KR102429978B1 - 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치 및 그 운용 방법 - Google Patents

복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치 및 그 운용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고정식 충전소를 이용할 수 없을 때 복수의 전기 자동차를 동시적으로 또는 선택적으로 충전할 수 있는 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치를 제공한다.
본원의 제1 발명에 따른 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치는, 다수의 배터리 셀을 포함하여 이루어진 메인 배터리 시스템; 다수의 배터리 셀을 포함하여 이루어진 서브 배터리 시스템; 상용 전원과 상기 메인 배터리 시스템 사이 그리고 상기 상용 전원과 서브 배터리 시스템 사이에 배치되고, 상기 상용 전원으로부터의 교류 전압을 정류하여 상기 메인 배터리 시스템 및 서브 배터리 시스템을 충전하도록 구성되는 제1 PCS; 제2 차량의 충전용 인터페이스가 출력단에 접속되면, 상기 서브 배터리 시스템의 충전전압을 상기 제2 차량에 방전하도록 구성되는 제2 PCS; 및 상기 제2 차량에 대하여 충전하지 않는 상태에서 제1 차량에 대하여만 충전하는 경우에는 상기 메인 배터리 시스템과 서브 배터리 시스템으로부터 상기 제1 차량에 충전 전압을 동시에 공급하고, 상기 제1 차량과 상기 제2 차량이 각각 상기 제1 PCS와 제2 PCS의 출력단에 동시에 연결되는 경우에는 개별적으로 충전 전압을 공급하도록 구성되는 복수대 충전 유닛을 포함한다.

Description

복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치 및 그 운용 방법{MOBILE CHARGING DEVICE CAPABLE OF CHARGING MULTIPLE ELECTRIC VEHICLES AND ITS OPERATING METHOD}
본 발명은 전기 자동차 충전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수대의 전기 자동차를 동시에 충전할 수 있는 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치 및 그 운용 방법에 관한 것이다.
최근 전기 자동차의 보급이 점차 확대되면서, 전기 자동차를 충전하기 위한 충전 인프라의 구축도 점차적으로 확대되고 있다. 이러한 충전 인프라의 경우, 교류 완속 충전과 직류 급속 충전이 대부분을 차지하고 있으며, 개인용 완속 충전기의 설치를 제외한 공공형 충전기로는 대부분 급속 충전기가 설치되고 있는 실정이다.
이에 따라, 자가 시설 내에 별도의 개인용 충전기를 설치하는 것이 어렵고 공공형 급속 충전기를 사용하기 위해서는 해당 충전소를 방문해야 한다. 이 경우 급속 충전기를 이용하더라도 30~40분이나 걸리는 충전 시간은 여전히 길다는 문제점이 있고, 배터리 총 용량의 80% 수준에 머무는 충전 기술로 인한 문제점들은 전기 자동차의 보급에 큰 걸림돌로 작용하고 있다.
이와 더불어, 전기 자동차의 충전이 완료되더라도 사용자가 충전기와 전기 자동차를 분리하지 않거나, 해당 공간에 주차하게 되는 경우, 다른 전기 자동차의 사용자가 해당 충전기를 사용할 수 없게 된다는 문제도 있다.
또한, 전기 자동차를 연속적으로 운행하거나 장거리 운행을 하게 되는 경우, 출발지와 목적지의 중간 지점에 충전 시스템이 구비되지 않게 되면 전기 자동차의 운용이 어려울 뿐만 아니라 충전에 소요되는 시간동안 운행이 불가하여 전체적인 차량 운용시간이 상승하게 되는 전기 자동차의 운용에 있어 가장 취약한 문제도 존재한다.
한편, 전기 자동차가 방전으로 인해 운행하는 것이 사실상 불가능한 경우, 구난 차량이 출동하지 않고 충전이 가능하도록 배터리에 전기 에너지를 저장한 비상 충전 차량을 통해 충전하는 비상 충전 방식이 있으나, 비상 충전 방식은 비상 상황에만 이용 가능한 서비스로서 반복적으로 운용될 수 있는 정식적인 충전 서비스에 해당하지 않으며, 충전을 위한 정차 시간이 요구되는 한계는 동일하게 지니고 있다는 문제가 있다.
