KR102552030B1 - System for charging electric vehicle having battery management system - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 전기 자동차에 내장된 배터리를 관리할 수 있는 전기 자동차 충전 시스템으로서, 충전 장치 본체와, 상기 충전 장치 본체와 케이블로 연결되며 상기 전기 자동차의 충전구에 연결되는 충전 커넥터를 포함하는 충전 장치와; 상기 충전 장치에 구비되며, 상기 충전 커넥터가 상기 전기 자동차에 연결된 상태에서 배터리에 충전 또는 방전을 실행하는 부하부와; 상기 충전 장치에 구비되며, 상기 부하부의 충전 또는 방전 후 상기 배터리의 배터리 상태 정보를 측정하는 상태 정보 측정부와; 상기 상태 정보 측정부에서 측정된 상기 배터리 상태 정보를 저장하는 데이터 저장부를 포함하는, 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템이 제공된다.According to one aspect of the present invention, an electric vehicle charging system capable of managing a battery built into an electric vehicle, comprising: a charging device body, a charging connector connected to the charging device body by a cable and connected to a charging port of the electric vehicle. A charging device comprising a; a load unit provided in the charging device and charging or discharging a battery in a state in which the charging connector is connected to the electric vehicle; a state information measuring unit provided in the charging device and measuring battery state information of the battery after charging or discharging the load unit; An electric vehicle charging system having a battery management system including a data storage unit storing the battery state information measured by the state information measurement unit is provided.

Description

배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템{System for charging electric vehicle having battery management system}Electric vehicle charging system having a battery management system {System for charging electric vehicle having battery management system}

본 발명은 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전기 자동차의 충전을 진행하는 동안 배터리의 상태를 확인하여 배터리를 효율적으로 관리할 수 있는 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle charging system having a battery management system. More specifically, it relates to an electric vehicle charging system having a battery management system capable of efficiently managing a battery by checking the state of the battery while charging the electric vehicle.

종래의 내연 엔진을 이용하는 자동차는 대기오염 등 공해발생에 심각한 영향을 주고 있어 최근에는 배터리를 사용하는 전기 자동차 또는 하이브리드(Hybrid) 자동차의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.A vehicle using a conventional internal combustion engine has a serious impact on air pollution and other air pollution. Recently, great efforts have been made to develop an electric vehicle or a hybrid vehicle using a battery.

배터리를 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차의 에너지원으로 사용하는 경우 배터리가 자동차의 성능에 직접적인 영향을 미치기 때문에 배터리의 전압, 전류, 총 에너지 저장량(Qmax)등을 측정하여 배터리의 교체 시기나 충방전 시기를 알려주는 등 배터리를 효율적으로 관리하기 위한 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)이 필요하다.When using a battery as an energy source for an electric vehicle or hybrid vehicle, since the battery directly affects the performance of the vehicle, the voltage, current, and total energy storage (Q max ) of the battery are measured to determine when to replace the battery or when to charge and discharge the battery. A battery management system (BMS) is required to efficiently manage the battery, such as notifying the

그런데 전기 자동차 배터리의 건강 상태를 관리하기 위해서는 일정 주기로 배터리 관리 서비스를 제공하는 정비소나 자동차 회사에 방문하여 일정 시간 동안 전기 자동차에 내장된 배터리의 전압, 전류 등의 배터리 상태 정보를 측정하고 이를 이용하여 배터리에 저장 가능한 총 에너지량을 측정하여야 한다.However, in order to manage the health state of the electric vehicle battery, visit a repair shop or automobile company that provides battery management service at regular intervals, measure the battery condition information such as voltage and current of the battery built in the electric vehicle for a certain period of time, and use it The total amount of energy that can be stored in the battery must be measured.

이와 같이, 종래 기술에 따른 배터리의 상태를 모니터링하는 방법은 많은 시간이 소요되어 실시간으로 사용되는 전기 자동차에는 적합하지 않으며 비교적 짧은 시간 내에 배터리의 건강 상태를 측정할 수 있는 방법의 개발이 필요하다.As described above, the method for monitoring the state of the battery according to the prior art takes a lot of time and is not suitable for electric vehicles used in real time, and it is necessary to develop a method capable of measuring the state of health of the battery in a relatively short time.

대한민국 공개특허공보 제10-1999-0039187호 (1999년06월05일공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1999-0039187 (published on June 5, 1999)

본 발명은 전기 자동차의 충전을 진행하는 동안 배터리의 상태를 확인하여 배터리를 효율적으로 관리할 수 있는 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an electric vehicle charging system having a battery management system capable of efficiently managing the battery by checking the state of the battery while charging the electric vehicle.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전기 자동차에 내장된 배터리를 관리할 수 있는 전기 자동차 충전 시스템으로서, 충전 장치 본체와, 상기 충전 장치 본체와 케이블로 연결되며 상기 전기 자동차의 충전구에 연결되는 충전 커넥터를 포함하는 충전 장치와; 상기 충전 장치에 구비되며, 상기 충전 커넥터가 상기 전기 자동차에 연결된 상태에서 배터리에 충전 또는 방전을 실행하는 부하부와; 상기 충전 장치에 구비되며, 상기 부하부의 충전 또는 방전 후 상기 배터리의 배터리 상태 정보를 측정하는 상태 정보 측정부와; 상기 상태 정보 측정부에서 측정된 상기 배터리 상태 정보를 저장하는 데이터 저장부를 포함하는, 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템이 제공된다.According to one aspect of the present invention, an electric vehicle charging system capable of managing a battery built into an electric vehicle, comprising: a charging device body, a charging connector connected to the charging device body by a cable and connected to a charging port of the electric vehicle. A charging device comprising a; a load unit provided in the charging device and charging or discharging a battery in a state in which the charging connector is connected to the electric vehicle; a state information measuring unit provided in the charging device and measuring battery state information of the battery after charging or discharging the load unit; An electric vehicle charging system having a battery management system including a data storage unit storing the battery state information measured by the state information measurement unit is provided.

상기 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템은, 사용자의 모바일 단말기와 통신하는 제1 무선 통신부를 더 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 제1 무선 통신부는 상기 배터리 상태 정보를 상기 사용자의 모바일 단말기로 송신할 수 있다.The electric vehicle charging system including the battery management system may further include a first wireless communication unit communicating with the user's mobile terminal, and in this case, the first wireless communication unit transmits the battery state information to the user's mobile terminal. can be sent to

또한, 상기 사용자의 모바일 단말기와 통신하는 제2 무선 통신부와, 상기 배터리 상태 정보로부터 상기 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출하는 연산부를 구비하는 배터리 관리 서버를 더 포함할 수 있다.The battery management server may further include a second wireless communication unit communicating with the user's mobile terminal and a calculation unit configured to calculate a total energy storage amount (Q max ) of the battery from the battery state information.

상기 연산부는, 에너지 저장량 산출 알고리즘을 통해 상기 배터리 상태 정보를 이용하여 상기 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출하고, 상기 제2 무선 통신부를 통해 상기 배터리의 총 에너지 저장량을 상기 사용자의 모바일 단말기로 전송할 수 있다.The calculation unit calculates the total energy storage amount (Q max ) of the battery using the battery state information through an energy storage amount calculation algorithm, and calculates the total energy storage amount of the battery through the second wireless communication unit in the mobile terminal of the user. can be sent to

상기 연산부는, 복수 개의 서로 다른 에너지 저장량 산출 알고리즘을 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 사용자는 상기 사용자의 모바일 단말기를 통해 상기 복수 개의 에너지 저장량 산출 알고리즘 중 어느 하나 선택할 수 있다.The calculation unit may include a plurality of different energy storage amount calculation algorithms, and in this case, the user may select one of the plurality of energy storage amount calculation algorithms through the user's mobile terminal.

상기 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템은, 상기 배터리 상태 정보로부터 상기 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출하는 에너지 저장량 산출 알고리즘을 포함하는 연산부를 더 포함할 수 있다.The electric vehicle charging system including the battery management system may further include a calculator including an energy storage calculation algorithm for calculating a total energy storage amount (Q max ) of the battery from the battery state information.

또한, 상기 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)을 사용자의 모바일 단말기로 전송하는 제3 무선 통신부를 더 포함할 수 있다.In addition, a third wireless communication unit for transmitting the total energy storage amount (Q max ) of the battery to the user's mobile terminal may be further included.

상기 배터리 상태 정보는, 상기 부하부 실행 후에 측정되는 전압, 전류, 측정 시간을 포함할 수 있다.The battery state information may include voltage, current, and measurement time measured after the load unit is executed.

상기 연산부는, 상기 배터리 상태 정보에 따라 상기 배터리의 기 설정된 OCV-SOC 특성 곡선에서 SOC를 산출하고, 상기 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)를 산출하되, 상기 부하부는, 상기 배터리에 제1 충방전과 제2 충방전을 실행하고, 상기 상태 정보 측정부는, 상기 제1 충방전 직후와 전압 안정기 도달 전 사이의 제1 시간 경과 후 상기 배터리의 제1 전압과, 상기 제2 충방전 직후와 전압 안정기 도달 사이의 상기 제1 시간과 동일한 제2 시간 경과 후 상기 배터리의 제2 전압을 포함하는 배터리 상태 정보를 측정할 수 있다.The calculation unit calculates SOC from a preset OCV-SOC characteristic curve of the battery according to the battery state information, and calculates a total energy storage amount (Q max ) of the battery, and the load unit first charges the battery. Discharging and second charging and discharging are performed, and the state information measuring unit measures the first voltage of the battery after a lapse of a first time between immediately after the first charging and discharging and before reaching a voltage plateau, and the voltage immediately after the second charging and discharging. Battery condition information including the second voltage of the battery may be measured after a second time equal to the first time between reaching a plateau has elapsed.

