KR20120072195A - Apparatus and method electric vehicle battery charging - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for charging a battery of an electric vehicle are provided to maximize energy use efficiency by using a plurality of dispersed power sources. CONSTITUTION: A charge terminal(110) transmits power to a battery(130) through a charge cable connected to a charger. A communication unit(120) receives power information including charge power rate information. The battery is used as a power source for driving a motor of an electric vehicle. A BMS(Battery Management System,140) provides status information to manage the battery. A charge mode setting unit(150) sets an instant charge mode for instantaneous charge, an eco charge mode for charging in a time zone of the lowest power charge rate, and etc. A charge control unit(160) calculates a charge amount for the battery based on battery information and user's preferable charge mode after completion of authentication.

Description

전기 자동차의 배터리 충전장치 및 방법{Apparatus and method Electric Vehicle battery charging}Apparatus and method Electric Vehicle battery charging}

본 발명은 전기 자동차 배터리 충전장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 최저 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 산출하여 배터리를 충전할 수 있는 전기 자동차의 배터리 충전장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle battery charging apparatus and method, and more particularly, to a battery charging apparatus and method of an electric vehicle that can charge the battery by calculating the time zone that can be charged at the lowest charge.

최근 환경문제와 에너지 자원 문제가 중요시되는 가운데 이를 해결하기 위한 전기 자동차(Electric Vehicle)와 플러그인 하이브리드 자동차(Plug-in Hybrid Vehicle)가 미래의 운송수단으로 각광받고 있다.In recent years, environmental and energy resource problems are of great importance, and electric vehicles and plug-in hybrid vehicles have been spotlighted as vehicles of the future.

여기서 기존 하이브리드 전기 자동차 배터리 충전을 위한 전력은 회생제동과 엔진으로부터 발생되는 발전기 구동에 의해 일부 공급되었지만 전기 자동차와 플러그인 하이브리드 자동차가 활성화되기 위해서는 국가 전력망 또는 분산전원으로부터 전기 자동차 배터리 충전을 위한 전력을 공급해야 한다.Here, the electric power for charging the existing hybrid electric vehicle battery is partially supplied by regenerative braking and generator driving generated from the engine, but in order to activate the electric vehicle and the plug-in hybrid vehicle, the electric vehicle battery is charged from the national grid or distributed power supply. Should be.

한편, 전기 자동차와 플러그인 하이브리드 자동차가 출퇴근용으로 사용되면 오전에 운행하고 저녁시간에 충전하는 패턴은 일정 시간대에 국가 전력망 또는 분산전원에 상당히 나쁜 영향을 주며, 전력망 전체 최대 소비량을 증가시키게 된다.On the other hand, when electric cars and plug-in hybrid cars are used for commute, the pattern of driving in the morning and charging in the evening will have a significant negative effect on the national grid or distributed power at a certain time, increasing the maximum consumption of the grid.

이는 전력의 최대 소비량에 맞춰진 양으로 혹시라도 더 많은 전력이 사용될 경우 10% 정도 예비율을 가지는 현재의 전력시스템상에서는 추가적인 발전설비가 필요하고 버려지는 전기가 많아 에너지 효율이 떨어진다. This is in line with the maximum consumption of power. In the current power system, which has a reserve rate of 10% if more power is used, additional power generation facilities are required and energy is inefficient due to a large amount of waste.

이에 따라 최근 에너지 효율 및 에너지 절감을 위해 전력망을 지능화하는 스마트 그리드 시스템이 구축되고 있으며, 중앙으로부터 일방적으로 전기가 공급되던 수직적 체계에서 벗어나, 마이크로 그리드와 분산전원방식과 같은 양방향 수평적 공급체계를 마련하고 있다.As a result, smart grid systems are being built to intelligently power grids for energy efficiency and energy saving.In addition to the vertical systems that were unilaterally supplied with electricity from the center, bi-directional horizontal supply systems such as micro grids and distributed power systems are provided. Doing.

여기서 스마트 그리드 시스템의 핵심은 전력망에 지그비(ZigBee), 전력선 통신 등의 정보통신기술을 합쳐 소비자와 전력회사가 실시간으로 정보를 주고받는 것으로서 전기 요금이 저렴한 시간에 자동으로 배터리를 충전할 수 있다.Here, the core of the smart grid system is the combination of ZigBee and power line communications with the power grid, allowing consumers and power companies to exchange information in real time.

