KR20200048211A - Electric vehicle charging system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기자동차 충전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 차량이 주차되는 공간에 다수의 차량을 충전할 수 있는 전기자동차 충전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle charging system, and more particularly, to an electric vehicle charging system capable of charging a plurality of vehicles in a space where a plurality of vehicles are parked.
세계적으로 환경 규제 등이 강화됨에 따라 에너지 비용을 절감하는 추세가 있고, 그에 따라 전기자동차에 대한 관심이 높아지고 있다. 많은 국가들이 자동차 배기가스를 규제하여 대기오염과 같은 환경문제를 해결하고자 하는데, 그에 따른 일환으로 친환경적인 전기자동차의 보급을 의무화하고 있다.As environmental regulations are strengthened worldwide, there is a trend to reduce energy costs, and accordingly, interest in electric vehicles is increasing. Many countries are trying to solve environmental problems such as air pollution by regulating automobile exhaust, and as a result, it is mandatory to supply eco-friendly electric vehicles.
국내에서도 이와 같은 흐름에 맞춰 저탄소 녹색성장의 일환으로 친환경 자동차에 대한 관심 및 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히, 전기자동차의 보급이 증가함에 따라 전기자동차의 배터리를 충전할 수 있는 충전 인프라에 대한 관심이 높아지고 있다. 전기자동차의 충전을 위해 어느 정도의 시간이 소요되기 때문에 차량을 주차했을 때, 전기자동차의 충전이 이루어지는 것이 중요하다.In line with this trend, interest and research on eco-friendly vehicles have been conducted as part of low-carbon green growth. Particularly, as the spread of electric vehicles increases, interest in a charging infrastructure capable of charging batteries of electric vehicles is increasing. Since it takes some time to charge the electric vehicle, it is important to charge the electric vehicle when the vehicle is parked.
그에 따라 주차장에 전기자동차를 주차하는 동안 전기자동차의 충전을 위한 설비가 구축될 필요가 있다.Accordingly, it is necessary to establish a facility for charging the electric vehicle while parking the electric vehicle in the parking lot.
하지만, 기존에 구축된 전기자동차의 충전을 위한 설비는 한정되어 있고, 해당 충전 설비가 설치된 주차장의 경우에도, 한정된 공간에 설치되어 있어 해당 주차공간에 다른 자동차가 주차되어 있을 때에는 충전 설비를 이용하지 못하는 경우도 발생하는 등의 여러 문제가 있다.However, the existing facilities for charging electric vehicles are limited, and even in the case of a parking lot where the charging equipment is installed, it is installed in a limited space, so when other vehicles are parked in the parking space, charging equipment is not used. There are a number of problems, such as a failure to do so.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전기자동차를 충전할 수 있는 주차장의 공간에 사용자가 보다 편리하게 전기자동차를 충전할 수 있는 전기자동차 충전 시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide an electric vehicle charging system that allows a user to more conveniently charge an electric vehicle in a space of a parking lot capable of charging the electric vehicle.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 충전 시스템은, 주차장의 전기자동차를 충전하기 위해 설치되는 프레임; 및 상기 프레임의 상부에 설치되고, 전원공급부로부터 공급된 교류전력을 직류전력으로 변환하여 상기 전기자동차에 공급하기 위한 하나 이상의 충전기를 포함하고, 상기 하나 이상의 충전기는, 상기 프레임에 설치된 하나 이상의 레일바를 따라 길이 방향으로 이동할 수 있게 설치될 수 있다.An electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention includes a frame installed to charge an electric vehicle in a parking lot; And one or more chargers installed on an upper portion of the frame and converting AC power supplied from a power supply unit into DC power to supply the electric vehicle, wherein the one or more chargers include one or more rail bars installed on the frame. Accordingly, it can be installed to be movable in the longitudinal direction.
상기 프레임은 수직프레임 및 상기 수직프레임의 상부에 설치된 수평프레임으로 이루어지며, 상기 수평프레임에 나란하게 설치된 제1 및 제2 레일바를 포함하고, 상기 하나 이상의 충전기는 상기 제1 및 제2 레일바의 상부에 배치될 수 있다.The frame is composed of a vertical frame and a horizontal frame installed on top of the vertical frame, and includes first and second rail bars installed side by side in the horizontal frame, and the one or more chargers include the first and second rail bars. It can be placed on top.
상기 제1 및 제2 레일바에는 각각 측면에 길이 방향으로 가이드홈이 형성되며, 상기 하나 이상의 충전기는 각각 하부에 하나 이상의 이동부가 설치되고, 상기 이동부는 상기 가이드홈에 삽입되어 상기 가이드홈을 따라 회전되는 바퀴를 포함할 수 있다.Each of the first and second rail bars is formed with guide grooves in the longitudinal direction on the side surfaces, and the one or more chargers each have one or more moving parts installed at the bottom, and the moving parts are inserted into the guide grooves along the guide grooves. It may include a rotating wheel.
상기 하나 이상의 충전기는, 다수 개이고, 상기 다수 개의 충전기 중 하나는 상기 전원공급부에서 공급된 교류전력을 직류전력을 변환하고, 변환된 직류전력을 상기 다수 개의 충전기 중 다른 하나 이상으로 공급할 수 있다.The one or more chargers may be a plurality, and one of the plurality of chargers may convert AC power supplied from the power supply unit into DC power, and supply the converted DC power to one or more of the plurality of chargers.
상기 다수 개의 충전기는 내부에 배터리가 포함될 수 있다.The plurality of chargers may include a battery inside.
상기 다수 개의 충전기 중 하나는 상기 전원공급부에서 공급되어 변환된 직류전력을 내부에 포함된 배터리를 충전할 수 있다.One of the plurality of chargers may charge a battery included in the DC power converted from the power supply.
상기 다수 개의 충전기 중 다른 하나 이상은, 상기 다수 개의 충전기 중 하나에서 변환된 직류전력을 공급받아 내부에 포함된 배터리를 충전할 수 있다.One or more of the plurality of chargers may receive the DC power converted by one of the plurality of chargers to charge the battery included therein.
상기 하나 이상의 충전기는 내부에 배터리를 포함하고, 상기 배터리의 충전상태를 평가하여, 평가된 충전상태와 초기의 배터리 충전상태를 비교하는 과정을 통해 상기 배터리의 충전상태를 추적할 수 있다.The one or more chargers may include a battery therein, evaluate the state of charge of the battery, and track the state of charge of the battery through a process of comparing the evaluated state of charge with the initial state of charge of the battery.
본 발명에 의하면, 다수의 전기자동차를 주차할 수 있는 공간에 다수의 충전기를 설치하여, 다수의 전기자동차를 동시에 충전할 수 있어 보다 많은 사용자가 보다 편리하게 전기자동차를 충전할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by installing a plurality of chargers in a space where a plurality of electric vehicles can be parked, it is possible to charge multiple electric vehicles at the same time, so that more users can more conveniently charge the electric vehicle. .
또한, 다수의 충전기 중 하나를 메인 충전기로 구성함에 따라 하나의 메인 충전기를 통해 다수의 충전기를 제어할 수 있는 효과가 있다.In addition, as one of the plurality of chargers is configured as the main charger, there is an effect of controlling multiple chargers through one main charger.
더욱이, 다수의 충전기는 일정 범위 내에서 이동할 수 있어, 이용하고자 하는 충전기에 이상이 있는 경우, 인근의 다른 충전기를 이용할 수 있어, 사용자는 다수의 충전기 중 하나를 자유롭게 이용하여 전기자동차를 충전할 수 있다.Moreover, multiple chargers can move within a certain range, so if there is something wrong with the charger you want to use, you can use other chargers nearby, so you can freely charge your electric vehicle by using one of the multiple chargers. have.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A 영역을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 B 영역을 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 제어 과정을 설명하기 위한 전류와 전압에 대한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 충전 시퀀스에 대해 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a view showing an example of an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing area A of FIG. 1.
FIG. 3 is a view illustrating region B of FIG. 2.
4 is a view for explaining a battery management system of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a control process of an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph of current and voltage for explaining a control process of an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a charging sequence of an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.With reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 일례를 도시한 도면이다. 도 2는 도 1의 A 영역을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 B 영역을 도시한 도면이다. 그리고 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing an example of an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing area A of FIG. 1, and FIG. 3 is a view showing area B of FIG. 2. And Figure 4 is a view for explaining a battery management system of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템(100)은, 프레임(120), 제1 레일바(132), 제2 레일바(134), 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148) 및 제1 내지 제4 충전배선(152, 154, 156, 158)을 포함한다.1 to 3, the electric
프레임(120)은, 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)를 설치하기 위해 구비될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는 도시된 바와 같이, 주차장의 상부에 설치되는데, 이를 위해 프레임(120)이 구성될 수 있다.The
본 실시예에서, 프레임(120)은, 수직프레임 및 수평프레임으로 구성될 수 있으며, 주차장 등에 전기자동차(Car)가 주차될 수 있는 영역의 둘러싸도록 수직프레임이 설치될 수 있고, 수직프레임의 상부에 수평프레임이 설치될 수 있다.In this embodiment, the
본 실시예에서, 상기와 같이, 프레임(120)이 지면에 설치된 것에 대해 설명하지만, 필요에 따라 다른 위치에 설치될 수도 있다. 일례로, 지하주차장과 같은 실내 주차장의 경우, 프레임(120)이 주차장의 천정에 설치될 수도 있다.In this embodiment, as described above, the
제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)는 수평프레임과 나란하게 설치될 수 있으며, 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)의 상부에 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)가 설치될 수 있다. 도 2를 참조하면, 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)는 측면에 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)가 이동할 수 있도록 길이 방향으로 가이드홈(R)이 형성될 수 있다. 가이드홈(R)에 대한 자세한 사항은 후술한다.The
제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)는 수평프레임과 나란하게 동일한 높이에 설치되며, 서로 일정거리만큼 이격된 상태로 배치될 수 있다.The
제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는, 전원공급부(110)에서 공급된 전원으로부터 전력을 공급받아 내부의 배터리가 충전되고, 충전된 전류를 전기자동차(Car)에 공급하여 전기자동차(Car)를 충전할 수 있다. 이때, 이를 위해 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)에는 각각 제1 내지 제4 충전배선(152, 154, 156, 158)이 구비될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 충전기 및 충전배선이 4개가 구비된 것이 예시되어 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않고 충전기 및 충전배선이 4개 이하이거나 4개가 초과되게 구비될 수 있다.The first to
여기서, 전원공급부(110)는 벽(W)에 설치될 수 있으며, 전원공급부(110)는 교류전력을 공급할 수 있다.Here, the
제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는 각각 독립적으로 전원공급부(110)에서 전력을 공급받아 전기자동차(Car)를 충전할 수 있는데, 전원공급부(110)에서 공급되는 전력은 교류전력이므로, 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)에 공급된 교류전력을 직류전력으로 변환하기 위한 장치가 구비될 필요가 있다. 본 실시예에서는, 보다 효율적으로 전기자동차 충전 시스템(100)을 구성하기 위해, 제1 충전기(142)만 전원공급부(110)와 메인 배선(112)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.The first to
그리고 제1 충전기(142)는 제2 내지 제4 충전기(144, 146, 148)와 각각 전기적으로 연결될 수 있으며, 경우에 따라 제1 충전기(142)는 제2 충전기(144)와 전기적으로 연결되고, 제2 충전기(144)는 제3 충전기(146)와 전기적으로 연결되며, 제3 충전기(146)는 제4 충전기(148)와 전기적으로 연결되는 것과 같이, 순차적으로 전기적인 연결이 이루어질 수도 있다.And the
따라서 제1 충전기(142)는 내부에 전원공급부(110)에서 공급된 교류전력을 직류전력으로 변환할 수 있는 컨버터가 구비될 수 있다. 따라서 제1 충전기(142)는 공급된 교류전력을 이용하여 내부에 설치된 배터리를 충전할 수 있다.Therefore, the
또한, 제1 충전기(142)는 내부에 교류전력을 직류전력으로 변환하는 컨버터가 구비됨에 따라 컨버터를 통해 출력되는 직류전력은 제1 충전기(142)의 배터리에 저장될 수 있다. 그리고 컨버터를 통해 출력되는 직류전력은 제2 내지 제4 충전기(144, 146, 148)에 공급될 수 있다.In addition, as the
따라서 제2 내지 제4 충전기(144, 146, 148)는 제1 충전기(142)로부터 직류전력을 공급받아 각각의 내부에 구비된 배터리를 충전할 수 있다. 그리고 제2 내지 제4 충전기(144, 146, 148)는 제1 충전기(142)에서 공급된 직류전력을 그대로 전기자동차(Car)에 공급하여 전기자동차(Car)의 배터리를 충전할 수도 있다.Accordingly, the second to
이를 위해 제2 내지 제4 충전기(144, 146, 148)는 각각 내부에 배터리가 구비되어 있으며, 구비된 배터리를 관리하기 위한 배터리 관리 시스템(battery management system)이 구비될 수 있다. 마찬가지로, 제1 충전기(142)도 내부에 배터리 관리 시스템이 구비될 수 있다.To this end, the second to
배터리 관리 시스템은, 구동 시스템에 필요한 전력을 공급하는 배터리의 안전성과 신뢰성을 보증하는 역할을 한다. 전기자동차(Car)에 포함되는 배터리는 통상 288개의 리튬이온 2차 전지 셀로 구성된 배터리 팩이 이용된다. 배터리 팩은 길이가 약 1.8m이고, 무게가 약 181kg이며, 약 16kWh의 전력량을 축전할 수 있다. 이러한 배터리 팩만을 이용하는 경우, 전기자동차(Car)의 항속거리는 약 64km일 수 있다. 배터리의 용량이 하한에 가까워지면 엔진을 구동시켜 전력을 생산하고, 이를 통해 항속 주행거리가 약 600km 이상으로 증가할 수 있다.The battery management system serves to ensure the safety and reliability of the battery that supplies power required for the driving system. As a battery included in an electric vehicle (Car), a battery pack composed of 288 lithium ion secondary battery cells is usually used. The battery pack is about 1.8 m long, weighs about 181 kg, and can store about 16 kWh of electricity. When using only such a battery pack, the cruising distance of the electric vehicle (Car) may be about 64 km. When the capacity of the battery approaches the lower limit, the engine is driven to generate electric power, and thus the cruising range can be increased to about 600 km or more.
배터리의 수명을 연장하기 위해서는 배터리 충전상태(SOC, state of charge)를 일정하게 유지하는 것이 중요하다. SOC가 너무 낮거나 높은 상태가 지속되면, SOC를 중간 수준으로 유지하는 경우에 비해 배터리의 열화가 빠르게 진행된다. 적절한 SOC의 범위는 일반적인 실험을 중복함에 따라 확인할 수 있다. 배터리 셀을 과방전시키는 경우에도 구성부품이 열화되어 회복 불가능한 상태가 될 수 있다. 그리고 충전 전압도 적청치를 넘어 충전이 이루어지면 배터리 셀이 과열되어 불가역적인 구조로 변화될 수도 있다.In order to extend the life of the battery, it is important to maintain a constant state of charge (SOC). If the SOC is too low or high, the deterioration of the battery proceeds faster than when the SOC is maintained at an intermediate level. The appropriate SOC range can be confirmed by duplicating general experiments. Even when the battery cells are over-discharged, components may deteriorate and become irrecoverable. In addition, the charging voltage may be changed to an irreversible structure due to overheating of the battery cell when charging is performed beyond the red-blue value.
배터리 관리 시스템은, 전기자동차(Car)의 배터리 제어의 최적화를 통해 주행거리를 향상시키고, 안전성을 확보하는 역할을 한다. 배터리 관리 시스템은 열에 약한 배터리를 균등 냉각하여 동일한 성능이 구현되도록 하는 열관리 제어와 배터리의 각 상태를 판단하여 최적 효율 점에서 배터리가 작동하도록 배터리 충전상태(SOC) 제어로 구분될 수 있다.The battery management system improves driving distance and optimizes safety through optimization of battery control of an electric vehicle (Car). The battery management system may be divided into a battery management state (SOC) control so that the battery operates at an optimum efficiency point by judging each state of the battery and thermal management control to equally cool the weak battery in heat to realize the same performance.
배터리 관리 시스템은, 전압, 전류 및 온도를 모니터링하여 배터리를 최적의 상태로 유지관리하며, 시스템의 안전운영을 위한 경보 및 사전 안전예방 조치를 수행한다. 배터리의 충방전 시 과충전 및 과방전을 방지하고, 셀 간의 전압을 균일하게 유지하여 에너지 효율 및 배터리의 수명이 높아지도록 구동한다. 그리고 데이터의 보전 및 시스템을 진단하여 경보 관련 이력상태의 저장 및 외부 진단시스템이나 모니터링 컴퓨터를 통한 진단도 할 수 있다.The battery management system monitors voltage, current, and temperature to maintain the battery in an optimal state, and performs alarms and pre-safety prevention measures for the safe operation of the system. When charging and discharging the battery, it prevents overcharging and overdischarging, and maintains a uniform voltage between cells to drive energy efficiency and increase battery life. In addition, it is possible to store the alarm-related history by diagnosing the data preservation and system, and diagnosis through an external diagnostic system or a monitoring computer.
일반적인 Li-ion 배터리의 단일 셀의 정격전압은 3.6V이고 충전전압은 4.2V이다. 이를 직렬로 접속하면 600V가 넘는 전압을 발생할 수 있다. 이때, 여러 개의 셀을 직렬로 접속시키는 경우, 그 중 한 개의 셀이 고장나거나 열화되면 배터리 팩 전체에 영향이 발생한다. 그에 따라 최신 HEV나 EV에 적용되는 배터리 관리 시스템은 각 셀에 대한 과충전, 과방전 및 과열을 방지하고, 각 셀의 수명을 최적화하는 역할을 수행한다.The rated voltage of a single cell of a typical Li-ion battery is 3.6V and the charging voltage is 4.2V. If it is connected in series, a voltage exceeding 600 V can be generated. At this time, when several cells are connected in series, if one of them fails or deteriorates, the entire battery pack is affected. Accordingly, the battery management system applied to the latest HEV or EV serves to prevent overcharging, overdischarging and overheating for each cell, and to optimize the life of each cell.
배터리 관리 시스템은, 항상 균등한 충전 상태로 유지시켜주는 셀 밸런스에 의해 이를 실현한다. 더욱이, 배터리 관리 시스템은 각종 변화 요소들을 종합 분석하여 남은 주행 가능 거리를 예측하고 그 정보를 상위의 ECU에 제공한다.The battery management system achieves this by means of a cell balance that always maintains a uniform charge state. Moreover, the battery management system comprehensively analyzes various change factors to predict the remaining driving distance and provides the information to the upper ECU.
관련하여, 도 4를 참조하여, 배터리 관리 시스템에 대해 상세하게 설명하면, 배터리 관리 시스템은, ECU 본체, 셀 모듈을 포함한다. 이는 절연형 CAN을 통해 접속되며, 각 셀 모듈은 셀 스택에 접속된다. 셀 모듈은 개객의 단위 셀의 전압을 계측하여 필요에 따라 방전을 개시한다. 일례로, 하이브리드 전기자동차(Car)는 180V의 고전압 배터리를 이용하여 엔진과 변속기 사이에 있는 고출력 모터에 에너지를 공급하여 엔진의 출력을 도울 수 있다. 또한, 고전압을 12V로 낮춰 보조 배터리를 충전하는 방식을 통해 엔진에 장착된 발전기를 삭제하여 구동에 필요한 엔진의 토크 손실을 저감할 수 있다.In connection with reference to FIG. 4, the battery management system will be described in detail. The battery management system includes an ECU body and a cell module. It is connected via an isolated CAN, and each cell module is connected to a cell stack. The cell module measures the voltage of each unit cell of the individual and starts discharge as necessary. As an example, a hybrid electric vehicle (Car) may use a high voltage battery of 180V to supply energy to a high power motor between the engine and the transmission to help the engine output. In addition, it is possible to reduce the torque loss of the engine required for driving by deleting the generator mounted on the engine through a method of charging the auxiliary battery by lowering the high voltage to 12V.
하이브리드 전기자동차(Car)는 하이브리드 제어기, 모터 제어기 등의 차량 내 다른 시스템과의 통시을 통해 배터리 충전 상태, 파워 제한, 셀 밸런싱, 냉각 제어를 수행할 수 있다. ECU는 고전압 배터리의 배터리 충전상태를 지속적으로 모니터링하고, SOC에 따라 각 주행모드에서 충전 및 방전을 제어할 수 있다.The hybrid electric vehicle (Car) may perform battery charging status, power limitation, cell balancing, and cooling control through communication with other systems in the vehicle, such as a hybrid controller and a motor controller. The ECU continuously monitors the battery charge state of the high voltage battery and can control charging and discharging in each driving mode according to the SOC.
본 실시예에서, 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는 각각 내부에 포함된 배터리를 관리하기 위한 배터리 관리 시스템을 포함할 수 있다.In this embodiment, the first to
그리고 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는 상기에서 설명한 바와 같이, 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)의 상부에 배치될 수 있다. 그리고 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)의 상부에서 길이 방향으로 이동할 수 있도록 구비된다. 이를 위해 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는 하부에 하나 이상의 이동부(M)가 구비될 수 있다. 이동부(M)는 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)에 각각 하나 이상이 구비되며, 도 2 및 도 3에 도시된 제1 충전기(142)를 이용하여 보다 상세하게 설명한다.In addition, the first to
제1 충전기(142)의 하부에는 일 측에 두 개의 이동부(M)가 구비될 수 있으며, 대향된 양측에 총 네 개의 이동부(M)가 구비될 수 있다. 이러한 이동부(M)는 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)에 형성된 가이드홈(R)에 삽입된다. 그에 따라 제1 충전부는 제1 및 제2 레일바(134)에서 이탈되지 않으면서 길이 방향으로 이동할 수 있다.Two moving parts M may be provided on one side of the lower portion of the
도 3을 참조하면, 이동부(M)는 지지바(B) 및 바퀴(wh)를 포함한다. 지지바(B)는 제1 충전기(142)의 하부에 결합된다. 그리고 지지바(B)의 일 측단에는 바퀴(wh)가 회전할 수 있게 결합될 수 있다. 그리고 바퀴(wh)는 제1 레일바(132)에 형성된 가이드홈(R) 내에 삽입된 상태일 수 있다. 제1 레일바(132)의 가이드홈(R)은 도시된 바와 같이, 길이 방향을 따라 내측으로 형성된다. 이때, 가이드홈(R)에는 가이드홈(R)에 삽입된 바퀴(wh)가 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위해 단턱이 구비될 수 있다. 단턱은 가이드홈(R)의 내측면의 외부측 끝단에 구비되며, 가이드홈(R)의 길이 방향을 따라 연속적으로 구비될 수 있다.Referring to FIG. 3, the moving part M includes a support bar B and a wheel wh. Support bar (B) is coupled to the lower portion of the first charger (142). And one side end of the support bar (B) may be coupled to rotate the wheel (wh). In addition, the wheel wh may be inserted into the guide groove R formed in the
따라서 바퀴(wh)는 제1 레일바(132)의 가이드홈(R) 내에서 이탈되지 않고, 회전될 수 있어, 바퀴(wh)의 회전에 의해 제1 충전부는 제1 레일바(132)를 따라 길이 방향으로 이동될 수 있다.Therefore, the wheel (wh) can be rotated without being disengaged within the guide groove (R) of the
도시되지 않았지만, 제2 레일바(134)에도 제1 레일바(132)의 가이드홈(R)에 대향되는 위치에 가이드홈(R)이 형성되며, 제1 레일바(132)에 형성된 가이드홈(R)의 형상과 동일한 형상을 형성된다.Although not shown, a guide groove R is formed in a position opposite to the guide groove R of the
제2 내지 제4 충전기(144, 146, 148)도 제1 충전기(142)와 마찬가지로 이동부(M)가 구비됨에 따라 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)의 상부에서 길이 방향을 따라 이동될 수 있다.Like the
상기와 같이, 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)가 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)를 따라 이동할 수 있도록 구비됨에 따라 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)는 제1 레일바(132) 및 제2 레일바(134)가 설치된 범위 내에서 자유롭게 이동될 수 있다.As described above, as the first to
즉, 일례로, 사용자가 제2 충전기(144)가 설치된 위치에 전기자동차(Car)를 주차하였을 때, 제2 충전기(144)의 배터리에 충전된 전력량이 충분하지 않은 경우, 제3 충전기(146)를 제2 충전기(144)에 인접하게 이동시켜 전기자동차(Car)를 충전할 수 있다. 이때, 제3 충전기(146)를 이동시킬 때, 제3 충전기(146)에 연결된 제3 충전배선(156)을 이용하여 제3 충전기(146)를 이동시킬 수 있다. 그러나 이 경우 충전배선이 필요 이상으로 길어지므로 불편하거나 또는 안전상의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 각 충전기에는 전술한 배터리 관리 시스템이 구비되는데, 이 배터리 관리 시스템에는 감지 센서 및 모터 등이 구비되어, 충전이 필요한 자동차가 주차된 곳으로 자동으로 이동할 수 있을 수 있다. 이 경우 제3 충전기(146)는 제2 충전기(144)에 인접하게 자동으로 이동하고, 사용자는 제3 충전배선(156)을 이용하여 자동차를 충전시킬 수 있게 된다.That is, as an example, when the user parks the electric vehicle (Car) in a location where the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 제어 과정을 설명하기 위한 전류와 전압에 대한 그래프이다.5 is a flowchart for explaining a control process of an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a current and voltage for explaining a control process of an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention It is a graph for.
도 5를 참조하여, 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)에 포함된 배터리 관리 시스템의 배터리 충전상태(SOC)를 추적할 수 있는 제어 과정에 대해 설명한다.Referring to FIG. 5, a control process capable of tracking the state of charge (SOC) of the battery of the battery management system included in the first to
먼저, 초기의 OCV(open circuit voltage)를 측정한다(S101). 이때, SOC0를 계산한다. 이는 도 6의 (a)에 도시된 그래프를 통해 확인할 수 있다. 그리고 시험 프로파일을 적용하는데, 테스트 프로파일은 전류의 프로파일일 수 있다(S103). 또한, 시험 프로파일을 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 시간 t0 내지 t1 범위 내에 있는 Test profile 구간일 수 있다.First, an initial open circuit voltage (OCV) is measured (S101). At this time, SOC 0 is calculated. This can be confirmed through the graph shown in (a) of FIG. 6. And to apply the test profile, the test profile may be a profile of the current (S103). In addition, the test profile may be a test profile section within a time t 0 to t 1 range, as shown in FIG. 6 (b).
이렇게 시험 프로파일이 적용되면, 약 1 시간동안 휴식(rest)이 있을 수 있고(S107), 동시에 SOC에 대한 평가가 수행될 수 있다(S105).When the test profile is applied in this way, there may be a rest for about 1 hour (S107), and at the same time, an evaluation of SOC may be performed (S105).
약 1시간동안의 휴식 단계(S107) 이후에 최종 OCV를 측정하여 SOC1을 계산한다(S109). 그에 따라 단계 S105에서 평가된 SOCccc와 계산된 SOC1을 이용하여 SOC에 대한 오류를 계산한다(S111). 그리고 계산된 SOC에 대한 오류가 0.005보다 작은지 판단한다(S113). 계산된 SOC에 대한 오류가 0.005보다 작으면, SOC에 대한 추적이 완료된다. 하지만, SOC에 대한 오류가 0.005보다 작지 않으면, 전류 오프셋을 추가한다(S115). 그리고 전류 오프셋이 추가되면, 단계 S105로 되돌아가 SOC에 대한 평가를 다시 수행하고, 단계 S111에서 SOC에 대한 오류를 다시 계산하는 과정을 반복한다.After the rest step for about 1 hour (S107), SOC 1 is calculated by measuring the final OCV (S109). Accordingly, the error for the SOC is calculated using the SOCccc evaluated in step S105 and the calculated SOC 1 (S111). Then, it is determined whether the calculated error for the SOC is less than 0.005 (S113). If the error for the calculated SOC is less than 0.005, tracking for the SOC is completed. However, if the error for the SOC is not less than 0.005, a current offset is added (S115). Then, when the current offset is added, the process returns to step S105 to evaluate the SOC again, and the process of calculating the error for SOC again in step S111 is repeated.
여기서, 전류 오프셋을 추가하는 과정은 도 6의 (C)에 도시된 시간 t0 내지 t1 범위 내와 같을 수 있다.Here, the process of adding the current offset may be the same as the time t 0 to t 1 shown in FIG. 6C.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전 시스템의 충전 시퀀스에 대해 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a charging sequence of an electric vehicle charging system according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하여, 제1 내지 제4 충전기(142, 144, 146, 148)에 포함된 배터리 관리 시스템의 배터리의 충전 시퀀스에 대해 설명한다. 먼저, 교류 전원(AC)을 계측한다(S201). 그리고 계측된 교류 전원을 윈도우 필터, 출력 Vdc 및 Idc의 센싱값 추출에 대한 스위칭 함수로 이용한다. 그에 따라 정전류 제어기로서 동작하도록 하여 배터리 내부전압과 세팅값이 일치하면, 전원을 Off하도록 할 수 있다.Referring to FIG. 7, a charging sequence of a battery of a battery management system included in the first to
그리고 제어 블록은 초기 동작이 들어가면 교류 전원단의 전압입력과 zero-crossing을 통해 전압과 전류를 계측하여 내부전항을 추정할 수 있다. 그리고 추정된 내부저항을 통해 충전이 이루어지도록 할 수 있다. 그에 따라 지정된 한계 전압을 4회마다 카운팅하여 기준값 이상이 되면 전원을 차단하도록 하는 보호기능을 추가할 수 있다.In addition, when the initial operation starts, the internal voltage can be estimated by measuring voltage and current through voltage input and zero-crossing of the AC power stage. And charging can be made through the estimated internal resistance. Accordingly, it is possible to add a protection function that counts the specified limit voltage every four times to cut off the power when the value exceeds the reference value.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.As described above, the detailed description of the present invention has been made by the embodiments with reference to the accompanying drawings, but the above-described embodiments are only described as preferred examples of the present invention, and the present invention is limited to the above embodiments only. It should not be understood, and the scope of the present invention should be understood as the claims and the equivalent concept described below.
100: 전기자동차 충전 시스템
110: 전원공급부
112: 메인 배선
120: 프레임
132: 제1 레일바
134: 제2 레일바
142: 제1 충전기
144: 제2 충전기
146: 제3 충전기
148: 제4 충전기
152: 제1 충전배선
154: 제2 충전배선
156: 제3 충전배선
158: 제4 충전배선
M: 이동부
B: 지지바
wh: 바퀴
R: 가이드홈
Car: 전기자동차
W: 벽100: electric vehicle charging system
110: power supply
112: main wiring
120: frame
132: first rail bar
134: second rail bar
142: first charger
144: second charger
146: third charger
148: fourth charger
152: first charging wiring
154: second charging wiring
156: third charging wiring
158: fourth charging wiring
M: Moving part
B: Support bar
wh: wheel
R: Guide groove
Car: Electric vehicle
W: Wall
Claims (8)
상기 프레임의 상부에 설치되고, 전원공급부로부터 공급된 교류전력을 직류전력으로 변환하여 상기 전기자동차에 공급하기 위한 하나 이상의 충전기를 포함하고,
상기 하나 이상의 충전기는, 상기 프레임에 설치된 하나 이상의 레일바를 따라 길이 방향으로 이동할 수 있게 설치된 전기자동차의 충전 시스템.A frame installed to charge an electric vehicle in the parking lot; And
It is installed on the upper portion of the frame, and includes at least one charger for converting the AC power supplied from the power supply to DC power to supply to the electric vehicle,
The at least one charger is a charging system for an electric vehicle installed to be movable in the longitudinal direction along at least one rail bar installed on the frame.
상기 프레임은 수직프레임 및 상기 수직프레임의 상부에 설치된 수평프레임으로 이루어지며, 상기 수평프레임에 나란하게 설치된 제1 및 제2 레일바를 포함하고,
상기 하나 이상의 충전기는 상기 제1 및 제2 레일바의 상부에 배치된 전기자동차의 충전 시스템.The method according to claim 1,
The frame is composed of a vertical frame and a horizontal frame installed on top of the vertical frame, and includes first and second rail bars installed side by side in the horizontal frame,
The at least one charger is a charging system for an electric vehicle disposed on the first and second rail bars.
상기 제1 및 제2 레일바에는 각각 측면에 길이 방향으로 가이드홈이 형성되며,
상기 하나 이상의 충전기는 각각 하부에 하나 이상의 이동부가 설치되고,
상기 이동부는 상기 가이드홈에 삽입되어 상기 가이드홈을 따라 회전되는 바퀴를 포함하는 전기자동차의 충전 시스템.The method according to claim 2,
The first and second rail bars are formed with guide grooves in the longitudinal direction, respectively.
The one or more chargers are each provided with one or more moving parts,
The moving part is inserted into the guide groove, the charging system of an electric vehicle including a wheel that rotates along the guide groove.
상기 하나 이상의 충전기는, 다수 개이고,
상기 다수 개의 충전기 중 하나는 상기 전원공급부에서 공급된 교류전력을 직류전력을 변환하고, 변환된 직류전력을 상기 다수 개의 충전기 중 다른 하나 이상으로 공급하는 전기자동차의 충전 시스템.The method according to claim 1,
There are a plurality of one or more chargers,
One of the plurality of chargers is an electric vehicle charging system that converts AC power supplied from the power supply unit to DC power, and supplies the converted DC power to one or more of the plurality of chargers.
상기 다수 개의 충전기는 내부에 배터리가 포함된 전기자동차의 충전 시스템.The method according to claim 4,
The plurality of chargers is a charging system of an electric vehicle that includes a battery therein.
상기 다수 개의 충전기 중 하나는 상기 전원공급부에서 공급되어 변환된 직류전력을 내부에 포함된 배터리를 충전하는 전기자동차의 충전 시스템.The method according to claim 5,
One of the plurality of chargers is a charging system for an electric vehicle that charges a battery included in the DC power converted from the power supply unit.
상기 다수 개의 충전기 중 다른 하나 이상은, 상기 다수 개의 충전기 중 하나에서 변환된 직류전력을 공급받아 내부에 포함된 배터리를 충전하는 전기자동차의 충전 시스템.The method according to claim 5,
At least one of the plurality of chargers, the charging system of the electric vehicle to receive the DC power converted by one of the plurality of chargers to charge the battery included therein.
상기 하나 이상의 충전기는 내부에 배터리를 포함하고,
상기 배터리의 충전상태를 평가하여, 평가된 충전상태와 초기의 배터리 충전상태를 비교하는 과정을 통해 상기 배터리의 충전상태를 추적하는 전기자동차의 충전 시스템.The method according to claim 1,
The one or more chargers include a battery therein,
A charging system for an electric vehicle that tracks the state of charge of the battery by evaluating the state of charge of the battery and comparing the evaluated state of charge with the initial state of charge of the battery.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |