KR20170057085A - Control system for storing and supplying power having input and output function by switiching - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a power storage and supply control system having an input and output function by switching. The power storage and supply control system capable of mutual charging between a power storage and supply device and devices to be charged, and between the devices to be charged can be applied to a device charged by alternating current power charging using a battery or by converting the alternating current power into a direct current power. The power storage and supply control system becomes possible by providing a switchboard function to a power storage and supply device.

Description

스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 공급제어 시스템{Control system for storing and supplying power having input and output function by switiching}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power storage and supply control system having an input / output function by switching,

본 발명은 스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 공급제어 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power storage and supply control system equipped with an input / output function by switching.

본 발명은 특히, 전력저장 공급장치와 충전 대상 장치들간 및, 충전 대상 장치들간 전력공급 및 수급에 따라 상호 충전이 가능하도록 한 것으로, 배터리를 이용한 직류전원 충전 또는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 충전되는 장치에 적용 가능하다.The present invention particularly relates to a charging device that can be mutually charged according to the supply and supply of electric power between the electric power storage and supply device and devices to be charged and between the devices to be charged and supplies and receives electric power. Lt; / RTI >

현재 전기자동차 충전기 보급 및 설치에 있어 충전기 자체의 가격보다는 오히려 전기공사 및 설치비가 훨씬 많은 비용 요소가 되고 있다. 이러한 비용은 향후 충전기 설치 개수가 늘어남에 따라 감소하기보다 배전반 및 건물 전체의 변압기 용량 및 배선 전체의 용량에 따른 증설과 건물까지의 외부 송배전 용량의 증설로 인한 작업 등으로 과도하게 증가할 것이라는 것이 일반적인 예상이다.Currently, electricity supply and installation costs are much more costly than charging the charger itself in the supply and installation of electric car chargers. This cost is expected to increase in the future due to the increase in the capacity of the transformer and the entire transformer cabinet and the overall capacity of the wiring, and the increase in the capacity of external transmission and distribution to the building, rather than the decrease in the number of installed chargers in the future. It is expected.

따라서 비용부담의 주체가 불명확하고 공사에 따른 피해 및 불편함이 여전히 상존하므로 설령 비용문제가 해결된다 하더라도 공사 승낙을 받기가 원천적으로 힘든 구조이다. Therefore, although the subject of the cost burden is unclear and the damage and inconvenience due to the construction still exist, even if the cost problem is solved, it is difficult to receive the construction consent.

또한, 금후 전력망의 화두인 마이크로그리드 발전의 경우 태양광 및 풍력 등에서 발전한 전기를 저장, 공급함이 필요하며 이를 저장하는 장치가 필수적으로 요구된다. In addition, in the case of micro grid power generation, which is a hot topic of the electric power grid in the future, it is necessary to store and supply electricity generated from solar and wind power, and a device for storing the electric power is indispensable.

이에 대비하여 전기자동차 배터리에 전력을 저장함과 아울러 충전기에서도 직접 저장 후 충전하는 기술이 필요하다.In order to cope with this problem, it is necessary to store electric power in an electric vehicle battery and charge and store it directly in a charger.

관련 기술로는 한국특허공개 제10-2011-008807호가 있다.Korean Patent Publication No. 10-2011-008807 discloses a related art.

이 공개기술은, 전기자동차에 전력을 공급하며, 전기자동차로부터 전력을 역전송 받는 충전스테이션, 건물의 실내 온도를 설정하는 온도조절장치 및 당일 기상 정보와, 온도조절장치로부터 입력된 실내 온도 정보, 충전스테이션으로부터 전송된 역전송이 가능한 전기자동차 정보를 이용하여, 피크 전력 소비 시간대에 건물의 실내온도를 변경하는 방식으로 제어하고, 충전스테이션으로부터 전력을 역전송 받도록 제어하는 기능 등이 동시에 수행가능한 피크전력관리장치를 포함하는 전력 관리 시스템에 관한 것으로서, 피크 전력 소비 시간대에 건물의 전력부하를 낮출 수 있는 이점이 있다.This disclosure discloses a charging station that supplies electric power to an electric vehicle, a charging station that receives electric power from the electric vehicle, a temperature control device that sets an indoor temperature of the building, and weather information of the day, A function of changing the indoor temperature of the building in a peak power consumption time zone by using the reversible electric car information transmitted from the charging station and a function of controlling the electric power to be received from the charging station in reverse, The present invention relates to a power management system including a management device, and has an advantage that a power load of a building can be lowered in a peak power consumption time zone.

그러나 공개기술은 전기자동차와 충전스테이션간 전기 전송에 관련된 동작을 제어하는 기술로서, 전기자동차를 중심으로 하는 주변장치들에 대한 전력 관리에는 별 다른 효용성이 없는 기술이었다.However, the disclosed technology is a technology for controlling the operation related to the electric transmission between the electric vehicle and the charging station, and it is a technology that has little utility in power management for peripheral devices around electric vehicles.

한국특허공개 제10-2011-008807호Korean Patent Publication No. 10-2011-008807

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 전력을 다양한 형태로 저장하여 두었다가 전기자동차를 충전할 수 있음은 물론, 시간별, 이용자별, 장소별로 적합하게 다른 장치에 공급할 수 있도록 여러 장치들 간 전력계통 연계설치 기술에 관한 것으로, 스위칭에 의한 입출력 기능이 내장된 전력저장 공급제어 시스템을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the foregoing, and it is an object of the present invention to provide an electric vehicle in which electric power can be stored in various forms so as to charge the electric vehicle and to be supplied to other devices suitably by time, The present invention relates to a power grid connection technique between various devices, and is to provide a power grid supply control system having an input / output function by switching.