상기 연산부는, 상기 배터리의 기 설정된 OCV-SOC 특성 곡선에서 상기 제1 전압에 대한 제1 SOC(State Of Charge)의 값(SOC1)과 상기 제2 전압에 대한 제2 SOC(State Of Charge)의 값(SOC2)을 산출하고, 상기 제1 SOC 값과 상기 제2 SOC 값을 이용하여 상기 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출할 수 있다.The calculation unit determines a first state of charge (SOC 1 ) value for the first voltage and a second state of charge (SOC) value for the second voltage in the preset OCV-SOC characteristic curve of the battery. A value of SOC 2 may be calculated, and a total energy storage amount Q max of the battery may be calculated using the first SOC value and the second SOC value.

상기 연산부는, 전류 적산법에 따라 상기 제2 충방전에 따른 상기 배터리의 에너지 변화량(ΔQ)을 산정하고, 아래의 [식]에 따라 상기 제1 SOC 값(SOC1), 상기 제2 SOC 값(SOC2) 및 상기 배터리의 에너지 변화량(ΔQ)을 이용하여 상기 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출할 수 있다.The calculation unit calculates the energy change (ΔQ) of the battery according to the second charging and discharging according to the current integration method, and the first SOC value (SOC 1 ) and the second SOC value ( The total energy storage amount (Q max ) of the battery may be calculated using SOC 2 ) and the energy variation (ΔQ) of the battery.

[식][ceremony]

Figure 112020108880056-pat00001
Figure 112020108880056-pat00001

여기서, here,

Figure 112020108880056-pat00002
Figure 112020108880056-pat00002

Figure 112020108880056-pat00003
Figure 112020108880056-pat00003

상기 부하부는, 상기 제1 충방전에 따른 전압 안정기 내에서 상기 배터리에 대해 제2 충방전을 실행할 수 있다.The load unit may perform second charging and discharging of the battery within a voltage stabilizer according to the first charging and discharging.

또한, 상기 부하부는, 상기 제1 시간 이후 상기 제1 충방전에 따른 상기 전압 안정기 도달 이전에 상기 배터리에 대해 제2 충방전을 실행할 수 있다.The load unit may perform second charging and discharging of the battery after the first time and before reaching the voltage plateau according to the first charging and discharging.

본 발명의 실시예에 따르면, 전기 자동차의 충전을 진행하는 동안 배터리의 상태를 확인하여 이를 지속적으로 관리함으로써 전기 자동차의 배터리를 효율적으로 관리할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the battery of the electric vehicle can be efficiently managed by checking the state of the battery and continuously managing it while the electric vehicle is being charged.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템의 블록 다이아그램.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템의 블록 다이아그램.
도 3은 배터리의 OCV(Open Circuit Voltage)-SOC(State of Charge) 특성 곡선.
도 4는 제1 방법에 따른 배터리의 총 에너지 저장량 산출 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 총 에너지 저장량 산출의 측정 위치를 설명하기 위한 도면.
도 6은 제2 방법에 따른 배터리 관리 방법의 측정 원리를 설명하기 위한 도면.
도 7은 제2 방법에 따른 배터리의 총 에너지 저장량 산출 방법을 설명하기 위한 도면.
도 8은 제3 방법에 따른 배터리의 총 에너지 저장량 산출 방법을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템의 블록 다이아그램.1 is a block diagram of an electric vehicle charging system having a battery management system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an electric vehicle charging system having a battery management system according to an embodiment of the present invention.
1 is a block diagram of an electric vehicle charging system having a battery management system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an electric vehicle charging system having a battery management system according to an embodiment of the present invention.
3 is an open circuit voltage (OCV)-state of charge (SOC) characteristic curve of a battery.
4 is a diagram for explaining a method for calculating a total energy storage amount of a battery according to a first method;
5 is a diagram for explaining a measurement position of total energy storage calculation;
6 is a diagram for explaining a measurement principle of a battery management method according to a second method;
7 is a diagram for explaining a method of calculating a total energy storage amount of a battery according to a second method;
8 is a diagram for explaining a method for calculating a total energy storage amount of a battery according to a third method;
9 is a block diagram of an electric vehicle charging system having a battery management system according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and includes all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

이하, 본 발명에 따른 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부한 도면을 참조하여 설명함에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, an electric vehicle charging system having a battery management system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. and duplicate descriptions thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템의 블록 다이아그램이다.1 is a block diagram of an electric vehicle charging system having a battery management system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of an electric vehicle charging system having a battery management system according to an embodiment of the present invention. is a gram

도 1 및 도 2에는, 충전 장치(10), 충전 장치 본체(12), 케이블(14), 충전 커넥터(16), 전기 자동차(18), 배터리(20), 모바일 단말기(22), 배터리 관리 서버(24), 제어부(26), 상태 정보 측정부(27), 부하부(28), 제1 무선 통신부(30), 데이터 저장부(32, 38), 연산부(34), 제2 무선 통신부(36)가 도시되어 있다.1 and 2, a charging device 10, a charging device body 12, a cable 14, a charging connector 16, an electric vehicle 18, a battery 20, a mobile terminal 22, and battery management Server 24, control unit 26, state information measurement unit 27, load unit 28, first wireless communication unit 30, data storage unit 32, 38, calculation unit 34, second wireless communication unit (36) is shown.

본 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템은, 충전 장치 본체(12)와, 충전 장치 본체(12)와 케이블(14)로 연결되며 전기 자동차(18)의 충전구에 연결되는 충전 커넥터(16)를 포함하는 충전 장치(10)와; 충전 장치(10)에 구비되며, 충전 커넥터(16)가 전기 자동차(18)에 연결될 때 일시적으로 배터리(20)에 충전 또는 방전을 실행하는 부하부(28)와; 충전 장치(10)에 구비되며, 부하부(28)의 충전 또는 방전 후 배터리(20)의 배터리 상태 정보를 측정하는 상태 정보 측정부(27)와; 상태 정보 측정부(27)에서 측정된 배터리 상태 정보를 저장하는 데이터 저장부(32)를 포함한다.An electric vehicle charging system having a battery management system according to the present embodiment is connected to a charging device body 12, a charging device body 12 and a cable 14, and is connected to a charging port of an electric vehicle 18. a charging device 10 including a charging connector 16; a load unit 28 provided in the charging device 10 and temporarily charging or discharging the battery 20 when the charging connector 16 is connected to the electric vehicle 18; a state information measuring unit 27 provided in the charging device 10 and measuring battery state information of the battery 20 after charging or discharging the load unit 28; A data storage unit 32 for storing the battery status information measured by the status information measurement unit 27 is included.

충전 장치 본체(12)는, 전기 자동차(18)에게 충전 커넥터(16)를 통해 전력을 공급하기 본체로서 주차장이나 전기 자동차 충전소 등에 설치될 수 있다. 충전 장치 본체(12)에는 전기 자동차(18)의 차량 번호를 인식할 수 차량 번호 인식기, 무인 요금 정산 시스템 등이 설치되어 충전하는 전기 자동차(18)의 사용자에게 과금할 수 있다.The main body of the charging device 12 supplies electric power to the electric vehicle 18 through the charging connector 16 and may be installed in a parking lot or an electric vehicle charging station. A vehicle number recognizer capable of recognizing the vehicle number of the electric vehicle 18 and an unmanned toll settlement system are installed in the main body 12 of the charging device so that the user of the electric vehicle 18 charged can be billed.

충전 커넥터(16)는, 충전 장치 본체(12)와 케이블(14)로 연결되며 전기 자동차(18)의 충전구에 연결된다. 충전 커넥터(16)는 전력을 공급하기 위해 전기 자동차(18)에게 전기적으로 연결되는 장치로서, 전기 자동차(18)의 충전구에 연결된다. 충전 커넥터(16)는 전기 자동차(18)의 충전구의 형태에 맞게 교체될 수 있다.The charging connector 16 is connected to the charging device body 12 through a cable 14 and is connected to a charging port of the electric vehicle 18 . The charging connector 16 is a device electrically connected to the electric vehicle 18 to supply power, and is connected to a charging port of the electric vehicle 18 . The charging connector 16 may be replaced according to the shape of the charging port of the electric vehicle 18 .

한편, 본 실시예에 따른 충전 커넥터(16)는 전기 자동차(18)에 전기적으로 연결되는 구성으로서, 전력을 공급하는 기능이외에 배터리 상태 정보를 얻기 위한 각종 신호 등을 전달하는 역할을 하게 된다.Meanwhile, the charging connector 16 according to the present embodiment is electrically connected to the electric vehicle 18 and serves to transmit various signals for obtaining battery state information in addition to supplying power.

위와 같은 충전 장치 본체(12)와 충전 커넥터(16)를 포함하는 충전 장치(10)는, 전기 자동차(18)의 배터리(20)에 직접 직류(DC) 전력을 공급하는 급속 충전이나 전기차의 OBC(On Board Charger)에 교류(AC) 전력을 공급하는 완속 충전을 수행할 수 있다. The charging device 10 including the charging device main body 12 and the charging connector 16 as described above is a quick charge that directly supplies direct current (DC) power to the battery 20 of the electric vehicle 18 or the OBC of the electric vehicle. It can perform slow charging by supplying alternating current (AC) power to the (On Board Charger).

본 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템은, 전기 자동차(18)에게 전력을 공급하여 전기 자동차(18)의 배터리(20)를 충전함과 아울러 후술할 방법에 따라 전기 자동차(18)에 내장된 배터리(20)에 관한 정보를 관리할 수 있다.The electric vehicle charging system according to the present embodiment charges the battery 20 of the electric vehicle 18 by supplying power to the electric vehicle 18, and also charges the battery built in the electric vehicle 18 according to a method described below. Information on (20) can be managed.

한편, 본 실시예에 따른 전기 자동차(18)에 내장된 배터리(20)는 납축전지, 니켈카드늄전지, 리튬폴리머전지, 리튬이온전지, 니켈수소전지 등과 같은 전자의 충전이 가능한 2차 전지를 포함한다.On the other hand, the battery 20 built in the electric vehicle 18 according to the present embodiment includes a secondary battery capable of charging electrons such as a lead storage battery, a nickel cadmium battery, a lithium polymer battery, a lithium ion battery, and a nickel hydride battery. do.

부하부(28)는, 충전 장치(10)에 구비되며, 충전 커넥터(16)가 전기 자동차(18)에 연결된 상태에서 배터리(20)에 부하를 걸어 충전 또는 방전을 실행한다. 부하부(28)는 전기 자동차(18)에 내장된 배터리(20)의 에너지 저장량을 산출하기 위해 배터리(20)에 일시적인 충전이나 방전을 가하기 위한 구성이다. 부하부(28)는 충전 장치 본체(12) 내부나 충전 커넥터(16)에 내장될 수 있으며, 전기 자동차(18)의 충전구에 충전 커넥터(16)가 연결된 상태에서 전기 자동차(18)의 배터리(20)에 일시적인 부하를 걸어 충전이나 방전을 가하게 된다. 본 실시예에서는 부하부(28)를 통해 일시적인 방전을 가한 경우를 중심으로 설명하기 한다.The load unit 28 is provided in the charging device 10 and charges or discharges the battery 20 by applying a load to the battery 20 while the charging connector 16 is connected to the electric vehicle 18 . The load unit 28 is a component for temporarily charging or discharging the battery 20 in order to calculate the energy storage amount of the battery 20 built in the electric vehicle 18 . The load unit 28 may be built into the inside of the charging device body 12 or the charging connector 16, and the battery of the electric vehicle 18 while the charging connector 16 is connected to the charging port of the electric vehicle 18. A temporary load is applied to (20) to charge or discharge. In this embodiment, a case in which temporary discharge is applied through the load unit 28 will be mainly described.

상태 정보 측정부(27)는, 충전 장치(10)에 구비되며, 부하부(28)의 충전 또는 방전 후 배터리(20)의 배터리 상태 정보를 측정한다. 상태 정보 측정부(27)는 부하부(28)의 충전 또는 방전 실행 후 배터리(20)의 전압, 전류 등의 배터리 상태 정보를 측정하는 구성으로서 이때 배터리 상태 정보로서 전압, 전류의 측정 시간도 측정할 수 있다.The state information measurement unit 27 is provided in the charging device 10 and measures battery state information of the battery 20 after the load unit 28 is charged or discharged. The state information measuring unit 27 is a component that measures battery state information such as voltage and current of the battery 20 after charging or discharging of the load section 28. At this time, the voltage and current measurement time is also measured as the battery state information. can do.

상태 정보 측정부(27)는 충전 장치 본체(12) 내부나 충전 커넥터(16)에 내장되어 전기 자동차(18)의 충전구에 충전 커넥터(16)가 연결된 상태에서 전기 자동차(18)의 배터리(20)의 전압, 전류, 측정 시간 등의 배터리 상태 정보를 측정한다.The state information measuring unit 27 is built into the inside of the charging device body 12 or the charging connector 16, and the battery of the electric vehicle 18 ( 20) measures battery status information such as voltage, current, and measurement time.

한편, 전기 자동차의 충전 중에 전기 자동차에 내장되어 있는 CAN(Controller Area Network) 데이터 버스에 CAN 데이터 리더기가 연결되는 경우 부하부 작동 후 바로 CAN 데이터 리더기가 배터리(20)의 전압, 전류, 측정 시간 등의 배터리 상태 정보를 추출하는 것도 가능하다.On the other hand, if the CAN data reader is connected to the CAN (Controller Area Network) data bus built into the electric vehicle while the electric vehicle is being charged, the CAN data reader immediately after the load operates, the voltage, current, measurement time, etc. of the battery 20 It is also possible to extract the battery status information of

CAN 데이터 버스는 자동차 안전시스템, 편의사양 시스템들의 ECU들 간의 데이터 전송 그리고 정보/통신 시스템 및 엔터테인먼트 시스템의 제어 등에 사용되는 것으로서 CAN 데이터 버스에 CAN 데이터 리더기를 연결하여 배터리 상태 정보를 추출할 수 있다.The CAN data bus is used for data transmission between ECUs of automotive safety systems and convenience feature systems, and for controlling information/communication systems and entertainment systems. Battery status information can be extracted by connecting a CAN data reader to the CAN data bus.

데이터 저장부(32)는, 상태 정보 측정부(27)에서 측정된 배터리 상태 정보를 저장한다. 데이터 저장부(32)는 배터리 상태 정보를 임시 저장하거나 영구 저장할 수 있다. 데이터 저장부(32)에 저장된 배터리 상태 정보를 이용하여 전기 자동차(18)에 내장되는 배터리(20)에 저장 가능한 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출함으로써 배터리(20)의 교체 시기나 충전 주기를 알 수 있다. 그리고, 데이터 저장부(32)에는 해당 전기 자동차(18)의 충전 시간, 충전 내역, 충전량을 포함하는 충전 정보를 충전 시 마다 저장하였다가 이를 기초로 해당 전기 자동차(18)의 충전 패턴 등을 산출하여 배터리 관리 상태를 제공할 수 있다.The data storage unit 32 stores battery status information measured by the status information measurement unit 27 . The data storage unit 32 may temporarily store or permanently store battery state information. By using the battery state information stored in the data storage unit 32, the total energy storage amount (Q max ) that can be stored in the battery 20 built in the electric vehicle 18 is calculated to determine the replacement time or charging cycle of the battery 20. Able to know. In addition, the data storage unit 32 stores charging information including the charging time, charging details, and amount of charging of the electric vehicle 18 for each charging, and based on this, the charging pattern of the electric vehicle 18 is calculated. Thus, the battery management state may be provided.

제1 무선 통신부(30)는, 충전 장치(10)에 구비되며 사용자의 모바일 단말기(22)와 통신한다. 제1 무선 통신부(30)는 전기 자동차(18) 충전 시 충전 장치(10)에 인접하여 있는 사용자 소유의 모바일 단말기(22)와 연결되어 충전 장치(10)에서 측정된 해당 배터리(20)의 배터리 상태 정보를 사용자의 모바일 단말기(22)로 전송할 수 있다.The first wireless communication unit 30 is provided in the charging device 10 and communicates with the user's mobile terminal 22 . When the electric vehicle 18 is charged, the first wireless communication unit 30 is connected to the user's mobile terminal 22 adjacent to the charging device 10, and the battery of the corresponding battery 20 measured by the charging device 10. Status information may be transmitted to the user's mobile terminal 22 .

모바일 단말기(22)는 스마트 폰 등 무선 기능을 갖춘 단말기로서, 스마트 폰에는 관련 앱이 설치되어 제1 무선 통신부(30)로부터 전송된 해당 배터리(20)의 배터리 상태 정보를 수신할 수 있다.The mobile terminal 22 is a terminal having a wireless function, such as a smart phone, and a related app is installed in the smart phone to receive battery state information of the corresponding battery 20 transmitted from the first wireless communication unit 30 .

제1 무선 통신부(30)로는 블루투스, 지그비, 와이파이 등의 근거리 무선 통신망을 사용할 수 있는데, 제1 무선 통신부(30)를 통해 수신된 배터리 상태 정보는 사용자의 모바일 단말기(22)를 통해 다시 배터리 관리 서버(24)로 전송된다.As the first wireless communication unit 30, a local area wireless communication network such as Bluetooth, ZigBee, or Wi-Fi may be used. is sent to the server 24.

충전 장치(10)의 제어부(26)는, 전기 자동차(18)로의 충전 여부를 제어하며, 부하부(28)의 실행, 상태 정보 측정부(27)의 실행, 제1 무선 통신부(30)를 통한 배터리 상태 정보의 전송 여부를 제어한다.The control unit 26 of the charging device 10 controls whether or not to charge the electric vehicle 18, executes the load unit 28, executes the state information measuring unit 27, and controls the first wireless communication unit 30. Controls whether or not to transmit battery status information through

배터리 관리 서버(24)는, 사용자의 모바일 단말기(22)와 통신하는 제2 무선 통신부(36)와, 배터리 상태 정보로부터 배터리(20)의 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출하는 연산부(34)를 포함할 수 있다.The battery management server 24 includes a second wireless communication unit 36 that communicates with the user's mobile terminal 22 and a calculation unit 34 that calculates the total energy storage amount (Q max ) of the battery 20 from battery state information. can include

배터리 관리 서버(24)는 다수의 사용자의 모바일 단말기(22)로부터 각각 배터리 상태 정보를 전송받고 이를 관리함으로써 복수 개의 전기 자동차(18)의 배터리(20)를 관리할 수 있다.The battery management server 24 may manage the batteries 20 of the plurality of electric vehicles 18 by receiving and managing battery state information from each of the mobile terminals 22 of the plurality of users.

제2 무선 통신부(36)는 인터넷, 이동통신망 등의 광역 무선 통신망을 포함하며, 이를 통해 사용자의 모바일 단말기(22)와 통신이 이루어진다.The second wireless communication unit 36 includes a wide area wireless communication network such as the Internet and a mobile communication network, through which communication with the user's mobile terminal 22 is made.

