KR101986643B1 - 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법 및 시스템 - Google Patents

전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의하면, 전기자동차에 설치되는 충전식 배터리와 교체식 배터리의 상태를 실시간으로 확인하는 배터리 모니터링부와, 운전자에게 제공할 배터리의 충전 및 교체 정보를 생산하는 충전 및 교체 정보 제공 제어부와, 전기자동차에 설치되는 운전자 인터페이스를 구비하는 배터리 충전 및 교체 정보 제공 시스템을 이용하여 운전자에게 배터리의 충전 및 교체 정보를 제공하는 방법으로서, 상기 배터리 모니터링부에 의해 상기 충전식 배터리의 잔량과 상기 교체식 배터리의 잔량이 실시간으로 확인되는 배터리 상태 확인 단계; 상기 충전식 배터리의 충전 또는 상기 교체식 배터리의 교체가 상기 운전자에게 안내되기 위한 안내조건의 만족 여부가 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 확인되는 안내조건 만족 여부 확인 단계; 및 상기 안내조건이 만족하는 경우에 상기 교체식 배터리의 교체조건의 만족 여부가 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 확인되는 교체조건 만족 여부 확인 단계를 포함하며, 상기 안내조건은 상기 충전식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리와 상기 교체식 배터리의 잔량에 의한 주행가는 거리의 합이 설정 주행거리보다 작은 경우인, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법이 제공된다.

Description

전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법 및 시스템 {METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING BATTERY CHARGING AND EXCHANGING INFORMATION FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기자동차의 배터리 정보 제공 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충전식 배터리와 교체식 배터리를 모두 사용하는 전기자동차에서 배터리의 충전 및 교체 정보를 운전자에게 제공하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
석유와 같은 화석에너지를 동력원으로 사용하는 자동차는 대기 환경을 오염시키는 가스를 배출하며, 지구 온난화의 주요 원인인 이산화탄소를 배출하므로 이를 개선하기 위하여 최근에는 전기를 에너지원으로 하는 전기자동차의 개발되어 사용되고 있다.
전기자동차는 일반적으로 충전식 배터리를 사용하는데, 충전식 배터리를 전기자동차는 긴 충전시간과 짧은 주행거리의 문제를 갖는다. 따라서, 전기자동차의 이용을 활성화하기 위해서는 운전자가 배터리의 효율적으로 관리하여 불편을 최소화할 수 있는 기술이 요구된다.
대한민국 등록특허 제10-1755504호 (2017.07.07.)
본 발명의 목적은 충전식 배터리와 교체식 배터리를 모두 구비하는 전기자동차를 운전하는 운전자에게 배터리의 적절한 충전 시기 및 교체 시기를 알려주는 배터리 충전 및 교체 정보 제공 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 전기자동차에 설치되는 충전식 배터리와 교체식 배터리의 상태를 실시간으로 확인하는 배터리 모니터링부와, 운전자에게 제공할 배터리의 충전 및 교체 정보를 생산하는 충전 및 교체 정보 제공 제어부와, 전기자동차에 설치되는 운전자 인터페이스를 구비하는 배터리 충전 및 교체 정보 제공 시스템을 이용하여 운전자에게 배터리의 충전 및 교체 정보를 제공하는 방법으로서, 상기 배터리 모니터링부에 의해 상기 충전식 배터리의 잔량과 상기 교체식 배터리의 잔량이 실시간으로 확인되는 배터리 상태 확인 단계; 상기 충전식 배터리의 충전 또는 상기 교체식 배터리의 교체가 상기 운전자에게 안내되기 위한 안내조건의 만족 여부가 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 확인되는 안내조건 만족 여부 확인 단계; 및 상기 안내조건을 만족하는 경우에 상기 교체식 배터리의 교체조건의 만족 여부가 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 확인되는 교체조건 만족 여부 확인 단계를 포함하며, 상기 안내조건은 상기 충전식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리와 상기 교체식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리의 합이 설정 주행거리보다 작은 경우인, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법이 제공된다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전기자동차에 설치되는 충전식 배터리와 교체식 배터리 각각의 잔량을 실시간으로 확인하는 배터리 모니터링부; 상기 배터리 모니터링부에 의해 확인되는 상기 충전식 배터리의 실시간 잔량 데이터와 상기 교체식 배터리의 실시간 잔량 데이터에 기초하여 운전자에게 제공할 상기 충전식 배터리의 충전 정보 및 상기 교체식 배터리의 교체 정보를 생산하는 충전 및 교체 정보 제공 제어부; 및 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부와 데이터를 주고받는 운전자 인터페이스를 포함하며, 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부는 안내조건이 만족하는 경우에 상기 충전식 배터리의 