KR101735828B1 - 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템 - Google Patents

전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고유 정보가 저장되는 전기 자동차, 전기 자동차에 전기 에너지를 충전하고, 고유 정보에 상응하는 전기 자동차의 충전량을 검출하고, 전기 자동차의 충전량을 포함하는 충전 정보를 전송하는 충전 장치, 충전 장치로부터 전송된 충전 정보를 수신하고, 수신된 전기 자동차의 충전 정보에 근거하여 충전 요금을 산출하여 정산하는 중앙 서버 및 중앙 서버로부터 전기 자동차의 충전 정보 및 충전 요금을 제공받아 표시하는 사용자 단말 장치를 포함하는 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템으로 전기 자동차를 주차하는 동안 전기 자동차를 충전하고 충전된 요금을 자동으로 정산할 수 있다.

Description

전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템{Calculation system of charging fee for battery of electric car}
본 발명은 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 자동차의 배터리를 충전하고 충전된 요금에 대해서 정산하는 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템에 관한 것이다.
종래의 엔진에 의해 구동되는 자동차는 엔진, 변속기 및 드라이브샤프트, 유압브레이크, 기타 엔진과 관련하여 연료공급장치, 흡기 및 배기장치, 냉각 및 윤활장치, 방진장치 등 수많은 부품이 소요되고 배기가스에 의해 대기를 오염시키는 많은 문제점을 발생시키고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 전기를 주동력 또는 보조 동력원으로 하는 하이브리드(Hybrid) 전기 자동차, 연료 전지 자동차 등을 포함하는 전기 자동차가 개발되고 있다.
상기 전기 자동차를 운행하기 위해서는 전기 자동차 내부에 있는 배터리를 충전해야 하는데, 이를 위하여 전기 자동차를 충전하는 전기 자동차 충전소가 여러 곳에 설치되어야 하고, 전기 에너지의 충전량을 계측할 수 있는 계측 장치도 함께 설치되어야 한다.
그러나, 엔진에 의해 구동되는 자동차와는 달리 전기 자동차는 전기 에너지를 충전하는데 많은 시간이 소요되므로 사용자의 시간이 허비되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 전기 자동차를 주차하는 동안 전기 자동차를 충전하고 충전된 요금을 자동으로 정산하는 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명의 일실시예에 의한 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템은 고유 정보가 저장되는 전기 자동차, 상기 전기 자동차에 전기 에너지를 충전하고, 상기 고유 정보에 상응하는 전기 자동차의 충전량을 검출하고, 상기 전기 자동차의 충전량을 포함하는 충전 정보를 전송하는 충전 장치, 상기 충전 장치로부터 전송된 충전 정보를 수신하고, 상기 수신된 전기 자동차의 충전 정보에 근거하여 충전 요금을 산출하여 정산하는 중앙 서버 및 상기 중앙 서버로부터 상기 전기 자동차의 충전 정보 및 충전 요금을 제공받아 표시하는 사용자 단말 장치를 포함한다.
여기서, 상기 고유 정보는 상기 전기 자동차를 식별하기 위한 식별 정보 및 상기 전기 자동차를 소유한 사용자 정보를 포함한다.
한편, 상기 전기 자동차는 상기 충전 장치와 전력선으로 통신하는 통신부 및 상기 전기 자동차를 운행하기 위해 상기 충전 장치로부터 상기 전기 에너지를 전달받아 저장하는 충전부를 포함한다.
그리고, 상기 충전 장치는 상기 전기 자동차의 충전량을 검출하는 제어부, 상기 전기 자동차의 충전이 완료되면, 전기 에너지의 공급이 차단되도록 오프 동작하는 스위칭부, 상기 전기 자동차의 고유 정보 및 상기 전기 자동차의 충전량을 저장하는 저장부 및
상기 전기 자동차와 전력선으로 통신하는 통신부를 더 포함한다.
여기서, 상기 충전 정보는 충전 시작 일시, 충전 종료 일시, 사용 전기 에너지, kWh당 전기 단가 요금 또는 상기 전기 자동차의 전체 충전 요금 중 적어도 하나이다.
한편, 상기 중앙 서버는 상기 충전 정보에 근거하여 전력 통계 정보를 생성하여 상기 사용자 단말 장치로 전달하고, 상기 전력 통계 정보는 충전 사용량 시간대별 추이, 전달 전기 충전량, 전달 전기 충전 요금, 년간 전력 사용 통계 또는 시간대별 충전 요금 단가 추이 중 적어도 하나이다.
