KR102605959B1

KR102605959B1 - 전기차 멀티충전장치

Info

Publication number: KR102605959B1
Application number: KR1020230050319A
Authority: KR
Inventors: 최근태
Original assignee: 최근태
Priority date: 2023-04-17
Filing date: 2023-04-17
Publication date: 2023-11-23

Abstract

본 발명은 전기차 멀티충전장치에 있어서, 실내 또는 실외에 설치되어 전기차를 충전하도록 하는 충전단말을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기차 멀티충전장치 {Electric vehicle multi charging apparatus}

본 발명은 전기차 멀티충전장치, 보다 구체적으로 기존 충전케이블 일체형 충전기에서 220V로 출력되는 휴대용충전기의 플러그를 별도 구비하여 동시에 충전할 수 있도록 마련된 전기차 멀티충전장치에 관한 것이다.

전기차는 전기로 동력을 전달받는 차로서, 1880년대말에 등장해서 승용차, 트럭 및 버스 운송 등에 이용되었다. 자동차 산업의 초기에 해당하는 약 1920년대에 상대적으로 낮은 속력과 배터리의 재충전 때문에 제한된 주행거리가 큰 문제가 되지 않았던 무렵에는 전기차가 특히 도시에서 사용하는 사치품 자동차로서, 매우 근접한 지점들을 연결하는 화물 운반차인 석유 연료 자동차와 경쟁 상태에 있었다. 다만, 시간이 흐를수록 배터리의 재충전 문제로 인해 석유 연료 자동차와의 경쟁에서 점차 밀리기 시작하였다.

최근에는 세계 각국별로 환경오염에 따른 이산화탄소 배출을 감소시키기 위해 전기차에 대한 관심이 증대되고 있다. 또한, 배터리의 재충전을 위한 충전소 설치 등의 인프라를 구축함으로써 전기자동차의 활성화에 많은 노력을 기울이고 있다.

한편, 최근 전기차의 인프라가 활성화 됨에 따라 공용전기차 충전소가 복수의 주차장에 설치되고 있으나, 아직까지 주차공간 내에 주차한 차량은 휘발유 또는 경유를 연료로 하는 차들이 대부분이기 때문에 전기차충전기가 여전히 부족한 상황이고, 이때 전기차 충전소에 설치된 충전기는 각각 1대의 전기차만을 충전하도록 시스템화 되어 있기 때문에, 충전소에 설치된 충전기를 초과하는 전기차를 주차장에 입고하는 경우에, 이에 대한 충전대책이 요구되는 실정이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기차충전소에 설치된 고정형전기차충전기(급속충전기 및 완속충전기) 콘센트를 설치하고, 해당 콘센트와 연결되어 전기차를 충전하는 휴대용 완속충전기를 통해 전기차 충전소에 설치된 충전기를 초과하는 전기차 및 전기바이크, 전기자전거, 전동스쿠터 등 전동화된 모든 이동수단, 이에 대한 멀티충전이 가능하도록 하는 전기차 멀티충전장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 멀티충전장치에 있어서, 실내 또는 실외에 설치되어 전기차를 충전하도록 하는 충전단말을 포함한다.

