KR20230018636A - 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 양방향 정보 Network 기반 전기자동차 스마트 충전시스템 - Google Patents

공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 양방향 정보 Network 기반 전기자동차 스마트 충전시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차 스마트 충전시스템에 관한 것으로, 전기차 충전 환경을 위해 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 전기자동차 스마트 충전시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 충전 대기시간 감소 및 충전기 가동률 증가와 함께 전기자동차 운전자 및 비이용자간의 갈등 감소 및 상호 만족도를 향상시키는 효과가 있다.

Description

공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 양방향 정보 Network 기반 전기자동차 스마트 충전시스템{Smart charging system for electric vehicles applied to apartment house and building parking lot}
본 발명은 전기자동차 스마트 충전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기차 충전 환경을 위해 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 양방향 정보 Network 기반 전기자동차 스마트 충전시스템에 관한 것이다.
현재 전기차 보급에 비해 충전인프라 보급 속도는 이를 따라가고 있지 못하여 충전 인프라 보급의 속도가 둔화되는 중이며, 실제 충전 환경의 확대가 필요로 되나 고속충전에만 집중하고 있다.
「주택법 시행령」, 「주택건설기준 등에 관한 규정」 및 「주택건설기준 등에 관한 규칙」 개정에 따라 500세대 이상의 공동주택의 주차장의 1/50에 해당하는 충전을 위한 콘센트를 설치할 수 있다. 공동주택 거주율이 높아 공동주차장 내 충전인프라 확대가 이슈로 부각되고 있으며, 이와 함께 한정된 주차공간을 둘러싼 주민 간 갈등 가능성에 대한 우려도 부상하고 있다.
이에 따른 전기차 보급 대수 및 보급 형태에 비해, 충전기 수량의 부족으로 적합한 운영 시스템 미비한 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2018-0014584호(2018.02.09)
본 발명은 상술한 문제를 해결하고자 고안한 것으로, 충전 대기시간 감소, 충전기 가동률, 전기자동차 운전자, 및 비이용자 간의 갈등 감소 및 상호 만족도를 향상하기 위한 전기차 충전 환경과 충전기에 안정적인 전기공급를 충족하는 양방향 정보 Network 기반 전기자동차 스마트 충전시스템을 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 일측면에 따른 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 양방향 정보 Network 기반 전기자동차 스마트 충전시스템은 충전기 전용 배전반에 연결되는 부스웨이 또는 트레이 배선에 하나 또는 그 이상의 충전기가 주차장 상부 또는 벽면에 설치되어 충전대상 차량 위치로 이동 가능한 양방향 정보 Network 기반 충전기(100), 상기 차량 위치에 주차시 상기 충전기에 연결된 충전기 커넥터가 특정 위치로 내려와서 전기자동차를 충전하고 완료시 해당 커넥터가 자동으로 복귀하도록 하는 충전기 커넥터(200), 전기자동차 충전시 수전설비의 피크전력 제어, 변압기 용량 초과 및 상별 불균형 발생시 관제서버에서 충전기를 제어할 수 있도록 측정 및 통보하는 스마트 충전제어시스템(300), 상기 충전기와 주차 사이트 정보관리 및 모니터링을 수행하는 관제서버(400), 충전기의 누전, 과부하 등을 측정하고 관제서버에 통보할 수 있는 충전기 전기안전시스템(500)를 포함한다.
바람직하게 충전기는 천장 또는 벽 레일에 하나 또는 그 이상으로 설치되어 필요 위치로 이동 가능하다.
또한 관제서버는 양방향 정보 네트워크를 기반으로 유휴 충전기의 접근성 향상을 위해 충전기 위치, 주차 사이트 위치별 상태정보를 분석하는 분석부를 포함한다.
또한 관제서버는 충전기의 유휴 시간에 앱 및 빅데이터 분석에 의한 사용자별 충전 서비스를 제공하는 인터페이스부를 포함한다.
또한 관제서버는 충전기 다수의 사용으로 인한 피크전력에 대한 모니터링 및초과를 방지하기 위하여 사용중인 충전기 커넥터 및 사용하지 않는 충전기 커넥터 선택하여 연결을 차단하는 제1 차단부를 포함한다.
또한 관제서버는 충전기 다수의 사용에 의한 변압기 용량 초과 및 상별 불균형에 대한 모니터링 및 발생을 방지하기 위하여 사용중인 충전기 커넥터 및 사용하지 않는 충전기 커넥터 선택하여 연결을 차단하는 제2 차단부를 포함한다.
