KR101950875B1 - 자동 전력 배분 기능의 다수 채널 구조의 전기 자동차 충전 장치 - Google Patents

자동 전력 배분 기능의 다수 채널 구조의 전기 자동차 충전 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동 전력 배분 기능의 다수 채널 구조의 전기 자동차 충전 장치에 관한 것이고, 구체적으로 하나의 메인 모듈에 연결된 다수 개의 충전 탭에 의하여 충전이 가능하면서 각각의 충전 탭에 의한 충전 수준이 조절될 수 있는 자동 전력 배분 기능의 다수 채널 구조의 전기 자동차 충전 장치에 관한 것이다. 자동 전력 배분 기능의 다수 채널 구조의 전기 자동차 충전 장치는 외부로부터 전력을 공급하는 전원 공급 모듈(14)에 연결되어 충전을 위한 자동차에 전력을 공급하는 중계 모듈(11); 중계 모듈(11)로부터 분기되는 다수 개의 충전 채널을 각각 연결시키는 탭 연결 유닛(122); 탭 연결 유닛(122)에서 탐지된 충전 채널의 수에 따라 전력 배분 배율을 결정하는 배분 테이블 유닛(121); 탭 연결 유닛(122)에 연결되면서 적어도 하나의 충전 탭을 포함하는 적어도 하나의 멀티 탭 그룹(131, 132, 13N); 각각의 충전 탭과 중계 모듈(11) 사이의 통신을 설정하는 통신 설정 유닛(123)을 포함하고, 상기 충전 탭은 전기 자동차의 충전 케이블에 연결 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

자동 전력 배분 기능의 다수 채널 구조의 전기 자동차 충전 장치{An Apparatus for Charging a Electrical Vehicle Having a Plural of Channel Structure of an Automatic Electrical Power Distribution Function}
본 발명은 자동 전력 배분 기능의 다수 채널 구조의 전기 자동차 충전 장치에 관한 것이고, 구체적으로 하나의 메인 모듈에 연결된 다수 개의 충전 탭에 의하여 충전이 가능하면서 각각의 충전 탭에 의한 충전 수준이 조절될 수 있는 자동 전력 배분 기능의 다수 채널 구조의 전기 자동차 충전 장치에 관한 것이다.
전기 자동차 충전 시스템은 교류 충전 또는 직류 충전 방식으로 구분되거나 급속 충전 구조 또는 일반 충전 구조로 구분될 수 있고, 충전 소켓, 충전 케이블, 통신 모듈, 커넥터 또는 탐지 부품을 포함할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지는 충전 시스템에서 전기 자동차의 충전을 위하여 전용 충전기가 설치되어야 하고, 이를 위하여 독립적인 충전을 위한 영역이 설정되어야 한다. 그리고 이와 같은 독립 충전 영역의 설정은 공간 활용성을 감소시키면서 전기 자동차의 보급을 어렵게 하는 원인이 될 수 있다.
특허공개번호 제10-2013-0107755호는 충전기 소켓과 충전 소켓의 전기적 연결 여부에 따라 전기 신호를 출력하도록 구성된 전기 회로부; 전기 회로부로부터 출력된 전기 신호에 따라 결합 여부를 검출하도록 형성된 검출부; 결합 여부의 검출 결과에 따른 제어 동작을 수행하도록 구성된 제어부; 및 검출 결과에 따른 제어부의 제어 동작에 따라 시각적 또는 청각적 경고를 출력하도록 구성된 출력부를 포함하는 충전 소켓의 결합 여부를 검출하기 위한 검출 장치에 대하여 개시한다.
특허공개번호 제10-2014-0142598호는 차량을 동시에 충전할 수 있는 채널을 다수 구비한 멀티채널 충전기; 및 차량의 접속을 위한 충전 커넥터와 접속된 차량을 순차적으로 충전시키기 위한 충전 전력을 온-오프를 시키는 충전 스위치를 가지는 다수의 채널충전 단자를 포함하는 멀티채널 방식의 전기 자동차 충전 시스템에 대하여 개시한다.