전기 자동차(18)의 충전 중에는 충전 장치(10)에서 사용자 모바일 단말기(22)에 근거리 통신망을 통해 배터리 상태 정보를 전달하고, 사용자 모바일 단말기(22)는 다시 광역 무선 통신망을 통해 배터리 관리 서버(24)로 배터리 상태 정보를 전달하도록 함으로써, 충전 장치(10) 내에 광역 무선 통신망을 설치하지 않고도 배터리 관리 서버(24)로 해당 배터리(20)의 배터리 상태 정보를 전송할 수 있다.While the electric vehicle 18 is being charged, the charging device 10 transfers battery status information to the user mobile terminal 22 through a local area network, and the user mobile terminal 22 again transmits battery management server 24 through a wide area wireless communication network. ), the battery status information of the corresponding battery 20 can be transmitted to the battery management server 24 without installing a wide area wireless communication network in the charging device 10.

본 실시예에서는 사용자의 모바일 단말기(22)를 통해 해당 배터리(20)의 배터리 상태 정보를 배터리 관리 서버(24)로 전송하도록 구성하였으나, 충전 장치(10) 내에 광역 무선 통신망을 설치하여 사용자의 모바일 단말기(22)를 통하지 않고 바로 배터리 관리 서버(24)로 해당 배터리(20)의 배터리 상태 정보로 전송하도록 구성할 수 있다.In the present embodiment, the battery state information of the battery 20 is transmitted to the battery management server 24 through the user's mobile terminal 22, but a wide area wireless communication network is installed in the charging device 10 so that the user's mobile The battery state information of the corresponding battery 20 may be transmitted directly to the battery management server 24 without going through the terminal 22 .

배터리 관리 서버(24)의 연산부(34)는, 전송된 배터리 상태 정보로부터 배터리(20)에 저장 가능한 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출하는 에너지 저장량 산출 알고리즘을 포함하는데, 에너지 저장량 산출 알고리즘을 통해 산출된 해당 배터리(20)의 총 에너지 저장량은 제2 무선 통신부(36)를 통해 다시 사용자의 모바일 단말기(22)로 전송함으로써 사용자가 자신 소유의 전기 자동차(18)에 내장된 배터리(20)의 저장 가능한 총 에너지 저장량(Qmax)을 확인할 수 있다. 이를 통해 배터리(20)의 노화 상태나 건강 상태를 확인할 수 있다.The calculation unit 34 of the battery management server 24 includes an energy storage amount calculation algorithm that calculates the total energy storage amount (Q max ) that can be stored in the battery 20 from the transmitted battery state information, through the energy storage amount calculation algorithm. The calculated total energy storage amount of the battery 20 is transmitted to the mobile terminal 22 of the user again through the second wireless communication unit 36 so that the user can use the battery 20 stored in the electric vehicle 18 owned by the user. It is possible to check the total energy storage amount (Q max ) that can be stored. Through this, it is possible to check the aging state or health state of the battery 20 .

본 경우도 마찬가지로 해당 배터리(20)의 총 에너지 산출량을 사용자의 모바일 단말기(22)로 전송하도록 구성되었으나 배터리 관리 서버(24)에서 바로 해당 충전 장치(10)로 해당 배터리(20)의 총 에너지 저장량은 전송하여 사용자가 충전 장치(10)의 디스플레이로 본인 소유의 전기 자동차(18)의 배터리(20)의 총 에너지 저장량을 확인할 수 있다.Similarly in this case, the total energy output of the battery 20 is configured to be transmitted to the mobile terminal 22 of the user, but the total energy storage amount of the battery 20 is directly transferred from the battery management server 24 to the charging device 10. is transmitted so that the user can check the total energy storage amount of the battery 20 of the electric vehicle 18 owned by the user through the display of the charging device 10 .

한편, 배터리 관리 서버(24)의 연산부(34)에는 복수 개의 서로 다른 에너지 저장량 산출 알고리즘을 포함할 수 있다. 이 경우 사용자는 사용자의 모바일 단말기(22)를 통해 복수 개의 에너지 저장량 산출 알고리즘 중 어느 하나 선택할 수 있다. 사용자의 선택에 따라 선택된 에너지 저장량 산출 알고리즘을 통해 해당 배터리(20)의 총 에너지 저장량을 산출할 수 있다.Meanwhile, the calculation unit 34 of the battery management server 24 may include a plurality of different energy storage calculation algorithms. In this case, the user may select one of a plurality of energy storage amount calculation algorithms through the user's mobile terminal 22 . The total energy storage amount of the battery 20 may be calculated through an energy storage calculation algorithm selected according to a user's selection.

현재 배터리(20)에 저장 가능한 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출하는 방법에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있는데, 실제로 배터리(20)가 가지고 있는 총 에너지 저장량을 정확하게 산출하는 방법이 명확히 제시된 바가 없다. 따라서, 신뢰할 만한 에너지 저장량 산출 알고리즘을 배터리 관리 서버(24)에서 제공하고 이를 사용자가 선택함으로써 배터리(20) 관리에 대한 신뢰도를 높일 수 있다. Currently, various studies are being conducted on how to calculate the total energy storage amount (Q max ) that can be stored in the battery 20, but in fact, a method for accurately calculating the total energy storage amount of the battery 20 has not been clearly presented. . Accordingly, reliability of battery 20 management can be increased by providing a reliable energy storage amount calculation algorithm from the battery management server 24 and selecting it by the user.

이러한 에너지 저장량 산출 알고리즘은 여러 연구 집단에서 배터리 관리 서버(24)로 제공할 수 있으며, 관리자는 이 중 신뢰할 만한 에너지 저장량 산출 알고리즘을 선정하고 연산부(34)에 등록함으로써 사용자가 선택하도록 할 수 있다.Such an energy storage amount calculation algorithm may be provided to the battery management server 24 by various research groups, and the administrator may select a reliable energy storage amount calculation algorithm among them and register it in the calculation unit 34 so that the user can select it.

그리고, 배터리 관리 서버(24)에도 데이터 저장부(38)가 구비되어 있어 다수의 사용자의 모바일 단말기(22)로부터 전송된 배터리 상태 정보, 이를 통해 산출된 총 에너지 저장량을 저장하여 두었다가 언제든지 사용자에게 제공할 수 있다. 그리고, 배터리 관리 서버(24)의 데이터 저장부(38)에는 해당 전기 자동차(18)의 충전 시간, 충전 내역, 충전량을 포함하는 충전 정보를 충전 시 마다 저장하였다가 이를 기초로 해당 전기 자동차(18)의 배터리(20)의 교체 시기 및 충전 시기의 알림 등 배터리 관리를 수행할 수 있다.In addition, the battery management server 24 is also provided with a data storage unit 38 to store the battery state information transmitted from the mobile terminals 22 of a plurality of users and the total energy storage amount calculated through this, and provide it to the user at any time. can do. In addition, the data storage unit 38 of the battery management server 24 stores charging information including the charging time, charging history, and charging amount of the corresponding electric vehicle 18 every time it is charged, and based on this, the corresponding electric vehicle 18 ) It is possible to perform battery management, such as notification of replacement time and charging time of the battery 20 .

이하에서는, 본 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템을 통하여 배터리(20)에 저장 가능한 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of calculating the total energy storage amount (Q max ) that can be stored in the battery 20 through the electric vehicle charging system equipped with the battery management system according to the present embodiment will be described.

도 3은 배터리(20)의 OCV(Open Circuit Voltage)-SOC(State of Charge) 특성 곡선이고, 도 4는 제1 방법에 따른 배터리(20)의 총 에너지 저장량 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is an open circuit voltage (OCV)-state of charge (SOC) characteristic curve of the battery 20, and FIG. 4 is a diagram for explaining a method for calculating the total energy storage amount of the battery 20 according to the first method.

도 3에는 배터리(20)의 OCV(Open Circuit Voltage)-SOC(State of Charge) 특성 곡선이 도시되어 있다. 본 특성 곡선은 일 실시예에 불과하며 배터리(20) 마다 달라 질 수 있다. OCV-SOC 특성 곡선은 배터리(20) 생산 업체에서 배터리(20) 출하 시 제공하고 있다. OCV-SOC 특성 곡선이 없는 경우에는 실험실 등에서 미리 배터리(20)에 대한 실험을 진행하고 해당 배터리(20)에 대한 현재 상태의 OCV-SOC 특성 곡선을 얻을 수 있다.3 shows an open circuit voltage (OCV)-state of charge (SOC) characteristic curve of the battery 20 . This characteristic curve is only an example and may vary for each battery 20 . The OCV-SOC characteristic curve is provided when the battery 20 is shipped from the battery 20 manufacturer. If there is no OCV-SOC characteristic curve, an experiment on the battery 20 may be conducted in advance in a laboratory or the like, and an OCV-SOC characteristic curve of the battery 20 in a current state may be obtained.

본 실시예에서는 그래프 형태로 OCV-SOC 특성 곡선을 제시하고 있으나 테이블 형태로 제공하기도 한다. 테이블에 제공된 OCV값과 SOC값을 대응시켜 OCV-SOC 특성 곡선을 작성할 수 있음은 물론이다. 이러한 OCV-SOC 특성 곡선을 이용하면 배터리(20)의 개방회로전압을 측정하면 현재 배터리(20)의 SOC 값을 추정할 수 있다. In this embodiment, the OCV-SOC characteristic curve is presented in the form of a graph, but it is also provided in the form of a table. It goes without saying that the OCV-SOC characteristic curve can be created by matching the OCV values and SOC values provided in the table. Using this OCV-SOC characteristic curve, the current SOC value of the battery 20 can be estimated by measuring the open circuit voltage of the battery 20 .

먼저, 도 4를 참고하여, 제1 방법에 따른 배터리(20)의 총 에너지 저장량 산출 방법에 대해서 설명하기로 한다.First, with reference to FIG. 4 , a method for calculating the total energy storage amount of the battery 20 according to the first method will be described.

배터리(20)에 남아 있는 총 에너지 저장량을 측정하는 방법으로서, 배터리(20)의 충전이나 방전을 100% 수준으로 하지 않고, 제1 특정 시간에서 SOC값(SOC1)과 또 다른 제2 특정 시간에서 SOC값(SOC2)을 산출하고 그 차이를 통해 아래의 [식 1]을 이용하여 총 에너지 저장량(Qmax)을 계산하는 방법이 제안되고 있다.As a method of measuring the total energy storage amount remaining in the battery 20, without charging or discharging the battery 20 to 100% level, a SOC value (SOC 1 ) at a first specific time and another second specific time A method of calculating the SOC value (SOC 2 ) in , and calculating the total energy storage amount (Q max ) using the following [Equation 1] through the difference has been proposed.

[식 1][Equation 1]

Figure 112020108880056-pat00004
Figure 112020108880056-pat00004

여기서, here,

Figure 112020108880056-pat00005
Figure 112020108880056-pat00005

Figure 112020108880056-pat00006
Figure 112020108880056-pat00006

제1 특정 시간에서의 SOC값(SOC1)과 제2 특정 시간에서의 SOC값(SOC2)을 산출하기 위해서 OCV-SOC 특성 곡선을 이용하게 되는데, 정확한 개방회로전압을 측정하기 위해서는 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리(20)의 충방전이 발생하지 않은 상태에서 전압이 일정한 값으로 안정화되는 전압 안정기를 거쳐야 한다.In order to calculate the SOC value (SOC 1 ) at the first specific time and the SOC value (SOC 2 ) at the second specific time, the OCV-SOC characteristic curve is used. In order to accurately measure the open circuit voltage, see FIG. As shown, in a state in which charging and discharging of the battery 20 does not occur, the voltage must be stabilized at a constant value through a voltage stabilizer.

먼저, 충전 커넥터(16)가 전기 자동차(18)의 충전구에 결합된 상태에서, 부하부(28)를 통해 제1 방전을 실행한다. 이 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 방전이 이루어지는 동안에는 배터리(20)의 전압이 급격히 떨어지고 제1 방전이 정지되면 전압이 급격히 상승한 후 천천히 전압 안정기에 도달하는데 이때 상태 정보 측정부(27)를 통해 제1 특정 시간에서의 배터리(20)의 제1 전압, 제1 전류, 측정 시간 등의 배터리 상태 정보를 측정한다. First, in a state where the charging connector 16 is coupled to the charging port of the electric vehicle 18, the first discharge is performed through the load unit 28. In this case, as shown in FIG. 4, the voltage of the battery 20 rapidly drops during the first discharge, and when the first discharge stops, the voltage rises rapidly and then slowly reaches a voltage plateau. At this time, the state information measuring unit 27 ) Measures battery state information such as a first voltage, a first current, and a measurement time of the battery 20 at a first specific time.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 다시 부하부(28)를 통해 제2 방전을 실행하고 정지하면 다시 전압이 급격히 상승한 후 매우 천천히 전압 안정기에 도달하는데, 이때 상태 정보 측정부(27)를 통해 제2 특정 시간에서의 배터리(20)의 제2 전압, 제2 전류, 측정 시간 등의 배터리 상태 정보를 측정한다.And, as shown in FIG. 4, when the second discharge is executed again through the load unit 28 and stopped, the voltage rises again rapidly and then reaches the voltage plateau very slowly. At this time, through the state information measurement unit 27 Battery state information such as a second voltage, a second current, and a measurement time of the battery 20 at a second specific time is measured.

상태 정보 측정부(27)를 통해 측정된 제1 방전 후의 배터리 상태 정보와 제2 방전 후의 배터리 상태 정보를 데이터 저장부(32)에 저장된다.The battery state information after the first discharge and the battery state information after the second discharge measured by the state information measurement unit 27 are stored in the data storage unit 32 .

데이터 저장부(32)에 저장된 배터리 상태 정보는 제1 무선 통신부(30)를 통해 사용자의 모바일 단말기(22)로 전송되고, 이는 다시 사용자의 모바일 단말기(22)를 통해 배터리 관리 서버(24)로 전송된다.The battery status information stored in the data storage unit 32 is transmitted to the user's mobile terminal 22 through the first wireless communication unit 30, which is then transmitted to the battery management server 24 through the user's mobile terminal 22. is transmitted

배터리 관리 서버(24)의 연산부(34)에서는 제1 방전 후의 제1 특정 시간에서 SOC값(SOC1)과 제2 방전 후의 제2 특정 시간에서의 SOC값(SOC2)을 OCV-SOC 특성 곡선을 통해 산출하고, 이 값을 이용하여 다시 상기 [식 1]을 통해 해당 배터리(20)의 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출한다. 이러한 산출 절차는 에너지 저장량 산출 알고리즘으로 구현될 수 있다.In the calculation unit 34 of the battery management server 24, the SOC value (SOC 1 ) at a first specific time after the first discharge and the SOC value (SOC 2 ) at a second specific time after the second discharge are calculated as an OCV-SOC characteristic curve Calculated through , and using this value, the total energy storage amount (Q max ) of the battery 20 is calculated again through [Equation 1]. This calculation procedure may be implemented as an energy storage amount calculation algorithm.

그런데, 이상과 같은 배터리(20)의 총 에너지 저장량(Qmax) 산출 방법은, 최소 두 번의 전압 안정기 시간이 지나야 하기 때문에 배터리(20)의 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출하는데 많은 시간이 소요될 수 있다.However, in the method of calculating the total energy storage amount (Q max ) of the battery 20 as described above, it takes a lot of time to calculate the total energy storage amount (Q max ) of the battery 20 because at least two voltage stabilization times must pass. can

이하에서는 SOC1 값과 SOC2 값을 산출하는 시간을 최소화하여 배터리(20)에 남아있는 총 에너지 저장량을 산출함으로써 배터리(20)를 효율적으로 관리할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.Hereinafter, a method for efficiently managing the battery 20 will be presented by calculating the total energy storage remaining in the battery 20 by minimizing the time for calculating the SOC 1 value and the SOC 2 value.

도 5는 총 에너지 저장량 산출의 측정 위치를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 제2 방법에 따른 배터리(20) 관리 방법의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 7은 제2 방법에 따른 배터리(20)의 총 에너지 저장량 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 5 is a diagram for explaining a measurement position for calculating the total energy storage amount, and FIG. 6 is a diagram for explaining the measurement principle of the battery 20 management method according to the second method. 7 is a diagram for explaining a method for calculating the total energy storage amount of the battery 20 according to the second method.

먼저, 도 5 및 도 6을 참조하여 제2 방법에 따른 총 에너지 저장량(Qmax) 산출 방법의 측정 원리를 설명한다.First, with reference to FIGS. 5 and 6 , the measurement principle of the total energy storage amount (Q max ) calculation method according to the second method will be described.

도 5는 SOC 값의 수준 따른 측정 단계를 설정한 것으로, 측정 I은 배터리(20)의 SOC 값이 90% 정도에서, 측정 II는 배터리(20)의 SOC 값이 70% 정도에서, 측정 III은 배터리(20)의 SOC 값이 40% 정도에서 총 에너지 저장량을 산출하여 배터리(20)의 상태를 점검함을 의미한다. 5 is a set of measurement steps according to the level of the SOC value, measurement I when the SOC value of the battery 20 is about 90%, measurement II when the SOC value of the battery 20 is about 70%, and measurement III This means that the state of the battery 20 is checked by calculating the total energy storage when the SOC value of the battery 20 is about 40%.

도 6은 제2 방법에 따른 배터리(20) 관리 방법의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다. 출원인의 실험에 따르면, 제1 방전을 실행한 후 많은 시간이 흐르지 않고 다시 제2 방전을 실행하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 방전 실행 직후와 제2 방전 실행 직후 전압이 회복하는 패턴이 동일하거나 유사하는 것을 알 수 있었다. 6 is a diagram for explaining the measurement principle of the method for managing the battery 20 according to the second method. According to the experiment of the applicant, when the second discharge is performed again without much time passing after the first discharge, as shown in FIG. 6, the voltage recovers immediately after the first discharge and the second discharge. It was found that the patterns were the same or similar.

이때, '제1 방전을 실행한 후 많은 시간이 흐르지 않고 다시 제2 방전을 실행한다'는 의미는 제1 방전의 실행과 제2 방전의 실행 간의 시간 차가 크지 않다는 의미로서, 도 5에서 제1 방전과 제2 방전을 SOC값 수준이 비슷한 위치에서 수행한다는 의미이다. 예를 들면, 측정 I, 측정 II, 측정 III 각각에서 제1 방전과 제2 방전을 수행해야 한다는 의미이다.At this time, the meaning of 'performing the second discharge again without much time passing after the first discharge' means that the time difference between the execution of the first discharge and the execution of the second discharge is not large, and in FIG. This means that the discharge and the second discharge are performed at a position where the level of the SOC value is similar. For example, it means that the first discharge and the second discharge should be performed in each of measurement I, measurement II, and measurement III.

도 6에서는 '방전'의 회복 패턴을 보여주고 있으나, 제1 충전을 실행한 후 많은 시간이 흐르지 않고 다시 제2 충전을 실행하는 경우 즉 '충전'에서도 전압의 회복 패턴이 동일하거나 유사하다.6 shows the recovery pattern of 'discharge', but when the second charge is performed again without much time passing after the first charge, that is, the voltage recovery pattern is the same or similar to 'charge'.

