KR101968551B1 - 전기자동차 공유형 배터리, 전기자동차 공유형 배터리 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

전기자동차 공유형 배터리, 전기자동차 공유형 배터리 관리 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 전기자동차에 탈부착되는 전기자동차 공유형 배터리는, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함한 배터리부, 상기 배터리부의 내부 상태 및 상기 배터리부의 내부 상태에 영향을 주는 환경정보 중 적어도 하나로 전기자동차 공유형 배터리의 상태정보를 발생하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System) 및 전기자동차 공유형 배터리의 상태정보 및 고유정보를 네트워크(network)의 적어도 하나의 목적지(destination)로 전송하는 통신부를 포함한다.

Description

전기자동차 공유형 배터리, 전기자동차 공유형 배터리 관리 시스템 및 방법{SHARED BATTERY OF ELCTRIC VEHICLE, SYSTEM AND METHOD OF MANAGING THEREOF}
본 발명은 전기자동차 공유형 배터리, 전기자동차 공유형 배터리 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 전기자동차에 탈부착 가능한 공유형 배터리가 스스로 상태를 파악하여 이를 제공하는 기술에 관한 것이다.
국내외적으로 엔진차량의 증가에 따른 화석연료의 사용으로 대기오염이 심화됨에 따라 자동차 분야에서도 환경규제가 강화되고 있으며, 전기자동차(Electric Vehicle) 등과 같은 친환경 차량의 보급을 통해 배출가스 저감사업이 활발히 진행되고 있다.
이러한 전기자동차의 구동원으로, 전기자동차에 탈착 가능한 공유형 배터리(Shared Battery)가 사용되고 있다.
이 공유형 배터리는 한 명의 사용자에 의해서 사용되는 것이 아닌, 다양한 사용자들에 의해서 사용된다.
하지만, 이러한 공유형 배터리의 자체 관리가 이루어지지 않고 있는 실정이다. 이로 인해서 사용자는 공유형 배터리의 성능 상태, 충전 및 방전 히스토리(history) 등을 파악하지 못한 상태에서, 공유형 배터리를 이용하여 전기자동차를 구동하게 된다.
이렇게 되는 경우에 사용자가 기대한 공유형 배터리의 충전량에 따른 주행거리 만큼 전기자동차가 주행하지 못할 수도 있다. 또한 폐기되어야 할 공유형 배터리가 계속 사용되는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서 공유형 배터리 자체를 관리할 수 있는 방안이 시급히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-1430531호(등록일 : 2014년 08월 08일)가 있다.
전기자동차에 탈부착 가능한 공유형 배터리가 스스로 상태 등을 파악하여 이를 제공하는 전기자동차 공유형 배터리, 전기자동차 공유형 배터리 관리 시스템 및 방법이 제안된다.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급한 해결 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따른 전기자동차에 탈부착되는 전기자동차 공유형 배터리는, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함한 배터리부; 상기 배터리부의 내부 상태 및 상기 배터리부의 내부 상태에 영향을 주는 환경정보 중 적어도 하나로 전기자동차 공유형 배터리의 상태정보를 발생하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System); 및 전기자동차 공유형 배터리의 상태정보 및 고유정보를 네트워크(network)의 적어도 하나의 목적지(destination)로 전송하는 통신부를 포함한다.
상기 배터리부의 내부 상태는, 충전 또는 방전에 따라 변화되는 배터리부의 충전량과, 배터리부가 어느 정도 퇴화되었는지를 나타내는 것으로 충전가능 또는 불가능 상태를 파악하는데 사용되는 배터리부의 성능상태(State of Health) 중 적어도 하나로 파악될 수 있다.
상기 배터리 관리 시스템은, 상기 배터리부의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작은가를 검사하여, 작으면 상기 배터리부의 충전 불가능 상태로 파악할 수 있다.
상기 통신부는, 상기 배터리부의 충전 불가능 상태이면 이를 상기 공유형 배터리의 고유정보와 함께 상기 네트워크의 적어도 하나의 목적지로 전송할 수 있다.
상기 목적지가 상기 배터리부를 충전하는 충전시스템인 경우, 상기 통신부는 상기 공유형 배터리의 고유정보와 상기 배터리부의 충전 불가능 상태정보를 상기 충전시스템으로 전송하면서, 상기 배터리부의 충전 시작 또는 충전 진행의 중단을 요청할 수 있다.
