KR102581584B1 - 복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템 및 이를 이용한 전력 공급 방법 - Google Patents
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Abstract
복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템 및 이를 이용한 전력 공급 방법이 제공된다. 다양한 실시예에서, 복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템은 복수의 배터리 모듈을 포함하는 전기차 충전 모듈 및 상기 전기차 충전 모듈의 동작을 제어하는 제어 모듈을 포함하며, 상기 제어 모듈은, 전기차와 상기 전기차 충전 모듈이 전기적으로 연결되는 경우, 상기 전기차 충전 모듈의 동작을 제어함에 따라 상기 복수의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 상기 전기차에 공급하되, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태에 기초하여 상기 복수의 배터리 모듈 각각으로부터 출력되는 전력을 개별적으로 제어한다.
Description
본 발명의 다양한 실시예는 복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템 및 이를 이용한 전력 공급 방법에 관한 것이다.
전기자동차(Electric Vehicle, EV)는 전세계적인 녹색성장정책의 기조와 함께 각국 정부들 및 기업들의 관심과 투자를 받고 있는 미래형 융합기술이다. 이에 자동차 산업은 종래의 오일 기반 자동차에서 전기자동차로 시장의 수요 중심축이 빠르게 변화하고 있다.
전기자동차의 수요가 증가함에 따라 전기자동차 뿐만 아니라 전기자동차를 원활하게 사용하기 위한 인프라 구축(충전장치, 전력공급망 등)에 대한 기술 개발 역시 매우 활발하게 이루어지고 있다.
다만 전기자동차의 공급에 따른 인프라 구축이 상대적으로 미진한 부분이 있어, 최근에는 다수의 전기차를 충전할 수 있는 방법 및 기술들이 많이 개발되고 있다.
통상적으로, 전기차 충전 방식은 오피스 빌딩 또는 공동 주택에 배터리를 포함하는 전기차 충전 모듈을 설치해두고, 전기차와 전기적으로 연결됨에 따라 배터리의 전력을 전기차에 공급함으로써, 전기차를 충전시키는 방식을 사용하였다.
그러나, 종래의 전기차 충전 방식의 경우, 사전에 외부의 전력원으로부터 전력을 공급받아 배터리를 충전시키고, 이를 이용하여 전기차를 충전시키는 방식이기 때문에, 배터리의 충전량이 일정 수준 이하로 떨어질 경우, 전기차를 충전시킬 수 없다는 문제가 있다.
상술된 문제를 해소하기 위해, 하나의 전기차 충전 모듈에 복수의 배터리를 구비함으로써, 배터리의 충전 용량을 확대하여 배터리의 용량 부족으로 인해 전기차를 충전하지 못하게 되는 문제가 발생되는 것을 방지하고 있으나, 하나의 전기차 충전 모듈에 복수의 배터리를 구비하는 경우, 안전성 저하의 문제가 발생할 수 있는 바, 복수의 배터리를 하나의 배터리처럼 관리하기 위한 시스템(예컨대, 주 배터리 관리 시스템(Master Battery Management System, Master BMS))이 추가적으로 필요하다는 문제가 있다.
특히, 복수의 배터리를 하나의 배터리처럼 관리하기 위한 시스템(Master BMS)의 경우, 가격이 매우 비싸고, 전기 인증에 소요되는 비용과 시간이 상당한 바, Master BMS를 이용하지 않고, 전기차에 전력을 효율적으로 공급할 수 있는 방안에 대한 개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술된 종래의 문제점을 해소하기 위한 목적으로, 전기차와 전기적으로 연결됨에 따라 복수의 배터리 모듈의 전력을 합산하여 전기차에 공급하되, 복수의 배터리 모듈의 상태에 기초하여 복수의 배터리 모듈의 동작을 개별적으로 제어 즉, 복수의 배터리 모듈의 상태에 따라 복수의 배터리 모듈 동작 여부를 개별적으로 결정하거나 복수의 배터리 모듈 각각으로부터 출력되는 전력의 크기를 결정함으로써, Master BMS 없이 다수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템을 안정적으로 운용할 수 있는 복수의 배터리를 이용한 전기차 충전 시스템 및 이를 이용한 전력 공급 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 전기차와 전기적으로 연결됨에 따라 복수의 배터리 모듈의 전력을 합산하여 전기차에 공급하되, 특정 배터리 모듈의 충전량이 일정 수준 이하로 떨어짐에 따라 전력 공급이 불가능한 것으로 판단되는 경우, 복수의 배터리 모듈 중 특정 배터리 모듈을 제외한 나머지 배터리 모듈만을 이용하여 전기차에 전력을 공급함으로써 배터리의 전력 고갈로 인해 전기차를 충전하지 못하게 되는 상황을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 전기차를 충전시키는 동안 특정 배터리 모듈에 외부 전력을 공급하여 특정 배터리 모듈을 충전시킴으로써, 배터리 모듈의 충전을 위해 별도의 충전 시간을 할애할 필요가 없는 복수의 배터리를 이용한 전기차 충전 시스템 및 이를 이용한 전력 공급 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템은 복수의 배터리 모듈을 포함하는 전기차 충전 모듈 및 상기 전기차 충전 모듈의 동작을 제어하는 제어 모듈을 포함하며, 상기 제어 모듈은, 전기차와 상기 전기차 충전 모듈이 전기적으로 연결되는 경우, 상기 전기차 충전 모듈의 동작을 제어함에 따라 상기 복수의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 상기 전기차에 공급하되, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태에 기초하여 상기 복수의 배터리 모듈 각각으로부터 출력되는 전력을 개별적으로 제어할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 전기차 충전 모듈은, 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 독립적으로 연결되며, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태를 개별적으로 측정하는 복수의 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)을 더 포함하며, 상기 제어 모듈은, 상기 복수의 배터리 관리 시스템으로부터 측정된 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태에 기초하여 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대한 제어 명령을 개별적으로 생성할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태는 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 충전량(State of Charge, SoC)를 포함하며, 상기 제어 모듈은, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 충전량에 기초하여 상기 복수의 배터리 모듈 각각이 출력할 전력의 크기를 결정하고, 상기 결정된 크기의 전력이 출력되도록 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대응하는 제어명령을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 전기차 충전 모듈은, 상기 전기차와 상기 복수의 배터리 모듈 각각을 전기적으로 연결 또는 연결 해제하는 제1 스위칭 모듈 및 외부의 전력원과 상기 복수의 배터리 모듈 각각을 전기적으로 연결 또는 연결 해제하는 제2 스위칭 모듈을 더 포함하며, 상기 제어 모듈은, 상기 복수의 배터리 모듈 중 적어도 하나의 배터리 모듈의 충전량이 기준 충전량 미만이 되는 경우, 상기 제1 스위칭 모듈의 동작을 제어함에 따라 상기 전기차와 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 연결 해제하여 상기 적어도 하나의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 차단하고, 상기 제2 스위칭 모듈의 동작을 제어함에 따라 상기 외부의 전력원과 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 연결하여 상기 외부의 전력원으로부터 출력되는 전력을 통해 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 충전시킬 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 복수의 배터리 모듈은, 제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈을 포함하며, 상기 제어 모듈은, 상기 전기차와 전기적으로 연결됨에 따라 상기 제1 배터리 모듈과 상기 전기차를 전기적으로 연결하여 상기 제1 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 상기 전기차로 공급하되, 상기 제1 배터리 모듈의 충전량이 기준 충전량 미만이 되는 경우, 상기 제1 배터리 모듈과 상기 전기차를 연결 해제하고, 상기 제2 배터리 모듈과 상기 전기차를 전기적으로 연결하여 상기 제2 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 상기 전기차로 공급할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 전기차 충전 모듈은, 상기 제1 배터리 모듈 및 상기 제2 배터리 모듈과 상기 전기차 사이에 배치되며, 상기 제1 배터리 모듈 및 상기 제2 배터리 모듈과 상기 전기차를 연결하는 캐패시터(Capacitor)를 더 포함하며, 상기 제1 배터리 모듈 또는 상기 제2 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 