KR102128712B1

KR102128712B1 - 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템

Info

Publication number: KR102128712B1
Application number: KR1020180091546A
Authority: KR
Inventors: 송기홍
Original assignee: (주)솔루윈스
Priority date: 2018-08-07
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2020-07-08
Also published as: KR20200016438A

Abstract

본 발명은 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 교류 전력을 입력받아 다수의 전기차를 동시 충전하며, 전기차별로 충전하고자 하는 전력을 각각 다르게 조절할 수 있으며, 충전중인 각 전기차의 순시 전압, 전력, 충전 속도, 온도 등과 같은 충전상태 및 충전량에 따른 과금 정보를 제공하는 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템에 관한 것이다.

Description

가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템{Multi-charging System for Electric Vehicle}

본 발명은 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 교류 전력을 입력받아 다수의 전기차를 동시 충전하며, 전기차별로 충전하고자 하는 전력을 각각 다르게 조절할 수 있으며, 각 충전기 별로 충전 중인 전기차의 순시 전압, 전력, 충전 속도, 온도 등과 같은 충전상태 및 충전량에 따른 과금 정보를 제공하는 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템에 관한 것이다.

본 발명은 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템에 관한 것이다.

대기 질 개선, 이산화탄소 배출 감소 등의 환경적 측면과 석유 의존을 감소하기 위해 친환경 자동차 개발이 미래 자동차 산업의 큰 이슈로 떠오르며, 세계 주요국들은 전기자동차 보급을 추진하고 있다.

국내에서도 파리 기후변화 당사국 총회 VIP 발표를 통해 "2030년까지 제주도에서 운행되는 차량을 전기자동차로 100% 대체할 계획"을 천명하는 등, 정부 차원에서 친환경 차의 대명사인 전기차의 산업화를 기후변화 대응 수단인 동시에 6대 에너지 신산업의 하나로서 주목하고 있다. 이러한 정부 차원의 관심을 구체화하여 초기 수준인 국내 전기차 시장의 성장 촉진을 위해, 2015년 12월 제3차 환경친화적 자동차 개발 및 보급 기본계획도 마련되었다.

그러나 이러한 전기차 산업 육성을 위한 적극적인 정부노력에도 불구하고, 실제 전기차 보급 실적은 미흡하다. 긴 충전시간, 짧은 주행거리, 비싼 차량 가격 등 다양한 원인이 있지만, 특히 충전 인프라 부족에 따른 어려움이 전기차 보급의 주된 저해요인이다.

기존의 전기차 충전 시스템은 하나의 교류 전력을 입력받아 한 대의 전기차를 충전시키는 방식이 대부분이었다. 최근 하나의 입력 전력으로 다 수의 전기차를 충전할 수 있는 다중 충전 시스템이 제시되고 있으나, 충전기의 구성이 복잡하다는 문제점이 있다. 또한, 동시 충전이 아닌 순차 충전 방식이거나 원거리에 설치되는 충전기와 연결하기 위해서는 다 수의 전력케이블이 필요하여, 제조 및 설치 비용이 과도하게 요구된다는 어려움이 있으며, 개별 충전 포트에 대한 충전 상태 및 충전량 파악이 어려워 과금 정보의 취득이 용이하지 않다는 단점이 있다.

대한민국 등록특허번호 : 제10-1198539호 대한민국 등록특허번호 : 제10-1813523호 대한민국 등록특허번호 : 제10-1391658호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 목적은 수전에 필요한 장치 및 전력 분배장치 등으로 구성된 전력분배함, 임의의 위치에 설치할 수 있고, 추가 설치가 용이한 다수의 충전기를 포함하며, 적은 전력 케이블을 이용하여 많은 충전기에 충전 전력을 제공할 수 있으므로 설치 비용 절감이 가능한 다중 충전시스템을 제공하는 것이다.

