KR102415853B1 - Multi-channel flow control integrated cooling system for charging electrical vehicles - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기차 충전을 위한 다채널 유동조절 통합 냉각 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 교류 전력을 직류 전력으로 변환하고, 복수의 케이블을 매개로 복수의 디스펜서와 각각 연결되어 선택된 적어도 하나의 디스펜서로 직류 전력을 공급하는 전력 모듈과, 냉매를 압축하여 공급하고, 상기 복수의 케이블을 매개로 상기 복수의 디스펜서와 각각 연결되어 상기 선택된 적어도 하나의 디스펜서로 냉매를 공급하는 냉각 모듈, 및 상기 복수의 케이블에 대한 상기 전력 모듈과 냉각 모듈의 공급 경로를 제어하여, 상기 복수의 디스펜서 중 상기 선택된 디스펜서로 상기 직류 전력 및 냉매를 공급하도록 하는 제어 모듈을 포함하는 전기차 충전을 위한 다채널 유동조절 통합 냉각 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 전기차 디스펜서의 냉각 시스템을 다채널로 구성하여 한 대의 냉각 모듈로 다수의 충전기를 효율적으로 냉각할 수 있고 급속 충전이 필요한 차량으로 냉각 라인을 유동적으로 조절하여 시스템의 단가를 낮추고 초기 인프라 구축 비용을 절감할 수 있다.The present invention relates to a multi-channel flow control integrated cooling system for electric vehicle charging. According to the present invention, a power module that converts AC power into DC power, is connected to a plurality of dispensers via a plurality of cables and supplies DC power to at least one selected dispenser, and compresses and supplies a refrigerant; A cooling module that is respectively connected to the plurality of dispensers through a plurality of cables to supply a refrigerant to the selected at least one dispenser, and a supply path of the power module and the cooling module to the plurality of cables by controlling the supply paths of the plurality of cables It provides a multi-channel flow control integrated cooling system for charging an electric vehicle, including a control module for supplying the DC power and the refrigerant to the selected dispenser among the dispensers.
According to the present invention, by configuring the cooling system of the electric vehicle dispenser in multiple channels, a single cooling module can efficiently cool a plurality of chargers, and the cooling line is flexibly adjusted to a vehicle requiring rapid charging, thereby lowering the unit cost of the system and reducing the initial cost. Infrastructure construction costs can be reduced.
Description
본 발명은 전기차 충전을 위한 다채널 유동조절 통합 냉각 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 한 대의 냉각 모듈로 다수의 충전기를 효율적으로 냉각할 수 있는 전기차 충전을 위한 다채널 유동조절 통합 냉각 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-channel flow control integrated cooling system for charging an electric vehicle, and more particularly, to a multi-channel flow control integrated cooling system for charging an electric vehicle that can efficiently cool a plurality of chargers with one cooling module will be.
세계는 지속적인 환경 변화에 대응하기 위하여 다양한 노력을 기울이고 있다. 대표적으로 화석 연료의 소비 감축, 친환경 에너지 활용 등의 노력이 있으며 전기 차량도 그 하나의 일환이다. The world is making various efforts to respond to continuous environmental changes. Efforts are typically made to reduce consumption of fossil fuels and to utilize eco-friendly energy, and electric vehicles are one of them.
전기자동차의 보급으로 전기차 충전 시설에 대한 인프라가 점차 확충되고 있다. 초기에 전기 자동차는 저전력으로 장시간 충전을 진행하였으나, 기존의 내연기관 차량과 비교 시 상당한 시간이 소요되어 많은 사용자의 불편을 초래하였다.With the spread of electric vehicles, the infrastructure for electric vehicle charging facilities is gradually expanding. Initially, electric vehicles were charged with low power for a long time, but compared to conventional internal combustion engine vehicles, it took a considerable amount of time, causing inconvenience to many users.
