KR101475563B1 - 전력 관리 장치 및 이를 이용한 전력 관리 방법 - Google Patents

전력 관리 장치 및 이를 이용한 전력 관리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 전력 관리 장치는 주변에 위치한 적어도 하나의 전기 자동차를 추적하고, 그에 따라 상기 추적한 전기 자동차로부터 배터리 정보를 수신하는 통신부; 상기 추적한 전기 자동차의 배터리 정보를 취합하는 배터리 정보 취합부; 상기 취합된 배터리 정보를 이용하여 상기 추적한 전기 자동차의 충전을 위해 필요한 필요 전력량을 예측하는 필요 전력량 예측부; 및 상기 필요 전력량 예측부를 통해 상기 필요 전력량이 예측되도록 제어하고, 그에 따라 상기 예측된 필요 전력량을 주변 영역에 위치한 충전소로 송신하는 제어부를 포함한다.

Description

전력 관리 장치 및 이를 이용한 전력 관리 방법{Method and Apparatus for Power Management}
본 발명은 전력 관리 장치에 관한 것으로, 특히 차량 정보를 이용하여 각 충전소에서 필요로 하는 전력량을 예측하고, 상기 예측한 필요 전력량을 각각의 충전소에 송신할 수 있는 전력 관리 장치 및 이의 전력 관리 방법에 관한 것이다.
아직까지 화석 연료인 휘발유, 경유, 액화석유가스등의 에너지를 사용하는 자동차가 전 세계에서 제조, 판매 및 운용되는 자동차의 대세를 차지하는 형편이지만, 한정된 석유 자원의 고갈 예측과 석유 자원의 급속한 가격상승, 유해 배기 가스로 인한 공해와 지구 온난화 등 환경 파괴의 문제점 때문에, 친환경의 대체 에너지 자동차의 개발이 국내외에서 활발히 진행되어왔고 점차 대체 에너지 자동차의 보급이 확대되고 있는 단계에 와 있다.
이러한 대체 에너지 자동차로는 순수 전기 자동차(Electric Vehicle, 줄여서 EV로도 불림), 화석 연료와 전기 에너지를 겸용하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, 줄여서 HEV로도 불림), 연료전지 전기 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle, 줄여서 FCEV로도 불림)등이 있다.
상기와 같은 순수 전기 자동차는 배터리(BATTERY)로부터 전력을 공급받고 인버터(INVERTER)로 대표되는 전동기 제어장치(MOTOR CONTROLLER)에 의해 전동기를 제어하여 최적의 효율을 달성하고, 엔진을 전동기로 대체함으로써 유해가스의 배출이 전혀 없는 완전한 친환경 자동차이다.
도 1은 종래 기술에 따른 충전 장치를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 충전 장치는 연결부(10), 전력량 산출부(20), 충전 스위칭부(30), 표시부(40) 및 제어부(50)를 포함한다.
연결부(10)는 전기 자동차의 배터리와 연결된다. 이때, 연결부(10)는 상기 연결된 전기 자동차로 전력을 공급하기 위한 급전 플러그를 가질 수 있다.
전력량 산출부(20)는 상기 연결부(10)에 연결된 전기 자동차의 배터리로 공급되는 전력량을 산출한다. 즉, 전력량 산출부(20)는 충전에 의해 전원단에서 부하단으로 소모되는 전기 에너지를 계량한다.
충전 스위칭부(30)는 상기 전기 자동차로 공급되는 전력을 단속한다.
표시부(40)는 상기 전기 자동차의 충전을 위해 필요한 다양한 정보를 표시한다.
제어부(50)는 상기 충전 장치의 전반적인 동작을 제어한다.
특히, 제어부(50)는 운전자의 요청에 따라 상기 전기 자동차의 배터리로 전력이 공급되도록 상기 충전 스위칭부(30)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(50)는 운전자의 결제 금액에 따른 양의 전력이 모두 공급된 경우, 상기 충전 스위칭부(30)를 제어하여 상기 공급되는 전력을 차단한다.
상기와 같이 구성된 충전 장치는 상기 전기 자동차가 진입한 시점에 상기 전기 자동차에서 필요로 하는 전력량을 상기 전기 자동차로 공급하게 된다.
하지만, 일반적으로 전기 자동차의 운전자는 배터리 잔량이 부족함에 따라 충전소를 찾게 되는데, 이때 상기 충전장치는 상기 전기 자동차의 진입을 미리 예측하지 못함에 따라 예상하지 못한 부하를 받게 되며, 이에 따라 필요 전력량을 미리 예측하지 못하여 부하 평준화를 구현할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 상기 전기 자동차의 운전자는 자신이 진입한 충전소의 상황에 따라 충전 완료 시간이 지연될 수 있고, 이에 따라 큰 불편함을 겪을 수 있다.
(선행특허문헌 1) KR 10-1009485 B1
(선행특허문헌 2) KR 10-2011-0113125 A1
본 발명에 따른 실시 예에서는, 차량 정보를 이용하여 필요 전력량을 미리 예측할 수 있도록 한 전력 관리 장치 및 이의 전력 관리 방법을 제공하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 각각의 충전소에서 충전이 예상되는 전기 자동차를 구분하고, 상기 구분한 전기 자동차를 기준으로 상기 각각의 충전소에서 필요로 하는 필요 전력량을 예측할 수 있는 전력 관리 장치 및 이의 전력 관리 방법을 제공하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 각각의 충전소에서 필요로 하는 필요 전력량을 예측하고, 상기 예측한 필요 전력량을 상기 충전소에 제공하여, 갑작스럽게 다수의 전기 자동차의 진입에 따른 부하량에 대비할 수 있도록 한 전력 관리 장치 및 이의 전력 관리 방법을 제공하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 일정 기준 이하로 배터리 잔존 용량이 감소한 전기 자동차를 추적하고, 상기 전기 자동차로 배터리 충전을 위한 정보를 전송할 수 있도록 한 전력 관리 장치 및 이의 전력 관리 방법을 제공하도록 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전력 관리 장치는 주변에 위치한 적어도 하나의 전기 자동차를 추적하고, 그에 따라 상기 추적한 전기 자동차로부터 배터리 정보를 수신하는 통신부; 상기 추적한 전기 자동차의 배터리 정보를 취합하는 배터리 정보 취합부; 상기 취합된 배터리 정보를 이용하여 상기 추적한 전기 자동차의 충전을 위해 필요한 필요 전력량을 예측하는 필요 전력량 예측부; 및 상기 필요 전력량 예측부를 통해 상기 필요 전력량이 예측되도록 제어하고, 그에 따라 상기 예측된 필요 전력량을 주변 영역에 위치한 충전소로 송신하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 관리 방법은 주변 영역에 위치한 적어도 하나의 전기 자동차를 추적하여 배터리 정보를 획득하는 단계; 상기 획득한 배터리 정보를 이용하여, 상기 추적된 전기 자동차의 배터리 충전에 필요한 필요 전력량을 예측하는 단계; 및 상기 예측한 필요 전력량을 상기 주변 영역에 위치한 충전소로 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 충전소 주변에 위치한 차량 정보를 이용하여 필요 전력량을 예측하고, 상기 예측 결과를 각각의 충전소에 제공함으로써, 예상하지 못한 부하량에 따른 전력 부족 문제를 해결할 수 있으며, 상기 필요 전력량 예측에 따라 부하 평준화를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 상기 필요 전력량을 토대로 각각의 충전소에서 충전 대비가 이루어지므로, 상기 충전소에 진입한 차량의 충전이 신속하게 진행됨에 따른 운전자의 편의성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 일정 기준 이하로 배터리 잔존 용량이 감소한 전기 자동차로 인근 충전소 정보를 포함하는 충전 알림 정보를 전달해줌으로써, 운전자가 겪는 불편함을 최소화할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 충전 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 개략적인 충전 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 관리 장치(300)를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의해 취합되는 배터리 잔존 용량을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 충전 예상 과정을 설명하는 도면이다.
도 6 내지 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 관리 장치의 전력 관리 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 실시 예에서는, 충전소 주변에 위치한 차량 정보를 이용하여 각각의 충전소에서 필요로 하는 필요 전력량을 예측하고, 상기 예측한 필요 전력량을 해당 충전소에 전송할 수 있는 전력 관리 장치 및 전력 관리 방법을 제공하도록 한다.
도 2는 본 발명의 개략적인 충전 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 충전 시스템은 전력 관리 장치(300), 전력 공급 장치(충전 스탠드)(200) 및 상기 전력 공급 장치(200)의 충전 케이블에 연결되어, 상기 전력 공급 장치(200)로부터 공급되는 전력으로 배터리를 충전하는 전기 자동차(100)를 포함한다.
전기 자동차(100)는 배터리(BATTERY)로 전력을 공급받고, 인버터(INVERTER)로 대표되는 전동기 제어장치(MOTER CONTROLLER)에 의해 전동기를 제어하여 최적의 효율을 달성하고, 엔진을 전동기로 대체함으로써 유해가스의 배출이 전혀 없는 완전한 친환경 자동차이다.
이를 위해, 전기 자동차(100)는 필요 전력을 공급받기 위해 다수 개의 배터리 셀로 구성된 배터리 팩을 탑재한다.
상기 배터리 팩에 포함되어 있는 다수 개의 배터리 셀은 안정성과 수명 향상, 그리고 고출력을 얻기 위해 각 배터리 셀의 전압을 균일하게 해줄 필요가 있다.
상기 전기 자동차(100) 내에 구비된 배터리 제어 장치(미도시)는 배터리 팩의 배터리들을 충전 또는 방전하면서 각 배터리가 적절한 전압을 가질 수 있게 한다.
반면, 다수 개의 배터리 셀은 내부 임피던스의 변화 등의 여러 요인에 의해 평형 상태를 안정적으로 유지하기가 어려우며, 이에 따라 별도의 배터리 관리 시스템(미도시)에서는 다수의 배터리 셀의 충전 상태를 평형화시키기 위한 밸런싱 기능을 가진다.