기타, 본 발명의 목적들은 이하에서 설명하는 바에 따라 유추 가능할 것이다.Other objects of the present invention will be apparent from the following description.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 공급제어 시스템은, 충전 동작을 원격 제어하는 관제센터; 관제센터와 유무선으로 네트워크화되어 관제센터로부터 전송되는 명령에 따라 또는 자체적인 제어를 통해 충전 동작을 수행하는 전력저장 공급장치; 및 전력저장 공급장치와 연결되어 충전되고, 보유한 전력을 전력저장 공급장치와 다른 충전 대상으로 공급하는 충전 대상으로 이루어진 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a power storage and supply control system having a switching input / output function, including: a control center for remotely controlling a charging operation; A power storage and supply unit that is networked with a control center and wired or wirelessly and performs a charging operation according to a command transmitted from a control center or through its own control; And a charging object connected to the electric power storage and supplying device and supplying the stored electric power to a charging object other than the electric power storage and supply device.

충전 대상은, 전기자동차, 수용가 및 외부장치인 것을 특징으로 한다.  The object to be charged is an electric vehicle, a consumer, and an external device.

충전 동작은, 전력저장 공급장치로부터 전기자동차로, 전기자동차로부터 전력저장 공급장치로, 전력저장 공급장치로부터 수용가 및 외부장치로, 수용가 및 외부장치로부터 전력저장 공급장치로, 전기자동차, 수용가 및 외부장치 상호간에 이루어지는 것을 특징으로 한다. The charging operation may be carried out from a power storage supply device to an electric vehicle, from an electric vehicle to a power storage supply device, from a power storage supply device to a consumer and external device, from a consumer and an external device to a power storage supply device, And the devices are mutually interposed.

전력저장 공급장치는, 제어부; 배터리와 충전 대상들간 및, 충전 대상들간에 충전 동작이 이루어지도록 전기선을 연결하는 배전반; 배전반을 통해 전기적으로 연결된 배터리와 충전 대상들간 및, 충전 대상들간에 충전 동작을 수행하는 충전기; 충전기에 의해 수행되는 충전에 필요한 전력을 공급하는 배터리; 배터리 전력이 충전기를 통해 충전전력으로 공급되는 동안 소모되는 전력을 계량하는 계량기;관제센터와 전력저장 공급장치간 통신에 의해 충전 동작이 이루어지도록 관제센터와 전력저장 공급장치간 통신망을 제공하는 통신부; 및 전력저장 공급장치의 내부 온도를 감지하는 온도센서로 이루어진 것을 특징으로 한다. The power storage and supply device includes: a control unit; An electric distribution board connecting electric wires between the battery and the objects to be charged and between the objects to be charged; A charger for performing a charging operation between the battery and the charging objects electrically connected through the switchboard and between the charging objects; A battery for supplying power necessary for charging performed by the charger; A communication unit for providing a communication network between the control center and the power storage and supply unit so that the charging operation is performed by communication between the control center and the power storage and supply unit; And a temperature sensor for sensing an internal temperature of the power storage and supply device.    

배터리는, 복수 개 파트로 분할 구성되어 충전 및 방전 상태에 따라 충전 대상에 대한 충전 또는 자체 충전이 교대로 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.The battery is divided into a plurality of parts so that charging or self-charging of the charging object is alternately performed in accordance with charging and discharging conditions.

배터리의 충전 및 방전 교대 동작은, 배터리의 잔존 전력에 따라 교대로 이루어지는 것을 특징으로 한다. The charging and discharging alternating operation of the battery, And alternately in accordance with the remaining power of the battery.    

충전 동작은, 관제센터 또는 전력저장 공급장치의 제어에 따라 수행되는 것을 특징으로 한다. The charging operation is performed in accordance with the control of the control center or the power storage and supply unit.

관제센터는, 각 배전 및 분전 구역단에서의 전력 사용량 정보값을 전력저장 공급장치를 통해 실시간으로 파악하여 이들 정보값을 바탕으로 실시간으로 충전 전력량 전체에 대한 조정을 하는 것을 특징으로 한다. The control center is configured to grasp the power consumption information value at each power distribution and power terminal section in real time through the power storage and supply device, and adjust the entire amount of the charging power in real time based on the information values.

본 발명의 스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 공급제어 시스템에 따르면, 전력저장 공급장치로부터 충전 대상에 대한 충전, 충전 대상으로부터 전력저장 공급장치에 대한 충전, 충전 대상들간 충전 등이 전력저장 공급장치에 구성된 배전반 기능을 통해 가능하게 됨으로써, 반드시 원천적인 전기공급주체로부터 충전대상에 대한 충전 동작뿐만 아니라, 그의 역동작에 의해서도 충전 동작이 가능하게 되는 등의 많은 이점이 있다.According to the power storage and supply control system having the input / output function by switching according to the present invention, charging from the power storage / supply device to the charging object, charging from the charging object to the power storage / supply device, charging between charging objects, The present invention is advantageous in that it is possible not only to perform a charging operation from a source of electricity from a source of charge but also to perform a charging operation by its reverse operation.

본 발명은 또한, 충전 동작들이 원격지 관제센터 또는 전력저장 공급장치의 제어수단에 의해 가능하게 됨으로써 매우 편리한 충전 제어가 가능하다. The present invention also enables very convenient charging control by allowing charging operations to be performed by the remote control center or the control means of the power storage supply.