상기 배터리부의 내부 상태에 영향을 주는 환경 정보는, 상기 배터리부를 충전하는 충전시스템의 정보, 상기 배터리부의 충전 전기로 구동되는 전기자동차의 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 공유형 배터리의 고유정보는, 상기 통신부를 구현하는 하드웨어(hardware)의 E-ID(Electronics IDentification)일 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 전기자동차 공유형 배터리 관리시스템은, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함한 배터리부를 포함하며, 전기자동차에 탈부착 가능하며, 배터리부의 내부 상태 및 배터리부의 내부 상태에 영향을 주는 환경정보 중 적어도 하나로 자신의 상태정보를 발생하여 이를 자신의 고유정보와 함께 네트워크로 전송하는 전기자동차 공유형 배터리; 와 네트워크를 통하여 수신되는 전기자동차 공유형 배터리의 상태정보 및 고유정보를 누적하여 배터리 상태 데이터베이스를 구축하는 관리 서버를 포함한다.
상기 배터리부의 내부 상태는, 충전 또는 방전에 따라 변화되는 배터리부의 충전량과, 배터리부가 어느 정도 퇴화되었는지를 나타내는 것으로 충전가능 또는 불가능 상태를 파악하는데 사용되는 배터리부의 성능상태(State of Health) 중 적어도 하나로 파악될 수 있다.
상기 배터리부의 내부 상태에 영향을 주는 환경정보는, 배터리부를 충전하는 충전시스템의 정보, 배터리부의 충전 전기로 구동되는 전기자동차의 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 배터리부의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작은가의 검사는, 상기 공유형 배터리, 상기 배터리부를 충전하는 충전시스템, 상기 공유형 배터리를 장착한 전기자동차 및 상기 관리 서버 중 어느 하나에 의해서 이루어질 수 있다.
상기 설정된 성능상태 값보다 작은가의 검사가 상기 공유형 배터리에 의해서 이루어지는 경우, 상기 공유형 배터리는 상기 배터리부의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작으면 상기 배터리부의 충전 불가능 상태로 파악하여, 이를 상기 배터리부를 충전하는 충전시스템, 상기 공유형 배터리를 장착한 전기자동차 및 상기 관리 서버 중 적어도 하나로 전송할 수 있다.
상기 공유형 배터리는, 상기 배터리부의 충전 불가능한 상태 정보를 상기 충전시스템으로 전송하면서, 상기 배터리부의 충전 시작 또는 충전 진행의 중단을 요청할 수 있다.
상기 설정된 성능상태 값보다 작은가의 검사가 상기 충전시스템에 의해서 이루어지는 경우, 상기 충전 시스템은, 상기 배터리부의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작으면, 상기 배터리부의 충전 불가능 상태로 파악하여 이를 상기 공유형 배터리를 장착한 전기자동차 및 상기 관리 서버 중 적어도 하나로 전송하면서, 자체적으로 상기 배터리부의 충전 시작 또는 충전 진행을 중단할 수 있다.
상기 배터리 상태 데이터베이스는, 적어도 하나의 전기자동차 공유형 배터리의 고유정보를 저장하는 고유정보 데이터베이스; 전기자동차 공유형 배터리의 고유정보마다, 해당 전기자동차 공유형 배터리 내 배터리부의 충전량 값들, 성능상태 값들, 충전 불가능 상태정보 및 배터리부를 충전한 적어도 하나의 충전스테이션의 정보 중 적어도 하나를 매치시켜 저장하는 배터리 히스토리 데이터베이스; 및 전기자동차 공유형 배터리의 고유정보마다, 해당 전기동차 공유형 배터리 내 배터리부의 충전 전기에 의해서 구동된 적어도 하나의 전기자동차의 정보를 매칭시켜 저장하는 전기자동차 정보 데이터베이스를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 적어도 하나의 배터리 셀을 포함한 배터리부를 포함하며 전기자동차에 탈부착되는 전기자동차 공유형 배터리가 수행하는 전기자동차 공유형 배터리 관리방법으로, 상기 배터리부의 내부 상태 및 상기 배터리부의 내부 상태에 영향을 주는 환경정보 중 적어도 하나로 전기자동차 공유형 배터리의 상태정보를 발생하는 단계; 와 상기 전기자동차 공유형 배터리의 상태정보 및 고유정보를 네트워크(network)의 적어도 하나의 목적지로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 공유형 배터리, 전기자동차 공유형 배터리 관리시스템 및 방법에 따르면, 전기자동차에 탈부착 가능한 공유형 배터리가 스스로 상태 등을 파악하여 이를 제공함으로써, 사용자가 기대한 공유형 배터리의 충전량에 따른 주행거리 만큼 전기자동차가 주행하지 못하는 문제점을 미연에 방지할 수 있다.
