KR101461067B1 - 전기자동차 충전 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기자동차에 대하여 충전 시간을 분리하여 비연속적으로 충전하는 장치에 관한 것으로서, 전기자동차로 접속하는 접속부(접속부는 접속 상태를 모니터링하는 센서를 포함함) 및 전기자동차로의 비충전 상태가 미리 설정된 연결 해제 시간 이상 지속되면 전기자동차에 대한 충전 커넥션을 해제하되 전기자동차와의 접속이 유지되는 것으로 확인되면 해제된 충전 커넥션을 재연결 설정하는 커넥션 해제부를 포함하는 충전 장치를 제공한다.

Description

전기자동차 충전 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CHARGING ELECTRIC VEHICLE NON-CONTINUOUSLY}
본 발명은 전기자동차에 대한 충전 방법 및 장치에 관한 기술이다.
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 제10-2012-0046490호(2012.5.10)에 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, 전기자동차에 대하여 충전 시간을 분리하여 비연속적으로 충전하는 장치에 있어서, 상기 전기자동차로 접속하는 접속부-상기 접속부는 상기 접속 상태를 모니터링하는 센서를 포함함; 및 상기 전기자동차로의 비충전 상태가 미리 설정된 연결 해제 시간 이상 지속되면 상기 전기자동차에 대한 충전 커넥션을 해제하되 상기 센서의 센싱 값을 통해 상기 접속이 유지되는 것으로 확인되면 상기 충전 커넥션을 해제하지 않거나 해제된 충전 커넥션을 재연결 설정하는 커넥션 해제부를 포함하는 충전 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 접속 상태 모니터링 센서를 포함하는 충전 장치의 전기자동차에 대한 충전 방법에 있어서, 제1 구간 동안 상기 전기자동차로 충전 전류를 공급한 후 제2 구간 동안 비충전 상태로 충전 대기하는 단계; 상기 센서를 통해 상기 전기자동차에 대한 접속 상태를 모니터링하는 단계; 상기 제2 구간 중에 상기 전기자동차로의 비충전 상태가 미리 설정된 연결 해제 시간 이상 지속되면 상기 전기자동차에 대한 충전 커넥션을 해제하되 상기 센서의 센싱 값을 통해 상기 전기자동차에 대한 접속이 유지되는 것으로 확인되면 상기 충전 커넥션을 해제하지 않거나 해제된 충전 커넥션을 재연결 설정하는 단계; 및 상기 충전 대기를 종료하고 제3 구간 동안 상기 전기자동차에 대하여 충전 전류를 공급하는 단계를 포함하는 충전 방법을 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 전기자동차에 대한 충전 장치에 있어서, 상기 전기자동차로의 비충전 상태가 미리 설정된 연결 해제 시간 이상 지속되면 상기 전기자동차에 대하여 설정된 충전 커넥션을 해제하는 커넥션 해제부; 및 상기 전기자동차에 대하여 충전 시간을 분리하여 비연속적으로 충전하되 비충전 상태의 지속 시간을 상기 연결 해제 시간 미만으로 제어하는 충전 제어부를 포함하는 충전 장치을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 제한된 전력 자원을 이용하여 복수의 충전 모듈을 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 충전 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치의 블록도이다.
도 3은 전기자동차 접속을 위한 아웃렛과 플러그의 외형도이다.
도 4는 전기자동차와 충전 장치의 연결 구성도이다.
도 5는 연속 충전 모드에서의 충전 스케줄링 그래프이다.
도 6은 비연속 충전 모드에서의 충전 스케줄링 그래프이다.
도 7은 전기자동차와 충전 장치의 연결 회선도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 충전 장치의 블록도이다.
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 실시예에 따른 충전 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 충전 장치(120)은 전력 공급원(110)으로부터 전력을 공급받고 충전 장치(120)와 연결되어 있는 세 개의 전기자동차(130) 중 적어도 하나의 전기자동차로 충전 전류를 공급한다. 전력 공급원(110)은 계통일 수 있으나, 본 발명은 이로 제한되는 것은 아니다. 충전 장치(120)는 계통과 분리되어 독립적으로 발전하는 디젤 발전기, 태양광 발전기, 풍력 발전기 등의 분산 전원 장치로부터 전력을 공급받을 수도 있다. 또한, 충전 장치(120)는 배터리와 같이 에너지 저장 장치로부터 전력을 공급받을 수도 있다. 물론, 전술한 발전기 등의 조합이 충전 장치(120)로 전력을 공급하는 전력 공급원이 될 수도 있다.
