한국전자통신학회논문지 (The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences)

한국전자통신학회 (Korea Institute of Electronic Communication Science)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

전기 자동차 충전기의 고장진단을 위한 휴대형 스마트 시험기에 관한 연구

A Study on Portable Smart Tester for Fault Diagnosis of Electric Vehicle Charger

  • 김철수 (호남대학교 미래자동차공학부) ;
  • 백수황 (호남대학교 미래자동차공학부)
  • 투고 : 2018.11.06
  • 심사 : 2019.02.15
  • 발행 : 2019.02.28
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

오늘날 탄소 및 배기가스 저감을 위한 해결책으로 전기자동차의 개발 및 보급이 증가하고 있다. 국내에서는 환경부 주관으로 전기 자동차의 보급과 충전기의 확충이 해마다 빠른 속도로 증가하고 있다. 본 논문에서는 전기 자동차 충전기의 보급과정에서 필연적으로 나타나는 고장에 관한 문제를 해결하기 위하여 전기 자동차 및 충전기 양쪽의 충전관련 고장에 대한 신속한 점검을 가능하게 하는 휴대용 스마트 시험 기술에 대하여 연구하였다. 전기 자동차 및 충전기 간의 통신 프로토콜의 정상동작을 검증하기 위해 하드웨어 모듈과 소프트웨어를 구성하였으며, V2G 기술까지 고려된 국제 표준규격에 기반을 둔 휴대용 시험기를 개발하여 시험 평가하였다.

Recently, the development and dissemination of electric vehicles is increasing as a solution for carbon and emission reduction. In Korea, the supply of electric vehicles and the expansion of chargers are increasing rapidly every year under the supervision of the Ministry of Environment. In this paper, we study the portable smart test technology which enables quick check of charge related to faults in both electric car and charger to solve the problem of failure which is inevitable in the diffusion of electric car charger. To verify the normal operation of the communication protocol between the electric car and the charger, a hardware module and software were constructed, and a portable tester based on the international standard considering the V2G technology was developed and evaluated.

키워드

KCTSAD_2019_v14n1_161_f0001.png 이미지

그림 1. 휴대형 스마트 시험기의 하드웨어 구성도 Fig. 1 Hardware configuration of portable smart tester

KCTSAD_2019_v14n1_161_f0002.png 이미지

그림 2. 휴대형 스마트 시험기 시뮬레이터의 소프트웨어 구성도 Fig. 2 Software configuration diagram of portable smart tester simulator

KCTSAD_2019_v14n1_161_f0003.png 이미지

그림 3. SDP의 메시지 교환 과정 Fig. 3 Message exchange process of SDP

KCTSAD_2019_v14n1_161_f0004.png 이미지

그림 4. 어플리케이션 레이어의 메시지 교환 과정 Fig. 4 Message exchange process of application layer

KCTSAD_2019_v14n1_161_f0005.png 이미지

그림 5. 절연시험과 프리차징 Fig. 5 Insulation test and pre-charging

KCTSAD_2019_v14n1_161_f0006.png 이미지

그림 6. 에너지 전송요청 및 에너지 전송 Fig. 6 Request of energy transfer request and transmission

KCTSAD_2019_v14n1_161_f0007.png 이미지

그림 7. EV PLC 보드와 IEC61851-1 보드간의 통신 Fig. 7 Communication between EV PLC board and IEC61851-1 board

KCTSAD_2019_v14n1_161_f0008.png 이미지

그림 8. MCU 다이어그램 Fig. 8 Diagram of MCU

KCTSAD_2019_v14n1_161_f0009.png 이미지

그림 9. 전기 자동차 충전기의 고장진단을 위한 휴대형 스마트 시험기 Fig. 9 Portable smart tester for fault diagnosis of electric car charger

KCTSAD_2019_v14n1_161_f0010.png 이미지

그림 10. EV PLC control 보드 Fig. 10 EV PLC control board

KCTSAD_2019_v14n1_161_f0011.png 이미지

그림 11. IEC-61851-1 보드 Fig. 11 IEC-61851-1 board

표 1. 주요 하드웨어의 구성 Table 1. Configuration of major hardware

KCTSAD_2019_v14n1_161_t0001.png 이미지

표 2. 주요 소프트웨어의 구성 Table 2. Configuration of major software

KCTSAD_2019_v14n1_161_t0002.png 이미지

참고문헌

  1. S. Baek, "A study on educational contents of hybrid electric vehicle using real time monitoring system," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 13, no. 2, 2018, pp. 443-448. https://doi.org/10.13067/JKIECS.2018.13.2.443
  2. S. Baek, "A Study on Contents for Education Using Actual Vehicle-based Electric Vehicle Diagnostic System," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 13, no. 3, 2018, pp. 555-560. https://doi.org/10.13067/JKIECS.2018.13.3.555
  3. Y. Chai, "Design and implementation of PRA for a power supply of electrical vehicle," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 11, no. 7, July 2016, pp. 653-658. https://doi.org/10.13067/JKIECS.2016.11.7.653
  4. Z. Moghaddam, I. Ahmad, D. Habibi, and Q. Phung, "Smart charging strategy for electric vehicle charging stations," IEEE Trans. Transportation Electrification, vol. 4, no. 1, Mar. 2018, pp. 76-88. https://doi.org/10.1109/TTE.2017.2753403
  5. H. Go, I. Cho, G. Kim, and C. Kim, "A study on EV charging scheme using load control," J. of Electrical Engineering & Technology, vol. 12, no. 5, 2017, pp. 1789-1797. https://doi.org/10.5370/JEET.2017.12.5.1789
  6. ISO Std. 15118-1, Road Vehicles-Vehicle-to-Grid Communication Interface - Part 1: General Information and Use-case Definition. ISO, Geneva, Switzerland, 2013.
  7. ISO Std. 15118-2, Road Vehicles -Vehicle-to-Grid Communication Interface - Part 2: Network and Application Protocol Requirements. ISO, Geneva, Switzerland, 2014.
  8. ISO Std. 15118-3, Road Vehicles -Vehicle-to-Grid Communication Interface - Part 3: Physical and Data Link Layer Requirements. ISO, Geneva, Switzerland, 2015.
  9. IEC Std. 61851-24, Electric Vehicle Conductive Charging System - Part 24: Digital Communication between a d.c. EV Charging Station and an Electric Vehicle for Control of d.c. Charging, IEC, Geneva, Switzerland, 2014.
  10. DIN SPEC 70121, Digital Communication between a d.c. EV Charging Station and an Electric Vehicle for Control of d.c. Charging in the Combined Charging System. DIN, Berlin, Germany, 2014.
  11. SAE Std. J1772_201710, Electric Vehicle and Plug in Hybrid Electric Vehicle Conductive Charge Coupler. SAE International, Warrendale, PA, 2017.