WO2021025306A1 - 전력 전송에서의 페어링 제어 방법 및 장치 - Google Patents

전력 전송에서의 페어링 제어 방법 및 장치 Download PDF

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Kia Motors Corp
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Definitions

  • the present invention relates to a pairing control method and apparatus in power transmission, and more particularly, to an apparatus and method for controlling pairing performed to supply power to an electric vehicle wirelessly or by wire.
  • EV electric vehicles
  • a motor with the power of a battery and have fewer sources of air pollution, such as exhaust gas and noise, compared to conventional gasoline engine vehicles, and have fewer breakdowns, longer life, and driving. It has the advantage of simple operation.
  • Electric vehicles are classified into hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and electric vehicles (EVs) according to their driving sources.
  • HEVs have an engine as main power and a motor as auxiliary power.
  • PHEV has a motor that is the main power and an engine that is used when the battery is discharged.
  • EVs have motors, but no engines.
  • the electric vehicle charging system can be basically defined as a system that charges a battery mounted in an electric vehicle by using power from a grid of commercial power or an energy storage device.
  • the electric vehicle charging system may have various forms depending on the type of electric vehicle.
  • the electric vehicle charging system may include a conductive charging system using a cable or a non-contact wireless power transmission system.
  • Electric vehicle charging control is performed through a communication protocol between the electric vehicle and the charging station, and power transmission to the electric vehicle is performed after pairing is established between the EVCC of the electric vehicle and the SECC of the supply device. Therefore, there is a need for a way to increase the probability of successful pairing between the electric vehicle and the supply device.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to provide a pairing control method performed by a supply equipment communication controller (SECC) that controls power supply to an electric vehicle.
  • SECC supply equipment communication controller
  • Another object of the present invention for solving the above problems is to provide an apparatus (Supply Equipment Communication Controller; SECC) for controlling power supply to an electric vehicle using the pairing control method.
  • SECC Standal Equipment Communication Controller
  • Another object of the present invention for solving the above problems is to provide a charging control method performed by an electric vehicle (EV).
  • EV electric vehicle
  • a pairing control method performed by a supply equipment communication controller (SECC) for controlling power supply to an electric vehicle according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is an electric vehicle (EV) and a charging session.
  • SECC supply equipment communication controller
  • the SECC may communicate with at least one other SECC using an Inter-Supply Equipment Protocol (ISEP).
  • ISEP Inter-Supply Equipment Protocol
  • the pairing control method may further include the step of obtaining, by the SECC, information on at least one other SECC using an ISEP message.
  • generating information on one or more replacement SECCs may include reviewing information on SECCs included in an event notification message broadcast by each SECC.
  • the information on the at least one other SECC may include at least one of SSID, BSSID, IP, and Port of the SECC.
  • the ISEP may include at least one of a Proactive type, a Reactive type, and a triggering type message.
  • the reactive type message may be an option used when a problem cannot be solved with the proactive message.
  • the triggering type message may be used when a pairing signal is generated by an electric vehicle supply equipment (EVSE).
  • EVSE electric vehicle supply equipment
  • An apparatus for controlling power supply to an electric vehicle according to an embodiment of the present invention for achieving the above other object includes: a processor; And a memory that stores at least one instruction executed through the processor.
  • the at least one command may include a command to perform a charging session start procedure with an electric vehicle (EV); An instruction to exchange one or more pairing messages with the electric vehicle; An instruction to generate information on one or more replacement SECCs when pairing with the electric vehicle fails; And a command to transmit a pairing response message including information on the one or more replacement SECCs to the electric vehicle.
  • EV electric vehicle
  • An instruction to exchange one or more pairing messages with the electric vehicle An instruction to generate information on one or more replacement SECCs when pairing with the electric vehicle fails
  • And a command to transmit a pairing response message including information on the one or more replacement SECCs to the electric vehicle may include a command to perform a charging session start procedure with an electric vehicle (EV); An instruction to exchange one or more pairing messages with the electric vehicle; An instruction to generate information on one or more replacement SECCs when pairing with the electric vehicle fails; And a command to transmit a pairing response message including information on the one or more replacement SECCs to the electric vehicle.
  • EV electric vehicle
  • the apparatus for controlling the power supply may communicate with at least one other SECC using an Inter-Supply Equipment Protocol (ISEP).
  • ISEP Inter-Supply Equipment Protocol
  • the at least one command may include a command for the SECC to obtain information on at least one other SECC using an ISEP message.
  • the command for generating information on one or more replacement SECCs when pairing with the electric vehicle fails may include a command for reviewing information on the SECC included in an event notification message broadcast by each SECC.
  • the information on the at least one other SECC may include at least one of SSID, BSSID, IP, and Port of the SECC.
  • the ISEP may include at least one of a Proactive type, a Reactive type, and a triggering type message.
  • the reactive type message may be an option used when a problem cannot be solved with the proactive message.
  • the triggering type message may be used when a pairing signal is generated by an electric vehicle supply equipment (EVSE).
  • EVSE electric vehicle supply equipment
  • a charging control method performed by an electric vehicle (EV) according to an embodiment of the present invention for achieving the another object is, a supply control device (SEC) and a charging session initiation procedure are performed. Step to do; Exchanging a pairing message with the supply control device; Receiving a pairing response message related to a pairing result from the supply control device; Extracting information on one or more alternative SECCs included in the pairing response message when the pairing result is failure; And attempting to pair with another SECC using the information on the alternative SECC.
  • SEC supply control device
  • the information on the at least one other SECC may be obtained through communication between a plurality of SECCs using an Inter-Supply Equipment Protocol (ISEP).
  • ISEP Inter-Supply Equipment Protocol
  • the ISEP may include at least one of a Proactive type, a Reactive type, and a triggering type message.
  • the reactive type message may be an option used when a problem cannot be solved with the proactive message.
  • the triggering type message may be used when a pairing signal is generated by an electric vehicle supply equipment (EVSE).
  • EVSE electric vehicle supply equipment
  • pairing with another supply device can be performed through information on an alternative supply device.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating wired charging of an electric vehicle to which an embodiment of the present invention can be applied.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating wireless power transmission for an electric vehicle to which an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 3 shows a communication method used for electric vehicle power transmission control to which the present invention is applied.
  • 4A shows a successful example of a typical pairing procedure for power transmission.
  • 4B shows an example of a failure of a typical pairing procedure for power transmission.
  • FIG. 5 is a flowchart of a pairing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows an example of a hierarchical SECC architecture in which a pairing method according to an embodiment of the present invention may be implemented.
  • FIG 7A shows the structure of an ISEP event notification (Announce) message according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 7B shows the structure of an ISEP event request and response message according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7C shows a structure of a triggering event message according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 8 shows an embodiment of a method of performing pairing using a proactive message according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart of a pairing control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart of a charging control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram of an apparatus for controlling power supply according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
  • the term "and/or" includes a combination of a plurality of related stated items or any of a plurality of related stated items.
  • Electric Vehicle may refer to an automobile defined in 49 Code of Federal Regulations (CFR) 523.3 or the like.
  • the electric vehicle can be used on a highway and can be driven by electricity supplied from a vehicle-mounted energy storage device such as a rechargeable battery from a power supply outside the vehicle.
  • the power supply source may include a residential or public electric service, or a generator using vehicle-mounted fuel.
  • An electric vehicle may be referred to as an electric car, an electric automobile, an electric road vehicle (ERV), a plug-in vehicle (PV), a plug-in vehicle (xEV), and the like.
  • xEV is BEV (plug-in all-electric vehicle or battery electric vehicle), PEV (plug-in electric vehicle), HEV (hybrid electric vehicle), HPEV (hybrid plug-in electric vehicle), PHEV (plug-in hybrid electric vehicle) or the like.
  • a plug-in electric vehicle may be referred to as an electric vehicle that connects to a power grid to recharge the vehicle-mounted primary battery.
  • a plug-in vehicle may be referred to herein as a vehicle rechargeable through a wireless charging method without using a physical plug and socket from an Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE).
  • EVSE Electric Vehicle Supply Equipment
  • Heavy duty vehicles may refer to any vehicle with four or more wheels as defined in 49 CFR 523.6 or CFR 37.3 (bus).
  • Light duty plug-in electric vehicles have three or four wheels that are driven primarily by a rechargeable battery or other energized electric motor for use on public streets, roads and highways. It can refer to a vehicle that has. Lightweight plug-in electric vehicles can be specified with a total weight of less than 4.545 kg.
  • the wireless power charging system may refer to a system for controlling wireless power transmission, alignment, and communication between GA and VA.
  • Wireless power transfer may refer to the transmission of electric power through a contactless means to an electric vehicle in an AC power supply network such as a utility or a grid.
  • Utility provides electrical energy and is a set of systems that typically include Customer Information System (CIS), Advanced Metering Infrastructure (AMI), Rate and Revenue system, etc. May be referred to as.
  • CIS Customer Information System
  • AMI Advanced Metering Infrastructure
  • Rate and Revenue system etc. May be referred to as.
  • the utility makes energy available to plug-in electric vehicles through price tags or discrete events.
  • the utility may provide information on tariff rates, intervals for measured power consumption, and verification of electric vehicle programs for plug-in electric vehicles.
  • Smart charging can be described as a system in which an EVSE and/or plug-in electric vehicle communicates with the power grid to optimize the time of the vehicle charging rate or discharge rate to the grid capacity or usage cost ratio.
  • Automatic charging may be defined as an operation of inductively charging a vehicle by placing a vehicle in an appropriate position with respect to a primary charger assembly capable of transmitting power. Automatic charging can be performed after obtaining the necessary authorizations and authorizations.
  • Interoperabilty may refer to a state in which components of a system that are relative to each other can work together to perform a desired operation of the entire system.
  • Information interoperability can refer to the ability of two or more networks, systems, devices, applications or components to share information securely and effectively and easily use information with little or no discomfort by the user. .
  • the inductive charging system may refer to a system that electromagnetically transmits energy in a forward direction from an electricity supply network to an electric vehicle through a transformer in which two parts are loosely coupled.
  • the inductive charging system may correspond to the electric vehicle charging system.
  • the inductive coupler may refer to a transformer that is formed of a GA coil and a VA coil to transmit power through electrical insulation.
  • Inductive coupling may refer to magnetic coupling between two coils.
  • the two coils may refer to a ground assembly coil and a vehicle assembly coil.
  • the ground assembly may refer to an assembly that includes a GA coil and other suitable components and is disposed on the ground or infrastructure side.
  • Other suitable components may include at least one component for controlling the impedance and resonant frequency, a ferrite for strengthening the magnetic path, and an electromagnetic shielding material.
  • the GA may include a power/frequency conversion device required to function as a power source for a wireless charging system, wiring from the GA controller and the grid, and wiring between each unit and filtering circuits, housing, and the like.
  • Vehicle assembly may refer to an assembly that is disposed in a vehicle including a VA coil and other suitable components.
  • Other suitable components may include at least one component for controlling the impedance and resonant frequency, ferrites for strengthening the magnetic path, and electromagnetic shielding material.
  • the VA may include wiring between each unit, filtering circuits, housing, etc., as well as wiring of a rectifier/power converter and VA controller and vehicle battery required to function as a vehicle component of a wireless charging system. .
  • the above-described GA may be referred to as a supply device, a power supply side device, and the like, and similarly, the VA may be referred to as an electric vehicle device (EV device), an electric vehicle side device, and the like.
  • EV device electric vehicle device
  • the supply device may be a device that provides a contactless coupling to the device on the electric vehicle side, that is, a device outside the electric vehicle.
  • the power supply side device may be referred to as a primary side device. When the electric vehicle is receiving power, the power supply side device can act as a power source for transmitting power.
  • the power supply side device may include a housing and all covers.
  • An electric vehicle-side device may be an electric vehicle-mounted device that provides contactless coupling to a power supply-side device.
  • the electric vehicle side device may be referred to as a secondary side device.
  • the electric vehicle-side device can transfer power from the power supply-side device to the electric vehicle.
  • An electric vehicle-side device may include a housing and all covers.
  • the ground assembly controller may be a part of the GA that adjusts the output power level for the GA coil based on information from the vehicle.
