KR102622851B1 - 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템 및 방법 - Google Patents

전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 전기자동차의 충전 구역의 부족함을 해결하기 위한 무인 충전 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 전기자동차의 위치정보를 이용하여 전기자동차의 충전정보를 확인하고 자율주행 또는 수동주행으로 전기자동차가 주차된 영역으로 이동하여 유선 또는 무선으로 전기자동차를 충전하는 충전모듈; 및 충전모듈의 위치 및 충전상태를 확인하고, 충전소 내에 주차된 복수의 전기자동차와의 충전정보 및 위치정보를 송수신하며, 고객의 요청여부에 따라 충전모듈의 충전상태와 전기자동차의 충전정보를 이용하여 충전 스케쥴 조정 및 과금을 진행하는 관리서버;를 포함하는 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 충전소/충전공간 문제로부터 자유로울 수 있고, 실시간으로 충전 착수시점, 충전 완료 시점을 알 수 있는 이점이 있다.

Description

전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템 및 방법{UNMANNED CHARGING SYSTEM AND METHOD OF ELECTRIC CAR USING PARKING POSITION INFORMATION}
본 발명은 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 전기자동차의 충전 구역의 부족함을 해결하기 위한 무인 충전 시스템 및 방법에 관한 것이다.
화석연료 에너지가 부족한 우리나라는 나날이 상승하는 석유자원과 날로 고갈되는 지하자원, 환경규제의 문제를 극복하기 위해서는 적극적으로 에너지 활용방안과 친환경 전기차의 대중화가 필요한 시점이다.
현재는 아파트나 공영주차장에 전기차 충전소가 설치되어 있으며, 일부 주차 구역의 공간을 전기차 충전소로 할당하여 해당 위치에서 전기차를 충전할 수 있다. 전기자동차의 수요가 늘어나면 늘어난 만큼 전기자동차 전용주차구역을 늘여야 하며 늘어나는 주차구역만큼 충전기 또한 설치해야 하는 실정이므로 주차 구역이 협소한 우리나라에 맞지 않을 수 있고 막대한 재정적 지원이 필요하며 동 시간대 많은 전력을 소비하면 전력과부하로 문제가 될 수도 있다.
이와 관련 종래 기술은, 전기 자동차 배터리 충전 장치를 제공하며 전기 충전소를 활용하여 충전을 원활히 할 수 있는 충전장치 및 방법을 제공한다.
다만, 종래 기술을 적용하는 경우 필요시 급속충전기를 1~2대를 설치해야 하므로, 별도의 공간이 필요하다는 문제점이 있다. 또한 무선 충전 시스템이 설치된 주차구역에 일반차량 이용자가 주차를 하면 전기차 이용자와 갈등이 발생할 가능성이 높고, 전기차 이용자도 충전 완료 후 다음 이용자를 위해 차량을 이동해야하는 불편함이 존재한다.
한국공개특허 제10-2012-0072192호
본 발명은 이러한 모든 갈등의 원인인 공간이란 요소에 있어 제한을 없애주어 이용자 상호간의 갈등이 없는 주차장 이용을 가능하게 하는 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전기자동차의 주차 위치정보를 이용하여 무인 충전하는 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전기자동차의 위치정보를 이용하여 전기자동차의 충전정보를 확인하고 자율주행 또는 수동주행으로 전기자동차가 주차된 영역으로 이동하여 유선 또는 무선으로 전기자동차를 충전하는 충전모듈; 및 충전모듈의 위치 및 충전상태를 확인하고, 충전소 내에 주차된 복수의 전기자동차와의 충전정보 및 위치정보를 송수신하며, 고객의 요청여부에 따라 충전모듈의 충전상태와 전기자동차의 충전정보를 이용하여 충전 스케쥴 조정 및 과금을 진행하는 관리서버;를 포함하는 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템을 제공하는 것을 일 특징으로 한다.
바람직하게, 충전모듈은, 관리서버와 통신을 하는 레이더 및 안테나와 GPS를 구비하는 통신부; 전기자동차를 유선으로 충전하는 케이블과 무선으로 충전하는 패드를 구비하여 유무선 충전이 가능한 충전부; 및 하부면에 복수의 모터를 구비하고 모터를 제어하는 제어모듈을 구비하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 충전모듈은, 관리서버에서 고객의 충전 요청이 접수되면 고객의 전기자동차의 위치정보 및 충전상태를 확인하여 이동 및 충전을 진행할 수 있다.
바람직하게, 충전모듈은, 관리서버에서 설정된 충전 스케쥴에 따라 이동하며 전기자동차의 충전을 진행할 수 있다.
바람직하게, 충전모듈은, 전기자동차의 충전 시작 시간과 종료 시간 및 배터리 충전량을 관리서버에 전송할 수 있다.
