KR20120055655A - 에너지 스토어를 위한 충전 디바이스 및 이러한 충전 디바이스를 작동하기 위한 방법 - Google Patents

에너지 스토어를 위한 충전 디바이스 및 이러한 충전 디바이스를 작동하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에너지 스토어(2), 특히 전기 차량(7)내 리튬 이온 배터리를 위한 충전 디바이스(1)에 관한 것으로, 충전 디바이스(1)가 완전 충전 모드 또는 주차된 충전 모드에서 충전 디바이스(1)를 조절하기 위한 회로(3)를 포함하며, 여기서 충전 디바이스(1)는 완전 충전 모드에서 에너지 스토어(2)의 완전히 충전된 상태를 발생하고, 주차된 충전 모드에서 에너지 스토어(2)의 주차된 충전 상태를 발생하기 위해 셋업되며, 여기서 주차된 충전 상태는 에너지 스토어의 감소된 충전 상태에 대응한다. 본 발명은 이러한 충전 디바이스(1)와 이러한 충전 디바이스(1)를 갖는 전기 차량을 작동하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

에너지 스토어를 위한 충전 디바이스 및 이러한 충전 디바이스를 작동하기 위한 방법{CHARGING DEVICE FOR AN ENERGY STORE AND A METHOD FOR OPERATING SUCH A CHARGING DEVICE}
본 발명은 전기화학적 및/또는 정전 에너지 스토어(electrochemical and/or electrostatic energy store)를 위한 충전 디바이스(charging device), 이러한 충전 디바이스를 작동하기 위한 방법 그리고 독립항들의 전제부들의 특징들을 갖는 이러한 충전 디바이스를 구비한 전기 차량(electric vehicle)에 관한 것이다.
예를 들어, 전기 에너지에 의해 전적으로 구동되는 차량들과 같은 현대적인 전기 차량들 뿐만 아니라, 내연 기관들(internal combustion engines) 또는 연료 전지들(fuel cells)과 결합하는 하이브리드 차량들(hybrid vehicles)은 하나 이상의 전기화학적 그리고, 적절하다면, 추가적인 정전 에너지 스토어들이 장착된다. 본 명세서에서, 그리고 이어지는 문장에서, 전기 차량들과 하이브리드 차량들 둘 다 전기 차량들로서 지칭된다.
예를 들어, 전기화학적 에너지 스토어들은 납산 배터리들(lead acid batteries), 니켈 금속 하이브리드 배터리들, 니켈 아연 배터리들, 리튬 이온 배터리들 그렇지 않으면 이들 배터리들의 조합들일 수 있다. 2중 층 커패시터들을 갖는 조합들이 또한 사용될 수 있다.
에너지에 의해 이러한 에너지 스토어(energy store)에 에너지를 충전하기 위해, 충전 디바이스에 의해 충전 프로세스가 필요하다. 전기 차량의 경우에는, 이러한 충전 디바이스는 고정 충전 디바이스(stationary charging device)이거나 온-보드 충전기(on-board charger)로서 지칭되는 전기 차량 내에 통합되는 충전 디바이스일 수 있다.
모든 에너지 스토어는 자신의 기계적 그리고 화학적 구조에 따라 노화과정(aging process)이 좌우된다. 이러한 노화과정의 속도는 상이한 요인들, 특히 충전 상태, 온도, 충전 전류들과 방전 전류들, 그리고 에너지 스토어의 작동 동안 충전 범위들과 방전 범위들에 달려있을 수 있다.
에너지 스토어의 노화과정에 대한 이들 요인들의 영향의 정도는 에너지 스토어의 작동 상태에 달려있다. 특히, 전기 차량의 경우에는 구동의 작동 상태(실린더 노화) 및 주차의 작동 상태(캘린더 노화(calendar aging))는 항상 서로 분리하여 고려되어야 한다.
전기 차량내 리튬 이온 배터리들의 경우에는, 예를 들어 주차의 작동 상태에서 특히 충전 상태와 온도는 에너지 스토어의 노화과정의 속도에 대한 결정적 요인들이다. 동시에 높은 온도들에서 완전히 충전된 상태에 대해 60%를 넘는 높은 충전 상태는 이러한 에너지 스토어의 서비스 수명(service life)에 특히 좋지 않은 영향을 끼친다. 그러나, 이러한 조건들은 흔히 발생할 수 있는데 이는 (승용차의 경우에는)주차가 차량의 전체 서비스 수명의 평균 95%가 되기 때문이다.
따라서 주차된 상태 동안 과도하게 높은 충전 상태가 이러한 에너지 스토어의 긴 서비스 수명을 위해 바람직하지 않다면, 특히 고온에서, 이러한 상태는 예를 들어 전기 차량의 경우에는 큰 범위의 형태로 어느 때고 회복될 수 있는 고전력 레벨 또는 대량의 에너지에 대한 요구에 역행한다.
게다가, 여러 날, 또는 보다 긴 날, 장래에 걸쳐서 일어나는 에너지 스토어로부터 전력의 계획된 추출의 경우는 그때까지 온도 프로파일(temperature profile)이 알려지지 않기 때문에 특히 문제가 된다. 이것은 에너지 스토어의 가장 긴 가능한 서비스 수명을 보장하기 위해 에너지 스토의 최적 충전 상태를 어떻게 설정할 것인지에 대해 결정하는 것을 보다 어렵게 만든다.
더욱이, 충전 프로세스의 지속기간(duration)은 항상 충분히 정확하게 예측될 수 없을 수 있는데 이는 장차 전력 공급 네트워크의 네트워크 활용 요인이 순간적인 네트워크 활용 요인과 상이할 수도 있기 때문이다. 이러한 이유 때문에, 충전 프로세스의 최적 시작 시간의 문제가 유발되며, 더욱이, 이러한 시작 시간은 되도록 에너지 스토어의 노화를 늦추기 위해 에너지의 계획된 추출에 또한 달려있을 수 있다.
이러한 전력 공급기들이 전기 에너지를 활용할 수 있도록 하여, 전력 네트워크는 본 명세서에서, 그리고 일반적으로 아래에서 전력 공급 네트워크로서 지칭될 것이다. 이것은 일반적으로 가정용 네트워크일 수도 있지만, 특히, 또한 전기 차량내 에너지 스토어의 충전 프로세스 동안 발생할 수도 있는 것과 같은 현저하게 높은 전력 소모 수준들에 적합한 특정한 높은 전력 네트워크일 수도 있다.
따라서, 충전 디바이스는 에너지 스토어의 사용 동안 보다 낮은 작동 비용들과 동시에 배터리의 가장 긴 가능한 서비스 수명이 수반되는 가장 높은 가능한 수준의 사용 편의를 허용하기 위함이다. 더욱이, 에너지 스토어의 길어진 서비스 수명은 또한 환경 보호 요구들이 고려될 수 있도록 허용한다. 가능한 한, 장래에 커지고 있는 요구들에 또한 대처할 수 있도록 그 어느 때보다 중요해지고 있는 이들 환경 요구들에 원칙적으로 대응하기 위해, 충전 디바이스는 다양한 전력 공급기들(power providers)에 의해 전력 공급 네트워크들내에 이미 공급된 재생가능 에너지들의 사용을 용이하게 하도록 도움을 줄 것이다.
게다가, 환경-정책 목적들을 위해 전기 차량들에 대한 흐름은 유리한 세제 혜택을 받거나 보다 유리한 전력 가격(power tariffs)이 다른 소비자들보다 전기 차량들에 제공될 것이라는 것이 장차 예상될 것이다. 따라서 현대적인 충전 디바이스는 사용자가 특히 유리한 전력 가격들을 선택하거나 그리고/또는 세제 혜택들을 즐길 수 있도록 할 수 있을 것이다. 게다가, 충전 프로세스 동안 큰 충전 전류들은, 특히 공급 네트워크의 피크 부하 시간들에서 공급 네트워크의 추가적인 스트레스를 초래한다. 특히, 상대적으로 높은 전력 가격들은 일반적으로 이러한 피크 부하 시간들에서 예상될 수 있다.
