KR102032554B1 - 전기차를 위한 가변적 충전 제어 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기차(electric vehicle, EV)를 위한 가변적 충전을 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전기차 충전 제어 시스템은, 적어도 하나의 충전기(Charger), 적어도 하나의 충전기를 통하여 급속 충전 혹은 완속 충전을 수행하며, 특정 전기차로부터 피드백 정보를 수신하는 전기차 전원공급장치(electric vehicle supply equipment. EVSE) 및 특정 전기차와 연관된 사용자 디바이스(User equipment)의 충전 요청을 수신하며, 사용자 디바이스와 연관된 전기차 정보에 기반하여 충전 요청에 대응되는 특정 충전기를 제어하며, 전기차 전원공급장치를 통하여 특정 전기차의 피드백 정보를 수신하는 충전 키오스크(Kiosk)를 포함하며, 전기차 전원공급장치는, 특정 충전기를 통하여 확인된 특정 전기차의 충전 잔여량 및 전기차 전원공급장치의 설치 용량에 기반하여, 급속 충전 또는 완속 충전을 가변적으로 수행하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

전기차를 위한 가변적 충전 제어 시스템 및 그 제어 방법{CHANGEABLE CHARGING CONTROL SYSTEM FOR ELETRIC VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 전기차를 위한 가변적 충전 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이용하여 전기차의 충전 잔여량 및 전기차 전원공급장치의 설치 용량에 기반하여 가변적으로 충전을 수행하는 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

지구온난화와 같은 환경 문제와 이산화탄소(CO2) 배출량 규제, 화석연료 고갈 및 고유가 문제에 대처하기 위해 친환경자동차의 개발 및 보급이 화두가 되고 있다. 특히, CO₂ 배출량 규제와 같은 환경 변화는 새로운 시장을 창출하기도 하지만 지금까지와는 전혀 다른 차원의 변화를 요구하기도 하며, 이를 위해 많은 자본과 기술을 투입하여 시장을 선점하는 국가가 경제적인 이득은 물론 시장 지배력을 확보할 것으로 예상된다.

특히, 전기차(EV)는 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV)를 포함해 온보드 배터리로부터 에너지의 전부 혹은 일부를 얻는 모든 도로 자동차를 의미한다

전기차의 충전과 관련하여, 전기차 충전 인프라는 전력공급설비, 충전기, 인터페이스, 충전 인프라 정보시스템 등으로 구성되며, 충전기가 전기차에 전력을 공급하는 과정에서 거치는 유무형의 시설·설비·S/W 등을 통칭하며, 전력공급설비는, 전원공급을 위한 전기설비로 전력량계, 배선, 분전반, 차단기 등을 포함하고, 충전기는 전원을 공급받아 전기차에 전기를 제공하는 시설, 인터페이스는 충전기와 전기차를 연결해주는 케이블 등 중계 장치, 충전 인프라 정보 시스템는 충전기 이용상태 정보 및 위치를 수집하여 이용자에게 제공하고 충전기 운영상태, 사용자 관리 및 충전자료 통계화 등을 수행하는 시스템을 의미한다.

특히, 전기차 충전 인프라 관련 산업은 충전기와 사용인증, 요금결재, 장비의 이상 유무 파악 등과 같은 전반적인 인프라 관리를 위한 운영관리시스템을 접목시킴으로써 IT 기술과의 시너지 창출이 가능한 분야로서, 전기차 보급 비중이 높아짐에 따라 구축 확대의 필요성이 증가되고 있다.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 전기차를 위한 가변적 충전 제어 시스템 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 양상인 전기차(electric vehicle, EV)를 위한 가변적 충전을 제어하는 시스템은, 적어도 하나의 충전기(Charger); 상기 적어도 하나의 충전기를 통하여 급속 충전 혹은 완속 충전을 수행하며, 특정 전기차로부터 피드백 정보를 수신하는 전기차 전원공급장치(electric vehicle supply equipment. EVSE); 및 상기 특정 전기차와 연관된 사용자 디바이스(User equipment)의 충전 요청을 수신하며, 상기 사용자 디바이스와 연관된 전기차 정보에 기반하여 상기 충전 요청에 대응되는 특정 충전기를 제어하며, 상기 전기차 전원공급장치를 통하여 상기 특정 전기차의 피드백 정보를 수신하는 충전 키오스크(Kiosk)를 포함하며, 상기 전기차 전원공급장치는, 상기 특정 충전기를 통하여 확인된 상기 특정 전기차의 충전 잔여량 및 상기 전기차 전원공급장치의 설치 용량에 기반하여, 급속 충전 또는 완속 충전을 가변적으로 수행하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 충전 키오스크는, 상기 설치 용량의 한도 내에서, 상기 적어도 하나의 충전기를 통하여 확인된 충전 잔여량에 기반하여 전기차에 대한 급속 충전이 수행되도록 상기 전기차 전원공급장치를 1차 제어하며, 상기 사용자 디바이스를 통하여 수집된 전기차 정보 및 상기 특정 전기차에 관한 충전 예상 소요 시간, 충전 금액, 충전 요금 적용 시간대, 상기 전기차 전원공급장치의 설치 용량 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 적어도 하나의 충전기에 대한 충전 속도를 2차 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 충전 키오스크는, 상기 사용자 디바이스와 통신하여 상기 특정 전기차에 대한 요금 결제를 수행하며, 상기 특정 전기차와 연관된 회원 카드를 인식하며, 상기 전기차 전원공급장치의 충전 절차가 수행되는 경우, 상기 충전 절차에 대한 안내를 상기 사용자 디바이스를 통하여 표시하는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 충전기에 포함된 커넥터(connector)와 결합된 통신 모듈을 더 포함하며, 상기 통신 모듈은, 상기 전기차 전원공급장치의 실시간 허용 부하 전류를 측정하고, 미리 설정된 규격 범위를 초과하지 않도록 제어하며, 상기 실시간 허용 부하 전류의 상태를 무선 신호를 통하여 상기 전기차 전원공급장치 혹은 상기 충전 키오스크 중 적어도 하나로 피드백하는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 충전 키오스크는, 상기 전기차 정보를 통하여 상기 특정 전기차에 관련된 초기화 정보가 확인되는 경우, 상기 전기차 전원공급장치와 상기 특정 전기차와의 초기화 과정 중 상호 호환성을 확인한 것으로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상인, 전기차를 위한 가변적 충전을 제어하는 방법은, 충전 키오스크가 사용자 디바이스로부터 특정 전기차에 관한 충전 요청을 수신하는 단계; 전기차 전원공급장치는 상기 충전 키오스크로부터 수신된 상기 사용자 디바이스와 연관된 전기차 정보에 기반하여, 상기 충전 요청에 대응되는 특정 충전기와 상기 특정 전기차의 충전 초기화 과정을 수행하는 단계; 상기 전기차 전원공급장치가, 상기 충전 초기화 과정을 통하여 상기 특정 충전기와 상기 특정 전기차와의 연결이 설정된 경우, 상기 전기차 전원공급장치의 설치 용량 및 상기 특정 전기차의 충전 잔여량에 기반하여, 전기차 충전을 수행하는 단계; 및 상기 충전 키오스크가, 상기 특정 전기차로부터 피드백 정보를 수신하여, 상기 전기차 충전의 급속 충전 혹은 완속 충전을 가변적으로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 전기차를 위한 가변적 충전 제어를 효율적으로 수행할 수 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기차 충전 시스템상의 전기차 전원공급장치와 전기차 사이의 연결을 위한 부품을 설명하기 위한 참고도이다
도 2는 본 발명에 따른 제어 파일럿 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 충전 사이클 시퀀스의 타이밍을 설명하기 위한 참고도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기차 충전 제어 시스템을 설명하기 위한 참고도이다.
도 5는 전기차 가변적 충전 제어 시스템을 설명하기 위한 참고도이다.
도 6은 본 발명에 따른 일례로서, 사용자 디바이스를 통한 전기차 가변적 충전 제어 방법을 설명하기 위한 참고도이다.

