KR101348916B1 - 충전 장치 및 충전 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 충전 장치 및 충전 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 제한된 전력 자원을 복수의 충전 모듈로 분배하는 기술에 관한 것이다. 본 발명은, 일 실시예로서, 제한된 전력 자원을 복수의 충전 모듈로 분배하기 위한 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하는 전력 자원 분배 계획 구성 처리부 및 전력 자원 분배 계획에 따라 제한된 전력 자원이 분배되도록 복수의 충전 모듈을 제어하는 충전 모듈 제어부를 포함하는 충전 장치를 제공한다. 이러한 본 발명에 의하면, 제한된 전력 자원을 복수의 충전 모듈로 분배하여 전력 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

충전 장치 및 충전 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHARGING}
본 발명은 충전 장치 및 충전 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 제한된 전력 자원을 복수의 충전 모듈로 분배하는 기술에 관한 것이다.
충전 기술은 주로 충전 효율을 개선하는 방향으로 진보되어 왔다. 이러한 충전 기술에서 전력 공급원은 무한한 전력 자원을 보유하고 있는 것으로 가장되고 있으며, 충전 기술에서 중요한 것은 전력 공급원으로부터 전력 수요처로 전력을 변환 처리할 때 발생하는 손실을 최소화하는 것이었다.
하지만, 최근 전력 자원을 사용하는 제품들이 증가하면서, 또한 전기 자동차와 같이 대용량의 전력 자원을 사용하는 제품들이 증가하면서 전력 공급원이 무한한 전력 자원을 보유하고 있다고 가정하기 어려운 경우가 발생하고 있다.
예를 들어, 가솔린을 공급하는 주유소를 대체하여 전기 자동차에게 전력을 공급하여 전기 자동차를 충전하는 충전소를 살펴 보면, 충전소가 사용할 수 있는 전력 자원에는 한계가 있다. 이러한 전력 자원의 한계는 충전소로 전력을 공급하는 계통 라인의 한계에서 비롯될 수도 있고, 계통을 관리하는 정책에서 비롯된 것일 수도 있다. 다시 말해, 충전소로 연결되어 있는 계통 라인의 한계 공급치에 따라 충전소가 사용할 수 있는 전력 자원의 한계가 정해질 수도 있고, 계통을 관리하는 정책에서 일정 정도 이상의 전력 자원을 사용하지 못하도록 제한을 둠에 따라 충전소에서의 전력 자원의 한계가 정해질 수도 있다.
이러한 제한된 전력 자원 제한 조건 하에서 복수의 제품을 충전하는 방법은 복수의 제품을 동시에 충전하지 않고 순차적으로 충전하는 것이다. 하지만, 이 경우, 모든 제품을 충전하는데 많은 시간이 소요될 수도 있으며, 또한, 전력 자원을 효율적으로 사용하지 못하고 충전 능력이 전력 공급원의 전력 자원의 한계로 제한되는 것이 아니고 제품의 전력 수용 한계로 제한되는 문제가 발생할 수 있다.
또 다른 방법은 복수의 제품으로 균등하게 전력 자원을 분배하여 각각의 제품을 충전하는 것이다. 하지만 이러한 방법들은 더 시급하게 충전이 필요한 제품에게는 비효율적인 방법일 수 있으며, 또한, 순차적으로 충전하는 것과 마찬가지로 충전 능력이 전력 공급원의 전력 자원의 한계로 제한되는 것이 아니고 제품의 전력 수용 한계로 제한되는 문제가 발생할 수도 있다.
제한된 전력 자원을 효율적으로 사용하여 복수의 제품을 충전하기 위한 기술이 요구된다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0053213호에 개시되어 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 제한된 전력 자원을 이용하여 복수의 충전 모듈을 제어하는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 제한된 전력 자원을 복수의 충전 모듈로 분배하기 위한 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하는 전력 자원 분배 계획 구성 처리부; 및 상기 전력 자원 분배 계획에 따라 상기 제한된 전력 자원이 분배되도록 상기 복수의 충전 모듈을 제어하는 충전 모듈 제어부를 포함하는 충전 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 제한된 전력 자원을 복수의 충전 모듈로 분배하기 위한 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하는 단계; 및 상기 전력 자원 분배 계획에 따라 상기 제한된 전력 자원이 분배되도록 상기 복수의 충전 모듈을 제어하는 단계를 포함하는 충전 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 제한된 전력 자원을 복수의 충전 모듈로 분배하여 전력 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치와 주변 장치들 간의 연결 관계를 나타내는 연결 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치와 주변 장치들 간의 연결 관계를 나타내는 다른 연결 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치의 내부 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치의 다른 내부 블록도이다.