상기 캐패시터를 통해 상기 전기차로 전달함에 따라 상기 캐패시터에 충전된 전력을 이용하여, 상기 제1 배터리 모듈과 상기 전기차가 연결 해제된 시점부터 상기 제2 배터리 모듈과 상기 전기차가 전기적으로 연결됨에 따라 상기 제2 배터리 모듈의 전력을 상기 전기차에 공급하는 시점까지 상기 전기차에 소정의 크기의 전력을 공급함으로써, 상기 전기차가 충전 상태를 유지할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 제어 모듈은, 상기 제1 배터리 모듈의 충전량이 기준 충전량 미만이 됨에 따라 배터리 모듈의 교체가 필요한 것으로 판단되는 경우, 상기 전기차에 대한 전력 공급 동작을 일시 중단하고, 상기 전기차에 대한 전력 공급 동작을 일시 중단한 시점부터 소정의 기간 내에 배터리 모듈 교체 동작 - 상기 배터리 모듈 교체 동작은 상기 제1 배터리 모듈과 상기 전기차 간의 연결을 해제하고 상기 제2 배터리 모듈과 상기 전기차를 연결하는 동작임 - 을 수행하며, 상기 배터리 모듈 교체 동작이 수행됨에 상기 제2 배터리 모듈과 상기 전기차가 연결되는 경우, 상기 전기차에 대한 전력 공급 동작을 재개하되, 상기 소정의 기간은 상기 전기차에 대한 전력 공급이 중단됨에 따라 상기 전기차에서 이상 판단 동작을 수행하는데 소요되는 시간일 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 전기차 충전 모듈은, 상기 복수의 배터리 모듈 각각과 독립적으로 연결되며, 상호 병렬 연결되는 복수의 DC/DC 파워 모듈을 더 포함하며, 상기 복수의 DC/DC 파워 모듈은, 상기 제어 모듈로부터 획득되는 제어 명령에 따라 상기 복수의 DC/DC 파워 모듈 각각에 연결된 배터리 모듈의 동작을 제어할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태는 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 온도를 포함하며, 상기 제어 모듈은, 상기 전기차와 전기적으로 연결됨에 따라 상기 복수의 배터리 모듈과 상기 전기차를 연결하고, 상기 복수의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 합산하여 상기 전기차에 공급하되, 상기 복수의 배터리 모듈 중 적어도 하나의 배터리 모듈의 온도가 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈과 상기 전기차를 연결 해제할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템을 이용한 전력 공급 방법은 복수의 배터리 모듈을 포함하는 전기차 충전 모듈 및 제어 모듈을 포함하는 전기차 충전 시스템을 통해 수행되는 방법에 있어서, 상기 전기차 충전 모듈과 전기차가 전기적으로 연결되는 단계 및 상기 제어 모듈이, 상기 전기차 충전 모듈의 동작을 제어함에 따라 상기 복수의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 합산하여 상기 전기차에 공급하는 단계를 포함하며, 상기 전기차에 공급하는 단계는, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태에 기초하여 상기 복수의 배터리 모듈 각각으로부터 출력되는 전력을 개별적으로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전기차와 전기적으로 연결됨에 따라 복수의 배터리 모듈의 전력을 합산하여 전기차에 공급하되, 복수의 배터리 모듈의 상태에 기초하여 복수의 배터리 모듈의 동작을 개별적으로 제어 즉, 복수의 배터리 모듈의 상태에 따라 복수의 배터리 모듈 동작 여부를 개별적으로 결정하거나 복수의 배터리 모듈 각각으로부터 출력되는 전력의 크기를 결정함으로써, Master BMS 없이 다수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템을 안정적으로 운용할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 전기차와 전기적으로 연결됨에 따라 복수의 배터리 모듈의 전력을 합산하여 전기차에 공급하되, 특정 배터리 모듈의 충전량이 일정 수준 이하로 떨어짐에 따라 전력 공급이 불가능한 것으로 판단되는 경우, 복수의 배터리 모듈 중 특정 배터리 모듈을 제외한 나머지 배터리 모듈만을 이용하여 전기차에 전력을 공급함으로써 배터리의 전력 고갈로 인해 전기차를 충전하지 못하게 되는 상황을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 전기차를 충전시키는 동안 특정 배터리 모듈에 외부 전력을 공급하여 특정 배터리 모듈을 충전시킴으로써, 배터리 모듈의 충전을 위해 별도의 충전 시간을 할애할 필요가 없다는 점에서 시간 효율을 높일 수 있다는 이점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템을 이용한 전력 공급 방법의 순서도이다.
도 3는 다양한 실시예에서, 배터리 모듈의 상태 정보를 수집하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 다양한 실시예에서, 복수의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 합산하여 전기차에 공급하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 다양한 실시예에서, 배터리 모듈의 충전량에 기초하여 어느 하나의 배터리 모듈을 통해 전력을 공급하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 다양한 실시예에서, 복수의 배터리 모듈 각각을 순차적으로 이용하여 전기차에 전력을 공급하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 다양한 실시예에서, 복수의 배터리 모듈 각각을 순차적으로 이용하여 전력을 공급하는 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 다양한 실시예에서, 캐패시터(Capacitor)가 포함된 전기차 충전 시스템을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기차 충전 시스템에 포함된 제어 모듈의 하드웨어 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템을 이용한 전력 공급 방법의 순서도이다.
도 3는 다양한 실시예에서, 배터리 모듈의 상태 정보를 수집하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 다양한 실시예에서, 복수의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 합산하여 전기차에 공급하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 다양한 실시예에서, 배터리 모듈의 충전량에 기초하여 어느 하나의 배터리 모듈을 통해 전력을 공급하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 다양한 실시예에서, 복수의 배터리 모듈 각각을 순차적으로 이용하여 전기차에 전력을 공급하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 다양한 실시예에서, 복수의 배터리 모듈 각각을 순차적으로 이용하여 전력을 공급하는 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 다양한 실시예에서, 캐패시터(Capacitor)가 포함된 전기차 충전 시스템을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기차 충전 시스템에 포함된 제어 모듈의 하드웨어 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
명세서에서 사용되는 "부" 또는 “모듈”이라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부" 또는 “모듈”은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부" 또는 “모듈”은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부" 또는 “모듈”은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부" 또는 “모듈”은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부" 또는 “모듈”들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부" 또는 “모듈”들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부" 또는 “모듈”들로 더 분리될 수 있다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서, 컴퓨터는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 모든 종류의 하드웨어 장치를 의미하는 것이고, 실시 예에 따라 해당 하드웨어 장치에서 동작하는 소프트웨어적 구성도 포괄하는 의미로서 이해될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크톱, 노트북 및 각 장치에서 구동되는 사용자 클라이언트 및 애플리케이션을 모두 포함하는 의미로서 이해될 수 있으며, 또한 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 설명되는 각 단계들은 컴퓨터에 의하여 수행되는 것으로 설명되나, 각 단계의 주체는 이에 제한되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 각 단계들의 적어도 일부가 서로 다른 장치에서 수행될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전 시스템은 복수의 전기차 충전 모듈(100), 제어 모듈(200) 및 외부의 전력원(300)을 포함할 수 있다.
