KR101214448B1 - 충전기 간 통신 네트워크를 포함하여 구성되는 충전 설비와 그 충전 제어 방법 - Google Patents

충전기 간 통신 네트워크를 포함하여 구성되는 충전 설비와 그 충전 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 충전 설비와 그 충전 제어 방법에 관한 것으로서, 전기자동차와 같은 전기장치의 충전을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 충전 설비와 그 충전 제어 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 사용자의 충전 요구에 따라 전기장치의 배터리를 충전하는 복수개의 충전기들을 포함하고, 상기 복수개의 충전기들이 통신 가능하게 연결되어 통신 네트워크가 구성될 수 있도록, 상기 각 충전기는 충전기 상호 간의 통신을 위한 통신모듈과, 상기 통신모듈을 통해 타 충전기에 전송할 신호 및 충전시 배터리에 공급되는 충전 전류량을 제어하기 위한 신호를 발생, 출력하는 제어부를 포함하며, 상기 충전기의 제어부는 사용자에 의해 입력된 충전 요구 정보에 따라 배터리 충전에 필요한 필요 전류량을 계산하고, 타 충전기와 통신하여 가용 전류량의 여유가 있는 충전기를 확인한 뒤 가용 전류량의 여유가 있는 타 충전기로부터 전류량을 양보받는 전류량 양보 과정을 수행하며, 상기 타 충전기로부터 양보받은 전류량을 반영하여 배터리 충전을 위한 자신의 공급 가능 전류량을 결정하는 것을 특징으로 하는 충전 설비와, 이의 충전 제어 방법이 개시된다.

Description

충전기 간 통신 네트워크를 포함하여 구성되는 충전 설비와 그 충전 제어 방법{Charging infrastructure using communication network and chaging control method of the same}
본 발명은 충전 설비와 그 충전 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수개의 충전기 간에 구성된 통신 네트워크를 이용하여 전기장치의 배터리를 보다 효율적으로 충전할 수 있는 충전 설비와 그 충전 제어 방법에 관한 것이다.
오늘날 화석연료를 사용하는 내연기관 자동차는 배기가스로 인한 환경오염, 오존 생성 등으로 인한 호흡기 질환 유발, 이산화탄소로 인한 지구 온난화 등과 같은 많은 문제점을 가진다.
또한 지구상에 존재하는 화석연료는 한정되어 있기 때문에 언젠가는 고갈될 위기에 처해 있다.
이에 전 세계적으로 전기모터를 구동원으로 사용하는 순수 전기자동차(EV)나, 내연기관과 함께 전기모터를 구동원으로 사용하는 하이브리드 자동차(HEV)와 같은 친환경 자동차의 개발 및 보급에 많은 노력을 기울이고 있으며, 친환경 자동차의 동력원이 되는 배터리 등 전기에너지 저장장치의 기술도 급속히 발전하고 있다.
이와 더불어 배터리 충전을 위한 차량 내/외부 장치와 설비의 연구 개발, 충전 인프라 확충 등에 많은 노력을 기울이고 있다.
주지된 바와 같이, 전기자동차나 하이브리드 자동차에는, 차량의 구동원인 전기모터, 전기모터의 구동 및 제어를 위한 모터 제어기(MCU)(인버터), 전기에너지 저장장치로서 전기모터의 작동전력을 공급하기 위한 배터리, 배터리 충전을 위한 차량 내 충전장치 등이 탑재되고, 차량과 외부 충전기 간의 연결을 위한 충전구(인렛(Inlet), 커넥터) 등이 구비된다.
이 중 전기자동차의 배터리로는 일충전 주행거리를 충분히 확보하기 위해 고용량 고전압 배터리를 사용하며, 최근 리튬이온 배터리의 사용이 대세로 자리 잡고 있다.
또한 전기자동차에는 배터리의 상태를 감시하는 BMS(Battery Management System)가 탑재되고, 이는 배터리의 전압, 온도, 충전상태(State Of Charge, 이하 'SOC'라 칭함) 등의 배터리 정보를 수집하면서 수집되는 배터리 정보를 차량 제어나 충전 제어 등에 이용할 수 있도록 차량 내, 외부의 타 제어기에 제공한다.
한편, 전기자동차(EV)나 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)의 배터리를 충전하기 위해서는 배전계통에 연계된 충전기(Electric Vehicle Charging Equipment, EVCE)를 이용해야 하는데, 교류(AC) 전원(예, 220V 가정용 전원 등)을 차량에 연결하여 배터리를 완속 충전하거나, 직류(DC) 전원을 이용하여 배터리를 급속 충전할 수 있다.
즉, 차량의 충전구에 완속충전기를 연결하여 차량 내 충전장치(On-Board Charger, 이하 'OBC'라 칭함) 및 BMS의 제어하에 배터리의 완속 충전이 이루어지도록 하거나, 차량의 충전구에 급속충전기를 연결하여 BMS의 제어하에 급속 충전이 이루어지도록 하는 것이다.
완속충전기(AC 충전기)는 단상 교류 전원을 이용하는 충전기로, 완속충전기가 차량으로 교류 전원을 제공하면 차량에서 OBC를 통해 배터리의 충전이 이루어지며, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 차량 내 컨버터를 통해 전기에너지를 충전하게 된다.
반면, 급속충전기는 3상 교류 전원을 직류로 변환한 후 차량에 공급하는 충전기로, 차량 내 배터리에 직결되어 전기에너지를 충전하며, 보다 높은 전류를 제공하여 짧은 시간 내에 배터리의 충전을 마칠 수 있으므로 주행 중 급히 배터리를 충전할 필요가 있는 경우 이용할 수 있다.
한편, 내연기관 자동차(가솔린/디젤/LPG 차량)의 차량 운행 보고서에 따르면, 전체 차량 중 80% 정도의 차량은 차고지 또는 회사의 주차장에 정차해 있으며, 실제 20% 정도만이 운행되고 있는 것으로 나타나 있다.
이를 전기자동차의 측면에서 보자면 80%의 차량이 장시간 동안 충전하고 있을 확률이 높다는 것을 의미한다.
모든 차량은 배터리 SOC가 0%일 때 충전을 시도하지 않으며, 통계에 의하면, AC 충전(완속 충전)의 경우 대부분 배터리 SOC가 30%에서 50% 사이일 때 가장 많이 충전을 시도하는 것으로 보고되어 있다.
또한 AC 충전기를 이용하는 대부분의 운전자는 차량을 충전기에 연결한 뒤 비교적 장시간 동안 충전이 이루어질 것으로 예상하며, 따라서 대부분의 AC 충전기는 차량과 연결되어 있는 시간이 실제 충전에 사용되는 시간보다 길어져 이용 효율성이 떨어진다.
그리고, 특정 충전기에서 차량의 충전을 완료했다 하더라도 운전자가 차량을 연결한 상태로 충전기를 계속 점유하고 있다면, 점유 동안에는 다른 차량이 그 충전기를 이용해 충전할 수 있는 방법이 없으므로, 충전을 위한 대기시간이 길어질 수밖에 없고, 충전이 운전자에게 매우 번거로운 작업이 될 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 충전기의 대수를 늘려 운전자의 심리적 대기시간을 줄이는 방법이 있으나, 각 충전기가 공급할 수 있는 전력 용량이 제한된 상황에서 실제 차량 충전을 시작하는 데는 제한이 있으며, 충전을 위해 차량이 충전기에 연결되는 것이 실제 충전이 이루어짐을 의미하는 것은 아니다.
즉, 충전소 전체가 공급할 수 있는 총 전력 용량이 공급 계약에 의해 제한되어 있으므로, 충전기의 대수만 늘릴 경우, 많은 수의 충전기들이 동시에 충전에 이용되고 있을 때, 경우에 따라서는 특정 충전기에서 차량이 연결된 상태로 실제 충전이 시작되지 못하는 경우가 발생할 수 있고, 이때 대기시간이 필요해진다.
또한 다른 충전기에서 차량만 연결되어 있을 뿐 충전 완료 상태로 실제 충전이 이루어지지 않고 있음에도 각 충전기에서의 충전이 타 충전기의 상태가 전혀 고려되지 않은 설정된 최대 전력량 내에서만 충전이 가능하므로 충전소 전체의 충전 효율이 떨어지는 문제가 있다.
또한 다른 충전기에 충전의 여유가 충분히 있음에도 운전자가 원하는 충전 시간을 만족시킬 수 없는 경우가 빈번히 발생하며, 운전자가 신속한 충전을 원함에도 충전 시간의 단축이 불가능하다.
또한 충전기의 대수만 늘릴 경우, 각 충전기의 상태를 관리하고 제어하기 위한 별도의 중앙제어장치가 필요하고, 하나의 충전기가 충전을 종료하였을 때 다른 충전기가 충전을 시작할 수 있도록 하는 것이 필요하나, 종래의 경우 이를 구현하는 것이 불가하다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 전기자동차와 같은 전기장치의 충전을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 충전 설비와 그 충전 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 시공자 측면에서 충전소 전체의 전력 용량(공급 계약 등에 의한 용량)을 줄여 설비 구축 비용을 줄일 수 있고, 충전 효율의 극대화를 통해 더 많은 충전기를 운영하는 것도 가능한 충전 설비와 그 충전 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한 충전 서비스 측면에서 각 충전기가 공급하는 최적의 충전 전류량을 찾아내어 충전기의 대수를 늘린 상황에서도 기존의 환경과 동일한 서비스를 제공할 수 있고, 효율적인 충전 및 최적의 충전 조건 제공, 사용자 대기시간 단축, 안정적인 드라이빙 환경 제공 등의 여러 이점을 가지는 충전 설비와 그 충전 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 사용자의 충전 요구에 따라 전기장치의 배터리를 충전하는 복수개의 충전기들을 포함하고, 상기 복수개의 충전기들이 통신 가능하게 연결되어 통신 네트워크가 구성될 수 있도록, 상기 각 충전기는 충전기 상호 간의 통신을 위한 통신모듈과, 상기 통신모듈을 통해 타 충전기에 전송할 신호 및 충전시 배터리에 공급되는 충전 전류량을 제어하기 위한 신호를 발생, 출력하는 제어부를 포함하며, 상기 충전기의 제어부는 사용자에 의해 입력된 충전 요구 정보에 따라 배터리 충전에 필요한 필요 전류량을 계산하고, 타 충전기와 통신하여 가용 전류량의 여유가 있는 충전기를 확인한 뒤 가용 전류량의 여유가 있는 타 충전기로부터 전류량을 양보받는 전류량 양보 과정을 수행하며, 상기 타 충전기로부터 양보받은 전류량을 반영하여 배터리 충전을 위한 자신의 공급 가능 전류량을 결정하는 것을 특징으로 하는 충전 설비를 제공한다.
그리고, 본 발명은, 사용자의 충전 요구에 따라 전기장치의 배터리를 충전하는 복수개의 충전기들이 통신모듈을 통해 상호 간 통신 가능하도록 연결되어 통신 네트워크를 구성하는 충전 설비의 충전 제어 방법에 있어서, 사용자의 충전 요구 정보를 입력받은 충전기가, 사용자의 충전 요구 정보에 따라 배터리 충전에 필요한 필요 전류량을 계산하는 단계; 타 충전기와의 통신을 통해 가용 전류량의 여유가 있는 충전기를 확인하고 가용 전류량의 여유가 있는 타 충전기로부터 전류량을 양보받는 전류량 양보 과정을 수행하는 단계; 및 상기 타 충전기로부터 양보받은 전류량을 반영하여 배터리 충전을 위한 자신의 공급 가능 전류량을 결정하는 단계;를 진행하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법을 제공한다.
이에 따라 본 발명의 충전 설비 및 그 충전 제어 방법에 의하면, 특정 충전기가 사용자 충전 요구에 상응하는 필요 충전량을 스스로 충족시키지 못할 경우 충전 네트워크를 통해 타 충전기로부터 전류량을 양보받는 전류량 양보 과정이 수행되며, 이를 통해 보다 신속하고 효율적인 충전이 가능해지는 이점이 있게 된다.
또한 시공자 측면에서 충전소 전체의 전력 용량을 줄여 설비 구축 비용을 줄일 수 있고, 충전 효율의 극대화를 통해 더 많은 충전기를 운영하는 것도 가능해진다.