또한 폐기되어야 할 공유형 배터리가 계속 사용되는 문제점을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 공유형 배터리의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 공유형 배터리 관리시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 배터리 상태 데이터베이스의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 공유형 배터리 관리방법에 대한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.　
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.　
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 공유형 배터리의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 공유형 배터리(20)는, 전기자동차에 탈부착되며 자신의 상태 및 이에 영향을 주는 환경 중 적어도 하나를 스스로 체크하여 이를 네트워크(network)의 적어도 하나의 목적지(destination)로 전송한다.
이때 적어도 하나의 목적지는, 전기자동차 공유형 배터리(20)가 장착되는 전기자동차, 전기자동차 공유형 배터리(20)을 충전하는 충전시스템, 전기자동차의 탑승자가 소지하는 사용자 단말기 등 중 적어도 하나일 수 있다.
그리고 목적지는 네트워크에 연결된 목적지의 네트워크 주소를 포함하는 개념일 수 있다.
예를 들어 목적지가 공유형 배터리(20)를 장착한 전기자동차인 경우 해당 전기자동차의 네트워크 주소일 수 있다. 목적지가 공유형 배터리(20)를 충전하는 충전시스템인 경우 해당 충전시스템의 네트워크 주소일 수 있다. 목적지가 전기자동차의 탑승자가 소지하는 사용자 단말기인 경우 해당 사용자 단말기의 네트워크 주소일 수 있다. 그리고 사용자 단말기를 전기자동차의 탑승자가 소지하는 단말기로 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
이러한 전기자동차 공유형 배터리(20)는 배터리부(22), 배터리 관리 시스템(Battery Management System)(26) 및 통신부(28)를 포함한다.
배터리부(22)는 적어도 하나의 배터리 셀(24)을 포함하여 구성된다. 배터리 셀(24)은 여러 번 충전이 가능한 이차전지(secondary cell)일 수 있으며, 납축전지, 니켈-카드뮴 전지(NiCd), 니켈-수소 축전지(NiMH), 리튬-이온 전지(Li-ion) 또는 리튬-이온 폴리머 전지(Li-ion polymer)일 수 있다.
배터리 관리 시스템(26)은 배터리부(22)의 내부 상태 및 배터리부(22)의 내부 상태에 영향을 주는 환경정보 중 적어도 하나로 전기자동차 공유형 배터리(20)의 상태정보를 발생한다.
이때, 상기 배터리 셀(22)의 내부 상태는, 충전 또는 방전에 따라 변화되는 배터리부(22)의 충전량, 배터리부(22)가 노화된 후의 충전가능용량으로 충전가능 또는 불가능 상태를 파악기 위해 사용되는 배터리부(22)의 성능상태(State of Health) 중 적어도 하나로 파악될 수 있다.
이러한 배터리부(22)의 충전량을 체크하기 위해서 배터리 관리 시스템(26)은 배터리 충전량 검사부(미도시)를 포함할 수 있다.
배터리 충전량 검사부는 배터리부(22)에 부착되는 센서를 통하여 배터리부(22)로 입력되는 입력 전류값 및 배터리부(22)로부터 출력되는 출력 전류값을 측정한다. 이후 배터리 충전량 검사부는 입력 전류값 및 출력 전류값을 이용하여 가산 또는 감산되는 전하량을 구하고, 구해진 전하량을 기존 충전량에 반영하여 현재 배터리부(22)의 충전량을 산출한다. 상기 배터리부(22)에 부착되는 센서에는 션트(Shunt)라는 저항이 부착되어 배터리부(22)에 입력 및 출력되는 전류값을 측정할 수 있다. 그리고 배터리부(22)로 입력되는 입력 전류값은, 전기자동차 공유형 배터리(20)가 장착된 전기자동차에 설치된 발전기 및 전기자동차 외부의 충전시스템, 예를 들어 충전스테이션 중 적어도 하나로부터 입력되는 전류값일 수 있다.