예를 들면, 배터리 팩 내의 배터리 셀의 방전률 차이에 의해 시간이 지남에 따라 배터리 팩 내의 배터리 셀들간의 잔존 용량(STATE OF CHARGE, 이하, SOC라 함)의 차이가 발생하게 된다. 이에 따라 전기 자동차(100)는 상기 배터리 셀들간의 용량 불균형을 극복하기 위해 배터리 셀들마다 충전(BOOST) 및/또는 방전(BUCK)을 해주기 위한 별도의 회로를 구성한다.
이러한, 전기 자동차(100)에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 전기 자동차(100)는 엔진과 모터/발전기 유닛을 포함한다. 동력원에 의하여 구동되는 구동륜은 전륜 구동 차량에서는 전륜, 그리고 후륜 구동 차량에서는 후륜이다.
상기 모터/발전기 유닛은 구동 상태에 따라 모터나 발전기로 선택적으로 기능하는 장치로, 당업자에게는 자명하다.
전력 공급 장치(200)는 상기 전기 자동차(100)와 연결되고, 상기 전기 자동차(100)의 요청에 따라 상기 전기 자동차(100)에 구비된 배터리에 전력을 공급한다.
전력 공급 장치(200)는 충전 케이블에 상기 전기 자동차(100)가 연결됨을 감지하고, 그에 따라 상기 전기 자동차(100)의 운전자로부터 요청되는 충전 요청에 따라 상기 충전 케이블을 통해 상기 전기 자동차(100)의 배터리로 전력을 공급한다.
이때, 전력 공급 장치(200)는 일반적으로 리더기(미도시)를 구비하고 있으며, 상기 리더기를 이용하여 운전자의 인증을 수행하고, 상기 인증 수행 결과에 따라 결제 금액만큼의 전력을 상기 전기 자동차(100)에 구비된 배터리로 공급한다.
전력 공급 장치(200)는 충전소에 설치되어, 상기 충전소에 설치된 충전 스탠드들을 관리하는 관리 장치일 수 있으며, 이와 다르게 상기 충전소 내에 설치된 충전 스탠드일 수 있다.
전력 관리 장치(300)는 기설정된 영역 내에 위치한 전기 자동차(100)들과 통신을 수행하며, 상기 통신 수행에 따라 상기 전기 자동차(100)의 차량 정보를 수신한다.
이때, 상기 차량 정보는 상기 전기 자동차(100)의 배터리 정보일 수 있으며, 보다 구체적으로는, 상기 배터리의 잔존 용량 정보일 수 있다.
전력 관리 장치(300)는 상기 기설정된 영역 내에 위치한 전기 자동차들의 배터리 잔존 용량이 수신되면, 상기 수신된 잔존 용량을 이용하여 특정 충전소에서 충전할 것이 예상되는 차량을 파악한다.
또한, 전력 관리 장치(300)는 상기 차량이 파악되면, 상기 차량에서 필요로 하는 전력량을 토대로 상기 특정 충전소의 필요 전력량을 예측하고, 그에 따라 상기 예측한 필요 전력량을 해당 충전소로 송신한다.
즉, 전력 관리 장치(300)는 제 1 충전소 주변에 위치한 전기 자동차들의 배터리 잔존 용량을 이용하여, 상기 제 1 충전소의 필요 전력량을 예측한다. 그리고, 전력 관리 장치(300)는 상기 예측한 필요 전력량을 상기 제 1 충전소로 송신한다.
또한, 전력 관리 장치(300)는 제 2 충전소 주변에 위치한 전기 자동차들의 배터리 잔존 용량을 이용하여, 상기 제 2 충전소의 필요 전력량을 예측한다. 그리고, 전력 관리 장치(300)는 상기 예측한 필요 전력량을 상기 제 2 충전소로 송신한다.
이때, 전력 관리 장치(300)는 상기 전기 자동차들의 주행 방향 및 주행 패턴을 고려하여, 상기 전기 자동차들의 충전이 이루어질 충전소를 예측한다.
예를 들어, 제 1 전기 자동차가 제 1 충전소와 제 2 충전소 사이에 위치하고, 상기 제 1 전기 자동차의 주행 방향이 제 1 충전소가 위치한 방향인 경우, 상기 전력 관리 장치(300)는 상기 제 1 전기 자동차의 충전이 이루어질 충전소를 상기 제 1 충전소로 예측한다.
이와 같이, 전력 관리 장치(300)는 상기와 같은 전기 자동차의 배터리 잔존 용량과, 상기 전기 자동차의 주행 방향 및 주행 패턴을 고려하여, 상기 전기 자동차의 충전이 이루어질 충전소를 예측하고, 그에 따라 각각의 충전소에서 필요한 필요 전력량을 계산한다.
또한, 전력 관리 장치(300)는 상기 필요 전력량이 계산되면, 상기 계산된 필요 전력량을 해당 충전소로 각각 송신하여, 상기 충전소에서 상기 필요 전력량에 따른 대비가 이루어지도록 한다.
또한, 전력 관리 장치(300)는 전기 자동차의 배터리 잔존 용량을 이용하여, 상기 배터리 잔존 용량이 기준치 이하이면, 상기 전기 자동차로 충전 알림 정보를 송신한다.
