WO2024005604A1 - 전기차 충전을 위한 무선랜 기반의 충전 통신 장치 및 방법 - Google Patents

전기차 충전을 위한 무선랜 기반의 충전 통신 장치 및 방법 Download PDF

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Myongji University
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Definitions

  • the present invention relates to automatic connection device (ACD) charging communication technology for electric vehicles (EV), and more specifically, to wireless local area network (WLAN) and UWB ( This is about ISO 15118-based ACD charging communication technology through Ultra-Wide Band) technology.
  • ACD automatic connection device
  • WLAN wireless local area network
  • UWB This is about ISO 15118-based ACD charging communication technology through Ultra-Wide Band
  • Electric vehicles which are being developed recently, drive motors with battery power, produce fewer air pollutants such as exhaust gases and noise than conventional gasoline engine vehicles, have fewer breakdowns, have a longer lifespan, and are easier to drive. It has the advantage of being simple to operate.
  • Electric vehicles are classified into Hybrid Electric Vehicle (HEV), Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV), and Electric Vehicle (EV) depending on the driving source.
  • HEV has an engine as main power and a motor as auxiliary power.
  • PHEV has a motor that provides main power and an engine that is used when the battery is discharged.
  • EVs have a motor, but no engine.
  • the electric vehicle charging system can basically be defined as a system that charges the battery mounted on an electric vehicle using power from the commercial power distribution grid or energy storage device.
  • These electric vehicle charging systems can take various forms depending on the type of electric vehicle.
  • an electric vehicle charging system may include a conductive charging system using a cable or a non-contact wireless power transmission system.
  • the vehicle assembly (VA) mounted on the electric vehicle engages inductive resonance coupling with the transmission pad of the ground assembly (GA) located at the charging station or charging spots. It is possible to charge the battery of an electric vehicle using the power transmitted from the ground assembly through inductive resonance coupling.
  • a robot arm or manipulator When charging an electric vehicle, a robot arm or manipulator can be used to supply power from the electric vehicle power supply (EVSE) to the electric vehicle charging door/port.
  • EVSE electric vehicle power supply
  • the message sequence between the power grid or grid and an electric vehicle (EV) is generated between a power supply equipment communication controller (SECC) located on the grid side and an electric vehicle communication controller (EVCC) mounted on the electric vehicle. It is predefined between electric vehicle communication controllers and takes the form of exchanging request message and response message pairs.
  • SECC power supply equipment communication controller
  • EVCC electric vehicle communication controller
  • Electric vehicles usually charge their vehicle batteries using a charging method using an automatic connection device or wireless power transmission, or using an alternating current (AC) or direct current (DC) charging method.
  • the electric vehicle exchanges messages related to session setup, vehicle positioning setup, vehicle positioning, pairing, authentication/authorization setup, authentication/authorization, service discovery, service details, service selection, etc. with the SECC.
  • the electric vehicle After the electric vehicle receives the vehicle positioning setup response message, if it does not find a compatible method for positioning or pairing for an automatic connection device or wireless power transfer, the electric vehicle performs service discovery through service renegotiation in the session stop state. You can move to this state.
  • the automatic connection device pantograph (ACDP) protocol for message sequencing between electric vehicles and the grid is not sufficient in related standards (e.g., ISO 15118) or the prior art, and message parameters need to be changed for this. And, accordingly, the message sequence needs to be changed.
  • VSE Vehicle Specific Element
  • ACDU ACD Underbody
  • ACDS automatic connection device sidearm
  • the purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a charging communication method and device of ISO 15118 for ACD using wireless local area network (WLAN) and UWB (Ultra-Wide Band).
  • WLAN wireless local area network
  • UWB Ultra-Wide Band
  • One of the purposes of the present invention is to provide an ACD charging communication method that defines a new namespace, changes message parameters, changes message sequences, and uses a docking-undocking-pairing mechanism.
  • One of the other purposes of the present invention is to provide an ACD charging communication method that defines VSE additional information parameters for ACDP, ACDU or ACDS.
  • One of the other objects of the present invention is to provide a charging communication method for an ACD using docking-undocking means using robotics (manipulator or robot arm).
  • One of the other objects of the present invention is to more effectively perform a number of procedures in the communication between the electric vehicle/EVCC and the power supply equipment (EVSE)/SECC and the charging process between the primary assembly and the secondary assembly using two or more different communication techniques.
  • the goal is to provide a charging communication method for ACD that can be performed.
  • each communication technology has strengths and weaknesses, and the present disclosure proposes selective application of communication technologies that can play a more effective role in various procedures of the electric vehicle charging process.
  • a charging communication method performed between an electric vehicle power supply controller (SECC, Supply Equipment Communication Controller) and an electric vehicle communication controller (EVCC, Electric Vehicle Communication Controller) provides power to the electric vehicle.
  • SECC Supply Equipment Communication Controller
  • EVCC Electric Vehicle Communication Controller
  • This is a charging communication method performed between the SECC associated with the primary assembly that transmits and the EVCC associated with the secondary assembly that is mounted on the electric vehicle and receives power from the primary assembly.
  • a charging communication method for charging an electric vehicle includes performing a communication connection between the SECC and the EVCC using a first communication technique; Initialization for connection and pairing by a second communication technique is performed between the SECC and EVCC based on information about the second communication technique; Pairing and positioning between the primary assembly and the secondary assembly are performed between the SECC and EVCC by a second communication technique; and docking, charging, and undocking between the primary assembly and the secondary assembly by a second communication technique between the SECC and EVCC.
  • the charging communication method for charging an electric vehicle is a second communication method available between the SECC and EVCC by the first communication technique between the SECC and EVCC in a state in which communication is connected between the SECC and EVCC by a first communication technique. It may further include a step in which SECC Discovery Protocol (SDP) is performed to mutually share information about communication techniques.
  • SDP SECC Discovery Protocol
  • EVID electric vehicle identifier
  • EVSEID electric vehicle power supply identifier
  • ACD automatic charging device
  • ETT energy transfer type
  • VSE Vehicle Specific Element
  • pairing between the primary assembly and the secondary assembly Additional information related to pairing, positioning, and charging can be shared between the SECC and EVCC.
  • the additional information includes at least one of the following: pairing between the primary assembly and the secondary assembly, available options for positioning, Automatic Charging Device (ACD) type and function for charging, and energy type. It can be included.
  • ACD Automatic Charging Device
  • a charging communication method for charging an electric vehicle includes the steps of disconnecting the SECC and EVCC by a second communication technique after undocking is performed between the primary assembly and the secondary assembly; And it may further include the step of releasing the connection between the SECC and the EVCC using the first communication technique after the connection between the SECC and the EVCC is released using the second communication technique.
  • the charging communication method for charging an electric vehicle includes communication between SECC and EVCC after pairing and positioning between secondary assemblies are performed and before docking between primary and secondary assemblies is performed. It may further include performing at least one of authorization/authorization, negotiation, and parameter exchange for power transmission between the primary assembly and the secondary assembly by the first communication technique. there is.
  • the step of performing initialization for connection and pairing by the second communication technique may include the SECC transmitting a wake-up command to the primary assembly and the EVSE transmitting a wake-up command to the secondary assembly. .
  • the step in which docking, charging, and undocking are performed between the primary assembly and the secondary assembly involves SECC transmitting state information related to docking, charging, and undocking to the primary assembly.
  • docking, charging, and undocking may be performed by at least one robotics mechanism of primary assembly and secondary assembly.
  • An electric vehicle communication controller (EVCC, Electric Vehicle Communication Controller) according to an embodiment of the present invention is an EVCC mounted on an electric vehicle and associated with a secondary assembly that receives power from the primary assembly, and receives at least one command from memory. Includes a processor that receives and executes.
  • the processor of the EVCC performs a communication connection with the electric vehicle power supply controller (SECC, Supply Equipment Communication Controller) associated with the primary assembly using a first communication technique, and performs a communication connection based on information about the SECC and the second communication technique.
  • SECC electric vehicle power supply controller
  • 2 Perform initialization for connection and pairing by communication technique, perform pairing and positioning between primary assembly and secondary assembly by SECC and second communication technique, and perform pairing and positioning between SECC and second communication technique. Controls docking, charging, and undocking between the primary assembly and the secondary assembly.
  • the processor of the EVCC can perform the SECC Discovery Protocol (SDP) to mutually share information about the second communication technique available in the relationship with the SECC while being connected to the SECC by the first communication technique.
  • SDP SECC Discovery Protocol
  • the processor of the EVCC can mutually share at least one of the SECC and the electric vehicle identifier (EVID), electric vehicle power supply identifier (EVSEID), and automatic charging device (ACD) type for charging.
  • EVID electric vehicle identifier
  • EVSEID electric vehicle power supply identifier
  • ACD automatic charging device
  • At least one of the types of available second communication techniques and information required for communication connection/setting of the second communication technique can be mutually shared.
  • the processor of the EVCC uses the VSE (Vendor Specific Element) data format to determine the energy transfer type (ETT) and the primary assembly and the secondary assembly. Additional information related to pairing, positioning, and charging can be shared with SECC.
  • VSE Vehicle Specific Element
  • An electric vehicle power supply controller (SECC, Supply Equipment Communication Controller) according to an embodiment of the present invention is a SECC associated with a primary assembly that transmits power to an electric vehicle, and receives and executes at least one command from memory. Includes a processor that
  • the processor of the SECC performs a communication connection using a first communication technique with an Electric Vehicle Communication Controller (EVCC) associated with a secondary assembly that is mounted on the electric vehicle and receives power from the primary assembly, and connects the EVCC and the second assembly.
  • EVCC Electric Vehicle Communication Controller
  • initialization is performed for connection and pairing by the second communication technique, and pairing and positioning between the primary assembly and the secondary assembly are performed by EVCC and the second communication technique.
  • docking, charging, and undocking between the primary assembly and the secondary assembly are controlled using the EVCC and the second communication technique.
  • the processor of the SECC may perform the SECC Discovery Protocol (SDP) to mutually share information about the second communication technique available in the relationship with the EVCC while being connected to the EVCC through the first communication technique.
  • SDP SECC Discovery Protocol
  • the SECC's processor can mutually share at least one of the EVCC and electric vehicle identifier (EVID), electric vehicle power supply identifier (EVSEID), and automatic charging device (ACD) type for charging. and at least one of the type of available second communication technique and the information required for communication connection/setting of the second communication technique can be mutually shared.
  • EVID electric vehicle identifier
  • EVSEID electric vehicle power supply identifier
  • ACD automatic charging device
  • the processor of the SECC uses the VSE (Vendor Specific Element) data format to determine the energy transfer type (ETT) and between the primary assembly and the secondary assembly. Additional information related to pairing, positioning, and charging can be shared with EVCC.
  • VSE Vehicle Specific Element
  • the performance of ACD charging communication can be improved and user convenience can be improved.
  • EVSE electric vehicle supply equipment
  • effective message types and data formats can be provided so that procedures for preparatory steps for positioning and power supply between the electric vehicle and the charging manipulator can be performed.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an architecture for charging communication of an ACD for charging an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a conceptual diagram showing an architecture for charging communication of an ACD for charging an electric vehicle according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a charging communication technology of an ACD using wireless LAN (WLAN) and UWB communication that can be adopted in the architecture of FIG. 1 or FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.
  • WLAN wireless LAN
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a charging communication technology of an ACD using wireless LAN (WLAN) and UWB communication that can be adopted in the architecture of FIG. 1 or FIG. 2 according to another embodiment of the present invention.
  • WLAN wireless LAN
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating in detail a portion of the process of FIG. 3 or FIG. 4 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating VSE of SECC and EVCC that can be employed in a discovery and connection session according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating ETT (Energy Transfer Type) settings that can be employed in a discovery and connection session according to an embodiment of the present invention.
  • ETT Electronic Transfer Type
  • Figure 8 is a conceptual diagram illustrating a proposed change to the ISO 15118-8-based ACD ETT that can be adopted in the ACD charging communication method according to an embodiment of the present invention.
  • SDP Service Discovery Protocol
  • Figure 11 is a conceptual diagram illustrating a proposal for a new service ID that can be employed in a service discovery session according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 12 is a conceptual diagram illustrating a proposal of configuration parameters of DC-ACDS service that can be adopted in the service detailed format according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating in detail the remaining part of the process of FIG. 3 or FIG. 4 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 14 is a conceptual block diagram of the internal structure of a charging communication device for an ACD according to an embodiment of the present invention, a computing system capable of implementing generalized SECC and EVCC.
  • first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
  • the term 'and/or' includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
  • “at least one of A and B” may mean “at least one of A or B” or “at least one of combinations of one or more of A and B.” Additionally, in embodiments of the present application, “one or more of A and B” may mean “one or more of A or B” or “one or more of combinations of one or more of A and B.”
  • Positioning, Docking/Undocking Control, or technologies for transmitting and receiving information necessary to perform each process can use known technologies before the application of the present invention, and these known technologies At least some of them can be applied as elemental technologies necessary for practicing the present invention.
  • Electric Vehicle may refer to an automobile defined in 49 CFR (code of federal regulations) 523.3, etc. Electric vehicles can be used on highways and can be driven by electricity supplied from a vehicle-mounted energy storage device, such as a rechargeable battery from a power source external to the vehicle. Power sources may include residential or public electric services or vehicle-mounted fuel-fired generators.
  • An electric vehicle may be referred to as an electric car, electric automobile, electric road vehicle (ERV), plug-in vehicle (PV), plug-in vehicle (xEV), etc.
  • 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), and PHEV (plug-in electric vehicle). hybrid electric vehicle), etc.
  • a plug-in electric vehicle can be referred to as an electric vehicle that connects to the power grid to recharge the vehicle's on-board primary battery.
  • a plug-in vehicle may be referred to herein as a vehicle that can be recharged through a wireless charging method from an electric vehicle supply equipment (EVSE) without using a physical plug or socket.
  • 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 vehicle is a vehicle with three or four wheels powered by an electric motor supplied with current from a rechargeable battery or other energy device, primarily for use on public streets, roads and highways. It can refer to a vehicle you have. Lightweight plug-in electric vehicles can be defined as having a total weight of less than 4.545 kg.
  • the wireless power charging system is a system for control between the Supply Device (or Ground Assembly, GA) and EV device (or Vehicle Assembly, VA), including wireless power transmission, alignment (position alignment), and communication. It can be referred to.
  • Wireless power transfer can refer to the transfer of electrical power from an alternating current (AC) power supply network, such as a utility or grid, to an electric vehicle through non-contact means.
  • AC alternating current
  • a utility provides electrical energy and is usually a set of systems that include a Customer Information System (CIS), Advanced Metering Infrastructure (AMI), and Rates and Revenue system. It may be referred to as .
  • CIS Customer Information System
  • AMI Advanced Metering Infrastructure
  • Rates and Revenue system It may be referred to as .
  • Utilities make energy available to plug-in electric vehicles through price tags or discrete events. Additionally, utilities can provide information on tariff rates, intervals for metered power consumption, and validation of electric vehicle programs for plug-in electric vehicles.
  • Smart charging can be described as a system where EVSE and/or electric vehicles (including plug-in hybrid electric vehicles) communicate with the power grid to optimize the vehicle charge or discharge rate to grid capacity or time-of-use cost ratio.
  • Automatic charging can be defined as the operation of placing a vehicle in an appropriate position and conducting conductive or inductive charging with respect to a primary charger assembly capable of transmitting power. Automatic recharge can be performed after obtaining the necessary authentication and permissions.
  • Interoperability can refer to a state in which components of a system relative to each other can work together to perform the desired operation of the overall system.
  • Information interoperability can refer to the ability of two or more networks, systems, devices, applications or components to share and easily use information securely and effectively with little or no inconvenience to users. .
  • An inductive charging system can refer to a system that electromagnetically transfers energy in the forward direction from the electricity supply network to an electric vehicle through a transformer in which the two parts are loosely coupled.
  • the inductive charging system may correspond to an electric vehicle charging system.
  • An inductive coupler may refer to a transformer that is formed of a primary device and a secondary device and transmits power through electrical insulation.
  • Inductive coupling can refer to magnetic coupling between two coils.
  • the two coils may refer to the primary coil/ground assembly coil and the secondary coil/vehicle assembly coil.
  • a supply power circuit (SPC)/ground assembly (GA) is an assembly that is placed on the primary/ground assembly or infrastructure side, including the primary coil/GA coil and other appropriate components. It can be referred to.
  • Other suitable components may include at least one component to control the impedance and resonant frequency, a ferrite to strengthen the magnetic path, and an electromagnetic shielding material.
  • the SPC or GA may include wiring from the power/frequency conversion device, SPC controller/GA controller, and grid necessary to function as a power source for the wireless charging system, and wiring between each unit and filtering circuits, housing, etc. You can.
  • EV power circuit (EVPC)/Vehicle assembly (VA) may refer to an assembly placed in a vehicle, including the secondary coil/VA coil and other appropriate components.
  • Other suitable components may include at least one component to control the impedance and resonant frequency, a ferrite to strengthen the magnetic path, and an electromagnetic shielding material.
  • EVPC or VA is the wiring between each unit and filtering circuits, housing, etc., as well as the wiring of the rectifier/power converter, EVPC controller/VA controller, and vehicle battery required to function as a vehicle component of the wireless charging system. may include.
  • the above-described SPC may be referred to or classified as a ground assembly (GA), etc., and similarly, the EVPC may be referred to or classified as a vehicle assembly (VA), etc.
  • G ground assembly
  • VA vehicle assembly
  • the GA described above may be referred to as a primary device (PD), a primary device, etc., and similarly, VA may be referred to as a secondary device (SD), a secondary device, etc.
  • the GA described above may be referred to as a supply device, a power supply side device, etc., and similarly, VA may be referred to as an electric vehicle device (EV device), an electric vehicle side device, etc.
  • EV device electric vehicle device
  • the primary device may be a device that provides contactless coupling to the secondary device, that is, a device external to the electric vehicle.
  • a primary device may be referred to as a primary device.
  • the primary device can act as a power source to transmit power.
  • the primary device may include a housing and all covers.
  • the secondary device may be a device mounted on an electric vehicle that provides contactless coupling to the primary device. Secondary devices may be referred to as secondary devices. When the electric vehicle receives power, the secondary device can transfer power from the primary device to the electric vehicle.
  • the secondary device may include a housing and all covers.
  • the supply power electronics may be part of the SPC or GA that adjusts the output power level to the primary/GA coil based on information from the vehicle.
  • the EV power electronics may be part of the EVPC or VA, which monitors specific vehicle parameters during charging and initiates communication with the SPC or GA to control the output power level.
  • the above-mentioned supply power electronics may be referred to as ground assembly electronics (GA electronics), ground assembly controller (GA controller), or primary device communication controller (PDCC), and may be referred to as a ground assembly electronics (GA electronics), a ground assembly controller (GA controller), or a primary device communication controller (PDCC), Power electronics (EV power electronics) may be referred to as vehicle assembly electronics (VA electronics), vehicle assembly controller (VA controller), or electric vehicle communication controller (VA controller).
