KR101777150B1 - 전기자동차 충전시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중연계된 복수의 에너지 저장장치 각각의 전력 충전 상태를 일정하게 유지할 수 있도록 하여, 상용 전력공급이 부족하고 기후 및 자연환경이 열악한 지역에서도 안정하게 전기자동차를 충전할 수 있는 전기자동차 충전시스템에 관한 것으로,
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전시스템은,
다중연계된 복수의 에너지 저장장치 각각의 전력 충전 상태를 일정하게 유지하며, 전기자동차의 배터리에 전력을 공급하는 전력 공급부; 상기 전력 공급부에 연결되며, 병렬로 배열된 복수의 포트를 구비하는 충전부; 상기 충전부의 충전 방식, 충전 시작 시간을 입력받는 입력부; 상기 충전부를 통해 충전되는 전기자동차의 배터리의 충전상태 및 충전량을 표시하는 표시부; 및, 상기 충전부에 연결되며, 전력의 공급을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기자동차 충전시스템 {CHARGING SYSTEM OF ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기자동차 충전시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다중연계된 복수의 에너지 저장장치 각각의 전력 충전 상태를 일정하게 유지할 수 있도록 하여, 상용 전력공급이 부족하고 기후 및 자연환경이 열악한 지역에서도 안정하게 전기자동차를 충전할 수 있는 전기자동차 충전시스템에 관한 것이다.
종래 자동차의 원료인 석유의 사용으로 인하여 이산화탄소의 배출이 증가되고, 이로 인한 지구온난화현상이 지속화되면서 이상기후현상이 발생되면서 이산화탄소의 배출을 줄이기 위해 자동차 제조 기술이 발전하여 주로 친환경적인 차량에 대한 관심과 그로 인한 생산 기술의 연구가 많이 이루어지고 있다.
이러한 친환경적인 차량으로 전기모터와 가솔린 엔진 등을 같이 사용하는 하이브리드 차가 이미 상용화되어 판매되고 있으며, 그 밖에 수소연료차, 전기차에 관한 연구 등이 활발히 진행되고 있다.
상용차로서 하이브리드차 다음으로 많이 연구가 집중되고 있는 분야가 바로 전기모터로만 동작하는 전기자동차에 관한 연구이다.
이러한 전기자동차 또는 EV(electric vehicle)는 석유연료를 이를 기반한 엔진을 사용하는 것이 아니라, 전기충전기와 전기모터를 사용하는 자동차를 말한다.
전기자동차는 석유원료를 대신하여 내부에 충전기에 전기를 공급하여야 하는데 통상적으로 주차된 상태에서 일반적인 충전시스템에 의해 전기자동차 내부의 배터리를 충전한다.
이렇게 개발된 전기자동차를 상용화하여 활성화하기에는 몇가지 문제가 있는데, 이중 가장 많이 논의되고 있는 문제점 중의 하나는 아직까지는 이러한 충전시설이 미비하다는 점이다.
특히, 기후 및 자연 환경이 열악하고 전력 에너지 자원이 풍부하지 못한 해외 지역, 특히 중앙 아시아 및 러시아와 같은 극한 환경 지역에서는 전력 에너지 사용에 많은 비용을 지불하고 있으므로, 이들 지역에서의 전기자동차 충전시설 구축은 더욱더 어려운 실정이다.
본 발명은 다중연계된 복수의 에너지 저장장치 각각의 전력 충전 상태를 일정하게 유지할 수 있도록 하여, 상용 전력공급이 부족하고 기후 및 자연환경이 열악한 지역에서도 안정하게 전기자동차를 충전할 수 있는 전기자동차 충전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전시스템은,
다중연계된 복수의 에너지 저장장치 각각의 전력 충전 상태를 일정하게 유지하며, 전기자동차의 배터리에 전력을 공급하는 전력 공급부; 상기 전력 공급부에 연결되며, 병렬로 배열된 복수의 포트를 구비하는 충전부; 상기 충전부의 충전 방식, 충전 시작 시간을 입력받는 입력부; 상기 충전부를 통해 충전되는 전기자동차의 배터리의 충전상태 및 충전량을 표시하는 표시부; 및, 상기 충전부에 연결되며, 전력의 공급을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 전력 공급부는,
태양광 발전 및 풍력 발전을 포함하는 신재생 에너지 발전에 의해 전력을 생성하고 저장하는 복수의 에너지 저장장치; 상기 복수의 에너지 저장장치 각각의 잔존 전력량과 기설정된 기준 전력량을 비교하여, 상기 복수의 에너지 저장장치 중 적어도 어느 하나의 잔존 전력량이 상기 기준 전력량 이하인 경우, 상기 복수의 에너지 저장장치 중 잔존 전력량이 가장 큰 에너지 저장장치가 상기 기준 전력량 이하인 에너지 저장장치로 전력을 공급하도록 제어하는 에너지 운영 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 복수의 에너지 저장장치 각각은, 태양광 발전기와 풍력 발전기를 포함하는 전력 발생부와, 상기 전력 발생부에 의해 발생된 전력을 저장하는 전력 저장부와, 상기 전력 저장부에 저장된 전력의 잔존량을 산출하여 잔존 전력량 데이터를 생성하는 전력 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 풍력 발전기는 수직축 풍력터빈을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 에너지 운영 서버는, 상기 전력 관리부로부터 잔존 전력량 데이터를 수신하여 기설정된 기준 전력량을 비교하고, 잔존 전력량이 큰 것부터 작은 순으로 또는 잔존 전력량이 작은 것부터 큰 순으로 순차적으로 정리하는 에너지레벨 비교모듈; 상기 에너지레벨 비교모듈의 결과 데이터를 이용하여 상기 복수의 에너지 저장장치 중 어느 하나의 에너지 저장장치로부터 다른 에너지 저장장치로 전력을 공급할 것을 지시하는 충전 메시지를 생성하는 에너지레벨 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 에너지레벨 제어모듈은, 잔존 전력량이 n번째 큰 에너지 저장장치가 잔존 전력량이 n번째로 작은 에너지 저장장치로 전력을 공급하도록 충전 메시지를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 에너지 저장장치는 외부에 태양광 발전기와 풍력 발전기가 설치된 컨테이너형 하우스 또는 컨테이너형 스마트팜인 것을 특징으로 한다.
기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 다중연계된 복수의 에너지 저장장치 각각의 전력 충전 상태를 일정하게 유지할 수 있도록 하여, 상용 전력공급이 부족하고 기후 및 자연환경이 열악한 지역에서도 안정하게 전기자동차를 충전할 수 있는 전기자동차 충전시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전시스템이 도시된 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전시스템이 도시된 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전시스템의 전력 공급부가 도시된 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전시스템의 전력 공급부가 도시된 개념도이다.
도 6은 에너지 저장장치(ESS)가 적용된 컨테이너 하우스가 도시된 개념도이다.
도 7은 에너지 저장장치(ESS)가 적용된 컨테이너형 스마트팜이 도시된 개념도이다.
도 8은 에너지 저장장치가 도시된 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전시스템에서 전력 공급부의 동작 과정이 도시된 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 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 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 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 발명에서, '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. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전시스템을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전시스템이 도시된 블록도이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전시스템이 도시된 개념도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전시스템의 전력 공급부가 도시된 블록도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 충전시스템의 전력 공급부가 도시된 개념도이다. 도 6은 에너지 저장장치(ESS)가 적용된 컨테이너 하우스가 도시된 개념도이다. 도 7은 에너지 저장장치(ESS)가 적용된 컨테이너형 스마트팜이 도시된 개념도이다. 도 8은 에너지 저장장치가 도시된 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전시스템은, 전력공급부(1100), 충전부(1200), 입력부(1300), 표시부(1400), 제어부(1500)를 포함한다.
전력공급부(1100)는 충전부(1200)를 통해 전기자동차의 배터리에 전력을 공급한다. 전력공급부(1100)는 전기를 안전하게 사용하기 위하여 누전차단기나 배선용차단기가 설치된 분전반을 포함하며, 외부전원을 이용하는 경우 사용량을 검침할 수 있도록 전기계기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 전력공급부(1100)는 외부에서 전력을 공급받아서 전기자동차를 충전하는 것이 아니라, 자체적으로 태양광 에너지, 풍력 에너지와 같은 신재생 에너지를 발생 저장하여 전기자동차를 충전한다.
본 발명의 실시예에서 전력공급부(1100)는, 다수의 독립 구조물이 각각 자체적으로 전력을 발생 저장하며, 다수의 독립 구조물 간에 전력을 분배하도록 연계된 다중연계 전력공급 시스템으로 구성된다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 전력공급부(1100)에 대해서는 후술하도록 하겠다.
