KR20230152311A - Electric vehicle charging system for power grid stabilization - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전력망의 부담을 감소시켜 안정화함으로써, 보다 경제적인 전기차 충전 시스템에 관한 것으로, 전력망으로부터 전력을 공급받아 연결된 전기차를 충전하는 충전기, 상기 전력망으로부터 전력을 공급받아 충전되거나, 상기 전기차를 충전하는 배터리 및 상기 전력망에서 공급되는 전력에 따라 상기 배터리의 충방전을 제어하여, 상기 전력망에서 공급되는 전력을 소정 범위 내로 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a more economical electric vehicle charging system by stabilizing the power grid by reducing its burden, and includes a charger that receives power from the power grid to charge a connected electric vehicle, a charger that receives power from the power grid and charges the electric vehicle. It is characterized by including a control unit that controls the charging and discharging of the battery according to the power supplied from the battery and the power grid, and controls the power supplied from the power grid within a predetermined range.
Description
본 발명은 전력망 안정화를 위한 전기차 충전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle charging system for stabilizing the power grid.
최근 전기차의 보급이 확대됨에 따라, 전기차의 충전을 위한 전력이 그만큼 더 필요하게 되었으며, 전기차의 보급이 확대될수록 전기차의 충전을 위한 전력은 전력망에 부담을 초래한다. 필요한 전력을 수요자에게 원활히 공급하기 위해서는 필요한 전력보다 충분한 발전을 해야 하며, 이는 발전 예비율이란 항목으로 관리된다.Recently, as the spread of electric vehicles has expanded, more power has been needed for charging electric vehicles, and as the spread of electric vehicles has expanded, the power for charging electric vehicles has placed a burden on the power grid. In order to smoothly supply the necessary power to consumers, sufficient power generation must be generated in excess of the required power, and this is managed as an item called the power generation reserve ratio.
도 1은 원자력 발전소에서 순간적인 부하 변동을 대응하기 어려워, 순간적으로 요구되는 부하를 화력발전으로 대응하는 모식도를 도시한 것이다.Figure 1 shows a schematic diagram of responding to instantaneous load changes with thermal power generation because it is difficult to respond to instantaneous load changes in a nuclear power plant.
일반적으로는 전력망사업자는 전기차 충전을 위한 전력이 언제 얼마나 필요한지 알지 못한다. 기존의 전력망사업자는 전력 부하의 부정확성을 감소시키기 위해, 전력의 시간대별 요금을 달리하여, 전력망에 가해지는 부하의 변동이 최소화하도록 노력하고 있고, 최근에는 통계 및 딥러닝과 같은 방법을 이용해 전력망의 부하를 예측하고 있는데, 이러한 방식에는 많은 비용이 필요한 실정이다.In general, power grid operators do not know when and how much power is needed to charge electric vehicles. In order to reduce the inaccuracy of the power load, existing power grid operators are trying to minimize fluctuations in the load on the power grid by varying the hourly rate of power. Recently, methods such as statistics and deep learning have been used to improve the power grid. We are predicting the load, but this method requires a lot of cost.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 보다 구체적으로 본 발명에 의한 전력망 안정화를 위한 전기차 충전 시스템의 목적은, 전력망을 안정화함으로써, 보다 경제적으로 전력망을 운용할 수 있는 전기차 충전 시스템을 제공함에 있다.The present invention was created to solve the problems described above. More specifically, the purpose of the electric vehicle charging system for stabilizing the power grid according to the present invention is to stabilize the power grid, thereby enabling electric vehicle charging to operate the power grid more economically. To provide a system.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 전력망 안정화를 위한 전기차 충전 시스템은, 전력망으로부터 전력을 공급받아 연결된 전기차를 충전하는 충전기, 상기 전력망으로부터 전력을 공급받아 충전되거나, 상기 전기차를 충전하는 배터리 및 상기 전력망에서 공급되는 전력에 따라 상기 배터리의 충방전을 제어하여, 상기 전력망에서 공급되는 전력을 소정 범위 내로 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The electric vehicle charging system for stabilizing the power grid according to the present invention to solve the technical problems described above includes a charger that receives power from the power grid to charge a connected electric vehicle, is supplied with power from the power grid and is charged, or charges the electric vehicle. It is characterized in that it includes a control unit that controls charging and discharging of the battery according to the power supplied from the battery and the power grid, and controls the power supplied from the power grid within a predetermined range.
또한, 상기 제어부는, 상기 전력망에서 상기 충전기로 공급하는 전력이 상기 전기차를 충전시키는데 필요한 전력보다 크면, 여유전력을 이용해 상기 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit may charge the battery using spare power when the power supplied from the power grid to the charger is greater than the power required to charge the electric vehicle.
