JP2014514909A - バッテリー充電のための充電方法および充電装置 - Google Patents

Abstract

バッテリー充電のための充電方法および装置が提供される。充電装置は、サーバに充電識別子とメーター識別子を含む充電開示要請を伝送し、前記サーバから充電開示要請に対する応答として充電開示応答を受信する。充電装置は、充電が完了すれば、前記充電に使われた電力量を指示する充電完了を前記サーバに伝送し、前記サーバから前記バッテリー充電に応じた課金情報を指示する充電情報を受信する。
【選択図】図５

Description

本出願は２０１１年４月２８日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１１−００４０３４０号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。本発明は、バッテリー充電に関し、より詳しくは、電気自動車のためのバッテリー充電装置および充電方法に関する。

化石燃料の費用が増加し、資源リサイクルを増加させるために、電気エネルギーを動力源とする電気自動車が登場している。電気自動車は、車両を運行するために電気的なパワーを全体または一部の動力として用いる。電気自動車は、バッテリーのような電気貯蔵メカニズム（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を含む。電気貯蔵メカニズムは、継続的な動作のために、電気的な充電を補給する（ｒｅｐｌｅｎｉｓｈ）ための充電が要求される。

充電所（ｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ）は、電気自動車のための充電ポイント（ｃｈａｒｇｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）を提供する。充電所は、ガソリンスタンドと同様に指定された充電地点に位置することができる。または、充電所は、公共駐車場や私設駐車場に配置されることが考慮されている。

韓国登録特許第１０−１０１４５３９号の「プラグインハイブリッド電気自動車の充電装置および充電方法」は、電気自動車の充電を許容し、充電料金を課金する方法を開示している。韓国公開特許第１０−２００９−０１２５５６０号公報の「電気自動車の充電のための知能型電気充電用制御ボックスおよびシステム」は、独自の課金処理が可能な充電制御ボックスを開示している。

従来技術によれば、指定された位置に提供される充電所は、認証、充電および課金をいずれも処理することができる。しかし、このような充電所は、電気自動車のための新しい認証システムと課金システムが導入されることが必要である。電気自動車は、完全充電になった状態においても、既存の車両に比べて運行距離が比較的に短い。充電所をガソリンスタンドに比べて短い間隔で配置することもできるが、敷地や費用の面で効率的ではない。

本発明は、サーバとの通信を用いたバッテリー充電のための充電方法および充電装置を提供する。

一実施様態において、バッテリー充電のための充電方法が提供される。前記充電方法は、電力が提供された充電所で使われる電力を測定する電力量計を識別するメーター識別子を取得するステップ、サーバにユーザを識別するための充電識別子と前記メーター識別子を含む充電開示要請を伝送するステップ、前記サーバから前記充電開示要請に対する応答として充電開示応答を受信するステップ、前記充電開示応答を受信した後、前記充電所と前記バッテリーを連結して充電を行うステップ、前記充電が完了すれば、前記充電に使われた電力量を指示する充電完了を前記サーバに伝送し、前記充電完了は、前記充電識別子と前記メーター識別子を含むステップ、および前記サーバから前記バッテリー充電に応じた課金情報を指示する充電情報を受信するステップを含む。

前記メーター識別子を取得するステップは、前記メーター識別子を要請する情報要請を前記電力量計に伝送するステップ、および前記情報要請に対する応答として前記メーター識別子を含む情報応答を前記電力量計から受信するステップを含むことができる。前記充電方法は前記ユーザの認証を行うステップをさらに含み、前記認証が成功的に完了すれば、前記充電開示要請が伝送されることができる。

他の実施様態において、バッテリー充電のための充電装置が提供される。前記充電装置は、前記バッテリーに電気的に接続される第１コネクター、電力が提供される充電所に電気的に接続される第２コネクター、および前記第１コネクターおよび前記第２コネクターに連結され、ユーザを識別するための充電識別子と前記充電所で使われる電力を測定する電力量計を識別するためのメーター識別子を用いてサーバと通信し、前記バッテリー充電に応じた課金情報を前記サーバから受信する制御装置を含む。

