KR20220042906A - 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이의 통신 방법 - Google Patents

전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이의 통신 방법 Download PDF

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KR20220042906A
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Abstract

본 발명의 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 사이의 통신 방법은 상기 전기 차량 내의 전기 차량 통신 제어기가, 충전 비용이 가장 낮은 충전 시작 시간과 충전 종료 시간, 차량 사용자가 사용자 기기 인터페이스를 통해 입력한 주행 거리와 상기 주행 거리에 따라 계산된 충전 에너지양을 포함하는 상기 충전 스케줄과 관련된 메시지를 상기 전원 공급 장치 내의 전원 공급 장치 통신 제어기와 상기 전원 공급 장치 통신 제어기를 경유하여 상기 전력망 운용 서버 내의 전력망 통신 제어기로 송신하는 단계; 상기 전기 차량 통신 제어기가, 상기 전원 공급 장치에게 지불해야 하는 충전 비용으로서 상기 충전 스케줄에 따라 계산된 상기 충전 비용과 관련된 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로부터 수신하는 단계; 상기 전기 차량 통신 제어기가, 상기 충전 비용에 대한 승인 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로 송신하는 단계; 및 상기 전기 차량 통신 제어기가, 상기 전기 차량의 충전 시작을 위해, 충전 준비 완료 상태를 알리는 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기와 교환하는 단계를 포함한다.

Description

전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이의 통신 방법 {Communication method between electric vehicle, power supply and power grid operation server}
본 발명은 V2G 통신 인터페이스에 관한 것이다.
V2G는 Vehicle to Grid의 약어로, 전기 차량에서 전력망으로의 전기 에너지 이동을 의미한다. 즉, V2G는 전기 차량에 탑재된 차량 배터리를 에너지 저장 장치로 활용하여 상기 차량 배터리와 전력망을 연계하는 기술이다.
기존의 V2G 통신 표준에서는 충전 스케줄 및 이에 기반한 효율적 과금 정책과 관련된 구체적인 통신 인터페이스를 정의하고 있지 않다.
상기 메시지(Bat_voltage)는 본 발명의 목적은 효과적인 과금 정책을 위한 충전 프로세스와 관련된 통신 인터페이스를 규정하기 위한 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 시스템 간의 통신 방법 및 전기 차량에 내장된 전력 전송 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이의 통신 방법은, 상기 전기 차량 내의 전기 차량 통신 제어기가, 충전 비용이 가장 낮은 충전 시작 시간과 충전 종료 시간, 차량 사용자가 사용자 기기 인터페이스를 통해 입력한 주행 거리와 상기 주행 거리에 따라 계산된 충전 에너지양을 포함하는 상기 충전 스케줄과 관련된 메시지를 상기 전원 공급 장치 내의 전원 공급 장치 통신 제어기와 상기 전원 공급 장치 통신 제어기를 경유하여 상기 전력망 운용 서버 내의 전력망 통신 제어기로 송신하는 단계; 상기 전기 차량 통신 제어기가, 상기 전원 공급 장치에게 지불해야 하는 충전 비용으로서 상기 충전 스케줄에 따라 계산된 상기 충전 비용과 관련된 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로부터 수신하는 단계; 상기 전기 차량 통신 제어기가, 상기 충전 비용에 대한 승인 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로 송신하는 단계; 및 상기 전기 차량 통신 제어기가, 상기 전기 차량의 충전 시작을 위해, 충전 준비 완료 상태를 알리는 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기와 교환하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 일면에 따른 전기 차량은, 충전 스케줄을 설정하기 위한 사용자 기기 인터페이스; 상기 전원 공급 장치 내의 전원 공급 장치 통신 제어기와 통신하여 상기 충전 스케줄과 관련된 메시지를 교환화는 전기 차량 통신 제어기; 및 상기 충전 스케줄에 따라 상기 전원 공급 장치 내의 오프 보드 충전기로부터 전기 에너지를 공급받는 온 보드 충전기를 포함하고, 상기 전기 차량 통신 제어기는, 상기 전기 차량의 충전을 위해, 충전 비용이 가장 낮은 충전 시작 시간과 충전 종료 시간, 사용자 기기 인터페이스를 통해 입력한 주행 거리, 상기 주행 거리에 따라 계산된 충전 에너지양, 충전 시작 시간 및 충전 종료 시간을 포함하는 상기 충전 스케줄과 관련된 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로 송신하고, 상기 전원 공급 장치에게 지불해야 하는 충전 비용으로서 상기 충전 스케줄에 따라 계산된 상기 충전 비용과 관련된 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로부터 수신한다.
본 발명에 따르면, 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 간에 교환되는 충전 프로세스와 관련된 메시지를 정의하여, 시간대별 효율적 과금 정책을 수립할 수 있고, 효율적으로 전력망을 운영할 수 있다. 또한 CO2 배출 규제에 참여한 차량 사용자 및 전원 공급 장치의 운영자에게 크레딧(credit) 또는 인센티브를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 V2G 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 차량 통신 제어기와 전원 공급 장치 통신 제어기 사이의 로컬 통신 연결을 OSI 계층으로 표현한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기 차량 통신 제어기와 전원 공급 장치 통신 제어기 사이의 원격 통신 연결을 OSI 계층을 이용하여 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전원 공급 장치 통신 제어기와 전력망 통신 제어기 사이의 통신 연결을 OSI 계층을 이용하여 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 충전 시나리오를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 시나리오를 기반으로 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이에서 교환되는 메시지 흐름도로서, 전기 차량에서 충전 스케줄을 설정하는 경우의 메시지 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이의 메시지 흐름도로서, 이 메시지 흐름도는 전원 공급 장치에서 충전 스케줄을 설정하는 경우의 메시지 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이의 메시지 흐름도로서, 이 메시지 흐름도는 전력망 운용 서버에서 충전 스케줄을 설정하는 경우의 메시지 흐름도이다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 이하의 도면에서 각 구성은 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 구체 실시예를 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명의 적용 범위와 본 명세서에서 사용하는 용어들이 아래와 같이 정의된다.
본 발명의 적용 범위(Scope)
본 발명은 전기 차량(Electric Vehicle: EV)과 전기 차량 전원 공급 장치(Electric Vehicle Supply Equipment: EVSE) 사이의 통신에 적용 가능하다
또한 본 발명은 승객 이동용(used for carriage of passengers)과 물품 수송용(used for carriage of goods)의 범주(categories)로 나눌 수 있는 전기 차량 및 다른 범주의 전기 차량에도 적용 가능하다.
또한, 본 발명은 유선 및 무선 전력 전송 기술(conductive and wireless power transfer technologies)과 관련된 상위 레벨 통신(High Level Communication, HLC)에 적용 가능하다.
또한, 본 발명은 전기 차량 전원 공급 장치(EVSE)로부터 전기 차량(EV)으로 에너지를 전달하여 전기 차량(EV)의 배터리를 충전하거나 전기 차량(EV)으로부터 전기 차량 전원 공급 장치(EVSE)로 에너지를 전달하여 에너지를 가정(home), 부하(loads) 또는 전력망(grid)으로 공급하는 기술 분야에 적용 가능하다.
또한, 본 발명은 충전 또는 방전 제어(charge or discharge control), 지불(payment), 로드 레벨링(load levelling), 및 개인 정보 보호(privacy)와 관련된 기술분야에 적용 가능하다.
용어와 정의
전기 차량 통신 제어기(Electric Vehicle Communication Controller: EVCC)
전기 차량 통신 제어기는 특정 기능을 지원하기 위해 전기 차량과 전원 공급 장치 통신 제어(SECC)기 사이의 통신을 구현하는 차량 내장 시스템이다.
이러한 특정 기능에는 입력 및 출력 채널 제어, 암호화 또는 차량과 전원 공급 장치 통신 제어기 사이의 데이터 전송 등이 있다.
전원 공급 장치 통신 제어기(Supply Equipment Communication Controller, SECC)
전원 공급 장치 통신 제어기(SECC)는 하나 또는 다수의 전기 차량 통신 제어기와 통신하고, 보조 액터(secondary actor)와 상호작용을 할 수 있는 개체이다.
전기 차량 전원 공급 장치 ID(EVSE ID)
전기 차량 전원 공급 장치는 충전 장소의 고유 ID이다.
보조 액터(secondary actor)
보조 액터는 충전 프로세스 및 방전 프로세스를 포함하는 에너지 전달 프로세스(energy transfer process)에 간접적으로(indirectly) 참여하는(involved) 개체(entity)이다.
보조 액터는 전기 차량 서비스 운영 사업자 정보 관리소(E-Mobility Operator Clearing House), 수요 정보 관리소(Demand Clearing House), 전기 자동차 운용 사업자(Fleet Operator), 전기자동차 서비스 운영 사업자(E-Mobility Operator), 배전시스템 운영자(Distribution System Operator), 전력량계 운영 사업자, 전기 공급자 등을 예로 들 수 있다.
상기 보조 액터의 예들은 ISO 15118-1에서 상세히 정의하고 있다.
지불 장치(Payment Unit)
지불 장치는 지불 방법을 제공하는 전원 공급 장치의 내부 장치이다. 여기서, 지불 방법은 외부 식별 수단(External Identification Means: EIM), 현금, 신용 카드 등일 수 있다. 여기서, 외부 식별 수단은 차량 사용자가 자신의 계약이나 전기 차량을 식별할 수 있게 하는 외부 수단으로, NFC, RFID, SMS 등을 예로 들 수 있다.
전기 차량 통신 제어기가 정상적으로 지불 방법을 선택하면, 지불 장치가 승인된 고객인지를 전원 공급 장치 통신 제어기에 알려준다.
충전 에너지양(amount of energy for charging)
충전 에너지양은 출차 시간(departure time)에 도달할 때까지 전기 차량(EV)에 필요한 에너지이다, 충전 에너지양은, 예를 들면, 차량 배터리의 SOC 값이 100% 또는 100%에 근접한 값(예, 80%)이 되는 에너지일 수 있다. 여기서, 출차 시간은 차량 사용자가 차량의 충전 플러그를 뽑거나, 충전소를 떠날 때의 시간일 수 있다.
방전 에너지양(amount of energy for discharging)
방전 에너지양은 사용자에 의해 설정된 목표치 또는 방전 스케줄에 따라 전기 차량(EV)으로부터 전기 차량 전원 공급 장치(EVSE) 또는 전기 차량 전원 공급 장치(EVSE)를 거쳐 전력망(grid)으로 전달되는 에너지로 정의될 수 있다.
차량 사용자(vehicle user)
차량 사용자는 차량을 사용하고 운전에 필요한 정보를 제공하여 결과적으로 충전 패턴 및/또는 방전 패턴에 영향을 미치는 개인 또는 법인(legal entity)으로 정의될 수 있다.
인증(authentication)
인증은 제공된 정보(ID 등)가 올바른 지(correct), 유효한지(valid) 또는 그 제공된 정보가 전기 차량 통신 제어기(EVCC), 차량 사용자, 전원 공급 장치 통신 제어기(SECC)에 속해 있는지 증명(prove)하기 위해, 전기 차량 통신 제어기(EVCC)와 전원 공급 장치 통신 제어기(SECC) 사이, 또는 차량 사용자와 전원 공급 장치(EVSE) 또는 보조 액터(secondary actor) 사이에 수행되는 절차이다.
서비스 제공자(service provider)
서비스 제공자는 전기 차량 전원 공급 장치의 운영 사업자를 통해 고객에게 부가 가치 서비스를 제공하는 보조 액터로 정의될 수 있다.
승인(authorization)
승인은 전기 자동차가 충/방전될 수 있게 승인받았는 지를 전기 차량 전원 공급 장치가 확인하는 절차 또는 반대의 절차로 정의될 수 있다.
충전기(charger)
충전기는 배터리 충전 및 방전을 위한 필수 기능을 수행하는 전력 변환 장치로 정의될 수 있다.
충전 스케줄(charging schedule)
충전 스케줄은 특정 시간 동안 전기 차량의 충전 제한(charging limits)을 포함하는 계획으로 정의될 수 있다. 충전 스케줄은 전력망에서 전기 차량으로 전달되는 에너지와 관련된 에너지 전달 스케줄(energy transfer schedule)일 수 있다.
충전 제한(charging limits)
충전 제한은 충전 세션(charging session)을 위해 V2G 통신 세션(Communication Session) 동안 협상되는 물리적 제약 조건(예: 전압(voltage), 전류(current), 에너지(energy), 전력(power))으로 정의될 수 있다.
충전 세션(charging session)
충전 세션은 충전 프로세스의 시작(케이블의 연결)과 끝(케이블의 분리) 사이의 시간으로 정의될 수 있다.
