KR101396499B1 - 전기 자동차 충전 시스템에서의 재생 가능한 에너지 통합을 위한 듀얼 배터리 관리 방법 및 장치 - Google Patents

전기 자동차 충전 시스템에서의 재생 가능한 에너지 통합을 위한 듀얼 배터리 관리 방법 및 장치 Download PDF

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이무용
강지현
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(주)진우소프트이노베이션
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Abstract

전기 자동차 충전 시스템에서의 재생 가능한 에너지 통합을 위한 듀얼 배터리 관리 방법 및 장치가 개시된다. 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법은 적어도 하나의 전기 자동차 각각에 대한 적어도 하나의 충전 태스크(charging task)를 생성하는 단계, 상기 적어도 하나의 충전 태스크를 기초로 유전 알고리즘을 이용하여 상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전 스케쥴을 포함하는 할당 테이블을 생성하는 단계 및 상기 할당 테이블을 기초로 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 듀얼 배터리를 전력 소스로 설정하여 충전하는 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

전기 자동차 충전 시스템에서의 재생 가능한 에너지 통합을 위한 듀얼 배터리 관리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF DUAL BATTERY MANAGEMENT FOR RENEWABLE ENERGY INTEGRATION IN ELECTRIC VEHICLE CHARGING SYSTEM}
아래의 실시예들은 전기 자동차 충전 시스템에서의 재생 가능한 에너지 통합을 위한 듀얼 배터리 관리 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 듀얼 배터리를 이용하여 피크 로드를 감소시킬 수 있는 전기 자동차 충전 시스템에서의 재생 가능한 에너지 통합을 위한 듀얼 배터리 관리 방법 및 장치에 관한 것이다.
전기 자동차는 대기 오염을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 연료비의 낭비를 줄일 수 있으므로, 전기 자동차의 수요는 지속적으로 증가할 것으로 예상된다. 그러나, 전기 자동차에서 사용되는 전력은 대부분 석유, 석탄과 같은 화석 연료를 이용하여 생산된다. 이와 같은 화석 연료에 대한 의존을 줄이기 위해 최근에는 재생 가능한 에너지를 사용하여 전력을 생산하는 기술이 연구되고 있다. 여기서, 재생 가능한 에너지는 풍력 에너지, 태양 에너지 등을 포함할 수 있다.
한편, 전기 자동차는 충전 시간이 길고 충전을 자주 하여야 한다. 그리고, 어느 한 시점에 전기 자동차의 충전이 집중되면 충전소에서 전력 수요가 늘어나게 되므로 피크 로드(peak load)가 높아질 수 있다. 이 경우, 피크 로드가 높아지면 전력 비용이 늘어날 뿐 아니라 에너지 효율이 떨어질 수 있다. 이에 따라, 전기 자동차의 에너지 효율 향상뿐만 아니라 대기 오염의 감소를 위해 재생 가능한 에너지를 이용하여 피크 로드를 줄일 수 있는 기술이 연구되고 있다.
(인용문헌 1) KR10-2012-0102464A(2012.09.18 공개) (인용문헌 2) KR10-2011-0066057A(2011.06.16 공개)
본 발명의 실시예들은 재생 가능한 에너지를 이용한 듀얼 배터리를 사용함으로써, 전기 자동차 충전 시스템의 피크 로드를 감소시킬 수 있는 전기 자동차 충전 시스템에서의 재생 가능한 에너지 통합을 위한 듀얼 배터리 관리 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법은 적어도 하나의 전기 자동차 각각에 대한 적어도 하나의 충전 태스크(charging task)를 생성하는 단계, 상기 적어도 하나의 충전 태스크를 기초로 유전 알고리즘을 이용하여 상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전 스케쥴을 포함하는 할당 테이블을 생성하는 단계 및 상기 할당 테이블을 기초로 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 듀얼 배터리를 전력 소스로 설정하여 충전하는 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 충전 태스크 각각은 상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전 개시와 관련된 활성화 시간(activation time), 상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전 종료와 관련된 마감 시간(deadline) 또는 상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전 시간과 관련된 작업 길이(operation length) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 할당 테이블을 생성하는 단계는 상기 적어도 하나의 충전 태스크에 대하여 적어도 하나의 태스크 순서를 식별하는 단계, 상기 적어도 하나의 태스크 순서 각각에 대응하는 복수의 할당 테이블들을 생성하는 단계 및 상기 복수의 할당 테이블들을 기초로 유전 알고리즘을 이용하여 최종 할당 테이블을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 태스크 순서는 상기 적어도 하나의 충전 태스크의 슬랙의 길이, 상기 적어도 하나의 충전 태스크의 작업 길이 또는 상기 적어도 하나의 충전 태스크의 평균 전력 요구량에 대응하는 가중치 중 적어도 하나에 의해 결정될 수 있다.
상기 복수의 할당 테이블들을 생성하는 단계는 상기 적어도 하나의 태스크 순서 각각에 따라 상기 적어도 하나의 충전 태스크 중 어느 하나의 충전 태스크를 할당하는 단계 및 상기 적어도 하나의 충전 태스크 중 나머지 충전 태스크를 상기 할당된 어느 하나의 충전 태크스를 고려하여 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 할당 테이블들을 기초로 유전 알고리즘을 이용하여 최종 할당 테이블을 생성하는 단계는 상기 복수의 할당 테이블들 중 상기 적어도 하나의 충전 태스크에 대응하는 복수의 충전 스케쥴들을 유전자 형태를 갖는 복수의 유전자들로 표현하는 단계, 상기 복수의 유전자들을 복수의 초기해로 설정함으로써 상기 복수의 유전자들에 대해 선택(selection)과 교배(reproduction)를 반복하여 상기 적어도 하나의 충전 태스크에 대응하는 적어도 하나의 최종 충전 스케쥴을 생성하는 단계 및 상기 적어도 하나의 충전 태스크에 대응하는 적어도 하나의 최종 충전 스케쥴을 이용하여 최종 할당 테이블을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 결정하는 단계는 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 잔량을 기초로 상기 듀얼 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는지 판단하는 단계 및 상기 판단 결과, 상기 듀얼 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 경우, 상기 할당 테이블을 기초로 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 잔량 및 상기 할당 테이블에 포함된 적어도 하나의 타임 슬롯의 적어도 하나의 전력 로드(load)를 이용하여 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 판단 결과, 상기 듀얼 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 주 전력선(main power line)을 상기 전력 소스로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 듀얼 배터리는 적어도 하나의 재생 가능한 에너지(renewable energy)를 기초로 생산된 전력을 저장할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법은 상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차를 충전하기 위해 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리 중 어느 하나를 상기 전력 소스로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리 중 어느 하나를 상기 전력 소스로 결정하는 단계는 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리 중 어느 하나를 상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차를 충전하기 위한 상기 전력 소스로 설정하는 단계 및 상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차의 충전에 의해 상기 전력 소스에 대응하는 배터리가 방전되어 상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 나머지 배터리를 상기 전력 소스로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 듀얼 배터리 운영 방법은 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 듀얼 배터리 중 어느 하나의 배터리를 전력 소스로 설정하는 단계, 상기 전력 소스를 이용하여 적어도 하나의 전기 자동차를 충전하는 단계, 적어도 하나의 재생 가능한 에너지를 이용하여 상기 듀얼 배터리 중 나머지 배터리를 충전하는 단계, 상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전에 의해 상기 전력 소스에 대응하는 배터리가 방전되어 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 상기 나머지 배터리의 잔량을 기초로 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는지 판단하는 단계, 상기 판단 결과, 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 경우, 상기 나머지 배터리를 상기 전력 소스로 설정하는 단계 및 상기 판단 결과, 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 주 전력선을 상기 전력 소스로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는지 판단하는 단계는 상기 나머지 배터리의 잔량이 미리 설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 것으로 결정하는 단계 및 상기 나머지 배터리의 잔량이 상기 미리 설정된 임계값보다 작은 경우, 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 장치는 적어도 하나의 전기 자동차 각각에 대한 적어도 하나의 충전 태스크를 생성하는 충전 태스크 생성부, 상기 적어도 하나의 충전 태스크를 기초로 유전 알고리즘을 이용하여 상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전 스케쥴을 포함하는 할당 테이블을 생성하는 할당 테이블 생성부 및 상기 할당 테이블을 기초로 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 듀얼 배터리를 전력 소스로 설정하여 충전하는 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 결정하는 듀얼 배터리 충전 로드 결정부를 포함할 수 있다.
상기 할당 테이블 생성부는 상기 적어도 하나의 충전 태스크에 대하여 적어도 하나의 태스크 순서를 식별하는 태스크 순서 식별부, 상기 적어도 하나의 태스크 순서 각각에 대응하는 복수의 할당 테이블들을 생성하는 생성부 및 상기 복수의 할당 테이블들을 기초로 유전 알고리즘을 이용하여 최종 할당 테이블을 생성하는 최종 할당 테이블 생성부를 포함할 수 있다.
상기 듀얼 배터리 충전 로드 결정부는 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 잔량을 기초로 상기 듀얼 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는지 판단하는 판단부 및 상기 판단 결과, 상기 듀얼 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 경우, 상기 할당 테이블을 기초로 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 잔량 및 상기 할당 테이블에 포함된 적어도 하나의 타임 슬롯의 적어도 하나의 전력 로드를 이용하여 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 선택하는 듀얼 배터리 충전 로드 선택부를 포함할 수 있다.
상기 판단 결과, 상기 듀얼 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 주 전력선을 상기 전력 소스로 설정하는 설정부를 더 포함할 수 있다.
상기 듀얼 배터리는 적어도 하나의 재생 가능한 에너지를 기초로 생산된 전력을 저장할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 장치는 상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차를 충전하기 위해 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리 중 어느 하나를 상기 전력 소스로 결정하는 전력 소스 결정부를 더 포함할 수 있다.
상기 전력 소스 결정부는 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리 중 어느 하나를 상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차를 충전하기 위한 상기 전력 소스로 설정하는 제1 전력 소스 설정부 및 상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차의 충전에 의해 상기 전력 소스에 대응하는 배터리가 방전되어 상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 나머지 배터리를 상기 전력 소스로 설정하는 제2 전력 소스 설정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 듀얼 배터리 운영 장치는 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 듀얼 배터리 중 어느 하나의 배터리를 전력 소스로 설정하는 제1 전력 소스 설정부, 상기 전력 소스를 이용하여 적어도 하나의 전기 자동차를 충전하는 전기 자동차 충전부, 적어도 하나의 재생 가능한 에너지를 이용하여 상기 듀얼 배터리 중 나머지 배터리를 충전하는 나머지 배터리 충전부, 상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전에 의해 상기 전력 소스에 대응하는 배터리가 방전되어 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 상기 나머지 배터리의 잔량을 기초로 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는지 판단하는 충전 여부 판단부, 상기 판단 결과, 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 경우, 상기 나머지 배터리를 상기 전력 소스로 설정하는 제2 전력 소스 설정부 및 상기 판단 결과, 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 주 전력선을 상기 전력 소스로 설정하는 제3 전력 소스 설정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 재생 가능한 에너지를 이용한 듀얼 배터리를 사용함으로써, 전기 자동차 충전 시스템의 피크 로드를 감소시킬 수 있는 전기 자동차 충전 시스템에서의 재생 가능한 에너지 통합을 위한 듀얼 배터리 관리 방법 및 장치를 제공한다.
도 1은 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 할당 테이블의 일예를 나타낸 도면이다.
도 4는 다른 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 듀얼 배터리 운영 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5는 다른 일 실시예에 따른 제1 배터리 및 제2 배터리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 장치를 나타낸 블록도이다.
도 7은 다른 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 듀얼 배터리 운영 장치를 나타낸 블록도이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 일 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템(이하, 전기 자동차 충전 시스템)은 적어도 하나의 전기 자동차(111 내지 113), 적어도 하나의 충전기(121 내지 123), 스케쥴 및 컨트롤 레이어(schedule and control layer)(130), 주 전력선(main power line)(140)를 포함할 수 있고, 제1 배터리(151) 및 제2 배터리(152)로 구성된 듀얼 배터리를 포함할 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 충전기(121 내지 123)는 적어도 하나의 전기 자동차(111 내지 113)와 전력 소스를 연결할 수 있다. 그리고, 스케쥴 및 컨트롤 레이어(130)는 전기 자동차의 충전을 제어할 수 있고, 적어도 하나의 전기 충전기(121 내지 123)를 적절한 전력선들과 연결 또는 연결 해제할 수 있다. 그리고, 듀얼 배터리(151 및 152)는 전기 자동차 충전 시스템에서의 피크 로드를 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 스케쥴 및 컨트롤 레이어(130)의 컨트롤러는 충전 스케쥴에 따라 주 전력선(140)과 듀얼 배터리(151 및 152) 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 듀얼 배터리(151 및 152)가 선택된 경우, 주 전력선(140)이 아니라 듀얼 배터리(151 및 152)에 의해 적어도 하나의 전기 자동차(111 내지 113)의 충전이 이루어질 수 있으므로, 피크 로드를 감소시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 듀얼 배터리(151 및 152)는 재생 가능한 에너지(또는, 신재생 에너지)(renewable energy)에 의해 생산된 전력을 저장함으로써 충전될 수 있다. 여기서, 재생 가능한 에너지는 수력 에너지, 풍력 에너지, 태양 에너지, 지열(geothermal) 에너지를 포함할 수 있다. 그러나, 재생 가능한 에너지를 이용하여 듀얼 배터리(151 및 152)를 충전하는 경우, 재생 가능한 에너지의 특성상 단속(intermittence)이 발생할 수 있다. 예를 들어, 풍력 에너지를 이용하는 경우에는 바람이 약할 때 단속이 발생할 수 있고, 태양 에너지를 이용하는 경우에는 구름으로 인해 태양이 약하게 방사될 때 단속이 발생될 수 있다. 따라서, 전기 자동차 충전 시스템은 재생 가능한 에너지를 통합하여 단속을 극복할 수 있다. 이는, 하나의 재생 가능한 에너지가 아닌 복수의 재생 가능한 에너지를 통합하여 전력을 생산하는 것을 의미할 수 있다. 그리고, 듀얼 배터리(151 및 152) 중 하나의 배터리가 적어도 하나의 전기 자동차(111 내지 113)를 충전하는 경우, 나머지 배터리가 재생 가능한 에너지를 이용하여 충전됨으로써 단속을 극복할 수 있다. 이 경우, 단일 배터리를 사용하는 경우보다 신뢰성 및 효율성이 향상될 수 있다. 그리고, 일 실시예에서, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 충전소 내에서 퍼스널 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 디바이스를 통해 구현될 수 있고, 온라인 네트워크 상에서 고성능의 원격 서버를 통해 구현될 수도 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법(이하, 충전 태스크 스케쥴링 방법)은 적어도 하나의 전기 자동차 각각에 대한 적어도 하나의 충전 태스크(charging task)를 생성할 수 있다(210). 여기서, 충전 태스크는 적어도 하나의 전기 자동차의 충전 개시와 관련된 활성화 시간(activation time), 충전 종료와 관련된 마감 시간(deadline), 및 충전 시간과 관련된 작업 길이(operation length) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 충전 태스크
Figure 112012099750412-pat00001
는
Figure 112012099750412-pat00002
로 나타낼 수 있다. 여기서,
Figure 112012099750412-pat00003
는 활성화 시간을 의미할 수 있고,
Figure 112012099750412-pat00004
는 작업 길이를 의미할 수 있으며,
Figure 112012099750412-pat00005
는 마감 시간을 의미할 수 있다. 그리고, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 소모 프로필(consumption profile)을 이용하여 적어도 하나의 전기 자동차의 전력 소모 행태(power consumption behavior)를 파악할 수 있다. 여기서, 소모 프로필은 전기 자동차의 전력 요구량에 대한 정보를 고정된 길이의 타임 슬롯에 맞춰 정렬된 형태로 나타낼 수 있다. 그리고, 전력 소모 양상은 상기 전기 자동차의 잔량, 차량 종류 등에 따라 다양하게 나타날 수 있다. 이에 따라, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 소모 프로필을 이용하여 충전 태스크를 전기 자동차 각각의 활성화 시간, 마감 시간 및 작업 길이를 포함한 집합으로 생성할 수 있다.
또한, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 적어도 하나의 충전 태스크를 기초로 유전 알고리즘을 이용하여 적어도 하나의 전기 자동차의 충전 스케쥴을 포함하는 할당 테이블을 생성할 수 있다(220). 구체적으로, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 적어도 하나의 충전 태스크에 대하여 적어도 하나의 태스크 순서를 식별할 수 있다. 이 때, 태스크 순서는 적어도 하나의 충전 태스크의 슬랙의 길이, 적어도 하나의 충전 태스크의 작업 길이 또는 적어도 하나의 충전 태스크의 평균 전력 요구량에 대응하는 가중치 중 적어도 하나에 의해 결정될 수 있다.
보다 구체적으로, 슬랙은 마감 시간 및 상기 마감 시간과 관련된 제약 조건을 만족할 수 있는 가장 늦은 시작 시간 사이의 차이를 의미할 수 있다. 그리고, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 더 적은 스케쥴링 옵션을 갖는 충전 태스크들이 먼저 배치되도록 충전 태스크 집합을 정렬할 수 있다. 이에 따라, 스케쥴링 옵션이 적은 충전 태스크들이 타임 슬롯들을 할당 받은 이후에 상대적으로 더 많은 스케쥴링 옵션을 가지는 충전 태스크들을 스케쥴링 함으로써, 피크 로드를 감소시킬 수 있다.
그리고, 작업 길이가 긴 충전 태스크는 할당 테이블에서 더 많은 슬롯을 할당할 수 있다. 따라서, 작업 길이가 짧은 충전 태스크를 할당 테이블에서 우선적으로 할당하고 작업 길이가 긴 충전 태스크를 나중에 할당함으로써, 전력 로드가 분산 배치되게 스케쥴링 할 수 있다.
그리고, 가중치가 클수록 평균 전력 요구량이 큰 충전 태스크임을 의미할 수 있다. 이에 따라, 복수의 충전 태스크들이 동일한 슬롯에서 큰 전력을 요구한다면 피크 로드가 증가할 수 있으므로, 가중치가 큰 충전 태스크들을 먼저 스케쥴링 할 수 있다. 이 경우, 가중치가 작은 충전 태스크들이 나중에 스케쥴링 됨에 따라, 평균 전력 요구량이 분산 배치될 수 있으므로, 피크 로드를 감소시킬 수 있다.
그리고, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 적어도 하나의 태스크 순서 각각에 대응하는 복수의 할당 테이블들을 생성할 수 있다. 구체적으로, 복수의 할당 테이블들은 크기가 M×N 인 타임 테이블 형태일 수 있다. 여기서, M은 타임 슬롯의 개수를 의미할 수 있고, N은 충전 태스크의 수를 의미할 수 있다. 여기서, M의 크기는 스케쥴링 윈도(scheduling window)에 대응될 수 있으며, 이는 충전 예약에 따른 충전 정책을 기초로 결정될 수 있다. 이 때, M은 적어도 하나의 충전 태스크의 마감 시간을 충분히 충족시킬 수 있을 크기로 결정될 수 있다.
그리고, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 적어도 하나의 태스크 순서 각각에 따라 적어도 하나의 충전 태스크 중 어느 하나의 충전 태스크를 할당할 수 있다. 그리고, 적어도 하나의 충전 태스크 중 나머지 충전 태스크를 할당된 어느 하나의 충전 태크스를 고려하여 할당할 수 있다. 보다 구체적으로, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 크기가 M×N 인 복수의 할당 테이블들에 대해 적어도 하나의 충전 태스크를 할당할 수 있다. 이 때, 각각의 할당 테이블의 충전 스케쥴은 상이할 수 있다. 이는, 각각의 할당 테이블의 태스크 순서가 상이할 수 있을 뿐만 아니라, 태스크 순서가 같더라도, 하나의 충전 태스크로부터 생성될 수 있는 충전 스케쥴은 여러 가지일 수 있기 때문이다. 그리고, M과 N의 크기가 큰 경우에는 연산 시간이 매우 많이 소요될 수 있다. 이를 극복하기 위해 기본 전략(basic strategy)을 이용할 수 있다. 여기서, 기본 전략은 할당 테이블의 처음 충전 태스크에서 Ti -1까지 할당된 스케쥴을 조사하고, Di - Ai 슬롯들 중에서 가장 전력 소모량이 적은 Ui 슬롯들을 충전 태스크 Ti에 할당하는 것이다. 이 때, 기본 전략에 따라 충전 태스크를 할당하는 경우, 복잡도(complexity)는 O(1)일 수 있다.
그리고, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 복수의 할당 테이블들을 기초로 유전 알고리즘을 이용하여 최종 할당 테이블을 생성할 수 있다. 구체적으로, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 복수의 할당 테이블들 중 적어도 하나의 충전 태스크에 대응하는 복수의 충전 스케쥴들을 유전자 형태를 갖는 복수의 유전자들로 표현할 수 있다. 여기서, 하나의 유전자는 복수의 할당 테이블들의 하나의 충전 스케쥴과 대응될 수 있고, 고정된 길이를 갖는 정수 벡터로 표현될 수 있다. 그리고, 각각의 벡터 구성요소는 각 충전 태스크의 할당 맵(allocation map)을 지시할 수 있다. 이 때, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 충전 태스크 Ti 에서, Ui 슬롯을 Ai 슬롯과 Di 슬롯의 사이에서 선택할 수 있다. 그리고, 할당 맵은 이진 정수로 구성될 수 있다. 여기서, 1은 대응하는 슬롯에서 전기 자동차의 충전을 하는 것을 의미할 수 있다.
또한, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 복수의 유전자들을 복수의 초기해로 설정함으로써 복수의 유전자들에 대해 선택(selection)과 교배(reproduction)를 반복하여 적어도 하나의 충전 태스크에 대응하는 적어도 하나의 최종 충전 스케쥴을 생성할 수 있다. 구체적으로, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 유전 알고리즘의 초기해로써 복수의 유전자들을 설정할 수 있다. 그리고, 복수의 유전자들 중에서 부모들을 선택할 수 있다. 여기서, 선택은 적합도 함수(fitness function)를 이용하여 부모들을 고르는 방법일 수 있다. 일 실시예에서는 미리 정해진 선택 알고리즘을 이용하여 부모들을 고를 수 있다. 그리고, 선택된 부모들을 교배하여 자식을 획득할 수 있다. 이 때, 교배는 이미 초기해 집단에 존재하는 동일한 유전자를 생성할 수 있다. 그리고, 무작위적으로 이미 초기해 집단에 존재하는 유전자들 중 하나의 유전자를 교배를 통하여 획득한 새로운 유전자로 대체할 수 있다. 이에 따라, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 교배를 통하여 적합도가 더 향상된 자식을 획득할 수 있다. 그리고, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 시간 제약적일 수 있다. 이러한 제약은 충전 태스크 스케쥴링 방법이 돌연 변이가 아닌 유효 범위 내에 있는 유전자를 결정함으로써 항상 충족될 수 있다. 그리고, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 유전 알고리즘을 통해 획득한 자식에 대응하는 충전 스케쥴을 최종 충전 스케쥴로 결정할 수 있다.
또한, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 적어도 하나의 충전 태스크에 대응하는 적어도 하나의 최종 충전 스케쥴을 이용하여 최종 할당 테이블을 생성할 수 있다. 여기서, 최종 할당 테이블은 최종 충전 스케쥴을 포함하는 할당 테이블을 의미하는 것으로써, 최종 할당 테이블의 적어도 하나의 충전 태스크의 할당맵은 적어도 하나의 최종 충전 스케쥴과 대응할 수 있다.
또한, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 할당 테이블을 기초로 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 듀얼 배터리를 전력 소스로 설정하여 충전하는 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 결정할 수 있다(230). 여기서, 듀얼 배터리는 적어도 하나의 재생 가능한 에너지(또는, 신재생 에너지)를 기초로 생산된 전력을 저장할 수 있다. 그리고, 재생 가능한 에너지의 종류가 복수개인 경우(예를 들어, 풍력 에너지와 태양 에너지), 충전 태스크 스케쥴링 방법은 복수의 재생 가능한 에너지를 통합하여 전력을 생산함으로써 듀얼 배터리를 충전할 수 있다. 그리고, 듀얼 배터리 충전 로드는 듀얼 배터리를 전력 소스로 설정하여 대응하는 전기 자동차를 충전할 수 있는 전력 로드를 의미할 수 있다. 따라서, 할당 테이블의 적어도 하나의 타임 슬롯의 전력 로드 중 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 제외한 나머지 전력 로드는 주 전력선을 전력 소스로 설정하여 대응하는 전기 자동차를 충전할 수 있다.
구체적으로, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 듀얼 배터리의 제1 배터리 및 제2 배터리의 잔량(remaining amount)을 기초로 듀얼 배터리가 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는지 판단할 수 있다. 판단 결과, 듀얼 배터리가 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 주 전력선을 전력 소스로 설정할 수 있다.
그리고, 판단 결과, 듀얼 배터리가 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 경우, 할당 테이블을 기초로 제1 배터리 및 제2 배터리의 잔량 및 할당 테이블에 포함된 적어도 하나의 타임 슬롯의 적어도 하나의 전력 로드를 이용하여 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 선택할 수 있다. 보다 구체적으로, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 할당 테이블을 기초로 슬롯 당 전력 로드가 가장 많은 적어도 하나의 피킹 슬롯(peaking slot)을 식별할 수 있다. 그리고, 적어도 하나의 피킹 슬롯의 적어도 하나의 충전 태스크와 대응되는 적어도 하나의 전력 로드 중 최소의 전력 로드를 듀얼 배터리 충전 로드로 선택할 수 있다. 이에 따라, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 듀얼 배터리의 잔량을 기초로 듀얼 배터리가 최대한 많이 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있을 때까지, 피킹 슬롯의 식별 및 듀얼 배터리 충전 로드의 선택을 반복적으로 수행할 수 있다. 그리고, 이는 선형적인 시간 복잡도만이 부가될 수 있다. 이와 같이, 최소의 전력 로드를 듀얼 배터리 충전 로드로 선택하는 것은 반복 횟수를 증가시킬 수 있지만, 전력 로드의 분배를 더 효율적으로 할 수 있다.
그리고, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차를 충전하기 위해 제1 배터리 및 제2 배터리 중 어느 하나를 전력 소스로 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 제1 배터리 및 제2 배터리 중 어느 하나를 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차를 충전하기 위한 전력 소스로 설정할 수 있다. 일 실시예에서는 미리 정해진 규칙에 의해 제1 배터리 및 제2 배터리 중 어느 하나를 전력 소스로 설정할 수 있다. 예를 들어, 배터리의 잔량을 기준으로 전력 소스를 설정하는 경우, 제1 배터리와 제2 배터리 중 잔량이 더 많은 배터리를 전력 소스로 설정할 수 있다. 그리고, 전력 소스로 설정된 배터리가 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차의 충전에 의해 전력 소스에 대응하는 배터리가 방전되어 충전할 수 없는 경우, 나머지 배터리를 전력 소스로 설정할 수 있다. 여기서, 나머지 배터리는 듀얼 배터리 중 전력 소스로 설정된 배터리를 제외한 배터리를 의미할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 할당 테이블의 일예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법(이하, 충전 태스크 스케쥴링 방법)은 M이 20이고 N이 4인 할당 테이블(311)을 생성할 수 있다. 할당 테이블(311)에서, T0 내지 T3는 충전 태스크 0 내지 충전 태스크 3을 의미할 수 있다. 그리고, 할당 테이블(311)은 적어도 하나의 타임 슬롯을 포함할 수 있고, 각 타임 슬롯은 적어도 하나의 전기 자동차의 전력 로드를 포함할 수 있다. 그리고, 슬롯당 전력 로드(312)는 각 타임 슬롯에서의 전력 로드의 합을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 충전 태스크는 T0(2, 4, 17), T1(4, 5, 13), T2(1, 6, 14), T3(4, 7, 19) 일 수 있다. 그리고, T0의 전력 수요는 (1, 2, 3, 1) 일 수 있고, T1의 전력 수요는 (4, 2, 4, 3, 3) 일 수 있으며, T2의 전력 수요는 (3, 2, 3, 3, 4, 3) 일 수 있으며, T3의 전력 수요는 (3, 1, 2, 2, 1, 2, 2) 일 수 있다. 그리고, 타임 슬롯 5가 피킹 슬롯이 될 수 있고, 피크 로드는 9일 수 있다.
그리고, 충전 태스크 스케쥴링 방법은 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 듀얼 배터리가 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 전력이 전력 로드 9에 대응되는 경우, 할당 테이블(311)에서 타임 슬롯 5가 피킹 슬롯이고, 그 중 충전 태스크 T0의 전력 로드가 가장 작으므로 충전 태스크 T0의 타임 슬롯 5에 해당하는 전력 로드를 듀얼 배터리 충전 로드로 결정할 수 있다. 이와 같은 반복을 이용하여, 일 실시예에서는 충전 태스크 T0의 타임 슬롯 5 및 타임 슬롯 11에 해당하는 전력 로드를 듀얼 배터리 충전 로드로 결정할 수 있고, 충전 태스크 T3의 타임 슬롯 5, 타임 슬롯 6 및 타임 슬롯 11에 해당하는 전력 로드를 듀얼 배터리 충전 로드로 결정할 수 있다. 이에 따라, 타임 슬롯 5의 슬롯당 전력 로드(322)는 9에서 4로 감소할 수 있고, 타임 슬롯 6의 슬롯당 전력 로드(322)는 6에서 5로 감소할 수 있으며, 타임 슬롯 11의 슬롯당 전력 로드(322)는 7에서 4로 감소할 수 있다. 따라서, 할당 테이블(321)의 피크 로드는 5가 될 수 있으므로, 할당 테이블(311)의 피크 로드보다 4만큼 감소할 수 있다.
도 4는 다른 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 듀얼 배터리 운영 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 듀얼 배터리 운영 방법(이하, 듀얼 배터리 운영 방법)은 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 듀얼 배터리 중 어느 하나의 배터리를 전력 소스로 설정할 수 있다(410). 여기서, 듀얼 배터리는 적어도 하나의 재생 가능한 에너지(또는, 신재생 에너지)를 기초로 생산된 전력을 이용하여 충전될 수 있다. 그리고, 일 실시예에서, 듀얼 배터리 운영 방법은 미리 정해진 규칙을 이용하여 제1 배터리 및 제2 배터리 중 어느 하나의 배터리를 전력 소스로 설정할 수 있다. 예를 들어, 듀얼 배터리 운영 방법은 제1 배터리 및 제2 배터리 중 잔량이 더 많은 배터리를 전력 소스로 설정할 수 있다.
또한, 듀얼 배터리 운영 방법은 전력 소스를 이용하여 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있다(420). 이는, 전기 자동차 충전 시스템의 컨트롤러가 제1 배터리 및 제2 배터리 중 전력 소스로 설정된 배터리를 선택함으로써 적어도 하나의 전기 자동차를 충전하는 것을 의미할 수 있다.
또한, 듀얼 배터리 운영 방법은 적어도 하나의 재생 가능한 에너지(또는, 신재생 에너지)를 이용하여 듀얼 배터리 중 나머지 배터리에 대해 전력을 충전할 수 있다(430). 이는, 전력 소스로 설정된 배터리가 적어도 하나의 전기 자동차를 충전하는 동안, 전력 소스로 설정되지 않은 나머지 배터리는 재생 가능한 에너지를 이용하여 전력을 충전하는 것을 의미할 수 있다. 이 때, 재생 가능한 에너지는 하나의 재생 가능한 에너지뿐만 아니라 여러 종류의 재생 가능한 에너지를 통합함으로써, 나머지 배터리에 전력을 충전할 수 있다. 예를 들어, 수력 에너지 및 풍력 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 경우, 생산된 전력을 통합하여, 통합된 전력을 나머지 배터리에 충전할 수 있다.
또한, 듀얼 배터리 운영 방법은 적어도 하나의 전기 자동차의 충전에 의해 전력 소스에 대응하는 배터리가 방전되어 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 나머지 배터리의 잔량을 기초로 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는지 판단할 수 있다(440). 구체적으로, 듀얼 배터리 운영 방법은 나머지 배터리의 잔량이 미리 설정된 임계값보다 큰 경우, 나머지 배터리가 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 것으로 결정할 수 있다. 일 실시예에서는, 안전 전환 바운드(safe switchable bound)를 미리 설정된 임계값으로 하여 나머지 배터리가 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는지 판단할 수 있다. 그리고, 듀얼 배터리 운영 방법은 나머지 배터리의 잔량이 미리 설정된 임계값보다 작은 경우, 나머지 배터리가 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 듀얼 배터리 운영 방법은 판단 결과, 나머지 배터리가 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 경우, 나머지 배터리를 전력 소스로 설정할 수 있다(450). 이에 따라, 듀얼 배터리 운영 방법은 전력 소스로 설정된 나머지 배터리를 이용하여 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있다. 그리고, 전력 소스로 설정되지 않은 배터리에 대해 적어도 하나의 재생 가능한 에너지(또는, 신재생 에너지)를 이용하여 전력을 충전할 수 있다.
또한, 듀얼 배터리 운영 방법은 판단 결과, 나머지 배터리가 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 주 전력선을 전력 소스로 설정할 수 있다(460). 이 경우, 듀얼 배터리 운영 방법은 주 전력선을 이용하여 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있다. 그리고, 전력 소스로 설정되지 않은 제1 배터리 및 제2 배터리에 대해 적어도 하나의 재생 가능한 에너지(또는, 신재생 에너지)를 이용하여 전력을 충전할 수 있다.
도 5는 다른 일 실시예에 따른 제1 배터리 및 제2 배터리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 배터리 그래프(510) 및 제2 배터리 그래프(520)는 가로축을 시간축으로 하여 제1 배터리 및 제2 배터리의 충전 및 방전 상태를 나타낼 수 있다. 그리고, 제1 배터리 그래프(510) 및 제2 배터리 그래프(520)의 빗금 친 부분은 대응하는 배터리가 충전되고 있음을 의미할 수 있고, 빗금치지 않은 부분은 대응하는 배터리가 방전되고 있음을 의미할 수 있다.
시점 t1에서, 제1 배터리는 충전이 완료된 상태일 수 있다. 이 때, 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 듀얼 배터리 운영 방법(이하, 듀얼 배터리 운영 방법)은 제1 배터리를 전력 소스로 설정하여 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있다. 그리고, 나머지 배터리인 제2 배터리는 적어도 하나의 재생 가능한 에너지(또는, 신재생 에너지)를 이용하여 전력을 충전할 수 있다.
시점 t2에서, 제1 배터리는 적어도 하나의 전기 자동차의 충전으로 인해 모든 전력이 방전될 수 있다. 이 경우, 제2 배터리의 잔량이 미리 설정된 임계값보다 큰 경우, 듀얼 배터리 운영 방법은 제2 배터리를 전력 소스로 설정하여 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있다. 그리고, 제1 배터리는 적어도 하나의 재생 가능한 에너지를 이용하여 충전할 수 있다.
시점 t3에서, 제2 배터리는 적어도 하나의 전기 자동차의 충전으로 인해 모든 전력이 방전될 수 있다. 이 때, 제1 배터리의 잔량이 미리 설정된 임계값보다 작은 경우, 듀얼 배터리 운영 방법은 제1 배터리 및 제2 배터리를 전력 소스로 설정할 수 없다. 따라서, 듀얼 배터리 운영 방법은 주 전력선을 전력 소스로 설정하여 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있다. 그리고, 제1 배터리 및 제2 배터리는 적어도 하나의 재생 가능한 에너지를 이용하여 전력을 충전할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 장치를 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 충전 태스크 생성부(610)는 적어도 하나의 전기 자동차 각각에 대한 적어도 하나의 충전 태스크(charging task)를 생성할 수 있다.
