KR20210001181A - V2x 양방향 충방전 모듈 및 이를 이용한 전기자동차 양방향 충전 인프라 구축 방법 - Google Patents

V2x 양방향 충방전 모듈 및 이를 이용한 전기자동차 양방향 충전 인프라 구축 방법 Download PDF

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Abstract

본 기술은 V2X 양방향 충방전 모듈 및 이를 이용한 전기자동차 양방향 충전 인프라 구축 방법에 관한 것이다. 본 기술의 그리드 입력부와 충전기 출력부를 갖는 단방향 전기자동차 충전기에 적용되어 양방향 충방전기로 동작하도록 하는 V2X 양방향 충방전 모듈은, 전기자동차와의 통신을 통해 충전모드인지 방전모드인지에 관한 충방전 모드 정보를 수신하는 통신부; 및 상기 충방전 모드 정보에 기초하여, 충전모드인 경우 상기 양방향 충방전기가 상기 그리드 입력부로부터 공급받은 전력을 상기 충전기 출력부를 통해 전기자동차로 제공하여 전기자동차를 충전하도록 제어하고, 방전모드인 경우 상기 양방향 충방전기가 상기 충전기 출력부를 통해 전기자동차로부터 공급받은 전력을 상기 그리드 입력부를 통해 전력계통으로 제공하여 전기자동차를 방전하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

V2X 양방향 충방전 모듈 및 이를 이용한 전기자동차 양방향 충전 인프라 구축 방법{V2X bidirectional charging/discharging module and method for building bi-directional charging infrastructure for electric vehicle using the same}
본 발명은 V2X 환경에서의 전기 자동차 양방향 충방전 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기존의 단방향 충전기를 활용한 V2X 환경, 그 중에서도 그리드와 연계되는 V2G 환경에서의 전기 자동차 양방향 충방전 모듈에 관한 것이다.
최근 탈 원전 및 친환경 정책 활성화로 여러 가지 대체 ECO-friendly 에너지 수단이 나오고 있다.
그 중에서 전기자동차의 배터리를 활용하는 방안으로서, 양방향 충방전식 V2X Bi-directional 기술이 있다. 차량의 배터리를 사용하지 않는 경우 역으로 전력을 부하 쪽으로 전송해서 가정 및 건물의 전력으로 사용 또는 전력회사로 송출해서 전력을 되파는 것이다.
V2X(Vehicle to Everything)는 차량이 유·무선망을 통해 다른 차량, 모바일 기기, 도로 등 사물과 정보를 교환하는 기술이다. V2V(Vehicle to Vehicle), V2I(Vehicle to Ingrastructure), V2G(Vehicle to Grid), V2P(Vehicle to Pedestrain) 등을 포함한다.
양방향 전력 전송을 위해서는 차량 외부의 충전 시설이 필요하다.
그런데, 현재 충전 시설은 차량 쪽으로만 (즉, 단방향으로만) 충전이 되는 레거시 타입(Legacy type)의 충전기가 대부분이고, 연구개발의 방향은 양방향 충전이 가능한 완전히 새로운 방식의 충전기에 집중되고 있어, 현재 충전 시설이 무용지물이 될 우려가 있다.
기존의 레거시 타입의 충전기를 완전히 새롭게 대체하는 것은 비용면에서 불리할 수 있고, 또한 자원면으로도 낭비에 해당한다.
본 발명의 발명자는 기존의 단방향 충전기를 활용할 수 있도록 함으로써 최소의 비용만으로도 양방향 사용이 가능한 새로운 방식을 제안하기 위해 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 실시예는 기존의 단방향 충전기를 활용하여 최소의 비용만으로도 양방향 충방전기를 실현할 수 있는 V2X 환경에서의 전기 자동차 양방향 충방전 모듈을 제공한다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 그리드 입력부와 충전기 출력부를 갖는 단방향 전기자동차 충전기에 적용되어 양방향 충방전기로 동작하도록 하는 V2X 양방향 충방전 모듈은, 전기자동차와의 통신을 통해 충전모드인지 방전모드인지에 관한 충방전 모드 정보를 수신하는 통신부; 및 상기 충방전 모드 정보에 기초하여, 충전모드인 경우 상기 양방향 충방전기가 상기 그리드 입력부로부터 공급받은 전력을 상기 충전기 출력부를 통해 전기자동차로 제공하여 전기자동차를 충전하도록 제어하고, 방전모드인 경우 상기 양방향 충방전기가 상기 충전기 출력부를 통해 전기자동차로부터 공급받은 전력을 상기 그리드 입력부를 통해 전력계통으로 제공하여 전기자동차를 방전하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
릴레이컨트롤 단자를 포함하며, 상기 제어부는 상기 릴레이컨트롤 단자를 통해 상기 단방향 충전기로 제어신호를 전달할 수 있다.
상기 그리드 입력부로 연결되는 제1 전력선 단자 및 제1 중성선 단자로 구성되는 제1 단자부를 포함하고, 상기 충전기 출력부로 연결되는 제2 전력선 단자 및 제2 중성선 단자로 구성되는 제2 단자부를 포함하며, 상기 제1 단자부와 상기 제2 단자부 사이에 배치되어 누설전류 발생시 전로를 차단하는 누설전류 차단부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 단자부와 상기 누설전류 차단부 사이에 배치되어 역송시 발생하는 전력손실을 개선하는 전력손실 개선부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 단자부와 상기 누설전류 차단부 사이에 배치되어 역송시 발생하는 돌입전류를 제거하는 돌입전류 제거부;를 더 포함할 수 있다.
상기 V2X 양방향 충방전 모듈은 상기 그리드 입력부와 상기 충전기 출력부 사이에 배치될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 그리드 입력부와 충전기 출력부를 갖는 단방향 전기자동차 충전기에 적용되어 양방향 충방전기로 동작하도록 하는 V2X 양방향 충방전 모듈을 이용한 전기자동차 양방향 충전 인프라 구축 방법은, 전기자동차와의 통신을 통해 충전모드인지 방전모드인지에 관한 충방전 모드 정보를 수신하는 단계; 및 상기 충방전 모드 정보에 기초하여, 충전모드인 경우 상기 양방향 충방전기가 상기 그리드 입력부로부터 공급받은 전력을 상기 충전기 출력부를 통해 전기자동차로 제공하여 전기자동차를 충전하도록 제어하고, 방전모드인 경우 상기 양방향 충방전기가 상기 충전기 출력부를 통해 전기자동차로부터 공급받은 전력을 상기 그리드 입력부를 통해 전력계통으로 제공하여 전기자동차를 방전하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 기술은 기존의 단방향 충전기를 활용하여 최소의 비용만으로도 손쉽게 양방향 충방전기를 실현할 수 있는 V2X 양방향 충방전 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 V2X 양방향 충방전 모듈을 이용한 양방향 충방전 인프라의 전체적인 개념도를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 V2X 양방향 충방전 모듈의 상세한 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 V2X 양방향 충방전 모듈을 이용한 전기자동차 양방향 충전 인프라 구축 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
이하에서는, 본 발명의 가장 바람직한 실시예가 설명된다. 도면에 있어서, 두께와 간격은 설명의 편의를 위하여 표현된 것이며, 실제 물리적 두께에 비해 과장되어 도시될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지와 무관한 공지의 구성은 생략될 수 있다. 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 V2X 양방향 충방전 모듈을 이용한 양방향 충방전 인프라의 전체적인 개념도를 도시하는 도면이다.
그리고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 V2X 양방향 충방전 모듈의 상세한 구성을 도시하는 도면이다.
먼저 도 1을 참조하면, V2X 양방향 충방전 모듈을 이용한 양방향 충방전 인프라(1)는 전력계통(G), 충방전기(SE), 전기자동차(EV) 및 V2X 양방향 충방전 모듈(100)을 포함한다.
전력계통(G)은 전력공급회사에 의해 제공된다. 발전소, 변전소, 송전선을 포함한다. 스마트 그리드일 수 있다.
전력계통은 전력을 수요처로 공급할 수도 있지만, 수요처로부터 남은 전력을 공급받을 수도 있다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이 전기자동차에서 남은 전력을 계통측으로 공급받을 수 있다.
전기자동차(EV)는 배터리 충전 전력을 구동 동력원으로 사용하는 이동수단이다. 전력계통으로부터 전력을 공급받아 내부의 배터리를 충전한다. 또는 내부 배터리에 충전된 전력을 전력계통으로 반대로 공급할 수도 있다.
전기자동차는 내연 기관과 배터리를 동시에 구동 동력원으로 사용하는 플러그인 하이브리드 자동차일 수도 있다.
충방전기(SE)는 전력계통(G)으로부터 공급된 전력을 전기자동차(EV)로 제공한다. 충방전기는 전기자동차 충전 스테이션에 마련된 충전을 위한 요소일 수 있다. 반대로 전기 자동차로부터 공급된 전력을 전력계통으로 제공할 수도 있다.
충방전기는 전기자동차에 연결되는 인렛(inlet)을 이용하여 전기자동차의 배터리를 충전하거나 방전한다.
본 발명에서는 전기자동차를 기준으로 충전모드와 방전모드를 정의한다. 전기자동차가 전력계통으로부터 전력을 공급받아 배터리를 충전할 때 충전모드로, 전기자동차가 배터리를 방전하여 전력계통으로 전력을 공급할 때 방전모드로 정의한다.
본 발명은 전기 자동차와 전력계통이 서로 연계된다는 점에서 V2X 환경 중에서도 특히 V2G 환경에 관한 인프라이나 본 발명이 이러한 표현들에 한정되지 않는다.
도 1에 도시된 전력계통, 충방전기, 그리고 전기자동차는 대체로 기존의 단방향 전기자동차 충전 인프라에도 존재하는 요소들에 해당한다. 전력계통과 전기자동차는 기존의 단방향 충전 인프라의 것들과 동일할 수 있고, 충방전기만 그 역할에 맞게 기존의 단방향 충전 인프라에서는 충전기였던 것이 충방전기로 용어가 변경되는 것이다. 물론 후술하는 바와 같이, 기존의 충전기에 양방향 충방전 모듈이 도입되려면(즉, 양방향 충방전 컨셉이 도입되려면) 충전모드뿐만 아니라 방전모드로까지 동작해야 된다는 점에서 방전을 위한 몇몇 요소들이 추가로 충전기에 도입될 수도 있지만, 인프라 전체적으로 보면 도입 전후로 큰 변경이 발생하는 것은 아니다. 즉, 기존의 충전 인프라를 대부분 그대로 활용하여 양방향 충방전 인프라를 구축한다는 큰 궤가 유지된다.
기존의 단방향 전기자동차 충전 인프라에 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 V2X 양방향 충방전 모듈(100)을 적용함으로써 양방향 충방전 인프라(1)를 구축할 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 단방향 전기자동차 충전 인프라를 대체로 그대로 유지하고, 그 중 충전기에 V2X 양방향 충방전 모듈(100)이 장착됨으로써 기존의 충전기가 본 발명의 실시예와 같은 충방전기 역할을 하게 되는 것이다.
이때, V2X 양방향 충방전 모듈은 기존의 충전기에 교체형으로 장착될 수도 있다. 물론 교체형 대신에 기존의 충전기 내부의 어떠한 빈 공간에 V2X양방향 충방전 모듈이 추가로 장착되는 추가형으로도 가능하다.
원래 장착되어 있는 충전 관련 요소들과 V2X 양방향 충방전 모듈의 충전 관련 요소들 내지는 방전 관련 요소들이 서로 충돌하지 않도록 또는 간섭하지 않도록 내부 선로들의 연결이 필요할 수 있다.
이처럼 본 발명의 실시예에 따른 V2X 양방향 충방전 모듈은 기존의 단방향 충전 인프라를 최대한 활용할 수 있도록 하는 효율적인 구조의 양방향 충전 인프라 구축 방안을 제시한다.