그러나 기존 배터리를 충전하는 기술은 전기요금에 관계없이 즉시 충전을 실행함으로써, 충전에 필요한 전기를 저렴하게 사용하지 못하는 문제점이 있다.However, the existing battery charging technology has a problem that it is not possible to use the electricity required for charging inexpensively by executing the charging immediately regardless of the electric charge.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 배터리 정보와 사용자가 선호하는 충전모드를 기초로 배터리 충전에 필요한 충전량을 계산하고, 전력 정보를 이용하여 충전 모드를 통해 설정된 시간 대역에 대응하는 단위 시간별 요금을 계산하며, 단위 시간별 요금을 기초로 최저 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 산출하여 배터리를 충전할 수 있는 전기 자동차의 배터리 충전장치 및 방법을 제공함에 있다.
Accordingly, the present invention was devised to solve the above problems, and calculates the amount of charge necessary for charging the battery based on the battery information and the user's preferred charging mode, and uses the power information in the time band set through the charging mode. According to an aspect of the present invention, there is provided a battery charging apparatus and method for an electric vehicle, which calculates a corresponding unit hourly charge and calculates a time band that can be charged at a lowest rate based on a unit hourly charge to charge a battery.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하며, 본 발명의 전기 자동차의 배터리 충전장치는, 충전기와 전력 정보를 송수신하는 통신부와, 전기 자동차의 모터를 구동하기 위한 구동 동력원으로 사용하는 배터리와, 상기 배터리와 연결되어 상기 배터리 상태를 모니터링, 배터리 관리 및 배터리 정보를 제공하는 BMS와, 상기 배터리의 충전 모드를 선택하고, 충전 제한 시간 대역을 설정하는 충전 모드 설정부; 및 상기 배터리 정보와 상기 충전 모드를 기초로 상기 배터리 충전에 필요한 충전량을 계산하고, 상기 전력 정보를 이용하여 상기 충전 모드를 통해 설정된 시간 대역에 대응하는 단위 시간별 요금을 계산하며, 상기 충전량에 따라 단위 시간별 요금을 기초로 최적 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 산출하여 충전 정보를 설정하고, 상기 충전 정보를 기초로 상기 전력의 공급 및 차단을 상기 충전기에 요청하는 충전 제어부를 포함할 수 있다.In order to solve the above problems, the battery charging device of the electric vehicle of the present invention, the communication unit for transmitting and receiving the power information with the charger, a battery used as a driving power source for driving the motor of the electric vehicle, and A charging mode setting unit connected to the BMS for monitoring the battery status, providing battery management and battery information, selecting a charging mode of the battery, and setting a charging time limit band; And calculating a charge amount required to charge the battery based on the battery information and the charge mode, and calculates a unit time-based charge corresponding to a time band set through the charge mode using the power information. A charging control unit may be configured to calculate a time band that can be charged at an optimal rate based on an hourly rate, to set charging information, and to request the charger to supply and cut off the power based on the charging information.

바람직하게는, 상기 시간 대역은 충전 시작 시점이 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.Preferably, the time band may be provided with at least one charging start time.

바람직하게는, 상기 충전 모드 설정부는, 즉시 충전하기 위한 즉시충전모드 또는 일정 시간 내에서 가장 저렴한 시간대에 충전 하기 위한 에코(Eco) 충전모드, 배터리의 100%를 충전하기 위한 만 충전모드 및 배터리의 수명, 효율성을 고려하여 일정비율만 충전하는 스마트 충전모드 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the charging mode setting unit, the instant charging mode for charging immediately or the Eco (Eco) charging mode for charging at the cheapest time within a certain time, the full charge mode for charging 100% of the battery and the battery It is characterized in that it includes any one of the smart charging mode to charge only a certain ratio in consideration of life, efficiency.

바람직하게는, 상기 충전 모드 설정부는, 2개 이상의 조합으로 충전 모드를 설정할 수 있다.Preferably, the charging mode setting unit may set the charging mode in a combination of two or more.

바람직하게는, 상기 충전 제어부는, 상기 충전 정보를 기반으로 충전기에 충전 시작과 충전 종료를 요청하여 충전 전력의 공급 및 차단을 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the charging control unit, characterized in that for controlling the supply and shutdown of the charging power by requesting the start and end of charging to the charger based on the charging information.

바람직하게는, 상기 충전 제어부는, 상기 충전기로 복수의 충전 전력이 공급되는 경우, 상기 배터리 충전에 필요한 충전량을 계산하고, 상기 충전량에 따라 상기 단위 시간별 요금을 산출하여 충전정보로 저장하며, 상기 충전 정보를 이용하여 최적 요금으로 충전 가능한 충전 전력을 선택하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the charging control unit, when a plurality of charging power is supplied to the charger, calculates the amount of charge required to charge the battery, calculates the charge per unit time according to the charge amount and stores as the charging information, the charging The charging power may be selected by using the information.

바람직하게는, 상기 충전 모드 설정부는, 상기 충전모드를 저장하여 재 사용할 수 있다.Preferably, the charging mode setting unit may store and reuse the charging mode.

바람직하게는, 충전케이블을 이용하여 상기 전력을 공급받는 충전단자;를 더 포함할 수 있다.Preferably, the terminal may further include a charging terminal receiving the power using a charging cable.

바람직하게는, 상기 충전 제어부는, 상기 배터리 충전 전압이 한계 전압 이상이 되면 충전기로부터 공급되는 상기 전력을 차단하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the charging control unit, characterized in that for cutting off the power supplied from the charger when the battery charging voltage is above the threshold voltage.

바람직하게는, 상기 충전 제어부는, 현재 시간과 상기 충전 가능한 시간 대역이 일치하는 경우 상기 배터리에 상기 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 배터리 충전장치.Preferably, the charging control unit, the electric vehicle battery charging apparatus, characterized in that for supplying the power to the battery when the current time and the chargeable time band coincides.

바람직하게는, 상기 충전 제어부는, 현재 시간과 상기 충전 가능한 시간 대역이 불일치 하는 경우, 상기 배터리에 상기 전력을 차단하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the charging control unit cuts off the power to the battery when a current time and the chargeable time band do not match.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하며, 본 발명의 전기 자동차 배터리 충전 방법은 충전모드를 설정하는 단계와, 인증 과정을 수행하는 단계와, 전력 정보를 수신하는 단계와, 배터리 정보를 확인하는 단계와, 배터리 정보를 기초로 배터리 충전에 필요한 충전량을 계산하는 단계와 상기 전력 정보를 이용하여 상기 충전 모드를 통해 설정된 시간 대역에 대응하는 단위 시간별 요금을 계산하는 단계와, 상기 단위 시간별 요금을 기초로 최적 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 산출하여 충전정보로 저장하는 단계 및 충전정보를 기반으로 충전기에 배터리로 상기 전력을 공급 및 차단을 요청하는 단계를 포함할 수 있다.In order to solve the above problems, the electric vehicle battery charging method of the present invention comprises the steps of setting the charging mode, performing the authentication process, receiving power information, checking the battery information and Calculating a charge amount required for charging the battery based on battery information; calculating a charge per unit time corresponding to a time band set through the charging mode by using the power information; and based on the charge per unit time; The method may include calculating and storing a chargeable time band as a charge information and requesting the charger to supply and cut power to the battery based on the charge information.

바람직하게는, 상기 배터리 충전 전압이 한계 전압 이상이 되면 전력을 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, the method may further include shutting off power when the battery charge voltage is greater than or equal to the threshold voltage.

바람직하게는, 현재 시간과 상기 충전 가능한 시간 대역이 일치하는 경우 상기 배터리에 전력을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, the method may further include supplying power to the battery when a current time coincides with the chargeable time band.

바람직하게는, 현재 시간과 상기 충전 가능한 시간 대역이 불일치 하는 경우 배터리에 전력을 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, the method may further include shutting off power to the battery when the current time and the chargeable time band do not match.

바람직하게는, 상기 충전 정보를 기반으로 충전기에 충전 시작과 충전 종료를 요청하여 충전 전력의 공급 및 차단을 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, the method may further include requesting the charger to start and stop charging based on the charging information to supply and cut off charging power.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 배터리 충전 정도를 기초로 배터리 충전에 필요한 충전량 계산하고, 전력 정보를 이용하여 충전 모드를 통해 설정된 시간 대역에 대응하는 단위 시간별 요금을 계산하며, 단위 시간별 요금을 기초로 최적의 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 산출하여 배터리를 충전을 요청함으로써, 저렴한 비용으로 전기 자동차 배터리를 충전할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, the amount of charge required for charging the battery is calculated based on the degree of charge of the battery, using the power information to calculate the charge per unit time corresponding to the time band set through the charging mode, based on the charge per unit time By calculating a time band that can be charged at an optimum rate and requesting the battery to be charged, there is an effect that the electric vehicle battery can be charged at a low cost.

또한, 본 발명에 따르면, 배터리를 자동 충전함으로써 운전자의 편의성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect of improving the convenience of the driver by automatically charging the battery.

그리고, 복수의 충전전력 공급원이 제공되는 경우, 전력 공급원을 분산함으로써 에너지 이용 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, when a plurality of charging power supply sources are provided, the power supply efficiency may be maximized by distributing the power supply sources.

도 1은 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 충전기를 통하여 전기 자동차를 충전하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 그리드 시간대별 에너지 가격을 설명하기 위한 참고도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전방법을 도시한 순서도이다.1 is a view for charging an electric vehicle through a charger according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a battery charger of an electric vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a reference diagram for explaining an energy price for each smart grid time zone according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a battery charging method of an electric vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used to refer to the same elements even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the following will describe a preferred embodiment of the present invention, but the technical idea of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art.

본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 배터리 충전장치에 대하여 도 1 및 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.An electric vehicle battery charging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.

구체적으로, 상기 전기 자동차 배터리 충전장치는(100) 충전케이블을 이용하여 상기 지능형 전력망(300)과 연결된 충전기(200)로부터 전력을 공급받는다.Specifically, the electric vehicle battery charger 100 receives power from the charger 200 connected to the intelligent power grid 300 using the charging cable 100.

전기 자동차는 배터리 충전 전력을 구동 동력원으로 사용하는 전기 자동차 (EV; Electric Vehicle)가 그 예시이며, 내연 기관과 배터리를 동시에 구동 동력원으로 사용하는 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV; Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 등을 포함한다. An example of an electric vehicle is an electric vehicle (EV) using battery charging power as a driving power source, and a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) using an internal combustion engine and a battery as a driving power source. It includes.

그리고 상기 배터리를 충전하기 위한 전력은 국가 중앙 전력망 또는 분산발전 시스템과 연계되어 공급 받을 수 있다.In addition, power for charging the battery may be supplied in connection with a national central grid or distributed power generation system.

또한, 상기 전기 자동차의 배터리 충전장치(100)는 충전단자(110), 통신부(120), 배터리(130), BMS(140), 충전 모드 설정부(150), 충전 제어부(160) 및 저장부(170)을 포함한다.In addition, the battery charger 100 of the electric vehicle is a charging terminal 110, the communication unit 120, the battery 130, the BMS 140, the charging mode setting unit 150, the charging control unit 160 and the storage unit And 170.

도 2에 따르면, 상기 충전단자(110)는 충전기와 연결된 충전케이블을 이용하여 전력을 공급받아 배터리로 전달한다. According to FIG. 2, the charging terminal 110 receives power using a charging cable connected to a charger and transfers the power to the battery.

또한 충전단자(110)는 충전케이블에 포함된 시그널 회선이 접속되며, IEC 69810-2, IEC 62196-2 등 충전케이블의 규격에 따라 구비될 수 있다.In addition, the charging terminal 110 is connected to the signal line included in the charging cable, it may be provided according to the standard of the charging cable, such as IEC 69810-2, IEC 62196-2.

예를 들어, 상기 충전단자(110)는 IEC 62196-2 규격에 따라 파워(power), 시그널(signal), 접지(earth) 용 5개의 충전 케이블 핀이 삽입되는 소켓 타입으로 구비될 수 있다.For example, the charging terminal 110 may be provided as a socket type in which five charging cable pins for power, signal, and earth are inserted according to the IEC 62196-2 standard.

