KR20180003996A - 전기차 충전 케이블에 탑재되는 인-케이블 컨트롤 박스 및 이를 이용한 전기차 충전 방법 - Google Patents

전기차 충전 케이블에 탑재되는 인-케이블 컨트롤 박스 및 이를 이용한 전기차 충전 방법 Download PDF

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Abstract

전력 소켓에 접속하여 전기차 유선 충전을 수행하기 위한 전기차 충전 케이블에 탑재되는 인케이블 컨트롤 박스(In-Cable control box)가 개시된다. 인케이블 컨트롤 박스는, 적어도 하나의 프로세서(processor), 전기차에 탑재된 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)와 통신을 수행하여 상기 전기차의 정보를 수집하는 제1 통신 모듈, 상기 제1 통신 모듈에서 수집한 전기차의 정보를 SECC(Supply Equipment Communication Controller)에 전송하는 제2 통신 모듈 및 상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 제1 통신 모듈 및 상기 제2 통신 모듈을 제어하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리(memory)를 포함한다. 따라서, 경제적이고 표준 기술과 호환된 전기차 충전을 수행할 수 있다.

Description

전기차 충전 케이블에 탑재되는 인-케이블 컨트롤 박스 및 이를 이용한 전기차 충전 방법{IN-CABLE CONTROL BOX MOUNTED IN ELECTRIC VEHICLE CHARGING CABLE AND METHOD FOR CHARGING ELECTRIC VEHICLE USING THE SAME}
본 발명은 전기차 충전 케이블에 탑재되는 인-케이블 컨트롤 박스 및 이를 이용한 전기차 충전 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동 통신 모듈이 아니라 WiFi 모듈이 구비된 인-케이블 컨트롤 박스를 포함하는 전기차 충전 케이블을 이용하여 전기차를 충전하는 방법에 관한 것이다.
전기차 충전 시스템은 기본적으로 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 가질 수 있다. 예를 들어, 전기차 충전 시스템은 케이블을 이용한 전도성 충전 시스템이나 비접촉 방식의 무선 전력 전송 시스템을 포함할 수 있다.
전도성 충전 방식의 전기차 충전 시스템은, 커넥터가 연결된 충전 케이블을 사용하여 차량의 인렛과 충전 스탠드(charging stand)를 연결하고, 충전 스탠드의 교류(AC) 전력을 차량의 온보드 충전기를 통해 배터리에 충전하도록 구성된다.
또한, 전도성 충전 방식의 전기차 충전 시스템은, 커넥터가 연결된 고속 충전 케이블을 사용하여 차량의 인렛과 오프 보드 충전기를 연결하고, 오프보드 충전기의 직류(DC) 전력을 차량에 배터리에 충전하도록 구성된다.
차량의 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)는 전기차 충전을 위해 충전 스탠드나 오프보드 충전기와 통신한다.
한편, 전도성 충전 시스템이나 무선 전력 전송 시스템을 포함하는 기존의 전기차 충전 시스템은 충전 결제를 위해 별도의 통신망을 사용하여야 하므로 사용자의 통신비 부담을 증가시키는 문제가 있다. 또한, 전기차 충전에 대한 결제를 위해 표준에 따르거나 범용적으로 사용되는 결제 장치나 방법을 이용해야 하고, 결제 프로세스에 대한 보안을 별도의 보안 기술을 적용해야 하므로 설비 비용이 증가하고 사용 절차가 복잡해지는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전기차 충전 케이블에 탑재되는 인케이블 컨트롤 박스를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, SECC(Supply Equipment Communication Controller)에서 수행되는 전기차 유선 충전 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 전원공급장치 통신 제어기(SECC, Supply Equipment Communication Controller)를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전력 소켓에 접속하여 전기차 유선 충전을 수행하기 위한 전기차 충전 케이블에 탑재되는 인케이블 컨트롤 박스(In-Cable control box)를 제공한다.
여기서, 인케이블 컨트롤 박스는, 적어도 하나의 프로세서(processor), 전기차에 탑재된 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)와 통신을 수행하여 전기차의 정보를 수집하는 제1 통신 모듈, 제1 통신 모듈에서 수집한 전기차의 정보를 SECC(Supply Equipment Communication Controller)에 전송하는 제2 통신 모듈 및 적어도 하나의 프로세서가 제1 통신 모듈 및 제2 통신 모듈을 제어하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리(memory)를 포함할 수 있다.
여기서, 인케이블 컨트롤 박스는, 전기차에 유선으로 충전되는 전력량을 누적하여 계측하는 전력량계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1 통신 모듈은, PLC(Power line communication) 통신을 수행할 수 있다.
여기서, 제2 통신 모듈은, WI-FI(Wireless Fidelity) 통신을 수행할 수 있다.
여기서, PLC 통신은 ISO 15118-3 또는 ISO 12139에 따른 통신 규약을 이용할 수 있다.
여기서, WIFI 통신은 ISO 15118-8 에 따른 통신 규약을 이용할 수 있다.
여기서 명령어들은, 프로세서가 제1 통신 모듈을 제어하여, EVCC로부터의 SLAC(Signal Level Attenuation Characterization) 통신 연결 요청에 따라, EVCC와 SLAC를 통한 통신 연결 설정을 수행하도록 지시할 수 있다.
여기서 명령어들은, 프로세서가 제2 통신 모듈을 제어하여, SECC에 무선 통신 연결 요청을 전송하고, SECC로부터 무선 통신 연결 요청에 대한 응답 메시지를 수신하도록 지시할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면은 SECC(Supply Equipment Communication Controller)에서 수행되는 전기차 유선 충전 방법을 제공한다.
여기서, 전기차 유선 충전 방법은, 전기차 충전 케이블에 탑재된 ICCB(In-cable control box)과 무선 통신 연결을 설정하고 전기차 충전 케이블에 접속된 전기차의 정보를 수신하는 단계, 전기차의 정보에 포함된 전기차의 식별 기호 및 SECC의 식별 기호를 단지 서버에 전송하는 단계, 단지 서버로부터 단지 서버의 식별 기호를 수신하는 단계 및 단지 서버의 식별 기호를 전기차에 탑재된 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 무선 통신 연결은, ISO 15118-8 에 따른 WIFI 통신 규약을 이용하여 연결될 수 있다.
여기서, 전기차 유선 충전 방법은, EVCC로부터 충전 루프(loop)에 따른 충전 정보를 수신하는 단계 및 수신된 충전 정보 및 전기차의 정보를 단지 서버에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 충전 정보는, 전기차에서 요청하는 충전 에너지 량(EV Energy request), 완충되었을때 예상되는 에너지 보유량(Full State of Charge, Full SOC) 또는 요청한 충전 종료 시간에 예상되는 에너지 보유량(Bulk State of Charge, Bulk SOC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 전기차의 정보는, 전기차 상태 정보(EV Status), 수용 가능한 최대 전류(EV Maximum Current Limit)나 전압(EV Maximum Voltage Limit) 및 배터리에 저장 가능한 에너지 수용치(EV Energy Capacity) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 전기차 상태 정보는, 전기차의 배터리 에너지 보유량 및 충전 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 전기차 유선 충전 방법은, EVCC로부터 충전 완료 메시지를 수신하는 단계 및 충전 완료 메시지에 따른 정산 요청 메시지를 단지 서버에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 정산 요청 메시지는 전기차에 충전된 충전량, 전기차의 식별 기호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면은, 전원공급장치 통신 제어기(SECC, Supply Equipment Communication Controller)를 제공한다.
여기서, 전원공급장치 통신 제어기는 적어도 하나의 프로세서(processor), 적어도 하나의 프로세서가 적어도 하나의 단계를 수행하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리(memory) 및 적어도 하나의 프로세서에 의해 제어됨으로써 무선 통신 메시지를 송수신하는 통신 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 단계는, 전기차 충전 케이블에 탑재된 ICCB(In-cable control box)와 무선 통신 연결을 설정하고 전기차 충전 케이블에 접속된 전기차의 정보를 수신하는 단계, 전기차의 정보에 포함된 전기차의 식별 기호 및 전원공급장치 통신 제어기의 식별 기호를 단지 서버에 전송하는 단계, 단지 서버로부터 단지 서버의 식별 기호를 수신하는 단계 및 단지 서버의 식별 기호를 전기차에 탑재된 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 무선 통신 연결은, ISO 15118-8 에 따른 WIFI 통신 규약을 이용하여 수행될 수 있다.
여기서, 명령어들은, 프로세서가 통신 모듈을 제어하여, EVCC로부터 충전 루프(loop)에 따른 충전 정보를 수신하는 단계 및 수신된 충전 정보 및 전기차의 정보를 단지 서버에 전송하는 단계를 더 수행하도록 지시할 수 있다.
여기서, 명령어들은, 프로세서가 통신 모듈을 제어하여, EVCC로부터 충전 완료 메시지를 수신하는 단계 및 충전 완료 메시지에 따른 정산 요청 메시지를 단지 서버에 전송하는 단계를 더 수행하도록 지시할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 전기차 충전 케이블에 탑재되는 인케이블 컨트롤 박스(In-Cable control box) 및 이를 이용한 전기차 무선 충전 방법을 이용할 경우에는, 외부 인터넷 연결을 위하여 이동통신 모듈을 사용하지 않으므로 사용자가 부담하는 통신비를 절감할 수 있다.
또한, 국제 표준 기술을 적용함에 따라 스마트 충전, 자동 결제, 보안을 위한 추가 기술을 적용할 필요가 없다. 더욱이, 충전 중 전기차가 인터넷이나 클라우드 서비스에 직접 연결됨으로써, 부가서비스 제공이 가능하다.
또한, 공동주택 외에 다양한 용도의 빌딩, 쇼핑몰, 공공시설 등에 적용하여 전기차 충전 및 결제를 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 유선 충전 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 유선 충전 방법이 수행되는 환경에 대한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 유선 충전 방법에 대한 제1 시퀀스도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 유선 충전 방법에 대한 제2 시퀀스도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ICCB(In-cable Control Box)에 대한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SECC(Supply Equipment Communication Controller)에서 수행되는 전기차 유선 충전 방법에 대한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 SECC(Supply Equipment Communication Controller)에 대한 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 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 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 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 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 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 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 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.
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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에서 전기차 충전 시스템은 기본적으로 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 가질 수 있다. 예를 들어, 전기차 충전 시스템은 케이블을 이용한 전도성 충전 시스템이나 비접촉 방식의 무선 전력 전송 시스템을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 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 전원공급원으로부터 재충전 가능한 배터리 등의 차량 탑재 에너지 저장 장치에서 공급되는 전기에 의해 구동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 전원공급원은 주거지나 공용 전기서비스 또는 차량 탑재 연료를 이용하는 발전기 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 전기차(electric vehicle, EV)는 일렉트릭 카(electric car), 일렉트릭 오토모바일(electric automobile), ERV(electric road vehicle), PV(plug-in vehicle), xEV(plug-in vehicle) 등으로 지칭될 수 있고, xEV는 BEV(plug-in all-electric vehicle 또는 battery electric vehicle), PEV(plug-in electric vehicle), HEV(hybrid electric vehicle), HPEV(hybrid plug-in electric vehicle), PHEV(plug-in hybrid electric vehicle) 등으로 지칭되거나 구분될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)는 전력 그리드에 연결하여 량 탑재 일차 배터리를 재충전하는 전기차로 지칭될 수 있다. 플러그인 차량(Plug-in vehicle, PV)은 본 명세서에서 전기차 전력공급장치(electric vehicle supply equipment, EVSE)로부터 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.
본 발명의 일 실시예에서 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.
본 발명의 일 실시예에서 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.
본 발명의 일 실시예에서 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.
본 발명의 일 실시예에서 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.
본 발명의 일 실시예에서 페어링(Pairing)은 전력을 전송할 수 있도록 배치된 단일 전용 그라운드 어셈블리(프라이머리 디바이스)와 차량(전기차)가 연관되는 절차를 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 페어링은 충전 스팟 또는 특정 그라운드 어셈블리와 차량 어셈블리 제어기의 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 프로세스의 시작, 제어 및 종료에 필요한 정보를 교환하는 전기차 전력공급장치와 전기차 사이의 통신을 지칭할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 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.
본 발명의 일 실시예에서 SSID(Service set identifier)는 무선랜 상에서 전송되는 패킷의 해더에 붙는 32-character로 이루어진 유니크한 식별자이다. SSID는 무선 장비에서 접속하려고하는 BSS(basic service set)를 구분해준다. SSID는 기본적으로 여러 개의 무선랜을 서로 구별해준다. 따라서 특정한 무선랜을 사용하려는 모든 AP(access point)와 모든 단말(terminal)/스테이션(station) 장비들은 모두 같은 SSID를 사용할 수 있다. 유일한 SSID를 사용하지 않는 장비는 BSS에 조인하는 것이 불가능하다. SSID는 평문으로 그대로 보여지기 때문에 네트워크에 어떠한 보안 특성도 제공하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 ESSID(Extended service set identifier)는 접속하고자 하는 네트워크의 이름이다. SSID와 비슷하지만 보다 확장된 개념일 수 있다. BSSID(Basic service set identifier)는 통상 48bits로 특정 BSS(basic service set)를 구분하기 위해 사용한다. 인프라스트럭쳐 BSS 네트워크의 경우, BSSID는 AP 장비의 MAC(medium access control)가 될 수 있다. 독립적인(independent) BSS나 애드훅(ad hoc) 네트워크의 경우, BSSID는 임의의 값으로 생성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 급속 충전은 전력계통의 교류 전원을 직류로 변환하고 변환된 직류 전력을 전기차 내에 탑재된 배터리에 직접 공급하는 방식을 의미할 수 있고, 이때 사용 전압으로 약 500 V 이하의 직류 전압이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 완속 충전은 일반적인 가정이나 직장에 공급되는 교류 전력을 이용하여 전기차 내에 탑재된 배터리를 충전하는 방식으로, 각 가정이나 직장의 콘센트 또는 별도로 설치된 충전 스탠드에 내장된 콘센트를 통하여 교류 전력을 제공하며, 이때 사용 전압으로 220 V의 교류 전압이 사용될 수 있다. 이때, 전기차는 완속 충전을 위해 교류 전력을 승압하고 직류 전원으로 변환하여 배터리에 공급할 수 있는 장치인 온보드 차저(On-Board Charger)를 추가로 구비할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 유선 충전 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 전기차 유선 충전 방법은 전기차 충전 케이블(10)과 전기차(20)의 적어도 하나의 구성요소 및 기존의 건물 또는 충전 스탠드에 설치되어 있는 전력 소켓(30)의 상호 동작으로 수행될 수 있다.
여기서, 전기차(20)는 일반적으로 배터리와 같이 충전 가능한 에너지 저장 장치로부터 유도된 전류를 동력장치인 전기 모터의 에너지원으로 공급하는 차량(automobile)으로 정의할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기차(20)는 전기 모터와 일반적인 내연기관(internal combustion engine)을 함께 갖는 하이브리드 자동차를 포함할 수 있고, 자동차(automobile) 뿐만 아니라 모터사이클(motocycle), 카트(cart), 스쿠터(scooter) 및 전기 자전거(electric bicycle)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기차(20)는 유선으로 배터리를 충전할 수 있도록 플러그 접속구를 포함할 수도 있다. 이때, 유선으로 배터리를 충전할 수 있는 전기차(20)를 플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)로 지칭할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기차(20)에 구비된 플러그 접속구는 완속 충전을 지원하거나 급속 충전을 지원할 수 있다. 이때, 전기차(20)는 하나의 플러그 접속구를 통해 완속 충전과 급속 충전을 모두 지원하거나, 완속 충전과 급속 충전을 지원하는 각각의 플러그 접속구를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기차(20)는 외부의 다른 장치와 통신하기 위한 전기차 통신 컨트롤러(Electric vehicle communication controller, EVCC)를 내부에 또는 경우에 따라서는 외부에 포함할 수 있고, EVCC를 이용하여 외부의 충전 스탠드 또는 전기차 충전 케이블(10)과 통신함으로써 유선 충전을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기차(20)는 완속 충전 또는 일반적인 전력 계통에서 공급되는 교류 전원을 통한 충전을 지원하기 위하여 온보드 차저(On Board Charger)를 포함할 수 있다. 온보드 차저는 완속 충전시 외부에서 유선으로 공급되는 교류 전원을 승압하고 직류 전원으로 변환하여 전기차(20)에 내장된 배터리에 공급할 수 있다. 따라서, 전기차(20)의 플러그 접속구에 완속 충전을 위한 교류 전원이 공급되는 경우 온보드 차저를 거쳐 충전이 수행될 수 있고, 플러그 접속구에 급속 충전을 위한 직류 전원이 공급되는 경우 온보드 차저를 거치지 않고 충전이 수행될 수 있다.
여기서, 전기차 충전 케이블(10)은 충전 커넥터(11), 콘센트 소켓 접속부(13) 및 인케이블 컨트롤 박스(12) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 충전 커넥터(11)는 전기차(20)와 전기적으로 연결할 수 있는 접속 부일 수 있다.
여기서 인케이블 컨트롤 박스(ICCB, In-cable control box, 12)는 전기차(20)의 EVCC와 통신하여 전기차의 상태 정보를 수신하거나 전기차(20)로의 전력 충전을 제어할 수 있다.
여기서, 인케이블 컨트롤 박스(12)는 전기차 충전 케이블(10)에 포함되는 것으로 도시하였으나, 전기차 충전 케이블(10) 이외의 장소에 탑재되거나 이하에서 설명하는 SECC에 결합되거나 SECC로 대체될 수 있다.
여기서, 콘센트 소켓 접속부(13)는 일반적인 플러그나 코드셋 등의 전기 접속 기구로서 전력을 공급받는 콘센트에 접속될 수 있다.
예를 들어, 전력 소켓(30)은 기존에 전기차(20) 소유자의 집에 부속된 주차장, 주유소에서 전기차 충전을 위한 주차구역, 쇼핑 센터나 직장의 주차구역 등과 같이 다양한 장소에 설치된 콘센트를 지칭할 수 있다.
또한, 전력 소켓(30)이 설치된 건물이나 장소(예를 들면 스탠드)에 인케이블 컨트롤 박스(12) 또는 전기차(20)의 구성 요소 중 하나(예를 들면 EVCC)와 통신을 수행하여, 충전 절차를 제어하는 장치가 설치될 수 있는데, 이러한 장치를 SECC(Supply Equipment Communication Controller)로 지칭할 수 있다.
여기서, SECC는 유무선 통신을 통하여 전력망(power grid) 또는 전력망을 관리하는 인프라 관리 시스템(infrastructure management system), 전력 소켓(30)이 설치된 건물의 관리 서버(이하에서 설명하는 단지 서버) 또는 인프라 서버와 통신할 수 있다.
여기서, 전력 소켓(30)은 전력 계통의 교류 전원을 그대로 공급할 수 있는데 예를 들어 1P2W(단상2선식)와 3P4W(3상4선식) 중 적어도 하나의 방식에 해당하는 교류 전원을 공급할 수 있다.
또한, 여기서 전기차 충전 케이블(10)은 완속 충전을 지원하여 완속 충전을 위한 전력을 전기차(20)에 공급할 수 있으며, 이때 완속 충전 전력량으로 3.3 ~ 7.7 (kWh) 사이의 전력을 전기차(20)에 공급할 수 있다.
또한, 여기서 전기차 충전 케이블(10)은 급속 충전을 지원하여 급속 충전을 위한 전력을 전기차(20)에 공급할 수도 있는데, 이때 급속 충전 전력량으로 50 ~ 100 (kWh) 사이의 전력을 전기차(20)에 공급할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 유선 충전 방법이 수행되는 환경에 대한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 전기차 유선 충전 방법은 인케이블 컨트롤 박스(In-cable control box, ICCB, 12), 전기차(EV, 20), 각 가정이나 아파트 단지에 설치된 전력 소켓(30), 전력 소켓(30)을 통해 공급되는 전력에 대하여 과금을 비롯한 관리를 수행하는 단지 서버(community server, 50), 단지 서버(50) 및 ICCB(12)와 무선 통신을 통해 전기차 충전에 관한 정보를 송수신하는 SECC(Supply Equipment Communication Controller, 40), 전력 회사에서 각 아파트 단지나 가정에 공급되는 전력망을 운용하는 전력망 서버(60) 및 전기차(20) 또는 전기차(20)의 사용자에 대한 인증을 수행하는 인증 서버(70) 중 적어도 하나 이상의 상호 동작에 의해 수행될 수 있다.
여기서, ICCB(12), 전기차(20) 및 전력 소켓(30) 사이의 상호 동작은 도 1을 참조할 수 있으므로, 그 밖의 주체와의 상호 동작을 설명한다.
여기서, SECC(40)는 유무선 통신을 통하여 전력 소켓(30)을 관리하는 단지 서버(50) 및 ICCB(12)를 상호 중계함으로써, 전기차(20)의 유선 충전을 지원할 수 있다.
예를 들어, SECC(40)는 엑세스 포인트(AP, access Point), 무선 공유기를 지칭할 수 있고, H2V 매니저(Home to Vehicle manager, H2V manager)로 지칭할 수도 있다. 여기서, SECC 또는 H2V Manager는 콘센트가 설치된 건물 내 가정에서 동시에 전기 제품을 사용함에 따라 소비 전력이 크게 증가하거나 계약 전력을 초과하는 경우, 일시적으로 충전을 중단하도록 제어할 수 있고, 전력 소비에 여유가 생길 때 충전을 재개하도록 할 수 있다.
여기서, 단지 서버(50)는 공동 주택(예를 들면 아파트)의 전력 수급 및 관리를 위한 서버로서, 전력망 서버(60)와 연동하여 전기차 충전에 대한 과금 정산을 수행하거나, 인증 서버(70)와 연동하여 ICCB(12), 전기차(20) 또는 전기차(20)의 사용자에 대한 인증을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단지 서버(50)는 인증 서버(70)와 연동하여 미리 지정된 인증서를 확인함으로써 인증을 수행할 수 있다.
또한, 단지 서버(50)는 공동 주택 내에 전력을 공급하는 전력망(80)과 연계하여 공동 주택 내에 설치된 전력량계를 통해 공동 주택 내에서 사용되는 전력량(예를 들면 전기차에 충전되는 전력량)을 모니터링 할 수 있다.
여기서, 전력망 서버(60)는 공동 주택에 전력을 공급하는 전력망(80)을 관리하거나, 전기차 충전에 대한 과금을 수행하는 서버로서, 전력 회사에 의해 운용될 수 있다. 구체적으로, 전력망 서버(60)는 단지 서버(50)와 연동하여 공동 주택 내에서 전기차 충전을 위한 전력 공급을 제어하거나, 전기차 충전에 사용된 전력량을 확인함으로써 각 개별 전기차 또는 전기차 사용자에 대한 과금을 수행할 수 있다.
또한, 전력망 서버(60)는 인증 서버(70)와 연동하여 인증된 전기차 사용자에 한하여 전기차 충전을 위한 전력을 공급할 수 있다.
여기서, 인증 서버(70)는 단지 서버(50) 또는 전력망 서버(60)와 연동하여 전기차, 전기차의 사용자 또는 전기차 충전 케이블에 대한 인증을 수행할 수 있다. 예를 들어, 인증 서버(70)는 사용자 인증을 위한 사용자 또는 전기차의 식별 기호, 암호화 및 복호화 키, 인증 비밀 번호, 인증서 등의 인증 정보를 저장하고, 저장된 인증 정보와 수신된 사용자 정보의 일치 여부를 확인함으로써, 인증을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 유선 충전 방법에 대한 제1 시퀀스도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기차 유선 충전 방법의 충전 케이블 연결 및 통신 연결을 설정하는 과정을 설명할 수 있다.
먼저, EVCC(21)와 ICCB(12) 상호간에 통신 연결 설정이 수행될 수 있다(S300). 통신 연결 설정을 위해, EVCC(21)는 ICCB(12)에 통신 연결을 위한 신호나 메시지를 전송할 수 있다.
여기서, EVCC(21)와 ICCB(12) 상호간에 통신 연결은 PLC 통신에 의해 이루어질 수 있는데, PLC 통신은 국제 표준 통신 규약인 ISO 15118-3 또는 ISO 12139에 따른 통신 규약을 이용하여 수행될 수 있다.
또한, EVCC(21)와 ICCB(12) 상호간에 통신 연결 방법으로, SLAC(signal level attenuation characterization) 방식이 적용될 수 있다. SLAC를 통한 연결 설정은 요청/응답 방식에 따라 동작하며, 다양한 수준의 시그널 감쇠율을 기반으로 응답이 이루어지므로, 물리적으로 연결된 EVCC(21)와 ICCB(12)가 서로를 정확히 식별할 수 있다.
ICCB(12)가 EVCC(21)로부터 통신 연결을 위한 메시지를 수신하면, ICCB(12)는 SLAC 연결에 대한 응답이나 확인을 위한 제1 메시지(message1)를 EVCC(21)에 전송할 수 있다(S305).
EVCC(21)와 IVCC 상호간에 통신 연결이 설정되면, ICCB(12)는 SECC(40)와 무선 통신을 통한 통신 연결을 설정할 수 있다(S310). 구체적으로, ICCB(12)가 SECC(40)에 무선 통신 연결을 위한 요청 메시지를 전송하면, SECC(40)는 무선 통신 연결 요청에 대한 응답인 제2 메시지(message2)를 ICCB(12)에 전달할 수 있다(S315).
ICCB(12)와 SECC(40) 상호간에 통신 연결이 설정되면, SECC(40)는 SECC(40)를 식별할 수 있는 식별 기호(ID)와 ICCB(12)를 통해 전달받은 전기차 식별 기호(ID)를 단지서버(community server, 50)에 전송할 수 있다(S320). 전기차 식별 기호는 EVCC(21)가 ICCB(12)에 전송하고, ICCB(12)로부터 SECC(40)가 수신할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, SECC(40)에 연결되는 다른 센서나 인식장치를 통해 획득될 수도 있다.
단지 서버(50)는 단지 서버(50)의 식별 기호(예를 들면 서버 ID) 또는 단지 서버(50)가 관리하는 공동 주택의 식별 기호를 SECC(40)에 전송할 수 있고(S325), SECC(40)는 수신된 단지 서버의 식별 기호를 다시 EVCC(21)에 전송할 수 있다(S330). 여기서, EVCC(21)와 SECC(40) 상호간에 통신은 이동 통신(3rd Generation, 4th Generation, Long Term Evolution 등)에 의해 수행될 수도 있고, WI-FI(Wireless Fidelity) 통신을 비롯한 무선 통신에 의해 수행될 수도 있다.
여기서, 단지 서버(50)는 단지 서버(50)의 식별 기호뿐만 아니라, 전력 회사에서 공동 주택 또는 단지 서버(50)를 확인할 수 있는 정보(예를 들면, 주소, 위치, 서버 IP주소, 서버 MAC address, 우편번호 등)를 SECC(40)에 전송할 수도 있다.
EVCC(21)는 전기차 식별 기호와 단지 서버(50)의 식별 기호 중 적어도 하나를 전기 회사(electric company)가 관리 또는 운용하는 전력망 서버(60)에 전송할 수 있다(S335). 전력망 서버(60)는 수신된 전기차 식별 기호를 해당 단지 서버(50)로 전송하고(S340) 단지 서버(50)로부터 전기차의 충전 준비 상태 등을 확인할 수 있다.
여기서, 단지 서버(50)는 수신된 전기차 식별 기호를 이용하여 별도의 인증 서버와 연동하여 전기차 식별 기호에 따른 전기차 또는 전기차의 사용자에 대한 인증을 수행할 수 있고, 인증 완료되면, 인증 완료 메시지를 전력망 서버(60)로 전송할 수 있다.
또한, 여기서 인증 서버와의 연동은 단지 서버(50) 뿐만 아니라, 전력망 서버(60)에서도 수행될 수 있다. 예를 들어, 전력망 서버(60)가 단지 서버(50)로부터 전기차 식별 기호의 수신에 대한 응답 메시지(message3)를 수신하면(S345), 전력망 서버(60)가 별도의 인증 서버와 연동하여 전기차 식별 기호에 따른 전기차 또는 전기차의 사용자에 대한 인증을 수행할 수 있고, 인증이 완료되면, 전기차의 사용자가 소유하거나 전기차와 연동된 사용자 단말(90)에 인증 완료 메시지를 전송할 수 있다(S350).
또한, 전력망 서버(60)는 인증 완료에 따른 인증 완료 메시지를 EVCC(21)에 전송할 수 있다(S355).
상기 인증 서버와의 인증 과정은 전력망 서버(60) 또는 단지 서버(50) 중 하나에서 선택적으로 수행되거나, 전력망 서버(60)와 단지 서버(50) 모두에서 수행될 수도 있다.
전술한 과정을 통해 전기회사는 공동주택에서 전기차 충전 서비스를 제공받고자 하는 사용자(user) 또는 사용자 단말(90)에 대한 인증을 완료할 수 있다. 또한, 전기회사는 아파트단지 등의 공동주택 내에서 전기차 충전 서비스를 받고자 하는 전기차 또는 전기차에 탑재된 전기차 통신제어기(EVCC(21))에 대한 인증을 완료할 수 있다.
또한, 사용자 단말(90)의 예를 들면, 통신 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 노트북(notebook), 스마트폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet PC), 모바일폰(mobile phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), PDA(Personal Digital Assistant) 등일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 유선 충전 방법에 대한 제2 시퀀스도이다.
도 4를 참조하면, 도 3에 따른 전기차 유선 충전 방법에서의 인증이 완료됨에 따른 전기차 충전 과정을 설명할 수 있다.
먼저, EVCC(21)는 충전 루프(loop)에 따른 충전 정보 및 전기차의 정보 중 적어도 하나를 SECC(40)에 전송할 수 있다(S400).
여기서, 충전 루프는 완속 충전에 따른 충전 과정을 지시할 수 있다.
여기서, 충전 정보는, 전기차에서 요청하는 충전 에너지 량(EV Energy request), 완충되었을때 예상되는 에너지 보유량(Full State of Charge, Full SOC) 또는 요청한 충전 종료 시간에 예상되는 에너지 보유량(Bulk State of Charge, Bulk SOC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 충전 에너지 량이나 에너지 보유량은 퍼센트 단위로 제공할 수 있다.
여기서, 전기차의 정보는, 전기차 상태 정보(EV Status), 수용 가능한 최대 전류(EV Maximum Current Limit)나 전압(EV Maximum Voltage Limit) 및 배터리에 저장 가능한 에너지 수용치(EV Energy Capacity) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 전기차 상태 정보는, 전기차의 배터리 에너지 보유량 및 충전 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
SECC(40)는 EVCC(21)로부터 획득한 충전 정보 및 전기차의 정보를 단지 서버(50)에 전송할 수 있다(S405). 예를 들어, SECC(40)는 전기차에 충전된 충전량 및 전기차 식별 기호(ID)를 주기적으로 또는 간헐적으로 단지서버에 제공할 수 있다. 단지 서버(50)는 전기차 식별 기호와 충전량을 저장하고, 그에 대한 응답(OK)을 SECC(40)에 전송할 수 있다(S410). 또한, SECC(40)는 전기차의 충전 루프 동안에 EVCC(21)에 필요한 신호나 데이터를 전송할 수 있다(S415).
한편, 전기차 배터리에 충전된 에너지량이 일정 기준치 이상이거나 미리 정해진 충전 완료 조건을 만족하면, EVCC(21)는 충전 완료 메시지를 SECC(40)로 전송할 수 있다(S420). 이때, EVCC(21)는 전기차에 충전된 충전량을 충전 완료 메시지와 동시에 또는 순차적으로 SECC(40)에 전송할 수 있다.
SECC(40)는 전기차에 충전된 충전량과 전기차 식별 기호를 포함하는 정산 요청 메시지를 단지 서버(50)에 전송할 수 있다(S425).
단지서버는 정산 요청 메시지에 따라 전기차에 충전된 충전량과 전기차 식별 기호를 전력망 서버(60)로 전송할 수 있다(S430). 전력망 서버(60)는 전기차에 충전된 충전량에 따른 요금을 정산하고, 정산된 요금 및 전기차에 충전된 충전량 중 적어도 하나를 전기차의 사용자가 소유하거나 전기차와 연동된 사용자 단말(90)에 전송할 수 있고(S435), 정산 완료에 따른 응답(OK)을 단지 서버(50)로 전송할 수 있다(S440).
다음으로, 단지 서버(50)는 SECC(40)의 정산 요청 메시지에 따른 응답(OK)을 SECC(40)로 전송할 수 있다(S445). SECC(40)는 단지 서버(50)의 응답에 따라 정산이 완료됨을 지시하는 응답(OK)을 EVCC(21)로 전송할 수 있다(S450).
EVCC(21)는 충전 및 정산 완료에 따른 통신 종료 메시지를 SECC(40)로 전송할 수 있다(S455). SECC(40)는 통신 종료 메시지에 대한 응답(OK)을 EVCC(21)로 전송할 수 있다(S460).
전술한 실시예에서 응답(OK)이 수신되지 않는 경우, 송신측은 수신측에게 미리 정해진 회수만큼 신호 또는 메시지를 재전송할 수 있다. 또한, 수신자로부터 OK 응답 외에 실패(fail) 응답을 받는 경우, 송신자는 역으로 실패 응답을 전송하고, 처음부터 혹은 단지서버에 정상으로 저장된 시점이나 충전량부터 전기차 충전 프로세스를 다시 시작할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ICCB(In-cable Control Box)에 대한 구성도이다.
도 5를 참조하면, 도 1에서의 전기차 충전 케이블(10)에 탑재된 ICCB(12)의 구성에 대한 일 실시예를 확인할 수 있다.
전력 소켓에 접속하여 전기차 유선 충전을 수행하기 위한 전기차 충전 케이블에 탑재되는 인케이블 컨트롤 박스(12)는, 적어도 하나의 프로세서(processor, 12a), 전기차에 탑재된 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)와 통신을 수행하여 전기차의 정보를 수집하는 제1 통신 모듈(12b), 제1 통신 모듈에서 수집한 전기차의 정보를 SECC(Supply Equipment Communication Controller)에 전송하는 제2 통신 모듈(12c) 및 적어도 하나의 프로세서(12a)가 제1 통신 모듈(12b) 및 제2 통신 모듈(12c)을 제어하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리(memory, 12d)를 포함할 수 있다.
여기서, 인케이블 컨트롤 박스(12)는, 전기차에 유선으로 충전되는 전력량을 누적하여 계측하는 전력량계(12e)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1 통신 모듈(12b)은 PLC(Power line communication) 통신을 수행할 수 있다.
여기서, 제2 통신 모듈(12c)은, WI-FI(Wireless Fidelity) 통신을 수행할 수 있다.
여기서, PLC 통신은 ISO 15118-3 또는 ISO 12139에 따른 통신 규약을 이용할 수 있다.
여기서, WIFI 통신은 ISO 15118-8 에 따른 통신 규약을 이용할 수 있다.
여기서 명령어들은, 프로세서(12a)가 제1 통신 모듈(12b)을 제어하여, EVCC로부터의 SLAC(Signal Level Attenuation Characterization) 통신 연결 요청에 따라, EVCC와 SLAC를 통한 통신 연결 설정을 수행하도록 지시할 수 있다.
여기서 명령어들은, 프로세서(12a)가 제2 통신 모듈(12c)을 제어하여, SECC에 무선 통신 연결 요청을 전송하고, SECC로부터 무선 통신 연결 요청에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SECC(Supply Equipment Communication Controller)에서 수행되는 전기차 유선 충전 방법에 대한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, SECC(Supply Equipment Communication Controller)에서 수행되는 전기차 유선 충전 방법은, 전기차 충전 케이블에 탑재된 ICCB(In-cable control box)과 무선 통신 연결을 설정하고 전기차 충전 케이블에 접속된 전기차의 정보를 수신하는 단계(S600), 전기차의 정보에 포함된 전기차의 식별 기호 및 SECC의 식별 기호를 단지 서버에 전송하는 단계(S610), 단지 서버로부터 단지 서버의 식별 기호를 수신하는 단계(S620) 및 단지 서버의 식별 기호를 전기차에 탑재된 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)에 전송하는 단계(S630)를 포함할 수 있다.
여기서, 무선 통신 연결은, ISO 15118-8 에 따른 WIFI 통신 규약을 이용하여 연결될 수 있다.
여기서, SECC(Supply Equipment Communication Controller)에서 수행되는 전기차 유선 충전 방법은, EVCC로부터 충전 루프(loop)에 따른 충전 정보를 수신하는 단계(S640) 및 수신된 충전 정보 및 전기차의 정보를 단지 서버에 전송하는 단계(S650)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 충전 정보는, 전기차에서 요청하는 충전 에너지 량(EV Energy request), 완충되었을때 예상되는 에너지 보유량(Full State of Charge, Full SOC) 또는 요청한 충전 종료 시간에 예상되는 에너지 보유량(Bulk State of Charge, Bulk SOC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 전기차의 정보는, 전기차 상태 정보(EV Status), 수용 가능한 최대 전류(EV Maximum Current Limit)나 전압(EV Maximum Voltage Limit) 및 배터리에 저장 가능한 에너지 수용치(EV Energy Capacity) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 전기차 상태 정보는, 전기차의 배터리 에너지 보유량 및 충전 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, SECC(Supply Equipment Communication Controller)에서 수행되는 전기차 유선 충전 방법은, EVCC로부터 충전 완료 메시지를 수신하는 단계(S660) 및 충전 완료 메시지에 따른 정산 요청 메시지(S670)를 단지 서버에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 정산 요청 메시지는 전기차에 충전된 충전량, 전기차의 식별 기호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 SECC(Supply Equipment Communication Controller)에 대한 구성도이다.
도 7을 참조하면, 전원공급장치 통신 제어기(SECC, 40)는, 적어도 하나의 프로세서(processor, 41), 적어도 하나의 프로세서(41)가 적어도 하나의 단계를 수행하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리(memory, 42) 및 적어도 하나의 프로세서(41)에 의해 제어됨으로써 무선 통신 메시지를 송수신하는 통신 모듈(43)을 포함할 수 있다.
여기서 통신 모듈(43)은 WI-FI 통신을 지원할 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 단계는, 전기차 충전 케이블에 탑재된 ICCB(In-cable control box)와 무선 통신 연결을 설정하고 전기차 충전 케이블에 접속된 전기차의 정보를 수신하는 단계, 전기차의 정보에 포함된 전기차의 식별 기호 및 전원공급장치 통신 제어기의 식별 기호를 단지 서버에 전송하는 단계, 단지 서버로부터 단지 서버의 식별 기호를 수신하는 단계 및 단지 서버의 식별 기호를 전기차에 탑재된 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 무선 통신 연결은, ISO 15118-8 에 따른 WIFI 통신 규약을 이용하여 수행될 수 있다.
여기서 명령어들은, 프로세서(41)가 통신 모듈(43)을 제어하여, EVCC로부터 충전 루프(loop)에 따른 충전 정보를 수신하는 단계 및 수신된 충전 정보 및 전기차의 정보를 단지 서버에 전송하는 단계를 더 수행하도록 지시할 수 있다.
여기서 명령어들은, 프로세서(41)가 통신 모듈(43)을 제어하여, EVCC로부터 충전 완료 메시지를 수신하는 단계 및 충전 완료 메시지에 따른 정산 요청 메시지를 단지 서버에 전송하는 단계를 더 수행하도록 지시할 수 있다.
여기서, 전원공급장치 통신 제어기(40)는 도 3 및 도 4에 따른 과정이나 도 6에 따른 과정을 수행할 수 있고, 이에 대해서는 중복 설명을 방지하여 위하여 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 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. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 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 (20)

  1. 전력 소켓에 접속하여 전기차 유선 충전을 수행하기 위한 전기차 충전 케이블에 탑재되는 인케이블 컨트롤 박스(In-Cable control box)로서,
    적어도 하나의 프로세서(processor);
    전기차에 탑재된 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)와 통신을 수행하여 상기 전기차의 정보를 수집하는 제1 통신 모듈;
    상기 제1 통신 모듈에서 수집한 전기차의 정보를 SECC(Supply Equipment Communication Controller)에 전송하는 제2 통신 모듈; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 제1 통신 모듈 및 상기 제2 통신 모듈을 제어하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리(memory)를 포함하는, 인케이블 컨트롤 박스.
  2. 청구항 1에서,
    상기 인케이블 컨트롤 박스는,
    상기 전기차에 유선으로 충전되는 전력량을 누적하여 계측하는 전력량계를 더 포함하는, 인케이블 컨트롤 박스.
  3. 청구항 1에서,
    상기 제1 통신 모듈은,
    PLC(Power line communication) 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는, 인케이블 컨트롤 박스.
  4. 청구항 1에서,
    상기 제2 통신 모듈은,
    WI-FI(Wireless Fidelity) 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는, 인케이블 컨트롤 박스.
  5. 청구항 3에서,
    상기 PLC 통신은 ISO 15118-3 또는 ISO 12139에 따른 통신 규약을 이용하는, 인케이블 컨트롤 박스.
  6. 청구항 4에서,
    상기 WIFI 통신은 ISO 15118-8 에 따른 통신 규약을 이용하는, 인케이블 컨트롤 박스.
  7. 청구항 5에서,
    상기 명령어들은,
    상기 프로세서가 상기 제1 통신 모듈을 제어하여,
    상기 EVCC로부터의 SLAC(Signal Level Attenuation Characterization) 통신 연결 요청에 따라, 상기 EVCC와 SLAC를 통한 통신 연결 설정을 수행하도록 지시하는, 인케이블 컨트롤 박스.
  8. 청구항 6에서,
    상기 명령어들은,
    상기 프로세서가 상기 상기 제2 통신 모듈을 제어하여,
    상기 SECC에 무선 통신 연결 요청을 전송하고, 상기 SECC로부터 상기 무선 통신 연결 요청에 대한 응답 메시지를 수신하도록 지시하는, 인케이블 컨트롤 박스.
  9. SECC(Supply Equipment Communication Controller)에서 수행되는 전기차 유선 충전 방법에서,
    전기차 충전 케이블에 탑재된 ICCB(In-cable control box)과 무선 통신 연결을 설정하고 상기 전기차 충전 케이블에 접속된 전기차의 정보를 수신하는 단계;
    상기 전기차의 정보에 포함된 상기 전기차의 식별 기호 및 상기 SECC의 식별 기호를 단지 서버에 전송하는 단계;
    상기 단지 서버로부터 상기 단지 서버의 식별 기호를 수신하는 단계; 및
    상기 단지 서버의 식별 기호를 상기 전기차에 탑재된 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)에 전송하는 단계를 포함하는, 전기차 유선 충전 방법.
  10. 청구항 9에서,
    상기 무선 통신 연결은,
    ISO 15118-8 에 따른 WIFI 통신 규약을 이용하여 연결되는, 전기차 유선 충전 방법.
  11. 청구항 9에서,
    상기 EVCC로부터 충전 루프(loop)에 따른 충전 정보를 수신하는 단계; 및
    수신된 충전 정보 및 상기 전기차의 정보를 상기 단지 서버에 전송하는 단계를 더 포함하는, 전기차 유선 충전 방법.
  12. 청구항 11에서,
    상기 충전 정보는,
    상기 전기차에서 요청하는 충전 에너지 량(EV Energy request), 완충되었을때 예상되는 에너지 보유량(Full State of Charge, Full SOC) 또는 요청한 충전 종료 시간에 예상되는 에너지 보유량(Bulk State of Charge, Bulk SOC) 중 적어도 하나를 포함하는, 전기차 유선 충전 방법.
  13. 청구항 11에서,
    상기 전기차의 정보는,
    전기차 상태 정보(EV Status), 수용 가능한 최대 전류(EV Maximum Current Limit)나 전압(EV Maximum Voltage Limit) 및 배터리에 저장 가능한 에너지 수용치(EV Energy Capacity) 중 적어도 하나를 포함하는, 전기차 유선 충전 방법.
  14. 청구항 13에서,
    상기 전기차 상태 정보는,
    상기 전기차의 배터리 에너지 보유량 및 충전 모드 중 적어도 하나를 포함하는, 전기차 유선 충전 방법.
  15. 청구항 11에서,
    상기 EVCC로부터 충전 완료 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 충전 완료 메시지에 따른 정산 요청 메시지를 상기 단지 서버에 전송하는 단계를 더 포함하는, 전기차 유선 충전 방법.
  16. 청구항 15에서,
    상기 정산 요청 메시지는 상기 전기차에 충전된 충전량, 상기 전기차의 식별 기호 중 적어도 하나를 포함하는, 전기차 유선 충전 방법.
  17. 적어도 하나의 프로세서(processor);
    상기 적어도 하나의 프로세서가 적어도 하나의 단계를 수행하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리(memory); 및
    상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 제어됨으로써 무선 통신 메시지를 송수신하는 통신 모듈을 포함하는 전원공급장치 통신 제어기(SECC, Supply Equipment Communication Controller)로서,
    상기 적어도 하나의 단계는,
    전기차 충전 케이블에 탑재된 ICCB(In-cable control box)와 무선 통신 연결을 설정하고 상기 전기차 충전 케이블에 접속된 전기차의 정보를 수신하는 단계;
    상기 전기차의 정보에 포함된 상기 전기차의 식별 기호 및 상기 전원공급장치 통신 제어기의 식별 기호를 단지 서버에 전송하는 단계;
    상기 단지 서버로부터 상기 단지 서버의 식별 기호를 수신하는 단계; 및
    상기 단지 서버의 식별 기호를 상기 전기차에 탑재된 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)에 전송하는 단계를 포함하는, 전원공급장치 통신 제어기.
  18. 청구항 17에서,
    상기 무선 통신 연결은,
    ISO 15118-8 에 따른 WIFI 통신 규약을 이용하여 수행되는, 전원공급장치 통신 제어기.
  19. 청구항 17에서,
    상기 명령어들은,
    상기 프로세서가 상기 통신 모듈을 제어하여,
    상기 EVCC로부터 충전 루프(loop)에 따른 충전 정보를 수신하는 단계; 및
    수신된 충전 정보 및 상기 전기차의 정보를 상기 단지 서버에 전송하는 단계를 더 수행하도록 지시하는, 전원공급장치 통신 제어기.
  20. 청구항 19에서,
    상기 명령어들은,
    상기 프로세서가 상기 통신 모듈을 제어하여,
    상기 EVCC로부터 충전 완료 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 충전 완료 메시지에 따른 정산 요청 메시지를 상기 단지 서버에 전송하는 단계를 더 수행하도록 지시하는, 전원공급장치 통신 제어기.
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