KR102019526B1 - 전기 모터 차량 내에 통합되는 축전지를 충전시키기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기 모터 차량의 전기 구동 모터의 작동을 위한 전기 에너지를 저장하기 위해 전기 모터 차량(1) 내에 통합되는 축전지를 에너지 공급 네트워크로부터 취해질 전기 에너지로 충전시키기 위한 방법에 관한 것이다. 복잡하지 않은 충전 및 옮겨진 에너지량의 신뢰성 있는 집계 둘 모두를 가능하게 하기 위해, 전술된 방법으로서, 축전지가 전력 공급 네트워크에 연결되는 그리고 저전압 콘센트(power outlet)로서 설계되는 콘센트(2)에 연결되고, 에너지 공급 네트워크에 의해 콘센트를 통해 공급되는 전기 에너지를 측정하는 고정 전기 계량기의 카운터 식별자가 중앙 컴퓨터(4)로 전송되며, 전기 모터 차량의 차량 위치가 중앙 컴퓨터로 전송되고, 중앙 컴퓨터가 전기 계량기와 관련되는 카운터 위치를 전기 모터 차량의 전송된 차량 위치와 비교하며, 카운터 위치와 전송된 차량 위치가 일치하는 경우에, 축전지의 충전을 개시하는 충전 신호가 중앙 컴퓨터로부터 전기 모터 차량의 충전 장치(11)로 송신되고, 상기 충전 장치는 축전지에 대한 충전을 제어하는 방법이 제시된다.
Description
본 발명은 전기 모터 차량의 전기 구동 모터의 작동을 위한 전기 에너지를 저장하기 위해 전기 모터 차량 내에 통합되는 축전지를 에너지 공급 네트워크로부터 취해질 전기 에너지로 충전시키기 위한 방법에 관한 것이다.
전기 모터 차량은 전기 모터 차량을 구동시키기 위해, 즉 전기 모터 차량의 전기 구동 모터의 작동을 위해 요구되는 전기 에너지를 저장하는 축전지를 구비한다. 축전지는 일반적으로 전력 네트워크(power network)로 지칭되는 에너지 공급 네트워크를 통해 충전된다. DE 10 2008 044 526 A1은 각각의 경우에 제1 통신 연결부를 통해 메모리에 그리고 제2 통신 연결부를 통해 빌링 서버(billing server)에 연결되는 고정 충전 스테이션의 사용을 제공하는 방법 및 시스템을 개시한다. 또한, DE 10 2008 044 527 A1은 고정 충전 스테이션의 위치와 관계없이 전기를 획득하기 위한 이동 전력량계(electricity meter)를 개시하며, 여기에서 이동 전력량계는 이동 메모리 및 소비 유닛 내에 통합되거나 그것 상에 장착가능하다.
본 발명에 의해 다루어지는 문제는 간단하고 저렴한 방식으로 축전지의 수월한 충전 및 충전을 위해 에너지 공급 네트워크로부터 취해지는 에너지의 양의 신뢰성 있는 빌링 둘 모두를 가능하게 하는 방법을 규정하는 것이다.
이러한 문제는 본 발명에 따르면 서두에 언급된 유형의 방법으로서, 축전지가 에너지 공급 네트워크에 연결되는 그리고 저전압 플러그 소켓의 형태인 플러그 소켓에 연결되고, 에너지 공급 네트워크로부터 플러그 소켓을 통해 공급되는 전기 에너지를 측정하는 고정 전력량계(electricity meter)의 계량기 식별자(meter identifier)가 중앙 컴퓨터로 전송되며, 전기 모터 차량의 차량 위치가 중앙 컴퓨터로 전송되고, 전력량계에 할당되는 계량기 위치가 중앙 컴퓨터에 의해 전기 모터 차량의 전송된 차량 위치와 비교되며, 계량기 위치와 전송된 차량 위치가 일치하는 경우에, 축전지의 충전을 개시하는 충전 신호가 중앙 컴퓨터로부터 전기 모터 차량의 충전 장치로 송신되고, 상기 충전 장치는 축전지의 충전을 제어하는 방법에 의해 해소된다.