방전 스케줄(discharging schedule)
방전 스케줄은 특정 시간 동안 전기 차량의 방전 제한(discharging limits)을 포함하는 계획으로 정의될 수 있다. 방전 스케줄은 전기 차량에서 전력망으로 전달되는 에너지와 관련된 에너지 전달 스케줄(energy transfer schedule)일 수 있다.
배터리 관리 시스템(Battery Management System: BMS)
배터리 관리 시스템(BMS)은 차량 배터리의 전기적 열적 기능들을 제어 혹은 관리하고, 차량 배터리와 다른 차량 제어기 사이의 통신을 제공하는 전자 장치로 정의될 수 있다.
방전 제한(discharging limits)
방전 제한은, 방전 세션(discharging session)을 위해, V2G 통신 세션(Communication Session) 동안 협상되는 물리적 제약 조건(예: 전압(voltage), 전류(current), 에너지(energy), 전력(power))으로 정의될 수 있다.
방전 세션(charging session)
방전 세션은 방전 프로세스의 시작(케이블의 연결)과 끝(케이블의 분리) 사이의 시간으로 정의될 수 있다.
계통 스케줄(grid schedule)
계통 스케줄은 지역 계통 상황(local grid situation)을 기반으로 특정 시간(specific time)에 전력 레벨을 설정하는 기능으로 정의될 수 있다. 계통 스케줄을 계산하기 위한 매개변수로는 실제 또는 예측된 지역 계통의 수요 및 공급 상황 등을 예로 들 수 있다.
식별(Identification)
식별은 전기 차량 통신 제어기(EVCC) 또는 사용자가 자신의 인증을 위해 식별 정보(식별 코드)를 제공하는 절차 또는 전원 공급 장치 통신 제어기(SECC)가 전기 차량의 통신 제어기(EVCC)로 전원 공급 장치(EVSE)의 ID를 제공하기 위한 절차로 정의될 수 있다.
판매 요금표(sales tariff table)
판매 요금표는 충전 스케줄 및/또는 방전 스케줄을 계산하기 위한 입력 값을 제공하는 용도로 사용된다. 판매 요금표는 전기 공급자 전기 자동차 서비스 운영 사업자와 같은 보조 액터에 의해 발행될 수 있다. 판매 요금표는 "전기 공급자의 수요와 공급 균형"과 "녹색 에너지의 사용"을 반영한다. 판매 요금표는 정기적으로 업데이트 될 수 있다.
전기 공급자(Electric Provider)
전기 공급자는 전기를 공급하는 보조 액터이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 기술하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 V2G 시스템의 전체 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 V2G 시스템(500)은 효과적인 과금 정책을 위한 충전 프로세스와 관련된 통신 인터페이스를 제공한다.
이를 위해, V2G 시스템(500)은 전기 차량(100, EV), 전원 공급 장치(200, EVSE) 및 전력망 운용 서버(300)를 포함한다.
전기 차량(100)(Electric Vehicle, EV)
전기 차량(100)은 배터리 전기 차량(Battery Electric Vehicles, BEV) 또는 플러그인 하이브리드 전기 차량(Plug-in Hybrid Electric Vehicles, PHEV)일 수 있다.
전기 차량(100)은 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전력망(400)과 연결된다. 또한, 전기 차량(100)은 전원 공급 장치(200)를 경유하여 상기 전력망(400)으로부터 전기 에너지(또는 전력)를 공급받고(충전), 반대로 전원 공급 장치(200)를 경유하여 상기 전력망(400)으로 상기 전기 에너지(또는 전력)를 공급한다(방전).
전기 차량(100)은 차량 배터리(110), 온 보드 충전기(120), 전자 제어 유닛(130), 사용자 기기 인터페이스(140), 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC) 및 BMS(160)를 포함한다.
차량 배터리(110)는 전기 차량(100)에 탑재된 고전압 배터리로서, 재충전 가능한 에너지 저장 시스템(Rechargeable Energy Storage System: RESS)으로 불릴 수 있다.
온 보드 충전기(120)(On Board Charger: OBC)는 전기 차량(100)에 탑재된 전력 변환 장치를 포함하도록 구성될 수 있다. 전력 변환 장치는 차량 배터리(110)의 충/방전을 위한 필수 기능을 수행하는 양방향 충전기일 수 있다.
온 보드 충전기(120)는 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와 충전 및 방전 프로세스와 관련된 정보 및/또는 커맨드를 교환할 수 있다.
온 보드 충전기(120)는 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와의 정보 및/또는 커맨드를 교환하기 위해 데이터 처리 기능을 갖는 제어 칩(프로세서 및 메모리 등을 포함)을 더 포함하도록 구성될 수 있다.
한편, 도 1에서는 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와 온 보드 충전기(120)를 분리된 형태로 도시하고 있으나, 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)가 온 보드 충전기(120)의 내부에 통합될 수도 있다. 이 경우, 온 보드 충전기(120)는 전력 변환 장치, 제어 칩 및 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)를 포함하도록 구성된 장치일 수 있다.
전자 제어 유닛(130, Electronic Control Unit)은 전기 차량(100, EV)과 관련된 정보를 제공하는 유닛일 수 있다. 전기 차량(100, EV)과 관련된 정보는 차량 주행과 관련된 정보일 수 있다.
사용자 기기 인터페이스(140)(Human Machine Interface, HMI)는 충/방전 프로세스에 관한 정보를 표시하고, 충/방전 프로세스와 관련된 정보 및/또는 커맨드를 입력하기 위한 인터페이싱 기능을 구비한다.
모든 정보 및/또는 커맨드의 입력 또는 모든 정보 및/또는 커맨드의 표시는 사용자 기기 인터페이스(140, HMI)를 통해 수행될 수 있다.
사용자 기기 인터페이스(140, HMI)는 차량 사용자가 충/방전 프로세스를 시작하기 위한 '충전 버튼' 및 '방전 버튼'을 포함하도록 구성될 수 있다.
사용자 기기 인터페이스(140, HMI)는 차량 사용자가 충/방전 프로세스와 관련된 정보를 입력하기 위한 입력 기능을 갖는 표시 장치일 수 있다.
표시 장치는, 예를 들면, 전기 차량(100)의 속도, 주행 거리, 배터리 상태와 정상 작동 여부를 알려주는 클러스터(cluster), AVN 기능이 내장되어 전기 차량(100) 내의 각종 기기의 작동 상태를 표시하고 제어하는 CID(Center Information Display)일 수 있다.
표시 장치는 충/방전 프로세스와 관련된 정보의 입력 외에 충/방전 프로세스의 진행 상황과 관련된 정보를 표시한다.
전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)는 특정 기능을 지원하기 위해, 전기 차량(100, EV)과 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC) 사이의 통신을 구현하는(implements) 차량 내장 시스템(embedded system, within the vehicle)일 수 있다.
전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC) 사이의 통신은 예를 들면, 전력선(Power Line Communication, PLC) 통신일 수 있다. 본 명세서에서 전기 차량이라는 용어가 사용될 때, 전력선 통신(PLC) 기능을 갖는 전기 차량으로 가정한다.
전력선 통신(PLC)은 전력선 캐리어(power line carrier), 메인 통신(mains communication), 전력선 텔레콤(power line telecom, PLT) 또는 전력선 네트워킹(Power Line Networking, PLN)으로 불릴 수 있다.
전력선 통신(PLC)은 전력선을 통해 정보를 전달(carry)하기 위한 여러 다른 시스템(several different system)을 설명하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)는 메모리, 프로세서 및 통신기를 포함하도록 구성될 수 있다.
메모리는 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)와 약속된 프로토콜을 기반한 충/방전 프로세스와 관련된 메시지를 저장하는 휘발성 및/또는 비휘발성 저장 매체를 포함한다.
프로세서는 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)로부터 수신된 메시지를 가공 및 처리하거나 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC) 송신될 메시지를 가공 및 처리한다.
통신기는 약속된 통신 방식, 예를 들면, PLC 통신을 기반으로 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)로 충/방전 프로세스와 관련된 메시지를 송신하거나 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)로부터 충/방전 프로세스와 관련된 메시지를 수신하는 하드웨어 구성일 수 있다. 통신기는 변조, 복조, 필터, 증폭 기능을 제공하기 위한 다수의 하드웨어 부품들로 구성될 수 있다.
전기 차량 전원 공급 장치(200, EVSE)는 구내 배선(the premises wiring)으로부터 전기 차량(100)(EV)으로 에너지(예, 전력, 전압 또는 전류 등)를 전달(delivering)하고, 반대로 전기 차량(100)(EV)으로부터 에너지(예, 전력, 전압 또는 전류 등)를 수신하는 장치일 수 있다.
전기 차량 전원 공급 장치(200, EVSE)는 상도체(the phase(s)), 중성선(neutral), 보호 접지 도체(protective earth conductors), 전기 차량 커플러(EV couplers), 플러그(attached plugs), 액세서리(accessories), 전력 아울렛(power outlets), 전원 콘텐트 또는 기구 등을 포함하도록 구성될 수 있다.
전기 차량 전원 공급 장치(200, EVSE)는 오프 보드 충전기(210), 사용자 기기 인터페이스(220), 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC) 및 지불 장치(240)를 포함하도록 구성될 수 있다.
오프 보드 충전기(210)는 전원 공급 장치(200, EVSE)에 탑재된 전력 변환 장치를 포함하도록 구성될 수 있다. 오프 보드 충전기(210) 내의 전력 변환 장치는 전기 차량(100)에 탑재된 온 보드 충전기(120)로 에너지를 전달하거나 반대로 온 보드 충전기(120)로부터 에너지를 수신하는 양방향 충전기일 수 있다.
오프 보드 충전기(210) 입장에서 볼 때, 온 보드 충전기(120)로 에너지를 전달하는 것은 충전이고, 온 보드 충전기(120)로부터 에너지를 수신하는 것은 방전이다. 방전은 전기 차량 입장에서 볼 때, 오프 보드 충전기로 에너지를 전달하는 것이므로, 발전(electricity generation)이다.
오프 보드 충전기(210)는 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)와 충/방전 프로세스와 관련된 정보 및/또는 커맨드를 교환한다. 이를 위해, 오프 보드 충전기(210)는 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)로 송신하거나 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)로부터 수신되는 정보 및/또는 커맨드를 가공 및 처리하는 제어 칩을 더 포함하도록 구성될 수 있다. 제어 칩은 기본적으로 하나의 보드 상에 실장된 프로세서와 메모리를 포함하도록 구성될 수 있다.
도 1에서는 오프 보드 충전기(210)와 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)가 분리된 형태로 도시되어 있으나, 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)가 오프 보드 충전기(210) 내에 내장될 수 있다. 이 경우, 오프 보드 충전기(210)는 전력 변환 장치, 제어 칩 및 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)를 포함하도록 구성될 수 있다.
사용자 기기 인터페이스(220)는 충/방전 프로세스와 관련된 정보 및/또는 커맨드를 표시하고, 상기 정보 및/또는 커맨드를 전원 공급 장치(200, EVSE) 내의 오프 보드 충전기(210) 또는 전원 공급 장치 통신 제어기(230)로 입력하기 위한 인터페이싱 기능을 갖는다.
모든 정보 및/또는 커맨드의 입력 및 모든 정보 및/또는 커맨드의 표시는 사용자 기기 인터페이스(220)를 통해 수행될 수 있다.
사용자 기기 인터페이스(220)는 차량 사용자가 충/방전 프로세스 및 충/방전 스케줄에 관한 정보 및/또는 명령어를 입력하기 위한 '충전 버튼' 및 '방전 버튼'을 포함하도록 구성될 수 있다.
사용자 기기 인터페이스(220)는 차량 사용자가 충전/방전 프로세스 및 충/방전 스케줄에 관한 정보 및/또는 명령어를 입력하기 위한 입력 기능을 갖는 표시 장치일 수 있다. 표시 장치는 입력 기능 이외에 충/방전 진행 상황과 관련된 다양한 정보들을 표시한다.
전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)는 하나 또는 다수의 전기 차량 통신 제어기와 통신하고, 보조 액터와 상호 작용을 할 수 있는 개체이다.
보조 액터의 예는 전술한 '용어와 정의'에서 설명한 바 있으며, 도 1에서 전력망 운용 서버(300)는 보조 액터에 포함될 수 있다.
도 1에서는 하나의 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)와 하나의 통신 제어기(150, EVCC) 사이의 1:1 통신이 도시된다. 이에 한정하지 않고, 하나의 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)가 다수의 전기 차량 통신 제어기(EVCC)와 통신하는 경우, 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)는 다수의 전기 차량 통신 제어기를 관리하며, 전기 차량 통신 제어기가 어떤 아웃렛의 클러스터에 연결되는지를 인지한다.
전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)는 메모리, 프로세서 및 통신기를 포함하도록 구성될 수 있다.
메모리는 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와 약속된 통신 프로토콜(통신 표준)을 기반으로 하는 충/방전 프로세스와 관련된 메시지를 저장하는 휘발성/비휘발성 저장매체일 수 있다.
