KR102039703B1 - Charging apparatus for vehicles - Google Patents
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Abstract
본 발명의 충전 장치는 교류 전력이 흐르는 교류 모듈; 상기 교류 모듈에 연결되고, 상기 교류 전력을 전기차에 입력되는 충전 전력으로 변환하는 전력부가 2개 구비된 전력 모듈;을 포함하고, 상기 전력 모듈에 마련된 제1 전력부의 출력단과 제2 전력부의 출력단은 병렬로 연결되며, 상기 제1 전력부의 출력단과 상기 제2 전력부의 출력단이 병렬로 연결된 연결단이 정의될 때, 상기 전력 모듈에는 상기 연결단에 전기적으로 연결되고 서로 다른 전기차에 전기적으로 연결 가능한 제1 출력부 및 제2 출력부가 마련될 수 있다.The charging device of the present invention includes an AC module through which AC power flows; A power module connected to the AC module and having two power units configured to convert the AC power into charging power input to the electric vehicle, wherein the output end of the first power unit and the output end of the second power unit are provided in the power module. When the connection terminal is connected in parallel, the output terminal of the first power unit and the output terminal of the second power unit is defined in parallel, the power module is electrically connected to the connection terminal and electrically connectable to different electric vehicles The first output unit and the second output unit may be provided.
Description
본 발명은 전기로 움직이는 전기차를 충전하는 충전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a charging device for charging an electric vehicle moving with electricity.
전기차(EV : Electronic Vehicle) 또는 하이브리드 차량에는 배터리가 설치되며, 배터리 제어 시스템으로서 BMS(Battery Management System)가 설치된다.An electric vehicle (EV) or a hybrid vehicle is installed with a battery, and a battery management system (BMS) is installed as a battery control system.
현재, 녹색 기술 개발의 일환으로서 전기차에 관한 연구는 물론 전기차의 활용성을 높이기 위하여 전기차의 충전 시스템에 관한 많은 연구가 행해지고 있다. 그러나, 아직까지는 개발 진행 단계에 불과하여 해결해야 하는 기술적 문제는 물론 다양한 소비자 욕구에 부합되는 충전 시스템이 보급화되지 못하고 있다.Currently, as part of the development of green technology, a lot of researches on electric vehicle charging systems have been conducted to increase the utility of electric vehicles as well as electric vehicles. However, the charging system that meets a variety of consumer needs as well as technical problems to be solved only to the development progress stage so far has not been popularized.
한국등록특허공보 제0275147호에는 발전기 제어 신호와 발전기 상태 신호를 동일 전송선을 통해 전송하는 기술이 개시되고 있으나, 충전 서비스를 달성하는 구체적인 실현 수단, 예를 들어 배터리를 보호하는 방안, 충전선의 증설 편의성 개선 방안 등을 제시하지 못하고 있다.Korean Patent Publication No. 0275147 discloses a technology for transmitting a generator control signal and a generator status signal through the same transmission line, but specific realization means for achieving a charging service, for example, a method of protecting a battery and convenience of expanding a charging line. There is no suggestion for improvement.
본 발명은 복수의 전기차에 대한 전력 분배 또는 전기차 배터리의 보호가 가능하고, 증설이 용이한 충전 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a charging device capable of power distribution or protection of an electric vehicle battery for a plurality of electric vehicles, and easy to expand.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.
본 발명의 충전 장치는 교류 전력이 흐르는 교류 모듈; 상기 교류 모듈에 연결되고, 상기 교류 전력을 전기차에 입력되는 충전 전력으로 변환하는 전력부가 2개 구비된 전력 모듈;을 포함하고, 상기 전력 모듈에 마련된 제1 전력부의 출력단과 제2 전력부의 출력단은 병렬로 연결되며, 상기 제1 전력부의 출력단과 상기 제2 전력부의 출력단이 병렬로 연결된 연결단이 정의될 때, 상기 전력 모듈에는 상기 연결단에 전기적으로 연결되고 서로 다른 전기차에 전기적으로 연결 가능한 제1 출력부 및 제2 출력부가 마련될 수 있다.The charging device of the present invention includes an AC module through which AC power flows; A power module connected to the AC module and having two power units configured to convert the AC power into charging power input to the electric vehicle, wherein the output end of the first power unit and the output end of the second power unit are provided in the power module. When the connection terminal is connected in parallel, the output terminal of the first power unit and the output terminal of the second power unit is defined in parallel, the power module is electrically connected to the connection terminal and electrically connectable to different electric vehicles The first output unit and the second output unit may be provided.
본 발명에 따르면, 2개의 전력부, 3개 이하의 스위치만으로 전력 모듈이 형성되므로, 구조가 매우 간소한 충전 장치가 제공될 수 있다.According to the present invention, since the power module is formed of only two power units and only three switches or less, a charging device having a very simple structure can be provided.
복수의 전기차에 대한 전력 분배를 위해 각 전력부 간의 연결이 요구되는데, 본 발명에 따르면 오직 2개의 전력부만 서로 병렬 연결되므로, 거미줄 구조의 복잡한 연결 구조가 요구되지 않는다. 따라서, 고장이 잘 발생되지 않고, 유지 보수가 매우 쉬운 장점이 있다.Connection between each power unit is required for power distribution for a plurality of electric vehicles. According to the present invention, since only two power units are connected in parallel with each other, a complicated connection structure of a spider web structure is not required. Therefore, there is an advantage that failure is not easily generated and maintenance is very easy.
또한, 스위치를 제어하는 제어부가 전력 모듈에 각각 마련되므로, 각 전력 모듈은 다른 전력 모듈에 대해 독립적으로 동작할 수 있다. 따라서, 전력 모듈의 추가 증설이 매우 용이하며, 특정 전력 모듈의 추가 및 삭제에 상관없이 나머지 전력 모듈의 정상 작동이 보장되는 장점이 있다.In addition, since the control unit for controlling the switch is provided in each of the power module, each power module can operate independently of the other power module. Therefore, it is very easy to further add the power module, there is an advantage that the normal operation of the remaining power module is guaranteed regardless of the addition and deletion of a specific power module.
또한, 본 발명의 충전 장치는 전력 모듈에 마련된 2개의 전력부를 이용해서 2개 전기차에 대한 전력 분배가 가능하며, 특정 전기차의 배터리를 효과적으로 보호하는 동시에 남는 잉여 전력을 다른 전기차에 공급하거나 생산하지 않을 수 있다.In addition, the charging device of the present invention is capable of distributing power to two electric vehicles by using two power units provided in the power module, and effectively protects a battery of a specific electric vehicle and does not supply or produce remaining surplus power to another electric vehicle. Can be.
도 1은 본 발명의 충전 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 전력 모듈의 동작 모드를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 전력 모듈을 나타낸 개략도이다.
도 4 내지 도 7은 전력 모듈의 동작을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a charging device of the present invention.
2 is a graph illustrating an operation mode of a power module.
3 is a schematic diagram illustrating a power module of the present invention.
4 to 7 are schematic diagrams showing the operation of the power module.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms that are specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.
도 1은 본 발명의 충전 장치를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a charging device of the present invention.
