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KR20200136600A - 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어방법 - Google Patents

전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어방법 Download PDF

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KR20200136600A
KR20200136600A KR1020190062334A KR20190062334A KR20200136600A KR 20200136600 A KR20200136600 A KR 20200136600A KR 1020190062334 A KR1020190062334 A KR 1020190062334A KR 20190062334 A KR20190062334 A KR 20190062334A KR 20200136600 A KR20200136600 A KR 20200136600A
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쌍용자동차 주식회사
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Abstract

전기차의 완속 충전 시 부하의 사용 전류량을 고려하여 충전 전류를 공급하는 OBC(On Board Charge)에 충전 전류를 가변적으로 요청함으로써 부하 사용에 의해 완속 충전시간이 증가하는 것을 방지하도록 한 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 완속 충전이 발생하면, 배터리 관리 시스템으로부터 충전 가능 전류량과 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 전달받고, 고전압 부하의 전류 사용량을 확인하는 단계, 확인한 부하의 전류 사용량과 충전가능 전류량을 기초로 충전가능 전류량 정보를 산출하는 단계, 산출한 충전가능 전류량 정보와 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 OBC에 전달하고, OBC에서 공급되는 충전 전류를 차량 전압분배 유닛에 전달하는 단계, 전달되는 충전 전류에서 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 배터리 관리 시스템으로 전달하고, 나머지 전류를 고전압 부하 전류로 공급하는 단계를 포함하여, 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어방법을 구현한다.

Description

전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어장치 및 방법{Charging control apparatus and method for reducing the destination charging time of the electric car}
본 발명은 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 전기차의 완속 충전 시 부하의 사용 전류량을 고려하여 충전 전류를 공급하는 OBC(On Board Charge)에 충전 전류를 가변적으로 요청함으로써 부하 사용에 의해 완속 충전시간이 증가하는 것을 방지하도록 한 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
전기차는 배터리를 충전하기 위해 급속 충전과 완속 충전 방법을 이용한다.
완속 충전을 하기 위해서는 현재의 배터리 잔존용량(SOC), 셀 온도에 따른 충전 가능 전류를 계산하는 배터리 관리 시스템(BMS), 교류 전력을 공급하는 완속충전기, 교류 전력을 직류 전류로 변환하여 충전 전류를 공급하는 OBC(On Board Charge), 차량 전력을 제어하는 차량 제어 유닛(VCU: Vehicle Control Unit) 간의 긴밀한 통신이 필요하다.
일반적으로, 완속 충전에서는 OBC에서 배터리 팩의 충전 상태(팩 전압 또는 SOC)에 따라 CP(Constant Power) 또는 CC(Constant Current) 모드로 작동을 한다. 이때, 충전 전류를 차량 전압분배 유닛(PDU: Power Distribution Unit)을 통해 배터리, LDC(Low DC-DC Converter) 및 고전압 부하에 전류가 전달된다.
여기서 배터리 관리 시스템은 배터리의 팩 상태(셀 온도, SOC)에 따라 충전 가능 전류 상한치를 VCU에 전달하고, VCU는 충전 목표 전류를 OBC에 알려준다. OBC는 충전 목표 전류를 기반으로 팩 전압을 고려하여 충전 모드(CC or CP 모드)를 구현한다.
전기차의 충전을 제어하는 종래의 기술이 하기의 <특허문헌 1> 내지 <특허문헌 3> 에 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 배터리를 포함하고, 배터리의 잔존 용량 정보를 충전 스테이션으로 전송하고, 충전 스테이션으로부터 배터리 잔존 용량 정보에 따라 설정되는 급속 충전 및 완속 충전 모드를 교호하여 배터리를 충전하는 전기 자동차, 전기 자동차로부터 배터리의 잔존 용량 정보를 획득하고, 배터리 잔존 용량 정보에 기초하여 전기 자동차에 배터리 충전 모드를 급속 충전 또는 완속 충전 모드로 실행하는 충전 스테이션을 포함하고, 상기 충전 스테이션은 급속 충전 모드를 실행하기 위한 급속 충전기, 완속 충전 모드를 실행하기 위한 완속 충전기를 포함한다. 이러한 구성을 통해, 배터리의 잔존 용량에 따라서 보다 효율적으로 배터리를 충전할 수 있고, 급속 충전에 비하여 저렴한 비용으로, 완속 충전에 비하여 신속한 충전이 가능해질 수 있다.
