KR101245572B1 - 전기자동차, 배터리 충전스테이션, 이를 포함하는 전기자동차의 배터리 교환 예약시스템 및 그 예약방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차, 배터리 충전스테이션 및 이를 포함하는 전기자동차의 배터리 교환 예약시스템에 관한 것으로 본 발명에 따른 전기자동차는 전기자동차에 장착된 배터리의 잔량을 검출하는 잔량검출부; 배터리 충전스테이션과의 통신을 위한 통신부; 및 상기 배터리의 잔량 및 상기 전기자동차의 주행 경로에 기초하여 상기 전기자동차의 배터리를 교환할 배터리 충전스테이션을 결정하고, 상기 결정된 배터리 충전스테이션에 배터리 교환 예약명령을 전송하는 제어부를 포함한다.
이를 통해, 전기자동차의 배터리 잔량에 기초하여 주행 경로에 따른 배터리 충전스테이션에 배터리 정보를 요청하고 배터리 교환을 사전 예약함으로써, 보다 효율적이고 편리하게 배터리를 교환할 수 있다.

Description

전기자동차, 배터리 충전스테이션, 이를 포함하는 전기자동차의 배터리 교환 예약시스템 및 그 예약방법{Electric Vehicle, Battery Charging Station, Battery Exchanging Reservation System Comprising the same and Method Thereof}

본 발명은 전기자동차의 배터리 교환 예약에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 전기자동차의 배터리를 쉽고 편리하고 신속하게 교환할 수 있도록 사전에 예약하기 위한 기술에 관한 것이다.

인간의 생활이나 사회활동에 필수적인 수단으로 자리매김한 자동차는 석유와 같은 화석에너지를 에너지원으로 움직이는 이동수단이다. 하지만, 화석에너지는 매장량이 한정된 자원으로 시간이 갈수록 고갈되고 있고 그 가격 또한 지속적으로 상승되고 있는 실정에 있다.

특히, 화석에너지는 그 사용과정에서 대기 환경을 오염시키는 다양한 배기가스가 배출될 뿐만 아니라 지구 온난화의 주요원인으로 작용하고 있는 이산화탄소를 다량으로 배출하는 문제점으로 인해 세계 각국에서는 전 산업분야에 걸쳐 이산화탄소 배출량 저감을 위한 다양한 연구개발활동을 수행하고 있고, 그 대안으로 전기를 에너지원으로 이동하는 전기자동차가 개발되었다.

전기자동차는 순수 전기자동차(Battery powered electric vehicle), 전동기와 엔진을 함께 이용하는 하이브리드 전기자동차(Hybrid electric vehicle), 연료전지 전기자동차(Fuel cell electric vehicle) 등이 개발되고 있다. 또한, 전기자동차의 활성화와 보급의 확대되기 위해서는 언제 어디서나 손쉽게 충전할 수 있는 충전 인프라의 구축이 필수적이어서 이에 관해서도 다양한 연구가 진행되고 있다.

하지만, 전기자동차는 석유(휘발유, 경유 등)를 이용하거나 천연가스를 이용하는 자동차와 달리 플러그인 방식으로 배터리에 전력을 충전하게 되므로 소비자는 긴 대기시간이 요구되어 매우 불편하고 충전시설을 운영하는 업체는 지나치게 긴 대기시간으로 인해 경제성이 없는 실정에 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 전기자동차의 배터리에 전원을 직접 충전하지 않고 사전에 배터리를 충전하여 완충된 배터리 자체를 교환하는 방식(이하, '배터리교체방식'이라 한다)의 충전 기술이 제안되어 있다.

이러한, 배터리교체방식은 충전을 필요로 하는 소비자가 충전스테이션에 방문하게 되면 기 사용된 배터리를 미리 완충된 배터리와 교체, 장착하게 되므로 별도의 충전시간 없이 편리하게 이용할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 배터리가 고가이고 자원의 효율적인 활용을 위해서는 충전스테이션에서 교환되는 배터리의 관리가 필요하다. 예컨대, 특정 충전스테이션에 차량이 몰리게 되면 배터리가 충분치 않을 수 있고 소비자가 헛걸음을 할 수도 있으며, 반대의 경우에는 배터리가 오랫동안 미사용상태로 방치될 수도 있다.

또한, 노선 전기버스를 배터리 교환 방식의 전기차로 사용할 경우, 노선 전기버스와 같은 차량은 일정 노선을 운행하게 되기 때문에 편리하고 신속하게 배터리를 교환할 수 있는 충전스테이션이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 전기자동차의 배터리 잔량에 기초하여 주행 경로에 따른 배터리 충전스테이션에 배터리 정보를 요청하고 배터리 교환을 사전 예약함으로써, 보다 효율적이고 편리하게 배터리를 교환할 수 있는 전기자동차, 배터리 충전스테이션, 배터리 교환 예약시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 전기자동차에 있어서, 전기자동차에 장착된 배터리의 잔량을 검출하는 잔량검출부; 배터리 충전스테이션과의 통신을 위한 통신부; 및 상기 배터리의 잔량 및 상기 전기자동차의 주행 경로에 기초하여 상기 전기자동차의 배터리를 교환할 배터리 충전스테이션을 결정하고, 상기 결정된 배터리 충전스테이션에 배터리 교환 예약명령을 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 상기 배터리 잔량에 기초하여 상기 전기자동차의 주행거리를 모니터링하고, 상기 전기자동차의 주행 경로에 대응하는 배터리 충전스테이션과의 통신을 통해 상기 전기자동차의 배터리의 교환 가능 여부에 관한 정보를 취득하여, 상기 전기자동차의 배터리를 교환할 상기 배터리 충전스테이션을 결정할 수 있다.

한편, 상기 목적은 전기자동차에 있어서 상기 전기자동차에 장착된 배터리의 잔량을 검출하는 잔량검출부; 사용자의 입력을 위한 사용자입력부; 배터리 충전스테이션과의 통신을 위한 통신부; 및 상기 배터리의 잔량 및 상기 전기자동차의 주행 경로에 기초하여 상기 사용자에게 상기 전기자동차의 배터리를 교환할 수 있는 배터리 충전스테이션을 추천하고, 상기 사용자에 의해 선택된 배터리 충전스테이션에 배터리 교환 예약명령을 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차에 의해서도 달성될 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 상기 배터리 잔량에 기초하여 상기 전기자동차의 주행거리를 모니터링하고, 상기 전기자동차의 주행 경로에 대응하는 배터리 충전스테이션과의 통신을 통해 상기 전기자동차의 배터리의 교환 가능 여부에 관한 정보를 취득하여, 상기 사용자에게 상기 전기자동차의 배터리를 교환할 수 있는 배터리 충전스테이션을 추천할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 배터리의 잔량이 일정 레벨 이하인 경우 상기 사용자에게 충전요청 메시지를 제공할 수 있다.