따라서, 사용자가 충전소를 방문하지 않도록 하고, 이와 더불어 충전에 걸리는 시간적 소요를 발생시키지 않으면서 전기 자동차를 충전할 수 있는 기술 뿐만 아니라 전기 자동차의 증가에 따라 이동식 충전 장치를 사용하여 복수 차량을 동시에 충전하는 기술이 요청되고 있다.
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본 발명은 고정식 충전소를 이용할 수 없을 때 복수의 전기 자동차를 동시적으로 또는 선택적으로 충전할 수 있는 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치 및 그 운용 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 단수의 전기 자동차를 충전하는 경우에는 급속 충전할 수 있는 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치 및 그 운용 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 메인 배터리 시스템의 충전 전압을 항상 최대로 유지함으로써 단수의 전기 자동차 충전에 대비할 수 있는 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치 및 그 운용 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
본원의 제1 발명에 따른 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치는, 다수의 배터리 셀을 포함하여 이루어진 메인 배터리 시스템; 다수의 배터리 셀을 포함하여 이루어진 서브 배터리 시스템; 상용 전원과 상기 메인 배터리 시스템 사이 그리고 상기 상용 전원과 서브 배터리 시스템 사이에 배치되고, 상기 상용 전원으로부터의 교류 전압을 정류하여 상기 메인 배터리 시스템 및 서브 배터리 시스템을 충전하도록 구성되는 제1 PCS; 제2 차량의 충전용 인터페이스가 출력단에 접속되면, 상기 서브 배터리 시스템의 충전전압을 상기 제2 차량에 방전하도록 구성되는 제2 PCS; 및 상기 제2 차량에 대하여 충전하지 않는 상태에서 제1 차량에 대하여만 충전하는 경우에는 상기 메인 배터리 시스템과 서브 배터리 시스템으로부터 상기 제1 차량에 충전 전압을 동시에 공급하고, 상기 제1 차량과 상기 제2 차량이 각각 상기 제1 PCS와 제2 PCS의 출력단에 동시에 연결되는 경우에는 개별적으로 충전 전압을 공급하도록 구성되는 복수대 충전 유닛을 포함한다.
바람직하게는, 상기 메인 배터리 시스템의 충전 전압과 상기 서브 배터리 시스템의 충전 전압을 비교하고, 상기 메인 배터리 시스템의 충전 전압이 상기 서브 배터리 시스템의 충전 전압보다 낮으면, 상기 서브 배터리 시스템을 이용하여 상기 메인 배터리 시스템을 충전하도록 구성되는 메인 배터리 충전 유닛을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 메인 배터리 충전 유닛은, 상기 메인 배터리 시스템의 충전 전압과 상기 서브 배터리 시스템의 충전 전압을 비교하여 비교신호를 출력하는 비교기; 상기 비교신호에 턴온되어 발광하는 제1 포토다이오드; 상기 메인 배터리 시스템의 일출력단과 접지 사이에 배치되고, 상기 제1 포토다이오드의 광을 수광하여 턴온되는 제1 포토트랜지스터; 상기 제1 포토트랜지스터와 접지 사이에 배치되고, 상기 제1 포토트랜지스터의 턴온에 따라 여자되는 제1 릴레이코일; 상기 메인 배터리 시스템과 상기 서브 배터리 시스템 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 상기 제1 릴레이코일의 여자에 응답하여 폐로되는 A접점의 제1 릴레이 스위치를 포함한다.
