KR102613087B1 - 전기차 충방전 모니터링 시스템 - Google Patents

전기차 충방전 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기차가 충전 또는 방전될 때 전기차에 공급되는 전력과 전기차의 상태를 함께 모니터링 할 수 있는 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충방전 모니터링 시스템은 전기차에 충전전력을 공급하거나 상기 전기차로부터 방전전력을 공급받는 EVSE 및 상기 충전전력에 기초하여 상기 전기차의 부하정보를 식별하고, 상기 방전전력에 기초하여 상기 전기차의 SOC를 추정하는 AMI 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기차 충방전 모니터링 시스템{MONITORING SYSTEM FOR CHARGING AND DISCHARGING OF ELECTRONIC VEHICLE}
본 발명은 전기차가 충전될 때의 부하정보와 전기차가 방전될 때의 전기차 SOC 정보를 함께 모니터링할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
최근 몇 년 사이 내연차에 대한 탄소 배출 규제가 강화됨에 따라 전기차의 상용화가 빠르게 이루어지고 있다. 이에 발맞추어 각국에서는 전기차 충전소 인프라 확충에 힘을 쏟고 있으며, 전기차 충전소를 계통과 연계하는 전력 시스템이 구축되고 있다.
충전소 인프라가 구축되어 개별 전기차의 충/방전이 국지적, 동시다발적으로 이루어지게 되면, EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment) 사업자 및 계통을 관리하는 전력 회사는 전기차의 충방전 데이터를 고려하여 전력의 수요/공급을 조절해야 한다.
이를 위해, 현재 EVSE는 내부에 단방향 전력량계를 포함하고, 이를 이용하여 전기차 충전시 역률, 부하전류, 부하전력 등을 측정하고 있다. 다만, 향후 V2G(Vehicle to Grid) 기술이 보편화되는 경우 EVSE는 전기차에 전력을 공급하는 역할뿐만 아니라 전기차로부터 전력을 공급받는 역할까지 수행하게 되므로, 부하에 공급되는 전력 정보뿐만 아니라 부하로부터 공급받는 전력 정보를 측정하고 이를 통합적으로 모니터링해야 할 필요가 있다.
본 발명은 전기차 충방전 인프라를 구축함에 있어서 전기차가 충전 또는 방전될 때 EVSE를 통해 이동하는 전력에 대한 정보, EVSE에 접속된 전기차의 SOC에 대한 정보를 모니터링할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충방전 모니터링 시스템은 전기차에 충전전력을 공급하거나 상기 전기차로부터 방전전력을 공급받는 EVSE 및 상기 충전전력에 기초하여 상기 전기차의 부하정보를 식별하고, 상기 방전전력에 기초하여 상기 전기차의 SOC를 추정하는 AMI 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 EVSE는 계통으로부터 공급되는 전력을 변환하여 상기 전기차에 공급하거나, 상기 전기차로부터 공급되는 전력을 변환하여 상기 계통으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 EVSE는 상기 충전전력 및 상기 방전전력의 전압과 전류 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 AMI 모듈은 상기 충전전력에 기초하여 경부하, 중간부하, 최대부하에 대응하는 상기 전기차의 부하정보를 식별하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 AMI 모듈은 전류적산법(coulomb counting method)을 이용하여 상기 전기차의 SOC를 추정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 EVSE는 충방전 상태에 따른 상태신호를 발생시키고, 상기 AMI 모듈은 상기 EVSE에서 발생한 상태신호를 식별하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 AMI 모듈은 상기 상태신호의 발생시점을 식별하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 AMI 모듈은 상기 EVSE로부터 전기차 충전 상태신호가 수신되면 상기 충전전력에 기초하여 상기 전기차의 부하정보를 식별하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 AMI 모듈은 상기 EVSE로부터 전기차 방전 상태신호가 수신되면 상기 방전전력에 기초하여 상기 전기차의 SOC를 추정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 AMI 모듈로부터 상기 부하정보 및 상기 전기차의 SOC 중 적어도 하나를 수집하는 모니터링 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 모니터링 서버는 상기 AMI 모듈로부터 수집된 정보를 V2G 사업자 단말 또는 전력 사업자 단말에 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 전기차 충방전 인프라가 계통과 연계됨에 있어서, EVSE 자체에 대한 정보, EVSE 운영 시 발생하는 전력 이동에 대한 정보, 전기차에 대한 정보를, 실제 계통을 운용하고 전력을 수요/배급하는 주체에게 제공할 수 있게 됨으로써, 전체 전력망의 운영 효율성을 향상시킬 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충방전 모니터링 시스템을 도시한 도면.