이때, 상기 충전 알림 정보에는 상기 전기 자동차의 위치, 주행 방향 등을 고려하여, 가장 인접한 곳에 위치한 충전소의 위치 정보를 포함한다. 한편, 전력 관리 장치(300)는 상기 전기 자동차의 인접 충전소 사이의 거리 및 상기 거리 이동에 따른 소모 전력량을 계산하고, 그에 따라 상기 계산된 소모 전력량이 상기 배터리 잔존 용량보다 낮으면, 이를 사용자에게 알려 신속한 충전이 이루어질 수 있도록 유도할 수 있다.
이하, 상기 전력 관리 장치(300)에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 관리 장치(300)를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 전력 관리 장치(300)는 통신부(310), 배터리 정보 취합부(320), 충전 예상부(330), 필요 전력량 예측부(340) 및 제어부(350)를 포함한다.
통신부(310)는 일정 영역 내에 위치한 전기 자동차들을 추적하고, 그에 따라 상기 추적한 전기 자동차들과 통신을 수행하여 배터리 정보를 획득한다.
통신부(310)는 와이-파이, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), DLNA(Digital Living Network Alliance) 등의 통신 규격에 따라 상기 전기 자동차(100)(보다 구체적으로는 전기 자동차에 구비된 무선랜 모듈)과 통신을 수행할 수 있다.
이때, 상기 통신부(310)에 의해 획득되는 배터리 정보에는 배터리 잔존 용량 정보 및 배터리 사양 정보를 포함할 수 있다.
배터리 정보 취합부(320)는 상기 통신부(210)를 통해 수신된 배터리 잔존 용량을 취합한다. 특히, 배터리 정보 취합부(320)는 각각의 충전소를 중심으로 일정 영역 내에 위치한 전기 자동차들로부터 획득한 배터리 잔존 용량들을 구분하여 취합한다.
이를 위해, 배터리 정보 취합부(320)는 상기 전기 자동차의 위치와 충전소의 위치를 이용하여, 각각의 충전소의 인접 영역에 위치한 전기 자동차를 분류한다.
예를 들어, 배터리 정보 취합부(320)는 제 1 충전소 주변에 위치한 전기 자동차와, 제 2 충전소 주변에 위치한 전기 자동차를 각각 분류하고, 그에 따라 상기 분류된 제 1 충전소 주변에 위치한 전기 자동차들로부터 획득한 배터리 잔존 용량들을 제 1 그룹으로 취합하고, 제 2 충전소 주변에 위치한 전기 자동차들로부터 획득한 배터리 잔존 용량들을 제 2 그룹으로 취합하고, 이와 같은 방법에 의해 각 충전소별로 주변에 위치한 전기 자동차들의 배터리 잔존 용량을 취합한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의해 취합되는 배터리 잔존 용량을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 복수의 충전소를 중심으로, 상기 복수의 충전소 주변에는 복수의 전기 자동차가 각각 존재하는 것을 확인할 수 있다.
이때, 배터리 정보 취합부(320)는 상기 각각의 충전소의 위치를 기준으로 기설정된 영역 내에 위치한 전기 자동차들로부터 획득한 배터리 잔존 용량을 취합한다.
특히, 통신부(310)는 상기 기설정된 영역 내에 위치한 전기 자동차들과, 상기 기설정된 영역을 벗어난 곳에 위치한 전기 자동차들로부터 배터리 잔존 용량을 수신할 수 있다.
이에 따라, 배터리 정보 취합부(320)는 상기 통신부(310)를 통해 상기 수신한 배터리 잔존 용량을 수신하고, 각각의 충전소의 위치를 기준으로 일정 영역 내에 위치한 전기 자동차들로부터 수신된 배터리 잔존 용량을 취합한다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 전력 관리 장치(300)의 주변에는 제 1 충전소, 제 2 충전소 및 제 3 충전소가 존재한다.
이때, 배터리 정보 취합부(320)는 상기 제 1 충전소의 위치로부터 일정 영역 (410)내에 위치한 전기 자동차들(415)로부터 수신된 배터리 잔존 용량을 제 1 그룹으로 취합한다.
이와 마찬가지로, 배터리 정보 취합부(320)는 상기 제 2 충전소의 위치로부터 일정 영역(420) 내에 위치한 전기 자동차들(425)로부터 수신된 배터리 잔존 용량을 제 2 그룹으로 취합한다.
또한, 이와 마찬가지로, 배터리 정보 취합부(320)는 상기 제 3 충전소의 위치로부터 일정 여역(430) 내에 위치한 전기 자동차들(435)로부터 수신된 배터리 잔존 용량을 제 3 그룹으로 취합한다.
이와 같이, 배터리 정보 취합부(320)는 각각의 충전소 위치에 따라 상기 수신한 배터리 잔존 용량 정보들을 복수의 그룹으로 취합한다.
충전 예상부(330)는 상기 배터리 정보 취합부(320)를 통해 취합한 각각의 충전소별 배터리 잔존 용량 정보를 이용하여 상기 각각의 충전소에서 충전이 이루어질 것으로 예상되는 전기 자동차들을 재분류한다.