바람직하게는, 상기 복수대 충전 유닛은, 상기 제2 PCS의 출력단과 접지 사이에 배치되고, 상기 제2 PCS가 동작하면, 발광하는 제2 포토다이오드; 상기 메인 배터리 시스템의 일출력단과 접지 사이에 배치되고, 상기 제2 포토다이오드의 광을 수광하여 턴온되는 제2 포토트랜지스터; 상기 제2 포토트랜지스터의 턴온에 따라 여자되는 제2 릴레이코일; 상기 제1 PCS와 상기 서브 배터리 시스템 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 상기 제2 릴레이코일의 여자에 응답하여 개방되는 B1 접점의 제2 릴레이 스위치; 상기 메인 배터리 시스템과 서브 배터리 시스템 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 상기 제2 릴레이코일의 여자에 응답하여 개방되는 B2 접점의 제2 릴레이 스위치; 및 상기 서브 배터리 시스템과 상기 제2 PCS 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 상기 제2 릴레이코일의 여자에 응답하여 폐로되는 A 접점의 제2 릴레이 스위치를 포함한다.
바람직하게는, 상기 배터리 관리 유닛은, 상기 메인 배터리 시스템 및 서브 배터리 시스템의 충전 전압을 검출하는 충전 전압 검출부; 상기 메인 배터리 시스템, 서브 배터리 시스템, 제1 PCS, 및 제2 PCS의 고장 여부, 온도, 충전 전압, 충전 전류, 스위칭 주파수의 상태 정보를 실시간으로 검출하여 저장 및 관리하는 상태 정보 관리부; 상기 제1 PCS, 및 제2 PCS에 제공되는 스위칭 신호의 스위칭 주파수를 제어하는 스위칭 제어부; 및 상기 상태 정보 관리부로부터 출력되는 상태 정보에 기반하여 상기 메인 배터리 시스템 및 서브 배터리 시스템의 충방전을 제어하는 배터리 제어부를 포함한다.
또한, 본원의 제2 발명에 따른 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치의 운용 방법은, 제2 차량과 제2 PCS의 연결 여부를 판단하는 단계; 상기 제2 차량이 상기 제2 PCS에 연결되면, 메인 배터리 시스템은 제1 PCS를 통해 제1 차량을 충전하고, 서브 배터리 시스템은 상기 제2 PCS를 통해 상기 제2 차량을 충전하는 단계; 상기 제2 차량과 상기 제2 PCS의 연결이 해제되어 있으면, 상기 메인 배터리 시스템의 충전 전압과 상기 서브 배터리 시스템의 충전 전압을 비교하는 단계; 상기 메인 배터리 시스템의 충전 전압이 상기 서브 배터리 시스템의 충전 전압보다 낮으면, 상기 서브 배터리 시스템으로 상기 메인 배터리 시스템을 충전하는 단계; 급속 충전 선택 스위치가 개방되면, 상기 메인 배터리 시스템의 충전 전압을 이용하여 제1 차량을 충전하는 단계; 및 상기 급속 충전 선택 스위치가 폐로되면, 상기 메인 배터리 시스템의 충전 전압과 서브 배터리 시스템의 충전 전압을 이용하여 상기 제1 차량을 충전하는 단계를 포함한다.
본 발명의 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치에 따르면, 고정식 충전소를 이용할 수 없을 때 복수의 전기 자동차를 동시적으로 또는 선택적으로 충전할 수 있고, 단수의 전기 자동차를 충전하는 경우에는 급속 충전할 수 있으며, 메인 배터리 시스템의 충전 전압이 서브 배터리 시스템의 충전 전압보다 낮은 경우에는 서브 배터리 시스템으로 메인 배터리 시스템을 자동으로 충전할 수 있고, 메인 배터리 시스템의 충전 전압을 항상 최대로 유지함으로써 단수의 전기 자동차 충전에 대비할 수 있다.
또한, 본 발명의 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치에 따르면, 개별 배터리 시스템이 복수의 전기 자동차를 동시에 충전하는 것을 차단하여 충전 시간이 지연되는 것을 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치의 전체 회로도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 관리 유닛의 구체 구성도, 및
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치의 충전 처리 흐름도이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본원 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 "상에"또는 "전에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우 뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치의 전체 회로도, 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 관리 유닛의 구체 구성도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치(100)는 배터리 관리 유닛(120), 메인 배터리 시스템(130), 서브 배터리 시스템(140), 제1 PCS(150), 제2 PCS(160), 메인 배터리 충전 유닛(170), 복수대 충전 유닛(180), 및 급속 충전 선택 스위치(190)를 포함한다. 한편, 본 발명의 일실시예에 따른 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치(100)는 차량에 탑재되어 이동 가능하다.
