特許 7646496 電気車両のオンボード充電器およびその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-07

(45)【発行日】2025-03-17

(54)【発明の名称】電気車両のオンボード充電器およびその制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/10 20060101AFI20250310BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20250310BHJP

   B60L 53/30 20190101ALI20250310BHJP

   B60L 53/66 20190101ALI20250310BHJP

【ＦＩ】

H02J7/10 A

H02J7/00 P

B60L53/30

B60L53/66

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021132890

(22)【出願日】2021-08-17

(65)【公開番号】P2022104864

(43)【公開日】2022-07-12

【審査請求日】2024-02-27

(31)【優先権主張番号】10-2020-0187082

(32)【優先日】2020-12-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】591251636

【氏名又は名称】現代自動車株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＨＹＵＮＤＡＩ ＭＯＴＯＲ ＣＯＭＰＡＮＹ

【住所又は居所原語表記】１２， Ｈｅｏｌｌｅｕｎｇ－ｒｏ， Ｓｅｏｃｈｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(73)【特許権者】

【識別番号】500518050

【氏名又は名称】起亞株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＫＩＡ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

【住所又は居所原語表記】１２， Ｈｅｏｌｌｅｕｎｇ－ｒｏ， Ｓｅｏｃｈｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100198029

【弁理士】

【氏名又は名称】綿貫 力

(72)【発明者】

【氏名】イ、ミョンソク

(72)【発明者】

【氏名】ノー、シンヨン

(72)【発明者】

【氏名】ノー、ソンハン

(72)【発明者】

【氏名】クウォン、ナレ

【審査官】山口 大

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２４６３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１７９７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００９７５２６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ７／００－７／１２

７／３４－７／３６

Ｂ６０Ｌ１／００－３／１２

７／００－１３／００

１５／００－５８／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御パイロット信号を検知するＣＰ受信モジュールと、
近接探知信号を検知するＰＤ受信モジュールと、
予約充電のための待機状態および予約充電の完了状態で、前記ＣＰ受信モジュールと前記ＰＤ受信モジュールに電圧を供給する低電力実行モード、および前記ＣＰ受信モジュールと前記ＰＤ受信モジュールに供給される電圧を遮断する低電力中断モードを、設定された周期で繰り返し実行するプロセッサと、
を含む、電気車両のオンボード充電器。

【請求項2】

前記低電力実行モードの実行周期は、前記低電力中断モードの実行周期よりも短く設定される、請求項１に記載の電気車両のオンボード充電器。

【請求項3】

前記低電力実行モードで行われる複数のタスクの中で最も長い時間が費やされるタスクの実行時間が、前記低電力実行モードの実行周期に設定される、請求項１に記載の電気車両のオンボード充電器。

【請求項4】

前記低電力中断モードの実行周期は、外部制御器から送信されたチェック信号に対する応答信号を伝送しなければならない異常チェック時間よりも短く設定される、請求項１に記載の電気車両のオンボード充電器。

【請求項5】

前記ＰＤ信号が設定電圧を有し、前記ＣＰ信号が第１設定電圧から第２設定電圧に切り替えられると、
前記プロセッサは、前記予約充電のための待機状態であると判断する、請求項１に記載の電気車両のオンボード充電器。

【請求項6】

前記ＰＤ信号が設定電圧を有し、前記ＣＰ信号が第３設定電圧から第２設定電圧に切り替えられると、
前記プロセッサは、前記予約充電の完了状態であると判断する、請求項１に記載の電気車両のオンボード充電器。

【請求項7】

電源モジュールと、
前記電源モジュールから通信モジュールを含む周辺モジュールに供給される電圧を選択的に遮断する第１スイッチと、
制御パイロット信号を検知するＣＰ受信モジュールと近接探知信号を検知するＰＤ受信モジュールに供給される電圧を選択的に遮断する第２スイッチと、
予約充電のための待機状態および予約充電の完了状態で、前記第１スイッチと前記第２スイッチを介して、低電力実行モードと低電力中断モードとを、設定された周期で繰り返し実行するプロセッサと、
を含み、
前記低電力実行モードで、前記プロセッサは、前記第１スイッチをオフにして、前記周辺モジュールに供給される電圧を遮断し、前記第２スイッチをオンにして、前記ＣＰ受信モジュールと前記ＰＤ受信モジュールに電圧を供給して、前記ＣＰ受信モジュールと前記ＰＤ受信モジュールを活性化させ、
前記低電力中断モードで、前記プロセッサは、前記第１スイッチをオフにして、前記周辺モジュールに供給される電圧を遮断し、前記第２スイッチをオフにして、前記ＣＰ受信モジュールと前記ＰＤ受信モジュールに供給される電圧を遮断する、電気車両のオンボード充電器。

【請求項8】

前記低電力実行モードの実行周期は、前記低電力中断モードの実行周期よりも短く設定される、請求項７に記載の電気車両のオンボード充電器。

【請求項9】

前記低電力実行モードで行われる複数のタスクの中で最も長い時間が費やされるタスクの実行時間が、前記低電力実行モードの実行周期に設定される、請求項７に記載の電気車両のオンボード充電器。

【請求項10】

前記ＰＤ信号が設定電圧を有し、前記ＣＰ信号が第１設定電圧から第２設定電圧に切り替えられると、
前記プロセッサは、前記予約充電のための待機状態であると判断する、請求項７に記載の電気車両のオンボード充電器。

【請求項11】

前記ＰＤ信号が設定電圧を有し、前記ＣＰ信号が第３設定電圧から第２設定電圧に切り替えられると、
前記プロセッサは、前記予約充電の完了状態であると判断する、請求項７に記載の電気車両のオンボード充電器。

【請求項12】

プロセッサによって、ＰＤ信号により予約充電のための待機状態および予約充電の完了状態であるか否かを判断する工程と、
前記プロセッサによって、前記予約充電のための待機状態および前記予約充電の完了状態で、低電力実行モードと低電力中断モードとを、設定された周期で繰り返し実行する工程と、
を含み、
前記低電力実行モードで、電源モジュールから周辺モジュールに供給される電圧が遮断され、前記電源モジュールから前記ＣＰ信号を検知するＣＰ受信モジュールと前記ＰＤ信号を検知するＰＤ受信モジュールに電圧が供給され、
前記低電力中断モードで、前記電源モジュールから前記周辺モジュールに供給される電圧が遮断され、前記電源モジュールから前記ＣＰ受信モジュールと前記ＰＤ受信モジュールに供給される電圧が遮断される、電気車両のオンボード充電器の制御方法。

【請求項13】

前記低電力実行モードの実行周期は、前記低電力中断モードの実行周期よりも短く設定される、請求項１２に記載の電気車両のオンボード充電器の制御方法。

【請求項14】

前記低電力実行モードで行われる複数のタスクの中で最も長い時間が費やされるタスクの実行時間が、前記低電力実行モードの実行周期に設定される、請求項１２に記載の電気車両のオンボード充電器の制御方法。

【請求項15】

前記ＰＤ信号が設定電圧を有し、前記ＣＰ信号が第１設定電圧から第２設定電圧に切り替えられると、
前記予約充電のための待機状態であると判断される、請求項１２に記載の電気車両のオンボード充電器の制御方法。

【請求項16】

前記ＰＤ信号が設定電圧を有し、前記ＣＰ信号が第３設定電圧から第２設定電圧に切り替えられると、
前記予約充電の完了状態であると判断される、請求項１２に記載の電気車両のオンボード充電器の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気車両のオンボード充電器の制御装置および方法に関し、より詳しくは、充電スタンドと電気車両の充電コネクタとが締結され、電気車両の始動がオフにされた状況でオンボード充電器の電流消耗量を最小化できる電気車両のオンボード充電器の制御装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地球の環境汚染の問題が日毎に深刻化している近頃、無公害エネルギーの使用はますます重要性を増している。特に、大都市の待機汚染問題は日毎に深刻化しているが、車両の排気ガスはその主因の一つである。

【0003】

このような状況で、無公害エネルギーの電気を動力源として使用するハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池車両のような電気車両を実用化するための研究が近年活発に行われている。

【0004】

電気車両は、外部から電気エネルギーを受けてこれをバッテリに充電した後、バッテリに充電された電圧で車輪と結合されたモータを介して機械的エネルギーである動力を得る。

【0005】

つまり、電気車両は、バッテリに充電された電圧でモータを駆動させなければならないため、大容量の充電式バッテリを用い、このような大容量の充電式バッテリを充電するためのバッテリ充電装置を備えている。

【0006】

バッテリを充電する方法としては、別置型充電器を用いて充電する急速充電方式と、車両に搭載された充電器を用いて充電する緩速充電方式とに区別することができる。

【0007】

急速充電方式は、しばらくの間駐車中の状態でバッテリの充電状態を短時間に充電することであり、緩速充電方式は、走行後長時間にわたって充電状態を１００％に充電することである。緩速充電の場合には、オンボード充電器（ＯＢＣ：ｏｎ－ｂｏａｒｄ ｃｈａｒｇｅｒ）が緩速充電ポートに連結され、交流電源を直流に変換してバッテリを充電する。

【0008】

オンボード充電器２００は、外部電源供給装置（ＥＶＳＥ：ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ｓｕｐｐｌｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を用いて電気を受ける。

【0009】

外部電源供給装置を介して電気車両を充電するとき、ユーザの望む時間に車両を充電する予約充電を行うことができる。予約充電は、主に電気料金が割安な深夜時間に電気車両を充電する用途で用いられる。一般に、予約充電は、外部電源供給装置１００で設定するＥＶＳＥ予約充電と、車両で設定する車両予約充電とを含む。

【0010】

ＥＶＳＥ予約充電を行うと、待機時間の間、ＣＰ信号はＤＣ９Ｖを維持し、使用者が設定した充電時間に到達すれば、外部電源供給装置は、ＣＰ信号をＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）９Ｖに変換して充電準備状態となった後、オンボード充電器は、充電を開始する。