  • G electronics ground assembly electronics
  • GA controller ground assembly controller
  • PDCC primary device communication controller
  • EV power electronics may be referred to as vehicle assembly electronics (VA electronics), vehicle assembly controller (VA controller), or electric vehicle communication controller (VA controller).
  • Magnetic gap is the highest plane of the upper part of the litz wire or the magnetic material of the primary coil/GA coil and the lowest plane of the magnetic material of the lower part of the litz wire or secondary coil/VA coil. When aligned with each other, it can refer to the vertical distance between them.
  • Ambient temperature may refer to the ground level temperature measured in the atmosphere of the target subsystem outside of direct sunlight.
  • Vehicle ground clearance may refer to the vertical distance between the road or pavement and the bottom of the vehicle floor pan.
  • Vehicle magnetic ground clearance may refer to the vertical distance between the lowest plane of the floor of the Litz wire or the insulating material of the secondary coil/VA coil mounted on the vehicle and the pavement.
  • the vehicle assembly coil surface distance is the plane of the bottom of the Litz wire or the magnetic material of the secondary coil/VA coil and the secondary coil/VA. It may refer to the vertical distance between the lowermost outer surfaces of the coil. This distance may include additional items packaged with protective covering material and coil packaging.
  • the above-described secondary coil may be referred to as a VA coil, vehicle coil, receiver coil, etc., and similarly, the primary coil may be referred to as a ground assembly. It may be referred to as a coil (ground assembly coil, GA coil), transmission coil, etc.
  • An exposed conductive component may refer to a conductive part of an electrical device (eg, an electric vehicle) that can be touched by a person and does not normally conduct electricity, but may conduct electricity in the event of a breakdown.
  • an electrical device eg, an electric vehicle
  • Hazardous live component may refer to a live component that can deliver a harmful electric shock under certain conditions.
  • Live component can refer to any conductor or conductive component that is electrically active in its primary use.
  • Direct contact may refer to contact between a living organism and a person.
  • Indirect contact may refer to contact of a person with a conductive, live component that is exposed due to insulation failure (see IEC 61140).
  • Alignment may refer to a procedure for finding the relative position of a secondary device with respect to a primary device and/or a procedure for finding the relative position of a primary device with respect to a secondary device for prescribed efficient power transfer.
  • alignment may refer to positional alignment of a wireless power transmission system, but is not limited thereto.
  • Pairing may refer to the process of associating a vehicle (electric vehicle) with a single dedicated ground assembly (primary device) positioned to transmit power. Pairing herein may include the association procedure of a charging spot or a specific SPC/ground assembly with an EVPC/vehicle assembly controller.
  • Correlation/Association may include a procedure for establishing a relationship between two peer communication entities.
  • Command and control communication may refer to communication between an electric vehicle power supply and an electric vehicle that exchanges information necessary for starting, controlling, and ending the wireless power transfer process.
  • High level communication can handle all information that exceeds that covered by command and control communication.
  • the data link for high-level communication may use PLC (Power line communication), but is not limited to this.
  • Low power excitation may refer to, but is not limited to, activating the electric vehicle to detect the primary device to perform precise positioning and pairing, and vice versa.
  • SSID Service set identifier
  • BSS basic service set
  • SSID basically distinguishes multiple wireless LANs from each other. Therefore, all APs (access points) and all terminal/station devices that want to use a specific wireless LAN can all use the same SSID. Devices that do not use a unique SSID cannot join the BSS. Because the SSID appears as plain text, it may not provide any security properties to the network.
  • ESSID Extended service set identifier
  • BSSID Basic service set identifier
  • the BSSID can be the MAC (medium access control) of the AP device.
  • the BSSID can be generated with a random value.
  • a charging station may include at least one ground assembly and at least one ground assembly controller that manages the at least one ground assembly.
  • the ground assembly may be equipped with at least one wireless communicator.
  • a charging station may refer to a place equipped with at least one ground assembly installed in homes, offices, public places, roads, parking lots, etc.
  • association is a term that refers to the process of establishing wireless communication between an electric vehicle communication controller (EVCC) and a power supply equipment communication controller (SECC) that controls the charging infrastructure.
  • EVCC electric vehicle communication controller
  • SECC power supply equipment communication controller
  • Smart Grid' refers to a system implemented so that power plants, power generation units, energy storage systems, etc. are all connected in an intelligent manner through network facilities and can exchange messages based on information and communication technology. You can.
  • Charge station may refer to a facility that includes one or more EV Supply Equipment (EVSE), smart meters, and other technical equipment required to charge an Electric Vehicle (EV). there is.
  • EVSE EV Supply Equipment
  • EV Electric Vehicle
  • EVSE 'EV Supply Equipment
  • CPO Charge Point Operator
  • EVSE electric vehicle power supply
  • Mobility Operator may refer to a legal entity that forms a contractual relationship for charging with an end user or company as the legal basis for authorization and payment for charging at a charging station. there is.
  • EMP E-Mobility Provider
  • E-Mobility Service Provider E-Mobility Service Provider
  • MSP Mobility Service Provider
  • PnC Plug-and-Charge
  • PnC allows users to simply plug their electric vehicle into an electric vehicle power supply and perform authentication, authorization, and load control without the need for additional user interaction.
  • PnC may refer to a process in which payment is automatically performed.
  • PnC may refer to an identification and authorization mode for such automated processes.
  • PnC can be performed by applying an X.509 certificate, verifying the signature, and transmitting it.
  • PKI Public Key Infrastructure
  • PKI Public Key Infrastructure
  • PKI may refer to a system for creating, storing, redistributing, and revoking digital signatures used to verify a special public key belonging to a specific person or object.
  • EIM External Identification Means
  • ‘Sales Tariff’ may refer to a function that provides price-related information over time. Specifically, it is provided from the mobility operator and may refer to the input given to the EV Communication Controller (EVCC) to calculate the charging schedule.
  • the sales rate may be a concept intended to provide incentives to electric vehicles that charge the preferred amount of power within a specific time slot.
  • a use case related to sales rates could be price information for electricity provided by a mobility operator that certifies charging sessions through a valid contract, which is a contract installed on the electric vehicle by the driver himself or the ride-sharing operator to which the vehicle belongs. It can be authenticated by a certificate.
  • 'sales rate' may refer to a concept intended to promote the use of new and renewable energy such as solar panels or wind turbines by providing incentives to electric vehicles that charge at predictable times, such as charging using renewable energy. In some cases, it may be referred to as a sales rate, including not only the price information of electricity but also the time slot with which the price information is associated.
  • 'Secondary Actor' may refer to any party involved in the charging process that is not EVCC or SECC. Secondary participants may be involved in the charging process by providing information related to the charging process, and examples of secondary participants include charging point operators (CPOs) and mobility operators (MOs).
  • CPOs charging point operators
  • MOs mobility operators
  • EMAID 'E-Mobility Account ID
  • EMAID may refer to a single contract certificate issued for each legal contract concluded between a mobility operator and a customer for the charging of electric vehicles.
  • EMAID may allow for pseudonymization of personal data and may only be valid for a limited time, such as the life time of a legal contract.
  • EMAID unlike Vehicle Identification Number (VIN), may not allow long-term evaluation of customer or vehicle data.
  • EMAID can be introduced as a temporary identifier that can be assigned using different authentication media for a single temporary and short-term contract, such as a family vehicle or car sharing contract, and one person can hold EMAID for each of multiple contracts, It may be used for purposes different from personal identification information.
  • V2G communication is defined in the ISO 15118 standard and can be designed to correspond to OSI layer 7.
  • OSI Open Systems Interconnection
  • OSI can be "a conceptual model for standardizing the communication functions of a communication or computing system without regard to the underlying internal structure and technology.”
  • the characteristic of the ISO 15118 standard is that it is intended to establish and implement a charging and payment process for electric vehicles, and another feature includes the ability to adopt and utilize various information and communication technologies for this purpose. In other words, it includes information and communication technology elements mapped to the 7th layer of OSI, but since the purpose is to establish a charging and payment process for electric vehicles, application characteristics can be treated as the main focus.
  • the V2G communication interface specified in the ISO 15118 standard may include digital and IP-based protocols. At this time, communication between the electric vehicle (EV) and the electric vehicle power supply (EVSE), and between the electric vehicle power supply (EVCC) and the power supply equipment communication controller (SECC) are connected to the V2G communication interface specified in the ISO 15118 standard. may be included.
  • EV electric vehicle
  • EVSE electric vehicle power supply
  • EVCC electric vehicle power supply
  • SECC power supply equipment communication controller
  • the V2G communication interface and ISO 15118 standard may be intended to enable a user-friendly mechanism to perform authentication, authorization, and payment without the need for separate user interaction at the charging station.
  • Electric vehicles can be integrated into smart grids to provide flexible load control and valuable grid services without compromising driver habits.
  • the energy of electric vehicles can be considered as one of the energy sources in the smart grid.
  • providing appropriate incentives to electric vehicles so that the smart grid can induce the expansion of new and renewable energy in the long term can also be considered to revitalize the smart grid.
  • V2GTP Vehicle-to-Grid Transfer Protocol
  • the OSI 5 layer can be basically understood as a session wrapper for application layer messages.
  • the application layer message at this time may be referred to as a so-called V2G message.
  • the V2GTP protocol can include header and payload definitions that allow V2G messages to be efficiently distinguished and processed.
  • Autoconnect Charging Device or Automatic Charging Device (ACD) technology uses wireless communication in ISO/IEC 15118 Edition 2, ISO 15118-20 to control robots or automated devices, thereby controlling at least part of the charging process. It can be implemented based on the content specified to perform some part.
  • ACD-U Underbody
  • ACD-S Segment
  • ACD based on the direction in which the ACD facility on the EVSE side approaches the electric vehicle and/or the position of the ACD facility on the EVSE side with respect to the electric vehicle.
  • Types such as -P (Pantograph) have been proposed, and additional ACD types may be included as wired/wireless charging technology expands in the future.
  • the ACD charging communication method described below defines a new name space, changes message parameters, changes message sequence, and uses docking-undocking-pairing mechanism in ACD charging communication of ISO 15118 over WLAN. It can be configured.
  • the ACD charging communication method may also be configured to define VSE additional information parameters for ACD-U or ACD-S.
  • VSE Vehicle Specific Element
  • VSE may refer to a data format that includes information about the type of EVSE available at the current location in ISO 15118-based communication.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an architecture for charging communication of an ACD for charging an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a conceptual diagram showing an architecture for charging communication of an ACD for charging an electric vehicle according to another embodiment of the present invention.
  • WLAN is used for charging communication between the offboard ACD (120) on the EVSE side connected to the electric vehicle power supply (EVSE) (110) and the onboard ACD (130) on the electric vehicle side mounted on the electric vehicle.
  • a second communication technology such as UWB is used for ACD control communication is shown.
  • Power is supplied to the EVSE 110 from the power supply network 150, and power is transferred from the onboard ACD 130 on the electric vehicle side to the electric vehicle power supply circuit 140.
  • Power is supplied from the offboard ACD 120, i.e., the primary assembly, to the onboard ACD 130, i.e., the secondary assembly.
  • the onboard ACD 130 i.e., the secondary assembly.
  • a docking process is required between the primary assembly and the secondary assembly, and after power is supplied, an undocking process is performed to separate the primary assembly and the secondary assembly.
  • UWB and BLE can be used for ACD control communication such as positioning, pairing, docking, and undocking processes.
  • ACD control communication such as positioning, pairing, docking, and undocking processes.
  • communication technology specified in ISO 15118-2 and/or ISO 15118-20 may be used. These communication technologies may include PLC technology.
  • the disadvantage of the level 1 approach is that it requires complex design to coordinate different protocols for the same session, and may require additional pairing between two channels. For example, on the electric vehicle (EV) side, it is necessary to confirm that the SECC connected via the UWB channel and the SECC connected via the PLC channel are the same. Additionally, different methods may need to be implemented for similar charging modes. Additional design is required to implement UWB+PLC technology in ACDU and WLAN technology in ACDS. Authentication between EVCC and SECC also needs to be performed redundantly. For example, PLC connection and UWB connection each require separate authentication.
  • the present invention can use the level-2 communication technology proposed by ISO 15118-20, etc.
  • WLAN can sufficiently play a role.
  • UWB can play an auxiliary role in vehicle positioning and pairing.
  • WLAN and UWB can be used together in the revised ISO 15118 (-20 & -8).
  • short-range communication technologies such as BLE can be used.
  • WLAN can be suitable for complex data communication (TCP/IP/TLS/XML). And UWB may have an advantage over WLAN for pairing and positioning due to its range-sensing capabilities. Therefore, in one embodiment of the present invention, WLAN can be used as the main channel for a whole session, cover-to-cover, including discovery, docking, charging, and undocking. UWB can be used in vehicle positioning and, if necessary, in pairing. Additionally, docking, undocking, and ACD-related error detection or handling can be implemented using UWB. It will be apparent to those skilled in the art that a short-range communication technique having the same characteristics as UWB when compared to WLAN can be used in other embodiments of the present invention instead of UWB. For example, this may include BLE communication techniques.
  • ISO 15118-8 requires VSE (Vendor specific element) and/or Additional Info.
  • VSE Vendor specific element
  • ACDS/U parameters related to may be proposed for modification.
  • message parameters, message sequences, additional namespaces, and requirements may be changed or additionally proposed.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a charging communication technology of an ACD using wireless LAN (WLAN) and UWB communication that can be adopted in the architecture of FIG. 1 or FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.
  • WLAN wireless LAN
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a charging communication technology of an ACD using wireless LAN (WLAN) and UWB communication that can be adopted in the architecture of FIG. 1 or FIG. 2 according to another embodiment of the present invention.
  • WLAN wireless LAN
  • FIG. 4 provides an ACD charging communication method using docking-undocking means using robotics.
  • the WLAN is active from the beginning to the end of the entire session.
  • WLAN can trigger other communication channels.
  • UWB can assist vehicle positioning and pairing, and pairing can also be performed using auxiliary means such as RFID and cameras. This process can be achieved by auxiliary use of vision information obtained from local area networks such as RFID and BLE, optical means, or imaging devices.
  • pairing communication technologies such as UWB can be used to perform positioning and pairing simultaneously.
  • coordinate information of ACD_EV and ACD_SE may be added to the message transmitted between each entity.
  • examples of key messages include ACDInitialSetup, ACDPositioning, ACDPairing, ACDDocking, and ACDUndocking messages.
  • Docking/undocking can primarily be handled using robotics (manipulators and/or robotic arms).
  • ACD systems may use proprietary communications such as BLE or UWB for docking/undocking.
  • a (modified) ISO 15118-20 session using WLAN is shown generally. That is, the ISO 15118-20 session covers Discovery & Connect (S210), SDP (SECC Discovery Protocol) for WLAN (S212), Initial Setup (S220), Positioning and Pairing ( Pairing (S224), Authorization, Service Nego. (S230), ExchangeParams: ExchangeParameters (S232), Docking (S240), Charging (S250) ), and may include sessions such as undocking/undocking (S260).
  • the discovery and connection session (S210) may include L2 setup and compatibility checks using ISO 15118-8.
  • the SDP session for WLAN (S212) may include SECC discovery and compatibility filtering.
  • the initial setup session (S220) may include parameter negotiation.
  • the initial setup session (S220) can perform compatibility check, parameter exchange, etc. using UWB.
  • the positioning session (S224) can position the vehicle within the docking area using UWB, etc. (S226), and the ACD can record the results.
  • the pairing session (S224) can use UWB, etc. to ensure correct pairing between the electric vehicle and the SECC and/or ACD (S226).
  • the docking session (S240) performs docking by the ACD (S244), at which time UWB can be used (S242), and the ACD can record the results (S244).
  • the undock session (S260) can perform undock by the ACD (S264), in which case UWB can be used (S264), and the ACD can record the result (S262).
  • S270 ISO-15118-based ACD charging communication is terminated (S270)
  • wireless LAN connections such as UWB may also be disconnected prior to or along with the connection termination (S280) of the corresponding communication. There is (S272).
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating in detail a portion of the process of FIG. 3 or FIG. 4 according to an embodiment of the present invention.
  • the discovery and connection session can use the discovery and connection session of ISO 15118-8 L2.
  • ed 3 of ISO 15118-8 can be used.
  • EVCC and SECC can check compatibility with each other and can be associated with each other using VSE (Vendor Specific Element).
  • VSE Vehicle Specific Element
  • the VSE field may refer to IEEE 802.11 management frames.
  • ETT of the message shared between EVCC and SECC means Energy Transfer Type
  • AI is an abbreviation for Additional Information and can describe detailed optional parameters.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating VSE of SECC and EVCC that can be employed in a discovery and connection session according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating ETT (Energy Transfer Type) settings that can be employed in a discovery and connection session according to an embodiment of the present invention.
  • ETT Electronic Transfer Type
  • EVCC and SECC can check compatibility with each other and be connected according to a communication protocol such as ISO 15118-8.
  • the connection uses the Vendor Specific Element (VSE) of IEEE 802.11 management frames, Energy Transfer Type (ETT), or Additional Information (AI) as detailed optional parameters. It can be used.
  • VSE Vendor Specific Element
  • ETT Energy Transfer Type
  • AI Additional Information
  • Figure 8 is a conceptual diagram illustrating a proposed change to the ISO 15118-8-based ACD ETT that can be adopted in the ACD charging communication method according to an embodiment of the present invention.
  • the ETT does not need to be changed.
  • Additional information can be expressed as a UTF-8 string of variable size. For example, it can be expressed as follows:
  • the expression of AI for this case of ETT (AC only) can be illustrated as shown in FIG. 7.
  • EVID can be defined as ACD parameters. In this case, it can help with quick and accurate pairing. Depending on the ACD type, additional parameters need to be defined. This will be explained in detail below.
  • EVCC and SECC use SECC's VSE in beacon and probe responses, and use EVCC's VSE in probe request messages and negotiation/renegotiation request messages. , a discovery and connection session (S210) can be performed.
  • ETT and AI can be expressed as:
  • the AI transmitted from SECC to EVCC identified as HMC-1234 represents information about ACDS type, DC charging, Case D, positioning by UWB, pairing by UWB, and inlet operated by EV. You can.
  • ETT and AI can be expressed as follows:
  • the AI transmitted from EVCC to SECC identified as KRKEP-1234 represents information about ACDS type, DC charging, Case D, positioning by UWB, pairing by UWB, and inlet operated by EV. You can.
  • a WPA2/WPA3 Layer 2 Security session may optionally be performed between EVCC and SECC to strengthen security after the discovery and connection session (S210) and before performing the SDP session (S212).
  • EVCC and SECC may perform an ISO 15118-20 based L3 discovery and connection procedure.
  • SDP SECC Discovery Protocol
  • SDP can provide SECC's connection information (IP number / port number) to EVCC and SECC.
  • SDP can exchange compatibility information (coupler type, charging type, etc.) with EVCC and SECC.
  • SDP can exchange pairing IDs (EVID, EVSEID) with EVCC and SECC.
  • a TCP & TLS Connection Establishment session may be performed between EVCC and SECC after the SDP session (S212).