  • a vehicle assembly controller may be part of a VA that monitors specific vehicle parameters during charging and initiates communication with the GA to control the output power level.
  • the above-described GA controller may be referred to as a supply power circuit (SPC) of a power supply side device, and the VA controller may be referred to as an EV power circuit (EVPC).
  • SPC supply power circuit
  • EVPC EV power circuit
  • Magnetic gap is between the highest plane of the top of the litz wire or the top of the magnetic material of the GA coil and the lowest plane of the bottom of the litz wire or the magnetic material of the VA coil when they are aligned with each other. May refer to the vertical distance.
  • Ambient temperature may refer to the ground level temperature measured in the atmosphere of a target subsystem that is not directly exposed to sunlight.
  • Vehicle ground clearance may refer to the vertical distance between the road or pavement and the bottom of the vehicle floor fan.
  • the vehicle magnetic ground clearance may refer to the vertical distance between the road pavement and the insulating material of the vehicle-mounted VA coil or the lowest floor plane of the Ritz line.
  • Vehicle assembly (VA) coil surface distance may refer to the vertical distance between the bottom bottom plane of the Ritz wire or the magnetic material of the VA coil and the lowest outer surface of the VA coil. These distances may include protective coverings and additional items wrapped in coiled packaging.
  • VA coil may be referred to as a secondary coil, a vehicle coil, a receiver coil, and the like, and similarly, a ground assembly coil (GA coil) is a primary coil. It may be referred to as a primary coil, a transmit coil, or the like.
  • G coil ground assembly coil
  • the exposed conductive component may refer to a conductive component of an electrical device (eg, an electric vehicle) that can be contacted by a person and does not normally flow electricity, but can flow electricity in the event of a failure.
  • an electrical device eg, an electric vehicle
  • Hazardous live component may refer to a live component that can give harmful electric shock under certain conditions.
  • Live component may refer to any conductor or conductive component that is electrically active in basic applications.
  • Direct contact can refer to the contact of a person who is an organism.
  • Indirect contact may refer to contact of a person with an active ingredient that is exposed, conductive, or energized by an insulation failure (see IEC 61140).
  • Alignment may refer to a procedure for finding a relative position of a device on the electric vehicle side with respect to a device on the electric vehicle side and/or a procedure for finding a relative position of a device on the electric vehicle side with respect to the device for efficient power transmission.
  • alignment may refer to position alignment of the wireless power transmission system, but is not limited thereto.
  • Pairing may refer to a procedure in which a single dedicated ground assembly (power supply side device) and a vehicle (electric vehicle) arranged to transmit power are associated.
  • the pairing may include a procedure of associating a charging spot or a specific ground assembly with a vehicle assembly controller.
  • Correlation/Association may include a procedure for establishing a relationship between two peer communication entities.
  • High level communication can process all information that exceeds the information responsible for command and control communication.
  • the data link for high-level communication may use a PLC (Power line communication), but is not limited thereto.
  • Low power excitation may refer to activating it so that the electric vehicle senses the power supply side device to perform precise positioning and pairing, but is not limited thereto and vice versa.
  • SSID Service set identifier
  • BSS basic service set
  • SSID basically distinguishes several wireless LANs from each other. Therefore, all APs (access points) and all terminal/station equipments that intend to use a specific WLAN can use the same SSID. Equipment that does not use a unique SSID cannot join the BSS. Since the SSID is displayed in plain text, it may not provide any security features to the network.
  • ESSID Extended Service Set Identifier
  • SSID Extended Service Set Identifier
  • BSSID Basic Service Set Identifier
  • BSS Basic Service Set Identifier
  • MAC medium access control
  • the BSSID may be generated with an arbitrary value.
  • the charging station may include at least one or more ground assemblies and at least one or more ground assembly controllers that manage at least one or more ground assemblies.
  • the ground assembly may include at least one wireless communication device.
  • the charging station may refer to a place equipped with at least one ground assembly installed in a home, an office, a public place, a road, a parking lot, or the like.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating wired charging of an electric vehicle to which an embodiment of the present invention can be applied.
  • the electric vehicle wired charging method is performed by mutual operation of an electric vehicle charging cable 30 and at least one component of the electric vehicle 10 and a power socket 40 installed in an existing building or charging stand. I can.
  • the electric vehicle 10 may generally be defined as a vehicle (automobile) that supplies a current induced from a rechargeable energy storage device such as a battery to an energy source of an electric motor that is a power device.
  • a vehicle autonomous
  • a rechargeable energy storage device such as a battery
  • the electric vehicle 10 may include a hybrid vehicle having an electric motor and a general internal combustion engine together, and not only an automobile, but also a motorcycle, a cart, and a scooter. And it may include an electric bicycle (electric bicycle).
  • the electric vehicle 10 may include a plug connection port to charge the battery by wire.
  • the electric vehicle 10 capable of charging a battery by wire may be referred to as a plug-in electric vehicle (PEV).
  • PEV plug-in electric vehicle
  • the plug connector provided in the electric vehicle 10 according to the present invention may support slow charging or fast charging.
  • the electric vehicle 10 may support both slow charging and fast charging through a single plug connection port, or may include respective plug ports that support slow charging and fast charging.
  • the electric vehicle 10 may include an on-board charger to support slow charging or charging through AC power supplied from a general power system.
  • the on-board charger may boost AC power supplied by wire from the outside during slow charging, convert it into DC power, and supply it to the battery built in the electric vehicle 10. Therefore, when AC power for slow charging is supplied to the plug connector of the electric vehicle 10, charging may be performed through the on-board charger, and when DC power for rapid charging is supplied to the plug connector, charging without going through the on-board charger This can be done.
  • the electric vehicle charging cable 30 may include at least one of a charging connector 31, an outlet socket connection 33, and an in-cable control box (ICCB) 32.
  • ICCB in-cable control box
  • the charging connector 31 may be a connection part that can be electrically connected to the electric vehicle 10, and the in-cable control box (ICCB) 32 communicates with the electric vehicle 10 to determine the state of the electric vehicle. It is possible to receive information or control charging of electric power to the electric vehicle 10.
  • ICCB in-cable control box
  • the in-cable control box 32 is shown to be included in the electric vehicle charging cable 10, but may be mounted in a place other than the electric vehicle charging cable 10, coupled to the SECC, or replaced with the SECC.
  • the outlet socket connection unit 33 may be connected to an outlet receiving power as an electrical connection device such as a general plug or cordset.
  • the power socket 40 refers to an outlet installed in various places, such as a parking lot attached to the house of the owner of the electric vehicle 10, a parking area for charging electric vehicles at a gas station, and a parking area at a shopping center or workplace. I can.
  • charging procedure A device for controlling the device may be installed, and such a device may be referred to as a Supply Equipment Communication Controller (SEC).
  • SEC Supply Equipment Communication Controller
  • the SECC is a power grid or an infrastructure management system that manages the power grid through wired and wireless communication, a management server of a building in which the power socket 40 is installed (a complex server described below) or an infrastructure server. Can communicate.
  • the power socket 40 can supply AC power of the power system as it is, and for example, can supply AC power corresponding to at least one of 1P2W (single-phase 2-wire) and 3P4W (3-phase 4-wire).
  • the electric vehicle charging cable 30 may support slow charging to supply power for slow charging to the electric vehicle 10, and at this time, power between 3.3 and 7.7 (kWh) may be supplied to the electric vehicle 10 as the amount of slow charging power. .
  • the electric vehicle charging cable 30 may support rapid charging to supply power for rapid charging to the electric vehicle 10, at which time, the electric vehicle 10 can supply power between 50 and 100 (kWh) as the amount of rapid charging power. I can.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating wireless power transmission for an electric vehicle to which an embodiment of the present invention is applied.
  • wireless power transmission may be performed by at least one component of an electric vehicle 10 and a charging station 20, and wirelessly transmitting power to the electric vehicle 10 Can be used for
  • the electric vehicle 10 may generally be defined as an automobile that supplies a current derived from a rechargeable energy storage device such as the battery 12 to an energy source of an electric motor, which is a power device.
  • the electric vehicle 10 may include a hybrid vehicle having an electric motor and a general internal combustion engine together, and not only an automobile, but also a motorcycle, a cart, It may include a scooter and an electric bicycle.
  • the electric vehicle 10 may include a receiving pad 11 including a receiving coil to wirelessly charge the battery 12, and may include a plug connection port to charge the battery 12 by wire. May be.
  • the electric vehicle 10 capable of charging the battery 12 by wire may be referred to as a plug-in electric vehicle (PEV).
  • PEV plug-in electric vehicle
  • the charging station 20 may be connected to a power grid 50 or a power backbone, and an alternating current (AC) to the transmission pad 21 including a transmission coil through a power link.
  • AC alternating current
  • DC direct current
  • the charging station 20 can communicate with a power grid 50 or an infrastructure management system or an infrastructure server that manages the power grid through wired and wireless communication, and performs wireless communication with the electric vehicle 10 can do.
  • the wireless communication may include Bluetooth, zigbee, cellular, wireless local area network, and the like.
  • the charging station 20 may be located in various places such as a parking lot attached to the house of the owner of the electric vehicle 10, a parking area for charging an electric vehicle at a gas station, a shopping center or a parking area at work.
  • the receiving pad 11 of the electric vehicle 10 is located in an energy field by the transmission pad 21, and the transmission pad 21
  • the transmitting coil of and the receiving coil of the receiving pad 11 may be mutually interacted or coupled to each other.
  • Electromotive force is induced in the receiving pad 11 as a result of the interaction or coupling, and the battery 12 may be charged by the induced electromotive force.
  • G ground assembly
  • the receiving pad 11 of the electric vehicle 10 and all or some of the other internal components of the electric vehicle may be referred to as a vehicle assembly (VA), wherein the vehicle assembly may refer to the meaning defined above.
  • VA vehicle assembly
  • the transmission pad or the reception pad may be configured as non-polarized or polarized.
  • the pad is non-polar, there may be one pole in the center of the pad and the opposite pole around the outside.
  • the flux may be formed to exit from the center of the pad and return at all outer boundaries of the pad.
  • the pad when it is polar, it may have a respective pole at either end of the pad.
  • the magnetic flux may be formed based on the orientation of the pad.
  • EVs and EV chargers control the entire charging process by exchanging messages. That is, communication for charging the electric vehicle may be made between a vehicle-side electric vehicle communication controller (EVCC) and a power supply-side communication controller (SECC).
  • EVCC vehicle-side electric vehicle communication controller
  • SECC power supply-side communication controller
  • the EV Before communication, the EV first verifies the identity of the EV charger to ensure that the charger is a trusted facility approved by a trusted operator, and establishes a secure channel with the charger to protect communication from unauthorized access. This goal can be achieved by the standardized protocol TLS (Transport Layer Security) defined in IETF RFC 5246.
  • TLS Transport Layer Security
  • the TLS session may be created by the TLS session establishment procedure after the IP-based communication connection establishment procedure.
  • the security of TLS relies on the EV's assumption of trust for the trusted operator to which the EV charger belongs.
  • FIG. 3 shows a communication method used for electric vehicle power transmission control to which the present invention is applied.
  • the electric vehicle communication controller (EVCC) and the communication controller on the power supply side (
  • the communication standard between SECC, Supply Equipment Communication Controller) may comply with IEEE Std 802.11. That is, the electric vehicle power transmission involves communication between the vehicle-side communication controller (EVCC) and the power supply-side communication controller (SECC).
  • EVCC vehicle-side communication controller
  • SECC power supply-side communication controller
  • one SECC may be used for each EVSE, or a plurality of EVSEs may use one SECC.
  • power transmission through wired cables can comply with IEC 61851.
  • the wireless charging method performed between VA (or EVCC) and GA (SECC) is a WPT WLAN discovery step, a wireless communication connection/charging spot discovery step, a location alignment approval & authentication, and location.
  • pairing is a procedure for confirming that the EVCC is communicating with the correct SECC for charging, and is a process performed between the EVCC and the SECC. Pairing may be a process necessary for both wired power transmission and wireless power transmission. However, a detailed procedure may be different for pairing in wired power transmission and pairing in wireless power transmission.
  • 4A shows a successful example of a typical pairing procedure for power transmission.