한편, [식 1]에 따르면, 제1 특정 시점에서의 SOC1 값과 제2 특정 시점에서의 SOC2 값의 차(SOC1-SOC2)를 알면 총 에너지 저장량을 산출할 수 있음을 알 수 있다.Meanwhile, according to [Equation 1], it can be seen that the total energy storage amount can be calculated if the difference (SOC 1 -SOC 2 ) between the SOC 1 value at the first specific time point and the SOC 2 value at the second specific time point is known. there is.

제1 방법에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 방전을 실행한 후 전압 안정기에서 전압을 측정하여 SOC1 값을 산출하고 제2 방전을 실행한 후 다시 전압 안정기에서 전압을 측정하여 SOC2 값을 산출하여 두 값의 차로 [식 1]에 따라 총 에너지 저장량을 산출하게 되는데, 제2 방법에 따르면 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 방전을 실행한 후 많은 시간이 흐르지 않고 다시 제2 방전을 실행하는 경우 전압이 회복되는 패턴이 동일하거나 매우 유사하기 때문에 굳이 전압 안정기에서 SOC 값을 산출하지 않고 제1 방전 및 제2 방전 직후 동일한 전압 회복 시간에서 전압을 측정하고 이를 통해 SOC1′과 SOC2′을 산출하고 그 차로 [식 1]에 따라 총 에너지 저장량을 산출할 수 있다.According to the first method, as shown in FIG. 4 , after the first discharge is performed, the voltage is measured by the voltage stabilizer to calculate the SOC 1 value, and after the second discharge is performed, the voltage is measured again by the voltage stabilizer to calculate the SOC 1 value. 2 values are calculated and the total energy storage amount is calculated according to [Equation 1] as the difference between the two values. According to the second method, as shown in FIG. In the case of 2 discharge, since the voltage recovery pattern is the same or very similar, the voltage stabilizer does not calculate the SOC value, and the voltage is measured at the same voltage recovery time immediately after the first and second discharge, and SOC1′ and SOC1′ SOC2′ is calculated, and the total energy storage can be calculated according to [Equation 1] with the difference.

이러한 원리에 따라 도 7을 참고하여 제2 방법에 따른 배터리(20)의 총 에너지 저장량 산출방법을 자세히 설명하기로 한다.Based on this principle, a method for calculating the total energy storage amount of the battery 20 according to the second method will be described in detail with reference to FIG. 7 .

먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 부하부(28)가 제1 충방전을 실행한 후, 상태 정보 측정부(27)는 상기 제1 충방전 직후와 전압 안정기 도달 전 사이의 제1 시간 경과 후에 배터리 상태 정보로서 상기 배터리(20)의 제1 전압을 측정한다. 이때, 배터리 상태 정보로서 제1 전류와 측정 시간을 동시에 측정할 수 있다.First, as shown in FIG. 7 , after the load unit 28 performs the first charge and discharge, the state information measurement unit 27 measures a first time elapsed between immediately after the first charge and discharge and before reaching a voltage plateau. Later, the first voltage of the battery 20 is measured as battery state information. In this case, the first current and the measurement time may be simultaneously measured as battery state information.

여기서, '충방전'이라 하면, 배터리(20)에 충전을 진행하거나 방전을 진행하는 것으로서, 제1 충방전 실행 단계에서 '충전'을 진행한 경우에는 제2 충방전 실행 단계에서도 동일한 '충전'을 진행하고, 제1 충방전 실행 단계에서 '방전'을 진행한 경우에는 제2 충방전 실행 단계에서도 동일한 '방전'을 진행한다. 본 실시예에서는 '방전'을 실행한 것을 중심으로 설명하기로 한다. Here, 'charging/discharging' refers to charging or discharging the battery 20, and when 'charging' is performed in the first charge/discharge execution step, the same 'charge' is performed in the second charge/discharge execution step. , and when 'discharging' is performed in the first charge/discharge execution step, the same 'discharge' is performed in the second charge/discharge execution step. In this embodiment, description will be made focusing on the execution of 'discharge'.

다음에, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 방전을 실행한 후 많은 시간이 흐르지 않은 상태에서 부하부(28)는 배터리(20)에 대해 다시 제2 방전을 실행한다. 이때 상태 정보 측정부(27)는 제2 충방전 직후와 전압 안정기 도달 전 사이의 제1 시간(제1 충방전 후 제1 전압을 측정한 시간)과 동일한 제2 시간 경과 후 배터리 상태 정보로서 배터리(20)의 제2 전압을 측정한다. 이때, 배터리 상태 정보로서 제2 전류와 측정 시간을 동시에 측정할 수 있다. 제2 방전은 제1 방전 실행 후 전압이 회복되는 패턴이 동일하거나 유사하게 나타날 수 있는 SOC값 수준에서 실행된다.Next, as shown in FIG. 7 , in a state where much time has not passed after the first discharge, the load unit 28 again performs the second discharge on the battery 20 . At this time, the state information measuring unit 27 provides battery state information after a second time equal to the first time between immediately after the second charging and discharging and before reaching the voltage plateau (the time when the first voltage is measured after the first charging and discharging) has elapsed. Measure the second voltage of (20). In this case, the second current and the measurement time may be simultaneously measured as battery state information. The second discharge is executed at the level of the SOC value at which the same or similar pattern of voltage recovery after execution of the first discharge can appear.

제1 방전에 따른 전압 회복 시의 제1 시간과 동일하게 제2 방전에 따른 전압 회복 시의 제2 시간에 제2 전압을 측정함으로써 제1 방전 및 제2 방전에 따른 전압 안정기에서 각각 측정한 전압의 차와 동일한 비율로 전압의 차를 갖게 된다.Voltages respectively measured by the voltage stabilizer according to the first discharge and the second discharge by measuring the second voltage at the second time when the voltage is recovered according to the second discharge, the same as the first time when the voltage is recovered according to the first discharge. have the difference in voltage at the same rate as the difference in

이와 같이, 제1 방전 실행 후 전압 안정기에 도달하지 않더라도 제2 방전을 실행하여 각각의 전압을 측정함으로써 SOC 값 및 총 에너지 저장량(Qmax) 산출 시간을 크게 줄일 수 있다.In this way, even if the voltage stabilizer is not reached after the first discharge, the time required to calculate the SOC value and the total energy storage amount (Q max ) can be greatly reduced by performing the second discharge and measuring each voltage.

상태 정보 측정부(27)를 통해 측정된 제1 방전 후의 배터리 상태 정보와 제2 방전 후의 배터리 상태 정보를 데이터 저장부(32)에 저장된다.The battery state information after the first discharge and the battery state information after the second discharge measured by the state information measurement unit 27 are stored in the data storage unit 32 .

데이터 저장부(32)에 저장된 배터리 상태 정보는 제1 무선 통신부(30)를 통해 사용자의 모바일 단말기(22)로 전송되고, 이는 다시 사용자의 모바일 단말기(22)를 통해 배터리 관리 서버(24)로 전송된다.The battery status information stored in the data storage unit 32 is transmitted to the user's mobile terminal 22 through the first wireless communication unit 30, which is then transmitted to the battery management server 24 through the user's mobile terminal 22. is transmitted

배터리 관리 서버(24)의 연산부(34)에서는 제1 방전 후의 제1 특정 시간에서 SOC값(SOC1)과 제2 방전 후의 제2 특정 시간에서의 SOC값(SOC2)을 OCV-SOC 특성 곡선을 통해 산출하고, 이 값을 이용하여 다시 상기 [식 1]을 통해 해당 배터리(20)의 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출한다.In the calculation unit 34 of the battery management server 24, the SOC value (SOC 1 ) at a first specific time after the first discharge and the SOC value (SOC 2 ) at a second specific time after the second discharge are calculated as an OCV-SOC characteristic curve Calculated through , and using this value, the total energy storage amount (Q max ) of the battery 20 is calculated again through [Equation 1].

상술한 바와 같이, 제1 전압 및 제2 전압이, 제1 방전 및 제2 방전에 따른 전압 안정기에서 측정된 것이 아닐지라도, [식 1]에 따르면, 총 에너지 저장량(Qmax)은 제1 특정 시점에서의 SOC1 값과 제2 특정 시점에서의 SOC2 값의 차(SOC1-SOC2)에 의해 결정될 수 있기 때문에 보다 정확한 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출할 수 있다.As described above, even if the first voltage and the second voltage are not measured in the voltage stabilizer according to the first discharge and the second discharge, according to [Equation 1], the total energy storage amount Q max is the first specific Since it can be determined by the difference (SOC 1 -SOC 2 ) between the SOC 1 value at a point in time and the SOC 2 value at a second specific point in time, a more accurate total energy storage amount (Q max ) can be calculated.

상술한 바에 따라 산출된 배터리(20)의 총 에너지 저장량(Qmax)은 배터리(20)의 노후화 정도가 반영된 값으로써 이 값을 이용하여 배터리(20)의 충전 또는 교체 시기를 결정할 수 있다. The total energy storage amount (Q max ) of the battery 20 calculated as described above is a value in which the degree of deterioration of the battery 20 is reflected, and a charging or replacement time of the battery 20 may be determined using this value.

도 8은 제3 방법에 따른 배터리(20)의 총 에너지 저장량 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다. 8 is a diagram for explaining a method for calculating the total energy storage amount of the battery 20 according to the third method.

또 다른 제3 방법으로, 상기의 제2 방법과 달이 제2 충방전 시기 보다 빠르게 실시함으로써 배터리(20)의 총 에너지 저장량(Qmax)의 산출 시간을 더 줄일 수 있다.As another third method, the calculation time of the total energy storage amount (Q max ) of the battery 20 may be further reduced by performing the above second method and the month earlier than the second charge/discharge period.

상기의 제2 방법에서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제1 방전 실행 후 본래의 전압 안정기 내의 어느 시점에서 배터리(20)에 대해 제2 방전을 실행하였으나, 본 제3 방법에서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 충방전에 따른 전압 측정 시기인 제1 시간 이후 제1 충방전에 따른 전압 안정기 도달 이전 즉, 전압이 급격히 회복하는 일 시점에서 배터리(20)에 대해 제2 충방전을 실행함으로써 SOC 값의 산출시간을 크게 단축하였다.In the above second method, as shown in FIG. 7, the second discharge was performed on the battery 20 at some point within the original voltage stabilizer after the first discharge was executed, but in this third method, as shown in FIG. As described above, by performing the second charging and discharging of the battery 20 after the first time, which is the voltage measurement period according to the first charging and discharging, before reaching the voltage plateau according to the first charging and discharging, that is, at a point in time when the voltage rapidly recovers. The calculation time of the SOC value is greatly reduced.

도 8을 참고하면, 제1 방전을 실행한 후 제1 시간 경과 후 제1 전압을 측정하고 바로 제2 방전을 실행하고 있음을 알 수 있다. 본 제3 방법에서도 제2 방전 직후와 전압 안정기 도달 전 사이의 제1 시간과 동일한 제2 시간 경과 후 배터리(20)의 제2 전압을 측정한다.Referring to FIG. 8 , it can be seen that the first voltage is measured after the first time elapses after the first discharge is performed, and the second discharge is performed immediately. Also in this third method, the second voltage of the battery 20 is measured after a second time equal to the first time between immediately after the second discharge and before reaching a voltage plateau.

본 제3 방법에 따라 제1 전압과 제2 전압에 대해 각각 SOC1 값, SOC2 값을 산출함으로써 배터리(20)의 총 에너지 저장량 측정 시간을 크게 단축할 수 있다.By calculating the SOC 1 value and the SOC 2 value for the first voltage and the second voltage, respectively, according to the third method, the total energy storage amount measurement time of the battery 20 can be significantly reduced.

이상의 제2 방법 및 제3 방법을 수행하기 위해 부하부(28)는, 충전 커넥터(16)가 전기 자동차(18)에 연결된 상태에서 전기 자동차(18)의 배터리(20)에 제1 충방전과 제2 충방전을 실행하고, 상태 정보 측정부(27)는, 제1 충방전 직후와 전압 안정기 도달 전 사이의 제1 시간 경과 후 배터리(20)의 제1 전압과, 제2 충방전 직후와 전압 안정기 도달 사이의 제1 시간과 동일한 제2 시간 경과 후 배터리(20)의 제2 전압을 측정함으로써 제1 전압과 제2 전압에 따른 SOC 값의 산출 시간을 줄여 보다 효율적으로 배터리(20)의 총 에너지 저장량을 산출할 수 있다.To perform the above second and third methods, the load unit 28 first charges and discharges the battery 20 of the electric vehicle 18 while the charging connector 16 is connected to the electric vehicle 18. The second charge/discharge is executed, and the state information measurement unit 27 measures the first voltage of the battery 20 after a lapse of a first time between immediately after the first charge and discharge and before reaching a voltage plateau, and immediately after the second charge/discharge, and By measuring the second voltage of the battery 20 after the lapse of the second time equal to the first time between reaching the voltage plateau, the calculation time of the SOC value according to the first voltage and the second voltage is reduced and the battery 20 is more efficiently Total energy storage can be calculated.

배터리 관리 서버(24)의 연산부(34)는, 전송된 배터리 상태 정보로부터 배터리(20)의 총 에너지 저장량을 산출하는 에너지 저장량 산출 알고리즘을 포함하는데, 배터리(20)의 기 설정된 OCV-SOC 특성 곡선에서 제1 전압에 대한 제1 SOC(State Of Charge)의 값(SOC1)과 제2 전압에 대한 제2 SOC(State Of Charge)의 값(SOC2)을 산출하고, 제1 SOC 값과 제2 SOC 값을 이용하여 배터리(20)(10)의 총 에너지 저장량(Qmax)를 산출한다. 이때, 연산부(34)는, 전류 적산법에 따라 제2 충방전에 따른 배터리(20)의 에너지 변화량(ΔQ)을 산정하고, 상술한 [식 1]에 따라 제1 SOC 값(SOC1), 제2 SOC 값(SOC2) 및 배터리(20)의 에너지 변화량(ΔQ)을 이용하여 상기 배터리(20)(10)의 총 에너지 저장량(Qmax)를 산출할 수 있다.The calculation unit 34 of the battery management server 24 includes an energy storage amount calculation algorithm for calculating the total energy storage amount of the battery 20 from the transmitted battery state information, and the preset OCV-SOC characteristic curve of the battery 20 The first SOC (State Of Charge) value (SOC 1 ) for the first voltage and the second SOC (State Of Charge) value (SOC 2 ) for the second voltage are calculated, and the first SOC value and the second The total energy storage amount (Q max ) of the battery 20 (10) is calculated using the 2 SOC values. At this time, the calculation unit 34 calculates the energy change ΔQ of the battery 20 according to the second charging and discharging according to the current integration method, and the first SOC value (SOC 1 ) and the first SOC value (SOC 1 ) according to [Equation 1] described above. The total energy storage amount (Q max ) of the battery 20 (10) may be calculated using the 2 SOC value (SOC 2 ) and the energy variation (ΔQ) of the battery 20.

배터리(20)의 SOC 값의 산출 시간을 줄이기 위해서는 제2 충방전 시기를 결정하는 것이 매우 중요한데, 부하부(28)는 제1 충방전에 따른 전압 안정기 내에서 배터리(20)에 대해 제2 충방전을 실행하거나 제1 시간 이후 제1 충방전에 따른 전압 안정기 도달 이전에 배터리(20)에 대해 제2 충방전을 실행함으로써 SOC 값의 산정과 총 에너지 저장량의 산정 시간을 줄일 수 있다.In order to reduce the calculation time of the SOC value of the battery 20, it is very important to determine the second charge/discharge timing. By executing the discharging or performing the second charging and discharging of the battery 20 after the first time and before reaching the voltage plateau due to the first charging and discharging, the time required to calculate the SOC value and the total energy storage amount can be reduced.

본 배터리 관리 시스템에 따라 산출된 배터리(20)의 총 에너지 저장량(Qmax)은 배터리(20)의 노후화 정도가 반영된 값으로써 이 값을 이용하여 배터리(20)의 충전 또는 교체 시기를 사용자의 모바일 단말기(22)로 전송할 수 있다.The total energy storage amount (Q max ) of the battery 20 calculated according to the present battery management system is a value in which the degree of deterioration of the battery 20 is reflected. It can be transmitted to the terminal 22.

배터리 관리 서버(24)의 데이터 저장부(38)는 측정 시기 마다 전압, SOC 값, 총 에너지 저장량을 데이터로서 저장하였다가 배터리(20)의 충전 및 교체 시기를 결정하는데 이용할 수 있다.The data storage unit 38 of the battery management server 24 stores the voltage, SOC value, and total energy storage amount as data at each measurement time, and can use them to determine the time to charge or replace the battery 20 .

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템의 블록 다이아그램이다.9 is a block diagram of an electric vehicle charging system having a battery management system according to another embodiment of the present invention.

도 9에는, 충전 장치(10), 충전 장치 본체(12), 케이블(14), 충전 커넥터(16), 모바일 단말기(22), 제어부(26), 상태 정보 측정부(27), 부하부(28), 데이터 저장부(32), 연산부(40), 제3 무선 통신부(42)가 도시되어 있다.9 shows a charging device 10, a charging device body 12, a cable 14, a charging connector 16, a mobile terminal 22, a control unit 26, a state information measurement unit 27, a load unit ( 28), a data storage unit 32, a calculation unit 40, and a third wireless communication unit 42 are shown.

본 실시예는 상기 일 실시예에 달리 별도의 배터리 관리 서버를 두지 않고, 충전 장치(10) 자체에 총 에너지 저장량을 산출하는 연산부(40)와 사용자의 모바일 단말기(22)와 통신할 수 있는 제3 무선 통신부(42)를 배치한 형태이다.Unlike the previous embodiment, this embodiment does not have a separate battery management server, and the charging device 10 itself can communicate with the calculation unit 40 that calculates the total energy storage amount and the user's mobile terminal 22. It is a form in which three radio communication units 42 are arranged.

전기 자동차(18)의 충전을 위하여 충전 장치(10)의 충전 커넥터(16)를 전기 자동차(18)의 충전구에 연결하면 부하부(28)의 충방전 작동 후에 상태 정보 측정부(27)에서 배터리 상태 정보를 측정하고 이를 데이터 저장부(32)에 저장한다. 연산부(40)에서는 배터리 상태 정보로부터 상술한 방법에 따라 해당 배터리(20)의 총 에너지 저장량을 산출하고 이를 제3 무선 통신부(42)를 통해 사용자의 모바일 단말기(22)로 전송한다. In order to charge the electric vehicle 18, when the charging connector 16 of the charging device 10 is connected to the charging port of the electric vehicle 18, the state information measuring unit 27 after the charge/discharge operation of the load unit 28 Battery state information is measured and stored in the data storage unit 32 . The calculation unit 40 calculates the total energy storage amount of the battery 20 from the battery state information according to the method described above and transmits it to the user's mobile terminal 22 through the third wireless communication unit 42.

물론 본 실시예에서도 별도의 배터리 관리 서버를 두고 전기 자동차의 배터리 충전 과정에서 배터리 상태 정보, 배터리 충전 시간, 충전 내역, 충전량 등을 배터리 관리 서버로 전송하면 이를 기초로 해당 전기 자동차의 배터리의 교체 시기, 충전 시기 등을 관리할 수 있다.Of course, in this embodiment, if a separate battery management server is provided and the battery status information, battery charging time, charging history, charge amount, etc. are transmitted to the battery management server in the process of charging the battery of the electric vehicle, based on this, the battery replacement time of the corresponding electric vehicle , charge timing, etc. can be managed.