여기서, 도 1에 도시된 전기차 충전 시스템은 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성 요소가 도 1에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 전기차 충전 모듈(100) 각각은 전기차와 전기적으로 연결 또는 연결 해제될 수 있으며, 전기차(10)와 전기적으로 연결됨에 따라 전기차(10)에 전력을 공급함으로써, 전기차(10)를 충전시킬 수 있다. 이를 위해, 전기차 충전 모듈(100)은 복수의 배터리 모듈(110), DC/DC 파워 모듈(120) 및 커넥터(130)를 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에서, 복수의 배터리 모듈(110)은 전기차 충전 모듈(100) 내부에 구비될 수 있으며, 전기차(10)와 전기적으로 연결됨에 따라 복수의 배터리 모듈(110) 각각에 저장된 전력을 전기차(10)에 전력을 공급할 수 있다.
또한, 복수의 배터리 모듈(110)은 외부의 전력원(300)과 전기적으로 연결됨에 따라 외부의 전력원(300)으로부터 전력을 공급받을 수 있으며, 외부의 전력원(300)으로부터 공급받은 전력을 이용하여 복수의 배터리 모듈(110) 각각을 충전시킬 수 있다.
다양한 실시예에서, 복수의 배터리 모듈(110)은 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)(111-1, 111-2)을 더 포함할 수 있다.
BMS(111-1, 111-2)는 복수의 배터리 모듈(110) 각각에 독립적으로 연결될 수 있으며, 복수의 배터리 모듈(110) 각각의 상태를 개별적으로 측정할 수 있다. 여기서, 복수의 배터리 모듈(110) 각각의 상태는 복수의 배터리 모듈(110) 각각의 충전량(State of Charge, SoC), 고장 여부 및 온도를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에서, DC/DC 파워 모듈(120)은 복수의 배터리 모듈(110) 각각과 독립적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, DC/DC 파워 모듈(120)은 배터리 모듈(110)의 개수에 대응하여 복수 개 구비될 수 있다.
복수의 DC/DC 파워 모듈(120)은 복수의 배터리 모듈(110) 각각과 연결되어, 복수의 배터리 모듈(110) 각각으로부터 공급되는 전력을 변환하여 전기차(10)에 공급할 수 있다. 예컨대, 복수의 DC/DC 파워 모듈(120)은 후술되는 제어 모듈(200)로부터 획득되는 제어 명령에 따라 복수의 DC/DC 파워 모듈(120) 각각에 연결된 배터리 모듈의 동작을 제어함으로써, 복수의 배터리 모듈(110) 각각으로부터 소정의 크기의 전력이 출력되도록 할 수 있고, 복수의 배터리 모듈(110) 각각으로부터 출력되는 전력을 변환하여 전기차(10)에 공급할 수 있다.
이때, 복수의 DC/DC 파워 모듈(120)은 상호 병렬 연결됨에 따라 복수의 배터리 모듈(110)을 병렬 연결한 효과를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에서, 커넥터(130)는 전기차(10)와 전기적으로 연결 또는 연결 해제될 수 있다. 예컨대, 커넥터(130)는 충전 건 형태로 구현될 수 있으며, 충전 건 형태의 커넥터(130)를 통해 전기차(10)와 결합됨으로써, 전기차(10)와 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 하나의 전기차 충전 모듈(100)을 이용하여 둘 이상의 전기차(10)를 동시 충전시키기 위한 목적으로, 하나의 전기차 충전 모듈(100)에는 둘 이상의 커넥터(130)가 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다양한 실시예에서, 전기차 충전 모듈(100)은 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 스위칭 모듈(140) 및 제2 스위칭 모듈(150)을 더 포함할 수 있다.
제1 스위칭 모듈(140)은 전기차(10)와 복수의 배터리 모듈(110) 사이에 배치되며, 전기차(10)와 복수의 배터리 모듈(110) 각각을 전기적으로 연결 또는 연결 해제할 수 있다.
제2 스위칭 모듈(150)은 외부의 전력원(300)과 복수의 배터리 모듈(110) 사이에 배치되며, 외부의 전력원(300)과 복수의 배터리 모듈(110) 각각을 전기적으로 연결 또는 연결 해제할 수 있다.
다양한 실시예에서, 전기차 충전 모듈(100)은 도 8에 도시된 바와 같이, 캐패시터(160)를 더 포함할 수 있다.
캐패시터(160)는 제2 스위칭 모듈(150)과 DC/DC 파워 모듈(120) 사이에 배치될 수 있다. 캐패시터(160)는 복수의 배터리 모듈(110) 중 적어도 하나의 배터리 모듈(110)로부터 공급되는 전력을 이용하여 충전될 수 있고, 배터리 모듈 교체 동작을 수행함에 따라 배터리 모듈(110)로부터 전기차(10)에 공급되는 전력이 일시적으로 차단되는 경우, 캐패시터(160)에 저장된 전력을 이용하여 배터리 모듈 교체 동작을 수행하는 동안 전기차(10)에 소정의 크기의 전력을 공급할 수 있다.
다양한 실시예에서, 전기차 충전 모듈(100)은 복수의 배터리 모듈(110)의 온도 밸런싱(Balancing)을 위한 항온 장치, 외부의 전력원(300)으로부터 공급되는 전력(예컨대 AC 3상 21kW)을 변환하여 복수의 배터리 모듈(110)에 공급하기 위한 AC/DC 컨버터를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에서, 제어 모듈(200)은 전기차 충전 모듈(100)의 동작을 제어할 수 있다.
일례로, 제어 모듈(200)은 DC/DC 파워 모듈(120)의 동작을 제어함에 따라 복수의 배터리 모듈(110)로부터 소정의 크기의 전력이 출력되도록 할 수 있고, 복수의 배터리 모듈(110)로부터 출력된 소정의 크기의 전력을 합산하여 전기차(10)에 공급할 수 있다.
다른 예로, 제어 모듈(200)은 제1 스위칭 모듈(140)의 동작을 제어하여 전기차(10)와 복수의 배터리 모듈(110) 각각이 전기적으로 연결 또는 연결 해제되도록 하거나, 제2 스위칭 모듈(150)의 동작을 제어하여 외부의 전력원(300)과 복수의 배터리 모듈(110) 각각이 전기적으로 연결 또는 연결 해제되도록 할 수 있다.
다양한 실시예에서, 제어 모듈(200)은 전기차(10)와 전기차 충전 모듈(100)이 전기적으로 연결되는 경우, 전기차 충전 모듈(100)의 동작을 제어함에 따라 복수의 배터리 모듈(110)로부터 출력되는 전력을 전기차(10)에 공급하되, 복수의 배터리 모듈(110) 각각의 상태에 기초하여 복수의 배터리 모듈(110) 각각으로부터 출력되는 전력을 개별적으로 제어할 수 있다. 이하, 도 2 내지 8을 참조하여, 전기차 충전 시스템을 통해 수행되는 전력 공급 방법에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템을 이용한 전력 공급 방법의 순서도이다.