최신 충전 디바이스들은, 예를 들어, 야간에 유리한 오프-피크 전기의 사용을 용이하게 하기 위해 충전 프로세스들 동안, 예를 들어 인터벌들을 스위치 온하거나 스위치 오프하는 프로그래머블 컴퓨팅 유닛들을 흔히 포함한다. 프로그래밍은 통상적으로 수동으로 이루어지거나 또는 PC에 의해 이루어지며, 이것은 흔히 매우 다루기 어렵거나 심지어 이용가능한 PC가 없으면 불가능하기 조차하다. 에너지 스토어에 연결되는 프로그래머블 디바이스들에 동일하게 적용된다.
본 발명은 특정 문제들을 해결하거나 적어도 약화시키는 충전 디바이스를 제안하는 목적에 기초한다. 따라서 충전 디바이스에 의해 에너지 스토어의 노화과정이 가능한 한 늦추어지도록 가능한 사용자에 편리한 방식으로 에너지 스토어의 충전 상태를 제어하는 것이 가능하게 될 것이다. 더욱이, 회복가능한 전력 또는 에너지의 양에 대해 가능한 최고도의 시간적 유연성이 유리하게 구현될 것이며, 여기서 가능한 한 모든 시간-중요 요인들이 고려될 것이다. 게다가, 충전 디바이스의 작동의 용이함이 가능한 한 비용효과적이고 환경적으로 손상을 끼치지 않는 에너지 소모에 대해 또한 개선될 것이다. 특히, 충전 디바이스는 자신의 프로그래밍, 특히 충전 디바이스의 펌웨어의 갱신에 대하여 또한 쉽게 작동될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 목적은 충전 디바이스, 이러한 충전 디바이스를 작동하기 위한 방법 그리고 독립항들의 특징들을 갖는 이러한 충전 디바이스를 포함하는 전기 차량에 의해 달성된다. 게다가 개발들과 유리한 개량들이 종속항들에서 발견될 수 있다.
에너지 스토어의 특별히 긴 서비스 수명은 에너지 스토어, 예를 들어, 전기화학적 및/또는 정전 에너지 스토어, 특히 전기 차량내 리튬 이온 배터리를 위한 충전 디바이스에 의해 달성될 수 있으며, 여기서 충전 디바이스는 완전 충전 모드 또는 주차된 충전 모드로 충전 디바이스를 설정하기 위한 회로를 포함하며, 여기서 충전 디바이스는 완전 충전 모드에서 에너지 스토어의 완전히 충전된 상태를 발생시키고 주차된 충전 모드에서 에너지 스토어의 주차된 충전 상태를 발생시키도록 구성되며, 여기서 주차된 충전 상태는 에너지 스토어의 감소된 충전 상태에 대응한다.
이러한 정황에서, 회로는 전기기계적 및/또는 프로그래머블 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 에너지 스토어의 감소된 충전 상태는 에너지의 감소된 양이 에너지 스토어에 저장되는 에너지 스토어의 충전 상태로서 정의된다. 이러한 정황에서, 에너지의 감소된 양은 에너지 스토어내에 저장될 수 있는 에너지의 최대량보다 낮다.
에너지 스토어의 완전히 충전된 상태는 저장될 수 있는 에너지의 최대량이 에너지 스토어내에 저장되는 충전 상태로서 정의된다. 감소된 충전 상태에 대응하는 주차된 충전 상태는 에너지 스토어의 서비스 수명이 가능한 한 길지만 동시에, 예를 들어, 전기 차량의 경우에는 최소 범위를 보장하기 위해 저장된 에너지의 최소양이 언더샷(undershot)하지 않도록 유리하게 선택된다. 리튬 이온 배터리의 경우에는, 감소된 충전 상태(주차된 충전 상태)에서 에너지의 감소된 양은, 예를 들어, 에너지 스토어내에 (스토어의 완전히 충전된 상태로)저장될 수 있는 에너지의 최대량의 약 60%일 수 있다. 에너지 스토어의 순간적인 충전 상태가 존재하고 감소된 충전 상태(주차된 충전 상태)에 대해 에너지의 순간적으로 저장된 양을 통해 측정되면, 에너지 스토어의 주차된 충전 상태는 주차된 충전 모드로 스위치되는 충전 디바이스에 의해, 에너지 스토어로부터 에너지의 대응하는 추출에 의해 설정될 수 있다.
본 발명의 추가의 개발은 완전 충전 모드가 표준에 기초하여 활성화되고 충전 디바이스가 주차된 충전 모드를 활성화시키기 위한 주차 푸시버튼 키를 갖는 것을 제공한다. 따라서, 이러한 충전 디바이스는 특히 쉬운 작동에 의해 정의된다. 전기 차량내 온-보드 충전 디바이스의 경우에는, 주차 푸시버튼 키가 차량의 운전석(driver's compartment), 바람직하게는 계기판(instrument panel)상에 정렬된다면 특히 바람직하다.
본 발명의 한 유리한 개량은 충전 디바이스가 주차된 충전 모드에서 에너지 스토어로부터 추출된 에너지를 에너지 소비자들에게 건네주도록 구성되거나 그리고/또는 충전 디바이스가 에너지 스토어로부터 추출된 에너지를 전력 공급 네트워크로 피드백하기 위한 모듈을 포함한다.
이러한 모듈은 전력 공급기들의 전력 공급 네트워크에 대해 승인되는 컴포넌트가 유리하며, 이 컴포넌트는 일반적으로 전력 인버터 모듈로서 구현되고 에너지 스토어에 의해 취해진 전압을 전력 공급 네트워크의 교류 전압과 동기화되는 교류 전압으로 변환하도록 구성된다. 이러한 방법으로, 주차된 충전 모드에서 충전 디바이스는 에너지 스토어로부터 추출된 에너지의 특히 효율적인 통제에 적합하며 따라서 특히 환경 친화적이고 비용-효과적이다.
충전 디바이스의 하나의 추가의 개발은 충전 디바이스가, 특히 인터넷 접속을 통해, SMS를 통해 또는 무선(radio)을 통해 에너지 스토어의 완전히 충전된 상태 또는 주차된 충전 상태를 발생시키기 위해 충전 디바이스로 전송된 활성 신호를 수신하고 평가하기 위한 인터페이스를 갖는 것을 제공한다. 결과로서, 이러한 충전 디바이스는 충전 디바이스의 원격-제어 활성화 후 충전 상태를 설정하기에 적합하다. 따라서, 예를 들어, 여행을 시작하기 전에, 주차된 충전 상태에서 에너지의 감소된 저장량을 갖는 전기 차량내 배터리가, 이러한 방식으로 여행의 시작시 활용가능한 차량의 최대 범위를 갖도록 하기 위해, 양호한 시간에 충전 디바이스에 SMS를 전송함으로써 에너지의 최대 저장량을 갖는 완전히 충전된 상태로 설정될 수 있도록 한다.
본 발명의 하나의 유리한 실시예에서, 충전 디바이스가 타겟 시간과 타겟 충전 상태를 갖는 충전 프로세스를 수행하도록 구성되는 준비가 존재하며, 여기서 충전 디바이스는 에너지 스토어의 현재의 충전 상태, 전력 공급 네트워크의 활용가능한 충전 전력, 타겟 시간 그리고 계획된 에너지 소모에 기초하여 충전 프로세스와 타겟 충전 상태, 즉, 이러한 타겟 충전 상태에서 에너지 스토어내에 저장된 에너지의 양을 계산하기 위한 컴퓨팅 유닛을 포함하며, 여기서 충전 디바이스는 타겟 시간과 계획된 에너지 소모를 입력하기 위한 입력 인터페이스를 또한 갖는다. 이러한 정황에서, 입력 인터페이스는 충전 디바이스상에 직접적으로 위치될 수 있으며 신호 수신기 또는 입력 키패드로서 구성될 수 있다. 전기 차량의 온-보드 충전 디바이스의 경우에는, 그러나, 이러한 입력 키패드는 운전석에 정렬되는 것이 또한 유리할 수 있다.