또한, 상기 제어부는, 상기 전력망에서 공급되는 전력이 상기 전기차를 충전하는데 필요한 전력보다 작으면, 상기 배터리가 상기 전기차를 충전하도록 상기 배터리를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit may control the battery to charge the electric vehicle when the power supplied from the power grid is less than the power required to charge the electric vehicle.
또한, 상기 제어부는, 전기차 사용자로부터 충전예정 시각정보 및 차종에 대한 정보를 수신하면, 수신한 정보를 전력망사업자에게 송신하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the control unit receives charging schedule time information and information about the vehicle type from the electric vehicle user, it is characterized in that it transmits the received information to the power grid operator.
또한, 상기 제어부는, 전기차의 차종별 충전전력 정보가 저장되는 저장부를 더 포함하고, 전기차 사용자로부터 수신한 차종 정보에 대응되는 충전전력 정보와, 상기 충전예정 시각정보를 상기 전력망사업자에게 송신하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit further includes a storage unit that stores charging power information for each type of electric vehicle, and transmits charging power information corresponding to vehicle type information received from an electric vehicle user and the scheduled charging time information to the power grid operator. Do it as
또한, 상기 제어부는, 상기 전력망으로부터 공급되는 전력과 전기차의 사용자로부터 수신한 충전예정 시각정보 및 차종에 대한 정보를 통해 전기차의 충전에 필요한 시간대별 전력량 정보를 산출하고, 산출된 정보를 기반으로 상기 배터리의 필요 충전량을 산출하여, 산출된 상기 배터리의 필요 충전량에 따라 상기 배터리의 충전을 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit calculates information on the amount of power by time required for charging the electric vehicle based on the power supplied from the power grid, information on the scheduled charging time and vehicle type received from the user of the electric vehicle, and based on the calculated information, The method is characterized in that the required charge amount of the battery is calculated and the charging of the battery is controlled according to the calculated required charge amount of the battery.
또한, 상기 충전기는, 동시에 한 대의 전기차만을 충전하며, 전기차의 연결 순서대로 충전하는 것을 특징으로 한다.In addition, the charger is characterized in that it charges only one electric vehicle at a time and charges the electric vehicle in the order in which the electric vehicle is connected.
또한, 상기 충전기는, 복수개의 충전포트를 포함하며, 상기 충전포트에 연결된 전기차들 중 적어도 두 대를 동시에 충전하는 것을 특징으로 한다.In addition, the charger includes a plurality of charging ports and is characterized in that it simultaneously charges at least two of the electric vehicles connected to the charging ports.
또한, 상기 충전기에서 충전하는 전기차로 공급하는 전력은 아래 수식으로 결정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the power supplied to the electric vehicle being charged by the charger is determined by the formula below.
(여기서 n=1, 2, ... m, m은 상기 충전기의 포트 개수, 
또한, 상기 충전기는, 상기 전력망측에서 공급되는 교류를 직류로 변환하여 상기 전기차측으로 출력하는 AC/DC 컨버터, 상기 배터리측과 연결되어, 상기 배터리측에서 공급되는 전력을 변압하여 상기 전기차측으로 출력하는 DC/DC 컨버터 및 일단이 상기 AC/DC 컨버터와 상기 DC/DC 컨버터의 출력단에 연결되고, 타단이 상기 전기차들 중 어느 하나와 연결되거나 연결되지 않도록 상기 제어부에 의해 제어되는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the charger is an AC/DC converter that converts alternating current supplied from the power grid into direct current and outputs it to the electric vehicle, and is connected to the battery to transform the power supplied from the battery and output it to the electric vehicle. A DC/DC converter and a switch whose one end is connected to the output terminal of the AC/DC converter and the DC/DC converter, and whose other end is controlled by the control unit to be connected or not connected to any one of the electric vehicles. Do it as
상기한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 전력망 안정화를 위한 전기차 충전 시스템에 의하면, 배터리를 통해 전력망에서 부하의 크기를 일정 범위 이내로 유지하여, 충전기로 공급하는 전력의 변동을 최소화하기 때문에, 전력망을 안정화시켜 안정적이면서 경제적으로 전력망을 운용할 수 있는 효과가 있다.According to the electric vehicle charging system for stabilizing the power grid according to various embodiments of the present invention as described above, the size of the load in the power grid is maintained within a certain range through the battery, thereby minimizing fluctuations in power supplied to the charger, It has the effect of stabilizing the power grid and operating the power grid stably and economically.
