KR20200102734A - 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터에 관한 것이다. 전기 자동차용 멀티 충전 어댑터는 메인 전력 공급원(14)으로 전력을 공급받는 충전기(13)에 연결되는 접속 커플러(111); 접속 커플러(111)로부터 분기되어 전기 자동차(V1)를 충전시키는 적어도 하나의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)); 및 적어도 하나의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)에 대한 연결을 설정하는 연결 설정 유닛(112)을 포함한다.

Description

전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터{A Multi-Charging Adapter for a Charging Apparatus of an Electrical Vehicle}
본 발명은 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터에 관한 것이고, 구체적으로 전기 자동차용 충전기에 연결되어 다양한 위치에서 전기 자동차의 충전이 가능한 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터에 관한 것이다.
전기 자동차 충전 시스템은 교류 충전 또는 직류 충전 방식으로 구분되거나. 급속 충전 구조 또는 완속 충전 구조로 구분될 수 있고, 충전 소켓 아웃렛, 충전 케이블, 통신 모듈, 제어 모듈, 소켓 아웃렛 또는 탐지 부품을 포함할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지는 충전 시스템에서 전기 자동차의 충전을 위하여 전용 충전기가 설치되어야 하고, 이를 위하여 독립적인 충전을 위한 영역이 설정되어야 한다. 그리고 이와 같은 독립 충전 영역의 설정은 공간 활용성을 감소시키면서 전기 자동차의 보급을 어렵게 하는 원인이 될 수 있다. 특허공개번호 10-2014-0032216은 3상 전기차 교류 충전 장치 및 그 방법에 대하여 개시한다. 또한 특허등록번호 10-1858734는 복수의 충전기를 통한 전기차 충전 방법 및 장치에 대하여 개시한다. 전기 자동차의 충전은 충전기가 설치된 제한된 장소에서 이루어지고, 하나의 충전기에서 하나의 자동차가 충전이 되어야 한다는 단점을 가진다. 전기 자동차의 충전을 위하여 충전기의 설치 위치가 제한되지 않으면서 충전 상황에 따라 다수의 자동차가 동시에 충전될 수 있는 것이 유리하지만 선행기술은 이와 같은 충전 기술에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허공개번호 10-2014-0032216(한국전력공사, 2014.03.14. 공개) 3상 전기차 교류 충전 장치 및 방법 선행기술 2: 특허공개번호 10-2017-0109890(현대자동차 주식회사, 2017.10.10. 공개) 복수의 충전기를 통한 전기차 충전 방법 및 장치
본 발명의 목적은 다양한 위치에서 충전이 가능하면서 다수의 전기 자동차의 충전이 가능한 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 적절한 실시 형태에 따르면, 전기 자동차용 멀티 충전 어댑터는 메인 전력 공급원으로 전력을 공급받는 충전기에 연결되는 접속 커플러; 접속 커플러로부터 분기되어 전기 자동차를 충전시키는 적어도 하나의 소켓 아웃렛; 및 적어도 하나의 소켓 아웃렛에 대한 연결을 설정하는 연결 설정 유닛을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 연결 설정 유닛은 각각의 소켓 아웃렛에 대한 접속을 탐지하는 접속 탐지 유닛; 및 접속 탐지 유닛의 탐지 정보에 따라 소켓 아웃렛에 대한 연결을 설정하는 스위치 모듈로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 소켓 아웃렛에 대한 접속 정보에 따라 충전 상태를 조절하는 분배 설정 유닛 및 접속된 소켓 아웃렛의 충전 상태를 감시하는 모니터링 유닛을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 소켓 아웃렛의 충전 시각을 설정하는 개시 설정 유닛이 설치되고, 개시 설정 유닛에서 전송된 정보에 따라 충전을 지연시키는 공급 지연 유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터는 충전기의 다양한 위치에서 전기 자동차의 충전이 가능하도록 한다. 또한 본 발명에 따른 충전 어댑터는 다수의 전기 자동차가 동시에 충전되도록 하면서 충전 조건이 조절되도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 충전 어댑터의 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 충전 어댑터의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 충전 어댑터에 의하여 전기 자동차가 충전되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터(11)의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터는 메인 전력 공급원(14)으로 전력을 공급받는 충전기(13)에 연결되는 접속 커플러(11); 접속 커플러(111)로부터 분기되어 전기 자동차(V1)의 충전시키는 적어도 하나의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)); 및 적어도 하나의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)에 대한 연결을 설정하는 연결 설정 유닛(112)을 포함한다.
충전기(13)은 직류 전류를 공급하는 급속 충전기 또는 교류 전류를 공급하는 완속 충전기가 될 수 있다. 어댑터(11)는 접속 커플러(111) 및 연결 설정 유닛(112)을 포함할 수 있고, 선택적으로 적어도 하나의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)을 포함할 수 있다. 접속 커플러(111)는 충전기(13)의 충전 스탠드에 형성된 충전 소켓 아웃렛에 연결될 수 있는 다양한 구조로 만들어질 수 있다. 접속 커플러(111)는 충전 소켓 아웃렛에 분리 가능하도록 결합될 수 있고, 하나의 접속 커플러(111)는 다양한 충전기(13)에 연결될 수 있다. 접속 커플러(11)는 충전기(13)로부터 전력이 공급되도록 하거나, 공급이 중단되도록 하는 공급 스위치를 포함할 수 있다. 접속 커플러(111)에 연결 설정 유닛(112)이 설치될 수 있고, 연결 설정 유닛(112)은 각각의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)과 충전기(13) 사이의 연결을 설정하는 스위치 기능을 가질 수 있다. 또한 연결 설정 유닛(112)에 의하여 서로 다른 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N) 사이에 공급 전류가 배분될 수 있다. 접속 커플러(111)에 적어도 하나의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)이 연결될 수 있고, 적어도 하나의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)에 전기 자동차(V1 내지 VL)의 소켓 인렛이 연결되어 충전될 수 있다. 각각의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)은 동일하거나, 서로 다른 길이를 가지는 공급 케이블에 의하여 연결될 수 있다. 다양한 길이를 가지는 공급 케이블에 각각의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)이 연결될 수 있고, 각각의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)은 서로 다른 위치에 고정될 수 있다. 또는 각각의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)은 이동 가능한 구조로 만들어질 수 있고, 예를 들어 케이블의 회전 릴에 감긴 케이블이 풀리거나 또는 감기는 방식으로 길이 조절이 가능한 이동식 구조로 만들어질 수 있다. 각각의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)은 서로 다른 위치에 배치되거나, 길이 조절이 가능한 구조로 만들어지는 것에 의하여 다양한 위치에서 전기 자동차(V1 내지 VL)의 충전이 가능하면서 아래에서 설명되는 것처럼 적절한 방식으로 충전이 이루어질 수 있다.
아래에서 이와 같은 기능을 가지는 충전 어댑터의 구조에 대하여 설명된다.
도 2는 본 발명에 따른 충전 어댑터의 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 연결 설정 유닛은 각각의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)에 대한 접속을 탐지하는 접속 탐지 유닛(25); 및 접속 탐지 유닛(25)의 탐지 정보에 따라 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)에 대한 연결을 설정하는 스위치 모듈(22)로 이루어진다. 또한 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)에 대한 접속 정보에 따라 충전 상태를 조절하는 분배 설정 유닛(24) 및 접속된 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)의 충전 상태를 감시하는 모니터링 유닛(23)을 포함한다.
충전기(13)는 메인 전력 공급원과 연결되어 전력을 공급하는 전력 공급 유닛(131)과 충전기(13)의 작동을 조절하는 메인 제어 유닛(132)을 포함할 수 있다. 그리고 어댑터(11)는 전력 공급 케이블 및 통신 케이블을 통하여 각각 전력 공급 유닛(131) 및 메인 제어 유닛(132)과 연결될 수 있다. 어댑터(11)는 전체 작동을 조절하는 제어 유닛(21)을 포함할 수 있고, 제어 유닛(21)에 의하여 스위치 모듈(22)의 연결이 설정될 수 있다. 스위치 모듈(22)은 각각의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)과 충전기(13)의 연결을 설정하는 기능을 가질 수 있다. 스위치 모듈(22)에 의하여 각각의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)과 충전기(13)의 연결이 설정되면 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)에 접속된 전기 자동차의 충전이 개시되면서 정보 교환이 가능한 상태가 될 수 있다. 스위치 모듈(22)에 접속 탐지 유닛(25)이 결합되어 각각의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)에 대한 전기 자동차의 접속 여부가 탐지될 수 있다. 모니터링 유닛(23)에 의하여 접속 상태가 유지되고 있는지 또는 미리 결정된 방법으로 충전이 이루어지고 있는지 여부가 감시될 수 있다. 하나의 소켓 아웃렛(예를 들어 12_1)에 전기 자동차가 충전이 되는 과정에서 다른 소켓 아웃렛(예를 들어 12_N)에 다른 전기 자동차가 충전을 위하여 접속될 수 있다. 접속 탐지 유닛(25)에 의하여 다른 소켓 아웃렛(12_N)에 대한 접속이 탐지되면 스위치 모듈(22)에 의하여 연결이 설정되고, 제어 유닛(21)으로 접속 정보가 전송될 수 있다. 제어 유닛(21)은 먼저 접속된 소켓 아웃렛(12_1)의 작동 과정에 대한 정보 및 새로이 접속된 소켓 아웃렛(12_N)에 대한 상태 정보를 분배 설정 유닛(24)으로 전송할 수 있다. 분배 설정 유닛(24)은 전송된 정보에 기초하여 각각의 소켓 아웃렛(12_1 및 12_N)에 대한 전력 공급을 배분할 수 있다. 공급 수준에 대한 정보가 스위치 모듈(22)로 전송될 수 있고, 스위치 모듈(22)은 각각의 소켓 아웃렛(12_1 및 12_N)에 대한 전력 공급 수준을 결정하여 충전 양을 조절할 수 있다. 전력 공급의 배분은 충전 과정에서 전기 자동차의 충전 상태에 따라 수정이 될 수 있다.
다수 개의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)에 대한 전력 공급은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 충전 어댑터의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 적어도 하나의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)의 충전 시각을 설정하는 개시 설정 유닛(121)이 설치되고, 개시 설정 유닛(121)에서 전송된 정보에 따라 충전을 지연시키는 공급 지연 유닛(34)을 포함한다. 제어 유닛(21)에 의하여 어댑터의 전체 작동이 제어될 수 있고, 예를 들어 소켓 아웃렛(12)에 연결되는 전기 자동차의 소켓 인렛(SI)에 대한 전력 충전 상태가 제어될 수 있다. 제어유닛(21)은 어느 하나의 소켓 아웃렛(12)에 대한 전기 자동차의 충전을 위한 소켓 인렛(SI)이 연결되면 스위치 설정 유닛(31)을 통하여 스위치 모듈을 작동하여 소켓 아웃렛(12)으로 전력이 공급되면서 정보 교환이 가능하도록 설정할 수 있다. 소켓 아웃렛(12)를 통한 충전 상태가 모니터링 유닛(23)에 의하여 감시될 수 있다. 또한 모니터링 유닛(23)은 소켓 아웃렛(12)의 정상 여부를 탐지하는 기능을 가질 수 있다. 소켓 아웃렛(12)에 소켓 인렛(SI)이 연결되면 소켓 아웃렛(12)의 충전 상태가 상태 탐지 유닛(33)에 의하여 탐지될 수 있고, 예를 들어 소켓 아웃렛(12)의 전압 또는 전류가 충전 상태에서 미리 결정된 값의 범위로 유지되는지 여부가 탐지될 수 있다. 다수 개의 소켓 아웃렛(12)에 다수 대의 전기 자동차가 연결되면 공급 설정 유닛(32)에 의하여 각각의 소켓 아웃렛(12)에 대한 충전 양을 결정할 수 있다. 공급 설정 유닛(32)은 각각의 소켓 아웃렛(12)의 접속 시각, 충전 시간 또는 사용자 선택에 따라 각각의 소켓 아웃렛(12)의 충전 양을 설정할 수 있다. 전기 자동차가 소켓 아웃렛(12)에 접속되면, 충전 시간이 설정되거나 선택이 될 수 있고, 블루투스 또는 와이-파이와 같은 통신 수단(35)을 통하여 또는 메시지를 전송하는 방식으로 사용자의 전자기기로 전송될 수 있다. 이후 다른 소켓 아웃렛(12)에 다른 전기 자동차가 접속되고 이에 따라 공급 설정 유닛(32)에 의하여 충전 양이 변경되고 그에 따라 충전 시간이 변경되면 이에 대한 정보가 통신 수단을 통하여 전자기기(36)로 전송될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 각각의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)에 개시 설정 유닛(121)이 설치될 수 있다. 개시 설정 유닛(121)은 사용자의 선택에 의하여 작동될 수 있고, 예를 들어 야간 시간대에 충전이 되거나, 차량이 장시간 동안 주차가 되어 충전을 위한 시간이 충분한 경우 사용자에 의하여 선택될 수 있다. 예를 들어 퇴근 후 다음 날 출근을 위하여 전기자동차의 충전이 되는 경우 또는 다양한 이유로 인하여 장시간 동안 전기자동차가 사용되지 않는 경우 사용자에 의하여 개시 설정 유닛(121)이 작동될 수 있다. 개시 설정 유닛(121)의 작동에 대한 정보가 공급 지연 유닛(34)으로 전송될 수 있고, 공급 지연 유닛(34)은 충전 시간을 설정하고, 그에 따라 개시 설정이 적용되는 전기 자동차에 대한 충전을 탄력적으로 적용할 수 있다. 예를 들어 개시 설정 전기 자동차에 대한 충전 과정에서 다른 전기 자동차가 다른 소켓 아웃렛(12)에 접속되면 개시 설정 전기 자동차에 대한 충전 양이 조절될 수 있다. 예를 들어 개시 설정 전기 자동차에 대한 충전 양이 낮추어지거나, 충전이 일시적으로 중단될 수 있다. 선택적으로 이와 같은 자동차의 충전에 대하여 충전 시간의 설정에 따른 충전 비용을 감소시키는 저비용 산출 유닛(35)이 설치될 수 있다. 예를 들어 저비용 산출 유닛(35)은 개시 설정 전기 자동차에 대한 충전 비용을 충전 시간에 따라 감소시킬 수 있다.
멀티 충전 어댑터는 다양한 방법으로 작동될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 충전 어댑터에 의하여 전기 자동차가 충전되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 멀티 충전 어댑터에 의한 전기 자동차의 충전 방법은 소켓 아웃렛에 대한 전기 자동차의 접속에 따라 충전의 개시 여부가 탐지되는 단계(P41); 전기 자동차가 접속된 소켓 아웃렛의 상태가 탐지되는 단계(P42); 충전기와 전기 자동차 사이에 정보 교환이 가능하도록 설정되는 단계(P43); 스위치 모듈에 의하여 충전을 위하여 충전 연결이 되는 단계(P44); 소켓 아웃렛을 통하여 전기 자동차의 충전이 개시되는 단계(P45); 충전 과정에서 다른 소켓 아웃렛에 대한 연결이 있는지 여부를 탐지하는 단계(P46); 접속된 소켓 아웃렛의 개수에 따라 각각의 소켓 아웃렛에 대한 충전 양이 설정되는 단계(P47); 설정된 충전 양에 따라 충전 시간이 산출되는 단계(P48); 충전 완료에 따라 충전 정보가 저장되는 단계(P49); 및 충전과 관련된 정보가 사용자의 전자기기로 전송되는 단계(P50)를 포함한다. 충전이 개시된 이후(P45), 접속이 된 새로운 소켓 아웃렛이 탐지되면(YES), 소켓 아웃렛의 상태가 확인되고(P42), 이후 스위치 모듈에 의하여 충전을 위한 작동이 개시될 수 있다.
본 발명에 따른 충전 어댑터에 의한 충전은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터는 충전기의 다양한 위치에서 전기 자동차의 충전이 가능하도록 한다. 또한 본 발명에 따른 충전 어댑터는 다수의 전기 자동차가 동시에 충전되도록 하면서 충전 조건이 조절되도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 어댑터 12_1 내지 12_N: 소켓 아울렛
13: 충전기 14: 메인 전력 공급원
21: 제어 유닛 22: 스위치 모듈
23: 모니터링 유닛 24: 분배 설정 유닛
25: 접속 탐지 유닛 31: 소켓 아울렛
32: 공급 설정 유닛 33: 상태 탐지 유닛
35: 통신 수단
111: 접속 커플러 112: 연결 설정 유닛
121: 개시 설정 유닛 131: 전력 공급 유닛
132: 메인 제어 유닛

Claims (4)

  1. 메인 전력 공급원(14)으로 전력을 공급받는 충전기(13)에 연결되는 접속 커플러(111);
    접속 커플러(111)로부터 분기되어 전기 자동차(V1)를 충전시키는 적어도 하나의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)); 및
    적어도 하나의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)에 대한 연결을 설정하는 연결 설정 유닛(112)을 포함하는 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터.
  2. 청구항 1에 있어서, 연결 설정 유닛(112)은 각각의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)에 대한 접속을 탐지하는 접속 탐지 유닛(25); 및 접속 탐지 유닛(25)의 탐지 정보에 따라 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)에 대한 연결을 설정하는 스위치 모듈(22)로 이루어진 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터.
  3. 청구항 1에 있어서, 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)에 대한 접속 정보에 따라 충전 상태를 조절하는 분배 설정 유닛(24) 및 접속된 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)의 충전 상태를 감시하는 모니터링 유닛(23)을 더 포함하는 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터.
  4. 청구항 1에 있어서, 적어도 하나의 소켓 아웃렛(12_1 내지 12_N)의 충전 시각을 설정하는 개시 설정 유닛(121)이 설치되고, 개시 설정 유닛(121)에서 전송된 정보에 따라 충전을 지연시키는 공급 지연 유닛(34)을 더 포함하는 전기 자동차용 멀티 충전 어댑터.
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