기존의 단방향 충전 인프라에 본 발명의 실시예와 같은 모듈을 탑재하는 방식으로 양방향 충방전을 실현하는 것은 인프라 설치 비용을 매우 절감시킨다. 기존의 단방향 충전 인프라를 대부분 활용하도록 함으로써 자원절약을 가능하게 한다.
이를 위해서는 V2X 양방향 충방전 모듈에 양방향 전력 전송시 중요한 전기 안전 장치를 갖추는 것이 매우 중요하다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 V2X 양방향 충방전 모듈의 역송을 가능하게 함과 동시에 전기 안전을 확보하기 위한 구조에 대해 보다 상세히 살펴본다.
도 2에 도시된 바와 같이, V2X 양방향 충방전 모듈(100)(이하, 설명의 편의를 위해 간단히 '양방향 충방전 모듈'이라고도 함)은 통신부(110), 제어부(120), 누설전류 차단부(130) 및 전력 조절부(140)를 포함한다.
통신부(110)는 전기자동차(EV)와의 통신을 통해 전기자동차가 충전모드인지 방전모드인지에 관한 충방전 모드 정보를 수신한다.
통신부(110)는 PLC(Power Line Communication) 통신을 이용하여 전기자동차(EV)와 메시지를 주고 받을 수 있다. 도면에서 통신부가 PLC Modem으로 참조된다.
전기자동차가 충전을 위해 충방전기에 연결될 때 관련 메시지를 PLC 통신을 통해 통신부와 교환할 수 있다. 전기자동차가 방전을 위해 충방전기에 연결될 때 관련 메시지를 PLC 통신을 통해 통신부와 교환할 수 있다.
PLC 통신은 양방향 충방전에 필요한 다양한 정보를 전달하기에 적합하고, 또한 사용자 식별정보의 보안 전송이 가능하다. 일례로, DIN 70121/ISO-15118 통신 프로토콜 규격을 이용할 수 있다.
통신간에는 주변 차량 및 장치와 간섭이 되지 않도록 주파수 송출 및 차폐를 이루는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 설명의 편의를 위해 PLC 통신을 이용하는 실시예를 중심으로 설명하나, 이에 한정되지 않으며, PWM(Pulse Width Modulation), CAN(Controller Area Network), MOST(Media Oriented Systems Transport) 통신, LIN (Local Interconnect Network) 통신 등 다양한 방식이 이용될 수 있다.
통신부는 도면에 도시된 바와 같이 CP단자와 PE단자를 통해 외부와 연결될 수 있다. CP단자와 PE단자가 충전기 출력부쪽으로 연결될 수 있다.
즉, 통신부는 CP단자와 PE단자를 통해 충전기 출력부쪽으로 연결될 수 있다. 통신부는 충방전기의 그리드 입력부(INP)와 충전기 출력부(OUTP) 중에서 충전기 출력부(OUTP)쪽으로 연결될 수 있다.
제어부(120)는 상기 통신부에 의해 수신된 충방전 모드 정보에 기초하여 충방전기가 충전모드 또는 방전모드를 수행할 수 있도록 제어한다.
구체적으로, 충전모드인 경우, 제어부는 충방전기(SE)가 그리드 입력부(INP)로부터 공급받은 전력을 충전기 출력부(OUTP)를 통해 전기자동차(EV)로 제공하여 전기자동차를 충전하도록 제어한다.
충전모드는 기존의 단방향 충전기(즉, 레거시 충전기)에서 자동차를 충전하는 것과 동일한 모드일 수 있다.
예를 들어, 제어부는 충방전부에서 충전을 위해 기존에도 원래 갖추고 있는 전력 및 제어부에 제어신호를 전달해서 충전을 수행하도록 제어할 수 있다.
또한 예를 들어, 이전 모드가 방전모드였다면, 방전모드에서 충전모드로 전환될 수 있도록 충방전기 내 관련 요소(스위칭부와 같은)를 제어할 수 있다.