도 1은 원자력 발전소에서 순간적인 부하 변동을 대응하기 어려워, 순간적으로 요구되는 부하를 화력발전으로 대응하는 모식도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 전기차 충전 시스템의 개략도이며,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 의한 전기차 충전 시스템을 개략적으로 도시한 것이고,
도 4는 일반적으로 배터리가 없는 충전기에서 순차적으로 전기차를 충전할 때, 전력망에서 충전기로 공급되는 전력의 그래프이며,
도 5는 전력망에서 공급되는 전력이 전기차 충전에 필요한 전력보다 클 때, 본 발명에서 여유전력을 통해 배터리를 충전하는 경우 전력의 그래프이고,
도 6은 전력망에서 공급되는 전력이 전기차 충전에 필요한 전력보다 작을 때, 본 발명에서 배터리를 전기차 충전에 사용하는 경우 전력의 그래프이다.Figure 1 is a schematic diagram of responding to instantaneous load changes with thermal power generation because it is difficult to respond to instantaneous load changes in a nuclear power plant,
Figure 2 is a schematic diagram of an electric vehicle charging system according to the first embodiment of the present invention;
Figure 3 schematically shows an electric vehicle charging system according to a second embodiment of the present invention;
Figure 4 is a graph of the power supplied from the power grid to the charger when charging an electric vehicle sequentially in a charger without a battery;
Figure 5 is a graph of power when the battery is charged using spare power in the present invention when the power supplied from the power grid is greater than the power required for charging an electric vehicle;
Figure 6 is a graph of power when the battery is used to charge an electric vehicle in the present invention when the power supplied from the power grid is less than the power required for charging an electric vehicle.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 전력망 안정화를 위한 전기차 충전 시스템에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the electric vehicle charging system for stabilizing the power grid according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 전기차 충전 시스템의 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram of an electric vehicle charging system according to the first embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의한 전기차 충전 시스템은, 충전기(100), 배터리(200) 및 제어부(300)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the electric vehicle charging system according to the first embodiment of the present invention includes a charger 100, a battery 200, and a control unit 300.
충전기(100)는 전력망(10)으로부터 전력을 공급받아, 충전기(100)에 연결된 전기차(20)를 충전한다. 따라서 충전기(100)는 전력망(10)과 전기적으로 연결되며, 전기차(20)가 연결하기 위한 포트를 포함한다. 본 발명에서 충전기(100)에 포함되는 포트의 개수는 적어도 하나 이상일 수 있으며, 도 2에 도시된 본 실시예에서 충전기(100)는, 4개의 포트를 포함한다. 도 2에서는 도번으로 표시되지 않았지만, 포트는 복수개의 전기차(20)들이 연결된 충전기(100)의 일부분을 의미할 수 있다. 본 발명에서 충전기(100)는 급속충전기 및 완속충전기 중 어느 하나일 수 있으며, 도 2에 도시된 본 실시예에서 충전기(100)는 급속충전기일 수 있다.The charger 100 receives power from the power grid 10 and charges the electric vehicle 20 connected to the charger 100. Accordingly, the charger 100 is electrically connected to the power grid 10 and includes a port for connection to the electric vehicle 20. In the present invention, the number of ports included in the charger 100 may be at least one, and in this embodiment shown in FIG. 2, the charger 100 includes four ports. Although not indicated by a number in FIG. 2, the port may refer to a portion of the charger 100 to which a plurality of electric vehicles 20 are connected. In the present invention, the charger 100 may be either a rapid charger or a slow charger, and in this embodiment shown in FIG. 2, the charger 100 may be a rapid charger.
배터리(200)는 전력망(10)으로부터 전력을 공급받아 충전되거나, 전기차(20)를 충전한다. 배터리(200)는 일반적인 리튬-이온 배터리가 사용되거나, ESS(Energy Storage System, 에너지 저장 장치)일 수 있다. 도 2에 도시된 본 발명의 제1실시예에 의한 전기차 충전 시스템에서 배터리(200)는 충전기(100)와 별도로 설치되어 있으나, 배터리(200)가 충전기(100) 내부에 설치되는 등의 실시예 또한 있을 수 있다.The battery 200 is charged by receiving power from the power grid 10 or charges the electric vehicle 20. The battery 200 may be a general lithium-ion battery or may be an ESS (Energy Storage System). In the electric vehicle charging system according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the battery 200 is installed separately from the charger 100, but in an embodiment, the battery 200 is installed inside the charger 100. There may also be.
도 2에 도시된 바와 같이, 충전기(100)는 제1AC/DC 컨버터(110), DC/DC 컨버터(120) 및 제1스위치(130)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the charger 100 may include a first AC/DC converter 110, a DC/DC converter 120, and a first switch 130.
제1AC/DC 컨버터(110)는 전력망(10)에서 공급되는 교류를 직류로 변환하여 출력한다. 이는 전력망(10)은 교류를 사용하지만, 전기차(20)는 직류를 사용하여 충전되기 때문이다. 제1AC/DC 컨버터(110)의 출력단은 상술한 제1스위치(130)의 일단에 연결된다.The first AC/DC converter 110 converts alternating current supplied from the power grid 10 into direct current and outputs it. This is because the power grid 10 uses alternating current, but the electric vehicle 20 is charged using direct current. The output terminal of the first AC/DC converter 110 is connected to one end of the first switch 130 described above.
