KR102271495B1

KR102271495B1 - 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치

Info

Publication number: KR102271495B1
Application number: KR1020190086369A
Authority: KR
Inventors: 김성곤; 이충훈; 최명현
Original assignee: 재단법인 자동차융합기술원
Priority date: 2019-07-17
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2021-07-05
Anticipated expiration: 2039-07-17
Also published as: KR20210010693A

Abstract

본 발명은 전기 자동차에 내장된 배터리에 충전된 전력에 위한 전기 감전사고 발생을 미연에 방지할 수 있도록 하는 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치에 관한 것으로, 이는 차량 배터리 시스템으로의 전기적 접속을 지원하는 커넥터; 상기 차량 배터리 시스템과의 통신을 지원하는 통신 모듈; 상기 커넥터를 통해 전송되는 상기 차량 배터리 시스템의 배터리 전력을 모두 방전시키는 방전 부하; 및 상기 차량 배터리 시스템을 원격 제어하여, 상기 차량 배터리 시스템의 배터리 전력 모두를 상기 커넥터로 출력시키는 구난 제어기를 포함할 수 있다.

Description

전기 자동차용 위기 상황 구난 장치{Apparatus for resolving crisis situation for Electric Vehicle}

본 발명은 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치에 관한 것으로, 특히 전기 자동차 사고 발생시, 전기 자동차에 내장된 배터리에 의한 전기 감전 사고가 2차 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있도록 하는 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치에 관한 것이다.

전기 자동차의 구동 에너지를 기존의 자동차와 같이 화석 연료가 아닌 배터리 충전 전력을 통해 얻는 자동차이다. 이에 전기 자동차용 배터리는 대용량의 전력을 충전하여, 전기 자동차의 장거리 운행을 보장할 수 있도록 한다.

다만, 이러한 배터리 전력은 교통사고와 같은 특수 상황 발생 시에 전기 감전사고 요인으로 작용할 수 있다.

즉, 교통사고 등으로 인한 외부 충격이 전기 자동차에 인가될 때에 차량 배터리 시스템 또한 손상되어, 배터리 전력에 의한 대전 전류 또는 누설 전류가 전기 자동차 표면에 흐를 수 있다. 만약, 이러한 상태에서 소방관, 렉카 운전자 등과 같은 구난자가 위기 상황 해소를 위해 전기 자동차에 접촉하게 되면, 구난자는 전기 감전되게 된다.

그러나 종래의 기술에서는 전기 자동차의 배터리 충전 방법에 대한 연구만이 주로 수행되었을 뿐, 위기 상황 구난시 구난자의 전기 감전을 방지하기 위한 기술에 대한 연구는 전혀 이루어지지 않았다.

국내공개특허 제10-2012-0096622호(공개일자 2012년08월31일)

이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 전기 자동차의 배터리 전력을 강제 방전시킴과 동시에 구난 가능 시점을 안내할 수 있도록 함으로써, 위기 상황 구난시에 전기 감전 사고가 2차 발생할 가능성을 사전 방지할 수 있도록 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전기 자동차에 내장된 차량 배터리 시스템에 접속 가능한 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치는, 상기 차량 배터리 시스템으로의 전기적 접속을 지원하는 커넥터; 상기 차량 배터리 시스템과의 통신을 지원하는 통신 모듈; 상기 커넥터를 통해 전송되는 상기 차량 배터리 시스템의 배터리 전력을 모두 방전시키는 방전 부하; 및 상기 차량 배터리 시스템을 원격 제어하여, 상기 차량 배터리 시스템의 배터리 전력 모두를 상기 커넥터로 출력시키는 구난 제어기를 포함할 수 있다.

상기 방전 부하는 저항, 코일, 열선, 콘덴서 중 적어도 하나로 구현되는 것을 특징으로 한다.