여기서 상기 충전단자(110)는 충전 케이블을 이용하여 상기 충전기(200)와 데이터를 교환하는 수단으로 사용할 수 있다..Here, the charging terminal 110 may be used as a means for exchanging data with the charger 200 using a charging cable.

상기 통신부(120)는 충전 전력 요금 정보가 포함된 전력 정보를 수신한다.The communication unit 120 receives power information including charging power charge information.

또한 상기 통신수단(120)은 충전기 통신부(210)와 동기화되어 각종 데이터를 상호 교환하도록 구비될 수 있다.In addition, the communication means 120 may be provided to synchronize various data with the charger communication unit 210.

그리고 통신부(120)는 통신망을 이용하여 상기 충전기 통신수단(210)과 동기화되고, 충전 정보를 교환하도록 구비되며, 상기 통신망은 광대역 통신, 유선통신, 무선통신, 지그비 및 전력선 통신 방식을 포함한다.The communication unit 120 is synchronized with the charger communication unit 210 using a communication network, and is provided to exchange charging information. The communication network includes broadband communication, wire communication, wireless communication, Zigbee, and power line communication.

여기서, 상기 전력정보는 충전 전력 요금 정보를 포함하고 있으며, 에너지원, 날짜, 시간 등에 따라 전력 공급자에 의해 전력 요금이 실시간으로 변경될 수 있으며, 또한 평균 가격, 예상 가격등은 미리 제공 될 수 있다.Here, the power information includes charging power charge information, the power charge may be changed in real time by the power provider according to the energy source, date, time, etc. Also, the average price and the expected price may be provided in advance. .

상기 배터리(130)는 전기 자동차 구동 동력인 모터를 구동하기 위한 전력원으로 제공한다.The battery 130 provides a power source for driving a motor that is an electric vehicle driving power.

상기 BMS(140)는 상기 배터리를 관리하며, 필요시 상태 정보를 제공한다 The BMS 140 manages the battery and provides status information when necessary.

상기 충전 모드 설정부(150)는, 즉시 충전하기 위한 즉시충전모드 또는 일정 시간 내에서 가장 저렴한 시간대에 충전 하기 위한 에코(Eco) 충전모드등을 설정할 수 있으며, 또한 배터리의 100%를 충전하기 위한 만 충전모드 및 배터리의 수명, 효율성을 고려하여 일정비율만 충전하는 스마트 충전모드등에서 하나 또는 2개 이상의 조합으로 사용자가 선호하는 충전모드를 설정할 수 있다The charging mode setting unit 150 may set an instant charging mode for immediate charging or an eco charging mode for charging at the cheapest time within a predetermined time, and also for charging 100% of the battery. Only one or two or more combinations can be set by the user in the charging mode and the smart charging mode charging only a certain ratio in consideration of battery life and efficiency.

상기 충전모드는 한번 설정 후, 선호하는 기본 모드를 저장하고, 이 후에 별다른 선택이 없이 기본 모드로 재 활용 할 수 있다After the charging mode is set once, the preferred default mode is stored, and after that, it can be reused as the default mode without any selection.

그리고, 상기 충전 모드에서 충전을 완료하기 위한 제한 시간을 설정하고, 필요한 시간 대역을 설정하며 상기 배터리를 충전할 수 있다.In addition, a time limit for completing charging in the charging mode may be set, a required time band may be set, and the battery may be charged.

상기 충전 제어부(160)는 인증 완료후, 상기 배터리 정보와 사용자가 선호하는 충전모드를 기초로 배터리 충전에 필요한 충전량을 계산하고, 상기 전력정보를 이용하여 상기 충전 모드를 통해 설정된 시간 대역에 대응하는 단위 시간별 요금을 계산하며, 상기 단위 시간별 요금을 기초로 최적의 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 산출하여 충전정보를 설정하고, 충전정보를 기반으로 상기 배터리로 상기 전력을 공급하기 위한 충전제어를 실행한다.After the authentication is completed, the charging control unit 160 calculates a charging amount required for charging the battery based on the battery information and a charging mode preferred by the user, and corresponds to a time band set through the charging mode using the power information. Calculates a charge per unit time, calculates a time band that can be charged at an optimal rate based on the charge per unit time, sets charge information, and executes charge control for supplying the power to the battery based on the charge information; .

