 충전기 코드(CR_OBC_Code)와 충전기 SW 버전을 상기 메인 제어부(1)로 송신한다.That is, the main control unit 1 transmits the electric vehicle BMS code (CR_BMS_VehicleCode) and the BMS SW version to the first sub-control unit 2a, and the first sub-control unit 2a also transmits the charger code (CR_OBC_Code) To the main control unit (1).

상기 메인 제어부(1)와 제1 서브 제어부(2a)가 서로 초기 정보를 확인 하면, 메인 제어부(1)가 충전준비명령(CF_BMS_RdyforOBC)을 제1 서브 제어부(2a)로 송신하고, 메인릴레이(70)를 연결시키며, 그 상태(CF_BMS_MainRlyOnStatForOBC)를 확인한다. When the main control unit 1 and the first sub control unit 2a confirm the initial information with each other, the main control unit 1 transmits the charge preparation command CF_BMS_RdyforOBC to the first sub control unit 2a, ), And confirms its state (CF_BMS_MainRlyOnStatForOBC).

상기 탑재형 충전기(2)가 충전기의 이상유무를 점검하여 이상이 없으면 충전 가능 준비상태(CF_OBC_Rdy)임을 상기 메인 제어부(1)로 알리고, 이때 상기 제1 서브 제어부(2a)는 제2 서브 제어부(50a)로 상기 LDC(40)의 출력전압명령(CR_OBC_LDC_Vol_V)과 LDC가 작동하도록 LDC동작제어신호(CF_OBC_LDC_Inh)를 명령한다.The on-board charger 2 checks whether there is an abnormality in the charger and notifies the main control unit 1 that it is ready to be charged (CF_OBC_Rdy) if there is no abnormality. At this time, the first sub- 50a to command the LDC operation control signal CF_OBC_LDC_Inh so that the output voltage command (CR_OBC_LDC_Vol_V) of the LDC 40 and the LDC operate.

상기 메인 제어부(1)는 충전전류값(CR_BMS_OBCCmdCur_A)과 충전전압값(CR_BMS_OBCCmdVolt_V)을 송신하고, 상기 제1 서브 제어부(2a)는 정해진 충전모드에 따라 충전하기 시작한다.The main control unit 1 transmits the charging current value CR_BMS_OBCCmdCur_A and the charging voltage value CR_BMS_OBCCmdVolt_V and the first sub control unit 2a starts charging according to the determined charging mode.

이때, 상기 제1 서브 제어부(2a)는 현재 고전압 배터리(30)의 SOC로부터 만충전까지 소요되는 충전잔여시간(CR_OBC_CHRTIME)과, 현재 충전상태로부터 최대로 주행할수 있는 주행가능거리(CR_OBC_DISTANCE)를 송신한다.At this time, the first sub-control unit 2a transmits the charge remaining time (CR_OBC_CHRTIME) from the SOC of the present high voltage battery 30 to the full charge and the travelable distance (CR_OBC_DISTANCE) from which the charge state can be maximally traveled .

이와 동시에 상기 제2 서브 제어부(50a)는 LDC(40)의 작동에 따른 LDC(40)의 상태, 즉, LDC 출력전압(CR_LDC_OBC_Vol_V), LDC 출력전류(CR_LDC_OBC_Cur_A), LDC 내부온도(CR_LDC_Temp) 및 LDC 오류코드(CF_LDC_FaultForOBC)를 제1 서브 제어부(2a)로 송신한다.The LDC output voltage CR_LDC_OBC_Vol_V, the LDC output current CR_LDC_OBC_Cur_A, the LDC internal temperature CR_LDC_Temp, and the LDC 40 output from the LDC 40 in response to the operation of the LDC 40. At this time, And transmits the error code CF_LDC_FaultForOBC to the first sub-control unit 2a.

