KR20170067423A

KR20170067423A - 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 방법 및 장치와 전력공급장치 통신제어기의 작동 방법

Info

Publication number: KR20170067423A
Application number: KR1020150174083A
Authority: KR
Inventors: 전병승; 김증일; 성재용
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2017-06-16
Also published as: CN106853778B; US10306686B2; CN106853778A; US20170164179A1; KR101816977B1

Abstract

플러그인 전기차 측에서 충전 스테이션의 특정 프라이머리 디바이스(PD)를 탐색하는 방법 및 장치와 전력공급장치 통신제어기(SECC)의 작동 방법에 관한 것으로, 전기차 전력공급장치(EVSE)의 특정 PD를 탐색하는 방법은, 전기차가 진입한 충전 스테이션의 SECC로부터, 또는 SECC에 의해 관리되고 충전 스테이션의 복수의 충전 스팟들에 대응하는 위치에 배치되는 복수의 PDs 중 적어도 하나 이상으로부터 제1 네트워크 식별자를 포함한 제1 송출 신호를 수신하는 단계, SECC로 제1 네트워크 식별자에 기초한 제1 연결 요청 신호를 송신하는 단계, 제1 연결 요청 신호에 대한 SECC의 제1 응답에 따라 SECC와 제1 무선네트워크를 설정하는 단계, SECC로부터 제1 무선네트워크를 통해 복수의 PDs의 제2 네트워크 식별자들을 받는 단계, 제1 무선네트워크가 해제된 상태에서 복수의 PDs로부터 제2 네트워크 식별자를 각각 포함한 제2 송출 신호들을 수신하는 단계, 및 제2 송출 신호들의 수신 신호 레벨들에 기초하여 복수의 PDs 중 특정 PD를 선택하고 특정 PD와 제2 무선네트워크를 설정하는 단계를 포함한다.

Description

전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 방법 및 장치와 전력공급장치 통신제어기의 작동 방법{METHOD AND APPARATUS FOR DISCOVERING A PRIMARY DEVICE OF ELECTRIC VEHICLE SUPPLY EQUIPMENT AND OPERATING METHOD OF SUPPLY EQUIPMENT COMMUNICATION CONTROLLER}

본 발명은 플러그인 전기차(plug-in electric vehicles)의 충전 스팟 탐색 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전기차에서 충전 스테이션의 복수의 프라이머리 디바이스들 중 특정 프라이머리 디바이스를 탐색하는 방법 및 장치와 전력공급장치 통신제어기의 작동 방법에 관한 것이다.

전기차 충전 시스템은 상용 전원의 배전망(grid)이나 에너지 저장 장치의 전력을 이용하여 전기차에 탑재된 배터리를 충전하는 시스템으로 정의할 수 있다. 이러한 전기차 충전 시스템은 전기차의 종류에 따라 다양한 형태를 가진다.

전기차(electric vehicle, EV)는 일렉트릭 카(electric car), 일렉트릭 오토모바일(electric automobile), xEV(plug-in vehicle) 등으로 지칭될 수 있고, xEV는 BEV(plug-in all-electric vehicle 또는 battery electric vehicle), PEV(plug-in electric vehicle), PHEV(plug-in hybrid electric vehicle) 등으로 분류될 수 있다.

주행 중인 전기차는 배터리를 충전해야 할 필요가 있으며, 그 경우 전기차는 주행 경로 상에서 적절한 충전 스테이션(charge station)이나 충전 스팟(charging spot)을 탐색하게 된다. 즉, 전기차는 충전 스팟에 대응하는 1차 코일(primary coil)을 구비한 프라이머리 디바이스(primary device)나 이러한 프라이머리 디바이스를 관리하는 전기차 전력공급장치(electric vehicle supply equipment, EVSE)의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)를 탐색하게 된다.

전기차에 탑재되는 전기차 통신제어기(electric vehicle communiction controller, EVCC)는 충전 스팟의 탐색이나 통신 설정 및 배터리 충전을 위하여 SECC와 통신을 설정하게 된다. 이러한 EVCC와 SECC 간의 통신 설정(communication setup)은 기존의 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 전기차(EVCC)와 SECC 간의 통신은 도 1에 도시한 바와 같이 광대역통신망(wide area communication network, WAN), 근거리 통신망(local area network, LAN), 홈통신망(home area network, HAN) 등을 이용하여 설정될 수 있다.

또한, 전기차는 다양한 통신 인터페이스들(A, B, C, D, E, F)을 구비할 수 있다. 인터페이스들은 전기차와 EVSE, 기지국, HAN 및 사용자 모바일 단말과의 사이에 배치되거나, EVSE와 HAN 사이에 배치되거나, EVSE와 최종 사용자 측정 장치(end user measurement device, EUMD)와의 사이에 배치된다. 이 경우, 전기차는 인터페이스들을 통해 EVSE 매니지먼트 시스템(EVSE Management System), ESPS(Energy Service Provider System), BSPS(Billing Service Provider System), LMS(Load Management System), 고객 비상의료서비스 시스템(Customer Emergency Medical Service System) 등과 연결된다.

한편, 배터리 충전을 위하여 전기차의 EVCC는 통상 충전 스테이션 내의 하나 이상의 SECC에 연결되는 복수의 프라이머리 디바이스들 중에서 현재 충전 대상인 자신의 전기차에 가장 적합한 특정 프라이머리 디바이스를 선택적으로 탐색하고 전기차의 주차 또는 정렬을 수행한 후 충전을 진행하는 것이 일반적이다.

하지만, 전기차에서 다수의 충전 스팟들을 관리하는 SECC를 탐색하는 것은 상대적으로 용이할 수 있으나, 전기차에서 각 주차 영역에 배치된 다수의 충전 스팟들 중 특정 충전 스팟을 탐색하여 전기차의 충전 작업을 자동화하고 사용자 편의성을 극대화할 수 있는 방안은 아직까지 크게 미흡한 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전기차 충전 시스템에서 특정 충전 스팟을 탐색할 때 전기차와 특정 프라이머리 디바이스 간의 초기 통신을 손쉽게 설정할 수 있는 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 충전 스테이션에 진입한 전기차가 특정 충전 스팟을 탐색하기 위해 전기차 통신제어기와의 무선 통신을 용이하게 설정할 수 있는 전력공급장치 통신제어기의 작동 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에서는, 전기차 통신제어기(electric vehicle communication controller, EVCC)에서 전기차전력공급장치(electric vehicle supply equipment, EVSE)의 특정 프라이머리 디바이스(primary device, PD)를 탐색하는 방법에 있어서, 전기차가 진입한 충전 스테이션의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)로부터, 또는 SECC에 의해 관리되고 충전 스테이션의 복수의 충전 스팟들(charging spots)에 대응하는 위치에 배치되는 복수의 프라이머리 디바이스들(PDs) 중 적어도 하나 이상으로부터 제1 네트워크 식별자를 포함한 제1 송출 신호를 수신하는 단계; SECC로 제1 네트워크 식별자에 기초한 제1 연결 요청 신호를 송신하는 단계; 제1 연결 요청 신호에 대한 SECC의 제1 응답에 따라 SECC와 제1 무선네트워크를 설정하는 단계; SECC로부터 제1 무선네트워크를 통해 복수의 PDs의 제2 네트워크 식별자들을 받는 단계; 제1 무선네트워크가 해제된 상태에서 복수의 PDs로부터 제2 네트워크 식별자를 각각 포함한 제2 송출 신호들을 수신하는 단계; 및 제2 송출 신호들의 수신 신호 레벨들에 기초하여 복수의 PDs 중 특정 PD와 제2 무선네트워크를 설정하는 단계를 포함하는, 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 측면에서는, 전기차에 탑재되어 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스(primary device, PD)를 탐색하는 PD 탐색 장치에 있어서, 충전 스테이션의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)와 신호를 송수신하는 통신부; 및 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, SECC로부터, 또는 SECC에 의해 관리되고 충전 스테이션의 복수의 충전 스팟들(charging spots)에 각각 대응하는 복수의 프라이머리 디바이스들(PDs) 중 적어도 일부로부터 제1 네트워크 식별자를 포함한 제1 송출 신호를 수신하고, SECC로 제1 네크워크 식별자에 기초한 제1 연결 요청 신호를 송신하고, 제1 연결 요청 신호에 대한 SECC의 제1 응답에 따라 SECC와 제1 무선네트워크를 설정하고, SECC로부터 제1 무선네트워크를 통해 복수의 PDs의 제2 네트워크 식별자들을 받아 저장부에 저장하고, 제1 무선네트워크가 해제된 후 복수의 PDs 각각으로부터 제2 네트워크 식별자를 포함한 제2 송출 신호들을 수신하고, 제2 송출 신호들의 수신 신호 레벨들에 기초하여 복수의 PDs 중 특정 PD와 제2 무선네트워크를 설정하는, 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에서는, 전기차 전력공급장치(Electric vehicle supply equipment, EVSE)의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)의 작동 방법에 있어서, SECC에 연결된 안테나 또는 SECC에 의해 관리되는 복수의 프라이머리 디바이스들(primary devices, PDs)의 적어도 하나 이상에 연결된 적어도 하나 이상의 안테나를 통해 제1 네트워크 식별자를 포함한 신호를 송출하는 단계; 전기차 통신제어기(electric vehicle communication controller, EVCC)로부터 제1 네트워크 식별자를 포함한 제1 연결 요청 신호를 수신하는 단계; 제1 연결 요청 신호에 응하여 EVCC와 제1 무선네트워크를 설정하는 단계; 제1 무선네트워크를 통해 복수의 PDs의 제2 네트워크 식별자들에 대한 정보를 EVCC에 제공하는 단계; 복수의 PDs의 작동 모드가 제1 네트워크 식별자에 기초한 제1 모드에서 제2 네트워크 식별자들에 기초한 제2 모드로 변경되도록 SECC 또는 복수의 PDs의 작동 모드를 재시작하는 단계; 복수의 PDs에 각각 연결된 안테나들을 통해 제2 네트워크 식별자를 포함한 신호들을 각각 송출하는 단계; EVCC로부터 복수의 PDs 중 특정 PD의 제2 네트워크 식별자를 포함한 제2 연결 요청 신호를 수신하는 단계; 및 제2 연결 요청 신호에 응하여 특정 PD와 EVCC 간에 제2 무선네트워크를 설정하는 단계를 포함하는, 전력공급장치 통신제어기의 작동 방법이 제공된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 방법 및 장치와 전력공급장치 통신제어기의 작동 방법을 이용할 경우에는, 충전 스테이션에 진입한 전기차가 사용자의 개입 없이 특정 프라이머리 디바이스나 특정 프라이머리 디바이스를 관리하는 전력공급장치 통신제어기와의 초기 통신을 자동으로 설정할 수 있고, 그에 의해 전기차 배터리의 충전 작업에 대한 자동화 및 효율성을 높이고 전기차 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.