이러한 불편을 해결하기 위하여 고전력으로 단시간에 급속 충전하는 기술에 대한 연구 개발이 활발히 진행 중에 있다. 그런데 급속 충전을 위해서는 충전기(충전 단말)를 냉각하는 시스템이 필수적으로 요구된다. 냉각 시스템은 급속 충전 중에 전력 송신선에서 발생하는 열을 냉각하는 목적으로 사용되고 있다. 급속 전력 송신에 있어서 냉각은 충전 효율에 굉장히 지배적이다.In order to solve this inconvenience, research and development on a technology for fast charging with high power in a short time is actively in progress. However, for rapid charging, a system for cooling the charger (charging terminal) is essential. The cooling system is used for the purpose of cooling the heat generated by the power transmission line during fast charging. For fast power transmission, cooling is very dominant for charging efficiency.
일반적으로 금속은 온도가 증가하면 전기전도도가 같이 증가하고 전기적 손실이 줄면서 전력충전 효율이 증가하여 더 좋은 시스템으로 판단하지만, 충전 단말(디스펜서) 및 차량 모두 열적 내구성을 갖춰야 하므로 내외부적으로 시스템의 단가 상승이 일어난다.In general, when the temperature increases, the electrical conductivity increases as well as the electrical loss decreases and power charging efficiency increases as a better system. However, both the charging terminal (dispenser) and the vehicle must have thermal durability, so price rise occurs.
따라서 전력을 급속 공급하여도, 실온으로 유지 냉각을 할 수 있으며, 장시간 충전에도 강건한 안정성과 높은 충전 효율을 가질 수 있는 충전기 냉각 시스템이 요구된다.Accordingly, there is a need for a charger cooling system capable of maintaining cooling at room temperature even when power is rapidly supplied, and having robust stability and high charging efficiency even after long-time charging.
그런데 종래의 경우 충전소에 운용 중인 각 디스펜서 마다 냉각 장치를 1:1 연결하여 개별로 냉각을 진행하고 있는데, 이 경우 디스펜서의 수량만큼 냉각 장치가 필요하기 때문에 초기 인프라 구축 비용이 굉장히 높아지는 단점이 있다. 이에, 디스펜서의 냉각 효율을 높이면서 전체적인 시스템 단가를 낮출 수 있는 효율적인 냉각 시스템이 요구된다.However, in the conventional case, cooling is performed individually by connecting a cooling device 1:1 for each dispenser operating at a charging station. Accordingly, an efficient cooling system capable of lowering the overall system unit cost while increasing the cooling efficiency of the dispenser is required.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제10-1972778호(2019.04.26 공고)에 개시되어 있다.The technology that is the background of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1972778 (published on April 26, 2019).
본 발명은, 전기차 디스펜서의 냉각 시스템을 다채널로 구성하여 다수의 충전기를 효율적으로 냉각할 수 있고 인프라 구축 비용을 절감할 수 있는 전기차 충전을 위한 다채널 유동조절 통합 냉각 시스템을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a multi-channel flow control integrated cooling system for charging an electric vehicle that can efficiently cool a plurality of chargers and reduce infrastructure construction costs by configuring the cooling system of an electric vehicle dispenser in multiple channels. .
본 발명은, 교류 전력을 직류 전력으로 변환하고, 복수의 케이블을 매개로 복수의 디스펜서와 각각 연결되어 선택된 적어도 하나의 디스펜서로 직류 전력을 공급하는 전력 모듈과, 냉매를 압축하여 공급하고, 상기 복수의 케이블을 매개로 상기 복수의 디스펜서와 각각 연결되어 상기 선택된 적어도 하나의 디스펜서로 냉매를 공급하는 냉각 모듈, 및 상기 복수의 케이블에 대한 상기 전력 모듈과 냉각 모듈의 공급 경로를 제어하여, 상기 복수의 디스펜서 중 상기 선택된 디스펜서로 상기 직류 전력 및 냉매를 공급하도록 하는 제어 모듈을 포함하는 전기차 충전을 위한 다채널 유동조절 통합 냉각 시스템을 제공한다.The present invention provides a power module that converts AC power into DC power, is connected to a plurality of dispensers via a plurality of cables, respectively, and supplies DC power to at least one selected dispenser, and compresses and supplies a refrigerant; A cooling module that is respectively connected to the plurality of dispensers and supplies refrigerant to the selected at least one dispenser through a cable of It provides a multi-channel flow control integrated cooling system for charging an electric vehicle including a control module for supplying the DC power and the refrigerant to the selected dispenser among dispensers.