도 1은 본 발명에 따른 전기차 충전 시스템상의 전기차 전원공급장치와 전기차 사이의 연결을 위한 부품을 설명하기 위한 참고도이다. 도 1에서 나타난 부품들은 이하와 같이 정의될 수 있다.

● 전기차(electric vehicle, electric road vehicle(ISO)): 재충전용 배터리 또는 (주택용 또는 공용 전기 공급과 같은 자동차와 분리된 전원으로부터 에너지를 사용하고 재충전 가능한) 다른 휴대용 에너지 저장 장치로부터 전류를 공급받는 전동기에 의해 추진되며 국도, 도로 또는 고속도로에서 주로 사용하기 위해 제작된 모든 자동차를 의미한다.

● 전기차 전원공급장치(EV supply equipment, EVSE)(101): 상, 중성, 보호 접지 도체를 포함한 도체, 전기차 커플러, 부착 플러그 및 다른 모든 부속품, 장치, 전력 아웃렛 또는 구내 배선에서 전기차로 에너지를 전송하고, 필요하다면 그들간의 통신을 허용하기 위한 목적으로 특별히 설치된 장치를 의미한다.

● 자동차 커플러(vehicle coupler)(103): 전기차에 배터리 충전을 위해 유연성 케이블을 연결할 수 있게 하는 수단이며, 자동차 커넥터와 자동차 인렛, 두 부분으로 이루어진다.

● 소켓-아웃렛 (socket-outlet)(105): 고정 배선에 설치되도록 만들어진 플러그와 소켓-아웃렛의 부품, 플러그가 결합되어 있지 않을 때, 나선형 전선관 또는 차폐된 케이블이 장착된 때에는 소켓-아웃렛이 완전히 밀폐되어야 한다. 폴리염화비닐 차폐 케이블은 제외되지 않는다. 완벽한 밀폐를 이루기 위한 수단과 표시된 보호 등급을 보증하기 위한 수단이 있는 경우, 이 수단은 소켓-아웃렛에 확실히 고정 되어야 한다. 추가적으로 플러그가 완전히 맞물려 있을 때에는, 소켓-아웃렛은 표시된 보호 등급을 보증하기 위한 수단을 포함해야 한다. 리드 스프링이 있는 경우, 이 리드 스프링은 청동, 스테인리스강 또는 부식을 충분히 방지할 수 있는 다른 적절한 재료 등의 내부식성 재료로 되어 있어야 한다.

● 플러그(plug)(107): 소켓-아웃렛에 연결된 유연성 케이블과 일체형으로 되어 있거나 이에 부착되도록 만들어진 플러그와 소켓-아웃렛의 부품

● 자동차 커넥터(vehicle connector)(109): 교류 주 전원에 연결된 유연성 케이블과 일체형으로 되어 있거나 유연성 케이블에 부착되도록 만들어진 자동차 커플러의 한 부분이며, 커넥터 전압 확인을 위하여 충전이 완료된 경우에도 회로 전압이 명시된 값 이상이면 커넥터가 잠금 해제되어서는 안 된다. 커넥터가 잠금 해제될 수 있는 전압의 판단기준은 60 V 이하여야 한다. 직류 충전의 경우, 커플러는 전류를 차단할 수 있도록 설계되지 않았으므로, 결선의 분리 상황이 부하 조건에서 발생 하지 않도록 한다. 고장으로 인해 직류 부하 중에 결선이 분리되는 경우, 어떤 위험한 상황도 발생하지 않도록 되어야 한다. 부속품이 허용하는 경우, 정격 전압과 정격전류 직류 저항 부하 조건에서 최대 3회의 투입(making) 및 차단(braking) 동작까지, 화재 및 감전 위험(shock hazard) 징후가 없어야 한다

또한, 자동차 커넥터는 통상 사용하는 대로 유연성 케이블이 장착되었을 때와 자동차 인렛에 맞물려 있지 않을 때에는 완전히 밀폐되어 있어야 한다. 또한 이들은 자동차 인렛과 완전히 맞물려 있을 때, 표시된 보호 등급을 확보하기 위한 수단을 내장해야 한다. 자동차 인렛과 맞물려 있지 않을 때에는 리드 또는 커버를 사용하여 표시된 보호 등급이 달성될 수 도 있다. 표시된 보호 등급을 확보하기 위한 수단은 자동차 커넥터에 확실하게 고정되어야 한다. 리드 스프링은 청동이나 스테인리스강 또는 부식을 충분히 방지할 수 있는 다른 적절한 재료등의 내부식 성 재료로 되어 있어야 한다.

나아가, 플러그 및 자동차 커넥터의 엔클로저는 단자와 유연성 케이블의 끝을 완전히 둘러싸야 한다. 전선 교환형 플러그 및 자동차 커넥터의 구조는 도체가 정확하게 접속될 수 있도록 하고, 선심들이 제 위치를 유지함으로써 선심의 분리 지점부터 단자까지 선심들 간의 접촉 위험이 없도록 해야 한다.

● 자동차 인렛(vehicle inlet)(111): 전기차에 내장되어 있거나 이에 고정된, 또는 이에 고정되도록 만들어진 자동차 커플러의 한 부분으로, 자동차 인렛은 적절한 자동차 커넥터가 완전히 맞물려 있을 때 표시된 보호 등급 확보를 위한 수단이 내장되어 있어야 한다. 자동차 인렛의 IP 보호 등급은 자동차 커넥터가 연결될 때 활선될 수 있는 모든 접촉 가능 부품이, 자동차 커넥터가 분리될 때에는 활선되지 않으며, 테스트 핑거(test finger)에 의해 접촉될 수 있는 것을 가정하여 고려되어야 한다. 공구를 사용하지 않고는 제거할 수 없는 부착형 캡이 있는 경우, 캡이 정확하게 고정되었을 때에도 자동차 인렛은 이 요구사항을 충족하여야 한다.

이하 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여, 전기차 전원공급장치와 연결되어 전기차를 충전하기 위한 플러그, 케이블, 자동차 커넥터를 포함하며, 배터리를 충전하는데 필요한 기능을 수행하는 전력 변환기를 충전기(Charger)로 정의한다.

본 발명에 따른 전기차 충전 시스템에 따르면, 충전기에 포함된 커넥터(connector)와 결합된 통신 모듈(113)이 포함될 수 있다. 본 발명의 통신 모듈은 유선 통신 모듈과 무선 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의 및 유용성등을 고려하여 무선 통신 모듈을 중심으로 설명한다. 무선 통신 모듈은, 전기차 전원공급장치 혹은 충전 키오스크와 통신이 가능하도록 구성되어 있으며, Bluetooth, LORA 혹은 IEEE의 802.xx 규격에 부합하거나, LTE/LTE-A, NR등의 RAT(Radio Access Technology)를 이용하여 통신을 수행할 수 있는 통신 모듈로 정의된다.

따라서, 본 발명에서는 통신 모듈에 다양한 센서를 결합하거나, 내재화함으로써, 전기차 전원공급장치로부터 충전기를 통하여 전기차로 공급되는 실시간 허용 부하 전류를 측정하거나, 미리 설정된 규격 범위를 초과하지 않도록 제어할 수 있다.

통신 모듈의 출력 측정과 관련하여 설명하면, 예를 들어, 전기차 직류 충전설비는 자동차의 정격 전력과 필요 요구전력에 상관 없이, 출력 전류를 최대 전류치 이내로 제한할 수 있다. 전기차 직류 충전설비는, 전기차에서 요구하는 최대 전력이 충전기의 정격 최대 전력을 초과한 경우에도, 주위 온도 -5 °C 에서 40 °C까지, 그 최대 정격 전력[Pmax]의 한계 내에서, 전압 범위 [Vmin, Vmax]와 제어(regulated) 전류 범위 내 [Imin, Imax]에서 직류 전력을 전달할 수 있어야 한다.

예를 들어, 직류 충전 시스템의 경우 전기차에 의해 보내진 요구 값과 전기차 직류 충전설비의 출력 전류 사이의 허용오차는 요구 값이 50A이하인 경우 ±2.5 A 이며, 50A나 그 이상의 경우 요구 값의 ±5 %이다.

이때, 전류 리플(ripple)은 각각의 주파수 범위에서 측정된다. 전기차 직류 충전설비의 전류 리플(ripple)은 표 1의 정의된 제한 값을 넘지 않아야 한다.

제한	주파수
1.5 A	이하 10 ㎐
3.0 A	이하 5000 ㎐

즉, 10 ㎐ 이하의 주파수에서는 최대정격전류조건에서의 최대치와 최소치 사이의 차이가 1.5A로 제한되며, 5000 ㎐ 이하의 주파수에서는 최대정격전류조건에서의 최대치와 최소치 사이의 차이가 3.0A로 제한된다.

그러나, 이러한 전류 리플은 전기차 전원공급장치, 케이블등의 상태 이상에 따라서 제한 값을 초과하는 경우가 발생할 수 있으며, 이러한 제한 값을 초과하는 전류 리플은 전기차의 배터리 혹은 전기차 충전 시스템에 대하여 누적적으로 손상을 가하게 되는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 커넥터와 결합된 무선 통신 모듈을 통하여 충전기 상태에 대한 실시간 정보를 모니터링하고, 이에 대한 이상 징후가 모니터링되는 경우에는 전기차 전원공급장치 혹은 충전 키오스크에 이를 알림으로써, 전기차 충전 시스템의 안전한 운영을 도모하며, 충전 사업자가 충전기 고장 등 충전기 상태에 관한 정보를 충전 정보 시스템에 실시간으로 제공하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 무선 통신 모듈은 충전 중 과도 전압을 체크할 수 도 있다. 예를 들어, 전력전자기기에 의한 인버터 서지(inverter surge)와 같은 전기차 직류 충전설비의 과도 전압은 최대 정격전력과 최대 정격 전류조건에서 표 2의 제한 값을 초과하지 않아야 한다.

측정 지점	Positive(+)와 negative(-) 사이	Positive(+)와 접지 사이	negative(-)와 접지 사이
제한	+/- 50 V	+/- 50 V	+/- 50 V

이에 본 발명에 따른 무선 통신 모듈은 과도 전압, 과전류가 발생하는지 여부를 모니터링하여 이를 전기차 전원공급장치 혹은 충전 키오스크에 보고하고, 이에 따른 피드백을 수신하여 충전기에 대한 누전 차단등의 동작을 수행할 수 있다.

전기차 충전

본 발명에 따른 전기차 충전 시스템은 적절한 에너지 전송을 위해 제어된 방법으로 온 보드 전기 장치를 동작하기 위해 전기차 배터리의 적당한 충전 및/또는 전기차 배터리 버스(bus)에 에너지의 공급을 보장하는 규정된 전압/전류 값으로 표준 전압, 주파수 교류 전원 전류를 변환하는데 필요한 모든 기능을 수행함으로써 충전(charging) 동작을 수행한다.

전기차를 충전하는 방식은 다양하며, 예를 들어, 교류 주 전원을 온보드 충전기에 연결하거나, 오프보드 충전기를 사용하여 직류를 공급할 수 있다. 또는, 급속 충전을 위하여 고 전력에서 동작하는 특수 충전 설비를 이용할 수 있다.

본 발명은 이하 네 가지 충전 모드에 적용될 수 있다. 모든 충전 모드에는 과전류보호장치와 함께 누전차단기가 필요하다. 다만, 본 발명에서는 다수의 충전기를

● 모드 1 충전： 전원측에서 16 A를 초과하지 않으며 단상 교류 250 V 또는 3상 교류 480 V을 초과하지 않는 표준 소켓-아웃렛을 활용해, 그리고 전원선과 보호 접지선을 사용하여 교류 주전원에 전기차를 연결하는 충전 모드

● 모드 2 충전： 표준 단상 또는 3상 소켓-아웃렛을 사용하여 그리고 제어감시 기능과 함께 전기차와 플러그 간 또는 케이블 일체형 제어 박스의 일부로써 감전 방지 장치를 갖는 전원선과 보호 접지선을 사용하여 32 A를 초과하지 않으며 교류 250 V 단상 또는 3상 교류 480 V을 초과하지 않는 교류 주전원에 전기차를 연결하는 충전 모드, 케이블 내장형 제어함은 플러그나 전원공급장치의 0,3 m 이내에 또는 플러그 내에 위치해야 하는 규정이 있다.

● 모드 3 충전： 교류 주전원에 영구적으로 연결된 전원공급장치에서 제어 감시 기능이 제어 장치까지 확장된 전용 전원공급장치를 사용하여 교류 주전원에 전기차를 연결하는 충전 모드

● 모드 4 충전： 제어 감시 기능이 교류 전원에 영구적으로 연결된 장치까지 확장된 오프보드 충전기를 사용하여 교류 주전원에 전기차를 연결하는 충전 모드

예를 들어, 모드 3로 충전을 수행하는 경우에는 아래 기능들을 충전 시스템에서 제공해야 한다:

- 자동차가 적절하게 연결 되었는지 확인

- 등전위 본딩 또는 보호 접지선(접지 전도체) 연속적 확인

- 시스템의 활성화

- 시스템의 비활성화

- 제어된(regulated) 직류 전류 / 전압 공급

- 전류와 전압 측정

- 커플러 유지/해제

- 커플러 잠금(locking coupler)

- 충전설비의 과전압 및 과전류 방지

- 자동차 배터리의 호환성 평가

- 충전 전 절연 진단

- 배터리의 과전압 및 과전류 방지

- 커넥터 전압 확인

- 주 전원와 제어 전원의 분리

- 충전 전 단락 보호

- 사용자에 의한 충전 종료

- 커넥터 접점 병렬 사용 감시

- 충전 중 접속 케이블 내 단락에 대한 보호

더불어, 충전 시스템에서, 선택적으로 다음과 같은 기능들이 적용될 수 있다.

- 충전 중 환기 요구 사항의 결정

- 전원 공급 장치(EVSE)의 실시간 허용 부하 전류의 검출/조정

- 충전율의 선택

또한, 충전율이 전원공급장치와 그 전원공급기의 실시간 허용 부하 전류를 초과하지 않도록 하는 보장 수단이 제공되어야 한다. 또한, 충전율이 교류 주 전원, 자동차 및 배터리의 정격 용량을 초과하지 않도록 하는 수동 또는 자동 수단이 제공되어야 한다.

따라서, 본 발명에서는 상술한 바와 같이 무선 통신 모듈에서 충전 시스템에서 기본적선택적으로 제공해야 하는 기능의 일부를 수행하도록 구성될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하여 충전 시스템의 기동 및 운전정지 시퀀스와 펄스폭 변조 방식(Pulse Width Modulation, PWM)과 제어 파일럿선을 사용하는 제어 파일럿 회로에 의한 감시 기능을 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 제어 파일럿 회로도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 충전 사이클 시퀀스의 타이밍도이다.

도 2를 참고하면, 파일럿신호 측정부는 발진기(205), 저항(R1) 및 커패시터(C)를 포함한다. 발진기(205)는 접지점(203)에 연결되고 파일럿 접점(201)에 커플링되게 설치되며, 충전 제어 시스템에서 제공하는 듀티비에 따라 펄스폭 변조 방식(Pulse Width Modulation)을 수행하여 펄스신호를 생성하고 출력한다. 저항(R1)은 파일럿 접점(201)과 발진기(205) 사이에 설치되며 파일럿 신호(Va)를 형성한다. 커패시터(Cs)는 파일럿접점(201)과 접지점(203) 사이에 설치되어 EMI 억제 기능을 한다.

그리고 자동차 측에는 파일럿 접점(201)과 접지점(203)에 병렬로 연결된 2개의 저항(R2, R3)과 파일럿 접점(201)에 금속성 도체(anode)가 연결되고 저항(R2)에 캐소드(cathode)가 연결된 다이오드(D) 및 저항(R3)와 접지점(203) 사이에 설치된 스위치(S2)를 포함한다.

도 2와 같이 구성된 상태에서, 도 3을 참조로 충전 사이클 시퀀스를 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 충전장치와 전기차(EV, Electric Vehicle)가 연결되지 않은 상태이면, 스위치(S2)는 오프 상태로 제어되고, 그에 따라 도 3의 (A) 구간과 같이 파일럿신호 측정부는 12V의 파일럿신호(Va)를 검출한다. 충전 제어 시스템은 12V의 파일럿신호(Va)를 수신하면 충전 불가능 상태라고 판단한다.

충전 장치와 전기차가 연결되고 스위치(S2)가 오프 상태를 유지하면, 도 3의 B 구간과 같이 파일럿신호 측정부는 9V의 파일럿신호(Va)를 검출한다. 충전 제어 시스템은 9V의 파일럿신호(Va)를 수신하면 충전 불가능 상태라고 판단한다.

충전장치와 전기차가 연결되고 스위치(S2)가 온 상태가 되면, 도 3의 (C) 구간과 같이 파일럿신호 측정부는 6V 또는 3V의 파일럿신호(Va)를 검출한다. 충전 제어 시스템은 6V 또는 3V의 파일럿신호(Va)를 수신하면 충전 가능 상태라고 판단하며, 6V 또는 3V의 파일럿신호(Va)를 최초 수신되는 시점에서 설정된 듀티비에 따라 발진기(205)의 동작을 제어하여 설정된 전류량이 배터리 시스템(10)에 제공되게 한다. 여기서 6V의 파일럿신호 (Va)는 충전 영역의 환기가 필요하지 않는 경우에 측정되고, 3V의 파일럿신호(Va)는 충전 영역의 환기가 필요한 경우에 측정된다. (C) 구간에서는 일반적으로 대부분 6V의 파일럿신호(Va)가 검출된다.

그리고 다시 충전장치와 전기차가 연결된 상태에서 스위치(S2)가 오프되면, 도 3의 (D) 구간과 같이 파일럿신호 측정부는 9V의 파일럿신호(Va)를 검출하며, 이때 충전 제어 시스템은 배터리 시스템에 대한 충전 완료라고 판단한다.

마지막으로, 스위치(S2)가 오프된 상태에서 충전장치와 전기차 간의 연결이 해제되면 도 3의 (E) 구간과 같이 파일럿신호 측정부는 12V의 파일럿신호(Va)를 검출하며, 이때 충전 제어 시스템은 충전 불가능 상태라고 판단한다.

전기차 충전 제어

도 4는 본 발명에 따른 전기차 충전 제어 시스템을 설명하기 위한 참고도이다.

본 발명에 따른 전기차 충전 제어 시스템은 적어도 하나의 충전기(401), 전기차 전원공급장치(electric vehicle supply equipment. EVSE)(403), 충전 키오스크(405)를 포함하여 구성된다.

충전기는 상술한 바와 같이 전기차 전원공급장치와 연결되어 전기차를 충전하기 위한 플러그, 케이블, 자동차 커넥터를 포함하며, 배터리를 충전하는데 필요한 기능을 수행한다. 나아가, 본 발명에 따른 충전기는 자동차 커넥터와 결합하여 자동차가 적절하게 연결 되었는지 확인, 시스템의 활성화/비활성화 제어, 전류와 전압 측정, 커플러 유지/해제/잠금(locking coupler), 충전설비의 과전압 및 과전류 방지, 배터리의 과전압 및 과전류 방지, 커넥터 전압 확인, 커넥터 접점 병렬 사용 감시, 전기차 전원 공급 장치(EVSE)의 실시간 허용 부하 전류의 검출/조정등을 수행할 수 있는 기능이 포함된 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.

전기차 전원공급장치는, 적어도 하나의 충전기를 통하여 급속 충전 혹은 완속 충전을 수행하며, 특정 전기차로부터 피드백 정보를 수신한다. 여기서, 본 발명에 따른 전기차 전원공급장치는 특정 충전기와 연결된 전기차에 대하여, 전기차와의 통신을 통해 확인된 특정 전기차의 충전 잔여량 및 전기차 전원공급장치의 설치 용량에 기반하여, 급속 충전 또는 완속 충전을 가변적으로 수행할 수 있다.

전기차 전원공급장치를 통한 충전 제어 과정 및 상태를 설명하면, 전기차 충전설비의 충전 제어 과정은 일반적으로 다음 세 단계로 구성된다.

- 충전 시작 전 과정 (초기화)

- 충전 중 과정 (에너지 전송)

- 종료 과정 (종료)

먼저, 전기차 전원공급장치는 전기차와 통신을 통하여 각각의 충전 제어 과정을 동기화 하고, 원활한 제어와 동작을 보장하기 위하여 지정된 시간 제약 및 제어 타이밍을 유지한다. 다음은 동기화를 위하여 사용된다.

- 제어 파일럿 라인을 통한 신호

- 데이터 통신 회로를 통한 메시지

- 직류 충전회로의 전압과 전류와 같은 실제 값

충전 시작 전 과정(초기화)을 설명하면, 이 과정에서, 전기차와 전기차 전원공급장치는 자동차 배터리의 한계 전압, 최대 충전 전류등의 동작 한계와 충전 제어와 관련된 파라미터를 교환하고 서로에게 전송한다. 충전 시작 전 배터리와 전기차 전원공급장치의 연결여부와 충전 종료 후 연결이 해제 되었는지 여부를 확인하기 위하여 회로 전압을 측정한다.

자동차와 전기차 전원공급장치는 상호 호환성을 확인하지 않으면 충전 단계를 진행하지 않는다. 여기서, 본 발명에 따르면, 사용자 디바이스와 충전 키오스크의 연결을 통하여 특정 전기차의 초기화 정보가 확인되는 경우에는, 충전 키오스크는 전기차 전원공급장치와 특정 전기차와의 초기화 과정 중 상호 호환성을 확인한 것으로 판단하고 충전 단계를 바로 진행하도록 제어함으로써, 충전 준비 시간을 단축시킬 수 도 있다.

호환성 검사 후, 전기차 전원공급장치(또는 전기차)는 전력선과 전기차 샤시를 포함한 외함 사이의 절연 시험을 실시한다. 절연 시험 전에 커넥터는 잠긴다. 절연 시험 완료 후, 전기차는 전기차 내 접촉기를 닫는다.

충전 중 과정(에너지 전송)을 설명하면, 전기차는 충전을 통해 전기차 전원공급장치에 충전 전류나 전압의 명령치를 지속적으로 보낸다. 다음의 두 과정 중 하나를 따른다.

a) 정전류 충전

- 마스터로써의 전기차와 슬레이브로써의 전기차 전원공급장치 상태로 정전류 충전방식으로 전기차 배터리는 충전될 수 있다.

- 전기차 전원공급장치는 충전 제어 과정에서 차량이 요청하는(명령 값) 충전 전류 값을 받는다.

- 전기차 전원공급장치는 제어 대상으로 명령 값을 설정하고, 충전 전류를 제어한다.

- 차량으로부터의 명령값은 시스템의 요구사항에 따라 일정 간격으로 전기차 전원공급장치로 통보된다

- 전기차 전원공급장치는 전기차의 명령 값의 변화에 따라 충전 전류를 제어한다.

b) 정전압 충전

- 마스터로써의 전기차와 슬레이브로써의 전기차 전원공급장치 상태로 정전압 충전방식으로 전기차 배터리는 충전될 수 있다.

- 전기차 전원공급장치는 충전 제어 과정에서 차량이 요청하는(명령 값) 충전 전압 값을 받는다.

- 전기차 전원공급장치는 제어 대상으로 명령 값을 설정하고, 충전 전압을 제어한다.

- 전기차 전원공급장치는 전기차의 명령 값의 변화에 따라 충전 전류를 제어한다.

충전 종료 과정에 대하여 설명하면, 전기차의 배터리 용량이 일정 한도에 도달하면 정상적으로 종료된다. 충전 과정이 완료된 후, 종료 단계에서는 전기차와 전기차 전원공급장치를 사용자가 안전하게 충전 케이블과 커넥터를 조작할 수 있는 상태로 되돌린다. 전기차에 의해 충전 종료가 통보되면, 전기차 전원공급장치는 충전 전류를 영으로 줄인다. 전기차 내 접촉기는 영 전류에 도달할 쯤에 개방된다. 인렛 전압이 안전한 수준에 도달한 후에, 충전 커넥터는 전기차 전원공급장치나 전기차에 의해 잠금이 해제될 수 있으며, 사용자가 인렛으로부터 충전 커넥터를 제거 할 수 있다.

충전 키오스크는, 특정 전기차와 연관된 사용자 디바이스(User equipment)의 충전 요청을 수신하며, 사용자 디바이스와 연관된 전기차 정보에 기반하여 충전 요청에 대응되는 특정 충전기를 제어하며, 전기차 전원공급장치를 통하여 상기 특정 전기차의 피드백 정보를 수신할 수 있다.

특정 전기차와 연관된 사용자 디바이스와 연결되어, 사용자가 특정 전기차에 대한 충전 요금을 결제할 수 있도록 할 수 있다. 종래의 경우, 개별 충전 장치를 통하여 사용자가 회원 카드를 이용하여 결제를 수행하는 방식의 충전기가 일반적이었으나, 본 발명에 따른 충전 제어 시스템은 다수의 충전기를 하나의 충전 키오스크를 통하여 제어할 수 있는 구성을 가지고 있으므로, 하나의 충전 키오스크를 다수의 사용자가 이용하려는 경우, 결제 시간이 오래 걸리는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 사용자 디바이스를 통하여 특정 충전기를 통한 충전 요청이 수신되는 경우에는, 충전 키오스크를 통하지 않고 사용자 디바이스 상의 어플리케이션을 이용하여 충전 키오스크와 통신할 수 있으며, 이를 통하여 충전 요금을 결제하도록 할 수 있다.

또한, 충전 키오스크는, 특정 전기차와 연관된 회원 카드를 인식할 수 있으며, 회원 카드를 태그하는 방식뿐만이 아니라, 별도로 설치된 외부카메라(예를 들어, CCTV)를 이용하여 회원 카드를 인식할 수 도 있다.

충전 키오스크는, 전기차 전원공급장치를 통하여 충전 절차가 수행되는 경우, 충전 절차에 대한 진행 정도, 예상 시간, 충전량, 급속/완속 충전 여부등의 안내를 사용자 디바이스를 통하여 표시되도록 신호를 송신할 수 도 있다.

나아가, 충전 키오스크는 전기차 전원공급장치를 제어하여 급속/완속 충전을 가변적으로 수행한다. 즉, 충전 키오스크는, 전기차 전원공급장치의 설치 용량의 한도 내에서, 적어도 하나의 충전기를 통하여 확인된 충전 잔여량을 기준으로 전기차에 대한 급속 충전이 수행되도록 전기차 전원공급장치를 1차 제어하며, 더불어, 사용자 디바이스를 통하여 수집된 전기차 정보 및 상기 특정 전기차에 관한 충전 예상 소요 시간, 충전 금액, 충전 요금 적용 시간대, 전기차 전원공급장치의 설치 용량 중 적어도 하나에 기반하여, 적어도 하나의 충전기에 대한 충전 속도를 2차 제어할 수 있다. 예를 들어, 충전 키오스크는 충전 잔여량이 적은 순서대로 차량 충전을 수행할 수 있으나, 충전 잔여량이 많은 순서로 차량 충전을 수행함으로써, 충전 시스템의 효율성을 높일 수 도 있다. 이러한 전기차 전원공급장치 제어 규칙은, 단순하게 충전 잔여량을 기준으로 설정될 수 있으나, 계절적 요인(여름철, 봄가을철, 겨울철), 시간적 요인(경부하시간대, 중간부하시간대, 최대부하시간대), 충전 시스템의 통계적 데이터(EVSE의 시간대별 사용용량등), 전기차 구성 데이터(전기차 배터리에 따른 충전 모드 및 방식)이 고려되어 설정될 수 있다.

전기차 전원 공급 장치는, 전력공급원 설치 용량에 따라서, 급속 충전을 동시에 수행할 수 있는 충전기의 개수가 제한될 수 있다. 예를 들어, 제 1 충전소가 최대 3개의 충전기를 급속 충전이 동시 가능할 지라도, 제 2 충전소의 경우에는 최대 2개의 충전기만이 급속 충전될 수 도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 충전 키오스크는, 전기차 전원공급장치의 설치 용량을 최대한 이용하여 다수의 사용자가 급속 충전을 이용하는 경우를 대비하여, 전기차의 충전 잔여량이 적게 남은 충전기를 우선적으로 급속 충전을 수행하도록 제어하고, 나머지 전기차는 완속으로 충전을 수행하다가, 급속 충전을 수행하던 충전기를 통한 충전이 완료되는 경우 급속으로 전환하여 충전이 수행되도록 할 수 있다. 본 발명에서 1차 제어와 2차 제어를 수행함으로써, 전기차 전원공급장치의 기계적물리적 특성으로 인하여 급속/완속으로의 변환이 지연되는 점을 방지하고, 효율적으로 전기차 충전을 제어할 수 있다.

도 5는 전기차 가변적 충전 제어 시스템을 설명하기 위한 참고도이다.

도 5에서, 충전 키오스크(501)가 전기차 전원공급장치(503)를 1차적으로 제어하는 경우, 전기차 전원공급장치와 충전 키오스크는 다수의 AC/DC 변환기에 다수의 충전기가 연결되어 있을 수 있다. 예를 들어, 전기차 전원공급장치의 100-150A의 AC/DC 변환기 #A 에 대하여 충전기 #A가 연결되고, 충전기 #A를 통하여 전기차 A에 대하여 급속 충전이 이루어지고 있다고 가정한다. 이러한 경우, 충전기 #B를 통하여 전기차 B가 급속 충전을 수행하려고 한다면, 충전기 B는 AC/DC 변환기 #B와 연결되어 급속 충전을 수행하여야 한다. 그러나, 만약에 충전기 #C를 통하여 전기차 C가 급속 충전을 수행하는 경우라면, AC/DC 변환기 #A와 AC/DC 변환기 #B는 이미 사용중이므로, 15-45A의 용량을 가지는 AC/DC 변환기 #C와 연결되어, 완속 충전을 수행하다가, 전기차 A 혹은 전기차 B가 급속 충전을 종료한 경우에 충전기 #C가 AC/DC 변환기 #A 혹은 AC/DC 변환기 #B와 연결되어 급속 충전을 수행할 수 있다.

따라서, 충전 키오스크는 1차 적으로 전기차 전원공급장치만을 제어할 수 있으나, 사용자 디바이스를 통하여 수집된 전기차 정보 및 상기 특정 전기차에 관한 충전 예상 소요 시간, 충전 금액, 충전 요금 적용 시간대, 전기차 전원공급장치의 설치 용량 중 적어도 하나에 기반하여, 충전기를 어떤 AC/DC 변환기에 연결시킬지 여부를 2차 제어함으로써, 효율적인 충전을 수행할 수 있다.

예를 들어, 충전 키오스크는 사용자의 충전 금액을 고려하여 급속/완속 충전 여부를 조정할 수 있다. 전기차의 완속 충전 요금은 여름철, 봄가을철, 겨울철 및 경부하시간대, 중간부하시간대, 최대부하시간대에 따라서 상이하게 적용된다. 이에 반하여 전기차의 급속 충전 요금은 174원/kWh로 고정된 요금이 적용된다. 따라서, 급속 충전만을 수행하기에 부족한 충전 금액이 부족하다고 판단되는 경우에, 충전 키오스크는 충전 시간이 제일 적게 소요되며, 충전 금액을 초과하지 않도록 충전기를 제어할 필요가 있다. 따라서, 충전 키오스크는 급속 충전과 완속 충전의 비율을 산출한 후, 전기차 전원공급장치를 통하여 급속 충전과 완속 충전을 가변적으로 수행함으로써 안정적인 전기차 충전 제어 시스템이 운영할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 일례로서, 사용자 디바이스를 통한 전기차 가변적 충전 제어 방법을 설명하기 위한 참고도이다.

본 발명에 따른 전기차 가변적 충전 제어는, 충전 키오스크가 사용자 디바이스로부터 특정 전기차에 관한 충전 요청을 수신하는 경우 시작될 수 있다(S601).

충전 키오스크는 전기차 전원공급장치에게 사용자 디바이와 연관된 전기차 정보를 전달할 수 있으며, 전기차 전원공급장치는 전달된 전기차 정보에 기반하여, 충전 요청에 대응되는 특정 충전기와 특정 전기차의 충전 초기화 과정을 수행할 수 있다(S603). 충전기와 전기차의 충전 초기화 과정은 상술한 내용으로 대체하며, 사용자 디바이스와 충전 키오스크의 연결을 통하여 특정 전기차의 초기화 정보가 확인되는 경우에는, 충전 키오스크는 전기차 전원공급장치와 특정 전기차와의 초기화 과정 중 상호 호환성을 확인한 것으로 판단하고 충전 단계를 바로 진행하도록 제어함으로써, 충전 준비 시간을 단축시킬 수 도 있다.

전기차 전원공급장치는, 충전 초기화 과정을 통하여 특정 충전기와 특정 전기차와의 연결이 설정된 경우, 전기차 전원공급장치의 설치 용량 및 상기 특정 전기차의 충전 잔여량에 기반하여, 전기차 충전을 시작한다(S605).

충전 키오스크는, 특정 전기차로부터 피드백 정보를 수신하여, 전기차 충전의 급속 충전 혹은 완속 충전을 가변적으로 제어하며, 전기차 전원공급장치의 설치 용량의 한도 내에서, 적어도 하나의 충전기를 통하여 확인된 충전 잔여량이 적은 순서대로 전기차에 대한 급속 충전이 수행되도록 전기차 전원공급장치를 1차 제어하며, 사용자 디바이스를 통하여 수집된 전기차 정보 및 특정 전기차에 관한 충전 예상 소요 시간, 충전 금액, 충전 요금 적용 시간대, 전기차 전원공급장치의 설치 용량 중 적어도 하나에 기반하여, 적어도 하나의 충전기에 대한 충전 속도를 2차 제어할 수 있다(S607).

EV와 충전 설비간 통신

일반적으로 전기차 충전 제어 시스템용 제어 통신 프로토콜의 구체적 요건은 사용자와 공급자간에 협의된 별도의 충전을 위한 통신 프로토콜 표준에 따른다.

또한, 전기차는 서로 다른 기술과 전압을 가진 추진 배터리를 내장한다. 따라서, 충전 과정에서 온보드 에너지 저장 시스템들의 다양한 종류의 배터리의 충전을 보장하기 위해 전기차에 의해 배터리가 관리되어야 한다. 따라서, 전기차는 충전 과정을 관리하기 위한 자동차 충전 제어기(VCCU)를 갖추고 있으며, 범용 전기차 충전설비는 전기차 충전설비의 충전 파라미터를 전기차가 제어할 수 있도록 구현되어야 한다.

이에 전기차 충전 시스템은 전기차 충전 설비(예, 충전 키오스크, 전기차 전원공급장치)와 전기차 사이에 충전을 위한 제어 파라미터를 교환할 수 있도록 다음과 같은 데이터 통신 회로를 갖추어야 한다.

a) 전용 데이터 통신 회로를 통한 CAN(Control Area Network) 또는

b) 직교 주파수 분할 다중(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing), 여기서, OFDM은 PLC, 인밴드(in-band) 통신 등을 포함한다.

데이터 통신 회로에 추가적으로, 충전 시작과 종료 같은 상위 수준의 충전 제어 과정은 신호 라인/파일럿 신호 라인을 이용한 신호 교환을 통하여 관리되어야 한다.

이에 따라 신호 통신과 관련하여 전용 데이터 통신 회로를 이용한 전기차 충전설비의 CAN 신호 통신은 사용자와 공급자간에 협의 된 별도의 충전을 위한 통신 프로토콜을 따르며, OFDM 방식의 직교 주파수 분할 다중은 사용자와 공급자간에 협의 된 별도의 충전을 위한 통신 프로토콜을 따른다. 이에, PWM 파일럿 제어를 사용하거나 같은 동작을 하는 다른 시스템을 통해 구현될 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 자동차 커넥터에 연결된 무선 통신 모듈을 통하여 CAN 신호 통신 혹은 OFDM 방식의 통신을 이용하여 전기차 및 충전 키오스크, 전기차 전원공급장치에 상태 정보를 송수신하거나, 제어하도록 구성될 수 있다.

전기차 충전 정보 시스템

전기차 충전과 관련하여, 충전 사업자는 충전기 설치 지점의 명칭, 충전기 설치 지점의 좌표(위도, 경도) 충전기 제품명과 주요 제원에 관한 사항, 충전기 사용요금, 기타 사항에 대하여 보고를 할 필요성이 있다. 다만, 충전기 고장 등 충전기 상태에 관한 정보를 충전 정보 시스템에 실시간으로 제공하는 경우에는 별도의 보고를 통하여 고장 사실을 알리지 않더라도 실시간 제공을 통하여 고장 사실을 알릴 수 있다.

또한, 충전 사업자는 완전개방 공용충전기의 위치와 상태에 관한 정보를 환경부등에서 정하는 방식에 따라 충전 정보 시스템에 실시간으로 공유하여야 한다. 만약, 부분개방 공용충전기의 경우 공동주택 입주민 등이 공유를 원하지 않거나, 보안 문제로 공개가 불가능한 경우를 제외하고는 충전기 위치 및 상태에 관한 정보를 공유하여야 한다. 이에 환경부등은 충전 정보 시스템에 공유된 공용충전기의 정보를 지방자치단체, 공공기관 및 다른 충전 사업자 등에게 제공할 수 있다.

만약, 충전 사업자가 충전기를 회원제로 운영하면서 사업자가 별도로 발급한 카드로 회원여부를 인식하고 사용량만큼을 지정된 계좌 또는 지정된 신용카드로 사후 결제하는 방식으로 공용충전기를 운영하는 경우, 환경부등 및 타 충전 사업자가 발급한 회원카드를 함께 사용할 수 있도록 회원정보 공유, 결제 시스템 연계 등 필요한 조치를 취하여야 한다.

나아가, 충전 사업자는 충전기의 유지, 보수를 위하여 정기점검의 결과를 기록 보존하여야 한다.

따라서, 본 발명에 따른 충전 키오스크는 전기차 전원공급장치에 연관된 충전기 설치 지점의 명칭, 충전기 설치 지점의 좌표(위도, 경도) 충전기 제품명과 주요 제원에 관한 사항, 충전기 사용요금, 기타 사항뿐만 아니라, 무선 통신 모듈 혹은 전기차 전원공급장치를 통하여 획득한 충전기 고장 등 충전기 상태에 관한 정보를 실시간으로 기록보존하고, 미리 설정된 공공기관 등에 자동적으로 보고하도록 구성될 수 있다.

본 명세서와 도면에 게시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 게시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

상술한 바와 같은 전기차를 위한 가변적 충전 제어 시스템 및 그 제어 방법은 다양한 서비스 분야에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (6)

1. 전기차(electric vehicle, EV)를 위한 가변적 충전을 제어하는 시스템에 있어서,
   적어도 하나의 충전기(Charger);
   상기 적어도 하나의 충전기를 통하여 급속 충전 혹은 완속 충전을 수행하며, 특정 전기차로부터 피드백 정보를 수신하는 전기차 전원공급장치(electric vehicle supply equipment. EVSE); 및
   상기 특정 전기차와 연관된 사용자 디바이스(User equipment)와 통신을 수행하며 상기 전기차 전원 공급장치의 충전 절차에 대한 안내를 상기 사용자 디바이스를 통하여 표시하고, 상기 사용자 디바이스와 연관된 전기차 정보에 기반하여 충전 요청에 대응되는 특정 충전기를 제어하며, 상기 전기차 전원공급장치를 통하여 상기 특정 전기차의 피드백 정보를 수신하는 충전 키오스크(Kiosk)를 포함하며,
   상기 전기차 전원공급장치는,
   상기 특정 충전기를 통하여 확인된 상기 특정 전기차의 충전 잔여량 및 상기 전기차 전원공급장치의 설치 용량에 기반하여, 급속 충전 또는 완속 충전을 가변적으로 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하며,
   상기 충전 키오스크는,
   상기 특정 충전기를 통한 급속 충전이 요청되면, 상기 전기차 전원공급장치에 구성된 다수의 변환기들 중 사용가능한 급속 충전을 위한 변환기가 존재하는 경우에 상기 특정 충전기와 상기 급속 충전을 위한 변환기가 연결되도록 제어하며, 상기 사용가능한 급속 충전을 위한 변환기가 존재하지 않는 경우 상기 특정 충전기를 완속 충전을 위한 변환기에 연결되도록 제어하는,
   전기차 가변적 충전 제어 시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 충전 키오스크는,
   상기 사용자 디바이스와 통신하여 상기 특정 전기차에 대한 요금 결제를 수행하며,
   상기 특정 전기차와 연관된 회원 카드를 인식하며,
   상기 특정 전기차와 관련된 사용자의 충전 금액에 기반하여 산출된 상기 특정 전기차의 급속 충전과 완속 충전의 비율에 따라 충전 제어를 수행하는,
   전기차 가변적 충전 제어 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 충전기에 포함된 커넥터(connector)와 결합된 통신 모듈을 더 포함하며,
   상기 통신 모듈은,
   상기 전기차 전원공급장치의 실시간 허용 부하 전류를 측정하고, 미리 설정된 규격 범위를 초과하지 않도록 제어하며, 상기 실시간 허용 부하 전류의 상태를 무선 신호를 통하여 상기 전기차 전원공급장치 혹은 상기 충전 키오스크 중 적어도 하나로 피드백하는 것을 특징으로 하는,
   전기차 가변적 충전 제어 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 충전 키오스크는,
   상기 전기차 정보를 통하여 상기 특정 전기차에 관련된 초기화 정보가 확인되는 경우, 상기 전기차 전원공급장치와 상기 특정 전기차와의 초기화 과정 중 상호 호환성을 확인한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는,
   전기차 가변적 충전 제어 시스템.
6. 전기차를 위한 가변적 충전을 제어하는 방법에 있어서,
   충전 키오스크가 사용자 디바이스와 통신을 수행하며 전기차 전원 공급장치의 충전 절차에 대한 안내를 상기 사용자 디바이스를 통하여 표시하는 단계;
   전기차 전원공급장치는 상기 충전 키오스크로부터 수신된 상기 사용자 디바이스와 연관된 전기차 정보에 기반하여, 충전 요청에 대응되는 특정 충전기와 특정 전기차의 충전 초기화 과정을 수행하는 단계;
   상기 충전 키오스크가, 상기 특정 충전기를 통한 급속 충전이 요청되면, 상기 전기차 전원공급장치에 구성된 다수의 변환기들 중 사용가능한 급속 충전을 위한 변환기가 존재하는 경우에 상기 특정 충전기와 상기 급속 충전을 위한 변환기가 연결되도록 제어하며, 상기 사용가능한 급속 충전을 위한 변환기가 존재하지 않는 경우 상기 특정 충전기를 완속 충전을 위한 변환기에 연결되도록 제어하는 단계;
   상기 전기차 전원공급장치가, 상기 특정 충전기와 특정 전기차와의 연결이 설정된 경우, 상기 전기차 전원공급장치의 설치 용량 및 특정 전기차의 충전 잔여량에 기반하여, 전기차 충전을 수행하는 단계; 및
   상기 충전 키오스크가, 특정 전기차로부터 피드백 정보를 수신하여, 상기 전기차 충전의 급속 충전 혹은 완속 충전을 가변적으로 제어하는 단계를 포함하는,
   가변적 충전 제어 방법.

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