KR102305120B1 - 전기차 충전 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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임재용
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Abstract

본 발명은 전기차 충전 장치에 관한 것으로, 전기차 충전에 관련된 복수의 서버, 및 관리자와 고객의 이동 단말기와 통신할 수 있는 통신부; 전기차 충전용 전원이 전기차의 충전에 사용되고 있는지, 아니면 전기차 충전에 사용되지 않고 도둑맞는지를 판단는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라, 전기차 충전용 전원을 커넥터의 전원 공급 단자를 통해 전기차에 인가하여 충전시키는 차량 충전부; 전기차에 충전되는 전류 값을 검출하는 전류 검출부; 및 상기 커넥터의 통신 단자를 통해 전기차와 통신하여 차량모델과 배터리 용량 정보를 상기 제어부에 전달하는 차량 통신부;를 포함하며, 상기 제어부는, 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단되는 경우, 전기차 충전 전류를 차단하고, 상기 통신부를 통해 전기차 충전 시스템 관리자의 이동 단말기 또는 전기차 충전 고객의 이동 단말기에 알람을 출력하며, 또한 전기차 충전 장치에 포함된 알람 출력부를 통해 알람을 출력한다.

Description

전기차 충전 장치 및 그 제어 방법{APPARATUS FOR CHARGING ELECTRIC VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 전기차 충전 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기차 충전용 전원이 전기차 충전에 사용되지 않고 도둑맞는 것을 방지할 수 있도록 하는, 전기차 충전 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근, 세계 주요 선진국들을 중심으로 화석연료를 사용한 자동차에서 배출되는 이산화탄소의 감소에 대한 연구 및 투자가 활발히 이뤄지고 있다.
대표적으로 EV(Electric Vehicle), HEV(Hybrid Electric Vehicle), PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle), FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle) 등의 사업이다. 이하에서는 EV, HEV, PHEV, FCEV 등을 통칭하여 전기차(EV: Electric Vehicle)(또는 전기자동차)라 한다.
이러한 전기차(EV) 사업에 대한 관심과 투자는 정부뿐만 아니라 민간 부문에서도 활발하며, 국내외 주요 자동차 생산 업체들, 배터리 제조 업체, 및 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment : 전기 자동차 충전 설비) 제작 업체 등에서 보다 양질의 제품을 개발하고 있다.
이때 상기 전기차(EV)와 EVSE(즉, 전기 자동차 충전 설비) 간의 충전 방식은 크게 AC(Alternating Current)를 이용한 충전 방식과 DC(Directing Current)를 이용한 충전 방식으로 나뉠 수 있다. 예컨대 상기 AC를 이용한 충전 방식은 발전기나 상용 교류 전원(예 : 220VAC)을 이용하여 충전하는 방식이고, 상기 DC를 이용한 충전 방식은 휴대형 배터리를 DC/AC 변환기를 이용하여 교류 전원으로 변환하여 충전하는 방식이다.
상기 전기차의 충전을 위하여 EVSE(즉, 전기 자동차 충전 설비, 또는 전기차 충전 장치)의 충전 케이블(또는 플러그)은 전기차(전기 자동차)의 주입구에 연결된다.
일반적으로 상기 충전 케이블(또는 플러그)는 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)와 연결되는 충전 케이블을 통하여 전달되는 CP(Control Pilot) 신호를 입력 받는 CP(Control Pilot) 포트, 전기차의 인렛에 결합(또는 근접)되어 충전준비완료 사실을 알려주는 물리적인 스위치에 해당하는 PP(Plug Present) 포트, 교류 전원(220VAC)을 인가하는 2개(L, N) 또는 3개의 전원 포트(L1, L2, L3), 및 상기 EVSE의 접지와 연결되는 보호 접지(PE : Protective Earth) 포트를 포함한다.
이때 상기 전기자동차의 충전을 위해, 전기자동차와 충전장치 간의 통신 방법은 제어신호(CP)라인을 통한 PWM(Pulse With Modulation) 제어로 이루어지며, 상기 PWM 제어를 통해 전기자동차에서 허용 가능한 에너지의 전류 값을 제어할 수 있다. 한편, 상기 전기자동차에 내장되어 있는 OBC(On board Charger)와 충전기는 표준 프로토콜(즉, J1772 프로토콜)을 이용하여 충전이 수행되고 있다.
한편 국내의 전력회사(예 : 한국전력)는 계약종별에 따라 다양한 요금제를 적용하고 있으며, 전기차 충전전력 요금은 타 계약종별(예 : 주택용 저압전력, 주택용 고압전력, 일반용 전력, 산업용 전력 등)요금에 비해 상대적으로 저렴하며, 특히 경부하 구간(또는 시간대)(예 : 23:00 ~ 09:00)에서는 중간부하 구간이나 최대부하 구간에 비해 압도적으로 요금이 저렴하다.