이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. And it will be readily understood that it can be changed.

10: 충전 장치 12: 충전 장치 본체
14: 케이블 16: 충전 커넥터
18: 전기 자동차 20: 배터리
22: 모바일 단말기 24: 배터리 관리 서버
26: 제어부 27: 상태 정보 측정부
28: 부하부 30: 제1 무선 통신부
32, 38: 데이터 저장부 34, 40: 연산부
36: 제2 무선 통신부 42: 제3 무선 통신부10: charging device 12: charging device body
14: cable 16: charging connector
18: electric vehicle 20: battery
22: mobile terminal 24: battery management server
26: control unit 27: state information measurement unit
28: load unit 30: first wireless communication unit
32, 38: data storage unit 34, 40: calculation unit
36: second wireless communication unit 42: third wireless communication unit

Claims (14)

전기 자동차에 내장된 배터리를 관리할 수 있는 전기 자동차 충전 시스템으로서,
충전 장치 본체와, 상기 충전 장치 본체와 케이블로 연결되며 상기 전기 자동차의 충전구에 연결되는 충전 커넥터를 포함하는 충전 장치와;
상기 충전 장치에 구비되며, 상기 충전 커넥터가 상기 전기 자동차에 연결된 상태에서 상기 전기 자동차에 내장된 배터리의 에너지 저장량을 산출하기 위해 배터리에 일시적인 충전 또는 방전을 실행하는 부하부와;
상기 충전 장치에 구비되며, 상기 부하부의 충전 또는 방전 후 상기 배터리의 배터리 상태 정보를 측정하는 상태 정보 측정부와;
상기 상태 정보 측정부에서 측정된 상기 배터리 상태 정보를 저장하는 데이터 저장부와;
상기 배터리 상태 정보로부터 상기 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출하는 에너지 저장량 산출 알고리즘을 포함하는 연산부를 포함하며,
사용자의 모바일 단말기와 통신하는 제1 무선 통신부를 더 포함하고,
상기 제1 무선 통신부는 상기 배터리 상태 정보를 상기 사용자의 모바일 단말기로 송신하고,
상기 사용자의 모바일 단말기와 통신하는 제2 무선 통신부와, 상기 배터리 상태 정보로부터 상기 배터리의 총 에너지 저장량을 산출하는 연산부를 구비하는 배터리 관리 서버를 더 포함하며,
상기 배터리 관리 서버의 상기 연산부는,
에너지 저장량 산출 알고리즘을 통해 상기 배터리 상태 정보를 이용하여 상기 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출하고,
상기 제2 무선 통신부를 통해 상기 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)을 상기 사용자의 모바일 단말기로 전송하고,
상기 배터리 관리 서버의 상기 연산부는,
복수 개의 서로 다른 에너지 저장량 산출 알고리즘을 포함하며,
상기 사용자는 상기 사용자의 모바일 단말기를 통해 상기 복수 개의 에너지 저장량 산출 알고리즘 중 어느 하나 선택하는 것을 특징으로 하는, 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템.
An electric vehicle charging system capable of managing a battery built into an electric vehicle,
a charging device including a charging device body and a charging connector connected to the charging device body by a cable and connected to a charging port of the electric vehicle;
a load unit provided in the charging device and temporarily charging or discharging a battery in order to calculate an energy storage amount of a battery built in the electric vehicle in a state in which the charging connector is connected to the electric vehicle;
a state information measuring unit provided in the charging device and measuring battery state information of the battery after charging or discharging the load unit;
a data storage unit for storing the battery state information measured by the state information measuring unit;
A calculation unit including an energy storage amount calculation algorithm for calculating a total energy storage amount (Q max ) of the battery from the battery state information;
Further comprising a first wireless communication unit that communicates with the user's mobile terminal;
The first wireless communication unit transmits the battery state information to the mobile terminal of the user,
A battery management server including a second wireless communication unit communicating with the user's mobile terminal and a calculation unit calculating a total energy storage amount of the battery from the battery state information,
The calculation unit of the battery management server,
Calculating a total energy storage amount (Q max ) of the battery using the battery state information through an energy storage amount calculation algorithm;
Transmitting the total energy storage amount (Q max ) of the battery to the user's mobile terminal through the second wireless communication unit;
The calculation unit of the battery management server,
It includes a plurality of different energy storage calculation algorithms,
The electric vehicle charging system having a battery management system, characterized in that the user selects one of the plurality of energy storage amount calculation algorithms through the user's mobile terminal.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 배터리 상태 정보는,
상기 부하부 실행 후에 측정되는 전압, 전류, 측정 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템.
According to claim 1,
The battery status information,
An electric vehicle charging system having a battery management system, characterized in that it includes voltage, current, and measurement time measured after the load unit is executed.
 제1항에 있어서,
상기 연산부는,
상기 배터리 상태 정보에 따라 상기 배터리의 기 설정된 OCV-SOC 특성 곡선에서 SOC를 산출하고, 상기 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)을 산출하되,
상기 부하부는,
상기 배터리에 제1 충방전과 제2 충방전을 실행하고,
상기 상태 정보 측정부는,
상기 제1 충방전 직후와 전압 안정기 도달 전 사이의 제1 시간 경과 후 상기 배터리의 제1 전압과, 상기 제2 충방전 직후와 전압 안정기 도달 사이의 상기 제1 시간과 동일한 제2 시간 경과 후 상기 배터리의 제2 전압을 포함하는 배터리 상태 정보를 측정하는 것을 특징으로 하는, 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템.
According to claim 1,
The calculation unit,
According to the battery state information, SOC is calculated from a preset OCV-SOC characteristic curve of the battery, and a total energy storage amount (Q max ) of the battery is calculated,
The load part,
Performing a first charge and discharge and a second charge and discharge on the battery;
The state information measuring unit,
The first voltage of the battery after a lapse of a first time between immediately after the first charging and discharging and before reaching a voltage plateau, and after a lapse of a second time equal to the first time between immediately after the second charging and discharging and reaching a voltage plateau An electric vehicle charging system having a battery management system, characterized in that for measuring battery state information including a second voltage of the battery.
 제9항에 있어서,
상기 연산부는,
상기 배터리의 기 설정된 OCV-SOC 특성 곡선에서 상기 제1 전압에 대한 제1 SOC(State Of Charge)의 값(SOC1)과 상기 제2 전압에 대한 제2 SOC(State Of Charge)의 값(SOC2)을 산출하고,
상기 제1 SOC 값과 상기 제2 SOC 값을 이용하여 상기 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)를 산출하는 것을 특징으로 하는, 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템.
According to claim 9,
The calculation unit,
In the preset OCV-SOC characteristic curve of the battery, a first state of charge (SOC 1 ) value for the first voltage and a second state of charge (SOC) value (SOC 1 for the second voltage) 2 ) is calculated,
The electric vehicle charging system having a battery management system, characterized in that for calculating the total energy storage amount (Q max ) of the battery using the first SOC value and the second SOC value.
 제10항에 있어서,
상기 연산부는,
전류 적산법에 따라 상기 제2 충방전에 따른 상기 배터리의 에너지 변화량(ΔQ)을 산정하고,
아래의 [식]에 따라 상기 제1 SOC 값(SOC1), 상기 제2 SOC 값(SOC2) 및 상기 배터리의 에너지 변화량(ΔQ)을 이용하여 상기 배터리의 총 에너지 저장량(Qmax)를 산출하는 것을 특징으로 하는, 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템.

[식]
Figure 112020108880056-pat00007

여기서,
Figure 112020108880056-pat00008

Figure 112020108880056-pat00009

According to claim 10,
The calculation unit,
Calculate the energy change (ΔQ) of the battery according to the second charging and discharging according to the current integration method,
Calculate the total energy storage amount (Q max ) of the battery using the first SOC value (SOC 1 ), the second SOC value (SOC 2 ), and the energy variation (ΔQ) of the battery according to the following [Equation] Characterized in that, an electric vehicle charging system having a battery management system.

[ceremony]
Figure 112020108880056-pat00007

here,
Figure 112020108880056-pat00008

Figure 112020108880056-pat00009

 제11항에 있어서,
상기 부하부는,
상기 제1 충방전에 따른 전압 안정기 내에서 상기 배터리에 대해 제2 충방전을 실행하는 것을 특징으로 하는, 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템.
According to claim 11,
The load part,
An electric vehicle charging system having a battery management system, characterized in that performing second charging and discharging of the battery within a voltage stabilizer according to the first charging and discharging.
 제11항에 있어서,
상기 부하부는,
상기 제1 시간 이후 상기 제1 충방전에 따른 상기 전압 안정기 도달 이전에 상기 배터리에 대해 제2 충방전을 실행하는 것을 특징으로 하는, 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템.
According to claim 11,
The load part,
The electric vehicle charging system having a battery management system, characterized in that performing a second charge and discharge of the battery before reaching the voltage plateau according to the first charge and discharge after the first time.
 제1항에 있어서,
상기 전기 자동차의 CAN(Controller Area Network) 데이터 버스에 연결되는 CAN 데이터 리더기를 더 포함하며,
상기 CAN 데이터 리더기를 통해 상기 부하부의 충전 또는 방전 후에 상기 배터리의 상태 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는, 배터리 관리 시스템을 구비한 전기 자동차 충전 시스템.According to claim 1,
Further comprising a CAN data reader connected to a controller area network (CAN) data bus of the electric vehicle,
An electric vehicle charging system having a battery management system, characterized in that for extracting state information of the battery after charging or discharging the load unit through the CAN data reader.
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