도 1에 도시된 충전 장치는 전력 센터(110), 키오스크(130)를 포함할 수 있다.The charging device shown in FIG. 1 may include a
전력 센터(110)는 전기차(90)에 직접 입력되는 충전 전력을 공급할 수 있다. 일 예로, 전력 센터(110)는 전력 공급자의 외부 전원으로부터 제공된 상용 전력(교류 전력)을 상용 라인(170)을 통해 입력받을 수 있다. 전력 센터(110)는 입력받은 상용 전력을 전기차(90)에 직접 입력되는 충전 전력으로 변환할 수 있다. 전기차(90)는 순수하게 모터로만 움직이는 전기 차량, 엔진과 모터를 겸용으로 사용하여 차량을 움직이는 하이브리드 차량을 포함할 수 있다.The
키오스크(130)는 전력 센터(110)와 분리될 수 있다. 키오스크(130)에는 전력 센터(110)에 연결되는 전력 라인(180) 및 전기차(90)에 연결되는 차량 라인(190)이 마련될 수 있다. 차량 라인(190)은 키오스크(130)에 마련된 단자부(150)에 대해 교체 가능하게 형성될 수 있다. 차량 라인(190)은 전력 라인(180)에 일대일 대응되게 형성될 수 있다. 1대의 키오스크에 2개의 차량 라인을 마련하고자 하는 경우, 해당 키오스크와 전력 센터 사이에는 2개의 전력 라인이 연결될 수 있다.Kiosk 130 may be separate from
만약, 전력 라인을 통해 상용 전력이 공급되고, 키오스크에 전력 모듈이 마련된 경우, 차량 라인은 전력 라인보다 많은 개수로 마련될 수 있다.If commercial power is supplied through the power line, and the power module is provided in the kiosk, the vehicle line may be provided in a greater number than the power line.
전력 라인(180) 및 차량 라인(190)은 절연체로 둘러싸인 전도성 도선이 마련된 케이블을 포함할 수 있다.The
키오스크(130)는 차량에 대면되는 위치에 배치되어야 하므로, 햇빛이 내리쬐는 야외에 설치될 수 있다.Since the
반면, 키오스크(130)와 분리 가능한 전력 센터(110)는 외부로부터 격리된 실내에 배치될 수 있다. 실내의 제한된 공간을 통해 전력 센터(110)를 냉각시키는 공조 시스템의 설치가 용이하다. 그 결과, 온도 상승에 따른 전력 센터(110)의 효율 감소가 방지되므로, 전력 센터(110)의 소모 전력 역시 감소될 수 있다. 또한, 사용자의 접근으로 인한 사용자의 안전 사고가 방지될 수 있다.On the other hand, the
전력 라인(180)에 의해 키오스크(130)는 전력 센터(110)에 전기적으로 연결될 수 있다. 차량 라인(190)에 의해 키오스크(130)는 전기차(90)에 전기적으로 연결될 수 있다. 결과적으로, 전력 라인(180) 및 차량 라인(190)에 의해 전력 센터(110)와 전기차(90)는 전기적으로 연결될 수 있다.The
키오스크(130)는 하나의 전력 센터(110)에 복수로 연결될 수 있다.The
키오스크(130)는 전력 라인(180)을 통해 전력 센터(110)로부터 충전 전력을 제공받고, 제공받은 충전 전력을 차량 라인(190)을 통해 전기차(90)로 전달할 수 있다.The
전력 센터(110)에는 전력 라인(180)이 분리 가능하게 연결되는 복수의 연결 단자(115)가 마련될 수 있다.The
복수의 연결 단자(115)를 통해 전력 센터(110)에 연결되는 키오스크(130)의 개수 확장이 가능할 수 있다.The number of
전력 센터(110)는 상용 전력에 해당하는 교류 전력이 흐르는 교류 모듈(309), 교류 전력을 전기차(90)에 입력되는 충전 전력으로 변환하는 전력부가 2개 구비된 전력 모듈(300)을 포함할 수 있다. 전력 모듈(300)은 교류 모듈(309)로부터 교류 전력을 입력받도록, 교류 모듈(309)에 전기적으로 연결될 수 있다.The
이상에서는 전력 센터(110)와 키오스크(130)가 분리된 것으로 설명하였으나, 전력 모듈(300)이 키오스크(130)에 설치된 전력 센터(110)/키오스크(130) 일체형도 가능하다.In the above description, the
전력 모듈(300)을 제어하는 제어부(370)가 마련될 수 있다. 제어부(370)는 전력 모듈(300)에 설치될 수 있다.The
제어부(370)는 전기차(90)에 공급하기로 설정된 계약 전력값과 전기차(90)를 보호하기 위한 보호 전력값 간의 차이를 파악할 수 있다.The
전력 모듈(300)은 계약 전력값과 보호 전력값 간의 차이로 인해 발생된 잉여 전력 k만큼 충전 전력을 낮춰서 전기차(90)에 공급할 수 있다.The
전력 모듈(300)은 복수의 충전 모드 중 하나로 전기차(90)를 충전할 수 있다.The
키오스크(130)에 대면되는 위치에 전기차(90)가 주차되고, 해당 전기차(90)에 키오스크(130)의 차량 라인(190)이 연결되면, 전기차(90)의 사용자는 자신이 원하는 충전 모드를 선택할 수 있다. 사용자에 의해 충전 모드가 선택되면, 전력 모듈(300)은 선택된 충전 모드에 맞춰 동작할 수 있다.When the
일 예로, 전력 모듈(300)은 사용자의 선택에 따라 급속 모드, 중속 모드, 완속 모드 중 하나로 동작할 수 있다.For example, the
전력 모듈(300)은 기본적으로 사용자가 선택한 동작 모드의 계약 전력값에 따라 충전 전력을 공급할 수 있다.The
중속 모드의 계약 전력값은 완속 모드의 계약 전력값보다 높고, 급속 모드의 계약 전력값은 중속 모드의 계약 전력값보다 높을 수 있다.The contract power value of the medium speed mode may be higher than the contract power value of the slow mode, and the contract power value of the fast mode may be higher than the contract power value of the medium speed mode.
도 2는 전력 모듈(300)의 동작 모드를 나타낸 그래프이다.2 is a graph illustrating an operation mode of the
충전 모드에 매칭되는 계약 전력값이 설정될 수 있다.The contract power value matching the charging mode may be set.
