KR20180002032A - 연산부를 포함하는 배터리 충전시스템 - Google Patents

연산부를 포함하는 배터리 충전시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20180002032A
KR20180002032A KR1020170078462A KR20170078462A KR20180002032A KR 20180002032 A KR20180002032 A KR 20180002032A KR 1020170078462 A KR1020170078462 A KR 1020170078462A KR 20170078462 A KR20170078462 A KR 20170078462A KR 20180002032 A KR20180002032 A KR 20180002032A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
charging
time
charge
battery
Prior art date
Application number
KR1020170078462A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102022647B1 (ko
Inventor
한연수
Original Assignee
주식회사 마루온
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 마루온 filed Critical 주식회사 마루온
Priority to PCT/KR2017/006663 priority Critical patent/WO2018004205A1/ko
Publication of KR20180002032A publication Critical patent/KR20180002032A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102022647B1 publication Critical patent/KR102022647B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B60L11/1848—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/66—Data transfer between charging stations and vehicles
    • B60L53/665—Methods related to measuring, billing or payment
    • B60L11/1861—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/0071—Regulation of charging or discharging current or voltage with a programmable schedule
    • H02J7/0073—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/40—Working vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/10—Temporary overload
    • B60L2260/16—Temporary overload of electrical drive trains
    • B60L2260/162—Temporary overload of electrical drive trains of electrical cells or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/10—Temporary overload
    • B60L2260/16—Temporary overload of electrical drive trains
    • B60L2260/167—Temporary overload of electrical drive trains of motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/10—Road Vehicles
    • B60Y2200/15—Fork lift trucks, Industrial trucks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations

Abstract

본 발명은, 축전지의 사용량을 측정할 수 있는 측정부와, 상기 사용량을 저장하는 저장부와, 정보를 유무선으로 송수신하는 제1송수신부를 포함하는 적어도 하나의 전동장치와; 상기 전동장치와 상기 정보를 유무선으로 송수신하는 제2송수신부와, 상기 정보를 이용하여 충전 완료시간을 산출하고, 상기 전동장치의 사용 시작시간 및 전력분산 시간대, 총 사용 전력량을 입력 받아 충전 시작시간을 산출하고, 출력 전류 및 정지 시간을 산출하는 충전 연산부와, 전류 사용량 및 사용상태를 확인하는 측정부와, 전류량을 조절하고 충전을 시작 및 정지시키는 제어부를 포함하는 적어도 하나의 충전기를 포함하는 축전지 충전시스템을 제공한다.

Description

연산부를 포함하는 배터리 충전시스템 {Battery Charging System Including Calculating Unit}
본 발명은 배터리 충전시스템에 관한 것으로, 특히 다수의 배터리의 완전충전시간을 산출하고 이를 이용하여 충전시간대를 조절함으로써, 충전전력의 사용이 분산되는 연산부를 포함하는 배터리 충전시스템에 관한 것이다.
산업의 발전과 더불어 배터리(2차전지, 축전지)의 사용이 증가하고 있는데, 이러한 배터리는 일정 시간 사용 후 충전을 해야 하며, 일반적으로 배터리가 완전 방전된 경우 또는 하루 일과가 종료된 경우 배터리를 충전하게 된다.
하지만 니켈 계열의 배터리를 제외하고는 완전 방전 후 충전할 경우 배터리의 수명이 짧아지기 때문에, 일반적으로 배터리의 사용이 끝나는 시점인 일과 종료 시에 배터리를 충전하게 된다.
예를 들어, 전동지게차와 같은 전동장치 100대를 사용하는 산업현장에서는, 하루의 일과가 종료되는 퇴근 무렵에 일괄적으로 전동장치 전체의 배터리의 충전을 시작하여 다음날 일과 시작 전에 전동장치 전체의 배터리의 충전을 완료한다.
그런데, 이와 같이 다수의 전동장치의 배터리를 동시에 충전할 경우, 충전전력량의 사용이 동시간대에 몰리고, 심할 경우 전기의 과사용으로 화재가 발생하는 문제가 있다.