또한, 전기차 통신제어기에서 특정 프라이머리 디바이스를 용이하게 탐색할 수 있으므로, 한정된 규모의 주차장에 진입한 다수의 전기차들은 주차장 내 다수의 주차 영역들에 각각 배치된 충전 스팟의 프라이머리 디바이스들 중에서 특정 프라이머리 디바이스의 통신제어기와 초기 통신 설정을 신속하고 정확하게 수행할 수 있고, 그에 의해 전기차 충전 작업을 효율적으로 수행할 수 있으며 사용자 편의성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 전기차 충전 시스템에서 전기차와 외부 장치 간의 통신 인터페이스들에 대한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 프라이머리 디바이스 탐색 방법을 적용할 수 있는 전기차 충전 시스템에서의 무선 충전을 위한 하이 레벨 메시지 흐름에 대한 시퀀스 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차 충전 시스템에서 충전 스테이션의 복수의 프라이머리 디바이스들의 배치에 대한 예시도이다.
도 4는 도 3의 충전 스테이션에서 전기차가 특정 프라이머리 디바이스를 탐지하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 5는 도 4의 프라이머리 디바이스 탐지 방법에서의 신호 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프라이머리 디바이스 탐지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프라이머리 디바이스 탐지 장치에 대한 개략적인 블록도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력공급장치 통신제어기를 구비한 전기차 충전 시스템 아키텍처에서 통신 서브시스템을 설명하기 개략도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력공급장치 통신제어기의 작동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이하에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

'제1, 제2, A, B' 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는' 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결된다'거나 '접속된다'고 언급되는 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결된다'거나 '직접 접속된다'고 언급되는 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, '포함한다', '가진다' 등과 관련된 용어는 명세서상에 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.

또한, 본 명세서에서 오해의 소지가 없는 한 어떤 문자의 첨자가 다른 첨자를 가질 때, 표시의 편의를 위해 첨자의 다른 첨자는 첨자와 동일한 크기로 표시될 수 있다.

본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 포함한다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에 사용되는 일부 용어를 정의하면 다음과 같다.

전기차(Electric Vehicle, EV)는 49 CFR(code of federal regulations) 523.3 등에서 정의된 자동차(automobile)를 지칭할 수 있다. 전기차는 고속도로 이용 가능하고, 차량 외부의 전원 소스로부터 재충전 가능한 배터리 등의 차량 탑재 에너지 저장 장치에서 공급되는 전기에 의해 구동될 수 있다. 전원 소스는 주거지나 공용 전기 서비스 또는 차량 탑재 연료를 이용하는 전력발생기를 포함할 수 있다. 전기차는 ERV(electric road vehicle), PV(plug-in vehicle), PEV(plug-in electric vehicle), HEV(hybrid electric vehicle), HPEV(hybrid plug-in electric vehicle) 등으로 지칭되거나 구분될 수 있다.

플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)는 전력 그리드에 연결하여 량 탑재 일차 배터리를 재충전하는 전기차로 지칭될 수 있다.(SAE J1772 conneton)

플러그인 차량(Plug-in vehicle, PV)은 본 명세서에서 EVSE로부터 물리적인 플러그와 소켓을 사용하지 않고 무선 충전 방식을 통해 재충전 가능한 차량으로 지칭될 수 있다.

중량 자동차(Heavy duty vehicles; H.D. Vehicles)는 49 CFR 523.6 또는 CFR 37.3(bus)에서 정의된 네 개 이상의 바퀴를 가진 모든 차량을 지칭할 수 있다.

경량 플러그인 전기차(Light duty plug-in electric vehicle)는 주로 공공 거리, 도로 및 고속도로에서 사용하기 위한 재충전 가능한 배터리나 다른 에너지 장치의 전류가 공급되는 전기 모터에 의해 추진력을 얻는 3개 또는 4개 바퀴를 가진 차량을 지칭할 수 있다. 경량 플러그인 전기차는 총 중량이 4.545㎏보다 작게 규정될 수 있다.

무선 충전 시스템(Wireless power charging system, WCS)은 무선 전력 전송과 얼라인먼트 및 통신을 포함한 GA와 VA 간의 제어를 위한 시스템을 지칭할 수 있다.

무선 전력 전송(Wireless power transfer, WPT)은 유틸리티(Utility)나 그리드(Grid) 등의 교류(AC) 전원공급 네트워크에서 전기차로 무접촉 수단을 통해 전기적인 전력을 전송하는 것을 지칭할 수 있다.

유틸리티(Utility)는 전기적인 에너지를 제공하며 통상 고객 정보 시스템(Customer Information System, CIS), 양방향 검침 인프라(Advanced Metering Infrastructure, AMI), 요금과 수익(Rates and Revenue) 시스템 등을 포함하는 시스템들의 집합으로 지칭될 수 있다. 유틸리티는 가격표 또는 이산 이벤트(discrete events)를 통해 플러그인 전기차가 에너지를 이용할 수 있도록 한다. 또한, 유틸리티는 관세율, 계측 전력 소비에 대한 인터벌 및 플러그인 전기차에 대한 전기차 프로그램의 검증 등에 대한 정보를 제공할 수 있다.

스마트 충전(Smart charging)은 EVSE 및/또는 플러그인 전기차가 차량 충전율이나 방전율을 그리드 용량이나 사용 비용 비율의 시간을 최적화하기 위해 전력 그리드와 통신하는 시스템으로 설명할 수 있다.

자동 충전(Automatic charging)은 전력을 전송할 수 있는 1차측 충전기 어셈블리(primary charger assembly)에 대하여 적절한 위치에 차량의 놓고 인덕티브 충전하는 동작으로 정의될 수 있다. 자동 충전은 필요한 인증 및 권한을 얻은 후에 수행될 수 있다.

상호운용성(Interoperabilty)은 서로 상대적인 시스템의 성분들이 전체 시스템의 목적하는 동작을 수행하기 위해 함께 작동할 수 있는 상태를 지칭할 수 있다. 정보 상호운용성(Information interoperability)은 두 개 이상의 네트워크들, 시스템들, 디바이스들, 애플리케이션들 또는 성분들이 사용자가 거의 또는 전혀 불편함 없이 안전하고 효과적으로 정보를 공유하고 쉽게 사용할 수 있는 능력을 지칭할 수 있다.

유도 충전 시스템(Inductive charging system)은 두 파트가 느슨하게 결합된 트랜스포머를 통해 전기 공급 네트워크에서 전기차로 정방향에서 전자기적으로 에너지를 전송하는 시스템을 지칭할 수 있다. 본 실시예에서 유도 충전 시스템은 전기차 충전 시스템에 대응할 수 있다.

유도 커플러(Inductive coupler)는 GA 코일과 VA 코일로 형성되어 전력이 전기적인 절연을 통해 전력을 전송하는 트랜스포머를 지칭할 수 있다.

유도 결합(Inductive coupling)은 두 코일들 간의 자기 결합을 지칭할 수 있다. 두 코일은 그라운드 어셈블리 코일(Ground assembly coil)과 차량 어셈블리 코일(Vehicle assembly coil)을 지칭할 수 있다.

그라운드 어셈블리(Ground assembly, GA)는 GA 코일과 다른 적절한 부품을 포함하여 그라운드 또는 인프라스트럭처(infrastructure) 측에 배치되는 어셈블리를 지칭할 수 있다. 다른 적절한 부품은 임피던스와 공진주파수를 제어하기 위한 적어도 하나의 부품, 자기 경로(magnetic path)를 강화하기 위한 페라이트 및 전자기 차폐 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, GA는 무선 충전 시스템의 전력 소스로서 기능하는 데 필요한 전력/주파수 변환 장치, GA 컨트롤러 및 그리드로부터의 배선과 각 유닛과 필터링 회로들, 하우징 등의 사이의 배선을 포함할 수 있다.

차량 어셈블리(Vehicle assembly, VA)는 VA 코일과 다른 적절한 부품을 포함하여 차량에 배치되는 어셈블리를 지칭할 수 있다. 다른 적절한 부품은 임피던스와 공진주파수를 제어하기 위한 적어도 하나의 부품, 자기 경로를 강화하기 위한 페라이트 및 전자기 차폐 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, VA는 무선 충전 시스템의 차량 부품으로서 기능하는 데 필요한 정류기/전력변환장치와 VA 컨트롤러 및 차량 배터리의 배선뿐 아니라 각 유닛과 필터링 회로들, 하우징 등의 사이의 배선을 포함할 수 있다.

