KR20220020661A - Electric vehicle charging controller - Google Patents
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Abstract
Description
실시 예는 전기 자동차 충전 컨트롤러에 관한 것이다.The embodiment relates to an electric vehicle charge controller.
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 전원공급장치(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)를 이용한다.Eco-friendly vehicles such as Electric Vehicles (EVs) or Plug-In Hybrid Electric Vehicles (PHEVs) use the Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) installed at the charging station to charge the battery. use it
이를 위하여, 전기 자동차 충전 컨트롤러(Electric Vehicle Charging Controller, EVCC)는 전기 자동차 내에 탑재되며, 전기 자동차 및 전기 자동차 전원공급장치와 통신하며, 전기 자동차의 충전을 제어한다.To this end, an electric vehicle charging controller (EVCC) is mounted in the electric vehicle, communicates with the electric vehicle and the electric vehicle power supply, and controls the charging of the electric vehicle.
예를 들어, 전기 자동차 전원공급장치가 전기 자동차로부터 충전 시작을 지시하는 신호를 수신하면, 충전을 시작하도록 제어할 수 있으며, 전기 자동차로부터 충전 종료를 지시하는 신호를 수신하면, 충전을 종료하도록 제어할 수 있다.For example, when the electric vehicle power supply receives a signal instructing to start charging from the electric vehicle, it can control to start charging, and when receiving a signal instructing the end of charging from the electric vehicle, control to end charging can do.
전기 자동차의 충전 방법은 충전 시간에 따라 급속 충전과 완속 충전으로 구분될 수 있다. 급속 충전의 경우에는, 전기 자동차 전원공급장치에서 공급되는 직류 전류에 의하여 배터리가 충전되고, 완속 충전의 경우에는 전기 자동차 전원공급장치에 공급되는 교류 전류에 의하여 배터리가 충전된다. 따라서 급속 충전에 사용되는 전기 자동차 전원공급장치를 급속 전기 자동차 전원공급장치 또는 직류 전기 자동차 전원공급장치라 칭하고, 완속 충전에 사용되는 전기 자동차 전원공급장치를 완속 전기 자동차 전원공급장치 또는 교류 전기 자동차 전원공급장치라 칭한다. The charging method of an electric vehicle may be divided into fast charging and slow charging according to the charging time. In the case of rapid charging, the battery is charged by the DC current supplied from the electric vehicle power supply device, and in the case of slow charging, the battery is charged by the AC current supplied to the electric vehicle power supply device. Therefore, the electric vehicle power supply used for fast charging is called a fast electric vehicle power supply or DC electric vehicle power supply, and the electric vehicle power supply used for slow charging is a slow electric vehicle power supply or AC electric vehicle power supply. It is called a supply device.
한편, 전기 자동차는 고전압 및 고전류로 충전되므로, 충전 중 안전에 관한 요구가 증가하고 있다. 이를 위해 전기 자동차 전원공급장치(EVSE)와 전기 자동차(EV)는 PE 접지 라인을 연결하여 충전 중 발생할 수 있는 안전 사고를 예방한다. 만약, PE 접지가 개방(open)되는 상황이 발생하면 즉각 충전을 중단해야 하며, 그렇지 않은 경우 사용자가 감전되는 사고가 발생할 수 있다. 이를 위하여, PE 접지 라인의 접지 오류를 검출하여야 하지만 현재 PE 접지 라인의 오류 검출을 위한 기술이 용이하지 않다는 문제점이 있다. On the other hand, since the electric vehicle is charged with a high voltage and a high current, the demand for safety during charging is increasing. To this end, the electric vehicle power supply (EVSE) and electric vehicle (EV) connect the PE grounding line to prevent safety accidents that may occur during charging. If a situation in which the PE ground is open occurs, charging must be stopped immediately, otherwise, an electric shock to the user may occur. To this end, it is necessary to detect a grounding error of the PE grounding line, but there is a problem in that the current technology for detecting the error of the PE grounding line is not easy.
실시 예는 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차 사이의 접지를 연결하는 PE 라인의 이상 여부를 전기 자동차 측에서 판단할 수 있는 전기 자동차 충전 컨트롤러를 제공하기 위한 것이다. An embodiment is to provide an electric vehicle charge controller capable of determining whether the electric vehicle side is abnormal in the PE line connecting the ground between the electric vehicle power supply device and the electric vehicle.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the embodiment is not limited thereto, and it will be said that the purpose or effect that can be grasped from the solving means or embodiment of the problem described below is also included.
본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 컨트롤러는 전기 자동차 전원공급장치(EVSE)의 CP(control pilot) 라인과 연결되며, 상기 전기 자동차 전원공급장치로부터 수신되는 CP 신호의 네가티브 에지(negative edge) 또는 포지티브 에지(positive edge) 중 적어도 하나를 감지하여 제1 감지신호 또는 제3 감지신호 중 적어도 하나를 생성하는 CP 신호 감지부; 상기 전기 자동차 전원공급장치 측의 커넥터(connector)와 전기 자동차 측의 인렛(inlet)의 접속 여부에 따른 PD 신호를 감지하여 제2 감지신호를 생성하는 PD 신호 감지부; 및 상기 제1 감지신호 내지 상기 제3 감지신호 중 적어도 하나에 기초하여 상기 전기 자동차 전원공급장치의 보호 접지(protective earth)와 전기 자동차의 섀시 접지(chassis)를 전기적으로 연결하는 PE(protect earth) 라인의 이상 여부를 판단하는 판단부; 포함하고, 상기 PD 신호 감지부는, 상기 PD 신호의 최대 전압값이 상기 판단부의 구동 전압값보다 작은 값을 가지도록 상기 PD 신호의 전압 크기를 제어하는 보호부를 포함한다. The electric vehicle charge controller according to an embodiment of the present invention is connected to a CP (control pilot) line of an electric vehicle power supply device (EVSE), the negative edge of the CP signal received from the electric vehicle power supply device, or a CP signal detection unit detecting at least one of a positive edge and generating at least one of a first detection signal and a third detection signal; a PD signal detection unit configured to detect a PD signal according to whether a connector on the electric vehicle power supply side is connected to an inlet on the electric vehicle side to generate a second detection signal; and PE (protect earth) electrically connecting a protective earth of the electric vehicle power supply and a chassis ground of the electric vehicle based on at least one of the first detection signal to the third detection signal a determination unit for determining whether a line is abnormal; and a protection unit controlling the voltage level of the PD signal so that the PD signal sensing unit has a maximum voltage value of the PD signal smaller than the driving voltage value of the determination unit.
상기 제1 감지신호는, 하이 레벨(high level)의 전압값과 로우 레벨(low level)의 전압값이 반복하여 출력되는 펄스 신호이고, 상기 판단부는, 상기 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크면 상기 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. The first detection signal is a pulse signal in which a high level voltage value and a low level voltage value are repeatedly output, and the determination unit is configured to include: If it is greater than a preset first threshold, it may be determined that a disconnection has occurred in the PE line.
상기 판단부는, 상기 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태 또는 상기 펄스 신호와 유사도가 높은 유사 펄스 신호로 출력되면, 상기 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. The determination unit may determine that a disconnection has occurred in the PE line when the second detection signal is output in the form of a pulse signal or a similar pulse signal having a high similarity to the pulse signal.
상기 판단부는, 상기 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, 상기 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. The determination unit may determine that a disconnection has occurred in the PE line when the maximum voltage value of the second detection signal is higher than a preset second threshold value.
상기 제3 감지신호는, 하이 레벨(high level)의 전압값과 로우 레벨(low level)의 전압값이 반복하여 출력되는 펄스 신호이고, 상기 판단부는, 상기 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제3 임계값보다 크면 상기 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. The third detection signal is a pulse signal in which a high level voltage value and a low level voltage value are repeatedly output, and the determination unit is configured to include a high level voltage value of the third detection signal. If it is greater than a preset third threshold, it may be determined that a disconnection has occurred in the PE line.
상기 보호부는, 제1단이 상기 인렛의 PD 포트와 연결되는 저항소자, 및 제1단이 상기 저항소자의 제2단에 연결되고, 제2단이 상기 전기 자동차의 PE 라인에 연결되는 다이오드소자;를 포함할 수 있다. The protection unit may include a resistance element having a first end connected to the PD port of the inlet, a diode element having a first end connected to a second end of the resistance element, and a second end connected to a PE line of the electric vehicle ; may be included.
상기 다이오드소자는, 제어 다이오드(zener diode) 및 과도전압다이오드(Transient Voltage Suppressor Diode) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The diode device may include at least one of a control diode and a transient voltage suppressor diode.
상기 제1 임계값 내지 상기 제3 임계값 중 적어도 하나는, 상기 저항소자의 저항값에 따라 변경될 수 있다. At least one of the first threshold value to the third threshold value may be changed according to a resistance value of the resistance element.
상기 제1 임계값 내지 상기 제3 임계값 중 적어도 하나는, 상기 저항소자의 저항값이 클수록 작아질 수 있다. At least one of the first threshold value to the third threshold value may decrease as the resistance value of the resistance element increases.
실시 예에 따르면, 전기 자동차 측에서 PE 라인의 이상 여부를 판단할 수 있는 장점이 있다. According to the embodiment, there is an advantage in that the electric vehicle side can determine whether the PE line is abnormal.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above, and will be more easily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차 충전 컨트롤러 사이의 통신 연결을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 컨트롤러의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 컨트롤러의 회로도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 PE 라인의 이상 여부를 감지하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차 충전 컨트롤러의 구성도이다.
도 8은 도 7에 대응하는 전기 자동차 충전 컨트롤러의 회로도이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 실시예에 따른 PE 라인의 이상 여부를 감지하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the configuration of an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a communication connection between the electric vehicle power supply and the electric vehicle charge controller according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of an electric vehicle charge controller according to an embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram of an electric vehicle charge controller according to an embodiment of the present invention.