또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 주차장에 설치된 충전구역에서 복수의 전기 자동차를 충전하기 위하여, 충전부에 복수의 포트를 구비한다. 복수의 포트에는 고속충전유닛, 저속충전유닛, 저고속충전 겸용유닛 중 하나가 구비되며, 사용자의 선택에 따라 고속 또는 저속 충전, 또는 고속충전 후 저속충전으로 전환될 수 있다. 이러한 구성을 통해, 최적의 충전을 순차적으로 제공하여 주차된 시간에 효율적으로 충전할 수 있고, 충전소요시간을 미리 확인할 수 있도록 하여 충전대기시간을 효과적으로 활용할 수 있도록 한다.
또한, <특허문헌 3> 에 개시된 종래기술은 차량 가속 시 모터 어시스트에 필요한 전기 에너지를 공급하고, 감속 또는 엔진 여유 출력 발생 시 모터 회생에 의해 발생한 전기에너지를 저장하는 고전압배터리, 외부에서 공급되는 전원공급장치에서 AC 전원을 공급받고, 고전압배터리를 충전하기 위한 전력을 공급하는 완속 충전기 및 CAN 통신을 이용하여 고전압배터리의 충전 및 방전 정보를 완속 충전기를 통해 전원공급장치에 송수신하는 배터리 제어 시스템을 포함한다. 이러한 구성을 통해, 전기 자동차 및 하이브리드 자동차에 사용되는 배터리가 저온에서의 충전량이 부족하거나 충전 시간이 길어지는 등의 문제를 해결하기 위하여 배터리의 온도를 상승시켜서 배터리의 충전 시간을 단축하게 된다.
대한민국 등록특허 10-1512879(2015.04.10. 등록)(전기 자동차의 충전 시스템) 대한민국 등록특허 10-1759246(2017.07.12. 등록)(전기 자동차 충전시스템) 대한민국 등록특허 10-1936465(2019.01.02. 등록)(배터리 충전 시스템 및 방법)
그러나 상기와 같은 일반적인 전기차의 충전 제어방법은 완속 충전 시 부하를 사용할 경우 배터리가 요청하는 전류를 100% 공급하지 못하여, 충전 시간이 무부하일 때보다 늘어나는 단점이 있다.
즉, 배터리 관리 시스템은 차량의 고전압 전원을 사용하는 부하의 전력을 알지 못하고 단지 배터리에서 충전 가능 전류(상한치) 정보를 차량 제어 유닛에 전달하고, 차량 제어 유닛은 이러한 정보를 EVSE에 전달하는 관계에 있기 때문에, 완속 충전 중 배터리가 요구하는 전류가 100A라고 가정하면, 차량의 고전압 전원을 사용하는 부하가 없을 경우에는 충전기에서는 100A를 배터리에 충전할 수 있지만, 부하를 사용할 경우(부하 사용량 35A) 65A만 충전할 수 있기 때문에 완속 충전 시간은 늘어나게 된다.
또한, 특허문헌으로 언급한 종래기술들도 일반적인 전기차의 충전 제어 방법과 마찬가지로, 충전 중 부하의 사용량을 전혀 고려하지 않은 상태에서 셀 온도나 SOC만을 기준으로 충전을 제어하기 때문에 충전 시 부하 사용량이 증가하면 증가할수록 충전 시간이 늘어나는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 전기차의 충전 제어방법 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 전기차의 완속 충전 시 부하의 사용 전류량을 고려하여 충전 전류를 공급하는 OBC(On Board Charge)에 충전 전류를 가변적으로 요청함으로써 부하 사용에 의해 완속 충전시간이 증가하는 것을 방지하도록 한 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어장치는, 충전 가능 전류량을 요청하며, 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 제공하고, 공급되는 충전 전류로 배터리를 충전하는 배터리 관리 시스템; 완속 충전 시 고전압 부하의 전류 사용량을 확인하고, 확인한 부하의 전류 사용량과 상기 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 기초로 충전가능 전류량 정보를 가변하여 OBC에 요청하고, 상기 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 OBC에 전달하며, 상기 OBC에서 공급되는 충전 전류를 차량 전압분배 유닛에 전달하는 차량 제어 유닛; 상기 차량 제어 유닛과 연동하여 충전가능 전류량 정보에 따라 충전기로부터 공급되는 교류 전류를 충전용 직류 전류로 변환하여 상기 차량 제어 유닛에 전달하는 상기 OBC; 상기 차량 제어 유닛으로부터 공급되는 충전 전류에서 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 배터리 관리 시스템으로 전달하고, 나머지 전류를 부하 전류로 공급하는 차량 전압분배 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어방법은, (a) 전기차의 충전을 제어하는 차량 제어 유닛에서 완속 충전이 발생하면, 배터리 관리 시스템으로부터 충전 가능 전류량과 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 전달받고, 고전압 부하의 전류 사용량을 확인하는 단계; (b) 상기 차량 제어 유닛에서 확인한 부하의 전류 사용량과 상기 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 기초로 충전가능 전류량 정보를 산출하는 단계; (c) 상기 차량 제어 유닛에서 산출한 충전가능 전류량 정보와 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 OBC에 전달하고, 상기 OBC에서 공급되는 충전 전류를 차량 전압분배 유닛에 전달하는 단계; (d) 상기 차량 전압분배 유닛에서 전달되는 충전 전류에서 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 배터리 관리 시스템으로 전달하고, 나머지 전류를 고전압 부하 전류로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (b)단계는 고전압 부하의 전류 사용량과 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 가산하여 충전가능 전류량 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (d)단계는 차량 전압분배 유닛에서 공급되는 충전 전류에서 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 우선적으로 배터리 관리 시스템으로 전달하고, 나머지 전류를 고전압 부하 전류로 공급해주는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 전기차의 완속 충전 시 부하의 사용 전류량을 고려하여 충전 전류를 공급하는 OBC(On Board Charge)에 충전 전류를 가변적으로 요청함으로써 부하 사용에 의해 완속 충전시간이 증가하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 전기차의 무부하시 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어장치의 구성도,
도 1b는 본 발명에 따른 전기차의 부하 시 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어방법을 보인 흐름도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어장치의 구성도로서, 크게 충전 전류를 공급해주는 충전기(10)와 차량(100)으로 구분되며, 차량은 다시 배터리 관리 시스템(BMS)(110), 차량 제어 유닛(VCU)(120), OBC(130) 및 차량 전압분배 유닛(PDU)(140)을 포함한다.
상기 배터리 관리 시스템(BMS)(110)은 충전 가능 전류량(예를 들어, 10A)을 요청하며, 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 제공하고, 공급되는 충전 전류로 배터리를 충전하는 역할을 한다.
상기 차량 제어 유닛(VCU)(120)은 완속 충전 시 고전압 부하의 전류 사용량을 확인하고, 확인한 부하의 전류 사용량과 상기 배터리 관리 시스템(110)에서 요구하는 충전가능 전류량을 기초로 충전가능 전류량 정보를 가변하여 OBC(130)에 요청하고, 상기 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 OBC(130)에 전달하며, 상기 OBC(130)에서 공급되는 충전 전류를 차량 전압분배 유닛(140)에 전달하는 역할을 한다.
상기 OBC(130)는 상기 차량 제어 유닛(120)과 연동하여 충전가능 전류량 정보에 따라 충전기(10)로부터 공급되는 교류 전류를 충전용 직류 전류로 변환하여 상기 차량 제어 유닛(120)에 전달하는 역할을 한다.
또한, 상기 차량 전압분배 유닛(140)은 상기 차량 제어 유닛(120)으로부터 공급되는 충전 전류에서 배터리 관리 시스템(110)에서 요구하는 충전가능 전류량을 배터리 관리 시스템(110)으로 전달하고, 나머지 전류를 부하 전류로 공급하는 역할을 한다.
도 1a 및 도 1b에서 참조부호 151 - 153은 고전압 부하를 사용하는 고전압 부하를 의미한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 차량에 시동이 걸리면 차량 제어 유닛(120)은 실시간으로 배터리 관리 시스템(110)과 연동하여 충전가능 전류량과 팩 전압 및 SOC를 입력받는다.
즉, 배터리 관리 시스템(BMS)(110)은 차량에 시동이 걸리면 실시간으로 충전 가능 전류량(예를 들어, 10A)을 차량 제어 유닛(120)에 요청하며, 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 검출하여 상기 차량 제어 유닛(120)에 제공한다.
상기 차량 제어 유닛(VCU)(120)은 완속 충전이 발생하면, 실시간으로 고전압 부하의 전류 사용량을 확인한다. 여기서 고전압 부하(151 - 153)의 전류 사용량 확인은 직접적으로 각각의 고전압 부하(151 - 153)를 통해 고전압 부하 전류량을 확인하거나, 차량 전압분배 유닛(140)과 연동하여 고전압 부하 전류량을 확인할 수 있다. 이러한 방법 이외에 차량에서 고전압 부하의 전류량을 실시간으로 확인할 수 있는 공지의 방법을 그대로 채택하여 고전압 부하의 사용 전류량을 확인하는 것도 가능하다.
상기와 같은 방법으로 고전압 부하의 전류량을 확인하여, 고전압 부하가 동작하지 않은 상태이면(무부하 상태), 상기 배터리 관리 시스템(110)에서 요구하는 충전가능 전류량만을 기초로 충전가능 전류량 정보를 산출하여 OBC(130)에 충전 전류를 요청한다. 이와는 달리 고전압 부하가 동작하는 상태이면(부하 상태), 고전압 부하의 전류 사용량과 상기 배터리 관리 시스템(110)에서 요구하는 충전가능 전류량을 가산하여(충전가능 전류량 + 고전압 부하의 사용 전류량), 그 결과를 충전가능 전류량 정보로 산출하여 OBC(130)에 충전 전류를 요청한다. 즉, 차량 제어 유닛(120)은 완속 충전 시 고전압 부하의 사용 유무를 기초로 충전가능 전류량 정보를 가변하게 된다.
상기 OBC(130)는 상기 차량 제어 유닛(120)으로부터 전달되는 배터리 팩 전압 및 SOC 정보와 충전가능 전류량 정보를 기초로 충전기(10)로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 충전 전류를 생성한다. 그리고 생성한 충전 전류를 차량 제어 유닛(120)에 전달한다. 즉, OBC(13)는 차량 제어 유닛(120)에서 산출되는 충전가능 전류량 정보에 따라 충전 전류를 변경하여 생성하게 된다.
상기 차량 제어 유닛(120)은 상기 전달되는 충전 전류를 차량 전압분배 유닛(140)에 전달한다.
상기 차량 전압분배 유닛(140)은 상기 차량 제어 유닛(120)으로부터 공급되는 충전 전류에서 배터리 관리 시스템(110)에서 요구하는 충전가능 전류량을 배터리 관리 시스템(110)으로 전달하고, 나머지 전류를 고전압 부하(151 - 153)에 부하 전류로 공급한다.
예컨대, 차량 전압분배 유닛(140)은 공급되는 충전 전류에서 배터리 관리 시스템(110)에서 요구하는 충전가능 전류량을 우선적으로 배터리 관리 시스템(110)으로 전달하고, 나머지 전류를 고전압 부하 전류로 공급해주게 된다.
이와 같이 본 발명은 전기차에서 완속 충전 시 고전압 부하의 사용 전류량을 실시간으로 검출하고, 검출한 고전압 부하의 사용 전류량에 따라 충전 전류를 가변하여 생성 및 공급함으로써, 완속 충전 시 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 보장할 수 있어, 완속 충전 시에 고전압 부하를 사용하더라도 완속 충전 시간이 늘어나는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어방법을 보인 흐름도로서, (a) 전기차의 충전을 제어하는 차량 제어 유닛(120)에서 완속 충전이 발생하면, 배터리 관리 시스템(110)으로부터 충전 가능 전류량과 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 전달받고, 고전압 부하의 전류 사용량을 확인하는 단계(S11, S21, S31), (b) 상기 차량 제어 유닛(120)에서 확인한 고전압 부하의 전류 사용량과 상기 배터리 관리 시스템(110)에서 요구하는 충전가능 전류량을 기초로 충전가능 전류량 정보를 산출하고, OBC(130)에 산출한 충전가능 전류량 정보와 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 전달하는 단계(S12, S22, S32), (c) 상기 차량 제어 유닛(120)에서 상기 OBC에서 공급되는 충전 전류를 차량 전압분배 유닛(140)에 전달하는 단계(S13, S23, S33), (d) 상기 차량 전압분배 유닛(140)에서 전달되는 충전 전류에서 배터리 관리 시스템(110)에서 요구하는 충전가능 전류량을 배터리 관리 시스템(110)으로 전달하고, 나머지 전류를 고전압 부하 전류로 공급하는 단계(S14, S24, S34)를 포함한다.
상기 (b)단계는 고전압 부하의 전류 사용량과 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 가산하여 충전가능 전류량 정보를 산출한다.
또한, 상기 (d)단계는 차량 전압분배 유닛(140)에서 공급되는 충전 전류에서 배터리 관리 시스템(110)에서 요구하는 충전가능 전류량을 우선적으로 배터리 관리 시스템(110)으로 전달하고, 나머지 전류를 고전압 부하 전류로 공급해준다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 차량에 시동이 걸리면 차량 제어 유닛(120)은 단계 S11, S21, S31과 같이 실시간으로 배터리 관리 시스템(110)과 연동하여 충전가능 전류량(10A)과 팩 전압 및 SOC를 입력받는다.
즉, 배터리 관리 시스템(BMS)(110)은 차량에 시동이 걸리면 실시간으로 충전 가능 전류량(예를 들어, 10A)을 차량 제어 유닛(120)에 요청하며, 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 검출하여 상기 차량 제어 유닛(120)에 제공한다.
상기 차량 제어 유닛(VCU)(120)은 완속 충전이 발생하면, 실시간으로 고전압 부하의 전류 사용량을 확인한다. 여기서 고전압 부하(151 - 153)의 전류 사용량 확인은 직접적으로 각각의 고전압 부하(151 - 153)를 통해 고전압 부하 전류량을 확인하거나, 차량 전압분배 유닛(140)과 연동하여 고전압 부하 전류량을 확인할 수 있다. 이러한 방법 이외에 차량에서 고전압 부하의 전류량을 실시간으로 확인할 수 있는 공지의 방법을 그대로 채택하여 고전압 부하의 사용 전류량을 확인하는 것도 가능하다.
상기와 같은 방법으로 고전압 부하의 전류량을 확인하고, 단계 S12와 같이 고전압 부하가 동작하지 않은 상태이면(무부하 상태), 상기 배터리 관리 시스템(110)에서 요구하는 충전가능 전류량만을 기초로 충전가능 전류량 정보(10A)를 산출하여 OBC(130)에 충전 전류를 요청한다.
이와는 달리 고전압 부하가 동작하는 상태이면(부하 상태), 단계 S22, S23과 같이 고전압 부하의 전류 사용량과 상기 배터리 관리 시스템(110)에서 요구하는 충전가능 전류량을 가산하여(충전가능 전류량 + 고전압 부하의 사용 전류량), 그 결과를 충전가능 전류량 정보로 산출하여 OBC(130)에 충전 전류를 요청한다. 즉, 차량 제어 유닛(120)은 완속 충전 시 고전압 부하의 사용 유무를 기초로 충전가능 전류량 정보를 가변하게 된다. 여기서 고전압 부하 전류 사용량이 5A이면 충전가능 전류량 정보는 15A가 되고, 고전압 부하 전류 사용량이 3A이면 충전가능 전류량 정보는 13A가 된다.
상기 OBC(130)는 단계 S13, S23, S33에서 상기 차량 제어 유닛(120)으로부터 전달되는 배터리 팩 전압 및 SOC 정보와 충전가능 전류량 정보를 기초로 충전기(10)로부터 공급되는 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 충전 전류(예를 들어, 무부하 시 10A, 5A 부하 시 15A, 3A의 부하 시 13A)를 생성한다. 그리고 생성한 충전 전류를 차량 제어 유닛(120)에 전달한다. 즉, OBC(13)는 차량 제어 유닛(120)에서 산출되는 충전가능 전류량 정보에 따라 충전 전류를 변경하여 생성하게 된다.
상기 차량 제어 유닛(120)은 상기 전달되는 충전 전류를 차량 전압분배 유닛(140)에 전달한다.
상기 차량 전압분배 유닛(140)은 단계 S14, S24, S34에서 상기 차량 제어 유닛(120)으로부터 공급되는 충전 전류에서 배터리 관리 시스템(110)에서 요구하는 충전가능 전류량(10A)을 배터리 관리 시스템(110)으로 전달하고, 나머지 전류(5A 또는 3A)를 고전압 부하(151 - 153)에 부하 전류로 공급한다.
예컨대, 차량 전압분배 유닛(140)은 공급되는 충전 전류에서 배터리 관리 시스템(110)에서 요구하는 충전가능 전류량을 우선적으로 배터리 관리 시스템(110)으로 전달하고, 나머지 전류를 고전압 부하 전류로 공급해주게 된다.
이와 같이 본 발명은 전기차에서 완속 충전 시 고전압 부하의 사용 전류량을 실시간으로 검출하고, 검출한 고전압 부하의 사용 전류량에 따라 충전 전류를 가변하여 생성 및 공급함으로써, 완속 충전 시 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 보장할 수 있어, 완속 충전 시에 고전압 부하를 사용하더라도 완속 충전 시간이 늘어나는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것이다.
10: 충전기 100: 차량
110: 배터리 관리 시스템(BMS) 120: 차량 제어 유닛(VCU)
130: OBC 140: 차량 전압분배 유닛(PDU)

Claims (4)

  1. 전기차에서 완속 충전시간을 단축하기 위한 충전 제어장치로서,
    충전 가능 전류량을 요청하며, 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 제공하고, 공급되는 충전 전류로 배터리를 충전하는 배터리 관리 시스템;
    완속 충전 시 고전압 부하의 전류 사용량을 확인하고, 확인한 부하의 전류 사용량과 상기 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 기초로 충전가능 전류량 정보를 가변하여 OBC에 요청하고, 상기 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 OBC에 전달하며, 상기 OBC에서 공급되는 충전 전류를 차량 전압분배 유닛에 전달하는 차량 제어 유닛;
    상기 차량 제어 유닛과 연동하여 충전가능 전류량 정보에 따라 충전기로부터 공급되는 교류 전류를 충전용 직류 전류로 변환하여 상기 차량 제어 유닛에 전달하는 상기 OBC; 및
    상기 차량 제어 유닛으로부터 공급되는 충전 전류에서 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 배터리 관리 시스템으로 전달하고, 나머지 전류를 부하 전류로 공급하는 차량 전압분배 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어장치.
  2. 전기차에서 완속 충전시간을 단축하기 위한 제어방법으로서,
    (a) 전기차의 충전을 제어하는 차량 제어 유닛에서 완속 충전이 발생하면, 배터리 관리 시스템으로부터 충전 가능 전류량과 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 전달받고, 고전압 부하의 전류 사용량을 확인하는 단계;
    (b) 상기 차량 제어 유닛에서 확인한 부하의 전류 사용량과 상기 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 기초로 충전가능 전류량 정보를 산출하는 단계;
    (c) 상기 차량 제어 유닛에서 산출한 충전가능 전류량 정보와 배터리 팩 전압 및 SOC 정보를 OBC에 전달하고, 상기 OBC에서 공급되는 충전 전류를 차량 전압분배 유닛에 전달하는 단계; 및
    (d) 상기 차량 전압분배 유닛에서 전달되는 충전 전류에서 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 배터리 관리 시스템으로 전달하고, 나머지 전류를 고전압 부하 전류로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어방법.
  3. 청구항 2에서, 상기 (b)단계는 고전압 부하의 전류 사용량과 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 가산하여 충전가능 전류량 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어방법.
  4. 청구항 2에서, 상기 (d)단계는 차량 전압분배 유닛에서 공급되는 충전 전류에서 배터리 관리 시스템에서 요구하는 충전가능 전류량을 우선적으로 배터리 관리 시스템으로 전달하고, 나머지 전류를 고전압 부하 전류로 공급해주는 것을 특징으로 하는 전기차의 완속 충전시간 단축을 위한 충전 제어방법.







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