전술한 GA는 프라이머리 디바이스(primary device, PD), 1차측 장치 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 VA는 세컨더리 디바이스(secondary device, SD), 2차측 장치 등으로 지칭될 수 있다.

프라이머리 디바이스(Primary device)는 세컨더리 디바이스에 무접촉 결합을 제공하는 장치 즉, 전기차 외부의 장치일 수 있다. 프라이머리 디바이스는 1차측 장치로 지칭될 수 있다. 전기차가 전력을 받을 때, 프라이머리 디바이스는 전력을 전송하는 전원 소스로서 동작할 수 있다. 프라이머리 디바이스는 하우징과 모든 커버들을 포함할 수 있다.

세컨더리 디바이스(Secondary device)는 프라이머리 디바이스에 무접촉 결합을 제공하는 전기차 탑재 장치일 수 있다. 세컨더리 디바이스는 2차측 장치로 지칭될 수 있다. 전기차가 전력을 받을 때, 세컨더리 디바이스는 프라이머리 디바이스로부터의 전력을 전기차로 전달할 수 있다. 세컨더리 디바이스는 하우징과 모든 커버들을 포함할 수 있다.

그라운드 어셈블리 컨트롤러(GA controller)는 차량으로부터의 정보를 토대로 GA 코일에 대한 출력 전력 레벨을 조절하는 GA의 일부분일 수 있다.

차량 어셈블리 컨트롤러(VA controller)는 충전 동안 특정 차량용 파라미터를 모니터링하고 GA와의 통신을 개시하여 출력 전력 레벨을 제어하는 VA의 일부분일 수 있다.

전술한 GA 컨트롤러는 프라이머리 디바이스 통신제어기(Primary device communication controller, PDCC)로 지칭될 수 있고, VA 컨트롤러는 전기차 통신제어기(electric vehicle communication controller, EVCC)로 지칭될 수 있다.

마그네틱 갭(Magnetic gap)은 리츠선(litz wire)의 상부 또는 GA 코일의 마그네틱 재료의 상부의 가장 높은 평면과 상기 리츠선의 하부 또는 VA 코일의 마그네틱 재료의 가장 낮은 평면이 서로 정렬되었을 때 이들 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.

주위 온도(Ambient temperature)는 직접적으로 햇빛이 비치지 않는 대상 서브시스템의 대기에서 측정된 그라운드 레벨 온도를 지칭할 수 있다.

차량 지상고(Vehicle ground clearance)는 도로 또는 도로포장과 차량 플로어 팬의 최하부 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.

차량 마그네틱 지상고(Vehicle magnetic ground clearance)는 리츠선의 바닥 최하위 평면 또는 차량에 탑재된 VA 코일의 절연 재료와 도로포장 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.

차량 어셈블리(VA) 코일 표면 간격(Vehicle assembly coil surface distance)은 리츠선의 바닥 최하부의 평면 또는 VA 코일의 마그네틱 재료와 VA 코일의 최하위 외부 표면 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다. 이러한 거리는 보호 커버재 및 코일 포장재로 포장된 추가 아이템을 포함할 수 있다.

전술한 VA 코일은 2차 코일(secondary coil), 차량 코일(vehicle coil), 수신 코일(receiver coil) 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 그라운드 어셈블리 코일(ground assembly coil, GA coil)은 1차 코일(primary coil), 송신 코일(transmit coil) 등으로 지칭될 수 있다.

노출 도전 부품(Exposed conductive component)은 사람에 의해 접촉될 수 있고 평상시 전기가 흐르지 않지만 고장 시에 전기가 흐를 수 있는 전기적인 장치(예컨대, 전기차)의 도전성 부품을 지칭할 수 있다.

유해 라이브 요소(Hazardous live component)는 어떤 조건하에서 유해한 전기 쇼크를 줄 수 있는 라이브 구성요소를 지칭할 수 있다.

라이브 요소(Live component)는 기본적인 용도에서 전기적으로 활성화되는 모든 도체 또는 도전성 부품을 지칭할 수 있다.

직접 접촉(Direct contact)은 생물체인 사람의 접촉을 지칭할 수 있다.

간접 접촉(Indirect contact)은 절연 실패로 사람이 노출된, 도전된, 전기가 흐르는 활성 성분에 접촉하는 것을 지칭할 수 있다.(IEC 61140 참조)

얼라인먼트(Alignment)는 규정된 효율적인 전력 전송을 위해 프라이머리 디바이스에 대한 세컨더리 디바이스의 상대적인 위치를 찾는 절차 및/또는 세컨더리 디바이스에 대한 프라이머리 디바이스의 상대적인 위치를 찾는 절차를 가리킬 수 있다. 본 명세서에서 얼라인먼트는 무선 전력 전송 시스템의 위치 정렬을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

페어링(Pairing)은 전력을 전송할 수 있도록 배치된 단일 전용 프라이머리 장치와 차량이 연관되는 절차를 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 페이링은 충전 스팟 또는 특정 프라이머리 디바이스와 전기차 통신제어기의 연관 절차를 포함할 수 있다. 연관(Correlation/Association)은 두 피어 통신 실체들 사이의 관계 성립 절차를 포함할 수 있다.

명령 및 제어 통신(Command and control communication)은 무선 전력 전송 프로세서의 시작, 제어 및 종료에 필요한 정보를 교환하는 전기차 전력공급장치와 전기차 사이의 통신을 지칭할 수 있다.

하이 레벨 통신(High level communication)은 명령 및 제어 통신에서 담당하는 정보를 초과하는 모든 정보를 처리할 수 있다. 하이 레벨 통신의 데이터 링크는 PLC(Power line communication)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

저전력 기동(Low power excitation)은 정밀 포지셔닝과 페어링을 수행하기 위해 전기차가 프라이머리 디바이스를 감지하도록 그것을 활성화하는 것을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 그 역도 가능하다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 프라이머리 디바이스 탐색 방법을 적용할 수 있는 전기차 충전 시스템에서의 무선 충전을 위한 하이 레벨 메시지 흐름에 대한 시퀀스 다이어그램이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 프라이머리 디바이스 탐색 방법을 채용하는 전기차 충전 시스템은 전기차 통신제어기(electric vehicle communication controller, EVCC, 10)와 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC, 20) 간의 메시지 송수신을 통해 충전을 준비하고 전력 전송을 수행하고 전력 전송을 마친 후에 비용을 정산하는 절차를 수행할 수 있다. 구체적으로, SECC(20)와 EVCC(10) 간에는 SECC와의 로우 레이어 프로토콜 설정(low layer protocol setup with SECC), 응용층 연계(application layer association), 하이 레벨 서비스 탐색 또는 호환성(high level service discovery/compatibility), 전기차-외부장치 간 전력 전송 통신 페이링(EV off-board power transfer communication pairing), 선택적인 SECC와 포텐셜 설정(potential setup with alternate SECC), 얼라인먼트 통신(alignmetn communications), 전력 전송 개시(power transfer initiation), 전력 전송 제어(power transfer control), 선택적인 전력 전송 중지 및 재개(optional power transfer suspension and resumption), 핵심 메시지(필요한 경우)(heartbeat message, if required), 전력 전송 종료(power transfer termination), 청구항 발부 및 계측 정보(billing and metering information) 등과 관련된 메시지들을 이용할 수 있다.

여기서, 본 실시예의 전기차 충전 시스템은 EVCC(10)가 다수의 프라이머리 디바이스들(primary devices, PDs)이 배치되어 있는 충전 스테이션에서 중 특정 프라이머리 디바이스(PD)와 자동으로 페어링 동작을 수행하도록 이루어질 수 있다. 예컨대, 전술한 SECC와의 로우 레이어 프로토콜 설정(low layer protocol setup with SECC), 응용층 연계(application layer association), 하이 레벨 서비스 탐색 또는 호환성(high level service discovery/compatibility), 전기차-외부장치 간 전력 전송 통신 페어링(EV off-board power transfer communication pairing) 또는 이들의 조합 절차 중 어느 하나에 대한 초기 페이링 절차에서, 본 실시예에 따른 EVCC(10)는 공통 식별자를 사용하여 1차 무선네트워크를 설정하고, 1차 무선네트워크를 통해 복수의 PDs의 고유의 네트워크 식별자들에 대한 정보를 획득하고, 1차 무선네트워크가 해제된 후 고유의 네트워크 식별자를 가진 복수의 PDs로부터 개별적인 무선네트워크 설정을 위한 송출 신호를 수신함으로써 EVCC가 자신에게 적합한 특정 PD를 효과적으로 선택하여 페어링할 수 있다.

본 실시예에서 전력 전송은 SECC(20)와 EVCC(10) 간에 착탈가능하게 연결되는 케이블을 통해 전력 전송을 수행하는 유선 전력 전송이나 케이블 등의 직접적인 접촉없이 두 코일들의 자기 유도 결합이나 자기 공진 결합에 의해 전송되는 무선 전력 전송을 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차 충전 시스템에서 충전 스테이션의 복수의 프라이머리 디바이스들의 배치에 대한 예시도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기차 충전 시스템은 적어도 하나 이상의 전기차 전력공급장치(electric vehicle supply equipment, EVSE)를 포함하고, EVSE는 충전 스테이션의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)(20) 및 복수의 프라이머리 디바이스들(primary devices, PDs)(22a, 22b, 22c, 22d, 22e)를 포함할 수 있다. 복수의 PDs는 제1 내지 제5 PDs로 지칭될 수 있으며, 본 실시예에서 각 PD는 무선 신호를 송출하는 안테나를 구비할 수 있다.