프로세서는 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)로부터 수신된 메시지를 가공 및 처리하거나 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)로 송신될 메시지를 가공 및 처리한다.
통신기는 약속된 통신 방식, 예를 들면, PLC 통신을 기반으로 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)로 충/방전 프로세스와 관련된 메시지를 송신하거나 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)로부터 충/방전 프로세스와 관련된 메시지를 수신하는 하드웨어 구성일 수 있다. 통신기는 변조, 복조, 필터, 증폭 기능을 제공하기 위한 다수의 하드웨어 부품들로 구성될 수 있다.
전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)는 전력망 운용서버(300)와 통신한다. 이때, 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)와 전력망 운용 서버(300) 사이에는 게이트웨이, 라우터 등이 개재될 수 있다.
전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)는 충/방전 프로세스와 관련된 모든 정보 및/또는 커맨드를 전력망 운용서버(300)로 송신하거나 전력망 운용서버(300)로부터 수신할 수 있다.
전력망 운용서버(300)는 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)와 전력망(400, grid) 사이를 중재한다. 전력망(400, grid)은 로컬 변압기(local transformers), 배전망(distribution grid), 변전소(power substation), 송전망(transmission grid), 송전 변전소(transmission substation), 발전소(power plants: 신재생 에너지 포함(including renewable energies))를 포함하도록 구성된 것일 수 있다.
전력망 운용 서버(300)는 계통의 부하(the load of the grid)에 대한 정보를 제공하는 전력망 협상 개체(entity for grid negotiation)일 수 있다.
전력망 운용 서버(300)는 전력망(400, power grid)의 모든 부분에서 모든 필요한 정보, 예를 들어, 로컬 변압기(local transformers), 배전망(distribution grid), 변전소(power substation), 송전망(transmission grid), 송전 변전소(transmission substation), 발전소(power plants)의 현재 부하 또는 예상 부하를 수집하고, 모니터링한다.
수집된 현재 부하 또는 예상 부하는 전기 차량(100) 또는 전원 공급 장치(200)에서 충/방전 스케줄을 설정하는데 활용된다.
또한 수집된 현재 부하 또는 예상 부하는 전기 차량의 충/방전과 관련된 비용(충전 비용 및 방전 비용) 계산에 활용된다. 예를 들면, 충/방전과 관련된 비용 계산을 위한 판매 요금표는 현재 부하 또는 예상 부하를 기반으로 한다.
전력망 운용 서버(300)는 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC) 또는 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)에서 충/방전 스케줄 설정이 필요한 정보를 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC) 또는 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)로 제공할 수 있다.
이러한 전력망 운용 서버(300)에 의해 수행되는 정보(메시지, 신호, 플래그 등)의 수집 및 제공은 전력망 통신 제어기(310)(Power Grid Communication Controller, PGCC)에 의해 수행될 수 있다.
전력망 통신 제어기(310, PGCC)는 전력망(400)으로부터 수집된 정보 및 전기 차량(100) 및/또는 전원 공급 장치(200)로부터 수집된 정보를 저장하는 메모리, 상기 수집된 정보를 가공 및 처리하는 데이터 처리 기능을 구비한 프로세서 및 가공된 정보를 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)로 송신하는 통신기를 포함하도록 구성된다.
전력망 운용 서버(300)의 사용자 기기 인터페이스(320)는 전력망 운용 서버(300)가 수집한 정보를 표시하고, 전력망 운용 서버(300)의 운영자가 입력한 정보를 전력망 통신 제어기(310, PGCC)로 전달한다.
사용자 기기 인터페이스(320)는 표시 장치일 수 있으며, 표시 장치는 입력 기능을 갖는다. 표시 장치는 수집된 모든 정보들을 표시하여, 전력망 운용 서버(300)의 운영자에게 제공한다.
전력망 운용 서버(300)의 제어 유닛(330)은 전력망 통신 제어기(310)와 사용자 기기 인터페이스(320)의 동작을 관리하고 제어한다.
제어 유닛(330)은 데이터 처리 및 연산 기능을 구비한 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 제어 유닛(330)은 전력망 통신 제어기(310)와 전원 공급 장치 통신 제어기 사이에 약속된 통신 프로토콜을 기반으로 메시지를 생성, 가공 및 처리한다.
전력망 운용 서버(300)는 전력망(400)으로부터 수집된 계통 정보(the collected grid information)를 계통 프로파일(grid profile)에 통합하고(consolidate), 이것을 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC) 및/또는 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)에 제공할 수 있다.
전기 차량(100)과 전원 공급 장치(200)는 전력망 운용 서버(300)로부터 제공된 계통 프로파일을 기반으로 충/방전 스케줄을 설정할 수 있다.
또한, 전력망 운용 서버(300)는 계통 프로파일을 기반으로 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)에 충/방전 스케줄의 제안을 제공할 수 있다.
전력망 운용 서버(300)는 계통 프로파일이 변경된 경우, 업데이트된 충/방전 스케줄(또는 업데이트 에너지 전달 스케줄(an updated energy transfer schedule))에 대한 필요성(necessity)을 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)에 알릴 수 있다(inform).
전력망 운용 서버(300)가 배전 시스템(Distribution System)으로 불리는 경우, 전력망 운용 서버(300)는 배전망(distribution grid)에서 전압 안정성(voltage stability)을 책임지는(responsible) 서버일 수 있다.
전력망(400)은 배전 시스템망(distribution system network)을 포함하는 용어로 사용될 수 있으며, 배전 시스템망은 송전망(transmission grid)으로부터 고객(consumers)까지 전기(electricity)를 운반한다(carries).
배전 시스템망은 고압 전력선(medium-voltage power lines), 변전소(electrical substations), 저전압 배전망(low-voltage distribution wiring networks) 및 관련 장비(associated equipment) 등을 포함한다.
전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC) 사이의 통신을 규정하는 통신 프로토콜과 전원 공급 장치(230, SECC)와 전력망 운용 서버 통신 제어기(320) 사이의 통신을 규정하는 통신 프로토콜은 동일하거나 다를 수 있다.
통신 프로토콜이 다른 경우, 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)는 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)로부터 수신된 충/방전 스케줄와 관련된 정보 및/또는 커맨드를 전력망 운용서버 통신 제어기(310, PGCC)와 약속된 통신 프로토콜로 변환 및 가공할 수 있다.
반대로, 통신 프로토콜이 다른 경우, 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)는 전력망 운용서버 통신 제어기(310, PGCC)로부터 수신된 충/방전 스케줄과 관련된 정보 및/또는 커맨드를 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와 약속된 통신 프로토콜로 변환 및 가공할 수 있다.
전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC) 사이의 통신은 로컬 통신 연결과 원격 통신 연결로 분류될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 차량 통신 제어기와 전원 공급 장치 통신 제어기 사이의 로컬 통신 연결을 OSI 계층으로 표현한 도면이다.
도 2를 참조하면, 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)가 로컬로 연결된 경우, 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)는 브리지(20)를 통해 동일 응용 계층 상에서 상호 통신(21)을 수행한다.
전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)의 물리1 계층은 브리지의 물리1 계층과 상호 통신(22)을 수행하고, 브리지(20)의 물리 1계층과 전원 공급 장치 통신 제어기의 물리 1계층이 상호 통신(23)을 수행한다.
브리지(20), 전력선 통신(PLC)을 처리하는 전력선 통신칩, 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)는 동일한 보드(기판)에 구현된 회로에 포함될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기 차량 통신 제어기와 전원 공급 장치 통신 제어기 사이의 원격 통신 연결을 OSI 계층을 이용하여 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 전기 차량 통신 제어기(150)와 전원 공급 장치 통신 제어기(230) 사이의 원격 통신 연결을 위해, 이들 사이에는 브리지(30)와 라우터(31)가 설계될 수 있다. 이때, 브리지(30)는 선택 사항이거나 설계 아키텍쳐에 따라 다수의 브리지로 구성될 수 있다.
브리지(30)와 라우터(31)를 통해 전기 차량 통신 제어기(150)와 전원 공급 장치 통신 제어기(230)는 동일한 응용 계층에서 상호 통신(32)을 수행한다.
전기 차량 통신 제어기(150)의 물리1 계층과 브리지(30)의 물리 1계층이 상호 통신(33)을 수행하고, 브리지(30)의 물리2계층과 라우터(31)의 물리2계층이 상호 통신(34)을 수행한다. 그리고, 라우터(31)의 물리3계층과 전원 공급 장치 통신 제어기(230)의 물리3 계층이 상호 통신(35)을 수행한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전원 공급 장치 통신 제어기와 전력망 통신 제어기 사이의 통신 연결을 OSI 계층을 이용하여 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 전원 공급 장치 통신 제어기(230)와 전력망 통신 제어기(310)사이의 통신 연결을 위해, 이들 사이에 게이트웨이(40)와 라우터(41)가 설계될 수 있다. 라우터(41)의 설계는 선택적일 수 있다.
게이트웨이(40), 라우터(41), 전력선 통신 칩 및 전원 공급 장치 통신 제어기(310)는 동일한 보드에 실장되어 하나의 회로로 구성될 수 있다.
전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)의 응용 계층은 게이트웨이(40)의 응용1계층과 상호 통신을 수행하고, 게이트웨이의 응용2계층은 라우터(41)를 통해 전력망 통신 제어기(310)의 응용계층과 상호 통신을 수행한다.
전원 공급 장치 통신 제어기(230)의 물리1계층은 게이트웨이(40)의 물리1계층과 상호 통신을 수행하고, 게이트웨이(40)의 물리2계층은 라우터(41)의 물리2계층과 상호 통신을 수행한다. 그리고 라우터(41)의 물리3계층은 전력망 통신 제어기(310)의 물리3계층과 상호 통신을 수행한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 충전 시나리오를 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 먼저, 511에서, 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC) 사이의 통신 설정(communication setup)이 수행된다.
통신 설정은 IP 주소 할당, SECC 탐색, TCP 또는 TLS 연결 설정, V2G 통신 세션 설정과 같은 절차들을 포함할 수 있다.
V2G 통신 세션(communication session)은 V2G 메시지를 교환하기 위한 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC) 간의 세션일 수 있다.
V2G 메시지는 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)가 응용 계층에서 교환하는 메시지일 수 있다.
통신 설정은 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC)가 통신 프로토콜 버전에 대한 정보를 교환하는 과정을 더 포함할 수 있다.
이어, 512에서, 통신 설정이 완료되면, 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)와 전원 공급 장치 통신 제어기(230, SECC) 사이에서, 식별, 인증 및 승인 과정이 수행된다.
전원 공급 장치(200)는 전기 차량(100)이 충전 또는 방전 대상인지 확인하기 위한 인증 처리를 수행한다. 예를 들면, 전원 공급 장치 통신 제어기(SECC, 230)와 전기 차량 통신 제어기(EVCC, 150)는 각자의 ID를 교환한다. 전원 공급 장치 통신 제어기(SECC, 230)는 자신의 ID(EVSE ID)와 연관된 전기 차량 통신 제어기의 ID(계약 ID)를 전력망 운용 서버(300)로 전달할 수 있다.
승인 처리는 전기 차량 통신 제어기(EVCC, 150)에 의해 시작된다.
전원 공급 장치 통신 제어기(SECC, 230)는 자신의 ID(EVSE ID)와 연관된 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)의 ID를 전력망 운용 서버(300)로 전달하는 경우, 전력망 운용 서버(300)는 전기 차량(100)에 대한 인증 및 승인 처리에 참여할 수 있다. 여기서, 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)의 ID는 전기 차량 통신 제어기(150, EVCC)의 고유 식별 코드, 계약 ID, 차량 ID 또는 차량 사용자의 ID 등일 수 있다.
이어, 513에서, 인증 및 승인 처리가 성공적으로 완료되면, 전기 차량(100)의 배터리 상태를 확인하는 과정이 수행된다.
배터리 상태의 확인은 방전 스케줄 설정에 필요한 절차이다. 방전 스케줄 설정을 위한 정보는, 예를 들면, 배터리 용량(Bat_kWh), 배터리 전압(Bat_voltage), 배터리의 현재 SOC 값(Bat_SOC) 등을 포함할 수 있다.
이어, 514에서, 배터리 상태를 확인 이후, 충전 스케줄을 설정하는 과정이 수행된다.
충전 스케줄 설정은 충전과 관련된 목표 설정일 수 있다. 충전과 관련된 목표 설정은 충전 프로세스와 관련된 시간, 충전 에너지양, 충전 방식 등을 설정하는 것일 수 있다. 충전 방식 설정은 빠른 충전 방식 및/또는 가장 저렴한 충전 방식의 선택일 수 있다.
이어, 515에서, 충전 스케줄 설정이 완료되면, 충전과 관련된 비용 확인 과정(cost check)이 수행된다. 비용 확인 과정은 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이에서 수행되는 식별, 인증 및 승인과 관련된 메시지들의 교환일 수 있다.
충전과 관련된 비용은 차량 사용자가 전원 공급 장치(200)의 지불 장치(240)를 통해 전원 공급 장치에게 지급해야 하는 비용이다.
이어, 516에서, 방전 비용 확인이 성공적으로 완료되면, 전기 차량(100)이 전원 공급 장치(200)로 방전 준비가 완료되었음을 알리거나, 반대로 전원 공급 장치(200)가 전기 차량으로 방전 준비가 완료되었음을 알린다.
전기 차량(100)과 전원 공급 장치(200)는 상대방으로부터 충전 준비 완료와 관련된 메시지(Char_ready, Offchar_ready)를 수신하면, 충전이 시작된다.
이어, 517에서, 방전 준비 과정이 성공적으로 완료되면, 전기 차량(100, EV) 내의 온 보드 충전기(120)로부터 전원 공급 장치(200, EVSE) 내의 오프 보드 충전기(210)로 방전 에너지가 전달되는 방전이 시작되고, 전력망 운용 서버(300)의 사용자 기기 인터페이스(320)가 방전 진행 상황을 표시하는 과정이 수행된다.
이어, 518A에서, 충전 진행 중에 사용자 개입에 의한 충전 중지(discharge stop) 과정이 수행되거나, 518B에서, 충전 스케줄에 의한 정상적인 충전 종료(discharge finish) 과정이 수행된다.
충전 중지(charge stop)는 충전 진행 중에 차량 사용자, 전원 공급 장치(200)의 운영자 또는 전력망 운용 서버(300)의 운영자에 의해 방전 프로세스를 강제로 중지하는 과정일 수 있다.
이러한 충전 중지(charge stop)는 전기 차량(100), 전원 공급 장치(200) 및 전력망 운용 서버(300)에 각각 설치된 사용자 기기 인터페이스(140, 220 및 320)에 의해 수행될 수 있다.
충전 종료(charge finish)는 충전 스케줄에 따라 예약된 충전 종료 시간에 충전이 정상적으로 종료(finish)되는 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 시나리오를 기반으로 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이에서 교환되는 메시지 흐름도로서, 전기 차량에서 충전 스케줄을 설정하는 경우의 메시지 흐름도이다.
전기 차량 통신 제어기(150), 전원 공급 장치 통신 제어기(230) 및 전력망 통신 제어기(310) 간에 통신 설정이 완료되면, 상기 개체들(120, 140, 150, 210, 230, 300)은 도 6에 도시된 바와 같은 메시지들을 교환한다.
도 6에 도시한 메시지들은 '데이터', '신호', '정보', '코드' 또는 '커맨드' 중에서 어느 하나의 용어로 대체될 수 있으며, 도 2내지 4에 도시된 바와 같이, 응용 계층에서 교환되는 메시지일 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니다. 즉, 도 6에 도시한 메시지들은 다른 계층에서 교환되는 메시지들로 정의될 수도 있다.
도 6에 도시한 메시지들이 수직 방향으로 배열되어 있으나, 이것은 한 개체에서 다른 개체로 송신되는 메시지의 송신 순서를 나타내기 위한 배열로 해석될 필요는 없다. 그러므로, 도 6에서 메시지 A가 메시지 B의 위쪽에 나타나더라도 메시지 B가 먼저 송신된 후에 메시지 A가 송신될 수도 있다.
특별히 한정하는 것은 아니지만, 도 6에 도시한 각 메시지는 헤더와 페이로드로 구성된 메시지 구조를 가질 수 있다. 헤더에는 페이로드 처리를 위한 정보가 기록될 수 있으며, 예를 들면, 헤더에는 프로토콜 버전, 페이로드 타입, 페이로드 길이(또는 메시지 길이)가 기록될 수 있다. 페이로드에는 응용 데이터(예, 도 6에 도시한 각 메시지)가 기록될 수 있다. 페이로드에 기록되는 각 메시지는, 다수의 비트 배열 또는 'O' 또는 '1'의 플래그 값으로 표현될 수 있다.
이하, 도 6에 도시한 각 메시지에 대해 상세히 설명하기로 한다.
전력망 운용 서버(300)는 판매 요금표(Sales tariff table)와 관련된 메시지들을 전기 차량(210)으로 전송한다. 판매 요금표와 관련된 메시지는 Grid_time_cost, Gen_time_cost_change, Grid_day_cost, Grid_night_cost 등을 포함한다.
Grid_time_cost
상기 메시지(Grid_time_cost)는 지역 계통 상황(local grid situation) 또는 계통 스케줄에 따른 시간대별 충전 비용과 관련된 정보를 지시(indicate)하거나 이를 포함하는 것일 수 있다.
충전 비용은 전원 공급 장치(200)의 오프 보드 충전기(210)로부터 전기 차량(100)의 온 보드 충전기(120)로 전달되는 충전 프로세스 또는 오프 보드 충전기(210)를 경유하여 전력망(400)으로부터 전기 차량(100)의 온 보드 충전기(120)로 전달되는 충전 프로세스를 수행하기 위해, 전기 차량(차량 사용자)이 전원 공급 장치(200) 또는 전력망 운영 서버(300)에게 지급해야 하는 비용이다.
상기 메시지(Grid_time_cost)는 전력망 통신 제어기(210), 전원 공급 장치 통신 제어기(210) 및 전기 차량 통신 제어기(150)를 경유하여 전력망 운용 서버(300)로부터 전기 차량(100)으로 송신된다.
상기 메시지(Grid_time_cost)의 통신 경로에서 전원 공급 장치 통신 제어기(210)와 전력망 통신 제어기(310) 사이에는 게이트웨이 및/또는 라우터가 더 존재할 수 있다.
이하, 특별한 언급이 없는 한, 전원 공급 장치 통신 제어기(210)와 전력망 통신 제어기(310) 사이의 통신 경로에는 게이트웨이 및/또는 라우터가 더 존재하는 것으로 가정한다.
온 보드 충전기(120)는 전기 차량 통신 제어기(120)를 통해 수신된 상기 메시지(Grid_time_cost)를 사용자 기기 인터페이스(140)로 전달하고, 사용자 기기 인터페이스(140)는 상기 메시지(Grid_time_cost)를 표시하여, 차량 사용자에게 제공한다.
상기 메시지(Grid_time_cost)는 충전 스케줄 설정(또는 충전 스케줄 생성)에 활용된다. 예를 들면, 차량 사용자는 상기 메시지(Grid_time_cost)를 확인하여 최적의 충전 시간(충전 예약 시간)을 설정할 수 있다. 여기서, 최적의 충전 시간은 전기 차량(100)이 가장 낮은 충전 비용으로 충전 프로세스를 수행할 수 있는 시간을 의미한다.
충전 시간은 아래에서 설명될 충전 시작 시간(Char_start_time)과 충전 종료 시간(Char_finish_time)을 포함한다.
Grid_time_cost_change
상기 메시지(Gen_time_cost_change)는 지역 계통 상황(local grid situation) 또는 계통 스케줄에 따른 시간대별 충전 비용의 변동량과 관련된 정보를 지시(indicate)하거나 포함한다.
상기 메시지(Grid_time_cost_change)는 전력망 통신 제어기(210), 전원 공급 장치 통신 제어기(210) 및 전기 차량 통신 제어기(150)를 경유하여 전력망 운용 서버(300)로부터 전기 차량(100)으로 송신된다. 상기 메시지(Gen_time_cost_change)는 충전 스케줄 설정에 활용된다.
Grid_day_cost
상기 메시지(Grid_day_cost)는 지역 계통 상황(local grid situation) 또는 계통 스케줄을 기반으로 일별 주간 시간대의 방전 비용과 관련된 정보를 지시(indicate)하거나 포함하는 것일 수 있다.
상기 메시지(Grid_day_cost)는 전력망 통신 제어기(210), 전원 공급 장치 통신 제어기(210) 및 전기 차량 통신 제어기(150)를 경유하여 전력망 운용 서버(300)로부터 전기 차량(100)으로 송신된다.
상기 메시지(Grid_day_cost)는, 예를 들면, 최적의 충전 시간과 관련된 충전 스케줄 설정(Char_schedule)에 활용된다.
Grid_night_cost
상기 메시지(Grid_night_cost)는 지역 계통 상황(local grid situation) 또는 계통 스케줄을 기반으로 일별 야간 시간대의 충전 비용과 관련된 정보를 지시하거나 포함하는 것일 수 있다.
상기 메시지(Grid_night_cost)는 전력망 통신 제어기(210), 전원 공급 장치 통신 제어기(210) 및 전기 차량 통신 제어기(150)를 경유하여 전력망 운용 서버(300)로부터 전기 차량(100)으로 송신된다.
상기 메시지(Grid_night_cost)는, 예를 들면, 최적의 충전 시간 설정과 관련된 충전 스케줄(Char_schedule) 설정(또는 생성)에 활용된다.
전력망 운용 서버(300)는 상기 메시지들(Gen_time_cost, Gen_time_cost_change, Grid_day_cost, Grid_night_cost)을 전기 차량(100)에게 개별적으로 제공하거나, 상기 메시지들(Gen_time_cost, Gen_time_cost_change, Grid_day_cost, Grid_night_cost)을 판매 요금표(Sales tariff table)에 통합하여 전기 차량(100)에게 제공할 수도 있다.
Grid_energy_limit
상기 메시지(Grid_energy_limit)는 전력망(400)에서 지역 계통 상황(local grid situation)에 따라 방전 에너지양 제한이 필요한 경우, 그 제한값을 지시하거나 포함하는 것일 수 있다.
상기 메시지(Grid_energy_limit)는 전력망 통신 제어기(210), 전원 공급 장치 통신 제어기(210) 및 전기 차량 통신 제어기(150)를 경유하여 전력망 운용 서버(300)로부터 전기 차량(100)으로 송신된다.
Offgen_day_cost
상기 메시지(Offgen_day_cost)는 오프 보드 충전기 별로 서로 다르게 설정된 충전 비용과 관련된 정보를 지시하거나 포함하는 것일 수 있다.
상기 메시지(Offgen_day_cost)는 전원 공급 장치 통신 제어기(210) 및 전기 차량 통신 제어기(150)를 경유하여 오프 보드 충전기(210)로부터 전기 차량(100)으로 송신된다.
도 1에서는 하나의 오프 보드 충전기(210)를 도시하고 있으나, 전원 공급 장치(200) 내에 다수의 오프 보드 충전기가 존재하는 경우, 각 오프 보드 충전기는 다른 오프 보드 충전기와는 다른 충전 비용을 책정할 수 있다.
각 오프 보드 충전기는 상기 메시지(Offgen_day_cost)를 전기 차량(100)에게 전달함으로써, 전기 차량(100)의 차량 사용자는 오프 보드 충전기 별 충전 비용을 확인한 후 적절한 오프 보드 충전기를 선택하여 충전 프로세스를 진행할 수 있다.
상기 메시지(Offchar_day_cost) 또한 충전 스케줄(Char_schedule)을 설정(또는 생성)하는데 활용된다.
온 보드 충전기(120)는 전기 차량 통신 제어기(150)를 통해 수신한 상기 메시지들(Gen_time_cost, Gen_time_cost_change, Grid_day_cost, Grid_night_cost, Offgen_day_cost)을 HMI(140)로 전달하고, HMI(140)는 차량 사용자가 확인 가능하도록 상기 메시지들(Gen_time_cost, Gen_time_cost_change, Grid_day_cost, Grid_night_cost, Offgen_day_cost)을 표시한다.
차량 사용자는 HMI(140)를 통해 표시되는 상기 메시지들(Gen_time_cost, Gen_time_cost_change, Grid_day_cost, Grid_night_cost, Offgen_day_cost)을 확인한 후, 적절한 충전 스케줄(Char_schedule)을 설정한다. 예를 들면, 차량 사용자는 최적의 충전 시작 시간 및 충전 종료 시간 등을 설정한다.
Bat_kWh, Bat_voltage 및 Bat_SOC
상기 메시지들(Bat_kWh, Bat_voltage 및 Bat_SOC)은 BMS(160)로부터 HMI(140)로 전달되고, HMI(140)는 상기 메시지지들(Bat_kWh, Bat_voltage 및 Bat_SOC)을 표시하여 충전 스케줄을 설정하도록 차량 사용자에게 제공한다.
또한, 상기 메시지들(Bat_kWh, Bat_voltage 및 Bat_SOC)은 BMS(160)로부터 온 보드 충전기(120)로 전달된다.
상기 메시지(Bat_kWh)는 차량 배터리(100)의 현재 배터리 용량과 관련된 정보(현재 배터리 용량 정보)를 지시(indicate)하거나 포함하는 것일 수 있다.
