KR20140124974A - Ｖ２ｇ 환경에서 전기차의 배터리 충방전 제어 시스템 및 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 V2G 환경에서 전기차의 배터리 충방전 제어 시스템 및 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법으로서, 전기차 배터리 충방전 시스템을 이용하여 전력 거래를 위한 배터리 충방전 제어 방법에 있어서, 전기차 배터리에 대한 기보유된 방전 특성 데이터를 기초로 방전 전류별 시간경과에 따른 총 방전량에 대한 각각의 방전 특성 곡선을 산출하는 방전 특성 판단 단계; 상기 방전 특성 곡선 및 전력 가격 정보에 기초하여 상기 배터리의 방전 시간 범위 및 방전 전압을 포함하는 방전 조건을 결정하는 방전 조건 결정 단계; 및 상기 전기차 배터리 충방전 시스템을 통해 상기 방전 조건에 따라 전력계통으로 상기 배터리를 방전하는 방전 수행 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 제어 방법과 이를 위한 전기차의 배터리 충방전 제어 시스템이며, 이와 같은 본 발명에 의하면 실시간 요금제(RTP) 환경에서 전기차의 배터리 방전 효율을 극대화시킴으로써 프로슈머로서의 수익을 극대화시킬 수 있는 동시에 사용자 개개인의 특성을 고려하여 전기차 이용의 효율성을 저해하지 않으면서 효과적으로 V2G 환경에서 에너지 저장장치로서 전기차 배터리의 이용이 가능해진다.

Description

Ｖ２Ｇ 환경에서 전기차의 배터리 충방전 제어 시스템 및 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법 {Method and system of efficiency optimization control of battery charging and discharging for power trading in vehicle to grid}

본 발명은 V2G 환경에서 전기차의 배터리 충방전 시스템 및 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 전기차의 배터리 고유 특성을 고려한 최적 효율의 충방전 조건과 전력 요금에 따른 가격 변동을 매칭시켜 V2G 환경에서 전기차의 배터리의 충방전을 최적으로 제어하여 전력 거래에 따른 수익을 극대화하기 위한 방안에 관한 것이다.

스마트 그리드(Smart grid)는, '발전-송전, 배전-판매'의 단계로 이루어지던 기존의 단방향 전력망에 IT 기술을 접목하여 전력 공급자와 수요자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 '지능형 전력망'을 가리킨다. 발전소, 송전,배전 시설 및 전력 수요자를 정보통신망으로 연결하고 양방향으로 공유하는 정보를 통하여 전력시스템 전체가 한몸처럼 효율적으로 작동하는 것이 기본 개념이다.

에너지 공급자와 에너지 수요자 간에 에너지 및 그에 대한 정보를 양방향으로 공유함으로써 한정된 에너지 자원을 보다 효율적으로 활용하기 위해 세계 각국은 스마트 그리드 구축에 박차를 가하고 있는 실정이며, 스마트 그리드의 능동적인 양방향 전력 관리를 통해 기존의 단순한 공급 위주의 에너지 정책이 에너지 수요 관리 정책으로 전환되고 있다.

스마트 그리드의 구축에 따라서 단순히 전력 공급원으로부터의 에너지를 공급받는 일방향적인 전력 거래 패턴에서 벗어서 일반 가정이나 개인도 에너지를 판매하는 양방향의 전력 거래 시장이 도입되고 있는데, 도 1은 스마트 그리드 구축에 따른 전력 거래 시장 개념도를 도시한다. 상기 도 1에서 보는 바와 같이 기존의 수요자 계층이 자신이 보유하고 있는 잉여 전력을 판매하는 전력 거래 시장이 구축되며, 이로 인해 고정 전력 요금제가 실시간 변경 요금제로 전환되고 있다.

각 가정이나 개인이 전력 거래 시장의 주체로서 에너지를 판매하기 위해서 에너지를 축적할 수 있는 에너지 저장 장치가 요구되는데, 대용량 배터리의 가격이 매우 높다는 문제가 있기 때문에 전기차에 탑재되는 2차 전지를 스마트 그리드의 전력 저장 장치로 활용하여 전력 인프라를 구축하는 방안이 강구되고 있으며, 이에 따라 새로운 스마트그리드의 인프라에 전기차 배터리를 적용하는 V2G(Vehicle to Grid)의 개념이 도입되었다.

이와 같은 V2G 시스템을 이용한 전력 거래에 있어서 배터리의 고유 특성을 고려하지 않고 단시간 내에 집중 방전하여 전력을 판매하는 경우에 완충된 배터리의 100% 충전량과 대비하여 방전량은 대략 32%에 불과하여 배터리에 충전된 에너지를 효과적으로 매매하지 못하는 문제점이 있으며, 이와 같은 방전 효율은 상대적으로 전력 요금이 저렴한 시간대에 충전을 수행한 후 비싼 시간대에 전력 판매를 수행하더라도 충전량에 비해 방전량이 상당히 떨어지게 되므로 실질적인 이득이 상당히 저조해지거나 오히려 경제적 손실이 발생될 수 있게 된다. 따라서 V2G 시스템에 있어서 에너지 이용의 효율성을 도모하고 더 나아가서는 경제적 이득을 더욱 향상시키기 위해서 배터리를 최적으로 운영하기 위한 장치와 방안의 도입이 필요하다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, V2G 시스템을 통한 전력 거래에서 전기차 배터리가 보유한 에너지를 최적의 조건으로 판매하여 최대 수익을 이룰 수 있는 방안을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

특히 V2G 시스템을 이용한 전력 거래에 있어서 배터리의 고유 특성을 고려하지 않고 단시간 내에 집중 방전하여 전력을 판매하는 경우에 완충된 배터리의 100% 충전량과 대비하여 방전량은 대략 32%에 불과하여 배터리에 충전된 에너지를 효과적으로 매매하지 못하는 문제점을 해결하고, 이와 같은 저조한 방전 효율로 인해 상대적으로 전력 요금이 저렴한 시간대에 충전을 수행한 후 비싼 시간대에 전력 판매를 수행하더라도 충전량에 비해 방전량이 상당히 떨어지게 되므로 실질적인 이득이 상당히 저조해지거나 오히려 경제적 손실이 발생되는 문제점을 해결하고자 한다.