한편, 상기 통신부는 외부와의 통신을 통해 상기 주행 경로의 교통상황에 관한 정보를 획득하고, 상기 제어부는 상기 교통상황 및 상기 배터리 잔량에 기초하여 상기 주행거리를 산출할 수 있다.

그리고, 상기 제어부는 상기 전기자동차에 장착된 배터리의 정보를 상기 배터리 충전스테이션에 전송하여, 상기 배터리 충전스테이션에 상기 전기자동차에 장착 가능한 배터리가 존재하는지 여부를 확인 요청할 수 있다.

여기서, 상기 전기자동차는 노선 전기버스를 포함하고, 상기 배터리 충전스테이션은 버스정류장에 마련되는 것으로, 상기 제어부는 상기 노선 전기버스의 주행노선에 대응하는 상기 배터리 충전스테이션을 예약 대상으로 선택할 수 있다.

한편, 상기 목적은 본 발명에 따라, 전기자동차의 충전스테이션에 있어서, 전기자동차의 배터리장착모듈에 장착되는 충전식 배터리의 수납을 위한 배터리적재부; 상기 배터리적재부에 수납된 배터리의 종류, 수량, 충전상태 및 예약상황에 관한 정보가 저장된 데이터베이스부; 상기 전기자동차와의 통신을 위한 통신부; 및 예약 가능한 배터리에 관한 정보를 상기 데이터베이스에서 추출하여 상기 전기자동차로 제공하고, 상기 전기자동차로부터 예약명령을 전송받아 상기 데이터베이스부의 예약정보를 업데이트하는 예약관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 충전스테이션에 의해서도 달성될 수 있다.

한편, 상기 목적은 본 발명에 따라, 전기자동차의 배터리 교환 예약시스템에 있어서, 전기자동차에 장착된 배터리의 잔량을 검출하는 잔량검출부, 배터리 충전스테이션과의 통신을 위한 통신부, 및 상기 배터리의 잔량 및 상기 전기자동차의 주행 경로에 기초하여 상기 전기자동차의 배터리를 교환할 배터리 충전스테이션을 결정하고, 상기 결정된 배터리 충전스테이션에 배터리 교환 예약명령을 전송하는 제어부를 포함하는 전기자동차; 및 상기 전기자동차에 장착되는 충전식 배터리의 수납을 위한 배터리적재부; 상기 배터리적재부에 수납된 배터리의 종류, 수량, 충전상태 및 예약상황에 관한 정보가 저장된 데이터베이스부; 상기 전기자동차와의 통신을 위한 통신부; 및 상기 전기자동차에 기 장착된 상기 배터리에 대응하는 예약 가능한 배터리에 관한 정보를 상기 데이터베이스에서 추출하여 상기 전기자동차로 제공하고, 상기 전기자동차로부터 예약명령을 전송받아 상기 데이터베이스부의 예약정보를 업데이트하는 예약관리부를 포함하는 배터리 충전스테이션을 포함하는 전기자동차의 배터리 교환 예약시스템에 의해서도 달성될 수 있다.

여기서, 상기 전기자동차는 노선 전기버스를 포함하고, 상기 배터리 충전스테이션은 버스정류장에 마련되는 것으로, 상기 제어부는 상기 노선 전기버스의 주행노선에 대응하는 상기 배터리 충전스테이션을 예약 대상으로 선택할 수 있다.

한편 상기 목적은 전기자동차의 배터리 교환 예약 방법에 있어서, 전기자동차에 장착된 배터리의 잔량을 검출하는 단계; 상기 전기자동차에서 주행 경로에 있는 배터리 충전스테이션에 교환 예약 가능 여부를 문의하는 단계; 상기 배터리 충전스테이션에서 상기 전기자동차에 장착 가능한 배터리의 예약 가능 여부를 확인하여 상기 전기자동차에 회신하는 단계; 상기 배터리 충전스테이션에서 예약 가능하다는 회신이 온 경우, 상기 전기자동차에서 상기 배터리 충전스테이션에 배터리의 교환 예약을 요청하고, 사용자에게 예약정보를 알리는 단계; 및 상기 배터리 충전스테이션에서 배터리 교환 예약정보를 업데이트 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 교환 예약 방법에 의해서도 달성될 수 있다.

여기서, 전기자동차의 배터리 교환 예약 방법은 상기 배터리 충전스테이션에서 상기 배터리 충전스테이션에 진입하는 상기 전기자동차의 식별정보를 통해 예약된 차량인지 여부를 확인하는 단계; 상기 전기자동차의 예약정보가 존재하는 경우, 상기 전기자동차에 진입 그랜트 신호를 전송하는 단계; 상기 전기자동차가 상기 배터리 충전스테이션에 진입하면 진입 위치를 확인하여 상기 전기자동차로 확인신호를 전송하는 단계; 상기 전기자동차에서 상부에 설치된 배터리장착모듈의 도어를 개방하는 단계; 상기 배터리 충전스테이션에 설치된 보호가이드를 하강시켜 상기 배터리장착모듈을 밀폐시키는 단계; 및 상기 배터리를 교체하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 배터리 충전스테이션에서 상기 배터리 충전스테이션에 진입하는 상기 전기자동차의 식별정보를 통해 예약된 차량인지 여부를 확인하는 단계; 상기 전기자동차의 예약정보가 존재하는 경우, 상기 전기자동차에 진입 그랜트 신호를 전송하는 단계; 상기 전기자동차가 상기 배터리 충전스테이션에 진입하면 진입 위치를 확인하여 상기 전기자동차로 확인신호를 전송하는 단계; 상기 배터리 충전스테이션에 설치된 보호가이드를 하강시켜 상기 배터리장착모듈을 밀폐시키는 단계; 상기 전기자동차에서 상부에 설치된 배터리장착모듈의 도어를 개방하는 단계; 및 상기 배터리를 교체하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전기자동차의 배터리 잔량에 기초하여 주행 경로에 따른 배터리 충전스테이션에 배터리 정보를 요청하고 배터리 교환을 사전 예약함으로써, 보다 효율적이고 편리하게 배터리를 교환할 수 있는 전기자동차, 배터리 충전스테이션, 배터리 교환 예약시스템 및 그 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 교환 예약시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1의 전기자동차의 배터리 교환 예약시스템의 제어블록도를 간략히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기자동차 및 배터리 충전스테이션의 배터리 교환방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기자동차 및 배터리 충전스테이션의 배터리 교환방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기자동차 및 배터리 충전스테이션의 배터리 교환방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기자동차 및 배터리 충전스테이션의 배터리 교환방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기자동차의 배터리 교환 예약시스템의 개략도, 도 2는 도 1의 전기자동차의 배터리 교환 예약시스템의 제어블록도를 간략히 도시한 것이다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기자동차(100)의 배터리 교환 예약시스템은 전기자동차(100) 및 배터리 충전스테이션(200)을 포함한다.

본 실시예에 따른 전기자동차(100)는 잔량검출부(110), 통신부(120), 및 제어부(130)를 포함한다.

잔량검출부(110)는 전기자동차(100)에 장착된 배터리의 잔량을 검출하기 위한 것으로, 배터리 전압/전류 측정센서 및 잔량 산출 알고리즘으로 구현 가능하다. 예컨대, 배터리의 전압을 측정하고 미리 저장된 전압과 잔량과의 상관관계에 따른 예측모델에 적용하여 배터리 잔량을 산출할 수 있다.

통신부(120)는 전기자동차(100)와 외부와의 통신을 위한 것으로, 무선통신모듈로 구현 가능하다. 통신부(120)의 무선통신방식은 CDMA 방식을 비롯한 다양한 무선통신방식이 채용될 수 있다.

제어부(130)는 잔량검출부(110) 및 통신부(120)와의 연동을 통해, 배터리 잔량에 기초하여 주행 경로에 있는 배터리 충전스테이션(200)과의 통신을 통해 배터리 교환 예약을 수행하는 것으로, 프로세서, 컨트롤러 및 제어 명령어로 구현 가능하다.

제어부(130)의 동작 프로세스는 사용자(운전자)의 편의 및 적용환경에 따라 다양하게 프로그래밍 될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

도 2를 다시 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리 충전스테이션(200)은 배터리적재부(210), 통신부(220), 데이터베이스부(230), 및 예약관리부(240)를 포함한다.

배터리적재부(210)는 배터리 충전스테이션(200)에 설치되어 배터리 교환작업시에 이용되는 완충 및 방전 배터리를 보관하는 적재대로서, 적층식, 평형식, 이들의 혼합방식 등 다양하게 구성될 수 있다. 또한, 배터리적재부(210)는 충전모듈을 포함하고 있어, 보관된 자리에서 배터리의 충전을 이루어지게 구성될 수 있다.

통신부(220)는 외부와의 통신을 위한 것으로, 무선통신모듈로 구현 가능하다. 통신부(220)의 무선통신방식은 CDMA 방식을 비롯한 다양한 무선통신방식이 채용될 수 있다.

데이터베이스부(230)는 배터리적재부(210)에 수납된 배터리의 종류, 수량, 충전상태 및 예약상황에 관한 정보가 저장된 것으로, 다양한 저장매체에 의해 구현 가능하다.

예약관리부(240)는 통신부(220) 및 데이터베이스부(230)와의 연동을 통해, 예약 가능한 배터리에 관한 정보를 데이터베이스에서 추출하여 전기자동차(100)로 제공하고, 전기자동차(100)로부터의 예약명령을 입력받아 예약을 처리하고 데이터베이스부(230)의 정보를 업데이트하는 것으로, 프로세서, 컨트롤러 및 제어 명령어에 의해 구현 가능하다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기자동차(100) 및 배터리 충전스테이션(200)의 배터리 교환방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 전기자동차(100)는 장착된 배터리의 잔량을 모니터링한다(S10). 전기자동차(100)는 배터리 잔량을 디스플레이에 표시하여 운전자가 이를 알 수 있도록 할 수도 있다. 또한 더 나아가, 배터리 잔량에 기초하여 예상 주행거리를 산출하여 이를 사용자에게 안내할 수도 있다. 이때, 예상 주행거리는 배터리 잔량뿐 아니라 현재의 교통상황을 고려하여 산출될 수도 있다.

한편, 배터리 충전스테이션(200)은 배터리적재부(210)에 적재된 배터리의 종류, 수량, 충전상태 등을 모니터링하고 이에 대한 정보를 데이터베이스에 업데이트한다(S20). 여기서, 데이터베이스부(230)의 배터리 상황정보는 배터리적재부(210) 또는 별도의 배터리 충전관리모듈(미도시)과의 연동을 통해 자동으로 업데이트 될 수 있으며, 경우에 따라서는 관리자에 의해 업데이트 될 수도 있다.

전기자동차(100)는 배터리 잔량에 기초하여 주행 경로에 존재하는 배터리 충전스테이션(200)에 배터리 정보를 요청한다(S12).

예컨대, 전기자동차(100)는 배터리 잔량이 기준치 이하가 되면(S11), 자동으로 전기자동차(100)의 주행 경로에 존재하는 배터리 충전스테이션(200)에 배터리의 교환 가능 여부 등의 정보를 요청하게 프로그래밍할 수 있다. 예컨대, 배터리 잔량이 15% 또는 10% 이하인 경우 배터리를 교환 예약을 자동으로 수행하도록 할 수 있다.

이때, 전기자동차(100)는 주행 경로에 있는 가장 가까운 하나의 충전스테이션에만 정보요청을 하거나, 주행 경로에 있는 여러 개의 충전스테이션에 동일한 정보요청을 하도록 설정될 수 있다. 여기서, 전기자동차(100)는 본인의 식별정보를 비롯하여 장착된 배터리의 종류 등의 정보 등을 배터리 충전스테이션(200)에 전송한다.

배터리 충전스테이션(200)은 전기자동차(100)의 정보요청에 대응하여 데이터베이스부(230)에 저장된 배터리의 상황정보를 추출하여 전기자동차(100)에 회신한다(S13). 예컨대, 간단하게는 전기자동차(100)가 문의한 배터리가 교환 예약이 가능한지 여부에 대한 정보를 비롯하여 여분의 배터리 개수 등의 정보를 전기자동차(100)에 전송할 수 있다.

전기자동차(100)는 배터리 충전스테이션(200)으로부터 예약 가능 여부에 대한 정보를 수신한 후, 예약 가능한 충전스테이션 중에서 배터리를 교환할 충전스테이션을 결정하고 해당 배터리 충전스테이션(200)에 예약명령을 전송한다(S14).

