KR20180112994A - 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치 및 전기차 충전 방법 - Google Patents

지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치 및 전기차 충전 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치는, 전기차에 전원을 공급하도록 구성된 제1 포트와, 제1 포트에 전기적으로 연결되고 지상변압기로부터 전원을 공급받도록 구성된 제2 포트와, 제1 포트와 제2 포트의 사이의 개폐상태를 스위칭하는 차단부를 포함할 수 있다.

Description

지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치 및 전기차 충전 방법 {Electric vehicle charging apparatus using pad-mounted transformer and method for charging electric vehicle}
본 발명은 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치 및 전기차 충전 방법에 관한 것이다.
최근에는 화석 연료의 고갈문제와 화석 연료의 과다 사용으로 인한 대기 환경 오염 문제의 심각화에 따라 재생 가능한 신재생 에너지의 사용과, 친환경적인 운송 수단에 대한 연구와 개발이 전세계적으로 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 친환경적인 운송 수단으로서 전기차(Electric Vehicle, EV)가 주목받고 있다.
전기차 충전 인프라 확산은 전기차가 널리 보급되기 위해서 필수적이다. 그러나, 종래의 전기차 충전 인프라는 상당한 전기차 충전 전용 공간을 필요로 하는데, 이는 전기차 충전 인프라 확산에 장애가 된다.
공개특허공보 제10-2011-0116683호
본 발명의 일 실시 예는, 지상변압기로부터 전원을 공급받아 전기차를 충전할 수 있는 환경을 제공하여 전기차 충전 인프라 확산에 일조할 수 있는 전기차 충전 장치 및 전기차 충전 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치는, 전기차에 전원을 공급하도록 구성된 제1 포트; 상기 제1 포트에 전기적으로 연결되고 지상변압기로부터 전원을 공급받도록 구성된 제2 포트; 및 상기 제1 포트와 상기 제2 포트의 사이의 개폐상태를 스위칭하는 차단부; 를 포함할 수 있다.
예를 들어 상기 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치는, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트의 사이를 통과하는 전원의 전류, 전압 또는 전력을 계량하는 계량부; 상기 계량부의 계량 결과에 기초하여 지상변압기 이상 정보를 생성하는 처리부; 및 상기 지상변압기 이상 정보에 따라 상기 차단부의 스위칭 동작을 제어하는 제어부; 를 더 포함할 수 있다.
예를 들어 상기 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치는, 상기 지상변압기 이상 정보를 전송하는 통신부를 더 포함하고, 상기 처리부는 상기 지상변압기 이상 정보로서 과전류 정보, 과전압 정보, 지락 정보, 단락 정보, 결상 정보, 누전 정보 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
예를 들어 상기 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치는, 충전 모드 정보 또는 충전 용량 정보를 입력 받는 입력부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 충전 모드 정보 또는 충전 용량 정보에 기초하여 상기 차단부의 스위칭 동작 시점을 제어할 수 있다.
예를 들어 상기 처리부는 상기 충전 모드 정보 또는 충전 용량 정보에 기초하여 충전요금 정보를 생성하고, 상기 통신부는 상기 충전요금 정보를 전송할 수 있다.
예를 들어, 상기 입력부는 결제 정보를 입력 받고, 상기 통신부는 상기 결제 정보를 송신하고 인증 정보를 수신하고, 상기 제어부는 상기 인증 정보에 따라 상기 차단부의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어 상기 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치는, 상기 차단부를 수용하고 상기 지상변압기에 부착되거나 상기 지상변압기로부터 탈착되도록 구성된 외함을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 포트는 상기 외함에서 상기 지상변압기에 접촉하는 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전기차 충전 방법은, 충전 사용자 정보를 입력 받는 단계; 상기 충전 사용자 정보에 기초하여 사용자 인증 절차를 수행하여 인증 정보를 생성하는 단계; 지상변압기와 일체화된 충전기의 잠금을 상기 인증 정보에 따라 해제하는 단계; 및 상기 충전기의 잠금이 해제된 이후에 상기 지상변압기으로부터 전기차로 전원을 공급하는 단계; 를 포함할 수 있다.
예를 들어 상기 전기차 충전 방법은, 상기 지상변압기로부터 전기차로 전원이 공급되는 동안에 상기 전원의 전류, 전압 또는 전력을 계량하는 단계; 상기 전원의 전류, 전압 또는 전력의 계량 결과에 기초하여 지상변압기 이상 정보를 생성하는 단계; 및 상기 지상변압기 이상 정보에 기초하여 상기 충전기의 충전 중단을 제어하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치 및 전기차 충전 방법은, 지상변압기로부터 전원을 공급받아 전기차를 충전할 수 있는 환경을 제공하여 전기차 충전 인프라 확산에 일조할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치 및 전기차 충전 방법은, 별도의 점용허가나 굴착신고가 거의 없이도 전기차 충전 인프라를 제공할 수 있으며, 외부의 충격에 대해 강한 내구성을 가질 수 있으며, 지상변압기의 부하량 또는 상태가 가변적일 경우에도 비교적 안정적으로 전기차에 전원을 공급할 수 있고, 안정적인 전기차 충전 거래 시스템을 구축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치에 이용되는 지상변압기를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치의 배치를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기차 충전 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치를 구체적으로 예시한 블록도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치(300)는, 지상변압기(200)로부터 전원을 공급받고 전기차(100)에 전원을 공급할 수 있다.
지상변압기(200)는 지중에 배치된 배전선로에 전기적으로 연결될 수 있으며, 고압의 전력을 저압의 전력으로 변환할 수 있다.
통상적으로, 상기 지상변압기(200)는 전기차(100)가 접근하기 용이한 도로 또는 인도 상에 설치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치(300)는 전기차 충전 전용 공간을 크게 요구하지 않고도 전기차(100)에 대한 충전 공간을 확보할 수 있으며, 전기차 충전에 필요한 전원케이블(220)의 길이를 줄일 수 있으며, 외부의 충격에 대해 강한 내구성을 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치에 이용되는 지상변압기를 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 지상변압기(200a)는 제1 전원단자(210) 및 제2 전원단자(230)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치(300a)는 전원케이블(220a)을 통해 제1 전원단자(210)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 추가적인 전원케이블을 통해 전기차(100a)에 전원을 공급할 수 있다.
상기 제1 전원단자(210)는 각각 A상, B상, C상, N상에 대응되는 4개의 저압단자로 구현될 수 있으며, 전원케이블(220a)에 대한 연결 용이성을 위해 볼트 구멍으로 가공될 수 있고 전원케이블(220a)의 압착단자에 연결될 수 있다.
예를 들어, 전원케이블(220a)은 절연성 또는 가공성을 위해 CV케이블 또는 그와 동등한 재질의 케이블로 구현될 수 있다.
또한, 상기 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치(300a)는 지상변압기(200a) 상에 배치될 수 있으며, 지상변압기(200a)에 부착되거나 지상변압기(200a)로부터 탈착될 수 있는 외함을 포함할 수 있다.
또한, 상기 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치(300a)는 상기 외함에서 지상변압기(200a)에 접촉하는 위치를 통해 지상변압기(200a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치(300a)는 외부의 전원케이블 없이도 지상변압기(200a)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 이에 따라, 상기 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치(300a)는 외부의 충격에 대해 강한 내구성을 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치의 배치를 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치(300b)는 지상변압기(200b)로부터 이격될 수도 있으며, 전원케이블(220b)을 통해 지상변압기(200b)와 전기차(100b)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치(300b)는 전원케이블(220b)의 길이를 단축하고 전기차(100b)의 주차공간 확보를 위해 지상변압기(200b)에 인접하여 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치(300)는, 제1 포트(301), 제2 포트(302), 충전부(310), 계량부(320), 차단부(330), 처리부(340), 제어부(350), 통신부(360), 입력부(370), 출력부(380), 제2 차단부(390)를 포함할 수 있으며, 외함에 의해 수용될 수 있다.
제1 포트(301)는 전기차(100)에 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.
제2 포트(302)는 제1 포트(301)에 전기적으로 연결되고 지상변압기(200)로부터 전원을 공급받도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 및 제2 포트(301, 302)는 유선 방식으로 전원을 공급하도록 전원케이블에 연결되는 구조를 가질 수 있으며, 무선 방식으로 근거리에서 전원을 공급하도록 코일로 구현될 수도 있다.
충전부(310)는 제2 포트(302)를 통해 공급받은 전원에 대한 변환 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 충전부(310)는 전기차(100)와의 전력선 통신을 통해 전기차(100)의 충전 방식 정보를 수신할 수 있으며, 상기 충전 방식 정보에 기초하여 전원 전압, 주파수, 직류/교류 여부, 유선방식/무선방식 여부, 충전 속도 등을 결정할 수 있다.
계량부(320)는 제1 포트(301)와 제2 포트(302)의 사이를 통과하는 전원의 전류, 전압 또는 전력을 계량할 수 있다. 예를 들어, 상기 계량부(320)는 전력량계로 구현될 수 있다. 상기 계량부(320)의 계량 결과는 충전요금 정보 생성에 이용될 수 있으며, 지상변압기 이상 정보 생성에도 이용될 수 있다.
여기서, 지상변압기 이상 정보는 과전류 정보, 과전압 정보, 지락 정보, 단락 정보, 결상 정보 및/또는 누전 정보를 포함할 수 있다.
차단부(330)는 제1 포트(301)와 제2 포트(302)의 사이의 개폐상태를 스위칭할 수 있다. 예를 들어, 상기 차단부(330)는 차단기 또는 전력용 반도체로 구현될 수 있다.
예를 들어, 상기 차단부(330)는 지상변압기 이상 정보에 따라 전기차(100)에 대한 충전을 중단하기 위해서 제1 포트(301)와 제2 포트(302)의 사이를 전기적으로 개방할 수 있다.
통상 지상변압기(200)의 부하량 또는 상태가 가변적이므로, 상기 차단부(330)는 지상변압기(200)의 부하량 또는 상태에 기초하여 동작할 수 있도록 지상변압기 이상 정보에 따라 제1 포트(301)와 제2 포트(302)의 사이의 개폐상태를 변경할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치(300)는 지상변압기(200)의 부하량 또는 상태가 가변적일 경우에도 비교적 안정적으로 지상변압기(200)의 전원을 안전하게 활용할 수 있다.
처리부(340)는 계량부(320)의 계량 결과에 기초하여 지상변압기 이상 정보를 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 처리부(340)는 계량부(320)에 의해 계량된 평균전류 또는 평균전압이 기준 전류보다 클 경우에 지상변압기 이상 정보로서 과전류 정보 또는 과전압 정보를 생성할 수 있으며, 계량부(320)에 의해 계량된 평균전력이 기준 전력보다 클 경우에 지상변압기 이상 정보로서 결상 정보 또는 누전 정보를 생성할 수 있으며, 계량부(320)에 의해 계량된 피크값이 기준 값보다 클 경우에 지상변압기 이상 정보로서 지락 정보 또는 단락 정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기 처리부(340)는 입력부(370)를 통해 입력된 충전 모드 정보 또는 충전 용량 정보에 기초하여 충전요금 정보를 생성할 수도 있다. 즉, 상기 처리부(340)는 전기차 충전 거래에 관한 일련의 과정을 수행할 수 있다.
제어부(350)는 지상변압기 이상 정보에 따라 차단부(330)의 스위칭 동작을 제어할 수 있으며, 통신부(360)에 의해 수신된 인증 정보에 따라 차단부(330)의 스위칭 동작을 제어할 수도 있다. 즉, 상기 제어부(350)는 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치(300)의 전반적인 제어 동작을 통합적으로 수행할 수 있다.
통신부(360)는 지상변압기 이상 정보를 서버로 전송할 수 있으며, 서버 또는 인증기관으로부터 인증 정보를 수신할 수도 있다. 이에 따라, 다수의 전기차 충전 장치는 서버에 의해 통합적으로 관리될 수 있다. 예를 들어, 상기 통신부(360)는 안테나 및 통신 모뎀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 통신부(360)는 충전요금 정보에 따라 요금 정산을 위해 전기차(100)의 운전자 단말기에 충전요금 부과에 관한 정보를 전송할 수 있으며, 전기차 충전 상황 정보(예: 충전율, 예상 충전 시간, 충전 완료 여부, 이상 발생 여부 등)를 실시간으로 상기 단말기로 전송할 수 있다. 여기서, 상기 통신부(360)와 상기 단말기의 사이는 통신회사에 의해 중계될 수 있다.
입력부(370)는 전기차(100)의 운전자로부터 충전 모드 정보 또는 충전 용량 정보를 입력 받을 수 있다. 여기서, 상기 충전 모드 정보는 급속 충전, 중속 충전 또는 완속 충전에 대응될 수 있다.
또한, 상기 입력부(370)는 전기차(100)의 운전자로부터 결제 정보를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 상기 결제 정보는 신용카드, 체크카드, 모바일 결제 등 다양한 결제방식 중 적어도 하나에 대응될 수 있다. 상기 결제 정보는 통신부(360)에 의해 서버, 인증기관 또는 결제금융기관으로 송신될 수 있다. 상기 서버, 인증기관 또는 결제금융기관은 상기 결제 정보를 저장된 정보와 비교함으로써, 전기차(100)의 운전자가 전기차 충전 거래 시스템에 가입된 운전자인지 확인할 수 있으며, 확인 결과에 기초한 인증 정보를 생성하여 상기 통신부(360)로 전송할 수 있다. 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치(300)는 상기 인증 정보에 따라 전기차(100)에 대한 충전을 거부(예: 카드 도난 또는 훼손)하거나 승인할 수 있다.
출력부(380)는 상기 인증 정보에 따라 충전 가능 여부 정보를 출력할 수 있으며, 처리부(340)에 의해 생성된 충전요금 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 출력부(380)는 디스플레이 장치로 구현될 수 있으며, 입력부(370)와 함께 터치스크린, 키패드와 같은 HMI(Human-Machine Interface)로 구현될 수 있다.
제2 차단부(390)는 차단부(330)와 직렬로 연결되어 제1 포트(301)와 제2 포트(302)의 사이의 개폐상태를 스위칭할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 차단부(390)는 전기차(100)에 대한 충전 시작시에 제1 포트(301)와 제2 포트(302)의 사이를 전기적으로 연결할 수 있으며, 전기차(100)에 대한 충전 종료시에 제1 포트(301)와 제2 포트(302)의 사이를 전기적으로 개방할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 차단부(390)는 입력부(370)를 통해 입력된 충전 모드 정보 또는 충전 용량 정보에 따라 제어부(350)에 의해 결정된 충전 시작 시점과 충전 종료 시점에 제1 포트(301)와 제2 포트(302)의 사이의 개폐상태를 변경할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기차 충전 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기차 충전 방법에 따른 전기차 충전 장치는, 전기자동차 주차(S110) 이후에 통신부를 통해 사용자 인증(S120)을 수행하고 승인을 확인(S130)할 수 있다.
이후, 상기 전기차 충전 장치는 차단부에 대한 제어를 통해 승인되지 않을 경우에 충전을 거부(S140)하고, 승인된 경우에 충전기의 잠금을 해제(S150)할 수 있다.
이후, 상기 전기차 충전 장치는 계량부를 통해 충전 완료를 확인(S160)하고, 충전이 완료된 이후에 제2 차단부를 통해 전원공급을 차단(S180)하고, 처리부를 통해 계량정보에 대응되는 충전요금을 정산(S190)하고, 통신부를 통해 충전요금 정보를 사용자에게 통보(S200)하고, 충전기를 전기차로부터 전기적으로 분리(S210)할 수 있다.
만약 충전 완료 전에 계량부를 통해 정전 등이 발생한 것이 확인되는 경우, 상기 전기차 충전 장치는 차단부를 통해 비정상 중지(S220)하고, 처리부를 통해 계량정보를 인지(S230)하고, 충전기를 전기차로부터 전기적으로 분리(S240)할 수 있다.
이후, 전원공급 정상화(S250)된 경우, 상기 전기차 충전 장치는 처리부를 통해 충전요금을 정산(S260)하고, 통신부를 통해 충전요금 정보를 사용자에게 통보(S270)할 수 있다.
요약하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기차 충전 방법은 충전 사용자 정보를 입력 받는 단계와, 상기 충전 사용자 정보에 기초하여 사용자 인증 절차를 수행하여 인증 정보를 생성하는 단계와, 지상변압기와 일체화된 충전기의 잠금을 상기 인증 정보에 따라 해제하는 단계와, 상기 충전기의 잠금이 해제된 이후에 상기 지상변압기으로부터 전기차로 전원을 공급하는 단계와, 상기 지상변압기로부터 전기차로 전원이 공급되는 동안에 상기 전원의 전류, 전압 또는 전력을 계량하는 단계와, 상기 전원의 전류, 전압 또는 전력의 계량 결과에 기초하여 지상변압기 이상 정보를 생성하는 단계와, 상기 지상변압기 이상 정보에 기초하여 상기 충전기의 충전 중단을 제어하는 단계 중 적어도 일부를 포함할 수 있으나, S110 단계 내지 S270 단계에 한정되지 않는다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기차 충전 장치를 구체적으로 예시한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 전기차 충전 장치는, 충전기 AC 터미널(1001), 누전 차단기(1002), 제1 전력량계(1003), 제2 전력량계(1004), 제1 전력량계 통신단자함(1005), 제2 전력량계 통신단자함(1006), 제1 전류센서(1007), 제2 전류센서(1008), 제1 마그네트 콘텍터(1009), 제2 마그네트 콘텍터(1010), 충전 커넥터(1011), 충전 콘센트(1012), 노이즈 필터(1013), 전원공급장치(1014), 컨트롤러(1015), 카드 리더기(1016), 디스플레이부(1017), 스피커(1018), 조명 장치(1019), 비상 스위치(1020), 도어 솔레노이드(1021), 플러그 센서(1022), 리트렉터(1023) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
충전기 AC 터미널(1001)은 전기차 충전 장치와 지능형 분전함을 전기적으로 연결시킬 수 있으며, 도 4에 도시된 제2 포트에 대응될 수 있다.
누전 차단기(1002)는 전기차 충전 장치에서 누전이 발생한 경우에 충전을 중단할 수 있으며, 도 4에 도시된 차단부에 대응될 수 있다.
제1 전력량계(1003)는 제1 모드에 따른 충전시에 충전 전원의 전력량을 계량할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 모드는 완속 모드일 수 있다.
제2 전력량계(1004)는 제2 모드에 따른 충전시에 충전 전원의 전력량을 계량할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 모드는 급속 모드일 수 있다.
제1 및 제2 전력량계(1003, 1004)의 계량 결과는 요금 정보 생성에 이용될 수 있다.
제1 전력량계 통신단자함(1005)은 제1 전력량계(1003)의 계량 결과를 컨트롤러(1015) 또는 외부로 송신할 수 있다.
제2 전력량계 통신단자함(1006)은 제2 전력량계(1004)의 계량 결과를 컨트롤러(1015) 또는 외부로 송신할 수 있다.
제1 전류센서(1007)는 제1 모드에 따라 전기차에 공급되는 전원의 전류를 측정할 수 있다.
제2 전류센서(1008)는 제2 모드에 따라 전기차에 공급되는 전원의 전류를 측정할 수 있다.
제1 또는 제2 전류센서(1007, 1008)에 의해 측정된 전류값은 컨트롤러(1015)에 의한 누전 차단기(1002)의 차단 제어에 활용될 수 있다.
제1 마그네트 콘텍터(1009)는 온/오프 스위칭을 통해 제1 모드에 따른 충전량을 제어할 수 있다.
제2 마그네트 콘텍터(1010)는 온/오프 스위칭을 통해 제2 모드에 따른 충전량을 제어할 수 있다.
충전 커넥터(1011)는 제1 모드 충전을 위해 전기차에 전기적으로 연결되는 구조를 가질 수 있으며, 도 4에 도시된 제1 포트에 대응될 수 있다.
충전 콘센트(1012)는 제2 모드 충전을 위해 전기차에 전기적으로 연결되는 구조를 가질 수 있으며, 도 4에 도시된 제1 포트에 대응될 수 있다.
노이즈 필터(1013)는 충전 전원의 노이즈를 필터링할 수 있다.
전원공급장치(1014)는 컨트롤러(1015)에 동작 전원을 공급할 수 있으며, AC 전원을 DC 전원으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 상기 전원공급장치(1014)는 스위칭모드 파워 서플라이(SMPS)로 구현될 수 있다.
컨트롤러(1015)는 도 4에 도시된 제어부 및 처리부와 동일하게 동작할 수 있다.
카드 리더기(1016)는 전기차 또는 운전자로부터 결제 정보를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 상기 결제 정보는 신용카드, 체크카드, 모바일 결제 등 다양한 결제방식 중 적어도 하나에 대응될 수 있다.
디스플레이부(1017)는 도 4에 도시된 출력부가 출력하는 정보를 시각적으로 표시할 수 있다.
스피커(1018)는 도 4에 도시된 출력부가 출력하는 정보를 청각적으로 생성할 수 있다.
조명 장치(1019)는 운전자 편의를 위해 충전 커넥터(1011) 및 충전 콘센트(1012)를 향하는 광원을 출력할 수 있다.
비상 스위치(1020)는 전기차 또는 운전자로부터의 입력에 따라 충전을 중단할 수 있다.
도어 솔레노이드(1021)는 충전 커넥터(1011) 보관함의 잠금기능을 수행할 수 있다.
플러그 센서(1022)는 충전 커넥터(1011)가 소정의 위치에 배치되어 있는지 감시할 수 있다.
리트렉터(1023)는 충전 커넥터(1011)에 연결된 충전케이블을 릴에 감을 수 있다. 이에 따라, 충전케이블이 바닥에 끌려서 손상되는 것은 예방될 수 있다.
도 6을 참조하면, 지능형 분전함은, 분전반 AC 터미널(1024), 제3 전력량계(1025), AC 입력 차단기(1026), 서지보호기(1027), 분전반 전원공급장치(1028), 분전반 제어보드(1029), 영상처리장치(1030), 표지판 제어기(1031), 무선 모뎀(1032), 대지 접지(1033) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 상기 지능형 분전함은 상기 전기차 충전 장치와 일체화될 수 있으므로, 상기 지능형 분전함이 포함하는 구성은 상기 전기차 충전 장치에 포함될 수도 있다.
분전반 AC 터미널(1024)은 지능형 분전함와 배전선로를 전기적으로 연결시킬 수 있다.
제3 전력량계(1025)는 지능형 분전함을 통과하는 전원의 전력량을 계량할 수 있다.
AC 입력 차단기(1026)는 지능형 분전함에서 전기차 충전 장치로 공급되는 전원을 차단할 수 있다.
서지보호기(1027)는 전원을 서지(surge)로부터 보호할 수 있다.
분전반 전원공급장치(1028)는 분전반 제어보드(1029)의 동작 전원을 공급할 수 있으며, AC 전원을 DC 전원으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 상기 분전반 전원공급장치(1028)는 스위칭모드 파워 서플라이(SMPS)로 구현될 수 있다.
분전반 제어보드(1029)는 지능형 분전반의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
영상처리장치(1030)는 지상변압기에 구비된 영상 장치를 제어할 수 있다.
표지판 제어기(1031)는 지상변압기에 구비된 충전소 표시판을 제어할 수 있다.
무선 모뎀(1032)은 도 4의 통신부와 동일하게 동작할 수 있다.
대지 접지(1033)는 지능형 분전반에 접지 전압을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기차 충전 방법은, 프로세서, 메모리, 스토리지, 입력 디바이스, 출력 디바이스 및 통신 접속을 포함하는 컴퓨팅 환경에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서는 전술한 처리부 및 제어부에 대응될 수 있으며, 상기 메모리는 전술한 처리부에 대응될 수 있으며, 상기 입력 디바이스는 전술한 입력부에 대응될 수 있으며, 상기 출력 디바이스는 전술한 출력부에 대응될 수 있으며, 상기 통신 접속은 전술한 통신부에 대응될 수 있다.
또한, 본 실시 예에서 사용되는 '~부' 라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 시스템 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
이상에서는 본 발명을 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
100: 전기차
200: 지상변압기
210: 제1 전원단자
220: 전원케이블
230: 제2 전원단자
300: 충전기
301: 제1 포트
302: 제2 포트
310: 충전부
320: 계량부
330: 차단부
340: 처리부
350: 제어부
360: 통신부
370: 입력부
380: 출력부
390: 제2 차단부

Claims (10)

  1. 전기차에 전원을 공급하도록 구성된 제1 포트;
    상기 제1 포트에 전기적으로 연결되고 지상변압기로부터 전원을 공급받도록 구성된 제2 포트; 및
    상기 제1 포트와 상기 제2 포트의 사이의 개폐상태를 스위칭하는 차단부; 를 포함하는 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포트와 상기 제2 포트의 사이를 통과하는 전원의 전류, 전압 또는 전력을 계량하는 계량부;
    상기 계량부의 계량 결과에 기초하여 지상변압기 이상 정보를 생성하는 처리부; 및
    상기 지상변압기 이상 정보에 따라 상기 차단부의 스위칭 동작을 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지상변압기 이상 정보를 전송하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 처리부는 상기 지상변압기 이상 정보로서 과전류 정보, 과전압 정보, 지락 정보, 단락 정보, 결상 정보, 누전 정보 중 적어도 하나를 생성하는 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    충전 모드 정보 또는 충전 용량 정보를 입력 받는 입력부; 및
    상기 충전 모드 정보 또는 충전 용량 정보에 기초하여 상기 차단부의 스위칭 동작 시점을 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 충전 모드 정보 또는 충전 용량 정보에 기초하여 충전요금 정보를 생성하는 처리부; 및
    상기 충전요금 정보를 전송하는 통신부; 를 더 포함하는 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    결제 정보를 입력 받는 입력부; 및
    상기 결제 정보를 송신하고 인증 정보를 수신하는 통신부; 및
    상기 인증 정보에 따라 상기 차단부의 스위칭 동작을 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차단부를 수용하고 상기 지상변압기에 부착되거나 상기 지상변압기로부터 탈착되도록 구성된 외함을 더 포함하는 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 포트는 상기 외함에서 상기 지상변압기에 접촉하는 위치에 배치되는 지상변압기를 이용한 전기차 충전 장치.
  9. 충전 사용자 정보를 입력 받는 단계;
    상기 충전 사용자 정보에 기초하여 사용자 인증 절차를 수행하여 인증 정보를 생성하는 단계;
    지상변압기와 일체화된 충전기의 잠금을 상기 인증 정보에 따라 해제하는 단계; 및
    상기 충전기의 잠금이 해제된 이후에 상기 지상변압기으로부터 전기차로 전원을 공급하는 단계; 를 포함하는 전기차 충전 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지상변압기로부터 전기차로 전원이 공급되는 동안에 상기 전원의 전류, 전압 또는 전력을 계량하는 단계;
    상기 전원의 전류, 전압 또는 전력의 계량 결과에 기초하여 지상변압기 이상 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 지상변압기 이상 정보에 기초하여 상기 충전기의 충전 중단을 제어하는 단계; 를 더 포함하는 전기차 충전 방법.
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