상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명에 따른 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 제어 방법은, 전기차 배터리 충방전 시스템을 이용하여 전력 거래를 위한 배터리 충방전 제어 방법에 있어서, 전기차 배터리에 대한 기보유된 방전 특성 데이터를 기초로 방전 전류별 시간경과에 따른 총 방전량에 대한 각각의 방전 특성 곡선을 산출하는 방전 특성 판단 단계; 상기 방전 특성 곡선 및 전력 가격 정보에 기초하여 상기 배터리의 방전 시간 범위 및 방전 전압을 포함하는 방전 조건을 결정하는 방전 조건 결정 단계; 및 상기 전기차 배터리 충방전 시스템을 통해 상기 방전 조건에 따라 전력계통으로 상기 배터리를 방전하는 방전 수행 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게는 상기 방전 조건 결정 단계는, 상기 전기차의 일일 운영 패턴을 기초로 상기 전기차를 운행하지 않는 방전 가능 시간 범위를 산출하고, 상기 방전 가능 시간 범위를 상기 전력 가격 정보에 포함된 시간별 전력 매매가 중 사용자가 설정한 전력 매매가 이상인 시간대에 대응시켜 방전 시간 범위를 결정하는 방전 시간 범위 결정 단계; 및 상기 방전 시간 범위에 따른 최대 방전량을 갖는 방전 특성 곡선을 선택하여 방전 전압을 결정하는 방전 전압 결정 단계를 포함할 수 있다.

하나의 실시예로서 상기 방전 시간 범위 결정 단계는, 상기 전기차의 일일 운영 패턴을 기초로 상기 전기차를 운행하지 않는 방전 가능 시간에 대한 방전 가능 시간 분포를 산출하는 단계; 상기 전력 가격 정보에 포함된 전력 매매가에 대하여 사용자가 설정한 일정 금액 이상의 시간대별 전력 매매가 분포를 산출하는 단계; 상기 방전 가능 시간 분포와 상기 시간대별 전력 매매가 분포를 각각 확률 변수로 설정하여 그에 따른 가우시안 분포도를 산출하는 단계; 및 상기 가우시안 분포도를 기초로 전력 매매가의 누적이 최대가 되는 방전 시작과 방전 종료에 대한 방전 시간 범위를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

나아가서 상기 방전 조건 결정 단계는, 상기 전기차의 일일 운영 패턴을 기초로 상기 배터리의 방전 가능량을 산출하는 단계를 더 포함하며, 상기 방전 전압 결정 단계는, 상기 방전 시간 범위에 따른 최대 방전량을 갖는 방전 특성 곡선을 선택하되, 상기 최대 방전량이 상기 방전 가능량을 초과하지 않는 방전 특성 곡선을 선택하여 방전 전압을 결정하라 수도 있다.

또한 본 발명에 따른 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 제어 방법은, 상기 배터리에 대한 기보유된 충전 특성 데이터를 기초로 충전 특성 곡선을 산출하는 충전 특성 판단 단계; 상기 충전 특성 곡선 및 전력 가격 정보에 기초하여 상기 배터리의 충전 시간 범위 및 충전 전압을 포함하는 충전 조건을 결정하는 방전 조건 결정 단계; 및 상기 전기차 배터리 충방전 시스템을 통해 상기 충전 조건에 따라 전력계통을 통해 상기 배터리를 충전하는 충전 수행 단계를 더 포함할 수도 있다.

바람직하게는 상기 전기차 배터리 충방전 시스템은, 스마트그리드에 연계된 양방향 컨버터에 전기차 배터리를 병렬 연결시켜 전기차 배터리의 충방전을 제어하며, 상기 방전 수행 단계와 상기 충전 수행 단계는, 상기 배터리와 연결된 상기 양방향 컨버터의 전압제어를 통해 상기 방전 조건 또는 상기 충전 조건에 따라 충전 전압 또는 방전 전압을 유지시키며 상기 배터리의 충전 또는 방전을 수행할 수 있다.

여기서 상기 전력 가격 정보는, 시간대별 전력 요금 또는 실시간 전력 요금을 기초로 전력 매매가 정보를 포함할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 전기차 배터리 충방전 시스템은, 전력 계통에 연계되며 전기차 배터리에 병렬로 연결되는 양방향 컨버터; 및 전기차 운행 패턴과 전력 가격 정보를 기초로 전기차 배터리의 방전 시간 범위를 결정하고 상기 배터리의 특성 데이터를 기초로 상기 배터리의 방전 전압을 결정하여 상기 배터리의 방전 조건을 설정하며, 선택적으로 상기 양방향 컨버터를 상기 방전 조건에 따라 제어하여 상기 전력 계통으로 상기 배터리를 방전하여 전력을 판매하는 배터리 충방전 제어 장치를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게는 상기 배터리 충방전 제어 장치는, 기보유된 배터리 특성 데이터를 분석하여 전류별 시간경과에 따른 방전량에 대한 특성 곡선을 산출하는 배터리 특성 분석부; 상기 전기차의 일일 운영 패턴을 분석하여 방전 가능 시간 범위와 방전 가능량을 산출하는 전기차 운행 패턴 분석부; 전력 가격 정보를 수신하고 설정된 전력 매매가 이상의 시간대 또는 전력 매매가를 추출하는 전력 가격 정보 분석부; 상기 배터리 특성 분석부, 상기 전기차 운행 패턴 분석부 및 상기 전력 가격 분석부에서 산출된 정보를 종합하여 상기 배터리의 방전 조건을 설정하는 충방전 조건 설정부; 및 상기 방전 조건에 따라 상기 양방향 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부를 포함할 수 있다.