도 6은 시간에 따른 계통의 전력 가격 예시 그래프도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 방법에 대한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치와 주변 장치들 간의 연결 관계를 나타내는 연결 예시도이다.
도 1을 참조하면, 충전 장치(110)은 계통으로부터 전력을 공급받고 있다. 도 1이 일 예시로서 충전 장치(110)가 계통으로부터 전력을 공급받고 있는 것을 개시하고 있으나, 본 발명은 이로 제한되는 것은 아니며, 충전 장치(110)는 계통과 분리되어 독립적으로 발전하는 디젤 발전기, 태양광 발전기, 풍력 발전기 등의 분산 전원 장치로부터 전력을 공급받을 수도 있으며, 배터리와 같이 에너지 저장 장치로부터 전력을 공급받을 수도 있다. 물론, 상기에서 나열한 발전기 등의 조합이 충전 장치(110)로 전력을 공급하는 전력 공급원이 될 수도 있다.
도 1에서 충전 장치(110)와 계통 사이에 연결된 굵은 실선은 전력의 경로를 의미한다. 도 1을 참조하면 충전 장치(110)는 계통으로부터 전력을 공급받고 있다. 충전 장치(110)는 계통으로부터 전력을 공급받는 것 이외에 전력 공급원으로서의 계통을 관리하는 계통 관리 장치(미도시)와 통신을 통해 계통의 상태라든지 계통의 전력 가격과 같은 정보를 획득할 수 있다. 계통의 상태 정보 혹은 계통의 전력 가격 정보 등은 충전 장치(110)가 제한된 전력 자원에 대한 전력 자원 분배 계획을 구성하는데에 있어서 하나의 인자로서 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 충전 장치(110)는 복수의 충전 모듈(120)과 전력선을 통해 연결될 수 있다. 도 1은 복수의 충전 모듈로서 세 개의 충전 모듈(120)을 예시하고 있다. 충전 장치(110)는 전력 공급원으로부터 전력을 공급받아 이를 다시 복수의 충전 모듈(120)로 전달한다. 도 1에서 충전 장치(110)와 복수의 충전 모듈(120) 사이에 연결된 굵은 실선은 전력의 경로를 의미한다.
도 1을 참조하면, 충전 장치(110)와 복수의 충전 모듈(120)은 통신을 통해 정보를 주고 받을 수 있다. 도 1을 참조할 때, 충전 장치(110)와 복수의 충전 모듈(120)에 연결된 점선은 충전 장치(110)와 복수의 충전 모듈(120)이 통신으로 연결되어 있다는 것을 의미한다. 통신은 유선으로 연결되어 있을 수도 있으며, 또한 무선으로 연결되어 있을 수도 있다.
복수의 충전 모듈(120)에는 각각 전력을 공급받고자 하는 전력 소비 장치(130)들이 연결될 수 있다. 도 1에서 복수의 충전 모듈(120)과 전력 소비 장치(130) 사이에 연결된 굵은 실선은 전력의 경로를 의미한다. 전력 소비 장치(130)는 복수의 충전 모듈(120)에 각각 연결되어 전력을 공급받는데, 도 1은 전력 소비 장치(130)로서 전기 자동차를 예시하고 있다.
도 1은 주유소(Gas Station)을 대체하는 전기 자동차 충전소의 일 예시를 나타내고 있다. 전기 자동차 충전소는 충전 장치(110)을 구비하고 계통으로부터 전력을 공급받아 복수 개 설치되어 있는 충전 모듈(120)로 전력을 전달한다. 전력 공급량 계측기가 구비되어 있는 복수의 충전 모듈(120)은 각각의 충전 모듈(120)에 연결되어 있는 전력 소비 장치(130)로 전력을 공급하여 각각의 전력 소비 장치(130)에 구비되어 있는 배터리와 같은 저장 장치에서 전력을 저장할 수 있도록 해 준다.
도 1은 전력 소비 장치(130)로서 전기 자동차를 예시하고 있지만, 본 발명은 이로 제한되는 것은 아니며, 에너지 저장 장치를 구비한 장치는 어떤 것도 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 소비 장치(130)가 될 수 있다. 예를 들어, 휴대폰과 같은 장치도 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 소비 장치(130)가 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치와 주변 장치들 간의 연결 관계를 나타내는 다른 연결 예시도이다.
