KR102171781B1 - 블록체인을 이용한 차량간 전력 거래 방법 및 이를 위한 전기자동차 - Google Patents

블록체인을 이용한 차량간 전력 거래 방법 및 이를 위한 전기자동차 Download PDF

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Abstract

전기자동차가 수행하는 블록체인을 이용한 전력 거래 방법은 블록체인에 충전 요청을 저장하고, 적어도 하나 이상의 주변 전기자동차에게 충전 요청을 전송하며, 블록체인에 결제 정보를 저장한다. 그리고 충전 요청을 수락한 적어도 하나 이상의 주변 전기자동차가 도로에 방출한 전력을 도로로부터 수신한다.

Description

블록체인을 이용한 차량간 전력 거래 방법 및 이를 위한 전기자동차{Method for trading power between vehicles using block-chain and electric vehicle for the same}
본 발명은 전기자동차간 전력 거래 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블록체인을 이용하여 차량간 전력을 거래하는 방법 및 이를 위한 전기자동차에 관한 것이다.
전기를 주 에너지원으로 동작하는 전기자동차는 충전에 대한 불편함이 존재한다. 전기자동차는 충전시간이 길어 필요시 급히 이동할 수 없는 문제점이 있다. 또한 주차장 등에서 전기자동차를 위한 충전기 설치시 충전 공간을 항상 비워두어야 하므로 공간의 활용이 비효율적이다.
국내 등록특허공보 제10-2030371호 국내 공개특허공보 제10-2019-0109914호 국내 등록특허공보 제10-1955504호 국내 등록특허공보 제10-1724930호
본 발명의 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 블록체인을 이용한 차량간 전력을 거래하는 방법 및 그 방법이 적용된 전기자동차를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차의 일 예는, 블록체인을 이용한 차량간 전력 거래가 가능한 전기자동차에 있어서, 주변 전기자동차에게 충전 요청을 전송하는 충전요청부; 주변 전기자동차로부터 수신한 충전 요청을 수락하는 충전수락부; 무선으로 전력을 저장 및 방출이 가능한 시스템이 갖춰진 도로에 전력을 방출하거나 도로로부터 전력을 수신하는 충방전부; 상기 충전요청부의 충전 요청 또는 상기 충전수락부의 충전 요청의 수락에 해당하는 결제 과정을 수행하는 결제부; 및 상기 충전요청부의 충전 요청, 상기 충전수락부의 충전 요청의 수락 또는 상기 결제부의 결제에 관한 정보를 블록체인에 저장하는 저장부;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 거래 방법의 일 예는, 전기자동차가 수행하는 블록체인을 이용한 전력 거래 방법에 있어서, 블록체인에 충전 요청을 저장하는 단계; 적어도 하나 이상의 주변 전기자동차에게 충전 요청을 전송하는 단계; 블록체인에 결제 정보를 저장하는 단계; 및 무선으로 전력을 저장 및 방출이 가능한 시스템이 갖춰진 도로에 상기 충전 요청을 수락한 적어도 하나 이상의 주변 전기자동차가 방출한 전력을 상기 도로로부터 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 도로에서 차량간 전력 거래를 통해 전기자동차를 충전할 수 있다. 또한, 블록체인을 이용하여 충전, 결제 등의 정보를 안전하게 보관하고 관리할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 익명아이디 방식을 적용하여 전기자동차의 위치정보 등을 노출하지 않아 프라이버시를 안전하게 보호할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 암호화된 전력전송 방식을 이용하여 결제가 완료된 정당한 전기자동차만이 충전할 수 있도록 하며, 또한 결제한 금액에 해당하는 전력을 한번 또는 여러 번에 나누어 정확하게 충전할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 도로의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량간 충전 방법의 일 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 블록체인을 이용한 차량간 전력 거래 방법의 일 예를 도시한 도면, 그리고,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차의 일 예의 구성을 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 블록체인을 이용한 차량간 충전 방법 및 그 방법이 적용된 전기자동차에 대해 상세히 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 도로의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 도로(100)에는 무선으로 전력을 송수신할 수 있는 충방전시스템이 갖춰져 있다. 본 실시 예의 도로 충방전시스템은 주행도로, 주차장 등 전기자동차가 주행 또는 출입할 수 있는 다양한 곳에 설치될 수 있다.
도로 충방전시스템은 급전부(120), 충전부(130), 제어부(140) 및 통신부(150)를 포함한다. 급전부(120)는 도로(100) 아래쪽에 매립된 코일(160) 등을 통해 전기자동차(110,112,114)에 무선으로 전력을 공급하고, 충전부(130)는 도로 아래쪽에 매립된 코일(160) 등을 통해 전기자동차(110,112,114)로부터 전력을 무선으로 공급받아 저장한다. 무선 전력의 송수신 기술은 이미 널리 알려진 기술이며 종래의 다양한 무선 전력 송수신 기술이 본 실시 예에 적용될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
통신부(150)는 유선 또는 무선을 통해 외부 장치와 통신을 수행한다. 예를 들어, 통신부(150)는 블록체인의 노드 또는 블록체인과 연결된 서버와 유선 또는 무선으로 연결되어 본 실시 예에 필요한 다양한 정보 또는 제어신호 등을 송수신할 수 있다.
제어부(140)는 차량간 전력 거래를 위해 급전부(120), 충전부(130) 및 통신부(150) 등을 제어한다. 예를 들어, 특정 전기자동차에게만 전력을 공급하기 위하여 제어부는 암호화된 전력을 급전부(120)를 통해 방출하도록 제어할 수 있다. 차량간 충전 방법의 구체적인 방법에 대해 도 2 이하에서 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량간 충전 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 도로 충방전시스템(200)이 설치된 도로(230)를 주행 중인 전기자동차(110,112)는 자신의 배터리에 저장된 전력의 일부를 도로 충방전시스템(200)으로 방출할 수 있다. 전력이 부족한 전기자동차(114)는 다른 전기자동차(110,112)가 도로 충방전시스템(200)에 방출한 전력을 공급받아 배터리를 충전할 수 있다.
일반적으로 전기자동차가 다른 전기자동차에게 전력을 공급하기 위해서는 전기자동차간 전력선을 직접 연결하여야 하는 불편함이 존재한다. 그러나 본 실시 예는 전력이 충분한 전기자동차(110,112)가 도로 충방전시스템(200)을 통해 전력이 부족한 전기자동차(114)에게 전력을 제공할 수 있으므로 전기자동차간 전력선 연결이 필요 없으며 따라서 도로를 주행하면서 차량간 전력 공급도 가능하다.
또한, 본 실시 예의 도로 충방전시스템은 전기자동차(110,112)로부터 제공받은 전력을 다른 전기자동차(114)에 제공하므로 전력망을 통해 별도의 전력을 공급받는 설비가 없어도 된다. 따라서 산간지방이나 오지 등 전력망 구축이 어려운 지역의 도로에도 본 실시 예를 용이하게 구현할 수 있다.
전력을 제공하는 전기자동차(110,112)는 전력 공급에 대한 보상이 필요하고, 전력을 제공받는 전기자동차(114)는 이에 대한 대가 지불이 필요하다. 불특정 다수의 전기자동차 상호간의 전력 송수신이므로 전력 거래에 대한 투명성 등을 보장하기 위한 방법이 필요하다. 본 실시 예는 차량간 전력 거래의 투명성 등을 보장하기 위하여 블록체인을 이용한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 블록체인을 이용한 차량간 전력 거래 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 전력을 공급받고자 하는 제1 전기자동차(300)는 프라이버시 보호를 위해 익명아이디를 생성한다(S310). 예를 들어, 제1 전기자동차(300)는 제1 전기자동차(300)에 부여된 고유식별정보(예를 들어, 차량번호, 차대번호 또는 차주 전화번호 등)와 랜덤값(즉, nonce)에 대한 해시값(=해시함수(고유식별정보 ∥ 랜덤값))을 익명아이디로 생성할 수 있다.
제1 전기자동차(300)는 익명아이디와 함께 충전요청에 대한 정보를 블록체인(302)에 저장한다(S315). 제1 전기자동차(300)는 익명아이디와 함께 랜덤값을 블록체인에 저장할 수 있다. 구체적으로, 제1 전기자동차(300)는 블록체인(302)의 특정 노드 또는 블록체인의 노드와 연결된 서버를 통해 충전요청 등의 정보를 블록체인에 저장한다.
제1 전기자동차(300)는 충전요청을 주변의 전기자동차에 브로드캐스팅한다(S320). 예를 들어, 제1 전기자동차(300)는 근거리 통신망을 통해 주변에 위치한 전기자동차들에게 충전요청을 전송할 수 있다. 다른 예로, 제1 전기자동차(300)는 자신의 위치정보와 함께 충전요청을 통신서버에 전송하면, 통신서버는 제1 전기자동차(300)를 중심으로 일정 반경 내 위치한 주변 전기자동차에게 충전요청을 전달하거나, 제1 전기자동차(300)의 주변에 위치한 특정 기지국을 통해 충전요청을 브로드캐스팅하여 특정 기지국 주변에 위치한 전기자동차에게 충전요청을 전달할 수 있다. 이외에도 제1 전기자동차(300)의 충전 요청을 주변 전기자동차에게 전달하는 다양한 방법이 본 실시 예에 적용될 수 있다.
주변에 위치한 제2 전기자동차(304)가 제1 전기자동차(300)의 충전요청을 수락하면(S325), 제2 전기자동차(304)는 프라이버시 보호를 위해 익명아이디를 생성하고(S330), 익명아이디를 이용하여 블록체인(302)에 충전요청의 수락 정보를 저장한다(S335). 제2 전기자동차(304)는 제2 전기자동차에 부여된 고유식별정보와 랜ㄷ덤(nonce)에 대한 해시값을 익명아이디로 생성할 수 있다.
블록체인(302)에 충전 요청과 충전 요청의 수락 정보가 저장되므로 위변조가 원천적으로 불가능하며, 따라서 제1 전기자동차(300)가 충전요청을 이후 부정하거나 제2 전기자동차(304)가 충전요청의 수락을 부정하는 것을 방지할 수 있다. 다른 실시 예로, 블록체인(302)은 제2 전기자동차의 충전요청의 수락을 저장할 때(S335), 제1 전기자동차와 제2 전기자동차 사이의 전력 거래 계약을 스마트계약으로 체결할 수 있다.
제1 전기자동차(300)는 결제 정보를 생성하여 블록체인(302)에 저장한다(S340,S345). 예를 들어, 제1 전기자동차(300)는 카드결제, 온라인 송금 등 종래의 다양한 결제 방법에 따른 결제 정보를 생성할 수 있다. 제1 전기자동차(300)는 충전 요청시 필요한 충전량을 선택할 수 있으며, 충전요청의 충전량에 따라 결제 금액이 결정될 수 있다. 다른 실시 예로, 결제는 비트코인 등과 같은 종래의 다양한 암호화폐를 통해 이루어질 수도 있다.
제2 전기자동차(304)는 제1 전기자동차(300)가 블록체인(302)에 등록한 결제 정보를 이용하여 비용을 결제받는다(S350). 본 실시 예의 결제 방법은 어느 하나로 특정되는 것은 아니며, 종래의 다양한 결제 방법이 본 실시 예에 적용될 수 있다.
결제가 완료되면, 제2 전기자동차(304)는 제2 전기자동차(304)의 배터리에 저장된 전력을 도로 충방전시스템(306)에 방출한다(S355). 도 1에서 살핀 바와 같이 도로에 설치된 도로 충방전시스템(306)은 제2 전기자동차(304)로부터 제공받은 전력을 수신하여 저장한다(S360).
제1 전기자동차(300)는 도로 충방전시스템(306)으로부터 전력을 공급받아(S365) 배터리를 충전한다(S370).
도로 충방전시스템(306)이 설치된 도로를 지나는 전기자동차가 다수인 경우에 정당하게 결제한 제1 전기자동차(300)가 아닌 다른 전기자동차에게 전력이 공급될 수 있으므로 제1 전기자동차(300)만이 전력을 공급받을 수 있도록 도로 충방전시스템(306)은 암호화된 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 도로 충방전시스템(306)은 블록체인(302)에 저장된 제1 전기자동차의 익명아이디를 기초로 생성한 암호화키로 전력을 암호화하여 공급할 수 있다. 예를 들어, 암호화키는 해시함수(제1 전기자동차의 익명아이디 ∥ 랜덤값)을 이용하여 생성할 수 있다.
종래의 다양한 전력 암호화 방법이 본 실시 예에 적용될 수 있으며, 그 일 예가 "A switched-capacitorless energy-encrypted transmitter for roadway-charging electric vehicles, IEEE Transactions on magnetics, Vol. 54, No. 11 November 2018"에 기술되어 있다.
암호화된 전력을 공급받는 경우에, 제1 전기자동차(300)는 자신의 익명아이디를 이용하여 암호화된 전력을 복호화하여 충전할 수 있다. 다른 전기자동차는 암호화된 전력을 복호화할 수 없으므로 도로 충방전시스템이 제공하는 전력으로 충전할 수 없다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차의 일 예의 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 전기자동차(400)는 충전요청부(410), 충전수락부(420), 충방전부(430), 결제부(440) 및 저장부(450)를 포함한다.
충전요청부(410)는 충전이 필요한 경우 충전요청을 주변 전기자동차에 브로드캐스팅한다. 예를 들어, 충전요청부(4100는 배터리 잔량이 기 정의된 기준량보다 적은 경우에 기 정의된 일정량의 전력을 요청하는 충전 요청을 주변 전기자동차에게 전송할 수 있다. 다른 실시 예로, 충전요청부(410)는 운전자로부터 충전이 필요한 전력량을 입력받은 후 충전 요청을 주변 전기자동차에게 전송할 수 있다.
충전수락부(420)는 주변 전기자동차의 충전요청을 수락한다. 예를 들어, 충전수락부는 배터리 잔량에 여유분(예를 들어, 기 설정된 기준량 이상인 경우)이 있다면 충전요청을 자동으로 수락하거나, 사용자의 입력을 받아 충전요청을 수락할 수 있다.
다른 실시 예로, 충전수락부(4200는 충전요청한 전력량의 전부 또는 일부에 대해서만 수락할 수 있다. 예를 들어, 제1 전기자동차가 20Wh의 충전요청을 브로드캐스팅한 경우에, 제2 전기자동차의 배터리 여유분이 10Wh 이면 제2 전기자동차는 10Wh에 대한 전력 거래를 수락할 수 있다. 나머지 10Wh에 대해서는 다른 전기자동차가 충전 요청을 수락할 수 있다.
충방전부(430)는 도로에 설치된 도로 충방전시스템에 전력을 방출하거나 도로 충방전시스템으로부터 전력을 공급받는다. 도로 충방전시스템이 암호화된 전력을 제공하는 경우, 충방전부(430)는 자신의 익명아이디를 기초로 생성한 복호화키를 이용하여 복호화되는 경우에만 전력을 공급받아 충전이 가능하다.
결제부(440)는 충전요청부(410)의 충전 요청에 해당하는 비용을 결제하거나, 충전 요청을 수락한 경우에 다른 전기자동차로부터 비용을 결제받는다. 결제부(440)는 종래의 다양한 결제 방법으로 구현될 수 있다.
저장부(450)는 충전요청부(410)의 충전 요청, 충전수락부(420)의 충전 요청의 수락, 결제부(440)의 결제 등과 관련된 정보를 블록체인에 저장한다. 이때 프라이버시 보호를 위해 저장부는 익명아이디를 생성한 후 익명아이디를 이용하여 각종 정보를 블록체인에 저장한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 블록체인을 이용한 차량간 전력 거래가 가능한 전기자동차에 있어서,
    주변 전기자동차에게 충전 요청을 전송하는 충전요청부;
    주변 전기자동차로부터 수신한 충전 요청을 수락하는 충전수락부;
    무선으로 전력을 저장 및 방출이 가능한 도로충방전시스템이 갖춰진 도로에서 전력을 방출하거나 상기 도로충방전시스템으로부터 전력을 수신하는 충방전부;
    상기 충전요청부의 충전 요청 또는 상기 충전수락부의 충전 요청의 수락에 해당하는 결제 과정을 수행하는 결제부; 및
    상기 충전요청부의 충전 요청, 상기 충전수락부의 충전 요청의 수락 또는 상기 결제부의 결제에 관한 정보를 전기자동차의 고유식별정보와 랜덤값을 기초로 생성한 익명아이디와 함께 블록체인에 저장하는 저장부;를 포함하고,
    상기 충방전부는,
    상기 블록체인에 저장된 충전 요청한 전기자동차의 익명아이디를 기초로 생성된 암호화키로 암호화된 전력을 상기 도로충방전시스템으로부터 수신하고, 상기 암호화키의 복호화가 가능하면 상기 도로충방전시스템으로부터 수신한 전력으로 충전하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 저장부는,
    전기자동차에 부여된 고유식별정보와 랜덤값을 기초로 익명아이디를 충전 요청 또는 충전 수락시마다 생성하는 단계; 및
    상기 익명아이디를 기초로 블록체인에 각종 정보를 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 결제부는,
    상기 충전요청부의 충전 요청시 결제정보를 생성하고, 상기 충전수락부의 충전 요청의 수락시 블록체인에 저장된 결제정보를 기초로 결제를 수행하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
  5. 전기자동차가 수행하는 블록체인을 이용한 전력 거래 방법에 있어서,
    블록체인에 충전 요청을 저장하는 단계;
    적어도 하나 이상의 주변 전기자동차에게 충전 요청을 전송하는 단계;
    블록체인에 결제 정보를 전기자동차의 고유식별정보와 랜덤값을 기초로 생성한 익명아이디와 함께 저장하는 단계; 및
    무선으로 전력을 저장 및 방출이 가능한 도로충방전시스템이 갖춰진 도로에서 상기 충전 요청을 수락한 적어도 하나 이상의 주변 전기자동차가 방출한 전력을 상기 도로충방전시스템으로부터 수신하는 단계;를 포함하고,
    상기 전력을 수신하는 단계는,
    전기자동차의 고유식별정보 및 랜덤값을 기초로 생성된 암호화키로 암호화된 전력을 수신하는 단계; 및
    상기 암호화키의 복호화가 가능하면 상기 도로충방전시스템으로부터 수신한 전력으로 충전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록체인을 이용한 차량간 전력 거래 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 충전 요청을 저장하는 단계는,
    차량식별정보와 랜덤값을 해시한 충전식별정보를 생성하는 단계; 및
    상기 충전식별정보 및 상기 랜덤값을 블록체인에 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록체인을 이용한 차량간 전력 거래 방법.
  7. 삭제
  8. 제 5항에 있어서,
    주변의 전기자동차로부터 수신한 충전 요청을 수락하는 단계; 및
    전력을 도로에 방출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록체인을 이용한 차량간 전력 거래 방법.
  9. 제 5항 또는 제 6항에 기재된 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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