KR20190047997A - 전기 자동차용 충전 시스템 - Google Patents

전기 자동차용 충전 시스템 Download PDF

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KR20190047997A
KR20190047997A KR1020170142439A KR20170142439A KR20190047997A KR 20190047997 A KR20190047997 A KR 20190047997A KR 1020170142439 A KR1020170142439 A KR 1020170142439A KR 20170142439 A KR20170142439 A KR 20170142439A KR 20190047997 A KR20190047997 A KR 20190047997A
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고재훈
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Abstract

본 발명은 전기 자동차용 충전 시스템 및 전기 자동차용 충전 시스템을 제어하기 위한 소프트웨어에 적용되는 새로운 통신 프로토콜에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 시스템은, 다수의 충전 채널 도어를 구비하며 사용자의 충전 인증이 완료되면 상기 다수의 충전 채널 도어 중 어느 하나의 충전 채널 도어를 열어 상기 사용자의 자동차에 대한 충전을 수행하는 충전기 및 상기 사용자의 충전 인증 및 상기 충전기에 의해 수행되는 충전을 제어하는 충전 관리 장치를 포함한다. 본 발명에 따른 전기 자동차용 충전 시스템 및 전기 자동차용 충전 시스템의 제어를 위한 새로운 통신 프로토콜을 적용할 경우, 사용자가 직접 인증을 위한 번호를 입력하거나 인증을 위한 카드를 발급받는 등의 번거로움 없이 보다 편리하게 전기 자동차의 충전을 수행할 수 있는 장점이 있다.

Description

전기 자동차용 충전 시스템{CHARGING SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기 자동차용 충전 시스템 및 전기 자동차용 충전 시스템을 제어하기 위한 소프트웨어에 적용되는 새로운 통신 프로토콜에 관한 것이다.
전기 자동차는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 2차 전지를 동력원으로 전기 모터를 구동하여 움직이는 자동차를 말한다. 전기 자동차는 배기가스를 생성하지 않으며 소음이 작은 장점이 있다. 전기 자동차는 가솔린 자동차보다 먼저 제작되었으나 배터리 중량, 충전 등의 문제로 실용화되지 못했다. 하지만 구조가 간단하고 내구성이 뛰어나며 운전하기가 쉬운 등 장점이 있어 소량 생산돼 왔으며 환경 공해문제가 날로 심각해지면서 1990년대부터 다시 본격적으로 개발되고 있다.
전기 자동차의 연료비용이 내연기관 자동차의 연료비용에 비해 현저히 적게 든다는 이점과 함께 전기 자동차 보급사업의 지원이 확대되면서 전기 자동차 구입이 크게 증가함에 따라 전기 자동차의 보급도 점차 늘어나는 상황이다. 수년 전부터 우리나라에서도 전기 자동차의 중요성을 깨닫고 보급을 촉진하기 위한 정책을 펴고 있다. 즉 전기 자동차를 구입할 때 국고보조금을 지금하고 있으며, 지역마다 추가 보조금이 지급되고 있다.
전기 자동차의 운행을 위해서는 전기 자동차에 내장된 배터리의 충전이 요구된다. 전기 자동차의 충전은 곳곳에 설치되어 있는 충전기를 통해서 이루어진다. 전기 자동차의 충전을 위해서는 사용자의 인증이나 충전량에 따른 결제 처리가 필요하며, 이러한 기능들은 충전기 및 다른 장치들에 설치된 소프트웨어의 통신 기능을 통해서 수행된다. 이와 같은 소프트웨어를 통한 통신 기능을 위해서 여러 가지 프로토콜, 예컨대 OCPP(Open Charge Point Protocol)과 같은 프로토콜이 사용되고 있다.
그런데 종래의 프로토콜은 소프트웨어에서 필요로 하지 않는 정보, 예컨대 충전과 관련된 기능은 아니지만 향후 구현될 수 있는 기능에 대비한 데이터들을 다수 포함하므로 통신 효율이 저하되는 단점이 있다.
또한 종래 기술에 따르면 사용자가 충전기를 이용하기 위해서 직접 충전기에 번호를 입력하거나 인증을 위한 별도의 카드를 발급받아 사용해야 하는 불편함이 있다. 기존의 충전기에서 사용되는 프로토콜은 이와 같은 종래의 규약들에 기초하여 정의되어 있기 때문에 매우 비효율적이고 낮은 성능을 갖는다.