상기 충전단말은 디스플레이부; 사용자입력부; 전력을 공급하는 전원공급부; 전기차의 충전단부에 탈착 가능하도록 마련되어 상기 전원공급부로부터 공급되는 전력을 전기차에 제공하는 충전단자부; 및 상기 전원공급부로부터 공급되는 전력을 출력하기 위한 전원커넥터;를 포함하며, 상기 전원커넥터와 탈착 가능하도록 마련되어 220V의 출력으로 전기차에 전력을 제공하는 완속충전장치;를 포함하며, 상기 충전단말과 네트워크적으로 연결되어 동작을 제어하는 서버를 포함하며, 상기 서버는 통신부; 저장부; 및 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 사용자입력부로부터 상기 충전단말의 이용시간에 대응하는 복수의 모드 중 어느 하나의 모드를 선택하는 제1사용자입력을 수신하며, 상기 복수의 모드는 5kW에서 50kW 미만으로 전력을 공급하는 완속충전모드 및 50kW 이상으로 전력을 공급하는 급속충전모드를 포함하며, 상기 제어부는 상기 복수의 모드 중 상기 제1사용자입력에 대응하는 어느 하나의 모드에서의 전기차의 목표충전량 퍼센트를 설정하는 제2사용자입력을 수신하면 이에 대한 요금정보를 디스플레이부에 표시하고, 상기 요금정보는 상기 복수의 모드 각각에 대한 분단위 및 시간단위에 따른 요금정보를 포함하며, 상기 제어부는 상기 요금정보에 대응하는 결제정보를 표시하고, 상기 충전단말로부터 결제완료정보를 수신하면 상기 충전단말에 대한 이용허가정보를 송신하는 것을 특징으로 한다.

상기 요금정보는 각각의 목표 충전량 퍼센트에 따라 하기의 수학식1에 의해 결정되며,

[수학식1]

상기 수학식1에서 P1은 초기 충전을 시작 시에 배터리의 잔량이 n1에서 n2까지의 범위에서의 결제요금을 의미하며, 상기 n1은 충전을 시작할 때의 배터리의 잔량을 의미하며, 상기 n2는 상기 n1에서 상기 n2까지의 범위로 충전된 배터리의 잔량을 의미하며, k1은 해당 상기 n1에서 상기 n2까지의 범위에서의 가중치를 의미하는 것을 특징으로 한다.

