KR102599252B1

KR102599252B1 - 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법 및 이를 지원하는 충전 스테이션

Info

Publication number: KR102599252B1
Application number: KR1020220014241A
Authority: KR
Inventors: 장관순; 김두권
Original assignee: 에코브 주식회사
Priority date: 2022-02-03
Filing date: 2022-02-03
Publication date: 2023-11-08
Also published as: KR20230118216A

Abstract

본 발명은 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법 및 이를 지원하는 충전 스테이션에 관한 것으로, 차량(EV: Electric Vehicle) 운행자가 충전 스테이션을 통해 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 교환할 때, 상기 충전 스테이션에서 노화상태(SOH, State Of Health)가 유사한 배터리를 짝지어 교환해 줌으로써, 상기 SOH에 대한 밸런스가 맞지 않아 배터리가 비효율적으로 사용되고 수명이 단축되는 것을 해결할 수 있도록 하는 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법 및 이를 지원하는 충전 스테이션에 관한 것이다.

Description

배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법 및 이를 지원하는 충전 스테이션{METHOD FOR MAINTAINING BALANCE AMONG BATTERY PACKS AND CHARGING STATION SUPPORTING THE SAME}

본 발명은 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법 및 이를 지원하는 충전 스테이션에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량(EV: Electric Vehicle) 운행자가 충전 스테이션을 통해 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 교환할 때, 상기 충전 스테이션에서 노화상태(SOH, State Of Health)가 유사한 배터리를 짝지어 교환해 줌으로써, 상기 SOH에 대한 밸런스가 맞지 않아 배터리가 비효율적으로 사용되고 수명이 단축되는 것을 해결할 수 있도록 하는 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법 및 이를 지원하는 충전 스테이션에 관한 것이다.

EV는 고전압 배터리에서 전기에너지를 전기모터로 공급하여 구동력을 발생시키는 전기 자동차, 전기 스쿠터, 전기 바이크 등의 차량을 통칭하는 것으로서, 화석연료를 전혀 사용하지 않기 때문에 대기오염물질과 온실가스를 배출하지 않아 환경보호의 해결책이 될 수 있다.

상기 EV는 배터리를 사용하여 운행하므로 수시로 배터리를 충전하거나, 교체하여 사용하여야 한다. 하지만, EV의 배터리를 충전하는 충전소 등의 인프라가 많이 부족한 실정이며, 충전소에서 배터리를 충전하더라도 짧게는 수십분, 길게는 수시간 소요되므로 사용자가 장시간 대기하여야 하는 불편함이 있었다.

이를 해결하기 위하여, 방전된 배터리를 만충된 배터리로 교환하여 사용할 수 있는 충전 스테이션이 개발되었고, 상기 충전 스테이션을 여러 공공장소에 설치하여 사용하고 있다.

상기 충전 스테이션을 이용하는 EV 운행자는 자신의 EV에서 방전된 배터리를 빼낸 후 상기 충전 스테이션에 구비된 비어 있는 배터리 슬롯에 장착하고, 이어서 만충된 배터리를 제공받아 자신의 EV에 장착하여야 한다.

그러나, 지금까지는 상기 충전 스테이션에서 각 배터리의 SOH를 참조하지 않고 방전된 배터리가 반납되는 수량만큼 만충된 배터리를 제공하였기 때문에, EV에서 사용되는 배터리의 교환 단위가 한 쌍(즉 2개) 혹은 그 이상인 경우, 교환되는 각 배터리 상호간에 SOH에 대한 밸런스가 맞지 않으면 배터리의 전체 사용시간이 줄어들거나, 인접한 다른 배터리의 수명에도 지장을 초래하게 되는 문제가 발생하였다.

따라서 본 발명에서는 충전 스테이션에서 배터리의 교환 단위가 한 쌍 혹은 그 이상인 경우, 상호 유사한 SOH를 가진 배터리로 교환해 줌으로써, 전체적인 배터리 수명에 지장이 없고, 최대 효율을 발휘할 수 있도록 하는 방안을 제시하고자 한다.

다음으로 본 발명의 기술분야에 존재하는 선행발명에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행발명에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.

먼저 한국등록특허 제2313955호(2021.10.19.)는 전기운송장치의 배터리 공유 시스템에 관한 것으로, 전기 자동차에 장착된 배터리의 연식, 제조년월, 사용정도, 수명용량 및 충전용량 등을 포함하는 배터리 상태정보가 빅데이터를 통해 실시간으로 공유되기 때문에, 충전소에서 배터리를 충전하거나, 교환소 및 대여소에 있는 보유 배터리로 교환하거나 대여할 때의 비용이 기준화되어 차등적으로 책정되기 때문에 충전소, 교환소 및 대여소의 배터리 충전, 교환 및 대여에 따른 비용의 손실을 최소화할 수 있는 전기운송장치의 배터리 공유 시스템에 관한 선행발명이다.

즉, 상기 한국등록특허 제2313955호는 전기 자동차의 위치에 따라 실시간으로 공유되는 충전소, 교환소 및 대여소의 정보에 따라 전기 자동차의 배터리를 교환함은 물론이고 필요에 따라 교환소 및 대여소에서 보유하고 있는 보유 배터리로 교환하거나 대여할 수 있어서 전기 자동차의 운행 효율을 향상시키는 시스템에 대해 기재하고 있다.

하지만, 본 발명은 EV 운행자가 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 반납하면, 충전 스테이션에서 EV 운행자가 반납한 배터리의 수량만큼 상호 유사한 SOH를 가진 배터리로 교환해 주는 것이므로, 상기 한국등록특허 제2313955호와 본 발명은 현저한 구성상 차이점이 있다.

또한 한국공개특허 제2016-0139996호(2016.12.07.)는 전기 차량의 배터리 교환 제어방법 및 장치에 관한 것으로, 충전 베이에 장착되어 있는 교환형 배터리에 대한 각각의 배터리 충전량 정보, 상기 교환형 배터리에 대한 각각의 배터리 수명 정보 및 상기 충전 베이에 장착된 상기 교환형 배터리와 상기 교환형 배터리를 운반하기 위한 로봇 간의 각각의 거리정보를 수집하는 단계; 상기 배터리 충전량정보, 상기 배터리 수명정보 및 상기 거리정보를 근거로 하여, 상기 전기 차량에 대한 상기 교환형 배터리를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 교환형 배터리의 교환을 제어하는 단계를 포함하는 전기 차량의 배터리 교환 제어방법 및 장치에 관한 선행발명이다.

즉, 상기 한국공개특허 제2016-0139996호는 배터리 교환을 자동으로 미리 준비하여 배터리 교환에 소요되는 시간을 줄일 수 있고 배터리 수명을 평준화할 수 있으며, 전기 차량의 배터리 관련 정보를 주기적으로 수집하여 전기 차량에 대한 배터리 교환 여부를 실시간으로 파악하여 효율적으로 배터리를 교환할 수 있도록 하는 방법 및 그 장치를 기재하고 있다.

반면에 본 발명은, 충전 스테이션에서 EV 운행자가 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리 교환을 수행할 경우, 상호 유사한 SOH를 가진 배터리로 교환해 주는 것이므로, 상기 한국공개특허 제2016-0139996호와 본 발명은 기술적 구성의 차이점이 분명하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, EV 운행자가 충전 스테이션을 통해 배터리를 교환할 때, 상기 배터리의 교환 단위가 한 쌍 혹은 그 이상인 경우, 노화상태(SOH)가 유사한 배터리를 짝지어 교환해 주도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 EV에 사용되는 복수 개의 배터리간의 SOH에 대한 밸런스가 맞지 않아 배터리가 비효율적으로 사용되고 수명이 단축되는 것을 해결할 수 있도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은 충전 스테이션에서 EV 운행자가 반납하는 배터리의 SOH가 기준을 벗어나면 폐기 절차를 수행함으로써, 노화된 배터리의 사용을 억제할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은 충전 스테이션에서 여분의 예비용 배터리를 구비하고, SOH가 낮은 배터리가 반납되면 상기 예비용 배터리로 대체함으로서, 일정 수준 이상의 SOH를 갖는 배터리를 공급할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은 충전 스테이션에서 EV 운행자가 반납하는 한 쌍 또는 그 이상의 배터리의 SOH 상태와 교환될 배터리의 SOH 상태를 토대로 교환비용을 할인하여 제공할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은 EV 운행자가 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 반납하거나 교환할 때, 충전 스테이션에 구비된 UI(User Interface)를 통해서 반납 및 교환절차를 편리하게 수행할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법은, 충전 스테이션에서, 배터리 슬롯을 통해 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리가 반납되는 것을 확인하는 배터리 반납 확인 단계; 및 상기 반납된 배터리 수량만큼 만충된 배터리를 짝을 지어 교환해주는 배터리 교환 단계;를 포함하며, 상기 배터리 교환 단계는, 상기 배터리 슬롯에 장착되어 있는 만충된 배터리 중에서 가장 근접한 SOH(State Of Health)를 갖는 배터리로 짝을 지어 교환해줌으로써, 상기 SOH에 대한 밸런스를 맞추는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법은, 상기 충전 스테이션에서, 상기 배터리 슬롯에 장착된 배터리와 NFC(Near Field Communication)를 포함한 무선 통신을 수행하여 배터리 상태정보를 수신하는 무선 통신 단계; 및 상기 수신한 배터리 상태정보로부터 상기 배터리의 SOH를 확인하는 SOH 확인 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법은, 상기 충전 스테이션에서, 상기 SOH 확인 단계를 통해 확인한 상기 배터리의 SOH가 기 설정된 폐기 기준을 만족하는지를 판단하고, 상기 판단한 결과 상기 배터리의 SOH가 폐기 기준을 만족하면 폐기 절차를 수행하고, 상기 배터리에 대한 폐기 처리 정보를 관리서버로 전송하는 폐기 처리 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 폐기 처리 단계는, 상기 충전 스테이션에서, 특정 배터리 슬롯에 장착된 폐기 예정의 배터리를 버퍼 슬롯으로 이송하는 단계; 예비용 슬롯에 장착된 예비용 배터리를 상기 특정 배터리 슬롯으로 이송하는 단계; 및 상기 버퍼 슬롯에 위치한 폐기 예정의 배터리를 상기 예비용 슬롯으로 이송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법은, 상기 충전 스테이션에서, 상기 배터리의 충전 및 교환을 위한 비용을 결제하는 비용 결제 단계;를 더 포함하며, 상기 비용은, EV 운행자에게 제공되는 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리의 SOH에 따라 할인하여 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법은, 상기 충전 스테이션에서, EV 운행자가 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 만충된 배터리로 교환하는 과정에서, 상기 EV 운행자가 배터리를 반납할 배터리 슬롯 정보, 상기 EV 운행자가 반납한 배터리의 수량만큼 가장 근접한 SOH를 갖는 배터리로 짝을 지은 만충된 배터리가 장착된 배터리 슬롯 정보, 한 쌍 혹은 그 이상의 만충된 배터리 교환에 따른 비용 정보 또는 이들의 조합을 표시하여, 상기 EV 운행자가 확인하거나 선택하도록 하는 사용자 인터페이스 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 간의 밸런스 유지를 지원하는 충전 스테이션은, 배터리가 탈착 또는 장착되는 복수 개의 배터리 슬롯; 및 상기 배터리 슬롯을 통해 반납된 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리의 수량만큼 만충된 배터리를 짝을 지어 교환해주는 배터리 교환부;를 포함하며, 상기 배터리 교환부는, 상기 배터리 슬롯에 장착되어 있는 만충된 배터리 중에서 가장 근접한 SOH(State Of Health)를 갖는 배터리로 짝을 지어 교환해줌으로써, 상기 SOH에 대한 밸런스를 맞추는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 충전 스테이션은, 상기 배터리 슬롯에 장착된 배터리와 NFC(Near Field Communication)를 포함한 무선 통신을 수행하여 배터리 상태정보를 수신하는 무선 통신부; 및 상기 수신한 배터리 상태정보로부터 상기 배터리의 SOH를 확인하고, 상기 확인한 SOH를 상기 배터리 교환부로 제공하는 SOH 확인부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 충전 스테이션은, 상기 SOH 확인부에서 확인한 상기 배터리의 SOH가 기 설정된 폐기 기준을 만족하는지를 판단하고, 상기 판단한 결과 상기 배터리의 SOH가 폐기 기준을 만족하면 폐기 절차를 수행하고, 상기 배터리에 대한 폐기 처리 정보를 관리서버로 전송하는 폐기 처리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 충전 스테이션은, 예비용 배터리가 장착된 예비용 슬롯; 상기 폐기 처리부에서 확인한 폐기 예정의 배터리를 상기 예비용 배터리로 대체하는 과정에서, 상기 폐기 예정의 배터리 또는 상기 예비용 배터리를 일시 보관하는 버퍼 슬롯; 및 특정 배터리 슬롯에 장착된 폐기 예정의 배터리를 상기 버퍼 슬롯으로 이송하고, 상기 예비용 슬롯에 장착된 예비용 배터리를 상기 특정 배터리 슬롯으로 이송하며, 상기 버퍼 슬롯에 위치한 폐기 예정의 배터리를 상기 예비용 슬롯으로 이송하는 이송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 충전 스테이션은, 상기 배터리의 충전 및 교환을 위한 비용을 결제하는 비용 결제부;를 더 포함하며, 상기 비용은, EV 운행자에게 제공되는 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리의 SOH에 따라 할인하여 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 충전 스테이션은, EV 운행자가 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 만충된 배터리로 교환하는 과정에서, 상기 EV 운행자가 배터리를 반납할 배터리 슬롯 정보, 상기 EV 운행자가 반납한 배터리의 수량만큼 가장 근접한 SOH를 갖는 배터리로 짝을 지은 만충된 배터리가 장착된 배터리 슬롯 정보, 한 쌍 혹은 그 이상의 만충된 배터리 교환에 따른 비용 정보 또는 이들의 조합을 표시하여, 상기 EV 운행자가 확인하거나 선택하도록 하는 사용자 인터페이스부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명의 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법 및 이를 지원하는 충전 스테이션에 따르면, EV 운행자가 충전 스테이션을 통해 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 교환할 때, SOH가 유사한 배터리를 짝지어 교환해 주도록 함으로써, EV에 사용되는 복수 개의 배터리간의 SOH에 대한 밸런스가 맞지 않아 배터리가 비효율적으로 사용되거나, 열화 등으로 인해 배터리의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 충전 스테이션에서 EV 운행자가 반납하는 배터리의 SOH가 기준을 만족하지 못하면, 폐기 절차를 수행하여 여분의 예비용 배터리로 대체함으로써, 노화된 배터리의 사용을 억제할 수 있으며, 일정 수준 이상의 SOH를 갖는 배터리를 공급할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 간의 밸런스 유지를 지원하는 충전 스테이션의 전체 구성을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 스테이션의 외부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 스테이션의 구성을 보다 상세하게 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 스테이션에서 폐기 예정의 배터리를 예비용 배터리로 교체하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 스테이션에서 SOH에 따른 비용할인을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 스테이션에서 배터리 교환시 사용되는 사용자 인터페이스 화면의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법 및 이를 지원하는 충전 스테이션에 대한 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 간의 밸런스 유지를 지원하는 충전 스테이션의 전체 구성을 나타낸 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 배터리 팩 간의 밸런스 유지를 지원하는 충전 스테이션(100, 이하 충전 스테이션이라 함), EV(200), 관리서버(300) 등을 포함하여 구성된다.

상기 충전 스테이션(100)은 전기 스쿠터와 같은 EV(200)에서 사용되는 배터리가 한 쌍 혹은 그 이상으로 반납되면, 상기 반납된 배터리 수량만큼 노화상태(SOH)가 유사한 배터리를 짝지어 교환해주는 장치이다. 여기서, 본 발명에서는 전기 스쿠터에서 사용되는 배터리를 한 쌍 또는 그 이상으로 동시에 교환하는 것을 예로 하여 설명하지만, 이에 한정되지 않고 전기 자동차, 전기 바이크, 전동 킥보드 등으로 확대하여 적용할 수 있다.

현재, 대부분의 충전 스테이션은 EV 운행자가 배터리를 반납하면, 만충된 배터리로 교환해주는 형식으로 운영되고 있다. 즉 상기 EV 운행자가 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 반납하면, 기존의 충전 스테이션에서는 동일한 수량만큼 만충된 배터리를 교환해주었던 것이다. 하지만, 여러 개의 배터리를 교환할 때, 복수 개의 배터리간의 SOH가 맞지 않으면, SOH의 차이로 인하여 신품 배터리가 더 빠르게 열화될 수 있고, 이에 따라 배터리가 비효율적으로 사용되고 수명이 단축되는 문제가 있었다.

상기 충전 스테이션(100)은 이러한 문제를 해결하기 위한 방안을 제시한 것으로서, EV 운행자가 비어 있는 배터리 슬롯을 통해 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 반납하면, 상기 반납된 배터리 수량만큼 만충된 배터리를 짝을 지어 교환해줌으로써, 복수의 배터리가 사용되는 EV(200)에서 상기 SOH에 대한 밸런스를 맞출 수 있는 장점이 있다. 이에 따라 각 배터리의 효율적인 사용은 물론, 기대하는 수명대로 배터리를 사용할 수 있게 된다.

또한 상기 충전 스테이션(100)은 상기 EV 운행자가 반납하는 각 배터리에 구비된 배터리 관리시스템(BMS: Battery Management System)과 무선 통신을 수행하여 배터리 상태정보를 수신하고, 상기 수신한 배터리 상태정보 중에서 SOH를 확인한 후, 상기 SOH가 사전에 설정된 기준값(즉 폐기하여야 하는 기준이 되는 임계값(threshold))을 벗어나면 폐기 절차를 수행함으로써, 노화된 배터리를 더 이상 교환 서비스에 사용되지 않도록 할 수 있다. 이때 상기 충전 스테이션(100)은 폐기 예정의 배터리를 예비용 배터리로 자동으로 교체할 수 있다.(도 4 참조)

즉 여분의 예비용 배터리를 구비한 상태에서, EV 운행자로부터 SOH가 낮은 배터리가 반납되는 경우, 상기 예비용 배터리로 대체하여 항상 일정 수준 이상의 SOH를 갖는 배터리를 교환할 수 있도록 하는 것이다. 이때 상기 충전 스테이션(100)은 폐기 예정의 배터리를 예비용 배터리로 자동으로 교체할 수 있다.(도 4 참조)

또한 상기 충전 스테이션(100)은 폐기 예정이 배터리 대신 예비용 배터리가 사용되면, 상기 폐기 예정의 배터리에 대한 정보를 관리서버(300)로 즉시 알림으로써, 관리자가 폐기 예정의 배터리를 수거하고 예비용 배터리를 다시 채워넣도록 하여야 한다.

한편, 상기 충전 스테이션(100)은 EV 운행자가 반납하는 한 쌍 또는 그 이상의 배터리의 수량만큼 교환해주는 만충된 배터리의 SOH 상태에 따라 충전 및 교환에 따른 비용을 할인해 줄 수 있다.

예를 들어, 상기 충전 스테이션(100)은 교환되는 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리의 SOH가 낮은 경우 높은 SOH를 갖는 배터리에 책정된 비용보다 저렴하게 설정할 수 있으며, SOH의 범위에 따라 복수의 단계로 구분하여 할인폭을 달리 적용하는 것도 가능할 것이다.(도 5 참조)

또한 상기 충전 스테이션(100)은 EV 운행자가 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 반납하거나 교환할 때, 상기 충전 스테이션(100)의 일측에 구비된 사용자 인터페이스(User Interface)를 통해서 반납 및 교환절차를 편리하게 수행하도록 할 수 있다.

예를 들어, 배터리를 반납할 배터리 슬롯의 위치, 교환할 배터리가 장착된 배터리 슬롯의 위치 등을 화면을 통해 손쉽게 확인하고, 해당 화면에서 터치 조작을 통해 교환할 배터리를 선택하거나 비용을 결제하는 등의 서비스를 제공할 수 있는 것이다.(도 6 참조)

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 스테이션의 외부 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 충전 스테이션(100)은 박스 형태로 구성되며, 전면부에 복수 개의 배터리 슬롯(105)이 구비되어 있다.

또한 상기 배터리 슬롯(105)의 일측에는 예비용 배터리가 수납되는 예비용 슬롯(110)과, 반납된 배터리가 폐기 예정으로 판정되는 경우 상기 예비용 슬롯(110)에 수납된 예비용 배터리와 교체하는 과정에서 상기 폐기 예정의 배터리가 일시 보관되는 버퍼 슬롯(115)이 추가로 구비되어 있다. 이때 상기 예비용 슬롯(110)은 하나 이상 구비할 수 있다.

여기서, 상기 배터리 슬롯(105)에는 충전을 위한 어댑터가 구비되어 상기 배터리 슬롯(105)에 장착되는 배터리의 충전을 수행할 수 있지만, 상기 예비용 슬롯(110) 및 상기 버퍼 슬롯(115)은 단순히 보관 용도로만 사용되는 것이므로, 충전을 위한 별도의 어댑터가 구비되어 있지 않다.

또한 상기 충전 스테이션(100)의 일측에는 배터리 반납 및 교환과정에서 EV 운행자가 배터리를 손쉽게 교환할 수 있도록 각종 문자, 그래픽, 음성 등을 지원하는 사용자 인터페이스부(150)가 구비되어 있다. 상기 사용자 인터페이스부(150)에 대해서는 도 6에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

또한 상기 충전 스테이션(100)의 내부 공간에는 통신 장비, 제어 장비 등을 포함한 각종 전자 장비가 배치되어 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 스테이션의 구성을 보다 상세하게 나타낸 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 충전 스테이션(100)은 배터리 슬롯(105), 예비용 슬롯(110), 버퍼 슬롯(115), 배터리 교환부(120), 무선 통신부(125), SOH 확인부(130), 폐기 처리부(135), 이송부(140), 비용 결제부(145), 사용자 인터페이스부(150), 충전 제어부(155), 어댑터(160), 통신 인터페이스부(165), 메모리(170) 등을 포함하여 구성된다.

상기 배터리 슬롯(105)은 EV(200)에서 사용되는 배터리가 탈착 또는 장착되는 공간으로서, 복수 개가 구비되어 있으며, 전면에는 셔터가 구비되어 있다. 상기 셔터는 EV 운행자가 배터리를 반납하거나, 상기 EV 운행자에게 만충된 배터리를 제공할 때 개방된다.

상기 예비용 슬롯(110) 및 상기 버퍼 슬롯(115)은 상기 도 2에서 설명한 바와 같다.

상기 배터리 교환부(120)는 EV 운행자가 상기 배터리 슬롯(105)을 통해 반납하는 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리의 수량을 확인하고, 상기 확인한 반납된 배터리의 수량만큼 만충된 배터리를 교환해주도록 한다.

즉 상기 EV 운행자에 의해 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리가 반납되면, 상기 배터리 슬롯(105)에 장착되어 있는 만충된 배터리 중에서 가장 근접한 SOH를 갖는 배터리로 짝을 지어 교환해줌으로써, 상기 EV(200)에서 각 배터리의 SOH에 대한 밸런스를 맞추어 배터리의 수명이 단축되거나 사용효율이 저하되지 않도록 하는 것이다.

예를 들어, 상기 배터리 슬롯(105)에 장착되어 있는 만충전 배터리의 SOH가 각각 95%, 93%, 85%, 80%, 50% 및 46%이고, EV 운행자가 한 쌍(즉 2개)의 배터리를 반납하였다면, 상기 배터리 교환부(120)는 95%의 SOH를 갖는 만충된 배터리를 기준으로 가장 근접한 배터리인 93%의 SOH를 갖는 배터리와 짝을 짓고, 이와 같은 방법으로 85%와 80%의 SOH를 갖는 배터리를 짝을 짓고, 50%와 46%의 SOH를 갖는 배터리를 짝을 지은 후, 한 쌍의 교환 가능한 배터리 정보를 상기 사용자 인터페이스부(150)를 통해 제공하고, 이를 확인한 EV 운행자의 선택에 따라 해당하는 한 쌍의 만충된 배터리를 교환해줄 수 있다.

상기 무선 통신부(125)는 상기 배터리 슬롯(105)에 장착된 배터리와 NFC(Near Field Communication), 블루투스, 지그비 및 비콘을 포함한 무선 통신을 수행하여, 각 배터리별 충전상태(SoC: State of Charge), 충방전횟수 등을 포함한 노화상태(SoH), 배터리 불량 또는 이들의 조합을 포함한 배터리 상태정보를 수신하고, 상기 수신한 배터리 상태정보를 상기 SOH 확인부(130)로 출력한다.

상기 SOH 확인부(130)는 상기 무선 통신부(125)를 통해 제공되는 배터리 상태정보로부터 상기 배터리의 SOH를 확인하며, 상기 확인한 각 배터리의 SOH에 대한 정보를 상기 배터리 교환부(120), 상기 폐기 처리부(135) 등으로 제공한다.

이때 상기 SOH는 배터리의 이상적인 상태와 현재 배터리의 상태를 비교하여 나타낸 성능지수로서, 단위는 %이며, 배터리의 내부저항, 임피던스 및 컨덕턴스, 충방전 횟수, 충전 성능, 용량, 전압 등을 기준으로 SOH를 측정한다.

예를 들어, SOH가 100%라는 것은 현재 배터리의 상태가 초기 배터리의 규격 및 사양을 정확하게 만족하고 있음을 나타낸다. 즉 배터리의 제조 당시에는 SOH가 100%에 가깝지만, 사용기간이나 충방전횟수가 증가할수록 SOH는 감소한다.

상기 폐기 처리부(135)는 상기 SOH 확인부(130)로부터 특정 배터리의 SOH에 대한 정보가 입력되면, 상기 특정 배터리의 SOH와 사전에 설정된 폐기 기준과 비교하고, 상기 비교한 결과 상기 특정 배터리의 SOH가 폐기 기준을 만족하면, 상기 이송부(140)의 구동을 제어하여 해당 배터리를 예비용 배터리로 대체하는 폐기 절차를 수행한다.

또한 상기 폐기 처리부(135)는 상기 특정 배터리에 대한 폐기 절차가 마무리되면, 이에 대한 정보를 상기 관리서버(300)로 제공하여, 관리자로 하여금 폐기된 배터리를 수거하고, 예비용 배터리를 채워넣을 수 있도록 한다.

상기 이송부(140)는 상하로 승강되는 엘리베이터, 좌우로 이동되는 트레이 등을 포함하여 구성된다.

이때 상기 이송부(140)는 상기 폐기 처리부(135)의 제어를 토대로 특정 배터리 슬롯(105)에 장착된 폐기 예정의 배터리를 상기 버퍼 슬롯(115)으로 이송한 다음, 이어서 상기 예비용 슬롯(110)에 장착된 예비용 배터리를 상기 특정 배터리 슬롯(105)으로 이송한다. 그리고 상기 버퍼 슬롯(115)에 위치한 폐기 예정의 배터리를 상기 예비용 슬롯(110)으로 이송함으로써, 폐기 예정 배터리의 폐기 절차를 완료한다.

상기 비용 결제부(145)는 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 반납하고, 상기 반납한 수량만큼 만충된 배터리로 교환하는데 필요한 비용을 결제한다.

이때 상기 비용 결제부(145)는 EV 운행자가 지정한 결제수단(예: 카드, 이체, 적립금 등)을 통해 배터리 충전 및 교환에 따른 비용을 사전결제하거나 후불결제할 수 있다.

또한 상기 비용은 EV 운행자에게 제공되는 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리의 SOH에 따라 할인율을 다르게 적용할 수 있다.

상기 사용자 인터페이스부(150)는 LED 등으로 구성된 전광판이나 표시패널로서, EV 운행자가 한 쌍 혹은 그 이상의 방전된 배터리를 만충된 배터리로 교환하는 과정에서 필요한 정보를 화면상에 표시하여 상기 EV 운행자가 손쉽게 확인할 수 있도록 한다. 이때 상기 사용자 인터페이스부(150)를 통해 문자나 그래픽으로 제공되는 정보는 상기 충전 스테이션(100)에 구비된 스피커(미도시)를 통해 음성으로 안내될 수 있다.

예를 들어, 상기 사용자 인터페이스부(150)는 상기 EV 운행자가 방전된 배터리를 수납할 배터리 슬롯 정보, 상기 EV 운행자가 반납한 배터리의 수량만큼 인접한 SOH를 갖는 배터리끼리 적어도 하나 이상 짝을 지은 만충된 배터리가 장착된 배터리 슬롯 정보, 한 쌍 혹은 그 이상의 만충된 배터리 교환에 따른 비용 정보 또는 이들의 조합을 표시할 수 있다.

상기 충전 제어부(155)는 상기 무선 통신부(125)를 통해 수신한 배터리 상태정보를 토대로 상기 배터리 슬롯(105)에 장착된 각 배터리의 충전을 제어한다.

이때 상기 충전 제어부(155)는 UPS(Uninterruptible Power Supply)를 추가로 구비하여, 정전이 발생되거나, 전압 급상승이나 급하강이 발생되었을 때, 상기 배터리에 안정적으로 전력을 공급할 수 있다.

상기 어댑터(160)는 상기 배터리 슬롯(105)에 각각 구비되며, 상기 배터리와 상기 충전 제어부(155) 사이를 전기적으로 접속하여 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 한다.

상기 통신 인터페이스부(165)는 네트워크를 통해 상기 관리서버(300)와 통신 접속을 수행하며, 상기 비용 결제부(145)를 통한 비용결제 정보, 각 충전 스테이션(100)을 통해 충전 및 교환되는 각 배터리에 대한 이력정보 등에 대한 데이터 송수신을 처리한다.

또한 상기 통신 인터페이스부(165)는 상기 폐기 처리부(135)에서 처리한 폐기 예정의 배터리에 대한 정보를 상기 관리서버(300)로 전송한다.

상기 메모리(170)는 상기 충전 스테이션(100)에서 사용하는 각종 동작 프로그램을 저장하여 관리하며, 상기 관리서버(300)로 제공할 비용결제 정보, 각 배터리에 대한 이력정보, 폐기 예정의 배터리에 대한 정보 등을 임시로 저장한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 스테이션에서 폐기 예정의 배터리를 예비용 배터리로 교체하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이때 상기 도 4에서 제시한 폐기 예정 배터리를 예비용 배터리로 대체하는 과정은 하나의 예시로서, 이 방식으로 한정하여 실시되는 것은 아니며, 사용환경에 따라 다양한 방식을 적용할 수 있음을 밝혀둔다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 충전 스테이션(100)은 EV 운행자가 반납한 배터리의 SOH를 확인하고, 상기 확인한 SOH가 폐기 기준이 되는 임계값 미만인지를 판단한다.

상기 판단한 결과 반납된 배터리의 SOH가 폐기 기준이 되는 임계값 미만이면, 상기 충전 스테이션(100)은 해당 배터리를 폐기 예정의 배터리로 확정하여 더 이상 교환 서비스에 이용되지 않도록 폐기 절차를 진행한다.

예를 들어, 배터리 슬롯 #6에 반납된 배터리가 폐기 예정의 배터리로 판정되면, 상기 충전 스테이션(100)은 이송부(140)를 구동하여 상기 배터리 슬롯 #6에 위치한 배터리를 버퍼 슬롯으로 이송한다(①).

이어서, 상기 충전 스테이션(100)은 이송부(140)를 구동하여 예비용 슬롯에 보관중인 예비용 배터리를 상기 배터리 슬롯 #6으로 이송하여 장착한다(②).

또한 상기 충전 스테이션(100)은 이송부(140)를 구동하여 상기 버퍼 슬롯에 이송한 폐기 예정의 배터리를 비어 있는 예비용 슬롯으로 이송하고(③), 폐기 예정 배터리에 대한 정보를 관리서버(300)로 제공하여 신속하게 수거하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 스테이션에서 SOH에 따른 비용할인을 설명하기 위한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 충전 스테이션(100)은 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 교환하는 EV 운행자에게 교환대상이 되는 한 쌍 혹은 그 이상의 만충된 배터리의 SOH에 따라 교환비용을 다르게 책정할 수 있다.

예를 들어, 교환대상이 되는 배터리의 SOH가 80%인 경우, 상기 충전 스테이션(100)은 EV 운행자로부터 기본적으로 책정되어 있는 비용을 결제한다.

하지만, 교환대상이 되는 배터리의 SOH가 폐기 처리의 임계값인 30%(임의로 정해진 수치로서, 변경 가능함)에서 80% 미만인 경우, 상기 충전 스테이션(100)은 EV 운행자로부터 기본적으로 책정된 금액보다 저렴한 비용을 결제할 수 있다.

이때 상기 충전 스테이션(100)은 비용 할인구간을 복수의 단계로 구분하고, 교환대상 배터리의 SOH가 낮을수록 비용을 추가로 할인하여 결제할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 스테이션에서 배터리 교환시 사용되는 사용자 인터페이스 화면의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 충전 스테이션(100)은 EV 운행자의 배터리 반납 및 교환의 편의를 증진시키기 위해서 사용자 인터페이스부(150)를 통해서 문자, 그래픽 등의 다양한 방식의 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.

예를 들어, 상기 충전 스테이션(100)은 도 6의 상부에 배치된 교환 가능한 배터리 정보 표시부를 통해서 교환 가능 배터리 슬롯에 대한 정보와 해당 배터리 슬롯에 장착된 만충된 배터리의 SOH에 따른 교환비용을 표시할 수 있으며, 상기 배터리 정보 표시부의 하부에 배치된 안내정보 표시부를 통해서 배터리 반납은 어느 배터리 슬롯에 할 것인지, 만충된 배터리가 어느 배터리 슬롯에 있는지, 비용 결제는 어떻게 하는지 등에 대한 안내정보를 표시할 수 있다.

이때 상기 충전 스테이션(100)은 상기 방식 이외에, 배터리 슬롯을 사용자 인터페이스부(150)의 화면상에 표시한 후, 반납할 배터리 슬롯의 위치, 교환할 배터리 슬롯의 위치를 점멸하여, EV 운행자가 직관적으로 이해할 수 있도록 사용자 인터페이스를 제공할 수도 있다.

다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법의 일 실시예를 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다. 이때 본 발명의 방법에 따른 각 단계는 사용 환경이나 당업자에 의해 순서가 변경될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, EV 운행자가 소정의 장소에 설치되어 있는 충전 스테이션(100)을 방문하여 배터리 교환을 요청하면, 상기 충전 스테이션(100)은 EV 운행자에게 배터리 반납을 위한 비어 있는 배터리 슬롯 정보를 안내하고, 상기 EV 운행자가 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 비어 있는 배터리 슬롯에 장착하여 반납하는지를 판단하는 배터리 반납 확인 단계를 수행한다(S100).

상기 S100 단계에서 판단한 결과 EV 운행자가 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 반납하면, 상기 충전 스테이션(100)은 상기 배터리 슬롯에 장착된 배터리와 NFC를 포함한 무선 통신을 수행하여 배터리 상태정보를 수신하는 무선 통신 단계를 수행한다(S200).

또한 상기 충전 스테이션(100)은 상기 S200 단계에서 수신한 배터리 상태정보로부터 상기 배터리의 SOH를 확인하는 SOH 확인 단계를 수행한다(S300).

이어서, 상기 충전 스테이션(100)은 상기 S300 단계를 통해 확인한 상기 배터리의 SOH가 사전에 설정된 폐기 기준을 만족하여 폐기 절차가 필요한지를 판단한다(S400).

상기 S400 단계를 통해 판단한 결과 상기 배터리의 SOH가 폐기 기준을 만족하면, 상기 충전 스테이션(100)은 폐기 처리가 필요한 배터리를 예비용 배터리로 대체하는 폐기 절차를 수행한다(S410). 이때 상기 폐기 절차는 상기 도 4에서 설명한 바와 같다.

이후, 상기 충전 스테이션(100)은 EV 운행자가 반납한 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 교환하기 위해서, 현재 각 배터리 슬롯에 장착되어 있는 만충된 배터리를 확인한다(S500).

이어서, 상기 충전 스테이션(100)은 상기 S100 단계를 통해 EV 운행자가 반납한 배터리 수량만큼 만충된 배터리를 짝을 지어 교환해주는 배터리 교환 단계를 수행한다(S600). 즉 상기 S500 단계를 통해 확인한 상기 배터리 슬롯에 장착되어 있는 만충된 배터리 중에서 가장 근접한 SOH를 갖는 배터리로 짝을 지어 교환해줌으로써, 상기 SOH에 대한 밸런스를 맞출 수 있도록 하는 것이다.

한편, 상기 도 7에 도시하지는 않았지만, 상기 충전 스테이션(100)은 EV 운행자로부터 상기 배터리의 충전 및 교환을 위한 비용을 결제한다. 이때 결제하는 비용은 EV 운행자에게 제공되는 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리의 SOH에 따라 할인하여 제공할 수 있음은 상기 설명한 바와 같다.

또한 상기 충전 스테이션(100)은 EV 운행자가 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 만충된 배터리로 교환하는 과정에서, 배터리를 반납할 배터리 슬롯 정보, 만충된 배터리가 장착된 배터리 슬롯 정보, 비용 정보 등을 화면상에 표시하거나 음성으로 안내하는 등의 사용자 인터페이스 기능을 지원할 수 있다.

이처럼, 본 발명은 EV 운행자가 충전 스테이션을 통해 한 쌍 혹은 그 이상의 배터리를 교환할 때, SOH가 유사한 배터리를 짝지어 교환해 주기 때문에, EV에 사용되는 복수 개의 배터리간의 SOH에 대한 밸런스가 맞지 않아 배터리가 비효율적으로 사용되거나, 열화 등으로 인해 배터리의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 EV 운행자가 반납하는 배터리의 SOH가 기준을 만족하지 못하면, 폐기 절차를 수행하여 여분의 예비용 배터리로 대체해 주기 때문에, 노화된 배터리의 사용을 억제하는 것은 물론, 일정 수준 이상의 SOH를 갖는 배터리를 공급할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.

100 : 충전 스테이션 105 : 배터리 슬롯
110 : 예비용 슬롯 115 : 버퍼 슬롯
120 : 배터리 교환부 125 : 무선 통신부
130 : SOH 확인부 135 : 폐기 처리부
140 : 이송부 145 : 비용 결제부
150 : 사용자 인터페이스부 155 : 충전 제어부
160 : 어댑터 165 : 통신 인터페이스부
170 : 메모리 200 : EV
300 : 관리서버

Claims

충전 스테이션에서, 복수의 배터리 슬롯 중 빈 슬롯을 통해 한 쌍 혹은 그 이상의 쌍에 대한 배터리가 반납되는 것을 확인하는 배터리 반납 확인 단계; 및
상기 충전 스테이션에서, 상기 반납된 배터리 수량만큼 만충된 배터리를 짝을 지어 교환해주는 배터리 교환 단계;를 포함하며,
상기 배터리 교환 단계는, 상기 복수의 배터리 슬롯에 기 장착되어 있는 만충된 배터리 중에서 가장 근접한 SOH(State Of Health)를 갖는 배터리로 짝을 지어 교환해줌으로써, 상기 짝을 지어 교환해 주는 배터리 팩 간에 상기 SOH에 대한 밸런스를 맞추는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법은,
상기 충전 스테이션에서, 상기 복수의 배터리 슬롯에 장착된 각 배터리와 NFC(Near Field Communication)를 포함한 무선 통신을 수행하여 상기 SOH를 포함한 배터리 상태정보를 수신하는 무선 통신 단계; 및
상기 수신한 배터리 상태정보로부터 상기 배터리의 SOH를 확인하는 SOH 확인 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법은,
상기 충전 스테이션에서, 상기 SOH 확인 단계를 통해 확인한 상기 배터리의 SOH가 기 설정된 폐기 기준을 만족하는지를 판단하고,
상기 판단한 결과 상기 배터리의 SOH가 폐기 기준을 만족하면 폐기 절차를 수행하고,
상기 배터리에 대한 폐기 처리 정보를 관리서버로 전송하는 폐기 처리 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 폐기 처리 단계는,
상기 충전 스테이션에서, 특정 배터리 슬롯에 장착된 폐기 예정의 배터리를 버퍼 슬롯으로 이송하는 단계;
예비용 슬롯에 장착된 예비용 배터리를 상기 특정 배터리 슬롯으로 이송하는 단계; 및
상기 버퍼 슬롯에 위치한 폐기 예정의 배터리를 상기 예비용 슬롯으로 이송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법은,
상기 충전 스테이션에서, 상기 배터리의 충전 및 교환을 위한 비용을 결제하는 비용 결제 단계;를 더 포함하며,
상기 비용은, EV 운행자에게 제공되는 한 쌍 혹은 그 이상의 쌍에 대한 배터리의 SOH에 따라 할인하여 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법은,
상기 충전 스테이션에서, EV 운행자가 한 쌍 혹은 그 이상의 쌍에 대한 배터리를 만충된 배터리로 교환하는 과정에서,
상기 EV 운행자가 배터리를 반납하는 배터리 슬롯 정보,
상기 EV 운행자가 반납한 배터리의 수량만큼 가장 근접한 SOH를 갖는 배터리로 짝을 지은 만충된 배터리가 장착된 배터리 슬롯 정보,
한 쌍 혹은 그 이상의 쌍에 대한 만충된 배터리 교환에 따른 비용 정보 또는 이들의 조합을 표시하여,
상기 EV 운행자가 확인하거나 선택하도록 하는 사용자 인터페이스 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 간의 밸런스 유지 방법.
배터리가 탈착 또는 장착되는 복수의 배터리 슬롯; 및
상기 배터리 슬롯을 통해 반납된 한 쌍 혹은 그 이상의 쌍에 대한 배터리의 수량만큼 만충된 배터리를 짝을 지어 교환해주는 배터리 교환부;를 포함하며,
상기 배터리 교환부는, 상기 복수의 배터리 슬롯에 장착되어 있는 만충된 배터리 중에서 가장 근접한 SOH(State Of Health)를 갖는 배터리로 짝을 지어 교환해줌으로써, 상기 짝을 지어 교환해 주는 배터리 팩 간에 상기 SOH에 대한 밸런스를 맞추는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 간의 밸런스 유지를 지원하는 충전 스테이션.
청구항 7에 있어서,
상기 충전 스테이션은,
상기 복수의 배터리 슬롯에 장착된 배터리와 NFC(Near Field Communication)를 포함한 무선 통신을 수행하여 상기 SOH를 포함한 배터리 상태정보를 수신하는 무선 통신부; 및
상기 수신한 배터리 상태정보로부터 상기 배터리의 SOH를 확인하고, 상기 확인한 SOH를 상기 배터리 교환부로 제공하는 SOH 확인부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 간의 밸런스 유지를 지원하는 충전 스테이션.
청구항 8에 있어서,
상기 충전 스테이션은,
상기 SOH 확인부에서 확인한 상기 배터리의 SOH가 기 설정된 폐기 기준을 만족하는지를 판단하고,
상기 판단한 결과 상기 배터리의 SOH가 폐기 기준을 만족하면 폐기 절차를 수행하고,
상기 배터리에 대한 폐기 처리 정보를 관리서버로 전송하는 폐기 처리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 간의 밸런스 유지를 지원하는 충전 스테이션.
청구항 9에 있어서,
상기 충전 스테이션은,
예비용 배터리가 장착된 예비용 슬롯;
상기 폐기 처리부에서 확인한 폐기 예정의 배터리를 상기 예비용 배터리로 대체하는 과정에서, 상기 폐기 예정의 배터리 또는 상기 예비용 배터리를 일시 보관하는 버퍼 슬롯; 및
특정 배터리 슬롯에 장착된 상기 폐기 예정의 배터리를 상기 버퍼 슬롯으로 이송하고, 상기 예비용 슬롯에 장착된 상기 예비용 배터리를 상기 특정 배터리 슬롯으로 이송하며, 상기 버퍼 슬롯에 위치한 상기 폐기 예정의 배터리를 상기 예비용 슬롯으로 이송하는 이송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 간의 밸런스 유지를 지원하는 충전 스테이션.
청구항 7에 있어서,
상기 충전 스테이션은,
상기 배터리의 충전 및 교환을 위한 비용을 결제하는 비용 결제부;를 더 포함하며,
상기 비용은,
EV 운행자에게 제공되는 한 쌍 혹은 그 이상의 쌍에 대한 배터리의 SOH에 따라 할인하여 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 간의 밸런스 유지를 지원하는 충전 스테이션.
청구항 7에 있어서,
상기 충전 스테이션은,
EV 운행자가 한 쌍 혹은 그 이상의 쌍에 대한 배터리를 만충된 배터리로 교환하는 과정에서,
상기 EV 운행자가 배터리를 반납할 배터리 슬롯 정보,
상기 EV 운행자가 반납한 배터리의 수량만큼 가장 근접한 SOH를 갖는 배터리로 짝을 지은 만충된 배터리가 장착된 배터리 슬롯 정보,
한 쌍 혹은 그 이상의 쌍에 대한 만충된 배터리 교환에 따른 비용 정보 또는 이들의 조합을 표시하여,
상기 EV 운행자가 확인하거나 선택하도록 하는 사용자 인터페이스부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 간의 밸런스 유지를 지원하는 충전 스테이션.