충전 또는 상기 교체식 배터리의 교체를 상기 운전자에게 상기 운전자 인터페이스를 통해 안내하며, 상기 안내조건은 상기 충전식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리와 상기 교체식 배터리의 잔량에 의한 주행가는 거리의 합이 설정 주행거리보다 작은 경우인, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 시스템이 제공된다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 전기자동차에 설치되는 충전식 배터리와 교체식 배터리 각각의 실시간 잔량 및 운전자의 운전 습관에 기초하여 충전식 배터리의 적절한 충전 시기와 교체식 배터리의 적절한 교체 시기를 운전자의 요구가 있기 전에 미리 안내하게 되므로, 전기자동차의 효율적인 주행 관리가 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 시스템을 도시한 블록도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법이 순서도로서 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법은, 충전식 배터리와 교체식 배터리를 모두 구비하는 전기자동차에서 충전식 배터리의 상태와 교체식 배터리의 상태를 확인하는 배터리 상태 확인 단계(S10)와, 전기자동차에 설치된 내비게이션의 목적지 설정 여부를 확인하는 목적지 설정 확인 단계(S15)와, 목적지 설정 확인 단계(S15)에서 목적지가 설정되어 있는 것으로 확인되는 경우에 완주 가능 여부를 확인하는 완주 여부 확인 단계(S20)와, 완주 여부 확인 단계(S20)에서 완주가 불가능한 것으로 확인되는 경우에 배터리 방식에 따른 소요시간 및 비용을 안내하는 시간 및 비용 안내 단계(S25)와, 시간 및 비용 안내 단계(S25)에 따라 배터리 방식에 따른 소요시간 및 비용을 안내한 후 운전자에게 충전식 배터리의 충전과 교체식 배터리의 교체 중 어느 하나를 선택할 것을 요청하는 충전 또는 교체 선택 요청 단계(S30)와, 충전 또는 교체 선택 요청 단계(S30)에 따라 운전자의 충전 선택 여부를 확인하는 충전 선택 확인 단계(S35)와, 충전 선택 확인 단계(S35)를 통해 운전자가 충전을 선택하지 않은 것으로 확인되는 경우에 교체식 배터리의 교체 시 주행 가능한 총 잔여거리와 교체식 배터리의 교체소를 안내하는 교체소 안내 단계(S40)와, 목적지 설정 확인 단계(S15)에서 목적지가 설정되어 있지 않은 것으로 확인되는 경우에 배터리의 충전 또는 교체 안내 조건의 만족 여부를 확인하는 안내조건 만족 여부 확인 단계(S45)와, 안내조건 만족 여부 확인 단계(S45)에서 안내조건을 만족하지 않는 것으로 확인되는 경우에 현재의 배터리 상태로 주행 가능한 거리를 안내하는 주행가능거리 안내 단계(S50)와, 안내조건 만족 여부 확인 단계(S45)에서 안내조건을 만족하는 것으로 확인되는 경우에 교체식 배터리에 대한 교체조건의 만족 여부를 확인하는 교체조건 만족 여부 확인 단계(S55)와, 교체조건 만족 여부 확인 단계(S55)에서 교체식 배터리에 대한 교체조건을 만족하지 않은 것으로 확인되는 경우에 충전식 배터리에 대한 충전조건 만족 여부를 확인하는 충전조건 만족 여부 확인 단계(S60)와, 충전조건 만족 여부 확인 단계(S60)에서 충전조건을 만족하는 것으로 확인되는 경우에 충전소를 안내하는 충전소 안내 단계(S65)를 포함한다.
도 2에는 도 1에 도시된 전기자동차의 운전자를 위한 배터리 충전 및 교체 정보 제공 방법을 수행하기 위한 시스템으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 운전자를 위한 배터리 충전 및 교체 정보 제공 시스템이 블록도로서 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 운전자를 위한 배터리 충전 및 교체 정보 제공 시스템(100)은, 전기자동차에 설치된 배터리의 상태를 확인하는 배터리 모니터링부(110)와, 전기자동차에 설치되어서 운전자에게 운전 경로 정보를 제공하는 내비게이션(120)과, 배터리 모니터링부(110)에 의해 확인되는 배터리 상태 데이터와 내비게이션(120)에 의해 확인되는 목적지 데이터를 기초로 운전자에게 제공할 배터리의 충전 및 교체 정보를 생산하는 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)와, 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)에 의해 생산된 배터리 충전 및 교체 정보를 운전자에게 제공하고 운전자의 선택 데이터를 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)로 전달하는 운전자 인터페이스(140)와, 배터리 충전소 정보를 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)로 제공하는 충전소 정보 제공부(150)와, 배터리 교체소 정보를 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)로 제공하는 교체소 정보 제공부(160)를 포함한다. 전기자동차의 운전자를 위한 배터리 충전 및 교체 정보 제공 시스템(100)은 주 배터리인 충전식 배터리와 보조 배터리인 교체식 배터리를 모두 구비하는 전기자동차의 운전자에게 충전식 배터리의 적절한 충전 시기 및 교체식 배터리의 적절한 교체 시기를 충전소 및 교체소와 함께 알려준다.
배터리 모니터링부(110)는 전기자동차에 설치된 충전식 배터리의 잔량과 전기자동차에 교체가능하게 설치된 교체식 배터리의 잔량을 실시간으로 확인하고, 실시간으로 확인된 충전식 배터리의 잔량 데이터와 교체식 배터리의 잔량 데이터를 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)로 제공한다.