본 발명은 사용자가 직접 인증을 위한 번호를 입력하거나 인증을 위한 카드를 발급받는 등의 번거로움 없이 보다 편리하게 전기 자동차의 충전을 수행할 수 있는 전기 자동차용 충전 시스템 및 전기 자동차용 충전 시스템의 제어를 위한 새로운 통신 프로토콜을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차용 충전 시스템은, 다수의 충전 채널 도어를 구비하며 사용자의 충전 인증이 완료되면 상기 다수의 충전 채널 도어 중 어느 하나의 충전 채널 도어를 열어 상기 사용자의 자동차에 대한 충전을 수행하는 충전기 및 상기 사용자의 충전 인증 및 상기 충전기에 의해 수행되는 충전을 제어하는 충전 관리 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 전기 자동차용 충전 시스템 및 전기 자동차용 충전 시스템의 제어를 위한 새로운 통신 프로토콜을 적용할 경우, 사용자가 직접 인증을 위한 번호를 입력하거나 인증을 위한 카드를 발급받는 등의 번거로움 없이 보다 편리하게 전기 자동차의 충전을 수행할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템의 구성도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템은 임의의 장소에 설치되는 전기 자동차용 충전기(12) 및 충전 관리 장치(18)를 포함한다.
충전기(12)는 내부에 연결되는 상용 전원을 통해 공급되는 전력을 자동차(14)에 내장되는 배터리를 충전하기 위한 전력으로 변환하여 공급한다. 도 1에는 도시되지 않았으나 충전기(12)는 다수의 충전 채널을 구비할 수 있다. 각각의 충전 채널에는 전력 공급을 위한 케이블 및 자동차(14)와 케이블의 연결을 위한 커넥터가 구비된다. 이와 같은 각각의 채널에 구비된 케이블 및 커넥터는 각 채널 별 수용 공간에 수용되고, 각 채널 별 수용 공간에는 각각 충전 채널 도어가 구비된다.
사용자는 충전소에 도착하여 충전 관리 장치(18) 또는 충전기(12)를 통한 충전 인증 과정을 거쳐야 한다. 사용자의 충전 인증이 성공하면 충전기(12)에 구비된 다수의 충전 채널 도어 중 어느 하나의 충전 채널 도어가 열리게 된다. 사용자는 충전 채널 도어가 열리면 해당 충전 채널 도어가 구비된 수용 공간에서 커넥터를 인출하여 자동차(14)에 구비된 콘센트에 연결함으로써 충전을 수행할 수 있다.
사용자는 충전 인증이나 충전 정보 확인 등을 위해서 사용자 단말(16)을 이용할 수 있다. 사용자 단말(16)은 미리 설치된 어플리케이션을 통해서 충전기(12) 또는 충전 관리 장치(18)와 접속하여 무선 통신을 수행할 수 있다. 본 발명에서 사용자 단말(16)의 예시로는 스마트폰이나 태블릿 PC와 같은 이동 단말 또는 자동차(14) 내부에 장착되는 네비게이션 단말을 들 수 있다.
자동차(14)의 충전을 원하는 사용자는 사용자 단말(16)에 설치된 충전용 어플리케이션을 실행하여 미리 정해진 절차에 따라서 충전 인증 과정을 수행할 수 있다. 이와 같은 충전 인증 과정은 사용자가 충전기(12)의 식별 번호만을 입력하거나 아무런 정보를 입력하지 않아도 자동으로 이루어질 수 있기 때문에 종래 기술과 비교할 때 보다 쉽게 충전이 진행되는 장점이 있다. 또한 본 발명에 따른 프로토콜을 사용할 경우 종래와 같이 사용자가 충전기(12)에 구비된 입력 수단(예컨대, 버튼 또는 터치 패드)를 통해서 미리 발급된 인증 번호를 입력함으로써 충전 인증이 수행될 수도 있다.
충전 관리 장치(18)는 사용자의 요청에 의한 충전 인증 절차를 수행하고, 충전 인증에 성공하면 충전기(12)에 다수의 충전 채널 도어 중 어느 하나의 충전 채널 도어를 열도록 명령한다. 또한 충전 관리 장치(18)는 자동차(14)의 충전이 시작되는 시점, 충전이 진행되는 시점, 충전이 완료되는 시점에 각각 충전기(12)로부터 송신되는 충전 관련 정보를 수신할 수 있다.
충전 관리 장치(18)를 통한 충전 인증이나 충전기(12)를 통한 충전 인증이 완료되면, 충전기(12)는 다수의 충전 채널 도어 중 어느 하나의 충전 채널 도어를 열어 자동차(14)의 충전을 허용한다. 충전이 시작되면 충전기(12)는 충전이 시작되는 시점, 충전이 진행되는 시점, 충전이 완료되는 시점에 각각 충전 관련 정보를 충전 관리 장치(18)에 송신한다.
한편, 충전기(12)는 충전기(12) 내부에 이상이 발생한 경우 이를 충전 관리 장치(18)에 알리는 기능을 갖는다. 또한 충전기(12)는 충전 관리 장치(18)와의 원활한 통신 수행을 위해서 미리 정해진 주기에 따라서 네트워크 상태를 충전 관리 장치(18)에 전송한다.