SECC(20)는 소정의 규약에 따라 하나 또는 복수의 전기차 통신제어기(electric vehicle communication controllers, EVCCs)와 통신을 수행하고, 2차측 작동기들(secondary actors)과 상호작용할 수 있는 엔터티이다. 본 실시예에서 SECC(20)는 자체 안테나 및/또는 복수의 PDs(22a ~ 22e)의 안테나들을 통해 EVCC와 통신하고 이를 통해 충전 스테이션에 진입한 전기차의 EVCC가 특정 PD를 선택하고, 필요에 따라 이동 또는 정렬하도록 할 수 있다.

제1 PD(22a)는 충전 스테이션에서 소정의 라인(24)에 의해 구획되는 주차 영역 내 충전 스팟(charging spot)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 제1 PD(22a)는 SECC(20)에 연결되며 광대역(WLN) 통신을 위한 안테나(도 8의 229 참조)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 PD(22a)는 명령과 신호 통신을 위한 케이블(도 8의 225, 227 참조)이나 근거리 무선 통신을 위한 안테나(도 8의 223 참조)를 구비할 수 있다. 또한, 제1 PD(22a)는 구현에 따라서 자체 구비되는 프라이머리 디바이스 통신제어기(도 8의 PDCC 참조)를 더 포함할 수 있다.

제2 PD(22b), 제3 PD(22c), 제4 PD(22d) 및 제5 PD(22e)는 이들 사이에 간격을 두고 충전 스테이션 내 서로 다른 충전 스팟들에 대응하는 위치들에 배치되는 것을 제외하고 제1 PD(22a)와 실질적으로 동일할 수 있다. 서로 인접한 두 PDs 사이의 간격(L1)은 인접한 주차 영역들의 폭 방향에서의 폭/주기를 고려할 때 약 1.5미터 정도일 수 있다. 이러한 간격은 예시일 뿐 주차 영역의 크기에 따라 약간 작거나 더 넓게 설정될 수 있다. 다만, 본 실시예에서 간격은 인접한 PDs 간의 신호 레벨에 명백한 차이를 가질 수 있는 약 1.5 미터보다 큰 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 제1 내지 제5 PDs(22a ~ 22e)는 제1 네트워크 식별자와 제2 네트워크 식별자의 2중 네트워크 식별자를 구비하도록 설치된다. 여기서, 제1 네트워크 식별자는 복수의 PDs(22a ~ 22e) 모두에게 동일하게 부여되는 네트워크 식별자로서 공통 식별자로 지칭될 수 있다. 제1 네트워크 식별자는 SSID(service set identifier)를 포함할 수 있다. 그리고 제2 네트워크 식별자는 복수의 PDs 각각에 고유하게 부여되는 네트워크 식별자로서 고유 식별자로 지칭될 수 있다. 고유 식별자는 각 프라이머리 디바이스의 매체 접근 제어(media access control, MAC) 주소 등을 이용하여 구현될 수 있다.

제1 내지 제5 PDs(22a ~ 22e)의 제1 네트워크 식별자와 제2 네트워크 식별자를 예시하면, 다음의 표 1과 같다.

	제1 네트워크 식별자	제2 네트워크 식별자
제1 PD	WCS_EVSE	10-EF123456
제2 PD	WCS_EVSE	78-AC123456
제3 PD	WCS_EVSE	BF-45123456
제4 PD	WCS_EVSE	88-00123456
제5 PD	WCS_EVSE	F5-7E123456

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서 제1 내지 제5 PDs는 제1 네트워크 식별자로서 동일한 네트워크 식별자인 WCS_EVSE를 가지고, 제2 네트워크 식별자로서 서로 다른 네트워크 식별자를 가진다. 즉, 제2 네트워크 식별자로서 제1 PD는 10-EF123456, 제2 PD는 78-AC123456, 제3 PD는 BF-45123456, 제4 PD는 88-00123456 그리고 제5 PD는 F5-7E123456를 각각 구비할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 충전 스테이션의 네트워크 서비스 영역(SA) 내에 진입한 전기차(V2)의 EVCC(10)는 저전력 기동을 위한 비컨 신호를 송출하여 PDs(22a~22e)를 활성화시키거나 SECC(20)(또는 그 관련 기능부)를 활성화시키고, 복수의 PDs의 2중 네트워크 식별자를 이용하여 1단계 무선네트워크 설정과 2단계 무선네트워크 설정을 수행하고, 공통 식별자를 이용한 1단계 무선네트워크 설정시에 고유 식별자들에 대한 정보를 공유함으로써 전기차의 EVCC(10)가 특정 PD를 효과적으로 탐색하도록 할 수 있다.

다시 말해서, 전기차(V2)의 EVCC(10)는 후술하는 본 실시예의 탐지 방법을 이용함으로써 충전 스테이션에서 다른 전기차(V4)가 위치하는 충전 영역 또는 충전 스팟의 PD를 제외하고 전기차(V2)에 적합한 특정 충전 스팟 또는 특정 PD를 탐색할 수 있다. 특히, EVCC(10)는 소정 간격을 두고 배치되는 복수의 충전 스팟들에 대응하는 복수의 PDs에서 특정 PD를 탐색하고자 할 때, 주위 환경의 영향이나 근거리 무선 신호의 수신 신호 세기의 오차에도 불구하고 전기차 배터리 충전을 위한 특정 PD와의 초기 통신 설정을 신뢰성 있게 자동으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 실시예에서는 상업용 충전 스테이션이나 이와 유사한 장소에 배치되는 SECC(20)와 복수의 PDs(22a ~ 22e)를 중심으로 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 가정용 시설이나 집단 거주 시설 혹은 공공장소에 설치되는 다양한 형태의 전기차 충전 환경에 용이하게 적용될 수 있다.

도 4는 도 3의 충전 스테이션에서 전기차가 특정 프라이머리 디바이스를 탐지하는 방법에 대한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 프라이머리 디바이스 탐지 방법은 전기차의 EVCC가 충전 스테이션의 SECC와의 메시지 및 데이터 송수신을 통해 수행될 수 있다.

먼저, EVCC는 SECC로부터 제1 네트워크 식별자를 포함한 제1 송출 신호를 수신한다(S41). 제1 네트워크 식별자는 SECC가 관리하는 복수의 프라이머리 디바이스들(PDs)에 공통으로 부여되는 공통 식별자이다. 제1 송출 신호는 충전 스테이션의 서비스 영역에 진입한 전기차에서 송출되는 비컨 신호에 의해 SECC가 활성화될 때 송출될 수 있다. 또한, 제1 송출 신호는 SECC가 관리하는 복수의 PDs에 공통으로 부여되는 공통 식별자를 포함하며, SECC에 직접 연결된 안테나, 또는 복수의 PDs에 연결된 적어도 하나의 안테나를 통해 송출될 수 있다.

다음, EVCC는 수신된 제1 송출 신호에 포함되는 제1 네트워크 식별자에 대응하는 주소로 제1 연결 요청 신호를 전송한다(S42). 제1 연결 요청 신호는 제1 네트워크 식별자 외에 EVCC에 대한 고유한 네크워크 식별자를 포함할 수 있다.

다음, EVCC는 SECC로부터 제1 연결 요청 신호에 대한 응답을 받고, 응답에 따라 SECC에 대한 제1 무선네트워크를 설정한다(S43). 제1 무선네트워크는 W-PAN(wireless personal area network), W-LAN(wireless local area network) 등을 포함할 수 있고, W-PAN은 지그비(ZigBee), 블루투스(Buletooth), UWB(ultra wide band) 등을 포함하고, W-LAN은 WiFi 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

다음, EVCC는 SECC로부터 제1 무선네트워크를 통해 제2 네트워크 식별자들을 획득한다(S44). 제2 네트워크 식별자들은 SECC가 관리한 복수의 PDs에 각각 부여되는 고유 식별자들이다. 획득한 제2 네트워크 식별자들은 EVCC에 연결되는 저장부에 저장될 수 있다.

여기서, SECC는 EVCC로 제2 네트워크 식별자들을 제공한 후 제1 무선네트워크를 해제하고 각 PD가 자신의 고유 식별자에 기초하여 작동하는 모드로 재시작할 수 있다.

다음, EVCC는 SECC의 제1 무선네트워크 단절과 재시작에 따라 SECC의 각 PD로부터 제2 네트워크 식별자를 포함한 제2 송출 신호를 각각 수신한다(S45). EVCC에 수신되는 제2 송출 신호는 전기차와 각 PD와의 거리에 따라 수신 신호 레벨에 차이를 가질 수 있다.

다음, EVCC는 제2 송출 신호들의 수신 신호 레벨들을 토대로 특정 PD를 선정한다(S46). 예를 들어, EVCC는 수신 신호 레벨들 중 가장 큰 값을 갖는 신호 레벨에 대응하는 PD를 특정 PD로 선택할 수 있다. 또한, 수신 신호 세기의 신뢰성을 높이기 위해 각 PD로부터 일정 횟수(예컨대, 10회) 순차적으로 수신한 수신 신호 레벨들의 평균치를 토대로 특정 PD를 선정해도 좋다.