덧붙여, 상기 전기 자동차는 상기 전기 자동차를 충전할 수 있는 전기 에너지의 단가 요금 하한선, 강제 충전 용량 하한선, 강제 충전 시작 시간 또는 강제 충전 적용 요일 중 적어도 하나가 설정된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템에 따르면, 전기 자동차를 충전하는 인프라를 구축하는데 있어서 도로변에 있는 공영 충전소가 아닌 아파트나 오피스텔과 같은 주거 지역이나 공공 기관 등의 장소에 충전소를 설치할 경우, 귀가 시간이나 업무 시간을 이용하여 충전하면 되기 때문에 충전에 따른 시간의 낭비를 줄일 수 있다.
또한, 전력선 통신을 통해 전기 자동차의 고유 정보를 인식하기 때문에 충전 요금을 사용자에게 바로 청구할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 아파트나 오피스텔과 같은 주거 지역에서는 원격 검침과 홈 네트워크 시스템을 연동하여 사용자가 자신의 전기 자동차가 사용한 충전 용량 및 요금을 집안이나 주차장 충전소에서 확인할 수 있으며, 공공 기관의 주차장에서도 고유 차량 번호를 인식하여 그동안 사용한 충전 이력을 확인하게 할 수 있는 장점이 있다.
전기 자동차의 충전이 시작됨과 동시에 PLC 모뎀들이 서로 정보를 주고 받으면서 필요한 충전이 완료되면 스마트미터를 이용하여 전기 에너지의 공급을 차단할 수 있게 함으로써 충전을 완료할 수 있으며, 그 동안의 전기 에너지를 환산하여 중앙 서버에 제공함으로써 관리 비용에 포함시켜 청구할 수 있다.
이것은 차량의 유지 비용과 생활 관리 비용이 흡수되어 사용자가 더욱 편하게 생활할 수 있도록 한다.
종합적으로 PLC 통신을 이용하여 충전 중인 전기 자동차의 고유 정보를 충전 장치가 인식할 수 있도록 함으로써 요금 부과가 가능한 다른 시스템과 연계하여 자동으로 요금을 부과하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
향후, 실시간 전력 요금제가 적용될 경우에는 사용자가 선호하는 충전 시간대를 우선 순위로 두어 설정하게 함으로써 보다 저렴하게 전기 자동차를 충전할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템의 상세 구성도이다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 의한 전기 에너지의 충전 정보이다.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 의한 전력 통계 정보이다.
도 3c는 본 발명의 일실시예에 의한 전기 자동차에 설정되는 충전 모드이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템의 전체 구성도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템의 상세 구성도, 도 3a는 본 발명의 일실시예에 의한 전기 에너지의 충전 정보 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 의한 전력 통계 정보를 나타낸다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템(100)은 전기 자동차(120 : 120a~120n), 충전 장치(140 : 140a~140n), 중앙 서버(160) 및 사용자 단말 장치(180 : 180a~180n)를 포함하여 구성된다.
우선적으로, 본 발명의 일실시예에 의한 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템은 전기 자동차가 아파트, 주택 또는 오피스텔과 같은 주차장에 주차하는 동안에 충전한 후, 충전된 요금을 자동으로 정산하도록 구성된다.
전기 자동차(120)는 전기 에너지를 공급받아 구동하는 수단으로서, 제어부(121), 저장부(122), 통신부(124) 및 충전부(126)를 포함한다.
제어부(121)는 전기 자동차(120)를 전반적으로 제어하는 마이컴으로서, 통신부(126)를 통해 충전 장치(140)로부터 전기 자동차(120)의 고유 정보 요청 신호가 전달되면, 저장부(122)에 저장된 전기 자동차의 고유 정보를 제공한다.
다시 말해, 전기 자동차(120)를 충전하기 위해 충전 장치(140)의 통신부(148)와 접속하면, 제어부(121)는 저장부(122)에서 현재 전기 자동차(120)의 고유 정보를 제공하여 전기 자동차(120)를 식별할 수 있도록 한다.
저장부(122)는 전기 자동차(120)를 식별하기 위한 식별 정보 및 전기 자동차(120)를 소유한 사용자 정보를 포함하는 고유 정보를 저장한다. 여기서, 사용자 정보는 전기 자동차(120)를 소유한 소유주의 이름, 나이, 연락처, 주소와 같은 신상 정보를 말한다.
상술한 바와 같이, 전기 자동차(120)는 각각의 고유 정보를 저장부(122)에서 할당받아 현재 충전을 위해 접속 중인 전기 자동차(120)의 소유주를 쉽게 판단하도록 함으로써 요금 부과 대상을 용이하게 판별할 수 있게 한다.
또한, 아파트나 오피스텔과 같은 주거지에서는 고유 정보를 기반으로 입주자를 쉽게 파악함으로써 요금 고지서에 전기 자동차(120)의 충전 요금을 정산하여 고지할 수 있도록 한다.
통신부(124)는 충전 장치(140)와 전력선으로 데이터 통신하는 수단으로서, PLC 모뎀을 포함한다.