DC/DC 컨버터(120)는 배터리(200)와 제1스위치(130) 사이에 위치하여, 배터리(200)의 출력을 변압하여 출력한다.The DC/DC converter 120 is located between the battery 200 and the first switch 130, and transforms the output of the battery 200 and outputs it.
제1스위치(130)는 제1AC/DC 컨버터(110)와 DC/DC 컨버터(120)의 출력단이 어떠한 전기차(20)에 연결되는지 결정한다. 즉, 도 2에 도시된 본 발명의 제1실시예에 의한 전기차 충전 시스템에서 충전기(100)는 한 번에 한 대의 전기차(20)만을 충전할 수 있으며, 충전순서는 전기차(20)가 충전기(100)의 포트에 연결된 순서일 수 있다. The first switch 130 determines which electric vehicle 20 the output terminals of the first AC/DC converter 110 and the DC/DC converter 120 are connected to. That is, in the electric vehicle charging system according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the charger 100 can charge only one electric vehicle 20 at a time, and the charging order is such that the electric vehicle 20 is charged by the charger ( This may be the order in which it is connected to the port of 100).
제어부(300)는 전력망(10)에서 공급되는 전력의 크기에 따라, 배터리(200)의 충방전을 제어하여, 전력망(10)에서 공급되는 전력을 소정 범위 내로 제어함으로써, 전력망을 안정화시킨다. 제어부(300)는 전자 부품을 이용해 구현될 수 있으며, 전력망(10)에서 공급되는 전력의 크기, 배터리(200)의 SOC레벨 감지, 전기차(20) 사용자나 전기차(20)를 통해 직접 입력되는 정보를 감지하고, 이에 따라 제1스위치(130)를 제어하는 등의 역할을 할 수 있다.The control unit 300 controls charging and discharging of the battery 200 according to the amount of power supplied from the power grid 10, and controls the power supplied from the power grid 10 within a predetermined range to stabilize the power grid. The control unit 300 may be implemented using electronic components and detects the size of power supplied from the power grid 10, the SOC level of the battery 200, and information input directly through the user of the electric vehicle 20 or the electric vehicle 20. It can detect and control the first switch 130 accordingly.
보다 구체적으로 제어부(300)의 동작을 설명하면, 제어부(300)는 전력망(10)에서 충전기(100)로 공급되는 전력이 전기차(20)를 충전시키는데 필요한 전력보다 크면, 여유 전력을 이용해 배터리(200)를 충전시킬 수 있다. 단, 배터리(200)를 충전시키는 것은 배터리(200)의 SOC레벨이 소정 기준치 이하일 경우로 한정되며, 배터리(200)의 SOC레벨이 소정 기준치를 초과할 경우, 제어부(300)는 전력망(10)에서 충전기(100)로 공급되는 전력이 전기차(20)를 충전시키는데 필요한 전력보다 크더라도 배터리(200)를 충전하지 않을 수 있다.To describe the operation of the control unit 300 more specifically, if the power supplied from the power grid 10 to the charger 100 is greater than the power required to charge the electric vehicle 20, the control unit 300 uses the spare power to charge the battery ( 200) can be charged. However, charging the battery 200 is limited to cases where the SOC level of the battery 200 is below a predetermined standard value, and when the SOC level of the battery 200 exceeds a predetermined standard value, the control unit 300 controls the power grid 10. Even if the power supplied to the charger 100 is greater than the power required to charge the electric vehicle 20, the battery 200 may not be charged.
제어부(300)는 전력망(10)에서 충전기(100)로 공급되는 전력이 전기차(20)를 충전시키는데 필요한 전력보다 작으면, 배터리(200)가 전기차(20)를 충전하도록 배터리(200), 보다 구체적으로는 DC/DC 컨버터(120)를 제어한다. 즉, 제어부(300)는 배터리(200)가 일종의 버퍼 역할을 하도록 하여, 전력망(10)에서 충전기(100)측으로 공급하는 전력의 변동을 일정 범위 내로 억제할 수 있어, 전력망을 안정화시킬 수 있다.If the power supplied from the power grid 10 to the charger 100 is less than the power required to charge the electric vehicle 20, the control unit 300 operates the battery 200 to charge the electric vehicle 20. Specifically, the DC/DC converter 120 is controlled. That is, the control unit 300 allows the battery 200 to act as a kind of buffer, suppressing fluctuations in power supplied from the power grid 10 to the charger 100 within a certain range, thereby stabilizing the power grid.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 의한 전기차 충전 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.Figure 3 schematically shows an electric vehicle charging system according to a second embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 의한 전기차 충전 시스템은, 앞서 설명한 본 발명의 제1실시예에 의한 전기차 충전 시스템에 있어서, 제2AC/DC 컨버터(210) 및 제2스위치(220)를 더 포함한다.As shown in FIG. 3, the electric vehicle charging system according to the second embodiment of the present invention includes a second AC/DC converter 210 and a second electric vehicle charging system according to the first embodiment of the present invention described above. It further includes a switch 220.