나아가서 상기 배터리 특성 분석부는, 기보유된 배터리 특성 데이터를 분석하여 전류별 시간경과에 따른 충전량에 대한 특성 곡선을 산출하며, 상기 전기차 운행 패턴 분석부는, 상기 전기차의 일일 운영 패턴을 분석하여 충전 가능 시간 범위와 충전 필요량을 산출하며, 상기 전력 가격 정보 분석부는, 상기 전력 가격 정보를 수신하고 설정된 전력 공급가 이하의 시간대 또는 전력 공급가를 추출하며, 상기 충방전 조건 설정부는, 상기 배터리 특성 분석부, 상기 전기차 운행 패턴 분석부 및 상기 전력 가격 분석부에서 산출된 정보를 종합하여 상기 배터리의 충전 조건을 설정하며, 상기 컨버터 제어부는, 상기 충전 조건에 따라 상기 양방향 컨버터를 제어할 수도 있다.

바람직하게는 상기 충방전 조건 설정부는, 상기 배터리에 대한 방전 시간 범위와 방전 전압을 포함하는 방전 조건 또는 상기 배터리에 대한 충전 시간 범위와 충전 전압을 포함하는 충전 조건을 설정하며, 상기 컨버터 제어부는, 상기 방전 시간 범위 동안 상기 방전 전압이 유지되거나 상기 충전 시간 범위 동안 상기 충전 전압이 유지되도록 상기 양방향 컨버터를 제어할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 실시간 요금제(RTP) 환경에서 전기차의 배터리 방전 효율을 극대화시킴으로써 프로슈머로서의 수익을 극대화시킬 수 있는 동시에 사용자 개개인의 특성을 고려하여 전기차 이용의 효율성을 저해하지 않으면서 효과적으로 V2G 환경에서 에너지 저장장치로서 전기차 배터리의 이용이 가능해진다.

특히 전기차 배터리의 자체 특성을 고려하여 전력 판매시에는 최대 방전량으로 전력 구매시에는 최적의 필요량으로 전력 거래를 수행하여 보다 효과적으로 수익을 창출할 수 있다.

또한 사용자는 전력 판매가 이루어진 후에 배터리의 잔량 부족으로 인해 전기차를 이용한 이동이 제한될 수 있는 문제가 발생되지 않게 된다.

도 1은 스마트 그리드 구축에 따른 전력 거래 시장 개념도를 도시하며,
도 2는 본 발명에 따른 V2G 환경에서 전기차의 배터리 충방전 제어 시스템의 실시예에 대한 구성도를 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 배터리 충방전 제어 장치의 실시예에 대한 구성도를 도시하며,
도 4는 본 발명에 따른 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법의 개략적인 흐름도를 도시하며,
도 5는 본 발명에 따른 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법에서 방전 모드 수행에 따른 과정을 도시하며,
도 6은 전기차 배터리의 특성 데이터에 대한 실시예를 도시하며,
도 7은 전기차 배터리의 방전 효율 그래프의 실시예를 도시하며,
도 8은 전기차 배터리의 방전 전류별 시간경과에 따른 총 방전량에 대한 각각의 방전 특성 곡선의 실시예를 도시하며,
도 9는 전기차 일일 운행 패턴에 대한 실시예를 도시하며,
도 10은 전력에 대한 시간별 변동 요금제의 실시예를 도시하며,
도 11은 본 발명에 따른 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법에서 방전 모드 수행에 따른 과정에서 방전 시간 범위를 결정하는 하나의 실시예를 도시하며,
도 12는 본 발명에 따른 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법에서 방전 모드 수행에 따른 과정에서 방전 전압을 결정하는 다른 실시예의 흐름도를 도시하며,
도 13는 본 발명에 따른 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법에서 방전 모드 수행에 따른 과정에서 방전 시간 범위를 결정하는 다른 실시예에 대한 흐름도를 도시하며,
도 14는 상기 도 13에 따른 최적 방전 시간 범위를 선택하는 그래프의 실시예를 도시하며,
도 15는 본 발명에 따른 V2G 환경에서 전기차의 배터리 충방전 제어 시스템의 실시예에 대한 장치 구성도를 도시하며,
도 16은 상기 도 15의 등가 회로도를 도시하며,
도 17은 본 발명에 따른 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법에서 충전 모드 수행에 따른 과정을 도시한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 V2G 환경에서 실시간 전력 요금제도(RTP)에 따른 전기차의 배터리에 충전된 에너지를 최적 조건으로 전력계통으로 판매하거나 상기 배터리를 최적 조건으로 재충전하기 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법과 이를 위한 전기차 배터리 충방전 제어 시스템을 개시한다.

도 2는 본 발명에 따른 V2G 환경에서 전기차의 배터리 충방전 제어 시스템의 실시예에 대한 구성도를 도시한다.

본 발명에 따른 전기차의 배터리 충방전 제어 시스템(100)은 전력 계통(10)과 연계되는데, 여기서 전력 계통(10)이란 단순히 전력을 공급하는 전력 공급원뿐만 아니라 배터리 충방전 제어 시스템(100)을 통해 전력 판매가 가능한 전력 거래 시장을 포함하는 개념이다.

배터리 충방전 제어 시스템(100)은 개략적으로 배터리 충방전 제어 장치(200)와 양방향 컨버터(300)를 포함하여 구성되며, 양방향 컨버터(300)는 전기차 배터리(50)와 병렬 연결되어 전기차 배터리(50)가 보유한 전력 에너지를 전력 계통(10)으로 공급하거나 전력 계통(10)으로부터 전력 에너지를 공급받아 전기차 배터리(50)에 제공한다. 여기서 배터리 충방전 제어 장치(200)는 양방향 컨버터(50)가 최적의 방전 또는 충전 조건에 따라 전압을 유지하면서 방전 또는 충전이 수행되도록 제어하는데 이에 대해서는 이후에 실시예를 통해서 보다 자세히 살펴보기로 한다.

배터리 충방전 제어 장치(200)는 전력 판매를 위한 최적의 방전 조건 또는 전력 구매를 위한 최적의 충전 조건을 설정하는데, 도 3에 도시된 본 발명에 따른 배터리 충방전 제어 장치의 실시예에 대한 구성도를 참조하여 이를 좀더 자세히 살펴보기로 한다.

배터리 충방전 제어 장치(200)는 개략적으로 배터리 특성 분석부(210), 전기차 운행 패턴 분석부(220), 전력 가격 정보 분석부(230), 충방전 조건 설정부(240) 및 컨버터 제어부(250)를 포함하여 구성될 수 있다.

배터리 충방전 제어 장치(200)를 이루는 각각의 구성에 대하여 전력 판매의 경우와 전력 구매의 경우로 구분하여 살펴보면, 먼저 전력 판매의 경우에 배터리 특성 분석부(210)는 기보유된 배터리 특성 데이터를 분석하여 전류별 시간경과에 따른 방전량에 대한 특성 곡선을 산출하며, 전기차 운행 패턴 분석부(220)는 전기차의 일일 운영 패턴을 분석하여 방전 가능 시간 범위와 방전 가능량을 산출하고, 전력 가격 정보 분석부(230)는 전력 가격 정보를 수신하고 설정된 전력 매매가 이상의 시간대 또는 전력 매매가를 추출하며, 충방전 조건 설정부(240)는 배터리 특성 분석부(210), 전기차 운행 패턴 분석부(220) 및 전력 가격 정보 분석부(230)에서 산출된 정보를 종합하여 전기차 배터리(50)의 방전 조건을 설정한다. 그리고 컨버터 제어부(250)는 충방전 조건 설정부(240)에서 설정하는 방전 조건에 따라 양방향 컨버터(300)를 제어하여 전기차 배터리(50)가 보유한 전력 에너지를 전력 계통(10)으로 판매한다.

다음으로 전력 구매의 경우에는, 배터리 특성 분석부(210)는 기보유된 배터리 특성 데이터를 분석하여 전류별 시간경과에 따른 충전량에 대한 특성 곡선을 산출하며, 전기차 운행 패턴 분석부(220)는 전기차의 일일 운영 패턴을 분석하여 충전 가능 시간 범위와 충전 필요량을 산출하고, 전력 가격 정보 분석부(230)는 전력 가격 정보를 수신하고 설정된 전력 매매가 이하의 시간대 또는 전력 매매가를 추출하며, 충방전 조건 설정부(240)는 배터리 특성 분석부(210), 전기차 운행 패턴 분석부(220) 및 전력 가격 정보 분석부(230)에서 산출된 정보를 종합하여 전기차 배터리(50)의 충전 조건을 설정한다. 그리고 컨버터 제어부(250)는 충방전 조건 설정부(240)에서 설정하는 충전 조건에 따라 양방향 컨버터(300)를 제어하여 전력 계통(10)으로부터 전력 에너지를 구매하여 전기차 배터리(50)를 충전한다.

본 발명에서는 이와 같은 전기차의 배터리 충방전 제어 시스템(100)를 통한 최적의 전력 거래를 위한 전기차 배터리의 충방전 최적 효율 제어 방법을 제공하는데, 이하에서는 실시예를 통해 본 발명에 따른 전기차 배터리의 충방전 최적 효율 제어 방법에 대하여 살펴본다.

도 4는 본 발명에 따른 전력거래를 위한 전기차 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법의 개략적인 흐름도를 도시한다.

배터리 충방전 제어 시스템(100)은 전력 거래소나 전력 시장 등으로부터 전력 가격 정보를 수신(S10)하면 전기차 배터리(50)의 충전 전력을 판매할지 아니면 전력을 구매하여 전기차 배터리(50)를 충전할지 충방전 모드를 판단(S50)하는데, 충전 모드 또는 방전 모드의 판단은 수신된 전력 가격 정보를 기초로 사용자가 설정한 일정 단가 이상 또는 이하 여부로 판단할 수도 있고 이후에 살펴볼 방전 시간 범위 또는 충전 시간 범위에 해당되는지 여부에 따라 판단할 수도 있는데, 방전 시간 범위 또는 충전 시간 범위를 기초로 판단하는 경우에는 이후에 살펴볼 실시예들에서 방전 시간 범위 및 충전 시간 범위를 결정하는 과정들이 충방전 모드의 판단 단계(S50)에서 수행될 수 있다.

충방전 모드의 판단에 따라 전력을 판매를 하는 경우에는 방전 모드를 수행(S100)하여 전기차 배터리(50)가 보유한 전력 에너지를 전력 계통(10)에 판매(S200)하고 전력을 구매하는 경우에는 충전 모드를 수행(S500)하여 전력 계통(10)으로부터 전력 에너지를 구매하여 전기차 배터리(50)를 충전하게 된다.

본 발명의 주된 특징인 방전 모드의 수행과 충전 모드의 수행을 살펴보면, 도 5는 본 발명에 따른 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법에서 방전 모드 수행에 따른 과정을 도시한다.

본 발명에서는 배터리의 자체 특성, 사용자의 전기차 운행 패턴 및 전력 시장에서 형성된 전력 가격을 종합적으로 고려하여 최적의 전력 판매 또는 전력 구매를 수행하는데, 이하에서 배터리 자체의 특성, 사용자의 전기차 운행 패턴 및 전력 가격의 각각의 요소를 고려하는 과정을 순차적으로 살펴보기로 한다.

먼저 배터리 자체의 특성을 고려하는 구성을 살펴보면, 기보유한 배터리 방전 특성 데이터를 분석(S110)하여 방전 전류별 시간경과에 따른 총 방전량에 대한 각각의 방전 특성 곡선을 산출(S120)하는데, 배터리 충방전 제어 시스템(100)은 도 6과 같은 전기차 배터리의 특성 데이터를 배터리 제조사 등으로부터 제공받아 보유할 수 있다. 상기 도 6의 배터리별 방전 특성 데이터는 일정 전류를 유지시켜 1.8V로 방전하는 경우에 대한 배터리의 방전 특성 데이터로서, 상기 도 6에서 대용량인 VGS 3000을 참고로 살펴본다면, A를 선택하여 1204A를 유지시켜 방전하는 경우에 1시간 동안 1.8V로 방전이 가능하며, B를 선택하여 306A를 유지시켜 방전하는 경우에는 10시간 동안 1.8V로 방전이 가능하게 된다. 상기 도 7의 배터리의 특성에 따른 방전 전류별 방전 곡선에서 보는 바와 같이 높은 방전 전류로 방전하는 경우에는 방전 전압의 유지가 짧지만 상대적으로 낮은 방전 전류로 방전하는 경우에는 방전 전압의 유지가 상대적으로 더 길어지게 된다.

즉, 총 방전량을 고려하면 높은 전류인 A로 방전하는 경우에는 1시간 동안 배터리 효율이 유지되지만 보다 낮은 전류인 B로 방전하는 경우에는 10시간 동안 배터리 효율이 유지되어 결국 B로 방전하는 경우에는 306A를 10시간동안 방전하여 총 3060A의 방전 효율을 갖게 되어 A로 방전하는 경우의 1204A보다 거의 3배에 가깝게 배터리 효율을 높일 수 있게 된다.

본 발명에서는 이와 같은 배터리의 고유 특성에 대한 충전 특성 데이터에 기초하여 방전 전류별 시간 경과에 따른 방전 특성 곡선을 산출하는데, 도 8은 배터리의 방전 전류별 시간경과에 따른 방전량 그래프의 실시예를 도시한다.

상기 도 8의 그래프에 도시된 바와 같이 배터리의 방전 특성 데이터를 고려하여 방전 누적량에 따른 방전 특성 곡선을 산출하면, 상대적으로 높은 전류로 방전하는 C 그래프는 초기에는 방전 누적량이 급상승하지만 잠시 후 그 방전 누적량은 늘어나지 않고, 상대적으로 낮은 전류로 방전하는 E 그래프는 초기에는 방전 누적량의 상승이 낮지만 긴 시간의 경과후에도 계속적으로 일정 수준의 방전을 유지시켜 전체적으로는 방전 누적량이 계속적으로 상승하게 된다.

이와 같이 기보유한 배터리 방전 특성 데이터를 분석하여 방전 전류별 시간경과에 따른 총 방전량에 대한 각각의 방전 특성 곡선을 산출할 수 있다.

다음으로 사용자의 전기차 운행 패턴을 고려하는 구성으로서, 전기차의 일일 운영 정보를 수집하여, 상기 사용자의 전기차 일일 운영 패턴을 분석(S130)하고 이를 기초로 상기 사용자가 전기차를 운행하지 않는 방전 가능 시간 범위를 산출(S140)하는데, 가령 도 9에 도시된 전기차 일일 운행 패턴에 대한 실시예를 참조하여 살펴보면, 상기 도 9는 일반적인 회사원인 사용자가 전기차를 운행하는 경우로서 출퇴근 수단으로서 전기차를 사용한다면 상기 도 9와 같은 전기차 운행도 패턴이 산출될 것이다. 그리고 산출된 일일 운영 패턴에서 전기차 운행도 수치 범위를 고려하여 사용자가 전기차를 운행하지 않는 방전 가능 시간 범위를 산출하는데, 만약 상기 도 9에서 전기차 운행도가 70이하인 범위로 설정한다면 방전 가능 시간 범위는 F로 산출될 수 있다.

이와 같이 사용자의 일일 운행 패턴을 분석하고 그에 따라 전기차가 운행되지 않은 가능성 정도의 설정 수치를 기초로 방전 가능 시간 범위가 산출될 수 있다.

또한 본 발명에 따라 전력 시장에서 형성된 전력 가격을 고려하는 구성을 살펴보면, 전력 거래소나 전력 시장 등으로부터 수신된 전력 가격 정보를 분석(S150)하여 전력 가격 정보에 포함된 전력 매매가가 이정 수준 이상인 시간대를 추출(S160)하는데, 가령 도 10과 같은 전력에 대한 시간별 변동 요금제의 실시예를 살펴보면, 상기 도 10의 (a)는 계시별 요금제 (TOU : Time of Use)나 피크요금제 (CPP: Critical Peak Pricing)의 경우를 도시하고, 상기 도 10의 (b)는 실시간 실시간 요금제(RTP:　Real-time pricing)의 경우를 도시한다.

이와 같은 다양한 요금제에 따른 전력 가격 정보에서 사용자가 전력 판매를 원하는 기준 단가를 설정하면 상기 기준 단가 이상의 시간대만을 추출하여 전력 판매 여부를 고려하게 되는데, 가령 도 11에서와 같이 사용자가 전력 판매를 원하는 기준 단가를 200으로 설정한 경우에 상기 도 11의 (a)에서는 G와 H 구간이 추출될 것이며, 상기 도 11의 (b)에서는 I 구간이 추출될 것이다.

상기의 각 과정들을 통해 방전 특성 곡선이 산출(S120)되고, 방전 가능 시간 범위가 산출(S140)되고 또한 설정된 전력 매매가 이상의 시간대가 추출(S160)되면 이들 정보들을 종합하여 방전 시간 범위와 방전 전압을 결정하는데, 상기 도 5의 실시예를 계속 참조하여 방전 시간 범위와 방전 전압을 결정하는 과정을 살펴보기로 한다.

먼저 방전 시간 범위를 결정하기 위해서 산출된 방전 가능 시간 범위와 설정된 전력 매매가 이상의 시간대를 서로 매칭시켜 최적의 방전 시간 범위를 결정(S170)하게 되는데, 가령 상기 도 9와 같은 방전 가능 시간 범위 F가 도출되고, 상기 도 11과 같은 설정된 전력 매매가 이상의 시간대가 도출된 경우에 상기 도 11의 (a)를 고려한다면 설정된 전력 매매가 이상의 시간대 G는 방전 가능 시간 범위 F에 대응되지 않으므로 방전 시간 범위가 될 수 없지만 설정된 전력 매매가 이상의 시간대 H는 방전 가능 시간 범위 F와 서로 대응되므로 방전 시간 범위로 설정될 수가 있다. 이와 같이 방전 가능 시간 범위와 설정된 전력 매매가 이상의 시간대를 서로 매칭시켜 효과적인 방전 시간 범위가 산출된다.

다시 상기 도 5로 회귀하여, 방전 시간 범위가 결정(S170)되면, 결정된 방전 시간 범위에서 최대 방전량을 갖는 방전 특성 곡선을 선택(S180)하여 선택된 방전 특성 곡선을 기초로 방전 전압을 결정(S190)한다.

가령, 상기 도 9의 방전 가능 시간 범위 F와 상기 도 11의 (a)의 전력 매매가 시간대 H가 대응되어 방전 시간 범위가 H 시간대로 결정된 경우에, 상기 H 시간대인 총 4시간 동안 전력 판매를 위한 방전이 수행되므로 상기 도 8과 같은 방전 특성 곡선들에서 4시간 동안의 총 방전량이 가장 높은 방전 특성 곡선을 선택한다면 D 방전 특성 곡선이 선택된다. 그리고 D 방전 특성 곡선에 따른 전압이 전력 판매를 위한 방전 전압으로 결정된다.

나아가서 전력 매매가가 높은 시간대에 보다 많이 방전하는 것이 수익의 극대화를 이룰 수 있으나 전기차의 이동수단으로의 특성 상 사용자가 원하는 시간에 원하는 거리를 주행하는 것이 전기차의 주된 목적이므로 본 발명에서는 이점을 고려하여 사용자의 이동에 필요한 배터리의 충전 에너지를 유지시키는데, 이와 관련하여 도 12는 본 발명에 따른 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법에서 방전 모드 수행에 따른 과정에서 방전 전압을 결정하는 다른 실시예의 흐름도를 도시한다.

상기 도 12의 실시예는 상기 5의 실시예에 추가되는 구성으로서 상기 도 5의 실시예에 따라 전기차 운행 패턴을 분석(S130)하고 방전 가능 시간 범위를 산출(S140)할 때 방전 가능량도 산출(S135)을 한다. 즉 사용자의 일일 운행 패턴을 분석하면 특정 시간에 이동거리와 이동을 위해 필요한 배터리의 유지량이 도출가능하므로 이를 근거로 배터리의 잔존량에서 유지량을 제외한 값으로 방전 가능량이 산출될 수 있다.

그리고 상기 도 5에 따라 최대 방전량을 갖는 방전 특성 곡선을 선택(S180)함에 있어서 상기 도 12에서와 같이 최대 방전량이 방전 가능량보다 적은방전 특성 곡선을 선택(S185)하고 선택된 방전 특성 곡선에 따른 방전 전압을 결정(S190)하게 된다. 이로써 사용자는 전력 판매가 이루어진 후에 배터리의 잔량 부족으로 인해 전기차를 이용한 이동이 제한될 수 있는 문제가 발생되지 않게 된다.

한걸음 더 나아가서 최적의 방전 시간 범위의 산출 과정으로서 도 13은 본 발명에 따른 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법에서 방전 모드 수행에 따른 과정에서 방전 시간 범위를 결정하는 다른 실시예에 대한 흐름도를 도시하는데, 상기 도 12에서는 전기차의 일일 운행 패턴의 분석(S130)을 통해 방전 가능 시간을 추출(S141)하여 방전 가능 시간들의 분포를 산출(S145)하고, 또한 전력 가격 정보를 분석(S150)하여 설정된 전력 매매가 이상의 시간대를 추출(S151)하여 시간대별 전력 매매가 분포를 산출(S155)한다. 그리고 방전 가능 시간 분포와 시간대별 전력 매매가 분포를 각각 확률 변수로 설정하고 그에 따른 가우시안 분포도를 산출(S171)하면 도 14에 도시된 정규분포에 따른 그래프 J가 산출될 수 있다.

상기 도 14에서와 같이 사용자의 일일 운행 패턴에서 사용하지 않는 시간 범위 분포를 기초로 가우시안 분포도로 전력 판매를 위한 적정 방전 시간 범위가 결정될 수 있고 그에 따라 최적 전류에 대한 방전 전압이 결정(S190)되어 최적의 방전량이 산출될 수 있다.

상기에서 살펴본 방전 조건 설정 과정을 통해 전력 판매의 수익을 극대화하기 위한 최적의 방전 시간 범위와 방전 전압이 결정되면, 본 발명에 따른 전기차 배터리 충방전 제어 시스템(100)의 양방향 컨버터(300)를 통해 결정된 방전 시간 범위 동안 결정된 방전 전압이 유지되도록 전기차 배터리(50)를 제어하여 전력 판매를 위한 방전을 수행하는데, 도 15는 본 발명에 따른 V2G 환경에서 전기차의 배터리 충방전 제어 시스템에 대한 장치 구성도를 도시하고, 도 16은 상기 도 15의 등가 회로도를 도시하며, 상기 도 15와 상기 도 16을 참조하여 본 발명에 따라 전력 판매를 위한 방전 수행을 살펴본다.

상기 도 16에서 양방향 컨버터(300)의 전압과 내부 임피던스는 각각

과

이며, 전기차 배터리(50)의 전압과 내부 임피던스는 각각

과

이다.

키르히호프의 전기회로에 관한 각 저항에 흐르는 전류는 하기 제1법칙과 제2법칙을 수식으로 나타낸 연립방정식의 해로 구할 수 있는데, 먼저 키르히호프의 제1법칙은 하나의 접속점에 흘러드는 전류의 총합은 0으로서, 상기 도 16의 등가회로에 대해서 하기 [식 1]로 표현된다.

[식 1]

그리고 키르히호프의 제2법칙은 하나의 접속 점에서 출발해 다시 처음 접속 점으로 돌아가는 닫힌 회로에 대해, 각 부분의 저항과 여기에 흐르는 전류의 곱은 그 닫힌 회로에 포함되는 기전력의 합과 같으며, 이를 통해 두 개의 전압원인 양방향 컨버터(300)와 전기차 배터리(50)에서의 전류값의 합이 전력 계통(10)에 공급되게 되는데, 이는 정압원의 전압에 비례하여 공급된다.

따라서 상기 도 16의 등가회로 상에서 전압법칙에 따른 루프 방정식에 의하여 하기 [식 2]와 [식 3]과 같이 정의될 수 있다.

[식 2]

[식 3]

상기 [식 2]와 [식 3]에서 각각의 임피던스에 흐르는 전압을 전류로 변환하면 하기 [식 4]와 [식 5]로 표현될 수 있고, 상기 [식 4]와 [식 5]에 의해 전류식인 [식 6]이 표현된다.

[식 4]

[식 5]

[식 6]

여기서, 상기

과

는 온도 등에 의해 미세하게 변화 될 수 있으나 일정 하기 때문에 이를 상수로 지정한다면 하기 [식 7]로 표현될 수 있다.

[식 7]

결국 전류

은

과

에 의해서 결정되며, 제어가 가능한

을 조절함으로써

이 제어된다. 여기서 주의할 것은

가 일정하지 않다는 것이다. 즉 방전 특성곡선에 따라

는 지속적으로 변화되면

과

또한 방전으로 인한 온도 상승에따라 미세하게 변화 된다는 것이다. 따라서

의 변화에 따라

은 방전을 원하는 비율에 따라 전류가 결정될 수 있도록 추종되어야 한다.

만일 50:50으로 방전하고자 한다면

이 되도록 전압

을 조정해야 하며 30:70 등의 또 다른 비율로 조정해야 한다면 해당비율이 되도록 전압

을 제어 하면 된다.

이와 같은 원리로 양방향 컨버터(300)의 전압인

을 조절함으로써 양방향 컨버터(300)와 전기차 배터리(50)의 전압을 균등 제어하여 최적의 방전을 수행할 수 있게 된다.

이와 같은 과정으로 전기차 배터리의 최적 방전을 통한 최대 수익의 전력 판매가 이룰어질 수 있다. 나아가서 상기 4의 흐름도에 따라서 충전 모드가 수행되는 경우를 살펴보면, 도 17은 본 발명에 따른 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 최적 효율 제어 방법에서 충전 모드 수행에 따른 과정을 도시한다.

상기 도 17의 충전 모드 수행의 실시예는 앞서 살펴본 상기 도 5의 방전 모드 수행의 실시예와 유사하므로 충전 모드 수행에 대해서는 개략적으로 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 충전 모드의 수행에서도 배터리의 자체 특성, 사용자의 전기차 운행 패턴 및 전력 시장에서 형성된 전력 가격을 종합적으로 고려하여 최적의 전력 구매를 수행하는데, 기보유한 배터리 충전 특성 데이터를 분석(S510)하여 충전 전류별 시간경과에 따른 총 충전량에 대한 각각의 충전 특성 곡선을 산출(S520)하고, 전기차에 대한 일일 운행 패턴을 분석(S530)하여 충전 가능 시간 범위를 산출(S540)하는데, 여기서 상기 충전 가능 시간 범위는 단순히 전기차를 운행하지 않는 시간대만이 아니고 연속적으로 이어지는 운행 패턴에 따라 충전이 필요한 시간대를 산출하게 된다. 나아가서 전기차 운행 패턴에 따라 특정 시점 이후에 운행을 위한 충전 필요량을 산출(S545)할 수도 있다.

또한 전력 거래소나 전력 시장 등으로부터 수신된 전력 가격 정보를 분석(S550)하여 보다 저렴한 전력 구매 시간대를 선택하게 되는데, 가령 사용자가 사전에 설정한 전력 구매가 이하로 전력 매매가가 형성되는 시간대를 추출(S560)할 수 있다.

그리고 산출된 충전 가능 시간 범위와 설정된 전력 구매가 이하의 시간대를 서로 매칭시켜 충전 시간 범위를 결정(S570)하며, 충전 시간 범위를 기초로 산출된 충전 필요량을 고려하여 최적의 충전 특성 곡선을 선택(S580)하여 선택된 충전 특성 곡선에 따른 충전 전압을 결정(S590)한다.

이와 같은 과정으로 충전 시간 범위와 충전 전압이 결정되면 해당 충전 시간 범위 동안 충전 전압을 유지시키도록 양방향 컨버터를 제어(S610)함으로써 전력 계통으로부터 전력을 구매(S650)하여 전기차 배터리를 충전하게 된다.

이상에서 살펴본 본 발명에 의하면 실시간 요금제(RTP) 환경에서 전기차의 배터리 방전 효율을 극대화시킴으로써 프로슈머로서의 수익을 극대화시킬 수 있는 동시에 사용자 개개인의 특성을 고려하여 전기차 이용의 효율성을 저해하지 않으면서 효과적으로 V2G 환경에서 에너지 저장장치로서 전기차 배터리의 이용이 가능해진다.

특히 전기차 배터리의 자체 특성을 고려하여 전력 판매시에는 최대 방전량으로 전력 구매시에는 최적의 필요량으로 전력 거래를 수행하여 보다 효과적으로 수익을 창출할 수 있다.

또한 사용자는 전력 판매가 이루어진 후에 배터리의 잔량 부족으로 인해 전기차를 이용한 이동이 제한될 수 있는 문제가 발생되지 않게 된다.

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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 전력 계통, 50 : 전기차 배터리,
100 : 전기차 배터리 충방전 제어 시스템,
200 : 배터리 충방전 제어 장치,
210 : 배터리 특성 분석부, 220 : 전기차 운행 패턴 분석부,
230 : 전력 가격 정보 분석부, 240 : 충방전 조건 설정부,
250 : 컨버터 제어부,
300 : 양방향 컨버터.

Claims (11)

1. 전기차 배터리 충방전 시스템을 이용하여 전력 거래를 위한 배터리 충방전 제어 방법에 있어서,
   전기차 배터리에 대한 기보유된 방전 특성 데이터를 기초로 방전 전류별 시간경과에 따른 총 방전량에 대한 각각의 방전 특성 곡선을 산출하는 방전 특성 판단 단계;
   상기 방전 특성 곡선 및 전력 가격 정보에 기초하여 상기 배터리의 방전 시간 범위 및 방전 전압을 포함하는 방전 조건을 결정하는 방전 조건 결정 단계; 및
   상기 전기차 배터리 충방전 시스템을 통해 상기 방전 조건에 따라 전력계통으로 상기 배터리를 방전하는 방전 수행 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 방전 조건 결정 단계는,
   상기 전기차의 일일 운영 패턴을 기초로 상기 전기차를 운행하지 않는 방전 가능 시간 범위를 산출하고, 상기 방전 가능 시간 범위를 상기 전력 가격 정보에 포함된 시간별 전력 매매가 중 사용자가 설정한 전력 매매가 이상인 시간대에 대응시켜 방전 시간 범위를 결정하는 방전 시간 범위 결정 단계; 및
   상기 방전 시간 범위에 따른 최대 방전량을 갖는 방전 특성 곡선을 선택하여 방전 전압을 결정하는 방전 전압 결정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 제어 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 방전 시간 범위 결정 단계는,
   상기 전기차의 일일 운영 패턴을 기초로 상기 전기차를 운행하지 않는 방전 가능 시간에 대한 방전 가능 시간 분포를 산출하는 단계;
   상기 전력 가격 정보에 포함된 전력 매매가에 대하여 사용자가 설정한 일정 금액 이상의 시간대별 전력 매매가 분포를 산출하는 단계;
   상기 방전 가능 시간 분포와 상기 시간대별 전력 매매가 분포를 각각 확률 변수로 설정하여 그에 따른 가우시안 분포도를 산출하는 단계; 및
   상기 가우시안 분포도를 기초로 전력 매매가의 누적이 최대가 되는 방전 시작과 방전 종료에 대한 방전 시간 범위를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 제어 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 방전 조건 결정 단계는,
   상기 전기차의 일일 운영 패턴을 기초로 상기 배터리의 방전 가능량을 산출하는 단계를 더 포함하며,
   상기 방전 전압 결정 단계는,
   상기 방전 시간 범위에 따른 최대 방전량을 갖는 방전 특성 곡선을 선택하되, 상기 최대 방전량이 상기 방전 가능량을 초과하지 않는 방전 특성 곡선을 선택하여 방전 전압을 결정하는 것을 특징으로 하는 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 제어 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 배터리에 대한 기보유된 충전 특성 데이터를 기초로 충전 특성 곡선을 산출하는 충전 특성 판단 단계;
   상기 충전 특성 곡선 및 전력 가격 정보에 기초하여 상기 배터리의 충전 시간 범위 및 충전 전압을 포함하는 충전 조건을 결정하는 방전 조건 결정 단계; 및
   상기 전기차 배터리 충방전 시스템을 통해 상기 충전 조건에 따라 전력계통을 통해 상기 배터리를 충전하는 충전 수행 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 제어 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전기차 배터리 충방전 시스템은, 스마트그리드에 연계된 양방향 컨버터에 전기차 배터리를 병렬 연결시켜 전기차 배터리의 충방전을 제어하며,
   상기 방전 수행 단계와 상기 충전 수행 단계는,
   상기 배터리와 연결된 상기 양방향 컨버터의 전압제어를 통해 상기 방전 조건 또는 상기 충전 조건에 따라 충전 전압 또는 방전 전압을 유지시키며 상기 배터리의 충전 또는 방전을 수행하는 것을 특징으로 하는 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 제어 방법.
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전력 가격 정보는,
   시간대별 전력 요금 또는 실시간 전력 요금을 기초로 전력 매매가 정보가 포함된 것을 특징으로 하는 전력거래를 위한 전기차의 배터리 충방전 제어 방법.
8. 전력 계통에 연계되며 전기차 배터리에 병렬로 연결되는 양방향 컨버터; 및
   전기차 운행 패턴과 전력 가격 정보를 기초로 전기차 배터리의 방전 시간 범위를 결정하고 상기 배터리의 특성 데이터를 기초로 상기 배터리의 방전 전압을 결정하여 상기 배터리의 방전 조건을 설정하며, 선택적으로 상기 양방향 컨버터를 상기 방전 조건에 따라 제어하여 상기 전력 계통으로 상기 배터리를 방전하여 전력을 판매하는 배터리 충방전 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 배터리 충방전 제어 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 배터리 충방전 제어 장치는,
   기보유된 배터리 특성 데이터를 분석하여 전류별 시간경과에 따른 방전량에 대한 특성 곡선을 산출하는 배터리 특성 분석부;
   상기 전기차의 일일 운영 패턴을 분석하여 방전 가능 시간 범위와 방전 가능량을 산출하는 전기차 운행 패턴 분석부;
   전력 가격 정보를 수신하고 설정된 전력 매매가 이상의 시간대 또는 전력 매매가를 추출하는 전력 가격 정보 분석부;
   상기 배터리 특성 분석부, 상기 전기차 운행 패턴 분석부 및 상기 전력 가격 정보 분석부에서 산출된 정보를 종합하여 상기 배터리의 방전 조건을 설정하는 충방전 조건 설정부; 및
   상기 방전 조건에 따라 상기 양방향 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 배터리 충방전 제어 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 배터리 특성 분석부는,
    기보유된 배터리 특성 데이터를 분석하여 전류별 시간경과에 따른 충전량에 대한 특성 곡선을 산출하며,
    상기 전기차 운행 패턴 분석부는,
    상기 전기차의 일일 운영 패턴을 분석하여 충전 가능 시간 범위와 충전 필요량을 산출하며,
    상기 전력 가격 정보 분석부는,
    상기 전력 가격 정보를 수신하고 설정된 전력 공급가 이하의 시간대 또는 전력 공급가를 추출하며,
    상기 충방전 조건 설정부는,
    상기 배터리 특성 분석부, 상기 전기차 운행 패턴 분석부 및 상기 전력 가격 분석부에서 산출된 정보를 종합하여 상기 배터리의 충전 조건을 설정하며,
    상기 컨버터 제어부는,
    상기 충전 조건에 따라 상기 양방향 컨버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차 배터리 충방전 제어 시스템.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 충방전 조건 설정부는,
    상기 배터리에 대한 방전 시간 범위와 방전 전압을 포함하는 방전 조건 또는 상기 배터리에 대한 충전 시간 범위와 충전 전압을 포함하는 충전 조건을 설정하며,
    상기 컨버터 제어부는,
    상기 방전 시간 범위 동안 상기 방전 전압이 유지되거나 상기 충전 시간 범위 동안 상기 충전 전압이 유지되도록 상기 양방향 컨버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차 배터리 충방전 제어 시스템.

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