온 보드 충전기(210)는 배터리 용량 정보를 기반으로 충전 시간을 계산한다. 충전 시간은 충전 시작 시간과 충전 종료 시간일 수 있다. 또는 충전 시간은 차량 사용자가 설정한 충전 에너지량(Char_energy)에 도달하는 데 걸리는 시간일 수 있다. 충전 시간은 충전 스케줄(char_schedule)을 설정(생성)하는데 활용된다.
상기 메시지(Bat_voltage)는 배터리 전압 정보를 지시(indicate)하거나 포함하는 것일 수 있다. 온 보드 충전기(120)는 배터리 전압 정보를 이용하여 배터리 전압 이상 여부를 판단하고, 충전 시간을 계산한다.
온 보드 충전기(120)는 배터리 전압 정보를 이용하여 여름에 고온시 배터리 전압 이상 여부를 판단하고, 충전 시간(충전 시작 시간 및 충전 종료 시간)을 계산하는데 활용한다.
온 보드 충전기(120)는 배터리 전압 정보를 이용하여 겨울에 저온시 배터리 전압 이상여부를 판단하고, 그 판단 결과는 충전 시간(충전 시작 시간 및 방전 종료 시간)을 계산하는데 활용된다.
상기 메시지(Bat_SOC)는 차량 배터리의 현재 배터리 충전 상태(State Of Charge)와 관련된 정보를 지시(indicate)하거나 포함하는 것일 수 있다.
온 보드 충전기는 현재 배터리 충전 상태(State Of Charge)와 관련된 정보를 충전 시간(충전 시작 시간 및 충전 종료 시간)을 계산하는데 활용한다.
배터리 충전 상태(State Of Charge: SOC)는 차량 배터리가 현재 방전 가능하지를 판단하는 기준으로 활용된다. 예를 들면, 온 보드 충전기(120)는 현재의 SOC 값이 사전에 설정한 충전 가능한 SOC 범위에 속하는지를 판단한다.
현재의 SOC값이 계절별로 다르게 설정된 충전 가능한 SOC 범위에 속하면, 충전 프로세스를 시작하고, 그 반대이면 충전 프로세스는 시작되지 않는다.
예를 들면, 온 보드 충전기(120)는 현재 SOC값을 확인하여 현재 SOC값이 봄/가을에 설정된 충전 가능한 SOC 범위에 속하는지를 판단한다. 또한, 온 보드 충전기(120)는 현재 SOC값을 확인하여 현재 SOC값가 여름/겨울에 설정된 충전 가능한 SOC 범위에 속하는지를 판단한다.
Char_energy
상기 메시지(Char_energy)는 온 보드 충전기가 오프 보드 충전기로 전달하고자 하는 충전 에너지양을 지시(indicate)하거나 포함하는 것일 수 있다.
차량 사용자는 HMI(140)를 통해 방전 에너지양을 설정한다. 예를 들면, 차량 사용자는 전력망 서버(300)로부터 제공된 판매 요금표, 오프 보드 충전기로부터 제공된 Offchar_day_cost, BMS(160)로부터 제공된 Bat_kWh, Bat_voltage 및 Bat_SOC을 종합적으로 고려하여 충전 에너지양을 설정한다.
Char_start_time
상기 메시지(Char_start_time)는 충전 시작 시간을 지시(indicate)하거나 포함하는 것일 수 있다.
상기 메시지(Char_start_time)는 전기 차량 통신 제어기(150), 전원 공급 장치 통신 제어기(230)를 경유하여 전원 공급 장치(200) 또는 오프 보드 충전기(210)로 송신된다.
상기 메시지(Char_start_time)는 전기 차량 통신 제어기(150), 전원 공급 장치 통신 제어기(230) 및 전력망 통신 제어기를 경유하여 전력망 운용 서버(300)로 송신된다.
차량 사용자는 HMI(140)를 통해 충전 시작 시간을 설정한다. 충전 에너지양 설정과 유사하게, 차량 사용자는 전력망 서버(300)로부터 제공된 판매 요금표, 오프 보드 충전기(210)로부터 제공된 Offchar_day_cost, BMS로부터 제공된 Bat_kWh, Bat_voltage 및 Bat_SOC을 확인한 후 HMI(140)의 입력 기능을 이용하여 충전 시작 시간을 설정한다.
예를 들면, 차량 사용자는 Gen_time_cost, Gen_time_cost_change, Grid_day_cost, Grid_night_cost, Offgen_day_cost)을 HMI(140)를 통해 확인한 후 지급해야하는 충전 비용이 가장 낮은 충전 시작 시간을 설정 및 예약한다.
일 예에서, 차량 사용자는 HMI(140)를 통해 주간 시간 및 야간 시간 별 충전 비용(충전 요금)을 확인하여 충전 비용이 가장 낮은 충전 시작 시간을 설정 및 예약한다.
다른 예에서, 차량 사용자는 일별 또는 시간대별 변동하는 충전 비용을 확인하여 충전 비용이 가장 낮은 충전 시작 시간을 설정 및 예약한다.
Char_finish_time
상기 메시지(Char_finish_time)는 충전 종료 시간을 지시(indicate)하거나 포함하는 것일 수 있다.
상기 메시지(Char_finish_time)는 전기 차량 통신 제어기(150), 전원 공급 장치 통신 제어기(230)를 경유하여 오프 보드 충전기(210)로 송신된다.
또한, 상기 메시지(Char_finish_time)는 전기 차량 통신 제어기(150), 전원 공급 장치 통신 제어기(230) 및 전력망 통신 제어기(310)를 경유하여 전력망 운용 서버(300)의 제어 유닛(330)으로 송신된다.
차량 사용자는 오프 보드 충전기(210) 또는/및 전력 운용 서버(300)로부터 수신된 상기 메시지들(Grid_time_cost, Grid_time_cost_change, Grid_day_cost, Grid_night_cost, Offchar_day_cost)과 상기 메시지들(Bat_kWh, Bat_voltage, Bat_SOC)을 HMI(140)를 통해 확인한 후, 지급해야 하는 충전 비용이 가장 낮은 최적의 충전 종료 시간을 HMI(140)를 통해 설정 및 예약한다.
Drive_distance
상기 메시지(Drive_distance)는 전기 차량의 주행 거리와 관련된 정보를 지시하거나 포함하는 것일 수 있다. 여기서 주행 거리는 차량 사용자가 전기 차량을 이용하여 이동하고자 하는 거리이다.
차량 사용자가 HMI(140)에 전기 차량(100)의 주행 거리(또는 이동 거리)를 입력하면, HMI(140)는 주행 거리를 온 보드 충전기(120)로 전달하고, 온 보드 충전기(120)는 HMI(140)를 통해 입력된 주행 거리를 기반으로 충전 스케줄을 설정한다. 온 보드 충전기(120)는 HMI(140)로부터 입력된 주행 거리를 기반으로 충전 에너지양(Char_energy)을 자동으로 계산한다.
예를 들면, 전기 차량(100)이 차량 배터리의 현재 배터리 용량에서 이동할 수 있는 최대 주행 거리가 차량 사용자가 HMI(140)를 통해 입력한 주행 거리보다 작은 경우, 온 보드 충전기(120)는 전기 차량(100)이 현재 배터리 용량에서 이동할 수 있는 최대 주행 거리와 차량 사용자가 HMI(140)를 통해 입력한 주행 거리 간의 차이값에 대응하는 충전 에너지양을 계산한다.
반대로, 전기 차량(100)이 현재 배터리 용량에서 이동할 수 있는 최대 주행 거리가 차량 사용자가 입력한 주행 거리보다 크거나 동일한 경우, 온 보드 충전기(120)는 충전 에너지양을 계산하지 않는다.
온 보드 충전기(120)는 차량 사용자가 입력한 주행 거리를 기반으로 계산된 충전 에너지양을 HMI(140)로 전달하고, HMI(140)는 차량 사용자가 확인하도록 상기 계산된 충전 에너지양을 표시한다.
상기 메시지(Drive_distance)는 전기 차량(100)의 통신 제어기(150)로부터 전원 공급 장치(200)의 통신 제어기(230)로 송신되거나, 전원 공급 장치(200)의 통신 제어기(230)를 경유하여 전력망 운영 서버(300)의 전력망 통신 제어기(310)로 송신된다.
Char_schedule
상기 메시지(Char_schedule)는 상기 메시지들(Char_energy, Char_start_time, Char_finish_time 및 Drive_distance)을 포함하는 충전 스케줄과 관련된 정보를 지시(indicate)하거나 포함하는 것일 수 있다.
상기 메시지(Char_schedule)는 전기 차량(100)의 통신 제어기(150)로부터 전원 공급 장치(200)의 통신 제어기(230)로 송신되거나, 전원 공급 장치(200)의 통신 제어기(230)를 경유하여 전력망 운영 서버(300)의 전력망 통신 제어기(310)로 송신된다.
상기 메시지들(Char_energy, Char_start_time, Char_finish_time 및 Drive_distance)은 개별적으로 전원 공급 장치(200)의 통신 제어기(230) 또는 전력망 운영 서버(300)의 전력망 통신 제어기(310)로 송신되거나 상기 메시지(Char_schedule)로 통합되어 전원 공급 장치(200)의 통신 제어기(230) 또는 전력망 운영 서버(300)의 전력망 통신 제어기(310)로 송신될 수 있다.
Authorize_code
상기 메시지(Authorize_code)는 차량 사용자의 승인 코드를 지시(indicate)하거나 이를 포함하는 것일 수 있다. 상기 메시지(Authorize_code)는 HMI(140)로부터 온 보드 충전기(120)로 전달된다.
승인 코드는 차량별로 할당된 특수 코드로 비용 정산을 위해 활용되는 개인 정보이다.
Authorize_response
상기 메시지(Authorize_response)는 온 보드 충전기(120)로부터 HMI(140)로 전송되는 메시지로서, 상기 메시지(Authorize_code)에 대한 응답 메시지이다.
Data_integrity_check
상기 메시지(Data_integrity_check)는 HMI(140)로부터 온 보드 충전기(120)로 전송되는 메시지로서, 데이터 무결성 확인을 위한 식별 코드를 확인하는 용도로 활용된다.
Cost_authorize_request
상기 메시지(Cost_authorize_request)는 충전 비용에 대한 승인을 요청하는 메시지로서, 전원 공급 장치(200)로부터 전기 차량(100)으로 송신된다.
상기 메시지(Cost_authorize_request)는 전원 공급 장치(200)에서 계산한 충전 비용과 관련된 정보를 포함하도록 구성될 수 있다.
충전 비용은 전기 차량(100)의 충전시 차량 사용자가 전원 공급 장치(200) 내의 지불 장치(240)를 통해 지불해야하는 충전 비용(Cost_calc)을 계산한다.
충전 비용 계산은 전원 공급 장치(200) 내의 오프 보드 충전기(210) 또는 오프 보드 충전기(210)에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 오프 보드 충전기(210)는 전원 공급 장치 통신 제어기(230)를 통해 전기 차량(100)으로부터 충전 스케줄을(Char_schedule)을 수신하고, 수신된 충전 스케줄을 기반으로 충전 비용을 계산한다.
충전 스케줄을(Char_schedule)이 전기 차량으로부터 전원 공급 장치를 경유하여 전력망 운용 서버로 송신되는 경우, 충전 비용 계산은 전력망 운용 서버(300)에서 수행될 수도 있다. 이 경우, 전력망 운용 서버가 상기 메시지(Cost_authorize_request)를 전원 공급 장치(200) 및/또는 전기 차량(100)으로 송신할 수 있다.
전기 차량(100)이 상기 메시지(Cost_authorize_request)를 수신하면, 상기 메시지(Cost_authorize_request)에 포함된 충전 비용(Cost_calc)을 HMI(140)로 전달하고, HMI(140)는 차량 사용자가 확인하도록 충전 비용(Cost_calc)을 표시한다. 차량 사용자는 HMI(140)로부터 표시된 충전 비용 정보를 확인하고, 그 승인여부를 결정한다.
충전 비용에 대한 승인 결정은 전력망 운용 서버(300)에서도 수행될 수 있다. 이 경우, 전원 공급 장치(200)는 상기 메시지(Cost_authorize_request)를 전력망 운용 서버(300)로 송신하고, 전력망 운용 서버(300)의 운영자는 HMI(320)를 통해 충전 비용을 확인하고, 그 승인여부를 결정한다.
Cost_authorize
상기 메시지(Cost_authorize)는 상기 메시지(Cost_authorize_request)에 대한 응답으로서, 오프 보드 충전기(210)에서 계산된 충전 비용에 대한 승인을 나타내는 메시지이다.
도 6에서는 상기 메시지(Cost_authorize)가 전기 차량(100)으로부터 전원 공급 장치(200)로 송신되는 예를 도시하고 있으나, 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전력망 운용 서버(300)로도 송신될 수 있다.
