KR20130051568A - Apparatus for managing energy of electric vehicle and method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for managing the energy of an electric vehicle are provided to charge the battery in a low cost, by charging the battery within a time slot which is able to charge with the minimum power rate of the unit time. CONSTITUTION: A charging terminal(110) receives the power by using a charging cable which is connected with a battery charger. A communication unit(120) receives the power information in which the power rates information is included. A charging control unit(130) operates in a charging mode and a sales mode. The charging control unit controls the battery to be charged within the time slot which is calculated to be able to charge. A battery(140) is used as the power source for driving a motor which is the driving power of an electric vehicle. [Reference numerals] (110) Charging terminal; (120) Communication unit; (130) Charging control unit; (140) Battery; (150) Storage unit

Description

전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MANAGING ENERGY OF ELECTRIC VEHICLE AND METHOD THEREOF}Apparatus and method for managing energy of electric vehicle {APPARATUS FOR MANAGING ENERGY OF ELECTRIC VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 전기 자동차의 에너지 관리 방법에 관한 것으로, 특히, 사용자의 일정에 따라 필요한 에너지량을 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리에 충전하거나 필요한 에너지량 내의 기 설정된 잉여 에너지를 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역 내에서 판매할 수 있도록 하는 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy management method of an electric vehicle, and more particularly, according to a user's schedule to charge a battery in a time band that can be charged at a minimum power rate per unit time or to store a predetermined surplus energy in the required amount of energy The present invention relates to an apparatus and a method for managing the energy of an electric vehicle that can be sold in a time band that can be sold at the highest power rate per unit time.

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

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

한편 전기 자동차와 플러그인 하이브리드 전기 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 electric cars are used for commute, the morning driving and evening charging patterns will have a significant negative impact on the national grid or distributed power at certain times, increasing the maximum power consumption of the entire grid.

이는 전력의 최대 소비량에 맞춰진 양으로 혹시라도 더 많은 전력이 사용될 경우 10% 정도 예비율을 가지는 현재의 전력 시스템 상에서는 추가적인 발전설비가 필요하고 비활동 시간대에는 버려지는 전기가 많아 에너지 효율이 떨어진다.This is in line with the maximum consumption of electricity, which means that if more power is used, current power systems with a 10% reserve rate will require additional power generation and will be less energy efficient due to a large amount of electricity being discarded during inactive periods.

이에 따라 최근 에너지 효율 및 에너지 절감을 위해 전력망을 지능화하는 스마트그리드 시스템이 구축되고 있으며, 중앙으로부터 일방적으로 전기가 공급되던 수직적 체계에서 벗어나, 마이크로그리드와 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 system that is unilaterally supplied with electricity from the center, bi-directional horizontal supply systems such as microgrids and distributed power systems are provided. Doing.

여기서 스마트그리드 시스템의 핵심은 전력망에 지그비(zigbee), 전력선 통신 등의 정보통신기술을 합쳐 소비자와 전력회사가 실시간으로 정보를 주고받는 것으로서 전기 요금이 저렴한 시간에 자동으로 배터리를 충전할 수 있으며, 필요에 따라 충전된 에너지를 스마트그리드로 재판매가 가능해 진다.Here, the core of the smart grid system is a combination of information and communication technologies such as zigbee and power line communication in the power grid, allowing consumers and power companies to exchange information in real time. If necessary, the charged energy can be resold to Smart Grid.

그러나 기존의 전기 자동차의 배터리를 충전하는 기술은 전기 요금에 관계없이 수동적으로 즉시 충전을 수행하거나 수동적으로 에너지를 판매함으로써, 충전에 필요한 에너지 가격이 저렴한 시간에 충전을 수행하거나 에너지 가격이 높은 시간에 판매하는 등의 스마트한 에너지 관리를 수행하지 못한다는 문제점이 있다.However, the technology of charging the battery of a conventional electric vehicle can perform charging immediately or sell energy manually regardless of the electric charge, so that the energy required for charging is charged at a low time or at a high energy price. There is a problem that smart energy management such as selling does not perform.

따라서 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 사용자의 일정에 따라 필요한 에너지량을 산출하여 산출된 에너지량과 전력 정보를 기반으로 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 산출하고 산출된 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리를 충전할 수 있도록 하는 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.Therefore, to solve the problems of the prior art, an object of the present invention is to calculate the required amount of energy according to the schedule of the user based on the amount of energy and power information calculated by the minimum time rate chargeable by the unit time The present invention provides an apparatus and method for managing energy of an electric vehicle that can calculate and charge a battery within the calculated chargeable time band.