또한, 상기 복수의 케이블 각각은, 상기 직류 전력이 전달되는 전력 공급선 및 상기 냉매가 전달되는 냉매 유로를 내장할 수 있다.In addition, each of the plurality of cables may include a power supply line through which the DC power is transmitted and a refrigerant passage through which the refrigerant is transmitted.
또한, 상기 냉각 모듈은, 상기 제어 모듈의 제어 신호를 기초로 상기 복수의 케이블과 연결되는 복수의 공급 경로 중 선택된 적어도 하나의 공급 경로를 개방시키는 제어 밸브를 구비하며, 상기 제어 밸브는, 상기 냉매가 저장된 냉매 탱크의 출력단과 상기 복수의 각 케이블의 입력단 사이에 연결될 수 있다.In addition, the cooling module includes a control valve for opening at least one supply path selected from among a plurality of supply paths connected to the plurality of cables based on a control signal from the control module, wherein the control valve includes the refrigerant may be connected between an output terminal of the stored refrigerant tank and an input terminal of each of the plurality of cables.
또한, 상기 냉매는 불연성 냉매가스일 수 있다.In addition, the refrigerant may be a non-flammable refrigerant gas.
또한, 상기 다채널 유동조절 통합 냉각 시스템은, 상기 복수의 디스펜서 및 상기 제어 모듈과 네트워크 연결되는 관제 서버를 더 포함하며, 상기 관제 서버는, 상기 복수의 디스펜서 중 전기 차량의 충전을 요청 받은 디스펜서를 식별하여 식별된 디스펜서 정보를 상기 제어 모듈로 전송할 수 있다.In addition, the multi-channel flow control integrated cooling system further includes a control server network-connected to the plurality of dispensers and the control module, wherein the control server includes: The identified dispenser information may be transmitted to the control module.
본 발명에 따르면, 전기차 디스펜서의 냉각 시스템을 다채널로 구성하여 한 대의 냉각 모듈로 다수의 충전기를 효율적으로 냉각할 수 있고 급속 충전이 필요한 차량으로 냉각 라인을 유동적으로 조절하여 시스템의 단가를 낮추고 초기 인프라 구축 비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, by configuring the cooling system of the electric vehicle dispenser in multiple channels, a single cooling module can efficiently cool a plurality of chargers, and the cooling line is flexibly adjusted to a vehicle requiring rapid charging, thereby lowering the unit cost of the system and reducing the initial cost. Infrastructure construction costs can be reduced.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기차 충전을 위한 다채널 유동조절 통합 냉각 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 통합 냉각 장치와 각 디스펜서 사이에 접속되는 각 케이블의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 통합 냉각 장치에 포함된 냉각 모듈의 구체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1을 이용한 전기차 충전 및 냉각 제어 방법을 설명한 도면이다.1 is a view showing the configuration of a multi-channel flow control integrated cooling system for charging an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a cross-section of each cable connected between the integrated cooling device of FIG. 1 and each dispenser.
FIG. 3 is a view showing a specific configuration of a cooling module included in the integrated cooling device of FIG. 1 .
FIG. 4 is a view for explaining a method for controlling charging and cooling of an electric vehicle using FIG. 1 .
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Then, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being "electrically connected" with another element interposed therebetween. . Also, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기차 충전을 위한 다채널 유동조절 통합 냉각 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of a multi-channel flow control integrated cooling system for charging an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 유동조절 통합 냉각 시스템은 통합 냉각 장치(100), 복수의 디스펜서(10), 그리고 관제 서버(200)를 포함하며, 한 대의 냉각 모듈로 다수의 디스펜서를 효율적으로 냉각한다.1, the multi-channel flow control integrated cooling system according to an embodiment of the present invention includes an integrated
통합 냉각 장치(100)는 복수의 디스펜서(10)와 일대다(1:N 구조)로 연결되며, 케이블(20)을 매개로 복수의 디스펜서(10)로 전력 및 냉매를 공급한다. The integrated
통합 냉각 장치(100)는 복수의 출력 채널(전송 경로)을 가지며 이를 통해 복수의 디스펜서(10)와 개별 연결된다. 통합 냉각 장치(100)는 복수의 전송 경로에 대응하는 복수의 전송 포트(P)를 구비할 수 있고 이러한 복수의 전송 포트(P)에 각 케이블(20)의 일단부가 접속될 수 있다.The integrated
통합 냉각 장치(100)는 복수 채널 중 선택된 해당 채널의 케이블(20)로 전력과 냉매를 함께 전달함으로써, 해당 채널에 대응한 디스펜서(10)로 전기차 충전을 위한 전력을 공급함과 아울러 냉매를 공급함으로써 디스펜서(10)를 기 설정된 목표 온도(예: 실온)로 냉각 또는 유지시킬 수 있다.The integrated
디스펜서(10)는 커플러에 전기 차량(30)이 접속되면 전력 모듈(110)로부터 공급받은 충전 전력을 전기 차량(30)으로 공급하는 동시에 냉각 모듈(120)로부터 공급받은 냉매를 통하여 커플러를 냉각한다. When the
여기서, 커플러가 발열되면 급속 충전 중에 차량의 배터리 과열, 차량 화재 등의 위험이 있다. 본 발명의 경우 통합 냉각 장치(100) 내에 냉각 모듈(120)이 설치되어 있어 필요로 하는 디스펜서(10) 측으로 냉매를 공급할 수 있을 뿐 아니라 디스펜서(10)는 공급받은 냉매를 통하여 커플러의 발열을 방지할 수 있다.Here, when the coupler heats up, there is a risk of overheating of the vehicle's battery during rapid charging, a vehicle fire, and the like. In the case of the present invention, since the
도 2는 도 1의 통합 냉각 장치와 각 디스펜서 사이에 접속되는 각 케이블의 단면을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view showing a cross-section of each cable connected between the integrated cooling device of FIG. 1 and each dispenser.
케이블(20)은 도 2와 같이 통합 냉각 장치(100)로부터 입력된 직류 전력을 디스펜서(10)로 전달하기 위한 전력 공급선(21)과, 냉매를 전달하기 위한 냉매 유로(22)를 내장하도록 구현된다.The
이와 같이 케이블(20)은 전력 공급 경로와 냉매 전달 경로를 포함한다. 따라서 전력과 냉매는 단일의 케이블(20)을 통하여 전달되고 이를 통해 전기차 충전 중에 디스펜서의 냉각이 이루어지며 충전 설비를 일정 온도(실온)로 유지시킬 수 있다.As such, the
이때, 냉매는 불연성 냉매가스에 해당할 수 있다. 불연성 냉매가스의 경우 액상의 냉매유 보다 훨씬 원거리로 냉매를 전달할 수 있다. 따라서, 통합 냉각 장치(100)와 디스펜서(10) 간 거리가 먼 경우에도 적용 가능하고 인프라 구축 시에 한 대의 통합 냉각 장치(100)를 기준으로 보다 원거리 까지 여러 대의 디스펜서(10)를 분산 설치할 수 있는 장점을 갖는다.In this case, the refrigerant may correspond to a non-flammable refrigerant gas. In the case of non-flammable refrigerant gas, the refrigerant can be delivered to a much longer distance than liquid refrigerant oil. Therefore, it is applicable even when the distance between the integrated
통합 냉각 장치(100)의 구성을 보다 상세히 설명하면, 통합 냉각 장치(100)는 도 1과 같이 전력 모듈(110), 냉각 모듈(120) 및 제어 모듈(130)을 포함할 수 있다. When describing the configuration of the integrated
여기서, 전력 모듈(110)이 반드시 통합 냉각 장치(100) 내에 포함되는 것으로 한정되지 않는다. 전력 모듈(110)이 통합 냉각 장치(100)로부터 분리되어 외부에 별개로 존재할 경우 통합 냉각 장치(100)와 연결된 상태에서 동작할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 전력 모듈(110)이 통합 냉각 장치(100) 내에 포함되어 구성된 것을 대표 예시로 한다.Here, the
전력 모듈(110)은 교류 전력을 직류 전력으로 변환하고, 복수의 케이블(20)을 매개로 복수의 디스펜서(10)와 각각 연결되어, 선택된 적어도 하나의 디스펜서로 직류 전력을 공급한다. The
전력 모듈(110)은 AC/DC 컨버터 및 DC/DC 컨버터를 포함한다. AC/DC 컨버터는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하고 DC/DC 컨버터는 변환된 전력의 크기를 다시 전기차에 공급되는 적정 크기의 전압으로 조정한다. 따라서 실질적으로 DC/DC 컨버터의 출력이 전기차로 공급될 수 있다.The
냉각 모듈(120)은 냉매를 압축하여 공급하고, 복수의 케이블(20)을 매개로 복수의 디스펜서(10)와 각각 연결되어, 선택된 적어도 하나의 디스펜서로 냉매를 공급한다.The
전력 모듈(110)과 냉각 모듈(120)은 각 채널 별로 케이블(20)을 공유한다. 이에 따라 각 채널 마다 단일의 케이블(20)을 통하여 전력과 냉매가 타겟이 되는 충전기로 전달될 수 있다.The
제어 모듈(130)은 전력 모듈(110) 및 냉각 모듈(120)의 동작 및 구동 상태를 제어할 수 있다. 여기서, 제어 모듈(130)은 통신부를 내장하여 관제 서버(200)와 네트워크 연결되어 통신할 수 있다. 또한, 네트워크는 유선, 무선 또는 유무선 결합 네트워크일 수 있다.The
여기서, 제어 모듈(130)은 복수의 케이블(20)에 대한 전력 모듈(110)과 냉각 모듈(120)의 공급 경로를 제어하여, 복수의 디스펜서(10) 중 선택된 디스펜서로 직류 전력 및 냉매를 공급하도록 할 수 있다.Here, the
이때, 제어 모듈(130)은 관제 서버(200)로부터 받은 정보를 기초로 복수의 디스펜서(10) 중 적어도 하나의 디스펜서(10)를 타겟으로 하여 전력과 냉매를 선택적으로 공급할 수 있다.In this case, the
도 3은 도 1의 통합 냉각 장치에 포함된 냉각 모듈의 구체적인 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a view showing a specific configuration of a cooling module included in the integrated cooling device of FIG. 1 .
도 3에 나타낸 것과 같이, 냉각 모듈(120)은 압축기(121)(Compressor), 응축기(122)(Condenser), 팽창 밸브(123)(Expansion valve), 증발기(124)(Evaporator), 팬(125)(Fan), 냉매 탱크(126)(Tank), 제어 밸브(127)(Control valve)를 포함한다. 3 , the
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉각 모듈(120)은 압축기 형태로 운용되어 냉각 효율을 높이며, 제어 밸브(127)를 사용하여 급속 충전이 필요한 차량으로 냉각 라인을 유동적으로 조절할 수 있다. As such, the
압축기(121)는 냉매를 순환시키는 펌프 역할을 하며, 증발기(124)에서 증발한 저온저압의 기체냉매를 흡입하여 응축기(122)에서 액화할 수 있도록 응축 온도에 해당하는 포화 압력까지 압력을 증대시킨다.The
응축기(122)는 압축기(121)에서 토출 된 기체 냉매를 주위 공기나 냉각수에 열 교환시켜 냉매의 열을 방출하여 고온, 고압의 냉매로 응축 액화시킨다. The
팽창 밸브(123)는 응축기(122)에서 고온 고압의 냉매 가스를 팽창시켜 저온 저압의 냉매로 변환시켜 준다. 증발기(124)는 쿨러 역할의 팬(125)이 장착되며, 팽창 밸브(123)를 통과한 냉매의 온도를 하강시켜서 냉매 탱크(126)로 공급한다. 냉매 탱크(126)에는 온도 하강에 의해 냉각된 냉매가 저장된다. The
제어 밸브(127)는 냉각된 냉매를 복수 채널에 대응한 복수의 공급 경로(냉각 경로) 중 선택된 경로로 전달한다. 이를 위하여, 제어 밸브(127)는 냉매 탱크(126)의 출력단과 복수의 각 케이블(20)의 입력단 사이에 연결되며 제어 모듈(130)의 제어에 따라 선택된 채널을 열어주는 역할을 하고 나머지 채널은 닫힘 상태를 유지시킨다.The
구체적으로, 제어 밸브(127)는 제어 모듈(130)의 제어 신호를 기초로 복수의 케이블(20)과 연결되는 복수의 공급 경로 중 선택된 적어도 하나의 공급 경로를 유동적으로 개방시키는 역할을 한다. 이때, 제어 밸브는 전기 신호에 따라 각 경로의 채널을 개방 또는 폐쇄하도록 구현될 수 있다. 물론, 전력 모듈(110) 또한 직류 전력을 스위치 등을 통하여 복수 채널 중 선택된 채널의 경로로 전달할 수 있다.Specifically, the
이와 같이, 본 발명의 실시예는 중앙 집중식으로 운용되며, 하나의 냉각 모듈(120)을 통하여 다수의 디스펜서(10)로 동시에 냉매를 공급할 수 있는 장점을 갖는다. 또한 충전 통신 규격과 연동하여 기계적 알고리즘으로 시시각각 냉각이 필요한 충전기에 냉각라인이 자동으로 조절될 수 있다.As such, the embodiment of the present invention is centrally operated, and has the advantage of simultaneously supplying refrigerant to a plurality of
관제 서버(200)는 통합 냉각 장치(100)의 제어 모듈(130) 및 복수의 디스펜서(10)와 각각 네트워크(예: 유선, 무선, 유무선 통합)를 통하여 연결된다.The
관제 서버(200)는 복수의 디스펜서(10)와 통신하면서 전기 차량의 충전을 요청한 적어도 하나의 디스펜서(10)를 식별하고 식별된 디스펜서 정보를 제어 모듈(130)로 전송하여 알린다. The
제어 모듈(130)은 해당 식별 코드를 갖는 디스펜서(10)에 대해서만 전력과 냉매를 공급하도록 전력 모듈(110)과 냉각 모듈(120)의 공급 경로를 제어할 수 있다. 따라서 복수 채널 중에서 충전이 요청된 채널을 타겟으로 하여 전력 및 냉매 공급 채널을 유동적으로 활성화할 수 있다.The
도 4는 도 1을 이용한 전기차 충전 및 냉각 제어 방법을 설명한 도면이다.FIG. 4 is a view for explaining a method for controlling charging and cooling of an electric vehicle using FIG. 1 .
먼저, 디스펜서(10)는 커플러에 전기 차량(30)이 연결되면(S410), 접속을 인지하고 충전 요청이 발생하였음을 확인한다(S420). 그러면 디스펜서(10)는 ISO 15118과 같은 국제표준 규격을 토대로 전기차가 제대로 연결 되었는지, 현재 전기차가 충전이 가능한 상태인지, 오류가 발생하였는지 여부 등을 체크하게 된다(S430). First, when the
체크 결과가 정상이면, 디스펜서(10)는 기기 고유 코드와 함께 충전 준비가 완료되었음을 관제 서버(200)로 알리며 관제 서버(200)는 관련 정보를 통합 냉각 장치(100)로 보낸다. 통합 냉각 장치(100)는 이를 기초로 충전이 필요한 채널을 확인하여 해당 채널의 디스펜서(10)에 대해 충전 및 냉각 동작을 진행한다(S440).If the check result is normal, the
이와 같이 관제 서버(200)는 충전을 요청한 디스펜서(10)를 식별하고 식별한 해당 디스펜서 정보를 통합 냉각 장치(100)의 제어 모듈(130)로 전송함으로써 통합 냉각 장치(100)에서 각 채널의 공급 경로를 실시간으로 유동적으로 조절할 수 있도록 한다. As such, the
여기서 S440 단계는 도 4의 오른쪽 그림과 같이 충전 동작과 냉각 동작을 포함하여 투 트랙으로 진행된다. 충전 동작을 보면, 프리 차징(선충전)을 수행한 이후에 슬로우 차징(저속 충전), 패스트 차징(고속 충전), 다시 슬로우 차징(저속 충전)의 순으로 이루어진다. 이와 병행되는 냉각 동작을 보면, 프리 러닝을 수행한 이후 각 디스펜서의 상태 확인(충전을 요청한 디스펜서 채널 확인), 냉각 파라미터 제어(압축기의 모터 RPM, 목표 냉각 온도의 설정), 그리고 러닝(충전을 요청한 해당 디스펜서로 냉매 공급)의 순으로 이루어질 수 있다.Here, step S440 is a two-track process including a charging operation and a cooling operation, as shown in the right figure of FIG. 4 . In the charging operation, after precharging (pre-charging), slow charging (slow charging), fast charging (fast charging), and then slow charging (slow charging) are performed in the order. If you look at the cooling operation in parallel with this, after performing free running, check the status of each dispenser (check the dispenser channel that requested charging), control the cooling parameters (set the motor RPM of the compressor, set the target cooling temperature), and run (check the dispenser channel that requested charging) supply of refrigerant to the corresponding dispenser).
본 발명에 따르면, 전기차량의 급속충전 중 생기는 발열에 대하여 효율적으로 전력 송신하면서 냉각을 시킬 수 있는 다채널 유동조절 냉각 시스템을 제공한다. 또한, 기존의 전력 송신에 있어서 충전 단말에 각기 존재해야 하는 냉각 시스템을 All in One 시스템으로 구축하여 충전 효율을 늘릴 뿐만 아니라 시스템의 단가를 획기적으로 줄여 시스템의 유지보수 및 사용자 인터페이스 사용에 대한 부과금은 물론 그에 따른 사용자의 부담을 줄일 수 있다.According to the present invention, there is provided a multi-channel flow control cooling system capable of cooling while efficiently transmitting power against heat generated during rapid charging of an electric vehicle. In addition, in the conventional power transmission, the cooling system, which must exist in each charging terminal, is built as an All-in-One system to increase charging efficiency as well as dramatically reduce the unit cost of the system, so that the system maintenance and user interface charges are not charged. Of course, the burden on the user can be reduced accordingly.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 전기차 디스펜서의 냉각 시스템을 다채널로 구성하여 다수의 충전기를 한 대의 냉각 장치로 효율적으로 냉각할 수 있음은 물론 인프라 구축 비용을 크게 절감할 수 있는 이점을 제공한다.As described above, according to the present invention, by configuring the cooling system of the electric vehicle dispenser in multiple channels, it is possible to efficiently cool a plurality of chargers with one cooling device, as well as providing the advantage of significantly reducing the cost of infrastructure construction.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is only exemplary, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
10: 디스펜서 20: 케이블
100: 통합 냉각 장치 110: 전력 모듈
120: 냉각 모듈 130: 제어 모듈
200: 관제 서버 10: dispenser 20: cable
100: integrated cooling unit 110: power module
120: cooling module 130: control module
200: control server
Claims (5)
직류 전력이 전달되는 전력 공급선 및 냉매가 전달되는 냉매 유로를 함께 내장한 복수의 케이블;
교류 전력을 상기 직류 전력으로 변환하는 AC/DC 컨버터 및 변환한 직류 전력의 전압 크기를 조정하여 출력하는 DC/DC 컨버터를 포함하고, 상기 복수의 케이블을 매개로 복수의 디스펜서와 각각 연결되어 충전이 요청된 적어도 하나의 디스펜서로 상기 직류 전력을 공급하는 전력 모듈;
상기 냉매인 불연성 냉매가스를 압축하여 공급하고, 상기 복수의 케이블을 상기 전력 모듈과 공유하며, 상기 복수의 케이블을 매개로 상기 복수의 디스펜서와 각각 연결되어 상기 충전이 요청된 적어도 하나의 디스펜서로 상기 냉매를 공급하는 냉각 모듈; 및
상기 복수의 케이블에 대한 상기 전력 모듈과 냉각 모듈의 공급 경로를 제어하여, 상기 복수의 디스펜서 중 상기 충전이 요청된 적어도 하나의 디스펜서를 타겟으로 하여 상기 직류 전력 및 냉매를 동시 공급하도록 하는 제어 모듈; 및
상기 복수의 디스펜서 및 상기 제어 모듈과 네트워크 연결되고, 상기 복수의 디스펜서 중 전기 차량의 충전을 요청 받은 디스펜서를 식별하고, 식별된 디스펜서에 대해서만 상기 직류 전력과 냉매가 공급되도록 상기 식별된 디스펜서 정보를 상기 제어 모듈로 전송하여 알리는 관제 서버를 포함하며,
상기 통합 냉각 장치는,
상기 전력 모듈, 상기 냉각 모듈 및 상기 제어 모듈을 포함하여 구성되되, 상기 제어 모듈에 내장된 통신부를 통해 상기 관제 서버와 네트워크 연결되며,
상기 냉각 모듈은,
상기 제어 모듈의 제어 신호를 기초로 상기 복수의 케이블과 연결되는 복수의 공급 경로 중 선택된 적어도 하나의 공급 경로를 개방시키는 제어 밸브를 구비하며,
상기 제어 밸브는,
상기 냉매가 저장된 냉매 탱크의 출력단과 상기 복수의 각 케이블의 입력단 사이에 연결되는 다채널 유동 조절 통합 냉각 시스템.A multi-channel flow control integrated system comprising an integrated cooling device, comprising:
a plurality of cables including a power supply line through which DC power is transmitted and a refrigerant passage through which a refrigerant is transmitted;
an AC/DC converter for converting AC power into the DC power and a DC/DC converter for outputting by adjusting the voltage level of the converted DC power, each of which is connected to a plurality of dispensers via the plurality of cables to enable charging a power module for supplying the DC power to the requested at least one dispenser;
The refrigerant is compressed and supplied, the plurality of cables are shared with the power module, and each of the plurality of dispensers is connected to the plurality of dispensers via the plurality of cables as the at least one dispenser requested to be charged. a cooling module for supplying a refrigerant; and
a control module for controlling a supply path of the power module and the cooling module to the plurality of cables to simultaneously supply the DC power and the refrigerant by targeting at least one dispenser requested to be charged among the plurality of dispensers; and
The plurality of dispensers and the control module are network-connected, the dispenser requested to charge the electric vehicle among the plurality of dispensers is identified, and the identified dispenser information is transmitted so that the DC power and the refrigerant are supplied only to the identified dispensers. It includes a control server that notifies by sending it to the control module,
The integrated cooling device,
It is configured to include the power module, the cooling module, and the control module, and is network-connected to the control server through a communication unit built into the control module,
The cooling module is
and a control valve for opening at least one supply path selected from among a plurality of supply paths connected to the plurality of cables based on a control signal from the control module,
The control valve is
A multi-channel flow control integrated cooling system connected between an output end of the refrigerant tank in which the refrigerant is stored and an input end of each of the plurality of cables.
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KR1020200139163A KR102415853B1 (en) | 2020-10-26 | 2020-10-26 | Multi-channel flow control integrated cooling system for charging electrical vehicles |
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GRNT | Written decision to grant |