관리자는 관리자 단말(10)을 이용하여 충전기(12)나 충전 관리 장치(18)에 대한 관리를 수행할 수 있다. 충전기(12)의 오류 발생 또는 다른 이유로 인하여 충전기(12)를 리셋시키고자 할 경우, 관리자는 관리자 단말(10)을 통해서 충전 관리 장치(18)에 리셋 요청을 송신한다. 관리자 단말(10)로부터 리셋 요청을 수신한 충전 관리 장치(18)는 충전기(12)에 리셋 요청을 송신하고, 리셋 요청을 수신한 충전기(12)는 리셋 동작을 수행한다.
이하에서는 도 1에 도시된 바와 같은 전기 자동차용 충전 시스템의 제어를 위한 새로운 프로토콜 및 이에 기초한 각 기능 별 패킷 구성에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 전기 자동차용 충전 시스템에 사용되는 새로운 통신 프로토콜은 기본적으로 TCP/IP 규약을 따른다.
본 발명의 통신 프로토콜에 따른 패킷의 시작 및 완료는 다음과 같은 코드에 의해서 정의된다.
- 시작: STX(0x02)
- 완료: ETX(0x03)
다음으로, 본 발명의 통신 프로토콜에 따른 패킷에는 송신 주체가 수신 주체에 내리고자 하는 명령어(INS)를 포함할 수 있다. 명령어의 크기는 2바이트(byte)이며, 타입은 HEX이다.
먼저 충전기(12)가 충전 관리 장치(18)로 송신하는 명령어는 다음과 같이 정의된다.
명령어(INS) 정의
A1 충전기 상태 알람
B1 충전기 인증 요청(인증 번호)
C1 충전 시작 정보
D1 충전 진행 정보
E1 충전 완료 정보
G1 네트워크 상태 체크
다음으로 충전 관리 장치(18)가 충전기(12)로 송신하는 명령어는 다음과 같이 정의된다.
명령어(INS) 정의
b1 충전 채널 도어 오픈 요청
f1 리셋 요청
다음으로 사용자 단말(16)이 충전 관리 장치(18)로 송신하는 명령어는 다음과 같이 정의된다.
명령어(INS) 정의
A2 충전 인증 요청
다음으로 관리자 단말(10)이 충전 관리 장치(18)로 송신하는 명령어는 다음과 같이 정의된다.
명령어(INS) 정의
A3 리셋 요청
다음으로 본 발명에 따른 통신 프로토콜에서 사용되는 송/수신 부호는 다음과 같이 정의된다.
구분 ASCII 정의
STX 0x02 Start of Text
ETX 0x03 End of Text
ACK 0x06 Acknowledge (데이터 정상 수신)
NAK 0x15 Negative acknowledge (수신 불량, 재전송 요청)
다음으로 본 발명에 따른 통신 프로토콜에서 충전기 운영 모드는 다음과 같이 정의된다.
구분 타입 사이즈 비트 정의



충전기
모드


HEX


02



 Bit [00] 충전 대기 [yes:1, no:0]
Bit [01] 충전 중 [yes:1, no:0]
Bit [02] 충전 완료 [yes:1, no:0]
Bit [03] 에러 발생 [yes:1, no:0]
Bit [04] 예비
Bit [05] 예비
Bit [06] 예비
Bit [07] 예비
이하에서는 충전기(12)의 충전 수행과 관련된 각종 기능을 수행하는 절차 및 각 절차를 수행할 때 충전기(12), 충전 관리 장치(18), 사용자 단말(16), 관리자 단말(10)이 주고 받는 본 발명의 통신 프로토콜에 따른 패킷 데이터의 실시예에 대하여 구체적인 예를 들어 설명한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 전기 자동차용 충전 시스템을 사용하기 위해서 사용자는 충전 인증 과정을 거쳐야 한다. 본 발명에서 사용자는 사용자 단말(16)을 통해서 충전 관리 장치(18)에 충전 인증을 요청할 수도 있고, 충전기(12)를 통해서 충전 인증을 요청할 수 있다.
먼저 사용자가 사용자 단말(16)을 통해서 충전 인증을 요청할 경우, 사용자 단말(16)은 아래와 같이 구성되는 패킷 형태의 충전 인증 요청을 충전 관리 장치(18)로 송신한다. 여기서 괄호 안의 숫자는 byte를 나타낸다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 A2 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
인증 번호 BCD 8 예)
네비게이션->10 10 72 39 08 21 00 01
(1+NAVI고유번호11자리+충전기 번호4자리 = 16자리)
이동단말->40 10 72 39 08 21 00 01
(4+이동단말고유번호11자리+충전기 번호4자리 = 16자리)
여기서 충전기 번호는 사용자에 의해서 사용자 단말(16)에 직접 입력될 수도 있고, 사용자 단말(16)이 충전기(12) 근처에 접근할 경우 사용자 단말(16)과 충전기(12) 간의 통신을 통해서 사용자 단말(16)에 자동으로 입력될 수도 있다.