충전부(1200)는 전력공급부(1100)에 연결되어, 전력공급부(1100)로부터 공급받은 전력을 주차영역(또는 충전영역)에 주차된 전기자동차의 배터리에 공급한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 충전부(1200)는 2개 이상의 포트를 구비한다. 2개 이상의 포트는 각각 전기 자동차에 연결되어 2개 이상의 전기 자동차를 편리하게 충전할 수 있다.
충전부(1200)가 전기 자동차를 충전하는 방식은 고속 충전 방식 및 저속 충전 방식이 있다. 고속 충전 방식 및 저속 충전 방식은 전력 공급부(1100)가 전기자동차의 배터리를 일정수준까지 재충전하는데 걸리는 충전 시간과 인가되는 전압에 따라 구분된다.
충전부의 복수의 포트는 각각 고속충전유닛 또는 저속충전유닛을 구비한다. 고속충전유닛은 전기자동차의 배터리에 100V이상 450V이하의 직류전압을 인가한다. 고속충전유닛은 전력공급부(1100)로부터 공급받은 전압, 예를 들어 교류 삼상의 380V의 전압을 입력받아서 고속충전이 가능한 전압, 예를 들어 400~450V의 직류전압으로 변압하여 전기자동차에 충전하는 것으로, 통상 충전시간이 15~30분 정도 걸린다.
고속충전을 위하여 충전 구역 내에 고속충전지역을 지정하고, 전기자동차의 배터리에 고속으로 충전을 원하는 소유자가 입력부(1300)를 통해 충전을 원하는 시간 및 용량을 지정하면, 고속충전유닛은 직류 400~450V의 전력을 공급하여 전기자동차의 배터리를 충전할 수 있다.
저속충전유닛은 전기자동차의 배터리에 220V의 교류전압을 인가한다. 저속충전유닛은 전력공급부(1100)로부터 공급받은 전압, 예를 들어 교류 단상의 220V의 전압을 입력받아서 저속충전이 가능한 전압, 예를 들어 220V의 교류단상전압으로 변압하여 전기자동차에 충전하는 것으로, 통상 충전시간이 5~6시간 정도 걸린다.
저속충전을 위하여 충전 구역 내에 저속충전지역으로 지정된 구역에 주차된 전기자동차의 배터리에 충전을 원하는 소유자가 입력부(1300)를 통해 충전을 원하는 시간 및 용량을 지정하면, 저속충전유닛은 교류 220V의 전력을 공급하여, 전기자동차의 배터리를 충전할 수 있다.
입력부(1300)는 충전부(1200)가 전기 자동차를 충전하는 방식 및 충전 시간을 입력받는다.
표시부(1400)는 충전부(1200)를 통해 충전되는 전기자동차의 배터리의 충전상태 및 충전량을 표시한다. 사용자는 표시부를 통하여 자신의 자동차의 배터리 충전 상태 및 현재 충전량, 충전 예상 시간, 예상되는 요금 등을 확인할 수 있다. 입력부(1300)에 입력된 정보 및 표시부(1400)에 표시된 정보는 사용자의 휴대 단말로 전송되어, 사용자는 충전 상태를 실시간으로 확인할 수 있다.
제어부(1500)는 충전부에 연결되며, 전력의 공급을 제어한다. 충전부(1200)에 구비된 복수의 포트에 복수의 전기 자동차가 연결되면, 복수 개의 전기 자동차는 순차적으로 충전된다. 제어부(1500)는 전기 자동차의 정보가 입력된 시점 및 입력된 충전 시작 시간을 토대로 복수의 전기 자동차의 충전 시간을 스케줄링하며, 각각의 포트에 대하여 전력 공급을 제어한다. 제어부(1500)는 하나의 전기자동차 배터리에 대하여 충전이 완료되거나 사용자가 충전 용량만큼 충전이 완료되면, 충전이 완료된 전기자동차의 배터리에 공급되는 전기를 차단한다.
충전이 완료되면, 표시부(1400)는 충전완료를 표시하고, 사용자에게 충전 완료를 통지하여 충전구역에 입고하지 못한 대기 중인 전기자동차의 주차를 위하여 충전된 전기자동차의 빠른 이동이 가능하도록 한다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 전력공급부(1100)에 대해서 설명한다.
본 발명의 실시예에서 전력공급부(1100)는, 도 3에 예시된 바와 같이, 다수의 독립 구조물이 각각 자체적으로 전력을 발생 저장하며, 다수의 독립 구조물 간에 전력을 분배하도록 연계된 다중연계 전력공급 시스템으로 구성된다. 즉, 각각의 독립 구조물은 에너지 저장장치를 구비하며, 각각의 에너지 저장장치는 전력 충전 상태가 일정하도록 유지된다. 여기서, “전력 충전 상태가 일정”하다는 것은 모든 에너지 저장장치의 전력 충전 상태가 동일하다는 것을 의미하는 것이 아니라, 기준치를 기준으로 일정 범위를 유지하는 것을 의미한다.
본 발명의 실시예에서 전력공급부(1100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 에너지 저장장치(100) 및 에너지 운영 서버(200)를 포함한다.
복수의 에너지 저장장치(ESS: Energy Storage System)(100: 100a ~ 100e) 각각은 전력을 생성하고 저장하는 장치이며, 자체적으로 전력을 발생 저장하는 독립 구조물에 적용될 수 있다. 이러한 독립 구조물은, 예를 들어 도 6에 예시된 바와 같은 컨테이너형 하우스일 수 있으며, 또는 도 7에 예시된 바와 같은 컨테이너형 스마트팜(smart farm)일 수 있다.
도 6에 도시된 컨테이너형 하우스는, 컨테이너에서 주거가 가능하도록 개량하여 사용자가 원하는 곳에서 쉽게 시공이 가능하고, 컨테이너 내부에는 사용자를 위한 가구, 가전, 화장실 등이 구비된다.
컨테이너 외부에는 태양광 발전기(111)와 풍력 발전기(112)가 설치되고, 태양광 발전기(111)와 풍력 발전기(112)에서 발생한 전력을 저장하여 하우스 내부에서 사용되는 모든 전원에 적용되도록 한다.
컨테이너형 하우스는 전기 인프라가 갖추어지지 않은 곳에서 주거 생활에 최소한 필요하다고 생각되는 전력 부하(예를 들어, 일일 부하량 :1.5KWh, 배터리 100AH 8대 기준)를 만족할 수 있도록 설계될 수 있고, 날 씨와 시간대에 발전량 변동성의 단점을 보완하기 위해 태양광 발전기(111)와 풍력 발전기(112)가 하이브리드형으로 장착되어 있다.
도 7에 도시된 컨테이너형 스마트팜은, 신재생에너지를 활용하여 외부로부터 에너지 공급 없이 수경재배를 수행할 수 있는 독립형 신재생에너지를 활용한 컨테이너형 스마트팜으로, 컨테이너 내부에 수경재배 방식으로 식물을 재배할 수 있는 수경재배부(A)가 하나 또는 다수개 설치될 수 있다. 수경재배부는 동일 평면상에 설치될 수도 있으나, 공간 활용을 위하여 적층된 형태로 배치될 수 있다. 그리고 수경재배부의 일측 하단에는 물의 배출을 위한 배출공이 형성된다.
컨테이너 외부에는 태양광 발전기(111)와 풍력 발전기(112)가 설치되고, 태양광 발전기(111)와 풍력 발전기(112)에서 발생한 전력을 저장하여 하우스 내부에서 사용되는 모든 전원에 적용되도록 한다.
다시 도 4를 참조하면, 각각의 에너지 저장장치(100a ~ 100e)는 전술한 컨테이너형 하우스 또는 컨테이너형 스마트팜에 적용된 발전 시설에 의해 생성된 전력을 저장하는 저장장치이며, 각각의 컨테이너형 하우스 또는 컨테이너형 스마트팜에 하나의 에너지 저장장치를 구비하게 된다.
각각의 에너지 저장장치(100a ~ 100e)는 각각 독립적으로 발전하여 에너지를 생성 저장하지만, 공통의 전력 배선(L)에 의해 연결되어, 어느 하나의 에너지 저장장치에 잔존하는 전력량이 기준치 이하인 경우, 나머지 에너지 저장장치 중에서 잔존 전력량이 큰 에너지 저장장치에 의해 부족한 전력을 충전할 수 있도록 한다.
이를 위해, 도 8에 도시된 바와 같이, 각각의 에너지 저장장치(100a ~ 100e)는 전력 발생부(110)와, 전력 저장부(120)와, 전력 관리부(130)를 포함한다.
전력 발생부(110)는 자연력으로부터 전력을 발생시키며, 본 실시예에서는 태양광 발전기(111)와 풍력 발전기(112)를 포함하여 이루어진다. 물론, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 기술 발전에 따라 상용화 가능한 모든 종류의 신재생 에너지 발전기를 포함할 수 있다.
태양광 발전기(111)와 풍력 발전기(112)로 전력 발생부(110)를 구성하는 경우, 태양광 발전기(111)와 풍력 발전기(112)를 동일한 하나의 에너지 저장장치에 설치하는데, 이때, 풍력 날개의 그림자에 의해 태양광 발전기(111)의 발전 손실을 최소화하기 위해, 풍력 발전기(112)는 수직축 풍력터빈을 사용하는 것이 바람직하다. 수직축 풍력터빈을 사용함으로써 한정된 공간을 효율적으로 활용할 수 있고, 에너지 저장장치(100)의 크기를 최소화할 수 있다.
전력 저장부(120)는 전력 발생부(110)에 의해 발생된 전력을 저장한다.
전력 관리부(130)는 자동 또는 사용자 명령에 의해 독립 구조물 사용에 필요한 전력의 공급을 제어하고, 전력 저장부(120)에 저장된 전력의 잔존량을 산출하여 잔존 전력량 데이터를 생성한다.
전력 관리부(130)는, 예를 들어, 계량기와 같은 전력 사용량 측정기를 포함한다. 계량기는 전류 측정부와 전압 측정부를 포함하며, 부하로 공급되는 전류와 전압을 각각 측정하고 측정된 전류값과 전압값을 이용하여 사용한 전력량을 측정한다. 전력 관리부(130)는, 전력 저장부(120)에 저장된 전력 용량에서 계량기로 계측된 사용 전력량을 차감하여 잔존 전력량을 산출한다.
전력 관리부(130)는 산출된 잔존 전력량을 주기적으로 에너지 운영 서버(200)로 전송한다. 또는 에너지 운영 서버(200)로부터 요청 메시지를 받은 경우, 산출된 잔존 전력량을 에너지 운영 서버(200)로 전송한다.
전력 관리부(130)는 독립 구조물 사용에 필요한 전력 공급 제어에 있어서, 배터리 전압대비 및 사용전력 대비 우선 순위에 의해 순차적으로 접점이 되도록 하여 독립 구조물(예를 들어, 컨테이너형 하우스) 내부의 냉난방 장치, 가전제품, 조명장치, 냉장고 순으로 자동 차단되게 함으로써 전력 저장부(120)에 저장된 전력을 장시간 사용할 수 있도록 제어할 수 있다.
에너지 운영 서버(200)는 복수의 에너지 저장장치(100a ~ 100e) 각각의 잔존 전력량과 기설정된 기준 전력량을 비교하여, 복수의 에너지 저장장치(100a ~ 100e) 중 적어도 어느 하나의 잔존 전력량이 기준 전력량 이하인 경우, 복수의 에너지 저장장치 중 잔존 전력량이 가장 큰 에너지 저장장치가 기준 전력량 이하인 에너지 저장장치로 전력을 공급하도록 제어한다.
이를 위해, 에너지 운영 서버(200)는 에너지레벨 비교모듈(210)과, 에너지레벨 제어모듈(220)을 포함한다. 또한, 비상 발전기(300)의 동작을 제어하는 비상 발전기 제어모듈(230)을 포함할 수 있다.
에너지레벨 비교모듈(210)은 주기적으로 에너지 저장장치(100a ~ 100e)의 전력 관리부(130)로부터 잔존 전력량 데이터를 수신한다. 또는, 에너지레벨 비교모듈(210)은 비주기적으로 필요시에 에너지 저장장치(100a ~ 100e)의 전력 관리부(130)로 잔존 전력량 데이터를 요청하는 요청 메시지를 전송한다. 에너지레벨 비교모듈(210)의 요청 메시지를 수신한 전력 관리부(130)는 잔존 전력량 데이터를 에너지레벨 비교모듈(210)로 송신한다.
에너지레벨 비교모듈(210)은 수신된 잔존 전력량 데이터와 기설정된 기준 전력량을 비교하고, 잔존 전력량이 큰 것부터 작은 순으로 순차적으로 정리한다. 또는 잔존 전력량이 작은 것부터 큰 순으로 순차적으로 정리한다. 에너지레벨 비교모듈(210)은 그 결과 데이터를 에너지레벨 제어모듈(220)로 전송한다.
에너지레벨 제어모듈(220)은 에너지레벨 비교모듈(210)로부터 결과 데이터를 수신하고, 잔존 전력량이 기준 전력량 이하인 에너지 저장장치를 결정한다. 또한, 에너지레벨 제어모듈(220)은 잔존 전력량이 가장 큰 에너지 저장장치를 결정하여, 후자의 에너지 저장장치로부터 전자의 에너지 저장장치로 전력을 공급할 것을 지시하는 충전 메시지를 생성한 후, 이를 후자의 에너지 저장장치에 포함된 전력 관리부(130)로 전송한다.
충전 메시지를 수신한 전력 관리부(130)는 전력 저장부(120)를 제어하여 전력 배선(L)을 통해 잔존 전력량이 기준 전력량 이하인 에너지 저장장치로 전력을 공급한다.
한편, 기준 전력량 이하인 에너지 저장장치가 2 이상인 경우, 에너지레벨 제어모듈(220)은 잔존 전력량이 가장 큰 에너지 저장장치로부터 잔존 전력량이 가장 작은 에너지 저장장치로 전력을 공급할 것을 지시하는 충전 메시지를 생성하고, 잔존 전력량이 2번째로 큰 에너지 저장장치로부터 잔존 전력량이 2번째로 작은 에너지 저장장치로 전력을 공급할 것을 지시하는 충전 메시지를 생성한다.
물론, 에너지 저장장치가 더 많이 구비되는 경우에도 유사한 과정을 거쳐 에너지 저장장치 간에 부족한 전력을 상호 보충하도록 할 수 있다. 또한, 경우에 따라, 잔존 전력량을 기준치와 비교할 필요없이 잔존 전력량이 n번째 큰 에너지 저장장치가 잔존 전력량이 n번째로 작은 에너지 저장장치로 전력을 공급하도록 충전 메시지를 생성할 수 있다.
비상 발전기 제어모듈(230)은, 기상 조건의 악화로, 태양광 발전기와 풍력 발전기에 의해 생성된 전력이 부족한 경우, 또는 각각의 에너지 저장장치(100)들 중 어느 하나 이상의 에너지 저장장치에 포함된 전력 발생부(110)의 작동 불량으로 해당 에너지 저장장치의 전력이 부족한 경우 등의 비정상 운영시, 해당 에너지 저장장치로 비상 에너지를 공급하는 비상 발전기(300)의 동작을 제어한다.
다음으로, 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전시스템에서 전력 공급부의 동작 과정을 설명한다.
에너지 운영 서버(200)의 에너지레벨 비교모듈(210)은 복수의 에너지 저장장치(100a ~ 100e)의 전력 관리부(130)로부터 수신한 잔존 전력량 데이터를 이용하여 복수의 에너지 저장장치(100a ~ 100e) 각각의 에너지 레벨을 모니터링한다. (S100)
에너지레벨 비교모듈(210)은 잔존 전력량이 큰 것부터 작은 순으로 순차적으로 정리한다. 또는 잔존 전력량이 작은 것부터 큰 순으로 순차적으로 정리한다. 에너지레벨 제어모듈(220)은 잔존 전력량이 가장 적은 에너지 저장장치를 결정한다. (S200)
에너지레벨 제어모듈(220)은 잔존 전력량이 가장 큰 에너지 저장장치를 결정하고, 잔존 전력량이 가장 적은 에너지 저장장치로 전력을 공급할 것을 지시하는 충전 메시지를 생성하여 잔존 전력량이 가장 큰 에너지 저장장치의 전력 관리부(130)로 전송한다. (S300)
충전 메시지를 수신한 전력 관리부(130)는 전력 저장부(120)를 제어하여 전력 배선(L)을 통해 정해진 에너지 저장장치로 전력을 공급한다.
에너지레벨 제어모듈(220)은 잔존 전력량이 2번째로 큰 에너지 저장장치를 결정하고, 잔존 전력량이 2번째로 적은 에너지 저장장치로 전력을 공급할 것을 지시하는 충전 메시지를 생성하여 잔존 전력량이 2번째로 큰 에너지 저장장치의 전력 관리부(130)로 전송한다. 충전 메시지를 수신한 전력 관리부(130)는 전력 저장부(120)를 제어하여 전력 배선(L)을 통해 정해진 에너지 저장장치로 전력을 공급한다. (S400, S500)
에너지레벨 제어모듈(220)은 잔존 전력량이 3번째로 큰 에너지 저장장치를 결정하고, 해당 에너지 저장장치로 부하차단/충전개시 메시지를 전송한다. 이를 수신한 전력 관리부(130)는 전력 저장부(120)를 제어하여 부하로의 전력 공급을 차단하고, 충전을 개시한다. (S600, S700)
물론, 에너지 저장장치가 더 많이 구비되는 경우에도 유사한 과정을 거쳐 에너지 저장장치 간에 부족한 전력을 상호 보충하도록 할 수 있다. 또한, 경우에 따라, 잔존 전력량을 기준치와 비교할 필요없이 잔존 전력량이 n번째 큰 에너지 저장장치가 잔존 전력량이 n번째로 작은 에너지 저장장치로 전력을 공급하도록 충전 메시지를 생성할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100 : 에너지 저장장치 110 : 전력 발생부
120 : 전력 저장부 130 : 전력 관리부
200 : 에너지 운영 서버 210 : 에너지레벨 비교모듈
220 : 에너지레벨 제어모듈 230 : 비상 발전기 제어모듈
300 : 비상 발전기
1100 : 전력공급부 1 200 : 충전부
1300 : 입력부 1400 : 표시부
1500 : 제어부

Claims (7)

  1. 다중연계된 복수의 에너지 저장장치 각각의 전력 충전 상태를 일정하게 유지하며, 전기자동차의 배터리에 전력을 공급하는 전력 공급부;
    상기 전력 공급부에 연결되며, 병렬로 배열된 복수의 포트를 구비하는 충전부;
    상기 충전부의 충전 방식, 충전 시작 시간을 입력받는 입력부;
    상기 충전부를 통해 충전되는 전기자동차의 배터리의 충전상태 및 충전량을 표시하는 표시부; 및
    상기 충전부에 연결되며, 전력의 공급을 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 전력 공급부는,
    태양광 발전 및 풍력 발전을 포함하는 신재생 에너지 발전에 의해 전력을 생성하고 저장하는 복수의 에너지 저장장치와,
    상기 복수의 에너지 저장장치 각각의 잔존 전력량과 기설정된 기준 전력량을 비교하여, 상기 복수의 에너지 저장장치 중 적어도 어느 하나의 잔존 전력량이 상기 기준 전력량 이하인 경우, 상기 복수의 에너지 저장장치 중 잔존 전력량이 가장 큰 에너지 저장장치가 상기 기준 전력량 이하인 에너지 저장장치로 전력을 공급하도록 제어하는 에너지 운영 서버를 포함하며,
    상기 복수의 에너지 저장장치 각각은,
    태양광 발전기와 풍력 발전기를 포함하는 전력 발생부와,
    상기 전력 발생부에 의해 발생된 전력을 저장하는 전력 저장부와,
    상기 전력 저장부에 저장된 전력의 잔존량을 산출하여 잔존 전력량 데이터를 생성하는 전력 관리부를 포함하며,
    상기 에너지 운영 서버는,
    상기 전력 관리부로부터 잔존 전력량 데이터를 수신하여 기설정된 기준 전력량을 비교하고, 잔존 전력량이 큰 것부터 작은 순으로 또는 잔존 전력량이 작은 것부터 큰 순으로 순차적으로 정리하는 에너지레벨 비교모듈과,
    상기 에너지레벨 비교모듈의 결과 데이터를 이용하여 상기 복수의 에너지 저장장치 중 어느 하나의 에너지 저장장치로부터 다른 에너지 저장장치로 전력을 공급할 것을 지시하는 충전 메시지를 생성하는 에너지레벨 제어모듈을 포함하며,
    상기 에너지레벨 제어모듈은,
    잔존 전력량이 n번째 큰 에너지 저장장치가 잔존 전력량이 n번째로 작은 에너지 저장장치로 전력을 공급하도록 충전 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 풍력 발전기는 수직축 풍력터빈을 사용하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 에너지 저장장치는 외부에 태양광 발전기와 풍력 발전기가 설치된 컨테이너형 하우스 또는 컨테이너형 스마트팜인 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전시스템.
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