이때, 충전 예상부(330)는 상기 전기 자동차들의 주행 방향 및 주행 패턴을 고려하여, 상기 각각의 충전소에서 충전할 것이 예상되는 전기 자동차들을 구분한다.
예를 들어, 충전 예상부(330)는 상기 전기 자동차들의 주행 방향 및 주행 패턴을 고려하여, 상기 충전소별로 취합된 전기 자동차 중 실제 해당 충전소에서의 충전이 예상되는 전기 자동차를 구분한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 충전 예상 과정을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 제 1 전기 자동차(530)가 제 1 충전소의 인접 영역(510)과, 제 2 충전소의 인접 영역(520) 사이에 위치한 경우, 충전 예상부(330)는 상기 제 1 전기 자동차(530)의 주행 방향 및 주행 패턴을 확인한다.
이후, 충전 예상부(330)는 상기 제 1 전기 자동차(530)의 주행 방향 및 주행 패턴을 토대로 상기 제 1 전기 자동차(530)의 충전이 이루어질 충전소를 예상한다.
예를 들어, 상기 제 1 전기 자동차(530)의 주행 방향의 도 5에 도시된 바와 같이 좌측 방향이고, 상기 제 1 전기 자동차(530)의 주행 방향에 상기 제 1 충전소가 위치한 경우, 충전 예상부(330)는 상기 제 1 전기 자동차(530)의 충전이 이루어질 충전소를 제 1 충전소로 예상한다.
필요 전력량 예측부(340)는 상기 충전 예상부(330)를 통해 예상된 각각의 충전소별 전기 자동차의 배터리 잔존 용량을 토대로 상기 각각의 충전소에서 필요한 필요 전력량을 계산한다.
이때, 필요 전력량 예측부(340)는 기설정된 기준 배터리 잔존 용량을 토대로 상기 필요 전력량을 예측할 수 있다.
예를 들어, 상기 기준 배터리 잔존 용량은 70%로 설정될 수 있으며, 이에 따라 필요 전력량 예측부(340)는 상기 충전이 예상되는 전기 자동차들의 배터리 잔존 용량을 70%로 맞추기 위한 필요 전력량을 산출한다.
이때, 상기 배터리 잔존 용량은 해당 자동차에 구비된 배터리의 사용에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 상기 필요 전력량 예측부(340)는 상기 배터리의 사양을 확인하고, 상기 확인한 사양에 따라 해당 배터리의 잔존 용량을 70%로 맞추기 위한 필요 전력량을 산출한다.
이와 같이, 필요 전력량 예측부(340)는 각각의 충전소별로 상기 충전소에서 충전할 것이 예상되는 전기 자동차들에 대한 필요 전력량을 각각 산출하고, 상기 산출한 필요 전력량을 토대로 해당 충전소에서 필요로 하는 총 필요 전력량을 예측한다.
예를 들어, 제 1 충전소에서 충전할 것이 예상되는 전기 자동차가 3대이고, 상기 3대의 전기 자동차에 대한 배터리 잔존 용량이 각각 20%, 30%, 50%인 경우, 상기 필요 전력량 예측부(340)는 상기 20%가 남아있는 배터리의 잔존 용량을 70%로 올리기 위해 필요한 제 1 전력량과, 상기 30%가 남아있는 배터리의 잔존 용량을 70%로 올리기 위해 필요한 제 2 전력량과, 상기 50%가 남아있는 배터리의 잔존 용량을 70%로 올리기 위해 필요한 제 3 전력량을 계산한다.
그리고, 필요 전력량 예측부(340)는 상기 각각 계산된 제 1, 2 및 3 전력량을 합산하여, 상기 제 1 충전소에서 필요한 필요 전력량을 예측한다.
이와 같은 방법으로, 상기 필요 전력량 예측부(340)는 상기 각각의 충전소에 대한 필요 전력량을 예측한다.
또한, 제어부(350)는 상기 필요 전력량 예측부(340)를 통해 예측된 각각의 충전소별 필요 전력량을 수신하고, 그에 따라 상기 수신한 필요 전력량이 해당 충전소로 송신되도록 제어한다.
즉, 제어부(350)는 상기 예측된 제 1 충전소에 대한 필요 전력량을 상기 제 1 충전소로 송신한다.
이와 같은 방법으로, 상기 제어부(350)는 나머지 충전소에 대한 필요 전력량을 해당 충전소로 각각 송신한다.
한편, 제어부(350)는 상기 통신부(310)를 통해 획득한 전기 자동차의 배터리 잔존 용량을 확인하고, 상기 확인한 배터리 잔존 용량을 기준으로 상기 전기 자동차에 충전 알림 정보를 송신한다.
예를 들어, 제 1 전기 자동차의 배터리 잔존 용량이 기준치 이하(기준치가 20%이고, 상기 제 1 전기 자동차의 배터리 잔존 용량이 15%인 경우)로 떨어진 경우, 상기 제어부(350)는 상기 전기 자동차로 충전을 알리는 충전 알림 정보를 송신한다.