도 2는 EVSE가 전기차 및 계통에 접속된 모습을 도시한 도면.
도 3은 충방전 상태가 각기 다른 복수의 EVSE가 AMI 모듈에 신호를 전송하는 모습을 도시한 도면.
도 4는 경부하, 중간부하, 최대부하에서 전기차의 부하전력을 도시한 도면.
도 5는 외부 서버와 연결된 전기차 충방전 모니터링 시스템의 전체 구성도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충방전 모니터링 방법을 도시한 순서도.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
본 명세서에서 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
또한, 본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다
본 발명은 전기차가 충전될 때의 부하정보와 전기차가 방전될 때의 전기차 SOC 정보를 함께 모니터링할 수 있는 시스템에 관한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충방전 모니터링 시스템을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충방전 모니터링 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 EVSE가 전기차 및 계통에 접속된 모습을 도시한 도면이고, 도 3은 충방전 상태가 각기 다른 복수의 EVSE가 AMI 모듈에 신호를 전송하는 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 경부하, 중간부하, 최대부하에서 전기차의 부하전력을 도시한 도면이다. 한편, 도 5는 외부 서버와 연결된 전기차 충방전 모니터링 시스템의 전체 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충방전 모니터링 시스템(1)은 적어도 하나의 EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 10) 및 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 모듈(20)을 포함할 수 있다. 또한, 전기차 충방전 모니터링 시스템(1)은 도 5에 도시된 바와 같이 모니터링 서버(30)를 더 포함할 수도 있다. 도 1 및 도 5에 도시된 전기차 충방전 모니터링 시스템(1)은 예시적인 것이고, 그 구성요소들이 도 1 및 도 5에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
전기차 충방전 모니터링 시스템(1)을 구성하는 복수의 EVSE(10) 각각은 전기차에 충전전력을 공급하거나 전기차로부터 방전전력을 공급받을 수 있다. 여기서 충전전력과 방전전력은 전기차를 기준으로 정의한 것으로, 전기차를 충전하는 전력을 충전전력으로 지칭하고 전기차에서 방전되는 전력을 방전전력으로 지칭한다.
도 2를 참조하면, 각각의 EVSE(10)는 아웃렛(outlet)을 통해 전기차와 연결될 수 있고, AMI 모듈(20) 및 계통(grid)과 연결될 수 있다. 이 때, EVSE(10)는 전기차의 요청에 따라 계통으로부터 공급되는 전력을 변환하여 전기차에 공급하거나 전기차로부터 공급되는 전력을 변환하여 계통으로 공급할 수 있다. 즉, EVSE(10)는 계통 전원으로부터 공급되는 충전전력을 전기차에 공급할 수 있고, 전기차로부터 공급되는 방전전력을 계통에 제공할 수 있다.
AMI 모듈(20)은 충전전력에 기초하여 전기차의 부하정보를 식별할 수 있다.
다시 말해, AMI 모듈(20)은 EVSE(10)에서 전기차로 제공되는 충전전력의 유효전력, 유효전력, 역률, 부하전류 및/또는 부하전압 등의 다양한 부하정보를 식별할 수 있다. AMI 모듈(20)의 식별 동작을 위해 각 EVSE(10)는 충전전력의 전압과 전류 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.
보다 구체적으로, EVSE(10)는 전기차로 충전전력을 공급할 때, 전기차로 제공되는 전압 및/또는 전류를 검출할 수 있고, 검출된 전압 및/또는 전류를 AMI 모듈(20)에 전송할 수 있다. AMI 모듈(20)은 충전전력의 전압 및/또는 전류와, 계통에서 공급된 전력량에 기초하여 충전전력의 다양한 부하정보를 식별할 수 있고, 식별된 부하정보를 내부 저장장치에 저장할 수 있다.