도 1을 참조하면 충전 장치(120)는 전력 공급원(110)으로부터 전력을 공급받고 있다. 충전 장치(120)는 전력 공급원(110)으로부터 전력을 공급받는 것 이외에 전력 공급원(110)을 관리하는 장치(미도시)와 통신을 통해 전력 공급원(110)의 상태 혹은 전력의 공급 가격과 같은 정보를 획득할 수 있다. 전력 공급원(110)의 상태 혹은 전력의 공급 가격 정보 등은 충전 장치(120)가 제한된 전력 자원에 대한 전력 자원 분배 계획을 구성하는데에 있어서 하나의 인자로서 사용될 수 있다.
도 1은 주유소(Gas Station)을 대체하는 전기 자동차 충전소의 일 예시를 나타내고 있다. 전기 자동차 충전소는 충전 장치(120)을 구비하고 계통으로부터 전력을 공급받아 복수의 전기자동차(130)로 전력을 전달하여 각각의 전기자동차(130)에 구비되어 있는 배터리와 같은 저장 장치에서 전기에너지가 저장될 수 있도록 해 준다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(120)의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 충전 장치(120)는 접속부(210), 커넥션 해제부(220), 제어부(230) 등을 포함할 수 있다. 또한, 충전 장치(120)는 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있는 통신부(240)를 더 포함할 수 있다.
접속부(210)는 충전 대상이 되는 전기자동차(130)로 접속하는 구성으로서, 충전 장치(120)는 이러한 접속부(210)를 통해 전기자동차(130)로 충전 전류를 공급한다. 접속부(210)는 충전 전류가 공급되는 도선을 전기자동차(130)의 도선과 연결시키기 위한 아웃렛(outlet)을 포함할 수 있다.
도 3은 전기자동차 접속을 위한 아웃렛과 플러그의 외형도이다.
아웃렛(310)은 충전 장치(120)의 도선들과 연결되어 있으면서 외부 장치와의 연결 경로를 형성한다. 도 3을 참조하면, 아웃렛(310)은 암커넥터 형태로 5개의 홀을 가지고 있다. 각각의 홀은 충전 장치(120)의 도선과 연결된다.
플러그(320)는 아웃렛(310)과 결합하는 커넥터이다. 플러그(320)에서 돌출되어 있는 핀들은 아웃렛(310)에 형성되어 있는 각각의 홀로 삽입된다. 플러그(320)에서 돌출되어 있는 핀들은 뒷단으로 연결되어 있는 도선들과 연결되어 있다. 이러한 플러그(320)의 핀들과 아웃렛(310)의 홀들이 결합하면서 플러그(320)의 핀들에 연결되어 있는 도선들과 아웃렛(310)의 홀들에 연결되어 있는 도선들이 접속된다.
플러그(320)의 뒷단으로 연결되어 있는 케이블은 전기자동차(130)로 연결된다.
도 4는 전기자동차와 충전 장치의 연결 구성도이다.
도 4를 참조하면, 플러그(320)의 뒷단에 연결되어 있는 케이블의 끝에는 커넥터(410)가 구비되어 있다. 커넥터(410)는 전기자동차(130)에 포함되어 있는 인렛(inlet)과 결합할 수 있다. 인렛(inlet)은 전기자동차(130)의 도선들과 연결되어 있고, 커넥터(410)의 결합을 통해 전기자동차(130)의 도선들과 커넥터(410)와 연결되어 있는 케이블을 연결시킨다.
플러그(320)가 충전 장치(120)의 아웃렛(310)에 결합하고, 커넥터(410)가 전기자동차(130)의 인렛(420)에 결합하면, 케이블을 통해 충전 장치(120)의 도선들과 전기자동차(130)의 도선들이 연결된다.