이때, 제어부(350)는 상기 제 1 전기 자동차의 배터리 잔존 용량 정보를 토대로 상기 잔존 용량으로 이동할 수 있는 이동 거리 내에 위치한 인접 충전소의 위치 정보를 상기 충전 알림 정보와 함께 제 1 전기 자동차로 송신할 수 있다.
이와 다르게, 제어부(350)는 상기 전기 자동차별 배터리 잔존 용량을 모니터링하고, 그에 따라 인접 위치에 있는 충전소로 이동하기 위해 소모되는 소모 전력량이 상기 배터리 잔존 용량보다 높은 경우(다시 말해서, 상기 배터리 잔존 용량으로 인접 충전소까지 이동할 수 없는 경우)에 해당 전기 자동차로 인접 충전소의 위치 정보를 포함하는 충전 알림 정보를 전송할 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 충전소 주변에 위치한 차량 정보를 이용하여 필요 전력량을 예측하고, 상기 예측 결과를 각각의 충전소에 제공함으로써, 예상하지 못한 부하량에 따른 전력 부족 문제를 해결할 수 있으며, 상기 필요 전력량 예측에 따라 부하 평준화를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 상기 필요 전력량을 토대로 각각의 충전소에서 충전 대비가 이루어지므로, 상기 충전소에 진입한 차량의 충전이 신속하게 진행됨에 따른 운전자의 편의성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 일정 기준 이하로 배터리 잔존 용량이 감소한 전기 자동차로 인근 충전소 정보를 포함하는 충전 알림 정보를 전달해줌으로써, 운전자가 겪는 불편함을 최소화할 수 있다.
도 6 내지 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 관리 장치의 전력 관리 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 도 6을 참조하면, 먼저 전력 관리 장치(300)는 일정 영역 내에 위치한 전기 자동차를 추적한다(101단계).
이후, 전력 관리 장치(300)는 상기 추적한 전기 자동차들로부터 배터리 정보(배터리 잔존 용량)를 획득한다(102단계). 즉, 전력 공급 장치(200)는 상기 추적한 전기 자동차들과 통신을 수행하여, 해당 전기 자동차 내에 구비된 배터리의 잔존 용량 정보를 취득한다. 상기 배터리 잔존 용량 정보가 취득되면, 충전소의 위치를 기준으로 상기 취득한 배터리 잔존 용량 정보를 충전소별로 취합한다.
예를 들어, 상기 획득한 배터리 잔존 용량 정보가 제 1 내지 3 전기 자동차로부터 획득한 제 1 내지 3 정보를 포함하는 경우, 상기 제 1 내지 3 전기 자동차 중 제 1 충전소에 인접한 전기 자동차의 배터리 잔존 용량 정보를 동일 그룹으로 취합하고, 이와 마찬가지로 나머지 충전소에 인접해 있는 전기 자동차의 배터리 잔존 용량 정보를 동일 그룹으로 취합한다.
이후, 상기 취합된 그룹별 전기 자동차의 배터리 잔존 용량 정보를 이용하여, 실제 해당 충전소에서 충전이 예상되는 전기 자동차를 파악한다(103단계).
이때, 상기 파악 단계는 상기 전기 자동차의 주행 방향, 주행 패턴 및 상기 배터리 잔존 용량을 기준으로 수행될 수 있다.
이후, 전력 관리 장치(300)는 상기 충전소별로 파악한 충전 예상 전기 자동차를 토대로 필요 전력량을 예측한다(104단계).
즉, 전력 관리 장치(300)는 상기 충전이 예상되는 각각의 충전소별 전기 자동차의 배터리 잔존 용량을 토대로 상기 각각의 충전소에서 필요한 필요 전력량을 계산한다.
이때, 전력 관리 장치(300)는 기설정된 기준 배터리 잔존 용량을 토대로 상기 필요 전력량을 예측할 수 있다.
예를 들어, 상기 기준 배터리 잔존 용량은 70%로 설정될 수 있으며, 이에 따라 전력 관리 장치(300)는 상기 충전이 예상되는 전기 자동차들의 배터리 잔존 용량을 70%로 맞추기 위한 필요 전력량을 산출한다.
이때, 상기 배터리 잔존 용량은 해당 자동차에 구비된 배터리의 사용에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 상기 전력 관리 장치(300)는 상기 배터리의 사양을 확인하고, 상기 확인한 사양에 따라 해당 배터리의 잔존 용량을 70%로 맞추기 위한 필요 전력량을 산출한다.
이와 같이, 전력 관리 장치(300)는 각각의 충전소별로 상기 충전소에서 충전할 것이 예상되는 전기 자동차들에 대한 필요 전력량을 각각 산출하고, 상기 산출한 필요 전력량을 토대로 해당 충전소에서 필요로 하는 총 필요 전력량을 예측한다.