방전모드인 경우, 제어부는 충방전기(SE)가 충전기 출력부(OUTP)를 통해 전기자동차로부터 공급받은 전력을 그리드 입력부(INP)를 통해 전력계통(G)으로 제공하여 전기자동차를 방전하도록 제어한다.
예를 들어, 제어부는 자동차 배터리로부터 공급받은 직류전류를 교류로 변환하도록 충방전기 내 관련 요소(AC/DC 인터버와 같은)를 제어할 수 있다. 이러한 요소는 방전모드를 위해 기존의 단방향 충전기에는 없었던 것으로서 방전모드를 위해 추가된 요소일 수 있다.
또한 예를 들어, 이전 모드가 충전모드였다면, 충전모드에서 방전모드로 전환될 수 있도록 충방전기 내 관련 요소(스위칭부와 같은)를 제어할 수 있다.
제어부는 도면에 도시된 바와 같이 릴레이 컨트롤 단자를 통해 외부와 연결될 수 있다. 릴레이 컨트롤 단자가 충전기 출력부쪽으로 연결될 수 있다.
즉, 제어부는 릴레이 컨트롤 단자를 통해 충전기 출력부쪽으로 연결될 수 있다. 제어부는 충방전기의 그리드 입력부(INP)와 충전기 출력부(OUTP) 중에서 충전기 출력부(OUTP)쪽으로 연결될 수 있다. 릴레이 컨트롤 단자는 상술한 통신부의 CP단자 및 PE단자와 같은 쪽, 즉, 충전기 출력부쪽에 배열된다.
또한 제어부는 충방전기가 스스로 동작하지 않도록 안티아일랜딩(Anti-islanding) 알고리즘을 수행하는 요소도 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 누설전류 차단부(130)는 양방향 충방전에 맞게 양방향으로 마련된다. 도면에서 Bi directional RCD로 참조된다. 누설전류 차단부는 누전차단기(RCD, Residual current device)일 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 누설전류 차단부(130)는 우측에 전력선 단자인 L단자와 중성선 단자인 N단자, 및 좌측에 전력선 단자인 L단자와 중성선 단자인 N단자를 통해 외부와 연결될 수 있다. 우측의 L단자와 N단자가 충전기 출력부쪽으로 연결될 수 있다. 좌측의 L단자와 N단자가 그리드 입력부쪽으로 연결될 수 있다.
즉, 누설전류 차단부는 우측의 L단자와 N단자를 통해 충전기 출력부(OUTP)쪽으로 연결되고, 좌측의 L단자와 N단자를 통해 그리드 입력부(INP)쪽으로 연결될 수 있다. 우측의 L단자와 N단자는 상술한 통신부의 CP단자 및 PE단자와 같은 쪽, 즉, 충전기 출력부쪽에 배열된다. 또한, 우측의 L단자와 N단자는 상술한 제어부의 릴레이 컨트롤 단자와 같은 쪽, 즉, 충전기 출력부쪽에 배열된다.
한편, 우측의 L단자와 N단자와 함께 보호도체 단자인 PE단자가 더욱 구비된다. 반대편으로도, 좌측의 L단자와 N단자와 함께 보호도체 단자인 PE단자가 더욱 구비된다.
누설전류 차단부는 우측의 L단자와 좌측의 L단자를 잇는 전로 및 우측의 N단자와 좌측의 N단자를 잇는 전로상에 배치되어 누설전류 발생시 전로를 차단한다.
구체적으로, 충전모드일 때 누설전류 차단부(130)는 그리드 입력부(INP)로부터 충전기 출력부(OUTP)쪽으로 흐르는 전류에서 누설전류가 발생하는 경우 전로를 차단한다. 방전모드일 때 충전기 출력부(OUTP)로부터 그리드 입력부(INP)쪽으로 흐르는 전류에서 누설전류가 발생하는 경우 전로를 차단한다. 예를 들어, 30ms 주기로 누설전류를 모니터링하여, 30mA 이상의 교루 또는 직류 누설전류가 발생하면 전로를 차단할 수 있다.
이로써 충방전 양방향 모두에서 인체 감전 사고를 예방할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전력 조절부(140)는 전력손실 개선부 및 돌입전류 제거부를 포함할 수 있다. 도면에서 Power regulator to Grid or Load로 참조된다.
전력 조절부는 우측의 L단자와 좌측의 L단자를 잇는 전로 및 우측의 N단자와 좌측의 N단자를 잇는 전로상에 배치되어 전력을 역송하는 과정에서 발생하는 전력 손실및 순간적인 돌입전류에 의한 손상을 예방할 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이 전력 조절부(140)는 누설전류 차단부(130)의 좌측에 배치된다. 좌측의 L단자와 N단자 및 누설전류 차단부 사이에 배치된다.
구체적으로, 방전모드일 때 전력 조절부(140)는 충전기 출력부(OUTP)로부터 그리드 입력부(INP)쪽으로 흐르는 전력의 손실을 줄이고, 순간적인 돌입전류를 제거한다.
역송시 전력을 줄이기 위해 PFC(Power Factor Corrector) 회로가 전력 조절부에 적용될 수 있다.
역송시 돌입전류를 줄이기 위해 저항과 릴레이를 포함하는 회로가 전력 조절부에 적용될 수 있다.
한편, 절력 조절부는 역송 과정에서 효율성 및 안전성을 높이기 위한 요소이므로 방전모드에서만 동작되면 충분하며, 충전모드에서는 동작하지 않도록 부가적인 스위칭 구조가 더욱 적용될 수 있다.
예를 들어, 충전모드에서는 전력 조절부를 오프(OFF)상태로 스위칭하고, 방전모드에서는 전력 조절부를 온(ON)상태로 스위칭하는 부가적인 스위칭 구조가 적용될 수 있다.
이러한 스위칭 구조는 상술한 제어부(120)에 의해 스위칭 동작이 제어될 수 있다. 즉, 제어부는 충방전 모드 정보에 기초하여, 충전모드인 경우 충방전기가 전기자동차를 충전하도록 제어함과 동시에 전력 조절부가 오프되도록 제어할 수 있다. 방전모드인 경우 충방전기가 전기자동차를 방전하도록 제어함과 동시에 전력 조절부가 온되도록 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 단방향 충전기의 그리드 입력부와 충전기 출력부 사이에 적용되는 V2X 양방향 충방전 모듈을 통해 기존의 단방향 충전 인프라를 손쉽게 양방향 충전 인프라로 변경할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 단방향 충전기의 충전관련 모듈을 본 발명의 V2X 양방향 충방전 모듈로 교체하는 방식으로도 손쉽게 기존의 단방향 충전 인프라를 양방향 충전 인프라로 변경할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 양방향 충방전 모듈은 교체형으로도 적용 가능하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 V2X 양방향 충방전 모듈을 이용한 전기자동차 양방향 충전 인프라 구축 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, V2X 양방향 충방전 모듈을 이용한 전기자동차 양방향 충전 인프라 구축 방법은, 그리드 입력부와 충전기 출력부를 갖는 단방향 전기자동차 충전기에 적용되어 양방향 충방전기로 동작하도록 하는 V2X 양방향 충방전 모듈을 이용한 전기자동차 양방향 충전 인프라 구축 방법으로서, 충방전 모드 정보를 수신하는 단계(S110) 및 충방전 모드 정보에 기초하여 양방향 충방전기의 동작을 제어하는 단계(S120)를 포함한다.
단계(S110)에서는 전기자동차와의 PLC 통신을 통해 충전모드인지 방전모드인지에 관한 충방전 모드 정보를 수신한다.
단계(S120)에서는 단계(S110)에서 수신된 충방전 모드 정보에 기초하여, 충전모드인 경우 양방향 충방전기가 그리드 입력부로부터 공급받은 전력을 충전기 출력부를 통해 전기자동차로 제공하여 전기자동차를 충전하도록 제어하고, 방전모드인 경우 양방향 충방전기가 충전기 출력부를 통해 전기자동차로부터 공급받은 전력을 그리드 입력부를 통해 전력계통으로 제공하여 전기자동차를 방전하도록 제어한다.