6A to 6D are diagrams for explaining a process of detecting whether a PE line is abnormal according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of an electric vehicle charge controller according to another embodiment of the present invention.
8 is a circuit diagram of an electric vehicle charge controller corresponding to FIG. 7 .
9A to 9D are diagrams for explaining a process of detecting whether a PE line is abnormal according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical spirit of the present invention is not limited to some embodiments described, but may be implemented in various different forms, and within the scope of the technical spirit of the present invention, one or more of the components may be selected between the embodiments. It can be used by combining or substituted with .
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 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.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention may be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless specifically defined and described explicitly. It may be interpreted as a meaning, and generally used terms such as terms defined in advance may be interpreted in consideration of the contextual meaning of the related art.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, the terminology used in the embodiments of the present invention is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention.
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.In the present specification, the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when it is described as "at least one (or more than one) of A and (and) B, C", it is combined as A, B, C It may include one or more of all possible combinations.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only for distinguishing the component from other components, and are not limited to the essence, order, or order of the component by the term.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 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.And, when it is described that a component is 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also with the component It may also include a case of 'connected', 'coupled' or 'connected' due to another element between the other elements.
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 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다. In addition, when it is described as being formed or disposed on "above (above) or under (below)" of each component, top (above) or under (below) is one as well as when two components are in direct contact with each other. Also includes a case in which another component as described above is formed or disposed between two components. In addition, when expressed as “upper (upper) or lower (lower)”, a meaning of not only an upper direction but also a lower direction based on one component may be included.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템은 전기 에너지를 동력으로 동작하는 전기 자동차의 배터리 충전을 위한 시스템을 의미할 수 있다. An electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention may refer to a system for charging a battery of an electric vehicle that operates by using electric energy as power.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템은 전기 자동차 전원공급장치(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 10) 및 전기 자동차(Electric Vehicle, EV, 20)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention may include an electric vehicle power supply device (Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE, 10 ) and an electric vehicle (Electric Vehicle, EV, 20 ).
전기 자동차 전원공급장치(10)는 AC 또는 DC 전력을 공급하는 설비이며, 충전소에 배치되거나, 가정 내에 배치될 수 있으며, 휴대 가능하도록 구현될 수도 있다. 전기 자동차 전원공급장치(10)는 충전소(supply), AC 충전소(AC supply) 및 DC 충전소(DC supply) 등과 혼용될 수 있다. 전기 자동차 전원공급장치(10)는 주전원 측으로부터 AC 또는 DC 전력을 공급받을 수 있다. 주전원은 전력 계통 등을 포함할 수 있다. 전기 자동차 전원공급장치(10)는 주전원으로부터 공급받은 AC 또는 DC 전력을 변압하거나 변환하여 전기 자동차(20)에 공급할 수 있다. The electric vehicle
전기 자동차(20)는 탑재된 배터리로부터 에너지의 전부 혹은 일부를 공급받아 동작하는 자동차를 의미한다. 전기 자동차(20)는 배터리에 충전된 전기 에너지만으로 주행하는 전기 자동차뿐만 아니라, 화석 연료를 이용하는 엔진을 병행하여 주행하는 플러그인 하이브리드 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 또는 그 외의 배터리 충전이 필요하거나, 배터리에 충전 및 방전할 수 있는 자동차를 포함할 수 있다. 전기 자동차(20)에 구비된 배터리는 전기 자동차 전원공급장치(10)로부터 전력을 공급받아 충전될 수 있다. The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 2 is a view showing the configuration of an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템은 전기 자동차 전원공급장치(10, Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE), 케이블(50, cable), 커넥터(51, connector), 인렛(52, inlet), 정션 박스(100, junction box), 전기 자동차 충전 컨트롤러(200, Electric Vehicle Charging Controller, EVCC), 배터리(300), 배터리 관리 시스템(400, Battery Management System, BMS) 및 통합 전력 제어 장치(500, Electric Power Control Unit, EPCU)을 포함할 수 있다. 전기 자동차 충전 시스템에 포함된 구성은 전기 자동차 전원공급장치(10) 측(EVSE side)의 구성과 전기 자동차(20) 측(EV side)의 구성으로 구분될 수 있다. 전기 자동차 전원공급장치(10) 측의 구성은 전기 자동차 전원공급장치(10), 케이블(50) 및 커넥터(51)를 포함할 수 있다. 전기 자동차 측의 구성은 인렛(52), 정션 박스(100), 전기 자동차 충전 컨트롤러(200), 배터리(300), 배터리 관리 시스템(400) 및 통합 전력 제어 장치(500)를 포함할 수 있다. 이러한 구분은 설명의 편의를 위한 것으로서 한정되는 것은 아니다. An electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention includes an electric vehicle power supply device (10, Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE), a cable (50, cable), a connector (51, connector), an inlet (52, inlet), and a junction. A box (100, junction box), an electric vehicle charging controller (200, Electric Vehicle Charging Controller, EVCC), a
우선, 전기 자동차 전원공급장치(10)는 전기 자동차의 배터리(300)를 충전하기 위한 전력을 공급한다. 전기 자동차 전원공급장치(10)는 주전원(예를 들어, 전력 계통)으로부터 공급받은 전력을 전기 자동차(20)로 전달할 수 있다. 이때, 전기 자동차 전원공급장치(10)는 주전원으로부터 공급받은 전력을 감압하거나 변환하여 전기 자동차(20)에 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전기 자동차 전원공급장치(10)가 AC 전력을 전기 자동차(20)에 공급하는 경우, 전기 자동차 전원공급장치(10)는 주전원으로부터 공급받은 AC 전력을 변압하여 전기 자동차(20)에 공급할 수 있다. 다른 실시예로, 전기 자동차 전원공급장치(10)가 DC 전력을 전기 자동차(20)에 공급하는 경우, 전기 자동차 전원공급장치(10)는 주전원으로부터 공급받은 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 전기 자동차(20)에 공급할 수 있다. 전력의 변압이나 변환을 위하여, 전기 자동차 전원공급장치(10)는 전력 변환 장치를 구비할 수 있다. 실시예에 따르면, 전기 자동차 전원공급장치(10)는 정류기(rectifier), 절연 변압기(isolation transformer), 인버터(inverter), 컨버터(converter) 등을 포함할 수 있다. First, the electric vehicle
전기 자동차 전원공급장치(10)는 전기 자동차(20)의 배터리(300)를 충전하는데 필요한 다양한 제어 신호를 송수신하고 배터리 충전 프로세스를 제어하기 위한 충전 제어장치를 포함할 수 있다. 충전 제어장치는 전기 자동차(20)와 제어 신호를 송수신하며 배터리 충전 프로세스를 수행할 수 있다. 제어 신호는 충전 준비, 충전 종료, 근접 검출 등의 정보를 포함할 수 있다. 충전 제어장치는 전기 자동차(20)와 통신하기 위한 통신장치를 포함할 수 있다. 통신장치는 전력선 통신(power line communication, PLC), 계측 제어기 통신망(controller area network, CAN) 등을 이용하여 전기 자동차(20)와 통신할 수 있다. 통신장치는 충전 제어장치에 포함될 수도 있고, 별도로 분리되어 구성될 수도 있다. The electric vehicle
다음으로, 케이블(50), 커넥터(51) 및 인렛(52)은 전기 자동차 전원공급장치(10)와 전기 자동차를 전기적으로 연결한다. Next, the
케이블(50)은 전기 자동차 전원공급장치(10)와 전기 자동차(20) 사이에서 전력 및 신호를 전달한다. 케이블(50)은 전력을 전달하는 전력선, 충전에 관련한 제어 신호를 전달하는 신호선, 접지를 연결하는 접지선 등을 포함할 수 있다. The
케이블(50)은 전기 자동차 전원공급장치(10)와 연결된다. 일 실시예에 따르면, 전기 자동차 전원공급장치(10)와 케이블(50)은 별도의 연결 구성 없이 직접 연결될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 전기 자동차 전원공급장치(10)와 케이블(50)은 전기 자동차 전원공급장치(10)에 구비된 소켓-아웃렛(socket-outlet)과 케이블(50)에 구비된 플러그(plug)의 결합을 통해 연결될 수 있다. The
커넥터(51)는 케이블(50)에 연결될 수 있으며, 인렛(52)은 전기 자동차(20)에 구비될 수 있다. 커넥터(51)와 인렛(52)을 묶어 커플러(coupler)로 명명할 수 있다. 커넥터(51)와 인렛(52)은 서로 결합 가능한 구조로서, 커넥터(51)와 인렛(52)의 결합을 통해 전기 자동차(20)와 전기 자동차 전원공급장치(10)가 전기적으로 연결될 수 있다. 인렛(52)과 커넥터(51)는 직접 연결될 수 있을 뿐만 아니라, 어댑터(adaptor)를 통해 연결될 수도 있다. The