바람직하게, 관리서버는, 고객의 충전이 요청된 복수의 전기자동차의 충전 요구량을 기초로 충전 시간을 산출하고 해당 전기자동차로의 이동시간을 고려하여 충전모듈의 충전 스케쥴을 조정할 수 있다.
바람직하게, 관리서버는, 충전모듈로부터 전송된 충전 정보를 이용하여 해당 전기자동차의 고객에게 과금을 진행하고 충전모듈로 기 설정된 충전스케줄에 대응되는 전기자동차의 충전을 지시할 수 있다.
또한 본 발명은, 고객의 충전 요청이 접수되면 관리서버에서 고객의 전기자동차의 위치정보 및 충전상태를 확인하여 충전 스케쥴을 조정하고 충전모듈로 충전을 지시하는 단계; 충전모듈은 전기자동차가 주차된 영역으로 이동하여 유선 또는 무선으로 전기자동차를 충전하며 전기자동차의 충전정보를 관리서버에 전송하는 단계; 및 관리서버는 전기자동차의 충전 시작시간과 종료시간을 확인하고 고객의 결제정보를 참조하여 과금을 진행하는 단계;를 포함하는 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 방법을 제공하는 것을 다른 특징으로 한다.
바람직하게, 충전 스케쥴을 조정하는 과정은, 고객의 충전이 요청된 복수의 전기자동차의 충전 요구량을 기초로 충전 시간을 산출하고 해당 전기자동차로의 이동시간을 고려할 수 있다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 주차공간이라는 인프라를 최대한으로 활용할 수 있도록 하여 향후 전기차 시장이 확대되더라도 충전소/충전공간 문제로부터 자유로울 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은, 기존의 무선충전 기술 적용 시, 주차공간 지면 아래에 무선충전장치를 설치해야 하는 기술적 복잡성/원가상승 등과 같은 문제를 해소할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은, 무선충전차량이 아닌 차량이 주차했을 때 발생 가능한 거주민 상호간의 갈등을 해결할 수 있는 이점이 있다
또한 본 발명은, 텔레메틱스 서비스를 활용하여 고객이 원하는 시간, 원하는 충전량, 원하는 과금량만큼 간편하게 충전할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은 실시간으로 충전 착수시점, 현재 SOC상태 등을 알 수 있고 충전완료된 시점에 고객에게 자동으로 인폼이 나가게 되어 고객이 전기차 충전완료여부를 알 수 없어 시기를 놓치거나 너무 일찍 가서 대기해야하는 번거로운 점을 해결할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 전기자동차의 충전 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템의 앞면을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템의 뒷면을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 충전모듈의 세부 구성도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 방법의 개략도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 방법의 도식화를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 충전모듈의 무인 충전 방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 관리서버의 무인 충전 관리 방법을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 종래의 전기자동차의 충전 시스템을 나타낸다. 도 1(a)를 참조하면, 종래의 기술은 주차 공간에 전기자동차를 주차하고, 앞에 설치된 충전기를 이용하여 해당 구역에 주차된 전기자동차를 충전한다. 도 1(b)를 참조하면, 유선 충전의 경우 전기자동차의 충전을 위해 정해진 위치의 충전소의 케이블과 차량 측 충전구를 연결 한 뒤 차량 내 베터리를 충전할 수 있고, 무선 충전의 경우 차량이 무선충전장치가 설비된 주차 구역에 진입 시 차량 내 베터리를 무선중천장치가 충전해주는 시스템이다.
다만, 종래 기술의 경우 아파트나 공영주차장에 전기차 충전소가 설치되어있지만 주차 구역의 공간을 전기차 충전소로 할당하여 해당 위치에서 전기차를 충전할 수 있기 때문에 주차 구역이 부족한 주차장의 일정 구역을 전기차 충전소로 설치하면 일반차량 주차장 이용객의 불편이 극대화 될 수 있으며, 무선 충전 시스템이 설치된 주차구역에 일반차량 이용자가 주차를 하면 전기차 이용자와 갈등이 발생할 가능성이 높다. 전기차 이용자도 충전 완료 후 다음 이용자를 위해 차량을 이동해야하는 불편함이 존재한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템의 앞면을 나타낸다. 본 발명의 충전 시스템은 충전모듈과 관리서버를 포함할 수 있다.
충전모듈은 전기자동차의 위치정보를 이용하여 전기자동차의 충전정보를 확인하고 자율주행 또는 수동주행으로 전기자동차가 주차된 영역으로 이동하여 유선 또는 무선으로 전기자동차를 충전할 수 있다.