본 발명은 또한, 충전 동작들이 전력저장 공급장치와 충전 대상들에 저장 관리되는 전력을 기반으로 관제센터에 의해 정확하게 제어되는 이점이 있다.The present invention also has the advantage that the charging operations are precisely controlled by the control center based on the power stored and managed in the power storage supply and charging objects.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 공급제어 시스템의 개념도.
도 2는 도 1을 구체화한 제어 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차와 전력저장 공급장치, 수용가 및 외부장치간 충전 제어도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 공급장치를 기구적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 이용 예시도. 1 is a conceptual diagram of a power storage and supply control system having an input / output function by switching according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a control configuration diagram embodying Fig. 1. Fig.
3 is a charge control diagram between an electric vehicle and a power storage / supply device, a consumer, and an external device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram of a power storage / supply device having an input / output function by switching according to an embodiment of the present invention; FIG.
5 illustrates an example of battery usage according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the present invention covers all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

본 발명에서는 충전 동작에 필요한 전기를 전기 또는 전력으로 혼용하기로 한다.In the present invention, electricity required for the charging operation is mixed with electricity or electric power.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 공급제어 시스템은, 관제센터(100)와, ESS(200)와, 충전 대상들, 예를 들어, 전기 자동차, 건물 등의 수용가, 주변에 구성된 외부 장치가 상호 연계되어 구성된다. 1, a power storage and supply control system having an input / output function by switching according to the present invention includes a control center 100, an ESS 200, and charging objects such as an electric vehicle, a building And an external device constituted around the external device are interconnected.

관제센터(100)는 원격지에 위치하여 본 발명의 충전 동작(전기공급 및 수급)을 원격 제어하게 된다. 충전 동작은 전력저장 공급장치와 충전대상들간, 충전대상 상호간에 행해지게 된다. The control center 100 is remotely located to remotely control the charging operation (electricity supply and supply and demand) of the present invention. The charging operation is performed between the power storage / supply device and the objects to be charged and between the objects to be charged.

관제센터(100)는, 원격지에서의 충전동작 제어를 위한 프로그램을 구동하는 서버가 구비되며, 이 서버와 전력저장 공급장치간에 원격 통신이 가능하게 된다. 또한, 서버와 충전대상들간에도 원격 통신이 가능하도록 할 수도 있다. The control center 100 is provided with a server for driving a program for controlling charging operation at a remote place, and enables remote communication between the server and the power storage and supply apparatus. In addition, remote communication between the server and the charging objects may be possible.

ESS(200)는 전력저장 공급장치로서, 자체적으로 구비된 배터리에 전력을 저장하여 두었다가 충전 대상에 공급하는 동작 및, 충전 대상들로부터 전력을 충전받는 동작을 제어하는 구성이다. The ESS 200 is a power storage and supply device that controls the operation of storing electric power in a self-contained battery and supplying it to a charging object, and an operation of charging electric power from objects to be charged.

이와 같이 구성된 본 발명은, 관제센터(100)와 ESS(200)가 유무선 네트워크(N)로 연결되어 관제센터(100)로부터 ESS(200)로, ESS(200)로부터 관제센서(100)로 충전 관련 제어신호들이 전송된다. 즉 ESS(200)의 제어에 의한 충전 동작이 실시간 관제센터(100)에 보고되며, 관제센터(100)로부터의 제어 명령도 네트워크를 통해 실시간으로 ESS(200)에 전송되어 그 명령에 부합되는 동작을 수행하게 된다. The control center 100 and the ESS 200 are connected to the wired / wireless network N and are transmitted from the control center 100 to the ESS 200 and from the ESS 200 to the control sensor 100 Related control signals are transmitted. That is, the charging operation under the control of the ESS 200 is reported to the real-time control center 100, and the control command from the control center 100 is also transmitted to the ESS 200 in real time via the network, .

본 발명에서 충전 동작은, 상술한 바와 같이 ESS(200)로부터 충전 대상으로 뿐만 아니라, 충전 대상으로부터 ESS(200)로, 충전 대상들 상호간에도 가능하도록 구현되며, 이러한 충전 동작들은 ESS(200)에 구성되는 배전반 기능을 통해 가능하게 된다. 즉 ESS(200)에 배전반 기능을 구성하여 ESS와 충전 대상들간 전력공급 및 수급이 가능하도록 함으로써 상호간에 충전 동작이 가능하게 된다. In the present invention, the charging operation is implemented not only from the ESS 200 to the object to be charged but also from the object to be charged to the ESS 200 and between the objects to be charged as described above, It becomes possible through the function of the switchboard which is constituted. That is, the ESS 200 is configured such that an electric switchboard function is configured to enable power supply and supply / reception between the ESS and the objects to be charged, thereby enabling the charging operation to be performed mutually.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 스위칭 입출력 기능이 내장된 전력저장 공급장치는, 제어부(210), 배전반(220), 충전기(230), 배터리(240), 계량기(250), 통신부(260), 온도센서(270)로 구성된다. 2, the power storage and supply device with the switching input / output function of the present invention includes a control unit 210, an electric distribution board 220, a charger 230, a battery 240, a meter 250, a communication unit 260 ), And a temperature sensor 270.

제어부(210)는, 본 발명의 충전 동작을 제어하는 구성이다. 제어부(210)는 충전 동작 및 스위칭 제어를 위한 프로그램이 구비되며, 원격지 관제센터(100)와 실시간 통신을 제어하게 된다. The control unit 210 is a configuration for controlling the charging operation of the present invention. The control unit 210 is provided with a program for charging operation and switching control, and controls real-time communication with the remote control center 100.