일 예로, 급속 모드는 50kW로 전기차(90)를 충전하는 충전 모드일 수 있다. 이때, 급속 모드에 설정된 50kW가 급속 모드의 계약 전력값일 수 있다.For example, the rapid mode may be a charging mode for charging the
중속 모드는 30kW로 전기차(90)를 충전하는 충전 모드일 수 있다. 이때, 중속 모드에 설정된 30kW가 중속 모드의 계약 전력값일 수 있다.The medium speed mode may be a charging mode for charging the
완속 모드는 7~20kW로 전기차(90)를 충전하는 충전 모드일 수 있다. 이때, 완속 모드에 설정된 7~20kW가 완속 모드의 계약 전력값일 수 있다.Slow mode may be a charging mode for charging the
사용자가 급속 모드를 원하는 경우, 50kW의 계약 전력값으로 전기차(90)를 충전하기를 원하는 것과 동일하다. 이에 따라, 전력 모듈(300)은 급속 모드의 계약 전력값에 해당하는 50kW로 전기차(90)의 배터리를 충전할 수 있다.If the user wants a quick mode, it is the same as wanting to charge the
급속 모드로 충전 중인 전기차(90)는 사용자가 설정한 충전량, 예를 들어 100% 충전량까지 지속적으로 계약 전력값 50kW로 충전될 것 같지만, 현실은 다르다.The
전기차(90)에는 배터리를 보호 관리하는 BMS(Battery Management System)가 마련될 수 있다.The
BMS는 배터리의 온도 증가 방지, 열화 방지, 폭발 방지를 위해, 배터리의 충전량이 설정값을 만족하면 전기차(90)의 배터리로 입력되는 전력을 기설정된 보호 전력값으로 낮출 수 있다.The BMS may lower the power input to the battery of the
전기차(90)의 배터리로 입력되던 전력을 보호 전력값으로 낮추는 방법은 2가지가 가능하다.There are two ways to lower the power input to the battery of the
먼저, 전력 센터(110)로부터 계약 전력값의 충전 전력을 그대로 입력받은 후 BMS가 해당 충전 전력의 전력값을 보호 전력값으로 낮출 수 있다. 이 경우, 계약 전력값과 보호 전력값 간의 차이로 인해 발생된 잉여 전력 k가 낭비될 수 있다. 또한, BMS의 오동작시 배터리에 계약 전력값의 충전 전력이 그대로 인가될 수 있으므로, 배터리의 훼손 위험이 존재한다.First, after receiving the charging power of the contract power value from the
다음으로, 전력 센터(110)에서 배터리의 상태에 맞춰 보호 전력값으로 낮춘 충전 전력을 제공할 수 있다. 본 발명의 충전 장치에 따르면, 전력 센터(110) 자체에서 충전 전력을 보호 전력값으로 낮추고, 보호 전력값의 충전 전력이 전기차(90)로 제공될 수 있다.Next, the
보호 전력값을 파악하거나, 보호 전력값이 요구되는 보호 시점을 파악하기 위해 제어부(370)는 전기차(90)와 통신할 수 있다.The
일 예로, 전기차(90)와 키오스크(130)를 연결하는 차량 신호선, 키오스크(130)와 전력 센터(110)를 연결하는 전력 신호선이 마련될 수 있다.For example, a vehicle signal line connecting the
이때, 차량 신호선은 차량 라인(190)에 설치되거나, 차량 라인(190)에 일체로 형성될 수 있다. 전력 신호선은 전력 라인(180)에 설치되거나, 전력 라인(180)에 일체로 형성될 수 있다. 차량 신호선 및 전력 신호선이 각각 차량 라인(190) 및 전력 라인(180)에 일체로 형성된 경우, 전력선 통신망이 이용될 수 있다.In this case, the vehicle signal line may be installed in the
제어부(370)는 차량 신호선 및 전력 신호선을 통해 전기차(90)와 통신할 수 있다.The
제어부(370)는 전기차(90), 구체적으로 BMS와의 통신을 통해 전기차(90)의 배터리 관련 정보를 획득할 수 있다. 제어부(370)는 배터리 관련 정보의 분석을 통해 전기차(90)의 보호 시점 및 보호 전력값을 파악할 수 있다.The
전력 모듈(300)은 배터리 관련 정보에 따라 계약 전력값과 보호 전력값 중 하나로 충전 전력을 조절할 수 있다.The
전력 모듈(300)은 기본적으로 계약 전력값으로 충전 전력을 세팅할 수 있다. 전력 모듈(300)은 배터리의 충전량이 설정값을 만족하면, 보호 전력값으로 충전 전력을 낮출 수 있다.The
예를 들어, 전력 모듈(300)은 계약 전력값의 충전 전력을 전기차(90)에 공급할 수 있다. 제어부(370)에 의해 보호 시점이 파악되면, 전력 모듈(300)은 보호 시점에 맞춰 충전 전력을 보호 전력값으로 낮출 수 있다. 이때, 전력 모듈(300)은 예를 들어 전류값의 조절을 통해 계약 전력값의 충전 전력을 보호 전력값으로 낮출 수 있다.For example, the
일 예로, 세로축으로 전류값(A)을 갖는 도 2의 그래프에서 급속 충전의 경우, 전력 모듈(300)은 계약 전력값을 만족하기 위해 120A의 전류를 전기차(90)에 공급할 수 있다.For example, in the graph of FIG. 2 having the current value A on the vertical axis, in the case of rapid charging, the
급속 충전되던 배터리의 충전량이 설정값 73%를 만족하면, 전기차(90)와의 통신을 통해 해당 사실을 파악한 제어부(370)는 전기차(90)에서 요구하는 보호 전력값에 맞추어 전류값을 줄인 충전 전력을 전기차(90)에 공급할 수 있다.When the charge amount of the fast-charged battery satisfies the set value of 73%, the
본 실시예에 따르면, 계약 전력값과 보호 전력값 간의 차이에 해당하는 잉여 전력 k가 전기차(90)로 제공되지 않으므로, 잉여 전력 k를 처리하는 전기차(90)의 부담이 경감되고, 잉여 전력 k의 공급으로 인한 배터리의 훼손이 방지될 수 있다.According to this embodiment, since surplus power k corresponding to the difference between the contract power value and the protection power value is not provided to the
전력 센터(110)의 입장에서 잉여 전력 k 자체가 생산되지 않으므로, 불필요한 상용 전력을 이용하지 않게 된다. 또한, 필요에 따라 잉여 전력 k를 충전 대기 중인 다른 전기차(90)로 제공할 수 있다.Since the surplus power k itself is not produced from the standpoint of the
일 예로, 전력 센터(110)에는 충전 전력을 사용하는 복수의 노드가 연결될 수 있다. 이때, 노드는 전력 센터(110)에 전기적으로 연결된 다른 키오스크(130), 다른 전기 소비 제품 등을 포함할 수 있다.For example, a plurality of nodes using charging power may be connected to the
제어부(370)는 복수의 노드 중 잉여 전력 k를 필요로 하는 특정 노드를 파악할 수 있다.The
잉여 전력 k를 필요로 하는 특정 노드가 존재하면, 전력 모듈(300)은 보호 전력값보다 큰 전력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전력 모듈(300)은 충전 중인 차량에 대해 보호 계약값의 충전 전력을 제공하는 보호 모드에 돌입하더라도, 계약 전력값을 만족하는 전력을 그대로 생성할 수 있다.If there is a particular node that needs surplus power k, the
전력 모듈(300)은 생성된 전력 중 일부를 충전 전력으로서 전기차(90)에 공급하고, 나머지 잉여 전력 k를 특정 노드에 공급할 수 있다.The
일 예로, 계약 전력값에 따라 120A를 특정 전기차(90)에 공급 중이던 전력 모듈(300)은 특정 전기차(90)의 요구에 따라 120A를 60A로 줄일 수 있다. 이때, 120A 중 잉여 전력과 관련된 나머지 60A는 생산하지 않을 수 있다. 만약, 잉여 전력을 요구하는 다른 노드가 존재하면, 전력 모듈(300)은 잉여 전력과 관련된 나머지 60A 중 적어도 일부를 다른 노드로 공급할 수 있다.For example, the
한편, 전기차(90)의 충전 초기부터 배터리의 충전량이 설정값을 만족한 상태일 수 있다. 이 경우, 충전 초기와 배터리의 보호 시점이 일치하므로, 충전 초기부터 보호 전력값의 충전 전력이 전기차(90)에 공급될 수 있다.On the other hand, the charging amount of the battery from the initial charging of the
이때, 급속 모드를 요구한 사용자는 비싼 비용의 지불에도 불구하고 저속으로 배터리를 충전하는 상태가 된다. 이 경우, 제어부(370)는 보호 전력값으로 차량이 충전되어야 하는 상태임을 나타내는 알림 신호를 생성해서 키오스크(130)로 전달할 수 있다. 키오스크(130)를 통해 알림 신호를 확인한 사용자는 중속 모드 또는 완속 모드로 충전 모드를 변경할 수 있다.At this time, the user requesting the rapid mode is in a state of charging the battery at a low speed despite the expensive payment. In this case, the
도 2에 나타나듯이, 배터리 보호를 위한 보호 전력값으로 인해 급속 모드의 충전 시간과 중속 모드의 충전 시간 간의 차이가 줄어드는 문제가 있다.As shown in FIG. 2, the difference between the charging time of the fast mode and the charging time of the medium speed mode is reduced due to the protection power value for battery protection.