  • SDP Service Discovery Protocol
  • the EVCC and SECC operate to provide SECC connection information such as IP number and/or port number, exchange compatibility information such as coupler type and charging type, and exchange pairing identifiers such as EVID and EVSEID. You can.
  • the above-described SDP parameter set can change the SDP wireless environment.
  • the coupling type between EVCC and SECC does not need to be re-encoded in the P2PS and/or PPD fields.
  • a protocol renegotiation procedure may be performed as part of the initial setup session (S220). That is, at the supported app protocol level, EVCC and SECC can negotiate which protocol to use. There are currently four namespaces to choose from in ISD 15118-20. The four different namespaces are:
  • EVCC can provide EVCCID
  • SECC can provide EVSEID and session ID.
  • the session ID can be provided through the header of the message. In this case, the session ID may be set to match the “ID” in the VSE of the WLAN frame.
  • EVCC and SECC can trigger a “wake-up” command to the ACD device during the initialization process of the wireless LAN device to prepare for pairing and positioning.
  • EVCC can trigger a wake-up instruction in the secondary assembly (ACD_EV), and SECC can trigger a wake-up instruction in the primary assembly (ACD_SE).
  • ACD_EV wake-up instruction in the secondary assembly
  • ACD_SE wake-up instruction in the primary assembly
  • EVCC and SECC can retrieve configuration information from the ACD device.
  • the configuration information may include the MAC address of the ACD device. Acquisition of such configuration information can be performed selectively.
  • the wireless power transfer (WPT: Wireless Power Transfer) sequence that can be adopted in the ACD charging communication method according to an embodiment of the present invention includes wireless power transfer fine positioning setup (WPT_FinePositioningSetup) and wireless power transfer fine positioning (WPT_FinePositioning) after performing SessionSetup. ), wireless power transmission pairing (WPT_Pairing), and AuthorizationSetup sessions can be performed sequentially.
  • WPT_FinePositioningSetup wireless power transfer fine positioning setup
  • WPT_FinePositioning wireless power transfer fine positioning
  • WPT_Pairing wireless power transmission pairing
  • AuthorizationSetup sessions can be performed sequentially.
  • the wireless power transfer (WPT) sequence is performed after the vehicle stops (after pausing) after performing the ServiceSelection session, wireless power transfer charging parameter discovery (WPT_ChargeParameterDiscovery), and schedule change ( ScheduleExchange), wireless power transmission alignment check (WPT_AlignmentCheck), and power delivery (PowerDelivery) sessions can be performed sequentially.
  • the PowerDelivery session is performed in parallel with the wireless power transfer charging loop (WPT_chargeLoop) session, and the results of each session can be cross-referenced.
  • WPT_chargeLoop wireless power transfer charging loop
  • a SessionStop session can be performed and the sequence can be terminated.
  • the automatic connection device pentagraph (ACDP) sequence that can be employed in the ACD charging communication method according to an embodiment of the present invention can sequentially perform ACDP vehicle positioning and AuthorizationSetup processes after performing SessionSetup. there is.
  • the ACDP sequence according to an embodiment of the present invention sequentially performs DC charging parameter discovery (DC_ChargeParameterDiscovery), ScheduleExchange, ACDP connection (ACDP_Connect), DC_CableCheck, DC_Precharge, and ACDP disconnection (ACDP_Disconnect) after performing the ServiceSelection session. can do.
  • the PowerDelivery session is performed after the DC_Precharge session is performed, the PowerDelivery session is performed in parallel with the DC_ChargeLoop session, and the results of each session can be cross-referenced.
  • ACDP_Disconnect can be performed by referring to the performance results of ACDP_Connect, DC_CableCheck, DC_Precharge, PowerDelivery, and DC_ChargeLoop sessions.
  • the automatic connection device underbody (ACDU: ACD underbody) AC sequence that can be employed in the ACD charging communication method according to an embodiment of the present invention includes ACDU setup (ACDU_Setup), ACDU electric vehicle positioning (ACDU_EVPositioning), and ACDU after performing SessionSetup. Pairing (ACDU_Pairing), and AuthorizationSetup sessions can be performed sequentially.
  • the ACDU AC sequence includes (After Pausing), AC_ChargeParemeterDiscovery, ScheduleExchange, ACDU Docking (ACDU_Docking), PowerDelivery, and ACDU Undocking (ACDU_Undocking) sessions after the electric vehicle stops after performing the ServiceSelection session. It can be performed sequentially. If docking fails after the ACDU_Docking session, it can be performed again from the ACDU_Setup session.
  • the PowerDelivery session can be implemented to be performed together with the ACDU AC_ChargeLoop session while the charging loop is formed and maintained.
  • the ACDU AC sequence can be terminated by the SessionStop session. If the status is Authorization/Service done after the ACDU_Pairing session, the intermediate session may be omitted and the ACDU_Docking session may be performed.
  • the automatic connection device side (ACDS) DC sequence that can be employed in the ACD charging communication method according to an embodiment of the present invention includes ACDS setup (ACDS_Setup), ACDS EV positioning (ACDS_EVPositioning), and ACDS pairing after performing SessionSetup. (ACDS_Pairing), and AuthorizationSetup sessions can be performed sequentially.
  • ACDS_Setup ACDS setup
  • ACDS_EVPositioning ACDS EV positioning
  • ACDS_Pairing ACDS pairing after performing SessionSetup.
  • AuthorizationSetup sessions can be performed sequentially.
  • the ACDS DC sequence includes after the electric vehicle stops after performing the ServiceSelection session (After Pausing), ACDS_ChargeParemeterDiscovery, ScheduleExchange, ACDS Docking (ACDS_Docking), DC_CableCheck, DC_PreCharge, PowerDelivery, and ACDS Undocking ( ACDS_Undocking) sessions can be performed sequentially. If docking fails after the ACDS_Docking session, it can be performed again from the ACDS_Setup session.
  • the PowerDelivery session can be implemented to be performed along with the ACDS charge loop (ACDS_ChargeLoop) session while the charge loop is formed and maintained.
  • the ACDS DC sequence can be terminated by the SessionStop session. If the status is Authorization/Service done after the ACDS_Pairing session, the intermediate session may be omitted and the ACDS_Docking session may be performed.
  • the automatic connection device (ACD) setup session (S220) of the ACD charging communication method includes positioning, pairing, and positioning within the setup request message and setup response message in the ACDS or ACDU. It includes negotiation methods for docking and inlet handling, and can add other parameters required for supported methods.
  • EV provides a list of supported methods or types, and EVSE can select one of them.
  • Parameters to be negotiated may include positioning method, pairing method, docking type, inlet handling type, mating space, operating space, and any additional parameters related to support method. Additional parameters may include UWB address, UWB configuration and range parameters for UWB, and RFID tag identifier for RFID.
  • Optical, Pairing UWB
  • UWB connection for ranging and pairing in the case of UWB connection for ranging and pairing, information about new UWB connection and range setting between EV and ACD in a given configuration can be included as parameters to be negotiated. there is. UWB connection for such ranging and pairing can be performed optionally.
  • EVCC supports parameter setting of secondary assembly by sending "Configure ( ⁇ UWB-Conf>, ⁇ Ranging-Conf>, ⁇ UWB SE Addr>)" message to ACD_EV, and SECC supports parameter setting of secondary assembly to ACD_SE. ( ⁇ UWB-Conf>, ⁇ UWB EV Addr>)" message can be sent to support parameter setting of the primary assembly.
  • the EV positioning request message and EV positioning response message of ACDS are connected to EVCC until positioning is completed. and SECC can continue to be exchanged. Actual positioning can be performed via UWB. In this case, the actual execution of the positioning can be done outside the range of V2G communication, and as a potential positioning method, parameters can be added as needed.
  • the vehicle positioning process using the UWB communication network can be performed by referring to IEC 61851-27 Annex D.
  • EVCC can send "Positioning-Start( )" to ACD_EV and SECC can send to ACD_SE, respectively, and "Positioning-Status(Ongoing)” and “Positioning-Status(Finished)” can be sent from ACD_EV to EVCC and ACD_SE to SECC, respectively. )" can be fed back.
  • pairing is optional, and pairing is performed on some PPDs.
  • PPDs Physical-Positioning Device
  • Pairing-Positioning Device can be performed using RFID or UWB. If positioning provides reliability of pairing through UWB, etc., pairing can be omitted.
  • the PPD can provide the other party's identifier (ObservedID).
  • the EV's PPD can operate so that the EV sends the counterpart identifier (ObservedID), and the EVSE's PPD can operate so that the EVSE sends the counterpart identifier (ObservedID).
  • new service identifier (ServiceID) definitions may be added.
  • Figure 11 is a conceptual diagram illustrating a proposal for a new service ID that can be employed in a service discovery session according to an embodiment of the present invention.
  • the new service identifier definition may include service IDs 8 to 15 and their definitions in addition to the existing 8 service IDs 0 to 7.
  • Figure 12 is a conceptual diagram illustrating a proposal of configuration parameters of DC-ACDS service that can be adopted in the service detailed format according to an embodiment of the present invention.
  • an automatic connection device (ACD) service detail procedure that can be employed in the ACD charging communication method according to an embodiment of the present invention is disclosed.
  • service parameters for AC and DC, ACDS and ACDU, and bidirection power transfer (BPT) can be defined.
  • control mode ControlMode
  • mobility needs mode MobilityNeedsMode
  • EVCC may send an "AuthorizationSetupReq (*)" message to SECC, and SECC may feed back an “AuthorizationSetupRes (*)” message to EVCC. Subsequently, EVCC can transmit an "AuthorizationReq (*)” message to SECC, and SECC can feed back an "AuthorizationRes (*)” message to EVCC.
  • ServiceName 11 of the message fed back from SECC to EVCC
  • ServiceName can be interpreted as DC_ACDU_BPT
  • ServiceName 14, ServiceName can be interpreted as DC_ACDS.
  • service parameters can be defined including information about AC, DC, information about ACDS/U, and information about whether Bidirectional Power Transfer (BPT) is possible. All ACD specific parameters can be determined through the ADCS/U_SetupReq/Res message.
  • ACD service selection
  • ACD DC charging parameter discovery
  • DC_ChargeParameterDiscovery DC charging parameter discovery
  • the service identifier (ServiceID) is used in messages such as service discovery response (ServiceDiscoveryRes), service detail request (ServiceDetailReq), service detail response (ServiceDetailRes), service selection request (ServiceSelectionReq), and service selection response (ServiceSelectionRes), and the energy transmission service Additional information such as a list (EnergyTransferServiceList) and a service parameter list (ServiceParameterList) may be used.
  • ServiceDiscoveryRes service detail request
  • ServiceDetailRes service detail response
  • ServiceDetailRes service selection request
  • ServiceSelectionRes service selection response
  • ServiceSelectionRes service selection response
  • Energy transmission service Additional information such as a list (EnergyTransferServiceList) and a service parameter list (ServiceParameterList) may be used.
  • EVCC can send a "DC_ChargeParameterDiscoveryReq (*)" message to SECC, and SECC can feed back a “DC_ChargeParameterDiscoveryRes (*)” message to EVCC.
  • EVCC can send a "ScheduleExchangeReq (*)" message to SECC, and SECC can feed back a "ScheduleExchangeRes (*)” message to EVCC.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating in detail the remaining part of the process of FIG. 3 or FIG. 4 according to an embodiment of the present invention.
  • automatic connection device (ACD) docking procedure S240. S242/S244
  • automatic connection device (ACD) docking that can be adopted in the ACD charging communication method according to an embodiment of the present invention.
  • the After Docking procedure S240 and thereafter is shown.
  • the welding detection process during charging is shown as part of the charging (S250) session, and the undocking (S260, S262/S264) and post-undocking (S260) processes are shown.
  • docking may be performed by the robot manipulator/robot arm of the ACD or the robot manipulator/robot arm of the EV (S242/S244).
  • the docking process may be performed using manual human operation or other technologies including automatic/semi-automatic functions.
  • the docking request message or docking response message may include information about electrical and mechanical status monitoring, docking status/result reporting, etc.
  • EVCC and SECC can perform procedures such as CableCheck, PreCharge, PowerDelivery, and ChargeLoop (S240).
  • This process is for example: EVCC to SECC "DC_CableCheckReq (*)” message and SECC sends "DC_CableCheckRes” to EVCC.
  • a cable check is performed by feeding back the message “DC_PreChargeReq” from EVCC to SECC.
  • (*)” message is performed by feeding back the "PowerDeliveryReq” message from EVCC to SECC.
  • (Start)” message is sent, and SECC sends "PowerDeliveryRes” to EVCC.
  • a preparation process can be performed so that the charging process can begin.
  • ACD motion control on both sides can be performed by sending a “MotionFollow(Start)” message from EVCC to ACD_EV and SECC to ACD_SE, respectively.
  • EVCC sends a "DC_ChargeLoopReq(*)" message to SECC, so that the charging loop status of both EV and EVSE can be checked and reported/shared from SECC to EVCC.
  • the charging loop status of both ACDs can be reported to EVCC and SECC by sending a "Charging-Status()" message from ACD_EV to EVCC and ACD_SE to SECC, respectively.
  • the SECC may feed back a “DC_ChargeLoopRes(*)” message to the EVCC.
  • Power transmission can be terminated by the EVCC sending a “PowerDelivery Req (Stop)” message to the SECC, and the SECC feeding back a “PowerDelivery Res ()” message to the EVCC.
  • ACD motion control on both sides is controlled to match the end of the charging mode, and motion control can also be ended.
  • ACD Automatic connection device
  • undocking may be performed by the robot manipulator of the ACD or the robot manipulator of the EV (S262/S264).
  • the undocking process may also be performed using other technologies, including human motion.
  • the undock request message or undock response message may include information about electrical and mechanical status monitoring, undocking result reporting, etc.
  • EVCC can send a "DC_WeldingDetectionReq (*)" message to SECC, and SECC can feed back a "DC_WeldingDetection (*)” message to EVCC.
  • the message at this time may indicate that charging is continuing. This process can be repeated under predetermined conditions while charging continues.
  • the session is terminated between and SECC.
  • information on the docking or mating state may further include detailed state information on the covers and inlets of both ACDs. Additionally, the state information may further include information about minute movements during charging or unmated state information during charging.
  • FIG 14 is a conceptual block diagram of the internal structure of a charging communication device for an ACD according to an embodiment of the present invention, a computing system capable of implementing generalized SECC and EVCC.
  • a processor and a memory are electronically connected to each component, and the operation of each component can be controlled or managed by the processor.
  • At least some processes of the charging communication method for charging an electric vehicle according to an embodiment of the present invention may be executed by the computing system 1000 of FIG. 14.
  • the computing system 1000 includes a processor 1100, a memory 1200, a communication interface 1300, a storage device 1400, an input interface 1500, and an output. It may be configured to include an interface 1600 and a bus 1700.
  • the computing system 1000 includes at least one processor 1100 and instructions instructing the at least one processor 1100 to perform at least one step. It may include a memory 1200 for storing. At least some steps of the method according to an embodiment of the present invention may be performed by the at least one processor 1100 loading instructions from the memory 1200 and executing them.
  • the processor 1100 may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed.
  • CPU central processing unit
  • GPU graphics processing unit
  • dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed.
  • Each of the memory 1200 and the storage device 1400 may be comprised of at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium.
  • the memory 1200 may be comprised of at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).
  • the computing system 1000 may include a communication interface 1300 that performs communication through a wireless network.
  • the computing system 1000 may further include a storage device 1400, an input interface 1500, an output interface 1600, etc.
  • each component included in the computing system 1000 may be connected by a bus 1700 and communicate with each other.
  • a device including the processor 1100 may be, for example, a desktop computer, a laptop computer, a laptop, a smart phone, or a tablet PC capable of communication.
  • table PC mobile phone, smart watch, smart glass, e-book reader, PMP (portable multimedia player), portable game console, navigation device, digital camera ( digital camera), DMB (digital multimedia broadcasting) player, digital audio recorder, digital audio player, digital video recorder, digital video player, PDA ( Personal Digital Assistant), etc.
  • An electric vehicle communication controller (EVCC, Electric Vehicle Communication Controller) according to an embodiment of the present invention is an EVCC mounted on an electric vehicle and associated with a secondary assembly that receives power from the primary assembly, and receives at least one command from memory. Includes a processor 1100 that receives and executes.
  • the processor 1100 of the EVCC performs a communication connection with the electric vehicle power supply controller (SECC, Supply Equipment Communication Controller) associated with the primary assembly using a first communication technique, and provides information about the SECC and the second communication technique. Based on this, initialization is performed for connection and pairing by the second communication technique, pairing and positioning are performed between the primary assembly and the secondary assembly by the SECC and the second communication technique, and the SECC and the second communication technique are performed. 2 Control docking, charging, and undocking between the primary assembly and the secondary assembly using communication techniques.
  • SECC Electric vehicle power supply controller
  • the processor 1100 of the EVCC may perform the SECC Discovery Protocol (SDP) to mutually share information about the second communication technique available in the relationship with the SECC while being connected to the SECC by the first communication technique.
  • SDP SECC Discovery Protocol
  • the EVCC processor 1100 identifies at least one of SECC, electric vehicle identifier (EVID), electric vehicle power supply identifier (EVSEID), and automatic charging device (ACD) type for charging. can be shared with each other,
  • At least one of the types of available second communication techniques and information required for communication connection/setting of the second communication technique can be mutually shared.
  • the processor 1100 of the EVCC uses the VSE (Vendor Specific Element) data format to perform energy transfer type (ETT), primary assembly, and Additional information related to pairing, positioning, and charging between secondary assemblies can be shared with the SECC.
  • VSE Vehicle Specific Element
  • ETT energy transfer type
  • An electric vehicle power supply controller (SECC, Supply Equipment Communication Controller) according to an embodiment of the present invention is a SECC associated with a primary assembly that transmits power to an electric vehicle, and receives and executes at least one command from memory. Includes a processor 1100 (processor).
  • the processor 1100 of the SECC performs a communication connection using a first communication technique with an Electric Vehicle Communication Controller (EVCC) associated with the secondary assembly that is mounted on the electric vehicle and receives power from the primary assembly, and EVCC Based on information about the second communication technique, initialization for connection and pairing by the second communication technique is performed, and pairing and positioning between the primary assembly and the secondary assembly are performed by the EVCC and the second communication technique. ) is performed, and docking, charging, and undocking between the primary assembly and the secondary assembly are controlled by the EVCC and the second communication technique.
  • EVCC Electric Vehicle Communication Controller
  • the processor 1100 of the SECC may perform the SECC Discovery Protocol (SDP) to mutually share information about the second communication technique available in the relationship with the EVCC while being connected to the EVCC through the first communication technique.
  • SDP SECC Discovery Protocol
  • the processor 1100 of the SECC identifies at least one of the EVCC, electric vehicle identifier (EVID), electric vehicle power supply identifier (EVSEID), and automatic charging device (ACD) type for charging. It is possible to mutually share at least one of the types of available second communication techniques and information required for communication connection/setting of the second communication technique.
