KR20160072860A - 전기자동차 전력 역전송 제어박스 및 그 제어방법 - Google Patents

전기자동차 전력 역전송 제어박스 및 그 제어방법 Download PDF

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KR20160072860A
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박창운
이재조
강지명
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한국전기연구원
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 전력 역전송 제어박스는 전력 역전송을 위한 전기자동차 케이블 일체형 제어박스에 있어서, 지능형 전력량계와 전력선 통신을 수행하는 제1 통신모듈; 상기 제1 통신모듈을 통해 상기 지능형 전력량계로부터 수신한 정보를 토대로 전력 역전송 관련 정보를 도출하고 역전송 차단 여부에 관한 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 전기자동차와 통신하여 상기 역전송과 관련된 정보를 송수신하는 제2 통신모듈을 포함한다.

Description

전기자동차 전력 역전송 제어박스 및 그 제어방법 {Control box of revers power transmission for electric vehicle and method thereof}
본 발명은 전기자동차 전력 역전송 제어박스 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 전력망에서 에너지를 구매할 수 있는 시스템 없이도시스템이 없이도 전기자동차에서 전력망으로 전기에너지를 역전송하기 위한 전기자동차 전력 역전송 제어박스 및 그 제어방법에 관한 것이다.
세계적으로 온실가스 배출량을 줄이고 화석연료 의존에서 탈피, 풍력발전이나 태양광발전 등의 신재생 에너지 도입이 시급한 현안으로 떠오르고 있다. 그러나 신재생 에너지는 기상 조건에 따라 발전량이 좌우되기 때문에, 기존 전력망을 곧바로 신재생에너지로 대체할 경우 정전이나 품질의 저하 등 다양한 문제점을 불러일으킬 수 있다.
이에 따라, 신재생에너지 도입의 문제점을 해결하기 위해 스마트그리드 기술발전과 더불어 전기자동차 시장이 급성장하고 있다. 전기 자동차는 지구 온난화의 주범이라고 알려진 이산화탄소뿐만 아니라 모든 유해가스 배출 및 소음이 없으며, 교류 또는 직류의 전기를 사용하여 배터리를 충전하고, 배터리의 전기 에너지를 이용하여 전기 모터를 구동함으로써 움직이는 자동차이다. 따라서, 배터리를 충전하기 위한 충전소, 즉 기존의 주유소나 LPG 충전소와 같은 전기 자동차 충전소가 필요하다.
이에 따라 전기자동차의 배터리 장치를 활용하여 전기에너지를 저장 및 전력을 전력계통으로 역전송하는 V2G(Vehicle to Grid) 기술이 주목받고 있다.
이러한 V2G 기술을 현실화하기 위해서는 전기자동차에서 전기에너지를 역으로 전송할 수 있도록 설계가 되어 있어야 하며, 전력 역전송을 지원하는 전기자동차 충전기가 있어야 한다. 또한, 전력계통에서 전기에너지를 구매할 수 있는 시스템이 구성되어야 하지만 단순히 전기에너지를 전력계통으로 역전송하기에는 안전성 및 신뢰성 측면에서 개선의 여지가 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 전력 역전송 제어박스 및 그 제어방법은 전력계통에서 에너지를 구매할 수 있는 시스템이 없이도 전기 자동차에서 전력계통 쪽으로 전기 에너지를 역전송하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 전력 역전송 제어박스 및 그 제어방법은 전기자동차 교류 충전 케이블 일체형 제어박스를 이용하여 전력 역전송 제어방법을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 전력 역전송 제어박스는 전력 역전송을 위한 전기자동차 케이블 일체형 제어박스에 있어서, 지능형 전력량계와 전력선 통신을 수행하는 제1 통신모듈; 상기 제1 통신모듈을 통해 상기 지능형 전력량계로부터 수신한 정보를 토대로 전력 역전송 관련 정보를 도출하고 역전송 차단 여부에 관한 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 전기자동차와 통신하여 상기 역전송과 관련된 정보를 송수신하는 제2 통신모듈을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 전력 역전송 제어방법은 케이블 일체형 전기자동차 전력 역전송 제어박스를 이용하여 전기자동차의 전력을 역전송하는 방법에 있어서, 상기 전력 역전송 서비스 요청을 수신하는 단계; 상기 역전송되는 전력량을 결정하기 위해 스마트 전력량계로 기저부하 정보를 요청하는 단계; 상기 기저부하의 정보에 대응하여 역전송 파라미터를 수신하는 단계; 및 상기 역전송 파라미터에 근거하여 전력을 역전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 전력 역전송 제어박스 및 그 제어방법은 전력계통에서 에너지를 구매할 수 있는 시스템이 없이도 전기 자동차에서 전력계통 쪽으로 전기 에너지를 역전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 전력 역전송 제어박스 및 그 제어방법은 전기자동차 교류 충전 케이블 일체형 제어박스를 이용하여 전력 역전송 제어방법을 가능하게 한다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 발명의 일 실시예에 따른 전력 역전송을 위한 전기자동차 교류충전 케이블 일체형 제어박스를 포함하는 케이블 어셈블리의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 발명의 일 실시예에 따른 전력 역전송을 위한 전기자동차 교류충전 케이블 일체형 제어박스 구성의 일 예를 나타내는 블럭 구성도이다.
도 3은 발명의 일 실시예에 따라 전기자동차에서 전력계통 쪽으로 전기 에너지를 역전송하기 위한 전기자동차 교류 충전 케이블 일체형 제어박스 장치를 이용한 전력 역전송 제어과정의 일 예를 나타내는 절차 흐름도이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 발명의 일 실시예에 따른 전력 역전송을 위한 전기자동차 교류충전 케이블 일체형 제어박스를 포함하는 케이블 어셈블리의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 전기자동차 충전용 케이블 어셈블리(130)는 전기자동차(110)의 전원 장치와 교류 전원 소켓(120)을 연결하여 전기자동차(110)의 전원을 충전한다.
전기자동차(110)는 전기자동차 배터리 충전 전력을 구동 동력원으로 사용하는 전기자동차(110)(EV; Electric Vehicle)가 그 예시이며, 내연 기관과 배터리를 동시에 구동 동력원으로 사용하는 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV; Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 등을 포함한다. 전기자동차(110)는 전력을 수신할 뿐만 아니라 가정으로 공급할 수도 있다.
케이블 어셈블리(130)는 전기자동차(110)의 전원장치와 연결할 수 있는 커넥터(131), 케이블(132), AC 전원 소켓(120)과 연결할 수 있는 플러그(133) 및 케이블 일체형 제어박스(200)로 구성된다.
AC 전원 소켓(120)은 AC 전원 소켓 아울렛 또는 가정 내 전기자동차(110) 충전을 위한 전원 소켓을 포함하고, 플러그(133)는 AC 전원 플러그 또는 전기자동차(110) 충전을 위한 전용 홈 플러그를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 케이블 일체형 제어박스(200)는 전력선 통신 기반의 다양한 장치와의 통신 및 사용자의 편의성을 높이기 위한 데이터 모니터링 기능을 제공한다.
도 2는 발명의 일 실시예에 따른 전력 역전송을 위한 전기자동차(110) 교류충전 케이블 일체형 제어박스 구성의 일 예를 나타내는 블럭 구성도이다.
도 2를 참조하면, 케이블 일체형 제어박스(200)는 전원 차단부(210), 과전압 모니터링부(220), 과전류 모니터링부(230), 제1 통신모듈(240), 제어부(250), 제2 통신모듈(260), 사용자 인터페이스(270) 및 PWM 제어부(280)를 포함한다.
도 2에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소들을 갖거나, 그보다 적은 구성요소들을 갖는 케이블 일체형 제어박스가 구현될 수도 있다. 이하, 상기 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.
전원 차단부(210)는 제어부(260) 또는 제1 통신모듈(240) 및 제2 통신모듈(260)을 통해 외부 통신장치로부터 수신한 제어신호를 토대로 전기자동차(110)로 전송되는 전력을 차단 또는 재개하는 동작을 제어하고, 전기자동차(110)에서 전력계통으로 전송되는 전력을 차단 또는 재개하는 동작을 제어한다.
과전압 모니터링부(220) 및 과전류 모니터링부(230)는 전기자동차(110)의 충전 및 방전 중에 발생할 수 있는 과전류 또는 과전압의 측정 결과를 모니터링하기 위한 장치이다. 과전압 모니터링부(220) 및 과전류 모니터링부(230)는 케이블 내 전력선(Power Line 1, Power Line 2)에 연결되어 전기자동차(110)로 전송되는 전력이 흐르는 케이블에서의 과전류 또는 과전압을 측정하고, 그 측정결과를 제어부(250)로 전송한다.
제1 통신모듈(240) 및 제2 통신모듈(260)은 외부 장치와 통신을 수행한다. 제1 통신모듈(240)은 지능형 전력량계와 통신하고, 제2 통신모듈(260)은 전기자동차(110)와 통신할 수 있다.
제1 통신모듈(240)은 WiFi, 지그비 및 CDMA 등의 지능형 전력량계에서 지원하는 통신방식을 통해 지능형 전력량계(스마트 미터기)와 통신하여 전력정보를 수신할 수 있다. 전력정보는 소비전력, 기저전력 등의 정보를 포함할 수 있다. 지능형 전력량계는 전기의 생산, 운반 및 소비과정에 정보통신기술을 접목하여 공급자와 소비자가 서로 상호작용하는 전력 시스템이다. 제1 통신모듈(240)은 지능형 전력량계로부터 기저전력에 관한 정보를 수신한다.
제1 통신모듈(240)은 HS-PLC(High Speed Power Line Communication:전력선 통신) 통신 모뎀일 수 있으며, 이 경우 전력선 통신을 기반으로 전기자동차(110)와 케이블 일체형 제어박스(200) 간 또는 가정에 설치된 통신장치와 케이블 일체형 제어박스(200) 간 신호 송수신을 수행할 수 있다. 제1 통신모듈(240)은 전력선(Power Line 1, Power Line 2)에 연결된다.
제2 통신모듈(260)은 전기자동차(110)와 통신하는 구성요소이며, 전기자동차(110)와 유, 무선통신을 구축할 수 있다. 통신수단은 전력선통신 방식, 광대역 통신, 지그비, 광통신, 직렬 데이터 통신 등으로 구비될 수 있다. 이를 위해 전기자동차(110)에는 유, 무선통신을 위한 통신모듈이 구비될 수 있다. 제2 통신모듈(260)은 전기자동차(110)와 통신하여 전력 역전송 서비스 요청, 남아있는 전력량 등의 정보를 송수신할 수 있다.
제2 통신모듈(260)은 HPGP(Homeplus Green Phy) 통신모듈일 수 있고, 제어 파일럿 선(control pilot line)과 접지선(earth line)에 연결된다.
도면에서 제1 통신모듈(240) 및 제2 통신모듈(260)을 분리하였으나 통합모듈로 구비할 수도 있다.
제어부(250)는 케이블 일체형 제어박스(200)에서 수행하는 기능과 관련하여 모든 구성요소에 대한 전반적인 제어동작을 수행한다.
구체적으로, 제어부(250)는 제1 및 제2 통신모듈(240, 260)을 이용하여 전기자동차(110), 지능형 전력량계 또는 외부 통신장치로부터 수신한 정보를 토대로 현재 케이블에 연결된 전기자동차(110)의 식별정보, 상태정보, 충전 이전에 배터리에 남아있는 전력량, 배터리 충전에 사용되는 전력량, 배터리 안정성 및 기타 다양한 정보를 도출할 수 있다. 도출된 정보는 통신 모듈을 통해 전기자동차(110) 또는 외부 통신장치로 전송되거나 사용자 인터페이스(270)로 전달되어 출력될 수 있다. 전기자동차(110)의 식별 정보는 전기자동차(110)에 포함되는 모뎀의 통신 어드레서 또는 각각의 전기자동차(110)를 구분할 수 있는 차량번호 등을 사용할 수 있다.
제어부(250)는 PWM 제어부(280)에서 제어 파일럿 선을 통해 전기 자동차로부터 수신한 PWM 신호를 토대로 전기자동차(110) 배터리의 충전 및 역전송을 결정하고 전기자동차(110)의 상태를 확인할 수 있다.
또한, 제어부(250)는 과전류/과전압 모니터링부(220, 230)로부터 충전 및 방전 과정에서 발생할 수 있는 과전류 또는 과전압 검침 정보 등을 토대로 케이블을 이용하여 전기자동차(110)를 충전 또는 방전하는 과정에서의 안정성 여부를 판단할 수 있다.
이와 같이 제어부(250)에서 수행되는 전기자동차(110) 감시기능 및 안정성 판별기능 등에 따른 결과는 제1 통신 모듈(240)을 통해 외부 장치로 전송되거나, 제2 통신 모듈(260)을 통해 전기자동차(110)로 전송될 수 있으며, 사용자 인터페이스(270)를 통해 출력될 수도 있다.
또한 제어부(250)는 전기자동차(110)로 전송되는 전력량을 검침하여 과전압 또는 과전류 발생 정도에 따라 전기자동차(110)로 전송되는 전력의 차단 여부를 결정할 수 있다. 이에 따라 미리 정해진 기준값을 초과하는 경우, 전기자동차(110)로 전송되는 전력을 차단하는 제어신호를 전원 차단부(210)로 전송할 수 있다. 이는 역전송의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
사용자 인터페이스(270)는 사용자 입력신호를 입력하기 위한 사용자 입력부 및 케이블 일체형 제어박스에서 처리되는 데이터 또는 기타 서비스 관련 정보를 출력하기 위한 디스플레이부(미도시)를 포함한다.
사용자 입력부는 전기자동차 충전 및 역전송 과정에서 사용자의 요구사항을 입력하기 위한 것으로, 사용자 입력부를 통해 입력되는 신호는 제어부(250)로 전달되고 제어부(250)는 사용자 입력부를 통해 입력된 신호를 기반으로 케이블 일체형 제어박스(200)의 동작을 제어한다. 디스플레이부와 사용자 입력부는 하나의 구성으로 구현될 수도 있다.
디스플레이부는 케이블 일체형 제어박스(200)에서 수행되는 동작과 관련하여 현재 케이블에 연결된 전기자동차의 상태정보, 충전 이전에 배터리에 남아 있는 전력량, 배터리 충전에 사용되는 전력량, 충전하고자 하는 전력량, 역전송하고자 하는 전력량, 현재까지 역전송된 전력량, 시간 등의 정보를 출력할 수 있다. 또한 케이블 감시기능 및 안정성 판별기능에 따른 결과를 출력하여 사용자가 용이하게 전기자동차 충전 및 역전송에 관한 정보를 확인할 수 있게 한다.
PWM 제어부(280)는 전기자동차(110)로부터 전송되는 신호(예, 전기자동차(110) 배터리의 충전 여부를 나타내는 신호)를 수신하여 전기자동차(110)의 충전을 제어하기 위한 것으로 신호 제어 파일럿 선에 연결된다. PWM 제어부(280)는 PWM 신호 발생부 및 PWM 신호 측정부(미도시)를 포함한다.
PWM 신호 발생부는 제어 파일럿 선에 연결되어 신호를 변조(예를 들어, 12V 1kHz)하고, PWM 신호 측정부는 제어 파일럿 선에서 PWM 신호를 측정한다. 변조된 신호 또는 측정한 신호는 제어부(250)로 전송되어 전기자동차 충전 여부에 대한 제어방안에 적용될 수 있다.
이를 통해, PWM 제어부(280)는 PWM 변조와 제어 파일럿 선을 사용하는 제어 파일럿 회로에 대한 전기자동차 충전 케이블에 대한 감시 기능을 제공할 수 있다. PWM 변조 제어 파일럿 감시 기능은 전형적인 실행 회로 파라미터에 기반하여 일반적인 회로 기능 및 시퀀스를 이용할 수 있다.
또한, 제1 통신모듈(240)은 PLC 통신 모뎀의 신호선 역할을 담당하는 교류 전원 선과의 연결 및 신호의 손실을 줄이기 위한 커패시티브 커플러 회로(미도시)를 더 포함할 수 있다. 커패시티브 커플러 회로는 전기자동차(110)로부터 전력선을 통해 전송되는 신호를 수신하는 과정에서 발생하는 신호 손실을 방지하기 위한 것이다. 커패시티브 커플러 회로가 전력선에 연결되는 방식 및 위치는 사용자에 따라 다양하게 구현될 수 있다.
또한, 제2 통신모듈(260)은 PLC 통신 모뎀의 신호선 역할을 담당하는 제어 파일럿 선의 연결 및 신호 손실 방지와 PWM 신호의 왜곡을 줄이기 위한 인덕티브 커플러 회로(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 통신모듈(240)을 비롯한 구성요소가 케이블에 내장된 전력선(Power Line 1, Power Line 2)과 연결되는 위치 및 방식은 본 발명에 대한 설명을 돕기 위한 것으로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양하게 구현될 수 있다.
도 3은 발명의 일 실시예에 따라 전기자동차(110)에서 전력계통 쪽으로 전기 에너지를 역전송하기 위한 전기자동차(110) 교류 충전 케이블 일체형 제어박스 장치를 이용한 전력 역전송 제어과정의 일 예를 나타내는 절차 흐름도이다.
처음으로, S301의 단계에서 역전송의 요청을 입력받는다. 역전송의 요청은 전기자동차(110)에서 입력받을 수 있으며, 또는 케이블 일체형 제어박스(200)를 통해 입력받을 수도 있다. 전기자동차(110)로부터 역전송의 입력을 수신하는 경우에는 이를 케이블 일체형 제어박스(200)로 전달하기 위해 제2 통신모듈(260)이 사용되고, 케이블 일체형 제어박스(200)로부터는 사용자 인터페이스를 통해 역전송 요청이 입력될 수 있다.
다음으로, S302의 단계에서 제1 통신모듈(240)은 전기자동차(110)로부터 얼마만큼의 전력을 빼내야할지를 결정하기 위해 지능형 전력량계에 기저부하 정보를 요청한다. 상기 정보는 기저전력의 정보를 포함할 수 있다. 기저전력은 가정에서 필요한 최소한의 전력용량을 의미한다. 이에 따라 지능형 전력량계는 가정에서 사용되는 기저전력의 정보를 제1 통신모듈(240)을 통해 케이블 일체형 제어박스로 전달한다(S303). 기저부하의 정보 요청이 없는 경우에는 S303의 단계는 생략될 수 있다.
다음으로, S304의 단계에서 역전송 파라미터를 요청한다. 역전송 파라미터는 전기자동차에서 가정으로 공급하는 전력에 관한 수치 정보를 포함하며, 역전송 파라미터는 제2 통신모듈(260)을 통해 전기자동차에서 케이블 일체형 제어박스로 전달될 수 있으며, 제2 통신모듈(260)을 통해 케이블 일체형 제어박스로부터 전기자동차로 역전송 파라미터에 관한 정보가 송신된다(S305). 역전송 파라미터에 관한 정보 요청이 없는 경우 S305의 단계는 생략될 수 있다.
다음으로 전기자동차로부터 가정으로 전력이 역전송된다(S306). 전력을 역전송함에 있어서 기저부하 및 역전송 파라미터가 참고될 수 있다. 기저부하에 근거하여 전력을 역전송하는 경우 기저전력의 범위 내에서 가정으로 전력을 역전송할 수 있다. 전력을 역전송함에 있어서 케이블 일체형 제어박스(200)는 교류 전원 소켓(120)을 통해 플러그(120)와 연결되어 있으므로 역전송된 전력이 가정으로 공급될 수 있다.
제2 통신모듈(260)은 전기자동차(110)로부터 가정으로 역전송하는 전력을 실시간으로 확인하고, 제1 통신모듈(240)은 미터기로부터 기저전력에 관한 정보를 수신하므로, 이를 비교하여 역전송하는 전력이 기저전력을 초과하지 않도록 전원차단부(210)를 제어할 수 있다.
또한 케이블 일체형 제어박스는 기저전력을 확인하지 않고, 설정된 범위 내의 전력, 또는 전기자동차(110)의 전력 전부를 전기자동차(110)로부터 가정으로 역전송할 수도 있다.
상기의 동작에 의해 전기자동차(110)는 ESS(energy storage system: 에너지 저장 시스템)과 같이 동작한다.
다음으로 케이블 일체형 제어박스로부터 순간 사용전력의 정보를 지능형 전력량계에 요청하였는지를 판단한다(S307). 순간 사용전력의 정보가 요청되면 지능형 전력량계는 순간 사용전력 정보를 일체형 제어박스로 전달한다(S308). 다음으로 역전송 종료 요청이 입력되었는지를 판단하여(S309), 종료하거나 전력 역전송을 계속한다.
역전송의 종료는 제2 통신모듈(260)을 통해 전기자동차(110)의 배터리 잔량을 확인하여 전기자동차(110)의 배터리 잔량이 미리 정해진 기준 이하인 경우 종료되도록 설정될 수 있고, 미리 정해진 역전송량, 미리 정해진 역전송 시간 등의 조건이 충족되면 종료되도록 설정될 수도 있다.
또는 과전압 모니터링부(220) 및 과전류 모니터링부(230)에 의해 측정되는 전압 및 전류가 미리 정해진 기준치 이상인 경우, 역전송을 종료하도록 설정할 수도 있다. 역전송의 종료는 전원차단부(210)가 제어부(260) 또는 제1 통신모듈(240) 및 제2 통신모듈(260)을 통해 외부 통신장치로부터 수신한 제어신호를 토대로 전기자동차(110)에서 가정으로 전송되는 전력을 차단 또는 재개하는 동작을 제어함으로써 이루어질 수 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”,“중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라구성될 수 있음을 알 수 있다.
110: 전기자동차
120: 교류 전원 소켓
130: 케이블 어셈블리
200: 케이블 일체형 제어박스
210: 전원 차단부
220: 과전압 모니터링부
230: 과전류 모니터링부
240: 제1 통신모듈
250: 제어부
260: 제2 통신모듈
270: 사용자 인터페이스
280: PWM 제어부

Claims (14)

  1. 전력 역전송을 위한 전기자동차 케이블 일체형 제어박스에 있어서,
    지능형 전력량계와 전력선 통신을 수행하는 제1 통신모듈;
    상기 제1 통신모듈을 통해 상기 지능형 전력량계로부터 수신한 정보를 토대로 전력 역전송 관련 정보를 도출하고 역전송 차단 여부에 관한 신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 전기자동차와 통신하여 상기 역전송과 관련된 정보를 송수신하는 제2 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전력 역전송 제어박스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통신모듈은 HS-PLC(High Speed Power Line Communication)을 통해 상기 지능형 전력량계와 정보를 송수신하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전력 역전송 제어박스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 통신모듈은 HPGP(Homeplus Green Phy)를 통해 상기 전기자동차와 정보를 송수신하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전력 역전송 제어박스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 역전송 차단 여부에 관한 신호를 토대로 상기 전기자동차에서 전력계통으로 전송되는 전력을 차단 또는 재개하는 전원 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전력 역전송 제어박스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전기자동차로부터의 전력 역전송시 상기 케이블 내에 포함된 하나 이상의 전력선에 연결되어 상기 전기자동차로부터 공급되는 전력의 과전압 또는 과전류를 측정하는 과전류/과전압 모니터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전력 역전송 제어박스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 과전류/과전압 모니터부의 검침 결과에 따라 발생한 과전압 또는 과전류가 미리 설정된 값을 넘는 경우, 상기 전기자동차로부터 전송되는 전력을 차단하는 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전력 역전송 제어박스.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 통신모듈은 상기 PLC 통신 모뎀의 신호선 역할을 담당하는 교류 전원 선과의 연결 및 신호의 손실을 줄이기 위한 커패시티브 커플러 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전력 역전송 제어박스.
  8. 케이블 일체형 제어박스를 이용하여 전기자동차의 전력을 역전송하는 방법에 있어서,
    상기 전력 역전송 서비스 요청을 수신하는 단계;
    상기 역전송되는 전력량을 결정하기 위해 스마트 전력량계로 기저부하 정보를 요청하는 단계;
    상기 기저부하의 정보에 대응하여 역전송 파라미터를 수신하는 단계; 및
    상기 역전송 파라미터에 근거하여 전력을 역전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전력 역전송 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전력을 역전송 시 상기 케이블 내 포함된 하나 이상의 전력선에서 발생하는 과전압 또는 과전류를 측정하는 단계; 및
    상기 과전압 또는 과전류 측정 결과를 토대로 상기 전기자동차에서 전송되는 전력의 차단 또는 재개를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전력 역전송 제어방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 기저부하의 정보에 대응하여 역전송 파라미터를 수신하는 단계는 상기 케이블 일체형 제어박스에 포함되는 제1 통신모듈을 통해 상기 전기자동차와 통신함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전력 역전송 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 통신모듈은 HS-PLC(High Speed Power Line Communication) 통신 모뎀인 것을 특징으로 하는 전기자동차 전력 역전송 제어방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 전력 역전송 서비스 요청을 수신하는 단계는 상기 케이블 일체형 제어박스에 포함되는 제2 통신모듈을 통해 상기 전기자동차와 통신함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전력 역전송 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2통신모듈은 HPGP(Homeplus Green Phy)통신 모뎀인 것을 특징으로 하는 전기자동차 전력 역전송 제어방법.
  14. 케이블 일체형 제어박스를 이용하여 전기자동차의 전력을 역전송하는 방법에 있어서,
    상기 전력 역전송 서비스 요청을 상기 케이블 일체형 제어박스에 포함되는 제2 통신모듈을 통해 상기 전기자동차와 통신함으로써 수신하는 단계;
    상기 역전송되는 전력량을 결정하기 위해 스마트 전력량계로 기저부하 정보를 요청하는 단계;
    상기 기저부하의 정보에 대응하여 상기 케이블 일체형 제어박스에 포함되는 제1 통신모듈을 통해 상기 전기자동차와 통신함으로써 역전송 파라미터를 수신하는 단계; 및
    상기 역전송 파라미터에 근거하여 제어부에 의해 전력을 역전송하는 단계를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 통신모듈 및 제2 통신모듈을 통해 얻어진 정보에 근거하여 역전송을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 전력 역전송 제어방법.
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