KR20150133403A - 온도에 따라 충전을 제어하는 전기자동차 충전 및 과금시스템 - Google Patents

온도에 따라 충전을 제어하는 전기자동차 충전 및 과금시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차 충전을 위해 전기를 공급하는 콘센트와, 전기자동차 충전구의 온도를 감지하여 충전을 제어할 수 있도록 한 기술이다. 전기공급부 온도는 전기공급부에 전기적으로 연결되고, 전기공급부의 ID 감지기능을 가지는 충전장치의 제1플러그에 내장된 온도센서에 의해 감지된다. 전기자동차 충전구 온도는 전기자동차에 전기적으로 연결되고, 전기자동차의 ID 감지 기능을 가지는 제2플러그에 내장된 제2온도센서에 의해 감지된다. 감지온도에 따른 충전 제어는 선택적으로 충전장치 또는 운영사업자 서버에 의해 수행된다.

Description

온도에 따라 충전을 제어하는 전기자동차 충전 및 과금시스템{Electric car charging and cost calculating system for controlling charging according to temperature}
본 발명은 온도에 따라 충전을 제어하는 전기자동차 충전 및 과금시스템에 관한 것이다.
본 발명은 특히, 전기자동차 충전을 위해 전기를 공급하는 콘센트의 과부하(온도)와 전기자동차 충전구의 온도를 감지하여 그 결과에 따라 충전을 제어할 수 있도록 한 기술이다.
본 발명의 온도감지에 따른 충전 제어는 타 전기제품에도 동일하게 적용될 수 있다.
선출원 제10-2013-00135930호는 전기자동차 충전을 위해 전기를 공급하는 공급주체와, 전기자동차 충전을 위해 전기를 공급받는 수요주체를 확실하게 판단하여, 그에 의거하여 충전을 위해 사용된 전기량에 상당한 요금을 청구하는 기술이다.
그런데 상기 전기공급수단은 예를 들어 하나 이상의 접속구가 형성된 콘센트를 의미하는바, 하나의 콘센트에 하나 이상의 전기자동차가 연결되어 충전하는 경우가 얼마든지 있을 수 있다.
따라서 일정하게 정해진 총 전력을 공급받는 콘센트로서는 과부하가 발생할 수 있으며, 이러한 상황은 결국 정상적인 충전이 불가능한 원인으로 작용하게 된다.
이와 같이 하나의 콘센트에 하나 이상의 전기자동차가 연결되어 충전을 행하는 경우뿐만 아니라, 전력선의 문제, 콘센트가 설치된 건물의 문제, 콘센트 자체의 문제 등 여러 가지 이유로 과부하가 발생할 있으며, 이러한 경우들도 결과적으로는 충전이 불가능한 원인으로 작용하게 되므로 이에 대한 해결책이 필요하다.
또한, 전기자동차의 배터리 등이 고장이거나 불량일 경우 충전 중 화재 발생의 우려가 있으며, 이러한 경우 결과적으로는 안전사고는 물론 큰 경제적 손실을 가져다 주므로 이에 대한 해결책이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 전기자동차 충전에 관련된 문제점을 해소하기 위하여
이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 전기공급부와 전기자동차 충전구의 온도를 감지하여 그에 따라 적절하게 충전을 제어할 수 있도록 한, 온도에 따라 충전을 제어하는 전기자동차 충전 및 과금시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 이해될 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 온도에 따라 충전을 제어하는 전기자동차 충전 및 과금시스템은, 충전전기를 공급하는 전기공급부; 전기공급부로부터 공급되는 전기를 전기자동차에 충전하는 충전장치; 충전장치에 의해 충전되는 전기자동차; 전기자동차의 충전 전기량을 토대로 전기요금을 산정하는 과금서버; 상기 전기공급부, 충전장치 및 전기자동차 정보들을 저장 관리하고, 전기자동차의 충전 전기량을 충전장치로부터 전송받아 과금서버에 전송하며, 충전 전기량에 대한 산정요금을 과금서버로부터 전송받아 이를 전기자동차 소유자에게 청구하는 운영사업자서버; 및 상기 충전 전기량에 대한 산정요금을 전기자동차 소유자로부터 결제받는 결제회사서버로 이루어진 전기자동차 충전 및 과금시스템에 있어서,
충전장치는,
전기공급부에 전기적으로 연결되고, 전기공급부의 ID 감지기능을 가지며, 전기공급부의 온도를 감지하는 제1온도센서가 내장된 제1플러그; 전기자동차 충전 제어 및 과금을 위해 운영사업자 서버 또는 과금서버와 유무선망으로 연결되어 전기공급부 온도 및 충전정보를 교환하는 컨트롤부; 전기자동차 충전을 위해 조작되는 조작부; 및 전기자동차에 전기적으로 연결되고, 전기자동차의 ID 감지 기능을 가지며, 전기자동차 충전구 온도를 감지하는 제2온도센서가 내장된 제2플러그로 구성된 것을 특징으로 한다.
제1온도센서 및 제2온도센서의 온도감지에 따른 충전 제어는, 그 온도범위에 따라 완전 정지, 일시 정지, 전류량 조절로 구분되는 것을 특징으로 한다.
충전 전류량 조절은 전기공급부에 저장된 최대 충전 전기량 및 기준치 이상의 열이 발생한 시점의 충전 전류량을 토대로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
충전 제어는 충전장치 또는 운영사업자 서버에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.
충전을 제어하는 충전장치 또는 운영사업자는 충전 제어정보를 과금서버와 공유하여 충전 제어에 부합되는 충전 요금이 산정되도록 하며 충전 제어를 통해 충전전력량의 조절에 대한 데이터를 충전장치로부터 유무선 통신을 통해 전달받아 이를 운영사업자 서버에 저장하고 충전량의 변화에 대한 기록을 확인 가능토록 함을 특징으로 한다.
본 발명의 온도에 따라 충전을 제어하는 전기자동차 충전 및 과금시스템에 따르면, 과부하가 발생하는 전기공급부와 전기자동차 충전구의 온도를 감지하고, 그 감지결과에 따라 충전을 제어하여 적절한 조치를 취함으로써 안전사고 예방 및 충전 품질 저하를 방지할 수 있는 뛰어난 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 전기자동차 충전 및 과금시스템의 전체 구성도.
도 2는 도 1의 충전장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 동작 흐름도.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 온도에 따라 충전을 제어하는 전기자동차 충전 및 과금시스템은, 전기를 공급하는 전기공급부(100); 전기공급부(10)로부터 공급되는 전기를 전기자동차(300)에 충전하는 충전장치(200); 충전장치(200)에 의해 충전되는 전기자동차(300); 전기자동차(300)의 충전 전기량을 토대로 전기요금을 산정하는 과금서버(400); 전기공급부(100), 충전장치(200) 및 전기자동차(300) 정보들을 저장 관리하고, 전기자동차(300)의 충전 전기량을 충전장치(200)로부터 전송받아 과금서버(400)에 전송하며, 충전 전기량에 대한 산정요금을 과금서버(400)로부터 전송받아 이를 전기자동차 소유자에게 청구하는 운영사업자서버(500); 및 상기 충전 전기량에 대한 산정요금을 전기자동차 소유자로부터 결제받는 결제회사서버(600)로 이루어진 기본적인 전기자동차 충전 및 과금시스템에 온도감지 기능과 감지된 온도 판별 기능 및 그에 따른 충전 제어 기능이 결합되어 본 발명의 목적을 달성한다.
상기 운영사업자서버(500)와 과금서버(400), 운영사업자서버(500)와 충전장치(200), 운영사업자서버(500)와 결제회사서버(600)는, 예를 들어 wifi, PLC, 무선통신 및 전력선 통신을 통해 연결되고, 선택적으로 유선 또는 기타 요금이 발생하는 각종 통신수단을 통해 상호 연결될 수 있다.
전기공급부(100)는 통상 고정된 위치에 구성되나, 예를 들어 콘센트에 연장 연결된 휴대용 전기공급장치로 본 발명의 충전장치를 구성한다면 이동식일 수도 있다.
또한, 전기공급부(100)는 전력회사에서 공급되는 외부전기를 전기자동차(300)에 공급할 수 있도록 충전장치(200)와 연결되는 하나 이상의 플러그 접속부가 구성된 것으로, 충전소, 아파트, 일반주택 및 건물 등 특정장소에 한정하지 않고 모든 장소에 구성될 수 있고, 전력회사에서 설치하는 계량기와는 별도의 계량기에 연결될 수 있다.
또한, 전기공급부(100)는 전기공급부가 설치된 건물 등의 명칭, 건물주 성명, 건물 주소, 콘센트 정보, 콘센트에 연결된 계량기 정보와 함께 콘센트의 최대 충전 전기량 정보가 판독될 수 있도록 예를 들어, 바코드나 RF형태의 고유 ID가 부여된다.
상기 ID는 전기공급부(10)의 소정부분 또는 근접부에 구성되며, 과금서버(400)와 운영사업자 서버(500)와도 연계될 수 있도록 ID와 동등한 신호가 과금서버(400)와 운영사업자 서버(500)에 각각 저장 관리된다.