도 1과 도 2의 차이는 충전 모듈(120)이 설치되어 있는 위치이다. 충전 모듈(120)은 도 1과 같이 자체적인 외관(커버 등)을 갖추고 독립된 장치로서 존재할 수도 있으며, 충전 모듈(120)은 도 2와 같이 충전 장치(110)와 외관(커버 등)을 공유하면서, 충전 장치(110)를 포함하는 장치(101)의 부속 모듈로 설치될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 충전 모듈(120)은 충전 장치(110)를 포함하는 장치(101)의 부속 모듈로서 장치(101)의 내부에 설치된 데이터 라인과 전력 라인을 통해 충전 장치(110)와 전력을 주고 받고 또한 정보를 주고 받게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치의 내부 블록도이다.
도 3을 참조하면, 충전 장치(110)는 제한된 전력 자원을 복수의 충전 모듈(120)로 분배하기 위한 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하는 전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310) 및 전력 자원 분배 계획에 따라 제한된 전력 자원이 분배되도록 복수의 충전 모듈(120)을 제어하는 충전 모듈 제어부(320) 등을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시스템(400)의 구성도이다.
도 4에서 실선은 모듈 간의 연결 관계를 나타내는 것이다. 도 4를 참조하면, 전력 자원 분배 계획을 구성한 전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)는 전력 자원 분배 계획을 충전 모듈 제어부(320)가 활용할 수 있도록 데이터의 형태로 구성한다. 전력 자원 분배 계획을 포함하는 데이터는 메모리 또는 데이터베이스에 저장되어 있다가 충전 모듈 제어부(320)로 전달될 수도 있지만 전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)에서 직접 충전 모듈 제어부(320)로 전송할 수도 있다.
도 4를 참조하면, 충전 모듈 제어부(320)는 획득한 전력 자원 분배 계획에 관한 데이터를 활용하여 복수의 충전 모듈(120)을 제어한다. 충전 모듈 제어부(320)는 별도로 설치되어 있는 제어 라인을 통해 복수의 충전 모듈(120)로 제어 명령에 관련한 신호를 송신하여 각각의 충전 모듈(120)을 제어할 수도 있지만 충전 장치(110)와 복수의 충전 모듈(120)에 설치되어 있는 다용도의 통신부를 통해 제어 정보를 송수신함으로써 충전 장치(110)가 복수의 충전 모듈(120)을 제어하게 할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치의 다른 내부 블록도이다.
도 5를 참조하면, 충전 장치(110)는 통신부(530)를 더 포함하고 있다. 통신부(530)는 정보를 송수신할 수 있고, 이러한 구성에서 충전 모듈 제어부(320)는 복수의 충전 모듈(120)을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하고 통신부(530)를 통하여 복수의 충전 모듈(120)로 제어 정보를 송신함으로써 복수의 충전 모듈(120)을 제어할 수도 있다.
전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)에 대해 좀더 살펴 본다.
전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)는 복수의 충전 모듈(120)에 연결된 부하 장치들의 배터리 정보에 따라 전력 자원 분배 계획이 구성되도록 처리할 수 있다.
부하 장치들은 배터리 정보를 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)을 구비하고 있을 수 있으며, 이러한 배터리 관리 시스템을 이용하여 부하 장치들은 배터리의 상태에 관한 각종 정보를 배터리 정보로서 획득할 수 있다. 부하 장치들이 배터리 관리 시스템을 통해 획득할 수 있는 배터리 정보로서는 배터리의 에너지 잔량을 나타내는 배터리 SOC(State of Charge), 배터리의 수명과 연관되어 있는 배터리 SOH(State of Health), 배터리의 온도, 배터리를 구성하고 있는 각 셀들의 밸런싱 상태 등일 수 있다. 또한, 상기 나열한 배터리 정보로서의 배터리 SOC, 배터리 SOH, 배터리 온도, 셀 밸런싱 상태 등의 1차 정보를 바탕으로 이를 연산하여 계산하거나 추정할 수 있는 2차 정보를 또한 배터리 정보로서 부하 장치들은 생성할 수 있다. 예를 들어, 배터리의 충전 효율은 배터리 SOC에 따라 달라질 수 있는데, 이러한 배터리 충전 효율 정보를 배터리 SOC를 확인한 후에 부하 장치들은 생성할 수 있다. 또한, 배터리 온도에 관한 정보를 확인하고 부하 장치들은 배터리 보호(Protection) 정보를 생성할 수도 있다. 이외에도 부하 장치들은 배터리 관리 시스템을 통해 배터리에 관한 수 많은 정보를 배터리 정보로서 생성할 수 있다.
