KR20190105781A - charging system using household electric outlet - Google Patents

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KR20190105781A
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Abstract

The present invention relates to a charging system, which uses household electricity relatively easy to be installed in an electric vehicle charging system, and provides an outlet implemented with a minimum circuit required for billing and charging in order that mass installation is possible. In addition, the charging system is low speed charging, but designed to allow easy charging anywhere by securing maximum user accessibility.

Description

가정용 전기 outlet을 활용한 충전 시스템 {charging system using household electric outlet} Charging system using household electric outlet

본 발명은 전기차 충전기와 같은 전기제품에 전력을 공급할 수 있는 outlet(콘센트)을 제공하고 사용량에 따라 과금을 하는 장치에 관한 것으로 일반 가정용 전기를 사용하고 구조를 단순화하여 많은 곳에 설치할수 있게 하여 사용자가 편리하게 사용할수 있도록 고안된 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a device for providing an outlet (outlet) for supplying power to an electric product such as an electric car charger and charging according to the amount of use, and can be installed in many places by using general household electricity and simplifying the structure. It relates to a device designed for convenient use.

최근 전기차 산업은 미세먼지, 대기오염 등의 환경 문제와 전기전자 기술의 비약적인 발전에 힘입어 급격히 증가하고 있는 추세이고 관련회사마다 시장선점을 위해 적극적인 투자를 하고 있으며 매년 개선된 신제품들이 출시되고 있다.Recently, the electric vehicle industry is rapidly increasing due to environmental problems such as fine dust and air pollution and the rapid development of electric and electronic technology. Each related company is actively investing in the market preoccupation, and improved new products are released every year.

아직까지는 빈약한 충전인프라와 긴 충전시간 때문에 사용 편의성이 떨어져 대중화가 빠르게 진행되고 있지는 않으나 그럼에도 불구하고 경제성, 대기오염, 유지보수 등에 있어서 내연기관차보다 월등하고 지속적인 기술개발로 충전기술이 계속 향상되고 있으므로 전기차 산업은 지속적으로 성장할 수 밖에 없을 것이다.As of now, due to poor charging infrastructure and long charging time, it is not easy to use because of its ease of use.However, in terms of economic efficiency, air pollution, maintenance, etc. The electric vehicle industry will continue to grow.

현재 상용화된 제품들은 1회 충전으로 300~400km 정도 주행이 가능하고 고속 충전시 30-40분 정도이면 완전 충전이 가능하므로 도심용이나 세컨카용으로 구매가 조금씩 늘어나고 있는 추세이다.  Currently, commercialized products can drive about 300 ~ 400km on a single charge and fully charge in about 30-40 minutes at high speed, so purchases for urban or secondary cars are gradually increasing.

전기차충전 외에도 경제성장에 힙입어 많은 사람들이 여행을 즐기게 되고 여행지에서 다양한 전기기구의 사용이 요구된다. 그러나 전기히터, 전기바베큐기기 같은 전열기나 전기이륜차 같은 개인이동수단 등은 비록 소형이지만 전력소비가 많아 여행지의 장소제공자와 자주 분쟁이 발생한다. 이러한 곳에도 본 장치를 설치하여 합리적으로 과금을 함으로써 사용자도 합법적으로 전기를 사용하고 장소제공자는 전기판매로 별도의 소득을 올릴 수도 있을 것이다.In addition to charging electric vehicles, many people enjoy traveling due to economic growth, and various electric appliances are required at the destination. However, electric heaters, electric heaters such as electric barbecue equipment, and personal transportation means such as electric motorcycles, although small, they consume a lot of power, causing frequent disputes with the place provider of the destination. By installing the device in such a place and charging reasonably, the user may legally use electricity, and the place provider may earn a separate income by selling electricity.

또한 검침 자동화를 위해 한국전력과 같은 전력판매 회사들이 원격검침(AMR) 시스템을 적극 도입하고 있는 중인데 이 시스템에 사용되는 디지털 전력량계가 회로 구성면에서 본 발명에서 제안하고 있는 장치의 일부와 구성면에서 거의 유사하여 소프트웨어의 수정만으로도 활용할 수 있으므로 본 발명에서 제공하는 장치의 설치가 더욱 용이해질 수 있는 여건이 조성되고 있다고 할 수 있다. In addition, electric power companies such as KEPCO are actively introducing remote meter reading (AMR) systems for automating meter reading. The digital meter used in this system is almost similar in configuration to some of the devices proposed by the present invention in terms of circuit configuration. Therefore, since it can be utilized only by modifying the software, it can be said that conditions for facilitating the installation of the apparatus provided by the present invention can be made easier.

현재 전기차에 운용되고 있는 충전기는 통상적으로 고속충전기, 완속충전기, 저속충전기 정도로 구분한다.Chargers currently used in electric vehicles are generally classified into fast chargers, slow chargers, and low speed chargers.

