KR102144833B1 - 차량 역송 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 차량 역송 장치는 전력 계통의 계통 전력을 전기차에 충전하는 충전부; 상기 전기차의 배터리 전력을 상기 전력 계통에 역송하는 역송부; 상기 전기차에 전기적으로 연결되는 전력선이 마련된 키오스크;를 포함하고, 상기 충전부는 상기 전력선을 이용해서 상기 전기차를 충전하며, 상기 역송부는 상기 충전부가 이용하는 상기 전력선을 그대로 이용해서 상기 전력 계통으로 상기 배터리 전력을 역송하고, 상기 충전부는 상기 역송부가 오프(off)된 상태에서 동작하며, 상기 역송부는 상기 충전부가 오프(off)된 상태에서 동작할 수 있다.

Description

차량 역송 장치{REVERSE POWER DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명의 전기차의 배터리 전력을 전력 계통으로 역송하는 장치에 관한 것이다.
전기차(EV : Electronic Vehicle) 또는 하이브리드 차량에는 배터리가 설치되며, 배터리 제어 시스템으로서 BMS(Battery Management System)가 설치된다.
현재, 녹색 기술 개발의 일환으로서 전기차에 관한 연구는 물론 전기차의 활용성을 높이기 위하여 전기차의 충전 시스템에 관한 많은 연구가 행해지고 있다. 그러나, 아직까지는 개발 진행 단계에 불과하여 해결해야 하는 기술적 문제는 물론 다양한 소비자 욕구에 부합되는 충전 시스템이 보급화되지 못하고 있다.
한국등록특허공보 제0275147호에는 발전기 제어 신호와 발전기 상태 신호를 동일 전송선을 통해 전송하는 기술이 개시되고 있으나, 차량의 배터리 전력을 전력 계통으로 역송하는 내용은 나타나지 않고 있다.
한국등록특허공보 제0275147호
본 발명은 전기차의 배터리 전력을 전력 계통으로 역송하는 차량 역송 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 차량 역송 장치는 전력 계통의 계통 전력을 전기차에 충전하는 충전부; 상기 전기차의 배터리 전력을 상기 전력 계통에 역송하는 역송부; 상기 전기차에 전기적으로 연결되는 전력선이 마련된 키오스크;를 포함하고, 상기 충전부는 상기 전력선을 이용해서 상기 전기차를 충전하며, 상기 역송부는 상기 충전부가 이용하는 상기 전력선을 그대로 이용해서 상기 전력 계통으로 상기 배터리 전력을 역송하고, 상기 충전부는 상기 역송부가 오프(off)된 상태에서 동작하며, 상기 역송부는 상기 충전부가 오프(off)된 상태에서 동작할 수 있다.
본 발명의 차량 역송 장치는 전기차를 충전하는 전력선을 그대로 이용해서 전기차의 배터리 전력을 역송할 수 있다.
따라서, 외형적으로 추가되는 별도의 장비없이 배터리 전력의 역송이 가능하다.
본 발명에 따르면, ISO/IEC 15118 인터페이스를 구체적으로 실현하는 하드웨어 및 제어 기술이 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전기차에 마련된 배터리에 저장된 전력을 필요에 따라 전력 계통으로 공급할 수 있는 구체적인 구성을 갖는 차량 역송 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 차량 역송 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 충전부 및 역송부의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 스위칭부 및 제어부를 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 차량 역송 장치를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 차량 역송 장치는 충전부(110), 역송부(120), 키오스크(130)를 포함할 수 있다.
충전부(110)는 전력 계통(70)의 계통 전력을 전기차(90)에 충전할 수 있다. 계통 전력은 전력 공급자가 구축한 전력망, 예를 들어 상용 전원을 포함할 수 있다. 전기차(90)는 배터리가 장착된 모든 차량을 포함할 수 있다. 특히, 전기차(90)는 대용량의 배터리가 장착된 하이브리드 차량 또는 순수하게 배터리의 전기로만 운행하는 차량인 것이 유리하다.
역송부(120)는 전기차(90)의 배터리 전력을 전력 계통(70)에 역송할 수 있다. 일반적으로, 전력 계통(70)으로부터 전력의 소모 부하에 해당하는 전기차(90)를 향하는 정방향으로 전력이 흐르는 것이 정상적이다. 역송부(120)에 따르면, 전기차(90)의 배터리 전력이 전기차(90)로부터 전력 계통(70)을 향하는 역방향으로 흐르는 역송이 가능하다. 배터리 전력은 전기차(90)의 배터리에 저장된 전력일 수 있다.