또한, 할당 테이블 생성부(620)는 적어도 하나의 충전 태스크를 기초로 유전 알고리즘을 이용하여 적어도 하나의 전기 자동차의 충전 스케쥴을 포함하는 할당 테이블을 생성할 수 있다.
또한, 듀얼 배터리 충전 로드 결정부(630)는 할당 테이블을 기초로 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 듀얼 배터리를 전력 소스로 설정하여 충전하는 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 결정할 수 있다.
도 6에 도시된 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 장치에는 도 1 내지 도 5를 통해 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 내용은 생략한다.
도 7은 다른 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 듀얼 배터리 운영 장치를 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, 제1 전력 소스 설정부(710)는 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 듀얼 배터리 중 어느 하나의 배터리를 전력 소스로 설정할 수 있다.
또한, 전기 자동차 충전부(720)는 전력 소스를 이용하여 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있다.
또한, 나머지 배터리 충전부(730)는 적어도 하나의 재생 가능한 에너지(또는, 신재생 에너지)를 이용하여 듀얼 배터리 중 나머지 배터리를 충전할 수 있다.
또한, 충전 여부 판단부(740)는 적어도 하나의 전기 자동차의 충전에 의해 전력 소스에 대응하는 배터리가 방전되어 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 나머지 배터리의 잔량을 기초로 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는지 판단할 수 있다.
또한, 제2 전력 소스 설정부(750)는 판단 결과, 나머지 배터리가 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 경우, 나머지 배터리를 전력 소스로 설정할 수 있다.
또한, 제3 전력 소스 설정부(760)는 판단 결과, 나머지 배터리가 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 주 전력선을 전력 소스로 설정할 수 있다.
도 7에 도시된 일 실시예에 따른 전기 자동차 충전 시스템에서의 듀얼 배터리 운영 장치에는 도 1 내지 도 5를 통해 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 내용은 생략한다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 전기 자동차 각각에 대한 적어도 하나의 충전 태스크(charging task)를 생성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 충전 태스크를 기초로 유전 알고리즘을 이용하여 상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전 스케쥴을 포함하는 할당 테이블을 생성하는 단계; 및
    상기 할당 테이블을 기초로 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 듀얼 배터리를 전력 소스로 설정하여 충전하는 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 할당 테이블을 생성하는 단계는
    상기 적어도 하나의 충전 태스크에 대하여 적어도 하나의 태스크 순서를 식별하는 단계;
    상기 적어도 하나의 태스크 순서 각각에 대응하는 복수의 할당 테이블들을 생성하는 단계; 및
    상기 복수의 할당 테이블들을 기초로 상기 유전 알고리즘을 이용하여 최종 할당 테이블을 생성하는 단계
    를 포함하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 충전 태스크 각각은
    상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전 개시와 관련된 활성화 시간(activation time), 상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전 종료와 관련된 마감 시간(deadline) 또는 상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전 시간과 관련된 작업 길이(operation length) 중 적어도 하나를 포함하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 태스크 순서는
    상기 적어도 하나의 충전 태스크의 슬랙의 길이, 상기 적어도 하나의 충전 태스크의 작업 길이 또는 상기 적어도 하나의 충전 태스크의 평균 전력 요구량에 대응하는 가중치 중 적어도 하나에 의해 결정되는 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 할당 테이블들을 생성하는 단계는
    상기 적어도 하나의 태스크 순서 각각에 따라 상기 적어도 하나의 충전 태스크 중 어느 하나의 충전 태스크를 할당하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 충전 태스크 중 나머지 충전 태스크를 상기 할당된 어느 하나의 충전 태크스를 고려하여 할당하는 단계
    를 포함하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 할당 테이블들을 기초로 유전 알고리즘을 이용하여 최종 할당 테이블을 생성하는 단계는
    상기 복수의 할당 테이블들 중 상기 적어도 하나의 충전 태스크에 대응하는 복수의 충전 스케쥴들을 유전자 형태를 갖는 복수의 유전자들로 표현하는 단계;
    상기 복수의 유전자들을 복수의 초기해로 설정함으로써 상기 복수의 유전자들에 대해 선택(selection)과 교배(reproduction)를 반복하여 상기 적어도 하나의 충전 태스크에 대응하는 적어도 하나의 최종 충전 스케쥴을 생성하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 충전 태스크에 대응하는 적어도 하나의 최종 충전 스케쥴을 이용하여 최종 할당 테이블을 생성하는 단계
    를 포함하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 결정하는 단계는
    상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 잔량을 기초로 상기 듀얼 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는지 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과, 상기 듀얼 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 경우, 상기 할당 테이블을 기초로 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 잔량 및 상기 할당 테이블에 포함된 적어도 하나의 타임 슬롯의 적어도 하나의 전력 로드(load)를 이용하여 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 선택하는 단계
    를 포함하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 판단 결과, 상기 듀얼 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 주 전력선(main power line)을 상기 전력 소스로 설정하는 단계
    를 더 포함하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 듀얼 배터리는
    적어도 하나의 재생 가능한 에너지(renewable energy)를 기초로 생산된 전력을 저장하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차를 충전하기 위해 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리 중 어느 하나를 상기 전력 소스로 결정하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리 중 어느 하나를 상기 전력 소스로 결정하는 단계는
    상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리 중 어느 하나를 상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차를 충전하기 위한 상기 전력 소스로 설정하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차의 충전에 의해 상기 전력 소스에 대응하는 배터리가 방전되어 상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 나머지 배터리를 상기 전력 소스로 설정하는 단계
    를 포함하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 방법.
  11. 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 듀얼 배터리 중 어느 하나의 배터리를 전력 소스로 설정하는 단계;
    상기 전력 소스를 이용하여 적어도 하나의 전기 자동차를 충전하는 단계;
    적어도 하나의 재생 가능한 에너지를 이용하여 상기 듀얼 배터리 중 나머지 배터리를 충전하는 단계;
    상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전에 의해 상기 전력 소스에 대응하는 배터리가 방전되어 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 상기 나머지 배터리의 잔량을 기초로 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는지 판단하는 단계;
    상기 판단 결과, 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 경우, 상기 나머지 배터리를 상기 전력 소스로 설정하는 단계; 및
    상기 판단 결과, 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 주 전력선을 상기 전력 소스로 설정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 듀얼 배터리 중 어느 하나의 배터리를 전력 소스로 설정하는 단계는
    상기 적어도 하나의 전기 자동차 각각에 대한 적어도 하나의 충전 태스크를 생성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 충전 태스크에 대하여 적어도 하나의 태스크 순서를 식별하는 단계;
    상기 적어도 하나의 태스크 순서 각각에 대응하는 복수의 할당 테이블들을 생성하는 단계;
    상기 복수의 할당 테이블들을 기초로 유전 알고리즘을 이용하여 최종 할당 테이블을 생성하는 단계; 및
    상기 최종 할당 테이블을 기초로 상기 듀얼 배터리를 상기 전력 소스로 설정하여 충전하는 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 결정하는 단계
    를 포함하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 듀얼 배터리 운영 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는지 판단하는 단계는
    상기 나머지 배터리의 잔량이 미리 설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 것으로 결정하는 단계; 및
    상기 나머지 배터리의 잔량이 상기 미리 설정된 임계값보다 작은 경우, 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 것으로 결정하는 단계
    를 포함하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 듀얼 배터리 운영 방법.
  13. 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  14. 적어도 하나의 전기 자동차 각각에 대한 적어도 하나의 충전 태스크를 생성하는 충전 태스크 생성부;
    상기 적어도 하나의 충전 태스크를 기초로 유전 알고리즘을 이용하여 상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전 스케쥴을 포함하는 할당 테이블을 생성하는 할당 테이블 생성부; 및
    상기 할당 테이블을 기초로 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 듀얼 배터리를 전력 소스로 설정하여 충전하는 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 결정하는 듀얼 배터리 충전 로드 결정부
    를 포함하고,
    상기 할당 테이블 생성부는
    상기 적어도 하나의 충전 태스크에 대하여 적어도 하나의 태스크 순서를 식별하는 태스크 순서 식별부;
    상기 적어도 하나의 태스크 순서 각각에 대응하는 복수의 할당 테이블들을 생성하는 생성부; 및
    상기 복수의 할당 테이블들을 기초로 상기 유전 알고리즘을 이용하여 최종 할당 테이블을 생성하는 최종 할당 테이블 생성부
    를 포함하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 장치.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 듀얼 배터리 충전 로드 결정부는
    상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 잔량을 기초로 상기 듀얼 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는지 판단하는 판단부; 및
    상기 판단 결과, 상기 듀얼 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 경우, 상기 할당 테이블을 기초로 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 잔량 및 상기 할당 테이블에 포함된 적어도 하나의 타임 슬롯의 적어도 하나의 전력 로드를 이용하여 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 선택하는 듀얼 배터리 충전 로드 선택부
    를 포함하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 판단 결과, 상기 듀얼 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 주 전력선을 상기 전력 소스로 설정하는 설정부
    를 더 포함하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 듀얼 배터리는
    적어도 하나의 재생 가능한 에너지를 기초로 생산된 전력을 저장하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차를 충전하기 위해 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리 중 어느 하나를 상기 전력 소스로 결정하는 전력 소스 결정부
    를 더 포함하고
    상기 전력 소스 결정부는
    상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리 중 어느 하나를 상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차를 충전하기 위한 상기 전력 소스로 설정하는 제1 전력 소스 설정부; 및
    상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차의 충전에 의해 상기 전력 소스에 대응하는 배터리가 방전되어 상기 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드에 대응하는 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 나머지 배터리를 상기 전력 소스로 설정하는 제2 전력 소스 설정부
    를 포함하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 충전 태스크 스케쥴링 장치.
  20. 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하는 듀얼 배터리 중 어느 하나의 배터리를 전력 소스로 설정하는 제1 전력 소스 설정부;
    상기 전력 소스를 이용하여 적어도 하나의 전기 자동차를 충전하는 전기 자동차 충전부;
    적어도 하나의 재생 가능한 에너지를 이용하여 상기 듀얼 배터리 중 나머지 배터리를 충전하는 나머지 배터리 충전부;
    상기 적어도 하나의 전기 자동차의 충전에 의해 상기 전력 소스에 대응하는 배터리가 방전되어 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 상기 나머지 배터리의 잔량을 기초로 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는지 판단하는 충전 여부 판단부;
    상기 판단 결과, 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 있는 경우, 상기 나머지 배터리를 상기 전력 소스로 설정하는 제2 전력 소스 설정부; 및
    상기 판단 결과, 상기 나머지 배터리가 상기 적어도 하나의 전기 자동차를 충전할 수 없는 경우, 주 전력선을 상기 전력 소스로 설정하는 제3 전력 소스 설정부
    를 포함하고,
    상기 제1 전력 소스 설정부는
    상기 적어도 하나의 전기 자동차 각각에 대한 적어도 하나의 충전 태스크를 생성하고, 상기 적어도 하나의 충전 태스크에 대하여 적어도 하나의 태스크 순서를 식별하고, 상기 적어도 하나의 태스크 순서 각각에 대응하는 복수의 할당 테이블들을 생성하고, 상기 복수의 할당 테이블들을 기초로 유전 알고리즘을 이용하여 최종 할당 테이블을 생성하고, 상기 최종 할당 테이블을 기초로 상기 듀얼 배터리를 상기 전력 소스로 설정하여 충전하는 적어도 하나의 듀얼 배터리 충전 로드를 결정하는 전기 자동차 충전 시스템에서의 듀얼 배터리 운영 장치.
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JP2001112181A (ja) 1991-05-31 2001-04-20 Honda Motor Co Ltd 電動式車両
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KR20120113084A (ko) * 2011-04-04 2012-10-12 이엔테크놀로지 주식회사 전기자동차 충전을 위한 시스템

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Title
LECTURE NOTES IN COMPUTER SCIENCE, 2012 *

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