예를 들어, 배터리를 40%부터 95%까지 충전할 때, 120A를 공급하는 급속 모드의 경우 전기차(90)의 충전 시간은 30분 19초이고, 60A를 공급하는 중속 모드의 경우 전기차(90)이 충전 시간은 33분 48초로, 채 4분도 차이가 나지 않는다. 이 경우, 비싼 비용을 지불하고 급속 모드를 선택한 사용자의 손실이 가중될 수밖에 없다.For example, when charging the battery from 40% to 95%, the charging time of the
보호 시점의 경과에도 불구하고 잉여 전력까지 포함된 충전 전력을 지속적으로 전기차(90)로 제공하는 경우, 전력 센터(110)의 입장에서 소모한 상용 전력이 계약 전력값에 대응되므로 사용자의 손실을 보충해줄 방법이 없다.In spite of the elapse of the protection point, if the charging power including the surplus power is continuously provided to the
그러나, 본 발명에 따르면, 전력 센터(110)에서 잉여 전력만큼 상용 전력을 소모하지 않거나, 잉여 전력이 다른 노드에 제공되므로 전력 센터(110) 측에 이익이 발생된다.However, according to the present invention, the
제어부(370)는 잉여 전력이 발생된 경우, 사용자가 지불한 충전료 중 잉여 전력으로 인한 비용을 감할 수 있다.When surplus power is generated, the
한편, 특정 전기차(90)를 충전 중에 발생한 잉여 전력 k를 다른 노드, 다시 말해 다른 차량 라인(190)에 연결된 다른 전기차(90)에 공급하기 위해, 각 차량 라인(190)은 전기적으로 연결되어야 한다. 이때, 각 차량 라인(190)을 전기적으로 연결하는 배선으로 인해 각종 문제가 발생될 수 있다.On the other hand, in order to supply surplus power k generated during charging of a specific
하나의 충전 장치에 10대의 전기차(90)가 연결된 경우를 가정한다.Assume that 10
급속 모드에 해당하는 50kW로 충전 중인 특정 전기차(90)가 잉여 전력 k가 발생되는 보호 모드로 돌입할 수 있다. 이때, 잉여 전력 k는 도 2의 그래프와 같이 보호 전력값에 따라 가변될 수 있다. 이때, 보호 전력값 및 잉여 전력 k의 가변량은 차종별, 충전 모드별로 다를 수 있다. 따라서, 충전 전력으로부터 도 2의 그래프를 추종하는 정확한 잉여 전력 k를 추출해서 전력량을 줄이거나 다른 노드에 공급하는 것은 현실적으로 어렵다.The specific
복잡한 함수에 해당하는 잉여 전력 k를 정확하게 추출하는 대신, 현실적으로 전력부를 복수로 형성하여 잉여 전력 k를 몇단계로 나누는 방안이 마련될 수 있다.Instead of accurately extracting the surplus power k corresponding to the complex function, a method of dividing the surplus power k into several stages may be prepared by forming a plurality of power units in reality.
일 예로, 20kW 용량의 전력부가 3개 형성되고, 3개 전력부의 합산 전력 60kW가 특정 전기차(90)에 공급될 수 있다. 특정 전기차(90)의 보호 전력값이 일정한 값을 만족하면, 2개 전력부의 합산 전력 40kW가 특정 전기차(90)에 공급될 수 있다. 이때, 나머지 1개 전력부의 전력 20kW가 잉여 전력으로 이용될 수 있다. 특정 전기차(90)의 보호 전력값이 더욱 낮아져 다른 값을 만족하면, 1개 전력부의 전력 20kW가 특정 전기차(90)에 공급될 수 있다. 이때, 나머지 2개 전력부의 합산 전력 40kW 또는 각 전력부의 전력 20kW 2개가 잉여 전력으로 이용될 수 있다.For example, three power units having a capacity of 20 kW may be formed and 60 kW of combined power of the three power units may be supplied to the specific
결과적으로, 계약 전력값의 전력 및 보호 전력값의 전력을 구분해서 제공하기 위해, 복수의 전력부가 마련될 수 있다.As a result, a plurality of power units may be provided to separately provide the power of the contract power value and the power of the protection power value.
예를 들어, 50kW 급속 모드를 실행하기 위해, 30kW급 전력부 2개가 마련될 수 있다. 급속 모드의 경우 30kW 전력 2개가 합산된 60kW가 특정 전기차(90)에 공급될 수 있다. 60kW는 50kW를 만족하므로 별다른 문제가 없다.For example, two 30 kW power units may be provided to execute the 50 kW rapid mode. In the fast mode, 60 kW, which is the sum of two 30 kW powers, may be supplied to a specific
잉여 전력값 k가 발생되는 보호 모드가 발동되면, 1개의 전력부에서 출력된 30kW만 특정 전기차(90)로 공급되고, 나머지 전력부에서 출력된 30kW는 잉여 전력으로서 다른 전기차(90)에 공급될 수 있다.When the protection mode in which the surplus power value k is generated is activated, only 30 kW output from one power unit is supplied to the specific
충전 장치에 10대의 차량 라인(190)이 연결된 경우를 가정한다. 이때, 1번 차량 라인(190)에 연결된 전기차(90)에 잉여 전력 k가 발생된 경우, 해당 잉여 전력 k는 2번부터 10번 차량 라인(190) 중 하나로 자유롭게 공급되는 소위 '메쉬망 구조'가 좋을 것으로 생각하기 쉽다.Assume that 10
그러나, 비교 실시예의 메쉬망 구조는 현실적으로 적용되기 어렵다. 왜냐하면, 각 차량 라인(190)이 나머지 차량 라인(190)에 어떤 식으로든 모두 연결되어야 하기 때문이다. 10개의 차량 라인(190)이 마련된 경우 차량 라인(190)과 차량 라인(190)을 전기적으로 연결할 수 있는 연결 라인이 45개나 마련되어야 한다.However, the mesh network structure of the comparative example is difficult to apply in reality. This is because each
적절한 차량 라인(190)에 전력을 공급하기 위해 각 연결 라인에는 각각 제어 가능한 스위치가 마련되어야 하므로, 45개의 스위치가 추가되어야 한다.In order to power the
많은 개수의 연결 라인 및 많은 개수의 스위치가 요구되는 메쉬망 구조는 고장 발생시 어디에서 고장이 발생되었는지 파악하기 어렵고, 교체 작업 역시 매우 어렵다. 또한, 새로운 전력 모듈(300)의 연결시 전력 모듈(300)에 마련된 각 전력부를 다른 전력 모듈(300)에 전기적으로 연결시키는 복잡한 과정이 요구된다.The mesh network structure, which requires a large number of connecting lines and a large number of switches, is difficult to identify where a failure occurs when a failure occurs, and replacement work is also very difficult. In addition, when the
결과적으로, 비교 실시예의 메쉬망 구조는 제조비가 매우 높고, 유지 보수 및 증설이 매우 어려우므로 현실적으로 사용되기 어렵다.As a result, the mesh network structure of the comparative example is very difficult to use because the manufacturing cost is very high, maintenance and expansion is very difficult.