또한, 충전 도중 충전 전력량을 유연하게 가변할 수 있어 전기차의 충전 상태에 따른 충전 시간의 효과적 제어가 가능하며, 충전량을 측정하기 위한 충전력 계측 장치가 충전포트 앞단에 설치되어 개별 충전량 및 충전 상태를 쉽게 파악할 수 있는 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템은 전기차에 AC전력, DC 전력 중 어느 하나 이상을 공급하는 다수의 충전기, 상기 다수의 충전기와 연결되며, 외부로부터 인가되는 AC전력을 분배하여 상기 다수의 충전기에 AC전력 또는 DC전력을 공급하고, 상기 다수의 충전기의 충전 상태를 표시하는 전력분배함을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전력분배함은 상기 전력분배함으로 인입되는 AC전력을 계측하는 전력계량부, 상기 충전기의 충전상태를 수신하여 표시하는 상태표시부, 상기 전력계량부를 통한 인입AC전력을 분배하여 상기 충전기에 교류전력을 공급하는 AC분배장치, 상기 인입AC전력을 DC전력으로 변환하는 AC/DC컨버터, 상기 AC/DC컨버터에서 변환된 DC전력을 분배하여 상기 충전기에 직류전력을 공급하는 DC분배장치, 상기 각 충전기와 통신을 수행하며, 상기 각 충전기의 통신값에 따라 상기 AC분배장치, 상기 AC/DC컨버터, 상기 DC분배장치를 제어하고, 상기 충전기별 충전상태를 상기 상태표시부에 전달하여 충전상태가 표시되도록하는 주제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 충전기의 충전상태를 표시하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 충전기는 상기 전력분배함으로부터 AC전력을 입력받아 DC전력로 변환하여 완속 충전을 수행하며, 완속 충전량을 측정하는 완속 충전부, 상기 전력분배함으로부터 DC전력을 입력받아 DC전력으로 변환하여 급속 충전을 수행하며, 급속 충전량을 측정하는 급속 충전부, 상기 완속 충전부로부터 상기 완속 충전량을 수신하고, 상기 급속 충전부로부터 상기 급속 충전량을 수신하여 상기 전력분배함으로 전송하는 부제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 급속 충전부는 상기 전력분배함으로부터 DC 전력을 입력받아 DC/DC변환하는 DC/DC변환부, 상기 DC/DC변환부에서 변환된 전력을 전기차에 공급하는 제1 충전포트, 상기 제1 충전포트, 상기 DC/DC변환부 사이에 형성되어 상기 제1 충전포트를 통해 충전되는 전력, 전력량, 전압, 전류, 역률, 온도 중 어느 하나 이상을 측정하여 상기 부제어부으로 전달하는 제1 측정부, 상기 제1 측정부, 상기 DC/DC변환부 사이에 직렬로 연결되어 상기 제1 충전포트로 공급되는 전력량을 조절하는 직렬릴레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 급속 충전부는 두 개 이상의 상기 DC/DC변환부, 상기 두 개 이상의 DC/DC변환부와 대응하는 두 개 이상의 상기 제1 측정부, 두 개 이상의 상기 직렬릴레이를 포함하고, 상기 두 개 이상의 직렬릴레이를 병렬로 연결하는 하나 이상의 병렬릴레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 완속 충전부는 상기 전력분배함으로부터 AC전력을 입력받아 DC로 변환하는 AC/DC변환부, 상기 AC/DC변환부에서 변환된 전력을 전기차에 공급하는 제2 충전포트, 상기 제2 충전포트, 상기 AC/DC변환부 사이에 형성되어 상기 제2 충전포트를 통해 충전되는 전력, 전력량, 전압, 전류, 역률, 온도 중 어느 하나 이상을 측정하여 상기 부제어부으로 전달하는 제2 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전력분배함, 상기 충전기 간의 통신은 사물인터넷, 지그비, 와이파이 중 어느 하나 이상을 포함하는 무선통신방식을 이용하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명은 수전에 필요한 장치 및 전력 분배장치 등으로 구성된 전력분배함, 임의의 위치에 설치할 수 있고, 추가 설치가 용이한 다수의 충전기를 포함하며, 적은 전력 케이블을 이용하여 많은 충전기에 충전 전력을 제공할 수 있으므로 설치 비용 절감이 가능한 다중 충전시스템을 제공하는 효과가 있다.

또한, 충전 도중 충전 전력량을 유연하게 가변할 수 있어 전기차의 충전 상태에 따른 충전 시간의 효과적 제어가 가능하며, 충전량을 측정하기 위한 충전력 계측 장치가 충전포트 앞단에 설치되어 개별 충전량 및 충전 상태를 쉽게 파악할 수 있는 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템을 제공하는 효과를 가진다.

본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 기술적 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 전력분배함 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에서 충전기 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

본 발명의 각 구성 단계에 대한 상세한 설명에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "... 부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 일실시 예에 따른 전기차 다중 충전시템은 전력분배함(101)과 다수의 충전기(102)로 구성된다. 전력분배함(101)은 외부로부터 인입되는 교류전력(100)을 완속 및 급속 충전용으로 사용하기 위한 전력 분배장치(110), 충전기와의 통신을 위한 통신 모듈이 포함된 주제어부(108) 및 충전 상태를 표시하기 위한 상태표시부(109)를 포함한다. 임의의 위치에 설치되는 충전기는 급속 및 완속 충전 기능이 포함되어 있으며, 부제어부 내 통신 모듈을 통해 전력분배함과 충전에 필요한 정보를 주고받으며, 부제어부 내 측정모듈을 통해 충전기의 충전상태를 측정한다. 또한 부제어부는 충전을 위한 제어 기능을 포함하고 있어 원격으로 충전을 제어할 수 있다.

본 발명의 충전기 구성 방법을 이용할 경우 하나의 전력분배함(101)을 통해 입력되는 교류전력(100)을 이용하여 완속 및 급속 등 서로 다른 충전을 요구하는 여러 대의 전기차를 동시 충전할 수 있으며, 충전기의 추가 확장이 용이할 뿐 아니라 효율적으로 관리할 수 있을 뿐만 아니라 설치 공간 및 비용을 줄일 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템은 전기차에 AC전력, DC 전력 중 어느 하나 이상을 공급하는 다수의 충전기(400), 상기 다수의 충전기(400)와 연결되며, 외부로부터 인가되는 AC전력을 분배하여 상기 다수의 충전기에 AC전력 또는 DC전력을 공급하고, 상기 다수의 충전기 충전 상태를 표시하는 전력분배함(202)을 포함한다.

본 발명의 일실시 예에서는 전력분배함(202)에서 충전기(400)로 전력을 공급하기 위한 전력 케이블을 일 대 일 연결방식과 충전기 입력단에서 병렬연결 방식을 적용 가능하여 설치 비용을 절감할 수 있다.

전력분배함(202)은 인입되는 전력(201)을 계측을 하여 과금의 기준으로 이용하기 위한 전력계량부(204), 충전 관련 정보 및 상태를 표시하기 위한 상태표시부(250) 및 다수의 충전기(400)와 통신을 수행하기 위한 통신모듈을 포함한 주제어부(203)로 구성된다. 주제어부(203)는 임의의 위치에 있을 수 있는 다 수의 충전기(400) 내에 포함된 부제어부(410)와의 통신이 가능하도록 사물인터넷, 지그비, 와이파이 등의 무선통신 방식을 이용한다.

전력계량부(204)를 통한 인입전력(201)은 AC분배장치(207)를 통해 다 수의 AC전력(208)으로 분배되어 완속 충전부(420)로 공급되고 AC/DC변환블럭(209)을 통해 AC를 DC로 변환 후 DC전력으로 분배하는 급속 충전용 DC분배 장치(210)를 거친 다 수의 DC전력(211)을 전력 케이블을 이용하여 충전기의 급속충전부(430)로 공급한다. 전력분배함(202)에 대해서는 이후 도 3을 참고하여 더 상세히 설명해보겠다.

충전기(400)는 전력분배함(202)의 AC분배장치(207)로부터 AC전력을 입력받아 완속 충전을 수행하는 완속 충전부(420), 전력분배함(202)의 DC분배장치(210)로부터 DC전력을 입력받아 급속 충전을 수행하는 급속 충전부(430), 통신, 제어, 계측 기능을 포함하여 완속 충전부(420)로부터 상기 완속 충전량, 급속 충전부(430)로부터 상기 급속 충전량 등의 정보를 전력분배함(202)의 주제어부(203)와 주고받는 부제어부(410)로 구성된다. 부제어부(410)는 디스플레이장치를 포함한다.

충전기(400)의 사용자가 충전을 중단하거나 충전이 완료된 상태가 되면 부제어부(410)의 디스플레이 장치 및 상태표시부(205)의 디스플레이부에 현재 상태, 전체 충전량 및 충전 요금 등을 표시하고, 상태표시부(205)에서는 충전 요금에 따른 과금 절차를 수행한다.

임의의 위치에 설치될 수 있는 하나 이상의 충전기(400)는 완속 충전부(420)와 연결되는 하나의 완속충전포트(421)와 급속 충전부(430)와 연결되는 다수개의 급속충전포트(431)를 가지는데, 도 2에서는 3개의 급속충전포트(431)를 포함하는 것으로 도시되어있지만 다른 실시 예에서는 4개 이상을 가질 수도 있고, 또 다른 예에서는 두 개를 가질 수도 있다. 충전기(400)는 완속 및 급속 충전이 동시에 가능한 구조로서, 충전 조건 및 상태를 제어하고 전력분배함(202)과 충전을 위한 정보를 주고받기 위한 통신 기능을 가진 부제어부(410)가 포함된 구조로 이루어지며, 다수의 충전기가 전력분배함과 동시 충전을 위해 구성될 수 있다.

전기차 등을 충전하고자 하는 사용자가 i번째 충전기의 디스플레이(부제어부)에서 충전 요청하면 해당 메시지가 사물인터넷, 지그비, 와이파이 등 무선통신방식을 통해 전력분배함의 상태표시부에 전달되며, 상태표시부에서는 해당 다중 동시 충전시스템에서 각 충전기의 충전 가능 여부를 파악 후 충전이 가능하다면 충전기의 부제어부에 충전을 승인함에 따라 부제어부에서는 주제어부의 명령에 따라 i번째 충전기가 충전할 수 있도록 릴레이를 동작시킨다.

본 발명의 일실시 예에서 충전기는 충전용 키오스크(KIOSK)를 이용한다. 키오스크는 정부기관이나 지방자치단체, 은행, 백화점, 전시장 등 공공장소에 설치된 무인 정보단말기로 동적 교통정보 및 대중교통정보, 경로 안내, 요금 카드 배포, 예약 업무, 각종 전화번호 및 주소 안내 정보제공, 행정절차나 상품정보, 시설물의 이용방법 등을 제공하여, 터치스크린과 사운드. 그래픽. 통신카드 등 첨단 멀티미디어 기기를 활용하여 음성서비스, 동영상 구현 등 이용자에게 효율적인 정보를 제공하는 무인 종합정보안내시스템을 말한다.

도 3은 도 2의 전력분배함(202) 구조를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면 전력분배함(202)은 전력계량부(204), 상태표시부(205), AC분배장치(207), AC/DC컨버터(209), DC분배장치(210), 주제어부(203)로 구성된다.

전력계량부(204) 전력분배함(202)으로 인입되는 AC전력(201)과 연결되며, 전력분배함(202)과 연결된 다수의 충전기(400)에서 사용되는 전체 충전량을 파악하고 과금하기 위한 역할을 수행한다. 상태표시부(205)는 충전기(400)의 충전기의 충전량 및 충전상태를 수신하여 표시한다. 이를 위해 상태표시부(25)는 충전기(400)의 충전량 및 충전상태를 표시하는 디스플레이부를 포함하여 구성된다.

AC분배장치(207)는 전력계량부(204)전 통한 인입AC전력(201)을 충전기 수에 따라 분배하여 충전기(400)에 완속충전용 AC전력(208)을 공급한다.

AC/DC컨버터(209)는 인입AC전력(201)을 DC전력으로 변환하고, DC분배장치(210)는 AC/DC컨버터(209)에서 변환된 DC전력을 충전기의 수에 따라 분배하여 상기 충전기에 급속충전용 DC전력(211)을 공급한다.

주제어부(203)는 충전기(400)의 부제어부(410)와 통신을 위한 통신모듈을 포함하여, 충전기(400)의 충전량 및 충전상태를 상태표시부(205) 전달, 상태표시부(205), AC분배장치(207), DC분배장치(210) 등의 제어를 수행한다.

다시 설명해보면, 전기차 충전을 위해 전력분배함(202)으로 입력된 교류전력(201)은 먼저 전력 계량부(304)와 연결된다. 전력계량부(204)는 전력분배함(202)과 연결된 다 수의 충전기에서 사용되는 전체 충전량을 파악하고 과금하기 위하여 설치된다. 또한, 전력계량부(304)에서 검출된 전력사용량은 상태표시부(205)에 전달되어 충전량 및 충전 상태를 표시하는 데 이용된다. 충전량을 전달하거나 표시하는 등 충전과 관련한 역할의 수행은 주제어부(203)을 통해 이루어진다.

전력계량부(204)를 거친 교류 전력은 AC분배 장치(207)을 통해 충전기의 수에 따라 분배되어 완속 충전용 AC전력(208)으로 충전기(400)에 전달되거나 AC/DC컨버터(209)에 의해 DC 전력으로 변환되어 DC분배장치(210)로 공급된다. DC분배장치(210)에서는 공급된 DC전력을 충전기의 수에 따라 분배되어 급속충전용 DC전력(211)으로 충전기에 공급된다.

도 4는 본 발명의 일실시 예에서 충전기 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면 본 발명의 일실시 예에 따른 충전기 내부구성을 더욱 상세히 설명해보면 충전기는 크게 급속충전기(430)와 완속충전기(420)로 구성된다.

급속 충전부(430)는 DC/DC변환부(402a, 402b, 402c, …, 402z), 직렬릴레이(404a, 404b, 404c, …, 404z), 병렬릴레이(403a, 403b, 403c, …), 제1 측정부(405a, 405b, 405c, …, 405z), 제1 충전포트(406a, 406b, 406c, …, 406z)로 이루어지는 부분을 말한다.

DC/DC변환부(402a, 402b, 402c, …, 402z)는 전력분배함(202)으로부터 DC 전력을 입력받아 DC/DC변환하고, 제1 충전포트(406a, 406b, 406c, …, 406z)는 DC/DC변환부(402a, 402b, 402c, …, 402z)에서 변환된 DC전력을 전기차에 공급한다.

제1 측정부(405a, 405b, 405c, …, 405z)는 제1 충전포트(406a, 406b, 406c, …, 406z)와 DC/DC변환(402a, 402b, 402c, …, 402z)부 사이에 형성되어 제1 충전포트(406a, 406b, 406c, …, 406z)를 통해 충전되는 DC전력, DC전력량, DC전압, DC전류, 온도 중 어느 하나 이상을 측정하여 부제어부(410)으로 전달한다.

직렬릴레이(404a, 404b, 404c, …, 404z)는 제1 측정부(405a, 405b, 405c, …, 405z)와 DC/DC변환(402a, 402b, 402c, …, 402z)부 사이에 직렬로 연결되어 제1 충전포트(406a, 406b, 406c, …, 406z)로 공급되는 전력량을 조절한다.

병렬릴레이(403a, 403b, 403c, …)는 직렬릴레이(404a, 404b, 404c, …, 404z)를 병렬로 연결한다.

완속 충전부(420)는 전력분배함(202)으로부터 AC전력을 입력받아 DC로 변환하는 AC/DC변환부(407), AC/DC변환부(407)에서 변환된 DC전력을 전기차에 공급하는 제2 충전포트(409), 제2 충전포트(409), AC/DC변환부(407) 사이에 형성되어 제2 충전포트(409)를 통해 충전되는 DC전력, DC전력량, DC전압, DC전류, 온도 중 어느 하나 이상을 측정하여 부제어부(410)으로 전달하는 제2 측정부(408)를 포함한다.

예를 들어 충전기(400)의 구성을 다시 설명해보면, 먼저 급속충전하고자 하는 경우 충전기(400) 내에 위치한 인입부 릴레이(401)를 통해 DC전력이 제공되고, 해당 DC 전력은 병렬로 연결된 여러 개의 DC/DC변환부(402)에 의해 입력 전력이 균등하게 분배되고 동일한 출력 전원이 만들어진다. 충전기(400) 내에 있는 릴레이(403,404)는 충전하고자 하는 전기차 대수 및 충전 형태에 따라 다르게 동작한다. 또한, 충전포트(406) 앞단에 위치한 측정부(405)를 통해 얻어진 충전 정보(전압, 전류, 온도 등)는 부제어부(410)에 전달되어 부제어부(410)에 위치한 디스플레이 장치에서 표시될 뿐만 아니라 부제어부(410)에서 전력분배함(202)의 주제어부(203)통해 상태표시부(205)에 전달되어 현재 충전 상태를 표시/저장하여 과금 및 전력량 분석 등의 자료로 이용된다.

일 실시 예로써 인입 전력이 100kW이고 세 대의 급속 충전포트(406a,b,c)가 설치되어 있으며, 먼저 한 대의 전기차가 충전을 요구하여 충전하던 중 다른 한 대의 차량이 충전을 요구한다고 가정한다. 먼저 한 대의 전기차가 급속충전(406a)을 요구하는 경우 직렬 변환부(400)내 릴레이(403a, b)는 모두 온(on)을 시키고 충전포트상에 위치한 릴레이(404a)를 온시키고 나머지 충전 릴레이(404b, c)는 오프시켜 하나의 충전포트(406a)로 모든 전력이 공급되도록 하며, 충전 도중의 전력량은 측정부(405a)에 의해 측정되고 측정 데이터는 부제어부에 전달된다. 이와 같은 충전 진행 중 새로운 충전 요구 차량에 의해 충전(406c)을 공급해야 하는 경우 충전기(400) 내의 병렬 릴레이 중 403a를 오프(off)시키거나 403b를 오프(off)시키고 직렬 릴레이(404c)를 온(on)시켜 충전을 시작한다. 병렬 릴레이의 동작 조건은 기존 충전 차량의 충전 상태에 따라 다르게 조절한다.

부제어부(410)는 각 충전기의 제1 측정부, 제2 측정부를 통해 수집된 충전량의 순시치(전압, 전류, 역률 및 온도 등)를 누적하여 해당 시간까지의 충전량을 표시하고, 누적 충전량을 사물인터넷, 지그비, 와이파이 등의 무선통신방식을 이용하여 주제어부(203)에 전달한다.

도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템의 흐름도이다.

도 5를 참조하여 본 발명의 일실시 예에 따른 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템의 전반적인 흐름을 살펴보면, 사용자가 충전이 가능한 임의 위치(i번째)의 충전기를 이용하여 급속 충전하고자 하는 경우, 충전기 사용자가 i번째 충전용 키오스크의 디스플레이(부제어부)에서 충전 요청(S101)하면 해당 메시지가 사물인터넷, 지그비, 와이파이 등의 무선통신방식을 통해 전력분배함의 주제어부에 전달되고, 상태표시부에서는 해당 다중 동시 충전시스템에서 충전 가능 여부를 파악한다(S102).

충전이 가능한지 판단하고(S103), 충전이 가능하지 않으면 충전 대기 메세지를 표출하고(S112) 종료한다. 충전이 가능하다면 전력분배함의 상태표시부에서는 충전기의 부제어부에 충전을 승인하고(S104), 부제어부에서는 주제어부의 명령에 따라 i번째 충전기가 충전할 수 있도록 릴레이를 동작시킨다(S105). 충전기는 충전을 시작하며 상태표시부에 충전 중임을 알리는 충전 메시지를 전달한다(S106). 측정부에서는 충전량의 순시치를 측정하여 부제어부로 전달하며, 부제어부에서는 충전량 순시치를 누적하여 해당 시간까지의 충전량을 표시하고, 누적 충전량을 사물인터넷, 지그비, 와이파이 등의 무선통신방식을 이용하여 주제어부에 전달하여 상태표시부의 디스플레이 장치에 표시하도록 한다(S108).

이후 사용자가 충전을 중단하거나 충전이 완료된 상태가 되면(S109) 부제어부의 디스플레이 장치 및 상태표시부의 디스플레이 장치에 전체 충전량 및 충전 요금을 표시하고(S110), 상태표시부에서는 충전 요금에 따른 과금 절차를 수행한다(S113). 과금은 과금 절차과정이 필요함에 따라 전력분배함의 상태표시부에서만 수행되도록 한다.

또한, 충전이 중단되거나 충전이 완료된 경우 상태표시부에서는 충전 대기 차량의 존재 여부를 확인하고(S113), 충전 대기 중인지 판단하여(S114) 충전 대기 중에 있다면 S102 단계로 돌아가 다중 동시 충전 시스템의 충전 가능 여부를 파악하는 절차를 거친 후 상기에서 나타낸 절차에 따라 충전 과정을 수행하고, 대기 중인 차량이 없으면 종료한다.

이상 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용, 변형 및 개작을 행하는 것이 가능할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

101, 202 : 전력분배함
203 : 주제어부
204 : 전력계량부
205 : 상태표시부
207 : AC분배장치
209 : AC/DC컨버터
210 : DC분배장치
102, 400 : 충전기
410 :부제어부
420 : 완속 충전부
430 : 급속충전부

Claims

전기차에 AC전력, DC 전력 중 어느 하나 이상을 공급하는 다수의 충전기,
상기 다수의 충전기와 연결되며, 외부로부터 인가되는 AC전력을 분배하여 상기 다수의 충전기에 AC전력 또는 DC전력을 공급하고, 상기 다수의 충전기의 충전 상태를 표시하는 전력분배함을 포함하며,
상기 전력분배함은
상기 전력분배함으로 인입되는 AC전력을 계측하는 전력계량부,
상기 충전기의 충전상태를 수신하여 표시하는 상태표시부,
상기 전력계량부를 통한 인입AC전력을 분배하여 상기 충전기에 교류전력을 공급하는 AC분배장치,
상기 인입AC전력을 DC전력으로 변환하는 AC/DC컨버터,
상기 AC/DC컨버터에서 변환된 DC전력을 분배하여 상기 충전기에 직류전력을 공급하는 DC분배장치,
상기 충전기는
상기 전력분배함으로부터 AC전력을 입력받아 DC전력로 변환하여 완속 충전을 수행하며, 완속 충전량을 측정하는 완속 충전부,
상기 전력분배함으로부터 DC전력을 입력받아 DC전력으로 변환하여 급속 충전을 수행하며, 급속 충전량을 측정하는 급속 충전부,
상기 완속 충전부로부터 상기 완속 충전량을 수신하고, 상기 급속 충전부로부터 상기 급속 충전량을 수신하여 상기 전력분배함으로 전송하는 부제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변충전이 가능하며,
상기 급속 충전부는
상기 전력분배함으로부터 DC 전력을 입력받아 DC/DC변환하는 DC/DC변환부,
상기 DC/DC변환부에서 변환된 전력을 전기차에 공급하는 제1 충전포트,
상기 제1 충전포트, 상기 DC/DC변환부 사이에 형성되어 상기 제1 충전포트를 통해 충전되는 전력, 전력량, 전압, 전류, 역률, 온도 중 어느 하나 이상을 측정하여 상기 부제어부으로 전달하는 제1 측정부,
상기 제1 측정부, 상기 DC/DC변환부 사이에 직렬로 연결되어 상기 제1 충전포트로 공급되는 전력량을 조절하는 직렬릴레이를 포함하며,
상기 급속 충전부는 두 개 이상의 상기 DC/DC변환부,
상기 두 개 이상의 DC/DC변환부와 대응하는 두 개 이상의 상기 제1 측정부, 두 개 이상의 상기 직렬릴레이를 포함하고,
상기 두 개 이상의 직렬릴레이를 병렬로 연결하는 하나 이상의 병렬릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템.
제 1항에 있어서,
상기 전력분배함은
상기 전력분배함으로 인입되는 AC전력을 계측하는 전력계량부,
상기 충전기의 충전상태를 수신하여 표시하는 상태표시부,
상기 전력계량부를 통한 인입AC전력을 분배하여 상기 충전기에 교류전력을 공급하는 AC분배장치,
상기 인입AC전력을 DC전력으로 변환하는 AC/DC컨버터,
상기 AC/DC컨버터에서 변환된 DC전력을 분배하여 상기 충전기에 직류전력을 공급하는 DC분배장치,
상기 다수의 충전기 각각과 통신을 수행하며, 상기 다수의 충전기 각각의 통신값에 따라 상기 AC분배장치, 상기 AC/DC컨버터, 상기 DC분배장치를 제어하고, 상기 다수의 충전기 각각의 충전상태를 상기 상태표시부에 전달하여 충전상태가 표시되도록하는 주제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템.
제 2항에 있어서
상기 충전기의 충전상태를 표시하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템.
삭제
삭제
삭제
제 1항에 있어서
상기 완속 충전부는
상기 전력분배함으로부터 AC전력을 입력받아 DC로 변환하는 AC/DC변환부,
상기 AC/DC변환부에서 변환된 전력을 전기차에 공급하는 제2 충전포트,
상기 제2 충전포트, 상기 AC/DC변환부 사이에 형성되어 상기 제2 충전포트를 통해 충전되는 전력, 전력량, 전압, 전류, 역률, 온도 중 어느 하나 이상을 측정하여 상기 부제어부으로 전달하는 제2 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템.
제 1항에 있어서,
상기 전력분배함, 상기 충전기 간의 통신은 사물인터넷, 지그비, 와이파이 중 어느 하나 이상을 포함하는 무선통신방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 가변충전이 가능한 전기차 다중 충전시스템.