이러한 프로그래머블 충전 디바이스는 충전 상태가 특히 사용자 친화적이고 유연한 방법으로 최적화될 수 있는 장점을 갖는다. 전기 차량을 위한 충전 디바이스의 경우에는, 타겟 시간, 예를 들어, 계획된 출발 시간은 날짜 엔트리 및 시간 엔트리의 포맷으로 가장 쉽게 입력될 수 있다. 예를 들어, 계획된 에너지 소모는 특히 킬로미터 거리 형태로 쉽게 특정될 수 있다. 자동화된 방식으로 수행될 수 있는 충전 프로세스의 시작 시간은 본 명세서에서, 계획된 에너지 소모에 일치되는 충전 상태가 활용가능한 충전 전력을 고려하는 타겟 시간 직전에 도달되는 것과 같은 방법으로 결정된다. 이러한 방법으로, 에너지 스토어는 에너지-절약 주차된 충전 상태에서 가능한 한 오랫동안 유지될 수 있으며 다른 한편 원하는 시간에 에너지의 충분한 저장량을 갖는 충전 상태를 가질 것이다. 인터넷, SMS를 통해 또는 무선에 의해 타겟 시간 및 계획된 에너지 소모의 전송이 특히 유리하다.
특히 높은 수준의 본질적인 발명성을 갖는 발명의 일 개발에서, 충전 디바이스는, 특히 인터넷 접속, 전력 공급 네트워크, 무선 및/또는 GPS를 통해 온도 정보를 수신하기 위한 인터페이스 및 컴퓨팅 유닛을 가지며, 여기서 충전 디바이스는 온도 정보를 고려하여 컴퓨팅 유닛에서 구현된 충전 전략에 기초하여 시간적인 충전 전력 프로파일을 계산하고 대응하는 충전 프로세스를 자동적으로 수행하도록 구성된다.
이러한 추가적인 개발은 온도가 에너지 스토어의 노화에 대한 핵심적인 요인을 대체할 수 있다는 인식에 기초한다. 특히, 충전 프로세스 동안 온도는 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 과도하게 낮은 온도들에서 리튬 플레이팅(plating)으로서 지칭되는 것이 충전 전류들이 너무 높을 때 리튬 셀들내에서 발생할 수 있다. 온도 정보는 충전 디바이스 또는 배터리상의 센서들에 의해 획득된다는 것을 종래 기술로부터 알 수 있다. 대조적으로, 본 발명은 온도 정보가 매일 갱신 방식뿐 아니라 상대적으로 긴 시간 기간에 걸쳐서 대응하는 서비스 공급기들에 의해 공급될 수 있다는 장점을 갖는다. 이것은 특히 좋은 충전 전략을 허용하는데 이는 계산되기 위해 예측가능한 한편, 동시에 수신된 온도 정보가 이러한 시간 기간내에서 배터리의 충전 상태의 설정을 위한 미래 시간 기간 동안 고려되기 때문이다.
하나의 유리한 개량에서, 이것은 본질적인 발명성의 특히 높은 수준에 의해 다시 정의되며 이것은 충전 프로세스 동안 특히 좋은 비용 제어를 허용하며, 충전 디바이스는 특히 인터넷 접속, 전력 공급 네트워크, 무선(radio) 및/또는 GPS를 통해 적어도 하나의 전력 공급기에 관한 정보, 특히 전력 비용들, 네트워크 활용 요인 및/또는 전력 발생 방법들에 관한 정보를 수신하기 위한 인터페이스 및 컴퓨팅 유닛을 가지며, 여기서 충전 디바이스는 수신된 정보를 고려하여 컴퓨팅 유닛에서 구현된 시간적인 충전 전력 프로파일을 계산하거나 그리고/또는 충전 전략에 기초하여 전력 공급기를 선택하도록 구성되며, 여기서 충전 디바이스는 또한 대응하는 충전 프로세스를 자동적으로 수행하도록 구성된다. 이러한 정황에서, 컴퓨팅 유닛은 특히 가장 바람직한 전력 공급기가 항상 유리하게 결정될 수 있는 심지어 충전 프로세스 동안 설정될 수 있는 최소 비용 라우터(least cost router)로서 지칭되는 기능을 갖는다. 충전 디바이스의 컴퓨팅 유닛에서 구현되는 이러한 충전 전략에 의해, 이러한 충전 디바이스는, 보다 큰 유연성을 가지며 보다 자동화될 수 있는 시간 설정을 통해 바람직한 오프-피크 야간 요금(off-peak night rate)을 활용할 수 있는 알려진 충전 디바이스들에 대해 장점을 갖는데, 이는 다양한 전력 공급기들의 가장 바람직한 전력 가격이 임의의 원하는 시간에 자동적으로 선택될 수 있기 때문이다.
게다가, 환경친화적인 목적들은, 예를 들어, 소정의 시간에 갱신가능한 전력 소스들로부터 발생된 활용가능한 전력을 만드는 이러한 전력 공급기들로부터 전력이 자동적으로 얻어진다는 사실 덕택에 재생 획득 에너지를 활용가능하게 하는 전력 공급기의 자동화된 선택에 의해 구현될 수 있다.
충전 전략의 한 유리한 실시예에서, 상기 충전 전략은 인터페이스를 통해 수신된 전력 공급기의 스위칭 커맨드들을 처리하도록 또한 구성되며, 이러한 스위칭 커맨드들은 보다 바람직한 가격에 대해 전환 또는 전력 네트워크의 활용 요인을 신호한다.
이러한 목적을 위해, 이러한 충전 디바이스는, 예를 들어, 특히 비용-효과적이거나 환경 친화적으로 사전-프로그램된 전략을 선택함으로써 대응하는 충전 전략이 설정되거나 선택될 수 있도록 하는 오퍼레이터 인터페이스를 갖는 것이 유리하다. 충전 전략은, 이것이 이미 영구적으로 구현되지 않는 한에 있어서는, 인터넷 접속, 무선 또는 몇몇 다른 무선 또는 케이블-바운드 인터페이스에 의해 이러한 방법으로 설정되는 것이 또한 유리하다.
따라서 고객을 위해 환경친화적이거나 그리고/또는 경제적으로 최적화된 조건들하에서만 에너지 스토어 충전의 장점이 획득된다.
하나의 추가의 개발에서, 충전 디바이스는, 특히 전력 공급 네트워크내 네트워크 전압 및 네트워크 주파수의 분석에 기초하여 전력 공급 네트워크의 활용 분석을 수행하고 활용 분석을 고려하여 프로그램된 충전 전략에 기초하여 시간적 충전 전력 프로파일을 계산하도록 구성되며, 그리고 대응하는 충전 프로세스를 자동적으로 수행하도록 또한 구성되는 컴퓨팅 유닛을 포함한다. 예를 들어, 이러한 내부 활용 분석은 공급 네트워크내 전압 프로파일이 분석되고 보조 주파수들이 발생할 때 네트워크가 보다 크거나 적은 정도로 활용되는 것으로 평가된다는 사실 덕택에 고속 푸리에 변환(fast Fourier transformation : FFT)에 기초할 수 있다. 한편, 이것은 이러한 네트워크 활용 요인의 시간적 균질화에 대해 피크 부하 시간들에서 또는 일반적으로 전력 공급 네트워크의 네트워크 활용 요인에 있어 감소를 허용한다. 더욱이, 이것은 특히 낮은 네트워크 활용 요인으로 배터리를 충전시킴으로써 전력 비용들이 절감될 수 있도록 허용하며, 예를 들어, 이것은 또한 흔히 야간 동안 오프-피크 야간 충전으로서 지칭되는 것과 같은 감소된 비용이다.
특히, 전력 비용들은 충전 디바이스가 특히 전력 공급 네트워크, 무선 또는 인터넷을 통해 전력 공급기 및/또는 생산기(producer)로 식별 코드를 방출하도록 구성되는 것을 제공하는 충전 디바이스의 다른 유익한 실시예를 이용함으로써 또한 절약될 수 있다. 결과적으로, 예를 들어 전기 자동차는 그 자체로 전력 공급기에 대해 식별될 수 있으며, 적절하다면 감소된 전력 가격이 달성될 수 있도록 허용한다. 이것은 이것이 보다 바람직한 세제 혜택을 달성하도록 허용한다면 특히 유리하다.