전기자동차(300)는 전기공급부(100)로부터 충전장치(200)를 통해 충전되도록 충전장치(200)와의 전기적 연결부 구성된 것으로, 소유자 성명, 주소, 자동차번호 등의 정보가 판독될 수 있도록 예를 들어, 바코드나 RF형태의 고유 ID가 부여된다.
상기 ID는 전기자동차(300)의 충전장치(200)와의 연결부 또는 근접부에 구성되며, 과금서버(400)와 운영사업자 서버(500)와도 연계될 수 있도록 ID와 동등한 신호가 과금서버(400)와 운영사업자 서버(500)에 각각 저장 관리된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 시스템은, 전기공급부(100)와 전기자동차(300)가 충전장치(200)를 통해 전기적으로 연결되면, 전기공급부(100)의 고유 ID와 전기자동차(300)의 고유 ID가 충전장치(200)에 의해 판독되고, 충전장치(200)로부터 고유 ID들을 전송받은 운영사업자서버(500)에 의해 전기공급부(100)의 정보, 이에 연결된 계량기 정보와 함께 최대 충전 전기량 정보와, 전기자동차(300)의 정보가 판단된다.
또한, 전기자동차 충전이 가능하도록 설치된 건물의 전기공급부와 이 전기공급부에 연결된 계량기 정보(예를 들어, 전력회사 요금 부과 계량기 식별번호)를 운영사업자가 서버에 미리 등록 관리하고, 전기자동차 충전을 위해 사용된 전기량과 전력회사의 요금부과 계량기 사용량을 종합적으로 감안하여, 전력회사에서는 전기자동차 충전을 위해 사용된 전기량에 대한 요금을 제외한 요금에 대해서는 전기공급부가 설치된 건물 소유주에게 부과하게 되고, 운영사업자는 충전을 위해 사용된 전기량에 대한 요금을 고객에게 청구 징수하고, 징수된 요금 중 운영사업자와 전력회사간 계약에 따라 전력회사에 입금하는 식으로 상계 처리한다.
도 2는 도 1의 충전장치의 구성도이다.
제1플러그(210)는 전기공급부(100)에 전기적으로 연결되는 것으로, 전기공급부(100)의 ID 감지기능을 가지며, 전기공급부(100)의 온도를 감지하는 제1온도센서(211)가 내장된다.
컨트롤러(220)는 전기자동차 충전 제어 및 과금을 위해 운영사업자 서버(500) 또는 과금서버(400)와 유무선망으로 연결되어 전기공급부 온도 정보, 충전 정보를 교환,분석,통신하는 것이다.
조작부(230)는 전기자동차 충전동작 개시 등을 조작하는 것이다.
제2플러그(240)는 전기자동차(300)에 전기적으로 연결되는 것으로 전기자동차(300)의 ID 감지 기능을 가지며, 전기자동차 충전구의 온도를 감지하는 제2온도센서(241)가 내장된다.
한편 상기 제1플러그(210)가 전기공급부(100)의 ID 감지기능을 갖고, 제2플러그(240)가 전기자동차(300)의 ID 감지기능을 갖는 것으로 하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며, ID 감지기능이 어느 부분에 의해 수행되도록 할지는 설계하기 나름이다.
상기 제1플러그(210), 컨트롤러(220), 조작부(230), 제2플러그(240)는 전기선 및 데이터 전송선을 통해 서로 연결된다.
제1플러그(210)에 내장되는 제1온도센서(211)는 전기공급부(100)의 과부하, 즉 콘센트의 온도를 감지하는 것으로, 콘센트에 과부하가 걸리면 온도가 비정상으로 과열되고, 부하 스위치(두꺼비집)가 끊기고, 전기선이 소실되는 결과를 초래한다. 따라서 이러한 과부하가 감지되면 그 감지값이 컨트롤러(220)에서 처리되고, 처리된 결과에 따라 충전이 제어된다.
제2플러그(240)에 내장되는 제2온도센서(241)는 전기자동차 충전구에 과부하가 걸리면, 온도가 비정상적으로 과열되는 것을 감지하여 그 감지값이 컨트롤러(220)에서 처리되고, 처리된 결과에 따라 충전이 제어된다.
상기 온도에 따른 충전 제어 프로그램은 선택적으로 충전장치(200)의 컨트롤러(220) 또는 운영사업자 서버(500)에 저장되며, 선택적으로 컨트롤러 또는 운영사업자 서버에 의해 구동된다.
컨트롤러(220)는 제1플러그(210)가 전기공급부(100)에 전기적으로 연결되는 경우 전기공급부(100)의 ID를 인식하여 처리하고, 제2플러그(240)가 전기자동차(300)에 전기적으로 연결되는 경우 각각 인식된 전기공급부(100)의 ID와 전기자동차(300)의 ID를 처리한 후, 이들 정보를 운영사업자 서버(500) 및 과금서버(400)에 각각 전송하여 공유한다.
또한 컨트롤러(220)는 제1플러그(210)가 전기공급부(100)에, 제2플러그(240)가 전기자동차(300)에 각각 연결되면, 자동으로 충전전류가 세팅되어 전기자동차(300)이 충전이 수행되도록 세팅할 수도 있다.
또한 컨트롤러(220)는 상기 제1, 제2온도센서(211)(241)의 감지값을 입력받아 처리하고, 그 처리된 결과가 충전을 제어하기 위한 조건에 해당하면 충전을 제어하게 된다. 여기서 충전 제어조건은 충전을 완전히 중지시키는 조건, 일시 중지시키는 조건, 충전 전류량을 조절하는 조건 등이 있을 수 있다.
충전을 완전히 중지시키는 조건은 온도가 지나치게 상승하여 고위험이 예상되는 경우이고, 충전을 일시 중지시키는 조건은 일정시간 중지시켰다가 재개하는 경우이고, 충전 전류량을 조절하는 조건은 차량 소유자가 원하는 충전 전기량에 못 미치도록 제어하는 경우를 예로 들 수 있다. 이러한 판단들은 전기공급부(100)의 정상온도범위가 저장 관리되는 상태에서 이 온도범위와 실제 감지온도와의 비교결과를 토대로 이루어진다.
상기에서 충전 전류량 조절은 전기공급부(100)에 구성된 ID에 최대 충전 전기량 정보가 포함되어 있으므로, 이 정보를 전기공급부(100) 및 전기자동차 충전구의 온도와 연계하여 수행된다.
상기 조건 및 그에 따른 충전 제어는 상기 예시된 종류 외에도 다양하게 구성할 수 있을 것이다.
한편, 상술한 바와 같이 충전 제어는 운영사업자 서버(500)에서 수행될 수도 있다. 이러한 경우, 제1플러그(210)의 제1온도센서(211) 및 제2플러그(240)의 제2온도센서(241)에 의해 감지된 전기공급부(100) 및 전기자동차 충전구의 온도가 컨트롤러(220)에서 각각 처리되면, 이 처리값(감지온도)이 유무선 통신망을 통해 운영사업자 서버(500)로 전송되어 처리된 후, 컨트롤러(220)에 충전 제어신호를 전송하여 이 제어신호에 따라 충전이 제어되도록 하는 순서를 거친다.
충전 제어 결과는 다시 운영사업자 서버(500)로 전송되고, 운영사업자 서버(500)는 이를 과금서버(400)와 공유하면서 그에 따른 충전 요금이 산정되도록 하며, 이를 저장하여 고객이 충전 이력에 대해 조회 및 검색할 수 있도록 한다.
조작부(230)는 예를 들어 버튼식 혹은 푸쉬식으로 구성될 수 있고, 전기공급부(100)와 제1플러그(210), 제2플러그(240)와 전기자동차(300)가 전기적으로 연결된 상태에서 수동 조작된다.
조작부(230)는, 예를 들어 "충전을 위해 접속되었습니다" "충전중입니다" ":충전 완료되었습니다" 등의 알림이 컨트롤부(220)에서 처리된 후 음향부 등을 통해 외부로 방출될 수 있도록 조작될 수 있다.
도 3을 참조하여 본 발명의 온도에 따른 충전 제어동작 흐름을 설명한다.
먼저 전기자동차(300)의 충전을 위해 충전장치(200)의 제1플러그(210)를 전기공급부(100)에 접촉시킴과 동시에 제2플러그(240)를 전기자동차 충전구에 접촉시킨다(S101).
따라서 제1플러그(210)에 내장된 제1온도센서(211)에 의해서는 전기공급부(100)의 온도가 감지되고, 제2플러그(240)에 내장된 제2온도센서(241)에 의해서는 전기자동차 충전구의 온도가 각각 감지된다(S102).
상기에서 감지된 전기공급부(100)의 온도와 전기자동차 충전구의 온도는 충전장치(200)의 컨트롤러(220)에서 처리되어 정상범위의 온도인가가 판단된다(S103).
판단결과, 전기공급부(100)와 전기자동차 충전구 모두의 온도가 정상온도 범위일 경우에는 정상적인 충전을 수행한다(S104).
판단결과, 전기공급부(100)와 전기자동차 충전구 모두 혹은 어느 하나의 온도가 정상온도 범위가 아닐 경우에는, 감지온도가 충전 완전 중지조건에 해당하는 온도인지, 일시 중지조건에 해당하는 온도인지, 충전 전류 조절조건에 해당하는 온도인지를 각각 판단한다(S103-1, S103-2, S103-3). 이들 단계는 하나의 동작으로 판단될 수도 있고, 완전중지, 일시중지, 전류조절이 단계별 판단결과에 따라 순차적으로 판단될 수도 있다.
판단결과에 따라 충전 완전중지 조건 또는 일시 중지조건일 경우에는 이를 충전장치(200)에 구성된 시각수단 또는 청각수단을 통해 차량 소유자에게 인식시켜 충전을 종료하도록 하고, 이러한 정보를 운영사업자 서버(500)와의 통신을 통해 차량 소유자의 스마트폰 등으로 전송하여 인식시키며, 충전 일시중시 조건일 경우에는 전기공급부(100)와 전기자동차 충전구 모두 또는 어느 하나의 온도가 충전 완전중지 조건 또는 충전전류 조절조건에 해당하는지를 계속 판단하면서 소정시간 중지시켰다가 재개하도록 한다.
충전 전류량 조절 조건일 경우에도 역시 차량 소유자에게 이를 인식시키고, 충전을 수행하면서 전기공급부(100)와 전기자동차 충전구 모두 또는 어느 하나의 온도가 충전 완전중지 조건 혹은 일시 중지조건에 해당하는지를 계속 판단한다.
도시하지는 않았으나 상기 온도에 따른 충전 제어 프로그램이 운영사업자 서버(500)에 저장될 경우에는 운영사업자 서버(500)가 전기공급부(100)와 전기자동차 충전구의 온도에 따른 충전 제어 기능을 충전장치(200)의 컨트롤러(220) 대신에 수행하게 된다.
100 : 전기공급부 200 : 충전장치
300 : 전기자동차 400 : 과금서버
500 : 운영사업자서버 600 : 결제회사서버

Claims (5)

  1. 충전전기를 공급하는 전기공급부; 상기 전기공급부로부터 공급되는 전기를 전기자동차에 충전하는 충전장치; 상기 충전장치에 의해 충전되는 전기자동차; 상기 전기자동차의 충전 전기량을 토대로 전기요금을 산정하는 과금서버; 상기 전기공급부, 충전장치 및 전기자동차 정보들을 저장 관리하고, 전기자동차의 충전 전기량을 충전장치로부터 전송받아 과금서버에 전송하며, 충전 전기량에 대한 산정요금을 과금서버로부터 전송받아 이를 전기자동차 소유자에게 청구하는 운영사업자서버; 및 상기 충전 전기량에 대한 산정요금을 전기자동차 소유자로부터 결제받는 결제회사 서버로 이루어진 전기자동차 충전 및 과금시스템에 있어서,
    상기 충전장치는,
    상기 전기공급부에 전기적으로 연결되고, 전기공급부의 ID 감지기능을 가지며, 전기공급부의 온도를 감지하는 제1온도센서가 내장된 제1플러그;
    상기 전기자동차 충전 제어 및 과금을 위해 운영사업자 서버 또는 과금서버와 유무선망으로 연결되어 정보를 교환하는 컨트롤러;
    상기 전기자동차 충전을 위해 조작되는 조작부; 및
    상기 전기자동차에 전기적으로 연결되고, 전기자동차의 ID 감지 기능을 가지며, 전기자동차 충전구의 온도를 감지하는 제2온도센서가 내장된 제2플러그를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 온도에 따라 충전을 제어하는 전기자동차 충전 및 과금시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1온도센서와 제2온도센서의 온도감지에 따른 충전 제어는,
    그 온도범위에 따라 충전 완전 정지, 일시 정지, 충전 전류량 조절로 구분되는 것을 특징으로 하는 온도에 따라 충전을 제어하는 전기자동차 충전 및 과금시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 충전 전류량 조절은 전기공급부에 저장된 최대 충전 전기량을 토대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 온도에 따라 충전을 제어하는 전기자동차 충전 및 과금시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 충전 제어는 충전장치 또는 운영사업자 서버에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 온도에 따라 충전을 제어하는 전기자동차 충전 및 과금시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 충전을 제어하는 충전장치 또는 운영사업자는 충전 제어정보를 과금서버와 공유하여 충전 제어에 부합되는 충전 요금이 산정되도록 하는 것을 특징으로 하는 온도에 따라 충전을 제어하는 전기자동차 충전 및 과금시스템.
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