이러한 통신부(124)는 충전 장치(140)의 통신부(148) 및 제어부(142)와 데이터 통신을 수행한다.
충전부(126)는 전기 자동차(120)를 운행하기 위해 충전 장치(140)로부터 전기 에너지를 전달받아 저장한다.
상기 충전부(126)는 충전 용량이 상당히 크기 때문에 충전 시간이 일반적으로 길어지므로 본 발명의 일실시예와 같이 주차하는 동안에 이루어지도록 한다.
충전 장치(140)는 전기 자동차(120)에 전기 에너지를 공급하여 전기 에너지를 충전하는 수단으로서, 제어부(142), 스위칭부(144), 저장부(146) 및 통신부(148)를 포함한다.
제어부(142)는 전원 공급 장치(141)의 전기 에너지가 전기 자동차(120)의 충전부(126)에 충전되도록 제어하고, 충전 장치(140)의 전원 공급 장치(141)에서 전기 자동차(120)의 충전으로 소모되는 전기 에너지의 양을 계량하여 저장부(146)에 제공한다.
스위칭부(144)는 정해진 용량만큼의 전기 에너지가 충전되면(즉, 전기 자동차의 충전이 완료되면), 전기 에너지의 공급이 차단되도록 오프 동작한다. 만약, 스위칭부(144)는 전기 자동차의 충전 시 전기 에너지가 공급되도록 온 동작할 수 있다.
저장부(146)는 전기 자동차의 고유 정보 및 전기 자동차의 충전량을 포함하는 충전 정보를 저장한다.
여기서, 상기 충전 정보는 도 3a에서와 같이, 충전 시작 일시, 충전 종료 일시, 사용 전기 에너지, kWh당 전기 단가 요금 또는 전기 자동차의 전체 충전 요금 중 적어도 하나를 포함한다.
통신부(148)는 전기 자동차(120)와 전력선으로 통신하는 수단으로, PLC 모뎀을 포함하며, 제어부(142) 및 저장부(146)와도 전력선으로 통신한다.
통신부(148)는 전기 자동차(120)의 충전 시작 시와 충전 종료 시에 전기 자동차(120)의 PLC 모뎀과 통신하여 정보를 주고 받고, 그 결과를 중앙 서버(160)의 저장부(166)에 전송하여 저장하게 함으로써 사용자 단말 장치(180)에서도 항상 전기 자동차(120)의 충전 이력 및 요금의 추이를 조회할 수 있도록 한다.
중앙 서버(160)는 통신부(162), 제어부(164) 및 저장부(166)를 포함하는 원격 검침 서버나 홈 네트워크 서버로서, 통신부(162)에서는 충전 장치(140)로부터 전송된 충전 정보를 수신하고, 제어부(164)에서는 수신된 전기 자동차(120)의 충전 정보에 근거하여 충전 요금을 정산한다.
예를 들어 설명하면, 중앙 서버(160)의 제어부(164)에서는 충전 정보에 있는 사용 전기 에너지와 kWh당 전기 단가 요금을 이용하여 충전 요금을 산출하고, 산출된 충전 요금이 정산되도록 사용자에게 요금 고지서 형식으로 전달함으로써 과금되도록 한다.
또한, 중앙 서버(160)의 제어부(164)는 충전 정보에 근거하여 도 3b에서와 같이, 전력 통계 정보를 생성하여 저장부(166)에 저장한다.
여기서, 상기 전력 통계 정보는 충전 사용량 시간대별 추이, 전달 전기 충전량, 전달 전기 충전 요금, 년간 전력 사용 통계 또는 시간대별 충전 요금 단가 추이 중 적어도 하나를 포함하며, 전력 통계 정보는 보고서 및 추이 그래프 형식으로 생성될 수 있다.
사용자 단말 장치(180)는 중앙 서버(160)로부터 전기 자동차(120)의 충전 이력 및 충전 요금을 제공받아 표시하는 수단으로서, 통신부(182), 제어부(184), 표시부(186) 및 저장부(188)를 포함한다.
통신부(182)는 중앙 서버(160)와 데이터 통신하는 수단이고, 제어부(184)는 사용자 단말 장치를 전반적으로 제어하는 마이컴으로서, 사용자의 요구에 따라 충전 이력 및 충전 요금을 조회할 수 있도록 제어한다.
표시부(186)는 충전 이력 및 충전 요금에 대한 정보를 소정의 화면 표시 수단으로 표시하여 사용자가 확인할 수 있게 한다.
저장부(188)는 전기 자동차의 각종 정보를 저장한다.
즉, 사용자는 사용자 단잘 장치(180)를 통해 자신의 전기 자동차가 충전한 각종 정보를 손쉽게 확인할 수 있고, 충전 이력 및 충전 요금을 보고서 및 추이 그래프 형식으로 조회할 수 있다.