도 3은 본 발명의 전력 모듈(300)을 나타낸 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating a
복잡한 메쉬망 구조를 타파하기 위해 본 발명의 전력 모듈(300)은 3개 이상의 전력부가 아니라 오직 2개의 전력부만 가질 수 있다. 2개의 전력부 중 하나를 제1 전력부(311)로 칭하고, 나머지 하나를 제2 전력부(312)로 칭하기로 한다.In order to break through the complicated mesh network structure, the
전력 분배 또는 잉여 전력의 처리를 위해 전력 모듈(300)에 마련된 제1 전력부(311)의 출력단과 제2 전력부(312)의 출력단은 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 제1 전력부(311)의 출력단과 제2 전력부(312)의 출력단을 병렬로 연결한 연결 라인, 연결 노드 등을 연결단(390)으로 정의한다.The output terminal of the
전력 모듈(300)에는 연결단(390)에 전기적으로 연결되고 서로 다른 전기차(90)에 전기적으로 연결 가능한 제1 출력부(351) 및 제2 출력부(352)가 마련될 수 있다.The
본 실시예에 따르면, 서로 병렬 연결된 2개의 전력부, 2개의 출력부가 마련된 간소한 구조의 전력 모듈(300)이 제공될 수 있다.According to the present embodiment, a
2개의 출력부 중 어느 하나의 출력부에만 전기차(90)가 연결되면, 제1 전력부(311)와 제2 전력부(312)의 합산 전력이 전기차(90)에 공급될 수 있다.When the
2개의 출력부에 전기차(90)가 각각 연결되면, 제1 전력부(311)와 제2 전력부(312)의 합산 전력은 연결단(390)에 의해 각 전기차(90)에 분배될 수 있다.When the
이상의 충전 장치에 따르면, 출력부에 전기차(90)가 연결된 여부에 따라 전력 분배가 이루어지는 수동 제어가 가능하다.According to the above charging device, it is possible to manually control the power distribution is made depending on whether or not the
도 4 내지 도 7은 전력 모듈(300)의 동작을 나타낸 개략도이다.4 to 7 are schematic diagrams illustrating the operation of the
전력 분배를 능동적으로 수행하는 동시에 잉여 전력 k를 처리하기 위한 방안이 추가될 수 있다.A scheme for handling surplus power k may be added while actively performing power distribution.
일 예로, 전력 모듈(300)에는 연결단(390)과 제1 출력부(351) 사이에 배치되는 제1 스위치(331), 연결단(390)과 제2 출력부(352) 사이에 배치되는 제2 스위치(332)가 마련될 수 있다.For example, the
충전 장치에는 제1 스위치(331) 및 제2 스위치(332)를 제어하는 제어부(370)가 마련될 수 있다. 이때, 제어부(370)는 전력 모듈(300)의 모듈화를 위해 전력 모듈(300)에 설치되는 것이 좋다.The charging device may be provided with a
제어부(370)는 제1 모드, 제2 모드, 제3 모드 중 하나로 각 스위치를 제어할 수 있다.The
연결단(390)과 각 출력부를 전기적으로 연결시키는 각 스위치의 동작을 온(on)으로 정의하고, 연결단(390)과 각 출력부 간의 전기적 연결을 해제시키는 각 스위치의 동작을 오프(off)로 정의한다.The operation of each switch that electrically connects the
제1 모드는 제1 스위치(331)를 온(on)시키고, 제2 스위치(332)를 오프(off)시키는 제어 모드일 수 있다.The first mode may be a control mode that turns on the
제2 모드는 제1 스위치(331)를 오프(off)시키고, 제2 스위치(332)를 온(on)시키는 제어 모드일 수 있다.The second mode may be a control mode of turning off the
제3 모드는 제1 스위치(331)를 온(on)시키고, 제2 스위치(332)를 온(on)시키는 제어 모드일 수 있다.The third mode may be a control mode that turns on the
제1 스위치(331) 및 제2 스위치(332)를 모두 오프(off)시키는 기본 모드가 추가될 수 있다.A basic mode for turning off both the
제1 모드로 인해 제1 전력부(311)의 제1 전력과 제2 전력부(312)의 제2 전력이 합해진 합산 전력이 제1 출력부(351)에 전기적으로 연결된 제1 전기차(91)로 공급될 수 있다.The first
제2 모드로 인해 합산 전력이 제2 출력부(352)에 전기적으로 연결된 제2 전기차(92)로 공급될 수 있다.The second mode allows the summed power to be supplied to the second
제3 모드로 인해 합산 전력이 제1 전기차(91) 및 제2 전기차(92)로 분배되어 공급될 수 있다.Because of the third mode, the aggregated power may be distributed and supplied to the first
제1 전력부(311) 및 제2 전력부(312)는 복수의 충전 모드 중 가장 큰 계약 전력값보다 작고, 복수의 충전 모드 중 가장 작은 계약 전력값 이상의 전력값을 갖는 전력을 출력할 수 있다.The
일 예로, 제1 전력부(311)는 급속 모드의 계약 전력값 50kW보다 작고 완속 모드의 계약 전력값 이상의 전력값을 갖는 제1 전력을 출력할 수 있다.For example, the
제2 전력부(312)는 급속 모드의 계약 전력값 50kW보다 작고 완속 모드의 계약 전력값 이상의 전력값을 갖는 제1 전력을 출력할 수 있다.The
이때, 제1 전력과 제2 전력의 합산 전력의 전력값이 가장 큰 계약 전력값(급속 모드의 계약 전력값) 50kW보다 큰 범위 내에서 제1 전력의 전력값과 제2 전력의 전력값이 결정되는 것이 좋다.At this time, the power value of the first power and the second power are determined within a range larger than the contracted power value (the contracted power value in the rapid mode) of 50 kW, where the power value of the sum of the first and second power is the largest. It is good to be.