제2AC/DC 컨버터(210)는 전력망(10)에서 공급되는 교류를 직류로 변환하여, 배터리(200)측으로 출력한다. 제2스위치(220)는 제2AC/DC 컨버터(210)와 전력망(10) 사이에 위치하여, 배터리(200)측으로 전력을 공급하거나 차단한다. 제2AC/DC 컨버터(210)와 제2스위치(220)는 제어부(300)에 의해 제어될 수 있으며, 제어부(300)는 배터리(200)의 SOC레벨에 따라, 제2AC/DC 컨버터(210)와 제2스위치(220)를 제어할 수 있다.The second AC/DC converter 210 converts alternating current supplied from the power grid 10 into direct current and outputs it to the battery 200. The second switch 220 is located between the second AC/DC converter 210 and the power grid 10 to supply or block power to the battery 200. The second AC/DC converter 210 and the second switch 220 can be controlled by the control unit 300, and the control unit 300 controls the second AC/DC converter 210 according to the SOC level of the battery 200. and the second switch 220 can be controlled.
도 4는 일반적으로 배터리가 없는 충전기에서 순차적으로 전기차를 충전할 때, 전력망에서 충전기로 공급되는 전력의 그래프이다.Figure 4 is a graph of the power supplied from the power grid to the charger when an electric vehicle is generally sequentially charged in a charger without a battery.
도 4에 도시된 바와 같이, 종래에는 전기차의 SOC레벨이 충전됨에 따라, 충전 전력은 급격히 증가하였다가 감소하는 형태를 보여주는데, 이는 전력망에 연결된 부하가 일정하지 않아, 전력망에 부감이 되었다.As shown in Figure 4, conventionally, as the SOC level of an electric vehicle is charged, the charging power rapidly increases and then decreases. This is because the load connected to the power grid is not constant, which has a negative effect on the power grid.
도 5는 전력망에서 공급되는 전력이 전기차 충전에 필요한 전력보다 클 때, 본 발명에서 여유전력을 통해 배터리를 충전하는 경우 전력의 그래프이다.Figure 5 is a graph of power when the battery is charged using spare power in the present invention when the power supplied from the power grid is greater than the power required for charging an electric vehicle.
도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 여유전력이 있을 경우, 여유전력으로 배터리(200)를 충전하여, 전력망(10)에서 공급되는 전력이 일정하거나, 소정 범위 내에서 변동되도록 한다.As shown in FIG. 5, when there is spare power, the control unit 300 charges the battery 200 with the spare power so that the power supplied from the power grid 10 is constant or varies within a predetermined range.
도 6은 전력망에서 공급되는 전력이 전기차 충전에 필요한 전력보다 작을 때, 본 발명에서 배터리를 전기차 충전에 사용하는 경우 전력의 그래프이다.Figure 6 is a graph of power when the battery is used to charge an electric vehicle in the present invention when the power supplied from the power grid is less than the power required for charging an electric vehicle.
도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 전력망(10)에서 공급되는 전력만으로 전기차 충전이 어려울 때, 배터리(200)를 전기차(20)의 충전에 사용하여, 전력망(10)에서 공급되는 전력이 일정하거나, 소정 범위 내에서 변동되도록 한다.As shown in FIG. 6, when it is difficult to charge an electric vehicle only with power supplied from the power grid 10, the control unit 300 uses the battery 200 to charge the electric vehicle 20, Ensure that the power is constant or varies within a certain range.
전기차 사용자는, 전기차(20)를 본 발명의 충전기(100)의 포트에 연결할 때, 충전을 원하는 시각정보, 즉 충전예정 시각정보와 차종에 대한 정보를 충전기(100) 또는 제어부(300)측으로 송신할 수 있다. 전기차 사용자는 충전기(100)에 부착된 소정의 컨트롤러 또는 유무선으로 충전기(100) 또는 제어부(300)와 연결된 사용자 단말기를 이용해 상기한 정보들을 충전기(100) 또는 제어부(300)로 송신할 수 있다.When the electric vehicle user connects the electric vehicle 20 to the port of the charger 100 of the present invention, the electric vehicle user transmits the time information for wanting to charge, that is, the scheduled charging time information, and information about the vehicle model to the charger 100 or the control unit 300. can do. The electric vehicle user can transmit the above information to the charger 100 or the control unit 300 using a predetermined controller attached to the charger 100 or a user terminal connected to the charger 100 or the control unit 300 by wire or wirelessly.
제어부(300)는 수신한 정보를 전력망사업자에게 송신할 수 있다. 전력망사업자는 수신한 정보를 바탕으로, 해당 충전기(100)에 시간대별로 필요한 전력량을 확인할 수 있으므로, 수신한 정보를 바탕으로 발전량을 조절할 수 있다.The control unit 300 may transmit the received information to the power grid operator. Based on the received information, the power grid operator can check the amount of power required by the charger 100 for each time period, and thus can adjust the amount of power generation based on the received information.
상기한 실시예 외에도, 제어부(300)는 전기차(20) 사용자로부터 수신한 전기차(20)의 차종정보를 이용하여, 해당 전기차(20)를 충전하는데 필요한 전력량을 파악하여, 해당 충전기(100)에서 전기차(20)를 충전하는데 필요한 시간대별 전력량을 산출하고, 산출된 정보를 전력망사업자에게 송신할 수 있으며, 이를 위해 제어부(300)는 전기차의 차종별 충전전력 정보가 저장되는 저장부를 포함할 수 있다. 저장부에 저장되는 차종별 충전전력 정보는, 전기차(20)를 충전하는데 걸리는 시간, 충전시간대별 충전전력량 정보일 수 있다. 특히 전기차(20)의 충전시 필요한 전력은 해당 전기차(20) 배터리의 SOC레벨에 따라 달라질 수 있는데, 저장부는 차종별 SOC레벨에 따른 충전 전력정보를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부(300)는 전기차(20)의 사용자로부터 충전예정시각정보, 차종 외에도 현재 또는 충전예정시각에 예측되는 전기차(20)의 SOC레벨 정보를 더 수신하거나 입력받을 수 있다.In addition to the above-described embodiment, the control unit 300 uses the vehicle type information of the electric vehicle 20 received from the user of the electric vehicle 20 to determine the amount of power required to charge the electric vehicle 20 and The amount of power for each time period required to charge the electric vehicle 20 can be calculated and the calculated information can be transmitted to the power grid operator. For this purpose, the control unit 300 may include a storage unit that stores charging power information for each type of electric vehicle. The charging power information for each vehicle type stored in the storage unit may be the time it takes to charge the electric vehicle 20 and the charging power amount information for each charging time period. In particular, the power required when charging the electric vehicle 20 may vary depending on the SOC level of the battery of the electric vehicle 20, and the storage unit may further include charging power information according to the SOC level for each vehicle type. In this case, the control unit 300 may further receive or receive information on the SOC level of the electric vehicle 20 predicted at the current or expected charging time in addition to the charging time information and vehicle model from the user of the electric vehicle 20.
상기한 바와 같은 방법으로 시간대별 필요한 전력량을 산출하면, 제어부(300)는 산출된 정보를 바탕으로 배터리(200)의 필요 충전량을 산출하여, 산출된 배터리(200)의 필요 충전량에 따라 배터리(200)의 충방전을 제어할 수 있다.When the amount of power required for each time period is calculated in the manner described above, the control unit 300 calculates the required charge amount of the battery 200 based on the calculated information, and charges the battery 200 according to the calculated required charge amount of the battery 200. ) charging and discharging can be controlled.
앞서 설명한 본 발명의 제1실시예와 제2실시예에 의한 전기차 충전 시스템에서 충전기(100)는 한 번에 한 대의 전기차(20)만을 충전하였다. 단, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 하나의 충전기(100)에서 다수대의 전기차(20)를 동시에 충전할 수 있다.In the electric vehicle charging system according to the first and second embodiments of the present invention described above, the charger 100 charged only one electric vehicle 20 at a time. However, the present invention is not limited to this, and multiple electric vehicles 20 can be charged simultaneously in one charger 100.
하나의 충전기(100)에서 다수대의 전기차(20)를 충전할 때, 각 전기차(20)의 충전전력은 아래와 같은 방법을 통해 결정될 수 있다. 먼저, 충전기(100)에서 충전 가능한 최대 전력이 When charging multiple electric vehicles 20 in one charger 100, the charging power of each electric vehicle 20 can be determined through the following method. First, the maximum power that can be charged in the charger 100 is
(여기서 n=1, 2, ... m, m은 상기 충전기의 포트 개수, 
예를 들어, 전력망(10)에서 충전기(100)로 공급되는 전력의 크기가 500kW이고, 단일의 충전기(100)에서 전기차(20)를 통해 충전되는 전력의 크기의 최대치를 200kW라고 할 때, 하나의 충전기(100)는 3대의 전기차(20)를 충전할 수 있으며, 이때 각각의 첫 번째 충전 우선순위를 가지는 전기차(20)와, 두 번째 충전 우선순위를 가지는 전기차(20) 각각은 200kW로 충전되고, 세 번째 충전 우선순위를 가지는 전기차(20)는 100kW로 충전될 수 있다. 또한, 대부분의 전기차(20)들은 일정 SOC레벨이 되면, 그 이후의 충전 전력은 감소하게 된다. 제어부(300)는 충전중인 전기차(20)의 SOC레벨에 따라 충전 전력이 감소하면, 여유전력을 차순위 충전 전기차(20)측으로 돌려, 차순위 충전 전기차(20)가 더욱 높은 전력으로 충전되도록 할 수 있다. 단, 이는 전기차(20)의 충전 전력의 최대치에 따라 달라질 수 있다.For example, when the amount of power supplied from the power grid 10 to the charger 100 is 500 kW, and the maximum amount of power charged through the electric vehicle 20 from a single charger 100 is 200 kW, one The charger 100 can charge three electric vehicles 20, where each of the electric vehicles 20 with first charging priority and the electric vehicle 20 with second charging priority is charged at 200 kW. And the electric vehicle 20 with the third charging priority can be charged at 100 kW. In addition, when most electric vehicles 20 reach a certain SOC level, the subsequent charging power decreases. When the charging power decreases according to the SOC level of the electric vehicle 20 being charged, the control unit 300 transfers the remaining power to the next-priority charging electric vehicle 20, so that the next-priority charging electric vehicle 20 can be charged with higher power. . However, this may vary depending on the maximum charging power of the electric vehicle 20.
