KR20160106311A - 전기 자동차 충전 시스템 - Google Patents

전기 자동차 충전 시스템 Download PDF

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KR20160106311A KR1020150029027A KR20150029027A KR20160106311A KR 20160106311 A KR20160106311 A KR 20160106311A KR 1020150029027 A KR1020150029027 A KR 1020150029027A KR 20150029027 A KR20150029027 A KR 20150029027A KR 20160106311 A KR20160106311 A KR 20160106311A
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Abstract

전기 자동차 충전 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차 충전 장치는 상기 연결된 전기 자동차 중 방전 대상인 제1 전기 자동차의 배터리 잔량에 기초하여 전원 소스를 결정하고, 결정된 전원 소스로부터 전력을 공급 받아 상기 연결된 전기 자동차 중 충전 대상인 제2 전기 자동차의 충전을 진행하는 제어부 및 상기 제어부의 전원 소스 결정에 따라 턴온/오프하여 상기 제2 전기 자동차와 전원 소스를 연결하는 릴레이를 포함한다.

Description

전기 자동차 충전 시스템{ELECTIC AUTOMOBILE RECHARGE SYSTEM}
본 발명은 전기 자동차의 충전에 관한 것이다. 특히, 전기 자동차 충전을 위한 전원 소스로서 그리드 전원 외, 주차된 전기 자동차의 배터리를 이용하여 충전하는 전기 자동차 충전 시스템에 관한 것이다.
전기 자동차란, 전기를 사용하여 운행되는 자동차를 의미하는 것으로, 크게 순수 전기 자동차(Batttery Powered Electric Vehicle)와 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle)로 구분될 수 있다. 여기서 순수 전기 자동차는, 화석 연료를 이용함 없이 전기만을 사용하여 주행하는 자동차로서, 일반적으로 전기 자동차라 명칭된다. 그리고 하이브리드 전기 자동차는 전기 및 화석 연료를 사용하여 주행하는 것을 의미한다. 그리고 이와 같은 전기 자동차에는, 주행을 위한 전기를 공급하는 배터리가 구비된다. 특히, 순수 전기 자동차 및 플러그인(Plug-in) 타입의 하이브리드 전기 자동차는, 외부의 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리를 충전하며, 배터리에 충전된 전력을 이용하여 전기 모터를 구동한다.
이때, 기존의 전기 자동차 충전 시스템에서는 외부 전원에만 의지하여 충전할 수 밖에 없었다. 이 경우, 건물 하나에 다수의 전기 자동차가 충전을 시도하여 건물이 감당할 수 있는 충전량을 초과하는 상황이 발생할 수 있었다. 또한, 충전량을 초과함에 따라, 화재의 위험성 또한 발생할 수 있었으며, 초과 충전량으로 인해 전기 자동차 충전 시스템의 고장이 발생할 여지 또한 있었다.
본 발명은 건물 내 전기 자동차 충전 시스템에서 전원 소스로 외부 전력 공급원에만 의존하는 것이 아닌, 건물에 주차된 다른 전기 자동차를 전원 소스로 활용하는 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 비상시에 외부 전력 공급원으로부터 전력 공급이 차단된 경우에도 건물에 주차된 다른 전기 자동차를 전원 소스로 활용하는 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 외부 전력 공급원 및 주차된 전기 자동차를 전원 소스로 하면서 상황에 따라 전원 소스를 유연하게 변경할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차 충전 장치는 상기 연결된 전기 자동차 중 방전 대상인 제1 전기 자동차의 배터리 잔량에 기초하여 전원 소스를 결정하고, 결정된 전원 소스로부터 전력을 공급 받아 상기 연결된 전기 자동차 중 충전 대상인 제2 전기 자동차의 충전을 진행하는 제어부 및 상기 제어부의 전원 소스 결정에 따라 턴온/오프하여 상기 제2 전기 자동차와 전원 소스를 연결하는 릴레이를 포함한다.
이 때, 상기 전원 소스는 그리드 전원 및 제1 전기 자동차의 배터리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 전기 자동차는 상기 전기 자동차 충전 장치에 연결된 전기 자동차 중, 배터리 잔량이 일정 수준 이상인 전기 자동차일 수 있다.
이 때, 상기 제어부는 상기 제1 전기 자동차의 배터리 잔량에 기초하여 충전 진행 중에 전원 소스를 변경할 수 있다.