다음, EVCC는 선택된 특정 PD의 제2 네트워크 식별자를 이용하여 특정 PD에 대한 제2 무선네크워크를 설정할 수 있다(S47). 제2 무선네트워크의 설정은 EVCC가 SECC로 특정 PD의 제2 네트워크 식별자에 대응하는 주소로 제2 연결 요청 신호를 전송하고, SECC로부터 제2 연결 요청 신호의 응답을 받는 절차를 통해 수행될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 프라이머리 디바이스에 프라이머리 다바이스 통신제어기(PD communication controller, PDCC)가 구비되는 것을 고려하지 않았으나, 이를 고려한다면, EVCC는 PCDD와 직접 통신을 통해 제2 무선네트워크를 설정하는 것도 본 실시예의 변형예의 범위에 속한다고 볼 수 있다.

도 5는 도 4의 프라이머리 디바이스 탐지 방법에 대한 신호 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 프라이머리 디바이스 탐지 방법(이하, 간략히 PD 탐지 방법)은 전기차가 충전 스테이션이나 이와 유사한 인프라에서 제공하는 네트워크 영역에 진입한 후, 전기차의 EVCC(10)가 충전 스테이션의 SECC(20) 혹은 SECC(20)가 관리하는 복수의 프라이머리 디바이스들(PDs)에 전기차 충전 프로세스의 시작을 위한 WoWL(wake on wireless lan) 신호를 전송함으로써 시작될 수 있다(S51).

물론, 상기의 단계(S51)는 전술한 구성 외에 SECC(20)가 이미 활성 상태일 수 있고, 혹은 대기 상태인 SECC(20)가 충전 스테이션에 진입하는 전기차를 자체 센서에 의해 감지하고 미리 설정된 센서의 감지 이벤트에 따라 활성 상태로 모드 전환되도록 구현될 수 있다.

본 실시예의 PD 탐지 방법은, 기본적으로 제1 무선네트워크를 설정하는 공유 단계(S52)와 제1 무선네트워크의 설정 해제 후에 제2 무선네트워크를 설정하는 탐색 단계(S53)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 공유 단계(S52)는, 서로 다른 네트워크 식별자들(예컨대, SSIDs)을 사용하는 근거리 무선 네트워크에서 전기차 특히 이동하는 전기차에서 특정 PD의 네트워크 식별자를 통해 충전 스테이션의 SECC나 PDCC의 근거리 무선 네트워크에 접속하는 것이 실제로 매우 어려운 문제를 해결하기 위한 것이다.

즉, 공유 단계(S52)를 이용하면, 충전 스테이션의 네트워크 서비스 영역에 진입한 전기차는, 주변의 원하지 않는 네트워크 식별자에 상관없이 충전 스팟들의 PDs에 대하여 고유하게 부여된 네트워크 식별자만을 선택적으로 식별하여 해당 무선 네트워크들 중 자신에게 적합한 무선 네트워크에 자동 접속할 수 있다.

각 단계를 좀 더 구체적으로 설명하면, 공유 단계(S52)는, EVCC(10)가 SECC(20)로부터 제1 송출 신호를 수신하는 단계(S521), EVCC(10)가 제1 송출 신호에 포함된 공통 식별자를 토대로 SECC(20)와 제1 무선네트워크 설정을 위한 연결을 시도하는 단계(S522), EVCC(10)가 SECC(20)로부터 연결 시도에 대한 응답(연결 응답)을 받는 단계(S523) 및 EVCC(10)가 SECC(20)와 제1 무선네트워크를 연결하는 단계(S524)를 포함할 수 있다.

여기서, 공통 식별자는 SECC(20)가 관리하거나 충전 스테이션에 속한 모든 PDs에 공통으로 부여되는 네트워크 식별자(제1 네트워크 식별자)이다. 그리고 제1 무선네크워크는 Wi-Fi 등의 근거리 무선네트워크를 포함할 수 있다.

또한, 공유 단계(S52)에서, EVCC(10)는 SECC(20)로부터 제1 무선네트워크를 통해 제공되는 복수의 PDs의 고유 네트워크 식별자들을 받고, 이것들을 EVCC(10)에 연결되는 저장 수단에 저장할 수 있다. 고유 네트워크 식별자(제2 네트워크 식별자)는 각 PD에 고유하게 부여되는 네트워크 식별자이다. 고유 네트워크 식별자는 각 PD의 맥 주소 및/또는 IP 주소일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이로써, 각 PD는 공통 식별자와 고유 식별자로 지목될 수 있다.

또한, 공유 단계(S52)에서, SECC(20)는 고유 네트워크 식별자들을 EVCC(10)에 제공한 후, 모드 재시작을 수행한다. 모드 재시작은 각 PD를 통해 고유 네트워크 식별자를 포함한 무선 신호를 미리 정해진 송신 전력으로 송출하기 위한 것이다.

다음으로, 탐색 단계(S53)는, 제1 무선네트워크가 설정 해제된 후 EVCC(10)가 복수의 PDs에서 송출되는 무선 신호(제2 송출 신호)들을 수신하는 단계(S531), 제2 송출 신호들의 수신 신호 세기들을 토대로 특정 PD를 선정하는 단계(S532), EVCC(10)가 제2 송출 신호에 포함된 특정 PD의 고유 식별자를 토대로 SECC(20) 또는 특정 PD의 PDCC와 제2 무선네트워크 설정을 위한 연결을 시도하는 단계(S533), EVCC(10)가 SECC(20) 또는 특정 PD의 PDCC로부터 연결 시도에 대한 응답(연결 응답)을 받는 단계(S534) 및 EVCC(10)가 SECC(20) 또는 특정 PD의 PDCC와 제2 무선네트워크를 연결하는 단계(S535)를 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프라이머리 디바이스 탐지 방법의 일부 절차에 대한 상세 순서도이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 PD 탐지 방법은, 도 5의 특정 PD를 선정하는 단계(S532)에 있어서 다음과 같은 상세 구성을 더 포함할 수 있다.

먼저, EVCC(10)는, 복수의 PDs 각각의 제2 송출 신호들을 수신한 후(S61), 일부 PDs의 제2 송출 신호들을 후보군으로 선정할 수 있다(S62).

본 단계(S62)에서 EVCC(10)는 상기의 단계(S61) 전에 설정된 제1 무선네트워크를 통해 획득한 복수의 PDs의 고유 식별자들에 대한 정보를 토대로 복수의 PDs로부터 수신되는 제2 신호들의 신호 수신 세기들을 비교하여 그 중의 일부를 PD 후보군으로 그룹핑할 수 있다. 여기서, 복수의 PDs 중 인접한 두 PDs는 일정 간격 예컨대 약 1.5M 이상의 거리를 두고 배치될 수 있다. 이러한 그룹핑 과정은 전기차에 적합한 PDs의 범위를 좁혀가기 위한 것으로서, 이후의 정밀도 및 신뢰성 향상을 위해 수행되는 단계들(S63 및 S64)에서 데이터 처리량을 감소시키는 데도 효과적이다.

다음, EVCC(10)는 후보군의 각 PD로부터 일정 횟수 이상의 무선 신호들을 수신할 수 있다(S63). 본 단계에서 EVCC(10)는 수신하고자 하는 일부 PDs의 무선 신호들을 일정 시간 동안 각각 총 10회를 검색할 수 있다.

다음, EVCC(10)는 그룹 내 각 PD의 무선 신호(수신 신호)의 신호 세기들에 대한 평균치를 연산할 수 있다(S64). 수신 신호 세기들의 평균치를 이용하면, 주위 환경의 변화에 따른 수신 신호 세기의 검색 오류를 최소화하여 수신 신호 세기를 안정적으로 검색할 수 있도록 한다.

다음, EVCC(10)는 검색된 수신 신호 세기들의 평균치가 가장 큰 특정 PD를 전기차 충전을 위한 페어링 대상으로 선택할 수 있다(S65).

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프라이머리 디바이스 탐지 장치에 대한 개략적인 블록도이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 프라이머리 디바이스 탐지 장치(이하, PD 탐지 장치라고도 함)(10)는 저장부(11), 통신부(13), 제어부(15) 및 비컨 신호 송출부(17)를 포함할 수 있다.

각 구성요소를 좀 더 구체적으로 설명하면, 저장부(11)는 신호 수신 모듈(111), 신호 송신 모듈(112), 네트워크 설정 모듈(113), 평균치 계산 모듈(114), 비교 모듈(115) 및 PD 선정 모듈(116)을 포함할 수 있다. 각 모듈 또는 이들의 조합은 제어부(15)에 의해 수행되어 해당 기능을 수행할 수 있다.

예를 들면, 신호 수신 모듈(111)은 전기차의 EVCC가 충전 스테이션에서 공통 식별자인 제1 무선네트워크 식별자를 포함하는 제1 송출신호를 수신하도록 기능할 수 있다. 또한, 신호 수신 모듈(111)은 EVCC가 충전 스테이션의 SECC의 복수의 PDs로부터 고유 식별자인 제2 무선네트워크 식별자를 각각 포함하는 제2 송출신호들을 수신하도록 기능할 수 있다. 그리고 수신 신호 모듈(111)은 SECC 또는 PDs로부터 무선 네트워크 설정, 페어링, 정렬, 전기차 충전 등을 위한 명령이나 신호(제어 및/또는 데이터 송수신용 신호)를 수신할 수 있다.

신호 송신 모듈(112)은 EVCC가 충전 스테이션의 SECC로 제1 연결 요청 신호를 전송하도록 기능할 수 있다. 신호 송신 모듈(112)은 EVCC가 SECC의 특정 PD로 제2 연결 요청 신호를 전송하도록 기능할 수 있다. 그리고 신호 송신 모듈(112)은 SECC 또는 PDs로 페어링, 정렬, 전기차 충전 등을 위한 명령이나 신호(제어 및/또는 데이터 송수신용 신호)를 전송할 수 있다.

신호 수신 모듈(111)과 신호 송신 모듈(112)의 적어도 일부 구성요소는 서로 공유될 수 있다.

네트워크 설정 모듈(113)은 신호 수신 모듈(111)과 신호 송신 모듈(112)을 통한 명령 및 제어 통신 혹은 하이 레벨 통신에 따라 EVCC와 SECC 또는 EVCC와 특정 PD의 PDCC 사이에 무선 네트워크를 설정할 수 있다. 여기서, 무선 네트워크 설정은 전기차의 PD 탐색, 무선 전력 전송을 위한 얼라인먼트, 페어링, 전기차 충전 또는 이들의 조합을 위한 네트워크 설정을 포함할 수 있다.

평균치 계산 모듈(114)은 특정 PD 탐색에 있어서 그룹으로 한정된 일부 PDs의 일정 횟수의 수신 신호들의 평균을 계산한다. 평균치 계산 모듈(114)을 이용하면, 무선 신호에 대한 검색 대상을 한정하면서 한정된 검색 대상에서의 검색 횟수를 증가시키고 이의 평균치를 이용함으로써 탐색 장치의 효율과 성능을 높일 수 있다. 비교 모듈(115)은 평균치 계산 모듈(114)로부터 얻은 그룹 내 PDs의 수신 신호 세기의 평균치들을 비교하여 신호 레벨이 가장 큰 특정 PD를 선정하는데 이용될 수 있다. 전술한 평균치 계산 모듈(114)과 비교 모듈(115)은 이들의 조합 형태를 가지는 연산 모듈로 지칭될 수 있다.

PD 선정 모듈(116)은 비교 모듈(115)의 비교 결과에 따라 특정 PD를 전기차 충전 대상으로 선정한다. PD 선정 모듈(116)은 특정 PD의 고유 네트워크 식별자를 토대로 특정 PD 또는 특정 PD를 관리하는 SECC와 제2 무선네트워크를 설정하는 기능을 포함할 수 있다.

전술한 저장부(11)의 모듈들은 전기차 전력공급장치의 특정 PD를 효과적으로 탐색하기 위한 소프트웨어, 프로그램, 명령어 집합 또는 이들의 조합 형태를 가질 수 있다.

또한, 본 실시예에서 저장부(11)는 앞서 설명한 모듈들 외의 전기차 충전에 필요한 다른 모듈들을 더 포함할 수 있다. 즉, 저장부(11)는 페어링 모듈, 전기차 충전 개시 모듈, 전기차 충전 제어 모듈 및 전기차 충전 종료 모듈을 더 저장할 수 있다. 또한, 저장부(11)는 PD 탐색 방법을 위한 기본적인 구성요소들(111 내지 116) 외에 운영 체제(operating system) 모듈, 전기차 충전용 명령 및 제어 모듈, PLC 제어 모듈, 통신 모듈, 그래픽 모듈, 사용자 인터페이스 모듈, MPEG(moving picture experts group) 모듈, 카메라 모듈, 하나 이상의 애플리케이션 모듈, 과금 모듈, 또는 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 모듈은 명령어들의 집합으로서 명령어 세트(instruction set) 또는 프로그램으로 표현될 수 있다.

여기서, 운영 체제는 예컨대 애플의 '카플레이', 마이크로소프트의 '윈도우 인 더 카', 엔디비아의 '오토모티브 솔루션' 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 기존 컴퓨팅 장치나 모바일 장치의 다양한 운영 체제 즉, MS WINDOWS, LINUX, 다윈(Darwin), RTXC, UNIX, OS X, iOS, 맥 OS, VxWorks, 구글 OS, 안드로이드(android), 바다(삼성 OS), 플랜 9 등과 같은 내장 운영 체제를 포함할 수 있다. 전술한 운영 체제는 여러 가지의 하드웨어(장치)와 소프트웨어 구성요소(모듈) 사이의 통신을 수행하는 기능도 구비할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

이러한 저장부(11)는 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치와 같은 고속 랜덤 액세스 메모리 및/또는 비휘발성 메모리, 하나 이상의 광 저장 장치 및/또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다.

통신부(13)는 PD 탐색 장치(10)가 네트워크를 통해 전기차 전력공급장치의 SECC, SECC의 PDCC, 또는 네트워크상의 다른 장치(통신수단을 구비함)를 연결할 수 있다. 통신부(13)는 하나 이상의 통신 프로토콜을 지원하는 하나 이상의 유선 및/또는 무선 통신 서브시스템을 포함할 수 있다. 무선 통신 서브시스템은 무선 주파수(radio frequency, RF) 수신기, RF 송신기, RF 송수신기, 광(예컨대, 적외선) 수신기, 광 송신기, 광 송수신기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

여기서, 무선 네트워크는 기본적으로 Wi-Fi를 지칭하나, 이에 한정되지 않으며, 본 실시예의 통신부(13)는 다양한 무선 네트워크 예를 들어, GSM(Global System for Mobile Communication), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), CDMA(Code Division Multiple Access), W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), LET-A(LET-Advanced), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), WiMax, Wi-Fi(Wireless Fidelity), Bluetooth 등을 지원할 수 있다.

제어부(15)는 프로세서 또는 마이크로프로세서(microprocessor)를 구비할 수 있다. 제어부(15)는 하나 이상의 코어, 캐시 메모리, 메모리 인터페이스 및 주변장치 인터페이스를 포함할 수 있다. 제어부(15)가 멀티 코어 구조를 가지는 경우, 멀티 코어(multi-core)는 두 개 이상의 독립 코어를 단일 집적 회로로 이루어진 하나의 패키지로 통합한 것을 지칭할 수 있다. 또한, 제어부(15)가 단일 코어 구조를 가지는 경우, 단일 코어(single core)는 중앙 처리 장치(CPU)를 지칭할 수 있다. 중앙처리장치는 MCU(micro control unit)와 주변 장치(외부 확장 장치를 위한 집적회로)가 함께 배치되는 SOC(system on chip)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 여기서, 코어는 처리할 명령어를 저장하는 레지스터(register), 비교, 판단, 연산을 담당하는 산술논리연산장치(arithmetic logical unit, ALU), 명령어의 해석과 실행을 위해 CPU를 내부적으로 제어하는 내부 컨트롤 유닛(control unit), 내부 버스 등을 구비할 수 있다.

또한, 제어부(15)는 하나 이상의 데이터 프로세서, 이미지 프로세서, 코덱(CODEC) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 제어부(15)는 차량에 탑재되는 적어도 하나 이상의 전자제어장치(electric control unit, ECU)를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(15)는 주변장치 인터페이스와 메모리 인터페이스를 구비할 수 있고, 그 경우 주변장치 인터페이스는 제어부(15)와 입출력 시스템 및 다른 주변 장치(통신부, 비컨 신호 송출부 등)를 연결하고, 메모리 인터페이스는 제어부(15)와 저장부(11)를 연결할 수 있다.

전술한 구성의 제어부(15)는 저장부(11) 등에 저장되는 여러 가지의 소프트웨어 프로그램을 실행하여 프라이머리 디바이스 탐색 방법을 수행하기 위하여 명령 및 제어 통신이나 PLC 통신을 통해 데이터의 입력, 데이터 처리 및 데이터 출력을 수행할 수 있다. 또한, 제어부(15)는 저장부(11)에 저장되어 있는 특정한 소프트웨어 모듈(명령어 세트)을 실행하여 해당 모듈에 대응하는 특정한 여러 가지의 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부(15)는 저장부(11)에 저장된 소프트웨어 모듈들(111 내지 116 참조)에 의해 구현되는 PD 탐색 방법을 통해 전기차에서 충전 스테이션의 특정 충전 스팟에 위치하는 특정 PD를 효과적으로 탐색할 수 있다.

충전 스테이션의 전기차 전력공급장치(EVSE)의 특정 PD를 효과적으로 탐색하기 위해, 제어부(15)는 공통 네트워크 식별자로 EVSE의 SECC에 접속하여 EVSE 내 모든 PDs의 고유 네트워크 식별자들을 받아 저장하고, 모드 재시작되는 SECC의 모든 PDs의 적어도 일부 PDs로부터 각각의 무선 신호를 수신하고, 수신 신호 세기들을 토대로 전기차 충전을 위한 특정 PD를 선정할 수 있다.

비컨 신호 송출부(17)는 선택적인 구성요소로서 전기차 측에서 SECC나 PDCC를 활성화하는데 이용되는 신호를 송출하는 수단이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부를 포함할 수 있다. 비컨 신호 송출부(17)에서 송출되는 신호는 WoWL(walk on wireless LAN)을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다. 전기차 측에서 SECC나 PDCC의 상태를 활성화하거나 SECC 또는 PDCC 측에서 전기차의 EVCC의 적어도 일부 기능(PD 탐색 기능 등)을 활성화할 수 있는 신호라면 본 실시예의 PD 탐지 장치의 비킨 신호 송출부(17)에 적용 가능하다.

한편, 본 실시예에 있어서, PD 탐색 장치의 구성요소들(111 내지 116 등)은 전기차에 탑재되는 제어기나 전자제어장치의 기능 블록 또는 모듈일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 전술한 구성요소들은 이들이 수행하는 일련의 기능(PD 탐색 방법의 적어도 일부 기능)을 구현하기 위한 소프트웨어 형태로 컴퓨터 판독 가능 매체(기록매체)에 저장되거나 혹은 캐리어 형태로 원격지에 전송되어 전기차의 전자제어장치에서 동작하도록 구현될 수 있다. 여기서 컴퓨터 판독 가능 매체는 네트워크를 통해 연결되는 복수의 컴퓨팅 장치나 클라우드 시스템에 연결될 수 있고, 복수의 컴퓨팅 장치나 클라우드 시스템 중 적어도 하나 이상은 PD 탐색 장치(10)의 저장부(11)에 본 실시예의 PD 탐색 방법을 수행하기 위한 소스 코드, 중간 단계의 코드, 실행 코드 등을 저장할 수 있다.