또한 충전기 전기안전시스템은 충전기의 누전 및 과부하 등을 측정하여 관제서버에서 관리자 또는 사용자에게 통보할 수 있는 안전시스템을 포함한다.
본 발명에 따르면, 양방향 정보 네트워크 기반으로 다양한 충전서비스 개발로 유휴 충전기의 접근성 향상과 효율적 사용을 증대시킬 수 있다. 또한 본 실시예에 따른 시스템은 공동주택 및 빌딩 등의 기존 수전설비를 최대한 활용하여 추가 설치공사 불필요로 비용 절감할 수 있다.
또한 사용시간대 별 탄력 요금제 및 인센티브(패널티) 요금제 적용으로 전기사용 수요 분산 및 과부화를 예방한다.
또한 기존 수전설비의 전체 부하사용량, 변압기별 부하사용량, 전기자동차 충전기 부하사용량을 실시간으로 측정하고 제어함으로써 피크전력 초과, 변압기 소손 등을 예방한다.
또한 국제표준 충전 프로토콜(OCPP) 기반 스마트폰 연동을 통한 일반/충전가능 주차 사이트 정보, 사용자 인증 및 충전 예약/조작/상태 정보 제공이 가능한 효과가 있다.
또한 충전 대기시간 감소 및 충전기 가동률 증가와 함께 전기자동차 운전자 및 비이용자간의 갈등 감소 및 상호 만족도를 향상시키는 효과가 있다.
또한 전기자동차 충전기의 전기안전 요소를 측정하고 통보하여 사용자 및 유지관리자의 전기안전사고를 미연에 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 전기자동차 스마트 충전시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 전기자동차 스마트 충전시스템의 충전기 설치 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 전기자동차 스마트 충전시스템의 양방향 정보기반 연결을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 설명을 생략하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 전기자동차 스마트 충전시스템(10)을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 충전기(100), 충전기 커넥터(200), 스마트 충전제어시스템(300), 관제서버(400), 충전기 전기안전시스템(500)을 포함한다.
충전기(100)는 충전기 전용 배전반(1)에 연결되는 부스웨이 또는 트레이 배선에 하나 또는 그 이상의 충전기가 주차장 상부 또는 벽면에 설치되어 충전대상 차량 위치로 이동 가능한 양방향 정보 Network 기반 충전기이다. 본 실시예에 따른 충전기는 콘센트형 충전기, 플러그 유형의 충전기, 충전코드 EV 케이블 유형의 충전기, 충전 연장 코드 유형의 충전기, 시가 소켓 충전 코드 케이블 유형의 충전기, 충전 플러그 소켓유형의 충전기도 포함된다. 이러한 충전기는 하나 또는 그 이상의 충전기가 주차장 상부 또는 벽면에 설치되어 충전대상 차량 위치로 이동 가능한 구성이다. 이러한 충전기는 천장 또는 벽 레일에 하나 또는 그 이상으로 설치되어 필요 위치로 이동이 가능하다. 이로써, 전기자동차 운전자 및 비이용자간의 갈등 감소 및 상호 만족도를 향상시키는 효과가 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 전기자동차 스마트 충전시스템의 충전기 설치 구조를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 충전기는 완속충전기 형태로 주차장 상부 또는 벽면의 충전기 이동레일 등에 연결되어 주차장 위치별로 x,y,z축으로 이동이 가능하도록 한다. 네트워크망은 스마트 충전제어시스템으로 전기자동차 충전시 수전설비의 피크전력 제어, 변압기 용량 초과 및 상별 불균형 발생시 관제서버에서 충전기를 제어할 수 있도록 측정 및 통보할 수 있다. 또한 네트워크망은 관제서버를 통해 충전기와 주차 사이트 정보관리 및 모니터링을 수행하도록 한다. 또한 도 2의 완속충전기 형태의 충전기는 충전기 전용 배전반에 연결되는 부스웨이 또는 트레이 배선 등의 전원으로 연결되어 전기안전제어기를 통해 충전기의 누전, 과부하 등을 측정하고 관제서버에 통보할 수 있는 충전기 전기안전시스템을 구성한다.
본 실시예에 따른 충전기 커넥터(200)는 차량 위치에 주차시 상기 충전기에 연결된 충전기 커넥터가 특정 위치로 내려와서 전기자동차를 충전하고 완료시 해당 커넥터가 자동으로 복귀하도록 한다. 이러한 충전기 커넥터는 앞서 언급한 충전기 유형에 따라 콘센트형, 플러그 유형, 충전코드 EV 케이블 유형, 충전 연장 코드 유형, 시가 소켓 충전 코드 케이블 유형, 충전 플러그 소켓유형 등의 커넥터를 포함한다.
즉, 본 실시예에 따른 충전기 커넥터(200)는 차량 위치에 주차 완료시 상기 충전기에 연결된 충전기 커넥터가 특정 위치로 내려와서 전기자동차를 충전하고 충전 완료시 해당 커넥터가 자동으로 충전기측으로 복귀하도록 한다. 이러한 특징으로 충전 대기시간 감소, 전기자동차 충전을 이용하는 사용자에게 편의를 제공할 수 있다.
스마트 충전제어시스템(300)은 전기자동차 충전시 수전설비의 피크전력 제어, 변압기 용량 초과 및 상별 불균형 발생시 관제서버에서 충전기를 제어할 수 있도록 측정 및 통보하는 구성이다.
관제서버(400)는 충전기와 주차 사이트 정보관리 및 모니터링을 수행하는 구성이다. 이러한 기능을 수행하기 위한 관제서버(400)는 분석부(410), 인터페이스부(420), 제1 차단부(430), 제2 차단부(440)를 포함한다. 이러한 관제서버는 전기자동차 충전기 및 주차 사이트 관리 및 모니터링을 통한 차량의 주차 유도로 충전기 사용 가능 사이트 관리를 수행한다.
분석부(410)는 양방향 정보 네트워크를 기반으로 유휴 충전기의 접근성 향상을 위해 충전기 위치, 주차 사이트 위치별 상태정보를 분석한다. 이러한 기능을 수행하는 분석부에 의하면, 국제표준 충전 프로토콜(OCPP) 기반 스마트폰 연동을 통한 일반/충전가능 주차 사이트 정보, 사용자 인증 및 충전 예약/조작/상태 정보 제공이 가능한 효과가 있다.
인터페이스부(420)는 분석부의 분석결과 데이터를 입력받아 충전기의 유휴 시간에 앱 및 빅데이터 분석에 의한 사용자별 충전 서비스를 제공한다. 이러한 사용자별 충전 서비스에 의하면, 사용시간대별 탄력 요금제 및 인센티브(패널티) 요금제 적용으로 전기사용 수요 분산 및 과부화를 예방하도록 한다. 이러한 점에서 본 실시예에 따른 인터페이스부는 충전기 유휴 시간에 앱 및 빅데이터 분석에의 의한 사용자별 충전 유도로 기존 수전설비 활용 효율을 향상시킨다.
제1 차단부(430)는 충전기 다수의 사용으로 인한 피크전력에 대한 모니터링 및 초과를 방지하기 위하여 사용중인 충전기 커넥터 및 사용하지 않는 충전기 커넥터 선택하여 연결을 차단한다. 즉, 다수 충전기의 사용으로 인한 피크전력 제어를 실시하여 용량 초과를 방지하도록 커넥터 연결을 차단한다. 이러한 제1 차단부(430)는 전기자동차 충전기 다수의 설치로 충전기 사용자 증가 등으로 인한 피크전력 제어를 실시하여 한전계약용량 초과를 방지한다.
제2 차단부(440)는 충전기 다수의 사용에 의한 변압기 용량 초과 및 상별 불균형에 대한 모니터링 및 발생을 방지하기 위하여 사용중인 충전기 커넥터 및 사용하지 않는 충전기 커넥터 선택하여 연결을 차단한다.
즉, 제2 차단부는 충전기 다수의 사용에 의한 변압기 용량 초과 및 상별 불균형 발생을 모니터링하여 사용중인 충전기 커넥터 및 사용하지 않는 충전기 커넥터 선택하여 연결을 차단한다. 이러한 제2 차단부는 기존 부하설비 사용 중에 전기자동차 충전기 다수의 사용에 의한 변압기 용량 초과 및 상별 불균형 발생으로부터 변압기를 보호한다.
충전기 전기안전시스템(500)은 충전기의 누전 및 과부하 등을 측정하여 관제서버에서 관리자 또는 사용자에게 통보할 수 있는 구성이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 전기자동차 스마트 충전시스템의 양방향 정보기반 연결을 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 양방향 정보기반으로 전기실과 지하주차장으로 구분하여 충전기 전용 배전반, 관제서버, 충전기를 연결하여 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 전기자동차 스마트 충전시스템은 천장 또는 벽 레일에 하나 또는 그 이상의 충전기가 설치하여 필요 위치로 충전기가 이동하고 충전기 커넥터가 내려와서 전기자동차를 충전하고 완료시 커넥터가 자동으로 복귀하는 충전시스템이다.
또한 본 실시예에 따른 시스템은 양방향 정보 네트워크 기반으로 다양한 충전서비스 개발로 유휴 충전기의 접근성 향상과 효율적 사용을 증대시킬 수 있다. 또한 본 실시예에 따른 시스템은 공동주택 및 빌딩 등의 기존 수전설비를 최대한 활용하여 추가 설치공사 불필요로 비용 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 전기자동차 스마트 충전시스템은 사용 시간대별 탄력 요금제 및 인센티브(패널티) 요금제 적용으로 전기사용 수요 분산 및 과부화를 예방한다.
또한 기존 수전설비의 전체 부하사용량, 변압기별 부하사용량, 전기자동차 충전기 부하사용량을 실시간으로 측정하고 제어함으로써 피크전력 초과, 변압기 소손 등을 예방한다.
또한 국제표준 충전 프로토콜(OCPP) 기반 스마트폰 연동을 통한 일반/충전가능 주차 사이트 정보, 사용자 인증 및 충전 예약/조작/상태 정보 제공이 가능한 효과가 있다. 또한 충전 대기시간 감소 및 충전기 가동률 증가와 함께 전기자동차 운전자 및 비이용자간의 갈등 감소 및 상호 만족도를 향상시키는 효과가 있다.
또한 전기자동차 충전기의 전기안전 요소를 측정하고 통보하여 사용자 및 유지관리자의 전기안전사고를 미연에 방지하는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (6)

  1. 충전기 전용 배전반에 연결되는 부스웨이 또는 트레이 배선에 하나 또는 그 이상의 충전기가 주차장 상부 또는 벽면에 설치되어 충전대상 차량 위치로 이동 가능한 양방향 정보 Network 기반 충전기,
    상기 차량 위치에 주차시 상기 충전기에 연결된 충전기 커넥터가 특정 위치로 내려와서 전기자동차를 충전하고 완료시 해당 커넥터가 자동으로 복귀하도록 하는 충전기 커넥터,
    전기자동차 충전시 수전설비의 피크전력 제어, 변압기 용량 초과 및 상별 불균형 발생시 관제서버에서 충전기를 제어할 수 있도록 측정 및 통보하는 스마트 충전제어시스템,
    상기 충전기와 주차 사이트 정보관리 및 모니터링을 수행하는 관제서버 및
    상기 충전기의 누전, 과부하 등을 측정하고 관제서버에 통보할 수 있는 충전기 전기안전시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 양방향 정보 Network 기반 전기자동차 스마트 충전시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전기는 천장 또는 벽 레일에 하나 또는 그 이상으로 설치되어 필요 위치로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 양방향 정보 Network 기반 전기자동차 스마트 충전시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 관제서버는 양방향 정보 네트워크를 기반으로 유휴 충전기의 접근성 향상을 위해 충전기 위치, 주차 사이트 위치별 상태정보를 분석하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 양방향 정보 Network 기반 전기자동차 스마트 충전시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 관제서버는 충전기의 유휴 시간에 앱 및 빅데이터 분석에 의한 사용자별 충전 서비스를 제공하는 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 양방향 정보 Network 기반 전기자동차 스마트 충전시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 관제서버는 충전기 다수의 사용으로 인한 피크전력에 대한 모니터링 및초과를 방지하기 위하여 사용중인 충전기 커넥터 및 사용하지 않는 충전기 커넥터 선택하여 연결을 차단하는 제1 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 양방향 정보 Network 기반 전기자동차 스마트 충전시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 관제서버는 충전기 다수의 사용에 의한 변압기 용량 초과 및 상별 불균형에 대한 모니터링 및 발생을 방지하기 위하여 사용중인 충전기 커넥터 및 사용하지 않는 충전기 커넥터 선택하여 연결을 차단하는 제2 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공동주택 및 빌딩 주차장에 적용되는 양방향 정보 Network 기반 전기자동차 스마트 충전시스템.
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