KR20180005106A - Charing control apparatus and method for electric vehicle and billing system using the apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기차 충전 제어 장치 및 방법, 이를 이용하는 전기차 충전 과금 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기차 충전에 대한 과금을 수행하기 위한 전기차 충전 제어 장치 및 방법, 전기차, 충전 관리 서버, 및 이를 이용하는 전기차 충전 과금 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
전기차 충전 시스템은 기본적으로 상용 전원의 배전망(grid)이나 에너지 저장 장치의 전력을 이용하여 전기차에 탑재된 배터리를 충전하는 시스템으로 정의할 수 있다. 이러한 전기차 충전 시스템은 전기차의 종류에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 전기차 충전 시스템은 케이블을 이용한 전도성 충전 시스템이나 비접촉 방식의 무선 전력 전송 시스템을 포함할 수 있다.An electric vehicle charging system can basically be defined as a system for charging a battery mounted on an electric car using power from a grid or an energy storage device of a commercial power source. Such an electric vehicle charging system may have various forms depending on the type of electric vehicle. For example, an electric vehicle charging system may include a conductive charging system using a cable or a non-contact wireless power transmission system.
무선전력 전송 방식을 이용한 충전의 경우, 전기차에서 배터리를 충전해야 할 필요가 있는 경우 전기차는 전기차 충전이 가능한 충전 스테이션(charge station)이나 충전 스팟(charging spots)에 위치하는 그라운드 어셈블리(ground assembly, GA)로 이동하게 된다.In the case of charging using a wireless power transmission system, when it is necessary to charge the battery in an electric car, an electric car may be installed in a charge station capable of charging an electric car or a ground assembly (GA) located in charging spots ).
전기차의 충전 시, 전기차에 탑재되는 차량 어셈블리(vehicle assembly, VA)는 충전 스테이션(charge station)이나 충전 스팟(charging spots)에 위치하는 그라운드 어셈블리(ground assembly, GA)의 송전 패드와 유도 공진 결합을 형성하고, 유도 공진 결합을 통해 그라운드 어셈블리로부터 전달되는 전력을 이용하여 전기차의 배터리에 충전을 수행한다.When the electric vehicle is charged, the vehicle assembly (VA) mounted on the electric vehicle carries out induction resonance coupling with the transmission pads of the ground assembly (GA) located in the charge station or charging spots And charges the battery of the electric vehicle using electric power transmitted from the ground assembly through the induction resonance coupling.
전기차의 충전 시, 전기차에 탑재되는 차량 어셈블리(vehicle assembly, VA)는 충전 스테이션(charge station)이나 충전 스팟(charging spots)에 위치하는 그라운드 어셈블리(ground assembly, GA)의 송전 패드와 유도 공진 결합을 형성하고, 유도 공진 결합을 통해 그라운드 어셈블리로부터 전달되는 전력을 이용하여 전기차의 배터리에 충전을 수행한다.When the electric vehicle is charged, the vehicle assembly (VA) mounted on the electric vehicle carries out induction resonance coupling with the transmission pads of the ground assembly (GA) located in the charge station or charging spots And charges the battery of the electric vehicle using electric power transmitted from the ground assembly through the induction resonance coupling.
전도성 충전 방식의 전기차 충전 시스템은, 커넥터가 연결된 충전 케이블을 사용하여 차량의 인렛과 충전 스탠드(charging stand)를 연결하고, 충전 스탠드의 교류(AC) 전력을 차량의 온보드 충전기를 통해 배터리에 충전하도록 구성된다. 또한, 전도성 충전 방식의 전기차 충전 시스템은, 커넥터가 연결된 고속 충전 케이블을 사용하여 차량의 인렛과 오프 보드 충전기를 연결하고, 오프보드 충전기의 직류(DC) 전력을 차량의 배터리에 충전하도록 구성된다. 차량의 배터리 관리 시스템(BMS)는 전기차 충전을 위해 충전 스탠드나 오프보드 충전기와 통신한다.A conductive charging type electric vehicle charging system uses a charging cable to which a connector is connected to connect the inlet of a vehicle to a charging stand and to charge the alternating current (AC) power of the charging stand to the battery through the vehicle's onboard charger . The conductive charging type electric vehicle charging system is also configured to connect the inlet of the vehicle to the off-board charger using a high-speed charging cable to which the connector is connected, and charge the battery of the vehicle with direct current (DC) power of the off-board charger. The vehicle's battery management system (BMS) communicates with a charging stand or off-board charger for charging an electric car.
한편, 전도성 충전 시스템이나 무선 전력 전송 시스템을 포함하는 기존의 전기차 충전 시스템은 충전 결제를 위해 별도의 통신망을 사용하여야 하므로 사용자의 통신비 부담을 증가시키는 문제가 있다. 또한, 전기차 충전에 대한 결제를 위해 표준에 따르거나 범용적으로 사용되는 결제 장치나 방법을 이용해야 하고, 결제 프로세스의 보안을 위해 별도의 보안 기술을 적용해야 하므로 설비 비용이 증가하고 사용 절차가 복잡해지는 단점이 있다.Meanwhile, a conventional electric vehicle charging system including a conductive charging system or a wireless power transmission system has to use a separate communication network for charge settlement, thereby increasing the burden on the communication cost of the user. In addition, a payment device or method that is used in accordance with the standard or commonly used for payment of the electric car charge must be used, and a separate security technique must be applied to secure the payment process. Therefore, the facility cost is increased and the use procedure is complicated There is a drawback.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 근거리 무선통신을 이용해 전기차와 충전 정보를 송수신하는 전기차 충전 제어 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electric vehicle charge control apparatus for transmitting and receiving charge information to and from an electric vehicle using short range wireless communication.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 상기 전기차 충전 제어 장치에 의해 이용되는 전기차 충전 제어 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an electric vehicle charge control method used by the electric vehicle charge control apparatus.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은 상기 전기차 충전 제어 장치와 연동하는 충전 관리 서버를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a charge management server interlocked with the electric vehicle charge control apparatus.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은 근거리 무선통신을 이용해 상기 전기차 충전 제어 장치와 충전 정보를 송수신하는 전기차를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide an electric vehicle that transmits and receives charge information to and from the electric vehicle charge control apparatus using short range wireless communication.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 제어 장치는, 충전을 희망하는 전기차에 대한 충전 승인 메시지를 충전관리 서버로부터 수신하여 전기차에 대한 충전을 개시하고 충전되는 전력량을 누적하여 계측하며, 사용자 또는 상기 전기차으로부터 감지되는 충전 종료 동작을 인지하고 누적 계측된 전력량을 기초로 충전 정보를 도출하는 컨트롤러 및 전기차에 탑재된 근거리 무선통신 모듈과 연결을 설정하고 상기 충전 정보를 전기차로 송신하는 근거리 무선 통신부를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling charging of an electric vehicle, the apparatus comprising: a charge acceptance message for an electric car desired to be charged; A controller for recognizing a charging end operation sensed by the user or the electric vehicle and deriving charging information based on the accumulated amount of electric power and a short range wireless communication module mounted on the electric vehicle, and transmits the charging information to the electric vehicle And a short-range wireless communication unit.
여기서, 전기차 충전 제어 장치는 인케이블 컨트롤 박스(In-Cable control box) 또는 송전 패드를 포함할 수 있다. Here, the electric vehicle charge control apparatus may include an in-cable control box or a transmission pad.
한편, 상기 근거리 무선 통신부는, 무선랜(Wireless LAN) 또는 블루투쓰(Bluetooth)를 이용해 상기 전기차의 근거리 무선통신 모듈과 통신할 수 있다. Meanwhile, the short-range wireless communication unit can communicate with the short-range wireless communication module of the electric vehicle using a wireless LAN or Bluetooth.
상기 충전 정보는 충전 대상 전기차의 식별 정보, 충전 시작 시간, 충전 종료 시간, 및 충전량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The charging information may include at least one of identification information of a charging object electric vehicle, a charging start time, a charging completion time, and a charging amount.
상기 컨트롤러는 또한, 상기 전기차 충전 제어 장치 또는 충전 스테이션의 위치 정보를 파악하고 상기 근거리 무선통신부를 통해 상기 위치 정보를 상기 전기차로 전송할 수 있다. The controller may also acquire positional information of the electric vehicle charge control device or the charging station and transmit the positional information to the electric vehicle through the short range wireless communication unit.
상기 인케이블 컨트롤 박스는, 상기 인케이블 컨트롤 박스에 연결된 충전 커넥터와 상기 전기차의 연결을 감지하여 상기 인케이블 컨트롤 박스에 대한 정보를 상기 전기차로 전송할 수 있다. The in-cable control box can detect the connection between the charging connector connected to the in-cable control box and the electric vehicle, and transmit information on the in-vehicle cable control box to the electric vehicle.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 제어 방법은 전기차 충전 제어 장치에 의해 수행될 수 있으며, 충전을 희망하는 전기차에 대한 충전 승인 메시지를 충전관리 서버로부터 수신하는 단계, 전기차에 대한 충전을 개시하고 충전되는 전력량을 누적하여 계측하는 단계, 사용자 또는 상기 전기차로부터 감지되는 충전 종료 동작을 인지하고 누적 계측된 전력량을 기초로 상기 충전 정보를 도출하는 단계 및 상기 충전 정보를 근거리 무선 통신을 이용해 상기 전기차로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling charging of an electric vehicle, the method comprising the steps of: receiving a charge approval message for an electric car desired to be charged from a charge management server, Measuring the amount of electric power to be charged and starting charging of the electric vehicle; accumulating the amount of electric power to be charged to the electric vehicle; deriving the charging information based on the cumulative measured electric energy amount by recognizing the charging end operation sensed by the user or the electric car; And transmitting to the electric vehicle using wireless communication.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 충전관리 서버는 충전을 희망하는 전기차와 연결되어 상기 전기차로의 충전을 제어하는 충전제어장치에 대한 정보, 상기 전기차에 대한 정보, 및 상기 전기차 사용자에 대한 정보를 수신하여 충전을 승인할 것인지 결정하고, 충전 승인 메시지를 상기 전기차로 송신하며 충전 종료에 따라 산출된 충전 정보를 수신하여 상기 전기차 또는 전기차 사용자에 대한 과금 정보로서 전력 사업자에게 제공하는 프로세서, 적어도 하나의 충전 스테이션, 적어도 하나의 충전제어장치, 적어도 하나의 전기차, 및 적어도 하나의 전기차 사용자에 대한 충전 관련 정보를 저장하는 충전정보 저장부, 그리고 상기 전기차 사용자와의 통신을 제공하는 이동통신 서버 및 전력 사업자 서버와 연동하는 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a charge management server comprising: a charge control unit connected to an electric vehicle to be charged and controlling charging of the electric vehicle; information on the electric vehicle; Receives information on the electric vehicle user and decides whether to approve charging, transmits a charging approval message to the electric vehicle, receives charging information calculated according to charging completion, and transmits charging information to the electric power company as charging information for the electric car or electric car user A charge information storage for storing charge related information for at least one charging station, at least one charge control device, at least one electric car, and at least one electric vehicle user, and for communicating with the electric car user A mobile communication server that communicates with a power provider server It may include a face.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차는, 충전 승인 메시지를 충전관리 서버로부터 수신하여 충전 제어 장치로 전달하고, 충전 제어 장치를 통해 공급되는 전력을 전기차 내 배터리에 충전하며, 충전 종료 동작에 따라 상기 충전 제어 장치로부터 수신한 충전 정보를 충전 관리 서버로 제공하는 충전 컨트롤러 및 근거리 무선통신을 이용해 상기 충전 제어 장치로부터 충전 정보를 수신하고, 상기 충전관리 서버와 연동하는 이동통신망과 무선 송수신을 수행하여 통신 모듈을 제공할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided an electric vehicle, comprising: a charge acceptance message received from a charge management server and transmitted to a charge control device; A charge controller that provides the charge information received from the charge control device to the charge management server in response to the charge end operation, and receives charge information from the charge control device using near field wireless communication, It is possible to provide a communication module by performing wireless transmission / reception with a communication network.
상기 통신 모듈은 상기 충전 정보를 상기 이동통신망으로 전달하는 텔레매틱스 시스템(telematics system; TMS) 및 무선랜(Wireless LAN) 통신 또는 블루투쓰(Bluetooth) 통신을 이용해 상기 충전 제어 장치로부터 충전 정보를 수신하는 근거리 무선통신 모듈을 포함할 수 있다. The communication module may include a telematics system (TMS) for transmitting the charging information to the mobile communication network and a short-range wireless communication device for receiving charging information from the charging control device using wireless LAN communication or Bluetooth communication. And a communication module.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 전기차 충전 과금 시스템을 이용할 경우에는, 일반 가정에서 전기차 전용 요금으로 전기차를 충전할 수 있는 장점이 있다.When the electric vehicle charging system according to the embodiments of the present invention as described above is used, there is an advantage that the electric vehicle can be charged with the electric vehicle exclusive charge in a general home.