지금까지 본 발명에 V2X 양방향 충방전 모듈을 이용한 전기자동차 양방향 충전 인프라 구축 방법의 실시예들에 대하여 설명하였고, 앞서 도 1 내지 도 2에서 설명한 V2X 양방향 충방전 모듈(100)에 관한 구성이 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 일 실시예들의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1 : V2X 양방향 충방전 모듈을 이용한 양방향 충방전 인프라
100 : V2X 양방향 충방전 모듈
110 : 통신부
120 : 제어부
130 : 누설전류 차단부
140 : 전력 조절부

Claims (7)

  1. 그리드 입력부와 충전기 출력부를 갖는 단방향 전기자동차 충전기에 적용되어 양방향 충방전기로 동작하도록 하는 V2X 양방향 충방전 모듈로서,
    전기자동차와의 통신을 통해 충전모드인지 방전모드인지에 관한 충방전 모드 정보를 수신하는 통신부; 및
    상기 충방전 모드 정보에 기초하여, 충전모드인 경우 상기 양방향 충방전기가 상기 그리드 입력부로부터 공급받은 전력을 상기 충전기 출력부를 통해 전기자동차로 제공하여 전기자동차를 충전하도록 제어하고, 방전모드인 경우 상기 양방향 충방전기가 상기 충전기 출력부를 통해 전기자동차로부터 공급받은 전력을 상기 그리드 입력부를 통해 전력계통으로 제공하여 전기자동차를 방전하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 V2X 양방향 충방전 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    릴레이컨트롤 단자를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 릴레이컨트롤 단자를 통해 상기 단방향 충전기로 제어신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 V2X 양방향 충방전 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 그리드 입력부로 연결되는 제1 전력선 단자 및 제1 중성선 단자로 구성되는 제1 단자부를 포함하고,
    상기 충전기 출력부로 연결되는 제2 전력선 단자 및 제2 중성선 단자로 구성되는 제2 단자부를 포함하며,
    상기 제1 단자부와 상기 제2 단자부 사이에 배치되어 누설전류 발생시 전로를 차단하는 누설전류 차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 V2X 양방향 충방전 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 단자부와 상기 누설전류 차단부 사이에 배치되어 역송시 발생하는 전력손실을 개선하는 전력손실 개선부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 V2X 양방향 충방전 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 단자부와 상기 누설전류 차단부 사이에 배치되어 역송시 발생하는 돌입전류를 제거하는 돌입전류 제거부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 V2X 양방향 충방전 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 V2X 양방향 충방전 모듈은 상기 그리드 입력부와 상기 충전기 출력부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 V2X 양방향 충방전 모듈.
  7. 그리드 입력부와 충전기 출력부를 갖는 단방향 전기자동차 충전기에 적용되어 양방향 충방전기로 동작하도록 하는 V2X 양방향 충방전 모듈을 이용한 전기자동차 양방향 충전 인프라 구축 방법으로서,
    전기자동차와의 통신을 통해 충전모드인지 방전모드인지에 관한 충방전 모드 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 충방전 모드 정보에 기초하여, 충전모드인 경우 상기 양방향 충방전기가 상기 그리드 입력부로부터 공급받은 전력을 상기 충전기 출력부를 통해 전기자동차로 제공하여 전기자동차를 충전하도록 제어하고, 방전모드인 경우 상기 양방향 충방전기가 상기 충전기 출력부를 통해 전기자동차로부터 공급받은 전력을 상기 그리드 입력부를 통해 전력계통으로 제공하여 전기자동차를 방전하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 V2X 양방향 충방전 모듈을 이용한 전기자동차 양방향 충전 인프라 구축 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP4389510A1 (en) * 2022-12-20 2024-06-26 Siemens Industry, Inc. Upgrading an existing standard electric vehicle (ev) charger from grid to vehicle (v1g) to v1g plus vehicle to grid (v2g) operation

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