예를 들어, 제1 전력과 제2 전력은 각각 30kW일 수 있다. 이 경우, 하나의 전력 모듈(300)로 중속 모드를 요구하는 2대의 전기차(90)를 함께 처리(각각 30kW씩 제공)하거나, 급속 모드를 요구하는 1대의 전기차(90)를 처리(60kW 제공)할 수 있다.For example, the first power and the second power may each be 30 kW. In this case, one
또는, 제1 전력과 제2 전력 중 하나는 15kW이고 나머지는 35kW일 수 있다. 이 경우, 하나의 전력 모둘로 중속 모드를 요구하는 1대의 전기차(90) 및 완속 모드를 요구하는 1대의 전기차(90)를 함께 처리하거나, 급속 모드를 요구하는 1대의 전기차(90)를 처리할 수 있다.Alternatively, one of the first power and the second power may be 15 kW and the other may be 35 kW. In this case, one
제1 전력부(311) 및 제2 전력부(312)가 중속 모드의 계약 전력값에 해당하는 30kW를 출력하는 경우를 가정한다.It is assumed that the
제1 전력 라인(181) 또는 제1 차량 라인을 통해 제1 출력부(351)에 중속 모드 또는 완속 모드를 요구하는 제1 전기차(91)가 전기적으로 연결되고, 제2 전력 라인(182) 또는 제2 차량 라인을 통해 제2 출력부(352)에 중속 모드 또는 완속 모드를 요구하는 제2 전기차(92)가 전기적으로 연결되면, 도 5와 같이 제어부(370)는 제3 모드로 동작할 수 있다.The first
제3 모드에 따라 제1 전력부(311)의 제1 전력 30kW와 제2 전력부(312)의 제2 전력 30kW가 합산된 합산 전력 60kW가 제1 전기차(91) 및 제2 전기차(92)에 분배되어 공급될 수 있다. 만약, 제1 전기차(91)의 부하와 제2 전기차(92)의 부하가 동일하다면, 제1 전기차(91) 및 제2 전기차(92)에 각각 30kW씩 공급되며, 해당 전력값은 중속 모드의 계약 전력값을 만족할 수 있다.According to the third mode, the combined electric power 60kW, which is the sum of the first power 30kW of the
제어부(370)는 제1 출력부(351)에 제1 전기차(91)고 연결되고 제2 출력부(352)에 제1 전기차(91)보다 충전 순위가 낮은 제2 전기차(92)가 연결되면, 도 4와 같이 제1 모드로 동작할 수 있다.If the
일 예로, 제1 출력부(351)에 연결된 제1 전기차(91)가 급속 모드를 요구하고, 제2 출력부(352)에 연결된 제2 전기차(92)보다 충전 순위가 높은 경우, 제어부(370)는 제1 스위치(331)를 온시키고, 제2 스위치(332)를 오프시킬 수 있다.For example, when the first
제1 모드의 실행에 의해, 제1 전력부(311)와 제2 전력부(312)의 합산 전력 60kW는 제1 출력부(351)에 전기적으로 연결된 제1 전기차(91)로 공급될 수 있다. 합산 전력 60kW는 고속 모드의 계약 전력값 50kW를 충분하게 만족할 수 있다.By executing the first mode, the combined power of 60 kW of the
제1 전기차(91)의 급속 모드로 인해 충전 순위가 낮은 제2 전기차(92)는 제1 전기차(91)의 충전이 완료될 때까지 대기할 수 있다.Due to the rapid mode of the first
만약, 제2 전기차(92)가 제1 전기차(91)보다 충전 순위가 높고 급속 모드를 요구한다면, 제어부(370)는 제2 모드로 동작할 수 있다.If the second
급속 모드로 충전 중인 제1 전기차(91)의 충전 완료 시간이 20분이면, 기본적으로 제2 전기차(92)는 충전 개시까지 20분을 기다려야 한다. 제1 모드로 동작 중인 제어부(370)는 제1 전기차(91)의 충전이 완료되면, 다시 말해 20분이 경과하면 제2 모드로 동작하여 제2 전기차(92)의 배터리를 충전할 수 있다.If the charging completion time of the first
한편, 본 발명에 따르면, 제2 전기차(92)의 충전 개시 시간이 20분보다 앞당겨질 수 있다.Meanwhile, according to the present invention, the charging start time of the second
일 예로, 제어부(370)는 제1 모드로 동작 중인 상태에서 제1 전기차(91)의 배터리 충전량이 요구량을 만족하기 전에 배터리의 보호 모드가 발동되면, 제1 모드를 제3 모드로 바꿀 수 있다.For example, the
예를 들어, 요구량이 제1 전기차(91)의 배터리를 95%까지 충전시키는 것인 경우, 배터리 충전량이 73%를 만족하는 시점부터 배터리의 보호 모드가 발동할 수 있다.For example, when the required amount charges the battery of the first
제3 모드로 인해, 제1 전기차(91)에서 수용한 전력을 제외한 나머지 잉여 전력이 충전을 기다리는 제2 전기차(92)로 공급될 수 있다. 제3 모드가 되면, 제1 전기차(91)로 모두 공급되던 제1 전력과 제2 전력의 합산 전력 60kW 중 일부에 해당하는 30kW가 제2 전기차(92)로 공급될 수 있다.Due to the third mode, surplus power other than the power received by the first
보호 모드는 제1 전기차(91)의 충전 완료 시간 20분보다 일찍 발동되므로, 제2 전기차(92)는 예상 대기 시간보다 일찍 전력을 공급받을 수 있다.Since the protection mode is activated earlier than 20 minutes of the charging completion time of the first
한편, 보호 모드의 개시 시점에 곧바로 제3 모드가 실행되면 충전 우선권을 갖는 제1 전기차(91)에 손해가 발생될 수 있다. 보호 전력값은 개시 시점으로부터 시간이 경과됨에 따라 점진적으로 낮아지는 경향을 갖는다.On the other hand, if the third mode is executed immediately at the start of the protection mode, damage may occur to the first
예를 들어, 합산 전력 60kW 중 50kW를 수용하던 상태에서 보호 모드가 발동되면, 수용 가능한 전력은 시간의 경과에 따라 낮아지는 보호 전력값에 맞춰, 40kW, 30kW, 20kW 순으로 점진적으로 낮아질 수 있다.For example, if the protection mode is activated while accommodating 50 kW of the total 60 kW, the acceptable power may be gradually lowered in the order of 40 kW, 30 kW, and 20 kW in accordance with the protection power value that decreases over time.
보호 모드 중 제1 전기차(91)에서 수용 가능한 전력이 40kW일 때, 제3 모드가 실행되면, 합산 전력 60kW 중 30kW만 입력받게 되므로, 10kW를 덜 입력받는 셈이 된다.When the third mode is executed when the power acceptable in the first
충전 우선권을 갖는 전기차(90)의 손해를 줄이기 위해 제어부(370)는 보호 모드 중 보호 전력값이 합산 전력의 절반 이하가 되는 경우에 한해 기존 제1 모드를 제3 모드로 변경할 수 있다.In order to reduce the damage of the
제어부(370)는 제1 전기차(91)의 배터리가 요구량을 만족할 때까지 제3 모드를 유지할 수 있다. 제1 전기차(91)의 배터리가 요구량을 만족하도록 충전되면, 제어부(370)는 제2 모드로 동작하여 합산 전력 전부를 제2 전기차(92)에 제공할 수 있다.The
제어부(370)는 각 출력단에 연결된 전기차(90)로부터 충전 전력에 의해 충전 중인 배터리에 대한 보호 모드 발동 여부를 수신할 수 있다. 제어부(370)는 보호 모드의 발동 여부에 따라 제1 스위치(331) 및 제2 스위치(332)를 제어할 수 있다.The
한편, 연결단(390)에는 제1 전력부(311)의 출력단과 제2 전력부(312)의 출력단 사이에 배치되는 제3 스위치(333)가 마련되는 것이 좋다. 이때, 제1 출력부(351)는 제3 스위치(333)의 일단에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 출력부(352)는 제3 스위치(333)의 타단에 전기적으로 연결될 수 있다.Meanwhile, the
제3 스위치(333)가 없는 경우, 도 6과 같은 문제가 발생될 수 있다.If there is no
제어부(370)는 제1 출력부(351)에 급속 모드를 원하는 제1 전기차(91)가 연결되고, 제2 출력부(352)가 어떤 전기차(90)에도 연결되지 않은 대기 상태이면, 제1 모드로 동작할 수 있다.The
제1 모드로 인해 제1 전력과 제2 전력의 합산 전력 60kW가 제1 전기차(91)로 공급될 수 있다.The first mode may supply 60 kW of the first electric power and the second electric power to the first
제1 전기차(91)의 배터리 보호 모드가 발동되면, 합산 전력을 분배하기 위해 제어부(370)는 제3 모드로 동작할 수 있다. 그런데, 제2 출력부(352)에 제2 전기차(92)가 연결되지 않은 상태이므로, 제3 모드의 실행에도 불구하고 합산 전력 60kW가 그대로 제1 전기차(91)로 공급되는 문제가 발생된다.When the battery protection mode of the first
2개의 출력부 중 어느 하나의 출력부만 전기차(90)에 연결된 경우를 대비하기 위해 제3 스위치(333)가 이용될 수 있다.The
일 예로, 제어부(370)는 제1 출력부(351)에 급속 모드를 원하는 제1 전기차(91)가 연결되고, 제2 출력부(352)가 어떤 전기차(90)에도 연결되지 않은 대기 상태이면, 제1 모드로 동작할 수 있다. 또한, 제어부(370)는 보호 모드가 발동되기 전까지 제3 스위치(333)를 온(on)시켜 제1 전력부(311)의 출력단과 제2 전력부(312)의 출력단 간의 병렬 연결을 유지시킬 수 있다.For example, the
제1 모드 및 제3 스위치(333)의 온에 의해 제1 전력과 제2 전력의 합산 전력 60kW가 제1 전기차(91)로 공급될 수 있다.The combined power of the first power and the
제어부(370)는 제1 전기차(91)의 배터리 충전량이 요구량을 만족하기 전에 배터리의 보호 모드가 발동되면, 도 7고 같이 제3 스위치(333)를 오프(off)시켜 제1 전력부(311)의 출력단과 제2 전력부(312)의 출력단 간의 병렬 연결을 해제시킬 수 있다.If the protection mode of the battery is activated before the battery charge amount of the first
병렬 연결의 해제로 인해 제1 전기차(91)에는 제1 전력부(311)의 제1 전력만 공급되는 상태가 된다. 제2 전력부(312)의 제2 전력은 전기차(90)에 의해 소모되지 않게 된다.Due to the release of the parallel connection, the first
다시 도 3으로 돌아가서, 교류 모듈(309)은 전력 모듈(300)이 복수로 설치될 수 있는 버스바를 포함할 수 있다. 버스바에는 전력 모듈(300)이 장착되면 각 전력부의 입력단에 접촉되면서 전기적으로 연결되는 단자가 마련될 수 있다.3, the
전력 모듈(300)에는 연결단(390)과 제1 출력부(351) 사이에 배치되는 제1 스위치(331), 연결단(390)과 제2 출력부(352) 사이에 배치되는 제2 스위치(332), 제1 스위치(331)와 제2 스위치(332)를 제어하는 제어부(370)가 마련될 수 있다. 전력 모듈(300)은 버스바에 장착될 수 있는 판 형상의 기판을 포함할 수 있다. 제1 스위치(331), 제2 스위치(332), 제어부(370)는 기판에 설치될 수 있다.The
제어부(370)의 제어에 의해 제1 출력부(351)에 전기적으로 연결된 제1 전기차(91)의 배터리가 보호되거나, 제1 출력부(351)에 전기적으로 연결된 제1 전기차(91) 및 제2 출력부(352)에 전기적으로 연결된 제2 전기차(92)에 대한 전력 분배가 이루어질 수 있다.The battery of the first
버스바에 복수로 연결된 각 전력 모듈(300)은 버스바를 제외하고 서로 전기적으로 단절(출력측의 전기적 단절)될 수 있다.Each
버스바에 연결된 복수의 전력 모듈(300) 중 특정 전력 모듈(300)에 마련된 제어부(370)는 다른 전력 모듈(300)에 상관없이 특정 전력 모듈(300)에 마련된 제1 스위치(331) 및 제2 스위치(332)를 독립적으로 제어할 수 있다.The
각 전력 모듈(300) 간의 전기적 단절 및 제어부(370)의 독립 제어를 통해 버스바에 대한 전력 모듈(300)의 증설이 용이할 수 있다. 왜냐하면, 특정 전력 모듈(300)을 버스바에 추가로 설치하거나 삭제하더라도, 버스바에 설치된 다른 전력 모듈(300)에 영향을 미치지 않기 때문이다.Expansion of the
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments of the present invention are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the following claims.
90...전기차 110...전력 센터
115...연결 단자 130...키오스크
150...단자부 170...상용 라인
180...전력 라인 181...제1 전력 라인
182...제2 전력 라인 190...차량 라인
300...전력 모듈 309...교류 모듈
311...제1 전력부 312...제2 전력부
331...제1 스위치 332...제2 스위치
333...제3 스위치 351...제1 출력부
352...제2 출력부 370...제어부
390...연결단90
115 ...
150 ... terminal 170 ... commercial line
180 ...
182
300 ...
311 ...
331 ...
333 ...
352 ...
390 ... connection
Claims (11)
상기 교류 모듈에 연결되고, 상기 교류 전력을 전기차에 입력되는 충전 전력으로 변환하는 전력부가 2개 구비된 전력 모듈;을 포함하고,
상기 전력 모듈에 마련된 제1 전력부의 출력단과 제2 전력부의 출력단은 병렬로 연결되며,
상기 제1 전력부의 출력단과 상기 제2 전력부의 출력단이 병렬로 연결된 연결단이 정의될 때,
상기 전력 모듈에는 상기 연결단에 전기적으로 연결되고 서로 다른 전기차에 전기적으로 연결 가능한 제1 출력부 및 제2 출력부가 마련되고,
상기 교류 모듈은 상기 전력 모듈이 복수로 설치될 수 있는 버스바를 포함하며,
상기 버스바에는 상기 전력 모듈이 장착되면 상기 전력부의 입력단에 전기적으로 연결되는 단자가 마련되고,
상기 버스바에 복수로 연결된 각 전력 모듈은 상기 버스바를 제외하고 서로 전기적으로 단절된 상태를 유지하며,
상기 전력 모듈에는 상기 연결단과 상기 제1 출력부 사이에 배치되는 제1 스위치, 상기 연결단과 상기 제2 출력부 사이에 배치되는 제2 스위치가 마련되고,
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어하는 제어부가 마련되며,
상기 제어부는 각 출력단에 연결된 전기차로부터 상기 충전 전력에 의해 충전 중인 배터리에 대한 보호 모드 발동 여부를 수신하며, 상기 보호 모드의 발동 여부에 따라 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어하고,
상기 제어부는 제1 모드, 제2 모드, 제3 모드 중 하나로 각 스위치를 제어하고,
상기 연결단과 각 출력부를 전기적으로 연결시키는 각 스위치의 동작을 온(on)으로 정의하고, 상기 연결단과 각 출력부 간의 전기적 연결을 해제시키는 각 스위치의 동작을 오프(off)로 정의할 때,
상기 제1 모드는 상기 제1 스위치를 온(on)시키고, 상기 제2 스위치를 오프(off)시키는 모드이며,
상기 제2 모드는 상기 제1 스위치를 오프(off)시키고, 상기 제2 스위치를 온(on)시키는 모드이고,
상기 제3 모드는 상기 제1 스위치를 온(on)시키고, 상기 제2 스위치를 온(on)시키는 모드이며,
상기 제1 모드로 인해 상기 제1 전력부의 제1 전력과 상기 제2 전력부의 제2 전력이 합해진 합산 전력이 상기 제1 출력부에 전기적으로 연결된 제1 전기차로 공급되거나,
상기 제2 모드로 인해 상기 합산 전력이 상기 제2 출력부에 전기적으로 연결된 제2 전기차로 공급되거나,
상기 제3 모드로 인해 상기 합산 전력이 상기 제1 전기차 및 상기 제2 전기차로 분배되어 공급되고,
상기 제어부는 상기 제1 출력부에 상기 제1 전기차가 연결되고, 상기 제2 출력부에 상기 제1 전기차보다 충전 순위가 낮은 상기 제2 전기차가 연결되면, 상기 제1 모드로 동작하고,
상기 제어부는 상기 제1 모드로 동작 중인 상태에서 상기 제1 전기차의 배터리 충전량이 요구량을 만족하기 전에 배터리의 상기 보호 모드가 발동되면, 상기 제1 모드를 상기 제3 모드로 바꾸며,
상기 제어부는 상기 제1 전기차의 배터리가 상기 요구량을 만족할 때까지 상기 제3 모드를 유지하고,
상기 제3 모드로 인해, 상기 제1 전기차에서 수용한 전력을 제외한 나머지 잉여 전력이 충전을 기다리는 상기 제2 전기차로 공급되는 충전 장치.