본 발명은 건물 내 전기 자동차 충전 시스템에서 전원 소스로 외부 전력 공급원에만 의존하는 것이 아닌, 건물에 주차된 다른 전기 자동차를 전원 소스로 활용하는 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 비상시에 외부 전력 공급원으로부터 전력 공급이 차단된 경우에도 건물에 주차된 다른 전기 자동차를 전원 소스로 활용하는 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 외부 전력 공급원 및 주차된 전기 자동차를 전원 소스로 하면서 상황에 따라 전원 소스를 유연하게 변경할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 관리부의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템의 동작 방법을 보여주는 래더 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 관리부의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명과 관련된 실시예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명에 의한 전기 자동차의 충전 시스템의 제1실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 시스템의 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템(1)은 충전 관리부(100), 외부 충전기(200) 및 전기 자동차(300)를 포함한다.
전기 자동차(300)는 외부 충전기(200)와 연결되어 전력을 충전하거나 방전할 수 있다. 구체적으로 전기 자동차(300)는 배터리를 포함할 수 있으며, 외부 충전기로부터 전력을 공급받아 배터리를 충전할 수 있다. 또한, 반대로 배터리에 충전된 전력을 외부 충전기를 통해 방전할 수도 있다.
전기 자동차(300)는 전력 충/방전을 위한 컨버터(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 전기 자동차(300)는 전력 충/방전간에 발생할 수 있는 위험 요인을 감지하고 제어하기 위한 각종 안전장치(미도시)를 포함할 수 있다.
외부 충전기(200)는 충전 관리부(100)의 제어를 받아 전기 자동차(300)에게 전력을 공급한다. 외부 충전기(200)는 하나의 건물에 복수개 설치될 수 있다. 외부 충전기(200) 기둥 형태의 스터드형, 벽에 걸려있는 형태인 월 박스(Wall Box)형 및 휴대형 외부 충전기(codeset) 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 외부 충전기(200)는 상술한 형태 외에 다른 형태로 존재할 수도 있다.
외부 충전기(200)는 소켓(미도시)를 포함할 수 있다. 소켓은 그리드가 제공하는 교류(AC) 전원을 전기 자동차(300)에 제공한다. 전기 자동차(300)는 소켓(30)과 연결되어, 소켓(30)으로부터 교류 전력을 제공받는다.
또한, 외부 충전기(200)는 전기 자동차(100)의 충전을 모니터링하고, 모니터링을 통해 획득한 충전 관련 정보를 사용자 또는 충전 관리부(100)에 제공할 수 있다. 구체적으로 외부 충전기(200)는 디스플레이부(미도시)를 포함할 수 있으며, 모니터링한 충전 관련 정보를 디스플레이부에 표시하여 사용자에게 제공할 수 있다.
실시예에서, 외부 충전기(200)는 사용자에 의해서는 전기 자동차(300) 측 과의 분리가 용이하지 않도록 케이블 등을 통해 일체로서 부착되며, 외부 온도, 외부 습도, 진동, 충격 등에 강인한 특성을 갖는다.
실시예에서, 외부 충전기(200)는 사용자에 의해서는 전기 자동차(300)와 결합될 수 있고 분리될 수 있도록 커넥터를 포함할 수 있다. 이때, 커넥터는 외부 온도, 외부 습도, 진동, 충격 등에 강인한 특성을 가질 필요가 있다.
실시예에서, 외부 충전기(200)는 사용자에 의해서는 그리드 측 과의 분리가 용이하지 않도록 일체로서 부착되며, 외부 온도, 외부 습도, 진동, 충격 등에 강인한 특성을 갖는다.
실시예에서, 외부 충전기(200)는 사용자에 의해서는 그리드 측 과 결합될 수 있고 분리될 수 있도록 커넥터를 포함할 수 있다. 이때, 커넥터는 외부 온도, 외부 습도, 진동, 충격 등에 강인한 특성을 가질 필요가 있다.
충전 관리부(100)는 외부 충전기(200) 및 그리드와 연결되어 전기 자동차(300)의 전력 충/방전을 제어한다. 구체적으로 하나의 건물에 설치된 외부 충전기(200)가 이용하는 전원 소스를 제어하여 전기 자동차(300) 전력 충/방전을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차의 블록도이다.
전기 자동차(300)는 배터리(310), 배터리 충전 장치(315), 전기 자동차 인렛(320), 통신부(330), 및 제어부(340)을 포함한다.
배터리(310)는 전기 자동차(300)의 운행을 위한 전력을 전기 자동차(300)에 제공한다.
전기 자동차 인렛(320)은 외부로부터 배터리(310)의 충전을 위한 전력을 받기 위한 커넥터이다. 전기 자동차 인렛(320)은 SAE J1772 규격을 따를 수 있다.
배터리 충전 장치(315)는 전기 자동차 인렛(320)을 통해 제공된 전력을 이용하여 배터리(310)를 충전한다.
통신부(330)는 외부 충전기(200) 또는 충전 관리부(100)와 통신할 수 있다.
