KR20240138418A

KR20240138418A - 전기 자동차 충전용 컨트롤러

Info

Publication number: KR20240138418A
Application number: KR1020230032139A
Authority: KR
Inventors: 김용구; 김형동
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2023-03-10
Filing date: 2023-03-10
Publication date: 2024-09-20

Abstract

본 실시예에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러는 인렛과 연결되고, 상기 인렛을 통해 전기 자동차 충전 장치와 통신 신호를 송수신하는 신호라인부; 상기 신호라인부와 연결되고, 상기 신호라인부에 제1전압을 공급하는 제1전원 공급부; 상기 인렛과 연결되고, 상기 신호라인부에 제2전압을 공급하는 제2전원 공급부; 상기 인렛과 상기 제2전원 공급부 사이에 배치되는 릴레이; 및 상기 제1 및 제2전원 공급를 통해 상기 신호라인부에 전압 공급을 제어하고, 상기 신호라인부의 고장 유형을 검지하는 제어부를 포함한다.

Description

전기 자동차 충전용 컨트롤러{Controller for electric vehicle charging}

본 발명은 전기 자동차 충전용 컨트롤러에 관한 것이다.

전기 자동차(Electric Vehicle, EV) 또는 플러그-인 하이브리드 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle,PHEV)와 같은 친환경 자동차는 배터리 충전을 위하여 충전소에 설치된 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)를 이용한다.

이를 위하여, 전기 자동차 충전 장치(Electric Vehicle Charging Controller, EVCC)는 EV 내에 탑재되며, EV 및 EVSE와 통신하며, 전기 자동차의 충전을 제어한다.

예를 들어, EVCC가 전기 자동차로부터 충전 시작을 지시하는 신호를 수신하면, 충전을 시작하도록 제어할 수 있으며, 전기 자동차로부터 충전 종료를 지시하는 신호를 수신하면, 충전을 종료하도록 제어할 수 있다.

전기 자동차의 충전 방법은 충전 시간에 따라 급속 충전과 완속 충전으로 구분될 수 있다. 급속 충전의 경우에는, 충전기에서 공급되는 직류 전류에 의하여 배터리가 충전되고, 완속 충전의 경우에는 충전기에 공급되는 교류 전류에 의하여 배터리가 충전된다. 따라서 급속 충전에 사용되는 충전기를 급속 충전기 또는 직류 충전기라 칭하고, 완속 충전에 사용되는 충전기를 완속 충전기 또는 교류 충전기라 칭한다.

전기 자동차는 PLC(Power Line Communication) 통신 및 PWM(Pulse Width Modulation) 통신을 통해 전기 자동차 충전 장치와 통신을 수행함으로써 충전을 제어한다. 이와 같은 통신은 CP(Control Pilot) 신호 라인이나 CAN 신호 라인 등을 통해 수행되므로, 전기 자동차는 통신 신호 라인의 정상 동작 여부를 체크한다.

그러나, 기존 통신 신호 라인의 정상 동작 여부를 체크하는 프로세스에서는 전기 자동차 충전 장치에서 전기 자동차로 이어지는 전체 통신 신호 라인에서 고장이 발생하였는지 여부만을 확인할 수 있다. 기존의 전기 자동차 충전 시스템에서는 통신 신호의 정상적인 수신인지 아닌지를 체크하므로 통신 신호 라인의 고장 위치를 특정할 수 없다. 즉, 전기 자동차 측의 통신 신호 라인에 문제가 있는지 전기 자동차 충전 장치 측의 통신 신호 라인에 문제가 있는지를 특정할 수 없다. 또한, 고장 발생시 어떠한 유형의 고장이 발생하였는지를 특정할 수 없다. 이에 따라, 고장에 대한 즉각적인 대처가 어려운 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 전기 자동차 충전용 컨트롤러를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러는 인렛과 연결되고, 상기 인렛을 통해 전기 자동차 충전 장치와 통신 신호를 송수신하는 신호라인부; 상기 신호라인부와 연결되고, 상기 신호라인부에 제1전압을 공급하는 제1전원 공급부; 상기 인렛과 연결되고, 상기 신호라인부에 제2전압을 공급하는 제2전원 공급부; 상기 인렛과 상기 제2전원 공급부 사이에 배치되는 릴레이; 및 상기 제1 및 제2전원 공급를 통해 상기 신호라인부에 전압 공급을 제어하고, 상기 신호라인부의 고장 유형을 검지하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 상기 인렛에 상기 전기 자동차 충전 장치가 연결되지 않은 상태에서 상기 제1전원 공급부를 통해 상기 신호라인부에 상기 제1전압이 공급되거나 상기 제2전원 공급부를 통해 상기 신호라인부에 상기 제2전압이 공급되도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는 상기 릴레이를 온하고, 상기 제2전원 공급부를 통해 상기 신호라인부에 상기 제2전압이 공급되도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는 상기 제1전압에 대응하는 제3전압의 전압레벨이 제1레벨인 경우, 상기 신호라인부의 고장 유형을 그라운드 쇼트(GND SHORT)로 판단하고, 상기 제1전압에 대응하는 제3전압의 전압레벨이 제2레벨인 경우, 상기 신호라인부에 그라운드 쇼트가 없는 것으로 판단할 수 있다.

상기 제어부는 상기 제2전압에 대응하는 제4전압의 전압레벨이 제1레벨인 경우, 상기 신호라인부의 고장 유형을 하네스 미삽(HARNESS OPEN)으로 판단하고, 상기 제2전압에 대응하는 제4전압의 전압레벨이 제2레벨인 경우, 상기 신호라인부에 하네스 미삽이 없는 것으로 판단할 수 있다.

상기 제어부는 고장 검지 하지 않는 상태 또는 상기 전기 자동차 충전 장치가 상기 인렛에 연결되는 상태에서 상기 제1전압 공급부 및 상기 제2전압 공급부를 통한 제1전압 및 제2전압 공급을 중단하고, 상기 릴레이를 오프할 수 있다.

상기 제1전원 공급부는 제1단이 전원부에 연결되는 제4저항; 애노드 단자가 상기 제4저항의 제2단에 연결되는 제2다이오드; 및 제1단이 상기 제2다이오드의 캐소드 단자에 연결되고, 제2단이 상기 신호라인부에 연결되는 제2스위칭 소자를 포함할 수 있다.

상기 제2전원 공급부는 제1단이 전원부에 연결되는 제5저항; 애노드 단자가 상기 제5저항의 제2단에 연결되는 제3다이오드; 및 제1단이 상기 제3다이오드의 캐소드 단자에 연결되고, 제2단이 상기 릴레이에 연결되는 제3스위칭 소자를 포함할 수 있다.

상기 신호라인부는 CAN 신호를 수신하고, 하이(high) 신호를 수신하고, 제1노드가 상기 인렛에 연결되고, 제2노드가 CAN IC 소자에 연결되는 제1신호라인; 및 로우(low) 신호를 수신하고, 제1노드가 상기 인렛에 연결되고, 제2노드가 CAN IC 소자에 연결되는 제2신호라인을 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2신호라인과 상기 제어부를 연결하는 스위칭부를 포함할 수 있다.

본 실시예들에 따르면, 전기 자동차 충전 장치(EVSE)와의 연결 없이도 전기 자동차의 통신 신호 라인의 불량을 감지할 수 있다.

또한, 전기 자동차 내 통신 신호 라인의 불량 유형을 감지할 수 있다.

또한, 전기 자동차 충전 장치(EVSE)와 전기 자동차의 고장을 분리하여 검출할 수 있다.