An AC module through which AC power flows;
And a power module connected to the AC module and having two power units configured to convert the AC power into charging power input to the electric vehicle.
The output terminal of the first power unit and the output terminal of the second power unit provided in the power module are connected in parallel,
When a connection stage in which an output terminal of the first power unit and an output terminal of the second power unit are defined in parallel is defined,
The power module is provided with a first output unit and a second output unit electrically connected to the connection end and electrically connected to different electric vehicles,
The AC module includes a bus bar in which a plurality of power modules may be installed.
The bus bar is provided with a terminal electrically connected to the input terminal of the power unit when the power module is mounted,
Each of the plurality of power modules connected to the busbars may be electrically disconnected from each other except for the busbars.
The power module is provided with a first switch disposed between the connection terminal and the first output unit, and a second switch disposed between the connection terminal and the second output unit,
A control unit for controlling the first switch and the second switch is provided,
The control unit receives whether the protection mode is activated for the battery being charged by the charging power from the electric vehicle connected to each output terminal, and controls the first switch and the second switch according to whether the protection mode is activated,
The controller controls each switch to one of a first mode, a second mode, and a third mode,
When defining the operation of each switch that electrically connects the connection end and each output unit on, and the operation of each switch that releases the electrical connection between the connection end and each output unit as off (off),
The first mode is a mode for turning on the first switch and turning off the second switch.
The second mode is a mode for turning off the first switch and turning on the second switch.
The third mode is a mode for turning on the first switch and turning on the second switch.
The sum of the sum of the first power of the first power unit and the second power of the second power unit may be supplied to the first electric vehicle electrically connected to the first output unit due to the first mode,
The aggregated power is supplied to a second electric vehicle electrically connected to the second output unit due to the second mode;
The aggregated power is distributed and supplied to the first electric vehicle and the second electric vehicle due to the third mode,
The control unit operates in the first mode when the first electric vehicle is connected to the first output unit and the second electric vehicle having a lower charging order than the first electric vehicle is connected to the second output unit.
The control unit changes the first mode to the third mode when the protection mode of the battery is activated before the battery charge amount of the first electric vehicle satisfies the required amount in the state of operating in the first mode.
The controller maintains the third mode until the battery of the first electric vehicle satisfies the required amount.
Due to the third mode, the surplus power other than the power received by the first electric vehicle is supplied to the second electric vehicle waiting for charging.
상기 제어부는 상기 보호 모드 중 보호 전력값이 상기 제1 전력부와 상기 제2 전력부의 합산 전력의 절반 이하가 되는 경우에 한해 상기 제1 모드를 상기 제3 모드로 변경하는 충전 장치.
The method of claim 1,
And the controller changes the first mode to the third mode only when a protection power value of the protection mode is equal to or less than half of the combined power of the first power unit and the second power unit.
상기 연결단에는 상기 제1 전력부의 출력단과 상기 제2 전력부의 출력단 사이에 배치되는 제3 스위치가 마련되고,
상기 제1 출력부는 상기 제3 스위치의 일단에 전기적으로 연결되며,
상기 제2 출력부는 상기 제3 스위치의 타단에 전기적으로 연결되고,
상기 제어부는 상기 제1 출력부에 제1 전기차가 연결되고 상기 제2 출력부가 대기 상태이면, 상기 제1 모드로 동작하며,
상기 제어부는 상기 제1 전기차의 배터리 충전량이 요구량을 만족하기 전에 배터리의 상기 보호 모드가 발동되면, 상기 제3 스위치를 오프(off)시켜 상기 제1 전력부의 출력단과 상기 제2 전력부의 출력단 간의 병렬 연결을 해제시키고,
상기 제어부는 상기 보호 모드가 발동되기 전까지 상기 제3 스위치를 온(on)시켜 상기 제1 전력부의 출력단과 상기 제2 전력부의 출력단 간의 병렬 연결을 유지시키는 충전 장치.
The method of claim 1,
The connection terminal is provided with a third switch disposed between the output terminal of the first power unit and the output terminal of the second power unit,
The first output unit is electrically connected to one end of the third switch,
The second output unit is electrically connected to the other end of the third switch,
The control unit operates in the first mode when a first electric vehicle is connected to the first output unit and the second output unit is in a standby state.
If the protection mode of the battery is activated before the battery charge amount of the first electric vehicle satisfies the required amount, the controller turns off the third switch to parallel the output terminal of the first power unit and the output terminal of the second power unit. Disconnect,
The controller is configured to maintain the parallel connection between the output terminal of the first power unit and the output terminal of the second power unit by turning on the third switch until the protection mode is activated.
상기 제1 전력부 및 상기 제2 전력부는 복수의 충전 모드 중 가장 큰 계약 전력값보다 작고, 복수의 충전 모드 중 가장 작은 계약 전력값 이상의 전력값을 갖는 전력을 출력하고,
상기 제1 전력부로부터 출력되는 제1 전력과 상기 제2 전력부로부터 출력되는 제2 전력의 합산 전력의 전력값이 가장 큰 계약 전력값보다 큰 범위 내에서 상기 제1 전력의 전력값과 상기 제2 전력의 전력값이 결정되는 충전 장치.
The method of claim 1,
The first power unit and the second power unit output power having a power value smaller than the largest contracted power value among the plurality of charging modes and equal to or smaller than the smallest contracted power value among the plurality of charging modes,
The power value of the first power and the first power within a range in which the power value of the sum of the first power output from the first power unit and the second power output from the second power unit is larger than the largest contract power value. Charging device in which the power value of 2 electric power is determined.
상기 전력 모듈 각각에는 상기 연결단과 상기 제1 출력부 사이에 배치되는 상기 제1 스위치, 상기 연결단과 상기 제2 출력부 사이에 배치되는 상기 제2 스위치 및 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치를 제어하는 상기 제어부가 마련되며,
상기 제어부의 제어에 의해 상기 제1 출력부에 전기적으로 연결된 제1 전기차의 배터리가 보호되거나, 상기 제1 출력부에 전기적으로 연결된 제1 전기차 및 상기 제2 출력부에 전기적으로 연결된 제2 전기차에 대한 전력 분배가 이루어지고,
상기 버스바에 연결된 복수의 전력 모듈 중 특정 전력 모듈에 마련된 제어부는 다른 전력 모듈에 상관없이 상기 특정 전력 모듈에 마련된 제1 스위치 및 제2 스위치를 독립적으로 제어하는 충전 장치.The method of claim 1,
Each of the power modules controls the first switch disposed between the connection terminal and the first output unit, the second switch disposed between the connection terminal and the second output unit, and the first switch and the second switch. The control unit is provided,
The battery of the first electric vehicle electrically connected to the first output unit is protected by the control unit, or the first electric vehicle electrically connected to the first output unit and the second electric vehicle electrically connected to the second output unit. Power distribution for
The controller provided in the specific power module of the plurality of power modules connected to the bus bar independently controls the first switch and the second switch provided in the specific power module.
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