AMI 모듈(20)은 충전전력에 기초하여 경부하, 중간부하, 최대부하에 대응하는 전기차의 부하정보를 식별할 수도 있다.
전력공급기관 또는 정부기관은 월별로 경부하, 중간부하, 최대부하 시간대를 미리 설정할 수 있다. AMI 모듈(20)은 각 시간대에 전기차에 제공되는 충전전력에 기초하여 경부하, 중간부하, 최대부하에 각각 대응하는 부하정보를 식별할 수 있다.
도 4를 참조하면, 23시부터 09시까지는 경부하로 설정될 수 있고, 09시부터 10시, 12시부터 13시, 17시부터 23시까지는 중간부하로 설정될 수 있으며, 10시부터 12시, 13시부터 17시까지는 최대부하로 설정될 수 있다. 한편, 전기차 운행자의 일반적인 생활패턴에 따라 출근시간에 가까워질수록 충전전력의 양은 증가하고, 업무시간에는 충전전력의 양이 감소하다가 다시 퇴근시간 이후에는 다시 증가할 수 있다. 이후, 새벽시간에는 충전전력의 양이 미미할 수 있다.
AMI 모듈(20)은 시간대별 충전전력에 기초하여 경부하에서의 부하정보, 중간부하에서의 부하정보, 최대부하에서의 부하정보를 각각 식별하고 이를 내부 저장장치에 저장할 수 있다.
전술한 바와 같이 식별 및 저장된 부하정보는 후술되는 V2G(Vehicle to Grid) 사업자 또는 전력 사업자에게 제공될 수 있고, 해당 사업자들은 부하정보를 고려하여 계통을 관리하거나 전력 수요/공급을 조절할 수 있다.
이상에서는 부하정보를 유효전력, 유효전력, 역률, 부하전류 및/또는 부하전압으로 예시하였으나, 부하정보는 전기차로 공급되는 충전전력과 계통에서 공급된 전력량에 기초하여 파악될 수 있는 부하에 관한 임의의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 부하정보를 파악하는 데에는 당해 기술분야에서 이용되는 다양한 방법이 이용될 수 있다.
한편, AMI 모듈(20)은 방전전력에 기초하여 전기차의 SOC(State of Charge)를 추정할 수 있다.
다시 말해, AMI 모듈(20)은 전기차에서 EVSE(10)로 제공되는 방전전력의 정보에 기초하여 EVSE(10)와 연결된 전기차의 SOC, 즉, 배터리 충전량을 추정할 수 있다. 이를 위해, 각 EVSE(10)는 방전전력의 전압과 전류 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.
보다 구체적으로, EVSE(10)는 전기차로부터 방전전력을 공급받을 때, 전기차로부터 제공되는 전압 및/또는 전류를 검출할 수 있고, 검출된 전압 및/또는 전류를 AMI 모듈(20)에 전송할 수 있다. 또한, EVSE(10)는 전기차로부터 초기 SOC 정보, 배터리의 타입 정보를 수신할 수 있고, 이를 AMI 모듈(20)에 전송할 수 있다. AMI 모듈(20)은 방전전력의 전압 및/또는 전류와, 전기차의 초기 SOC 정보 및 배터리 타입 정보에 기초하여, 전기차의 방전에 따른 SOC를 추정할 수 있다.
전기차의 SOC를 추정하는 데에는 당해 기술분야에서 이용되는 다양한 방법이 이용될 수 있다. 보다 구체적으로, AMI 모듈(20)은 룩업테이블(Look Up Table; LUT)을 이용하여 SOC를 추정하거나, 전류적산법(coulomb counting method)을 이용하여 SOC를 추정하거나, 머신러닝 또는 딥러닝 신경망(neural network)을 이용하여 SOC를 추정할 수 있다. 일 예에서, AMI 모듈(20)은 전류적산법(coulomb counting method)을 이용하여 전기차의 SOC를 추정할 수 있다.
구체적으로, AMI 모듈(20)은 하기 [수학식 1]에 기초하여 시간에 따라 방전되는 전기차의 SOC를 추정할 수 있다.
(SOC(0)는 초기 SOC, I는 방전전력의 전류, C는 배터리의 정격 용량)
여기서 배터리의 정격 용량은 AMI 모듈(20)이 EVSE(10)로부터 수신한 배터리 타입 정보에 포함될 수 있다.