배전반(220)은, 주변 장치들을 한 곳에 모아 필요로 하는 곳에 전기를 공급 또는 수급하는 구성으로, 하나의 입력전력을 복수 개로 나누어 출력 공급하는 구성이다. The switchboard 220 is a configuration for collecting peripheral devices and supplying / receiving electricity to / from a required place.

본 발명에서는 전기공급주체인 건물 등 수용가(들)와, 주변 외부장치들을 배전반에 통합 구성하여 이들로부터 공급되는 전기를 전기자동차에 공급하거나, 전기 자동차로부터의 전기를 이들에 대해 공급하는 기능을 수행하게 된다. 또한 이미 시설된 전력선을 복수 개의 출력으로 나누어 개별 충전기 및 기타 전력공급장치에 공급(입력)한다. In the present invention, the consumer (s) such as a building, which is a main body of electricity supply, and surrounding peripheral devices are integrated in the switchboard to supply electric power supplied from the electric power vehicle to them, or supply electricity from the electric vehicle to them . In addition, the already installed power line is divided into a plurality of outputs and supplied (input) to individual chargers and other power supply devices.

따라서 배전반(220)은, 충전기(230), 배터리(240), 계량기(250), 전기자동차(300) 등과 연계하여 구성된다. Therefore, the switchboard 220 is configured in cooperation with the charger 230, the battery 240, the meter 250, the electric vehicle 300, and the like.

충전기(230)는, 배터리(240)와 충전대상간, 충전대상 상호간에 이루어지는 충전 동작(전기 공급)을 수행하는 구성이다. The charger 230 is configured to perform a charging operation (electric supply) between the battery 240 and the objects to be charged and between the objects to be charged.

충전기(220)는, 배터리(240), 계량기(250), 전기자동차(300), 수용가(400), 외부장치(500) 등과 연계하여 구성된다. The charger 220 is configured in conjunction with a battery 240, a meter 250, an electric vehicle 300, a customer 400, and an external device 500.

배터리(240)는, 충전대상들에 대한 전기공급, 충전대상들로부터 전기수급, 충전대상들 상호간 전기공급 및 수급이 가능하도록 전력을 공급하는 구성이다. The battery 240 is configured to supply electric power to the objects to be charged, electric power from the objects to be charged, electric power to be supplied between the objects to be charged, and power supply.

배터리(240)는 충전기(230), 계량기(250), 충전대상들과 연계하여 구성된다. The battery 240 is configured in association with the charger 230, the meter 250, and objects to be charged.

계량기(250)는, 배터리(240)와 충전대상들간, 충전대상들 상호간에 이루어지는 충전에 따라 소모되는 전력을 측정하는 구성이다. The meter 250 is configured to measure the power consumed by charging between the battery 240 and the objects to be charged and between the objects to be charged.

계량기(250)는, 충전기(230), 배터리(240), 전기자동차(300), 수용가(400), 외부장치(500)와 연계하여 구성된다. The meter 250 is configured in association with the charger 230, the battery 240, the electric vehicle 300, the customer 400, and the external device 500.

통신부(260)는 본 발명의 ESS(200)와 관제센터(100)간 유무선 통신을 가능하게 하는 구성이다. The communication unit 260 is a configuration that enables wired / wireless communication between the ESS 200 and the control center 100 of the present invention.

온도센서(270)는, 장치 내 온도를 감지하고, 그 감지된 온도가 정상온도 범위를 벗어나는 경우 적절한 조치(예를 들어, 전류량 조절 및 공급중단)를 통해 장치의 효율적 동작이 유지되도록 하는 구성이다. The temperature sensor 270 senses the temperature in the apparatus, and when the sensed temperature is out of the normal temperature range, the proper operation of the apparatus is maintained through appropriate measures (for example, current amount adjustment and supply stop) .

온도센서(270)는, 전력 출력시 발생하는 온도상승에 따른 발화 및, 기기 고장 등으로 인한 온도상승을 감지하기 위해 전력 접속구에 내장되는 것이 바람직하며, 감지된 온도에 따른 전력 공급 중단 및 전류량 조절을 통한 온도 상승 억제 기능이 제어부(210) 또는 관제센터(1000의 제어에 의해 이루어지도록 한다. It is preferable that the temperature sensor 270 is embedded in the power connection port in order to detect a temperature rise due to ignition and a device failure due to a temperature rise occurring during power output, The control unit 210 or the control center 1000 controls the temperature rise control function.

이와 같이 구성된 본 발명은, 전력공급이 배전반(220)을 통해 수용가(400)로부터 전기자동차(300)로, 배터리(240)로부터 전기자동차(300)로, 전기자동차(300)로부터 수용가(400)로, 전기자동차(300)로부터 배터리(240)로, 수용가(400)로부터 외부장치(500)로 각각 이루어진다. The present invention thus constituted allows the power supply to be supplied from the customer 400 to the electric vehicle 300 from the battery 240 via the switchboard 220, from the battery 240 to the electric vehicle 300, from the electric vehicle 300, From the electric vehicle 300 to the battery 240 and from the consumer 400 to the external device 500, respectively.