내비게이션(120)은 전기자동차에 설치되어 운전자에게 운전 경로 정보를 제공하며, 운전자에 의해 내비게이션(120)에 목적지가 설정된 경우에는 목적지 데이터를 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)로 제공한다.
충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)는 배터리 모티너링부(110)로부터 제공되는 충전식 배터리의 잔량 데이터 및 교체식 배터리의 잔량 데이터, 내비게이션(120)으로부터 제공되는 목적지 데이터, 운전자의 운전 습관이 축적되어 학습 프로그램에 의해 생성된 운전 습관 데이터에 기초하여 운전자에게 제공할 배터리의 충전 및 교체 정보를 생산하고 생산된 충전 및 교체 정보를 운전자 인터페이스(140)를 통해 운전자에게 제공한다. 또한, 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)는 충전소 정보 제공부(150)를 통해 충전식 배터리의 충전을 위한 충전소 정보를 제공받으며, 교체식 배터리의 교체를 위한 교체소 정보를 제공받는다. 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)에 의해 생산되는 충전 및 교체 정보는 충전식 배터리의 적절한 충전 시기 및 적합한 충전소 정보와, 교체식 배터리의 적절한 교체 시기 및 적합한 교체소 정보를 포함한다. 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)는 전기자동차에 설치될 수도 있으며, 전기자동차와 떨어진 원격지에 위치하여 무선통신을 통해 전기자동차에 설치된 배터리 모니터링부(110), 내비게이션(120) 및 운전자 인터페이스(140)와 연결될 수도 있다. 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)는 하드웨어적으로 운전자에게 제공할 배터리의 충전 및 교체 정보를 생산하는 정보 제공 컴퓨터 프로그램 및 운전자의 운전 습관 데이터가 저장된 메모리 장치와, 메모리 장치에 저장된 정보 제공 컴퓨터 프로그램과 축적된 운전자의 운전 습관에 기초하여 운전 습관 데이터를 생성하기 위한 학습 프로그램을 실행하는 마이크로프로세서와, 다른 구성들(배터리 모니터링부(110), 내비게이션(120), 운전자 인터페이스(140), 충전소 정보 제공부(150), 교체소 정보 제공부(160))과의 유무선 통신을 위한 통신장치를 구비한다.
운전자 인터페이스(140)는 전기자동차에 설치되어서 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)에 의해 생산된 배터리 충전 및 교체 정보를 운전자에게 제공하고 운전자의 선택 데이터를 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)로 전달한다. 운전자의 선택 데이터는 충전 또는 교체 선택 데이터, 충전소 선택 데이터 및 교체소 선택 데이터를 포함한다.
충전소 정보 제공부(150)는 전기자동차에 설치된 충전식 배터리의 충전을 위한 충전소 정보 데이터를 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)로 제공한다. 충전소 정보 제공부(150)에 의해 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)로 제공되는 충전소 정보 데이터는 전기자동차의 근거리에 위치하고 비어있는 충전기가 존재하는 충전소들에 대한 위치 정보 데이터를 포함한다.
교체소 정보 제공부(160)는 전기자동차에 설치된 교체식 배터리의 교체를 위한 교체소 정보 데이터를 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)로 제공한다. 교체소 정보 제공부(160)에 의해 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)로 제공되는 교체소 정보 데이터는 전기자동차의 근거리에 위치하는 교체소들에 대한 위치 정보 데이터를 포함한다. 교체소는 주유소나 자동차 정비소 등일 수 있는데, 퀵 서비스 등의 배달 서비스를 통해 교체식 배터리를 받을 수 있는 장소도 포함한다.
이제, 도 1에 도시된 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법의 각 단계를 도 2에 도시된 시스템(100)을 함께 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다.
배터리 상태 확인 단계(S10)에서는 배터리 모니터링부(110)에 의해 전기자동차에 설치된 충전식 배터리의 잔량과 교체식 배터리의 잔량이 실시간으로 확인되며, 배터리 상태 확인 단계(S10)에서 확인된 충전식 배터리의 잔량 데이터와 교체식 배터리의 잔량 데이터는 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)로 제공된다.
목적지 설정 확인 단계(S15)에서는 전기자동차에 설치된 내비게이션(120)에 목적지가 설정되어 있는지가 확인된다. 목적지 설정 확인 단계(S15)는 내비게이션(120)으로부터 목적지 데이터를 제공받는 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)에 의해 수행된다. 목적지 설정 확인 단계(S15)에서 목적지가 설정되어 있는 것으로 확인되는 경우에는 완주 여부 확인 단계(S20)가 수행되고, 목적지가 설정되어 있지 않은 것으로 확인되는 경우에는 안내조건 만족 여부 확인 단계(S45)가 수행된다.
완주 여부 확인 단계(S20)에서는 배터리 상태 확인 단계(S10)를 통해 확인된 충전식 배터리의 잔량과 교체식 배터리의 잔량으로 내비게이션(120)에 설정된 목적지까지의 완주 가능 여부가 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)에 의해 확인된다. 완주 여부 확인 단계(S20)에서 목적지까지 완주가 가능한 것으로 확인되는 경우에는 배터리 상태 확인 단계(S10)가 계속 수행되며, 목적지까지 완주가 불가능한 것으로 확인되는 경우에는 시간 및 비용 안내 단계(S25)가 수행된다.
시간 및 비용 안내 단계(S25)에서는 배터리 방식에 따른 소요 시간 및 비용이 운전자에게 안내된다. 즉, 충전식 배터리를 충전하는 경우 소요되는 시간 및 비용 데이터가 충전소의 위치 및 충전 비용에 기초하여 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)에 의해 생산되고, 교체식 배터리를 교체하는 경우 소요되는 시간 및 비용 데이터가 교체소의 위치 및 교체 비용에 기초하여 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)에 의해 생산되며, 생산된 배터리 방식별 소요시간 및 비용 정보는 운전자 인터페이스(140)를 통해 운전자에게 제공된다. 시간 및 비용 안내 단계(S25)를 통해 배터리 방식에 따른 소요시간 및 비용이 운전자에게 안내된 후에는 충전 또는 교체 선택 요청 단계(S30)가 수행된다.
충전 또는 교체 선택 요청 단계(S30)에서는 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)가 운전자 인터페이스(140)를 통해 운전자에게 충전식 배터리의 충전과 교체식 배터리의 교체 중 어느 하나를 선택할 것을 요청한다. 운전자는 시간 및 비용 안내 단계(S25)를 통해 얻은 배터리 방식에 따른 소요시간 및 비용 정보를 고려하여 배터리의 충전 또는 배터리의 교체 중 원하는 방식을 적절하게 선탤할 수 있게 된다. 운전자는 배터리의 충전 또는 배터리의 교체 중 하나를 운전자 인터페이스를 이용하여 선택하고, 선택된 방식은 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)로 전달된다. 배터리의 충전 또는 교체에서 시간은 선택에서 중요한 요소이다. 충전은 교체에 비해 상당히 긴 시간을 필요로 하므로, 교체를 선택시 짧은 교체시간과 교체식 배터리의 잔가를 포인트로 보장할 수 있다.
충전 선택 확인 단계(S35)에서는 충전 또는 교체 선택 요청 단계(S30)에 따라 운전자가 충전을 선택했는지 여부가 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)에 의해 확인된다. 충전 선택 확인 단계(S35)에서 배터리의 충전이 선택된 것으로 확인되는 경우에는 충전소 안내 단계(S65)가 수행되고, 배터리의 충전이 선택되지 않고 배터리의 교체가 선택된 것으로 확인되는 경우에는 교체소 안내 단계(S40)가 수행된다.
충전소 안내 단계(S65)에서는 전기자동차의 실시간 위치에 기반하여 근거리에 위치하고 비어있는 충전기가 존재하는 적어도 하나의 충전소가 안내된다. 충전소 안내 단계(S65)는 충전소 정보 제공부(150)에 의해 제공되는 충전소 정보를 이용하여 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)가 운전자 인터페이스(140)를 통해 적절한 충전소 정보를 제공함으로써 수행된다.
교체소 안내 단계(S40)에서는 전기자동차의 실시간 위치에 기반하여 적합한 배터리 교체소가 적어도 하나 안내된다. 교체소 안내 단계(S40)에서는 배터리 교체시 주행가능항 총 잔여거리도 함께 안내된다. 교체소 안내 단계(S40)는 교체소 정보 제공부(160)에 의해 제공되는 교체소 정보를 이용하여 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)가 운전자 인터페이스(140)를 통해 적절한 교체소 정보를 제공함으로써 수행된다.
안내조건 만족 여부 확인 단계(S45)에서는 목적지 설정 확인 단계(S15)에서 목적지가 설정되어 있지 않은 것으로 확인되는 경우에 배터리의 충전 또는 교체 안내 조건의 만족 여부가 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)에 의해 확인된다. 본 실시예에서는 배터리의 충전 또는 교체 안내 조건은 부등식인 다음 수학식 1인 것으로 설명한다.
[수학식 1]
M1 + M2 < Mavg + nσ*s
수학식 1에서,
M1 : 충전식 배터리의 잔량으로 갈 수 있는 주행거리
M2 : 교체식 배터리의 잔량으로 갈 수 있는 주행거리
Mavg : 운전자의 평균 주행거리(운전 습관 데이터 기반)
n : 자연수
σ : 표준편차(운전 습관 데이터 기반)
s : 안전계수(운전자에 의해 선택)
주행가능거리 안내 단계(S50)에서는 안내조건 만족 여부 확인 단계(S45)에서 안내조건을 만족하지 않는 것으로 확인되는 경우에 현재의 배터리 상태로 주행가능한 거리가 운전자에게 안내된다. 주행가능거리 안내 단계(S50)는 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130) 및 운전자 인터페이스(140)에 의해 수행된다. 주행가능거리 안내 단계(S50)가 수행된 후에는 배터리 상태 확인 단계(S10)가 계속 수행된다.
교체조건 만족 여부 확인 단계(S55)에서는 안내조건 만족 여부 확인 단계(S45)에서 안내조건을 만족하는 것으로 확인되는 경우에 교체식 배터리에 대한 교체조건의 만족 여부가 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)에 의해 확인된다. 본 실시예에서는 교체식 배터리에 대한 교체조건은 부등식인 다음 수학식 2인 것으로 설명한다.
[수학식 2]
M2 < c1c2(t)M2max
여기서,
M2max : 교체식 배터리의 최대 주행거리
c1 : 운전자에 의해 설정된 상수(예 : 배터리 잔량이 10% 남았을 때 교체)
c2(t) : 운전자 특성과 교체식 배터리의 성능 감소 특성을 학습 프로그램을 통해 분석하여 도입된 상수(시간에 따라 가변)
교체조건 만족 여부 확인 단계(S55)에 의해 교체조건이 만족하는 것으로 확인되는 경우에 앞서서 설명된 교체소 안내 단계(S40)가 수행된다.
충전조건 만족 여부 확인 단계(S60)에서는 교체조건 만족 여부 확인 단계(S55)에서 교체식 배터리에 대한 교체조건을 만족하지 않은 것(본 실시예에서는 M2 > c1c2(t)M2max인 경우)으로 확인되는 경우에 충전식 배터리에 대한 충전조건 만족 여부가 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)에 의해 확인된다. 본 실시예에서는 충전식 배터리에 대한 충전조건은 부등식인 다음 수학식 3인 것으로 설명한다.
[수학식 3]
M1 > M2
충전조건 만족 여부 확인 단계(S60)에서 충전조건을 만족하는 것으로 확인되는 경우에는 충전소 안내 단계(S65)가 수행되고, 충전조건을 만족하기 않는 것(본 실시예에서는 M1 < M2인 경우)으로 확인되는 경우에는 앞서 설명된 충전 또는 교체 선택 요청 단계(S30)가 수행된다.
충전소 안내 단계(S65)에서는 충전조건 만족 여부 확인 단계(S60)에서 충전조건을 만족하는 것으로 확인되는 경우에 전기자동차의 실시간 위치에 기반하여 적합한 배터리 충전소가 적어도 하나 안내된다. 충전소 안내 단계(S65)는 충전소 정보 제공부(150)에 의해 제공되는 충전소 정보를 이용하여 충전 및 교체 정보 제공 제어부(130)가 운전자 인터페이스(140)를 통해 적절한 충전소 정보를 제공함으로써 수행된다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 배터리 충전 및 교체 정보 제공 시스템
110 : 배터리 모니터링부
120 : 내비게이션
130 : 충전 및 교체 정보 제공 제어부
140 : 운전자 인터페이스
150 : 충전소 정보 제공부
160 : 교체소 정보 제공부

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 전기자동차에 설치되는 충전식 배터리와 교체식 배터리의 상태를 실시간으로 확인하는 배터리 모니터링부와, 운전자에게 제공할 배터리의 충전 및 교체 정보를 생산하는 충전 및 교체 정보 제공 제어부와, 전기자동차에 설치되는 운전자 인터페이스를 구비하는 배터리 충전 및 교체 정보 제공 시스템을 이용하여 운전자에게 배터리의 충전 및 교체 정보를 제공하는 방법으로서,
    상기 배터리 모니터링부에 의해 상기 충전식 배터리의 잔량과 상기 교체식 배터리의 잔량이 실시간으로 확인되는 배터리 상태 확인 단계;
    상기 충전식 배터리의 충전 또는 상기 교체식 배터리의 교체가 상기 운전자에게 안내되기 위한 안내조건의 만족 여부가 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 확인되는 안내조건 만족 여부 확인 단계; 및
    상기 안내조건이 만족하는 경우에 상기 교체식 배터리의 교체조건의 만족 여부가 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 확인되는 교체조건 만족 여부 확인 단계를 포함하며,
    상기 안내조건은 상기 충전식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리와 상기 교체식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리의 합이 설정 주행거리보다 작은 경우이며,
    상기 안내조건은 부등식인 아래 수학식 1인, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법.
    [수학식 1]
    M1 + M2 < Mavg + nσ*s
    수학식 1에서,
    M1 : 충전식 배터리의 잔량으로 갈 수 있는 주행거리
    M2 : 교체식 배터리의 잔량으로 갈 수 있는 주행거리
    Mavg : 운전자의 평균 주행거리(운전 습관 데이터 기반)
    n : 자연수
    σ : 표준편차(운전 습관 데이터 기반)
    s : 안전계수(운전자에 의해 선택)
  3. 전기자동차에 설치되는 충전식 배터리와 교체식 배터리의 상태를 실시간으로 확인하는 배터리 모니터링부와, 운전자에게 제공할 배터리의 충전 및 교체 정보를 생산하는 충전 및 교체 정보 제공 제어부와, 전기자동차에 설치되는 운전자 인터페이스를 구비하는 배터리 충전 및 교체 정보 제공 시스템을 이용하여 운전자에게 배터리의 충전 및 교체 정보를 제공하는 방법으로서,
    상기 배터리 모니터링부에 의해 상기 충전식 배터리의 잔량과 상기 교체식 배터리의 잔량이 실시간으로 확인되는 배터리 상태 확인 단계;
    상기 충전식 배터리의 충전 또는 상기 교체식 배터리의 교체가 상기 운전자에게 안내되기 위한 안내조건의 만족 여부가 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 확인되는 안내조건 만족 여부 확인 단계; 및
    상기 안내조건이 만족하는 경우에 상기 교체식 배터리의 교체조건의 만족 여부가 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 확인되는 교체조건 만족 여부 확인 단계를 포함하며,
    상기 안내조건은 상기 충전식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리와 상기 교체식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리의 합이 설정 주행거리보다 작은 경우이며,
    상기 교체조건은 부등식인 아래 수학식 2인, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법.
    [수학식 2]
    M2 < c1c2(t)M2max
    여기서,
    M2 : 교체식 배터리의 잔량으로 갈 수 있는 주행거리
    M2max : 교체식 배터리의 최대 주행거리
    c1 : 운전자에 의해 설정된 상수
    c2(t) : 운전자 특성과 교체식 배터리의 성능 감소 특성을 학습 프로그램을 통해 분석하여 도입된 상수
  4. 전기자동차에 설치되는 충전식 배터리와 교체식 배터리의 상태를 실시간으로 확인하는 배터리 모니터링부와, 운전자에게 제공할 배터리의 충전 및 교체 정보를 생산하는 충전 및 교체 정보 제공 제어부와, 전기자동차에 설치되는 운전자 인터페이스를 구비하는 배터리 충전 및 교체 정보 제공 시스템을 이용하여 운전자에게 배터리의 충전 및 교체 정보를 제공하는 방법으로서,
    상기 배터리 모니터링부에 의해 상기 충전식 배터리의 잔량과 상기 교체식 배터리의 잔량이 실시간으로 확인되는 배터리 상태 확인 단계;
    상기 충전식 배터리의 충전 또는 상기 교체식 배터리의 교체가 상기 운전자에게 안내되기 위한 안내조건의 만족 여부가 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 확인되는 안내조건 만족 여부 확인 단계;
    상기 안내조건이 만족하는 경우에 상기 교체식 배터리의 교체조건의 만족 여부가 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 확인되는 교체조건 만족 여부 확인 단계; 및
    상기 교체조건이 만족하지 않는 경우에 상기 충전식 배터리에 대한 충전조건의 만족 여부가 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 확인되는 충전조건 만족 여부 확인 단계를 포함하며,
    상기 안내조건은 상기 충전식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리와 상기 교체식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리의 합이 설정 주행거리보다 작은 경우인, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 충전조건은 아래 수학식 3인, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법.
    [수학식 3]
    M1 > M2
    여기서,
    M1 : 충전식 배터리의 잔량으로 갈 수 있는 주행거리
    M2 : 교체식 배터리의 잔량으로 갈 수 있는 주행거리
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 충전조건이 만족하지 않는 경우에 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부가 상기 운전자 인터페이스를 통해 운전자에게 상기 충전식 배터리의 충전과 상기 교체식 배터리의 교체 중 어느 하나를 선택할 것을 요청하는 충전 또는 교체 선택 요청 단계를 더 포함하는, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법.
  7. 전기자동차에 설치되는 충전식 배터리와 교체식 배터리의 상태를 실시간으로 확인하는 배터리 모니터링부와, 운전자에게 제공할 배터리의 충전 및 교체 정보를 생산하는 충전 및 교체 정보 제공 제어부와, 전기자동차에 설치되는 운전자 인터페이스와, 전기자동차에 설치되어서 운전자에게 운전 경로 정보를 제공하는 내비게이션을 구비하는 배터리 충전 및 교체 정보 제공 시스템을 이용하여 운전자에게 배터리의 충전 및 교체 정보를 제공하는 방법으로서,
    상기 배터리 모니터링부에 의해 상기 충전식 배터리의 잔량과 상기 교체식 배터리의 잔량이 실시간으로 확인되는 배터리 상태 확인 단계;
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 상기 내비게이션에 의한 목적지 설정 여부가 확인되는 목적지 설정 확인 단계;
    상기 충전식 배터리의 충전 또는 상기 교체식 배터리의 교체가 상기 운전자에게 안내되기 위한 안내조건의 만족 여부가 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 확인되는 안내조건 만족 여부 확인 단계; 및
    상기 안내조건이 만족하는 경우에 상기 교체식 배터리의 교체조건의 만족 여부가 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 확인되는 교체조건 만족 여부 확인 단계를 포함하며,
    상기 안내조건은 상기 충전식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리와 상기 교체식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리의 합이 설정 주행거리보다 작은 경우이며,
    상기 목적지 설정 확인 단계를 통해 목적지가 설정되지 않은 것으로 확인되는 경우에 상기 안내조건 만족 여부 확인 단계가 수행되는, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 목적지 설정 확인 단계를 통해 목적지가 설정된 것으로 확인되는 경우에 상기 배터리 상태 확인 단계를 통해 확인된 상기 충전식 배터리의 잔량과 상기 교체식 배터리의 잔량으로 상기 목적지까지의 완주 가능 여부가 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 확인되는 완주 여부 확인 단계를 더 포함하는, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 완주 여부 확인 단계를 통해 완주가 불가능한 것으로 확인되는 경우에, 상기 충전식 배터리의 충전에 따른 소요 시간 및 비용과, 상기 교체식 배터리의 교체에 따른 소요 시간 및 비용이 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 의해 상기 운전자 인터페이스를 통해 안내되는 시간 및 비용 안내 단계를 더 포함하는, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 시간 및 비용 안내 단계가 수행된 후, 상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부가 상기 운전자 인터페이스를 통해 운전자에게 상기 충전식 배터리의 충전과 상기 교체식 배터리의 교체 중 어느 하나를 선택할 것을 요청하는 충전 또는 교체 선택 요청 단계를 더 포함하는, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 방법.
  11. 삭제
  12. 전기자동차에 설치되는 충전식 배터리와 교체식 배터리 각각의 잔량을 실시간으로 확인하는 배터리 모니터링부;
    상기 배터리 모니터링부에 의해 확인되는 상기 충전식 배터리의 실시간 잔량 데이터와 상기 교체식 배터리의 실시간 잔량 데이터에 기초하여 운전자에게 제공할 상기 충전식 배터리의 충전 정보 및 상기 교체식 배터리의 교체 정보를 생산하는 충전 및 교체 정보 제공 제어부; 및
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부와 데이터를 주고받는 운전자 인터페이스를 포함하며,
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부는 안내조건이 만족하는 경우에 상기 충전식 배터리의 충전 또는 상기 교체식 배터리의 교체를 상기 운전자에게 상기 운전자 인터페이스를 통해 안내하며,
    상기 안내조건은 상기 충전식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리와 상기 교체식 배터리의 잔량에 의한 주행가는 거리의 합이 설정 주행거리보다 작은 경우이며,
    상기 안내조건은 부등식인 아래 수학식 1인, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 시스템.
    [수학식 1]
    M1 + M2 < Mavg + nσ*s
    수학식 1에서,
    M1 : 충전식 배터리의 잔량으로 갈 수 있는 주행거리
    M2 : 교체식 배터리의 잔량으로 갈 수 있는 주행거리
    Mavg : 운전자의 평균 주행거리(운전 습관 데이터 기반)
    n : 자연수
    σ : 표준편차(운전 습관 데이터 기반)
    s : 안전계수(운전자에 의해 선택)
  13. 전기자동차에 설치되는 충전식 배터리와 교체식 배터리 각각의 잔량을 실시간으로 확인하는 배터리 모니터링부;
    상기 배터리 모니터링부에 의해 확인되는 상기 충전식 배터리의 실시간 잔량 데이터와 상기 교체식 배터리의 실시간 잔량 데이터에 기초하여 운전자에게 제공할 상기 충전식 배터리의 충전 정보 및 상기 교체식 배터리의 교체 정보를 생산하는 충전 및 교체 정보 제공 제어부; 및
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부와 데이터를 주고받는 운전자 인터페이스를 포함하며,
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부는 안내조건이 만족하는 경우에 상기 충전식 배터리의 충전 또는 상기 교체식 배터리의 교체를 상기 운전자에게 상기 운전자 인터페이스를 통해 안내하며,
    상기 안내조건은 상기 충전식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리와 상기 교체식 배터리의 잔량에 의한 주행가는 거리의 합이 설정 주행거리보다 작은 경우이며,
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부는 상기 안내조건이 만족하는 경우에 상기 교체식 배터리의 교체조건 만족 여부를 확인하며, 상기 교체조건은 아래 부등식인 아래 수학식 2인, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 시스템.
    [수학식 2]
    M2 < c1c2(t)M2max
    여기서,
    M2 : 교체식 배터리의 잔량으로 갈 수 있는 주행거리
    M2max : 교체식 배터리의 최대 주행거리
    c1 : 운전자에 의해 설정된 상수
    c2(t) : 운전자 특성과 교체식 배터리의 성능 감소 특성을 학습 프로그램을 통해 분석하여 도입된 상수
  14. 전기자동차에 설치되는 충전식 배터리와 교체식 배터리 각각의 잔량을 실시간으로 확인하는 배터리 모니터링부;
    상기 배터리 모니터링부에 의해 확인되는 상기 충전식 배터리의 실시간 잔량 데이터와 상기 교체식 배터리의 실시간 잔량 데이터에 기초하여 운전자에게 제공할 상기 충전식 배터리의 충전 정보 및 상기 교체식 배터리의 교체 정보를 생산하는 충전 및 교체 정보 제공 제어부; 및
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부와 데이터를 주고받는 운전자 인터페이스를 포함하며,
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부는 안내조건이 만족하는 경우에 상기 충전식 배터리의 충전 또는 상기 교체식 배터리의 교체를 상기 운전자에게 상기 운전자 인터페이스를 통해 안내하며,
    상기 안내조건은 상기 충전식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리와 상기 교체식 배터리의 잔량에 의한 주행가는 거리의 합이 설정 주행거리보다 작은 경우이며,
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부는 상기 안내조건이 만족하는 경우에 상기 교체식 배터리의 교체조건 만족 여부를 확인하며, 상기 교체조건이 만족하지 않는 경우에 상기 충전식 배터리에 대한 충전조건의 만족 여부를 추가로 확인하며, 상기 충전조건은 아래 수학식 3인, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 시스템.
    [수학식 3]
    M1 > M2
    여기서,
    M1 : 충전식 배터리의 잔량으로 갈 수 있는 주행거리
    M2 : 교체식 배터리의 잔량으로 갈 수 있는 주행거리
  15. 전기자동차에 설치되는 충전식 배터리와 교체식 배터리 각각의 잔량을 실시간으로 확인하는 배터리 모니터링부;
    상기 배터리 모니터링부에 의해 확인되는 상기 충전식 배터리의 실시간 잔량 데이터와 상기 교체식 배터리의 실시간 잔량 데이터에 기초하여 운전자에게 제공할 상기 충전식 배터리의 충전 정보 및 상기 교체식 배터리의 교체 정보를 생산하는 충전 및 교체 정보 제공 제어부;
    전기자동차에 설치되어서 운전자에게 운전 경로 정보를 제공하는 내비게이션; 및
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부와 데이터를 주고받는 운전자 인터페이스를 포함하며,
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부는 안내조건이 만족하는 경우에 상기 충전식 배터리의 충전 또는 상기 교체식 배터리의 교체를 상기 운전자에게 상기 운전자 인터페이스를 통해 안내하며,
    상기 안내조건은 상기 충전식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리와 상기 교체식 배터리의 잔량에 의한 주행가는 거리의 합이 설정 주행거리보다 작은 경우이며,
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부는 상기 내비게이션에 의해 목적지가 설정되지 않은 경우에만 상기 안내조건 만족 여부를 확인하는, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 시스템.
  16. 전기자동차에 설치되는 충전식 배터리와 교체식 배터리 각각의 잔량을 실시간으로 확인하는 배터리 모니터링부;
    상기 배터리 모니터링부에 의해 확인되는 상기 충전식 배터리의 실시간 잔량 데이터와 상기 교체식 배터리의 실시간 잔량 데이터에 기초하여 운전자에게 제공할 상기 충전식 배터리의 충전 정보 및 상기 교체식 배터리의 교체 정보를 생산하는 충전 및 교체 정보 제공 제어부;
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 상기 충전식 배터리를 충전하는 충전소 정보를 제공하는 충전소 정보 제공부; 및
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부와 데이터를 주고받는 운전자 인터페이스를 포함하며,
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부는 안내조건이 만족하는 경우에 상기 충전식 배터리의 충전 또는 상기 교체식 배터리의 교체를 상기 운전자에게 상기 운전자 인터페이스를 통해 안내하며,
    상기 안내조건은 상기 충전식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리와 상기 교체식 배터리의 잔량에 의한 주행가는 거리의 합이 설정 주행거리보다 작은 경우인, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 시스템.
  17. 전기자동차에 설치되는 충전식 배터리와 교체식 배터리 각각의 잔량을 실시간으로 확인하는 배터리 모니터링부;
    상기 배터리 모니터링부에 의해 확인되는 상기 충전식 배터리의 실시간 잔량 데이터와 상기 교체식 배터리의 실시간 잔량 데이터에 기초하여 운전자에게 제공할 상기 충전식 배터리의 충전 정보 및 상기 교체식 배터리의 교체 정보를 생산하는 충전 및 교체 정보 제공 제어부;
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 상기 교체식 배터리를 교체하는 교체소 정보를 제공하는 교체소 정보 제공부; 및
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부에 상기 충전식 배터리를 충전하는 충전소 정보를 제공하는 충전소 정보 제공부; 및
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부와 데이터를 주고받는 운전자 인터페이스를 포함하며,
    상기 충전 및 교체 정보 제공 제어부는 안내조건이 만족하는 경우에 상기 충전식 배터리의 충전 또는 상기 교체식 배터리의 교체를 상기 운전자에게 상기 운전자 인터페이스를 통해 안내하며,
    상기 안내조건은 상기 충전식 배터리의 잔량에 의한 주행가능 거리와 상기 교체식 배터리의 잔량에 의한 주행가는 거리의 합이 설정 주행거리보다 작은 경우인, 전기자동차의 운전자를 위한 배터리의 충전 및 교체 정보 제공 시스템.
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