또한, 이동통신망을 지원하는 통신 모듈 대신에 상대적으로 저렴한 근거리 무선 통신 모듈 예컨대, 와이파이(WiFi), 블루투스(bluetooth) 등의 근거리 통신 모듈을 이용하여 시스템을 효율적으로 구축할 수 있는 장점이 있다.Further, there is an advantage that a system can be efficiently constructed by using a relatively inexpensive short distance wireless communication module such as WiFi, bluetooth, etc., instead of a communication module supporting the mobile communication network.
또한, 전기차 충전 제어 장치 및 방법이 차량 원격 제어 시스템과 결합하는 경우, 사용자 편의성 및 상품성을 증대시킬 수 있다. 즉, 스마트폰 등의 사용자 단말을 이용하여 원격 충전 제어를 효과적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.Further, when the electric vehicle charge control apparatus and method are combined with the vehicle remote control system, user convenience and commerciality can be increased. That is, remote charging control can be effectively performed by using a user terminal such as a smart phone.
또한, 본 발명에 의하면, 전기차 충전을 위해 일반 가정 혹은 공공 시설에 설치된 벽체 콘센트를 이용할 수 있으며, 텔레매틱스시스템(telematics system, TMS)이 내장된 전기차에 효과적으로 전기차 전용 과금 서비스를 구현할 수 있다.According to the present invention, it is possible to use a wall outlet installed in a general household or a public facility to charge an electric vehicle, and an electric vehicle dedicated billing service can be effectively implemented in an electric vehicle having a telematics system (TMS).
아울러, ICCB(in-cable control box)와 차량 간 무선랜(WLAN: wireless local area network) 통신 환경에서 무선 충전 표준 통신 프로토콜(SAE J2836-6, IEC 61980-2)을 이용하여 전기차 충전 및 전기차 전용 과금을 구현할 수 있는 장점이 있다.In addition, by using wireless charging standard communication protocol (SAE J2836-6, IEC 61980-2) in the in-cable control box (ICCB) and vehicle-to-vehicle wireless local area network (WLAN) There is an advantage that billing can be implemented.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 전기차를 위한 무선 전력 전송의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 무선 충전 회로를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 무선 전력 전송에서의 정렬 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 무선 충전 시스템에서의 본 발명에 따른 전기차 충전 및 과금 절차를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기차 충전 과금 방법이 적용될 수 있는 전기차 유선 충전 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 유선 충전 시스템에서의 본 발명에 따른 전기차 충전 및 과금 절차를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 제어 방법이 적용될 수 있는 전기차 충전 시스템에 대한 개략적인 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 과금 방법의 동작 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기차 충전 과금 방법의 동작 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 장치의 블록 구성도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 방법의 동작 순서도이다.
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전관리 서버의 블록 구성도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차의 블록 구성도이다. 1 is a conceptual diagram for explaining a concept of wireless power transmission for an electric vehicle to which an embodiment of the present invention is applied.
2 is a conceptual diagram illustrating an electric vehicle wireless charging circuit according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating an alignment concept in wireless power transmission of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram for explaining an electric vehicle charging and charging procedure according to the present invention in a wireless charging system;
5 is a conceptual diagram for explaining an electric car wired charging method to which an electric vehicle charging method according to the present invention can be applied.
6 is a conceptual diagram for explaining an electric car charging and charging procedure according to the present invention in a wired charging system.
7 is a schematic block diagram of an electric vehicle charging system to which an electric vehicle charging control method according to an embodiment of the present invention can be applied.
8 is a flowchart illustrating an operation of charging an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating an operation of charging an electric vehicle according to another embodiment of the present invention.
10 is a block diagram of a charge control apparatus according to an embodiment of the present invention.
11 is an operational flowchart of a charge control method according to an embodiment of the present invention.
12 is a block diagram of a charge management server according to an embodiment of the present invention.
13 is a block diagram of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term "and / or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
본 명세서에 사용되는 일부 용어를 정의하면 다음과 같다. Some terms used in this specification are defined as follows.
전기차(Electric Vehicle, EV)는 49 CFR(code of federal regulations) 523.3 등에서 정의된 자동차(automobile)를 지칭할 수 있다. 전기차는 고속도로 이용 가능하고, 차량 외부의 전원공급원으로부터 재충전 가능한 배터리 등의 차량 탑재 에너지 저장 장치에서 공급되는 전기에 의해 구동될 수 있다. 전원공급원은 주거지나 공용 전기서비스 또는 차량 탑재 연료를 이용하는 발전기 등을 포함할 수 있다. An Electric Vehicle (EV) may refer to an automobile as defined in 49 CFR Code 523.3. The electric vehicle is freely available on the highway and can be driven by electricity supplied from an in-vehicle energy storage device such as a rechargeable battery from a power source outside the vehicle. The power source may include a residential or public electrical service or a generator utilizing vehicle-mounted fuel, and the like.
전기차(electric vehicle, EV)는 일렉트릭 카(electric car), 일렉트릭 오토모바일(electric automobile), ERV(electric road vehicle), PV(plug-in vehicle), xEV(plug-in vehicle) 등으로 지칭될 수 있고, xEV는 BEV(plug-in all-electric vehicle 또는 battery electric vehicle), PEV(plug-in electric vehicle), HEV(hybrid electric vehicle), HPEV(hybrid plug-in electric vehicle), PHEV(plug-in hybrid electric vehicle) 등으로 지칭되거나 구분될 수 있다.An electric vehicle EV can be referred to as an electric car, an electric automobile, an electric road vehicle (ERV), a plug-in vehicle (PV), a plug-in vehicle (xEV) XEV is a plug-in all-electric vehicle or battery electric vehicle, a plug-in electric vehicle (PEV), a hybrid electric vehicle (HEV), a hybrid plug-in electric vehicle (HPEV) hybrid electric vehicle, and the like.
플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)는 전력 그리드에 연결하여 량 탑재 일차 배터리를 재충전하는 전기차로 지칭될 수 있다.A Plug-in Electric Vehicle (PEV) can be referred to as an electric vehicle that is connected to a power grid and recharges a quantity-loaded primary battery.
플러그인 차량(Plug-in vehicle, PV)은 본 명세서에서 전기차 전력공급장치(electric vehicle supply equipment, EVSE)로부터 물리적인 플러그와 소켓을 사용하지 않고 무선 충전 방식을 통해 재충전 가능한 차량으로 지칭될 수 있다.A plug-in vehicle (PV) may be referred to herein as a rechargeable vehicle through a wireless charging scheme without the use of physical plugs and sockets from electric vehicle supply equipment (EVSE).
중량 자동차(Heavy duty vehicles; H.D. Vehicles)는 49 CFR 523.6 또는 CFR 37.3(bus)에서 정의된 네 개 이상의 바퀴를 가진 모든 차량을 지칭할 수 있다.Heavy duty vehicles (H.D. Vehicles) may refer to any vehicle with four or more wheels as defined in 49 CFR 523.6 or CFR 37.3 (bus).
경량 플러그인 전기차(Light duty plug-in electric vehicle)는 주로 공공 거리, 도로 및 고속도로에서 사용하기 위한 재충전 가능한 배터리나 다른 에너지 장치의 전류가 공급되는 전기 모터에 의해 추진력을 얻는 3개 또는 4개 바퀴를 가진 차량을 지칭할 수 있다. 경량 플러그인 전기차는 총 중량이 4.545㎏보다 작게 규정될 수 있다.A light duty plug-in electric vehicle is a light duty plug-in electric vehicle that can be recharged for use on public streets, roads and highways, or three or four wheels that get propelled by an electric motor powered by another energy device It can refer to a vehicle having an engine. Lightweight plug-in electric vehicles may be specified to have a total weight less than 4.545 kg.
무선 충전 시스템(Wireless power charging system, WCS)은 무선 전력 전송과 얼라인먼트 및 통신을 포함한 GA와 VA 간의 제어를 위한 시스템을 지칭할 수 있다.A wireless power charging system (WCS) may refer to a system for controlling between GA and VA, including wireless power transmission, alignment and communication.
무선 전력 전송(Wireless power transfer, WPT)은 유틸리티(Utility)나 그리드(Grid) 등의 교류(AC) 전원공급 네트워크에서 전기차로 무접촉 수단을 통해 전기적인 전력을 전송하는 것을 지칭할 수 있다.Wireless power transfer (WPT) can refer to the transmission of electrical power through contactless means to an electric vehicle in an AC power supply network, such as a utility or a grid.
유틸리티(Utility)는 전기적인 에너지를 제공하며 통상 고객 정보 시스템(Customer Information System, CIS), 양방향 검침 인프라(Advanced Metering Infrastructure, AMI), 요금과 수익(Rates and Revenue) 시스템 등을 포함하는 시스템들의 집합으로 지칭될 수 있다. 유틸리티는 가격표 또는 이산 이벤트(discrete events)를 통해 플러그인 전기차가 에너지를 이용할 수 있도록 한다. 또한, 유틸리티는 관세율, 계측 전력 소비에 대한 인터벌 및 플러그인 전기차에 대한 전기차 프로그램의 검증 등에 대한 정보를 제공할 수 있다.Utility provides electrical energy and is a set of systems that typically include a Customer Information System (CIS), an Advanced Metering Infrastructure (AMI), and a Rates and Revenue system. Lt; / RTI > The utility allows the plug-in electric vehicle to use energy through price tags or discrete events. The utility can also provide information on tariff rates, intervals for measured power consumption, and verification of electric vehicle programs for plug-in electric vehicles.
스마트 충전(Smart charging)은 EVSE 및/또는 플러그인 전기차가 차량 충전율이나 방전율을 그리드 용량이나 사용 비용 비율의 시간을 최적화하기 위해 전력 그리드와 통신하는 시스템으로 설명할 수 있다.Smart charging can be described as a system in which EVSE and / or plug-in electric vehicles communicate vehicle charge rates or discharge rates with the power grid to optimize the grid capacity or time of use ratio.
자동 충전(Automatic charging)은 전력을 전송할 수 있는 1차측 충전기 어셈블리(primary charger assembly)에 대하여 적절한 위치에 차량의 놓고 인덕티브 충전하는 동작으로 정의될 수 있다. 자동 충전은 필요한 인증 및 권한을 얻은 후에 수행될 수 있다.Automatic charging can be defined as the inductive charging operation of the vehicle in a proper position relative to the primary charger assembly capable of transmitting power. Automatic charging can be performed after obtaining the required authentication and authorization.
상호운용성(Interoperabilty)은 서로 상대적인 시스템의 성분들이 전체 시스템의 목적하는 동작을 수행하기 위해 함께 작동할 수 있는 상태를 지칭할 수 있다. 정보 상호운용성(Information interoperability)은 두 개 이상의 네트워크들, 시스템들, 디바이스들, 애플리케이션들 또는 성분들이 사용자가 거의 또는 전혀 불편함 없이 안전하고 효과적으로 정보를 공유하고 쉽게 사용할 수 있는 능력을 지칭할 수 있다.Interoperability can refer to a state in which the components of the system relative to each other can operate together to perform the desired operation of the overall system. Information interoperability can refer to the ability of two or more networks, systems, devices, applications or components to share and easily use information securely and effectively, with little or no inconvenience to the user .
유도 충전 시스템(Inductive charging system)은 두 파트가 느슨하게 결합된 트랜스포머를 통해 전기 공급 네트워크에서 전기차로 정방향에서 전자기적으로 에너지를 전송하는 시스템을 지칭할 수 있다. 본 실시예에서 유도 충전 시스템은 전기차 충전 시스템에 대응할 수 있다.An inductive charging system may refer to a system in which two parts transfer energy electronically in a forward direction from an electricity supply network to an electric vehicle via a loosely coupled transformer. In this embodiment, the induction charging system may correspond to the electric vehicle charging system.
유도 커플러(Inductive coupler)는 GA 코일과 VA 코일로 형성되어 전력이 전기적인 절연을 통해 전력을 전송하는 트랜스포머를 지칭할 수 있다.An inductive coupler may refer to a transformer that is formed of a GA coil and an VA coil and that transfers power through electrical isolation.
유도 결합(Inductive coupling)은 두 코일들 간의 자기 결합을 지칭할 수 있다. 두 코일은 그라운드 어셈블리 코일(Ground assembly coil)과 차량 어셈블리 코일(Vehicle assembly coil)을 지칭할 수 있다.Inductive coupling can refer to magnetic coupling between two coils. The two coils can refer to a ground assembly coil and a vehicle assembly coil.
그라운드 어셈블리(Ground assembly, GA)는 GA 코일과 다른 적절한 부품을 포함하여 그라운드 또는 인프라스트럭처(infrastructure) 측에 배치되는 어셈블리를 지칭할 수 있다. 다른 적절한 부품은 임피던스와 공진주파수를 제어하기 위한 적어도 하나의 부품, 자기 경로(magnetic path)를 강화하기 위한 페라이트 및 전자기 차폐 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, GA는 무선 충전 시스템의 전력 소스로서 기능하는 데 필요한 전력/주파수 변환 장치, GA 컨트롤러 및 그리드로부터의 배선과 각 유닛과 필터링 회로들, 하우징 등의 사이의 배선을 포함할 수 있다.A ground assembly (GA) may refer to an assembly disposed on the ground or infrastructure side, including a GA coil and other suitable components. Other suitable components may include at least one component for controlling the impedance and resonant frequency, ferrite and electromagnetic shielding material for enhancing the magnetic path. For example, the GA may include the power / frequency converter required to function as a power source for the wireless charging system, the GA controller, and the wiring from the grid and the wiring between each unit and the filtering circuits, the housing, and the like.
차량 어셈블리(Vehicle assembly, VA)는 VA 코일과 다른 적절한 부품을 포함하여 차량에 배치되는 어셈블리를 지칭할 수 있다. 다른 적절한 부품은 임피던스와 공진주파수를 제어하기 위한 적어도 하나의 부품, 자기 경로를 강화하기 위한 페라이트 및 전자기 차폐 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, VA는 무선 충전 시스템의 차량 부품으로서 기능하는 데 필요한 정류기/전력변환장치와 VA 컨트롤러 및 차량 배터리의 배선뿐 아니라 각 유닛과 필터링 회로들, 하우징 등의 사이의 배선을 포함할 수 있다.A vehicle assembly (VA) may refer to an assembly disposed in a vehicle, including a VA coil and other suitable components. Other suitable components may include at least one component for controlling the impedance and resonant frequency, ferrite and electromagnetic shielding material for enhancing the magnetic path. For example, the VA may include wiring between each unit and filtering circuits, housing, etc., as well as the wiring of the VA controller and the vehicle battery, as well as the rectifier / power converter required to function as a vehicle component of the wireless charging system .
전술한 GA는 프라이머리 디바이스(primary device, PD), 1차측 장치 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 VA는 세컨더리 디바이스(secondary device, SD), 2차측 장치 등으로 지칭될 수 있다.The aforementioned GA may be referred to as a primary device (PD), a primary device, and the like, and VA may be referred to as a secondary device (SD), a secondary device, and so on.
프라이머리 디바이스(Primary device)는 세컨더리 디바이스에 무접촉 결합을 제공하는 장치 즉, 전기차 외부의 장치일 수 있다. 프라이머리 디바이스는 1차측 장치로 지칭될 수 있다. 전기차가 전력을 받을 때, 프라이머리 디바이스는 전력을 전송하는 전원 소스로서 동작할 수 있다. 프라이머리 디바이스는 하우징과 모든 커버들을 포함할 수 있다.The primary device may be a device that provides contactless coupling to the secondary device, that is, a device external to the electric vehicle. The primary device may be referred to as a primary side device. When the electric vehicle receives power, the primary device can operate as a power source for transmitting power. The primary device may include a housing and all covers.
세컨더리 디바이스(Secondary device)는 프라이머리 디바이스에 무접촉 결합을 제공하는 전기차 탑재 장치일 수 있다. 세컨더리 디바이스는 2차측 장치로 지칭될 수 있다. 전기차가 전력을 받을 때, 세컨더리 디바이스는 프라이머리 디바이스로부터의 전력을 전기차로 전달할 수 있다. 세컨더리 디바이스는 하우징과 모든 커버들을 포함할 수 있다.The secondary device may be an electric vehicle mounting device that provides contactless engagement with the primary device. The secondary device may be referred to as a secondary side device. When the electric vehicle receives electric power, the secondary device can transfer the electric power from the primary device to the electric car. The secondary device may include a housing and all covers.
그라운드 어셈블리 컨트롤러(GA controller)는 차량으로부터의 정보를 토대로 GA 코일에 대한 출력 전력 레벨을 조절하는 GA의 일부분일 수 있다.The ground assembly controller (GA controller) may be part of a GA that adjusts the output power level for the GA coil based on information from the vehicle.
차량 어셈블리 컨트롤러(VA controller)는 충전 동안 특정 차량용 파라미터를 모니터링하고 GA와의 통신을 개시하여 출력 전력 레벨을 제어하는 VA의 일부분일 수 있다.The vehicle assembly controller (VA controller) may be part of a VA that monitors specific vehicle parameters during charging and initiates communication with the GA to control the output power level.
전술한 GA 컨트롤러는 프라이머리 디바이스 통신제어기(Primary device communication controller, PDCC)로 지칭될 수 있고, VA 컨트롤러는 전기차 통신제어기(electric vehicle communication controller, VA 제어기)로 지칭될 수 있다.The GA controller described above may be referred to as a primary device communication controller (PDCC), and the VA controller may be referred to as an electric vehicle communication controller (VA controller).
마그네틱 갭(Magnetic gap)은 리츠선(litz wire)의 상부 또는 GA 코일의 마그네틱 재료의 상부의 가장 높은 평면과 상기 리츠선의 하부 또는 VA 코일의 마그네틱 재료의 가장 낮은 평면이 서로 정렬되었을 때 이들 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.The magnetic gap is the distance between the highest plane of the upper portion of the litz wire or the upper portion of the magnetic material of the GA coil and the lowest plane of the magnetic material of the VA coil, Vertical distance can be referred to.
주위 온도(Ambient temperature)는 직접적으로 햇빛이 비치지 않는 대상 서브시스템의 대기에서 측정된 그라운드 레벨 온도를 지칭할 수 있다.Ambient temperature can refer to the ground level temperature measured in the atmosphere of the target subsystem that is not directly exposed to sunlight.
차량 지상고(Vehicle ground clearance)는 도로 또는 도로포장과 차량 플로어 팬의 최하부 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.Vehicle ground clearance can refer to the vertical distance between the road or road pavement and the bottom of the vehicle floor pan.
차량 마그네틱 지상고(Vehicle magnetic ground clearance)는 리츠선의 바닥 최하위 평면 또는 차량에 탑재된 VA 코일의 절연 재료와 도로포장 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.Vehicle magnetic ground clearance can refer to the vertical distance between the bottom floor of the Litz wire or the insulating material of the VA coil mounted on the vehicle and the pavement.
차량 어셈블리(VA) 코일 표면 간격(Vehicle assembly coil surface distance)은 리츠선의 바닥 최하부의 평면 또는 VA 코일의 마그네틱 재료와 VA 코일의 최하위 외부 표면 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다. 이러한 거리는 보호 커버재 및 코일 포장재로 포장된 추가 아이템을 포함할 수 있다.Vehicle Assembly (VA) The Vehicle Assembly Coil Surface Distance can refer to the vertical distance between the plane bottom of the Litz wire or the magnetic material of the VA coil and the lowest outer surface of the VA coil. Such a distance may include additional items wrapped in a protective cover and coil wrapper.
전술한 VA 코일은 2차 코일(secondary coil), 차량 코일(vehicle coil), 수신 코일(receiver coil) 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 그라운드 어셈블리 코일(ground assembly coil, GA coil)은 1차 코일(primary coil), 송신 코일(transmit coil) 등으로 지칭될 수 있다.The aforementioned VA coil may be referred to as a secondary coil, a vehicle coil, a receiver coil, etc. Similarly, a ground assembly coil (GA coil) may be referred to as a primary coil A primary coil, a transmit coil, or the like.
노출 도전 부품(Exposed conductive component)은 사람에 의해 접촉될 수 있고 평상시 전기가 흐르지 않지만 고장 시에 전기가 흐를 수 있는 전기적인 장치(예컨대, 전기차)의 도전성 부품을 지칭할 수 있다. The exposed conductive component may refer to a conductive part of an electrical device (e.g., an electric vehicle) that can be contacted by a person and does not normally conduct electricity but can conduct electricity in the event of a failure.
유해 라이브 요소(Hazardous live component)는 어떤 조건하에서 유해한 전기 쇼크를 줄 수 있는 라이브 구성요소를 지칭할 수 있다.Hazardous live components can refer to live components that can give a hazardous electric shock under certain conditions.
라이브 요소(Live component)는 기본적인 용도에서 전기적으로 활성화되는 모든 도체 또는 도전성 부품을 지칭할 수 있다.A live component may refer to any conductor or conductive component that is electrically activated in a basic use.
직접 접촉(Direct contact)은 생물체인 사람의 접촉을 지칭할 수 있다.Direct contact can refer to human contact as an organism.
간접 접촉(Indirect contact)은 절연 실패로 사람이 노출된, 도전된, 전기가 흐르는 활성 성분에 접촉하는 것을 지칭할 수 있다.(IEC 61140 참조)Indirect contact may refer to the contact of an exposed, electrically-conductive, electrically-conductive active component with an insu- lated failure (see IEC 61140).
얼라인먼트(Alignment)는 규정된 효율적인 전력 전송을 위해 프라이머리 디바이스에 대한 세컨더리 디바이스의 상대적인 위치를 찾는 절차 및/또는 세컨더리 디바이스에 대한 프라이머리 디바이스의 상대적인 위치를 찾는 절차를 가리킬 수 있다. 본 명세서에서 얼라인먼트는 무선 전력 전송 시스템의 위치 정렬을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Alignment may refer to a procedure for locating the relative position of the secondary device with respect to the primary device and / or a procedure for locating the relative position of the primary device with respect to the secondary device for a defined efficient power transfer. Alignment herein may refer to, but is not limited to, alignment of a wireless power transmission system.
페어링(Pairing)은 전력을 전송할 수 있도록 배치된 단일 전용 그라운드 어셈블리(프라이머리 디바이스)와 차량(전기차)가 연관되는 절차를 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 페어링은 충전 스팟 또는 특정 그라운드 어셈블리와 차량 어셈블리 제어기의 연관 절차를 포함할 수 있다. 연관(Correlation/Association)은 두 피어 통신 실체들 사이의 관계 성립 절차를 포함할 수 있다.Pairing may refer to a procedure in which a vehicle (electric vehicle) is associated with a single dedicated ground assembly (primary device) arranged to transmit power. Pairing herein may include a procedure for associating a charge spot or a specific ground assembly with a vehicle assembly controller. Correlation / Association may involve establishing a relationship between two peer communication entities.
명령 및 제어 통신(Command and control communication)은 무선 전력 전송 프로세스의 시작, 제어 및 종료에 필요한 정보를 교환하는 전기차 전력공급장치와 전기차 사이의 통신을 지칭할 수 있다.Command and control communication may refer to communication between an electric vehicle and an electric vehicle, which exchanges information necessary to initiate, control, and terminate the wireless power transfer process.
하이 레벨 통신(High level communication)은 명령 및 제어 통신에서 담당하는 정보를 초과하는 모든 정보를 처리할 수 있다. 하이 레벨 통신의 데이터 링크는 PLC(Power line communication)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.High level communication can handle all information that exceeds the information in command and control communication. The data link of the high level communication can use PLC (Power line communication), but is not limited thereto.
저전력 기동(Low power excitation)은 정밀 포지셔닝과 페어링을 수행하기 위해 전기차가 프라이머리 디바이스를 감지하도록 그것을 활성화하는 것을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 그 역도 가능하다.Low power excitation may refer to activating an electric vehicle to sense a primary device to perform precise positioning and pairing, but is not so limited, and vice versa.
SSID(Service set identifier)는 무선랜 상에서 전송되는 패킷의 해더에 붙는 32-character로 이루어진 유니크한 식별자이다. SSID는 무선 장비에서 접속하려고하는 BSS(basic service set)를 구분해준다. SSID는 기본적으로 여러 개의 무선랜을 서로 구별해준다. 따라서 특정한 무선랜을 사용하려는 모든 AP(access point)와 모든 단말(terminal)/스테이션(station) 장비들은 모두 같은 SSID를 사용할 수 있다. 유일한 SSID를 사용하지 않는 장비는 BSS에 조인하는 것이 불가능하다. SSID는 평문으로 그대로 보여지기 때문에 네트워크에 어떠한 보안 특성도 제공하지 않을 수 있다.An SSID (service set identifier) is a unique identifier consisting of 32-characters attached to a header of a packet transmitted on a wireless LAN. The SSID identifies the basic service set (BSS) that the wireless device attempts to connect to. SSID basically distinguishes several wireless LANs from each other. Therefore, all APs and all terminal / station devices that want to use a particular wireless LAN can use the same SSID. Devices that do not use a unique SSID are not able to join the BSS. Because the SSID is shown as plain text, it may not provide any security features to the network.
ESSID(Extended service set identifier)는 접속하고자 하는 네트워크의 이름이다. SSID와 비슷하지만 보다 확장된 개념일 수 있다.Extended service set identifier (ESSID) is the name of the network to which you want to connect. It is similar to SSID but can be a more extended concept.
BSSID(Basic service set identifier)는 통상 48bits로 특정 BSS(basic service set)를 구분하기 위해 사용한다. 인프라스트럭쳐 BSS 네트워크의 경우, BSSID는 AP 장비의 MAC(medium access control)가 될 수 있다. 독립적인(independent) BSS나 애드훅(ad hoc) 네트워크의 경우, BSSID는 임의의 값으로 생성될 수 있다.A basic service set identifier (BSSID) is usually used to distinguish a specific basic service set (BSS) by 48 bits. In the case of an infrastructure BSS network, the BSSID may be medium access control (MAC) of the AP equipment. For an independent BSS or ad hoc network, the BSSID can be generated with any value.
충전 스테이션(charging station)은 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리와 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리를 관리하는 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리 제어기를 포함할 수 있다. 그라운드 어셈블리는 적어도 하나 이상의 무선통신기를 구비할 수 있다. 충전 스테이션은 가정, 사무실, 공공장소, 도로, 주차장 등에 설치되는 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리를 구비한 장소를 지칭할 수 있다.The charging station may include at least one ground assembly and at least one ground assembly controller for managing the at least one ground assembly. The ground assembly may include at least one wireless communication device. The charging station may refer to a place having at least one ground assembly installed in a home, office, public place, road, parking lot, and the like.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 전기차를 위한 무선 전력 전송의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram for explaining a concept of wireless power transmission for an electric vehicle to which an embodiment of the present invention can be applied.
도 1을 참조하면, 무선 전력 전송은 전기차(electric vehicle, 10)의 적어도 하나의 구성요소와 충전 스테이션(charging station, 13)에 의해서 수행될 수 있고, 전기차(10)에 무선으로 전력을 전송하기 위해서 이용될 수 있다.1, a wireless power transmission may be performed by at least one component of an
여기서, 전기차(10)는 일반적으로 배터리(12)와 같이 충전 가능한 에너지 저장 장치로부터 유도된 전류를 동력장치인 전기 모터의 에너지원으로 공급하는 차량(automobile)으로 정의할 수 있다. Here, the
다만, 본 발명에 따른 전기차(10)는 전기 모터와 일반적인 내연기관(internal combustion engine)을 함께 갖는 하이브리드 자동차를 포함할 수 있고, 자동차(automobile)뿐만 아니라 모터사이클(motocycle), 카트(cart), 스쿠터(scooter) 및 전기 자전거(electric bicycle)를 포함할 수 있다.However, the
또한, 전기차(10)는 무선으로 배터리(12)를 충전할 수 있도록 수신 코일이 포함된 수전 패드(11)를 포함할 수 있으며, 유선으로 배터리(12)를 충전할 수 있도록 플러그 접속구를 포함할 수도 있다. 이때, 유선으로 배터리(12)를 충전할 수 있는 전기차(10)를 플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)로 지칭할 수 있다.The
여기서, 충전 스테이션(13)은 전력망(power grid, 15) 또는 전력 백본(power backbone)에 연결될 수 있고, 전력 링크(power link)를 통하여 송신 코일이 포함된 송전 패드(14)에 교류(AC) 또는 직류(DC) 전력을 제공할 수 있다.The charging
또한, 충전 스테이션(13)은 유무선 통신을 통하여 전력망(power grid, 15) 또는 전력망을 관리하는 인프라 관리 시스템(infrastructure management system) 또는 인프라 서버와 통신할 수 있고, 전기차(10)와 무선 통신을 수행할 수 있다.The charging
여기서, 무선 통신에는 블루투스(Bluetooth), 지그비(zigbee), 셀룰러(cellular), 무선 로컬 영역 네트워크(wireless local area network) 등이 있을 수 있다. Here, the wireless communication may be Bluetooth, zigbee, cellular, wireless local area network, or the like.
또한, 예를 들어 충전 스테이션(13)은 전기차(10) 소유자의 집에 부속된 주차장, 주유소에서 전기차 충전을 위한 주차구역, 쇼핑 센터나 직장의 주차구역 등과 같이 다양한 장소에 위치할 수 있다.For example, the charging
여기서, 전기차(10)의 배터리(12)를 무선 충전하는 과정은, 먼저 전기차(10)의 수전 패드(11)가 송전 패드(14)에 의한 에너지 장(energy field)에 위치됨으로써 송전 패드(14)의 송신 코일과 수전 패드(11)의 수신 코일이 서로 상호작용 또는 커플링되어 이루어질 수 있다. 상호작용 또는 커플링의 결과로 수전 패드(11)에 기전력이 유도되고, 유도된 기전력에 의해 배터리(12)가 충전될 수 있다.The process of wirelessly charging the
또한, 충전 스테이션(13)과 송전 패드(14)는 그 전부 또는 일부를 그라운드 어셈블리(Ground Assembly, GA)로 지칭할 수 있고, 그라운드 어셈블리는 앞서 정의한 의미를 참조할 수 있다.In addition, the charging
또한, 전기차(10)의 수전 패드(11)와 다른 전기차 내부 구성요소 전부 또는 일부를 비히클 어셈블리(Vehicle Assembly, VA)로 지칭할 수 있는데, 여기서 비히클 어셈블리는 앞서 정의한 의미를 참조할 수 있다.In addition, all or a part of the electric vehicle internal components other than the electric
여기서, 송전 패드 또는 수전 패드는 비극성(non-polarized) 또는 극성(polarized)으로 구성될 수도 있다.Here, the power transmission pad or the power receiving pad may be configured to be non-polarized or polarized.
이때, 패드가 비극성이면 패드의 중앙에 하나의 극이 있고, 바깥 주변에 반대 극을 가질 수 있다. 여기서, 자속(flux)는 패드의 중앙에서 나가고(exit), 패드의 모든 바깥 경계에서 복귀(return)하도록 형성될 수 있다.At this time, if the pad is non-polar, there may be one pole in the center of the pad and an opposite pole in the outer periphery. Here, the flux can be formed to exit from the center of the pad and return at all outer boundaries of the pad.
또한, 패드가 극성인 경우, 패드의 어느 한쪽 끝에 각각의 극을 가질 수 있다. 여기서, 자속은 패드의 방향(orientation)에 기초하여 형성될 수 있다. Also, if the pad is polar, it may have a respective pole at either end of the pad. Here, the magnetic flux can be formed based on the orientation of the pad.
도 2는 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 전기차 무선 충전 회로를 도시한 개념도이다. 2 is a conceptual diagram showing an electric car wireless charging circuit to which an embodiment of the present invention can be applied.
도 2를 참조하면, 전기차 무선 충전 시스템에서 충전이 이루어지는 회로에 대한 개략적인 구성을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, a schematic configuration of a circuit for charging in an electric car wireless charging system is shown.
여기서, 도 2의 좌측 회로는 전력망에서 공급되는 전원(Vsrc), 도 1에서의 차징 스테이션(13), 송전 패드(14)의 구성 중 전부 또는 일부를 표현한 것으로 해석될 수 있고, 도 2의 우측 회로는 수전 패드 및 배터리를 포함한 전기차의 일부 또는 전부를 표현한 것으로 해석될 수 있다.2 can be interpreted as expressing all or part of the configuration of the power supply Vsrc supplied from the power grid, the charging
먼저, 도 2의 좌측 회로는 전력망에서 공급되는 전원(Vsrc)에 대응되는 출력 전력(Psrc)를 무선 충전 전력 변환기에 제공하고, 무선 충전 전력 변환기는 송신 코일(L1)에서 희망하는 동작 주파수에서의 전자기장을 방출할 수 있도록, 제공받은 전력(Psrc)의 주파수 및 AC/DC 변환을 수행한 전력(P1)을 출력할 수 있다.2 provides the output power Psrc corresponding to the power supply Vsrc supplied from the power network to the wireless charging power converter and the wireless charging power converter converts the output power Psrc corresponding to the power It is possible to output the frequency of the supplied power Psrc and the power P1 subjected to AC / DC conversion so as to emit an electromagnetic field.
구체적으로, 무선 충전 전력 변환기는 전력망에서 공급된 전력(Psrc)이 AC 전력인 경우 DC 전력으로 변환하는 AC/DC 변환기 및 DC전력을 무선 충전에 적합한 동작 주파수의 전력으로 변환하는 저주파수 변환기(또는 LF 변환기) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 동작 주파수는 예를 들면, 80 내지 90 kHz 사이에 위치하도록 결정할 수 있다.Specifically, the wireless charging power converter includes an AC / DC converter for converting power Psrc supplied from the power network into DC power when AC power is AC power, and a low frequency converter (or LF A converter). The operating frequency may be determined to be, for example, between 80 and 90 kHz.
무선 충전 전력 변환기에서 출력된 전력(P1)은 다시 송신 코일(L1), 제1 커패시터(C1) 및 제1 저항(R1)으로 구성된 회로에 공급될 수 있고, 이때 제1 커패시터(C1)는 송신 코일(L1)과 함께 충전에 적합한 동작 주파수를 갖도록 하는 소자값을 가지도록 결정될 수 있다. 또한, 여기서 제1 저항(R1)은 송신 코일(L1) 및 제1 커패시터(C1)에 의해 발생하는 전력손실을 의미할 수 있다.The power P 1 output from the wireless charging power converter can again be supplied to the circuit consisting of the transmitting coil L 1 , the first capacitor C 1 and the first resistor R 1 , C 1 ) may be determined so as to have an element value such that it has an operating frequency suitable for charging together with the transmitting coil L 1 . Here, the first resistor R 1 may mean a power loss caused by the transmission coil L 1 and the first capacitor C 1 .
여기서, 송신 코일(L1)은 수신 코일(L2)과 커플링 계수 m으로 정의되는 전자기적 커플링이 이루어져 전력이 전송되도록 하거나, 또는 전력이 수신 코일(L2)로 유도될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 전력이 전송된다는 의미는 전력이 유도된다는 의미와 혼용하여 사용될 수 있다.Here, the transmitting coil L 1 may be electromagnetically coupled as defined by the receiving coil L 2 and the coupling coefficient m to allow power to be transmitted, or power may be induced to the receiving coil L 2 . Therefore, the meaning of power transmission in the present invention can be used in combination with the meaning that power is induced.
여기서, 수신 코일로 유도되거나 전송받은 전력(P2)은 전기차 전력 변환기로 제공될 수 있다. 이때, 제2 커패시터(C2)는 수신 코일(L2)과 함께 충전에 적합한 동작 주파수를 갖도록 하는 소자값으로 결정될 수 있고, 제2 저항(R2)은 수신 코일(L2) 및 제2 커패시터(C2)에 의해 발생하는 전력손실을 의미할 수 있다.Here, the electric power P 2 induced or transmitted to the receiving coil may be provided to the electric vehicle electric power converter. At this time, the second capacitor C 2 may be determined as an element value having an operating frequency suitable for charging together with the receiving coil L 2 , and the second resistor R 2 may be determined as the receiving coil L 2 and the second May mean a power loss caused by the capacitor C 2 .
전기차 전력 변환기는 제공받은 특정 동작 주파수의 전력(P2)을 다시 전기차의 배터리(VHV)에 적합한 전압 레벨을 갖는 DC 전력으로 변환하는 LF/DC 변환기를 포함할 수 있다. The electric vehicle power converter may include an LF / DC converter that converts the supplied power (P 2 ) of a specific operating frequency to DC power having a voltage level suitable for the battery (V HV ) of the electric vehicle.
전기차 전력 변환기가 제공받은 전력(P2)을 변환한 전력(PHV)을 출력하면, 출력된 전력(PHV)는 전기차에 내장된 배터리(VHV)의 충전에 사용될 수 있다.When outputting the electric power converter to provide power received power (P HV) converting the (P 2), the output power (P HV) may be used for charging of the battery (V HV) embedded in electric vehicle.
여기서, 도 2의 우측 회로는 수신 코일(L2)을 배터리(VHV)와 선택적으로 접속 또는 해제하기 위한 스위치(switch)를 더 포함할 수 있다.Here, the right circuit of FIG. 2 may further include a switch for selectively connecting or disconnecting the receiving coil L 2 with the battery V HV .
여기서, 송신 코일(L1)과 수신 코일(L2)의 공진 주파수(resonance frequency)는 서로 유사하거나 동일하도록 구성될 수 있으며, 송신 코일(L1)에서 발생된 전자기장에 수신 코일(L2)이 근거리에 위치할 수 있도록 구성될 수 있다.Here, the resonance frequencies of the transmission coil L 1 and the reception coil L 2 may be similar or identical to each other. The reception coil L 2 may be connected to the electromagnetic field generated by the transmission coil L 1 , Can be configured to be located in close proximity.
여기서, 도 2의 회로는 본 발명의 실시예들을 위해서 이용 가능한 전기차 무선 충전 시스템에서의 전력 전송에 관한 예시적 회로로 이해되어야 하며, 도 2에서의 회로에 한정하여 해석되는 것은 아니다.Here, the circuit of FIG. 2 should be understood as an exemplary circuit for power transmission in an electric vehicle wireless charging system that is available for embodiments of the present invention, and is not limited to the circuit in FIG.
한편, 송신 코일(L1)과 수신 코일(L2)이 원거리에 위치할수록 전력 손실이 증가할 수 있으므로, 양자의 위치를 설정하는 것은 중요한 요소일 수 있다.On the other hand, since the power loss may increase as the transmitting coil L 1 and the receiving coil L 2 are located at a long distance, setting the positions of the transmitting coil L 1 and the receiving coil L 2 may be important factors.
이때, 송신 코일(L1)은 도 1에서의 송전 패드(14)에 포함되고, 수신 코일(L2)은 도 1에서의 수전 패드(11)에 포함될 수 있다. 따라서, 송전 패드와 수전 패드 상호간의 위치 결정 또는 전기차와 송전 패드 상호간의 위치 결정에 관하여 이하 도면을 참조하여 설명한다.At this time, the transmission coil L 1 is included in the
도 3은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 무선 전력 전송에서 정렬 개념을 설명하기 위한 개념도이다.3 is a conceptual diagram for illustrating an alignment concept in a wireless power transmission to which an embodiment of the present invention can be applied.
도 3을 참조하면, 도 1에서의 송전 패드(14) 및 전기차에 내장된 수전 패드(11) 사이의 위치 정렬 방법을 설명할 수 있다. 여기서, 위치 정렬은 앞서 설명한 용어인 얼라인먼트(alignment)에 대응될 수 있고, 따라서, GA와 VA간의 위치 정렬로 정의할 수도 있고, 송전 패드와 수전 패드의 위치 정렬로 한정해석되지 않는다.Referring to FIG. 3, a method of aligning the
여기서, 송전 패드(14)는 도 3에서는 지표면 아래에 위치한 것으로 도시하였으나, 지표면 위에 위치할 수도 있고, 지표면 아래에서 송전 패드(14)의 상면이 노출되도록 위치할 수도 있다.3, the
또한, 전기차의 수전 패드(11)는 지표면을 기준으로 측정된 높이(z방향으로 정의)에 따라 카테고리를 달리하여 정의할 수 있고, 예를 들어 지표면에서 수전 패드(11)의 높이가 100-150(mm) 인 경우 class 1, 140-210(mm) 인 경우 class 2, 170-250(mm)인 경우 class 3와 같이 설정할 수 있다. 이때, 수전 패드(11)에 따라 class 1만을 지원하거나, class 1과 2를 지원할 수도 있는 등 부분적 지원이 가능할 수 있다. Further, the receiving
여기서, 지표면을 기준으로 측정된 높이는 앞서 설명한 용어인 차량 마그네틱 지상고에 대응될 수 있다.Here, the height measured based on the ground surface may correspond to the above-mentioned term vehicle magnetic ground surface.
또한, 송전 패드(14)의 높이 방향(z방향으로 정의)의 위치는 상기 수전 패드(11)에서 지원하는 최대 클래스와 최소 클래스 사이에 위치하도록 결정할 수 있는데, 예를 들어 수전 패드가 class1과 2만을 지원한다면, 수전 패드(11)를 기준으로 100-210 (mm) 사이에 송전 패드가 위치하도록 결정할 수 있다.The position of the
또한, 송전 패드(14)의 중심과 수전 패드(11)의 중심 사이의 격차는 가로 및 세로 방향(x 및 y 방향으로 정의)의 한계값 이내에 위치하도록 결정할 수 있다. 예를 들어, 가로 방향(x방향으로 정의)으로는 ±75 (mm) 이내에 위치하도록 결정할 수 있고, 세로 방향(y방향으로 정의)으로는 ±100 (mm) 이내에 위치하도록 결정할 수 있다. Further, the gap between the center of the
여기서, 송전 패드(14)와 수전 패드(11)의 상대적 위치는 그 실험적 결과에 따라 한계값이 달라질 수 있고, 상기 수치들은 예시적인 것으로 이해되어야 한다.Here, the relative positions of the
도 4는 무선 충전 시스템에 적용되는 본 발명에 따른 전기차 충전 및 과금 절차를 설명하기 위한 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating an electric vehicle charging and charging procedure according to the present invention applied to a wireless charging system.
앞서 도 1 내지 3을 통해, 전기차의 수전 패드(11)가 송전 패드(14)에 의한 에너지 장(energy field)에 위치됨으로써 송전 패드(14)의 송신 코일과 수전 패드(11)의 수신 코일이 서로 상호작용 또는 커플링되고, 상호작용 또는 커플링의 결과로 수전 패드(11)에 기전력이 유도되고, 유도된 기전력에 의해 전기차의 배터리가 무선 충전됨을 살펴보았다.1 to 3, the receiving
사용자는 충전 스테이션 내에 설치된 충전 스탠드가 제공하는 제어 패널을 통해 무선 충전을 시작 또는 종료하는 충전 제어를 수행할 수 있다. 충전 스탠드는 와이어를 통해 송전 패드와 연결되어 있다. The user can perform charging control for starting or ending the wireless charging through the control panel provided by the charging stand installed in the charging station. The charging stand is connected to the transmission pad via a wire.
본 발명의 일 실시예에 따른 송전 패드는 근거리 무선통신부를 포함할 수 있다. 송전 패드의 근거리 무선통신부는 전기차 내 근거리 무선통신부와 통신하여 충전 제어를 수행할 수 있으며 충전 스테이션의 위치 정보, 충전 정보를 전기차로 송신한다. 한편, 근거리 무선통신부는 송전 패드뿐 아니라 송전 패드와 연결된 충전 스탠드 내에 또는 충전 스테이션 내 다른 곳에 위치할 수도 있다. The transmission pad according to an embodiment of the present invention may include a short range wireless communication unit. The short-range wireless communication unit of the transmission pad can perform charge control by communicating with the short-range wireless communication unit in the electric car, and transmits position information and charging information of the charging station to the electric vehicle. The short-range wireless communication unit may be located not only in the transmission pad but also in the charging stand connected to the transmission pads or elsewhere in the charging station.
여기서, 충전 정보는 충전 대상 차량을 식별할 수 있는 정보(예를 들어, 전기차 ID), 충전 시작 시간, 충전 종료 시간, 충전 에너지량 등의 정보를 포함할 수 있다.Here, the charge information may include information that can identify the vehicle to be charged (e.g., electric vehicle ID), charge start time, charge end time, amount of charge energy, and the like.
여기서, 근거리 무선통신부는 와이파이(WiFi) 등으로 지칭되는 무선랜(Wireless LAN), 블루투쓰(Bluetooth), NFC 등 다양한 근거리 무선 통신 방식을 지원하는 모듈이다.Here, the short-range wireless communication unit is a module supporting various short-range wireless communication methods such as a wireless LAN (Wireless LAN), Bluetooth, and NFC, which are referred to as WiFi.
전기차의 근거리 무선통신부는 전기차에 탑재되는 텔레매틱스 시스템(telematics system, TMS)에 포함될 수 있다. TMS(telematics; 텔레매틱스)는 텔레커뮤니케이션(telecommunication)과 인포매틱스 (informatics)의 합성어로 무선을 이용한 음성 및 데이터 통신과 인공위성을 이용한 위치정보 시스템을 기반으로 자동차 내부와 외부 또는 차량간 통신시스템을 이용해 정보를 주고 받음으로써 텔렉스, 비디오 텍스, 팩시밀리 등과 같은 사용자 중심의 서비스를 제공하는 기술이다. The local wireless communication unit of an electric vehicle may be included in a telematics system (TMS) mounted on an electric vehicle. TMS (Telematics) is a compound word of telecommunication and informatics. It is based on voice and data communication using wireless and location information system using satellite, To provide user-oriented services such as telex, videotex, and facsimile.
TMS에 활용되는 무선통신 네트워크는 LTE로 칭해지는 3G또는 4G 통신 방식, 5.8GHz 대역에서1Mbps의 고속 무선 패킷데이터를 전송하는 DSRC, 차내 배선의 복잡성을 해소하기 위해 차량 오디오, 디스플레이 등을 주변기기들을 원격으로 조작하는 데 주로 사용되는 블루투쓰(Blueooth) 등 다양한 통신 방식을 이용할 수 있다. The wireless communication network used for TMS is composed of 3G or 4G communication method called LTE, DSRC transmitting 1Mbps high-speed wireless packet data in 5.8GHz band, car audio, (Blueooth), which is mainly used to operate the wireless communication device, can be used.
본 발명에 따른 전기차의 TMS는 3G 통신 모듈 또한 포함하며, 이동통신망을 통해 통신사업자 서버, 더 나아가 충전 관리 서버와 연결된다. 전기차는 충전 스테이션의 송전 패드(또는, 후술될 전기차 충전 제어 장치)로부터 수신한 충전 스테이션의 위치 정보, 충전 제어 관련 정보, 및 해당 전기차의 충전 정보를 TMS를 통해 이동통신망으로 송신한다. 충전 스테이션의 위치 정보, 충전 제어 관련 정보, 및 해당 전기자의 충전 정보를 수신한 이동통신 사업자는 해당 정보를 충전관리 서버로 전달한다. 충전관리 서버는 충전 스테이션의 위치 정보, 해당 전기차의 충전 정보를 전력 사업자(예를 들어, 한국전력공사)에게 전달하고 전력 사업자는 이를 이용해 관련 사용자에 대한 과금을 수행한다.The TMS of the electric vehicle according to the present invention also includes a 3G communication module and is connected to a communication service provider server and further to a charge management server through a mobile communication network. The electric car transmits position information of the charging station, charge control related information received from the transmission pad of the charging station (or an electric vehicle charging control device to be described later), and charging information of the electric vehicle to the mobile communication network through the TMS. The mobile communication company receiving the charging information of the charging station, the charging control related information, and the charging information of the armature transmits the information to the charge management server. The charge management server transfers the location information of the charging station and the charging information of the corresponding electric car to the electric power company (for example, KEPCO), and the electric power company charges the related user using the information.
도 5는 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 전기차 유선 충전 방법을 설명하기 위한 개념도이다.5 is a conceptual diagram for explaining an electric car wired charging method to which an embodiment of the present invention can be applied.
도 5를 참조하면, 전기차 유선 충전 방법은 전기차 충전 케이블(30)과 전기차(20)의 적어도 하나의 구성요소 및 기존의 건물 또는 충전 스탠드에 설치되어 있는 전력 소켓(40)의 상호 동작으로 수행될 수 있다.Referring to FIG. 5, an electric car wired charging method is performed by interworking of an electric
여기서, 전기차(20)는 일반적으로 배터리와 같이 충전 가능한 에너지 저장 장치로부터 제공되는 전력을 동력장치인 전기 모터의 에너지원으로 공급하는 차량(automobile)으로 정의할 수 있다. Here, the
또한, 전기차(20)는 전기 모터와 일반적인 내연기관(internal combustion engine)을 함께 갖는 하이브리드 자동차를 포함할 수 있고, 자동차(automobile)뿐만 아니라 모터사이클(motocycle), 카트(cart), 스쿠터(scooter) 및 전기 자전거(electric bicycle)를 포함할 수 있다. The
또한, 본 발명에 따른 전기차(20)는 유선으로 배터리를 충전할 수 있도록 플러그 접속구(21)를 포함할 수도 있다. 이때, 유선으로 배터리를 충전할 수 있는 전기차(20)를 플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)로 지칭할 수 있다.In addition, the
또한, 본 발명에 따른 전기차(20)에 구비된 플러그 접속구(21)는 완속 충전을 지원하거나 급속 충전을 지원할 수 있다. 이때, 전기차(20)는 하나의 플러그 접속구를 통해 완속 충전과 급속 충전을 모두 지원하거나, 완속 충전과 급속 충전을 지원하는 각각의 플러그 접속구를 포함할 수 있다.Further, the
또한, 본 발명에 따른 전기차(20)는 완속 충전 또는 일반적인 전력 계통에서 공급되는 교류 전원을 통한 충전을 지원하기 위하여 온보드 충전기(On Board Charger)를 포함할 수 있다. 온보드 충전기는 완속 충전시 외부에서 유선으로 공급되는 교류 전원을 승압하고 직류 전원으로 변환하여 전기차(20)에 내장된 배터리에 공급할 수 있다. 따라서, 전기차(20)의 플러그 접속구에 완속 충전을 위한 교류 전원이 공급되는 경우 온보드 충전기를 거쳐 충전이 수행될 수 있고, 플러그 접속구에 급속 충전을 위한 직류 전원이 공급되는 경우 온보드 충전기를 거치지 않고 충전이 수행될 수 있다.In addition, the
여기서, 전기차 충전 케이블(30)은 충전 커넥터(31), 콘센트 소켓 접속부(33) 및 인케이블 컨트롤 박스(ICCB)(32) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.Here, the electric
여기서, 충전 커넥터(31)는 전기차(20)와 전기적으로 연결할 수 있는 접속 부일 수 있고, 인케이블 컨트롤 박스(ICCB; In-cable control box)(32)는 전기차(20)와 통신하여 전기차의 상태 정보를 수신하거나 전기차(20)로의 전력 충전을 제어할 수 있다.The charging
여기서, 인케이블 컨트롤 박스(32)는 전기차 충전 케이블(10)에 포함되는 것으로 도시하였으나, 전기차 충전 케이블(30) 이외의 장소에 탑재되거나 이하에서 설명하는 SECC에 결합되거나 SECC로 대체될 수 있다.Here, although the
여기서, 콘센트 소켓 접속부(33)는 일반적인 플러그나 코드셋 등의 전기 접속 기구로서 전력을 공급받는 콘센트에 접속될 수 있다.Here, the receptacle
예를 들어, 전력 소켓(40)은 기존에 전기차(20) 소유자의 집에 부속된 주차장, 주유소에서 전기차 충전을 위한 주차구역, 쇼핑 센터나 직장의 주차구역 등과 같이 다양한 장소에 설치된 콘센트를 지칭할 수 있다.For example, the
또한, 전력 소켓(40)이 설치된 건물이나 장소(예를 들면 스탠드)에 인케이블 컨트롤 박스(12) 또는 전기차(20)의 구성 요소 중 하나(예를 들면 EVCC)와 통신을 수행하여, 충전 절차를 제어하는 장치가 설치될 수 있는데, 이러한 장치를 SECC(Supply Equipment Communication Controller)로 지칭할 수 있다.It is also possible to communicate with one of the components of the
여기서, SECC는 유무선 통신을 통하여 전력망(power grid) 또는 전력망을 관리하는 인프라 관리 시스템(infrastructure management system), 전력 소켓(40)이 설치된 건물의 관리 서버(이하에서 설명하는 단지 서버) 또는 인프라 서버와 통신할 수 있다.Here, the SECC includes an infrastructure management system for managing a power grid or a power network through wired / wireless communication, a management server (a server just described below) of a building in which the
여기서, 전력 소켓(40)은 전력 계통의 교류 전원을 그대로 공급할 수 있는데 예를 들어 1P2W(단상2선식)와 3P4W(3상4선식) 중 적어도 하나의 방식에 해당하는 교류 전원을 공급할 수 있다.Here, the
또한, 여기서 전기차 충전 케이블(30)은 완속 충전을 지원하여 완속 충전을 위한 전력을 전기차(20)에 공급할 수 있으며, 이때 완속 충전 전력량으로 3.3 ~ 7.7 (kWh) 사이의 전력을 전기차(20)에 공급할 수 있다.In this case, the electric
또한, 여기서 전기차 충전 케이블(30)은 급속 충전을 지원하여 급속 충전을 위한 전력을 전기차(20)에 공급할 수도 있는데, 이때 급속 충전 전력량으로 50 ~ 100 (kWh) 사이의 전력을 전기차(20)에 공급할 수 있다.In this case, the electric
한편, 도 5에 도시된 개념에 따른 유선 충전 방식을 사용하는 전기차 충전 시스템에서 통상적으로 사용되던 과금 방식으로는, 전기차 충전 콘센트에 위치 정보가 담긴 RFID 태그(Tag)를 부착하여 이를 ICCB가 인식하고, ICCB 내부에 위치하는 3G통신 모듈을 통하여 위치 및 전력량을 서버로 송신함으로써 사용자에게 전기차 전용 요금을 부과하는 방식, 위치 정보가 담긴 전기차 전용 충전 콘센트와 3G 통신이 가능한 ICCB를 이용하여 충전 시 위치 정보와 전력량을 서버로 송신하는 방식, 사용자 단말(예를 들어, 스마트 폰) 내 GPS 기능을 이용하여 충전소 위치를 인식하고 ICCB와 무선으로 통신하여 전력량을 서버로 송신하는 방식 등이 있다. Meanwhile, in the billing system that is commonly used in an electric vehicle charging system using the wired charging scheme according to the concept shown in FIG. 5, an RFID tag having positional information is attached to an electric vehicle charging receptacle and is recognized by the ICCB , A method of imposing a charge for an electric car to the user by transmitting the location and the amount of electric power to the server through a 3G communication module located in the ICCB, a charging receptacle dedicated for an electric car containing location information, and an ICCB capable of 3G communication, And a method of transmitting the amount of power to the server by wirelessly communicating with the ICCB by recognizing the location of the charging station using a GPS function in a user terminal (e.g., smart phone).
하지만 이러한 방식들의 경우 ICCB내 3G 통신 모듈 추가로 인한 하드웨어 비용 증가 및 전기차 과금을 위한 별도의 이동 통신비 발생, 위치 정보(RFID)가 담긴 콘센트에 소요되는 추가 비용 및 ICCB 내 3G 통신 모듈의 추가로 인한 매월 통신비 발생, GPS 이용시 충전 위치 인식 정확도 저하라는 문제점들을 가진다.However, in such cases, the increase of hardware cost due to the addition of 3G communication module in ICCB, the extra mobile communication fee for electric car billing, the additional cost for the outlet with location information (RFID) and the addition of 3G communication module in ICCB There is a problem that the communication cost is generated every month and the accuracy of recognizing the charging position is lowered when using the GPS.
도 6은 유선 충전 시스템에 적용되는 본 발명에 따른 전기차 충전 및 과금 절차를 설명하기 위한 개념도이다. 6 is a conceptual diagram illustrating an electric vehicle charging and charging procedure according to the present invention applied to a wire charging system.
앞서 도 5를 통해 케이블의 콘센트 소켓 접속부가 전력 소켓(지능형 콘센트)에 접속된 상태에서 충전 커넥터를 전기차의 플러그 접속구(21)에 연결함으로써 충전이 시작됨을 살펴보았다. 5, the charging is started by connecting the charging connector to the
인케이블 컨트롤 박스(ICCB, In-cable control box)는 전기차(20)와 통신하며 전기차(20)로의 전력 충전을 제어한다. 여기서, ICCB는 근거리 무선통신부를 포함할 수 있다. 근거리 무선통신부는 전기차 내 근거리 무선통신부와 통신을 수행할 수 있으며 충전 스테이션의 위치 정보, 충전 정보를 전기차로 송신하는 데 이용될 수 있다. 한편, 근거리 무선통신부는 ICCB뿐 아니라 송전 패드와 연결된 충전 스탠드 또는 충전 스테이션 내 다른 곳에 위치할 수도 있다. And an in-cable control box (ICCB), which communicates with the
여기서, 근거리 무선통신부는 와이파이(WiFi) 등으로 지칭되는 무선랜(Wireless LAN), 블루투쓰(Bluetooth) 등 근거리 무선통신이 가능한 다양한 통신 방식을 포함하는 개념으로 이해된다.Herein, the short-range wireless communication unit is understood as a concept including various communication methods capable of short-range wireless communication such as a wireless LAN (Wireless LAN) and Bluetooth, which are referred to as WiFi.
전기차의 근거리 무선통신부는 전기차에 탑재되는 텔레매틱스 시스템(telematics system, TMS)에 포함될 수 있다. 본 발명에 따른 전기차의 TMS는 3G 통신 모듈 또한 포함하며, LTE 등의 이동통신망을 통해 통신사업자와 연결된다. 전기차는 충전 스테이션의ICCB로부터 수신한 충전 스테이션의 위치 정보, 충전 제어, 및 해당 전기차의 충전 정보를 TMS를 통해 이동통신망으로 송신한다. The local wireless communication unit of an electric vehicle may be included in a telematics system (TMS) mounted on an electric vehicle. The TMS of an electric vehicle according to the present invention also includes a 3G communication module and is connected to a communication service provider through a mobile communication network such as LTE. The electric car transmits location information of the charging station received from the ICCB of the charging station, charging control, and charging information of the electric vehicle to the mobile communication network through the TMS.
한편, 본 발명의 일 실시예에 다른 전기차 충전 과금 시스템은 사용자 단말을 포함할 수 있다. 사용자 단말은 NFC(Near Field Communication), 와이파이(WiFi), 블루투스 등을 통해 지능형 콘센트와 연결되어 통신할 수 있다. 지능형 콘센트는 ICCB와 전기적으로 결합될 수 있다. 또한, 사용자 단말은 3G, LTE, LTE-A 등의 이동통신망을 통해 통신사업자와 연결될 수 있다. 통신사업자는 충전관리 서버와 연결될 수 있다. 충전관리 서버는 위치 정보와 충전 정보를 사용자에게 전달할 수 있고, 사용자는 사용자 단말을 소지 또는 휴대할 수 있다.Meanwhile, the electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention may include a user terminal. The user terminal can communicate with the intelligent outlet through Near Field Communication (NFC), WiFi, Bluetooth and the like. The intelligent outlet can be electrically coupled to the ICCB. Also, the user terminal can be connected to a communication carrier through a mobile communication network such as 3G, LTE, and LTE-A. The service provider can be connected to the charge management server. The charge management server can transmit the location information and the charge information to the user, and the user can possess or carry the user terminal.
본 발명에서, 사용자 단말은 스마트폰(smart phone)뿐만 아니라 예를 들면, 통신 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 노트북(notebook), 태블릿 PC(tablet PC), 모바일폰(mobile phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), PDA(Personal Digital Assistant) 등 이동통신망과 통신 가능하여 본 발명에 따른 충전관리 서버와 데이터 또는 정보를 교환할 수 있는 단말이라면 어떤 형태라도 가능하다.In the present invention, the user terminal may be a smart phone, as well as a communication device such as a desktop computer, a laptop computer, a notebook, a tablet PC, a mobile phone mobile phone, smart watch, smart glass, e-book reader, portable multimedia player (PMP), portable game machine, navigation device, digital camera, digital multimedia a digital audio player, a digital video recorder, a digital video player, a PDA (Personal Digital Assistant), and the like, Any type of terminal capable of communicating data or information with the charge management server according to the present invention is available.
충전 스테이션의 위치 정보, 충전 제어, 및 해당 전기자의 충전 정보를 수신한 이동통신 사업자는 해당 정보를 충전관리 서버로 전달한다. 충전관리 서버는 충전 스테이션의 위치 정보, 해당 전기차의 충전 정보를 전력 사업자에게 전달하고 전력 사업자는 이를 이용해 관련 사용자에 대한 과금을 수행한다.The mobile communication service provider, which has received the location information of the charging station, the charging control, and the charging information of the armature, transmits the information to the charge management server. The charge management server transmits the location information of the charging station and charging information of the corresponding electric car to the electric power company, and the electric power company charges the related user using the information.
도 6에서 설명된 실시예에 의하면, ICCB에 기존처럼 3G 통신 모듈을 삽입하는 대신 근거리 무선통신 모듈을 삽입하여 ICCB와 차량간 근거리 무선통신망을 구축하고, 차량 내 텔레매틱스시스템(TMS)을 이용하여 충전 정보를 충전관리 서버(Host)로 전송한다. 본 발명의 이러한 실시예에 따르면 차량 내 TMS와 ICCB를 연결하여 기존 방법과 비교하여 보다 경제적이고 편리한 전기차 충전 과금 시스템을 구축할 수 있다.According to the embodiment illustrated in FIG. 6, instead of inserting a 3G communication module into the ICCB as in the conventional method, a short-range wireless communication module is inserted into the ICCB to establish a short-range wireless communication network between the ICCB and the vehicle, And transmits the information to the charge management server (Host). According to this embodiment of the present invention, it is possible to construct a more economical and convenient electric vehicle charge billing system by connecting the in-vehicle TMS and the ICCB in comparison with the existing method.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 과금 시스템의 개략적인 블록 구성도이다.FIG. 7 is a schematic block diagram of an electric vehicle charging and accounting system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 7을 참조하면, 전기차 충전 과금 시스템은 충전제어장치(100), 사용자가 소지 또는 휴대하는 사용자 단말(200), 충전관리 서버(300), 통신 사업자(400), 및 TMS를 탑재한 전기차(500)을 포함할 수 있다.7, an electric vehicle charging billing system includes a
본 발명에 따른 충전 제어 장치(100)는 전력 그리드에 연결되고 전기차(500)와 통신하며 전기차(500)로의 전력 충전을 제어한다. 충전 제어 장치(100)는 케이블을 이용한 전도성 충전 방식을 이용하는 경우 ICCB또는 컨트롤 스탠드가 될 수 있으며, 무선 충전 방식을 이용하는 경우 송전 패드 또는 컨트롤 스탠드가 될 수 있다. The
사용자 단말(200)은 NFC(Near Field Communication), 와이파이(WiFi), 블루투스 등을 통해 충전 제어 장치(100)와 통신할 수 있으며 충전 제어 장치(100)가 위치하는 충전 스테이션의 위치 정보를 획득한다. 사용자 단말(200)은 이동통신망을 통해 통신사업자(400)와 연결된다. The
한편, 충전 제어 장치(100)는 근거리 무선 통신 모듈을 탑재하여 전기차의 근거리 무선 통신 모듈과 통신하며, 관련 충전 정보를 전기차(500)로 송신한다. 전기차의 근거리 무선 통신 모듈은 차량의 TMS에 포함될 수 있으며, 전기차는 TMS(500)를 통해 통신 사업자(400)와 통신하고 관련 충전 정보를 통신 사업자(400)로 전송한다.On the other hand, the
통신사업자(400)는 호스트 서버인 충전관리 서버(300)와 연동한다. 통신사업자(400)는 사용자 단말(200) 및 전기차(500)로부터 수신한 충전 제어 관련 데이터 또는 메시지, 충전 정보, 충전 관련 위치 정보를 충전관리 서버(300)로 제공한다. 충전관리 서버(300)는 다양한 지역, 다양한 차량으로부터 수집한 전기차의 충전 관련 정보를 수집하고 관리하며 필요한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 충전관리 서버(300)는 차량의 위치 정보와 충전 정보를 사용자 단말(200)로 제공할 수 있다. 사용자 단말(200)은 충전관리 서버(300)가 제공하는 충전 관련 정보를 확인하고 충전 제어 메시지 또는 데이터를 이동통신망을 거쳐 충전관리 서버로 전송함으로써, 충전관리 서버를 통한 전기차에 대한 충전 제어를 수행할 수 있다. The
충전관리 서버(300)에 의해 수집되고 관리되는 충전 관련 정보는 전력 사업자(예를 들어, 한국전력공사)에게 전달되어 최종적으로 전기차 충전에 대한 과금이 이루어진다. The charge-related information collected and managed by the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 과금 방법의 동작 흐름도이다. 8 is a flowchart illustrating an operation of charging an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 8에서는, 도 7을 통해 살펴본 충전 제어 장치(100), 사용자 단말(200), 충전관리 서버(300), TMS를 탑재한 차량(500)을 중심으로 각 구성요소 간의 동작 흐름을 설명하며, 특히 충전 시작 동작을 중심으로 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 과금 방법을 설명한다. 8, the operation flow between the components will be described with reference to the charging
충전제어장치(100)는 유선 충전의 경우 ICCB일 수 있고, 무선 충전의 경우 송전 패드, 또는 송전 패드 및 충전 스탠드를 포함할 수 있다. The
도 8을 참조하면, 차량의 충전을 희망하는 사용자가 충전제어장치의 충전 커넥터를 차량에 연결하면 차량은 근거리 무선통신을 통하여 충전제어장치(100)와 페어링(Pairing)을 시도한다. 페어링이 완료되면 차량은 충전제어장치(100)의 정보를 획득하고(S801), 충전제어장치(100)의 정보 및 해당 차량의 정보를 충전관리 서버(300)로 송신한다(S802). Referring to FIG. 8, when a user who wishes to charge the vehicle connects the charge connector of the charge control apparatus to the vehicle, the vehicle attempts pairing with the
여기서, 충전 커넥터를 연결하는 동작은 유선 충전의 경우에 해당하며, 무선 충전의 경우에는 그라운드 어셈블리의 송전 패드가 차량과 일정한 간격을 두고 배치된 후 사용자가 충전 스탠드 상에 제공되는 제어 패널 등을 통해 충전 시작 버튼을 누르는 동작으로 대체될 수 있다. Here, the operation of connecting the charging connector corresponds to the case of wired charging, and in the case of wireless charging, the transmission pads of the ground assembly are disposed at a certain interval from the vehicle, and then, through a control panel or the like provided by the user on the charging stand It may be replaced with an operation of pressing a charge start button.
한편, 사용자는 사용자 단말(200)을 이용해 충전제어장치(100)의 위치 정보가 담긴 태그(예를 들어, NFC, QR 코드 등)를 인식하여(S803) 충전제어장치(100) 또는 충전 스테이션의 위치 정보 및 사용자 정보를 충전관리 서버(300)로 전송할 수 있다(S804). 여기서, 유선 충전의 경우 충전제어장치(100)의 위치 정보는 콘센트의 위치 정보로 대체될 수 있다. The user recognizes the tag (e.g., NFC, QR code, etc.) containing the location information of the
한편, 충전제어장치(100) 또는 충전 스테이션의 위치 정보는 사용자 단말(200) 대신 도 4에서 설명한 바와 같이 송전 패드와 차량(500)간 근거리 무선 통신을 통해 얻어질 수도 있다.The location information of the
충전관리 서버(300)는 사용자 단말(200)로부터 충전제어장치(100)의 위치 정보와 사용자 정보(100)를 수신하고, 차량으로부터 수신한 충전제어장치(100) 관련 정보 및 차량 정보를 분석해, 해당 차량에 대해 해당 충전 스테이션, 해당 충전제어장치를 통해 충전이 허용되는지 판단하고 충전을 승인한다(S805).The
여기서, 차량 정보는 차량의 식별 정보, 충전 방식, 충전 용량 등을 포함할 수 있다. 또한, 충전제어장치 관련 정보는 해당 충전제어장치의 식별 정보, 해당 충전제어장치가 위치하는 충전 스테이션에 대한 정보, 충전제어장치 또는 충전 스테이션의 위치 정보, 충전제어장치를 통해 공급되는 전력의 충전 방식 등을 포함할 수 있다. Here, the vehicle information may include identification information of a vehicle, a charging method, a charging capacity, and the like. The information on the charge control device includes information on the charge control device, information on the charge station where the charge control device is located, position information on the charge control device or the charge station, And the like.
충전 승인 메시지를 수신한 차량(500)은 충전 승인 메시지를 충전제어장치(100)로 전달한다(S806). 충전 승인 메시지를 수신한 충전제어장치(100)는 충전을 시작하고 충전 중 실시간으로 충전 정보를 차량(500)에 제공할 수 있다(S807). 충전 정보는 충전관리 서버(300)로 전달된다(S808). The
한편 차량(500)은 충전 중 사용자 단말(200)로 충전 정보를 전송하여(S809) 사용자가 충전 정보를 손쉽게 확인할 수 있도록 한다(S810). 이를 통해 사용자는 사용자 단말(200)을 이용해 원격으로 전기차 충전을 제어할 수 있다.Meanwhile, the
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기차 충전 과금 방법의 동작 흐름도이다. 9 is a flowchart illustrating an operation of charging an electric vehicle according to another embodiment of the present invention.
도 9에서는, 도 7을 통해 살펴본 충전 제어 장치(100), 사용자 단말(200), 충전관리 서버(300), 차량(500)을 중심으로 각 구성요소 간의 동작 흐름을 설명하며, 특히 충전 종료 동작을 중심으로 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 과금 방법을 설명한다. 9, the flow of operation between each component will be described focusing on the
충전제어장치(100)는 유선 충전의 경우 ICCB일 수 있고, 무선 충전의 경우 송전 패드, 또는 송전 패드 및 충전 스탠드를 포함할 수 있다. The
충전 종료 상황은 차량 내 고전압 배터리가 만충전이 되어 차량 자체적으로 충전이 종료되는 경우와 외부에 의해 충전이 종료되는 경우로 나눌 수 있다. The charging termination state can be divided into a case where the high-voltage battery in the vehicle is fully charged and the charging of the vehicle is terminated, and the case where the charging is terminated by the outside.
전자의 경우, 충전이 완료되면, 차량 내 TMS를 통해 충전 종료 보고 및 충전량 정보가 충전관리 서버(Host)로 전달되고(S902), 차량과의 연결된 충전제어장치(100) 또한 충전 종료 보고를 수신한다. 충전제어장치(100)를 통해 충전 종료 상황을 확인한 사용자는 충전 커넥터를 차량으로부터 분리하거나(S901)(유선 충전의 경우), 제어 패널을 통해 충전 종료를 확인하고 충전 종료를 컨펌할 수 있다(무선 충전의 경우). In the former case, when the charging is completed, the charge termination report and the charge amount information are transmitted to the charge management server (Host) through the in-vehicle TMS (S902), and the
한편, 후자의 경우, 즉 사용자 단말 혹은 차량 내 인터페이스를 통해 원격으로 충전을 중단하는 경우, 차량에서는 충전 커넥터가 분리됨을 인식하고(901) 충전 종료 보고 및 충전량 정보를 충전관리 서버(300)로 전송할 수 있다(S902). 여기서, 차량 내 인터페이스는 AVN(audio video navigation) 시스템 및 TMS 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In the latter case, that is, when the charging is interrupted remotely through the user terminal or the in-vehicle interface, the vehicle recognizes that the charging connector is disconnected (901) and transmits the charging completion report and the charging amount information to the charging management server 300 (S902). Here, the in-vehicle interface may include at least one of an audio video navigation (AVN) system and a TMS.
충전관리 서버(300)는 충전량 정보를 전력 사업자(310)에게 전송하고, 전력 사업자(310)는 이를 바탕으로 전기 요금을 계산하여 사용자에게 충전 요금을 부과할 수 있다(S906). The
한편, 충전관리 서버(300)는 충전 종료 보고 및 충전량 정보에 대한 신호, 데이터 또는 메시지를 사용자 단말(S904)로 제공할 수 있으며, 사용자 단말(200)은 충전 종료 보고 및 충전량을 다양한 형태나 전달 방식으로 사용자게 알릴 수 있다(S905).The
전술한 실시예들에서 신호, 데이터 또는 메시지를 수신한 수신자는 송신자에게 OK 응답을 회신할 수 있다. 송신자는 수신자로부터 OK 응답이 수신되지 않는 경우, 수신자에게 미리 정해진 회수만큼 신호 또는 메시지를 재전송할 수 있다. 또한, 수신자로부터 OK 응답 외에 실패(fail) 응답을 받는 경우, 송신자는 역으로 실패 응답을 전송하고, 처음부터 혹은 차량이나 사용자 단말에서 정상으로 저장된 절차의 특정 시점이나 이에 대응한 충전량으로부터 전기차 충전 제어 프로세스를 다시 시작할 수 있다.In the above-described embodiments, the receiver receiving the signal, data or message can return an OK response to the sender. The sender can retransmit a signal or a message a predetermined number of times to the receiver if an OK response is not received from the receiver. In addition, when receiving a failure response other than an OK response from the receiver, the sender transmits a failure response inversely, and from the beginning or at a specific time point of the stored procedure normally in the vehicle or user terminal, You can restart the process.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 제어 장치의 블록 구성도이다. 10 is a block diagram of an electric vehicle charge control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 제어 장치(100)는 컨트롤러(110) 및 근거리 무선통신부(110)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10, an electric vehicle
컨트롤러(110)는 충전을 희망하는 전기차에 대한 충전 승인 메시지를 충전관리 서버로부터 수신하여 전기차에 대한 충전을 개시하고 충전되는 전력량을 누적하여 계측하며, 사용자 또는 전기차으로부터 감지되는 충전 종료 동작을 인지하고 누적 계측된 전력량을 기초로 충전 정보를 도출한다. 컨트롤러(110)는 또한, 전기차 충전 제어 장치 또는 충전 스테이션의 위치 정보를 파악하고 근거리 무선통신부를 통해 위치 정보를 상기 전기차로 전송할 수 있다. The controller 110 receives the charge approval message for the electric car desired to be charged from the charge management server and starts charging the electric car, accumulates and measures the amount of electric power to be charged, recognizes the charge end operation sensed by the user or the electric car And the charging information is derived on the basis of the cumulatively measured power amount. The controller 110 can also acquire positional information of the electric vehicle charge control device or the charging station and transmit the positional information to the electric vehicle through the short-range wireless communication unit.
무선 통신부(120)는 전기차에 탑재된 근거리 무선통신 모듈과 연결을 설정하고 상기 충전 정보를 전기차로 송신하는데, 무선랜(Wireless LAN) 또는 블루투쓰(Bluetooth) 통신을 지원한다. The wireless communication unit 120 establishes a connection with a short-distance wireless communication module mounted on an electric vehicle and transmits the charging information to an electric vehicle, and supports wireless LAN or Bluetooth communication.
여기서, 전기차 충전 제어 장치는 인케이블 컨트롤 박스(In-Cable control box) 또는 송전 패드를 포함할 수 있다. 전기차 충전 제어 장치는 또한, 송전 패드 및 제어 패널을 포함할 수 있다. Here, the electric vehicle charge control apparatus may include an in-cable control box or a transmission pad. The electric vehicle charge control apparatus may further include a transmission pad and a control panel.
한편, 전기차 충전 제어 장치가 인케이블 컨트롤 박스인 경우, 인케이블 컨트롤 박스는 인케이블 컨트롤 박스에 연결된 충전 커넥터와 전기차의 연결을 감지하여 인케이블 컨트롤 박스에 대한 정보를 전기차로 전송할 수 있다. On the other hand, if the electric car charging control device is an in-cable control box, the in-cable control box can detect the connection of the electric car with the charging connector connected to the in-cable control box and transmit information about the in-cable control box to the electric car.
또한, 충전 정보는 충전 대상 전기차의 식별 정보, 충전 시작 시간, 충전 종료 시간, 및 충전량 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Further, the charging information may include at least one of identification information of a charging object electric vehicle, a charging start time, a charging end time, and a charging amount.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 제어 방법의 동작 순서도이다. 11 is an operational flowchart of an electric vehicle charge control method according to an embodiment of the present invention.
도 11에 도시된 충전 제어 방법은 전기차 충전 제어 장치, 특히 인케이블 컨트롤 박스에 의해 수행될 수 있으나 동작 주체가 이에 한정되는 것은 아니다. The charging control method shown in FIG. 11 can be performed by an electric car charging control device, particularly a cable control box, but the subject of operation is not limited thereto.
본 발명에 따른 충전 제어 방법은 우선, 전기차 충전 제어 장치가 전기차에 대해 유선 충전을 제공하는 경우 전기차로의 충전 커넥터 연결을 감지하고(S1101), 충전제어장치에 대한 정보를 전기차로 송신한다(S1102). 이후, 전기차 충전 제어 장치는 충전관리 서버로부터 충전 승인 메시지를 수신하고 충전을 개시한다(S1103). 전기차 충전 제어 장치는 충전 개시 이후 충전되는 전력량을 누적하여 계측하다가 사용자 또는 전기차로부터 감지되는 충전 종료 동작을 인지하면(S1104), 누적 계측된 전력량을 기초로 충전 정보를 도출한다(S1105).In the charging control method according to the present invention, first, when the electric car charge control device provides wired charging to the electric car, it detects the charging connector connection to the electric car (S1101) and transmits information about the charging control device to the electric car (S1102 ). Thereafter, the electric vehicle charge control device receives the charge approval message from the charge management server and starts charging (S1103). The electric vehicle charge control device accumulates and measures the amount of electric power to be charged after the start of charging, and recognizes the charging end operation sensed by the user or the electric car (S1104), and obtains the charging information based on the accumulated amount of electric power (S1105).