또한 각 충전기가 공급하는 최적의 충전 전류량을 찾아내어 충전기의 대수를 늘린 상황에서도 기존의 환경과 동일한 서비스를 제공할 수 있고, 효율적인 충전 및 최적의 충전 조건 제공, 사용자 대기시간 단축, 안정적인 드라이빙 환경 제공 등의 여러 이점을 가진다.
도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에서 복수개의 충전기들과 통합 관리 서버가 유/무선통신망을 통해 연결되어 통신 네트워크가 구성됨을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 사용자의 이동통신단말기, 사용자 PC, 충전기, 통합 관리 서버, 전자결제 대행업체 서버 간의 연결상태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 충전기들과 통합 관리 서버 간에 구성되는 통신 네트워크와 전체 충전기의 전력 공급 계통을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 각 충전기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 필요 전류량이 규정 전류량을 초과하는 충전기와 타 충전기 간에 메시지 전달이 이루어짐을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서 충전 종료 후 전류량 반환 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에서 충전 도중 전류량 반환 과정을 나타내는 도면이다.
도 9와 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 충전 과정, 및 각 충전기와 통합 관리 서버의 연결 관계를 종합적으로 정리하여 나타낸 도면이다.
도 11은 도 8에서 설명한 충전 도중 전류량 반환 과정, 및 각 충전기와 통합 관리 서버의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 복수개의 충전기 간을 통신 가능하도록 연결하는 통신 네트워크를 이용하여 전기장치의 배터리를 보다 효율적으로 충전할 수 있는 충전 설비와 그 충전 제어 방법에 관한 것이다.
이하 본 명세서에서는 본 발명의 명확한 설명을 위해 실시예의 충전 대상이 되는 전기장치로서 전기자동차(EV)의 예를 들어 설명하나, 본 발명에서 전기장치가 전기자동차로 한정되는 것은 아니다.
즉, 본 발명의 충전 대상이 되는 전기장치는, 순수 전기자동차(EV) 이외에, 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)나, 사용자가 휴대한 노트북, 스마트폰 등의 이동통신단말기, 태블릿 PC, PDA, PMP 등의 휴대 단말기, 그 밖에 외부 충전기에 의한 배터리 충전이 이루어지는 모든 전기장치 중 어느 하나 이상을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에서 복수개의 충전기들과 통합 관리 서버가 유/무선통신망을 통해 연결되어 통신 네트워크가 구성됨을 나타내는 개략도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에서 충전기, 통합 관리 서버, 전자결제 대행업체(PG사/VAN사) 서버, 사용자의 이동통신단말기, 사용자 PC 간의 통신 연결상태를 나타내는 개략도이다.
또한 도 4는 본 발명의 실시예에서 충전기들과 통합 관리 서버 간에 구성되는 통신 네트워크와 전체 충전기의 전력 공급 계통을 나타내는 개략도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에서 각 충전기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서는 복수개의 충전기(EVCE)(10a)들과 이들을 통합 관리하는 통합 관리 서버(Integrated Management Server)(20)가 서로 간에 정보를 주고받을 수 있도록 유선 또는 무선통신망을 통해 연결되어 통신 네트워크(이하 '충전 네트워크(Charging Network)'라 칭함)를 구성한다.
이때, 하나의 충전 네트워크를 구성하는 충전기(10a)들은 충전기 관리 업체(전력공급사 또는 별도 사업자가 될 수 있음)의 서버(20)에 의해 관리되는 충전소 내 충전기들이거나, 하나의 통합 관리 서버에 의해 관리되는 사용자 가정의 충전기들이 될 수 있다.
물론, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 설치 장소에 상관없이 서로 간에 메시지 및 정보를 주고받으면서 하나의 통합 관리 서버에 의해 관리될 수 있는 충전기들로 충전 네트워크가 구성되며, 유/무선통신망을 통해 서로 간 통신 가능하게 연결된 충전기들, 즉 후술하는 바와 같이 충전 전류 요청 메시지(전류량 양보를 요청하는 메시지임)를 브로드캐스팅할 때 네트워크상에서 메시지를 주고받는 충전기들이 동일 충전 네트워크에 속한 충전기들이 된다.
또한 하나의 통합 관리 서버(20)가 단일 충전 네트워크에 속한 충전기(10a)들을 통합 관리하도록 구성될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 복수개의 충전 네트워크를 대상으로, 즉 복수개의 충전 네트워크에 속한 충전기들을 통합 관리하도록 구성될 수도 있다.
또한 복수개의 통합 관리 서버(20)가 단일 충전 네트워크에 속한 복수개의 충전기(10a)들을 나누어 관리하도록 구비될 수 있다.
또한 완속충전기(10a)와 급속충전기(10b) 중 1종의 충전기 그룹 또는 2종의 혼합된 충전기 그룹이 충전 네트워크를 구성할 수 있는데, 예컨대 충전기 그룹이 단상 교류(AC) 전원을 이용하여 전기자동차 내 OBC를 통해 배터리를 완속 충전하는 완속충전기, 즉 AC 충전기(10a)들의 그룹이 될 수 있고, 또는 도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이 AC 충전기(10a)와 더불어 3상 교류 전원을 직류(DC)로 변환하여 급속 충전하는 급속충전기, 즉 DC 충전기(10b)를 더 포함하는 그룹이 될 수 있다.
또한 충전 네트워크의 구성을 위해, 각 충전기(10a,10b)는, 사용자 요구에 따라 전기장치의 배터리, 즉 전기자동차(1)의 배터리(4)를 충전하기 위한 충전기의 공지된 기본 구성 외에, 도 5에 나타낸 바와 같이 유/무선통신망을 통해 타 충전기(10a,10b) 및 통합 관리 서버(20)와의 통신을 수행하기 위한 통신모듈(12)을 더 구비한다.
예를 들어, 충전기(10a,10b)와 충전기 간, 충전기(10a,10b)와 통합 관리 서버(20) 간의 통신을 위해, 충전 네트워크를 구성하는 각 충전기와 통합 관리 서버는, RS232/RS485 통신, 전력선 통신(이하 'PLC 통신'이라 칭함), 이더넷, GSM, CDMA, HSPA, 인터넷(Wirbo, Wi-Fi), LTE 방식 등의 유/무선통신을 수행하기 위한 통신모듈(11, 통합 관리 서버의 통신모듈은 도시하지 않음)을 구비한다.
여기서, 충전 네트워크에 의해 연결되는 충전기 모두가 통합 관리 서버와 직접적으로 통신하도록 할 수 있으나, 바람직하게는 전체 충전기 중 일부, 더욱 바람직하게는 선택된 하나의 충전기만이 통합 관리 서버와의 직접적인 통신을 수행하도록 구비될 수 있다.
단, 하나 또는 둘 이상의 일부 충전기만이 통합 관리 서버와의 직접적인 통신을 수행하도록 구비되는 경우, 통합 관리 서버와의 직접적인 통신이 이루어지는 충전기가 나머지 충전기와 통합 관리 서버 사이의 각종 정보 및 메시지 등 신호를 중계하는 역할을 하며(도 9 내지 도 10 참조), 이로써 전체 충전기들이 통합 관리 서버와 정보 및 메시지를 주고받으면서 통합 관리 서버에 의해 관리될 수 있는 유기적인 연결 관계를 형성하게 된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 하나의 충전기(10a)가 유/무선통신망(CDMA/인터넷 등)을 통해 통합 관리 서버(20)와 직접적인 통신을 수행하는 충전 네트워크의 일례를 볼 수 있다.
도면부호 1은 전기자동차를, 도면부호 10a는 AC 충전기를, 도면부호 10b는 DC 충전기를 각각 나타내며, 충전을 위해 전기자동차(1)가 충전기(10a,10b)에 연결되면 전기자동차(1)와 충전기(10a,10b) 간에는 충전에 필요한 기본적인 정보와 신호를 주고 받기 위해 유선 또는 무선의 통신이 이루어지게 된다.
이와 같이 본 발명에서도 각 충전기(10a,10b)가 차량(1)과의 통신을 위한 통신모듈을 구비하여, PLC 통신이나 CAN 통신 등의 유선통신 방식, 또는 공지의 무선통신 방식에 의해 BMS 등의 차량 내 장치와 통신을 수행하도록 되어 있고, 차량과의 통신을 통해 차량 정보나 배터리 정보, 차량 연결 상태 정보 등 충전에 필요한 여러 정보를 차량으로부터 제공받음은 물론, 충전시 필요한 신호를 차량에 전달하게 된다.
PLC 통신을 이용하는 경우의 예를 들면, 도 5에 예시한 바와 같이 각 충전기(10a,10b) 내에 차량과의 통신을 위한 PLC 모뎀(13)이 구비되어야 하며, 이 PLC 모뎀(13)에 의해 차량 연결시부터 연결 해제시까지 충전기가 차량(1)에서 취할 수 있는 정보들을 입력받게 된다.
예컨대, 충전기(10a,10b)가 PLC 통신을 통해 차량의 BMS(2)로부터 제공받는 정보로, 배터리 최대 용량(kWh), OBC 최대 전류량(A), 최대 전류량으로 배터리 최대 용량만큼 충전시 완충 소요 시간(시간 또는 분), 충전시 최초 SOC(충전 시작시의 SOC) 등 충전을 위한 배터리(4)의 기본 정보 및 상태 정보와 함께, 최적의 충전 환경 조성을 위해 충전 중 실시간으로 배터리의 전압, 전류, 온도 등에 대한 정보를 제공받게 된다.
일례를 들면, 전기자동차의 배터리 최대 용량으로 16.4kWh, OBC 최대 전류량으로 16A, OBC 최대 전류량으로 배터리 최대 용량만큼 충전시 소요 시간으로 6시간(360분) 등의 정보가 될 수 있다.
전기자동차와 충전기에서 PLC 통신, CAN 통신 등의 통신을 위한 장치 요소에 대해서는 공지의 기술적 사항이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 인터넷망을 이용하는 충전 네트워크의 예를 도시한 것으로, 도시된 충전기(10a,10b)가 모두 인터넷망을 통해 통합 관리 서버(20)와 직접적인 통신을 수행하는 예를 보여주고 있다.
도 3을 참조하면, 사용자는 자신이 휴대한 스마트폰 등의 이동통신단말기(40)를 이용하여 인터넷망을 통해 통합 관리 서버(20)가 제공하는 각종 정보를 검색 및 제공받을 수 있으며, 또한 PC(50)에서도 웹 브라우저를 이용하여 통합 관리 서버(20)가 제공하는 정보를 검색 및 제공받을 수 있다.
이때, 사용자는 회원 가입 및 로그인하여 정보를 검색 및 제공받을 수 있으며, 이는 주지, 관용의 기술적 사항이므로 그 구현을 위한 시스템 구성에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
또한 사용자의 이동통신단말기(40)와 통신 가능하게 연결해주기 위한 별도의 통신모듈(도 5에는 도시하지 않음)이 충전기(10a,10b) 내에 구비될 수 있으며, 이동통신단말기와의 직접 통신을 위한 충전기의 통신모듈로는 블루투스(Bluetooth), 직비(ZigBee), 와이파이(Wi-Fi)등의 무선 모듈이 될 수 있다.
이로써 사용자는 자신의 이동통신단말기를 이용하여 충전에 필요한 정보의 입력, 충전기 조작 및 제어 등을 수행할 수 있다.
기본적으로 충전기(10a,10b)에 충전 요구 정보 입력, 충전 시작 및 중단, 종료 조작, 표시 정보 확인 등을 위해 사용자가 조작하게 되는 입력부(16)와, 충전기 조작 및 입력 상태, 충전기 작동 상태 등을 포함하여 충전과 관련된 각종 정보를 표시하는 표시부(17)가 구비되어 있음은 주지의 사실이다.
이때, 입력부(16)는 버튼이나 스위치 등이 될 수 있고, 표시부(17)는 LCD 등 표시 화면을 제공하는 공지의 표시장치가 될 수 있으며, 입력부와 표시부를 별도로 두는 대신 입력과 표시 기능이 통합된 터치 스크린 등이 적용될 수도 있다.
따라서, 입력부(16) 및 표시부(17)를 이용하여 사용자가 충전에 필요한 정보 입력이나 충전기 조작/제어를 충전기(10a,10b)에서 직접 수행할 수 있는데, 이 과정을 사용자가 직접 충전기에서 하는 것 대신, 충전기에 차량을 연결한 상태에서 충전기와 통신 연결된 이동통신단말기(40)를 이용하여 충전기에서와 동일한 작업을 수행할 수 있다.
또는 사용자가 이동통신단말기(40)에서 인터넷을 통해 통합 관리 서버(20)가 제공하는 정보를 검색하거나 제공받는 것과 마찬가지로, 이동통신단말기(40)의 웹 브라우저를 이용하여 인터넷상에서 자신의 차량이 연결된 충전기(10a,10b)를 조작할 수 있도록 하는 것도 가능하다.
즉, 사용자가 자신의 이동통신단말기에서 Wi-Fi 등의 무선망을 이용하여 통합 관리 서버의 웹에 로그인 및 충전기 고유정보를 입력하고(또는 자신의 차량이 연결된 충전기를 선택), 충전기의 표시부에 표시되는 것과 같은 입력 및 조작 화면을 자신의 이동통신단말기로 제공받은 다음, 이동통신단말기에 표시된 화면을 확인하여 충전에 필요한 정보의 입력이나 충전기 조작/제어 입력을 충전기에서와 동일하게 수행할 수 있도록 하는 것이다.
이 경우에서 통합 관리 서버는 기본적으로 유/무선통신망을 통해 각 충전기를 원격 제어하는 기능을 가지므로 이동통신단말기를 이용하여 사용자가 웹상에 입력한 내용에 따라 해당 충전기를 원격 제어하거나 해당 충전기로 사용자 입력 정보를 제공하게 된다.
도 5에서 차단기(14)는 차량(1)에 대한 전력의 공급과 차단을 위한 구성요소로, 충전 시작시 차량으로 전력이 공급되도록 하거나 충전 중단 또는 종료시 차량으로 공급되는 전력을 차단하게 된다.
또한 차단기(14)는 충전 중 비상 상황이 발생하거나 통합 관리 서버(20)로부터 충전 중지 요청 등이 전달되었을 때 차량으로 공급되는 전력을 차단하게 된다.
아울러, 도 5에 나타내지는 않았으나, 충전기(10a,10b)는 통합 관리 서버(20)와 연계하여 사용자 인증을 수행하는 인증 시스템, 또는 외부 PG(Payment Gateway)사(社) 또는 VAN(Value Added Network)사 서버(30)와 연계하여 충전 요금 결제를 수행하는 전자결제 시스템을 더 구비한다.
예를 들면, 사용자 인증을 위해 전자태그(RFID 칩) 또는 NFC 칩 등을 장착한 전자인증카드, 예를 들면 전자주민카드나 기타 스마트 카드, USIM 카드, 이동통신단말기에 장착된 USIM 등을 이용하여 사용자가 통합 관리 서버(20)로부터 사용자 정보에 대한 인증을 받은 후, 통합 관리 서버가 충전에 사용된 전력량을 기록하여 매달 또는 사용자와의 협약에 따라 사용자에게 결제를 요청하는 후불제 시스템이 적용될 수 있다.
또는 결제 수단으로 신용카드, 체크카드, 직불카드, 현금카드, 기프트 카드, 포인트 카드, 충전카드 등을 이용하고, 카드에 따라 충전기 관리 업체가 지정한 전자결제 대행업체(PG사/VAN사)와 연계하여 요금 결제를 진행하는 선불제 시스템이 적용될 수 있다.
이러한 후불제를 적용하는 경우 충전기(10a,10b)에 전자인증카드의 사용자 정보를 읽기 위한 리더기(도시하지 않음)가 설치되어야 하고, 선불제를 적용하는 경우 PG사 또는 VAN사와 연계하여 전자결제를 수행하는 통상의 전자결제 시스템이 구축되어야 한다.
물론, 상기의 후불제와 선불제 시스템의 단독 적용 또는 복합 적용이 모두 가능하고, 그 밖에 공지된 여러 방식의 사용자 인증 방식, 요금 결제 방식 중 하나 또는 둘 이상을 적용하는 것이 가능하다.
도 3을 참조하면, 충전기(10a)와 통합 관리 서버(20) 사이에 상술한 사용자 인증/결제를 위한 정보, 그리고 충전기 관리 및 원격 제어를 위한 충전기 상태 정보, 원격 제어 메시지 등이 전달됨을 볼 수 있다.
그 밖에 충전기에는 차량에 공급하는 전력량을 측정하기 위한 전력량계(power meter)(도시하지 않음) 등 공지의 구성요소가 구비될 수 있다.
충전기(10a,10b)의 제어부(11)는 입력부(16)나 이동통신단말기(40)를 통해 사용자가 입력한 정보를 입력받으며(이동통신단말기를 이용하는 경우 이동통신단말기로부터 직접 입력 또는 통합 관리 서버를 통해 입력받을 수 있음), 또한 전력량계 등의 계측요소로부터 계측 데이터를 입력받고, 정보를 표시하기 위한 표시부(17)의 작동, 통신모듈(12) 및 PLC 모뎀(13)(차량과의 통신을 위한 통신모듈)의 작동, 차단기(14) 작동 등 충전기의 작동 전반을 제어한다.
또한 통신모듈(12)을 통해 타 충전기(10a,10b)와 통합 관리 서버(20), 차량에 전달할 각종 메시지 및 신호의 발생 및 출력을 수행하고, 그 밖의 충전기 내 구성요소에 대해 통합 관리 서버로부터 전달된 원격 제어 메시지에 따라 작동을 제어한다.
그리고, 본 발명에서 통합 관리 서버(20)는 유/무선통신망을 통해 충전 네트워크에 속한 모든 충전기(10a,10b) 또는 특정 충전기에 상태 정보를 요청하여 제공받을 수 있고, 더불어 특정 충전기에 대해 충전 시작, 종료, 중지 및 재시작 등을 위한 원격 제어 메시지를 전달할 수 있으며, 충전 네트워크에 속한 각 충전기의 사용 가능한 충전 전류량 정보 등을 변경할 수 있다.
또한 관리자가 입력부(21)를 통해 입력한 내용에 따라 다양한 제어 명령을 충전 네트워크의 충전기(10a,10b)들에 전달할 수 있는 것과 더불어, 충전기의 정보와 위치, 충전기가 속한 충전 네트워크 정보를 데이터베이스(23)에 저장 및 관리하고, 주기적으로 충전기로부터 전달되는 충전기 상태 정보 데이터를 수집, 표시, 분석, 저장하며, 충전기 상태를 파악한 후 오류 발생이나 비상 상황 발생 등의 경우 표시부(22)나 경고수단을 통해 관리자에게 인지시킨다.
또한 등록된 사용자 정보를 데이터베이스(23)에 저장 및 관리하고, 충전기(10a,10b)로부터 전달되는 사용자 인증 정보를 이용하여 사용자 인증을 수행하며, 인증 결과를 충전기에 제공한다.
또한 인증 후 기간별 전력 사용량 등 사용자 충전 정보, 충전기 위치 정보 등 사용자가 요구하는 다양한 충전 관련 정보를 웹을 통해 제공하며, 그 밖에 관리하는 충전기 상태 정보를 정해진 양식에 따라 보고 및 출력하는 기능, 누적된 상태 정보를 분석하여 특정 시점에 필요한 충전 전력량을 예측하는 기능 등을 가질 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 이는 본 발명에 따른 충전 설비에서 충전기의 전력 공급 계통을 보여주는 도면으로, 충전기(10a,10b)들이 분배함(8)으로부터 전력선(9)을 통해 전력을 분배받을 수 있도록 연결됨을 보여주고 있고, 이때 각 충전기(10a,10b)는 분배함(8)으로부터 분배된 전력을 차량(1)에 충전 전력으로 공급하게 된다.
도 4에서 분배함(8)에 연결된 충전기(10a,10b)들은 유/무선통신망을 통해 상호 통신 가능하게 연결되는 충전기들, 즉 충전 네트워크를 구성하는 충전기들이다.
또한 본 발명에서 충전기의 대수는 첨부한 도면의 예로 한정되는 것은 아니며, 다양한 대수의 충전기들이 통합 관리 서버에 의해 관리될 수 있는바, 도 4는 그 일례를 나타내는 것임을 밝혀둔다.
단일 충전 네트워크를 구성하는 충전기(10a,10b)들을 하나의 그룹으로 하여 이 그룹에 연결된 분배함(8)에는 충전기 관리 업체가 전력공급사와 계약을 통해 체결한 제한된 양의 전력이 전력선(9)을 통해 공급된다.
이와 같이 전력 공급 용량이 계약 용량으로 제한된 상황에서, 본 발명은 충전 네트워크를 이용하여 보다 효율적이고 신속한 충전이 이루어질 수 있도록 하는 시스템 구성 및 충전 방법을 제공하는바, 충전시 작동 상태 및 충전 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.
이하 하나의 충전 네트워크를 갖는 충전 설비의 예를 들어 설명하기로 하며, 충전 네트워크가 구축된 본 발명의 충전 설비가 전력공급사로부터 최대로 공급받을 수 있는 전류량(또는 전력량, 즉 전체 충전기에 동시에 공급될 수 있는 최대 전류량 또는 최대 전력량)은 공급 계약에 의해 체결된 전류량으로 제한되어 있다.
이때, 각 충전기가 차량에 공급할 수 있는 최대 전류량은 충전 설비 내 충전기의 대수에 따라 결정될 수 있는데, 종래의 일례를 들면, 충전 설비가 구축된 충전소가 전력공급사와 체결한 최대 전류량이 72A이고, 충전 네트워크를 구성하는 전체 충전기의 대수가 6대라면, 하나의 충전기가 최대 12A(후술하는 규정 전류량에 해당함)를 공급할 수 있도록 설정된다(본 발명에서는 후술하는 바와 같이 타 충전기로부터 여유분의 전류량을 양보받아 12A를 초과하는 전류량을 배터리에 공급할 수 있음).
먼저, 사용자 인증 과정이 진행되며, 사용자가 충전기(10a,10b)에 사용자 정보를 입력하여 인증을 받게 된다.
인증을 위해 사용자가 자신의 전자인증카드(태그)를 충전기(10a,10b)에 갖다대면 충전기가 리더기를 통해 전자인증카드에 저장된 사용자 정보를 취득한 뒤 통합 관리 서버(20)에 전송하게 되고, 통합 관리 서버는 전송된 사용자 정보에 대한 인증을 수행한 뒤 인증 결과를 충전기로 전송한다.
이에 충전기(10a,10b)가 인증 결과를 표시하게 되고, 사용자는 인증이 완료되었음을 확인하여 자신의 차량(1)을 충전기에 연결한 뒤 충전 요구 정보를 입력하게 되는데, 충전기에 따라 충전 요구 정보를 먼저 입력한 뒤 충전기에 차량을 연결하도록 설정될 수도 있다.
이하 충전기(10a,10b)에서 각 구성요소의 작동은 제어부(11)의 제어하에 이루어지며, 사용자 입력 및 조작 부분, 동작 및 제어 주체가 별도로 명시된 부분을 제외하고는 충전 동안 충전기 내에서 이루어지는 모든 인지, 계산, 판단의 주체는 제어부가 됨을 밝혀둔다.
사용자가 충전을 위해 차량을 충전기에 연결하게 되면, 차량과 충전기 간의 통신(PLC 또는 CAN 통신 등)이 이루어져 차량(1)에 탑재된 배터리 정보가 차량의 BMS(2)로부터 충전기(10a,10b)에 전달된다.
이때, 충전기(10a,10b)는 차량(1)으로부터 배터리 최대 용량(kWh), 배터리(4)에 공급 가능한 최대 전류량(OBC 최대 전류량)(A), 최대 전류량으로 배터리 최대 용량만큼을 충전할 경우 완충 소요 시간(시간 또는 분), 현재의 배터리 전압 및 SOC 값 등의 배터리 상태 정보를 입력받는다.
여기서, 배터리 최대 용량(예, 16kWh), OBC 최대 전류량(예, 16A), 완충 소요 시간(예, 360분)의 정보는 충전기(10a,10b)에 미리 저장된 값이 될 수도 있으나, 이 경우 이들 정보가 배터리(4) 및 차량 OBC(3)의 고유 정보이면서 이들의 사양에 따라 달라질 수 있는 정보이므로, 충전기에 미리 저장된 정보가 이용되도록 하기 위해 충전기가 차량의 BMS로부터 배터리 및 OBC 사양 정보를 입력받고, 이를 기초로 해당 사양에 상응하는 배터리 최대 용량, OBC 최대 전류량, 완충 소요 시간의 저장된 값(배터리 사양에 따라 저장된 값임)을 인지할 수 있도록 해야 한다.
그리고, 충전기(10a,10b)가 차량(1)으로부터 전달된 배터리 정보를 표시부(17)(예, LCD)를 통해 표시하도록 설정될 수 있다.
사용자가 충전기(10a,10b)에 충전 요구 정보를 입력함에 있어서는 사용자가 충전 방법을 결정하여 충전기에서 직접 충전 요구를 입력하거나, 전술한 바와 같이 이동통신단말기(40)를 통해 충전 요구 정보를 입력하는 것이 가능하다.
충전기(10a,10b)에서 직접 입력하는 경우 사용자는 충전기의 표시부(17)에 표시되는 내용들을 확인한 뒤 충전 방법을 결정하여 입력부(16)(예, 버튼)를 통해 필요한 정보를 입력한다(터치 스크린을 적용한 경우 스크린을 터치하여 입력).
또한 이동통신단말기(40)를 통해 입력하는 경우 인터넷에 접속한 뒤 통합 관리 서버(20)가 제공하는 웹상에서 충전 방법과 관련된 충전 요구 정보를 입력하게 되며, 이때 입력된 충전 요구 정보는 통합 관리 서버를 통해 충전기로 전송된다.
사용자가 입력하게 되는 충전 요구 정보로는, 충전할 SOC 값(충전하고자 하는 SOC 정량 입력) 또는 최종 SOC 값(충전 후의 목표 SOC 값 입력)(예, 70%), 충전 시간(예, 3시간 또는 180분), 충전 금액, 완전 충전 중 하나를 선택 입력하거나 둘 이상을 복합적으로 선택 입력하는 것이 가능하다.
상기와 같이 충전 요구 정보를 입력하게 되면, 충전기(10a,10b)는 사용자 충전 요구를 충족시키기 위한 충전 요구 전력 및 충전 요구 전류량(이하 '필요 전류량'이라 칭함)을 계산하고, 계산된 필요 전류량에 기초하여 현재 충전기가 공급할 수 있는 충전 전류량(이하 '공급 가능 전류량'이라 칭함)을 최종 결정한 뒤, 공급 가능 전류량으로 사용자 충전 요구(충전 SOC 값 또는 최종 SOC 값, 충전 시간, 충전 금액 등)만큼 충전하였을 경우 예상되는 총 공급 전력, 예상 SOC 값, 예상 충전 시간, 예상 충전 금액 등의 충전 예측 정보를 계산하여 표시부(17)의 화면에 표시한다.
이때, 사용자는 충전 예측 정보를 확인한 뒤 필요에 따라 충전 요구 정보를 수정 입력할 수 있으며, 수정 입력 후 충전기는 새로이 계산된 충전 예측 정보를 표시부의 화면을 통해 표시한다.
이에 사용자는 충전 예측 정보를 확인한 뒤 그대로 충전을 시작하고자 할 경우 충전이 시작될 수 있도록 충전기(10a,10b)의 입력부(16)를 통해 충전 시작(예, 입력부의 '충전 시작' 버튼을 누름)을 입력하게 된다.
상기한 충전 요구 정보의 입력과 더불어, 충전 예측 정보의 표시 및 충전 시작의 입력 역시 사용자의 이동통신단말기에서 충전기와의 통신 하에 충전기에서와 동일하게 이루어질 수 있으며, 이하 설명에서는 사용자에 대해 정보를 표시해주는 것, 사용자 입력 및 충전 조작이 충전기에서 이루어지는 것으로 설명하나, 이러한 모든 정보 표시 및 사용자 입력/조작이 이동통신단말기에서도 동일하게 수행될 수 있음을 밝혀둔다.
결국, 사용자에 의해 충전 시작이 입력되면, 충전기(10a,10b)는 계산된 공급 가능 전류량만큼의 전류가 배터리(4)에 공급될 수 있도록 하여 충전을 시작하고, 충전 동안 충전 진행률 등의 충전 상태 정보를 표시부(17)를 통해 표시한다.
정해진 충전 전류가 배터리에 공급되도록 하는 배터리 충전 제어는 충전 기술 분야에서 잘 알려진 기술적 사항이며, 본 발명에서도 공지의 기술이 적용된다.
예컨대, 완속충전기(10a)가 충전 전류량(본 발명에서 '공급 가능 전류량'임) 값을 차량(1) 내 BMS(2)에 전달하고 BMS가 OBC(3)를 제어하여 배터리(4)에 공급되는 전류량이 제어되도록 하거나, 배터리(4)와 직결되는 급속충전기(10b)인 경우 배터리 충전 전류를 제어하는 차량의 OBC에 상응하는 구성요소가 자체 내장되어 있으므로 충전 전류량에 따라 충전기(10a,10b)에서 직접 배터리 충전 전류를 공급 및 제어하게 된다.
또한 충전 시작시 충전기(10a,10b)는 다른 모든 충전기와 통합 관리 서버(20)로 충전이 시작됨을 알리는 충전 시작 메시지를 발송한다(도 10 참조, EVCE m가 충전이 시작되는 충전기임).
이후 충전이 완료되면 충전기(10a,10b)로부터 차량을 분리할 수 있도록 모든 충전 과정을 완료하였음을 표시부(17)를 통해 표시하여 사용자에게 알려주며, 이때 충전기는 차량과 충전 종료시의 통상적인 교신을 수행함과 더불어, 다른 모든 충전기와 통합 관리 서버(20)에 충전이 종료됨을 알리는 충전 종료 메시지를 발송한다(도 10 참조, EVCE m이 충전을 종료한 충전기임).
한편, 본 발명에서는, 사용자가 입력한 충전 요구 정보에 기초하여 충전 요구를 받은 충전기가 필요 전류량을 계산한 뒤, 그로부터 공급 가능 전류량을 결정함에 있어서, 필요 전류량이 해당 충전기의 규정된 전류 할당량(이하 '규정 전류량'이라 칭함)보다 큰 경우, 그 충전기가 충전 네트워크를 통해 타 충전기와의 통신을 수행하여, 타 충전기의 상태가 고려된 공급 가능 전류량을 결정하는 것에 주된 특징이 있다.
즉, 충전 요구를 받은 충전기가 타 충전기와의 통신을 통해 가용 전류량의 여유가 있는 충전기를 확인한 뒤, 충전 여유가 있는 것으로 확인된 충전기로부터 전류량을 일부 양보받아 자신의 공급 가능 전류량을 규정 전류량보다 큰 값으로 증가시키고, 증가시킨 공급 가능 전류량으로 배터리의 충전이 이루어질 수 있게 충전 제어를 수행하는 것이다.
이는 충전 네트워크를 구성하는 충전기 그룹에서 충전 요구를 받은 충전기에 의해 보다 신속한 충전이 이루어질 수 있도록 하면서, 필요 전류량이 규정 전류량을 초과하더라도 최대한 사용자 충전 요구를 충족시킬 수 있게 해주고, 전체적으로 그룹 내 충전 효율을 크게 향상시킨다.
이러한 본 발명의 충전 과정에 대해 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 충전 요구를 받은 충전기(10a,10b)는 사용자의 충전 요구 정보로부터 필요 전류량을 계산하는데, 사용자 충전 요구를 충족시킬 수 있는 필요 전류량은 차량(1)으로부터 입력된 배터리 최대 용량(kWh), OBC 최대 전류량(A), 완충 소요 시간의 정보로부터 구해질 수 있다.
하기 표 1은 배터리 최대 용량이 16.4kWh이고 OBC 최대 전류량 16A로 충전하였을 때 완충 소요 시간이 360분인 배터리에서 배터리 충전 전류량에 따른 완충 소요 시간과 분당 필요 충전 전력을 나타낸 것이다.
Figure 112012020095856-pat00001
상기 표 1을 참조하면, 16A의 배터리 충전 전류량으로 최대 용량 16.4kWh의 배터리를 충전할 때 완충 소요 시간은 360분이고, 10A의 배터리 충전 전류량으로 충전할 때 완충 소요 시간은 576분이다.
일례로, 전기자동차의 배터리 최대 용량을 16.4kWh로, OBC 최대 전류량을 16A로, 완충 소요 시간을 360분으로 가정할 때, 충전하고자 하는 전기자동차의 배터리 SOC가 현재 70%이고, 사용자가 요구한 충전 시간이 150분이라면, 하기 수학식 1에 의해 분당 필요 충전 전력이 계산될 수 있다.
[ 수학식 1]
분당 필요 충전 전력 = 배터리 최대 용량 × (100% - 현재의 SOC%)/요구시간 = (16400×0.3)/150 = 32.8W
분당 필요 충전 전력이 32.8W인 경우 필요 전류량은 표 1에서 12A로 산정될 수 있다.
결국, 표 1과 같은 정보가 충전기(10a,10b)의 저장부(15)에 저장되어 있는 경우라면, 충전기의 제어부(11)는 저장된 정보 및 차량으로부터 전달된 배터리 정보에 기초하여 필요 전류량을 산정할 수 있다.
물론, 이를 위해서는 충전기(10a,10b)의 저장부(11)에 다양한 배터리 및 OBC 사양에 대한 표 1과 같은 정보들이 저장되어 있어야 한다.
필요 전류량을 계산하는 방법으로서, 위와 같은 방법 외에, 사용자에 의해 입력된 충전 요구 정보로부터 충전에 필요한 필요 전류량을 계산할 수 있는 공지의 다양한 방법 중 어느 하나가 선택 적용될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 각 충전기(10a,10b)는, 상기와 같이 필요 전류량이 산정되고 나면, 필요 전류량이 규정 전류량(충전기 그룹 전체의 전력 공급 용량을 고려하여 각 충전기에 균등하게 설정되거나 통합 관리 서버에 의해 특정하게 설정될 수 있음) 이하인 경우, 자신의 규정 전류량 이하 범위에서 사용자가 요구한 배터리 충전이 가능한 상황이므로, 충전 전류 요청 메시지의 발송 없이, 규정 전류량 이하의 전류량을 공급 가능 전류량으로 산정하여 배터리를 충전한다.
반면, 사용자 요구를 충족시킬 수 있는 필요 전류량이 규정 전류량을 초과하는 경우, 전류량을 양보받기 위한 충전 전류 요청 메시지를 충전 네트워크 내 다른 모든 충전기에 브로드캐스팅(broadcasting) 방식으로 발송하고, 이를 통해 전류량의 일정 부분을 양보받는다.
결국, 전류량을 양보받은 충전기에서는 사용자 요구에 따라 규정 전류량을 초과하는 공급 가능 전류량의 설정이 가능해지고, 사용자 요구를 충족시키는 필요 전류량에 맞추어 규정 전류량보다 많은 전류량(공급 가능 전류량)을 충전을 위해 차량의 배터리에 공급할 수 있게 된다.
이는 본 발명에 따른 충전 설비 및 충전 제어 방법에서 중요한 특징이 되는 부분으로, 충전 전류의 양보가 가능한 타 충전기로부터 일정 부분의 전류량을 양보받음으로써 양보받은 충전기에서는 OBC 최대 전류량 이하 범위에서 충전 전류량(공급 가능 전류량)을 규정 전류량보다 늘리는 것이 가능해진다.
이에 따라 전류량을 양보받은 충전기에서는 보다 빠른 배터리 충전이 가능해진다.
특히, 충전 네트워크에 의해 서로 연결된 충전기 그룹이 전력공급사와의 계약에 의해 전체적으로 공급받을 수 있는 총 전류량이 제한되어 있는 상황에서, 종래의 경우에는 각 충전기가 규정 전류량 이하의 범위로만 전류량을 차량에 공급할 수 있었으나(본 발명과 같은 양보 개념이 적용되지 않음), 본 발명에서는, 충전 여부 및 사용자 충전 요구를 고려할 때 가용 전류량에 다소 여유가 있는 충전기(미충전 또는 규정 전류량 미만의 전류량을 충전에 사용하는 충전기)로부터, 전류 할당량의 일부를 특정 충전기(필요 전류량이 규정 전류량보다 큰 충전기)가 양보받아 양보받은 전류량만큼을 배터리 충전에 추가로 사용하게 되는바, 충전기 그룹의 전체적인 충전 효율이 향상될 수 있게 된다.
이는 양보 요청을 받은 충전기가 설정값(미충전시인 경우) 또는 사용자 충전 요구를 충족시킬 수 있는 범위에서의 여유분만큼의 전류 할당량을 현재 사용자 충전 요구를 충족시킬 수 없는 충전기에 양보하여 그 충전기(전류량 양보 요청을 한 충전기, 즉 충전 전류 요청 메시지를 발송한 충전기)에서의 공급 가능 전류량을 늘리는 개념을 적용한 것으로, 충전 여부 및 사용자 충전 요구를 고려하였을 때 전류 공급에 여유가 있는 충전기들의 전류량 여유분만큼을 규정 전류량만으로 사용자 충전 요구를 충족시킬 수 없는 충전기가 제공받게 되므로, 전체적으로 볼 때 충전기 그룹의 충전 효율이 향상될 수 있게 되는 것이다.
이와 같은 전류량 양보가 가능하도록 하기 위해서, 상술한 바와 같이 본 발명에서는 특정 충전기가 사용자 충전 요구를 입력받게 되면, 입력된 사용자 충전 요구에 기초하여 필요 전류량을 계산한 뒤, 필요 전류량이 규정 전류량보다 큰 경우 전류량의 양보를 요청하는 메시지, 즉 충전 전류 요청 메시지를 충전 네트워크의 타 충전기에 브로드캐스팅하는 과정이 진행된다.
하지만, 규정 전류량 이하의 범위에서 필요 전류량을 충족시킬 수 있는 경우라면, 해당 충전기는 충전 전류 요청 메시지를 발송하지 않는데, 예컨대 규정 전류량이 12A일 때 필요 전류량이 12A이거나 12A보다 작다면 충전 전류 요청 메시지를 발송하지 않는다.
만약, 필요 전류량이 12A이면, 규정 전류량 12A를 공급 가능 전류량으로 산정하여 해당 충전기에서 12A의 전류를 배터리에 공급하는 충전이 이루어진다.
또한 필요 전류량이 12A보다 작은 값일 경우, 필요 전류량을 공급 가능 전류량으로 산정하도록 설정될 수도 있으나, 규정 전류량과 비교하여 전류량의 여유가 있는 상황이므로 규정 전류량 이하의 범위에서 필요 전류량보다 높은 전류량을 공급 가능 전류량을 산정하도록 설정될 수도 있으며, 필요 전류량보다 높은 공급 가능 전류량으로 배터리의 충전이 이루어진다.
예컨대, 사용자 충전 요구로부터 결정된 필요 전류량이 8A이면, 규정 전류량 12A 이내에서 배터리 충전이 가능하므로 충전 전류 요청 메시지를 발송하지 않으면서, 규정 전류량 12A와 필요 전류량 8A의 차이의 절반에 해당하는 2A를 필요 전류량 8A에 더하여 10A를 공급 가능 전류량으로 산정할 수 있고, 이로써 10A로 배터리를 충전할 수 있다.
또한 사용자 충전 요구 정보에 따라 계산된 필요 전류량이 규정 전류량 12A를 초과하면, 종래의 경우에는 충전 시간이 오래 걸리더라도 규정 전류량 12A로 차량의 배터리를 충전해야 했지만, 본 발명에서는 타 충전기에 전류량을 양보받기 위해 전류량 양보 요청, 즉 충전 전류 요청 메시지를 브로드캐스팅하고, 타 충전기로부터 전류량을 양보받기 위한 일련의 전류량 양보 과정을 진행한다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 필요 전류량이 규정 전류량을 초과하는 충전기와 타 충전기 간에 메시지 전달이 이루어짐을 나타내는 도면으로, EVCE i는 양보를 요청하는 충전기를, EVCE j는 충전 네트워크를 구성하는 충전기 그룹에서 양보를 요청받는(충전 전류 요청 메시지를 전송받게 되는) 타 충전기를 나타낸다.
EVCE i의 양보 요청은, 상기한 바대로 사용자 충전 요구를 입력받고 필요 충전량을 결정한 뒤 공급 가능 전류량을 결정하기 이전에, 충전 전류 요청 메시지를 그룹 내 모든 충전기에 브로드캐스팅하는 것으로 이루어진다.
따라서, 도 6에서 EVCE j는 양보 요청을 한 특정의 충전기를 제외한 그룹 내의 모든 타 충전기, 즉 EVCE i의 충전기를 제외한 모든 충전기를 나타낸다.
이하 실시예의 설명에서 인식, 판단 및 결정은 충전기의 제어부가 수행하고, 충전기 간의 메시지 교환은 각 충전기 내 제어부의 제어하에 동작하는 통신모듈에 통해 이루어짐을 밝혀둔다.
도 6에서 양보 요청을 하는 EVCE i의 충전 전류 요청 메시지는 주변의 타 충전기인 EVCE j들에게 자신의 충전을 위해 규정 전류량 중 일부의 전류량을 양보해줄 것을 요구하는 메시지이다.
이는 단순히 전류량 양보 요청 내용을 담은 메시지가 될 수 있으며, 바람직하게는 전류량 양보 요청의 내용과 더불어, 사용자 충전 요구가 반영된 필요 전류량에서 규정 전류량을 뺀 전류량, 즉 추가로 필요한 전류량 정보를 더 포함하는 메시지가 될 수 있다.
예컨대, EVCE i의 규정 전류량이 12A이고, 사용자 충전 요구에 상응하는 필요 전류량이 14A라면, 본 발명에서는 EVCE i의 필요 전류량이 규정 전류량을 초과하므로, 다른 충전기로부터 2A를 양보받기 위해 EVCE i가 2A의 전류량을 양보 요청하는 충전 전류 요청 메시지를 브로드캐스팅하는 것이다.
이와 같이 EVCE i로부터 충전 전류 요청 메시지를 받게 되면, 이에 EVCE j들은 이에 응답하는 응답 메시지를 EVCE i에게 전송한다.
여기서, EVCE j들은 현재 자신이 충전 중에 있거나 미충전 상태일 수 있는바, EVCE j의 응답 메시지는 자신의 충전 여부와 양보 가능 여부, 양보 가능한 전류량 정보를 포함하는 메시지가 될 수 있다.
즉, 상기 응답 메시지는, 현재 충전 중인 충전기인 경우에는 충전 중임을 나타내는 정보와 양보 가능 여부 및 양보 가능 전류량 정보를, 그리고 미충전 상태인 충전기의 경우에는 미충전 상태임을 나타내는 정보와 양보 가능 정보 및 양보 가능 전류량 정보를 포함하는 메시지가 된다.
여기서, 양보 가능한 전류량은, 충전 중인 충전기의 경우 규정 전류량에서 자신의 사용자 충전 요구 정보에 의해 결정된 자신의 공급 가능 전류량(배터리에 공급하고 있는 충전 전류가 됨)을 제외한 여유 전류량이 될 수 있으며, 미충전 상태인 충전기의 경우 자신이 소유해야 하는 최소한의 설정 전류량을 제외한 나머지 전류량이 될 수 있다.
그리고, 본 발명에서 현재 충전 중이면서 이미 다른 충전기의 전류량을 양보받은 충전기인 경우 전류량 양보가 불가한 충전기로 설정될 수 있으며, 또한 전류량을 양보받고 있지 않은 충전기(규정 충전량 > 필요 충전량)라 하더라도 규정 전류량에서 공급 가능 전류량을 제외한 여유 전류량이 미리 설정된 값 이하인 경우에는 전류량 양보가 불가한 충전기로 설정될 수 있다.
또한 바람직한 실시예에서, 자신의 충전 상황(사용자 충전 요구)을 고려할 때 전류량 양보가 불가능한 충전기는, 양보가 불가함을 응답 메시지에 포함시켜 전달함에 있어서, 양보 가능 전류량을 0A로 나타내어 응답 메시지를 생성 및 발송하도록 설정될 수 있으며, 이때 EVCE i는 양보 가능 전류량이 0A인 충전기에 대해서 전류량 양보가 불가한 충전기로 인식하게 된다.
예를 들면, EVCE j의 각 충전기가 자신이 충전 중이면서 양보 가능 전류량이 2A인 경우 (Y,2A)의 응답 메시지를, 자신이 미충전 상태이면서 양보 가능 전류량이 2A인 경우 (N,2A)의 응답 메시지를, 양보가 불가한 경우에는 (Y,0A)(충전 중이면서 양보 불가) 또는 (N,0A)(미충전 상태이면서 양보 불가)의 응답 메시지를 전송하도록 규정될 수 있다.
따라서, (Y,2A), (N,2A), (Y,0A), (N,0A)의 응답 메시지는 자신의 충전 여부, 양보 가능 여부, 양보 가능 전류를 모두 나타내는 메시지가 될 수 있다.
그리고, EVCE j의 각 충전기로부터 응답 메시지를 받은 EVCE i의 충전기는 EVCE j의 전류량을 양보받을 것인지 말 것인지를 결정하고, 양보받을 충전기와 양보받을 전류량이 결정되면 결정된 정보를 포함하는 응답 메시지를 해당 충전기 또는 다른 모든 충전기에 전송한다.
이때, EVCE i는 미리 정해진 규칙에 근거하여 우선순위에 따라 양보받을 충전기를 결정하는데, 바람직한 실시예에서, 현재 충전 상태이면서 전류량 양보가 가능한 충전기를 선 순위로, 현재 미충전 상태인 충전기를 후 순위로 하여 양보받을 충전기를 결정하도록 설정될 수 있다.
즉, 충전 상태이면서 전류량 양보가 가능한 충전기의 양보 전류량을 우선적으로 취하고, 양보 전류량이 좀더 필요한 경우 미충전 상태인 충전기의 양보 전류량을 나중 순위로 취하도록 하는 것이다.
이는 현재 미충전 상태인 충전기의 경우 이후에 사용자가 차량을 연결하여 새로이 충전 요구를 받을 수 있는 충전기임을 고려한 것으로, 미충전 상태인 충전기가 이후 사용자 충전 요구를 받을 수 있기 때문에, 그리고 미충전 상태의 충전기로부터 전류량을 양보받은 상황에서 그 충전기의 새로운 충전 요구가 있을 경우 양보받은 전류량을 다시 반환해야 할 수도 있기 때문에(즉, 가능하면 나중에 있을 수 있는 반환 과정의 생략을 위해서), 미충전 상태인 충전기를 보다 후 순위로 하여 충전 중이면서 여유가 있는 충전기의 전류를 우선적으로 양보받고자 하기 위함이다.
또한 하나의 충전기로부터 양보되는 전류량만으로 EVCE i의 사용자 충전 요구가 충족되지 않을 경우 복수개의 EVCE j로부터 동시에 전류량을 양보받을 수 있으며, 이때 큰 전류량을 양보할 수 있는 충전기의 전류량을 우선적으로 양보받도록 우선순위가 설정될 수 있고, 그 반대가 될 수도 있다.
또한 EVCE i가 양보받을 충전기와 양보받을 전류량(사용할 전류량)을 결정한 뒤 응답 메시지를 EVCE j로 발송함에 있어서, EVCE j의 충전기 중 전류량을 양보받고자 하는 충전기에만 그 충전기로부터 양보받을 전류량 값(예, 2A)이 정의된 응답 메시지를 발송하도록 하는 것이 가능하나, 더욱 바람직하게는 양보받지 않을 충전기에게도 양보받지 않음을 통보하는 응답 메시지를 발송하도록 하는 것이 가능하다.
예를 들면, 양보 전류를 사용하지 않을 충전기에 대해서는 양보 전류량 값이 0A로 정의된 응답 메시지를 발송하는 것이 가능하며, 이에 OA의 응답 메시지를 받은 충전기는 자신이 전류량을 양보하지 않는 것으로 인식할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같이 양보받을 충전기와 양보받을 전류량이 결정되면, EVCE i는 규정 전류량에 양보받을 전류량을 더하여 공급 가능 전류량을 최종 결정하고, 결정된 공급 가능 전류량으로부터 충전 예측 정보를 산출하여 표시부를 통해 표시한다.
예를 들면, 사용자가 EVCE i의 표시부 및 입력부를 통해 충전 요구 정보로 충전 시간 180분을 입력하였다면, 위의 과정을 통해 양보받기로 결정한 모든 충전기의 양보 전류량을 모두 사용할 때의 공급 가능 전류량을 최종 결정한 뒤, 결정된 공급 가능 전류량으로 180분 동안 충전하였을 때 EVCE i에 연결된 차량의 배터리를 SOC 80%까지 충전할 수 있음을 충전 예측 정보로 표시한다.
또는 양보받을 복수개의 충전기 EVCE j 중 일부가 실제 충전 도중 전류량 양보를 중지할 수 있음을 고려하여(양보한 충전기에 새로운 충전 요구가 입력되었을 경우 등) 약간의 여유를 두어 SOC 73 ~ 80% 사이로 충전 가능하다는 충전 예측 정보를 표시한다.
이에 사용자가 충전 예측 정보를 확인한 뒤 원하는 경우 최종적으로 충전 시작을 입력하여(예, 충전기의 입력부에서 '충전 시작' 버튼을 누름) 최종 결정된 공급 가능 전류량으로 충전이 이루어지도록 하며, 만약 사용자가 충전 시간을 재설정하는 경우 위의 과정을 다시 반복하여 최종 공급 가능 전류량을 재산출한 뒤 갱신된 충전 예측 정보를 다시 표시하게 된다.
EVCE i의 충전기에서, 공급 가능 전류량이 최종 결정되었을 때, 이 공급 가능 전류량을 충전 전류로 하여 배터리를 충전하는 과정은, 앞서 설명한 바대로 충전기가 공급 가능 전류량을 차량 내 BMS에 전달하고 이에 BMS가 OBC를 제어하여 배터리에 공급되는 전류량을 공급 가능 전류량으로 제어하는 과정(완속충전기), 또는 배터리에 직결된 충전기가 배터리에 공급되는 충전 전류를 상기 공급 가능 전류량으로 제어하는 과정으로 진행된다(급속충전기).
이와 같이 하여, 본 발명에서는 사용자의 충전 요구가 입력된 충전기(EVCE i)가 현재의 규정 전류량에 의해 필요 전류량을 충족시키지 못할 경우 다른 모든 충전기(EVCE j)에 충전 전류 요청 메시지를 브로드캐스팅하고, 충전 전류 요청 메시지를 수신한 충전기(EVCE j)들이 자신의 충전 상황을 반영한 양보 가능한 전류량을 결정하여 응답하는 과정, 양보 가능한 전류량을 수신한 충전기(EVCE i)가 전류량을 양보받을 충전기 및 양보 전류량을 결정하여 각 충전기(EVCE j)에 응답하는 과정 등을 거쳐, 사용자 충전 요구를 최대한 수용할 수 있는 최종의 공급 가능 전류량을 결정하게 된다.
한편, 도 7은 본 발명의 실시예에서 충전 종료 후 전류량 반환 과정을 나타내는 도면으로서, 전류량 양보를 받은 특정 충전기가 충전 종료 후 양보받은 전류량을 다시 반환하는 과정을 나타내고 있다.
도 7을 참조하면, EVCE i의 충전 종료 후 양보 전류량 반환을 위해 전류량을 양보받은 EVCE i와 전류량을 양보한 EVCE j 간에 전달되는 메시지를 보여주고 있는데, 도 7의 EVCE j는 도 6의 EVCE j와 달리 EVCE i에게 전류량을 양보한 특정의 충전기를 나타낸다.
도 7에 나타낸 바와 같이, EVCE i의 충전이 모두 완료되면, EVCE i는 양보받은 전류량을 다시 EVCE j에게 반환하는 전류량 초기화 과정(즉, 모두 양보 이전의 상태로 초기화하는 과정)이 진행된다.
이때, EVCE i는 양보받은 전류량을 반환함을 나타내는 반환 통보 메시지를 EVCE j에게 전송하는데, EVCE i가 양보받은 전류량 정보(반환하는 전류량 정보임)를 포함하는 반환 통보 메시지를 EVCE j로 전송하고, 이에 EVCE j가 반환받음을 확인하는 확인 메시지를 EVCE i로 전송한다.
결국, 충전 종료 후 모든 전류량 설정이 양보 이전의 상태(전류량의 양보가 없는 상태)로 다시 전환되었음을 EVCE i와 EVCE j가 모두 인식하게 되면서 전류량 반환 과정이 종료된다.
다음으로, 도 8은 본 발명의 실시예에서 충전 도중의 전류량 반환 과정을 나타내는 도면으로서, 전류량의 양보를 받은 충전기가, 자신의 충전 도중, 전류량을 양보한 충전기의 반환 요청을 받은 경우에 전류량을 반환하는 과정을 보여주고 있으며, 특히 전류량을 양보한 충전기가 전류량을 양보받은 충전기로부터 전류량을 다시 반환받는 과정의 메시지 전달 상태를 보여주고 있다.
도 8의 EVCE j는 충전 네트워크를 구성하는 충전기 그룹에서 EVCE i를 제외한 다른 모든 충전기를 나타내며, EVCE j 중에는 현재 EVCE i에 전류량을 양보하고 있는 충전기가 존재한다.
EVCE i의 충전 도중, EVCE j 중 전류량을 EVCE i에게 양보한 충전기에 새로운 충전 요구가 입력된 경우 EVCE j 중 전류량을 양보한 충전기는 EVCE i로부터 양보 전류량을 반환받기 위한 전류량 반환 요청 메시지를 EVCE i에게 발송한다.
도 8의 반환 과정은 EVCE i의 충전 도중 전류량을 양보한 충전기에 새로운 충전 요구 정보가 입력되었을 경우, 예컨대 EVCE i에게 전류량을 양보한 특정의 충전기(현재 미충전 상태인 충전기)에 차량이 연결되고 그 충전기에 사용자 충전 요구 정보가 입력되었을 경우, 또는 전류량을 양보한 충전기(현재 충전 상태인 충전기)의 충전 요구 정보가 사용자에 의해 재설정되거나, 전류량을 양보한 충전기의 충전 종료 후 타 차량의 충전을 위해 새로운 충전 요구 정보가 입력되었을 경우 등과 같이, 전류량을 양보한 충전기(EVCE j 중 하나임)에서 상태 변동이 발생하였을 때 이루어진다.
본 발명에서, 위의 경우, EVCE i에게 전류량을 양보한 충전기가 EVCE i에게 양보한 전류량(이하 '양보 전류량'이라 함)을 무조건 반환받도록 설정되거나, 또는 새로운 충전 요구 정보에 따라 필요 전류량을 결정한 뒤 전류량을 양보한 상태의 현재 가용 전류량(규정 전류량에서 양보 전류량을 제외한 전류량이 됨)이 필요 전류량을 충족시키지 못하는 경우에만 EVCE i에게 양보 전류량을 반환받도록 설정될 수 있으며, 양보 전류량을 반환받기 위해 먼저 EVCE i에게 전류량 반환 요청 메시지를 발송한다.
이에 전류량 반환 요청 메시지를 수신한 EVCE i는, 전류량 반환 요청 메시지를 발송한 충전기를 제외한 충전 네트워크 내 나머지 충전기를 대상으로 하여, 도 6에서 설명한 전류량 양보 과정을 다시 실시하며, 이때 전류량 반환 요청 메시지를 발송한 충전기를 대신하여 다른 충전기로부터 EVCE i가 전류량을 새로이 양보받을 수 있도록 동일한 방법의 전류량 양보 과정을 진행한다.
즉, EVCE i가 전류량 반환 요청 메시지를 발송한 충전기의 양보 전류량을 대신하여 전류량을 양보할 수 있는 다른 충전기를 찾고 그 충전기로부터 전류량을 새로이 양보받게 되며, 전술한 바와 같이 충전 전류 요청 메시지의 발송, 응답 메시지의 송수신이 이루어진다.
이어 새로운 전류량 양보 과정이 이루어지면, EVCE i에서 새로이 양보받은 전류량과 반환한 양보 전류량을 고려하여 공급 가능 전류량이 재설정되고, 이후 재설정된 공급 가능 전류량으로 배터리가 충전될 수 있도록 배터리 충전 전류량을 조절하는 전류량 조절을 수행한다.
이후 양보받은 전류량을 실제로 반환하는 전류량 반환 과정, 즉 도 7을 참조로 설명한 바와 같이 전류량 반환 요청 메시지를 발송한 충전기에게 EVCE i가 반환 통보 메시지를 전송하는 과정, 및 이어 반환 통보 메시지를 받은 충전기가 EVCE i에게 확인 메시지를 전송하는 과정이 동일하게 진행된다.
또한 전류량 반환 과정이 모두 완료되면, EVCE i로부터 양보 전류량을 반환받은 충전기에서 반환받은 양보 전류량을 고려한 공급 가능 전류량이 산출되고, 이어 공급 가능 전류량에 기초하여 충전 예측 정보를 표시하는 과정, 사용자에 의해 충전 시작 입력시 공급 가능 전류량으로 배터리를 충전하는 과정이 동일한 방법으로 진행된다.
그리고, 전류량 반환 요청 메시지를 발송한 충전기(즉, EVCE i에게 양보 전류량을 반환받을 충전기)에서 양보 전류량을 반환받더라도 양보 전류량을 반환받은 상태의 규정 전류량보다 필요 전류량이 더 큰 경우에는 이 충전기 역시 다른 충전기로부터 전류량을 양보받을 수 있으며, 이는 앞서 설명한 전류량 양보 과정을 통해 이루어진다.
다음으로, 도 9와 도 10은 상술한 본 발명의 충전 과정, 및 각 충전기와 통합 관리 서버의 연결 관계를 종합적으로 정리하여 나타낸 도면으로, 도 9는 사용자 인증 또는 충전 요금 결제시부터 충전 시작시까지의 과정을 나타내고, 도 10은 충전 종료시 과정을 나타낸다.
도 9는 충전 네트워크를 구성하는 전체 충전기 그룹 중 하나의 대표 충전기, 즉 EVCE 1가 통합 관리 서버와 직접적으로 통신하도록 구성된 구성을 예시한 것으로, EVCE 1이 타 충전기와 통합 관리 서버 사이에서 모든 정보 및 메시지를 중계하는 역할을 하게 된다.
도 9에서 EVCE m은 실제 전기자동차(EV Car)가 연결되어 전기자동차를 충전하게 되는 충전기를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 먼저 EVCE m에서 사용자 인증(예, RFID 방식) 또는 충전 요금 결제 과정(PG/VAN사 연계)이 이루어지고, 이때 사용자 인증 정보는 EVCE 1을 통해 통합 관리 서버로 전송된다.
이어 통합 관리 서버가 인증 결과를 EVCE 1을 통해 EVCE m으로 통보하며, 인증 과정에서 통합 관리 서버가 인증 실패를 통보할 경우 EVCE m에 의한 해당 사용자의 전기자동차 충전은 그대로 종료된다.
반면, 인증이 성공한 경우, 사용자는 EVCE m의 안내(표시부의 안내 정보)에 따라 차량을 EVCE m에 연결하며, 이에 EVCE m과 차량 간에는 배터리 정보를 요구하고 배터리 정보를 전달하는 통신이 이루어진다.
이어 사용자가 충전 방법을 결정하여 EVCE m의 안내(표시부의 안내 정보)에 따라 전술한 충전 요구 정보를 입력하게 되고, EVCE m은 사용자가 입력한 충전 요구 정보에 기초하여 필요 전류량을 산출하게 된다.
이때, EVCE m은 다른 충전기에게 전류량을 양보하고 있지 않은 충전기이거나 양보하고 있는 충전기일 수 있다.
따라서, 필요 전류량이 산출되고 나면, EVCE m은 다른 충전기에 전류량을 양보하고 있지 않은 상태일 경우, 산출된 필요 전류량이 규정 전류량을 초과할 때, 충전 전류 요청 메시지를 모든 타 충전기에 브로드캐스팅한 후 특정 충전기(EVCE i)로부터 전류량을 양보받는 일련의 전류량 양보 과정, 즉 도 6에서 설명한 전류량 양보 과정을 진행하고, 공급 가능 전류량을 산출한다.
또는 EVCE m이 이미 다른 충전기(EVCE i)에게 전류량을 양보하고 있는 상황인 경우, 타 충전기로부터 전류량을 양보받기 위해 도 8에서 설명한 일련의 전류량 반환 과정을 진행한 뒤, 필요에 따라 타 충전기로부터 전류량을 양보받는 전류량 양보 과정을 진행하고, 공급 가능 전류량을 산출한다.
여기서, EVCE m의 산출된 필요 전류량이 현재의 충전 가능 전류량(규정 전류량에서 양보 전류량을 뺀 가용 전류량)을 초과할 경우에만 EVCE m이 전류량 반환 과정을 진행하도록 설정될 수도 있다.
이와 같이 전류량 양보 과정 또는 전류량 반환 과정을 거치고 나면, EVCE m은 산출된 공급 가능 전류량으로부터 충전 예측 정보를 산출하여 표시부를 통해 표시하게 되며, 이후 사용자가 이를 확인한 뒤 충전 시작을 입력할 경우 바로 충전이 개시된다.
또한 사용자가 충전 예측 정보를 확인한 뒤 사용자가 충전 요구 정보를 새로이 입력하게 되면, 필요 전류량을 다시 산출한 뒤 공급 가능 전류량을 재설정하는 과정을 거치게 되고(이때, 새로이 전류량 양보 과정을 진행한 후 공급 가능 전류량을 재설정할 수 있음), 재설정된 공급 가능 전류량에 따라 충전 예측 정보를 갱신하여 다시 표시하게 된다.
이러한 필요 전류량 계산, 전류량 양보, 공급 가능 전류량 설정, 충전 예측 정보 표시 과정은 사용자가 충전 요구 정보를 새로이 입력할 때마다 충전 시작 입력 전까지 반복 수행될 수 있으며, 이후 최종적으로 사용자가 충전 시작을 입력하면 충전이 개시된다.
충전이 시작되면, EVCE m은 충전 시작 메시지를 다른 충전기와 통합 관리 서버로 발송하며, 통합 관리 서버는 대표 충전기인 EVCE 1을 통해 충전 시작 메시지를 수신한다.
도 10은 충전 종료 후 전류량 반환 과정을 나타내는 도면으로, 도 7에서 설명한 내용에 더하여, 충전 종료 후 차량과 EVCE m 간에 통신이 이루어지고, EVCE m이 타 충전기에 충전 종료 메시지를 전송하며, EVCE 1이 EVCE m으로부터 받은 충전 종료 메시지를 통합 관리 서버로 전달하는 것을 보여주고 있다.
도 10에서 충전 종료 후 입력된 전력량이 이전에 계약된 전력량과 상이한 경우 요금 결제 과정이 다시 수행될 수 있다.
도 11은 도 8에서 설명한 충전 도중 전류량 반환 과정, 및 각 충전기와 통합 관리 서버의 연결 관계를 나타낸 도면으로, ECVE m에서 전기자동차의 충전이 이루어지고 있는 동안, EVCE j가 EVCE m에게 양보 전류량을 반환받기 위해 전류량 반환 요청 메시지를 발송하면, EVCE m이 타 충전기(EVCE 1, EVCE l 등)에게 전류량 양보를 요청하는 충전 전류 요청 메시지를 브로드캐스팅한 후 EVCE j 대신 EVCE 1이나 EVCE i, 또는 그 밖의 타 충전기로부터 새로이 전류량을 양보받는 일련의 전류량 양보 과정을 진행하고, 공급 가능 전류량을 다시 산출한다.
EVCE m에서 공급 가능 전류량이 재산출되고 나면, EVCE m은 재산출된 공급 가능 전류량의 충전 전류가 전기자동차의 배터리에 공급되어 배터리 충전이 이루어질 수 있도록 전기자동차의 BMS에게 전류량 조절 요청을 하게 되고, 이에 BMS는 OBC 제어를 통해 재산출된 공급 가능 전류량으로 배터리가 충전될 수 있도록 전류량 조절을 수행하게 된다.
이때, 재산출된 공급 가능 전류량은 충전 중에 있는 EVCE m이 EVCE j에게 양보받은 전류량을 반환하였을 경우를 전제로 하여 산출된 값, 그리고 새로이 전류량을 양보받았다면 새로운 양보 전류량을 포함하는 값으로서, 재산출된 공급 가능 전류량에 맞추어 BMS가 OBC 제어를 통해 배터리에 공급되는 충전 전류량을 조절하게 되며(충전의 일시적인 중단 및 재개가 이루어질 수 있음), 전류량 조절이 이루어진 뒤 차량으로부터 EVCE m이 전류량 조절 확인 메시지를 수신하게 되면, 도 7의 과정, 즉 EVCE m이 반환 통보 메시지를 발송한 뒤 EVCE j로부터 확인 메시지를 수신하는 전류량 반환 과정이 진행된다.
따라서, 전류량 반환을 요청한 EVCE j의 양보 전류량 대신, EVCE m이 새로운 충전기로부터 전류량을 양보받아 전기자동차의 배터리를 계속해서 충전할 수 있게 된다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 충전 설비와 그 충전 제어 방법에 대해 상세히 설명하였으며, 본 발명에서는 특정 충전기가 사용자 충전 요구에 상응하는 필요 충전량을 스스로 충족시키지 못할 경우 충전 네트워크를 통해 타 충전기로부터 전류량을 양보받는 전류량 양보 과정이 수행되며, 이를 통해 보다 신속하고 효율적인 충전이 가능해지는 이점이 있게 된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 차량(전기자동차) 2 : BMS
3 : OBC 4 : 배터리
8 : 분배함 9 : 전력선
10a : 완속충전기(AC 충전기) 10b : 급속충전기(DC 충전기)
11 : 제어부 12 : 통신모듈
13 : PLC 모뎀 14 : 차단기
15 : 저장부 16 : 입력부
17 : 표시부 20 : 통합 관리 서버
21 : 입력부 22 : 표시부
23 : 데이터베이스 30 : 전자결제 대행업체(PG사/VAN사) 서버
40 : 이동통신단말기 50 : 사용자 PC

Claims (29)

  1. 사용자의 충전 요구에 따라 전기장치의 배터리를 충전하는 복수개의 충전기들을 포함하고,
    상기 복수개의 충전기들이 통신 가능하게 연결되어 통신 네트워크가 구성될 수 있도록, 상기 각 충전기는 충전기 상호 간의 통신을 위한 통신모듈과, 상기 통신모듈을 통해 타 충전기에 전송할 신호 및 충전시 배터리에 공급되는 충전 전류량을 제어하기 위한 신호를 발생, 출력하는 제어부를 포함하며,
    상기 충전기의 제어부는
    사용자에 의해 입력된 충전 요구 정보에 따라 배터리 충전에 필요한 필요 전류량을 계산하고, 타 충전기와 통신하여 가용 전류량의 여유가 있는 충전기를 확인한 뒤 가용 전류량의 여유가 있는 타 충전기로부터 전류량을 양보받는 전류량 양보 과정을 수행하며, 상기 타 충전기로부터 양보받은 전류량을 반영하여 배터리 충전을 위한 공급 가능 전류량을 결정하는 것을 특징으로 하는 충전 설비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전기의 제어부는 필요 전류량이 설정된 규정 전류량을 초과할 경우 상기 전류량 양보 과정을 진행하는 것을 특징으로 하는 충전 설비.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가용 전류량의 여유가 있는 충전기를 확인하는 과정에서,
    상기 충전기의 제어부는 통신 네트워크에 의해 연결된 다른 모든 충전기에 전류량을 양보받기 위한 충전 전류 요청 메시지를 발송하고,
    이에 상기 충전 전류 요청 메시지를 수신한 다른 충전기의 제어부가 응답 메시지를 발송하며,
    상기 충전 전류 요청 메시지를 발송한 충전기의 제어부가 수신된 응답 메시지로부터 미리 정해진 우선순위 규칙에 근거하여 전류량을 양보받을 타 충전기를 선택하도록 된 것을 특징으로 하는 충전 설비.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 응답 메시지는 전류량의 양보 가능 여부 및 양보 가능한 전류량 정보를 포함하는 메시지인 것을 특징으로 하는 충전 설비.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 다른 충전기의 응답 메시지를 수신한 충전기의 제어부는 전류량을 양보받을 충전기 및 양보받을 전류량을 결정한 후 결정된 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 다른 충전기에 발송하는 것을 특징으로 하는 충전 설비.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 충전 전류 요청 메시지를 발송한 충전기의 제어부는 전류량을 양보받을 타 충전기를 선택하고 난 뒤, 선택된 충전기로부터 양보받을 전류량을 상기 충전 전류 요청 메시지를 발송한 충전기의 설정된 규정 전류량과 합산하여 공급 가능 전류량으로 결정하는 것을 특징으로 하는 충전 설비.
  7. 청구항 1에 있어서,
    전류량을 양보받은 충전기의 제어부는 충전 종료 후 양보받은 전류량을 반환하기 위한 전류량 반환 과정을 진행하며,
    상기 전류량 반환 과정에서,
    전류량을 양보받은 충전기의 제어부가 양보받은 전류량을 반환함을 나타내는 반환 통보 메시지를 전류량을 양보한 타 충전기로 발송하고,
    상기 반환 통보 메시지를 수신한 타 충전기의 제어부가 반환 통보 메시지를 발송한 충전기에 확인 메시지를 발송하는 것을 특징으로 하는 충전 설비.
  8. 청구항 1에 있어서,
    전류량을 양보받은 충전기의 충전 도중에, 전류량을 양보한 충전기의 제어부는 사용자에 의해 충전 요구 정보를 입력받은 경우 전류량을 양보받은 충전기로부터 상기 전류량을 양보한 충전기가 양보한 전류량을 반환받는 전류량 반환 과정을 진행하는 것을 특징으로 하는 충전 설비.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 충전 도중의 전류량 반환 과정에서,
    전류량을 양보한 충전기의 제어부가 양보한 전류량을 반환받기 위한 전류량 반환 요청 메시지를 전류량을 양보받은 충전기로 발송하고,
    상기 전류량 반환 요청 메시지를 수신한 충전기의 제어부가 양보받은 전류량을 반환함을 나타내는 반환 통보 메시지를 상기 전류량 반환 요청 메시지를 발송한 충전기로 발송하며,
    상기 반환 통보 메시지를 수신한 충전기의 제어부가 반환 통보 메시지를 발송한 충전기에 확인 메시지를 발송하는 것을 특징으로 하는 충전 설비.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 전류량 반환 요청 메시지를 수신한 충전기의 제어부는 전류량 반환 요청 메시지를 발송한 충전기를 제외한 충전기들을 대상으로 전류량 양보 과정을 다시 실시한 후, 새로이 양보받은 전류량이 반영된 공급 가능 전류량을 재설정하고, 재설정된 공급 가능 전류량으로 배터리 충전이 이루어지도록 충전 전류량을 조절하는 것을 특징으로 하는 충전 설비.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전기의 제어부는 상기 결정된 공급 가능 전류량으로 전기장치의 배터리가 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 충전 설비.
  12. 사용자의 충전 요구에 따라 전기장치의 배터리를 충전하는 복수개의 충전기들이 통신모듈을 통해 상호 간 통신 가능하도록 연결되어 통신 네트워크를 구성하는 충전 설비의 충전 제어 방법에 있어서,
    사용자의 충전 요구 정보를 입력받은 충전기가
    사용자의 충전 요구 정보에 따라 배터리 충전에 필요한 필요 전류량을 계산하는 단계;
    타 충전기와의 통신을 통해 가용 전류량의 여유가 있는 충전기를 확인하고 가용 전류량의 여유가 있는 타 충전기로부터 전류량을 양보받는 전류량 양보 과정을 수행하는 단계; 및
    상기 타 충전기로부터 양보받은 전류량을 반영하여 배터리 충전을 위한 공급 가능 전류량을 결정하는 단계;
    를 진행하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 사용자의 충전 요구 정보를 입력받은 충전기는 필요 전류량이 설정된 규정 전류량을 초과할 경우 상기 전류량 양보 과정을 진행하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 가용 전류량의 여유가 있는 충전기를 확인하는 과정에서,
    상기 사용자의 충전 요구 정보가 입력된 충전기는 통신 네트워크에 의해 연결된 다른 모든 충전기에 전류량을 양보받기 위한 충전 전류 요청 메시지를 발송하고,
    이에 상기 충전 전류 요청 메시지를 수신한 다른 충전기가 응답 메시지를 발송하며,
    상기 충전 전류 요청 메시지를 발송한 충전기가 수신된 응답 메시지로부터 미리 정해진 우선순위 규칙에 근거하여 전류량을 양보받을 타 충전기를 선택하도록 된 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 응답 메시지는 전류량의 양보 가능 여부 및 양보 가능한 전류량 정보를 포함하는 메시지인 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 응답 메시지를 발송하는 충전기는 현재 전류량 양보가 불가능한 경우 양보 가능한 전류량을 0A로 하는 응답 메시지를 발송하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 응답 메시지는 충전 전류 요청 메시지를 수신하여 응답 메시지를 발송하는 해당 충전기의 현재 충전 여부를 나타내는 정보를 더 포함하고, 충전 전류 요청 메시지를 발송한 충전기가 수신된 응답 메시지로부터 현재 충전 중인 충전기를 미충전 상태의 충전기보다 우선하여 전류량을 양보받을 타 충전기로 결정하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 양보 가능 전류량은 현재 충전 중인 충전기의 경우 설정된 규정 전류량에서 배터리에 공급되고 있는 현재 충전 중인 충전기의 충전 전류량을 제외한 여유 전류량이고, 미충전 상태의 충전기의 경우 미충전 상태의 충전기가 소유해야 하는 최소 설정 전류량을 제외한 나머지 전류량인 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  19. 청구항 14에 있어서,
    상기 다른 충전기의 응답 메시지를 수신한 충전기는 전류량을 양보받을 충전기 및 양보받을 전류량을 결정한 후 결정된 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 다른 충전기에 발송하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 양보받을 충전기 및 양보받을 전류량을 결정한 충전기가 전류량을 양보받지 않을 충전기로는 양보받을 전류량을 0A로 정의한 응답 메시지를 발송하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  21. 청구항 14에 있어서,
    상기 충전 전류 요청 메시지를 발송한 충전기는 전류량을 양보받을 타 충전기를 선택하고 난 뒤, 선택된 충전기로부터 양보받을 전류량을 상기 충전 전류 요청 메시지를 발송한 충전기의 설정된 규정 전류량과 합산하여 공급 가능 전류량으로 결정하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 충전 전류 요청 메시지를 발송한 충전기가 상기 결정된 공급 가능 전류량 및 사용자의 충전 요구 정보에 근거하여 충전 예측 정보를 산출한 뒤 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  23. 청구항 14에 있어서,
    상기 충전 전류 요청 메시지는 양보 요청과 더불어 양보받을 전류량 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  24. 청구항 12에 있어서,
    전류량을 양보받은 충전기는 충전 종료 후 양보받은 전류량을 반환하기 위한 전류량 반환 과정을 진행하며,
    상기 전류량 반환 과정에서,
    전류량을 양보받은 충전기가 전류량을 반환함을 나타내는 반환 통보 메시지를 전류량을 양보한 타 충전기로 발송하고,
    상기 반환 통보 메시지를 수신한 타 충전기가 반환 통보 메시지를 발송한 충전기에 확인 메시지를 발송하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  25. 청구항 12에 있어서,
    전류량을 양보받은 충전기의 충전 도중에, 전류량을 양보한 충전기는 사용자에 의해 충전 요구 정보를 입력받은 경우 전류량을 양보받은 충전기로부터 상기 전류량을 양보한 충전기가 양보한 전류량을 반환받는 전류량 반환 과정을 진행하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 충전 도중의 전류량 반환 과정에서,
    전류량을 양보한 충전기는 양보한 전류량을 반환받기 위한 전류량 반환 요청 메시지를 전류량을 양보받은 충전기로 발송하고,
    상기 전류량 반환 요청 메시지를 수신한 충전기가 양보받은 전류량을 반환함을 나타내는 반환 통보 메시지를 상기 전류량 반환 요청 메시지를 발송한 충전기로 발송하며,
    상기 반환 통보 메시지를 수신한 충전기가 반환 통보 메시지를 발송한 충전기에 확인 메시지를 발송하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 전류량 반환 요청 메시지를 수신한 충전기는 전류량 반환 요청 메시지를 발송한 충전기를 제외한 충전기들을 대상으로 전류량 양보 과정을 다시 실시한 후, 새로이 양보받은 전류량이 반영된 공급 가능 전류량을 재설정하고, 재설정된 공급 가능 전류량으로 배터리 충전이 이루어지도록 충전 전류량을 조절하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  28. 청구항 25에 있어서,
    상기 전류량을 양보한 충전기는 전류량을 양보한 상태의 가용 전류량이 상기 사용자의 충전 요구 정보에 따른 필요 전류량을 충족시키지 못할 경우, 상기 전류량을 양보한 충전기가 양보한 전류량을 반환받는 전류량 반환 과정을 진행하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
  29. 청구항 12에 있어서,
    상기 전류량을 양보받은 충전기는 결정된 공급 가능 전류량 및 사용자의 충전 요구 정보에 근거하여 충전 예측 정보를 산출한 뒤 표시부에 표시한 후, 사용자의 충전 시작 입력이 있을 경우 상기 공급 가능 전류량으로 전기장치의 배터리가 충전되도록 제어하고, 사용자의 새로운 충전 요구 정보가 입력될 경우 그에 따른 필요 전류량의 계산, 전류량 양보 과정, 공급 가능 전류량 결정, 및 결정된 공급 가능 전류량과 상기 사용자의 새로운 충전 요구 정보에 근거하여 충전 예측 정보를 산출한 뒤 표시부에 표시하는 과정을 반복하는 것을 특징으로 하는 충전기 간의 통신 네트워크를 이용한 충전 설비의 충전 제어 방법.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140123622A (ko) * 2013-04-11 2014-10-23 엘에스전선 주식회사 전기 이동 수단 충전 시스템 및 전기 이동 수단 충전방법
KR20160134104A (ko) 2015-05-14 2016-11-23 현대자동차주식회사 Plc 제어 시스템 및 방법
KR20170093639A (ko) * 2016-02-05 2017-08-16 주식회사 엘지화학 충방전기 설비 운영방법
KR20180012605A (ko) * 2016-07-27 2018-02-06 주식회사 케이티 전기차 충전소의 충전기를 제어하는 충전기 제어 장치 및 방법
WO2019203601A1 (ko) * 2018-04-20 2019-10-24 주식회사 엠투브 주차장 내 전기차 충전 공간을 안내하는 방법, 서버 및 프로그램
KR20190130759A (ko) * 2018-05-15 2019-11-25 한전케이디엔주식회사 L4 스위치를 이용한 전기차 충전 인프라 분산처리 시스템
KR20210046891A (ko) * 2019-10-18 2021-04-29 주식회사 나인와트 전기 자동차 충전 시스템
KR20210049047A (ko) * 2019-10-18 2021-05-04 주식회사 나인와트 전기 자동차 충전 시스템
KR20210050499A (ko) * 2019-10-18 2021-05-07 주식회사 나인와트 전기 자동차 충전 시스템
WO2024029774A1 (ko) * 2022-08-04 2024-02-08 삼성전자주식회사 전자 장치의 충전을 위한 소스 캐퍼빌리티를 결정하기 위한 장치 및 방법
WO2024111738A1 (ko) * 2022-11-25 2024-05-30 (주)펌프킨 대용량 충전기의 여유 전력을 활용한 급속/완속 복합 충전장치
KR102678673B1 (ko) * 2022-11-25 2024-06-26 주식회사 펌프킨 대용량 충전기의 여유 전력을 활용한 급속/완속 복합 충전장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011024334A (ja) 2009-07-15 2011-02-03 Toshiba Corp 充電スタンドおよびこれを用いた充電スタンドシステム
JP2011211891A (ja) 2010-03-11 2011-10-20 Chugoku Electric Power Co Inc:The 充電システム、及び、充電システムにおける充電方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011024334A (ja) 2009-07-15 2011-02-03 Toshiba Corp 充電スタンドおよびこれを用いた充電スタンドシステム
JP2011211891A (ja) 2010-03-11 2011-10-20 Chugoku Electric Power Co Inc:The 充電システム、及び、充電システムにおける充電方法

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140123622A (ko) * 2013-04-11 2014-10-23 엘에스전선 주식회사 전기 이동 수단 충전 시스템 및 전기 이동 수단 충전방법
KR20160134104A (ko) 2015-05-14 2016-11-23 현대자동차주식회사 Plc 제어 시스템 및 방법
KR20170093639A (ko) * 2016-02-05 2017-08-16 주식회사 엘지화학 충방전기 설비 운영방법
KR102023385B1 (ko) 2016-02-05 2019-09-23 주식회사 엘지화학 충방전기 설비 운영방법
KR20180012605A (ko) * 2016-07-27 2018-02-06 주식회사 케이티 전기차 충전소의 충전기를 제어하는 충전기 제어 장치 및 방법
KR102285989B1 (ko) * 2016-07-27 2021-08-04 주식회사 케이티 전기차 충전소의 충전기를 제어하는 충전기 제어 장치 및 방법
CN111989708A (zh) * 2018-04-20 2020-11-24 维思泰拉实验室公司 在停车场内引导电动汽车充电空间的方法、服务器及程序
WO2019203601A1 (ko) * 2018-04-20 2019-10-24 주식회사 엠투브 주차장 내 전기차 충전 공간을 안내하는 방법, 서버 및 프로그램
KR102110541B1 (ko) * 2018-04-20 2020-05-13 주식회사 엠투브 주차장 내 전기차 충전 공간을 안내하는 방법, 서버 및 프로그램
KR20190122375A (ko) * 2018-04-20 2019-10-30 주식회사 엠투브 주차장 내 전기차 충전 공간을 안내하는 방법, 서버 및 프로그램
CN111989708B (zh) * 2018-04-20 2023-12-05 维思泰拉实验室公司 在停车场内引导电动汽车充电空间的方法、服务器及程序
US11571977B2 (en) 2018-04-20 2023-02-07 Vestellalab Inc. Method, server, and program for reporting electric car charging space in parking lot
KR102069840B1 (ko) * 2018-05-15 2020-01-23 한전케이디엔 주식회사 L4 스위치를 이용한 전기차 충전 인프라 분산처리 시스템
KR20190130759A (ko) * 2018-05-15 2019-11-25 한전케이디엔주식회사 L4 스위치를 이용한 전기차 충전 인프라 분산처리 시스템
KR20210046891A (ko) * 2019-10-18 2021-04-29 주식회사 나인와트 전기 자동차 충전 시스템
KR102338891B1 (ko) * 2019-10-18 2021-12-15 주식회사 나인와트 전기 자동차 충전 시스템
KR102340372B1 (ko) * 2019-10-18 2021-12-17 주식회사 나인와트 전기 자동차 충전 시스템
KR102373345B1 (ko) * 2019-10-18 2022-03-14 주식회사 나인와트 전기 자동차 충전 시스템
KR20210050499A (ko) * 2019-10-18 2021-05-07 주식회사 나인와트 전기 자동차 충전 시스템
KR20210049047A (ko) * 2019-10-18 2021-05-04 주식회사 나인와트 전기 자동차 충전 시스템
WO2024029774A1 (ko) * 2022-08-04 2024-02-08 삼성전자주식회사 전자 장치의 충전을 위한 소스 캐퍼빌리티를 결정하기 위한 장치 및 방법
WO2024111738A1 (ko) * 2022-11-25 2024-05-30 (주)펌프킨 대용량 충전기의 여유 전력을 활용한 급속/완속 복합 충전장치
KR102678673B1 (ko) * 2022-11-25 2024-06-26 주식회사 펌프킨 대용량 충전기의 여유 전력을 활용한 급속/완속 복합 충전장치

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