식별 코드의 방출은 또한 충전 디바이스를 식별하기에 적합하여 그리고 소정의 상황들에서, 충전 디바이스에 연결되는 에너지 스토어들 또는 이러한 전기 차량에 포함되고 직접적으로 또는 생산기 또는 네트워크 공급기에 비교되는 에너지 스토어를 통해 충전 디바이스에 연결되는 디바이스들 또는 다른 소비자들과 마찬가지로 충전 디바이스에 연결되는 전기 차량을 식별하기에 적합하다. 예를 들어, 이러한 식별은 특히 이러한 충전 디바이스, 에너지 스토어 또는 전기 차량의 생산기로부터 펌웨어 갱신들과 같은 정보 또는 데이터의 수용에 대해 인증을 위해 특히 필요하다.
특히 높은 수준의 본질적인 발명성을 갖는 일 개발에 있어서, 충전 디바이스는 특히 인터넷 접속 또는 전력 공급 네트워크를 통해 컴퓨팅 유닛의 프로그래밍을 변경하거나 갱신하기 위한 프로그램 코드를 수신하고 자동적으로 처리하기 위한 컴퓨팅 유닛과 인터페이스를 갖는다. 이러한 방법으로, 특히 충전 디바이스의 펌웨어는 요구되는 추가의 데이터 캐리어들, 디스크 드라이브들 또는 컴퓨터들을 갖지 않는 전력 공급 네트워크 또는 인터넷 접속을 통해 변경되거나 갱신될 수 있다. 이러한 정황에서, 컴퓨팅 유닛은 이러한 프로세스가 완전 자동화된 방식 또는 사용자에 의한 활성화, 예를 들어, 입력 인터페이스에서 갱신 푸시버튼 키나 메뉴 프롬프팅에 의해 수행될 수 있는 것과 같은 방식으로 구성된다.
이러한 정황에서, 충전 디바이스의 식별 후, 예를 들어 공급 네트워크를 통해, 새로운 펌웨어는, 예를 들어, 공급 네트워크를 통해 충전 디바이스로 전송된다. 그 다음 충전 디바이스는 자신의 프로그래밍의 갱신을 시작하고 적절한 시간에 다시 시작한다. 이것은, 특히, 생산기에 예를 들어 전력 공급 네트워크를 통해 중앙 집중 방식으로 현재의 펌웨어에 일련의 또는 프로덕트 배치(product batch)의 다수의 이러한 충전 디바이스들의 공급 가능성을 제공하며, 결과적으로 고객들이 가장 최신 기능들과 갱신들을 활용할 수 있게 한다.
또 다른 유리한 실시예에서, 충전 디바이스는 에너지 스토어와 데이터를 교환하기 위해, 특히, 에너지 스토어의 프로그래밍 변경 또는 갱신을 위해 그리고/또는 에너지 스토어로부터 데이터, 특히 오류 메시지들, 유지 요청들 및/또는 수리 요청들을 수신하기 위해 에너지 스토어에 프로그램 코드를 전송하기 위한 인터페이스를 갖는 컴퓨팅 유닛을 포함하며, 여기서 충전 디바이스는 또한 인터넷, 전력 공급 네트워크 및/또는 무선을 통해, 특히 생산기, 작업장 및/또는 전력 공급기와 데이터를 교환하기 위한 인터페이스를 갖는다.
한편, 충전 디바이스의 이러한 실시예는 에너지 스토어 데이터, 특히 에너지 스토어의 프로그래밍을 변경하거나 갱신하기 위한, 인터넷, 전력 공급 네트워크를 통해 그리고/또는 무선에 의해 수신된 프로그램 코드들에 건네주기에 적합하다. 특히, 이것은 충전 디바이스의 대응하는 프로그래밍과 함께 전술한 모든 장점들을 갖는 생산기에 의해 에너지 스토어의 펌웨어의 갱신을 허용한다. 이러한 프로세스에서, 생산기에서 에너지 스토어의 식별 후 새로운 펌웨어는 충전 디바이스를 통해 전송되며, 여기서 충전 디바이스는, 예를 들어, 공급 네트워크를 통해 생산기와 에너지 스토어간의 대응하는 데이터를 교환한다. 펌웨어의 수신 후, 대응적으로 구성된 배터리는 갱신 및 후속적인 재시작을 수행할 수 있다.
충전 디바이스를 통해 에너지 스토어와 생산기간의 데이터의 이러한 교환은 생산기에 전력 공급 네트워크를 통해 중앙 집중 방식으로 현재의 펌웨어에 일련의 또는 프로덕트 배치의 다수의 에너지 스토어들 공급 가능성을 또한 제공하며, 그리고 결과적으로 소비자들이 가장 최신 기능들과 갱신들을 활용할 수 있게 한다. 게다가 충전 파라미터들을 충전 디바이스로 전달하거나 그리고/또는, 예를 들어, 전력 공급 네트워크를 통해 충전 디바이스로부터 생산기에 전달하기 위해 에너지 스토어로부터 충전 디바이스로 데이터를 전송할 가능성이 존재한다. 이러한 방법으로, 예를 들어, 생산기 또는 서비스 디바이스가 중앙 집중 방식으로 에너지 스토어를 교환하기 위해 오류 코드들 또는 요청을 처리할 수 있도록 한다. 따라서, 예를 들어, 사용자가 충전 디바이스를 통해 급박한 고장에 대한 신호를 받는다면 에너지 스토어의 사용자에게 에너지 스토어의 즉각적인 교환을 제공하는 것을 가능하게 한다.
충전 디바이스와 에너지 스토어간의 이러한 양방향 데이터 교환의 추가의 장점은 충전 디바이스에 의해 수신되는 에너지 스토어로부터의 시작 신호의 가능성이며, 이의 결과로서, 특히, 상기 다른 상이한 설명에 대응하는 결과로서, 충전 프로세스가 충전 디바이스에 의해 트리거될 수 있다.
게다가, 충전 디바이스가 구성될 수 있는 충전 파라미터들은 에너지 스토어로부터 충전 디바이스로 전송될 수 있다. 이러한 충전 파라미터들은, 예를 들어, 허용가능한 충전 전력 레벨들 또는 충전 전류들에 대한 충전 용량 또는 하한 및 상한과 같은 에너지 스토어의 기술적 특징들을 포함할 수도 있다.
충전 디바이스의 일 개발에 있어서, 충전 디바이스는 디바이스의 프로그래밍을 변경 또는 갱신하거나 그리고/또는 디바이스로부터 데이터, 특히 오류 메시지들, 작동 정보, 유지 요청들 및/또는 수리 요청들을 수신하기 위해, 데이터를 디바이스, 특히 프로그램 코드를 전송하기 위해 충전 디바이스에 연결된 전기 차량과 교환하기 위한 인터페이스를 갖는 컴퓨팅 유닛을 포함하며, 여기서 충전 디바이스는 인터넷, 전력 공급 네트워크를 통해 그리고/또는 무선을 통해, 특히 생산기, 작업장 및/또는 전력 공급기와 데이터를 교환하기 위한 인터페이스를 또한 갖는다.
특히, 디바이스가 전기 차량이면, 교환된 데이터는 충전 디바이스를 통해 생산기 또는 작업장으로부터 차량으로 전송될 수 있는 작업장에 대해 차량의 리콜을 포함하거나, 그 밖에 제품들 또는 서비스들의 광고를 포함할 수도 있다. 게다가, 경로들, 고장 등과 같은 정보는 차량으로부터 제조업체 또는 작업장으로 건네질 수 있다. 더욱이, 이러한 방법으로 특히 차량의 온-보드 내비게이터의 프로그래밍이 갱신되거나 차량의 다른 제어 유닛의 프로그래밍이 갱신되도록 하는 것이 가능하며, 충전 디바이스에 의해 이러한 프로그래밍의 전술한 장점들이 다시 획득된다.
충전 디바이스에 연결된 디바이스와 데이터를 교환하기 위한 특정 인터페이스는, 특히, 에너지 스토어를 또한 포함할 수도 있다, 즉, 디바이스는 따라서 데이터의 교환을 위한 에너지 스토어를 통해 충전 디바이스에 연결된다. 대안으로, 특정 인터페이스는, 예를 들어, 추가적인 연결들과 케이블들 또는 케이블없는 인터페이스에 의해 충전 디바이스와 각각의 디바이스 간의 직접적인 연결에 의해 또한 구현될 수 있다.
더욱이, 본 발명은 에너지 스토어, 예를 들어 전기화학적 및/또는 정전 에너지 스토어, 특히 전기 차량내 리튬 이온 배터리를 위한 충전 디바이스를 작동하기 위한 방법을 제공하며, 여기서 충전 디바이스는 완전 충전 모드 또는 주차된 충전 모드로 스위치되며, 여기서 완전 충전 모드에서 완전히 충전된 상태는 충전 디바이스에 의해 발생되며, 주차된 충전 모드에서 에너지 스토어의 주차된 충전 상태가 발생되며, 여기서 주차된 충전 상태는 전술한 바와 같이 에너지 스토어의 감소된 충전 상태에 대응한다. 주차된 충전 상태를 에너지 스토어가 활성적으로 사용되지 않는 기간 동안 완전히 충전된 상태에 비해 감소되는 충전 상태로 주차된 충전 상태를 설정함으로써, 상기 에너지 스토어의 서비스 수명은 캘린더 노화가 감소됨으로써 길어진다.
수행하기에 특히 쉬운 방법의 실시예에서, 충전 디바이스는 (예를 들어, 차량이 공항에서 상대적으로 긴 시간 동안 주차될 때) 주차 푸시버튼 키를 활성화함으로써 완전 충전 모드 및/또는 주차된 충전 모드에서 표준에 기초하여 작동한다.
방법의 특히 유리한 개발에서, 이것은, 특히, 충전 프로세스의 좋은 비용 제어를 허용하며, 그리고 환경적 양상들과 미래 충전 프로세스의 프로그래밍이 고려되도록 허용하며, 또한 외부 온도 정보를 고려하는 한편, 충전 프로세스는 본 명세서에 제안된 유형의 충전 디바이스에 의해 수행된다.
최종적으로, 본 발명은 본 명세서에 제안된 유형의 충전 디바이스를 갖는 전기 차량을 제공하며, 여기서 충전 디바이스는 온-보드 충전기로서 지칭되는 것으로서 전기 차량에 통합되거나 고정 충전 디바이스로서 구성된다. 이러한 전기 차량은 이러한 전기 차량내에 포함되는 전기화학적 및/또는 정전 에너지 스토어가 주차된 충전 상태로 쉽게 배치될 수 있는 장점을 가지며, 결과적으로 이러한 에너지 스토어의 서비스 수명은 이러한 방식으로 특히 효과적으로 길어질 수 있다. 이것은 전기 차량의 개선된 성능을 가져오며 에너지 스토어의 상당히 길어진 교환 인터벌들을 통해 비용들에서 상당한 감소를 가져온다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 도 1과 도 2에 예시된다. 도면에서 :
도 1은 주차 푸시버튼 키를 갖는 개략적으로 예시된 충전 디바이스를 도시하고, 그리고
도 2는 충전 디바이스가 장착된 전기 차량의 개략적인 예시를 도시한다.
도 1은 본 명세서에 제안된 유형의 충전 디바이스의 예를 예시한다. 충전 디바이스(1)는 에너지 스토어(2)에 연결된다. 에너지 스토어(2)는 본 발명의 예시적인 실시예에서 리튬 이온 배터리지만, 그러나, 에너지 스토어는, 예를 들어, 납산 배터리 또는 니켈 금속 하이브리드 배터리일 수 있다. 충전 디바이스(1)는 충전 디바이스(1)가 완전 충전 모드 또는 주차된 충전 모드로서 설정될 수 있는 회로(3)를 갖는다. 충전 디바이스는 완전 충전 모드에서 에너지 스토어(1)의 완전히 충전된 상태를 발생시키도록 구성된다. 주차된 충전 모드에서, 충전 디바이스(1)는 에너지 스토어(1)의 주차된 충전 상태를 발생시키도록 구성되며, 여기서 주차된 충전 상태는 (에너지 스토어내에 저장될 수 있는 에너지의 최대량과 비교하여 볼 때) 에너지 스토어내에 저장된 에너지의 감소된 양에 의해 정의된다. 예시된 충전 디바이스는 표준에 기초하여 완전 충전 모드로 설정된다. 충전 디바이스(1)는 주차된 충전 모드를 활성화하기 위한 주차 푸시버튼 키(4)를 갖는다. 충전 디바이스(1)는 에너지 스토어(2)로부터 추출된 에너지를 건네주도록 또한 구성된다. 이 목적을 위해, 충전 디바이스(1)는 에너지 스토어로부터 추출된 에너지를 전력 공급 네트워크(6)로 피드백하기 위한 모듈(5)을 포함한다. 이러한 피드백 동안, 전력 인버터 모듈로서 구성되는 모듈은 에너지 스토어로부터 취해지는 전압을 전력 공급 네트워크의 교류 전압과 동기화되는 교류 전압으로 변환한다.
에너지 스토어(2)를 충전하기 위해, 충전 디바이스(1)는 에너지 스토어(2)와 전력 공급 네트워크(6)에 우선적으로 연결된다. 표준에 기초하여, 이러한 방법으로 에너지 스토어(2)는 에너지 스토어에 저장될 수 있는 에너지의 최대량까지 완전히 충전된다. 주차 푸시버튼 키(4)를 활성화함으로써, 충전 디바이스는 완전 충전 모드로부터 주차된 충전 모드로 스위치오버된다. 주차된 충전 모드에서, 에너지 스토어(2)는 저장된 에너지의 감소된 양을 갖는 주차된 충전 상태로 위치된다. 본 예에서 에너지의 감소된 양은 저장될 수 있는 에너지의 최대량의 약 60%에 대응한다. 이와 같이 감소된 충전 상태는 리튬 이온 배터리들의 서비스 수명을 늘리기에 특히 상당히 적합하다.
에너지 스토어(2)가 주차된 충전 상태와 연관되는 에너지의 감소된 양보다 큰 에너지의 순간적으로 저장된 양을 갖는 순간적인 충전 상태이고 충전 디바이스가 주차된 충전 모드로 존재하면, 에너지의 대응하는 양은 에너지 스토어의 주차된 충전 상태가 도달될 때까지 충전 디바이스에 의해 에너지 스토어로부터 추출된다. 추출된 에너지는 모듈(5)을 통해 전력 공급 네트워크(6)로 피드백된다.
도 2는 본 명세서에 제안된 유형의 충전 디바이스(1)와 에너지 스토어(2)를 갖는 전기 차량(7)의 개략적인 예시이다. 충전 디바이스는 에너지 스토어(2)를 충전하기 위한 전력 공급 네트워크(6)에 연결된다. 앞선 예에서와 같이, 이러한 충전 디바이스(1)는 충전 디바이스가 회로(3)를 통해 주차된 충전 모드로 위치될 수 있는 주차 푸시버튼 키(4)를 또한 포함한다. 주차 푸시버튼 키(4)는 전기 차량(7)의 운전석에 정렬되는 것이 유리하다. 충전 디바이스는 완전 충전 모드에서 에너지 스토어(2)의 완전 충전 상태와 주차된 충전 모드에서 저장된 에너지의 감소된 양을 갖는 에너지 스토어(2)의 주차 충전 상태를 생산하도록 구성된다. 충전 디바이스(1)는 표준에 기초하여 완전 충전 모드로 설정되고 주차 푸시버튼 키(4)를 활성화함으로써 주차된 충전 모드로 스위치된다.