도출된 충전 정보는 근거리 무선 통신을 이용해 전기차로 전송된다(S1106).The derived charging information is transmitted to the electric car using the near field wireless communication (S1106).
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전관리 서버의 블록 구성도이다. 12 is a block diagram of a charge management server according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전관리 서버는 도 12에 도시된 바와 같이 프로세서(310), 충전정보 저장부(320), 및 통신 인터페이스(330)를 포함할 수 있으며, 도시되지는 않았으나 프로세서(310)의 동작에 필요한 메모리 또는 추가 프로세서를 더 포함할 수 있다. The charge management server according to an embodiment of the present invention may include a
프로세서(310)는 충전을 희망하는 전기차와 연결되어 전기차로의 충전을 제어하는 충전제어장치에 대한 정보, 전기차에 대한 정보, 및 전기차 사용자에 대한 정보를 수신하여 충전을 승인할 것인지 결정하고, 충전 승인 메시지를 상기 전기차로 송신하며 충전 종료에 따라 산출된 충전 정보를 수신하여 전기차 또는 전기차 사용자에 대한 과금 정보로서 전력 사업자에게 제공한다. The
충전정보 저장부(320)는 적어도 하나의 충전 스테이션, 적어도 하나의 충전제어장치, 적어도 하나의 전기차, 및 적어도 하나의 전기차 사용자에 대한 충전 관련 정보를 저장하여, 프로세서(310)가 관련 충전에 대한 승인 및 전기차 충전에 대한 과금 정보를 도출하는 데 필요한 데이터를 제공한다.The charging information storage 320 stores charging related information for at least one charging station, at least one charging control device, at least one electric car, and at least one electric vehicle user, And provide the data necessary to derive billing information for authorization and electric vehicle charging.
통신 인터페이스(330)는 이동통신 서버 및 전력 사업자 서버와 연동하기 위한 통신/네트워크 인터페이스를 제공하며, 전기차 또는 사용자 단말로부터 충전제어장치 또는 충전제어장치가 위치하는 충전 스테이션의 위치에 대한 정보를 수신할 수 있다.The
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차의 블록 구성도이다. 13 is a block diagram of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기차는 도 13에 도시된 바와 같이 충전 컨트롤러(510), TMS(520), 및 근거리 무선통신부(530)를 포함할 수 있다. An electric vehicle according to an embodiment of the present invention may include a charging
충전 컨트롤러(510)는 충전 승인 메시지를 충전관리 서버로부터 수신하여 충전 제어 장치로 전달하고, 충전 제어 장치를 통해 공급되는 전력을 전기차 내 배터리에 충전하며, 충전 종료 동작에 따라 상기 충전 제어 장치로부터 수신한 충전 정보를 충전 관리 서버로 제공한다. The charging
TMS(520)는 충전 정보를 이동통신망으로 전달하며, 근거리 무선통신부(530)는 무선랜(Wireless LAN) 또는 블루투쓰(Bluetooth)를 이용해 충전 제어 장치로부터 충전 정보를 수신한다. The
TMS(520) 및 근거리 무선통신부(530)는 두 블록의 기능이 통합되어 하나의 통신 모듈로 구현될 수 있으며, 통신 모듈은 근거리 무선통신을 이용해 충전 제어 장치로부터 충전 정보를 수신하고, 충전관리 서버와 연동하는 이동통신망과 무선 송수신을 수행할 수 있다. The
본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. The operation of the method according to an embodiment of the present invention can be implemented as a computer-readable program or code on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. The computer-readable recording medium may also be distributed and distributed in a networked computer system so that a computer-readable program or code can be stored and executed in a distributed manner.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.Also, the computer-readable recording medium may include a hardware device specially configured to store and execute program instructions, such as a ROM, a RAM, a flash memory, and the like. Program instructions may include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that may be executed by a computer using an interpreter or the like.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다. While some aspects of the invention have been described in the context of an apparatus, it may also represent a description according to a corresponding method, wherein the block or apparatus corresponds to a feature of the method step or method step. Similarly, aspects described in the context of a method may also be represented by features of the corresponding block or item or corresponding device. Some or all of the method steps may be performed (e.g., by a microprocessor, a programmable computer or a hardware device such as an electronic circuit). In some embodiments, one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.
실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.In embodiments, a programmable logic device (e.g., a field programmable gate array) may be used to perform some or all of the functions of the methods described herein. In embodiments, the field programmable gate array may operate in conjunction with a microprocessor to perform one of the methods described herein. Generally, the methods are preferably performed by some hardware device.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It can be understood that it is possible.
100: 전기차 충전제어장치
110: 컨트롤러
120: 근거리 무선통신부
200: 사용자 단말
300: 충전관리 서버(호스트)
310: 전력 사업자
400: 통신 사업자
500: 전기차/차량 100: electric car charge control device 110: controller
120: Near field communication unit 200: User terminal
300: charge management server (host) 310: electric power provider
400: Carrier 500: Electric vehicle / vehicle
Claims (19)
전기차에 탑재된 근거리 무선통신 모듈과 연결을 설정하고 상기 충전 정보를 전기차로 송신하는 근거리 무선 통신부를 포함하는, 전기차 충전 제어 장치.The charge management server receives a charge acceptance message for the electric car desired to be charged from the charge management server to start charging the electric car and accumulate and measure the amount of electric power to be charged and recognize the charging end operation sensed by the user or the electric car, A controller for deriving charge information based on the charge information; And
And a local wireless communication unit for establishing a connection with the local wireless communication module mounted on the electric vehicle and transmitting the charging information to the electric vehicle.
상기 전기차 충전 제어 장치는 인케이블 컨트롤 박스(In-Cable control box)를 포함하는, 전기차 충전 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the electric-vehicle charge control device includes an in-cable control box.
상기 전기차 충전 제어 장치는 송전 패드를 포함하는, 전기차 충전 제어 장치. The method according to claim 1,
Wherein the electric vehicle charge control device includes a transmission pad.
상기 근거리 무선 통신부는,
무선랜(Wireless LAN) 또는 블루투쓰(Bluetooth)를 이용해 상기 전기차의 근거리 무선통신 모듈과 통신하는, 전기차 충전 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the short-
And communicates with a local wireless communication module of the electric vehicle using a wireless LAN or Bluetooth.
상기 충전 정보는 충전 대상 전기차의 식별 정보, 충전 시작 시간, 충전 종료 시간, 및 충전량 중 적어도 하나를 포함하는, 전기차 충전 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the charging information includes at least one of identification information of a charging object electric vehicle, a charging start time, a charging completion time, and a charging amount.
상기 컨트롤러는,
상기 전기차 충전 제어 장치 또는 충전 스테이션의 위치 정보를 파악하고 상기 근거리 무선통신부를 통해 상기 위치 정보를 전기차로 전송하는, 전기차 충전 제어 장치.The method according to claim 1,
The controller comprising:
And acquires positional information of the electric vehicle charge control device or the charging station and transmits the positional information to the electric vehicle through the short-range wireless communication unit.
상기 인케이블 컨트롤 박스는,
상기 인케이블 컨트롤 박스에 연결된 충전 커넥터와 상기 전기차의 연결을 감지하여 상기 인케이블 컨트롤 박스에 대한 정보를 상기 전기차로 전송하는, 전기차 충전 제어 장치.The method of claim 2,
The in-
Wherein the controller detects the connection between the charging connector connected to the cable control box and the electric vehicle, and transmits information on the cable control box to the electric vehicle.
충전을 희망하는 전기차에 대한 충전 승인 메시지를 충전관리 서버로부터 수신하는 단계;
전기차에 대한 충전을 개시하고 충전되는 전력량을 누적하여 계측하는 단계;
사용자 또는 상기 전기차로부터 감지되는 충전 종료 동작을 인지하고 누적 계측된 전력량을 기초로 상기 충전 정보를 도출하는 단계; 및
상기 충전 정보를 근거리 무선 통신을 이용해 상기 전기차로 전송하는 단계를 포함하는 전기차 충전 제어 방법.An electric vehicle charge control method performed by an electric vehicle charge control device,
Receiving a charge acceptance message for an electric car desired to be charged from a charge management server;
Accumulating the amount of electric power to be charged and starting charging of the electric vehicle;
Recognizing the charging end operation sensed by the user or the electric vehicle and deriving the charging information based on the accumulated amount of electric power; And
And transmitting the charging information to the electric vehicle using near field wireless communication.
상기 전기차 충전 제어 장치는 인케이블 컨트롤 박스(In-Cable control box) 또는 송전 패드를 포함하는, 전기차 충전 제어 방법.The method of claim 8,
Wherein the electric-charge control device includes an in-cable control box or a transmission pad.
상기 근거리 무선 통신은 무선랜(Wireless LAN) 통신 또는 블루투쓰(Bluetooth) 통신을 포함하는, 전기차 충전 제어 방법.The method of claim 8,
Wherein the short-range wireless communication includes wireless LAN communication or Bluetooth communication.
상기 충전 정보는 충전 대상 전기차의 식별 정보, 충전 시작 시간, 충전 종료 시간, 및 충전량 중 적어도 하나를 포함하는, 전기차 충전 제어 방법.The method of claim 8,
Wherein the charging information includes at least one of identification information of a charging object electric vehicle, a charging start time, a charging completion time, and a charging amount.
적어도 하나의 충전 스테이션, 적어도 하나의 충전제어장치, 적어도 하나의 전기차, 및 적어도 하나의 전기차 사용자에 대한 충전 관련 정보를 저장하는 충전정보 저장부; 및
상기 전기차 사용자와의 통신을 제공하는 이동통신 서버 및 전력 사업자 서버와 연동하는 통신 인터페이스를 포함하는 충전관리 서버.Information on a charging control device that controls charging of the electric vehicle, information on the electric vehicle, and information on an electric car user, and determines whether to approve charging, A processor for transmitting the charging information to the electric car, receiving the charging information calculated according to the charging completion, and providing the charge information to the electric power company as charging information for the electric car or electric car user;
A charge information storage for storing charge related information for at least one charging station, at least one charge control device, at least one electric vehicle, and at least one electric vehicle user; And
A mobile communication server for providing communication with the electric vehicle user, and a communication interface for interfacing with a power provider server.
상기 통신 인터페이스는,
상기 전기차 또는 상기 사용자 단말로부터 상기 충전제어장치 또는 상기 충전제어장치가 위치하는 충전 스테이션의 위치에 대한 정보를 수신하는, 충전관리 서버.The method of claim 12,
Wherein the communication interface comprises:
And receives information on the position of the charging station where the charging controller or the charging controller is located from the electric car or the user terminal.
상기 충전 정보는, 상기 충전 정보는 충전 대상 전기차의 식별 정보, 충전 시작 시간, 충전 종료 시간, 및 충전량 중 적어도 하나를 포함하는, 충전관리 서버.The method of claim 12,
Wherein the charging information includes at least one of identification information of a charging object electric vehicle, a charging start time, a charging completion time, and a charging amount.
상기 충전제어장치는 인케이블 컨트롤 박스(In-Cable control box) 또는 송전 패드를 포함하는, 충전관리 서버.The method of claim 12,
Wherein the charge control device comprises an in-cable control box or a transmission pad.
근거리 무선통신을 이용해 상기 충전 제어 장치로부터 충전 정보를 수신하고, 상기 충전관리 서버와 연동하는 이동통신망과 데이터 송수신을 수행하는 통신 모듈을 제공하는, 전기차.The charge management server receives the charge acceptance message from the charge management server and transmits the charge acceptance message to the charge control device, charges the battery in the electric car supplied through the charge control device, and charges the charge information received from the charge control device A charge controller provided to the management server; And
An electric vehicle that receives charging information from the charging control device using short-range wireless communication, and provides a communication module that performs data transmission and reception with a mobile communication network interlocked with the charging management server.
상기 통신 모듈은 상기 충전 정보를 상기 이동통신망으로 전달하는 텔레매틱스 시스템(telematics system; TMS)을 포함하는, 전기차.18. The method of claim 16,
Wherein the communication module comprises a telematics system (TMS) for delivering the charging information to the mobile communication network.
상기 통신 모듈은 무선랜(Wireless LAN) 통신 또는 블루투쓰(Bluetooth) 통신을 이용해 상기 충전 제어 장치로부터 충전 정보를 수신하는, 전기차.18. The method of claim 16,
Wherein the communication module receives charging information from the charging control device using wireless LAN communication or Bluetooth communication.
상기 충전 정보는 충전 대상 전기차의 식별 정보, 충전 시작 시간, 충전 종료 시간, 및 충전량 중 적어도 하나를 포함하는, 전기차.18. The method of claim 16,
Wherein the charging information includes at least one of identification information of a charging object electric vehicle, a charging start time, a charging completion time, and a charging amount.
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