KR20120114074A - 전기차 충전시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기차 충전시스템에 관한 것이다. 본 발명은 전기차의 배터리에 충전전류를 인가하는 충전부; 상기 충전부에 충전신호를 제공하는 충전신호 출력부; 상기 전기차의 배터리에 무선이나 유선으로 통전이 가능하게 접속되어 상기 충전부의 충전전류를 배터리에 제공하는 적어도 하나의 접속부; 상기 접속부 및 충전부의 통전을 제어하는 통전부; 상기 통전부의 제어에 의한 상기 접속부 및 충전부의 통전에 의해 상기 배터리에 충전되는 전력량을 측정하는 충전계량기; 상기 충전계량기에서 측정된 전력량에 따른 요금을 정산하는 요금정산부; 상기 접속부를 통해 충전을 대기하는 상기 전기차의 차량정보를 인식하는 차량정보부; 상기 구성요소들 중 적어도 어느 하나의 작동상태를 표시하는 표시부; 및 상기 접속부를 통해 상기 배터리가 충전되고, 정산된 요금이 차주나 관리자에게 안내되도록 상기 구성요소들의 작동을 제어하는 제어부;를 포함한다. 본 발명은 충전부에 마련된 다수의 접속부를 이용하여 다수의 전기차 배터리를 순차적으로나 동시다발적으로 충전할 수 있다.

Description

전기차 충전시스템{CHARGING SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기차 충전시스템에 관한 것이다.
최근, 탄소과다 배출로 지구온난화현상이 지속화되면서 이상기후현상이 발생되고 있는 실정이다. 따라서, 탄소배출을 줄이기 위해 전기차와 하이브리드 자동차의 관심과 개발이 이루어지고 있다.
일반적으로 전기자동차 또는 EV(electric vehicle)는 석유연료와 엔진을 사용하지 않고, 배터리와 모터를 사용하는 자동차를 말한다.
이러한 전기자동차는 주차된 상태에서 일반적인 충전시스템에 의해 내부에 장착된 배터리가 충전됨에 따라 배터리에 충전된 전기에너지를 이용하여 운행될 수 있다.
전술한 충전시스템은 쇼핑센터나 아파트 주차장에 마련된다. 따라서, 전기자동차는 주차장에 주차된 상태로 충전시스템의 전원선을 배터리에 연결하고, 전원선을 도통하거나 차단하도록 파워릴레이를 스위칭동작시켜서 배터리를 충전시킨다.
그러나, 전술한 충전시스템은 전기차의 배터리를 충전하고자 하는 경우, 먼저 충전하는 차량의 충전이 완료되는 동안 다음 차량이 대기하여야 하고, 차량이 완속으로 충전하는 경우에 더 많은 시간을 대기하여야 하는 불편함이 있다. 따라서, 이를 해소하기 위해서는 대기하는 차량의 수량에 상당하는 충전기들을 구비하여야 할 뿐만 아니라 충전기들이 설치되는 설치장소도 확보하여야 하므로, 이에 따른 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있다. 즉, 일반적인 충전시스템은 한대씩 충전을 실시하므로 충전시 장시간 대기하여야 하고, 충전기가 차량 한대당 하나씩 구비되어야하는 문제점이 있다.
또한, 장기주차하는 경우 전기차의 배터리가 방전되어 배터리의 충전량이 규정된 충전량 이하인 경우 배터리 수명이 현격히 저하되는 문제점도 있다.
더욱이, 전기차의 배터리의 충전량 및 배터리의 고장여부를 감지할 수 있는 구성이 결여되어, 해당 배터리의 고장원인을 인식할 수 없어서 안전사고를 미연에 방지하지 못할 뿐만 아니라 고장 난 배터리를 교체할 때까지 차량을 운행할 수 없는 문제점이 발생될 수도 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 충전전류가 하나의 전류공급원에서 공급되어도 다수의 전기차를 충전할 수 있고, 이에 더하여 공급되는 충전전류를 다수의 전기차에 순차적으로 제공하여 다수의 전기차를 순차적으로 모두 충전하거나, 충전전류를 다수의 전기차에 동시제공하여 다수의 전기차들을 동시다발적으로 모두 충전시킬 수 있으며, 더욱이 하나의 전류공급원으로 구성되므로 설치비용 및 설치면적을 절감할 수 있는 전기차 충전시스템을 제공하는 것이 그 목적이다.
특히, 전기차의 배터리에 잔여전원을 회수하여 판매할 수 있는 전기차 충전시스템를 제공하는 것이 그 목적이다.
또한, 전기차의 배터리의 고장여부를 감지할 수 있는 전기차 충전시스템을 제공하는 것이 또 다른 목적이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전기차의 배터리에 충전전류를 인가하는 충전부; 상기 충전부에 충전신호를 제공하는 충전신호 출력부; 상기 전기차의 배터리에 무선이나 유선으로 통전이 가능하게 접속되어 상기 충전부의 충전전류를 배터리에 제공하는 복수의 접속부; 상기 접속부 및 충전부의 통전을 제어하는 통전부; 상기 통전부의 제어에 의한 상기 접속부 및 충전부의 통전에 의해 상기 배터리에 충전되는 전력량을 측정하는 충전계량기; 상기 충전계량기에서 측정된 전력량에 따른 요금을 정산하는 요금정산부; 상기 접속부를 통해 충전을 대기하는 상기 전기차의 차량정보를 인식하는 차량정보부; 상기 구성요소들 중 적어도 어느 하나의 작동상태를 표시하는 표시부; 및 상기 접속부를 통해 상기 배터리가 충전되고, 정산된 요금이 차주나 관리자에게 안내되도록 상기 구성요소들의 작동을 제어하는 제어부;를 포함한다.
전술한 바와 같은 본 발명은, 충전부가 하나로 구성되고 접속부가 복수로 구성되어 충전부에서 공급되는 충전전류로 다수의 전기차 배터리를 충전시킬 수 있으므로 다른 구성요소에 비해 부피가 크게 형성되는 충전부를 복수로 구성하지 않아도 다수의 전기차 배터리를 충전시킬 수 있으며, 이로 인하여 설치비용 및 설치면적을 대폭적으로 절감할 수 있다. 즉, 한대의 충전기로 다수의 전기차를 충전할 수 있다.
그리고, 통전부가 다수의 접속부를 충전부와 순차적으로 통전시킬 경우 다수의 전기차 배터리를 순서대로 돌아가면서 충전시킬 수 있으므로 충전부의 수량에 비해 우수한 효율을 제공하며, 이와 달리 통전부가 다수의 접속부를 충전부와 동시에 통전시킬 경우 다수의 전기차 배터리를 한꺼번에 충전시킬 수 있으므로 배터리 충전에 소요되는 총 소요시간을 절감할 수 있다.
특히, 전력회수부를 통해 전기차의 배터리에 잔여전원을 회수하여 판매할 수 있으므로, 운행하지 않는 전기차의 배터리의 방전을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 스마트 그리드가 가능하여 판매한 잔여전원을 금전으로 환급받거나 판매액에 해당하는 전기를 재공급받아 방전된 전기차의 배터리를 재충전할 수 있다.
또한, 전기차의 배터리 충전시 배터리의 누전전류나 온도를 감지하여 배터리의 고장여부를 감지할 수 있으므로, 해당 배터리의 고장원인을 차주가 인식할 수 있을 뿐만 아니라 고장난 배터리를 신속히 교체할 수 있다.
도 1는 본 발명의 전기차 충전시스템을 보인 블록도.
도 2는 본 발명에 적용되는 접속부의 실시예를 보인 회로도.
도 3은 본 발명에 적용되는 접속부의 다른 실시예를 보인 블록도.
도 4는 본 발명에 적용되는 충전부의 블록도.
도 5는 본 발명에 적용되는 단말기통신부의 블록도.
도 6는 본 발명에 적용되는 전력회수부의 블록도.
도 7은 본 발명에 적용되는 차량정보부부의 블록도.
도 8은 본 발명에 적용되는 차량정보 등록부의 실시예를 보인 블록도.
도 9은 본 발명에 적용되는 차량정보 등록부의 다른 실시예를 보인 블록도.
도 10는 본 발명에 적용되는 차량정보 확인부를 보인 블록도.
도 11은 본 발명에 적용되는 고장감지부를 보인 블록도.
도 12은 본 발명에 적용되는 시간설정부를 보인 블록도.
부하, 첨부한 도면에 의하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 전기차 충전시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 충전부(20), 충전신호 출력부(40), 접속부(10), 통전부 , 충전계량기(80), 요금정산부(90), 차량정보부(100), 표시부(200) 및 제어부(300)를 포함한다.
충전부(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 전기차의 배터리(B)에 충전전류를 인가한다. 즉, 충전부(20)는 외부전원을 충전이 가능한 상태로 배터리(B)에 인가한다. 이러한, 충전부(20)는 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 완속충전부(21), 급속충전부(23) 및 충전스위칭부(25)를 포함할 수 있다.
완속충전부(21)는 도 4에 도시된 바와 같이 충전부(20)에서 접속부(10)로 제공되는 충전가능한 전류를 완속충전이 가능한 상태로 유지시켜서 배터리(B)를 완속으로 충전시킨다. 급속충전부(23)는 도 4에 도시된 바와 같이 충전부(20)에서 접속부(10)로 제공되는 충전가능한 전류의 전류량을 급속충전이 가능한 상태로 증량시켜서 배터리(B)를 급속으로 충전시킨다. 충전스위칭부(25)는 충전신호 출력부(40)에서 출력되는 충전신호에 의해 스위칭되면서 도 4에 도시된 바와 같이 완속충전부(21)나 급속충전부(23)의 전류를 배터리(B)에 인가한다. 즉, 충전스위칭부(25)는 선택된 완속충전이나 급속충전에 해당하는 충전전류가 인가되도록, 선택결과에 따라 완속충전부(21)나 급속충전부(23)를 선택적으로 스위칭한다. 이러한 충전스위칭부(25)는 전자제어가 가능한 릴레이로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 충전신호 출력부(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 충전부(20)에 충전신호를 제공한다. 이러한, 충전신호 출력부(40)는 접속부(10)에 충전전류가 제공되도록 충전부(20)에 충전신호를 인가하여 충전부(20)를 작동시킨다. 물론, 충전신호 출력부(40)는 충전부(20)에 전술한 충전스위칭부(25)가 마련된 경우 충전스위칭부(25)로 충전신호를 인가한다. 이러한, 충전신호 출력부(40)는 예컨대 충전버튼으로 구성될 수 있으며, 특히 전술한 완속충전부(21)나 급속충전부(23)를 작동시키기 위한 급속충전버튼이나 완속충전버튼으로 구성될 수도 있다. 따라서, 사용자는 충전버튼을 이용하여 전기차의 배터리(B)를 충전시킬 수 있으며, 충전버튼이 급속충전버튼이나 완속충전버튼으로 구성된 경우 전기차의 배터리(B)를 급속이나 완속으로 충전시킬 수 있다.
접속부(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 적어도 하나로 구성되어 전기차의 배터리(B)에 무선이나 유선으로 통전이 가능하게 접속되어 충전부의 충전전류를 배터리(B)에 제공하기 위한 것이다. 접속부(10)는 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이 전기차의 배터리(B)에 연결된 전기차의 충전단자인 콘센트(ct)에 결합되어 충전부(20)의 전류를 전기차의 배터리(B)로 공급하는 전원선(C)이 마련된 플러그(12)로 구성될 수 있다. 즉, 접속부(10)는 유선으로 구성될 수 있다. 이러한 접속부(10)는 플러그(12)가 전기차에 마련되어 배터리(B)에 연결된 콘센트(ct)에 결합된다. 따라서, 배터리(B)는 플러그(12)와 콘센트(ct)의 결합에 의해 충전전류가 충전된다.
여기서, 전술한 전원선(C)은 도 1에 도시된 바와 같이 충전부(20) 및 후술되는 전력회수부(600)에 배터리(B)가 선택적으로 연결되도록 후술되는 스위치(SW)가 스위칭동작이 가능하게 설치될 수 있다. 이러한 스위치(SW)는 후술되는 통전부의 구성요소이므로 이에 대해서는 후술한다.
한편, 접속부(10)는 전술한 바와 달리 충전부(20)의 전류를 전지가 유도방식으로 전기차의 배터리에 무선공급하는 무선충전기로 구성될 수도 있다. 즉, 접속부(10)는 무선으로 구성될 수도 있다. 이러한 접속부(10)는 무선충전이 가능하고, 일명 파워매트로 불리는 도 1에 도시된 바와 같은 통상의 무선매트로 구성될 수 있다.
전술한 무선충전식의 접속부(10)는 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 1차코일부(11), 2차코일부(13) 및 정류부(15)를 포함하여 구성될 수 있다. 1차코일부(11)는 입력되는 외부전류를 전자기 유도방식으로 공급한다. 이러한, 1차코일부(11)는 지면에 매설되어 외부로 노출되지 않는다. 2차코일부(13)는 1차코일부(11)에서 전자기유도 방식으로 공급되는 전류를 입력받는다. 이러한, 2차코일부(13)는 전기차의 하부에 설치된다. 정류부(15)는 도 2에 도시된 바와 같이 2차코일부(13)를 통해 입력되는 전류를 정류하고 평활하게 변환한 후 배터리(B)에 연결된 도시된 바와 같이 케이블이나 커넥터를 통해 배터리(B)에 공급하여 충전한다. 이러한, 정류부(15)는 전선으로 배터리(B)에 바로 연결되거나 전선에 연결된 플러그(pg)가 배터리(B)에 연결된 콘센트(ct)에 결합됨에 의해 배터리(B)에 연결된다. 따라서, 배터리(B)는 플러그(pg)와 콘센트(ct)의 분리에 따라 다른 배터리(B)와 교체될 수 있다. 여기서, 정류부(15)는 미도시된 교류전류를 정류하는 브리지 다이오드 및 평활화하는 콘덴서로 구성될 수 있다. 이상과 같은 무선충전식의 접속부(10)는 통상의 무선매트로 구성되므로 더 이상 자세히 설명하지 않는다. 결론적으로, 무선충전식의 접속부(10)는 무선으로 전기차에 장착된 배터리(B)에 외부의 전원을 충전시킬 수 있으므로 불필요한 전선을 배제시킬 수 있다.
한편, 통전부는 충전부(20) 및 접속부(10)의 통전을 제어한다. 통전부는 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 전술한 전원선(C)에 마련되는 스위치(SW)로 구성될 수 있다. 이러한, 스위치(SW)는 접속부(10)들을 충전부(20)와 순차적으로 통전시켜서 접속부(10)들에 제각기 접속된 배터리(B)들을 순차적으로 충전시킨다. 하지만, 스위치(SW)는 접속부(10)들에 제각기 접속된 배터리(B)들을 동시에 통전시켜서 동시에 충전시킬 수도 있다. 여기서, 전술한 스위치(SW)는 전자제어가 가능하도록 파워릴레이로 구성되는 것이 바람직하다.
이와 달리, 통전부는 도 1에 도시된 바와 같이 충전상태 확인부(30)로 구성될 수 있다. 충전상태 확인부(30)는 예컨대, 전류변화를 감지하는 회로로 구성되어 도 3에 도시된 바와 같이 전원선(C)에 연결된 접속부(10)인 플러그(12)와 전기차의 콘센트(ct)가 접속되면서 발생하는 전류변화를 감지하여 플러그(12)와 콘센트(ct)의 연결상태를 확인할 수 있다. 이에 따라, 충전상태 확인부(30)는 플러그(12)와 콘센트(ct)가 연결된 차량을 확인할 수 있으므로, 스위치(SW)없이 해당 차량에 대해 자동충전모드로 전환될 수 있다. 즉, 충전상태 확인부(30)는 플러그(12)와 콘센트(ct)가 연결된 것이 확인될 경우 충전부(20) 및 접속부(10)를 자동으로 통전시킨다. 따라서, 배터리(B)는 접속부(10)를 통해 충전될 수 있다. 물론, 충전상태 확인부(30)는 접속부(10)들에 제각기 접속된 배터리(B)들을 스위치(SW)와 같이 순차적으로 또는 동시에 충전시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 내용이므로 그 자세한 설명은 생략한다.
충전계량기(80)는 도 1에 도시된 바와 같이 통전부의 통전동작에 의해 배터리(B)에 충전되는 전력량을 측정한다. 이러한 충전계량기(80)는 통상의 전력계량기를 이용한다.
요금정산부(90)는 도 1에 도시된 바와 같이 충전계량기(80)에서 측정된 전력량에 따른 요금을 정산한다. 요금정산부(90)는 전력량의 단위별 금액이 입력되어 측정되는 전력량을 금액으로 환산한다. 이러한 요금정산부(90)는 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 내용이므로 그 자세한 설명은 생략한다.
차량정보부(100)는 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이 접속부(10)에 접속되어 충전을 실시하기 위한 전기차의 차량정보를 인식한다. 이러한, 차량정보부(100)는 예컨대 도 7에 도시된 바와 같이 차량정보 등록부(110), 차량정보 저장부(130), 차량정보 확인부(150), 차량정보 인증부(170) 및 신호전송부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
차량정보 등록부(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 배터리(B)가 장착된 전기차의 차량정보를 등록한다. 이러한, 차량정보 등록부(110)는 예컨대 도 8에 도시된 바와 같이 입력부(111) 및 화면제공부(113)를 포함하여 구성될 수 있다. 입력부(111)는 전기차를 식별하는 식별데이터가 입력된다. 화면제공부(113)는 식별데이터를 입력시키기 위한 화면을 제공한다. 여기서, 식별데이터는 차량의 번호판번호일 수 있다. 따라서, 차주는 번호판의 차량번호를 차량정보 등록부(110)를 통해 입력하는 것으로 차량을 등록할 수 있다. 즉, 차량정보 등록부(110)는 차주가 차량번호인 인증번호를 입력하는 간단한 과정에 의해 차량정보 등록을 완료할 수 있다.
이와 달리, 차량정보 등록부(110)는 예컨대 도 9에 도시된 바와 같이 카메라(115) 및 이미지추출부(117)를 포함하여 구성될 수 있다. 카메라(115)는 전기차에 부착된 번호판의 차량번호를 촬영한다. 이미지추출부(117)는 카메라(115)에서 촬영된 영상에서 문자이미지를 추출하여 차량정보 저장부(130)에 전송한다. 따라서, 이러한 구성의 차량정보 등록부(110)는 차주가 차량번호를 직접입력하지 않고, 카메라(115)의 촬영에 의해 촬영된 차량번호에 의해 차량이 자동등록될 수 있다.
한편, 전술한 차량정보 저장부(130)는 차량정보 등록부(110)를 통해 등록된 차량정보가 저장된다. 이러한 차량정보 저장부(130)는 미도시된 통상의 메모리로 구성된다.
그리고, 전술한 차량정보 확인부(150)는 접속부(10)에 에 접속되어 충전을 실시하기 위한 전기차의 차량정보를 확인한다. 이러한, 차량정보 확인부(150)는 도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이 카메라(151), 이미지추출부(153) 및 이미지비교부(155)를 포함하여 구성될 수 있다. 카메라(151)는 전기차의 차량번호를 촬영한다. 이미지추출부(153)는 카메라(151)에서 촬영된 영상에서 문자이미지를 추출한다. 이미지비교부(155)는 이미지추출부(153)에서 추출된 문자이미지와 차량정보 저장부(130)에 저장된 차량정보를 비교하여 전기차의 차량정보를 확인한다. 이러한 차량정보 확인부(150)는 차주가 차량번호인 인증번호를 직접입력하지 않고, 카메라(151)의 촬영에 의해 인증번호인 차량번호를 확인할 수 있으므로 차량정보를 자동으로 확인할 수 있다. 이러한 차량정보 확인부(150)는 도 10에 도시된 바와 같이 카메라(151)를 작동시키기 위해 전기차를 감지하는 센서(157)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
한편, 전술한 차량정보 인증부(170)는 차량정보 확인부(150)에서 확인식된 차량정보와 저장부(130)에 저장된 차량정보를 비교하여 등록된 차량인지 인증한다. 그리고, 전술한 신호전송부(190)는 차량정보 인증부(170)에서 인가되는 인증신호를 제어부(300)에 전송한다.
이상과 같은 차량정보부(100)는 차량정보를 등록하고 등록된 차량정보를 제어부(300)에 제공함으로써 제어부(300)를 통해 등록된 차량정보에 해당하는 차주에 정산된 요금을 부과할 수 있다.
한편, 전술한 표시부(200)는 예컨대 도 1에 도시된 바와 같이 구성요소들 중 적어도 어느 하나의 작동상태를 표시하도록 디스플레이로 구성될 수 있다. 즉, 표시부(200)는 후술되는 충전상태 확인부(30)의 확인여부, 충전부(20)의 충전상태, 충전계량기(80)의 측정상태, 요금정산부(90)에서 정산된 요금내역 및 차량정보부(100)에서 인식된 차량정보가 표시될 수 있다. 여기서, 충전부(20)의 충전상태는 완속충전부(21)의 완속충전상태나 급속충전부(23)의 급속충전상태일 수 있다.
제어부(300)는 예컨대 도 1에 도시된 바와 같이 접속부(10)를 통해 배터리(B)가 충전되고, 요금정산부(90)에서 정산된 요금내역이 차주나 관리자에게 안내되도록 구성요소들의 작동을 제어한다. 즉, 제어부(300)는 충전부(20)를 작동시킨 상태에서 충전신호 출력부(40)를 제어하여 충전스위칭부(25)가 충전부(20)의 전류를 접속부(10)로 인가시키도록 하며, 충전계량기(80)의 충전된 전력량과 요금정산부(90)의 정산된 요금내역을 차량정보부(100)에서 등록된 전기차의 차주나 관리자에게 전송한다.
