


본 발명은 대용량 충전기의 여유 전력을 활용한 급속/완속 복합 충전장치에 관한 것으로, 특히 팬터그래프용 충전 및 대용량 전기차의 충전이 가능한 대용량 충전기에서, 여유 전력을 활용하도록 분리형 충전기 디스펜서에서 220V 전원을 확장하여 동시에 여러 대의 전기차의 충전이 가능하도록 하며, 급속 충전과 완속 충전이 복합적으로 이루어지도록 한 대용량 충전기의 여유 전력을 활용한 급속/완속 복합 충전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fast/slow composite charging device that utilizes the spare power of a large-capacity charger. In particular, in a large-capacity charger capable of charging pantographs and charging large-capacity electric vehicles, the 220V power supply is expanded from a separate charger dispenser to utilize the spare power. It is about a fast/slow composite charging device that enables charging of multiple electric vehicles at the same time and utilizes the spare power of a large-capacity charger that allows fast and slow charging to be performed in a complex manner.
탄소배출 규제 정책에 따라 자동차 업계에 석유를 기반으로 한 자동차는 연료 효율을 높이고 탄소 배출 감소를 요구하게 되었으며, 이에 전기에 의해 자동차를 거동시키고, 배기가스를 발생시키지 않는 전기 자동차(이하, "전기차"라 약칭함)가 다양한 형태로 개발되고 있으며, 수요 또한 급속히 증가하고 있다.In accordance with the carbon emission regulation policy, oil-based vehicles in the automobile industry have been required to increase fuel efficiency and reduce carbon emissions, and accordingly, electric vehicles (hereinafter referred to as “electric vehicles”) that run the vehicle by electricity and do not generate exhaust gases have been introduced. (abbreviated as ") is being developed in various forms, and demand is also rapidly increasing.
이러한 전기차의 운행을 위한 전기 모터는 주행 중 전기 에너지를 과도하게 소모하므로, 배터리 충전 시 주행할 수 있는 거리는 일반 자동차에 비해 짧게 되어, 전기차의 배터리 충전을 자주 해야 한다.The electric motor for driving these electric vehicles consumes excessive electrical energy while driving, so the distance that can be driven when charging the battery is shorter than that of a regular car, so the electric vehicle's battery must be charged frequently.
전기차의 충전을 위해서는 전기차 충전기가 사용되며, 이러한 전기차 충전기는 충전 전력을 분배하고 충전을 제어하는 디스펜서(Dispenser)와 전력을 공급해주는 파워 뱅크(Power Bank)가 일체형으로 이루어진 일체형 충전기를 이용하여 전기차를 충전해주되, 충전 용량에 따라 소용량 충전기와 대용량 충전기로 대별된다.An electric vehicle charger is used to charge an electric vehicle. This electric vehicle charger uses an integrated charger that consists of a dispenser that distributes charging power and controls charging, and a power bank that supplies power. It charges, but is divided into small-capacity chargers and large-capacity chargers depending on the charging capacity.
그 중 대용량 충전기는 전기 버스와 같은 대형 전기 차량의 충전을 수행하는 것으로서, 삼상 교류 전원(AC 380V)을 이용하여 대용량 팬터그래프용 충전 및 대용량 전기차 충전을 수행하는 방식이다.Among them, the large-capacity charger is for charging large electric vehicles such as electric buses, and is a method of charging large-capacity pantographs and charging large-capacity electric vehicles using three-phase AC power (AC 380V).
통상, 대용량 충전기에 사용되는 배전반 수전전력은 400KW 정도인데, 대용량 충전기의 충전 용량이 360KW일 경우, 40KW 정도의 잉여 전력이 있는 데, 기존의 대용량 충전기는 이러한 잉여 전력을 적절히 활용하지 못하므로, 충전 효율이 낮은 단점이 있다.Typically, the power received by the distribution board used in a large-capacity charger is about 400KW, but when the charging capacity of a large-capacity charger is 360KW, there is about 40KW of surplus power. Existing large-capacity chargers cannot properly utilize this surplus power, so the charging It has the disadvantage of low efficiency.
특히, 대용량 충전기 1대당 충전할 수 있는 대용량 전기차는 1대 또는 2대 정도이므로, 동시 충전 전기차 대수가 적다는 단점도 있다.In particular, since only one or two large-capacity electric vehicles can be charged per large-capacity charger, there is also a disadvantage in that the number of electric vehicles that can be charged simultaneously is small.
따라서 대용량 충전기의 잉여 전력을 최대로 활용하고, 잉여 전력을 이용한 완속 충전을 통해 복수의 전기차를 동시에 충전할 수 있도록 하는 방안이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a method that maximizes the use of surplus power of large-capacity chargers and allows simultaneous charging of multiple electric vehicles through slow charging using surplus power.
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 대용량 충전기에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 팬터그래프용 충전 및 대용량 전기차의 충전이 가능한 대용량 충전기에서, 여유 전력을 활용하도록 분리형 충전기 디스펜서에서 220V 전원을 확장하여 동시에 여러 대의 전기차의 충전이 가능하도록 하며, 급속 충전과 완속 충전이 복합적으로 이루어지도록 한 대용량 충전기의 여유 전력을 활용한 급속/완속 복합 충전장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was proposed to solve the problems that occur in general large-capacity chargers as described above. In a large-capacity charger capable of charging pantographs and charging large-capacity electric vehicles, the 220V power supply is expanded in a separate charger dispenser to utilize spare power. The purpose is to provide a fast/slow composite charging device that enables charging of multiple electric vehicles at the same time and utilizes the spare power of a large-capacity charger to enable fast and slow charging in a complex manner.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "대용량 충전기의 여유 전력을 활용한 급속/완속 복합 충전장치"는,In order to achieve the above-described object, the “rapid/slow composite charging device utilizing the spare power of a large-capacity charger” according to the present invention,
입력되는 삼상 교류 전원의 과전압/과전류를 차단하며 누전시 전원을 차단하는 제1회로보호기;A first circuit protector that blocks overvoltage/overcurrent of the input three-phase AC power and cuts off the power in the event of a short circuit;
상기 제1회로보호기에서 출력되는 삼상 교류 전원을 대용량 전기차의 충전 전력으로 공급해주는 파워 모듈;A power module that supplies three-phase AC power output from the first circuit protector as charging power for a large-capacity electric vehicle;
상기 파워 모듈에서 공급되는 충전 전력의 공급 및 차단을 수행하는 릴레이;A relay that supplies and blocks charging power supplied from the power module;
상기 릴레이를 통해 공급되는 충전 전력을 접속된 대용량 전기차에 인가하는 대용량 충전 건;A large-capacity charging gun that applies charging power supplied through the relay to a connected large-capacity electric vehicle;
상기 삼상 교류 전원 공급라인으로 공급된 전력에서 단상 AC 220V를 분배하고, 과전류/과전압을 차단하는 제2회로보호기;A second circuit protector that distributes single-phase AC 220V from the power supplied through the three-phase AC power supply line and blocks overcurrent/overvoltage;
상기 제2회로보호기에서 출력된 단상 AV 220V를 충전기 부하에 공급해주며, 과부하시 부하 전력을 차단하는 배선 차단기부;A wiring breaker unit that supplies the single-phase AV 220V output from the second circuit protector to the charger load and cuts off load power in case of overload;
상기 삼상 교류 전원 공급라인으로 공급된 전력에서 완속 충전을 위한 잉여 전력을 분배하고, 분배한 잉여 전력을 완속 충전용 충전 전력으로 공급해주는 완속 충전부;a slow charging unit that distributes surplus power for slow charging from the power supplied through the three-phase AC power supply line and supplies the distributed surplus power as charging power for slow charging;
상기 릴레이 및 상기 대용량 충전 건의 제어를 통해 대용량 급속 충전을 제어하며, 상기 완속 충전부와 통신을 통해 대용량 충전기의 사용 상태에 따라 급속 충전과 완속 충전을 복합적으로 제어하는 제어 보드를 포함하는 것을 특징으로 한다.It controls large-capacity rapid charging through control of the relay and the large-capacity charging gun, and includes a control board that complexly controls rapid charging and slow charging depending on the usage status of the large-capacity charger through communication with the slow charger. .
