KR20200006773A - Apparatus for rapid charger in electric vehicle and method for rapid charging - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a quick charging device for an electric vehicle with improved charging efficiency, and a charging method thereof. According to an embodiment of the present invention, the quick charging device includes: a communication processing module which receives battery information including the battery charging state of a battery for an electric vehicle by communicating with the electric vehicle; a charging unit which is formed with a plurality of unit capacity charging modules performing charging for each unit capacity; a maximum efficiency database which stores information on the maximum efficiency of an output capacity for each battery voltage group during a charging operation of the unit capacity charging module; and a central control unit which determines a maximum efficiency combination, a unit capacity charging module combination having the maximum efficiency while satisfying the required charging amount of the battery by considering the maximum efficiency of an output capacity for each battery voltage group in a database with the maximum efficiency after calculating the battery voltage and the required charging amount of the battery according to the charging state of the battery and then, charges the battery of the electric vehicle by using the unit capacity charging module formed in the determined maximum efficiency combination.

Description

충전 효율 개선된 전기 자동차용 급속 충전 장치 및 그 충전 방법{Apparatus for rapid charger in electric vehicle and method for rapid charging}Apparatus for rapid charger in electric vehicle and method for rapid charging}

본 발명은 전기 자동차용 급속 충전 장치 및 그 충전 방법에 관한 것으로서, 충전 효율 개선된 전기 자동차용 급속 충전 장치 및 그 충전 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quick charging device for an electric vehicle and a charging method thereof, and more particularly to a quick charging device for an electric vehicle and a charging method thereof having improved charging efficiency.

2000년대 들어서 다국적 기업 뿐만 아니라 국가 차원에서도 친환경 자동차 개발을 국가 핵심 전략 산업으로 지정하여 친환경 자동차 개발에 열을 올리고 있다.In the 2000s, eco-friendly automobile development was designated as a core strategic industry at the national level as well as multinational companies, and has been enthusiastic in developing eco-friendly automobiles.

협의의 전기 자동차(순수한 의미의 전기 자동차)는 일반가정이나 충전소에서 전원 플러그를 자동차에 연결하여 충전장치를 이용하여 2차전지에 충전하고 충전된 전기에너지를 이용하여 자동차를 구동하는 자동차이며, 플러그인 하이브리드 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle)는 기본적으로 전원 플러그를 자동차에 연결하여 2차전지에 충전하고 충전된 전기에너지를 이용하여 자동차를 구동하며 충전된 전기에너지가 부족하면 일반 화석연료를 비상용으로 사용할 수 있는 자동차를 지칭한다 상기 플러그인 하이브리드 자동차는 그리드 접속 하이브리드자동차(Grid-Connected Hybrid Electric Vehicle)로도 불린다.Negotiated electric vehicles (electric vehicles in the pure sense) are those that connect the power plug to a car in a normal home or charging station, charge the secondary battery using a charging device, and drive the car using the charged electric energy. The Plug-In Hybrid Electric Vehicle basically connects the power plug to the vehicle to charge the secondary battery and drives the vehicle using the charged electric energy. When the charged electric energy is insufficient, general fossil fuel is used for emergency purposes. The plug-in hybrid vehicle is also called a grid-connected hybrid electric vehicle.

한편, 전기 자동차용 배터리의 충전기의 종류를 급속 충전기와 완속 충전기로 구분된다.On the other hand, the type of charger for an electric vehicle battery is classified into a quick charger and a slow charger.

급속 충전기는 현재 휘발유를 주유하는 주유소와 동일한 개념으로 전기충전소에 설치되는 DC 충전기로서, 배터리의 충전시간은 30분 이내이며, 충전용량은 대략 50kW이상인 충전기를 말하며, 완속 충전기는 가정용 전원을 이용하여 별도의 충전기를 이용하여 배터리의 전원을 충전하는 AC 전원 공급 장치로서, 배터리의 충전시간은 6-7시간 정도, 충전용량은 대략 10kW 이내의 AC 전원 공급 장치를 말한다.The fast charger is a DC charger installed in an electric charging station in the same concept as a gas station for gasoline, and the charging time of the battery is within 30 minutes, and the charging capacity is about 50kW or more. AC power supply that charges the power of the battery by using a separate charger, the battery charging time is about 6-7 hours, the charging capacity of the AC power supply within about 10kW.

급속 충전기를 이용하여 전기 자동차의 배터리를 단시간에 충전함에 있어서 급속 충전기의 충전 효율이 중요시된다.In charging a battery of an electric vehicle in a short time using the quick charger, the charging efficiency of the quick charger is important.

그런데 기존의 급속 충전기는 배터리 종류와 상관없이 동일한 출력 용량으로서 급속 충전하고 있어 충전 효율이 떨어지는 문제가 있다. 즉, 서로 다른 충방전 용량 및 배터리 전압을 가진 배터리가 각 전기 자동차에 채택되고 있음에도 불구하고, 급속 충전기는 전기 자동차에 탑재된 배터리 스펙을 고려하지 않은채 동일한 출력 용량으로서 충전을 하고 있어 결과적으로 충전 효율이 떨어지는 문제가 있다. 예를 들어, 중용량의 급속 충전기의 경우 출력 전압의 크기와 전류에 따라 효율이 다르다.However, the conventional rapid charger has a problem of inferior charging efficiency because it is rapidly charging with the same output capacity regardless of the battery type. That is, even though batteries with different charge / discharge capacities and battery voltages are adopted in each electric vehicle, the rapid charger is charged with the same output capacity without considering the battery specifications mounted in the electric vehicle, resulting in charging. There is a problem of low efficiency. For example, in the case of medium-capacity fast chargers, the efficiency depends on the magnitude and current of the output voltage.

결국, 사용자가 일정 금액의 전력 요금을 지불하여 전기 자동차의 배터리를 충전시키는데, 전기 자동차용 급속 충전 장치의 효율 저감으로 발생한 전력 요금을 소비자가 부담하는 결과가 된다.As a result, the user pays a certain amount of power charge to charge the battery of the electric vehicle, resulting in the consumer paying the power charge caused by the efficiency reduction of the quick charging device for the electric vehicle.

한국등록특허 10-1202814호Korean Patent Registration No. 10-1202814

본 발명의 기술적 과제는 전기자동차용 급속 충전 시스템의 충전 효율을 개선하는데 있다.The technical problem of the present invention is to improve the charging efficiency of the rapid charging system for an electric vehicle.

본 발명의 실시 형태는 전기 자동차와 통신하여, 전기 자동차용 배터리의 배터리 충전 상태를 포함하는 배터리 정보를 수신하는 통신 처리 모듈; 단위 용량별로 충전을 수행하는 복수개의 단위 용량 충전 모듈로 이루어진 충전 유닛; 단위 용량 충전 모듈이 충전 동작 시에 배터리 전압군별 출력 용량의 최대 효율에 대한 정보가 저장된 최대 효율 데이터베이스; 및 상기 배터리 충전 상태에 따른 배터리 전압과 배터리 충전 필요량을 산출한 후, 상기 최대 효율 데이터베이스에서의 배터리 전압군별 출력 용량의 최대 효율을 고려하여, 상기 배터리 충전 필요량을 충족시키면서 최대 효율을 가지는 단위 용량 충전 모듈 조합인 최대 효율 조합을 결정하고, 결정된 최대 효율 조합으로 된 단위 용량 충전 모듈을 이용하여 전기 자동차의 배터리를 충전시키는 중앙 제어 유닛;을 포함할 수 있다.Embodiments of the present invention provide a communication processing module configured to communicate with an electric vehicle and receive battery information including a state of charge of a battery of the electric vehicle battery; A charging unit consisting of a plurality of unit capacity charging modules for charging by unit capacity; A maximum efficiency database in which the unit capacity charging module stores information on the maximum efficiency of the output capacity for each battery voltage group during a charging operation; And after calculating the battery voltage and the battery charging necessary amount according to the battery charging state, considering the maximum efficiency of the output capacity for each battery voltage group in the maximum efficiency database, and charging the unit capacity having the maximum efficiency while satisfying the battery charging requirement. And a central control unit configured to determine a maximum efficiency combination that is a module combination and charge the battery of the electric vehicle by using the unit capacity charging module of the determined maximum efficiency combination.

상기 중앙 제어 유닛은, 상기 배터리 충전 필요량을 충족시키는 단위 용량 충전 모듈의 충전 모듈 개수와 충전 모듈별 출력량으로 이루어진 복수개의 후보 출력 조합을 생성한 후, 상기 후보 출력 조합 중에서 최대 효율을 가지는 후보 출력 조합을 최대 효율 조합으로서 결정할 수 있다.The central control unit generates a plurality of candidate output combinations consisting of the number of charging modules of the unit-capacity charging module and the output amount for each charging module satisfying the battery charging requirement, and then the candidate output combination having the maximum efficiency among the candidate output combinations. Can be determined as the maximum efficiency combination.

상기 후보 출력 조합 중에서 최대 효율을 가지는 후보 출력 조합을 최대 효율 조합으로서 결정하는 것은, 상기 후보 출력 조합 중에서 전력 손실이 가장 적은 후보 출력 조합을 최대 효율 조합으로서 결정할 수 있다.Determining the candidate output combination having the maximum efficiency among the candidate output combinations as the maximum efficiency combination may determine the candidate output combination having the lowest power loss among the candidate output combinations as the maximum efficiency combination.

상기 복수개의 단위 용량 충전 모듈은, 동일한 단위 용량을 가지는 충전 모듈임을 특징으로 할 수 있다.The plurality of unit capacity charging modules may be characterized in that the charging module having the same unit capacity.

또한 본 발명은, 전기 자동차용 급속 충전 장치가, 배터리 충전을 위해 연결된 전기 자동차로부터 배터리 충전 상태를 포함하는 배터리 정보를 수신하는 배터리 정보 수신 과정; 상기 전기 자동차용 급속 충전 장치가, 상기 배터리 충전 상태에 따른 배터리 전압과 배터리 충전 필요량을 산출하는 배터리 충전 필요량 산출 과정; 상기 전기 자동차용 급속 충전 장치가, 미리 설정된 배터리 전압군별 출력 용량의 최대 효율을 고려하여, 상기 배터리 충전 필요량을 충족시키면서 최대 효율을 가지는 단위 용량 충전 모듈 조합인 최대 효율 조합을 결정하는 최대 효율 조합 결정 과정; 및 상기 전기 자동차용 급속 충전 장치가, 상기 최대 효율 조합으로서 전기 자동차의 배터리를 충전시키는 배터리 충전 과정;을 포함할 수 있다.In addition, the present invention, the fast charging device for an electric vehicle, the battery information receiving process for receiving battery information including the state of charge of the battery from the electric vehicle connected for battery charging; A battery charging required amount calculating step of calculating, by the quick charging device for an electric vehicle, a battery voltage and a battery charging amount according to the battery charging state; Determination of the maximum efficiency combination in which the quick charging device for the electric vehicle determines a maximum efficiency combination that is a unit capacity charging module combination having the maximum efficiency while satisfying the battery charging requirement in consideration of the maximum efficiency of the preset output capacity for each battery voltage group. process; And a battery charging process in which the quick charging device for the electric vehicle charges the battery of the electric vehicle as the maximum efficiency combination.

상기 최대 효율 조합 결정 과정은, 상기 배터리 충전 필요량을 충족시키는 단위 용량 충전 모듈의 충전 모듈 개수와 충전 모듈별 출력량으로 이루어진 복수개의 후보 출력 조합을 생성하는 후보 출력 조합 생성 과정; 및 상기 후보 출력 조합 중에서 최대 효율을 가지는 후보 출력 조합을 추출하여 최대 효율 조합으로서 결정하는 최대 효율 조합 추출 과정;을 포함할 수 있다.The determining of the maximum efficiency combination may include: generating a candidate output combination that generates a plurality of candidate output combinations including the number of charging modules of the unit-capacity charging module and an output amount for each charging module that satisfy the battery charging requirement; And a maximum efficiency combination extraction process of extracting a candidate output combination having the maximum efficiency among the candidate output combinations and determining the maximum efficiency combination.

상기 최대 효율을 가지는 후보 출력 조합을 추출하여 최대 효율 조합으로서 결정하는 것은, 상기 후보 출력 조합 중에서 전력 손실이 가장 적은 후보 출력 조합을 최대 효율 조합으로서 결정할 수 있다.Extracting the candidate output combination having the maximum efficiency and determining it as the maximum efficiency combination may determine the candidate output combination having the lowest power loss among the candidate output combinations as the maximum efficiency combination.

본 발명의 실시 형태에 따르면 복수개의 단위 용량과 개별 출력량으로서 전기 자동차를 충전함으로써, 전기 자동차용 배터리에 대한 급속 충전 효율을 개선 시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, by charging the electric vehicle as a plurality of unit capacities and individual output amounts, it is possible to improve the fast charging efficiency for the battery for the electric vehicle.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 충전 효율 개선된 전기 자동차용 급속 충전 장치의 구성 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 복수개의 단위 용량 충전 모듈로 이루어진 충전 유닛의 예시 그림.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 특정 배터리 전압군에 따른 각 단위 용량 충전 모듈의 최대 효율을 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 특정 배터리 전압군에 따른 단위 용량 충전 모듈의 최대효율에 기초한 입력 및 손실 예시 그림.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 7kW 충전할 때의 각 후보 출력 조합의 전력 손실 크기를 도시한 예시 그림.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 10kW 충전할 때의 각 후보 출력 조합의 전력 손실 크기를 도시한 예시 그림.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 충전 효율 개선된 전기 자동차용 급속 충전 방법을 도시한 플로차트.
1 is a block diagram of a quick charging device for an electric vehicle with improved charging efficiency according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is an illustration of a charging unit consisting of a plurality of unit capacity charging modules in accordance with an embodiment of the invention.
3 is a graph showing the maximum efficiency of each unit capacity charging module according to a specific battery voltage group according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an illustration of the input and loss based on the maximum efficiency of the unit capacity charging module according to a specific battery voltage group according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram showing the power loss magnitude of each candidate output combination when charging 7kW according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary diagram showing the power loss magnitude of each candidate output combination when charging 10kW according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a rapid charging method for an electric vehicle with improved charging efficiency according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and is provided to fully inform the scope of the invention to those skilled in the art. The invention is defined only by the scope of the claims. In addition, in describing the present invention, when it is determined that related related technologies and the like may obscure the gist of the present invention, detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 충전 효율 개선된 전기 자동차용 급속 충전 장치의 구성 블록도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 복수개의 단위 용량 충전 모듈로 이루어진 충전 유닛의 예시 그림이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 특정 배터리 전압군에 따른 각 단위 용량 충전 모듈의 최대 효율을 도시한 그래프이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 특정 배터리 전압군에 따른 단위 용량 충전 모듈의 최대효율에 기초한 입력 및 손실 예시 그림이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 7kW 충전할 때의 각 후보 출력 조합의 전력 손실 크기를 도시한 예시 그림이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 10kW 충전할 때의 각 후보 출력 조합의 전력 손실 크기를 도시한 예시 그림이다.1 is a block diagram of a quick charging device for an electric vehicle with improved charging efficiency according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an illustration of a charging unit consisting of a plurality of unit capacity charging module according to an embodiment of the present invention. 3 is a graph illustrating the maximum efficiency of each unit capacity charging module according to a specific battery voltage group according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a unit capacity charging according to a specific battery voltage group according to an embodiment of the present invention. Example of input and loss based on the maximum efficiency of the module, Figure 5 is an illustration showing the power loss of each candidate output combination when charging 7kW according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is an embodiment of the present invention For example, the power loss of each candidate output combination when charging 10kW is shown.

본 발명의 전기 자동차용 급속 충전 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이 통신 처리 모듈(300), 충전 유닛(400), 최대 효율 데이터베이스(100), 및 중앙 제어 유닛(200)을 포함할 수 있다.The rapid charging apparatus for an electric vehicle of the present invention may include a communication processing module 300, a charging unit 400, a maximum efficiency database 100, and a central control unit 200 as shown in FIG. 1. .

통신 처리 모듈(300)은, 전기 자동차와 통신하여, 전기 자동차용 배터리의 배터리 충전 상태를 포함하는 배터리 정보를 수신한다. 전기 자동차의 배터리와 커플러 결합하여 연결되는 경우, 전기차에 들어가는 충전을 위한 통신 모뎀인 전기차 충전용 통신컨트롤러(EVCC;Electric Vehicle Communication Controller) 또는 배터리 관리 시스템인 BMS(Battery Management System) 등을 통하여 배터리의 상태 및 배터리 충전량의 정보를 전기 자동차로부터 수신할 수 있다.The communication processing module 300 communicates with the electric vehicle to receive battery information including a state of charge of the battery of the electric vehicle battery. When coupled with the battery of an electric vehicle, the battery may be connected through an electric vehicle communication controller (EVCC), which is a communication modem for charging the electric vehicle, or a battery management system (BMS). Information on the status and battery charge can be received from the electric vehicle.

충전 유닛(400)은, 단위 용량별로 충전을 수행하는 복수개의 단위 용량 충전 모듈(410)로 이루어진 충전기이다.The charging unit 400 is a charger including a plurality of unit capacity charging modules 410 that perform charging for each unit capacity.

충전 유닛(400)은, 복수개의 단위 용량 충전 모듈(410)로 이루어지는데, 예를 들어, 동일한 단위 용량을 가지는 충전 모듈로 구현될 수 있다. 즉, 도 2(a)에 도시한 바와 같이 5kW 출력 용량을 가지는 5kW 단위 용량 충전 모듈 5개로 구현될 수 있다. 마찬가지로 즉, 도 2(b)에 도시한 바와 같이 2kW 출력 용량을 가지는 2kW 단위 용량 충전 모듈 5개로 구현될 수 있으며, 또는 도 2(c)에 도시한 바와 같이 4kW 출력 용량을 가지는 4kW 단위 용량 충전 모듈 5개로 구현될 수 있다.The charging unit 400 may include a plurality of unit capacity charging modules 410. For example, the charging unit 400 may be implemented as a charging module having the same unit capacity. That is, as shown in (a) of FIG. 2, the 5kW unit capacity charging module having a 5kW output capacity may be implemented. Likewise, as shown in FIG. 2 (b), it can be implemented as five 2 kW unit capacity charging modules having a 2 kW output capacity, or as shown in FIG. 2 (c) 4 kW unit capacity charging having a 4 kW output capacity. It can be implemented in five modules.

최대 효율 데이터베이스(100)는, 단위 용량 충전 모듈(410)이 충전 동작시에 배터리 전압군별 출력 용량의 최대 효율에 대한 정보가 저장된 저장체이다. 이러한 저장체는, 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive), SSD 드라이브(Solid State Drive), 플래시메모리(Flash Memory), CF카드(Compact Flash Card), SD카드(Secure Digital Card), SM카드(Smart Media Card), MMC 카드(Multi-Media Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 장치의 내부에 구비되어 있을 수도 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다.The maximum efficiency database 100 is a storage unit in which information about the maximum efficiency of output capacity for each battery voltage group is stored when the unit capacity charging module 410 is charged. Such a storage medium may include a hard disk drive, a solid state drive, a flash memory, a compact flash card, a secure digital card, and a smart card. Card, MMC card (Multi-Media Card) or a memory stick (Memory Stick) module that can input and output information may be provided inside the device, or may be provided in a separate device.

일반적으로, 배터리 전압의 크기와 출력 용량에 따라서 최대 효율이 달라지게 되는데, 따라서 배터리 전압별, 각 단위 용량 충전 모듈(410)의 출력 용량별 최대 효율을 최대 효율 데이터베이스(100)에 할당하여 저장한 것이다.In general, the maximum efficiency varies according to the size and output capacity of the battery voltage, and thus the maximum efficiency for each output capacity of each unit capacity charging module 410 is allocated to the maximum efficiency database 100 and stored. will be.

예를 들어, 특정 배터리 설정 전압에서 충전 출력을 수행할 시에, 도 3에 도시한 바와 같이 5kW 단위 용량 충전 모듈이 1kW 용량을 출력시에는 92% 효율을 가지며, 5kW 단위 용량 충전 모듈이 2kW 용량을 출력시에는 94% 효율을 가지며, 5kW 단위 용량 충전 모듈이 3kW 용량을 출력시에는 95% 효율을 가지며, 5kW 단위 용량 충전 모듈이 4kW 용량을 출력시에는 94.5% 효율을 가지며, 5kW 단위 용량 충전 모듈이 2kW 용량을 출력시에는 94.7% 효율을 가지는데, 이러한 효율 정보들이 최대 효율 데이터베이스(100)에 저장되는 것이다.For example, when performing the charging output at a specific battery set voltage, as shown in Figure 3, the 5kW unit capacity charging module has a 92% efficiency when outputting 1kW capacity, the 5kW unit capacity charging module is 2kW capacity It has 94% efficiency when outputting, 5kW unit charge module has 95% efficiency when outputting 3kW capacity, and 5kW unit charge module has 94.5% efficiency when outputting 4kW capacity, and charges 5kW unit capacity. The module has a 94.7% efficiency when outputting 2kW capacity, which is stored in the maximum efficiency database 100.

이러한 단위 용량 충전 모듈(410)의 출력 용량에 따라서 효율이 다름에 따라 입력과 출력의 차이인 손실이 발생된다.As the efficiency varies depending on the output capacity of the unit capacity charging module 410, a loss that is a difference between an input and an output occurs.

도 4를 참조하면, 예를 들어, 단위 용량 충전 모듈(410)이 1kW 용량의 충전을 위해 동작하는 경우 92%의 효율을 가지게 되고, 따라서 1080W 입력되어야만 1kW 출력을 할 수 있게 되어, 입력과 출력의 차이인 80W의 손실을 가진다.Referring to FIG. 4, for example, when the unit capacity charging module 410 operates for 1 kW of charging, the unit capacity charging module 410 has an efficiency of 92%, and thus, 1 kW output is required only when 1080W is input, thereby providing input and output. Has a difference of 80W.

또한 단위 용량 충전 모듈(410)이 2kW 용량의 충전을 위해 동작하는 경우 94%의 최대 효율을 가지게 되고, 따라서 2120W 입력되어야만 2kW 출력을 할 수 있게 되어 입력과 출력의 차이인 120W의 손실을 가진다.In addition, when the unit capacity charging module 410 is operated for charging of 2kW capacity, it has a maximum efficiency of 94%. Thus, 2kW output is required only when 2120W is input, resulting in a loss of 120W, which is a difference between an input and an output.

또한 단위 용량 충전 모듈(410)이 3kW 용량의 충전을 위해 동작하는 경우 95%의 최대 효율을 가지게 되고, 3150W 입력되어야만 3kW 출력을 할 수 있게 되어 입력과 출력의 차이인 150W의 손실을 가진다.In addition, when the unit capacity charging module 410 is operated for charging of 3kW capacity, it has a maximum efficiency of 95%, and 3150W can be output only when 3150W is input, thereby having a loss of 150W, which is a difference between an input and an output.

또한 단위 용량 충전 모듈(410)이 4kW 용량의 충전을 위해 동작하는 경우 94.5%의 최대 효율을 가지게 되고, 4220W 입력되어야만 4kW 출력을 할 수 있게 되어 입력과 출력의 차이인 220W의 손실을 가진다.In addition, when the unit capacity charging module 410 operates for 4kW capacity charging, it has a maximum efficiency of 94.5%, and 4220W can be output only when 4220W is input, resulting in a loss of 220W which is a difference between an input and an output.

또한 단위 용량 충전 모듈(410)이 5kW 용량의 충전을 위해 동작하는 경우 94.7%의 최대 효율을 가지게 되고, 1080W 입력되어야만 5kW 출력을 할 수 있게 되어 입력과 출력의 차이인 2650W의 손실을 가진다.In addition, when the unit capacity charging module 410 is operated for charging of 5kW capacity, it has a maximum efficiency of 94.7% and is capable of outputting 5kW only when 1080W is input, resulting in a loss of 2650W, which is a difference between an input and an output.

한편, 상기에서 살핀 바와 같이, 단위 용량 충전 모듈(410)이 수행하는 출력 용량에 따라서 도 3에 도시한 바와 같이 최대 효율이 달라지게 되고 결과적으로 단위 용량 충전 모듈(410)의 손실이 발생하는데, 따라서 본 발명은 단위 용량 충전 모듈(410)이 실제로 배터리의 전압에 따른 출력의 최대 효율을 고려하여 단위 용량 충전 모듈(410)의 충전 모듈 개수와 충전 모듈별 출력량의 조합을 결정한다.On the other hand, as described above, the maximum efficiency is changed as shown in Figure 3 according to the output capacity performed by the unit capacity charging module 410 and as a result, the loss of the unit capacity charging module 410 occurs, Therefore, in the present invention, the unit capacity charging module 410 actually determines the combination of the number of charging modules of the unit capacity charging module 410 and the output amount for each charging module in consideration of the maximum efficiency of the output according to the voltage of the battery.

이를 위하여 중앙 제어 유닛(200)은, 우선, BMS 통신을 통해 획득한 배터리 전압을 결정하고, 배터리 충전 상태에 따른 배터리 전압과 배터리 충전 필요량을 산출한다. 예를 들어, 배터리 정보를 수신한 결과 배터리 용량이 10kW인데 현재 3kW밖에 없을 경우, 배터리 충전 필요량은 7kW가 된다. 마찬가지로, 배터리 정보를 수신한 결과 배터리 용량이 10kW인데 현재 1kW밖에 없을 경우, 배터리 충전 필요량은 9kW가 된다. To this end, the central control unit 200 first determines the battery voltage obtained through the BMS communication, and calculates the battery voltage and the battery charging necessary amount according to the battery charging state. For example, when the battery information is received and the battery capacity is 10kW but currently only 3kW, the battery charge required is 7kW. Similarly, when the battery information is received and the battery capacity is 10kW but currently only 1kW, the battery charge required is 9kW.

상기와 같이 충전 필요량의 산출이 있은 후, 중앙 제어 유닛(200)은, 최대 효율 데이터베이스(100)에서의 배터리 전압군별 출력 용량의 최대 효율을 고려하여 배터리 충전 필요량을 충족시키면서 최대 효율을 가지는 단위 용량 충전 모듈(410) 조합인 최대 효율 조합을 결정한다.After the calculation of the required charging amount as described above, the central control unit 200, in consideration of the maximum efficiency of the output capacity for each battery voltage group in the maximum efficiency database 100, the unit capacity having the maximum efficiency while satisfying the battery charging requirements The maximum efficiency combination that is the combination of the charging module 410 is determined.

즉, 중앙 제어 유닛(200)은, 배터리 충전 필요량을 충족시키는 단위 용량 충전 모듈(410)의 충전 모듈 개수와 충전 모듈별 출력량으로 이루어진 복수개의 후보 출력 조합을 생성한 후, 후보 출력 조합 중에서 최대 효율을 가지는 후보 출력 조합을 최대 효율 조합으로서 결정한다. 최대 효율 조합이 결정되면, 중앙 제어 유닛(200)은, 결정된 최대 효율 조합으로 된 단위 용량 충전 모듈(410)을 이용하여 전기 자동차의 배터리를 충전시킨다.That is, the central control unit 200 generates a plurality of candidate output combinations consisting of the number of charging modules of the unit capacity charging module 410 and the output amount for each charging module that satisfies the required amount of battery charging, and then the maximum efficiency among the candidate output combinations. The candidate output combination with is determined as the maximum efficiency combination. Once the maximum efficiency combination is determined, the central control unit 200 charges the battery of the electric vehicle using the unit capacity charging module 410 of the determined maximum efficiency combination.

후보 출력 조합 중에서 최대 효율을 가지는 최대 효율 조합을 결정함에 있어서, 후보 출력 조합 중에서 전력 손실이 가장 적은 후보 출력 조합을 최대 효율 조합으로 결정한다.In determining the maximum efficiency combination having the maximum efficiency among the candidate output combinations, the candidate output combination having the lowest power loss among the candidate output combinations is determined as the maximum efficiency combination.

예를 들어, 특정 배터리 전압군에서 단위 용량 충전 모듈(410)의 최대 출력량이 5kW인데, 배터리 충전 필요량이 7kW라 할 때, 도 5 및 하기에 도시한 바와 같이 4개의 후보 출력 조합이 생성될 수 있다.For example, when the maximum output amount of the unit capacity charging module 410 is 5kW in a specific battery voltage group, and the battery charging requirement is 7kW, four candidate output combinations may be generated as shown in FIG. 5 and below. have.

1) 제1후보 출력 조합1) First candidate output combination

제1단위 용량 충전 모듈 3kW 출력 / 제2단위 용량 충전 모듈 2kW 출력 / 제3단위 용량 충전 모듈 2kW 출력1st unit capacity charging module 3kW output / 2nd unit capacity charging module 2kW output / 3rd unit capacity charging module 2kW output

2) 제2후보 출력 조합2) Second candidate output combination

제1단위 용량 충전 모듈 3kW 출력 / 제2단위 용량 충전 모듈 3kW 출력 / 제3단위 용량 충전 모듈 1kW 출력1st unit capacity charging module 3kW output / 2nd unit capacity charging module 3kW output / 3rd unit capacity charging module 1kW output

3) 제3후보 출력 조합3) Third candidate output combination

제1단위 용량 충전 모듈 4kW 출력 / 제2단위 용량 충전 모듈 3kW 출력1st unit capacity charging module 4kW output / 2nd unit capacity charging module 3kW output

3) 제4후보 출력 조합3) 4th candidate output combination

제1단위 용량 충전 모듈 5kW 출력 / 제2단위 용량 충전 모듈 2kW 출력1st unit capacity charging module 5kW output / 2nd unit capacity charging module 2kW output

상기와 같이 7kW 충전을 위한 4개의 후보 출력 조합별로 각 전력 손실 총합을 산출하면 다음과 같다.As described above, the total power loss is calculated for each of the four candidate output combinations for the 7kW charge as follows.

제1후보 출력 조합의 경우, 제1단위 용량 충전 모듈이 3kW 출력시에 95% 효율을 가지게 되어 150W 손실을 가지며, 제2단위 용량 충천 모듈이 2kW 출력시에 94% 효율을 가지게 되어 120W 손실을 가지며, 제3단위 용량 충전 모듈이 2kW 출력시에 94% 효율을 가지게 되어 120W 손실을 가지게 되어, 제1후보 출력 조합으로 출력시에 전체 손실은 150W + 120W + 120W = 390W의 손실을 가져오게 된다.In the case of the first candidate output combination, the first unit charge module has a 95% efficiency at 3 kW output, resulting in 150W loss, and the second unit charge module has a 94% efficiency at 2 kW output, resulting in 120W loss. The third unit capacity charging module has 94% efficiency at 2kW output, resulting in 120W loss, and the total loss at output with the first candidate output combination results in loss of 150W + 120W + 120W = 390W. .

또한 제2후보 출력 조합의 경우, 제1단위 용량 충전 모듈이 3kW 출력시에 95% 효율을 가지게 되어 150W 손실을 가지며, 제2단위 용량 충천 모듈이 3kW 출력시에 95% 효율을 가지게 되어 150W 손실을 가지며, 제3단위 용량 충전 모듈이 1kW 출력시에 92% 효율을 가지게 되어 80W 손실을 가지게 되어, 제2후보 출력 조합으로 출력시에 전체 손실은 150W + 150W + 80W = 380W의 손실을 가져오게 된다.In addition, in the case of the second candidate output combination, the first unit capacity charging module has a 95% efficiency at 3 kW output, resulting in 150W loss, and the second unit capacity charging module has a 95% efficiency at 3 kW output, resulting in 150W loss. The third unit capacity charging module has 92% efficiency at 1kW output, resulting in 80W loss, and the total loss at 150W + 150W + 80W = 380W when outputting with the second candidate output combination. do.

또한 제3후보 출력 조합의 경우, 제1단위 용량 충전 모듈이 4kW 출력시에 94.5% 효율을 가지게 되어 220W 손실을 가지며, 제2단위 용량 충천 모듈이 3kW 출력시에 95% 효율을 가지게 되어 150W 손실을 가지게 되어, 제3후보 출력 조합으로 출력시에 전체 손실은 220W + 150W = 370W의 손실을 가져오게 된다.In addition, in the case of the third candidate output combination, the first unit capacity charging module has a 94.5% efficiency at 4kW output, resulting in 220W loss, and the second unit capacity charging module has a 95% efficiency at 3kW output, resulting in 150W loss. In the third candidate output combination, the total loss results in a loss of 220W + 150W = 370W.

또한 제4후보 출력 조합의 경우, 제1단위 용량 충전 모듈이 5kW 출력시에 94.7% 효율을 가지게 되어 265W 손실을 가지며, 제2단위 용량 충천 모듈이 2kW 출력시에 94% 효율을 가지게 되어 120W 손실을 가지게 되어, 제4후보 출력 조합으로 출력시에 전체 손실은 265W + 120W = 385W의 손실을 가져오게 된다.In addition, in the case of the fourth candidate output combination, the first unit charge module has a 94.7% efficiency at 5 kW output, resulting in 265W loss, and the second unit charge module has a 94% efficiency at 2 kW output, resulting in 120W loss. In the fourth candidate output combination, the total loss results in a loss of 265W + 120W = 385W.

따라서 도 5에 도시한 바와 같이, 7kW 출력을 위한 제1후보 출력 조합의 경우 390W 손실이 발생되며, 제2후보 출력 조합의 경우 380W 손실이 발생되며, 제3후보 출력 조합의 경우 370W 손실이 발생되며, 제4후보 출력 조합의 경우 385W 손실이 발생되어, 결국, 7kW 출력시에 제3후보 출력 조합으로 출력할 때 가장 적은 370W의 손실이 발생되어, 결과적으로 제3후보 출력 조합이 최대 효율을 가지는 출력 조합임을 알 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 5, 390W loss occurs in the first candidate output combination for the 7kW output, 380W loss occurs in the second candidate output combination, and 370W loss occurs in the third candidate output combination. In the case of the fourth candidate output combination, a loss of 385W is generated, resulting in a loss of 370W, which is the smallest when outputting the third candidate output combination at a 7kW output, resulting in the maximum efficiency of the third candidate output combination. It can be seen that the branch is an output combination.

마찬가지로, 단위 용량 충전 모듈(410)의 최대 출력량이 5kW인데, 배터리 충전 필요량이 10kW라 할 때, 도 6 및 하기에 도시한 바와 같이 4개의 후보 출력 조합이 생성될 수 있다.Similarly, when the maximum output amount of the unit capacity charging module 410 is 5kW, and the battery charge requirement is 10kW, four candidate output combinations may be generated as shown in FIG. 6 and below.

1) 제1후보 출력 조합1) First candidate output combination

제1단위 용량 충전 모듈 3kW 출력 / 제2단위 용량 충전 모듈 3kW 출력 / 제3단위 용량 충전 모듈 3kW 출력 / 제4단위 용량 충전 모듈 1kW 출력 / 1st unit capacity charging module 3kW output / 2nd unit capacity charging module 3kW output / 3rd unit capacity charging module 3kW output / 4th unit capacity charging module 1kW output /

2) 제2후보 출력 조합2) Second candidate output combination

제1단위 용량 충전 모듈 3kW 출력 / 제2단위 용량 충전 모듈 3kW 출력 / 제3단위 용량 충전 모듈 4kW 출력1st unit capacity charging module 3kW output / 2nd unit capacity charging module 3kW output / 3rd unit capacity charging module 4kW output

3) 제3후보 출력 조합3) Third candidate output combination

제1단위 용량 충전 모듈 5kW 출력 / 제2단위 용량 충전 모듈 5kW 출력1st unit capacity charging module 5kW output / 2nd unit capacity charging module 5kW output

3) 제4후보 출력 조합3) 4th candidate output combination

제1단위 용량 충전 모듈 4kW 출력 / 제2단위 용량 충전 모듈 4kW 출력 / 제2단위 용량 충전 모듈 2kW 출력1st unit capacity charging module 4kW output / 2nd unit capacity charging module 4kW output / 2nd unit capacity charging module 2kW output

상기와 같이 10kW 충전을 위한 4개의 후보 출력 조합별로 각 전력 손실 총합을 산출하면 다음과 같다.As described above, the total power loss is calculated for each of the four candidate output combinations for charging 10kW.

제1후보 출력 조합의 경우, 제1단위 용량 충전 모듈이 3kW 출력시에 95% 효율을 가지게 되어 150W 손실을 가지며, 제2단위 용량 충천 모듈이 3kW 출력시에 95% 효율을 가지게 되어 150W 손실을 가지며, 제3단위 용량 충전 모듈이 3kW 출력시에 95% 효율을 가지게 되어 150W 손실을 가지게 되며, 제4단위 용량 충전 모듈이 1kW 출력시에 92% 효율을 가지게 되어 80W 손실을 가지게 되어, 제1후보 출력 조합으로 출력시에 전체 손실은 150W + 150W + 150W + 80W = 530W의 손실을 가져오게 된다.In the case of the first candidate output combination, the first unit capacity charging module has a 95% efficiency at 3 kW output, resulting in 150 W loss, and the second unit capacity charging module has a 95% efficiency at 3 kW output, resulting in 150 W loss. The third unit capacity charging module has a 95% efficiency at 3 kW output, resulting in 150 W loss, and the fourth unit capacity charging module has a 92% efficiency at 1 kW output, resulting in 80 W loss. The total loss at output with the candidate output combination results in a loss of 150W + 150W + 150W + 80W = 530W.

또한 제2후보 출력 조합의 경우, 제1단위 용량 충전 모듈이 3kW 출력시에 95% 효율을 가지게 되어 150W 손실을 가지며, 제2단위 용량 충천 모듈이 3kW 출력시에 95% 효율을 가지게 되어 150W 손실을 가지며, 제3단위 용량 충전 모듈이 4kW 출력시에 94.5% 효율을 가지게 되어 220W 손실을 가지게 되어, 제2후보 출력 조합으로 출력시에 전체 손실은 150W + 150W + 220W = 520W의 손실을 가져오게 된다.In addition, in the case of the second candidate output combination, the first unit capacity charging module has a 95% efficiency at 3 kW output, resulting in 150W loss, and the second unit capacity charging module has a 95% efficiency at 3 kW output, resulting in 150W loss. The third unit capacity charging module has a 94.5% efficiency at 4kW output, resulting in a loss of 220W, resulting in a total loss of 150W + 150W + 220W = 520W at the output of the second candidate output combination. do.

또한 제3후보 출력 조합의 경우, 제1단위 용량 충전 모듈이 5kW 출력시에 94.7% 효율을 가지게 되어 265W 손실을 가지며, 제2단위 용량 충천 모듈이 5kW 출력시에 94.7% 효율을 가지게 되어 265W 손실을 가지게 되어, 제3후보 출력 조합으로 출력시에 전체 손실은 265W + 265W = 530W의 손실을 가져오게 된다.In addition, in the case of the third candidate output combination, the first unit capacity charging module has a 94.7% efficiency at 5 kW output, resulting in 265W loss, and the second unit capacity charging module has a 94.7% efficiency at 5 kW output, resulting in 265W loss. The total loss in output at the third candidate output combination results in a loss of 265W + 265W = 530W.

또한 제4후보 출력 조합의 경우, 제1단위 용량 충전 모듈이 4kW 출력시에 94.5% 효율을 가지게 되어 220W 손실을 가지며, 제2단위 용량 충천 모듈이 4kW 출력시에 94.5% 효율을 가지게 되어 220W 손실을 가지게 되며, 제3단위 용량 충천 모듈이 2kW 출력시에 94% 효율을 가지게 되어 120W 손실을 가지게 되며 제4후보 출력 조합으로 출력시에 전체 손실은 220W + 220W + 120 = 560W의 손실을 가져오게 된다.In addition, in the case of the fourth candidate output combination, the first unit capacity charging module has a 94.5% efficiency at 4 kW output, resulting in a loss of 220 W, and the second unit capacity charging module has a 94.5% efficiency at a 4 kW output, resulting in 220W loss. The third unit capacity charging module has a loss of 120W due to the 94% efficiency at 2kW output, and the total loss at the output with the fourth candidate output combination results in a loss of 220W + 220W + 120 = 560W. do.

따라서 도 5에 도시한 바와 같이, 10kW 출력을 위한 제1후보 출력 조합의 경우 530W 손실이 발생되며, 제2후보 출력 조합의 경우 520W 손실이 발생되며, 제3후보 출력 조합의 경우 530W 손실이 발생되며, 제4후보 출력 조합의 경우 560W 손실이 발생되어, 결국, 10kW 출력시에 제2후보 출력 조합으로 출력할 때 가장 적은 520W의 손실이 발생되어, 결과적으로 제2후보 출력 조합이 최대 효율을 가지는 출력 조합임을 알 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 5, 530 W loss occurs in the first candidate output combination for the 10 kW output, 520 W loss occurs in the second candidate output combination, and 530 W loss occurs in the third candidate output combination. In the case of the fourth candidate output combination, a loss of 560W is generated, and as a result, the smallest loss of 520W occurs when the second candidate output combination is output at 10kW output, resulting in the maximum efficiency of the second candidate output combination. It can be seen that the branch is an output combination.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 충전 효율 개선된 전기 자동차용 급속 충전 방법을 도시한 플로차트이다.7 is a flowchart illustrating a rapid charging method for an electric vehicle with improved charging efficiency according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 충전 효율 개선된 전기 자동차용 급속 충전 방법은, 도 7에 도시한 바와 같이 배터리 정보 수신 과정(S710), 배터리 전압에 따른 배터리 충전 필요량 산출 과정(S720), 최대 효율 조합 결정 과정(S730), 및 배터리 충전 과정(S740)을 포함할 수 있다.In the rapid charging method for an electric vehicle having improved charging efficiency according to the present invention, as shown in FIG. 7, a battery information receiving process (S710), a battery charging requirement calculation process according to battery voltage (S720), and a maximum efficiency combination determination process (S730) , And a battery charging process (S740).

배터리 정보 수신 과정(S710)은, 전기 자동차용 급속 충전 장치가, 배터리 충전을 위해 연결된 전기 자동차로부터 배터리 충전 상태를 포함하는 배터리 정보를 수신하는 과정이다. 여기서 배터리 정보는, 배터리 충전 상태이외에도 배터리 종류, 배터리 전압, 배터리 만충 정보 등의 다양한 정보가 포함될 수 있다.The battery information receiving process S710 is a process in which the quick charging device for an electric vehicle receives battery information including a battery state of charge from an electric vehicle connected for battery charging. Here, the battery information may include various types of information such as battery type, battery voltage, and battery full information in addition to the battery charging state.

배터리 충전 필요량 산출 과정(S720)은, 전기 자동차용 급속 충전 장치가, 배터리 충전 상태에 따른 배터리 전압에 따른 충전 필요량을 산출한다. 예를 들어, 배터리 정보를 수신한 결과 배터리 용량이 10kW인데 현재 3kW밖에 없을 경우, 배터리 충전 필요량은 7kW가 된다. 마찬가지로, 배터리 정보를 수신한 결과 배터리 용량이 10kW인데 현재 1kW밖에 없을 경우, 배터리 충전 필요량은 9kW가 된다. In the battery charging required amount calculating process (S720), the quick charging device for an electric vehicle calculates the charging necessary amount according to the battery voltage according to the battery charging state. For example, when the battery information is received and the battery capacity is 10kW but currently only 3kW, the battery charge required is 7kW. Similarly, when the battery information is received and the battery capacity is 10kW but currently only 1kW, the battery charge required is 9kW.

최대 효율 조합 결정 과정(S730)은, 상기와 같이 충전 필요량의 산출이 있은 후, 미리 설정된 배터리 전압군별 출력 최대 효율을 고려하여, 배터리 충전 필요량을 충족시키면서 최대 효율을 가지는 단위 용량 충전 모듈 조합인 최대 효율 조합을 결정한다.The maximum efficiency combination determination process (S730) is performed after the calculation of the charging requirement as described above, in consideration of the output maximum efficiency for each of the predetermined battery voltage group, the maximum unit capacity charging module combination having the maximum efficiency while satisfying the battery charging requirements Determine the efficiency combination.

여기서 최대 효율 조합 결정 과정(S730)은, 배터리 충전 필요량을 충족시키는 단위 용량 충전 모듈(410)의 충전 모듈 개수와 충전 모듈별 출력량으로 이루어진 복수개의 후보 출력 조합을 생성하는 후보 출력 조합 생성 과정(S731)과, 후보 출력 조합 중에서 최대 효율을 가지는 후보 출력 조합을 추출하여 최대 효율 조합으로서 결정하는 최대 효율 조합 추출 과정(S732)으로 이루어질 수 있다.Here, the maximum efficiency combination determination process (S730) is a candidate output combination generation process of generating a plurality of candidate output combinations consisting of the number of charging modules of the unit capacity charging module 410 and the output amount for each charging module that satisfies the required amount of battery charging (S731). ) And a maximum efficiency combination extraction process (S732) of extracting a candidate output combination having the maximum efficiency from the candidate output combinations and determining the maximum efficiency combination.

배터리 충전 필요량을 충족시키는 단위 용량 충전 모듈(410)의 충전 모듈 개수와 충전 모듈별 출력량으로 이루어진 복수개의 후보 출력 조합을 생성한 후, 후보 출력 조합 중에서 최대 효율을 가지는 후보 출력 조합을 최대 효율 조합으로서 결정한다. 최대 효율 조합이 결정되면, 중앙 제어 유닛(200)은, 결정된 최대 효율 조합으로 된 단위 용량 충전 모듈(410)을 이용하여 전기 자동차의 배터리를 충전시킨다.After generating a plurality of candidate output combinations consisting of the number of charging modules of the unit-capacity charging module 410 and the output amount for each charging module that meets the required amount of battery charging, the candidate output combination having the maximum efficiency among the candidate output combinations is used as the maximum efficiency combination. Decide Once the maximum efficiency combination is determined, the central control unit 200 charges the battery of the electric vehicle using the unit capacity charging module 410 of the determined maximum efficiency combination.

최대 효율을 가지는 후보 출력 조합을 최대 효율 조합으로서 결정함에 있어서, 후보 출력 조합 중에서 전력 손실이 가장 적은 후보 출력 조합을 최대 효율 조합으로서 결정한다.In determining the candidate output combination having the maximum efficiency as the maximum efficiency combination, the candidate output combination having the lowest power loss among the candidate output combinations is determined as the maximum efficiency combination.

예를 들어, 단위 용량 충전 모듈(410)의 최대 출력량이 5kW인데, 배터리 충전 필요량이 7kW라 할 때, 도 5에 도시한 바와 같이 4개의 후보 출력 조합이 생성되며, 이중에서 가장 손실이 적은 제3후보 출력 조합이 최대 효율 조합으로서 결정된다.For example, when the maximum output amount of the unit capacity charging module 410 is 5kW, and the battery charge requirement is 7kW, four candidate output combinations are generated, as shown in FIG. The three candidate output combinations are determined as the maximum efficiency combination.

마찬가지로 단위 용량 충전 모듈(410)의 최대 출력량이 5kW인데, 배터리 충전 필요량이 10kW라 할 때, 도 5에 도시한 바와 같이 4개의 후보 출력 조합이 생성되며, 이중에서 가장 손실이 적은 제2후보 출력 조합이 최대 효율 조합으로서 결정된다.Similarly, when the maximum output amount of the unit capacity charging module 410 is 5kW, and the battery charge requirement is 10kW, four candidate output combinations are generated as shown in FIG. 5, and the second candidate output having the least loss among them is shown. The combination is determined as the maximum efficiency combination.

배터리 충전 과정(S740)은, 상기의 최대 효율 조합 결정 과정(S730)에서 결정된 최대 효율 조합으로서 전기 자동차의 배터리를 충전시키는 과정이다.The battery charging process S740 is a process of charging the battery of the electric vehicle as the maximum efficiency combination determined in the maximum efficiency combination determination process S730.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.The embodiments in the above description of the present invention are presented by selecting the most preferred examples to help those skilled in the art from the various possible examples, and the technical spirit of the present invention is not necessarily limited or limited only by the embodiments. In addition, various changes, modifications, and other equivalent embodiments may be made without departing from the technical spirit of the present invention.

100:최대 효율 데이터베이스
200:중앙 제어 유닛
300:통신 처리 유닛
400:충전 유닛
100: Maximum Efficiency Database
200: central control unit
300: communication processing unit
400: charging unit

Claims (5)

전기 자동차와 통신하여, 전기 자동차용 배터리의 배터리 충전 상태를 포함하는 배터리 정보를 수신하는 통신 처리 모듈;
단위 용량별로 충전을 수행하는 복수개의 단위 용량 충전 모듈로 이루어진 충전 유닛;
단위 용량 충전 모듈이 충전 동작 시에 배터리 전압군별 출력 용량의 최대 효율에 대한 정보가 저장된 최대 효율 데이터베이스; 및
상기 배터리 충전 상태에 따른 배터리 전압과 배터리 충전 필요량을 산출한 후, 상기 최대 효율 데이터베이스에서의 배터리 전압군별 출력 용량의 최대 효율을 고려하여, 상기 배터리 충전 필요량을 충족시키면서 최대 효율을 가지는 단위 용량 충전 모듈 조합인 최대 효율 조합을 결정하고, 결정된 최대 효율 조합으로 된 단위 용량 충전 모듈을 이용하여 전기 자동차의 배터리를 충전시키는 중앙 제어 유닛;
을 포함하는 충전 효율 개선된 전기 자동차용 급속 충전 장치.
A communication processing module in communication with the electric vehicle to receive battery information including a battery state of charge of the battery for the electric vehicle;
A charging unit consisting of a plurality of unit capacity charging modules for charging by unit capacity;
A maximum efficiency database in which the unit capacity charging module stores information on the maximum efficiency of the output capacity for each battery voltage group during a charging operation; And
After calculating the battery voltage and the required amount of battery charge according to the state of charge of the battery, in consideration of the maximum efficiency of the output capacity for each battery voltage group in the maximum efficiency database, the unit capacity charging module having the maximum efficiency while satisfying the battery charge requirements A central control unit for determining the maximum efficiency combination that is a combination and for charging the battery of the electric vehicle using the unit capacity charging module of the determined maximum efficiency combination;
Fast charging device for an electric vehicle improved charging efficiency comprising a.
청구항 1에 있어서, 상기 중앙 제어 유닛은,
상기 배터리 충전 필요량을 충족시키는 단위 용량 충전 모듈의 충전 모듈 개수와 충전 모듈별 출력량으로 이루어진 복수개의 후보 출력 조합을 생성한 후, 상기 후보 출력 조합 중에서 최대 효율을 가지는 후보 출력 조합을 최대 효율 조합으로서 결정하는 충전 효율 개선된 급속 충전 장치.
The method according to claim 1, wherein the central control unit,
After generating a plurality of candidate output combinations consisting of the number of charging modules of the unit-capacity charging module and the output amount for each charging module satisfying the battery charging requirement, the candidate output combination having the maximum efficiency among the candidate output combinations is determined as the maximum efficiency combination. Fast charging device with improved charging efficiency.
청구항 1에 있어서, 상기 복수개의 단위 용량 충전 모듈은,
동일한 단위 용량을 가지는 충전 모듈임을 특징으로 하는 충전 효율 개선된 전기 자동차용 급속 충전 장치.
The method of claim 1, wherein the plurality of unit capacity charging module,
Fast charging device for an electric vehicle with improved charging efficiency, characterized in that the charging module having the same unit capacity.
전기 자동차용 급속 충전 장치가, 배터리 충전을 위해 연결된 전기 자동차로부터 배터리 충전 상태를 포함하는 배터리 정보를 수신하는 배터리 정보 수신 과정;
상기 전기 자동차용 급속 충전 장치가, 상기 배터리 충전 상태에 따른 배터리 전압과 배터리 충전 필요량을 산출하는 배터리 충전 필요량 산출 과정;
상기 전기 자동차용 급속 충전 장치가, 미리 설정된 배터리 전압군별 출력 용량의 최대 효율을 고려하여, 상기 배터리 충전 필요량을 충족시키면서 최대 효율을 가지는 단위 용량 충전 모듈 조합인 최대 효율 조합을 결정하는 최대 효율 조합 결정 과정; 및
상기 전기 자동차용 급속 충전 장치가, 상기 최대 효율 조합으로서 전기 자동차의 배터리를 충전시키는 배터리 충전 과정;
을 포함하는 충전 효율 개선된 전기 자동차용 급속 충전 방법.
A battery information receiving process, wherein the quick charging device for an electric vehicle, receives battery information including a state of charge of a battery from an electric vehicle connected for battery charging;
A battery charging required amount calculating step of calculating, by the quick charging device for an electric vehicle, a battery voltage and a battery charging amount according to the battery charging state;
Determination of the maximum efficiency combination in which the quick charging device for an electric vehicle determines the maximum efficiency combination that is a unit capacity charging module combination having the maximum efficiency while satisfying the battery charging requirement in consideration of the maximum efficiency of the preset output capacity for each battery voltage group. process; And
A battery charging process, wherein the quick charging device for an electric vehicle charges a battery of an electric vehicle as the maximum efficiency combination;
Fast charging method for an electric vehicle improved charging efficiency comprising a.
청구항 4에 있어서, 상기 최대 효율 조합 결정 과정은,
상기 배터리 충전 필요량을 충족시키는 단위 용량 충전 모듈의 충전 모듈 개수와 충전 모듈별 출력량으로 이루어진 복수개의 후보 출력 조합을 생성하는 후보 출력 조합 생성 과정; 및
상기 후보 출력 조합 중에서 최대 효율을 가지는 후보 출력 조합을 추출하여 최대 효율 조합으로서 결정하는 최대 효율 조합 추출 과정;
을 포함하는 충전 효율 개선된 전기 자동차용 급속 충전 방법.
The method of claim 4, wherein the determination of the maximum efficiency combination comprises:
A candidate output combination generation step of generating a plurality of candidate output combinations each consisting of the number of charging modules of the unit-capacity charging module and an output amount for each charging module that satisfy the required amount of battery charging; And
A maximum efficiency combination extraction process of extracting a candidate output combination having the maximum efficiency among the candidate output combinations and determining the maximum efficiency combination;
Fast charging method for an electric vehicle improved charging efficiency comprising a.
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