예약 명령을 수신한 배터리 충전스테이션(200)은 해당 전기자동차(100)의 배터리 교환 예약을 설정하고 확인신호를 전기자동차(100)에 회신한다(S15). 전기자동차(100)는 예약된 정보(예컨대, 배터리 충전스테이션(200)의 이름, 위치 등)를 사용자(운전자)한테 알림으로써, 배터리 교환을 할 수 있게 안내한다. 이때, 전기자동차(100)는 예약된 배터리 충전스테이션(200)으로 주행하도록 길 안내를 할 수도 있다.

이때, 배터리 충전스테이션(200)은 예약된 정보를 데이터베이스부(230)에 저장하여 배터리 상황 및 예약상황에 관한 정보를 업데이트한다(S20).

이와 같이, 전기자동차(100)에 장착된 배터리의 종류에 따라 현재 배터리 교환이 가능한지 여부를 주행 경로에 존재하는 충전스테이션에 묻고, 이에 기초하여 사전에 교환 예약을 할 수 있으므로 사용자의 편의를 도모하는 동시에 배터리를 효율적으로 관리 사용할 수 있다.

이하에서는 다시 도 3을 참조하여, 전술한 도 3의 프로세스를 노선 전기버스에 적용하는 것을 예로 설명한다. 배터리 충전스테이션(200)은 버스 정류장에 마련되며, 승차 위치에서 승객을 태우거나 내리는 동안 배터리 교환이 이루어질 수 있도록 한다.

노선 전기버스는 배터리 잔량이 소정 레벨 이하이면(S11), 버스 노선에 따라 다음 정류장에 위치한 배터리 충전스테이션(200)에 배터리 교환 가능 여부를 문의한다(S12). 이때, 가까운 하나의 배터리 충전스테이션(200)만 문의를 할 수도 있으나, 현재 위치에서 다음 버스 노선에 존재하는 몇 개의 배터리 충전스테이션(200)에 동일한 문의를 할 수도 있다.

노선 전기버스는 배터리 충전스테이션(200)에서 예약 가능 여부에 대한 회신이 전송되면(S13), 예약 가능한 배터리 충전스테이션(200) 중에서 하나에 예약 명령을 전송한다(S14).

여기서, 노선 전기버스에서 배터리 충전스테이션(200)을 결정하는 방법은 해당 버스노선을 고려하여 가장 가까운 다음 정류장에 위치한 배터리 충전스테이션(200)으로 결정하거나 사용자가 결정하도록 하는 방식을 취하는 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기자동차(100) 및 배터리 충전스테이션(200)의 배터리 교환방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 본 실시예의 구성은 전술한 도 1, 2의 구성과 유사하며, 전술한 실시예와 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 전기자동차(100)는 사용자입력부(140)를 더 포함한다. 사용자입력부(140)는 사용자로부터 입력을 받기 위한 것으로, 버튼, 터치스크린, 조이스틱 등과 사용자 메뉴 프로그램 등 다양한 사용자 인터페이스 수단에 의해 구현 가능하다.

도 4를 참조하면, 전기자동차(100)는 배터리 잔량을 검출하여 사용자에게 표시한다(S40). 한편, 배터리 충전스테이션(200)은 배터리적재부(210)에 적재된 배터리의 종류, 수량, 충전상태 등을 모니터링하고 이에 대한 정보를 데이터베이스에 업데이트한다(S20).

사용자는 배터리 잔량 등을 고려하여 전기자동차(100)에 마련된 사용자입력부(140)를 통해 배터리 교환 요청을 할 수 있다(S41).

전기자동차(100)는 사용자의 입력에 대응하여 주행 경로에 존재하는 배터리 충전스테이션(200)에 예약 가능 여부에 관한 정보를 요청한다(S42). 여기서, 사용자의 교환 요청이 없는 경우에는 제1 실시예와 같이 일정 잔량 이하가 되면 자동으로 S42 단계로 이행할 수 있다.

배터리 충전스테이션(200)은 전기자동차(100)의 정보요청에 대응하여 데이터베이스부(230)에 저장된 배터리의 상황정보를 추출하여 해당 배터리 타입의 예약 가능정보를 전기자동차(100)에 회신한다(S43).

전기자동차(100)는 배터리 충전스테이션(200)으로부터 예약 가능 여부에 대한 정보를 수신한 후, 예약 가능한 충전스테이션을 사용자에게 추천한다(S44).

예컨대, 다음 경로에 존재하는 하나의 배터리 충전스테이션(200)에 예약 가능 여부를 문의하였는데 교체 가능한 배터리가 있어 예약이 가능하다는 회신이 왔다면 해당 배터리 충전스테이션(200)을 사용자에게 추천하여 사용자에게 예약 여부를 묻는다.

다른 예로, 주행 경로에 존재하는 가까운 충전스테이션 중 3개에 예약 여부를 문의하였고 이 중 2개에서만 해당 배터리의 여유분이 있어 예약 가능하다고 회신이 왔다면 해당 배터리 충전스테이션(200)들을 사용자에게 추천한다. 이때, 완충된 배터리의 여유분이 없다고 회신이 온 배터리 충전스테이션(200)에 대해서도 사용자에게 이 사실을 표시하여 알려줄 수 있다. 예컨대, 해당 배터리 충전스테이션(200)에서 해당 배터리가 완충되지 않아 여유분의 배터리가 없다고 통지한 경우라도, 해당 배터리가 완충되기까지 걸리는 시간 등에 대한 정보를 사용자에게 알려준다.

이때, 추천하는 충전스테이션을 지도상에서 표시하여 사용자가 해당 충전스테이션들의 위치 등을 한눈에 알 수 있도록 할 수도 있다. 더 나아가, 단순한 위치 이외에 해당 충전스테이션의 배터리 교환 및 예약 상황 등을 표시함으로써, 사용자가 붐비지 않는 충전스테이션을 선택할 수 있도록 할 수 있다.

사용자가 추천된 배터리 충전스테이션(200)을 선택하거나 이들 중 어느 하나를 선택하면(S45), 전기자동차(100)는 해당 배터리 충전스테이션(200)에 예약 명령을 전송한다(S46).

이때, 완충된 배터리가 없는 배터리 충전스테이션(200)을 사용자가 선택할 수도 있다. 예컨대, 현재는 완충된 배터리가 없지만, 완충이 되기까지의 대기 시간 등을 사용자에게 알려주고 사용자가 기다렸다가 해당 배터리 충전스테이션(200)에서 배터리를 교체하기를 원하는 경우 해당 배터리 충전스테이션(200)을 선택하여 예약을 할 수 있다.

예약 명령을 수신한 배터리 충전스테이션(200)은 해당 전기자동차(100)의 배터리 교환 예약을 설정하고 확인신호를 전기자동차(100)에 회신한다(S47). 전기자동차(100)는 예약된 배터리 충전스테이션(200)의 이름, 위치 등을 사용자에게 알림으로써(S48), 배터리 교환을 할 수 있게 안내한다.

한편, 배터리 충전스테이션(200)은 예약된 정보를 데이터베이스부(230)에 저장하여 배터리 상황 및 예약상황에 관한 정보를 업데이트한다(S20).

본 실시예에서는 사용자에게 교환 예약, 배터리 충전스테이션(200)을 선택할 수 있도록 하여 사용자의 편의를 도모할 수 있다.

이하에서는 다시 도 4를 참조하여, 전술한 도 4의 프로세스를 노선 전기버스에 적용하는 것을 예로 설명한다. 배터리 충전스테이션(200)은 버스 정류장에 마련되며, 승차 위치에서 승객을 태우거나 내리는 동안 배터리 교환이 이루어질 수 있도록 한다.

노선 전기버스는 배터리 잔량을 모니터링하여 운전자가 이를 알 수 있도록 표시한다(S40). 운전자가 배터리 잔량을 보고 사용자입력부(140)의 메뉴버튼을 눌러 배터리의 교환을 요청하면(S41), 제어부(130)는 버스노선에 따라 다음 정류장에 위치한 배터리 충전스테이션(200)에 배터리 교환 가능 여부를 문의한다(S42). 이때, 가까운 하나의 배터리 충전스테이션(200)만 문의를 할 수도 있으나, 현재 위치에서 다음 버스 노선에 존재하는 몇 개의 배터리 충전스테이션(200)에 동일한 문의를 할 수도 있다.

노선 전기버스는 배터리 충전스테이션(200)에서 예약 가능 여부에 대한 회신이 전송되면(S43), 예약 가능한 배터리 충전스테이션(200)들을 사용자에게 표시하여 알려준다(S44).

사용자가 추천된 배터리 충전스테이션(200) 중에서 원하는 배터리 충전스테이션을 선택하면(S45), 해당 배터리 충전스테이션(200)에 예약요청을 한다(S46).

이때, 사용자가 배터리 충전스테이션(200)을 결정하지 않고, 도 3과 같이 전기자동차의 제어부(130)가 적절한 배터리 충전스테이션(200)을 결정하여 일방적으로 통보해 줄 수도 있다. 여기서, 노선 전기버스에서 배터리 충전스테이션(200)을 결정하는 방법은 해당 버스노선을 고려하여 가장 가까운 다음 정류장에 위치한 배터리 충전스테이션(200)으로 결정하거나 사용자가 결정하도록 하는 방식을 취하는 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기자동차(100) 및 배터리 충전스테이션(200)의 배터리 교환방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 본 실시예의 구성은 전술한 도 1, 2의 구성과 유사하며, 전술한 실시예와 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

도 5를 참조하면, 전기자동차(100)는 배터리 잔량을 검출하여 사용자에게 표시한다(S50). 한편, 배터리 충전스테이션(200)은 배터리적재부(210)에 적재된 배터리의 종류, 수량, 충전상태 등을 모니터링하고 이에 대한 정보를 데이터베이스에 업데이트한다(S20).

전기자동차(100)는 배터리 잔량이 일정 레벨 이하가 되면(S51), 주행 경로에 존재하는 배터리 충전스테이션(200)에 예약 가능 여부에 관한 정보를 요청한다(S52).

배터리 충전스테이션(200)은 전기자동차(100)의 정보요청에 대응하여 데이터베이스부(230)에 저장된 배터리의 상황정보를 추출하여 해당 배터리 타입의 예약 가능정보를 전기자동차(100)에 회신한다(S53).

전기자동차(100)는 배터리 충전스테이션(200)으로부터 예약 가능 여부에 대한 정보를 수신한 후, 예약 가능한 배터리 충전스테이션(200)을 사용자에게 추천한다(S54).

사용자가 추천된 배터리 충전스테이션(200)을 선택하거나 이들 중 어느 하나를 선택하면(S55), 전기자동차(100)는 해당 배터리 충전스테이션(200)에 예약 명령을 전송한다(S56).

예약 명령을 수신한 배터리 충전스테이션(200)은 해당 전기자동차(100)의 배터리 교환 예약을 설정하고 확인신호를 전기자동차(100)에 회신한다(S57). 전기자동차(100)는 예약된 배터리 충전스테이션(200)의 이름, 위치 등을 사용자에게 알림으로써(S58), 배터리 교환을 할 수 있게 안내한다.

한편, 배터리 충전스테이션(200)은 예약된 정보를 데이터베이스부(230)에 저장하여 배터리 상황 및 예약상황에 관한 정보를 업데이트한다(S20).

본 실시예에서는 잔량이 일정 레벨 이하이면 자동으로 주행 경로에 있는 예약 가능한 배터리 충전스테이션(200)을 사용자에게 추천하고 사용자가 배터리 충전스테이션(200)을 선택할 수 있도록 하여 사용자의 편의를 도모할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기자동차(100) 및 배터리 충전스테이션(200)의 배터리 교환방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 본 실시예의 구성은 전술한 도 1, 2의 구성과 유사하며, 전술한 실시예와 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

도 6을 참조하면, 전기자동차(100)는 배터리 잔량을 검출하여 사용자에게 표시한다(S60). 한편, 배터리 충전스테이션(200)은 배터리적재부(210)에 적재된 배터리의 종류, 수량, 충전상태 등을 모니터링하고 이에 대한 정보를 데이터베이스에 업데이트한다(S20).

전기자동차(100)는 배터리 잔량이 일정 레벨 이하가 되면(S61), 사용자에게 배터리를 충전하라는 요청메시지를 표시하거나 음성으로 알려서 교환 예약을 할 수 있게 안내한다(S62).

사용자가 이 메시지를 보고 배터리 교환 요청을 하면(S63), 전기자동차(100)는 주행 경로에 존재하는 배터리 충전스테이션(200)에 예약 가능 여부에 관한 정보를 요청한다(S64).

배터리 충전스테이션(200)은 전기자동차(100)의 정보요청에 대응하여 데이터베이스부(230)에 저장된 배터리의 상황정보를 추출하여 해당 배터리 타입의 예약 가능정보를 전기자동차(100)에 회신한다(S65).

전기자동차(100)는 배터리 충전스테이션(200)으로부터 예약 가능 여부에 대한 정보를 수신한 후, 예약 가능한 배터리 충전스테이션(200)을 사용자에게 추천한다(S66).