이와 같은 규약에 따라 구성되는 충전 인증 요청 패킷의 예시는 다음과 같다. (충전기 ID는 0으로 20자리 채워짐)
02( STX )
20 17 04 07 13 52 01( DATE )
00 B9 ( SEQ )
00 ( 충전기 TYPE )
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ( 충전기 ID )
41 32 ( INS )
00 08 ( message length )
10 10 72 39 08 21 00 01( 인증 번호 )
03 ( ETX )
사용자 단말(16)로부터 충전 인증 요청을 수신한 충전 관리 장치(18)는 충전 인증 요청에 대한 충전 인증 응답을 사용자 단말(16)로 송신한다. 충전 인증 응답은 아래와 같은 형식의 패킷으로 구성될 수 있다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 2A 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
도어 오픈 결과 HEX 1 0x31 : 도어 오픈 성공
0x32 : 예약으로 인한 실패
0x33 : 사용자 인증 실패
0x34 : 충전기 조회 실패
채널 번호 BCD 1 00 : 실패
01 : 채널 1번
02 : 채널 2번
03 : 채널 3번
충전 관리 장치(18)는 사용자 단말(16)의 충전 인증 요청에 따라서 충전 인증을 수행한다. 충전 인증이 성공하면, 충전 관리 장치(18)는 충전 수행을 위해서 충전기(12)에 충전 채널 도어를 열도록 명령할 수 있다. 이를 위해서 충전 관리 장치(18)는 아래와 같이 구성되는 패킷 형태의 도어 오픈 요청을 충전기(12)에 송신한다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 b1 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
인증 번호 BCD 8 16자리의 인증 번호
예) 10 10 72 39 08 21 00 01
도어 오픈 HEX 1 0x31: 충전 채널 도어 오픈 전송
이와 같은 규약에 따라 구성되는 도어 오픈 요청 패킷의 예시는 다음과 같다.
02( STX )
20 17 04 07 13 52 01( DATE )
00 B9 ( SEQ )
01 ( 충전기 TYPE )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 ( 충전기 ID )
62 31 ( INS )
00 09 ( message length )
10 10 72 39 08 21 00 01 ( 인증 번호 )
31 ( 인증 결과 )
03 ( ETX )
도어 오픈 요청을 수신한 충전기(12)는 요청에 따라서 다수의 충전 채널 도어 중 어느 하나의 충전 채널 도어를 열고, 아래와 같이 구성되는 패킷 형태의 도어 오픈 응답을 충전 관리 장치(18)로 송신한다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 1b 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
도어 오픈 결과 HEX 1 0x31: 도어 오픈 성공
채널 번호 BCD 1 01: 채널 1번
02: 채널 2번
03: 채널 3번
인증 번호 BCD 8 충전 인증 요청시의 인증 번호
이와 같은 규약에 따라 구성되는 도어 오픈 응답 패킷의 예시는 다음과 같다.
02( STX )
20 17 04 07 13 52 01( DATE )
00 B9 ( SEQ )
01 ( 충전기 TYPE )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 ( 충전기 ID )
31 62 ( INS )
00 0A ( message length )
31 ( 채널 커넥터 DOOR 결과 )
01 ( 채널 번호 )
10 10 72 39 08 21 00 01 ( 인증 번호 )
03 ( ETX )
한편, 사용자는 충전기(12)에 구비되는 입력 수단, 예컨대 물리적인 버튼 또는 터치 패드 등을 이용하여 미리 발급받은 인증 번호(예컨대, 9자리 번호)를 입력함으로써 충전 인증을 요청할 수도 있다. 사용자가 충전기(12)에 인증 번호를 입력하면, 충전기(12)는 충전 인증을 수행하기 위하여 아래와 같이 구성되는 패킷 형태의 충전 인증 요청을 충전 관리 장치(18)로 송신한다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 B1 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
채널 번호 BCD 1 01: 채널 1번
02: 채널 2번
03: 채널 3번
인증 번호 BCD 8 22 30 44 11 90 00 00 00
(사용자가 9자리 인증 번호를 입력한 경우 9자리 이후 0으로 나머지 자리를 채워 16자리 인증 번호가 생성됨)
이와 같은 규약에 따라 구성되는 충전 인증 요청 패킷의 예시는 다음과 같다.