본 발명의 다른 목적은 필요한 에너지량 내의 기 설정된 잉여 에너지를 전력 정보를 이용하여 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하고 그 산출된 판매 가능한 시간 대역 내에서 잉여 에너지를 판매할 수 있도록 하는 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to calculate a time band that can be sold at the highest power rate for each unit time using power information of predetermined surplus energy within a required amount of energy, and to sell surplus energy within the calculated sellable time band. An apparatus and method for managing energy of an electric vehicle are provided.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치는 충전기로부터 전력을 공급하는 스마트그리드에 대한 전력 정보를 수신하는 통신부; 상기 전력 정보와 사용자 일정 정보, 잉여 에너지량을 이용하여 필요한 충전 에너지량을 산출하되, 충전 모드인 경우 상기 필요한 충전 에너지량을 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리에 충전하거나, 판매 모드인 경우 상기 필요한 충전 에너지량 내의 상기 잉여 에너지량을 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역 내에서 판매하도록 제어하는 충전 제어부; 및 상기 전력 정보, 배터리 상태 정보, 상기 사용자의 일정 정보, 충전 정보, V2G 정보를 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.In order to achieve the above objects, an apparatus for managing energy of an electric vehicle according to an aspect of the present invention includes a communication unit for receiving power information on the smart grid for supplying power from a charger; The required amount of charging energy is calculated using the power information, user schedule information, and surplus energy amount, and in the charging mode, the required amount of charging energy is charged to a battery within a time band that can be charged at a minimum power rate per unit time; A charging control unit controlling to sell the surplus energy amount in the required amount of charging energy in a time band that can be sold at the highest power rate per unit time in the selling mode; And a storage unit which stores the power information, battery state information, schedule information of the user, charging information, and V2G information.

바람직하게, 상기 배터리 상태 정보는 배터리의 현재 에너지량과 배터리의 성능 저하를 방지하기 위한 최소 에너지량, 정격전력, 정전류 충전 또는 정전압 충전 선택을 위한 배터리의 타입정보를 나타내고, 상기 사용자 일정 정보는 사용자의 일정에 따라 이동할 거리 또는 시간에 상응하는 에너지를 포함하여 필요 에너지량을 나타내고, 충전 정보는 충전 가능한 시간대역, 전압, 전류, 에너지원을 나타내고, V2G 정보는 잉여 에너지량, 판매 가능한 시간대역을 나타낼 수 있다.Preferably, the battery state information indicates the current amount of energy of the battery and the type information of the battery for selecting the minimum amount of energy, the rated power, the constant current charging or the constant voltage charging to prevent the performance degradation of the battery. It shows the amount of energy required, including the energy corresponding to the distance or time to move according to the schedule, the charging information represents the chargeable time zone, voltage, current, energy source, V2G information indicates the amount of surplus energy, available time band Can be represented.

바람직하게, 상기 충전 제어부는 상기 배터리 상태 정보, 상기 사용자 일정 정보, 상기 잉여 에너지량을 기반으로 충전 에너지량을 설정한 후, 설정된 상기 충전 에너지량과 상기 전력 정보를 이용하여 충전 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최소의 전력요금으로 충전 가능한 시간대역을 산출하며, 산출된 상기 충전 가능한 시간대역 내에서 배터리를 충전할 수 있다.Preferably, the charging control unit sets a charging energy amount based on the battery state information, the user schedule information, and the surplus energy amount, and then, within the recommended charging time band using the set charging energy amount and the power information. A time zone power rate is calculated and a chargeable time band can be calculated at the minimum power rate according to the calculated result, and the battery can be charged within the calculated chargeable time band.

바람직하게, 상기 충전 제어부는 상기 잉여 에너지량과 상기 전력 정보를 이용하여 판매 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최고의 전력요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하며, 산출된 상기 판매 가능한 시간대역 내에서 상기 잉여 에너지량을 스마트그리드에 제공할 수 있다.Preferably, the charging control unit calculates a power rate for each time zone within a recommended sales time band using the surplus energy amount and the power information, and calculates a time band that can be sold at the highest power rate according to the calculated result. The surplus energy amount may be provided to the smart grid within the marketable time band.

바람직하게, 상기 충전 가능 시간대역과 상기 판매 가능 시간대역은 다수의 시간대역을 포함할 수 있다.
Preferably, the chargeable time band and the marketable time band may include a plurality of time bands.

본 발명의 다른 한 관점에 따른 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 방법은 충전기로부터 전력을 공급하는 스마트그리드에 대한 전력 정보를 수신하는 단계; 동작 모드가 충전 모드인 경우, 상기 전력 정보와 사용자 일정 정보, 잉여 에너지량을 이용하여 산출된 필요한 충전 에너지량을 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리에 충전하는 단계; 및 동작 모드가 판매 모드인 경우, 상기 잉여 에너지량을 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역 내에서 판매하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a method for managing energy of an electric vehicle includes receiving power information on a smart grid that supplies power from a charger; When the operation mode is the charging mode, charging the battery within a time band that can be charged at a minimum power rate for each unit time by charging the required amount of charging energy calculated using the power information, user schedule information, and surplus energy amount; And selling the surplus energy within a time band that can be sold at the highest power rate for each unit time when the operation mode is the selling mode.