충전 디바이스(1)가 주차된 충전 모드이고 에너지 스토어(2)가 주차된 충전 상태와 연관되는 에너지의 감소된 양 보다 큰 에너지의 저장된 양을 갖는 순간적인 충전 상태이면, 충전 디바이스가 활성화된 후 에너지 스토어(2)의 주차된 충전 상태가 설정되는, 즉 에너지의 감소된 양이 도달되는 만큼 에너지가 충전 디바이스(1)에 의해 에너지 스토어(2)로부터 추출된다. 차량이 스위치 오프되면, 도 2에 예시된 바와 같이, 그리고 충전 디바이스(1)가 전력 공급 네트워크(6)에 연결되면, 추출된 에너지는 모듈(5)을 통해 전력 공급 네트워크(6)로 피드백된다. 대안으로, 에너지 스토어(2)로부터 추출되는 이러한 에너지는 (본 명세서에 예시되지 않은)에너지 스토어들에 연결되는 소비자들에게 또한 건네질 수 있다. 이것은 차량이 전력 공급 네트워크(6)에 연결되지 않을 때, 즉 여행 동안 특히 유리하다.
충전 디바이스(1)는, 충전 디바이스로 전송되고, 에너지 스토어(2)의 완전 충전 상태 또는 주차된 충전 상태를 발생시키기 위한 활성화 신호를 수신하고 평가하기 위한 제 1 인터페이스(8)를 갖는다. 따라서 주차된 전기 차량(7)내 에너지 스토어(2)가 주차된 상태이고 대응하는 활성화 신호가 사용자에 의해 전송되고 제 1 인터페이스(8)를 통해 충전 디바이스(1)에 의해 수신되면, 충전 디바이스(2)는 에너지 스토어(2)의 완전히 충전된 상태를 자동적으로 발생한다. 이러한 방법으로, 에너지 스토어는 주로 전기 차량(7)의 주차 동안 주차된 충전 상태에 의해 보호되고, 에너지 스토어(2)는 이러한 방법으로 전기 차량(7)의 최대 범위를 달성하기 위해 계획된 여행에 앞서 좋은 시간에 완전히 충전된다(완전히 충전된 상태가 설정된다). 본 명세서에 예시된 예에서, 이러한 활성화 신호는 SMS를 통해 모바일 무선 전화에 의해 충전 디바이스(2)로 전송된다. 대안으로, 인터넷에 대한 연결은 또한 제 1 인터페이스(8)를 통해, 예를 들어, 또한 무선(radio)에 의해 셋업될 수 있으며, 그에 대한 결과로서 대응하는 활성화 신호가 인터넷을 통해 충전 디바이스(1)로 보내질 수 있다.
충전 디바이스는 또한 타겟 시간 및 타겟 충전 상태와 함께 충전 프로세스를 수행하도록 구성되며, 여기서 충전 디바이스(1)는 에너지 스토어(2)의 현재의 충전 상태, 전력 공급 네트워크(6)의 활용가능한 충전 전력, 타겟 시간 및 계획된 에너지 소모에 기초하여 충전 프로세스와 타겟 충전 상태의 시작 시간을 계산하기 위한 컴퓨팅 유닛(9)을 가지며, 여기서 충전 디바이스(1)는 타겟 시간과 계획된 에너지 소모를 입력하기 위한 입력 인터페이스(10)를 또한 갖는다. 전기 차량(7)과 함께하는 여행은 미래 시간, 타겟 시간으로 계획되며, 타겟 시간은 입력 인터페이스(10)를 통해 입력될 수 있다. 이것은 요일과 날짜의 시간을 갖는 포맷으로 이루어지는 것이 유리하다. 게다가, 킬로미터로 여행의 계획된 길이가 이러한 인터페이스를 통해 입력된다. 컴퓨팅 유닛은 충전 프로세스의 시작 시간과 타겟 충전 상태가 이들 입력들에 기초하여, 에너지 스토어(2)의 현재의 충전 상태에 의해 그리고 전력 공급 네트워크(6)의 활용가능한 충전 전력에 의해 계산되는 것과 같은 방식으로 프로그램된다. 이러한 충전 프로세스의 시작 시간까지 시간 경과 후, 에너지 스토어(2)는 가능한 한 에너지 스토어(2)의 서비스 수명을 늘리기 위해 주차된 충전 상태로 자동적으로 위치된다.
에너지 스토어(2)는 충전 디바이스에 의해 차량의 시작 시간까지 타겟 충전 상태에 대응하는 에너지의 저장된 양과 함께 충전 상태로 위치되지 않으며, 여기서 이러한 에너지의 양은 입력되는 여행의 길이에 대해 충분한 방법으로 계산되고, 여기서 충전 프로세스의 시작 시간은 경로, 활용가능한 충전 전력 등에 대해 규정된 값들에 의해 계산되었다. 대안으로, 타겟 시간과 계획된 에너지 소모는 SMS에 의해 또는 제 1 인터페이스(8)에 의해 인터넷을 통해 또한 입력될 수 있다.
충전 디바이스(1)는 날씨 정보 및 온도 정보를 위한 특정 서비스 공급자로부터 제 1 인터페이스(8)를 통해 온도 정보를 수신하도록 또한 구성된다. 수신은 또한 날씨 정보 및 온도 정보의 수신을 위해 구성되는 추가의 인터페이스를 통해 마찬가지로 구현될 수 있다. 예를 들어, 이러한 정보가 전력 공급 네트워크를 통해 활용될 수 있다면 이러한 정보는 전력 공급 네트워크에 연결되는 제 2 인터페이스(8')를 통해 또한 수신될 수 있다. 더욱이, 충전 디바이스(2)는 주변 온도를 측정하기 위한 온도 센서들(10)을 갖는다. 마찬가지로, 에너지 스토어(2)는 에너지 스토어(2)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(11)를 갖는다. 온도 센서(11)에 의해 측정되는 온도 정보는 케이블(12)에 의해 에너지 스토어(2)로부터 충전 디바이스(1)로 전송된다. 대안으로, 이러한 전송은 또한 에너지 스토어(2)내 대응하는 전송기 및 충전 디바이스(1)내 수신기에 의해 무선 방식으로 일어날 수 있다. 컴퓨팅 유닛(9)은 에너지 스토어(2)내 온도 센서(11)로부터 이러한 온도 정보, 충전 디바이스(1)내 온도 센서(10)의 온도 정보 그리고 제 1 인터페이스(8)를 통해 수신되는 온도 정보 및 날씨 정보를 처리하도록 구성된다. 대안으로 서비스 공급자로부터 수신되는 온도 정보는 또한 공급 네트워크(6)로부터 또는 무선을 통해 또는 특정 날씨 서비스들을 통해 GPS로부터 수신될 수 있다. 이러한 정황에서, 이러한 수신된 온도 정보는 매일 갱신되는 것에 기초하여 아니면 날씨 예보의 형태로 상대적으로 긴 시간 기간 동안 제공될 수 있다.
이 목적을 위해, 컴퓨팅 유닛은 날씨 정보로부터 온도 정보를 추출하도록 구성된다. 이러한 방법으로 생성되는 장래의 온도 프로파일에 기초하여, 컴퓨팅 유닛은 온도-유도형 노화가 가능한 한 감소되는 것과 같은 방법으로 시간에 걸쳐서 충전 전류를 순응시킨다. 따라서, 특히 낮은 온도들에서 리튬 플레이팅을 방지할 수 있으며 결과로서 배터리 서비스 수명의 감소를 방지하며, 그리고 높은 온도들에서 급속한 노화를 방지할 수 있다.