배터리 관리 유닛(120)은 충전 전압 검출부(121), 상태 정보 관리부(123), 스위칭 제어부(125), 및 배터리 제어부(127)를 포함한다.
충전 전압 검출부(121)는 메인 배터리 시스템(130) 및 서브 배터리 시스템(140)의 충전 전압을 검출한다. 여기서, 메인 배터리 시스템(130) 및 서브 배터리 시스템(140)은 각기 다수의 배터리 셀을 포함하여 이루어진다.
상태 정보 관리부(123)는 메인 배터리 시스템(130), 서브 배터리 시스템(140), 제1 PCS(150), 및 제2 PCS(160)의 고장 여부, 온도, 충전 전압, 충전 전류, 스위칭 주파수 등의 상태 정보를 실시간으로 검출하여 저장 및 관리하고, 제1 차량(210) 및/또는 제2 차량(220)의 충전용 인터페이스 접속 여부를 검출한다.
스위칭 제어부(125)는 제1 PCS(150), 및 제2 PCS(160)에 제공되는 스위칭 신호의 스위칭 주파수를 제어한다.
배터리 제어부(127)는 상태 정보 관리부(123)로부터 출력되는 상태 정보에 기반하여 메인 배터리 시스템(130) 및 서브 배터리 시스템(140)의 충방전을 제어한다.
제1 PCS(150)는 상용 전원(10)과 메인 배터리 시스템(130) 사이 그리고 상용 전원(10)과 서브 배터리 시스템(140) 사이에 배치되고, 상용 전원(10)으로부터의 교류 전압을 정류하여 메인 배터리 시스템(130) 및 서브 배터리 시스템(140)을 충전한다. 또는 제1 PCS(150)의 출력단에 제1 차량(210)의 충전용 인터페이스가 접속되는 경우, 메인 배터리 시스템(130)의 충전전압을 제1 차량(210)으로 방전한다. 이 때, 제2 PCS(160)의 출력단에 제2 차량(220)의 충전용 인터페이스가 접속되면, 메인 배터리 시스템(130)의 충전전압을 일시적으로 제2 차량(220)에 방전한다.
제2 PCS(160)는 서브 배터리 시스템(140)과 제2 차량(220) 사이에 배치되고, 제2 차량의 충전용 인터페이스가 제2 PCS(160)의 출력단에 접속되면, 서브 배터리 시스템(140)의 충전전압을 제2 차량(220)에 방전한다.
메인 배터리 충전 유닛(170)은 메인 배터리 시스템(130)의 충전 전압과 서브 배터리 시스템(140)의 충전 전압을 비교하고, 메인 배터리 시스템(130)의 충전 전압이 서브 배터리 시스템(140)의 충전 전압보다 낮으면, 서브 배터리 시스템(140)과 메인 배터리 시스템(130)을 전기적으로 연결하여 메인 배터리 시스템(130)을 충전한다.
구체적으로, 메인 배터리 충전 유닛(170)은 메인 배터리 시스템(130)의 충전 전압과 서브 배터리 시스템(140)의 충전 전압을 비교하여 서브 배터리 시스템(140)의 충전 전압이 메인 배터리 시스템(130)의 충전 전압보다 높으면 "H" 레벨의 비교신호를 출력하는 비교기(171), 비교신호에 턴온되어 발광하는 제1 포토다이오드(173), 메인 배터리 시스템(130)의 일출력단과 접지 사이에 배치되고, 제1 포토다이오드의 광을 수광하여 턴온되는 제1 포토트랜지스터(175), 제1 포토트랜지스터(175)와 접지 사이에 배치되고, 제1 포토트랜지스터(175)의 턴온에 따라 여자되는 제1 릴레이코일(177), 메인 배터리 시스템(130)과 서브 배터리 시스템(140) 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 제1 릴레이코일(177)의 여자에 응답하여 폐로(closed)되는 A접점의 제1 릴레이 스위치(179)를 포함한다.
메인 배터리 충전 유닛(170)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
비교기(171)가 메인 배터리 시스템(130)의 충전 전압과 서브 배터리 시스템(140)의 충전 전압을 비교하여 서브 배터리 시스템(140)의 충전 전압이 메인 배터리 시스템(130)의 충전 전압보다 높으면 "H" 레벨의 비교신호를 출력한다.
제1 포토다이오드(173)가 비교신호에 턴온되어 발광하면, 제1 포토트랜지스터(175)가 제1 포토다이오드의 광을 수광하여 턴온되고, 제1 릴레이코일(177)이 제1 포토트랜지스터(175)의 턴온에 따라 여자된다.
A접점의 제1 릴레이 스위치(179)가 제1 릴레이코일(177)의 여자에 응답하여 폐로(closed)됨으로써 서브 배터리 시스템(140)의 충전 전압으로 메인 배터리 시스템(130)을 충전할 수 있다.
이에 따라 메인 배터리 시스템(130)의 충전 전압은 서브 배터리 시스템(140)의 충전 전압보다 높은 상태를 유지할 수 있다.
복수대 충전 유닛(180)은 제2 차량(220)에 대하여 충전하지 않는 상태에서 제1 차량(210)에 대하여만 충전하는 경우에는 메인 배터리 시스템(130)과 서브 배터리 시스템(140)으로부터 제1 차량(210)에 충전 전압을 동시에 공급하여 급속 충전을 수행하고, 제1 차량(210)과 제2 차량(220)이 각각 제1 PCS(150)와 제2 PCS(160)의 출력단에 동시에 연결되는 경우에는 개별적으로 충전 전압을 공급하는 개별 충전을 수행한다.
구체적으로, 복수대 충전 유닛(180)은 제2 PCS(160)의 출력단과 접지 사이에 배치되고, 제2 PCS(160)가 동작하면, 발광하는 제2 포토다이오드(181), 메인 배터리 시스템(130)의 일출력단과 접지 사이에 배치되고, 제2 포토다이오드의 광을 수광하여 턴온되는 제2 포토트랜지스터(183), 제2 포토트랜지스터(175)의 턴온에 따라 여자되는 제2 릴레이코일(185), 제1 PCS(150)와 서브 배터리 시스템(140) 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 제2 릴레이코일(185)의 여자에 응답하여 개방되는 B 접점의 제2 릴레이 스위치(187), 메인 배터리 시스템(130)과 서브 배터리 시스템(140) 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 제2 릴레이 코일(185)의 여자에 응답하여 개방되는 B접점의 제2 릴레이 스위치(Rs2B2, 188) 및 서브 배터리 시스템(140)과 제2 PCS(160) 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 제2 릴레이코일(185)의 여자에 응답하여 폐로(closed)되는 A 접점의 제2 릴레이 스위치(189)를 포함한다.
복수대 충전 유닛(180)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제2 차량(220)은 연결되지 않고, 제1 차량(210)만 연결되어 제1 차량(210)에 대하여만 충전하는 경우, B1접점의 제2 릴레이 스위치(Rs2B1, 187)가 폐로(closed)된 상태이므로, 메인 배터리 시스템(130)과 서브 배터리 시스템(140)으로부터 제1 차량(210)에 충전 전압을 동시에 공급하여 급속 충전을 수행한다.
한편, 제2 차량의 충전용 인터페이스가 제2 PCS(160)의 출력단에 접속되면, 제2 PCS(160)가 동작하여 출력 전압이 제2 차량(220)에 인가되고, 제2 PCS(160)의 출력 전압이 제2 차량(220)에 인가되면, 제2 포토다이오드(181)가 발광하고, 제2 포토트랜지스터(183)는 제2 포토다이오드(181)의 광을 수광하여 턴온된다. 제2 릴레이코일(185)이 제2 포토트랜지스터(175)의 턴온에 따라 여자되면, B1 접점의 제2 릴레이 스위치(187) 및 B2 접점의 제2 릴레이 스위치(188)가 제2 릴레이코일(185)의 여자에 응답하여 개방되고, A 접점의 제2 릴레이 스위치(189)가 폐로(closed)된다. 이에 따라 제1 차량(210)은 메인 배터리 시스템(130)의 충전 전압에 의해 충전되고, 제2 차량(220)은 서브 배터리 시스템(140)의 충전 전압에 의해 충전된다.
급속 충전 선택 스위치(190)는 서브 배터리 시스템(140)과 제1 PCS(150) 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 사용자의 선택에 따라 배터리 관리 유닛(120)으로부터 출력되는 급속 충전 선택 제어 신호에 스위칭된다. 즉, 제2 차량(220)이 제2 PCS(160)에 연결되지 않은 상태에서 제1 레벨의 급속 충전 선택 제어 신호(SW_sel)가 출력되어 급속 충전 선택 스위치(190)가 폐로(closed)되면 메인 배터리 시스템(130)과 서브 배터리 시스템(140)으로부터 제1 차량(210)에 충전 전압을 동시에 공급하게 된다. 또한, 제2 차량(220)이 제2 PCS(160)에 연결되지 않은 상태에서 제2 레벨의 급속 충전 선택 제어 신호(SW_sel)가 출력되어 급속 충전 선택 스위치(190)가 개방되면 메인 배터리 시스템(130)에 의해서만 제1 차량(210)에 충전 전압을 공급하게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치의 충전 처리 흐름도이다.
배터리 관리 유닛(120)은 제2 차량(220)이 제2 PCS(160)에 연결되었는지를 판단하고(S310), 연결되었으면 메인 배터리 시스템(130)은 제1 PCS(150)를 통해 제1 차량(210)을 충전하고, 서브 배터리 시스템(140)은 제2 PCS(160)를 통해 제2 차량(220)을 충전한다(S320).
한편, 제2 차량(220)이 제2 PCS(160)에 연결되어 있지 않으면, 메인 배터리 시스템(130)의 충전 전압과 서브 배터리 시스템(140)의 충전 전압을 비교하고(S330), 메인 배터리 시스템(130)의 충전 전압이 서브 배터리 시스템(140)의 충전 전압보다 낮으면 서브 배터리 시스템(140)으로 메인 배터리 시스템(130)을 충전한다(S340).
급속 충전 선택 제어 신호(SW_sel)에 제어되는 급속 충전 선택 스위치(190)가 개방되면(S350), 메인 배터리 시스템(130)의 충전 전압을 이용하여 제1 차량(210)을 충전하고(S360), 급속 충전 선택 스위치(190)가 폐로(closed)되면, 메인 배터리 시스템(130)의 충전 전압과 서브 배터리 시스템(140)의 충전 전압을 이용하여 제1 차량(210)을 충전한다(S370).
배터리 관리 유닛(120)은 메인 배터리 시스템(130)의 충전 전압과 서브 배터리 시스템(140)의 충전 전압을 검출하여 이들의 충전이 완료되었다고 판단되면(S380), 종료하고, 충전 중으로 판단되면 각각 충전단계로 복귀한다.
상기한 바와 같은 실시 예들은 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 상용 전원
120: 배터리 관리 유닛
121: 충전 전압 검출부
123: 상태 정보 관리부
125: 스위칭 제어부
127: 배터리 제어부
130: 메인 배터리 시스템
140: 서브 배터리 시스템
150: 제1 PCS
160: 제2 PCS
170: 메인 배터리 충전 유닛
180: 복수대 충전 유닛
190: 급속 충전 선택 스위치

Claims (6)

  1. 다수의 배터리 셀을 포함하여 이루어진 메인 배터리 시스템; 다수의 배터리 셀을 포함하여 이루어진 서브 배터리 시스템; 상용 전원과 상기 메인 배터리 시스템 사이 그리고 상기 상용 전원과 서브 배터리 시스템 사이에 배치되고, 상기 상용 전원으로부터의 교류 전압을 정류하여 상기 메인 배터리 시스템 및 서브 배터리 시스템을 충전하도록 구성되는 제1 PCS; 제2 차량의 충전용 인터페이스가 출력단에 접속되면, 상기 서브 배터리 시스템의 충전전압을 상기 제2 차량에 방전하도록 구성되는 제2 PCS; 상기 제2 차량에 대하여 충전하지 않는 상태에서 제1 차량에 대하여만 충전하는 경우에는 상기 메인 배터리 시스템과 서브 배터리 시스템으로부터 상기 제1 차량에 충전 전압을 동시에 공급하고, 상기 제1 차량과 상기 제2 차량이 각각 상기 제1 PCS와 제2 PCS의 출력단에 동시에 연결되는 경우에는 개별적으로 충전 전압을 공급하도록 구성되는 복수대 충전 유닛; 상기 메인 배터리 시스템의 충전 전압과 상기 서브 배터리 시스템의 충전 전압을 비교하고, 상기 메인 배터리 시스템의 충전 전압이 상기 서브 배터리 시스템의 충전 전압보다 낮으면, 상기 서브 배터리 시스템을 이용하여 상기 메인 배터리 시스템을 충전하도록 구성되는 메인 배터리 충전 유닛을 포함하고,
    상기 메인 배터리 충전 유닛은, 상기 메인 배터리 시스템의 충전 전압과 상기 서브 배터리 시스템의 충전 전압을 비교하여 비교신호를 출력하는 비교기; 상기 비교신호에 턴온되어 발광하는 제1 포토다이오드; 상기 메인 배터리 시스템의 일출력단과 접지 사이에 배치되고, 상기 제1 포토다이오드의 광을 수광하여 턴온되는 제1 포토트랜지스터; 상기 제1 포토트랜지스터와 접지 사이에 배치되고, 상기 제1 포토트랜지스터의 턴온에 따라 여자되는 제1 릴레이코일; 및 상기 메인 배터리 시스템과 상기 서브 배터리 시스템 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 상기 제1 릴레이코일의 여자에 응답하여 폐로되는 A접점의 제1 릴레이 스위치를 포함하는 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 복수대 충전 유닛은,
    상기 제2 PCS의 출력단과 접지 사이에 배치되고, 상기 제2 PCS가 동작하면, 발광하는 제2 포토다이오드;
    상기 메인 배터리 시스템의 일출력단과 접지 사이에 배치되고, 상기 제2 포토다이오드의 광을 수광하여 턴온되는 제2 포토트랜지스터;
    상기 제2 포토트랜지스터의 턴온에 따라 여자되는 제2 릴레이코일;
    상기 제1 PCS와 상기 서브 배터리 시스템 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 상기 제2 릴레이코일의 여자에 응답하여 개방되는 B1 접점의 제2 릴레이 스위치
    상기 메인 배터리 시스템과 서브 배터리 시스템 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 상기 제2 릴레이코일의 여자에 응답하여 개방되는 B2 접점의 제2 릴레이 스위치; 및
    상기 서브 배터리 시스템과 상기 제2 PCS 사이의 파워 라인 상에 배치되고, 상기 제2 릴레이코일의 여자에 응답하여 폐로되는 A 접점의 제2 릴레이 스위치
    를 포함하는 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    배터리 관리 유닛을 더 포함하고,
    상기 배터리 관리 유닛은,
    상기 메인 배터리 시스템 및 서브 배터리 시스템의 충전 전압을 검출하는 충전 전압 검출부;
    상기 메인 배터리 시스템, 서브 배터리 시스템, 제1 PCS, 및 제2 PCS의 고장 여부, 온도, 충전 전압, 충전 전류, 스위칭 주파수의 상태 정보를 실시간으로 검출하여 저장 및 관리하는 상태 정보 관리부;
    상기 제1 PCS, 및 제2 PCS에 제공되는 스위칭 신호의 스위칭 주파수를 제어하는 스위칭 제어부; 및
    상기 상태 정보 관리부로부터 출력되는 상태 정보에 기반하여 상기 메인 배터리 시스템 및 서브 배터리 시스템의 충방전을 제어하는 배터리 제어부
    를 포함하는 복수 전기 차량의 충전이 가능한 이동식 충전 장치.
  6. 삭제
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