KR101915008B1

KR101915008B1 - 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템

Info

Publication number: KR101915008B1
Application number: KR1020160103159A
Authority: KR
Inventors: 조정구
Original assignee: (주)그린파워
Priority date: 2016-08-12
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2018-11-06
Also published as: CN109715434B; EP3498522A4; WO2018030830A1; EP3904148A1; EP3498522A1; CN109715434A; EP3498522B1; KR20180018148A; JP6748288B2; US20190168631A1; JP2019531680A; US10946753B2

Abstract

본 발명에 따른 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템은, 상기 전기 자동차에 플러그인(Plug-in) 방식으로 충전 전력을 공급하는 유선 충전부; 전기 자동차에 무선 방식으로 충전 전력을 공급하는 무선 충전부; 상기 무선 충전부 또는 유선 충전부에 선택적으로 연결하는 절환 스위치; 및 상기 절환 스위치를 구동하고 상기 전기 자동차의 충전 방식에 따라 무선 충전부 또는 유선 충전부를 선택적으로 구동하여 유선 또는 무선으로 충전을 제어하는 제어부를 포함하여 유무선 겸용 충전을 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템은, 하나의 충전 시스템으로 충전 방식이 다른 전기 자동차를 충전할 수 있기 때문에, 충전 시스템 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라 시간적 또는 공간적으로 사용자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다.

Description

전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템{Wired/wireless dual use charging system for electric vehicle}

본 발명은 유무선 겸용 충전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 자동차의 충전 방식이 플러그인(plug-in) 방식인지, 플러그가 없는 무선충전 방식인지를 식별하고, 그에 따라 하나의 충전 시스템으로 충전 방식이 다른 전기 자동차를 충전할 수 있는 충전시스템이다. 본 발명은 충전 시스템의 제작비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라 시간적 또는 공간적으로 사용자의 편의를 도모할 수 있는 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템에 관한 것이다.

최근에는 미세먼지에 의한 대기 오염이 사회적인 이슈로 대두되고 있고, 자동차에서 배출되는 배기가스가 그의 주요한 요인으로 지적되고 있다.

이에 따라 배출가스를 발생하지 않는 전기 자동차가 미세먼지를 포함한 환경오염 문제를 개선할 수 있는 한 대안으로써 많은 연구개발이 이루어지고 있고 소량씩 보급되던 전기 자동차가 최근 들어서 장거리 운행이 가능한 전기 자동차의 개발로 보급 댓수가 급격히 늘어나려고 하는 시점에 와 있다.

전기 자동차는 전기 에너지를 저장할 수 있는 배터리를 포함하고 있으며, 이 배터리를 충전하기 위한 충전 수단으로 현재까지는 플러그인(plug-in) 방식이 주로 사용되어 왔다. 이러한 플러그인 방식은 충전을 위해서 충전장치로부터 플러그를 분리하여 전기 자동차의 인렛(inlet)에 플러그를 꽂아서 충전을 하고, 충전이 다 되면 다시 전기 자동차로부터 플러그를 분리하여 충전장치에 거치 시키면 충전이 완료된다. 이과정은 매우 번거롭고 불편하다. 보통은 플러그가 무겁고 깨끗하지 못 하기 때문에 여성이나 노약자가 취급하기 매우 어려우며 장애자들은 충전이 불가능한 경우도 있다.

최근에는 플러그인 충전 방식의 대안으로 플러그를 꽂지 않아도 충전이 가능한 무선충전 방식의 연구개발이 활발히 진행되고 있고 표준화 과정을 거쳐서 상용화 단계에 와 있다.

무선 충전 방식은 지면에 설치된 송신 코일과, 전기 자동차에 설치된 수신 코일 간의 자기유도 현상을 이용하여 전기 자동차의 배터리를 충전하는 방식으로 플러그가 없는 방식이다.

무선 충전 방식은 전기 자동차를 주차장에 세우기만 하면 자동으로 차량이 들어왔는지 감지하고 차량이 충전을 요구하면 아무런 조작이 없이 자동으로 충전을 하게 됨으로 플러그인 방식에 비해서 너무도 간편하고 편리한 방식이다. 특히나 우천시에 감전의 위험이 전혀 없고 동절기에 차가운 플러그를 만지지 않아도 되기 때문에 매우 편리한 방식이다.

궁극적으로 거의 모든 충전시스템은 무선방식으로 바뀌어 갈 것으로 예상이 되지만 향후 무선충전 방식이 완전히 적용이 되기 전까지는 플러그인 방식의 전기 자동차와 무선 충전방식 전기 자동차가 혼재 될 것이기 때문에 각 충전소 또는 주차장 마다 플러그인 충전방식과 무선 충전방식을 지원하는 충전 시스템을 각각 설치해야 하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전기 자동차의 충전 방식이 플러그인 방식인지, 무선충전 방식인지를 식별하고, 그에 따라 하나의 충전 시스템으로 충전 방식이 다른 전기 자동차를 충전할 수 있기 때문에, 충전 시스템의 제작비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라 시간적 또는 공간적으로 사용자의 편의를 도모할 수 있는 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 완속 유무선 겸용 충전 시스템은, 상용 교류전원에 연결되어 전원 공급을 단속하는 AC 입력 차단기; 고주파 인버터, 제1 공진회로와 송신코일을 포함하고, 전기 자동차에 구비된 수신코일, 제2 공진회로 및 정류부를 통해서 배터리를 충전하는 무선 충전부; 충전 플러그를 포함하고, 전기 자동차에 장착된 콘센트(inlet)와 탑재형(on-board) 충전기를 거쳐서 배터리를 충전하는 완속 유선 충전부; 상기 AC 입력 차단기의 출력을 무선충전부 또는 완속 유선충전부에 연결하는 절환 스위치; 및 상기 완속 유선충전부와 상기 무선충전부 및 상기 완속 유선 충전부와 무선 충전부를 제어하고 절환 스위치를 제어하는 제어부를 포함하고, 충전하고자 하는 전기 자동차의 종류에 따라, 상기 무선 충전부 또는 완속 유선 충전부를 선택적으로 구동하여 유선 또는 무선으로 충전이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 완속 유무선 겸용 충전 시스템은, 상기 유선 충전부는 전기자동차와 유선으로 제어신호를 주고 받고, 무선 충전부는 전기 자동차와 무선으로 제어신호를 주고 받는 것이 바람직하다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차용 급속 유무선 겸용 충전 시스템은, 고주파 인버터; 제1 공진회로와 송신코일을 포함하고, 전기 자동차에 구비된 수신코일, 제2 공진회로 및 정류부를 통해서 배터리를 충전하는 무선 충전부; 정류기, 필터 및 충전 플러그를 포함하고, 전기 자동차에 장착된 콘센트와 이에 연결된 배터리를 충전하는 급속 유선 충전부; 상기 고주파 인버터의 출력을 상기 무선 충전부 또는 상기 유선 충전부에 연결하는 절환 스위치; 및 상기 급속 유선 충전부와 무선 충전부 및 상기 절환 스위치를 제어하는 제어부를 포함하고, 충전하고자 하는 전기 자동차의 종류에 따라, 상기 급속 유선 충전부 또는 무선 충전부를 선택적으로 구동하여 유선 또는 무선으로 충전이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차용 급속 유무선 겸용 충전 시스템은, 상기 무선 충전부는 상기 제1 공진회로 앞단에 삽입되는 변압기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차용 급속 유무선 겸용 충전 시스템은, 상기 급속 유선 충전부는 상기 정류기 앞단에 삽입되는 변압기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차용 급속 유무선 겸용 충전 시스템은, 상기 고주파 인버터와 상기 절환 스위치 사이에 삽입되는 변압기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전기 자동차용 완속 또는 급속 유무선 겸용 충전 시스템은, 상기 제어부는 상기 전기 자동차와 제어신호로서 무선충전 제어신호를 무선으로 송수신하는 제1 통신부를 포함하고, 상기 제1 통신부로부터 수신한 무선충전 제어신호에 따라 상기 전기 자동차의 충전 방식이 무선 방식인 것으로 판단되는 경우, 상기 무선 충전부에 전원이 공급되도록 상기 절환 스위치를 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전기 자동차용 완속 또는 급속 유무선 겸용 충전 시스템은, 상기 제어부는, 상기 전기 자동차와 상기 제어신호로서 유선충전 제어신호를 유선으로 송수신하는 제2 통신부를 포함하고, 상기 제2 통신부로부터 수신한 상기 유선충전 제어신호에 따라 상기 전기 자동차의 충전 방식이 플러그인 방식인 것으로 판단되는 경우, 상기 유선 충전부에 전원이 공급되도록 상기 절환 스위치를 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전기 자동차용 완속 또는 급속 유무선 겸용 충전 시스템은, 상기 전기 자동차의 충전 방식이 유선 방식 및 무선 방식을 모두 지원하는 경우에, 상기 제어부는, 상기 제어신호가 무선충전 제어신호 또는 유선충전 제어신호 중 어느 것으로 식별되는지에 따라 식별되는 충전 방식을 지원하도록 상기 절환 스위치를 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전기 자동차용 완속 또는 급속 유무선 겸용 충전 시스템은, 상기 제어신호로서 상기 무선충전 제어신호 및 상기 유선충전 제어신호가 모두 식별되는 경우, 상기 제어부는, 상기 유선 충전부에 전원이 공급되도록 상기 절환 스위치를 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템은, 전기 자동차의 충전 방식이 플러그인 방식인지, 무선충전 방식인지를 식별하고, 그에 따라 하나의 충전 시스템으로 충전 방식이 다른 전기 자동차를 충전할 수 있기 때문에, 충전 시스템의 제작비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라 시간적 또는 공간적으로 사용자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 완속 유무선 겸용 충전 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차용 급속 유무선 겸용 충전 시스템의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템의 동작 흐름도.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 이하의 상세한 설명은 예시적인 것에 지나지 않으며, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 것에 불과하다.

본 발명에 따른 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템은 유선 충전방식의 전기자동차와 무선 충전방식의 전기 자동차를 선택적으로 충전할 수 있는 유무선 겸용 충전 시스템이다. 본 발명에 따른 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템은 전기자동차를 충전할 수 있는 충전기가 구비된 모든 장소에 적용될 수 있고, 전기 자동차의 충전이 가능한 곳이라면 그 장소가 제한되지 않는다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템 중에서 일 실시예로 완속 유무선 겸용 충전 시스템의 블록도를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 완속 유무선 겸용 충전 시스템은, 각각 독립적으로 구성된 완속 무선 충전부(100)와 완속 유선 충전부(200)를 포함하여 구성되고, 제어부는 충전 대기 상태의 전기 자동차(300)의 충전 방식이 유선 충전방식인지 아니면 무선 충전방식인지를 식별하여 식별된 충전 방식에 따라 전기 자동차(300)의 충전 방식에 맞는, 완속 무선 충전부(100) 또는 완속 유선 충전부(200)에 전원이 공급되도록 절환 스위치(600)를 제어한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 완속 유무선 겸용 충전 시스템은, 고주파 인버터, 제1 공진회로(110)와 송신코일(120)을 포함하고, 전기 자동차(300)에 구비된 수신코일(320), 제2 공진회로(310) 및 정류부를 통해서 배터리를 충전하는 완속 무선 충전부(100)와, 충전 플러그(210)를 포함하고, 전기 자동차(300)에 장착된 충전 콘센트(330)에 꽂아서 충전하는 완속 유선 충전부(200)와, 상용 교류전원(700)을 무선충전부 또는 유선충전부에 연결하는 절환 스위치(600)와, 상기 고주파 인버터 및 상기 절환 스위치(600)을 제어하는 제어부를 포함하고, 충전하고자 하는 전기 자동차(300)의 종류에 따라, 상기 완속 무선 충전부(100) 또는 완속 유선 충전부(200)를 선택적으로 구동하여 유선 또는 무선으로 충전이 가능한 것을 특징으로 한다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 완속 유무선 겸용 충전 시스템은, 과전류 또는 단락 등의 비정상 상태에서 전원 공급을 단속하는 AC 입력 차단기를 상용 교류전원(700)과 절환 스위치(600) 사이에 더 포함할 수도 있다.

고주파 인버터는, 완속 무선 충전부(100)의 송신코일(120)에 고주파 교류전류를 흘려주어 수신코일(320)에 유기되는 전력으로 전기 자동차(300)를 충전할 수 있도록 하는 역할을 한다.

제1 공진회로(110)는, 고주파 인버터와 송신코일(120) 사이에 구비되는 구성요소로서, 송신코일(120)과 수신코일(320) 간의 공진 주파수를 매칭하여 전력 전송의 효율을 극대화시키는 기능을 수행한다. 이와 유사하게 전기 자동차(300)에 구비된 제2 공진회로(310)도, 전기 자동차(300)의 수신코일(320)과 송신코일(120) 간의 공진 주파수를 매칭하여 전력 전송의 효율을 향상시키는 역할을 한다.

송신코일(120)과 수신코일(320)은, 완속 무선 충전부(100) 및 전기 자동차(300)에 각각 구비되면 자기적으로 결합하여 충전 전력을 전송하며, 필요에 따라 전기 자동차(300)의 충전 방식을 식별하거나 충전상태를 제어하기 위한 제어신호를 송수신할 수도 있다.

따라서, 전기 자동차(300)의 충전 방식이 무선 충전방식인 것으로 식별되고 절환 스위치(600)에 의하여 완속 무선 충전부(100)에 전원이 공급되면, 완속 무선 충전부(100)의 고주파 인버터는 AC 형태의 충전 전력을 생성하고, 송신코일(120)과 수신코일(320) 간의 자가유도 결합에 의하여 전기 자동차(300)로 충전 전력을 전송한다. 이 때, 전기 자동차(300)에는 수신코일(320)에 의하여 수신된 충전 전력을 정류하는 정류기 및 정류된 전력을 적절한 전압 및 전류로 변환하여 배터리를 충전하는 DC/DC 컨버터 또는 레귤레이터를 포함하여 구성될 수 있다.

도면에 도시하지는 않았지만, 제어부는, 전기 자동차(300)와 제어신호로서 무선충전 제어신호를 무선으로 송수신하는 제1 통신부를 포함할 수 있고, 이 경우에 제어부는, 제1 통신부로부터 수신한 무선충전 제어신호에 따라 전기 자동차(300)의 충전 방식이 무선 충전방식인 것으로 판단되는 경우, 완속 무선 충전부(100)에 전원이 공급되도록 절환 스위치(600)을 제어한다.

제1 통신부는, 통신 방식으로서 와이파이, 블루투스, 지그비 또는 지웨이브 신호 중 적어도 하나의 신호를 이용할 수 있고, 송신코일(120) 및 수신코일(320)을 이용하여 자기유도 방식으로 무선충전 제어신호를 주고받을 수 있다. 또한, 자기유도 방식으로 무선충전 제어신호를 송수신하는 경우에, 제1 통신부는, 송신코일(120) 및 수신코일(320)을 이용하지 않고 별도의 통신코일을 이용하여 무선충전 제어신호를 송수신하는 것도 가능하다.

완속 유선 충전부(200)는, 전기 자동차(300)에 유선으로 충전 전력을 공급하는 구성요소로서, 충전 플러그(210)를 포함하고, 충전 플러그(210)를 전기 자동차(300)에 장착된 충전 콘센트(330)에 꽂으면 충전 콘센트(330)에 연결된 탑재형 충전기(On-board charger)를 거쳐서 배터리를 충전한다.

도면에 도시하지는 않았지만, 제어부는, 전기 자동차(300)와 제어신호로서 유선충전 제어신호를 유선으로 송수신하는 제2 통신부를 포함할 수 있고, 이 경우에 제어부는, 제2 통신부로부터 수신한 유선충전 제어신호에 따라 전기 자동차(300)의 충전 방식이 유선 충전방식인 것으로 판단되는 경우, 완속 유선 충전부(200)에 전원이 공급되도록 절환 스위치(600)을 제어한다.

이 때, 완속 유선 충전부(200)과 전기 자동차(300)가 유선충전 제어신호를 유선으로 송수신하기 위하여, 완속 유선 충전부(200)의 충전 플러그(210)는, 충전 전력을 전송하기 위한 급전단자 외에 유선충전 제어신호를 송수신하기 위한 제어단자를 더 구비할 수 있다.

제어부는, 전기 자동차(300)의 충전 방식에 따라 완속 무선 충전부(100), 완속 유선 충전부(200) 및 절환 스위치(600)의 동작을 제어하는 구성요소이다.

제어부는, 충전을 위하여 전기 자동차(300)가 충전 지역에 들어오면, 상술한 제1 통신부를 이용하여 상기 전기 자동차(300)가 무선 충전방식인지 여부를 식별할 수 있고, 사용자에 의하여 충전 플러그(210)가 전기 자동차(300)의 충전 콘센트(330)에 체결되면 제2 통신부를 이용하여 전기 자동차(300)의 충전 방식이 유선 충전방식임을 알 수 있다. 따라서 제어부는 식별되는 충전 방식에 따라 절환 스위치(600)을 제어하여 해당하는 완속 무선 충전부(100) 또는 완속 유선 충전부(200)에 전원을 인가하여 동작시킬 수 있고 전기 자동차(300)의 충전을 수행할 수 있다.

만약 전기 자동차(300)의 충전 방식이 무선 충전방식 및 유선 충전방식을 모두 구비하고 있는 경우라도, 사용자의 선택에 따라 적절한 충전 방식으로 충전을 할 수 있다. 전기 자동차(300)가 충전 지역에 진입하여 무선충전 방식으로 식별되더라도 사용자는 충전 플러그(210)를 전기 자동차(300)의 충전 콘센트(330)에 체결하여 무선 방식에 우선하여 유선 방식으로 충전을 할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템 중에서 다른 실시예로 급속 유무선 겸용 충전시스템에 대한 블록도를 도시한 도면이다.

도 2에 도시된, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차용 급속 유무선 겸용 충전 시스템은, 일 실시예와 달리 급속 무선 충전부(400)과 급속 유선 충전부(500)이 고주파 인버터를 공유하는 것이 특징이다.

도면에 도시하지는 않았지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차용 급속 유무선 겸용 충전 시스템은, 매칭 및 절연을 목적으로 변압기를 더 포함하여 구성할 수 있다. 예를 들어 상기 변압기는 급속 무선 충전부(400)의 제1 공진회로(110) 앞단에 삽입되거나, 급속 유선 충전부(500)의 정류부 앞단에 삽입되거나, 고주파 인버터와 절환 스위치(600) 사이에 삽입될 수 있다.

상술한 바와 같이, 도 2에 도시된, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차용 급속 유무선 겸용 충전 시스템은, 일 실시예와 비교하여 급속 무선 충전부(400)와 급속 유선 충전부(500)가 고주파 인버터를 공유하는 것이 가장 큰 차이점이라 할 수 있다. 급속 무선 충전부(400)의 기능은 완속 무선 충전부(100)와 같지만 급속 유선 충전부(500)는 직류 출력을 내어 플러그로 전달하고 플러그를 전기자동차(300)에 장착된 콘센트에 꽂으면 탑재형 충전기가 없이 곧바로 배터리에 연결되어 빠르게 충전을 한다. 그 외 나머지 동작들은 완속 유무선 겸용 충전시스템과 동일한 기능을 수행하기 때문에 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른, 일 실시예 및 다른 실시예의 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템에 관한 동작 흐름도가 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전기 자동차용 유무선 겸용 충전방법은, 충전 대기단계(S100), 충전방식 식별단계(S200), 절환 스위치 제어단계(S300) 및 충전단계(S400)를 포함한다.

충전 대기단계(S100)는, 전기 자동차(300)가 충전 가능 지역에 진입하면 개시되고, 전기 자동차(300)가 무선 충전 방식인 경우 무선 충전부(100,400)의 제1 통신부와 통신할 수 있다. 이 때 통신방식은 상술한 바와 같이, 와이파이, 블루투스, 지그비 또는 지웨이브 신호 중 적어도 하나의 신호를 이용할 수 있고, 무선 충전부(100,400)의 송신코일(120) 및 전기 자동차(300)의 수신코일(320)을 이용하여 자기유도 방식으로 무선충전 제어신호를 주고받을 수 있다. 또한, 자기유도 방식으로 무선충전 제어신호를 송수신하는 경우에, 제1 통신부는, 송신코일(120) 및 수신코일(320)을 이용하지 않고 별도의 통신코일을 이용하여 무선충전 제어신호를 송수신하는 것도 가능하다.

충전방식 식별단계(S200)는, 전기 자동차(300)의 충전방식이 무엇인지 유무선 겸용 충전 시스템이 식별하는 단계로서, 식별 결과에 따라 전기 자동차(300)는 무선방식, 유선방식 또는 유무선 방식으로 판단된다. 전기 자동차(300)가 무선 충전방식인 경우 상술한 바와 같이 제1 통신부와 전기 자동차(300) 간의 통신에 의하여 전기 자동차(300)는 무선 충전방식인 것으로 식별되고, 제1 통신부와 전기 자동차(300) 간에 통신이 이루어지지 않고 사용자가 충전 플러그(210)를 전기 자동차(300)의 충전 콘센트(330)에 체결함으로써 제2 통신부가 전기 자동차(300)와 유선 통신을 하는 경우에는 전기 자동차(300)는 유선 충전방식인 것으로 식별된다. 이에 덧붙여, 제1 통신부와 전기 자동차(300) 간의 통신에 의하여 전기 자동차(300)가 무선 충전방식으로 식별되었더라도 사용자가 충전 플러그(210)를 전기 자동차(300)의 충전 콘센트(330)에 체결하는 경우에는 상기 전기 자동차(300)는 유선 및 무선 충전방식을 모두 지원하는 차량으로 식별된다.

절환 스위치 제어단계(S300)는, 식별된 충전방식에 따라 무선 충전부(100,400) 또는 유선 충전부(200,500)에 전원을 공급하는 단계로서, 전기 자동차(300)가 무선 충전방식으로 식별된 경우에는 무선 충전부(100,400)에 전원이 공급되도록 절환 스위치(600)를 스위칭시키고, 전기 자동차(300)가 플러그인 방식으로 식별된 경우에는 유선 충전부(200,500)에 전원이 공급되도록 절환 스위치(600)을 스위칭시킨다. 전기 자동차(300)의 충전방식이 유무선 방식인 것으로 식별된 경우는 전기 자동차(300)가 무선 충전방식으로 식별된 상황에서 사용자가 충전 플러그(210)를 전기 자동차(300)의 충전 콘센트(330)에 체결한 경우로서, 이때에는 무선방식에 우선하여 유선방식으로 충전하도록 절환 스위치(600)을 유선 충전부(200,500) 쪽으로 스위칭시킨다. 물론, 이 경우라 하더라도 사용자의 선택에 의하여 무선방식으로 충전시킬 수 있고, 또는 유선 및 무선방식을 모두 이용하여 충전시키도록 절환 스위치(600)을 제어하는 것도 가능하다.

충전단계(S400)는, 식별된 충전방식에 따라 무선 충전부(100,400) 또는 유선 충전부(200,500)이 동작하여 전기 자동차(300)를 충전하는 단계로서, 전기 자동차(300)가 무선 방식으로 식별된 경우에는 무선 충전부(100,400)이 동작하여 전기 자동차(300)를 무선 방식으로 충전시키고, 전기 자동차(300)가 유선 방식으로 식별된 경우에는 유선 충전부(200,500)이 동작하여 전기 자동차(300)를 유선 방식으로 충전시킨다. 유무선 방식을 모두 지원하는 전기 자동차(300)가 두 가지의 충전방식이 모두 식별되는 경우에는, 유선 또는 무선 방식 중 하나를 택일하여 충전할 수 있고, 필요에 따라 유선 및 무선 방식을 모두 이용하여 충전시킬 수도 있다.

이에 덧붙여, 충전단계(S400)에서는, 무선충전 제어신호 및/또는 유선충전 제어신호를 이용하여 충전 시스템과 전기 자동차(300) 사이에 충전 정보를 주고 받을 수 있다. 예를 들어 무선 충전방식으로 충전 중일 경우에는 제1 통신부와 전기 자동차(300)가 무선충전 제어신호를 주고받아 본 발명의 충전 시스템은 전기 자동차(300)의 충전상태를 파악하고, 그에 따라 무선 충전부(100,400) 또는 고주파 인버터를 제어할 수 있다. 이와 유사하게 전기 자동차(300)가 유선 충전방식으로 충전 중일 경우에는 제2 통신부와 전기 자동차(300)가 유선충전 제어신호를 유선으로 주고받아 본 발명의 충전 시스템은 전기 자동차(300)의 충전상태를 파악하고, 그에 따라 유선 충전부(200,500) 또는 고주파 인버터를 제어할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 일 실시예 또는 다른 실시예에 따른 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템에 관하여 설명하였다. 상술한 바에 따르면, 본 발명에 따른 전기 자동차용 유무선 겸용 충전 시스템은, 하나의 충전 시스템으로 충전 방식이 다른 전기 자동차(300)를 충전할 수 있기 때문에, 충전 시스템의 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라 시간적 또는 공간적으로 사용자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예를 기초로 본 발명을 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서도 본 발명이 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 완속 무선 충전부 110: 제1 공진회로
120: 송신코일 200: 완속 유선 충전부
210: 충전 플러그 300: 전기 자동차
310: 제2 공진회로 320: 수신코일
330: 충전 콘센트
400: 급속 무선 충전부 500: 급속 유선 충전부
600: 절환 스위치 700: 상용 교류전원

Claims

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고주파 인버터;
제1 공진회로와 송신코일을 포함하고, 전기 자동차에 구비된 수신코일, 제2 공진회로 및 정류부를 통해서 배터리를 충전하는 무선 충전부;
정류기, 필터 및 충전 플러그를 포함하고, 전기 자동차에 장착된 콘센트에 꽂아서 충전하는 유선 충전부;
상기 고주파 인버터의 출력을 상기 무선 충전부 또는 상기 유선 충전부에 연결하는 절환 스위치; 및
상기 고주파 인버터 및 상기 절환 스위치를 제어하는 제어부를 포함하고,
충전하고자 하는 전기 자동차의 종류에 따라, 상기 무선 충전부 또는 유선 충전부를 선택적으로 구동하여 유선 또는 무선으로 충전이 가능하며,
상기 무선 충전부 및 상기 유선 충전부는 상기 고주파 인버터를 공유하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 유무선 겸용 충전시스템.
제4항에 있어서,
상기 무선 충전부는 상기 제1 공진회로 앞단에 삽입되는 변압기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 유무선 겸용 충전시스템.
제4항에 있어서,
상기 유선 충전부는 상기 정류기 앞단에 삽입되는 변압기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 유무선 겸용 충전시스템.
제4항에 있어서,
상기 고주파 인버터와 상기 절환 스위치 사이에 삽입되는 변압기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 유무선 겸용 충전시스템.
제4항에 있어서,
상기 제어부는 상기 전기 자동차와 제어신호로서 무선충전 제어신호를 무선으로 송수신하는 제1 통신부를 포함하고, 상기 제1 통신부로부터 수신한 무선충전 제어신호에 따라 상기 전기 자동차의 충전 방식이 무선 방식인 것으로 판단되는 경우, 상기 무선 충전부에 전원이 공급되도록 상기 절환 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 유무선 겸용 충전시스템.
제8항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 전기 자동차와 상기 제어신호로서 유선충전 제어신호를 유선으로 송수신하는 제2 통신부를 포함하고, 상기 제2 통신부로부터 수신한 상기 유선충전 제어신호에 따라 상기 전기 자동차의 충전 방식이 플러그인 방식인 것으로 판단되는 경우, 상기 유선 충전부에 전원이 공급되도록 상기 절환 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 유무선 겸용 충전시스템.
제9항에 있어서,
상기 전기 자동차의 충전 방식이 유선 방식 및 무선 방식을 모두 지원하는 경우에, 상기 제어부는, 상기 제어신호가 무선충전 제어신호 또는 유선충전 제어신호 중 어느 것으로 식별되는지에 따라 식별되는 충전 방식을 지원하도록 상기 절환 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 유무선 겸용 충전시스템.
제10항에 있어서,
상기 제어신호로서 상기 무선충전 제어신호 및 상기 유선충전 제어신호가 모두 식별되는 경우, 상기 제어부는, 상기 유선 충전부에 전원이 공급되도록 상기 절환 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 유무선 겸용 충전시스템.