전력의 전송 과정에서도 전력이 소모되는 점을 감안하여, 효율적인 역송이 가능한 역송 정책이 마련되는 것이 좋다.
키오스크(130)는 전기차(90)에 대면되게 배치되고, 전기차(90)에 전기적으로 연결되는 전력선(190)을 가질 수 있다. 키오스크(130)는 별도의 구조물 또는 전력선(190)이 연결되는 커넥터 등을 포함할 수 있다.
충전부(110)는 키오스크(130)에 설치되거나, 별개의 메인 전력 수단(10)에 설치될 수 있다. 충전부(110)는 키오스크(130)의 전력선(190)을 이용해서 전기차(90)를 충전할 수 있다.
역송부(120)는 키오스크(130)에 설치되거나, 키오스크(130)로부터 이격된 메인 전력 수단(10)에 설치될 수 있다. 역송부(120)는 충전부(110)가 이용하는 키오스크(130)의 전력선(190)을 그대로 이용해서 전력 계통(70)으로 전기차(90)의 배터리 전력을 역송할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나의 키오스크(130)에 대해 충전부(110)와 역송부(120)가 함께 마련되므로, 충전기와 별도로 역송 기기를 마련할 필요가 없다.
또한, 키오스크(130)의 전력선(190)을 공통으로 이용해서 충전과 역송이 수행되므로, 역송을 위한 별도의 전선을 마련할 필요가 없다. 또한, 외형적으로 전력선(190)이 포함된 하나의 케이블만 마련되면 충분하므로, 케이블의 정리가 용이한 장점이 있다.
충전부(110), 역송부(120), 키오스크(130), 전력선(190), 전기차(90) 등의 훼손을 방지하기 위해, 충전부(110)는 역송부(120)가 오프(off)된 상태에서 동작할 수 있다. 마찬가지로, 역송부(120)는 충전부(110)가 오프(off)된 상태에서 동작할 수 있다.
충전부(110)의 온(on)은 전력 계통(70)과 전기차(90)에 충전부(110)가 전기적으로 연결된 상태를 나타낼 수 있다. 충전부(110)의 오프(off)는 전력 계통(70) 또는 전기차(90)에 충전부(110)가 전기적으로 단절된 상태, 또는 전기차(90)에 대한 전기적 연결 여부에 상관없이 충전부(110)의 동작이 정지된 상태를 나타낼 수 있다.
역송부(120)의 온(on)은 전력 계통(70)과 전기차(90)에 역송부(120)가 전기적으로 연결된 상태를 나타낼 수 있다. 역송부(120)의 오프(off)는 전력 계통(70) 또는 전기차(90)에 역송부(120)가 전기적으로 단절된 상태, 또는 전기차(90)에 대한 전기적 연결 여부에 상관없이 역송부(120)의 동작이 정지된 상태를 나타낼 수 있다.
본 실시예에 따르면, 일 시점에서 충전부(110)와 역송부(120) 중 어느 하나만 온되고 나머지는 오프될 수 있다. 따라서, 전기적 혼선에 따른 충전부(110)와 역송부(120)의 훼손이 방지되고, 전기차(90)의 배터리가 보호될 수 있다.
역송부(120)는 전력선(190)과 함께 일체의 케이블을 형성하는 통신선 또는 전력선(190) 자체를 이용해서 전기차(90)와 유선 통신할 수 있다. 역송부(120)는 ISO/IEC 15118 인터페이스를 이용해서 전기차(90)와 통신하고, 해당 인터페이스 규격에 따라 역송부(120)가 제어될 수 있다.
도 2는 충전부(110) 및 역송부(120)의 동작을 나타낸 개략도이다. 도 2에 나타낸 그래프 중 x축은 시간 t이고, y축은 출력 전력 Wh이다. 이때, y축의 출력 전력 Wh는 전기차의 배터리량(SOC, %)으로 대체되거나 환산될 수 있다.
본 발명의 차량 역송 장치에 등장하는 전기차(90)는 전력선(190)에 연결된 차량 중 적어도 피크 시간대 P의 지속 시간보다 장시간동안 전력선(190)에 연결된 상태를 유지하는 차량을 포함할 수 있다. 예를 들어, 피크 시간대 P가 12시부터 14시까지 2시간 동안 유지되면, 전기차(90)는 2시간보다 오래 전력선(190)에 연결될 수 있다.