충전모듈은 원하는 가격/조건에 따라 이동형 충전모듈의 타입을 설정할 수 있는 구성으로 자동 및 수동이 가능하며 자율주행인 경우 주차 구역에 미리 루트를 설정할 수 있으며 관리서버로부터 이동 및 충전 지시에 따라 전기자동차를 충전할 수 있다. 수동주행의 경우 전기차 충전을 원하는 고객이 손잡이를 이용해 충전모듈을 차량까지 이동 시킨 후 충전할 수 있다. 다만, 수동주행의 경우 다시 충전모듈의 베터리를 충전하기 위해서 충전모듈을 베터리충전소(스테이션)까지 이동시켜야 한다.
관리서버는 충전모듈의 위치 및 충전상태를 확인하고, 충전소 내에 주차된 복수의 전기자동차와의 충전정보 및 위치정보를 송수신하며, 고객의 요청여부에 따라 충전모듈의 충전상태와 전기자동차의 충전정보를 이용하여 충전 스케쥴 조정 및 과금을 진행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템의 뒷면을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 충전모듈은 모터를 구비하여 이동이 가능하고 충전구를 배터리충전소에 연결이 가능하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 충전모듈의 세부 구성도를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 충전모듈은 통신부, 충전부 및 제어부를 포함할 수 있다.
통신부는 관리서버와 통신을 하는 레이더 및 안테나와 GPS를 구비할 수 있고 관리서버의 스케줄 조정과 충전 지시를 안테나로 교신할 수 있으며, GPS를 통해 현재 충전모듈 자체의 위치를 파악하여 충전하고자 하는 전기자동차로 이동이 가능하다. 또한 레이더를 통해 관리서버와 교신이 가능하고 이로써 관리서버의 충전 지시와 스케줄 조정 정보를 송수신할 수 있다.
충전부는 전기자동차를 유선으로 충전하는 케이블과 무선으로 충전하는 패드를 구비하여 유무선 충전이 가능하다. 충전부는 관리서버에서 수신된 지시에 따라 각 차량의 충전상태 등 충전 정보를 바탕으로 충전 시작과 충전 종료를 수행하며 이를 통해 충전을 제어할 수 있다.
제어부는 모터와 이를 제어하는 제어모듈을 구비할 수 있으며, 하부면에 복수의 모터는 충전모듈을 이동시킨다. 모터를 제어하는 제어모듈은 MCU로 불리우며 그 내부에는 RF모듈, 모터제어부, 영상처리부를 구비할 수 있다.
제어부는 도 4와 같이 각 모터와 배터리 센서, 무선충전 회로모듈, 무선충전 패드를 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 방법의 개략도를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 충전모듈은, ①관리서버(충전스테이션)와 데이터 송수신이 가능하며, ② 관리서버에서 고객의 충전 요청이 접수되면, ③ 고객의 전기자동차의 위치정보 및 충전상태를 확인하여 이동 및 충전을 진행할 수 있다.
충전모듈은 관리서버에서 설정된 충전 스케쥴에 따라 이동하며 전기자동차의 충전을 진행할 수 있는데, 이 경우 전기자동차의 충전 시작 시간과 종료 시간 및 배터리 충전량을 관리서버에 전송할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 방법의 도식화를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 충전모듈과 관리서버 그리고 해당 전기자동차에 설치된 각종 통신모듈과 충전정보를 송수신하여 주차 구역내 설치된 전기자동차의 충전을 진행할 수 있다.
충전모듈은 자체의 GPS를 통해 위치를 산출하고 관리서버로부터 각 전기자동차의 위치정보를 확인할 수 있다. 관리서버는 각 전기자동차에 설치된 블루링크 또는 AVN/휴대폰 등을 통해 고객으로부터 충전 요청을 접수할 수 있고, 이러한 충전정보를 충전모듈로 전송할 수 있다.
충전정보는 충전 착수, 차량정보(차량 번호, 고객명, 차종, 충전 횟수 등 관련정보), 현재 충전량(과금량 포함), 주차 위치 정보, 배터리 SOC, 배터리 최대량 등을 포함할 수 있다.
관리서버는 충전 필요량을 통해 충전 시간을 계산하고, 충전이 먼저 완료될 수 있는 차량을 기준으로 충전 스케줄을 제어할 수 있다. 이러한 정보를 충전모듈로 전송하여 충전모듈의 충전을 지시할 수 있다.
충전모듈은 관리서버로부터 수신한 충전정보를 바탕으로 스케쥴링 된 전기자동차로 이동하여 충전을 수행할 수 있다. 충전모듈은 충전될 전기자동차로 이동 후 충전을 시작하고 충전 시작 시간과 종료 시간 및 충전량에 관한 정보를 관리서버로 전송할 수 있다.