즉, 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하는 형태로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램은 본 실시예의 PD 탐색을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것을 포함할 수 있다. 그리고 컴퓨터 판독 가능 매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 하드웨어 장치는 본 실시예의 PD 탐색 방법을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력공급장치 통신제어기를 구비한 전기차 충전 시스템 아키텍처에서 통신 서브시스템을 설명하기 개략도이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기차 충전 시스템에 있어서, 전력공급장치(supply equipment)와 전기차(electric vehicle) 간의 상호 작용은 명령 및 제어 통신이나 선택적 구성인 PLC를 통해 성립될 수 있다.

무선 전력 전송 프로세스에 있어서, 전력 전송의 시작, 실시 및 종료 혹은 안전 관련 기능과 같은 주요 단계들은 명령 및 제어 통신과 신호들을 통해 관리될 수 있다. 전력공급장치와 전기차는 이들 사이의 무선 전력 전송에 대한 추가적인 파라미터 예를 들어 충전 프로파일, 과금 정보 등을 교환하기 위해 PLC를 이용할 수 있다.

단일 무선 전력 전송 시스템 또는 전기차 충전 시스템에 있어서, 전력공급장치는 인프라(infrastructures) 측에 설치된 모든 장치의 플레이스홀더일 수 있고, 전기차는 전기차 측에 설치되는 모든 장치의 플레이스홀더일 수 있다.

예를 들어, 전력공급장치는 전력공급장치 제어기(SECC, 20)를 포함할 수 있고, SECC(20)는 SECC 안테나(21)와 하나 이상의 프라이머리 디바이스를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 프라이머리 디바이스(PD)는 실질적으로 서로 동일한 구조를 가지는 제1 PD(22a)와 제2 PD(22b)를 포함하고, 제1 PD(22a)는 통신제어기(primary device communication controller, PDCC, 221)를 포함할 수 있다. PDCC(221)는 PDCC 안테나(223), PDCC 신호전송기(PDCC signaller, 225), PDCC 검출기(PDCC detector, 227) 및 PDCC WLN 안테나(229)를 구비할 수 있다.

또한, 전기차의 PD 탐색 장치는, 전기차 통신제어기(도 3 및 도 5의 10 참조)의 저장부에 프로그램 모듈(도 7의 111 내지 116 참조)을 저장하고 이 프로그램 모듈을 수행하여 특정 PD를 탐색하도록 구성(도 7의 10 참조)될 수 있으며, 그 경우 본 실시예의 PD 탐색 장치에 구비되는 전기차 통신제어기(EVCC)(10a)는 SECC(20) 또는 SECC(33)에 연결된 PDCCs(22a, 22b)와 통신하도록 구성될 수 있다.

여기서, SECC(20)와 1차측 장치 통신제어기(primary device communication controller, PDCC)와 하나의 단일 하드웨어 부품으로 구현될 수 있다. 이와 유사하게, EVCC(10a)는 전기차의 2차측 장치 통신제어기(secondary device communication controller, SDCC)를 포함할 수 있고, SDCC와 하나의 단일 하드웨어 부품으로 구현될 수 있다.

EVCC 또는 SDCC(10a)는 SECC(20) 및/또는 PDCCs(22a, 22b)와의 통신을 위해 SDCC 안테나(122), SDCC 검출기(SDCC detector, 124), SDCC 신호전송기(SDCC signaller, 126) 및 SDCC WLN 안테나(128)를 구비할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 다른 전기차의 다른 PD 탐색 장치는 전술한 EVCC(10a)와 실질적으로 동일한 구조를 가지는 다른 EVCC(10b)를 구비할 수 있다. 그리고 전술한 EVCC(10a)는 전기차의 적어도 하나의 전자제어장치(12a)에 탑재될 수 있으며, 이와 유사하게 전술한 EVCC(10b)도 전기차의 적어도 하나의 전자제어장치(12b)에 탑재될 수 있다.

전술한 구성을 통해, 전력공급장치와 전기차는 상호 간에 P2PS(peer to peer signaling), P2PC(peer to peer communication), WLN(wireless local network) 또는 이들의 조합을 통해 PD 탐색 이외에 페어링, 정렬, 미세 정렬, 전기차 충전 등을 위한 통신을 수행할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 SECC와 EVCC 간의 통신과 PDCCs과 EVCC 간의 통신을 함께 이용하는 것을 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 본 발명의 방법은 복수의 PDCCs 중 적어도 어느 하나의 PDCC와 EVCC 간의 통신을 통해 대부분의 PD 탐색 절차를 수행하도록 구현될 수 있으며, 더욱이 전력공급장치와 전기차 간에 WLN 통신, P2PS 통신, P2PC 통신 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 남기고 나머지를 생략한 상태로 PD 탐색 절차를 수행하도록 구현될 수 있다. 아울러, SECC(20) 및 다른 SECC에 연결되고 이것들을 제어하거나 조정하는 조정장치(coordinator)가 구비되는 경우, 충전 스테이션의 전기차 전력공급장치(EVSE)는 복수의 SECCs를 구비하는 것도 가능하다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력공급장치 통신제어기의 작동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 전력공급장치 통신제어기(SECC)의 작동 방법은, SECC가 전기차에서 송출되는 비컨(beacon) 신호를 수신하는 것으로 시작될 수 있다(S91). 비컨 신호가 수신되면, SECC는 활성화되어 전기차와 무선네트워크를 연결하기 위한 작업을 시작할 수 있다.

다음, SECC는 제1 네트워크 식별자를 포함한 신호(제1 송출 신호라 함)를 송출한다(S92). 제1 송출 신호는 SECC가 관리하는 복수의 PDs의 PDCC 안테나들을 통해 송출될 수 있다. 제1 송출 신호는 복수의 PDs 모두에 공통으로 부여된 공통 식별자인 제1 네트워크 식별자를 포함한다.

다음, SECC는 제1 송출 신호를 받은 전기차로부터 제1 네트워크 식별자에 기초한 네트워크 연결 요청(제1 연결 요청)을 수신한다(S93). 이때, SECC는 제1 연결 요청에 대한 응답을 전기차의 EVCC에 전달할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 응답은 생략될 수 있다.

다음, SECC는 제1 연결 요청에 응하여 EVCC와 제1 무선네트워크를 설정한다(S94). 제1 무선네트워크는 충전 스테이션 내 모든 PDs에 공통으로 적용된 단일 네트워크 식별자를 이용하므로, 충전 스테이션의 네트워크 영역에 진입한 전기차는 충전 스테이션의 EVSE와 전기차 충전 등을 위한 초기 통신을 신속하게 정확하게 설정할 수 있다.

다음, SECC는 제1 무선네트워크를 통해 전기차로 복수의 PDs에 대한 제2 네트워크 식별자들에 대한 정보를 제공한다(S95). 구현에 따라서, 전기차의 EVCC는 SECC의 허용 설정에 따라 SECC의 저장부에 저장된 제2 네트워크 식별자들에 대한 정보를 자동 추출하여 제1 무선네트워크를 통해 EVCC로 가져가도록 구성될 수 있다. 여기서, 제2 네트워크 식별자들에 대한 정보는 복수의 PDs에 대하여 각각 고유하게 부여된 네트워크 식별자들의 집합이다. 제2 네트워크 식별자들이 EVCC에 제공되면, SECC는 해당 전기차에 대한 네트워크 주소를 각 PD에 할당할 수 있다. 네트워크 주소는 인터넷 프로토콜(intrenet protocol, IP)를 포함할 수 있다.

또한, SECC는 제1 무선네트워크가 설정된 상태에서 복수의 PDs 각각의 송출 신호에 대한 기설정 전력 세기 등에 대한 정보를 추가로 EVCC에 제공할 수 있다.

다음, SECC는 제1 무선네트워크를 해제하고 제2 무선네트워크를 설정하기 위해 작동 모드를 재시작한다(S96). 작동 모드의 재시작은 장치의 물리적인 작동 중지 없이 소프트웨어적으로 수행되는 소프트 액세스 포인트 모드 동작으로 수행될 수 있다. 작동 모드가 재시작되면, 각 PD는 고유 식별자인 제2 네트워크 식별자로 재설정될 수 있다.