앞서 도 3을 참조하면, 도 3에서는 제1AC/DC 컨버터(110)와 제2AC/DC 컨버터(210)는 서로 다르게 도시되어 있다. 단, 이와 달리 본 발명은 제1AC/DC 컨버터(110)가 제2AC/DC 컨버터(210)의 역할을 대신하는 등의 실시예가 있을 수 있다. 이를 위해서는, 제1AC/DC 컨버터(110)의 출력단은 배터리(200)측과 연결되고, 제2스위치(220)가 제1AC/DC 컨버터(110)와 배터리(200) 사이에 위치해야하며, 이러한 실시예의 경우 컨버터의 개수가 감소하기 때문에, 본 발명에 의한 전기 충전 시스템을 구현하는데 있어서 보다 경제적이며, 공간 활용 효율이 향상되는 효과가 있다.Referring to FIG. 3, the first AC/DC converter 110 and the second AC/DC converter 210 are shown differently. However, unlike this, the present invention may have an embodiment in which the first AC/DC converter 110 replaces the role of the second AC/DC converter 210. To achieve this, the output terminal of the first AC/DC converter 110 must be connected to the battery 200, and the second switch 220 must be located between the first AC/DC converter 110 and the battery 200. In the embodiment, since the number of converters is reduced, it is more economical to implement the electric charging system according to the present invention, and space utilization efficiency is improved.
또한, 앞선 설명에서 배터리(200)는 단일개로 도시되어 있다. 단, 본 발명은 배터리(200)의 개수를 단일개로 한정하는 것은 아니며, 다수개의 배터리(200)가 병렬로 연결되고, 제어부(300)는 각 배터리(200)의 SOC레벨에 따라, 배터리(200)들 중 일부는 전력망(10)을 통해 충전되고, 나머지 배터리(200)들 중 일부는 전기차(20)를 충전하는데 사용하는 등의 실시예 또한 있을 수 있다.Additionally, in the previous description, the battery 200 is shown as a single battery. However, the present invention does not limit the number of batteries 200 to a single number. Multiple batteries 200 are connected in parallel, and the control unit 300 controls the number of batteries 200 according to the SOC level of each battery 200. ), some of which are charged through the power grid 10, and some of the remaining batteries 200 may be used to charge the electric vehicle 20.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is diverse. Of course, various modifications and implementations are possible without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.
10 : 전력망
20 : 전기차
100 : 충전기
110 : 제1AC/DC 컨버터
120 : DC/DC 컨버터
130 : 제1스위치
200 : 배터리
210 : 제2AC/DC 컨버터
220 : 제2스위치
300 : 제어부10: power grid
20: electric car
100: Charger
110: 1st AC/DC converter
120: DC/DC converter
130: first switch
200: battery
210: 2nd AC/DC converter
220: second switch
300: control unit
Claims (10)
상기 전력망으로부터 전력을 공급받아 충전되거나, 상기 전기차의 충전 전력을 공급하는 배터리; 및
상기 전력망에서 공급되는 전력에 따라 상기 배터리의 충방전을 제어하여, 상기 전력망에서 공급되는 전력을 소정 범위 내로 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 시스템.
A charger that receives power from the power grid to charge a connected electric vehicle;
A battery that is charged by receiving power from the power grid or supplies charging power to the electric vehicle; and
a control unit that controls charging and discharging of the battery according to the power supplied from the power grid, thereby controlling the power supplied from the power grid within a predetermined range;
An electric vehicle charging system comprising:
상기 제어부는,
상기 전력망에서 상기 충전기로 공급하는 전력이 상기 전기차를 충전시키는데 필요한 전력보다 크면, 여유전력을 이용해 상기 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 시스템.
According to paragraph 1,
The control unit,
An electric vehicle charging system, wherein when the power supplied from the power grid to the charger is greater than the power required to charge the electric vehicle, the battery is charged using spare power.