커넥션 해제부(220)는 전기자동차(130)로의 비충전 상태가 미리 설정된 연결 해제 시간 이상 지속되면 전기자동차에 대한 충전 커넥션을 해제한다. 충전 커넥션은 충전 패스 상에 있는 스위치에 의해 설정 및 해제될 수 있다. 또한, 충전 커넥션은 플래그로 설정 및 해제되는 것이어서, 이러한 플래그가 해제된 경우 충전 장치(120)는 전기자동차(130)로 충전 전류를 공급하지 않을 수 있다.
전기자동차(130)의 경우, 144V 혹은 그 이상의 전압으로 고압 충전된다. 또한, 전기자동차(130)의 경우, 배터리 용량이 커서 고속 충전을 위해 고전류로 충전된다. 인체는 이러한 고압 혹은 고전류의 충전 전력에 노출될 때, 치명적인 상처를 입을 수 있다.
충전 장치(120)에서 전기자동차(130)로 접속되는 부분이 해제되는 경우, 충전 전류의 공급 경로가 단절되어 충전이 중단되고, 충전 장치(120)는 비충전 상태에 놓일 수 있다. 충전 장치(120)에서 전기자동차(130)로 접속되는 부분이 해제되는 것은 접속부(210)의 아웃렛(310)에서부터 전기자동차(130)의 인렛(420)까지의 경로 사이에 있는 결합 중 일부가 해제되는 경우 발생하게 된다. 예를 들어, 아웃렛(310)과 플러그(320)의 결합이 해제되거나 커넥터(410)와 인렛(420)의 결합이 해제되는 경우, 충전 장치(120)에서 전기자동차(130)로 접속되는 부분이 해제된다.
이렇게 충전 장치(120)에서 전기자동차(130)로 접속되는 부분이 해제되는 경우, 충전 장치(120)에서의 충전 전류가 인체로 유입될 가능성이 있다. 예를 들어, 인체가 아웃렛(310)에 접촉되거나 커넥터(420)에 접촉되는 상황에서 충전 장치(120)가 충전을 수행하면 인체로 충전 전류가 유입된다. 이 경우, 전술한 바와 같이 고압 혹은 고전류의 충전 전력에 의해 인체는 치명적인 상처를 입게 된다.
커넥션 해제부(220)는 전기자동차(130)로의 비충전 상태가 미리 설정된 연결 해제 시간 이상 지속되면 전기자동차에 대한 충전 커넥션을 해제한다. 이러한 커넥션 해제부(220)를 통해 충전 장치(120)는 충전 커넥션을 해제하여 충전 전류가 유출되지 않게 함으로써 전술한 문제들을 예방할 수 있다.
충전 커넥션이 충전 패스 상에 있는 스위치에 의해 설정 및 해제되는 경우, 커넥션 해제부(220)는 스위치를 오프시켜 충전 커넥션을 해제할 수 있다. 충전 커넥션이 플래그로 설정 및 해제되는 경우, 커넥션 해제부(220)는 플래그를 해제처리하여 충전 커넥션을 해제할 수 있다. 이 경우, 충전 장치(120)는 플래그가 해제된 것을 파악하여 전기자동차(130)로 충전 전류가 공급되지 않도록 제어한다.
충전 커넥션은 접속부(210)가 전기자동차(130)로 접속할 때 설정될 수 있다. 따라서, 커넥션 해제부(220)에 의해 충전 커넥션이 해제된 경우, 사용자는 접속부(210)에 대하여 전기자동차(130)로의 물리적인 접속을 해제했다가 다시 접속시키는 방식으로 충전 커넥션을 재설정할 수 있다.
한편, 충전 장치(120)는 충전 시간을 분리하여 비연속적으로 전기자동차(130)를 충전할 수 있다. 충전 시간을 분리하여 충전한다는 것은 예를 들어, 100A로 2시간 충전한다고 할 때, 100A로 충전 예정된 2시간 중 1시간 동안 충전하고, 30분 동안 비충전 상태로 대기하다가 100A로 나머지 1시간을 충전하는 것이다. 충전 장치(120)는 충전과 비충전 상태를 제어할 수 있으므로, 연속적인 충전도 가능하다. 이러한 충전 제어는 제어부(230)에서 수행될 수 있다.
충전 장치(120)는 하나 이상의 전기자동차(130)와 접속할 수 있고, 제어부(230)는 이러한 하나 이상의 전기자동차에 대한 시간대별 충전 우선 순위 정보를 포함하는 스케줄 정보에 따라 전기자동차(130)에 대한 충전을 제어할 수 있다.
충전 우선 순위 정보에는 충전 장치(120)가 접속한 전기자동차들의 SOC(state-of-charge) 정보, 각 전기자동차가 지불하는 충전 비용, 긴급 충전 정보 등이 포함되어 있을 수 있다. 제어부(230)는 이러한 충전 우선 순위 정보에 따라 각각의 전기자동차에 대하여 충전 스케줄을 정하고 이에 따라 각각의 전기자동차에 대한 충전을 제어한다. 예를 들어, 충전 장치(120)가 접속한 제1 전기자동차, 제2 전기자동차, 제3 전기자동차에 대하여 제1 전기자동차의 SOC가 30%이고, 다른 전기자동차의 SOC가 90%일 때, 제어부(230)는 제1 전기자동차가 먼저 충전될 수 있도록 충전 스케줄을 결정할 수 있다.
제어부(230)는 충전 모드를 비연속 충전 모드와 연속 충전 모드로 구분하고, 비연속 충전 모드에서는 충전 우선 순위 정보에 따라 전기자동차(130)에 대하여 시간대별로 충전과 비충전을 교번하도록 제어하고, 연속 충전 모드에서는 충전 우선 순위 정보에 따라 전기자동차(130)에 대한 시간대별 충전 전류량을 다르게 제어할 수 있다.
도 5는 연속 충전 모드에서의 충전 스케줄링 그래프이다.
도 5의 그래프에서 참조번호 510은 제1 전기자동차의 충전 스케줄 그래프이고, 참조번호 520은 제2 전기자동차의 충전 스케줄 그래프이며, 참조번호 530은 제3 전기자동차의 충전 스케줄 그래프이다.
도 5를 참조하면, 제어부(230)는 충전 장치(120)의 공급 가능 충전 전류 중 제1 전기자동차에 대하여 먼저 제1 전기자동차가 수신할 수 있는 최대 충전 전류를 공급하고, 제2 전기자동차 및 제3 전기자동차에 대하여 각각 나머지 공급 가능 충전 전류 중 일부를 분배하여 충전하고 있다. 제어부(230)는 계속해서 제1 전기자동차에 대한 충전이 종료되면, 제2 전기자동차에 대하여 제2 전기자동차가 수신할 수 있는 최대 충전 전류를 공급하고, 제3 전기자동차에 대하여 나머지 공급 가능 충전 전류로 충전한다. 제2 전기자동차에 대한 충전이 종료되면, 마지막으로 제어부(230)는 제3 전기자동차에 대하여 제3 전기자동차가 수신할 수 있는 최대 충전 전류를 공급한다.
이러한 충전 스케줄링에서 제3 전기자동차는 충전이 개시된 순간부터 충전이 종료되는 순간까지 계속해서 충전이 진행된다. 하지만 제1 전기자동차와 제2 전기자동차가 최대 충전 전류를 공급받고 있는 시간대에서 제3 전기자동차는 충전 장치(120)의 공급 가능 충전 전류 중 제1 전기자동차와 제2 전기자동차로 공급된 나머지 전류만을 공급받게 된다.
충전 전류의 크기에 따라 충전 효율이 달라질 수 있는데, 도 5와 같은 충전 스케줄 그래프에서 제3 전기자동차는 일부 충전 구간에서 낮은 충전 효율로 충전될 수 있다.
도 6은 비연속 충전 모드에서의 충전 스케줄링 그래프이다.
도 6의 그래프에서 참조번호 610은 제3 전기자동차의 충전 스케줄 그래프이고, 참조번호 620은 제1 전기자동차에 대한 충전 스케줄 그래프이며, 참조번호 630은 제2 전기자동차에 대한 충전 스케줄 그래프이다.
도 6을 참조하면, 제어부(230)는 제3 전기자동차를 충전하고 있다가 제1 전기자동차가 충전되는 시점에서는 제3 전기자동차에 대한 충전을 종료한다. 또한, 제어부(230)는 제1 전기자동차가 충전을 종료하면 다시 제3 전기자동차에 대하여 충전을 하고, 제3 전기자동차를 충전하고 있다가 제2 전기자동차가 충전되는 시점에서는 제3 전기자동차에 대한 충전을 종료한다. 그리고, 제어부(230)는 제2 전기자동차에 대한 충전이 종료되면 제3 전기자동차에 대한 충전을 재개한다.
이러한 충전 스케줄링에서 제3 전기자동차는 비연속적으로 충전이 진행된다. 제어부(230)는 비연속 충전 모드에서 제3 전기자동차로 최대 충전 효율에 해당되는 충전 전류를 비연속적으로 공급할 수 있다.
제어부(230)가 비연속적으로 충전을 진행하는 경우, 충전 기간 중 비연속 충전 상태로 유지되는 기간에서 커넥션 해제부(220)에 의해 충전 커넥션이 해제될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 제3 전기자동차에 대한 충전 스케줄 그래프를 참조하면, 제어부(230)는 제3 전기자동차에 대하여 일부 비충전 기간을 포함하면서 충전을 진행하게 되는데, 이러한 비충전 기간이 커넥션 해제부(220)에 설정되어 있는 연결 해제 시간 이상이 되는 경우, 커넥션 해제부(220)는 충전 커넥션을 해제할 수 있다. 충전 커넥션이 해제되는 경우, 제어부(230)는 충전 커넥션이 해제된 전기자동차로 충전 전류를 공급할 수 없게 된다.
도 7은 전기자동차와 충전 장치의 연결 회선도이다.
도 7을 참조하면, 충전 장치(120)와 전기자동차(130) 사이에는 5개의 연결 회선이 있다. 도 7을 참조하면, 5개의 연결 회선은 PP(Proximity Pin, 710), CP(Communication Pin, 720), DC+(730), DC-(740), PE(Protective Earth, 750)를 포함할 수 있다. 충전 장치(120)의 제어부(230)와 연결되어 있는 PP(710), CP(720), DC+(730) 및 DC-(740) 회선은 전기자동차(130)의 수전부(770)와 연결되어 있다. PE(750)는 두 장치(120, 130)의 접지를 연결하는 회선이다.
도 7을 계속해서 참조하면, 충전 전류가 흐르는 충전 패스(730, 740)에는 스위치(780)가 설치되어 있다. 충전 장치(120)는 이러한 스위치(780)을 이용하여 충전 커넥션을 설정 및 해제할 수 있다. 물론, 도 7의 구성예에서 스위치(780)를 충전 커넥션을 위한 용도가 아닌 다른 용도로 사용할 수도 있다. 이렇게 스위치(780)가 다른 용도로 사용되는 경우, 제어부(230)는 메모리에 있는 플래그를 이용하여 충전 커넥션을 설정 및 해제할 수도 있다.
제어부(230)는 DC+(730) 및 DC-(740) 회선을 이용하여 충전 전류를 전기자동차(130)의 수전부(770)로 공급하는데, 제어부(230)는 전력 공급원(110)의 전력을 전기자동차(130)의 수전부(770)가 수신할 수 있는 전력의 형태로 변환하기 위한 전력변환유니트를 내부적으로 포함하고 있을 수 있다. 이러한 전력변환유니트는 AC를 DC로 정류하거나 저압의 DC 전압을 고압의 DC로 변환하는 것과 같은 전력변환 기능을 수행할 수 있다.
제어부(230)는 PP(710) 회선을 통해 충전 장치(120)와 전기자동차(130)의 접속 상태를 모니터링할 수 있다. 도 7에서는 접속부(210)가 도시되지 않았으나 도 7에 도시된 5개의 회선은 접속부(210)를 통해 전기자동차(130)로 연결된다. 접속부(210)는 PP(710) 회선과 연결되어 있는 접속 상태 모니터링 센서를 포함할 수 있다. 이러한 접속 상태 모니터링 센서를 통해 충전 장치(120)와 전기자동차(130)에 대한 접속 상태가 센싱되고 센싱된 값은 PP(710) 회선을 통해 제어부(230)로 전달될 수 있다. 접속 상태 모니터링 센서는 전기 혹은 자기 필드를 형성하여 물체의 근접성을 판단하는 근접 센서일 수 있으나 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다.
접속부(210)는 PP(710) 회선을 포함하고 있는 것으로 해석될 수도 있다. 이때, PP(710) 회선이 접속 상태 모니터링 센서가 될 수 있다. 이때, 접속부(210)가 PP(710) 회선을 통해 충전 장치(120)와 전기자동차(130)의 접속 상태를 모니터링하는 것으로 해석할 수도 있다. 접속부(210) 혹은 제어부(230)는 PP(710) 회선을 통해 전기자동차(130)와 특정 전기 신호를 송신 혹은 수신할 수 있는지 여부에 따라 충전 장치(120)와 전기자동차(130) 사이의 접속 상태를 판단할 수도 있다.
커넥션 해제부(220)는 전기자동차(130)로의 비충전 상태가 미리 설정된 연결 해제 시간 이상 지속되면 전기자동차(130)에 대한 충전 커넥션을 해제하되 센서의 센싱 값을 통해 충전 장치(120)와 전기자동차(130)의 접속이 유지되는 것으로 확인되면 충전 커넥션을 해제하지 않거나 해제된 충전 커넥션을 재연결 설정할 수 있다. 커넥션 해제부(220)는 충전 커넥션을 해제하기 전에 센서의 센싱 값을 통해 접속 유지 상태를 확인하고 접속 유지 상태가 유지되는 것으로 판단되면 충전 커넥션을 해제하지 않을 수 있다. 또한 커넥션 해제부(220)는 충전 커넥션이 해제된 이후에 자체적으로 혹은 다른 프로세스(예를 들어, 제어부(230))의 요청에 따라 센서의 센싱 값을 통해 접속 유지 상태를 확인하고 해제된 충전 커넥션을 재연결 설정할 수 있다.
충전 장치(120)가 비연속적으로 전기자동차(130)를 충전할 수 있는데, 이러한 과정에서 비충전 상태가 일정 시간 이상 지속될 수 있다. 비충전 상태가 일정 시간 이상 지속되면 안전을 위해 커넥션 해제부(220)에서 충전 커넥션을 해제할 수 있다. 이때, 충전 커넥션이 해제되면 비연속 충전에서 충전 장치(120)는 더 이상 충전을 재개할 수 없게 되는데, 이러한 문제를 해결하기 위해 커넥션 해제부(220)는 센서의 센싱 값을 통해 충전 장치(120)와 전기자동차(130) 사이의 접속이 유지되는 것으로 판단되면 충전 커넥션을 해제하지 않거나 해제된 충전 커넥션을 재연결 설정할 수 있다.
충전 장치(120)는 데이터를 송수신하는 통신부(240)를 더 포함할 수 있으며, 충전 장치(120)는 통신부(240)를 통해 전기자동차(130)로부터 배터리 SOC(state-of-charge) 정보를 포함한 충전 정보를 수신하고 이러한 충전 정보를 이용하여 전기자동차(130)에 대한 충전을 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 방법의 흐름도이다. 도 8에 도시된 충전 방법의 흐름은 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한 충전 장치(120)에 의해 수행될 수 있다. 도 8에 도시된 충전 방법을 수행하는 충전 장치(120)는 충전 장치(120)와 전기자동차(130)의 접속 상태를 모니터링하는 센서를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 충전 장치(120)는 제1 구간 동안 전기자동차(130)로 충전 전류를 공급한(S800) 후 제2 구간 동안 비충전 상태로 충전 대기한다(S802).
그리고, 충전 장치(120)는 센서를 통해 전기자동차(130)에 대한 접속 상태를 모니터링한다(S804).
충전 장치(120)는 제2 구간 중에 전기자동차(130)로의 비충전 상태가 미리 설정된 연결 해제 시간 이상 지속되면(S806에서 YES) 전기자동차(130)에 대한 충전 커넥션을 해제한다(S808). 그리고, 충전 장치(120)는 센서의 센싱 값을 통해 충전 장치(120)와 전기자동차(130)의 접속이 유지되는 것으로 확인되면(S810에서 YES) 해제된 충전 커넥션을 재연결 설정한다(S812).
S806 단계에서 비충전 상태 시간이 연결 해제 시간보다 작거나(S806에서 NO) S812 단계에서 충전 커넥션이 재연결 설정된 경우 충전 장치(120)는 전기자동차(130)에 대한 충전 대기를 종료하고 제3 구간 동안 전기자동차(130)에 대하여 충전 전류를 공급한다(S814).
S810 단계에서 센서의 센싱 값을 통해 충전 장치(120)와 전기자동차(130)의 접속이 유지되는 것으로 확인되지 않으면(S810에서 NO) 충전 장치(120)는 전기자동차(130)에 대한 충전을 종료한다.
도 8에서는 충전 장치(120)가 S806의 YES, S808 및 S810의 YES 단계에서 비충전 상태 시간이 연결 해제 시간 이상이어서 충전 커넥션이 해제된 후에 센서의 센싱 값을 통해 전기자동차(130)에 대한 접속이 유지되는 것으로 확인되면 해제된 충전 커넥션을 재연결 설정하는 것으로 도시되고 있다. 하지만, 충전 장치(120)는 비충전 상태 시간이 연결 해제 시간이더라도 센서의 센싱 값을 통해 전기자동차(130)에 대한 접속이 유지되는 것으로 확인되면 충전 커넥션을 해제하지 않을 수 있다.
도 8에 도시된 충전 및 비충전에 대한 제1 내지 제3 구간의 길이는 스케줄 정보에 따라 결정될 수 있다. 이때, 충전 장치(120)는 하나 이상의 전기자동차와 접속하는 장치이고, 하나 이상의 전기자동차에 대한 시간대별 충전 우선 순위 정보를 포함하는 스케줄 정보를 미리 저장하거나 다른 장치로부터 수신할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 방법에 대해 도 8을 참조하여 설명하면서 각 단계별로 순서대로 설명하였으나, 본 발명은 이러한 순서로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 충전 장치(120)가 센서를 통해 전기자동차(130)에 대한 접속 상태를 모니터링하는 단계(S804)는 S802와 S806 사이에서 수행되는 단계는 아니며 다른 단계보다 먼저, 다른 단계 이후에 혹은 다른 단계와 동시에 수행될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 충전 장치의 블록도이다.
도 9를 참조하면, 충전 장치(120)는 커넥션 해제부(910) 및 충전 제어부(920)를 포함할 수 있다. 또한, 충전 장치(120)는 다른 장치와 데이터를 송수신하는 통신부(930)를 더 포함할 수 있다.
커넥션 해제부(910)는 전기자동차(130)로의 비충전 상태가 미리 설정된 연결 해제 시간 이상 지속되면 전기자동차(130)에 대하여 설정된 충전 커넥션을 해제할 수 있다. 충전 커넥션은 충전 패스 상에 있는 스위치에 의해 설정 및 해제될 수 있다. 또한, 충전 커넥션은 플래그로 설정 및 해제되는 것이어서, 이러한 플래그가 해제된 경우 충전 장치(120)는 전기자동차(130)로 충전 전류를 공급하지 않을 수 있다.
충전 커넥션은 접속부(210)가 전기자동차(130)로 접속할 때 설정될 수 있다. 따라서, 커넥션 해제부(220)에 의해 충전 커넥션이 해제된 경우, 사용자는 접속부(210)에 대하여 전기자동차(130)로의 물리적인 접속을 해제했다가 다시 접속시키는 방식으로 충전 커넥션을 재설정할 수 있다.
충전 제어부(920)는 전기자동차(130)에 대하여 충전 시간을 분리하여 비연속적으로 충전하되 비충전 상태의 지속 시간을 연결 해제 시간 미만으로 제어할 수 있다.