  • 4A shows an example in which one EVSE and SECC is used in an environment in which power is transmitted through a wired cable. That is, EVSE1 communicates with EVCC through SECC1 assigned to it.
  • the EVCC transmits a WIFIPairingReq message to SECC1, and the SECC1 of EVSE1 returns a WIFIPairingRes message to EVCC.
  • a pairing procedure is performed through a WIFIPairingReq/Res message loop.
  • the WIFIPairingReq message transmitted from the EVCC to the SECC may include a parameter related to “PairingStatus”.
  • the WIFIPairingRes message may include parameters such as EVSEProcessing, Number_Of_Toggles, ResponseCode, and EVSEID.
  • 4B shows an example of a failure of a typical pairing procedure for power transmission.
  • FIG. 4B shows an example in which two EVSEs and SECCs corresponding to each EVSE are located near an EV in an environment in which power is transmitted through a wired cable.
  • EVCC transmits a WIFIPairingReq message to SECC1, and SECC1 of EVSE1 returns a WIFIPairingRes message to EVCC.
  • a pairing procedure is performed through a WIFIPairingReq/Res message loop.
  • the probability of pairing failure may increase.
  • FIG. 5 is a flowchart of a pairing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows an example in which two SECCs capable of communicating with an EVCC are located nearby.
  • the probability of pairing failure may increase, and the present invention proposes a solution to this.
  • SECC1 obtained a result of failure in WiFi pairing with EV, but it provides a hint for successful pairing to EVCC.
  • a WiFiPairingRes message including a ListOfAlternativeSECCs parameter may be provided.
  • FIG. 6 shows an example of a hierarchical SECC architecture in which a pairing method according to an embodiment of the present invention may be implemented.
  • the SECC architecture may include one or more proxy SECCs.
  • the proxy SECC can communicate with one or more EVSE-compatible SECCs (SECC1, SECC2).
  • SECC1, SECC2 EVSE-compatible SECCs
  • Each SECC can send information about itself to the proxy SECC, and receive information about other SECCs located in the vicinity through the proxy SECC.
  • SECC2 may transmit (IP1, Port 1) as information on the alternate SECC to the EVCC through the proxy SECC. After receiving the information, the EVCC can select the SECC1 matching (IP1, Port 1) as the next pairing partner.
  • ListOfAlternativeSECCs may be added in the WiFiPairingRes message to provide useful information for finding the SECC that controls the EVSE in which the EV is plugged in or parked.
  • the WiFiPairingRes message may include parameters such as EVSEProcessing, Number_Of_Toggles, ResponseCode, and EVSEID.
  • the EVSEProcessing parameter may have values of ⁇ "Ongoing", “Finished” ⁇ .
  • the Number_Of_Toggles parameter may have an integer value.
  • the ResponseCode parameter may have values such as ⁇ "OK", “Failed_Wrong_Number_of_Toggles", "Failed_No_State_B” ⁇ .
  • the EVSEID parameter may have a value in the form of a string.
  • the WiFiPairingRes message according to the present invention may also include a ListOfAlternativeSECCs parameter, and the parameter may include a list including (SSID, BSSID, IP, Port) information for the corresponding SECC in the order of SECC having a high probability.
  • the basic service set identifier (BSSID) is the MAC address of the WiFi interface of the SECC, and when several SECCs use the same SSID in one charging station, the SECC can be identified using the BSSID.
  • ListOfAlternativeSECC may provide a list of all SECCs recommended to be connected by EV according to priority when the pairing process with the current SECC fails. If the ListOfAlternativeSECCs parameter is not provided, the (SSID, BSSID, IP, Port) value may be filled with NULL (empty).
  • EVs can connect to SECCs in the order given.
  • the EV can connect to a wireless network using the provided SSID and initiate the Session Description Protocol (SDP), or connect directly to the SECC with the provided IP address and port number.
  • SDP Session Description Protocol
  • the SECC needs to transmit WiFiPairingRes by setting "EVSEProcessing" to "Ongoing” and setting "ResponseCode” to a value other than "OK".
  • WPT Wireless Power Transfer
  • Pairing may include two types of pairing, signaling by EV and signaling by EVSE.
  • signaling by EV when the SECC receives a signal from the EV, it shares a corresponding signal with another SECC.
  • signaling by EVSE this mechanism cannot be used.
  • a "ListOfAlternativeSECCs" parameter may be added to the PairingRes message used for WPT pairing in an optional form.
  • the "ListOfAlternativeSECCs" parameter may include list information (SSID, BSSID, IP, Port) in the order of having a high probability. If the ListOfAlternativeSECCs parameter is not provided in the PairingRes message, the (SSID, BSSID, IP, Port) value may be filled with NULL (empty).
  • the ListOfAlternativeSECCs parameter may be added to the WiFiPairingRes message.
  • a ListOfAlternativeSECCs parameter may be added to the PairingRes message.
  • the ListOfAlternativeSECCs parameter added to the WiFiPairingRes message or the PairingRes message may include (SSID, BSSID, IP, Port) list information in the order with high probability, and (SSID, BSSID, IP, Port) can be selectively applied.
  • the current SECC can find out which SECC is connected to the EV or whether it is parked on the wrong EVSE.
  • ISEP Inter-Supply Equipment Protocol
  • the ISEP protocol can largely include the following three types of messaging.
  • the ISEP may be implemented using a UDP (Universal Datagram Protocol) protocol.
  • Each SECC may open a predetermined UDP port (eg, 151182) and use it for ISEP.
  • ISEP Can use JSON as an encoding method.
  • FIG 7A shows the structure of an ISEP event notification (Announce) message according to an embodiment of the present invention.
  • the ISEP event announcement message illustrated in FIG. 7A is an example of a proactive ISEP message and may use a broadcast-based UDP protocol.
  • Each SECC announces a list of BCB toggle/signaling events that cannot be connected to its ongoing session through an ISEP Event Announce message.
  • the AnnouncePeriod parameter may indicate a cancellation value of a period in which each SECC announces a corresponding event list.
  • the SECC receiving the ISEP event notification message can use the received information to recommend an alternate wireless network or the SECC's IP address and port number to try to the EV that failed to pair.
  • FIG 7B shows the structure of an ISEP event request and response message according to an embodiment of the present invention.
  • An ISEP event request message and an ISEP event response message according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 7B are examples of a reactive ISEP message.
  • the reactive ISEP message is optional and may be transmitted only when a problem cannot be solved by a proactive message.
  • Reactive messages may also use the broadcast-response UDP protocol.
  • the SECC can broadcast an inquiry about a specific event, and if the SECC receiving it observes a toggle event that matches the inquiry but is not connected to its own session in progress, it can respond (unicast) to the SECC that it inquired. have.
  • FIG. 7C shows a structure of a triggering event message according to an embodiment of the present invention.
  • the triggering event request message and the triggering event response message shown in FIG. 7C are examples of triggering ISEP messages.
  • the triggering message can be used only when a pairing signal is to be generated by EVSE (eg, Low Power Excitation (LPE) pairing).
  • LPE Low Power Excitation
  • the triggering request-response message may be in the form of a broadcast-unicast message, but a unicast-unitask form is also possible.
  • the SECC can broadcast a request to send a signal to the EV using a randomly selected value. At least one other SECC receiving this transmits a signal using a random value from its unused EVSE, and then responds to the requested SECC by displaying the value used for the signal.
  • the SECC can send a request to transmit a signal to the EV by unicast using a value designated by the receiving SECC.
  • One or more other SECCs receiving this can transmit a signal to the EV using the specified value, and then respond to the requested SECC.
  • FIG 8 shows an embodiment of a method of performing pairing using a proactive message according to an embodiment of the present invention.
  • the charging session starts, and the EVCC transmits a WiFiPairingRes message or a PairingRes message to the SECC according to the charging method.
  • the EVCC receives an incorrect toggle or signal from the corresponding SECC (S820).
  • the SECC looks at the ISEP.AnnounceEvents messages stored through the exchange of ISEP messages with other SECCs in the vicinity. SECC reviews recent events included in the messages, creates a list including (SSID, BSSID, IP, Port) for each SECC, and provides a WiFiPairingRes or PairingRes message including the list to EVCC. Yes (S821).
  • FIG. 9 is a flowchart of a pairing control method according to an embodiment of the present invention.
  • the pairing control method illustrated in FIG. 9 may be performed by a supply equipment communication controller (SEC) or a supply device (EVSE) that controls power supply to an electric vehicle.
  • SEC supply equipment communication controller
  • EVSE supply device
  • a step (S9100) of obtaining information on at least one other SECC by the SECC using an ISEP message may be preceded.
  • the procedure of acquiring information on other SECCs may be performed periodically or as needed using ISEP messages exchanged between SECCs, as described with reference to FIGS. 7A to 7C and FIG. 8.
  • the ISEP message may include at least one of a Proactive type, a Reactive type, and a triggering type message.
  • the reactive type message may be an option used when a problem cannot be solved with the proactive message.
  • a triggering type message may be used when a pairing signal is generated by an Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE).
  • EVSE Electric Vehicle Supply Equipment
  • the SECC exchanges one or more pairing messages with the electric vehicle (S930).
  • the SECC When pairing with the electric vehicle fails, the SECC generates information on one or more replacement SECCs (S940), and transmits a pairing response message including information on the replacement SECC to the electric vehicle (S950).
  • the SECC can review the information about the SECC included in the event notification message broadcast by each SECC.
  • the information on the other SECC may include one or more of the SECC's SSID, BSSID, IP, and Port.
  • FIG. 10 is a flowchart of a charging control method according to an embodiment of the present invention.
  • the charging control method illustrated in FIG. 10 may be performed by an EVCC or an electric vehicle (EV).
  • the electric vehicle first performs a charging session start procedure with a Supply Equipment Communication Controller (SECC) (S1010), and exchanges a pairing message with the supply control device (S1020).
  • SECC Supply Equipment Communication Controller
  • the electric vehicle receives a pairing response message related to the pairing result from the supply control device (S1030), and if the pairing result is unsuccessful, extracts information on one or more alternative SECCs included in the pairing response message (S1040).
  • the information on the other SECC may include one or more of the SECC's SSID, BSSID, IP, and Port.
  • information on other SECCs may be obtained through communication between a plurality of SECCs using an Inter-Supply Equipment Protocol (ISEP).
  • ISEP Inter-Supply Equipment Protocol
  • the ISEP message may include at least one of a Proactive type, a Reactive type, and a triggering type message.
  • the reactive type message may be an option used when a problem cannot be solved with the proactive message.
  • the triggering type message may be used when a pairing signal is generated by an Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE).
  • EVSE Electric Vehicle Supply Equipment
  • the electric vehicle may attempt to pair with another SECC using the information on the alternative SECC (S1050).
  • FIG. 11 is a block diagram of an apparatus for controlling power supply according to an embodiment of the present invention.
  • the power supply control device 200 shown in the embodiment shown in FIG. 11 may be a power supply side communication controller (SECC) or a power supply device. That is, in the present specification, the configuration of the power supply control device is not limited to the name and may be defined by a function. In addition, one component may perform a plurality of functions, and a plurality of components may perform one function.
  • SECC power supply side communication controller
  • the power supply control apparatus 200 may include at least one processor 210, a memory 220 that stores at least one instruction for executing the above-described operation through the processor, and a communication module 230.
  • the processor may execute a program command stored in a memory, and may include a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which the methods according to the present invention are performed. It can mean.
  • the memory may be composed of a volatile storage medium and/or a non-volatile storage medium, and may be composed of a read-only memory (ROM) and/or a random access memory (RAM).
  • the at least one command may include: a command to perform a charging session start procedure with an electric vehicle (EV); An instruction to exchange one or more pairing messages with the electric vehicle; An instruction to generate information on one or more replacement SECCs when pairing with the electric vehicle fails; And a command to transmit a pairing response message including information on the one or more replacement SECCs to the electric vehicle.
  • EV electric vehicle
  • An instruction to exchange one or more pairing messages with the electric vehicle An instruction to generate information on one or more replacement SECCs when pairing with the electric vehicle fails
  • And a command to transmit a pairing response message including information on the one or more replacement SECCs to the electric vehicle may include: a command to perform a charging session start procedure with an electric vehicle (EV); An instruction to exchange one or more pairing messages with the electric vehicle; An instruction to generate information on one or more replacement SECCs when pairing with the electric vehicle fails; And a command to transmit a pairing response message including information on the one or more replacement SECCs to the electric vehicle.
  • EV electric vehicle
  • the power supply control device 200 may provide communication with a vehicle-side communication controller (EVCC, Electric Vehicle Communication Controller) through the communication module 230.
  • EVCC Electric Vehicle Communication Controller
  • the communication module may include a communication module capable of performing WiFi communication, and may also include a communication module capable of performing 3G communication and 4G communication.
  • the operation according to an embodiment of the present invention can be implemented as a computer-readable program or code on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system.
  • the computer-readable recording medium may be distributed over a computer system connected through a network to store and execute a computer-readable program or code in a distributed manner.
  • the computer-readable recording medium may include a hardware device specially configured to store and execute program commands, such as ROM, RAM, and flash memory.
  • the program instructions may include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • While some aspects of the invention have been described in the context of an apparatus, it may also represent a description according to a corresponding method, where a block or apparatus corresponds to a method step or characteristic of a method step. Similarly, aspects described in the context of a method can also be represented by a corresponding block or item or a feature of a corresponding device. Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device such as, for example, a microprocessor, a programmable computer or electronic circuit. In some embodiments, one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.
  • a programmable logic device eg, a field programmable gate array
  • the field programmable gate array may work with a microprocessor to perform one of the methods described herein. In general, the methods are preferably performed by some hardware device.

Landscapes

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Abstract

전기차로의 전력 공급을 제어하는 장치(Supply Equipment Communication Controller; SECC)에 의해 수행되는 페어링 제어 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 페어링 제어 방법은, 전기차(Electrical Vehicle; EV)와 충전세션 개시 절차를 수행하는 단계; 상기 전기차와 하나 이상의 페어링 메시지를 교환하는 단계; 상기 전기차와의 페어링 실패시 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 생성하는 단계; 및 상기 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 포함하는 페어링 응답 메시지를 상기 전기차로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

전력 전송에서의 페어링 제어 방법 및 장치
본 발명은 전력 전송에서의 페어링 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기차에 대해 무선 또는 유선으로 전력을 공급하기 위해 수행되는 페어링을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 개발되고 있는 전기 자동차(Electric Vehicle, EV)는 배터리의 동력으로 모터를 구동하여, 종래의 가솔린 엔진 자동차에 비해 배기 가스 및 소음 등과 같은 공기 오염원이 적으며, 고장이 적고, 수명이 길고, 운전 조작이 간단하다는 장점이 있다.
전기 자동차는 구동원에 따라 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그인 하이브리드 전기 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 및 전기 자동차(EV)로 분류된다. HEV에는 주전력인 엔진과 보조 전력인 모터를 가지고 있다. PHEV는 주전력인 모터와 배터리가 방전될 때 사용되는 엔진을 가지고 있다. EV는 모터를 가지고 있으나, 엔진은 가지고 있지 않다.
전기차 충전 시스템은 기본적으로 상용 전원의 배전망(grid)이나 에너지 저장 장치의 전력을 이용하여 전기차에 탑재된 배터리를 충전하는 시스템으로 정의할 수 있다. 이러한 전기차 충전 시스템은 전기차의 종류에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 전기차 충전 시스템은 케이블을 이용한 전도성 충전 시스템이나 비접촉 방식의 무선 전력 전송 시스템을 포함할 수 있다.
전기차 충전 제어는 전기차와 충전 스테이션 상호간 통신 프로토콜을 통해서 수행되며, 전기차의 EVCC와 공급장치의 SECC 간에 페어링이 이루어진 후 전기차로의 전력 전송이 수행된다. 따라서, 전기차와 공급장치 간의 페어링 성공 확률을 높일 수 있는 방안이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전기차로의 전력 공급을 제어하는 장치(Supply Equipment Communication Controller; SECC)에 의해 수행되는 페어링 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 상기 페어링 제어 방법을 이용하는 전기차로의 전력 공급을 제어하는 장치(Supply Equipment Communication Controller; SECC)를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은 전기차(Electrical Vehicle; EV)에 의해 수행되는 충전 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라 전기차로의 전력 공급을 제어하는 장치(Supply Equipment Communication Controller; SECC)에 의해 수행되는 페어링 제어 방법은, 전기차(Electrical Vehicle; EV)와 충전세션 개시 절차를 수행하는 단계; 상기 전기차와 하나 이상의 페어링 메시지를 교환하는 단계; 상기 전기차와의 페어링 실패시 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 생성하는 단계; 및 상기 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 포함하는 페어링 응답 메시지를 상기 전기차로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, SECC는 ISEP(Inter-Supply Equipment Protocol)을 이용해 적어도 하나의 다른 SECC와 통신할 수 있다.
상기 페어링 제어 방법은, 상기 SECC가 ISEP 메시지를 이용해 적어도 하나의 다른 SECC에 대한 정보를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전기차와의 페어링 실패시 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 생성하는 단계는, 각 SECC가 브로드캐스트하는 이벤트 알림 메시지에 포함된 SECC에 대한 정보를 검토하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 다른 SECC에 대한 정보는 SECC의 SSID, BSSID, IP, Port 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 ISEP는 프로액티브(Proactive) 유형, 리액티브(Reactive) 유형, 및 트리거링(Triggering) 유형의 메시지 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 리액티브 유형의 메시지는 상기 프로액티브 메시지로 문제를 해결할 수 없는 경우 사용되는 선택사항(optional)일 수 있다.
또한, 상기 트리거링 유형의 메시지는 페어링 신호가 전력공급장치(Electric Vehicle Supply Equipment; EVSE)에 의해 생성되는 경우 사용될 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라 전기차로의 전력 공급을 제어하는 장치(Supply Equipment Communication Controller; SECC)는, 프로세서; 및 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 전기차(Electrical Vehicle; EV)와 충전세션 개시 절차를 수행하도록 하는 명령; 상기 전기차와 하나 이상의 페어링 메시지를 교환하도록 하는 명령; 상기 전기차와의 페어링 실패시 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 생성하도록 하는 명령; 및 상기 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 포함하는 페어링 응답 메시지를 상기 전기차로 전송하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 전력공급을 제어하는 장치는 ISEP(Inter-Supply Equipment Protocol)을 이용해 적어도 하나의 다른 SECC와 통신할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 SECC가 ISEP 메시지를 이용해 적어도 하나의 다른 SECC에 대한 정보를 획득하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 전기차와의 페어링 실패시 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 생성하도록 하는 명령은, 각 SECC가 브로드캐스트하는 이벤트 알림 메시지에 포함된 SECC에 대한 정보를 검토하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 다른 SECC에 대한 정보는 SECC의 SSID, BSSID, IP, Port 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 ISEP는 프로액티브(Proactive) 유형, 리액티브(Reactive) 유형, 및 트리거링(Triggering) 유형의 메시지 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 리액티브 유형의 메시지는 상기 프로액티브 메시지로 문제를 해결할 수 없는 경우 사용되는 선택사항(optional)일 수 있다.
또한, 상기 트리거링 유형의 메시지는 페어링 신호가 전력공급장치(Electric Vehicle Supply Equipment; EVSE)에 의해 생성되는 경우 사용될 수 있다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라 전기차(Electrical Vehicle; EV)에 의해 수행되는 충전 제어 방법은, 공급제어장치(Supply Equipment Communication Controller; SECC)와 충전세션 개시 절차를 수행하는 단계; 상기 공급제어장치와 페어링 메시지를 교환하는 단계; 페어링 결과와 관련한 페어링 응답 메시지를 상기 공급제어장치로부터 수신하는 단계; 상기 페어링 결과가 실패인 경우 상기 페어링 응답 메시지에 포함된 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 추출하는 단계; 및 상기 대체 SECC에 대한 정보를 이용해 다른 SECC와의 페어링을 시도하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 다른 SECC에 대한 정보는, ISEP(Inter-Supply Equipment Protocol)을 이용해 복수의 SECC 간에 이루어지는 통신을 통해 획득될 수 있다.
상기 ISEP는 프로액티브(Proactive) 유형, 리액티브(Reactive) 유형, 및 트리거링(Triggering) 유형의 메시지 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 리액티브 유형의 메시지는 상기 프로액티브 메시지로 문제를 해결할 수 없는 경우 사용되는 선택사항(optional)일 수 있다.
또한, 상기 트리거링 유형의 메시지는 페어링 신호가 전력공급장치(Electric Vehicle Supply Equipment; EVSE)에 의해 생성되는 경우 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면 전기차가 어떤 공급 장치와의 페어링에 실패하는 경우에도, 대체 공급장치에 대한 정보를 통해 다른 공급장치와의 페어링을 수행할 수 있다.
그에 따라 전기차 및 공급장치 간의 안정적인 페어링 및 전력 공급을 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 전기차 유선 충전을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예가 적용되는 전기차를 위한 무선 전력 전송을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 전기차 전력 전송 제어에 사용되는 통신 방법을 나타낸다.
도 4a는 전력 전송을 위한 통상적인 페어링 절차의 성공예를 도시한다.
도 4b는 전력 전송을 위한 통상적인 페어링 절차의 실패예를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페어링 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 페어링 방법이 구현될 수 있는 계층적 SECC 아키텍쳐의 일 예를 도시한다.
도 7a은 본 발명의 일 실시예에 따른 ISEP 이벤트 알림(Announce) 메시지 구조를 나타낸다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 ISEP 이벤트 요청 및 응답 메시지의 구조를 나타낸다.
도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 트리거링 이벤트 메시지 구조를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 프로액티브 메시지를 이용해 페어링을 수행하는 방법의 일 실시예를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 페어링 제어 방법의 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 방법의 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력공급 제어 장치의 블록 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에 사용되는 일부 용어를 정의하면 다음과 같다.
전기차(Electric Vehicle, EV)는 49 CFR(code of federal regulations) 523.3 등에서 정의된 자동차(automobile)를 지칭할 수 있다. 전기차는 고속도로 이용 가능하고, 차량 외부의 전원공급원으로부터 재충전 가능한 배터리 등의 차량 탑재 에너지 저장 장치에서 공급되는 전기에 의해 구동될 수 있다. 전원공급원은 주거지나 공용 전기서비스 또는 차량 탑재 연료를 이용하는 발전기 등을 포함할 수 있다.
전기차(electric vehicle, EV)는 일렉트릭 카(electric car), 일렉트릭 오토모바일(electric automobile), ERV(electric road vehicle), PV(plug-in vehicle), xEV(plug-in vehicle) 등으로 지칭될 수 있고, xEV는 BEV(plug-in all-electric vehicle 또는 battery electric vehicle), PEV(plug-in electric vehicle), HEV(hybrid electric vehicle), HPEV(hybrid plug-in electric vehicle), PHEV(plug-in hybrid electric vehicle) 등으로 지칭되거나 구분될 수 있다.
플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)는 전력 그리드에 연결하여 차량 탑재 일차 배터리를 재충전하는 전기차로 지칭될 수 있다.
플러그인 차량(Plug-in vehicle, PV)은 본 명세서에서 전기차 전력공급장치(Electric Vehicle Supply Equipment; EVSE)로부터 물리적인 플러그와 소켓을 사용하지 않고 무선 충전 방식을 통해 재충전 가능한 차량으로 지칭될 수 있다.
중량 자동차(Heavy duty vehicles; H.D. Vehicles)는 49 CFR 523.6 또는 CFR 37.3(bus)에서 정의된 네 개 이상의 바퀴를 가진 모든 차량을 지칭할 수 있다.
경량 플러그인 전기차(Light duty plug-in electric vehicle)는 주로 공공 거리, 도로 및 고속도로에서 사용하기 위한 재충전 가능한 배터리나 다른 에너지 장치의 전류가 공급되는 전기 모터에 의해 추진력을 얻는 3개 또는 4개 바퀴를 가진 차량을 지칭할 수 있다. 경량 플러그인 전기차는 총 중량이 4.545㎏보다 작게 규정될 수 있다.
무선 충전 시스템(Wireless power charging system, WCS)은 무선 전력 전송과 얼라인먼트 및 통신을 포함한 GA와 VA 간의 제어를 위한 시스템을 지칭할 수 있다.
무선 전력 전송(Wireless power transfer, WPT)은 유틸리티(Utility)나 그리드(Grid) 등의 교류(AC) 전원공급 네트워크에서 전기차로 무접촉 수단을 통해 전기적인 전력을 전송하는 것을 지칭할 수 있다.
유틸리티(Utility)는 전기적인 에너지를 제공하며 통상 고객 정보 시스템(Customer Information System, CIS), 양방향 검침 인프라(Advanced Metering Infrastructure, AMI), 요금과 수익(Rates and Revenue) 시스템 등을 포함하는 시스템들의 집합으로 지칭될 수 있다. 유틸리티는 가격표 또는 이산 이벤트(discrete events)를 통해 플러그인 전기차가 에너지를 이용할 수 있도록 한다. 또한, 유틸리티는 관세율, 계측 전력 소비에 대한 인터벌 및 플러그인 전기차에 대한 전기차 프로그램의 검증 등에 대한 정보를 제공할 수 있다.
스마트 충전(Smart charging)은 EVSE 및/또는 플러그인 전기차가 차량 충전율이나 방전율을 그리드 용량이나 사용 비용 비율의 시간을 최적화하기 위해 전력 그리드와 통신하는 시스템으로 설명할 수 있다.
자동 충전(Automatic charging)은 전력을 전송할 수 있는 1차측 충전기 어셈블리(primary charger assembly)에 대하여 적절한 위치에 차량을 위치시키고 인덕티브 충전하는 동작으로 정의될 수 있다. 자동 충전은 필요한 인증 및 권한을 얻은 후에 수행될 수 있다.
상호운용성(Interoperabilty)은 서로 상대적인 시스템의 성분들이 전체 시스템의 목적하는 동작을 수행하기 위해 함께 작동할 수 있는 상태를 지칭할 수 있다. 정보 상호운용성(Information interoperability)은 두 개 이상의 네트워크들, 시스템들, 디바이스들, 애플리케이션들 또는 성분들이 사용자가 거의 또는 전혀 불편함 없이 안전하고 효과적으로 정보를 공유하고 쉽게 사용할 수 있는 능력을 지칭할 수 있다.
유도 충전 시스템(Inductive charging system)은 두 파트가 느슨하게 결합된 트랜스포머를 통해 전기 공급 네트워크에서 전기차로 정방향에서 전자기적으로 에너지를 전송하는 시스템을 지칭할 수 있다. 본 실시예에서 유도 충전 시스템은 전기차 충전 시스템에 대응할 수 있다.
유도 커플러(Inductive coupler)는 GA 코일과 VA 코일로 형성되어 전력이 전기적인 절연을 통해 전력을 전송하는 트랜스포머를 지칭할 수 있다.
유도 결합(Inductive coupling)은 두 코일들 간의 자기 결합을 지칭할 수 있다. 두 코일은 그라운드 어셈블리 코일(Ground assembly coil)과 차량 어셈블리 코일(Vehicle assembly coil)을 지칭할 수 있다.
그라운드 어셈블리(Ground assembly, GA)는 GA 코일과 다른 적절한 부품을 포함하여 그라운드 또는 인프라스트럭처(infrastructure) 측에 배치되는 어셈블리를 지칭할 수 있다. 다른 적절한 부품은 임피던스와 공진주파수를 제어하기 위한 적어도 하나의 부품, 자기 경로(magnetic path)를 강화하기 위한 페라이트 및 전자기 차폐 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, GA는 무선 충전 시스템의 전력 소스로서 기능하는 데 필요한 전력/주파수 변환 장치, GA 컨트롤러 및 그리드로부터의 배선과 각 유닛과 필터링 회로들, 하우징 등의 사이의 배선을 포함할 수 있다.
차량 어셈블리(Vehicle assembly, VA)는 VA 코일과 다른 적절한 부품을 포함하여 차량에 배치되는 어셈블리를 지칭할 수 있다. 다른 적절한 부품은 임피던스와 공진주파수를 제어하기 위한 적어도 하나의 부품, 자기 경로를 강화하기 위한 페라이트 및 전자기 차폐 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, VA는 무선 충전 시스템의 차량 부품으로서 기능하는 데 필요한 정류기/전력변환장치와 VA 컨트롤러 및 차량 배터리의 배선뿐 아니라 각 유닛과 필터링 회로들, 하우징 등의 사이의 배선을 포함할 수 있다.
전술한 GA는 서플라이 디바이스(supply device), 전력공급측 장치 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 VA는 전기차 디바이스(EV device), 전기차량 측 장치 등으로 지칭될 수 있다.
전력공급측 장치(supply device)는 전기차량측 장치에 무접촉 결합을 제공하는 장치 즉, 전기차 외부의 장치일 수 있다. 전력 공급측 장치는 1차측 장치로 지칭될 수 있다. 전기차가 전력을 받을 때, 전력 공급측 장치는 전력을 전송하는 전원 소스로서 동작할 수 있다. 전력 공급측 장치는 하우징과 모든 커버들을 포함할 수 있다.
전기차량측 장치(EV device)는 전력 공급측 장치에 무접촉 결합을 제공하는 전기차 탑재 장치일 수 있다. 전기차량측 장치는 2차측 장치로 지칭될 수 있다. 전기차가 전력을 받을 때, 전기차량측 장치는 전력공급측 장치로부터의 전력을 전기차로 전달할 수 있다. 전기차량측 장치는 하우징과 모든 커버들을 포함할 수 있다.
그라운드 어셈블리 컨트롤러(Ground Assembly controller)는 차량으로부터의 정보를 토대로 GA 코일에 대한 출력 전력 레벨을 조절하는 GA의 일부분일 수 있다.
차량 어셈블리 컨트롤러(Vehicle Assembly controller)는 충전 동안 특정 차량용 파라미터를 모니터링하고 GA와의 통신을 개시하여 출력 전력 레벨을 제어하는 VA의 일부분일 수 있다.
전술한 GA 컨트롤러는 전력공급측 장치의 서플라이 파워 서킷(supply power circuit, SPC)로 지칭될 수 있고, VA 컨트롤러는 전기차 파워 서킷(EV power circuit, EVPC)로 지칭될 수 있다.
마그네틱 갭(Magnetic gap)은 리츠선(litz wire)의 상부 또는 GA 코일의 마그네틱 재료의 상부의 가장 높은 평면과 상기 리츠선의 하부 또는 VA 코일의 마그네틱 재료의 가장 낮은 평면이 서로 정렬되었을 때 이들 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.
주위 온도(Ambient temperature)는 직접적으로 햇빛이 비치지 않는 대상 서브시스템의 대기에서 측정된 그라운드 레벨 온도를 지칭할 수 있다.
차량 지상고(Vehicle ground clearance)는 도로 또는 도로포장과 차량 플로어 팬의 최하부 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.
차량 마그네틱 지상고(Vehicle magnetic ground clearance)는 리츠선의 바닥 최하위 평면 또는 차량에 탑재된 VA 코일의 절연 재료와 도로포장 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.
차량 어셈블리(VA) 코일 표면 간격(Vehicle assembly coil surface distance)은 리츠선의 바닥 최하부의 평면 또는 VA 코일의 마그네틱 재료와 VA 코일의 최하위 외부 표면 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다. 이러한 거리는 보호 커버재 및 코일 포장재로 포장된 추가 아이템을 포함할 수 있다.
전술한 VA 코일은 2차 코일(secondary coil), 차량 코일(vehicle coil), 수신 코일(receiver coil) 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 그라운드 어셈블리 코일(ground assembly coil, GA coil)은 1차 코일(primary coil), 송신 코일(transmit coil) 등으로 지칭될 수 있다.
노출 도전 부품(Exposed conductive component)은 사람에 의해 접촉될 수 있고 평상시 전기가 흐르지 않지만 고장 시에 전기가 흐를 수 있는 전기적인 장치(예컨대, 전기차)의 도전성 부품을 지칭할 수 있다.
유해 라이브 요소(Hazardous live component)는 어떤 조건하에서 유해한 전기 쇼크를 줄 수 있는 라이브 구성요소를 지칭할 수 있다.
라이브 요소(Live component)는 기본적인 용도에서 전기적으로 활성화되는 모든 도체 또는 도전성 부품을 지칭할 수 있다.
직접 접촉(Direct contact)은 생물체인 사람의 접촉을 지칭할 수 있다.
간접 접촉(Indirect contact)은 절연 실패로 사람이 노출된, 도전된, 전기가 흐르는 활성 성분에 접촉하는 것을 지칭할 수 있다.(IEC 61140 참조)
얼라인먼트(Alignment)는 규정된 효율적인 전력 전송을 위해 전력공급측 장치에 대한 전기차량측 장치의 상대적인 위치를 찾는 절차 및/또는 전기차량측 장치에 대한 전력공급측 장치의 상대적인 위치를 찾는 절차를 가리킬 수 있다. 본 명세서에서 얼라인먼트는 무선 전력 전송 시스템의 위치 정렬을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
페어링(Pairing)은 전력을 전송할 수 있도록 배치된 단일 전용 그라운드 어셈블리(전력공급측 장치)와 차량(전기차)이 연관되는 절차를 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 페어링은 충전 스팟 또는 특정 그라운드 어셈블리와 차량 어셈블리 제어기의 연관 절차를 포함할 수 있다. 연관(Correlation/Association)은 두 피어 통신 실체들 사이의 관계 성립 절차를 포함할 수 있다.
하이 레벨 통신(High level communication)은 명령 및 제어 통신에서 담당하는 정보를 초과하는 모든 정보를 처리할 수 있다. 하이 레벨 통신의 데이터 링크는 PLC(Power line communication)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
저전력 기동(Low power excitation)은 정밀 포지셔닝과 페어링을 수행하기 위해 전기차가 전력공급측 장치를 감지하도록 그것을 활성화하는 것을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 그 역도 가능하다.
SSID(Service set identifier)는 무선랜 상에서 전송되는 패킷의 해더에 붙는 32-character로 이루어진 유니크한 식별자이다. SSID는 무선 장비에서 접속하려고하는 BSS(basic service set)를 구분해준다. SSID는 기본적으로 여러 개의 무선랜을 서로 구별해준다. 따라서 특정한 무선랜을 사용하려는 모든 AP(access point)와 모든 단말(terminal)/스테이션(station) 장비들은 모두 같은 SSID를 사용할 수 있다. 유일한 SSID를 사용하지 않는 장비는 BSS에 조인하는 것이 불가능하다. SSID는 평문으로 그대로 보여지기 때문에 네트워크에 어떠한 보안 특성도 제공하지 않을 수 있다.
ESSID(Extended service set identifier)는 접속하고자 하는 네트워크의 이름이다. SSID와 비슷하지만 보다 확장된 개념일 수 있다.
BSSID(Basic service set identifier)는 통상 48 bits로 특정 BSS(basic service set)를 구분하기 위해 사용한다. 인프라스트럭쳐 BSS 네트워크의 경우, BSSID는 AP 장비의 MAC(medium access control) 주소가 될 수 있다. 독립적인(independent) BSS나 애드혹(ad hoc) 네트워크의 경우, BSSID는 임의의 값으로 생성될 수 있다.
차징 스테이션(charging station)은 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리와 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리를 관리하는 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리 제어기를 포함할 수 있다. 그라운드 어셈블리는 적어도 하나 이상의 무선통신기를 구비할 수 있다. 차징 스테이션은 가정, 사무실, 공공장소, 도로, 주차장 등에 설치되는 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리를 구비한 장소를 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 전기차 유선 충전을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 전기차 유선 충전 방법은 전기차 충전 케이블(30)과 전기차(10)의 적어도 하나의 구성요소 및 기존의 건물 또는 충전 스탠드에 설치되어 있는 전력 소켓(40)의 상호 동작으로 수행될 수 있다.
여기서, 전기차(10)는 일반적으로 배터리와 같이 충전 가능한 에너지 저장 장치로부터 유도된 전류를 동력장치인 전기 모터의 에너지원으로 공급하는 차량(automobile)으로 정의할 수 있다.
또한, 전기차(10)는 전기 모터와 일반적인 내연기관(internal combustion engine)을 함께 갖는 하이브리드 자동차를 포함할 수 있고, 자동차(automobile)뿐만 아니라 모터사이클(motocycle), 카트(cart), 스쿠터(scooter) 및 전기 자전거(electric bicycle)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기차(10)는 유선으로 배터리를 충전할 수 있도록 플러그 접속구를 포함할 수도 있다. 이때, 유선으로 배터리를 충전할 수 있는 전기차(10)를 플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)로 지칭할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기차(10)에 구비된 플러그 접속구는 완속 충전을 지원하거나 급속 충전을 지원할 수 있다. 이때, 전기차(10)는 하나의 플러그 접속구를 통해 완속 충전과 급속 충전을 모두 지원하거나, 완속 충전과 급속 충전을 지원하는 각각의 플러그 접속구를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기차(10)는 완속 충전 또는 일반적인 전력 계통에서 공급되는 교류 전원을 통한 충전을 지원하기 위하여 온보드 충전기(On Board Charger)를 포함할 수 있다. 온보드 충전기는 완속 충전시 외부에서 유선으로 공급되는 교류 전원을 승압하고 직류 전원으로 변환하여 전기차(10)에 내장된 배터리에 공급할 수 있다. 따라서, 전기차(10)의 플러그 접속구에 완속 충전을 위한 교류 전원이 공급되는 경우 온보드 충전기를 거쳐 충전이 수행될 수 있고, 플러그 접속구에 급속 충전을 위한 직류 전원이 공급되는 경우 온보드 충전기를 거치지 않고 충전이 수행될 수 있다.
한편, 전기차 충전 케이블(30)은 충전 커넥터(31), 콘센트 소켓 접속부(33) 및 인케이블 컨트롤 박스(ICCB)(32) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 충전 커넥터(31)는 전기차(10)와 전기적으로 연결할 수 있는 접속 부일 수 있고, 인케이블 컨트롤 박스(ICCB; In-cable control box)(32)는 전기차(10)와 통신하여 전기차의 상태 정보를 수신하거나 전기차(10)로의 전력 충전을 제어할 수 있다.
여기서, 인케이블 컨트롤 박스(32)는 전기차 충전 케이블(10)에 포함되는 것으로 도시하였으나, 전기차 충전 케이블(10) 이외의 장소에 탑재되거나 SECC에 결합되거나 SECC로 대체될 수 있다.
여기서, 콘센트 소켓 접속부(33)는 일반적인 플러그나 코드셋 등의 전기 접속 기구로서 전력을 공급받는 콘센트에 접속될 수 있다.
예를 들어, 전력 소켓(40)은 기존에 전기차(10) 소유자의 집에 부속된 주차장, 주유소에서 전기차 충전을 위한 주차구역, 쇼핑 센터나 직장의 주차구역 등과 같이 다양한 장소에 설치된 콘센트를 지칭할 수 있다.
또한, 전력 소켓(40)이 설치된 건물이나 장소(예를 들면 스탠드)에 인케이블 컨트롤 박스(32) 또는 전기차(10)의 구성 요소 중 하나(예를 들면 EVCC)와 통신을 수행하여, 충전 절차를 제어하는 장치가 설치될 수 있는데, 이러한 장치를 SECC(Supply Equipment Communication Controller)로 지칭할 수 있다.
여기서, SECC는 유무선 통신을 통하여 전력망(power grid) 또는 전력망을 관리하는 인프라 관리 시스템(infrastructure management system), 전력 소켓(40)이 설치된 건물의 관리 서버(이하에서 설명하는 단지 서버) 또는 인프라 서버와 통신할 수 있다.
전력 소켓(40)은 전력 계통의 교류 전원을 그대로 공급할 수 있는데 예를 들어 1P2W(단상2선식)와 3P4W(3상4선식) 중 적어도 하나의 방식에 해당하는 교류 전원을 공급할 수 있다.
전기차 충전 케이블(30)은 완속 충전을 지원하여 완속 충전을 위한 전력을 전기차(10)에 공급할 수 있으며, 이때 완속 충전 전력량으로 3.3 ~ 7.7 (kWh) 사이의 전력을 전기차(10)에 공급할 수 있다.
또한, 전기차 충전 케이블(30)은 급속 충전을 지원하여 급속 충전을 위한 전력을 전기차(10)에 공급할 수도 있는데, 이때 급속 충전 전력량으로 50 ~ 100 (kWh) 사이의 전력을 전기차(10)에 공급할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예가 적용되는 전기차를 위한 무선 전력 전송을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 무선 전력 전송은 전기차(electric vehicle, 10)의 적어도 하나의 구성요소와 차징 스테이션(charging station, 20)에 의해서 수행될 수 있고, 전기차(10)에 무선으로 전력을 전송하기 위해서 이용될 수 있다.
여기서, 전기차(10)는 일반적으로 배터리(12)와 같이 충전 가능한 에너지 저장 장치로부터 유도된 전류를 동력장치인 전기 모터의 에너지원으로 공급하는 차량(automobile)으로 정의할 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 전기차(10)는 전기 모터와 일반적인 내연기관(internal combustion engine)을 함께 갖는 하이브리드 자동차를 포함할 수 있고, 자동차(automobile)뿐만 아니라 모터사이클(motocycle), 카트(cart), 스쿠터(scooter) 및 전기 자전거(electric bicycle)를 포함할 수 있다.
또한, 전기차(10)는 무선으로 배터리(12)를 충전할 수 있도록 수신 코일이 포함된 수신 패드(11)를 포함할 수 있으며, 유선으로 배터리(12)를 충전할 수 있도록 플러그 접속구를 포함할 수도 있다. 이때, 유선으로 배터리(12)를 충전할 수 있는 전기차(10)를 플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)로 지칭할 수 있다.
여기서, 차징 스테이션(20)은 전력망(power grid, 50) 또는 전력 백본(power backbone)에 연결될 수 있고, 전력 링크(power link)를 통하여 송신 코일이 포함된 송신 패드(21)에 교류(AC) 또는 직류(DC) 전력을 제공할 수 있다.
또한, 차징 스테이션(20)은 유무선 통신을 통하여 전력망(power grid, 50) 또는 전력망을 관리하는 인프라 관리 시스템(infrastructure management system) 또는 인프라 서버와 통신할 수 있고, 전기차(10)와 무선 통신을 수행할 수 있다.
여기서, 무선 통신에는 블루투스(Bluetooth), 지그비(zigbee), 셀룰러(cellular), 무선 로컬 영역 네트워크(wireless local area network) 등이 있을 수 있다.
또한, 예를 들어 차징 스테이션(20)은 전기차(10) 소유자의 집에 부속된 주차장, 주유소에서 전기차 충전을 위한 주차구역, 쇼핑 센터나 직장의 주차구역 등과 같이 다양한 장소에 위치할 수 있다.
여기서, 전기차(10)의 배터리(12)를 무선 충전하는 과정은 먼저 전기차(10)의 수신 패드(11)가 송신 패드(21)에 의한 에너지 장(energy field)에 위치하고, 송신 패드(21)의 송신 코일과 수신 패드(11)의 수신 코일이 서로 상호작용 또는 커플링됨으로써 수행될 수 있다. 상호작용 또는 커플링의 결과로 수신 패드(11)에 기전력이 유도되고, 유도된 기전력에 의해 배터리(12)가 충전될 수 있다.
또한, 차징 스테이션(20)과 송신 패드(21)는 그 전부 또는 일부를 그라운드 어셈블리(Ground Assembly; GA)로 지칭할 수 있고, 그라운드 어셈블리는 앞서 정의한 의미를 참조할 수 있다.
또한, 전기차(10)의 수신 패드(11)와 전기차의 다른 내부 구성요소 전부 또는 일부를 비히클 어셈블리(Vehicle Assembly; VA)로 지칭할 수 있는데, 여기서 비히클 어셈블리는 앞서 정의한 의미를 참조할 수 있다.
여기서, 송신 패드 또는 수신 패드는 비극성(non-polarized) 또는 극성(polarized)으로 구성될 수도 있다.
이때, 패드가 비극성이면 패드의 중앙에 하나의 극이 있고, 바깥 주변에 반대 극을 가질 수 있다. 여기서, 자속(flux)은 패드의 중앙에서 나가고(exit), 패드의 모든 바깥 경계에서 복귀(return)하도록 형성될 수 있다.
또한, 패드가 극성인 경우, 패드의 어느 한쪽 끝에 각각의 극을 가질 수 있다. 여기서, 자속은 패드의 방향(orientation)에 기초하여 형성될 수 있다.
한편, 전기차 충전을 위한 통신 표준 문서인 ISO 15118에 따르면, EV 및 EV 충전기는 메시지를 교환하여 전체 충전 프로세스를 제어한다. 즉, 차량측 통신제어기(EVCC; Electric Vehicle Communication Controller)와 전력공급측 통신제어기(SECC; Supply Equipment Communication Controller) 사이에 전기차 충전을 위한 통신이 이루어질 수 있다.
통신 전 EV는 먼저 충전기가 신뢰할 수 있는 운영자가 승인한 신뢰할 수 있는 시설인지 확인하기 위해 EV 충전기의 신원을 확인하고, 무단 액세스로부터 통신을 보호하기 위해 충전기와 보안 채널을 설정한다. 이러한 목표는 IETF RFC 5246에 정의된 표준화된 프로토콜 TLS(Transport Layer Security)에 의해 달성될 수 있다. TLS 세션은 IP 기반의 통신 연결 성립 절차 이후에 TLS 세션 설립 절차에 의해 생성될 수 있다. TLS의 보안은 EV 충전기가 속한 신뢰할 수 있는 운영자(operator)에 대한 EV의 신뢰 가정에 의존한다.
도 3은 본 발명이 적용되는 전기차 전력 전송 제어에 사용되는 통신 방법을 나타낸다.
전기차 충전 통신 표준 문서(예를 들어, ISO 15118-8, 15118-20)에 따르면, 전기차 충전을 위한 무선통신을 사용 시, 차량측 통신제어기(EVCC, Electric Vehicle Communication Controller)와 전력공급측 통신제어기(SECC, Supply Equipment Communication Controller) 사이의 통신 규격은 IEEE Std 802.11에 따를 수 있다. 즉, 전기차 전력 전송에는 차량측 통신제어기(EVCC)와 전력공급측 통신제어기(SECC) 간의 통신이 수반된다. 이때 하나의 EVSE마다 하나의 SECC가 사용되기도 하고, 복수의 EVSE가 하나의 SECC를 사용할 수도 있다.
또한, 유선 케이블을 통한 전력 전송은 IEC 61851에 따를 수 있다.
한편, VA(또는 EVCC)와 GA(SECC) 간에 수행되는 무선 충전 방법은 WPT WLAN 인지(Discovery) 단계, 무선통신 체결/충전장소 탐색(Association/Charging Spot Discovery) 단계, 위치정렬 승인 & 인증 및 위치정렬(Fine Alignment) 단계, 페어링(Pairing) 단계, 정렬 체크 및 무선충전 사전준비(Alignment Check & Pre-WPT) 단계, 무선 전력 전송(Wireless Power Transfer) 단계 등을 포함할 수 있다.
여기서, 페어링은 EVCC가 충전을 위해 올바른 SECC와 통신하고 있음을 확인하는 절차로, EVCC 및 SECC 간에 수행되는 프로세스이다. 페어링은 유선 전력 전송, 무선 전력 전송에 모두 필요한 프로세스일 수 있다. 다만, 유선 전력 전송에서의 페어링과 무선 전력 전송에서의 페어링은 세부 절차가 다를 수 있다.
도 4a는 전력 전송을 위한 통상적인 페어링 절차의 성공예를 도시한다.
도 4a에서는 유선 케이블을 통한 전력 전송이 이루어지는 환경에서 하나의 EVSE 및 SECC가 사용되는 예를 도시한다. 즉, EVSE1은 자신에게 부여된 SECC1을 통해 EVCC와 통신한다.
도 4a를 참조하면, EVCC는 WIFIPairingReq 메시지를 SECC1으로 송신하고, EVSE1의 SECC1은 WIFIPairingRes 메시지를 EVCC에게 회신하는 WIFIPairingReq/Res 메시지 루프를 통해 페어링 절차가 수행된다.
여기서, EVCC가 SECC로 전송하는 WIFIPairingReq 메시지는 "PairingStatus"와 관련한 파라미터를 포함할 수 있다. 또한, WIFIPairingRes 메시지는 EVSEProcessing, Number_Of_Toggles, ResponseCode, EVSEID 등의 파라미터를 포함할 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이 하나의 EVSE 및 이에 대응하는 하나의 SECC가 존재하는 경우 페어링 성공 확률이 높다 할 것이다.
도 4b는 전력 전송을 위한 통상적인 페어링 절차의 실패예를 도시한다.
도 4b는 유선 케이블을 통한 전력 전송이 이루어지는 환경에서 2개의 EVSE 및 각각의 EVSE에 대응하는 SECC가 EV 근처에 위치하는 예를 도시한다.
도 4b를 참조하면, 도 4a와 마찬가지로 EVCC는 WIFIPairingReq 메시지를 SECC1으로 송신하고, EVSE1의 SECC1은 WIFIPairingRes 메시지를 EVCC에게 회신하는 WIFIPairingReq/Res 메시지 루프를 통해 페어링 절차가 수행된다.
도 4b에 도시된 예에서처럼 EVCC가 통신 가능한 복수의 SECC가 존재하는 경우 페어링 실패 확률이 높아질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페어링 방법의 흐름도이다.
도 5에서는 EVCC가 통신 가능한 2개의 SECC가 근처에 위치하는 예를 도시한다. 앞서 도 4b를 통해 살펴본 바와 같이 EVCC가 통신 가능한 복수의 SECC가 존재하는 경우 페어링 실패 확률이 높아질 수 있는데, 본 발명에서는 이에 대한 해결책을 제시한다.
즉, EVCC가 SECC1과의 WiFi 페어링을 시도하였으나 페어링 실패의 결과를 얻은 경우, SECC1은 실패 응답으로 "Response = No toggle"을 설정하여 회신할 수 있다. 이때, SECC1은, SECC1 외에 EVCC가 페어링 가능한 대체 SECC에 대한 정보를 "ListOfAlternativeSECCs = SECC2"과 같이 표시하여 WIFIPairingRes 메시지를 구성하고, 이를 EVCC로 전송한다.
다시 말해, SECC1은 EV와의 WiFi 페어링에서 실패라는 결과를 얻었지만, 페어링 성공에 대한 힌트를 EVCC로 제공하는 것이다.
정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 ListOfAlternativeSECCs 파라미터를 포함하는 WiFiPairingRes 메시지가 제공될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 페어링 방법이 구현될 수 있는 계층적 SECC 아키텍쳐의 일 예를 도시한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 SECC 아키텍쳐는 하나 이상의 프록시 SECC를 포함할 수 있다. 프록시 SECC는 하나 이상의 EVSE 대응 SECC(SECC1, SECC2)와 통신할 수 있다. 각 SECC는 프록시 SECC에게 자신에 대한 정보를 송신하고, 프록시 SECC를 통해 주변에 위치하는 다른 SECC에 대한 정보를 제공받을 수 있다.
예를 들어, EVCC와 SECC2의 페어링 절차에서 최종적으로 페어링 실패의 결론을 얻고, SECC2가 대체 SECC에 대한 정보로서 (IP1, Port 1)을 프록시 SECC를 통해 EVCC로 전달할 수 있다. 해당 정보를 수신한 EVCC는 다음번 페어링 상대로 (IP1, Port 1)에 매칭되는 SECC1을 선택할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, EV가 플러그인되어 있거나 파킹하고 있는 EVSE를 제어하는 SECC를 찾는 데 유용한 정보를 제공하기 위해 WiFiPairingRes 메시지 내에 ListOfAlternativeSECCs를 추가할 수 있다.
여기서, EVCC가 SECC로 전송하는 WiFiPairingReq 메시지는 "PairingStatus"와 관련한 파라미터를 포함할 수 있고, 해당 파라미터는 PairingStatus = {"Init", "EV_Ready_To_Toggle", "End_Of_Toggle" }의 값을 가질 수 있다.
또한, WiFiPairingRes 메시지는 EVSEProcessing, Number_Of_Toggles, ResponseCode, EVSEID 등의 파라미터를 포함할 수 있다. 여기서, EVSEProcessing 파라미터는 {"Ongoing", "Finished"}의 값을 가질 수 있다. Number_Of_Toggles 파라미터는 정수 값을 가질 수 있다. 또한, ResponseCode 파라미터는 {"OK", "Failed_Wrong_Number_of_Toggles", "Failed_No_State_B"} 등의 값을 가질 수 있다. 또한, EVSEID 파라미터는 스트링(string) 형태의 값을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 WiFiPairingRes 메시지는 또한, ListOfAlternativeSECCs 파라미터를 포함할 수 있으며, 해당 파라미터는 높은 확률을 갖는 SECC 순서대로 해당 SECC에 대한 (SSID, BSSID, IP, Port) 정보를 포함하는 리스트를 포함할 수 있다. 여기서, BSSID(Basic service set identifier)는 SECC의 WiFi 인터페이스의 MAC 주소로서, 한 충전소에서 여러 개의 SECC가 동일한 SSID를 사용하는 경우 BSSID를 이용해 SECC를 구분할 수 있다.
다시 말해, ListOfAlternativeSECC는 현재 SECC와의 페어링 프로세스가 실패할 때 EV가 우선순위에 따라 연결하도록 권장되는 모든 SECC의 리스트를 제공할 수 있다. ListOfAlternativeSECCs 파라미터가 제공되지 않는 경우에는, (SSID, BSSID, IP, Port) 값이 NULL(empty)로 채워질 수 있다.
대체 SECC에 대한 리스트가 주어지면 EV는 주어진 순서대로 SECC에 연결할 수 있다. 예를 들어, EV는 제공된 SSID를 사용하여 무선 네트워크에 연결하고 SDP(Session Description Protocol)를 시작하거나 또는 제공된 IP 주소 및 포트 번호로 SECC에 직접 연결할 수 있다.
이때, SECC가 ListOfAlternativeSECCs 정보를 준비하는 데 더 많은 시간이 필요한 경우, SECC는 "EVSEProcessing"을 "Ongoing"으로 설정하고 "ResponseCode"를 "OK" 이외의 값으로 설정하여 WiFiPairingRes를 전송할 필요가 있다.
한편, 무선전력전송(Wireless Power Transfer; WPT)에도 이와 유사한 페어링 메커니즘이 존재한다. 무선전력 전송에서 EVCC와 SECC는 페어링 Req/Res 메시지를 통해, EV가 위치하는 프라이머리 코어를 제어하는 SECC와 통신하고 있는지 확인할 수 있다.
페어링은 EV에 의한 시그널링 및 EVSE에 의한 시그널링의 두 종류의 페어링을 포함할 수 있다, EV에 의한 시그널링의 경우, SECC가 EV로부터 신호를 수신할 때 다른 SECC와 해당 신호를 공유한다. 하지만, EVSE에 의한 시그널링의 경우 해당 메커니즘을 사용할 수 없다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에서는 WPT 페어링에 사용되는 PairingRes 메시지에 "ListOfAlternativeSECCs" 파라미터를 옵션 형태(optional)로 추가할 수 있다.
"ListOfAlternativeSECCs" 파라미터는 높은 확률을 갖는 순서대로 (SSID, BSSID, IP, Port) 리스트 정보를 포함할 수 있다. PairingRes 메시지 내에 ListOfAlternativeSECCs 파라미터가 제공되지 않는 경우에는 (SSID, BSSID, IP, Port) 값이 NULL(empty)로 채워질 수 있다.
정리하면 본 발명에서는, 전도성 전력 전송, 즉 케이블을 이용한 유선 전력 전송의 경우 ListOfAlternativeSECCs 파라미터를 WiFiPairingRes 메시지에 추가할 수 있다. 또한, 유도 전력 전송, 즉 무선 전력 전송의 경우에는 ListOfAlternativeSECCs 파라미터를 PairingRes 메시지에 추가할 수 있다. WiFiPairingRes 메시지 또는 PairingRes 메시지에 추가되는 ListOfAlternativeSECCs 파라미터는 높은 확률을 갖는 순서대로 (SSID, BSSID, IP, Port) 리스트 정보를 포함할 수 있으며, (SSID, BSSID, IP, Port) 모두 선택적으로 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 현재 SECC는, EV가 연결되어 있는 SECC가 어떤 것인지 또는 잘못된 EVSE 상에 파킹되어 있는지 알아낼 수 있다.
본 발명에서는 이를 위해 SECC들 간에 독점 통신(proprietary communication)이 필요하다. SECC들 간의 독점 통신을 본 발명에서는 ISEP(Inter-Supply Equipment Protocol)이라 부르기로 한다. ISEP 프로토콜은 크게 아래와 같은 3가지 유형의 메시징을 포함할 수 있다.
- 프로액티브(Proactive): 관찰된 이벤트(BCB 토글(전도성) 또는 신호 값(유도성))를 알리기 위해 SECC들에 대해 브로드캐스팅하는 메시지
- 리액티브(Reactive): 특정 BCB 토글 또는 신호를 수신한 가능한 올바른 SECC를 찾기 위한 SECC의 브로드캐스트-응답 메시지
- 트리거링(Triggering): 하나의 SECC가 다른 SECC에게 페어링 목적으로 EV에 대한 신호를 생성하도록 요청하는 메시지
본 발명의 일 실시예에 따른 ISEP는 UDP((Universal Datagram Protocol) 프로토콜을 이용하여 구현될 수 있다. 각 SECC는 정해진 UDP 포트(예를 들어, 151182)를 열어 ISEP에 사용할 수 있다. 또한, ISEP는 인코딩 방식으로 JSON을 사용할 수 있다.
도 7a은 본 발명의 일 실시예에 따른 ISEP 이벤트 알림(Announce) 메시지 구조를 나타낸다.
도 7a에 도시된 ISEP 이벤트 알림(Announce) 메시지는 프로액티브 ISEP 메시지의 일 예로서, 브로드캐스트 기반 UDP 프로토콜을 사용할 수 있다.
각 SECC는 ISEP 이벤트 알림(Announce) 메시지를 통해 자신의 진행중인 세션에 연결할 수 없는 BCB 토글/신호 이벤트의 리스트를 알린다. AnnouncePeriod 파라미터는 각 SECC가 해당 이벤트 리스트를 알리는 주기의 취소값을 나타낼 수 있다. ISEP 이벤트 알림 메시지를 수신하는 SECC는 수신한 정보를 사용하여 페어링에 실패한 EV에게 시도할 수 있는 대체 무선 네트워크 또는 SECC의 IP 주소 및 포트 번호를 추천할 수 있다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 ISEP 이벤트 요청(Request) 및 응답(response) 메시지의 구조를 나타낸다.
도 7b에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 ISEP 이벤트 요청(Request) 메시지 및 ISEP 이벤트 응답(response) 메시지는, 리액티브 ISEP 메시지의 일 예이다.
리액티브 ISEP 메시지는 선택사항이며(optional) 프로액티브 메시지로 문제를 해결할 수 없는 경우에만 전송될 수도 있다. 리액티브 메시지는 또한, 브로드캐스트-응답 UDP 프로토콜을 사용할 수 있다. SECC가 특정 이벤트에 대한 문의를 브로드캐스트할 수 있고, 이를 수신한 SECC가 문의와 일치하는 토글 이벤트를 관찰했지만 진행 중인 자신의 세션에 연결되지 않은 경우 문의한 SECC에 대해 응답(유니캐스트)할 수 있다.
도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 트리거링 이벤트 메시지 구조를 나타낸다.
도 7c에 도시된 트리거링 이벤트 요청 메시지 및 트리거링 이벤트 응답 메시지는 트리거링 ISEP 메시지의 예들이다. 트리거링 메시지는 페어링 신호가 EVSE에 의해 생성되어야 할 경우(예를 들어, LPE(Low Power Excitation) 페어링)에만 사용될 수 있다.
이때, 트리거링 요청-응답 메시지는 브로드캐스트-유니캐스트 메시지 형태일 수 있지만, 유니캐스트-유니태스트 형태도 가능하다. 보다 구체적으로, SECC는 임의로 선택된 값을 사용해 EV에게 신호를 보내도록 하는 요청을 브로드캐스트할 수 있다. 이를 수신한 하나 이상의 다른 SECC는 자신의 사용되지 않는 EVSE에서 임의의 값을 이용해 신호를 송신하고, 이후 해당 신호에 사용된 값을 표시하여 요청한 SECC에게 응답한다. 또한, SECC는 수신하는 SECC가 지정한 값을 사용해 EV에게 신호를 송신하도록 하는 요청을 유니캐스트로 송신할 수 있다. 이를 수신한 하나 이상의 다른 SECC는 지정된 값을 이용해 EV에게 신호를 송신하고, 이후 요청한 SECC에게 응답할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 프로액티브 메시지를 이용해 페어링을 수행하는 방법의 일 실시예를 도시한다.
충전 세션이 시작되고, EVCC가 충전 방식에 따라 WiFiPairingRes 메시지 또는 PairingRes 메시지를 SECC로 전송한다. 페어링 루프를 따라 메시지를 교환한 결과 페어링이 실패한 경우 EVCC는 해당 SECC로부터 잘못된 토글 또는 신호를 수신한다(S820). 이때, SECC는 주변의 다른 SECC들과의 ISEP 메시지 교환을 통해 보관하고 있던 ISEP.AnnounceEvents 메시지들을 살펴본다. SECC는 해당 메시지들 에 포함된 최근 이벤트들을 검토하여, 각 SECC에 대한 (SSID, BSSID, IP, Port)를 포함하는 리스트를 생성하고, 해당 리스트를 포함하는 WiFiPairingRes 또는 PairingRes 메시지를 EVCC 에게 제공할 수 있다(S821).
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 페어링 제어 방법의 순서도이다.
도 9에 도시된 페어링 제어 방법은 전기차로의 전력 공급을 제어하는 장치(Supply Equipment Communication Controller; SECC) 또는 공급 장치(EVSE)에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 페어링 제어 방법에서는, 우선 SECC가 ISEP 메시지를 이용해 적어도 하나의 다른 SECC에 대한 정보를 획득하는 단계(S9100)가 선행될 수 있다. 다른 SECC에 대한 정보를 획득하는 절차는 도 7a 내지 도 7c 및 도 8을 통해 살펴본 바와 같이 SECC들 간에 교환되는 ISEP 메시지를 이용해 주기적으로 또는 필요에 따라 수행될 수 있다.
여기서, ISEP 메시지는 프로액티브(Proactive) 유형, 리액티브(Reactive) 유형, 및 트리거링(Triggering) 유형의 메시지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 리액티브 유형의 메시지는 상기 프로액티브 메시지로 문제를 해결할 수 없는 경우 사용되는 선택사항(optional)일 수 있다. 또한, 트리거링 유형의 메시지는 페어링 신호가 전력공급장치(Electric Vehicle Supply Equipment; EVSE)에 의해 생성되는 경우 사용될 수 있다.
충전세션이 개시되면(S920), SECC가 전기차와 하나 이상의 페어링 메시지를 교환한다(S930).
SECC는 전기차와의 페어링 실패시 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 생성하고(S940), 대체 SECC에 대한 정보를 포함하는 페어링 응답 메시지를 상기 전기차로 전송한다(S950). 대체 SECC에 대한 정보를 생성할 때 SECC는, 각 SECC가 브로드캐스트하는 이벤트 알림 메시지에 포함된 SECC에 대한 정보를 검토할 수 있다. 여기서, 다른 SECC에 대한 정보는 SECC의 SSID, BSSID, IP, Port 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 제어 방법의 순서도이다.
도 10에 도시된 충전 제어 방법은 EVCC 또는 전기차(Electrical Vehicle; EV)에 의해 수행될 수 있다.
전기차는 우선 공급제어장치(Supply Equipment Communication Controller; SECC)와 충전세션 개시 절차를 수행하고(S1010), 공급제어장치와 페어링 메시지를 교환한다(S1020).
이후, 전기차는 페어링 결과와 관련한 페어링 응답 메시지를 상기 공급제어장치로부터 수신하는데(S1030), 페어링 결과가 실패인 경우 상기 페어링 응답 메시지에 포함된 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 추출한다(S1040).
여기서, 다른 SECC에 대한 정보는 SECC의 SSID, BSSID, IP, Port 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 다른 SECC에 대한 정보는, ISEP(Inter-Supply Equipment Protocol)을 이용해 복수의 SECC 간에 이루어지는 통신을 통해 얻어질 수 있다.
여기서, ISEP 메시지는 프로액티브(Proactive) 유형, 리액티브(Reactive) 유형, 및 트리거링(Triggering) 유형의 메시지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 리액티브 유형의 메시지는 상기 프로액티브 메시지로 문제를 해결할 수 없는 경우 사용되는 선택사항(optional)일 수 있다. 상기 트리거링 유형의 메시지는 페어링 신호가 전력공급장치(Electric Vehicle Supply Equipment; EVSE)에 의해 생성되는 경우 사용될 수 있다.
이후 전기차는 대체 SECC에 대한 정보를 이용해 다른 SECC와의 페어링을 시도할 수 있다(S1050).
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력공급 제어 장치의 블록 구성도이다.
도 11에 도시된 실시예에 나타낸 전력공급 제어 장치(200)는 전력공급측 통신제어기(SECC, Supply Equipment Communication Controller) 또는 전력공급 장치(supply device)일 수 있다. 즉, 본 명세서에서 전력공급 제어 장치의 구성은 명칭에 한정되지 않으며, 기능에 의해 정의될 수 있다. 또한, 복수의 기능을 하나의 구성이 수행할 수 있으며, 하나의 기능을 복수의 구성이 수행할 수도 있다.
전력공급 제어 장치(200)는 적어도 하나의 프로세서(210) 및 프로세서를 통해 상술한 동작이 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하고 있는 메모리(220), 및 통신 모듈(230)을 포함할 수 있다.
프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있고, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU), 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit, GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있고, 읽기 전용 메모리(Read Only Memory, ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory, RAM)로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 전기차(Electrical Vehicle; EV)와 충전세션 개시 절차를 수행하도록 하는 명령; 상기 전기차와 하나 이상의 페어링 메시지를 교환하도록 하는 명령; 상기 전기차와의 페어링 실패시 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 생성하도록 하는 명령; 및 상기 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 포함하는 페어링 응답 메시지를 상기 전기차로 전송하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
한편, 전력공급 제어 장치(200)는 통신 모듈(230)을 통해 차량측 통신제어기(EVCC, Electric Vehicle Communication Controller)와의 통신을 제공할 수 있다. 여기서, 통신 모듈은 WiFi 통신을 수행할 수 있는 통신 모듈을 포함할 수 있고, 3G 통신 및 4G 통신을 수행할 수 있는 통신 모듈도 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (22)

  1. 전기차로의 전력 공급을 제어하는 장치(Supply Equipment Communication Controller; SECC)에 의해 수행되는 페어링 제어 방법으로서,
    전기차(Electrical Vehicle; EV)와 충전세션 개시 절차를 수행하는 단계;
    상기 전기차와 하나 이상의 페어링 메시지를 교환하는 단계;
    상기 전기차와의 페어링 실패시 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 포함하는 페어링 응답 메시지를 상기 전기차로 전송하는 단계를 포함하는, 페어링 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 SECC는 ISEP(Inter-Supply Equipment Protocol)을 이용해 적어도 하나의 다른 SECC와 통신하는, 페어링 제어 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 SECC가 ISEP 메시지를 이용해 적어도 하나의 다른 SECC에 대한 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는, 페어링 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전기차와의 페어링 실패시 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 생성하는 단계는,
    각 SECC가 브로드캐스트하는 이벤트 알림 메시지에 포함된 SECC에 대한 정보를 검토하는 단계를 포함하는, 페어링 제어 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보는 SECC의 SSID(Service Set Identifier), BSSID(Basic Service Set Identifier), IP, Port 중 하나 이상을 포함하는, 페어링 제어 방법.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 ISEP는 프로액티브(Proactive) 유형, 리액티브(Reactive) 유형, 및 트리거링(Triggering) 유형의 메시지 중 하나 이상을 포함하는, 페어링 제어 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 리액티브 유형의 메시지는 상기 프로액티브 메시지로 문제를 해결할 수 없는 경우 사용되는 선택사항인(optional), 페어링 제어 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 트리거링 유형의 메시지는 페어링 신호가 전력공급장치(Electric Vehicle Supply Equipment; EVSE)에 의해 생성되는 경우 사용되는, 페어링 제어 방법.
  9. 전기차로의 전력 공급을 제어하는 장치(Supply Equipment Communication Controller; SECC)로서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    전기차(Electrical Vehicle; EV)와 충전세션 개시 절차를 수행하도록 하는 명령;
    상기 전기차와 하나 이상의 페어링 메시지를 교환하도록 하는 명령;
    상기 전기차와의 페어링 실패시 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 생성하도록 하는 명령; 및
    상기 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 포함하는 페어링 응답 메시지를 상기 전기차로 전송하도록 하는 명령을 포함하는, 전력 공급 제어 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    ISEP(Inter-Supply Equipment Protocol)을 이용해 적어도 하나의 다른 SECC와 통신하는, 전력 공급 제어 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 SECC가 ISEP 메시지를 이용해 적어도 하나의 다른 SECC에 대한 정보를 획득하도록 하는 명령을 포함하는, 전력 공급 제어 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 전기차와의 페어링 실패시 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 생성하도록 하는 명령은,
    각 SECC가 브로드캐스트하는 이벤트 알림 메시지에 포함된 SECC에 대한 정보를 검토하도록 하는 명령을 포함하는, 전력 공급 제어 장치.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보는 SECC의 SSID(Service Set Identifier), BSSID(Basic Service Set Identifier), IP, Port 중 하나 이상을 포함하는, 전력 공급 제어 장치.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 ISEP는 프로액티브(Proactive) 유형, 리액티브(Reactive) 유형, 및 트리거링(Triggering) 유형의 메시지 중 하나 이상을 포함하는, 전력 공급 제어 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 리액티브 유형의 메시지는 상기 프로액티브 메시지로 문제를 해결할 수 없는 경우 사용되는 선택사항인(optional), 전력 공급 제어 장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 트리거링 유형의 메시지는 페어링 신호가 전력공급장치(Electric Vehicle Supply Equipment; EVSE)에 의해 생성되는 경우 사용되는, 전력 공급 제어 장치.
  17. 전기차(Electrical Vehicle; EV)에 의해 수행되는 충전 제어 방법으로서,
    공급제어장치(Supply Equipment Communication Controller; SECC)와 충전세션 개시 절차를 수행하는 단계;
    상기 공급제어장치와 페어링 메시지를 교환하는 단계;
    페어링 결과와 관련한 페어링 응답 메시지를 상기 공급제어장치로부터 수신하는 단계;
    상기 페어링 결과가 실패인 경우 상기 페어링 응답 메시지에 포함된 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보를 추출하는 단계; 및
    상기 대체 SECC에 대한 정보를 이용해 다른 SECC와의 페어링을 시도하는 단계를 포함하는, 충전 제어 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보는 SECC의 SSID(Service Set Identifier), BSSID(Basic Service Set Identifier), IP, Port 중 하나 이상을 포함하는, 충전 제어 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 하나 이상의 대체 SECC에 대한 정보는, ISEP(Inter-Supply Equipment Protocol)을 이용해 복수의 SECC 간에 이루어지는 통신을 통해 획득되는, 충전 제어 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 ISEP는 프로액티브(Proactive) 유형, 리액티브(Reactive) 유형, 및 트리거링(Triggering) 유형의 메시지 중 하나 이상을 포함하는, 충전 제어 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 리액티브 유형의 메시지는 상기 프로액티브 메시지로 문제를 해결할 수 없는 경우 사용되는 선택사항인(optional), 충전 제어 방법.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 트리거링 유형의 메시지는 페어링 신호가 전력공급장치(Electric Vehicle Supply Equipment; EVSE)에 의해 생성되는 경우 사용되는, 충전 제어 방법.
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