전기차충전소에 설치된 고정형전기차충전기(급속충전기 및 완속충전기) 콘센트를 설치하고, 해당 콘센트와 연결되어 전기차를 충전하는 휴대용 완속충전기를 통해 전기차 충전소에 설치된 충전기를 초과하는 전기차 및 전기바이크, 전기자전거, 전동스쿠터 등 전동화된 모든 이동수단, 이에 대한 멀티충전이 가능하도록 하는 전기차 멀티충전장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 멀티충전장치의 개략적 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 멀티충전장치와 시스템을 이루는 장치들을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 멀티충전장치와 시스템을 이루는 장치의 구체적 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 전기차 멀티충전장치의 서버가 동작하는 알고리즘을 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 지칭하며, 도면에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 이하의 실시예에 설명된 구성 또는 작용으로만 한정되지는 않는다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '구성되다', '포함하다', '가지다' 등의 용어는 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, 본 발명의 실시예에서, '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 복수의 요소 중 적어도 하나(at least one)는, 복수의 요소 전부 뿐만 아니라, 복수의 요소 중 나머지를 배제한 각 하나 혹은 이들의 조합 모두를 지칭한다. 또한, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된 (designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것 만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 이는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해, 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것은 아님을 밝혀 둔다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 멀티충전장치의 개략적 구성을 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 멀티충전장치와 시스템을 이루는 장치들을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 멀티충전장치와 시스템을 이루는 장치의 구체적 구성을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 전기차 멀티충전장치의 서버가 동작하는 알고리즘을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 멀티충전장치는 실내 또는 실외에 설치되어 전기차를 충전하도록 하는 충전단말(100)을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전단말(100)은 개인이 소유한 콘센트에 연결하여 고정형으로 충전되는 콘센트형 충전기와 지방자치단체 청사나 주민센터, 공원과 같은 공공시설, 신규 아파트 단지와 같은 곳에 한국전력 등과 협약을 맺어 전력을 공급받아 설치되는 고정형 충전기를 모두 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전단말(100)은 초급속, 급속, 완속 등으로 충전 속도를 조절할 수 있으며, 벽면에 설치되는 벽부형 충전기, 스탠드형 충전기, 이동형 충전기를 모두 포함할 수 있으며, 충전단말(100)의 충전단자부(140)는 AC단상 5핀, AC3상 7핀, DC데모 10핀, DC콤보 7핀 등 전기차에 접속하여 전력을 공급할 수 있는 모든 커넥터의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 위의 예시는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위하여 기재한 것이며, 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전단말(100)은 프로그램 또는 어플리케이션의 형태로 사전에 기 설치 및 저장되어 있을 수 있으며, 충전단말(100)에 설치된 프로그램 또는 어플리케이션을 통해 충전의 형태 및 이에 따른 요금 등을 설정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전단말(100)은 디스플레이부(120), 사용자입력부(110), 전원공급부(130), 충전단자부(140) 및 전원커넥터(150)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 사용자입력부(110)는 사용자의 입력을 위한 것으로 물리적 버튼 형식이나, 후술할 디스플레이부(120)의 패널상에 존재하여 사용자가 디스플레이부(120)의 화면을 터치함으로써 입력하는 것을 모두 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부(120)는 충전단말(100)에서의 전기차 충전을 위한 각종 이용정보, 요금정보 등을 화면에 표시하여 이용자로 하여금 충전단말(100)을 이용하는데 정보를 제공하며, 여기서 디스플레이부(120)의 구현 방식은 한정되지 않으며, 예컨대 액정(Liquid Crystal), 플라즈마(Plasma), 발광 다이오드(Light-Emitting Diode), 유기발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode), 면전도 전자총(Surface-Conduction Electron-Emitter), 탄소 나노 튜브(Carbon Nano-Tube), 나노 크리스탈(Nano-Crystral) 등의 다양한 디스플레이 방식으로 구현될 수 있다. 디스플레이부(120)는, 액정 방식인 경우에, 액정 디스플레이 패널과 액정 디스플레이 패널에 광을 공급하는 백라이트유닛과, 액정 디스플레이 패널을 구동시키는 패널구동부 등을 포함한다. 디스플레이부(120)는 백라이트유닛 없이, 자발광 소자인 OLED 패널로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급부(130)는 전기차에 전력을 공급하는 역할을 하며, 전압의 극성이 있어 한쪽 방향으로만 전류가 흐르도록 하는 DC(Direct Current)전원과 매 주파수마다 전압의 극성이 바뀌며 전력손실을 최소화하기 위한 AC(Alternating Current)전원을 모두 포함할 수 있으며, 상용전원인 AC를 입력받아 DC 고정전압으로 출력하는 스위칭 방식인 AC/DC 컨버터, DC 전원을 입력받아 DC 고정전압을 출력하는 DC/DC 컨버터 및 DC 전원을 입력받아 필요로 하는 AC전압으로 변환하는 인버터 등을 이용하여 다양한 형태로 전원을 공급하는 모든 수단을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전단자부(140)는 전기차의 충전단부에 탈착 가능하도록 마련되며, 전원공급부(130)로부터 공급되는 전력을 전기차에 제공하는 역할을 한다. 상술한 바와 같이, 충전단자부(140)는 AC단상 5핀, AC3상 7핀, DC데모 10핀, DC콤보 7핀 등 전기차에 접속하여 전력을 공급할 수 있는 모든 커넥터의 형태를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전원커넥터(150)는 대한민국 내에서 상용되고 있는 220V AC전원을 출력으로 하여 전력을 공급하는 역할을 한다. 이때 220V AC전원단자는 접지단자가 없는 일반적 콘센트&플러그인 CEE7/1규격 또는 접지단자가 있는 2핀 콘센트&플러그인 CEE 7/3, CEE 7/4규격에 맞도록 배치될 수 있다. 한편 전원커넥터(150)는 설명의 편의상 대한민국 내에서 상용되고 있는 규격의 콘센트&플러그인 규격을 전제로 하여 기재하나, 이에 한정되는 것이 아니며, Type A (NEMA 1-15), Type B (NEMA 5-15), Europlug, Type D, Type E (CEE 7/5), Type F (CEE 7/3, CEE 7/4), Type G (BS 1363), Type H, Type I, Type J, Type K, Type L, Type M, Type N, Type O 등의 상용전력을 공급하도록 하는 모든 규격의 전원커넥터(150)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 완속충전장치(160)는 교류인 AC전원을 전기차에 공급하여 충전하도록 하며, 충전기를 별도 설치하지 않고 휴대용으로 사용할 수 있는 충전기를 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 멀티충전장치는 충전단말(100)과 네트워크적으로 연결되어 동작을 제어하는 서버(200)를 포함하며, 서버(200)는 통신부(210), 저장부(220) 및 제어부(230)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(210)는 외부의 다른 전자장치 등과 유무선 통신 방식으로 통신할 수 있다. 따라서 유선 접속을 위한 커넥터 또는 단자를 포함하는 접속부 이외에도 다양한 다른 통신 방식으로도 구현될 수 있다. 예컨대, Wi-Fi, 블루투스, 지그비(Zigbee), 적외선 통신, Radio Control, UWM(Ultra-Wide Band), Wireless USB, NFC(Near Field Communication) 중 하나 이상의 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 통신부(210)는 BLE(Bluetooth Low Energy), SPP(Serial Port Profile), Wi-Fi Direct, 적외선 통신, Zigbee, NFC(Near Field Communication) 등의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 또한 통신부(210)는 Device, S/W module, Circuit, Chip 등의 형태로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(210)는 상기의 다양한 통신 모듈을 포함할 수 있는데, 통신사별 IoT망을 갖는 IoT통신모듈을 포함할 수 있으며, IoT통신모듈은 별개의 통신부(210)를 가진 복수의 사물들이 네트워크를 통해 연결되어 다양한 플랫폼을 기반으로 서비스를 가능하도록 하는 모든 IoT통신망을 의미할 수 있다. 이와 같은 IoT통신모듈을 이용하면 설정된 지역 내에서 보다 원활한 통신망이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저장부(220)는 통신부(210)를 통해 전기차 멀티충전기를 제어하기 위한 어플리케이션을 제공하는 서버(200)로부터 정보를 수신하거나, 외부 검색플랫폼으로부터 정보를 수신하여, 이를 저장할 수 있으며, 제어부(230)에 의해 수신된 각종 정보를 수신하여, 이를 저장할 수 있다. 저장부(220)는 후술할 제어부(230)의 처리 및 제어에 따라서 다양한 데이터를 저장할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 저장부(220)는 제어부(230)에 의해 엑세스되어, 데이터의 독취, 기록, 수정, 삭제, 갱신 등을 수행할 수 있다. 저장부(220)는 제어부(230)에 대한 시스템 전원의 제공 유무와 무관하게 데이터를 보존할 수 있도록 플래시메모리(flash-memory), 하드디스크 드라이브(hard-disc drive), SSD(solid-state drive) 등과 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 저장부(220)는 제어부(230)에 의해 처리되는 데이터가 임시로 로딩되기 위한 버퍼, 램 등과 같은 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(230)는 서버(200)의 제반 구성들이 동작하기 위한 제어를 수행할 수 있다. 제어부(230)는 이러한 제어 동작을 수행할 수 있도록 하는 제어프로그램(혹은 인스트럭션)과, 제어프로그램이 설치되는 비활성의 메모리, 설치된 제어프로그램의 적어도 일부가 로드되는 휘발성의 메모리 및 로드 된 제어프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 혹은 CPU(Central Processing Unit)를 포함할 수 있다. 또한, 이와 같은 제어프로그램은 서버(200) 외에도 다른 외부의 전자장치에도 저장될 수 있다.