그리고, 동일한 시간에 다수의 전동장치의 배터리를 충전하므로, 고 충전전력이 필요하며, 그 결과 고 충전전력을 공급하는 고가의 전력공급 설비를 갖추어야 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 다수의 배터리의 방전량과 충전기의 충전특성을 고려하여 다수의 배터리의 완전충전시간을 산출하고 산출된 완전충전시간을 이용하여 다수의 배터리에 대한 충전시간대를 조절함으로써, 충전전력량의 사용이 분산되어 전기 과사용에 의한 화재가 방지되는 충전연산부를 포함하는 배터리 충전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 완전충전시간을 이용하여 충전 시간대를 조절함으로써, 충전전력이 효율적으로 활용되어 저가의 전력공급 설비의 사용이 가능한 충전연산부를 포함하는 배터리 충전시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 배터리와, 상기 배터리의 방전량을 측정하는 배터리측정부와, 상기 방전량을 저장하는 저장부와, 상기 방전량과 사용시작시점을 송수신하는 배터리송수신부를 포함하는 적어도 하나의 전동장치와; 상기 방전량과 상기 사용시작시점을 송수신하는 충전기송수신부와, 상기 방전량을 이용하여 상기 배터리의 완전충전시간을 산출하고 상기 사용시작시점과 전력분산 시간대를 이용하여 충전시작시점을 산출하는 연산부와, 충전량과 충전 전력을 측정하는 충전기측정부와, 제어명령에 따라 충전전류와 충전을 조절하는 제어부를 포함하는 적어도 하나의 충전기와; 상기 완전충전시간과 상기 충전 전력으로부터 상기 전력분산 시간대를 산출하고, 상기 충전 전력으로부터 상기 제어명령을 산출하는 중앙서버를 포함하는 배터리 충전시스템을 제공한다.
그리고, 상기 배터리 충전시스템은, 상기 방전량과 상기 충전량 중 적어도 하나를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 충전기의 상기 충전전류와 상기 적어도 하나의 충전기의 충전정지, 충전재개는 상기 표시부를 통하여 수동으로 제어되거나, 휴대용 단말기를 통하여 원격으로 제어될 수 있다.
그리고, 상기 적어도 하나의 충전기는, 최대충전시간에서 미세충전시간을 감산한 값에 상기 방전량을 곱한 후 다시 상기 미세충전시간을 가산하여 상기 완전충전시간을 산출할 수 있다.
또한, 상기 중앙서버는, 상기 완전충전시간을 고려하여 상기 충전 전력의 합이 전력공급 설비의 최대전력 이하 또는 상기 최대전력 미만의 설정값 이하가 되도록 상기 전력분산 시간대를 산출할 수 있다.
그리고, 상기 적어도 하나의 충전기는, 상기 완전충전시간이 길수록 일과종료시점으로부터 멀게 상기 충전시작시점을 설정하고, 상기 완전충전시간이 짧을수록 상기 사용시작시점에 가깝게 상기 충전시작시점을 설정할 수 있다.
또한, 상기 중앙서버는, 상기 적어도 하나의 충전기의 상기 충전 전력을 합산하여 실시간으로 순간전력을 산출하고, 상기 순간전력을 기준전력과 비교하여 상기 제어명령을 산출할 수 있다.
그리고, 상기 중앙서버는, 상기 순간전력이 상기 기준전력을 초과할 경우 상기 충전전류의 감소 또는 충전정지에 대응되는 상기 제어명령을 산출하고, 상기 순간전력이 상기 기준전력 이하일 경우 상기 충전전류의 유지 또는 충전재개에 대응되는 상기 제어명령을 산출할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은, 다수의 배터리의 방전량과 다수의 충전기의 충전특성을 고려하여 다수의 배터리의 완전충전시간을 산출하고 산출된 완전충전시간을 이용하여 다수의 배터리에 대한 충전시간대를 조절함으로써, 충전전력의 사용이 분산되어 전기 과사용에 의한 화재가 방지되는 효과를 갖는다.
그리고, 완전충전시간을 이용하여 충전 시간대를 조절함으로써, 충전전력이 효율적으로 활용되어 저가의 전력공급 설비의 사용이 가능한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템의 전동장치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템의 충전기를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템의 일반충전모드의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템의 분산충전모드의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 본 발명의 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템의 전동장치를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템의 충전기를 도시한 도면이다.
도 1, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템(110)은, 적어도 하나의 전동장치(120), 적어도 하나의 충전기(130), 중앙서버(140), 표시부(150)를 포함한다.
적어도 하나의 전동장치(120)는, 각각 전동장치 고유번호(IDV)를 가지고, 배터리(122), 배터리측정부(124), 저장부(12), 배터리송수신부(128)를 포함할 수 있으며, 예를 들어 전동지게차 또는 전동카트 일 수 있다.