커넥터(51)와 인렛(52)은 서로 결합될 수 있는 복수의 핀(pin)을 구비할 수 있다. 예를 들어, 복수의 핀 중 하나는 전기 자동차 전원공급장치(10)와 전기 자동차 충전 컨트롤러(200) 사이에 CP(Control Pilot) 신호가 전송되는 CP 포트용 핀일 수 있고, 다른 하나는 커넥터(51)와 인렛(52)의 근접 여부를 감지하는 PD(Proximity Detection) 포트용 핀일 수 있으며, 또 다른 하나는 전기 자동차 전원공급장치(10)의 보호 접지와 연결되는 보호 접지(Protective Earth, PE) 포트용 핀일 수 있다. 복수의 핀 중 또 다른 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)에 충전 전력을 공급하는 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.The
정션 박스(100)는 전기 자동차 전원공급장치(10)로부터 공급된 전력을 배터리(300)에 전달한다. 전기 자동차 전원공급장치(10)로부터 공급되는 전력은 고전압으로서 이를 배터리(300)에 직접 공급하게 되면 돌입 전류로 인하여 배터리(300)가 손상될 수 있다. 정션 박스(100)는 돌입 전류에 의한 배터리 손상을 방지하기 위하여 적어도 하나의 릴레이(relay)를 포함할 수 있다. The
전기 자동차 충전 컨트롤러(200)는 전기 자동차(20)의 배터리 충전에 관한 프로세스의 일부 또는 전부를 제어할 수 있다. 전기 자동차 충전 컨트롤러(200)는 전기 자동차 통신 컨트롤러(Electric Vehicle Communication Controller, EVCC)로 명명될 수도 있다. The electric
전기 자동차 충전 컨트롤러(200)는 전기 자동차 전원공급장치(10)와 통신할 수 있다. 전기 자동차 충전 컨트롤러(200)는 전기 자동차 전원공급장치(10)로부터 배터리 충전 프로세스에 관한 제어 명령을 송수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전기 자동차 충전 컨트롤러(200)는 전기 자동차 전원공급장치(10)에 구비된 충전 제어 장치와 통신할 수 있으며, 충전 제어 장치로부터 배터리 충전 프로세스에 관한 제어 명령을 송수신할 수 있다. The electric
전기 자동차 충전 컨트롤러(200)는 전기 자동차(20)와 통신할 수 있다. 전기 자동차 충전 컨트롤러(200)는 전기 자동차(20)로부터 배터리 충전 프로세스에 관한 제어 명령을 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전기 자동차 충전 컨트롤러(200)는 전기 자동차(20)의 배터리 관리 시스템(400)과 통신할 수 있으며, 배터리 관리 시스템(400)으로부터 배터리 충전 프로세스에 관한 제어 명령을 수신할 수도 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 전기 자동차 충전 컨트롤러(200)는 전기 자동차(20)의 통합 전력 제어 장치(500)와 통신할 수 있으며, 통합 전력 제어 장치(500)로부터 배터리 충전 프로세스에 관한 제어 명령을 수신할 수 있다. The electric
전기 자동차 충전 컨트롤러(200)는 상기의 기능을 수행하기 위하여 마이크로 컨트롤러(micro controller unit, MCU), 통신 장치, 릴레이 장치 등을 구비할 수 있다. 뿐만 아니라, 전기 자동차 충전 컨트롤러(200)는 인접한 기술의 통신 및 제어 장치와 유관 또는 무관한 장치들에 통합하여 설치될 수 있다. The electric
배터리 관리 시스템(400)은 전기 자동차(20) 내 배터리(300)의 에너지 상태를 관리한다. 배터리 관리 시스템(400)은 배터리(300)의 사용 현황을 모니터링하고 효율적인 에너지 분배를 위한 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 배터리 관리 시스템(400)은 에너지의 효율적인 사용을 위해 전기 자동차(20)의 가용 전력 상황을 차량 통합 제어기 및 인버터 등에 전송할 수 있다. 다른 예로, 배터리 관리 시스템(400)은 배터리(300)의 각 셀 당 전압 편차를 보정하거나 배터리(300)를 적정 온도로 유지하기 위하여 냉각팬을 구동할 수 있다. The
통합 전력 제어 장치(500)는 모터의 제어를 포함하여 전기 자동차의 전반적인 움직임을 제어하는 장치이다. 통합 전력 제어 장치(500)는 모터 제어 장치(Motor Control Unit, MCU), 저전압 직류 변환 장치(Low Voltage DC-DC Converter, LDC), 차량 통합 제어기(Vehicle Control Unit, VCU)를 포함할 수 있다. 모터 제어 장치는 인버터(Inverter)로 명명될 수 있다. 모터 제어 장치는 배터리로부터 직류 전원을 수신하여 3상 교류 전원으로 변환시킬 수 있으며, 차량 통합 제어기의 명령에 따라 모터를 제어할 수 있다. 저전압 직류 변환 장치는 고전압 전원을 저전압(예를 들어, 12[V]) 전원으로 변환하여 전기 자동차(20)의 각 부품에 공급할 수 있다. 차량 통합 제어기는 전기 자동차(20) 전반에 관한 시스템의 성능을 유지하는 역할을 한다. 차량 통합 제어기는 모터 제어 장치, 배터리 관리 시스템(400) 등 다양한 장치들과 함께 충전, 주행 등 다양한 기능을 수행할 수 있다. The integrated
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 전원공급장치와 전기 자동차 충전 컨트롤러 사이의 통신 연결을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining a communication connection between the electric vehicle power supply and the electric vehicle charge controller according to an embodiment of the present invention.
도 3은 CP 신호 라인(CP SIGNAL LINE)과 PE 신호 라인(PE SIGNAL LINE)을 이용하여 전기 자동차 전원공급장치(10)와 전기 자동차 충전 컨트롤러(200) 사이의 통신을 연결하는 시스템을 도시한다. 전기 자동차 전원공급장치(10)와 전기 자동차 충전 컨트롤러(200)는 커넥터(51) 및 인렛(52)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 도 3에 도시된 전기 자동차 전원공급장치(10)는 PE 라인(PE LINE)을 통해 전기 자동차의 본체(섀시, chassis)와 연결될 수 있다. PE 라인(PE LINE)을 통해 전기 자동차 전원공급장치(10)에 연결된 보호 접지(Earth)와 전기 자동차의 본체(chassis)가 연결되므로, 전기 자동차 사용자의 감전을 방지할 수 있다. 따라서, PE 라인(PE LINE)의 연결이 끊어졌는지를 확인하는 것이 매우 중요하다. 도 3에서 도시된 것처럼, PE 라인(PE LINE)이 전기 자동차의 섀시(chassis)에만 연결되거나, 섀시(chassis)와 통전하여 결합 또는 접촉하는 금속성 장치와 연결될 수 있다. 하나의 PE 경로로 연결되는 경우, PE 라인(PE LINE)의 접지 상태는 전기 자동차 전원공급장치(10)에서 전기적 감지가 가능하다. 전기 자동차에서 PE 라인(PE LINE)의 접지 상태를 감지하기 위해서는 CP 신호 라인(CP SIGNAL LINE)과 PE 라인(PE LINE)에 연결된 추가 감지 회로를 필요로 하게 될 수 있다. 이 경우, 전기 자동차 충전 컨트롤러(200)의 부피가 커지게 되며, 비용이 증가하는 문제가 발생하게 된다. 3 shows a system for connecting communication between the electric
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 컨트롤러의 구성도이다. 4 is a block diagram of an electric vehicle charge controller according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 컨트롤러(200)는 CP 신호 감지부(210), 필터부(220), CP 레벨 제어부(230), PD 신호 감지부(240) 및 판단부(250)를 포함할 수 있다. The electric
CP 신호 감지부(210)는 전기 자동차 충전 장치의 CP(control pilot) 라인과 연결되며, 전기 자동차 전원공급장치로부터 수신되는 CP 신호를 감지할 수 있다. 실시예에 따르면, CP 신호는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호일 수 있다. The CP
CP 신호 감지부(210)는 CP 신호의 네가티브 에지(negative edge) 또는 포지티브 에지(positive edge) 중 적어도 하나를 감지하여 감지신호를 생성할 수 있다. The CP
CP 신호 감지부(210)는 전기 자동차 전원공급장치로부터 수신되는 CP 신호의 네가티브 에지(negative edge)를 감지하여 제1 감지신호를 생성하는 제1 감지부(211)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 감지신호는 하이 레벨(high level)의 전압값과 로우 레벨(low level)의 전압값이 반복하여 출력되는 펄스 신호일 수 있다. 제1 감지신호는 판단부(250)로 전송될 수 있다. The CP
CP 신호 감지부(210)는 전기 자동차 충전 장치로부터 수신되는 CP 신호의 포지티브 에지(positive edge)를 감지하여 제3 감지신호를 생성하는 제2 감지부(212)를 포함할 수 있다. 이때, 제3 감지신호는 하이 레벨(high level)의 전압값과 로우 레벨(low level)의 전압값이 반복하여 출력되는 펄스 신호일 수 있다. 제3 감지신호는 판단부(250)로 전송될 수 있다. The CP
필터부(220)는 CP 라인을 통해 수신되는 PWM 신호를 측정하기 위한 HPGP(Home Plug Green Phy)의 High-level 통신에서 발생하는 고주파 신호를 제거할 수 있다. 필터부(220)는 CP 라인 상에 배치될 수 있다. 필터부(220)는 인덕터와 저항으로 구성되는 LR 필터(filter)로 구현될 수 있다. The
CP 레벨 제어부(230)는 CP 신호 라인을 이용한 통신을 위하여 CP 신호의 레벨을 조정할 수 있다. CP 레벨 제어부(230)는 PWM 신호를 이용한 Low-level 통신을 수행하기 위하여 CP 신호의 상태 레벨을 조정할 수 있다. 예를 들어, CP 레벨 제어부(230)는 CP 신호의 레벨을 state C로 조정할 수 있다. The
PD 신호 감지부(240)는 전기 자동차 충전 장치 측의 커넥터(connector)와 전기 자동차 측의 인렛(inlet)의 접속 여부에 따른 PD 신호를 감지하여 제2 감지신호를 생성할 수 있다. The PD
판단부(250)는 스위칭 소자의 동작에 따라 측정된 제1 감지신호 내지 제3 감지신호 중 적어도 하나에 기초하여 전기 자동차 충전 장치(EVSE)의 보호 접지(protective earth)와 전기 자동차의 섀시 접지(chassis)를 전기적으로 연결하는 PE(protect earth) 라인의 이상 여부를 판단할 수 있다. The
실시예에 따르면, 판단부(250)는 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크면 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. According to an embodiment, the
실시예에 따르면, 판단부(250)는 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 판단부(250)는 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 판단부(250)는 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되고 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment, when the second detection signal is output in the form of a pulse signal, the
실시예에 따르면, 판단부(250)는 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제3 임계값보다 크면 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment, when the high level voltage value of the third detection signal is greater than a preset third threshold value, the
실시예에 따르면, 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되면 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 판단부(250)는 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 판단부(250)는 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되며 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. According to an embodiment, when the low-level voltage value of the first detection signal is greater than a preset first threshold value and the second detection signal is output in the form of a pulse signal, it may be determined that a disconnection has occurred in the PE line. According to the embodiment, when the low level voltage value of the first detection signal is greater than a preset first threshold value and the maximum voltage value of the second detection signal is higher than the preset second threshold value, the
실시예에 따르면, 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제3 임계값보다 크고 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되면 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 판단부(250)는 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제3 임계값보다 크고 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 판단부(250)는 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되며 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment, when the high-level voltage value of the third detection signal is greater than a preset third threshold value and the second detection signal is output in the form of a pulse signal, it may be determined that a disconnection has occurred in the PE line. According to the embodiment, when the high level voltage value of the third detection signal is greater than a preset third threshold value and the maximum voltage value of the second detection signal is higher than the preset second threshold value, the It can be judged that a disconnection has occurred. According to an embodiment, the
실시예에 따르면, 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고, 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제3 임계값보다 크고, 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 판단부(250)는 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고, 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제3 임계값보다 크고, 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 판단부(250)는 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고, 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고, 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되며, 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. According to an embodiment, the low-level voltage value of the first detection signal is greater than a preset first threshold value, the high-level voltage value of the third detection signal is greater than the preset third threshold value, and the second detection signal is a pulse signal If outputted in the form of , it can be determined that a disconnection has occurred in the PE line. According to an embodiment, the
판단부(250)는 전기 자동차 충전 컨트롤러(200)에 포함되어 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 판단부(250)는 전기 자동차의 배터리 관리 시스템이나 통합 전력 제어 장치에 포함되어 구현될 수도 있다. 예를 들어, 배터리 관리 시스템이나 통합 전력 제어 장치는 제1 감지신호 및 제2 감지신호를 수신하여 상기에 따라 PE 라인의 이상 여부를 판단할 수도 있다. The
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 컨트롤러의 회로도이다. 5 is a circuit diagram of an electric vehicle charge controller according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 컨트롤러(200)는 CP 신호 감지부(210), 필터부(220), CP 레벨 제어부(230) 및 PD 신호 감지부(240) 및 판단부(미도시)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5 , the electric
우선, CP 신호 감지부(210)는 제1 감지부(211) 및 제2 감지부(212)를 포함할 수 있다. First, the CP
제1 감지부(211)는 제1 다이오드(D1), 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함할 수 있다. The
제1 다이오드(D1)의 캐소드(cathode) 단자는 필터부(220)에 연결될 수 있다. 제1 다이오드(D1)의 애노드(anode) 단자는 제1 저항(R1)의 제1단에 연결될 수 있다. 제1 다이오드(D1)의 캐소드 단자가 필터부(220)에 연결됨에 따라, 제1 감지부(211)는 필터부(220)를 통과한 후 입력되는 CP 신호의 네가티브 에지를 감지할 수 있다. A cathode terminal of the first diode D1 may be connected to the
제1 저항(R1)의 제1단은 제1 다이오드(D1)의 애노드(anode) 단자에 연결될 수 있다. 제1 저항(R1)의 제2단은 제2 저항(R2)의 제1단에 연결될 수 있다. A first terminal of the first resistor R1 may be connected to an anode terminal of the first diode D1. The second end of the first resistor R1 may be connected to the first end of the second resistor R2 .
제2 저항(R2)의 제1단은 제1 저항(R1)의 제2단에 연결될 수 있다. 제2 저항(R2)의 제2단은 PE 라인에 연결될 수 있다. 제1 감지부(211)는 제2 저항(R2)의 양단 전압을 측정하여 제1 감지신호를 생성할 수 있다. 제1 감지부(211)는 출력 포트(P1)를 통해 판단부로 제1 감지신호를 전송할 수 있다. A first end of the second resistor R2 may be connected to a second end of the first resistor R1 . A second end of the second resistor R2 may be connected to the PE line. The
제2 감지부(212)는 제2 다이오드(D2), 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)을 포함할 수 있다. The
제2 다이오드(D2)의 애노드(anode) 단자는 필터부(220)에 연결될 수 있다. 제2 다이오드(D2)의 캐소드(cathode) 단자는 제3 저항(R3)의 제1단에 연결될 수 있다. 제2 다이오드(D2)의 애노드 단자가 필터부(220)에 연결됨에 따라, 제2 감지부(212)는 필터부(220)를 통과한 후 입력되는 CP 신호의 포지티브 에지를 감지할 수 있다. An anode terminal of the second diode D2 may be connected to the
제3 저항(R3)의 제1단은 제1 다이오드(D1)의 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 제1 저항(R1)의 제2단은 제4 저항(R4)의 제1단에 연결될 수 있다. A first terminal of the third resistor R3 may be connected to a cathode terminal of the first diode D1. The second end of the first resistor R1 may be connected to the first end of the fourth resistor R4 .
제4 저항(R4)의 제1단은 제3 저항(R3)의 제2단에 연결될 수 있다. 제4 저항(R4)의 제2단은 PE 라인에 연결될 수 있다. 제2 감지부(212)는 제4 저항(R4)의 양단 전압을 측정하여 제1 감지신호를 생성할 수 있다. 제2 감지부(212)는 출력 포트(P2)를 통해 제3 감지신호를 판단부로 전송할 수 있다. A first end of the fourth resistor R4 may be connected to a second end of the third resistor R3 . A second end of the fourth resistor R4 may be connected to the PE line. The
필터부(220)는 제1 인덕터(L1) 및 제5 저항(R5)을 포함할 수 있다. The
제1 인덕터(L1)의 제1단은 제5 저항(R5)의 제1단과 연결될 수 있다. 제1 인덕터(L1)의 제1단은 인렛(52)의 CP 포트와 연결될 수 있다. 제1 인덕터(L1)의 제2단은 제5 저항(R5)의 제2단과 연결될 수 있다. 제1 인덕터(L1)의 제2단은 제1 다이오드(D1)의 캐소드 단자와 연결될 수 있다. 제1 인덕터(L1)의 제2단은 제2 다이오드(D2)의 애노드 단자와 연결될 수 있다. A first end of the first inductor L1 may be connected to a first end of the fifth resistor R5 . A first end of the first inductor L1 may be connected to a CP port of the
제5 저항(R5)의 제1단은 제1 인덕터(L1)의 제1단과 연결될 수 있다. 제5 저항(R5)의 제1단은 인렛(52)의 CP 포트와 연결될 수 있다. 제5 저항(R5)의 제2단은 제1 인덕터(L1)의 제2단과 연결될 수 있다. 제5 저항(R5)의 제2단은 제1 다이오드(D1)의 캐소드 단자와 연결될 수 있다. 제5 저항(R5)의 제2단은 제2 다이오드(D2)의 애노드 단자와 연결될 수 있다. A first end of the fifth resistor R5 may be connected to a first end of the first inductor L1 . A first end of the fifth resistor R5 may be connected to a CP port of the
따라서, 필터부(220)는 커넥터(51)의 CP 포트를 통해 입력되는 CP 신호에 포함된 고주파 신호를 제1 인덕터(L1)와 제5 저항(R5)을 통해 필터링한 후 제1 감지부(211) 및 제2 감지부(212)로 전송할 수 있다. CP 신호는 전기 자동차 전원공급장치(10)에서 생성된 후 커넥터(51)와 인렛(52)을 통해 필터부(220)에 전송될 수 있다. Accordingly, the
CP 레벨 제어부(230)는 제6 저항(R6), 제7 저항(R7) 및 제1 스위칭 소자(SW1)를 포함할 수 있다. The
제6 저항(R6)의 제1단은 제2 다이오드(D2)의 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 제6 저항(R6)의 제2단은 PE 라인에 연결될 수 있다. A first end of the sixth resistor R6 may be connected to a cathode terminal of the second diode D2. A second end of the sixth resistor R6 may be connected to the PE line.
제7 저항(R7)의 제1단은 제6 저항(R6)의 제1단에 연결될 수 있다. 제7 저항(R7)의 제2단은 제1 스위칭 소자(SW1)의 제1단에 연결될 수 있다. A first end of the seventh resistor R7 may be connected to a first end of the sixth resistor R6 . A second end of the seventh resistor R7 may be connected to a first end of the first switching element SW1 .
제1 스위칭 소자(SW1)의 제1단은 제7 저항(R7)의 제2단에 연결될 수 있다. 제1 스위칭 소자(SW1)의 제2단은 PE 라인에 연결될 수 있다. 제1 스위칭 소자(SW1)의 제3단은 제어부에 연결될 수 있다. 여기서, 제어부란 제1 스위칭 소자(SW1)의 스위칭 제어를 위한 신호를 생성하는 유닛을 의미할 수 있다. 실시예에 따르면, 제1 스위칭 소자(SW1)의 제1단은 드레인 단자이고, 제2단은 소스 단자이고, 제3단은 게이트 단자일 수 있다. A first end of the first switching element SW1 may be connected to a second end of the seventh resistor R7 . A second end of the first switching element SW1 may be connected to the PE line. A third end of the first switching element SW1 may be connected to the controller. Here, the control unit may mean a unit that generates a signal for controlling the switching of the first switching element SW1. According to an embodiment, the first end of the first switching element SW1 may be a drain terminal, the second end may be a source terminal, and the third end may be a gate terminal.
CP 레벨 제어부(230)는 스위칭 신호에 따라 제1 스위칭 소자(SW1)를 온/오프시켜 CP 신호의 상태를 전환할 수 있다. The
PD 신호 감지부(240)는 제3 다이오드, 제8 저항(R8) 및 전압원(V1)을 포함할 수 있다. 전압원(V1)은 PD 신호 감지부(240)에 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 전압원(V1)은 전기 자동차 내에 전압원을 의미할 수 있다. The
제3 다이오드(D3)의 애노드 단자는 전압원에 연결될 수 있다. 제3 다이오드(D3)의 캐소드 단자는 제8 저항(R8)의 제1단에 연결될 수 있다. The anode terminal of the third diode D3 may be connected to a voltage source. The cathode terminal of the third diode D3 may be connected to the first terminal of the eighth resistor R8.
제8 저항(R8)의 제1단은 제3 다이오드(D3)의 캐소드 단자에 연결될 수 있다. 제8 저항(R8)의 제2단은 PD 라인에 연결될 수 있다. A first terminal of the eighth resistor R8 may be connected to a cathode terminal of the third diode D3. A second end of the eighth resistor R8 may be connected to the PD line.
PD 신호 감지부(240)는 직렬 연결된 제3 다이오드(D3)와 제8 저항(R8)의 양단 전압을 측정하여 제2 감지신호를 생성할 수 있다. PD 신호 감지부(240)는 제2 감지신호를 출력포트(P3)를 통해 판단부로 전송할 수 있다. The PD
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 PE 라인의 이상 여부를 감지하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 6A to 6D are diagrams for explaining a process of detecting whether a PE line is abnormal according to an embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6d에서 PE wire Connected 영역은 PE 라인이 연결된 경우, 즉, 정상 상태인 경우를 나타낸다. 도 6a 내지 도 6d에서 PE wire Broken은 PE 라인의 끊어진 경우, 즉, 이상 상태인 경우를 나타낸다. 도 6a 내지 도 6d에서 C는 CP 신호의 상태 레벨이 상태 C인 경우를 나타낸다. 도 6a 내지 도 6d에서 B는 CP 신호의 상태 레벨이 상태 B인 경우를 나타낸다. 도 6a 내지 도 6d에서 ON은 커넥터에 배치된 스위치가 턴온된 경우를 나타낸다. 도 6a 내지 도 6d에서 OFF는 커넥터에 배치된 스위치가 턴오프된 경우를 나타낸다. In FIGS. 6A to 6D , the PE wire Connected region represents a case in which the PE line is connected, that is, in a normal state. In FIGS. 6A to 6D, PE wire Broken indicates a case in which the PE line is broken, that is, an abnormal state. In FIGS. 6A to 6D , C indicates a case in which the state level of the CP signal is state C. As shown in FIG. In FIGS. 6A to 6D, B represents a case in which the state level of the CP signal is state B. In FIGS. 6A to 6D , ON indicates a case in which a switch disposed in the connector is turned on. In FIGS. 6A to 6D , OFF indicates a case in which the switch disposed on the connector is turned off.
도 6a는 도 4 및 도 5의 전기 자동차 충전 컨트롤러에 따른 제1 감지신호의 파형을 나타낸 도면이다. 6A is a diagram illustrating a waveform of a first detection signal according to the electric vehicle charge controller of FIGS. 4 and 5 .
PE 라인이 정상적으로 연결된 경우, 제1 감지신호는 CP 신호의 상태 레벨이나 커넥터에 배치된 스위치의 상태와 무관하게 로우 레벨로 -4.6[V]가 출력되고 하이 레벨로 0[V]가 출력되는 펄스 신호로 나타난다. When the PE line is normally connected, the first detection signal is a pulse in which -4.6 [V] is output as a low level and 0 [V] is output as a high level regardless of the status level of the CP signal or the status of the switch disposed on the connector appears as a signal.
PE 라인이 끊어진 경우, 로우 레벨의 전압값이 -0.1[V]로 변경될 수 있다. 즉, 로우 레벨의 전압값이 큰 폭으로 변화하게 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 판단부는 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값을 제1 임계값과 비교하여 PE 라인의 이상 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 판단부는 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 -1[V](제1 임계값)보다 높으면 PE 라인이 끊어진 것으로 판단할 수 있다. 제1 임계값과 정상상태에서 제1 감지신호의 로우레벨 전압값의 차이가 크므로 판단의 정확도가 크게 향상될 수 있다. 이상 및 이하 언급된, 임계값들은 적용된 소자의 사용에 따라 다를 수 있다.When the PE line is disconnected, the voltage value of the low level may be changed to -0.1 [V]. That is, the voltage value of the low level changes significantly. Accordingly, the determination unit according to an embodiment of the present invention may determine whether the PE line is abnormal by comparing the low-level voltage value of the first detection signal with the first threshold value. For example, the determination unit may determine that the PE line is disconnected when the low level voltage value of the first detection signal is higher than -1 [V] (the first threshold value). Since the difference between the first threshold value and the low-level voltage value of the first detection signal in the normal state is large, the accuracy of determination may be greatly improved. The thresholds, mentioned above and below, may vary depending on the use of the applied device.
도 6b는 도 4 및 도 5의 전기 자동차 충전 컨트롤러에 따른 제3 감지신호의 파형을 나타낸 도면이다. 6B is a diagram illustrating a waveform of a third detection signal according to the electric vehicle charge controller of FIGS. 4 and 5 .
PE 라인이 정상적으로 연결된 경우, 제3 감지신호는 CP 신호의 상태 레벨이나 커넥터에 배치된 스위치의 상태와 무관하게 로우 레벨로 0[V]인 펄스 신호로 출력된다. 반면, CP 신호의 상태에 따라 제3 감지신호는 하이 레벨로 2.7[V](상태 레벨 C) 및 4.13[V](상태 레벨 B)의 전압값을 출력한다. When the PE line is normally connected, the third detection signal is output as a low level pulse signal of 0 [V] regardless of the state level of the CP signal or the state of the switch disposed in the connector. On the other hand, according to the state of the CP signal, the third detection signal outputs voltage values of 2.7 [V] (state level C) and 4.13 [V] (state level B) as high levels.
PE 라인이 끊어진 경우, 제3 감지신호의 로우레벨 전압값은 변하지 않을 수 있다. 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값은 커넥터의 스위치가 턴온되고 CP 신호의 상태 레벨이 C인 경우 3.12[V], 커넥터의 스위치가 턴오프되고 CP 신호의 상태 레벨이 C인 경우 2.82[V], 커넥터의 턴온/턴오프와 무관하게 CP 신호의 상태 레벨이 B인 경우 5.29[V]를 나타낼 수 있다. When the PE line is disconnected, the low-level voltage value of the third detection signal may not change. The high-level voltage value of the third detection signal is 3.12 [V] when the switch of the connector is turned on and the status level of the CP signal is C, and 2.82 [V] when the switch of the connector is turned off and the status level of the CP signal is C. , it can represent 5.29 [V] when the state level of the CP signal is B regardless of the turn-on/turn-off of the connector.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 제3 감지신호는 PE 라인이 끊어진 경우 하이 레벨의 전압값이 변하게 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값과 임계값을 비교함으로써 PE 라인의 이상 여부를 판단할 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, the high-level voltage value of the third sensing signal is changed when the PE line is disconnected. Accordingly, it is possible to determine whether the PE line is abnormal by comparing the high-level voltage value of the third sensing signal according to the embodiment of the present invention and the threshold value.
도 6c는 도 4 및 도 5의 전기 자동차 충전 컨트롤러에 따른 전기 자동차 전원공급장치 측에서 측정된 CP 신호의 파형을 나타낸 도면이다. FIG. 6c is a diagram illustrating a waveform of a CP signal measured from the electric vehicle power supply side according to the electric vehicle charge controller of FIGS. 4 and 5 .
PE 라인이 정상적으로 연결된 경우, 전기 자동차 전원공급장치 측에서 측정된 CP 신호(CP 신호(EVSE))는 CP 신호의 상태 레벨이나 커넥터에 배치된 스위치의 상태와 무관하게 로우 레벨로 -12[V]인 펄스 신호가 출력된다. 반면, CP 신호의 상태 레벨에 따라, CP 신호(EVSE)는 하이 레벨로 6[V](상태 레벨 C) 및 8.9[V](상태 레벨 B)의 전압값을 출력한다. When the PE line is normally connected, the CP signal (CP signal (EVSE)) measured from the electric vehicle power supply side is -12 [V] to a low level regardless of the status level of the CP signal or the status of the switch placed on the connector. An in-pulse signal is output. On the other hand, according to the state level of the CP signal, the CP signal EVSE outputs voltage values of 6 [V] (state level C) and 8.9 [V] (state level B) as high levels.
PE 라인이 끊어진 경우, CP 신호(EVSE)의 로우 레벨 전압값은 변하지 않을 수 있다. CP 신호(EVSE)의 하이 레벨 전압값은 커넥터의 스위치가 턴온되고 CP 신호의 상태 레벨이 C인 경우 5.06[V], 커넥터의 스위치가 턴오프되고 CP 신호의 상태 레벨이 C인 경우 5.76[V], 커넥터의 스위치가 턴온되고 CP 신호의 상태 레벨이 B인 경우 8[V], 커넥터의 스위치가 턴오프되고 CP 신호의 상태 레벨이 B인 경우 8.24[V]를 나타낼 수 있다. When the PE line is disconnected, the low level voltage value of the CP signal EVSE may not change. The high level voltage value of the CP signal (EVSE) is 5.06 [V] when the switch of the connector is turned on and the status level of the CP signal is C, and 5.76 [V] when the switch of the connector is turned off and the status level of the CP signal is C ], 8 [V] when the switch of the connector is turned on and the status level of the CP signal is B, and 8.24 [V] when the switch of the connector is turned off and the status level of the CP signal is B.
EVSE에서 측정된 CP 신호의 전압 레벨의 경우, PE 라인의 상태에 따라 하이 레벨의 전압값에 변화를 보이긴 하지만 전압값의 변화가 크지 않음을 알 수 있다. 즉, 전기 자동차 전원공급장치에서 CP 신호를 통해 PE 라인의 상태를 판단할 경우 판단 결과에 오류가 발생할 여지가 높음을 알 수 있다. In the case of the voltage level of the CP signal measured in EVSE, it can be seen that although the voltage value of the high level shows a change according to the state of the PE line, the change in the voltage value is not large. That is, it can be seen that when the electric vehicle power supply device determines the state of the PE line through the CP signal, there is a high possibility that an error will occur in the determination result.
도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 제2 감지신호의 파형을 나타낸 도면이다. 6D is a diagram illustrating a waveform of a second sensing signal according to an embodiment of the present invention.
PE 라인이 정상적으로 연결된 경우, 제2 감지신호는 커넥터에 배치된 스위치가 턴온된 상태에서 대략 1.5[V]의 선형 신호로 출력되고, 커넥터에 배치된 스위치가 턴오프된 상태에서 대략 3[V]의 선형 신호로 출력된다. When the PE line is normally connected, the second detection signal is output as a linear signal of approximately 1.5 [V] when the switch disposed on the connector is turned on, and approximately 3 [V] with the switch disposed in the connector turned off is output as a linear signal of
PE 라인이 끊어진 경우, 제2 감지신호는 대략 3[V](또는 4[V])의 로우 레벨 전압값과 11[V]의 하이 레벨 전압값을 가지는 펄스 신호의 형태로 출력될 수 있다. When the PE line is disconnected, the second detection signal may be output in the form of a pulse signal having a low level voltage value of approximately 3 [V] (or 4 [V]) and a high level voltage value of 11 [V].
이와 같이, 제2 감지신호는 PE 라인의 이상 여부에 따라 서로 다른 형태의 신호로 출력됨을 알 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 판단부는 제2 감지신호의 출력 형태를 통해 PE 라인의 이상 여부를 판단할 수 있다. 뿐만 아니라, 제2 감지신호의 하이 레벨 전압값은 PE 라인이 정상인 경우의 제2 감지신호의 전압값과 큰 차이가 있는바, 제2 감지신호의 하이 레벨 전압값을 이용하여 PE 라인의 정상여부를 판단할 경우, 판단의 정확도를 향상시킬 수 있다. As described above, it can be seen that the second detection signal is output as a signal in a different form depending on whether the PE line is abnormal. The determination unit according to an embodiment of the present invention may determine whether the PE line is abnormal through the output shape of the second detection signal. In addition, the high level voltage value of the second detection signal has a large difference from the voltage value of the second detection signal when the PE line is normal. Whether the PE line is normal using the high level voltage value of the second detection signal , it is possible to improve the accuracy of the judgment.
도 6a 내지 6d를 통해 살펴본 것처럼, 제3 감지신호나 전기 자동차 전원공급장치 측에서 측정한 CP 신호를 통해 PE 라인의 이상 여부를 판단할 경우 부정확한 결과를 야기할 수 있다. 반면, 본 발명의 실시예와 같이, 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값, 제2 감지신호의 하이 레벨 전압값 및 제2 감지신호의 파형을 통해 PE 라인의 이상 여부를 판단할 경우 판단 정확도를 높일 수 있다. 6A to 6D, when determining whether the PE line is abnormal through the third detection signal or the CP signal measured from the electric vehicle power supply side, an inaccurate result may be caused. On the other hand, as in the embodiment of the present invention, when determining whether the PE line is abnormal based on the low-level voltage value of the first detection signal, the high-level voltage value of the second detection signal, and the waveform of the second detection signal, the determination accuracy is improved. can be raised
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자동차 충전 컨트롤러의 구성도이다. 7 is a configuration diagram of an electric vehicle charge controller according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차 충전 컨트롤러는 CP 신호 감지부(210), 필터부(220), CP 레벨 제어부(230), PD 신호 감지부(240) 및 판단부(250)를 포함할 수 있다. 여기서, CP 신호 감지부(210), 필터부(220), CP 레벨 제어부(230)의 경우에는 도 4를 참조하여 설명한 내용과 동일한 바, 상세한 설명은 생략하도록 한다. Referring to FIG. 7 , the electric vehicle charge controller according to the embodiment of the present invention includes a CP
PD 신호 감지부(240)는 전기 자동차 충전 장치 측의 커넥터(connector)와 전기 자동차 측의 인렛(inlet)의 접속 여부에 따른 PD 신호를 감지하여 제2 감지신호를 생성할 수 있다. The PD
그리고, PD 신호 감지부(240)는 제2 감지신호의 최대 전압값이 판단부(250)의 구동 전압값보다 작은 값을 가지도록 제2 감지신호의 전압 크기를 제어하는 보호부(241)를 포함할 수 있다. 보호부(241)는 적어도 하나의 저항소자와 적어도 하나의 서지 보호 소자로 구성될 수 있다. 예를 들어, 판단부(250)의 구동 전압값이 5[V]인 경우, 보호부(241)는 5[V] 이하의 크기로 제2 감지신호의 전압값을 제어할 수 있다. In addition, the PD
판단부(250)는 스위칭 소자의 동작에 따라 측정된 제1 감지신호 및 제2 감지신호 중 적어도 하나에 기초하여 전기 자동차 충전 장치(EVSE)의 보호 접지(protective earth)와 전기 자동차의 섀시 접지(chassis)를 전기적으로 연결하는 PE(protect earth) 라인의 이상 여부를 판단할 수 있다. The
판단부(250)는 다음과 같이 판단할 수 있다. The
실시예에 따르면, 판단부(250)는 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크면 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 제1 임계값은 보호부(241)가 없는 경우의 제1 임계값과 상이할 수 있다. 제1 임계값은 보호부(241)에 포함된 저항소자의 저항값에 따라 변경될 수 있다. 보호부(241)가 포함된 경우의 제1 임계값은 보호부가 미포함된 경우의 제1 임계값보다 낮을 수 있다.According to an embodiment, the
실시예에 따르면, 판단부(250)는 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 판단부(250)는 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 제2 임계값은 보호부(241)가 없는 경우의 제1 임계값과 상이할 수 있다. 제2 임계값은 보호부(241)에 포함된 저항소자의 저항값에 따라 변경될 수 있다. 보호부(241)가 포함된 경우의 제2 임계값은 보호부가 미포함된 경우의 제2 임계값보다 낮을 수 있다. 실시예에 따르면, 판단부(250)는 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되고 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment, when the second detection signal is output in the form of a pulse signal, the
실시예에 따르면, 판단부(250)는 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제3 임계값보다 크면 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 제3 임계값은 보호부(241)가 없는 경우의 제3 임계값과 상이할 수 있다. 제3 임계값은 보호부(241)에 포함된 저항소자의 저항값에 따라 변경될 수 있다. 보호부(241)가 포함된 경우의 제3 임계값은 보호부가 미포함된 경우의 제3 임계값보다 낮을 수 있다.According to an embodiment, when the high level voltage value of the third detection signal is greater than a preset third threshold value, the
실시예에 따르면, 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되면 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 판단부(250)는 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 판단부(250)는 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되며 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. According to an embodiment, when the low-level voltage value of the first detection signal is greater than a preset first threshold value and the second detection signal is output in the form of a pulse signal, it may be determined that a disconnection has occurred in the PE line. According to the embodiment, when the low level voltage value of the first detection signal is greater than a preset first threshold value and the maximum voltage value of the second detection signal is higher than the preset second threshold value, the
실시예에 따르면, 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제3 임계값보다 크고 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되면 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 판단부(250)는 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제3 임계값보다 크고 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 판단부(250)는 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되며 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment, when the high-level voltage value of the third detection signal is greater than a preset third threshold value and the second detection signal is output in the form of a pulse signal, it may be determined that a disconnection has occurred in the PE line. According to the embodiment, when the high level voltage value of the third detection signal is greater than a preset third threshold value and the maximum voltage value of the second detection signal is higher than the preset second threshold value, the It can be judged that a disconnection has occurred. According to an embodiment, the
실시예에 따르면, 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고, 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제3 임계값보다 크고, 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 판단부(250)는 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고, 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제3 임계값보다 크고, 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 판단부(250)는 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고, 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크고, 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태로 출력되며, 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment, the low-level voltage value of the first detection signal is greater than a preset first threshold value, the high-level voltage value of the third detection signal is greater than the preset third threshold value, and the second detection signal is a pulse signal If outputted in the form of , it can be determined that a disconnection has occurred in the PE line. According to an embodiment, the
판단부(250)는 전기 자동차 충전 컨트롤러에 포함되어 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 판단부(250)는 전기 자동차의 배터리 관리 시스템이나 통합 전력 제어 장치에 포함되어 구현될 수도 있다. 예를 들어, 배터리 관리 시스템이나 통합 전력 제어 장치는 제1 감지신호 및 제2 감지신호를 수신하여 상기에 따라 PE 라인의 이상 여부를 판단할 수도 있다.The
도 8은 도 7에 대응하는 전기 자동차 충전 컨트롤러의 회로도이다. 8 is a circuit diagram of an electric vehicle charge controller corresponding to FIG. 7 .
도 7에 도시된 회로도에서 도 5에 도시된 회로도와 중복되는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다. In the circuit diagram illustrated in FIG. 7 , a detailed description of a portion overlapping with the circuit diagram illustrated in FIG. 5 will be omitted.
보호부(241)는 제4 다이오드(D4) 및 제9 저항(R9)을 포함할 수 있다. The
제4 다이오드(D4)의 캐소드 단자는 제9 저항(R9)의 제2단에 연결될 수 있다. 제3 다이오드(D3)의 애노드 단자는 PE 라인에 연결될 수 있다. 제4 다이오드(D4)는 서지 전압을 보호하는 역할을 하는 소자일 수 있다. 제4 다이오드(D4)는 제너 다이오드(zener diode) 및 과도전압다이오드(Transient Voltage Suppressor Diode) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The cathode terminal of the fourth diode D4 may be connected to the second terminal of the ninth resistor R9. The anode terminal of the third diode D3 may be connected to the PE line. The fourth diode D4 may be a device serving to protect a surge voltage. The fourth diode D4 may include at least one of a zener diode and a transient voltage suppressor diode.
제9 저항(R9)의 제1단은 제8 저항(R8)의 제1단에 연결될 수 있다. 제9 저항(R9)의 제2단은 제4 다이오드(D4)의 캐소드 단자에 연결될 수 있다.A first end of the ninth resistor R9 may be connected to a first end of the eighth resistor R8 . A second end of the ninth resistor R9 may be connected to a cathode terminal of the fourth diode D4 .
보호부(241)에 포함된 제4 다이오드(D4)와 제9 저항(R9)에 의해 출력포트(P3)를 통해 출력되는 제2 감지신호의 전압은 소정의 값 이내로 제한될 수 있다. 만약, 출력포트(P3)로부터 출력되는 제2 감지신호를 수신하는 판단부의 구동 전압이 5[V]인 경우, 보호부(241)는 제4 다이오드(D4)와 제9 저항(R9)을 통해 출력포트(P3)로부터 출력되는 제2 감지신호의 전압을 5[V] 이내로 제한함으로써, 시스템을 보호할 수 있다. The voltage of the second sensing signal output through the output port P3 by the fourth diode D4 and the ninth resistor R9 included in the
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 실시예에 따른 PE 라인의 이상 여부를 감지하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 9A to 9D are diagrams for explaining a process of detecting whether a PE line is abnormal according to an embodiment of the present invention.
도 9a 내지 도 9d에서 PE wire Connected 영역은 PE 라인이 연결된 경우, 즉, 정상 상태인 경우를 나타낸다. 도 9a 내지 도 9d에서 PE wire Broken은 PE 라인의 끊어진 경우, 즉, 이상 상태인 경우를 나타낸다. 도 9a 내지 도 9d에서 C는 CP 신호의 상태 레벨이 상태 C인 경우를 나타낸다. 도 9a 내지 도 9d에서 B는 CP 신호의 상태 레벨이 상태 B인 경우를 나타낸다. 도 9a 내지 도 9d에서 ON은 커넥터에 배치된 스위치가 턴온된 경우를 나타낸다. 도 9a 내지 도 9d에서 OFF는 커넥터에 배치된 스위치가 턴오프된 경우를 나타낸다. In FIGS. 9A to 9D , the PE wire Connected region represents a case in which the PE line is connected, that is, in a normal state. In FIGS. 9A to 9D, PE wire Broken indicates a case in which the PE line is broken, that is, an abnormal state. In FIGS. 9A to 9D, C indicates a case in which the state level of the CP signal is state C. In FIGS. In FIGS. 9A to 9D, B indicates a case in which the state level of the CP signal is state B. In FIGS. 9A to 9D , ON indicates a case in which the switch disposed in the connector is turned on. In FIGS. 9A to 9D , OFF indicates a case in which the switch disposed on the connector is turned off.
도 9a는 도 7 및 도 8의 전기 자동차 충전 컨트롤러에 따른 제1 감지신호의 파형을 나타낸 도면이다. 9A is a diagram illustrating a waveform of a first detection signal according to the electric vehicle charge controller of FIGS. 7 and 8 .
PE 라인이 정상적으로 연결된 경우, CP 신호의 상태 레벨이나 커넥터에 배치된 스위치의 상태와 무관하게 로우 레벨로 -4.6[V]가 출력되고 하이 레벨로 0[V]가 출력되는 펄스 신호가 나타난다. When the PE line is normally connected, a pulse signal that -4.6[V] is output as a low level and 0[V] is output as a high level appears regardless of the status level of the CP signal or the status of the switch placed on the connector.
PE 라인이 끊어진 경우, 로우 레벨의 전압값이 -2.5[V]로 변경됨을 알 수 있다. 즉, 로우 레벨의 전압값이 큰 폭으로 변화하게 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 판단부는 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값을 제1 임계값과 비교하여 PE 라인의 이상여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 제1 임계값인 -3[V]보다 크면 PE 라인이 끊어진 것으로 판단할 수 있다. It can be seen that when the PE line is disconnected, the voltage value of the low level is changed to -2.5 [V]. That is, the voltage value of the low level changes significantly. Accordingly, the determination unit according to an embodiment of the present invention may determine whether the PE line is abnormal by comparing the low-level voltage value of the first detection signal with the first threshold value. For example, when the low-level voltage value of the first detection signal is greater than the first threshold value of -3 [V], it may be determined that the PE line is disconnected.
도 9b는 도 7 및 도 8의 전기 자동차 충전 컨트롤러에 따른 제3 감지신호의 파형을 나타낸 도면이다. 9B is a diagram illustrating a waveform of a third detection signal according to the electric vehicle charge controller of FIGS. 7 and 8 .
PE 라인이 정상적으로 연결된 경우, 제3 감지신호는 CP 신호의 상태 레벨이나 커넥터에 배치된 스위치의 상태와 무관하게 로우 레벨로 0[V]인 펄스 신호가 출력된다. 반면, CP 신호의 상태에 따라 제3 감지신호는 하이 레벨로 2.7[V](상태 레벨 C) 및 4.13[V](상태 레벨 B)의 전압값을 출력한다. When the PE line is normally connected, a pulse signal of 0 [V] is output at a low level as the third detection signal regardless of the state level of the CP signal or the state of the switch disposed in the connector. On the other hand, according to the state of the CP signal, the third detection signal outputs voltage values of 2.7 [V] (state level C) and 4.13 [V] (state level B) as high levels.
PE 라인이 끊어진 경우, 제3 감지신호의 로우레벨 전압값은 변하지 않을 수 있다. 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값은 커넥터의 스위치가 턴온되고 CP 신호의 상태 레벨이 C인 경우 3.12[V], 커넥터의 스위치가 턴오프되고 CP 신호의 상태 레벨이 C인 경우 2.82[V], 커넥터의 스위치가 턴온되고 CP 신호의 상태 레벨이 C인 경우 5.29[V], 커넥터의 스위치가 턴오프되고 CP 신호의 상태 레벨이 B인 경우 4.97[V]를 나타낼 수 있다. When the PE line is disconnected, the low-level voltage value of the third detection signal may not change. The high-level voltage value of the third detection signal is 3.12 [V] when the switch of the connector is turned on and the status level of the CP signal is C, and 2.82 [V] when the switch of the connector is turned off and the status level of the CP signal is C. , when the switch of the connector is turned on and the state level of the CP signal is C, 5.29 [V], and when the switch of the connector is turned off and the state level of the CP signal is B, it may indicate 4.97 [V].
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 제3 감지신호는 PE 라인이 끊어진 경우 하이 레벨의 전압값이 변하게 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값과 임계값을 비교함으로써 PE 라인의 이상 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 제3 임계값인 4[V]보다 크면 PE 라인이 끊어진 것으로 판단할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the high-level voltage value of the third sensing signal is changed when the PE line is disconnected. Accordingly, it is possible to determine whether the PE line is abnormal by comparing the high-level voltage value of the third sensing signal according to the embodiment of the present invention and the threshold value. For example, when the high level voltage value of the third detection signal is greater than the third threshold value of 4 [V], it may be determined that the PE line is disconnected.
도 9c는 도 7 및 도 8의 전기 자동차 충전 컨트롤러에 따른 전기 자동차 전원공급장치 측에서 측정된 CP 신호의 파형을 나타낸 도면이다. 9C is a diagram illustrating a waveform of a CP signal measured at the electric vehicle power supply side according to the electric vehicle charge controller of FIGS. 7 and 8 .
PE 라인이 정상적으로 연결된 경우, 전기 자동차 전원공급장치 측에서 측정된 CP 신호(CP 신호(EVSE))는 CP 신호의 상태 레벨이나 커넥터에 배치된 스위치의 상태와 무관하게 로우 레벨로 -12[V]인 펄스 신호가 출력된다. 반면, CP 신호의 상태 레벨에 따라 CP 신호(EVSE)는 하이 레벨로 6[V](상태 레벨 C) 및 8.9[V](상태 레벨 B)의 전압값을 출력한다. When the PE line is normally connected, the CP signal (CP signal (EVSE)) measured on the electric vehicle power supply side is -12 [V] to a low level regardless of the state level of the CP signal or the state of the switch placed on the connector. An in-pulse signal is output. On the other hand, according to the state level of the CP signal, the CP signal EVSE outputs voltage values of 6 [V] (state level C) and 8.9 [V] (state level B) as high levels.
PE 라인이 끊어진 경우, CP 신호(EVSE)의 로우 레벨 전압값은 변하지 않을 수 있다. CP 신호(EVSE)의 하이 레벨 전압값은 커넥터의 스위치가 턴온되고 CP 신호의 상태 레벨이 C인 경우 5.06[V], 커넥터의 스위치가 턴오프되고 CP 신호의 상태 레벨이 C인 경우 5.76[V], 커넥터의 스위치가 턴온되고 CP 신호의 상태 레벨이 B인 경우 8[V], 커넥터의 스위치가 턴오프되고 CP 신호의 상태 레벨이 B인 경우 8.24[V]를 나타낼 수 있다. When the PE line is disconnected, the low level voltage value of the CP signal EVSE may not change. The high level voltage value of the CP signal (EVSE) is 5.06 [V] when the switch of the connector is turned on and the status level of the CP signal is C, and 5.76 [V] when the switch of the connector is turned off and the status level of the CP signal is C ], 8 [V] when the switch of the connector is turned on and the status level of the CP signal is B, and 8.24 [V] when the switch of the connector is turned off and the status level of the CP signal is B.
EVSE에서 측정된 CP 신호의 전압 레벨의 경우, PE 라인의 상태에 따라 하이 레벨의 전압값에 변화를 보이긴 하지만 전압값의 변화가 크지 않음을 알 수 있다. 즉, 전기 자동차 전원공급장치에서 CP 신호를 통해 PE 라인의 상태를 판단할 경우 판단 결과에 오류가 발생할 여지가 높음을 알 수 있다. In the case of the voltage level of the CP signal measured in EVSE, it can be seen that although the voltage value of the high level shows a change according to the state of the PE line, the change in the voltage value is not large. That is, it can be seen that when the electric vehicle power supply device determines the state of the PE line through the CP signal, there is a high possibility that an error will occur in the determination result.
도 9d는 도 7 및 도 8의 전기 자동차 충전 컨트롤러에 따른 제2 감지신호의 파형을 나타낸 도면이다. 9D is a diagram illustrating a waveform of a second detection signal according to the electric vehicle charge controller of FIGS. 7 and 8 .
PE 라인이 정상적으로 연결된 경우, 제2 감지신호는 커넥터에 배치된 스위치가 턴온된 상태에서 대략 1.5[V]의 선형 신호로 출력되고, 커넥터에 배치된 스위치가 턴오프된 상태에서 대략 3[V]의 선형 신호로 출력된다. When the PE line is normally connected, the second detection signal is output as a linear signal of approximately 1.5 [V] when the switch disposed on the connector is turned on, and approximately 3 [V] with the switch disposed in the connector turned off is output as a linear signal of
PE 라인이 끊어진 경우, 제2 감지신호는 대략 3[V](또는 4[V])의 로우 레벨 전압값과 5[V]의 하이 레벨 전압값을 가지는 펄스 신호의 형태로 출력될 수 있다. When the PE line is disconnected, the second detection signal may be output in the form of a pulse signal having a low level voltage value of approximately 3 [V] (or 4 [V]) and a high level voltage value of 5 [V].
이와 같이, 제2 감지신호는 PE 라인의 이상 여부에 따라 서로 다른 형태의 신호로 출력됨을 알 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 판단부는 제2 감지신호의 출력 형태를 통해 PE 라인의 이상 여부를 판단할 수 있다. As described above, it can be seen that the second detection signal is output as a signal in a different form depending on whether the PE line is abnormal. Accordingly, the determination unit according to an embodiment of the present invention may determine whether the PE line is abnormal through the output form of the second detection signal.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값, 제2 감지신호의 하이 레벨 전압값 및 제2 감지신호의 파형, 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값을 통해 PE 라인의 이상 여부를 판단할 경우 판단 정확도를 높일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the PE line is abnormal through the low-level voltage value of the first detection signal, the high-level voltage value of the second detection signal, the waveform of the second detection signal, and the high-level voltage value of the third detection signal. In the case of judging whether or not, the judgment accuracy can be increased.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. In the above, the embodiment has been mainly described, but this is only an example and does not limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains are not exemplified above in the range that does not depart from the essential characteristics of the present embodiment. It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be implemented by modification. And differences related to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
10 : 전기 자동차 전원공급장치
20 : 전기 자동차
200 : 전기 자동차 충전 컨트롤러
210 : CP 신호 감지부
220 : 필터부
230 : CP 레벨 제어부
240 : PD 신호 감지부
250 : 판단부10: electric vehicle power supply
20: electric vehicle
200: electric vehicle charge controller
210: CP signal detection unit
220: filter unit
230: CP level control unit
240: PD signal detection unit
250: judgment unit
Claims (9)
상기 전기 자동차 전원공급장치 측의 커넥터(connector)와 전기 자동차 측의 인렛(inlet)의 접속 여부에 따른 PD 신호를 감지하여 제2 감지신호를 생성하는 PD 신호 감지부; 및
상기 제1 감지신호 내지 상기 제3 감지신호 중 적어도 하나에 기초하여 상기 전기 자동차 전원공급장치의 보호 접지(protective earth)와 전기 자동차의 섀시 접지(chassis)를 전기적으로 연결하는 PE(protect earth) 라인의 이상 여부를 판단하는 판단부; 포함하고,
상기 PD 신호 감지부는,
상기 PD 신호의 최대 전압값이 상기 판단부의 구동 전압값보다 작은 값을 가지도록 상기 PD 신호의 전압 크기를 제어하는 보호부를 포함하는 전기 자동차 충전 컨트롤러. It is connected to a CP (control pilot) line of an electric vehicle power supply (EVSE), and detects at least one of a negative edge or a positive edge of a CP signal received from the electric vehicle power supply. a CP signal detection unit generating at least one of a first detection signal and a third detection signal;
a PD signal detection unit configured to detect a PD signal according to whether a connector on the electric vehicle power supply device is connected and an inlet on the electric vehicle side to generate a second detection signal; and
A protective earth (PE) line electrically connecting a protective earth of the electric vehicle power supply device and a chassis ground of the electric vehicle based on at least one of the first detection signal to the third detection signal a judgment unit to determine whether there is an abnormality; including,
The PD signal detection unit,
and a protection unit controlling the voltage level of the PD signal so that the maximum voltage value of the PD signal is smaller than the driving voltage value of the determination unit.
상기 제1 감지신호는,
하이 레벨(high level)의 전압값과 로우 레벨(low level)의 전압값이 반복하여 출력되는 펄스 신호이고,
상기 판단부는,
상기 제1 감지신호의 로우 레벨 전압값이 기 설정된 제1 임계값보다 크면 상기 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단하는 전기 자동차 충전 컨트롤러. According to claim 1,
The first detection signal is
A pulse signal in which a high level voltage value and a low level voltage value are repeatedly output,
The judging unit,
The electric vehicle charge controller for determining that a disconnection has occurred in the PE line when the low-level voltage value of the first detection signal is greater than a preset first threshold value.
상기 판단부는,
상기 제2 감지신호가 펄스 신호의 형태 또는 상기 펄스 신호와 유사도가 높은 유사 펄스 신호로 출력되면, 상기 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단하는 전기 자동차 충전 컨트롤러. 3. The method of claim 2,
The judging unit,
When the second detection signal is output in the form of a pulse signal or a similar pulse signal having a high degree of similarity to the pulse signal, it is determined that a disconnection has occurred in the PE line.
상기 판단부는,
상기 제2 감지신호의 최대 전압값이 기 설정된 제2 임계값보다 높으면, 상기 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단하는 전기 자동차 충전 컨트롤러. 4. The method of claim 3,
The judging unit,
When the maximum voltage value of the second detection signal is higher than a preset second threshold value, the electric vehicle charge controller determines that a disconnection has occurred in the PE line.
상기 제3 감지신호는,
하이 레벨(high level)의 전압값과 로우 레벨(low level)의 전압값이 반복하여 출력되는 펄스 신호이고,
상기 판단부는,
상기 제3 감지신호의 하이 레벨 전압값이 기 설정된 제3 임계값보다 크면 상기 PE 라인에 단선이 발생한 것으로 판단하는 전기 자동차 충전 컨트롤러. 5. The method of claim 4,
The third detection signal is
A pulse signal in which a high level voltage value and a low level voltage value are repeatedly output,
The judging unit,
The electric vehicle charge controller for determining that a disconnection has occurred in the PE line when the high level voltage value of the third detection signal is greater than a preset third threshold value.
상기 보호부는,
제1단이 상기 인렛의 PD 포트와 연결되는 저항소자, 및
제1단이 상기 저항소자의 제2단에 연결되고, 제2단이 상기 전기 자동차의 PE 라인에 연결되는 다이오드소자;를 포함하는 전기 자동차 충전 컨트롤러6. The method of claim 5,
The protection unit,
a resistance element having a first end connected to the PD port of the inlet, and
Electric vehicle charge controller including; a diode element having a first end connected to a second end of the resistance element and a second end connected to a PE line of the electric vehicle
상기 다이오드소자는,
제어 다이오드(zener diode) 및 과도전압다이오드(Transient Voltage Suppressor Diode) 중 적어도 하나를 포함하는 전기 자동차 충전 컨트롤러. 7. The method of claim 6,
The diode device is
An electric vehicle charge controller comprising at least one of a control diode (zener diode) and a transient voltage diode (Transient Voltage Suppressor Diode).
상기 제1 임계값 내지 상기 제3 임계값 중 적어도 하나는,
상기 저항소자의 저항값에 따라 변경되는 전기 자동차 충전 컨트롤러.8. The method of claim 7,
At least one of the first threshold value to the third threshold value is
An electric vehicle charge controller that is changed according to a resistance value of the resistance element.
상기 제1 임계값 내지 상기 제3 임계값 중 적어도 하나는,
상기 저항소자의 저항값이 클수록 작아지는 전기 자동차 충전 컨트롤러.9. The method of claim 8,
At least one of the first threshold value to the third threshold value is
An electric vehicle charge controller that decreases as the resistance value of the resistance element increases.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200101254A KR20220020661A (en) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | Electric vehicle charging controller |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116118548A (en) * | 2023-01-12 | 2023-05-16 | 公牛集团股份有限公司 | CP signal adapting device and method for electric automobile charging system |
KR102775808B1 (en) * | 2023-11-20 | 2025-03-06 | 주식회사 미래이앤아이 | On board charger having HPGP IP |
-
2020
- 2020-08-12 KR KR1020200101254A patent/KR20220020661A/en active Pending
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Date | Code | Title | Description |
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PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20200812 |
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