제어프로그램은 BIOS, 디바이스드라이버, 운영체계, 펌웨어, 플랫폼 및 응용프로그램(어플리케이션) 중 적어도 하나의 형태로 구현되는 프로그램(들)을 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 응용프로그램은, 서버(200)의 제조 시에 서버(200)에 미리 설치 또는 저장되거나, 혹은 추후 사용 시에 외부로부터 응용프로그램의 데이터를 수신하여 수신된 데이터에 기초하여 서버(200)에 설치될 수 있다. 응용프로그램의 데이터는, 예컨대, 어플리케이션 마켓과 같은 외부 서버로부터 다운로드 될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 제어부(230)는 device, S/W module, circuit, chip 등의 형태 또는 그 조합으로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 서버(200)는 사용자입력부(110)로부터 충전단말(100)의 이용시간에 대응하는 복수의 모드 중 어느 하나의 모드를 선택하는 제1사용자입력을 수신(S10)하며, 복수의 모드 중 제1사용자입력에 대응하는 어느 하나의 모드에서의 전기차의 목표충전량 퍼센트를 설정하는 제2사용자입력을 수신(S20)하며, 제2사용자입력에 대응하는 요금정보를 디스플레이부(120)에 표시(S30)하고, 요금정보에 대응하는 결제정보를 표시하고, 충전단말(100)로부터 결제완료정보를 수신하면 충전단말(100)에 대한 이용허가정보를 송신(S40)할 수 있다. 이하 본 발명의 일 실시예에 따른 서버(200)의 동작을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(230)는 사용자입력부(110)로부터 충전단말(100)의 이용시간에 대응하는 복수의 모드 중 어느 하나의 모드를 선택하는 제1사용자입력을 수신할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전단말(100)은 충전단자부(140)를 통해 공급되는 전력을 전기차에 제공하는 것과 전원커넥터(150)와 탈착 가능하도록 마련된 220V의 출력으로 전기차에 전력을 제공하는 완속충전장치(160)를 전원커넥터(150)에 플러그인 결합하여 완속충전장치(160)를 통해 전력을 전기차에 제공하는 것을 동시에 할 수 있다.

본 발명에서의 복수의 모드는 2kW에서 50kW 미만으로 전력을 공급하는 완속충전모드 및 50kW 이상으로 전력을 공급하는 급속충전모드를 포함한다. 한편, 완속충전모드는 이는 충전단자부(140)를 전기차의 충전단부와 결합하여 진행할 수도 있으며, 완속충전장치(160)를 전원커넥터(150)에 플러그인 하고 전원공급부(130)가 AC상용 220V 전원을 제공함으로써 진행할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(230)는 복수의 모드 중 제1사용자입력에 대응하는 어느 하나의 모드에서의 전기차의 목표충전량 퍼센트를 설정하는 제2사용자입력을 수신하면 이에 대한 요금정보를 디스플레이부(120)에 표시하도록 제어할 수 있다. 이는 전기차에 내장된 배터리는 리튬이온 배터리인데, 리튬이온 배터리의 경우에는 충전량이 80 내지 85%를 초과하면 배터리에 미세한 손상을 주어 장시간 이용하는데 일부 불이익이 발생할 수 있기 때문이다. 한편, 이와 같은 목표충전량 퍼센트를 설정하는 것 외에도, 해당 차종에 대한 정보가 저장부(220)에 기 저장되어 있으며, 이를 활용하여 사용자로부터 목표주행키로수를 설정하는 사용자입력을 수신하면, 이에 대응하여 전기차가 해당 키로수의 10 내지 15%를 초과할 수 있을 만큼의 배터리 용량을 계산하고, 이를 목표충전량 퍼센트로 재 설정하고, 이에 따라 충전이 진행되도록 제어할 수 있다. 이는

예컨대, 집에서 전기차를 충전하는 사용자라면, 집에 있는 충전기를 사용하는 것이 요금면에서 더욱 저렴할 수 있는데 집까지의 거리가 40km밖에 남지 않은 경우에 현재 충전량만으로는 충분하지 않다고 판단되는 경우에, 충전단말(100)에서 목표주행키로수를 40km로 설정하는 사용자입력을 수신하면, 이에 대응하여 해당 키로수의 10 내지 15%인 44km 내지 46km만큼의 배터리 용량을 계산하고, 이에 현재 전체 용량에서 7%라면, 44km를 갈 수 있을 만큼의 거리인 전체 용량의 15%까지만 충전함으로써 이용자는 전기차를 효율적으로 외부에서 필요한 만큼만 충전하고, 나머지는 요금이 저렴한 지정 전기차충전소 또는 충전기에서 충전을 진행할 수 있다.

한편, 요금정보는 복수의 모드 각각에 대한 분단위 및 시간단위에 따른 요금정보를 포함할 수 있다. 즉, 각각의 시간에 따른 요금정보는 각각의 모드에 따라 기 설정된 시간인 10분, 30분, 1시간, 2시간 등 또는 사용자가 사용자입력부(110)를 통해 구체적인 시간을 입력하고, 이때 각각의 복수의 모드에 대하여 기 설정된 요금정보에 기초하여 디스플레이부(120)에 이용 요금에 대한 정보를 표시하도록 제어할 수 있으며, 또한 제어부(230)는 요금정보에 대응하는 결제정보를 표시하고, 충전단말(100)로부터 결제완료정보를 수신하면 충전단말(100)에 대한 이용허가정보를 송신하도록 할 수 있다. 예컨대, 사용자가 1시간의 제1모드를 선택한 경우에, 제1모드의 10분당 사용료는 500원이고, 이에 3천원에 해당하는 요금정보를 디스플레이부(120)에 표시하고, 사용자가 충전단말(100)에서 결제 수단을 선택하고, 이에 대한 결제를 완료하도록 할 수 있다. 이때 결제는 충전단말(100)에 기 설치된 어플리케이션을 통해 결제될 수 있으며, 또한 충전단말(100)에 설치된 NFC 또는 카드결제 리더기 등을 통해 현장에서 결제될 수 있다. 이에 제어부(230)는 결제완료정보를 수신하면 충전단말(100)에 이용허가정보를 송신하여, 사용자가 충전단말(100)을 이용하여 전기자동차를 충전할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로 사용자는 충전단말(100)을 이용하여 전기차를 충전하는 것 외에 스마트폰과 같은 사용자단말기(300)를 통해서도 사용자입력 및 결제를 진행할 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 요금정보는 각각의 목표 충전량 퍼센트의 설정값에 따라 각각 결정될 수 있으며, 복수의 모드 중 완속충전모드와 급속충전모드에서의 결제요금은 각각의 기준에 맞춰 계산될 수 있다.

전기차 내에 배치된 리큠이온 배터리는 그 특성상 배터리의 잔량이 낮을 때에는 충전기를 통해 공급되는 전력의 양이 늘어나며, 배터리의 잔량이 늘어날 때마다 충전기를 통해 공급되는 전력의 양이 줄어드는 경향을 보인다. 이를 보다 구체적으로 설명하면, 배터리의 잔량이 10%에서 50%까지 충전하는데 있어서 대략 50kW의 전력을 공급하고, 50%에서 70%까지 충전하는데 있어서는 대략 40kW의 전력을 공급하며, 70%에서 80%까지는 대략 25kW의 전력을 공급하며, 80%에서 90%까지는 대략 20kW의 전력을 공급하며, 90%에서 100%까지는 대략 10kW의 전력을 공급한다. 즉, 잔량이 낮을 때는 고출력의 와트로 전력을 공급하되 그 시간이 짧아지며, 잔량이 높을 때는 상대적으로 적은 출력의 와트로 전력을 공급하되 그 시간이 길어진다. 이에 요금을 산정 시에는 보통 전체 충전기의 kW만을 고려하여 이용요금의 결제를 부과하는데, 이런 경우에는 회전율이 낮아지기 때문에 현재 부족한 인프라에서 충전소를 운영하는데 있어서 경제적으로 업주에게 효율이 다소 떨어지는 문제가 존재한다.

이에 하기의 수학식1 내지 수학식5에 기초하여 전기차의 요금을 부과함으로써, 전기차 충전소를 운영하는 업체에는 보다 빠른 순환을 통해 매출을 증대시킬 수 있으며, 전기차 이용자로써는 자리가 나지 않아 종종 여러 전기차 충전소를 전전하던 점을 일부 개선하는 효과를 발생시킬 수 있다.

[수학식1]

상기 수학식1에서 P1은 초기 충전을 시작 시에 배터리의 잔량이 n1에서 n2까지의 범위에서의 결제요금을 의미하며, n1은 충전을 시작할 때의 배터리의 잔량을 의미하며, n2는 n1에서 n2까지의 범위로 충전된 배터리의 잔량을 의미하며, k1은 해당 n1에서 n2까지의 범위에서의 가중치를 의미한다. 예컨데, n1은 10%로 시작하는 것을 의미하며, n2는 50%를 의미하며, 즉, 10%에서 50%를 충전하는데 있어서 고출력의 kW가 공급되어야 하므로 이에 대한 가중치로써 k1을 곱한 값을 적분하여 금액을 산정할 수 있다. 이때 n1과 n2의 단위는 10%라면 0.1이고, 50%라면 0.5를 의미할 수 있다.

[수학식2]

상기 수학식2에서는 상기 수학식1과 마찬가지로 P2는 배터리의 잔량이 n2에서 n3까지의 범위에서의 결제요금을 의미하며, k2는 해당 n2에서 n3까지의 범위에서의 가중치를 의미한다.

[수학식3]

상기 수학식3에서는 상기 수학식2와 마찬가지로 P3는 배터리의 잔량이 n3에서 n4까지의 범위에서의 결제요금을 의미하며, k3는 해당 n3에서 n4까지의 범위에서의 가중치를 의미한다.

[수학식4]

상기 수학식4에서는 상기 수학식3과 마찬가지로 P4는 배터리의 잔량이 n4에서 n5까지의 범위에서의 결제요금을 의미하며, k4는 해당 n4에서 n5까지의 범위에서의 가중치를 의미한다.

[수학식5]

상기 수학식5에서는 상기 수학식4과 마찬가지로 P5는 배터리의 잔량이 n5에서 n6까지의 범위에서의 결제요금을 의미하며, k5는 해당 n5서 n6까지의 범위에서의 가중치를 의미한다.

여기서, 실제 실험적 결과값에 기초하여 k1:k2:k3:k4:k5는 5:4:2.5:2:1의 비율로 가중치가 결정될 수 있으며, n1,n2,n3,n4,n5,n6는 각각 0.1, 0.5, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0을 의미하며, P1+P2+P3+P4+P5를 더한 값은 정부에서 공시한 kW당 금액을 기준으로 배터리의 잔량이 10%에서 100%로 충전하는데 드는 금액과 동일하도록 계산할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 충전단말
110: 사용자입력부
120: 디스플레이부
130: 전원공급부
140: 충전단자부
150: 전원커넥터
160: 완속충전장치
200: 서버
210: 통신부
220: 저장부
230: 제어부
300: 사용자단말기

Claims

전기차 멀티충전장치에 있어서,
실내 또는 실외에 설치되어 전기차를 충전하도록 하는 충전단말을 포함하며,
상기 충전단말은
디스플레이부; 사용자입력부; 전력을 공급하는 전원공급부;
전기차의 충전단부에 탈착 가능하도록 마련되어 상기 전원공급부로부터 공급되는 전력을 전기차에 제공하는 충전단자부; 및
상기 전원공급부로부터 공급되는 전력을 출력하기 위한 전원커넥터;를 포함하며,
상기 전원커넥터와 탈착 가능하도록 마련되어 220V의 출력으로 전기차에 전력을 제공하는 완속충전장치;를 포함하며,
상기 충전단말과 네트워크적으로 연결되어 동작을 제어하는 서버를 포함하며,
상기 서버는 통신부; 저장부; 및 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는 상기 사용자입력부로부터 상기 충전단말의 이용시간에 대응하는 복수의 모드 중 어느 하나의 모드를 선택하는 제1사용자입력을 수신하며,
상기 복수의 모드는 5kW에서 50kW 미만으로 전력을 공급하는 완속충전모드 및 50kW 이상으로 전력을 공급하는 급속충전모드를 포함하며,
상기 제어부는 상기 복수의 모드 중 상기 제1사용자입력에 대응하는 어느 하나의 모드에서의 전기차의 목표충전량 퍼센트를 설정하는 제2사용자입력을 수신하면 이에 대한 요금정보를 디스플레이부에 표시하고,
상기 요금정보는 상기 복수의 모드 각각에 대한 분단위 및 시간단위에 따른 요금정보를 포함하며,
상기 제어부는 상기 요금정보에 대응하는 결제정보를 표시하고, 상기 충전단말로부터 결제완료정보를 수신하면 상기 충전단말에 대한 이용허가정보를 송신하며,
상기 요금정보는 각각의 목표 충전량 퍼센트에 따라 하기의 수학식1 내지 수학식5에 의해 결정되며,

[수학식1]
상기 수학식1에서 P1은 초기 충전을 시작 시에 배터리의 잔량이 n1에서 n2까지의 범위에서의 결제요금을 의미하며, 상기 n1은 충전을 시작할 때의 배터리의 잔량을 의미하며, 상기 n2는 상기 n1에서 상기 n2까지의 범위로 충전된 배터리의 잔량을 의미하며, k1은 해당 상기 n1에서 상기 n2까지의 범위에서의 가중치를 의미하며,

[수학식2]
상기 수학식2에서 P2는 배터리의 잔량이 상기 n2에서 n3까지의 범위에서의 결제요금을 의미하며, k2는 상기 n2에서 상기 n3까지의 범위에서의 가중치를 의미하며,

[수학식3]
상기 수학식3에서 P3는 배터리의 잔량이 상기 n3에서 n4까지의 범위에서의 결제요금을 의미하며, k3는 상기 n3에서 상기 n4까지의 범위에서의 가중치를 의미하며,

[수학식4]
상기 수학식4에서 P4는 배터리의 잔량이 상기 n4에서 n5까지의 범위에서의 결제요금을 의미하며, k4는 상기 n4에서 상기 n5까지의 범위에서의 가중치를 의미하며,

[수학식5]
상기 수학식5에서 P5는 배터리의 잔량이 상기 n5에서 n6까지의 범위에서의 결제요금을 의미하며, k5는 상기 n5에서 상기 n6까지의 범위에서의 가중치를 의미하며,
상기 k1, k2, k3, k4, 및 k5는 각각 5:4:2.5:2:1의 비율로 가중치가 결정되며,
상기 n1, n2, n3, n4, n5 및 n6는 각각 0.1, 0.5, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0을 의미하며, 상기 P1, P2, P3. P4 및 P5를 더한 값은 정부에서 공시한 kW당 금액을 기준으로 배터리의 잔량이 10%에서 100%로 충전하는데 드는 금액과 동일하며,
배터리의 잔량이 10%에서 50%까지 충전하는데 있어서 50kW 미만의 전력을 공급하고, 50%에서 70%까지 충전하는데 있어서는 40kW의 전력을 공급하며, 70%에서 80%까지는 25kW의 전력을 공급하며, 80%에서 90%까지는 20kW의 전력을 공급하며, 90%에서 100%까지는 10kW의 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 전기차 멀티충전장치.
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