02( STX )
20 17 04 07 13 52 01( DATE )
00 B9 ( SEQ )
01 ( 충전기 TYPE )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 ( 충전기 ID )
42 31 ( INS )
00 09 ( message length )
01 ( 채널 번호 )
22 30 44 11 90 00 00 00 ( 인증 번호 )
03 ( ETX )
충전기(12)로부터 송신된 충전 인증 요청에 따른 충전 인증이 완료되면, 충전 관리 장치(18)는 아래와 같이 구성되는 패킷 형태의 충전 인증 응답을 충전기(12)로 송신한다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 1B 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
인증 결과 HEX 1 0x00 : 인증 실패(입력 번호 에러)
0x01 : 인증 성공
0x02 : 인증 실패(예약)
예약 일시 BCD 7 충전기 사용에 대한 예약 정보
(인증 결과 0x00 OR 0x01에는 00 00 00 00 00 00 00 )
예약 만료 일시 BCD 7 충전기 사용에 대한 예약 만료 정보
(인증 결과 0x00 OR 0x01에는 00 00 00 00 00 00 00 )
채널 번호 BCD 1 00 : 실패 ( 입력 번호 에러,예약 등 )
01 : 채널 1번
02 : 채널 2번
03 : 채널 3번
인증 번호 BCD 8 22 30 44 11 90 00 00 00
(사용자가 9자리 인증 번호를 입력한 경우 9자리 이후 0으로 나머지 자리를 채워 16자리 인증 번호가 생성됨)
이와 같은 규약에 따라 구성되는 충전 인증 응답 패킷의 예시는 다음과 같다.
02( STX )
20 17 04 07 13 52 01( DATE )
00 B9 ( SEQ )
01 ( 충전기 TYPE )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 ( 충전기 ID )
31 42 ( INS )
00 18 ( message length )
01 ( 인증 결과 )
00 00 00 00 00 00 00 ( 예약 일시 )
00 00 00 00 00 00 00 ( 예약 만료 일시 )
01 ( 채널 번호 )
22 30 44 11 90 00 00 00 ( 인증 번호 )
03 ( ETX )
전술한 바와 같은 과정을 통해서 충전 인증이 완료되면, 사용자는 도어가 열린 충전 채널의 커넥터를 인출하여 자동차(14)의 콘센트에 연결하여 충전을 시작한다. 충전 인증이 완료되고 나서 충전이 시작되기 전에, 충전기(12)는 아래와 같이 구성되는 패킷 형태의 충전 시작 정보를 충전 관리 장치(18)로 송신한다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 C1 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
충전기 모드 HEX 2 충전기 모드 식별
충전기
누적 전력량		 HEX 4 단위 : KWh, 소수점 2자리까지 표시함
충전 완료
예정 시간		 BCD 2 남은 시간( hh mm)
충전 시작 키(key) BCD 18 DB 충전 시작 KEY.
(충전기 ID + DATE + SEQ(2자리))
ex > 50110139000200010001 + 20170407132001 + 01
충전 시작
채널 번호		 BCD 1 01 : 채널 1번
02 : 채널 2번
03 : 채널 3번
인증 번호 BCD 8 인증 시 인증번호
이와 같은 규약에 따라 구성되는 충전 시작 정보 패킷의 예시는 다음과 같다.
02( STX )
20 17 04 07 13 52 01( DATE )
00 B9 ( SEQ )
01 ( 충전기 TYPE )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 ( 충전기 ID )
43 31 ( INS )
00 23 ( message length )
00 02 ( 충전기 모드 )
00 00 00 00 ( 충전기 누적 전력량 )
00 00 ( 충전 완료 예정 시간 )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 20 17 04 07 13 20 01 01 ( 충전 시작 KEY )
01 ( 충전 시작 채널 번호 )
22 30 44 11 90 00 00 00 ( 인증 번호 )
03 ( ETX )
충전 관리 장치(18)는 아래와 같은 패킷 형식의 충전 시작 응답을 충전기(12)로 송신한다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 1C 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
응답 코드 HEX 1 ACK : 0x06 , NAK : 0x15
사유 코드 HEX 1
충전이 시작되면, 충전기(12)는 충전을 수행하는 도중에 미리 정해진 주기(예컨대, 30분)에 따라서 아래와 같이 구성되는 패킷 형식의 충전 진행 정보를 충전 관리 장치(18)로 송신한다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 D1 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
충전기 모드 HEX 2 충전기 모드 식별
충전기
누적 전력량		 HEX 4 단위 : KWh, 소수점 2자리까지 표시함
충전 남은
시간		 BCD 2 남은 시간( hh mm)
현재
충/방전
전력량		 HEX 4 단위 : KWh, 소수점 2자리까지 표시함
충전 진행
키(key)		 BCD 18 DB 충전 진행 KEY
(충전기 ID + DATE + SEQ(2자리))
ex > 50110139000200010001 + 20170407132001 + 01
충전 시작 키(key) BCD 18 충전 시작에서의 충전 시작 KEY.
충전 시작-진행-완료의 한 사이클을 묶기 위한 DATA.
충전 진행
채널 번호		 BCD 1 01 : 채널 1번
02 : 채널 2번
03 : 채널 3번
인증 번호 BCD 8 인증 시 인증번호
이와 같은 규약에 따라 구성되는 충전 진행 정보 패킷의 예시는 다음과 같다.