컴퓨팅 유닛(9)은 또한 적어도 하나의 전력 공급기에 관한 정보, 특히 전력 비용들, 네트워크 활용 요인 및/또는 에너지 생성 방법들에 관한 정보를 처리하고 시간적인 충전 전력 프로파일을 계산하거나 그리고/또는 컴퓨팅 유닛(9)내에 구현된 충전 전략에 기초하여 전력 공급기를 선택하도록 구성되는 동시에, 수신된 정보를 고려한다. 이러한 정황에서, 전력 공급 네트워크(6)에 관한 정보는 제 2 인터페이스(8')를 통해 수신된다. 그러나, 상기 정보는 원칙적으로 무선, 인터넷 및/또는 GPS를 통해 인터페이스(8)를 통해 수신되는 것과 동일할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 에너지 비용들의 감소에 관심이 있으면, 상기 사용자는 에너지의 가장 큰 가능한 양이 가능한 가장 비용-효과적인 전력 가격을 갖는 전력 공급자로부터 가져오는 것과 같은 방식으로 시간적인 충전 전력 프로파일이 최적화되는 충전 전략을 설정한다. 따라서 컴퓨팅 유닛은 다양한 전력 공급기들로부터의 가격 정보가 비교되고 가장 바람직한 가격이 선택되는 최소 비용 라우터의 기능을 취한다. 전력 공급자들의 연관된 스위칭 시간들을 갖는 이러한 가격 정보는 전력 공급 네트워크를 통해 매일 갱신되는 것에 기초하여 가져온다. 이러한 정황에서, 컴퓨팅 유닛은 충전 프로세스 동안 조차 상기 전력 공급자에 의해 자동 등록에 의해 가장 비용-효과적인 전력 공급자로 스위치 오버하는 것을 가능하게 하는 것과 같은 방법으로 프로그램된다. 사용자가 가능한 가장 환경 친화적인 방법으로 발생되는 에너지를 사용하는데 관심이 있으면, 사용자는 가능한 한 큰 에너지의 양이 재생가능한 에너지 소스들로부터 얻어지는 것과 같은 방식으로 컴퓨팅 유닛에 의해 충전 전략을 선택하며, 여기서 대응하는 정보는 매일 갱신되는 것에 기초하여 또한 수신될 수 있다. 시간적인 충전 전력 프로파일이 계산될 때, 전력 공급자들의 네트워크 활용 요인에 관한 정보가 마찬가지로 또한 평가된다. 이러한 방법으로, 특히 피크 부하 시간들에서 네트워크 활용 요인의 균질화를 달성하는 것이 가능하며, 그러한 결과에 의해 전기 차량은 발전소들을 위한 피크 부하 버퍼로서 사용될 수 있으며, 에너지 스토어(2)를 충전하기 위한 비용들은 감소될 수 있다(오프-피크 야간 요금으로 충전).
네트워크 활용 요인에 관해 활용가능한 정보가 존재하지 않으면, 컴퓨팅 유닛은 (예를 들어 단기간 동안 고속 푸리에 변환(FFT)에 기초하여) 내부 분석에 의해 전력 공급 네트워크(6)내 네트워크 전압 및 네트워크 주파수의 평가에 의해 스스로 네트워크 활용 요인을 결정하고, 그리고 최적 충전 전력 프로파일의 계산을 위해 이러한 활용 요인 분석을 이용하도록 구성된다. 이 목적을 위해, 특히 네트워크 전압의 푸리에 변환이 계산된다. 네트워크 활용 요인은 설정포인트 주파수와 상이한 주파수와 연관되는 네트워크 전압의 푸리에 변환의 컴포넌트들의 존재에 기초하여 측정된다. 사전정의된 최대 임계치보다 많은 만큼 네트워크 전압의 설정포인트 주파수와 상이한 네트워크 전압의 컴포넌트들이 이러한 방법으로 측정되면, 충전 프로세스는 중단되거나 그리고/또는 나중으로 연기된다. 이러한 방법으로, 충전 전력 프로파일은 전력 공급 네트워크의 활용 요인에 순응되고 피크 활용 요인들이 감소된다. 이러한 예시적인 실시예에서 10Hz는 최대 임계치로서 영구적으로 사전정의된다. 그러나, 보다 크거나 작은 임계치가 또한 마찬가지로 사전정의될 수 있다.
게다가, 제 2 인터페이스(8')와 전력 공급 네트워크(6)를 통해 전력 공급기와 생산기로 식별 코드를 방출하기 위한 디바이스는 충전 디바이스에 또한 통합된다. 이러한 방법으로, 대응하는 식별 코드는 충전 프로세스 전 또는 동안에 방출되며, 그 결과에 의해 전력 공급자는 그 자체로 전기 차량을 식별하고, 적절하다면, 감소된 전력 가격을 계산한다. 더욱이, 이러한 식별은 전기 차량들에 대한 보다 바람직한 세제 혜택을 달성하기 위해 필요하다.
컴퓨팅 유닛(9)은 컴퓨팅 유닛(9)의 프로그래밍, 특히 컴퓨팅 유닛(9)의 펌웨어를 변경 또는 갱신하기 위해 프로그램 코드를 처리하도록 구성된다. 전력 공급 네트워크(6)와 제 2 인터페이스(8)를 통해 이러한 프로그램 코드의 대응하는 수신은 사용자 인터페이스(10)를 통해 사용자(6)에 의해 활성화되거나 충전 디바이스에 의해 자동화된 방식으로 발생한다. 이러한 정황에서, 전력 공급 네트워크를 통해 식별 코드의 자동화된 방출 후, 컴퓨팅 유닛은 전력 공급 네트워크를 통해 새로운 펌웨어 데이터를 수신하고, 갱신을 수행하며 적절한 시간에 다시 시작한다. 대안으로, 펌웨어의 갱신은 갱신 푸시버튼 키 또는 메뉴 프롬프팅에 의해 사용자 인터페이스(10)를 통해 사용자에 의해 수동적으로 트리거될 수 있다. 이러한 갱신은 예를 들어 제 1 인터페이스(8)를 통해 무선 링크를 통해 또는 케이블-바운드 방식으로 충전 디바이스(1)에 연결되는 외부 컴퓨터에 의해 또한 가능하다.
컴퓨팅 유닛(9)은 연결(12)을 통해 에너지 스토어(2)와 데이터를 교환하도록 또한 구성된다. 이러한 방법으로, 프로그램 코드들은, 예를 들어, 에너지 스토어(2)의 펌웨어의 갱신을 수행하기 위해 에너지 스토어(2)로 전송된다. 더욱이, 에너지 스토어로부터의 데이터, 특히 오류 메시지들, 유지 요청들 및/또는 수리 요청들은 이러한 연결(12)을 통해 또한 수신된다. 그러나, 케이블-바운드 인터페이스(12)에 대한 대안으로서, 에너지 스토어(2)와 충전 디바이스(1)간의 케이블없는 연결, 예를 들어, 무선을 통한 연결이 마찬가지로 가능하다. 에너지 스토어(2)로부터 수신되는 데이터는 후속적으로 전력 공급 네트워크를 통해 인터페이스(8')를 통해 에너지 스토어(2)의 생산기에 건네진다.
더욱이, 사용자가 에너지 스토어에 전송한 충전 프로세스를 위한 시작 신호는 에너지 스토어로부터 충전 디바이스에 건네지고, 결과로서 에너지 스토어의 충전 프로세스가 충전 디바이스에 의해 트리거 된다.
더욱이, 충전 디바이스가 구성되는 이러한 구성에 의해 충전 파라미터들은 에너지 스토어로부터 충전 디바이스로 전송된다. 이들 충전 파라미터들은, 예를 들어, 충전 용량 또는 허용가능한 충전 전력들 또는 충전 전류들에 대한 하한들과 상한들과 같은 에너지 스토어의 기술적 특징들을 포함한다. 이러한 방법으로, 충전 디바이스는 어느 때고 에너지 스토어에 대해 정확히 조절된다.
게다가, 충전 디바이스(1)는 제어 디바이스(13)와 데이터를 교환하기 위해 무선에 의해 제 1 인터페이스(8)를 통해 컴퓨팅 유닛(9)에 연결되며, 제어 디바이스(13)는 또한 대응하는 인터페이스(14)를 갖는다. 예를 들어, 제어 디바이스(13)의 프로그래밍을 변경하거나 갱신하기 위한 프로그램 코드들은 이러한 연결을 통해 전송되며, 그 결과에 의해 제어 디바이스(13)의 펌웨어의 갱신들이 수행될 수 있다. 더욱이, 데이터, 특히 오류 메시지들, 작동 정보, 유지 요청들 및/또는 수리 요청들은 이러한 연결을 통해 제어 유닛(13)으로부터 충전 디바이스(1)로 전송된다. 이들 데이터들은 전력 공급 네트워크(6)를 통해 제어 디바이스(13)의 생산기로 건네지거나 인터페이스(8')를 통해 작업장으로 건네진다. 제어 디바이스(13)에 더하여, 전기 차량(7)내 추가의 제어 디바이스들 또는 다른 에너지 소비자들은 데이터의 이러한 교환을 위해 케이블없는 또는 케이블-바운드 방식으로 충전 디바이스에 또한 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 특히, 온-보드 내비게이션 시스템의 소프트웨어의 갱신을 수행하는 것이 가능하다.