사용자가 추천된 배터리 충전스테이션(200)을 선택하거나 이들 중 어느 하나를 선택하면(S67), 전기자동차(100)는 해당 배터리 충전스테이션(200)에 예약 명령을 전송한다(S68).

예약 명령을 수신한 배터리 충전스테이션(200)은 해당 전기자동차(100)의 배터리 교환 예약을 설정하고 확인신호를 전기자동차(100)에 회신한다(S69). 전기자동차(100)는 예약된 배터리 충전스테이션(200)의 이름, 위치 등을 사용자에게 알림으로써(S70), 배터리 교환을 할 수 있게 안내한다.

한편, 배터리 충전스테이션(200)은 예약된 정보를 데이터베이스부(230)에 저장하여 배터리 상황 및 예약상황에 관한 정보를 업데이트한다(S20).

본 실시예에서는 잔량이 일정 레벨 이하이면 사용자에게 충전을 하라고 안내하는 한편, 주행 경로에 있는 예약 가능한 배터리 충전스테이션(200)을 사용자에게 추천하고 사용자가 배터리 충전스테이션(200)을 선택할 수 있도록 하여 사용자의 편의를 도모할 수 있다.

전술한 실시예들은 서로 충돌되지 않는 범위에서 서로 조합될 수 있다.

이하, 도 7 내지 10을 참조하여, 교환 예약 이후, 전기자동차(100)가 배터리 충전스테이션(200)에 진입하여 배터리를 교환하는 프로세스에 대해 설명하기로 한다. 이하에서 설명하는 제5 실시예는 전술한 제1 내지 제4 실시예와 조합 가능하며, 동일한 구성에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 배터리 교환 예약 시스템의 블록도, 도 8 및 도 9는 전기자동차(100)의 배터리 교환 예약시스템을 설명하기 위한 개략적인 구성도를 도시한 것이다.

본 실시예에 따른 배터리 교환 예약 시스템은 전기자동차(100)와 배터리 충전스테이션(200)을 포함한다.

전기자동차(100)는 배터리(10)가 장착되는 배터리장착모듈(150)을 포함하며, 배터리장착모듈(150)은 전기자동차(100)의 상부에 개폐 가능하게 설치된 도어(151)를 포함하여 구성된다.

제어부(130)는 배터리 충전스테이션(200)에 진입 시 도어(151)를 개방시켜 배터리 교환이 가능하도록 한다.

배터리 충전스테이션(200)은 배터리적재부(210), 통신부(220), 데이터베이스부(230), 예약관리부(240), 배터리 교체로봇(250), 보호가이드(260), 및 충전스테이션 제어부(270)를 포함한다.

배터리적재부(210)와 배터리 교체로봇(250) 및 보호가이드(260)를 배터리 충전스테이션(200) 본체(201)에 마련되며, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 전기자동차(100)의 배터리(10)도 상부에 장착되는 구조를 갖기 때문에 충전스테이션 본체(201)는 배터리(10)를 상부에서 교체하도록 구성된다.

배터리 충전스테이션(200)은 배터리의 교체시 외부 환경 변화에 따른 악 영향이 초래되지 않도록 전기자동차(100)의 진입 시에 배터리가 내장된 배터리장착모듈(150)을 밀폐시키는 보호가이드(260)를 구비하고 있다. 이러한 보호가이드(260)는 배터리의 교체과정에서 배터리(10)를 포함하는 배터리장착모듈(150)을 효과적으로 밀폐, 보호할 수 있는 구조라면 제한 없이 다양한 구조로 형성할 수 있으며, 본 실시예에서는 충전스테이션 본체(201) 내부에 수납된 상태에서 배터리 교체시에 배터리장착모듈(150)을 향해 펼쳐지면서 배출되고, 배터리의 교체 완료 후에 원위치 되는 주름관체로 구성된다.

배터리 교체로봇(250)은 충전스테이션 본체(201)에 설치되어 실질적으로 배터리의 교체작업을 수행하는 구성으로, 배터리의 교체작업을 효과적으로 수행할 수 있다면 제한 없이 다양한 산업분야에서 적용되고 있는 이송로봇을 채용할 수 있다.

예컨대, 배터리 교체로봇(250)은 본 실시예에서 충전스테이션 본체(201)가 대략 "ㄱ"자 형태로 구성됨에 따라 이러한 충전스테이션 본체(201)에 적합하도록 배터리 이송 및 장착로봇과, 배터리 인출 및 수납로봇으로 구성되어 있다.

충전스테이션 제어부(270)는 배터리 교체로봇(250) 및 보호가이드(260)를 제어하여 배터리 교체가 이루어지도록 하는 것으로, 프로세서, 컨트롤러 및 제어코드로 구현 가능하다.

도 7 내지 도 9에 따른 전기자동차(100)의 배터리 교환 예약시스템의 구체적인 배터리 교환 방법은 도 10을 참조하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 배터리 교환 예약 시스템의 배터리 교환 방법을 도시한 흐름도이다.

전기자동차(100)가 배터리 충전스테이션(200)에 진입 시에, 식별정보를 배터리 충전스테이션(200)에 전송한다(S100). 여기서, 전기자동차(100)는 식별정보와 함께 예약정보를 함께 전송할 수 있다. 전기자동차(100)에서 배터리 충전스테이션(200)에 식별정보 및 예약정보를 전송하는 것은 배터리 충전스테이션(200)에 진입할 때 충전스테이션의 요청에 의해 이루어질 수 있으며, 경우에 따라서는 전기자동차(100)의 사용자의 전송명령에 따라 이루어질 수도 있다.

충전스테이션 제어부(270)는 전기자동차(100)의 식별정보나 예약정보를 확인하여 기 예약된 차량인지를 확인하며(S101), 이때 전송된 정보만으로 확인을 할 수도 있고 기 저장된 데이터베이스부(230)의 정보와 비교하여 확인할 수도 있다.

기 예약된 차량으로 확인되면 전기자동차(100)에 진입 그랜트 신호를 전송하여(S102), 전기자동차(100)가 교체 위치로 진입하게 한다(S103). 예약정보가 확인 안 되는 경우에는 예약 없이 현장에서 교체를 할 것인지 여부에 따라 교체 작업을 수행하게 된다(S200).

배터리 충전스테이션(200)에서 전기자동차(100)의 진입 위치가 제대로 되었는지 확인되면 확인신호를 전기자동차(100)에 전송한다(S104). 전기자동차(100)의 제어부(130)는 배터리가 장착된 배터리장착모듈(150)에 개방명령을 내려 도어(151)를 개방하고 이에 따른 확인신호를 배터리 충전스테이션(200)에 보낸다(S105).

