KR102252052B1 - 전기자동차 충전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기자동차 충전 시스템에 관한 것으로, 특히 일반적인 상용전원을 공급하는 콘센트가 설치된 건물 등에서 전기자동차를 충전할 때 충전전원에 대한 과금이 이루어질 수 있도록 한 전기자동차 충전 시스템에 관한 것으로서,
전기자동차에 전원을 공급하기 위한 콘센트를 구비하고, 전기자동차의 플러그가 접속되었을 때 전기자동차에 자신의 ID를 제공함과 동시에 전기자동차의 ID를 인가받으며, 자신의 ID와 전기자동차의 ID를 제1통신부를 통해 원격지의 운영회사서버로 전송한 후 충전승인정보에 의해 상기 콘센트를 통해 전기자동차에 충전전원을 공급하는 전기공급부; 상기 전기공급부에 접속하여 충전전원을 공급받는 플러그를 구비하고, 상기 플러그가 콘센트에 접속되었을 때 전기공급부로부터 ID를 인가받음과 동시에 자신의 ID를 상기 전기공급부에 제공하며, 자신의 ID와 전기공급부의 ID를 제2통신부를 통해 원격지의 운영회사서버로 전송하는 전기자동차; 상기 전기공급부 및 전기자동차로부터 전송되어진 각 ID가 서로 일치하고, 내부에 기 저장된 ID 정보와 일치하는 경우에 상기 전기공급부로 충전승인정보를 전송하는 운영회사서버;로 구성된다.

Description

전기자동차 충전 시스템{System for charging electric vehicles}
본 발명은 전기자동차 충전 시스템에 관한 것으로, 특히 일반적인 상용전원을 공급하는 콘센트가 설치된 건물 등에서 전기자동차를 충전할 때 충전전원에 대한 과금이 이루어질 수 있도록 한 전기자동차 충전 시스템에 관한 것이다.
등록특허 제10-1754139호에서는 법적으로 허가된 충전소뿐만 아니라 아파트 또는 일반주택에 구비된 전기공급수단을 통하여 전기자동차를 충전할 수 있도록 하고, 그 충전 요금을 전기자동차 소유자에게 과금함으로써 무분별한 충전 행위를 막을 수 있도록 함과 아울러 일반주택에서의 누진 요금 산정에 영향을 끼지치 않도록 하는 '전기자동차 충전 및 과금 시스템'을 제안하였다.
그 주된 구성으로는 "설치된 건물 명칭, 건물주 성명, 건물 주소, 콘센트 정보, 콘센트에 연결된 계량기 정보와 함께 콘센트의 최대충전 전기량 정보를 저장하고, 전기를 공급하는 전기공급부;
상기 전기공급부로부터 공급되는 충전 전기를 전기자동차에 충전하는 충전장치;
자동차 번호, 소유자 성명, 주소를 저장하고, 충전장치에 의해 충전되는 전기자동차;
상기 전기공급부를 통해 사용된 총전기량을 일반사용 전기량과 충전 전기량으로 구분하여 요금을 산정하는 전력회사 과금서버;
상기 전기공급부, 충전장치 및 전기자동차에 대한 정보를 저장 관리하고, 전기 자동차의 충전 전기량을 충전장치로부터 전송받아 과금서버에 전송하며, 충전 전기량에 대한 산정요금을 과금서버로부터 전송받아 이를 전기자동차 소유자의 상기 주소로 청구하고, 전력회사와 비용을 처리하는 운영사업자 서버; 및
상기 운영사업자 서버는,
전기공급부가 설치된 건물 또는 지역에 대한 전력수급상황 정보를 전력회사 과금서버와 공유하고, 복수 개의 접속구를 구비하는 전기공급부의 최대 전기량을 토대로 각 접속구마다 최대 충전 전기량을 자동으로 설정하여 최대 충전 전기량 범위내에서 전기자동차가 충전되도록 충전장치를 제어하며,
전기량을 상승시키면서 충전할 경우 일정전류에서 전압 및 전류가 변동되는 충전전력 품질 저하 포인트를 찾아내고,
두 대 이상의 전기자동차에 대해 동시에 충전이 수행되는 복수 개의 전기공급부가 동일 전기선에 연결된 것인지를 판단한 후 각 전기공급부별로 다시 세분하여 충전 전기 공급량을 설정하거나 동일 전기선에 연결되지 않은 경우 전기공급부가 설치된 건물 또는 지역 단위로 충전 전기 공급량을 설정하며, 일정 단위에 포함된 복수 개의 전기공급부에 대해 미리 설정된 최대 전기량에 비례하여 각 전기공급부마다 최대충전 전기량을 실시간으로 분배하고,
충전장치에 전기공급부 및 전기자동차가 연결된 상태만 유지하다가 요금이 저렴하게 발생되는 설정시간에 충전이 개시되도록 제어하며,
전기자동차에 대한 총 충전 전기량 중 일부 전기량만 충전하고, 나머지 전기량은 설정시간에 충전되도록 제어하는 것,
상기 충전 전기량에 대한 산정요금을 전기자동차 소유자로부터 카드로 결제받는 결제 회사서버로 구성"되어 있다.
그런데, 이러한 종래기술에 따른 전기자동차 충전 및 과금 시스템은 전기공급수단이 설치된 아파트 또는 일반주택에 거주하는 거주민에게 피해를 끼치지 않고 전기자동차를 충전하기 위해서는 별도의 충전장치를 구비하여야 하는 불편함이 있고, 또한 충전장치를 일일이 전기공급부와 전기자동차 사이를 연결하여야 하므로 매우 번거로운 일이 아닐 수 없다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 별도의 충전장치를 구비하지 않고도 전기자동차를 충전할 수 있을 뿐만 아니라, 전기공급부와 전기자동차가 전기적으로 접속되었을 때 전기공급부는 전기자동차의 ID를, 전기자동차는 전기공급부의 ID의 일치여부에 따라 충전전원을 공급하도록 함으로써 무단으로 전기를 사용하는 것을 방지하도록 한 전기자동차 충전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기자동차 충전 시스템은,
전기자동차에 전원을 공급하기 위한 콘센트를 구비하고, 전기자동차의 플러그가 접속되었을 때 전기자동차에 자신의 ID를 제공함과 동시에 전기자동차의 ID를 인가받으며, 자신의 ID와 전기자동차의 ID를 제1통신부를 통해 원격지의 운영회사서버로 전송한 후 충전승인정보에 의해 상기 콘센트를 통해 전기자동차에 충전전원을 공급하는 전기공급부;
상기 전기공급부에 접속하여 충전전원을 공급받는 플러그를 구비하고, 상기 플러그가 콘센트에 접속되었을 때 전기공급부로부터 ID를 인가받음과 동시에 자신의 ID를 상기 전기공급부에 제공하며, 자신의 ID와 전기공급부의 ID를 제2통신부를 통해 원격지의 운영회사서버로 전송하는 전기자동차;
상기 전기공급부 및 전기자동차로부터 전송되어진 각 ID가 서로 일치하고, 내부에 기 저장된 ID 정보와 일치하는 경우에 상기 전기공급부로 충전승인정보를 전송하는 운영회사서버;로 구성된다.
또한, 상기 전기공급부는 콘센트를 통해 전기자동차에 충전되는 충전정보를 자신의 ID 및 전기자동차의 ID와 함께 상기 제1통신부를 통해 상기 운영회사서버로 전송하며, 상기 운영회사서버는 상기 전기공급부로부터 전송되어진 충전정보와 ID를 전력회사서버로 그 충전정보를 제공함으로써 상기 전력회사서버가 그 충전정보에 따른 충전요금을 상기 전기자동차 소유주에게 과금하도록 구성된다.
그리고, 상기 전기공급부의 ID는 자신의 IP주소를 포함하고, 상기 전기자동차의 ID는 무선이동통신모듈의 고유번호를 포함한다.
이러한 본 발명은 별도의 충전장치가 없어도 미리 등록된 전기공급부의 콘센트에 전기자동차의 플러그를 접속시키기만 하면 되므로 충전을 위한 번거로운 동작이 필요없어 매우 편리하다.
또한, 콘센트와 플러그의 접속하면, 정상적인 충전상황임을 확인하여 자동으로 승인정보의 발생에 의해 충전이 이루어질 수 있도록 함으로써 전기공급부를 소유하는 소유주에게는 과금되지 않고 충전한 전기자동차 소유주에게만 과금이 됨으로써 불법적인 전기사용을 차단하는 장점도 있다.
도1은 본 발명에 의한 전기자동차 충전 시스템을 보인 도.
도2는 전기공급부와 전기자동차의 충전을 위한 구조를 보인 도.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 의한 전기자동차 충전 시스템을 보인 도이고, 도2는 전기공급부와 전기자동차의 충전을 위한 구조를 보인 도이다.
먼저 본 발명은 크게 전기공급부(100), 전기자동차(200), 운영회사서버(300), 전력회사서버(400)로 구성된다.
상기 전기공급부(100)는 건물 또는 아파트, 주택 등에 설치되어 전기자동차(200)에 충전전원을 공급하는 것으로서, 건물의 옥내 또는 옥외에 전기자동차(200) 충전용으로 할당되어 있게 되는데, 전기자동차(200)에 충전전원을 공급하기 위한 콘센트(140)가 일체로 모듈화되어 구비되고, 제1 ID저장부(130)에는 자신의 ID 정보가 저장되어 있으며, 그 ID 정보에는 IP 주소가 포함되어 있다.
전기공급부(100)의 ID 정보는 건물 또는 주택 등의 계량기 번호 또는 별도로 할당된 ID일 수 있고, IP주소는 인터넷에 의해 할당된 고유한 주소이다.
이러한 IP 주소가 포함된 ID 정보는 운영회사서버(300)에도 동일하게 저장하고 있게 된다.
전기공급부(100)는 제1통신부(110)를 갖는데, 이러한 제1통신부(110)는 전력선통신모듈 및 인터넷 모뎀으로 구성되어 있으며, 전력선통신모듈은 전기자동차(200)와의 통신을 하고, 인터넷 모뎀은 원격지의 운영회사서버(300)와 유선 또는 무선 인터넷을 통해 통신하게 되는 것이다.
상기 전력통신모듈 대신에 근거리통신부가 될 수 있는데, 이러한 경우에는 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association) 등이 될 수 있다.
또한, 인터넷 모뎀은 와이파이, LTE 등의 무선인터넷통신모듈로도 구성될 수 있을 것이다.
전기자동차(200)에는 상기 제1통신부(110)와 통신하기 위한 제2통신부(220)가 구비되는데, 이러한 제2통신부(220)는 전력선통신모듈 및 원격지의 운영회사서버(300)와 통신하기 위한 무선이동통신모듈로 구성된다.
제2 ID 저장부(200)에는 전기자동차(200) 자신의 ID 정보가 저장되고, 그 ID 정보에는 제2통신부(220)를 구성하는 무선이동통신모듈의 고유번호가 포함되어 있다.
이러한 제2 ID 저장부(200)에 저장된 ID 정보는 타인에 의해 전기자동차(200)의 고유 ID가 임의로 사용되는 것을 방지하기 위하여 해당 전기자동차(200)에 설치된 무선이동통신모듈의 고유번호와 함께 다시 한번 검증을 하기 위한 것이다.
따라서, 전기자동차(200)에 미리 무선이동통신모듈의 정보가 등록되어 있고, 이러한 정보는 운영회사서버(300)에도 등록되어 있게 된다.
운영회사서버(300)는 상기 전기공급부(100) 및 전기자동차(200)와 유선 또는 무선 인터넷 및 무선이동통신망으로 통신하고, 전기공급부(100)와 전기자동차(200)로부터 제공되는 정보에 의해 충전을 위한 승인정보를 상기 전기공급부(100)에 제공하며, 또한 전력회사서버(400)로 해당 전기공급부(100)와 전기자동차(200)의 충전정보를 제공하게 된다.
즉, 상기에서도 언급하였듯이 운용회사서버(300)는 전기공급부(100)의 ID 정보를 저장하고 있고, 전기자동차(200)로부터 등록된 ID 정보를 저장하고 있게 된다.
따라서, 전기자동차(200)의 충전을 위하여 전기공급부(100)와 전기자동차(200)로부터 전송되어진 ID, IP주소, 무선이동통신모듈의 정보가 서로 일치하는지를 판단하여 충전을 위한 승인정보를 전기공급부(100)로 제공하는 것이다.
전력회사서버(400)는 상기 운영회사서버(300)로부터 제공되어지는 전기공급부(100)와 전기자동차(200)의 ID 정보, 그리고 충전정보에 의해 전기자동차(200)의 소유주에게 충전요금을 과금하게 된다.
이러한 구조를 갖는 본 발명의 동작 관계를 상세히 설명한다.
전기자동차(200)가 충전을 하고자 전기자동차 충전용으로 할당된 전기공급부(100)의 콘센트(140)에 플러그(240)를 접속하게 되면, 제1통신부(110)와 제2통신부(210)의 전력선통신모듈은 그 접속 정보를 각각 전기공급부(100)의 제1컨트롤러(120)와 전기자동차(200)의 제2컨트롤러(220)로 제공하게 되고, 이에 따라 제1컨트롤러(120)와 제2컨트롤러(220)는 제1 ID저장부(130)와 제2 ID 저장부(230)에 저장된 자신의 ID 정보를 읽어들이게 된다.
이때, 상기 콘센트(140)와 플러그(240)가 서로 떨어져 있으므로 이를 연결하기 위한 별도의 케이블을 가질 수 있거나, 또는 콘센트(140) 또는 플러그(240)가 일정길이만큼 인출되는 구조를 가져서 서로 접속이 가능할 수 있을 것이다.
따라서, 제1컨트롤러(120)는 제1통신부(110)를 통해 전력선통신으로 전기자동차(200)에게 자신의 ID 정보를 전송하게 되고, 제2컨트롤러(220)도 제2통신부(210)를 통해 전력선통신으로 전기공급부(100)에게 자신의 ID 정보를 전송하게 된다.
물론, 제1통신부(110)와 제2통신부(220)가 전력선통신이 아닌 근거리 통신으로 통신하는 경우에는 제1통신부(110)와 제2통신부(220)가 서로 페어링된 상태에서 무선으로 자신의 ID 정보를 서로 주고받게 될 것이다.
이에 따라 제1컨트롤러(120)는 자신의 ID 정보와 전기자동차(200)의 ID 정보를 유선 또는 무선 인터넷 모뎀을 갖는 제1통신부(110)를 통해 원격지의 운영회사서버(300)로 전송하게 된다.
또한, 전기자동차(200)도 마찬가지로 제2컨트롤러(220)는 자신의 ID 정보와 전기공급부(100)의 ID 정보를 무선이동통신모듈을 갖는 제2통신부(210)를 통해 이동통신망으로 운영회사서버(300)로 전송하게 된다.
상기 운영회사서버(300)는 전기공급부(100)와 전기자동차(200)로부터 전송되어진 ID 정보를 서로 비교하여 충전을 위한 승인정보를 전기공급부(100)로 전송하게 되는데, 전기공급부(100)로부터 전송되어진 ID와 IP 주소가 운용회사서버(300)에 기 저장된 정보와 일치하는지를 판단하고, 또한 전기자동차(200)로부터 전송되어진 ID와 이동통신모듈의 고유번호가 기 저장된 정보와 일치하는지 판단하게 된다.
따라서 서로 일치된다면, 전기공급부(100)로부터 전송되어진 ID 정보와 전기자동차(200)로부터 전송되어진 ID 정보가 서로 상대방의 정보인지를 비교하게 된다.
즉, 전기공급부(100)에 의해 전송되어진 전기자동차(200)의 ID 정보가 전기자동차(200)로부터 직접 전송되어진 전기자동차(200) 자신의 고유 ID 정보와 일치하는지를 판단하고, 또한 전기자동차(200)로부터 전송되어진 전기공급부(100)의 ID 정보가 전기공급부(200)로부터 직접 전송되어진 전기공급부(100) 자신의 고유 ID 정보와 일치하는지를 판단하게 된다.
결국, 미리 운영회사서버(300)에 등록된 전기공급부(100)와 전기자동차(200)가 정상적으로 접속되어 충전대기 상태인지를 확인하는 것이다.
따라서, 정상적인 접속상태아고 판단되면, 운영회사서버(300)는 전기공급부(100)로 충전을 위한 승인정보를 전송하게 되고, 이로 인해 제1컨트롤러(120)는 스위칭부(150)를 제어하여 전원이 콘센트(140)를 통해 전기자동차로 공급되어 충전될 수 있도록 한다
이와 동시에 제1컨트롤러(120)는 충전되는 전력량을 계산하게 충전정보로서 제1통신부(110)를 통해 운영회사서버(300)로 전송하게 되며, 이러한 충전정보는 전력량, 충전일자, 충전시작시간, 종료시간 등의 정보가 될 수 있다.
또한, 전기자동차(200)도 플러그(240)를 통해 충전전원을 인가받아 충전부(250)로 제공함으로써 배터리에 전원을 충전하게 되는 것이다.
상기 운영회사서버(300)는 전기공급부(100)로부터 제공되는 충전정보에 의해 전력회사서버(400)로 전기공급부(100)의 ID 정보, 전기자동차(200)의 ID 정보, 그리고 충전정보를 전송함으로써 전력회사서버(400)는 해당 전기공급부(100)에서 사충전 전력량 만큼의 전력 사용량을 차감하게 되고, 전기자동차(200)의 소유주에게 충전 전력량에 대한 과금이 이루어지도록 하는 것이다.
전술한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100 - 전기공급부
200 - 전기자동차
300 - 운영회사서버
400 - 전력회사서버

Claims (3)

  1. 전기자동차에 전원을 공급하기 위한 콘센트를 구비하고, 전기자동차의 플러그가 접속되었을 때 전기자동차에 무선 근거리 통신으로 자신의 ID를 제공함과 동시에 전기자동차의 ID를 인가받으며, 자신의 ID 및 전기자동차의 ID를 유선인터넷 모뎀으로 구성된 제1통신부를 통해 원격지의 운영회사서버로 전송한 후 충전승인정보에 의해 상기 콘센트를 통해 전기자동차에 충전전원을 공급하는 전기공급부;
    상기 전기공급부에 접속하여 충전전원을 공급받는 플러그를 구비하고, 상기 플러그가 콘센트에 접속되었을 때 무선 근거리 통신으로 상기 전기공급부로부터 ID를 인가받음과 동시에 자신의 ID를 상기 전기공급부에 제공하며, 자신의 ID와 전기공급부의 ID를 무선이동통신모듈로 구성된 제2통신부를 통해 원격지의 운영회사서버로 전송하는 전기자동차;
    상기 전기공급부 및 전기자동차로부터 전송되어진 각 ID가 서로 일치하고, 내부에 기 저장된 ID 정보와 일치하는 경우에 상기 전기공급부로 충전승인정보를 전송하는 운영회사서버;로 구성된 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
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