본 발명의 경우에, 전기 모터 차량이라는 용어는 오로지 전기 구동 모터만을 구비하는 차량으로 제한되지 않고, 오히려 전기 모터 차량은 또한 전기 구동 모터 및 적어도 하나의 다른 구동 모터, 예를 들어 내연 기관 둘 모두를 구비하는 하이브리드 전기 모터 차량일 수 있다.
본 발명의 경우에, 축전지를 충전시키기 위해 고가의 충전 기반 구조체(infrastructure)가 필요없는 것이 특히 유리하다. 특히, 충전이 사용자 및/또는 차량을 식별하기 위한 그리고 충전을 제어하기 위한 특정 장비를 구비하는 특정 충전 스테이션에서 일어나는 것이 필수적이지 않다. 대신에, 본 발명에 따른 방법은 모든 가정에 존재하는 바와 같은 종래의 저전압 플러그 소켓의 사용을 제공한다. 이와 같은 플러그 소켓은 보통 가정용 플러그 소켓으로도 지칭된다. 예를 들어 충전을 제어하기 위한 송신/수신 장치 또는 장비와 같은, 플러그 소켓에 대한 추가의 장치가 본 발명에서는 불필요하다. 플러그 소켓은 바람직하게는 230 V의 전압의 전력 공급을 위한 단상 교류 플러그 소켓 또는 400 V의 전압의 전력 공급을 위한 3상 교류 플러그 소켓일 수 있다. 축전지는 예를 들어 전기 충전 케이블에 의해 또는 예를 들어 유도 충전 장치에 의해 플러그 소켓에 연결된다.
에너지 공급 네트워크로부터 플러그 소켓을 통해 공급되는 전기 에너지는 전력량계를 사용하여 측정된다. 원칙적으로, 전력량계는 예를 들어 우편 주소에의 할당에 의해 특정 위치 및 특정 고객에 할당된다. 오용을 방지하기 위해, 본 발명은 전력량계의 계량기 식별자, 예를 들어 간단히 계량기 숫자가 중앙 컴퓨터로 전송된다. 이는 예를 들어 전기 모터 차량의 차량 사용자가 계량기 식별자를 이동 전화에 수동으로 입력하고 식별자를 이동 전화 네트워크의 이동 전화 연결을 통해 중앙 컴퓨터로 전달함으로써 일어날 수 있다. 예를 들어, 계량기 식별자가 컴퓨터, 예컨대 개인용 컴퓨터(PC)에 입력되고, 식별자가 유선 또는 무선 데이터 연결을 통해 중앙 컴퓨터로 전달되는 것도 또한 고려가능하다. 계량기 식별자는 에너지 공급 네트워크로부터 취해지는 전기 에너지를 특정 전력량계와 따라서 전기 에너지를 제공하는 에너지 공급자의 특정 가정 또는 할당된 고객에게 명확하게 할당하는 것을 가능하게 하여, 그 결과 그것에 할당되는, 취해진 전기 에너지의 빌링(billing)이 일어날 수 있다.
차량 위치는 차량 위치 데이터에 의해 규정된다. 이는 간단히 GPS(global positioning system)(위성 위치 확인 시스템) 데이터일 수 있다. 바람직하게는, 차량 위치 데이터는 이동 전화 연결, 예를 들어 GSM(global system for mobile communications)(세계 이동 통신 시스템) 연결을 통해 중앙 컴퓨터로 전송된다. 차량 위치는 바람직하게는 허용 오차 범위를 갖고서 규정된다.
바람직하게는 이른바 백-엔드 서버(back-end server)일 수 있는 중앙 컴퓨터는 예를 들어 에너지 공급 네트워크에 전기 에너지를 공급하는 에너지 공급자의 컴퓨터일 수 있다. 그러나, 중앙 컴퓨터는 바람직하게는 에너지 공급자의 컴퓨터와 하나의 동일한 컴퓨터가 아니라, 데이터 전송을 위해 상기 컴퓨터에 적어도 일시적으로 연결되며; 따라서 전기 모터 차량의 축전지의 충전이 에너지 공급자와 관계없이 공통 중앙 컴퓨터를 통해 처리되는 것이 가능하다. 원칙적으로, 축전지는 따라서 전기 에너지를 에너지 공급 네트워크에 공급하는 임의의 에너지 공급자를 사용하여 본 발명에 따라 충전될 수 있으며, 이때 선택적으로 예를 들어 차량 사용자 또는 플러그-소켓 소유자와 에너지 공급자 사이에 공급 계약이 존재한다.
예를 들어 식별 장치와 선택적으로 충전 제어 장치를 갖춘 예를 들어 충전 스테이션 또는 특별히 준비된 플러그 소켓의 고가의 관리 및 유지가 본 발명에서는 필요하지 않다. 그 결과, 관리 및 유지 비용이 유리하게도 낮다.
축전지의 충전이 본 발명에 따른 방법에서는 오직 충전 신호가 충전 장치에 송신되었을 때에만 일어난다. 충전 신호는 축전지의 충전을 개시하며, 여기에서 충전 장치에 의한 충전 신호의 수신 후 충전의 즉시 개시 및 시간 오프셋 충전(temporally offset charging) 둘 모두가 고려가능하다. 축전지의 충전은 충전 신호와 선택적으로 중앙 컴퓨터로부터 수신되는 추가의 충전 데이터에 기초하여 충전 장치에 의해 제어된다. 충전 데이터는 중앙 컴퓨터 및/또는 에너지 공급자의 컴퓨터에 의해 이용가능해지고, 예를 들어 그것들이 예컨대 충전 장치에 대한 충전 순간(charging instant) 및/또는 충전 속도에 대한 사양을 포함하는 경우에 에너지 공급 네트워크의 과부하를 회피하는데 기여할 수 있다.
본 발명의 유리한 개발에 따르면, 차량 식별자가 중앙 컴퓨터로 전송된다. 바람직하게는, 차량 식별자는 축전지의 충전의 개시 전에 중앙 컴퓨터로 전송되며; 바람직하게는, 차량 식별자는 차량 위치와 함께 중앙 컴퓨터로 전송될 수 있다. 따라서, 에너지 공급 네트워크로부터 취해지는 전기 에너지의 특정 전기 모터 차량에의 - 따라서 차량 소유자 또는 해당되는 경우 차량 사용자에의 - 명확한 할당이 가능해진다. 바람직하게는, 차량 식별자는 이동 전화 연결, 예를 들어 GSM 연결을 통해 중앙 컴퓨터로 전송된다. 본 발명의 전술된 개발에 의하면, 축전지를 충전하기 위해 공급되는 에너지가 플러그 소켓 및 관련 전력량계를 통해 빌링되는 것이 가능할 뿐만 아니라, 개별 차량 빌링도 또한 수행될 수 있다. 특히, 전기 모터 차량의 구매 또는 임대와 함께 구매되었을 수 있는 에너지 할당량의 공급 및 빌링이 따라서 또한 일어날 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 개발에 따라, 충전 순간을 포함하는 충전 데이터가 충전 신호와 함께 중앙 컴퓨터로부터 충전 장치로 송신되면 에너지 공급 네트워크의 최대한 균형잡힌 사용을 달성하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 충전 데이터에 의해, 충전 장치가 충전이 승인되었고 개시될 수 있다는 정보를 충전 신호를 통해 수신할 뿐만 아니라, 충전이 일어나야 할 때에 관한 정보를 충전 순간에 의해 수신한다.
본 발명의 다른 유리한 개발에 따르면, 적어도 충전 주기 및 충전 에너지의 양을 규정하는 충전 계획이 중앙 컴퓨터에 의해 또는 중앙 컴퓨터에 연결되는, 전기 에너지를 에너지 공급 네트워크에 공급하는 에너지 공급자의 컴퓨터에 의해 생성되고, 충전 계획을 포함하는 충전 데이터가 중앙 컴퓨터로부터 충전 장치로 전송되는 것이 제공된다. 이 방식으로, 일반적으로 다수의 연결된 전기 부하가 존재하거나 예상되고 수개의 전기 모터 차량의 축전지가 충전되도록 의도되는 경우에, 예를 들어 에너지 공급 네트워크의 과부하가 또한 예측적으로 회피될 수 있다. 충전 계획은 또한 예를 들어 시각 및/또는 사용자 계약에 의존하는 전기 에너지의 할당량을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 개발에 따르면, 충전 장치는 충전 신호 및 충전 데이터에 기초하여 축전지의 충전을 개시하고, 축전지를 충전시키기 위해 에너지 공급 네트워크로부터 취해질 에너지의 양을 제어한다. 그 결과, 실제 충전 과정은 오로지 전기 모터 차량의 충전 장치에 의해 제어되는, 중앙 컴퓨터 또는 에너지 공급자의 컴퓨터와 관계없이 일어날 수 있지만, 이때 충전 데이터 내에 포함되는 그리고 예를 들어 에너지 공급 네트워크와 관련되는 보다 상위 레벨의 정보가 고려된다.
플러그 소켓의 최대 전류 부하 용량(current loading capacity)에 대해 고정된 값, 예를 들어 2 kW의 전력이 가정되고, 축전지의 충전이 충전 장치에 의해 상응하게 제어되는 것이 고려될 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 개발에 따라, 충전 신호가 송신되기 전에, 플러그 소켓의 최대 전류 부하 용량에 대한 값이 중앙 컴퓨터로 전송되는 것이 유리하며, 그 결과 최대 전류 부하 용량에 관한 상기 정보가 충전 신호를 위해, 그러나 또한 특히 충전 계획의 훨씬 더 정확한 생성을 위해 중앙 컴퓨터 및/또는 에너지 공급자의 컴퓨터에 의해 고려될 수 있다.
최대한 정확한 충전 계획의 생성을 위해 본 발명의 다른 개발에 따라 충전 신호가 송신되기 전에 축전지의 충전 상태에 대한 값이 중앙 컴퓨터로 전송되면 마찬가지로 유리하며, 그 결과 축전지의 충전 상태에 관한 이러한 정보가 중앙 컴퓨터 및/또는 에너지 공급자의 컴퓨터에 의해 고려될 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 개발에 따르면, 충전 장치에 의한 축전지의 충전 중, 축전지의 각각의 충전 상태에 대한 값이 규칙적으로 중앙 컴퓨터로 전송된다. 이 방식으로, 예를 들어 에너지 공급 네트워크의 중부하(heavy loading)의 경우에, 단일 전기 모터 차량의 축전지의 개별 충전이 급히 맞추어지고 그리고 해당되는 경우 시간적으로 연장될 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 개발에 따라, 충전 장치에 의한 축전지의 충전이 완료된 후, 축전지의 현재 충전에 대해 에너지 공급 네트워크로부터 취해진 에너지의 양에 대한 값이 중앙 컴퓨터로 전송되면, 이 방식으로 취해진 에너지의 양에 대한 상기 값이 취해진 에너지의 양에 대한 전력량계의 계량기 상태에 의해 결정된 값과 비교되는 것이 가능하여, 에너지의 양의 빌링이 훨씬 더 신뢰성 있는 방식으로 일어날 수 있다.
이하에서는 본 발명의 예시적인 실시 형태가 도면을 참조하여 더욱 상세히 기술된다.
본 발명에 의하면, 간단하고 저렴한 방식으로 축전지의 수월한 충전 및 충전을 위해 에너지 공급 네트워크로부터 취해지는 에너지의 양의 신뢰성 있는 빌링 둘 모두를 가능하게 하는 방법이 제공된다.
도 1은 전기 모터 차량 내에 통합되는 축전지를 충전시키기 위한 방법의 도해를 도시한다.
도 1은 전기 모터 차량(1)의 전기 구동 모터의 작동을 위한 전기 에너지를 저장하기 위해 전기 모터 차량(1) 내에 통합되는 축전지를 에너지 공급 네트워크로부터 취해질 전기 에너지로 충전시키기 위한 방법의 개략도를 도시한다. 이 경우에, 축전지는 에너지 공급 네트워크에 연결되는(쇄선 X2) 그리고 저전압 플러그 소켓의 형태인 플러그 소켓(2)에 연결된다.