관리서버는 충전모듈로부터 수신된 충전정보를 이용하여 충전을 요청한 해당 고객에게 과금 정보를 생성하고 결제를 요청할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 충전모듈의 무인 충전 방법을 나타낸다. 도 7을 참조하면, 충전모듈의 이동 경로를 설정할 수 있다. 도 7은 무인 충전 방법의 일 실시예를 나타내므로 이와 달리 설정하는 것도 가능하며 이러한 충정 스케줄 및 이동 경로는 관리서버에서 제어가 가능하다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 관리서버의 무인 충전 관리 방법을 나타낸다. 도 8을 참조하면, 충전 스케쥴링은, 1.충전 요청 순으로 스케쥴링을 진행한다. 단, 2.충전 완료 예상 시간이 빠른 충전모듈 순으로 충전 요청 순서가 높은 차량에 배치하고, 3.충전 전에 차량이 이탈 여부를 지속적으로 점검한다. 이 경우, 4.충전 이탈 시 스케쥴링 자동 변경하고, 다음 고객에 새로운 충전완료 시간 송출하게 된다. 5.충전모듈 충전 상태를 점검하여 다음 차량 충전 가능 여부를 확인하고 [다음 차량 충전 소요 시간 < 충전모듈 베터리 잔여 시간] 상태의 충전모듈로 스케쥴링을 진행할 수 있다. 다만, 이와 같은 방법은 스케줄링의 실시예에 해당하므로 이에 한정되는 것은 아니고, 관리서버에서의 제어방법을 로직화하여 변경이 가능하다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.

Claims (9)

  1. 전기자동차의 위치정보를 이용하여 상기 전기자동차의 충전정보를 확인하고 자율주행 또는 수동주행으로 상기 전기자동차가 주차된 영역으로 이동하여 유선 또는 무선으로 상기 전기자동차를 충전하는 충전모듈; 및
    상기 충전모듈의 위치 및 충전상태를 확인하고, 충전소 내에 주차된 복수의 전기자동차와의 충전정보 및 위치정보를 송수신하며, 고객의 요청여부에 따라 상기 충전모듈의 충전상태와 상기 전기자동차의 충전정보를 이용하여 충전 스케쥴 조정 및 과금을 진행하는 관리서버;를 포함하고,
    상기 관리서버는, 고객의 충전이 요청된 복수의 전기자동차의 충전 요구량을 기초로 충전 시간을 산출하여 충전이 먼저 완료될 수 있는 차량을 기준으로 충전 스케줄을 조정하고,
    상기 관리서버는, 해당 전기자동차로의 이동시간을 고려하여 충전 스케쥴을 조정하는 구성을 특징으로 하는 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전모듈은,
    상기 관리서버와 통신을 하는 레이더 및 안테나와 GPS를 구비하는 통신부;
    상기 전기자동차를 유선으로 충전하는 케이블과 무선으로 충전하는 패드를 구비하여 유무선 충전이 가능한 충전부; 및
    하부면에 복수의 모터를 구비하고 상기 모터를 제어하는 제어모듈을 구비하는 제어부;를 더 포함하는 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전모듈은,
    상기 관리서버에서 고객의 충전 요청이 접수되면 상기 고객의 전기자동차의 위치정보 및 충전상태를 확인하여 이동 및 충전을 진행하는 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 충전모듈은,
    상기 관리서버에서 설정된 충전 스케쥴에 따라 이동하며 상기 전기자동차의 충전을 진행하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전모듈은,
    상기 전기자동차의 충전 시작 시간과 종료 시간 및 배터리 충전량을 상기 관리서버에 전송하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서
    상기 관리서버는,
    상기 충전모듈로부터 전송된 충전 정보를 이용하여 해당 전기자동차의 고객에게 과금을 진행하고 상기 충전모듈로 기 설정된 충전스케줄에 대응되는 전기자동차의 충전을 지시하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 시스템.
  8. 고객의 충전 요청이 접수되면 관리서버에서 상기 고객의 전기자동차의 위치정보 및 충전상태를 확인하여 충전 스케쥴을 조정하고 충전모듈로 충전을 지시하는 단계;
    상기 충전모듈은 상기 전기자동차가 주차된 영역으로 이동하여 유선 또는 무선으로 상기 전기자동차를 충전하며 상기 전기자동차의 충전정보를 상기 관리서버에 전송하는 단계; 및
    상기 관리서버는 상기 전기자동차의 충전 시작시간과 종료시간을 확인하고 상기 고객의 결제정보를 참조하여 과금을 진행하는 단계;를 포함하고,
    상기 충전 스케쥴을 조정하는 과정은,
    상기 관리서버가 고객의 충전이 요청된 복수의 전기자동차의 충전 요구량을 기초로 충전 시간을 산출하여 충전이 먼저 완료될 수 있는 차량을 기준으로 충전 스케줄을 조정하고,
    상기 관리서버가 해당 전기자동차로의 이동시간을 고려하여 충전 스케쥴을 조정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주차 위치정보를 이용한 무인 충전 방법.
  9. 삭제
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