오프 보드 충전기(210)는 승인 메시지(Cost_authorize)를 수신한 후, 이를 HMI(220)를 통해 오프 보드 충전기(210)의 관리자(전기 공급자 또는 운영자)가 확인하도록 표시한다.
오프 보드 충전기(210)의 관리자는 HMI(220)로부터 표시된 승인 메시지(Cost_authorize)를 확인하면, 충전 준비를 시작한다.
Char_ready
상기 메시지(Char_ready)는 충전 준비가 완료되었음을 알리는 메시지로서, 온 보드 충전기(120)와 오프 보드 충전기(230)가 각자의 통신 제어기를 통해 상호 교환하는 메시지이다.
상기 메시지(Char_ready)의 교환이 완료되면, 온 보드 충전기(120)와 오프 보드 충전기(230)는 전기 차량에서 설정한 충전 스케줄(Gen_schedule)에 따라 충전을 시작한다.
Car_energy_stop
상기 메시지(Car_energy_stop)는, 전기 차량(100)의 충전이 진행하는 동안, 차량 사용자가 충전을 강제 중지시키기 위해, 전기 차량(100)으로부터 전원 공급 장치(200) 또는 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전력망 운용 서버(300)로 전송되는 메시지이다.
차량 사용자가 HMI(140)를 통해 충전 프로세스의 강제 중지 명령어를 입력하면, HMI(140)는 상기 명령어에 대응하는 상기 메시지(Car_energy_stop)를 온 보드 충전기(120)로 전달하고, 온 보드 충전기(120)는 상기 메시지(Car_energy_stop)를 전기 차량 통신 제어기(150)를 통해 전원 공급 장치 통신 제어기(230)로 전송한다.
전원 공급 장치 통신 제어기(230)는 전기 차량 통신 제어기(150)로부터 수신된 상기 메시지(Car_energy_stop)를 오프 보드 충전기(210)로 전달하고, 오프 보드 충전기는 상기 메시지(Car_energy_stop)에 응답하여 충전 프로세스를 중지한다.
또한, 전원 공급 장치 통신 제어기(230)는 전기 차량 통신 제어기(150)로부터 수신된 상기 메시지(Car_energy_stop)를 전력망 운영 서버(300)의 전력망 통신 제어기(310)로 전송하여 충전 프로세스의 중지를 전력망 운영 서버(300)에게 알린다.
전원 공급 장치(200) 및/또는 전력망 운영 서버(300)는 상기 메시지(Car_energy_stop)의 수신하면, 상기 충전 스케줄에 따라 결정된 충전 종료 시간을 생략하고 충전 프로세스를 즉시 중지한다.
한편, 차량 사용자는 전기 차량(100)의 충전을 즉시 중지시킬 필요가 있는 경우, HMI(140)에 의해 표시되는 충전 중지 버튼 또는 전기 차량(100) 내에 설치된 물리적 버튼을 이용하여 충전 중지 프로세스를 중지시킬 수 있다.
Char_cost_refund
상기 메시지(Char_cost_refund)는, 상기 메시지(Car_energy_stop)에 의해 충전 프로세스가 강제 중지된 경우, 차량 사용자가 전원 공급 장치(200)의 지불 장치(240)에게 지불하는 충전비용에서 차감되는 반환 비용과 관련된 정보를 지시하거나 포함하는 것일 수 있다.
반환 비용은 차량 사용자에 의해 설정된 충전 에너지양에 따라 계산된 충전 비용과 상기 충전 프로세스가 강제 중지 시점까지 충전된 에너지양에 따라 계산된 비용 간의 차이 비용이다.
상기 반환 비용 계산은 전원 공급 장치(200)에서 수행된다. 예를 들면, 상기 반환 비용 계산은 전원 공급 장치(200) 내의 오프 보드 충전기(210)에서 수행될 수 있다.
다르게, 상기 반환 비용 계산은 전력망 운용 서버(300)에서 수행될 수도 있다. 예를 들면, 상기 반환 비용 계산은 전력망 운용 서버(300)의 제어 유닛(330)에서 수행될 수 있다.
CO 2 diminish_sum
상기 메시지(CO2 diminish_sum)는 전기 차량(100)의 에너지 사용량을 기반으로 계산된 이산화탄소(CO2) 감소량 또는 CO2 감소량을 적산한 값과 관련된 정보를 지시(indicate)하거나 포함하는 것으로, 전기 차량(100) 내의 온 보드 충전기(120)로부터 전원 공급 장치(200) 내의 오프 보드 충전기(210) 또는 전력망 운영 서버(300)로 전송된다.
온 보드 충전기(120)는 전기 차량(100)의 에너지 사용량을 주기적으로 수집하고, 수집된 에너지 사용량을 기반으로 CO2 감소량을 계산한다.
CO2 감소량은 에너지 사용량과 CO2 감소량 간의 매핑 관계를 나타내는 변환 테이블 또는 변환식에 의해 계산될 수 있다. 변환 테이블 또는 변환식은 전원 공급 장치(210) 또는 전력망 운용 서버(300)로부터 제공될 수 있다.
에너지 사용량은 차량 배터리(110)에 충전된 전기 에너지의 사용량으로, 주행 거리 및 주행 속도를 기반으로 계산되며, 이러한 에너지 사용량은, 예를 들면, BMS로부터 제공될 수 있다. 물론 온 보드 충전기(120)가 BMS(160)로부터 제공되는 배터리 정보를 기반으로 에너지 사용량을 계산할 수 있다. 에너지 사용량은, 예를 들면, SOC값, 전력 사용량, 등일 수 있다.
또한, 에너지 사용량은 충전 에너지양 및 방전 에너지양 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
이러한 에너지 사용량에 따른 CO2 감소량 계산은 BMS에서 수행될 수 있으며, 이 경우, BMS는 계산한 CO2 감소량을 온 보드 충전기(120)로 제공한다.
온 보드 충전기(120)는 CO2 감소량을 HMI(140)로 전달하고, HMI(140)는 CO2 감소량을 표시하여, 차량 사용자에게 제공할 수 있다.
CO2 감소량은 CO2 배출 규제에 참여한 차량 사용자에게 크레딧(credit) 또는 인센티브를 제공하기 위한 용도로 활용된다. 예를 들면, CO2 감소량은 전기 차량의 충전시 차량 사용자가 전원 공급 장치(200) 내의 지불 장치(240)에 지불해야하는 충전 비용에서 공제되는 비용 계산에 활용될 수 있다.
이러한 인센티브 비용 또는 공제 비용의 계산은 전원 공급 장치(210) 또는 전력망 운용 서버(300)에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 오프 보드 충전기(210)가 전원 공급 장치 통신 제어기(230)를 통해 수신한 CO2 감소량을 기반으로 인센티브 비용 또는 공제 비용을 계산할 수 있다.
계산된 인센티브 비용 또는 공제 비용은 전기 차량(100)으로 전송되고, 전기 차량(100) 내의 HMI(140)를 통해 표시하고, 차량 사용자는 HMI(140)를 통해 표시되는 인센티브 비용 또는 공제 비용을 확인할 수 있다.
인센티브 비용 또는 공제 비용 계산이 잘못된 경우, 전기 차량(100)은 전원 공급 장치(200) 또는 전력망 운용 서버(300)에게 비용 계산을 재요청하는 메시지를 송신할 수 있다.
차량 사용자는 HMI(140)를 통해 표시되는 인센티브 비용 또는 공제 비용을 확인한 후, 그에 대한 승인 여부를 결정할 수 있다. 도 6에서는 도시하지 않았으나, 전기 차량(100)은 인센티브 비용 또는 공제 비용에 대한 승인 결과를 나타내는 메시지를 전원 공급 장치(100) 또는 전력망 운용 서버(300)로 송신할 수 있다.
인센티브 비용 또는 공제 비용의 계산은 전기 차량(100)에서 수행될 수도 있다. 예를 들면, 전기 차량(100) 내의 온 보드 충전기(120) 또는 전자 제어 유닛(130)에서 CO2 감소량에 대한 인센티브 비용 또는 공제 비용을 계산할 수도 있다. 이 경우, 인센티브 비용 또는 공제 비용에 대한 승인은 전원 공급 장치(200) 또는 전력망 운용 서버(300)에서 수행되고, 승인 메시지는 전원 공급 장치(200) 또는 전력망 운용 서버(300)로부터 전기 차량으로 송신된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이의 메시지 흐름도로서, 이 메시지 흐름도는 전원 공급 장치에서 충전 스케줄을 설정하는 경우의 메시지 흐름도이다.
개체들(120, 140, 150, 210, 230, 300) 사이의 통신 설정이 완료되면, 상기 개체들(120, 140, 150, 210, 230, 300)은 도 7에 도시된 바와 같은 메시지들을 교환한다.
도7의 메시지들은 '데이터', '신호', '정보', '코드' 또는 '커맨드' 중에서 어느 하나의 용어로 대체될 수 있으며, 도 2내지 4에 도시된 바와 같이, 응용 계층에서 교환되는 메시지일 수 있고, 이에 한정하지 않고, 다른 계층에서 교환되는 메시지일 수도 있다.
도7에서 메시지들이 수직 방향으로 배열되어 있으나, 이것은 메시지 송신 순서를 나타내기 위한 배열로 해석될 필요는 없다. 그러므로, 설계에 따라, 메시지 A가 메시지 B의 위쪽에 나타나더라도 메시지 B가 먼저 송신된 후에 메시지 A가 송신될 수도 있다.
도 7의 메시지 구조는 도 6에서 설명한 메시지 구조와 유사하게 헤더와 페이로드로 구성될 수 있으며, 도 7에 도시한 각 메시지 구조에 대한 설명은 도 6에서 설명한 메시지 구조에 대한 설명으로 대신한다.
이하, 도 7에 도시한 각 메시지에 대해 상세히 설명하기로 한다.
Authorize_request
상기 메시지(Authorize_request)는 인증 승인 요청과 관련된 정보를 지시(indicate)하거나 포함하는 것일 수 있다. 인증 승인 요청과 관련된 정보는 오프 보드 충전기(210)의 식별 정보(ID) 또는 전원 공급 장치(200)의 식별 정보(EVSE ID)를 포함하도록 구성될 수 있다.
전원 공급 장치(200)의 운영자(전기 공급자)는 전원 공급 장치(200) 내의 HMI(220)를 통해 인증 승인 요청과 관련된 정보를 입력한다.
오프 보드 충전기(210)는 인증 승인 요청과 관련된 정보를 전원 공급 장치 통신 제어기(230)로 전달하고, 전원 공급 장치 통신 제어기(230)는 인증 승인 요청과 관련된 정보를 전기 차량 통신 제어기(150)와 약속된 통신 프로토콜에 따라 상기 메시지(Authorize_request)로 구성하여 전기 차량 통신 제어기(150)로 전송한다.
전기 차량 통신 제어기(150)는 전원 공급 장치 통신 제어기(230)로부터 수신한 상기 메시지(Authorize_request)를 전기 차량(100) 내의 온 보드 충전기(120)로 전달하고, 온 보드 충전기(120)는 상기 메시지(Authorize_request)를 전기 차량(100) 내의 HMI(140)로 전달한다.
HMI(140)는 차량 사용자가 확인하도록 온 보드 충전기(120)로부터 전달된 상기 메시지(Authorize_request)를 표시한다.
Authorize_request_tryout
상기 메시지(Authorize_request_tryout)는 전기 차량(100)에게 인증 승인을 재요청하는 메시지로서,
Authorize_OK_res
상기 메시지(Authorize_OK_res)는 상기 메시지(Authorize_request)에 대한 응답 메시지로, 전원 공급 장치(200) 또는 전원 공급 장치(200) 내의 오프 보드 충전기(210)에서 요청한 인증 승인을 허가하는 메시지이다.
오프 보드 충전기(210)는 전기 차량(100)으로부터 상기 메시지(Authorize_OK_res)를 수신하면 충전 프로세스를 시작한다.
Authorize_NOK_res
상기 메시지(Authorize_NOK_res)는 상기 메시지(Authorize_request)에 대한 응답 메시지로, 인증 실패 시, 오프 보드 충전기(210)의 인증 승인 요청을 불허하는 메시지이다.
전원 공급 장치(200)가 전기 차량(100)으로부터 상기 메시지(Authorize_NOK_res)를 수신하면, 승인 절차를 종료하거나 상기 메시지(Authorize_request_tryout)를 전기 차량으로 송신하여 인증 승인을 재요청한다.
Bat_kWh, Bat_voltage, Bat_SOC
상기 메시지들(Bat_kWh, Bat_voltage, Bat_SOC)은 도 6을 참조하여 설명한 메시지들(Bat_kWh, Bat_voltage, Bat_SOC)과 동일한 메시지들이다.
상기 메시지들(Bat_kWh, Bat_voltage, Bat_SOC)들은 전원 공급 장치(200)에서 수행되는 충전 스케줄 설정에 활용되며, 전원 공급 장치(200) 내의 HMI(220)를 통해 표시된다.