충전기에서 공급 가능한 전력이 다양한 경우, 예로 다양한 공급원이거나, 다양한 전력량이 제공하는 경우에는 충전 제어부(160)는 배터리를 충전하기 위한 최적의 전력을 설정하고 최적의 시간대역을 산출하여 충전정보를 설정하고, 충전기에 충전 요청시 전력 정보를 포함하여 충전 요청을 할 수 있다When the power that can be supplied by the charger is various, for example, when there are various sources, or when various amounts of power are provided, the charging control unit 160 sets an optimal power for charging the battery and calculates an optimal time band to set charging information. When charging is requested to the charger, the charger may include a power request.

또한 상기 충전 제어부(160)는 현재 시각 충전정보의 충전 가능한 시간 대역의 시작 시간과 일치하는 경우 배터리의 상태를 확인하고, 충전이 가능한 경우, 충전기에 전력 공급을 요청한다. In addition, the charging control unit 160 checks the state of the battery when it matches the start time of the chargeable time band of the current time charging information, and when charging is possible, requests the charger to supply power.

또한 상기 충전 제어부(160)는 충전중인 상태에서, 배터리 상태를 주기적으로 점검하고 만충전, 완충전 또는 불안정 상태이면, 상기 충전기(200)에 상기 충전 전력 차단을 요청하여 충전을 중단한다.In addition, the charging control unit 160 periodically checks the battery state in the state of being charged, and stops charging by requesting the charger 200 to cut off the charging power when the battery is fully charged, fully charged or unstable.

그리고 충전중인 상태에서, 현재 시각과 상기 충전정보의 충전 종료시각과 일치 하는 경우 상기 충전기에 전력 차단을 요청한다.In the charging state, when the current time coincides with the end time of charging the charging information, the charger is requested to cut power.

충전 시간대가 여러 시간대로 나누어져 있는 경우를 대비하여, 충전 완료 상태가 아니면 상기 과정을 반복 수행한다.In case the charging time zone is divided into several time zones, the above process is repeated if the charging time is not completed.

구체적으로 도 3을 참조하여 상기 충전 제어부(160)를 설명한다.Specifically, the charging control unit 160 will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 그리드 시간대별 에너지 가격을 설명하기 위한 참고도이다.3 is a reference diagram for explaining an energy price for each smart grid time zone according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에서 상기 배터리에 필요한 충전 전력이 3kwh가 필요하고, 충전 시작 시간을 10시간, 또는 충전 종료 시간을 AM 07시로 제한 시간이 설정되는 경우 상기 충전 제어부(160)는 시작 시간과 종료 시간을 기초로 최저 충전 전력으로 상기 배터리를 충전하기 위한 전체 시간을 3시간으로 설정하고, 최저 충전 요금이 위치한 AM 00시~AM 03시 시간대에 상기 전력이 공급되도록 충전정보를 설정한다.According to an embodiment of the present invention, when the charging power required for the battery is 3 kwh, and the charging start time is set to 10 hours or the charging end time is set to AM 07 o'clock, the charging control unit 160 may start with the start time. The total time for charging the battery at the lowest charging power is set to 3 hours based on an end time, and the charging information is set to supply the power at the time of AM 00 AM to AM 03 O where the lowest charge rate is located.

그리고 충전 제어부(160)는 상기 최저 충전 요금이 위치한 AM 00시에 전력을 공급하기 위하여, 충전기에 충전 요청을 하고, AM 03시에 상기 배터리로 공급되는 전력을 차단을 요청하여 충전을 종료함으로써 최저 전력 요금으로 상기 배터리를 충전할 수 있다.In order to supply power at AM 00 where the lowest charge rate is located, the charging control unit 160 requests a charge to the charger and terminates charging by requesting to cut off power supplied to the battery at AM 03. The battery may be charged at a power rate.

한편, 상기 배터리에 필요한 충전 전력이 4Kwh가 필요한 경우, 배터리를 충전하기 위한 전체 시간을 4시간으로 산출하고, AM 00시 ~ AM 03시, AM 04시 ~ AM 05시,로 충전정보를 설정하고, 충전기로 배터리로 공급되는 전력을 공급 요청 및 차단 요청을 수행하고, 또한 반복 수행함으로써 최저 전력 요금으로 상기 배터리를 충전할 수 있다.On the other hand, if the charging power required for the battery is 4Kwh, the total time for charging the battery is calculated as 4 hours, and the charging information is set to AM 00 ~ AM 03 hours, AM 04 ~ AM 05 hours, The battery may be charged at the lowest power rate by performing a supply request and a blocking request for the power supplied to the battery to the charger and repeatedly performing the request.

상기 저장부(170)는 상기 통신수단(110)으로 전송된 전력정보, 시간 대역 정보 및 충전모드 정보 등을 저장하도록 구비된다. The storage unit 170 is provided to store power information, time band information, and charging mode information transmitted to the communication means 110.

다음으로, 전기 자동차 배터리 충전장치(100)의 전기 자동차의 배터리 충전 방법을 설명한다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기 자동차 배터리 충전 방법을 도시한 순서도이다.Next, a method of charging the battery of the electric vehicle of the electric vehicle battery charger 100 will be described. 4 is a flowchart illustrating a method for charging an electric vehicle battery according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 충전모드를 사용자가 설정하거나(S400), 상기 저장된 선호하는 충전모드 또는 이전에 설정한 충전모드를 활용할 수 있다First, the user may set the charging mode (S400), or may utilize the stored preferred charging mode or the previously set charging mode.

상기 충전모드는 즉시충전모드, 에코충전모드, 완충모드 또는 스마트충전 모드 중 어느 하나 또는 조합으로 선택하도록 구비될 수 있다.The charging mode may be provided to select any one or combination of an immediate charging mode, an eco charging mode, a buffer mode or a smart charging mode.

또한 상기 충전 모드를 완료하는 제한 시간대역을 설정하고, 상기 시간 대역에 따라 상기 배터리를 충전할 수 있도록 구비될 수 있다.In addition, a time limit for completing the charging mode may be set, and the battery may be charged according to the time band.

그리고 전기 자동차 배터리 충전장치(100)와 충전기(200)가 상호 동기화되고 전기 자동차 고유인증번호를 확인하는 절차를 수행하고, 사용자 인증과정을 통과 한 후 배터리 충전을 시작한다.Then, the electric vehicle battery charger 100 and the charger 200 are synchronized with each other and perform a procedure for confirming the electric vehicle unique authentication number, and start charging the battery after passing the user authentication process.

경우에 따라서, 개인적인 충전기 장치인 경우에는 인증 과정을 생략할 수 있으며, 또한 별도의 인증 과정없이 다른 결재 수단을 이용할 수도 있다.In some cases, in the case of a personal charger device, the authentication process may be omitted, and other payment means may be used without a separate authentication process.

전력 정보를 수신한 후 전력정보를 저장한다(S402). After receiving the power information, the power information is stored (S402).

현재 배터리의 상태와 사용자가 선호하는 충전모드에 따라 필요한 배터리 충전량을 계산한다(S403).The required battery charge amount is calculated according to the current battery state and the user preferred charging mode (S403).

그리고 전력 요금 정보를 이용하여 상기 충전 모드를 이용하여 설정된 시간 대역에 대응하는 단위 시간별 요금을 계산하며, 상기 단위 시간별 요금을 기초로 최적 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 산출하여 충전정보를 생성한다(S405).In addition, the charge for each unit time corresponding to the time band set using the charging mode is calculated using the power charge information, and the charge information is generated by calculating a time band that can be charged at an optimal rate based on the charge for each unit time (S405). ).

바람직하게, 전력공급원이 다양하거나, 가변적 충전 전력이 공급되는 경우에는 배터리를 충전하기 위한 최적의 전력원 또는 전력레벨을 충전정보에 포함한다(S405).Preferably, when the power supply source is variable or variable charging power is supplied, the optimal power source or power level for charging the battery is included in the charging information (S405).

다음으로, 현재 시각과 상기 충전정보의 충전 시작이 일치하는지 판단한다 (S406).Next, it is determined whether the current time and the start of charging of the charging information match (S406).

상기 S406 단계의 판단결과, 시간 대역이 일치하는 경우 상기 배터리 상태를 확인한다(S407).As a result of the determination in step S406, when the time bands match, the battery state is checked (S407).

다음으로 배터리 상태가 충전 가능하면(S408), 상기 충전기(200)로 충전 시작을 요청 한다(S410).Next, if the battery state is chargeable (S408), the charger 200 requests the start of charging (S410).

상기 과정에서 충전전력이 다양한 경우, 배터리를 충전하기 위한 최적의 충전 전력 정보를 포함(S409)하여 충전 시작을 요청할 수 있다.When the charging power is various in the above process, the charging start may be requested by including information on the optimal charging power for charging the battery (S409).

상기 S405 단계 이후, 충전중인 상태에서는, 주기적으로 배터리 상태를 파악하여(S414) 100% 만 충전 상태이거나, 필요한 충전량이 만족된 충전 완료 상태이거나 상기 배터리가 불안정한 상태로 판단되는 경우(S415), 상기 충전기로 배터리로 충전 종료를 요청(S416)하여 충전 전력을 차단 한다.After the step S405, in the state of charging, periodically checks the battery state (S414) when only 100% of the charging state, the required charging amount is satisfied or the battery is determined to be unstable state (S415), The charger stops charging power by requesting termination of charging with the battery (S416).

한편, S405 단계 이후, 현재 시각과 충전 종료 시간을 비교하여(S417) 현재시각이 충전종료가 필요한 경우, 상기 충전기(200)로 충전 종료를 요청(S418).하여 상기 배터리로 충전 전력을 차단한다.On the other hand, after the step S405, comparing the current time and the end time of charging (S417), when the current time needs to end the charge, the charger 200 requests the end of charging (S418). .

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

본 발명은 전기 자동차 배터리 충전장치에 관한 것으로, 플러그인 하이브리드 자동차등을 포함하는 전기 자동차 배터리 충전 전력을 구동 동력원으로 사용하는 전기 자동차와 지능형 전력망이 구축된 전기 충전소 및 가정용 전기 충전소에 적용될 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric vehicle battery charging apparatus, and may be applied to an electric vehicle using an electric vehicle battery charging power including a plug-in hybrid vehicle as a driving power source, an electric charging station in which an intelligent power grid is built, and a domestic electric charging station.

100 : 전기 자동차 배터리 충전장치 110 : 충전단자
120 : 통신부 130 : 배터리
140 : BMS 150 : 충전 모드 설정부
160 : 충전 제어부 170 : 저장부
200 : 충전기 210 : 충전기 통신부
300 : 지능형 전력망100: electric vehicle battery charger 110: charging terminal
120: communication unit 130: battery
140: BMS 150: charge mode setting unit
160: charging control unit 170: storage unit
200: charger 210: charger communication unit
300: intelligent power grid

Claims (1)

충전기와 전력 정보를 송수신하는 통신부;
전기 자동차의 모터를 구동하기 위한 구동 동력원으로 사용하는 배터리;
상기 배터리와 연결되어 상기 배터리 상태를 모니터링, 배터리 관리 및 배터리 정보를 제공하는 BMS;
상기 배터리의 충전 모드를 선택하고, 충전 제한 시간 대역을 설정하는 충전 모드 설정부; 및
상기 배터리 정보와 상기 충전 모드를 기초로 상기 배터리 충전에 필요한 충전량을 계산하고, 상기 전력 정보를 이용하여 상기 충전 모드를 통해 설정된 시간 대역에 대응하는 단위 시간별 요금을 계산하며, 상기 충전량에 따라 단위 시간별 요금을 기초로 최적 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 산출하여 충전 정보를 설정하고, 상기 충전 정보를 기초로 상기 전력의 공급 및 차단을 상기 충전기에 요청하는 충전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 배터리 충전장치.Communication unit for transmitting and receiving power information with the charger;
A battery used as a driving power source for driving a motor of an electric vehicle;
A BMS connected to the battery for monitoring the battery status, providing battery management and battery information;
A charging mode setting unit for selecting a charging mode of the battery and setting a charging time limit band; And
The charging amount required for charging the battery is calculated based on the battery information and the charging mode, and the unit hourly rate corresponding to the time band set through the charging mode is calculated using the power information. An electric vehicle battery comprising: a charging control unit configured to calculate charging time bands at an optimal rate based on a charge, to set charging information, and to request the charger to supply and cut off the electric power based on the charging information; Charging device.
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