상기와 같이 충전이 시작되면, 상기 제2 서브 제어부(50a)는 LDC(40)의 상태를 지속적으로 제1 서브 제어부(2a)로 제공함으로써 LDC(40)의 제어에 이용하도록 한다.When charging is started as described above, the second sub-control unit 50a continuously supplies the state of the LDC 40 to the first sub-control unit 2a to be used for controlling the LDC 40. [

한편, 도 8에는 충전이 완료된 상태에서 BMS(1)에 의해서 충전이 종료되는 상태의 시퀀스가 되어 있으며, 도 9에는 사용자의 요청에 의해서 충전이 종료되는 상태의 시퀀스가 도시되어 있다.8 shows a sequence in which charging is completed by the BMS 1 in a state in which charging is completed, and FIG. 9 shows a sequence of a state in which charging is completed at the request of the user.

도 8을 참조로 하여 충전이 완료되는 과정을 설명하면, 다음과 같다.The process of completing the charging with reference to FIG. 8 will now be described.

메인 제어부(1)는 상기 고전압 배터리(30)의 SOC를 모니터링하고, SOC가 최대로 되었을 때 충전을 종료하고자 할 때, 충전완료상태(CF_BMS_OBCChgFinishedForOBC)임을 제1 서브 제어부(2a)로 송신한다. 아울러, 상기 메인 제어부(1)는 상기 고전압 배터리(30)의 전류와 전압도 함께 송신한다.The main control unit 1 monitors the SOC of the high voltage battery 30 and transmits to the first sub control unit 2a that the charging completion state (CF_BMS_OBCChgFinishedForOBC) is reached when the SOC is maximized. The main control unit 1 also transmits the current and the voltage of the high-voltage battery 30 together.

상기 제1 서브 제어부(2a)는 일단 충전준비상태(CF_OBC_powEnaStat)를 유지하고 있으나, 상기 메인 제어부(1)가 메인릴레이(70)를 차단하고, 상기 메인릴레이(70)가 차단되었다는 메시지(CF_BMS_MainRlyOnStatForOBC)를 송신한다.The main control unit 1 interrupts the main relay 70 and the message (CF_BMS_MainRlyOnStatForOBC) indicating that the main relay 70 is shut off, while the first sub-control unit 2a maintains the ready state (CF_OBC_powEnaStat) .

이후, 제1 서브 제어부(2a)는 충전을 종료(CF_OBC_ChgFinished)하고, 충전모드를 비충전모드로 전환함으로써, 충전이 완료된다.Thereafter, the first sub-control unit 2a ends the charging (CF_OBC_ChgFinished), and the charging mode is switched to the non-charging mode to complete the charging.

한편 제1 서브 제어부(2a)는 제2 서브 제어부(50a)로도 충전 종료에 따라서, LDC(40)에서 출력될 LDC 출력전압 명령(CR_OBC_LDC_Vol_V)과 LDC 동작 제어신호(CF_OBC_LDC_Inh)를 보내고, 필요에 따라 LDC(40)가 작동하지 않도록 상기 LDC 출력전압 명령(CR_OBC_LDC_Vol_V)과 LDC 동작 제어신호(CF_OBC_LDC_Inh)를 제어할 수 있다.On the other hand, the first sub-control unit 2a also sends the LDC output voltage command (CR_OBC_LDC_Vol_V) and the LDC operation control signal (CF_OBC_LDC_Inh) to be output from the LDC 40 in accordance with the completion of charging to the second sub- The LDC output voltage command (CR_OBC_LDC_Vol_V) and the LDC operation control signal (CF_OBC_LDC_Inh) can be controlled so that the LDC 40 does not operate.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 사용자 인터럽트에 의해서 충전이 종료되는 과정은, 충전중인 고전압 배터리(30)의 상태와 상관없이 사용자 인터럽트에 의해 종료되는 것이므로, 앞서 살펴본 만충전에 따른 충전완료과정과 비교하였을 때, 현재 고전압 배터리(30)의 SOC, 전류, 전압을 메인 제어부(1)가 제1 서브 제어부(2a)로 송신하는 과정이 생략되고, 나머지 과정은 동일하게 진행된다.
9, the termination of the charging by the user interruption is terminated by the user interrupt irrespective of the state of the high-voltage battery 30 being charged. Therefore, the charging completion process according to the above- The process of transmitting the SOC, current, and voltage of the present high voltage battery 30 to the first sub-control unit 2a is omitted, and the rest of the process is performed in the same manner.

한편, 도 10을 이용하여, 본 발명에 따른 통신 인터페이스 시스템을 구비한 전기자동차에 대하여 설명하기로 한다.An electric vehicle having a communication interface system according to the present invention will be described with reference to Fig.

본 발명에 따른 통신 인터페이스 시스템을 구비한 전기자동차(100)는, 고전압 배터리(30)와, 상기 고전압 배터리(30)의 충전을 제어하는 메인 제어부(1)와, 외부의 교류전원과 교류용 커넥터(200a)로 연결되어 상기 고전압 배터리(30)로 교류전원을 변환하여 충전시키고 제1 서브 제어부(2a)를 내장하는 탑재형 충전기(2)와, 상기 탑재형 충전기(2)와 통신하며 전기자동차의 전장부하(51)로 고전압 배터리(30)의 전원을 DC/DC변환하는 LDC(40)를 포함한다.An electric vehicle 100 having a communication interface system according to the present invention includes a high voltage battery 30, a main controller 1 for controlling charging of the high voltage battery 30, an external AC power source and an AC connector (2) connected to the high voltage battery (200a) to convert and charge the alternating current power to the high voltage battery (30) and incorporating a first sub control unit (2a) And an LDC 40 for DC / DC-converting the power of the high-voltage battery 30 into an electric-field load 51 of the high-voltage battery 30.

상기 통신 인터페이스 시스템은 상술한 바와 같이, 상기 메인 제어부(1)와 상기 탑재형 충전기(2)에 내장된 탑재형 제어부(2a), 상기 탑재형 제어부(2a)와 인버터(40)가 서로 통신하여, 상기 고전압 배터리(30)의 충전 및 LDC(40)의 제어에 필요한 메시지를 송수신하도록 하는 것으로 상세한 설명은 상술하였으므로, 생략하기로 한다.As described above, the communication interface system is configured such that the main control unit 1, the on-board control unit 2a incorporated in the on-board charger 2, the on-board control unit 2a and the inverter 40 communicate with each other The charging of the high-voltage battery 30, and the control of the LDC 40 are transmitted and received, and detailed description thereof has been described in detail.

고전압 배터리(30)는 상기 탑재형 충전기(2) 또는 별치형 충전기(5)에 의해 충전되어, 인버터(40)를 통하여 구동모터(41)에 전원을 공급한다.The high voltage battery 30 is charged by the on-board charger 2 or the separate charger 5 and supplies power to the drive motor 41 through the inverter 40.

탑재형 충전기(2)는 통하여 통상적인 가정용 교류전원을 직류로 변환하여 상기 고전압 배터리(30)에 공급하기 위한 것으로서, 커넥터(2d)(200a)를 통하여 외부의 교류전원(200)과 연결된다. 외부의 교류전원(200), 즉 통상적인 가정용 전원을 공급받은 탑재형 충전기(2)는 상기 고전압 배터리(30)의 충전에 적합하도록 탑재형 전력부(2b)가 변환하여 상기 고전압 배터리(30)로 공급한다. 상기 탑재형 충전기(2)는 상기 메인 제어부(1)와 메인 통신 인터페이스(10)를 통하여 서로 메시지를 주고 받아, 상기 탑재형 충전기(2)가 고전압 배터리(30)를 충전하도록 한다.The on-board type charger 2 converts a normal household AC power source to a DC power and supplies the DC power to the high voltage battery 30 and is connected to an external AC power source 200 through a connector 2d (200a). The on-board type charger 2 supplied with an external AC power source 200, that is, a typical domestic power source, converts the on-board power unit 2b into the high voltage battery 30 so as to be suitable for charging the high- . The on-board type charger 2 sends and receives messages to and from the main control unit 1 through the main communication interface 10 so that the onboard type charger 2 charges the high voltage battery 30. [

LDC(40)는 상기 탑재형 충전기(2)와 서브 통신 인터페이스(20)를 통하여 통신하여, 상기 탑재형 충전기(2)에 의해 LDC(40)의 작동의 일부가 제어되도록 설치된다. 상기 LDC(40)의 내부에는 LDC(40)의 작동을 제어하는 LDC 제어부(50A)를 내장하여, 상기 제2 서브 통신 인터페이스(20)를 통하여 수신된 제어정보를 토대로 LDC(40)를 제어한다.The LDC 40 communicates with the on-board charger 2 via the subcommunication interface 20 so that a portion of the operation of the LDC 40 is controlled by the onboard charger 2. An LDC controller 50A for controlling the operation of the LDC 40 is built in the LDC 40 and controls the LDC 40 based on the control information received through the second subcommunication interface 20 .

아울러, 본 발명의 전기자동차(100)에서는 상기 탑재형 충전기(2)와 고전압 배터리(30)사이에 전원을 차단할 수 있는 메인 릴레이(70)를 구비하여, 상기 메인 제어부(1)가 상기 메인 릴레이(70)를 직접 제어함으로써, 필요에 따라 상기 탑재형 충전기(2)와 고전압 배터리(30)를 연결되도록 하거나 분리시킬 수 있다.In the electric vehicle 100 of the present invention, a main relay 70 is provided between the on-board charger 2 and the high-voltage battery 30 so that the main control unit 1 can disconnect the main relay 1 The on-board charger 2 and the high-voltage battery 30 can be connected to or disconnected from each other, if necessary.

한편, 상기 전기자동차(100)는 별치형 충전기(5)를 통해서도 충전이 가능한 것이므로, 상기 고전압 배터리(30)가 별치형 충전기(5)의 접속을 위한 커넥터(80)(5c)를 통해서 연결되고, 상기 별치형 충전기(5)에서는 공급되는 직류전원에 의해 충전된다. 상기 별치형 충전기(5)로 제어를 위한 별치형 제어부(5a)와, 직류전원의 전압과 전류를 변환하는 별치형 전력부(5b)를 포함한다.Since the electric vehicle 100 is also chargeable through the separate charger 5, the high-voltage battery 30 is connected through the connectors 80 and 5c for connection of the separate charger 5 , And is charged by the DC power supplied from the separate charger (5). A separate control unit 5a for control by the separate charger 5 and a separate power unit 5b for converting the voltage and current of the DC power source.

1 : 메인 제어부 2 : 탑재형 충전기
3 : 디스플레이수단 5 : 별치형 충전기
6 : 디스플레이수단 10 : 메인 통신 인터페이스
11 : 메인 통신 인터페이스 프로토콜
12 : 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜
20 : 서브 통신 인터페이스
21 : 제2 서브 통신 인터페이스 프로토콜
22 : 제3 서브 통신 인터페이스 프로토콜
30 : 고전압 배터리 40 : 인버터
41 : 구동모터 50 : LDC
51 : 전장부하 60 : 차량 클러스터
70 : 메인릴레이 80 : 커넥터
200 : 외부전원 200a : 커넥터
1: main control unit 2: on-board charger
3: Display means 5: Extra type charger
6: Display means 10: Main communication interface
11: Main communication interface protocol
12: First sub-communication interface protocol
20: Sub communication interface
21: Second subcommunication interface protocol
22: Third sub-communication interface protocol
30: High voltage battery 40: Inverter
41: Driving motor 50: LDC
51: electric field load 60: vehicle cluster
70: Main relay 80: Connector
200: External power source 200a: Connector

Claims (14)

차량에 탑재된 고전압 배터리를 제어하는 메인 제어부와 상기 고전압 배터리를 충전시키는 충전기에 내장된 제1 서브 제어부가 서로 통신되도록 하는 메인 통신 인터페이스와,
상기 제1 서브 제어부와 상기 고전압 배터리에 연결되어 DC/DC변환하는 LDC(Low DC/DC Converter)에 내장되는 제2 서브 제어부가 서로 통신되도록 하는 서브 통신 인터페이스를 포함하는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템.
A main communication interface for communicating a main control unit for controlling the high voltage battery mounted on the vehicle and a first sub control unit built in the charger for charging the high voltage battery,
And a sub-communication interface for allowing the first sub-control unit and the second sub-control unit connected to the high-voltage battery and incorporated in an LDC (Low DC / DC Converter) for DC / DC conversion to communicate with each other, Interface system.
제1항에 있어서,
상기 서브 통신 인터페이스는,
상기 제1 서브 제어부에 내장되고, 상기 제1 서브 제어부가 상기 LDC를 제어하는 명령이 저장되는 제2 서브 통신 인터페이스 프로토콜과,
상기 제2 서브 제어부에 내장되고, 상기 제2 서브 제어부가 측정한 LDC의 상태를 상기 제1 서브 제어부로 송신하는 제3서브 통신 인터페이스 프로토콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템.
The method according to claim 1,
The sub-
A second sub-communication interface protocol built in the first sub-control unit and storing an instruction for controlling the LDC by the first sub-
And a third sub-communication interface protocol built in the second sub-control unit and transmitting the state of the LDC measured by the second sub-control unit to the first sub-control unit. system.
제2항에 있어서,
상기 제2 서브 통신 인터페이스 프로토콜은 상기 LDC에 출력되도록 하는 LDC 출력전압 명령정보와, 상기 LDC가 동작되도록 하는 LDC 동작 제어신호 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the second subcommunication interface protocol includes LDC output voltage command information for outputting to the LDC and LDC operation control signal information for causing the LDC to operate.
제2항에 있어서,
상기 제3 서브 통신 인터페이스 프로토콜은,
상기 LDC에서 실제 출력되는 LDC 출력전압 정보 및 LDC 출력전류 정보와,
상기 LDC의 온도정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the third sub-communication interface protocol comprises:
LDC output voltage information and LDC output current information actually output from the LDC,
And temperature information of the LDC. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
제4항에 있어서,
상기 제3 서브 통신 인터페이스 프로토콜은, 상기 LDC의 오류여부가 기록된 상기 LDC의 오류코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템.
5. The method of claim 4,
And the third sub-communication interface protocol includes an error code of the LDC in which the error of the LDC is recorded.
제1항에 있어서,
상기 제1 서브 제어부는 상기 현재로부터 상기 고전압 배터리의 만충전까지 소요되는 충전잔여시간 정보와 현재 충전상태에서 최대로 주행가능한 주행가능 거리 정보를 포함하는 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜을 내장하고 있는 것을 특징으로 하는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the first sub-control unit includes a first sub-communication interface protocol that includes charge remaining time information from the current to the full charge of the high-voltage battery and travelable distance information that can travel at maximum in the current charge state, A communication interface system for charging a vehicle battery.
외부로부터 공급된 전원을 충전기를 통하여 전기자동차의 탑재된 고전압 배터리를 충전하는 방법에 있어서,
상기 고전압 배터리로 충전이 시작되면,
충전기에 내장된 제1 서브 제어부는 LDC의 상태를 모니터링하고, 상기 LDC의 상태에 따라 상기 LDC에서 출력되는 전압을 지령하고, 상기 LDC의 작동여부를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 이용한 차량 배터리의 충전방법.
A method for charging a high-voltage battery mounted on an electric vehicle through a charger, the method comprising:
When charging is started with the high voltage battery,
Wherein the first sub-control unit incorporated in the charger monitors the state of the LDC, commands the voltage output from the LDC according to the state of the LDC, and controls whether the LDC is operated or not. A method of charging a vehicle battery using a communication interface system.
제7항에 있어서,
상기 제1 서브 제어부는,
상기 LDC에 내장된 제2 서브 제어부로부터 상기 LDC에서 실제 출력되는 전압과 전류 및 온도에 대한 정보를 받아들이는 것을 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 이용한 차량 배터리의 충전방법.
8. The method of claim 7,
The first sub-
Wherein the information about the voltage, the current, and the temperature actually output from the LDC is received from the second sub-controller incorporated in the LDC by using the communication interface system for charging the vehicle battery.
제7항에 있어서,
상기 제1 서브 제어부는, 상기 LDC로부터 전장부하가 없다고 판단되면, 상기 제2 서브 제어부가 LDC가 오프(Off)되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 이용한 차량 배터리의 충전방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the first sub-controller controls the second sub-controller to turn off the LDC when it is determined that there is no electric load from the LDC. Charging method.
제7항에 있어서,
상기 메인 제어부는, 상기 고전압 배터리가 만충전된 것으로 판단되거나, 사용자 인터럽트가 발생하면, 상기 충전기와 고전압 배터리에 설치된 메인릴레이를 오프(Off)시켜 충전을 중단시키는 것을 특징으로 하는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 이용한 차량 배터리의 충전방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the main control unit turns off the main relay installed in the charger and the high voltage battery to stop charging when the high voltage battery is determined to be fully charged or a user interrupt occurs, A method of charging a vehicle battery using a communication interface system for a vehicle.
제7항에 있어서,
상기 제1 서브 제어부는, 충전이 시작되면 현재로부터 고전압 배터리의 만충전까지 소요되는 충전잔여시간정보와 현재 충전된 상태에서 최대로 주행할 수 있는 주행가능거리정보를 디스플레이수단으로 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 이용한 차량 배터리의 충전방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the first sub-control unit outputs to the display means charge remaining time information from the current time to the full charge of the high-voltage battery when the charging is started and the travelable distance information which can travel at the maximum in the currently charged state A method for charging a vehicle battery using a communication interface system for charging a vehicle battery.
고전압 배터리의 충전을 제어하는 메인 제어부와, 상기 고전압 배터리로 외부로부터 공급된 전원을 공급하는 충전기 및 상기 고전압 배터리의 전원을 변환하여 전장부하로 전원을 공급하는 LDC를 구비한 전기자동차에 있어서,
상기 메인 제어부에는 메인 통신 인터페이스 프로토콜이 내장되고,
상기 충전기의 내부에 구비되는 제1 서브 제어부에는 상기 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜 및 제2 통신 인터페이스 프로토콜이 내장되며,
상기 LDC의 내부에 구비되는 제2 서브 제어부에는 제3 통신 인터페이스 프로토콜이 내장되고,
상기 메인 제어부와 제1 서브 제어부는 상기 메인 통신 인터페이스 프로토콜과 상기 제1 서브 통신 인터페이스 프로토콜을 통하여 통신하고,
상기 제1 서브 제어부와 제2 서브 제어부는 제2 서브 통신 인터페이스 프로토콜과 상기 제3 서브 통신 인터페이스 프로토콜을 통하여 통신하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 구비한 전기자동차.
A battery charger that supplies power supplied from the outside with the high voltage battery; and an LDC that converts power from the high voltage battery to supply electric power to an electric load, the electric vehicle comprising:
The main control unit includes a main communication interface protocol,
The first sub-control unit included in the charger includes the first sub-communication interface protocol and the second communication interface protocol,
A third communication interface protocol is embedded in a second sub-control unit provided in the LDC,
Wherein the main control unit and the first sub control unit communicate with the main communication interface protocol through the first sub communication interface protocol,
And the first sub-control unit and the second sub-control unit communicate with each other through the second sub-communication interface protocol and the third sub-communication interface protocol.
제12항에 있어서,
상기 제1 서브 제어부는 상기 제2 서브 제어부로부터 상기 LDC의 상태정보를 전달받아, 상기 LDC를 모니터링하고, 상기 LDC에 의해 작동하는 전장부하가 없거나, 상기 LDC에 이상이 있으면, 상기 LDC가 오프(Off)되도록, 상기 제2 서브 제어부를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 구비한 전기자동차.
13. The method of claim 12,
Wherein the first sub-control unit receives the status information of the LDC from the second sub-control unit, monitors the LDC, and if there is no electric load to be operated by the LDC or if the LDC is abnormal, The control unit controls the second sub-control unit so that the second sub-control unit is turned off.
제12항에 있어서,
상기 제1 서브 제어부는 현재로부터 만충전까지 소요되는 충전잔여시간과 현재 충전상태에서 최대로 주행할 수 있는 주행가능거리를 실내에 구비된 클러스터를 통해 표시되게 하는 것을 특징으로 하는 차량 배터리의 충전을 위한 통신 인터페이스 시스템을 구비한 전기자동차.
13. The method of claim 12,
Wherein the first sub-control unit causes the display unit to display through the clusters provided in the room a charge remaining time required from the present to a full charge and a travelable distance capable of traveling the maximum in the present charge state An electric vehicle having a communication interface system.
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