  • EVID electric vehicle identifier
  • EVSEID electric vehicle power supply identifier
  • ACD automatic charging device
  • the processor 1100 of the SECC uses the VSE (Vendor Specific Element) data format to perform energy transfer type (ETT), primary assembly, and Additional information related to pairing, positioning, and charging between secondary assemblies can be shared with the EVCC.
  • VSE Vehicle Specific Element
  • ETT energy transfer type
  • Computer-readable recording media include all types of recording devices that store information that can be read by a computer system. Additionally, computer-readable recording media can be distributed across networked computer systems so that computer-readable programs or codes can be stored and executed in a distributed manner.
  • computer-readable recording media may include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc.
  • Program instructions may include not only machine language code such as that created by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc.
  • a block or device corresponds to a method step or feature of a method step.
  • aspects described in the context of a method may also be represented by corresponding blocks or items or features of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device, such as a microprocessor, programmable computer, or electronic circuit, for example. In some embodiments, at least one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.
  • a programmable logic device e.g., a field programmable gate array
  • a field-programmable gate array may operate in conjunction with a microprocessor to perform one of the methods described herein. In general, the methods are preferably performed by some hardware device.

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Abstract

본 발명에 따른 전기차 충전을 위한 충전 통신 방법은, SECC 및 EVCC 간에 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행하는 단계; SECC 및 EVCC 간에 제2 통신 기법에 대한 정보에 기반하여 제2 통신 기법에 의한 연결 및 페어링을 위한 초기화가 수행되는 단계; SECC 및 EVCC 간에 제2 통신 기법에 의하여 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing) 및 포지셔닝 (positioning)이 수행되는 단계; 및 SECC 및 EVCC 간에 제2 통신 기법에 의하여 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 도킹 (docking), 충전 (charging), 및 언도킹 (undocking)이 수행되는 단계를 포함한다.

Description

전기차 충전을 위한 무선랜 기반의 충전 통신 장치 및 방법
본 발명은 자동 연결 장치(automatic connection device, ACD) 전기차(EV, Electric Vehicle)의 충전 통신(Charging Communication) 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 무선랜(wireless local area network, WLAN) 및 UWB (Ultra-Wide Band) 기술을 통한 ISO 15118 기반 ACD 충전 통신 기술에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래 기술을 구성하는 것은 아니다.
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. HEV는 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.
전기차의 충전 시, 전기차에 탑재되는 차량 어셈블리(vehicle assembly, VA)는 충전 스테이션(charge station)이나 충전 스팟(charging spots)에 위치하는 그라운드 어셈블리(ground assembly, GA)의 송신 패드와 유도 공진 결합을 형성하고, 유도 공진 결합을 통해 그라운드 어셈블리로부터 전달되는 전력을 이용하여 전기차의 배터리를 충전할 수 있다.
전기차의 충전 시 로봇 암 또는 매니퓰레이터가 전기차 전원 공급 장치(EVSE)로부터 전기차 충전구(charging door/port)로 전력을 공급하기 위하여 이용될 수 있다.
이때 전기차 충전구의 다양한 타입, 전기차 전원 공급 장치의 다양한 타입, 및 다양한 충전 방식 등을 고려할 때 전기차와 매니퓰레이터 간의 포지셔닝, 전력 공급을 위한 사전 준비 단계에 대한 프로시져의 정의가 필요하다.
전력망 또는 그리드(grid)와 전기차(EV: electric vehicle) 간의 메시지 시퀀스(sequence)는 그리드 측에 위치하는 전력공급장치 통신제어기(SECC: supply equipment communication controller)와 전기차에 탑재되는 전기차 통신제어기 (EVCC: electric vehicle communication controller) 간에 사전 정의되고 요청 메시지와 응답 메시지 쌍을 교환하는 형태로 이루어진다.
전기차는 통상 자동 연결 장치 또는 무선 전력 전송을 이용하는 충전 방식이나 교류 충전 또는 직류 충전 방식을 이용하여 차량 배터리를 충전한다. 배터리 충전을 위해, 전기차는 세션 셋업, 비히클 포지셔닝 셋업, 비히클 포지셔닝, 페어링, 인증/권한 부여 셋업, 인증/권한 부여, 서비스 디스커버리, 서비스 디테일, 서비스 선택 등과 관련된 메시지를 SECC와 상호 교환한다.
예를 들어, 전기차가 비히클포지셔닝셋업 응답 메시지를 수신한 후, 자동 연결 장치나 무선 전력 전송을 위한 포지셔닝이나 페어링에 대한 호환 가능한 방법을 찾지 못한 경우, 전기차는 세션스톱 상태에서 서비스 재협상을 통해 서비스 디스커버리 상태로 이동할 수 있다.
그러나, 관련 표준(예컨대, ISO 15118)이나 종래 기술에서는 전기차와 그리드 간의 메시지 시퀀싱(sequencing)을 위한 자동 연결 장치 팬터그래프(ACDP: ACD Pantograph) 프로토콜이 충분하지 않고, 이를 위한 메시지 매개변수의 변경이 필요하고, 이에 따라 메시지 시퀀스의 변경이 필요한 실정이다. 또한, 관련 표준이나 종래 기술에서는 자동 연결 장치 언더바디 (ACDU: ACD Underbody) 또는 자동 연결 장치 사이드암 (ACDS: ACD Sidearm)에 대한 VSE(Vendor Specific Element) 추가정보 매개변수의 별도 정의가 필요한 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 무선랜 (wireless local area network, WLAN)과 UWB (Ultra-Wide Band)를 이용하는 ACD를 위한 ISO 15118의 충전 통신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적 중 하나는 새로운 Namespace를 정의하고, 메시지 파라미터를 변경하고, 메시지 시퀀스를 변경하고, 도킹-도킹해제-페어링 메커니즘을 이용하는 ACD 충전 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 중 하나는 ACDP, ACDU 또는 ACDS에 대한 VSE 추가정보 매개변수를 정의한 ACD 충전 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 중 하나는 로보틱스 (매니퓰레이터 또는 로봇 암)를 이용한 도킹-도킹해제 수단을 이용하는 ACD를 위한 충전 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 중 하나는, 둘 이상의 서로 다른 통신 기법을 이용하여 전기차/EVCC 및 전원 공급 설비 (EVSE) / SECC 간의 통신, 및 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간의 충전 과정의 다수의 프로시져를 더욱 효과적으로 수행할 수 있는 ACD를 위한 충전 통신 방법을 제공하는 것이다.
다양한 통신 기술이 사용될 수 있지만 통신 기술마다 강점과 약점이 존재하며, 전기차 충전 과정의 다양한 프로시져에서 더욱 효과적으로 역할을 수행할 수 있는 통신 기술의 선택적 적용이 본 개시에 의하여 제안된다.
이 과정에서 전원공급 디바이스 또는 전원공급 장치(EVSE, Electric Vehicle Supply Equipment)로부터 전기차로 전력을 공급할 때의 전기차 충전구의 다양한 타입, 전기차 전원 공급 장치의 다양한 타입, 및 다양한 충전 방식을 고려하여 전기차와 충전 매니퓰레이터 간의 포지셔닝, 전력 공급을 위한 사전 준비 단계에 대한 프로시져가 수행될 수 있도록 메시지 타입, 데이터 포맷이 제안될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 전원 공급장치 컨트롤러 (SECC, Supply Equipment Communication Controller) 및 전기차 통신 컨트롤러 (EVCC, Electric Vehicle Communication Controller) 간에 수행되는 충전 통신 방법은, 전기차에 전력을 전송하는 프라이머리 어셈블리와 연관되는 SECC, 및 전기차에 탑재되며 프라이머리 어셈블리로부터 전력을 수신하는 세컨더리 어셈블리와 연관되는 EVCC 간에 수행되는 충전 통신 방법이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전을 위한 충전 통신 방법은, SECC 및 EVCC 간에 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행하는 단계; SECC 및 EVCC 간에 제2 통신 기법에 대한 정보에 기반하여 제2 통신 기법에 의한 연결 및 페어링을 위한 초기화가 수행되는 단계; SECC 및 EVCC 간에 제2 통신 기법에 의하여 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing) 및 포지셔닝 (positioning)이 수행되는 단계; 및 SECC 및 EVCC 간에 제2 통신 기법에 의하여 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 도킹 (docking), 충전 (charging), 및 언도킹 (undocking)이 수행되는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전을 위한 충전 통신 방법은, SECC 및 EVCC 간에 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결된 상태에서, SECC 및 EVCC 간에 제1 통신 기법에 의하여 SECC 및 EVCC 간에 가용한 제2 통신 기법에 대한 정보를 상호 공유하도록 SECC 디스커버리 프로토콜 (SDP)이 수행되는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때 SDP가 수행되는 단계에서는, SECC 및 EVCC 간에 전기차 식별자 (EVID), 전기차 전원공급 장치 식별자 (EVSEID), 및 충전을 위한 자동 충전 디바이스 (ACD, Automatic Charging Device) 타입 중 적어도 하나 이상을 상호 공유할 수 있다.
이때 SDP가 수행되는 단계에서는, SECC 및 EVCC 간에 가용한 제2 통신 기법의 종류, 및 제2 통신 기법의 통신 연결/설정에 필요한 정보 중 적어도 하나 이상을 상호 공유할 수 있다.
SECC 및 EVCC 간에 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행하는 단계에서는, VSE (Vendor Specific Element) 데이터 포맷을 이용하여 에너지 전달 타입 (ETT, Energy Transfer Type), 및 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing), 포지셔닝 (positioning), 및 충전에 관련되는 부가 정보가 SECC 및 EVCC 간에 상호 공유될 수 있다.
부가 정보는, 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing), 포지셔닝 (positioning)의 가용 옵션, 충전을 위한 자동 충전 디바이스 (ACD, Automatic Charging Device) 타입 및 기능, 및 에너지 타입 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전을 위한 충전 통신 방법은, 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 언도킹이 수행된 이후, SECC 및 EVCC 간에 제2 통신 기법에 의한 연결을 해제하는 단계; 및 SECC 및 EVCC 간에 제2 통신 기법에 의한 연결이 해제된 이후 SECC 및 EVCC 간에 제1 통신 기법에 의한 연결을 해제하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전을 위한 충전 통신 방법은, 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing) 및 포지셔닝 (positioning)이 수행된 이후 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 도킹이 수행되기 전에, SECC 및 EVCC 간에 제1 통신 기법에 의하여 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 전력 전송을 위한 승인/권한 부여 (Authorization), 협상 (Negotiation), 및 파라미터 교환 (Parameter Exchange) 중 적어도 하나 이상이 수행되는 단계를 더 포함할 수 있다.
제2 통신 기법에 의한 연결 및 페어링을 위한 초기화가 수행되는 단계는, SECC가 프라이머리 어셈블리로 웨이크-업 명령을 전달하고, EVSE가 세컨더리 어셈블리로 웨이크-업 명령을 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 도킹 (docking), 충전 (charging), 및 언도킹 (undocking)이 수행되는 단계는, SECC가 프라이머리 어셈블리로 도킹, 충전, 및 언도킹에 관련되는 상태 정보를 전달하는 단계; 및 EVCC가 세컨더리 어셈블리로 도킹, 충전, 및 언도킹에 관련되는 상태 정보를 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 중 적어도 하나 이상의 로보틱스 메커니즘에 의하여 도킹, 충전, 및 언도킹이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 통신 컨트롤러 (EVCC, Electric Vehicle Communication Controller)는 전기차에 탑재되며 프라이머리 어셈블리로부터 전력을 수신하는 세컨더리 어셈블리와 연관되는 EVCC로서, 적어도 하나 이상의 명령을 메모리(memory)로부터 수신하여 실행하는 프로세서(processor)를 포함한다.
EVCC의 프로세서는, 프라이머리 어셈블리와 연관되는 전기차 전원 공급장치 컨트롤러 (SECC, Supply Equipment Communication Controller)와 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행하고, SECC와 제2 통신 기법에 대한 정보에 기반하여 제2 통신 기법에 의한 연결 및 페어링을 위한 초기화를 수행하고, SECC와 제2 통신 기법에 의하여 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing) 및 포지셔닝 (positioning)을 수행하고, SECC와 및 제2 통신 기법에 의하여 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 도킹 (docking), 충전 (charging), 및 언도킹 (undocking)이 수행되도록 제어한다.
EVCC의 프로세서는, SECC와 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결된 상태에서, SECC와의 관계에서 가용한 제2 통신 기법에 대한 정보를 상호 공유하도록 SECC 디스커버리 프로토콜 (SDP)을 수행할 수 있다.
EVCC의 프로세서는, SDP를 수행함으로써, SECC와 전기차 식별자 (EVID), 전기차 전원공급 장치 식별자 (EVSEID), 및 충전을 위한 자동 충전 디바이스 (ACD, Automatic Charging Device) 타입 중 적어도 하나 이상을 상호 공유할 수 있고,
가용한 제2 통신 기법의 종류, 및 제2 통신 기법의 통신 연결/설정에 필요한 정보 중 적어도 하나 이상을 상호 공유할 수 있다.
EVCC의 프로세서는, SECC와 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행함에 있어서, VSE (Vendor Specific Element) 데이터 포맷을 이용하여 에너지 전달 타입 (ETT, Energy Transfer Type), 및 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing), 포지셔닝 (positioning), 및 충전에 관련되는 부가 정보를 SECC와 상호 공유할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 전원 공급장치 컨트롤러 (SECC, Supply Equipment Communication Controller)는 전기차에 전력을 전송하는 프라이머리 어셈블리와 연관되는 SECC로서, 적어도 하나 이상의 명령을 메모리(memory)로부터 수신하여 실행하는 프로세서(processor)를 포함한다.
SECC의 프로세서는, 전기차에 탑재되며 프라이머리 어셈블리로부터 전력을 수신하는 세컨더리 어셈블리와 연관되는 전기차 통신 컨트롤러 (EVCC, Electric Vehicle Communication Controller)와 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행하고, EVCC와 제2 통신 기법에 대한 정보에 기반하여 제2 통신 기법에 의한 연결 및 페어링을 위한 초기화를 수행하고, EVCC와 제2 통신 기법에 의하여 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing) 및 포지셔닝 (positioning)을 수행하고, EVCC와 및 제2 통신 기법에 의하여 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 도킹 (docking), 충전 (charging), 및 언도킹 (undocking)이 수행되도록 제어한다.
SECC의 프로세서는, EVCC와 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결된 상태에서, EVCC와의 관계에서 가용한 제2 통신 기법에 대한 정보를 상호 공유하도록 SECC 디스커버리 프로토콜 (SDP)을 수행할 수 있다.
SECC의 프로세서는, SDP를 수행함으로써, EVCC와 전기차 식별자 (EVID), 전기차 전원공급 장치 식별자 (EVSEID), 및 충전을 위한 자동 충전 디바이스 (ACD, Automatic Charging Device) 타입 중 적어도 하나 이상을 상호 공유할 수 있고, 가용한 제2 통신 기법의 종류, 및 제2 통신 기법의 통신 연결/설정에 필요한 정보 중 적어도 하나 이상을 상호 공유할 수 있다.
SECC의 프로세서는, EVCC와 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행함에 있어서, VSE (Vendor Specific Element) 데이터 포맷을 이용하여 에너지 전달 타입 (ETT, Energy Transfer Type), 및 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing), 포지셔닝 (positioning), 및 충전에 관련되는 부가 정보를 EVCC와 상호 공유할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 ACD 충전 통신의 성능을 향상시키고, 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 ACD를 위한 충전 통신 방법에 있어서, 둘 이상의 서로 다른 통신 기법을 이용하여 전기차/EVCC 및 전원 공급 설비 (EVSE) / SECC 간의 통신, 및 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간의 충전 과정의 다수의 프로시져를 더욱 효과적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전원공급 디바이스 또는 전원공급 장치(EVSE, Electric Vehicle Supply Equipment)로부터 전기차로 전력을 공급할 때의 전기차 충전구의 다양한 타입, 전기차 전원 공급 장치의 다양한 타입, 및 다양한 충전 방식을 고려하여 전기차와 충전 매니퓰레이터 간의 포지셔닝, 전력 공급을 위한 사전 준비 단계에 대한 프로시져가 수행될 수 있도록 효과적인 메시지 타입, 데이터 포맷을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차의 충전을 위한 ACD의 충전 통신을 위한 아키텍처를 도시하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기차의 충전을 위한 ACD의 충전 통신을 위한 아키텍처를 도시하는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1 또는 도 2의 아키텍처에 채용할 수 있는 무선랜 (WLAN) 및 UWB 통신을 이용하는 ACD의 충전 통신 기술을 도시하는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 도 1 또는 도 2의 아키텍처에 채용할 수 있는 무선랜 (WLAN) 및 UWB 통신을 이용하는 ACD의 충전 통신 기술을 도시하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 3 또는 도 4의 과정의 일부를 상세히 도시하는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발견 및 연결 세션에 채용할 수 있는 SECC 및 EVCC의 VSE를 도시하는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발견 및 연결 세션에 채용할 수 있는 ETT (Energy Transfer Type) 설정을 도시하는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 ISO 15118-8 기반 ACD ETT의 변경 사항 제안을 도시하는 개념도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 서비스 발견 프로토콜 (SDP, Service Discovery Protocol) 의 변경 사항 제안을 도시하는 개념도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 발견 세션에 채용될 수 있는 새로운 서비스 ID의 제안을 도시하는 개념도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 상세 포맷에 채용될 수 있는 DC-ACDS 서비스의 구성 파라미터들의 제안을 도시하는 개념도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 3 또는 도 4의 과정의 나머지 일부를 상세히 도시하는 개념도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACD를 위한 충전 통신 장치로서, 일반화된 SECC, EVCC를 구현할 수 있는 컴퓨팅 시스템의 내부 구조에 대한 개념적인 블록도이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 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.
본 출원의 실시예들에서, "A 및 B 중에서 적어도 하나"는 "A 또는 B 중에서 적어도 하나" 또는 "A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 적어도 하나"를 의미할 수 있다. 또한, 본 출원의 실시예들에서, "A 및 B 중에서 하나 이상"은 "A 또는 B 중에서 하나 이상" 또는 "A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 하나 이상"을 의미할 수 있다.
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 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편 본 출원일 전에 공지된 기술이라 하더라도 필요 시 본 출원 발명의 구성의 일부로서 포함될 수 있으며, 이에 대해서는 본 발명의 취지를 흐리지 않는 범위 내에서 본 명세서에서 설명한다. 다만 본 출원 발명의 구성을 설명함에 있어, 본 출원일 전에 공지된 기술로서 당업자가 자명하게 이해할 수 있는 사항에 대한 자세한 설명은 본 발명의 취지를 흐릴 수 있으므로, 공지 기술에 대한 지나치게 자세한 사항의 설명은 생략한다.
예를 들어, Wi-Fi 또는 5G 등의 이동 통신 기술을 이용하되 단일 레이어의 통신 기술을 이용하여 전기차의 충전을 수행하기 전의 셋업, 통신연결(Association), 페어링(Pairing), 위치 추정(Localization), 포지셔닝(Positioning), 도킹/언도킹 제어(Docking/Undocking Control)을 수행하거나 각 과정을 수행하기 위해 필요한 정보를 송수신하는 기술 등은 본 발명의 출원 전 공지 기술을 이용할 수 있으며, 이들 공지 기술들 중 적어도 일부는 본 발명을 실시하는 데에 필요한 요소 기술로서 적용될 수 있다.
그러나 본 발명의 취지는 이들 공지 기술에 대한 권리를 주장하고자 하는 것이 아니며 공지 기술의 내용은 본 발명의 취지에 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 일부로서 포함될 수 있다.
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 이용이 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 전원공급장치(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(위치 정렬) 및 통신을 포함한 Supply Device(또는 Ground Assembly, GA)와 EV device (또는 Vehicle Assembly, 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 전기차(플러그인 하이브리드 전기차 포함)가 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 컨덕티브 또는 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 1차측 장치(primary device)와 2차측 장치(secondary device)로 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 1차측 코일(primary coil)/그라운드 어셈블리 코일(Ground assembly coil)과 2차측 코일(secondary coil)/차량 어셈블리 코일(Vehicle assembly coil)을 지칭할 수 있다.
공급전력회로(supply power circuit, SPC)/그라운드 어셈블리(Ground assembly, GA)는 1차측 코일/GA 코일과 다른 적절한 부품을 포함하여 1차측/그라운드 어셈블리 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, SPC 또는 GA는 무선 충전 시스템의 전력 소스로서 기능하는 데 필요한 전력/주파수 변환 장치, SPC 컨트롤러/GA 컨트롤러 및 그리드로부터의 배선과 각 유닛과 필터링 회로들, 하우징 등의 사이의 배선을 포함할 수 있다.
전기차전력회로(EV power circuit, EVPC)/차량 어셈블리(Vehicle assembly, VA)는 2차측 코일/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, EVPC 또는 VA는 무선 충전 시스템의 차량 부품으로서 기능하는 데 필요한 정류기/전력변환장치와 EVPC 컨트롤러/VA 컨트롤러 및 차량 배터리의 배선뿐 아니라 각 유닛과 필터링 회로들, 하우징 등의 사이의 배선을 포함할 수 있다.
전술한 SPC는 그라운드 어셈블리(ground assembly, GA) 등으로 지칭되거나 구분될 수 있고, 이와 유사하게 EVPC는 차량 어셈블리(vehicle assembly, VA) 등으로 지칭되거나 구분될 수 있다.
전술한 GA는 프라이머리 디바이스(primary device, PD), 1차측 장치 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 VA는 세컨더리 디바이스(secondary device, SD), 2차측 장치 등으로 지칭될 수 있다.
전술한 GA는 서플라이 디바이스(supply device), 전원공급측 장치 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 VA는 전기차 디바이스(EV device), 전기차량 측 장치 등으로 지칭될 수 있다.
프라이머리 디바이스(Primary device)는 세컨더리 디바이스에 무접촉 결합을 제공하는 장치 즉, 전기차 외부의 장치일 수 있다. 프라이머리 디바이스는 1차측 장치로 지칭될 수 있다. 전기차가 전력을 받을 때, 프라이머리 디바이스는 전력을 전송하는 전원 소스로서 동작할 수 있다. 프라이머리 디바이스는 하우징과 모든 커버들을 포함할 수 있다.
세컨더리 디바이스(Secondary device)는 프라이머리 디바이스에 무접촉 결합을 제공하는 전기차 탑재 장치일 수 있다. 세컨더리 디바이스는 2차측 장치로 지칭될 수 있다. 전기차가 전력을 받을 때, 세컨더리 디바이스는 프라이머리 디바이스로부터의 전력을 전기차로 전달할 수 있다. 세컨더리 디바이스는 하우징과 모든 커버들을 포함할 수 있다.
공급 전력 전자장치(supply power electronics)는 차량으로부터의 정보를 토대로 1차측 코일/GA 코일에 대한 출력 전력 레벨을 조절하는 SPC 또는 GA의 일부분일 수 있다. 전기차 전력 전자장치(EV power electronics)는 충전 동안 특정 차량용 파라미터를 모니터링하고 SPC 또는 GA와의 통신을 개시하여 출력 전력 레벨을 제어하는 EVPC 또는 VA의 일부분일 수 있다.
전술한 공급 전력 전자장치(supply power electronics)는 그라운드 어셈블리 전자장치(GA electronics), 그라운드 어셈블리 컨트롤러(GA controller), 또는 프라이머리 디바이스 통신제어기(Primary device communication controller, PDCC)로 지칭될 수 있고, 전기차 전력 전자장치(EV power electronics)는 차량 어셈블리 전자장치(VA electronics), 차량 어셈블리 컨트롤러(VA controller), 또는 전기차 통신제어기(electric vehicle communication controller, VA 제어기)로 지칭될 수 있다.
마그네틱 갭(Magnetic gap)은 리츠선(litz wire)의 상부 또는 1차측 코일/GA 코일의 마그네틱 재료의 상부의 가장 높은 평면과 상기 리츠선의 하부 또는 2차측 코일/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 2차측 코일/VA 코일의 절연 재료와 도로포장 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.
2차측 코일 표면 간격(secondary coil surface distance)/차량 어셈블리(VA) 코일 표면 간격(Vehicle assembly coil surface distance)은 리츠선의 바닥 최하부의 평면 또는 2차측 코일/VA 코일의 마그네틱 재료와 2차측 코일/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 2차측 코일(secondary coil)은 VA 코일(VA coil), 차량 코일(vehicle coil), 수신 코일(receiver coil) 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 1차측 코일(primary coil)은 그라운드 어셈블리 코일(ground assembly coil, GA 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 프라이머리 디바이스에 대한 세컨더리 디바이스의 상대적인 위치를 찾는 절차 및/또는 세컨더리 디바이스에 대한 프라이머리 디바이스의 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(프라이머리 디바이스)와 차량(전기차)가 연관되는 절차를 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 페어링은 충전 스팟 또는 특정 SPC/그라운드 어셈블리와 EVPC/차량 어셈블리 제어기의 연관 절차를 포함할 수 있다.
연관(Correlation/Association)은 두 피어(peer) 통신 실체들 사이의 관계 성립 절차를 포함할 수 있다.
명령 및 제어 통신(Command and control communication)은 무선 전력 전송 프로세스의 시작, 제어 및 종료에 필요한 정보를 교환하는 전기차 전력공급장치와 전기차 사이의 통신을 지칭할 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 프라이머리 디바이스를 감지하도록 그것을 활성화하는 것을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 그 역도 가능하다.
SSID(Service set identifier)는 무선랜 상에서 전송되는 패킷의 헤더에 붙는 32-character로 이루어진 유니크한 식별자이다. SSID는 무선 장비에서 접속하려고 하는 BSS(basic service set)를 구분해 준다. 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 보이기 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 48bits로 특정 BSS(basic service set)를 구분하기 위해 사용한다. 인프라스트럭쳐 BSS 네트워크의 경우, BSSID는 AP 장비의 MAC(medium access control)가 될 수 있다. 독립적인(independent) BSS나 애드훅(ad hoc) 네트워크의 경우, BSSID는 임의의 값으로 생성될 수 있다.
충전 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. 충전 스테이션은 가정, 사무실, 공공장소, 도로, 주차장 등에 설치되는 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리를 구비한 장소를 지칭할 수 있다.
본 명세서에서 연결(association)은 전기차 통신제어기(EVCC, Electric Vehicle Communication Controller) 및 충전 인프라를 제어하는 전원 공급 장치 통신제어기(SECC, Supply Equipment Communication Controller) 간에 무선 통신을 설정하는 절차를 의미하는 용어로 사용될 수 있다.
'스마트 그리드(Smart Grid)'는 발전소, 전력 생산 유닛, 에너지 저장 시스템 등이 네트워크 설비를 통하여 모두 지능적인 방식에 의하여 연결되고, 정보 통신 기술에 기반한 메시지를 교환할 수 있도록 구현된 시스템을 지칭할 수 있다.
'충전소(charging station)'는 전기차(EV, Electric Vehicle)를 충전하는 데 필요한 하나 이상의 전기차 전원 공급장치(EVSE, EV Supply Equipment), 스마트 미터, 및 기타 기술적인 장비들을 포함하는 설비를 지칭할 수 있다.
'전기차 전원 공급장치(EVSE, EV Supply Equipment)는 아웃렛(outlet)을 경유하여 전기차에 에너지를 공급하는 충전소의 일 부분을 형성하는 장치로서 에너지를 측정할 수 있도록 스마트 미터와 연결되는 장치를 지칭할 수 있다.
'충전소 운영자(CPO: Charge Point Operator)'는 충전소(charging station)에 물리적 접근을 허용하도록 충전소가 위치하는 지점에 대한 권한을 가지는 기업 또는 기관을 지칭할 수 있으며, 한편으로는 충전소를 관리하고 개별적인 전기차 전원 공급장치(EVSE)에서 이루어지는 충전 프로세스에 정보 통신 기술을 이용하여 권한을 부여하고 제어하는 통신 노드 또는 엔티티(개체)를 지칭할 수 있다.
'모빌리티 운영자(MO: Mobility Operator)'는 충전소에서 이루어지는 충전에 대한 권한 부여(authorization), 및 결제에 대한 법적 근거로서 엔드 유저 또는 기업과 충전에 대한 계약 관계를 형성하고 있는 법적 개체를 지칭할 수 있다.
모빌리티 운영자와 유사한 의미로 전자 모빌리티 제공자(EMP: E-Mobility Provider), 전자 모빌리티 서비스 제공자(EMSP: E-Mobility Service Provider), 모빌리티 서비스 제공자(MSP: Mobility Service Provider)가 사용될 수 있다.
'플러그 및 충전(PnC: Plug-and-Charge)'은 사용자가 전기차를 전기차 전원 공급 장치에 플러깅하기만 하면 추가적인 사용자 인터랙션이 필요 없이 인증(authentication), 권한 부여(authorization), 부하 제어(load control), 및 결제가 자동으로 수행되는 프로세스를 지칭할 수 있다. 또는 PnC는 그러한 자동 프로세스를 위한 식별 및 권한 부여 모드를 지칭할 수도 있다. PnC는 X.509 인증서를 적용하고 서명을 검증하고 전송함으로써 수행될 수 있다.
'공개 키 기반(PKI: Public Key Infrastructure)'은 특정한 사람 또는 물체에 속하는 특별한 공개 키를 검증하기 위하여 이용되는 디지털 서명의 생성, 저장, 재배포, 및 폐지를 위한 시스템을 지칭할 수 있다.
'외부 식별 수단(EIM: External Identification Means)'은 운전자가 충전소에서 이루어지는 충전 세션을 위하여 자기 자신을 인증하고 권한 부여할 수 있는 임의의 외부 수단을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 현금 지불, 선불 카드, 신용 카드, 직불 카드, NFC, RFID, 및 SMS를 들 수 있다. EIM은 PnC와 함께 두 가지 인증 모드를 구성할 수 있다.
'판매 요율(Sales Tariff)'은 시간의 경과에 따른 가격 관련 정보를 제공하는 기능을 지칭할 수 있다. 구체적으로는 모빌리티 운영자로부터 제공되며 전기차 통신 제어기(EVCC: EV Communication Controller) 측에서 충전 스케줄을 계산할 수 있도록 주어지는 입력을 지칭할 수 있다. 판매 요율은 선호되는 전력량만큼 특정한 타임 슬롯 내에서 충전하는 전기차에게 인센티브를 제공하기 위하여 의도되는 개념일 수 있다. 판매 요율과 관련된 유즈 케이스로는 충전 세션을 유효한 계약에 의하여 인증하는 모빌리티 운영자에 의하여 제공되는 전력의 가격 정보일 수 있으며, 이때의 계약은 운전자 자신 또는 차량이 속하는 차량 공유 운영자에 의하여 전기차에 설치된 계약 증명서에 의하여 인증될 수 있다.
또한, '판매 요율'은 신재생 에너지를 이용한 충전 등 예상 가능한 시간대에 충전하는 전기차에게 인센티브를 제공하여 태양광 패널 또는 풍력 터빈 등 신재생 에너지의 활용을 촉진하고자 의도된 개념을 지칭할 수 있다. 경우에 따라서는 전력의 가격 정보뿐만 아니라 그 가격 정보가 연관된 타임 슬롯을 포함하여 판매 요율로서 지칭될 수 있다.
'2차 참여자(Secondary Actor)'는 EVCC 또는 SECC가 아니면서 충전 프로세스에 연관되는 임의의 파티를 지칭할 수 있다. 2차 참여자는 충전 프로세스에 연관되는 정보를 제공하면서 충전 프로세스에 연관될 수 있고, 2차 참여자의 예시로는 충전 포인트 운영자(CPO), 모빌리티 운영자(MO) 등을 들 수 있다.
'전자 모빌리티 계정 식별자(EMAID: E-Mobility Account ID)'는 모빌리티 운영자 및 커스터머 사이에서 전기차 충전을 위해 체결되는 법적 계약마다 발행된 단일 계약 증명서를 지칭할 수 있다. EMAID는 개인 데이터의 가명화를 허용할 수 있으며, 법적 계약의 라이프타임과 같은 한정된 시간 동안만 유효할 수 있다. EMAID는 차량 식별 번호(VIN: Vehicle Identification Number)와는 달리 커스터머 또는 차량 데이터의 장기적 평가를 허용하지 않을 수 있다. EMAID는 가족 차량 또는 차량 공유 계약 등 일시적이고 단기적인 단일 계약에 대하여 서로 다른 인증 매체를 이용하여 부여될 수 있는 일시적 식별자로서 도입될 수 있고, 한 사람이 복수개의 계약 각각마다 EMAID을 보유할 수 있어, 개인의 식별 정보와는 다른 용도로 활용될 수 있다.
본 개시에서 차량-그리드 간(V2G: Vehicle-to-Grid) 통신은 ISO 15118 표준에서 규정되며 OSI 7계층에 대응하도록 설계될 수 있다. 즉, OSI(Open Systems Interconnection)은 "내포되는 내부 구조 및 기술과 관련 없이 통신 또는 컴퓨팅 시스템의 통신 기능을 표준화하기 위한 개념적인 모델"일 수 있다.
ISO 15118 표준의 특징은 전기차의 충전과 결제 프로세스를 설립하고 실행하기 위한 것이라는 점이며, 이를 위하여 다양한 정보 통신 기술을 채택하고 활용할 수 있다는 점을 또 다른 특징으로 포함하고 있다. 즉, OSI 7계층에 매핑되는 정보 통신 기술요소를 포함하지만 목적은 전기차의 충전 및 결제 프로세스를 설립하기 위한 것이므로 어플리케이션 상의 특징이 주요하게 취급될 수 있다.
ISO 15118 표준에서 규정하는 V2G 통신 인터페이스는 디지털, IP기반 프로토콜을 포함할 수 있다. 이때 전기차(EV)와 전기차 전원 공급 장치(EVSE) 간의 통신, 전기차 전원 공급장치(EVCC)와 전원 공급장치 통신 제어기(SECC: Supply Equipment Communication Controller) 간의 통신이 ISO 15118 표준에서 규정하는 V2G 통신 인터페이스에 포함될 수 있다.
V2G 통신 인터페이스 및 ISO 15118 표준은 충전소에서 별도의 사용자 인터랙션이 필요 없이 인증, 권한 부여, 및 결제를 수행할 수 있는 사용자 친화적인 메커니즘을 활성화하기 위하여 의도된 것일 수 있다.
운전자의 습관과 타협하는 일 없이 유연한 부하 제어 및 가치 있는 그리드 서비스를 제공하기 위하여 전기차가 스마트 그리드에 통합될 수 있다. 매우 다양한 부하 변동에 의한 전력 수요 피크에 전력을 공급하기 위한 부가적인 그리드 콤포넌트가 추가되어야 하는 경우를 회피하기 위하여, 전기차의 에너지가 스마트 그리드 내의 에너지원 중 하나로 고려될 수 있다. 또한 스마트 그리드가 장기적으로 신재생 에너지의 확대를 유도할 수 있도록 전기차에 적절한 인센티브를 제공하는 방식 또한 스마트 그리드의 활성화를 위하여 고려될 수 있다.
OSI 5 계층의 차량-그리드 간 전송 프로토콜(V2GTP: Vehicle-to-Grid Transfer Protocol)은 기본적으로 어플리케이션 계층 메시지의 세션 랩퍼(session wrapper)로서 이해될 수 있다. 이 때의 어플리케이션 계층 메시지는 이른바 V2G 메시지로 지칭될 수 있다. V2GTP 프로토콜은 V2G 메시지를 효율적으로 구분하고 처리할 수 있도록 하는 헤더와 페이로드 정의를 포함할 수 있다.
자동 연결 충전 장치/자동 충전 장치 (ACD, Autoconnect Charging Device or Automatic Charging Device) 기술은 ISO/IEC 15118 Edition 2, ISO 15118-20에서 무선 통신을 이용하여 로봇 또는 자동화된 장치를 제어함으로써 충전 과정의 적어도 일부를 수행하도록 규정된 내용에 기초하여 구현될 수 있다.
ACD 기술의 실시예로서, EVSE 측의 ACD 설비가 전기차에 접근하는 방향, 및/또는 전기차에 대한 EVSE 측 ACD 설비의 위치에 기반하여 ACD-U (Underbody), ACD-S (Sidearm), 또는 ACD-P (Pantograph) 등의 타입들이 제안되었으며, 향후 유선/무선 충전 기술의 확장에 따라 추가적인 ACD 타입이 포함될 수 있다.
이하에서 설명하는 ACD 충전 통신 방법은, WLAN을 통한 ISO 15118의 ACD 충전 통신에서 새로운 이름의 공간을 정의하고, 메시지 파라미터를 변경하고, 메시지 시퀀스를 변경하고, 도킹-도킹해제-페어링 메커니즘을 이용하도록 구성될 수 있다. 또한 ACD 충전 통신 방법은, ACD-U 또는 ACD-S에 대한 VSE 추가정보 매개변수를 정의하도록 구성될 수 있다.
VSE(Vendor Specific Element)는 ISO 15118 기반 통신에서 현재 위치에서 가용한(available) EVSE의 타입에 대한 정보를 포함하는 데이터 포맷을 의미할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하에서 본 발명의 상세한 사항을 도 1 내지 도 14의 실시예들을 통하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차의 충전을 위한 ACD의 충전 통신을 위한 아키텍처를 도시하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기차의 충전을 위한 ACD의 충전 통신을 위한 아키텍처를 도시하는 개념도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 전기차 전원 공급장치 (EVSE)(110)에 연결되는 EVSE 측 offboard ACD (120)와 전기차에 탑재되는 전기차 측 onboard ACD (130) 사이의 충전 통신에는 WLAN이 이용되고, ACD 제어 통신에는 UWB와 같은 2번째 통신 기술이 이용되는 실시예가 도시된다.
EVSE (110)에는 전력 공급 네트워크 (150)로부터 전력이 공급되고, 전기차 측 온보드 ACD (130)로부터 전기차 전력 공급 회로 (140)로 전력이 전달된다.