【0011】

車両予約充電を行うと、外部電源供給装置は、電源供給状態を維持し、使用者が設定した充電時間に到達すれば、外部電源供給装置は、ＣＰ信号をＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）９Ｖに変換して充電準備状態となった後、オンボード充電器は、充電を開始する。

【0012】

このように、予約充電のための待機時間の間、外部電源供給装置からＣＰ信号がオンボード充電器に入力されるため、オンボード充電器は、待機時間の間、ＣＰ信号を継続して検知しなければならない。これによって、オンボード充電器に持続的に電源が印加されて電圧を消耗し、極端に電気車両のバッテリが放電される問題が発生する。

【0013】

この背景技術の部分に記載された事項は発明の背景に対する理解を増進させるために作成されたものであって、この技術の属する分野における通常の知識を有する者にすでに知られた従来の技術でない事項を含むことができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

本発明は、上記の問題点を解決するためのものであって、予約充電のための待機時間の間、オンボード充電器で消耗する電圧を最小化できる電気車両のオンボード充電器およびその制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記の目的を達成するための、本発明の実施例による電気車両のオンボード充電器は、制御パイロット信号（ＣＰ：ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｉｌｏｔ ｓｉｇｎａｌ）を検知するＣＰ受信モジュールと、近接探知信号（ＰＤ：ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）を検知するＰＤ受信モジュールと、予約充電のための待機状態および予約充電の完了状態で、前記ＣＰ受信モジュールと前記ＰＤ受信モジュールに電圧を供給する低電力実行モード、および前記ＣＰ受信モジュールと前記ＰＤ受信モジュールに供給される電圧を遮断する低電力中断モードを、設定された周期で繰り返し実行するプロセッサと、を含むことができる。

【0016】

前記低電力実行モードの実行周期は、前記低電力中断モードの実行周期よりも短く設定されることができる。

【0017】

前記低電力実行モードで行われる複数のタスクの中で最も長い時間が費やされるタスクの実行時間が、前記低電力実行モードの実行周期に設定されることができる。

【0018】

前記低電力中断モードの実行周期は、外部制御器から送信されたチェック信号に対する応答信号を伝送しなければならない異常チェック時間よりも短く設定されることができる。

【0019】

前記ＰＤ信号が設定電圧を有し、前記ＣＰ信号が第１設定電圧から第２設定電圧に切り替えられると、前記プロセッサは、前記予約充電のための待機状態であると判断できる。

【0020】

前記ＰＤ信号が設定電圧を有し、前記ＣＰ信号が第３設定電圧から第２設定電圧に切り替えられると、前記プロセッサは、前記予約充電の完了状態であると判断できる。

【0021】

本発明の他の実施例による電気車両のオンボード充電器は、電源モジュールと、前記電源モジュールから通信モジュールを含む周辺モジュールに供給される電圧を選択的に遮断する第１スイッチと、制御パイロット信号（ＣＰ：ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｉｌｏｔ ｓｉｇｎａｌ）を検知するＣＰ受信モジュールと近接探知信号（ＰＤ：ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）を検知するＰＤ受信モジュールに供給される電圧を選択的に遮断する第２スイッチと、予約充電のための待機状態および予約充電の完了状態で、前記第１スイッチと前記第２スイッチを介して、低電力実行モードと低電力中断モードとを、設定された周期で繰り返し実行するプロセッサと、を含み、前記低電力実行モードで、前記プロセッサは、前記第１スイッチをオフにして、前記周辺モジュールに供給される電圧を遮断し、前記第２スイッチをオンにして、前記ＣＰ受信モジュールと前記ＰＤ受信モジュールに電圧を供給して、前記ＣＰ受信モジュールと前記ＰＤ受信モジュールを活性化させ、前記低電力中断モードで、前記プロセッサは、前記第１スイッチをオフにして、前記周辺モジュールに供給される電圧を遮断し、前記第２スイッチをオフにして、前記ＣＰ受信モジュールと前記ＰＤ受信モジュールに供給される電圧を遮断することができる。

【0022】

前記低電力実行モードの実行周期は、前記低電力中断モードの実行周期よりも短く設定されることができる。

【0023】

前記低電力実行モードで行われる複数のタスクの中で最も長い時間が費やされるタスクの実行時間が、前記低電力実行モードの実行周期に設定されることができる。

【0024】

前記ＰＤ信号が設定電圧を有し、前記ＣＰ信号が第１設定電圧から第２設定電圧に切り替えられると、前記プロセッサは、前記予約充電のための待機状態であると判断できる。

【0025】

前記ＰＤ信号が設定電圧を有し、前記ＣＰ信号が第３設定電圧から第２設定電圧に切り替えられると、前記プロセッサは、前記予約充電の完了状態であると判断できる。

【0026】

本発明のさらに他の実施例による電気車両のオンボード充電器の制御方法は、プロセッサによって、ＰＤ（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）信号とＣＰ（ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｉｌｏｔ）信号により予約充電のための待機状態および予約充電の完了状態であるか否かを判断する工程と、前記プロセッサによって、前記予約充電のための待機状態および前記予約充電の完了状態で、低電力実行モードと低電力中断モードとを、設定された周期で繰り返し実行する工程と、を含み、前記低電力実行モードで、電源モジュールから周辺モジュールに供給される電圧が遮断され、前記電源モジュールから前記ＣＰ信号を検知するＣＰ受信モジュールと前記ＰＤ信号を検知するＰＤ受信モジュールに電圧が供給され、前記低電力中断モードで、前記電源モジュールから前記周辺モジュールに供給される電圧が遮断され、前記電源モジュールから前記ＣＰ受信モジュールと前記ＰＤ受信モジュールに供給される電圧が遮断される。