배터리(122)는, 방전에 의하여 각 전동장치(120)에 전력을 공급하는 전력원으로, 예를 들어 48V, 700Ah의 용량을 가질 수 있다.
배터리측정부(124)는, 배터리(122)의 방전량(방전 전력량)과 같은 방전상태를 측정하며, 예를 들어 방전전압, 방전전류, 방전시간을 측정할 수 있다.
저장부(126)는, 배터리(122)의 방전량을 저장하며, 예를 들어 배터리측정부(124)가 측정한 방전전압, 방전전류를 방전시간과 함께 누적하여 저장할 수 있다.
배터리송수신부(128)는, 각 충전기(130) 또는 중앙서버(140)로 전동장치 고유번호(IDV), 배터리(122)의 방전량 등과 같은 방전정보와 배터리(122) 또는 각 전동장치(120)의 사용시작시점과 같은 사용정보를 무선 또는 유선으로 송신하고, 각 충전기(130) 또는 중앙서버(140)로부터 충전기 고유번호(IDC), 배터리(122)의 충전량(충전 전력량) 등과 같은 충전정보를 무선 또는 유선으로 수신할 수 있다.
예를 들어, 배터리송수신부(128)는 인터넷을 통하여 다양한 정보를 송수신 할 수 있다.
적어도 하나의 충전기(130)는, 각각 충전기송수신부(132), 연산부(134), 충전기측정부(136), 제어부(138)를 포함한다.
충전기송수신부(132)는, 각 전동장치(120) 또는 중앙서버(140)로부터 전동장치 고유번호(IDV), 배터리(122)의 방전량 등과 같은 방전정보와 배터리(122) 또는 각 전동장치(120)의 사용시작시점 등과 같은 사용정보를 무선 또는 유선으로 수신하고, 각 전동장치(120) 또는 중앙서버(140)로 완전충전시간과 충전기 고유번호(IDC), 배터리(122)의 충전량 등과 같은 충전정보를 무선 또는 유선으로 실시간으로 송신하고, 중앙서버(140)로부터 전력분산 시간대 등과 같은 전력정보와 충전전류 감소 또는 일시적 충전정지 등과 같은 제어명령을 무선 또는 유선으로 실시간으로 수신할 수 있다.
예를 들어, 충전기송수신부(132)는 인터넷을 통하여 다양한 정보를 송수신 할 수 있다.
연산부(134)는, 방전량 등과 같은 방전정보를 이용하여 배터리(122)의 완전충전시간을 산출하고, 사용시작시점 등과 같은 사용정보와 전력분산 시간대 등과 같은 전력정보를 이용하여 배터리(122)의 충전시작시점, 충전전압, 충전전류, 충전정지시점 등을 산출할 수 있다.
충전기측정부(136)는, 각 충전기(130)의 충전량(충전 전력량), 충전 전력과 같은 충전상태를 측정하며, 예를 들어 충전전압, 충전전류, 충전시간을 측정할 수 있다.
제어부(138)는, 충전전류 감소 또는 충전 일시정지 등과 같은 제어명령에 따라 각 충전기(130)의 충전전압, 충전전류를 조절하거나, 각 충전기(130)의 충전정지 및 충전재개를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(138)는, 배터리(122)의 자기방전을 보충하기 위하여 부하가 없는 상태에서 미소전류로 충전하는 미세충전(또는 세류충전)을 이행할 수 있다.
중앙서버(140)는, 각 전동장치(120)로부터 전동장치 고유번호(IDV), 배터리(122)의 방전량 등과 같은 방전정보와 배터리(122) 또는 각 전동장치(120)의 사용시작시점 등과 같은 사용정보를 무선 또는 유선으로 수신하여 각 충전기(130)로 방전정보와 사용정보를 무선 또는 유선으로 송신하고, 각 충전기(130)로부터 완전충전시간과 충전기 고유번호(IDC), 배터리(122)의 충전량, 충전 전력 등과 같은 충전정보를 실시간으로 무선 또는 유선으로 수신하여 각 전동장치(120)로 충전정보를 무선 또는 유선으로 송신할 수 있다.
그리고, 중앙서버(140)는, 각 충전기(130)의 완전충전시간과 충전 전력의 합으로부터 전력분산 시간대를 산출하고, 각 충전기(130)로 전력분산 시간대 등과 같은 전력정보를 무선 또는 유선으로 송신할 수 있는데, 예를 들어 완전충전시간을 고려하여 동시에 동작하는 다수의 충전기(130)의 충전 전력의 합이 전력공급 설비의 최대전력 이하 또는 최대전력 미만의 특정 설정값(예를 들어, 최대전력의 70%) 이하가 되도록 전력분산 시간대를 산출할 수 있다.
또한, 중앙서버(140)는, 각 충전기(130)의 충전 전력을 합산하여 실시간으로 순간전력을 산출하고, 산출된 순간전력을 기준전력과 비교하고, 비교결과에 따라 충전전압, 충전전류, 충전정지, 충전재개를 결정하고, 각 충전기(130)로 결정에 대응되는 제어명령을 실시간으로 무선 또는 유선으로 송신할 수 있는데, 예를 들어 순간전력이 기준전력을 초과할 경우 전기의 과도사용으로 판단하여 각 충전기(130)로 충전전류 감소 또는 충전정지 등과 같은 제어명령을 실시간으로 무선 또는 유선으로 송신하고, 순간전력이 기준전력 이하일 경우 각 충전기(130)로 충전전류 유지 또는 충전재개 등과 같은 제어명령을 실시간으로 무선 또는 유선으로 송신할 수 있다.
예를 들어, 중앙서버(140)는 인터넷을 통하여 다양한 정보를 송수신 할 수 있다.
표시부(150)는, 각 배터리(122)의 방전정보 또는 각 충전기(130)의 충전정보 등을 표시할 수 있으며, 사용자는 표시부(150)를 통하여 충전전압, 충전전류, 충전시작, 충전정지, 충전재개를 수동으로 제어할 수도 있다.
한편, 다른 실시예에서는, 사용자가 표시부(150) 대신 스마트폰과 같은 휴대용 단말기를 통하여 충전전압, 충전전류, 충전시작, 충전정지, 충전재개를 원격으로 제어할 수도 있다.
이러한 배터리 충전시스템(110)은, 상대적으로 소수인 배터리(122)에 대한 일반충전모드 또는 상대적으로 다수인 배터리(122)에 대한 분산충전모드로 동작하는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템의 일반충전모드 및 분산충전모드의 동작을 설명하기 위한 흐름도로서, 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템(110)은, 전력분산을 고려하지 않을 정도로 상대적으로 소수인 전동장치(120)의 배터리(122)에 대하여 일반충전모드로 동작한다.
일과 중에, 적어도 하나의 전동장치(120)는, 각각 배터리(122)의 방전전압, 방전전류, 방전시간을 측정하여 방전량 등과 같은 방전정보를 저장하고, 다음날 일과의 배터리(122) 또는 전동장치(120)의 사용시작시점과 같은 사용정보를 저장한다.
일과 종료 후, 적어도 하나의 전동장치(120)의 배터리(122)와 적어도 하나의 충전기(130)를 각각 연결한다(st10).
이후, 적어도 하나의 전동장치(120)는, 각각 전동장치 고유번호(IDV), 방전정보, 사용정보를 직접 또는 중앙서버(140)를 통하여 적어도 하나의 충전기(130)로 송신한다(st12).
이후, 적어도 하나의 충전기(130)는, 각각 방전정보를 이용하여 적어도 하나의 전동장치(120)의 배터리(122)의 완전충전시간을 산출하는데(st14), 예를 들어 최대충전시간에서 미세충전시간을 감산한 값에 방전량을 곱한 후 다시 미세충전시간을 가산하여 완전충전시간을 산출할 수 있다.
이후, 적어도 하나의 충전기(130)는, 각각 적어도 하나의 전동장치(120)의 배터리(122)에 대한 충전을 시작하고(st16), 완전충전시간이 경과하면 적어도 하나의 전동장치(120)의 배터리(122)에 대한 충전을 종료한다(st18).
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템(110)이 전력분산을 고려하지 않을 정도로 상대적으로 소수인 전동장치(120)의 배터리(122)에 대하여 일반충전모드로 동작할 경우, 적어도 하나의 전동장치(120)의 배터리(122)의 방전정보를 이용하여 각 배터리(122)의 완전충전시간을 산출하고, 완전충전시간에 따라 각 배터리(122)를 충전하는데, 모든 배터리(122)에 대하여 동일한 충전시작시점에 충전을 시작할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템(110)은, 전력분산을 고려해야 할 정도로 상대적으로 다수인 전동장치(120)의 배터리(122)에 대하여 분산충전모드로 동작한다.
먼저, 일과 중에, 적어도 하나의 전동장치(120)는, 각각 배터리(122)의 방전전압, 방전전류, 방전시간을 측정하여 방전량 등과 같은 방전정보를 저장하고, 다음날 일과의 배터리(122) 또는 전동장치(120)의 사용시작시점과 같은 사용정보를 저장한다.
일과 종료 후, 적어도 하나의 전동장치(120)의 배터리(122)와 적어도 하나의 충전기(130)를 각각 연결한다(st20).
이후, 적어도 하나의 전동장치(120)는, 각각 전동장치 고유번호(IDV), 방전정보, 사용정보를 직접 또는 중앙서버(140)를 통하여 적어도 하나의 충전기(130)로 송신한다(st22).
이후, 적어도 하나의 충전기(130)는, 각각 방전정보를 이용하여 적어도 하나의 전동장치(120)의 배터리(122)의 완전충전시간을 산출하고, 산출된 완전충전시간을 중앙서버(140)로 송신하는데(st24), 최대충전시간에서 미세충전시간을 감산한 값에 방전량을 곱한 후 다시 미세충전시간을 가산하여 완전충전시간을 산출할 수 있다.
예를 들어, 100대의 배터리(122)의 방전량을 이용하여 100대의 배터리(122) 각각에 대한 완전충전시간을 산출할 수 있는데, 미세전류를 이용하여 상대적으로 저속으로 배터리(122)를 충전하는 미세충전시간이 1시간이고, 완전히 방전된 각 배터리(122)에 대한 최대충전시간이 10시간인 충전기(130)를 사용할 경우, 최대용량의 20%의 방전량을 갖는 배터리(122)에 대해서는 최대충전시간인 10시간에서 미세충전시간인 1시간을 감산한 9시간의 20%인 1.8시간에 미세충전시간인 1시간을 가산한 2.8시간을 완전충전시간으로 산출할 수 있다.
그리고, 최대용량의 50%의 방전량을 갖는 배터리(122)에 대해서는 최대충전시간인 10시간에서 미세충전시간인 1시간을 감산한 9시간의 50%인 4.5시간에 미세충전시간인 1시간을 가산한 5.5시간을 완전충전시간으로 산출할 수 있고, 최대용량의 80%의 방전량을 갖는 배터리(122)에 대해서는 최대충전시간인 10시간에서 미세충전시간인 1시간을 감산한 9시간의 80%인 7.2시간에 미세충전시간인 1시간을 가산한 8.2시간을 완전충전시간으로 산출할 수 있다.
이러한 완전충전시간은 배터리(122)와 충전기(130)의 특성에 따라 차이가 있을 수 있으며, 배터리(122)와 충전기(130)의 특성 확인을 통하여 완전충전시간을 산출할 수 있다.
이후, 중앙서버(140)는, 각 충전기(130)의 완전충전시간과 충전 전력의 합으로부터 전력분산 시간대를 산출하고, 각 충전기(130)로 산출된 전력분산 시간대 등과 같은 전력정보를 송신하는데(st26), 전력분산 시간대는 동시에 동작하는 적어도 하나의 충전기(130)의 충전 전력의 합이 전력공급 설비의 최대전력 이하 또는 최대전력 미만의 특정 설정값(예를 들어, 최대전력의 70%) 이하가 되도록 산출할 수 있다.
종래에는, 48V, 700AH의 배터리(122)에 대하여 10KW의 충전기(130)를 사용할 수 있는데, 100대의 배터리(122) 및 100대의 충전기(130)를 사용하는 산업 현장의 경우, 일과 종료와 동시에 충전을 시작하면 10KW * 100대 = 1000KW의 전력이 소모되므로 고가의 대용량 전력공급 설비가 필요하다.
그리고, 일과 종료 시간은 대부분 전력이 많이 사용되는 전력 피크 시간대이므로, 충전에 고가의 전력을 사용하거나 충전 중에 정전 등의 문제가 발생할 소지가 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템(110)에서는, 100대의 10KW의 충전기(130)를 사용하는 경우에도, 동시에 동작하는 충전기(130)가 50개 이하가 되도록 전력분산 시간대를 산출함으로써, 1000KW의 전력을 공급하는 고가의 대용량 전력 설비 대신에 500KW의 전력을 공급하는 저가의 전력 설비만으로 100대의 배터리(122)를 충전할 수 있다.
이후, 적어도 하나의 충전기(130)는, 각각 방전정보, 사용정보, 완전충전시간, 전력분산 시간대를 이용하여 적어도 하나의 전동장치(120)의 배터리(122)의 충전시작시점을 산출하는데(st28), 완전충전시간에 전동장치(120)의 사용시작시점과 전력분산 시간대를 반영하여 충전시작시점을 산출할 수 있다.
예를 들어, 100대의 전동장치(120)의 완전충전시간, 사용정보, 전력분산 시간대를 반영하여 100대의 배터리(122)에 대한 충전시작시점을 각각 산출할 수 있는데, 완전충전시간이 길수록 일과종료시점으로부터 멀게 충전시작시점을 설정하고, 완전충전시간이 짧을수록 사용시작시점에 가깝게 충전시작시점을 설정할 수 있다.
100대의 전동장치(120)의 사용시작시점이 오전 9시이고 일과종료시점이 오후 6시인 경우, 20%, 50%, 80%의 방전량을 갖는 3대의 배터리(122)에 대해서 각각 2.8시간, 5.5시간, 7.2시간을 완전충전시간으로 산출할 수 있는데, 일과종료시점에 3대의 배터리(122)를 동시에 충전 시작하는 대신에, 가장 큰 80%의 방전량을 갖는 배터리(122)는 일과종료시점인 오후 6시를 충전시작시점으로 산출하여 충전을 시작할 수 있고, 그 다음 큰 50%의 방전량을 갖는 배터리(122)는 일과종료시점과 사용시작시점 사이의 임의의 시점을 충전시작시점으로 산출하여 충전을 시작할 수 있고, 가장 작은 20%의 방전량을 갖는 배터리(122)는 사용시작시점인 오전 9시에 충전이 완료되도록 오전 6.2시(=9시-2.8시간)를 충전시작시점으로 산출하여 충전을 시작할 수 있다.
그리고, 이러한 충전시작시점은 전력 사용이 적고 저가인 심야전력을 고려하여 산출될 수도 있다.
예를 들어, 전력사용이 적은 오후 11시 30분에서 오전 4시 사이에 배터리(122)가 충전되도록 충전시작시점을 산출할 수도 있다.
또한, 충전기(130)의 특성상 충전 초기에는 충전전력이 증가하고 충전 말기에는 충전전력이 감소하는 특성을 고려하여 충전시작시점을 산출함으로써, 더 실용적으로 충전전력을 분산시킬 수 있다.
이후, 적어도 하나의 충전기(130)는, 충전시작시점에 따라 적어도 하나의 전동장치(120)의 배터리(122)에 대한 충전을 각각 시작한다(st30).
이후, 적어도 하나의 충전기(130)는, 실시간으로 충전량, 충전 전력과 같은 충전정보를 중앙서버(140)로 송신하고(st32), 중앙서버(140)는, 적어도 하나의 충전기(130)의 충전 전력을 합산하여 순간전력을 실시간으로 산출한다(st34).
이후, 중앙서버(140)는, 순간전력을 기준전력과 비교하고, 비교결과에 대응되는 제어명령을 적어도 하나의 충전기(130)로 실시간으로 송신한다(st36).
예를 들어, 순간전력이 기준전력을 초과할 경우 전기의 과도사용으로 판단하고, 충전전류 감소 또는 충전정지 등과 같은 제어명령을 각 충전기(130)로 실시간으로 송신하고, 순간전력이 기준전력 이하일 경우 각 충전기(130)로 충전전류 유지 또는 충전재개 등과 같은 제어명령을 각 충전기(130)로 실시간으로 송신할 수 있다.
이후, 적어도 하나의 충전기(130)는, 제어명령에 따라 충전전류를 조절하거나 충전을 정지 또는 재개하여 조절할 수 있다(st38).
이후, 적어도 하나의 충전기(130)는, 완전충전시간이 경과하면 적어도 하나의 전동장치(120)의 배터리(122)에 대한 충전을 종료한다(st40).
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전시스템(110)이 전력분산을 고려해야 할 정도로 상대적으로 다수인 전동장치(120)의 배터리(122)에 대하여 분산충전모드로 동작할 경우, 각 배터리(122)의 방전정보를 이용하여 각 배터리(122)의 완전충전시간을 산출하고, 각 전동장치(120)의 사용정보, 전력분산 시간대를 이용하여 각 배터리(122)의 충전시작시점을 산출하고, 완전충전시간, 충전시작시점에 따라 각 배터리(122)를 충전하는데, 다수의 배터리(122)에 대하여 상이한 충전시작시점에 충전을 시작함으로써, 효과적으로 전력 분산을 이룰 수 있고, 전력 설비의 용량 증가 없이도 더 많은 전동장치(120)를 사용할 수 있다.
그리고, 적어도 하나의 충전기(130)의 충전 전력을 합산하여 사용되는 순간전력량을 실시간으로 산출하고, 순간전력을 기준전력과 비교하고, 비교결과에 따라 충전전류를 조절하거나 충전기(130)를 정지 또는 재개하여 조절함으로써, 전력 사용의 효율성을 더 개선할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 완전충전시간 및 충전시작시점을 산출하는 연산부(134)가 각 충전기(130)에 포함되는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 완전충전시간 및 충전시작시점을 산출하는 연산부(134)가 중앙서버(140)에 포함될 수도 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에서는 적어도 하나의 충전기(130)와 적어도 하나의 전동장치(120)가 별도로 구성되는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 적어도 하나의 충전기(130)가 적어도 하나의 전동장치(120)에 각각 장착될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 배터리 충전시스템 120: 전동장치
130: 충전기 140: 중앙서버
150: 표시부

Claims (8)

  1. 배터리와, 상기 배터리의 방전량을 측정하는 배터리측정부와, 상기 방전량을 저장하는 저장부와, 상기 방전량과 사용시작시점을 송수신하는 배터리송수신부를 포함하는 적어도 하나의 전동장치와;
    상기 방전량과 상기 사용시작시점을 송수신하는 충전기송수신부와, 상기 방전량을 이용하여 상기 배터리의 완전충전시간을 산출하고 상기 사용시작시점과 전력분산 시간대를 이용하여 충전시작시점을 산출하는 연산부와, 충전량과 충전 전력을 측정하는 충전기측정부와, 제어명령에 따라 충전전류와 충전을 조절하는 제어부를 포함하는 적어도 하나의 충전기와;
    상기 완전충전시간과 상기 충전 전력으로부터 상기 전력분산 시간대를 산출하고, 상기 충전 전력으로부터 상기 제어명령을 산출하는 중앙서버
    를 포함하는 배터리 충전시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전량과 상기 충전량 중 적어도 하나를 표시하는 표시부를 더 포함하는 배터리 충전시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 충전기의 상기 충전전류와 상기 적어도 하나의 충전기의 충전정지, 충전재개는, 상기 표시부를 통하여 수동으로 제어되거나, 휴대용 단말기를 통하여 원격으로 제어되는 배터리 충전시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 충전기는, 최대충전시간에서 미세충전시간을 감산한 값에 상기 방전량을 곱한 후 다시 상기 미세충전시간을 가산하여 상기 완전충전시간을 산출하는 배터리 충전시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙서버는, 상기 완전충전시간을 고려하여 상기 충전 전력의 합이 전력공급 설비의 최대전력 이하 또는 상기 최대전력 미만의 설정값 이하가 되도록 상기 전력분산 시간대를 산출하는 배터리 충전시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 충전기는, 상기 완전충전시간이 길수록 일과종료시점으로부터 멀게 상기 충전시작시점을 설정하고, 상기 완전충전시간이 짧을수록 상기 사용시작시점에 가깝게 상기 충전시작시점을 설정하는 배터리 충전시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙서버는, 상기 적어도 하나의 충전기의 상기 충전 전력을 합산하여 실시간으로 순간전력을 산출하고, 상기 순간전력을 기준전력과 비교하여 상기 제어명령을 산출하는 배터리 충전시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 중앙서버는,
    상기 순간전력이 상기 기준전력을 초과할 경우 상기 충전전류의 감소 또는 충전정지에 대응되는 상기 제어명령을 산출하고,
    상기 순간전력이 상기 기준전력 이하일 경우 상기 충전전류의 유지 또는 충전재개에 대응되는 상기 제어명령을 산출하는 배터리 충전시스템.
KR1020170078462A 2016-06-28 2017-06-21 연산부를 포함하는 배터리 충전시스템 KR102022647B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2017/006663 WO2018004205A1 (ko) 2016-06-28 2017-06-23 연산부를 포함하는 배터리 충전시스템

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160080600 2016-06-28
KR20160080600 2016-06-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180002032A true KR20180002032A (ko) 2018-01-05
KR102022647B1 KR102022647B1 (ko) 2019-09-18

Family

ID=61001752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170078462A KR102022647B1 (ko) 2016-06-28 2017-06-21 연산부를 포함하는 배터리 충전시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102022647B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101896572B1 (ko) * 2018-03-20 2018-09-07 (주)클린일렉스 전기자동차 충전기 제어 시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101261272B1 (ko) * 2011-11-09 2013-05-07 주식회사 피엠그로우 전기자동차 충전 전력 분산 기능을 가지는 충전 관리 시스템 및 그 방법
KR20150037410A (ko) * 2013-09-30 2015-04-08 한국전력공사 분산 전원의 스케쥴링 및 실시간 제어를 통한 빌딩 에너지 관리 장치
KR101519780B1 (ko) * 2014-03-14 2015-05-13 현대자동차주식회사 차량 배터리의 예약 충전을 위한 제어 방법
KR101566715B1 (ko) * 2014-03-03 2015-11-06 김승완 충전 우선순위를 이용한 효율적인 전기자동차 충전 방법 및 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101261272B1 (ko) * 2011-11-09 2013-05-07 주식회사 피엠그로우 전기자동차 충전 전력 분산 기능을 가지는 충전 관리 시스템 및 그 방법
KR20150037410A (ko) * 2013-09-30 2015-04-08 한국전력공사 분산 전원의 스케쥴링 및 실시간 제어를 통한 빌딩 에너지 관리 장치
KR101566715B1 (ko) * 2014-03-03 2015-11-06 김승완 충전 우선순위를 이용한 효율적인 전기자동차 충전 방법 및 시스템
KR101519780B1 (ko) * 2014-03-14 2015-05-13 현대자동차주식회사 차량 배터리의 예약 충전을 위한 제어 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101896572B1 (ko) * 2018-03-20 2018-09-07 (주)클린일렉스 전기자동차 충전기 제어 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR102022647B1 (ko) 2019-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9153963B2 (en) Electric power control apparatus and grid connection system having same
US9225186B2 (en) Method and device for controlling charge of battery
EP2869392A2 (en) Charging method of battery and battery charging system
WO2016051722A1 (ja) 蓄電装置、制御装置、蓄電システム、蓄電装置の制御方法および制御プログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体
WO2018035236A1 (en) A hardware/software reconfigurable, intelligent and versatile electrical energy provisioning system for on-grid and off-grid applications
JP4691140B2 (ja) 充放電システムおよび携帯式コンピュータ
TW201340026A (zh) 用於電力消耗之管理的系統及方法
US20140159658A1 (en) Random Restart Apparatus and Method for Electric Vehicle Service Equipment
CN111009937A (zh) 适用低温环境的移动物联网终端
KR20150115063A (ko) 기준 전력을 조절하기 위한 에너지 운영 장치 및 그 방법
US9910094B2 (en) System and method for improving chemical efficiency of a battery in a flow measurement system
US11710977B2 (en) Integrated monitoring charging efficiency of a rechargeable device via a power bank
US11239672B2 (en) Monitoring charging efficiency of a mobile computing device via a power bank
KR101497549B1 (ko) 배터리의 충전용량 복원방법 및 이를 위한 충전장치
KR20180002032A (ko) 연산부를 포함하는 배터리 충전시스템
JP3795414B2 (ja) 交流電源供給システム
JP5405041B2 (ja) リチウムイオン二次電池の充電システム、及びリチウムイオン二次電池の充電方法
WO2018004205A1 (ko) 연산부를 포함하는 배터리 충전시스템
KR101769468B1 (ko) 스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 공급제어 시스템
US10811887B2 (en) Charging voltage supply apparatus and supply method
US20150115872A1 (en) Power Converter
KR20160102654A (ko) 전력 병합 무정전 전원 공급 장치의 전력 공급 비율 조절 방법
JP7382006B2 (ja) 給電システム
US20230291222A1 (en) Power management device, power feeding system and power management method
TWI817760B (zh) 電能管理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant