KR102599097B1 - 전력 공유를 통한 효율적인 전기 자동차 무선 충전 시스템 - Google Patents

전력 공유를 통한 효율적인 전기 자동차 무선 충전 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공유를 통한 효율적인 전기 자동차 무선 충전 시스템은, 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제1-1 사용자 설정 충전량 미만의 제1-1 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제1-1 자동차 배터리를 포함하는 제1-1 전기 자동차, 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제1-2 사용자 설정 충전량 미만의 제1-2 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제1-2 자동차 배터리를 포함하는 제1-2 전기 자동차, 및 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 복수의 주차 구역들 각각에 설치된 양방향 무선 충전기들 및 양방향 무선 충전기들과 배전 계통 사이에 연결된 전력 공유 배터리를 포함하고, 전력 공유 배터리를 방전시켜 제1-1 자동차 배터리 및 제1-2 자동차 배터리를 무선 충전시키는 전력 공유 장치를 포함한다. 전력 공유 장치는, 제1-1 사용자 설정 충전량과 제1-1 자동차 충전량의 차이에 대응하는 제1 충전 요구량 및 제1-2 사용자 설정 충전량과 제1-2 자동차 충전량의 차이에 대응하는 제2 충전 요구량의 비율에 기초하여, 제1-1 자동차 배터리와 제1-2 자동차 배터리를 각각 무선 충전시킨다.

Description

전력 공유를 통한 효율적인 전기 자동차 무선 충전 시스템{EFFICIENT ELECTRIC VEHICLE WIRELESS CHARGING SYSTEM THROUGH POWER SHARING}
본 발명은 전력 공유를 통한 효율적인 전기 자동차 무선 충전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전기 자동차들 사이에 전력을 공유하도록 함과 동시에, 복수의 전기 자동차들에 대해 무선 충전하거나 무선 방전시킬 수 있는 효율적인 전기 자동차 무선 충전 시스템에 관한 것이다.
최근, 자원 고갈, 환경 오염 등과 같은 문제를 해결하기 위해 전기 자동차가 널리 보급되고 있다. 일반적으로 배전 계통에 연결된 충전 스탠드부터 직접 전력을 공급받는 방식(예를 들어, 단독주택 주차장, 공동주택 주차장, 공공장소 주차장 등에 설치되어 있는 충전 스탠드의 전기 케이블을 전기 자동차에 직접 꼽아 충전하는 방식 등)으로 전기 자동차의 자동차 배터리가 충전되고 있다.
그러나, 국내에서 충전 인프라가 구축되는 속도보다 전기 자동차가 보급되는 속도가 빠르고, 전기 자동차의 자동차 배터리를 충전하는데 걸리는 시간이 상대적으로 길기 때문에, 단독주택에 거주하는 전기 자동차의 소유주를 제외하고는 공공장소 주차장에서 전기 자동차의 자동차 배터리를 충전하는 데 많은 어려움을 겪고 있다.
예를 들어, 공공장소 주차장(예를 들어, 아파트 주차장, 백화점 주차장, 고속도로 휴게소 주차장 등)에 설치된 충전 스탠드의 개수가 상대적으로 적고, 전기 자동차가 충전 스탠드에 주차되면 자동차 배터리가 완전 충전된 이후에도 계속 주차되어 있는 경우가 많기 때문에, 자동차 배터리 충전이 시급한 전기 자동차의 소유주가 해당 공공장소 주차장에서 비어 있는 충전 스탠드를 발견하기 어려운 문제점 등이 발생할 수 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 효율적인 충전량 분배가 가능한 전기 자동차 무선 충전 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템은, 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제1-1 사용자 설정 충전량 미만의 제1-1 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제1-1 자동차 배터리를 포함하는 제1-1 전기 자동차, 상기 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제1-2 사용자 설정 충전량 미만의 제1-2 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제1-2 자동차 배터리를 포함하는 제1-2 전기 자동차, 및 상기 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 복수의 주차 구역들 각각에 설치된 양방향 무선 충전기들 및 상기 양방향 무선 충전기들과 배전 계통 사이에 연결된 전력 공유 배터리를 포함하고, 상기 전력 공유 배터리를 방전시켜 상기 제1-1 자동차 배터리 및 상기 제1-2 자동차 배터리를 무선 충전시키는 전력 공유 장치를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 전력 공유 장치는, 상기 제1-1 사용자 설정 충전량과 상기 제1-1 자동차 충전량의 차이에 대응하는 제1 충전 요구량 및 상기 제1-2 사용자 설정 충전량과 상기 제1-2 자동차 충전량의 차이에 대응하는 제2 충전 요구량의 비율에 기초하여, 상기 제1-1 자동차 배터리와 상기 제1-2 자동차 배터리를 각각 무선 충전시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템은, 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제2-1 사용자 설정 충전량 이상의 제2-1 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제2-1 자동차 배터리를 포함하는 제2-1 전기 자동차, 상기 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제2-2 사용자 설정 충전량 이상의 제2-2 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제2-2 자동차 배터리를 포함하는 제2-2 전기 자동차, 및 상기 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 복수의 주차 구역들 각각에 설치된 양방향 무선 충전기들 및 상기 양방향 무선 충전기들과 배전 계통 사이에 연결된 전력 공유 배터리를 포함하고, 상기 전력 공유 배터리를 충전시키기 위해 상기 제2-1 자동차 배터리와 상기 제2-2 자동차 배터리를 무선 방전시키는 전력 공유 장치를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 전력 공유 장치는, 상기 제2-1 자동차 충전량과 상기 제2-1 사용자 설정 충전량의 차이에 대응하는 제1 방전 요구량 및 상기 제2-2 자동차 충전량과 상기 제2-2 사용자 설정 충전량의 차이에 대응하는 제2 방전 요구량의 비율에 기초하여, 상기 제2-1 자동차 배터리와 상기 제2-2 자동차 배터리를 각각 무선 방전시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템에서, 전력 공유 장치는 전력 공유 배터리의 현재 충전량에 따라, 제1 전기 자동차들의 충전 요구량의 비율에 기초하여 제1 전기 자동차들 각각의 자동차 배터리를 충전시키거나 및/또는 제2 전기 자동차들의 방전 요구량의 비율에 기초하여 제2 전기 자동차들 각각의 자동차 배터리를 방전시킬 수 있다. 이에 따라, 전기 자동차 무선 충전 시스템의 효율적인 충전량 분배가 가능할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 전기 자동차 무선 충전 시스템의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1의 전기 자동차 무선 충전 시스템에서 제1 전기 자동차의 제1 자동차 배터리의 무선 충전의 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 도 1의 전기 자동차 무선 충전 시스템에서 전력 공유 장치에 포함되는 전력 공유 배터리가 방전되는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5의 전기 자동차 무선 충전 시스템의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5의 전기 자동차 무선 충전 시스템에서 제2 전기 자동차의 제2 자동차 배터리의 무선 방전의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 5의 전기 자동차 무선 충전 시스템에서 전력 공유 장치에 포함되는 전력 공유 배터리가 충방전되는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 9의 전기 자동차 무선 충전 시스템에서 제2 전기 자동차의 제2 자동차 배터리의 무선 방전의 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11a 및 도 11b는 도 9의 전기 자동차 무선 충전 시스템에서 전력 공유 장치에 포함되는 전력 공유 배터리가 충방전되는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결된다"고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
한편, 이하에서 참조되는 도면들에서는, 전력 공유 배터리(132), 제1 자동차(110)에 포함되는 제1 자동차 배터리, 및 제2 자동차(120)에 포함되는 제2 자동차 배터리 각각의 최대 허용 충전량을 "MAX"로 동일하게 나타내고, 최소 허용 충전량을 "MIN"로 동일하게 나타내었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것에 불과한 것으로서, 전력 공유 배터리(132), 제1 자동차(110)에 포함되는 제1 자동차 배터리, 및 제2 자동차(120)에 포함되는 제2 자동차 배터리 각각의 최대 허용 충전량과 최소 허용 충전량은 동일하게 설정되거나 서로 다르게 설정될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 전기 자동차 무선 충전 시스템의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1의 전기 자동차 무선 충전 시스템에서 제1 전기 자동차의 제1 자동차 배터리의 무선 충전의 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 도 1의 전기 자동차 무선 충전 시스템에서 전력 공유 장치에 포함되는 전력 공유 배터리가 방전되는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)은 제1 전기 자동차(110) 및 전력 공유 장치(130)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)은 제2 전기 자동차(예: 도 5의 제2 전기 자동차(120) 또는 도 9의 제2 전기 자동차(120))를 포함할 수 있다. 제2 전기 자동차에 대해서는 도 5 및 도 9를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
이하에서, 제1 전기 자동차(110)는 자동차 배터리 충전이 요구되는, 예를 들어, 전력 공유 장치(130)에 포함된 전력 공유 배터리(132)로부터 전력을 공급받는 것이 요구되는 전기 자동차로 정의하기로 한다. 예를 들어, 제1 전기 자동차(110)는 제1 자동차 배터리를 포함하며, 전력 공유 장치(130)의 전력 공유 배터리(132)로부터 제1 충전량(CHG)만큼의 전력을 공급받아 상기 제1 자동차 배터리를 충전(무선 충전)할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 전기 자동차(110)는 복수의 제1 전기 자동차(110)들, 예를 들어, 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n)을 포함할 수 있다(단, n은 0보다 큰 정수). 이에, 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n) 각각은 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들을 포함할 수 있으며, 전력 공유 장치(130)의 전력 공유 배터리(132)로부터 제1-1 내지 제1-n 충전량(CHG1 내지 CHGn)만큼의 전력을 공급받아 상기 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들을 각각 충전(무선 충전)할 수 있다.
제1 전기 자동차(110)는 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)이 운영하는 전력 공유 프로그램에 등록되고, 기준 충전량이 제1 사용자 설정 충전량으로 설정된 제1 자동차 배터리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n) 각각은 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)이 운영하는 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n) 각각의 기준 충전량이 제1-1 내지 제1-n 사용자 설정 충전량으로 설정된 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 3a을 더 참조하면, 제1-1 전기 자동차(1101)의 소유주는 제1-1 전기 자동차(1101)의 최대 허용 충전량(MAX)과 최소 허용 충전량(MIN) 사이에서 본인의 운행 패턴을 고려하여 제1-1 사용자 설정 충전량(FSC11)을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1-1 전기 자동차(1101)의 소유주가 본인의 일반적인 1회 최대 운행 거리가 대략 300km인 경우, 대략 500km에 상응하는 최대 허용 충전량(MAX)보다 낮은 대략 300km에 상응하는 제1-1 사용자 설정 충전량(FSC11)을 설정할 수 있다.
다른 예로, 도 3b 및 도 3c을 더 참조하면, 도 3b에 도시된 바와 같이 제1-2 전기 자동차(1102)의 소유주는 제1-2 전기 자동차(1102)의 최대 허용 충전량(MAX)과 최소 허용 충전량(MIN) 사이에서 본인의 운행 패턴을 고려하여 제1-2 사용자 설정 충전량(FSC12)을 설정할 수 있으며, 도 3c에 도시된 바와 같이 제1-n 전기 자동차(110n)의 소유주는 제1-n 전기 자동차(110n)의 최대 허용 충전량(MAX)과 최소 허용 충전량(MIN) 사이에서 본인의 운행 패턴을 고려하여 제1-n 사용자 설정 충전량(FSC1n)을 설정할 수 있다.
여기서, 상술한 바와 같이, 제1 전기 자동차(110)는 자동차 배터리(제1 자동차 배터리)의 충전이 요구되는, 즉, 전력 공유 장치(130)에 포함된 전력 공유 배터리(132)로부터 전력을 공급받는 것이 요구되는 전기 자동차로 정의될 수 있다. 즉, 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n) 각각은 전력 공유 배터리(132)로부터 전력을 공급받아, 각각의 자동차 배터리(예를 들어, 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리)의 충전이 요구될 수 있다.
예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1-1 전기 자동차(1101)의 제1-1 자동차 배터리는 제1-1 사용자 설정 충전량(FSC11) 미만의 제1-1 자동차 충전량(CUR11)만큼 충전되어 있을 수 있다. 예를 들어, 제1-1 전기 자동차(1101)의 제1-1 자동차 배터리는 제1-1 사용자 설정 충전량(FSC11)으로 충전되어 있다가, 제1-1 전기 자동차(1101)가 운행함에 따라 제1-1 사용자 설정 충전량(FSC11) 미만의 제1-1 자동차 충전량(CUR11)만큼 충전량이 떨어진 상태에서 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)이 운영하는 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 주차 구역에 주차될 수 있다. 이에 따라, 제1-1 전기 자동차(1101)의 제1-1 자동차 배터리는 제1-1 사용자 설정 충전량(FSC11)과 제1-1 자동차 충전량(CUR11)의 차이에 대응하는 제1 충전 요구량(RCHG1)만큼의 충전이 요구될 수 있다.
다른 예로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1-2 전기 자동차(1102)의 제1-2 자동차 배터리는 제1-2 사용자 설정 충전량(FSC12) 미만의 제1-2 자동차 충전량(CUR12)만큼 충전되어 있을 수 있다. 예를 들어, 제1-2 전기 자동차(1102)의 제1-2 자동차 배터리는 제1-2 사용자 설정 충전량(FSC12)으로 충전되어 있다가, 제1-2 전기 자동차(1102)가 운행함에 따라 제1-2 사용자 설정 충전량(FSC12) 미만의 제1-2 자동차 충전량(CUR12)만큼 충전량이 떨어진 상태에서 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)이 운영하는 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 주차 구역에 주차될 수 있다. 이에 따라, 제1-2 전기 자동차(1102)의 제1-2 자동차 배터리는 제1-2 사용자 설정 충전량(FSC12)과 제1-2 자동차 충전량(CUR12)의 차이에 대응하는 제2 충전 요구량(RCHG2)만큼의 충전이 요구될 수 있다.
또 다른 예로, 도 3c에 도시된 바와 같이, 제1-n 전기 자동차(110n)의 제1-n 자동차 배터리는 제1-n 사용자 설정 충전량(FSC1n) 미만의 제1-n 자동차 충전량(CUR1n)만큼 충전되어 있을 수 있다. 예를 들어, 제1-n 전기 자동차(110n)의 제1-n 자동차 배터리는 제1-n 사용자 설정 충전량(FSC1n)으로 충전되어 있다가, 제1-n 전기 자동차(110n)가 운행함에 따라 제1-n 사용자 설정 충전량(FSC1n) 미만의 제1-n 자동차 충전량(CUR1n)만큼 충전량이 떨어진 상태에서 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)이 운영하는 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 주차 구역에 주차될 수 있다. 예를 들어, 제1-n 전기 자동차(110n)의 제1-n 자동차 배터리가 방전되어, 제1-n 자동차 배터리는 최소 허용 충전량(MIN)에 대응하는 제1-n 자동차 충전량(CUR1n)만큼 충전량이 떨어진 상태일 수 있다. 이에 따라, 제1-n 전기 자동차(110n)의 제1-n 자동차 배터리는 제1-n 사용자 설정 충전량(FSC1n)과 제1-n 자동차 충전량(CUR1n)의 차이에 대응하는 제2 충전 요구량(RCHGn)만큼의 충전이 요구될 수 있다.
이에 따라, 일 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 전력 공유 장치(130)는 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)이 운영하는 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 주차 구역들 각각에 설치된 양방향 무선 충전기(131)들 및 양방향 무선 충전기(131)들과 배전 계통(133) 사이에 연결된 전력 공유 배터리(132)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전력 공유 배터리(132)는 배전 계통(133)으로부터 공급된 전력을 복수의 제1 전기 자동차(110)들 각각의 제1 자동차 배터리에 공급할 수 있다. 예를 들어, 전력 공유 장치(130)는 전력 공유 배터리(132)에 충전된 현재 충전량(SUR, 도 4 참조)을 방전시켜, 복수의 제1 전기 자동차(110)들 각각의 제1 자동차 배터리를 충전시킬 수 있다. 일 예로, 전력 공유 배터리(132)는 배전 계통(133)으로부터 공급된 전력을 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n) 각각의 제1 자동차 배터리(즉, 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들)에 공급할 수 있다.
실시예에 따라, 전력 공유 배터리(132)는 상술한 제2 전기 자동차(예를 들어, 도 5의 제2 전기 자동차(120) 및/또는 도 9의 제2 전기 자동차(120))의 제2 자동차 배터리로부터 공급된 전력을 제1 전기 자동차(120)의 제1 자동차 배터리로 공급할 수도 있다. 즉, 전력 공유 배터리(132)는 제1 전기 자동차(110), 제2 전기 자동차(120) 및 배전 계통(133)이 전력을 공유하여 효율적으로 사용하도록 할 수 있다. 이에 대해서는, 도 5 내지 도 11b를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
한편, 전력 공유 장치(130)가 전력 공유 배터리(132)를 방전시켜 복수의 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n)을 충전시킬 때, 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n)의 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각에 요구되는 충전 요구량(RCHG), 즉, 제1 내지 제n 충전 요구량들(RCHG1 내지 RCHGn)의 합이 전력 공유 배터리(132)에 충전되어 있는 현재 충전량(SUR, 도 4 참조)보다 클 수 있다.
예를 들어, 도 4를 더 참조하면, 전력 공유 배터리(132)에 충전되어 있는 현재 충전량(SUR)이 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각에 요구되는 충전 요구량의 합(RCHG), 즉, 제1 내지 제n 충전 요구량들(RCHG1 내지 RCHGn)의 합보다 작을 수 있다. 이 경우, 전력 공유 배터리(132)가 최소 허용 충전량(MIN)으로 방전되더라도, 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들을 모두 사용자 설정 충전량만큼 충전시키기 부족할 수 있다.
이에, 전력 공유 장치(130)가 전력 공유 배터리(132)에 충전된 양에 따라 복수의 제1 전기 자동차(110)들, 즉, 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n)을 충전할 때, 충전되는 전력의 양을 배분하기 위해, 일 실시예에서, 전력 공유 장치(130)는 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각의 충전 요구량의 비율에 기초하여, 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들을 무선 충전시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 전력 공유 배터리(132)에 충전되어 있는 현재 충전량(SUR)이 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각에 요구되는 충전 요구량의 합(RCHG), 즉, 제1 내지 제n 충전 요구량들(RCHG1 내지 RCHGn)의 합보다 작은 경우, 전력 공유 장치(130)는 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각의 충전 요구량의 비(ratio)를 전력 공유 배터리(132)에 충전된 현재 충전량(SUR)에 곱한 값을 충전량으로 하여 대응되는 자동차 배터리를 무선 충전시킬 수 있다.
예를 들어, 전력 공유 장치(130)는 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각의 충전 요구량의 합(RCGH), 즉, 제1 내지 제n 충전 요구량들(RCGH1 내지 RCGHn)의 합에 대한 제1-1 자동차 배터리의 제1 충전 요구량(RCGH1)의 비를 산출하고, 이를 전력 공유 배터리(132)에 충전된 현재 충전량(SUR)에 곱한 값을 제1-1 충전량(CHG1)으로 하여 제1-1 전기 자동차(1101)의 제1-1 자동차 배터리를 무선 충전시킬 수 있다. 유사하게, 전력 공유 장치(130)는 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각의 충전 요구량의 합(RCGH), 즉, 제1 내지 제n 충전 요구량들(RCGH1 내지 RCGHn)의 합에 대한 제1-2 자동차 배터리의 제2 충전 요구량(RCGH2)의 비를 산출하고, 이를 전력 공유 배터리(132)에 충전된 현재 충전량(SUR)에 곱한 값을 제1-2 충전량(CHG2)으로 하여 제1-2 전기 자동차(1102)의 제1-2 자동차 배터리를 무선 충전시키거나, 제1 내지 제n 충전 요구량들(RCGH1 내지 RCGHn)의 합에 대한 제1-n 자동차 배터리의 제n 충전 요구량(RCGHn)의 비를 산출하고, 이를 전력 공유 배터리(132)에 충전된 현재 충전량(SUR)에 곱한 값을 제1-n 충전량(CHGn)으로 하여 제1-n 전기 자동차(110n)의 제1-n 자동차 배터리를 무선 충전시킬 수 있다.
한편, 전력 공유 장치(130)가 이와 같이 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n)을 충전시키는 경우, 전력 공유 배터리(132)는 최소 허용 충전량(MIN)만큼 방전되고, 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리 각각은 충전 요구량의 비율에 상응하는 충전량만큼 충전될 수 있다.
이와 같이, 전력 공유 배터리(132)에 충전된 현재 충전량(SUR)이 충전 대상인 복수의 제1 전기 자동차(110)들, 즉, 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n)을 모두 충전시키기에 부족한 경우, 전력 공유 장치(130)는 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n)의 충전 요구량의 비율에 기초하여 각각의 자동차 배터리를 충전시킬 수 있다. 이에, 복수의 제1 전기 자동차(110)들을 충전함에 있어서, 효율적인 충전량 분배가 가능할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5의 전기 자동차 무선 충전 시스템의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5의 전기 자동차 무선 충전 시스템에서 제2 전기 자동차의 제2 자동차 배터리의 무선 방전의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 5의 전기 자동차 무선 충전 시스템에서 전력 공유 장치에 포함되는 전력 공유 배터리가 충방전되는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
한편, 도 5는 제2 전기 자동차(120)의 구성과 관련하여 도 1의 실시예에 대한 변형 실시예를 나타낸다.
도 5 내지 도 8c에 있어서, 중복된 설명을 피하기 위하여 상술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명하며, 특별히 설명하지 않는 부분은 상술한 실시예에 따르며, 동일한 번호는 동일한 구성 요소를, 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템(100_1)은 제1 전기 자동차(110), 제2 전기 자동차(120) 및 전력 공유 장치(130)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 전기 자동차(120)는 자동차 배터리 방전이 가능한, 예를 들어, 전력 공유 장치(130)에 포함된 전력 공유 배터리(132)에 전력을 공급하는 것이 가능한 전기 자동차로 정의하기로 한다. 예를 들어, 제2 전기 자동차(120)는 제2 자동차 배터리를 포함하며, 전력 공유 장치(130)는 제2 자동차 배터리를 제2 방전량(DCG)만큼 방전(무선 방전)시켜, 제2 방전량(DCG)에 대응하는 충전량만큼의 전력을 전력 공유 배터리(132)에 충전시킬 수 있다.
한편, 도 5에서는 전기 자동차 무선 충전 시스템(100_1) 상에 하나의 제2 전기 자동차(120)가 포함되는 것을 기준으로 도시하였으나, 본 발명의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 전기 자동차 무선 충전 시스템(100_1) 상에는 전력 공유 프로그램에 등록된 복수의 제2 전기 자동차(120)들이 포함될 수 있다. 이에 대해서는, 도 9 내지 도 11b를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
제2 전기 자동차(120)는 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)이 운영하는 전력 공유 프로그램에 등록되고, 기준 충전량이 제2 사용자 설정 충전량으로 설정된 제2 자동차 배터리를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 7을 더 참조하면, 제2 전기 자동차(120)의 소유주는 제2 전기 자동차(120)의 최대 허용 충전량(MAX)과 최소 허용 충전량(MIN) 사이에서 본인의 운행 패턴을 고려하여 제2 사용자 설정 충전량(FSC2)을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제2 전기 자동차(120)의 소유주가 본인의 일반적인 1회 최대 운행 거리가 대략 200km인 경우, 대략 700km에 상응하는 최대 허용 충전량(MAX)보다 낮은 대략 200km에 상응하는 제2 사용자 설정 충전량(FSC2)을 설정할 수 있다.
여기서, 상술한 바와 같이, 제2 전기 자동차(120)는 자동차 배터리(제2 자동차 배터리)의 방전으로 전력 공유 배터리(132)의 충전이 가능한, 즉, 전력 공유 장치(130)에 포함된 전력 공유 배터리(132)로 전력 공급이 가능한 전기 자동차로 정의될 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 전기 자동차(120)의 제2 자동차 배터리는 제2 사용자 설정 충전량(FSC2) 이상의 제2 자동차 충전량(CUR2)만큼 충전되어 있을 수 있다. 예를 들어, 제2 전기 자동차(120)의 제2 자동차 배터리는 제2 사용자 설정 충전량(FSC2) 이상으로 충전되어 있다가, 제2 전기 자동차(120)가 운행했음에도 불구하고 제2 사용자 설정 충전량(FSC2) 이상을 유지한 상태(예를 들어, 제2 자동차 배터리가 제2 자동차 충전량(CUR2)만큼 충전된 상태)에서 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)이 운영하는 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 주차 구역에 주차될 수 있다. 이에 따라, 제2 전기 자동차(120)의 제2 자동차 배터리는 제2 자동차 충전량(CUR2)과 제2 사용자 설정 충전량(FSC2)의 차이에 대응하는 제2 방전량(DCG)만큼의 방전(무선 방전)이 가능할 수 있다. 다시 말해, 전력 공유 배터리(132)에 제2 방전량(DCG)에 대응하는 전력을 충전시킬 수 있다.
이에 따라, 일 실시예에서, 전력 공유 장치(130)는 제2 전기 자동차(120)의 제2 자동차 배터리로부터 공급된 전력(예를 들어, 제2 방전량(DCG)에 대응하는 전력)을 제1 전기 자동차(110)들 각각의 제1 자동차 배터리에 공급할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하기 위해, 도 8a를 더 참조하면, 전력 공유 장치(130)는 전력 공유 배터리(132)에 충전되어 있는 현재 충전량(SUR)에 더하여 제2 전기 자동차(120)의 제2 자동차 배터리를 방전시켜 제2 방전량(DCG)에 대응하는 전력만큼 전력 공유 배터리(132)를 충전시킬 수 있다. 이 경우, 전력 공유 배터리(132)의 충전량은 현재 충전량(SUR)에서 제2 방전량(DCG)에 대응하는 전력이 더해진 값을 가질 수 있다(예를 들어, 도 8a에 "SUR+DCG"로 도시됨).
일 실시예에서, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사하게, 전력 공유 장치(130)가 전력 공유 배터리(132)에 충전된 양(예: 현재 충전량(SUR))과 제2 전기 자동차(120)의 제2 자동차 배터리로부터 공급받을 수 있는 전력량에 따라 복수의 제1 전기 자동차(110)들, 즉, 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n)을 충전할 때, 충전되는 전력의 양을 배분하기 위해, 전력 공유 장치(130)는 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각의 충전 요구량의 비율에 기초하여, 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들을 무선 충전시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 도 8a에 도시된 바와 같이, 전력 공유 배터리(132)에 충전되어 있는 현재 충전량(SUR)과 제2 방전량(DCG)의 합이 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각에 요구되는 충전 요구량의 합(RCHG), 즉, 제1 내지 제n 충전 요구량들(RCHG1 내지 RCHGn)의 합보다 작은 경우, 전력 공유 장치(130)는 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각의 충전 요구량의 비(ratio)를 전력 공유 배터리(132)에 충전된 현재 충전량(SUR) 및 제2 방전량(DCG)의 합에 곱한 값을 충전량으로 하여 대응되는 자동차 배터리를 무선 충전시킬 수 있다.
예를 들어, 전력 공유 장치(130)는 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각의 충전 요구량의 합(RCGH), 즉, 제1 내지 제n 충전 요구량들(RCGH1 내지 RCGHn)의 합에 대한 제1-1 자동차 배터리의 제1 충전 요구량(RCGH1)의 비를 산출하고, 이를 전력 공유 배터리(132)에 충전된 현재 충전량(SUR) 및 제2 방전량(DCG)의 합에 곱한 값을 제1-1 충전량(CHG1)으로 하여 제1-1 전기 자동차(1101)의 제1-1 자동차 배터리를 무선 충전시킬 수 있다. 유사하게, 전력 공유 장치(130)는 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각의 충전 요구량의 합(RCGH), 즉, 제1 내지 제n 충전 요구량들(RCGH1 내지 RCGHn)의 합에 대한 제1-2 자동차 배터리의 제2 충전 요구량(RCGH2)의 비를 산출하고, 이를 전력 공유 배터리(132)에 충전된 현재 충전량(SUR) 및 제2 방전량(DCG)의 합에 곱한 값을 제1-2 충전량(CHG2)으로 하여 제1-2 전기 자동차(1102)의 제1-2 자동차 배터리를 무선 충전시키거나, 제1 내지 제n 충전 요구량들(RCGH1 내지 RCGHn)의 합에 대한 제1-n 자동차 배터리의 제n 충전 요구량(RCGHn)의 비를 산출하고, 이를 전력 공유 배터리(132)에 충전된 현재 충전량(SUR) 및 제2 방전량(DCG)의 합에 곱한 값을 제1-n 충전량(CHGn)으로 하여 제1-n 전기 자동차(110n)의 제1-n 자동차 배터리를 무선 충전시킬 수 있다.
한편, 전력 공유 장치(130)가 이와 같이 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n)을 충전시키는 경우, 전력 공유 배터리(132)는 최소 허용 충전량(MIN)만큼 방전되고, 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리 각각은 충전 요구량의 비율에 상응하는 충전량만큼 충전될 수 있다.
한편, 도 8a에서는 전력 공유 배터리(132)에 충전되어 있는 현재 충전량(SUR)과 제2 방전량(DCG)의 합이 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각에 요구되는 충전 요구량의 합(RCHG), 즉, 제1 내지 제n 충전 요구량들(RCHG1 내지 RCHGn)의 합보다 작은 경우를 예시적으로 도시하였으나, 본 발명의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 8b 및 도 8c를 더 참조하면, 도 8b에 도시된 바와 같이 전력 공유 배터리(132)에 충전되어 있는 현재 충전량(SUR)과 제2 방전량(DCG)의 합이 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각에 요구되는 충전 요구량의 합(RCHG)과 동일하거나, 도 8c에 도시된 바와 같이 전력 공유 배터리(132)에 충전되어 있는 현재 충전량(SUR)과 제2 방전량(DCG)의 합이 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각에 요구되는 충전 요구량의 합(RCHG)보다 클 수 있다. 이와 같은 경우, 전력 공유 장치(130)는 제2 전기 자동차(120)의 제2 자동차 배터리로부터 추가 공급받는 전력(예를 들어, 제2 방전량(DCG)에 대응하는 전력)을 통해, 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각에 요구되는 충전 요구량(RCHG)에 상응하는 충전량만큼 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들을 모두 충전시킬 수 있다. 즉, 전력 공유 장치(130)는 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각에 요구되는 충전 요구량, 즉, 제1 내지 제n 충전 요구량들(RCGH1 내지 RCHGn) 각각에 대응하는 제1-1 내지 제1-n 충전량(CGH1 내지 CHGn)만큼 제1-1 내지 제1-n 자동차 배터리들 각각을 충전시킬 수 있다.
이와 같이, 전력 공유 배터리(132)에 충전된 현재 충전량(SUR)이 충전 대상인 복수의 제1 전기 자동차(110)들, 즉, 제1-1 내지 제1-n 전기 자동차들(1101 내지 110n)을 모두 충전시키기에 부족한 경우, 전력 공유 장치(130)는 방전이 가능한 제2 전기 자동차(120)의 제2 자동차 배터리로부터 전력을 추가로 공급받아, 충전이 요구되는 복수의 제1 전기 자동차(110)들을 무선 충전시킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)에 있어서, 전력 공유 장치(130)는 제1 전기 자동차(110), 제2 전기 자동차(120), 전력 공유 배터리(132), 및 배전 계통(133)의 전력을 공유함으로써 전력을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 9의 전기 자동차 무선 충전 시스템에서 제2 전기 자동차의 제2 자동차 배터리의 무선 방전의 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11a 및 도 11b는 도 9의 전기 자동차 무선 충전 시스템에서 전력 공유 장치에 포함되는 전력 공유 배터리가 충방전되는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
한편, 도 9는 제2 전기 자동차(120)의 구성과 관련하여 도 1의 실시예에 대한 변형 실시예를 나타낸다.
도 9 내지 도 11b에 있어서, 중복된 설명을 피하기 위하여 상술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명하며, 특별히 설명하지 않는 부분은 상술한 실시예에 따르며, 동일한 번호는 동일한 구성 요소를, 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템(100_2)은 제2 전기 자동차(120) 및 전력 공유 장치(130)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 도 1 내지 도 8c를 참조하여 설명한 바와 같이, 전기 자동차 무선 충전 시스템(100_2)은 제1 전기 자동차(110)를 더 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 제2 전기 자동차(120)는 복수의 제2 전기 자동차(120)들, 예를 들어, 제2-1 내지 제2-m 전기 자동차들(1201 내지 120m)을 포함할 수 있다(단, m은 0보다 큰 정수). 이에, 제2-1 내지 제2-m 전기 자동차들(1201 내지 120m) 각각은 제2-1 내지 제2-m 자동차 배터리들을 포함할 수 있으며, 전력 공유 장치(130)는 제2-1 내지 제2-m 자동차 배터리들을 방전(무선 방전)시켜 전력 공유 배터리(132)로 전력을 공급할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 전기 자동차(120)는 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)이 운영하는 전력 공유 프로그램에 등록되고, 기준 충전량이 제2 사용자 설정 충전량으로 설정된 제2 자동차 배터리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2-1 내지 제2-m 전기 자동차들(1201 내지 120m) 각각은 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)이 운영하는 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제2-1 내지 제2-m 전기 자동차들(1201 내지 120m) 각각의 기준 충전량이 제2-1 내지 제2-m 사용자 설정 충전량으로 설정된 제2-1 내지 제2-m 자동차 배터리를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 10a을 더 참조하면, 제2-1 전기 자동차(1201)의 소유주는 제2-1 전기 자동차(1201)의 최대 허용 충전량(MAX)과 최소 허용 충전량(MIN) 사이에서 본인의 운행 패턴을 고려하여 제2-1 사용자 설정 충전량(FSC21)을 설정할 수 있다.
다른 예로, 도 10b 및 도 10c을 더 참조하면, 도 10b에 도시된 바와 같이 제2-2 전기 자동차(1202)의 소유주는 제2-2 전기 자동차(1202)의 최대 허용 충전량(MAX)과 최소 허용 충전량(MIN) 사이에서 본인의 운행 패턴을 고려하여 제2-2 사용자 설정 충전량(FSC22)을 설정할 수 있으며, 도 10c에 도시된 바와 같이 제2-m 전기 자동차(120m)의 소유주는 제2-m 전기 자동차(120m)의 최대 허용 충전량(MAX)과 최소 허용 충전량(MIN) 사이에서 본인의 운행 패턴을 고려하여 제2-m 사용자 설정 충전량(FSC2m)을 설정할 수 있다.
여기서, 상술한 바와 같이, 제2 전기 자동차(120)는 자동차 배터리(제2 자동차 배터리)의 방전이 가능한, 즉, 제2 자동차 배터리를 방전시켜 전력 공유 장치(130)에 포함된 전력 공유 배터리(132)로 전력 공급이 가능한 전기 자동차로 정의될 수 있다. 즉, 제2-1 내지 제2-m 전기 자동차들(1201 내지 120m) 각각은 전력 공유 배터리(132)로 전력을 공급시켜, 전력 공유 배터리(132)를 충전시킬 수 있다.
예를 들어, 도 10a에 도시된 바와 같이, 제2-1 전기 자동차(1201)의 제2-1 자동차 배터리는 제2-1 사용자 설정 충전량(FSC21) 이상의 제2-1 자동차 충전량(CUR21)만큼 충전되어 있을 수 있다. 예를 들어, 제2-1 전기 자동차(1201)의 제2-1 자동차 배터리는 제2-1 사용자 설정 충전량(FSC21) 이상으로 충전되어 있다가, 제2-1 전기 자동차(1201)가 운행했음에도 불구하고 제2-1 사용자 설정 충전량(FSC21) 이상을 유지한 상태(예를 들어, 제2-1 자동차 배터리가 제2-1 자동차 충전량(CUR21)만큼 충전된 상태)에서 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)이 운영하는 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 주차 구역에 주차될 수 있다. 이에 따라, 제2-1 전기 자동차(1201)의 제2-1 자동차 배터리는 제2-1 사용자 설정 충전량(FSC21)과 제2-1 자동차 충전량(CUR21)의 차이에 대응하는 제1 방전 요구량(RDCG1)만큼의 방전이 가능할 수 있다.
다른 예로, 도 10b에 도시된 바와 같이, 제2-2 전기 자동차(1202)의 제2-2 자동차 배터리는 제2-2 사용자 설정 충전량(FSC22) 이상의 제2-2 자동차 충전량(CUR22)만큼 충전되어 있을 수 있다. 예를 들어, 제2-2 전기 자동차(1202)의 제2-2 자동차 배터리는 제2-2 사용자 설정 충전량(FSC22) 이상으로 충전되어 있다가, 제2-2 전기 자동차(1202)가 운행했음에도 불구하고 제2-2 사용자 설정 충전량(FSC22) 이상을 유지한 상태(예를 들어, 제2-2 자동차 배터리가 제2-2 자동차 충전량(CUR22)만큼 충전된 상태)에서 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)이 운영하는 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 주차 구역에 주차될 수 있다. 이에 따라, 제2-2 전기 자동차(1202)의 제2-2 자동차 배터리는 제2-2 사용자 설정 충전량(FSC22)과 제2-2 자동차 충전량(CUR22)의 차이에 대응하는 제2 방전 요구량(RDCG2)만큼의 방전이 가능할 수 있다.
또 다른 예로, 도 10c에 도시된 바와 같이, 제2-m 전기 자동차(120m)의 제2-m 자동차 배터리는 제2-m 사용자 설정 충전량(FSC2m) 이상의 제2-m 자동차 충전량(CUR2m)만큼 충전되어 있을 수 있다. 예를 들어, 제2-m 전기 자동차(120m)의 제2-m 자동차 배터리는 제2-m 사용자 설정 충전량(FSC2m) 이상의 최대 허용 충전량(MAX)만큰 충전되어 있다가, 추가 운행 없이 제2-m 사용자 설정 충전량(FSC2m) 이상을 유지한 상태(예를 들어, 제2-m 자동차 배터리가 제2-m 자동차 충전량(CUR2m)만큼 충전된 상태)에서 전기 자동차 무선 충전 시스템(100)이 운영하는 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 주차 구역에 주차될 수 있다. 이에 따라, 제2-m 전기 자동차(120m)의 제2-m 자동차 배터리는 제2-m 사용자 설정 충전량(FSC2m)과 제2-m 자동차 충전량(CUR2m)의 차이에 대응하는 제m 방전 요구량(RDCGm)만큼의 방전이 가능할 수 있다.
한편, 전력 공유 장치(130)가 전력 공유 배터리(132)를 충전시키기 위해 복수의 제2-1 내지 제2-m 전기 자동차들(1201 내지 120m)을 방전(무선 방전)시킬 때, 제2-1 내지 제2-m 전기 자동차들(1201 내지 120m)의 제2-1 내지 제2-m 자동차 배터리들 각각의 방전 요구량(RDCG), 즉, 제1 내지 제n 방전 요구량들(RDCG1 내지 RDCGm)만큼 전력 공유 배터리(132)를 충전시킬 때, 전력 공유 배터리(132)의 현재 충전량(SUR)에 제1 내지 제n 방전 요구량들(RDCG1 내지 RDCGm)의 합을 더하는 경우, 전력 공유 배터리(132)의 기준 충전량(REF)을 초과할 수 있다.
여기서, 전력 공유 배터리(132)의 기준 충전량(REF)은 시간대에 따라 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 일반 시간대의 경우 전기 요금이 심야 시간대의 전기 요금보다 비쌀 수 있다. 이에, 도 11a에 도시된 바와 같이, 전력 공유 배터리(132)의 기준 충전량(REF)은 기 설정된 일반 시간대에서 전력 공유 배터리(132)의 최대 허용 충전량(MAX)과 최소 허용 충전량(MIN)의 사이 값으로 설정되는 반면, 도 11b에 도시된 바와 같이, 전력 공유 배터리(132)의 기준 충전량(REF)은 기 설정된 심야 시간대에서 전력 공유 배터리(132)의 최대 허용 충전량(MAX)으로 설정될 수 있다. 즉, 전력 공유 장치(130)가 제2 전기 자동차(120) 및/또는 배전 계통(133)으로부터 전력을 수신하여 전력 공유 배터리(132)를 충전시킬 때, 상대적으로 전기 요금이 비싼 일반 시간대에서는 기준 충전량(REF)을 상대적으로 낮은 값으로 설정하고, 상대적으로 전기 요금이 싼 심야 시간대에서는 기준 충전량(REF)을 최대 허용 충전량(MAX)만큼 설정할 수 있다. 이에 따라, 전력 공유 장치(130)는 전기 요금이 저렴한 심야 시간대에 충전된 전력을 이용하여 전력 피크 시간대(일반 시간대)에 효율적으로 이용할 수 있다(예를 들어, 도 1 내지 도 8c를 참조하여 설명한 바와 같이 제1 전기 자동차(110)를 무선 충전함).
다시 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 전력 공유 배터리(132)의 현재 충전량(SUR)에 제1 내지 제n 방전 요구량들(RDCG1 내지 RDCGm)의 합을 더하는 경우, 전력 공유 배터리(132)의 기준 충전량(REF)을 초과할 수 있다. 이 경우, 전력 공유 배터리(132)는 제2-1 내지 제2-m 전기 자동차들(1201 내지 120m)을 각각 방전 요구량보다 작은 방전량만큼 무선 방전시켜, 기준 충전량(REF)만큼만 전력 공유 배터리(132)를 충전시킬 수 있다.
이에, 전력 공유 장치(130)가 전력 공유 배터리(132)에 충전된 양에 따라 복수의 제2 전기 자동차(120)들, 즉, 제2-1 내지 제2-m 전기 자동차들(1201 내지 120m)을 방전시켜 전력 공유 배터리(132)를 충전할 때, 기준 충전량(REF)만큼만 전력 공유 배터리(132)를 충전시키기 위해, 일 실시예에서, 전력 공유 장치(130)는 제2-1 내지 제2-m 자동차 배터리들 각각의 방전 요구량의 비율에 기초하여, 제2-1 내지 제2-m 자동차 배터리들을 무선 방전시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 전력 공유 배터리(132)의 현재 충전량(SUR)에 제1 내지 제n 방전 요구량들(RDCG1 내지 RDCGm)의 합을 더한 값이 전력 공유 배터리(132)의 기준 충전량(REF)을 초과할 경우, 전력 공유 장치(130)는 제2-1 내지 제2-m 자동차 배터리들 각각의 방전 요구량의 비(ratio)를 전력 공유 배터리(132)의 기준 충전량(REF)과 현재 충전량(SUR)의 차이(예를 들어, 도 11a 및 도 11b에 "DCG"로 도시됨)에 곱한 값을 방전량으로 하여 대응되는 자동차 배터리를 무선 방전시킬 수 있다.
예를 들어, 전력 공유 장치(130)는 제2-1 내지 제2-m 자동차 배터리들 각각의 방전 요구량의 합(RDCG), 즉, 제1 내지 제m 방전 요구량들(RDCG1 내지 RDCGm)의 합에 대한 제2-1 자동차 배터리의 제1 방전 요구량(RDCG1)의 비를 산출하고, 이를 전력 공유 배터리(132)의 기준 충전량(REF)과 현재 충전량(SUR)의 차이에 곱한 값을 제2-1 방전량(DCG1)으로 하여 제2-1 전기 자동차(1201)의 제2-1 자동차 배터리를 무선 방전시킬 수 있다. 유사하게, 전력 공유 장치(130)는, 제2-1 내지 제2-m 자동차 배터리들 각각의 방전 요구량의 합(RDCG), 즉, 제1 내지 제m 방전 요구량들(RDCG1 내지 RDCGm)의 합에 대한 제2-2 자동차 배터리의 제2 방전 요구량(RDCG2)의 비를 산출하고, 이를 전력 공유 배터리(132)의 기준 충전량(REF)과 현재 충전량(SUR)의 차이에 곱한 값을 제2-2 방전량(DCG2)으로 하여 제2-2 전기 자동차(1202)의 제2-2 자동차 배터리를 무선 방전시키거나, 제2-1 내지 제2-m 자동차 배터리들 각각의 방전 요구량의 합(RDCG), 즉, 제1 내지 제m 방전 요구량들(RDCG1 내지 RDCGm)의 합에 대한 제2-m 자동차 배터리의 제m 방전 요구량(RDCGm)의 비를 산출하고, 이를 전력 공유 배터리(132)의 기준 충전량(REF)과 현재 충전량(SUR)의 차이에 곱한 값을 제2-m 방전량(DCGm)으로 하여 제2-m 전기 자동차(120m)의 제2-m 자동차 배터리를 무선 방전시킬 수 있다.
한편, 전력 공유 장치(130)가 이와 같이 제2-1 내지 제2-m 전기 자동차들(1201 내지 120m)을 방전시켜 전력 공유 배터리(132)를 충전시키는 경우, 제2-1 내지 제2-m 자동차 배터리 각각은 방전 요구량의 비율에 상응하는 방전량만큼 방전되고, 이에 따라 전력 공유 배터리(132)는 기준 충전량(REF)만큼 충전될 수 있다. 이와 같이, 전력 공유 장치(130)는 제2 전기 자동차(120)들의 방전 요구량의 비율에 기초하여 각각의 자동차 배터리를 방전시켜, 일정되게 전력 공유 배터리(132)를 기준 충전량(REF)만큼 충전시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템에서, 전력 공유 장치는 전력 공유 배터리의 현재 충전량에 따라, 제1 전기 자동차들의 충전 요구량의 비율에 기초하여 제1 전기 자동차들 각각의 자동차 배터리를 충전시키거나 및/또는 제2 전기 자동차들의 방전 요구량의 비율에 기초하여 제2 전기 자동차들 각각의 자동차 배터리를 방전시킬 수 있다. 이에 따라, 전기 자동차 무선 충전 시스템의 효율적인 충전량 분배가 가능할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템은 다음과 같이 설명될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템은, 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제1-1 사용자 설정 충전량 미만의 제1-1 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제1-1 자동차 배터리를 포함하는 제1-1 전기 자동차, 상기 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제1-2 사용자 설정 충전량 미만의 제1-2 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제1-2 자동차 배터리를 포함하는 제1-2 전기 자동차, 및 상기 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 복수의 주차 구역들 각각에 설치된 양방향 무선 충전기들 및 상기 양방향 무선 충전기들과 배전 계통 사이에 연결된 전력 공유 배터리를 포함하고, 상기 전력 공유 배터리를 방전시켜 상기 제1-1 자동차 배터리 및 상기 제1-2 자동차 배터리를 무선 충전시키는 전력 공유 장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전력 공유 장치는, 상기 제1-1 사용자 설정 충전량과 상기 제1-1 자동차 충전량의 차이에 대응하는 제1 충전 요구량 및 상기 제1-2 사용자 설정 충전량과 상기 제1-2 자동차 충전량의 차이에 대응하는 제2 충전 요구량의 비율에 기초하여, 상기 제1-1 자동차 배터리와 상기 제1-2 자동차 배터리를 각각 무선 충전시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량이 상기 제1 충전 요구량 및 상기 제2 충전 요구량의 합보다 작은 경우, 상기 전력 공유 장치는, 상기 제1 충전 요구량과 상기 제1 충전 요구량의 합에 대한 상기 제1 충전 요구량의 비(ratio)를 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량에 곱한 값에 대응하는 제1-1 충전량으로 상기 제1-1 자동차 배터리를 무선 충전시키고, 상기 제1 충전 요구량과 상기 제1 충전 요구량의 합에 대한 상기 제2 충전 요구량의 비를 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량에 곱한 값에 대응하는 제1-2 충전량으로 상기 제1-2 자동차 배터리를 무선 충전시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전기 자동차 무선 충전 시스템은, 상기 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제2 사용자 설정 충전량 이상의 제2 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제2 자동차 배터리를 포함하는 제2 전기 자동차를 더 포함하고, 상기 전력 공유 장치는, 상기 제2 자동차 배터리를 상기 제2 사용자 설정 충전량까지 무선 방전시켜 상기 전력 공유 배터리를 상기 제2 자동차 충전량과 상기 제2 사용자 설정 충전량의 차이에 대응하는 제2 방전량만큼 충전시킬 수 있다. 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량과 상기 제2 방전량의 합이 상기 제1 충전 요구량 및 상기 제1 충전 요구량의 합보다 작은 경우, 상기 전력 공유 장치는, 상기 제1 충전 요구량과 상기 제1 충전 요구량의 합에 대한 상기 제1 충전 요구량의 비(ratio)를 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량과 상기 제2 방전량의 합에 곱한 값에 대응하는 제1-1 충전량으로 상기 제1-1 자동차 배터리를 무선 충전시키고, 상기 제1 충전 요구량과 상기 제1 충전 요구량의 합에 대한 상기 제2 충전 요구량의 비를 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량과 상기 제2 방전량의 합에 곱한 값에 대응하는 제1-2 충전량으로 상기 제1-2 자동차 배터리를 무선 충전시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템은 다음과 같이 설명될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템은, 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제2-1 사용자 설정 충전량 이상의 제2-1 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제2-1 자동차 배터리를 포함하는 제2-1 전기 자동차, 상기 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제2-2 사용자 설정 충전량 이상의 제2-2 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제2-2 자동차 배터리를 포함하는 제2-2 전기 자동차, 및 상기 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 복수의 주차 구역들 각각에 설치된 양방향 무선 충전기들 및 상기 양방향 무선 충전기들과 배전 계통 사이에 연결된 전력 공유 배터리를 포함하고, 상기 전력 공유 배터리를 충전시키기 위해 상기 제2-1 자동차 배터리와 상기 제2-2 자동차 배터리를 무선 방전시키는 전력 공유 장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전력 공유 장치는, 상기 제2-1 자동차 충전량과 상기 제2-1 사용자 설정 충전량의 차이에 대응하는 제1 방전 요구량 및 상기 제2-2 자동차 충전량과 상기 제2-2 사용자 설정 충전량의 차이에 대응하는 제2 방전 요구량의 비율에 기초하여, 상기 제2-1 자동차 배터리와 상기 제2-2 자동차 배터리를 각각 무선 방전시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전력 공유 배터리의 기준 충전량과 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량의 차이가 상기 제1 방전 요구량 및 상기 제2 방전 요구량의 합보다 작은 경우, 상기 전력 공유 장치는, 상기 제1 방전 요구량과 상기 제2 방전 요구량의 합에 대한 상기 제1 방전 요구량의 비(ratio)를 상기 전력 공유 배터리의 기준 충전량과 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량의 차이에 곱한 값에 대응하는 제2-1 방전량으로 상기 제2-1 자동차 배터리를 무선 방전시키고, 상기 제1 방전 요구량과 상기 제2 방전 요구량의 합에 대한 상기 제2 방전 요구량의 비를 상기 전력 공유 배터리의 기준 충전량과 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량의 차이에 곱한 값에 대응하는 제2-2 방전량으로 상기 제2-2 자동차 배터리를 무선 방전시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전력 공유 배터리의 상기 기준 충전량은, 기 설정된 일반 시간대에서 상기 전력 공유 배터리의 최대 허용 충전량과 최소 허용 충전량의 사이로 설정되며, 기 설정된 심야 시간대에서 상기 전력 공유 배터리의 상기 최대 허용 충전량으로 설정될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 100_1, 100_2: 전기 자동차 무선 충전 시스템
110: 제1 전기 자동차
120: 제2 전기 자동차
130: 전력 공유 장치
131: 양방향 무선 충전기
132: 전력 공유 배터리
133: 배전 계통

Claims (6)

  1. 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제1-1 사용자 설정 충전량 미만의 제1-1 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제1-1 자동차 배터리를 포함하는 제1-1 전기 자동차;
    상기 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제1-2 사용자 설정 충전량 미만의 제1-2 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제1-2 자동차 배터리를 포함하는 제1-2 전기 자동차; 및
    상기 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 복수의 주차 구역들 각각에 설치된 양방향 무선 충전기들 및 상기 양방향 무선 충전기들과 배전 계통 사이에 연결된 전력 공유 배터리를 포함하고, 상기 전력 공유 배터리를 방전시켜 상기 제1-1 자동차 배터리 및 상기 제1-2 자동차 배터리를 무선 충전시키는 전력 공유 장치를 포함하고,
    상기 전력 공유 장치는, 상기 제1-1 사용자 설정 충전량과 상기 제1-1 자동차 충전량의 차이에 대응하는 제1 충전 요구량 및 상기 제1-2 사용자 설정 충전량과 상기 제1-2 자동차 충전량의 차이에 대응하는 제2 충전 요구량의 비율에 기초하여, 상기 제1-1 자동차 배터리와 상기 제1-2 자동차 배터리를 각각 무선 충전시키고,
    상기 제1-1 사용자 설정 충전량은 상기 제1-1 전기 자동차의 최대 허용 충전량과 최소 허용 충전량 사이에서 상기 제1-1 전기 자동차의 소유주의 운행 패턴을 고려하여 결정되고, 상기 제1-1 전기 자동차의 소유주의 1회 최대 운행거리에 대응하며,
    상기 제1-2 사용자 설정 충전량은 상기 제1-2 전기 자동차의 최대 허용 충전량과 최소 허용 충전량 사이에서 상기 제1-2 전기 자동차의 소유주의 운행 패턴을 고려하여 결정되고, 상기 제1-2 전기 자동차의 소유주의 1회 최대 운행거리에 대응하며,
    전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량이 상기 제1 충전 요구량 및 상기 제2 충전 요구량의 합보다 작은 경우, 상기 전력 공유 장치는,
    상기 제1 충전 요구량과 상기 제2 충전 요구량의 합에 대한 상기 제1 충전 요구량의 비(ratio)를 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량에 곱한 값에 대응하는 제1-1-1 충전량으로 상기 제1-1 자동차 배터리를 무선 충전시키고,
    상기 제1 충전 요구량과 상기 제2 충전 요구량의 합에 대한 상기 제2 충전 요구량의 비를 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량에 곱한 값에 대응하는 제1-2-1 충전량으로 상기 제1-2 자동차 배터리를 무선 충전시키며,
    상기 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제2 사용자 설정 충전량 이상의 제2 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제2 자동차 배터리를 포함하는 제2 전기 자동차를 더 포함하고,
    상기 전력 공유 장치는, 상기 제2 자동차 배터리를 상기 제2 사용자 설정 충전량까지 무선 방전시켜 상기 전력 공유 배터리를 상기 제2 자동차 충전량과 상기 제2 사용자 설정 충전량의 차이에 대응하는 제2 방전량만큼 충전시키며,
    상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량과 상기 제2 방전량의 합이 상기 제1 충전 요구량 및 상기 제1 충전 요구량의 합보다 작은 경우, 상기 전력 공유 장치는,
    상기 제1 충전 요구량과 상기 제2 충전 요구량의 합에 대한 상기 제1 충전 요구량의 비(ratio)를 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량과 상기 제2 방전량의 합에 곱한 값에 대응하는 제1-1-2 충전량으로 상기 제1-1 자동차 배터리를 무선 충전시키고,
    상기 제1 충전 요구량과 상기 제2 충전 요구량의 합에 대한 상기 제2 충전 요구량의 비를 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량과 상기 제2 방전량의 합에 곱한 값에 대응하는 제1-2-2 충전량으로 상기 제1-2 자동차 배터리를 무선 충전시키는, 전기 자동차 무선 충전 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제2-1 사용자 설정 충전량 이상의 제2-1 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제2-1 자동차 배터리를 포함하는 제2-1 전기 자동차;
    상기 전력 공유 프로그램에 등록되고, 제2-2 사용자 설정 충전량 이상의 제2-2 자동차 충전량만큼 충전되어 있는 제2-2 자동차 배터리를 포함하는 제2-2 전기 자동차; 및
    상기 전력 공유 프로그램에 등록된 주차장 내 복수의 주차 구역들 각각에 설치된 양방향 무선 충전기들 및 상기 양방향 무선 충전기들과 배전 계통 사이에 연결된 전력 공유 배터리를 포함하고, 상기 전력 공유 배터리를 충전시키기 위해 상기 제2-1 자동차 배터리와 상기 제2-2 자동차 배터리를 무선 방전시키는 전력 공유 장치를 포함하고,
    상기 전력 공유 장치는, 상기 제2-1 자동차 충전량과 상기 제2-1 사용자 설정 충전량의 차이에 대응하는 제1 방전 요구량 및 상기 제2-2 자동차 충전량과 상기 제2-2 사용자 설정 충전량의 차이에 대응하는 제2 방전 요구량의 비율에 기초하여, 상기 제2-1 자동차 배터리와 상기 제2-2 자동차 배터리를 각각 무선 방전시키고,
    상기 제2-1 사용자 설정 충전량은 상기 제1-1 전기 자동차의 최대 허용 충전량과 최소 허용 충전량 사이에서 상기 제2-1 전기 자동차의 소유주의 운행 패턴을 고려하여 결정되고, 상기 제2-1 전기 자동차의 소유주의 1회 최대 운행거리에 대응하며,
    상기 제2-2 사용자 설정 충전량은 상기 제2-2 전기 자동차의 최대 허용 충전량과 최소 허용 충전량 사이에서 상기 제2-2 전기 자동차의 소유주의 운행 패턴을 고려하여 결정되고, 상기 제2-2 전기 자동차의 소유주의 1회 최대 운행거리에 대응하며,
    상기 전력 공유 배터리의 기준 충전량과 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량의 차이가 상기 제1 방전 요구량 및 상기 제2 방전 요구량의 합보다 작은 경우, 상기 전력 공유 장치는,
    상기 제1 방전 요구량과 상기 제2 방전 요구량의 합에 대한 상기 제1 방전 요구량의 비(ratio)를 상기 전력 공유 배터리의 기준 충전량과 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량의 차이에 곱한 값에 대응하는 제2-1 방전량으로 상기 제2-1 자동차 배터리를 무선 방전시키고,
    상기 제1 방전 요구량과 상기 제2 방전 요구량의 합에 대한 상기 제2 방전 요구량의 비를 상기 전력 공유 배터리의 기준 충전량과 상기 전력 공유 배터리에 충전된 현재 충전량의 차이에 곱한 값에 대응하는 제2-2 방전량으로 상기 제2-2 자동차 배터리를 무선 방전시키며,
    상기 전력 공유 배터리의 상기 기준 충전량은,
    기 설정된 일반 시간대에서 상기 전력 공유 배터리의 최대 허용 충전량과 최소 허용 충전량의 사이로 설정되며,
    기 설정된 심야 시간대에서 상기 전력 공유 배터리의 상기 최대 허용 충전량으로 설정되는, 전기 자동차 무선 충전 시스템.
  5. 삭제
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