본 발명의 키오스크(130)에는 입력부가 마련될 수 있다. 입력부에는 역송 모드를 선택할 수 있는 버튼이 마련될 수 있다. 사용자에 의해 역송 모드가 선택되면, 역송부(120)는 키오스크(130)에 연결된 전기차(90)가 피크 시간대 P보다 장시간동안 전력선(190)에 연결될 것으로 간주할 수 있다.
역송부(120)는 계통 전력의 요금이 비싼 피크 시간대 P와 계통 전력의 사용 요금이 저렴한 스윙 시간대 S를 구분할 수 있다. 일 예로, 역송부(120)는 전력 계통(70)의 관리 서버로부터 시간대별 계통 전력의 요금 정보를 획득할 수 있다.
경우에 따라, 전력 계통의 관리 서버는 수요 관리 등의 서비스 사업자의 서버를 포함할 수 있다. 계통 전력의 요금 정보는 서비스 사업자의 서버로부터 제공된 인센티브 정보를 포함할 수 있다. 인센티브 정보는 서비스 사업자의 서버에서 제안한 역송 용량과 시간대를 만족하는 경우, 전기차의 차주에게 제공하는 보상금 정보를 포함할 수 있다.
역송부(120)는 요금 정보의 분석을 통해 기준값을 만족하는 요금이 부과되는 시간대를 피크 시간대 P로 설정할 수 있다. 역송부(120)는 기준값에 미달되는 요금이 부과되는 시간대를 스윙 시간대 S로 설정할 수 있다. 다른 예로, 역송부는 인센티브 정보의 분석을 통해 설정 보상금이 제공되는 시간대를 피크 시간대 P로 설정할 수 있다. 역송부는 설정 보상금이 미제공되는 시간대를 스윙 시간대 S로 설정할 수 있다.
역송부(120)는 피크 시간대 P에 키오스크(130)에 연결된 전기차(90) 중에서 충전량이 제1 설정값 1st 이상인 특정 전기차(90)의 배터리 전력을 전력 계통(70)에 역송할 수 있다.
입력부를 통해 역송 모드가 선택된 상태라 하더라도, 역송부(120)는 특정 조건의 만족시에만 역송을 수행할 수 있다. 일 예로, 역송부(120)는 현재 시각이 특정 시간대를 만족하고 전기차(90)의 충전량이 설정값을 만족하는 경우에 한해 역송을 수행할 수 있다.
일 예로, 도 2의 (a)는 스윙 시간대 S에 키오스크(130)에 연결된 전기차(90)에 대한 충전 및 역송 과정을 나타낸다.
전기차(90)가 전력선(190)을 통해 키오스크(130)에 연결된 시점 t1이 스윙 시간대 S이면, 역송 대신 충전 동작이 수행될 수 있다. 예를 들어, 충전부(110)가 온(on)되고, 역송부(120)가 오프(off)될 수 있다. 충전부(110)의 온(on)에 의해 계통 전력, 예를 들어 220V 교류 전력이 직접 전기차(90)로 입력될 수 있다. 또는 충전부(110)에 마련된 제1 변환기(111)에 의해 직류로 변환된 계통 전력이 전기차(90)로 입력될 수 있다.
충전부(110)의 동작에 의해 t1 시점에 키오스크(130)에 연결된 전기차(90)는 제1 설정값 1st 이상으로 충전될 수 있다.
충전 도중 스윙 시간대 S가 피크 시간대 P로 변경되면, 역송부(120)는 전기차(90)의 충전량이 제1 설정값 1st를 만족하는지 확인할 수 있다. 역송부(120)는 현재 시각이 피크 시간대 P를 만족하고, 키오스크(130)에 연결된 전기차(90)의 충전량이 제1 설정값 1st를 만족하면, 전력 계통(70)에 배터리 전력을 역송할 수 있다. 배터리 전력의 역송에 의해 전기차(90)의 배터리에 저장된 전력량은 점점 줄어들 수 있다.
전기차(90)의 정상적인 동작 및 배터리의 보호를 위해, 배터리의 충전량은 제2 설정값 2nd 이상을 유지하는 것이 좋다.
따라서, 역송부(120)는 특정 전기차(90)의 충전량이 역송으로 인해 감소되어 제2 설정값 2nd를 만족하면, 역송을 중지할 수 있다.