충전스테이션 제어부(270)는 확인신호를 수신한 후 보호가이드(260)를 하강시켜(S106), 배터리 교체 작업이 외부에 드러나지 않고 안정적으로 이루어질 수 있게 한다. 충전스테이션 제어부(270)는 배터리 교체로봇(250)을 제어하여 전기자동차(100)에 기 장착된 배터리를 꺼내고 완충된 새로운 배터리를 배터리장착모듈(150)에 장착시켜, 배터리 교체작업을 완료한 후 완료신호를 전기자동차(100)에 전송한다(S107).

전기자동차(100)의 제어부(130)는 도어(151)를 폐쇄시킨 후 확인신호를 배터리 충전스테이션(200)에 전송한다(S108).

충전스테이션 제어부(270)는 보호가이드(260)를 상승시키고 확인신호를 전기자동차(100)에 보낸다(S109). 그리고, 출고 가능 그랜트 신호를 전기자동차(100)에 전송한다(S110).

전기자동차(100)는 배터리 교환정보를 내부 메모리에 기록한 후 배터리 충전스테이션을 빠져나간다(S112). 한편, 배터리 충전스테이션에서도 배터리 교환정보를 기록하게 되고(S113), 데이터베이스부(230)에 저장된 배터리의 정보 및 예약정보가 업데이트 된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 10에서, 전기자동차(100)의 도어(151) 개방단계(S105)와 보호가이드(260)의 하강단계(S106)는 서로 바뀔 수 있다. 즉, 배터리 충전스테이션에서 우선 전기자동차(100)의 진입위치가 올바른 것으로 판단되면 이에 대한 확인신호를 전기자동차(100)에 전송하고(S104), 보호가이드(260)를 하강시켜 배터리장착모듈(150)을 밀폐시킨다(S106). 이후에 전기자동차(100)가 배터리장착모듈(150)의 도어(151)를 개방하여(S105), 배터리 교환이 이루어질 수 있게 한다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100: 전기자동차 110: 잔량검출부
120: 통신부 130: 제어부
140: 사용자입력부 150: 배터리장착모듈
200: 배터리 충전스테이션 210: 배터리적재부
220: 통신부 230: 데이터베이스부
240: 예약관리부 250: 배터리 교체로봇
260: 보호가이드 270: 충전스테이션 제어부

Claims (16)

1. 전기자동차에 있어서,
   전기자동차에 장착된 배터리의 잔량을 검출하는 잔량검출부;
   배터리 충전스테이션과의 통신을 위한 통신부;
   상기 배터리의 잔량 및 상기 전기자동차의 주행 경로에 기초하여 상기 전기자동차의 배터리를 교환할 배터리 충전스테이션을 결정하고, 상기 결정된 배터리 충전스테이션에 배터리 교환 예약명령을 전송하는 제어부; 및
   상기 배터리가 장착되는 배터리장착모듈로서, 상기 전기자동차의 상부에 개폐 가능하게 설치된 도어를 포함하는 상기 배터리장착모듈을 포함하며;
   상기 제어부는 예약된 상기 배터리 충전스테이션에 진입 시 상기 도어에 개방명령을 내려 배터리 교환이 가능하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 배터리 잔량에 기초하여 상기 전기자동차의 주행거리를 모니터링하고, 상기 전기자동차의 주행 경로에 대응하는 배터리 충전스테이션과의 통신을 통해 상기 전기자동차의 배터리의 교환 가능 여부에 관한 정보를 취득하여, 상기 전기자동차의 배터리를 교환할 상기 배터리 충전스테이션을 결정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
   
3. 전기자동차에 있어서,
   상기 전기자동차에 장착된 배터리의 잔량을 검출하는 잔량검출부;
   사용자의 입력을 위한 사용자입력부;
   배터리 충전스테이션과의 통신을 위한 통신부;
   상기 배터리의 잔량 및 상기 전기자동차의 주행 경로에 기초하여 상기 사용자에게 상기 전기자동차의 배터리를 교환할 수 있는 배터리 충전스테이션을 추천하고, 상기 사용자에 의해 선택된 배터리 충전스테이션에 배터리 교환 예약명령을 전송하는 제어부; 및
   상기 배터리가 장착되는 배터리장착모듈로서, 상기 전기자동차의 상부에 개폐 가능하게 설치된 도어를 포함하는 상기 배터리장착모듈을 포함하며,
   상기 제어부는 예약된 상기 배터리 충전스테이션에 진입 시 상기 도어에 개방명령을 내려 배터리 교환이 가능하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 배터리 잔량에 기초하여 상기 전기자동차의 주행거리를 모니터링하고, 상기 전기자동차의 주행 경로에 대응하는 배터리 충전스테이션과의 통신을 통해 상기 전기자동차의 배터리의 교환 가능 여부에 관한 정보를 취득하여, 상기 사용자에게 상기 전기자동차의 배터리를 교환할 수 있는 배터리 충전스테이션을 추천하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
   
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 배터리의 잔량이 일정 레벨 이하인 경우 상기 사용자에게 충전요청 메시지를 제공하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
   
6. 제2항 또는 제4항에 있어서,
   상기 통신부는 외부와의 통신을 통해 상기 주행 경로의 교통상황에 관한 정보를 획득하고,
   상기 제어부는 상기 교통상황 및 상기 배터리 잔량에 기초하여 상기 주행거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
   
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 전기자동차에 장착된 배터리의 정보를 상기 배터리 충전스테이션에 전송하여, 상기 배터리 충전스테이션에 상기 전기자동차에 장착 가능한 배터리가 존재하는지 여부를 확인 요청하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
   
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 전기자동차는 노선 전기버스를 포함하고,
   상기 배터리 충전스테이션은 버스정류장에 마련되는 것으로,
   상기 제어부는 상기 노선 전기버스의 주행노선에 대응하는 상기 배터리 충전스테이션을 예약 대상으로 선택하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
   
9. 삭제
10. 전기자동차의 배터리 충전스테이션에 있어서,
    전기자동차의 배터리장착모듈에 장착되는 충전식 배터리의 수납을 위한 배터리적재부;
    상기 배터리적재부에 수납된 배터리의 종류, 수량, 충전상태 및 예약상황에 관한 정보가 저장된 데이터베이스부;
    상기 전기자동차와의 통신을 위한 통신부;
    예약 가능한 배터리에 관한 정보를 상기 데이터베이스에서 추출하여 상기 전기자동차로 제공하고, 상기 전기자동차로부터 예약명령을 전송받아 상기 데이터베이스부의 예약정보를 업데이트하는 예약관리부;
    상기 배터리적재부가 구비된 충전스테이션 본체;
    상기 충전스테이션 본체에 설치되어 상기 배터리의 교체작업을 수행하는 배터리 교체로봇;
    상기 전기자동차의 상부에 장착된 배터리장착모듈을 밀폐시키는 보호가이드; 및
    상기 보호가이드 및 상기 배터리 교체로봇을 제어하여 상기 전기자동차의 교체작업을 수행하도록 하는 충전스테이션 제어부를 포함하며;
    상기 충전스테이션 제어부는 상기 전기자동차가 상기 충전스테이션 본체에 진입하는 경우 상기 전기자동차와의 통신과 데이터베이스부와의 확인을 통해 예약여부를 확인하고, 예약된 경우 예약 정보에 기초하여 상기 전기자동차의 진입 시 상기 보호가이드를 하강시켜 상기 배터리장착모듈을 밀폐시킨 후 상기 배터리 교체로봇이 상기 배터리를 교체하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 충전스테이션.
    
11. 삭제
12. 전기자동차의 배터리 교환 예약시스템에 있어서,
    전기자동차에 장착된 배터리의 잔량을 검출하는 잔량검출부, 배터리 충전스테이션과의 통신을 위한 통신부, 및 상기 배터리의 잔량 및 상기 전기자동차의 주행 경로에 기초하여 상기 전기자동차의 배터리를 교환할 배터리 충전스테이션을 결정하고, 상기 결정된 배터리 충전스테이션에 배터리 교환 예약명령을 전송하는 제어부를 포함하는 전기자동차; 및
    상기 전기자동차에 장착되는 충전식 배터리의 수납을 위한 배터리적재부; 상기 배터리적재부에 수납된 배터리의 종류, 수량, 충전상태 및 예약상황에 관한 정보가 저장된 데이터베이스부; 상기 전기자동차와의 통신을 위한 통신부; 및 상기 전기자동차에 기 장착된 상기 배터리에 대응하는 예약 가능한 배터리에 관한 정보를 상기 데이터베이스에서 추출하여 상기 전기자동차로 제공하고, 상기 전기자동차로부터 예약명령을 전송받아 상기 데이터베이스부의 예약정보를 업데이트하는 예약관리부; 상기 배터리적재부가 구비된 충전스테이션 본체; 상기 충전스테이션 본체에 설치되어 상기 배터리의 교체작업을 수행하는 배터리 교체로봇; 상기 전기자동차의 상부에 장착된 배터리장착모듈을 밀폐시키는 보호가이드; 및 상기 보호가이드 및 상기 배터리 교체로봇을 제어하여 상기 전기자동차의 교체작업을 수행하도록 하는 충전스테이션 제어부를 포함하는 배터리 충전스테이션을 포함하는 전기자동차의 배터리 교환 예약시스템.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 전기자동차는 노선 전기버스를 포함하고,
    상기 배터리 충전스테이션은 버스정류장에 마련되는 것으로,
    상기 제어부는 상기 노선 전기버스의 주행노선에 대응하는 상기 배터리 충전스테이션을 예약 대상으로 선택하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 교환 예약시스템.
    
14. 전기자동차의 배터리 교환 예약 방법에 있어서,
    전기자동차에 장착된 배터리의 잔량을 검출하는 단계;
    상기 전기자동차에서 주행 경로에 있는 배터리 충전스테이션에 교환 예약 가능 여부를 문의하는 단계;
    상기 배터리 충전스테이션에서 상기 전기자동차에 장착 가능한 배터리의 예약 가능 여부를 확인하여 상기 전기자동차에 회신하는 단계;
    상기 배터리 충전스테이션에서 예약 가능하다는 회신이 온 경우, 상기 전기자동차에서 상기 배터리 충전스테이션에 배터리의 교환 예약을 요청하고, 사용자에게 예약정보를 알리는 단계;
    상기 배터리 충전스테이션에서 배터리 교환 예약정보를 업데이트 하는 단계;
    상기 배터리 충전스테이션에서 상기 배터리 충전스테이션에 진입하는 상기 전기자동차의 식별정보를 통해 예약된 차량인지 여부를 확인하는 단계;
    상기 전기자동차의 예약정보가 존재하는 경우, 상기 전기자동차에 진입 그랜트 신호를 전송하는 단계;
    상기 전기자동차가 상기 배터리 충전스테이션에 진입하면 진입 위치를 확인하여 상기 전기자동차로 확인신호를 전송하는 단계;
    상기 전기자동차에서 상부에 설치된 배터리장착모듈의 도어를 개방하는 단계;
    상기 배터리 충전스테이션에 설치된 보호가이드를 하강시켜 상기 배터리장착모듈을 밀폐시키는 단계; 및
    상기 배터리를 교체하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 교환 예약 방법.
    
15. 삭제
16. 전기자동차의 배터리 교환 예약 방법에 있어서,
    전기자동차에 장착된 배터리의 잔량을 검출하는 단계;
    상기 전기자동차에서 주행 경로에 있는 배터리 충전스테이션에 교환 예약 가능 여부를 문의하는 단계;
    상기 배터리 충전스테이션에서 상기 전기자동차에 장착 가능한 배터리의 예약 가능 여부를 확인하여 상기 전기자동차에 회신하는 단계;
    상기 배터리 충전스테이션에서 예약 가능하다는 회신이 온 경우, 상기 전기자동차에서 상기 배터리 충전스테이션에 배터리의 교환 예약을 요청하고, 사용자에게 예약정보를 알리는 단계;
    상기 배터리 충전스테이션에서 배터리 교환 예약정보를 업데이트 하는 단계;
    상기 배터리 충전스테이션에서 상기 배터리 충전스테이션에 진입하는 상기 전기자동차의 식별정보를 통해 예약된 차량인지 여부를 확인하는 단계;
    상기 전기자동차의 예약정보가 존재하는 경우, 상기 전기자동차에 진입 그랜트 신호를 전송하는 단계;
    상기 전기자동차가 상기 배터리 충전스테이션에 진입하면 진입 위치를 확인하여 상기 전기자동차로 확인신호를 전송하는 단계;
    상기 배터리 충전스테이션에 설치된 보호가이드를 하강시켜 상기 전기자동차의 상부에 설치된 배터리장착모듈을 밀폐시키는 단계;
    상기 전기자동차에서 상기 배터리장착모듈의 도어를 개방하는 단계; 및
    상기 배터리를 교체하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 교환 예약 방법.

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