AMI 모듈(20)은 전술한 방법에 따라 추정된 전기차의 SOC를 내부 저장장치에 저장할 수 있다.
현재 V2G 시스템은 사업자별로 다른 데이터 포멧을 가지므로 계통 운영자, 전력 사업자 등은 V2G 시스템을 이용하는 개별 전기차의 배터리 상태를 파악하기 어려우며, V2G 사업자는 고객 개인정보 유출을 방지하기 위하여 계통 운영자나 전력 사업자에게 전기차 배터리의 상태를 제공하기 어려운 실정이다.
이러한 상황에서, 본 발명의 AMI 모듈(20)은 EVSE(10)가 방전시킨 각 전기차의 SOC를 추정 및 저장할 수 있다. 추후 SOC는 개인정보 보호나 상이한 데이터 포멧으로부터 자유롭게 계통 운영자, 전력 사업자 등에게 제공될 수 있고, 계통 관리, 전력 수요/공급 조절에 이용될 수 있다.
한편, 각 EVSE(10)는 충방전 상태에 따른 상태신호를 발생시킬 수 있고, AMI 모듈(20)은 이를 식별할 수 있다. 여기서 충방전 상태는 전기차의 접속 상태, 전기차의 충전 또는 방전 상태를 포함할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 제1 EVSE(EVSE #1, 11)는 전기차와 접속되지 않을 수 있다. 이 때, 제1 EVSE(11)는 제1 상태신호를 발생시킬 수 있다. 즉, 제1 상태신호는 EVSE(10)에 전기차가 접속되지 않은 상태를 나타낼 수 있다.
한편, 제2 EVSE(EVSE #2, 12)는 전기차와 접속되어 있으나, 전기차를 충전 또는 방전시키지 않을 수 있다. 이 때, 제2 EVSE(12)는 제2 상태신호를 발생시킬 수 있다. 즉, 제2 상태신호는 EVSE(10)에 전기차가 접속되었으나 충전 또는 방전되고 있지 않은 상태를 나타낼 수 있다.
한편, 제3 EVSE(EVSE #3, 13)는 전기차를 충전시키고 있을 수 있다. 이 때, 제3 EVSE(13)는 제3 상태신호를 발생시킬 수 있다. 즉, 제3 상태신호는 EVSE(10)가 전기차를 충전시키고 있는 상태를 나타낼 수 있다.
마지막으로, 제4 EVSE(EVSE #4, 14)는 전기차를 방전시키고 있을 수 있다. 이 때, 제4 EVSE(14)는 제4 상태신호를 발생시킬 수 있다. 즉, 제4 상태신호는 EVSE(10)가 전기차를 방전시키고 있는 상태를 나타낼 수 있다.
AMI 모듈(20)은 앞선 예시와 같이 발생한 제1 내지 제4 상태신호를 각 EVSE(10)로부터 제공받아 식별할 수 있고, 이를 내부 저장장치에 저장할 수 있다.
이에 더하여, AMI 모듈(20)은 상태신호의 발생시점을 식별할 수도 있다.
각 EVSE(10)는 전술한 상태신호를 미리 설정된 주기에 따라 발생시킬 수 있다. 구체적으로, EVSE(10)는 충방전 상태를 일정 주기에 따라 확인할 수 있고, 확인된 충방전 상태에 기초하여 일정 주기에 따라 상태신호를 발생시킬 수 있다. 미리 설정된 주기는 사용자에 의해 임의로 설정될 수 있으나, 전기차 사용자에 의해 불시에 변경될 수 있는 충방전 상태를 누락하지 않기 위해 짧게, 예컨대 1초로 설정될 수 있다.
AMI 모듈(20)은 EVSE(10)로부터 상태신호를 미리 설정된 신호 발생 주기에 따라 수신하게 되고, 상태신호의 최초 수신 시각과 신호 발생 주기에 기초하여 상태신호의 발생시점을 식별할 수 있다. AMI 모듈(20)은 식별된 발생시점을 시간을 나타내는 정보(이하, 시간정보)로 변환하고 이를 내부 저장장치에 저장할 수 있다.