오프보드 ACD (120), 즉, 프라이머리 어셈블리로부터 온보드 ACD (130), 즉 세컨더리 어셈블리로 전력이 공급된다. 프라이머리 어셈블리로부터 세컨더리 어셈블리로 전력이 공급되기 위해서는 프라이머리 어셈블리와 세컨더리 어셈블리 간 docking 과정이 필요하고, 전력이 공급된 이후에는 undocking 과정이 수행되어 프라이머리 어셈블리와 세컨더리 어셈블리가 분리된다.
예를 들어, 프라이머리 어셈블리와 세컨더리 어셈블리가 ACDS인 경우에 레벨-1 접근 (approach)이 제안될 수 있다. Positioning, Pairing, Docking, Undocking 과정과 같은 ACD 제어 통신에는 UWB, BLE가 이용될 수 있다. 충전 과정에서는 ISO 15118-2 및/또는 ISO 15118-20 등에서 규정되는 통신 기술이 이용될 수 있다. 이러한 통신 기술에는 PLC 기술이 포함될 수 있다.
이러한 레벨 1 접근의 장점은 이미 존재하는 충전 통신 프로토콜을 재활용할 수 있다는 점이다. (예를 들어, docking 이후)
레벨 1 접근의 단점은 동일한 세션을 위하여 서로 다른 프로토콜을 조화시키기 위한 복잡한 설계가 필요하고, 두 개의 채널들 사이의 부가적인 페어링이 필요할 수 있다는 점이다. 예를 들어 전기차 (EV) 측에서는 UWB 채널을 경유하여 연결되는 SECC와 PLC 채널을 경유하여 연결되는 SECC가 동일하다는 점을 확인할 필요가 있다. 또한 유사한 충전 모드에서 서로 다른 방법이 구현되어야 할 수도 있다. ACDU에서는 UWB+PLC 기술을, ACDS에서는 WLAN 기술이 구현되려면 그만큼 부가적인 설계가 필요하다. EVCC와 SECC 간 인증 (authentication) 또한 중복 수행될 필요가 있다. 예를 들어 PLC 연결과 UWB 연결에는 각각 별도의 인증이 필요하다.
이로 인하여 본 발명에서는 ISO 15118-20 등에서 제안하는 레벨-2 통신 기술을 이용할 수 있다. ACDS/U 통신에서는 WLAN이 충분히 역할을 수행할 수 있다. UWB는 vehicle positioning 및 pairing 등에서 보조적인 역할을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 수정된 ISO 15118 (-20 & -8)에서 WLAN과 UWB를 함께 이용할 수 있다. UWB 외에도 BLE와 같은 근거리 통신 기술이 이용될 수 있다.
WLAN은 복잡한 데이터통신(TCP/IP/TLS/XML)에 적합할 수 있다. 그리고 UWB는 페어링 및 포지셔닝에 있어서 거리 감지 기능(범위 지정)으로 인해 WLAN보다 더 유리할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 WLAN은 디스커버리, 도킹, 충전, 및 언도킹을 포함하는 전체 세션(whole session), cover-to-cover의 메인 채널로 이용될 수 있다. UWB는 vehicle positioning에서 이용될 수 있고, 필요하다면 페어링에서도 이용될 수 있다. 또한 도킹, 언도킹, ACD 관련 에러 검출이나 핸들링에 대해서는 UWB를 활용하도록 구현될 수 있다. WLAN과 비교할 때 UWB와 같은 특성을 가지는 근거리 통신 기법이 UWB를 대신하여 본 발명의 다른 실시예들에서 이용될 수 있음은 당업자에게 자명하게 이해될 것이다. 예를 들면 BLE 통신 기법 등이 이에 해당할 수 있다.
본 발명의 후술할 실시예들과 같은 변형을 위해서, ISO 15118-8에서 VSE (Vendor specific element) 및/또는 Additional Info. 와 관련되는 ACDS/U 파라미터가 수정 제안될 수 있다. ISO 15118-20에서는 메시지 파라미터, 메시지 시퀀스, 부가적인 namespace 및 요건 (requirements)이 변경되거나 추가로 제안될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1 또는 도 2의 아키텍처에 채용할 수 있는 무선랜 (WLAN) 및 UWB 통신을 이용하는 ACD의 충전 통신 기술을 도시하는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 도 1 또는 도 2의 아키텍처에 채용할 수 있는 무선랜 (WLAN) 및 UWB 통신을 이용하는 ACD의 충전 통신 기술을 도시하는 개념도이다. 특히 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예는 로보틱스를 이용한 도킹-도킹해제 수단을 이용하는 ACD 충전 통신 방법을 제공한다.
도 3 및 도 4의 실시예에서는 WLAN은 전체 세션의 시작부터 끝까지 활성화된다. WLAN은 다른 통신 채널을 트리거할 수 있다.
UWB는 vehicle positioning 및 pairing을 보조할 수 있으며, pairing은 RFID 및 카메라와 같은 보조 수단을 이용하여 수행될 수도 있다. 이러한 과정은 RFID, BLE와 같은 근거리 통신망, Optical 수단이나 이미징 디바이스에서 얻어지는 vision 정보를 보조적으로 이용함으로써 얻어질 수 있다.
페어링에서 UWB 등의 통신 기술은 positioning과 pairing 을 동시에 수행하도록 이용될 수 있다. 페어링과 포지셔닝 과정에서 각 엔티티들 간에 전달되는 메시지에는 ACD_EV, ACD_SE 의 좌표 (coordinate) 정보가 추가될 수 있다.
이때 key message의 예로는 ACDInitialSetup, ACDPositioning, ACDPairing, ACDDocking, ACDUndocking 메시지 등을 들 수 있다.
도킹/언도킹은 주로 로보틱스(매니퓰레이터 및/또는 로봇 암)를 이용하여 처리될 수 있다. ACD 시스템은 도킹/언도킹을 위하여 BLE 또는 UWB와 같은 proprietary communication을 이용할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, WLAN을 이용하는 (수정된) ISO 15118-20 세션이 전반적으로 도시된다. 즉, ISO 15118-20 세션은 발견 및 연결(Discovery & Connect) (S210), WLAN을 위한 SDP (SECC Discovery Protocol) (S212), 초기 셋업(Initial Setup) (S220), 포지셔닝(Positioning) 및 페어링(Pairing) (S224), 권한 부여/승인 (Authorization) 서비스 협상(Service Nego.) (S230), 매개변수 교환(ExchangeParams: ExchangeParameters) (S232), 도킹(Docking) (S240), 충전(Charging) (S250), 도킹 해제/언도킹(Undocking) (S260) 등의 세션들을 포함할 수 있다.
발견 및 연결 세션(S210)은 ISO 15118-8을 이용한 L2 셋업 및 호환성 체크를 포함할 수 있다. WLAN을 위한 SDP 세션(S212)은 SECC 발견 및 호환성 필터링을 포함할 수 있다. 초기 셋업 세션(S220)은 파라미터 협상을 포함할 수 있다. 초기 셋업 세션(S220)은 UWB 등을 이용하여 호환성 체크, 매개변수(parameter) 교환 등을 수행할 수 있다. 포지셔닝 세션(S224)은 UWB 등을 이용하여 도킹 지역 내 차량을 포지션닝할 수 있고(S226), ACD가 그 결과를 기록할 수 있다. 페어링 세션(S224)은 UWB 등을 이용하여 전기차와 SECC 및/또는 ACD 사이의 올바른 페어링을 보장할 수 있다(S226). 도킹 세션(S240)은 ACD에 의해 도킹을 수행하고(S244), 이때 UWB를 이용할 수 있으며(S242), ACD는 그 결과를 기록할 수 있다(S244). 도킹 해제 세션(S260)은 ACD에 의해 도킹 해제를 수행할 수 있고(S264), 이때 UWB를 이용할 수 있으며(S264), ACD는 그 결과를 기록할 수 있다(S262). ISO-15118 기반의 ACD 충전 통신이 종료(Terminate)되면(S270), 해당 통신의 연결종료(S280)에 앞서거나 연결종료(S280)와 함께 UWB 등의 무선랜 접속도 연결종료(Disconnect)될 수 있다(S272).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 3 또는 도 4의 과정의 일부를 상세히 도시하는 개념도이다.
도 5를 참조하면, 발견 및 연결 세션(S210)은 ISO 15118-8 L2의 발견 및 연결 세션을 이용할 수 있다. 예를 들어, SECC는 EVCC로 비콘(VSE={ETT:0x08, AI: ACD:T=S:C=D:V=U:P=U:I=E})을 브로드캐스트할 수 있다.
EVCC는 SECC로 Probe Request (VSE={ETT:0x08, AI: ACD:T=S:C=D:V=U:P=U:I=E:ID=ABCD123})를 전송할 수 있다.
SECC는 EVCC로 Probe Response (VSE={ETT:0x08, AI: ACD:T=S:C=D:V=U:P=U:I=E})를 피드백할 수 있다. 이 같은 과정은 active scanning의 일부를 구성할 수 있다.
EVCC와 SECC 사이에는 Association Request (VSE={ETT:0x08, AI: ACD:T=S:C=D:V=U:P=U:I=E:ID=ABCD123}), 및 Association Response (Result = Success)가 추가로 송수신될 수 있다.
이때 ISO 15118-8 의 ed 3이 이용될 수 있다. EVCC와 SECC는 서로 간의 호환성을 체크할 수 있으며, VSE (Vendor Specific Element)를 이용하여 서로 연관될 (associate) 수 있다. VSE 필드는 IEEE 802.11 management frames를 참조할 수 있다.
이때 EVCC와 SECC 간 공유하는 메시지의 ETT는 Energy Transfer Type을 의미하며, AI는 Additional Information의 약자로서 detailed optional parameters를 기술할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발견 및 연결 세션에 채용할 수 있는 SECC 및 EVCC의 VSE를 도시하는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발견 및 연결 세션에 채용할 수 있는 ETT (Energy Transfer Type) 설정을 도시하는 개념도이다.
도 6 내지 도 7을 참조하면, EVCC와 SECC는 ISO 15118-8 등의 통신 프로토콜에 따라 서로 호환성을 확인하고, 연결될 수 있다. 연결에는 IEEE 802.11 관리 프레임(management frames)의 VSE(Vendor Specific Element)가 이용되거나, ETT (Energy Transfer Type)이 이용되거나, 상세 옵션 매개변수(Detailed optional parameters)인 추가 정보(AI: Additional Information)가 이용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 ISO 15118-8 기반 ACD ETT의 변경 사항 제안을 도시하는 개념도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, ACD가 예컨대 ACDP, ACDU, ACDS 등의 모든 ACD 타입을 포함하는 경우, ETT는 변경될 필요가 없다.
추가 정보(AI)는 가변 크기의 UTF-8 문자열로 표현될 수 있다. 예를 들어 다음과 같이 표현될 수 있다.
<ETT>:<param>=<val>:***:<param>=<val>:<ETT>:<param>=<val>:***
또한, 예를 들어, ETT=0x01은 AC 전용을 나타내고, AI="AC:C=1:M=1:S=B"와 같이 표현될 수 있다. 이러한 ETT(AC 전용)의 경우에 대한 AI의 표현은 도 7에 도시한 바와 같이 예시될 수 있다.
여기서, ACD 매개변수들은 EVID만 정의될 수 있다. 이 경우, 신속하고 정확한 페어링에 도움을 줄 수 있다. ACD 타입에 따라 추가적인 매개변수의 정의가 필요하다. 이에 대하여는 아래에서 자세히 설명될 것이다.
도 8을 참조하면, ACD를 위한 ISO 15118-8에 대한 예시적 변경 사항을 확인할 수 있다. 이것은 추가 정보와 함께 ACD ETT를 확장시킬 수 있다.
예를 들어, 다음과 같은 표현이 가능하다.
"ACD:T=S:E=DC:C=D:V=U:P=U:I=E:ID=ABCD123"
다시 도 5를 참조하면, 발견 및 연결 세션(S210)의 협력 과정에서, EVCC와 SECC는 비컨 및 프로브 응답에서 SECC의 VSE를 이용하여 프로브 요청 메시지와 협상/재협상 요청 메시지에서 EVCC의 VSE를 이용함으로써, 발견 및 연결 세션(S210)을 수행할 수 있다.
예를 들어, SECC의 VSE에서 ETT와 AI는 다음과 같이 표현될 수 있다:
ETT=0x08: ACD 충전만 지원
AI="ACD:T=S:E=DC:C=D:V=U:P=U:I=E:ID=HMC-1234"
즉, SECC로부터 HMC-1234로 식별되는 EVCC로 전달되는 AI는, ACDS 타입, DC 충전, 케이스(Case) D, UWB에 의한 포지셔닝, UWB에 의한 페어링, EV에 의해 조작되는 인렛에 대한 정보를 나타낼 수 있다.
또한, EVCC의 VSE에서 ETT와 AI는 다음과 같이 표현될 수 있다:
ETT=0x08: ACD 충전만 지원
AI="ACD:T=S:E=DC:C=D:V=U:P=U:I=E:ID=KRKEP-1234"
즉, EVCC로부터 KRKEP-1234로 식별되는 SECC로 전달되는 AI는, ACDS 타입, DC 충전, 케이스(Case) D, UWB에 의한 포지셔닝, UWB에 의한 페어링, EV에 의해 조작되는 인렛에 대한 정보를 나타낼 수 있다.
도 5에 도시되지는 않았지만 발견 및 연결 세션(S210) 이후 SDP 세션(S212) 수행 전에 보안을 강화하기 위하여 EVCC 및 SECC 사이에서 WPA2/WPA3 Layer 2 Security 세션이 optional하게 수행될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 발견 및 연결 세션(S210) 이후 SDP 세션(S212)의 일 실시예로서 EVCC와 SECC는 ISO 15118-20 기반 L3 발견 및 연결 절차를 수행할 수 있다.
이때 EVCC는 SDP로 (Broadcast) SDP (SECC Discovery Protocol) Request (PPD=UWB, Coupler=ACD-S, EVID="1234")를 브로드캐스트할 수 있다.
SDP는 EVCC로 SDP Response (Coupler=ACD-S, EVSEID="ABCD", DiagStatus=FinishedwithEVSEID)를 회신할 수 있다.
SDP는 EVCC 및 SECC에 SECC의 연결 정보 (IP number / port number)를 제공할 수 있다. SDP는 EVCC 및 SECC와 함께 호환성 정보 (커플러 타입, 충전 타입, 등)를 교환할 수 있다. SDP는 EVCC 및 SECC와 함께 pairing ID (EVID, EVSEID)를 교환할 수 있다.
도 5에 도시되지는 않았지만 SDP 세션(S212) 이후에 EVCC 및 SECC 사이에서 TCP & TLS Connection Establishment 세션이 수행될 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 서비스 발견 프로토콜 (SDP, Service Discovery Protocol) 의 변경 사항 제안을 도시하는 개념도이다.
여기서, SDP에서는 EVCC와 SECC가 IP 번호 및/또는 포트 번호 등의 SECC의 접속정보를 제공하고, 커플러 타입, 충전 타입 등의 호환성 정보를 교환하고, EVID, EVSEID 등의 페어링 식별자를 교환하도록 동작할 수 있다.
전술한 SDP 파라미터 셋은 SDP 무선 환경을 변경할 수 있다. UWB 또는 RFID를 사용하는 경우, EVCC와 SECC 간의 커플링 유형은 P2PS 및/또는 PPD 필드에서 다시 인코딩될 필요가 없다.
다시 도 5를 참조하면, 초기 셋업 세션(S220)의 일부로서 프로토콜 재협상(Protocol Nego.) 절차를 수행할 수 있다. 즉, 지원되는 앱 프로토콜 단계에서, EVCC와 SECC는 사용할 프로토콜을 협상할 수 있다. 현재 ISD 15118-20에서 선택할 수 있는 네임스페이스(namespaces)는 4 가지가 있다. 4개의 서로 다른 네임스페이스들은 다음과 같다:
urn:iso:std:iso:15118:-20:AC
urn:iso:std:iso:15118:-20:DC
urn:iso:std:iso:15118:-20:WPT
urn:iso:std:iso:15118:-20:ACDP
본 실시예에서는 위의 4개의 네임스페이스들에 더하여 다른 4개의 네임스페이스들을 추가한다. 추가되는 4개의 네임스페이스들은 다음과 같다:
urn:iso:std:iso:15118:-20:ACDS-AC
urn:iso:std:iso:15118:-20:ACDS-DC
urn:iso:std:iso:15118:-20:ACDU-AC
urn:iso:std:iso:15118:-20:ACDU-DC
전술한 8개의 네임스페이스들을 사용하더라도, 이후의 세션 설정(SessionSetup)에서의 변경은 요구되지 않을 수 있다.
ISO 15118-20 Protocol Nego. 세션을 이용하는 경우에, EVCC는 SDP로 SupportedAppProtocolReq (namespace="iso:15118:-20:ACDS-DC", SchemaID=1) 를 전송하고, SDP는 EVCC로 SupportedAppProtocolRes (SchemaID=1, OK)를 피드백할 수 있다.
한편 EVCC는 EVCCID를 제공하고, SECC는 EVSEID 및 세션 ID를 제공할 수 있다. 세션 ID는 메시지의 헤더를 통해 제공될 수 있다. 이 경우, 세션 ID는 WLAN 프레임의 VSE에서의 "ID"와 일치하도록 설정될 수 있다.
예를 들어, ISO 15118-20 SessionSetup 에서는 EVCC가 SDP로 SessionSetupReq (EVCCID="HKM1234")를 전송하고, SDP는 EVCC로 SessionSetupRes (EVSEID="KEPCO1234")를 피드백할 수 있다.