바람직하게, 상기 배터리 상태 정보는 배터리의 현재 에너지량과 배터리의 성능 저하를 방지하기 위한 최소 에너지량, 정격전력, 정전류 충전 또는 정전압 충전 선택을 위한 배터리의 타입정보를 나타내고, 상기 사용자 일정 정보는 사용자의 일정에 따라 시간대별 이동할 거리 또는 시간에 상응하는 필요 에너지량을 나타낼 수 있다.Preferably, the battery state information indicates the current amount of energy of the battery and the type information of the battery for selecting the minimum amount of energy, the rated power, the constant current charging or the constant voltage charging to prevent the performance degradation of the battery. According to the schedule of the distance to move by time or the amount of energy corresponding to the time can be represented.

바람직하게, 상기 충전하는 단계는 상기 배터리 상태 정보, 상기 사용자 일정 정보, 상기 잉여 에너지량을 기반으로 충전 에너지량을 설정한 후, 설정된 상기 충전 에너지량과 상기 전력 정보를 이용하여 충전 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최소의 전력요금으로 충전 가능한 시간대역을 산출하며, 산출된 상기 충전 가능한 시간대역 내에서 배터리를 충전할 수 있다.Preferably, the charging step sets a charge energy amount based on the battery state information, the user schedule information, and the surplus energy amount, and then sets a charge energy amount within the recommended charging time band by using the set charge energy amount and the power information. Calculate the power rate for each time zone, calculate the chargeable time band at the minimum power charge according to the calculated result, and charge the battery within the calculated chargeable time band.

바람직하게, 상기 판매하는 단계는 상기 필요 에너지량을 제외한 잉여 에너지량과 상기 전력 정보를 이용하여 판매 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최고의 전력요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하며, 산출된 상기 판매 가능한 시간대역 내에서 잉여 에너지량을 스마트그리드에 제공할 수 있다.Preferably, the selling step is to calculate the power rate for each time zone within the recommended sales time band using the surplus energy amount excluding the required energy amount and the power information, and sell the time at the highest power rate according to the calculated result. It is possible to calculate the band and provide the surplus energy amount to the smart grid within the calculated sellable time band.

바람직하게, 상기 충전 가능 시간대역과 상기 판매 가능 시간대역은 다수의 시간대역을 포함할 수 있다.Preferably, the chargeable time band and the marketable time band may include a plurality of time bands.

이를 통해, 본 발명은 배터리 성능 유지를 위한 에너지량과 사용자의 일정에 따라 필요한 필요 에너지량을 산출하여 산출된 에너지량과 전력 정보를 기반으로 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 산출하고 산출된 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리를 충전함으로써, 저렴한 비용으로 배터리를 충전할 수 있는 효과가 있다.By doing so, the present invention calculates the required energy amount according to the amount of energy for maintaining battery performance and the schedule of the user, and calculates a time band that can be charged at a minimum power rate per unit time based on the calculated amount of energy and power information. By charging the battery within the calculated chargeable time band, there is an effect that the battery can be charged at low cost.

또한, 본 발명은 사용자의 일정에 따라 필요한 에너지량 내의 기 설정된 잉여 에너지를 전력 정보를 이용하여 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하고 그 산출된 판매 가능한 시간 대역 내에서 잉여 에너지를 판매함으로써, 배터리의 잉여 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention calculates a time band that can be sold at the highest power rate per unit time by using the power information to the predetermined surplus energy in the required amount of energy according to the user's schedule and sells the surplus energy within the calculated sellable time band As a result, the surplus energy of the battery can be efficiently utilized.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지를 관리하기 위한 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 충전 장치(100)의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간대별 에너지 요금을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리를 충전하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 에너지를 판매하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating an apparatus for managing energy according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a detailed configuration of the charging device 100 shown in FIG.
3 is a view for explaining the time-based energy charge according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a method for charging a battery according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a method for selling surplus energy according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법을 첨부한 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 우선 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다. 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, 명세서 전체를 통하여 각 도면에서 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.Hereinafter, an apparatus and method for managing energy of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. First, it will be described in detail focusing on the parts necessary to understand the operation and action according to the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Also, like reference numerals in the drawings denote like elements throughout the specification.

본 발명에서는 1)사용자의 일정을 고려한 필요한 에너지량을 산출하여 산출된 에너지량과 전력 정보를 기반으로 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 산출하고 그 산출된 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리를 충전하며, 2)필요한 에너지량 외의 잉여 에너지를 전력 정보를 이용하여 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하고 그 산출된 판매 가능한 시간 대역 내에서 잉여 에너지를 판매할 수 있도록 하는 방안을 제안한다.According to the present invention, 1) a time band that can be charged at a minimum power rate for each unit time is calculated based on the amount of energy and power information calculated by calculating a required amount of energy in consideration of a user's schedule, and the battery within the calculated chargeable time band is calculated. 2) A method of calculating a time band that can be sold at the highest power rate per unit time using power information of surplus energy other than the required amount of energy, and selling surplus energy within the calculated sellable time band. Suggest.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지를 관리하기 위한 장치를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating an apparatus for managing energy according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치는 충전 장치(100), 충전기(200), 및 관리 서버(300) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 전기 자동차는 배터리를 구동 동력원으로 사용하는 전기 자동차, 내연 기관과 배터리를 동시에 구동 동력원으로 사용하는 플러그인 하이브리드 전기 자동차 등을 포괄하는 개념일 수 있다.As shown in FIG. 1, an apparatus for managing energy of an electric vehicle according to the present invention may include a charging device 100, a charger 200, a management server 300, and the like. The electric vehicle may be a concept encompassing an electric vehicle using a battery as a driving power source, a plug-in hybrid electric vehicle using an internal combustion engine and a battery as a driving power source.

충전 장치(100)는 전기 자동차 내에 구비되어, 충전 케이블을 이용하여 지능형 전력망 즉, 스마트그리드(smart grid)와 연결된 충전기로부터 필요한 충전량 또는 충전 에너지량에 상응하는 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 충전 장치(100)는 필요한 에너지량 외의 잉여 에너지량을 충전기를 통해 스마트그리드에 제공할 수도 있다.The charging device 100 may be provided in an electric vehicle, and may receive power corresponding to a required charging amount or charging energy amount from an intelligent power grid, that is, a charger connected to a smart grid using a charging cable. In addition, the charging device 100 may provide a surplus energy amount other than the required energy amount to the smart grid through the charger.

충전기(200)는 충전 장치(100)와 지능형 전력망을 연동시켜 지능형 전력망으로부터의 전력을 전기 자동차에 공급/차단하거나 전기 자동차로부터의 전력을 지능형 전력망으로 공급/차단할 수 있도록 전력 공급 또는 전력 차단을 제어할 수 있다.The charger 200 controls the power supply or the power cut so that the charging device 100 may be interlocked with the intelligent power grid to supply / block power from the intelligent power grid to the electric vehicle or to supply / block power from the electric vehicle to the intelligent power grid. can do.

관리 서버(300)는 전력 정보를 충전 장치(100)에 제공할 수 있다. 여기서, 전력 정보는 시간대별 전력요금 정보를 포함할 수 있는데, 전력요금 정보로 평균 가격, 예상 가격 등도 제공될 수 있고, 에너지원, 날짜, 시간 등에 따라 실시간으로 변경될 수도 있다.
The management server 300 may provide power information to the charging device 100. Here, the power information may include time-based power rate information, the average price, the expected price, etc. may be provided as the power rate information, and may be changed in real time according to an energy source, a date, a time, and the like.

도 2는 도 1에 도시된 자동차의 충전 장치(100)의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of the charging device 100 of the vehicle shown in FIG. 1.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 충전 장치(100)는 충전 단자(110), 통신부(120), 충전 제어부(130), 배터리(140), 저장부(150) 등을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the charging device 100 of a vehicle according to the present invention includes a charging terminal 110, a communication unit 120, a charging control unit 130, a battery 140, a storage unit 150, and the like. Can be configured.

충전 단자(110)는 충전기와 연결된 충전 케이블을 이용하여 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 충전 단자(110)는 충전 케이블을 이용하여 충전기와 데이터를 교환할 수도 있다.The charging terminal 110 may receive power using a charging cable connected to a charger. In addition, the charging terminal 110 may exchange data with the charger using a charging cable.

통신부(120)는 전력요금 정보가 포함된 전력 정보를 수신할 수 있다. 통신부(120)는 충전기와 동기화되어 각종 데이터를 상호 교환하도록 사용될 수 있다. 여기서, 통신부(120)는 광대역 통신, 유선 통신, 무선 통신, 지그비 등의 근거리 무선 통신, 및 전력선 통신 등의 여러 방식을 이용하여 정보를 송수신할 수 있다.The communicator 120 may receive power information including power charge information. The communicator 120 may be used to synchronize various chargers and exchange various data. Here, the communication unit 120 may transmit and receive information using various methods such as broadband communication, wired communication, wireless communication, short range wireless communication such as Zigbee, and power line communication.

충전 제어부(130)는 동작 모드로서 충전 모드와 판매 모드로 동작할 수 있다. 즉, 충전 제어부(130)는 1)충전 모드인 경우 사용자의 일정을 고려하여 필요한 에너지와 판매를 고려한 충전 에너지량을 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역 내에서 배터리에 충전할 수 있고, 2)판매 모드인 경우 필요한 에너지량 외의 잉여 에너지를 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역 내에서 스마트그리드에 제공할 수 있다.The charging controller 130 may operate in a charging mode and a selling mode as an operation mode. That is, in the charging mode, the charging control unit 130 may charge the battery within a time band that can be charged at a minimum power rate for each unit time, considering the user's schedule and the amount of charging energy considering the sales. 2) In the sales mode, surplus energy in addition to the amount of energy required may be provided to the smart grid within the time band that can be sold at the highest power rate per unit time.