02( STX )
20 17 04 07 13 52 01( DATE )
00 B9 ( SEQ )
01 ( 충전기 TYPE )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 ( 충전기 ID )
44 31 ( INS )
00 39 ( message length )
00 02 ( 충전기 모드 )
00 00 00 00 ( 충전기 누적 전력량 )
00 00 ( 충전 남은 시간 )
00 00 00 00 ( 현재 충/방전 전력량 )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 20 17 04 07 19 23 22 01 ( 충전 진행 KEY )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 20 17 04 07 13 20 01 01 ( 충전 시작 KEY )
01 ( 충전 진행 채널 번호 )
22 30 44 11 90 00 00 00 ( 인증 번호 )
03 ( ETX )
충전 관리 장치(18)는 아래와 같은 패킷 형식의 충전 진행 응답을 충전기(12)로 송신한다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 1D 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
응답 코드 HEX 1 ACK : 0x06 , NAK : 0x15
사유 코드 HEX 1
충전이 완료되면, 충전기(12)는 아래와 같이 구성되는 패킷 형식의 충전 완료 정보를 충전 관리 장치(18)로 송신한다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 E1 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
충전기 모드 HEX 2 충전기 모드 식별
충전기
누적 전력량		 HEX 4 단위 : KWh, 소수점 2자리까지 표시함
충전 전력량 HEX 4 단위 : KWh, 소수점 2자리까지 표시함
충전 시작
시각		 BCD 7 YYYYMMDDhh24mmss
충전 완료
상태		 HEX 1 0x01 : 정상적으로 충전이 완료된 경우
0x02 : 고객이 Stop Button을 누른 경우
0x03 : 고객이 Emergency Button을 누른 경우 0x04 : 전기자동차차량에서 충전 종료를 요구한 경우(급속)
0x05 : 충전기 Error로 충전이 종료된 경우
0x06 : Reserved
0x07 : 충전정보시스템으로부터 "운영중지" 수신 할 경우
충전 완료
키(key)		 BCD 18 DB 충전 완료 KEY
(충전기 ID + DATE + SEQ(2자리))
ex > 50110139000200010001 + 20170407132001 + 01
충전 시작 키(key) BCD 18 충전 시작에서의 충전 시작 KEY.
충전 시작-진행-완료의 한 사이클을 묶기 위한 DATA.
충전 완료
채널 번호		 BCD 1 01 : 채널 1번
02 : 채널 2번
03 : 채널 3번
인증 번호 BCD 8 인증 시 인증번호
이와 같은 규약에 따라 구성되는 충전 완료 정보 패킷의 예시는 다음과 같다.
02( STX )
20 17 04 07 13 52 01( DATE )
00 B9 ( SEQ )
01 ( 충전기 TYPE )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 ( 충전기 ID )
45 31 ( INS )
00 3F ( message length )
00 04 ( 충전기 모드 )
00 00 00 00 ( 충전기 누적 전력량 )
00 00 00 00 ( 충전 전력량 )
20 17 04 07 20 01 59 ( 충전 시작 시각 )
01 ( 충전완료 상태 )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 20 17 04 07 20 23 59 01 ( 충전 완료 KEY )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 20 17 04 07 13 20 01 01 ( 충전 시작 KEY )
01 ( 충전 완료 채널 번호 )
22 30 44 11 90 00 00 00 ( 인증 번호 )
03 ( ETX )
충전 관리 장치(18)는 아래와 같은 패킷 형식의 충전 완료 응답을 충전기(12)로 송신한다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 1E 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
응답 코드 HEX 1 ACK : 0x06 , NAK : 0x15
사유 코드 HEX 1
한편, 충전기(12)에 이상이 발생할 경우 충전기(12)는 아래와 같이 구성되는 패킷 형태의 이상 알람 정보를 충전 관리 장치(18)로 송신하여 자신의 상태를 알릴 수 있다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 A1 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
충전기 모드 HEX 2 충전기 모드 식별
충전기
상태 코드
번호		 HEX 2 충전기의 현재 상태에 대한 식별 코드
발생 시각 BCD 7 장애 이벤트 발생시각 [YYYYMMDD hhmmss]
장애 상태 HEX 1 장애에 대한 상태[0x31:발생, 0x32:복구]
이와 같은 규약에 따라 구성되는 이상 알람 정보 패킷의 예시는 다음과 같다.