한편, EVCC 및 SECC는 페어링 및 포지셔닝 준비를 위해, 무선랜 장치의 초기화 과정에서 ACD 장치에 "깨우기(wake-up)" 명령을 트리거할 수 있다. EVCC는 세컨더리 어셈블리 (ACD_EV)에, SECC는 프라이머리 어셈블리 (ACD_SE)에 wake-up 명령을 각각 트리거할 수 있다. ACD 장치의 기동이 완료되지 않은 경우, EVCC 및 SECC는 ACD 장치에서 구성 정보(configuration information)를 가져올 수 있다. 구성 정보는 ACD 장치의 맥(MAC) 주소를 포함할 수 있다. 이러한 구성 정보의 획득은 선택적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 무선 전력 전송(WPT: Wireless Power Transfer) 시퀀스는, SessionSetup 수행 후 무선전력전송 정밀포지셔닝 셋업 (WPT_FinePositioningSetup), 무선전력전송 정밀포지셔닝 (WPT_FinePositioning), 무전전력전송 페어링(WPT_Pairing), 및 AuthorizationSetup 세션을 순차적으로 수행할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송(WPT: Wireless Power Transfer) 시퀀스는, ServiceSelection 세션 수행 이후에 차량이 멈춘 후에(after pausing), 무선전력전송 충전매개변수발견 (WPT_ChargeParameterDiscovery), 스케줄 변경(ScheduleExchange), 무선전력전송 정렬체크(WPT_AlignmentCheck), 및 전력전달(PowerDelivery) 세션을 순차적으로 수행할 수 있다. PowerDelivery 세션은 무선전력전송 충전루프(WPT_chargeLoop) 세션과 병렬적으로 수행되며 각 세션의 결과를 상호 참조할 수 있다. PowerDelivery 세션이 완료되면 SessionStop 세션이 수행되고 시퀀스가 종료될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 자동 연결 장치 펜타그래프(ACDP: ACD Pentagraph) 시퀀스는, SessionSetup 수행 후 ACDP 차량포지셔닝(VehiclePositioning), 및 AuthorizationSetup 과정을 순차적으로 수행할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 ACDP 시퀀스는, ServiceSelection 세션 수행 이후에 DC 충전파라미터 발견 (DC_ChargeParameterDiscovery), ScheduleExchange, ACDP 연결(ACDP_Connect), DC_CableCheck, DC_Precharge, 및 ACDP 연결 해제(ACDP_Disconnect) 등을 순차적으로 수행할 수 있다. DC_Precharge 세션 수행 이후에 PowerDelivery 세션이 수행되고, PowerDelivery 세션은 DC_ChargeLoop 세션과 병렬적으로 수행되며 각 세션의 결과를 상호 참조할 수 있다. ACDP_Disconnect는 ACDP_Connect, DC_CableCheck, DC_Precharge, PowerDelivery, 및 DC_ChargeLoop 세션의 수행 결과를 참조하여 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 자동 연결 장치 언더바디(ACDU: ACD underbody) AC 시퀀스는, SessionSetup 수행 이후에 ACDU 셋업 (ACDU_Setup), ACDU 전기차 포지셔닝 (ACDU_EVPositioning), ACDU 페어링 (ACDU_Pairing), 및 AuthorizationSetup 세션을 순차적으로 수행할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 ACDU AC 시퀀스는, ServiceSelection 세션 수행 이후에 전기차가 정지한 후에 (After Pausing), AC_ChargeParemeterDiscovery, ScheduleExchange, ACDU 도킹(ACDU_Docking), PowerDelivery, 및 ACDU 도킹 해제(ACDU_Undocking) 세션을 순차적으로 수행할 수 있다. ACDU_Docking 세션 이후에 Docking이 실패한 경우에는, ACDU_Setup 세션부터 다시 수행할 수 있다. PowerDelivery 세션은 ACDU AC_충전루프(ACDU_AC_ChargeLoop) 세션과 함께 수행되면서 충전루프가 형성되고 유지되는 동안 수행되도록 구현될 수 있다. PowerDelivery 세션이 완료되고 ACDU_Undocking 세션이 수행되면, SessionStop 세션에 의하여 ACDU AC 시퀀스가 종료될 수 있다. ACDU_Pairing 세션 이후 Authorization/Service done 상태이면, 중간 세션을 생략하고 ACDU_Docking 세션이 수행될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 자동 연결 장치 사이드(ACDS: ACD Sidearm) DC 시퀀스는, SessionSetup 수행 이후에 ACDS 셋업 (ACDS_Setup), ACDS EV 포지셔닝(ACDS_EVPositioning), ACDS 페어링 (ACDS_Pairing), 및 AuthorizationSetup 세션을 순차적으로 수행할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 ACDS DC 시퀀스는, ServiceSelection 세션 수행 이후에 전기차가 정지한 후에 (After Pausing), ACDS_ChargeParemeterDiscovery, ScheduleExchange, ACDS 도킹(ACDS_Docking), DC_CableCheck, DC_PreCharge, PowerDelivery, 및 ACDS 도킹 해제(ACDS_Undocking) 세션을 순차적으로 수행할 수 있다. ACDS_Docking 세션 이후에 Docking이 실패한 경우에는, ACDS_Setup 세션부터 다시 수행할 수 있다. PowerDelivery 세션은 ACDS 충전루프(ACDS_ChargeLoop) 세션과 함께 수행되면서 충전루프가 형성되고 유지되는 동안 수행되도록 구현될 수 있다. PowerDelivery 세션이 완료되고 ACDS_Undocking 세션이 수행되면, SessionStop 세션에 의하여 ACDS DC 시퀀스가 종료될 수 있다. ACDS_Pairing 세션 이후 Authorization/Service done 상태이면, 중간 세션을 생략하고 ACDS_Docking 세션이 수행될 수도 있다.
다시 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법의 자동 연결 장치(ACD) 셋업 세션(S220)은, ACDS 또는 ACDU에서의 설정 요청 메시지와 설정 응답 메시지 내에 포지셔닝, 페어링, 도킹, 인렛 핸들링을 위한 협상 방법을 포함하고, 지원되는 방법들에 필요한 기타 매개변수를 추가할 수 있다. 여기서, EV는 지원되는 방법이나 유형의 리스트를 제공하고, EVSE는 그 중에 하나를 선택할 수 있다.
협상할 매개변수로는, 포지셔닝 방법, 페어링 방법, 도킹 유형, 인렛 핸들링 유형, 메이팅 공간(mating space), 운용 공간 (operating space), 및 지원 방법과 관련된 모든 추가 매개변수들이 포함될 수 있다. 추가 매개변수들은, UWB의 경우, UWB 주소, UWB 구성과 범위 매개변수들을 포함할 수 있고, RFID의 경우, RFID 태그 식별자를 포함할 수 있다.
예를 들어, EVCC는 SECC로 ACDS_SetupReq (Positioning=UWB|Optical, Pairing=UWB|RFID, Docking=D, Inlet=EV|SE, MatingSpace=XYZ , [UWBEV =< UWBEV Addr>])의 메시지를 전송할 수 있다. SECC는 EVCC에 ACDS_SetupRes (Positioning=UWB, Pairing=RFID, Docking=D, Inlet=EV, OperatingSpace=XYZ, [UWBSE =<UWBSE Addr>, <UWB-Conf>, <Ranging-Conf>])를 피드백할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에서는, 범위지정(ranging) 및 페어링을 위한 UWB 연결의 경우, 주어진 구성으로 EV와 ACD 간의 새로운 UWB 연결과 범위 설정 등에 대한 정보를 협상할 매개변수로 포함할 수 있다. 이러한 범위지정 및 페어링을 위한 UWB 연결은 선택적으로 수행될 수 있다.
예를 들어, EVCC는 ACD_EV로 "Configure (<UWB-Conf>, <Ranging-Conf>, <UWBSE Addr>)" 메시지를 전송하여 세컨더리 어셈블리의 매개변수 설정을 지원하고, SECC는 ACD_SE로 "Configure (<UWB-Conf>, <UWBEV Addr>)" 메시지를 전송하여 프라이머리 어셈블리의 매개변수 설정을 지원할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 자동 연결 장치(ACD) 포지셔닝 세션(S224, S226)에서는 ACDS의 EV 포지셔닝 요청 메시지와 EV 포지셔닝 응답 메시지는 포지셔닝이 완료될 때까지 EVCC와 SECC 간에 계속 교환될 수 있다. 실제 포지셔닝은 UWB를 통해 수행될 수 있다. 이 경우, 포지셔닝의 실제 실행은 V2G 통신 범위 외부에서 이루어질 수 있고, 잠재적 위치 지정 방법으로서, 필요한 경우에 대한 매개 변수를 추가할 수 있다.
이때의 UWB 통신망을 이용하는 차량 포지셔닝 과정은 IEC 61851-27 Annex D를 참조하여 수행될 수 있다.
예를 들어, EVCC는 SECC로 "ACDS_EVPositioningReq (EVProcessing=Ongoing, EVResult=Unknown)" 메시지를 전송하고, SECC는 EVCC로 "ACDS_EVPositioningRes (EVSEProgressing=Ongoing, EVSEResult=Unknown)" 메시지를 피드백할 수 있다.
EVCC는 ACD_EV로, SECC는 ACD_SE로 각각 "Positioning-Start( )"를 전송할 수 있고, ACD_EV는 EVCC로, ACD_SE는 SECC로 각각 "Positioning-Status(Ongoing, 쪋)", 및 "Positioning-Status(Finished)"와 같은 메시지를 피드백할 수 있다.
EVCC는 SECC로 "ACDS_EVPositioningReq (EVProcessing=Finished, EVResult=Success)" 메시지를 전송하고, SECC는 EVCC로 "ACDS_EVPositioningRes (EVSEProgressing=Finished, EVSEResult=Success)" 메시지를 피드백할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 자동 연결 장치(ACD) 페어링 세션(S224, S226)에서는, ACDS의 페어링 요청 및 페어링 응답에서, 선택 사항으로서, 페어링은 일부 PPD (Pairing-Positioning Device), 예컨대 RFID, UWB를 이용하여 수행될 수 있다. 포지셔닝이 UWB 등을 통해 페어링의 신뢰도를 제공하는 경우, 페어링을 생략할 수 있다.
PPD는 상대방의 식별자(ObservedID)를 제공할 수 있다. 즉, EV의 PPD는 EV가 상대방 식별자(ObservedID)를 보내도록 동작하고, EVSE의 PPD는 EVSE가 상대방 식별자(ObservedID)를 보내도록 동작할 수 있다.
예를 들어, EVCC는 SECC로 "ACDS_PairingReq (EVProcessing=Ongoing, EVResult=Unknown)" 메시지를 전송하고, SECC는 EVCC로 "ACDS_PairingRes (ObservedID="ev_rfid", EVSEProcessing=Ongoing, EVSEResult=Unknown)" 메시지를 피드백할 수 있다.
EVCC는 SECC로 "ACDS_PairingReq (EVProcessing=Finished, EVResult=Success)" 메시지를 전송하고, SECC는 EVCC로 "ACDS_PairingRes (EVSEProcessing=Finished, EVSEResult=Success)" 메시지를 피드백할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, Authorization Service Negotiation (S230) 및 Parameter Exchange (S232) 세션에 대한 본 발명의 일 실시예에서는, 페어링 세션(S224, S226) 후에, 권한 부여 설정(AuthorizationSetup), 권한 부여 (Authorization), 서비스 발견(Service Discovery), 서비스 상세(ServiceDetail), 서비스 선택(Service Selection), DC 충전 매개변수 발견(ChargeParameterDiscovery), 스케줄 교환(ScheduleExchange)의 절차가 기재된 순서대로 진행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 자동 연결 장치(ACD) 서비스 발견(ServiceDiscovery) 절차에서는 새로운 서비스 식별자(ServiceID) 정의(definitions)가 추가될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 발견 세션에 채용될 수 있는 새로운 서비스 ID의 제안을 도시하는 개념도이다.
도 11에 예시한 바와 같이, 새로운 서비스 식별자 정의는 기존의 0 내지 7의 8개의 서비스 ID(serviceID)에 더하여 8 내지 15의 서비스 ID 및 그 정의가 추가될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 상세 포맷에 채용될 수 있는 DC-ACDS 서비스의 구성 파라미터들의 제안을 도시하는 개념도이다.
다시 도 5를 도 12와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 자동 연결 장치(ACD) 서비스 상세(ServiceDetail) 절차가 개시된다.
서비스 상세(ServiceDetail) 절차에서, AC 및 DC, ACDS 및 ACDU, 그리고 BPT(bidirection power transfer)에 대한 서비스 매개변수들이 정의될 수 있다.
모든 ACD 특정 매개변수들은 ACDS 설정 요청과 ACDS 설정 응답에서 결정될 수 있다. 예를 들어, 제어모드(ControlMode), 모빌리티요구모드(MobilityNeedsMode) 등이 정의될 수 있다.
예를 들어, EVCC는 SECC로 "AuthorizationSetupReq (*)" 메시지를 전송하고, SECC는 EVCC로 "AuthorizationSetupRes (*)" 메시지를 피드백할 수 있다. 계속하여 EVCC는 SECC로 "AuthorizationReq (*)" 메시지를 전송하고, SECC는 EVCC로 "AuthorizationRes (*)" 메시지를 피드백할 수 있다.
ServiceDiscovoery 단계에서는, EVCC는 SECC로 "ServiceDiscoveryReq ( )" 메시지를 전송하고, SECC는 EVCC로 "ServiceDiscoveryRes (EnergyTransferServiceList=[{ServiceID=14},...])" 메시지를 피드백할 수 있다.
이때 도 11의 ServiceID 테이블을 참조하면, SECC가 EVCC로 피드백한 메시지의ServiceID = 11인 경우 ServiceName은 DC_ACDU_BPT 이고, ServiceID = 14인 경우 ServiceName은 DC_ACDS 로 해석될 수 있다.
EVCC는 SECC의 피드백 메시지의 ServiceID 정보를 참조하여 상세정보를 요청할 수 있다. 예를 들어 EVCC는 SECC로 "ServiceDetailReq (ServiceID=14)" 메시지를 전송할 수 있다. SECC는 EVCC로 "ServiceDetailRes (ServiceID=14, ServiceParameterList={ParameterSetID=1, Parameter=...})" 메시지를 피드백할 수 있다.
이때 SECC가 ServiceID = 14를 피드백한 경우에 EVCC가 ServiceID = 14에 대한 상세 정보를 요청할 수도 있고, SECC가 ServiceID = 11을 피드백하였지만 EVCC가 대안으로서 ServiceID = 14의 상세 정보를 요청할 수도 있다.
이와 같이, service parameter는 AC, DC에 대한 정보, ACDS/U에 대한 정보, BPT(Bidirectional Power Transfer) 가능 여부에 대한 정보를 포함하여 정의될 수 있다. 모든 ACD specific parameter는 ADCS/U_SetupReq/Res 메시지를 통하여 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 자동 연결 장치(ACD) 서비스 선택(ServiceSelection) 절차, 자동 연결 장치(ACD) DC 충전 파라미터 발견(DC_ChargeParameterDiscovery) 절차, 및 자동 연결 장치(ACD) 스케줄 변경(ScheduleExchange) 절차가 개시된다.
이때 서비스 발견 응답(ServiceDiscoveryRes), 서비스 상세 요청(ServiceDetailReq), 서비스 상세 응답(ServiceDetailRes), 서비스 선택 요청(ServiceSelectionReq), 서비스 선택 응답(ServiceSelectionRes) 등의 메시지에서 서비스 식별자(ServiceID)가 사용되고, 에너지전송서비스 리스트(EnergyTransferServiceList), 서비스매개변수 리스트(ServiceParameterList) 등의 추가 정보가 사용될 수 있다.
예를 들어, EVCC는 SECC로 "ServiceSelectionReq (ServiceID=14)" 메시지를 전송하고, SECC는 EVCC로 "ServiceSelectionRes (SelectedEnergyTransferService {ServiceID=14, ParameterSetID=1)" 메시지를 피드백할 수 있다.
EVCC는 SECC로 "DC_ChargeParameterDiscoveryReq (*)" 메시지를 전송하고, SECC는 EVCC로 "DC_ChargeParameterDiscoveryRes (*)" 메시지를 피드백할 수 있다.
EVCC는 SECC로 "ScheduleExchangeReq (*)" 메시지를 전송하고, SECC는 EVCC로 "ScheduleExchangeRes (*)" 메시지를 피드백할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 3 또는 도 4의 과정의 나머지 일부를 상세히 도시하는 개념도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 자동 연결 장치(ACD) 도킹(Docking) 절차(S240. S242/S244), 및 자동 연결 장치(ACD) 도킹 이후(After Docking) 절차(S240 및 그 이후)가 도시된다.
충전 도중의 융착 검출 (Welding Detection) 과정이 충전 (S250) 세션의 일부로서 도시되고, 언도킹 (S260, S262/S264), 언도킹 이후 (S260) 과정이 도시된다.
설명의 편의상 이하의 설명의 메시지는 ACDS 실시예인 경우를 가정하고 개시되었으나, 본 발명의 사상은 ACDU, ACDP와 같은 다른 종류의 ACD 타입에 대하여도 구현될 수 있다.
예를 들어 ACDS 도킹 요청 및 도킹 응답(S240)에서, 도킹은 ACD의 로봇 매니퓰레이터/로봇암이나 EV의 로봇 매니퓰레이터/로봇 암에 의해 수행될 수 있다(S242/S244). 도킹 과정은 사람의 manual 동작이나, 자동/반자동 기능을 포함하는 다른 테크놀로지를 이용하여 수행될 수도 있다. 도킹 요청 메시지나 도킹 응답 메시지는 전기 및 기계 상태 모니터링과, 도킹 상태/결과 보고 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, EVCC는 SECC로 "ACDS_DockingReq (CPState=A, EVProcessing=Ongoing, EVResult=Unknown)" 메시지를 전송하고, SECC는 EVCC로 "ACDS_DockingRes (CPState=A, ManPosition=Home, EVSEProcessing=Ongoing, EVSEResult=Unknown)" 메시지를 피드백할 수 있다.
도킹 완료 후 EVCC는 SECC로 "ACDS_DockingReq (EVProcessing=Finished, EVResult=Success)" 메시지를 전송하고, SECC는 EVCC로 "ACDS_DockingRes (EVSEProcessing=Finished, EVSEResult=Success)" 메시지를 피드백할 수 있다.
도킹 이후에, EVCC와 SECC는 케이블체크(CableCheck), 사전충전(PreCharge), 전력전송(PowerDelivery), 충전루프(ChargeLoop) 등의 절차를 수행할 수 있다(S240).
이 과정은 예를 들어, EVCC가 SECC로 "DC_CableCheckReq (*)" 메시지를 전송하고 SECC가 EVCC로 "DC_CableCheckRes (*)" 메시지를 피드백함으로써 케이블 체크가 수행되고, EVCC가 SECC로 "DC_PreChargeReq (*)" 메시지를 전송하고 SECC가 EVCC로 "DC_PreChargeRes (*)" 메시지를 피드백함으로써 percharge 가 수행되고, EVCC가 SECC로 "PowerDeliveryReq (Start)" 메시지를 전송하고, SECC가 EVCC로 "PowerDeliveryRes (*)" 메시지를 피드백함으로써 충전 과정이 시작될 수 있도록 준비 과정이 수행될 수 있다.
이후 EVCC는 ACD_EV로, SECC는 ACD_SE로 각각 "MotionFollow(Start)" 메시지를 전송함으로써 양측의 ACD 모션 제어가 수행될 수 있다.
이후 EVCC는 SECC로 "DC_ChargeLoopReq(*)" 메시지를 전송함으로써 EV, EVSE 양쪽의 충전 루프 상태가 체크되어 SECC로부터 EVCC로 보고/공유될 수 있다.
ACD_EV는 EVCC로, ACD_SE는 SECC로 각각 "Charging-Status( )쪋" 메시지를 전송하여 양측 ACD의 충전 루프 상태가 EVCC 및 SECC로 보고될 수 있다.
충전 루프 상태에 관련되는 미리 결정된 조건에 도달하면 SECC는 EVCC로 "DC_ChargeLoopRes(*)" 메시지를 피드백할 수 있다.
EVCC는 SECC로 "PowerDelivery Req (Stop)" 메시지를 전송하고 SECC는 EVCC로 "PowerDelivery Res ( )" 메시지를 피드백함으로써 전력 전송이 종료될 수 있다.
EVCC는 ACD_EV로, SECC는 ACD_SE로 각각 "MotionFollow(Stop)" 메시지를 전송함으로써 양측의 ACD 모션 제어가 충전 모드의 종료에 맞게 제어되고, 모션 제어 또한 종료될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 ACD 충전 통신 방법에 채용할 수 있는 자동 연결 장치(ACD) 융착 검출(Welding Detection) 및 융착 검출 이후 절차가 도시된다(S250, S260, S262/S264).
예를 들어 ACDS 도킹 해제 요청 및 도킹 해제 응답(S260)에서, 도킹 해제는 ACD의 로봇 매니퓰레이터나 EV의 로봇 매니퓰레이터에 의해 수행될 수 있다(S262/S264). 언도킹 과정은 사람의 동작을 포함하는 다른 테크놀로지를 이용하여 수행될 수도 있다. 도킹 해제 요청 메시지나 도킹 해제 응답 메시지는 전기 및 기계 상태 모니터링과, 언도킹 결과 보고 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
충전 과정 동안 EVCC는 SECC로 "DC_WeldingDetectionReq (*)" 메시지를 전송하고, SECC는 EVCC로 "DC_ WeldingDetection (*)" 메시지를 피드백할 수 있다. 이때의 메시지는 충전이 계속되고 있는 상태를 의도하는 것일 수 있다. 이 과정은 충전이 계속되는 동안 미리 결정된 조건에 의하여 반복될 수 있다.
다시 EVCC가 SECC로 "DC_WeldingDetectionReq (*)" 메시지를 전송하고 SECC가 EVCC로 "DC_ WeldingDetectionRes (*)" 메시지를 피드백한 경우에 충전이 종료된 것으로 판단될 수 있다.
충전이 종료되고 언도킹 수행을 위하여, EVCC는 SECC로 "ACDS_UndockingReq (CPState=A, EVProcessing=Ongoing, EVResult=Unknown)" 메시지를 전송하고 SECC는 EVCC로 "ACDS_UndockingRes (CPState=A, ManPosition=Home, EVSEProcessing=Ongoing, EVSEResult=Unknown)" 메시지를 피드백할 수 있다.
언도킹이 완료되면 EVCC는 SECC로 "ACDS_UndockingReq (EVProcessing=Finished, EVResult=Success)" 메시지를 전송하고 SECC는 EVCC로 "ACDS_UndockingRes (EVSEProcessing=Finished, EVSEResult=Success)" 메시지를 피드백할 수 있다.
이후 EVCC와 SECC 양쪽이 언도킹 finished, 언도킹 결과 success 라는 정보를 공유하면 EVCC는 SECC로 "SessionStopReq (ChargingSession=Terminate)" 메시지를 전송하고 SECC는 EVCC로 "SessionStopRes (OK)" 메시지를 피드백하면 EVCC와 SECC 간에는 세션이 종료된다.
EVCC는 ACD_EV로, SECC는 ACD_SE로 각각 "Finish( )" 메시지를 전송함으로써 양측의 ACD 또한 충전 세션 전체를 종료할 수 있다.
도 1 내지 도 13의 실시예에서 도면 상으로는 생략되었으나, Docking 또는 mating 상태에 대한 정보는 양측 ACD의 cover, inlet에 대한 세부적인 상태 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상태 정보는 충전 도중의 미세한 움직임이나 충전 도중의 분리 (unmated) 상태 정보를 더 포함할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACD를 위한 충전 통신 장치로서, 일반화된 SECC, EVCC를 구현할 수 있는 컴퓨팅 시스템의 내부 구조에 대한 개념적인 블록도이다.
도 1 내지 도 13의 실시예에서 도면 상으로는 생략되었으나 프로세서, 및 메모리가 전자적으로 각 구성 요소와 연결되고, 프로세서에 의하여 각 구성 요소의 동작이 제어되거나 관리될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 충전을 위한 충전 통신 방법의 적어도 일부의 과정은 도 14의 컴퓨팅 시스템(1000)에 의하여 실행될 수 있다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(1000)은, 프로세서(1100), 메모리(1200), 통신 인터페이스(1300), 저장 장치(1400), 입력 인터페이스(1500), 출력 인터페이스(1600) 및 버스(bus)(1700)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(1000)은, 적어도 하나의 프로세서(processor)(1100) 및 상기 적어도 하나의 프로세서(1100)가 적어도 하나의 단계를 수행하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리(memory)(1200)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 적어도 일부의 단계는 상기 적어도 하나의 프로세서(1100)가 상기 메모리(1200)로부터 명령어들을 로드하여 실행함으로써 수행될 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다.
메모리(1200) 및 저장 장치(1400) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(1200)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
또한, 컴퓨팅 시스템(1000)은, 무선 네트워크를 통해 통신을 수행하는 통신 인터페이스(1300)를 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨팅 시스템(1000)은, 저장 장치(1400), 입력 인터페이스(1500), 출력 인터페이스(1600) 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨팅 시스템(1000)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(1700)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(1100)를 포함하는 장치는 예를 들어 통신 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 노트북(notebook), 스마트폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet PC), 모바일폰(mobile phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), PDA(Personal Digital Assistant) 등일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 통신 컨트롤러 (EVCC, Electric Vehicle Communication Controller)는 전기차에 탑재되며 프라이머리 어셈블리로부터 전력을 수신하는 세컨더리 어셈블리와 연관되는 EVCC로서, 적어도 하나 이상의 명령을 메모리(memory)로부터 수신하여 실행하는 프로세서(processor)(1100)를 포함한다.
EVCC의 프로세서(1100)는, 프라이머리 어셈블리와 연관되는 전기차 전원 공급장치 컨트롤러 (SECC, Supply Equipment Communication Controller)와 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행하고, SECC와 제2 통신 기법에 대한 정보에 기반하여 제2 통신 기법에 의한 연결 및 페어링을 위한 초기화를 수행하고, SECC와 제2 통신 기법에 의하여 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing) 및 포지셔닝 (positioning)을 수행하고, SECC와 및 제2 통신 기법에 의하여 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 도킹 (docking), 충전 (charging), 및 언도킹 (undocking)이 수행되도록 제어한다.
EVCC의 프로세서(1100)는, SECC와 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결된 상태에서, SECC와의 관계에서 가용한 제2 통신 기법에 대한 정보를 상호 공유하도록 SECC 디스커버리 프로토콜 (SDP)을 수행할 수 있다.
EVCC의 프로세서(1100)는, SDP를 수행함으로써, SECC와 전기차 식별자 (EVID), 전기차 전원공급 장치 식별자 (EVSEID), 및 충전을 위한 자동 충전 디바이스 (ACD, Automatic Charging Device) 타입 중 적어도 하나 이상을 상호 공유할 수 있고,
가용한 제2 통신 기법의 종류, 및 제2 통신 기법의 통신 연결/설정에 필요한 정보 중 적어도 하나 이상을 상호 공유할 수 있다.
EVCC의 프로세서(1100)는, SECC와 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행함에 있어서, VSE (Vendor Specific Element) 데이터 포맷을 이용하여 에너지 전달 타입 (ETT, Energy Transfer Type), 및 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing), 포지셔닝 (positioning), 및 충전에 관련되는 부가 정보를 SECC와 상호 공유할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 전원 공급장치 컨트롤러 (SECC, Supply Equipment Communication Controller)는 전기차에 전력을 전송하는 프라이머리 어셈블리와 연관되는 SECC로서, 적어도 하나 이상의 명령을 메모리(memory)로부터 수신하여 실행하는 프로세서(1100)(processor)를 포함한다.
SECC의 프로세서(1100)는, 전기차에 탑재되며 프라이머리 어셈블리로부터 전력을 수신하는 세컨더리 어셈블리와 연관되는 전기차 통신 컨트롤러 (EVCC, Electric Vehicle Communication Controller)와 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행하고, EVCC와 제2 통신 기법에 대한 정보에 기반하여 제2 통신 기법에 의한 연결 및 페어링을 위한 초기화를 수행하고, EVCC와 제2 통신 기법에 의하여 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing) 및 포지셔닝 (positioning)을 수행하고, EVCC와 및 제2 통신 기법에 의하여 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 도킹 (docking), 충전 (charging), 및 언도킹 (undocking)이 수행되도록 제어한다.
SECC의 프로세서(1100)는, EVCC와 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결된 상태에서, EVCC와의 관계에서 가용한 제2 통신 기법에 대한 정보를 상호 공유하도록 SECC 디스커버리 프로토콜 (SDP)을 수행할 수 있다.
SECC의 프로세서(1100)는, SDP를 수행함으로써, EVCC와 전기차 식별자 (EVID), 전기차 전원공급 장치 식별자 (EVSEID), 및 충전을 위한 자동 충전 디바이스 (ACD, Automatic Charging Device) 타입 중 적어도 하나 이상을 상호 공유할 수 있고, 가용한 제2 통신 기법의 종류, 및 제2 통신 기법의 통신 연결/설정에 필요한 정보 중 적어도 하나 이상을 상호 공유할 수 있다.
SECC의 프로세서(1100)는, EVCC와 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행함에 있어서, VSE (Vendor Specific Element) 데이터 포맷을 이용하여 에너지 전달 타입 (ETT, Energy Transfer Type), 및 프라이머리 어셈블리 및 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing), 포지셔닝 (positioning), 및 충전에 관련되는 부가 정보를 EVCC와 상호 공유할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽힐 수 있는 정보가 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 실시 예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 적어도 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array)는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서(microprocessor)와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 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 (20)

  1. 전기차에 전력을 전송하는 프라이머리 어셈블리와 연관되는 전기차 전원 공급장치 컨트롤러 (SECC, Supply Equipment Communication Controller) 및 전기차에 탑재되며 상기 프라이머리 어셈블리로부터 전력을 수신하는 세컨더리 어셈블리와 연관되는 전기차 통신 컨트롤러 (EVCC, Electric Vehicle Communication Controller) 간에 수행되는 충전 통신 방법에 있어서,
    상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행하는 단계;
    상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 제2 통신 기법에 대한 정보에 기반하여 상기 제2 통신 기법에 의한 연결 및 페어링을 위한 초기화가 수행되는 단계;
    상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 상기 제2 통신 기법에 의하여 상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing) 및 포지셔닝 (positioning)이 수행되는 단계; 및
    상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 상기 제2 통신 기법에 의하여 상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 도킹 (docking), 충전 (charging), 및 언도킹 (undocking)이 수행되는 단계;
    를 포함하는,
    전기차 충전을 위한 충전 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 상기 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결된 상태에서, 상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 상기 제1 통신 기법에 의하여 상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 가용한 제2 통신 기법에 대한 정보를 상호 공유하도록 SECC 디스커버리 프로토콜 (SDP)이 수행되는 단계;
    를 더 포함하는,
    전기차 충전을 위한 충전 통신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 SDP가 수행되는 단계는,
    상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 전기차 식별자 (EVID), 전기차 전원공급 장치 식별자 (EVSEID), 및 충전을 위한 자동 충전 디바이스 (ACD, Automatic Charging Device) 타입 중 적어도 하나 이상을 상호 공유하는,
    전기차 충전을 위한 충전 통신 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 SDP가 수행되는 단계는,
    상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 가용한 제2 통신 기법의 종류, 및 상기 제2 통신 기법의 통신 연결/설정에 필요한 정보 중 적어도 하나 이상을 상호 공유하는,
    전기차 충전을 위한 충전 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행하는 단계에서는,
    VSE (Vendor Specific Element) 데이터 포맷을 이용하여 에너지 전달 타입 (ETT, Energy Transfer Type), 및 상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing), 포지셔닝 (positioning), 및 충전에 관련되는 부가 정보가 상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 상호 공유되는,
    전기차 충전을 위한 충전 통신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 부가 정보는,
    상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing), 포지셔닝 (positioning)의 가용 옵션, 충전을 위한 자동 충전 디바이스 (ACD, Automatic Charging Device) 타입 및 기능, 및 에너지 타입 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는,
    전기차 충전을 위한 충전 통신 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 언도킹이 수행된 이후, 상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 상기 제2 통신 기법에 의한 연결을 해제하는 단계; 및
    상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 상기 제2 통신 기법에 의한 연결이 해제된 이후 상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 상기 제1 통신 기법에 의한 연결을 해제하는 단계;
    를 더 포함하는,
    전기차 충전을 위한 충전 통신 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing) 및 포지셔닝 (positioning)이 수행된 이후 상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 도킹이 수행되기 전에,
    상기 SECC 및 상기 EVCC 간에 상기 제1 통신 기법에 의하여 상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 전력 전송을 위한 승인/권한 부여 (Authorization), 협상 (Negotiation), 및 파라미터 교환 (Parameter Exchange) 중 적어도 하나 이상이 수행되는 단계;
    를 더 포함하는,
    전기차 충전을 위한 충전 통신 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 통신 기법에 의한 연결 및 페어링을 위한 초기화가 수행되는 단계는,
    상기 SECC가 상기 프라이머리 어셈블리로 웨이크-업 명령을 전달하고, 상기 EVSE가 상기 세컨더리 어셈블리로 웨이크-업 명령을 전달하는 단계;
    를 포함하는,
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 도킹 (docking), 충전 (charging), 및 언도킹 (undocking)이 수행되는 단계는,
    상기 SECC가 상기 프라이머리 어셈블리로 상기 도킹, 충전, 및 상기 언도킹에 관련되는 상태 정보를 전달하는 단계;
    상기 EVCC가 상기 세컨더리 어셈블리로 상기 도킹, 충전, 및 상기 언도킹에 관련되는 상태 정보를 전달하는 단계; 를
    더 포함하고,
    상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 중 적어도 하나 이상의 로보틱스 메커니즘에 의하여 상기 도킹, 충전, 및 상기 언도킹이 수행되는,
    전기차 충전을 위한 충전 통신 방법.
  11. 전기차에 탑재되며 프라이머리 어셈블리로부터 전력을 수신하는 세컨더리 어셈블리와 연관되는 전기차 통신 컨트롤러 (EVCC, Electric Vehicle Communication Controller)로서,
    적어도 하나 이상의 명령을 메모리(memory)로부터 수신하여 실행하는 프로세서(processor);
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 프라이머리 어셈블리와 연관되는 전기차 전원 공급장치 컨트롤러 (SECC, Supply Equipment Communication Controller)와 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행하고,
    상기 SECC와 제2 통신 기법에 대한 정보에 기반하여 상기 제2 통신 기법에 의한 연결 및 페어링을 위한 초기화를 수행하고,
    상기 SECC와 상기 제2 통신 기법에 의하여 상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing) 및 포지셔닝 (positioning)을 수행하고,
    상기 SECC와 및 상기 제2 통신 기법에 의하여 상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 도킹 (docking), 충전 (charging), 및 언도킹 (undocking)이 수행되도록 제어하는,
    전기차 통신 컨트롤러 (EVCC).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 SECC와 상기 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결된 상태에서, 상기 SECC와의 관계에서 가용한 제2 통신 기법에 대한 정보를 상호 공유하도록 SECC 디스커버리 프로토콜 (SDP)을 수행하는,
    전기차 통신 컨트롤러 (EVCC).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 SDP를 수행함으로써,
    상기 SECC와 전기차 식별자 (EVID), 전기차 전원공급 장치 식별자 (EVSEID), 및 충전을 위한 자동 충전 디바이스 (ACD, Automatic Charging Device) 타입 중 적어도 하나 이상을 상호 공유하고,
    상기 가용한 제2 통신 기법의 종류, 및 상기 제2 통신 기법의 통신 연결/설정에 필요한 정보 중 적어도 하나 이상을 상호 공유하는,
    전기차 통신 컨트롤러 (EVCC).
  14. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 SECC와 상기 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행함에 있어서,
    VSE (Vendor Specific Element) 데이터 포맷을 이용하여 에너지 전달 타입 (ETT, Energy Transfer Type), 및 상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing), 포지셔닝 (positioning), 및 충전에 관련되는 부가 정보를 상기 SECC와 상호 공유하는,
    전기차 통신 컨트롤러 (EVCC).
  15. 제14항에 있어서,
    상기 부가 정보는,
    상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing), 포지셔닝 (positioning)의 가용 옵션, 충전을 위한 자동 충전 디바이스 (ACD, Automatic Charging Device) 타입 및 기능, 및 에너지 타입 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는,
    전기차 통신 컨트롤러 (EVCC).
  16. 전기차에 전력을 전송하는 프라이머리 어셈블리와 연관되는 전기차 전원 공급장치 컨트롤러 (SECC, Supply Equipment Communication Controller)로서,
    적어도 하나 이상의 명령을 메모리(memory)로부터 수신하여 실행하는 프로세서(processor);
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    전기차에 탑재되며 상기 프라이머리 어셈블리로부터 전력을 수신하는 세컨더리 어셈블리와 연관되는 전기차 통신 컨트롤러 (EVCC, Electric Vehicle Communication Controller)와 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행하고,
    상기 EVCC와 제2 통신 기법에 대한 정보에 기반하여 상기 제2 통신 기법에 의한 연결 및 페어링을 위한 초기화를 수행하고,
    상기 EVCC와 상기 제2 통신 기법에 의하여 상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing) 및 포지셔닝 (positioning)을 수행하고,
    상기 EVCC와 및 상기 제2 통신 기법에 의하여 상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 도킹 (docking), 충전 (charging), 및 언도킹 (undocking)이 수행되도록 제어하는,
    전기차 전원 공급장치 컨트롤러 (SECC).
  17. 제16항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 EVCC와 상기 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결된 상태에서, 상기 EVCC와의 관계에서 가용한 제2 통신 기법에 대한 정보를 상호 공유하도록 SECC 디스커버리 프로토콜 (SDP)을 수행하는,
    전기차 전원 공급장치 컨트롤러 (SECC).
  18. 제17항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 SDP를 수행함으로써,
    상기 EVCC와 전기차 식별자 (EVID), 전기차 전원공급 장치 식별자 (EVSEID), 및 충전을 위한 자동 충전 디바이스 (ACD, Automatic Charging Device) 타입 중 적어도 하나 이상을 상호 공유하고,
    상기 가용한 제2 통신 기법의 종류, 및 상기 제2 통신 기법의 통신 연결/설정에 필요한 정보 중 적어도 하나 이상을 상호 공유하는,
    전기차 전원 공급장치 컨트롤러 (SECC).
  19. 제16항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 EVCC와 상기 제1 통신 기법에 의하여 통신 연결을 수행함에 있어서,
    VSE (Vendor Specific Element) 데이터 포맷을 이용하여 에너지 전달 타입 (ETT, Energy Transfer Type), 및 상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing), 포지셔닝 (positioning), 및 충전에 관련되는 부가 정보를 상기 EVCC와 상호 공유하는,
    전기차 전원 공급장치 컨트롤러 (SECC).
  20. 제19항에 있어서,
    상기 부가 정보는,
    상기 프라이머리 어셈블리 및 상기 세컨더리 어셈블리 간 페어링 (pairing), 포지셔닝 (positioning)의 가용 옵션, 충전을 위한 자동 충전 디바이스 (ACD, Automatic Charging Device) 타입 및 기능, 및 에너지 타입 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는,
    전기차 전원 공급장치 컨트롤러 (SECC).
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