제어부(340)는 전기 자동차(300)의 전반적인 동작을 제어한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 관리부의 블록도이다.
충전 관리부(100)는 전기 자동차 측 커넥터(110), 그리드 측 커넥터(115), 릴레이(120), 제어부(130), 저장부(140), 인터페이스부(150) 및 감지부(160)를 포함한다. 이 때, 충전 관리부(100)는 시스템 내 일부 구성이 아닌 별도의 장치로서 구현될 수도 있다.
전기 자동차 측 커넥터(100)는 전기 자동차 인렛(320)과 결합한다. 전기 자동차 측 커넥터(100)는 전기 자동차 인렛(320)과의 결합 및 분리를 지원한다. 즉, 전기 자동차 측 커넥터(100)는 전기 자동차 인렛(320)과 결합 가능하면서 분리 가능하다. 구체적인 실시 예에서 전기 자동차 측 커넥터(100)는 전기 자동차 인렛(320)과 외부 충전기(200)를 통해 결합할 수도 있다.
그리드 측 커넥터(115)는 그리드(400)와 결합한다. 그리드 측 커넥터(115)는 그리드와 결합하여, 그리드로부터 전송된 전력을 충전 관리부(100)에 전달한다. 그리고 충전 관리부(100)는 해당 전력을 다시 외부 충전기(200)를 통해 전기 자동차(300)에 제공한다.
적어도 하나의 릴레이(120)는 전기 자동차(300)와 그리드(400) 사이의 연결을 제어한다. 구체적으로, 적어도 하나의 릴레이(120)가 턴오프되면, 적어도 하나의 릴레이(120)는 전기 자동차(300)와 그리드(400) 사이의 연결을 끊는다. 적어도 하나의 릴레이(120)가 턴온되면, 릴레이(120)는 전기 자동차(300)와 그리드(400)를 전기적으로 연결한다.
또 다른 실시 예에서 적어도 하나의 릴레이(120)는 복수의 전기 자동차(300)와 그리드(400) 사이의 연결을 제어한다. 구체적으로 적어도 하나의 릴레이(120)가 복수의 전기 자동차들을 연결하고, 복수의 자동차와 그리드와의 연결을 끊을 수 있다. 이 경우, 전력의 충/방전은 복수의 전기 자동차간에만 진행될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 릴레이(120)가 복수의 전기 자동차간의 연결을 끊고, 특정 전기 자동차와 그리드를 연결할 수 있다. 이 경우, 전력의 충/방전은 특정 전기 자동차와 그리드간에만 진행될 수 있다.
제어부(130)는 후술하는 동작을 포함하여 충전 관리부(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
저장부(140)는 후술하는 여러 정보를 저장한다. 구체적으로 저장부(140)는 전기 자동차 충전 관련 정보를 저장할 수 있다. 저장부(140)는 외부 충전기(200)의 사용 이력에 관한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들면, 저장부(140)는 외부 충전기(200)의 최종 사용 시각 및 시간 및 누적 사용 시간 등에 관한 정보를 저장할 수 있다.
인터페이스부(150)는 사용자로부터의 입력을 수신한다. 구체적인 실시 예에서 사용자의 전원 소스 선택의 입력을 수신할 수 있다. 또 다른 실시 예에서 인터페이스부(150)는 충전 시간의 입력을 수신할 수 있다. 또 다른 실시 예에서 인터페이스부(150)는 충전의 시작/종료에 대한 입력을 수신할 수 있다.
일 실시 예에서 인터페이스부(150)는 키 입력을 통해 사용자 입력을 수신할 수 있다. 또 다른 실시 예에서 인터페이스부(150)는 무선 통신을 통해 사용자 입력을 수신할 수 있다. 여기에서 무선 통신은 무선 단말기를 활용한 근거리 통신을 포함할 수 있다.
감지부(160)는 후술하는 전기 자동차 충전 관련 정보를 감지한다. 특히, 감지부(160)는 복수의 전기 자동차(300)들에 대한 충전량 정보 모두를 감지할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부의 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(130)는 방전 대상 전기 자동차 배터리 잔량 판단부(131), 충전 대상 전기 자동차 배터리 잔량 판단부(132), 충전량 판단부(133) 및 전원 소스 결정부(134)를 포함할 수 있다.
방전 대상 전기 자동차 배터리 잔량 판단부(131)는 방전 대상의 전기 자동차의 배터리 잔량을 판단할 수 있다. 또한, 방전 대상 전기 자동차 배터리 잔량 판단부(131)는 판단된 배터리 잔량에 기초하여 방전 대상의 전기 자동차를 관리할 수 있다. 구체적으로 일정 수준 이상의 배터리 잔량을 갖는 전기 자동차만을 방전 대상 전기 자동차로 설정해 관리할 수 있다.
충전 대상 전기 자동차 배터리 잔량 판단부(132)는 충전 대상의 전기 자동차 배터리 잔량을 판단할 수 있다. 또한, 충전 대상 전기 자동차 배터리 잔량 판단부(132)는 판단된 배터리 잔량에 기초하여 충전 대상의 전기 자동차를 관리할 수 있다. 구체적으로 일정 수준 이하의 배터리 잔량을 갖는 전기 자동차만을 충전 대상 전기 자동차로 설정해 관리할 수 있다.
충전량 판단부(133)는 충전 대상 전기 자동차에 대한 충전량을 판단할 수 있다. 또한, 충전량 판단부(133)는 어느 시점까지 진행된 충전량에 기초하여 납부하게될 전기 요금을 계산할 수도 있다. 또한 충전량 판단부(133)는 복수의 전기 자동차별로 충전된 전력량을 판단할 수도 있다.
전원 소스 결정부(134)는 전력을 공급 받을 전원 소스를 결정할 수 있다. 구체적으로 전원 소스 결정부(134)는 충전 대상 전기 자동차 및 그리드 중 어느 하나를 전원 소스로 결정할 수 있다. 또한, 전원 소스 결정부(134)는 방전 대상 전기 자동차의 배터리 잔량 또는 배터리 용량에 기초하여 전력을 수급할 전기 자동차를 결정할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부의 블록도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 감지부(160)는 릴레이 융착 감지부(161), 전류 감지부(162), 내부 온도 감지부(163), 내부 습도 감지부(164), 외부 온도 감지부(165), 외부 습도 감지부(166), 누전 감지부(167), 단선 감지부(168), 및 허용 전류 감지부(169)를 포함할 수 있다.
릴레이 융착 감지부(161)는 적어도 하나의 릴레이(120)의 융착 여부를 감지할 수 있다. 여기에서 융착이란, 릴레이가 턴 오프되어야 하는 상황에서 계속하여 턴 온된 상황이다. 구체적으로, 릴레이에 강한 전류가 흘러 자기장이 형성되고, 형성된 자기장에서 발생한 인력으로 릴레이가 계속하여 닫혀있는 상황을 말한다. 융착이 발생하는 경우 전기 자동차의 과 충전이 발생하여 배터리의 고장 및 화재 위험성을 초래할 수 있다. 따라서, 융착 발생 여부를 감지하여 제어할 필요가 있다.
전류 감지부(162)는 전력 선을 통해 흐르는 전류의 크기를 감지할 수 있다.
내부 온도 감지부(163)는 충전 관리부(100)의 내부 온도를 감지할 수 있다.
내부 습도 감지부(164)는 충전 관리부(100)의 내부 습도를 감지할 수 있다.
외부 온도 감지부(165)는 충전 관리부(100)의 주변의 온도를 감지한다.
외부 습도 감지부(166)는 충전 관리부(100)의 주변의 습도를 감지한다.
누전 감지부(167)는 충전 관리부(100)의 누전 여부를 감지할 수 있다.
단선 감지부(168)는 충전 관리부(100)의 단선 여부를 감지할 수 있다.
허용 전류 감지부(169)는 제1 허용 전류 감지부와 제2 허용 전류 감지부를 포함할 수 있다.
제1 허용 전류 감지부는 전기 자동차 측으로의 허용 전류를 감지한다. 구체적으로, 제1 허용 전류 감지부는 전기 자동차 측 전원 선의 허용 전류를 감지한다.
제2 허용 전류 감지부는 그리드 측으로의 허용 전류를 감지한다. 구체적으로 제2 허용 전류 감지부는 그리드 측 전원 선의 허용 전류를 감지한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템(1)의 동작 방법을 보여주는 래더 다이어그램이다.
충전 관리부(100)의 제어부(130)는 인터페이스부(150)를 통해 외부 충전기(200)에 명령하기 위한 사용자 입력을 획득한다(S11). 이때, 외부 충전기(200)의 제어를 위한 사용자 입력은 전기 자동차(300)의 충전 개시, 전기 자동차(300)의 충전 중단, 전기 자동차 충전 관련 정보의 요청 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
충전 관리부(100)의 제어부(130)는 획득한 사용자 입력에 해당하는 명령을 외부 충전기(200)에 전송한다(S13). 외부 충전기(200)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해 충전 관리부(100)로부터 명령을 수신할 수 있다.
외부 충전기(200)는 수신한 명령을 수행한다(S15). 구체적으로, 사용자 입력에 해당하는 명령이 전기 자동차(300)의 충전 개시인 경우, 외부 충전기(200) 는 턴오프된 적어도 하나의 릴레이를 턴온하여 외부 충전기(200)가 소켓의 교류 전력을 전기 자동차(300)에 제공할 수 있도록 한다.
