KR102253844B1

KR102253844B1 - 전기자동차 충전 시스템

Info

Publication number: KR102253844B1
Application number: KR1020180130026A
Authority: KR
Inventors: 송광철; 송광석; 박성민
Original assignee: (주)엘탑
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2021-05-20
Also published as: KR20200048211A

Abstract

본 발명은 전기자동차 충전 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 충전 시스템은, 주차장의 전기자동차를 충전하기 위해 설치되는 프레임; 및 상기 프레임의 상부에 설치되고, 전원공급부로부터 공급된 교류전력을 직류전력으로 변환하여 상기 전기자동차에 공급하기 위한 하나 이상의 충전기를 포함하고, 상기 하나 이상의 충전기는, 상기 프레임에 설치된 하나 이상의 레일바를 따라 길이 방향으로 이동할 수 있게 설치될 수 있다. 본 발명에 의하면, 다수의 전기자동차를 주차할 수 있는 공간에 다수의 충전기를 설치하여, 다수의 전기자동차를 동시에 충전할 수 있어 보다 많은 사용자가 보다 편리하게 전기자동차를 충전할 수 있는 효과가 있다.

Description

전기자동차 충전 시스템{ELECTRIC VEHICLE CHARGING SYSTEM}

본 발명은 전기자동차 충전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 차량이 주차되는 공간에 다수의 차량을 충전할 수 있는 전기자동차 충전 시스템에 관한 것이다.

세계적으로 환경 규제 등이 강화됨에 따라 에너지 비용을 절감하는 추세가 있고, 그에 따라 전기자동차에 대한 관심이 높아지고 있다. 많은 국가들이 자동차 배기가스를 규제하여 대기오염과 같은 환경문제를 해결하고자 하는데, 그에 따른 일환으로 친환경적인 전기자동차의 보급을 의무화하고 있다.

국내에서도 이와 같은 흐름에 맞춰 저탄소 녹색성장의 일환으로 친환경 자동차에 대한 관심 및 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히, 전기자동차의 보급이 증가함에 따라 전기자동차의 배터리를 충전할 수 있는 충전 인프라에 대한 관심이 높아지고 있다. 전기자동차의 충전을 위해 어느 정도의 시간이 소요되기 때문에 차량을 주차했을 때, 전기자동차의 충전이 이루어지는 것이 중요하다.

그에 따라 주차장에 전기자동차를 주차하는 동안 전기자동차의 충전을 위한 설비가 구축될 필요가 있다.

하지만, 기존에 구축된 전기자동차의 충전을 위한 설비는 한정되어 있고, 해당 충전 설비가 설치된 주차장의 경우에도, 한정된 공간에 설치되어 있어 해당 주차공간에 다른 자동차가 주차되어 있을 때에는 충전 설비를 이용하지 못하는 경우도 발생하는 등의 여러 문제가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2018-0014584호 (2018.02.09)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전기자동차를 충전할 수 있는 주차장의 공간에 사용자가 보다 편리하게 전기자동차를 충전할 수 있는 전기자동차 충전 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 충전 시스템은, 주차장의 전기자동차를 충전하기 위해 설치되는 프레임; 및 상기 프레임의 상부에 설치되고, 전원공급부로부터 공급된 교류전력을 직류전력으로 변환하여 상기 전기자동차에 공급하기 위한 하나 이상의 충전기를 포함하고, 상기 하나 이상의 충전기는, 상기 프레임에 설치된 하나 이상의 레일바를 따라 길이 방향으로 이동할 수 있게 설치될 수 있다.

상기 프레임은 수직프레임 및 상기 수직프레임의 상부에 설치된 수평프레임으로 이루어지며, 상기 수평프레임에 나란하게 설치된 제1 및 제2 레일바를 포함하고, 상기 하나 이상의 충전기는 상기 제1 및 제2 레일바의 상부에 배치될 수 있다.

상기 제1 및 제2 레일바에는 각각 측면에 길이 방향으로 가이드홈이 형성되며, 상기 하나 이상의 충전기는 각각 하부에 하나 이상의 이동부가 설치되고, 상기 이동부는 상기 가이드홈에 삽입되어 상기 가이드홈을 따라 회전되는 바퀴를 포함할 수 있다.

상기 하나 이상의 충전기는, 다수 개이고, 상기 다수 개의 충전기 중 하나는 상기 전원공급부에서 공급된 교류전력을 직류전력을 변환하고, 변환된 직류전력을 상기 다수 개의 충전기 중 다른 하나 이상으로 공급할 수 있다.

상기 다수 개의 충전기는 내부에 배터리가 포함될 수 있다.

상기 다수 개의 충전기 중 하나는 상기 전원공급부에서 공급되어 변환된 직류전력을 내부에 포함된 배터리를 충전할 수 있다.

상기 다수 개의 충전기 중 다른 하나 이상은, 상기 다수 개의 충전기 중 하나에서 변환된 직류전력을 공급받아 내부에 포함된 배터리를 충전할 수 있다.

상기 하나 이상의 충전기는 내부에 배터리를 포함하고, 상기 배터리의 충전상태를 평가하여, 평가된 충전상태와 초기의 배터리 충전상태를 비교하는 과정을 통해 상기 배터리의 충전상태를 추적할 수 있다.

본 발명에 의하면, 다수의 전기자동차를 주차할 수 있는 공간에 다수의 충전기를 설치하여, 다수의 전기자동차를 동시에 충전할 수 있어 보다 많은 사용자가 보다 편리하게 전기자동차를 충전할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다수의 충전기 중 하나를 메인 충전기로 구성함에 따라 하나의 메인 충전기를 통해 다수의 충전기를 제어할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 다수의 충전기는 일정 범위 내에서 이동할 수 있어, 이용하고자 하는 충전기에 이상이 있는 경우, 인근의 다른 충전기를 이용할 수 있어, 사용자는 다수의 충전기 중 하나를 자유롭게 이용하여 전기자동차를 충전할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A 영역을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 B 영역을 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 제어 과정을 설명하기 위한 전류와 전압에 대한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 충전 시퀀스에 대해 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 일례를 도시한 도면이다. 도 2는 도 1의 A 영역을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 B 영역을 도시한 도면이다. 그리고 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템(100)은, 프레임(120), 제1 레일바(132), 제2 레일바(134), 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148) 및 제1 내지 제4 충전배선(152, 154, 156, 158)을 포함한다.

프레임(120)은, 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)를 설치하기 위해 구비될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는 도시된 바와 같이, 주차장의 상부에 설치되는데, 이를 위해 프레임(120)이 구성될 수 있다.

본 실시예에서, 프레임(120)은, 수직프레임 및 수평프레임으로 구성될 수 있으며, 주차장 등에 전기자동차(Car)가 주차될 수 있는 영역의 둘러싸도록 수직프레임이 설치될 수 있고, 수직프레임의 상부에 수평프레임이 설치될 수 있다.

본 실시예에서, 상기와 같이, 프레임(120)이 지면에 설치된 것에 대해 설명하지만, 필요에 따라 다른 위치에 설치될 수도 있다. 일례로, 지하주차장과 같은 실내 주차장의 경우, 프레임(120)이 주차장의 천정에 설치될 수도 있다.

제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)는 수평프레임과 나란하게 설치될 수 있으며, 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)의 상부에 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)가 설치될 수 있다. 도 2를 참조하면, 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)는 측면에 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)가 이동할 수 있도록 길이 방향으로 가이드홈(R)이 형성될 수 있다. 가이드홈(R)에 대한 자세한 사항은 후술한다.

제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)는 수평프레임과 나란하게 동일한 높이에 설치되며, 서로 일정거리만큼 이격된 상태로 배치될 수 있다.

제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는, 전원공급부(110)에서 공급된 전원으로부터 전력을 공급받아 내부의 배터리가 충전되고, 충전된 전류를 전기자동차(Car)에 공급하여 전기자동차(Car)를 충전할 수 있다. 이때, 이를 위해 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)에는 각각 제1 내지 제4 충전배선(152, 154, 156, 158)이 구비될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 충전기 및 충전배선이 4개가 구비된 것이 예시되어 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않고 충전기 및 충전배선이 4개 이하이거나 4개가 초과되게 구비될 수 있다.

여기서, 전원공급부(110)는 벽(W)에 설치될 수 있으며, 전원공급부(110)는 교류전력을 공급할 수 있다.

제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는 각각 독립적으로 전원공급부(110)에서 전력을 공급받아 전기자동차(Car)를 충전할 수 있는데, 전원공급부(110)에서 공급되는 전력은 교류전력이므로, 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)에 공급된 교류전력을 직류전력으로 변환하기 위한 장치가 구비될 필요가 있다. 본 실시예에서는, 보다 효율적으로 전기자동차 충전 시스템(100)을 구성하기 위해, 제1 충전기(142)만 전원공급부(110)와 메인 배선(112)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

그리고 제1 충전기(142)는 제2 내지 제4 충전기(144, 146, 148)와 각각 전기적으로 연결될 수 있으며, 경우에 따라 제1 충전기(142)는 제2 충전기(144)와 전기적으로 연결되고, 제2 충전기(144)는 제3 충전기(146)와 전기적으로 연결되며, 제3 충전기(146)는 제4 충전기(148)와 전기적으로 연결되는 것과 같이, 순차적으로 전기적인 연결이 이루어질 수도 있다.

따라서 제1 충전기(142)는 내부에 전원공급부(110)에서 공급된 교류전력을 직류전력으로 변환할 수 있는 컨버터가 구비될 수 있다. 따라서 제1 충전기(142)는 공급된 교류전력을 이용하여 내부에 설치된 배터리를 충전할 수 있다.

또한, 제1 충전기(142)는 내부에 교류전력을 직류전력으로 변환하는 컨버터가 구비됨에 따라 컨버터를 통해 출력되는 직류전력은 제1 충전기(142)의 배터리에 저장될 수 있다. 그리고 컨버터를 통해 출력되는 직류전력은 제2 내지 제4 충전기(144, 146, 148)에 공급될 수 있다.

따라서 제2 내지 제4 충전기(144, 146, 148)는 제1 충전기(142)로부터 직류전력을 공급받아 각각의 내부에 구비된 배터리를 충전할 수 있다. 그리고 제2 내지 제4 충전기(144, 146, 148)는 제1 충전기(142)에서 공급된 직류전력을 그대로 전기자동차(Car)에 공급하여 전기자동차(Car)의 배터리를 충전할 수도 있다.

이를 위해 제2 내지 제4 충전기(144, 146, 148)는 각각 내부에 배터리가 구비되어 있으며, 구비된 배터리를 관리하기 위한 배터리 관리 시스템(battery management system)이 구비될 수 있다. 마찬가지로, 제1 충전기(142)도 내부에 배터리 관리 시스템이 구비될 수 있다.

배터리 관리 시스템은, 구동 시스템에 필요한 전력을 공급하는 배터리의 안전성과 신뢰성을 보증하는 역할을 한다. 전기자동차(Car)에 포함되는 배터리는 통상 288개의 리튬이온 2차 전지 셀로 구성된 배터리 팩이 이용된다. 배터리 팩은 길이가 약 1.8m이고, 무게가 약 181kg이며, 약 16kWh의 전력량을 축전할 수 있다. 이러한 배터리 팩만을 이용하는 경우, 전기자동차(Car)의 항속거리는 약 64km일 수 있다. 배터리의 용량이 하한에 가까워지면 엔진을 구동시켜 전력을 생산하고, 이를 통해 항속 주행거리가 약 600km 이상으로 증가할 수 있다.

배터리의 수명을 연장하기 위해서는 배터리 충전상태(SOC, state of charge)를 일정하게 유지하는 것이 중요하다. SOC가 너무 낮거나 높은 상태가 지속되면, SOC를 중간 수준으로 유지하는 경우에 비해 배터리의 열화가 빠르게 진행된다. 적절한 SOC의 범위는 일반적인 실험을 중복함에 따라 확인할 수 있다. 배터리 셀을 과방전시키는 경우에도 구성부품이 열화되어 회복 불가능한 상태가 될 수 있다. 그리고 충전 전압도 적청치를 넘어 충전이 이루어지면 배터리 셀이 과열되어 불가역적인 구조로 변화될 수도 있다.

배터리 관리 시스템은, 전기자동차(Car)의 배터리 제어의 최적화를 통해 주행거리를 향상시키고, 안전성을 확보하는 역할을 한다. 배터리 관리 시스템은 열에 약한 배터리를 균등 냉각하여 동일한 성능이 구현되도록 하는 열관리 제어와 배터리의 각 상태를 판단하여 최적 효율 점에서 배터리가 작동하도록 배터리 충전상태(SOC) 제어로 구분될 수 있다.

배터리 관리 시스템은, 전압, 전류 및 온도를 모니터링하여 배터리를 최적의 상태로 유지관리하며, 시스템의 안전운영을 위한 경보 및 사전 안전예방 조치를 수행한다. 배터리의 충방전 시 과충전 및 과방전을 방지하고, 셀 간의 전압을 균일하게 유지하여 에너지 효율 및 배터리의 수명이 높아지도록 구동한다. 그리고 데이터의 보전 및 시스템을 진단하여 경보 관련 이력상태의 저장 및 외부 진단시스템이나 모니터링 컴퓨터를 통한 진단도 할 수 있다.

일반적인 Li-ion 배터리의 단일 셀의 정격전압은 3.6V이고 충전전압은 4.2V이다. 이를 직렬로 접속하면 600V가 넘는 전압을 발생할 수 있다. 이때, 여러 개의 셀을 직렬로 접속시키는 경우, 그 중 한 개의 셀이 고장나거나 열화되면 배터리 팩 전체에 영향이 발생한다. 그에 따라 최신 HEV나 EV에 적용되는 배터리 관리 시스템은 각 셀에 대한 과충전, 과방전 및 과열을 방지하고, 각 셀의 수명을 최적화하는 역할을 수행한다.

배터리 관리 시스템은, 항상 균등한 충전 상태로 유지시켜주는 셀 밸런스에 의해 이를 실현한다. 더욱이, 배터리 관리 시스템은 각종 변화 요소들을 종합 분석하여 남은 주행 가능 거리를 예측하고 그 정보를 상위의 ECU에 제공한다.

관련하여, 도 4를 참조하여, 배터리 관리 시스템에 대해 상세하게 설명하면, 배터리 관리 시스템은, ECU 본체, 셀 모듈을 포함한다. 이는 절연형 CAN을 통해 접속되며, 각 셀 모듈은 셀 스택에 접속된다. 셀 모듈은 개객의 단위 셀의 전압을 계측하여 필요에 따라 방전을 개시한다. 일례로, 하이브리드 전기자동차(Car)는 180V의 고전압 배터리를 이용하여 엔진과 변속기 사이에 있는 고출력 모터에 에너지를 공급하여 엔진의 출력을 도울 수 있다. 또한, 고전압을 12V로 낮춰 보조 배터리를 충전하는 방식을 통해 엔진에 장착된 발전기를 삭제하여 구동에 필요한 엔진의 토크 손실을 저감할 수 있다.

하이브리드 전기자동차(Car)는 하이브리드 제어기, 모터 제어기 등의 차량 내 다른 시스템과의 통시을 통해 배터리 충전 상태, 파워 제한, 셀 밸런싱, 냉각 제어를 수행할 수 있다. ECU는 고전압 배터리의 배터리 충전상태를 지속적으로 모니터링하고, SOC에 따라 각 주행모드에서 충전 및 방전을 제어할 수 있다.

본 실시예에서, 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는 각각 내부에 포함된 배터리를 관리하기 위한 배터리 관리 시스템을 포함할 수 있다.

그리고 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는 상기에서 설명한 바와 같이, 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)의 상부에 배치될 수 있다. 그리고 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)의 상부에서 길이 방향으로 이동할 수 있도록 구비된다. 이를 위해 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는 하부에 하나 이상의 이동부(M)가 구비될 수 있다. 이동부(M)는 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)에 각각 하나 이상이 구비되며, 도 2 및 도 3에 도시된 제1 충전기(142)를 이용하여 보다 상세하게 설명한다.

제1 충전기(142)의 하부에는 일 측에 두 개의 이동부(M)가 구비될 수 있으며, 대향된 양측에 총 네 개의 이동부(M)가 구비될 수 있다. 이러한 이동부(M)는 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)에 형성된 가이드홈(R)에 삽입된다. 그에 따라 제1 충전부는 제1 및 제2 레일바(134)에서 이탈되지 않으면서 길이 방향으로 이동할 수 있다.

도 3을 참조하면, 이동부(M)는 지지바(B) 및 바퀴(wh)를 포함한다. 지지바(B)는 제1 충전기(142)의 하부에 결합된다. 그리고 지지바(B)의 일 측단에는 바퀴(wh)가 회전할 수 있게 결합될 수 있다. 그리고 바퀴(wh)는 제1 레일바(132)에 형성된 가이드홈(R) 내에 삽입된 상태일 수 있다. 제1 레일바(132)의 가이드홈(R)은 도시된 바와 같이, 길이 방향을 따라 내측으로 형성된다. 이때, 가이드홈(R)에는 가이드홈(R)에 삽입된 바퀴(wh)가 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위해 단턱이 구비될 수 있다. 단턱은 가이드홈(R)의 내측면의 외부측 끝단에 구비되며, 가이드홈(R)의 길이 방향을 따라 연속적으로 구비될 수 있다.

따라서 바퀴(wh)는 제1 레일바(132)의 가이드홈(R) 내에서 이탈되지 않고, 회전될 수 있어, 바퀴(wh)의 회전에 의해 제1 충전부는 제1 레일바(132)를 따라 길이 방향으로 이동될 수 있다.

도시되지 않았지만, 제2 레일바(134)에도 제1 레일바(132)의 가이드홈(R)에 대향되는 위치에 가이드홈(R)이 형성되며, 제1 레일바(132)에 형성된 가이드홈(R)의 형상과 동일한 형상을 형성된다.

제2 내지 제4 충전기(144, 146, 148)도 제1 충전기(142)와 마찬가지로 이동부(M)가 구비됨에 따라 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)의 상부에서 길이 방향을 따라 이동될 수 있다.

상기와 같이, 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)가 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)를 따라 이동할 수 있도록 구비됨에 따라 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)가 설치된 범위 내에서 자유롭게 이동될 수 있다.

즉, 일례로, 사용자가 제2 충전기(144)가 설치된 위치에 전기자동차(Car)를 주차하였을 때, 제2 충전기(144)의 배터리에 충전된 전력량이 충분하지 않은 경우, 제3 충전기(146)를 제2 충전기(144)에 인접하게 이동시켜 전기자동차(Car)를 충전할 수 있다. 이때, 제3 충전기(146)를 이동시킬 때, 제3 충전기(146)에 연결된 제3 충전배선(156)을 이용하여 제3 충전기(146)를 이동시킬 수 있다. 그러나 이 경우 충전배선이 필요 이상으로 길어지므로 불편하거나 또는 안전상의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 각 충전기에는 전술한 배터리 관리 시스템이 구비되는데, 이 배터리 관리 시스템에는 감지 센서 및 모터 등이 구비되어, 충전이 필요한 자동차가 주차된 곳으로 자동으로 이동할 수 있을 수 있다. 이 경우 제3 충전기(146)는 제2 충전기(144)에 인접하게 자동으로 이동하고, 사용자는 제3 충전배선(156)을 이용하여 자동차를 충전시킬 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 제어 과정을 설명하기 위한 전류와 전압에 대한 그래프이다.

도 5를 참조하여, 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)에 포함된 배터리 관리 시스템의 배터리 충전상태(SOC)를 추적할 수 있는 제어 과정에 대해 설명한다.

먼저, 초기의 OCV(open circuit voltage)를 측정한다(S101). 이때, SOC₀를 계산한다. 이는 도 6의 (a)에 도시된 그래프를 통해 확인할 수 있다. 그리고 시험 프로파일을 적용하는데, 테스트 프로파일은 전류의 프로파일일 수 있다(S103). 또한, 시험 프로파일을 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 시간 t₀ 내지 t₁ 범위 내에 있는 Test profile 구간일 수 있다.

이렇게 시험 프로파일이 적용되면, 약 1 시간동안 휴식(rest)이 있을 수 있고(S107), 동시에 SOC에 대한 평가가 수행될 수 있다(S105).

약 1시간동안의 휴식 단계(S107) 이후에 최종 OCV를 측정하여 SOC₁을 계산한다(S109). 그에 따라 단계 S105에서 평가된 SOCccc와 계산된 SOC₁을 이용하여 SOC에 대한 오류를 계산한다(S111). 그리고 계산된 SOC에 대한 오류가 0.005보다 작은지 판단한다(S113). 계산된 SOC에 대한 오류가 0.005보다 작으면, SOC에 대한 추적이 완료된다. 하지만, SOC에 대한 오류가 0.005보다 작지 않으면, 전류 오프셋을 추가한다(S115). 그리고 전류 오프셋이 추가되면, 단계 S105로 되돌아가 SOC에 대한 평가를 다시 수행하고, 단계 S111에서 SOC에 대한 오류를 다시 계산하는 과정을 반복한다.

여기서, 전류 오프셋을 추가하는 과정은 도 6의 (C)에 도시된 시간 t₀ 내지 t₁ 범위 내와 같을 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 충전 시퀀스에 대해 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7을 참조하여, 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)에 포함된 배터리 관리 시스템의 배터리의 충전 시퀀스에 대해 설명한다. 먼저, 교류 전원(AC)을 계측한다(S201). 그리고 계측된 교류 전원을 윈도우 필터, 출력 Vdc 및 Idc의 센싱값 추출에 대한 스위칭 함수로 이용한다. 그에 따라 정전류 제어기로서 동작하도록 하여 배터리 내부전압과 세팅값이 일치하면, 전원을 Off하도록 할 수 있다.

그리고 제어 블록은 초기 동작이 들어가면 교류 전원단의 전압입력과 zero-crossing을 통해 전압과 전류를 계측하여 내부전항을 추정할 수 있다. 그리고 추정된 내부저항을 통해 충전이 이루어지도록 할 수 있다. 그에 따라 지정된 한계 전압을 4회마다 카운팅하여 기준값 이상이 되면 전원을 차단하도록 하는 보호기능을 추가할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.

100: 전기자동차 충전 시스템
110: 전원공급부
112: 메인 배선
120: 프레임
132: 제1 레일바
134: 제2 레일바
142: 제1 충전기
144: 제2 충전기
146: 제3 충전기
148: 제4 충전기
152: 제1 충전배선
154: 제2 충전배선
156: 제3 충전배선
158: 제4 충전배선
M: 이동부
B: 지지바
wh: 바퀴
R: 가이드홈
Car: 전기자동차
W: 벽

Claims

주차장의 일측 벽에 설치되는 전원공급부;
수직프레임 및 상기 수직프레임의 상부에 설치된 수평프레임으로 이루어지며, 상기 수평프레임에 나란하게 설치된 제1 및 제2 레일바를 포함하는 프레임;
상기 수평프레임의 상기 제1 및 제2 레일바의 상부에 설치되되 상기 제1 및 제2 레일바를 따라 길이 방향으로 이동할 수 있게 설치되고, 상기 전원공급부로부터 공급된 교류전력을 직류전력으로 변환하여 전기자동차에 공급하기 위한 복수의 충전기;를 포함하고,
상기 복수의 충전기는 배터리와 상기 배터리의 충방전 상태를 제어하는 배터리 관리 시스템(battery management system)을 각각 구비하며, 상기 복수의 충전기는 한 대의 전기자동차가 주차하는 위치에 대응되게 각각 설치되고 또한 각각의 충전기는 충전전배선을 구비하며,
상기 복수의 충전기는 상기 전원공급부와 가장 가까운 위치에 있어 상기 전원공급부와 메인 배선을 통해 전기적으로 연결되어 전원공급부에서 공급되는 교류전력을 직류전력으로 변환하며 또한 변환된 직류전력을 다른 충전기로 공급하는 하나의 충전기(제1 충전기)와, 상기 하나의 충전기(제1 충전기)로부터 직류전력을 공급받는 나머지 충전기들(제2 내지 제4 충전기)를 포함하되 상기 나머지 충전기들(제2 내지 제4 충전기)은 각각 인접하는 충전기와 순차적으로 전기적 연결되며,
상기 복수의 충전기는 상기 배터리의 충전상태를 평가하여, 평가된 충전상태와 초기의 배터리 충전상태를 비교하는 과정을 통해 상기 배터리의 충전상태를 추적하며,
상기 하나의 충전기를 제외한 나머지 충전기들(제2 내지 제4 충전기)은 인접하는 충전기가 설치된 위치에 전기자동차가 주차하였을 때 해당 충전기의 배터리에 충전된 전력량이 충분하지 않은 경우, 이동부에 의해 상기 해당 충전기에 인접하게 자동으로 이동하는 전기자동차의 충전 시스템.
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청구항 1에 있어서,
상기 제1 및 제2 레일바에는 각각 측면에 길이 방향으로 가이드홈이 형성되며,
상기 복수의 충전기들은 각각 하부에 하나 이상의 이동부가 설치되고,
상기 이동부는 상기 가이드홈에 삽입되어 상기 가이드홈을 따라 회전되는 바퀴를 포함하는 전기자동차의 충전 시스템.
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