02 ( STX )
20 17 04 07 13 52 01( DATE )
00 B9 ( SEQ )
01 ( 충전기 TYPE )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 ( 충전기 ID )
41 31 ( INS )
00 0C ( message length )
00 08 ( 충전기 모드 )
00 CB ( 충전기의 상태 코드 번호 )
20 17 04 07 13 52 01( 발생시각 )
31 ( 장애상태 )
03 (ETX)
충전 관리 장치(18)는 아래와 같이 구성되는 이상 알람 정보에 대한 이상 알람 응답을 충전기(12)에 송신한다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 1A 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
응답 코드 HEX 1 ACK : 0x06 , NAK : 0x15
사유 코드 HEX 1
한편, 충전기(12)에 이상이 발생하거나 다른 사유로 인하여 충전기(12)를 리셋시키고자 할 경우, 관리자는 관리자 단말(10)을 이용하여 충전기(12)의 리셋을 명령할 수 있다. 충전기(12)의 리셋을 위해 관리자 단말(10)은 아래와 같이 구성되는 패킷 형태의 리셋 요청을 충전 관리 장치(18)로 송신할 수 있다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 A3 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
리셋 요청 HEX 1 0x31
이와 같은 규약에 따라 구성되는 리셋 요청 패킷의 예시는 다음과 같다.
02( STX )
20 17 04 07 13 52 01( DATE )
00 B9 ( SEQ )
01 ( 충전기 TYPE )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 ( 충전기 ID )
41 33 ( INS )
00 01( message length )
31 ( RESET 요청 )
03 ( ETX )
충전 관리 장치(18)는 아래와 같이 구성되는 패킷 형태의 리셋 응답을 관리자 단말(10)로 송신한다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 3A 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
Response HEX 1 0x01: 성공
0x00: 실패
Reserved HEX 1 0x00
관리자 단말(10)로부터 리셋 요청을 수신한 충전 관리 장치(18)는 아래와 같이 구성되는 패킷 형태의 리셋 요청을 관리자 단말(10)로 송신할 수 있다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 f1 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
리셋 요청 HEX 1 0x31
이와 같은 규약에 따라 구성되는 리셋 요청 패킷의 예시는 다음과 같다.
02( STX )
20 17 04 07 13 52 01( DATE )
00 B9 ( SEQ )
01 ( 충전기 TYPE )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 ( 충전기 ID )
66 31 ( INS )
00 01( message length )
31 ( RESET 요청 )
03 ( ETX )
충전 관리 장치(18)로부터 리셋 요청을 수신한 충전기(2)는 아래와 같이 구성되는 패킷 형태의 리셋 응답을 충전 관리 장치(18)로 송신할 수 있다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 1f 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
Response HEX 1 0x01: 성공
0x00: 실패
Reserved HEX 1 0x00
한편, 충전기(12)는 충전 관리 장치(18)와의 원활한 통신 수행을 위해서 미리 정해진 주기(예컨대, 30분)에 따라서 아래와 같이 구성되는 패킷 형태의 네트워크 상태 정보를 충전 관리 장치(18)에 전송한다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 G1 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
충전기 모드 HEX 2 충전기 모드 식별
충전기
누적 전력량		 HEX 4 단위 : KWh, 소수점 2자리까지 표시함
채널1
상태		 BCD 3 커넥터 DOOR Ch1 [Close 01, Open : 00]
커넥터 상태 Ch1 [Disconnect:01, Connect :00]
충전 상태 Ch1 [충전 중: 01, 충전대기: 00]
채널2
상태		 BCD 3 커넥터 DOOR Ch1 [Close 01, Open : 00]
커넥터 상태 Ch1 [Disconnect:01, Connect :00]
충전 상태 Ch1 [충전 중: 01, 충전대기: 00]
채널3
상태		 BCD 3 커넥터 DOOR Ch1 [Close 01, Open : 00]
커넥터 상태 Ch1 [Disconnect:01, Connect :00]
충전 상태 Ch1 [충전 중: 01, 충전대기: 00]
이와 같은 규약에 따라 구성되는 네트워크 상태 정보 패킷의 예시는 다음과 같다.
02( STX )
20 17 04 07 13 52 01( DATE )
00 B9 ( SEQ )
01 ( 충전기 TYPE )
50 11 01 39 00 02 00 01 00 01 ( 충전기 ID )
47 31 ( INS )
00 0F ( message length )
00 01 ( 충전기 모드 )
00 00 00 00 ( 충전기 누적 전력량 )
00 00 00 ( 채널 1상태 )
00 00 00 ( 채널 2상태 )
00 00 00 ( 채널 3상태 )
03 ( ETX )
충전 관리 장치(18)는 아래와 같이 구성되는 패킷 형태의 네트워크 상태 응답을 충전기(12)로 송신한다.
STX(1) Date(7) SEQ (2) TYPE(1) BCD(10) INS(2) ML(2) VD ETX (1)
0x02
(시작)		 send data
(전송
시각)		 Seq. No. 충전기
Type		 충전기
ID
 1G 메시지
길이		 Data 0x03
(완료)
여기서 VD 필드에는 다음과 같은 데이터가 삽입된다.
FIELD TYPE SIZE 정의
응답 코드 HEX 1 ACK : 0x06 , NAK : 0x15
사유 코드 HEX 1
본 발명에 따른 전기 자동차용 충전 시스템 및 전기 자동차용 충전 시스템의 제어를 위한 새로운 통신 프로토콜을 적용할 경우, 사용자가 직접 인증을 위한 번호를 입력하거나 인증을 위한 카드를 발급받는 등의 번거로움 없이 보다 편리하게 전기 자동차의 충전을 수행할 수 있는 장점이 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (13)

  1. 다수의 충전 채널 도어를 구비하며 사용자의 충전 인증이 완료되면 상기 다수의 충전 채널 도어 중 어느 하나의 충전 채널 도어를 열어 상기 사용자의 자동차에 대한 충전을 수행하는 충전기; 및
    상기 사용자의 충전 인증 및 상기 충전기에 의해 수행되는 충전을 제어하는 충전 관리 장치를 포함하는
    전기 자동차용 충전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전 관리 장치는 사용자 단말로부터 충전 인증 요청을 수신하고,
    상기 충전 인증 요청은 상기 사용자 단말에 의해서 생성되는 인증 번호를 포함하는
    전기 자동차용 충전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충전 관리 장치는 상기 충전 인증 요청에 대한 충전 인증 응답을 상기 사용자 단말로 송신하고,
    상기 충전 인증 응답은 충전 채널 도어 오픈 결과 및 채널 번호 중 적어도 하나를 포함하는
    전기 자동차용 충전 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충전 관리 장치는 도어 오픈 요청을 상기 충전기로 송신하고,
    상기 도어 오픈 요청은 인증 번호 및 인증 결과 중 적어도 하나를 포함하는
    전기 자동차용 충전 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 충전기는 상기 도어 오픈 요청에 대한 도어 오픈 응답을 상기 충전 관리 장치로 송신하고,
    상기 도어 오픈 응답은 도어 오픈 결과, 채널 번호, 인증 번호 중 적어도 하나를 포함하는
    전기 자동차용 충전 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 충전기는 충전 인증 요청을 상기 충전 관리 장치로 송신하고,
    상기 충전 인증 요청은 채널 번호 및 인증 번호 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 인증 번호는 상기 사용자에 의해서 입력된 번호에 기초하여 생성되는
    전기 자동차용 충전 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 충전 관리 장치는 상기 충전 인증 요청에 대한 충전 인증 응답을 상기 충전기로 송신하고,
    상기 충전 인증 응답은 인증 결과, 예약 일시, 예약 만료 일시, 채널 번호, 인증 번호 중 적어도 하나를 포함하는
    전기 자동차용 충전 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 충전기는 상기 자동차에 대한 충전을 시작하기 전에 충전 시작 정보를 상기 충전 관리 장치로 송신하고,
    상기 충전 시작 정보는
    충전기 모드, 충전기 누적 전력량, 충전 완료 예정 시간, 충전 시작 키, 충전 시작 채널 번호, 인증 번호 중 적어도 하나를 포함하는
    전기 자동차용 충전 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 충전기는 상기 자동차에 대한 충전을 수행하는 도중에 미리 정해진 주기에 따라서 충전 진행 정보를 상기 충전 관리 장치로 송신하고,
    상기 충전 진행 정보는 충전기 모드, 충전기 누적 전력량, 충전 남은 시간, 현재 충/방전 전력량, 충전 진행 키, 충전 시작 키, 충전 진행 채널 번호, 인증 번호 중 적어도 하나를 포함하는
    전기 자동차용 충전 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 충전기는 상기 자동차에 대한 충전이 완료되면 충전 완료 정보를 상기 충전 관리 장치로 송신하고,
    상기 충전 완료 정보는 충전기 모드, 충전기 누적 전력량, 충전 전력량, 충전 시작 시각, 충전 완료 상태, 충전 완료 키, 충전 시작 키, 충전 완료 채널 번호, 인증 번호 중 적어도 하나를 포함하는
    전기 자동차용 충전 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 충전기는 상기 충전기에 이상이 발생할 경우 이상 알람 정보를 상기 충전 관리 장치로 송신하고,
    상기 이상 알람 정보는 충전기 모드, 충전기 상태 코드, 이상 발생 시각, 장애 상태 중 적어도 하나를 포함하는
    전기 자동차용 충전 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    관리자 단말로부터 리셋 요청을 수신하면 상기 충전 관리 장치는 상기 충전기에 리셋 요청을 송신하고,
    상기 리셋 요청을 수신한 상기 충전기는 리셋 동작을 수행하는
    전기 자동차용 충전 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 충전기는 미리 정해진 주기에 따라서 네트워크 상태 정보를 상기 충전 관리 장치로 송신하고,
    상기 네트워크 상태 정보는 충전기 모드, 충전기 누적 전력량, 채널 상태 중 적어도 하나를 포함하는
    전기 자동차용 충전 시스템.
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KR20230013313A (ko) * 2021-07-19 2023-01-26 (주)클린일렉스 전기차 충전시스템의 사용자 인증방법

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