다음, SECC 또는 SECC에 연결되는 복수의 PDCCs는 복수의 PDs 각각에서 서로 다른 제2 네트워크 식별자를 각각 포함한 신호(제2 송출 신호)를 송출한다(S97). 제2 송출 신호는 자신의 송출 전력에 대한 세기 정보를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

다음, SECC 또는 특정 PDCC는 EVCC로부터 특정 PD에 대한 네트워크 연결 요청(제2 연결 요청)을 수신한다(S98). 제2 연결 요청은 복수의 PDs의 제2 송출 신호들의 수신 신호 세기들을 토대로 EVCC에서 선정한 특정 PD에 대한 네트워크 연결 시도를 포함할 수 있다. 이때, SECC 또는 특정 PDCC는 제2 연결 요청에 대한 응답을 EVCC에 제공할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

다음, SECC는 제2 연결 요청에 응하여 EVCC와의 사이에 채널을 개설하여 제2 무선네트워크의 연결을 설정할 수 있다(S99). 제2 무선네트워크가 설정되면, SECC는 EVCC와의 통신을 통해 전기차 충전을 위한 이동, 미세 정렬, 페어링, 충전 시작, 충전 수행 제어, 충전 모니터링, 충전 종료 등을 제어할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

전기차 통신제어기(electric vehicle communication controller, EVCC)를 포함하는 탐색 장치에서 전기차 전력공급장치(electric vehicle supply equipment, EVSE)의 특정 프라이머리 디바이스(primary device, PD)를 탐색하는 방법에 있어서,
상기 전기차가 진입한 충전 스테이션의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)로부터, 또는 상기 SECC에 의해 관리되고 상기 충전 스테이션의 복수의 충전 스팟들(charging spots)에 대응하는 위치에 배치되는 복수의 프라이머리 디바이스들(PDs) 중 적어도 하나 이상으로부터 제1 네트워크 식별자를 포함한 제1 송출 신호를 수신하는 단계;
상기 SECC로 상기 제1 네트워크 식별자에 기초한 제1 연결 요청 신호를 송신하는 단계;
상기 제1 연결 요청 신호에 대한 상기 SECC의 제1 응답에 따라 상기 SECC와 제1 무선네트워크를 설정하는 단계;
상기 SECC로부터 상기 제1 무선네트워크를 통해 상기 복수의 PDs의 제2 네트워크 식별자들을 받는 단계;
상기 제1 무선네트워크가 해제된 상태에서 상기 복수의 PDs로부터 상기 제2 네트워크 식별자를 각각 포함한 제2 송출 신호들을 수신하는 단계; 및
상기 제2 송출 신호들의 수신 신호 레벨들에 기초하여 상기 복수의 PDs 중 특정 PD와 제2 무선네트워크를 설정하는 단계를 포함하는,
전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 네트워크 식별자는 상기 복수의 PDs에 동일하게 부여된 공통 식별자를 포함하는, 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 네트워크 식별자들은 상기 복수의 PDs에 서로 다르게 각각 부여된 고유 식별자들을 포함하는, 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 송출 신호들을 수신하는 단계는, 상기 제2 송출 신호들 각각의 수신 신호 레벨을 토대로 기준값 이상의 신호 레벨을 가진 적어도 하나 이상의 PD를 그룹으로 구분하고, 상기 그룹의 적어도 하나 이상의 PD로부터 일정 횟수 이상의 신호들을 각각 수신하며,
상기 제2 송출 신호들을 수신하는 단계 후에,
상기 일정 횟수 이상의 신호들의 수신 신호 레벨들에 대한 평균치를 토대로 상기 그룹 내 특정 PD를 선정하는 단계를 더 포함하는,
전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 특정 PD를 선정하는 단계 후에,
상기 SECC로 상기 특정 PD에 대한 제2 연결 요청 신호를 송신하는 단계; 및
상기 SECC로부터 상기 제2 연결 요청 신호에 대한 제2 응답을 수신하는 단계를 더 포함하는, 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 복수의 PDs 각각은 1차 코일 및 안테나를 포함하고 인접하게 위치하는 안테나들은 서로 간격 두고 배열되는, 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 네트워크 식별자(SSID: service set identifier)를 포함한 제1 송출 신호를 수신하는 단계 전에,
상기 전기차의 전기차 통신제어기(electric vehicle communication controller, EVCC)에서 상기 SECC의 전원을 켜거나 상기 SECC를 절전 모드에서 깨우는 신호를 송출하는 단계를 더 포함하는,
전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 방법.
전기차에 탑재되어 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스(primary device, PD)를 탐색하는 PD 탐색 장치에 있어서,
충전 스테이션의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)와 신호를 송수신하는 통신부; 및
상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는, 상기 SECC로부터, 또는 상기 SECC에 의해 관리되고 상기 충전 스테이션의 복수의 충전 스팟들(charging spots)에 각각 대응하는 복수의 프라이머리 디바이스들(PDs) 중 적어도 일부로부터 제1 네트워크 식별자를 포함한 제1 송출 신호를 수신하고, 상기 SECC로 상기 제1 네크워크 식별자에 기초한 제1 연결 요청 신호를 송신하고, 상기 제1 연결 요청 신호에 대한 상기 SECC의 제1 응답에 따라 상기 SECC와 제1 무선네트워크를 설정하고, 상기 SECC로부터 상기 제1 무선네트워크를 통해 상기 복수의 PDs의 제2 네트워크 식별자들을 받아 저장부에 저장하고, 상기 제1 무선네트워크가 설정 해제된 후 상기 복수의 PDs 각각으로부터 상기 제2 네트워크 식별자를 포함한 제2 송출 신호들을 수신하고, 상기 제2 송출 신호들의 수신 신호 레벨들에 기초하여 상기 복수의 PDs 중 특정 PD와 제2 무선네트워크를 설정하는, 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 네트워크 식별자는 상기 복수의 PDs에 동일하게 부여된 공통 식별자를 포함하는, 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 제2 네트워크 식별자들은 상기 복수의 PDs에 서로 다르게 각각 부여된 고유 식별자들을 포함하는, 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제2 송출 신호들을 수신할 때, 상기 제2 송출 신호들 각각의 수신 신호 레벨을 토대로 기준값 이상의 신호 레벨을 가진 적어도 하나 이상의 PD를 그룹으로 구분하고 상기 그룹의 적어도 하나 이상의 PD로부터 일정 횟수 이상의 신호들을 각각 수신하며,
상기 제2 송출 신호들을 수신한 후에, 상기 일정 횟수 이상의 신호들의 수신 신호 레벨들에 대한 평균치를 토대로 상기 그룹 내 특정 PD를 선정하는, 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 제어부는, 상기 특정 PD를 선정한 후에 그리고 상기 제2 무선네트워크를 설정하기 전에, 상기 SECC로 상기 특정 PD에 대한 제2 네트워크 식별자를 포함한 제2 연결 요청 신호를 송신하고, 상기 SECC로부터 상기 제2 연결 요청 신호에 대한 제2 응답을 수신하는, 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 복수의 PDs 각각은 1차 코일과 안테나를 포함하고, 인접하게 배열되는 안테나들은 서로 간격을 두고 배열되는, 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제어부에 연결되는 비컨 신호 송출부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 제1 네트워크 식별자(SSID: service set identifier)를 포함한 제1 송출 신호를 수신하기 전에, 상기 비컨 신호 송출부를 제어하여 상기 SECC의 전원을 켜거나 상기 SECC를 절전 모드에서 깨우는 비컨 신호를 송출하는, 전기차 전력공급장치의 프라이머리 디바이스 탐색 장치.
전기차 전력공급장치(Electric vehicle supply equipment, EVSE)의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)의 작동 방법에 있어서,
상기 SECC에 연결된 안테나 또는 상기 SECC에 의해 관리되는 복수의 프라이머리 디바이스들(primary devices, PDs)의 적어도 하나 이상에 연결된 적어도 하나 이상의 안테나를 통해 제1 네트워크 식별자를 포함한 신호를 송출하는 단계;
전기차 통신제어기(electric vehicle communication controller, EVCC)로부터 상기 제1 네트워크 식별자를 포함한 제1 연결 요청 신호를 수신하는 단계;
상기 제1 연결 요청 신호에 응하여 상기 EVCC와 제1 무선네트워크를 설정하는 단계;
상기 제1 무선네트워크를 통해 상기 복수의 PDs의 제2 네트워크 식별자들에 대한 정보를 상기 EVCC에 제공하는 단계;
상기 복수의 PDs의 작동 모드가 상기 제1 네트워크 식별자에 기초한 제1 모드에서 상기 제2 네트워크 식별자들에 기초한 제2 모드로 변경되도록 상기 SECC 또는 상기 복수의 PDs의 모드를 재시작하는 단계;
상기 복수의 PDs에 각각 연결된 안테나들을 통해 상기 제2 네트워크 식별자를 포함한 신호들을 각각 송출하는 단계;
상기 EVCC로부터 상기 복수의 PDs 중 특정 PD의 제2 네트워크 식별자를 포함한 제2 연결 요청 신호를 수신하는 단계; 및
상기 제2 연결 요청 신호에 응하여 상기 특정 PD와 상기 EVCC 간에 제2 무선네트워크를 설정하는 단계를 포함하는, 전력공급장치 통신제어기의 작동 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 제1 네트워크 식별자는 상기 복수의 PDs에 동일하게 부여된 공통 식별자를 포함하는, 전력공급장치 통신제어기의 작동 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 제2 네트워크 식별자들은 상기 복수의 PDs에 서로 다르게 부여된 고유 식별자들을 포함하는, 전력공급장치 통신제어기의 작동 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 제2 네트워크 식별자들에 대한 정보를 제공하는 단계는, 상기 제2 네트워크 식별자들에 각각 대응하는 상기 복수의 PDs의 매체 접근 제어(media access control, MAC) 주소 또는 인터넷 프로토콜(internet protocol, IP) 주소를 할당하는, 전력공급장치 통신제어기의 작동 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 복수의 PDs 각각은 1차 코일 및 안테나를 포함하고, 인접하게 위치하는 안테나들은 서로 간격 두고 배열되는, 전력공급장치 통신제어기의 작동 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 제1 네트워크 식별자(SSID: service set identifier)를 포함한 신호들을 송출하는 단계 전에, 상기 EVCC로부터 상기 SECC의 전원을 켜거나 상기 SECC를 절전 모드에서 깨우는 비컨 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는, 전력공급장치 통신제어기의 작동 방법.