수용가(400) 및 외부장치(500)로부터 전기자동차(300)로의 전기 공급은, 예를 들어 설치 공사시 전기 배선을 하나로 연결하는 등의 배선 연동을 통해 수용가(400) 및 외부장치(500)에 구비된 배터리를 일체화하고, 이와 같이 배선 연동된 전체 배터리 잔존 전력이 일체적으로 공급되어 급속 충전이 가능하게 한다. Electricity supply from the customer 400 and the external device 500 to the electric vehicle 300 can be performed by connecting the electric power to the customer 400 and the external device 500 through wire interlocking, The integrated battery is integrated, and the total remaining battery power connected with the wiring in this manner is integrally supplied to enable rapid charging.

즉, 수용가(400) 및 외부장치(500)에 구비된 배터리의 잔존 전력까지 끌어다 전기 자동차(300)의 충전에 사용할 수 있도록 구성하는 것으로, 충전 효율을 극대화할 수 있다. That is, it is possible to maximize the charging efficiency by constructing the battery 400 and the external device 500 so that the remaining power of the battery can be used to charge the electric vehicle 300.

이러한 구성은 도 3에 도시된 바와 같이 전력을 필요로 하는 전기자동차(300)에 대한 전력 공급이 가능하도록 할 뿐만 아니라, 전기자동차(300)로부터 수용가(400) 및 외부장치(500)에 대한 전력공급 등 역전송도 가능하도록 함으로써 전기자동차(300), 수용가(400) 및 외부장치(500)의 배터리에 잔존하는 전력의 효율적인 사용이 가능하다. 즉, 배전반 기능을 통해 잔존 전력을 모두 사용가능토록 하는 것이다. This configuration not only enables electric power supply to the electric vehicle 300 requiring electric power as shown in FIG. 3 but also allows electric power to be supplied from the electric vehicle 300 to the electric appliance 400 and the external device 500 It is possible to efficiently use the electric power remaining in the battery of the electric vehicle 300, the customer 400, and the external device 500. [ That is, all the remaining power can be used through the function of the switchboard.

상술한 바와 같이 전기자동차(300)로부터 전력저장 및 공급장치(200), 수용가(400) 및 외부장치(500)로의 전기 공급은, 전기 역전송 개념으로써, 첫째, 충전된 전기자동차(300)로부터 충전기(230)로 역전송되는 단계와, 둘째, 충전기(240)로부터 수용가(400) 또는 외부장치(500)로 전송되는 단계로 구별될 수 있다. As described above, the electric power supply from the electric vehicle 300 to the electric power storage and supply device 200, the customer 400, and the external device 500 is the same as the electric field transfer concept, To the charger 230 and secondly to the step of transferring from the charger 240 to the customer 400 or to the external device 500. [

전기자동차(300)로부터 충전기(240)로 전력 전송하는 단계는 전기공급 주체로 역전송하는 단계로서, 제어부(210)의 제어에 따라 또는 관제센터(100)의 제어에 따라 수행될 수 있으며, 이러한 전 과정에 대한 승인 및 모니터링 정보는 지정된 승인자 등 권한을 부여받은 관리자를 통해 수행되도록 할 수 있다. The step of transferring electric power from the electric vehicle 300 to the charger 240 may be carried out under the control of the control unit 210 or under the control of the control center 100, Approval and monitoring information for the entire process can be made available through the authorized administrator, such as the designated approver.

충전기(240)로부터 수용가(400) 또는 외부장치(500)로 전송하는 단계는 상기 충전동작과 동일하다. The step of transferring from the charger 240 to the customer 400 or the external device 500 is the same as the above charging operation.

상기 역전송된 전력은 다른 충전 동작과 마찬가지로 계량기(250)에 의해 전력 소모 계량이 가능하고, 이를 외부로 실시간 혹은 단위시간으로 전송 가능해야 하며, 이는 상호 요금 정산 및 경제성 구현에 필수적인 요소이다. The inverse transmitted power can be measured by the meter 250 and can be transmitted to the outside in real time or unit time like the other charging operation, which is an essential factor for mutual charge settlement and economical implementation.

이러한 동작은 특정시간, 장소, 명령에 따라 전송 개시될 수 있다. 또한, 기기 자체의 설정 및 원격 명령에 따라 수행된다. This operation can be started according to a specific time, place and command. It is also performed in accordance with the setting of the device itself and the remote command.

상기와 같은 역전송시에도 전기 저장의 필수 사항인 입력과 출력량을 계산하여 배터리(240), 수용가(400), 외부장치(500)에 직접 역전송될 수 있도록 구성한다. 이때 중요한 사항은 예를 들어 전기자동차(300)로부터 배터리(240)로 전송되는 실시간 용량과, 배터리(240)로부터 수용가(400)로 역전송되는 전력량이 상호 달라질 수 있으므로 이들간의 버퍼링 역할을 배터리에 담아 수행하도록 한다. The input and output amounts required for the electric storage are calculated and transmitted to the battery 240, the customer 400, and the external device 500 in reverse. In this case, since the real time capacity transmitted from the electric vehicle 300 to the battery 240 and the amount of power transmitted from the battery 240 to the receiver 400 may be different from each other, .

즉, 전기자동차(300)로부터 배터리(240)로 역전송시에는 시간당 7kw가 가능하나, 배터리(240)로부터 수용가(400)로 역전송시에는 수용가 배전반의 본 발명 장치와의 연결 용량에 따라, 즉 배전반 용량에 맞도록 역전송량을 계산하며, 이에 대한 정보는 관제센터(100)의 명령 형태로 ESS(200)에 전송된다. That is, 7 kW per hour from the electric vehicle 300 to the battery 240 is possible. However, depending on the connection capacity of the consumer switchboard with the present invention device when the battery 240 is reversely transmitted from the battery 240 to the host vehicle 400, And the information on this is transmitted to the ESS 200 in the form of an instruction of the control center 100.

다수의 역전송이 수행될 경우 이를 모두 계산하여 동시에 수행되는 역전송 전력량의 합이 배전반 최대 수용용량을 초과하지 않도록 관제센터(100) 및 ESS(200)에서 제어하게 된다. The control center 100 and the ESS 200 control so that the sum of the reverse transmission power amounts simultaneously performed does not exceed the maximum capacity of the switchboard.

한편, 상술한 바와 같은 구성을 적하여 수용가(400) 및 외부장치(500)로부터 충전기(230)로의 전기 역전송도 가능하다. On the other hand, it is also possible to perform the reverse electrical transfer from the consumer 400 and the external device 500 to the charger 230 by adopting the above-described configuration.

전력 저장에 관련해서는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 내외장 배터리를 직병렬로 연결하고, 이와 같이 직병렬로 연결된 배터리를 제어부(210)의 제어에 의해 스위칭하여 입력과 출력을 동시에 수행할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. Regarding electric power storage, internal and external batteries are connected in series and parallel as shown in FIGS. 4 and 5, and the battery connected in series and in parallel is switched by the control of the controller 210 to simultaneously perform input and output It is preferable to configure it so that it can be used.

이와 같이 구성하면, 입력 측 배터리(240-1)가 충전될 동안, 출력측 배터리(240-2)가 대상에게 충전 전기를 공급하고, 출력측 배터리(240-2)가 전부 방전되면, 상기 출력측 배터리(240-2)가 충전 전기를 대상에게 공급하는 동안 충전된 입력측 배터리(240-1)가 다시 충전 전기를 공급하는 역할을 수행하도록 하는 식으로, 계속적인 스위칭을 통해 입력과 출력이 동시에 이루어지도록 구현된다. With this configuration, when the input side battery 240-1 is charged, the output side battery 240-2 supplies the charging electric power to the object, and when the output side battery 240-2 is completely discharged, the output side battery 240-2 So that the input side battery 240-1 charged during the supply of the charging electricity to the object performs the role of supplying the charging electricity again so that the input and output are performed simultaneously through the continuous switching do.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 배터리를 셀 단위 팩의 직병렬 연결에 의해 두 파트로 나누어 구성하여 충전과 방전이 수행되도록 하되, 예를 들어, 방전중인 파트의 전력이 소진된 경우 충전중인 파트가 방전하면서, 상기 전력이 소진되어 방전된 파트는 다시 충전되고, 충전중인 파트의 전력이 소진된 경우 다시 방전되었다가 충전된 파트를 통해 충전되는 등, 충전 및 방전이 서로 번갈아 연속으로 행해지도록 제어하는 것이다. To be more specific, the battery is divided into two parts by serial-parallel connection of a cell unit pack so that charging and discharging are performed. For example, when the discharging part power is exhausted, When the electric power of the part being charged is exhausted, the discharged part is discharged again and then charged through the charged part, so that the charging and discharging are controlled so as to be alternated with each other in succession .

이러한 스위칭 구현시 계량기(250)에 의해 충전량과 방전량을 실시간 및 시간당으로 계산하고, 충전측 배터리와 방전측 배터리의 최적화된 용량을 계산하여 배터리 용량 계산 및 분배기능을 할 수 있도록 한다. In this switching implementation, the meter 250 calculates the amount of charge and the amount of discharge in real time and time, and calculates the optimized capacity of the charge-side battery and the discharge-side battery to perform battery capacity calculation and distribution functions.

상기 계산 및 분배 기능은 ESS(200)에서도 할 수 있으며, 관제센터(100)의 명령을 통해 ESS(200)를 제어할 수도 있다. 즉 시간, 차량, 고객별, 배터리 잔존 전력별 등 다양한 요구 및 연동 시스템의 요구에 맞도록 ESS(200)와 관제센터(100)간 유무선 통신을 통해 제어 가능하도록 구성하면 된다. The calculation and distribution functions may be performed by the ESS 200 and may be controlled through the command of the control center 100. That is, the ESS 200 and the control center 100 can be controlled through wired / wireless communication so as to meet various demands such as time, vehicle, customer, remaining battery power, and the requirements of the interworking system.

전력 안정화 기능은, ESS(200)의 기본 기능인 주파수 조정 및 자동전압조정과, 충전기(230)와 전기자동차(300)간에 발생하는 문제점인 고조파 문제를 해결하게 된다. The power stabilization function solves frequency adjustment and automatic voltage regulation, which are basic functions of the ESS 200, and harmonic problems, which are problems between the charger 230 and the electric vehicle 300.

이러한 기능은 배전반과 충전대상들간 사이에서 이루어지도록 구성되어, ESS(200)와 충전대상들간, 충전대상들 상호간에 전력 공급 및 수급이 안정화된 상태에서 이루어지도록 한다. This function is configured to be performed between the switchboard and the charging objects so that power supply and supply and demand between the ESS 200 and the charging objects and between the charging objects are stabilized.

이러한 기능들을 세분화하면 다음과 같이 구분할 수 있다. These functions can be classified as follows.