또한, 고장 검지 이외의 상태에서 고장 검지 라인과 신호 라인부를 단절시켜, PLC 통신에 쓰이는 RF 신호의 손실 및 왜곡을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 구성도이다.
도 3은 CP 라인의 RF 신호에서 신호 손실이 발생하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 회로를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 제1프로세스에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 동작을 나타낸 도면이다.
도 6는 본 발명의 제1실시예에 따른 제2프로세스에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 동작을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 제3프로세스에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 동작을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 회로를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 제1프로세스에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 동작을 나타낸 도면이다.
도 10는 본 발명의 제2실시예에 따른 제2프로세스에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 동작을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 제3프로세스에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 동작을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템은 전기 자동차 충전 장치(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 10) 및 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 20)를 포함할 수 있다.

전기 자동차 충전 장치(10)는 AC 또는 DC를 공급하는 설비이며, 충전소에 배치되거나, 가정 내에 배치될 수 있으며, 휴대 가능하도록 구현될 수도 있다. 전기 자동차 충전 장치(10)는 충전소(supply), AC 충전소(AC supply), DC 충전소(DC supply), 소켓-아웃렛(socket-outlet) 등과 혼용될 수 있다.

전기 자동차(20)는 전기 자동차 충전 장치(10)로부터 전기 자동차에 구비된 배터리를 충전할 수 있다. 이를 위하여 전기 자동차 충전 장치(10)에 연결된 충전 케이블이 전기 자동차(20)의 주입구에 연결될 수 있다. 전기 자동차(20)는 배터리 충전을 위해 전기 자동차 충전용 컨트롤러(Electric Vehicle Charging Controller, EVCC)를 탑재할 수 있다. 전기 자동차 충전용 컨트롤러는 전기 자동차(20)와 통신할 수 있다. 전기 자동차 충전용 컨트롤러는 전기 자동차 충전 장치(10)와 통신할 수 있다. 전기 자동차 충전용 컨트롤러는 전기 자동차(20)와 복수의 핀을 통하여 연결될 수 있다. 전기 자동차 충전용 컨트롤러는 전기 자동차 충전 장치(10)와 복수의 핀을 통하여 연결될 수 있다.

전기 자동차 충전용 컨트롤러는 전기 자동차 충전 장치(10)와 연결되는 복수의 핀(pin)을 포함하며, 이를 통하여 전기 자동차 충전 장치(10)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 복수의 핀 중 하나는 전기 자동차 충전 장치(10)로부터 CP(Control Pilot) 신호를 입력 받는 CP 포트용 핀일 수 있고, 다른 하나는 충전 케이블 커넥터의 근접 여부를 감지하는 PD(Proximity Detection) 포트용 핀일 수 있으며, 또 다른 하나는 전기 자동차 충전 장치(10)의 보호 접지와 연결되는 보호 접지(Protective Earth, PE) 포트용 핀일 수 있다. 복수의 핀 중 또 다 른 하나는 주유구 플랩(flap)을 열기 위한 모터를 구동시키기 위한 핀일 수 있고, 또 다른 하나는 모터를 센싱하기 위한 핀일 수 있으며, 또 다른 하나는 온도 센싱을 위한 핀일 수 있고, 또 다른 하나는 엘이디 센싱을 위한 핀일 수 있고, 또 다른 하나는 캔(CAN) 통신을 위한 핀일 수 있다. 복수의 핀 중 하나는 전기 자동차(20) 내 충돌 감지 센서로부터 인가되는 전압 라인용 핀일 수 있고, 다른 하나는 전기 자동차(20) 내 배터리 핀일 수 있으며, 또 다른 하나는 고전압 보호용 핀일 수 있다. 그러나, 핀의 개수 및 기능은 이로 제한되는 것은 아니며, 다양하게 변형될 수 있다.

전기 자동차 충전용 컨트롤러는 각 핀과 연결되는 회로부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기 자동차 충전용 컨트롤러는 전기 자동차 충전 장치(10)로부터 CP 신호를 입력받는 CP 포트용 핀과 연결되는 회로부를 포함할 수 있다. 다른 예로, 전기 자동차 충전용 컨트롤러는 PE 포트용 핀과 연결되는 회로부를 포함할 수 있다.

전기 자동차 충전용 컨트롤러는 인렛과 연결된다. 인렛은 전기 자동차 충전 장치(10)와 연결된 커플러와 결합될 수 있다. 인렛과 커플러의 결합을 통해, 전기 자동차 충전용 컨트롤러와 전기 자동차 충전 장치(10)는 서로 연결될 수 있다.

전기 자동차 충전 장치(10)의 두 개의 고전압 라인은 전기 자동차 충전용 컨트롤러를 통하여 전기 자동차(20)의 배터리 내에 전력을 공급하며, 이때, 고전압 라인의 온오프는 전기 자동차 충전용 컨트롤러에 의하여 제어될 수 있다.

전기 자동차(20)는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)를 포함할 수 있다. 전기 자동차 충전용 컨트롤러는 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)를 포함할 수 있다. 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)는 전기 자동차 내 고장 유형을 검출할 수 있다. 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)는 전기 자동차 내 신호 라인의 불량 유형을 검출할 수 있다. 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)는 전기 자동차 충전 장치의 고장을 검출할 수 있다. 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)는 전기 자동차 충전 장치의 신호 라인의 불량을 검출할 수 있다. 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)에 대한 상세한 구성은 아래에서 도면을 통해 살펴보도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)는 신호라인부(210), 제1전원 공급부(220), 제2전원 공급부(230) 및 제어부(240)를 포함할 수 있고, 인렛(100)은 제어부(240)에 의해 제어되는 릴레이(110)를 포함할 수 있다. 제1전원 공급부(220) 및 제2전원 공급부(230)는 차량 내/외부 문제에 대한 고장 종류 구분 및 고장 검지를 위한 고장 검지 라인으로 지칭될 수 있다.

신호라인부(210)는 인렛(100)을 통해 전기 자동차 충전 장치(EVSE)와 연결되며, 전기 자동차 충전 장치(EVSE)로부터 통신 신호를 입력받는다. 여기서, 통신 신호는 CP 신호 및 CAN 신호를 포함할 수 있다. 신호라인부(210)는 복수일 수 있다. 신호라인부(210)는 CP 신호를 입력받는 신호라인부 및 CAN 신호를 입력받는 신호라인부를 포함할 수 있다. 신호라인부(210)는 인렛(100)을 통해 전기 자동차 충전 장치(EVSE)와 연결될 수 있다. 신호라인부(210)는 전기 자동차와 연결된 인렛(100)과 전기 자동차 충전 장치(EVSE)의 커플러가 결합됨으로써 통신 신호를 입력받을 수 있다. 신호라인부(210)는 전달받은 통신 신호를 제어부(240)로 전달할 수 있다. 신호라인부(210)는 전기 자동차 측의 통신 신호 라인을 의미할 수 있다. CP 신호를 입력받는 경우, 신호라인부(210)는 CP 포트용 핀과 연결된 회로부를 의미할 수 있다. CAN 신호를 입력받는 경우, 신호라인부(210)는 CAN 포트용 핀과 연결된 회로부를 의미할 수 있다.

전기 자동차 충전 장치(EVSE)와 미연결된 상태에서 제1전원 공급부(220)를 통해 제1전압이 공급되면, 신호라인부(210)는 제1전압에 따른 제3전압을 출력할 수 있다. 또한, 전기 자동차 충전 장치(EVSE)와 미연결된 상태에서 제2전원 공급부(230)를 통해 제2전압이 공급되면, 신호라인부(210)는 제2전압에 따른 제4전압을 출력할 수 있다.

제1전원 공급부(220)는 신호라인부(210)의 일단에 연결되며, 신호라인부(210)에 제1전압을 공급한다. 여기서, 제1전압은 전기 자동차 내 배터리로부터 공급되는 전압을 의미할 수 있다. 제1전압은 신호라인부(210)와 전기 자동차 충전 장치(EVSE)가 미연결 상태에서 공급될 수 있다. 예를 들어, 전기 자동차 충전 장치(EVSE) 측의 커넥터와 전기 자동차 측의 인렛(100)이 서로 연결되지 않은 상태에서, 제1전원 공급부(220)는 신호라인부(210)에 제1전압을 공급할 수 있다.

제2전원 공급부(230)는 인렛(100)의 일단에 연결되며, 인렛(100)을 통해 신호라인부(210)에 제2전압을 공급한다. 여기서, 제2전압은 전기 자동차 내 배터리로부터 공급되는 전압을 의미할 수 있다. 제2전압은 신호라인부(210)와 전기 자동차 충전 장치(EVSE)가 미연결 상태에서 공급될 수 있다. 예를 들어, 전기 자동차 충전 장치(EVSE) 측의 커넥터와 전기 자동차 측의 인렛(100)이 서로 연결되지 않은 상태에서, 제2전원 공급부(230)는 신호라인부(210)에 제2전압을 공급할 수 있다.

제2전원 공급부(230)는 인렛(100)의 릴레이(110)와 연결될 수 있다. 릴레이(110)는 고장 검지시에만 온 동작되고, 고장 검지 이외의 상태에서 릴레이(110)는 오프 동작될 수 있다. 제2전원 공급부(230)는 고장 검지시에만 인렛(100)과 연결되고, 고장 검지 이외의 상태에서는 인렛(100)과 연결되지 않을 수 있다. 릴레이(110)는 스위칭 소자일 수 있다. 예를 들어, 스위칭 소자는 스위치, MOSFET, 컨택(Contact) 중 어느 하나일 수 있다. 릴레이(110)의 온 또는 오프 동작은 EVSE와 EV 간 송수신되는 RF 신호에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. 릴레이(110)의 온 또는 오프 동작은 차량 PLC 통신에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

도 3을 참조하면, CP 라인을 통해 송수신되는 RF 신호가 인렛(100)에서 제2전원 공급부(230) 라인(도 3에서 CP_FS 라인)으로 흐르면서 의도하지 않는 신호의 손실이 발생할 수 있다. 제2전원 공급부(230)에서 전원이 공급되지 않더라도 하네스가 연결되어 있는 것만으로 신호 손실이 발생할 수 있다. 신호의 손실은 하네스 케이블의 길이, 재질 및 경로에 따라 달라진다. 예를 들어, 하네스 케이블의 길이가 길어질수록 신호의 손실은 커질 수 있다.

이러한 신호의 손실을 방지하기 위하여 고장 검지시에만 릴레이(110)가 온 동작되어 인렛(100)에 제2전원 공급부(230)가 연결되고, 고장 검지 이외의 상태에서는 릴레이(110)가 오프 동작되어 인렛(100)에 제2전원 공급부(230)가 연결되지 않을 수 있다. 따라서, 차량 PLC 통신 중 신호 왜곡을 줄일 수 있고, 높은 통신 품질을 보장할 수 있다.

제어부(240)는 전기 자동차의 고장 발생 여부 및 고장 유형을 검출하는 제1프로세스 및 제2프로세스, 그리고 전기 자동차 충전 장치(EVSE)의 고장 발생 여부를 검출하는 제3프로세스를 수행할 수 있다. 실시예에 따르면, 제어부(240)는 제1프로세스에서 전기 자동차의 신호라인부(210)에 그라운드 쇼트가 발생하였는지를 검출할 수 있다. 제어부(240)는 제2프로세스에서 전기 자동차의 신호라인부(210)에 하네스 미삽이 발생하였는지를 검출할 수 있다. 제1프로세스 및 제2프로세스의 진행 순서는 당업자에 의해 변경이 가능하다. 제어부(240)는 제1프로세스 및 제2프로세스에서 신호라인부(210)에 고장이 없다고 판단되면, 제3프로세스를 통해 전기 자동차 충전 장치의 통신 신호 라인의 고장 발생 여부를 검출할 수 있다. 제어부(240)는 마이크로 컨트롤러(Micro Controller Unit, MCU) 등으로 구현될 수 있다.

제1프로세스에서, 제어부(240)는 제1전압에 따라 신호라인부(210)가 출력하는 제3전압을 입력받고, 제3전압의 전압레벨에 따라 신호라인부(210)에 그라운드 쇼트(GROUND SHORT)가 발생하였는지를 판단한다. 제어부(240)는 제3전압의 전압레벨이 제1레벨인 경우, 전기 자동차의 신호라인부(210)에 그라운드 쇼트가 발생하였다고 판단할 수 있다. 제어부(240)는 제3전압의 전압레벨이 제2레벨인 경우, 전기 자동차의 신호라인부(210)에 그라운드 쇼트가 발생하지 않았다고 판단할 수 있다.

제2프로세스에서, 제어부(240)는 릴레이(110)가 온 동작하도록 제어하고, 제2전압에 따라 신호라인부(210)가 출력하는 제4전압을 입력받고, 제4전압의 전압레벨에 따라 신호라인부(210)에 하네스 미삽(HARNESS OPEN)가 발생하였는지를 판단한다. 제어부(240)는 제4전압의 전압레벨이 제1레벨인 경우, 전기 자동차의 신호라인부(210)에 하네스 미삽이 발생하였다고 판단할 수 있다. 제어부(240)는 제4전압의 전압레벨이 제2레벨인 경우, 전기 자동차의 신호라인부(210)에 하네스 미삽이 발생하지 않았다고 판단할 수 있다. 제2프로세서가 종료되면 릴레이(110)는 오프 동작하여 인렛(100)과 제2전원 공급부(230)를 단절시킬 수 있다. 이를 통해, EVSE와 EV 간의 PLC 통신 신호가 제2전원 공급부(230) 방향으로 흐르는 것을 방지하여, 신호 손실 및 왜곡을 최소화할 수 있다.

제1프로세스와 제2프로세스의 순서는 변경이 가능하다. 실시예에 따르면, 제1프로세스 진행 후 신호라인부(210)에 그라운드 쇼트가 발생하지 않았다고 판단되면, 제어부(240)는 제2프로세스를 진행할 수 있다. 이 경우, 제어부(240)는 제1전원 공급부(220)가 신호라인부(210)에 제1전압을 공급하는 것을 중단하도록 제어한 후, 제2프로세스를 진행할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제2프로세스 진행 후 신호라인부(210)에 하네스 미삽이 발생하지 않았다고 판단되면, 제어부(240)는 제1프로세스를 진행할 수 있다. 이 경우, 제어부(240)는 제2전원 공급부(230)가 신호라인부(210)에 제2전압을 공급하는 것을 중단하도록 제어한 후, 제1프로세스를 진행할 수 있다.

제어부(240)는 제1프로세스에서 고장이 없다고 판단되면 제1전원 공급부(220)가 신호라인부(210)에 제1전압을 공급하는 것을 중단하도록 제어할 수 있다. 제어부(240)는 제2프로세스에서 고장이 없다고 판단되면 제2전원 공급부(230)가 신호라인부(210)에 제2전압을 공급하는 것을 중단하도록 제어하고, 릴레이(110)를 오프 동작하여 인렛(100)과 제2전원 공급부(230)의 연결을 단절시키도록 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(240)는 제3프로세스를 진행할 수 있다.

제3프로세스에서, 신호라인부(210)와 전기 자동차 충전 장치(EVSE)는 서로 전기적으로 연결되고, 제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(EVSE)로부터 출력된 통신 신호를 신호라인부(210)를 통해 전달받을 수 있다. 전기 자동차와 전기 자동차 충전 장치(EVSE)는 통신 신호에 따라 충전 시퀀스를 진행할 수 있다. 제어부(240)는 통신 신호에 기초하여 기 설정된 충전 시퀀스를 진행하면서 통신 신호에 오류가 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다.

충전 시퀀스 진행 중 통신 신호에 오류가 발생한 것으로 판단되면, 제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(EVSE)에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(240)는 통신 신호의 전압레벨이 제1레벨인 경우, 전기 자동차 충전 장치(EVSE)의 통신 신호 라인에 개방(OPEN) 오류가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 제어부(240)는 통신 신호의 전압 레벨이 제2레벨인 경우, 전기 자동차 충전 장치(EVSE)의 통신 신호 라인에 그라운드 쇼트(GND SHORT)가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 제어부(240)는 통신 신호의 전압레벨이 제3레벨인 경우, 전기 자동차 충전 장치(EVSE)의 통신 신호 라인이 정상이라고 판단할 수 있다.

제어부(240)는 전기 자동차의 신호라인부(210) 고장에 대한 판단 결과를 출력할 수 있다. 제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(EVSE)의 통신 신호 라인의 고장에 대한 판단 결과를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제어부(240)는 전기 자동차 내 구비된 스피커나 디스플레이 장치를 통해 고장 유형을 출력할 수 있다. 제어부(240)는 통신 연결된 사용자 단말을 통해 고장 유형을 출력할 수 있다.

도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)를 설명하도록 한다.

도 4은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 회로를 나타낸 도면이다.

도 4을 참조하면, 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)는 전기 자동차(EV) 측의 인렛(inlet, 100)과 전기 자동차 충전 장치(10) 측의 커플러(coupler)가 결합함으로써 전기 자동차 충전 장치(10)와 전기적으로 연결될 수 있다.

전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)는 인렛(100)을 통해 전기 자동차 충전 장치(10)와 전기적으로 연결되는 신호라인부(210), 신호라인부(210)의 일단에 연결되는 제1전원 공급부(220), 인렛(100)의 일단에 연결되는 릴레이(110)와 제2전원 공급부(230), 및 제어부(240)를 포함할 수 있다.

우선, 신호라인부(210)는 인덕터(L), 제1저항(R1), 제1다이오드(D1), 제2저항(R2), 제3저항(R3) 및 제1스위칭 소자(SW1)를 포함할 수 있다. 신호라인부(210)는 인렛(100)을 통해 전기 자동차 충전 장치(10)의 CP(CONTROL PILOT) 통신 라인에 연결될 수 있다. 신호라인부(210)는 인렛(100)을 통해 전기 자동차 충전 장치(10)로부터 CP 신호를 수신할 수 있다.

인덕터(L)는 제1단이 전기 자동차와 연결된 인렛(100)의 일단에 연결될 수 있다. 인덕터(L)는 제1단이 인렛(100)을 통해 전기 자동차 충전 장치(10)에 연결될 수 있다. 인덕터(L)는 전기 자동차(EV) 측의 인렛(100)과 전기 자동차 충전 장치(10) 측의 커플러가 결합됨으로써 제1단이 전기 자동차 충전 장치(10)에 전기적으로 연결될 수 있다.

제1저항(R1)은 제1단이 전기 자동차와 연결된 인렛의 일단에 연결될 수 있다. 제1저항(R1)은 제1단이 전기 자동차 충전 장치(10)에 연결될 수 있다. 제1저항(R1)은 제1단이 인턱터(L)의 제1단에 연결되고, 제2단이 인덕터(L)의 제2단에 연결될 수 있다. 즉, 제1저항(R1)은 인덕터(L)와 병렬 연결될 수 있다. 여기서, 제1단은 일단을 의미할 수 있고, 제2단은 타단을 의미할 수 있다.

제1다이오드(D1)는 애노드(ANODE) 단자가 인덕터(L)의 제2단 및 제1저항(R1)의 제2단에 연결될 수 있다. 제1다이오드(D1)는 캐소드(CATHOD) 단자가 제어부(240)에 연결될 수 있다. 제1다이오드(D1)는 전기 자동차 충전 장치(10)에 역전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.

제2저항(R2)은 제1단이 제1다이오드(D1)의 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 따라서, 제2저항(R2)은 제1단이 제어부(240)에 연결될 수 있다. 제1스위칭 소자(SW1)는 제1단이 제2저항(R2)의 제2단에 연결될 수 있다. 제1스위칭 소자(SW1)는 제2단이 접지단자에 연결될 수 있다. 제3저항(R3)은 제1단이 제1다이오드(D10)의 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 제3저항(R3)은 제2단이 접지단자에 연결될 수 있다.

다음으로, 제1전원 공급부(220)는 제4저항(R4), 제2다이오드(D2) 및 제2스위칭 소자(SW2)를 포함할 수 있다. 제1전원 공급부(220)의 제1단은 전원부(BATT)와 연결되고, 제2단은 신호라인부(210)와 연결될 수 있다.

제4저항(R4)은 제1단이 전원부(BATT)에 연결될 수 있다. 여기서, 전원부(BATT)는 전기 자동차에 구비된 배터리로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전원부(BATT)는 12[V]의 전압을 공급할 수 있다.

제2다이오드(D2)는 애노드 단자가 제4저항(R4)의 제2단에 연결될 수 있다. 제2다이오드(D2)는 전원부(BATT)로 역전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.

제2스위칭 소자(SW2)는 제1단이 제2다이오드(D2)는 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 제2스위칭 소자(SW2)는 제2단이 제1저항(R1)의 제2단에 연결될 수 있다. 따라서, 제2스위칭 소자(SW2)는 제2단이 인덕터(L)의 제2단 및 제1다이오드(D1)의 애노드 단자에 연결될 수 있다.

다음으로, 제2전원 공급부(230)는 제5저항(R5), 제3다이오드(D3) 및 제3스위칭 소자(SW3)를 포함할 수 있다. 제2전원 공급부(230)의 제1단은 전원부(BATT)와 연결되고, 제2단은 릴레이(110)를 통해 인렛(100)과 연결될 수 있다.

제5저항(R5)은 제1단이 전원부(BATT)에 연결될 수 있다. 여기서, 전원부(BATT)는 전기 자동차에 구비된 배터리로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전원부(BATT)는 12[V]의 전압을 공급할 수 있다.

제3다이오드(D3)는 애노드 단자가 제5저항(R5)의 제2단에 연결될 수 있다. 제3다이오드(D3)는 전원부(BATT)로 역전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.

제3스위칭 소자(SW3)는 제1단이 제3다이오드(D3)는 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 제3스위칭 소자(SW3)는 제2단이 인렛(100)의 릴레이(110)에 연결될 수 있다.

제어부(240)는 스위칭 신호를 통해 제1스위칭 소자(SW1), 제2스위칭 소자(SW2) 및 제3스위칭 소자(SW3)의 턴온 및 턴오프를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(240)는 제1스위칭 신호(SIGNAL1)를 통해 제1스위칭 소자(SW1)를 제어하고, 제2스위칭 신호(SIGNAL2)를 통해 제2스위칭 소자(SW2)를 제어하고, 제3스위칭 신호(SIGNAL3)를 통해 제3스위칭 소자(SW3)를 제어할 수 있다.

제어부(240)는 제어 신호를 통해 릴레이(110)의 온 및 오프를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(240)는 제어 신호(SIGNAL4)를 통해 릴레이(110)를 제어할 수 있다. 여기서, 제어 신호는 제4스위칭 신호(SIGNAL4)로 지칭될 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 제1프로세스에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 동작을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)는 전기 자동차 충전 장치(10)와 전기 자동차(EV)가 연결되지 않은 상태에서 제1프로세스에 따른 고장 검출 과정이 수행될 수 있다. 실시예에 따르면, 제1프로세스는 전기 자동차 충전 장치(10) 측의 커플러와 전기 자동차(EV) 측의 인렛(100)이 서로 결합되지 않은 상태에서 수행될 수 있다.

제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(10)와 전기 자동차(EV)가 연결되지 않은 상태에서 제1스위칭 소자(SW1) 및 제3스위칭 소자(SW3)를 턴오프하고, 릴레이(110)를 오프하고, 제2스위칭 소자(SW2)를 턴온시킬 수 있다. 실시예에 따르면, 제어부(240)는 제1스위칭 신호(SIGNAL1)를 통해 제1스위칭 소자(SW1)를 턴오프시키고, 제2스위칭 신호(SIGNAL2)를 통해 제2스위칭 소자(SW2)를 턴온시키고, 제3스위칭 신호(SIGNAL3)를 통해 제3스위칭 소자(SW3)를 턴오프시키고, 제어 신호(SIGNAL4)를 통해 릴레이(110)를 오프시킬 수 있다. 제2스위칭 소자(SW2)가 턴온되면, 제1전원 공급부(220)는 전원부(BATT)의 제1전압을 신호라인부(210)에 인가할 수 있다. 제3스위칭 소자(SW3)가 턴오프되고, 릴레이(110)가 오프된 상태이므로, 제2전원 공급부(230)는 전원부(BATT)의 제2전압을 신호라인부(210)에 인가할 수 없다. 그러면, 신호라인부(210)는 제1전압에 따른 제3전압을 제어부(240)로 출력할 수 있다. 이때, 제3전압은 전원부(BATT)와 제3저항(R3)에 연결된 접지 단자 사이에 배치된 소자들의 전압 분배에 따라 결정될 수 있다. 도 5에서는 제4저항(R4), 제2다이오드(D2), 제1다이오드(D1) 및 제3저항(R3)에 따른 전압 분배에 의해 제3전압이 결정될 수 있다.

제어부(240)는 제3전압의 전압레벨이 제1레벨이면 신호라인부(210)에 그라운드 쇼트가 발생하였다고 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 제1레벨의 전압레벨은 0[V]이거나, 0[V]를 포함하는 소정의 전압 범위에 포함된 값일 수 있다. 예를 들어, 도 5에서, 제1저항(R1)과 제1다이오드(D1) 사이(인덕터(L)와 제1다이오드(D1) 사이)에 그라운드 쇼트가 발생하는 경우, 제1전원 공급부(220)에 의해 제1전압이 공급되더라도, 신호라인부(210)가 제어부(240)로 출력하는 제3전압은 접지 전압이 된다. 따라서, 제어부(240)에 입력된 제3전압이 접지 전압인 0[V]인 경우, 제어부(240)는 신호라인부(210)에 그라운드 쇼트가 발생하였다고 판단할 수 있다.

제3전압의 전압 레벨이 제2전압 레벨인 경우, 제어부(240)는 신호라인부(210)에 그라운드 쇼트가 발생하지 않았다고 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 제2레벨은 제1전압이 배터리와 신호라인부(210)의 접지단자 사이에 배치된 소자에 의해 전압 분배된 전압값이거나, 전압 분배된 값을 포함하는 소정의 전압 범위 내 값일 수 있다.

예를 들어, 도 5에서, 제1저항(R1)과 제1다이오드(D1) 사이(인덕터(L)와 제1다이오드(D1) 사이)에 그라운드 쇼트가 발생하지 않은 경우, 제1전원 공급부(220)가 제어부(240)로 출력하는 제3전압은 신호라인부(210) 및 제1전원 공급부(220)에 의해 전압분배된 전압과 동일하게 된다. 제3저항(R3)과 제4저항(R4)이 동일한 크기이고, 전원부(BATT)의 전압이 12[V]라면, 제3전압은 6[V]일 수 있다. 이 경우, 제어부(240)는 제2전압이 6[V]인 경우 통신 신호라인부(210)가 정상이라고 판단할 수 있다.

도 6는 본 발명의 제1실시예에 따른 제2프로세스에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 동작을 나타낸 도면이다.

도 6를 참조하면, 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)는 전기 자동차 충전 장치(10)와 전기 자동차(EV)가 연결되지 않은 상태에서 제2프로세스에 따른 고장 검출 과정이 수행될 수 있다. 실시예에 따르면, 제2프로세스는 전기 자동차 충전 장치(10) 측의 커플러와 전기 자동차(EV) 측의 인렛(100)이 서로 결합되지 않은 상태에서 수행될 수 있다.

제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(10)와 전기 자동차(EV)가 연결되지 않은 상태에서 제1스위칭 소자(SW1) 및 제2스위칭 소자(SW2)를 턴오프하고 제3스위칭 소자(SW3)를 턴온시키고, 릴레이(110)를 온 시킬 수 있다. 실시예에 따르면, 제어부(240)는 제1스위칭 신호(SIGNAL1)를 통해 제1스위칭 소자(SW1)를 턴오프시키고, 제2스위칭 신호(SIGNAL2)를 통해 제2스위칭 소자(SW2)를 턴오프시키고, 제3스위칭 신호(SIGNAL3)를 통해 제3스위칭 소자(SW3)를 턴온시키고, 제어 신호(SIGNAL4)를 통해 릴레이(110)를 온 시킬 수 있다. 제3스위칭 소자(SW3)가 턴온되고, 릴레이(110)가 온 되면, 제2전원 공급부(230)는 전원부(BATT)의 제2전압을 신호라인부(210)에 인가할 수 있다. 제2스위칭 소자(SW2)가 턴오프된 상태이므로, 제1전원 공급부(220)는 전원부(BATT)의 제1전압을 신호라인부(210)에 인가할 수 없다. 그러면, 신호라인부(210)는 제2전압에 따른 제4전압을 제어부(240)로 출력할 수 있다. 이때, 제4전압은 전원부(BATT)와 제3저항(R3)에 연결된 접지 단자 사이에 배치된 소자들의 전압 분배에 따라 결정될 수 있다. 도 5에서는 제5저항(R5), 제3다이오드(D3), 제1다이오드(D1) 및 제3저항(R3)에 따른 전압 분배에 의해 제3전압이 결정될 수 있다.

제어부(240)는 제4전압의 전압레벨이 제1레벨이면 신호라인부(210)에 하네스 미삽이 발생하였다고 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 제1레벨의 전압레벨은 0[V]이거나, 0[V]를 포함하는 소정의 전압 범위에 포함된 값일 수 있다. 예를 들어, 도 5에서, 제1저항(R1)과 제1다이오드(D1) 사이(인덕터(L)와 제1다이오드(D1) 사이)에 하네스 미삽이 발생하는 경우, 제2전원 공급부(230)에 의해 제2전압이 공급되더라도, 신호라인부(210)가 제어부(240)로 출력하는 제4전압은 접지 전압이 된다. 따라서, 제어부(240)에 입력된 제4전압이 접지 전압인 0[V]인 경우, 제어부(240)는 신호라인부(210)에 하네스 미삽이 발생하였다고 판단할 수 있다.

제4전압의 전압 레벨이 제2전압 레벨인 경우, 제어부(240)는 신호라인부(210)에 하네스 미삽이 발생하지 않았다고 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 제2레벨은 제2전압이 배터리와 신호라인부(210)의 접지단자 사이에 배치된 소자에 의해 전압 분배된 전압값이거나, 전압 분배된 값을 포함하는 소정의 전압 범위 내 값일 수 있다.

예를 들어, 도 5에서, 제1저항(R1)과 제1다이오드(D1) 사이(인덕터(L)와 제1다이오드(D1) 사이)에 하네스 미삽이 발생하지 않은 경우, 제2전원 공급부(230)가 제어부(240)로 출력하는 제4전압은 신호라인부(210) 및 제2전원 공급부(230)에 의해 전압분배된 전압과 동일하게 된다. 제3저항(R3)과 제5 저항(R5)이 동일한 크기이고, 전원부(BATT)의 전압이 12[V]라면, 제4전압은 6[V]일 수 있다. 이 경우, 제어부(240)는 제4전압이 6[V]인 경우 통신 신호라인부(210)가 정상이라고 판단할 수 있다.

제2프로세서가 종료되면 릴레이(110)는 오프 동작하여 인렛(100)과 제2전원 공급부(230)를 단절시킬 수 있다. 이를 통해, EVSE와 EV 간의 PLC 통신 신호가 제2전원 공급부(230) 방향으로 흐르는 것을 방지하여, 신호 손실 및 왜곡을 최소화할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 제3프로세스에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 동작을 나타낸 도면이다.

도 7은 제1프로세스 및 제2프로세스에서 신호라인부(210)가 정상으로 판단된 경우 제3프로세스에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)의 동작을 나타낸다.

제3프로세스는 전기 자동차 충전 장치(10)와 전기 자동차(EV)가 연결된 상태에서 수행될 수 있다. 실시예에 따르면, 제3프로세스는 전기 자동차 충전 장치(10) 측의 커플러와 전기 자동차(EV) 측의 인렛(100)이 서로 결합된 상태에서 수행될 수 있다.

제어부(240)는 신호라인부(210)에 고장이 없는 것으로 판단되면, 커플러와 인렛(100)의 결합 전, 제1스위칭 소자(SW1)를 턴온하고 및 제2스위칭 소자(SW2) 및 제3스위칭 소자(SW3)를 턴오프시키고, 릴레이(1100를 오프시킬 수 있다. 이에 따라, 신호라인부(210)는 제1전원 공급부(220) 및 제2전원 공급부(230)를 통해 전원부(BATT)의 제1전압 및 제2전압을 공급받지 않는다. 이후, 커플러와 인렛(100)이 결합되면, CP 신호(CP)는 신호라인부(210)를 통해 제어부(240)에 입력될 수 있다.

제어부(240)는 CP 신호에 따라 기 설정된 충전 프로세스를 진행할 수 있다. 충전 프로세스 중, 제어부(240)는 CP 신호가 정상적으로 공급되었는지를 판단할 수 있다. 만약 CP 신호의 크기가 기 설정된 크기와 다른 경우, 제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(10)에 오류가 발생한 것으로 판단될 수 있다. 실시예에 따르면, CP 신호의 크기가 기 설정된 크기와 다른 경우, 제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(10)의 통신 신호 라인에 오류가 발생한 것으로 판단될 수 있다. 예를 들어, CP 신호의 크기가 O[V]인 경우, 제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(10) 측의 CP 신호 라인에 그라운드 쇼트가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 다른 예로, CP 신호의 크기가 기 설정 크기보다 큰 경우, 제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(10) 측의 CP 신호 라인에 하네스 미삽이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 제1프로세스 및 제2프로세스에서 전기 자동차(EV) 측 통신 신호 라인에 오류가 없음을 확인하였으므로, 제어부(240)는 제3프로세스에서 CP 신호에 이상이 발견된 경우 전기 자동차 충전 장치(10) 측의 CP 신호 라인에서 오류가 발생한 것으로 판단한다.

다음으로, 도 8 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)를 설명하도록 한다.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 회로를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)는 전기 자동차(EV) 측의 인렛(inlet, 100)과 전기 자동차 충전 장치(10) 측의 커플러(coupler)가 결합함으로써 전기 자동차 충전 장치(10)와 전기적으로 연결될 수 있다.

전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)는 인렛(100)을 통해 전기 자동차 충전 장치(10)와 전기적으로 연결되는 신호라인부(210), 신호라인부(210)의 일단에 연결되는 제1전원 공급부(220), 인렛의 일단에 릴레이(110)를 통해 연결되는 제2전원 공급부(230), 제어부(240) 및 신호라인부(210)와 제어부(240)를 전기적으로 연결하는 스위칭부를 포함할 수 있다.

우선, 신호라인부(210)는 CAN 신호를 수신할 수 있다. 신호라인부(210)는 제1신호라인 및 제2신호라인을 포함할 수 있다. 제1신호라인은 CAN 신호 중 하이(high) 신호를 수신할 수 있다. 제1신호라인은 제1노드(a)가 인렛에 연결되고, 제2노드(b)가 CAN IC 소자에 연결될 수 있다. 제2신호라인은 CAN 신호 중 로우(low) 신호를 수신할 수 있다. 제2신호라인은 제1노드(c)가 인렛에 연결되고, 제2노드(d)가 CAN IC 소자에 연결될 수 있다.

다음으로, 제1전원 공급부(220)는 제1신호라인에 연결되어 제1전압을 공급하는 제1전원 공급부(221)와, 제2신호라인에 연결되어 제1전압을 공급하는 제1전원 공급부(222)를 포함할 수 있다.

제1신호라인에 연결된 제1전원 공급부(221)는 제1저항(R1), 제1다이오드(D1) 및 제1스위칭 소자(SW1)를 포함할 수 있다.

제1저항(R1)은 제1단이 전원부(BATT)에 연결될 수 있다. 여기서, 전원부(BATT)는 전기 자동차에 구비된 배터리로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전원부(BATT)는 12[V]의 전압을 공급할 수 있다.

제1다이오드(D1)는 애노드 단자가 제1저항(R1)의 제2단에 연결될 수 있다. 제1다이오드(D1)는 전원부(BATT)로 역전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.

제1스위칭 소자(SW1)는 제1단이 제2다이오드(D2)는 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 제1스위칭 소자(SW1)는 제2단이 제1신호라인의 제1노드(a)에 연결될 수 있다.

제2신호라인에 연결된 제1전원 공급부(222)는 제3저항(R3), 제3다이오드(D3) 및 제4스위칭 소자(SW4)를 포함할 수 있다.

제3저항(R3)은 제1단이 전원부(BATT)에 연결될 수 있다. 여기서, 전원부(BATT)는 전기 자동차에 구비된 배터리로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전원부(BATT)는 12[V]의 전압을 공급할 수 있다.

제3다이오드(D3)는 애노드 단자가 제3저항(R3)의 제2단에 연결될 수 있다. 제3다이오드(D3)는 전원부(BATT)로 역전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.

제4스위칭 소자(SW4)는 제1단이 제3다이오드(D3)는 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 제4스위칭 소자(SW4)는 제2단이 제2신호라인의 제1노드(a)에 연결될 수 있다.

다음으로, 제2전원 공급부(230)는 인렛(100)을 통해 제1신호라인에 연결되어 제2전압을 공급하는 제2전원 공급부(231)와, 인렛(100)을 통해 제2신호라인에 연결되어 제2전압을 공급하는 제2전원 공급부(232)를 포함할 수 있다. 제2전원 공급부(231)와 인렛(100) 사이에는 제1릴레이(111)가 배치될 수 있고, 제2전원 공급부(232)와 인렛(100) 사이에는 제2릴레이(112)가 배치될 수 있다.

제1신호라인에 연결되어 제2전압을 공급하는 제2전원 공급부(231)는 제2저항(R2), 제2다이오드(D2) 및 제2스위칭 소자(SW2)를 포함할 수 있다.

제2저항(R2)은 제1단이 전원부(BATT)에 연결될 수 있다. 여기서, 전원부(BATT)는 전기 자동차에 구비된 배터리로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전원부(BATT)는 12[V]의 전압을 공급할 수 있다.

제2다이오드(D2)는 애노드 단자가 제2저항(R2)의 제2단에 연결될 수 있다. 제2다이오드(D2)는 전원부(BATT)로 역전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.

제2스위칭 소자(SW2)는 제1단이 제2다이오드(D2)는 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 제2스위칭 소자(SW2)는 제2단이 인렛(100)의 제1릴레이(111)에 연결될 수 있다.

제2신호라인에 연결되어 제2전압을 공급하는 제2전원 공급부(232)는 제4저항(R4), 제4다이오드(D4) 및 제5스위칭 소자(SW5)를 포함할 수 있다.

제4다이오드(D4)는 애노드 단자가 제4저항(R4)의 제2단에 연결될 수 있다. 제4다이오드(D4)는 전원부(BATT)로 역전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.

제5스위칭 소자(SW5)는 제1단이 제4다이오드(D4)는 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 제5스위칭 소자(SW5)는 제2단이 인렛(100)의 제2릴레이(112)에 연결될 수 있다.

제어부(240)는 스위칭 신호를 통해 제1 내지 제6스위칭 소자(SW1 내지 SW6)의 턴온 및 턴오프를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(240)는 제1스위칭 신호(SIGNAL1)를 통해 제1스위칭 소자(SW1)를 제어하고, 제2스위칭 신호(SIGNAL2)를 통해 제2스위칭 소자(SW2)를 제어하고, 제3스위칭 신호(SIGNAL3)를 통해 제3스위칭 소자(SW3)를 제어할 수 있다. 제어부(240)는 제4스위칭 신호(SIGNAL4)를 통해 제4스위칭 소자(SW4)를 제어하고, 제5 스위칭 신호(SIGNAL5)를 통해 제5스위칭 소자(SW5)를 제어하고, 제6 스위칭 신호(SIGNAL6)를 통해 제6 스위칭 소자(SW6)를 제어할 수 있다.

제어부(240)는 제어 신호를 통해 제1릴레이(111) 및 제2릴레이(112)의 온 및 오프를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(240)는 제1제어 신호(SIGNAL7)를 통해 제1릴레이(111)를 제어하고, 제2제어 신호(SIGNAL7)를 통해 제2릴레이(112)를 제어할 수 있다. 여기서, 제1제어 신호(SIGNAL7)는 제7스위칭 신호로 지칭될 수 있고, 제2제어 신호(SIGNAL8)는 제8스위칭 신호로 지칭될 수 있다.

스위칭부는 제1신호라인에 연결된 스위칭부(241)와 제2신호라인에 연결된 스위칭부(242)를 포함할 수 있다.

제1신호라인에 연결된 스위칭부(241)는 제5스위칭 소자(SW5)를 포함한다. 제5스위칭 소자(SW5)는 제1단이 제1신호라인의 제2노드(b)에 연결되고, 제2단이 제어부(240)에 연결될 수 있다.

제2신호라인에 연결된 스위칭부(242)는 제6스위칭 소자(SW6)를 포함한다. 제6스위칭 소자(SW6)는 제1단이 제2신호라인의 제2노드(d)에 연결되고, 제2단이 제어부(240)에 연결될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 제1프로세스에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 동작을 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)는 전기 자동차 충전 장치(10)와 전기 자동차(EV)가 연결되지 않은 상태에서 제1프로세스에 따른 고장 검출 과정이 수행될 수 있다. 제1프로세스는 신호라인부(210)에 포함된 제1신호라인 및 제2신호라인 각각에 대해 수행될 수 있다. 아래에서는 제1신호라인을 예시로 살펴본다. 제2신호라인에 대해서도 제1신호라인과 동일한 과정으로 제1프로세스가 수행될 수 있다.

실시예에 따르면, 제1프로세스는 전기 자동차 충전 장치(10) 측의 커플러와 전기 자동차(EV) 측의 인렛(100)이 서로 결합되지 않은 상태에서 수행될 수 있다.

제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(10)와 전기 자동차(EV)가 연결되지 않은 상태에서 제1릴레이(111)를 오프하고, 제2스위칭 소자(SW2) 턴오프하고, 제1스위칭 소자(SW1) 및 제5 스위칭 소자(SW5)를 턴온시킬 수 있다. 실시예에 따르면, 제어부(240)는 제1제어 신호를 통해 제1릴레이(111)를 오프시키고, 제2스위칭 신호를 통해 제2스위칭 소자(SW2)를 턴오프시키고, 제1스위칭 신호를 통해 제1스위칭 소자(SW1)를 턴온시키고, 제5 스위칭 신호를 통해 제5 스위칭 소자(SW5)를 턴온시킬 수 있다. 제1스위칭 소자(SW1)가 턴온되면, 제1전원 공급부(220)는 전원부(BATT)의 제1전압을 신호라인부(210)의 제1신호라인에 인가할 수 있다. 제1릴레이(111)가 오프되고, 제2스위칭 소자가 턴오프된 상태이므로, 제2전원 공급부(230)는 전원부(BATT)의 제2전압을 신호라인부(210)의 제1신호라인에 인가할 수 없다. 그러면, 신호라인부(210)는 제1전압에 따른 제3전압을 제어부(240)로 출력할 수 있다.

제어부(240)는 제3전압의 전압레벨이 제1레벨이면 신호라인부(210)에 그라운드 쇼트가 발생하였다고 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 제1레벨의 전압레벨은 0[V]이거나, 0[V]를 포함하는 소정의 전압 범위에 포함된 값일 수 있다. 예를 들어, 도 9에서, 제1신호라인에 그라운드 쇼트가 발생하는 경우, 제1전원 공급부(220)에 의해 제1전압이 공급되더라도, 신호라인부(210)가 제어부(240)로 출력하는 제3전압은 CAN IC의 접지 전압이 된다. 따라서, 제어부(240)에 입력된 제3전압이 접지 전압인 0[V]인 경우, 제어부(240)는 신호라인부(210)에 그라운드 쇼트가 발생하였다고 판단할 수 있다.

제3전압의 전압 레벨이 제2전압 레벨인 경우, 제어부(240)는 신호라인부(210)에 그라운드 쇼트가 발생하지 않았다고 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 제2레벨은 제1전압이 제1전원 공급부(220) 및 CAN IC에 배치된 소자에 의해 전압 분배된 전압값이거나, 전압 분배된 값을 포함하는 소정의 전압 범위 내 값일 수 있다.

도 10는 본 발명의 제2실시예에 따른 제2프로세스에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 동작을 나타낸 도면이다.

도 10를 참조하면, 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)는 전기 자동차 충전 장치(10)와 전기 자동차(EV)가 연결되지 않은 상태에서 제2프로세스에 따른 고장 검출 과정이 수행될 수 있다. 제2프로세스는 신호라인부(210)에 포함된 제1신호라인 및 제2신호라인 각각에 대해 수행될 수 있다. 아래에서는 제1신호라인을 예시로 살펴본다. 제2신호라인에 대해서도 제1신호라인과 동일한 과정으로 제2프로세스가 수행될 수 있다.

실시예에 따르면, 제2프로세스는 전기 자동차 충전 장치(10) 측의 커플러와 전기 자동차(EV) 측의 인렛(100)이 서로 결합되지 않은 상태에서 수행될 수 있다.

제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(10)와 전기 자동차(EV)가 연결되지 않은 상태에서 제1스위칭 소자(SW1)를 턴오프하고 제2스위칭 소자(SW2) 및 제5 스위칭 소자(SW5)를 턴온시키고, 제1릴레이(111)를 온 시킬 수 있다. 실시예에 따르면, 제어부(240)는 제1제어 신호를 통해 제1릴레이(111)를 온 시키고, 제1스위칭 신호를 통해 제1스위칭 소자(SW1)를 턴오프시키고, 제2스위칭 신호를 통해 제2스위칭 소자(SW2)를 턴온시키고, 제5 스위칭 신호를 통해 제5스위칭 소자(SW5)를 턴온시킬 수 있다. 제1릴레이(111)가 온되고, 제2스위칭 소자(SW2) 및 제5스위칭 소자(SW5)가 턴온되면, 제2전원 공급부(230)는 전원부(BATT)의 제2전압을 신호라인부(210)에 인가할 수 있다. 제1스위칭 소자(SW1)가 턴오프된 상태이므로, 제1전원 공급부(220)는 전원부(BATT)의 제1전압을 신호라인부(210)에 인가할 수 없다. 그러면, 신호라인부(210)는 제2전압에 따른 제4전압을 제어부(240)로 출력할 수 있다.

제어부(240)는 제4전압의 전압레벨이 제1레벨이면 신호라인부(210)에 하네스 미삽이 발생하였다고 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 제1레벨의 전압레벨은 0[V]이거나, 0[V]를 포함하는 소정의 전압 범위에 포함된 값일 수 있다. 예를 들어, 도 9에서, 제1신호라인에 하네스 미삽이 발생하는 경우, 제2전원 공급부(230)에 의해 제2전압이 공급되더라도, 신호라인부(210)가 제어부(240)로 출력하는 제4전압은 CAN IC의 접지 전압이 된다. 따라서, 제어부(240)에 입력된 제4전압이 접지 전압인 0[V]인 경우, 제어부(240)는 신호라인부(210)에 하네스 미삽이 발생하였다고 판단할 수 있다.

제4전압의 전압 레벨이 제2전압 레벨인 경우, 제어부(240)는 신호라인부(210)에 하네스 미삽이 발생하지 않았다고 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 제2레벨은 제2전압이 제2전원 공급부(230) 및 CAN IC에 배치된 소자에 의해 전압 분배된 전압값이거나, 전압 분배된 값을 포함하는 소정의 전압 범위 내 값일 수 있다.

도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 제3프로세스에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러의 동작을 나타낸 도면이다.

도 11은 제1프로세스 및 제2프로세스에서 신호라인부(210)가 정상으로 판단된 경우 제3프로세스에 따른 전기 자동차 충전용 컨트롤러(200)의 동작을 나타낸다. 제3프로세스는 신호라인부(210)에 포함된 제1신호라인 및 제2신호라인이 모두 정상이라고 판단된 후 수행될 수 있다.

제어부(240)는 신호라인부(210)에 고장이 없는 것으로 판단되면, 커플러와 인렛(100)의 결합 전, 제1내지 제6스위칭 소자(SW1 내지 SW6)를 턴오프시키고, 제1 및 제2릴레이(111,112)를 오프시킬 수 있다. 이에 따라, 신호라인부(210)는 제1전원 공급부(220) 및 제2전원 공급부(230)를 통해 전원부(BATT)의 제1전압 및 제2전압을 공급받지 않는다. 또한, 제2전원 공급부(230)는 인렛(100)과 단절된 상태를 유지한다. 이후, 커플러와 인렛(100)이 결합되면, CAN 신호(CAN_H, CAN_L)는 신호라인부(210)를 통해 제어부(240)에 입력될 수 있다.

제어부(240)는 CAN 신호에 따라 기 설정된 충전 프로세스를 진행할 수 있다. 충전 프로세스 중, 제어부(240)는 CAN 신호가 정상적으로 공급되었는지를 판단할 수 있다. 만약 CAN 신호의 크기가 기 설정된 크기와 다른 경우, 제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(10)에 오류가 발생한 것으로 판단될 수 있다. 실시예에 따르면, CAN 신호의 크기가 기 설정된 크기와 다른 경우, 제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(10)의 통신 신호 라인에 오류가 발생한 것으로 판단될 수 있다. 예를 들어, CAN 신호 중 하이 신호(CAN_H)의 크기가 O[V]인 경우, 제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(10) 측의 CAN 신호 라인 중 하이 신호 라인에 그라운드 쇼트가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 다른 예로, CAN 신호 중 로우 신호(CAN_L)의 크기가 기 설정 크기보다 큰 경우, 제어부(240)는 전기 자동차 충전 장치(10) 측의 CAN 신호 라인 중 로우 신호 라인에 하네스 미삽이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

제1프로세스 및 제2프로세스에서 전기 자동차(EV) 측 통신 신호 라인에 오류가 없음을 확인하였으므로, 제어부(240)는 제3프로세스에서 CAN 신호에 이상이 발견된 경우 전기 자동차 충전 장치(10) 측의 CAN 신호 라인에서 오류가 발생한 것으로 판단한다.

본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

인렛과 연결되고, 상기 인렛을 통해 전기 자동차 충전 장치와 통신 신호를 송수신하는 신호라인부;
상기 신호라인부와 연결되고, 상기 신호라인부에 제1전압을 공급하는 제1전원 공급부;
상기 인렛과 연결되고, 상기 신호라인부에 제2전압을 공급하는 제2전원 공급부;
상기 인렛과 상기 제2전원 공급부 사이에 배치되는 릴레이; 및
상기 제1 및 제2전원 공급를 통해 상기 신호라인부에 전압 공급을 제어하고, 상기 신호라인부의 고장 유형을 검지하는 제어부를 포함하는 전기 자동차 충전용 컨트롤러.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 인렛에 상기 전기 자동차 충전 장치가 연결되지 않은 상태에서 상기 제1전원 공급부를 통해 상기 신호라인부에 상기 제1전압이 공급되거나 상기 제2전원 공급부를 통해 상기 신호라인부에 상기 제2전압이 공급되도록 제어하는 전기 자동차 충전용 컨트롤러.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 릴레이를 온하고, 상기 제2전원 공급부를 통해 상기 신호라인부에 상기 제2전압이 공급되도록 제어하는 전기 자동차 충전용 컨트롤러.
제2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1전압에 대응하는 제3전압의 전압레벨이 제1레벨인 경우, 상기 신호라인부의 고장 유형을 그라운드 쇼트(GND SHORT)로 판단하고,
상기 제1전압에 대응하는 제3전압의 전압레벨이 제2레벨인 경우, 상기 신호라인부에 그라운드 쇼트가 없는 것으로 판단하는 전기 자동차 충전용 컨트롤러.
제2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제2전압에 대응하는 제4전압의 전압레벨이 제1레벨인 경우, 상기 신호라인부의 고장 유형을 하네스 미삽(HARNESS OPEN)으로 판단하고,
상기 제2전압에 대응하는 제4전압의 전압레벨이 제2레벨인 경우, 상기 신호라인부에 하네스 미삽이 없는 것으로 판단하는 전기 자동차 충전용 컨트롤러.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 고장 검지 하지 않는 상태 또는 상기 전기 자동차 충전 장치가 상기 인렛에 연결되는 상태에서 상기 제1전압 공급부 및 상기 제2전압 공급부를 통한 제1전압 및 제2전압 공급을 중단하고, 상기 릴레이를 오프하는 전기 자동차 충전용 컨트롤러.
제2항에 있어서,
상기 제1전원 공급부는
제1단이 전원부에 연결되는 제4저항;
애노드 단자가 상기 제4저항의 제2단에 연결되는 제2다이오드; 및
제1단이 상기 제2다이오드의 캐소드 단자에 연결되고, 제2단이 상기 신호라인부에 연결되는 제2스위칭 소자를 포함하는 전기 자동차 충전용 컨트롤러.
제2항에 있어서,
상기 제2전원 공급부는
제1단이 전원부에 연결되는 제5저항;
애노드 단자가 상기 제5저항의 제2단에 연결되는 제3다이오드; 및
제1단이 상기 제3다이오드의 캐소드 단자에 연결되고, 제2단이 상기 릴레이에 연결되는 제3스위칭 소자를 포함하는 전기 자동차 충전용 컨트롤러.
제1항에 있어서,
상기 신호라인부는 CAN 신호를 수신하고,
하이(high) 신호를 수신하고, 제1노드가 상기 인렛에 연결되고, 제2노드가 CAN IC 소자에 연결되는 제1신호라인; 및
로우(low) 신호를 수신하고, 제1노드가 상기 인렛에 연결되고, 제2노드가 CAN IC 소자에 연결되는 제2신호라인을 포함하는 전기 자동차 충전용 컨트롤러.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2신호라인과 상기 제어부를 연결하는 스위칭부를 포함하는 전기 자동차 충전용 컨트롤러.