이외에 배터리 충전량 검사부는 배터리부(22)의 동작 특성을 표현하는 배터리 모델을 사용하는 칼만필터 방식을 이용하여 배터리부(22)의 충전량을 추정할 수 있다. 즉 배터리부(22)의 내부 저항과 커패시터를 포함하는 등가회로로 표현되는 배터리 모델에 대한 충방전 전류와 온도 등을 기초로 확장 칼만 필터(EKF: Extended Kalman Filter)를 이용하여 배터리부(22)의 충전량을 추정할 수도 있다.
또한 배터리부(22)가 노화된 후의 충전가능용량으로 충전가능 또는 불가능 상태를 파악기 위해 사용되는 배터리부(22)의 성능상태를 체크하기 위해서 배터리 관리 시스템(26)은 성능상태 검사부(미도시)를 포함할 수 있다.
성능상태 검사부는 일정 주파수의 부하를 직접 배터리부(22)에 인가하여 그 임피던스를 측정하여 성능상태를 파악하거나, 또는 일정기간 동안 배터리부(22)의 전압, 전류 페어(pair) 데이터를 획득하여 간접 임피던스나 퇴화용량을 추론하거나 또는 특정 전압 구간 내 배터리부(22)의 충전용량을 전류 적산을 통해 계산하여서, 배터리부(22)의 성능상태를 추정할 수 있다. 그러나 이러한 방법에 한정되지 않는다.
이 배터리부(22)의 성능상태는 시효(aging) 효과로 인한 배터리부(22)의 용량 특성 변화를 정량적으로 나타내주는 파라미터로서, 배터리부(22)의 용량이 어느 정도 퇴화 되었는지를 알 수 있도록 해준다. 따라서 배터리부(22)의 성능상태를 알면 적절한 시점에 배터리부(22)를 교체할 수 있고 즉 전기자동차 공유형 배터리(20)를 교체할 수 있고, 배터리부(22)의 사용기간에 따라 배터리부(22)의 충방전 용량을 조절하여 배터리부(22)의 과충전과 과방전을 방지할 수 있다.
배터리부(22)는 사용될 때마다 충전할 수 있는 용량이 점점 낮아지게 된다. 즉 사이클이 '0'일 때 배터리부(22)의 충전 가능 용량이 100%이고, 사이클이 '500'이 되면 배터리부(22)의 충전 가능 용량은 97.5%로 낮아지며, 사이클이 '1000'이 되면 배터리부(22)의 충전 가능 용량은 93.7%가 되고, 사이클이 '2500'이 되면 배터리부(22)의 충전 가능 용량은 85%까지 낮아지게 된다. 이처럼 배터리부(22)의 충전 가능 용량이 낮아지게 되면 배터리부(22)을 충전하더라도 주행 거리가 짧아지게 된다.
이로 인해서 배터리부(22)의 성능상태 추정이 중요하게 되며, 이는 상기한 바와 같이 성능상태 검사부에 의해서 이루어질 수 있다.
그리고 배터리부(22)의 충전가능 또는 충전불가능 상태를 파악하는데 배터리부(22)의 성능상태가 사용되는데, 배터리부(22)의 충전불가능 상태를 나타내는 기준 값으로 사용되는 성능상태(설정된 성능상태)는 배터리부(22)의 충전가능용량이 65%인 것으로 설정될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
이에 따라 배터리 관리 시스템(26)은 배터리부(22)의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작으면 배터리부(22)가 충전 불가능 상태인 것으로 판단할 수 있다.
한편, 상기 배터리부(22)의 내부 상태에 영향을 주는 환경 정보는, 배터리부(22)를 충전하는 충전시스템의 정보, 배터리부(22)의 충전 전기로 구동되는 전기자동차의 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때 충전시스템의 정보는 충전시스템이 위치한 위치, 충전시스템에서 충전가능한 배터리 종류, 충전시스템에서 충전중인 배터리의 타입 및 개수 등을 포함할 수 있다.
그리고 전기자동차의 정보는, 전기자동차의 차종, 전기자동차에 장착 가능한 배터리 타입 등을 포함할 수 있다.
통신부(28)는 전기자동차 공유형 배터리(20)의 상태정보 및 고유정보를 네트워크(network)의 적어도 하나의 목적지(destination)로 전송한다.
이러한 통신부(28)는 LPWA(Low Power Wide Area) 모듈로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이때 전기자동차 공유형 배터리(20)의 고유정보는, 통신부(28)를 구현하는 하드웨어(hardware)의 E-ID(Electronics IDentification)일 수 있다. 예를 들어, 통신부(28)가 LPWA 모듈로 구현되는 경우 전기자동차 공유형 배터리(20)의 고유정보는 LPWA 모듈의 E-ID일 수 있다.
한편, 통신부(28)는 배터리 관리 시스템(26)에 의해서, 배터리부(22)의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작은 것으로 검사되어 배터리부(22)의 충전 불가능 상태로 파악되었으며, 배터리부(22)의 충전 불가능 상태 정보를 전기자동차 공유형 배터리(20)의 고유정보와 함께 네트워크의 적어도 하나의 목적지로 전송할 수 있다.
이러한 목적지가 배터리부(22)를 충전하는 충전시스템인 경우, 통신부(28)는 전기자동차 공유형 배터리(20)의 고유정보와 배터리부(22)의 충전 불가능 상태정보를 충전시스템으로 전송하면서, 배터리부(22)의 충전 시작 또는 충전 진행의 중단을 요청할 수 있다.
이를 통해서 불필요한 배터리부(22)의 충전을 방지할 수 있으며, 이로 인해서 전기가 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 공유형 배터리 관리시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 전기자동차 공유형 배터리 관리시스템은, 전기자동차 공유형 배터리(20)와 관리 서버(50)를 포함한다.
전기자동차 공유형 배터리(20)는 적어도 하나의 배터리 셀(24)을 포함한 배터리부(22)를 포함하며, 전기자동차(10)에 탈부착 가능하다.
이 공유형 배터리(20)는 배터리부(22)의 내부 상태 및 배터리부(22)의 내부 상태에 영향을 주는 환경정보 중 적어도 하나로 자신의 상태정보를 발생하여 이를 자신의 고유정보와 함께 네트워크로 전송한다.
이때, 배터리부(22)의 내부 상태는, 충전 또는 방전에 따라 변화되는 배터리부(22)의 충전량과, 배터리부(22)가 어느 정도 퇴화되었는지를 나타내는 것으로 충전가능 또는 불가능 상태를 파악하는데 사용되는 배터리부(22)의 성능상태(State of Health) 중 적어도 하나로 파악될 수 있다.
그리고, 배터리부(22)의 내부 상태에 영향을 주는 환경정보는, 배터리부(22)를 충전하는 충전시스템(30)의 정보, 배터리부(22)의 충전 전기로 구동되는 전기자동차(10)의 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
관리 서버(50)는 네트워크를 통하여 수신되는 전기자동차 공유형 배터리(20)의 상태정보 및 고유정보를 누적하여 배터리 상태 데이터베이스(52)를 구축한다.
한편 공유형 배터리(20) 내 배터리부(22)의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작은가의 검사는, 공유형 배터리(20), 배터리부(22)를 충전하는 충전시스템(30), 공유형 배터리(20)를 장착한 전기자동차(10) 및 관리 서버(50) 중 어느 하나에 의해서 이루어질 수 있다.
이때, 배터리부(22)의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작은가의 검사가 공유형 배터리(20)에 의해서 이루어지는 경우, 공유형 배터리(20)는 배터리부(22)의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작으면, 배터리부(22)의 충전 불가능 상태로 파악하여, 이를 배터리부(22)를 충전하는 충전시스템(30), 공유형 배터리(20)를 장착한 전기자동차(10) 및 관리 서버(50) 중 적어도 하나로 전송할 수 있다. 이때 배터리부(22)의 충전 불가능 상태 정보는 공유형 배터리(20)의 고유정보와 함께 동시에 전송될 수 있다.
이에 따라 배터리부(22)의 충전 불가능 상태 정보를 수신하면, 배터리부(22)를 충전하는 충전시스템(30)은 배터리부(22)의 충전 시작 또는 충전 진행을 중단할 수 있다.
나아가, 공유형 배터리(20)는 배터리부(22)의 충전 불가능 상태정보를 배터리부(22)를 충전하는 충전시스템(30)으로 전송하면서, 동시에 배터리부(22)의 충전 시작 또는 충전 진행의 중단을 요청할 수 있다. 이에 따라 배터리부(22)를 충전하는 충전시스템(30)은 배터리부(22)의 충전 시작 또는 충전 진행을 중단할 수 있다.
즉 배터리부(22)를 충전하는 충전시스템(30)은 공유형 배터리(20)로부터 배터리부(22)의 충전 불가능 상태정보 또는 배터리부(22)의 충전 불가능 상태정보 및 충전시작 또는 충전 진행 중단 요청을 수신하는 경우, 배터리부(22)의 충전 시작 또는 충전 진행을 중단할 수 있다.
그리고 배터리부(22)의 충전 불가능 상태 정보를 수신하면, 공유형 배터리(20)를 장착한 전기자동차(10)는 해당 공유형 배터리(20)로 이동할 수 있는 이동거리를 시각적 및 청각적 중 적어도 하나의 방법으로 사용자에게 출력할 수 있다. 이와 동시에 또는 별개로 공유형 배터리(20)를 장착한 전기자동차(10)는 해당 공유형 배터리(20)를 교체 가능한 충전 시스템(30)들을 파악하여 시각적 및 청각적 중 적어도 하나의 방법으로 사용자에게 출력할 수 있다.
배터리부(22)의 충전 불가능 상태 정보를 수신하면, 관리 서버(50)는 이를 공유형 배터리(20)의 공유정보와 함께 배터리 상태 데이터베이스(52)에 저장할 수있다.
한편, 배터리부(22)의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작은가의 검사가 배터리부(22)를 충전하는 충전시스템(30)에 의해서 직접 이루어지는 경우, 충전 시스템(30)은, 배터리부(22)의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작으면, 배터리부(22)의 충전 불가능 상태로 파악하여 이를 공유형 배터리(20)를 장착한 전기자동차(10) 및 관리 서버(50) 중 적어도 하나로 전송하면서, 자체적으로 배터리부(22)의 충전 시작 또는 충전 진행을 중단할 수 있다.
관리 서버(50) 내 배터리 상태 데이터베이스(52)는 도 3에 도시된 바와 같이, 고유정보 데이터베이스(54), 배터리 히스토리 데이터베이스(56) 및 전기자동차 정보 데이터베이스(58)를 포함한다.
고유정보 데이터베이스(54)는, 적어도 하나의 전기자동차 공유형 배터리의 고유정보를 저장할 수 있다.
배터리 히스토리 데이터베이스(56)는, 전기자동차 공유형 배터리의 고유정보마다, 해당 전기자동차 공유형 배터리 내 배터리부의 충전량 값들, 성능상태 값들, 충전 불가능 상태정보 및 배터리부를 충전한 적어도 하나의 충전스테이션의 정보 중 적어도 하나를 매치시켜 저장할 수 있다.
전기자동차 정보 데이터베이스(58)는, 전기자동차 공유형 배터리의 고유정보마다, 해당 전기동차 공유형 배터리 내 배터리부의 충전 전기에 의해서 구동된 적어도 하나의 전기자동차의 정보를 매칭시켜 저장하는 전기자동차 정보 데이터베이스를 포함할 수 있다.
이 배터리 상태 데이터베이스(52)가 관리 서버(50) 내부에 구축되는 것으로 예시되었으나, 이에 한정되지 않고서 네트워크에 연결되면서 관리 서버(50)의 외부에 별개로 구축될 수 있다.
마찬가지로, 배터리 상태 데이터베이스(52) 내에 고유정보 데이터베이스(54), 배터리 히스토리 데이터베이스(56) 및 전기자동차 정보 데이터베이스(58)에 구축되는 것으로 예시되었으나, 이에 한정되지 않고서 네트워크에 연결되면서 배터리 상태 데이터베이스 (52)의 외부 및 관리 서버(50)의 외부에 구축될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차 공유형 배터리 관리방법에 대한 흐름도이다.
도 4에 도시된 공유형 배터리 관리방법의 수행은, 도 1에 도시된 전기자동차 공유형 배터리(20)에 의해서 수행될 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 공유형 배터리 관리방법은, 적어도 하나의 배터리 셀(24)을 포함한 배터리부(22)를 포함하며 전기자동차(10)에 탈부착되는 전기자동차 공유형 배터리(20)에 의해서 수행될 수 있다.
전기자동차 공유형 배터리(20)는, 내부에 포함되는 배터리부(22)의 내부 상태 및 배터리부(22)의 내부 상태에 영향을 주는 환경정보 중 적어도 하나를 이용하여 전기자동차 공유형 배터리(20)의 상태정보를 발생한다(S10). 구체적으로, S10 단계의 수행은 전기자동차 공유형 배터리(20)의 배터리 관리 시스템(26)에 의해서 수행될 수 있다.
이후, 전기자동차 공유형 배터리(20)는 전기자동차 공유형 배터리(20)의 상태정보 및 고유정보를 네트워크(network)의 적어도 하나의 목적지로 전송한다(S20). 구체적으로, S20 단계의 수행은 전기자동차 공유형 배터리(20)의 통신부(28)에 의해서 수행될 수 있다.
즉 적어도 하나의 목적지로 전송되는 공유형 배터리(20)의 상태정보는 배터리부(22)의 내부 상태 및 배터리부(22)의 내부 상태에 영향을 주는 환경정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
배터리부(22)의 내부 상태는, 충전 또는 방전에 따라 변화되는 배터리부(22)의 충전량, 배터리부(22)가 노화된 후의 충전가능용량으로 충전가능 또는 불가능 상태를 파악기 위해 사용되는 배터리부(22)의 성능상태(State of Health) 중 적어도 하나로 파악될 수 있다.
배터리부(22)의 내부 상태에 영향을 주는 환경 정보는, 배터리부(22)를 충전하는 충전시스템의 정보, 배터리부(22)의 충전 전기로 구동되는 전기자동차의 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 전기자동차 공유형 배터리(20)의 고유정보는, 통신부(28)를 구현하는 하드웨어(hardware)의 E-ID(Electronics IDentification)일 수 있다. 예를 들어, 통신부(28)가 LPWA 모듈로 구현되는 경우 전기자동차 공유형 배터리(20)의 고유정보는 LPWA 모듈의 E-ID일 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
10 : 전기자동차
20 : 전기자동차 공유형 배터리
22 : 배터리부
24 : 배터리 셀
26 : 배터리 관리 시스템
28 : 통신부
30 : 충전시스템
50 : 관리 서버
52 : 배터리 상태 데이터베이스
54 : 고유정보 데이터베이스
56 : 배터리 히스토리 데이터베이스
58 : 전기자동차 정보 데이터베이스
60 : 사용자 단말기

Claims (15)

  1. 전기자동차에 탈부착되며, 자신의 상태를 스스로 파악하여 외부의 네트워크로 제공하는 전기자동차 공유형 배터리에 있어서,
    적어도 하나의 배터리 셀을 포함한 배터리부;
    상기 배터리부의 내부 상태를 포함한 전기자동차 공유형 배터리의 상태정보를 발생하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System); 및
    전기자동차 공유형 배터리의 상태정보 및 고유정보를 네트워크(network)의 적어도 하나의 목적지(destination)로 전송하는 통신부를 포함하며,
    상기 배터리부의 내부 상태는, 충전 또는 방전에 따라 변화되는 배터리부의 충전량과, 배터리부가 어느 정도 퇴화되었는지를 나타내는 것으로 충전가능 또는 불가능 상태를 파악하는데 사용되는 배터리부의 성능상태(State of Health)로 파악되는, 전기자동차 공유형 배터리.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 관리 시스템은, 상기 배터리부의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작은가를 검사하여, 작으면 상기 배터리부의 충전 불가능 상태로 파악하는, 전기자동차 공유형 배터리.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 배터리부의 충전 불가능 상태이면 이를 상기 공유형 배터리의 고유정보와 함께 상기 네트워크의 적어도 하나의 목적지로 전송하는, 전기자동차 공유형 배터리.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 목적지가 상기 배터리부를 충전하는 충전시스템인 경우,
    상기 통신부는 상기 공유형 배터리의 고유정보와 상기 배터리부의 충전 불가능 상태정보를 상기 충전시스템으로 전송하면서, 상기 배터리부의 충전 시작 또는 충전 진행의 중단을 요청하는, 전기자동차 공유형 배터리.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기자동차 공유형 배터리의 상태정보는, 상기 배터리부의 내부 상태에 영향을 주는 환경정보를 더 포함하며,
    상기 배터리부의 내부 상태에 영향을 주는 환경 정보는,
    상기 배터리부를 충전하는 충전시스템의 정보, 상기 배터리부의 충전 전기로 구동되는 전기자동차의 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 전기자동차 공유형 배터리.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 공유형 배터리의 고유정보는, 상기 통신부를 구현하는 하드웨어(hardware)의 E-ID(Electronics IDentification)인, 전기자동차 공유형 배터리.
  8. 적어도 하나의 배터리 셀을 포함한 배터리부를 포함하며, 전기자동차에 탈부착 가능하며, 스스로, 배터리부의 내부 상태를 포함한 자신의 상태정보를 발생하여 이를 자신의 고유정보와 함께 네트워크로 전송하는 전기자동차 공유형 배터리; 와
    네트워크를 통하여 수신되는 전기자동차 공유형 배터리의 상태정보 및 고유정보를 누적하여 배터리 상태 데이터베이스를 구축하는 관리 서버를 포함하며,
    상기 배터리부의 내부 상태는, 충전 또는 방전에 따라 변화되는 배터리부의 충전량과, 배터리부가 어느 정도 퇴화되었는지를 나타내는 것으로 충전가능 또는 불가능 상태를 파악하는데 사용되는 배터리부의 성능상태(State of Health)로 파악되는, 전기자동차 공유형 배터리 관리 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 전기자동차 공유형 배터리의 상태정보는, 상기 배터리부의 내부 상태에 영향을 주는 환경정보를 더 포함하며,
    상기 배터리부의 내부 상태에 영향을 주는 환경 정보는,
    상기 배터리부를 충전하는 충전시스템의 정보, 상기 배터리부의 충전 전기로 구동되는 전기자동차의 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 전기자동차 공유형 배터리 관리 시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 배터리부의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작은가의 검사는, 상기 공유형 배터리, 상기 배터리부를 충전하는 충전시스템, 상기 공유형 배터리를 장착한 전기자동차 및 상기 관리 서버 중 어느 하나에 의해서 이루어지는, 전기자동차 공유형 배터리 관리 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 설정된 성능상태 값보다 작은가의 검사가 상기 공유형 배터리에 의해서 이루어지는 경우,
    상기 공유형 배터리는 상기 배터리부의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작으면 상기 배터리부의 충전 불가능 상태로 파악하여, 이를 상기 배터리부를 충전하는 충전시스템, 상기 공유형 배터리를 장착한 전기자동차 및 상기 관리 서버 중 적어도 하나로 전송하는, 전기자동차 공유형 배터리 관리 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 공유형 배터리는, 상기 배터리부의 충전 불가능한 상태 정보를 상기 충전시스템으로 전송하면서, 상기 배터리부의 충전 시작 또는 충전 진행의 중단을 요청하는, 전기자동차 공유형 배터리 관리 시스템.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 설정된 성능상태 값보다 작은가의 검사가 상기 충전시스템에 의해서 이루어지는 경우,
    상기 충전 시스템은, 상기 배터리부의 성능상태 값이 설정된 성능상태 값보다 작으면, 상기 배터리부의 충전 불가능 상태로 파악하여 이를 상기 공유형 배터리를 장착한 전기자동차 및 상기 관리 서버 중 적어도 하나로 전송하면서, 자체적으로 상기 배터리부의 충전 시작 또는 충전 진행을 중단하는, 전기자동차 공유형 배터리 관리 시스템.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 배터리 상태 데이터베이스는,
    적어도 하나의 전기자동차 공유형 배터리의 고유정보를 저장하는 고유정보 데이터베이스;
    전기자동차 공유형 배터리의 고유정보마다, 해당 전기자동차 공유형 배터리 내 배터리부의 충전량 값들, 성능상태 값들, 충전 불가능 상태정보 및 배터리부를 충전한 적어도 하나의 충전스테이션의 정보 중 적어도 하나를 매치시켜 저장하는 배터리 히스토리 데이터베이스; 및
    전기자동차 공유형 배터리의 고유정보마다, 해당 전기동차 공유형 배터리 내 배터리부의 충전 전기에 의해서 구동된 적어도 하나의 전기자동차의 정보를 매칭시켜 저장하는 전기자동차 정보 데이터베이스를 포함하는, 전기자동차 공유형 배터리 관리 시스템.
  15. 적어도 하나의 배터리 셀을 포함한 배터리부를 포함하며 전기자동차에 탈부착되어, 자신의 상태를 스스로 파악하여 외부의 네트워크로 제공하는 전기자동차 공유형 배터리가 수행하는 전기자동차 공유형 배터리 관리방법으로,
    상기 배터리부의 내부 상태를 포함한 전기자동차 공유형 배터리의 상태정보를 발생하는 단계; 와
    상기 전기자동차 공유형 배터리의 상태정보 및 고유정보를 네트워크(network)의 적어도 하나의 목적지로 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 배터리부의 내부 상태는, 충전 또는 방전에 따라 변화되는 배터리부의 충전량과, 배터리부가 어느 정도 퇴화되었는지를 나타내는 것으로 충전가능 또는 불가능 상태를 파악하는데 사용되는 배터리부의 성능상태(State of Health)로 파악되는, 전기자동차 공유형 배터리가 수행하는 전기자동차 공유형 배터리 관리방법.
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