상기 제어부는,
상기 전력망에서 공급되는 전력이 상기 전기차를 충전하는데 필요한 전력보다 작으면, 상기 배터리가 상기 전기차를 충전하도록 상기 배터리를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 시스템.
According to paragraph 1,
The control unit,
An electric vehicle charging system, characterized in that when the power supplied from the power grid is less than the power required to charge the electric vehicle, the battery is controlled so that the battery charges the electric vehicle.
상기 제어부는,
충전예정 시각정보 및 차종에 대한 정보를 수신하거나 입력받으면, 상기 충전예정 시각정보 및 차종에 대한 정보를 전력망사업자에게 송신하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 시스템.
According to paragraph 1,
The control unit,
An electric vehicle charging system, characterized in that upon receiving or receiving information on the scheduled charging time and vehicle model, the information on the scheduled charging time and vehicle model is transmitted to the power grid operator.
상기 제어부는,
전기차의 차종별 충전전력 정보가 저장되는 저장부;
를 더 포함하고,
전기차 사용자로부터 수신한 차종 정보에 대응되는 충전전력 정보와, 상기 충전예정 시각정보를 상기 전력망사업자에게 송신하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 시스템.
According to paragraph 4,
The control unit,
A storage unit that stores charging power information for each type of electric vehicle;
It further includes,
An electric vehicle charging system characterized by transmitting charging power information corresponding to vehicle model information received from an electric vehicle user and the charging schedule time information to the power grid operator.
상기 제어부는,
상기 전력망으로부터 공급되는 전력과 전기차의 사용자로부터 수신한 충전예정 시각정보 및 차종에 대한 정보를 통해 전기차의 충전에 필요한 시간대별 전력량 정보를 산출하고, 산출된 정보를 기반으로 상기 배터리의 필요 충전량을 산출하여, 산출된 상기 배터리의 필요 충전량에 따라 상기 배터리의 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 시스템.
According to paragraph 4,
The control unit,
Information on the amount of power required for charging the electric vehicle by time is calculated based on the power supplied from the power grid, charging schedule time information received from the user of the electric vehicle, and information on the vehicle type, and the required charging amount of the battery is calculated based on the calculated information. Thus, an electric vehicle charging system characterized in that the charging of the battery is controlled according to the calculated required charging amount of the battery.
상기 충전기는,
동시에 한 대의 전기차만을 충전하며, 전기차의 연결 순서대로 충전하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 시스템.
According to paragraph 1,
The charger is,
An electric vehicle charging system that charges only one electric vehicle at a time and charges in the order in which the electric vehicles are connected.
상기 충전기는,
복수개의 충전포트를 포함하며, 상기 충전포트에 연결된 전기차들 중 적어도 두 대를 동시에 충전하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 시스템.
According to paragraph 1,
The charger is,
An electric vehicle charging system comprising a plurality of charging ports and simultaneously charging at least two of the electric vehicles connected to the charging ports.
상기 충전기에서 충전하는 전기차로 공급하는 전력은 아래 수식으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 시스템.
(여기서 n=1, 2, ... m, m은 상기 충전기의 포트 개수,
According to clause 8,
An electric vehicle charging system, wherein the power supplied to the electric vehicle being charged by the charger is determined by the formula below.
(where n=1, 2, ... m, m is the number of ports of the charger,
상기 충전기는,
상기 전력망측에서 공급되는 교류를 직류로 변환하여 상기 전기차측으로 출력하는 AC/DC 컨버터;
상기 배터리측과 연결되어, 상기 배터리측에서 공급되는 전력을 변압하여 상기 전기차측으로 출력하는 DC/DC 컨버터; 및
일단이 상기 AC/DC 컨버터와 상기 DC/DC 컨버터의 출력단에 연결되고, 타단이 상기 전기차들 중 어느 하나와 연결되거나 연결되지 않도록 상기 제어부에 의해 제어되는 스위치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전 시스템.In clause 7,
The charger is,
An AC/DC converter that converts alternating current supplied from the power grid into direct current and outputs it to the electric vehicle;
A DC/DC converter connected to the battery, transforming the power supplied from the battery and outputting it to the electric vehicle; and
a switch, one end of which is connected to the output terminals of the AC/DC converter and the DC/DC converter, and the other end of which is controlled by the control unit to be connected or not connected to any one of the electric vehicles;
An electric vehicle charging system comprising:
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|---|---|---|---|
| KR1020220051895A KR20230152311A (en) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | Electric vehicle charging system for power grid stabilization |
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|---|---|---|---|---|
| KR101737818B1 (en) | 2016-11-16 | 2017-05-22 | 보타리에너지 주식회사 | Electric vehicle charger |
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2022
- 2022-04-27 KR KR1020220051895A patent/KR20230152311A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |