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KR20170045501A - 완속충전기(obc) 출력단 보호 시스템, 방법 및 장치 - Google Patents

완속충전기(obc) 출력단 보호 시스템, 방법 및 장치 Download PDF

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KR20170045501A
KR20170045501A KR1020150145137A KR20150145137A KR20170045501A KR 20170045501 A KR20170045501 A KR 20170045501A KR 1020150145137 A KR1020150145137 A KR 1020150145137A KR 20150145137 A KR20150145137 A KR 20150145137A KR 20170045501 A KR20170045501 A KR 20170045501A
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KR
South Korea
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battery
charger
voltage
relay
slow
Prior art date
Application number
KR1020150145137A
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English (en)
Inventor
이동준
김지헌
최원경
곽무신
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US14/950,620 priority patent/US10081247B2/en
Priority to DE102015122676.6A priority patent/DE102015122676A1/de
Priority to CN201511021631.2A priority patent/CN106602628A/zh
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Abstract

본 발명은 완속충전기(OBC) 출력단 보호 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전기의 출력단 보호 시스템은, 배터리로 상기 배터리의 전압과 동일한 출력전압을 인가하여 충전을 수행하는 완속충전기(OBC, On Board Charger); 상기 완속충전기의 출력전압과 상기 배터리의 전압 간의 전압차를 임계치와 비교하는 출력단 보호 장치; 및 상기 전압차가 상기 임계치 이하인 경우, 상기 완속충전기와 상기 배터리를 연결하는 완속충전기 릴레이(OBC Relay); 를 포함하며, 상기 완속충전기는 상기 완속충전기 릴레이가 구동한 뒤, 충전을 수행할 수 있다.
따라서 완속충전기(OBC) 출력단 보호 시스템, 방법 및 장치에 따라 완속충전기의 출력단을 보호할 수 있다.

Description

완속충전기(OBC) 출력단 보호 시스템, 방법 및 장치{OBC(On-Board-Charger) output terminal protection method and apparatus}
본 발명은 차랑에 탑재된 완속충전기(OBC, On-Board-Charger)의 출력단에서 발생하는 소손을 방지하기 위한 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다.
EV(Electric Vehicle)와 PHEV(Plug-In Hybrid Vehicle)에는 완속충전기(OBC, On-Board-Charger)가 탑재된다.
완속충전기는 전기 자동차 충전설비(EVSE, Electric Vehicle Supply Equipment)로부터 전기 에너지(예를 들어, AC전원)를 공급 받아, 휴대용 충전 케이블(ICCB, In-Cable Control Box)를 통해 고전압 배터리를 충전하는 장치이다.
완속충전기는 출력단이 고전압 배터리와 연결된 후 충전을 수행한다. 완속충전기가 충전을 수행하지 않을 때, 완속충전기는 사용자의 안전을 위해 릴레이(Relay)를 사용하여 고전압을 차단한다.
한편, 충전을 수행하기 위해 완속충전기와 고전압 배터리가 연결이 될 때, 릴레이 전후로 전압 차이가 있으면 완속충전기의 출력단 커패시터와 고전압 경로상 기생 인턱터 성분에 의해 서지(surge) 전압 및 전류가 발생할 수 있고, 이로 인해 완속충전기의 출력단에 하드웨어 소손이 발생할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 일반적인 방법은 초기 충전 저항(초충저항)을 이용하여, 완속충전기의 출력 전압과 고전압 배터리의 전압 사이의 전압 차이를 줄이는 방법이 있다.
하지만, 타 고전압 부품의 입력단 커패시터가 방전되지 않을 경우와 같이 충전 수행이 제한적일 수 있다. 따라서, 별도의 초충저항을 사용하지 않고 완속충전기의 출력단 전압 제어를 통해 서지 전압 및 전류를 감소시키는 방법이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 완속충전기의 출력단을 보호하는 시스템, 방법 및 장치을 제공하는 것이다.
상세하게는 완속충전기의 출력전압과 고전압 배터리의 전압을 밸런싱하여 서지 전압 및 전류의 발생을 감소시킴으로써, 완속충전기의 출력단을 보호하는 시스템, 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전기의 출력단 보호 시스템은, 배터리로 상기 배터리의 전압과 동일한 출력전압을 인가하여 충전을 수행하는 완속충전기(OBC, On Board Charger); 상기 완속충전기의 출력전압과 상기 배터리의 전압 간의 전압차를 임계치와 비교하는 출력단 보호 장치; 및 상기 전압차가 상기 임계치 이하인 경우, 상기 완속충전기와 상기 배터리를 연결하는 완속충전기 릴레이(OBC Relay); 를 포함하며, 상기 완속충전기는 상기 완속충전기 릴레이가 구동한 뒤, 충전을 수행할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 배터리는 메인 릴레이(Main Relay)를 포함하며, 상기 메인 릴레이의 구동에 의해 상기 완속충전기의 출력전압이 상기 배터리로 인가될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 배터리의 전압 정보를 상기 출력단 보호 장치에게 전송하는 배터리관리시스템(BMS, Battery Management System);을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 배터리는, 초충저항 및 초충 릴레이(Pre-Charge Relay)를 포함하며, 상기 초충 릴레이는 상기 메인 릴레이가 닫히기 전에 닫힐 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전기의 출력단 보호 방법은, 완속충전기(OBC, On Board Charger)의 출력단 보호 장치가 상기 완속충전기의 출력전압과 배터리의 전압 간의 전압차를 임계치와 비교하는 단계; 상기 전압차가 상기 임계치 이하인 경우, 완속충전기 릴레이(OBC Relay)가 구동하여 상기 완속충전기와 상기 배터리를 연결하는 단계; 및 상기 완속충전기와 상기 배터리가 연결된 뒤, 상기 완속충전기가 상기 배터리로 전송하여 충전을 수행하는 단계; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 배터리는 메인 릴레이(Main Relay)를 포함하며, 상기 메인 릴레이의 구동에 의해 상기 완속충전기의 출력전압이 상기 배터리로 인가될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 비교하는 단계 이전에, 배터리관리시스템(BMS, Battery Management System)이 상기 배터리의 전압 정보를 상기 출력단 보호 장치에게 전송하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 배터리는, 초충저항 및 초충 릴레이(Pre-Charge Relay)를 포함하며, 상기 초충 릴레이는 상기 메인 릴레이가 닫히기 전에 닫힐 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전기의 출력단 보호 장치는, 완속충전기(OBC, On Board Charger)로부터 출력전압 정보와 배터리로부터 전압 정보를 전달 받는 통신부; 및 상기 출력전압과 상기 배터리의 전압 간의 전압차를 산출하고 임계치와 비교하는 판단부; 를 포함하며, 상기 통신부는 상기 전압차가 상기 임계치 이하인 경우, 릴레이(Relay) 제어 신호를 전송하여 완속충전기 릴레이(OBC Relay)를 구동시킬 수 있다.
실시예에 따라, 상기 배터리는 상기 완속충전기의 출력전압을 상기 배터리로 인가하는 메인 릴레이(Main Relay)를 포함하며, 상기 통신부는, 상기 메인 릴레이(Main Relay)를 구동을 제어하는 신호를 전송할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 통신부는 배터리관리시스템(BMS, Battery Management System)로부터 상기 배터리의 전압 정보를 수신할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 배터리는, 초충저항 및 초충 릴레이(Pre-Charge Relay)를 포함할 수 있으며, 상기 초충 릴레이는 상기 메인 릴레이가 닫히기 전에 닫힐 수 있다.
실시예에 따라, 본 발명은 상기 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명에 따른 완속충전기의 출력단을 보호하는 방법 및 장치에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명은 충전 시퀀스 진입 시, 완속충전기의 출력 전압을 제어하여 완속충전기의 출력단을 보호할 수 있다.
둘째, 본 발명은 기존의 완속충전기에 추가되는 회로 없이 완속충전기의 출력단을 보호할 수 있어, 경제적인 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 일반적인 완속충전기의 출력단 보호 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전기의 출력단 보호 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전기의 출력단 보호 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전기의 출력단 보호 장치을 설명하기 위한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전기의 출력단 보호 장치를 적용한 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도1 에서 일반적인 완속충전기의 출력단 보호 방법에 대해 설명하고, 그 한계점과 그 원인을 설명한다.
이후, 해결 방법으로 본 발명의 일 실시예로 도2에서 간략하게 완속충전기의 출력단 보호 시스템을 설명하고, 도 3에서 구체적인 완속충전기의 출력단 보호 방법을 설명한다. 도4에서는 완속충전기의 출력단 보호 장치의 내부 구성에 대해 보다 상세하게 상세하게 설명한다.
도 1은 일반적인 완속충전기의 출력단 보호 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 완속충전기 릴레이(OBC Relay, 400)와 배터리(300)가 완속충전기(100, OBC)를 사이에 두고 병렬 연결되어 있다. 그리고 다른 고전압 부품(600)이 고전압(400)에 병렬 연결되어 있다.
릴레이(Relay)는 미리 설정해 둔 전기량에 대응하여 전기적 입력의 유무, 또는 대소 등의 형태를 식별해서 다른 전기회로의 개폐를 제어(즉, 스위칭 기능)한다.
일 실시예에서, 완속충전기 릴레이(400)는 충전이 수행되는지 여부에 따라서 완속충전기(100)와 배터리(300)를 연결하거나 연결을 끊는 스위칭 역할을 수행한다.
다시 말해서, 완속충전기 릴레이(400)는 충전이 진행되지 않을 때, 사용자의 안전을 위해 릴레이(Relay)를 사용하여 고전압을 차단한다. 충전이 시작되면, 완속충전기 릴레이(400)가 구동됨에 따라 배터리(300)가 완속충전기(100)와 전기적으로 연결되어 전기 에너지가 전달될 수 있다.
다만, 충전을 위해 완속충전기(100)와 배터리(300)가 연결될 때, 완속충전기 릴레이(400)를 사이에 두고 전압의 차이가 있으면 완속충전기의 출력단에 있는 커패시터(capacitor)와, 고전압 경로상 기생하는 인턱터(inductor) 성분에 의해 서지(surge) 전압 및 전류가 발생할 수 있다.
서지 전압 및 전류는 전자회로에 영향을 주어 OBC 출력단 하드웨어 소자에 소손이 발생하거나 파괴될 수 있다. 이 문제점을 해결하기 위한 일반적인 방법은, 배터리(300) 내부에 초충저항을 이용하여 완속충전기 출력단 커패시터를 충전함으로써 전압 차이를 줄이는 방법이 있다.
도1에서의 방법을 이용하면, 대부분의 고전압 배터리에 포함되어 있는 초충저항을 이용하기 때문에 별도의 추가적인 회로가 요구되지 않는다. 하지만 다른 고전압 부품(600)의 입력단 커패시터의 방전이 미실시된 경우와 같은 충전진입을 할 수 없는 경우가 있어 제한적 방법이라고 볼 수 있다.
이외, 완속충전기(100)의 출력 전압과 배터리(300)의 전압의 차이를 줄이는 방법으로, 완속충전기용 릴레이(400)에 초충저항을 추가하여, 서지전압 및 전류를 방지하는 방법이 있다. 이 방법은 완속충전기(100)의 출력단에 초충저항이 있기 때문에 모든 경우에 충전 시퀀스 진입이 가능하지만, 추가 회로가 설치되어야 하며, 추가 회로는 원가 상승을 발생시킨다. 또한, 완속충전지 릴레이(400) 고장 또는 진단 로직의 복잡성이 증대되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 별도의 초충저항을 사용하지 않고, 완속충전기(100)의 출력단 전압 제어를 통해 서지 전압 및 전류를 감소시키는 방법을 제안한다.
이하에서는, 완속충전기의 출력단 보호 시스템를 도 2을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전기의 출력단 보호 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전기의 출력단 보호 시스템은 완속충전기(100), 출력단 보호 장치(200), 배터리(300), 완속충전기 릴레이(400) 및 BMS(500)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성 요소들을 갖는, 완속충전기의 출력단 보호 시스템이 구현될 수도 있다.
이하, 상기 구성 요소들에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
완속충전기(100, OBC, On Board Charger)는 친환경차량의 내부에 탑재된 충전기로서, 상용 교류(AC) 전력 계통에서 공급되는 전기 에너지를 직류(DC)로 변환하여 배터리(300)의 특성에 따라 충전 제어를 수행할 수 있다.
출력단 보호 장치(200)는 완속충전기(100)의 출력전압과 배터리(300)의 전압 간의 전압차를 임계치와 비교하여 완속충전기(100)와 배터리(300)의 연결을 제어한다.
배터리(300)는 친환경차량에 구동 전력을 제공할 수 있다. 완속충전기(100)와 관계에서 충전이 수행될 경우 전력 전달의 최종 도착지이고, 충전이 수행되지 않을 경우 차량의 모터, 전장부품 등에 전력을 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 배터리(300)는 구동전원을 제공하기 위해 상대적으로 에너지 밀도와 출력 밀도가 큰 고전압 배터리일 수 있다.
완속충전기 릴레이(400)은 상기 도 1에서 설명한 바와 같이, 완속충전기 릴레이(400)는 충전이 수행되는지 여부에 따라서 완속충전기(100)와 배터리(300)를 연결하거나 연결을 끊는 스위칭 역할을 수행한다.
BMS(500, Battery Management System)은 배터리 관리 시스템으로서, 배터리는 과충전, 과열, 외부충격으로 폭발할 가능성이 있기 때문에 이를 제어하기 위한 시스템을 말한다. 일반적으로 대용량 배터리는 BMS가 별도로 장착되어 있고, 전기 자동차의 경우 역시 BMS가 별도 장착되어 있다.
BMS는 다양한 정보들에 의해 나타나는 배터리의 상태를 모니터링한다. 배터리 상태를 나타내는 정보는 배터리 전압, 온도, 충전 상태(State Of Charge), 배터리 건강 상태(State Of Health), 공기 흐름, 전류의 입출력 상태 등을 포함할 수 있다. 또한, BMS는 위의 정보들에 기초하여 배터리의 전력 공급에 필요한 계산도 수행하며, 외부 장치와 연결되어 각종 정보를 주고 받는 통신을 수행할 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예로서 주 배터리를 관리, 제어하는 시스템으로서 BMS를 적용하고 있으나, 이에 국한하지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전기의 출력단 보호 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)는 전기 자동차 충전설비로서, 완속충전기와 연결되며, 완속충전기(OBC)와 연결을 확인하면 충전 시퀀스에 진입하게 된다(S110).
EVSE와 OBC의 연결 확인은 OBC의 입력단에 인가되는 전압 또는 전류를 감지함으로써 이루어질 수 있다.
배터리는 메인 릴레이(Main Relay)를 포함하는데, 메인 릴레이의 구동(ON)에 의해 상기 완속충전기의 출력전압이 상기 배터리로 인가된다(S120). 따라서 충전 시퀀스에 진입하면 메인 릴레이가 구동되어 OBC와 고전압 배터리를 연결된다.
OBC는 OBC의 출력단의 커패시터에 전기 에너지를 저장하게 되고, 커패시터의 양단에 출력 전압이 형성된다.
앞서 언급한 바, OBC의 출력 전압과 고전압 배터리의 전압 사이의 전압 차이에 의해 서지 전압 및 전류가 발생할 수 있기 때문에, 완속충전기 릴레이가 구동하기 전에 OBC의 출력 전압과 고전압 배터리의 전압의 차이를 줄여야 한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 완속충전기의 출력 전압을 제어하여, 고전압 배터리의 전압과 차이를 줄이도록 한다(S130). 전압차는 OBC 출력단에 있는 커패시터의 양단 전압에 대한 제어를 통해 줄일 수 있다. 양단 전압에 대한 제어는 완속충전기에 의해 주로 수행된다. 배터리의 전압은 차량에 에너지를 제공하기 위해 일정한 값을 갖게 되기 때문이다.
완속충전기는 PFC(Power Factor Corrector), DC-DC Convertor 및 출력 커패시터를 포함할 수 있다. PFC(Power Factor Corrector)는 교류 전력을 직류 전력으로 바꾸는 과정에서 생기는 전력 손실을 줄이는 역할을 수행한다.
DC-DC Convertor는 전압 승압 또는 전압 강하를 기능을 수행하며, 출력 커패시터는 DC-DC Convertor에 의해 전달받은 전기 에너지를 충전하는 기능을 수행한다.
완속충전기의 각 구성에 의한 충전 수행 과정을 정리하면, PFC와 DCDC Convertor에 의해 출력 커패시터가 전기 에너지를 충전하게 되고, 출력 커패시터의 양단에 완속충전기의 출력 전압이 형성된다.
즉, 완속충전기가 출력 전압을 제어하는 것은 출력 커패시터의 양단에 형성되는 전압의 크기를 제어하는 것이며, 일반적으로 충전 시간에 의해 그 전압의 크기가 제어될 수 있다.
완속충전기의 충전 시간 경과에 따라, 출력 커패시터의 양단 전압차가 임계치(Threshold) 미만인 경우(S140의 "예"경로), 전압차에 의해 발생할 수 있는 서지 전압 및 서지 전류에 의한 소손을 방지할 수 있다.
따라서 출력단 보호 장치는 완속충전기 릴레이를 구동(ON)하여 완속충전기와 배터리를 연결한다(S150).
연결에 의해 완속충전기의 출력 커패시터에 형성된 전압에 의해 배터리에 전기 에너지가 충전된다(S160).
단, 완속충전기의 충전 시간 경과에 따라, 출력 커패시터의 양단 전압차가 임계치(Threshold)를 초과하는 경우(S140의 "아니오"경로), 전압차에 의해 서지 전압 및 전류가 발생할 수 있다.
따라서, 완속충전기의 출력 커패시터에 인가되는 전압의 크기가 배터리의 전압과 거의 동일해질 때까지 완속충전기 릴레이를 구동하지 않고, 충전 시간을 기다려야 한다.
추가적인 충전 시간이 흐른 뒤, 완속충전기의 출력 커패시터에 형성된 전압이 배터리의 전압과 거의 동일하여 전압차가 임계치 미만이 되는 경우, 완속충전기 릴레이가 구동된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전기의 출력단 보호 장치을 설명하기 위한 구성도이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전기의 출력단 보호 장치(200)은 통신부(210), 판단부(220), 메모리(230) 및 제어부(240)를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성 요소들을 갖는, 완속충전기의 출력단 보호 장치가 구현될 수도 있다.
이하, 상기 구성 요소들에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
통신부(210)는 완속충전기의 출력단 보호 시스템에 포함된 완속충전기(100), BMS(500) 및 OBC Relay(400)와 출력단 보호를 수행하기 위한 제어 신호 및 정보를 주고 받는다.
본 발명의 일 실시예에서, 통신부(210)는 완속충전기(100)로부터 출력 전압을 전달받고, BMS(500)로부터 고전압 배터리(300)의 전압을 전달받는다.
판단부(220)는 통신부(210)로부터 전달 받은 출력 전압과 배터리의 전압의 전압차를 산출하여, 전압차와 기준치를 비교한다.
전압차가 임계치 이하인 경우, 통신부(210)가 완속충전기 릴레이에 구동을 하기 위한 신호를 전송하도록 한다.
메모리(230)는 완속충전기의 출력단 보호 장치(200)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 소정의 프로그램 코드와 상기 프로그램 코드에 의한 동작이 수행될 때 입/출력되는 데이터 등이 저장되는 공간 및/또는 저장 영역의 총칭으로서, EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory), FM(Flash Memory), 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive)등의 형태로 제공된다.
본 발명의 일 실시예에서, 메모리(230)은 기준치에 대한 정보를 저장할 수 있다. 기준치는 완속충전기의 출력 커패시터의 소손을 방지할 정도로 미리 설정되어 저장될 수 있다.
또한, 메모리(230)은 완속충전기의 출력단 보호 시스템에 포함된 완속충전기(100), BMS(500) 및 OBC Relay(400)와 주고 받는 정보와 신호를 저장할 수 있다.
제어부(240)는 완속충전기의 출력단 보호 장치(200)의 전체적인 동작을 제어하기 위해 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제어부(240)는 통신부(210)가 전달받은 전압 정보를 판단부(220)에 전달하고, 판단부(220)의 기능 수행에 필요한 정보들을 메모리(230)로부터 전달하도록 제어한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전기의 출력단 보호 장치를 적용한 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5를 참조하면, 개선 로직 미반영된 그래프와 개선 로직이 반영된 그래프의 비교를 통해, 본 발명의 일 실시예에 대한 효과를 확인할 수 있다.
양 그래프의 차이점과 관련하여, 개선 로직이 반영된 그래프에는OBC의 출력 전압을 제어하는 단계가 OBC Relay OFF단계와 OBC Relay ON단계 사이에 위치한다.
앞서 설명한 바와 같이, OBC의 출력 전압을 제어하는 단계는 OBC 출력전압과 배터리 전압의 전압차가 임계치를 초과한 경우, OBC Relay를 구동시키지 않음으로써 전압차에 의한 서지 전압 및 전류를 발생시키지 않도록 하는 단계를 말한다.
개선 로직이 미반영된 그래프에서는 서지 전압 및 전류가 일정 시간 지속되는 반면, 개선 로직이 반영된 그래프에서는 OBC 출력 전압이 배터리 전압과 같아질 때까지 전압이 커짐으로써 전압차가 줄어드는 과정이 있음을 확인할 수 있다.
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100 : 완속충전기
200 : 출력단 보호 장치
300 : 고전압 배터리
400 : 완속충전기 릴레이
500 : BMS
600 : 다른 고전압 부품
210 : 통신부
220 : 판단부
230 : 메모리
240 : 제어부

Claims (13)

  1. 배터리로 상기 배터리의 전압과 동일한 출력전압을 인가하여 충전을 수행하는 완속충전기(OBC, On Board Charger);
    상기 완속충전기의 출력전압과 상기 배터리의 전압 간의 전압차를 임계치와 비교하는 출력단 보호 장치; 및
    상기 전압차가 상기 임계치 이하인 경우, 상기 완속충전기와 상기 배터리를 연결하는 완속충전기 릴레이(OBC Relay);
    를 포함하며,
    상기 완속충전기는 상기 완속충전기 릴레이가 구동한 뒤, 충전을 수행하는,
    완속충전기의 출력단 보호 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는 메인 릴레이(Main Relay)를 포함하며,
    상기 메인 릴레이의 구동에 의해 상기 완속충전기의 출력전압이 상기 배터리로 인가되는,
    완속충전기의 출력단 보호 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 전압 정보를 상기 출력단 보호 장치에게 전송하는 배터리관리시스템(BMS, Battery Management System);
    을 더 포함하는,
    완속충전기의 출력단 보호 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는,
    초충저항 및 초충 릴레이(Pre-Charge Relay)를 포함하며, 상기 초충 릴레이는 상기 메인 릴레이가 닫히기 전에 닫히는,
    완속충전기의 출력단 보호 시스템.
  5. 완속충전기(OBC, On Board Charger)의 출력단 보호 장치가 상기 완속충전기의 출력전압과 배터리의 전압 간의 전압차를 임계치와 비교하는 단계;
    상기 전압차가 상기 임계치 이하인 경우, 완속충전기 릴레이(OBC Relay)가 구동하여 상기 완속충전기와 상기 배터리를 연결하는 단계; 및
    상기 완속충전기와 상기 배터리가 연결된 뒤, 상기 완속충전기가 상기 배터리로 전송하여 충전을 수행하는 단계;
    를 포함하는,
    완속충전기의 출력단 보호 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배터리는 메인 릴레이(Main Relay)를 포함하며,
    상기 메인 릴레이의 구동에 의해 상기 완속충전기의 출력전압이 상기 배터리로 인가되는,
    완속충전기의 출력단 보호 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 비교하는 단계 이전에,
    배터리관리시스템(BMS, Battery Management System)이 상기 배터리의 전압 정보를 상기 출력단 보호 장치에게 전송하는 단계;
    를 더 포함하는,
    완속충전기의 출력단 보호 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 배터리는,
    초충저항 및 초충 릴레이(Pre-Charge Relay)를 포함하며, 상기 초충 릴레이는 상기 메인 릴레이가 닫히기 전에 닫히는,
    완속충전기의 출력단 보호 방법.
  9. 완속충전기(OBC, On Board Charger)로부터 출력전압 정보와 배터리로부터 전압 정보를 전달 받는 통신부; 및
    상기 출력전압과 상기 배터리의 전압 간의 전압차를 산출하고 임계치와 비교하는 판단부;
    를 포함하며,
    상기 통신부는 상기 전압차가 상기 임계치 이하인 경우, 릴레이(Relay) 제어 신호를 전송하여 완속충전기 릴레이(OBC Relay)를 구동시키는,
    완속충전기의 출력단 보호 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 배터리는 상기 완속충전기의 출력전압을 상기 배터리로 인가하는 메인 릴레이(Main Relay)를 포함하며,
    상기 통신부는,
    상기 메인 릴레이(Main Relay)를 구동을 제어하는 신호를 전송하는,
    완속충전기의 출력단 보호 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 통신부는 배터리관리시스템(BMS, Battery Management System)로부터 상기 배터리의 전압 정보를 수신하는;
    완속충전기의 출력단 보호 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 배터리는,
    초충저항 및 초충 릴레이(Pre-Charge Relay)를 포함할 수 있으며, 상기 초충 릴레이는 상기 메인 릴레이가 닫히기 전에 닫히는,
    완속충전기의 출력단 보호 장치.
  13. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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