도 2를 참조하면, S110 단계에서, 전기차 충전 모듈(100)과 전기차(10)가 전기적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 사용자는 사용자가 전기차 충전 모듈(100)이 구비된 위치에 차량을 주차한 후, 전기차(10)와 전기차 충전 모듈(100)의 커넥터(130)를 결합시킬 수 있으며, 제어 모듈(200)은 전기차 충전 모듈(100)의 커넥터(130)와 전기차(10)가 결합됨에 따라 전기차 충전 모듈(100)과 전기차(10)가 전기적으로 연결된 것으로 판단할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.
S120 단계에서, 복수의 배터리 모듈(110)의 상태가 수집될 수 있다.
다양한 실시예에서, 제어 모듈(200)은 전기차(10)와 전기차 충전 모듈(100)의 커넥터(130)가 결합됨에 따라 전기차(10)와 전기차 충전 모듈(100)이 전기적으로 연결된 것으로 판단되는 경우, 전기차 충전 모듈(100)에 포함된 복수의 배터리 모듈(110) 각각에 대한 상태를 수집할 수 있다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(200)은 제1 배터리 모듈(110-1)과 연결된 제1 BMS(111-1)의 동작을 제어함으로써 제1 배터리 모듈(110-1)에 대한 상태(예컨대, 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량, 고장 여부, 온도 등)를 측정할 수 있고, 제2 배터리 모듈(110-2)과 연결된 제2 BMS(111-2)의 동작을 제어함으로써 제2 배터리 모듈(110-2)에 대한 상태(예컨대, 제2 배터리 모듈(110-2)의 충전량, 고장 여부, 온도 등)를 측정할 수 있으며, 제1 BMS(111-1) 및 제2 BMS(111-2) 각각으로부터 제1 배터리 모듈(110-1) 및 제2 배터리 모듈(110-2) 각각의 상태 정보를 수집할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.
S130 단계에서, 복수의 배터리 모듈(110) 각각으로부터 출력되는 전력이 개별적으로 제어될 수 있다.
다양한 실시예에서, 제어 모듈(200)은 S120 단계를 거쳐 수집된 복수의 배터리 모듈(110) 각각의 상태에 기초하여, 복수의 배터리 모듈(110) 각각으로부터 출력되는 전력을 개별적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 복수의 BMS(111-1, 111-2)으로부터 측정된 상기 복수의 배터리 모듈(110) 각각의 상태에 기초하여 복수의 배터리 모듈(110) 각각에 대한 제어 명령을 개별적으로 생성할 수 있고, 생성된 제어 명령을 DC/DC 파워 모듈(120)로 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어 모듈(200)은 복수의 배터리 모듈(110) 각각의 충전량에 기초하여 복수의 배터리 모듈(110) 각각이 출력할 전력의 크기를 결정하고, 결정된 크기의 전력이 출력되도록 복수의 배터리 모듈(110) 각각에 대응하는 제어명령을 결정할 수 있으며, 복수의 배터리 모듈(110) 각각에 대응하는 제어명령을 복수의 배터리 모듈(110) 각각에 연결된 DC/DC 파워 모듈(120)로 제공함으로써, DC/DC 파워 모듈(120)의 제어를 통해 복수의 배터리 모듈(110) 각각이 제어 모듈(200)로부터 결정된 크기의 전력을 출력하도록 할 수 있다.
예컨대, 도 4를 참조하면, 제어 모듈(200)은 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량에 기초하여 제1 배터리 모듈(110-1)이 제1 크기의 전력 즉, 제1 전력을 출력하도록 하는 제1 제어 명령을 결정할 수 있으며, 결정된 제1 제어 명령을 제1 배터리 모듈(110-1)과 연결된 제1 DC/DC 파워 모듈(120-1)로 전달함으로써, 제1 DC/DC 파워 모듈(120-1)의 제어를 통해 제1 배터리 모듈(110-1)이 제1 전력을 출력하도록 할 수 있다.
또한, 제어 모듈(200)은 제2 배터리 모듈(110-2)의 충전량에 기초하여 제2 배터리 모듈(110-2)이 제2 크기의 전력 즉, 제2 전력을 출력하도록 하는 제2 제어 명령을 결정할 수 있으며, 결정된 제2 제어 명령을 제2 배터리 모듈(110-2)과 연결된 제2 DC/DC 파워 모듈(120-2)로 전달함으로써, 제2 DC/DC 파워 모듈(120-2)의 제어를 통해 제2 배터리 모듈(110-2)이 제2 전력을 출력하도록 할 수 있다.
이후, 제어 모듈(200)은 제1 배터리 모듈(110-1)로부터 출력된 제1 전력과 제2 배터리 모듈(110-2)로부터 출력된 제2 전력을 합산한 전력을 전기차(10)에 공급함으로써, 제1 전력과 제2 전력의 합산 전력으로 전기차(10)를 충전시킬 수 있다.
다양한 실시예에서, 제어 모듈(200)은 전기차(10)와 전기적으로 연결됨에 따라 전기차(10)에 공급할 목표 전력을 설정할 수 있고, 설정된 목표 전력과 복수의 배터리 모듈(110) 각각의 충전량에 기초하여 복수의 배터리 모듈(110) 각각이 출력할 전력의 크기를 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 먼저, 제어 모듈(200)은 전기차(10)와 전기적으로 연결됨에 따라 전기차(10)에 공급할 목표 전력을 설정할 수 있다. 예컨대, 제어 모듈(200)은 전기차(10)의 구비된 배터리의 충전량 및 전기차(10) 충전 시간에 기초하여, 전기차(10) 충전 시간 동안 전기차(10)의 배터리를 완충하기 위해 필요한 전력의 크기를 목표 전력으로 설정할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 제어 모듈(200)은 사용자가 지불한 비용(전기차(10) 충전 비용)에 기초하여 전기차(10)에 공급할 목표 전력을 설정할 수 있다.
이후, 제어 모듈(200)은 복수의 배터리 모듈(110)이 제1 배터리 모듈(110-1) 및 제2 배터리 모듈(110-2)을 포함하는 경우, 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량과 제2 배터리 모듈(110-2)의 충전량에 기초하여 제1 배터리 모듈(110-1) 및 제2 배터리 모듈(110-2) 각각이 출력할 전력의 크기를 결정할 수 있다.
일례로, 제어 모듈(200)은 제1 배터리 모듈(110-1)과 제2 배터리 모듈(110-2)의 충전량이 제1 충전량(예: 70%) 이상인 경우, 제1 배터리 모듈(110-1)과 제2 배터리 모듈(110-2) 각각이 동일한 크기의 전력을 출력하도록 즉, 제1 배터리 모듈(110-1)과 제2 배터리 모듈(110-2) 각각이 출력할 전력의 크기를 목표 전력의 절반으로 결정할 수 있다.
다른 예로, 제어 모듈(200)은 제1 배터리 모듈(110-1)과 제2 배터리 모듈(110-2) 중 적어도 하나의 배터리 모듈에 대한 충전량이 제1 충전량(예: 70%) 미만인 경우, 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량과 제2 배터리 모듈(110-2)의 충전량의 비율에 기초하여 제1 배터리 모듈(110-1)과 제2 배터리 모듈(110-2) 각각이 출력할 전력의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량이 70%이고, 제2 배터리 모듈(110-2)의 충전량이 50%인 경우, 제1 배터리 모듈(110-1)이 출력할 전력의 크기를 목표 전력의 7/12(목표 전력의 약 60% 크기)로 결정하고, 제2 배터리 모듈(110-2)이 출력할 전력의 크기를 목표 전력의 5/12(목표 전력의 약 40% 크기)로 결정할 수 있다.
다른 예로, 제1 배터리 모듈(100-1)은 100% 출력시키고 온도가 상승된 제2 배터리 모듈(110-2)는 출력을 일정 수준 이하로 낮춰서 부하를 조절할 수 있다. 일 예로 온도가 일정 수준 이상으로 높아진 제2 배터리 모듈(110-2)의 출력은 50%로 낮추거나 0%까지 낮출 수 있다. 배터리의 온도에 따라 출력 수준을 조절할 수 있음은 물론이다.
한편, 제1 배터리 모듈 또는 제2 배터리 모듈 중 어느 하나의 배터리 모듈의 충전량이 모두 소진되었을 경우 해당 배터리를 재충전 모드로 돌입하고 충전량이 남아있는 배터리로만 충전을 계속하여 진행할 수 있다.
다양한 실시예에서, 제어 모듈(200)은 복수의 배터리 모듈(110)로부터 출력되는 전력을 합산하여 전기차(10)에 공급하되, 복수의 배터리 모듈(110) 중 적어도 하나의 배터리 모듈(110)의 충전량이 기준 충전량 미만이 되는 경우, 적어도 하나의 배터리 모듈(110)을 제외한 나머지 배터리 모듈(110)만을 이용하여 전기차(10)에 전력을 공급할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 배터리 모듈(110)이 제1 배터리 모듈(110-1) 및 제2 배터리 모듈(110-2)을 포함하는 경우, 제1 배터리 모듈(110-1)로부터 출력되는 제1 전력과 제2 배터리 모듈(110-2)로부터 출력되는 제2 전력을 합산하여 전기차(10)에 공급할 수 있다.
이때, 도 5의 (A)에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(200)은 전기차(10)에 전력을 공급함에 따라 제2 배터리 모듈(110-2)의 충전량이 기준 충전량(예: 10%) 미만이 되는 경우, 제2 배터리 충전 모듈(110-2)과 전기차(10)의 연결을 해제하여 제2 배터리 모듈(110-2)로부터 출력되는 전력을 차단함으로써, 제1 배터리 모듈(110-1)로부터 출력되는 전력 즉, 제1 전력만을 전기차(10)에 공급할 수 있다. 이때, 제어 모듈(200)은 외부의 전력원(300)과 제2 배터리 모듈(110-2)을 연결함에 따라 외부의 전력원(300)으로부터 공급된 전력을 제2 배터리 모듈(110-2)에 제공함으로써, 외부의 전력원(300)으로부터 공급된 전력을 이용하여 제2 배터리 모듈(110-2)을 충전시킬 수 있다.
예컨대, 제어 모듈(200)은 제2 배터리 모듈(110-2)의 충전량이 기준 충전량(예: 10%) 미만이 되는 경우, 제1 스위칭 모듈(140)의 동작을 제어하여 전기차(10)와 제2 배터리 모듈(110-2)을 연결 해제하여 제2 배터리 모듈(110-2)의 전력을 차단할 수 있고, 제2 스위칭 모듈(150)의 동작을 제어하여 외부의 전력원(300)과 제2 배터리 모듈(110-2)을 연결하여 외부의 전력원(300)으로부터 출력되는 전력을 통해 제2 배터리 모듈(110-2)을 충전시킬 수 있다.
즉, 제어 모듈(200)은 복수의 배터리 모듈(110) 중 특정 배터리 모듈(110)의 충전량이 일정 수준 미만으로 떨어짐에 따라 더 이상의 전력 공급이 어려울 것으로 판단되는 경우, 전력 공급이 어려울 것으로 판단되는 특정 배터리 모듈을 제외한 나머지 배터리 모듈들을 이용하여 전기차(10)에 전력을 공급함으로써, 전력 공급 차단없이 전기차(10)에 지속적으로 전력을 공급할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 전기차(10)에 전력을 공급하는 동안 외부의 전력원(300)을 이용하여 충전량이 부족한 특정 배터리 모듈을 충전시킴으로써, 배터리 모듈을 충전하기 위해 별도의 충전 시간을 할애하지 않아도 된다는 점에서, 보다 효율적인 전기 충전 시스템 운영이 가능하다는 이점이 있다.
상기와 마찬가지로, 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(200)은 전기차(10)에 전력을 공급함에 따라 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량이 기준 충전량(예: 10%) 미만이 되는 경우, 제1 배터리 충전 모듈(110-1)과 전기차(10)의 연결을 해제하여 제1 배터리 모듈(110-1)로부터 출력되는 전력을 차단함으로써, 제2 배터리 모듈(110-2)로부터 출력되는 전력 즉, 제2 전력만을 전기차(10)에 공급할 수 있고, 외부의 전력원(300)과 제1 배터리 모듈(110-1)을 연결함에 따라 외부의 전력원(300)으로부터 공급된 전력을 제1 배터리 모듈(110-1)에 제공함으로써, 전기차(10)에 전력을 공급하는 동안 외부의 전력원(300)으로부터 공급된 전력을 이용하여 제1 배터리 모듈(110-1)을 충전시킬 수 있다.
다양한 실시예에서, 제어 모듈(200)은 전기차(10)와 전기차 충전 모듈(100)이 전기적으로 연결됨에 따라 전기차 충전 모듈(100)에 포함된 복수의 배터리 모듈(110)로부터 출력되는 전력을 합산하여 전기차(10)에 공급하되, 복수의 배터리 모듈(110) 중 온도가 기준 온도 이하인 배터리 모듈(110)만을 이용하여 전기차(10)에 전력을 공급할 수 잇다.
예컨대, 배터리 모듈의 온도가 기준 온도를 초과할 경우, 화재 등과 같은 문제가 발생될 가능성이 높기 때문에 안전성의 문제가 있는 바, 제어 모듈(200)은 복수의 배터리 모듈(110) 중 적어도 하나의 배터리 모듈(110)의 온도가 기준 온도를 초과하는 것으로 판단되는 경우, 적어도 하나의 배터리 모듈(110)과 전기차(10)의 연결을 해제함으로써, 적어도 하나의 배터리 모듈(110)을 제외한 나머지 배터리 모듈(110)만을 이용하여 전기차(10)에 전력을 공급할 수 있다.
도 6은 다양한 실시예에서, 복수의 배터리 모듈 각각을 순차적으로 이용하여 전기차에 전력을 공급하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참조하면, S210 단계에서, 전기차 충전 모듈(100)과 전기차(10)가 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 전기차 충전 모듈(100)과 전기차(10)가 연결되는 동작은 도 2의 S110 단계와 동일 또는 유사한 형태로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
S220 단계에서, 제1 배터리 모듈(110-1)을 통해 전기차(10)에 전력이 공급될 수 있다.
다양한 실시예에서, 제어 모듈(200)은 도 7의 (A)에 도시된 바와 같이 전기차(10)와 전기차 충전 모듈(100)이 전기적으로 연결되는 것으로 판단되는 경우, 제1 스위칭 모듈(140)의 동작을 제어하여 전기차(10)와 제1 배터리 모듈(110-1)을 연결함으로써, 제1 배터리 모듈(110-1)로부터 출력되는 전력을 전기차(10)에 공급할 수 있다.
여기서, 전기차(10)와 전기차 충전 모듈(100)이 전기적으로 연결됨에 따라 전기차(10)에 최초로 전력을 공급하는 제1 배터리 모듈(110-1)은 복수의 배터리 모듈(110) 중 처음 전력을 공급하기로 사전에 정의된 배터리 모듈일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 현재 연결된 전기차(10) 이전에 연결된 다른 전기차(10)에 가장 마지막으로 전력을 공급했던 배터리 모듈이거나 또는 복수의 배터리 모듈(110) 중 충전량이 가장 큰 배터리 모듈일 수 있다.
S230 단계에서, 제1 배터리 모듈(110-1)에 대한 충전량이 기준 충전량 미만인지 여부가 판단될 수 있다.
다양한 실시예에서, 제어 모듈(200)은 제1 배터리 모듈(110-1)로부터 출력되는 전력을 전기차(10)에 공급하는 동안 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량을 실시간으로 모니터링할 수 있고, 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량이 기 설정된 기준 충전량(예: 10%) 미만으로 떨어지는지 여부를 판단할 수 있다.
이때, 제어 모듈(200)은 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량이 기준 충전량 이상인 것으로 판단되는 경우, 제1 배터리 모듈(110-1)로부터 출력되는 전력을 전기차(10)에 공급할 수 있다. 즉, 제어 모듈(200)은 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량이 기준 충전량 미만이 될 때까지 제1 배터리 모듈(110-1)의 전력을 전기차(10)에 공급할 수 있다.
S240 단계에서, 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량이 기준 충전량 미만인 경우, 제1 스위칭 모듈(140) 및 제2 스위칭 모듈(150)의 동작이 제어될 수 있다.
다양한 실시예에서, 제어 모듈(200)은 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량이 기준 충전량 미만인 경우, 도 7의 (B)에 도시된 바와 같이, 제1 스위칭 모듈(140)의 동작을 제어하여 전기차(10)와 제1 배터리 모듈(110-1)을 연결 해제하고, 제2 배터리 모듈(110-2)과 전기차(10)를 연결함으로써, 제2 배터리 모듈(110-2)로부터 출력되는 전력을 전기차(10)에 공급할 수 있다.
또한, 제어 모듈(200)은 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량이 기준 충전량 미만인 경우, 제2 스위칭 모듈(150)의 동작을 제어하여 제1 배터리 모듈(110-1)과 외부의 전력원(300)을 연결하고, 외부의 전력원(300)으로부터 출력되는 전력을 제1 배터리 모듈(110-1)에 공급함으로써, 외부의 전력원(300)의 전력을 이용하여 제1 배터리 모듈(110-1)을 충전시킬 수 있다.
이때, 제어 모듈(200)이 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량이 기준 충전량 미만이 됨에 따라 배터리 모듈 교체가 필요한 것으로 판단되어 제1 스위칭 모듈(140)의 동작을 제어함으로써 전기차(10)에 전력을 공급하는 배터리 모듈을 제1 배터리 모듈(110-1)에서 제2 배터리 모듈(110-2)로 스위칭 하는 경우, 제1 스위칭 모듈(140)이 동작하여 배터리 모듈을 교체하는 과정에서 일시적으로 전기차(10)에 공급되는 전력이 차단될 수 있다.
특히, 전기차(10)에 고전력이 공급되고 있는 상황에서는 즉각적인 배터리 모듈 교체가 불가능하기 때문에 제1 배터리 모듈(110-1)에서 제2 배터리 모듈(110-2)로 교체되기까지 충분한 전환 시간이 필요하다.
상술된 바와 같이 배터리 모듈이 교체되는 동안 전기차(10)에 전력 공급이 차단될 경우, 전기차(10)의 충전 세션도 같이 차단될 수 있기 때문에, 전기차(10) 충전이 원활하게 수행되지 못할 수 있다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위한 목적으로, 전기차 충전 모듈(100)은 도 8에 도시된 바와 같이 제1 배터리 모듈(110-1) 및 제2 배터리 모듈(110-2)과 전기차(10) 사이에 배치되며, 제1 배터리 모듈(110-1) 및 제2 배터리 모듈(110-2)과 전기차(10)를 연결하는 캐패시터(160)를 더 포함할 수 있다.
즉, 캐패시터(160)에 저장된 전력을 이용하여 배터리 모듈 교체 동작을 수행함에 발생되는 전환 시간동안 즉, 제1 배터리 모듈(110-1)과 전기차(10)가 연결 해제된 시점부터 제2 배터리 모듈(110-2)과 전기차(10)가 전기적으로 연결됨에 따라 제2 배터리 모듈(110-2)의 전력을 전기차(10)에 공급하는 시점까지 전기차(10)에 소정의 크기의 전력을 공급함으로써, 전기차(10)에 공급되는 전력이 차단되지 않고 전기차(10)가 충전 상태를 유지하도록 할 수 있다.
여기서, 캐패시터(160)에 저장된 전력은 제1 배터리 모듈(110-1) 또는 제2 배터리 모듈(110-2)로부터 출력되는 전력이 캐패시터(160)를 통해 전기차(10)로 전달되는 과정에서 충전되는 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 전기차(10) 측면에서는 외부로부터 공급되는 전력(예: 전기차 충전 모듈(100)로부터 공급되는 전력)이 차단됨과 동시에 즉시 충전 세션을 차단하는 것이 아니라, 외부로부터 공급되는 전력이 차단될 경우 소정의 기간 동안 이상 상태를 판단하는 동작을 수행하고, 이상 상태를 판단하는 동작을 수행함에 따라 도출된 결과에 기초하여 충전 세션을 차단하는 바, 전기차 충전 모듈(100)로부터 공급되는 전력이 차단된 시점부터 전기차(10)의 충전 세션이 차단될 때까지 소정 기간 동안의 대기 시간이 존재한다.
이러한 점을 고려하여, 제어 모듈(200)은 제1 배터리 모듈(110-1)의 충전량이 기준 충전량 미만이 됨에 따라 배터리 모듈의 교체가 필요한 것으로 판단되는 경우, 전기차(10)에 대한 전력 공급 동작을 일시 중단하고, 전기차(10)에 대한 전력 공급 동작을 일시 중단한 시점부터 소정의 기간(예: 전기차(10)에 대한 전력 공급이 중단됨에 따라 전기차(10)에서 이상 판단 동작을 수행하는데 소요되는 시간) 내에 배터리 모듈 교체 동작(예: 제1 배터리 모듈(110-1)과 전기차(10) 간의 연결을 해제하고 제2 배터리 모듈(110-1)과 전기차(10)를 연결하는 동작)을 수행할 수 있으며, 배터리 모듈 교체 동작이 수행됨에 따라 제2 배터리 모듈(110-2)과 전기차(10)가 연결되는 경우, 전기차(10)에 대한 전력 공급 동작을 재개할 수 있다.
전술한 복수의 배터리를 이용한 전기차 충전 시스템을 통한 전력 공급 방법은 도면에 도시된 순서도를 참조하여 설명하였다. 간단한 설명을 위해 복수의 배터리를 이용한 전기차 충전 시스템을 통한 전력 공급 방법은 일련의 블록들로 도시하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 본 명세서에 도시되고 시술된 것과 상이한 순서로 수행되거나 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서 및 도면에 기재되지 않은 새로운 블록이 추가되거나, 일부 블록이 삭제 또는 변경된 상태로 수행될 수 있다. 이하, 도 9를 참조하여, 제어 모듈(200)의 하드웨어 구성에 대해 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기차 충전 시스템에 포함된 제어 모듈의 하드웨어 구성을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 다양한 실시예에서, 제어 모듈(200)은 하나 이상의 프로세서(210), 프로세서(210)에 의하여 수행되는 컴퓨터 프로그램(251)을 로드(Load)하는 메모리(220), 버스(230), 통신 인터페이스(240) 및 컴퓨터 프로그램(251)을 저장하는 스토리지(250)를 포함할 수 있다. 여기서, 도 9에는 본 발명의 실시예와 관련 있는 구성요소들만 도시되어 있다. 따라서, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 9에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
프로세서(210)는 제어 모듈(200)의 각 구성의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(210)는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 또는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 임의의 형태의 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 프로세서(210)는 본 발명의 실시예들에 따른 방법을 실행하기 위한 적어도 하나의 애플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있으며, 제어 모듈(200)은 하나 이상의 프로세서를 구비할 수 있다.
다양한 실시예에서, 프로세서(210)는 프로세서(210) 내부에서 처리되는 신호(또는, 데이터)를 일시적 및/또는 영구적으로 저장하는 램(RAM: Random Access Memory, 미도시) 및 롬(ROM: Read-Only Memory, 미도시)을 더 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 그래픽 처리부, 램 및 롬 중 적어도 하나를 포함하는 시스템온칩(SoC: system on chip) 형태로 구현될 수 있다.
메모리(220)는 각종 데이터, 명령 및/또는 정보를 저장한다. 메모리(220)는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방법/동작을 실행하기 위하여 스토리지(250)로부터 컴퓨터 프로그램(251)을 로드할 수 있다. 메모리(220)에 컴퓨터 프로그램(251)이 로드되면, 프로세서(210)는 컴퓨터 프로그램(251)을 구성하는 하나 이상의 인스트럭션들을 실행함으로써 상기 방법/동작을 수행할 수 있다. 메모리(220)는 RAM과 같은 휘발성 메모리로 구현될 수 있을 것이나, 본 개시의 기술적 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
버스(230)는 제어 모듈(200)의 구성 요소 간 통신 기능을 제공한다. 버스(230)는 주소 버스(address Bus), 데이터 버스(Data Bus) 및 제어 버스(Control Bus) 등 다양한 형태의 버스로 구현될 수 있다.
통신 인터페이스(240)는 제어 모듈(200)의 유무선 인터넷 통신을 지원한다. 또한, 통신 인터페이스(240)는 인터넷 통신 외의 다양한 통신 방식을 지원할 수도 있다. 이를 위해, 통신 인터페이스(240)는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 통신 인터페이스(240)는 생략될 수도 있다.
스토리지(250)는 컴퓨터 프로그램(251)을 비 임시적으로 저장할 수 있다. 제어 모듈(200)을 통해 복수의 배터리를 이용한 전기차 충전 시스템을 통한 전력 공급 프로세스를 수행하는 경우, 스토리지(250)는 복수의 배터리를 이용한 전기차 충전 시스템을 통한 전력 공급 프로세스를 제공하기 위하여 필요한 각종 정보를 저장할 수 있다.
스토리지(250)는 ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, 하드 디스크, 착탈형 디스크, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 포함하여 구성될 수 있다.
컴퓨터 프로그램(251)은 메모리(220)에 로드될 때 프로세서(210)로 하여금 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방법/동작을 수행하도록 하는 하나 이상의 인스트럭션들을 포함할 수 있다. 즉, 프로세서(210)는 상기 하나 이상의 인스트럭션들을 실행함으로써, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 방법/동작을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 컴퓨터 프로그램(251)은 전기차 충전 모듈과 전기차가 전기적으로 연결되는 단계 및 제어 모듈이, 전기차 충전 모듈의 동작을 제어함에 따라 복수의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 합산하여 전기차에 공급하는 단계를 포함하는 복수의 배터리를 이용한 전기차 충전 시스템을 통한 전력 공급 방법을 수행하도록 하는 하나 이상의 인스트럭션을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
본 발명의 구성 요소들은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 애플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 구성 요소들은 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있으며, 이와 유사하게, 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 전기차 충전 모듈
110 : 배터리 모듈
111 : 배터리 관리 시스템
120 : DC/DC 파워 모듈
130 : 커넥터
140 : 제1 스위칭 모듈
150 : 제2 스위칭 모듈
160 : 캐패시터
200 : 제어 모듈
300 : 외부의 전력원
110 : 배터리 모듈
111 : 배터리 관리 시스템
120 : DC/DC 파워 모듈
130 : 커넥터
140 : 제1 스위칭 모듈
150 : 제2 스위칭 모듈
160 : 캐패시터
200 : 제어 모듈
300 : 외부의 전력원
Claims (10)
- 복수의 배터리 모듈을 포함하는 전기차 충전 모듈; 및
상기 전기차 충전 모듈의 동작을 제어하는 제어 모듈;을 포함하며,
상기 전기차 충전 모듈은,
상기 전기차와 상기 복수의 배터리 모듈 각각을 전기적으로 연결 또는 연결 해제하는 제1 스위칭 모듈; 및
외부의 전력원과 상기 복수의 배터리 모듈 각각을 전기적으로 연결 또는 연결 해제하는 제2 스위칭 모듈;을 더 포함하고,
상기 제어 모듈은,
전기차와 상기 전기차 충전 모듈이 전기적으로 연결되는 경우, 상기 전기차 충전 모듈의 동작을 제어함에 따라 상기 복수의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 상기 전기차에 공급하되, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태에 기초하여 상기 복수의 배터리 모듈 각각으로부터 출력되는 전력을 개별적으로 제어하며,
상기 복수의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 상기 전기차에 공급하는 상황에서 상기 복수의 배터리 모듈 중 적어도 하나의 배터리 모듈의 충전량이 기준 충전량 미만이 되는 경우, 상기 제1 스위칭 모듈의 동작을 제어함에 따라 상기 전기차와 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 연결 해제하여 상기 적어도 하나의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 차단하고,
상기 제2 스위칭 모듈의 동작을 제어함에 따라 상기 외부의 전력원과 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 연결하여 상기 외부의 전력원으로부터 출력되는 전력을 통해 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 충전시키는,
복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 전기차 충전 모듈은,
상기 복수의 배터리 모듈 각각에 독립적으로 연결되며, 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태를 개별적으로 측정하는 복수의 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)을 더 포함하며,
상기 제어 모듈은,
상기 복수의 배터리 관리 시스템으로부터 측정된 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태에 기초하여 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대한 제어 명령을 개별적으로 생성하는,
복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태는 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 충전량(State of Charge, SoC)를 포함하며,
상기 제어 모듈은,
상기 복수의 배터리 모듈 각각의 충전량에 기초하여 상기 복수의 배터리 모듈 각각이 출력할 전력의 크기를 결정하고, 상기 결정된 크기의 전력이 출력되도록 상기 복수의 배터리 모듈 각각에 대응하는 제어명령을 결정하는,
복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템. - 삭제
- ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제1항에 있어서,
상기 복수의 배터리 모듈은,
제1 배터리 모듈 및 제2 배터리 모듈을 포함하며,
상기 제어 모듈은,
상기 전기차와 전기적으로 연결됨에 따라 상기 제1 배터리 모듈과 상기 전기차를 전기적으로 연결하여 상기 제1 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 상기 전기차로 공급하되, 상기 제1 배터리 모듈의 충전량이 기준 충전량 미만이 되는 경우, 상기 제1 배터리 모듈과 상기 전기차를 연결 해제하고, 상기 제2 배터리 모듈과 상기 전기차를 전기적으로 연결하여 상기 제2 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 상기 전기차로 공급하는,
복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템. - ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제5항에 있어서,
상기 전기차 충전 모듈은,
상기 제1 배터리 모듈 및 상기 제2 배터리 모듈과 상기 전기차 사이에 배치되며, 상기 제1 배터리 모듈 및 상기 제2 배터리 모듈과 상기 전기차를 연결하는 캐패시터(Capacitor);를 더 포함하며,
상기 제1 배터리 모듈 또는 상기 제2 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 상기 캐패시터를 통해 상기 전기차로 전달함에 따라 상기 캐패시터에 충전된 전력을 이용하여, 상기 제1 배터리 모듈과 상기 전기차가 연결 해제된 시점부터 상기 제2 배터리 모듈과 상기 전기차가 전기적으로 연결됨에 따라 상기 제2 배터리 모듈의 전력을 상기 전기차에 공급하는 시점까지 상기 전기차에 소정의 크기의 전력을 공급함으로써, 상기 전기차가 충전 상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는,
복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 제1 배터리 모듈의 충전량이 기준 충전량 미만이 됨에 따라 배터리 모듈의 교체가 필요한 것으로 판단되는 경우, 상기 전기차에 대한 전력 공급 동작을 일시 중단하고, 상기 전기차에 대한 전력 공급 동작을 일시 중단한 시점부터 소정의 기간 내에 배터리 모듈 교체 동작 - 상기 배터리 모듈 교체 동작은 상기 제1 배터리 모듈과 상기 전기차 간의 연결을 해제하고 상기 제2 배터리 모듈과 상기 전기차를 연결하는 동작임 - 을 수행하며, 상기 배터리 모듈 교체 동작이 수행됨에 상기 제2 배터리 모듈과 상기 전기차가 연결되는 경우, 상기 전기차에 대한 전력 공급 동작을 재개하되,
상기 소정의 기간은 상기 전기차에 대한 전력 공급이 중단됨에 따라 상기 전기차에서 이상 판단 동작을 수행하는데 소요되는 시간인,
복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 전기차 충전 모듈은,
상기 복수의 배터리 모듈 각각과 독립적으로 연결되며, 상호 병렬 연결되는 복수의 DC/DC 파워 모듈;을 더 포함하며,
상기 복수의 DC/DC 파워 모듈은,
상기 제어 모듈로부터 획득되는 제어 명령에 따라 상기 복수의 DC/DC 파워 모듈 각각에 연결된 배터리 모듈의 동작을 제어하는,
복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태는 상기 복수의 배터리 모듈 각각의 온도를 포함하며,
상기 제어 모듈은,
상기 전기차와 전기적으로 연결됨에 따라 상기 복수의 배터리 모듈과 상기 전기차를 연결하고, 상기 복수의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 합산하여 상기 전기차에 공급하되, 상기 복수의 배터리 모듈 중 적어도 하나의 배터리 모듈의 온도가 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 적어도 하나의 배터리 모듈과 상기 전기차를 연결 해제하는,
복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템. - 복수의 배터리 모듈, 전기차와 상기 복수의 배터리 모듈 각각을 전기적으로 연결 또는 연결 해제하는 제1 스위칭 모듈 및 외부의 전력원과 상기 복수의 배터리 모듈 각각을 전기적으로 연결 또는 연결 해제하는 제2 스위칭 모듈을 포함하는 전기차 충전 모듈 및 제어 모듈을 포함하는 전기차 충전 시스템을 통해 수행되는 방법에 있어서,
상기 전기차 충전 모듈과 전기차가 전기적으로 연결되는 단계; 및
상기 제어 모듈이, 상기 전기차 충전 모듈의 동작을 제어함에 따라 상기 복수의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 합산하여 상기 전기차에 공급하는 단계를 포함하며,
상기 전기차에 공급하는 단계는,
상기 복수의 배터리 모듈 각각의 상태에 기초하여 상기 복수의 배터리 모듈 각각으로부터 출력되는 전력을 개별적으로 제어하는 단계; 및
상기 복수의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 상기 전기차에 공급하는 상황에서 상기 복수의 배터리 모듈 중 적어도 하나의 배터리 모듈의 충전량이 기준 충전량 미만이 되는 경우, 상기 제1 스위칭 모듈의 동작을 제어함에 따라 상기 전기차와 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 연결 해제하여 상기 적어도 하나의 배터리 모듈로부터 출력되는 전력을 차단하고, 상기 제2 스위칭 모듈의 동작을 제어함에 따라 상기 외부의 전력원과 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 연결하여 상기 외부의 전력원으로부터 출력되는 전력을 통해 상기 적어도 하나의 배터리 모듈을 충전시키는 단계를 포함하는,
복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템을 이용한 전력 공급 방법.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160092733A (ko) * | 2015-01-28 | 2016-08-05 | 중소기업은행 | 전기자동차의 배터리 교환 시스템 및 방법 |
| KR20190095992A (ko) * | 2018-02-08 | 2019-08-19 | (주)아이비티 | 철도차량의 배터리 관리 시스템 및 방법 |
| KR20220101990A (ko) * | 2021-01-12 | 2022-07-19 | 에스케이온 주식회사 | 플러그인 타입의 에너지 저장 시스템 및 상기 에너지 저장 시스템의 플러그인 랙 개별 제어 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| CN107112781B (zh) * | 2015-08-31 | 2020-06-05 | 尼吉康株式会社 | 供电装置 |
| KR20200131053A (ko) * | 2019-05-13 | 2020-11-23 | (주)아이비티 | 전기 트럭의 부하 기반 배터리 제어 시스템 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160092733A (ko) * | 2015-01-28 | 2016-08-05 | 중소기업은행 | 전기자동차의 배터리 교환 시스템 및 방법 |
| KR20190095992A (ko) * | 2018-02-08 | 2019-08-19 | (주)아이비티 | 철도차량의 배터리 관리 시스템 및 방법 |
| KR20220101990A (ko) * | 2021-01-12 | 2022-07-19 | 에스케이온 주식회사 | 플러그인 타입의 에너지 저장 시스템 및 상기 에너지 저장 시스템의 플러그인 랙 개별 제어 방법 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024128551A1 (ko) * | 2022-12-14 | 2024-06-20 | 주식회사 에바 | 복수의 배터리를 포함하는 전기차 충전 시스템 및 이를 이용한 전력 공급 방법 |
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