1.주파수 조정기능 1. Frequency adjustment function

위상(주파수)제어를 통해 불규칙한 입력 전압에 대한 제어 안정화 기능 Stabilization control for irregular input voltage through phase (frequency) control

2.AVR : 자동전압조정 2.AVR: Automatic Voltage Regulation

불규칙한 전압을 안정화시켜 고품질의 인입전력 제공기능 Ability to stabilize irregular voltage and provide high quality incoming power

3.고조파 문제해결 3. Solving Harmonic Problems

충전에서 발생하는 차량과 전력 공급측의 전력 고조파 문제 해결을 위해 TR 내장을 통한 안정화 기능 Stabilization function through built-in TR to solve electric power harmonics problem of vehicle and power supply side caused by charging

실시간 전력 배분에서 충전량 분배기능은, In the real-time power distribution,

전력 송배전 회사의 전력분배는, 전력요금표상 기본 계약요금 절약(별도 전력회사의 계량기 설치 및 송배전사의 시설 설치 불입금 등) 및, 설치비 절감과 이용 효율화를 위해 1 개의 인입 전력 라인과 복수 개의 본 발명 장치를 연결하여 사용가능토록 각각의 기기에서의 충전 용량 제어를 관제센터(100)에서 관제할 수 있다. The power distribution of the electric power transmission and distribution company is divided into one electric power line and a plurality of inventive electric power lines for the purpose of saving the basic contract fee on the electric power charge chart (installation of the meter of the electric power company and installation of the installation of the transmission and distribution company, etc.) The control center 100 can control the charge capacity of each device so that the device can be used.

예를 들어 7kw 인입 전력선으로 3 개의 본 발명 장치가 연결된 경우, 최초 사용자는 7kw로 사용 가능하나, 2 번째 사용자가 등장시 3.5kw 씩 분배하여 사용하거나, 고객별, 요금제별, 우선순위별로 용량을 다양한 형태로 분배하여 사용가능토록 함으로써 불필요한 전력선 인프라 구축의 낭비를 막고 최대한 전력망의 효율적 운용을 가능케 한다. For example, when three inventive apparatuses are connected by a 7 kW incoming power line, the first user can use 7 kW. However, when the second user is used, they can be distributed by 3.5 kW, or may be used by customer, By distributing them in various forms, it is possible to prevent unnecessary wasteful construction of power line infrastructure and enable efficient operation of power grid as much as possible.

또한, 각 배전 및 분전 구역단에서의 전력 사용량 정보값을 계량기(250)를 통해 실시간으로 파악하여 이들 정보값을 바탕으로 관제센터(100)에서 실시간으로 충전 전력량 전체에 대한 조정이 가능하도록 구성한다. In addition, the power consumption information value at each power distribution and distribution section is grasped in real time through the meter 250, and the control center 100 is configured to be able to adjust the entire charging power in real time based on the information values .

예를 들어, **아파트 1동 전체 전력량이 급증하고 있으니 현재 시간 지하주차장에서 충전중인 전기 자동차 충전량을 80%로 줄이며, 이후 설정된 사용량 구간에 따라 점차적으로 설정된 용량으로 줄여나간다. 이를 위해서는 기기 설치시 해당 건물의 배전도 및 한계용량과 매설된 전선줄, 스위치 등의 용량에 대한 총체적 정보수집 및 관제센터(100)의 데이터베이스에 저장 관리가 필요할 것이다. For example, because the total power consumption of apartment 1 is rapidly increasing, the charge amount of the electric car charged in the underground parking lot is reduced to 80% at the current time, and then gradually decreased to the set capacity according to the set usage period. In order to do this, it is necessary to collect the total information on the capacity of the building, the capacity of the building, the capacity of the front line, the switch, etc. embedded in the building, and store and manage it in the database of the control center 100.

축전 후 급속충전기능은, 기존의 충전기들은 전기 인입선의 용량 이상으로 충전함이 불가하여 신속한 충전을 위해서는 전력선 전체의 증설공사가 필요하였고, 따라서 불가피하게 여러 비용이 발생하였으며 고객 불편이 가중되었다. In the rapid charging function after the storage, it is impossible to charge the existing chargers by more than the capacity of the electric lead-in line. Therefore, it is necessary to expand the entire electric power line for rapid charging.

이러한 이유로 축전 후 배전인입선 용량보다 더 큰 용량으로 전기를 공급할 수 있도록 배터리를 내장하여 신속히 축전된 양만큼 충전 및 공급하며, 축전된 용량이 소진될 경우 인입 전기라인 용량만큼 충전토록 한다. 예를 들어 신속히 전기차를 이용하여 근처에 가야할 경우 급속 충전을 위해 반드시 필요하다. 인입 전기배선 용량과 무관하게 충전 속도 즉, 충전 전류량 설계도 가능하다. For this reason, the battery is built in so that the battery can be supplied with a capacity larger than the capacity of the incoming power line after the storage, so that the battery can be charged and supplied as quickly as possible. If the stored capacity is exhausted, the battery is charged. For example, if you need to go near an electric car quickly, it is necessary for quick charging. It is possible to design the charging rate, that is, the charging current amount, irrespective of the incoming electric wiring capacity.

축전 후 급속충전기능은, 위에서 언급한 본 발명 Multi-ess의 기능 중 관제센터의 역할이 중요시 된다. 즉, 실시간 혹은 일정 시간별, 축전된 전력량별, 장소별로 축전 전력 및 사용자, 설치위치 및 서비스 제공 가능 여부에 대한 정보를 파악하여 고객에게 스마트폰, PC 등과 같은 통신기기를 통해 고지 및 검색 가능토록 함으로써 고객에게 사용편리성을 제공한다. As for the rapid charging function after charging, the role of the control center among the functions of the above-mentioned multi-ess of the present invention is important. In other words, it grasps the information about the storage power and user, installation location and service availability according to the real time or the predetermined time, the accumulated power amount and the place, and enables the customer to notify and search through the communication device such as smart phone and PC Provide ease of use to customers.

100 : 관제센터 200 : ESS
210 : 제어부 220 : 배전반
230 : 충전기 240 : 배터리
250 : 계량기 260 : 통신부
270 : 온도센서 300 : 전기자동차
400 : 수용가 500 : 외부장치100: Control center 200: ESS
210: control unit 220: switchboard
230: Charger 240: Battery
250: Meter 260:
270: Temperature sensor 300: Electric vehicle
400: Capacity 500: External device

Claims (8)

충전 동작을 원격 제어하는 관제센터;
상기 관제센터와 유무선으로 네트워크화되어 관제센터로부터 전송되는 명령에 따라 또는 자체적인 제어를 통해 충전 동작을 수행하는 전력저장 공급장치; 및
상기 전력저장 공급장치와 연결되어 충전되고, 보유한 전력을 전력저장 공급장치와 다른 충전 대상으로 공급하는 충전 대상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 및 공급 제어시스템. A control center for remotely controlling the charging operation;
A power storage and supply unit that is networked with the control center through a wired / wireless network and performs a charging operation according to a command transmitted from the control center or through self-control; And
And a charging object connected to the power storage and supplying device and supplying the stored electric power to a charging object other than the electric power storage and supply device. 제1항에 있어서, 상기 충전 대상은 전기자동차, 수용가 및 외부장치인 것을 특징으로 하는 스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 및 공급 제어시스템. 2. The electric power storage and supply control system according to claim 1, wherein the object to be charged is an electric vehicle, a customer, and an external device. 제1항에 있어서, 상기 충전 동작은 전력저장 공급장치로부터 전기자동차로, 전기자동차로부터 전력저장 공급장치로, 전력저장 공급장치로부터 수용가 및 외부장치로, 수용가 및 외부장치로부터 전력저장 공급장치로, 전기자동차, 수용가 및 외부장치 상호간에 이루어지는 것을 특징으로 하는 스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 및 공급 제어시스템.2. The method of claim 1, wherein the charging operation is performed from a power storage supply to an electric vehicle, from an electric vehicle to a power storage supply, from a power storage supply to a consumer and to an external device, Wherein the electric power storage and supply control system comprises an electric vehicle, a consumer, and an external device. 제1항에 있어서, 상기 전력저장 공급장치는
제어부;
배터리와 충전 대상들간 및, 충전 대상들간에 충전 동작이 이루어지도록 전기선을 연결하는 배전반;
상기 배전반을 통해 전기적으로 연결된 배터리와 충전 대상들간 및, 충전 대상들간에 충전 동작을 수행하는 충전기;
상기 충전기에 의해 수행되는 충전에 필요한 전력을 공급하는 배터리;
상기 배터리 전력이 충전기를 통해 충전전력으로 공급되는 동안 소모되는 전력을 계량하는 계량기;
상기 관제센터와 전력저장 공급장치간 통신에 의해 충전 동작이 이루어지도록 관제센터와 전력저장 공급장치간 통신망을 제공하는 통신부; 및
상기 전력저장 공급장치의 내부 온도를 감지하는 온도센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 및 공급 제어시스템.The power supply apparatus according to claim 1,
A control unit;
An electric distribution board connecting electric wires between the battery and the objects to be charged and between the objects to be charged;
A charger for performing a charging operation between the battery and the charging objects electrically connected through the switchboard and between the charging objects;
A battery for supplying power necessary for charging performed by the charger;
A meter for measuring the power consumed while the battery power is supplied through the charger as charging power;
A communication unit for providing a communication network between the control center and the power storage / supply unit so that the charging operation is performed by communication between the control center and the power storage / supply unit; And
And a temperature sensor for sensing an internal temperature of the power storage and supply unit. 제4항에 있어서, 상기 배터리는 복수 개 파트로 분할 구성되어 충전 및 방전 상태에 따라 충전 대상에 대한 충전 또는 자체적인 충전이 교대로 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 및 공급 제어시스템.5. The battery pack according to claim 4, wherein the battery is divided into a plurality of parts, and charging or self-charging of the charging object is alternately performed according to charging and discharging states. Storage and supply control system. 제5항에 있어서, 상기 배터리의 충전 및 방전 교대 동작은
배터리의 잔존 전력에 따라 교대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스위칭 에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 및 공급 제어시스템.6. The method of claim 5, wherein the charging and discharging alternating operations of the battery
Wherein the power storage and supply control system is provided with an input / output function by switching in accordance with the remaining power of the battery. 제1항에 있어서, 상기 충전 동작은
관제센터 또는 전력저장 공급장치의 제어에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 및 공급 제어시스템. 2. The method of claim 1,
Wherein the power saving and supply control system is implemented in accordance with the control of the control center or the power storage and supply device. 제1항에 있어서, 상기 관제센터는
각 배전 및 분전 구역단에서의 전력 사용량 정보값을 전력저장 공급장치를 통해 실시간으로 파악하여 이들 정보값을 바탕으로 실시간으로 충전 전력량 전체에 대한 조정을 하는 것을 특징으로 하는 스위칭에 의한 입출력 기능이 구비된 전력저장 및 공급 제어시스템.The system of claim 1, wherein the control center
The power consumption information value at each power distribution and power distribution section is detected in real time through the power storage and supply device and the whole charging power is adjusted on the basis of the information values. Power storage and supply control system.
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