【0027】

前記低電力実行モードの実行周期は、前記低電力中断モードの実行周期よりも短く設定されることができる。

【0028】

前記低電力実行モードで行われる複数のタスクの中で最も長い時間が費やされるタスクの実行時間が、前記低電力実行モードの実行周期に設定されることができる。

【0029】

前記ＰＤ信号が設定電圧を有し、前記ＣＰ信号が第１設定電圧から第２設定電圧に切り替えられると、前記予約充電のための待機状態であると判断されることができる。

【0030】

前記ＰＤ信号が設定電圧を有し、前記ＣＰ信号が第３設定電圧から第２設定電圧に切り替えられると、前記予約充電の完了状態であると判断されることができる。

【発明の効果】

【0031】

上記のような本発明の実施例によるオンボード充電器およびその制御方法によれば、予約充電のための待機状態または予約充電が完了した状態で、オンボード充電器が、低電力実行モードと低電力中断モードとが周期的に繰り返されて行われることによって、予約充電のための待機状態または予約充電が完了した状態で消耗する消費電流を最小化することができる。

【0032】

そして、予約充電のための待機状態または予約充電が完了した状態で消耗する消費電流が最小化されることによって、車両のバッテリが放電される問題を事前に防止することができる。

【0033】

また、別途の補助プロセッサまたは補助電源などを用いずに、オンボード充電器の低電力モードを実現することによって、車両の製造コストを節減することができ、オンボード充電器の部品節減およびサイズの縮小を実現することができる。

【0034】

図面は本発明の例示的な実施例を説明するために参照されるのであって、本発明の技術的な思想を添付した図面に限定して解釈してはならない。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の実施例による電気車両と外部電源供給装置との連結関係を示した概念図である。

【図2】本発明の実施例による電気車両と外部電源供給装置との連結関係を示したブロック図である。

【図3】本発明の実施例によるオンボード充電器の構成を示したブロック図である。

【図4】本発明の実施例によるＣＰ信号を示したグラフである。

【図5】本発明の実施例による電気車両のオンボード充電器の制御方法を示したフローチャートである。

【図6】本発明の実施例による低電力モードでの消費電流を示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0036】

添付した図面を参照して、本発明の実施例について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。

【0037】

本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付す。

【0038】

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に示したのであって、本発明は必ずしも図示のところに限定されず、様々な部分および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。

【0039】

以下、本発明の実施例による電気車両のオンボード充電器について、添付した図面を参照して詳細に説明する。

【0040】

図１は、本発明の実施例による電気車両と外部電源供給装置との連結関係を示した概念図である。図２は、本発明の実施例による電気車両と外部電源供給装置との連結関係を示したブロック図である。そして、図３は、本発明の実施例によるオンボード充電器の構成を示したブロック図である。

【0041】

図１および図２に示されているように、本発明の実施例による電気車両のオンボード充電器２００が適用される電気車両は、外部電源供給装置１００から電圧を受けて電気車両の高電圧バッテリ４００を充電する。

【0042】

外部電源供給装置１００は、家庭または外部の充電所に具備されたＥＶＳＥ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ｓｕｐｐｌｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）であってもよい。オンボード充電器２００は、電気車両に搭載され、外部電源供給装置１００から電圧を受けて車両に具備された高電圧バッテリ４００を充電する。

【0043】

外部電源供給装置１００の充電コネクタ１０１と電気車両のインレット２０１とが締結されると、外部電源供給装置１００とオンボード充電器２００は、電圧が供給される電圧ライン、制御パイロット（ＣＰ：ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｉｌｏｔ）信号が伝送されるＣＰライン、および近接探知（ＰＤ：ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）信号が伝送されるＰＤラインが連結される。

【0044】

ＣＰ信号は、電気車両の状態に応じて、外部電源供給装置１００からオンボード充電器２００に信号が伝送される。外部電源供給装置１００と車両の状態に応じて、ＣＰ信号は互いに異なる値を有する。このとき、外部電源供給装置１００と車両の状態は、Ａ状態、Ｂ１状態、Ｂ２状態、Ｃ状態、およびＥ状態の５つの状態に区分される。

【0045】

Ａ状態は、充電コネクタ１０１がインレット２０１に締結されていない状態を意味し、このとき、外部電源供給装置１００から伝送されるＣＰ信号はＤＣ１２Ｖの電圧を有する。しかし、電気車両の立場からは、充電コネクタ１０１とインレット２０１とが締結されていない状態であるため、オンボード充電器２００に入力されるＣＰ信号は０Ｖである。

【0046】

Ｂ１状態は、充電コネクタ１０１がインレット２０１に締結された状態であるが、外部電源供給装置１００は電圧を供給しない準備状態を意味する。このとき、ＣＰ信号はＤＣ９Ｖの電圧を有する。

【0047】

Ｂ２状態は、充電コネクタ１０１がインレット２０１に締結された状態で、外部電源供給装置１００が電圧を供給する準備ができた状態を意味する。このとき、外部電源供給装置１００は、９ＶのＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のＣＰ信号を出力する。したがって、車両のオンボード充電器２００は、外部電源供給装置１００が充電準備を完了したことが分かる。

【0048】

Ｃ状態は、オンボード充電器２００が高電圧バッテリ４００の充電を開始した状態を意味し、このとき、ＣＰ信号は６ＶのＰＷＭ信号を有する。

【0049】

Ｅ状態は、外部電源供給装置１００がＣＰ信号を生成しない状態、またはＣＰ信号を生成したが、オンボード充電器２００に送信していない状態を意味する。

【0050】

外部電源供給装置１００と車両の状態に応じたＣＰ信号をまとめると、下記の表の通りである。

【0051】

【表1】

【0052】

ＰＤ信号は、外部電源供給装置１００の充電コネクタ１０１と電気車両のインレット２０１との締結の有無を検知できる情報を提供する。充電コネクタ１０１とインレット２０１との締結状態に応じて、ＰＤ信号のレベルが変更される。例えば、充電コネクタ１０１とインレット２０１とが締結されていなければ、ＰＤ信号は４．４６Ｖの公称電圧（ｎｏｍｉｎａｌ ｖｏｌｔａｇｅ）を有する。充電コネクタ１０１とインレット２０１とが締結されラッチが解除されると、ＰＤ信号は１．５３Ｖの公称電圧（ｎｏｍｉｎａｌ ｖｏｌｔａｇｅ）を有する。そして、充電コネクタ１０１とインレット２０１とが締結されラッチが結合されると、ＰＤ信号は２．７Ｖの公称電圧（ｎｏｍｉｎａｌ ｖｏｌｔａｇｅ）を有する。

【0053】

オンボード充電器２００は、ＣＰ信号とＰＤ信号に基づいて、外部電源供給装置１００からの予約充電条件および／または充電完了条件を判断し、予約充電のための充電待機状態および充電完了状態で低電力モードを実行する。

【0054】

このために、図３を参照すれば、オンボード充電器２００は、電源モジュール２１０と、第１スイッチ２３０と、第２スイッチ２５０と、ＣＰ受信モジュール２６０と、ＰＤ受信モジュール２７０と、通信モジュールと、プロセッサ２２０と、を含むことができる。

【0055】

電源モジュール２１０は、車両のバッテリ４００から常時電圧Ｂ＋を受けてプロセッサ２２０に第１電圧Ｖｃｃを供給し、第１スイッチ２３０のオン／オフにより、通信モジュール、センシングモジュール、およびインレットアクチュエータ制御モジュールを含む周辺モジュール２４０に第２電圧ＶＮを供給し、第２スイッチ２５０のオン／オフにより、ＣＰ受信モジュール２６０とＰＤ受信モジュール２７０に第３電圧ＶＬを供給する。つまり、第１スイッチ２３０は、電源モジュール２１０から通信モジュールを含む周辺モジュール２４０に供給される電圧を選択的に遮断し、第２スイッチ２５０は、電源モジュール２１０からＣＰ受信モジュール２６０とＰＤ受信モジュール２７０に供給される電圧を選択的に遮断することができる。

【0056】

通信モジュールは、オンボード充電器２００および外部制御器３００とＣＡＮ（ｃａｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）通信のためのＣＡＮ通信モジュールを含むことができる。センシングモジュールは、インレット２０１の温度を検知するインレット２０１の温度センシングモジュールを含むことができる。そして、インレット２０１のアクチュエータ制御モジュールは、インレット２０１と充電コネクタ１０１とが締結されたとき、インレット２０１と充電コネクタ１０１が離脱するのを防止するためにインレット２０１と充電コネクタ１０１をロックするロック装置を動作させる。

【0057】

ＣＰ受信モジュール２６０は、外部電源供給装置１００から伝送されるＣＰ信号を検知し、受信されたＣＰ信号をプロセッサ２２０に伝送する。そして、ＰＤ受信モジュール２７０は、外部電源供給装置１００のコネクタと車両のインレット２０１との締結状態を検知し、検知されたＰＤ信号はプロセッサ２２０に伝送する。

【0058】

バッテリ４００から電圧が供給されて電源モジュール２１０がオンにされると、電源モジュール２１０からプロセッサ２２０に持続的に第１電圧Ｖｃｃが供給される。

【0059】

プロセッサ２２０は、ＣＰ信号とＰＤ信号に基づいて、車両の予約充電のための待機状態または予約充電の完了状態を判断し、予約充電のための待機状態または予約充電の完了状態で低電力モードを行う。

【0060】

このために、プロセッサ２２０は、設定されたプログラムによって作動する１つ以上のプロセッサ２２０で備えられ、前記設定されたプログラムは、本発明の実施例による電気車両のオンボード充電器２００の制御方法の各段階を行うようになっている。

【0061】

第１スイッチ２３０は、オンボード充電器２００が正常に動作するとき、プロセッサ２２０の活性化信号ＶＮ＿ｅｎａｂｌｅによってオンにされ、第１スイッチ２３０がオンにされると、通信モジュール、センシングモジュール、およびインレット２０１のアクチュエータ制御モジュールに第２電圧ＶＮが供給される。

【0062】

第２スイッチ２５０は、オンボード充電器２００が低電力モードで動作するとき、マイクロプロセッサの活性化信号ＶＬ＿ｅｎａｂｌｅによってオンにされ、第２スイッチ２５０がオンにされると、ＣＰ受信モジュール２６０とＰＤ受信モジュール２７０に第３電圧ＶＬが供給される。

【0063】

使用者が予約充電を実行すれば、予約充電のための待機時間の間、消耗する電圧を最小化するために、オンボード充電器２００は低電力モードを実行する。

【0064】

低電力モードは、低電力実行モード（ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｒｕｎ ｍｏｄｅ）と、低電力中断モード（ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｓｔｏｐ ｍｏｄｅ）と、を含み、予約充電のための待機時間の間、プロセッサ２２０は、低電力実行モード（ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｒｕｎ ｍｏｄｅ）と低電力中断モード（ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｓｔｏｐ ｍｏｄｅ）とを周期的に繰り返す。つまり、本発明の明細書において、低電力実行モードと低電力中断モードとが周期的に繰り返し実行されるモードを、低電力モード（ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｍｏｄｅ）とする。

【0065】

プロセッサ２２０は、ＣＰ信号とＰＤ信号から予約充電状態、予約充電のための待機状態、および予約充電が完了した状態を判断できる。例えば、プロセッサ２２０は、ＰＤ信号が設定電圧（例えば、２．７Ｖ）を有すると、充電コネクタ１０１とインレット２０１とが締結されたと判断できる。

【0066】

図４を参照すれば、プロセッサ２２０は、ＣＰ信号が前述したＡ状態からＢ１状態に切り替えられて、外部電源供給装置１００からＤＣ９Ｖが出力されると、予約充電のための待機状態であると判断できる。つまり、ＰＤ信号が設定電圧を有し、ＣＰ信号がＤＣ０ＶからＤＣ９Ｖに切り替えられて、ＤＣ９Ｖが出力されると、プロセッサ２２０は、予約充電のための待機状態であると判断できる。

【0067】

ＣＰ信号がＢ１状態からＢ２状態に切り替えられて、外部電源供給装置１００からＰＷＭ９Ｖが出力されると、プロセッサ２２０は、外部電源供給装置１００が電圧を供給する準備ができた状態であると判断する。

【0068】

そして、オンボード充電器２００が外部電源供給装置１００から電圧を受ける準備ができれば、オンボード充電器２００のプロセッサ２２０は、応答信号を外部電源供給装置１００に伝送し、これに対応して、外部電源供給装置１００は、ＰＷＭ６ＶのＣＰ信号を伝送して、Ｂ２状態からＣ状態に切り替えられる。これによって、外部電源供給装置１００から車両に電圧が供給されて車両のバッテリ４００の充電を開始する。

【0069】

このように、ＰＤ信号が設定された電圧を有し、ＣＰ信号がＡ状態（０Ｖ、第１設定電圧）からＢ１状態（ＤＣ９Ｖ、第２設定電圧）に切り替えられると、プロセッサ２２０は、予約充電のための待機状態であると判断できる。そして、ＰＤ信号が設定された電圧を有し、ＣＰ信号がＢ２状態（ＰＷＭ９Ｖ）を維持すれば、プロセッサ２２０は、待機状態が終了し、充電準備状態であると判断できる。さらに、ＰＤ信号が設定された電圧を有し、ＣＰ信号がＣ状態（ＰＷＭ６Ｖ）を維持すれば、プロセッサ２２０は、充電が開始されたと判断できる。

【0070】

また、バッテリ４００の充電が完了すると、ＣＰ信号はＣ状態（ＰＷＭ６Ｖ、第３設定電圧）からＢ１状態（ＤＣ９Ｖ、第２設定電圧）に切り替えられる。これによって、プロセッサ２２０は、予約充電の完了状態を判断できる。つまり、ＰＤ信号が設定電圧を有し、ＣＰ信号がＰＷＭ６ＶからＤＣ９Ｖに切り替えられて、ＤＣ９Ｖが出力されると、プロセッサ２２０は、予約充電の完了状態であると判断できる。

【0071】

低電力実行モードで、プロセッサ２２０は、ＣＰ受信モジュール２６０を介してＣＰ信号を持続的に検知し、ＰＤ受信モジュール２７０を介してＰＤ信号を持続的に検知する。つまり、プロセッサ２２０は、第２スイッチ２５０をオンにさせて、電源モジュール２１０から第２スイッチ２５０を介してＣＰ受信モジュール２６０とＰＤ受信モジュール２７０に第３電圧ＶＬを供給して、ＣＰ受信モジュール２６０とＰＤ受信モジュール２７０を活性化させる。

【0072】

低電力実行モードで、オンボード充電器２００のマイクロプロセスは、ＣＰ信号を検知する第１タスク、ＰＤ信号を検知する第２タスク、電気車両の始動のオンまたはオフの状況を提供するＩＧ３信号を検知する第３タスク、および使用者による車両のドアのロック状態または解除状態を提供するウェイクアップ信号を検知する第４タスクを行うことができる。

【0073】

ここで、ＣＰ信号を検知する第１タスクに費やされる時間は、第３電圧がＣＰ受信モジュール２６０に印加されてＣＰ受信モジュール２６０が活性化される時間と、ＣＰ信号の立ち上がり時間（ｒｉｓｉｎｇ ｔｉｍｅ）との和であり、ＰＤ信号を検知する第２タスクに費やされる時間は、第３電圧がＰＤ受信モジュール２７０に印加されてＰＤ受信モジュール２７０が活性化される時間と、ＰＤ信号の立ち上がり時間（ｒｉｓｉｎｇ ｔｉｍｅ）との和であり、ＩＧ３信号を検知する第３タスクに費やされる時間は、ＩＧ３信号の立ち上がり時間（ｒｉｓｉｎｇ ｔｉｍｅ）であり、ウェイクアップ信号を検知する第４タスクに費やされる時間は、ウェイクアップ信号の立ち上がり時間（ｒｉｓｉｎｇ ｔｉｍｅ）である。

【0074】

このとき、第１タスク～第４タスクの中で最も長い時間が費やされるタスクの実行時間を、低電力実行モードの実行周期に設定することができる。つまり、低電力実行モードで行われる複数のタスクの中で最も長い時間が費やされるタスクの実行時間が、低電力実行モードの実行周期に設定される。

【0075】

低電力実行モードで、ＩＧ３信号またはウェイクアップ信号が入力されると、オンボード充電器２００のマイプロプロセッサ２２０は、バッテリ４００の充電に関与する外部制御器３００とＣＡＮ通信によりバッテリ４００の充電のための条件が満足しているか否かを確認する正常実行モード（ｎｏｒｍａｌ ｒｕｎ ｍｏｄｅ）を行う。ここで、外部制御器３００は、バッテリ管理システム３１０（ＢＭＳ：ｂａｔｔｅｒｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）と、モータ制御ユニット３２０（ＭＣＵ：ｍｏｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）と、車両制御ユニット３３０（ＶＣＵ：ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）と、を含むことができる。

【0076】

正常実行モード（ｎｏｒｍａｌ ｒｕｎ ｍｏｄｅ）で外部制御器３００との通信によりバッテリ４００を充電するための条件が満足すれば、プロセッサ２２０は、外部電源供給装置１００に応答信号を伝送し、外部電源供給装置１００は、ＰＷＭ６ＶのＣＰ信号を伝送して、Ｃ状態に切り替えられる。

【0077】

低電力中断モードでは、プロセッサ２２０のクロックＣＬＫを除いたすべての機能が非活性化され、プロセッサ２２０は、ＣＰ信号とＰＤ信号を検知しない。つまり、プロセッサ２２０は、第２スイッチ２５０をオフにさせて、電源モジュール２１０から第２スイッチ２５０を介してＣＰ受信モジュール２６０とＰＤ受信モジュール２７０に第３電圧ＶＬが供給されない。また、第１スイッチ２３０もオフにされて、通信モジュールとセンシングモジュールなどに第２電圧ＶＮが供給されない。

【0078】

低電力モードの実行中の間、ＩＧ３信号またはウェイクアップ信号が入力されると、プロセッサ２２０は、正常実行モードに切り替えられる。このとき、プロセッサ２２０は、外部制御器３００とＣＡＮ通信を行う。このとき、外部制御器３００は、オンボード充電器２００の異常の有無を確認するためにチェック信号を送信する。もし、オンボード充電器２００が設定された時間（例えば、５００ｍｓ）に応答信号を伝送しなければ、外部制御器３００は、オンボード充電器２００に異常が発生したと判断できる。ここで、外部制御器３００がオンボード充電器２００にチェック信号を送信して、オンボード充電器２００が外部制御器３００に応答信号を伝送しなければならない最大時間を、異常チェック時間とする。

【0079】

しかし、ＩＧ３信号またはウェイクアップ信号が低電力中断モードの実行中の間に入力されると、低電力中断モードでは、第１スイッチ２３０がオフにされて、通信モジュールが活性化されないことから、外部制御器３００に応答信号を伝送することができる。つまり、低電力中断モードの実行周期が異常チェック時間よりも長ければ、オンボード充電器２００がＩＧ３信号またはウェイクアップ信号を検知できない状況が発生し得る。したがって、低電力中断モードの実行周期は、異常チェック時間よりも短く設定される。

【0080】

以下、上記のような本発明の実施例による電気車両のオンボード充電器２００の制御方法について、添付した図面を参照して詳細に説明する。

【0081】

図５は、本発明の実施例による電気車両のオンボード充電器２００の制御方法を示したフローチャートである。

【0082】

図５に示されているように、本発明の実施例によるオンボード充電器２００の電源モジュール２１０に電源Ｖｃｃが供給されると、プロセッサ２２０は、ＰＤ信号とＣＰ信号により車両が予約充電のための待機状態または予約充電の完了状態であるか否かを判断する（Ｓ１０）。

【0083】

車両が予約充電のための待機状態または予約充電の完了状態であると判断されると、オンボード充電器２００のプロセッサ２２０は、低電力モードを実行する（Ｓ２０）。低電力モードでは、低電力実行モードと低電力中断モードとが周期的に繰り返し実行される。

【0084】

前述したように、低電力実行モードが行われている間には、ＣＰ信号とＰＤ信号を検知するために、第１スイッチ２３０はオフにされ、第２スイッチ２５０はオンにされて、ＣＰ受信モジュール２６０とＰＤ受信モジュール２７０に電圧ＶＬが供給される。そして、低電力中断モードが行われている間には、第１スイッチ２３０と第２スイッチ２５０がすべてオフにされる。

【0085】

低電力実行モードで、プロセッサ２２０、ＣＰ受信モジュール２６０、そしてＰＤ受信モジュール２７０にのみ電圧が供給されるため、従来の技術と比較して、低電力モードで消耗する消費電流を最小化することができる。

【0086】

そして、低電力中断モードでは、プロセッサ２２０のクロックを除いた大部分の機能が非活性化され、第１スイッチ２３０がオフにされて、通信モジュールを含む周辺モジュール２４０に供給される電圧ＶＮが遮断され、第２スイッチ２５０がオフにされて、ＣＰ受信モジュール２６０とＰＤ受信モジュール２７０に供給される電圧ＶＬが遮断される。

【0087】

つまり、低電力中断モードが行われている間には、オンボード充電器２００の大部分のモジュールに供給される電圧が遮断されるため、車両が予約充電のための待機状態または予約充電の完了状態であるとき、低電力中断モードの実行周期ができるだけ長く設定されることが好ましい。

【0088】

本発明の実施例において、低電力実行モードの実行周期は、低電力中断モードの実行周期よりも短く設定される。図６を参照すれば、本発明の実施例において、低電力中断モードの実行周期は、５００ｍｓよりも短く設定（例えば、４５０ｍｓ）される。低電力実行モードの実行周期は、低電力実行モードで行われる複数のタスクの中で最も長い時間が費やされるタスクの実行時間と同様に設定される。例えば、低電力実行モードの実行周期は、ＣＰ信号を検知するタスクの実行時間（例えば、５０ｍｓ）と同様に設定される。

【0089】

低電力モードが実行されている間、ＣＰ信号がＰＷＭ９Ｖに切り替えられると（Ｓ３０）、プロセッサ２２０は、予約充電のための待機時間が終了し、外部電源供給装置１００から電圧が供給可能な状態であると判断し、外部制御器３００と通信モジュールを介して通信を行う（Ｓ４０）。

【0090】

外部制御器３００との通信によりバッテリ４００を充電可能な充電条件が満足すれば（Ｓ５０）、プロセッサ２２０は、外部電源供給装置１００に応答信号を伝送（Ｓ６０）し、外部電源供給装置１００は、応答信号に対応して、ＰＷＭ６ＶのＣＰ信号を伝送して、バッテリ４００の充電を開始する（Ｓ７０）。

【0091】

バッテリ４００の充電が完了すると、ＣＰ信号はＰＷＭ６Ｖ（Ｃ状態）からＤＣ９Ｖ（Ｂ１状態）に切り替えられ、プロセッサ２２０は、予約充電の完了状態であると判断できる（Ｓ８０）。

【0092】

この場合、前述した予約充電の待機状態と同様に、プロセッサ２２０は、低電力モードを実行する（Ｓ９０）。

【0093】

以上説明したように、本発明の実施例による電気車両のオンボード充電器およびその制御方法によれば、予約充電のための待機状態または予約充電が完了した状態で、オンボード充電器が、低電力実行モードと低電力中断モードとが周期的に繰り返されて行われることによって、予約充電のための待機状態または予約充電が完了した状態で消耗する消費電流を最小化することができる。

【0094】

そして、予約充電のための待機状態または予約充電が完了した状態で消耗する消費電流が最小化されることによって、車両のバッテリが放電される問題を事前に防止することができる。

【0095】

また、別途の補助プロセッサまたは補助電源などを用いずに、オンボード充電器の低電力モードを実現することによって、車両の製造コストを節減することができ、オンボード充電器の部品節減およびサイズの縮小を実現することができる。

【0096】

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明および添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属することは当然である。

【符号の説明】

【0097】

１００：外部電源供給装置
１０１：充電コネクタ
２００：オンボード充電器
２０１：インレット
２１０：電源モジュール
２２０：プロセッサ
２３０：第１スイッチ
２４０：周辺モジュール
２５０：第２スイッチ
２６０：ＣＰ受信モジュール
２７０：ＰＤ受信モジュール
３００：外部制御器
３１０：ＢＭＳ
３２０：ＭＣＵ
３３０：ＶＣＵ
４００：バッテリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】