고속충전기는 수십 kw이상의 고전력을 사용하여 순간적으로 충전하는 시스템으로 현재는 1회 충전시 수십분의 시간이 소요 되나 향후 수분내에 충전 가능한 제품들이 개발될 것으로 예측된다. 그러나 고전력을 사용하므로 주유소 처럼 안전이 확보된 장소에 설치하여야 하며 설치비도 비싸다. 전기차가 많지 않아 충전소 투자를 꺼리고 충전소가 많지 않아 전기차를 사지 않는 악순환이 되풀이 되고 있는게 현실이며 더우기 신기술이 계속 개발됨으로 인해 표준화가 쉽지 않고 신기술이 개발 될때 마다 충전시스템의 사양이 바뀔 수도 있기 때문에 충전소 설치에 대규모로 투자하기에는 위험이 따른다. 따라서 고속충전기는 정책적 차원에서 설치하거나 전기차 제조회사가 차량판매를 위해 독자적으로 설치하고 있는게 현실이며 대량으로 설치 되기에는 아직 시기상조인 듯 하다.  The high-speed charger is a system that charges instantaneously using high power of several tens of kilowatts. Currently, it takes tens of minutes for one charge, but it is expected that products that can be charged within a few minutes will be developed in the future. However, since it uses high power, it must be installed in a place secured like a gas station, and the installation cost is expensive. There are not many electric vehicles, so they are reluctant to invest in charging stations, and there is a vicious cycle of not buying electric vehicles because there are not many charging stations. There is a risk of investing on a large scale. Therefore, the high-speed charger is installed on a policy level or by an electric vehicle manufacturer to sell the vehicle independently, and it seems premature to be installed in large quantities.

완속충전기는 많은 부분 표준화가 되었으며 7kw 정도의 중전력을 사용하므로 설치도 간편한 편이다. 몇시간씩 충전해야 하므로 공용충전기로 사용하기에는 조금 부족하지만 고속충전기가 많이 보급되기 전까지는 유용하게 사용되리라 본다. 그러나 긴 충전시간 때문에 공용충전기로 사용시 주차면 점유 문제로 많은 분쟁을 야기시킬 우려가 있다. 주차면 점유 문제는 충전기 설치가 늘어 남에 따라 많이 해소 되겠지만 제품가격과 설치장소 문제로 급격히 확장되긴 힘들것으로 생각된다. The slow charger has been standardized in many parts and it is easy to install because it uses about 7kw of medium power. It needs to be charged for several hours, so it is not enough to be used as a common charger, but it will be useful until the high speed charger is widely used. However, when used as a common charger due to the long charging time there is a concern that a lot of disputes due to occupancy of the parking surface. The parking occupancy problem will be solved a lot as the number of chargers increases, but it will be difficult to expand rapidly due to product price and installation location.

또한 완속 충전기 역시 충전단말과 충전기간에 충전정보를 통신하면서 상태에 맞게 충전해야 하므로 새로운 밧데리나 신기술이 개발되면 표준이 바뀌어야 하고 충전기를 다시 보완해야 하는 어려움이 발생한다In addition, slow chargers also need to be charged according to their status by communicating charging information between the charging terminal and the charger, and when a new battery or new technology is developed, the standard must be changed and the charger needs to be supplemented again.

저속충전기는 차량구입시 지급하거나 시중에서 구입할수 있는 휴대형 장치이며 3kw 정도의 가정용 전기 outlet에서 충전이 가능하다. 그러나 충전시간이 매우 길어 과금이 필요없는 단독주택 같은 곳에서는 유용하나 아파트와 같은 공동 주택일 경우 과금과 주차면 문제로 거의 사용하지 못하고 있는 실정이다. The low speed charger is a portable device that can be paid when purchasing a vehicle or can be purchased on the market and can be charged at a household electrical outlet of about 3kw. However, the charging time is very long, but it is useful in places such as detached houses that do not require billing, but in the case of apartment houses such as apartments, it is rarely used due to billing and parking issues.

그러나 가정용 전기는 생활주거지 어디에나 설치되어 있고 신규 설치도 간단하므로 이를 잘 활용할 수만 있다면 많은 문제를 해결할 수 있을 것이다. 즉, 주위 여러곳에 설치되어 있는 전기 Outlet(콘센트)에 저속충전기를 연결할 수만 있다면 조금씩이라도 충전이 가능하므로 위급상황 외에는 굳이 충전소를 찾아갈 필요가 없을 것이다. 가정용 전기 3kw로 하루 6시간 충전할 경우 18kwh 의 전력량이 충전되고 이 전력으로 약 90Km 정도 운행이 가능하므로 하루 출퇴근 이용에는 큰 지장이 없을 것이며 하루 6시간이라면 잠자는 시간이나 근무시간이면 충분히 가능한 시간이다. (연비는 차량 성능에 따라 조금씩 다르나 대체로 5km/kwh 정도로 본다). 전기차 보급이 많은 노르웨이의 경우 대부분 집에서 충전한다는 보고서도 있다. However, household electricity is installed everywhere, and new installations are simple, so if you can make good use of it, you can solve many problems. In other words, as long as the low-speed charger can be connected to the electrical outlets installed in various places, it can be charged little by little, so it will not be necessary to go to the charging station except in an emergency situation. If you charge 6 hours a day with 3kw of household electricity, you can charge 18kwh of electricity and drive about 90Km with this power, so there will be no big obstacles in your daily commute. (Fuel economy varies slightly depending on vehicle performance, but it is usually about 5km / kwh). In Norway, where there are many electric vehicles, most reports have been made at home.

또한 저속충전기는 충전회로를 차에 내장하거나 휴대용 충전기 내부에 설치하므로 전기공급장치(outlet)는 충전단말과의 별도 통신 수단이나 표준이 필요없다. 즉, 전기 공급자측에서는 규정된 전력을 공급할 수 있는 표준 outlet만 제공하면 되므로 설치 후 추가 보완이 거의 없으며 따라서 대량설치에 대한 위험 요인도 없다.In addition, since the low-speed charger is built in the charging circuit or installed inside the portable charger, the electrical outlet (outlet) does not require a separate communication means or standard with the charging terminal. In other words, the electricity supplier only needs to provide a standard outlet capable of supplying the specified electric power, so there is almost no supplementation after installation, and thus there is no risk of mass installation.

따라서 본 발명은 기존의 저속 충전시스템을 개선하여 과금이 가능한 가정용 outlet을 제공하고 이를 이용하여 위에서 언급한 전기차 보급의 중요한 걸림돌인 충전 문제를 일부 해결하고자 한다.Therefore, the present invention is to improve the existing low-speed charging system to provide a chargeable household outlet and to use it to solve some of the charging problem, which is an important obstacle of the electric vehicle supply mentioned above.

이러한 저속충전기의 장점을 활용하고자 하는 선행기술로서 특정 outlet에 미리 id를 지정해 놓고 여기서 충전시에만 과금을 하는 방식이 있으나 outlet에 ON/OFF 스위치가 없기 때문에 도전문제가 발생하고 공급자장치가 아닌 사용자장치가 충전내역을 통보해 주는 비정상적인 장치라 할수 있다. 또 다른 선행기술로 한개의 가정용 outlet에 고속이나 완속충전기 처럼 과금기능을 탑재하여 공용충전기 처럼 사용하는 방식이 있으나 전력 사용 효율이 매우 낮은 가정용 outlet을 1대1 방식의 공용충전기로 사용 하기 위해 모든 기본 기능을 탑재하는 것은 가격 대비 효용성면에서 매우 비효율적이라 할 수 있다. 특히 상기 선행 기술들은 긴 충전 시간 때문에 사용자가 충전이 완료되어도 차를 다른 곳으로 이동 시킬 상황이 안되는 경우가 많으며 이동했다 하더라도 다음 사용자가 다시 본인의 차를 갖고 와야하는 불편함이 있다. 예를 들어 충전완료 시점이 한밤중이거나 외근중일때는 차량이동이 거의 불가하다고 봐야하며 이는 현실적으로 너무 불편하여 사용자가 있다면 대기자는 당일에는 거의 사용하기가 힘들다고 봐야한다.As a prior art to utilize the advantages of the low-speed charger, there is a method of assigning an id to a specific outlet in advance and charging only when charging, but there is no ON / OFF switch in the outlet, so a problem arises and a user device is not a supplier device. Is an abnormal device that notifies you of the charge history. Another prior art is to use a charging function like a fast charger or a slow charger in one household outlet to use it as a common charger, but to use a household outlet with very low power efficiency as a one-to-one common charger. It's very inefficient in terms of price / utility. In particular, the prior arts are often inconvenient to move the car to a different place even after the user has completed the charging because of the long charging time, and even if the user moves, there is an inconvenience that the next user must bring his car again. For example, when charging is completed at midnight or on the road, it is almost impossible to move the vehicle. In reality, if the user is too uncomfortable, the waiter should be hard to use on the day.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 과금이 가능하면서도 저렴한 충전시스템을 고안하였다. 고가의 안전장치가 불필요한 가정용 전기이므로 기본 설치비를 저렴하게 할수 있고, 많은 수량이 소요되는 outlet에는 과금과 충전에 필요한 최소한의 기능만 구비함으로써 저가 제작을 가능하게 하였다. 따라서 많은 주차면에 outlet을 설치할 수 있고 그러므로써 사용자의 접근성을 확보할수 있으며 선사용자의 충전이 완료되면 자동으로 대기신청자의 outlet 으로 전기를 자동으로 공급하는 방식을 제공하여 충전 완료시 필히 차량을 이동 시켜야 하는 불편함을 줄일수 있다. 또한 충전대기자는 outlet이 설치된 다른 주차면에 주차를 하고 충전기를 연결한 후 대기충전신청을 해 놓으면 다른 차량의 충전 완료 후 자동으로 충전을 시작하므로 사용자가 대기할 필요가 없는 편리함을 제공한다. In order to solve this problem, the present invention has devised a charging system that is capable of charging. It is possible to make the basic installation cost cheap because the expensive electric safety device is unnecessary, and the outlet which takes a lot of quantity is equipped with the minimum functions necessary for charging and charging, thereby making it possible to manufacture low cost. Therefore, it is possible to install outlets on many parking surfaces, thereby ensuring user accessibility and providing a method of automatically supplying electricity to the outlet of the standby applicant when charging of the first user is completed. It can reduce the discomfort you have to do. In addition, the charging standby parks on the other parking surface where the outlet is installed, connects the charger, and then applies the standby charging application, and the charging starts automatically after the completion of the charging of other vehicles, so that the user does not have to wait.

본 발명에 따른 다수의 전기차 충전을 위한 또 다른 유사 선행 기술에는 대한민국 등록특허공보 제10-1512899 '멀티 충전기 운영 시스템'이 있으나 이 기술은 하나의 메인충전기에 다수의 충전 포트를 연결하고 다수의 전기차를 동시 충전할 수 있게 하는 것으로 충전포트의 가격을 저렴하게 하기 위한 목적은 유사하지만 선행기술은 완속이나 고속 충전기를 기본으로 제안된것으로 충전포트(outlet)와 사용자단말간에 통신이 없고 충전시간이 매우 긴 저속충전시스템에 적용하기에는 곤란한 기술이다. 또한 선행기술은 충전소의 개념으로 충전포터의 수와 동일한 수로 동시 충전이 가능하지만 본 발명에서는 outlet(충전포트)의 수는 많지만 동시 충전 차량의 수가 제한적으로 운용되는 간이 충전시스템이므로 사용가부나 대기시간 표시, 대기충전신청등의 기능이 구비된 본 발명과는 그 운용방식이 다를 수 밖에 없다.Another similar prior art for charging a plurality of electric vehicles according to the present invention is Republic of Korea Patent Publication No. 10-1512899 'multi charger operating system' but this technology connects a plurality of charging ports to a single main charger and a plurality of electric vehicles The purpose is to reduce the price of the charging port at the same time by allowing simultaneous charging, but the prior art is based on a slow or fast charger, and there is no communication between the charging port and the user terminal, and the charging time is very high. It is a difficult technique to apply to a long slow charging system. In addition, the prior art is a concept of a charging station, but can be charged simultaneously with the same number of charging port, but in the present invention, since the number of outlets (charge ports) is a simple charging system operating a limited number of simultaneous charging vehicles, the use or standby time display , The operation method is different from the present invention equipped with a function such as standby charge application.

통상의 기술로 본 발명인 가정용 outlet 과금시스템을 구현 한다면 각 outlet에서 사용한 전력량을 측정하고 이에 상응하는 요금을 청구하는 방식으로 설계 될것이다. 그러나 이 경우 전력량계가 각 outlet 마다 구비되어 있어야 하며, 만약 사용자편의를 위해 대기시간표시 기능을 제공한다면 정확한 시간 보다는 오차를 고려한 추정시간을 표시할 수 밖에 없다. 왜냐하면 충전시간 예측을 위해서 피충전장치와 outlet 간에 밧데리상태, 온도, 전력변화 등의 충전정보를 교환하고 상황에 따라 충전조건을 변경시키기 위한 통신수단이 필요한데 저속충전시스템에는 이러한 수단이 없기 때문이다. 기술적으로 통신수단을 구비할 수는 있겠지만 outlet 제작시 가격상승이 불가피하며 이는 긴 충전시간을 감수하고서라도 대량 설치로 사용자 접근성을 확보하려는 근본 목적에 부합하지 않으므로 의미가 없다.  If the present invention implements the household outlet charging system according to the present invention will be designed in a way to measure the amount of power used in each outlet and to charge a corresponding fee. In this case, however, a watt-hour meter must be provided at each outlet, and if the standby time display function is provided for the user's convenience, the estimated time considering the error rather than the exact time can only be displayed. This is because communication means for exchanging charging information such as battery state, temperature, power change, etc. and changing charging conditions according to the situation is required between charging device and outlet for charging time prediction. Although it may be technically equipped with a communication means, the price increase is inevitable when manufacturing an outlet, which is meaningless because it does not meet the basic purpose of securing user accessibility by mass installation even with a long charging time.

저속 충전 시스템에서 대기시간 예측은 매우 중요한 의미를 갖는다. 접근성을 좋게 하기위해 outlet을 많이 설치하면 긴 충전시간 때문에 필히 동시 사용자가 생길 수 밖에 없고 동시 사용자가 많아지면 수전계약전력 때문에 대기자가 발생한다. 이럴 경우 충전대기자에게 정확한 대기시간을 알려주어 충전 여부를 결정할 수 있게 해 주어야한다. 즉, 대기시간을 확인하고 충전기를 꽂아 놓고 업무를 보러 갈건지 아님 다른 충전소를 찾아 갈건지 결정해야 하므로 대기시간 표시는 매우 의미 있다할 것이다.Latency prediction is very important in slow charging systems. If you install a lot of outlets to improve accessibility, you will inevitably have concurrent users because of the long charging time. In this case, the charging waiter should be notified of the exact waiting time so that it can be charged. In other words, the wait time display will be very meaningful because you need to check the wait time, plug in the charger and decide whether to go to work or to find another charging station.

따라서 본 발명에서는 사용시간에 따라 요금을 청구하는 방식도 고안하여 outlet의 구성요소를 단순화하고 정확한 대기시간을 표시할수 있게 하였다. Therefore, the present invention also devised a way to charge according to the use time to simplify the components of the outlet and to display the exact waiting time.

원가가 조금 비싸더라도 정확히 사용전력량에 따라 과금이 필요한곳는 전력량과금방식을 설치하고, 저렴한 설치비와 대기시간 표시가 중요한 곳은 사용시간과금방식을 설치하면 된다. Even if the cost is a little expensive, install the electricity billing method where the billing is needed according to the exact amount of power used, and install the billing time billing method where the low installation cost and standby time are important.

사용시간과금방식과 사용전력량과금방식에는 각 outlet에 전력량계가 추가되는것 외에는 동작이나 구성이 거의 유사하다. 따라서 중복되는 부분은 설명을 생략하기로 하고 사용시간과금방식이 본 발명의 목적에 좀더 근접하므로 사용시간과금방식을 위주로 설명한다.The time billing method and the power billing method are similar in operation and configuration except that a meter is added to each outlet. Therefore, the overlapping portions will be omitted, and the description will focus on the usage time charging method since the usage time charging method is closer to the object of the present invention.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전원공급소로 부터 인입된 전기를 복수개의 outlet에 연결하고 각 outlet에서 사용한 전력량을 측정하기 위한 전력량계와 각 outlet 및 결제서브와 통신하기 위한 통신모듈과 정보를 처리하고 시스템 전체를 제어하는 주제어부와 직류전원회로 등을 구비한 주장치와 주장치와 연결되고 사용자의 장치를 접속할수 있는 소켓(콘센트)과 전기 사용을 통제하기 위한 전기스위치, 주장치와 통신하고 outlet을 제어하기 위한 통신및제어부, 과금을 위한 사용자정보 및 주문내용을 받기위한 사용자 interface부와 주문내역이나 사용가부,대기시간 등을 표시하는 표시부와 직류전원회로 등을 구비한 outlet을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a power meter for connecting electricity drawn from a power supply to a plurality of outlets and for measuring the amount of power used at each outlet, and a communication module and information for communicating with each outlet and payment service. Main unit with main control part and DC power circuit which controls the whole system, socket (outlet) connected to the main device, and electrical switch for controlling the use of electric power, communication with the main device, and outlet control It provides a communication and control unit, a user interface unit for billing, user interface unit for receiving orders, an outlet equipped with a display unit for displaying order details, availability, waiting time, and a DC power circuit.

도1에서 주장치(100)에 연결되는 outlet(200)의 수는 인입되는 수전 계약전력과 사용자수 및 사용빈도, 설치장소의 환경 등을 고려하여 결정되며 주장치(100)와 outlet(200)과의 통신에는 전력선통신(PLC), WiFi, Bluetooth, 지그비 방식등이 사용되고 주장치와 결제서브와의 통신에는 전력선통신(PLC), internet, LTE 등의 여러 방식이 사용되며 본 발명에서는 통신종류에 대하여 한정하지 않는다. 도2에서 사용자 인터페이스(205)는 근거리통신(NFC), key 입력, wifi, bluetooth, rf tag,스마트폰 App 활용 등 여러방식이 사용되며 이 또한 특정 방식을 한정하지 않는다. In FIG. 1, the number of outlets 200 connected to the main device 100 is determined in consideration of the incoming contract power, the number of users, the frequency of use, the environment of the installation place, and the like. For communication, power line communication (PLC), WiFi, Bluetooth, Zigbee method, etc. are used, and for communication between the main device and the payment service, various methods such as power line communication (PLC), internet, LTE, etc. are used. Do not. In FIG. 2, the user interface 205 may use various methods such as near field communication (NFC), key input, wifi, bluetooth, rf tag, and smartphone app use, but this method is not limited thereto.

본 발명에 따르면 과금이 가능한 가정용 전기 outlet을 저렴하게 제작할 수 있게하여 대량으로 설치함으로 인해 공동주택, 사무실,상가 등 대부분의 주차장에서 편리하게 전기차량을 충전할 수 있게 되고 숙박시설 같은 곳에서 유료 전기사용도 가능하게 된다.According to the present invention, it is possible to inexpensively make a chargeable household electrical outlet, so that it is possible to charge electric vehicles conveniently in most parking lots such as apartment houses, offices, shopping centers, etc. It is also possible to use.

도1 : 전체 구성도
도2 : 사용시간과금방식 outlet 구성도
도3 : 사용전력량과금방식 outlet 구성도 Figure 1: Overall Configuration
Figure 2: Usage time billing outlet configuration
Fig. 3: Configuration of outlet for charging power consumption

본 발명의 구체적인 내용을 실시 예를 들어 설명한다. Specific embodiments of the present invention will be described with reference to Examples.

본 발명은 실시 시 다양한 형태로 변경이 가능하고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바 설명의 편의를 위해 특정 실시예를 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시예에 대해 한정하려는 것이 아니며 본 발명의 사상과 기술 범주에 포함되는 모든 변경을 포함할 수 있다.The present invention may be modified in various forms and may have various embodiments. For convenience of description, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to the specific embodiments, and may include all modifications included in the spirit and technical scope of the present invention.

또한 통상의 기술이나 상식으로 알수있는 장치의 동작에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 설명의 편의를 위해 전기차의 충전을 기본으로 설명한다.In addition, a detailed description of the operation of the device known by the common technology or common sense will be omitted and the charging of the electric vehicle will be described based on the convenience of explanation.

도1에서 모든 outlet(200)에는 현재 사용 가능 여부를 표시하여 주는 표시부를 갖는데 이는 1개의 주장치에 1대의 차량이 연결되는 일반 충전기가 아니라 N 개의 outlet에게만 동시에 전력을 공급할 수 있는 주장치(100)에 M 개의 outlet(200)을 연결한 시스템이므로 사용자는 N 과 M 에 대한 정보 및 현재 사용중인 outlet의 수를 모르면 사용하고자 하는 outlet 에서 현재 충전이 가능한지 알 수가 없다. 그러나 주장치(100)는 그 정보를 모두 알고 있으므로 간단한 계산으로 미사용 outlet의 사용가부를 판단할 수 있고 이를 근거로 각 outlet(200)에 사용가능 여부를 표시 하게 한다. 만약 동시 사용자의 사용 총전력이 주장치(100)에서 공급할 수 있는 수전계약전력을 모두 사용하고 있다면 미사용 outlet(200)에는 대기 시간을 표시해준다. 대기시간은 먼저 충전을 시작한 사용자들이 충전요구시간을 입력하였기 때문에 시작시각과 충전요구시간을 알면 대기시간은 쉽게 계산된다.  In FIG. 1, all outlets 200 have an indicator indicating whether or not they are currently available, which is not connected to a general charger in which one vehicle is connected to one main device, but to a main device 100 capable of simultaneously supplying power to N outlets simultaneously. Since the system is connected to the M outlet 200, the user does not know the information about N and M and the number of outlets currently in use can not know whether it is possible to charge at the outlet to be used. However, since the main device 100 knows all of the information, it is possible to determine whether or not the unused outlet is used by simple calculation, and to indicate whether or not it is available for each outlet 200 based on this. If the total power used by the simultaneous user is using all of the power receiving contract power that can be supplied from the main device 100, the unused outlet 200 displays the standby time. Since the waiting time is input by the users who started charging first, the waiting time is easily calculated by knowing the start time and the charging request time.

표시부는 led나 lcd 등으로 간단히 구현 가능하다.The display can be easily implemented by led or lcd.

예를들어 수전 계약전력이 10kw이고 1개 outlet(200)의 허용출력은 3kw이며 outlet(200)의 수가 10 개인 시스템을 가정하고, 2대의 차량이 충전중이라면 6kw를 사용하고 4kw의 여유분이 남아 있으므로 나머지 8개 outlet에 충전가능 표시를 해주고, 1대가 추가로 충전을 하게되면 여유전력이 1kw 밖에 남지 않으므로 나머지 7개의 outlet에는 대기시간을 표시해준다.  For example, suppose the power supply contract power is 10 kw, one outlet (200) has a permissible output of 3 kw, and the number of outlets 200 is 10. If two vehicles are charging, 6 kw is used and 4 kw is left. Therefore, the remaining eight outlets can be marked as chargeable, and if one additional charge is provided, the remaining power is only 1kw, so the remaining seven outlets display the standby time.

충전가능 표시가 된 outlet(200)에 사용자 충전기의 플러그를 접속하면 간단한 트리거장치로 인해 직류전원부가 활성화되고 기타 회로(203,204,205)들도 모두 대기모드에서 활성화모드로 바뀐다. 이는 대기시 소비되는 전력을 최소화하기 위한 것으로 통상적인 구성이므로 상세 설명은 생략한다. 충전기의 플러그를 소켓(201)에 꽂은 후 사용자는 스마트폰에 미리 탑재된 앱을 동작시켜 사용요청시간을 입력하고 스마트폰폰을 outlet의 사용자인터페이스(205) 부근에 근접시킨다. 스마트폰의 앱에는 결제정보가 미리 입력되어 있어야 하며 앱은 과금회사가 미리 올려 놓은 앱 장터에서 다운로드하여 사용하면 된다. 본 예에서는 설명의 편의를 위해 충전주문수단으로 스마트폰 앱 방식을 사용하였고 사용자 인터페이스와의 통신을 근거리통신(NFC) 방식으로 가정하였다. When the plug of the user charger is connected to the outlet 200 marked as chargeable, the DC power unit is activated by the simple trigger device, and the other circuits 203, 204, and 205 are also changed from the standby mode to the activation mode. This is to minimize the power consumed during standby, and thus a detailed description thereof will be omitted. After inserting the plug of the charger into the socket 201, the user operates the app preloaded on the smartphone to input the use request time and bring the smartphone close to the user interface 205 of the outlet. Payment information must be pre-populated in the app on the smartphone, and the app can be downloaded and used from the app marketplace pre-loaded by the billing company. In this example, for convenience of description, the smartphone app method is used as a charging order means, and the communication with the user interface is assumed as a near field communication (NFC) method.

사용자 인터페이스(205)를 통해 받은 결제 정보는 통신및제어부(203)를 거쳐 주장치(100)의 주제어부(102)로 전송되고 주제어부는 이 정보를 공중망을 통해 결제회사의 결제서브(300)로 전달한다. 결제서브는 결제정보가 이상이 없으면 주제어부(102)로 사용자 승인을 전송하고 요구한 충전시간에 대해 과금을 준비한다. 주제어부(102)는 결제서브(300)로 부터 승인 신호를 받으면 이를 요구한 outlet의 통신및제어부(203)로 충전허용 신호를 보내고 통신및제어부(203)는 스위치(202)을 ON 시켜 소켓(201)으로 전력을 공급한다. 본 예에서 주장치(100)과 outlet(200)과의 통신수단은 전력선통신(PLC)을 사용하였으며 따라서 커플러(104)와(207)은 일반적인 커플러를 표시한 것으로 코일이나 캐패시터로 간단히 구현된다. 스위치(202)는 기계식릴레이나 트라이악과 같은 전자식스위치를 사용한다. 충전이 시작되면 주제어부(102)는 전력계(101)을 확인하고 전력의 증감이 규정치를 벗어나는 이상 동작이 나타나면 해당 outlet에 충전중지 명령을 내리고 공중망을 통해 사용자 스마트폰으로 이를 통보한다. 전력의 흐름이 정상적이면 해당 outlet에는 충전 잔여시간을 표시하게하고 나머지 outlet에는 모두 충전가능 표시를 하게한다. 만약 여러개의 outlet이 동시에 사용되어 더 이상 전력을 공급할 여력이 없다고 판단되면 주제어부(102)는 사용하고 있지 않는 모든 outlet에 대기 시간을 표시하게한다.The payment information received through the user interface 205 is transmitted to the main control unit 102 of the main apparatus 100 via the communication and control unit 203, and the main control unit transmits this information to the payment service provider 300 of the payment company through the public network. do. If there is no payment information, the payment server transmits the user's approval to the main control unit 102 and prepares the charging for the required charging time. When the main control unit 102 receives the approval signal from the payment sub-300, it sends a charge permission signal to the communication and control unit 203 of the outlet which requested it, and the communication and control unit 203 turns on the switch 202 to turn on the socket ( 201). In this example, the communication means between the main device 100 and the outlet 200 uses power line communication (PLC). Therefore, the coupler 104 and 207 represent a general coupler and are simply implemented as a coil or a capacitor. The switch 202 uses an electronic switch such as a mechanical relay or a triac. When charging is started, the main control unit 102 checks the power meter 101, and when an abnormal operation occurs when the increase or decrease of power is outside the prescribed value, a command to stop charging the corresponding outlet and notifies the user's smartphone through the public network. If the power flow is normal, display the remaining charge time at the outlet and charge the remaining outlets. If it is determined that several outlets are used simultaneously and there is no more power to supply power, the main control unit 102 causes the outlet time to be displayed on all outlets that are not in use.

충전 시간이 종료되면 주제어부(102)는 해당 outlet의 통신및제어부(203)에 충전종료메세지를 통보하여 스위치(202)를 OFF 하게 하고 모든 회로가 대기상태가 되도록한다. 충전시간 모니터링이나 스위치(202)에 대한 제어는 해당 outlet의 통신및제어부에서도 가능하나 설명 편의상 주제어부에서 수행하는것으로 한다. 주제어부는 결제서브에 이상없이 충전이 종료되었음을 전송하고, 가용 전력과 사용중인 전력량을 다시 계산하여 각 표시부에 충전가능표시나 대기시간을 수정한다. 사용자가 충전기를 outlet(200)에서 제거하면 과정이 자동 완료된다.At the end of the charging time, the main controller 102 notifies the communication and control unit 203 of the outlet of the charging end message so that the switch 202 is turned off and all circuits are in a standby state. The charging time monitoring or the control of the switch 202 may be performed in the communication and control unit of the corresponding outlet, but for convenience of description, the main control unit is performed. The main control unit transmits that the charging is completed without abnormality to the payment service, recalculates the available power and the amount of used power, and corrects the chargeable display or waiting time on each display unit. The process is automatically completed when the user removes the charger from the outlet 200.

만약 outlet의 표시부(204)에 대기시간이 표시되어 있으면 사용자는 대기시간과 주차가능시간, 희망충전량을 고려하여 충전여부를 결정하고 대기충전을 희망하면 충전기를 outlet에 접속하고 스마트폰에 탑재된 충전앱을 구동 시켜 대기신청 및 충전시간을 입력한 후 사용자인터페이스(205)에 근접시킨다. 결제승인 과정은 위에서 설명한 것과 동일하며 결제정보에 이상이 없어 결제서브로 부터 승인이 나면 해당 outlet에 대기승인표시를 한후 대기모드로 상태로 대기한다. 기사용자의 충전이 완료되어 전력공급이 가능하게 되면 스위치(202)를 ON 시켜 충전을 시작하고 일반 충전과 동일한 과정을 수행한다.If the standby time is displayed on the display unit 204 of the outlet, the user decides whether to charge in consideration of the standby time, the available parking time, and the desired charging amount. Run the app to enter the standby application and charging time and then close to the user interface 205. The payment approval process is the same as described above, and if there is no problem with the payment information and the approval is received from the payment service, the standby approval is displayed on the corresponding outlet, and the standby mode is waited. When the charging of the user is completed and the power supply is enabled, the switch 202 is turned on to start charging and performs the same process as the normal charging.

한편 본 발명의 또 다른 제안인 사용전력량과금방식은 도3에서와 같이 전력량계(208)를 구비하고 사용요청 단위를 전력량(kwh)으로 주문하는 것 외에는 거의 동일하다. 예상충전시간은 충전요구전력량에 시간당 충전전력으로 나누어 주면 나오므로 사용자장치가 통상의 범위 내에서 정상동작을 한다면 대기시간 추정이 가능하다.On the other hand, the power consumption charging method which is another proposal of the present invention is almost the same except that the power meter 208 is provided as shown in FIG. 3 and the use request unit is ordered as the power amount (kwh). The estimated charging time is obtained by dividing the charging demand power by the charging power per hour. Therefore, the standby time can be estimated if the user device operates normally within the normal range.

100 : 주장치 101 : 전력량계
102 : 주제어부 103 : 통신모듈
104 : PLC coupler 200 : outlet
201 : socket(콘센트) 202 : 스위치
203 : 통신및제어부 204 : 표시부
205 : 사용자 INTERFACE
207 : PLC coupler 208 : 전력량계
300 : 결제서브 100: main device 101: power meter
102: main controller 103: communication module
104: PLC coupler 200: outlet
201: socket (outlet) 202: switch
203: communication and control unit 204: display unit
205: user INTERFACE
207: PLC coupler 208: power meter
300: Payment Sub

Claims (9)

전력공급소로 부터 인입된 전기를 복수개의 outlet으로 연결하고, 연결된 outlet에서 사용한 모든 전력량을 측정하여 과금과 시스템의 상태를 파악하기 위한 전력량계와, 각 outlet 및 결제서브와 통신하기 위한 통신모듈과, 연결된 모든 outlet의 현재 사용 현황과 수전계약전력을 비교분석하여 미사용 중인 outlet의 사용가부를 결정하고 이 정보를 각 outlet에 전송하여 각 outlet에서 이를 표시하게 하고 사용요청이 있는 outlet으로 부터 결제정보를 받아서 결제서브로 보내 승인신청을 하고 결제서브로 부터 사용승인이 오면 사용요청한 outlet에 승인 신호를 보내주어 해당 outlet에서 전력사용을 가능하게 하고 기사용자의 사용이 완료되어 공급가능 전력이 생기면 미사용 outlet에 사용가능 표시를 하게 하거나 대기사용신청을 해놓은 outlet으로 자동으로 전력을 공급할수 있게 하기 위한 수단인 주제어부와, 상기 회로의 구동을 위한 직류전원부 등을 구비한 주장치와
주장치와 연결되고 사용자의 장치를 접속할수 있는 소켓(콘센트)과, 소켓으로 출력되는 전력을 차단(OFF) 또는 연결(ON) 하기 위한 스위치와, 인터페이스부를 통하여 입력된 결제정보를 주장치로 보내고 주장치로 부터 사용승인 신호가 오면 스위치를 ON 시켜 소켓으로 전력을 공급 가능하게 하고 사용이 완료되면 스위치를 OFF 시키고 주장치로 부터 받은 해당 outlet의 상태정보를 표시부로 보내기 위한 통신및제어부와, 사용자정보 및 주문내역과 같은 결제정보를 주고 받기위한 사용자 interface부와, 사용가부 등 장치의 상태를 표시하기 위한 표시부와, outlet 구성회로의 구동을 위한 직류전원부 등을 구비한 outlet으로 구성된 장치. A power meter for connecting electricity received from the power supply to a plurality of outlets and measuring the amount of power used at the connected outlet to check the status of billing and the system, and a communication module for communicating with each outlet and payment sub By comparing and analyzing the current usage status of all outlets and the power supply contract power, it decides whether to use unused outlets and transmits this information to each outlet so that it can be displayed at each outlet and receive payment information from outlets that have a use request. When the approval is received from the payment service, the approval signal is sent to the outlet requesting to be used to enable the use of power at the corresponding outlet. Power supply to the outlet to which Provided with a means with a main control unit to be able, direct current power source for driving the circuit such as the host device and
A socket (outlet) connected to the main device and to which the user's device is connected, a switch to cut off (OFF) or turn on (ON) the power output from the socket, and send payment information input through the interface to the main device When the signal is approved, the switch is turned on to enable power supply to the socket, and when the use is completed, the switch is turned off and the communication and control unit for sending the status information of the corresponding outlet received from the main device to the display unit, user information and order details. And an outlet including a user interface unit for transmitting and receiving payment information, a display unit for displaying the state of the device, such as use availability, and a DC power supply unit for driving the outlet component circuit. 제1항에 있어서 상기 outlet에 전력량계를 추가하여 사용한 전력량에 따라 과금하는 장치. The apparatus of claim 1, wherein the device charges according to the amount of power used by adding a wattmeter to the outlet. 제1항에 있어서 상기 outlet의 스위치가 ON 되어 전력의 공급이 시작될때 주장치의 전력량계로 전력의 증감을 측정하고 변화값이 기준 범위를 초과하면 사용중지 명령을 내려 스위치를 OFF 시키고 내용을 공중망을 통해 사용자에게 통보하는 방식According to claim 1, when the switch of the outlet is turned on and the power supply is started, the increase and decrease of the power is measured by the electricity meter of the main device, and if the change value exceeds the reference range, the stop command is issued to turn off the switch and the contents are transmitted through the public network. How we notify you 제1항에 있어서 상기 소켓에 사용자장치의 플러그 삽입 여부를 인지하는 센스를 두고 플러그 인지시에 만 outlet의 회로를 활성화시키고 그렇지 않을 시에는 표시부외 모든 회로를 대기모드로 하여 대기 전력 소비를 최소화하는 장치The method of claim 1, wherein the socket is provided with a sense of whether the user device is inserted into the socket, and the circuit of the outlet is activated only when the plug is recognized. Otherwise, all circuits other than the display unit are put into standby mode to minimize standby power consumption. Device 제1항에 있어서 상기 outlet의 스위치에 반도체와 같은 전자식 소자를 사용하여 ON, OFF 뿐만 아니라 사용환경에 따라 출력 전력을 가변할수 있게 만든 장치 The device of claim 1, wherein the output power of the outlet switch is changed by using an electronic device such as a semiconductor to be turned on and off as well as to an environment of use. 제1항에 있어서 스마트폰으로 사용요청을 하는 시스템일 경우 결제관련 정보를 outlet이나 주장치를 통하지 않고 공중망을 통하여 직접 결제서브로 전송하는 방식The method of claim 1, in the case of a system for requesting use of a smart phone, payment related information is directly transmitted to a payment service through a public network without an outlet or a claim. 제1항에 있어서 상기 주장치에 일반 outlet를 장착하여 혼용으로 사용하는 장치The apparatus according to claim 1, wherein a general outlet is mounted on the main apparatus. 제1항에 있어서 연결된 outlet의 사용자 현황과 계약전력을 분석하여 미사용 outlet에 대기시간을 표시해 주는 방식.The method of claim 1, wherein the standby time is displayed on the unused outlet by analyzing the user status and the contract power of the connected outlet. 제1항에 있어서 주장치의 고유번호를 앱에 입력해 놓으면 사용자 현황과 대기시간등을 스마트폰으로 확인할 수 있는 방식
According to claim 1, If you enter the unique number of the main device in the app way to check the user status and waiting time with a smartphone
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