비싼 요금이 부과되는 것을 회피하기 위해 충전부(110)는 피크 시간대 P 동안 특정 전기차(90)의 충전을 중지한 상태를 유지할 수 있다. 충전부(110)는 피크 시간대 P가 스윙 시간대 S로 변경되면 특정 전기차(90)를 충전할 수 있다.
도 2의 (b)는 전기차(90)가 전력선(190)을 통해 키오스크(130)에 연결된 시점 t2가 피크 시간대 P이고, 전기차(90)의 충전량이 제1 설정값 1st 이상인 경우를 나타낸다.
이 경우, 역송부(120)는 피크 시간대 P 및 제1 설정값 1st를 모두 만족하는, 해당 전기차(90)에 대해 역송을 수행할 수 있다. 도 2의 (a)와 마찬가지로 역송으로 인해 전기차(90)의 충전량의 제2 설정값 2nd를 만족하면, 역송부(120) 및 충전부(110)가 모두 오프(off)될 수 있다. 역송부(120) 및 충전부(110)의 오프(off)로 인해, 전기차(90)의 충전량은 피크 시간대 P동안 제2 설정값 2nd를 유지하게 된다. 충전부(110)는 피크 시간대 P가 스윙 시간대 S로 변경되면 해당 전기차(90)를 충전할 수 있다.
전력 계통(70)의 관점에서 보면, 한 대의 전기차(90)로부터 역송된 전력량은 매우 미미할 수 있다. 전력 계통(70)은 미미한 역송 전력은 무시해버리는 것이 설비상 유리하다. 따라서, 역송부(120)에 의해 전력 계통(70)으로 역송되는 배터리 전력의 전력량은 전력 계통(70)에서 수용 가능한 임계(하한) 전력량을 만족해야 한다. 역송부(120)는 제2 설정값 2nd 기준으로 임계 전력량을 만족하는 범위 내에서 제1 설정값 1st를 설정할 수 있다. 따라서, 역송부(120)는 피크 시간대 P에 전력선(190)에 연결된 전기차(90)의 충전량이 제2 설정값 2nd보다 높더라도 제1 설정값 1st를 만족하지 못하면, 역송을 중지할 수 있다. 만약, 이러한 상황에서 역송이 이루어지면, 해당 배터리 전력은 전력 계통(70)에 수용되지도 못하고 전송 과정에서 낭비되기 때문이다.
일 예로, 도 2의 (c)는 피크 시간대 P(시점 t3)에 키오스크(130)에 연결된 전기차(90)의 충전량이 제1 설정값 1st와 제2 설정값 2nd의 사이인 경우를 나타낸다. 이 경우, 충전부(110)와 역송부(120)는 모두 오프(off)될 수 있다. 따라서, 해당 전기차(90)는 피크 시간대 P가 종료될 때까지 현재의 충전량 상태를 유지하게 된다. 충전부(110)는 피크 시간대 P가 스윙 시간대 S로 변경되면, 해당 차량을 충전할 수 있다.
충전부(110)는 피크 시간대 P(시점 t4)에 전력선(190)에 연결된 특정 전기차(90)의 충전량이 제1 설정값 1st보다 낮은 제2 설정값 2nd 미만이면, 전기차의 정상 구동을 위해 도 2의 (d)와 같이 제2 설정값 2nd를 만족할 때까지 특정 전기차(90)를 충전할 수 있다. 충전에 의해 특정 전기차(90)의 충전량은 점차 증가하여 제2 설정값 2nd를 만족할 수 있다. 충전부(110)의 충전에 의해 특정 전기차(90)의 충전량이 제2 설정값 2nd를 만족하면, 충전부(110)는 피크 시간대 P동안 특정 전기차(90)의 충전을 중지한 상태를 유지할 수 있다. 피크 시간대 P가 스윙 시간대 S로 변경되면, 충전부(110)는 특정 전기차(90)를 재충전할 수 있다.
도 3은 본 발명의 스위칭부(150) 및 제어부(170)를 나타낸 개략도이다.
본 발명의 차량 역송 장치에는 충전부(110)와 전력선(190)을 연결시키는 제1 모드 또는 역송부(120)와 전력선(190)을 연결시키는 제2 모드로 동작하는 스위칭부(150), 스위칭부(150)를 제어하는 제어부(170)가 마련될 수 있다.
스위칭부(150)는 일시점에서 제1 모드와 제2 모드 중 어느 하나의 동작 모드로만 동작할 수 있다.
스위칭부(150)에 따르면, 적어도 제1 모드와 제2 모드가 동시에 이루어지는 현상이 방지되므로, 충전부(110), 역송부(120), 전기차(90)의 배터리가 전력 혼선으로부터 보호될 수 있다.
스위칭부(150) 또는 제어부(170)의 오류로 인해 제1 모드와 제2 모드가 둘다 이루어지지 않는 경우는 안전상 큰 문제가 없을 수 있다. 그런데, 스위칭부(150) 또는 제어부(170)의 오류로 인해 제1 모드와 제2 모드가 동시에 이루어지면, 충전부(110), 역송부(120), 전기차(90)의 배터리가 훼손될 뿐만 아니라 화재가 발생될 수 있다.
따라서, 제1 모드와 제2 모드가 동시에 이루어지는 현상은 반드시 방지되어야 한다.
제1 모드와 제2 모드가 동시에 이루어지는 비정상적인 합선 모드를 확실하게 방지하기 위한 방안이 마련될 수 있다.
일 예로, 스위칭부(150)는 충전부(110)와 전력선(190) 사이에 직렬로 연결되는 제1 충전 스위치(151)와 제2 충전 스위치(152)를 포함할 수 있다. 스위칭부(150)는 역송부(120)와 전력선(190) 사이에 직렬로 연결되는 제1 역송 스위치(153)와 제2 역송 스위치(154)를 포함할 수 있다. 제1 충전 스위치(151) 및 제1 역송 스위치(153)는 일체로 형성되어도 무방하다.
직렬로 연결된 복수의 스위치에 따르면, 어느 하나의 스위치가 오동작하더라도 정상 동작하는 나머지 스위치로 인해 합선 모드가 방지될 수 있다.
한편, 직렬로 연결되는 복수의 스위치가 마련되더라도, 제어부(170)가 오동작하면 합선 모드가 발생될 수 있다. 제어부(170)의 오동작에 대비하기 위해, 제어부(170)는 제1 충전 스위치(151)와 제1 역송 스위치(153)를 함께 제어하는 제1 제어기(171), 제2 충전 스위치(152)와 제2 역송 스위치(154)를 함께 제어하는 제2 제어기(172)를 포함할 수 있다.
제1 제어기(171)는 온오프(on-off)가 서로 반대가 되도록, 제1 충전 스위치(151)와 제1 역송 스위치(153)를 제어할 수 있다.
제2 제어기(172)는 온오프(on-off)가 서로 반대가 되도록, 제2 충전 스위치(152)와 제2 역송 스위치(154)를 제어할 수 있다. 이때, 각 스위치의 온(on)은 각 스위치의 양단이 전기적으로 연결되게 스위칭된 상태를 나타내고, 각 스위치의 오프(off)는 각 스위치의 양단이 전기적으로 단절되게 스위칭된 상태를 나타낼 수 있다.
제1 제어기(171) 및 제2 제어기(172)는 제1 모드를 유발하는 충전 스위칭 명령 및 제2 모드를 유발하는 역송 스위칭 명령을 입력부로부터 각각 입력받거나, 피크 시간대의 자료를 이용해서 서로 독립적으로 생성할 수 있다. 결국, 제1 제어기 및 제2 제어기는 서로 구분되는 명령 계통을 가지므로, 잘못된 어느 하나의 제어기로부터 제공된 잘못된 명령에 의해 정상 동작하는 나머지 제어기의 오동작이 방지될 수 있다.
이상의 실시예에 따르면, 복수의 스위치 중 일부 스위치에 오류가 발생하거나 복수의 제어기 중 일부 제어기에 오류가 발생하더라도, 제1 모드와 제2 모드가 동시에 이루어지는 합선 모드가 확실하게 방지될 수 있다.
일부 스위치의 오류 및 일부 제어기의 오류를 해소하기 위해서는 해당 부재의 유지 보수가 요구된다. 유지 보수가 이루어지도록, 차량 역송 장치에는 스위칭부(150)를 감시하는 감시부가 마련될 수 있다.
감시부는 제1 충전 스위치(151) 및 제2 충전 스위치(152)의 스위칭 상태가 서로 다르거나, 제1 역송 스위칭 및 제2 역송 스위치(154)의 스위칭 상태가 서로 다르면 에러 신호를 생성할 수 있다.
키오스크(130)에는 에러 신호가 출력되는 에러 출력부(139)가 마련될 수 있다. 일 예로, 에러 출력부(139)는 스피커, 디스플레이를 포함할 수 있다.
한편, 충전부(110) 및 역송부(120)는 키오스크(130)와 별도로 마련될 수 있다.
일 예로, 충전부(110) 및 역송부(120)는 하나의 공급선(180)을 통해 키오스크(130)에 연결되는 별개의 메인 전력 수단(10)에 설치될 수 있다.
공급선(180)은 키오스크(130)에 마련된 전력선(190)에 전기적으로 연결될 수 있다.
충전부(110)에는 교류 전력에 해당하는 계통 전력을 직류 전력으로 변환하는 AC/DC 컨버터 등의 제1 변환기(111)가 마련될 수 있다.
역송부(120)에는 직류 전력에 해당하는 배터리 전력을 교류 전력으로 변환하는 DC/AC 컨버터 등의 제2 변환기(121)가 마련될 수 있다.
메인 전력 수단(10)에는 제1 변환기(111)와 제2 변환기(121) 중 어느 하나를 공급선(180)에 전기적으로 연결시키는 스위칭부(150)가 추가로 마련될 수 있다.
제1 변환기(111)를 갖는 충전부(110), 제2 변환기(121)가 마련된 역송부(120), 스위칭부(150), 제어부(170)가 키오스크(130)에 설치되면, 키오스크(130)의 소형화가 어렵다. 또한, 이상 발생시 서로 이격된 키오스크(130)를 찾아다니면서, 유지 보수를 수행해야 하는 불편함이 존재한다. 또한, 각 키오스크(130)마다 상용 전력 라인이 설비되어야 하는 문제가 발생된다.
본 실시예에 따르면, 제1 변환기(111)가 마련된 충전부(110), 제2 변환기(121)가 마련된 역송부(120), 스위칭부(150), 제어부(170)가 함께 하나의 프레임 또는 기판에 설치된 전력 모듈(100)이 제공될 수 있다.
메인 전력 수단(10)에 마련된 버스바에 모듈 단위로 전력 모듈(100)이 장착되고 전력 모듈(100)의 출력 단자(108)와 키오스크(130)를 연결하는 공급선(180)만 준비되면, 키오스크(130)의 증설이 매우 용이한 장점이 있다. 또한, 메인 전력 수단(10)에서 원스톱으로 유지 보수가 가능한 장점이 있다.
기존 모듈에 충전부(110)만 마련된 경우, 해당 모듈을 충전부(110), 역송부(120), 스위칭부(150), 제어부(170)가 구비된 전력 모듈(100)로 갈아끼우기만 하면 차량 역송 장치가 제공될 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10...메인 전력 수단 70...전력 계통
90...전기차 100...전력 모듈
108...출력 단자 110...충전부
111...제1 변환기 120...역송부
121...제2 변환기 130...키오스크
139...에러 출력부 150...스위칭부
151...제1 충전 스위치 152...제2 충전 스위치
153...제1 역송 스위치 154...제2 역송 스위치
170...제어부 171...제1 제어기
172...제2 제어기 180...공급선
190...전력선

Claims (9)

  1. 전력 계통의 계통 전력을 전기차에 충전하는 충전부;
    상기 전기차의 배터리 전력을 상기 전력 계통에 역송하는 역송부;
    상기 전기차에 전기적으로 연결되는 전력선이 마련된 키오스크;를 포함하고,
    상기 충전부는 상기 전력선을 이용해서 상기 전기차를 충전하며,
    상기 역송부는 상기 충전부가 이용하는 상기 전력선을 그대로 이용해서 상기 전력 계통으로 상기 배터리 전력을 역송하고,
    상기 충전부는 상기 역송부가 오프(off)된 상태에서 동작하며,
    상기 역송부는 상기 충전부가 오프(off)된 상태에서 동작하고,
    상기 충전부와 상기 전력선을 연결시키는 제1 모드 또는 상기 역송부와 상기 전력선을 연결시키는 제2 모드로 동작하는 스위칭부, 상기 스위칭부를 제어하는 제어부가 마련되고,
    상기 스위칭부는 상기 충전부와 상기 전력선 사이에 직렬로 연결되는 제1 충전 스위치와 제2 충전 스위치를 포함하고, 상기 역송부와 상기 전력선 사이에 직렬로 연결되는 제1 역송 스위치와 제2 역송 스위치를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 제1 충전 스위치와 상기 제1 역송 스위치를 함께 제어하는 제1 제어기, 상기 제2 충전 스위치와 상기 제2 역송 스위치를 함께 제어하는 제2 제어기를 포함하고,
    상기 제1 제어기는 온오프(on-off)가 서로 반대가 되게 상기 제1 충전 스위치와 상기 제1 역송 스위치를 제어하며,
    상기 제2 제어기는 온오프(on-off)가 서로 반대가 되게 상기 제2 충전 스위치와 상기 제2 역송 스위치를 제어하고,
    상기 제1 제어기 및 상기 제2 제어기는 상기 제1 모드를 유발하는 충전 스위칭 명령 및 상기 제2 모드를 유발하는 역송 스위칭 명령을 입력부로부터 각각 입력받거나, 피크 시간대의 자료를 이용해서 서로 독립적으로 생성하는 차량 역송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 역송부는 상기 전력선과 함께 일체의 케이블을 형성하는 통신선 또는 상기 전력선 자체를 이용해서 상기 전기차와 유선 통신하고,
    상기 역송부는 ISO/IEC 15118 인터페이스를 이용해서 상기 전기차와 통신하는 차량 역송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 역송부는 상기 계통 전력의 요금이 비싼 피크 시간대와 상기 계통 전력의 사용 요금이 저렴한 스윙 시간대를 구분하고,
    상기 역송부는 상기 피크 시간대에 상기 키오스크에 연결된 전기차 중에서 충전량이 제1 설정값 이상인 특정 전기차의 배터리 전력을 상기 전력 계통에 역송하는 차량 역송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 역송부는 상기 특정 전기차의 충전량이 상기 역송으로 인해 감소되어 제2 설정값을 만족하면, 상기 역송을 중지하고,
    상기 충전부는 상기 피크 시간대 동안 상기 특정 전기차의 충전을 중지한 상태를 유지하며, 상기 피크 시간대가 상기 스윙 시간대로 변경되면 상기 특정 전기차를 충전하는 차량 역송 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 역송부는 피크 시간대에 상기 전기차가 상기 전력선에 연결되더라도, 상기 전기차의 충전량이 제1 설정값을 만족하지 못하면, 상기 역송을 중지하고,
    상기 충전부는 상기 피크 시간대에 상기 전력선에 연결된 특정 전기차의 충전량이 상기 제1 설정값보다 낮은 제2 설정값 미만이면 상기 제2 설정값을 만족할 때까지 상기 특정 전기차를 충전하고,
    상기 충전부는 상기 특정 전기차의 충전량이 상기 제2 설정값을 만족하면, 상기 피크 시간대 동안 상기 특정 전기차의 충전을 중지한 상태를 유지하며, 상기 피크 시간대가 상기 스윙 시간대로 변경되면 상기 특정 전기차를 재충전하는 차량 역송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭부는 일시점에서 상기 제1 모드와 상기 제2 모드 중 어느 하나의 동작 모드로만 동작하는 차량 역송 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭부를 감시하는 감시부가 마련되고,
    상기 감시부는 상기 제1 충전 스위치 및 상기 제2 충전 스위치의 스위칭 상태가 서로 다르거나, 상기 제1 역송 스위치 및 상기 제2 역송 스위치의 스위칭 상태가 서로 다르면 에러 신호를 생성하고,
    상기 키오스크에는 상기 에러 신호가 출력되는 에러 출력부가 마련된 차량 역송 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 충전부 및 상기 역송부는 하나의 공급선을 통해 상기 키오스크에 연결되는 별개의 메인 전력 수단에 설치되고,
    상기 공급선은 상기 키오스크에 마련된 상기 전력선에 전기적으로 연결되며,
    상기 충전부에는 교류 전력에 해당하는 상기 계통 전력을 직류 전력으로 변환하는 제1 변환기가 마련되고,
    상기 역송부에는 직류 전력에 해당하는 상기 배터리 전력을 교류 전력으로 변환하는 제2 변환기가 마련되며,
    상기 메인 전력 수단에는 상기 제1 변환기와 상기 제2 변환기 중 어느 하나를 상기 공급선에 전기적으로 연결시키는 스위칭부가 추가로 마련된 차량 역송 장치.
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