충전 장치(120)는 하나 이상의 전기자동차와 접속하는 장치이고, 충전 제어부(920)는 이러한 하나 이상의 전기자동차에 대한 시간대별 충전 우선 순위 정보를 포함하는 스케줄 정보에 따라 전기자동차(130)에 대한 충전을 제어할 수 있다.
충전 제어부(920)는 충전 모드를 비연속 충전 모드와 연속 충전 모드로 구분하고, 비연속 충전 모드에서는 충전 우선 순위 정보에 따라 전기자동차(130)에 대하여 시간대별로 충전과 비충전을 교번하도록 제어하고 연속 충전 모드에서는 충전 우선 순위 정보에 따라 전기자동차(130)에 대한 시간대별 충전 전류량을 다르게 제어할 수 있다.
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 (16)

  1. 둘 이상의 전기자동차로 접속하는 접속부;
    상기 둘 이상의 전기자동차 중 한 전기자동차의 비충전 상태가 미리 설정된 연결 해제 시간 이상 지속되면 상기 한 전기자동차에 대한 충전 커넥션을 해제하는 커넥션 해제부; 및
    상기 둘 이상의 전기자동차에 대한 시간대별 충전 우선 순위 정보를 포함하는 스케줄 정보에 따라 상기 둘 이상의 전기자동차에 대한 충전을 제어하는 스케줄링 충전 제어부를 더 포함하되,
    상기 스케줄링 충전 제어부는 충전 모드를 비연속 충전 모드와 연속 충전 모드로 구분하고, 상기 비연속 충전 모드에서는 상기 충전 우선 순위 정보에 따라 상기 둘 이상의 전기자동차에 대하여 시간대별로 충전과 비충전을 교번하도록 제어하고 상기 연속 충전 모드에서는 상기 충전 우선 순위 정보에 따라 상기 둘 이상의 전기자동차에 대한 시간대별 충전 전류량을 다르게 제어하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전 커넥션은 충전 패스 상에 있는 스위치에 의해 설정 및 해제되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전 커넥션은 플래그로 설정 및 해제되고,
    상기 장치는 상기 플래그가 해제된 경우 상기 한 전기자동차로 충전 전류를 공급하지 않는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충전 커넥션은 상기 접속부가 상기 한 전기자동차로 접속할 때 설정되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접속부는 각 전기자동차로의 접속 상태를 모니터링하는 센서를 포함하고,
    상기 커넥션 해제부는,
    비연속 충전 모드에서 상기 센서의 센싱 값을 통해 상기 한 전기자동차로의 접속이 유지되는 것으로 확인되면 상기 충전 커넥션을 해제하지 않거나 해제된 충전 커넥션을 재연결 설정하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    데이터를 송수신하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 통신부를 통해 각 전기자동차로부터 배터리 SOC(state-of-charge) 정보를 포함한 충전 정보를 수신하고 상기 충전 정보를 이용하여 각 전기자동차에 대한 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100534719B1 (ko) * 2003-12-30 2005-12-07 현대자동차주식회사 전기자동차의 충전 제어장치 및 방법
KR20110087624A (ko) * 2010-01-26 2011-08-03 주식회사 포스코아이씨티 전기 자동차 충전 시스템 및 방법
JP2011244661A (ja) * 2010-05-21 2011-12-01 Japan System Bank Corp 電気自動車用充電装置におけるセーフティ機構
JP2011244630A (ja) * 2010-05-20 2011-12-01 Nissin Electric Co Ltd 電気自動車の充電制御システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100534719B1 (ko) * 2003-12-30 2005-12-07 현대자동차주식회사 전기자동차의 충전 제어장치 및 방법
KR20110087624A (ko) * 2010-01-26 2011-08-03 주식회사 포스코아이씨티 전기 자동차 충전 시스템 및 방법
JP2011244630A (ja) * 2010-05-20 2011-12-01 Nissin Electric Co Ltd 電気自動車の充電制御システム
JP2011244661A (ja) * 2010-05-21 2011-12-01 Japan System Bank Corp 電気自動車用充電装置におけるセーフティ機構

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