이에 따라 특히 요금이 저렴한 구간(또는 시간대)에서 전기차 충전용 전원을, 전기차 충전에 사용하지 않고 도둑질하여 다른 용도로 사용하는 사례가 발생함에 따라 전기차 충전용 전원이 도둑맞는 것을 방지할 수 있도록 하는 기술이 요구되고 있는 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2015-0098489호(2015.08.28. 공개, 휴대용 전기 자동차 충전 장치 및 충전 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 전기차 충전용 전원이 전기차 충전에 사용되지 않고 도둑맞는 것을 방지할 수 있도록 하는, 전기차 충전 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 전기차 충전 장치는, 전기차 충전에 관련된 복수의 서버, 및 관리자와 고객의 이동 단말기와 통신할 수 있는 통신부; 전기차 충전용 전원이 전기차의 충전에 사용되고 있는지, 아니면 전기차 충전에 사용되지 않고 도둑맞는지를 판단는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라, 전기차 충전용 전원을 커넥터의 전원 공급 단자를 통해 전기차에 인가하여 충전시키는 차량 충전부; 전기차에 충전되는 전류 값을 검출하는 전류 검출부; 및 상기 커넥터의 통신 단자를 통해 전기차와 통신하여 차량모델과 배터리 용량 정보를 상기 제어부에 전달하는 차량 통신부;를 포함하며, 상기 제어부는, 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단되는 경우, 전기차 충전 전류를 차단하고, 상기 통신부를 통해 전기차 충전 시스템 관리자의 이동 단말기 또는 전기차 충전 고객의 이동 단말기에 알람을 출력하며, 또한 전기차 충전 장치에 포함된 알람 출력부를 통해 알람을 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단되는 경우, 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 상황에 관련된 정보로서, 충전 장소나 위치 정보, 충전 시간대 정보, 충전 고객 정보, 및 전기차 충전 장치 정보를 상기 서버에 전달하여 누적 관리할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 전기차 충전 장치는, 충전 방식과 결제 방식을 입력받을 수 있는 입력부;를 포함하고, 또한 상기 충전 방식과 결제 방식을 상기 통신부를 통해 전기차 충전 고객의 이동 단말기에 설치된 앱을 통해 설정할 수 있도록 구현된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 서버와 협조하여, 차량모델별 충전 방식에 따른 충전시간, 및 차량모델별 충전 방식에 따라 완충에 소요되는 충전시간을 누적 관리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 서버와 협조하여, 차량모델별 배터리용량, 완충에 소요되는 복수의 완속 충전 시간, 및 완충에 소요되는 급속 충전 시간을 테이블 형태로 관리하고, 상기 테이블 형태의 차량모델별 배터리용량에 따른 완속 및 급속 충전 시간을 이용하여 전기차 충전용 전원이 전기차 충전에 사용되지 않고 도둑맞는지를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 서버는, 전기차 충전 시스템을 관리하는 서버, 전기차 충전 요금을 관리하는 서버, 전기차 충전 고객을 관리하는 서버, 전기차 충전 장치를 관리하는 서버, 및 전기차 충전을 위한 결제 카드를 관리하는 서버 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전기차 충전 장치의 제어 방법에 있어서, 제어부가 사용자로부터 충전 방식과 결제 방식을 선택 받는 단계; 상기 충전 방식과 결제 방식을 선택 받은 후, 커넥터가 전기차에 연결되면, 상기 제어부가 전기차로부터 차량 정보 중 차량모델과 배터리 용량 정보를 전달 받는 단계; 상기 제어부가 차량 충전부를 통해 전기차의 충전을 시작하고, 상기 결제 방식에서 선택받은 충전 목표에 도달할 경우, 충전 지속 여부를 체크하는 단계; 상기 충전 지속 여부를 체크한 결과, 상기 결제 방식에서 선택받은 충전 목표에 도달했음에도 불구하고 충전이 지속되는 경우, 상기 제어부가 미리 지정된 시간동안, 상기 충전이 지속되어 공급된 전력량이 배터리용량보다 지정된 비율 이상 초과되는지 체크하는 단계; 및 상기 미리 지정된 시간동안 충전이 지속되어 공급된 전력량이 배터리용량보다 지정된 비율 이상 초과된 경우, 상기 제어부는 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단하여, 전기차 충전에 이상이 있음을 나타내는 이상시그널을 출력함과 아울러 충전 전류를 차단하고, 이와 동시에 알람을 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 충전 지속 여부를 체크한 결과, 충전이 지속되지 않는 경우, 상기 제어부가 충전 모드를 중지하고, 상기 선택받은 결제 방식에 대응하는 요금을 결제하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 미리 지정된 시간동안 충전이 지속되어 공급된 전력량이 배터리용량보다 지정된 비율 이상 초과되지 않았을 경우, 상기 제어부가 충전 전류를 차단함과 동시에, 충전 모드를 중지하고, 상기 선택받은 결제 방식에 대응하는 요금을 결제하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 전기차 충전 장치의 제어 방법에 있어서, 제어부가 사용자로부터 충전 방식과 결제 방식을 선택 받는 단계; 상기 충전 방식과 결제 방식을 선택 받은 후, 커넥터가 전기차에 연결되면, 상기 제어부가 전기차로부터 차량 정보 중 차량모델과 배터리 용량 정보를 전달 받는 단계; 상기 제어부가 차량 충전부를 통해 전기차의 충전을 시작하고, 차량별 최대 충전시간을 부여하는 단계; 상기 제어부가 상기 결제 방식에서 선택받은 충전 목표에 도달할 경우, 충전 지속 여부를 체크하는 단계; 상기 충전 지속 여부를 체크한 결과, 상기 결제 방식에서 선택받은 충전 목표에 도달했음에도 불구하고 충전이 지속되는 경우, 상기 제어부가 차량별 설정된 상기 최대 충전시간이 초과되는지 체크하는 단계; 및 상기 최대 충전시간이 초과된 경우, 상기 제어부는 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단하여, 전기차 충전에 이상이 있음을 나타내는 이상시그널을 출력함과 아울러 충전 전류를 차단하고, 이와 동시에 알람을 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 차량별 최대 충전시간은, 차량별 배터리용량에 따른 충전시간에 차량별 배터리용량의 오차 및 충전장치의 오차까지 반영한 여유시간을 추가한 최대 충전시간인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 충전 지속 여부를 체크한 결과, 충전이 지속되지 않는 경우, 상기 제어부는 충전 모드를 중지하고, 상기 선택받은 결제 방식에 대응하는 요금을 결제하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 최대 충전시간을 초과하지 않고 충전이 완료될 경우, 상기 제어부는 충전 전류를 차단함과 동시에, 충전 모드를 중지하고, 상기 선택받은 결제 방식에 대응하는 요금을 결제하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 전기차 충전 장치의 제어 방법에 있어서, 제어부가 사용자로부터 충전 방식과 결제 방식을 선택 받는 단계; 상기 충전 방식과 결제 방식을 선택 받은 후, 커넥터가 전기차에 연결되면, 상기 제어부가 전기차로부터 차량 정보 중 차량모델과 배터리 용량 정보를 전달 받는 단계; 상기 제어부가 차량 충전부를 통해 전기차의 충전을 시작하여, 배터리 충전량이 상기 결제 방식에서 선택받은 충전 목표인 제2 충전 목표 보다 지정된 비율 작게 자동으로 설정된 제1 충전 목표에 도달할 경우, 충전 전류 값이 지정된 비율로 감소하는지 체크하는 단계; 및 상기 전류 값이 지정된 비율로 하강(또는 감소)하는지 여부를 체크한 결과, 상기 배터리 충전량이 자동으로 미리 지정된 제1 충전 목표에 도달한 후에도 전류 값이 지정된 비율로 감소하지 않을 경우, 상기 제어부는 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단하여, 전기차 충전에 이상이 있음을 나타내는 이상시그널을 출력함과 아울러 충전 전류를 차단하고, 이와 동시에 알람을 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배터리 충전량이 자동으로 미리 지정된 제1 충전 목표에 도달한 후 전류 값이 지정된 비율로 감소할 경우, 상기 제어부는 상기 전류 값이 지정된 비율로 감소한 상태에서 배터리 충전량이 지정된 제2 충전 목표에 도달하면, 충전 모드를 중지하고, 상기 선택받은 결제 방식에 대응하는 요금을 결제하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 전기차 충전용 전원이 전기차 충전에 사용되지 않고 도둑맞는 것을 방지할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 차량별 배터리 용량과 충전 방식에 따른 충전시간을 예시적으로 보인 테이블.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기차 충전 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기차 충전 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기차 충전 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 상기 도 5에 있어서, 전기차 충전이 지정된 제1 충전 목표에 도달한 후 충전 전류가 지정된 비율로 감소하는 것을 설명하기 위한 그래프를 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기차 충전 장치 및 그 제어 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전기차 충전 장치는, 통신부(110), 제어부(120), 차량 충전부(130), 차량 통신부(140), 전류 검출부(150), 및 알람 출력부(160)를 포함한다.
상기 통신부(110)는 전기차 충전 시스템(미도시)을 관리하는 서버, 전기차 충전 요금을 관리하는 서버, 전기차 충전 고객(또는 회원)을 관리하는 서버, 전기차 충전 장치를 관리하는 서버, 및 전기차 충전을 위한 결제 카드(예 : 스마트카드, 신용카드 등)를 관리하는 서버 등, 전기차 충전에 관련된 복수의 서버(SVC)와 통신할 수 있다.
따라서 이하 본 실시예에서 서버(SVC)는 상기 복수의 서버(예 : 전기차 충전 시스템을 관리하는 서버, 전기차 충전 요금을 관리하는 서버, 전기차 충전 고객을 관리하는 서버, 전기차 충전 장치를 관리하는 서버, 및 전기차 충전을 위한 결제 카드를 관리하는 서버 등)를 포함하는 개념이다.
또한 상기 통신부(110)는 전기차 충전 시스템(미도시) 관리자의 이동 단말기(예 : 스마트폰), 또는 전기차 충전 고객의 이동 단말기(예 : 스마트폰)와 통신할 수 있다.
상기 제어부(120)는 전기차 충전용 전원이 전기차(EV)의 충전에 사용되고 있는지, 아니면 전기차 충전에 사용되지 않고 도둑맞는지(또는 도전되고 있는지)를 판단한다. 상기 전기차 충전용 전원이 도둑맞는지(또는 도전되고 있는지)를 판단하기 위하여, 상기 제어부(120)는 상기 전류 검출부(150)를 통해 전기차(EV)에 충전되는 전류 값을 검출할 수 있다.
또한 상기 제어부(120)는 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단되는 경우, 전기차 충전 전류를 차단할 수 있고, 또한 상기 통신부(110)를 통해 전기차 충전 시스템(미도시) 관리자의 이동 단말기(예 : 스마트폰) 또는 전기차 충전 고객의 이동 단말기(예 : 스마트폰)에 알람을 출력하거나, 상기 알람 출력부(160)를 통해 알람을 출력할 수 있다.
또한 상기 제어부(120)는 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단되는 경우, 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 상황(또는 도전되고 있는 상황)에 관련된 정보(예 : 장소/위치 정보, 시간대 정보, 고객 정보, 전기차 충전 장치 정보 등)를 서버(SVC)에 전달하여 누적 관리할 수 있게 한다.
상기 차량 충전부(130)는 상기 제어부(120)의 제어에 따라 전기차 충전용 전원을 커넥터(미도시)의 전원 공급 단자(미도시)를 통해 전기차(EV)에 인가하여 충전시킨다.
이때 상기 커넥터(미도시)에는 통신 단자(미도시)가 포함되어 있으며, 상기 차량 통신부(140)는 상기 커넥터(미도시)의 통신 단자(미도시)를 통해 전기차(EV)(또는 전기차의 전자제어장치(ECU))와 통신하여 차량 정보(예 : 차량모델, 배터리 용량 등)를 상기 제어부(120)에 전달할 수 있다.
상기 전류 검출부(150)는 상기 차량 충전부(130)를 통해 공급되는 전류(또는 전력)를 검출하여 상기 제어부(120)에 전달한다.
한편 도면에는 도시되어 있지 않지만, 본 실시예에 따른 전기차 충전 장치는, 충전 방식(예 : 완속, 급속)과 결제 방식(예 : 충전량, 금액)을 입력받을 수 있는 입력부(미도시)를 포함할 수 있다.
또한 상기 충전 방식(예 : 완속, 급속)과 결제 방식(예 : 충전량, 금액)은 상기 통신부(110)를 통해 전기차 충전 고객의 이동 단말기(예 : 스마트폰)에 설치된 앱(어플리케이션)을 통해 설정할 수도 있다.
또한 상기 제어부(120)는 상기 차량별(또는 차량모델별) 충전 방식에 따른 충전시간(예 : 차량별 충전 방식에 따라 완충에 소요되는 충전시간)을 상기 서버(SVC)와 협조하여 누적 관리할 수 있다.
이는 전기차(EV)의 배터리가 충방전되는 횟수가 증가함에 따라 배터리의 메모리 효과(즉, 배터리가 완전 방전이 되지 않은 상태에서 충방전을 반복하게 되면 전기량이 남아 있음에도 충전기에서 이를 방전상태로 기억하게 되어 충전용량이 점차적으로 줄어들게 됨으로써, 배터리의 수명이 줄어드는 것과 같은 효과, 니켈-카드뮴과 니켈-수소 전지에서 많고, 납축전지와 리튬-이온 및 리튬-폴리머에서는 거의 발생하지 않음)에 의해 실질적으로 충전 가능한 용량이 감소됨에 따라 결과적으로 충전시간도 감소되는 현상을 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는지 여부를 판단하는 데 이용할 수 있도록 한다.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 차량별 배터리 용량과 충전 방식에 따른 충전시간을 예시적으로 보인 테이블이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 배터리의 타입에 따라 메모리 효과가 발생하지 않을 수 있으나, 실질적으로는 작게라도 메모리 효과가 발생하는 것이 일반적이다. 따라서 동일한 전기차 충전 장치를 이용해 충전한다고 가정할 경우, 신품 배터리인 경우 최초에는 상기 도 2에 도시된 테이블과 같은 시간에 완충(예 : 100%)이 될 수 있으나, 배터리의 충방전 횟수가 증가함에 따라 메모리 효과에 의해 상기 충전시간은 감소하는 경향이 있음에 유의한다.
따라서 상기 차량별 충전시간을 이용하여 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는지 여부를 판단하는 데 있어서 정확성을 향상시키며, 이에 따라 도둑맞는 전력을 감소시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
이하 상기 제어부(120)의 동작 방법에 대해서 도 3 내지 도 5의 흐름도를 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기차 충전 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전기차 충전 장치의 제어부(120)는 사용자로부터 충전 방식(예 : 완속, 급속)과 결제 방식(예 : 충전량, 금액)을 선택 받는다(S101, S102). 상기 충전 방식(예 : 완속, 급속)과 결제 방식(예 : 충전량, 금액)을 선택 받은 후, 커넥터(미도시)가 전기차에 연결되면(S103), 상기 제어부(120)는 전기차(EV)로부터 차량 정보(예 : 차량모델, 배터리 용량 등)를 전달 받는다(S104).
참고로 본 실시에서 전자제어기기(Electronic Control Unit; 이하 ECU) 및 배터리 정보 수집기(예 : OBD, On Board Diagnostic)를 배터리 용량 등의 차량 정보를 수집하여 상기 제어부(120)에 전달할 수 있다. 즉, 상기 배터리 정보 수집기(예 : OBD)는 자가 진단을 통해서 전기차 배터리의 정보, 예를 들어, 배터리의 전해질 비중과 pH, 전압, 전류 및 내부 압력 등을 수집할 수 있다.
그리고 상기 제어부(120)는 차량 충전부(130)를 통해 전기차(EV)의 충전을 시작하고, 상기 결제 방식(예 : 충전량, 금액)에서 선택받은 충전 목표(예 : 100%)에 도달할 경우(S201), 상기 제어부(120)는 충전 지속 여부를 체크한다(S202).
상기 충전 지속 여부를 체크한 결과, 충전이 지속되지 않는 경우(S202의 아니오), 상기 제어부(120)는 충전 모드를 중지(또는 종료)하고(S203), 상기 선택받은 결제 방식(예 : 충전량, 금액)에 대응하는 요금을 결제한다(S204).
그러나 상기 충전 지속 여부를 체크한 결과, 상기 결제 방식(예 : 충전량, 금액)에서 선택받은 충전 목표(예 : 100%)에 도달했음에도 불구하고 충전이 지속되는 경우(S202의 예), 상기 제어부(120)는 미리 지정된 시간동안(예 : 1시간), 상기 충전이 지속되어 공급된 전력량이 배터리용량보다 지정된 비율(예 : 10%) 이상 초과되는지 체크한다(S205).
상기 미리 지정된 시간동안 충전이 지속되어 공급된 전력량이 배터리용량보다 지정된 비율 이상 초과되지 않았을 경우(S205의 아니오), 상기 제어부(120)는 충전 전류를 차단함과 동시에(S206), 충전 모드를 중지(또는 종료)하고(S203), 상기 선택받은 결제 방식(예 : 충전량, 금액)에 대응하는 요금을 결제한다(S204).
한편 상기 미리 지정된 시간동안 충전이 지속되어 공급된 전력량이 배터리용량보다 지정된 비율 이상 초과된 경우(S205의 예), 상기 제어부(120)는 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단하여, 전기차 충전에 이상이 있음을 나타내는 이상시그널을 출력(또는 전송)(S207)함과 아울러 충전 전류를 차단하고(S208), 이와 동시에 알람을 출력(또는 전송)한다(S209).
이에 따라 사용자(또는 고객, 관리자 등)가 전기차 충전 현장에 출동하여 상황(예 : 실제 충전용 전원이 도둑맞고 있는지, 전기차 충전 장치에 이상이 있는지, 전기차 자체에 이상이 있는지 등의 상황)을 확인할 수 있도록 하여 빠르게 대응 조치를 취할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기차 충전 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이때 상기 도 3을 참조하여 설명한 제1 실시예와 중복되는 구성(S101 ~ S104)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전기차 충전 장치의 제어부(120)는 사용자로부터 충전 방식(예 : 완속, 급속)과 결제 방식(예 : 충전량, 금액)을 선택 받는다(S101, S102). 상기 충전 방식(예 : 완속, 급속)과 결제 방식(예 : 충전량, 금액)을 선택 받은 후, 커넥터(미도시)가 전기차에 연결되면(S103), 상기 제어부(120)는 전기차(EV)로부터 차량 정보(예 : 차량모델, 배터리 용량 등)를 전달 받는다(S104).
이에 따라 상기 제어부(120)는 차량별 최대 충전시간(배터리용량의 오차를 반영하고, 충전장치의 오차까지 반영한 여유시간을 추가한 최대 충전시간)을 부여한다(S301).
그리고 상기 제어부(120)는 차량 충전부(130)를 통해 전기차(EV)의 충전을 시작하여, 상기 결제 방식(예 : 충전량, 금액)에서 선택받은 충전 목표(예 : 100%)에 도달할 경우(S302), 상기 제어부(120)는 충전 지속 여부를 체크한다(S303).
상기 충전 지속 여부를 체크한 결과, 충전이 지속되지 않는 경우(S303의 아니오), 상기 제어부(120)는 충전 모드를 중지(또는 종료)하고(S304), 상기 선택받은 결제 방식(예 : 충전량, 금액)에 대응하는 요금을 결제한다(S305).
그러나 상기 충전 지속 여부를 체크한 결과, 상기 결제 방식(예 : 충전량, 금액)에서 선택받은 충전 목표(예 : 100%)에 도달했음에도 불구하고 충전이 지속되는 경우(S303의 예), 상기 제어부(120)는 차량별 설정된 상기 최대 충전시간(배터리용량의 오차를 반영하고, 충전장치의 오차까지 반영한 여유시간을 추가한 최대 충전시간)이 초과되는지 체크한다(S306).
상기 차량별 설정된 최대 충전시간(배터리용량의 오차를 반영하고, 충전장치의 오차까지 반영한 여유시간을 추가한 최대 충전시간)을 초과하지 않고 충전이 완료될 경우(S306의 아니오), 상기 제어부(120)는 충전 전류를 차단함과 동시에(S307), 충전 모드를 중지(또는 종료)하고(S304), 상기 선택받은 결제 방식(예 : 충전량, 금액)에 대응하는 요금을 결제한다(S305).
한편 차량별 설정된 최대 충전시간(배터리용량의 오차를 반영하고, 충전장치의 오차까지 반영한 여유시간을 추가한 최대 충전시간)이 초과된 경우(S306의 예), 상기 제어부(120)는 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단하여, 전기차 충전에 이상이 있음을 나타내는 이상시그널을 출력(또는 전송)(S308)함과 아울러 충전 전류를 차단하고(S309), 이와 동시에 알람을 출력(또는 전송)한다(S310).
이에 따라 사용자(또는 고객, 관리자 등)가 전기차 충전 현장에 출동하여 상황(예 : 실제 충전용 전원이 도둑맞고 있는지, 전기차 충전 장치에 이상이 있는지, 전기차 자체에 이상이 있는지 등의 상황)을 확인할 수 있도록 하여 빠르게 대응 조치를 취할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기차 충전 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이때 상기 도 3을 참조하여 설명한 제1 실시예와 중복되는 구성(S101 ~ S104)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전기차 충전 장치의 제어부(120)는 사용자로부터 충전 방식(예 : 완속, 급속)과 결제 방식(예 : 충전량, 금액)을 선택 받는다(S101, S102). 상기 충전 방식(예 : 완속, 급속)과 결제 방식(예 : 충전량, 금액)을 선택 받은 후, 커넥터(미도시)가 전기차에 연결되면(S103), 상기 제어부(120)는 전기차(EV)로부터 차량 정보(예 : 차량모델, 배터리 용량 등)를 전달 받는다(S104).
그리고 상기 제어부(120)는 차량 충전부(130)를 통해 전기차(EV)의 충전을 시작하여, 배터리 충전량이 상기 결제 방식(예 : 충전량, 금액)에서 선택받은 충전 목표(예 : 100%, 제2 충전 목표) 보다 지정된 비율(예 : 20%) 작게 자동으로 설정된 제1 충전 목표(예 : 80%)에 도달할 경우(S401), 상기 제어부(120)는 충전 전류 값이 지정된 비율로 하강(또는 감소)하는지 체크한다(S402)(도 6 참조).
도 6은 상기 도 5에 있어서, 전기차 충전이 지정된 제1 충전 목표에 도달한 후 충전 전류가 지정된 비율로 감소하는 것을 설명하기 위한 그래프를 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 전기차 배터리는 충전량이 일정 수준(예 : 제1 충전 목표)에 도달할 때 까지는 최대 전류 상태에서 전압을 높이는 CC(정전류) 모드로 충전하고, 충전이 일정 수준 이상(대부분 80% 전후)에 도달하면 전압을 유지하되 전류량을 조금씩 줄여나가는 CV(정전압) 모드로 충전하여 배터리가 받아야 할 부하를 줄이게 된다.
이에 따라 상기 배터리 충전량이 자동으로 미리 지정된 제1 충전 목표(예 : 80%)에 도달한 후 전류 값이 지정된 비율로 하강(또는 감소)할 경우(S402의 예), 상기 제어부(120)는 상기 전류 값이 지정된 비율로 하강(또는 감소)한 상태에서 배터리 충전량이 지정된 제2 충전 목표(예 : 100%)에 도달하면(S403), 충전 모드를 중지(또는 종료)하고(S404), 상기 선택받은 결제 방식(예 : 충전량, 금액)에 대응하는 요금을 결제한다(S405).
그러나 상기 전류 값이 지정된 비율로 하강(또는 감소)하는지 여부를 체크한 결과, 상기 배터리 충전량이 자동으로 미리 지정된 제1 충전 목표(예 : 80%)에 도달한 후에도 전류 값이 지정된 비율로 하강(또는 감소)하지 않을 경우(S402의 아니오), 상기 제어부(120)는 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단하여, 전기차 충전에 이상이 있음을 나타내는 이상시그널을 출력(또는 전송)(S406)함과 아울러 충전 전류를 차단하고(S407), 이와 동시에 알람을 출력(또는 전송)한다(S408).
이에 따라 사용자(또는 고객, 관리자 등)가 전기차 충전 현장에 출동하여 상황(예 : 실제 충전용 전원이 도둑맞고 있는지, 전기차 충전 장치에 이상이 있는지, 전기차 자체에 이상이 있는지 등의 상황)을 확인할 수 있도록 하여 빠르게 대응 조치를 취할 수 있도록 하는 효과가 있다.
상기와 같이 본 실시예는 전기차 충전 장치와 전기차가 커넥터가 아닌 미상의 연결체(즉, 충전용 전기를 도둑질하기 위한 일종의 어댑터)를 통한 전기 공급(즉, 등록된 전기차의 배터리 용량을 초과하는 전기 공급)을 감지할 수 있는 효과가 있으며, 이는 추후 개발될 수 있는 커넥터 간 멀티 플러그 및 멀티탭(복합형 병렬식 충방전 시스템)을 통한 이상 전기 공급 감지 등에 응용이 가능하며, 또한 충전용 전기가 도둑맞지 않는 상황에서 전기 사용량이 많은 전기차 충전소에 대해서는 중앙 관리자에게 네트워크를 통해 충전 정보를 전송함으로써, 추후 전기 수요부하에 대비해 충분한 용량을 확보하도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
110 : 통신부
120 : 제어부
130 : 차량 충전부
140 : 차량 통신부
150 : 전류 검출부
160 : 알람 출력부

Claims (15)

  1. 전기차 충전에 관련된 복수의 서버, 및 관리자와 고객의 이동 단말기와 통신할 수 있는 통신부;
    전기차 충전용 전원이 전기차의 충전에 사용되고 있는지, 아니면 전기차 충전에 사용되지 않고 도둑맞는지를 판단는 제어부;
    상기 제어부의 제어에 따라, 전기차 충전용 전원을 커넥터의 전원 공급 단자를 통해 전기차에 인가하여 충전시키는 차량 충전부;
    전기차에 충전되는 전류 값을 검출하는 전류 검출부; 및
    상기 커넥터의 통신 단자를 통해 전기차와 통신하여 차량모델과 배터리 용량 정보를 상기 제어부에 전달하는 차량 통신부;를 포함하며,
    상기 제어부는,
    전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단되는 경우, 전기차 충전 전류를 차단하고, 상기 통신부를 통해 전기차 충전 시스템 관리자의 이동 단말기 또는 전기차 충전 고객의 이동 단말기에 알람을 출력하며, 또한 전기차 충전 장치에 포함된 알람 출력부를 통해 알람을 출력하되,
    상기 제어부는,
    사용자로부터 충전 방식과 결제 방식을 선택 받은 후, 커넥터가 전기차에 연결되면, 전기차로부터 차량 정보 중 차량모델과 차량모델별 배터리 용량 정보를 전달 받으며, 차량 충전부를 통해 전기차의 충전을 시작하여, 상기 차량모델별 배터리 용량 정보에 기초하여 배터리 충전량이 상기 결제 방식에서 선택받은 충전 목표인 제2 충전 목표 보다 지정된 비율 작게 자동으로 설정된 제1 충전 목표에 도달할 경우, 충전 전류 값이 지정된 비율로 감소하는지 체크하고, 상기 충전 전류 값이 지정된 비율로 하강 또는 감소하는지 여부를 체크한 결과, 상기 배터리 충전량이 자동으로 미리 지정된 제1 충전 목표에 도달한 후에도 전류 값이 지정된 비율로 감소하지 않을 경우, 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단하며, 또한
    상기 제어부는,
    사용자로부터 충전 방식과 결제 방식을 선택 받은 후, 커넥터가 전기차에 연결되어 전기차로부터 차량 정보 중 차량모델과 차량모델별 배터리 용량 정보를 전달 받을 경우, 상기 차량 충전부를 통해 전기차의 충전을 시작하여, 상기 차량모델별 배터리 용량 정보에 기초하여 상기 결제 방식에서 선택받은 충전 목표에 도달했음에도 불구하고 충전이 지속되어 공급된 전력량이 차량모델별 배터리용량보다 지정된 비율 이상 초과된 경우, 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단하며, 또한
    상기 제어부는,
    사용자로부터 충전 방식과 결제 방식을 선택 받은 후, 커넥터가 전기차에 연결되어 전기차로부터 차량 정보 중 차량모델과 차량모델별 배터리 용량 정보를 전달 받을 경우, 상기 차량 충전부를 통해 전기차의 충전을 시작하여, 상기 차량모델별 배터리용량에 따른 최대 충전시간을 부여하고, 상기 결제 방식에서 선택받은 충전 목표에 도달했음에도 불구하고 충전이 지속되어 상기 차량모델별 배터리용량에 따른 최대 충전시간이 초과된 경우, 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단하되,
    상기 제어부는,
    상기 서버와 협조하여, 차량모델별 배터리용량, 완충에 소요되는 복수의 완속 충전 시간, 및 완충에 소요되는 급속 충전 시간을 테이블 형태로 관리하고, 상기 테이블 형태의 차량모델별 배터리용량에 따른 완속 및 급속 충전 시간을 이용하여 전기차 충전용 전원이 전기차 충전에 사용되지 않고 도둑맞는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단되는 경우,
    전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 상황에 관련된 정보로서,
    충전 장소나 위치 정보, 충전 시간대 정보, 충전 고객 정보, 및 전기차 충전 장치 정보를 상기 서버에 전달하여 누적 관리할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 전기차 충전 장치는,
    충전 방식과 결제 방식을 입력받을 수 있는 입력부;를 포함하고, 또한
    상기 충전 방식과 결제 방식을 상기 통신부를 통해 전기차 충전 고객의 이동 단말기에 설치된 앱을 통해 설정할 수 있도록 구현된 것을 특징으로 하는 전기차 충전 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 서버와 협조하여,
    차량모델별 충전 방식에 따른 충전시간, 및 차량모델별 충전 방식에 따라 완충에 소요되는 충전시간을 누적 관리하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 서버는,
    전기차 충전 시스템을 관리하는 서버, 전기차 충전 요금을 관리하는 서버, 전기차 충전 고객을 관리하는 서버, 전기차 충전 장치를 관리하는 서버, 및 전기차 충전을 위한 결제 카드를 관리하는 서버 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 장치.
  7. 전기차 충전 장치의 제어 방법에 있어서,
    제어부가 사용자로부터 충전 방식과 결제 방식을 선택 받는 단계;
    상기 충전 방식과 결제 방식을 선택 받은 후, 커넥터가 전기차에 연결되면, 상기 제어부가 전기차로부터 차량 정보 중 차량모델과 배터리 용량 정보를 전달 받는 단계;
    상기 제어부가 차량 충전부를 통해 전기차의 충전을 시작하고, 상기 차량모델별 배터리 용량 정보에 기초하여 상기 결제 방식에서 선택받은 충전 목표에 도달할 경우, 충전 지속 여부를 체크하는 단계;
    상기 충전 지속 여부를 체크한 결과, 상기 차량모델별 배터리 용량 정보에 기초하여 상기 결제 방식에서 선택받은 충전 목표에 도달했음에도 불구하고 충전이 지속되는 경우, 상기 제어부가 미리 지정된 시간동안, 상기 충전이 지속되어 공급된 전력량이 배터리용량보다 지정된 비율 이상 초과되는지 체크하는 단계; 및
    상기 미리 지정된 시간동안 충전이 지속되어 공급된 전력량이 배터리용량보다 지정된 비율 이상 초과된 경우, 상기 제어부는 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단하여, 전기차 충전에 이상이 있음을 나타내는 이상시그널을 출력함과 아울러 충전 전류를 차단하고, 이와 동시에 알람을 출력하는 단계;를 포함하되,
    상기 제어부가 전기차로부터 차량 정보 중 차량모델과 배터리 용량 정보를 전달 받는 단계 이후,
    상기 제어부가 차량 충전부를 통해 전기차의 충전을 시작하고, 상기 차량모델별 배터리 용량 정보에 기초하여 차량별 최대 충전시간을 부여하는 단계;
    상기 제어부가 상기 결제 방식에서 선택받은 충전 목표에 도달할 경우, 충전 지속 여부를 체크하는 단계;
    상기 충전 지속 여부를 체크한 결과, 상기 결제 방식에서 선택받은 충전 목표에 도달했음에도 불구하고 충전이 지속되는 경우, 상기 제어부가 차량별 설정된 상기 최대 충전시간이 초과되는지 체크하는 단계; 및
    상기 최대 충전시간이 초과된 경우, 상기 제어부는 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단하여, 전기차 충전에 이상이 있음을 나타내는 이상시그널을 출력함과 아울러 충전 전류를 차단하고, 이와 동시에 알람을 출력하는 단계;를 더 포함하고, 또한
    상기 제어부가 전기차로부터 차량 정보 중 차량모델과 배터리 용량 정보를 전달 받는 단계 이후,
    상기 제어부가 차량 충전부를 통해 전기차의 충전을 시작하여, 상기 차량모델별 배터리 용량 정보에 기초하여 배터리 충전량이 상기 결제 방식에서 선택받은 충전 목표인 제2 충전 목표 보다 지정된 비율 작게 자동으로 설정된 제1 충전 목표에 도달할 경우, 충전 전류 값이 지정된 비율로 감소하는지 체크하는 단계; 및
    상기 전류 값이 지정된 비율로 하강(또는 감소)하는지 여부를 체크한 결과, 상기 배터리 충전량이 자동으로 미리 지정된 제1 충전 목표에 도달한 후에도 전류 값이 지정된 비율로 감소하지 않을 경우, 상기 제어부는 전기차 충전용 전원이 도둑맞고 있는 것으로 판단하여, 전기차 충전에 이상이 있음을 나타내는 이상시그널을 출력함과 아울러 충전 전류를 차단하고, 이와 동시에 알람을 출력하는 단계;를 더 포함하되
    상기 제어부는,
    상기 서버와 협조하여, 차량모델별 배터리용량, 완충에 소요되는 복수의 완속 충전 시간, 및 완충에 소요되는 급속 충전 시간을 테이블 형태로 관리하고, 상기 테이블 형태의 차량모델별 배터리용량에 따른 완속 및 급속 충전 시간을 이용하여 전기차 충전용 전원이 전기차 충전에 사용되지 않고 도둑맞는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 장치의 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 충전 지속 여부를 체크한 결과, 충전이 지속되지 않는 경우,
    상기 제어부가 충전 모드를 중지하고, 상기 선택받은 결제 방식에 대응하는 요금을 결제하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 장치의 제어 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 미리 지정된 시간동안 충전이 지속되어 공급된 전력량이 배터리용량보다 지정된 비율 이상 초과되지 않았을 경우,
    상기 제어부가 충전 전류를 차단함과 동시에, 충전 모드를 중지하고, 상기 선택받은 결제 방식에 대응하는 요금을 결제하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 장치의 제어 방법.
  10. 삭제
  11. 제 7항에 있어서, 상기 차량별 최대 충전시간은,
    차량별 배터리용량에 따른 충전시간에 차량별 배터리용량의 오차 및 충전장치의 오차까지 반영한 여유시간을 추가한 최대 충전시간인 것을 특징으로 하는 전기차 충전 장치의 제어 방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 충전 지속 여부를 체크한 결과, 충전이 지속되지 않는 경우,
    상기 제어부는 충전 모드를 중지하고, 상기 선택받은 결제 방식에 대응하는 요금을 결제하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 장치의 제어 방법.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 최대 충전시간을 초과하지 않고 충전이 완료될 경우,
    상기 제어부는 충전 전류를 차단함과 동시에, 충전 모드를 중지하고, 상기 선택받은 결제 방식에 대응하는 요금을 결제하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 장치의 제어 방법.
  14. 삭제
  15. 제 7항에 있어서,
    상기 배터리 충전량이 자동으로 미리 지정된 제1 충전 목표에 도달한 후 전류 값이 지정된 비율로 감소할 경우,
    상기 제어부는 상기 전류 값이 지정된 비율로 감소한 상태에서 배터리 충전량이 지정된 제2 충전 목표에 도달하면, 충전 모드를 중지하고, 상기 선택받은 결제 방식에 대응하는 요금을 결제하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 장치의 제어 방법.
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