예를 들어, 제 1 충전소에서 충전할 것이 예상되는 전기 자동차가 3대이고, 상기 3대의 전기 자동차에 대한 배터리 잔존 용량이 각각 20%, 30%, 50%인 경우, 상기 전력 관리 장치(300)는 상기 20%가 남아있는 배터리의 잔존 용량을 70%로 올리기 위해 필요한 제 1 전력량과, 상기 30%가 남아있는 배터리의 잔존 용량을 70%로 올리기 위해 필요한 제 2 전력량과, 상기 50%가 남아있는 배터리의 잔존 용량을 70%로 올리기 위해 필요한 제 3 전력량을 계산한다.
그리고, 전력 관리 장치(300)는 상기 각각 계산된 제 1, 2 및 3 전력량을 합산하여, 상기 제 1 충전소에서 필요한 필요 전력량을 예측한다.
이와 같은 방법으로, 상기 전력 관리 장치(300)는 상기 각각의 충전소에 대한 필요 전력량을 예측한다.
상기 충전소별 필요 전력량이 예측되면, 상기 전력 관리 장치(300)는 상기 예측한 필요 전력량을 해당 충전소로 송신한다(105단계).
다음으로, 도 7을 참조하면 전력 관리 장치(300)는 상기 획득한 전기 자동차의 배터리 잔존 용량을 파악한다(201단계).
이후, 전력 관리 장치(300)는 상기 파악한 배터리 잔존 용량과 기설정된 기준치를 비교하여, 기준치 이하로 배터리 잔존 용량이 떨어진 전기 자동차를 확인한다(202단계).
이어서, 전력 관리 장치(300)는 상기 확인된 전기 자동차로 충전의 시급함을 알리는 알림 정보를 송신한다(203단계).
이때, 전력 관리 장치(300)는 상기 알림 정보를 송신할 때, 상기 배터리의 잔존 용량을 고려하여, 인근에 위치한 충전소의 위치 정보를 상기 전기 자동차로 송신한다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 전력 관리 장치(300)는 상기 획득한 전기 자동차의 배터리 잔존 용량을 파악한다(301단계).
이후, 전력 관리 장치(300)는 상기 전기 자동차의 인접 충전소 사이의 거리를 토대로 상기 전기 자동차의 소모 전력량을 계산한다(302단계).
다시 말해서, 상기 전기 자동차가 상기 인접 충전소까지 이동하기 위해 소모되는 소모 전력량을 계산한다.
이후, 전력 관리 장치(300)는 상기 계산된 소모 전력량이 상기 확인한 배터리 잔존 용량보다 낮은지 여부를 판단한다(303단계).
다시 말해서, 전력 관리 장치(300)는 상기 남아있는 배터리 잔존 용량으로는 상기 인접 충전소까지 이동하기가 불가한지 여부를 판단한다.
상기 판단결과(303단계), 상기 이동이 불가하면, 상기 소모 전력량에 따른 인접 거리에 위치한 충전소의 위치 정보를 포함하는 충전 알림 정보를 상기 전기 자동차로 전송한다(304단계).
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 충전소 주변에 위치한 차량 정보를 이용하여 필요 전력량을 예측하고, 상기 예측 결과를 각각의 충전소에 제공함으로써, 예상하지 못한 부하량에 따른 전력 부족 문제를 해결할 수 있으며, 상기 필요 전력량 예측에 따라 부하 평준화를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 상기 필요 전력량을 토대로 각각의 충전소에서 충전 대비가 이루어지므로, 상기 충전소에 진입한 차량의 충전이 신속하게 진행됨에 따른 운전자의 편의성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 일정 기준 이하로 배터리 잔존 용량이 감소한 전기 자동차로 인근 충전소 정보를 포함하는 충전 알림 정보를 전달해줌으로써, 운전자가 겪는 불편함을 최소화할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
100: 전기 자동차
200: 충전 스탠드
300: 전력 관리 장치
310: 통신부 320: 배터리 정보 취합부
330: 충전 예상부 340: 필요 전력량 예측부
350: 제어부

Claims (19)

  1. 주변에 위치한 전기 자동차를 추적하고, 상기 추적한 전기 자동차로부터 배터리 잔존 용량을 포함하는 배터리 정보를 수신하는 통신부;
    상기 추적한 전기 자동차의 위치 및 충전소의 위치를 이용하여 각각의 충전소별로 상기 추적한 전기 자동차를 분류하고, 상기 충전소별로 분류된 전기 자동차의 배터리 잔존 용량을 취합하는 배터리 정보 취합부;
    상기 충전소별로 분류된 전기 자동차 중 실제 해당 충전소에서 충전이 이루어질 것으로 예상되는 전기 자동차를 구분하는 충전 예상부;
    상기 충전 예상부를 통해 예상된 각 충전소별 전기 자동차의 배터리 잔존 용량을 이용하여 상기 각각의 충전소별로 상기 전기 자동차의 충전을 위해 필요한 필요 전력량을 예측하는 필요 전력량 예측부; 및
    상기 필요 전력량 예측부를 통해 상기 필요 전력량이 예측되도록 제어하고, 그에 따라 상기 예측된 각각의 충전소별 필요 전력량을 상기 각각의 충전소로 송신하는 제어부를 포함하며,
    상기 배터리 정보 취합부는,
    상기 각각의 충전소의 위치를 기준으로, 상기 각각의 충전소로부터 기설정된 영역 내에 위치한 전기 자동차 및 상기 전기 자동차의 배터리 잔존 용량을 동일 그룹으로 취합하며,
    상기 충전 예상부는,
    제 1 전기 자동차가 제 1 충전소의 인접 영역 및 제 2 충전소의 인접 영역 내에 위치한 경우, 상기 제 1 전기 자동차의 주행 방향 및 주행 패턴을 확인하고, 상기 확인한 주행 방향에 위치한 충전소를 상기 제 1 전기 자동차의 충전이 이루어질 충전소로 예상하며,
    상기 제어부는,
    특정 전기 자동차의 배터리 잔존 용량과 인접 충전소 사이의 거리에 따른 소모 전력량을 비교하고, 상기 소모 전력량이 상기 배터리 잔존 용량보다 높은 경우에 상기 특정 전기 자동차로 인접 충전소의 위치 정보를 포함하는 충전 알림 정보를 전송하는 전력 관리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 정보는,
    상기 추적한 전기 자동차의 배터리 사양을 더 포함하는 전력 관리 장치.