전원 공급 장치(200)의 운영자(또는 전기 공급자)는 HMI(220)로부터 표시되는 상기 메시지들(Bat_kWh, Bat_voltage, Bat_SOC)을 기반으로 충전 스케줄을 설정한다.
전원 공급 장치(200)에서 수행되는 충전 스케줄 설정은 전원 공급 장치(200)의 운영자(또는 전기 공급자)가 아니라 차량 사용자에 의해 수행될 수도 있다. 예를 들면, 차량 사용자가 전원 공급 장치(200)측으로 이동한 후, 차량 사용자가 충전 스케줄과 관련된 정보들을 전원 공급 장치(200)의 HMI(220)에 입력하는 방식으로 충전 스케줄을 설정할 수도 있다.
Offchar_energy
상기 메시지(Offchar_energy)는 오프 보드 충전기(210)의 충전 에너지양을 지시(indicate)하거나 포함하는 메시지로서, 전원 공급 장치(200)로부터 전기 차량(100)으로 전송된다.
전원 공급 장치(200)의 운영자(전기 공급자) 또는 차량 사용자는 HMI(220)로부터 표시되는 판매 요금표 및/또는 전기 차량(100)으로부터 제공된 상기 메시지들(Bat_kWh, Bat_voltage, Bat_SOC)을 기반으로 충전 에너지량을 설정하고, 그 설정된 충전 에너지양을 HMI(220)에 입력한다.
판매 요금표는 도 6에서 설명한 Grid_time_cost, Grid_time_cost_change, Grid_day_cost, Grid_night_cost를 포함하는 것으로, 전력망 운용 서버(300)로부터 제공된다.
HMI(220)는 충전 에너지양을 오프 보드 충전기(210)로 전달하고, 오프 보드 충전기(210)는 HMI(220)로부터 전달된 충전 에너지양을 전원 공급 장치 통신 제어기(230)를 통해 전기 차량(100)으로 송신한다.
충전 에너지양은 충전 스케줄을 구성하는 정보들 중에 하나일 수 있다. 전원 공급 장치(200)의 운영자 또는 전기 차량(100)의 차량 사용자는 판매 요금표를 기반으로 각자에게 가장 유리한 충전 에너지양을 설정한다.
이러한 충전 에너지양 설정은 전력망 운용 서버(300)에서 수행될 수도 있다. 이 경우, 전력망 운용 서버(300)는 충전 에너지양 설정에 필요한 메시지들 또는 정보들을 전원 공급 장치(200) 또는 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전기 차량(100)으로 부터 수신할 수 있다.
Offchar_start_time
상기 메시지(Offchar_start_time)는 오프 보드 충전기(210)의 충전 시작 시간을 지시(indicate)하거나 포함하는 것으로, 전원 공급 장치(200)로부터 전기 차량(100)으로 전송된다. 상기 메시지(Offgen_start_time)는 충전 스케줄을 구성하는 정보들 중에 하나일 수 있다.
전원 공급 장치(200)의 운영자는 HMI(220)를 이용하여 오프 보드 충전기(210)의 충전 시작 시간을 예약 및 설정한다. 이때, 전원 공급 장치(200)의 운영자는 전원 공급 장치 통신 제어기(230)를 통해 수신된 상기 메시지들(Bat_kWh, Bat_voltage, Bat_SOC) 및 전력망 운용 서버(300)로부터 제공된 판매 요금표를 기반으로 최적의 충전 시작 시간을 예약 및 설정할 수 있다. 여기서, 최적의 충전 시작 시간은 전원 공급 장치(200)의 운영자 또는 차량 사용자가 가장 낮은 충전 비용으로 충전 프로세스를 수행할 수 있는 시간일 수 있다.
충전 시작 시간의 설정은 전원 공급 장치(200)의 운영자가 아니라 차량 사용자에 의해 수행될 수도 있다. 예를 들면, 차량 사용자가 전원 공급 장치(200)로 이동한 후, 전원 공급 장치(200)의 HMI(220)를 이용하여 최적의 충전 시작 시간을 설정할 수도 있다.
충전 시작 시간 설정은 전력망 운용 서버(300)에서 수행될 수도 있다. 이 경우, 전력망 운용 서버(300)는 충전 시작 시간 설정에 필요한 메시지들 또는 정보들을 전원 공급 장치(200) 또는 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전기 차량(100)으로부터 수신할 수 있다.
Offchar_finish_time
상기 메시지(Offgen_finish_time)는 오프 보드 충전기(210)의 충전 종료 시간을 지시하거나 포함하는 것으로, 전원 공급 장치(200)로부터 전기 차량(100)으로 송신된다. 이러한 충전 종료 시간은 충전 스케줄을 구성하는 정보들 중 하나일 수 있다.
충전 종료 시간 설정을 위해, 전원 공급 장치(200)의 운영자는 HMI(220)를 이용하여 오프 보드 충전기(210)의 충전 종료 시간을 예약 및 설정한다. 이때, 전원 공급 장치(200)의 운영자는 전기 차량(100)으로부터 제공된 상기 메시지들(Bat_kWh, Bat_voltage, Bat_SOC) 및 전력망 운용 서버(300)로부터 사전에 제공된 판매 요금표를 기반으로 충전 종료 시간을 예약 및 설정할 수 있다.
충전 종료 시간 설정은 전원 공급 장치(200)의 운영자가 아니라 차량 사용자에 의해 설정될 수도 있다. 예를 들면, 차량 사용자가 전원 공급 장치(200)로 이동한 후, 전원 공급 장치(200) 내의 HMI(220)를 이용하여 충전 종료 시간을 설정할 수 있다.
충전 종료 시간 설정은 전력망 운용 서버(300)에서 수행될 수도 있다. 이 경우, 전력망 운용 서버(300)는 충전 종료 시간 설정에 필요한 메시지들 또는 정보들을 전원 공급 장치(200) 또는 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전기 차량(100)으로부터 수신할 수 있다.
오프 보드 충전기(210)는 HMI(220)를 통해 입력된 상기 메시지들(Off char_energy, Offchar_start_time, Offchar_finish_time)을 기반으로 충전 스케줄(Offchar_schedule)을 구성한다.
오프 보드 충전기(210)는 상기 충전 스케줄(Offchar_schedule)을 전원 공급 장치 통신 제어기(230)를 통해 전기 차량(100)을 전송한다. 도 7에서는 오프 보드 충전기(210)가 상기 충전 스케줄(Offchar_schedule)을 전기 차량으로 송신하는 예를 도시하고 있으나, 상기 충전 스케줄(Offchar_schedule)을 전력망 운영 서버(300)으로 송신할 수도 있다.
전기 차량(100) 내의 HMI(140)는 차량 사용자가 확인하도록 전원 공급 장치(200)로부터 수신된 상기 충전 스케줄(Offchar_schedule)을 표시한다.
전력망 운용 서버(300) 내의 HMI(320)는 전력망 운용 서버(300)의 운영자가 확인하도록 전원 공급 장치(200)로부터 수신된 상기 충전 스케줄(Offchar_schedule)을 표시한다.
Cost_calc
상기 메시지(Cost_calc)는 전원 공급 장치(200)에서 계산된 충전 비용을 지시(indicate)하거나 포함하는 것으로, 전기 차량(100) 및 전력망 운용 서버(300)로 송신된다.
충전 비용은 차량 사용자가 전원 공급 장치에게 지불해야 하는 비용으로, 전원 공급 장치(200)에서 설정한 충전 스케줄을 기반으로 계산된다. 예를 들면, 충전 에너지양, 충전 시작 시간 및 충전 종료 시간을 기반으로 계산된다.
충전 비용 계산은 전원 공급 장치(200)에서 수행된다. 예를 들면, 전원 공급 장치(200) 내의 오프 보드 충전기(210) 또는 전원 공급 장치(200) 내에서 오프 보드 충전기(210)에 연결된 다른 제어 유닛에서 계산될 수 있다.
다르게, 충전 비용 계산은 전력망 운용 서버(300)에서 계산될 수도 있다. 이 경우, 전력망 운용 서버(300)는 전원 공급 장치(200)로부터 충전 스케줄을 수신하고, 수신된 충전 스케줄을 기반으로 충전 비용 계산을 수행할 수 있다.
전력망 운용 서버(300)에서 충전 비용 계산을 수행하는 경우, 전력망 운용 서버(300)는 충전 비용을 전원 공급 장치(200) 및/또는 전원 공급 장치(200)을 경유하여 전기 차량(100)으로 송신할 수 있다.
Cost_authorize_request
상기 메시지(Cost_authorize_request)는 계산된 충전 비용의 승인을 요청하는 메시지로, 전원 공급 장치로부터 전기 차량으로 송신된다.
전력망 운용 서버(300)에서 충전 비용을 계산하는 경우, 상기 메시지(Cost_authorize_request)는 전원 공급 장치(200)로 송신되거나 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전기 차량(100)으로 송신된다.
Cost_Authorize_OK_res
상기 메시지(Cost_Authorize_OK_res)는 상기 메시지(Cost_authorize_request)에 대한 응답 메시지로서, 충전 비용에 대한 승인 메시지이다. 상기 메시지(Cost_Authorize_OK_res)는 전기 차량(100)으로부터 전원 공급 장치(200)로 송신된다.
전원 공급 장치(200)가 상기 메시지(Cost_Authorize_OK_res)를 수신하면, 전원 공급 장치(200) 내의 오프 보드 충전기(210)가 충전 프로세스를 시작한다.
Cost_Authorize_NOK_res
상기 메시지(Cost_Authorize_NOK_res)는 상기 메시지(Cost_authorize_request)에 대한 응답 메시지로서, 충전 비용에 대한 승인을 불허하는 메시지이다. 전원 공급 장치(200)가 상기 메시지(Cost_Authorize_NOK_res)를 수신하면, 충전 비용에 대한 승인을 재요청하거나 비용 승인 절차를 종료한다.
Offchar_ready
상기 메시지(Offchar_ready)는 전원 공급 장치(200)가 충전 준비 완료
상태임을 전기 차량(100)에게 알리는 메시지로, 전원 공급 장치(200)로부터 전기 차량(100)으로 송신된다.
전기 차량(100) 내의 온 보드 충전기(120)는 전기 차량 통신 제어기(150)를 통해 상기 전원 공급 장치(200)로부터 상기 메시지(Offchar_ready)를 수신하면, 충전을 시작한다.
HMI(140)가 오프 보드 충전기(210)의 충전 준비 완료 상태를 표시하면, 차량 사용자는 HMI(140)를 이용하여 온 보드 충전기(120)에게 충전 시작을 명령한다.
상기 메시지(Offchar_ready)는 전력망 운용 서버(300)로도 송신되어, 전력망 운용 서버(300)에게도 오프 보드 충전기(210)가 충전 준비 상태임을 알릴 수 있다.
Offchar_energy_stop
상기 메시지(Offchar_energy_stop)는 상기 충전 스케줄에 따라 충전이 진행하는 동안, 상기 충전 스케줄에 포함된 충전 종료 시간 이전에 상기 충전을 중지하기 위한 메시지로서, 전원 공급 장치(200)로부터 전기 차량(100) 및/또는 전력망 운용 서버(300)로 송신된다.
충전 중지는 전원 공급 장치(200)의 HMI(220)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 차량 사용자 또는 전원 공급 장치(200)의 운영자가 전원 공급 장치(200)의 HMI(220)를 이용하여 충전 중지를 명령할 수 있다.
충전의 중지는 전력망 운영 서버(300)의 운영자에 의해 수행될 수도 있으며, 이 경우, 전력망 운영 서버(300)가 상기 메시지(Offchar_energy_stop)를 전원 공급 장치(300) 및/또는 전기 차량(100)으로 송신한다.
Offchar_Cost_refund
상기 메시지(Offchar_Cost_refund)는 충전 프로세스의 강제 중지에 따라 충전 비용에서 차감되는 비용으로, 차량 사용자에게 반환되는 비용(이하, 반환 비용)과 관련된 정보를 지시(indicate)하거나 이를 포함하는 것일 수 있다.
반환 비용은 충전 스케줄에 따라 최초 계산된 충전 비용에서 충전 중지된 시점까지 계산된 충전 비용을 차감한 비용이다.
상기 메시지(Offgen_Cost_refund)는 전원 공급 장치(200)로부터 전기 차량(100) 및 전력망 운용 서버(300)로 각각 전송된다. 전기 차량(100)의 HMI(140)는 차량 사용자가 확인 가능하도록 상기 메시지(Offgen_Cost_refund)에 따른 반환 비용을 표시한다. 동일하게, 전력망 운용 서버(300)의 HMI(320)는 전력망 운용 서버(300)의 운영자가 확인 가능하도록 상기 메시지(Offgen_Cost_refund)에 따른 반환 비용을 표시한다.