더욱 구체적으로, 사용자 입력에 해당하는 명령이 전기 자동차(300)의 충전 개시인 경우, 외부 충전기(200)는 전기 자동차 측 데이터 통신 선을 통해 전기 자동차(300)의 배터리 충전 장치(315)에 전기 자동차 측 전선의 허용 전류에 대한 정보 및 그리드 측 전선의 허용 전류에 대한 정보 중 적어도 하나를 제공한다. 그리고 외부 충전기(200) 는 턴오프된 적어도 하나의 릴레이를 턴온한다. 그러면, 전기 자동차(300)의 배터리 충전 장치(315)는 제공받은 정보에 기초하여 충전 전류를 결정한 후 결정한 충전 전류를 외부 충전기(200)를 통해 가져와 배터리(310)를 충전할 수 있다.
충전 관리부(100)의 제어부(130)가 전기 자동차 측 전선의 허용 전류에 대한 정보를 제공한 경우, 전기 자동차(300)의 배터리 충전 장치(315)는 이 허용 전류보다 작거나 같은 전류를 이용하여 배터리(310)를 충전할 수 있다.
충전 관리부(100)의 제어부(130)가 그리드 측 전선의 허용 전류에 대한 정보를 제공한 경우, 전기 자동차(300)의 배터리 충전 장치(315)는 이 허용 전류보다 작거나 같은 전류를 이용하여 배터리(310)를 충전할 수 있다.
충전 관리부(100)의 제어부(130)가 전기 자동차 측 전선의 허용 전류에 대한 정보 및 그리드 측 전선의 허용 전류에 대한 정보를 제공한 경우, 전기 자동차(300)의 배터리 충전 장치(315)는 이 2개의 허용 전류 중 작은 값보다 작거나 같은 전류를 이용하여 배터리(310)를 충전할 수 있다.
사용자 입력에 해당하는 명령이 전기 자동차(300)의 충전 중단인 경우, 케이외부 충전기(200)는 턴온된 적어도 하나의 릴레이를 턴오프하여 외부 충전기(200)가 더 이상 전기 자동차(300)를 충전하지 못하도록 한다.
사용자 입력에 해당하는 명령이 전기 자동차 충전 관련 정보의 요청인 경우, 외부 충전기(200)는 전기 자동차 충전 관련 정보를 수집한다.
외부 충전기(200)는 수신 명령에 대한 응답을 충전 관리부(100)에 전송한다(S17).
사용자 입력에 해당하는 명령이 전기 자동차(300)의 충전 개시인 경우, 응답은 외부 충전기(200) 내 적어도 하나의 릴레이의 상태가 턴온 상태임을 알리는 정보를 포함할 수 있다.
사용자 입력에 해당하는 명령이 전기 자동차(300)의 충전 중단인 경우, 응답은 적어도 외부 충전기(200) 내 하나의 릴레이의 상태가 턴오프 상태임을 알리는 정보를 포함할 수 있다.
사용자 입력에 해당하는 명령이 전기 자동차 충전 관련 정보의 요청인 경우, 응답은 수집한 전기 자동차 충전 관련 정보를 포함할 수 있다.
전기 자동차 충전 관련 정보는 전기 자동차(300)에 대한 정보와, 외부 충전기(200)에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전기 자동차(300)에 대한 정보는, 초기 충전 상태(state), 현재 충전 상태(state), 충전 시작 시간, 예측 충전 종료 시간, 실제 충전 종료 시간, 전기 자동차 충전 상황 정보(status information)와, 전기 자동차 충전 오류 정보, 전기 자동차(300)에 공급된 전력량에 관한 정보와, 전기 자동차(300)에 인가되는 전류의 크기에 관한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 초기 충전 상태와 현재 충전 상태는 배터리(310)의 총 용량 대비 현재의 충전량의 비율로 나타내어질 수 있다. 전기 자동차 충전 상황 정보는 전기 자동차(300)가 충전중 또는 충전 대기중인지 또는 충전 완료되었는지를 나타낼 수 있다.
외부 충전기(200)에 대한 정보는 외부 충전기(200)의 충전 동작에 관한 정보와, 외부 충전기(200)의 사용 이력에 관한 정보, 외부 충전기(200)의 상태 정보, 외부 충전기(200)의 고장에 관한 정보, 전기 자동차 측 전선 허용 전류에 대한 정보, 그리드 측 전선의 허용 전류에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 외부 충전기(200)의 충전 동작에 관한 정보는 외부 충전기(200)가 소켓의 전력을 전기 자동차(300)에 제공하고 있는지를 나타낼 수 있다. 외부 충전기(200)의 상태 정보는 적어도 하나의 릴레이의 상태에 관한 정보와, 적어도 하나의 릴레이의 융착 여부에 관한 정보와, 외부 충전기(200)의 온도에 관한 정보와, 외부 충전기(200)의 누전에 관한 정보와, 외부 충전기(200)의 단선에 관한 정보, 외부 충전기(200)의 주변의 환경 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 릴레이의 상태에 관한 정보는 적어도 하나의 릴레이가 턴온되었는지 턴오프되었는지를 나타낼 수 있다. 외부 충전기(200)의 주변의 환경 정보는 주변의 온도에 대한 정보와 주변의 습도에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
충전 관리부(100)의 제어부(130)는 수신한 응답을 디스플레이부에 디스플레이한다(S19).
사용자 입력에 해당하는 명령이 전기 자동차(300)의 충전 개시인 경우, 충전관리부(100)의 제어부(130)는 적어도 하나의 릴레이의 상태가 턴온 상태임을 알리는 정보를 디스플레이부에 디스플레이할 수 있다.
사용자 입력에 해당하는 명령이 전기 자동차(300)의 충전 중단인 경우, 충전관리부(100)의 제어부(130)는 적어도 하나의 릴레이의 상태가 턴오프 상태임을 알리는 정보를 디스플레이부에 디스플레이할 수 있다.
사용자 입력에 해당하는 명령이 전기 자동차 충전 관련 정보의 요청인 경우, 충전 관리부(100)의 제어부(130)는 전기 자동차 충전 관련 정보를 디스플레이부에 디스플레이할 수 있다. 사용자는 디스플레이된 전기 자동차 충전 관련 정보를 참고하여 외부 충전기(200)의 제어를 위한 추가적인 사용자 입력을 인터페이스부(150)를 통해 충전 관리부(100)에 입력할 수 있다.
이와 같이, 외부 충전기(200)의 충전 동작 및 상태에 관한 정보가 충전 관리부(100)를 통하여 표시된다. 따라서 사용자가 외부 충전기(200)의 충전 동작 및 상태에 관한 정보를 보다 간단하고 용이하게 인식할 수 있다. 또한 사용자는, 외부 충전기(200)의 상태에 관한 정보를 통하여 외부 충전기(200)의 고장 여부 및 고장 부위를 보다 용이하게 판단하여 이에 대응하는 조치를 신속하게 취할 수 있다. 예를 들면, 외부 충전기(200)가 휴대용 외부 충전기 형태인 경우, 외부 충전기(200) 및 상용 전원 사이의 접지선이 단락된 경우에, 종래에는 이를 별도로 감지할 수 없었다.
그러나 본 실시예에서는, 외부 충전기(200)가 단선 여부를 감지하고, 이를 표시함으로써, 사용자는 외부 충전기(200)의 충전 동작을 중단시키고, 단선된 부분을 수리하거나 수리를 요청할 수 있다. 특히, 외부 충전기(200)으로부터 충전 관리부(300)로 외부 충전기(200)의 고장 및 이에 대응하는 조치 사항에 관한 정보가 전송되는 경우에는, 사용자는 보다 간단하고 용이하게 고장 여부를 파악하고, 이에 대한 조치를 취할 수 있다. 따라서 사용자는 외부 충전기(200)의 고장에 의한 전기 자동차(300)의 충전의 미실행을 미리 인지할 수 있다.
또한, 외부 충전기(200)의 사용 이력이 충전 관리부(100)로 전송되는 경우에는, 사용자는 외부 충전기(200)의 수명을 미리 예측하여 별도의 외부 충전기를 준비할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 관리부(100)의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
충전 관리부(100)는 현재 충전 모드가 수동 전원 선택 모드인가를 판단한다(S101). 구체적으로 전원 선택 모드는 수동 및 자동이 있을 수 있으며, 충전 관리부(100)는 제어부(130)를 통해 현재의 전원 선택 모드를 판단할 수 있다. 여기에서 자동 전원 선택 모드란, 제어부(130)가 특정 조건을 판단하여 전원 소스를 결정하는 모드일 수 있다. 또한, 수동 전원 선택 모드란, 사용자로부터 전원 소스를 선택하는 입력을 수신하고, 수신된 입력에 따라 전원 소스를 결정하는 모드일 수 있다. 전원 소스는 전기 자동차 충전을 위해 전력을 공급받는 전력 공급원일 수 있다.
일 실시 예에서, 제어부(130)가 현재 전원 선택 모드가 수동 전원 선택 모드라고 판단한 경우, 충전 관리부(100)는 사용자로부터 전원 선택의 입력을 수신한다(S103). 구체적으로 충전 관리부(100)는 인터페이스부(150)을 통해 사용자 입력을 수신할 수 있다.
이 때, 사용자 입력은 전원 소스를 선택하는 입력일 수 있다. 전원 소스는 현재 충전 관리부(100)에 연결되어 있는 전기 자동차 및 그리드 중 적어도 하나일 수 있다.
제어부(130)는 인터페이스부(150)를 통해 수신된 입력에 따라 전원 소스를 결정한다(S105). 이 경우, 제어부(130)는 전원 소스로 현재 충전 관리부(100)에 연결된 전기 자동차(300) 및 그리드(400) 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 현재 충전 관리부(100)에 연결된 전기 자동차(300)는 물리적으로 연결된 모든 전기 자동차(300)가 아닌, 일정 수준 이상의 배터리 잔량을 보유하고 있는 전기 자동차(300)일 수 있다. 일정 수준의 배터리 잔량은 배터리의 성능을 저하시키지 않을 정도의 수준일 수 있다. 구체적인 실시 예에서 최소 70퍼센트 이상의 배터리 잔량을 보유하고 있는 전기 자동차가 충전 관리부(100)에 연결된 전기 자동차라고 할 수 있다.
제어부(130)가 수동 전원 선택 모드가 아니라고 판단한 경우, 제어부(130)는 방전 대상 전기 자동차의 배터리 잔량이 일정 수준 이상인지 여부를 판단한다(S109). 구체적으로 여기에서 방전 대상 전기 자동차는 현재 충전 관리부(100)에 물리적으로 연결된 모든 전기 자동차가 그 대상일 수 있다. 그러나, 배터리 잔량 수치가 낮은 전기 자동차가 전원 소스로 이용되는 경우, 해당 전기 자동차 배터리의 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서 제어부(130)는 물리적으로 연결된 방전 대상 전기 자동차의 배터리 잔량 수준을 판단한다. 구체적인 실시 예에서 제어부(130)가 판단할 일정 수준은 배터리 잔량 수준이 70퍼센트 이상인 경우일 수 있다.
제어부(130)는 상기 배터리 잔량 수준 판단에 기초하여 방전 대상 전기 자동차 중 특정 전기 자동차를 전원 소스로 결정한다. 구체적으로, 제어부(130)는 전체 방전 대상 전기 자동차 중에서 일정 수준 이상의 배터리 잔량을 보유하는 전기 자동차를 전원 소스로서 관리 할 수 있다. 전원 소스의 대상이 되는 전기 자동차는 배터리 보유 잔량에 다라 유동적으로 변경될 수 있다.
제어부(130)가 방전 대상 전기 자동차의 배터리 잔량이 일정 수준 이하라고 판단하는 경우, 제어부(130)는 전원 소스를 그리드(400)로 결정할 수 있다.
일 실시 예에서 제어부(130)는 방전 대상의 전기 자동차의 배터리 잔량에 따라 전원 소스를 유동적으로 결정할 수 있다. 또한, 충전 진행 중에도 전원 소스를 변경할 수도 있다.
구체적인 실시 예에서, 제어부(130)는 복수의 방전 대상 전기 자동차 중, 가장 많은 배터리 잔량을 갖는 전기 자동차로부터 전력을 수급할 수 있다. 그리고 전력을 공급하던 전기 자동차의 배터리 잔량이 일정 수준 이하가 되는 경우, 차순위의 배터리 잔량을 갖는 전기 자동차로부터 전력을 수급할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 복수의 방전 대상 전기 자동차별 배터리 잔량에 기초하여 수급할 전력량을 조절할 수 있다. 예를 들면 제1 방전 대상 전기 자동차가 80%의 배터리 잔량을 갖고 있고, 제2 방전 대상 전기 자동차가 40%의 배터리 잔량을 가질 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 제2 방전 대상 전기 자동차로부터 수급하는 전력량의 2배를 제1 방전 대상 전기 자동차로부터 수급할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 복수의 방전 대상 전기 자동차의 배터리 용량에 기초하여 수급할 전력량을 조절할 수 있다. 구체적으로 전기 자동차는 종류별로 다른 배터리 용량을 가질 수 있다. 이 경우, 각각의 전기 자동차들이 같은 배터리 잔량을 가지더라도, 가지고 있는 총 전력량은 다를 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 방전 대상 전기 자동차들의 배터리 용량에 비례하여 전력을 수급할 수 있다.
또 다른 일 실시 예에서, 그리드(400)로 전기 자동차의 배터리 충전을 진행하는 경우, 일정 수준 이상의 전력을 소비하면 그 이후부터는 전기 요금의 상승폭이 매우 커질 수 있다. 따라서, 그리드(400)로부터 전기 에너지를 공급받는 경우에 안정적인 충전이 가능하나 일정 수준 이상으로 전기 에너지를 소비하는 경우에 전기 요금이 과다하게 청구될 수 있다.
그러므로 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 관리부(100)는 그리드(400)를 전원 소스로 충전을 진행하는 경우 소비되는 전기 에너리량을 지속적으로 모니터링할 수 있다. 이 때, 전기 요금과 관련하여 기 설정된 전기 에너지량을 넘는 충전이 진행되는 경우, 충전 관리부(100)의 제어부(130)는 전원 소스를 자동으로 방전 대상 전기 자동차로 변경한다.
이 경우, 지속적인 전기 자동차(300)의 충전이 가능하면서, 전기 요금의 과다 청구를 방지할 수 있는 이점이 있다. 기 설정된 전기 에너지량은 전기 요금의 누진세가 적용되는 시점에 따라 다르게 설정될 수 있다.
또 다른 실시 예에서 충전 관리부(100)에 연결된 전기 자동차를 에너지 저장 시스템(Energy storage system)의 일부로 활용할 수 있다. 에너지 저장 시스템은 재생 에너지를 통해 획득한 전기 에너지를 저장하는 배터리가 필요하다. 구체적으로 불규칙하게 생산되는 전기 에너지를 안정적으로 이용하기 위하여 전기 에너지를 저장하는 배터리가 필요하다.
따라서, 특정 건물에 설치된 에너지 저장 시스템의 일부로서 본 발명이 활용될 수 있다. 구체적으로 충전 관리부(100)를 통해 전기 자동차의 배터리를 에너지 저장 시스템의 배터리로 활용할 수 있다. 이 경우, 충전 관리부(100)는 전기 자동차들의 배터리 잔량에 따라 충전/방전 대상의 전기 자동차를 관리할 수 있다.
또 다른 실시 예에서 제어부(130)은 그리드로부터 전력 공급이 차단되는 경우, 전원 소스를 방전 대상 전기 자동차의 배터리로 결정할 수 있다. 예를 들면, 전기 자동차가 주차된 건물이 정전이 발생하여 그리드로부터 전력 공급이 차단되는 경우가 발생할 수 있다. 이 때, 제어부(130)는 전원 소스를 전기 자동차 배터리로 변경하여 지속적인 전기 자동차 충전을 진행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
상기와 같이 설명된 충전기는 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (9)

  1. 전기 자동차와 연결되어 충/방전을 관리하는 전기 자동차 충전 장치에서,
    상기 연결된 전기 자동차 중 방전 대상인 제1 전기 자동차의 배터리 잔량에 기초하여 전원 소스를 결정하고, 결정된 전원 소스로부터 전력을 공급 받아 상기 연결된 전기 자동차 중 충전 대상인 제2 전기 자동차의 충전을 진행하는 제어부; 및
    상기 제어부의 전원 소스 결정에 따라 턴온/오프하여 상기 제2 전기 자동차와 전원 소스를 연결하는 릴레이를 포함하는
    전기 자동차 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 소스는 그리드(Grid) 전원 및 제1 전기 자동차의 배터리 중 적어도 하나를 포함하는
    전기 자동차 충전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전기 자동차는 상기 전기 자동차 충전 장치에 연결된 전기 자동차 중, 배터리 잔량을 일정 수준 이상 보유한 전기 자동차인
    전기 자동차 충전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 전기 자동차의 배터리 잔량에 기초하여 충전 진행 중에 전원 소스를 변경하는
    전기 자동차 충전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 복수의 제1 전기 자동차들 중, 가장 많은 배터리 잔량을 갖는 전기 자동차를 가장 우선하여 전원 소스로 결정하는
    전기 자동차 충전 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 복수의 제1 전기 자동차별 배터리 잔량 또는 배터리 용량에 기초하여 공급 받을 전력량을 조절하는
    전기 자동차 충전 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    전원 소스를 선택하는 사용자 입력을 수신하는 인터페이스부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 인터페이스부로부터 수신한 사용자 입력에 따라 전원 소스를 결정하는
    전기 자동차 충전 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 자동차에 충전 되는 전력량을 감지하는 감지부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 감지부로부터 감지된 충전 전력량에 기초하여 전원 소스를 결정하는
    전기 자동차 충전 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 그리드 전원을 전원 소스로 결정한 경우, 상기 감지된 충전 전력량이 일정 수준 이상이 되는 경우, 전원 소스를 상기 그리드 전원에서 상기 제1 자동차의 배터리로 변경하는
    전기 자동차 충전 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190100594A (ko) * 2018-02-21 2019-08-29 김기섭 전기자동차 충전 장치 및 충전 방법
KR20190136462A (ko) * 2018-05-30 2019-12-10 한국전력공사 전기자동차 방전속도 기반의 변전소 전원 공급 방법 및 이를 이용한 충방전기

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