더욱이, 이러한 제어 디바이스에 전송된 충전 프로세스를 위한 시작 신호는 제어 디바이스로부터 충전 디바이스로 건네지고, 이의 결과로서 에너지 스토어의 충전 프로세스가 충전 디바이스에 의해 트리거된다.

Claims (15)

  1. 에너지 스토어(2), 특히 전기 차량(7)내 리튬 이온 배터리를 위한 충전 디바이스(1)로서,
    상기 충전 디바이스(1)는 완전 충전 모드 또는 주차된 충전 모드로 상기 충전 디바이스(1)를 설정하기 위한 회로(3)를 포함하고,
    상기 충전 디바이스(1)는 상기 완전 충전 모드에서 상기 에너지 스토어(2)의 완전히 충전된 상태를 발생시키고 상기 주차된 충전 모드에서 상기 에너지 스토어(2)의 주차된 충전 상태를 발생시키도록 구성되며,
    상기 주차된 충전 상태는 상기 에너지 스토어의 감소된 충전 상태에 대응하는,
    충전 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 완전 충전 모드는 표준에 기초하여 활성화되고,
    상기 충전 디바이스는 상기 주차된 충전 모드를 활성화하기 위한 주차 푸시버튼 키(4)를 갖는,
    충전 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 충전 디바이스(1)는 상기 주차된 충전 모드에서 상기 에너지 스토어(2)로부터 추출된 에너지를 에너지 소비자들에 건네도록 구성되거나 그리고/또는 상기 에너지 스토어(2)로부터 추출된 상기 에너지를 전력 공급 네트워크(6)로 피드백하기 위한 모듈(5)을 포함하는,
    충전 디바이스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 디바이스(1)는, 특히 인터넷 연결을 통해, SMS를 통해 또는 무선을 통해 상기 에너지 스토어(2)의 상기 완전히 충전된 상태 또는 상기 주차된 충전 상태를 발생시키기 위해 상기 충전 디바이스(1)로 전송된 활성화 신호를 수신하고 평가하기 위한 인터페이스(8, 8')를 갖는,
    충전 디바이스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 디바이스(1)는 타겟 시간과 타겟 충전 상태를 갖는 충전 프로세스를 수행하도록 구성되며,
    상기 충전 디바이스(1)는 상기 에너지 스토어(2)의 현재의 충전 상태, 전력 공급 네트워크(6)의 활용가능한 충전 전력, 상기 타겟 시간 및 계획된 에너지 소모에 기초하여 상기 충전 프로세스 및 상기 타겟 충전 상태의 시작 시간을 계산하기 위한 컴퓨팅 유닛(9)을 포함하며,
    상기 충전 디바이스(1)는 또한 상기 타겟 시간과 상기 계획된 에너지 소모를 입력하기 위한 입력 인터페이스(10)를 갖는,
    충전 디바이스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 디바이스(1)는, 특히 인터넷 연결, 전력 공급 네트워크(6), 무선 및/또는 GPS를 통해 온도 정보를 수신하기 위한 인터페이스(8, 8') 및 컴퓨팅 유닛(9)을 가지며,
    상기 충전 디바이스(1)는 상기 온도 정보를 고려하여 상기 컴퓨팅 유닛(9)에 구현된 충전 전략에 기초하여 시간적인 충전 전력 프로파일을 계산하도록 구성되는,
    충전 디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 디바이스(1)는 특히 인터넷 연결, 전력 공급 네트워크(6), 무선 및/또는 GPS를 통해 적어도 하나의 전력 공급기에 관한 정보, 특히 전력 비용들에 관한 정보, 네트워크 활용 요인 및/또는 전력 발생 방법들을 수신하기 위한 인터페이스(8, 8') 및 컴퓨팅 유닛(9)을 가지며,
    상기 충전 디바이스(1)는 상기 수신된 정보를 고려하여 상기 컴퓨팅 유닛(9)에 구현된 충전 전략에 기초하여 시간적인 충전 전력 프로파일을 계산하거나 그리고/또는 상기 전력 공급기를 선택하도록 구성되는,
    충전 디바이스.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 디바이스(1)는, 특히 인터넷 연결 또는 전력 공급 네트워크를 통해 상기 컴퓨팅 유닛의 프로그래밍을 변경 또는 갱신하기 위한 프로그램 코드를 수신하고 자동적으로 처리하기 위한 컴퓨팅 유닛(9)과 인터페이스(8, 8')를 갖는,
    충전 디바이스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 디바이스(1)는, 특히 전력 공급 네트워크, 무선 또는 상기 인터넷을 통해 식별 코드를 전력 공급기 및/또는 생산기로 방출하도록 구성되는,
    충전 디바이스.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 디바이스(1)는 상기 에너지 스토어와 데이터를 교환하기 위한, 특히 상기 에너지 스토어(2)의 프로그래밍을 변경하거나 갱신하기 위해 그리고/또는 상기 에너지 스토어로부터 데이터, 특히 오류 메시지들, 유지 요청들 및/또는 수리 요청들을 수신하기 위해 프로그램 코드를 상기 에너지 스토어(2)로 전송하기 위한 인터페이스(8, 8')를 갖는 컴퓨팅 유닛(9)을 포함하고,
    상기 충전 디바이스(1)는 또한 상기 인터넷, 전력 공급 네트워크(6)를 통해 그리고/또는 무선을 통해 데이터를, 특히 생산기, 작업장 및/또는 전력 공급기와 교환하기 위한 인터페이스(8, 8')를 갖는,
    충전 디바이스.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 디바이스(1)는 디바이스, 특히 상기 충전 디바이스(1)에 연결된 전기 차량과 데이터를 교환하기 위한, 특히 상기 디바이스의 프로그래밍을 변경하거나 갱신하기 위해 그리고/또는 특히 상기 디바이스로부터 데이터, 특히 오류 메시지들, 작동 정보, 유지 요청들 및/또는 수리 요청들을 수신하기 위해 프로그램 코드를 전송하기 위한 인터페이스(8, 8')를 갖는 컴퓨팅 유닛(9)을 포함하고,
    상기 충전 디바이스(1)는 또한 상기 인터넷, 전력 공급 네트워크(6) 그리고/또는 무선을 통해 데이터를, 특히 생산기, 작업장 및/또는 전력 공급기와 교환하기 위한 인터페이스(8, 8')를 갖는,
    충전 디바이스.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 디바이스(1)는, 특히 전력 공급 네트워크내 네트워크 전압 및 네트워크 주파수의 분석에 기초하여 상기 전력 공급 네트워크의 활용 분석을 수행하고, 상기 활용 분석을 고려하여 프로그램된 충전 전략에 기초하여 시간적인 충전 전력 프로파일을 계산하도록 구성되는 컴퓨팅 유닛(9)을 포함하는,
    충전 디바이스.
  13. 에너지 스토어, 특히 전기 차량내 리튬 이온 배터리를 위한 충전 디바이스를 작동하기 위한 방법으로서,
    상기 충전 디바이스(1)는 회로에 의해 완전 충전 모드 또는 주차된 충전 모드로 스위치되며,
    상기 완전 충전 모드에서 완전히 충전된 상태는 상기 충전 디바이스(1)에 의해 발생되고, 상기 주차된 충전 모드에서 상기 에너지 스토어(2)의 주차된 충전 상태가 발생되며,
    상기 주차된 충전 상태는 상기 에너지 스토어의 감소된 충전 상태에 대응하는,
    충전 디바이스를 작동하기 위한 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 충전 디바이스(1)에 의해 수행되는,
    충전 디바이스를 작동하기 위한 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 충전 디바이스(1)를 갖는 전기 차량(7).
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