제어부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 저장부(400)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한, 저장부(400)는 충전계량기(80)를 통해 측정된 해당 배터리(B)의 충전 전 충전량 및 충전 후 충전량에 대한 충전정보와 요금 정산부(90)에서 정산된 요금정보가 저장된다. 따라서, 저장부(400)는 충전정보와 요금정보가 저장되므로 관리자가 저장된 정보들을 체계적으로 관리할 수 있다.
제어부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 단말기통신부(500)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한, 단말기통신부(500)는 저장부(400)에 저장된 충전정보 및 요금정보를 해당 단말기나 차주의 전화기에 전송한다. 단말기통신부는 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이 저장DB(510) 및 데이터전송부(530)를 포함하여 구성될 수 있다. 저장DB(510)는 단말기의 어드레스나 차주 또는 관리자의 전화번호가 저장된다. 데이터전송부(530)는 저장부(400)에 저장된 충전정보 및 과금정보를 어드레스나 전화번호에 해당하는 단말기나 전화기에 전송한다.
이상과 같은 단말기통신부(500)는 차주가 휴대한 단말기나 전화기를 통해 충전정보 및 과금정보를 전송한다. 따라서, 차주는 원거리에서 충전정보 및 과금정보를 용이하게 확인할 수 있다.
한편, 제어부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 배터리(B)의 잔여전원을 회수하여 전력구매자의 전력수급부(DM)로 송전하는 전력회수부(600)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 전력회수부(600)는 배터리(B)의 잔여전류를 전력수급부(DM)로 수급시키기 위해 전력수급부(DM)의 사이에 스위칭동작이 가능하게 스위치(SW)가 설치될 수 있다. 이때, 전력수급부(DM)는 다른 전기차에 장착된 배터리(B)이거나 발전소의 전력망일 수 있다. 이러한, 전력회수부(600)는 예컨대 도 6에 도시된 바와 같이 판매신호입력부(610), 송전부(620), 송전스위칭부(640), 회수계량기(650), 환산부(660), 판매정보 메모리(670) 및 판매정보 전송부(680)를 포함하여 구성될 수 있다.
판매신호입력부(610)는 배터리(B)의 잔여전원을 판매하기 위한 판매선택신호를 입력하는 버튼으로 구성될 수 있다. 이러한 버튼은 전력회수부(600)의 케이스(미도시)에 마련될 수 있다.
송전부(620)는 배터리(B)의 잔여전류가 전력수급부(DM)로 송전되도록 배터리(B)의 잔여전원을 전력수급부(DM)로 송전한다. 이러한, 송전부(620)는 발전소와 연결되는 전력망이거나 전선(C)에 연결된 유선의 접속부(10)일 수 있다.
송전스위칭부(640)는 판매신호입력부(610)의 판매선택신호에 따라 스위칭되면서 배터리(B)와 송전부(620)를 통전시켜서 송전부(620)를 통해 해당 배터리(B)의 잔여전류를 전력수급부(DM)로 송전시킨다. 즉, 송전스위칭부(640)는 배터리(B) 및 송전부(620)를 선택적으로 통전시키는 스위치이다.
회수계량기(650)는 송전스위칭부(640)에 의해 송전부(620)에서 배터리(B)로 송전되는 전력량을 측정한다. 이러한 회수계량기(650)는 통상의 전력계량기를 적용하는 것이 바람직하다.
환산부(660)는 회수계량기(650)에서 측정된 전력량에 따라 환급금을 정산한다. 환산부(660)는 전력량의 단위별 금액이 입력되어 측정되는 전력량을 금액으로 환산한다. 이러한 환산부(660)는 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 내용이므로 그 자세한 설명은 생략한다.
판매정보 메모리(670)는 회수계량기(650)에서 측정된 전력량 및 환산부(660)에서 정산된 환급금에 대한 판매정보가 데이터화되어 저장된다. 이러한 판매정보 메모리(670)는 통상의 램 또는 롬으로 구성된다.
판매정보 전송부(680)는 판매정보에 대한 데이터를 제어부(300)에 전송하거나 통신망을 통해 차주나 관리자에게 전송한다. 이러한 판매정보 전송부(680)는 차주에게 판매정보를 전송하므로 차주는 원거리에서 판매정보를 확인할 수 있다.
이상과 같은 전력회수부(600)는 판매신호입력부(610)를 통해 전력수급부(DM)인 다른 배터리(B)나 발전소의 전력망을 선택할 수 있으므로 차주가 자신의 전기차를 운행하지 않는 경우 방전되는 전류를 접속부(10)를 통해 다른 전기차의 배터리(B)나 전력망을 통해 발전소에 판매할 수 있을 뿐만 아니라 판매시 정산된 환급금을 이용하여 본인이 원하는 시간대에 자신의 배터리(B)를 충전시킬 수 있다.
한편, 제어부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 고장감지부(700)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한, 고장감지부(700)는 예컨대 도 11에 도시된 바와 같이 전류센서(710), 온도센서(730) 및 정지신호 발신부(750)를 포함하여 구성될 수 있다. 전류센서(710)는 배터리(B)의 누전전류를 감지한다. 온도센서(730)는 배터리(B)에서 발생되는 온도를 감지한다. 정지신호 발신부(750)는 전류센서(710)나 온도센서(730)의 감지에 따라 제어부가 충전신호 출력부(40)를 정지시키도록 정시신호를 제어부에 발신한다.
이상과 같은 고장감지부(700)는 배터리(B)의 충전시 전류센서(710)나 온도센서(730)에 의해 배터리(B)의 고장여부를 감지할 수 있으므로, 해당 배터리(B)의 고장원인을 차주가 인식할 수 있을 뿐만 아니라 고장난 배터리(B)의 충전시 발생될 수 있는 배터리 단자(미도시)의 산화막형성, 배터리 단자의 용융 및 배터리(B)의 폭발 등을 사전에 방지할 수 있다.
한편, 제어부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 배터리충전량 측정부(900)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한, 배터리충전량 측정부(900)는 예컨대 배터리(B)의 충전량을 측정하고 측정된 충전량에 대한 측정신호를 제어부(300)에 발신하는 통상의 배터리 퓨얼게이지(FUEL GAUGE)로 구성될 수 있다. 이때, 제어부(300)는 수신되는 측정신호에 따른 배터리(B)의 충전량이 전술한 표시부(200)에 표시되도록 표시부(200)를 제어한다. 따라서, 차주나 관리자는 표시부(200)를 통해 배터리(B)의 충전상태(충전량)를 확인할 수 있다. 이와 달리, 배터리충전량 측정부(900)는 배터리(B)의 단자나 접속부(10)를 통해 배터리(B)의 전류나 전압을 측정하여 제어부(300)에 제공하는 전류센서나 전압센서로 구성될 수도 있다. 이때, 제어부(300)는 수신되는 측정신호에 따른 배터리(B)의 충전량이 표시부(200)에 표시되도록 표시부(200)를 제어한다. 따라서, 차주나 관리자는 표시부(200)를 통해 배터리(B)의 충전량을 확인할 수 있다.
한편, 제어부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 시간 설정부(800)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한, 시간 설정부(800)는 배터리(B)의 충전이나 판매에 대한 예약시간을 설정하고, 설정된 충전이나 판매에 대한 예약시간을 제어부(300)에 제공하기 위한 것으로, 예컨대 도 12에 도시된 바와 같이 충전 판매 선택부(810), 시간입력부(830) 및 저장부(850)를 포함하여 구성될 수 있다. 충전 판매 선택부(810)는 배터리(B)에 충전하거나 배터리(B)의 잔여전류를 판매하도록 선택한다. 시간입력부(830)는 선택된 배터리(B)의 충전이나 배터리(B)의 잔여전류 판매에 대한 시간을 입력하고, 입력된 시간을 데이터화한다. 저장부(850)는 시간입력부(830)에서 데이터화된 시간에 대한 데이터가 저장된다.
이상과 같은 시간 설정부(800)는 사용자가 충전 판매 선택부(810)를 이용하여 배터리(B)의 충전이나 판매를 선택한 후 시간입력부(830)를 이용하여 예약시간을 설정하는 경우 설정된 시간에 배터리(B)의 충전이나 판매가 이루어진다.
아울러, 시간 설정부(800)는 도 12에 도시된 바와 같이 저가시간안내부(870)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한, 저가시간안내부(870)는 충전 판매 선택부(810)를 통해 충전이 선택되는 경우 저가시간대를 안내한다.
이상과 같은 저가시간안내부(870)는 충전 판매 선택부(810)를 통해 배터리(B)의 충전을 선택한 경우 저가시간대를 안내한다. 따라서, 차주는 저가시간대에 충전하는 경우 요금을 절감할 수 있다.
이와 같이, 구성된 본 발명은 아래와 같이 작동된다.
먼저, 차량정보부(100)의 차량정보 등록부(110)는 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이 차주에 의해 입력되는 전기차의 차량정보를 등록한다. 이어서, 차량정보부(100)의 차량정보 확인부(150)는 전기차가 접속부(10)에 충전상태로 위치되는 경우 전기차의 번호판의 차량정보와 차량정보 등록부(110)에 의해 등록된 차량정보를 비교하여 확인한다.
계속해서, 차주는 전기차의 배터리(B)를 충전하고자 하는 경우 도 1에 도시된 바와 같이 충전신호 출력부(40)의 완속충전버튼이나 급속충전버튼을 선택한다. 이때, 완속충전부(21)는 완속충전버튼에 의해 선택된 경우 도 4에 도시된 바와 같이 충전부(20)에서 접속부(10)로 제공되는 전류를 완속충전이 가능한 상태로 유지시킨다. 또한, 급속충전부(23)는 도 4에 도시된 바와 같이 급속충전버튼에 의해 선택된 경우 충전부(20)에서 접속부(10)로 제공되는 전류를 급속충전이 가능한 상태로 증량시킨다.
이때, 충전스위칭부(25)는 도 1에 도시된 바와 같이 충전신호 출력부(40)에서 출력되는 충전신호에 의해 스위칭동작되면서 완속충전부(21)나 급속충전부(23)의 충전전류를 인가한다. 그리고, 통전부는 복수의 접속부(10)들 중에서 전기차의 배터리(B)와 접속된 접속부(10)를 충전부(20)와 통전시킨다. 물론, 접속부(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 유선으로 구성될 경우 통전부에 의해 인가되는 충전부(20)의 충전전류를 전원선(C)을 통해 전기차의 플러그(12)로 전원을 인가하여 전기차의 콘센트(ct)에 전원을 공급한다. 이와 달리, 접속부(10)는 배터리(B)에 전자기 유도방식으로 전원을 공급하도록 구성된 경우 전기차에 장착된 2차코일부(13) 및 1차코일부(11)을 통해 무선으로 충전부(20)의 전원을 배터리(B)에 공급한다. 따라서, 배터리(B)는 급속이나 완속으로 충전될 수 있다.
여기서, 전술한 통전부는 스위치(SW)로 구성될 경우 도 1에 도시된 바와 같이 접속부(10)를 통해 어느 하나의 전기차 배터리(B)가 충전이 완료되면, 다른 전기차 배터리(B)가 충전되도록 스위치(SW)를 순차적으로 스위칭동작시킨다. 따라서, 다수의 전기차 배터리(B)들은 순차적으로 충전이 완료된다. 이와 달리, 통전부는 스위치(SW)가 전기차들의 배터리(B)를 동시다발적으로 충전시키도록 스위칭동작시킬 수도 있다.
통전부는 전술한 스위치(SW) 대신 도 1에 도시된 바와 같이 충전상태 확인부(30)로 구성되는 경우, 충전상태 확인부(30)가 접속부(10)들에 접속된 전기차 배터리(B)들을 확인한 후 복수의 접속부(10) 및 충전부(20)를 순차적으로 통전시켜서 다수의 전기차 배터리(B)를 순차적으로 충전시킬 수 있으며, 이와 달리 복수의 접속부(10) 및 충전부(20)를 동시에 통전시켜서 다수의 배터리(B)를 일괄적으로 충전시킬 수도 있다.
한편, 충전계량기(80)는 배터리(B)의 충전시 배터리(B)에 충전된 충전량을 측정한다. 그리고, 정산부(90)는 측정된 전력량에 따른 요금을 정산한다. 따라서, 제어부(300)는 충전량에 대한 충전정보와 요금에 대한 요금정보를 단말기통신부(500)를 통해 차주나 관리자의 단말기나 전화기로 전송한다.
다른 한편, 차주는 전기차의 배터리(B)의 잔여전원을 판매하고자 하는 경우 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이 판매신호입력부(610)인 버튼을 통해 배터리(B)의 잔여전원 회수를 선택한다. 따라서, 송전부(620)는 배터리(B)의 잔여전원을 전력망을 통해 발전소에 송전하거나 다른 전기차의 배터리(B)에 공급하여 잔여전원을 판매한다. 이때, 차주는 도 12에 도시된 바와 같이 시간입력부(830)를 통해 충전이나 판매에 대한 예약시간을 설정할 수 있다. 이에 따라, 배터리(B)는 예약된 시간에 충전되거나 잔여전원이 전력수급부(DM)로 송전될 수 있다.
이렇게, 잔여전원이 판매될 경우 회수계량기(650)는 도 6에 도시된 바와 같이 배터리(B)에서 회수되는 잔여전원의 전력량을 측정한다. 그리고, 환산부(660)는 측정된 전력량에 따른 환급금을 정산한다. 따라서, 제어부(300)는 회수된 전력량과 환급금에 대한 판매정보를 단말기통신부(500)를 통해 차주의 단말기나 전화기로 전송한다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 의한 전기차 충전시스템은, 충전부(20)가 하나로 구성되고 접속부(10)가 복수로 구성되어 충전부(20)에서 공급되는 충전전류로 다수의 전기차 배터리(B)를 충전시킬 수 있으므로 다른 구성요소에 비해 부피가 크게 형성되는 충전부(20)를 복수로 구성하지 않아도 다수의 전기차 배터리(B)를 충전시킬 수 있으며, 이로 인하여 설치비용 및 설치면적을 대폭적으로 절감할 수 있다. 즉, 한대의 충전기로 다수의 전기차를 충전할 수 있다.
그리고, 통전부가 다수의 접속부(10)를 충전부(20)와 순차적으로 통전시킬 경우 다수의 전기차 배터리(B)를 순서대로 돌아가면서 충전시킬 수 있으므로 충전부(20)의 수량에 비해 우수한 효율을 제공하며, 이와 달리 통전부가 다수의 접속부(10)를 충전부(20)와 동시에 통전시킬 경우 다수의 전기차 배터리(B)를 한꺼번에 충전시킬 수 있으므로 배터리 충전에 소요되는 총 소요시간을 절감할 수 있다.
특히, 전력회수부(600)를 통해 전기차의 배터리(B)에 잔여전원을 회수하여 판매할 수 있으므로, 운행하지 않는 전기차의 배터리(B)의 방전을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 스마트 그리드가 가능하여 판매한 잔여전원을 금전으로 환급받거나 판매액에 해당하는 전기를 재공급받아 방전된 전기차의 배터리(B)를 재충전할 수 있다.
또한, 전기차의 배터리 충전시 배터리(B)의 누전전류나 온도를 감지하여 배터리의 고장여부를 감지할 수 있으므로, 해당 배터리(B)의 고장원인을 차주가 인식할 수 있을 뿐만 아니라 고장난 배터리(B)를 신속히 교체할 수 있다.
전술한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하므로, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되지 않으며, 동일 사상의 범주내에서 적절한 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있으므로, 이러한 형상 및 구조의 변형은 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 접속부 20 : 충전부
30 : 충전상태 확인부 21 : 완속충전부
23 : 급속충전부 25 : 충전스위칭부
40 : 충전신호 출력부 80 : 충전계량기
90 : 요금정산부 100 : 차량정보부
200 : 표시부 300 : 제어부

Claims (11)

  1. 전기차의 배터리에 충전전류를 인가하는 충전부;
    상기 충전부에 충전신호를 제공하는 충전신호 출력부;
    상기 전기차의 배터리에 무선이나 유선으로 통전이 가능하게 접속되어 상기 충전부의 충전전류를 배터리에 제공하는 복수의 접속부;
    상기 접속부 및 충전부의 통전을 제어하는 통전부;
    상기 통전부의 제어에 의한 상기 접속부 및 충전부의 통전에 의해 상기 배터리에 충전되는 전력량을 측정하는 충전계량기;
    상기 충전계량기에서 측정된 전력량에 따른 요금을 정산하는 요금정산부;
    상기 접속부를 통해 충전을 대기하는 상기 전기차의 차량정보를 인식하는 차량정보부;
    상기 구성요소들 중 적어도 어느 하나의 작동상태를 표시하는 표시부; 및
    상기 접속부를 통해 상기 배터리가 충전되고, 정산된 요금이 차주나 관리자에게 안내되도록 상기 구성요소들의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 전기차 충전시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 통전부는,
    상기 접속부들을 상기 충전부와 순차적으로 통전시켜서 상기 접속부들에 제각기 접속된 상기 배터리들을 순차적으로 충전시키는 것을 특징으로 하는 전기차 충전시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 충전부는,
    상기 전류변환부에서 상기 접속부로 제공되는 충전가능한 전류를 완속충전이 가능한 상태로 유지시켜서 상기 배터리를 완속으로 충전시키는 완속충전부;
    상기 전류변환부에서 상기 접속부로 제공되는 충전가능한 전류의 전류량을 급속충전이 가능한 상태로 증량시켜서 상기 배터리를 급속으로 충전시키는 급속충전부; 및
    상기 충전신호 출력부에서 출력되는 충전신호에 의해 스위칭되면서 상기 완속충전부나 상기 급속충전부의 전류를 전기차의 배터리에 선택적으로 인가하는 충전스위칭부;를 포함하는 전기차 충전시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 접속부는,
    상기 전기차의 배터리에 연결된 전기차의 충전단자에 결합되어 상기 충전부의 전류를 전기차의 배터리로 공급하는 전원선이 마련된 플러그이거나, 상기 충전부의 전류를 전지가 유도방식으로 전기차의 배터리에 무선공급하는 무선충전기인 것을 특징으로 하는 전기차 충전시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전계량기를 통해 측정된 해당 배터리의 충전 전 충전량 및 충전 후 충전량에 대한 충전정보와, 상기 요금 정산부에서 정산된 요금정보가 저장되는 저장부;를 더 포함하는 전기차 충전시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 저장부에 저장된 충전정보 및 요금정보를 해당 단말기나 차주의 전화기에 전송하는 단말기통신부;를 더 포함하며,
    상기 단말기통신부는,
    상기 단말기의 어드레스나 차주의 전화번호가 저장되는 저장DB; 및
    상기 저장부에 저장된 충전정보 및 과금정보를 상기 어드레스나 전화번호에 해당하는 상기 단말기나 전화기에 전송하는 데이터전송부;를 포함하는 전기차 충전시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리의 잔여전원을 회수하여 전력구매자의 전력수급부로 송전하는 전력회수부;를 더 포함하며,
    상기 전력회수부는,
    상기 배터리의 잔여전원을 판매하기 위한 판매선택신호를 제공하는 판매신호 입력부;
    상기 배터리의 잔여전류가 상기 전력수급부로 송전되도록 상기 배터리의 잔여전원을 상기 전력수급부로 송전하는 송전부;
    상기 판매신호 입력부의 판매선택신호에 따라 스위칭되어 상기 배터리와 상기 송전부를 통전시켜서 송전부를 통해 해당 배터리의 잔여전류를 전력수급부로 송전하는 송전스위칭부;
    상기 송전스위칭부에 의해 상기 송전부에서 상기 배터리로 송전되는 전력량을 측정하는 회수계량기;
    상기 회수계량기에서 측정된 전력량에 따라 환급금을 정산하는 환산부;
    상기 회수계량기에서 측정된 전력량 및 상기 환산부에서 정산된 환급금에 대한 판매정보가 데이터화되어 저장되는 판매정보 메모리; 및
    상기 판매정보에 대한 데이터를 상기 제어부에 전송하거나 통신망을 통해 차주나 관리자에게 전송하는 판매정보 전송부;를 포함하는 전기차 충전시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 차량정보부는,
    상기 배터리가 장착된 상기 전기차의 차량정보를 등록하는 차량정보 등록부;
    상기 차량정보 등록부를 통해 등록된 차량정보가 저장되는 차량정보 저장부;
    상기 접속부에 접속되어 충전을 실시하기 위한 상기 전기차의 차량정보를 확인하는 차량정보 확인부;
    상기 차량정보 확인부에서 확인식된 차량정보와 상기 저장부에 저장된 차량정보를 비교하여 등록된 차량인지 인증하는 차량정보 인증부; 및
    상기 차량정보 인증부에서 인가되는 인증신호를 상기 제어부에 전송하는 신호전송부;를 포함하는 전기차 충전시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 차량정보 등록부는,
    상기 전기차를 식별하는 식별데이터를 입력하는 입력부; 및
    상기 식별데이터를 입력시키기 위한 화면을 제공하는 화면제공부;를 포함하는 전기차 충전시스템.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 차량정보 등록부는,
    상기 전기차의 차량번호를 촬영하는 카메라; 및
    상기 카메라에서 촬영된 영상에서 문자이미지를 추출하여 상기 차량정보 저장부에 전송하는 이미지추출부;를 포함하는 전기차 충전시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 차량정보 확인부는,
    상기 전기차의 차량번호를 촬영하는 카메라;
    상기 카메라에서 촬영된 영상에서 문자이미지를 추출하는 이미지추출부; 및
    상기 이미지추출부에서 추출된 문자이미지와 상기 차량정보 저장부에 저장된 차량정보를 비교하여 상기 전기차의 차량정보를 확인하는 이미지비교부;를 포함하는 전기차 충전시스템.
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