화살표 A는 에너지 공급 네트워크로부터 플러그 소켓(2)을 통해 공급되는 전기 에너지를 측정하는 고정 전력량계(electricity meter)의 계량기 식별자(meter identifier)의 중앙 컴퓨터(4)로의 전송을 상징한다. 파선 B1, B2는 전기 모터 차량(1)의 안테나(5)로부터 중앙 컴퓨터(4)로의 그리고 중간 연결부에 의해 무선 스테이션(6)으로의 전기 모터 차량(1)의 차량 위치의 전송을 상징한다.
계량기 식별자에 의해 결정되는 전력량계에 할당되는 계량기 위치가 중앙 컴퓨터(4)의 메모리(8) 내에 저장된다. 제1 화살표 C에 의해 상징되는 차량 위치와 제2 화살표 D에 의해 상징되는 계량기 위치가 중앙 컴퓨터(4)의 비교기(10)에 입력된다. 차량 위치와 계량기 위치가 서로 비교된다. 비교의 결과가 제어 요소(9)로 전달되고(화살표 I), 일치하면 예(y)를 또는 일치하지 않으면 아니오(n)를 나타낸다. 전력량계와 전기 모터 차량이 원칙적으로 기술적으로 하나의 동일한 위치에 있을 수 없어 차량 위치를 특정하는 데이터와 계량기 위치를 특정하는 데이터의 완전한 일치가 일반적으로 달성되도록 의도되지 않기 때문에, 차량 위치와 계량기 위치 사이의 일치가 가정되도록 전력량계 - 여기에서 플러그 소켓(2)에 의해 상징됨 - 가 그 범위 내에 배치되어야 하는 허용 오차 범위(13)가 전기 모터 차량(1) 주위에 제공된다.
저장된 계량기 위치와 전송된 차량 위치가 일치하는 경우에, 축전지의 충전을 개시하는 충전 신호가 무선 스테이션(6)에 대한 중간 연결부를 통해 중앙 컴퓨터(4)로부터 전기 모터 차량(1)의 충전 장치(11)로 송신되며 - 여기에서 파선 E1, E2에 의해 상징됨 - , 이러한 충전 장치는 축전지의 충전을 제어한다.
이를 위해, 저장된 계량기 위치와 전송된 차량 위치의 비교의 결과가 우선 에너지 공급 네트워크에 전기 에너지를 공급하는 에너지 공급자의 컴퓨터(12)로 전달되며 - 화살표 F에 의해 상징됨 - , 상기 컴퓨터는 데이터 연결부를 통해 중앙 컴퓨터(4)에 연결된다. 예를 들어, 에너지 공급 네트워크의 현재 사용을 고려하여, 중앙 컴퓨터(4)는 에너지 공급자의 컴퓨터(12)로부터 충전 신호를 발생시키기 위한 정보를 수신한다 - 여기에서 화살표 G에 의해 상징됨 - . 예를 들어, 이러한 정보는 축전지의 충전이 특정 수의 시간 내에 일어나야 한다는 통지를 포함할 수 있으며; 이와 같은 경우에, 중앙 컴퓨터(4)에 의해 발생되는 충전 신호는 또한 충전 순간, 즉 충전 장치(11)에게 대응하는 수의 시간 내에 충전을 시작하도록 지시하는 시간 성분을 포함하는 충전 데이터를 획득한다.
전술된 경우에, 계량기 위치와 차량 위치가 일치한다. 그러나, 전기 공급 네트워크로부터 다른 플러그 소켓(14)을 통해 공급되는 전기 에너지를 측정하는 추가의 고정 전력량계의 계량기 식별자가 중앙 컴퓨터(4)로 전송되면 - 도면에서 대안적인 화살표 H에 의해 상징됨 - , 상기 전력량계에 할당되는 계량기 위치가 전송된 차량 위치와 일치하지 않고, 충전 신호가 중앙 컴퓨터(4)로부터 전기 모터 차량(1)의 충전 장치(11)로 송신되지 않는다. 이와 같은 경우에, 전력량계 및 전기 모터 차량(1)의 상이한 위치로부터, 전기 모터 차량(1)이 실제로는 지정된 플러그 소켓(14)에서 충전되도록 의도되지 않는 것으로 결론지어질 수 있으며; 이의 원인은 예를 들어 계량기 식별자의 잘못된 표시 - 기술적 문제 또는 우발적이거나 의도된 오용에 의해 초래됨 - 일 수 있다.
1: 전기 모터 차량 2: 플러그 소켓
4: 중앙 컴퓨터 5: 안테나
6: 무선 스테이션 8: 메모리
9: 제어 요소 10: 비교기
11: 충전 장치 12: 컴퓨터
13: 허용 오차 범위 14: 플러그 소켓
4: 중앙 컴퓨터 5: 안테나
6: 무선 스테이션 8: 메모리
9: 제어 요소 10: 비교기
11: 충전 장치 12: 컴퓨터
13: 허용 오차 범위 14: 플러그 소켓
Claims (9)
- 전기 모터 차량(1)의 전기 구동 모터의 작동을 위한 전기 에너지를 저장하기 위해 전기 모터 차량(1) 내에 통합되는 축전지를 에너지 공급 네트워크로부터 취해질 전기 에너지로 충전시키기 위한 방법으로서,
축전지는 에너지 공급 네트워크에 연결되는 그리고 저전압 플러그 소켓의 형태인 플러그 소켓(2)에 연결되고,
에너지 공급 네트워크로부터 플러그 소켓(2)을 통해 공급되는 전기 에너지를 측정하는 고정 전력량계의 계량기 식별자가 중앙 컴퓨터(4)로 전송되며,
전기 모터 차량(1)의 차량 위치가 중앙 컴퓨터(4)로 전송되고,
전력량계에 할당되는 계량기 위치가 중앙 컴퓨터(4)에 의해 전기 모터 차량(1)의 전송된 차량 위치와 비교되며,
계량기 위치와 전송된 차량 위치가 일치하는 경우에, 축전지의 충전을 개시하는 충전 신호가 중앙 컴퓨터(4)로부터 전기 모터 차량(1)의 충전 장치(11)로 송신되고, 상기 충전 장치는 축전지의 충전을 제어하고,
적어도 충전 주기와 충전 에너지의 양을 규정하는 충전 계획이 중앙 컴퓨터(4)에 의해 또는 중앙 컴퓨터(4)에 연결되는, 전기 에너지를 에너지 공급 네트워크에 공급하는 에너지 공급자의 컴퓨터(12)에 의해 생성되고, 충전 계획을 포함하는 충전 데이터가 중앙 컴퓨터(4)로부터 충전 장치(11)로 전송되며,
충전 장치(11)에 의한 축전지의 충전 중, 축전지의 각각의 충전 상태에 대한 값이 규칙적으로 중앙 컴퓨터(4)로 전송되고, 에너지 공급 네트워크의 중부하(heavy loading)의 경우에 축전지의 충전이 시간적으로 연장되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
차량 식별자가 중앙 컴퓨터(4)로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
충전 순간을 포함하는 충전 데이터가 충전 신호와 함께 중앙 컴퓨터(4)로부터 충전 장치(11)로 송신되는 것을 특징으로 하는 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
충전 장치(11)는 충전 신호 및 충전 데이터에 기초하여 축전지의 충전을 시작하고, 축전지를 충전시키기 위해 에너지 공급 네트워크로부터 취해질 에너지의 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
충전 신호가 송신되기 전에, 플러그 소켓(2)의 최대 전류 부하 용량에 대한 값이 중앙 컴퓨터(4)로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
충전 신호가 송신되기 전에, 축전지의 충전 상태에 대한 값이 중앙 컴퓨터(4)로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
충전 장치(11)에 의한 축전지의 충전이 완료된 후, 축전지의 현재 충전에 대해 에너지 공급 네트워크로부터 취해진 에너지의 양에 대한 값이 중앙 컴퓨터(4)로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
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