충전 장치(110)는 부하 장치들과 통신하면서 이러한 배터리 정보를 획득할 수 있다. 충전 장치(110)에 더 포함되어 있는 통신부(530)를 통해 이러한 배터리 정보를 획득할 수도 있고, 이와 별도로 충전 장치(110)는 부하 장치들과 통신하기 위한 배터리 정보 획득부(미도시)를 더 포함하고 이러한 배터리 정보 획득부(미도시)를 통해 부하 장치들에서 생성한 배터리 정보를 획득할 수도 있다.
전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)가 이러한 배터리 정보에 따라 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하는 일 예로서, 전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)는 배터리 정보를 통해 부하 장치들의 배터리 SOC(State of Charge)를 파악하고, 부하 장치들 중 배터리 SOC가 미리 설정된 최소 배터리 SOC 보다 작은 부하 장치가 우선적으로 전력 자원을 분배받도록 전력 자원 분배 계획을 구성 처리할 수 있다.
예를 들어, 충전 장치(110)로 공급되는 전력이 3KW로 제한되어 있고 각각의 충전 모듈(120)은 최대 2KW의 전력으로 부하 장치를 충전할 수 있다고 가정해 보자. 그리고, 세 개의 부하 장치가 복수의 충전 모듈(120) 중 어느 세 개의 충전 모듈(120)에 각각 연결되어 있다고 가정해 보자. 여기에서 제1 부하 장치는 90% 배터리 SOC 상태이고, 제2 부하 장치는 30% 배터리 SOC 상태이며, 제3 부하 장치는 40% 배터리 SOC 상태이다. 미리 설정된 최소 배터리 SOC로서 50% 배터리 SOC를 설정한 경우, 전력 자원 분배 계획 수정 처리부(310)는 최소 배터리 SOC에 미달하는 제2 부하 장치와 제3 부하 장치에게 먼저 전력 자원을 분배하여 제2 부하 장치가 충전 장치(110)가 보유한 3KW의 공급 능력 중 2KW의 전력으로 충전될 수 있도록 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하고 제3 부하 장치가 충전 장치(110)가 보유한 3KW의 공급 능력 중 1KW의 전력으로 충전될 수 있도록 전력 자원 분배 계획을 구성 처리할 수 있다. 이러한 방식은 일정 정도의 배터리 SOC를 만족하지 못하는 부하 장치에게 우선적으로 전력 자원을 분배함으로써 모든 부하 장치가 활용 가능한 상태로 만들기 위한 것이다. 통상적으로 일정 정도의 배터리 SOC를 만족하지 못하는 부하 장치는 제 역할을 하지 못하는 경우가 있다. 따라서, 이와 같이 최소 배터리 SOC를 만족하지 못하는 부하 장치에 우선적으로 전력 자원을 분배하면 가장 효과적으로 제한된 전력 자원을 활용할 수 있다.
전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)는 또한 배터리 정보를 통해 부하 장치들의 충전 소요 시간을 파악하고, 부하 장치들 중 충전 소요 시간이 짧은 부하 장치가 우선적으로 전력 자원을 분배받도록 전력 자원 분배 계획을 구성 처리할 수 있다.
충전 소요 시간은 배터리 용량과 배터리 SOC에 의해 결정되는데, 배터리 용량이 클수록 충전 소요 시간이 길어지고, 배터리 SOC가 낮을 수록 충전 소요 시간이 길어진다. 이러한 전략은 충전 소요 시간이 긴 부하 장치에게 먼저 전력 자원을 분배하여 하나의 장치라도 먼저 사용할 수 있도록 하기 위해 전력 자원 분배 계획을 구성하는 것이다.
전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)는 복수의 충전 모듈(120)에 연결된 부하 장치들의 연결 순서 정보에 따라 연결 순서가 빠른 부하 장치가 우선적으로 전력 자원을 분배받도록 전력 자원 분배 계획을 구성 처리할 수 있다.
복수의 충전 모듈(120)은 부하 장치가 연결되어 충전 모드로 진입할 때, 부하 장치가 어느 시점에 연결되었는지를 나타내는 연결 시간 정보를 생성할 수 있고, 이러한 연결 시간 정보는 다시 전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)로 전달될 수 있다. 전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)는 복수의 충전 모듈(120)로부터 각각의 충전 모듈(120)에 연결되어 있는 부하 장치에 대한 연결 시간 정보를 획득하여 분석함으로써 부하 장치들의 연결 순서 정보를 생성할 수 있다. 이러한 연결 순서 정보에 따라 전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)는 복수의 충전 모듈(120)에 연결된 부하 장치들 중 연결 순서가 빠른 부하 장치가 우선적으로 저력 자원을 분배받도록 전력 자원 분배 계획을 구성 처리할 수 있다. 예를 들어, 4개의 부하 장치들이 4개의 충전 모듈(120)에 연결되어 있고, 충전 장치(110)는 3KW의 제한된 전력 자원을 이용할 수 있다고 할 때, 전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)는 먼저 연결된 3개의 부하 장치들로 각각 1KW의 전력이 공급될 수 있도록하고 그 중 충전이 완료되는 부하 장치가 발생하면 그 순간부터 나머지 하나의 부하 장치로 1KW의 전력이 공급될 수 있도록 전력 자원 분배 계획을 구성 처리할 수 있다.
전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)는 전력 자원을 공급받는 계통의 전력 가격 정보에 따라 전력 자원 분배 계획이 구성되도록 처리할 수 있다.
계통의 전력 가격 정보는 계통을 관리하는 계통 관리 장치(미도시)와의 통신을 통해 획득할 수 있다. 또는 계통의 전력 가격 정보는 충전 장치(110)를 관리하는 사용자에 의한 사용자 입력에 따라 획득될 수도 있다.
전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)가 계통의 전력 가격 정보에 따라 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하는 일 예로서 전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)는 계통의 전력 가격에 연동하여 결정되는 충전 단가가 복수의 충전 모듈(120) 중 어느 한 충전 모듈(120)에 연결된 부하 장치에 대하여 설정된 충전 단가 상한 값보다 낮은 시간대에서 부하 장치로 전력 자원이 분배되도록 전력 자원 분배 계획을 구성 처리할 수 있다.
도 6은 시간에 따른 계통의 전력 가격 예시 그래프도이다. 도 6에서 실선(610)은 시간에 따른 계통의 전력 가격을 나타내는 그래프이고, 일점 쇄선(620)은 어느 한 충전 모듈(120)에 연결된 부하 장치에 대하여 설정된 충전 단가 상한 값을 나타내는 그래프이다.
충전 장치(110)는 부하 장치와의 통신을 통해 혹은 사용자 입력 정보를 통해 충전 단가 상한 값을 획득할 수 있다. 충전하고자 하는 부하 장치의 사용자가 변동하는 충전 단가에 대하여 자신이 허용할 수 있는 충전 단가 상한 값을 정하도록 하고 이러한 충전 단가 상한 값이 부하 장치를 통해 정해져 있다면, 충전 장치(110)는 부하 장치와의 통신을 통해 이러한 충전 단가 상한 값을 획득하고, 그렇지 않고 충전 모듈(120)에 입력할 수 있는 사용자 입력 창을 더 구비하고 이러한 사용자 입력 창을 통해 입력되는 사용자 입력 정보를 통해 충전 장치(110)는 충전 단가 상한 값을 획득할 수도 있다.
전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)는 충전 단가가 이러한 충전 단가 상한 값보다 낮은 시간대에서 이에 대응되는 부하 장치로 전력 자원이 분배되도록 전력 자원 분배 계획을 구성 처리할 수 있는데, 이러한 경우에서 충전 장치(110)는 충전 단가는 계통의 전력 가격에 연동되어 결정되도록 할 수 있다.
도 6에서 계통의 전력 가격이 충전 단가와 일치한다고 가정할 때, 실선(610)이 일점 쇄선(620)보다 낮게 그려지고 있는 시간대(대략 12시 이전과 20시 이후)에 부하 장치로 전력 자원이 분배되도록 전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)는 전력 자원 분배 계획을 구성 처리한다.
전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)는 사용자 선택 시간 정보에 따른 시간대에 복수의 충전 모듈(120) 중 어느 한 충전 모듈(120)에 연결된 부하 장치로 전력 자원이 분배되도록 전력 자원 분배 계획을 구성 처리할 수도 있다. 먼저 충전 모듈(120)에 연결되었지만 사용자 선택 시간 정보(예를 들어, 충전 예약 시간 정보)를 통해 파악되는 충전 요청 시간이 늦은 경우 이에 해당되는 부하 장치는 늦게 충전하는 것이다.
전력 자원 분배 계획 구성 처리부(310)는 여러 가지 기준에 따라 전력 자원 분배 계획을 구성 처리할 수 있는데, 복수의 기준이 있는 경우 이러한 기준에도 순서를 만들어서 이러한 순서에 따라 전력 자원 분배 계획을 구성 처리할 수도 있다.
여기에서 순서를 정해 놓은 하나의 예를 제시한다.
① 먼저, 충전 모듈(120)에 연결된 순서를 제일 우선하여 고려한다. 충전 시간은 1시간으로 하며 이후에는 아래의 여러 항목을 고려하여 정한 순위를 통한 충전을 실시한다.
② 다음으로 고객이 충전시간 및 전력 품질에 따른 가격 설정을 우선순위에 반영한다.
③ 다음으로 고객의 직급, 나이, 이용 횟수 등의 고객 기본정보를 활용하여 등급을 설정하고 이를 활용한다.
④ 다음으로 각 자동차의 고객의 만족도를 위하여 고객의 배터리 잔량을 계산하여 일정한 레벨까지 충전이 가장 많이 필요한 고객을 우선한다.
⑤ 다음으로 배터리 충전 성능을 고려하여 충전을 완료하는데 있어 소요되는 시간을 계산하여 충전 속도가 빠른 고객을 우선한다.
⑤ 고객이 원하는 충전 완료 시점 및 필요한 예약 시간을 반영하여 이를 통해 우선순위를 결정한다.
⑥ 마지막으로 고객이 원하는 시간까지 완료되는데 소요되는 충전 시간, 충전 후 배터리 잔량, 충전 후 주행 거리, 예상 가격 등의 정보를 고객에게 제공함으로써 고객의 만족도를 설정하여 최종 결정하도록 한다. 원하지 않을 경우 다시 처음 ②항목으로 돌아가서 다시 선택을 실시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(110)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 전기 자동차를 충전하는 충전소에 설치될 수 있다. 충전 장치(110)가 전기 자동차를 충전하는 목적으로 사용되는 경우, 충전 장치(110)는 전기 자동차의 배터리에 연결된 케이블과 복수의 충전 모듈(120) 중 어느 한 충전 모듈(120)이 연결되는 소켓을 더 포함할 수 있다.
이상에서는, 본 발명의 실시예에 따른 충전 장치(110)에 대하여 설명하였으며, 이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 충전 장치(110)가 충전하는 방법에 대하여 설명한다. 후술하게 될 본 발명의 실시예에 따른 충전 방법은, 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 충전 장치(110)에 의해 모두 수행될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 방법에 대한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 충전 장치(110)는 제한된 전력 자원을 복수의 충전 모듈로 분배하기 위한 전력 자원 분배 계획을 구성 처리한다(S700).
이러한 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하는 단계(S700)에서 충전 장치(110)는 부하 장치들의 배터리 SOC(State of Charge)를 파악하고, 부하 장치들 중 배터리 SOC가 미리 설정된 최소 배터리 SOC 보다 작은 부하 장치가 우선적으로 전력 자원을 분배받도록 전력 자원 분배 계획을 구성 처리할 수 있다. 또한, 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하는 단계(S700)에서 충전 장치(110)는 부하 장치들의 충전 소요 시간을 파악하고, 부하 장치들 중 충전 소요 시간이 짧은 부하 장치가 우선적으로 전력 자원을 분배받도록 전력 자원 분배 계획을 구성 처리할 수 있고, 계통의 전력 가격에 연동하여 결정되는 충전 단가가 복수의 충전 모듈 중 어느 한 충전 모듈에 연결된 부하 장치에 대하여 설정된 충전 단가 상한 값보다 낮은 시간대에서 부하 장치로 전력 자원이 분배되도록 전력 자원 분배 계획을 구성 처리할 수 있다.
충전 장치(110)는 이러한 전력 자원 분배 계획에 따라 제한된 전력 자원이 분배되도록 복수의 충전 모듈(120)을 제어한다(S702).
이러한 복수의 충전 모듈을 제어하는 단계(S702)에서, 충전 장치(110)는 복수의 충전 모듈(120)을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하고 복수의 충전 모듈(120)로 제어 정보를 송신함으로써 복수의 충전 모듈(120)을 제어할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 충전 방법이 도 7에서와 같은 절차로 수행되는 것으로 설명되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 본질적인 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서, 구현 방식에 따라 각 단계의 수행 절차가 바뀌거나 둘 이상의 단계가 통합되거나 하나의 단계가 둘 이상의 단계로 분리되어 수행될 수도 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 계통으로부터 공급되는 제한된 전력 자원을 복수의 충전 모듈로 분배하기 위한 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하는 전력 자원 분배 계획 구성 처리부; 및
    상기 전력 자원 분배 계획에 따라 상기 제한된 전력 자원이 분배되도록 상기 복수의 충전 모듈을 제어하는 충전 모듈 제어부를 포함하되,
    상기 전력 자원 분배 계획 구성 처리부는,
    복수의 기준을 순차적으로 적용하여 상기 전력 자원 분배 계획을 구성하며,
    상기 복수의 기준은 적용 순서에 따라 상기 복수의 충전 모듈에 연결된 부하 장치들에 대하여 일정 시간 내에서의 연결 순서를 반영하는 제1 기준, 사용자의 충전시간 및 전력품질에 따른 가격 설정을 반영하는 제2 기준, 사용자의 기본 정보를 활용한 사용자 등급을 반영하는 제3 기준, 일정한 레벨까지 충전이 가장 많이 필요한 부하 장치를 반영하는 제4 기준 및 충전 속도가 가장 빠른 부하 장치를 반영하는 제5 기준을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    정보를 송수신하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 충전 모듈 제어부는 상기 복수의 충전 모듈을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하고 상기 통신부를 통하여 상기 복수의 충전 모듈로 상기 제어 정보를 송신함으로써 상기 복수의 충전 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    전기 자동차의 배터리에 연결된 케이블과 상기 복수의 충전 모듈 중 어느 한 충전 모듈이 연결되는 소켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전력 자원 분배 계획 구성 처리부는,
    상기 전력 자원을 공급받는 계통의 전력 가격 정보에 따라 상기 전력 자원 분배 계획이 구성되도록 처리하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전력 자원 분배 계획 구성 처리부는,
    상기 계통의 전력 가격에 연동하여 결정되는 충전 단가가 상기 복수의 충전 모듈 중 어느 한 충전 모듈에 연결된 부하 장치에 대하여 설정된 충전 단가 상한 값보다 낮은 시간대에서 상기 부하 장치로 전력 자원이 분배되도록 상기 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  10. 삭제
  11. 계통으로부터 공급되는 제한된 전력 자원을 복수의 충전 모듈로 분배하기 위한 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하는 단계; 및
    상기 전력 자원 분배 계획에 따라 상기 제한된 전력 자원이 분배되도록 상기 복수의 충전 모듈을 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하는 단계에서,
    복수의 기준을 순차적으로 적용하여 상기 전력 자원 분배 계획을 구성하며,
    상기 복수의 기준은 적용 순서에 따라 상기 복수의 충전 모듈에 연결된 부하 장치들에 대하여 일정 시간 내에서의 연결 순서를 반영하는 제1 기준, 사용자의 충전시간 및 전력품질에 따른 가격 설정을 반영하는 제2 기준, 사용자의 기본 정보를 활용한 사용자 등급을 반영하는 제3 기준, 일정한 레벨까지 충전이 가장 많이 필요한 부하 장치를 반영하는 제4 기준 및 충전 속도가 가장 빠른 부하 장치를 반영하는 제5 기준을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 충전 모듈을 제어하는 단계에서,
    상기 복수의 충전 모듈을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하고 상기 복수의 충전 모듈로 상기 제어 정보를 송신함으로써 상기 복수의 충전 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제11항에 있어서,
    상기 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하는 단계에서,
    계통의 전력 가격에 연동하여 결정되는 충전 단가가 상기 복수의 충전 모듈 중 어느 한 충전 모듈에 연결된 부하 장치에 대하여 설정된 충전 단가 상한 값보다 낮은 시간대에서 상기 부하 장치로 전력 자원이 분배되도록 상기 전력 자원 분배 계획을 구성 처리하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
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