상기 구난 제어기는 상기 차량 배터리 시스템을 통해 동작 모드, SOC(State of Charge), 배터리 잔량, 배터리 방전량 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 상태 정보를 획득한 후, 시청각화하여 출력하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 구난 제어기는 상기 배터리 상태 정보에 기반하여 전기 감전 가능성 및 구난 가능 시점 중 적어도 하나의 정보를 산출 및 통보하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치는 상기 커넥터와 상기 방전 부하 사이에 접속되어, 상기 방전 부하로 인가되는 전류와 전압을 센싱하는 전류 센서와 전압 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 구난 제어기는 상기 전류 센서와 상기 전압 센서의 전류 및 전압 센싱값에 기반하여 실제 방전량을 산출한 후 상기 배터리 상태 정보의 배터리 방전량과 비교하여, 위기 상황 구난 장치의 정상 동작 여부를 확인 및 통보하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전기 자동차의 배터리 전력을 강제 방전시킴과 동시에 구난 가능 시점을 안내할 수 있도록 함으로써, 위기 상황 구난시에 전기 감전 사고가 2차 발생할 가능성을 사전 방지할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 위기 상황 구난 방법을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치를 도시한 도면이다.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치(20)는 차량 배터리 시스템(10)에 전기 접속하여 차량 배터리 시스템(10)에 잔존하는 배터리 전력을 완전히 방전시킨 후, 사용자의 구난 작업을 허용하는 장치이다.

참고로, 차량 배터리 시스템(10)은 배터리 충전 또는 방전 동작을 통해 전기 자동차의 구동 전력을 생성 및 공급하는 장치로, 이는 충전 시스템, 위기 상황 구난 장치와 같은 외부 장치의 전기적 접속을 지원하는 차량 커넥터(11), 전력 충전 또는 방전 동작을 수행하는 차량 배터리(12), 시스템 동작을 전반적으로 제어하며, 배터리 상태 정보를 수집 및 제공하는 차량 배터리 제어기(13), 차량 배터리 제어기(13)의 제어 하에 차량 커넥터(11)와 차량 배터리(12)간의 전력 전송 경로를 형성 또는 해제하는 릴레이 소자(14), 외부 장치와 차량 배터리 제어기(13)간의 유선 또는 무선 통신을 지원하는 통신 모듈(15) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

그리고 본 발명의 위기 상황 구난 장치(20)는 차량 커넥터(11)의 전력 라인(V+,V-)에 전기적으로 접속되는 제1 커넥터(21), 저항, 코일, 열선, 콘덴서 중 적어도 하나를 구비하고, 이를 통해 커넥터(21)의 전력 라인(V+,V-)을 통해 전송되는 차량 배터리(12)의 충전 전력 모두를 방전시키는 방전 부하(22), 커넥터(21)의 통신 라인(CAN_H, CAN_L)을 통해 차량 배터리 제어기(13)와 통신하며, 사용자 요청 하에 차량 배터리 제어기(13)를 동작 제어하여 차량 배터리(12)의 충전 전력 모두를 차량 커넥터(11)로 출력시키는 구난 제어기(23), 키패드, 버튼, 스위치, 모니터, 스피커 등을 구비하고, 이들을 통해 구난 제어기(23)를 동작 제어하기 위한 각종 제어값을 사용자로부터 입력받거나 구난 제어기(23)의 동작 상태를 시청각적으로 안내하기 위한 사용자 인터페이스(24), 차량 배터리 제어기(13)와 구난 제어기(23)간의 유선 또는 무선 통신을 지원하는 통신 모듈(25) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

더하여, 구난 제어기(23)는 차량 배터리 제어기(13)를 통해 배터리 상태 정보를 추가 확인한 후, 시청각적으로 안내할 수 있도록 한다. 이때, 배터리 상태 정보는 동작 모드(충전, 방전), SOC(State of Charge), 배터리 잔량, 단위 시간당 배터리 방전량 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.

그리고 구난 제어기(23)는 기 설정된 배터리 전력과 전기 감전 가능성간 상관 관계에 기반하여, 배터리 상태 정보의 배터리 잔량에 따른 전기 감전 가능성을 지수화하여 안내할 수도 있도록 한다.

또한 배터리 잔량을 단위 시간당 배터리 방전량으로 나누어 배터리 방전에 소요되는 시간을 산출 및 안내하거나, 배터리 잔량을 기 설정된 감전 임계치와 비교하여, 배터리 잔량이 기 설정된 감전 임계치 보다 낮을 때에 한해 구난 작업을 허용하는 안내 메시지를 생성 및 출력하도록 한다.

즉, 배터리 상태를 단순 안내하는 것에서 더 나아가 전기 감전 가능성, 구난 가능 시점까지 산출 및 안내할 수 있도록 하여, 구난자가 이를 참고하여 보다 안전하고 효율적으로 위기 상황 구난 동작을 수행할 수 있도록 한다.

이하, 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 위기 상황 구난 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 위기 상황 구난 방법을 도시한 도면이다.

먼저, 전기 자동차의 위기 상황 구난 작업이 필요하여, 사고 현장에 도작한 구난자가 위기 상황 구난 장치(20)의 커넥터(21)를 차량 배터리 시스템(10)의 차량 커넥터(11)에 접속시키면(S1), 구난 제어기(23)는 차량 배터리 제어기(13)를 통해 현재 배터리 전력을 확인한다(S2).

단계 S2를 통해 확인된 배터리 전력이 기 설정된 감전 임계치 보다 크면(S3), 구난 제어기(23)는 구난자의 전기 감전 가능성이 있다고 판단하고, 차량 배터리 시스템(10)의 차량 배터리 제어기(13)에 배터리 방전을 요청한다. 그러면 차량 배터리 제어기(13)는 릴레이 소자(14)를 턴온시켜 차량 배터리(12)와 차량 커넥터(11)간을 연결시킨 후, 차량 배터리(12)를 방전시킴으로써, 배터리 전력이 차량 커넥터(11), 커넥터(21), 방전 부하(22)를 거쳐 접지로 모두 방전되도록 한다(S4).

단계 S4의 배터리 방전 동작에 의해 배터리 전력이 기 설정된 감전 임계치 이하가 되면(S5), 배터리 전력에 의한 전기 감전 가능성이 없어졌다고 판단한 후, 구난자에게 구난 작업을 허용하기 위한 메시지를 생성 및 출력하도록 한다(S6).

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치를 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치(20)는 커넥터(21), 방전 부하(22), 구난 제어기(23), 사용자 인터페이스(24) 이외에 커넥터(21)와 방전 부하(22) 사이의 전력 라인에 접속되어 방전 부하(22)에 인가되는 전류와 전압을 센싱하는 전류 센서(25)와 전압 센서(26) 등을 추가 포함할 수도 있도록 한다.

그리고 구난 제어기(23)는 전류 센서(25)와 전압 센서(26)를 통해 센싱된 전압과 전류에 기반하여 위기 상황 구난 장치(20)를 통해 실제 방전되는 전력량을 추가 확인할 수 있도록 한다. 그리고 이를 차량 배터리 제어기(13)를 통해 확인되는 배터리 방전량과 비교 분석한 후, 서로 상이한 경우에는 위기 상황 구난 장치(20)가 정상 구동되지 않음을 확인 및 통보할 수도 있도록 한다.

즉, 본 발명은 커넥터 체결 오류 등으로 인해 위기 상황 구난 장치(20)가 정상동작 되지 않을 수 있음을 고려하여, 이러한 상태 감지 동작까지 수행할 수 있도록 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

전기 자동차에 내장된 차량 배터리 시스템에 접속 가능한 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치에 있어서,
상기 차량 배터리 시스템으로의 전기적 접속을 지원하는 커넥터;
상기 차량 배터리 시스템과의 통신을 지원하는 통신 모듈;
상기 커넥터를 통해 전송되는 상기 차량 배터리 시스템의 배터리 전력을 모두 방전시키는 방전 부하;
상기 차량 배터리 시스템을 원격 제어하여, 상기 차량 배터리 시스템의 배터리 전력 모두를 상기 커넥터로 출력시키는 기능과, 상기 차량 배터리 시스템을 통해 동작 모드, SOC(State of Charge), 배터리 잔량, 배터리 방전량 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 상태 정보를 획득한 후 시청각화하여 출력하는 기능을 가지는 구난 제어기; 및
상기 커넥터와 상기 방전 부하 사이에 접속되어, 상기 방전 부하로 인가되는 전류와 전압을 센싱하는 전류 센서와 전압 센서를 포함하며,
상기 구난 제어기는
상기 전류 센서와 상기 전압 센서의 전류 및 전압 센싱값에 기반하여 실제 방전량을 산출한 후 상기 배터리 상태 정보의 배터리 방전량과 비교하여, 위기 상황 구난 장치의 정상 동작 여부를 확인 및 통보하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치.
제1항에 있어서, 상기 방전 부하는
저항, 코일, 열선, 콘덴서 중 적어도 하나로 구현되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치.
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제1항에 있어서, 상기 구난 제어기는
상기 배터리 상태 정보에 기반하여 전기 감전 가능성 및 구난 가능 시점 중 적어도 하나의 정보를 산출 및 통보하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 위기 상황 구난 장치.
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