한편, 도 3c는 본 발명의 일실시예에 의한 전기 자동차에 설정되는 충전 모드로서, 도 3c에 도시한 바와 같이, 전기 자동차(120)에는 전기 자동차(120)를 충전할 수 있는 전기 에너지의 단가 요금 하한선, 강제 충전 용량 하한선, 강제 충전 시작 시간 또는 강제 충전 적용 요일 중 적어도 하나가 설정되도록 구성된다.
여기서, 전기 에너지의 단가 요금 하한선이란 충전 가능한 전기 요금의 단가로서, 예를 들어 kWh당 전기 요금이 150원 이하이면 전기 자동차를 충전할 수 있도록 설정된 것을 말한다.
또한, 충전 용량이 사용자가 설정한 하한선 이하거나 출근을 위해서 설정해 놓은 시간에서 얼마 남지 않은 경우는 단가가 높더라도 강제로 충전할 수도 있다.
즉, 강제 충전 용량 하한선, 강제 충전 시작 시간 또는 강제 충전 적용 요일은 강제로 전기 자동차(120)를 충전할 수 있는 조건으로서, 강제 충전 용량 하한선이 충전 잔량의 20% 이하이면 전기 자동차를 강제로 충전하게 하고, 강제 충전 시작 시간이 오전 5시이면 오전 5시가 되면 강제로 충전을 시작하게 한다.
이러한 강제 충전을 적용할 수 있는 요일은 휴일을 제외한 평일로 설정하여 휴일에는 강제 충전이 적용되지 않도록 구성된다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100...전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템
120...전기 자동차 140...충전 장치
160...중앙 서버 180...사용자 단말 장치

Claims (7)

  1. 고유정보를 저장하고, 충전동작시에 상기 저장된 고유정보를 충전장치로 제공하는 저장부; 충전장치와 전력선으로 데이터 통신하는 PLC 모뎀으로 이루어진 통신부; 및 전기자동차의 운행에 필요한 전기에너지를 저장하는 충전부를 포함하는 전기자동차,
    상기 전기 자동차의 충전을 제어하는 제어부; 상기 전기 자동차의 충전이 완료되면, 전기 에너지의 공급이 차단되도록 오프 동작하는 스위칭부; 상기 전기 자동차의 고유 정보 및 상기 전기 자동차의 충전량을 저장하는 저장부; 상기 전기 자동차와 전력선으로 통신하고, 상기 제어부 및 저장부와 전력선 통신으로 충전량 정보와 고유정보를 읽어와서 외부로 전송하는 통신부를 포함하는 충전장치,
    상기 충전 장치로부터 전송된 충전량 정보와 고유정보를 수신하고, 상기 수신된 전기 자동차의 충전량 정보에 근거하여 충전 요금과 충전이력을 관리하고, 관리정보를 해당 사용자 단말장치로 전송하는 중앙 서버,
    상기 중앙 서버로부터 상기 전기 자동차의 충전요금과 충전이력을 제공받아 표시하는 사용자 단말 장치를 포함하고,
    상기 사용자 단말장치, 중앙서버, 충전장치, 전기자동차는 독립적으로 구성되고, 각 장치 내부의 통신부를 통해서 필요한 정보를 주고 받아서 전기자동차의 충전동작을 자동 제어하고,
    상기 전기 자동차는, 전기 요금이 사용자가 설정한 요금 이하이면 전기 자동차를 충전하는 전기 요금 단가 하한선, 충전 용량이 사용자가 설정한 하한선 이하가 되면 충전하는 강제 충전 용량 하한선, 및 사용자가 설정한 시간이 되면 충전을 시작하는 강제 충전 시작 시간으로 구성된 충전 옵션을 저장하고, 충전동작시에 충전장치로 제공하여 전기자동차의 충전조건으로 이용하는 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고유 정보는,
    상기 전기 자동차를 식별하기 위한 식별 정보 및 상기 전기 자동차를 소유한 사용자 정보를 포함하는 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전량 정보는,
    충전 시작 일시, 충전 종료 일시, 사용 전기 에너지, kWh당 전기 단가 요금 또는 상기 전기 자동차의 전체 충전 요금 중 적어도 하나인 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙 서버는,
    상기 충전량 정보에 근거하여 전력 통계 정보를 생성하여 상기 사용자 단말 장치로 전달하고,
    상기 전력 통계 정보는,
    충전 사용량 시간대별 추이, 전달 전기 충전량, 전달 전기 충전 요금, 년간 전력 사용 통계 또는 시간대별 충전 요금 단가 추이 중 적어도 하나인 전기 자동차의 충전 요금 정산 시스템.
  7. 삭제
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