전기 자동차의 충전기를 위한 전용 영역이 별도로 설치되지 않으면서 전기 자동차의 충전이 가능한 구조를 위하여 하나의 메인 충전 모듈로부터 각각의 주차 영역으로 분기되는 다중 채널 또는 다중 탭 방식이 되는 것이 유리하다. 충전 시스템이 다중 채널 또는 다중 탭 구조가 되는 경우 각각의 탭의 연결 여부 또는 충전 상태가 조절될 필요가 있다. 그러나 상기 선행기술은 이와 같은 기술에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술 또는 공지 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허공개번호 제10-2013-0107755호(주식회사 에이디모터스, 2013년10월02일 공개) 전기자동차용 충전기 소켓과 전기 자동차에 형성된 충전 소켓의 결합 여부를 검출하기 위한 장치 선행기술 2: 특허공개번호 제10-2014-0142598호(중앙제어 주식회사, 2014년12월12일 공개) 멀티채널 방식의 전기 자동차 충전 시스템
본 발명의 목적은 전기 자동차를 위한 전용 충전 주차장이 설치될 필요가 없도록 하면서 충전 자동차의 수에 따라 충전 배분이 되도록 하는 것에 충전 효율이 향상되도록 하는 자동 전력 배분 기능의 다수 채널 구조의 전기 자동차 충전 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 자동 전력 배분 기능의 다수 채널 구조의 전기 자동차 충전 장치는 외부로부터 전력을 공급하는 전원 공급 모듈에 연결되어 충전을 위한 자동차에 전력을 공급하는 중계 모듈; 중계 모듈로부터 분기되는 다수 개의 충전 채널을 각각 연결시키는 탭 연결 유닛; 탭 연결 유닛에서 탐지된 충전 채널의 수에 따라 전력 배분 배율을 결정하는 배분 테이블 유닛; 탭 연결 유닛에 연결되면서 적어도 하나의 충전 탭을 포함하는 적어도 하나의 멀티 탭 그룹; 각각의 충전 탭과 중계 모듈 사이의 통신을 설정하는 통신 설정 유닛을 포함하고, 상기 충전 탭은 전기 자동차의 충전 케이블에 연결이 가능하다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 탭 연결 유닛은 적어도 하나의 멀티 탭 그룹의 각각의 충전 탭에 설치된 릴레이의 작동을 제어하는 릴레이 제어 모듈을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 탭 연결 유닛은 다수 개의 중계 커넥터를 가진 배분 모듈을 포함하고, 상기 충전 탭은 전력 및 신호 전송이 가능한 전송 케이블에 의하여 중계 커넥터와 분리 가능하도록 연결된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 각각의 충전 탭의 연결 상태를 탐지하는 상태 탐지 유닛 및 상태 탐지 유닛에서 전송된 정보에 따라 서로 다른 충전 탭에 대한 전력 공급 수준을 조절하는 배분 조절 유닛을 더 포함한다.
본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치는 휴게소, 공공시설 또는 아파트와 같이 다수의 차량의 충전을 위한 시설에서 전기 자동차를 위한 전용 주차 공간 또는 전용 충전 공간이 독립적으로 설치될 필요가 없도록 한다. 본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치는 충전이 요구되는 자동차의 대수에 따라 충전 비율이 자동으로 조절되도록 하는 것에 의하여 충전 효율이 향상되도록 한다. 필요에 따라 본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치는 충전 상황이 사용자에게 전송되도록 하는 것에 의하여 사용자의 편의가 향상되도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치가 작동되는 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치가 주차 구역과 연결되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치에 적용되는 메인 모듈 및 충전 탭의 내부 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 자동 전력 배분 기능의 다수 채널 구조의 전기 자동차 충전 장치는 외부로부터 전력을 공급하는 전원 공급 모듈(14)에 연결되어 충전을 위한 자동차에 전력을 공급하는 중계 모듈(11); 중계 모듈(11)로부터 분기되는 다수 개의 충전 채널을 각각 연결시키는 탭 연결 유닛(122); 탭 연결 유닛(122)에서 탐지된 충전 채널의 수에 따라 전력 배분 배율을 결정하는 배분 테이블 유닛(121); 탭 연결 유닛(122)에 연결되면서 적어도 하나의 충전 탭을 포함하는 적어도 하나의 멀티 탭 그룹(131, 132, 13N); 각각의 충전 탭과 중계 모듈(11) 사이의 통신을 설정하는 통신 설정 유닛(123)을 포함하고, 상기 충전 탭은 전기 자동차의 충전 케이블에 연결 가능하다.
본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치는 하나의 메인 충전 모듈과 메인 충전 모듈에 연결되면서 실제 주차 공간 또는 주차 공간으로부터 충전 케이블에 의하여 접근 가능한 영역에 설치된 다수 개의 충전 탭으로 이루어질 수 있다. 메인 충전 모듈은 주차 공간과 관계없이 설치가 편리한 다양한 위치에 설치될 수 있고, 각각의 충전 탭은 주차 공간에 설치될 수 있다. 충전을 위한 전력을 공급하는 전원 공급 모듈(14)은 메인 충전 모듈과 연결될 수 있고, 메인 충전 모듈은 중계 모듈(11)의 기능을 가질 수 있다.
중계 모듈(11)은 전기 자동차의 충전을 위한 외부 전력을 유입시키는 기능 및 멀티 탭 그룹(131, 132, 13N)에 배치된 각각의 충전 탭의 작동 상황을 탐지하여 각각의 충전 탭으로 공급되는 전력을 조절하는 기능을 가질 수 있다. 중계 모듈(11)은 중앙 처리 장치를 포함할 수 있고, 중계 모듈(11)은 관리 서버(15)와 연결될 수 있다. 관리 서버(15)는 중계 모듈(11)로부터 전송된 정보에 기초하여 멀티 탭 그룹(131, 132, 13N)의 충전 정보에 따라 요금을 산출하고, 중계 모듈(11)의 작동을 관리하는 기능을 가질 수 있다. 관리 서버(15)는 다수 개의 중계 모듈(11)과 연결될 수 있고, 각각의 중계 모듈(11)로부터 전송되는 다양한 충전 정보를 저장하고 필요에 따라 충전 정보를 분석하는 기능을 가질 수 있다.
탭 연결 유닛(122)은 중계 모듈(11)과 멀티 탭 그룹(131, 132, 13N)을 연결시키는 스위치 기능 또는 통로 기능을 가질 수 있다. 탭 연결 유닛(122)은 각각의 멀티 탭 그룹(131, 132, 13N)에 배치된 충전 탭으로 자동차의 충전 케이블이 연결되었는지 여부를 탐지할 수 있는 탐지 기능을 가질 수 있다. 탭 연결 유닛(122)은 하나의 충전 탭에 대한 접속이 탐지되면 배분 테이블 유닛(121)에 저장된 충전 데이터에 기초하여 하나의 충전 탭에 대한 충전 수준을 결정할 수 있다.
배분 테이블 유닛(121)은 중계 모듈(11)에서 현재 공급이 가능한 전체 전력량 및 현재 접속된 충전 탭의 개수에 기초하여 연결 신호가 전송된 충전 탭에 대한 충전 수준을 결정할 수 있다. 배분 테이블 유닛(121)은 충전 과정에 있는 충전 탭의 개수에 기초하여 각각의 충전 탭의 충전 수준을 결정할 수 있고, 각각의 충전 탭에서 지속된 충전 시간에 따라 각각의 충전 탭의 충전 수준을 조절할 수 있다. 충전 데이터는 예비 충전 비율을 설정할 수 있고, 각각의 충전 탭의 충전 수준을 시간대에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 배분 테이블 유닛(121)은 이와 같은 충전 수준의 결정을 위하여 배분 테이블을 생성할 수 있다. 배분 테이블에 의하여 예를 들어 각각의 멀티 탭 그룹(131, 132, 13N)에 배치된 충전 탭에서 요구되는 충전 수준에 따라 단위 시간당 공급되는 전력이 결정될 수 있다. 구체적으로 충전 테이블에 의하여 현재 연결된 충전 탭에 대한 파일럿(Pilot) 통신상의 듀티 사이클(duty cycle)이 결정될 수 있다. 예를 들어 1 충전 탭에서 요구되는 충전 수준이 2 충전 탭에서 요구되는 충전 수준의 2배가 되면서 1 충전 탭은 2 충전 탭에 비하여 두 배가 되는 듀티 사이클을 설정할 수 있다. 충전 테이블은 이와 같이 현재 연결된 충전 탭의 개수와 각각의 충전 탭에서 요구되는 충전 수준에 기초하여 현재 연결된 각각의 충전 탭에 대한 듀티 사이클을 결정하여 파일럿 통신을 수행하는 기능을 가진다. 그리고 이와 같은 듀티 사이클은 현재 연결된 충전 탭의 개수의 변화에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 배분 테이블은 다양한 기준에 따라 각각의 충전 탭에 대한 충전 수준을 결정할 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
하나의 멀티 탭 그룹(131, 132, 13N)에 배치된 하나의 충전 탭에 대한 연결이 탐지되면, 각각의 충전 탭에 배치된 파일럿(pilot) 통신 칩에 따른 통신 연결이 통신 설정 유닛(123)에 의하여 설정될 수 있다. 예를 들어 각각의 중계 모듈(11) 또는 탭 연결 유닛(122)에 형성된 각각의 탐지 소자와 연결될 수 있고, 탐지 소자는 전기 자동차의 배터리와 연결되면 발생되는 전압 차를 탐지할 수 있다. 이와 같은 전압 차가 탐지되면 중계 모듈(11)에 의하여 전력 공급이 개시될 수 있다. 이와 같은 구조에서 충전 탭은 전력 공급 배선과 파일럿 통신 배선을 가질 수 있다. 충전 탭과 탭 연결 유닛(122)은 다양한 방법으로 연결 탐지 신호를 송신 또는 수신할 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
적어도 하나의 멀티 탭 그룹(131, 132, 13N)의 각각은 적어도 하나의 충전 탭을 포함할 수 있고, 각각의 충전 탭은 예를 들어 주차 구역의 한쪽 영역 또는 주차 구역에 인접하여 설치될 수 있다. 각각의 충전 탭에 전기 자동차가 연결되어 충전이 될 수 있고, 충전 탭에서 충전 상황이 통신 설정 유닛(123)을 경유하여 중계 모듈(11)로 전송될 수 있다. 중계 모듈(11)은 각각의 충전 탭에서 충전되는 상태를 감시할 수 있고, 충전 상태의 감시 과정에서 다른 충전 탭의 충전 상황이 변하면 이에 따라 새로이 연결된 충전 탭의 충전 수준이 적절하게 조절될 수 있다. 이와 같이 메인 충전 장치에 해당하는 중계 모듈(11)을 설치가 편리한 임의의 위치에 설치하고, 다수 개의 충전 탭을 각각의 주차 영역에 배치하는 것에 의하여 별도로 전기 자동차의 충전을 위한 주차 영역이 설정될 필요가 없도록 한다. 충전 과정에서 각각의 충전 탭의 충전 과정이 감시될 수 있고, 다른 충전 탭의 충전 상태 또는 새로운 충전 탭에 대한 연결 여부에 따라 충전되고 있는 충전 탭의 충전 수준이 적절하게 조절될 수 있다. 이에 따라 각각의 충전 탭의 충전 상황에 따라 각각의 충전 탭의 충전 수준이 효율적으로 조절되고 이에 따라 충전 효율이 향상되도록 한다.
본 명세서에서 충전 수준은 단위 시간 당 전기 자동차에 공급되는 전력을 의미하고, 하나의 중계 모듈(11)에 의하여 단위 시간 당 공급 가능한 전력을 제한할 수 있다. 그리고 이와 같이 제한된 충전 전력을 효과적으로 충전 탭에 배분하는 것에 의하여 전기 자동차가 직접 중계 모듈(11)에 연결되어 충전되는 것에 동등한 충전 효과가 발생되도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치가 작동되는 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 중계 모듈(11)은 충전 장치 전체의 작동을 제어하는 중앙 처리 장치(111); 전력이 공급되어야 하는 멀티 탭 그룹(131 내지 13N)의 충전 탭(25)을 결정하는 인입 전력 선택 유닛(112); 및 관리 서버(15)와 통신하는 통신 모듈(113)을 포함할 수 있다.
인입 전력 선택 유닛(112)은 충전이 요구되는 충전 탭(25)의 수에 따라 인입이 되어 공급이 되어야 하는 전력량을 결정할 수 있다. 중앙 처리 장치(111)는 전체의 작동을 제어할 수 있고, 통신 모듈(113)은 관리 서버(15)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
탭 연결 유닛(122)은 릴레이 제어 모듈(211)을 포함할 수 있고, 릴레이 제어 모듈(211)에 의하여 각각의 충전 탭(25)의 연결 여부가 결정될 수 있다. 통신 설정 유닛(123)에 의하여 충전을 위한 차량과 통신이 이루어질 수 있고, 통신 설정 유닛(123)은 각각의 충전 탭(25)에 설치된 파일럿 통신을 위한 통신 유닛(251)과 유선으로 연결될 수 있다. 필요에 따라 독립적으로 통신 유닛(251)과 함께 차량에 배치된 통신 기기 또는 차량 사용자의 휴대용 전자기기와 통신 가능하도록 하는 통신 연결 칩이 배치될 수 있다. 통신 유닛(251)에 하여 충전 탭(25)과 중계 모듈 사이의 파일럿 통신이 설정되면, 통신 연결 칩의 통신 연결이 탐색될 수 있다. 그리고 통신 연결 칩에 의하여 중계 모듈과 외부 기기 사이에 통신 연결이 이루어질 수 있다. 다만 이와 같은 통신 연결 칩에 의한 통신 연결은 선택적으로 이루어질 수 있다.
각각의 충전 탭(25)에 전력을 공급하는 전력 공급기(22)가 설치되어 각각의 충전 탭(25)과 연결될 수 있고, 충전 탭(25)과 전력 공급기(22)의 연결은 릴레이 제어 모듈(211)에 의하여 설정될 수 있다, 전력 공급기(22)는 위에서 설명이 된 중계 모듈(11)에 포함될 수 있다. 탭 연결 유닛(122)은 전류 측정 모듈(212)을 포함할 수 있고, 전류 측정 모듈(212)에 의하여 각각의 충전 탭(25)을 통하여 흐르는 전류가 측정되고, 측정된 전류가 미리 설정된 전류 값의 범위에 있는지 여부가 확인될 수 있다. 그리고 측정된 전류에 기초하여 충전 탭에 대한 충전의 적정성 여부 및 누설 전류의 발생 여부가 탐지될 수 있다.
각각의 충전 탭(25)은 충전 분기선에 의하여 전력 공급기(22)와 연결될 수 있고, 각각의 충전 분기선에 릴레이 제어 모듈(211)에 의하여 개폐가 제어되는 릴레이(23)가 설치될 수 있고, 전류 탐지 유닛(24)이 설치될 수 있다. 그리고 충전 분기선이 끝 부분에 충전이 요구되는 전기 자동차(V1)와 연결되는 충전 탭(25)이 설치되고, 충전 탭(25)에 통신 유닛(251)이 배치될 수 있다.
위에서 설명된 것처럼, 다수 개의 충전 탭(25)은 멀티 탭 그룹(131 내지 13N)으로 나누어질 수 있고, 전력 공급기(22)에서 공급되는 전력은 다수 개의 그룹으로 나누어져 관리될 수 있다. 멀티 탭 그룹(131 내지 13N)은 예를 들어 급속 충전 탭의 수에 따라 또는 차량의 종류에 따라 분류될 수 있다. 멀티 탭 그룹(131 내지 13N)은 공급되어야 하는 전력량을 기준으로 분류될 수 있고, 서로 다른 멀티 탭 그룹(131 내지 13N)에 대하여 동일 또는 유사한 양의 전력 공급량이 할당될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치가 주차 구역과 연결되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 중계 모듈(11)은 배분 모듈(32)에 각각의 멀티 탭 그룹(131)으로 공급되어야 하는 전력량을 할당할 수 있다. 배분 테이블 유닛(121)은 배분 모듈에 할당된 전력량에 기초하여 각각의 멀티 탭 그룹(131)에서 충전을 위하여 연결되는 충전 탭(25)의 수에 따른 전력 수준에 대한 데이터가 저장될 수 있다. 중계 커넥터(321)가 예를 들어 위에서 설명된 전력 충전기에 설치될 수 있고, 하나의 멀티 탭 그룹(131)에 속하는 충전 탭(25)과 연결되는 충전 분기선은 중계 커넥터(321)에 연결될 수 있다. 각각의 충전 탭(25)은 충전 분기선과 연결되는 연결 탭(CT); 작동 여부 또는 위치를 표시하는 표시등과 같은 표시 수단(DL); 및 전기 자동차의 충전 케이블이 연결되어 충전이 이루어지도록 하는 충전 포트(CP)로 이루어질 수 있다. 연결 탭(CT) 또는 충전 포트(CP)에 통신 유닛이 배치될 수 있고, 충전 탭(25)은 주차 영역(PA1, PA2)에 인접하여 바닥면 또는 벽면에 설치될 수 있고, 필요에 따라 보호 캡에 의하여 보호될 수 있다. 그리고 각각의 충전 탭(25)은 전기 자동차를 충전하면서 충전이 되는 전력량을 측정할 수 있는 수단을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치에 적용되는 메인 모듈 및 충전 탭의 내부 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 배분 모듈(32)은 작동의 제어를 위한 분배 제어 유닛(41); AC/DC 컨버터(42); 및 통신 설정 유닛(123)을 포함할 수 있다. 또한 누전 차단기(431)가 배치되어 하나의 충전 탭(25) 또는 하나의 멀티 탭 그룹에서 누전이 발생된 것으로 판단되면 릴레이(23)를 작동시켜 전력 공급을 중단하거나 작동 오류가 표시되도록 할 수 있다. 각각의 충전 탭(25)에 충전 제어 유닛(44)이 배치될 수 있다. 또한 각각의 충전 탭(25)에 전력량 계측기(46)가 설치될 수 있고, 필요에 따라 충전 AC/DC 컨버터(45)가 설치될 수 있다.
하나의 충전 탭(25)에서 충전이 이루어지는 과정에서 또는 충전을 위한 충전 케이블이 연결된 상태에서 작동 오류가 발생될 수 있다. 이와 같이 경우 다른 충전 탭(25)에 의하여 충전이 이루어질 수 있고, 이를 위하여 하나의 멀티 탭 그룹에 속하는 각각의 충전 탭(25)을 서로 연결시키는 우회 충전 회로(SC) 및 우회 충전 회로(SC)의 연결을 설정하는 예비 스위치(PS)가 배치될 수 있다. 우회 충전 회로(SC)에 의하여 작동 오류가 발생된 충전 탭(25)이 다른 충전 탭(25)에 의하여 충전이 될 수 있고, 우회 충전 회로(SC)는 서로 다른 충전 탭(25)을 연결하는 다양한 구조로 만들어질 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 중계 모듈의 제어 유닛의 일부를 형성하는 작동 제어 유닛(51)에 의하여 배분 테이블 유닛(121)에서 각각의 충전 탭에 대한 충전 수준을 결정하는 배분 데이터가 생성될 수 있다. 배분 데이터는 멀티 탭 탐지 유닛(53)으로 전송될 수 있고, 멀티 탭 탐지 유닛(53)에 의하여 멀티 탭 그룹에서 충전을 위하여 현재 연결이 된 충전 탭이 탐지될 수 있다. 충전 조절 유닛(54)은 배분 데이터에 따라 충전 탭에 전력을 공급하여 충전을 위하여 연결된 전기 자동차의 충전을 조절할 수 있다. 각각의 충전 탭에 연결 탐지 유닛(55)이 배치될 수 있고, 연결 탐지 유닛(55)은 각각의 충전 탭이 연결 상태에 있는지 또는 연결이 종료되었는지 여부를 탐지하여 상태 탐지 유닛(56) 및 통신 유닛(251)으로 전송할 수 있다. 상태 탐지 유닛(56)은 충전 탭에 대한 연결이 개시되면 충전 감시 유닛(57)에 의하여 충전 상태가 감시되도록 할 수 있다. 그리고 충전 감시 유닛(57)은 감시 정보를 충전 조절 유닛(54)으로 전송할 수 있다. 통신 유닛(251)을 통하여 충전 탭의 연결 또는 연결 종료 정보가 충전 설정 유닛(52)으로 전송될 수 있다. 충전 설정 유닛(52)은 충전 탭의 연결 또는 연결 종료 정보에 따라 새로이 충전 수준을 설정하여 작동 제어 유닛(51)으로 전송할 수 있다. 작동 제어 유닛(51)은 배분 테이블 유닛(121)으로 멀티 탭 그룹에 속하는 전체 충전 탭의 연결 정보를 전송할 수 있다. 배분 테이블 유닛(121)은 전송된 연결 정보에 기초하여 배분 데이터를 다시 새로이 생성할 수 있고, 배분 데이터가 다시 멀티 탭 탐지 유닛(53)으로 전송될 수 있다. 배분 테이블 유닛(121)은 새로이 생성된 배분 데이터를 배분 조절 유닛(58)으로 전송할 수 있고, 배분 조절 유닛(58)은 생성된 배분 데이터에 따라 연결된 충전 탭의 충전 수준을 결정하여 충전 감시 유닛(57)으로 전송할 수 있다. 이후 충전 감시 유닛(57)은 전송된 배분 데이터에 기초하여 각각의 충전 탭의 충전 상황을 감시할 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 충전 장치는 각각의 충전 탭의 연결 상태를 탐지하여 자동으로 충전 수준을 결정하는 것에 의하여 충전이 효율적으로 이루어지도록 한다.
본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치는 휴게소, 공공시설 또는 아파트와 같이 다수의 차량의 충전을 위한 시설에서 전기 자동차를 위한 전용 주차 공간 또는 전용 충전 공간이 독립적으로 설치될 필요가 없도록 한다. 본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치는 충전이 요구되는 자동차의 대수에 따라 충전 비율이 자동으로 조절되도록 하는 것에 의하여 충전 효율이 향상되도록 한다. 본 발명에 따른 전기 자동차 충전 장치는 충전 상황이 사용자에게 전송되도록 하는 것에 의하여 사용자의 편의가 향상되도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 중계 모듈 14: 전원 공급 모듈
15: 관리 서버 22: 전력 공급기
23: 릴레이 24: 전류 탐지 유닛
25: 충전 탭 32: 배분 모듈
41: 분배 제어 유닛 42: AC/DC 컨버터
44: 충전 제어 유닛 45: 충전 AC/DC 컨버터
46: 전력량 계측기 51: 작동 제어 유닛
52: 충전 설정 유닛 53: 멀티 탭 탐지 유닛
54: 충전 조절 유닛 55: 연결 탐지 유닛
56: 상태 탐지 유닛 57: 충전 감시 유닛
58: 배분 조절 유닛 111: 중앙 처리 장치
112: 인입 전력 선택 유닛 113: 통신 모듈
121: 배분 테이블 유닛 122: 탭 연결 유닛
123: 통신 설정 유닛 131, 132, 13N: 멀티 탭 그룹
211: 릴레이 제어 모듈 212: 전류 측정 모듈
251: 통신 유닛 321: 중계 커넥터
431: 누전 차단기 CP: 충전 포트
CT: 연결 탭 DL: 표시 수단
PA1, PA2: 주차 영역 PS: 예비 스위치
SC: 우회 충전 회로 V1: 전기 자동차

Claims (4)

  1. 외부로부터 전력을 공급하는 전원 공급 모듈(14)에 연결되어 충전을 위한 자동차에 전력을 공급하는 중계 모듈(11);
    중계 모듈(11)로부터 분기되는 다수 개의 충전 채널을 각각 연결시키는 탭 연결 유닛(122);
    탭 연결 유닛(122)에서 탐지된 충전 채널의 수에 따라 전력 배분 배율을 결정하는 배분 테이블 유닛(121);
    탭 연결 유닛(122)에 연결되면서 적어도 하나의 충전 탭을 포함하는 적어도 하나의 멀티 탭 그룹(131, 132, 13N);
    각각의 충전 탭과 중계 모듈(11) 사이의 통신을 설정하는 통신 설정 유닛(123)을 포함하고,
    상기 충전 탭은 전기 자동차의 충전 케이블에 연결 가능하고,
    상기 탭 연결 유닛(122)은 다수 개의 중계 커넥터(321)를 가진 배분 모듈(32)을 포함하고, 상기 충전 탭(25)은 전력 및 신호 전송이 가능한 전송 케이블에 의하여 중계 커넥터(321)와 분리 가능하도록 연결되며,
    상기 배분 테이블 유닛(121)에 의해 생성되는 배분 테이블에 의하여 현재 연결된 충전 탭의 개수와 각각의 충전 탭에서 요구되는 충전 수준에 기초하여 각각의 충전 탭에 대한 듀티 사이클을 결정하여 파일럿 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 전력 배분 기능의 다수 채널 구조의 전기 자동차 충전 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 탭 연결 유닛(122)은 적어도 하나의 멀티 탭 그룹(131, 132, 13N)의 각각의 충전 탭(25)에 설치된 릴레이(23)의 작동을 제어하는 릴레이 제어 모듈(211)을 포함하는 자동 전력 배분 기능의 다수 채널 구조의 전기 자동차 충전 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 각각의 충전 탭의 연결 상태를 탐지하는 상태 탐지 유닛(56) 및 상태 탐지 유닛(56)에서 전송된 정보에 따라 서로 다른 충전 탭에 대한 전력 공급 수준을 조절하는 배분 조절 유닛(58)을 더 포함하는 자동 전력 배분 기능의 다수 채널 구조의 전기 자동차 충전 장치.
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