また他の実施様態において、サーバ装置は、電力使用量に対する課金のための情報を格納する課金ＤＢ（ｄａｔａ ｂａｓｅ）、バッテリー充電のための充電装置および電力が提供される充電所で使われる電力を測定する電力量計と通信する送受信機、および前記送受信機および前記課金ＤＢと連結される課金計算部を含み、前記課金計算部は、前記電力量計を識別するメーター識別子とユーザを識別するための充電識別子を含む充電開示要請を前記充電装置から受信し、前記充電開示要請に対する応答として充電開示応答を前記充電装置に伝送し、前記バッテリー充電が完了すれば、前記充電に使われた電力量を指示する充電完了を前記充電装置から受信し、および前記バッテリー充電に応じた課金情報を指示する充電情報を前記充電装置に伝送する。

別途の課金装置や認証装置を配置する必要がなく、電力量計が設けられる家庭やガソリンスタンドなどを充電所として活用することができる。
ユーザが接近しやすい複数の地点を充電所として活用することができるため、バッテリー充電に応じた不便を減らし、電気自動車の活用性を高めることができる。

本発明の実施形態による充電システムを示す概略図である。 図１の充電装置を示すブロック図である。 図１の電力量計を示すブロック図である。 図１のサーバを示すブロック図である。 本発明の一実施形態による充電方法を示すフローチャートである。

電気自動車（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ）は、推進力として１つまたはそれ以上の電気モータを含む車両をいう。電気自動車を推進するのに用いられるエネルギーは、再充電可能なバッテリーおよび／または燃料電池のような電気的ソース（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｏｕｒｃｅ）を含む。電気自動車は、燃焼機関（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅ）をまた１つの動力源として用いるハイブリッド電気自動車であってもよい。

移動通信ネットワークは、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標））、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ（登録商標））、ＩＥＥＥ８０２．２０、ＵＴＲＡ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ）、Ｅ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ）などのような無線技術で実現されることができる。ＩＥＥＥ８０２．１６ｍはＩＥＥＥ８０２．１６ｅの進化であって、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅに基づいたシステムとの下位互換性（ｂａｃｋｗａｒｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を提供する。ＵＴＲＡは、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）の一部である。３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ） ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、Ｅ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ−ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ）を使うＥ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＭＴＳ）の一部であって、下向きリンクからＯＦＤＭＡを採用し、上向きリンクからＳＣ−ＦＤＭＡを採用する。ＬＴＥ−Ａ（Ａｄｖａｎｃｅｄ）は、３ＧＰＰ ＬＴＥの進化である。

図１は、本発明の実施形態による充電システムを示す概略図である。電力システムは、車両１００、充電装置２００、充電所３００、サーバ５００およびパワーグリッド６００（ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ）を含む。

充電所３００は、送電線６５０（ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ）を介してパワーグリッド６００と連結され、パワーグリッド６００から電力の供給を受ける。パワーグリッド６００は、電力を生成する１つまたはそれ以上の発電設備を含む。パワーグリッド６００は、火力発電所、原子力発電所、太陽光発電所のような様々な発電設備を含むことができる。

充電所３００は、一般住宅のような電力が提供される場所である。充電所３００は、充電所３００で使われる設備の電力を測定し、サーバ５００と通信する電力量計４００（ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｍｅｔｅｒ）を含む。電力量計３００は、電力線通信を介してサーバ５００と通信することができる。または、電力量計３００は、移動通信ネットワーク６６０を介してサーバ５００と通信することができる。車両１００は、バッテリーのような電気的な蓄電装置（図示せず）およびコネクター１１０を含む。

充電装置２００は、ユーザが車両１００を充電所３００と電気的に接続し、バッテリーを充電する装置である。充電装置２００は、車両１００のコネクター１１０に連結され、さらに、充電所３００のコネクター３１０に連結される。充電装置２００は、移動通信ネットワーク６６０を介してサーバ５００と通信することができる。また、充電装置２００は、移動通信ネットワーク６６０または近距離ネットワークを介して電力量計３００と通信することができる。

サーバ５００は、電力の使用を許可し、電力の使用に応じた課金情報を生成する。充電装置２００が充電を開始するために、先ず、サーバ５００と通信を行う。サーバ５００からの応答に応じて、充電装置２００はバッテリー充電を行う。充電が完了すれば、充電装置２００はサーバ５００に課金情報を要請する。サーバ５００は充電装置２００に対する課金情報を送る。

図２は、図１の充電装置を示すブロック図である。充電装置２００は、第１コネクター２１０、制御装置２２０（ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｅｖｉｃｅ）および第２コネクター２３０を含む。第１コネクター２１０は、車両１００のコネクター１１０に電気的に連結される。第２コネクター２３０は、充電所３００のコネクター３１０に電気的に連結される。

制御装置２２０は充電装置２００の動作を制御する。より具体的には、制御装置２２０は、制御部２２１、ディスプレイ部２２２、ユーザインターフェース２２３、メモリ２２４、送受信機２２５（ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）、スイッチ部２２６および電力測定部２２７を含む。

ディスプレイ部２２２は、ユーザに認証情報（ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、充電情報、課金情報などを表示し、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）などの周知の要素を使うことができる。例えば、ディスプレイ部２２２は、充電進行中に充電残余時間または充電状態などを表示することができる。また、ディスプレイ部２２２は、充電が完了した後に課金情報を表示することができる。

ユーザインターフェース２２３は、キーパッドやタッチスクリーンなどの周知のユーザインターフェースの組み合わせからなってもよい。ユーザインターフェース２２３は、ユーザ認証のためのパスワードの入力に用いられるか、充電識別子のようなユーザ情報を入力するのに用いられることができる。

メモリ２２４は、充電識別子および／または認証情報を格納する。認証情報は、バッテリー充電を開始するためにユーザまたは車両を認証するための情報である。充電識別子は、充電のためのユーザおよび／または車両１００を識別するのに用いられる識別子である。充電識別子は、ユーザ識別子および車両識別子のうち少なくともいずれか１つを含むことができる。メモリ２２４は、ユーザの口座、クレジットカードのような支払い情報を格納することもできる。送受信機２２５は、ネットワークを介して電力量計４００と通信し、さらに、サーバ５００と通信する。

スイッチ部２２６は、制御部２２１の命令に応じて、第１コネクター２１０と第２コネクター２３０を連結させるか解除させる。第１コネクター２１０と第２コネクター２３０が連結されれば、充電所３００と車両１００が連結されて充電が始まる。第１コネクター２１０と第２コネクター２３０の連結が解除されれば、充電が中断される。電力測定部２２７は、充電が開始されれば、バッテリー充電に使われる電力を測定する。

制御部２２１は、ユーザとの認証を行い、充電装置２００を制御する。制御部２２１は、送受信機２２５を介してサーバ５００および電力量計４００と様々なメッセージを交換する。制御部２２１は、充電開示要請と充電完了をサーバ５００に伝送することができる。制御部２２１は、充電開示応答と充電情報をサーバ５００から受信することができる。

充電が開始されれば、制御部２２１は、スイッチ部２２６に第１コネクター２１０と第２コネクター２３０の連結を指示する。充電が完了または中断されれば、制御部２２１は、スイッチ部２２６に第１コネクター２１０と第２コネクター２３０の連結の解除を指示する。

図３は、図１の電力量計を示すブロック図である。電力量計４００は、制御部４１０、電力測定部４２０、送受信機４３０およびメモリ４４０を含む。電力測定部４２０は、充電所３００で使われる電力を測定する。電力測定部４２０は、充電装置２００の電力使用有無に関わらず、充電所３００そのものに基本的に配置される設備であり、充電所３００内で使われる設備が使う電力を測定する。充電所３００で使う電力に対する課金は、電力量計４００によって測定される電力量に基づく。電力量計４００は、電力だけでなく、ガス、水道などの充電所３００で使われるその他の様々な情報を測定することができる。

送受信機４３０は、電力線通信、近距離無線通信ネットワークまたは移動通信ネットワークを介して充電装置２００およびサーバ５００と通信する。メモリ４４０は、電力量計４００の識別子および／または充電所３００の識別子を格納する。以下では、電力量計４００および／または充電所３００を識別するための識別子をメーター識別子という。メーター識別子は、電力量計４００の識別子および充電所３００の識別子のうち少なくともいずれか１つを含む。

制御部４１０は、電力量計４００の動作を制御し、送受信機４３０を介して充電装置２００およびサーバ５００と様々なメッセージを交換する。図４は、図１のサーバを示すブロック図である。サーバ５００は、課金計算部５１０、課金ＤＢ（ｄａｔａ ｂａｓｅ）５２０および送受信機５３０を含む。

課金ＤＢ５２０は、電力使用量に対する課金のための情報を格納する。送受信機５３０は、充電装置２００および電力量計４００と通信する。課金計算部５１０は、サーバ５００の動作を制御し、送受信機５３０を介して充電装置２００および電力量計４００と様々なメッセージを交換する。

図５は、本発明の一実施形態による充電方法を示すフローチャートである。ステップＳ５１０において、充電装置２００はユーザの認証を行う。ユーザの認証は、パスワードを入力するか、その他の様々な方法を利用することができる。ステップＳ５２０において、ユーザの認証が成功的に完了すれば、充電装置２００は、電力量計４００にメーター識別子の伝送を要請する情報要請を送る。充電開示要請は充電識別子を含むことができる。

ステップＳ５３０において、充電装置２００は、電力量計４００から前記充電開示要請に対する応答として情報応答を受信する。情報応答は、充電識別子およびメーター識別子を含む。充電装置２００は、メーター識別子を介して、どの電力量計から充電が許容されるかを知ることができる。ステップＳ５４０において、充電装置２００は、充電識別子とメーター識別子を含む充電開示要請をサーバ５００に送る。

ステップＳ５５０において、サーバ５００は、充電開示要請に対する応答として充電開示応答を充電装置２００に送る。充電開示応答は、充電識別子を含むことができる。ステップＳ５６０において、充電装置２００は、前記充電開示応答を受信した後、前記充電所と前記バッテリーを連結して充電を行う。充電を行う間、充電装置２００は充電に使われる電力量を測定する。同じように、電力量計４００も継続して使われる電力を測定する。

ステップＳ５７０において、充電装置２００は、充電が完了すれば、充電完了をサーバ５００に伝送する。充電完了は、前記充電に使われた電力量、充電識別子および／またはメーター識別子を含む。ステップＳ５８０において、サーバ５００は、バッテリー充電に応じた課金を計算し、計算された課金情報を電力量計４００に伝送する。サーバ５００は、充電識別子からユーザを決定し、メーター識別子から電力量計４００を識別する。充電装置２００は、課金情報を表示してユーザに課金情報を知らせることができる。

サーバ５００は、充電所３００で使われる電力量のうち前記ユーザが使用した電力量を除いて充電所３００の電力量に課金することができる。また、ユーザには、充電に使用した電力量に該当する金額を課金する。ユーザが充電装置２００を充電所３００に連結し、認証に成功すれば、充電装置２００、電力量計４００およびサーバ５００間の通信によって、充電に使われた金額を課金することができる。

したがって、充電所３００に別途の認証装置や課金装置が不要であり、充電装置２００を用いて、既存の住宅やガソリンスタンドのようにユーザが接近しやすい複数の地点を充電所として活用することができる。

制御部はプロセッサによって実現されることができる。プロセッサは、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、他のチップセット、論理回路および／またはデータ処理装置を含むことができる。メモリは、ＲＯＭ（ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、メモリカード、格納媒体および／または他の格納装置を含むことができる。実施形態がソフトウェアで実現される時、上述した技法は、上述した機能を行うモジュール（過程、機能など）で実現されることができる。モジュールはメモリに格納され、プロセッサによって実行されることができる。メモリはプロセッサの内部または外部にあってもよく、周知の様々な手段でプロセッサと連結されることができる。

上述した例示的なシステムにおいて、方法は、一連のステップまたはブロックとしてフローチャートに基づいて説明されているが、本発明は、ステップの順序に限定されるものではなく、あるステップは上述したステップとは異なる順にまたは同時に発生することができる。また、当業者であれば、フローチャートに示すステップが排他的ではなく、他のステップが含まれたり、フローチャートの１つまたはそれ以上のステップが本発明の範囲に影響を及ぼすことなく削除されたりすることができるということを理解するであろう。

Claims (12)

1. バッテリー充電のための充電方法であって、
   電力が提供された充電所で使われる電力を測定する電力量計を識別するメーター識別子を取得するステップと、
   サーバにユーザを識別するための充電識別子と前記メーター識別子を含む充電開示要請を伝送するステッと、
   前記サーバから前記充電開示要請に対する応答として充電開示応答を受信するステップと、
   前記充電開示応答を受信した後、前記充電所と前記バッテリーを連結して充電を行うステップと、
   前記充電が完了すれば、前記充電に使われた電力量を指示する充電完了を前記サーバに伝送し、前記充電完了は、前記充電識別子と前記メーター識別子を含むステップと、
   前記サーバから前記バッテリー充電に応じた課金情報を指示する充電情報を受信するステップと
   を含むことを特徴とする充電方法。
2. 前記メーター識別子を取得するステップは、
   前記メーター識別子を要請する情報要請を前記電力量計に伝送するステップと、
   前記情報要請に対する応答として前記メーター識別子を含む情報応答を前記電力量計から受信するステップと
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の充電方法。
3. 前記充電方法は前記ユーザの認証を行うステップをさらに含み、
   前記認証が成功的に完了すれば、前記充電開示要請が伝送されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の充電方法。
4. バッテリー充電のための充電装置であって、
   前記バッテリーに電気的に接続される第１コネクターと、
   電力が提供される充電所に電気的に接続される第２コネクターと、
   前記第１コネクターおよび前記第２コネクターに連結され、ユーザを識別するための充電識別子と前記充電所で使われる電力を測定する電力量計を識別するためのメーター識別子を用いてサーバと通信し、前記バッテリー充電に応じた課金情報を前記サーバから受信する制御装置と
   を含むことを特徴とする充電装置。
5. 前記制御装置は、
   前記バッテリー充電に必要となる電力量を測定する電力測定部と、
   前記充電識別子および前記メーター識別子を格納するメモリと、
   前記サーバと通信する送受信部と、
   前記送受信部と連結される制御部と
   を含むことを特徴とする、請求項４に記載の充電装置。
6. 前記制御部は、
   前記メーター識別子を取得し、
   前記サーバに前記充電識別子と前記メーター識別子を含む充電開示要請を伝送し、
   前記サーバから前記充電開示要請に対する応答として充電開示応答を受信し、
   前記充電開示応答を受信した後、前記充電所と前記バッテリーを連結して充電を行い、
   前記充電が完了すれば、前記充電に使われた電力量を指示する充電完了を前記サーバに伝送し、前記充電完了は、前記充電識別子と前記メーター識別子を含み、前記サーバから前記課金情報を指示する充電情報を受信することを特徴とする、請求項５に記載の充電装置。
7. 前記制御部は、
   前記メーター識別子を要請する情報要請を前記電力量計に伝送し、前記情報要請に対する応答として前記メーター識別子を含む情報応答を前記電力量計から受信して、前記メーター識別子を取得することを特徴とする、請求項６に記載の充電装置。
8. 前記制御部は、
   前記ユーザの認証を行い、
   前記認証が成功的に完了すれば、前記充電開示要請を伝送することを特徴とする、請求項６又は７に記載の充電装置。
9. 前記制御装置は、
   前記制御部の命令に応じて、前記第１コネクターと前記第２コネクターを連結させて充電を開始するか、前記第１コネクターと前記第２コネクターの連結を解除させるスイッチ部をさらに含むことを特徴とする、請求項５から８のいずれか一項に記載の充電装置。
10. 電力使用量に対する課金のための情報を格納する課金ＤＢ（ｄａｔａ ｂａｓｅ）と、
    バッテリー充電のための充電装置および電力が提供される充電所で使われる電力を測定する電力量計と通信する送受信機と、
    前記送受信機および前記課金ＤＢと連結される課金計算部と
    を含み、
    前記課金計算部は、
    前記電力量計を識別するメーター識別子とユーザを識別するための充電識別子を含む充電開示要請を前記充電装置から受信し、
    前記充電開示要請に対する応答として充電開示応答を前記充電装置に伝送し、
    前記バッテリー充電が完了すれば、前記充電に使われた電力量を指示する充電完了を前記充電装置から受信し、
    前記バッテリー充電に応じた課金情報を指示する充電情報を前記充電装置に伝送することを特徴とするサーバ装置。
11. 前記送受信機は、移動通信ネットワークを介して前記充電装置と通信し、電力線通信を介して前記電力量計と通信することを特徴とする、請求項１０に記載のサーバ装置。
12. 前記課金計算部は、前記充電所の課金から前記バッテリー充電に応じた課金を除くことを特徴とする、請求項１０又は１１に記載のサーバ装置。

Images