여기서 시간정보는 EVSE(10)의 신호 발생 주기에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 신호 발생 주기가 1분이 경우 시간정보는 년, 월, 일, 시간, 분에 대한 정보를 포함할 수 있고, 신호 발생 주기가 1초인 경우 시간정보는 년, 월, 일, 시간, 분, 초에 대한 정보를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 식별 및 저장된 상태신호와 상태신호 변경시점은, 시간에 따라 변화하는 EVSE(10)의 충방전 상태에 대한 정보를 나타내며, 이러한 정보는 후술되는 V2G(Vehicle to Grid) 사업자 또는 전력 사업자에게 제공되어 EVSE(10) 제어, 전력 수요/공급 조절에 이용될 수 있다.
한편, AMI 모듈(20)은 EVSE(10)에서 발생된 상태신호에 기초하여 전술한 부하정보 식별동작 및 전기차 SOC 추정 동작을 수행할 수 있다.
일 예에서, AMI 모듈(20)은 EVSE(10)로부터 전기차 충전 상태신호가 수신되면 해당 EVSE(10)에서 전기차로 제공되는 충전전력에 기초하여 전기차의 부하정보를 식별할 수 있다. 여기서 전기차 충전 상태신호는 EVSE(10)가 전기차를 충전시키고 있는 상태를 나타내는 신호로서, 도 3에서 제3 EVSE(13)가 발생시키는 신호일 수 있다.
보다 구체적으로, AMI 모듈(20)은 평시에는 부하정보 식별동작을 수행하지 않다가, 특정 EVSE(10)로부터 전기차 충전 상태신호가 발생하면, 해당 신호의 발생시점으로부터 충전전력의 정보에 기초하여 부하정보를 식별할 수 있다.
다른 예에서, AMI 모듈(20)은 EVSE(10)로부터 전기차 방전 상태신호가 수신되면 전기차에서 해당 EVSE(10)로 제공되는 방전전력에 기초하여 전기차의 SOC를 추정할 수 있다. 여기서 전기차 방전 상태신호는 EVSE(10)가 전기차를 방전시키고 있는 상태를 나타내는 신호로서, 도 3에서 제4 EVSE(14)가 발생시키는 신호일 수 있다.
보다 구체적으로, AMI 모듈(20)은 평시에는 전기차의 SOC 추정동작을 수행하지 않다가, 특정 EVSE(10)로부터 전기차 방전 상태신호가 발생하면, 해당 신호의 발생시점으로부터 방전전력의 정보에 기초하여 해당 EVSE(10)에 접속된 전기차의 SOC를 추정할 수 있다.
전술한 바와 같이 AMI 모듈(20)은 평상시에는 대기모드로 동작하다가 EVSE(10)에서 상태신호가 발생한 시점을 기점으로 전술한 발명의 동작을 수행할 수 있다. 이에 따라, AMI 모듈(20) 자체의 전력소모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 AMI 모듈(20)이 상시 동작할 때 영향을 끼치는 외부 노이즈를 줄일 수 있다.
앞서 설명한 전기차 충방전 모니터링 시스템(1)은, AMI 모듈(20)로부터 부하정보 및 전기차의 SOC 중 적어도 하나를 제공받아 수집하는 모니터링 서버(30)를 더 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 전기차 충방전 모니터링 시스템(1)은 각 장소(site)별로 설치된 복수의 EVSE(10)와, 복수의 EVSE(10)를 관리하는 장소별 AMI 모듈(20)을 포함할 수 있다. 또한, 전기차 충방전 모니터링 시스템(1)은 장소별로 구비된 복수의 AMI 모듈(20)과 데이터 통신을 수행하는 모니터링 서버(30)를 더 포함할 수 있다.
각각의 AMI 모듈(20)은 각 장소에 위치한 개별 EVSE(10)별로 취득된 부하정보 및/또는 전기차의 SOC를 모니터링 서버(30)로 전송할 수 있고, 모니터링 서버(30)는 이들을 통합 데이터베이스에 저장하고 관리할 수 있다.
이러한 모니터링 서버(30)는 V2G 사업자 단말 또는 전력 사업자 단말과 연결될 수 있고, AMI 모듈(20)로부터 수집된 정보를 각 단말에 송신할 수 있다.
여기서 V2G 사업자는 전기차를 계통이나 전력망에 연결하여 배터리의 남은 전력을 타 시설에 공급하거나 판매함으로써 사업을 영위하는 자를 통칭할 수 있다. 또한, 전력 사업자는 EVSE(10)에 전력을 공급하고 그 대가를 받음으로써 사업을 영위하는 자를 통칭할 수 있다. 한편, 단말은 데이터 통신이 가능한 모든 디바이스를 포함하는 것으로, 핸드폰, 태블릿, 노트북, PC, 서버, 클라우드 서버 등을 통칭할 수 있다.
도 5에서는 설명의 편의를 위해 전술한 V2G 사업자 단말 또는 전력 사업자 단말을 외부 서버(2)로 표현하도록 한다.
도 5를 참조하여 설명하면, 모니터링 서버(30)는 개별 EVSE(10), 장소별 EVSE(예컨대, EVSE #1-1 내지 EVSE #1-n), 개별 AMI 모듈(20), 전체 AMI 모듈(예컨대, AMI 모듈 #1 내지 AMI 모듈 #N)에 대응하는 부하정보 및 각각의 EVSE(10)와 접속이력이 있는 전기차의 SOC 정보를 수집하고 이를 저장할 수 있다.
모니터링 서버(30)는 외부 서버(2)의 요청에 따라 수집된 정보의 일부 또는 전부를 송신할 수 있다. 외부 서버(2)는 해당 정보에 기초하여 V2G 서비스에 따른 계통 상황, EVSE(10)의 상태, 전기차의 상태 등을 파악할 수 있고, 이에 기초하여 예상 전기요금을 산출하거나 EVSE(10)의 전기 사용 계획을 스케쥴링할 수도 있다. 또한, 외부 서버(2)는 모니터링 서버(30)로부터 수신된 정보에 기초하여 각 EVSE(10) 및 AMI 모듈(20)을 원격 제어할 수도 있다.
본 발명은 전술한 바와 같이, EVSE(10) 자체에 대한 정보, EVSE(10) 운영 시 발생하는 전력 이동에 대한 정보, 전기차에 대한 정보를, 실제 계통을 운용하고 전력을 수요/배급하는 주체에게 제공함으로써, 전기차 충전 인프라 구축에 있어 사업 주체가 다름으로 인해 발생할 수 있는 전력 운영 효율성 감소를 방지할 수 있다.
다시 말해, 본 발명에 의하면 전기차 충방전 인프라가 계통과 연계되고 있는 상황에서, 실제 계통을 운용하고 전력을 수요/배급하는 주체에게 계통 운영에 고려되어야 할 다양한 정보를 제공함으로써, 전체 전력망의 운영 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충방전 모니터링 방법을 도시한 순서도이다. 이하, 도 6을 예로 들어 본 발명의 모니터링 방법을 구체적으로 설명하도록 하되, 하나의 EVSE(10)의 동작을 예로 들어 설명하도록 한다.
EVSE(10)는 자신에 전기차가 접속하였는지 여부를 주기적으로 판단할 수 있다(S1). 전기차가 접속되지 않은 경우 EVSE(10)는 전기차가 접속되지 않았음을 나타내는 미접속 상태신호를 발생시킬 수 있다(S2).
이와 달리, 전기차가 접속된 경우 EVSE(10)는 전기차가 접속되었음을 나타내는 접속 상태신호를 발생시킨 후(S3), 전기차가 충전을 요청하는지 방전을 요청하는지 판단할 수 있다(S4).
단계(S2) 및 단계(S3)에서 발생한 미접속 상태신호와 접속 상태신호는 AMI 모듈(20)에 전송될 수 있고, AMI 모듈(20)은 각 신호와 각 신호의 발생시점을 식별 및 저장할 수 있다.
단계(S4)에서 전기차가 충전을 요청한 경우, EVSE(10)는 충전 상태신호를 발생시키고(S5), AMI 모듈(20)은 충전 상태신호의 발생시점에 기초하여 충전 시작시간을 식별 및 저장할 수 있다(S6). 이어서, EVSE(10)는 충전전력을 측정하고(S7), 측정된 충전전력과, 충전전력의 전압 및/또는 전류를 AMI 모듈(20)에 전송할 수 있다. AMI 모듈(20)은 이에 기초하여 전기차의 부하정보를 식별할 수 있다(S8).
이와 함께, AMI 모듈(20)은 전기차에 충전전력이 제공되고 있을 때에도 전기차의 SOC를 추정할 수 있다(S9). 충전 시 SOC를 추정하는 방법은, 방전 시 SOC를 추정하는 방법과 동일한 방법이 이용되므로 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.
EVSE(10)는 충전 종료 여부를 판단하여(S10), 충전이 지속되면 계속적으로 충전전력 측정 동작(S7)을 수행하고, 충전이 종료되면 접속 상태신호를 발생시키고 현재 시점까지의 누적 충전전력을 AMI 모듈(20)에 전송할 수 있다. AMI 모듈(20)은 접속 상태신호의 발생시점에 기초하여 충전 종료시간을 식별 및 저장하고, 누적 충전전력 또한 저장할 수 있다(S11).
한편, 단계(S4)에서 전기차가 방전을 요청한 경우, EVSE(10)는 방전 상태신호를 발생시키고(S12), AMI 모듈(20)은 방전 상태신호의 발생시점에 기초하여 방전 시작시간을 식별 및 저장할 수 있다(S13). 이이서, EVSE(10)는 방전전력을 측정하고(S14), 측정된 방전전력과, 방전전력의 전압 및/또는 전류를 AMI 모듈(20)에 전송할 수 있다. AMI 모듈(20)은 이에 기초하여 전기차의 SOC를 추정할 수 있다(S15).
EVSE(10)는 방전 종료 여부를 판단하여(S16), 방전이 지속되면 계속적으로 방전전력 측정 동작(S14)을 수행하고, 방전이 종료되면 접속 상태신호를 발생시키고 현재 시점까지의 누적 방전전력을 AMI 모듈(20)에 전송할 수 있다. AMI 모듈(20)은 접속 상태신호의 발생시점에 기초하여 방전 종료시간을 식별 및 저장하고, 누적 방전전력 또한 저장할 수 있다(S17).
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (11)

  1. 전기차에 충전전력을 공급하거나 상기 전기차로부터 방전전력을 공급받고, 충방전 상태에 따른 상태신호를 발생시키는 EVSE; 및
    상기 충전전력에 기초하여 상기 전기차의 부하정보를 식별하고, 상기 방전전력에 기초하여 상기 전기차의 SOC를 추정하는 AMI 모듈을 포함하고,
    상기 AMI 모듈은, 상기 EVSE에서 방전 상태신호가 발생하면 상기 방전 상태신호의 발생시점을 식별하고, 상기 발생시점에서의 초기 SOC 정보, 배터리의 타입 정보 및 상기 방전전력에 기초하여 상기 전기차의 SOC를 추정하는
    전기차 충방전 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 EVSE는 계통으로부터 공급되는 전력을 변환하여 상기 전기차에 공급하거나, 상기 전기차로부터 공급되는 전력을 변환하여 상기 계통으로 공급하는
    전기차 충방전 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 EVSE는 상기 충전전력 및 상기 방전전력의 전압과 전류 중 적어도 하나를 검출하는
    전기차 충방전 모니터링 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 AMI 모듈은 상기 충전전력에 기초하여 경부하, 중간부하, 최대부하에 대응하는 상기 전기차의 부하정보를 식별하는
    전기차 충방전 모니터링 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 AMI 모듈은 전류적산법(coulomb counting method)을 이용하여 상기 전기차의 SOC를 추정하는
    전기차 충방전 모니터링 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 AMI 모듈은 상기 EVSE로부터 전기차 충전 상태신호가 수신되면 상기 충전전력에 기초하여 상기 전기차의 부하정보를 식별하는
    전기차 충방전 모니터링 시스템.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 AMI 모듈로부터 상기 부하정보 및 상기 전기차의 SOC 중 적어도 하나를 수집하는 모니터링 서버를 더 포함하는
    전기차 충방전 모니터링 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 모니터링 서버는 상기 AMI 모듈로부터 수집된 정보를 V2G 사업자 단말 또는 전력 사업자 단말에 송신하는
    전기차 충방전 모니터링 시스템.
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