상기에서 완속 충전부는,In the above, the slow charging unit,
상기 삼상 교류 전원 공급라인으로 공급된 전력에서 분배된 완속 충전을 위한 잉여 전력에 대하여 누전시 분배 전력을 차단하는 누전 차단기;an earth leakage circuit breaker that blocks distributed power in the event of a leak with respect to surplus power for slow charging distributed from the power supplied through the three-phase AC power supply line;
단상 AC 220V의 사용량을 측정하는 AC 전력량계;AC wattmeter measuring single phase AC 220V usage;
충전 전력의 공급 및 차단을 위한 전자 접촉기;Magnetic contactor for supplying and blocking charging power;
상기 전자접촉기에 연결되어 완속 충전용 충전 전력을 공급해주는 완속 충전기;A slow charger connected to the magnetic contactor to supply charging power for slow charging;
상기 제어 보드와 통신을 통해 상기 완속 충전기를 통한 충전 전력의 공급을 제어하는 교류 제어 보드를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by comprising an alternating current control board that controls the supply of charging power through the slow charger through communication with the control board.
상기에서 완속 충전부는 배전반의 수전 전력과 설치된 대용량 충전기의 충전 용량의 차이에 따른 잉여 전력을 완속 충전용으로 사용하되, 잉여 전력의 용량에 따라 연결 대수가 결정되는 것을 특징으로 한다.In the above, the slow charging unit uses surplus power according to the difference between the received power of the distribution board and the charging capacity of the installed large-capacity charger for slow charging, and the number of connected units is determined according to the capacity of the surplus power.
상기에서 제어 보드는,In the above, the control board is,
대용량 충전기 및 완속 충전기의 사용 상태를 확인하는 충전기 사용상태 확인부;A charger usage status confirmation unit that checks the usage status of the large capacity charger and slow charger;
상기 충전기 사용상태 확인부의 충전기 사용상태에 따라 충전 전력의 출력을 결정하는 전력 출력 결정부;a power output determination unit that determines the output of charging power according to the charger usage status of the charger usage status confirmation unit;
상기 전력 출력 결정부에서 결정한 충전 전력의 결정 상태에 따라 대용량 충전건 및 완속 충전기를 제어하는 충전 전력 제어부;a charging power control unit that controls a large-capacity charging gun and a slow charger according to the determination state of the charging power determined by the power output determination unit;
통신을 통해 완속 충전부와 접속하여 완속 충전기의 동작 상태 정보를 수신하여 상기 충전 전력 제어부에 전달하며, 상기 충전 전력 제어부에서 출력되는 완속 충전기 제어 정보를 완속 충전부 내의 교류 제어 보드에 전송하는 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.It connects to the slow charger through communication, receives operating status information of the slow charger and transmits it to the charging power control unit, and includes a communication module that transmits the slow charger control information output from the charging power control unit to the AC control board in the slow charger. It is characterized by:
상기에서 충전 전력 제어부는,In the above, the charging power control unit,
상기 대용량 충전기의 충전 동작시에는 상기 완속 충전부의 충전 동작을 일시 중지하도록 제어하고, 상기 대용량 충전기의 충전 동작이 완료되면 상기 완속 충전부의 충전을 개시하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.During the charging operation of the large-capacity charger, the charging operation of the slow charging unit is controlled to be temporarily suspended, and when the charging operation of the large-capacity charger is completed, charging of the slow charging unit is started.
상기에서 충전 전력 제어부는,In the above, the charging power control unit,
상기 대용량 충전기의 충전 동작시에는 상기 완속 충전부에 전압만 출력되도록 제어를 하여 완속 충전 상태는 유지하며, 상기 대용량 충전기의 충전 동작이 완료되면 상기 완속 충전부에 전류가 출력되도록 하여 완속 충전을 개시하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.During the charging operation of the large-capacity charger, control is performed so that only voltage is output to the slow charging unit to maintain the slow charging state, and when the charging operation of the large-capacity charger is completed, current is output to the slow charging unit to initiate slow charging. It is characterized by:
상기에서 충전 전력 제어부는,In the above, the charging power control unit,
복수의 완속 충전기가 결합된 상태에서, 배전반의 수전 전력과 설치된 대용량 충전기의 충전 용량이 동일하여 잉여 전력이 없을 경우, 급속 충전기가 동작중이면 완속 충전에 전압만 출력되도록 하여 완속 충전기의 전력 차단을 방지하며, 급속 충전기의 충전이 완료되면 완속 충전기에 전류를 공급하여 완속 충전을 진행하는 것을 특징으로 한다.In a state where multiple slow chargers are combined, if there is no surplus power because the received power of the distribution board and the charging capacity of the installed large-capacity charger are the same, when the fast charger is operating, only the voltage is output for slow charging to cut off the power of the slow charger. It is characterized in that when charging of the rapid charger is completed, current is supplied to the slow charger to proceed with slow charging.
본 발명에 따르면 팬터그래프용 충전 및 대용량 전기차의 충전이 가능한 대용량 충전기에서, 여유 전력을 활용하도록 분리형 충전기 디스펜서에서 220V 전원을 확장하여 동시에 여러 대의 전기차의 충전이 가능하여 충전 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, in a large-capacity charger capable of charging pantographs and charging large-capacity electric vehicles, the 220V power supply is expanded in a detachable charger dispenser to utilize spare power, thereby enabling charging of multiple electric vehicles at the same time, which has the effect of increasing charging efficiency. .
또한, 대용량 충전기에서 급속 충전과 완속 충전이 복합적으로 이루어지도록 함으로써, 충전 차량의 충전 효율(시간 및 요금)을 최대화하도록 도모해주는 효과가 있다.In addition, by allowing rapid charging and slow charging to be performed in combination in a large-capacity charger, there is an effect of maximizing the charging efficiency (time and fee) of the charging vehicle.
도 1은 본 발명에 따른 대용량 충전기의 여유 전력을 활용한 급속/완속 복합 충전장치의 구성도이고,1 is a configuration diagram of a rapid/slow composite charging device utilizing the spare power of a large capacity charger according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 대용량 충전기의 사시도이며,Figure 2 is a perspective view of a large capacity charger according to the present invention,
도 3은 도 1의 제어 보드의 실시 예 블록 구성도이다.FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the control board of FIG. 1.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 대용량 충전기의 여유 전력을 활용한 급속/완속 복합 충전장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a rapid/slow composite charging device utilizing spare power of a large capacity charger according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present invention described below should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to explain his/her invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be done.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, and therefore various equivalents and It should be understood that variations may exist.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 대용량 충전기의 여유 전력을 활용한 급속/완속 복합 충전장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 대용량 충전기(100)의 사시도로서, 제1회로보호기(101), 파워 모듈(102), DC 전력량계(103), 릴레이(104), 대용량 충전 건(105), 제2회로보호기(106), 배선 차단기부(107), 온도 조절기(108), 팬(109), 제어 보드(110), 캐노피 전원 공급부(111), 완속 충전부(120), HMI PC(127), 변압기(128), 배선 차단기(129), SMPS(130)를 포함할 수 있다.Figure 1 is a configuration diagram of a rapid/slow-speed combined charging device utilizing the spare power of a large-capacity charger according to a preferred embodiment of the present invention, and Figure 2 is a perspective view of the large-
제1회로보호기(101)는 입력되는 삼상 교류 전원(AC 380V)의 과전압/과전류를 차단하며 누전시 전원을 차단하는 역할을 한다. 이러한 제1회로보호기(101)는 누전 차단기, 서지 보호기, 전자 접촉기를 포함할 수 있다.The
파워 모듈(Power Module)(102)은 상기 제1회로보호기(101)에서 출력되는 삼상 교류전원을 대용량 전기차의 충전 전력으로 공급해주는 역할을 한다.The
릴레이(104)는 제어 보드(110)의 제어에 따라 상기 파워모듈(102)에서 공급되는 충전 전력의 공급 및 차단을 수행하는 역할을 한다.The
DC 전력량계(103)는 대용량 충전기의 충전 전력량을 측정하는 역할을 하며, 대용량 충전 건(105)은 상기 릴레이(104)를 통해 공급되는 충전 전력을 접속된 대용량 전기차에 인가해주는 역할을 한다.The
제2회로보호기(106)는 상기 삼상 교류 전원 공급라인으로 공급된 전력에서 단상 AC 220V를 분배하고, 과전류/과전압을 차단하는 역할을 한다. 이러한 제2회로보호기(106)는 누전차단기와 서지 보호기를 포함할 수 있다.The
배선 차단기부(107)는 상기 제2회로보호기(106)에서 출력된 단상 AV 220V를 충전기 부하에 공급해주며, 과부하시 부하 전력을 차단하는 역할을 하는 것으로서, 복수의 배선 차단기를 포함할 수 있다.The
온도 조절기(108)는 상기 배선 차단기부(107)를 통해 공급되는 전원으로 동작하며, 대용량 충전기(100) 내부의 온도를 측정하고 측정한 온도에 따라 과열 등을 방지하기 위해서 방열용 팬(109)을 동작시키는 역할을 한다.The
캐노피 전원 공급부(111)는 상기 배선 차단기부(107)를 통해 공급되는 전원을 캐노피 전원으로 공급해주는 역할을 한다.The canopy power supply unit 111 serves to supply power supplied through the
완속 충전부(120)는 상기 삼상 교류 전원 공급라인으로 공급된 전력에서 완속 충전을 위한 잉여 전력을 분배하고, 분배한 잉여 전력을 완속 충전용 충전 전력으로 공급해주는 역할을 한다.The
본 발명의 특징은 대용량 충전기에서 삼상 교류 전원 라인에서 단상 AC 220V를 분배하여 완속 충전용으로 공급해줄 수 있다는 것이다. 여기서 완속 충전용 전력은 대용량 충전기의 여유 전력을 활용할 수 있으며, 대용량 충전기의 충전 동작이 없을 경우에는 대용량 충전기의 사용 전력까지도 사용 가능하다.A feature of the present invention is that a large-capacity charger can distribute single-phase AC 220V from a three-phase AC power line and supply it for slow charging. Here, the power for slow charging can utilize the spare power of the large-capacity charger, and if the large-capacity charger is not charging, even the power of the large-capacity charger can be used.
이러한 완속 충전부(120)는 상기 삼상 교류 전원 공급라인으로 공급된 전력에서 분배된 완속 충전을 위한 잉여 전력에 대하여 누전시 분배 전력을 차단하는 누전 차단기(121), 단상 AC 220V의 사용량을 측정하는 AC 전력량계(122), 충전 전력을 공급 및 차단하는 전자 접촉기(123), 상기 전자접촉기(123)에 연결되어 완속 충전용 충전 전력을 공급해주는 복수의 완속 충전기(125), 상기 제어 보드(110)와 통신을 통해 상기 완속 충전기를 통한 충전 전력의 공급을 제어하는 교류 제어 보드(126)를 포함할 수 있다.This
여기서 완속 충전부(120)는 배전반의 수전 전력과 설치된 대용량 충전기의 충전 용량의 차이에 따른 잉여 전력을 완속 충전용으로 사용하되, 잉여 전력의 용량에 따라 연결 대수가 결정될 수 있다.Here, the
HMI PC(127)는 사용자와 인터페이스하기 위한 퍼스널컴퓨터로서, 대용량 충전기의 동작 상황 정보를 사용자가 모니터링하도록 하는 역할을 한다.The
변압기(128)는 공급되는 단상 교류 전압을 부하에 적절한 전압으로 변환하여 안정적으로 공급해주는 역할을 하며, 배선 차단기(129)는 과부하시 공급 전력을 차단하는 역할을 하며, SMPS(130)는 연결 부하에 적절한 전압을 공급해주는 역할을 한다.The
제어 보드(110)는 대용량 충전기의 전체 동작을 제어하는 역할을 하는 것으로서, 상기 릴레이 및 상기 대용량 충전 건의 제어를 통해 대용량 급속 충전을 제어하며, 상기 완속 충전부와 통신을 통해 대용량 충전기의 사용 상태에 따라 급속 충전과 완속 충전을 복합적으로 제어하는 역할을 한다.The
상기 제어 보드(110)는 도 3에 도시한 바와 같이, 대용량 충전기 및 완속 충전기의 사용 상태를 확인하는 충전기 사용상태 확인부(201), 상기 충전기 사용상태 확인부(201)의 충전기 사용상태에 따라 충전 전력의 출력을 결정하는 전력 출력 결정부(202), 상기 전력 출력 결정부(202)에서 결정한 충전 전력의 결정 상태에 따라 대용량 충전 건 및 완속 충전기를 제어하는 충전 전력 제어부(203), 및 통신을 통해 완속 충전부와 접속하여 완속 충전기의 동작 상태 정보를 수신하여 상기 충전 전력 제어부에 전달하며, 상기 충전 전력 제어부에서 출력되는 완속 충전기 제어 정보를 완속 충전부 내의 교류 제어 보드에 전송하는 통신 모듈(204)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 대용량 충전기의 여유 전력을 활용한 급속/완속 복합 충전장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the rapid/slow composite charging device utilizing the spare power of the large-capacity charger according to the preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail as follows.
먼저, 대용량 충전기에 공급되는 삼상 교류 전력(AC 380V)은 제1회로보호기(101)를 통해 과전압/과전류시 차단이 이루어지며, 누전시 차단이 되고, 서지로부터 회로가 파손되는 것을 보호된다.First, the three-phase AC power (AC 380V) supplied to the large-capacity charger is cut off in the event of overvoltage/overcurrent through the
이러한 제1회로보호기(101)를 통과한 삼상 교류 전원은 파워 모듈(102)을 통해 대용량 전기차의 충전 전력으로 공급된다.The three-phase AC power that has passed through the
제어 보드(110)는 대용량 충전기의 동자 상태를 확인하여, 팬터그래프 충전 및 대용량 충전이 요청된 상태이면, 릴레이(104)를 통해 상기 파워모듈(102)에서 공급되는 충전 전력이 대용량 충전 건(105)으로 공급되도록 한다. 물론, 대용량 충전기의 충전 요청이 없으면 상기 릴레이(104)를 차단하여 대용량 충전기에 공급되는 충전 전력을 차단할 수 있다.The
여기서 대용량 충전기를 통해 충전이 이루어지면, DC 전력량계(103)는 대용량 충전기의 충전 전력량을 측정하게 되고, 대용량 충전 건(105)은 상기 릴레이(104)를 통해 공급되는 충전 전력을 접속된 대용량 전기차에 공급해주어, 팬터그래프 버스 또는 대용량 전기차의 충전이 이루어지도록 한다.Here, when charging is performed through a large-capacity charger, the
이러한 대용량 충전기의 충전 동작은 기존 대용량 충전기의 충전 동작과 동일하게 이루어진다.The charging operation of this large-capacity charger is the same as that of the existing large-capacity charger.
아울러 대용량 충전기(100)의 부하에 구동 전원을 공급해주기 위해서, 제2회로보호기(106)는 상기 삼상 교류 전원 공급라인으로 공급된 전력에서 분배된 단상 AC 220V의 과전류/과전압을 차단하고, 서지로부터 회로를 보호한다.In addition, in order to supply driving power to the load of the large-
상기 제2회로보호기(106)를 통과한 단상 AC 220V 전원은 배선 차단기부(107)를 통해 부하에 공급되는 데, 이때 부하에 과부하가 발생하면 배선 차단기부(107)의 배선 차단기는 연결된 부하에 공급된 전력을 차단하여 과부하로부터 시스템을 보호한다.The single-phase AC 220V power that has passed through the
온도 조절기(108)는 상기 배선 차단기부(107)를 통해 공급되는 전원으로 동작하며, 대용량 충전기(100) 내부의 온도를 측정하고 측정한 온도에 따라 과열 등을 방지하기 위해서 방열용 팬(109)을 동작시켜, 대용량 충전기(100)가 과열되는 것을 방지한다.The
또한, HMI PC(127)는 사용자와 인터페이스하기 위한 퍼스널컴퓨터로서, 대용량 충전기의 동작 상황 정보를 사용자가 모니터링할 수 있도록 하며, 변압기(128)는 공급되는 단상 교류 전압을 부하에 적절한 전압으로 변환하여 안정적으로 공급해주는 역할을 하며, 배선 차단기(129)는 과부하시 공급 전력을 차단하는 역할을 하며, SMPS(130)는 연결 부하에 적절한 전압을 공급해주는 역할을 한다.In addition, the
이러한 구성 및 동작은 기존 대용량 충전기에 구비된 배선 차단기, 온도 조절기, 방열 팬, HMI PC, 변압기, SMPS와 동일하게 구성되어, 동일한 동작을 수행한다.This configuration and operation are identical to those of the circuit breaker, temperature controller, heat dissipation fan, HMI PC, transformer, and SMPS provided in existing large-capacity chargers, and perform the same operations.
한편, 본 발명의 특징은 상기 삼상 교류 전원 공급라인으로 공급된 전력에서 완속 충전을 위한 잉여 전력을 분배하고(AC 220V), 분배한 잉여 전력을 완속 충전용 충전 전력으로 공급해주는 완속 충전부(120)를 구현하여, 대용량 충전기에서 급속/완속 복합 충전이 가능하도록 하고, 여러 대의 전기차의 동시 충전을 구현하여 충전 효율(시간, 및 요금)을 최대화하도록 한 것이다.Meanwhile, a feature of the present invention is a
즉, 대용량 충전기에서 삼상 교류 전원 라인에서 단상 AC 220V를 분배하여 완속 충전용으로 공급해줄 수 있다는 것이다. 여기서 완속 충전용 전력은 대용량 충전기의 여유 전력을 활용할 수 있으며, 대용량 충전기의 충전 동작이 없을 경우에는 대용량 충전기의 사용 전력까지도 사용 가능하다.In other words, a large-capacity charger can distribute single-phase AC 220V from a three-phase AC power line and supply it for slow charging. Here, the power for slow charging can utilize the spare power of the large-capacity charger, and if the large-capacity charger is not charging, even the power of the large-capacity charger can be used.
이러한 완속 충전부(120)는 누전 차단기(121)에서 상기 삼상 교류 전원 공급라인으로 공급된 전력에서 분배된 완속 충전을 위한 잉여 전력에 대하여 누전시 분배 전력을 차단하는 역할을 하며, AC 전력량계(122)는 상기 단상 AC 220V의 사용량을 측정한다. 전자 접촉기(123)는 충전 전력을 공급 및 차단하는 역할을 한다.This
아울러 복수의 완속 충전기(125)는 상기 전자접촉기(123)에 연결되어 완속 충전용 충전 전력을 공급해준다.In addition, a plurality of
아울러 교류 제어 보드(126)는 상기 제어 보드(110)와 통신을 통해 상기 완속 충전기를 통한 충전 전력의 공급을 제어하는 역할을 한다.In addition, the
여기서 완속 충전부(120)는 배전반의 수전 전력과 설치된 대용량 충전기의 충전 용량의 차이에 따른 잉여 전력을 완속 충전용으로 사용하되, 잉여 전력의 용량에 따라 연결 대수가 결정될 수 있다.Here, the
도 1에서는 하나의 완속 충전부에 대해서만 도시 하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 아니고, 대용량 충전기의 수급 전력과 급속 충전기의 충전 용량에 따라 여유 전력을 계산하고, 계산 결과를 기초로 완속 충전부의 개수를 결정한다. 이어, 결정한 완속 충전부의 개수에 대응하게 상기 완속 충전부(120)와 동일한 구성의 완속 충전부를 상기 삼상 교류 전력 라인에 설치하고, 급속 충전 전력을 분배하여 전기차를 동시에 여러대 완속 충전할 수 있다.In Figure 1, only one slow charging unit is shown, but the present invention is not limited to this, and spare power is calculated according to the supply power of the large-capacity charger and the charging capacity of the rapid charger, and the number of slow charging units is calculated based on the calculation result. decide Next, a slow charging unit having the same configuration as the
예를 들어, 배전반의 수전 전력이 400KW이고, 설치된 대용량 충전기의 충전 용량이 360KW이면, 40KW의 여유 전력이 발생하며, 완속 충전기의 사용 용량이 7KW일 경우 약 6개의 완속 충전부를 구성하여, 동시에 6대의 전기차를 완속 충전할 수 있도록 한다.For example, if the receiving power of the distribution board is 400KW and the charging capacity of the installed large-capacity charger is 360KW, 40KW of spare power is generated, and if the use capacity of the slow charger is 7KW, about 6 slow charging units are configured, and 6 charging units can be charged at the same time. Allows for slow charging of electric vehicles.
상기와 같이 완속 충전부(120)가 복수로 결합된 상태에서, 제어 보드(110)는 대용량 충전기의 전체 동작을 제어하되, 상기 릴레이 및 상기 대용량 충전 건의 제어를 통해 대용량 급속 충전을 제어하고, 아울러 상기 완속 충전부와 통신을 통해 대용량 충전기의 사용 상태에 따라 급속 충전과 완속 충전을 복합적으로 제어하여, 전기차 충전 효율을 높이게 된다.In a state in which a plurality of
이하, 제어 보드(110)에서 급속 충전과 완속 충전을 복합적으로 제어하는 과정을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the process of complexly controlling fast charging and slow charging in the
제어 보드(110)는 도 3에 도시한 바와 같이, 통신 모듈(204)을 통해 완속 충전부와 접속하여 완속 충전기의 동작 상태 정보를 수신하여 충전 전력 제어부에 전달하며, 상기 충전 전력 제어부에서 출력되는 완속 충전기 제어 정보는 완속 충전부 내의 교류 제어 보드에 전송한다.As shown in FIG. 3, the
아울러 상기 제어 보드(110)는 사용상태 확인부(201)에서 대용량 충전기 및 완속 충전기의 사용 상태를 확인한다. 여기서 대용량 충전기의 급속 충전 사용 상태는 파워 모듈 등과 캔(CAN) 통신으로 정보를 취득하고, 대용량 충전 건(105)과 통신을 통해 대용량 급속 충전기의 상용 상태를 확인한다. 아울러 완속 충전부(120)의 교류 제어 보드(126)와 RS-232 통신을 통해 완속 충전기의 사용 상태를 확인한다.In addition, the
이렇게 급속 충전기의 사용 상태 및 완속 충전기의 사용 상태를 확인한 후, 전력 출력 결정부(202)에서 충전기 사용상태에 따라 충전 전력의 출력을 결정한다. 즉, 급속 충전기를 이용한 급속 충전 전력만 출력할 것인지, 아니면 급속 충전 전력과 완속 충전 전력을 동시에 출력할 것인지, 아니면 완속 충전 전력만 출력할 것인지를 결정한다.After checking the usage status of the fast charger and the slow charger, the power
이러한 전력 출력 결정 결과는 충전 전력 제어부(203)에 전달되고, 상기 충전 전력 제어부(203)는 상기 전력 출력 결정부(202)에서 결정한 충전 전력의 결정 상태에 따라 대용량 충전 건 및 완속 충전기를 제어한다.This power output determination result is transmitted to the charging
예컨대, 충전 전력 제어부(203)는 상기 대용량 충전기의 급속 충전 동작시에는 상기 완속 충전부(120)의 충전 동작을 일시 중지하도록 제어하고, 상기 대용량 충전기의 충전 동작이 완료되면 상기 완속 충전부(120)의 충전을 개시하도록 제어할 수 있다.For example, the charging
또한, 상기 충전 전력 제어부(203)는 팬터그래프 충전기가 충전 동작할 경우에는, 대용량의 전력을 사용하므로 상기 완속 충전부(120)에 전압만 출력되도록 제어를 하여 완속 충전 상태는 유지하며, 상기 대용량 충전기의 충전 동작이 완료되면 상기 완속 충전부(120)에 전류가 출력되도록 하여 완속 충전을 개시하도록 제어할 수 있다.In addition, when the pantograph charger is in charging operation, the charging
또한, 상기 충전 전력 제어부(203)는 복수의 완속 충전기가 결합된 상태에서, 배전반의 수전 전력과 설치된 대용량 충전기의 충전 용량이 동일하여 잉여 전력이 없을 경우, 급속 충전기가 동작중이면 완속 충전에 전압만 출력되도록 하여 완속 충전기의 전력 차단을 방지하며, 급속 충전기의 충전이 완료되면 완속 충전기에 전류를 공급하여 완속 충전을 진행할 수 있다.In addition, when a plurality of slow chargers are combined and there is no surplus power because the received power of the distribution board is the same as the charging capacity of the installed large-capacity charger, the charging
이상 상술한 본 발명에 따르면 팬터그래프용 충전 및 대용량 전기차의 충전이 가능한 대용량 충전기에서, 여유 전력을 활용하도록 분리형 충전기 디스펜서에서 220V 전원을 확장하여 동시에 여러 대의 전기차의 충전이 가능하여 충전 효율을 높일 수 있다.According to the present invention described above, in a large-capacity charger capable of charging pantographs and charging large-capacity electric vehicles, the 220V power supply is expanded in a separate charger dispenser to utilize spare power, enabling charging of multiple electric vehicles at the same time, thereby increasing charging efficiency. .
또한, 대용량 충전기에서 급속 충전과 완속 충전이 복합적으로 이루어지도록 함으로써, 충전 차량의 충전 효율(시간 및 요금)을 최대화할 수 있다.In addition, by allowing rapid charging and slow charging to be performed in combination in a large-capacity charger, the charging efficiency (time and fee) of the charging vehicle can be maximized.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.Although the invention made by the present inventor has been described in detail according to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the gist of the invention, as is known in the art. It is self-evident to those who have.
본 발명은 대용량 전기차의 충전기에 적용하여 급속 및 완속 충전을 수행하는 기술에 적용된다.The present invention is applied to a technology that performs fast and slow charging by applying it to a charger for a large-capacity electric vehicle.
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