도 7에서는 도시하지 않았으나, 전원 공급 장치(200)와 전기 차량(100)은 상기 반환 비용의 승인절차와 관련된 메시지를 교환할 수 있다. 유사하게 전원 공급 장치(200)와 전력망 운용 서버(300)는 상기 반환 비용의 승인 절차와 관련된 메시지를 교환할 수 있다.
Offgen_CO 2 diminish_sum
상기 메시지(Offgen_CO2 diminish_sum)는 오프 보드 충전기(210)의 에너지 사용량(전기 사용량)을 기반으로 계산된 이산화탄소(CO2) 감소량 또는 CO2 감소량을 적산한 값과 관련된 정보를 지시(indicate)하거나 포함하는 것으로, 전원 공급 장치(200)로부터 전기 차량(100)으로 전송된다.
오프 보드 충전기(210)는 전기 차량(100)의 에너지 사용량 또는 자신(210)의 에너지 사용량을 전원 공급 장치 통신 제어기(230)를 통해 주기적으로 수집하고, 수집된 에너지 사용량을 기반으로 CO2 감소량을 계산한다.
CO2 감소량은 에너지 사용량과 CO2 감소량 간의 매핑 관계를 나타내는 변환 테이블 또는 변환식에 의해 계산될 수 있다. 변환 테이블 또는 변환식은 전력망 운용 서버(300)로부터 제공된 것일 수 있다.
변환 테이블 또는 변환식은 전력망 운용 서버(300)에서 제공된 판매 요금표에 포함된 것일 수 있다.
오프 보드 충전기(210)의 에너지 사용량은 오프 보드 충전기(210)가 전기 차량(100)의 온 보드 충전기(120)로 전달한 전기 에너지양(전기 차량의 충전) 및 상기 오프 보드 충전기(210)가 전력망(400)으로부터 공급받은 전기 에너지양 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
CO2 감소량과 관련된 정보는 전기 차량(100) 내의 HMI(140) 및 전력망 운용 서버(300)의 HMI(320)로 각각 전송되어, 차량 사용자 및 전력망 운용 서버(300)의 운영자에게 알린다.
이러한 CO2 감소량은 CO2 배출 규제에 참여한 차량 사용자 또는 전원 공급 장치(200)의 운영자에게 크레딧(credit) 또는 인센티브 비용 계산에 활용된다. 예를 들면, CO2 감소량은 차량 사용자가 전원 공급 장치에게 지급해야하는 충전 비용에서 공제되는 비용 계산에 사용될 수 있다. 또한, CO2 감소량은 상기 전력망 운용 서버가 상기 전원 공급 장치의 에너지 사용량에 따라 상기 전원 공급 장치에게 부과하는 비용에서 공제되는 비용 계산에 사용될 수 있다.
Offchar_energy_calculation
상기 메시지(Offgen_energy_calculation)는 오프 보드 충전기(210)의 에너지 사용량과 관련된 정보를 지시(indicate)하거나 포함하는 것으로 전력망 운용 서버(300)로 전달된다.
전력망 운용 서버(300)는 상기 메시지(Offgen_energy_calculation)를 통해 오프 보드 충전기(210)에서 사용한 에너지 사용량을 확인하고, 상기 확인된 에너지 사용량에 따른 비용 및 전력망 측에서 전원 공급 장치(200) 또는 전기 차량(100)으로 반환해야 하는 비용을 계산하는데 활용된다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이의 메시지 흐름도로서, 이 메시지 흐름도는 전력망 운용 서버에서 충전 스케줄을 설정하는 경우의 메시지 흐름도이다.
도 8에서 도시한 메시지들의 속성 도 6 및 7에서 도시한 메시지들의 속성과 동일하다 다만, 송신지와 수신지에서 차이가 있다. 따라서, 각 메시지에 대한 설명은 도 6 및 7에서 설명한 내용을 대신하고, 아하에서는, 각 메시지의 송신지와 수신지에 대해서 간략히 설명하기로 한다.
도 8의 실시 예에서는 충전 스케줄을 전력망(400)을 관리하고 모니터링하는 전력망 운용 서버(300)에서 설정한다. 따라서, 충전 스케줄을 구성하는 정보들 및/또는 메시지들, 예를 들면, 충전 에너지양(Char_energy), 충전 시작 시간(Char_start_time), 충전 종료 시간(Char_finish_time)이 전력망 운용 서버(300)로부터 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전기 차량(100)으로 송신된다.
충전 에너지양을 설정하는 데 활용되는 주행 거리(Drive_distance)는 전기 차량(100)으로부터 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전력망 운용 서버(300)로 송신된다.
충전 스케줄을 설정하는데 활용되는 배터리 용량 정보(Bat_kWh), 배터리 전압 정보(Bat_voltage), 배터리 상태 정보(Bat_SOC)는 전기 차량(100)으로부터 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전력망 운용 서버(300)로 송신된다.
도 8의 실시 예에서는 충전 스케줄 외에 충전 비용 계산을 전력망 운용 서버(300)에서 수행한다. 따라서, 충전 비용은 전력망 운용 서버(300)로부터 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전기 차량(100)으로 송신된다.
전력망 운용 서버(300)에서 충전 비용 계산을 수행하므로, 충전 비용에 대한 승인 요청 메시지(Cost_authorize_request) 또한 전력망 운용 서버(300)로부터 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전기 차량(100)으로 송신된다.
상기 승인 요청 메시지(Cost_authorize_request)에 대한 응답 메시지들(Cost_authorize_OK_res, Cost_authorize_NOK_res)는 전기 차량(100)으로부터 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전력망 운용 서버(300)로 송신된다.
도 8의 실시 예에서는 충전의 강제 중지는 전력망 운용 서버(300)에서 명령한다. 그러므로, 충전 스케줄에 따른 충전 프로세스의 강제 중지를 명령하는 메시지(Char_energy_stop)는 전력망 운용 서버(300)로부터 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전기 차량(100)으로 전송된다.
전력망 운용 서버(300)는, 예를 들면, 여름에 전력망(400)의 현재 부하가 과부하인 경우, 충전 중지를 결정할 수 있다.
충전 프로세스의 강제 중지에 따라 충전 스케줄에서 따라 계산된 충전 비용에서 공제되는 비용(Cahr_cost_refund)은 전력망 운용 서버(300)로부터 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전기 차량(100)으로 송신된다.
이산탄소 감소량(CO2 diminish_sum)과 관련된 정보는 전력망 운용 서버(300)로부터 전원 공급 장치(200)를 경유하여 전기 차량(100)으로 전송된다.
본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망을 모니터링하는 전력망 운용 서버 사이의 통신 방법에서, 상기 전기 차량에서 충전 스케줄을 설정하는 상기 통신 방법으로서,
    상기 전기 차량 내의 전기 차량 통신 제어기가, 충전 비용이 가장 낮은 충전 시작 시간과 충전 종료 시간, 차량 사용자가 사용자 기기 인터페이스를 통해 입력한 주행 거리와 상기 주행 거리에 따라 계산된 충전 에너지양을 포함하는 상기 충전 스케줄과 관련된 메시지를 상기 전원 공급 장치 내의 전원 공급 장치 통신 제어기와 상기 전원 공급 장치 통신 제어기를 경유하여 상기 전력망 운용 서버 내의 전력망 통신 제어기로 송신하는 단계;
    상기 전기 차량 통신 제어기가, 상기 전원 공급 장치에게 지불해야 하는 충전 비용으로서 상기 충전 스케줄에 따라 계산된 상기 충전 비용과 관련된 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로부터 수신하는 단계;
    상기 전기 차량 통신 제어기가, 상기 충전 비용에 대한 승인 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로 송신하는 단계; 및
    상기 전기 차량 통신 제어기가, 상기 전기 차량의 충전 시작을 위해, 충전 준비 완료 상태를 알리는 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기와 교환하는 단계를 포함하는 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망을 모니터링하는 전력망 운용 서버 사이의 통신 방법.
  2. 제1항에서,
    충전 시작 시간과 충전 종료 시간은, 상기 전력망 운용 서버로부터 제공된 판매 요금표를 기반으로 설정된 것인 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망을 모니터링하는 전력망 운용 서버 사이의 통신 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 충전 에너지양은,
    상기 전기 차량이 차량 배터리의 현재 배터리 용량에서 이동할 수 있는 최대 주행 거리와 상기 차량 사용자가 상기 사용자 기기 인터페이스를 통해 입력한 주행 거리 간의 차이값에 따라 설정된 것인 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망을 모니터링하는 전력망 운용 서버 사이의 통신 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 전기 차량의 충전이 시작된 이후에,
    상기 전기 차량 통신 제어기가, 상기 충전 스케줄에 따라 설정된 충전 종료 시간 이전에 상기 충전을 중지하기 위해, 충전 중지를 명령하는 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기 및 상기 전원 공급 장치 통신 제어기를 경유하여 상기 전력망 통신 제어기로 송신하는 단계를 더 포함하는 것인 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이의 통신 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 충전 중지를 명령하는 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기 및 상기 전원 공급 장치 통신 제어기를 경유하여 상기 전력망 통신 제어기로 송신하는 단계 이후,
    상기 전기 차량 통신 제어기가,
    상기 충전 중지에 따라 발생하는 반환 비용과 관련된 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로부터 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 반환 비용은,
    상기 충전 비용에서 상기 충전이 중지된 시간까지 계산된 충전 비용을 차감한 비용인 것인 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이의 통신 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 전기 장치 통신 제어기는,
    상기 전기 차량의 에너지 사용량에 따라 계산된 이산화탄소 감소량과 관련된 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로 송신하는 단계를 더 포함하는 것인 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이의 통신 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 전기 차량의 에너지 사용량은,
    충전 에너지양 및 방전 에너지양 중 적어도 하는 포함하는 것인 전기 차량, 전원 공급 장치 및 전력망 운용 서버 사이의 통신 방법.
  8. 전원 공급 장치를 경유하여 전력망과 연결되는 전기 차량으로서,
    충전 스케줄을 설정하기 위한 사용자 기기 인터페이스;
    상기 전원 공급 장치 내의 전원 공급 장치 통신 제어기와 통신하여 상기 충전 스케줄과 관련된 메시지를 교환화는 전기 차량 통신 제어기; 및
    상기 충전 스케줄에 따라 상기 전원 공급 장치 내의 오프 보드 충전기로부터 전기 에너지를 공급받는 온 보드 충전기를 포함하고,
    상기 전기 차량 통신 제어기는,
    상기 전기 차량의 충전을 위해, 충전 비용이 가장 낮은 충전 시작 시간과 충전 종료 시간, 사용자 기기 인터페이스를 통해 입력한 주행 거리, 상기 주행 거리에 따라 계산된 충전 에너지양, 충전 시작 시간 및 충전 종료 시간을 포함하는 상기 충전 스케줄과 관련된 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로 송신하고,
    상기 전원 공급 장치에게 지불해야 하는 충전 비용으로서 상기 충전 스케줄에 따라 계산된 상기 충전 비용과 관련된 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로부터 수신하는 것인 전기 차량.
  9. 제8항에서,
    상기 충전 에너지양은,
    상기 전기 차량이 차량 배터리의 현재 배터리 용량에서 이동할 수 있는 최대 주행 거리와 상기 차량 사용자가 상기 사용자 기기 인터페이스를 통해 입력한 주행 거리 간의 차이값에 따라 설정된 것인 전기 차량.
  10. 제8항에서,
    상기 전기 차량의 충전이 시작된 이후에, 상기 전기 차량 통신 제어기는,
    상기 충전 종료 시간 이전에 상기 충전을 중지하기 위해, 충전 중지를 명령하는 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기 및 상기 전원 공급 장치 통신 제어기를 경유하여 상기 전력망을 모니터링하는 전력망 운용 서버 내의 전력망 통신 제어기로 송신하는 것인 전기 차량.
  11. 제10항에서,
    상기 전기 차량 통신 제어기는,
    상기 충전 중지에 따라 발생하는 반환 비용과 관련된 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로부터 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 반환 비용은,
    상기 충전 비용에서 상기 충전이 중지된 시간까지 계산된 충전 비용을 차감한 비용인 것인 전기 차량.
  12. 제8항에서,
    상기 전기 차량 통신 제어기는,
    상기 전기 차량의 에너지 사용량에 따라 계산된 이산화탄소 감소량과 관련된 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로 송신하고,
    상기 이산탄소 감소량에 따라 상기 충전 비용에서 공제되는 비용을 상기 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로부터 수신하고,
    상기 공제되는 비용에 대한 승인 메시지를 상기 전원 공급 장치 통신 제어기로 송신하는 것인 전기 차량.
  13. 제12항에서,
    상기 전기 차량의 에너지 사용량은,
    충전 에너지양 및 방전 에너지양 중 적어도 하는 포함하는 것인 전기 차량.
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