KR102400132B1 - 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템 - Google Patents

멀티충전기 스마트 전력분배 시스템 Download PDF

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KR102400132B1
KR102400132B1 KR1020210106139A KR20210106139A KR102400132B1 KR 102400132 B1 KR102400132 B1 KR 102400132B1 KR 1020210106139 A KR1020210106139 A KR 1020210106139A KR 20210106139 A KR20210106139 A KR 20210106139A KR 102400132 B1 KR102400132 B1 KR 102400132B1
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홍영근
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박의성
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Abstract

본 발명은 다양한 모드를 이용해 단일의 충전기에 접속한 다수개의 전기자동차를 효율적으로 충전할 수 있는 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템은, 접속한 적어도 하나 이상의 전기자동차를 충전하는 멀티충전기, 상기 멀티충전기에 접속된 전기자동차의 대수와 전기자동차의 충전상태를 센싱하는 센싱부 및 상기 센싱부에 센싱된 상기 멀티충전기에 접속된 전기자동차의 대수와 전기자동차의 충전환경에 따라 다른 출력으로 상기 전기자동차를 충전하도록 상기 멀티충전기를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 센싱부에서 한 대의 전기자동차가 상기 멀티충전기에 접속한 것으로 파악되면, 상기 제어부는 접속된 전기자동차에 상기 멀티충전기의 최대충전전력 이하의 제1설정 충전전력으로 충전하고, 상기 센싱부에서 두 대 이상의 전기자동차가 상기 멀티충전기에 접속한 것으로 파악되면, 상기 제어부는 상기 멀티충전기를 접속우선충전모드 또는 균등충전모드로 제어해 전기자동차를 충전하는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티충전기 스마트 전력분배 시스템{Multi-charger smart power distribution system}
본 발명은 전기충전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 하나의 충전기에 다수개의 전기자동차와 같은 전자기기가 충전하는 경우 전력을 분배하는 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템에 관한 것이다.
전기자동차는 구동에너지를 전기에너지로부터 얻으므로 전기자동차 충전기로부터 수시로 전력을 공급받아야 한다. 전기자동차 충전을 위한 전기자동차 충전기는 일반적으로 아파트 주차장과 같은 공용 주차장에 설치되어 전기자동차에게 전력을 공급한다.
전기자동차 충전기 중 한 종류로, 멀티형 전기자동차 충전기가 있다. 이러한 멀티형 전기자동차 충전기는 외부 전원으로부터 공급받은 전력을 최대 출력 한도 내에서 전기자동차에게 공급한다. 즉, 기존의 멀티형 전기자동차 충전기는 수십~수백Kw의 제한된 출력으로, 멀티형 전기자동차 충전기에 연결된 단수 혹은 복수의 전기자동차에 전력을 공급한다.
앞서 설명했듯, 전기자동차 충전을 위한 멀티형 전기자동차 충전기는 일반적으로 아파트 주차장과 같은 공용 주차장에 설치된다. 따라서 충전 대기 중인 전기자동차가 많은 경우, 충전을 위해 체류하는 시간이 길어지는 문제가 빈번히 발생한다.
특히, 기존의 멀티형 전기자동차 충전기는 전기자동차 충전기에 접속된 순서에 따라 전력을 배분하므로, 먼저 접속한 전기자동차는 충전 시간이 짧은 반면, 늦게 접속한 전기자동차는 충전 시간이 길어지는 방식으로 동작한다. 이로써, 늦게 멀티형 전기자동차 충전기에 접속한 전기자동차의 운전자는 의도치 않게 오랜 시간 동안 자동차 충전을 위해 대기하게 되는 문제가 있다.
또한, 멀티형 전기자동차 충전기에서 특정 출력으로 전기자동차를 충전하더라도, 전기자동차의 종류에 따라 멀티형 전기자동차 충전기의 출력보다 낮은 출력으로 전기자동차를 충전하여, 다른 전기자동차의 충전시간이 늦어지는 등의 문제가 있다.
한국 공개특허공보 제10-2014-0142598호("멀티채널방식의 전기자동차 충전시스템", 공개일 2014.12.12.)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 목적은 다양한 모드를 이용해 단일의 충전기에 접속한 다수개의 전기자동차를 효율적으로 충전할 수 있는 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템은, 접속한 적어도 하나 이상의 전기자동차를 충전하는 멀티충전기, 상기 멀티충전기에 접속된 전기자동차의 대수와 전기자동차의 충전상태를 센싱하는 센싱부 및 상기 센싱부에 센싱된 상기 멀티충전기에 접속된 전기자동차의 대수와 전기자동차의 충전환경에 따라 다른 출력으로 상기 전기자동차를 충전하도록 상기 멀티충전기를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 센싱부에서 한 대의 전기자동차가 상기 멀티충전기에 접속한 것으로 파악되면, 상기 제어부는 접속된 전기자동차에 상기 멀티충전기의 최대충전전력 이하의 제1설정 충전전력으로 충전하고, 상기 센싱부에서 두 대 이상의 전기자동차가 상기 멀티충전기에 접속한 것으로 파악되면, 상기 제어부는 상기 멀티충전기를 접속우선충전모드 또는 균등충전모드로 제어해 전기자동차를 충전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 접속우선충전모드는, 상기 멀티충전기에 접속한 전기자동차의 순서에 따라 아래 수식과 같이 전기자동차의 충전전력을 결정하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112021092767356-pat00001
(여기서
Figure 112021092767356-pat00002
는 n번째 접속한 전기자동차의 충전전력,
Figure 112021092767356-pat00003
는 상기 제1설정 충전전력,
Figure 112021092767356-pat00004
는 상기 멀티충전기의 최대충전전력)
또한, 상기 제어부는, 상기 멀티충전기에 접속하여 충전중인 전기자동차 중, 충전이 완료된 전기자동차는 충전을 중단하고, 충전을 중단한 전기자동차의 후순위 전기자동차의 순번을 앞당기는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1설정 충전전력으로 충전하는 전기자동차의 실제 충전전력이 상기 제1설정 충전전력보다 낮을 경우, 해당 전기자동차를 실제 충전전력으로 충전되도록 상기 멀티충전기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1설정 충전전력은 완속표준 충전전력인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 균등충전모드는, 상기 멀티충전기의 최대충전전력을 상기 멀티충전기에 접속한 전기자동차의 대수로 나눈 제1연산 충전전력으로 접속한 전기자동차들을 충전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 균등충전모드로 충전중인 전기자동차들 중 하나가 충전이 완료되거나, 새로운 전기자동차가 상기 멀티충전기에 접속하면, 상기 최대충전전력을 충전완료된 전기자동차를 제외한 상기 멀티충전기에 접속한 전기자동차의 대수로 나눠 상기 제1연산 충전전력을 재설정하여 전기자동차들을 충전하는 것을 특징으로 하는 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템.
또한, 상기 균등충전모드에서 상기 멀티충전기의 최대충전전력을 상기 멀티충전기에 접속한 전기자동차의 대수로 나눈 제1연산 충전전력이 상기 제1설정 충전전력보다 크면, 상기 멀티충전기에 접속한 전기자동차들을 상기 제1설정 충전전력으로 충전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 균등충전모드에서 상기 제1연산 충전전력으로 충전하는 전기자동차의 실제 충전전력이 상기 제1연산 충전전력보다 낮을 경우, 해당 전기자동차를 실제 충전전력으로 충전되도록 상기 멀티충전기를 제어하고, 상기 최대충전전력에서 상기 실제 충전전력을 뺀 충전전력을 나머지 전기자동차 대수로 나눈 제2연산충전전력으로 나머지 전기자동차들을 충전하는 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 균등충전모드에서 충전이 완료된 전기자동차는 충전을 중단하고, 상기 멀티충전기의 최대충전전력을 나머지 전기자동차의 대수로 나눠, 상기 제1연산 충전전력을 재설정하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템에 의하면, 단일의 멀티충전기에 접속한 적어도 두 대 이상의 전기자동차를 접속우선충전모드 또는 균등충전모드를 이용해 충전하므로, 효율적으로 잔기자동차를 충전할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 전기자동차가 설정된 충전전력으로 충전되지 않을 경우, 제어부에서 해당 전기자동차의 설정 충전전력을 수정하고, 설정 충전전력에 따라 변경되는 여유전력을 다른 충전중인 전기자동차의 충전에 사용하므로, 보다 효율적으로 전기자동차를 충전할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템을 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기에 세 대의 전기자동차가 접속한 상태에서 접속우선충전모드의 제1동작 실시예를 도시한 것이며,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기에 세 대의 전기자동차가 접속한 상태에서 접속우선충전모드의 제2동작 실시예를 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기에 세 대의 전기자동차가 접속한 상태에서 접속우선충전모드의 제3동작실시예를 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기에 세 대의 전기자동차가 접속한 상태에서 균등충전모드의 제1동작실시예를 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기에 세 대의 전기자동차가 접속한 상태에서 균등충전모드의 제2동작실시예를 도시한 것이며,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기에 두 대의 전기자동차가 접속한 상태에서 균등충전모드의 제3동작실시예를 도시한 것이고,
도 8은 도 7의 상황에서, 제3전기자동차가 멀티충전기(100)에 새로이 접속한 상황을 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템은, 멀티충전기(100), 센싱부(200) 및 제어부(300)를 포함할 수 있다.
단일의 멀티충전기(100)는 접속한 전기자동차들에 대해서, 충전을 수행한다. 본 발명의 멀티충전기(100)는 접속한 적어도 하나 이상의 전기자동차를 충전할 수 있으며, 본 실시예에서는, 멀티충전기(100)에 단일의 전기자동차가 접속되어 있는 경우와, 복수의 전기자동차가 접속되어 있는 경우, 어떠한 방식으로 전기자동차를 충전하는지에 대해서 설명한다.
센싱부(200)는 멀티충전기(100)에 접속된 전기자동차의 대수와 전기자동차의 충전상태를 센싱한다. 센싱부(200)는 멀티충전기(100)에 접속된 전기자동차의 대수를 센싱할 뿐 아니라, 새로 접속하는 전기자동차를 감지하고, 전기자동차의 충전완료 여부 및 전기자동차의 충전상태를 센싱할 수 있다. 여기서 충전상태란, 멀티충전기(100)에서 충전시키는 충전용량이 아닌, 전기자동차가 실제로 몇 kW의 전력으로 충전되고 있는지 일 수 있다. 보다 구체적으로, 본 실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기(100)는, 충전기 채널(전기자동차가 접속하는 부분)별로 전력량계가 부착되어, 접속한 전기자동차에 걸리는 전압, 전기자동차를 충전하는 전류 및 전력을 센싱할 수 있다. 즉, 센싱부(200)는 상기한 바와 같은 전력량계를 포함할 수 있다. 또한, 본 실시예의 멀티충전기(100)의 접속부분에는 제어파일럿(Control Pilot) 핀이 형성될 수 있는데, 센싱부(200)는 제어파일럿 핀의 값, 즉 CP값을 읽어 전기자동차의 접속여부를 센싱할 수 있다. 도 1에서 센싱부(200)는 멀티충전기(100)와 별개로 도시되어 있지만, 센싱부(200)는 멀티충전기(100) 내부에 설치된 다수개의 센서 또는 장치로 구성될 수 있다.
제어부(300)는 센싱부(200)에서 센싱된 멀티충전기(100)에 접속된 전기자동차의 대수와 전기자동차의 충전환경에 따라서 다른 출력으로 전기자동차를 충전하도록 멀티충전기(100)를 제어한다. 제어부(300)는 상기한 바와 같은 동작을 위한 일종의 전자소자로 구현될 수 있으며, 센싱부(200)와 마찬가지로 도 1에서 멀티충전기(100)와 별개로 도시되어 있지만, 멀티충전기(100)의 내부에 설치될 수 있다. 이 외에도, 제어부(300)는 멀티충전기(100)의 제어가 가능하도록 상호통신이 가능한 일종의 전자기기로 구현되어, 멀티충전기(100)를 제어할 수 있다.
이하 제어부(300)에서 전기자동차를 충전하는 경우들에 대해서 설명한다.
도 1에서는 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기(100)에 한 대인 제1전기자동차(C1)만이 접속되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 센싱부(200)에서 한 대의 전기자동차가 멀티충전기(100)에 접속한 것으로 파악되면, 제어부(300)는 접속된 전기자동차에 멀티충전기(100)의 최대충전전력 이하의 제1설정 충전전력으로 충전하도록 멀티충전기(100)를 제어한다. 본 실시예에서 멀티충전기(100)의 최대충전전력은 10kW이고, 제1설정 충전전력은 국가에서 공인하는 완속표준 충전전력인 7kW일 수 있다. 이는 완속표준 충전전력으로 충전할 때, 전기요금이 저렴하면서 전기자동차 배터리의 손상을 예방할 수 있기 때문이다.
단, 본 발명은 멀티충전기(100)의 최대충전전력과 제1설정 충전전력을 각각 10kW 및 7kW에 한정하는 것은 아니며, 최대충전전력과 제1설정 충전전력은 다양한 수치로 설정될 수 있다.
센싱부(200)에서 두 대 이상의 전기자동차가 멀티충전기(100)에 접속한 것으로 파악되면, 제어부(300)는 멀티충전기(100)를 두 대 이상의 전기자동차를 접속우선충전모드 또는 균등충전모드로 충전하도록 제어한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기에 세 대의 전기자동차가 접속한 상태에서 접속우선충전모드의 제1동작 실시예를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 멀티충전기(100)에 접속된 총 세 대의 전기자동차는 접속우선충전모드로 충전된다.
먼저, 접속우선충전모드에 대해서 설명한다.
접속우선충전모드란, 멀티충전기(100)에 접속한 전기자동차의 순서대로 충전을 진행하는 것을 의미한다. 즉, 제어부(300)는 멀티충전기(100)에 접속한 전기자동차에 순서대로 순번을 부여하고, 순번대로 전기자동차를 충전한다. 보다 구체적으로, 제1전기자동차(C1)와 제2전기자동차(C2) 중, 제1전기자동차(C1)는 제1설정 충전전력인 7kW로 충전한다. 이때 여유전력은 최대충전전력에서 제1설정 충전전력을 뺀 나머지 값인 3kW이므로, 제2전기자동차(C2)는 3kW로 충전한다. 이러한 경우 멀티충전기(100)의 최대충전전력을 모두 사용하고 있는 상태이므로, 제3전기자동차(C3)는 충전대기중인 상태를 유지한다. 이렇게 제1전기자동차(C1)와 제2전기자동차(C2)를 충전하는 과정에서, 제1전기자동차(C1) 또는 제2전기자동차(C2)의 충전이 완료되면, 충전이 전기자동차는 순번에서 제외하고, 그 후순위의 전기자동차의 순번을 앞당기며, 전기자동차별 충전전력을 새로이 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 상태에서 제1전기자동차(C1)의 충전이 완료되면, 제어부(300)는 제2전기자동차(C2)를 제1설정 충전전력인 7kW로 충전하고, 제3전기자동차(C3)는 여유전력인 3kW로 충전하도록 멀티충전기(100)를 제어할 수 있다. 다른 예로, 도 3에 도시된 상태에서 제2전기자동차(C2)의 충전이 완료되면, 제3전기자동차(C3)는 여유전력인 3kW로 충전하도록 멀티충전기를 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기에 세 대의 전기자동차가 접속한 상태에서 접속우선충전모드의 제2동작 실시예를 도시한 것이다.
멀티충전기(100)에서 제1설정 충전전력인 7kW로 전기자동차를 충전하더라도, 전기자동차의 종류에 따라 제1설정 충전전력보다 낮은 출력으로 충전될 수 있다. 예를 들어, 르노자동차의 트위지(Twizy) 모델의 경우 멀티충전기(100)에서 7kW로 충전하더라도, 실제로는 3kW로 밖에 충전되지 않는다. 이러한 경우, 제어부(300)는 해당 전기자동차에 제1설정 충전전력으로 충전시키지 않고, 제1설정 충전전력보다 낮은 실제 충전전력인 3kW로 해당 전기자동차를 충전시킬 수 있다.
도 3을 참조하여 설명하면, 제1전기자동차(C1)가 제2전기자동차(C2) 및 제3전기자동차(C3)보다 먼저 멀티충전기(100)에 접속했으나, 제1전기자동차(C1)는 제1설정 충전전력인 7kW가 아닌 3kW로 충전되므로, 제어부(300)는 제1전기자동차(C1)는 3kW로, 후순위인 제2전기자동차(C2)는 7kW로 충전하도록 멀티충전기(100)를 제어하여, 보다 효율적으로 전기자동차들을 충전시킬 수 있다.
상기한 본 실시예의 접속우선충전모드는 멀티충전기(100)의 최대충전전력이 10kW이고, 제1설정 충전전력이 7kW인 경우에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 최대충전전력이 제1설정 충전전력의 두 배 이상이 경우에 대해서, 아래와 같은 수식으로 일반화될 수 있다.
Figure 112021092767356-pat00005
(여기서
Figure 112021092767356-pat00006
는 n번째 접속한 전기자동차의 충전전력,
Figure 112021092767356-pat00007
는 상기 제1설정 충전전력,
Figure 112021092767356-pat00008
는 상기 멀티충전기의 최대충전전력)
도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기에 세 대의 전기자동차가 접속한 상태에서 접속우선충전모드의 제3동작실시예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하여 상기한 수식을 설명하면, 도 4에 도시된 멀티충전기(100)의 최대충전전력인
Figure 112021092767356-pat00009
는 20kW이고, 제1설정 충전전력인
Figure 112021092767356-pat00010
는 7kW로 설정된다. 제어부(300)에서 제1전기자동차(C1)에 7kW로 설정하면, 여유전력인
Figure 112021092767356-pat00011
은 13kW이다. 이는 제1설정 충전전력
Figure 112021092767356-pat00012
인 7kW보다 크므로, 다음 순번인 제2전기자동차(C2)의 충전전력은 제1전기자동차(C1)와 마찬가지로 7kW로 설정된다. 다음 순번인 제3전기자동차(C3)의 경우, 여유전력인
Figure 112021092767356-pat00013
은 6kW이므로, 제3전기자동(C3)의 충전전력은 6kW로 설정된다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기에 세 대의 전기자동차가 접속한 상태에서 균등충전모드의 제1동작실시예를 도시한 것이다.
균등충전모드란 멀티충전기(100)의 최대충전전력을 멀티충전기(100)에 접속한 전기자동차의 대수로 나눈 제1연산 충전전력으로 접속한 전기자동차들을 충전하는 모드를 말한다. 즉, 도 5에 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기에는 총 세 대의 전기자동차가 접속되어 있으므로, 해당 상태에서 제어부(300)는 10kW를 접속한 전기자동차의 대수인 3으로 나눈 값인 3.3kW로 제1연산 충전전력을 설정해, 제1 내지 3전기자동차(C1~C3) 각각을 충전시킨다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기에 세 대의 전기자동차가 접속한 상태에서 균등충전모드의 제2동작실시예를 도시한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 균등충전모드로 제1 내지 3전기자동차(C1~C3) 각각을 충전시키는 과정에서 제1전기자동차(C1)의 충전이 완료될 경우, 멀티충전기(100)에 접속해 충전이 필요한 전기자동차는 총 두 대 이므로, 제어부(300)는 최대충전전력인 10kW를 접속한 전기자동차의 대수인 2로 나눈 값인 5kW로 제1연산 충전전력을 재설정해, 제2 및 3전기자동차(C2, C3)를 충전시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 멀티충전기에 두 대의 전기자동차가 접속한 상태에서 균등충전모드의 제3동작실시예를 도시한 것이다.
균등충전모드에서도 특정 전기자동차의 경우, 설정한 충전전력보다 낮은 전력으로 충전될 수 있다. 도 7에서는 제1전기자동차(C1)가 설정 충전전력인 5kW(최대 충전전력 10kW를 전기자동차 대수인 2로 나눈 값)로 충전되어야 정상이나, 제1전기자동차(C1)의 실제 충전전력이 3kW로, 제1전기자동차(C1)의 충전전력으로 설정된 5kW보다 낮을 수 있다. 이 경우, 제1전기자동차(C1)는 3kW로, 제2전기자동차(C2)는 7kW로 충전된다.
도 8은 도 7의 상황에서, 제3전기자동차가 멀티충전기(100)에 새로이 접속한 상황을 도시한 것이다.
도 8의 상황에서 제3전기자동차(C3)가 멀티충전기(100)에 접속되면, 제1전기자동차(C1)는 3kW로, 제2전기자동차(C2)는 3.5kW로, 제3전기자동차(C3)는 3.5kW로 충전될 수 있다. 즉, 제1연산 충전전력보다 실제 충전되는 전력이 낮을 경우, 제어부(300)는 해당 전기자동차를 실제 충전전력으로 충전되도록 멀티충전기(100)를 제어하고, 최대충전전력(10kW)에서 실제 충전전력(3kW)을 뺀 충전전력(7kW)을 나머지 전기자동차 대수(2대)로 나눈 제2연산충전전력(3.5kW)으로 나머지 전기자동차들인 제2전기자동차(C2)와 제3전기자동차(C3)를 충전하도록 멀티충전기(100)를 제어할 수 있다.
균등충전모드에서 제어부(300)는 멀티충전기(100)의 최대충전전력을 멀티충전기(100)에 접속한 전기자동차의 대수로 나눈 제1연산 충전전력이 상기 제1설정 충전전력보다 크면, 멀티충전기(100)에 접속한 전기자동차들을 상기 제1설정 충전전력으로 충전하도록 멀티충전기(100)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 멀티충전기(100)의 최대충전전력이 20kW이고, 두 대의 전기자동차가 멀티충전기(100)에 접속되어 있으면, 제1연산 충전전력은 10kW이다. 그러나 이는 완속표준 충전전력인 7kW보다 높으므로, 제어부는 멀티충전기(100)를 제어해 각각의 전기자동차를 제1설정 충전전력인 7kW로 충전하도록 할 수 있다.
상기한 바와 같은 접속우선충전모드 또는 균등충전모드는, 본 발명을 운용하는 주체에서 임의로 설정하거나, 멀티충전기(100)가 설치된 지역의 환경적 특성 또는 기타 요인을 감안해 설정될 수 있다. 일예로, 상대적으로 전기자동차의 충전/반납이 활발한 주간시간대에는 접속우선모드로 충전이 진행되고, 상대적으로 전기자동차의 충전/반납이 활발하지 않은 야간시간대에는 균등충전모드로 전기자동차가 충전될 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템은, 앞서 설명한 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템에 있어서, 멀티충전기(100)에 카메라를 더 포함할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 특정 전기자동차의 경우 제어부(300)가 제1설정 충전전력으로 충전하도록 멀티충전기(100)를 제어하더라도, 실제 충전되는 전력은 그보다 낮을 수 있다. 본 실시예는 멀티충전기(100)에 접속되는 전기자동차의 종류를 카메라를 이용해 파악하여, 초기에 해당 전기자동차의 충전전력을 실제충전전력으로 설정할 수 있다. 이를 위해 본 실시예는, 전기자동차의 외관에 대한 정보와, 전기자동차별 충전전력 정보가 저장되는 메모리부를 더 포함할 수 있으며, 제어부(300)는 멀티충전기(100)에 설치되거나, 멀티충전기(100)와 인접한 공간에 설치되는 카메라를 통해 전기자동차의 외관을 파악하고, 파악된 정보와 메모리부에 저장된 정보를 비교하여 해당 전기자동차의 종류를 특정한 뒤, 메모리부에 저장된 해당 전기자동차의 충전전력 정보를 활용해 해당 전기자동차에 맞는 충전전력으로 해당 전기자동차를 충전할 수 있다.
본 실시예에서 카메라는 멀티충전기(100) 또는 멀티충전기(100)가 설치된 공간에 다수개가 설치되어, 다양한 각도에서 전기자동차의 외관특성을 파악해, 전기자동차를 특정하는 것을 보다 정확히 할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템은, 앞서 설명한 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템에 있어서, 사용자 단말기를 더 포함할 수 있다.
사용자 단말기는 전기자동차의 차주가 사용하는 것으로, 제어부(300)와 상호통신이 가능할 수 있다. 이때 사용자 단말기와 제어부(300)는 이동통신망, 무선인터넷 또는 근거리 무선통신과 같은 방식으로 상호 통신할 수 있으며, 사용자 단말기는 상기한 바와 같은 기능의 어플리케이션이 설치된 스마트폰과 같은 전자기기일 수 있다.
사용자는 사용자 단말기를 이용해, 특정 시각에 인계할 수 있도록 예약 및 충전을 제어부(300)에 요청할 수 있다. 제어부(300)는 사용자가 요청한 시각과 요청을 받은 시각 사이의 시간을 고려해 접속우선충전모드에서 해당 전기자동차의 충전우선순위를 변경하고, 해당 전기자동차의 충전전력을 변경할 수 있다. 예를 들어, 제어부(300)는 해당 전기자동차의 배터리잔량 정보, 예약된 시각정보, 현재 시각정보 및 시간당 충전최대속도를 이용해 해당 전기자동차의 완전충전에 필요한 최소시간을 계산하고, 예약된 시각까지의 시간이 최소시간보다 많을 경우, 해당 전기자동차의 충전 우선순위를 변경해, 다른 전기자동차들을 보다 효율적으로 충전하도록 할 수 있다.
본 발명의 제4실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템은, 앞서 설명한 본 발명의 제1실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템에 있어서, 사용자 단말기를 더 포함할 수 있다.
사용자 단말기는 앞서 설명한 본 발명의 제3실시예에 의한 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템의 사용자 단말기와 동일하며, 본 실시예가 앞서 설명한 제3실시예와 다른 점은, 긴급상황시 전기자동차의 차주가 다른 전기자동차의 차주에게 우선권을 양도해달고 요청하는 것이다. 보다 구체적으로, 사용자 단말기는 제어부(300)와 통신하여 현재 접속되어 있는 다른 전기자동차의 차주에게 전기자동차의 충전순번을 변경해달라고 요청할 수 있다. 제어부(300)는 메모리부에 저장된 전기자동차 차주의 사용자 단말기로 양해 메시지를 송신할 수 있다. 제어부(300)는 양해 메시지에 대한 응답을 회신받았을 경우, 회신한 차주의 전기자동차의 순번과 양해 메시지를 발송한 차주의 전기자동차의 순번을 교환해, 우선권을 부여할 수 있다.
상기한 본 발명의 다양한 실시예에 의한 특징은 필요에 따라 서로 혼용되어 사용될 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 멀티충전기
200 : 센싱부
300 : 제어부
C1 : 제1전기자동차
C2 : 제2전기자동차
C3 : 제3전기자동차

Claims (10)

  1. 접속한 적어도 하나 이상의 전기자동차를 충전하는 멀티충전기;
    상기 멀티충전기에 접속된 전기자동차의 대수와 전기자동차의 충전상태를 센싱하는 센싱부; 및
    상기 센싱부에 센싱된 상기 멀티충전기에 접속된 전기자동차의 대수와 전기자동차의 충전환경에 따라 다른 출력으로 상기 전기자동차를 충전하도록 상기 멀티충전기를 제어하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 센싱부에서 한 대의 전기자동차가 상기 멀티충전기에 접속한 것으로 파악되면, 상기 제어부는 접속된 전기자동차에 상기 멀티충전기의 최대충전전력 이하의 제1설정 충전전력으로 충전하고,
    상기 센싱부에서 두 대 이상의 전기자동차가 상기 멀티충전기에 접속한 것으로 파악되면, 상기 제어부는 상기 멀티충전기를 접속우선충전모드로 제어해 전기자동차를 충전하며,
    상기 접속우선충전모드는, 상기 멀티충전기에 접속한 전기자동차의 순서에 따라 아래 수식과 같이 전기자동차의 충전전력을 결정하고,
    Figure 112021147203521-pat00026

    (여기서
    Figure 112021147203521-pat00027
    는 n번째 접속한 전기자동차의 충전전력,
    Figure 112021147203521-pat00028
    는 상기 제1설정 충전전력,
    Figure 112021147203521-pat00029
    는 상기 멀티 충전기의 최대충전전력)
    상기 멀티충전기가 설치된 공간에 다수개가 다양한 각도로 설치되어 상기 멀티충전기에 접속되는 전기자동차의 외관을 파악하는 카메라; 및
    전기자동차의 외관에 대한 정보와 전기자동차별 충전전력 정보가 저장되는 메모리부;
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 카메라를 통해 전기자동차의 외관을 파악하고, 파악된 정보와 상기 메모리부에 저장된 정보를 비교하여 해당 전기자동차의 종류를 특정한 뒤, 상기 메모리부에 저장된 해당 전기자동차의 충전전력 정보를 활용해 해당 전기자동차에 맞는 충전전력으로 전기자동차를 충전하며,
    상기 제어부와 상호통신이 가능한 사용자 단말기;
    를 더 포함하며,
    사용자가 상기 사용자 단말기를 이용해 전기자동차를 특정 시각에 인계할 수 있도록 예약 및 충전을 요청하면, 상기 제어부는,
    사용자가 인계를 요청한 시각과 요청을 받은 시각 사이의 시간을 고려해 해당 전기자동차의 우선순위를 변경하고,
    사용자가 상기 사용자 단말기를 통해 상기 제어부에 상기 멀티충전기에 접속되어 있는 다른 전기자동차의 차주에게 충전순번의 변경을 요청하는 양해 메시지를 송신하면, 상기 제어부는 요청대상인 전기자동차의 차주의 사용자 단말기로 양해 메시지를 송신하고, 상기 양해 메시지에 대한 응답을 회신받으면, 회신한 차주의 전기자동차 충전순번과 상기 양해 메시지를 발송한 차주의 전기자동차의 충전순번을 교환하는 것을 특징으로 하는 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 멀티충전기에 접속하여 충전중인 전기자동차 중, 충전이 완료된 전기자동차는 충전을 중단하고, 충전을 중단한 전기자동차의 후순위 전기자동차의 순번을 앞당기는 것을 특징으로 하는 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1설정 충전전력으로 충전하는 전기자동차의 실제 충전전력이 상기 제1설정 충전전력보다 낮을 경우, 해당 전기자동차를 실제 충전전력으로 충전되도록 상기 멀티충전기를 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1설정 충전전력은 완속표준 충전전력인 것을 특징으로 하는 멀티충전기 스마트 전력분배 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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