이때, 필요한 충전 에너지량 EREQ는 다음의 [수학식 1]과 같이 정의할 수 있다.At this time, the required amount of charging energy E REQ can be defined as shown in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

EREQ = EBASE + ESCHEDULE + EV2G E REQ = E BASE + E SCHEDULE + E V2G

여기서, EBASE는 배터리의 성능 저하를 방지하기 위한 최소 에너지량을 나타내고, ESCHEDULE는 사용자의 일정에 따른 필요 에너지량을 나타내며, EV2G는 판매 가능한 잉여 에너지량을 나타낼 수 있다. 판매 가능한 잉여 에너지량인 EV2G는 사용자의 선택에 따라 변경될 수 있다.Here, E BASE indicates the minimum amount of energy to prevent degradation of the battery, SCHEDULE E denotes the required amount of energy according to the user's calendar, V2G E may represent a salable surplus amount of energy. The amount of surplus energy available for sale, E V2G , can be changed by the user.

1)배터리를 충전하는 충전 모드인 경우, 충전 제어부(130)는 배터리의 현재 에너지량과 최소 에너지량을 포함하는 배터리 상태 정보, 사용자의 일정에 따른 필요 에너지량과 잉여 에너지량을 고려하여 충전 에너지량을 설정할 수 있다. 충전 제어부(130)는 설정된 충전 에너지량과 전력 정보를 이용하여 충전 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최소의 전력요금으로 충전 가능한 시간대역을 산출하여 그 산출한 결과를 충전 정보로 설정할 수 있다. 1) In the charging mode of charging the battery, the charging control unit 130 is charged in consideration of the battery state information including the current energy amount and the minimum energy amount of the battery, the required energy amount and surplus energy amount according to the user's schedule Quantity can be set. The charging control unit 130 calculates the power rate for each time zone within the recommended charging time band using the set amount of charging energy and power information, and calculates the time band that can be charged with the minimum power rate according to the calculated result. The result can be set as charging information.

그리고, 전력정보를 기반으로 잉여 에너지량을 설정할 수도 있다.The surplus energy amount may be set based on the power information.

충전 제어부(130)는 생성된 충전 정보에 따라 산출된 충전 가능한 시간대역 내에서 배터리를 충전할 수 있다. 여기서, 충전 정보는 필요한 에너지량에 따른 최적의 조건으로 충전 가능한 시간대역 또는 충전 시간대역 예컨대, 충전시작 시간, 충전 종료 시간, 전압, 전류, 에너지원 등을 포함할 수 있다.The charging controller 130 may charge the battery within a chargeable time band calculated based on the generated charging information. Here, the charging information may include a time band or a charging time band that can be charged under an optimal condition according to a required amount of energy, for example, a charging start time, a charging end time, a voltage, a current, an energy source, and the like.

이때, 충전 가능한 시간대역은 에너지량에 따라 여러 시간대로 나누어져 설정될 수 있다.In this case, the chargeable time band may be set to be divided into several time zones according to the amount of energy.

2)에너지를 판매하는 판매 모드인 경우, 충전 제어부(130)는 필요 에너지량을 제외한 잉여 에너지량과 전력 정보를 이용하여 판매 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최고의 전력요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하여 그 산출한 결과를 V2G 정보로 설정할 수 있다. 그래서 충전 제어부(130)는 설정된 V2G 정보에 따라 산출된 판매 가능한 시간대역 내에서 잉여 에너지를 스마트그리드에 제공할 수 있다. 여기서, V2G 정보는 잉여 에너지량, 제공 가능한 잉여 에너지량에 따른 최적의 조건으로 판매 가능한 시간대역 또는 V2G 시간대역 예컨대, 판매시작 시간, 판매종료 시간 등을 포함할 수 있다.2) In the selling mode of selling energy, the charging control unit 130 calculates a power rate for each time zone within the recommended selling time band by using the surplus energy amount and power information excluding the required energy amount and according to the calculated result. A time band that can be sold at the highest power rate can be calculated and the result can be set as V2G information. Therefore, the charging control unit 130 may provide surplus energy to the smart grid within the sellable time band calculated according to the set V2G information. Here, the V2G information may include a time band or a V2G time band that can be sold under optimal conditions according to the amount of surplus energy and the amount of surplus energy that can be provided, for example, a sale start time and a sale end time.

이때, 판매 가능한 시간대역은 에너지량에 따라 여러 시간대로 나누어져 설정될 수 있다.
In this case, the sellable time band may be set by dividing into various time zones according to the amount of energy.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간대별 에너지 요금을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the time-based energy charge according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 예를 들면, 배터리 상태 정보로 현재 에너지량이 12Kwh인데 사용자의 일정에 따른 필요 에너지량이 5Kwh, 최소 에너지량이 10Kwh라고 가정하면, 필요한 충전 에너지량은 3Kwh가 될 수 있다.Referring to FIG. 3, for example, assuming that the current energy amount is 12 Kwh as the battery state information and the required energy amount according to the user's schedule is 5 Kwh and the minimum energy amount is 10 Kwh, the required charging energy amount may be 3 Kwh.