  3. 삭제
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 필요 전력량 예측부는,
    상기 각각의 충전소별로 취합된 전기 자동차의 배터리 정보와 기설정된 기준 용량을 비교하여 상기 필요 전력량을 예측하며,
    상기 필요 전력량은,
    상기 배터리 잔존 용량을 상기 기준 용량으로 증가시키기 위한 전력량을 토대로 예측되는 전력 관리 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 필요 전력량 예측부는,
    상기 전기 자동차의 배터리 사양에 따른 총 배터리 용량, 상기 배터리 잔존 용량 및 기설정된 기준 용량을 기준으로 상기 필요 전력량을 예측하는 전력 관리 장치.
  6. 삭제
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 필요 전력량 예측부는,
    상기 충전 예상부를 통해 구분된 전기 자동차의 배터리 정보를 이용하여 각각의 충전소에 필요한 필요 전력량을 예측하며,
    상기 제어부는,
    상기 예측된 각각의 충전소별 필요 전력량을 해당 충전소로 각각 송신하는 전력 관리 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 주변에 위치한 전기 자동차를 추적하는 단계;
    상기 추적한 전기 자동차의 위치 및 충전소의 위치를 이용하여, 상기 각각의 충전소별로 상기 추적한 전기 자동차를 분류하는 단계;
    상기 충전소별로 분류된 전기 자동차로부터 배터리 잔존 용량을 포함하는 배터리 정보를 획득하는 단계;
    상기 충전소별로 분류된 전기 자동차 중 실제 해당 충전소에서 충전이 이루어질 것으로 예상되는 전기 자동차를 구분하는 단계;
    상기 구분된 각각의 충전소별 전기 자동차의 배터리 잔존 용량을 이용하여 상기 각각의 충전소별로 상기 전기 자동차의 충전을 위해 필요한 필요 전력량을 예측하는 단계;
    상기 예측된 각각의 충전소별 필요 전력량을 상기 각각의 충전소로 송신하는 단계; 및
    상기 추적된 전기 자동차 중 기설정된 기준치보다 낮은 배터리 잔존 용량을 가진 특정 전기 자동차로 충전 알림 정보를 송신하는 단계를 포함하며,
    상기 분류하는 단계는,
    상기 각각의 충전소의 위치를 기준으로, 상기 각각의 충전소로부터 기설정된 영역 내에 위치한 전기 자동차 및 상기 전기 자동차의 배터리 잔존 용량을 동일 그룹으로 취합하며,
    상기 구분하는 단계는,
    제 1 전기 자동차가 제 1 충전소의 인접 영역 및 제 2 충전소의 인접 영역 내에 위치한 경우, 상기 제 1 전기 자동차의 주행 방향 및 주행 패턴을 확인하고, 상기 확인한 주행 방향에 위치한 충전소를 상기 제 1 전기 자동차의 충전이 이루어질 충전소로 예상하는 단계를 포함하며,
    상기 충전 알림 정보를 송신하는 단계는,
    상기 특정 전기 자동차의 배터리 잔존 용량과 인접 충전소 사이의 거리에 따른 소모 전력량을 비교하는 단계와,
    상기 소모 전력량이 상기 배터리 잔존 용량보다 높은지 여부를 판단하는 단계와,
    상기 소모 전력량이 배터리 잔존 용량보다 높으면 상기 인접 영역에 위치한 충전소의 위치 정보를 포함하는 충전 알림 정보를 송신하는 단계를 포함하는 전력 관리 방법.
  12. 삭제
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 배터리 정보를 획득하는 단계는,
    상기 충전소별로 분류된 전기 자동차의 배터리 사양 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는 전력 관리 방법.
  14. 삭제
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 예측하는 단계는,
    상기 각각의 충전소별로 취합된 전기 자동차의 배터리 정보와 기설정된 기준 용량을 비교하는 단계와,
    상기 비교 결과에 따라 상기 배터리 잔존 용량을 상기 기준 용량으로 증가시키기 위한 전력량을 토대로 상기 필요 전력량을 예측하는 단계를 포함하는 전력 관리 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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