충전 제어부(130)는 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최소의 전력요금으로 충전 가능한 시간대역 예컨대, 오전 0시에서 오전 3시까지를 산출하여 그 산출된 충전 가능한 시간대역 내에서 배터리를 3Kwh 충전하게 된다.The charging control unit 130 calculates the time-based power rate and calculates a time band that can be charged at a minimum power rate, for example, from 0 am to 3 am according to the result of the calculation, and the battery within the calculated chargeable time band. Will charge 3Kwh.

다른 예로, 배터리 상태 정보로 현재 에너지량이 12Kwh이고 사용자의 일정에 따른 필요 에너지량이 5Kwh, 최소 에너지량이 10Kwh, 판매를 위해 확보할 잉여 에너지량이 7Kwh라고 설정하면, 필요한 충전 에너지량은 10Kwh가 될 수 있다.As another example, if the current energy amount is 12Kwh as the battery status information, the required energy amount according to the user's schedule is 5Kwh, the minimum energy amount is 10Kwh, and the amount of surplus energy to secure for sale may be 10Kwh. .

충전 제어부(130)는 충전 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최소의 전력요금으로 충전 가능한 시간대역 예컨대, 오전 0시에서 오전 5시까지를 산출하여 시간당 2Kwh로 충전하여 그 산출된 충전 가능한 시간대역 내에서 배터리를 10Kwh 충전하게 된다.The charging control unit 130 calculates the power rate for each time zone within the recommended charging time band, and calculates a time band that can be charged at the minimum power rate, for example, 0 AM to 5 AM based on the calculated result, and charges at 2 Kwh per hour. The battery is charged to 10 Kwh within the calculated chargeable time band.

또한, 충전 제어부(130)는 판매 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최고의 전력요금으로 판매 가능한 시간대역 예컨대, 오전 9시부터 오후 3시까지를 산출하여 그 산출된 V2G 시간대역 내에서 잉여 에너지를 7Kwh 판매하게 된다.In addition, the charging control unit 130 calculates the power rate for each time zone within the recommended sales time band and calculates the time band available for sale at the highest power rate, for example, from 9 am to 3 pm according to the calculated result. It will sell 7Kwh of surplus energy within the V2G time band.

또한, 충전 제어부(130)는 정당한 사용자인지를 인증받기 위해 충전기와 사용자 인증을 수행할 수 있다. 즉, 충전 제어부(130)는 충전지와의 사용자 인증을 성공한 후에야 배터리를 충전하거나 에너지를 판매하는 동작을 수행할 수 있게 된다.
In addition, the charging control unit 130 may perform user authentication with the charger to authenticate whether the user is a legitimate user. That is, the charging control unit 130 may perform an operation of charging the battery or selling energy only after the user authentication with the rechargeable battery is successful.

배터리(140)는 전기 자동차의 구동 동력인 모터를 구동하기 위한 전력원으로 사용될 수 있다.The battery 140 may be used as a power source for driving a motor that is a driving power of an electric vehicle.

저장부(150)는 배터리 충전, 에너지 판매를 위해 필요한 정보로 배터리 상태 정보, 전력 정보, 사용자 일정 정보, 충전 정보, 및 V2G(Vehicle to Grid) 정보 등을 저장할 수 있다.The storage unit 150 may store battery state information, power information, user schedule information, charging information, and vehicle to grid (V2G) information as information necessary for charging a battery and selling energy.

여기서, 배터리 상태 정보는 배터리의 현재 에너지량과 배터리의 성능 저하를 방지하기 위한 최소 에너지량, 정격전력, 정전류 충전 또는 정전압 충전 선택을 위한 배터리의 타입정보 등을 나타내고, 사용자 일정 정보는 사용자의 내일 일정 또는 다음 충전이 가능한 날까지의 일정에 따른 이동할 거리 또는 시간에 상응하는 필요 에너지량 등을 나타낼 수 있다.
Here, the battery state information indicates the current amount of energy of the battery and the minimum amount of energy to prevent performance degradation of the battery, the type information of the battery for selecting the rated power, the constant current charging or the constant voltage charging, and the like. The user schedule information indicates the user's tomorrow. The amount of energy required to correspond to a distance or a time to move according to a schedule until the schedule or the next charge is possible.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리를 충전하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a method for charging a battery according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 충전 장치는 충전기에 연결되었는지를 확인할 수 있다(S410). 충전 장치는 충전기와 연결되면, 연결된 충전기를 통하여 사용자 ID(Identifier)를 이용하여 사용자 인증을 수행할 수 있다(S420).As shown in FIG. 4, the charging device according to the present invention may check whether it is connected to the charger (S410). When the charging device is connected to the charger, the user device may be authenticated using a user ID (S420) through the connected charger (S420).

다음으로, 충전 장치는 사용자 인증이 성공하면, 충전기로부터 전력 정보를 수신할 수 있다(S430).Next, if the user authentication is successful, the charging device may receive power information from the charger (S430).

다음으로, 충전 장치는 배터리의 현재 에너지량과 최소 에너지량을 포함하는 배터리 상태 정보, 사용자 일정 정보, 시간대별 전력요금을 포함한 전력정보 및 잉여 에너지량을 고려하여 충전 에너지량을 설정할 수 있다(S440).Next, the charging device may set the amount of charging energy in consideration of battery status information including the current energy amount and the minimum energy amount of the battery, user schedule information, power information including time-based power rates, and surplus energy amount (S440). ).

다음으로, 충전 장치는 설정된 충전 에너지량과 시간대별 전력요금을 포함한 전력 정보를 이용하여 충전 권장 시간대역 내에서 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최소의 전력요금으로 충전 가능한 시간대역을 산출할 수 있다(S450).Next, the charging device calculates the power rate for each time zone within the recommended time zone for charging using the power information including the set amount of charge energy and the power charge for each time zone. It can be calculated (S450).

다음으로, 충전 장치는 현재 시간이 충전 가능한 시간대역 또는 충전 시간대역인지를 판단하고(S560) 그 판단한 결과로 충전 가능한 시간대역 내에서 자동으로 배터리를 충전하도록 제어할 수 있다(S460).Next, the charging device may determine whether the current time is a chargeable time band or a charge time band (S560), and control to automatically charge the battery within the chargeable time band as a result of the determination (S460).

이를 구체적으로 설명하며 다음과 같다. 우선 충전 장치는 현재 시간이 충전 가능한 시간대역의 충전시작 시간과 일치하는지를 판단할 수 있다. 즉, 충전 장치는 그 판단한 결과로 현재 시간이 충전시작 시간과 일치하면, 배터리의 충전 시작을 충전기에 요청하여 배터리의 충전을 시작할 수 있다.This will be described in detail as follows. First, the charging device may determine whether the current time matches the charging start time of the chargeable time band. That is, as a result of the determination, when the current time coincides with the charging start time, the charging device may start the charging of the battery by requesting the charger to start charging the battery.

그리고 충전 장치는 배터리의 충전량이 충전 에너지량를 초과하는지를 판단할 수 있다. 즉, 충전 장치는 그 판단한 결과로 배터리의 충전량이 충전 에너지량을 초과하지 않으면, 배터리의 충전을 지속적으로 수행할 수 있다. 반면, 충전 장치는 그 판단한 결과로 배터리의 충전량이 충전 에너지량을 초과하면, 배터리의 충전을 즉시 종료할 수 있다.The charging device may determine whether the amount of charge of the battery exceeds the amount of charging energy. That is, as a result of the determination, if the charging amount of the battery does not exceed the charging energy amount, the charging device may continuously charge the battery. On the other hand, the charging device may immediately terminate charging of the battery if the amount of charge of the battery exceeds the amount of charging energy as a result of the determination.

그리고 충전 장치는 현재 시간이 충전 가능한 시간대역의 충전종료 시간과 일치하는지를 판단할 수 있다. 즉, 충전 장치는 그 판단한 결과로 현재 시간이 충전종료 시간과 일치하면 배터리의 충전 종료를 충전기에 요청하여 배터리의 충전을 종료할 수 있다. 반면, 충전 장치는 그 판단한 결과로 현재 시간이 충전종료 시간과 일치하지 않으면 배터리의 충전을 지속적으로 수행할 수 있다.The charging device may determine whether the current time matches the end time of charging of the chargeable time band. That is, as a result of the determination, when the current time coincides with the end time of charging, the charging device may end the charging of the battery by requesting the charger to terminate the charging of the battery. On the other hand, the charging device may continuously charge the battery if the current time does not match the end time of charging as a result of the determination.

상기 과정은 충전 정보가 여러 충전 시간대로 나누어져 있는 경우, 반복 수행 할 수 있다.
The above process may be repeated when the charging information is divided into several charging time zones.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉여 에너지를 판매하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a method for selling surplus energy according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 충전 장치는 충전기에 접속 한 후, 운영자로부터 에너지 판매를 요청을 받을 수 있다(S510). 즉, 충전 장치는 에너지 판매를 요청받으면, 접속된 충전기와 사용자 ID(Identifier)를 이용하여 사용자 인증을 수행할 수 있다(S520).As shown in FIG. 6, the charging device according to the present invention may receive an energy sale request from an operator after accessing the charger (S510). That is, when the charging device is requested to sell energy, the charging device may perform user authentication using the connected charger and a user ID (S520).

다음으로, 충전 장치는 사용자 인증이 성공하면, 충전기로부터 전력 정보를 수신할 수 있다(S530).Next, if the user authentication is successful, the charging device may receive power information from the charger (S530).

다음으로, 충전 장치는 전력 정보와 잉여 에너지량을 이용하여 시간대별 전력요금을 계산하고 그 계산한 결과에 따라 최고의 전력요금으로 판매 가능한 시간대역을 산출하여 V2G 정보로 저장할 수 있다(S540).Next, the charging device may calculate the power rate for each time zone using the power information and the surplus energy amount, calculate a time band that can be sold at the highest power rate according to the calculated result, and store it as V2G information (S540).

다음으로, 충전 장치는 현재 시간이 판매 가능한 시간대역 또는 V2G 시간대역인지를 판단하고(S550) 그 판단한 결과로 잉여 에너지 확보 후 V2G 시간대역 내에서 또는 운영자의 에너지 요청에 따라 설정된 시간 대역 내에서 잉여 에너지를 판매할 수 있다(S560). 즉, 충전 장치는 잉여 에너지를 스마트그리드에 제공할 수 있다.Next, the charging device determines whether the current time is a sellable time band or a V2G time band (S550), and as a result of the determination, surplus energy is secured within the V2G time band or within a time band set according to an operator's energy request. Energy may be sold (S560). In other words, the charging device may provide surplus energy to the smart grid.

이를 구체적으로 설명하며 다음과 같다. 우선 충전 장치는 현재 시간이 판매 가능한 시간대역의 판매시작 시간과 일치하는지를 판단할 수 있다. 즉, 충전 장치는 그 판단한 결과로 현재 시간이 판매시작 시간과 일치하면, 에너지의 판매 시작을 충전기에 요청하여 스마트그리드로의 에너지 공급을 시작할 수 있다.This will be described in detail as follows. First, the charging device may determine whether the current time coincides with the sale start time of the sellable time band. That is, the charging device may start the supply of energy to the smart grid by requesting the charger to start the sale of energy when the current time coincides with the sale start time as a result of the determination.

그리고 충전 장치는 현재 시간이 판매 가능한 시간대역의 판매종료 시간과 일치하는지를 판단할 수 있다. 즉, 충전 장치는 그 판단한 결과로 현재 시간이 판매종료 시간과 일치하면 에너지의 판매 종료를 충전기에 요청하여 스마트그리드로의 에너지 공급을 종료할 수 있다. 반면, 충전 장치는 그 판단한 결과로 현재 시간이 판매종료 시간과 일치하지 않으면 에너지의 판매를 지속적으로 수행할 수 있다.
In addition, the charging device may determine whether the current time coincides with the sale end time of the sellable time band. That is, the charging device may terminate the supply of energy to the smart grid by requesting the charger to terminate the sale of energy when the current time coincides with the sale end time as a result of the determination. On the other hand, the charging device may continue to sell the energy if the current time does not match the end time of the sale as a result of the determination.

본 발명에 의한 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치 및 그 방법이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 충전 장치
110: 충전 단자
120: 통신부
130: 충전 제어부
140: 배터리
150: 저장부
200: 충전기
300: 관리 서버100: charging device
110: charging terminal
120:
130:
140: Battery
150:
200: charger
300: management server

Claims (1)

충전기로부터 전력을 공급하는 스마트그리드에 대한 전력 정보를 수신하는 통신부;
상기 전력 정보와 배터리 정보, 사용자 일정 정보, 잉여 에너지량을 고려하여 필요한 충전 에너지량을 산출하되, 충전 모드인 경우 상기 필요한 충전 에너지량을 단위 시간별 최소의 전력 요금으로 충전 가능한 시간 대역을 충전 정보로 설정하고 충전 정보에 따라 배터리에 충전하거나, 판매 모드인 경우 상기 필요한 충전 에너지량 내의 상기 잉여 에너지량을 단위 시간별 최고의 전력 요금으로 판매 가능한 시간대역을 V2G정보로 설정하고 V2G정보에 따라 에너지를 판매하도록 제어하는 충전 제어부; 및
상기 전력 정보, 배터리 정보, 상기 사용자의 일정 정보, 충전 정보, V2G 정보를 저장하는 저장부;
를 포함하는 전기 자동차의 에너지를 관리하기 위한 장치.
Communication unit for receiving power information on the smart grid for supplying power from the charger;
The amount of charging energy required is calculated in consideration of the power information, battery information, user schedule information, and surplus energy amount, and in the charging mode, a time band in which the required charging energy amount can be charged at a minimum power rate for each unit time is charged as charging information. To set and charge the battery according to the charging information, or, in the selling mode, set the time band that can sell the surplus energy within the required amount of charging energy at the highest power rate per unit time as V2G information and sell energy according to the V2G information. A charging control unit for controlling; And
A storage unit which stores the power information, battery information, schedule information of the user, charging information, and V2G information;
Apparatus for managing the energy of the electric vehicle comprising a.
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KR101662949B1 (en) * 2015-04-17 2016-10-06 인하대학교 산학협력단 Management Method and System of ESS by Electric Vehicle Battery
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